JP3340489B2 - 光情報記録再生装置の光学系及び色収差補正素子 - Google Patents
光情報記録再生装置の光学系及び色収差補正素子Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、光ディスク等の媒体
に情報を記録、再生する光情報記録再生装置の光学系、
および、この光学系に設けられる色収差補正素子に関す
る。
に情報を記録、再生する光情報記録再生装置の光学系、
および、この光学系に設けられる色収差補正素子に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、光ディスク用の対物レンズには、
軽量化のために両面非球面の単レンズが使われるように
なっている。しかし、非球面単レンズでは色収差の補正
はできない。
軽量化のために両面非球面の単レンズが使われるように
なっている。しかし、非球面単レンズでは色収差の補正
はできない。
【０００３】一方、光ディスク装置の光源として用いら
れている半導体レーザーは、出力パワーの変化、あるい
は温度の変化により発光波長がシフトするため、対物レ
ンズ等のレンズの色収差が補正されていない場合には、
光束の集光位置が波長のシフトにより変化し、情報の読
取、書込みに誤りを生じる可能性がある。
れている半導体レーザーは、出力パワーの変化、あるい
は温度の変化により発光波長がシフトするため、対物レ
ンズ等のレンズの色収差が補正されていない場合には、
光束の集光位置が波長のシフトにより変化し、情報の読
取、書込みに誤りを生じる可能性がある。
【０００４】この問題を解決するため、本発明者らは、
ガラスレンズを２枚、あるいは３枚貼り合わせた色収差
補正素子を発明した(特開平3-155514号公報、特開平3-1
55515公報参照)。この色収差補正素子を非球面単レンズ
と組み合せて使用することにより、従来の色収差が補正
されたレンズより少ない枚数で波長変動による影響を受
けないレンズを提供できた。
ガラスレンズを２枚、あるいは３枚貼り合わせた色収差
補正素子を発明した(特開平3-155514号公報、特開平3-1
55515公報参照)。この色収差補正素子を非球面単レンズ
と組み合せて使用することにより、従来の色収差が補正
されたレンズより少ない枚数で波長変動による影響を受
けないレンズを提供できた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
公報に開示される手段による場合、色収差を補正するた
めに対物レンズが本来持つべき収束作用には直接関与し
ない素子を設ける必要がある。したがって、色収差を補
正した光学系は、これを補正していない光学系よりも重
量、部品点数が共に増加するという問題がある。
公報に開示される手段による場合、色収差を補正するた
めに対物レンズが本来持つべき収束作用には直接関与し
ない素子を設ける必要がある。したがって、色収差を補
正した光学系は、これを補正していない光学系よりも重
量、部品点数が共に増加するという問題がある。
【０００６】
【発明の目的】この発明は、上述した従来技術の課題に
鑑みてなされたものであり、光学系中に設けられる光学
素子の数を、色収差が補正されていない場合と比較して
増やすことなく、色収差が良好に補正された光情報記録
再生装置の光学系を提供することを目的とし、かつ、こ
の光学系に用いられる色収差補正光学素子の提供を目的
とする。
鑑みてなされたものであり、光学系中に設けられる光学
素子の数を、色収差が補正されていない場合と比較して
増やすことなく、色収差が良好に補正された光情報記録
再生装置の光学系を提供することを目的とし、かつ、こ
の光学系に用いられる色収差補正光学素子の提供を目的
とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明にかかる光情報
記録再生装置の光学系は、上記の目的を達成させるた
め、光源と、前記光源から発する光束を光記録媒体上に
収束させる対物レンズと、前記光記録媒体からの反射光
を入射光束の光路から分離するビームスプリッターとを
備え、前記ビームスプリッターは、少なくとも前記対物
レンズで発生する色収差を相殺する色収差を発生させる
面を有し、前記ビームスプリッターは、光束分離面によ
り接合された２以上のプリズムを有し、該プリズムの少
なくとも１つの光束通過面に、光軸を中心とする同心円
状の輪帯が巨視的には凹面形状を呈するよう階段状に形
成され、該階段状の面が前記色収差を発生させる面であ
ることを特徴とする。また、この発明にかかる光情報記
録再生装置の光学系は、光源と、前記光源から発する光
束を光記録媒体側へ偏向する光路偏向素子と、偏向され
た光束を前記光記録媒体上に収束させる対物レンズと、
前記光記録媒体からの反射光を入射光束の光路から分離
するビームスプリッターとを少なくとも備え、前記光路
偏向素子は、少なくとも前記対物レンズで発生する色収
差を相殺する色収差を発生させる面を有することを特徴
とする。また、この発明の色収差補正素子は、光束分離
面で接合された少なくとも２つのプリズムと、該プリズ
ムの少なくとも１つに貼り合わされたレンズとを有し、
前記プリズムと前記レンズとの貼合わせ面が色収差を発
生させる面であることを特徴とする。また、この発明の
色収差補正素子は、少なくとも１つのプリズムを有し、
該プリズムの少なくとも１つの光束通過面に、光軸を中
心とする同心円状の輪帯が巨視的には凹面形状を呈する
よう階段状に形成され、該階段状の面により色収差を発
生させることを特徴とする。
記録再生装置の光学系は、上記の目的を達成させるた
め、光源と、前記光源から発する光束を光記録媒体上に
収束させる対物レンズと、前記光記録媒体からの反射光
を入射光束の光路から分離するビームスプリッターとを
備え、前記ビームスプリッターは、少なくとも前記対物
レンズで発生する色収差を相殺する色収差を発生させる
面を有し、前記ビームスプリッターは、光束分離面によ
り接合された２以上のプリズムを有し、該プリズムの少
なくとも１つの光束通過面に、光軸を中心とする同心円
状の輪帯が巨視的には凹面形状を呈するよう階段状に形
成され、該階段状の面が前記色収差を発生させる面であ
ることを特徴とする。また、この発明にかかる光情報記
録再生装置の光学系は、光源と、前記光源から発する光
束を光記録媒体側へ偏向する光路偏向素子と、偏向され
た光束を前記光記録媒体上に収束させる対物レンズと、
前記光記録媒体からの反射光を入射光束の光路から分離
するビームスプリッターとを少なくとも備え、前記光路
偏向素子は、少なくとも前記対物レンズで発生する色収
差を相殺する色収差を発生させる面を有することを特徴
とする。また、この発明の色収差補正素子は、光束分離
面で接合された少なくとも２つのプリズムと、該プリズ
ムの少なくとも１つに貼り合わされたレンズとを有し、
前記プリズムと前記レンズとの貼合わせ面が色収差を発
生させる面であることを特徴とする。また、この発明の
色収差補正素子は、少なくとも１つのプリズムを有し、
該プリズムの少なくとも１つの光束通過面に、光軸を中
心とする同心円状の輪帯が巨視的には凹面形状を呈する
よう階段状に形成され、該階段状の面により色収差を発
生させることを特徴とする。
【０００８】
【実施例】以下、この発明にかかる光情報記録再生装置
の光学系、及び色収差補正素子の実施例を説明する。
の光学系、及び色収差補正素子の実施例を説明する。
【０００９】
【実施例１】図１は、実施例１の光情報記録再生装置の
光学系を示す。光源である半導体レーザー１０から発し
た発散光は、コリメートレンズ２０により平行光束とさ
れ、ビームスプリッター３０を透過して対物レンズ４０
により光ディスク５０上に収束される。光ディスク５０
からの反射光は、再びビームスプリッター３０に入射
し、その一部は反射されてコンデンサーレンズ６０を介
して受光素子７０上に集光される。受光素子７０から
は、受光した反射光に応じて、光ディスクに記録された
情報、あるいはトラッキングエラー、フォーカシングエ
ラー等の信号が出力される。
光学系を示す。光源である半導体レーザー１０から発し
た発散光は、コリメートレンズ２０により平行光束とさ
れ、ビームスプリッター３０を透過して対物レンズ４０
により光ディスク５０上に収束される。光ディスク５０
からの反射光は、再びビームスプリッター３０に入射
し、その一部は反射されてコンデンサーレンズ６０を介
して受光素子７０上に集光される。受光素子７０から
は、受光した反射光に応じて、光ディスクに記録された
情報、あるいはトラッキングエラー、フォーカシングエ
ラー等の信号が出力される。
【００１０】ビームスプリッター３０は、光束分離面３
０ａにより接合された２つのプリズム３１，３２と、対
物レンズ４０側のプリズム３２に貼り合わされた凹平レ
ンズ３３とから構成される。プリズム３２とレンズ３３
とには、例えば表１に示すように、ほぼ屈折率が等しく
アッベ数の異なる材料を用いている。これにより、ほぼ
パワーを持たない貼合わせ面により、少なくとも対物レ
ンズ４０で発生する色収差を相殺する色収差を発生させ
ることができる。
０ａにより接合された２つのプリズム３１，３２と、対
物レンズ４０側のプリズム３２に貼り合わされた凹平レ
ンズ３３とから構成される。プリズム３２とレンズ３３
とには、例えば表１に示すように、ほぼ屈折率が等しく
アッベ数の異なる材料を用いている。これにより、ほぼ
パワーを持たない貼合わせ面により、少なくとも対物レ
ンズ４０で発生する色収差を相殺する色収差を発生させ
ることができる。
【００１１】
【表１】 材料名 ｎA' ｎd νd プリズム３２ ＹＧＨ５１ 1.74566 1.75500 52.33 レンズ３３ ＴＩＨ１４ 1.74475 1.76182 26.5 (材料名は株式会社オハラの商品名である)
【００１２】なお、プリズム側に凹面を形成して分散の
大きな材料を用い、レンズ側を平凸レンズとして分散の
小さな材料を用いても同様の色収差補正効果を持たせる
ことができる。
大きな材料を用い、レンズ側を平凸レンズとして分散の
小さな材料を用いても同様の色収差補正効果を持たせる
ことができる。
【００１３】上記の構成によれば、色収差が補正されて
いない場合と比較し、ビームスプリッター３０の形状が
変更になるのみで、新たな素子を設けることなく色収差
が補正された光学系を提供することができる。
いない場合と比較し、ビームスプリッター３０の形状が
変更になるのみで、新たな素子を設けることなく色収差
が補正された光学系を提供することができる。
【００１４】実施例１では、プリズム３２の一面を凸面
とするよう構成しているが、これを平面とし、平凸レン
ズと凸平レンズとを組み合せて色収差補正素子を構成
し、これをビームスプリッター３０に貼り付ける構成と
してもよい。
とするよう構成しているが、これを平面とし、平凸レン
ズと凸平レンズとを組み合せて色収差補正素子を構成
し、これをビームスプリッター３０に貼り付ける構成と
してもよい。
【００１５】図２は、実施例１の変形例を示す。この例
では、半導体レーザー１０から光ディスク５０の面と平
行に発してコリメートレンズ２０、ビームスプリッター
３０を透過したレーザー光を、光路偏向部材としてのミ
ラー９０で光ディスク５０側へ反射させ、対物レンズ４
０で収束させる構成を採用している。図２に示したビー
ムスプリッター３０は、プリズム３１、３２'と、凸平
レンズ３３'とから構成される。
では、半導体レーザー１０から光ディスク５０の面と平
行に発してコリメートレンズ２０、ビームスプリッター
３０を透過したレーザー光を、光路偏向部材としてのミ
ラー９０で光ディスク５０側へ反射させ、対物レンズ４
０で収束させる構成を採用している。図２に示したビー
ムスプリッター３０は、プリズム３１、３２'と、凸平
レンズ３３'とから構成される。
【００１６】
【実施例２】図３は、この発明の実施例２にかかる光情
報記録再生装置の光学系を示す。この例では、ビームス
プリッター３０が光束分離面３０ａで接合された２つの
プリズム３１、３４から構成され、一方のプリズム３４
の１つの光束通過面３４ａに、光軸に対して垂直な平面
が光軸に対して同心円状の輪帯として巨視的には凹面形
状を呈するよう階段状に形成されている。
報記録再生装置の光学系を示す。この例では、ビームス
プリッター３０が光束分離面３０ａで接合された２つの
プリズム３１、３４から構成され、一方のプリズム３４
の１つの光束通過面３４ａに、光軸に対して垂直な平面
が光軸に対して同心円状の輪帯として巨視的には凹面形
状を呈するよう階段状に形成されている。
【００１７】輪帯状の平面の光軸方向のピッチＰは、プ
リズム３４の屈折率をｎ、波面を変化させない、すなわ
ち色収差を発生させない基準波長をλとして、以下の式
で表される。
リズム３４の屈折率をｎ、波面を変化させない、すなわ
ち色収差を発生させない基準波長をλとして、以下の式
で表される。
【００１８】
【数１】Ｐ＝λ／（ｎ−１）
【００１９】階段状に形成された面３４ａは、回折格子
として機能し、入射光が基準波長に等しい場合には波面
に変化を与えずに透過させ、入射光の波長が基準波長と
は異なる波長となったときに、所定の色収差を発生さ
せ、対物レンズ４０で発生する色収差を相殺することが
できる。
として機能し、入射光が基準波長に等しい場合には波面
に変化を与えずに透過させ、入射光の波長が基準波長と
は異なる波長となったときに、所定の色収差を発生さ
せ、対物レンズ４０で発生する色収差を相殺することが
できる。
【００２０】
【実施例３】図４及び図５は、この発明の実施例３にか
かる光情報記録再生装置の光学系を示す。この例では、
半導体レーザー１０から発してコリメートレンズ２０を
透過した光束が、ビーム整形効果を有するビームスプリ
ッター８０を透過し、ミラー９０で反射され、対物レン
ズ４０を介して光ディスク５０上に収束する。
かる光情報記録再生装置の光学系を示す。この例では、
半導体レーザー１０から発してコリメートレンズ２０を
透過した光束が、ビーム整形効果を有するビームスプリ
ッター８０を透過し、ミラー９０で反射され、対物レン
ズ４０を介して光ディスク５０上に収束する。
【００２１】ビームスプリッター８０は、光束分離面８
０ａで接合された２つのプリズム８１、８２と、プリズ
ム８２に接合された凸平レンズ８３とから構成される。
これらのプリズム、レンズの材料は以下の表２に示され
るとおりである。
０ａで接合された２つのプリズム８１、８２と、プリズ
ム８２に接合された凸平レンズ８３とから構成される。
これらのプリズム、レンズの材料は以下の表２に示され
るとおりである。
【００２２】
【表２】 材料名 ｎA' ｎd νd プリズム８１ ＬＡＭ５４ 1.74688 1.75700 47.82 プリズム８２ ＴＩＨ１４ 1.74475 1.76182 26.5 レンズ８３ ＹＧＨ５１ 1.74566 1.75500 52.33
【００２３】プリズム８１、８２に屈折率がほぼ等しく
分散の異なる材料を用いたため、貼合わせ面８０ａでの
光路の屈曲が少なく、ビームスプリッター８０を大きく
することなしにビーム整形効果、色収差補正効果を発揮
させることができる。
分散の異なる材料を用いたため、貼合わせ面８０ａでの
光路の屈曲が少なく、ビームスプリッター８０を大きく
することなしにビーム整形効果、色収差補正効果を発揮
させることができる。
【００２４】なお、光ディスク５０で反射された後、ビ
ームスプリッター８０で分離された光束は、図１に示し
た例と同様、図示せぬコンデンサーレンズを介して受光
素子７０上に集光される。
ームスプリッター８０で分離された光束は、図１に示し
た例と同様、図示せぬコンデンサーレンズを介して受光
素子７０上に集光される。
【００２５】
【実施例４】図６は、この発明の実施例４にかかる光情
報記録再生装置の光学系を示す。この例では、半導体レ
ーザー１０から発してコリメートレンズ２０、ビームス
プリッター３０を透過した光束を光ディスク５０側へ偏
向する光路偏向素子９０に、色収差補正効果を持たせて
いる。
報記録再生装置の光学系を示す。この例では、半導体レ
ーザー１０から発してコリメートレンズ２０、ビームス
プリッター３０を透過した光束を光ディスク５０側へ偏
向する光路偏向素子９０に、色収差補正効果を持たせて
いる。
【００２６】光路偏向素子９０は、ミラー面９１ａで貼
り合わされた２つのプリズム９１、９２と、プリズム９
２に貼り合わされた凹平レンズ９３とから構成される。
プリズム９２とレンズ９３とに屈折率がほぼ等しく分散
の異なる材料を用いることにより、対物レンズ４０で発
生する色収差を補正する効果を発揮させることができ
る。なお、光路変更素子９０の色収差補正面は、この実
施例のように対物レンズ側に設けてもよいし、反対にコ
リメートレンズ側に設けてもよい。
り合わされた２つのプリズム９１、９２と、プリズム９
２に貼り合わされた凹平レンズ９３とから構成される。
プリズム９２とレンズ９３とに屈折率がほぼ等しく分散
の異なる材料を用いることにより、対物レンズ４０で発
生する色収差を補正する効果を発揮させることができ
る。なお、光路変更素子９０の色収差補正面は、この実
施例のように対物レンズ側に設けてもよいし、反対にコ
リメートレンズ側に設けてもよい。
【００２７】光ディスク５０で反射された後、ビームス
プリッター３０で反射された光束は、図示せぬコンデン
サーレンズを介して受光素子上に集光される。
プリッター３０で反射された光束は、図示せぬコンデン
サーレンズを介して受光素子上に集光される。
【００２８】
【実施例５】図７は、実施例５にかかる光情報記録再生
装置の光学系を示す。この例では、光路偏向部材として
設けられたプリズム９４の光透過面９４ａに、光軸を中
心とする同心円状の輪帯が巨視的には凹面形状を呈する
よう階段状に形成され、この階段状の面が対物レンズ４
０の色収差を補正する効果を発揮する。
装置の光学系を示す。この例では、光路偏向部材として
設けられたプリズム９４の光透過面９４ａに、光軸を中
心とする同心円状の輪帯が巨視的には凹面形状を呈する
よう階段状に形成され、この階段状の面が対物レンズ４
０の色収差を補正する効果を発揮する。
【００２９】輪帯のピッチ等は実施例２において説明し
たのと同様である。なお、図７においては、コリメート
レンズ２０とプリズム９４との間に設けられるビースプ
リッター、及びコンデンサーレンズ、受光素子について
は図示を省略している。
たのと同様である。なお、図７においては、コリメート
レンズ２０とプリズム９４との間に設けられるビースプ
リッター、及びコンデンサーレンズ、受光素子について
は図示を省略している。
【００３０】実施例５においても、プリズム９４の階段
状の面は、対物レンズ側に設けてもよいし、反対にコリ
メートレンズ側に設けてもよい。
状の面は、対物レンズ側に設けてもよいし、反対にコリ
メートレンズ側に設けてもよい。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、ビームスプリッター、あるいは光路偏向素子に色収
差発生効果を持たせることにより、光学系を構成する素
子数を増やすことなく、色収差の補正された光学系を提
供することができる。
ば、ビームスプリッター、あるいは光路偏向素子に色収
差発生効果を持たせることにより、光学系を構成する素
子数を増やすことなく、色収差の補正された光学系を提
供することができる。
【図１】 実施例１にかかる光情報記録再生装置の光学
系を示す説明図である。
系を示す説明図である。
【図２】 実施例１の変形例を示す光学系の説明図であ
る。
る。
【図３】 実施例２にかかる光情報記録再生装置の光学
系を示す説明図である。
系を示す説明図である。
【図４】 実施例３にかかる光情報記録再生装置の光学
系を示す平面図である。
系を示す平面図である。
【図５】 実施例３にかかる光情報記録再生装置の光学
系を示す側面図である。
系を示す側面図である。
【図６】 実施例４にかかる光情報記録再生装置の光学
系を示す説明図である。
系を示す説明図である。
【図７】 実施例５にかかる光情報記録再生装置の光学
系を示す説明図である。
系を示す説明図である。
１０…半導体レーザー ２０…コリメートレンズ ３０、８０…ビームスプリッター ３０ａ、８０ａ…光束分離面 ３１、３２、３４、８１、８２、９１、９２、９４…プ
リズム ３３、３３'、８３、９３…レンズ ３４ａ、９４ａ…光束通過面 ４０…対物レンズ ５０…光ディスク ６０…コンデンサレンズ ７０…受光素子 ９０…光路偏向素子
リズム ３３、３３'、８３、９３…レンズ ３４ａ、９４ａ…光束通過面 ４０…対物レンズ ５０…光ディスク ６０…コンデンサレンズ ７０…受光素子 ９０…光路偏向素子
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G11B 7/09 - 7/22 G02B 5/00 - 5/136
Claims (8)
- 【請求項１】光源と、 前記光源から発する光束を光記録媒体上に収束させる対
物レンズと、 前記光記録媒体からの反射光を入射光束の光路から分離
するビームスプリッターとを備え、 前記ビームスプリッターは、少なくとも前記対物レンズ
で発生する色収差を相殺する色収差を発生させる面を有
し、 前記ビームスプリッターは、光束分離面により接合され
た２以上のプリズムを有し、該プリズムの少なくとも１
つの光束通過面に、光軸を中心とする同心円状の輪帯が
巨視的には凹面形状を呈するよう階段状に形成され、 該階段状の面が前記色収差を発生させる面である ことを
特徴とする光情報記録再生装置の光学系。 - 【請求項２】 光源と、 前記光源から発する光束を光記録媒体側へ偏向する光路
偏向素子と、 偏向された光束を前記光記録媒体上に収束させる対物レ
ンズと、 前記光記録媒体からの反射光を入射光束の光路から分離
するビームスプリッターとを少なくとも備え、 前記光路偏向素子は、少なくとも前記対物レンズで発生
する色収差を相殺する色収差を発生させる面を有するこ
とを特徴とする光情報記録再生装置の光学系。 - 【請求項３】 前記光路偏向部材は、少なくとも１つのプ
リズムと、該プリズムの少なくとも１つに貼り合わされ
たレンズとを有し、前記プリズムと前記レンズとの貼合
わせ面が前記色収差を発生させる面であることを特徴と
する請求項２に記載の光情報記録再生装置の光学系。 - 【請求項４】 前記光路偏向部材は、少なくとも１つのプ
リズムを有し、該プリズムの少なくとも１つの光束通過
面に、光軸を中心とする同心円状の輪帯が巨視的には凹
面形状を呈するよう階段状に形成され、該階段状の面が
前記色収差を発生させる面であることを特徴とする請求
項２に記載の光情報記録再生装置の光学系。 - 【請求項５】 前記同心円状の輪帯は、前記光軸に対して
垂直な平面からなることを特徴とする請求項１又は４に
記載の光情報記録再生装置の光学系。 - 【請求項６】 光束分離面で接合された少なくとも２つの
プリズムと、該プリズムの少なくとも１つに貼り合わさ
れたレンズとを有し、前記プリズムと前記レンズとの貼
合わせ面が色収差を発生させる面であることを特徴とす
る色収差補正素子。 - 【請求項７】 少なくとも１つのプリズムを有し、該プリ
ズムの少なくとも１つの光束通過面に、光軸を中心とす
る同心円状の輪帯が巨視的には凹面形状を呈するよう階
段状に形成され、該階段状の面により色収差を発生させ
ることを特徴とする色収差補正素子。 - 【請求項８】 前記同心円状の輪帯は、前記光軸に対して
垂直な平面からなることを特徴とする請求項７に記載の
色収差補正素子。
Priority Applications (9)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00495893A JP3340489B2 (ja) | 1993-01-14 | 1993-01-14 | 光情報記録再生装置の光学系及び色収差補正素子 |
| US08/091,983 US5629799A (en) | 1992-07-16 | 1993-07-16 | Chromatic aberration correcting element and its application |
| DE4323971A DE4323971C2 (de) | 1992-07-16 | 1993-07-16 | Schreib-/Lesegerät für eine optische Speicherplatte |
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