JP4126530B2 - 収差補正素子、光ピックアップ装置及び記録再生装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回折レンズを有する収差補正素子、収差補正素子を備えた光ピックアップ装置、及びこの光ピックアップ装置を用いた記録再生装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、波長４００ｎｍ程度の青紫色半導体レーザ光源と、開口数（ＮＡ）が０．８５程度まで高められた対物レンズを用いた新しい高密度光ディスクシステムの研究・開発が進んでいる。一例として、開口数０．８５、使用波長４００ｎｍの光ディスク（以下、本明細書では「高密度ＤＶＤ」と呼ぶ。）では、ＤＶＤ（開口数０．６、使用波長６５０ｎｍ、記憶容量４．７ＧＢ）と同程度の大きさで、２０〜３０ＧＢの情報の記録が可能である。
【０００３】
かかる高密度ＤＶＤ用の光学系においては、従来のＣＤやＤＶＤでは問題とならなかった、半導体レーザ光源の縦モードホップにより対物レンズで発生する色収差、および、様々な誤差要因による球面収差の変化、の２点が顕在化する。
【０００４】
このうち、半導体レーザ光源の縦モードホップにより対物レンズで発生する色収差は、半導体レ一ザ光源の波長が４００ｎｍ程度に短くなるために顕在化する問題である。光ディスクシステムにおいて、光源として用いられる半導体レーザは、温度変化や出力変化により発振される光のモードが飛び、瞬時的に波長が変化する。モードホップによる波長の変化は数ｎｍ程度と微少であるが、波長が４００ｎｍ程度と短い青紫色半導体レーザを使用する場合は、モードホップによるわずかな波長変化であっても、対物レンズで発生する色収差は大きな量となる。これは、４００ｎｍの波長領域では、光学材料の分散が非常に大きくなるためである。したがって、青紫色半導体レーザを光源に使用する高密度ＤＶＤでは、対物レンズの色収差を補正しておく必要がある。
【０００５】
高密度ＤＶＤ用の対物レンズの色収差を補正するための素子としては、特開２００１−２５６６７２公報に記載されている回折レンズが公知である。高密度ＤＶＤ用の対物レンズの色収差を補正するには、大きな回折パワーが必要となることから、特開２００１−２５６６７２公報に記載されている回折レンズの隣合う輪帯段差の間隔の最小値は、１０μｍ程度と非常に小さく、かかる回折レンズをモールド成形で作製する場合に、輪帯段差の転写不良に起因して発生する位相不整合部分による光量損失の影響が大きくなり、十分な光利用効率が得られない恐れがある。
【０００６】
また、球面収差の変化は、対物レンズのＮＡが、０．８５程度まで高められたために顕在化する問題である。光ディスクシステムにおいて、球面収差は、光ディスクの保護層の厚みの誤差、２層ディスクの層間ジャンプ、対物レンズの製造誤差、対物レンズの温度変化、等の要因で発生し、その発生量は対物レンズのＮＡの４乗に比例して大きくなる。したがって、対物レンズのＮＡが０．８５程度まで高められる高密度ＤＶＤでは、球面収差の変化を補正するための収差補正素子が必要である。このような収差補正素子としては、正レンズと負レンズとから構成され、正レンズと負レンズとの間隔をアクチュエータにより可変調整することで光ディスクの情報記録面に集光されたスポットの球面収差の変化を補正する収差補正素子が公知である（特開２０００−１３１６０３号公報）。
【０００７】
ところが、特開２０００−１３１６０３号公報に記載の収差補正素子のように、比重の大きなガラスレンズで構成されていると、アクチュエータにかかる負担が増大するので、高速回転する光ディスクに追従して、情報記録面上のスポットの球面収差の変化を補正するためには、より高性能なアクチュエータが必要となり、光ピックアップ装置の製造コストが増大してしまう。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述のような事情に鑑みてなされたものであり、高密度ＤＶＤ用の光ピックアップ装置において用いられる回折レンズを有する収差補正素子であって、対物レンズの色収差を十分に補正しつつも、回折レンズの隣合う輪帯段差の間隔が緩和され、輪帯段差の転写不良による光量損失が小さく抑えられた収差補正素子、および、この収差補正素子を備えた光ピックアップ装置であって、高速回転する光ディスクに追従して収差補正素子の構成レンズの間隔を可変調整するためのアクチュエータの負担を低減することで、製造コストを小さく抑えた光ピックアップ装置を提供することを目的とする。また、この光ピックアップ装置を備えた記録再生装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明による収差補正素子は、５００ｎｍ以下の波長の光を発生する光源と、前記光源から出射された光束を光情報記録媒体の情報記録面に集光させるための、像側開口数が０．８以上とされた対物レンズと、の間に配置される収差補正素子であって、前記収差補正素子は、少なくとも１つの光学面上に複数の同心状の輪帯段差からなる回折構造が形成された回折面を有する回折レンズと、相対的にアッベ数の大きい正レンズと相対的にアッベ数が小さい負レンズとが接合されたダブレットレンズと、からなる２群３枚構成を有し、次式（１）を満たすことを特徴とする。
【００１０】
Ｐλ２＞Ｐλ０＞Ｐλ１ （１）
ただし、
Ｐλ０：所定の波長の光における、前記収差補正素子の近軸パワー（ｍｍ−１）
Ｐλ１：所定の波長の光より１０ｎｍ短い波長における、前記収差補正素子の近軸パワー（ｍｍ−１）
Ｐλ２：所定の波長の光より１０ｎｍ長い波長における、前記収差補正素子の近軸パワー（ｍｍ−１）
【００１１】
本発明による収差補正素子は、収差補正素子の構成を、回折レンズと、相対的にアッベ数の大きい正レンズと相対的にアッベ数が小さい負レンズとが接合されたダブレットレンズと、を有する２群３枚構成とすることで、色収差の補正作用を、回折レンズと、ダブレットレンズとに振り分けた。これにより、回折レンズの回折パワーが小さくなり、隣合う輪帯段差の間隔が緩和され、輪帯段差の転写不良による光量損失を小さく抑えることができる。
【００１２】
そして、本発明による収差補正素子の近軸パワーが、（１）式を満たすような波長依存性を有することで、色収差が残留した高ＮＡ対物レンズの色収差を良好に補正することができる。
【００１３】
また、上記収差補正素子において回折レンズの輪帯段差の転写不良による光量損失を小さく抑えるためには、回折レンズの隣合う輪帯段差の間隔の最小値が（２）式を満たすのが好ましく、（３）式を満たすのがより好ましい。
ΛＭＩＮ＞０．０２ｍｍ （２）
ΛＭＩＮ＞０．０３ｍｍ （３）
ただし、
ΛＭＩＮ：前記回折レンズの前記回折構造の隣合う輪帯段差の光軸に垂直な方向の間隔の最小値
【００１４】
さらに、回折レンズの輪帯段差の転写不良による光量損失を小さく抑えるためには、回折レンズの両面上に輪帯段差を形成して、回折パワーを２つの面に振り分けることで、１面あたりの回折パワーが小さくするのが好ましい。
【００１５】
さらに、回折レンズの輪帯段差の転写不良による光量損失を小さく抑えるためには、各輪帯段差の光軸方向の段差量Δ（ｍｍ）を（４）式を満たすように決定するのが好ましい。
【００１６】
Δ＝ｍ・λ／（Ｎλ−１） （４）
ただし、
λ：前記光源が発生する光の波長（ｍｍ）
Ｎλ：前記波長における前記回折レンズの屈折率
【００１７】
（４）式は、各輪帯段差で発生する回折光のうち、ｍを２以上の整数として、ｍ次の回折光の光量が他のいずれの次数の回折光の光量よりも大きくなるように、各輪帯段差の光軸方向の段差量を決定することを意味する。これにより、１次回折光が最大の光量を有するように段差量を決定する場合に比して、隣合う輪帯段差の間隔をｍ倍とすることができる。
【００１８】
対物レンズの色収差を十分に補正しつつも、回折レンズの隣合う輪帯段差の間隔を緩和し、輪帯段差の転写不良による光量損失が小さく抑えるためには、ダブレットレンズの正レンズのアッベ数と、負レンズのアッベ数との差が（５）式を満たすことが好ましい。これにより、ダブレットレンズの色収差補正作用を十分大きくできるので、回折レンズの回折パワーが小さくて済み、隣合う輪帯段差の間隔を緩和できる。
【００１９】
また、ダブレットレンズの正レンズの屈折率と、負レンズの屈折率との差が（６）式を満たすのが好ましい。これにより、接合面での光線の屈折が大きくなり過ぎないので、接合面での高次収差の発生を抑制でき、性能の良好な収差補正素子を得ることができる。
【００２０】
νｄＰ−νｄＮ＞１５ （５）
｜ＮλＰ−ＮλＮ│＜０．１ （６）
ただし、
νｄＰ：前記正レンズのｄ線のアッベ数
νｄＮ：前記負レンズのｄ線のアッベ数
ＮλＰ：前記光源が発生する光の波長における前記正レンズの屈折率
ＮλＮ：前記光源が発生する光の波長における前記負レンズの屈折率
【００２１】
また、本発明による収差補正素子の回折レンズは、モールド成形時の輸帯段差の転写性、および製造コストの観点から、プラスチックレンズであるのが好ましい。さらに、本発明による収差補正素子を備えた光ピックアップ装置において、収差補正素子の構成レンズの間隔をアクチュエータにより可変調整することで、光ディスクの情報記録面に集光されたスポットの球面収差の変化を補正する場合には、このプラスチックレンズを上記のアクチュエータにより光軸方向に変移させるようにすることで、アクチュエータの負担を低減できる。
【００２２】
また、本発明による記録・再生装置は、上記光ピックアップ装置を搭載し、音声および／または画像の記録、および／または、音声および／または画像の再生が可能である。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による実施の形態について図面を用いて説明する。図１は本実施の形態に係る、集光光学系を含む光ピックアップ装置の構成を概略的に示す図である。図１の光ピックアップ装置１は、光源としての半導体レーザ２と、半導体レーザ２からの発散光束を平行光束に変換するコリメータ３と、収差補正素子４と、対物レンズ５と、を有している。
【００２４】
半導体レーザ２は波長４００ｎｍ程度の光を発生するＧａＮ系青紫色レーザである。また、波長４００ｎｍ程度の光を発生する光源としては上記のＧａＮ系青紫色レーザのほかに、ＳＨＧ青紫色レーザであってもよい。
【００２５】
また、コリメータ３と対物レンズ５との間の平行光束中に配置された収差補正素子４は、両面に略同心円状の回折構造が形成された回折レンズ４ａと、相対的にアッベ数の大きい正レンズと、相対的にアッベ数の小さい負レンズとが接合されたダブレットレンズ４ｂと、からなる２群３枚構成のビームエキスパンダであり、回折レンズ４ａは、プラスチックレンズである。
【００２６】
回折レンズ４ａに形成された回折構造の隣合う輪帯段差の光軸方向に垂直な方向の間隔は、回折レンズ４ａの有効径内で、その最小値が上述の（２）式を満たすように設定されているので、回折レンズ４ａをモールド成形で作製する際の、輪帯段差の転写不良に起因して発生する光量損失の影響が小さく、十分な光利用効率を得ることができる。なお、本実施の形態では、回折レンズ４ａの両面に回折構造を形成したが、一方の面だけに回折構造を形成しても良い。
【００２７】
対物レンズ５は、収差補正素子４からの光束を高密度光ディスク６の保護層６ａを介して情報記録面６ｂ上に回折限界内で集光するレンズであって、保持部材５ａにより一体とされた２枚のレンズ５ｃ、５ｄから構成されており、少なくとも１つの非球面を有し、光ディスク６側の開口数は０．８５とされている。また、対物レンズ５は、光軸に対し垂直に延びた面を持つフランジ部５ｂを有し、このフランジ部５ｂにより、対物レンズ５を光ピックアップ装置１に精度よく取り付けることができる。
【００２８】
本実施の形態では、対物レンズ５は２群２枚構成のレンズとしたが、この形態に限られず、例えば、１群１枚構成の対物レンズとしても良い。
【００２９】
半導体レーザ２から射出された発散光束は、コリメータ３を透過して平行光束となり、さらに、偏光ビームスプリッタ７、および１／４波長板８を経て円偏光となり、収差補正素子４を透過した後、対物レンズ５によって高密度光ディスク６の保護層６ａを介して情報記録面６ｂ上に形成されるスポットとなる。対物レンズ５は、その周辺に配置された２軸アクチュエータ９によってフォーカシング制御およびトラッキング制御される。
【００３０】
情報記録面６ｂで情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物レンズ５、収差補正素子４、および１／４波長板８を透過した後、偏光ビームスプリッタ７によって反射され、シリンドリカルレンズ１０を経ることによって、収斂光束となるとともに、非点収差が与えられ、光検出器１１に収束する。そして、光検出器１１の出力信号を用いて高密度光ディスク６に記録された情報を読み取ることができる。
【００３１】
本実施の形態において、収差補正素子４は、上述の（１）式を満たすような波長特性を有するので、半導体レーザ２から射出される光の瞬間的な波長変化に対して、対物レンズ５とは、逆符号で、かつその絶対値が略一致した軸上色収差を発生する。そのため、半導体レーザ２から出射された光束は、収差補正素子４と対物レンズ５とを通過することによって、半導体レーザ２から射出される光の波長が瞬間的に変化した場合でも、ほとんど軸上色収差なく情報記銀面６ｂ上に集光される。
【００３２】
さらに、収差補正素子４の回折レンズ４ａは、１軸アクチュエータ１２により、光軸方向に沿って変移可能となっており、情報記録面６ｂ上に集光されたスポットの球面収差の変化を打ち消すことができるので、情報記録面６ｂ上に集光されたスポットは常に球面収差が小さく抑えられた状態となる。
【００３３】
また、図１に示したような光ピックアップ装置は、例えば、高密度ＤＶＤのような次世代の高密度記録媒体、CD、CD-R,CD-RW,CD-Video,CD-ROM、DVD、DVD-ROM、DVD-RAM、DVD-R、DVD-RW、DVD+RW、MD等の光情報記録媒体に対してコンパチブルなプレーヤーまたはドライブ等、あるいはそれらを組み込んだＡＶ機器、パソコン、その他の情報端末等の音声および／または画像の記録装置および／または再生装置に搭載することができる。
【００３４】
【実施例】
以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、本実施例における非球面は光軸方向をＸ軸、光軸に垂直な方向の高さをｈ、屈折面の曲率半径をｒとするとき次の数１で表す。但し、κを円すい係数、Ａ２ｉを非球面係数とする。
【００３５】
【数１】
【００３６】
また、本実施例の回折レンズに設けた輪帯状の回折構造は光路差関数Φｂとして次の数２により表すことができる。ここで、ｎは該回折構造で発生する回折光のうち最大の回折光量を有する回折光の回折次数であり、ｈは光軸に垂直な高さであり、ｂ２ｊは光路差関数の係数である。
【００３７】
【数２】
【００３８】
〈実施例１〉
【００３９】
表１に実施例１の光学系に関するデータを示し、図２に光路図を示す。また、実施例１の光学系の諸元を以下に示す。
【００４０】
対物レンズ：
設計波長：４０５ｎｍ、
焦点距離：１．７６５ｍｍ、
像側開口数：０．８５、
入射光束径：φ３．００ｍｍ
【００４１】
収差補正素子：
設計波長：４０５ｎｍ、
焦点距離：∞、
像側開口数：０、
入射光束径：φ２．９７ｍｍ、
出射光束径：φ４．００ｍｍ
【００４２】
【表１】
【００４３】
実施例１の光学系は、２群２枚構成のプラスチック対物レンズの光源側に、両面に回折構造が形成された回折レンズと、アッベ数が２５．５の負レンズ（ＦＤ６０；ＨＯＹＡ社製）とアッベ数が４６．６の正レンズ（ＴＡＦ５；ＨＯＹＡ社製）とを接合したダブレットレンズとからなる２群３枚構成の収差補正素子としてのビームエキスパンダを備える。なお、回折レンズは、プラスチックレンズとした。色収差の補正作用を、回折レンズと、ダブレットレンズとに振り分け、さらに、回折レンズの回折パワーを２つの面に振り分けることで、隣合う輪帯段差の最小値を表２に示すように、有効径内で０．０３ｍｍと緩和している。これにより、輪帯段差の転写不良による光量損失を小さく抑えることができる。
【００４４】
【表２】
【００４５】
また、上述の（５）、（６）式を満たすように、ダブレットレンズの正レンズと負レンズの材料を選択することで、ダブレットレンズによる色収差補正効果を十分に得るとともに、接合面における高次収差の発生を抑制した。図３は、実施例１の光学系の４０５±５ｎｍにおける球面収差図および軸上色収差を示す図であり、波長に関わらず、結像位置がほとんど移動しないことを示している。
【００４６】
図４は、実施例１の光学系の波長特性を示す図である。対物レンズの波長特性（図４において、「対物レンズ」に対応する）は、ビームエキスパンダ（図４において「対物レンズ＋エキスパンダ」に対応する）により良好に補正されていることがわかる。なお、図４において、対物レンズは、波長４０５ｎｍのベストフォーカス位置に固定されている。
【００４７】
図５は、実施例１の光学系の球面収差補正特性を示す図である。光ディスクの保護層の厚さの誤差により発生する球面収差をビームエキスパンダの回折レンズを光軸方向に変移することで良好に補正している。図５において、「エキスパンダ間隔」は回折レンズとダブレットレンズとの光軸上の距離を表す。
【００４８】
なお、表１のレンズデータにおいて、回折面係数は、１次回折光が最大の回折光量を有するように決定されている。
【００４９】
〈実施例２〉
【００５０】
表３に実施例２の光学系に関するデータを示し、図６に光路図を示す。また、実施例２の光学系の諸元を以下に示す。
【００５１】
対物レンズ：
設計波長：４０５ｎｍ、
焦点距離：１．７６５ｍｍ、
像側開口数：０．８５、
入射光束径：φ３．００ｍｍ
【００５２】
収差補正素子：
設計波長：４０５ｎｍ、
焦点距離：∞、
像側開口数：０、
入射光束径：φ２．９７ｍｍ、
出射光束径：φ４．００ｍｍ
【００５３】
【表３】
【００５４】
実施例２の光学系は、１群１枚構成のプラスチック対物レンズの光源側に、アッベ数が４６．６の正レンズ（ＴＡＦ５；ＨＯＹＡ社製）と、アッベ数が２５．５の負レンズ（ＦＤ６０；ＨＯＹＡ社製）とを接合したダブレットレンズと、両面に回折構造が形成された回折レンズと、からなる２群３枚構成の収差補正素子としてのビームエキスパンダを備える。なお、回折レンズは、プラスチックレンズとした。色収差の補正作用を、回折レンズと、ダブレットレンズとに振り分け、さらに、回折レンズの回折パワーを２つの面に振り分けることで、隣合う輪帯段差の最小値を表４に示すように、有効径内で０．０５ｍｍと緩和している。これにより、輪帯段差の転写不良による光量損失を小さく抑えることができる。
【００５５】
【表４】
【００５６】
また、上述の（５）、（６）式を満たすように、ダブレットレンズの正レンズと負レンズの材料を選択することで、ダブレットレンズによる色収差補正効果を十分に得るとともに、接合面における高次収差の発生を抑制した。図７は、実施例２の光学系の４０５±５ｎｍにおける球面収差図および軸上色収差を示す図であり、波長に関わらず、結像位置がほとんど移動しないことを示している。
【００５７】
図８は、実施例２の光学系の波長特性を示す図である。対物レンズの波長特性（図８において、「対物レンズ」に対応する）は、ビームエキスパンダ（図８において「対物レンズ＋エキスパンダ」に対応する）により良好に補正されていることがわかる。なお、図８において、対物レンズは、波長４０５ｎｍのベストフォーカス位置に固定されている。
【００５８】
図９は、実施例２の光学系の球面収差補正特性を示す図である。温度変化（実施例２の光学系の設計温度は２５℃である）に伴う、対物レンズの屈折率変化により発生する球面収差をビームエキスパンダの回折レンズを光軸方向に変移することで良好に補正している。図９において、「エキスパンダ間隔」は回折レンズとダブレットレンズとの光軸上の距離を表す。また、図９において、球面収差を算出する際には、温度変化に伴うプラスチックレンズ（実施例２の光学系においては、回折レンズと対物レンズである）の屈折率変化（その変化率は、−１０×１０−５／ｄｅｇである）と、半導体レーザ光源の波長変化（その変化率は、＋０．０５ｎｍ／ｄｅｇである）とを考慮している。
【００５９】
なお、表３のレンズデータにおいて、回折面係数は、１次回折光が最大の回折光量を有するように決定されている。
【００６０】
表１及び表３のレンズデータにおいて、ｒ（ｍｍ）は曲率半径、ｄ（ｍｍ）は面間隔、Ｎ４０４、Ｎ４０５、Ｎ４０６はそれぞれ、波長４０４ｎｍ、４０５ｎｍ、４０６ｎｍにおける屈折率を表す。
【００６１】
上述の表または図では、１０のべき乗の表現にＥ（またはｅ）を用いて、例えば、Ｅ−０２（＝１０−２）のように表す場合がある。
【００６２】
本明細書において、回折面、あるいは、回折構造が形成された（光学）面とは、光学素子の表面、例えばレンズの表面に、レリーフを設けて、入射光束を回折させる作用を持たせる面のことをいい、同一光学面に回折を生じる領域と生じない領域がある場合は、回折を生じる領域をいう。また、回折構造または回折パターンとは、この回折を生じる領域のことをいう。レリーフの形状としては、例えば、光学素子の表面に、光軸を中心として略同心円状の輪帯として形成され、光軸を含む平面でその断面をみれば、各輪帯は鋸歯状、あるいは階段状のような形状が知られているが、そのような形状を含むものである。
【００６３】
また、本明細書において、情報の記録および再生とは、上記のような光情報記録媒体の情報記録面上に情報を記録すること、情報記録面上に記録された情報を再生することをいう。本発明の集光光学系は、記録だけあるいは再生だけを行うために用いられるものであってもよいし、記録および再生の両方を行うために用いられるものであってもよい。また、ある光情報記録媒体に対しては記録を行い、別の光情報記録媒体に対しては再生を行うために用いられるものであってもよいし、ある光情報記録媒体に対しては記録または再生を行い、別の光情報記録媒体に対しては記録および再生を行うために用いられるものであってもよい。なお、ここでいう再生とは、単に情報を読み取ることを含むものである。
【００６４】
【発明の効果】
本発明によれば、高密度ＤＶＤのような高密度光記録媒体用の光ピックアップ装置において対物レンズの色収差を十分に補正しつつ、回折レンズの隣合う輪帯段差の間隔が緩和され、輪帯段差の転写不良による光量損失を小さく抑えることができる収差補正素子を提供できる。
【００６５】
また、この収差補正素子を備える光ピックアップ装置であって、高速回転する光ディスクに追従して収差補正素子の構成レンズの間隔を可変調整するためのアクチュエータの負担を低減することで、製造コストを小さく抑えることができる光ピックアップ装置、及びこの光ピックアップ装置を用いた記録・再生装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態による光ピックアップ装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】実施例１の光学系の光路図である。
【図３】実施例１の光学系の４０５±５ｎｍにおける球面収差および軸上色収差を示す図である。
【図４】実施例１の光学系の波長特性を示す図である。
【図５】実施例１の光学系の球面収差補正特性を示す図である。
【図６】実施例２の光学系の光路図である。
【図７】実施例２の光学系の４０５±５ｎｍにおける球面収差および軸上色収差を示す図である。
【図８】実施例２の光学系の波長特性を示す図である。
【図９】実施例２の光学系の球面収差補正特性を示す図である。
【符号の説明】
１ 光ピックアップ装置
２ 半導体レーザ
４ 収差補正素子
４ａ 回折レンズ
４ｂ ダブルレットレンズ
５ 対物レンズ
６ 高密度光ディスク
６ａ 保護層
６ｂ 情報記録面
９ ２軸アクチュエータ
１１ 光検出器
１２ １軸アクチュエータ
【発明の属する技術分野】
本発明は、回折レンズを有する収差補正素子、収差補正素子を備えた光ピックアップ装置、及びこの光ピックアップ装置を用いた記録再生装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、波長４００ｎｍ程度の青紫色半導体レーザ光源と、開口数（ＮＡ）が０．８５程度まで高められた対物レンズを用いた新しい高密度光ディスクシステムの研究・開発が進んでいる。一例として、開口数０．８５、使用波長４００ｎｍの光ディスク（以下、本明細書では「高密度ＤＶＤ」と呼ぶ。）では、ＤＶＤ（開口数０．６、使用波長６５０ｎｍ、記憶容量４．７ＧＢ）と同程度の大きさで、２０〜３０ＧＢの情報の記録が可能である。
【０００３】
かかる高密度ＤＶＤ用の光学系においては、従来のＣＤやＤＶＤでは問題とならなかった、半導体レーザ光源の縦モードホップにより対物レンズで発生する色収差、および、様々な誤差要因による球面収差の変化、の２点が顕在化する。
【０００４】
このうち、半導体レーザ光源の縦モードホップにより対物レンズで発生する色収差は、半導体レ一ザ光源の波長が４００ｎｍ程度に短くなるために顕在化する問題である。光ディスクシステムにおいて、光源として用いられる半導体レーザは、温度変化や出力変化により発振される光のモードが飛び、瞬時的に波長が変化する。モードホップによる波長の変化は数ｎｍ程度と微少であるが、波長が４００ｎｍ程度と短い青紫色半導体レーザを使用する場合は、モードホップによるわずかな波長変化であっても、対物レンズで発生する色収差は大きな量となる。これは、４００ｎｍの波長領域では、光学材料の分散が非常に大きくなるためである。したがって、青紫色半導体レーザを光源に使用する高密度ＤＶＤでは、対物レンズの色収差を補正しておく必要がある。
【０００５】
高密度ＤＶＤ用の対物レンズの色収差を補正するための素子としては、特開２００１−２５６６７２公報に記載されている回折レンズが公知である。高密度ＤＶＤ用の対物レンズの色収差を補正するには、大きな回折パワーが必要となることから、特開２００１−２５６６７２公報に記載されている回折レンズの隣合う輪帯段差の間隔の最小値は、１０μｍ程度と非常に小さく、かかる回折レンズをモールド成形で作製する場合に、輪帯段差の転写不良に起因して発生する位相不整合部分による光量損失の影響が大きくなり、十分な光利用効率が得られない恐れがある。
【０００６】
また、球面収差の変化は、対物レンズのＮＡが、０．８５程度まで高められたために顕在化する問題である。光ディスクシステムにおいて、球面収差は、光ディスクの保護層の厚みの誤差、２層ディスクの層間ジャンプ、対物レンズの製造誤差、対物レンズの温度変化、等の要因で発生し、その発生量は対物レンズのＮＡの４乗に比例して大きくなる。したがって、対物レンズのＮＡが０．８５程度まで高められる高密度ＤＶＤでは、球面収差の変化を補正するための収差補正素子が必要である。このような収差補正素子としては、正レンズと負レンズとから構成され、正レンズと負レンズとの間隔をアクチュエータにより可変調整することで光ディスクの情報記録面に集光されたスポットの球面収差の変化を補正する収差補正素子が公知である（特開２０００−１３１６０３号公報）。
【０００７】
ところが、特開２０００−１３１６０３号公報に記載の収差補正素子のように、比重の大きなガラスレンズで構成されていると、アクチュエータにかかる負担が増大するので、高速回転する光ディスクに追従して、情報記録面上のスポットの球面収差の変化を補正するためには、より高性能なアクチュエータが必要となり、光ピックアップ装置の製造コストが増大してしまう。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述のような事情に鑑みてなされたものであり、高密度ＤＶＤ用の光ピックアップ装置において用いられる回折レンズを有する収差補正素子であって、対物レンズの色収差を十分に補正しつつも、回折レンズの隣合う輪帯段差の間隔が緩和され、輪帯段差の転写不良による光量損失が小さく抑えられた収差補正素子、および、この収差補正素子を備えた光ピックアップ装置であって、高速回転する光ディスクに追従して収差補正素子の構成レンズの間隔を可変調整するためのアクチュエータの負担を低減することで、製造コストを小さく抑えた光ピックアップ装置を提供することを目的とする。また、この光ピックアップ装置を備えた記録再生装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明による収差補正素子は、５００ｎｍ以下の波長の光を発生する光源と、前記光源から出射された光束を光情報記録媒体の情報記録面に集光させるための、像側開口数が０．８以上とされた対物レンズと、の間に配置される収差補正素子であって、前記収差補正素子は、少なくとも１つの光学面上に複数の同心状の輪帯段差からなる回折構造が形成された回折面を有する回折レンズと、相対的にアッベ数の大きい正レンズと相対的にアッベ数が小さい負レンズとが接合されたダブレットレンズと、からなる２群３枚構成を有し、次式（１）を満たすことを特徴とする。
【００１０】
Ｐλ２＞Ｐλ０＞Ｐλ１ （１）
ただし、
Ｐλ０：所定の波長の光における、前記収差補正素子の近軸パワー（ｍｍ−１）
Ｐλ１：所定の波長の光より１０ｎｍ短い波長における、前記収差補正素子の近軸パワー（ｍｍ−１）
Ｐλ２：所定の波長の光より１０ｎｍ長い波長における、前記収差補正素子の近軸パワー（ｍｍ−１）
【００１１】
本発明による収差補正素子は、収差補正素子の構成を、回折レンズと、相対的にアッベ数の大きい正レンズと相対的にアッベ数が小さい負レンズとが接合されたダブレットレンズと、を有する２群３枚構成とすることで、色収差の補正作用を、回折レンズと、ダブレットレンズとに振り分けた。これにより、回折レンズの回折パワーが小さくなり、隣合う輪帯段差の間隔が緩和され、輪帯段差の転写不良による光量損失を小さく抑えることができる。
【００１２】
そして、本発明による収差補正素子の近軸パワーが、（１）式を満たすような波長依存性を有することで、色収差が残留した高ＮＡ対物レンズの色収差を良好に補正することができる。
【００１３】
また、上記収差補正素子において回折レンズの輪帯段差の転写不良による光量損失を小さく抑えるためには、回折レンズの隣合う輪帯段差の間隔の最小値が（２）式を満たすのが好ましく、（３）式を満たすのがより好ましい。
ΛＭＩＮ＞０．０２ｍｍ （２）
ΛＭＩＮ＞０．０３ｍｍ （３）
ただし、
ΛＭＩＮ：前記回折レンズの前記回折構造の隣合う輪帯段差の光軸に垂直な方向の間隔の最小値
【００１４】
さらに、回折レンズの輪帯段差の転写不良による光量損失を小さく抑えるためには、回折レンズの両面上に輪帯段差を形成して、回折パワーを２つの面に振り分けることで、１面あたりの回折パワーが小さくするのが好ましい。
【００１５】
さらに、回折レンズの輪帯段差の転写不良による光量損失を小さく抑えるためには、各輪帯段差の光軸方向の段差量Δ（ｍｍ）を（４）式を満たすように決定するのが好ましい。
【００１６】
Δ＝ｍ・λ／（Ｎλ−１） （４）
ただし、
λ：前記光源が発生する光の波長（ｍｍ）
Ｎλ：前記波長における前記回折レンズの屈折率
【００１７】
（４）式は、各輪帯段差で発生する回折光のうち、ｍを２以上の整数として、ｍ次の回折光の光量が他のいずれの次数の回折光の光量よりも大きくなるように、各輪帯段差の光軸方向の段差量を決定することを意味する。これにより、１次回折光が最大の光量を有するように段差量を決定する場合に比して、隣合う輪帯段差の間隔をｍ倍とすることができる。
【００１８】
対物レンズの色収差を十分に補正しつつも、回折レンズの隣合う輪帯段差の間隔を緩和し、輪帯段差の転写不良による光量損失が小さく抑えるためには、ダブレットレンズの正レンズのアッベ数と、負レンズのアッベ数との差が（５）式を満たすことが好ましい。これにより、ダブレットレンズの色収差補正作用を十分大きくできるので、回折レンズの回折パワーが小さくて済み、隣合う輪帯段差の間隔を緩和できる。
【００１９】
また、ダブレットレンズの正レンズの屈折率と、負レンズの屈折率との差が（６）式を満たすのが好ましい。これにより、接合面での光線の屈折が大きくなり過ぎないので、接合面での高次収差の発生を抑制でき、性能の良好な収差補正素子を得ることができる。
【００２０】
νｄＰ−νｄＮ＞１５ （５）
｜ＮλＰ−ＮλＮ│＜０．１ （６）
ただし、
νｄＰ：前記正レンズのｄ線のアッベ数
νｄＮ：前記負レンズのｄ線のアッベ数
ＮλＰ：前記光源が発生する光の波長における前記正レンズの屈折率
ＮλＮ：前記光源が発生する光の波長における前記負レンズの屈折率
【００２１】
また、本発明による収差補正素子の回折レンズは、モールド成形時の輸帯段差の転写性、および製造コストの観点から、プラスチックレンズであるのが好ましい。さらに、本発明による収差補正素子を備えた光ピックアップ装置において、収差補正素子の構成レンズの間隔をアクチュエータにより可変調整することで、光ディスクの情報記録面に集光されたスポットの球面収差の変化を補正する場合には、このプラスチックレンズを上記のアクチュエータにより光軸方向に変移させるようにすることで、アクチュエータの負担を低減できる。
【００２２】
また、本発明による記録・再生装置は、上記光ピックアップ装置を搭載し、音声および／または画像の記録、および／または、音声および／または画像の再生が可能である。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による実施の形態について図面を用いて説明する。図１は本実施の形態に係る、集光光学系を含む光ピックアップ装置の構成を概略的に示す図である。図１の光ピックアップ装置１は、光源としての半導体レーザ２と、半導体レーザ２からの発散光束を平行光束に変換するコリメータ３と、収差補正素子４と、対物レンズ５と、を有している。
【００２４】
半導体レーザ２は波長４００ｎｍ程度の光を発生するＧａＮ系青紫色レーザである。また、波長４００ｎｍ程度の光を発生する光源としては上記のＧａＮ系青紫色レーザのほかに、ＳＨＧ青紫色レーザであってもよい。
【００２５】
また、コリメータ３と対物レンズ５との間の平行光束中に配置された収差補正素子４は、両面に略同心円状の回折構造が形成された回折レンズ４ａと、相対的にアッベ数の大きい正レンズと、相対的にアッベ数の小さい負レンズとが接合されたダブレットレンズ４ｂと、からなる２群３枚構成のビームエキスパンダであり、回折レンズ４ａは、プラスチックレンズである。
【００２６】
回折レンズ４ａに形成された回折構造の隣合う輪帯段差の光軸方向に垂直な方向の間隔は、回折レンズ４ａの有効径内で、その最小値が上述の（２）式を満たすように設定されているので、回折レンズ４ａをモールド成形で作製する際の、輪帯段差の転写不良に起因して発生する光量損失の影響が小さく、十分な光利用効率を得ることができる。なお、本実施の形態では、回折レンズ４ａの両面に回折構造を形成したが、一方の面だけに回折構造を形成しても良い。
【００２７】
対物レンズ５は、収差補正素子４からの光束を高密度光ディスク６の保護層６ａを介して情報記録面６ｂ上に回折限界内で集光するレンズであって、保持部材５ａにより一体とされた２枚のレンズ５ｃ、５ｄから構成されており、少なくとも１つの非球面を有し、光ディスク６側の開口数は０．８５とされている。また、対物レンズ５は、光軸に対し垂直に延びた面を持つフランジ部５ｂを有し、このフランジ部５ｂにより、対物レンズ５を光ピックアップ装置１に精度よく取り付けることができる。
【００２８】
本実施の形態では、対物レンズ５は２群２枚構成のレンズとしたが、この形態に限られず、例えば、１群１枚構成の対物レンズとしても良い。
【００２９】
半導体レーザ２から射出された発散光束は、コリメータ３を透過して平行光束となり、さらに、偏光ビームスプリッタ７、および１／４波長板８を経て円偏光となり、収差補正素子４を透過した後、対物レンズ５によって高密度光ディスク６の保護層６ａを介して情報記録面６ｂ上に形成されるスポットとなる。対物レンズ５は、その周辺に配置された２軸アクチュエータ９によってフォーカシング制御およびトラッキング制御される。
【００３０】
情報記録面６ｂで情報ピットにより変調された反射光束は、再び対物レンズ５、収差補正素子４、および１／４波長板８を透過した後、偏光ビームスプリッタ７によって反射され、シリンドリカルレンズ１０を経ることによって、収斂光束となるとともに、非点収差が与えられ、光検出器１１に収束する。そして、光検出器１１の出力信号を用いて高密度光ディスク６に記録された情報を読み取ることができる。
【００３１】
本実施の形態において、収差補正素子４は、上述の（１）式を満たすような波長特性を有するので、半導体レーザ２から射出される光の瞬間的な波長変化に対して、対物レンズ５とは、逆符号で、かつその絶対値が略一致した軸上色収差を発生する。そのため、半導体レーザ２から出射された光束は、収差補正素子４と対物レンズ５とを通過することによって、半導体レーザ２から射出される光の波長が瞬間的に変化した場合でも、ほとんど軸上色収差なく情報記銀面６ｂ上に集光される。
【００３２】
さらに、収差補正素子４の回折レンズ４ａは、１軸アクチュエータ１２により、光軸方向に沿って変移可能となっており、情報記録面６ｂ上に集光されたスポットの球面収差の変化を打ち消すことができるので、情報記録面６ｂ上に集光されたスポットは常に球面収差が小さく抑えられた状態となる。
【００３３】
また、図１に示したような光ピックアップ装置は、例えば、高密度ＤＶＤのような次世代の高密度記録媒体、CD、CD-R,CD-RW,CD-Video,CD-ROM、DVD、DVD-ROM、DVD-RAM、DVD-R、DVD-RW、DVD+RW、MD等の光情報記録媒体に対してコンパチブルなプレーヤーまたはドライブ等、あるいはそれらを組み込んだＡＶ機器、パソコン、その他の情報端末等の音声および／または画像の記録装置および／または再生装置に搭載することができる。
【００３４】
【実施例】
以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、本実施例における非球面は光軸方向をＸ軸、光軸に垂直な方向の高さをｈ、屈折面の曲率半径をｒとするとき次の数１で表す。但し、κを円すい係数、Ａ２ｉを非球面係数とする。
【００３５】
【数１】
また、本実施例の回折レンズに設けた輪帯状の回折構造は光路差関数Φｂとして次の数２により表すことができる。ここで、ｎは該回折構造で発生する回折光のうち最大の回折光量を有する回折光の回折次数であり、ｈは光軸に垂直な高さであり、ｂ２ｊは光路差関数の係数である。
【００３７】
【数２】
〈実施例１〉
【００３９】
表１に実施例１の光学系に関するデータを示し、図２に光路図を示す。また、実施例１の光学系の諸元を以下に示す。
【００４０】
対物レンズ：
設計波長：４０５ｎｍ、
焦点距離：１．７６５ｍｍ、
像側開口数：０．８５、
入射光束径：φ３．００ｍｍ
【００４１】
収差補正素子：
設計波長：４０５ｎｍ、
焦点距離：∞、
像側開口数：０、
入射光束径：φ２．９７ｍｍ、
出射光束径：φ４．００ｍｍ
【００４２】
【表１】
実施例１の光学系は、２群２枚構成のプラスチック対物レンズの光源側に、両面に回折構造が形成された回折レンズと、アッベ数が２５．５の負レンズ（ＦＤ６０；ＨＯＹＡ社製）とアッベ数が４６．６の正レンズ（ＴＡＦ５；ＨＯＹＡ社製）とを接合したダブレットレンズとからなる２群３枚構成の収差補正素子としてのビームエキスパンダを備える。なお、回折レンズは、プラスチックレンズとした。色収差の補正作用を、回折レンズと、ダブレットレンズとに振り分け、さらに、回折レンズの回折パワーを２つの面に振り分けることで、隣合う輪帯段差の最小値を表２に示すように、有効径内で０．０３ｍｍと緩和している。これにより、輪帯段差の転写不良による光量損失を小さく抑えることができる。
【００４４】
【表２】
また、上述の（５）、（６）式を満たすように、ダブレットレンズの正レンズと負レンズの材料を選択することで、ダブレットレンズによる色収差補正効果を十分に得るとともに、接合面における高次収差の発生を抑制した。図３は、実施例１の光学系の４０５±５ｎｍにおける球面収差図および軸上色収差を示す図であり、波長に関わらず、結像位置がほとんど移動しないことを示している。
【００４６】
図４は、実施例１の光学系の波長特性を示す図である。対物レンズの波長特性（図４において、「対物レンズ」に対応する）は、ビームエキスパンダ（図４において「対物レンズ＋エキスパンダ」に対応する）により良好に補正されていることがわかる。なお、図４において、対物レンズは、波長４０５ｎｍのベストフォーカス位置に固定されている。
【００４７】
図５は、実施例１の光学系の球面収差補正特性を示す図である。光ディスクの保護層の厚さの誤差により発生する球面収差をビームエキスパンダの回折レンズを光軸方向に変移することで良好に補正している。図５において、「エキスパンダ間隔」は回折レンズとダブレットレンズとの光軸上の距離を表す。
【００４８】
なお、表１のレンズデータにおいて、回折面係数は、１次回折光が最大の回折光量を有するように決定されている。
【００４９】
〈実施例２〉
【００５０】
表３に実施例２の光学系に関するデータを示し、図６に光路図を示す。また、実施例２の光学系の諸元を以下に示す。
【００５１】
対物レンズ：
設計波長：４０５ｎｍ、
焦点距離：１．７６５ｍｍ、
像側開口数：０．８５、
入射光束径：φ３．００ｍｍ
【００５２】
収差補正素子：
設計波長：４０５ｎｍ、
焦点距離：∞、
像側開口数：０、
入射光束径：φ２．９７ｍｍ、
出射光束径：φ４．００ｍｍ
【００５３】
【表３】
実施例２の光学系は、１群１枚構成のプラスチック対物レンズの光源側に、アッベ数が４６．６の正レンズ（ＴＡＦ５；ＨＯＹＡ社製）と、アッベ数が２５．５の負レンズ（ＦＤ６０；ＨＯＹＡ社製）とを接合したダブレットレンズと、両面に回折構造が形成された回折レンズと、からなる２群３枚構成の収差補正素子としてのビームエキスパンダを備える。なお、回折レンズは、プラスチックレンズとした。色収差の補正作用を、回折レンズと、ダブレットレンズとに振り分け、さらに、回折レンズの回折パワーを２つの面に振り分けることで、隣合う輪帯段差の最小値を表４に示すように、有効径内で０．０５ｍｍと緩和している。これにより、輪帯段差の転写不良による光量損失を小さく抑えることができる。
【００５５】
【表４】
また、上述の（５）、（６）式を満たすように、ダブレットレンズの正レンズと負レンズの材料を選択することで、ダブレットレンズによる色収差補正効果を十分に得るとともに、接合面における高次収差の発生を抑制した。図７は、実施例２の光学系の４０５±５ｎｍにおける球面収差図および軸上色収差を示す図であり、波長に関わらず、結像位置がほとんど移動しないことを示している。
【００５７】
図８は、実施例２の光学系の波長特性を示す図である。対物レンズの波長特性（図８において、「対物レンズ」に対応する）は、ビームエキスパンダ（図８において「対物レンズ＋エキスパンダ」に対応する）により良好に補正されていることがわかる。なお、図８において、対物レンズは、波長４０５ｎｍのベストフォーカス位置に固定されている。
【００５８】
図９は、実施例２の光学系の球面収差補正特性を示す図である。温度変化（実施例２の光学系の設計温度は２５℃である）に伴う、対物レンズの屈折率変化により発生する球面収差をビームエキスパンダの回折レンズを光軸方向に変移することで良好に補正している。図９において、「エキスパンダ間隔」は回折レンズとダブレットレンズとの光軸上の距離を表す。また、図９において、球面収差を算出する際には、温度変化に伴うプラスチックレンズ（実施例２の光学系においては、回折レンズと対物レンズである）の屈折率変化（その変化率は、−１０×１０−５／ｄｅｇである）と、半導体レーザ光源の波長変化（その変化率は、＋０．０５ｎｍ／ｄｅｇである）とを考慮している。
【００５９】
なお、表３のレンズデータにおいて、回折面係数は、１次回折光が最大の回折光量を有するように決定されている。
【００６０】
表１及び表３のレンズデータにおいて、ｒ（ｍｍ）は曲率半径、ｄ（ｍｍ）は面間隔、Ｎ４０４、Ｎ４０５、Ｎ４０６はそれぞれ、波長４０４ｎｍ、４０５ｎｍ、４０６ｎｍにおける屈折率を表す。
【００６１】
上述の表または図では、１０のべき乗の表現にＥ（またはｅ）を用いて、例えば、Ｅ−０２（＝１０−２）のように表す場合がある。
【００６２】
本明細書において、回折面、あるいは、回折構造が形成された（光学）面とは、光学素子の表面、例えばレンズの表面に、レリーフを設けて、入射光束を回折させる作用を持たせる面のことをいい、同一光学面に回折を生じる領域と生じない領域がある場合は、回折を生じる領域をいう。また、回折構造または回折パターンとは、この回折を生じる領域のことをいう。レリーフの形状としては、例えば、光学素子の表面に、光軸を中心として略同心円状の輪帯として形成され、光軸を含む平面でその断面をみれば、各輪帯は鋸歯状、あるいは階段状のような形状が知られているが、そのような形状を含むものである。
【００６３】
また、本明細書において、情報の記録および再生とは、上記のような光情報記録媒体の情報記録面上に情報を記録すること、情報記録面上に記録された情報を再生することをいう。本発明の集光光学系は、記録だけあるいは再生だけを行うために用いられるものであってもよいし、記録および再生の両方を行うために用いられるものであってもよい。また、ある光情報記録媒体に対しては記録を行い、別の光情報記録媒体に対しては再生を行うために用いられるものであってもよいし、ある光情報記録媒体に対しては記録または再生を行い、別の光情報記録媒体に対しては記録および再生を行うために用いられるものであってもよい。なお、ここでいう再生とは、単に情報を読み取ることを含むものである。
【００６４】
【発明の効果】
本発明によれば、高密度ＤＶＤのような高密度光記録媒体用の光ピックアップ装置において対物レンズの色収差を十分に補正しつつ、回折レンズの隣合う輪帯段差の間隔が緩和され、輪帯段差の転写不良による光量損失を小さく抑えることができる収差補正素子を提供できる。
【００６５】
また、この収差補正素子を備える光ピックアップ装置であって、高速回転する光ディスクに追従して収差補正素子の構成レンズの間隔を可変調整するためのアクチュエータの負担を低減することで、製造コストを小さく抑えることができる光ピックアップ装置、及びこの光ピックアップ装置を用いた記録・再生装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態による光ピックアップ装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】実施例１の光学系の光路図である。
【図３】実施例１の光学系の４０５±５ｎｍにおける球面収差および軸上色収差を示す図である。
【図４】実施例１の光学系の波長特性を示す図である。
【図５】実施例１の光学系の球面収差補正特性を示す図である。
【図６】実施例２の光学系の光路図である。
【図７】実施例２の光学系の４０５±５ｎｍにおける球面収差および軸上色収差を示す図である。
【図８】実施例２の光学系の波長特性を示す図である。
【図９】実施例２の光学系の球面収差補正特性を示す図である。
【符号の説明】
１ 光ピックアップ装置
２ 半導体レーザ
４ 収差補正素子
４ａ 回折レンズ
４ｂ ダブルレットレンズ
５ 対物レンズ
６ 高密度光ディスク
６ａ 保護層
６ｂ 情報記録面
９ ２軸アクチュエータ
１１ 光検出器
１２ １軸アクチュエータ
Claims (8)
- ５００ｎｍ以下の波長の光を発生する光源と、前記光源から出射された光束を光情報記録媒体の情報記録面に集光させるための、像側開口数が０．８以上とされた対物レンズと、の間に配置される収差補正素子であって、
前記収差補正素子は、少なくとも１つの光学面上に複数の同心状の輪帯段差からなる回折構造が形成された回折面を有する回折レンズと、相対的にアッベ数の大きい正レンズと相対的にアッベ数が小さい負レンズとが接合されたダブレットレンズと、からなる２群３枚構成を有し、
次式を満たすことを特徴とする収差補正素子。
Ｐλ２＞Ｐλ０＞Ｐλ１
ただし、
Ｐλ０：所定の波長の光における、前記収差補正素子の近軸パワー（ｍｍ−１）
Ｐλ１：所定の波長の光より１０ｎｍ短い波長における、前記収差補正素子の近軸パワー（ｍｍ−１）
Ｐλ２：所定の波長の光より１０ｎｍ長い波長における、前記収差補正素子の近軸パワー（ｍｍ−１） - 次式を満たすことを特徴とする請求項１に記載の収差補正素子。
ΛＭＩＮ＞０．０２ｍｍ （２）
ただし、
ΛＭＩＮ：前記回折レンズの前記回折構造の隣合う輪帯段差の光軸に垂直な方向の間隔の最小値 - 次式を満たすことを特徴とする請求項２に記載の収差補正素子。
ΛＭＩＮ＞０．０３ｍｍ （３） - 前記回折レンズの両面上に、複数の同心状の輪帯段差からなる回折構造が形成されたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の収差補正素子。
- ｍを２以上の整数としたとき、次式を満たすことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の収差補正素子。
Δ＝ｍ・λ／（Ｎλ−１）
ただし、
Δ：前記輪帯段差の光軸方向の段差量（ｍｍ）
λ：前記光源が発生する光の波長（ｍｍ）
Ｎλ：前記波長における前記回折レンズの屈折率 - 次式を満たすことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の収差補正素子。
νｄＰ−νｄＮ＞１５ （５）
ただし、
νｄＰ：前記正レンズのｄ線のアッベ数
νｄＮ：前記負レンズのｄ線のアッベ数
ＮλＰ：前記光源が発生する光の波長における前記正レンズの屈折率
ＮλＮ：前記光源が発生する光の波長における前記負レンズの屈折率 - ５００ｎｍ以下の波長の光を発生する光源と、前記光源から出射された光束を光情報記録媒体の情報記録面に集光させるための、像側開口数が０．８以上とされた対物レンズと、前記光源と前記対物レンズとの間に配置される収差補正素子と、を備えた光ピックアップ装置であって、
前記光ピックアップ装置は、前記収差補正素子として、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の収差補正素子を有し、
前記回折レンズはプラスチックレンズであって、
前記プラスチックレンズの位置を光軸方向に可変調整するためのアクチュエータを有し、
前記プラスチックレンズの位置を光軸方向に可変調整することで、前記情報記録面に集光されたスポットの球面収差の変化を補正することを特徴とする光ピックアップ装置。 - 請求項７に記載の光ピックアップ装置を搭載したことを特徴とする音声および／または画像の記録、および／または、音声および／または画像の再生装置。
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|---|---|---|---|
| JP2002077781A JP4126530B2 (ja) | 2002-03-20 | 2002-03-20 | 収差補正素子、光ピックアップ装置及び記録再生装置 |
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|---|---|---|---|
| JP2002077781A JP4126530B2 (ja) | 2002-03-20 | 2002-03-20 | 収差補正素子、光ピックアップ装置及び記録再生装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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