JP3791778B2 - 光ヘッド装置及び光ヘッド装置の製造方法 - Google Patents

光ヘッド装置及び光ヘッド装置の製造方法 Download PDF

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Description

【０００１】
［技術分野］
本発明は、デジタルビデオディスク、デジタルオーディオディスク、コンピュータ用の光メモリディスクなどの光ディスクの情報記録面に光源からの光束を集光する光ヘッド装置及びその製造方法に関する。
【０００２】
［背景技術］
一般に、光ディスク用の光ヘッド装置において、光ディスクの情報記録面上に回折限界の点像を集光することにより、情報を記録し又は記録された情報を再生するための対物レンズとしては、非球面を用いた単レンズが多く使用されている。
【０００３】
以下に、従来の光ヘッド装置について、図面を参照しながら説明する。
【０００４】
図７は従来の光ヘッド装置を示す概略構成図である。図７に示すように、半導体レーザ１５１から出射した光束は、ビームスプリッタ１５２で光路の向きが変えられ、コリメートレンズ１５３によって略平行光となる。そして、前記レーザ光は、折り曲げミラー１５４により光路の向きがさらに変えられ、対物レンズ１５５によって光ディスク１５６の情報記録面１５７上に集光される。ここで、対物レンズ１５５は、アクチュエータ１６０によって駆動される。光ディスク１５６の情報記録面１５７上に集光された前記レーザ光は、情報記録面１５７に形成された凹凸によって回折を受ける。光ディスク１５６の情報記録面１５７で反射され、回折された前記レーザ光は、対物レンズ１５５を通過し、折り曲げミラー１５４によって光路の向きが変えられ、コリメートレンズ１５３、ビームスプリッタ１５２、及びシリンドリカルレンズ１５８を透過してフォトディテクター１５９上に集光される。そしてフォトディテクター１５９の電気信号により、光ディスク１５６の情報記録面１５７で変調された光量変化が検出され、情報記録面１５７上のデータの読み取りが行われる。
【０００５】
ここで、対物レンズ１５５には製造の際の製造誤差によって波面収差が発生する。この波面収差は、３次球面収差、３次コマ収差、３次非点収差、高次収差の各収差成分に分けて考えることができる。
【０００６】
これらの収差成分の内、３次コマ収差は、対物レンズ１５５のレンズ面の形状を回転対称非球面とすることにより、設計上発生しないようにすることができる。しかしながら、実際には、製造上で生じる、対物レンズ１５５の平行光束側の面である第１面１６１と集光側の面である第２面１６２との間のディセンタ（光軸と垂直方向のずれ量）と、対物レンズ１５５の第１面１６１又は第２面１６２又はその両方の面のティルト（光軸と垂直な面に対する傾き）とが支配的な要因となって３次コマ収差が発生する。これら２つの要因のうち、ティルトに起因して発生する３次コマ収差は、対物レンズ１５５のＮＡ（開口数）の略３乗に比例する。
【０００７】
一般に、レンズを光軸に対して傾けると、３次コマ収差が発生する。従って、その傾ける角度を調整することにより、その際発生する３次コマ収差によって製造誤差による３次コマ収差を打ち消すことができる。このため、光ヘッド装置の対物レンズ１５５は、光ヘッド装置の組立の過程において３次コマ収差を低減するように傾けられている。このような操作を「あおり調整」といい、このときの傾き角度を「あおり調整角度」という。
【０００８】
近年、例えばＤＶＤ（デジタルビデオディスク）やＤＶＤ−ＲＡＭのように記録密度の高密度化が進んでいる。高密度を達成するためには、光ディスク上でいかに小さなスポットを形成するかが問題となるが、そのスポット径はレンズの開口数を大きくすることで小さくできることが知られている。従って、高密度化のためにレンズの開口数が徐々に大きくなっており、ＤＶＤでは０．６となっている。さらなる高密度化のためには、開口数を０．６以上とする必要がある。従来、レンズ設計において、レンズを製造する時の製造誤差、あるいは、光ヘッドへの組立時の組立誤差を考慮して、レンズの第１面と第２面のディセンタが発生しても収差が大きくならないように、かつ、軸外から光が入射しても収差が大きくならないように設計していた。高開口数レンズの要望が高いにも関わらず、未だ製品化に至っていない原因の一つは、レンズ設計において軸上の収差を小さくするだけなら容易であるが、製造公差や組み立て公差を考慮しつつ設計した場合、単レンズで十分な公差を持ったレンズの設計が非常に困難であるということにある。
【０００９】
また、開口数を大きくした場合、ディスクの傾きによって発生する３次コマ収差が大きくなる。現在、ディスクの反りなどにより０．５度程度の傾きが発生する可能性があるが、この大きさの傾きが発生した場合の３次コマ収差は、開口数０．６、焦点距離３．０ｍｍの光学系では、７０ｍλ程度発生する。スポットが十分小さく、かつＤＶＤのシステムにおいて再生可能なスポットであるためには３次コマ収差は７０ｍλ以下であることが要求される。従って、ディスクの傾きによって発生する上記の３次コマ収差と、製造誤差、組立誤差等により発生する３次コマ収差と考慮すると、このシステムではデータの記録再生は不可能となる。
【００１０】
上記のような設計手法で開口数が０．６より大きなレンズを設計した場合、一般にディセンタによる収差と軸外光による収差は反比例の関係にあるため、満足した設計ができない。つまり、製造あるいは組立が非常に困難なレンズとなってしまう。また、ディスクの反りなどに起因する傾きがあると、３次コマ収差が大量に発生し、記録再生できないシステムとなる。
【００１１】
［発明の開示］
本発明は、従来技術における前記問題を解決するためになされたものであり、高開口数の対物レンズを備えながら、製造および組立が容易で、ディスクの傾きにより発生する性能劣化を補正することが可能な光ヘッド装置を提供することを目的とする。また、本発明は、上記光ヘッド装置を製造するための製造方法を提供することを目的とする。
【００１２】
前記目的を達成するため本発明は以下の構成とする。
【００１３】
本発明の第１の構成にかかる光ヘッド装置は、光源と、光源から出射された光束を略平行光束に変換するコリメート光学系と、略平行光束を光ディスクの情報記録面上に集光する対物レンズと、光ディスクの情報記録面で変調された光束を分離する光束分離手段と、光ディスクの情報記録面で変調された光束を受光する受光手段とを備えた光ヘッド装置であって、対物レンズは、光ディスクが０．５度傾いた場合に発生する３次コマ収差をＤＣ（ｍλ：符号は負とする）、対物レンズが０．５度傾いた場合に発生する３次コマ収差をＬＣ（ｍλ：符号は正とする）としたとき、ＤＣ／ＬＣ＞−０．９を満足し、光ディスクの傾き量に応じて対物レンズを傾けるアクチュエータに搭載されていることを特徴とする。
【００１４】
かかる第１の構成によれば、光ディスクの傾きによって発生する３次コマ収差を、対物レンズをわずかに傾けるだけで補正することができる。また、補正のための対物レンズの傾き量はわずかであるため、対物レンズの傾き量に応じて発生する非点収差の発生量が小さくて済む。従って、補正後の残存収差は良好となる。また、対物レンズは、アクチュエータに搭載されて、光ディスクの傾き量に応じて傾けられるために、光ディスクが反りなどを有していてもそれに起因する収差の発生を抑えることが可能な光学系を構成できる。また、振動などにより対物レンズが予期せず傾いた場合の収差特性の悪化も抑えることができる。以上により、良好な記録及び／又は再生が可能になる。特に、対物レンズは、ＤＣ／ＬＣ＞−０．８を満足することが好ましい。
【００１６】
また、上記の第１の光ヘッド装置において、対物レンズは、開口数が０．６２以上であることが好ましい。かかる構成によれば、光ディスク上での光線のスポット径を小さくできるので、光ディスクの高密度記録化が実現できる。
【００１７】
また、上記の第１の光ヘッド装置において、対物レンズは、ＤＣ＋ＬＣが１０ｍλ以上４０ｍλ以下を満足することが好ましい。ＤＣ＋ＬＣを１０ｍλ以上とすることで、光ディスクの傾きによって発生する３次コマ収差を、対物レンズをわずかに傾けるだけで補正することができる。また、補正のための対物レンズの傾き量はわずかであるため、対物レンズの傾き量に応じて発生する非点収差の発生量が小さくて済む。従って、補正後の残存収差は良好となる。更に、ＤＣ＋ＬＣを４０ｍλ以下とすることで、振動などにより対物レンズが予期せず傾いた場合の収差特性の悪化を抑えることができる。以上により、良好な記録及び／又は再生が可能になる。
【００１８】
本発明の第２の構成にかかる光ヘッド装置は、光源と、光源から出射された光束を略平行光束に変換するコリメート光学系と、略平行光束を光ディスクの情報記録面上に集光する対物レンズと、光ディスクの情報記録面で変調された光束を分離する光束分離手段と、光ディスクの情報記録面で変調された光束を受光する受光手段とを備えた光ヘッド装置であって、対物レンズは、開口数が０．６２以上０．６６以下、光ディスクが０．５度傾いた場合に発生する３次コマ収差をＤＣ（ｍλ：符号は負とする）、対物レンズが０．５度傾いた場合に発生する３次コマ収差をＬＣ（ｍλ：符号は正とする）としたとき、ＤＣ＋ＬＣが１０ｍλ以上であり、光ディスクの傾き量に応じて対物レンズを傾けるアクチュエータに搭載されており、光ディスクが傾いたときに発生する３次コマ収差を、対物レンズを傾けてそのときに発生する３次コマ収差でキャンセルする光学系で用いられ、光ディスクの傾き角度をＸ（度）、光ディスクがＸ（度）傾いたときに発生する３次コマ収差を対物レンズを傾けることでキャンセルした後に残存する非点収差をＹ（ｍλ）とし、Ｘ及びＹとの関係をＹ＝ ａＸ2＋ｂＸ＋ｃで近似したときの係数ａが３０以上３５以下であることを特徴とする。
【００１９】
かかる第２の構成によれば、現行ＤＶＤシステムでの記録及び／又は再生において、光ディスクの傾きによって発生する３次コマ収差を、対物レンズをわずかに傾けるだけで補正することができる。また、補正のための対物レンズの傾き量はわずかであるため、対物レンズの傾き量に応じて発生する非点収差の発生量が小さくて済む。従って、補正後の残存収差は良好となる。また、対物レンズは、アクチュエータに搭載されて、光ディスクの傾き量に応じて傾けられるために、光ディスクが反りなどを有していてもそれに起因する収差の発生を抑えることが可能な光学系を構成できる。また、振動などにより対物レンズが予期せず傾いた場合の収差特性の悪化も抑えることができる。以上により、良好な記録及び／又は再生が可能になる。
【００２４】
また、本発明の第３の構成にかかる光ヘッド装置は、光源と、光源から出射された光束を略平行光束に変換するコリメート光学系と、略平行光束を光ディスクの情報記録面上に集光する対物レンズと、光ディスクの情報記録面で変調された光束を分離する光束分離手段と、光ディスクの情報記録面で変調された光束を受光する受光手段とを備えた光ヘッド装置であって、対物レンズは、３次コマ収差を低減するようにあおり調整されており、光ディスクが０．５度傾いた場合に発生する３次コマ収差をＤＣ（ｍλ：符号は負とする）、対物レンズが０．５度傾いた場合に発生する３次コマ収差をＬＣ（ｍλ：符号は正とする）としたとき、ＤＣ／ＬＣ＞−０．９を満足することを特徴とする。
【００２５】
更に、本発明の第４の構成にかかる光ヘッド装置は、光源と、光源から出射された光束を略平行光束に変換するコリメート光学系と、略平行光束を厚さ約０．６ｍｍの光ディスクの情報記録面上に集光する対物レンズと、光ディスクの情報記録面で変調された光束を分離する光束分離手段と、光ディスクの情報記録面で変調された光束を受光する受光手段とを備えた光ヘッド装置であって、対物レンズは、開口数が０．６２以上０．６６以下で、３次コマ収差を低減するようにあおり調整されており、光ディスクが０．５度傾いた場合に発生する３次コマ収差をＤＣ（ｍλ：符号は負とする）、対物レンズが０．５度傾いた場合に発生する３次コマ収差をＬＣ（ｍλ：符号は正とする）としたとき、ＤＣ＋ＬＣが１０ｍλ以上であり、光ディスクの傾き角度をＸ（度）、光ディスクがＸ（度）傾いたときに発生する３次コマ収差を対物レンズを傾けることでキャンセルした後に残存する非点収差をＹ（ｍλ）とし、Ｘ及びＹとの関係をＹ＝ａＸ2＋ｂＸ＋ｃで近似したときの係数ａが３０以上３５以下であることを特徴とする。
【００２６】
かかる第３及び第４の光ヘッド装置によれば、対物レンズは３次コマ収差を低減するようにあおり調整されているので、レンズ製造時や光ヘッド装置の組み立て時の誤差による３次コマ収差が低減される。よって製造誤差や組み立て誤差の許容範囲が緩和され、安価な光ヘッド装置を得ることができる。
【００２７】
また、光ディスクの傾きによって発生する３次コマ収差を、対物レンズをわずかに傾けるだけで補正することができる。しかも、補正のための対物レンズの傾き量はわずかであるため、対物レンズの傾き量に応じて発生する非点収差の発生量が小さくて済む。従って、補正後の残存収差は良好となり、良好な記録及び／又は再生が可能になる。
【００２８】
次に、本発明の第１の光ヘッド装置の製造方法は、光源と、光源から出射された光束を略平行光束に変換するコリメート光学系と、略平行光束を光ディスクの情報記録面上に集光する対物レンズと、光ディスクの情報記録面で変調された光束を分離する光束分離手段と、光ディスクの情報記録面で変調された光束を受光する受光手段とを備えた光ヘッド装置の製造方法であって、対物レンズが、光ディスクが０．５度傾いた場合に発生する３次コマ収差をＤＣ（ｍλ：符号は負とする）、対物レンズが０．５度傾いた場合に発生する３次コマ収差をＬＣ（ｍλ：符号は正とする）としたとき、ＤＣ／ＬＣ＞−０．９を満足し、光ディスクの傾き量に応じて対物レンズを傾けるアクチュエータに搭載されており、光源とコリメート光学系とを配置した後、対物レンズからの光束の波面のコマ収差が小さくなるように対物レンズを傾けて（即ち、あおり調整をして）対物レンズを設置することを特徴とする。
【００２９】
また、本発明の第２の光ヘッド装置の製造方法は、光源と、光源から出射された光束を略平行光束に変換するコリメート光学系と、略平行光束を光ディスクの情報記録面上に集光する対物レンズと、光ディスクの情報記録面で変調された光束を分離する光束分離手段と、光ディスクの情報記録面で変調された光束を受光する受光手段とを備えた光ヘッド装置の製造方法であって、対物レンズが、開口数が０．６２以上０．６６以下で、３次コマ収差を低減するようにあおり調整されており、光ディスクが０．５度傾いた場合に発生する３次コマ収差をＤＣ（ｍλ：符号は負とする）、対物レンズが０．５度傾いた場合に発生する３次コマ収差をＬＣ（ｍλ：符号は正とする）としたとき、ＤＣ＋ＬＣが１０ｍλ以上であり、光ディスクの傾き角度をＸ（度）、光ディスクがＸ（度）傾いたときに発生する３次コマ収差を対物レンズを傾けることでキャンセルした後に残存する非点収差をＹ（ｍλ）とし、Ｘ及びＹとの関係をＹ＝ａＸ 2 ＋ｂＸ＋ｃで近似したときの係数ａが３０以上３５以下であり、光源とコリメート光学系とを配置した後、対物レンズからの光束の波面のコマ収差が小さくなるように対物レンズを傾けて（即ち、あおり調整をして）対物レンズを設置することを特徴とする。
【００３０】
かかる第１及び第２の光ヘッド装置の製造方法によれば、あおり調整をして対物レンズを設置するので、レンズ製造時や光ヘッド装置の組み立て時の誤差による３次コマ収差が低減できる。よって製造誤差や組み立て時の誤差の許容範囲が緩和され、安価な光ヘッド装置を得ることができる。
【００３２】
以上により、安価で良好な記録及び／又は再生が可能な光ヘッド装置が得られる。
【００３３】
［発明を実施するための最良の形態］
以下に、実施の形態を用いて本発明をさらに具体的に説明する。
【００３４】
（実施の形態１）
図１は本発明の一実施の形態における対物レンズによる集光状態を示す図である。図１に示すように、平行光束６は、対物レンズ１に光源側の面である第１面３から入射し、ディスク側の面である第２面４から出射した後、光ディスク２の基板を通って情報記録面５上に集光される。
【００３５】
本発明の具体的な数値例を以下に示す。なお、対物レンズの第１面は光源側の面、第２面はディスク側（集光側）の面とする。また、光ディスクは平行平板とする。さらに、設計波長を６５５ｎｍとし、光ディスク基板の屈折率は１．５６とする。また、各種記号を以下のように定義する。
【００３６】
ｆ：対物レンズの焦点距離（ｍｍ）
Ｒ1：対物レンズの第１面の曲率半径（ｍｍ）
Ｒ2：対物レンズの第２面の曲率半径（ｍｍ）
ｄ：対物レンズの厚み（ｍｍ）
ｎ：対物レンズの屈折率
ｔ：光ディスクの基板の厚み（ｍｍ）
ＮＡ：光ディスクを通して集光するときの対物レンズの開口数
【００３７】
また、光ディスク用対物レンズ１の非球面形状は、下記式（１）によって与えられる。
【００３８】
【数１】
Figure 0003791778
【００３９】
ここで、
ｈ：光軸からの高さ（ｈ＝（ｘ2＋ｙ2）1/2）
ｃj：第ｊ面のレンズ面頂点の曲率（ｃj＝１／Ｒj、Ｒjは曲率半径）
ｋj：第ｊ面の円錐定数
Ａj,i：第ｊ面のｉ次の非球面係数
である。
【００４０】
また、対物レンズの各性能を表すパラメータを以下のように定義する。
【００４１】
Ｗ０：軸上波面収差の最小二乗誤差（単位はｍλ（ｍλは波長λの１０００分の１の単位））
ＤＣ：光ディスクが０．５度傾いた場合に発生する３次コマ収差（ｍλ、符号は負とする）
ＬＣ：対物レンズが０．５度傾いた場合に発生する３次コマ収差（ｍλ、符号は正とする）
ＴＨ：光ディスクが０．５度傾いた場合に発生する３次コマ収差をキャンセルできる対物レンズの傾き角度（度）
【００４２】
以下に、具体的な数値例を示す。
【００４３】
ｆ＝３．０５
Ｒ1＝２．００３００
Ｒ2＝−１５．３３０１５
ｄ＝１．６９２
ｎ＝１．６０２９７
ｔ＝０．６
ＮＡ＝０．６５
ｋ1＝−６．７６５６６３×１０-1
Ａ1,4＝２．５２７６４２×１０-3
Ａ1,6＝１．５２５０７５×１０-4
Ａ1,8＝−２．５０２３０８×１０-5
Ａ1,10＝−６．６９９１２３×１０-6
ｋ2＝−６．７０７９２１×１０+1
Ａ2,4＝５．３８５５７７×１０-3
Ａ2,6＝−１．８１８６４１×１０-3
Ａ2,8＝２．９９０８９７×１０-4
Ａ2,10＝−２．０６４７６２×１０-5
Ｗ０＝３．４
ＤＣ＝−６６．８
ＬＣ＝８５．７
ＴＨ＝０．３９
【００４４】
本対物レンズの収差図を図２、図３に示す。
【００４５】
図２は、画角比を変えたときの対物レンズの横収差を示している。画角比１．０は０．５度の軸外光が入射した状態に、また、画角比０は軸上光が入射した状態にそれぞれ該当する。図中、ＤＹはＹ軸方向の横収差、ＤＸはＸ軸方向の横収差をそれぞれ示す。
【００４６】
また、図３において、ＳＡは球面収差、ＯＳＣは正弦条件を示す。また、ＡＳは非点収差を示し、Ｔはタンジェンシャル方向、Ｓはサジタル方向を意味する。また、ＤＩＳＴはディストーション（像面湾曲）を示す。
【００４７】
本数値例の対物レンズは、軸上波面収差Ｗ０が３．４ｍλと低く抑えられている。従って、スポットの中心近傍における劣化は少ない。その結果、光ディスクの情報媒体面上に記録された信号を検出するとき隣接した信号からのクロストークを低減することができる。
【００４８】
また、光ディスクが０．５度傾いた場合に発生する３次コマ収差ＤＣは−６６．８ｍλ、対物レンズが０．５度傾いた場合に発生する３次コマ収差ＬＣは８５．７ｍλとなっており、ＤＣ／ＬＣ＝−０．７８＞−０．８の関係が成り立っている。従って、光ディスクが０．５度傾いた場合に発生する３次コマ収差をキャンセルするために必要な対物レンズの傾き角度ＴＨを０．３９度と小さくできる。即ち、光ディスクの傾きによって発生する３次コマ収差を対物レンズを傾けることで補正しても、そのときの対物レンズの傾き量を小さく抑えることができる。一方で、非点収差は近似的には対物レンズの傾きの２乗に比例して発生するため、３次コマ収差の補正時に発生する非点収差を小さく抑えることができる。よって、３次コマ収差補正時においても良好に記録及び／又は再生が可能となる。
【００４９】
また、対物レンズの開口数ＮＡは０．６５である。開口数ＮＡが０．６２以上であれば、より高密度に記録できるようになるために好ましい。
【００５０】
また、ＤＣ＋ＬＣは１８．９（ｍλ）である。従って、対物レンズの光軸が光ディスク面の法線方向と平行に配置されている場合に、対物レンズに光軸に対して０．５度傾斜した光束が対物レンズに入射すると３次コマ収差が発生する。ＤＣ＋ＬＣが１０ｍλ以上であると、光ディスクの傾き時に発生する３次コマ収差を対物レンズを傾けてキャンセルしたときのレンズ傾き量が小さくなるため好ましい。また、ＤＣ＋ＬＣが４０ｍλ以下であると、対物レンズがアクチュエータの振動などにより光軸に対して傾いた場合の劣化量（収差発生量）が小さく抑えられるため好ましい。
【００５１】
また、上記の数値例において、光ディスクの傾き角度Ｘ（度）を横軸とし、光ディスクがＸ（度）傾いたときに発生する３次コマ収差を対物レンズを傾けることでキャンセルした後に残存する非点収差Ｙ（ｍλ）を縦軸とすると、図４に示す曲線が得られる。この曲線を、Ｙ＝ａＸ2＋ｂＸ＋ｃで表わされる２次曲線でフィッティングした場合、各係数はａ＝３１．１９７、ｂ＝１．４０８９、ｃ＝−０．１３０４となる（最小２乗誤差＝０．９９９）。２次の係数ａが３０以上であれば、対物レンズの揺れに対する公差が緩くなり（即ち、振動などで対物レンズが傾いたときに発生する非点収差量を小さく抑えることができる）、対物レンズの保持系の機構設計の許容度が高まるので好ましい。また、係数ａが３５以下であれば、光ディスクの傾きで発生する３次コマ収差の補正効果が発現するため好ましい。
【００５２】
また、上記数値例では光ディスクの基板の厚みｔ＝０．６ｍｍである。基板厚が約０．６ｍｍ（特に０．５９〜０．６１ｍｍ）であれば、ＤＶＤの記録及び／又は再生が容易となり好ましい。
【００５３】
（実施の形態２）
図５は光ディスク用対物単レンズを用いた実施の形態２における光ヘッド装置を示す構成図である。
【００５４】
図５に示すように、半導体レーザ５１から出射したレーザー光は、ビームスプリッタ５２によって光路の向きが変えられ、コリメートレンズ５３によって略平行光となる。そして、前記レーザ光は、折り曲げミラー５４によって光路の向きがさらに変えられ、実施の形態１で説明した本発明の光ディスク用対物単レンズ５５によって光ディスク５６の情報記録面５７上に集光される。ここで、対物レンズ５５は、アクチュエータ６０によって駆動される。光ディスク５６の情報記録面５７上に集光された前記レーザ光は、情報記録面５７に形成された凹凸によって回折を受ける。光ディスク５６の情報記録面５７で反射され、回折された前記レーザ光は、対物レンズ５５を通過し、折り曲げミラー５４によって光路の向きが変えられ、コリメートレンズ５３、ビームスプリッタ５２、及びシリンドリカルレンズ５８を透過してフォトディテクター５９上に集光される。そしてフォトディテクター５９の電気信号により、光ディスク５６の情報記録面５７で変調された光量変化が検出され、情報記録面５７上のデータの読み取りが行われる。
【００５５】
このような光ヘッド装置の製造手順として、先に光源（半導体レーザ５１）とコリメートレンズ５３と、更に必要に応じてビームスプリッタ５２及び折り曲げミラー５４を固定した後に、対物レンズ５５のあおり調整（傾き調整）を行うことが好ましい。あおり調整は、例えば半導体レーザ５１からの光が対物レンズ５５を通った後の集光状態を観察して、３次コマ収差が最も小さくなるように、又は、光スポットの乱れが最も少ない状態になるように、対物レンズ５５又は対物レンズ５５を保持しているアクチュエータ６０を光ヘッド基台（図示せず）に対して傾けて固定することで行なう。対物レンズ５５又はアクチュエータ６０に傾きを付与するには、例えば調整ねじを用いることができる。この製造手順を踏むことで、対物レンズ５５に軸外光が入射することはなくなるので、レンズの軸外あおり収差のみがレンズの性能として問題となり、光ヘッド装置の組み立て工程において、歩留まりが向上する。
【００５６】
光ディスク５６の反りや傾きにより３次コマ収差が発生する。これは、対物レンズ５５を搭載しているアクチュエータ６０が、光ディスク５６の傾き量あるいはこれに基づいて発生した３次コマ収差量に応じて対物レンズ５５を傾けることで補正される。光ディスク５６の傾き量あるいはこれによって発生する３次コマ収差量を検出するための具体的構成は、特に限定はなく周知の構成をとることができる。
【００５７】
図６に、対物レンズ５５を傾けるためのアクチュエータ６０の構成例を示す。図６（Ａ），図６（Ｂ）において、５５は対物レンズ、６１０は対物レンズ５５を保持するレンズホルダ、６１２ａ，６１２ｂはレンズホルダ６１０に設けられた貫通穴、６１５ａ，６１５ｂはそれぞれ貫通穴６１２ａ，６１２ｂを取り囲むようにレンズホルダ６１０に設けられた略リング形状のコイル、６２０ａ，６２０ｂは貫通穴６１２ａ，６１２ｂを遊貫する一対の永久磁石である。一対の永久磁石６２０ａ，６２０ｂは、同方向の極性を持ち、光ヘッド基台に設置されている。レンズホルダ６１０は、図示しない弾性部材を介して光ヘッド基台に保持されている。アクチュエータ６０は対物レンズ５５のフォーカス及びトラッキングのためのアクチュエータとしても使用される。フォーカス調整は、一対のコイル６１５ａ，６１５ｂに同方向の電流を流すことで、図６（Ａ）に示すように、紙面上下方向に対物レンズ５５を移動させて行なう。一方、一対のコイル６１５ａ，６１５ｂに互いに逆方向の電流を流せば（あるいは、一対のコイル６１５ａ，６１５ｂの一方のみに電流を流せば）、図６（Ｂ）に示すように、対物レンズ５５を傾斜させることができる。この原理を利用して、永久磁石及びコイルを光ディスクの接線方向及び半径方向にそれぞれ一対ずつ設置すれば、対物レンズ５５を光ディスクに対して任意の方向に傾斜させることができる。なお、光ディスクの傾きによる有害な３次コマ収差は、通常接線方向の光ディスクの傾きによって発生することが多いから、永久磁石及びコイルを接線方向のみに一対設置するだけでも、光ディスクの傾きによって生じる３次コマ収差の大部分を補正することが可能である。なお、対物レンズ５５に傾きを付与するアクチュエータ６０の構成は図６に示したものに限定されないことはいうまでもない。
【００５８】
読み出しあるいは記録するべき光ディスクに対して必要なＮＡは、その記録密度に依存する。高密度記録を実現するためには、一般に、高いＮＡが用いられる。ＮＡが高いほど製造公差や取り付け公差が厳しいため、現状のプロセスでは、ＮＡは０．６程度までに制限されている。対物レンズ５５として上記のように設計された実施の形態１の対物レンズを用いた場合、この対物レンズ５５のＮＡを０．６２以上に高くした場合でも、あおり調整後の収差を低く抑えることができるため、光ヘッド装置の製造工程における公差が緩和され、歩留まり向上につながり、大量生産が可能となる。
【００５９】
以上に説明した実施の形態は、いずれもあくまでも本発明の技術的内容を明らかにする意図のものであって、本発明はこのような具体例にのみ限定して解釈されるものではなく、その発明の精神と請求の範囲に記載する範囲内でいろいろと変更して実施することができ、本発明を広義に解釈すべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、本発明の実施の形態１における対物レンズによる集光状態を示す光路図である。
【図２】 図２は、本発明の実施の形態１における数値例の対物レンズの収差図である。
【図３】 図３は、本発明の実施の形態１における数値例の対物レンズの収差図である。
【図４】 図４は、本発明の実施の形態１における数値例において、光ディスク傾き量と３次コマ収差補正後の残存非点収差量との関係を示す図である。
【図５】 図５は、本発明の実施の形態２における光ヘッド装置の構成図である。
【図６】 図６（Ａ）、図６（Ｂ）は、対物レンズに傾きを付与するアクチュエータの一例の動作を説明するための断面図である。
【図７】 図７は、従来の光ヘッド装置の構成図である。

Claims (9)

  1. 光源と、前記光源から出射された光束を略平行光束に変換するコリメート光学系と、前記略平行光束を光ディスクの情報記録面上に集光する対物レンズと、前記光ディスクの情報記録面で変調された光束を分離する光束分離手段と、前記光ディスクの情報記録面で変調された光束を受光する受光手段とを備えた光ヘッド装置であって、
    前記対物レンズは、
    光ディスクが０．５度傾いた場合に発生する３次コマ収差をＤＣ（ｍλ：符号は負とする）、前記対物レンズが０．５度傾いた場合に発生する３次コマ収差をＬＣ（ｍλ：符号は正とする）としたとき、ＤＣ／ＬＣ＞−０．９を満足し、
    前記光ディスクの傾き量に応じて対物レンズを傾けるアクチュエータに搭載されていることを特徴とする、光ヘッド装置。
  2. 前記対物レンズは、ＤＣ／ＬＣ＞−０．８を満足する、請求項１に記載の光ヘッド装置。
  3. 前記対物レンズは、開口数が０．６２以上である、請求項１に記載の光ヘッド装置。
  4. 前記対物レンズは、ＤＣ＋ＬＣが１０ｍλ以上４０ｍλ以下を満足する、請求項１に記載の光ヘッド装置。
  5. 光源と、前記光源から出射された光束を略平行光束に変換するコリメート光学系と、前記略平行光束を光ディスクの情報記録面上に集光する対物レンズと、前記光ディスクの情報記録面で変調された光束を分離する光束分離手段と、前記光ディスクの情報記録面で変調された光束を受光する受光手段とを備えた光ヘッド装置であって、
    前記対物レンズは、
    開口数が０．６２以上０．６６以下、
    前記光ディスクが０．５度傾いた場合に発生する３次コマ収差をＤＣ（ｍλ：符号は負とする）、前記対物レンズが０．５度傾いた場合に発生する３次コマ収差をＬＣ（ｍλ：符号は正とする）としたとき、ＤＣ＋ＬＣが１０ｍλ以上であり、
    前記光ディスクの傾き量に応じて対物レンズを傾けるアクチュエータに搭載されており、
    前記光ディスクが傾いたときに発生する３次コマ収差を、前記対物レンズを傾けてそのときに発生する３次コマ収差でキャンセルする光学系で用いられ、
    前記光ディスクの傾き角度をＸ（度）、前記光ディスクがＸ（度）傾いたときに発生する３次コマ収差を対物レンズを傾けることでキャンセルした後に残存する非点収差をＹ（ｍλ）とし、前記Ｘ及びＹとの関係をＹ＝ ａＸ 2 ＋ｂＸ＋ｃで近似したときの係数ａが３０以上３５以下であることを特徴とする、光ヘッド装置。
  6. 光源と、前記光源から出射された光束を略平行光束に変換するコリメート光学系と、前記略平行光束を光ディスクの情報記録面上に集光する対物レンズと、前記光ディスクの情報記録面で変調された光束を分離する光束分離手段と、前記光ディスクの情報記録面で変調された光束を受光する受光手段とを備えた光ヘッド装置であって、
    前記対物レンズは、
    ３次コマ収差を低減するようにあおり調整されており、
    前記光ディスクが０．５度傾いた場合に発生する３次コマ収差をＤＣ（ｍλ：符号は負とする）、前記対物レンズが０．５度傾いた場合に発生する３次コマ収差をＬＣ（ｍλ：符号は正とする）としたとき、ＤＣ／ＬＣ＞−０．９を満足することを特徴とする、光ヘッド装置。
  7. 光源と、前記光源から出射された光束を略平行光束に変換するコリメート光学系と、前記略平行光束を厚さ約０．６ｍｍの光ディスクの情報記録面上に集光する対物レンズと、前記光ディスクの情報記録面で変調された光束を分離する光束分離手段と、前記光ディスクの情報記録面で変調された光束を受光する受光手段とを備えた光ヘッド装置であって、
    前記対物レンズは、
    開口数が０．６２以上０．６６以下で、３次コマ収差を低減するようにあおり調整されており、
    前記光ディスクが０．５度傾いた場合に発生する３次コマ収差をＤＣ（ｍλ：符号は負とする）、前記対物レンズが０．５度傾いた場合に発生する３次コマ収差をＬＣ（ｍλ：符号は正とする）としたとき、ＤＣ＋ＬＣが１０ｍλ以上であり、
    前記光ディスクの傾き角度をＸ（度）、前記光ディスクがＸ（度）傾いたときに発生する３次コマ収差を対物レンズを傾けることでキャンセルした後に残存する非点収差をＹ（ｍλ）とし、前記Ｘ及びＹとの関係をＹ＝ａＸ 2 ＋ｂＸ＋ｃで近似したときの係数ａが３０以上３５以下であることを特徴とする、光ヘッド装置。
  8. 光源と、前記光源から出射された光束を略平行光束に変換するコリメート光学系と、前記略平行光束を光ディスクの情報記録面上に集光する対物レンズと、前記光ディスクの情報記録面で変調された光束を分離する光束分離手段と、前記光ディスクの情報記録面で変調された光束を受光する受光手段とを備えた光ヘッド装置の製造方法であって、
    前記対物レンズが、
    前記光ディスクが０．５度傾いた場合に発生する３次コマ収差をＤＣ（ｍλ：符号は負とする）、前記対物レンズが０．５度傾いた場合に発生する３次コマ収差をＬＣ（ｍλ：符号は正とする）としたとき、ＤＣ／ＬＣ＞−０．９を満足し、
    前記光ディスクの傾き量に応じて前記対物レンズを傾けるアクチュエータに搭載されており、
    前記光源と前記コリメート光学系とを配置した後、前記対物レンズからの光束の波面のコマ収差が小さくなるように前記対物レンズを傾けて前記対物レンズを設置することを特徴とする光ヘッド装置の製造方法。
  9. 光源と、前記光源から出射された光束を略平行光束に変換するコリメート光学系と、前記略平行光束を光ディスクの情報記録面上に集光する対物レンズと、前記光ディスクの情報記録面で変調された光束を分離する光束分離手段と、前記光ディスクの情報記録面で変調された光束を受光する受光手段とを備えた光ヘッド装置の製造方法であって、
    前記対物レンズが、
    開口数が０．６２以上０．６６以下で、３次コマ収差を低減するようにあおり調整されており、
    前記光ディスクが０．５度傾いた場合に発生する３次コマ収差をＤＣ（ｍλ：符号は負とする）、前記対物レンズが０．５度傾いた場合に発生する３次コマ収差をＬＣ（ｍλ：符号は正とする）としたとき、ＤＣ＋ＬＣが１０ｍλ以上であり、
    光ディスクの傾き角度をＸ（度）、前記光ディスクがＸ（度）傾いたときに発生する３次コマ収差を前記対物レンズを傾けることでキャンセルした後に残存する非点収差をＹ（ｍλ）とし、前記Ｘ及びＹとの関係をＹ＝ａＸ 2 ＋ｂＸ＋ｃで近似したときの係数ａが３０以上３５以下であり、
    前記光源と前記コリメート光学系とを配置した後、前記対物レンズからの光束の波面のコマ収差が小さくなるように前記対物レンズを傾けて前記対物レンズを設置することを特徴とする光ヘッド装置の製造方法。
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