JPH09243805A - レンズ設計方法 - Google Patents

レンズ設計方法

Info

Publication number
JPH09243805A
JPH09243805A JP8055676A JP5567696A JPH09243805A JP H09243805 A JPH09243805 A JP H09243805A JP 8055676 A JP8055676 A JP 8055676A JP 5567696 A JP5567696 A JP 5567696A JP H09243805 A JPH09243805 A JP H09243805A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lens
objective lens
thickness
substrate
aberration
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP8055676A
Other languages
English (en)
Inventor
Kenji Yamamoto
健二 山本
Isao Ichimura
功 市村
Fumisada Maeda
史貞 前田
Toshio Watanabe
俊夫 渡辺
Kiyoshi Osato
潔 大里
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP8055676A priority Critical patent/JPH09243805A/ja
Priority to US08/812,736 priority patent/US5828453A/en
Publication of JPH09243805A publication Critical patent/JPH09243805A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M11/00Testing of optical apparatus; Testing structures by optical methods not otherwise provided for
    • G01M11/02Testing optical properties
    • G01M11/0242Testing optical properties by measuring geometrical properties or aberrations
    • G01M11/025Testing optical properties by measuring geometrical properties or aberrations by determining the shape of the object to be tested
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M11/00Testing of optical apparatus; Testing structures by optical methods not otherwise provided for
    • G01M11/02Testing optical properties
    • G01M11/0242Testing optical properties by measuring geometrical properties or aberrations
    • G01M11/0271Testing optical properties by measuring geometrical properties or aberrations by using interferometric methods
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/0025Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for optical correction, e.g. distorsion, aberration
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/135Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
    • G11B7/1372Lenses
    • G11B7/1374Objective lenses
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B2007/0003Recording, reproducing or erasing systems characterised by the structure or type of the carrier
    • G11B2007/0006Recording, reproducing or erasing systems characterised by the structure or type of the carrier adapted for scanning different types of carrier, e.g. CD & DVD
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/135Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
    • G11B7/1372Lenses
    • G11B2007/13727Compound lenses, i.e. two or more lenses co-operating to perform a function, e.g. compound objective lens including a solid immersion lens, positive and negative lenses either bonded together or with adjustable spacing

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Optical Head (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 2群レンズを構成する対物レンズと先玉レン
ズの有する収差を別個に評価し、対物レンズと先玉レン
ズを設計する。 【解決手段】 対物レンズLA−1と、厚さd2の基板
に対して無収差となるように既に修正されている先玉レ
ンズLB−1より構成される2群レンズに対して、干渉
計61を用いて厚さd1の基板に対する収差を測定す
る。このとき、発生した収差は、対物レンズLA−1の
曲面のみを修正することで補正する。このようにして作
成された2群レンズは、対物レンズLA−1と先玉レン
ズLB−1を用いて厚さd1の基板を有するディスクに
対して、情報を記録または再生することができるととも
に、先玉レンズLB−1のみを用いて厚さd2を有する
ディスクに対して、情報を記録または再生することがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、レンズ設計方法に
関し、特に、対物レンズと先玉レンズより構成される2
群レンズを用いて基板の厚さが異なる2つの記録媒体に
情報を記録または再生したり、2群レンズを構成する個
々の単体レンズが有する収差を別個に評価することがで
きるようにしたレンズ設計方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、MPEG(MOVING PICTURE EXPER
T GROUP)方式により、映像信号や音声信号を高密度に
圧縮して記録媒体に記録再生する技術が実用化されつつ
ある。光ディスクの情報記録媒体としては、AV(AUDI
O VISUAL)の分野においては、DVD(DIGITAL VIDEO
DISK)が、コンピュータの分野においては、HS(Hyper
Storage)(商標)などのHD(High Density)-CDRO
Mが、それぞれ次世代の記録媒体として注目されてい
る。DVDには、映像信号と音声信号をMPEG方式に
準拠して記録し、HD-CDROMには、従来にない大
容量のデータを記録することが提案されている。
【0003】このように、例えばDVDでは、ディスク
上にデジタルデータを高密度で記録するため、光ビーム
のスポットサイズを、従来の記録媒体(例えばCD:COM
PACTDISK)に対するそれよりも、小さくすることが必要
である。
【0004】光ビームのスポットサイズの半径をR、対
物レンズの射出角をθ、および光ビームの波長をλとす
ると、光ビームのスポットサイズの半径Rは、ほぼ、式
(1)で表される。 R=0.32λ/SINθ (1)
【0005】式(1)から判るように、光ビームのスポ
ットサイズを小さくするためには、光ビームの波長λを
小さくし、開口数(SINθ(=n*SINθ:空気中の場合、屈
折率nは1))を大きくすればよい。
【0006】しかしながら、開口数NAを大きくするた
めには、対物レンズの径を大きくすればよいが、そのよ
うにするとディスクに対して情報を記録または再生する
ための光ヘッドが大型化してしまうことになるばかりで
なく、質量も大きくなるため、フォーカス制御やトラッ
キング制御を行うことが困難になる。
【0007】そこで、例えば、ソリッドイマージョンレ
ンズ(Solid Immersion Lens)を用いて、ディスクに対
して記録または再生用の光ビームを照射することが提案
されている。
【0008】この提案は、例えば、図16に示すよう
に、対物レンズL1で光ビームを収束し、入射面側が球
面状とされ、出射面側が平面とされているソリッドイマ
ージョンレンズL2に入射させる。対物レンズL1から
の入射光は、ソリッドイマージョンレンズL2の球面に
対して垂直に入射されるため、その光ビームは、出射側
の平面の中心に集光する。このようにして、ソリッドイ
マージョンレンズL2の屈折率をnとするとき、対物レ
ンズL1の開口数を実質的にn倍にすることができる。
【0009】但し、実際には、ソリッドイマージョンレ
ンズL2より出射された光ビームを図示せぬディスク上
に集光させる必要があるため、その実際の集光点がディ
スク上に位置するように、ソリッドイマージョンレンズ
L2の厚さは、ディスクの基板の厚さの分だけ、小さい
値に設定される。
【0010】また、より大きなNAを得るためには、図
17に示すように、対物レンズL1より出射された光ビ
ームをソリッドイマージョンレンズL2の球面で若干屈
折させるようにして用いる。
【0011】ところで、例えば、単体でディスク上に光
ビームを集光する対物レンズを作成する場合において
は、対物レンズの有する収差を補正するために、その表
面は、完全な球面とはならない。そのため、ガラスモー
ルドで構成される対物レンズの金型を正確に作成するの
は困難である。
【0012】従って、対物レンズを正確に作成する場
合、通常、所定の金型より作成された対物レンズに対
し、干渉計などを用いて発生する収差を測定し、その測
定結果を用いて、対物レンズの金型を修正し、修正した
金型から再び対物レンズを作成するといった工程が必要
に応じて繰り返される。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、光ビー
ムを集光するレンズが、上述のように2つのレンズによ
り構成される2群レンズの場合、2つのレンズを組み合
わせたときの収差が無収差となるように、各レンズを作
成する必要がある。従って、単体の個々のレンズは、当
然、所定量の収差を含んでおり、干渉計などを用いて発
生する収差を測定し、その測定結果を金型にフィードバ
ックさせる従来の作成方法を適用することができない。
また、作成した2群レンズが収差を有する場合、上述の
ように各レンズは単体で所定量の収差を有するため、ど
のレンズを、どのように修正すればよいのかを判断する
ことが困難である。その結果、作成された2群レンズの
有する収差を補正することは容易でないため、2群レン
ズを設計値どおりに作成することは困難である課題があ
った。
【0014】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
ものであり、2群レンズを構成する2つのレンズに対
し、それぞれのレンズが有する収差を別個に評価して、
別個に作成することにより、容易に、無収差の2群レン
ズを作成することができるようにしたものである。
【0015】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載のレンズ
設計方法は、第2の厚さの基板を有する第2の記録媒体
に対して、対物レンズを用いて光を集光したとき発生す
る収差がマレシャルのクライテリオン以下となるように
対物レンズを設計し、第1の記録媒体に対して、先玉レ
ンズと対物レンズとを用いて光を集光したとき発生する
収差がマレシャルのクライテリオン以下となるように先
玉レンズを設計することを特徴とする。
【0016】請求項3に記載のレンズ設計方法は、第2
の厚さの基板を有する第2の記録媒体に対して、先玉レ
ンズを用いて光を集光したとき発生する収差がマレシャ
ルのクライテリオン以下となるように先玉レンズを設計
し、第1の記録媒体に対して、対物レンズと先玉レンズ
とを用いて光を集光したとき発生する収差がマレシャル
のクライテリオン以下となるように対物レンズを設計す
ることを特徴とする。
【0017】請求項1に記載のレンズ設計方法において
は、第2の厚さの基板を有する第2の記録媒体に対し
て、対物レンズを用いて光を集光したとき発生する収差
がマレシャルのクライテリオン以下となるように対物レ
ンズが設計され、第1の記録媒体に対して、先玉レンズ
と対物レンズとを用いて光を集光したとき発生する収差
がマレシャルのクライテリオン以下となるように先玉レ
ンズが設計される。
【0018】請求項3に記載のレンズ設計方法において
は、第2の厚さの基板を有する第2の記録媒体に対し
て、先玉レンズを用いて光を集光したとき発生する収差
がマレシャルのクライテリオン以下となるように先玉レ
ンズが設計され、第1の記録媒体に対して、対物レンズ
と先玉レンズとを用いて光を集光したとき発生する収差
がマレシャルのクライテリオン以下となるように対物レ
ンズが設計される。
【0019】
【発明の実施の形態】図1は本発明のレンズ設計方法を
適用した記録媒体再生装置1の一実施例の構成を示すブ
ロック図である。
【0020】スピンドルモータ21は、回転制御回路2
2からの指示に従い、ディスク2を回転させるようにな
されている。回転制御回路22は、コントロール回路2
8からの指示に従い、スピンドルモータ21を駆動する
ようになされている。
【0021】光ピックアップ23は、ディスク2の情報
記録層に光ビームを集光し、ディスク2の情報記録層か
らの反射光を再生信号に変換し、信号処理回路27に出
力するようになされている。
【0022】スレッドモータ24は、光ピックアップ2
3をディスク2の情報記録層の目標とするトラック位置
へ移動させるようになされている。
【0023】スレッドモータ制御回路25は、コントロ
ール回路28からの指示に対応して、スレッドモータ2
4を駆動するようになされている。
【0024】ピックアップ制御回路26は、コントロー
ル回路28からの指示信号に対応して、光ピックアップ
23内のフォーカシングアクチュエータとトラッキング
アクチュエータの制御を行うようになされている。
【0025】信号処理回路27は、光ピックアップ23
からの再生信号に復調処理、エラー処理等を施すと共
に、例えば、RF信号のレベルからディスク2の基板の
厚さ(ディスクの種類)を検出し、その検出信号をコン
トロール回路28に出力するようになされている。
【0026】コントロール回路28は、外部インタフェ
ース29を介して入力される指示信号に対応して、上記
の各種回路に対し、指示命令を出力するようになされて
いる。また、コントロール回路28は、信号処理回路2
7より入力される再生信号を外部インタフェース29を
介して、外部装置に出力するようになされている。
【0027】図2は、光ピックアップ23の一実施例の
構成を示す図である。
【0028】光ピックアップ23においては、レーザダ
イオード38より出射された光ビームは、コリメータレ
ンズ39で並行光とされる。この光ビームは、偏光ビー
ムスプリッタ33と1/4波長板32を介して、対物レン
ズLAとディスク2に対向する面が平面とされ、他方の
面は曲面(但し、非球面)とされている先玉レンズLB
より構成される2群レンズに入射された後、ディスク2
の情報記録面に集光するようになされている。
【0029】また、ディスク2の情報記録面で反射され
た上述の光ビームの反射光が、2群レンズ(レンズLA
とレンズLB)と1/4波長板32を介して、偏光ビーム
スプリッタ33に入射させ、そこで反射されるようにな
されている。また、この反射光は、反射板34を介して
フォーカシングレンズ35とマルチレンズ36により、
共役点に位置するフォトディテクタ37に集光されて、
再生信号に変換されるようになされている。
【0030】電磁アクチュエータ31は、2群レンズを
光軸方向に移動させるフォーカシングアクチュエータ
と、トラックの中心を追従する方向に移動させるトラッ
キングアクチェータとにより構成されており、フォーカ
シングサーボとトラッキングサーボを行うようになされ
ている。
【0031】図3は、図2の光ピックアップ23の2群
レンズの駆動部分を拡大したものを表している。図3に
おいて、図2の場合と対応する部分には同一の符号を付
してあり、その説明は適宜省略する。
【0032】対物レンズLAにより収束された光ビーム
は、先玉レンズLBを介して、所定の厚さの基板2bを
有するディスク2の情報記録面2aに集光されるように
なされている。
【0033】先玉レンズLBは、対物レンズLAのボビ
ンに電磁アクチュエータ40を介して接続されており、
対物レンズLAと先玉レンズLBとの距離は、光軸が一
致した状態で、所定の値になるように電磁アクチュエー
タ40により制御されている。
【0034】ここで、記録媒体再生装置1で、基板の厚
さと規格値の開口数が異なる2種類のディスク2−1,
2−2を再生する場合について、図4乃至図7を参照し
て説明する。
【0035】図4は、2群レンズの第1の実施例の構成
を示している。
【0036】図4に示す2群レンズにおいては、先玉レ
ンズLB−1は、基板2−2bの厚さがd2で、レンズ
の規格値の開口数がNA2のディスク2−2(図5参
照)に対して、無収差となり、かつ、規格値の開口数N
A2を実現するように設計されている。また、対物レン
ズLA−1は、先玉レンズLB−1と組み合わせて用い
たとき、基板2−1bの厚さがd1で、レンズの規格値
の開口数がNA1のディスク2−1に対して、無収差と
なり、かつ、規格値の開口数NA1を実現するように設
計されている。なお、この明細書において、無収差にす
るとは、収差をマレシャルのクライテリオン以下にする
ことを意味する。
【0037】切換装置41は、ピックアップ制御回路2
6より供給されるディスク2の種類を特定する情報に対
応して、対物レンズLA−1を光ビームの光路内に挿入
したり、光路外に配置したりするようになされている。
【0038】すなわち、信号処理回路27は、RF信号
のレベルからディスク2の基板の厚さ(ディスク2の種
類)を検出し、コントロール回路28に出力する。コン
トロール回路28は、この検出結果に対応して、所定の
制御命令をピックアップ制御回路26を介して切換装置
41に供給する。そして、切換装置41は、図4に示す
ように、対物レンズLA−1を光路内に配置し、対物レ
ンズLA−1と先玉レンズLB−1より構成される2群
レンズを用いて、基板2−1bの厚さがd1で、規格値
の開口数がNA1のディスク2−1の情報記録面2−1
aに光ビームを集光させる。この場合、無収差、かつ、
規格値の開口数NA1が実現される。
【0039】次に、ディスク2−1に代えて、ディスク
2−2の再生処理が開始されたものとする。
【0040】このとき、信号処理回路27は、RF信号
のレベルからディスク2の基板の厚さ(ディスク2の種
類)を検出し、コントロール回路28に出力する。コン
トロール回路28は、この検出結果に対応して、所定の
制御命令をピックアップ制御回路26を介して切換装置
41に供給する。そして、切換装置41は、この制御命
令に従い、図5に示すように、光ピックアップ23の光
学系をディスク2−2に対応させるため、対物レンズL
A−1を光ビームの光路外に移動させる。
【0041】すなわち、図5に示すように、先玉レンズ
LB−1のみを用いて、基板の厚さがd2で、規格値の
開口数がNA2のディスク2−2の情報記録面2−2a
に光ビームを集光させる。この場合、無収差、かつ、規
格値の開口数NA2が実現される。
【0042】このようにして、ディスク2の種類に対応
して、対物レンズLA−1を光ビームの光路外に配置し
たり、光路内に配置したりすることにより、異なる種類
のディスク2を良好に再生することができる。
【0043】図6は、2群レンズの第2の実施例の構成
を示している。
【0044】図6に示す2群レンズにおいては、対物レ
ンズLA−2は、基板2−2bの厚さがd2で、規格値
の開口数がNA2のディスク2−2に対して、無収差と
なり、かつ、規格値の開口数NA2を実現するように設
計されている(図7参照)。また、先玉レンズLB−2
は、対物レンズLA−2と組み合わせて用いたとき、基
板2−1bの厚さがd1で、規格値の開口数がNA1のデ
ィスク2−1に対して、無収差となり、かつ、規格値の
開口数NA1を実現するように設計されている。
【0045】切換装置42は、ピックアップ制御回路2
6より供給されるディスク2の種類を特定する情報に対
応して、先玉レンズLB−2を光ビームの光路外に配置
したり、光路内に配置したりするようになされている。
【0046】すなわち、コントロール回路28は、ディ
スク2−1が検出されたとき、ピックアップ制御回路2
6を介して切換回路42を制御し、図6に示すように、
先玉レンズLB−2を光路内に配置させ、対物レンズL
A−2と先玉レンズLB−2より構成される2群レンズ
を用いて、基板2−1bの厚さがd1で、規格値の開口
数がNA1のディスク2−1の情報記録面2−1aに光
ビームを集光させる。これにより、無収差、かつ、規格
値の開口数(NA1)が実現される。
【0047】いま、ディスク2−1に代えて、ディスク
2−2の再生処理が開始されたものとする。
【0048】このとき、切換装置42は、ピックアップ
制御回路26からの制御信号に従い、図7に示すよう
に、光ピックアップ23の光学系をディスク2−2に対
応させるため、先玉レンズLB−2を光ビームの光路外
に移動させる。
【0049】すなわち、図7に示すように、対物レンズ
LA−2のみを用いて、基板2−2bの厚さがd2であ
り、規格値の開口数がNA2のディスク2−2の情報記
録面2−2aに光ビームを集光させる。これにより、無
収差、かつ、規格値の開口数NA2が実現される。
【0050】このようにして、先玉レンズLB−2を光
ビームの光路外に配置したり、光路内に配置したりする
ことにより、光ピックアップ23で、異なる種類のディ
スク2を、選択的に再生することができる。
【0051】なお、上記実施例においては、1つの先玉
レンズと1つの対物レンズより構成された2群レンズを
用いて、規格値の開口数や基板の厚さが異なる2種類の
ディスクを再生する場合について説明したが、例えば、
N個のレンズ(先玉レンズと対物レンズ)より構成され
たN群レンズを用いるようにしてもよい。その場合、後
述するレンズの設計方法を用いることにより、規格値の
開口数や基板の厚さが異なるN種類のディスクをN群レ
ンズを有する光ピックアップ23で再生することができ
る。
【0052】次に、N群レンズを構成する個々のレンズ
の設計方法について、図8乃至図15を参照して説明す
る。図8乃至図15においては、説明を簡単にするため
に、2群レンズの場合を想定して、説明を行う。
【0053】始めに、2群レンズの第1の実施例(図4
と図5の実施例)における対物レンズLA−1と先玉レ
ンズLB−1の設計方法について、図8乃至図11 参
照して説明する。
【0054】図8は、2群レンズの第1の実施例におけ
る光ビームの光路と各レンズの曲面の正確な形状を示し
ている。図8に示すように、絞り51を通過した光ビー
ムは、対物レンズLA−1と先玉レンズLB−1を介し
て規格値の開口数がNA1で、基板2−1bの厚さがd1
のディスク2−1に集光される。
【0055】図5に示したように、先玉レンズLB−1
は、単体で用いたとき、ディスク2−2に対応するよう
にすればよいので、前述の従来の手法(干渉計による収
差の測定と金型の修正)を用いて先玉レンズLB−1を
設計、製造することができる。
【0056】図9は、ディスク2−2の基板2−2bの
厚さに対して発生する先玉レンズLB−1の収差を、干
渉計61を用いて測定している状態を示している。
【0057】干渉計61の図示せぬ光源から出射された
光ビームは、参照平面64を介して先玉レンズLB−1
に入射され、それにより収束され、ディスク2−2と同
じ材質と基板の厚さを有する厚さd2の基板63を介し
て先玉レンズLB−1の光軸上に結像する。
【0058】また、この光ビームは、基板63と対向し
て設置されている結像点を中心とした参照球面62によ
り、例えば、その全光量の4%が反射され、再び、結像
点、基板63、および先玉レンズLB−1を介して参照
平面64に入射される。参照平面64の干渉像は、干渉
計61の具備するCCDカメラ(図示せず)により撮像
される。従って、先玉レンズLB−1が有する基板63
に対する収差は、CCDカメラに映し出される干渉像の
光量の偏りとして測定することができる。
【0059】このようにして、先玉レンズLB−1のデ
ィスク2−2(基板63)に対する収差を測定し、測定
結果に従い先玉レンズLB−1の金型を修正する。そし
て、修正した金型から、収差を補正する所定の曲面(非
球面)を有する先玉レンズLB−1を製造する工程を、
収差が充分小さくなるまで繰り返す。
【0060】以上のようにして、比較的、容易にディス
ク2−2に対する収差を補正した先玉レンズLB−1を
製造することができる。
【0061】しかしながら、図8に示すように、対物レ
ンズLA−1と先玉レンズLB−1とより構成される2
群レンズを用いてディスク2−1に光ビームを集光させ
るとき無収差となる対物レンズLA−1を得るために、
対物レンズLA−1が単体で有する収差を、干渉計を用
いて測定した場合(厚さ0の基板に対しての収差を測定
した場合)、当然、所定の収差が測定されることにな
る。このとき、発生する収差を図10に示す。図10に
おいては、発生する収差量を立体的な高さとして示して
ある。
【0062】そこで、対物レンズLA−1は、ディスク
2−2に対して補正された先玉レンズLB−1と組み合
わせた状態で、厚さd1の基板に対する収差を測定する
ようにする。
【0063】図11は、対物レンズLA−1と、ディス
ク2−2に対して既に補正されている先玉レンズLB−
1とを組み合わせた2群レンズを用いて、厚さd1の基
板71に対する収差を測定する状態を示している。図1
1において、図9の場合と対応する部分には同一の符号
を付してあり、その説明は適宜省略する。
【0064】基板71は、ディスク2−1の有する基板
2−1bと同じ材質と厚さを有している。光源から出射
された光ビームは、参照平面64、対物レンズLA−
1、先玉レンズLB−1、および、基板71を介して対
物レンズLA−1と先玉レンズLB−1の光軸上の点に
集光し、参照球面62により、その一部が反射され、再
び、同一の光路を戻り、参照平面64に干渉像が形成さ
れる。
【0065】この場合、先玉レンズLB−1としては、
基板の厚さd2に対して、充分に補正がなされたレンズ
を使用するため、干渉像の光量の偏りは、対物レンズL
A−1の有する収差とみなすことができる。従って、干
渉像の光量の偏りを基に、対物レンズLA−1の曲面を
形成する金型を修正するようにする。
【0066】このようにして、2群レンズを構成する対
物レンズLA−1と先玉レンズLB−1を、別個に評価
し、修正することができるため、図4と図5に示す仕様
(対物レンズLA−1と先玉レンズLB−1を用いてデ
ィスク2−1を再生し、先玉レンズLB−1を用いてデ
ィスク2−2を再生する仕様)の2群レンズを容易に作
成することができる。
【0067】次に、2群レンズの第2の実施例(図6と
図7の実施例)における対物レンズLA−2と先玉レン
ズLB−2の作成方法について、図12乃至図15を参
照して説明する。
【0068】図12は、2群レンズの第2の実施例にお
ける光ビームの光路と各レンズの曲面の正確な形状を示
している。図12に示すように、絞り81を通過した光
ビームは、対物レンズLA−2と先玉レンズLB−2を
介してディスク2−1に集光される。
【0069】この場合も、図9を参照して既に説明した
場合と同様に、従来の手法を用いて対物レンズLA−2
を厚さd2の基板に対して無収差となるように修正す
る。
【0070】すなわち、図13に示すように、ディスク
2−2の基板と同じ材質と厚さの基板63に対して発生
する対物レンズLA−2の単体の収差を、干渉計61を
用いて測定する。
【0071】光源から出射された光ビームは、参照平面
64を介して対物レンズLA−2に入射され、それによ
り収束され、厚さd2の基板63を介して対物レンズL
A−2の光軸上に結像し、さらに参照球面62により、
その一部が反射され、同一の光路を戻り、参照平面64
に干渉像が形成される。
【0072】このようにして、対物レンズLA−2のデ
ィスク2−2(基板63)に対する収差を測定し、測定
結果に従い対物レンズLA−2の金型を修正する。
【0073】この場合も、図8のときと同様に、対物レ
ンズLA−2と先玉レンズLB−2とより構成される2
群レンズを用いてディスク2−1に光ビームを集光させ
るとき無収差となる先玉レンズLB−2の単体の有する
収差を干渉計61を用いて測定した場合(厚さ0の基板
に対しての収差を測定した場合)、当然、所定の収差が
測定されることになる。このとき、発生する収差を図1
4に示す。
【0074】そこで、先玉レンズLB−2は、ディスク
2−2に対して補正された対物レンズLA−2と組み合
わせた状態で、厚さd1の基板に対する収差を測定す
る。
【0075】図15は、先玉レンズLB−2と、ディス
ク2−2に対して既に補正されている対物レンズLA−
2とを組み合わせた2群レンズを用いて、厚さd1の基
板に対する収差を測定する状態を示している。
【0076】基板71は、ディスク2−1の有する基板
と同じ材質と厚さを有している。光源から出射された光
ビームは、参照平面64、対物レンズLA−2、先玉レ
ンズLB−2、および、基板71を介して対物レンズL
A−2と先玉レンズLB−2の光軸上の点に集光し、参
照球面62により、その一部が反射され、再び、同一の
光路を戻る。これにより、参照平面64に、収差に対応
する干渉像が形成される。
【0077】この場合、対物レンズLA−2としては、
基板の厚さd2に対して、充分に補正がなされたレンズ
を使用するため、干渉像の偏りは、先玉レンズLB−2
の有する収差とみなすことができる。従って、干渉像の
偏りを基に、先玉レンズLB−2の曲面を形成する金型
を修正するようにする。
【0078】このようにして、2群レンズを構成する対
物レンズLA−2と先玉レンズLB−2を、別個に評価
し、修正することができるため、図6と図7に示す仕様
(対物レンズLA−2と先玉レンズLB−2を用いてデ
ィスク2−1を再生し、対物レンズLA−2を用いてデ
ィスク2−2を再生する仕様)の2群レンズを容易に作
成することができる。
【0079】なお、上記のレンズ設計方法においては、
2個のレンズからなる2群レンズの場合について説明し
たが、N個のレンズからなるN群レンズの場合も同様に
設計することができる。その場合、例えば、ディスクに
対向するN番目の先玉レンズは、既に補正済みの(N-
1)個のレンズと組み合わせたとき、所定の厚さの基板
を有するディスクに対して無収差となるようにする。
【0080】以上のようにして、2群レンズを構成する
対物レンズと先玉レンズの収差を別個に評価し、簡単に
収差補正を行うことができる。またそのレンズの2群レ
ンズを有する1つのピックアップを用いることにより、
規格値の開口数と基板の厚さの異なるディスクを再生す
ることができる。
【0081】また、N個のレンズより構成されるN群レ
ンズを上述のように設計することにより、N種類のディ
スクに対応した記録媒体再生装置を実現することができ
る。
【0082】なお、本発明は、情報を記録する場合に
も、さらに、ディスク以外の記録媒体に対して情報を記
録または再生する場合にも適用することができる。ま
た、本発明は、無限系の光学系にも有限系の光学系にも
適用することができる。
【0083】
【発明の効果】以上のように請求項1に記載のレンズ設
計方法によれば、第2の厚さの基板を有する第2の記録
媒体に対し、対物レンズを用いて光を集光したとき発生
する収差がマレシャルのクライテリオン以下となるよう
に対物レンズを設計するようにしたので、2群レンズを
構成する先玉レンズの有する収差を、単体で評価するこ
とができる。
【0084】請求項3に記載のレンズ設計方法によれ
ば、第2の厚さの基板を有する第2の記録媒体に対し、
先玉レンズを用いて光を集光したとき発生する収差がマ
レシャルのクライテリオン以下となるように先玉レンズ
を設計するようにしたので、2群レンズを構成する対物
レンズの有する収差を、単体で評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のレンズ設計方法を適用した記録媒体再
生装置1の一実施例の構成を示すブロック図である。
【図2】光ピックアップ23の一実施例の構成を示す図
である。
【図3】光ピックアップ23の2群レンズの駆動部分を
拡大して示す図である。
【図4】2群レンズ部の第1の実施例の構成を示す図で
ある。
【図5】図4の2群レンズから対物レンズLA−1を光
路外に移動した状態を示す図である。
【図6】2群レンズ部の第2の実施例の構成を示す図で
ある。
【図7】図6の2群レンズから先玉レンズLB−2を光
路外に移動した状態を示す図である。
【図8】図4の2群レンズを用いた場合の光路を表す図
である。
【図9】図8の先玉レンズLB−1の基板63に対する
収差を測定する状態を示す図である。
【図10】対物レンズLA−1が単体で有する収差を示
す図である。
【図11】図8の対物レンズLA−1の収差を測定する
状態を示す図である。
【図12】図6の2群レンズを用いた場合の光路を表す
図である。
【図13】図12の対物レンズLA−2の基板63に対
する収差を測定する状態を示す図である。
【図14】先玉レンズLB−2が単体で有する収差を示
す図である。
【図15】図12の先玉レンズLB−2の収差を測定す
る状態を示す図である。
【図16】ソリッドイマージョンレンズの原理を説明す
る図である。
【図17】ソリッドイマージョンレンズの実際の使用状
態を説明する図である。
【符号の説明】
L1 対物レンズ, L2 ソリッドイマージョンレン
ズ, LA,LA−1,LA−2 対物レンズ, LB,L
B−1,LB−2 先玉レンズ, 1 記録媒体再生装
置, 2,2−1,2−2 ディスク, 21 スピンドル
モータ, 22 回転制御回路, 23 光ピックアッ
プ, 24 スレッドモータ, 25 スレッドモータ制
御回路, 26 ピックアップ制御回路, 27 信号処
理回路, 28 コントロール回路, 29 外部インタ
フェース, 31 電磁アクチュエータ, 32 1/4波
長板, 33 偏光ビームスプリッタ, 34 反射板,
35フォーカシングレンズ, 36 マルチレンズ,
37 フォトディテクタ 38 レーザダイオード,
39 コリメータレンズ, 40 電磁アクチュエータ,
41,42 切換装置, 51 絞り, 61 干渉計,
62 参照球面, 63 基板, 64 参照平面,
71 基板, 81 絞り
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 俊夫 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 大里 潔 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソニ ー株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 対物レンズと、先玉レンズより構成され
    る2群レンズを用いて、第1の厚さの基板を有する第1
    の記録媒体に光を集光するとき発生する収差がマレシャ
    ルのクライテリオン以下となるように前記対物レンズと
    前記先玉レンズを設計するレンズ設計方法において、 第2の厚さの基板を有する第2の記録媒体に対して、前
    記対物レンズを用いて前記光を集光したとき発生する収
    差がマレシャルのクライテリオン以下となるように前記
    対物レンズを設計し、前記第1の記録媒体に対して、前
    記先玉レンズと前記対物レンズとを用いて前記光を集光
    したとき発生する収差がマレシャルのクライテリオン以
    下となるように前記先玉レンズを設計することを特徴と
    するレンズ設計方法。
  2. 【請求項2】 前記第1の厚さと前記第2の厚さは0で
    あることを特徴とする請求項1に記載のレンズ設計方
    法。
  3. 【請求項3】 対物レンズと、先玉レンズより構成され
    る2群レンズを用いて、第1の厚さの基板を有する第1
    の記録媒体に光を集光するとき発生する収差がマレシャ
    ルのクライテリオン以下となるように前記対物レンズと
    前記先玉レンズを設計するレンズ設計方法において、 第2の厚さの基板を有する第2の記録媒体に対して、前
    記先玉レンズを用いて前記光を集光したとき発生する収
    差がマレシャルのクライテリオン以下となるように前記
    先玉レンズを設計し、前記第1の記録媒体に対して、前
    記対物レンズと前記先玉レンズとを用いて前記光を集光
    したとき発生する収差がマレシャルのクライテリオン以
    下となるように前記対物レンズを設計することを特徴と
    するレンズ設計方法。
  4. 【請求項4】 前記第1の厚さと前記第2の厚さは0で
    あることを特徴とする請求項3に記載のレンズ設計方
    法。
JP8055676A 1996-03-13 1996-03-13 レンズ設計方法 Pending JPH09243805A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8055676A JPH09243805A (ja) 1996-03-13 1996-03-13 レンズ設計方法
US08/812,736 US5828453A (en) 1996-03-13 1997-03-06 Lens designing method and objective lens apparatus with two lenses

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8055676A JPH09243805A (ja) 1996-03-13 1996-03-13 レンズ設計方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH09243805A true JPH09243805A (ja) 1997-09-19

Family

ID=13005498

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8055676A Pending JPH09243805A (ja) 1996-03-13 1996-03-13 レンズ設計方法

Country Status (2)

Country Link
US (1) US5828453A (ja)
JP (1) JPH09243805A (ja)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10312575A (ja) * 1997-05-09 1998-11-24 Pioneer Electron Corp 光ピックアップ装置
US6009064A (en) * 1997-11-05 1999-12-28 Terastor Corporation Optical head having dielectric transition layer in near-field optical storage system
CN1262767A (zh) * 1998-03-26 2000-08-09 皇家菲利浦电子有限公司 具有第一和第二透镜单元的光扫描单元
JP2000011388A (ja) * 1998-06-19 2000-01-14 Sony Corp 光情報記録再生装置および光情報記録再生方法
WO2000038182A1 (en) * 1998-12-21 2000-06-29 Koninklijke Philips Electronics N.V. Optical scanning device
JP2005283783A (ja) 2004-03-29 2005-10-13 Fujinon Corp 成形光学素子を有する光学系、およびその製造方法
JP4569237B2 (ja) * 2004-09-16 2010-10-27 コニカミノルタオプト株式会社 光学装置
JP2009069041A (ja) * 2007-09-14 2009-04-02 Fujinon Corp 光ピックアップ用波面測定装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1204199A (en) * 1982-02-19 1986-05-06 Shigeo Kubota Optical apparatus
US4537473A (en) * 1982-11-05 1985-08-27 Corning Glass Works Fiducial surfaces
JPH0648543B2 (ja) * 1985-12-04 1994-06-22 三菱電機株式会社 光学ヘツド装置
KR100230529B1 (ko) * 1990-11-05 1999-11-15 가나이 쓰도무 광디스크 장치 및 광헤드
US5161063A (en) * 1991-02-21 1992-11-03 University Of Rochester Objectives for an optical data storage head
JPH06258573A (ja) * 1993-03-05 1994-09-16 Konica Corp 光情報媒体の記録再生用光学系
US5508992A (en) * 1993-09-29 1996-04-16 Tdk Corporation Magneto-optical recording/reproducing pickup head with a diffraction grating and a wollaston prism
KR100239237B1 (ko) * 1995-09-12 2000-01-15 가나이 쓰도무 광디스크장치 및 그의 광헤드
US5724335A (en) * 1995-10-25 1998-03-03 Konica Corporation Objective lens for recording and reproducing for use in an optical information recording medium

Also Published As

Publication number Publication date
US5828453A (en) 1998-10-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3240846B2 (ja) 光ヘッド
JP3249082B2 (ja) 平板を用いてcd−r及びdvdに互換する光ピックアップ
JP2000131603A (ja) 光学ヘッド及び記録再生装置
US20050243674A1 (en) Optical pickup, optical information processing apparatus and optical information processing method
JP2002150598A (ja) 光学ピックアップ装置及び記録再生装置
WO2000055849A1 (en) Convergent device, optical head, optical information recording/reproducing and optical information recording/reproducing method
USRE40895E1 (en) Optical head and apparatus for and method of storing and reproducing optical information
WO1997042632A1 (fr) Tete de lecture optique et lecteur de disque
JPH10134400A (ja) 光ヘッド装置
JPH10142494A (ja) 対物レンズ装置及び記録再生装置
JP2001067700A (ja) 光学ヘッド及び光ディスクドライブ装置
US7233562B2 (en) Optical pickup device
JPH09243805A (ja) レンズ設計方法
JP2559011B2 (ja) 光ヘッド
JP3471959B2 (ja) 光ピックアップ装置
JP2000048397A (ja) 光ピックアップ
JP3919276B2 (ja) 光ヘッドおよび光ディスク装置
JP3624624B2 (ja) 光学ピックアップ及びディスクプレーヤ
JPH11190818A (ja) 対物レンズ、光学ヘッド並びに記録及び/又は再生装置
JP2000501545A (ja) 異なる構造を有する光記憶媒体との間で書込みおよび/または読取りを行う装置
JPH10222856A (ja) 光学式情報記録再生装置
JP3270363B2 (ja) 光ピックアップ装置
JPH09265639A (ja) 光学ピックアップ装置
KR100219174B1 (ko) Cd-r을 겸용할 수 있는 dvd용 광픽업장치
JP2990067B2 (ja) 光学式情報記録再生装置

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070215

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20070611