JPH10308028A - 光ヘッド用光学系 - Google Patents
光ヘッド用光学系Info
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- JPH10308028A JPH10308028A JP9114821A JP11482197A JPH10308028A JP H10308028 A JPH10308028 A JP H10308028A JP 9114821 A JP9114821 A JP 9114821A JP 11482197 A JP11482197 A JP 11482197A JP H10308028 A JPH10308028 A JP H10308028A
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- Japan
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- optical
- protective substrate
- optical disk
- aberration
- aperture
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 異なる保護基板厚を有する複数の光ディスク
に対して読み書きが可能な光ヘッド用光学系を提供す
る。 【解決手段】 光ディスク３１に信号の読み書きをする
ための光ヘッド用光学系の対物レンズ１０の光軸上に輪
帯開口２１を配設する。輪帯開口２１によって対物レン
ズ１０の周縁部のみ光が透過可能となる。読み書きする
光ディスク３１の種類の違いによる保護基板３１ａの厚
さや屈折率の違いによって対物レンズ１０に発生する収
差を、レーザダイオード４０や受光素子７０などによる
データの読み書きが可能な収差範囲に収めるように輪帯
開口２１の内径開口数と外側開口数とが決められる。
に対して読み書きが可能な光ヘッド用光学系を提供す
る。 【解決手段】 光ディスク３１に信号の読み書きをする
ための光ヘッド用光学系の対物レンズ１０の光軸上に輪
帯開口２１を配設する。輪帯開口２１によって対物レン
ズ１０の周縁部のみ光が透過可能となる。読み書きする
光ディスク３１の種類の違いによる保護基板３１ａの厚
さや屈折率の違いによって対物レンズ１０に発生する収
差を、レーザダイオード４０や受光素子７０などによる
データの読み書きが可能な収差範囲に収めるように輪帯
開口２１の内径開口数と外側開口数とが決められる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数の種類の光デ
ィスクに対して読み出しあるいは書き込みの可能な光ヘ
ッド用光学系に関する。
ィスクに対して読み出しあるいは書き込みの可能な光ヘ
ッド用光学系に関する。
【０００２】
【従来の技術】信号の読み出しあるいは書き込み用とし
て用いられている光ディスクとしては、信号の読み取り
の原理に応じて光磁気ディスク（ＭＯディスク）、位相
変調ディスク（ＣＤ）、相変化ディスク（ＰＤ）などに
分類される。これらの光ディスクはいずれも厚さ１．２
ｍｍの保護基板により光ディスク内部の信号面が保護さ
れる。
て用いられている光ディスクとしては、信号の読み取り
の原理に応じて光磁気ディスク（ＭＯディスク）、位相
変調ディスク（ＣＤ）、相変化ディスク（ＰＤ）などに
分類される。これらの光ディスクはいずれも厚さ１．２
ｍｍの保護基板により光ディスク内部の信号面が保護さ
れる。
【０００３】一方、情報の記録密度を高めるために開発
されたディジタルビデオディスク（ＤＶＤ）は、０．６
ｍｍの保護基板により信号面が保護されている。したが
って、１．２ｍｍの保護基板厚に対応して設計された光
ヘッドで０．６ｍｍの保護基板厚のディスクから記録を
読みだそうとしたときに、保護基板厚の差によって光ヘ
ッドの光学系は極めて大きな球面収差（波面収差）を生
じ、集光スポットを十分に小さく絞ることができない。
これについて図６を参照して説明する。
されたディジタルビデオディスク（ＤＶＤ）は、０．６
ｍｍの保護基板により信号面が保護されている。したが
って、１．２ｍｍの保護基板厚に対応して設計された光
ヘッドで０．６ｍｍの保護基板厚のディスクから記録を
読みだそうとしたときに、保護基板厚の差によって光ヘ
ッドの光学系は極めて大きな球面収差（波面収差）を生
じ、集光スポットを十分に小さく絞ることができない。
これについて図６を参照して説明する。
【０００４】図６は、光ディスクの信号面に対するレー
ザ光の集光状態を説明する図である。図６（ａ）におい
て、基板厚１．２ｍｍの光ディスクに対して収差が良好
に補正された対物レンズ１０により、円形開口２０を透
過したレーザ光が光ディスク３０の信号面３０ｂに集光
している様子を示す。ところが、図６（ｂ）に示すよう
に、基板厚０．６ｍｍの光ディスク３１の信号面３１ｂ
に対しては球面収差が発生し、信号の読み出しができな
い。
ザ光の集光状態を説明する図である。図６（ａ）におい
て、基板厚１．２ｍｍの光ディスクに対して収差が良好
に補正された対物レンズ１０により、円形開口２０を透
過したレーザ光が光ディスク３０の信号面３０ｂに集光
している様子を示す。ところが、図６（ｂ）に示すよう
に、基板厚０．６ｍｍの光ディスク３１の信号面３１ｂ
に対しては球面収差が発生し、信号の読み出しができな
い。
【０００５】１台の装置で異なる保護基板厚を有する光
ディスクからデータの読み出しをしようとした場合に生
ずる上述した問題点を解決するため、いくつかの提案が
なされている。
ディスクからデータの読み出しをしようとした場合に生
ずる上述した問題点を解決するため、いくつかの提案が
なされている。
【０００６】ここで、既に提案されているいくつかの方
式について説明する。ヘッド切換方式は、異なる保護
基板厚を有する光ディスクにそれぞれ対応した専用の光
ヘッドを装置に内蔵し、データを読み出す光ディスクの
保護基板厚に応じてこれら専用のヘッドを切り換えて用
いるものである。光学系切換方式は、ヘッドの投受光
部や駆動部などの主要部を共用し、このヘッドに光ディ
スクの保護基板厚に対応した２種類のレンズをターレッ
ト式の切換装置などによって切換え可能に組み込んだも
のである。
式について説明する。ヘッド切換方式は、異なる保護
基板厚を有する光ディスクにそれぞれ対応した専用の光
ヘッドを装置に内蔵し、データを読み出す光ディスクの
保護基板厚に応じてこれら専用のヘッドを切り換えて用
いるものである。光学系切換方式は、ヘッドの投受光
部や駆動部などの主要部を共用し、このヘッドに光ディ
スクの保護基板厚に対応した２種類のレンズをターレッ
ト式の切換装置などによって切換え可能に組み込んだも
のである。
【０００７】以上の切換方式に対してヘッドの主要部お
よびレンズを共用するホログラム方式あるいは絞り込み
方式も提案されている。ホログラム方式は、光ヘッド
のレンズ表面の一部にホログラムを形成あるいは別設
し、レーザダイオード（ＬＤ）などの光源から出射され
てレンズのホログラム部分を透過して回折、集光される
光と、ホログラム以外の部分を透過して集光される光と
に分割するものである。そして分割された光は、それぞ
れ異なる保護基板厚のディスクに対して焦点を結ぶこと
が可能となる。絞り込み方式は、光ヘッドのレンズに
隣接して可変絞りを設け、ディスクの基板厚の違いによ
り生ずる球面収差を低減するために可変絞りを絞るもの
である。
よびレンズを共用するホログラム方式あるいは絞り込み
方式も提案されている。ホログラム方式は、光ヘッド
のレンズ表面の一部にホログラムを形成あるいは別設
し、レーザダイオード（ＬＤ）などの光源から出射され
てレンズのホログラム部分を透過して回折、集光される
光と、ホログラム以外の部分を透過して集光される光と
に分割するものである。そして分割された光は、それぞ
れ異なる保護基板厚のディスクに対して焦点を結ぶこと
が可能となる。絞り込み方式は、光ヘッドのレンズに
隣接して可変絞りを設け、ディスクの基板厚の違いによ
り生ずる球面収差を低減するために可変絞りを絞るもの
である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た〜の各方式には以下のような問題点があった。す
なわち、のヘッド切換方式ではそれぞれの基板厚に対
応した専用のピックアップを複数用意せねばならず、装
置の大型化やコストの上昇を招いていた。の光学切換
方式では、レンズの切換機構を必要とし、これによる光
ヘッドの複雑化にともなう信頼性の低下やコストの上昇
を招いていた。のホログラム方式では、ヘッドのレン
ズにホログラムを形成するために、非常に高度な金型加
工技術、ガラス成形技術を要していた。の絞り込み方
式では、例えば可変絞りを透過型の液晶シャッタを用い
ることにより、可動部がなく、したがって構造が単純で
信頼性に優れる光ヘッドが実現可能となる反面、絞り込
みにともなう開口数の低下による光量の低下や、解像力
の低下が問題となっていた。
た〜の各方式には以下のような問題点があった。す
なわち、のヘッド切換方式ではそれぞれの基板厚に対
応した専用のピックアップを複数用意せねばならず、装
置の大型化やコストの上昇を招いていた。の光学切換
方式では、レンズの切換機構を必要とし、これによる光
ヘッドの複雑化にともなう信頼性の低下やコストの上昇
を招いていた。のホログラム方式では、ヘッドのレン
ズにホログラムを形成するために、非常に高度な金型加
工技術、ガラス成形技術を要していた。の絞り込み方
式では、例えば可変絞りを透過型の液晶シャッタを用い
ることにより、可動部がなく、したがって構造が単純で
信頼性に優れる光ヘッドが実現可能となる反面、絞り込
みにともなう開口数の低下による光量の低下や、解像力
の低下が問題となっていた。
【０００９】本発明の目的は、異なる保護基板厚を有す
る種々の光ディスクに対して情報の読み出しあるいは書
き込みが可能で、低廉で信頼性に優れた光ヘッド用光学
系を提供することにある。
る種々の光ディスクに対して情報の読み出しあるいは書
き込みが可能で、低廉で信頼性に優れた光ヘッド用光学
系を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】一実施の形態を示す図３
に対応付けて本発明を説明する。 （１） 請求項１に記載の発明は、光源４０から出射さ
れた光を光ディスク３１の信号面３１ｂに導くととも
に、光ディスク３１の信号面で反射された光を受光素子
７０に導く対物レンズ１０と；対物レンズ１０の光軸上
に設けられ、対物レンズ１０の開口を制限するための輪
帯開口２１とを有し；輪帯開口２１は、少なくとも第１
および第２の光ディスクの保護基板厚の差あるいは保護
基板の屈折率の差により生ずる収差を、データの読み書
き込みが可能な収差範囲に収めるようにその内径開口数
および外径開口数が定められることにより上述の目的を
達成する。 （２） 請求項２に記載の発明は、以下の条件式を満足
するものである。 Ｇ（ＮＡ１，ＮＡ２）×｜Ｔ１・ｎc１−Ｔ２・ｎc２｜
／λ＜０．２１ 但し、 Ｇ（ＮＡ１，ＮＡ２）＝｛（１−ＮＡ２／ＮＡ１）2＋
０．３×（１−ＮＡ２／ＮＡ１）｝×６５０×（ＮＡ１
／０．６０）4×１／１．５ λ ：光ヘッドで用いられる光源４０の波長 Ｔ１ ：第１の光ディスクの保護基板厚 Ｔ２ ：第２の光ディスクの保護基板厚（Ｔ１＞Ｔ
２） ｎc１ ：第１の光ディスクの保護基板の屈折率 ｎc２ ：第２の光ディスクの保護基板の屈折率 ＮＡ１ ：輪帯開口２１の内側開口数 ＮＡ２ ：輪帯開口２１の外側開口数 （３） 請求項３に記載の発明において、第１および第
２の光ディスクは以下の条件式（１）に従うものであ
り、かつ輪帯開口２１は以下の条件式（２）に従うもの
である。 条件式（１）： ｜Ｔ１・ｎc１−Ｔ２・ｎc２｜／１．
５＜０．７（ｍｍ） 条件式（２）： ＮＡ２／ＮＡ１＞０．５ 但し、 Ｔ１ ：第１の光ディスクの保護基板厚（ｍｍ） Ｔ２ ：第２の光ディスクの保護基板厚（ｍｍ、 Ｔ
１＞Ｔ２） ｎc１ ：第１の光ディスクの保護基板の屈折率 ｎc２ ：第２の光ディスクの保護基板の屈折率 ＮＡ１ ：輪帯開口の内側開口数 ＮＡ２ ：輪帯開口の外側開口数
に対応付けて本発明を説明する。 （１） 請求項１に記載の発明は、光源４０から出射さ
れた光を光ディスク３１の信号面３１ｂに導くととも
に、光ディスク３１の信号面で反射された光を受光素子
７０に導く対物レンズ１０と；対物レンズ１０の光軸上
に設けられ、対物レンズ１０の開口を制限するための輪
帯開口２１とを有し；輪帯開口２１は、少なくとも第１
および第２の光ディスクの保護基板厚の差あるいは保護
基板の屈折率の差により生ずる収差を、データの読み書
き込みが可能な収差範囲に収めるようにその内径開口数
および外径開口数が定められることにより上述の目的を
達成する。 （２） 請求項２に記載の発明は、以下の条件式を満足
するものである。 Ｇ（ＮＡ１，ＮＡ２）×｜Ｔ１・ｎc１−Ｔ２・ｎc２｜
／λ＜０．２１ 但し、 Ｇ（ＮＡ１，ＮＡ２）＝｛（１−ＮＡ２／ＮＡ１）2＋
０．３×（１−ＮＡ２／ＮＡ１）｝×６５０×（ＮＡ１
／０．６０）4×１／１．５ λ ：光ヘッドで用いられる光源４０の波長 Ｔ１ ：第１の光ディスクの保護基板厚 Ｔ２ ：第２の光ディスクの保護基板厚（Ｔ１＞Ｔ
２） ｎc１ ：第１の光ディスクの保護基板の屈折率 ｎc２ ：第２の光ディスクの保護基板の屈折率 ＮＡ１ ：輪帯開口２１の内側開口数 ＮＡ２ ：輪帯開口２１の外側開口数 （３） 請求項３に記載の発明において、第１および第
２の光ディスクは以下の条件式（１）に従うものであ
り、かつ輪帯開口２１は以下の条件式（２）に従うもの
である。 条件式（１）： ｜Ｔ１・ｎc１−Ｔ２・ｎc２｜／１．
５＜０．７（ｍｍ） 条件式（２）： ＮＡ２／ＮＡ１＞０．５ 但し、 Ｔ１ ：第１の光ディスクの保護基板厚（ｍｍ） Ｔ２ ：第２の光ディスクの保護基板厚（ｍｍ、 Ｔ
１＞Ｔ２） ｎc１ ：第１の光ディスクの保護基板の屈折率 ｎc２ ：第２の光ディスクの保護基板の屈折率 ＮＡ１ ：輪帯開口の内側開口数 ＮＡ２ ：輪帯開口の外側開口数
【００１１】なお、本発明の構成を説明する上記課題を
解決するための手段の項では、本発明を分かり易くする
ために発明の実施の形態の図を用いたが、これにより本
発明が実施の形態に限定されるものではない。
解決するための手段の項では、本発明を分かり易くする
ために発明の実施の形態の図を用いたが、これにより本
発明が実施の形態に限定されるものではない。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図１
〜図５を参照して説明する。
〜図５を参照して説明する。
【００１３】保護基板厚１．２ｍｍの光ディスクに対し
て収差補正されている光ヘッド用光学系で、保護基板厚
０．６ｍｍの光ディスクに対して信号の書き込みあるい
は読み出しをしようとしたときに発生する球面収差を図
１に示す。この図１のグラフにおいて、横軸には対物レ
ンズ１０に入射する光線の高さ（光軸からの距離）を表
し、縦軸には各高さで対物レンズ１０に入射した光線が
集光されて光軸と交わる位置を表す。この球面収差図
で、光線の高さがＮＡ１（円形開口２０の半径に相当）
のとき、球面収差はピーク値Ｗ０となっている。ここで
円形開口２０に変えて、内径ＮＡ２、外径ＮＡ１の輪帯
開口を挿入した場合を考えると、図１のグラフにおいて
球面収差はＷＩ〜Ｗ０にまで減少する。このように、円
形開口に代えて輪帯開口を挿入することによって、図２
に示すように球面収差を大きく減少させ、結像性能を上
げることができる。
て収差補正されている光ヘッド用光学系で、保護基板厚
０．６ｍｍの光ディスクに対して信号の書き込みあるい
は読み出しをしようとしたときに発生する球面収差を図
１に示す。この図１のグラフにおいて、横軸には対物レ
ンズ１０に入射する光線の高さ（光軸からの距離）を表
し、縦軸には各高さで対物レンズ１０に入射した光線が
集光されて光軸と交わる位置を表す。この球面収差図
で、光線の高さがＮＡ１（円形開口２０の半径に相当）
のとき、球面収差はピーク値Ｗ０となっている。ここで
円形開口２０に変えて、内径ＮＡ２、外径ＮＡ１の輪帯
開口を挿入した場合を考えると、図１のグラフにおいて
球面収差はＷＩ〜Ｗ０にまで減少する。このように、円
形開口に代えて輪帯開口を挿入することによって、図２
に示すように球面収差を大きく減少させ、結像性能を上
げることができる。
【００１４】ここで１．２ｍｍの保護基板厚を有する光
ディスクとしてＣＤを想定し、さらに０．６ｍｍの保護
基板厚を有する光ディスクとしてＤＶＤを想定し、１．
２ｍｍの保護基板厚を有する光ディスクに対して収差補
正された光ヘッド用光学系で、０．６ｍｍの保護基板厚
を有する光ディスクから信号を読み取ろうとしたときに
発生する球面収差と、輪帯開口を用いることによる球面
収差低減効果とについて説明する。説明で用いる記号の
意味は以下のとおりである。 λ：使用波長 ＮＡ０：円形開口２０の径によって決まる開口数。 ＮＡ１：輪帯開口２１の外径によって決まる開口数。 ＮＡ２：輪帯開口２１の内径によって決まる開口数。 Ｔ１ ：ＣＤの保護基板厚。 Ｔ２ ：ＤＶＤの保護基板厚。 ｎｃ ：保護基板の屈折率。 ρ ：瞳上での座標。
ディスクとしてＣＤを想定し、さらに０．６ｍｍの保護
基板厚を有する光ディスクとしてＤＶＤを想定し、１．
２ｍｍの保護基板厚を有する光ディスクに対して収差補
正された光ヘッド用光学系で、０．６ｍｍの保護基板厚
を有する光ディスクから信号を読み取ろうとしたときに
発生する球面収差と、輪帯開口を用いることによる球面
収差低減効果とについて説明する。説明で用いる記号の
意味は以下のとおりである。 λ：使用波長 ＮＡ０：円形開口２０の径によって決まる開口数。 ＮＡ１：輪帯開口２１の外径によって決まる開口数。 ＮＡ２：輪帯開口２１の内径によって決まる開口数。 Ｔ１ ：ＣＤの保護基板厚。 Ｔ２ ：ＤＶＤの保護基板厚。 ｎｃ ：保護基板の屈折率。 ρ ：瞳上での座標。
【００１５】ＤＶＤの方が高い解像力を要求されるの
で、ＮＡ０（ＣＤ用の円形開口の開口数）よりもＮＡ１
（ＤＶＤ用の輪帯開口の外径ＮＡ）を大きくするように
してもよいが、ＣＤにアクセスする場合であってもＮＡ
の大きい方が集光スポットを絞ることができるので、こ
こではあえてＮＡ０（ＣＤ用の円形開口の開口数）をＮ
Ａ１（ＤＶＤ用の輪帯開口の外径ＮＡ）より小さくする
ことはせずにＮＡ１＝ＮＡ０として以下の説明をする。
で、ＮＡ０（ＣＤ用の円形開口の開口数）よりもＮＡ１
（ＤＶＤ用の輪帯開口の外径ＮＡ）を大きくするように
してもよいが、ＣＤにアクセスする場合であってもＮＡ
の大きい方が集光スポットを絞ることができるので、こ
こではあえてＮＡ０（ＣＤ用の円形開口の開口数）をＮ
Ａ１（ＤＶＤ用の輪帯開口の外径ＮＡ）より小さくする
ことはせずにＮＡ１＝ＮＡ０として以下の説明をする。
【００１６】ここでは対物レンズ１０の収差がＣＤ、つ
まり保護基板厚が１．２ｍｍの光ディスクに対して補正
されているものとすると、保護基板厚が０．６ｍｍのＤ
ＶＤに対しては大きな球面収差が発生する。３次収差論
で論じたときには、この球面収差の大きさは保護基板厚
の変化量（Ｔ２−Ｔ１）に比例し、以下の式で与えられ
ることが知られている（光ディスク技術、尾上守夫監
修、村山，小出，山田，國兼共著、’８９ ラジオ技術
社刊、ｐｐ．６１）。
まり保護基板厚が１．２ｍｍの光ディスクに対して補正
されているものとすると、保護基板厚が０．６ｍｍのＤ
ＶＤに対しては大きな球面収差が発生する。３次収差論
で論じたときには、この球面収差の大きさは保護基板厚
の変化量（Ｔ２−Ｔ１）に比例し、以下の式で与えられ
ることが知られている（光ディスク技術、尾上守夫監
修、村山，小出，山田，國兼共著、’８９ ラジオ技術
社刊、ｐｐ．６１）。
【数１】 Ｗ（ρ）＝Ｗ０×（ρ／ＮＡ１）4 … 式（１） Ｗ０＝｜Ｔ２−Ｔ１｜×（ｎｃ2−１）×（ＮＡ１）4／（８×ｎｃ3） … 式（２） ρ：０〜ＮＡ１ （ＮＡで規格化した光線の入射高。）
【００１７】式（１）は、あくまでガウス像面上での球
面収差であり、最良像面上での球面収差ではない。光ヘ
ッド用光学系においてはオートフォーカス機構によって
自動的に最良像面の追尾が行われるので、意味があるの
はガウス像面上の球面収差ではなく、最良像面における
球面収差である。そして、オートフォーカスにより波面
収差のＲＭＳ値（以下ＲＭＳ波面収差）を最小にするよ
うにしてデフォーカスの成分が除去されるので、最良像
面での球面収差は、一般的にはガウス像面上での収差よ
りも小さくなる。なお、上記の式（２）において、Ｗ０
はガウス像面上での球面収差のピーク値を意味する。
面収差であり、最良像面上での球面収差ではない。光ヘ
ッド用光学系においてはオートフォーカス機構によって
自動的に最良像面の追尾が行われるので、意味があるの
はガウス像面上の球面収差ではなく、最良像面における
球面収差である。そして、オートフォーカスにより波面
収差のＲＭＳ値（以下ＲＭＳ波面収差）を最小にするよ
うにしてデフォーカスの成分が除去されるので、最良像
面での球面収差は、一般的にはガウス像面上での収差よ
りも小さくなる。なお、上記の式（２）において、Ｗ０
はガウス像面上での球面収差のピーク値を意味する。
【００１８】ここで、最良像面がガウス像面から距離Ｚ
の位置にあったとすると、この最良像面での球面収差は
以下の式（３）で表される。
の位置にあったとすると、この最良像面での球面収差は
以下の式（３）で表される。
【数２】 Ｗ（ρ）＝Ｗ０×（ρ／ＮＡ１）4−Ｚ×（ρ／ＮＡ１）2／２ … 式（３） 式（３）において、上述したように距離ＺはＲＭＳ波面
収差を最小にするという条件より決定することができ
る。なお、光ヘッド用光学系では上述したようにオート
フォーカス機構によって自動的に最良像面を追尾するの
で、Ｚがいかなる値をとるかは重要ではない。
収差を最小にするという条件より決定することができ
る。なお、光ヘッド用光学系では上述したようにオート
フォーカス機構によって自動的に最良像面を追尾するの
で、Ｚがいかなる値をとるかは重要ではない。
【００１９】また、Ｗ０と最良像面におけるＲＭＳ波面
収差ΔＷとの間には以下の関係が成立することが知られ
ている（Principles of Optics, 6-th Ed.、M.Born,E.W
olf共著、’９３ Pergamonn Press刊、アメリカ、ｐ
ｐ．４６４）。
収差ΔＷとの間には以下の関係が成立することが知られ
ている（Principles of Optics, 6-th Ed.、M.Born,E.W
olf共著、’９３ Pergamonn Press刊、アメリカ、ｐ
ｐ．４６４）。
【数３】 ΔＷ＝Ｗ０／（６×５1/2） … 式（４ ）
【００２０】以上の式に具体的な数値を当てはめること
により、１．２ｍｍの基板厚を有するＣＤに対して収差
を補正した光ヘッド用光学系で０．６ｍｍの基板厚を有
するＤＶＤに対して発生する収差がどの程度のものにな
るのかについて説明する。例として、λ＝６８０ｎｍ
ｍ、ＮＡ１＝０．６、Ｔ１＝１．２ｍｍ、Ｔ２＝０．６
ｍｍ、ｎｃ＝１．５の場合で計算をしてみると、保護基
板厚が１．２ｍｍから０．６ｍｍになることにより生ず
る球面収差は、式（２）に各値を代入してＷ０＝５．３
λとなる。したがって、最良像面におけるＲＭＳ波面収
差ΔＷは、式（４）よりΔＷ＝０．３９λＲＭＳと、非
常に大きな値となる。
により、１．２ｍｍの基板厚を有するＣＤに対して収差
を補正した光ヘッド用光学系で０．６ｍｍの基板厚を有
するＤＶＤに対して発生する収差がどの程度のものにな
るのかについて説明する。例として、λ＝６８０ｎｍ
ｍ、ＮＡ１＝０．６、Ｔ１＝１．２ｍｍ、Ｔ２＝０．６
ｍｍ、ｎｃ＝１．５の場合で計算をしてみると、保護基
板厚が１．２ｍｍから０．６ｍｍになることにより生ず
る球面収差は、式（２）に各値を代入してＷ０＝５．３
λとなる。したがって、最良像面におけるＲＭＳ波面収
差ΔＷは、式（４）よりΔＷ＝０．３９λＲＭＳと、非
常に大きな値となる。
【００２１】また、Ｔ１＝０．９ｍｍ、Ｔ２＝１．２ｍ
ｍまたは０．６ｍｍの場合（他の条件は上記条件と同
一）で計算してみても、ΔＷ＝０．２０λＲＭＳとな
り、非常に大きな値であることに変わりはない。
ｍまたは０．６ｍｍの場合（他の条件は上記条件と同
一）で計算してみても、ΔＷ＝０．２０λＲＭＳとな
り、非常に大きな値であることに変わりはない。
【００２２】通常、光ディスクの読み書きに用いられる
光ヘッド用光学系で実用可能な波面収差の基準はλ／１
４ＲＭＳ（≒０．０７λＲＭＳ）以下とされており、上
述の例ではこの基準をはるかに越えており、ＤＶＤから
の信号の読み取りは不可能である。
光ヘッド用光学系で実用可能な波面収差の基準はλ／１
４ＲＭＳ（≒０．０７λＲＭＳ）以下とされており、上
述の例ではこの基準をはるかに越えており、ＤＶＤから
の信号の読み取りは不可能である。
【００２３】上述した球面収差は、対物レンズ１０に輪
帯開口２１を挿入（図２参照）することにより、低減す
ることができる。このとき、最良像面の位置も、円形開
口時の最良像面位置から移動するが、先述のとおりオー
トフォーカス機構によって補正されるので問題はない。
以下、この例について説明する。
帯開口２１を挿入（図２参照）することにより、低減す
ることができる。このとき、最良像面の位置も、円形開
口時の最良像面位置から移動するが、先述のとおりオー
トフォーカス機構によって補正されるので問題はない。
以下、この例について説明する。
【００２４】対物レンズ１０に輪帯開口２１を挿入した
ときの球面収差および最良像面位置は、円形開口２０を
挿入した場合と同様にして求めることができる。すなわ
ち、式（３）によって算出される球面収差に基づいてＲ
ＭＳ波面収差ΔＷを求め、このＲＭＳ波面収差ΔＷが最
小となるようにＺを求めれば、そのＺが輪帯開口挿入時
の最良像面位置となる。一方、ＲＭＳ波面収差ΔＷは、
輪帯開口を透過した光線の球面収差Ｗ（ρ）を積算、平
均化することにより求めることができる。すなわち、以
下の式（５）〜式（７）によってＲＭＳ波面収差ΔＷを
計算し、このΔＷが最小となるようなＺを求めればよ
い。このＺが輪帯開口２１を挿入した場合の最良像面位
置となり、そして、そのときの球面収差が最良像面位置
での球面収差となる。
ときの球面収差および最良像面位置は、円形開口２０を
挿入した場合と同様にして求めることができる。すなわ
ち、式（３）によって算出される球面収差に基づいてＲ
ＭＳ波面収差ΔＷを求め、このＲＭＳ波面収差ΔＷが最
小となるようにＺを求めれば、そのＺが輪帯開口挿入時
の最良像面位置となる。一方、ＲＭＳ波面収差ΔＷは、
輪帯開口を透過した光線の球面収差Ｗ（ρ）を積算、平
均化することにより求めることができる。すなわち、以
下の式（５）〜式（７）によってＲＭＳ波面収差ΔＷを
計算し、このΔＷが最小となるようなＺを求めればよ
い。このＺが輪帯開口２１を挿入した場合の最良像面位
置となり、そして、そのときの球面収差が最良像面位置
での球面収差となる。
【数４】
【００２５】ところで、ＣＤやＤＶＤの読み取りを目的
とした再生専用の光学系では、書換型ディスク用の光学
系と異なり、情報の消去や記録をする必要がないので、
光エネルギの必要量も少ない。従って、上述したよう
に、対物レンズ１０に輪帯絞り２１を配設したことによ
る光利用効率（円形開口２０を通過した光量に対する、
輪帯開口２１を通過した光量の比）の低下は殆ど問題と
ならないが、この光利用効率ηは、以下の式（８）によ
って適宜見積もることが可能である。
とした再生専用の光学系では、書換型ディスク用の光学
系と異なり、情報の消去や記録をする必要がないので、
光エネルギの必要量も少ない。従って、上述したよう
に、対物レンズ１０に輪帯絞り２１を配設したことによ
る光利用効率（円形開口２０を通過した光量に対する、
輪帯開口２１を通過した光量の比）の低下は殆ど問題と
ならないが、この光利用効率ηは、以下の式（８）によ
って適宜見積もることが可能である。
【数５】 ここにＫ＝φｏｂｊ／φｂｅａｍ（けられ数）であり、 φｏｂｊ ：対物レンズの開口径（開口寸法） φｂｅａｍ：ガウスビームのビームサイズ（ビーム中心
の強度に対して周辺の強度が１／ｅ2になるときのビー
ム径）
の強度に対して周辺の強度が１／ｅ2になるときのビー
ム径）
【００２６】続いて図３を参照して本発明の実施の形態
に係る光ヘッド用光学系の要部について説明する。図３
において光ヘッド用光学系は、レーザビームを出射する
レーザダイオード（ＬＤ）４０と、レーザビームを平行
光にするためのコリメータレンズ５０と、輪帯開口２１
と、コリメータレンズ５０により導かれる平行光を光デ
ィスクの信号面（図３においては信号面３１ｂ）に集光
する対物レンズ１０と、信号面３１ｂで反射され、集光
レンズ１０、コリメータレンズ５０により導かれたレー
ザ光を図の下方に導くビームスプリッタ６０と、ビーム
スプリッタ６０により導かれたレーザ光を電気信号に変
換する受光素子７０とを備える。
に係る光ヘッド用光学系の要部について説明する。図３
において光ヘッド用光学系は、レーザビームを出射する
レーザダイオード（ＬＤ）４０と、レーザビームを平行
光にするためのコリメータレンズ５０と、輪帯開口２１
と、コリメータレンズ５０により導かれる平行光を光デ
ィスクの信号面（図３においては信号面３１ｂ）に集光
する対物レンズ１０と、信号面３１ｂで反射され、集光
レンズ１０、コリメータレンズ５０により導かれたレー
ザ光を図の下方に導くビームスプリッタ６０と、ビーム
スプリッタ６０により導かれたレーザ光を電気信号に変
換する受光素子７０とを備える。
【００２７】図３に示す光ヘッド用光学系はさらに、受
光素子７０に導かれるレーザ光の焦点位置を検出する焦
点検出回路８０と、焦点検出回路８０からの焦点検出信
号をもとにフォーカシングアクチュエータ８２に対して
制御信号を発する制御回路８１と、制御回路８１からの
制御信号に基づいて保持枠８３を対物レンズ１０の光軸
方向に駆動するフォーカシングアクチュエータ８２とを
備える。
光素子７０に導かれるレーザ光の焦点位置を検出する焦
点検出回路８０と、焦点検出回路８０からの焦点検出信
号をもとにフォーカシングアクチュエータ８２に対して
制御信号を発する制御回路８１と、制御回路８１からの
制御信号に基づいて保持枠８３を対物レンズ１０の光軸
方向に駆動するフォーカシングアクチュエータ８２とを
備える。
【００２８】以上のような構成により、図３に示す光ヘ
ッド用光学系において、ＬＤ４０から出射され、コリメ
ータレンズ５０、輪帯開口２１、対物レンズ１０を経て
光ディスクの信号面３１ｂに導かれ、そして信号面３１
ｂ反射されたレーザ光は受光素子７０に焦点を結ぶ。そ
して輪帯開口２１によって、信号の読み出しあるいは書
き込みをしようとする光ディスクの保護基板の厚さや屈
折率の違いによらず、収差は良好に補正される。
ッド用光学系において、ＬＤ４０から出射され、コリメ
ータレンズ５０、輪帯開口２１、対物レンズ１０を経て
光ディスクの信号面３１ｂに導かれ、そして信号面３１
ｂ反射されたレーザ光は受光素子７０に焦点を結ぶ。そ
して輪帯開口２１によって、信号の読み出しあるいは書
き込みをしようとする光ディスクの保護基板の厚さや屈
折率の違いによらず、収差は良好に補正される。
【００２９】
【実施例】以下に、本発明の実施の形態に係る光ヘッド
用光学系について三つの実施例により説明する。
用光学系について三つの実施例により説明する。
【００３０】（実施例１）光ヘッド用光学系における諸
条件を以下のように定める。
条件を以下のように定める。
【表１】 波長 ：λ＝６５０ｎｍ 保護基板の屈折率 ：ｎｃ＝１．５ けられ数 ：Ｋ＝０．９ ＤＶＤ保護基板厚 ：Ｔ１＝０．６ｍｍ ＣＤ保護基板厚 ：Ｔ２＝１．２ｍｍ 対物レンズの収差補正対象 ：保護基板厚０．６ｍ
ｍ（ＤＶＤ）に対する。 輪帯開口の条件 開口数（ＮＡ） ：外径ＮＡ＝０．６（内径
ＮＡは以下の説明で変数として扱う。）
ｍ（ＤＶＤ）に対する。 輪帯開口の条件 開口数（ＮＡ） ：外径ＮＡ＝０．６（内径
ＮＡは以下の説明で変数として扱う。）
【００３１】上記の表１に示す条件の光ヘッド用光学系
でＣＤの信号を読み取ろうとした場合に発生するＲＭＳ
波面収差ΔＷについて、図４（ａ）を参照して説明す
る。図４（ａ）は、表１の条件に基づいて輪帯開口の内
径ＮＡを変化させたときのＲＭＳ波面収差ΔＷおよび光
利用効率を計算し、プロットしたものであり、横軸は輪
帯開口の内径ＮＡを、縦軸の左側は波面収差を、縦軸の
右側は光利用効率をそれぞれ示す。なお、この図４
（ａ）において、光利用効率ηは、外径ＮＡ＝０．６の
円形開口の場合を１００％として求めたものである。
でＣＤの信号を読み取ろうとした場合に発生するＲＭＳ
波面収差ΔＷについて、図４（ａ）を参照して説明す
る。図４（ａ）は、表１の条件に基づいて輪帯開口の内
径ＮＡを変化させたときのＲＭＳ波面収差ΔＷおよび光
利用効率を計算し、プロットしたものであり、横軸は輪
帯開口の内径ＮＡを、縦軸の左側は波面収差を、縦軸の
右側は光利用効率をそれぞれ示す。なお、この図４
（ａ）において、光利用効率ηは、外径ＮＡ＝０．６の
円形開口の場合を１００％として求めたものである。
【００３２】図４（ａ）から読み取れるように、表１に
示す条件の光ヘッド用光学系で発生する波面収差ΔＷ
は、 内径ＮＡ＝０．４８のとき、波面収差ΔＷ＝０．０５２
λＲＭＳ 内径ＮＡ＝０．５３のとき、波面収差ΔＷ＝０．０１６
λＲＭＳ このときの光利用効率ηは、 内径ＮＡ＝０．４８のとき、光利用効率η＝２０％ 内径ＮＡ＝０．５２のとき、光利用効率η＝１０％ と、実用上全く支障のない値である。
示す条件の光ヘッド用光学系で発生する波面収差ΔＷ
は、 内径ＮＡ＝０．４８のとき、波面収差ΔＷ＝０．０５２
λＲＭＳ 内径ＮＡ＝０．５３のとき、波面収差ΔＷ＝０．０１６
λＲＭＳ このときの光利用効率ηは、 内径ＮＡ＝０．４８のとき、光利用効率η＝２０％ 内径ＮＡ＝０．５２のとき、光利用効率η＝１０％ と、実用上全く支障のない値である。
【００３３】同様の計算によって、波面収差が光ヘッド
用光学系の解像限界とされる０．０７λＲＭＳとなると
きの輪帯開口の内径ＮＡを求めると、ＮＡ＝０．４６と
なる。この、解像限界時の内径ＮＡを外径ＮＡで規格化
すると、０．４６／０．６＝０．７７となる。つまり、
輪帯開口による収差の補正が有効となるときの条件を、
外径ＮＡと内径ＮＡとを用いて一般化して表現すると、
内径ＮＡ／外径ＮＡ＞０．７７となる。
用光学系の解像限界とされる０．０７λＲＭＳとなると
きの輪帯開口の内径ＮＡを求めると、ＮＡ＝０．４６と
なる。この、解像限界時の内径ＮＡを外径ＮＡで規格化
すると、０．４６／０．６＝０．７７となる。つまり、
輪帯開口による収差の補正が有効となるときの条件を、
外径ＮＡと内径ＮＡとを用いて一般化して表現すると、
内径ＮＡ／外径ＮＡ＞０．７７となる。
【００３４】これに対し、上述した光ヘッド用光学系に
おいて、輪帯開口に代えて外径ＮＡ＝０．６の円形開口
が挿入されている場合、ＣＤ（保護基板厚＝１．２ｍ
ｍ）に対してアクセスする際に発生する波面収差は、式
（２）および式（４）より、 Ｗ０＝５．５４λ ΔＷ＝０．４１λＲＭＳ となり、収差は激増する。先述したように通常の光ヘッ
ド用光学系において、一般的に読み取り可能な収差の許
容値とされるΔＷ＝０．０７λＲＭＳに対してこの０．
４１λＲＭＳは、かなり大きな値であり、全く解像しな
いといってよい。すなわち、実施例１に係る光ヘッド用
光学系の輪帯開口が効果的に収差を補正することがわか
る。 （実施例２）諸条件は、光ヘッド用光学系の収差がＣＤ
の保護基板厚（１．２ｍｍ）とＤＶＤの保護基板厚
（０．６ｍｍ）との平均値である０．９ｍｍに対してな
されている点以外は表１に準ずる（つまり、ＤＶＤを読
み取る際にもＣＤを読み取る際にも収差が残存する状態
にして収差を振り分ける）。
おいて、輪帯開口に代えて外径ＮＡ＝０．６の円形開口
が挿入されている場合、ＣＤ（保護基板厚＝１．２ｍ
ｍ）に対してアクセスする際に発生する波面収差は、式
（２）および式（４）より、 Ｗ０＝５．５４λ ΔＷ＝０．４１λＲＭＳ となり、収差は激増する。先述したように通常の光ヘッ
ド用光学系において、一般的に読み取り可能な収差の許
容値とされるΔＷ＝０．０７λＲＭＳに対してこの０．
４１λＲＭＳは、かなり大きな値であり、全く解像しな
いといってよい。すなわち、実施例１に係る光ヘッド用
光学系の輪帯開口が効果的に収差を補正することがわか
る。 （実施例２）諸条件は、光ヘッド用光学系の収差がＣＤ
の保護基板厚（１．２ｍｍ）とＤＶＤの保護基板厚
（０．６ｍｍ）との平均値である０．９ｍｍに対してな
されている点以外は表１に準ずる（つまり、ＤＶＤを読
み取る際にもＣＤを読み取る際にも収差が残存する状態
にして収差を振り分ける）。
【００３５】この条件において、輪帯開口を有する光ヘ
ッド用光学系でＣＤの信号を読み取ろうとした場合に発
生するＲＭＳ波面収差ΔＷについて、図４（ｂ）を参照
して説明する。図４（ｂ）は、上述した実施例２の条件
に基づいて輪帯開口の内径ＮＡを変化させたときのＲＭ
Ｓ波面収差および光利用効率を計算し、プロットしたも
のである。なお、グラフの横軸および縦軸は図４（ａ）
に示すグラフのものと同様であり、その説明を省略す
る。
ッド用光学系でＣＤの信号を読み取ろうとした場合に発
生するＲＭＳ波面収差ΔＷについて、図４（ｂ）を参照
して説明する。図４（ｂ）は、上述した実施例２の条件
に基づいて輪帯開口の内径ＮＡを変化させたときのＲＭ
Ｓ波面収差および光利用効率を計算し、プロットしたも
のである。なお、グラフの横軸および縦軸は図４（ａ）
に示すグラフのものと同様であり、その説明を省略す
る。
【００３６】図４（ｂ）から読み取ると、輪帯開口の効
果により、収差は以下のようになる。 内径ＮＡ＝０．４８のとき、波面収差ΔＷ＝０．０２８
λＲＭＳ 内径ＮＡ＝０．５３のとき、波面収差ΔＷ＝０．００９
λＲＭＳ このときの光利用効は、 内径ＮＡ＝０．４８のとき、光利用効率η＝２０％ 内径ＮＡ＝０．５３のとき、光利用効率η＝１０％ と、実施例１と同様に実用上全く支障のない値である。
果により、収差は以下のようになる。 内径ＮＡ＝０．４８のとき、波面収差ΔＷ＝０．０２８
λＲＭＳ 内径ＮＡ＝０．５３のとき、波面収差ΔＷ＝０．００９
λＲＭＳ このときの光利用効は、 内径ＮＡ＝０．４８のとき、光利用効率η＝２０％ 内径ＮＡ＝０．５３のとき、光利用効率η＝１０％ と、実施例１と同様に実用上全く支障のない値である。
【００３７】続いて波面収差が光ヘッド用光学系の解像
限界とされる０．０７λＲＭＳとなるときの輪帯開口の
内径ＮＡを図４（ｂ）より求めると、ＮＡ＝０．３９と
なる。この、解像限界時の内径ＮＡを外径ＮＡで規格化
すると、０．３９／０．６＝０．６５となる。すなわ
ち、対物レンズの収差補正対象を保護基板厚０．９ｍｍ
とした場合において、輪帯開口による収差の補正が有効
となるときの条件を、外径ＮＡと内径ＮＡとを用いて一
般化して表現すると、内径ＮＡ／外径ＮＡ＞０．６５と
なる。
限界とされる０．０７λＲＭＳとなるときの輪帯開口の
内径ＮＡを図４（ｂ）より求めると、ＮＡ＝０．３９と
なる。この、解像限界時の内径ＮＡを外径ＮＡで規格化
すると、０．３９／０．６＝０．６５となる。すなわ
ち、対物レンズの収差補正対象を保護基板厚０．９ｍｍ
とした場合において、輪帯開口による収差の補正が有効
となるときの条件を、外径ＮＡと内径ＮＡとを用いて一
般化して表現すると、内径ＮＡ／外径ＮＡ＞０．６５と
なる。
【００３８】これに対して上述の光ヘッド用光学系に外
径ＮＡ＝０．６の円形開口を挿入し、ＤＶＤあるいはＣ
Ｄを再生する際に発生する波面収差は、式（２）におけ
る｜Ｔ２−Ｔ１｜の項に０．３を代入し、 Ｗ０＝２．７７λ ΔＷ＝０．２１λＲＭＳ となる。これでも収差の許容値であるΔＷ＝０．０７λ
ＲＭＳに対しては依然として大きな値であり、ここでも
輪帯開口による収差低減の効果が確認できる。
径ＮＡ＝０．６の円形開口を挿入し、ＤＶＤあるいはＣ
Ｄを再生する際に発生する波面収差は、式（２）におけ
る｜Ｔ２−Ｔ１｜の項に０．３を代入し、 Ｗ０＝２．７７λ ΔＷ＝０．２１λＲＭＳ となる。これでも収差の許容値であるΔＷ＝０．０７λ
ＲＭＳに対しては依然として大きな値であり、ここでも
輪帯開口による収差低減の効果が確認できる。
【００３９】（実施例３）実施例３の説明に先立ち、Ｄ
ＶＤあるいはＣＤの信号面に形成されるピットについて
説明する。ＤＶＤの信号面に形成されるピットの大きさ
は、記録密度を高めるために、ＣＤの信号面に形成され
るピットに比べて、より細かいものとなっている。これ
にともない、ＤＶＤの信号読み取り用の光ヘッド光学系
には、より高い解像力が要求される。より具体的に説明
すると、それぞれの光ディスクに形成される最短ピット
長は、ＤＶＤでは０．４μｍ、ＣＤでは０．９μｍと、
ＤＶＤから信号を読み取る場合にはＣＤの場合に比べて
約２倍の解像力が要求される。逆の表現をすれば、ＣＤ
読み取り時に要求される解像力は、ＤＶＤ読み取りに要
求される解像力に比べて約半分程度の低さでよい。した
がって、光ヘッドに用いられる光源の波長がＣＤ、ＤＶ
Ｄいずれの光ディスクを読み取るときにも同一の波長
（本実施例では６５０ｎｍ）の光である場合には、ＣＤ
読み取り時に光ヘッド用光学系で発生する波面収差は
０．０７λＲＭＳよりも大きくてもよい。
ＶＤあるいはＣＤの信号面に形成されるピットについて
説明する。ＤＶＤの信号面に形成されるピットの大きさ
は、記録密度を高めるために、ＣＤの信号面に形成され
るピットに比べて、より細かいものとなっている。これ
にともない、ＤＶＤの信号読み取り用の光ヘッド光学系
には、より高い解像力が要求される。より具体的に説明
すると、それぞれの光ディスクに形成される最短ピット
長は、ＤＶＤでは０．４μｍ、ＣＤでは０．９μｍと、
ＤＶＤから信号を読み取る場合にはＣＤの場合に比べて
約２倍の解像力が要求される。逆の表現をすれば、ＣＤ
読み取り時に要求される解像力は、ＤＶＤ読み取りに要
求される解像力に比べて約半分程度の低さでよい。した
がって、光ヘッドに用いられる光源の波長がＣＤ、ＤＶ
Ｄいずれの光ディスクを読み取るときにも同一の波長
（本実施例では６５０ｎｍ）の光である場合には、ＣＤ
読み取り時に光ヘッド用光学系で発生する波面収差は
０．０７λＲＭＳよりも大きくてもよい。
【００４０】ここで、ＣＤ読み取り可能な波面収差レベ
ルがどの程度になるのかについて、図５（ａ）を参照し
て説明する。図５（ａ）は、最小ピット長０．９μｍに
対して、光ヘッド用光学系の対物レンズ１０（図３）で
発生するＲＭＳ波面収差量に応じて変化するＭＴＦ値を
計算し、プロットしたグラフである。計算に用いたパラ
メータは、λ＝６５０ｎｍ、ＮＡ＝０．６０である。最
小ピット長（図５（ａ）の例においては０．９μｍ）が
解像可能なＭＴＦレベルは一般に２５％以上とされてお
り、図５（ａ）のグラグから波面収差が０．１４λＲＭ
Ｓ程度存在していても、ＣＤの信号面に形成された最小
ピットを読み取り可能であるといえる。つまり、ＣＤか
ら信号を読み取る場合には、ＤＶＤから信号を読み取る
場合の２倍程度の波面収差が存在してもよいといえる。
ルがどの程度になるのかについて、図５（ａ）を参照し
て説明する。図５（ａ）は、最小ピット長０．９μｍに
対して、光ヘッド用光学系の対物レンズ１０（図３）で
発生するＲＭＳ波面収差量に応じて変化するＭＴＦ値を
計算し、プロットしたグラフである。計算に用いたパラ
メータは、λ＝６５０ｎｍ、ＮＡ＝０．６０である。最
小ピット長（図５（ａ）の例においては０．９μｍ）が
解像可能なＭＴＦレベルは一般に２５％以上とされてお
り、図５（ａ）のグラグから波面収差が０．１４λＲＭ
Ｓ程度存在していても、ＣＤの信号面に形成された最小
ピットを読み取り可能であるといえる。つまり、ＣＤか
ら信号を読み取る場合には、ＤＶＤから信号を読み取る
場合の２倍程度の波面収差が存在してもよいといえる。
【００４１】そこで、実施例２で光ヘッド用光学系の対
物レンズの収差補正対象を０．９ｍｍの保護基板厚（Ｄ
ＶＤ、ＣＤの保護基板厚０．６ｍｍ、１．２ｍｍの平均
値）としたのに対し、実施例３では収差補正対象の保護
基板厚を、０．９ｍｍよりもＤＶＤの保護基板厚に近づ
けることで、より効率的な収差の振り分けを行うことが
できる。すなわち、ＤＶＤ、ＣＤの光ディスクを読み取
り可能な波面収差レベルはそれぞれ０．０７λＲＭＳ、
０．１４λＲＭＳであるので、ＤＶＤの保護基板厚０．
６ｍｍとＣＤの保護基板厚１．２ｍｍとを０．０７：
０．１４に内分する厚みである０．８ｍｍを収差補正対
象の保護基板厚とすればよい。このように収差補正の対
象を定めることにより、ＤＶＤ、ＣＤそれぞれの光ディ
スクを読み取り可能なＭＴＦレベルをバランスよく設定
することができる。
物レンズの収差補正対象を０．９ｍｍの保護基板厚（Ｄ
ＶＤ、ＣＤの保護基板厚０．６ｍｍ、１．２ｍｍの平均
値）としたのに対し、実施例３では収差補正対象の保護
基板厚を、０．９ｍｍよりもＤＶＤの保護基板厚に近づ
けることで、より効率的な収差の振り分けを行うことが
できる。すなわち、ＤＶＤ、ＣＤの光ディスクを読み取
り可能な波面収差レベルはそれぞれ０．０７λＲＭＳ、
０．１４λＲＭＳであるので、ＤＶＤの保護基板厚０．
６ｍｍとＣＤの保護基板厚１．２ｍｍとを０．０７：
０．１４に内分する厚みである０．８ｍｍを収差補正対
象の保護基板厚とすればよい。このように収差補正の対
象を定めることにより、ＤＶＤ、ＣＤそれぞれの光ディ
スクを読み取り可能なＭＴＦレベルをバランスよく設定
することができる。
【００４２】上述したように光ヘッド用光学系の対物レ
ンズの収差補正対象を０．８ｍｍの保護基板厚とし、Ｄ
ＶＤから信号を読み取る際に発生する波面収差について
図５（ｂ）を参照して説明する。図５（ｂ）は、輪帯開
口の内径ＮＡを変化させたときのＲＭＳ波面収差および
光利用効率を計算し、プロットしたものである。この計
算に際して用いたパラメータは収差補正対象の保護基板
厚を０．８ｍｍとした以外は実施例１の表１に示すもの
と同様である。なお、図５（ｂ）において、グラフの横
軸および縦軸は図４（ａ）に示すグラフのものと同様で
あり、その説明を省略する。
ンズの収差補正対象を０．８ｍｍの保護基板厚とし、Ｄ
ＶＤから信号を読み取る際に発生する波面収差について
図５（ｂ）を参照して説明する。図５（ｂ）は、輪帯開
口の内径ＮＡを変化させたときのＲＭＳ波面収差および
光利用効率を計算し、プロットしたものである。この計
算に際して用いたパラメータは収差補正対象の保護基板
厚を０．８ｍｍとした以外は実施例１の表１に示すもの
と同様である。なお、図５（ｂ）において、グラフの横
軸および縦軸は図４（ａ）に示すグラフのものと同様で
あり、その説明を省略する。
【００４３】波面収差が光ヘッド用光学系の解像限界と
される０．０７λＲＭＳとなるときの輪帯開口の内径Ｎ
Ａを図５（ｂ）より読み取ると、内径ＮＡ＝０．３２と
なる。この、解像限界時の内径ＮＡを外径ＮＡで規格化
すると、０．３２／０．６＝０．５３となる。すなわ
ち、対物レンズの収差補正対象を保護基板厚０．８ｍｍ
とした場合において、輪帯開口による収差の補正が有効
となるときの条件を、外径ＮＡと内径ＮＡとを用いて一
般化して表現すると、内径ＮＡ／外径ＮＡ＞０．５３と
なる。内径ＮＡが０．３２のときの光利用効率ηについ
て図５（ｂ）より読み取ると、５４％と非常に高い値と
なる。ちなみにこのときの輪帯開口（外径ＮＡ＝０．
６、内径ＮＡ＝０．３２）と、円形開口（ＮＡ＝０．
６）との開口面積比は約３：４である。上記光利用効率
ηの算出にあたり、けられ数＝０．９を前提としたが、
仮にガウスビームの中央部（光源の、照度の落ち込みの
少ない部分）を使えば光利用効率ηはさらに向上し、７
０％程度以上にまで向上することも期待できる。
される０．０７λＲＭＳとなるときの輪帯開口の内径Ｎ
Ａを図５（ｂ）より読み取ると、内径ＮＡ＝０．３２と
なる。この、解像限界時の内径ＮＡを外径ＮＡで規格化
すると、０．３２／０．６＝０．５３となる。すなわ
ち、対物レンズの収差補正対象を保護基板厚０．８ｍｍ
とした場合において、輪帯開口による収差の補正が有効
となるときの条件を、外径ＮＡと内径ＮＡとを用いて一
般化して表現すると、内径ＮＡ／外径ＮＡ＞０．５３と
なる。内径ＮＡが０．３２のときの光利用効率ηについ
て図５（ｂ）より読み取ると、５４％と非常に高い値と
なる。ちなみにこのときの輪帯開口（外径ＮＡ＝０．
６、内径ＮＡ＝０．３２）と、円形開口（ＮＡ＝０．
６）との開口面積比は約３：４である。上記光利用効率
ηの算出にあたり、けられ数＝０．９を前提としたが、
仮にガウスビームの中央部（光源の、照度の落ち込みの
少ない部分）を使えば光利用効率ηはさらに向上し、７
０％程度以上にまで向上することも期待できる。
【００４４】以上説明した三つの実施例にもとづいて、
上述した波面収差について一般的な扱いを行う。ここ
で、以下の表２に示すように符号を定めて説明をする。
上述した波面収差について一般的な扱いを行う。ここ
で、以下の表２に示すように符号を定めて説明をする。
【表２】 輪帯開口の内径ＮＡ ：ＮＡ１ 輪帯開口の外径ＮＡ ：ＮＡ２ 光ヘッド光学系の光源の波長 ：λ 光ディスクの保護基板の変化量 ：ΔＴ （信号を読み取ろうとしている光ディスクの保護基板厚
と、収差補正の対象となった保護基板厚との差） 光ディスクの保護基板厚の変化にともない、発生するＲ
ＭＳ波面収差 ：ΔＷ
と、収差補正の対象となった保護基板厚との差） 光ディスクの保護基板厚の変化にともない、発生するＲ
ＭＳ波面収差 ：ΔＷ
【００４５】便宜上、以下の説明の前提としてΔＴ＝０
のとき、光ヘッド用光学系に残存する収差は０とする。
のとき、光ヘッド用光学系に残存する収差は０とする。
【００４６】図４（ａ）に示すＲＭＳ収差補正曲線を、
ＮＡ１およびＮＡ２をパラメータとして２次曲線でフィ
ッティングすると、以下の式が得られる。
ＮＡ１およびＮＡ２をパラメータとして２次曲線でフィ
ッティングすると、以下の式が得られる。
【数６】 ΔＷ（λＲＭＳ）＝０．６０×（１−ＮＡ２／ＮＡ１）2 ＋０．１８×（１−ＮＡ１／ＮＡ２） … 式（９）
【００４７】式（９）は、ＮＡ１の値をＮＡ２の値に近
づける、つまり輪帯開口の幅を０に近づけると波面収差
も０に近づくことを示している。また、式（９）はλ＝
６５０ｎｍ、ΔＴ＝０．６ｍｍのときのものであるが、
波面収差は一般に光ディスクの保護基板厚の変動量ΔＴ
とＮＡ4とに比例し、波長に逆比例するので式（９）Δ
Ｔおよびλで規格化でき、以下のように表される。
づける、つまり輪帯開口の幅を０に近づけると波面収差
も０に近づくことを示している。また、式（９）はλ＝
６５０ｎｍ、ΔＴ＝０．６ｍｍのときのものであるが、
波面収差は一般に光ディスクの保護基板厚の変動量ΔＴ
とＮＡ4とに比例し、波長に逆比例するので式（９）Δ
Ｔおよびλで規格化でき、以下のように表される。
【数７】 ΔＷ＝｛０．６０×（１−ＮＡ２／ＮＡ１）2 ＋０．１８×（１−ＮＡ２／ＮＡ１）｝×（６５０／λ） ×（ΔＴ／０．６）×（ＮＡ１／０．６）4 ＝｛（１−ＮＡ２／ＮＡ１）2＋０．３×（１−ＮＡ２／ＮＡ１）｝ ×（６５０／λ）×ΔＴ×（ＮＡ１／０．６）4 … 式（１０ ） 光ヘッド用光学系で信号が実用上十分に読み取り可能と
される条件を以下の式（１１）で表し、これを式（１
０）にあてはめ、式の一部を整理して表現すると式（１
２）が得られる。
される条件を以下の式（１１）で表し、これを式（１
０）にあてはめ、式の一部を整理して表現すると式（１
２）が得られる。
【数８】 ΔＷ＜０．０７λＲＭＳ … 式（１１） Ｇ（ＮＡ１、ＮＡ２）×ΔＴ／λ＜０．０７ … 式（１２） ここに、 Ｇ（ＮＡ１、ＮＡ２） ＝｛（１−ＮＡ２／ＮＡ１）2＋０．３×（１−ＮＡ２／ＮＡ１）｝ ×６５０×（ＮＡ１／０．６０）4×（６５０／λ） ×ΔＴ×（ＮＡ１／０．６）4 … 式（１３）
【００４８】以上の説明の前提として、ΔＴ＝０のとき
に光ヘッド用光学系に残存する収差は０と仮定したが、
この残存収差が０でないときの条件式について説明する
と、ΔＴ＝０のときに光ヘッド用光学系に残存する収差
の量をＷとすれば、保護基板厚の変動（ΔＴ）に起因し
て発生する波面収差ΔＷと残存収差Ｗとの２乗和が０．
０７λＲＭＳを越えなければよい。したがって、このと
きには式（１２）に代えて式（１４）で表すことができ
る。
に光ヘッド用光学系に残存する収差は０と仮定したが、
この残存収差が０でないときの条件式について説明する
と、ΔＴ＝０のときに光ヘッド用光学系に残存する収差
の量をＷとすれば、保護基板厚の変動（ΔＴ）に起因し
て発生する波面収差ΔＷと残存収差Ｗとの２乗和が０．
０７λＲＭＳを越えなければよい。したがって、このと
きには式（１２）に代えて式（１４）で表すことができ
る。
【数９】 Ｇ（ＮＡ１、ＮＡ２）×ΔＴ／λ＜（０．０７2−Ｗ2）1/2 … 式（１４）
【００４９】以上が、輪帯開口を用いることにより、同
一の光ヘッド用光学系で異なる保護基板厚を有する光デ
ィスクからの信号が読み取り可能な条件であるが、光ヘ
ッド用光学系の対物レンズの収差補正対象をどのように
定めるかを含めて整理すると次のような結論を得ること
ができる。
一の光ヘッド用光学系で異なる保護基板厚を有する光デ
ィスクからの信号が読み取り可能な条件であるが、光ヘ
ッド用光学系の対物レンズの収差補正対象をどのように
定めるかを含めて整理すると次のような結論を得ること
ができる。
【００５０】保護基板厚Ｔ１の光ディスクに対して収差
補正された光ヘッド用光学系の対物レンズに輪帯開口が
挿入されている場合、保護基板厚Ｔ２（Ｔ１≠Ｔ２）の
光ディスクからの信号が読み取り可能な条件は、式（１
５）で表される。
補正された光ヘッド用光学系の対物レンズに輪帯開口が
挿入されている場合、保護基板厚Ｔ２（Ｔ１≠Ｔ２）の
光ディスクからの信号が読み取り可能な条件は、式（１
５）で表される。
【数１０】 Ｇ（ＮＡ１、ＮＡ２）×｜Ｔ１−Ｔ２｜／λ＜０．０７ … 式（１５）
【００５１】読み取り可能な複数の保護基板厚を有する
光ディスクの保護基板厚をＴ１、Ｔ２（Ｔ１≠Ｔ２）と
表したとき、保護基板厚（Ｔ１＋Ｔ２）／２に対して収
差補正された光ヘッド用光学系の対物レンズに輪帯開口
が挿入されている場合、保護基板厚Ｔ１およびＴ２の両
方の光ディスクから信号の読み取りが可能な条件は、保
護基板厚Ｔ１の光ディスクから信号を読み取る場合であ
っても、保護基板厚Ｔ２の光ディスクから信号を読み取
る場合であっても、式（１２）においてΔＴ＝｜Ｔ１−
Ｔ２｜／２となるので、式（１６）のように表される。
光ディスクの保護基板厚をＴ１、Ｔ２（Ｔ１≠Ｔ２）と
表したとき、保護基板厚（Ｔ１＋Ｔ２）／２に対して収
差補正された光ヘッド用光学系の対物レンズに輪帯開口
が挿入されている場合、保護基板厚Ｔ１およびＴ２の両
方の光ディスクから信号の読み取りが可能な条件は、保
護基板厚Ｔ１の光ディスクから信号を読み取る場合であ
っても、保護基板厚Ｔ２の光ディスクから信号を読み取
る場合であっても、式（１２）においてΔＴ＝｜Ｔ１−
Ｔ２｜／２となるので、式（１６）のように表される。
【数１１】 Ｇ（ＮＡ１、ＮＡ２）×｜Ｔ１−Ｔ２｜／λ＜０．１４ … 式（１６）
【００５２】読み取り可能な複数の保護基板厚を有する
光ディスクの保護基板厚をＴ１、Ｔ２（Ｔ１≠Ｔ２）と
表したとき、保護基板厚Ｔ１、Ｔ２の厚み差を１：２に
内分する保護基板厚に対して収差補正された光ヘッド用
光学系の対物レンズに輪帯開口が挿入されている場合、
保護基板厚Ｔ１の光ディスクから信号の読み取りが可能
な条件は、式（１２）においてΔＴ＝｜Ｔ１−Ｔ２｜／
３となるので、式（１７）のように表される。
光ディスクの保護基板厚をＴ１、Ｔ２（Ｔ１≠Ｔ２）と
表したとき、保護基板厚Ｔ１、Ｔ２の厚み差を１：２に
内分する保護基板厚に対して収差補正された光ヘッド用
光学系の対物レンズに輪帯開口が挿入されている場合、
保護基板厚Ｔ１の光ディスクから信号の読み取りが可能
な条件は、式（１２）においてΔＴ＝｜Ｔ１−Ｔ２｜／
３となるので、式（１７）のように表される。
【数１２】 Ｇ（ＮＡ１、ＮＡ２）×｜Ｔ１−Ｔ２｜／λ＜０．２１ … 式（１７） このとき、保護基板厚Ｔ２の光ディスクから信号の読み
取り可能な条件は、式（１２）においてΔＴ＝｜Ｔ１−
Ｔ２｜／（３／２）となり、さらに保護基板厚Ｔ２の光
ディスクに形成されている最小ピット長は保護基板厚Ｔ
１の光ディスクに形成されている最短ピット長の約２倍
となっているので、読み取り可能条件は２倍に緩和さ
れ、式（１９）のように表される。そして、この式（１
８）を整理すると式（１７）と同じになる。
取り可能な条件は、式（１２）においてΔＴ＝｜Ｔ１−
Ｔ２｜／（３／２）となり、さらに保護基板厚Ｔ２の光
ディスクに形成されている最小ピット長は保護基板厚Ｔ
１の光ディスクに形成されている最短ピット長の約２倍
となっているので、読み取り可能条件は２倍に緩和さ
れ、式（１９）のように表される。そして、この式（１
８）を整理すると式（１７）と同じになる。
【数１３】 Ｇ（ＮＡ１、ＮＡ２）×｜Ｔ１−Ｔ２｜／１．５／λ＜（０．０７×２） … 式（１８）
【００５３】以上のように、同一の光ヘッド用光学系に
より保護基板厚の異なる２種類の光ディスクから信号の
読み取りを可能とするためには、それぞれの光ディスク
から信号を読み取る際に要求される解像力に応じて対物
レンズの収差補正対象とする保護基板厚を設定すればよ
い。このとき、保護基板厚の異なる２種類の光ディスク
から信号を読み取る際に、両方の保護基板厚を有する光
ディスクで同じ解像力が要求されるときには式（１６）
に従って、一方の保護基板厚を有する光ディスクで要求
される光ヘッド用光学系の解像力が他方の解像力の２倍
要求されるときには式（１７）に従って輪帯開口を設定
すればよい。
より保護基板厚の異なる２種類の光ディスクから信号の
読み取りを可能とするためには、それぞれの光ディスク
から信号を読み取る際に要求される解像力に応じて対物
レンズの収差補正対象とする保護基板厚を設定すればよ
い。このとき、保護基板厚の異なる２種類の光ディスク
から信号を読み取る際に、両方の保護基板厚を有する光
ディスクで同じ解像力が要求されるときには式（１６）
に従って、一方の保護基板厚を有する光ディスクで要求
される光ヘッド用光学系の解像力が他方の解像力の２倍
要求されるときには式（１７）に従って輪帯開口を設定
すればよい。
【００５４】以上の説明において、異なる保護基板厚を
有する光ディスクの保護基板の屈折率は等しく、ともに
１．５としたが、これらの屈折率が異なるものであって
もよい。つまり、光ヘッド用光学系で発生する波面収差
は保護基板厚の変動にともなう光路長の変化に起因する
ものであるので、上述した式（１５）〜式（１７）にお
ける保護基板厚の項を光路長で表現すればよく、光路長
＝保護基板厚×保護基板屈折率であるから、表３のよう
に記号を定めたときに、例えば式（１７）は以下の式
（１９）で表すことができる。
有する光ディスクの保護基板の屈折率は等しく、ともに
１．５としたが、これらの屈折率が異なるものであって
もよい。つまり、光ヘッド用光学系で発生する波面収差
は保護基板厚の変動にともなう光路長の変化に起因する
ものであるので、上述した式（１５）〜式（１７）にお
ける保護基板厚の項を光路長で表現すればよく、光路長
＝保護基板厚×保護基板屈折率であるから、表３のよう
に記号を定めたときに、例えば式（１７）は以下の式
（１９）で表すことができる。
【表３】 保護基板厚Ｔ１の光ディスクの保護基板の屈折率 ： ｎｃ１ 保護基板厚Ｔ２の光ディスクの保護基板の屈折率 ： ｎｃ２
【数１４】 Ｇ（ＮＡ１、ＮＡ２） ×｜Ｔ１・（ｎｃ１／１．５）−Ｔ２・（ｎｃ２／１．５）｜／λ＜０．２１ … 式（１９） あるいは、Ｇ（ＮＡ１、ＮＡ２）×（１／１．５）を改
めてＧ（ＮＡ１、ＮＡ２）と定義しなおせば、式（１
９）は式（２０）で表すことができる。
めてＧ（ＮＡ１、ＮＡ２）と定義しなおせば、式（１
９）は式（２０）で表すことができる。
【数１５】 Ｇ（ＮＡ１、ＮＡ２）×｜Ｔ１・ｎｃ１−Ｔ２・ｎｃ２｜／λ＜０．２１ … 式（２０） ここに、 Ｇ（ＮＡ１、ＮＡ２） ＝｛（１−ＮＡ２／ＮＡ１）2＋０．３×（１−ＮＡ２／ＮＡ１）｝ ×６５０×（ＮＡ１／０．６０）4×１／１．５ … 式（２１ ）
【００５５】また、以上の説明では、異なる保護基板厚
を有する２種類の光ディスクは共に読み取り専用である
場合を想定したが、これらのディスクの一方あるいは両
方が書換型ディスク、つまり一方が光磁気ディスクまた
は相変化型ディスクで、他方が再生専用ＤＶＤまたは書
換え型ＤＶＤであっても上述の輪帯開口は有効である。
を有する２種類の光ディスクは共に読み取り専用である
場合を想定したが、これらのディスクの一方あるいは両
方が書換型ディスク、つまり一方が光磁気ディスクまた
は相変化型ディスクで、他方が再生専用ＤＶＤまたは書
換え型ＤＶＤであっても上述の輪帯開口は有効である。
【００５６】さらに、光ヘッド用光学系に用いる光源の
波長は、ＤＶＤから信号を読み取る際も、ＣＤから信号
を読み取る際も同一であるものとして説明したが、異な
る波長の光を用いるものであってもよい。ただし、信号
の読み取りに際しては同一の波長であっても何の問題も
ない。むしろ同一の波長を用いる方が単一のレーザダイ
オードと単一の対物とを使用できるので経済的である。
波長は、ＤＶＤから信号を読み取る際も、ＣＤから信号
を読み取る際も同一であるものとして説明したが、異な
る波長の光を用いるものであってもよい。ただし、信号
の読み取りに際しては同一の波長であっても何の問題も
ない。むしろ同一の波長を用いる方が単一のレーザダイ
オードと単一の対物とを使用できるので経済的である。
【００５７】以上の実施の形態の説明では３次の収差の
みを考えたが、より高次の収差を考慮しても全く同様の
効果を得ることができる。さらに球面収差（波面収差）
だけでなく、残存収差がコマ収差あるいは非点収差であ
っても光ヘッド用光学系に輪帯開口を配置することによ
り収差の低減が可能であり、解像力は向上する。
みを考えたが、より高次の収差を考慮しても全く同様の
効果を得ることができる。さらに球面収差（波面収差）
だけでなく、残存収差がコマ収差あるいは非点収差であ
っても光ヘッド用光学系に輪帯開口を配置することによ
り収差の低減が可能であり、解像力は向上する。
【００５８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば光
ヘッド用光学系の対物レンズの光軸上に輪帯開口を配
し、複数の異なる光ディスクの保護基板厚の差または保
護基板の屈折率の差により光ヘッド用光学系で生ずる収
差を、データの読み出しあるいは書き込みが可能な収差
範囲に収めるように内径ＮＡおよび外径ＮＡを定めるこ
とにより、同一の光ヘッド用光学系で異なる保護基板厚
を有する光ディスクに対して書き込みあるいは読み出し
を行うことができる。また、絞り開口を単純に小さくし
て球面収差の補正をする場合に比べ、輪帯開口の外径Ｎ
Ａをより大きく設定することができるので、集光スポッ
トを絞ることができ、したがって解像力に優れた光ヘッ
ド用光学系とすることができる。
ヘッド用光学系の対物レンズの光軸上に輪帯開口を配
し、複数の異なる光ディスクの保護基板厚の差または保
護基板の屈折率の差により光ヘッド用光学系で生ずる収
差を、データの読み出しあるいは書き込みが可能な収差
範囲に収めるように内径ＮＡおよび外径ＮＡを定めるこ
とにより、同一の光ヘッド用光学系で異なる保護基板厚
を有する光ディスクに対して書き込みあるいは読み出し
を行うことができる。また、絞り開口を単純に小さくし
て球面収差の補正をする場合に比べ、輪帯開口の外径Ｎ
Ａをより大きく設定することができるので、集光スポッ
トを絞ることができ、したがって解像力に優れた光ヘッ
ド用光学系とすることができる。
【図１】 １．２ｍｍの保護基板厚を有する光ディス
クに書き込みあるいは読み出しすることを前提に収差補
正された光ヘッド用光学系で０．６ｍｍの保護基板厚を
有する光ディスクに書き込みあるいは読み出しをしよう
としたときに発生する球面収差を表すグラフ。
クに書き込みあるいは読み出しすることを前提に収差補
正された光ヘッド用光学系で０．６ｍｍの保護基板厚を
有する光ディスクに書き込みあるいは読み出しをしよう
としたときに発生する球面収差を表すグラフ。
【図２】 本発明に係る光ヘッド用光学系の対物レン
ズにより収差が補正され、光束が光ディスクの信号面に
結像する様子を示す縦断面図。
ズにより収差が補正され、光束が光ディスクの信号面に
結像する様子を示す縦断面図。
【図３】 本発明の実施の形態に係る光ヘッド用光学
系の要部を示す図。
系の要部を示す図。
【図４】 本発明の実施の形態に係る光ヘッド用光学
系において、輪帯開口の内径ＮＡを変化させたときの波
面収差および光利用効率の変化を示すグラフであり、
（ａ）が保護基板厚の変化量ΔＴが０．６ｍｍの場合
を、（ｂ）が保護基板厚の変化量ΔＴが０．３ｍｍの場
合をそれぞれ示す。
系において、輪帯開口の内径ＮＡを変化させたときの波
面収差および光利用効率の変化を示すグラフであり、
（ａ）が保護基板厚の変化量ΔＴが０．６ｍｍの場合
を、（ｂ）が保護基板厚の変化量ΔＴが０．３ｍｍの場
合をそれぞれ示す。
【図５】 本発明の実施の形態に係る光ヘッド用光学
系の光学性能の変化を示すグラフであり、（ａ）が波面
収差の変化にともない、ＭＴＦ値が変化する様子を示
し、（ｂ）が保護基板厚の変化量ΔＴが０．２ｍｍの場
合における、輪帯開口の内径ＮＡを変化させたときの波
面収差および光利用効率の変化を示す。
系の光学性能の変化を示すグラフであり、（ａ）が波面
収差の変化にともない、ＭＴＦ値が変化する様子を示
し、（ｂ）が保護基板厚の変化量ΔＴが０．２ｍｍの場
合における、輪帯開口の内径ＮＡを変化させたときの波
面収差および光利用効率の変化を示す。
【図６】 従来の技術に係る光ヘッド用光学系によ
り、異なる保護基板厚を有する光ディスクの信号面上へ
光が集光する様子を示す図であり、（ａ）が理想的に集
光している状態を、（ｂ）が収差を発生している状態を
示す。
り、異なる保護基板厚を有する光ディスクの信号面上へ
光が集光する様子を示す図であり、（ａ）が理想的に集
光している状態を、（ｂ）が収差を発生している状態を
示す。
１０ 対物レンズ ２０ 円形開口 ２１ 輪帯開口 ３０、３１ 光ディスク ３０ａ、３１ａ 保護基板 ３０ｂ、３１ｂ 信号面 ４０ レーザダイオード ５０ コリメータレンズ ６０ ビームスプリッタ ７０ 受光素子
Claims (3)
- 【請求項１】 光源から出射された光を光ディスクの信
号面に導くとともに、前記光ディスクの信号面で反射さ
れた光を受光素子に導く対物レンズと、 前記対物レンズの光軸上に設けられ、前記対物レンズの
開口を制限するための輪帯開口とを有し、 前記輪帯開口は、少なくとも第１および第２の光ディス
クの保護基板厚の差あるいは保護基板の屈折率の差によ
り生ずる収差を、データの読み書き込みが可能な収差範
囲に収めるようにその内径開口数および外径開口数が定
められることを特徴とする光ヘッド用光学系。 - 【請求項２】 請求項１に記載の光ヘッド用光学系にお
いて、 以下の条件式を満足することを特徴とする光ヘッド用光
学系。 Ｇ（ＮＡ１，ＮＡ２）×｜Ｔ１・ｎc１−Ｔ２・ｎc２｜
／λ＜０．２１ 但し、 Ｇ（ＮＡ１，ＮＡ２）＝｛（１−ＮＡ２／ＮＡ１）2＋
０．３×（１−ＮＡ２／ＮＡ１）｝×６５０×（ＮＡ１
／０．６０）4×１／１．５ λ ：光ヘッドで用いられる光源の波長 Ｔ１ ：第１の光ディスクの保護基板厚 Ｔ２ ：第２の光ディスクの保護基板厚（Ｔ１＞Ｔ
２） ｎc１ ：第１の光ディスクの保護基板の屈折率 ｎc２ ：第２の光ディスクの保護基板の屈折率 ＮＡ１ ：輪帯開口の内側開口数 ＮＡ２ ：輪帯開口の外側開口数 - 【請求項３】 請求項１に記載の光ヘッド用光学系にお
いて、 前記第１および第２の光ディスクは以下の条件式（１）
に従うものであり、かつ前記輪帯開口は以下の条件式
（２）に従うものであることを特徴とする光ヘッド用光
学系。 条件式（１）： ｜Ｔ１・ｎc１−Ｔ２・ｎc２｜／１．
５＜０．７（ｍｍ） 条件式（２）： ＮＡ２／ＮＡ１＞０．５ 但し、 Ｔ１ ：第１の光ディスクの保護基板厚（ｍｍ） Ｔ２ ：第２の光ディスクの保護基板厚（ｍｍ、 Ｔ
１＞Ｔ２） ｎc１ ：第１の光ディスクの保護基板の屈折率 ｎc２ ：第２の光ディスクの保護基板の屈折率 ＮＡ１ ：輪帯開口の内側開口数 ＮＡ２ ：輪帯開口の外側開口数
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9114821A JPH10308028A (ja) | 1997-05-02 | 1997-05-02 | 光ヘッド用光学系 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9114821A JPH10308028A (ja) | 1997-05-02 | 1997-05-02 | 光ヘッド用光学系 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10308028A true JPH10308028A (ja) | 1998-11-17 |
Family
ID=14647535
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9114821A Pending JPH10308028A (ja) | 1997-05-02 | 1997-05-02 | 光ヘッド用光学系 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10308028A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1312687C (zh) * | 2000-10-03 | 2007-04-25 | 松下电器产业株式会社 | 光学信息记录媒质，光学信息记录/再现方法和装置 |
| JPWO2005064607A1 (ja) * | 2003-12-25 | 2007-07-19 | コニカミノルタオプト株式会社 | 対物レンズ、光ピックアップ装置及び光情報記録再生装置 |
-
1997
- 1997-05-02 JP JP9114821A patent/JPH10308028A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1312687C (zh) * | 2000-10-03 | 2007-04-25 | 松下电器产业株式会社 | 光学信息记录媒质，光学信息记录/再现方法和装置 |
| JPWO2005064607A1 (ja) * | 2003-12-25 | 2007-07-19 | コニカミノルタオプト株式会社 | 対物レンズ、光ピックアップ装置及び光情報記録再生装置 |
| JP4706481B2 (ja) * | 2003-12-25 | 2011-06-22 | コニカミノルタオプト株式会社 | 光ピックアップ装置 |
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