JPH10255306A - 光学ピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高密度光学記録媒体に対して記録再生を行う
無限系及び低密度光学記録媒体に対して記録再生を行う
有限系の双方に於いて、良好な再生特性を得ること。 【解決手段】 １個の対物レンズと、１個又は複数個の
光ビーム源と具備し、基材厚が薄く記録密度の高い光学
記録媒体を無限系で、基材厚が厚く記録密度の低い光学
記録媒体を有限系で、記録再生する光学ピックアップ装
置に於いて、前記対物レンズの正弦条件違反量の絶対値
の最大値を｜ＳＣmax｜、前記対物レンズの倍率をβと
したときに、前記記録密度の高い記録媒体を記録再生す
る際に ｜ＳＣmax｜ ＜ −０．１β または ｜ＳＣmax｜ ＜
０．０１ を満足し、かつ、前記記録密度の低い記録媒体を記録再
生する際に ｜ＳＣmax｜ ＞ −０．１β または ｜ＳＣmax｜ ＞
０．０１ を満足することを特徴とする光学ピックアップ装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光学ピックアップ
装置に関したものであって、さらに詳しくは複数種類の
光学記録媒体を記録再生する光学ピックアップ装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】以下に従来の技術について図面を参照し
て説明する。

【０００３】近年は光学記録媒体に関して開発が盛んに
行われており、規格も多数提唱されている。また、光磁
気記録、追記型記録などの記録方式のみならず、高密度
記録用として記録媒体表面保護層の厚み（基材厚）が異
なった光学記録媒体も用いられるようになった。係る基
材厚の差異は、光学ピックアップ装置の光学設計時に重
要となる。

【０００４】まず、光学記録媒体の透明基材（保護層）
と球面収差の関係を説明する。

【０００５】図８は光学記録媒体の基材中を光線が通過
するときの様子を説明するための説明図である。２０１
は光学記録媒体の基材であって、材質はポリカーボネイ
ト（屈折率１．５８）などが用いられる。光ビームが点
Ｏに正しく結像するということは、光の波面（光の等位
相面）が完全に球面をなしているということである。つ
まり、光の波面ＡＢＣは点Ｏを中心とした円弧となって
いなければ、光ビームが点Ｏに正しく結像しない。

【０００６】ところが、基材２０１中を進行する光の波
面ＡＢＣが球面であっても、空気中を進行する光の波面
ＤＥＦは球面にならない。これはＡＤ（あるいはＦＣ）
とＢＥの光路長は等しいが、屈折率が異なるため、物理
的な距離に差異が生じるためである。このように実際の
波面が球面からずれている状態が、「球面収差がある」
状態である。

【０００７】光学ピックアップ装置は回折限界まで光ビ
ームを絞り込むことが求められるので、基材中を進行す
る光の波面の球面収差はきわめて小さくしなければなら
ず、マレシャルの基準（残留収差量０．０７λＲＭＳ）
を満たすことが最低限必要とされている。従って、通
常、対物レンズは、基材２０１で発生する球面収差と同
じ量で向きが逆の球面収差を、あらかじめ光ビームに与
えておくように設計される。

【０００８】しかしながら、基材２０１が異なる複数種
類の光学記録媒体を正しく記録再生するには、あらかじ
め与えておくべき球面収差量が異なるため、異なる設計
の複数の対物レンズを機械的に切り替えて用いるなどの
方法が取られることも多い。

【０００９】又、光学記録媒体は一般的に、記録密度が
高いものほど基材厚を薄く設計される傾向にある。その
理由について、以下に説明する。下記式１は回折限界ま
で光ビームを絞り込んだときのスポットの半径ｒを求め
る式である。

【００１０】ｒ＝０．４１λ／ＮＡ・・・（１） ここで、λは光ビームの波長、ＮＡは開口数である。
又、ＮＡは下記式２で与えられる。

【００１１】ＮＡ＝ｎ×ｓｉｎθ・・・（２） ここで、ｎはスポットの存在する像界の屈折率、θは図
９に示すごとく像点がレンズを見込んだ角度の半分であ
る。

【００１２】上記式１からもわかるように、スポット径
を小さくするためには、光ビームの波長を短くするか、
又は、開口数を大きくする必要がある。従って、高密度
の記録媒体を再生するにはより小さなスポットが必要と
されるため、このような光学システムでは、波長を短く
し、開口数を大きくする設計がなされる 下記式３は記録媒体が傾いたときの、傾き角度αとコマ
収差量Ｗ_cの関係を示す式である。ここで、コマ収差と
は光学記録媒体が傾いた時に発生する収差である。コマ
収差も球面収差も、実際の波面が球面とどの程度ずれて
いるかの度合いを示すものであるが、球面収差は光軸に
回転対称なのに対し、コマ収差は非対称な収差である。

【００１３】

【数１】

【００１４】ここでｄは基材厚、αはディスクの傾き角
度である。この式からもわかるように、光学記録媒体の
傾きによって生じるコマ収差は、ＮＡの３乗に比例し、
又、ｄにも比例する。

【００１５】上述のとおり高密度記録の場合には、開口
数を大きくすることが多いため、少しの傾きでも大きな
収差が発生し、再生が困難となる。従って、このような
場合には、コマ収差の発生を抑えるため、基材厚ｄをな
るべく小さくするように設計することが多い。

【００１６】次に、複数種類の基材厚の異なる光学記録
媒体に対して記録再生ができる光学ピックアップ装置で
あって、従来から知られているものを説明する。

【００１７】図１０は従来の光学ピックアップ装置の一
例であって、特開平５−５４４０６号公報記載されたも
のである。尚、同図では、光学ピックアップ装置の動作
原理を簡単に説明するため、当該公報に記載されている
説明図よりも簡略化してある。

【００１８】この光学ピックアップ装置で高密度ディス
クを再生する場合、半導体レーザ１０１から出射した光
はコリメータレンズ１０２で平行光とされ、ビームスプ
リッタ１０３を通過して対物レンズ１０４で再び集光さ
れ高密度ディスク１０５ａの記録表面に至る。ここで、
高密度ディスク１０５ａは基材厚は０．６ｍｍである。
又、高密度ディスクを再生する場合には、補正素子１０
９は使用しない。

【００１９】この高密度ディスク１０５ａの記録表面で
記録信号によって変調された光ビームは対物レンズ１０
４で平行光とされ、ビームスプリッタ１０３で反射され
た後、コリメータレンズ１０６で集光されアナモフィッ
クレンズ１０７で焦点誤差信号生成用の非点収差を付与
された後、分割受光素子１０８で記録信号に応じた電流
に光電変換される。

【００２０】尚、対物レンズ１０４は高密度ディスク１
０５ａの記録表面上に収差なく結像できるように設計さ
れている。

【００２１】図１１はこの光学ピックアップ装置で低密
度ディスクを再生する場合を示した説明するための説明
図である。ここで、低密度ディスク１０５ｂの基材厚は
１．２ｍｍである。 低密度ディスクを再生する場合、
半導体レーザ１０１から出射した光ビームがコリメータ
レンズ１０２、ビームスプリッタ１０３を通過するとこ
ろまでは高密度ディスクの場合と同じであるが、対物レ
ンズ１０４に至る前に補正素子１０９を通過する。補正
素子１０９は平行光を発散光にする作用をもったレンズ
（負のパワーを持ったレンズ）などが考えられる。

【００２２】尚、上述のとおり対物レンズ１０４は薄い
基材厚の高密度ディスクにあわせた収差補正がなされて
いているため、基材厚の厚い低密度ディスク１０５ｂで
は球面収差が補正不足となってしまう。この補正不足を
補うため、この不足分の収差補正を補正素子１０９で光
ビームに付与し、良好な結像性能を得ている。これと同
様の発想に基づく発明には特開平６−３２５４０５号公
報記載のものがある。

【００２３】又、特開平６−３２５４０５号公報には、
上記光学ピックアップ装置と異なる方式で複数種類の基
材厚の異なる光学記録媒体に対して記録再生を行う光学
ピックアップ装置についても記載されている。次に、こ
の光学ピックアップ装置について説明する。

【００２４】図１２は、この光学ピックアップ装置の対
物レンズ１１０に入射する光ビームを示す。図１２
（ａ）は、高密度記録媒体１１１ａを記録再生する場合
を示し、この場合、対物レンズ１１０に対して平行光を
入射する。この対物レンズ１１０は基材厚の薄い高密度
ディスク用に設計されたものなので、この場合は無収差
で結像する。

【００２５】図１２（ｂ）は、この対物レンズ１１０を
用いて基材厚の厚い低密度記録媒体を記録再生する場合
を示す。この場合、対物レンズ１１０に平行光を入射す
ると、低密度記録媒体１１１ｂで発生する球面収差に対
して補正が不足してしまうが、対物レンズに発散光を入
射することにより、すなわち、波面の曲率を制御するこ
とにより、補正不足分を補っている。

【００２６】この種の光学ピックアップ装置を実際に構
成するには、図１３（簡略化のため受光素子を省略し
た）のように、２個の光源１２０、１２１を設け、第１
の光源１２０から対物レンズ１２４までの距離と、第２
の光源１２１から対物レンズ１２４までの距離とを変え
ればよい。このとき第１の光源１２０は基材厚の薄い高
密度記録媒体用、第２の光源１２１は基材厚の厚い低密
度記録媒体用となる。

【００２７】尚、若干構成は異なるが、このような発想
に基づいた光学ピックアップ装置としては、特開平７−
６５４０７号公報に記載されたものがある。この光学ピ
ックアップ装置も物理的な原理（自然現象）は特開平６
−３２５４０５号公報と同じであって、基材厚の薄い高
密度ディスクを再生するときには対物レンズに平行光を
入射させ、基材厚の厚い低密度ディスクを再生するとき
には対物レンズに発散光を入射するものである。

【００２８】上記特開平６−３２５４０５号公報及び特
開平７−６５４０７号公報に記載された方式の光学ピッ
クアップ装置は、構成が簡単であるが正弦条件の設定に
関して以下の問題点がある。

【００２９】図１４は、正弦条件を説明するための説明
図である。図１４（ａ）の場合、レンズ１３０は軸上物
点１３１から発生した光を軸上像点１３２に結像する。
ここで、簡単のためにレンズ１３０は無収差（この状態
で球面収差がない）であるとする。このレンズ１３０の
倍率をβとすると、正弦条件違反量ＳＣは、下記式４で
与えられる。

【００３０】 ＳＣ＝（ｎ×ｓｉｎθ）／（ｎ'×ｓｉｎθ'） −β・・・（４） ここで、ｎは物点側の屈折率であり、ｎ’は像点側の屈
折率である。

【００３１】図１４（ｂ）は物点１３１ｂが軸外にある
場合を示し、この場合、像点１３２ｂも軸外となる。こ
の結像関係は、軸外共役点同士の結像関係であるから、
レンズ１３０がいわゆる無収差のレンズであったとして
も、収差は発生する。ただしその収差の発生度合いはレ
ンズ１３０の正弦条件の満足の仕方によって変わってく
る。

【００３２】ここで、レンズ１３０が正弦条件を満たし
ていれば、像高ｈと収差量の関係は図１５（ａ）のよう
になる。この場合、発生する収差は、ほぼ全てが非点収
差であり、コマ収差は発生しない。一方、レンズ１３０
が正弦条件を違反している場合は、像高ｈと収差量の関
係は図１５（ｂ）のようになる。この場合、非点収差と
同時にコマ収差が発生するため、正弦条件を満たしてい
る場合よりもはるかに大きな収差量となる。

【００３３】つまり、レンズに対して光が正しく正面か
ら入射した場合には、正弦条件を満たしていても満たし
ていなくても結像特性は同じものとなるが、レンズに対
して光が斜めから入射した場合は結像特性（軸外特性）
がまったく異なってくるので、ほとんどの光学系は、通
常、正弦条件を満たすように設計される。

【００３４】図１６は無限系ピックアップ装置（対物レ
ンズに入射する光が平行光）と有限系ピックアップ装置
（対物レンズに入射する光が発散光）の説明図である。
図１６（ａ）に示した無限系ピックアップ装置の場合、
ビーム源１４０から発生した発散光がコリメータレンズ
１４１により平行光とされ、対物レンズ１４２で収束光
とされて光学記録媒体１４３の記録表面上にスポットを
形成する。無限系では、対物レンズ１４２が中立位置に
あっても、トラッキングシフトをしても、対物レンズに
対しては平行光束が正しく正面から入射する。すなわち
対物レンズがトラッキング動作をしても、常に像点は光
軸上にあるために、少なくとも対物レンズにおける収差
は発生しない。さらにコリメータレンズも正弦条件を満
たしていれば、トラックシフトをして物点が軸外になっ
たとしても、図１５（ａ）のように極僅かな非点収差だ
けしか発生しない。

【００３５】従って、無限系の光学ピックアップ装置に
於いては、対物レンズにおける収差は原理的に発生しな
いので、正弦条件は製造公差上問題がない程度に補正し
てあればよい。但し、対物レンズの設置角度ズレがある
と無限系でも斜入射になるため、その場合には、大きな
収差が発生しない程度に正弦条件を満足する必要があ
る。

【００３６】一方、図１６（ｂ）に示した有限系ピック
アップ装置の場合、ビーム源１４０ｂから発生した発散
光が対物レンズ１４２ｂに入射し光学記録媒体１４３ｂ
の記録表面上にスポットを形成する。有限系では、対物
レンズ１４２ｂが中立位置にある場合は発散光がレンズ
に対して正しく正面から入射するため、収差は発生しな
いが、対物レンズ１４２ｂがトラッキングシフトをした
場合は、物点（すなわちビーム源１３０ｂ）が軸外とな
るので、図１４（ｂ）と同じ状態となる。

【００３７】このとき、対物レンズ１４２ｂが正弦条件
を十分に満たしていれば図１５（ａ）のようにわずかな
非点収差しか発生せず、問題はないが、正弦条件を違反
していると図１５（ｂ）のように非常に大きなコマ収差
が発生し、スポットのプロファイルが崩れて再生が困難
となる。つまり、有限系の光学ピックアップ装置に於い
ては、対物レンズは正弦条件を十分に満たしている必要
があり、又、正弦条件を満足できるように対物レンズの
非球面定数等を選択する必要がある。

【００３８】上記無限系と有限系との相違を考慮して、
図１３に記載されたような従来の光学ピックアップ装置
では、高密度記録媒体再生時には対物レンズが正弦条件
を違反するように設計をし、無限系で再生を行い、低密
度記録媒体再生時には対物レンズが正弦条件を満たすよ
うに設計をし、有限系で再生を行っていた。ここで、無
限系で対物レンズが正弦条件を違反するように設計を
し、有限系で対物レンズが正弦条件を満たすように設計
をするのは、無限系の構成では、原理上トラックシフト
で収差の発生しないので、正弦条件の違反がほとんど問
題にならない（すなわち正弦条件を満たす必要のない）
からである。

【００３９】従って、このように設計すれば、どちらの
記録を再生する場合であっても、トラックシフトによる
大きな収差は発生せず、再生信号を得ることができる。

【００４０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、現実の
光学ピックアップ装置では完全な無限系を構成すること
は困難なため、対物レンズ駆動装置（アクチュエータ）
の姿勢（特にトラッキング動作時）や、レンズ、ビーム
源、各種硝材部品等の取付精度のばらつきにより、高密
度記録媒体再生時に、正弦条件違反に基づくコマ収差が
発生し、再生特性が悪化することがあった。

【００４１】又、この正弦条件違反に基づくコマ収差が
発生を抑えるため、光学ピックアップ装置を筐体に取り
付ける際の取付精度や、光学ピックアップ装置全体をラ
ジアル方向に送り動作する機構の精度についても高い精
度が要求されていた。

【００４２】そこで、本発明は、高密度光学記録媒体に
対して記録再生を行う無限系における対物レンズの正弦
条件違反量を、低密度光学記録媒体での再生特性がほと
んど変化しない範囲内で低減し、高密度光学記録媒体に
対して記録再生を行う無限系及び低密度光学記録媒体に
対して記録再生を行う有限系の双方に於いて、良好な再
生信号が得られるようにした光学ピックアップ装置を提
供するものである。

【００４３】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の光学ピッ
クアップ装置は、１個の対物レンズと、１個又は複数個
の光ビーム源と具備し、基材厚が薄く記録密度の高い光
学記録媒体を無限系で、基材厚が厚く記録密度の低い光
学記録媒体を有限系で、記録再生する光学ピックアップ
装置に於いて、前記対物レンズの正弦条件違反量の絶対
値の最大値を｜ＳＣmax｜、前記対物レンズの倍率をβ
としたときに、前記記録密度の高い記録媒体を記録再生
する際に ｜ＳＣmax｜ ＜ −０．１β または ｜ＳＣmax｜ ＜
０．０１ を満足し、かつ、前記記録密度の低い記録媒体を記録再
生する際に ｜ＳＣmax｜ ＞ −０．１β または ｜ＳＣmax｜ ＞
０．０１ を満足することを特徴とするものである。

【００４４】請求項２記載の光学ピックアップ装置は、
１個の対物レンズと、１個又は複数個の光ビーム源と具
備し、基材厚が薄く記録密度の高い光学記録媒体を無限
系で、基材厚が厚く記録密度の低い光学記録媒体を有限
系で、記録再生する光学ピックアップ装置に於いて、光
学系の正弦条件違反量が、前記記録密度の高い光学記録
媒体を記録再生する際に小さく、前記記録密度の低い光
学記録媒体を記録再生する際に大きく、前記対物レンズ
がトラッキング動作をしたときに発生する収差量の最大
値が、前記記録密度の高い光学記録媒体を記録再生する
際に、０．１３ｍｍのトラッキング動作時に０．０４λ
ＲＭＳ以下又は、０．２５ｍｍのトラッキング動作時に
０．０７λＲＭＳ以下であり、かつ、前記記録密度の低
い光学記録媒体を記録再生する際に、０．２５ｍｍのト
ラッキング動作時に０．０２λＲＭＳ〜０．１０λＲＭ
Ｓの範囲又は、０．５０ｍｍのトラッキング動作時に
０．０４λＲＭＳ〜０．２０λＲＭＳの範囲であること
を特徴とするものである。

【００４５】請求項３記載の光学ピックアップ装置は、
請求項２記載の光学ピックアップ装置に於いて、上記対
物レンズがトラッキング方向の中立位置にるときに発生
する収差量が、上記記録密度の高い光学記録媒体を記録
再生する際に、０．０４λＲＭＳ以下であり、上記記録
密度の低い光学記録媒体を記録再生する際に、０．０７
λＲＭＳ以下であることを特徴とするものである。

【００４６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の光学ピックアップ
装置について、図面を参照して説明する。

【００４７】図１は本発明に係る光学ピックアップ装置
の一例を示したものである。

【００４８】まず、基材厚の薄い高密度光学記録媒体を
再生する場合について説明する。ここでは高密度光学記
録媒体として、下記の仕様のものを用いた。

【００４９】高密度光学記録媒体の仕様： 使用波長 ６５０ｎｍ 屈折率 ｎ＝１．５８０（波長６５０ｎｍ） 基材厚 ０．６ｍｍ トラックピッチ ０．７４μｍ 高密度光学記録媒体を再生する場合には、受発光素子１
が使用される。受発光素子１は波長が６５０ｎｍの半導
体レーザチップを搭載しており、ここから出射した光ビ
ームはビームスプリッタ３を透過し、コリメータレンズ
４で平行光とされ、対物レンズ５に入射する。対物レン
ズ５に入射した光ビームは、対物レンズ５の作用で集光
され、基材厚０．６ｍｍの高密度光学記録媒体６上に無
収差（軸上の場合）で集光される。このときの対物レン
ズ５の像側開口数は０．６０である。

【００５０】その後、光学記録媒体の記録信号により変
調された光ビームはまったく同じ光路を帰り、受発光素
子１に至って光電変換され、誤差信号、再生信号を得
る。

【００５１】ここで、対物レンズ５の仕様は下記の様に
なっている（第１面及び第２面については図２参照）。

【００５２】 （第１面） 主曲率Ｒ ２．０６１８４ 非球面パラメータε ０．４８６５７ 非球面定数Ａ２ ー０．２０１５３×１０^ー3 非球面定数Ａ４ ー０．１１６３９×１０^ー5 非球面定数Ａ６ ー０．１９６６７×１０^ー4 非球面定数Ａ８ ー０．２４３４７×１０^ー7 非球面定数Ａ１０ ー０．９０９４８×１０^ー6 （第２面） 主曲率Ｒ ー４．１８１３８ 非球面パラメータε ー９．９９０７９ 非球面定数Ａ２ ０．３４９４４×１０^ー1 非球面定数Ａ４ ー０．６５６９０×１０^ー2 非球面定数Ａ６ ー０．１４３８０×１０^ー2 非球面定数Ａ８ ０．１６２６５×１０^ー3 非球面定数Ａ１０ ー０．３００８８×１０^ー5 又、この光学系の収差図は図３（ａ）に示すとおりであ
って、球面収差は無く、正弦条件も十分満足し、正弦条
件違反量の絶対値の最大値｜ＳＣmax｜は０．００３ 程
度である。

【００５３】次に基材厚の厚い低密度光学記録媒体を再
生する場合について説明する。ここでは、低密光学度記
録媒体として、下記の仕様のものを用いた。

【００５４】低密度光学記録媒体の仕様： 使用波長 ７８０ｎｍ 屈折率 ｎ＝１．５７４（波長７８０ｎｍ） 基材厚 １．２ｍｍ トラックピッチ １．６μｍ 低密度光学記録媒体を再生する場合には、受発光素子２
が使用される。受発光素子２は７８０ｎｍの半導体レー
ザチップを搭載しており、ビームスプリッタ３と受発光
素子２との距離は、ビームスプリッタ３と受発光素子１
との距離よりも短くなっている。

【００５５】受発光素子２の７８０ｎｍの半導体レーザ
チップから出射した光ビームは、ビームスプリッタ３を
透過し、コリメータレンズ４で発散度を弱められ対物レ
ンズ５に入射する。対物レンズ５に入射した光ビーム
は、対物レンズ５の作用で集光され、基材厚１．２ｍｍ
の低密度光学記録媒体６上に無収差で集光される。この
ときの対物レンズ５の像側開口数は０．５７４である。
つまり、この光学ピックアップ装置の場合には、対物レ
ンズ５の像側開口数が０．５７４になるような位置に受
発光素子２を設置すれば、基材厚１．２ｍｍの記録媒体
に対して無収差で結像できる。

【００５６】その後、光学記録媒体の記録信号により変
調された光ビームはまったく同じ光路を帰り、受発光素
子２に至って光電変換され、誤差信号、再生信号が得ら
れる。

【００５７】この光学系の収差図は図３（ｂ）に示すと
おりであって、球面収差は実質的にゼロであるが、正弦
条件を違反しており、正弦条件違反量の絶対値の最大値
｜ＳＣmax｜は０．１程度である。又、対物レンズ５の
倍率βは−０．０５９程度である。

【００５８】図４は、本発明に係る光学ピックアップ装
置に於ける｜ＳＣmax｜の許容範囲（斜線部）を示した
ものである。図４（ａ）は高密度光学記録媒体記録再生
時の許容範囲（斜線部）、図４（ｂ）は低密度光学記録
媒体記録再生時の許容範囲（斜線部）である。

【００５９】更に、望ましい範囲は、基材厚の薄い高密
度光学記録媒体を記録再生する際に ｜ＳＣmax｜ ＜ −０．０８β または ｜ＳＣmax｜ ＜
０．００８ を満たし、かつ基材厚の厚い低密度光学記録媒体を記録
再生する際に ｜ＳＣmax｜ ＞ −０．５β または ｜ＳＣmax｜ ＞
０．０５ を満たす範囲である。

【００６０】尚、上記仕様の対物レンズ５を上記構成で
使用した場合、実使用状態での光学系の収差量（レンズ
の製造誤差を含む）は、以下の通りである。

【００６１】 高密度光学記録媒体記録再生時： ０．１３ｍｍのトラッキング動作時 ０．０３λＲＭＳ（最大値） ０．２５ｍｍのトラッキング動作時 ０．０５λＲＭＳ（最大値） 低密度光学記録媒体記録再生時： ０．２５ｍｍのトラッキング動作時 ０．０５λＲＭＳ（最大値） ０．５０ｍｍのトラッキング動作時 ０．０９λＲＭＳ（最大値） 又、本発明に係る光学ピックアップ装置に於いて、望ま
しい光学系の収差量の範囲は、以下の通りである。

【００６２】高密度光学記録媒体記録再生時： ０．１３ｍｍのトラッキング動作時 収差量の最大値が０．００λＲＭＳ〜０．０４λＲＭＳ
の範囲又は、 ０．２５ｍｍのトラッキング動作時 収差量の最大値が０．００λＲＭＳ〜０．０７λＲＭＳ
の範囲 高密度光学記録媒体記録再生時： ０．２５ｍｍのトラッキング動作時 収差量の最大値が０．０２λＲＭＳ〜０．０６λＲＭＳ
の範囲又は ０．５０ｍｍのトラッキング動作時 収差量の最大値が０．０４λＲＭＳ〜０．１０λＲＭＳ
の範囲 上記高密度光学記録媒体記録再生時の条件、及び高密度
光学記録媒体記録再生時の双方を満たす様に光学ピック
アップ装置の光学系を設計すれば、良好な誤差信号、再
生信号が得られる。

【００６３】又、良好な誤差信号、再生信号が得るため
には、更に、対物レンズ５がトラッキング方向の中立位
置（トラッキングシフトが０ｍｍの位置）にるときに発
生する収差量が、上記記録密度の高い光学記録媒体を記
録再生する際に、０．０４λＲＭＳ以下であり、上記記
録密度の低い光学記録媒体を記録再生する際に、０．０
７λＲＭＳ以下であることが望ましい。

【００６４】尚、光学ピックアップ装置の対物レンズは
近年、プラスティックを用いた射出整形品が多く用いら
れているが、これらは製造時の品質管理が難しく製造ば
らつきも大きい。従って、設計上は本発明に係る範囲内
の収差補正や正弦条件補正がなされていたとしても、製
造ばらつきにより、本発明に係る範囲から外れることが
ある。しかし、このような場合であっても、光学系の設
計値が本発明に係る範囲内であれば、本発明に係る光学
ピックアップ装置であることは明らかである。

【００６５】次に、上記光学ピックアップ装置に用いた
受発光素子について説明する。図５に、受発光素子の内
部を示した。ここで、半導体レーザ１０から光を出射し
てカバーガラス１２の表面に設けられたホログラム１３
を通過したものがビーム源となる。又、光学記録媒体で
反射されて戻ってきた光ビームは、ホログラム１３で回
折を受けて分割受光素子１１で受光され、トラッキング
誤差信号、焦点誤差信号、再生信号に光電変換される。
又、半導体レーザ１０、分割受光素子１１は金属製の筐
体１４にボンディング固定され、全体が封止されてい
る。

【００６６】尚、本実施例は受発光素子を用いたが、本
発明は結像光学系の特性に関するものであるから、これ
に限らず、半導体レーザと受光素子が一体化されていな
い系等にも、適用することができる。

【００６７】次に、本発明に係る光学ピックアップ装置
の動特性について説明する。

【００６８】図６、７は本発明に係る光学ピックアップ
装置の動特性を示したものである。ここで、図６（ａ）
は高密度光学記録媒体でのトラッキングシフト−ジッタ
ー特性を示し、図６（ｂ）は低密度光学記録媒体でのト
ラッキングシフト−ジッター特性を示す。尚、発明に係
る光学ピックアップ装置における測定値を実線で示し、
従来の光学ピックアップ装置における測定値を点線で示
した。

【００６９】図６に示した通り、高密度光学記録媒体で
はトラックシフト全域にわたって、本発明に係る光学ピ
ックアップ装置の方がジッター値が低くなる。一方、低
密度光学記録媒体では再生特性はあまり変化しないが、
トラッキングシフトが大きい領域で、若干ジッターが増
加する。ここで、低密度光学記録媒体での再生特性があ
まり変化しないのは、低密度記録媒体の方が高密度記録
媒体よりも、コマ収差から受ける悪影響が少ないためで
ある。

【００７０】ところで、実際にディスク再生装置を製造
するにあたっては低密度記録媒体の特性よりも高密度記
録媒体の特性の方が不安定になり易いため、高密度記録
媒体再生時にジッターが低くなる製造公差が取れる方
が、低密度記録媒体再生時にジッターが低くなる製造公
差がとれるよりも望ましい。又、高密度記録媒体のトラ
ックシフト特性が大きく向上することから、光学ピック
アップ装置全体のラジアル方向の送り機構や対物レンズ
駆動装置は従来のものよりも精度の低い簡便なものが利
用できる。

【００７１】図７（ｃ）は高密度光学記録媒体でのラジ
アル方向（ディスク半径方向）スキュー角度−ジッター
特性で（スキュー角度というのは光学ピックアップ装置
を取り付けるときの光学記録媒体に対する角度のことで
ある）、図７（ｄ）は低密度光学記録媒体でのラジアル
方向スキュー角度−ジッター特性である。ここで、高密
度光学記録媒体でのラジアル方向スキュー角度は、従来
の光学ピックアップ装置の場合、感度が高く、取り付け
角度誤差の許容量があまりないのに対し、本発明の光学
ピックアップ装置では許容量がかなり大きくなってい
る。また、本発明の光学ピックアップ装置ではジッター
値の最小値も従来の光学ピックアップ装置と比較して小
さくなっている。一方、低密度光学記録媒体の場合、そ
の差はほとんど認められない。

【００７２】図７（ｅ）は高密度光学記録媒体でのタン
ジェンシャル方向（ディスクの円周の接線方向）スキュ
ー角度−ジッター特性で、図７（ｆ）は低密度光学記録
媒体でのタンジェンシャル方向スキュー角度−ジッター
特性である。ここで、高密度光学記録媒体でのタンジェ
ンシャル方向スキュー角度は、従来の光学ピックアップ
装置の場合、感度が高く、取り付け角度誤差の許容量が
あまりないのに対し、本発明の光学ピックアップ装置で
は許容量がかなり大きくなっている。また、本発明の光
学ピックアップ装置ではジッター値の最小値も小さくな
っている。一方、低密度光学記録媒体の場合、その差は
ほとんど認められない。

【００７３】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明の光学ピ
ックアップ装置によれば、高密度光学記録媒体に対して
記録再生を行う無限系における対物レンズの正弦条件違
反量を、低密度光学記録媒体での再生特性がほとんど変
化しない範囲内で低減したことにより、高密度光学記録
媒体に対して記録再生を行う無限系及び低密度光学記録
媒体に対して記録再生を行う有限系の双方に於いて、良
好な再生特性を得ることができる。

【００７４】又、トラッキングシフト、ラジアル方向ス
キュー角度、タンジェンシャル方向スキュー角度の変化
に対する許容値が大きくなったことにより、光学ピック
アップ装置の対物レンズ駆動装置やラジアル方向の送り
機構を簡略化でき、又、低精度のものも使用可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光学ピックアップ装置の構成を示
した図面である。

【図２】本発明に係る対物レンズを示した断面図であ
る。

【図３】本発明に係る光学ピックアップ装置における光
学系の収差図である。

【図４】本発明に係る光学ピックアップ装置に於ける｜
ＳＣmax｜の許容範囲（斜線部）を示したグラフであ
る。

【図５】受発光素子の内部を示した図面である。

【図６】本発明に係る光学ピックアップ装置のトラッキ
ングシフト−ジッター特性を示したグラフである。

【図７】本発明に係る光学ピックアップ装置のラジアル
方向（ディスク半径方向）スキュー角度−ジッター特
性、及びタンジェンシャル方向（ディスクの円周の接線
方向）スキュー角度−ジッター特性を示したグラフであ
る。

【図８】光学記録媒体の基材中を通過する光線を示した
図面である。

【図９】開口数を説明するための図面である。

【図１０】従来の光学ピックアップ装置（特開平５−５
４４０６号公報）の構成を示した図面である（高密度デ
ィスクを再生する場合）。

【図１１】従来の光学ピックアップ装置（特開平５−５
４４０６号公報）の構成を示した図面である（低密度デ
ィスクを再生する場合）。

【図１２】従来の光学ピックアップ装置（特開平６−３
２５４０５号公報）の対物レンズに入射する光ビームを
示した図面である。

【図１３】従来の光学ピックアップ装置（特開平６−３
２５４０５号公報）の構成を示した簡略図である。

【図１４】正弦条件を説明するための図面である。

【図１５】像高ｈと収差量の関係を示したグラフであ
る。

【図１６】無限系ピックアップ装置（対物レンズに入射
する光が平行光）と有限系ピックアップ装置（対物レン
ズに入射する光が発散光）を説明するための図面であ
る。

【符号の説明】

１、２ 受発光素子 ３ ビームスプリッタ ４ コリメータレンズ ５ 対物レンズ ５ａ 第１面 ５ｂ 第２面 ６ 光学記録媒体 １０ 半導体レーザ １１ 分割受光素子 １２ カバーガラス １３ ホログラム １４ 筐体

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １個の対物レンズと、１個又は複数個の
   光ビーム源と具備し、基材厚が薄く記録密度の高い光学
   記録媒体を無限系で、基材厚が厚く記録密度の低い光学
   記録媒体を有限系で、記録再生する光学ピックアップ装
   置に於いて、前記対物レンズの正弦条件違反量の絶対値
   の最大値を｜ＳＣmax｜、前記対物レンズの倍率をβと
   したときに、前記記録密度の高い記録媒体を記録再生す
   る際に ｜ＳＣmax｜ ＜ −０．１β または ｜ＳＣmax｜ ＜
   ０．０１ を満足し、かつ、前記記録密度の低い記録媒体を記録再
   生する際に ｜ＳＣmax｜ ＞ −０．１β または ｜ＳＣmax｜ ＞
   ０．０１ を満足することを特徴とする光学ピックアップ装置。
2. 【請求項２】 １個の対物レンズと、１個又は複数個の
   光ビーム源と具備し、基材厚が薄く記録密度の高い光学
   記録媒体を無限系で、基材厚が厚く記録密度の低い光学
   記録媒体を有限系で、記録再生する光学ピックアップ装
   置に於いて、光学系の正弦条件違反量が、前記記録密度
   の高い光学記録媒体を記録再生する際に小さく、前記記
   録密度の低い光学記録媒体を記録再生する際に大きく、
   前記対物レンズがトラッキング動作をしたときに発生す
   る収差量の最大値が、前記記録密度の高い光学記録媒体
   を記録再生する際に、０．１３ｍｍのトラッキング動作
   時に０．０４λＲＭＳ以下又は、０．２５ｍｍのトラッ
   キング動作時に０．０７λＲＭＳ以下であり、かつ、前
   記記録密度の低い光学記録媒体を記録再生する際に、
   ０．２５ｍｍのトラッキング動作時に０．０２λＲＭＳ
   〜０．１０λＲＭＳの範囲又は、０．５０ｍｍのトラッ
   キング動作時に０．０４λＲＭＳ〜０．２０λＲＭＳの
   範囲であることを特徴とする光学ピックアップ装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載の光学ピックアップ装置に
   於いて、上記対物レンズがトラッキング方向の中立位置
   にるときに発生する収差量が、上記記録密度の高い光学
   記録媒体を記録再生する際に、０．０４λＲＭＳ以下で
   あり、上記記録密度の低い光学記録媒体を記録再生する
   際に、０．０７λＲＭＳ以下であることを特徴とする光
   学ピックアップ装置。