JPH1144842A - 光学装置 - Google Patents
光学装置Info
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- JPH1144842A JPH1144842A JP10146314A JP14631498A JPH1144842A JP H1144842 A JPH1144842 A JP H1144842A JP 10146314 A JP10146314 A JP 10146314A JP 14631498 A JP14631498 A JP 14631498A JP H1144842 A JPH1144842 A JP H1144842A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】透明基板の厚みが異なる複数の光ディスクの再
生を行う光学装置を提供する。 【解決手段】第１の光源１からの光が及び第２の光源４
からの光を光ディスクの透明基板を通して情報記録面上
に集光させる対物レンズ３と、第１の光源１からの光と
第２の光源４からの光が対物レンズ３に到達する前に通
る光学媒体２と、第２の光源４と光学媒体２のと間に配
された補助レンズ５とを備える。
生を行う光学装置を提供する。 【解決手段】第１の光源１からの光が及び第２の光源４
からの光を光ディスクの透明基板を通して情報記録面上
に集光させる対物レンズ３と、第１の光源１からの光と
第２の光源４からの光が対物レンズ３に到達する前に通
る光学媒体２と、第２の光源４と光学媒体２のと間に配
された補助レンズ５とを備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＣＤ（コンパクト
ディスク）及びＤＶＤ（デジタルビデオディスク）等の
光ディスクの記録又は再生に適する光学装置に関する。
ディスク）及びＤＶＤ（デジタルビデオディスク）等の
光ディスクの記録又は再生に適する光学装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】０．６ｍｍの厚みの透明基板を有するＤ
ＶＤと１．２ｍｍの厚みの透明基板を有するＣＤを一つ
の対物レンズによって記録又は再生する光学装置が提案
されている（特開平９−４３５１０、特開平９−８１９
５３）。
ＶＤと１．２ｍｍの厚みの透明基板を有するＣＤを一つ
の対物レンズによって記録又は再生する光学装置が提案
されている（特開平９−４３５１０、特開平９−８１９
５３）。
【０００３】特開平９−４３５１０の装置では、レーザ
光源と対物レンズとの間にレーザ光源からの光の発散角
を変換する発散角変換レンズを設け、ＤＶＤ、ＣＤを記
録又は再生する際、透明基板の厚みに応じて発散角変換
レンズを光軸に沿って移動させて収差を補正している。
光源と対物レンズとの間にレーザ光源からの光の発散角
を変換する発散角変換レンズを設け、ＤＶＤ、ＣＤを記
録又は再生する際、透明基板の厚みに応じて発散角変換
レンズを光軸に沿って移動させて収差を補正している。
【０００４】特開平９−８１９５３の装置では、ＤＶ
Ｄ、ＣＤ兼用の有限系対物レンズを使用して、ＤＶＤ、
ＣＤを記録又は再生する際、透明基板の厚みに応じてレ
ーザ光源を光軸に沿って移動させて収差補正している。
Ｄ、ＣＤ兼用の有限系対物レンズを使用して、ＤＶＤ、
ＣＤを記録又は再生する際、透明基板の厚みに応じてレ
ーザ光源を光軸に沿って移動させて収差補正している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前者の装置では、ＤＶ
Ｄの記録又は再生からＣＤの記録又は再生に切り替える
際、発散角変換レンズを光軸に沿って移動させれば、軸
上の収差特性特に球面収差についてはほぼ０（ゼロ）に
できる。しかし、発散角変換レンズを移動させるための
機構を備えなければならず、さらに、軸外の特性、特に
軸外コマ収差については記録又は再生にとって不充分で
あった。
Ｄの記録又は再生からＣＤの記録又は再生に切り替える
際、発散角変換レンズを光軸に沿って移動させれば、軸
上の収差特性特に球面収差についてはほぼ０（ゼロ）に
できる。しかし、発散角変換レンズを移動させるための
機構を備えなければならず、さらに、軸外の特性、特に
軸外コマ収差については記録又は再生にとって不充分で
あった。
【０００６】後者の装置では、ＤＶＤの記録又は再生か
らＣＤの記録又は再生に切り替える際、光源を光軸に沿
って移動させ物像間距離を変化させることにより、軸上
の収差特性、特に球面収差についてはほぼ０（ゼロ）に
できる。しかし、物像間距離を変化させるための機構を
備えなければならず、さらに、軸外の特性、特に軸外コ
マ収差については記録又は再生にとって不充分であっ
た。
らＣＤの記録又は再生に切り替える際、光源を光軸に沿
って移動させ物像間距離を変化させることにより、軸上
の収差特性、特に球面収差についてはほぼ０（ゼロ）に
できる。しかし、物像間距離を変化させるための機構を
備えなければならず、さらに、軸外の特性、特に軸外コ
マ収差については記録又は再生にとって不充分であっ
た。
【０００７】上記の従来例では、軸外のコマ収差が大き
いので、光源、対物レンズ等が光軸からの傾いたとき又
は軸ずれが生じたときの光学性能の劣化が激しいため、
光学装置を組み立てる際、対物レンズ等の位置決めに高
精度を要求され、生産性が悪い。さらに、対物レンズ等
の位置決めに高精度を要求されるのでレンズや光源を移
動させるための機構（移動機構）の摩耗等による対物レ
ンズ等が光軸からの傾き又は軸ずれが生じたときの光学
性能の経年変化的な劣化が生じる。
いので、光源、対物レンズ等が光軸からの傾いたとき又
は軸ずれが生じたときの光学性能の劣化が激しいため、
光学装置を組み立てる際、対物レンズ等の位置決めに高
精度を要求され、生産性が悪い。さらに、対物レンズ等
の位置決めに高精度を要求されるのでレンズや光源を移
動させるための機構（移動機構）の摩耗等による対物レ
ンズ等が光軸からの傾き又は軸ずれが生じたときの光学
性能の経年変化的な劣化が生じる。
【０００８】また、軸外コマ収差が大きいので、実際に
光学装置を作動させる際、対物レンズのオートフォーカ
ス駆動による対物レンズの位置決め、特に軸ずれに対し
許容範囲が狭くなり、そのため、光学性能の劣化が生じ
る。また、移動機構を備えるため、小型化、軽量化が困
難である。
光学装置を作動させる際、対物レンズのオートフォーカ
ス駆動による対物レンズの位置決め、特に軸ずれに対し
許容範囲が狭くなり、そのため、光学性能の劣化が生じ
る。また、移動機構を備えるため、小型化、軽量化が困
難である。
【０００９】本発明は、上記欠点を解消するためになさ
れたものであり、異なる透明基板の厚みを有する光ディ
スクの記録又は再生する場合であっても、移動機構を備
える必要がなく、そのため、小型化、軽量化が達成で
き、生産性に優れ、さらに、光源、レンズ等の傾きの経
年変化又は軸ずれの経年変化が少なく、かつ、収差特性
が良好な光学装置を提供する。
れたものであり、異なる透明基板の厚みを有する光ディ
スクの記録又は再生する場合であっても、移動機構を備
える必要がなく、そのため、小型化、軽量化が達成で
き、生産性に優れ、さらに、光源、レンズ等の傾きの経
年変化又は軸ずれの経年変化が少なく、かつ、収差特性
が良好な光学装置を提供する。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、第１の光源
と、第２の光源と、第１の光源からの光及び第２の光源
からの光を光ディスクの透明基板を通して光ディスクの
情報記録面上に集光させる対物レンズと、第２の光源と
対物レンズとの間に配された補助レンズとを備える光学
装置を提供する。
と、第２の光源と、第１の光源からの光及び第２の光源
からの光を光ディスクの透明基板を通して光ディスクの
情報記録面上に集光させる対物レンズと、第２の光源と
対物レンズとの間に配された補助レンズとを備える光学
装置を提供する。
【００１１】また、光源からの光を対物レンズにより光
ディスクの情報記録面に集光し、情報記録面からの反射
光が前記対物レンズを透過して受光素子に受光されて情
報記録面のデータを記録又は再生する光学装置におい
て、光源として、第１の光源と第２の光源とが設けられ
ており、対物レンズとは別に、補助レンズが設けられて
おり、光ディスクとして透明基板の厚みが異なる第１の
光ディスクと第２の光ディスクが挿入され、かつ、それ
ぞれの情報記録面のデータを記録又は再生する場合、第
１の光ディスクの情報記録面のデータを記録又は再生す
る際には、第１の光源からの光を対物レンズ、第１の光
ディスクの透明基板の順に透過させて第１の光ディスク
の情報記録面に集光させ、第２の光ディスクの情報記録
面のデータを記録又は再生する際には、第２の光源から
の光を補助レンズ、対物レンズ、第２の光ディスクの透
明基板の順に透過させて第２の光ディスクの情報記録面
に集光させることを特徴とする光学装置を提供する。
ディスクの情報記録面に集光し、情報記録面からの反射
光が前記対物レンズを透過して受光素子に受光されて情
報記録面のデータを記録又は再生する光学装置におい
て、光源として、第１の光源と第２の光源とが設けられ
ており、対物レンズとは別に、補助レンズが設けられて
おり、光ディスクとして透明基板の厚みが異なる第１の
光ディスクと第２の光ディスクが挿入され、かつ、それ
ぞれの情報記録面のデータを記録又は再生する場合、第
１の光ディスクの情報記録面のデータを記録又は再生す
る際には、第１の光源からの光を対物レンズ、第１の光
ディスクの透明基板の順に透過させて第１の光ディスク
の情報記録面に集光させ、第２の光ディスクの情報記録
面のデータを記録又は再生する際には、第２の光源から
の光を補助レンズ、対物レンズ、第２の光ディスクの透
明基板の順に透過させて第２の光ディスクの情報記録面
に集光させることを特徴とする光学装置を提供する。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明の光学装置は、複数の光源
を有し、第１の光ディスク透明基板の厚みに対しては、
第１の光源からの光に対して対物レンズの収差特性を軸
外、軸上ともに最適化する。また、第２の光ディスク透
明基板の厚みに対しては、第２の光源からの光に対し
て、第２の光源と対物レンズとの間に配された補助レン
ズを用いて該補助レンズと対物レンズとの組合せの収差
特性を軸上、軸外ともに最適化する。このように光学系
を構成して、透明基板の厚みの異なる光ディスクの記録
又は再生を可能としている。
を有し、第１の光ディスク透明基板の厚みに対しては、
第１の光源からの光に対して対物レンズの収差特性を軸
外、軸上ともに最適化する。また、第２の光ディスク透
明基板の厚みに対しては、第２の光源からの光に対し
て、第２の光源と対物レンズとの間に配された補助レン
ズを用いて該補助レンズと対物レンズとの組合せの収差
特性を軸上、軸外ともに最適化する。このように光学系
を構成して、透明基板の厚みの異なる光ディスクの記録
又は再生を可能としている。
【００１３】図１は、本発明の光学装置の一実施例を示
す構成図である。図１において、１は第１の光源、２は
光学媒体（ハーフミラー）、３は対物レンズ、４は第２
の光源、５は補助レンズ、６は第１の光ディスク、６ａ
は第１の光ディスク６の透明基板（以下、第１の透明基
板という）、６ｂは第１の光ディスク６の情報記録面
（以下、第１の情報記録面という）、７は第２の光ディ
スク、７ａは第２の光ディスク７の透明基板（以下、第
２の透明基板という）、７ｂは第２の光ディスク７の情
報記録面（以下、第２の情報記録面という）、９は絞
り、１１は第１の受光素子、１２は第１の受光素子１１
用光学媒体、２１は第２の受光素子、２２は第２の受光
素子２１用光学媒体、Ｓ２は第２の光源から補助レンズ
５の第２の光源側の面（第１面）までの光軸上の距離、
Ｓ３は補助レンズ５の光ディスク側の面（第２面）から
対物レンズ３までの光軸上の距離である。なお、以下の
説明において、特に記載のない場合、距離、間隔、長
さ、厚み等寸法の単位はｍｍとする。
す構成図である。図１において、１は第１の光源、２は
光学媒体（ハーフミラー）、３は対物レンズ、４は第２
の光源、５は補助レンズ、６は第１の光ディスク、６ａ
は第１の光ディスク６の透明基板（以下、第１の透明基
板という）、６ｂは第１の光ディスク６の情報記録面
（以下、第１の情報記録面という）、７は第２の光ディ
スク、７ａは第２の光ディスク７の透明基板（以下、第
２の透明基板という）、７ｂは第２の光ディスク７の情
報記録面（以下、第２の情報記録面という）、９は絞
り、１１は第１の受光素子、１２は第１の受光素子１１
用光学媒体、２１は第２の受光素子、２２は第２の受光
素子２１用光学媒体、Ｓ２は第２の光源から補助レンズ
５の第２の光源側の面（第１面）までの光軸上の距離、
Ｓ３は補助レンズ５の光ディスク側の面（第２面）から
対物レンズ３までの光軸上の距離である。なお、以下の
説明において、特に記載のない場合、距離、間隔、長
さ、厚み等寸法の単位はｍｍとする。
【００１４】図１の光学装置では、第１の光源１を使用
する場合の対物レンズ３の開口数が、第２の光源４を使
用する場合の対物レンズ３の開口数より小さい。
する場合の対物レンズ３の開口数が、第２の光源４を使
用する場合の対物レンズ３の開口数より小さい。
【００１５】また、図２は、図１とは別の実施例を示す
構成図であり、図２におけるＳ１は第１の光源１から対
物レンズ３の第１の光源１側の面（第１面）までの光軸
上の距離である。
構成図であり、図２におけるＳ１は第１の光源１から対
物レンズ３の第１の光源１側の面（第１面）までの光軸
上の距離である。
【００１６】図１、２において、第１の光源１からの光
は、順に第１の受光素子１１用光学媒体１２、光学媒体
２、対物レンズ３を介して第１の情報記録面６ｂに導か
れ収束する。第２の光源４からの光は、順に第２の受光
素子２１用光学媒体２２、補助レンズ５、光学媒体２、
対物レンズ３を介して第２の情報記録面７ｂに導かれ収
束する。すなわち、本発明の光学装置の光学系は全体で
有限系の光学系を構成する。
は、順に第１の受光素子１１用光学媒体１２、光学媒体
２、対物レンズ３を介して第１の情報記録面６ｂに導か
れ収束する。第２の光源４からの光は、順に第２の受光
素子２１用光学媒体２２、補助レンズ５、光学媒体２、
対物レンズ３を介して第２の情報記録面７ｂに導かれ収
束する。すなわち、本発明の光学装置の光学系は全体で
有限系の光学系を構成する。
【００１７】また、第１の情報記録面６ｂと第２の情報
記録面７ｂにはデジタル信号を表すマークが記録されて
いる。このマークにより表される１ビットの寸法が数μ
ｍ以下の場合には精確な記録又は再生を行うために、本
発明の光学装置の光学系が回折限界性能を有することが
好ましい。
記録面７ｂにはデジタル信号を表すマークが記録されて
いる。このマークにより表される１ビットの寸法が数μ
ｍ以下の場合には精確な記録又は再生を行うために、本
発明の光学装置の光学系が回折限界性能を有することが
好ましい。
【００１８】第１の光源１と第２の光源４とは、例えば
レーザ光源等が挙げられ、レーザ光源としては例えばＣ
Ｄ用に波長７８０ｎｍのレーザ光源、ＤＶＤ用に波長６
５０ｎｍのレーザ光源等が挙げられる。なお、第１の光
源１と第２の光源４のレーザ光の波長は同一であっても
よい。同一の波長の光源の例として、ＣＤ用、ＤＶＤ用
ともに波長６５０ｎｍのレーザ光源が挙げられる。な
お、光源の波長については、上述した６５０ｎｍ、７８
０ｎｍに限定されない。
レーザ光源等が挙げられ、レーザ光源としては例えばＣ
Ｄ用に波長７８０ｎｍのレーザ光源、ＤＶＤ用に波長６
５０ｎｍのレーザ光源等が挙げられる。なお、第１の光
源１と第２の光源４のレーザ光の波長は同一であっても
よい。同一の波長の光源の例として、ＣＤ用、ＤＶＤ用
ともに波長６５０ｎｍのレーザ光源が挙げられる。な
お、光源の波長については、上述した６５０ｎｍ、７８
０ｎｍに限定されない。
【００１９】本発明では、第１の透明基板６ａの厚みに
対して、第１の光源１からの光が第１の情報記録面６ｂ
に良好に収束するように対物レンズ３が最適化されてい
る。換言すると、対物レンズ３は、第１の光源１の波
長、物像間距離及び第１の透明基板６ａの厚みに対して
適正に収差が補正されており、第１の光源１を使用して
第１の光ディスク６の記録又は再生を行う光学系の収差
特性は軸外、軸上ともに最適化されている。
対して、第１の光源１からの光が第１の情報記録面６ｂ
に良好に収束するように対物レンズ３が最適化されてい
る。換言すると、対物レンズ３は、第１の光源１の波
長、物像間距離及び第１の透明基板６ａの厚みに対して
適正に収差が補正されており、第１の光源１を使用して
第１の光ディスク６の記録又は再生を行う光学系の収差
特性は軸外、軸上ともに最適化されている。
【００２０】さらに、第２の透明基板７ａの厚みに対し
て、第２の光源４からの光が第２の情報記録面７ｂに良
好に収束するように補助レンズ５と対物レンズ３との組
合せが最適化されている。換言すると、補助レンズ５と
対物レンズ３との組合せは、第２の光源４の波長、物像
間距離及び第２の透明基板７ａの厚みに対して適正に収
差が補正されており、第２の光源４を使用して第２の光
ディスク７の記録又は再生を行う光学系の収差特性は軸
外、軸上ともに最適化されている。このようにして、透
明基板厚の異なる第１の光ディスク６と第２の光ディス
ク７との記録又は再生を良好にする。補助レンズ５は、
対物レンズ３と組合せて用いたときに収差が最適になる
よう設定されている。なお、上記収差特性には透明基板
の厚みのみならず、透明基板の屈折率もわずかながら影
響する。
て、第２の光源４からの光が第２の情報記録面７ｂに良
好に収束するように補助レンズ５と対物レンズ３との組
合せが最適化されている。換言すると、補助レンズ５と
対物レンズ３との組合せは、第２の光源４の波長、物像
間距離及び第２の透明基板７ａの厚みに対して適正に収
差が補正されており、第２の光源４を使用して第２の光
ディスク７の記録又は再生を行う光学系の収差特性は軸
外、軸上ともに最適化されている。このようにして、透
明基板厚の異なる第１の光ディスク６と第２の光ディス
ク７との記録又は再生を良好にする。補助レンズ５は、
対物レンズ３と組合せて用いたときに収差が最適になる
よう設定されている。なお、上記収差特性には透明基板
の厚みのみならず、透明基板の屈折率もわずかながら影
響する。
【００２１】光ディスク用の光学装置における光学系に
おいて一般に、収差、特に３次の球面収差が生じる。本
発明における上述した最適化については、光源からの光
の波長をλとする場合、光ディスクの情報記録面のデー
タを記録又は再生する際、軸上の３次の球面収差のＲＭ
Ｓ値の絶対値が０．０３λ以下となるようにし、かつ、
像高０．１ｍｍにおける軸外コマ収差が０．０３λ以下
となるようにすることが好ましい。
おいて一般に、収差、特に３次の球面収差が生じる。本
発明における上述した最適化については、光源からの光
の波長をλとする場合、光ディスクの情報記録面のデー
タを記録又は再生する際、軸上の３次の球面収差のＲＭ
Ｓ値の絶対値が０．０３λ以下となるようにし、かつ、
像高０．１ｍｍにおける軸外コマ収差が０．０３λ以下
となるようにすることが好ましい。
【００２２】３次の球面収差のＲＭＳ値の絶対値が０．
０３λ以下の場合には０．０３λ超の場合と比較して記
録又は再生精度が０．１％〜数％以上向上する。３次の
球面収差のＲＭＳ値の絶対値のより好ましい範囲は０．
０１λ以下であり、この場合には３次の球面収差のＲＭ
Ｓ値の絶対値が０．０１λ超の場合と比較して記録再生
精度が０．５％〜数％以上向上する。なお、３次の球面
収差ＲＭＳ値の符号については、波面の位相に関して光
軸上の位相より周辺の位相の方が進んでいるときを正、
遅れているときを負とする。
０３λ以下の場合には０．０３λ超の場合と比較して記
録又は再生精度が０．１％〜数％以上向上する。３次の
球面収差のＲＭＳ値の絶対値のより好ましい範囲は０．
０１λ以下であり、この場合には３次の球面収差のＲＭ
Ｓ値の絶対値が０．０１λ超の場合と比較して記録再生
精度が０．５％〜数％以上向上する。なお、３次の球面
収差ＲＭＳ値の符号については、波面の位相に関して光
軸上の位相より周辺の位相の方が進んでいるときを正、
遅れているときを負とする。
【００２３】像高０．１ｍｍにおける軸外コマ収差が
０．０３λ以下の場合には０．０３λ超の場合と比較し
て、光源、補助レンズ、対物レンズ又は光ディスクの、
光軸からの傾き又は軸ずれに対する許容範囲が０．１％
〜数％以上拡大する。像高０．１ｍｍにおける軸外コマ
収差のより好ましい範囲は０．０１λ以下であり、この
場合には０．０１λ超の場合と比較してこの許容範囲が
０．５％〜数％以上拡大する。
０．０３λ以下の場合には０．０３λ超の場合と比較し
て、光源、補助レンズ、対物レンズ又は光ディスクの、
光軸からの傾き又は軸ずれに対する許容範囲が０．１％
〜数％以上拡大する。像高０．１ｍｍにおける軸外コマ
収差のより好ましい範囲は０．０１λ以下であり、この
場合には０．０１λ超の場合と比較してこの許容範囲が
０．５％〜数％以上拡大する。
【００２４】対物レンズ３は有限系のレンズであり、同
様に補助レンズ５と対物レンズ３との組合せで有限系の
レンズを構成する。光ディスクからみて有限の距離範囲
に位置する光源の光を光ディスクの情報記録面に収束さ
せるためである。
様に補助レンズ５と対物レンズ３との組合せで有限系の
レンズを構成する。光ディスクからみて有限の距離範囲
に位置する光源の光を光ディスクの情報記録面に収束さ
せるためである。
【００２５】本発明では、透明基板の厚みが異なる第１
の光ディスク６と第２の光ディスク７のそれぞれの情報
記録面のデータを記録又は再生する場合、第１の透明基
板６ａの厚みをｔ1 、第２の透明基板７ａの厚みをｔ2
とするとき、ｔ1 ＞ｔ2 であることが好ましい。この条
件を満足する場合には、補助レンズ５について、４次以
下の低次の非球面係数で収差補正ができる。したがっ
て、補助レンズ５の形状が複雑になりすぎないため、加
工が困難にならず、生産性の向上が図れる。
の光ディスク６と第２の光ディスク７のそれぞれの情報
記録面のデータを記録又は再生する場合、第１の透明基
板６ａの厚みをｔ1 、第２の透明基板７ａの厚みをｔ2
とするとき、ｔ1 ＞ｔ2 であることが好ましい。この条
件を満足する場合には、補助レンズ５について、４次以
下の低次の非球面係数で収差補正ができる。したがっ
て、補助レンズ５の形状が複雑になりすぎないため、加
工が困難にならず、生産性の向上が図れる。
【００２６】また、第１の光源１と第１の透明基板６ａ
との組合せに対応する、対物レンズ３の横倍率をβ1 、
第２の光源４と第２の透明基板７ａとの組合せに対応す
る、対物レンズ３と補助レンズ５からなる横倍率をβ2
とするとき、下記（Ａ）と下記（Ｂ）とのいずれか一方
又は両方の条件を満足することが好ましい。 （Ａ）０．０５≦｜β1 ｜≦０．３、 （Ｂ）０．０５≦｜β2 ｜≦０．３。
との組合せに対応する、対物レンズ３の横倍率をβ1 、
第２の光源４と第２の透明基板７ａとの組合せに対応す
る、対物レンズ３と補助レンズ５からなる横倍率をβ2
とするとき、下記（Ａ）と下記（Ｂ）とのいずれか一方
又は両方の条件を満足することが好ましい。 （Ａ）０．０５≦｜β1 ｜≦０．３、 （Ｂ）０．０５≦｜β2 ｜≦０．３。
【００２７】０．０５≦｜β1 ｜、又は、０．０５≦｜
β2 ｜を満足しない場合には、物像間距離が長くなりす
ぎ、光学装置の小型化が困難となり好ましくない。ま
た、｜β1 ｜≦０．３、又は、｜β2 ｜≦０．３を満足
しない場合には、収差補正が困難となり好ましくない。
β2 ｜を満足しない場合には、物像間距離が長くなりす
ぎ、光学装置の小型化が困難となり好ましくない。ま
た、｜β1 ｜≦０．３、又は、｜β2 ｜≦０．３を満足
しない場合には、収差補正が困難となり好ましくない。
【００２８】また、第２の光源から補助レンズ５の第２
の光源側の面までの光軸上の距離であるＳ２について、
８ｍｍ≦Ｓ２≦２５ｍｍであることが好ましい。Ｓ２が
８ｍｍ未満であると収差補正が困難となり好ましくな
く、Ｓ２が２５ｍｍ超であると光学装置の小型化が困難
となり好ましくない。
の光源側の面までの光軸上の距離であるＳ２について、
８ｍｍ≦Ｓ２≦２５ｍｍであることが好ましい。Ｓ２が
８ｍｍ未満であると収差補正が困難となり好ましくな
く、Ｓ２が２５ｍｍ超であると光学装置の小型化が困難
となり好ましくない。
【００２９】また、図３は、図１とは別の実施例を示す
構成図であり、第１の光源１を使用する開口数が、第２
の光源４を使用する開口数より大きい場合の光路を表し
ている。図３の光学装置は、図１の光学装置と第１の光
源１、第２の光源４、光学媒体２、補助レンズ５、対物
レンズ３の配置が同様である。また、図３では、絞り
９、第１の受光素子１１、第１の受光素子１１用光学媒
体１２、第２の受光素子２１、第２の受光素子２１用光
学媒体２２が省略されて図示されており、これらが図１
と同様の箇所に設けられることが好ましい。
構成図であり、第１の光源１を使用する開口数が、第２
の光源４を使用する開口数より大きい場合の光路を表し
ている。図３の光学装置は、図１の光学装置と第１の光
源１、第２の光源４、光学媒体２、補助レンズ５、対物
レンズ３の配置が同様である。また、図３では、絞り
９、第１の受光素子１１、第１の受光素子１１用光学媒
体１２、第２の受光素子２１、第２の受光素子２１用光
学媒体２２が省略されて図示されており、これらが図１
と同様の箇所に設けられることが好ましい。
【００３０】また、光学媒体２、第１の受光素子１１用
光学媒体１２及び第２の受光素子２１用光学媒体２２の
例として、例えばハーフミラー等が挙げられる。図１、
２、３では光学媒体２としてハーフミラーを使用してい
る。図１において、第１の光源１からの光はハーフミラ
ー（光学媒体２）により反射されて対物レンズ３に照射
され、第２の光源４からの光は補助レンズ５を透過後、
ハーフミラーを透過して対物レンズ３に照射される。
光学媒体１２及び第２の受光素子２１用光学媒体２２の
例として、例えばハーフミラー等が挙げられる。図１、
２、３では光学媒体２としてハーフミラーを使用してい
る。図１において、第１の光源１からの光はハーフミラ
ー（光学媒体２）により反射されて対物レンズ３に照射
され、第２の光源４からの光は補助レンズ５を透過後、
ハーフミラーを透過して対物レンズ３に照射される。
【００３１】光学媒体２は必要に応じて設けられるもの
であり、図１、３において、光学媒体２を設けずに、第
１の光源１からの光が直接対物レンズ３に照射されるよ
うな位置に第１の光源１を配してもよい。また、図２に
おいて、光学媒体２を設けずに、第２の光源４からの光
が補助レンズ５を透過後、対物レンズ３に照射されるよ
うな位置に第２の光源４と補助レンズ５とを配してもよ
い。光学媒体２が設けられる場合には、光学媒体２はハ
ーフミラーに限定されず、プリズム等であってもよい。
であり、図１、３において、光学媒体２を設けずに、第
１の光源１からの光が直接対物レンズ３に照射されるよ
うな位置に第１の光源１を配してもよい。また、図２に
おいて、光学媒体２を設けずに、第２の光源４からの光
が補助レンズ５を透過後、対物レンズ３に照射されるよ
うな位置に第２の光源４と補助レンズ５とを配してもよ
い。光学媒体２が設けられる場合には、光学媒体２はハ
ーフミラーに限定されず、プリズム等であってもよい。
【００３２】また、図１、２では、第１の受光素子１１
用光学媒体１２と第２の受光素子２１用光学媒体２２に
ハーフミラーを使用し、このハーフミラーの反射光を受
光素子に照射して、光ディスクの情報記録面のデータを
読み込んでいる。しかし、第１の受光素子１１用光学媒
体１２と第２の受光素子２１用光学媒体２２とはハーフ
ミラーに限定されない。また、光ディスクの情報記録面
のデータを受光素子に読み込む手段は図１、２に示す手
段に限定されない。
用光学媒体１２と第２の受光素子２１用光学媒体２２に
ハーフミラーを使用し、このハーフミラーの反射光を受
光素子に照射して、光ディスクの情報記録面のデータを
読み込んでいる。しかし、第１の受光素子１１用光学媒
体１２と第２の受光素子２１用光学媒体２２とはハーフ
ミラーに限定されない。また、光ディスクの情報記録面
のデータを受光素子に読み込む手段は図１、２に示す手
段に限定されない。
【００３３】絞り９は開口数（ＮＡ）を変化させる機能
を有する。絞り９を設ける理由は、記録又は再生の際、
第１の光ディスク６に使用される開口数と第２の光ディ
スク７に使用される開口数とが異なる場合、絞り９によ
り開口数を調整するためである。第１の光ディスク６に
使用される開口数と第２の光ディスク７に使用される開
口数とが同じである場合には絞り９は通常不要である。
絞り９には、機械的絞り、光学的絞りがあり、特に限定
されない。
を有する。絞り９を設ける理由は、記録又は再生の際、
第１の光ディスク６に使用される開口数と第２の光ディ
スク７に使用される開口数とが異なる場合、絞り９によ
り開口数を調整するためである。第１の光ディスク６に
使用される開口数と第２の光ディスク７に使用される開
口数とが同じである場合には絞り９は通常不要である。
絞り９には、機械的絞り、光学的絞りがあり、特に限定
されない。
【００３４】対物レンズ３は有限系レンズが使用でき
る。ただし、有限系対物レンズは無限系として設計され
有限系としても使用できる対物レンズを含むものとす
る。
る。ただし、有限系対物レンズは無限系として設計され
有限系としても使用できる対物レンズを含むものとす
る。
【００３５】図１、２、３では、対物レンズ３、補助レ
ンズ５をそれぞれ１個のレンズによって構成している
が、これに限定されず、対物レンズ３、補助レンズ５を
それぞれ複数個のレンズ群によって構成してもよい。
ンズ５をそれぞれ１個のレンズによって構成している
が、これに限定されず、対物レンズ３、補助レンズ５を
それぞれ複数個のレンズ群によって構成してもよい。
【００３６】以上２種類の光ディスクの記録又は再生に
ついて述べたが、これに限定されず、３種類以上の異な
る透明基板の厚みの光ディスクを記録又は再生の対象と
してもよい。また、本発明における光ディスクは、ＤＶ
Ｄ、ＣＤに限定されず、他の種類の光ディスクであって
もよい。
ついて述べたが、これに限定されず、３種類以上の異な
る透明基板の厚みの光ディスクを記録又は再生の対象と
してもよい。また、本発明における光ディスクは、ＤＶ
Ｄ、ＣＤに限定されず、他の種類の光ディスクであって
もよい。
【００３７】本発明において、異なる２種以上の光ディ
スクを記録又は再生する場合、同波長の２つの光源を使
用し、光ディスクごとに光の波長を変化させなくてもよ
く、複数の光源を使用し光の波長を光ディスクごとに変
化させてもよい。
スクを記録又は再生する場合、同波長の２つの光源を使
用し、光ディスクごとに光の波長を変化させなくてもよ
く、複数の光源を使用し光の波長を光ディスクごとに変
化させてもよい。
【００３８】補助レンズ５及び対物レンズ３には材料と
して合成樹脂を通常使用する。しかし、合成樹脂に限定
されず、ガラスを用いてもよい。また、本発明の光学装
置は、対物レンズのオートフォーカス駆動を必要に応じ
て備えてもよい。
して合成樹脂を通常使用する。しかし、合成樹脂に限定
されず、ガラスを用いてもよい。また、本発明の光学装
置は、対物レンズのオートフォーカス駆動を必要に応じ
て備えてもよい。
【００３９】本発明の光学装置における光学設計手順の
一例について説明する。最初に、第１の光源１の使用を
前提とし、第１の透明基板６ａの厚みに対して軸上球面
収差及び軸外コマ収差ができるだけ小さくなるよう対物
レンズ３を設計する。
一例について説明する。最初に、第１の光源１の使用を
前提とし、第１の透明基板６ａの厚みに対して軸上球面
収差及び軸外コマ収差ができるだけ小さくなるよう対物
レンズ３を設計する。
【００４０】次に、第２の光源４の使用を前提とし、第
２の透明基板７ａの厚みに対して、補助レンズ５と対物
レンズ３とを組合せたときに、軸上球面収差及び軸外コ
マ収差ができるだけ小さくなるように補助レンズ５を設
計する。
２の透明基板７ａの厚みに対して、補助レンズ５と対物
レンズ３とを組合せたときに、軸上球面収差及び軸外コ
マ収差ができるだけ小さくなるように補助レンズ５を設
計する。
【００４１】この手順で光学装置の設計を行ない、光源
を切り替えることで、光ディスクとして複数の厚みの異
なる透明基板に対して、球面収差、コマ収差が良好に補
正された状態で光ディスクの記録又は再生が可能とな
る。
を切り替えることで、光ディスクとして複数の厚みの異
なる透明基板に対して、球面収差、コマ収差が良好に補
正された状態で光ディスクの記録又は再生が可能とな
る。
【００４２】
「例１」例１は、第１の透明基板６ａの厚みｔ1 、第２
の透明基板７ａの厚みｔ2 とがｔ1 ＞ｔ2 である場合の
実施例である。第１の光ディスク６としてＣＤを用い、
第２の光ディスク７としてＤＶＤを用いることとし、Ｃ
Ｄ、ＤＶＤの記録又は再生を前提とし、図１に示す光学
装置を製作した。
の透明基板７ａの厚みｔ2 とがｔ1 ＞ｔ2 である場合の
実施例である。第１の光ディスク６としてＣＤを用い、
第２の光ディスク７としてＤＶＤを用いることとし、Ｃ
Ｄ、ＤＶＤの記録又は再生を前提とし、図１に示す光学
装置を製作した。
【００４３】第１の光源１は波長６５０ｎｍのレーザ光
源とした。第１の光源１の光をハーフミラー（光学媒体
２）で反射させ対物レンズ３を透過後、ＣＤの情報記録
面に集光させた。
源とした。第１の光源１の光をハーフミラー（光学媒体
２）で反射させ対物レンズ３を透過後、ＣＤの情報記録
面に集光させた。
【００４４】第２の光源４は波長６５０ｎｍのレーザ光
源とした。補助レンズ５と対物レンズ３とで有限系のレ
ンズを構成するように補助レンズ５の仕様を設定した。
第２の光源４からの光を補助レンズ５、ハーフミラー
（光学媒体２）、対物レンズ３の順に透過させてＤＶＤ
の情報記録面に集光させた。
源とした。補助レンズ５と対物レンズ３とで有限系のレ
ンズを構成するように補助レンズ５の仕様を設定した。
第２の光源４からの光を補助レンズ５、ハーフミラー
（光学媒体２）、対物レンズ３の順に透過させてＤＶＤ
の情報記録面に集光させた。
【００４５】対物レンズ３の設計は次のように行った。
光ディスクの透明基板の厚みが１．２ｍｍ（ＣＤ）、光
ディスクの透明基板の屈折率が１．５８の条件で最適に
用いられ、回折限界性能を有し、ＮＡを０．６０に設定
した対物レンズ３を設計した。ＣＤの記録又は再生には
この対物レンズをＮＡ０．３８に絞って用いる。
光ディスクの透明基板の厚みが１．２ｍｍ（ＣＤ）、光
ディスクの透明基板の屈折率が１．５８の条件で最適に
用いられ、回折限界性能を有し、ＮＡを０．６０に設定
した対物レンズ３を設計した。ＣＤの記録又は再生には
この対物レンズをＮＡ０．３８に絞って用いる。
【００４６】表１に、この対物レンズ３の諸数値、各係
数を示す。表１において、ｆは焦点距離、Ｌは第１の光
源１から第１の情報記録面６ｂまでの距離（物像間距
離）、Ｐは対物レンズ３のＣＤ側の面とＣＤの対物レン
ズ３側の面との距離（作動距離）、ｄは対物レンズ３の
中心厚、ｎは対物レンズ３の屈折率である。対物レンズ
３の非球面形状は、数１で表す。
数を示す。表１において、ｆは焦点距離、Ｌは第１の光
源１から第１の情報記録面６ｂまでの距離（物像間距
離）、Ｐは対物レンズ３のＣＤ側の面とＣＤの対物レン
ズ３側の面との距離（作動距離）、ｄは対物レンズ３の
中心厚、ｎは対物レンズ３の屈折率である。対物レンズ
３の非球面形状は、数１で表す。
【００４７】なお、数１において、ｉは２，４，６，
８，１０であり、ｊは１，２であり、ｈは光軸からの高
さであり、ｚj は第ｊ面非球面の頂点の接平面からその
非球面上の高さｈの点までの距離であり、ｒj ，ｋj ，
ａi,j は第ｊ面の各係数である。
８，１０であり、ｊは１，２であり、ｈは光軸からの高
さであり、ｚj は第ｊ面非球面の頂点の接平面からその
非球面上の高さｈの点までの距離であり、ｒj ，ｋj ，
ａi,j は第ｊ面の各係数である。
【００４８】
【数１】zj=(1/rj)h2 /(1+[(1-(1+kj)(1/rj)2h2))]0.5)
+ Σai,jhi
+ Σai,jhi
【００４９】
【表１】
【００５０】補助レンズ５の設計は次のように行った。
表１の対物レンズ３と補助レンズ５との組合せの光学系
が、光ディスクの透明基板の厚みが０．６ｍｍ（ＤＶ
Ｄ）、光ディスクの透明基板の屈折率１．５８の条件で
最適に用いられ、回折限界性能を有するように、補助レ
ンズ５を設計した。表１の対物レンズ３と補助レンズ５
との組合せの光学系のＮＡは０．６０に設定した。表２
に、この補助レンズ５の諸特性、各係数を示す。
表１の対物レンズ３と補助レンズ５との組合せの光学系
が、光ディスクの透明基板の厚みが０．６ｍｍ（ＤＶ
Ｄ）、光ディスクの透明基板の屈折率１．５８の条件で
最適に用いられ、回折限界性能を有するように、補助レ
ンズ５を設計した。表１の対物レンズ３と補助レンズ５
との組合せの光学系のＮＡは０．６０に設定した。表２
に、この補助レンズ５の諸特性、各係数を示す。
【００５１】表２において、Ｐは対物レンズ３のＤＶＤ
側の面とＤＶＤの対物レンズ３側の面との距離（作動距
離）、ｄは補助レンズの中心厚、ｎは補助レンズ５の屈
折率である。また、補助レンズ５の非球面形状も対物レ
ンズ３と同様に数１で表す。
側の面とＤＶＤの対物レンズ３側の面との距離（作動距
離）、ｄは補助レンズの中心厚、ｎは補助レンズ５の屈
折率である。また、補助レンズ５の非球面形状も対物レ
ンズ３と同様に数１で表す。
【００５２】図４にＣＤ用光学系の軸外波面収差特性を
示す。図４において実線はすべての種類の収差を含む波
面収差を示す。また、破線は軸外波面収差のうちの軸外
コマ収差のみを示す。また図５にＤＶＤ用光学系の軸外
波面収差特性を示す。実線、破線の意味は図４と同様で
ある。なお、以下の収差特性図においても実線、破線の
意味は図４と同様とする。各実施例についての収差特性
図及び後述する表９の収差の値はすべて計算値である。
示す。図４において実線はすべての種類の収差を含む波
面収差を示す。また、破線は軸外波面収差のうちの軸外
コマ収差のみを示す。また図５にＤＶＤ用光学系の軸外
波面収差特性を示す。実線、破線の意味は図４と同様で
ある。なお、以下の収差特性図においても実線、破線の
意味は図４と同様とする。各実施例についての収差特性
図及び後述する表９の収差の値はすべて計算値である。
【００５３】３次の球面収差のＲＭＳ値（計算値）、像
高０．１ｍｍにおける軸外コマ収差のＲＭＳ値（計算
値）については、表９に示し、例２〜４のものについて
も同様に示す。表９において、例１、３、４のＤＶＤ用
光学系は、対物レンズ３と補助レンズ５との組合せの光
学系であり、例２のＣＤ用光学系は、対物レンズ３と補
助レンズ５との組合せの光学系である。
高０．１ｍｍにおける軸外コマ収差のＲＭＳ値（計算
値）については、表９に示し、例２〜４のものについて
も同様に示す。表９において、例１、３、４のＤＶＤ用
光学系は、対物レンズ３と補助レンズ５との組合せの光
学系であり、例２のＣＤ用光学系は、対物レンズ３と補
助レンズ５との組合せの光学系である。
【００５４】また、例１の光学系の横倍率、対物レンズ
３の有効径（光が通過する範囲の最大径）については、
表１０に示し、例２〜４についても同様に示した。
３の有効径（光が通過する範囲の最大径）については、
表１０に示し、例２〜４についても同様に示した。
【００５５】プラスチックを射出成形して、例１に係る
形状の対物レンズ３と補助レンズ５とを作製し、例１の
光学装置を製作した。ＤＶＤとＣＤについてこの光学装
置により記録又は再生を行ったところ、両方とも忠実に
記録再生できた。
形状の対物レンズ３と補助レンズ５とを作製し、例１の
光学装置を製作した。ＤＶＤとＣＤについてこの光学装
置により記録又は再生を行ったところ、両方とも忠実に
記録再生できた。
【００５６】
【表２】
【００５７】「例２」例２は、第１の透明基板６ａの厚
みｔ1 、第２の透明基板７ａの厚みｔ2 とがｔ1 ＜ｔ2
である場合の実施例である。第１の光ディスク６として
ＤＶＤを用い、第２の光ディスク７としてＣＤを用いる
こととし、ＣＤ、ＤＶＤの記録又は再生を前提とし、図
３に示す光学装置を製作した。
みｔ1 、第２の透明基板７ａの厚みｔ2 とがｔ1 ＜ｔ2
である場合の実施例である。第１の光ディスク６として
ＤＶＤを用い、第２の光ディスク７としてＣＤを用いる
こととし、ＣＤ、ＤＶＤの記録又は再生を前提とし、図
３に示す光学装置を製作した。
【００５８】第１の光源１は波長６５０ｎｍのレーザ光
源とした。第１の光源１の光をハーフミラー（光学媒体
２）で反射させ対物レンズ３を透過後、ＤＶＤの情報記
録面に集光させた。
源とした。第１の光源１の光をハーフミラー（光学媒体
２）で反射させ対物レンズ３を透過後、ＤＶＤの情報記
録面に集光させた。
【００５９】第２の光源４は波長６５０ｎｍのレーザ光
源とした。補助レンズ５と対物レンズ３とで有限系のレ
ンズを構成するように補助レンズ５の仕様を設定した。
第２の光源４からの光を補助レンズ５、ハーフミラー
（光学媒体２）、対物レンズ３の順に透過させてＣＤの
情報記録面に集光させた。
源とした。補助レンズ５と対物レンズ３とで有限系のレ
ンズを構成するように補助レンズ５の仕様を設定した。
第２の光源４からの光を補助レンズ５、ハーフミラー
（光学媒体２）、対物レンズ３の順に透過させてＣＤの
情報記録面に集光させた。
【００６０】対物レンズ３の設計は次のように行った。
光ディスクの透明基板の厚みが０．６ｍｍ（ＤＶＤ）、
光ディスクの透明基板の屈折率が１．５８の条件で最適
に用いられ、回折限界性能を有し、ＮＡ０．６０に設定
した対物レンズ３を設計した。
光ディスクの透明基板の厚みが０．６ｍｍ（ＤＶＤ）、
光ディスクの透明基板の屈折率が１．５８の条件で最適
に用いられ、回折限界性能を有し、ＮＡ０．６０に設定
した対物レンズ３を設計した。
【００６１】ＣＤの記録又は再生にはこの対物レンズ３
と組合せて最適化される補助レンズ５を設け、この対物
レンズをＮＡ０．３８に絞って用いる。絞り径が可変の
絞りは光学媒体２と対物レンズ３との間に設けた。ま
た、例１と同様、非球面形状は、数１で表すこととし、
諸数値、各係数を表３に示す。
と組合せて最適化される補助レンズ５を設け、この対物
レンズをＮＡ０．３８に絞って用いる。絞り径が可変の
絞りは光学媒体２と対物レンズ３との間に設けた。ま
た、例１と同様、非球面形状は、数１で表すこととし、
諸数値、各係数を表３に示す。
【００６２】
【表３】
【００６３】補助レンズの設計は次のように行った。表
３の対物レンズ３と補助レンズ５との組合せの光学系
が、光ディスクの透明基板の厚みが１．２ｍｍ（Ｃ
Ｄ）、光ディスクの透明基板の屈折率１．５８の条件で
最適に用いられ、回折限界性能を有するように、補助レ
ンズ５を設計した。表３の対物レンズ３と補助レンズ５
との組合せの光学系のＮＡは０．３８に設定した。表４
に、この補助レンズ５の諸特性、各係数を示す。
３の対物レンズ３と補助レンズ５との組合せの光学系
が、光ディスクの透明基板の厚みが１．２ｍｍ（Ｃ
Ｄ）、光ディスクの透明基板の屈折率１．５８の条件で
最適に用いられ、回折限界性能を有するように、補助レ
ンズ５を設計した。表３の対物レンズ３と補助レンズ５
との組合せの光学系のＮＡは０．３８に設定した。表４
に、この補助レンズ５の諸特性、各係数を示す。
【００６４】表４において、Ｐは対物レンズ３のＣＤ側
の面とＣＤの対物レンズ３側の面との距離（作動距
離）、ｄは補助レンズ５の中心厚、ｎは補助レンズ５の
屈折率である。また、補助レンズ５の非球面形状も対物
レンズ３と同様に数１で表す。
の面とＣＤの対物レンズ３側の面との距離（作動距
離）、ｄは補助レンズ５の中心厚、ｎは補助レンズ５の
屈折率である。また、補助レンズ５の非球面形状も対物
レンズ３と同様に数１で表す。
【００６５】図６にＣＤ用光学系の軸外波面収差特性を
示す。また、図７にＤＶＤ用光学系の軸外波面収差特性
を示す。
示す。また、図７にＤＶＤ用光学系の軸外波面収差特性
を示す。
【００６６】プラスチックを射出成形して、例２に係る
形状の対物レンズ３と補助レンズ５とを作製し、例２の
光学装置を製作した。ＤＶＤとＣＤについてこの光学装
置により記録又は再生を行ったところ、両方とも忠実に
記録再生できた。
形状の対物レンズ３と補助レンズ５とを作製し、例２の
光学装置を製作した。ＤＶＤとＣＤについてこの光学装
置により記録又は再生を行ったところ、両方とも忠実に
記録再生できた。
【００６７】
【表４】
【００６８】「例３」例３は、第１の透明基板６ａの厚
みｔ1 、第２の透明基板７ａの厚みｔ2 とがｔ1 ＞ｔ2
である場合の実施例である。第１の光源１の波長を７８
０ｎｍに変更し、第２の光源４の波長を６５０ｎｍに変
更して、さらに、対物レンズ３の仕様及び補助レンズ５
の仕様を変更する以外は、例１と同様の仕様とした光学
装置を製作した。
みｔ1 、第２の透明基板７ａの厚みｔ2 とがｔ1 ＞ｔ2
である場合の実施例である。第１の光源１の波長を７８
０ｎｍに変更し、第２の光源４の波長を６５０ｎｍに変
更して、さらに、対物レンズ３の仕様及び補助レンズ５
の仕様を変更する以外は、例１と同様の仕様とした光学
装置を製作した。
【００６９】対物レンズ３の設計は次のように行った。
光ディスクの透明基板の厚みが１．２ｍｍ（ＣＤ）、光
ディスクの透明基板の屈折率が１．５８の条件で最適に
用いられ、回折限界性能を有し、ＮＡ０．６０に設定し
た対物レンズ３を設計した。ＣＤの記録又は再生にはこ
の対物レンズをＮＡ０．４５に絞って用いる。対物レン
ズ３の非球面形状は、数１で表すこととし、諸数値、各
係数を表５に示す。
光ディスクの透明基板の厚みが１．２ｍｍ（ＣＤ）、光
ディスクの透明基板の屈折率が１．５８の条件で最適に
用いられ、回折限界性能を有し、ＮＡ０．６０に設定し
た対物レンズ３を設計した。ＣＤの記録又は再生にはこ
の対物レンズをＮＡ０．４５に絞って用いる。対物レン
ズ３の非球面形状は、数１で表すこととし、諸数値、各
係数を表５に示す。
【００７０】
【表５】
【００７１】補助レンズ５の非球面形状は、数１で表す
こととし、表６に諸特性、各係数を示す。図８にＣＤ用
光学系の軸外波面収差特性を示す。また、図９にＤＶＤ
用光学系の軸外波面収差特性を示す。
こととし、表６に諸特性、各係数を示す。図８にＣＤ用
光学系の軸外波面収差特性を示す。また、図９にＤＶＤ
用光学系の軸外波面収差特性を示す。
【００７２】プラスチックを射出成形して、例３に係る
形状の対物レンズ３と補助レンズ５とを作製し、例３の
光学装置を製作した。ＤＶＤとＣＤについてこの光学装
置により記録又は再生を行ったところ、両方とも忠実に
記録再生できた。
形状の対物レンズ３と補助レンズ５とを作製し、例３の
光学装置を製作した。ＤＶＤとＣＤについてこの光学装
置により記録又は再生を行ったところ、両方とも忠実に
記録再生できた。
【００７３】
【表６】
【００７４】「例４」例４は、第１の透明基板６ａの厚
みｔ1 、第２の透明基板７ａの厚みｔ2 とがｔ1 ＞ｔ2
である場合の実施例である。対物レンズ３の仕様及び補
助レンズ５の仕様を変更する以外は、例３と同様の仕様
とした光学装置を製作した。対物レンズ３の設計は次の
ように行った。光ディスクの透明基板の厚みが１．２ｍ
ｍ（ＣＤ）、光ディスクの透明基板の屈折率が１．５８
の条件で最適に用いられ、回折限界性能を有し、ＮＡ
０．６０に設定した対物レンズ３を設計した。ＣＤの記
録又は再生にはこの対物レンズをＮＡ０．４５に絞って
用いる。対物レンズ３の非球面形状は、数１で表すこと
とし、諸数値、各係数を表７に示す。
みｔ1 、第２の透明基板７ａの厚みｔ2 とがｔ1 ＞ｔ2
である場合の実施例である。対物レンズ３の仕様及び補
助レンズ５の仕様を変更する以外は、例３と同様の仕様
とした光学装置を製作した。対物レンズ３の設計は次の
ように行った。光ディスクの透明基板の厚みが１．２ｍ
ｍ（ＣＤ）、光ディスクの透明基板の屈折率が１．５８
の条件で最適に用いられ、回折限界性能を有し、ＮＡ
０．６０に設定した対物レンズ３を設計した。ＣＤの記
録又は再生にはこの対物レンズをＮＡ０．４５に絞って
用いる。対物レンズ３の非球面形状は、数１で表すこと
とし、諸数値、各係数を表７に示す。
【００７５】
【表７】
【００７６】補助レンズ５の非球面形状は、数１で表す
こととし、表８に諸特性、各係数を示す。図１０にＣＤ
用光学系の軸外波面収差特性を示す。また、図１１にＤ
ＶＤ用光学系の軸外波面収差特性を示す。
こととし、表８に諸特性、各係数を示す。図１０にＣＤ
用光学系の軸外波面収差特性を示す。また、図１１にＤ
ＶＤ用光学系の軸外波面収差特性を示す。
【００７７】プラスチックを射出成形して、例４に係る
形状の対物レンズ３と補助レンズ５とを作製し、例４の
光学装置を製作した。ＤＶＤとＣＤについてこの光学装
置により記録又は再生を行ったところ、両方とも忠実に
記録再生できた。
形状の対物レンズ３と補助レンズ５とを作製し、例４の
光学装置を製作した。ＤＶＤとＣＤについてこの光学装
置により記録又は再生を行ったところ、両方とも忠実に
記録再生できた。
【００７８】
【表８】
【００７９】
【表９】
【００８０】
【表１０】
【００８１】
【発明の効果】本発明の光学装置は、光源２個、対物レ
ンズ１個及び補助レンズ１個で製作でき、光源又はレン
ズを移動させる必要がないため、移動機構を備える必要
がなく、小型化、軽量化が達成でき、生産性に優れる。
ンズ１個及び補助レンズ１個で製作でき、光源又はレン
ズを移動させる必要がないため、移動機構を備える必要
がなく、小型化、軽量化が達成でき、生産性に優れる。
【００８２】さらに、本発明の光学装置は、光源やレン
ズの、光軸からの傾きの経年変化又は軸ずれの経年変化
が少なく、かつ、軸上及び軸外の収差が良好であり、高
精度化が容易となって、光学性能に優れる。
ズの、光軸からの傾きの経年変化又は軸ずれの経年変化
が少なく、かつ、軸上及び軸外の収差が良好であり、高
精度化が容易となって、光学性能に優れる。
【図１】本発明の光学装置の一実施例を示す構成図
【図２】図１とは別の実施例を示す構成図
【図３】図１とは別の実施例を示す構成図
【図４】例１のＣＤ用光学系の軸外波面収差特性図
【図５】例１のＤＶＤ用光学系の軸外波面収差特性図
【図６】例２のＣＤ用光学系の軸外波面収差特性図
【図７】例２のＤＶＤ用光学系の軸外波面収差特性図
【図８】例３のＣＤ用光学系の軸外波面収差特性図
【図９】例３のＤＶＤ用光学系の軸外波面収差特性図
【図１０】例４のＣＤ用光学系の軸外波面収差特性図
【図１１】例４のＤＶＤ用光学系の軸外波面収差特性図
１：第１の光源 ２：光学媒体 ３：対物レンズ ４：第２の光源 ５：補助レンズ ６：第１の光ディスク ６ａ：第１の光ディスク６の透明基板（第１の透明基
板） ６ｂ：第１の光ディスク６の情報記録面（第１の情報記
録面） ７：第２の光ディスク ７ａ：第２の光ディスク７の透明基板（第２の透明基
板） ７ｂ：第２の光ディスク７の情報記録面（第２の情報記
録面） ９：絞り １１：第１の受光素子 １２：第１の受光素子１１用光学媒体 ２１：第２の受光素子 ２２：第２の受光素子２１用光学媒体 Ｓ２：第２の光源から補助レンズ５の第２の光源側の面
（第１面）までの光軸上の距離 Ｓ３：補助レンズ５の光ディスク側の面（第２面）から
対物レンズ３までの光軸上の距離
板） ６ｂ：第１の光ディスク６の情報記録面（第１の情報記
録面） ７：第２の光ディスク ７ａ：第２の光ディスク７の透明基板（第２の透明基
板） ７ｂ：第２の光ディスク７の情報記録面（第２の情報記
録面） ９：絞り １１：第１の受光素子 １２：第１の受光素子１１用光学媒体 ２１：第２の受光素子 ２２：第２の受光素子２１用光学媒体 Ｓ２：第２の光源から補助レンズ５の第２の光源側の面
（第１面）までの光軸上の距離 Ｓ３：補助レンズ５の光ディスク側の面（第２面）から
対物レンズ３までの光軸上の距離
Claims (10)
- 【請求項１】第１の光源と、 第２の光源と、 第１の光源からの光及び第２の光源からの光を光ディス
クの透明基板を通して光ディスクの情報記録面上に集光
させる対物レンズと、 第２の光源と対物レンズとの間に配された補助レンズと
を備える光学装置。 - 【請求項２】対物レンズ、補助レンズとは別に、光学媒
体が設けられており、 第１の光源からの光が光学媒体を介して対物レンズに到
達し、 補助レンズを透過した第２の光源からの光が光学媒体を
介して対物レンズに到達するように構成されている請求
項１記載の光学装置。 - 【請求項３】光源からの光を対物レンズにより光ディス
クの情報記録面に集光し、情報記録面からの反射光が前
記対物レンズを透過して受光素子に受光されて情報記録
面のデータを記録又は再生する光学装置において、 光源として、第１の光源と第２の光源とが設けられてお
り、 対物レンズとは別に、補助レンズが設けられており、 光ディスクとして透明基板の厚みが異なる第１の光ディ
スクと第２の光ディスクが挿入され、かつ、それぞれの
情報記録面のデータを記録又は再生する場合、 第１の光ディスクの情報記録面のデータを記録又は再生
する際には、第１の光源からの光を対物レンズ、第１の
光ディスクの透明基板の順に透過させて第１の光ディス
クの情報記録面に集光させ、 第２の光ディスクの情報記録面のデータを記録又は再生
する際には、第２の光源からの光を補助レンズ、対物レ
ンズ、第２の光ディスクの透明基板の順に透過させて第
２の光ディスクの情報記録面に集光させることを特徴と
する光学装置。 - 【請求項４】対物レンズ、補助レンズとは別に、光学媒
体が設けられており、 第１の光ディスクの情報記録面のデータを記録又は再生
する際には、第１の光源からの光を、光学媒体、対物レ
ンズ、第１の光ディスクの透明基板の順に通過させて第
１の光ディスクの情報記録面に集光させ、 第２の光ディスクの情報記録面のデータを記録又は再生
する際には、第２の光源からの光を補助レンズ、光学媒
体、対物レンズ、第２の光ディスクの透明基板の順に通
過させて第２の光ディスクの情報記録面に集光させる請
求項３記載の光学装置。 - 【請求項５】光学媒体がハーフミラーである請求項２又
は４記載の光学装置。 - 【請求項６】透明基板の厚みが異なる第１の光ディスク
と第２の光ディスクのそれぞれの情報記録面のデータを
記録又は再生する光学装置であって、 対物レンズの仕様が、第１の光ディスクの透明基板の厚
みに対して第１の光源からの光が第１の光ディスクの情
報記録面に良好に収束するように最適化されており、 一方、補助レンズの仕様が対物レンズと組合せたとき
に、第２の光ディスクの透明基板の厚みに対して、第２
の光源からの光が第２の光ディスクの情報記録面に良好
に収束するように最適化されている請求項３、４又は５
記載の光学装置。 - 【請求項７】透明基板の厚みが異なる第１の光ディスク
と第２の光ディスクのそれぞれの情報記録面のデータを
記録又は再生する光学装置であって、 第１の光ディスクの透明基板の厚みをｔ1 、第２の光デ
ィスクの透明基板の厚みをｔ2 とし、ｔ1 ＞ｔ2 とする
とき、 対物レンズの仕様が第１の光ディスクの透明基板の厚み
に対して、第１の光源からの光が第１の光ディスクの情
報記録面に良好に収束するように最適化されており、 一方、補助レンズの仕様が対物レンズと組合せたとき
に、第２の光ディスクの透明基板の厚みに対して、第２
の光源からの光が第２の光ディスクの情報記録面に良好
に収束するように最適化されている請求項３、４、５又
は６記載の光学装置。 - 【請求項８】透明基板の厚みが異なる第１の光ディスク
と第２の光ディスクのそれぞれの情報記録面のデータを
記録又は再生する光学装置であって、 第１の光源と第１の光ディスクの透明基板との組合せに
対応する対物レンズの横倍率をβ1 、第２の光源と第２
の光ディスクの透明基板との組合せに対応する、対物レ
ンズと補助レンズからなる横倍率をβ2 とするとき、 下記（Ａ）と下記（Ｂ）とのいずれか一方又は両方の条
件を満足する請求項３、４、５、６又は７記載の光学装
置。 （Ａ）０．０５≦｜β1 ｜≦０．３、 （Ｂ）０．０５≦｜β2 ｜≦０．３。 - 【請求項９】第２の光源から補助レンズの光源側の面ま
での光軸上の距離をＳ２とするとき、８ｍｍ≦Ｓ２≦２
５ｍｍである請求項１、２、３、４、５、６、７又は８
記載の光学装置。 - 【請求項１０】透明基板の厚みが異なる第１の光ディス
クと第２の光ディスクのそれぞれの情報記録面のデータ
を記録又は再生する光学装置であって、 第１の光源の波長をλ1 、第２の光源の波長をλ2 とす
るとき、 第１の光ディスクの情報記録面のデータの記録又は再生
に対応して、３次の球面収差のＲＭＳ値の絶対値が０．
０３λ1 以下となるようにし、かつ、像高０．１ｍｍに
おける軸外コマ収差が０．０３λ1 以下となるように対
物レンズの仕様を設定し、 第２の光ディスクの情報記録面のデータの記録又は再生
に対応して、３次の球面収差のＲＭＳ値の絶対値が０．
０３λ2 以下となるようにし、かつ、像高０．１ｍｍに
おける軸外コマ収差が０．０３λ2 以下となるように対
物レンズと補助レンズの組合せの仕様を設定する請求項
３、４、５、６、７、８又は９記載の光学装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14631498A JP4081857B2 (ja) | 1997-05-27 | 1998-05-27 | 光学装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9-137175 | 1997-05-27 | ||
| JP13717597 | 1997-05-27 | ||
| JP14631498A JP4081857B2 (ja) | 1997-05-27 | 1998-05-27 | 光学装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1144842A true JPH1144842A (ja) | 1999-02-16 |
| JP4081857B2 JP4081857B2 (ja) | 2008-04-30 |
Family
ID=26470583
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14631498A Expired - Fee Related JP4081857B2 (ja) | 1997-05-27 | 1998-05-27 | 光学装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4081857B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001249272A (ja) * | 2000-03-03 | 2001-09-14 | Konica Corp | 対物レンズ、光ピックアップ装置及び光ピックアップ装置の調整方法。 |
| JP2009163870A (ja) * | 1999-09-01 | 2009-07-23 | Konica Minolta Holdings Inc | 対物レンズ及び光ピックアップ装置 |
-
1998
- 1998-05-27 JP JP14631498A patent/JP4081857B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009163870A (ja) * | 1999-09-01 | 2009-07-23 | Konica Minolta Holdings Inc | 対物レンズ及び光ピックアップ装置 |
| JP2001249272A (ja) * | 2000-03-03 | 2001-09-14 | Konica Corp | 対物レンズ、光ピックアップ装置及び光ピックアップ装置の調整方法。 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4081857B2 (ja) | 2008-04-30 |
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