WO2004100139A1 - 光ヘッド装置、その製造方法及び光学式情報記録再生装置 - Google Patents

光ヘッド装置、その製造方法及び光学式情報記録再生装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2004100139A1
WO2004100139A1 PCT/JP2004/006333 JP2004006333W WO2004100139A1 WO 2004100139 A1 WO2004100139 A1 WO 2004100139A1 JP 2004006333 W JP2004006333 W JP 2004006333W WO 2004100139 A1 WO2004100139 A1 WO 2004100139A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
aberration
optical element
optical
correcting
height
Prior art date
Application number
PCT/JP2004/006333
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ryuichi Katayama
Original Assignee
Nec Corporation
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 Nec Corporation filed Critical Nec Corporation
Priority to JP2005506018A priority Critical patent/JP4241727B2/ja
Priority to US10/527,128 priority patent/US20060007835A1/en
Publication of WO2004100139A1 publication Critical patent/WO2004100139A1/ja

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording 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
    • G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
    • G11B7/1365—Separate or integrated refractive elements, e.g. wave plates
    • G11B7/1367—Stepped phase plates
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording 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
    • G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
    • G11B7/1392—Means for controlling the beam wavefront, e.g. for correction of aberration
    • G11B7/13922—Means for controlling the beam wavefront, e.g. for correction of aberration passive

Definitions

  • Optical head device manufacturing method thereof, and optical information recording / reproducing device
  • the present invention relates to an optical head apparatus for performing recording, recording, and reproduction on an optical recording medium, a method for manufacturing the same, and an optical information recording / reproducing apparatus.
  • the present invention relates to an optical head device capable of easily correcting various aberrations generated in an optical system of a head device, a manufacturing method thereof, and an optical information recording / reproducing device incorporating the optical head device.
  • the recording density of an optical information recording / reproducing device is inversely proportional to the square of the diameter of a converging spot formed on an optical recording medium by an optical head device. That is, the smaller the diameter of the focusing spot, the higher the recording density.
  • the diameter of the focusing spot is proportional to the wavelength of the light source in the optical head device, and inversely proportional to the numerical aperture of the objective lens. That is, the shorter the wavelength of the light source and the higher the numerical aperture of the objective lens, the smaller the diameter of the focused spot.
  • various aberrations such as coma, spherical aberration, astigmatism, and arrow-shaped aberration occur due to manufacturing errors and adjustment errors of optical components.
  • coma and astigmatism occur, and if the distance between the entrance surface and the exit surface of the objective lens deviates from the design, spherical aberration occurs.
  • the shape of the condensing spot is disturbed, and the recording / reproducing characteristics deteriorate.
  • the magnitudes of coma, spherical aberration, and astigmatism are inversely proportional to the wavelength of the light source, and are proportional to the cube of the numerical aperture of the objective lens, respectively. Because of this, the light source The shorter the wavelength and the higher the numerical aperture of the objective lens, the narrower the margin of various aberrations with respect to the recording and reproducing characteristics. Therefore, in an optical head device and an optical information recording / reproducing device in which the wavelength of the light source is shortened in order to increase the recording density and the numerical aperture of the objective lens is increased, in order to prevent the recording / reproducing characteristics from deteriorating, the light It is necessary to correct various aberrations that occur in the optical system of the storage device.
  • FIG. 14 is a block diagram showing an optical head device in which a liquid crystal optical element is provided in a conventional optical system.
  • a semiconductor laser 1 is provided, and the semiconductor laser 1 is emitted from the semiconductor laser 1 along the path of the laser light emitted by the semiconductor laser 1.
  • Objective lens that converges the incident parallel light.
  • the objective lens 6 is provided with a disk 7 as an optical recording medium at the focal point.
  • a cylindrical lens 8, a lens 9, and a photodetector 10 are arranged along a path of light reflected by the polarization beam splitter 3.
  • the photodetector 10 is provided between two focal lines formed by the compound lens including the cylindrical lens 8 and the lens 9.
  • a semiconductor laser 1 as a light source emits a laser beam, and this laser beam is collimated by a collimator lens 2 and is incident on a polarization beam splitter 3 as P-polarized light.
  • a polarization beam splitter 3 As P-polarized light.
  • the liquid crystal optical element 18 Through the liquid crystal optical element 18, through the 1/4 wavelength plate 5, and from linearly polarized light. The light is converted into circularly polarized light, and is condensed by an objective lens 6 on a disk 7 as an optical recording medium. Then, the light is reflected on the disk 7.
  • the reflected light from the disc 7 passes through the objective lens 6 in the opposite direction, passes through the 1Z4 wavelength plate 5, and is converted from circularly polarized light into linearly polarized light whose polarization direction is orthogonal to the outward path, and the liquid crystal optical element 18 is reversed.
  • the light is incident on the polarizing beam splitter 3 as S-polarized light, is almost completely reflected, is transmitted through the cylindrical lens 8 and the lens 9, is given astigmatism, and is received by the photodetector 10.
  • FIGS. 15 (a) to 15 (c) are plan views showing a liquid crystal optical element
  • FIG. 15 (a) shows a liquid crystal optical element 18a for correcting coma
  • FIG. 15 (b) shows a liquid crystal optical element for correcting spherical aberration.
  • An element 18b is shown
  • (c) shows a liquid crystal optical element 18c for correcting astigmatism.
  • the configuration of the liquid crystal optical elements 18a, 18b, and 18c is described in, for example, the above-mentioned reference (Optakes Design No. 21, page 50 to page 55).
  • the broken line in the figure corresponds to the effective area of the objective lens 6.
  • the liquid crystal optical elements 18a to 18c control the phase distribution of incident light by controlling the voltage applied to each region, thereby controlling the refractive index of each region.
  • the liquid crystal optical element 18a is divided into five regions of regions 19a to 19e.
  • a first voltage V1 is applied to the areas 19b and 19e
  • a second voltage V2 is applied to the area 19a
  • a third voltage V3 is applied to the areas 19c and 19d.
  • the voltage V is changed, the coma aberration with respect to the transmitted light changes. Therefore, by adjusting the voltage V, a coma aberration that cancels the coma generated in the optical system is generated in the liquid crystal optical element 18a, and the coma aberration is corrected. Further, as shown in FIG.
  • the liquid crystal optical element 18b is divided into five regions of regions 19f to 19j.
  • the first voltage V 1 is applied to the region 19 h
  • the second voltage V 2 is applied to the region 19 g and 19 i
  • the region 19 is applied.
  • ⁇ ⁇ Apply the third voltage V 3 to 19 j.
  • the voltage V is changed, the spherical aberration with respect to the transmitted light changes. Therefore, by adjusting the voltage V, a spherical aberration that cancels out the spherical aberration generated in the optical system is generated in the liquid crystal optical element 18b, and the spherical aberration is corrected.
  • the liquid crystal optical element 18c is divided into five regions of regions 19k to 19o.
  • the first voltage VI is applied to the areas 191 and 19 m
  • the second voltage V2 is applied to the area 19k
  • the third voltage V3 is applied to the areas 19n and 19o.
  • the astigmatism with respect to the transmitted light changes. Therefore, by adjusting the voltage V, astigmatism that cancels out the astigmatism generated in the optical system is generated in the liquid crystal optical element 18c, and the astigmatism is corrected.
  • a head device incorporating an aberration correction device other than the liquid crystal optical element has also been developed.
  • a head device incorporating an aberration correction device including a plurality of optical elements and movable means for controlling a relative position between the plurality of optical elements is disclosed (see, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-2000). — See 1 13494 and Special Publication 2001-0443549.
  • a movable unit controls the relative positional relationship of a plurality of optical elements in accordance with the aberration generated in the optical system of the head device, so that the aberration correcting device can be used.
  • the aberration can be controlled so as to cancel the aberration of the head device.
  • an aberration correction element which has been adjusted so as to cancel the aberration of the optical system of the head device, is incorporated in the head device (for example, refer to Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-006909).
  • the above-described conventional technology has the following problems.
  • a drive circuit (not shown) for applying a voltage to each area of the liquid crystal optical element 18 is required.
  • a control circuit (not shown) for controlling the driving circuit is required. Therefore, the configuration of the optical information recording / reproducing apparatus using the present optical head apparatus becomes extremely complicated, and the cost increases and the size increases.
  • a head device incorporating an aberration correction device having a plurality of optical elements and movable means also requires a circuit for operating the movable means, which complicates the configuration of the optical information recording / reproducing device.
  • An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems in the conventional optical head device and the optical information recording / reproducing device, and to eliminate the need for a special drive circuit and control circuit, and to provide an optical head device with an optical device. It is an object of the present invention to provide an optical head device, a method of manufacturing the same, and an optical information recording / reproducing device capable of easily correcting various aberrations occurring in a system at low cost.
  • An optical head device includes: a light source; an objective lens for condensing light emitted from the light source on an optical recording medium; a light detector for detecting light reflected by the optical recording medium; Via the light path from the light source to the objective lens 6 06333
  • one or more aberration-correcting optical elements for correcting aberrations of the light generated in this path, wherein the one or more aberration-correcting optical elements include a plurality of types of aberration-correcting optics. It is characterized in that it is selected from the elements according to the aberration.
  • various aberrations occurring in this light path are corrected by an aberration correcting optical element provided so as to be interposed in the light path.
  • the aberration correction optical element is selected from a plurality of types of aberration correction optical elements prepared in advance in accordance with the aberration, so that the aberration can be corrected with high accuracy. No drive circuit is required to drive the elements.
  • control circuit for controlling the driving circuit is not required. Further, there is no need to manufacture an aberration correction optical element that is optimally adjusted for each head device. Therefore, various aberrations can be easily corrected at low cost without complicating the configuration of the optical information recording / reproducing apparatus incorporating the optical head device.
  • the plurality of types of aberration correction optical elements have different types, signs, or correction amounts of aberration to be corrected.
  • the aberration can be corrected in many cases.
  • At least one of the surfaces of the aberration correction optical element on which the light enters or exits may have a stepped shape having two or more levels of steps. Thereby, an aberration correction optical element can be easily manufactured.
  • At least one of the surfaces of the aberration correction optical element on which the light enters or exits may be formed by a curved surface. Thereby, aberration can be corrected with high accuracy.
  • the method for manufacturing an optical head device includes: a light source; Assembling an optical system including an objective lens for condensing light on an optical recording medium, and a photodetector for detecting light reflected by the optical recording medium; from the light source to the objective lens in the optical system Measuring the aberration generated in the light path of the above, and correcting one or more aberrations of the light from among a plurality of types of aberration correcting optical elements based on the measurement result of the aberration. Selecting a correction optical element and incorporating the correction optical element into the optical system so as to be interposed in the light path.
  • An optical information recording / reproducing apparatus includes: the optical head device; a first circuit for driving the light source; and a second circuit for generating a reproduced signal and an error signal based on an output signal of the photodetector. And a third circuit for controlling the position of the objective lens based on the error signal.
  • one or a plurality of aberration correcting optical elements selected according to the aberration are incorporated from among a plurality of types of aberration correcting optical elements, thereby producing an optical system of an optical head device.
  • Various aberrations can be easily corrected without the need for special drive and control circuits. This makes it possible to reduce the cost and size of the optical information recording / reproducing apparatus.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an optical information recording / reproducing apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2A is a plan view showing an aberration correcting optical element 4a for correcting coma aberration in the present embodiment, and FIGS. 2B to 2E are shown in FIG. 2A. It is sectional drawing by A-A 'line.
  • FIG. 3A is a plan view showing an aberration correcting optical element 4b for correcting spherical aberration in the present embodiment, and FIGS. 3B to 3E are shown in FIG. 3A. It is sectional drawing by the BB line.
  • FIG. 4A is a plan view showing an aberration correcting optical element 4c for correcting astigmatism in the present embodiment, and FIGS. 4B to 4E are shown in FIG. 4A.
  • C is a cross-sectional view taken along line C-C.
  • FIG. 5A is a plan view showing an aberration correcting optical element 4d for correcting an arrow-shaped aberration in the present embodiment, and FIGS. 5B to 5E are shown in FIG. 5A. It is sectional drawing by the D-D 'line.
  • FIG. 6 is a graph showing a wavefront aberration of an optical element 4a.
  • FIG. 9 is a graph showing a wavefront aberration of an optical element 4b.
  • FIG. 9 is a graph showing a wavefront aberration of an optical element 4c.
  • FIG. 9 is a graph showing a wavefront aberration of an optical element 4d.
  • FIG. 10 (a) is a plan view showing an aberration correction optical element 4e for capturing coma aberration according to the second embodiment of the present invention
  • FIGS. 10 (b) to 10 (e) are FIG. 10 is a cross-sectional view taken along line EE shown in FIG. 10 (a).
  • FIG. 11A is a plan view showing the aberration correcting optical element 4f for correcting spherical aberration in the present embodiment
  • FIGS. 11B to 11E are FIGS. 11A to 11E. It is sectional drawing by the FF, line shown in FIG.
  • FIG. 12A is a plan view showing an aberration correcting optical element 4 g for correcting astigmatism in the present embodiment, and FIGS. 12B to 12E are FIGS. )
  • FIG. 3 is a sectional view taken along line GG ′ shown in FIG.
  • FIG. 13 (a) is a plan view showing an aberration correcting optical element 4h for correcting an arrow-shaped aberration according to the present embodiment
  • FIGS. 13 (b) to 13 (e) show FIGS. ) Is a cross-sectional view taken along the line HH, shown in FIG.
  • FIG. 14 is a block diagram showing an optical head device in which a liquid crystal optical element is provided in a conventional optical system.
  • FIGS. 15 (a) to 15 (c) are plan views showing a liquid crystal optical element.
  • FIG. 15 (a) shows a liquid crystal optical element 18a for correcting coma aberration
  • FIGS. ) Shows a liquid crystal optical element 18b for correcting spherical aberration
  • FIG. 15 (c) shows a liquid crystal optical element 18c for correcting astigmatism.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an optical information recording / reproducing apparatus according to the present embodiment
  • FIG. 2 (a), FIG. 2 (e), FIG. 3 (a) to FIG. 3 (e), FIG. ) To 4 (e) and FIGS. 5 (a) to 5 (e) are diagrams showing aberration correction optical elements incorporated in the optical head device of the optical information recording / reproducing apparatus. It is a top view, and (b) thru / or (e) of each figure are sectional views.
  • the optical information recording / reproducing device is, for example, a DVD (Digital Versatile Disc) drive. As shown in FIG. 1, the optical information recording / reproducing device according to the present embodiment incorporates an optical head device 21.
  • the optical head device 21 is provided with a semiconductor laser 1, and a collimator that converts the laser light emitted from the semiconductor laser 1 into parallel light along a path of the laser light emitted from the semiconductor laser 1.
  • Lens 2 a polarizing beam splitter 3, which transmits P-polarized light and reflects S-polarized light in a predetermined direction, an aberration correction optical element 4, which corrects the aberration of the optical system,
  • a 1/4 wavelength plate 5 that gives a phase difference of 1/4 wavelength between them and an objective lens 6 that converges the incident parallel light are provided.
  • the disc 7 as an optical recording medium is positioned at the focal point of the objective lens 6.
  • a cylindrical lens 8, a lens 9 and a photodetector 10 are arranged along the path of the light reflected by the polarization beam splitter 3.
  • the cylindrical lens 8 and the lens 9 constitute a compound lens that gives astigmatism to light.
  • the photodetector 10 is provided between two focal lines formed by a composite lens including the cylindrical lens 8 and the lens 9.
  • a plurality of light receiving portions (not shown) are arranged on a light receiving surface of the light, and the intensity of the light received by each of the light receiving portions is measured to determine the intensity of the incident light. It detects various signals.
  • an optical head device 21 in the optical information recording / reproducing apparatus is provided outside the optical head device 21 for driving the semiconductor laser 1 based on recording data input from the outside.
  • a recording signal generation circuit 12 for generating the recording signal of the above is provided. Further, the recording signal output from the recording signal generating circuit 12 is input, a driving signal for driving the semiconductor laser 1 is generated based on the recording signal, and the driving signal is output to the semiconductor laser 1.
  • a drive circuit 13 is provided.
  • a preamplifier 14 for converting a current signal output from the photodetector 10 into a voltage signal is provided. Based on the voltage signal output from the preamplifier 14, a reproduction signal is generated and reproduced. A reproduction signal generation circuit 15 for outputting data to the outside is provided. An error signal generation circuit 16 for generating a focus error signal and a track error signal for driving the objective lens 6 based on the voltage signal output from the preamplifier 14 is provided. Track error signals are input and these signals An objective lens driving circuit 17 that generates a driving signal based on the objective lens driving circuit 17 is provided, and an actuator that receives the driving signal output from the objective lens driving circuit 17 and controls the position of the objective lens 6 (not shown) ) Are provided. Further, in the optical information recording / reproducing apparatus according to the present embodiment, a spindle control circuit for rotating the disk 7, a positioner control circuit for moving the entire optical head device 21 with respect to the disk 7, and the like are provided. ing.
  • the aberration correcting optical element 4 is interposed in the light path from the semiconductor laser 1 to the objective lens 6. In FIG. 1, it is inserted between the polarizing beam splitter 3 and the 1Z 4-wavelength plate 5, but may be inserted anywhere in the optical system from the semiconductor laser 1 to the objective lens 6. .
  • the aberration correction optical element 4 is one or more aberration correction optical elements selected from a plurality of aberration correction optical elements described below, and is included in the optical head device 21.
  • the aberration correction optical element that can most effectively correct the generated aberration is selected and incorporated into the optical head device 21.
  • a plurality of aberration correcting optical elements serving as the aberration correcting optical elements 4 incorporated in the optical head device 21 will be described in detail.
  • the aberration correcting optical element 4a shown in FIG. FIG. 2A is a plan view showing the aberration correction optical element 4a. As shown in FIG. 2 (a), the aberration correction optical element 4a is divided into five areas 11a to 11e. The broken line in the figure indicates the effective area of the objective lens 6.
  • a region 11a composed of a convex curve whose outer edge swells in the + X direction and the -X direction, and both ends in the Y direction of this region 11a are provided. However, they protrude outside the effective area of the objective lens 6 and are in contact with the edges of the difference correction optical element 4a, respectively. Further, both sides of the region 11a in the X direction are regions 11d and 11e, respectively. Furthermore, region 1 1a Mutually symmetrical and ing position, the two regions 1 1 b and 1 1 c is provided with respect to a center line parallel to the Y axis area 1 1 a inside.
  • FIGS. 2 (b) to 2 (e) show four types of aberration correcting optical elements 4 ai to 4 a 4 having different coma aberration correction amounts and / or signs, respectively. It is sectional drawing by a line. As shown in FIG. 2 (b) to (e), the surface shape of the aberration correcting optical element 4 ai ⁇ 4 a 4 is a three-level stepped.
  • the height of the regions lib and lie is higher by h than the height of the regions 11 a and the heights of the regions 11 c and 11 d are higher. The height is h lower than the height of the area 11a.
  • FIG. 2 (c) yield difference shown in correcting optical element 4 a 2 the height of the region 1 1 b and 1 1 e is only 2 h higher than the height of the region 1 1 a, region 1 1 c and The height of 1 d is 2 h lower than the height of region 11 a.
  • region 1 1 b height ⁇ Pi 1 1 e is h only lower than the height of the region 1 1 a, region 1 1 c and The height of 11 d is higher than the height of region 11 a by h.
  • areas lib height ⁇ Pi 1 1 e is only 2 h than the height of the region 1 1 a lower region 1 1 c and 1 1
  • the height of d is 2 h higher than the height of region 11a.
  • the cross section in the Y direction passing through the center of the aberration correcting optical element 4a is flat.
  • the aberration correction optical element 4a having such a cross section can be manufactured by molding glass or plastic, or by depositing a dielectric on glass.
  • the latter manufacturing method is low in manufacturing cost because photolithography processes can be applied, and remains mass-producible.
  • FIG. 6 is a plan view showing an element 4b. As shown in FIG. 3 (a), the aberration correction optical element 4b is divided into five areas 11f to 11j. The broken line in the figure indicates the effective area of the objective lens 6.
  • a circular area 11f whose center coincides with the center of the aberration correcting optical element 4b.
  • An annular area 11g, 11h and 11i are provided concentrically with the area 11f, and an area 11j outside the area 11i in the aberration correcting optical element 4b is provided. I have.
  • the outer edge of the area 11 i is located inside the area corresponding to the effective area of the objective lens 6.
  • the aberration correction optical elements 4 b can be further classified into four types of aberration correction optical elements 4 bi to 4 b 4 depending on the correction amount of spherical aberration and the difference in Z or sign.
  • FIGS. 3 (b) to 3 (e) show four types of aberration correcting optical elements 4 bi to 4 b 4 having different spherical aberration correction amounts and / or signs from each other.
  • the height of the region 11 h is higher than the heights of the regions 11 g and 11 i by h, and the regions 11 f and 11 j Is lower by h than the heights of the regions 11 g and 11 i.
  • the height of the area 1 lh is higher by 2 h than the heights of the areas 11 g and 11 i, and the areas 11 f and 1
  • the height of 1 j is 2 h lower than the height of regions 11 g and 11 i.
  • the region 1 1 height h is only h than the height of the region 1 1 g and 1 1 i lower region 1 1 f and 1 1
  • the height of j is h higher than the height of regions 1 lg and 1 1 i.
  • the height of the region 11 h is lower by 2 h than the heights of the regions 11 g and 11 i
  • the height of 1 1 j is the area 1 1 g and 2 h higher than 1 1 i.
  • the cross section in the Y direction passing through the center of the aberration correcting optical element 4b is the same as the cross section in the X direction passing through the center.
  • the aberration correction optical element 4b having such a cross section can be manufactured by molding glass or plastic, or by depositing a dielectric on glass.
  • the latter manufacturing method is low in manufacturing cost and excellent in mass productivity because a photolithography process can be applied.
  • the aberration correcting optical element 4c shown in FIG. 4A is a plan view showing the aberration correction optical element 4c. As shown in FIG. 4 (a), the aberration correction optical element 4c is divided into five areas 11k to 11o. The broken line in the figure indicates the effective area of the objective lens 6.
  • a circular area 11k whose center coincides with the center of the aberration correction optical element 4c is provided, and areas 11 1 to 11 o are provided outside the area 11 k.
  • the region 11 1 is provided in the + Y direction
  • the region 11 m is provided in the one Y direction
  • the region 11 n is provided in the 1 X direction.
  • the region 11 o is provided in the + X direction.
  • the boundary line between the regions 11 1 to 11 o coincides with the diagonal line of the aberration correcting optical element 4c.
  • the area 11 k is inside the effective area of the objective lens 6.
  • FIG. 4 (b) (A) to (e) show four types of aberration correction optical elements 4 ci to 4 c 4 having different astigmatism correction amounts and Z or signs, and a cross-sectional view taken along line C-C ′ shown in FIG. 4 (a). it. as shown in FIG. 4 (b) to (e), X-direction cross-sectional shape passing through the center of the aberration correcting optical element 4 c ⁇ 4 c 4 is a two-level staircase.
  • the height of the regions 11 n and 11 o is higher by h than the height of the region 11 k.
  • the cross-sectional shape (not shown) in the Y direction passing through the center of the aberration correction optical element 4c is also a two-level stepped shape.
  • the height of the regions 11 1 and 1 lm is lower by h than the height of the region 11 k.
  • the height of the region 1 1 1 ⁇ Pi 1 lm is higher by h than the height of the region 1 1 k.
  • FIG. 4 (e) yield difference shown in correcting optical element 4 c 4, the height of the region 1 1 1 ⁇ Pi 1 lm, only 2 h higher than the height of the region 1 1 k. That is, the surface shape of the aberration correcting optical element 4c is a three-level step as a whole.
  • the aberration correcting optical element 4c having such a cross section can be manufactured by molding glass or plastic, or by depositing a dielectric on glass.
  • the latter manufacturing method can be applied to the photolithography process, so the manufacturing cost is low and the mass productivity is excellent.
  • FIG. 5A is a plan view showing the aberration correction optical element 4d.
  • the entire shape of the aberration correcting optical element 4d is a regular hexagon when viewed from the optical axis direction.
  • the aberration correction optical element 4 d has the region 11! ) ⁇ 11 V divided into seven regions. Note that the broken line in the figure indicates the effective area of the objective lens 6.
  • a circular area 11 P whose center coincides with the center of the aberration correcting optical element 4d is provided, and the areas 11 q to 11 1 are provided outside this area 11 p.
  • V is provided so as to be six-fold symmetric with respect to the center of the aberration correction optical element 4d.
  • a region llq is provided in the one X direction
  • a region 1 lr is provided in a direction inclined 60 ° from the + X direction to the one Y direction
  • a + Y direction is provided from the + X direction.
  • the area 11 s is provided in the direction tilted 60 ° to the right, the area 11 t is provided in the + X direction, and the area is provided in the direction tilted 60 ° from the X direction to the + Y direction.
  • 11 u are provided, and a region 11 V is provided in a direction inclined 60 ° from the 1X direction to the 1Y direction. That is, the region 11 s, the region 11 t, the region 11 r, the region 11 v, the region 11 q, and the region 11 u are arranged in this order so as to surround the circular region 11 p. .
  • the boundary line between 1 V and 11 V coincides with the diagonal line of the aberration correcting optical element 4d.
  • the region 11 p is inside the effective region of the objective lens 6.
  • the aberration correcting optical element 4 d is Ri by the difference of the correction amount and or sign of the arrow aberration can further four classes for the aberration correction optical element 4 (! ⁇ D 4.
  • FIG. 5 (b) to (e) FIG. 5B is a cross-sectional view taken along line DD ′ shown in FIG. 5A showing four types of aberration correction optical elements 4 d to 4 d 4 having different amounts of correction and different signs of arrow-shaped aberration.
  • FIG 5 (b) through (e) the cross-sectional shape of the X-direction passing through the center of the aberration correcting optical element 4 (! e ⁇ 4 d 4 is a three-level stepped.
  • the height of the region 11 q is lower than the height of the region 11 p by h, and the height of the region 11 t is lower than that of the region 11 p. H higher than the height.
  • the height of the region 11 q is lower than the height of the region 11 p by 2 h, and the height of the region 11 t is 2 h higher than 1 p.
  • the height of the region 11 q is higher than the height of the region 11 p by h, and the height of the region 11 t is higher than the height of the region 1 lp. H only lower.
  • the height of the region 11 q is higher than the height of the region 11 p by 2 h, and the height of the region 11 t is 2 h lower than 1 p.
  • the shape of the element (not shown) in the section parallel to the direction inclined 60 ° from the + X direction to the one Y direction passing through the center of the aberration correction optical element 4 d is the same as the section parallel to the X direction. It has three levels of steps.
  • the height of the region 11 r is lower than the height of the region 11 p by h
  • the height of the region 1 lu is 11 1 It is higher by h than the height of p.
  • the height in the area 11 is lower by 2 h than the height in the area 11 p, and the height in the area 11 u is 2 h higher than 1 p.
  • the height of the region 11 r is higher than the height of the region 1 lp by h, and the height of the region 11 u is higher than the region 11 p. H lower than the height of
  • the height of the region 1 lr is higher by 2 h than the height of the region 11 p
  • the height of the region 11 u is higher than the region 11 1 2 h lower than the height of p.
  • the shape of the element (not shown) in a section parallel to the direction inclined 60 ° from the + X direction to the + Y direction passing through the center of the aberration correcting optical element 4 d has the same shape as the section parallel to the X direction. It has three levels of steps.
  • the height of the region 11 s is lower than the height of the region 11 p by h and the height of the region 11 V is It is h higher than 1 p.
  • the height of the region 11 s is lower by 2 h than the height of the region 11 p, and the height of the region 11 V is 2 h higher than 1 p.
  • the height of the region 1 1 s is higher by h than the height of the region 1 1 p, the height of the region 1 1 V is lower by h than the height of the region 1 1 p.
  • the height of the region 11 s is higher by 2 h than the height of the region 11 P, and the height of the region 11 V is 2 h lower than 1 p.
  • the aberration correction optical element 4d having such a cross section can be manufactured by molding glass or plastic, or by depositing a dielectric on glass.
  • the latter manufacturing method has a low manufacturing cost and is excellent in mass productivity because a photolithography process can be applied.
  • a semiconductor laser 1, a collimator lens 2, a polarizing beam splitter 3, a quarter-wave plate 5, and an objective lens 6 are arranged along the path of the laser light emitted from the semiconductor laser 1. Arrange them in order and assemble the optical system. Further, along the path of the light reflected by the polarization beam splitter 3, the cylindrical lens 8, the lens 9, and the photodetector 10 are arranged in this order.
  • the aberration compensation optical element prepare the aberration ToTadashi optical element 4 a ⁇ 4 a 4, 4 bi ⁇ 4 b 4, 4 c 1 ⁇ 4 c 4, 4 di ⁇ 4 d 4 above.
  • an aberration correcting optical element capable of correcting this aberration is provided as an aberration correcting optical element 4a! ⁇ 4 a 4, 4 b 1 ⁇ 4 b 4, 4 c 1 ⁇ 4 c 4, 4 di ⁇ 4 d 4 forces, et one or a plurality selected, the polarization beam splitter 3 the aberration correcting optical element 4 selected And the quarter-wave plate 5 so as to be interposed in the optical path.
  • the aberration correction optical element 4 is rotated around the optical axis of the incident light so that the direction of the aberration corrected by the aberration correction optical element 4 matches the direction of the measured aberration. Meanwhile, the direction of the aberration correction optical element 4 may be adjusted. Thereby, the optical head device 21 is manufactured.
  • the recording operation on the disk 7 will be described.
  • recording data is externally input to the recording signal generation circuit 12.
  • the recording signal generation circuit 12 generates a recording signal for driving the semiconductor laser 1 based on the input recording data, and outputs the recording signal to the semiconductor laser driving circuit 13.
  • the semiconductor laser drive circuit 13 generates a drive signal based on the recording signal and outputs the drive signal to the semiconductor laser 1 of the optical head device 21.
  • the semiconductor laser 1 emits a laser beam based on the input drive signal.
  • This laser light is collimated by the collimator lens 2, enters the polarization beam splitter 3 as P-polarized light, is transmitted almost completely, and is transmitted through the aberration correcting optical element 4, whereby the aberration in the outward path is corrected. .
  • this light is transmitted through the quarter-wave plate 5, converted from linearly polarized light into circularly polarized light, and focused on the disk 7 by the objective lens 6. As a result, data is written to the disk 7 and a signal is recorded.
  • this light is reflected by the disk 7, passes through the objective lens 6 in the opposite direction, passes through the quarter-wave plate 5, and is converted from circularly polarized light into linearly polarized light whose polarization direction is orthogonal to the outward path.
  • the element 4 Aberration in the return path is corrected, incident on the polarizing beam splitter 3 as S-polarized light, almost completely reflected, and emitted toward the cylindrical lens 8.
  • This light is given astigmatism by passing through the cylindrical lens 8 and the lens 9 and is incident on the photodetector 10.
  • a current signal is generated based on the intensity of the light received by each light receiving unit of the photodetector 10 and output to the preamplifier 14.
  • the current signal input to the preamplifier 14 is The signal is converted to a signal and output to the reproduction signal generation circuit 15 and the error signal generation circuit 16. Then, the error signal generation circuit 16 generates a focus error signal and a track error signal for driving the objective lens 6 based on the voltage signal input from the preamplifier 14.
  • the objective lens drive circuit 17 drives the actuator based on the focus error signal and the track error signal input from the error signal generation circuit 16 to control the position of the objective lens 6. Thereby, the operation of the focus servo and the track servo is performed.
  • the semiconductor laser drive circuit 13 does not drive the semiconductor laser 1 based on recording data input from the outside, but causes the semiconductor laser 1 to emit laser light with a constant output. Then, by the same operation as the above-described recording operation, the laser light is condensed and reflected on the disk 7, and is taken out as a current signal by the photodetector 10.
  • the preamplifier 14 converts the current signal into a voltage signal and outputs the voltage signal to the reproduction signal generation circuit 15 and the error signal generation circuit 16.
  • the reproduction signal generation circuit 15 generates a reproduction signal based on the voltage signal input from the preamplifier 14 and outputs the reproduction signal to the outside as reproduction data. As a result, the signal from the disk 7 is reproduced.
  • the operations of the error signal generation circuit 16, the objective lens drive circuit 17, and the actuator are the same as those at the time of data recording described above.
  • FIG. 6 (a) to 6 (h) show the optical system or the aberration correcting optical element by taking the position in the cross section in the X direction passing through the center of the aberration correcting optical element 4a on the horizontal axis and the amount of aberration on the vertical axis.
  • Fig. 4 is a graph showing the wavefront aberration of Fig. 4a, and the solid lines shown in Figs. 6 (a) to (d) occur in the optical system.
  • the coma aberration is shown, the broken line shows the wavefront difference caused by the aberration correcting optical element 4a, and the solid lines shown in FIGS. 6 (e) to 6 (h) show the optical system using the aberration correcting optical element 4a.
  • 2 shows the wavefront aberration when the coma aberration generated in is corrected.
  • the coma generated in the optical system changes from positive side of the X axis to positive, negative, positive and negative from the positive side to RMS (root mean square: root mean square). (Square root)
  • the wavefront aberration is 0.02 ⁇ .
  • an aberration correcting optical element 4a shown in FIG. 2 (b) is used.
  • the coma generated by the aberration-correcting optical element 4a changes from the negative side of the X-axis to the positive side, in the order of negative, positive, negative, and positive.
  • the height h in Fig. 2 (b) is designed so that the residual RMS wavefront aberration is minimized when the coma shown in Fig.
  • Fig. 6 (e) shows the residual wavefront aberration at this time, that is, the sum of the solid line and the dashed line in Fig. 6 (a). It can be seen that the absolute value of the residual wavefront aberration approaches 0 ⁇ .
  • Fig. 6 (b) the coma aberration generated in the optical system changes from the negative side of the X axis to positive, negative, positive, and negative, and the RMS wavefront aberration is 0.04 ⁇ . It is.
  • the aberration correcting optical optical element 4 a 2 shown in Figure 2 (c) Coma aberration caused by the aberration correcting optical element 4 a 2 are negative towards the negative side of the X-axis to the positive side, positive, and changing negative, positive.
  • Height 2 h in FIG. 2 (c) when the corrected indicates to coma in FIG 6 (b) using the aberration correcting optical element 4 a 2, as residual RM S wavefront aberration is minimum It is designed.
  • Fig. 6 (f) shows the residual wavefront aberration at this time, that is, the sum of the solid line and the dashed line in Fig. 6 (b). It can be seen that the absolute value of the residual wavefront aberration approaches 0 ⁇ .
  • Fig. 6 (c) the coma generated in the optical system changes from negative to positive on the X-axis to negative, positive, negative, and positive, and the RMS wavefront aberration is 0.0. 2 ⁇ .
  • the aberration correcting optical optical element 4 a 3 shown in Figure 2 (d).
  • Coma aberration caused by the aberration correcting optical element 4 a 3 are positive toward the negative side of the X-axis to the positive side, negative, positive, and changing the negative.
  • the height h in FIG. 2 (d) when correcting coma aberration shown in FIG. 6 (c) using the aberration correcting optical element 4 a 3, is designed to remain RMS wavefront aberration is minimized I have.
  • Fig. 6 (g) shows the residual wavefront aberration at this time, that is, the sum of the solid line and the broken line in Fig. 6 (c), and it can be seen that the absolute value of the residual wavefront aberration approaches 0 ⁇ .
  • Fig. 6 (d) the coma generated in the optical system changes from negative to positive on the X-axis to negative, positive, negative, and positive, and the RMS wavefront aberration is 0.04 ⁇ . It is.
  • To correct this coma aberration using the aberration capturing Masamitsu optical element 4 a 4 shown in FIG. 6 (e). Coma aberration caused by the aberration correcting optical element 4 a 4 a positive direction from the negative side of the X-axis to the positive side, negative, positive, and changing the negative.
  • Height 2 h in FIG. 2 (e) when corrected indicates to coma in FIG 6 (d "using the aberration correcting optical element 4 a 4, set as residual RMS wavefront aberration is minimized
  • Fig. 6 (h) shows the residual wavefront aberration at this time, that is, the sum of the solid line and the dashed line in Fig. 6 (d), and the absolute value of the residual wavefront aberration approaches 0 ⁇ . Understand.
  • the wavefront difference in the section in the ⁇ direction passing through the center of the aberration correction optical element 4a is ⁇ .
  • the coma generated in the optical system has a maximum RMS wavefront aberration of 0.05 ⁇ .
  • four types of aberration correcting optical elements 4a shown in FIGS. 2B to 2E are prepared.
  • the amount and sign of the coma generated in the optical system other than the aberration correcting optical element 4a are measured by an interferometer or the like.
  • four types of aberration correcting optical elements 4 ai to 4 a 4 From among the above, one kind of aberration correction optical element 4a is selected as necessary so as to minimize the residual RMS wavefront aberration after correction, and is introduced into the optical system.
  • the coma aberration correction using the aberration correction optical element 4a is not performed.
  • the aberration correction optical element 4a shown in Fig. 2 (b) or the aberration shown in Fig. 2 (d) depends on the sign of coma. to correct the coma aberration by using the correction optical element 4 a 3.
  • the residual RMS wavefront aberration after correction can be reduced to about 0.01 ⁇ or less. If RMS wavefront aberration is less large 0. 05 lambda than 0.
  • the residual RMS wavefront aberration after the correction can be reduced to about 0.01 ⁇ or less.
  • four types of the aberration correction optical element 4a are used.However, as the number of types of the aberration correction optical element 4a having different coma aberration correction amounts and / or signs increases, The residual RMS wavefront aberration can be reduced.
  • the case where the direction of the coma aberration generated in the optical system is the X direction has been described in FIGS. 2 and 6, the case where the direction of the coma aberration generated in the optical system is different from the X direction is also described. If the aberration correction optical element 4a is installed by rotating it in a plane perpendicular to the optical axis of the incident light so that the direction and the direction of the coma that can be corrected by the aberration correction optical element 4a substantially match, Can be corrected.
  • FIG. 7A to 7H the horizontal axis indicates the position in the cross section in the X direction passing through the center of the aberration correction optical element 4b, and the vertical axis indicates the amount of aberration.
  • 7B is a graph showing the wavefront aberration of FIG. 7B.
  • the solid lines shown in FIGS. 7A to 7D show the spherical aberration generated in the optical system, and the broken lines show the wavefront aberration generated by the aberration correction optical element 4b.
  • Figure 7 (e) to (h) The solid line shown in Fig. 7 shows the wavefront aberration when spherical aberration generated in the optical system is corrected using the aberration correction optical element 4b.
  • the spherical aberration generated in the optical system changes from the negative side of the X axis to positive, negative, positive, negative, positive, and the RMS wavefront aberration is 0. 0 2.
  • an aberration correction optical element 4bi shown in FIG. 3 (b) is used.
  • the spherical aberration generated by the aberration correction optical element 4 b i is
  • FIG. 7 (e) shows the residual wavefront aberration at this time, that is, the sum of the solid line and the broken line in FIG. 7 (a), and it can be seen that the absolute value of the residual wavefront aberration approaches 0 ⁇ .
  • the spherical aberration that occurs in the optical system changes from the negative side of the X axis to positive, negative, positive, negative, positive, and the RMS wavefront aberration is 0. 0 4.
  • the aberration correcting optical element 4 b 2 shown in Figure 3 (c) The spherical aberration generated by the aberration correction optical element 4 b 2 is
  • Negative, positive, negative, positive, negative changes from the negative side of the X axis to the positive side.
  • Height 2 h in FIG. 3 (c) designed when correcting the spherical aberration shown in FIG. 7 (b) using the aberration correcting optical element 4 b 2, to so that a residual RMS wavefront aberration is minimum Have been.
  • Fig. 7 (f) shows the residual wavefront aberration at this time.
  • the spherical aberration generated in the optical system changes from negative to positive on the X-axis to negative, positive, negative, positive, and negative, and the RMS wavefront aberration is 0. 0 2 ⁇ .
  • the spherical aberration generated by the aberration correction optical element 4 b 3 is From the negative side of the X-axis to the positive side, it changes as positive, negative, positive, negative, positive.
  • the height h in FIG. 3 (d) when correcting the spherical aberration shown in FIG.
  • Fig. 7 (g) shows the residual wavefront aberration at this time, that is, the sum of the solid line and the broken line in Fig. 7 (c), and it can be seen that the absolute value of the residual wavefront aberration approaches 0 ⁇ .
  • the spherical aberration produced by the optical system changes from negative to positive on the X-axis, going negative, positive, negative, positive, negative, and the RMS wavefront aberration is 0.04.
  • ⁇ To correct the spherical aberration, using the aberration ToTadashi optical element 4 b 4 shown in FIG. 3 (e).
  • Spherical aberration caused by the aberration ToTadashi optical element 4 b 4 are positive toward the negative side of the X-axis to the positive side, negative, positive, and changing negative, positive.
  • Fig. 7 (h) shows the residual wavefront aberration at this time, that is, the sum of the solid line and the dashed line in Fig. 7 (d). It can be seen that the absolute value of the residual wavefront aberration approaches 0 ⁇ .
  • the wavefront difference in the section in the ⁇ direction passing through the center of the aberration correcting optical element 4b is the same as the wavefront aberration in the section in the X direction passing through the center.
  • the spherical aberration generated in the optical system is at most 0.05 as the RMS wavefront aberration.
  • four types of aberration correction optical elements 4b shown in FIGS. 3 (b) to 3 (e) are prepared. Then, the amount and sign of the spherical aberration generated in the optical system from the semiconductor laser 1 to the objective lens 6, excluding the aberration correcting optical element 4b, are measured by an interferometer or the like. Next, according to the measured amount and sign of the spherical aberration, one of the four types of aberration correction optical element 4b is used, if necessary, so that the residual RMS wavefront aberration after correction is minimized. Select the correction optical element 4b and insert it into the optical system.
  • the RMS wavefront aberration is 0.01 0 or less. If it is below, the spherical aberration is not corrected by the aberration correcting optical element 4b.
  • the aberration correction optical element 4b shown in Fig. 3 (b) or the aberration correction optical element shown in Fig. 3 (d) is used according to the sign of the spherical aberration
  • the spherical aberration is corrected using the aberration correction optical element 4b3.
  • the residual RMS wavefront aberration after the correction can be reduced to about 0.01 or less. If RMS wavefront aberration is less large 0. 05 lambda than 0.
  • aberration shown in the aberration correcting optical element 4 b 2 or FIG. 3 (e) shown in FIG. 3 (c) performs compensation of the spherical aberration by using the correction optical element 4 b 4.
  • four types of the aberration correction optical element 4 b are used. However, as the number of types of the aberration correction optical element 4 b having different spherical aberration correction amounts and / or signs increases, the residual RMS wavefront after correction increases. Aberration can be reduced.
  • FIG. 8 is a graph showing the wavefront aberration of c, wherein the solid lines shown in FIGS. 8A to 8D show astigmatism generated in the optical system, and the broken lines show the wavefront aberration generated by the aberration correction optical element 4c.
  • 8 (e) to 8 (h) show the wavefront aberration when astigmatism generated in the optical system is corrected by using the aberration correction optical element 4c.
  • FIG. 8 (a) the astigmatism generated in the optical system changes from negative to positive on the X-axis to negative, 0, and negative, and the RMS wavefront aberration is 0.02 ⁇ . It is.
  • an aberration correcting optical element 4 c shown in FIG. 4B is used.
  • the astigmatism generated in the aberration correction optical element 4 c changes from positive to negative on the X-axis to positive, zero, and positive.
  • the height h in Fig. 4 (b) is calculated by using the aberration correction optical element 4 ci as shown in Fig. 8 (a). It is designed to minimize residual RMS wavefront aberrations when correcting aberrations.
  • Figure 8 (e) residual wavefront aberration at this time, i.e., FIG. 8 (a) shows the sum of the solid and dashed, residual wavefront absolute value I that force S is approaching 0 lambda force aberration 2> You.
  • FIG. 8 (b) shows the astigmatism generated in the optical system changes from the negative side of the X-axis to negative, 0, and negative from the positive side, and the RMS wavefront aberration is 0.04 ⁇ . .
  • the astigmatism is corrected, using the aberration correcting optical element 4 c 2 shown in FIG. 4 (c).
  • Astigmatic aberration caused by the aberration correcting optical element 4 c 2 is positive toward the negative side of the X-axis to the positive side, 0, and positive and change.
  • Contact Keru height 2 h in FIG. 4 (c) when corrected for astigmatism shown in Fig. 8 (b) by using the aberration ToTadashi optical element 4 c 2, residual RMS wavefront aberration is minimized It is designed to be.
  • FIG. 8 (f) shows the residual wavefront aberration at this time, that is, the sum of the solid line and the broken line in FIG. 8 (b), and it can be seen that the absolute value of the residual wavefront aberration is approaching 0 ⁇ .
  • Fig. 8 (c) the astigmatism generated in the optical system changes from the negative side of the X axis to positive, 0, and positive from the negative side to the positive side, and the RMS wavefront aberration is 0.02 ⁇ . .
  • the astigmatism is corrected, using the aberration correcting optical element 4 c 3 shown in FIG. 4 (d).
  • Astigmatic aberration caused by the aberration correcting optical element 4 c 3 are negative towards the negative side of the X-axis to the positive side, 0, is changed to the negative.
  • Contact Keru height h in FIG. 4 (d) when corrected for astigmatism shown in FIG. 8 (c) using the aberration correcting optical element 4 c 3, as residual RMS wavefront aberration is minimized It is designed.
  • Fig. 8 (g) shows the residual wavefront aberration at this time, that is, the sum of the solid line and the dashed line in Fig. 8 (c). It can be seen that the absolute value of the residual wavefront aberration approaches 0 ⁇ .
  • the astigmatism generated in the optical system changes from the negative side of the X axis to positive, 0, and positive from the negative side to the positive side, and the RMS wavefront aberration is 0.04 ⁇ . It is.
  • the astigmatism is corrected, using the aberration correcting optical element 4 c 4 shown in FIG. 4 (e).
  • Astigmatic aberration caused by the aberration correcting optical element 4 c 4 are negative towards the negative side of the X-axis to the positive side, 0, is changed to the negative.
  • Contact Keru 2 height h in FIG. 4 (e) when corrected for astigmatism shown in FIG.
  • Fig. 8 (h) shows the residual wavefront aberration at this time, that is, the sum of the solid line and the dashed line in Fig. 8 (d), and it can be seen that the absolute value of the residual wavefront aberration approaches 0 ⁇ .
  • the sign of the wavefront aberration in the section in the ⁇ direction passing through the center of the aberration correcting optical element 4c is opposite to the sign of the wavefront aberration in the section in the X direction passing through the center.
  • the astigmatism generated in the optical system is at most 0.05 ⁇ as the RMS wavefront aberration.
  • four types of aberration correction optical elements 4c shown in FIGS. 4B to 4E are prepared.
  • the amount and sign of astigmatism generated in the optical system from the semiconductor laser 1 to the objective lens 6 excluding the aberration correcting optical element 4c are measured by an interferometer or the like.
  • one of the four types of aberration correcting optical elements 4 ci to 4 c 4 may be used as necessary to minimize the residual RMS wavefront aberration after correction. Select the aberration correction optical element 4c, and insert it into the optical system.
  • the astigmatism correction using the aberration correction optical element 4c is not performed.
  • the aberration correcting optical element 4 c or 4 d shown in FIG. 4B according to the sign of the astigmatism is used.
  • the aberration ToTadashi optical element 4 c 3 shown in and to correct the astigmatism can be reduced to about 0.01 ⁇ or less.
  • the aberration correcting optical element 4 c 2 or 4 e shown in FIG. 4C according to the sign of astigmatism is used. line correction of astigmatism by using the aberration correcting optical element 4 c 4 shown in U.
  • the residual RMS wavefront aberration after the correction can be reduced to about 0.1 ⁇ ⁇ or less.
  • the aberration correction optical element 4c is rotated and installed in a plane perpendicular to the optical axis of the incident light so that the direction and the direction of astigmatism that can be corrected by the aberration correction optical element 4c substantially match. For example, astigmatism can be corrected.
  • FIG. 9 is a graph showing the wavefront aberration of d, the solid line shown in FIGS. 9 (a) to 9 (d) shows the arrow-shaped aberration generated in the optical system, and the broken line shows the wavefront aberration generated by the aberration correction optical element 4d.
  • 9 (e) to 9 (h) show the wavefront aberration when the arrow-shaped aberration generated in the optical system is corrected using the aberration correction optical element 4d.
  • Fig. 9 (a) the arrow-shaped aberration generated in the optical system changes from the negative side of the X axis to positive, 0, and negative from the negative side, and the RMS wavefront aberration is 0.02 ⁇ . .
  • an aberration correcting optical element 4 shown in FIG. 5 (b) is used.
  • the arrow-shaped aberration generated by the aberration correcting optical element 4 d changes from negative to positive on the X-axis to negative, 0, and positive.
  • the height h in Fig. 5 (b) is designed so that the residual RMS wavefront aberration is minimized when the aberration correction optical element 4 is used to correct the arrow-shaped aberration shown in Fig. 9 (a).
  • Fig. 9 (e) shows the residual wavefront aberration at this time, that is, the solid line in Fig. 9 (a). The sum of the dashed lines indicates that the absolute value of the residual wavefront aberration is approaching 0 ⁇ .
  • Fig. 9 (b) the arrow-shaped aberration generated in the optical system changes from the negative side of the X axis to positive, 0, and negative from the negative side, and the RMS wavefront aberration is 0.04.
  • the aberration correcting optical element 4 d 2 shown in FIG. 5 (c) Arrows aberration caused by the aberration ToTadashi optical element 4 d 2 is negative toward the negative side of the X-axis to the positive side, 0, and positive and change.
  • Contact Keru height 2 h in FIG. 5 (c) when the corrected arrow aberration shown in FIG. 9 using the aberration ToTadashi optical element 4 d 2 (b), the residual RMS wavefront aberration is minimized It is designed to be.
  • FIG. 9 (f) shows the residual wavefront aberration at this time, that is, the sum of the solid line and the dashed line in Fig. 9 (b), and the fact that the absolute value of the residual wavefront aberration is approaching 0 ⁇ gives a force S .
  • Fig. 9 (c) the arrow-shaped aberration generated in the optical system changes from the negative side of the X axis to negative, 0, and positive from the negative side to the positive side, and the RMS wavefront aberration is 0.02 ⁇ . .
  • the aberration correcting optical element 4 d 3 shown in FIG. 5 (d) Arrows aberration caused by the aberration correcting optical element 4 d 3 is positive toward the negative side of the X-axis to the positive side, 0, is changed to the negative.
  • Contact Keru height h in FIG. 5 (d) when corrected arrow aberration shown in FIG. 9 using the aberration correcting optical element 4 d 3 (c), so that the residual RM S wavefront aberration is minimum It is designed for.
  • Fig. 9 (g) shows the residual wavefront aberration at this time, that is, the sum of the solid line and the dashed line in Fig. 9 (c), and it can be seen that the absolute value of the residual wavefront aberration approaches 0 ⁇ .
  • Fig. 9 (d) the arrow-shaped aberration generated in the optical system changes from negative to positive on the X-axis to negative, 0, and positive, and the RMS wavefront aberration is 0.04.
  • the arrow-shaped aberration generated by the aberration correction optical element 4 d 4 is From the negative side to the positive side, it changes to positive, 0, negative.
  • Figure 5 (e) to your Keru height 2 h upon correcting the arrows aberration shown in FIG. 9 using the aberration correcting optical element 4 d 4 (d), so that the residual RMS wavefront aberration is minimized It is designed for.
  • Fig. 9 (h) shows the residual wavefront aberration at this time, that is, the sum of the solid line and the broken line in Fig. 9 (d), and it can be seen that the absolute value of the residual wavefront aberration is approaching zero.
  • the wavefront aberration in the section passing through the center of the aberration correcting optical element 4 d and parallel to the direction inclined by 60 ° from the + X direction to the one Y direction is the wavefront aberration in the section parallel to the X direction passing through the center.
  • the wavefront aberration in a cross section passing through the center of the aberration correction optical element 4 d and parallel to the direction inclined 60 ° from the + X direction to the + Y direction is the same as the wavefront aberration in the cross section passing through the center and parallel to the X direction. It is the same.
  • the arrow-shaped aberration generated in the optical system has a maximum RMS wavefront aberration of 0.05 ⁇ .
  • four types of aberration correcting optical elements 4d shown in FIGS. 5B to 5E are prepared.
  • the amount and sign of the arrow-shaped aberration generated in the optical system from the semiconductor laser 1 to the objective lens 6, excluding the aberration correction optical element 4d are measured by an interferometer or the like.
  • one of the four types of aberration correcting optical elements 4 di to 4 d 4 may be used as necessary so that the residual RMS wavefront aberration after correction is minimized.
  • Select the type of aberration correction optical element 4 d and insert it into the optical system.
  • the correction of the arrow-shaped aberration using the aberration correction optical element 4d is not performed.
  • the aberration correction optical element 4d shown in Fig. 5 (b) or Fig. 5 (d) depends on the sign of the arrow-shaped difference.
  • the arrow-shaped aberration is corrected using the aberration correction optical element 4 d 3 shown in FIG. As a result, the residual RMS wavefront aberration after correction can be reduced to about 0.01 or less.
  • the RMS wavefront aberration is greater than 0.03 and less than 0.05 ⁇
  • the residual RMS wavefront aberration after the correction can be reduced to about 0.1 ⁇ ⁇ or less.
  • four types of the aberration correction optical element 4 d are used.However, as the number of types of the aberration correction optical element 4 d having different correction amounts and / or signs of the sagittal aberration increases, the residual after the correction increases.
  • RMS wavefront aberration can be reduced.
  • the direction of the arrow-shaped aberration generated in the optical system is tilted by 60 ° from the X direction, + X direction to one Y direction, and tilted by 60 ° from the + X direction to + Y direction.
  • the direction of the arrow-shaped aberration generated in the optical system is tilted by 60 ° from the X direction, + X direction to one Y direction, and tilted by 60 ° from the + X direction to + Y direction.
  • the aberration-correcting optical element 4 d is placed in a plane perpendicular to the optical axis of the If it is rotated and installed inside, it is possible to correct arrow-shaped aberration.
  • a plurality of types of aberration correction optical elements 4 are prepared, and the aberration of the optical system except the aberration correction optical element 4 in the optical head device 21 is measured.
  • the aberration of the optical system of the optical head device 21 can be easily determined by selecting one of the aberration correction optical elements 4 according to the type, sign, and correction amount of the optical head device 21 and incorporating it into the optical head device 21. Can be reduced.
  • any one of the aberration correcting optical elements 4 a, 4 b, 4 c, and 4 d is used to obtain coma generated in the optical system and spherical aberration.
  • the case of correcting any one of aberration, astigmatism, and arrow-shaped aberration has been described, but any two or more aberration correction optical elements are used to correct any two or more aberrations. It is also possible.
  • the light path from the semiconductor laser 1 of the optical head device 21 to the objective lens 6 When the aberrations generated on the road include two kinds of aberrations among coma, spherical aberration, astigmatism, and arrow-shaped aberration, two aberration correcting optical elements for correcting each aberration may be incorporated.
  • the optical path includes three types of aberrations, coma, spherical aberration, astigmatism, and arrow-shaped aberration, which are generated in the light path, three aberration correcting optical elements for correcting each aberration are provided. May be incorporated.
  • the aberration generated in the light path includes all of coma, spherical aberration, astigmatism, and arrow-shaped aberration, four aberration correction optical elements for correcting each aberration may be incorporated. .
  • the number of levels of the step-like pattern in the aberration correction optical elements 4a, 4b, 4c, and 4d shown in FIGS. 2 to 5 is three, but any number of levels may be used as long as it is two or more. . As the number of levels increases, the residual RMS wavefront aberration can be reduced.
  • FIGS. 10A to 10E are diagrams showing the aberration correcting optical element 4e in the present embodiment
  • FIGS. 11A to 11E show the aberration correcting optical element 4f in the present embodiment
  • FIGS. 12A to 12E are diagrams showing the aberration correcting optical element 4 g according to the present embodiment
  • FIGS. 13A to 13E are aberration correcting optical elements according to the present embodiment.
  • FIG. 6 is a view showing an element 4h.
  • (A) of each figure is a plan view
  • (b) to (e) are sectional views.
  • This embodiment is different from the first embodiment described above in that the aberration correction optical element 4 is selected from aberration correction optical elements 4 e to 4 h shown in FIGS. 10 to 13 as aberration correction optical elements 4. The difference is that an optical element is used.
  • Other configurations and operations in the present embodiment are the same as those in the first embodiment described above.
  • FIG. 10 shows the aberration
  • FIG. 9 is a plan view showing a correction optical element 4e.
  • the aberration correction optical element 4e is composed of a single region, eliminates the steps on the surface of the aberration correction optical element 4a shown in FIGS. 2 (a) to 2 (e), and replaces the entire surface with a single curved surface. It was formed with.
  • the circle drawn by the two-dot chain line in the figure corresponds to the effective area of the objective lens 6.
  • FIGS. 10 (b) to 10 (e) are cross-sectional views taken along the line E-E 'shown in FIG. 10 (a) showing four types of aberration correcting optical elements 4e having different coma aberration correction amounts and different Zs or signs. is there.
  • the contour of the element in a section passing through the center and parallel to the X direction is curved.
  • the aberration correction optical element 4e having such a cross section can be manufactured by molding glass or plastic.
  • the height increases from the center toward the negative side of the X axis, then decreases, and then decreases from the center toward the positive side of the X axis. The height once decreases and then increases. The height of the highest point is H higher than the height of the center, and the height of the lowest point is H lower than the height of the center.
  • the height increases from the center toward the negative side of the X axis, then decreases, and then decreases from the center toward the positive side of the X axis. The height is low and then high.
  • the height of the highest point is 2H higher than the height of the center, and the height of the lowest point is 2H lower than the height of the center.
  • the height temporarily decreases from the center to the negative side of the X axis, then increases, and then moves from the center to the positive side of the X axis. The height becomes higher and then lower.
  • the height of the highest point is H higher than the height of the center, and the height of the lowest point is H lower than the height of the center.
  • the height of the highest point is 2H higher than the height of the center, and the height of the lowest point is the height of the center. 2H lower than that.
  • the cross section in the Y direction passing through the center of the aberration correction optical element 4e is flat.
  • the wavefront difference in the cross section in the X direction passing through the center of the aberration correction optical element 4e when the coma aberration generated in the optical system is corrected using the aberration correction optical element 4e is the same as that shown in FIG.
  • the aberration correction optical element 4ei shown in FIG. 10 (b) is used.
  • the height H in Fig. 10 (b) is set so that the coma shown in Fig. 6 (a) can be completely corrected using the aberration correction optical element 4e, that is, the residual RMS wavefront aberration is reduced to 0 ⁇ . It is designed to be When correcting the coma aberration shown in FIG.
  • the wavefront difference in the section in the Y direction passing through the center of the aberration correction optical element 4e is 0 ⁇ .
  • the coma generated in the optical system has a maximum RMS wavefront aberration of 0.05 ⁇ .
  • four types of aberration correcting optical elements 4e shown in FIGS. 10B to 10E are prepared. And, except for the aberration correction optical element 4e, the semiconductor The amount and sign of coma generated in the optical system from the laser 1 to the objective lens 6 are measured by an interferometer or the like. After that, according to the amount and sign of the measured coma aberration, one of the four types of aberration correction optical element 4 e is provided with one type of aberration as necessary so that the residual RMS wavefront aberration after correction becomes the smallest. Select the correction optical element 4e and insert it into the optical system.
  • the coma aberration correction using the aberration correction optical element 4 e is not performed. If the RMS wavefront aberration is greater than 0.01 ⁇ and less than 0.03, the aberration correction optical element 4ei shown in Fig. 10 (b) or the aberration correction shown in Fig. 10 (d) is used according to the sign of the comma aberration. It intends line correction of coma aberration using the optical element 4 e 3. As a result, the residual RMS wavefront aberration after the correction can be reduced to 0.01 or less.
  • the aberration correction optical element 4 e 2 or 10 e shown in FIG. performing coma correction using the aberration ToTadashi optical element 4 e 4 shown.
  • the residual RMS wavefront aberration after correction can be reduced to 0.01 ⁇ or less.
  • FIG. 10 illustrates the case where the direction of the coma aberration generated in the optical system is the X direction
  • the direction and the aberration correction optical The coma aberration is corrected by rotating the aberration correction optical element 4e in a plane perpendicular to the optical axis of the incident light so that the directions of the coma difference that can be corrected by the element 4e are approximately the same. be able to.
  • the aberration correction optical element 4 f shown in FIG. 11 can be used as the aberration correction optical element 4.
  • FIG. 11A is a plan view of the aberration correction optical element 4f.
  • the aberration correction optical element 4 f is a single In this case, there is no step on the surface of the aberration correction optical element 4b shown in FIGS. 3 (a) to 3 (e), and the whole is formed by a single curved surface.
  • the circle drawn by the two-dot chain line in the figure corresponds to the effective area of the objective lens 6.
  • FIGS. 11 (b) to 11 (e) are cross-sectional views taken along line FF ′ shown in FIG. 11 (a) showing four types of aberration correction optical elements 4f having different amounts of correction of spherical aberration and / or different signs. It is.
  • the contour of the element in a section passing through the center and parallel to the X direction is curved.
  • the aberration correction optical element 4 f having such a cross section can be manufactured by molding glass or plastic.
  • the height once increases from the center toward the positive and negative sides of the X axis, and then decreases.
  • the height of the highest point is 2H higher than the height of the lowest point.
  • the aberration correcting optical element 4 f 2 shown in FIG. 1 1 (c) lower then has decreased rather high gar ⁇ toward the positive ⁇ Pi negative side of the X-axis from the center.
  • the height of the highest point is 4H higher than the height of the lowest point.
  • the height in towards heart to the positive and negative side of the X axis increases after became over ⁇ low.
  • the height of the highest point is 2H higher than the height of the lowest point.
  • the aberration correcting optical element 4 f 4 shown in FIG. 1 1 (e) higher after connexion height suited from the center to the positive and negative side of the X axis becomes temporarily lower.
  • the height of the highest point is 4H higher than the height of the lowest point.
  • the cross section in the Y direction passing through the center of the aberration correction optical element 4 f is the same as the cross section in the X direction passing through the center.
  • the wavefront difference in the cross section in the X direction passing through the center of the aberration correction optical element 4f when correcting the spherical aberration generated in the optical system using the aberration correction optical element 4f is the same as that shown in FIG. That is, when the spherical aberration shown in FIG. 7A is corrected, the aberration correction optical element 4 f shown in FIG. 11B is used.
  • the height H in Fig. 11 (b) is calculated by using the aberration correction optical element 4f in Fig. 7 (a). It is designed to completely correct the spherical aberration shown in (1), that is, the residual RMS wavefront aberration becomes zero.
  • the wavefront difference in the section in the ⁇ direction passing through the center of the aberration correcting optical element 4 f is the same as the wavefront aberration in the section in the X direction passing through the center.
  • the spherical aberration generated in the optical system is at most 0.05 ⁇ as the RMS wavefront aberration.
  • four types of aberration correction optical elements 4f shown in FIGS. 11 (b) to (e) are prepared.
  • the amount and sign of the spherical aberration generated in the optical system from the semiconductor laser 1 to the objective lens 6 excluding the aberration correction optical element 4 f are measured by an interferometer or the like.
  • one of the four types of aberration correction optics 4 f if necessary, so that the residual RMS wavefront aberration after correction is minimized. Select the optical element 4 f and insert it into the optical system.
  • the spherical aberration is not corrected using the aberration correcting optical element 4 f. If the RMS wavefront aberration is greater than 0.01 ⁇ and less than 0.03 ⁇ , the sign of spherical aberration Depending on the signal, spherical aberration is corrected using the aberration correcting optical element 4 f shown in FIG. 11B or the aberration correcting optical element 4 f 3 shown in FIG. 11D. As a result, the residual RMS wavefront aberration after correction can be reduced to 0.01 ⁇ or less.
  • the aberration correcting optical element 4 f 2 shown in Fig. 11 (c) or Fig. 11 (e) according to the sign of the spherical aberration The spherical aberration is corrected using the aberration correcting optical element 4 f 4 shown in FIG.
  • the residual RMS wavefront aberration after the correction can be reduced to 0.01 ⁇ or less.
  • four types of aberration correction optical element 4 f were used. ⁇ The more the amount of spherical aberration correction and the type of aberration correction optical element 4 f with different Z or sign, the smaller the residual RMS wavefront aberration after correction. can do.
  • FIG. 12A is a plan view of the aberration correction optical element 4 g.
  • the aberration correction optical element 4g is composed of a single area, eliminates the steps on the surface of the aberration correction optical element 4c shown in FIGS. 4 (a) to 4 (e), and has a single curved surface as a whole. It was formed.
  • the circle drawn by the two-dot chain line in the figure corresponds to the effective area of the objective lens 6.
  • FIGS. 12 (b) to 12 (e) are cross-sectional views along line GG ′ shown in FIG.
  • the aberration correcting optical element 4 g having such a cross section can be manufactured by molding glass or plastic.
  • the height increases from the center toward the positive and negative sides of the X-axis.
  • the height of the highest point is H higher than the height of the center.
  • the height increases from the center toward the positive and negative sides of the X axis. Highest point high The height is 2H higher than the height of the center.
  • the height decreases from the center toward the positive and negative sides of the X axis. The height of the lowest point is lower by H than the height of the center.
  • the height decreases from the center toward the positive and negative sides of the X axis.
  • the height of the lowest point is 2H lower than the height of the center.
  • the profile of the element in a cross section parallel to the Y direction passing through the center of the aberration correction optical element 4 g is curved like the cross section parallel to the X direction.
  • the height decreases from the center toward the positive and negative sides of the Y axis.
  • the height of the lowest point is H lower than the height of the center.
  • the height decreases from the center toward the positive and negative sides of the Y axis.
  • the height of the lowest point is 2H lower than the height of the center.
  • the height increases from the center toward the positive and negative sides of the Y axis.
  • the height of the highest point is H higher than the height of the center.
  • the height increases from the center toward the positive and negative sides of the Y-axis.
  • the height of the highest point is 2H higher than the height of the center.
  • the wavefront difference in the cross section in the X direction passing through the center of the aberration correcting optical element 4 g is the same as that shown in FIG. . That is, when correcting the astigmatism shown in FIG. 8A, the aberration correcting optical element 4 gl shown in FIG. 12B is used.
  • the height H in Fig. 12 (b) is set so that the astigmatism shown in Fig. 8 (a) can be completely corrected using the aberration correcting optical element 4g, that is, the residual RMS wavefront aberration is reduced to zero. Designed to be.
  • FIG. 8 (b) using the aberration correcting optical element 4 g 2 shown in FIG. 1 2 (c).
  • Height 2 H in FIG. 1 2 (c) is shown in FIG. 8 (b) using the aberration ToTadashi optical element 4 g 2 It is designed so that astigmatism can be completely corrected, that is, the residual RMS wavefront aberration becomes 0 ⁇ .
  • the aberration correcting optical element 4 g 3 shown in FIG. 12 (d) is used.
  • Contact Keru height H in FIG. 1 2 (d) as can be completely corrected non TenOsamu difference shown in FIG.
  • the aberration correcting optical element 4 g 4 shown in FIG. 12E is used. Height 2H in FIG 1 2 (e), as the astigmatism shown in FIG. 8 (d) using the aberration correcting optical element 4 g 4 fully ToTadashi, i.e., residual RMS wavefront aberration is 0 lambda It is designed to be
  • the sign of the wavefront aberration in the section in the ⁇ direction passing through the center of the aberration correcting optical element 4 g is opposite to the sign of the wavefront aberration in the section in the X direction passing through the center.
  • one type of aberration correcting optical element 4 g is selected as necessary so that the residual RMS wavefront aberration after capture is minimized, and is included in the optical system. Buy. Specifically, when the RMS wavefront aberration is less than 0.01 ⁇ , the astigmatism correction using the aberration correction optical element 4g is not performed. When the RMS wavefront aberration is larger than 0.01 ⁇ and smaller than 0.03 ⁇ , the aberration correcting optical element 4 g shown in FIG. 12B or FIG. d) Astigmatism is corrected using the aberration correction optical element 4 g 3 shown in (d). This makes it possible to reduce the residual RMS wavefront aberration after correction to 0.01 ⁇ or less.
  • the astigmatism using the aberration correcting optical element 4 g 2 shown in FIG. 12 (c) or the aberration correcting optical element 4 g 4 shown in FIG. make corrections.
  • the residual RMS wavefront aberration after correction can be reduced to 0.01 ⁇ or less.
  • the type of the aberration correcting optical element 4 g is set to four types.However, as the astigmatism correction amount and the type of the aberration correcting optical element 4 g having a different Z or sign increase, the residual RMS wavefront aberration after correction increases. Can be reduced.
  • FIG. 12 describes the case where the direction of astigmatism generated in the optical system is the XY direction
  • the case where the direction of astigmatism generated in the optical system is different from the XY direction is also described.
  • the aberration-correcting optical element 4 g is rotated and installed in a plane perpendicular to the optical axis of the incident light so that the direction and the direction of astigmatism that can be corrected by the aberration-correcting optical element 4 g substantially match. Astigmatism can be corrected.
  • FIG. 13A is a plan view of the aberration correction optical element 4h.
  • the aberration correction optical element 4 h is composed of a single area, and eliminates the steps on the surface of the aberration correction optical element 4 d shown in FIGS. 5 (a) to 5 (e) to form a single curved surface as a whole. It was formed by The circle drawn by the two-dot chain line in the figure corresponds to the effective area of the objective lens 6.
  • FIGS. 13 (b) to 13 (e) are cross-sectional views taken along the line H—H ′ shown in FIG. FIG. As shown in FIGS. 13 (b) to 13 (e), the contour of the element in a section passing through the center and parallel to the X direction is curved.
  • the aberration correction optical element 4h having such a cross section can be manufactured by molding glass or plastic.
  • the X-axis from the center The height decreases toward the negative side of, and increases from the center toward the positive side of the X axis.
  • the height of the highest point is H higher than the height of the center, and the height of the lowest point is H lower than the height of the center.
  • the height of the highest point is 2 H higher than the height of the center, and the height of the lowest point is 2 H lower than the height of the center.
  • the height increases toward the negative side of the X-axis from the center, low X-axis positive suited One in height to the side from the center Become.
  • the height of the highest point is H higher than the height of the center, and the height of the lowest point is H lower than the height of the center.
  • the height increases toward the negative side of the X-axis from the center, the height becomes lower toward the center to the positive side of the X-axis .
  • the height of the highest point is 2 H higher than the height of the center, and the height of the lowest point is 2 H lower than the height of the center.
  • the contour of the element passing through the center of the aberration correcting optical element 4 h and parallel to the direction inclined 60 ° from the + X direction to the one Y direction is curved like the cross section parallel to the X direction.
  • the height decreases from the center in the direction inclined 60 ° from the + X direction to the one Y direction, and the height decreases from the center to the + X direction.
  • the height increases in the direction inclined 60 ° in the Y direction.
  • the height of the highest point is H higher than the height of the center, and the height of the lowest point is H lower than the height of the center.
  • the height becomes lower toward the direction tilted 60 ° to single Y-direction from the + X direction from the center, from the -X direction + Height increases in the direction inclined 60 ° in the Y direction.
  • the height of the highest point is 2 H higher than the height of the center, and the height of the lowest point is 2 H lower than the height of the center.
  • the aberration correcting optical element 4 h 3 shown in FIG. 13 (d) from the center, The height increases in the direction inclined 60 ° from the + X direction to the Y direction, and decreases from the center in the direction inclined 60 ° from the X direction to the + + direction.
  • the height of the highest point is ⁇ higher than the height of the center, and the height of the lowest point is ⁇ lower than the height of the center.
  • the aberration correcting optical element 4 h 4 shown in Fig. 1 3 (e) from the center, + 60 ° tilted toward selfish height direction from the X direction to the one Y-direction is increased from the center, from a X direction + The height decreases toward the direction inclined 60 ° in the Y direction.
  • the height of the highest point is 2 H higher than the height of the center, and the height of the lowest point is 2 H lower than the height of the center.
  • the profile of the element passing through the center of the aberration correcting optical element 4h and parallel to the direction inclined by 60 ° from the + X direction to the + Y direction has the same curved shape as the cross section parallel to the X direction.
  • the height decreases from the center in the direction inclined 60 ° from the + X direction to the + Y direction, and from the center, from one X direction.
  • the height increases in the direction inclined 60 ° in the Y direction.
  • the height of the highest point is H higher than the height of the center, and the height of the lowest point is H lower than the height of the center.
  • the height of the highest point is H higher than the height of the center, and the height of the lowest point is H lower than the height of the center.
  • the aberration correcting optical element 4 h 4 shown in Fig. 1 3 (e) from the center, the higher the direction selfish height from the + X direction + Y direction to the 60 ° inclined direction, from the center, from a X direction Tilted 60 ° in Y direction The height decreases toward the direction.
  • the height of the highest point is 2 H higher than the height of the center, and the height of the lowest point is 2 H lower than the height of the center.
  • the wavefront difference in the cross section in the X direction passing through the center of the aberration correcting optical element 4 h is the same as that shown in FIG. is there. That is, when correcting the arrow-shaped aberration shown in FIG. 9A, the aberration correcting optical element 41 ⁇ shown in FIG. 13B is used.
  • the height H in FIG. 13 (b) is such that the arrow-shaped aberration shown in FIG. 9 (a) can be completely corrected using the aberration correcting optical element 4 hi, that is, the residual RMS wavefront aberration is ⁇ . It is designed to be.
  • the wavefront aberration in the section parallel to the direction inclined 60 ° from the + X direction to the one Y direction passing through the center of the aberration correction optical element 4 h is the wavefront aberration in the section parallel to the X direction passing through the center. Is the same as In addition, the wavefront aberration in a cross section passing through the center of the aberration correcting optical element 4 h and parallel to the direction inclined 60 ° from the + X direction to the + Y direction is the same as the wavefront aberration in the cross section passing through the center and parallel to the X direction. the same It is.
  • the arrow-shaped aberration generated in the optical system is at most 0.05 ⁇ as the RMS wavefront aberration.
  • four types of aberration correcting optical elements 4h shown in FIGS. 13 (b) to 13 (e) are prepared.
  • the amount and sign of the arrow-shaped aberration generated in the optical system from the semiconductor laser 1 to the objective lens 6 excluding the aberration correction optical element 4 h are measured by an interferometer or the like.
  • the measured amount and sign of the arrow-shaped aberration are measured by an interferometer or the like.
  • one type of aberration correction optical element 4 h is selected as necessary so that the residual RMS wavefront aberration after correction is minimized. Enter. Specifically, when the RMS wavefront aberration is less than or equal to 0.1 ⁇ ⁇ , the correction of the arrow-shaped aberration using the aberration correction optical element 4 h is not performed. When the RMS wavefront aberration is larger than 0.01 ⁇ and smaller than 0.03 ⁇ , the aberration correcting optical element 41 ⁇ shown in Fig. 13 (b) or Fig. 13 (d) depends on the sign of the arrow-shaped difference. arrows aberration correction using the aberration correction optical element 4 h 3 shown to do.
  • the arrow-shaped aberration is corrected using the aberration correction optical element 4 h 4 shown in ().
  • the residual RMS wavefront aberration after correction can be reduced to 0.01 ⁇ or less.
  • four types of aberration correction optical element 4 h are used.However, as the number of types of aberration correction optical element 4 h having different correction amounts and / or signs of the arrow-shaped aberration increases, the residual RMS wavefront aberration after correction becomes smaller. It can be made smaller.
  • the direction of the arrow-shaped aberration generated in the optical system is the X direction, the direction inclined 60 ° from the + X direction to one Y direction, and the direction inclined 60 ° from the + X direction to the + Y direction.
  • the direction of the arrow-shaped aberration generated in the optical system is the X direction, the direction inclined 60 ° from the + X direction to one Y direction, and the + Y direction from the + X direction.
  • the aberration-corrected optical element 4 h is incident on the aberration-corrected optical element 4 h so that the direction substantially matches the direction of the arrow-shaped aberration that can be corrected by the aberration-corrected optical element 4 h. If it is installed by rotating it in a plane perpendicular to the optical axis, the arrow-shaped difference can be corrected.
  • any one of the aberration correcting optical elements 4 e, 4 f, 4 g, and 4 h is used, and coma, spherical aberration, astigmatism, and the like generated in the optical system are used.
  • any two or more aberration correcting optical elements can be used to correct any two or more aberrations.
  • the aberration correction optical element is designed so that the surface of the aberration correction optical element is constituted by a curved surface and the aberration of the optical system can be completely corrected, as compared with the first embodiment described above. Therefore, the aberration of the optical system can be corrected more accurately.
  • the design and manufacture of the aberration correction optical element is slightly more difficult than in the first embodiment. The other effects of the present embodiment are the same as those of the above-described first embodiment.
  • the optical information recording / reproducing apparatus that performs both recording and reproducing on the disk 7 has been described.
  • the present invention is not limited to this, and may be a playback-only device that performs only playback on the disc 7.
  • the semiconductor laser 1 is not driven by the semiconductor laser drive circuit 13 based on the recording signal, but is always driven with a constant output.
  • the optical information recording / reproducing device is not limited to a DVD drive, and may be a read-only device, and may be a DVD-R (Digital Versatile Disc Recordable: writable). DVD) drive, DVD-ROM (Digital Versatile Disc-Read Only Memory) drive, or DVD—RW (Digital Versatile Disk Rewritable) Or a CD-R (Compact Disc Recordable: writable compact disc) or a CD-ROM (Compact Disk Read Only Memory).
  • DVD-R Digital Versatile Disc Recordable: writable
  • DVD—RW Digital Versatile Disk Rewritable
  • CD-R Compact Disc Recordable: writable compact disc
  • CD-ROM Compact Disk Read Only Memory
  • the present invention relates to an optical head device for performing recording and / or reproduction on an optical recording medium such as a DVD, a DVD-R, a DVD-ROM, a DVD-RW, a CD-R, and a CD-ROM.
  • the present invention relates to a manufacturing method and an optical information recording / reproducing device.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Head (AREA)

Abstract

光学系で生じる特定の収差を補正するため、収差の補正量及び／又は符号が異なる複数種類の収差補正光学素子（４）を準備しておく。収差補正光学素子（４）を除く、半導体レーザ（１）から対物レンズ６までの光学系で生じる収差の量及び符号を干渉計等により測定する。測定した収差の量及び符号に応じて、複数種類の収差補正光学素子（４）の中から、補正後の残留ＲＭＳ波面収差が最も小さくなるように、必要に応じて１種類の収差補正光学素子（４）を選択し、半導体レーザ（１）から対物レンズ（６）までの光学系中に挿入する。

Description

光ヘッド装置、 その製造方法及び光学式情報記録再生装置
技術分野
本発明は、 光記録媒体に対明して記録及びノ又は再生を行うための光へッ ド装置、 その製造方法及び光学式情報記録再生装置に関し、 特に、 光へッ 糸
ド装置の光学系において生じる各種の収差を簡単に補正することが可能な 光へッド装置、 その製造方法及びこの光へッド装置が組み込まれた光学式 情報記録再生装置に関する。
背景技術
光学式情報記録再生装置における記録密度は、 光へッド装置が光記録媒 体上に形成する集光スポットの径の 2乗に反比例する。 即ち、 集光スポッ トの径が小さいほど記録密度は高くなる。 集光スポッ トの径は光ヘッド装 置における光源の波長に比例し、対物レンズの開口数に反比例する。即ち、 光源の波長が短く、 対物レンズの開口数が高いほど集光スポットの径は小 さくなる。
ところで、 光ヘッド装置の光学系においては、 光学部品の製造誤差及び 調整誤差等により、 コマ収差、 球面収差、 非点収差、 矢型収差等の各種の 収差が生じる。 例えば、 対物レンズの入射面の中心と出射面の中心とが互 いにずれるとコマ収差及び非点収差が生じ、 対物レンズの入射面と出射面 との間隔が設計からずれると球面収差が生じる。 光へッド装置の光学系で 各種の収差が生じると、 集光スポッ トの形状が乱れ、 記録再生特性が悪化 する。 コマ収差、球面収差、非点収差の大きさは、光源の波長に反比例し、 夫々対物レンズの開口数の 3乗、 4乗、 2乗に比例する。 このため、 光源 の波長が短く、 対物レンズの開口数が高いほど、 記録再生特性に対する各 種の収差のマージンは狭くなる。 従って、 記録密度を高めるために光源の 波長を短くして、 対物レンズの開口数を高くした光へッド装置及び光学式 情報記録再生装置においては、 記録再生特性を悪化させないために、 光へ ッド装置の光学系で生じる各種の収差を補正することが必要である。
各種の収差を補正することが可能な従来の光へッド装置として、 光学系 中に液晶光学素子を設けた光へッド装置が知られている（例えば、文献（ォ プテイクス ·デザイン 第 2 1号 第 5 0頁〜第 5 5頁） 及び特開 2 0 0 2 - 3 7 3 4 4 1号公報参照。 ） 。 図 1 4は、 従来の光学系中に液晶光学 素子を設けた光へッド装置を示すプロック図である。図 1 4に示すように、 この従来の光へッド装置においては、 半導体レーザ 1が設けられており、 この半導体レーザ 1が出射するレーザ光の経路に沿って、 半導体レーザ 1 から出射されたレーザ光を平行光とするコリメータレンズ 2、 P偏光を透 過させ S偏光を所定の方向に向けて反射する偏光ビームスプリッタ 3、 入 射した光の位相分布を制御して透過させる液晶光学素子 1 8、 相互に垂直 な方向に振動する直線偏光が入射したときに、 これらの間に 1 / 4波長分 の位相差を与える 1 / 4波長板 5、 入射した平行光を収束させる対物レン ズ 6が設けられており、 この対物レンズ 6の焦点に光記録媒体であるディ スク 7が配置されるようになっている。 また、 偏光ビームスプリッタ 3に より反射される光の経路に沿って、 円筒レンズ 8、 レンズ 9及び光検出器 1 0が配置されている。 光検出器 1 0は、 円筒レンズ 8及びレンズ 9から なる複合レンズにより形成される 2つの焦線の中間に設置されている。 図 1 4に示す従来の光へッド装置においては、 光源である半導体レーザ 1がレーザ光を出射し、 このレーザ光がコリメータレンズ 2により平行光 化され、 偏光ビームスプリッタ 3に P偏光として入射してほぼ完全に透過 し、 液晶光学素子 1 8を透過し、 1ノ 4波長板 5を透過して直線偏光から 円偏光に変換され、 対物レンズ 6で光記録媒体であるディスク 7上に集光 される。 そして、 ディスク 7において反射される。 ディスク 7からの反射 光は対物レンズ 6を逆向きに透過し、 1Z4波長板 5を透過して円偏光か ら往路と偏光方向が直交した直線偏光に変換され、 液晶光学素子 1 8を逆 向きに透過し、 偏光ビームスプリッタ 3に S偏光として入射してほぼ完全 に反射され、 円筒レンズ 8及ぴレンズ 9を透過することにより非点収差を 与えられ、 光検出器 1 0で受光される。
図 1 5 (a) 乃至 （c) は液晶光学素子を示す平面図であり、 （a) は コマ収差を補正する液晶光学素子 1 8 aを示し、 （b) は球面収差を補正 する液晶光学素子 1 8 bを示し、 （c) は非点収差を補正する液晶光学素 子 1 8 cを示す。 液晶光学素子 1 8 a、 1 8 b、 1 8 cの構成は、 例えば 前述の文献 （ォプテイクス ·デザイン 第 2 1号 第 5 0頁〜第 5 5頁） に記載されている。 なお、 図中の破線は対物レンズ 6の有効領域に相当す る。 液晶光学素子 1 8 a〜l 8 cは、 各領域に印加する電圧を制御するこ とにより、 各領域の屈折率を制御して、 入射光の位相分布を制御するもの である。
図 1 5 (a) に示すように、 液晶光学素子 1 8 aは、 領域 1 9 a〜 1 9 eの 5つの領域に分割されている。 領域 1 9 b及び 1 9 eに第 1の電圧 V 1を印加し、 領域 1 9 aに第 2の電圧 V 2を印加し、 領域 1 9 c及び 1 9 dに第 3の電圧 V 3を印加する。 このとき、 V 1— V 2=V 2— V 3 =V とし、電圧 Vを変化させると透過光に対するコマ収差が変化する。そこで、 電圧 Vを調整することにより、 光学系で生じているコマ収差を打ち消すよ うなコマ収差を液晶光学素子 1 8 aで発生させ、 コマ収差の補正を行う。 また、 図 1 5 (b) に示すように、 液晶光学素子 1 8 bは、 領域 1 9 f 〜1 9 jの 5つの領域に分割されている。 領域 1 9 hに第 1の電圧 V 1を 印加し、 領域 1 9 g及ぴ 1 9 iに第 2の電圧 V 2を印加し、 領域 1 9 ί及 ぴ 19 jに第 3の電圧 V 3を印加する。 このとき、 V1—V2=V2—V 3=Vとし、 電圧 Vを変化させると透過光に対する球面収差が変化する。 そこで、 電圧 Vを調整することにより、 光学系で生じている球面収差を打 ち消すような球面収差を液晶光学素子 18 bで発生させ、 球面収差の捕正 を行う。
更に、 図 15 (c) に示すように、 液晶光学素子 18 cは、 領域 19 k 〜 19 oの 5つの領域に分割されている。 領域 19 1及ぴ 19 mに第 1の 電圧 VIを印加し、 領域 19 kに第 2の電圧 V 2を印加し、 領域 19 n及 ぴ 19 oに第 3の電圧 V 3を印加する。 このとき、 V I— V2=V2— V 3=Vとし、 電圧 Vを変化させると透過光に対する非点収差が変化する。 そこで、 電圧 Vを調整することにより、 光学系で生じている非点収差を打 ち消すような非点収差を液晶光学素子 18 cで発生させ、 非点収差の捕正 を行う。
一方、 液晶光学素子以外の収差補正装置を組み込んだへッド装置も開発 されている。 例えば、 複数の光学素子と、 この複数の光学素子間の相対的 な位置を制御する可動手段とを備えた収差補正装置を組み込んだへッド装 置が開示されている （例えば、 特開 2000— 1 13494号公報及び特 開 2001— 043549号公報参照。 ） 。 このようなへッド装置におい ては、 ヘッド装置の光学系において発生する収差に応じて、 可動手段によ り複数の光学素子の相対的な位置関係を制御することにより、 収差捕正装 置の収差を前記へッド装置の収差を打ち消すように制御することができる。 また、 予めへッド装置の光学系の収差を打ち消すように調整された収差 補正素子を、 ヘッド装置に組み込む技術も開示されている （例えば、 特開 2003-006909号公報参照。 ） 。
しかしながら、上述の従来の技術には、以下に示すような問題点がある。 図 14に示す従来の光へッド装置において、 光学系で生じる各種の収差を 液晶光学素子 1 8により補正するためには、 液晶光学素子 1 8の各領域に 電圧を印加するための駆動回路 （図示せず） が必要である。 また、 その駆 動回路を制御するための、 制御回路 （図示せず） も必要である。 従って、 本光へッド装置を用いた光学式情報記録再生装置の構成が極めて複雑にな り、 コストが増大すると共に大型化する。
また、'複数の光学素子及ぴ可動手段を備えた収差補正装置を組み込んだ へッド装置においても、 可動手段を動作させるための回路が必要となり、 光学式情報記録再生装置の構成が複雑になる。
更に、 へッド装置に、 予めへッド装置の光学系の収差を打ち消すように 調整された収差補正素子を組み込む技術においては、 以下に示す問題点が ある。 即ち、 ヘッド装置の光学系の収差には機差があり、 同一の設計によ り製造された複数台のへッド装置においても、 光学系の収差は相互に異な つている。 このため、 これらの複数台のヘッド装置に同じ収差補正素子を 組み込んでも、 収差を精度よく補正することができない。 また、 個々のへ ッド装置に対して最適に調整された収差捕正素子を作製すると、 へッド装 置の製造コストが極めて高くなつてしまう。 発明の開示
本発明の目的は、 従来の光へッド装置及び光学式情報記録再生装置にお ける上述の課題を解決し、 特別な駆動回路及ぴ制御回路を必要とせず、 光 へッド装置の光学系で生じる各種の収差を簡単に低コストで補正すること が可能な光へッド装置、 その製造方法及び光学式情報記録再生装置を提供 することにある。
本発明に係る光ヘッド装置は、 光源と、 この光源から出射した光を光記 録媒体に集光する対物レンズと、 前記光記録媒体により反射された光を検 出する光検出器と、 前記光源から前記対物レンズまでの前記光の経路に介 6 06333
在しこの経路において発生する前記光の収差を補正する 1又は複数枚の収 差捕正光学素子と、 を有し、 前記 1又は複数枚の収差補正光学素子は、 複 数種類の収差捕正光学素子の中から前記収差に応じて選択されたものであ ることを特徵とする。
本発明においては、 光の経路に介在するように設けた収差補正光学素子 により、 この光の経路において生じる各種の収差を補正する。 そして、 こ の収差補正光学素子は、 予め用意された複数種類の収差補正光学素子の中 から、 前記収差に応じて選択されたものであるため、 収差を精度よく補正 でき、 また、 収差補正光学素子を駆動するための駆動回路は不要である。
また、 この駆動回路を制御するための制御回路も不要である。 更に、 個々 のへッド装置に対して最適に調整された収差捕正光学素子を作製する必要 もない。 従って、 この光ヘッド装置を組み込んだ光学式情報記録再生装置 の構成を複雑にすることなく、 低いコストで各種の収差を簡単に補正する ことができる。
また、 前記複数種類の収差補正光学素子は、 補正する収差の種類、 符号 又は補正量が相互に異なるものであることが好ましい。 これにより、 光の 経路において生じる収差がどのようなものであっても、 多くの場合につい て収差を捕正することができる。
更に、 前記収差補正光学素子における前記光が入射又は出射する表面の うち少なくとも一方の表面が、 2レベル以上のステップを有する階段状で あってもよい。 これにより、 収差補正光学素子を容易に作製することがで きる。
又は、 前記収差補正光学素子における前記光が入射又は出射する表面の うち少なくとも一方の表面が、 曲面により形成されていてもよい。 これに より、 収差を精度良く補正することができる。
本発明に係る光ヘッド装置の製造方法は、 光源、 この光源から出射した 光を光記録媒体に集光する対物レンズ、 及び前記光記録媒体により反射さ れた光を検出する光検出器を備えた光学系を組み立てる工程と、 前記光学 系における前記光源から前記対物レンズまでの前記光の経路において発生 する収差を測定する工程と、 この収差の測定結果に基づ V、て複数種類の収 差補正光学素子の中から前記光の収差を補正する 1又は複数枚の収差補正 光学素子を選択して、 前記光の経路に介在するように前記光学系に組み込 む工程と、 を有することを特徴とする。
本発明に係る光学式情報記録再生装置は、 前記光ヘッド装置と、 前記光 源を駆動する第一の回路と、 前記光検出器の出力信号に基づいて再生信号 及び誤差信号を生成する第二の回路と、 前記誤差信号に基づいて前記対物 レンズの位置を制御する第三の回路と、 を有することを特徴とする。 本発明によれば、 複数種類の収差捕正光学素子の中から、 収差に応じて 選択された 1又は複数枚の収差捕正光学素子を組み込むことにより、 光へ ッド装置の光学系で生じる各種の収差を、 特別な駆動回路や制御回路を必 要とせずに簡単に補正することができる。 これにより、 光学式情報記録再 生装置を低コスト化及び小型化することができる。 図面の簡単な説明
図 1は、 本発明の第 1の実施形態に係る光学式情報記録再生装置を示す ブロック図である。
図 2 (a) は、 本実施形態におけるコマ収差を補正する収差補正光学素 子 4 aを示す平面図であり、 図 2 (b) 乃至図 2 (e) は図 2 (a) に示 す A— A' 線による断面図である。
図 3 (a) は、 本実施形態における球面収差を補正する収差補正光学素 子 4 bを示す平面図であり、 図 3 (b) 乃至図 3 (e) は図 3 (a) に示 す B— B' 線による断面図である。 図 4 (a) は、 本実施形態における非点収差を補正する収差補正光学素 子 4 cを示す平面図であり、 図 4 (b) 乃至図 4 ( e ) は図 4 ( a) に示 す C一 C， 線による断面図である。
図 5 (a) は、 本実施形態における矢型収差を補正する収差補正光学素 子 4 dを示す平面図であり、 図 5 (b) 乃至図 5 (e) は図 5 (a) に示 す D— D' 線による断面図である。
図 6 (a) 乃至図 6 (h) は、 横軸に収差補正光学素子 4 aの中心を通 る X方向の断面における位置をとり、 縦軸に収差量をとつて、 光学系又は 収差補正光学素子 4 aの波面収差を示すグラフ図である。
図 7 (a) 乃至図 7 (h) は、 横軸に収差補正光学素子 4 bの中心を通 る X方向の断面における位置をとり、 縦軸に収差量をとつて、 光学系又は 収差補正光学素子 4 bの波面収差を示すグラフ図である。
図 8 (a ) 乃至図 8 (h) は、 横軸に収差補正光学素子 4 cの中心を通 る X方向の断面における位置をとり、 縦軸に収差量をとつて、 光学系又は 収差補正光学素子 4 cの波面収差を示すグラフ図である。
図 9 (a ) 乃至図 9 (h) は、 横軸に収差補正光学素子 4 dの中心を通 る X方向の断面における位置をとり、 縦軸に収差量をとつて、 光学系又は 収差補正光学素子 4 dの波面収差を示すグラフ図である。
図 1 0 (a〉 は、 本発明の第 2の実施形態におけるコマ収差を捕正する 収差補正光学素子 4 eを示す平面図であり、 図 1 0 (b) 乃至図 1 0 (e) は図 1 0 (a) に示す E— E， 線による断面図である。
図 1 1 (a) は、 本実施形態における球面収差を補正する収差補正光学 素子 4 f を示す平面図であり、図 1 1 (b)乃至図 1 1 (e)は図 1 1 (a ) に示す F— F， 線による断面図である。
図 1 2 (a) は、 本実施形態における非点収差を補正する収差補正光学 素子 4 gを示す平面図であり、図 1 2 (b)乃至図 1 2 (e )は図 1 2 (a) に示す G— G' 線による断面図である。
図 1 3 (a) は、 本実施形態における矢型収差を補正する収差補正光学 素子 4 hを示す平面図であり、図 1 3 (b)乃至図 1 3 (e )は図 1 3 (a ) に示す H— H， 線による断面図である。
図 1 4は、 従来の光学系中に液晶光学素子を設けた光へッド装置を示す プロック図である。
図 1 5 (a) 乃至図 1 5 (c) は液晶光学素子を示す平面図であり、 図 1 5 (a ) はコマ収差を補正する液晶光学素子 1 8 aを示し、 図 1 5 (b) は球面収差を補正する液晶光学素子 1 8 bを示し、 図 1 5 (c) は非点収 差を補正する液晶光学素子 1 8 cを示す。 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明の実施形態について添付の図面を参照して具体的に説明す る。 先ず、 本発明の第 1の実施形態について説明する。 図 1は、 本実施形 態に係る光学式情報記録再生装置を示すブロック図であり、 図 2 (a) 乃 至 2 (e ) 、 図 3 (a) 乃至 3 (e) 、 図 4 (a) 乃至 4 (e) 、 図 5 (a) 乃至 5 (e) は、 この光学式情報記録再生装置の光ヘッド装置に組み込ま れる収差補正光学素子を示す図であり、 各図の （a) は平面図であり、 各 図の （b) 乃至 （e) は断面図である。 本実施形態に係る光学式情報記録 再生装置は、 例えば、 DVD (Digital Versatile Disc) ドライブである。 図 1に示すように、 本実施形態に係る光学式情報記録再生装置において は、光へッド装置 2 1が組み込まれている。光ぺッド装置 2 1においては、 半導体レーザ 1が設けられており、 この半導体レーザ 1が出射するレーザ 光の経路に沿つて、 半導体レーザ 1から出射されたレーザ光を平行光とす るコリメータレンズ 2、 P偏光を透過させ S偏光を所定の方向に反射する 偏光ビームスプリッタ 3、 光学系の収差を補正する収差補正光学素子 4、 相互に垂直な方向に振動する直線偏光が入射したときにこれらの間に 1 / 4波長分の位相差を与える 1 / 4波長板 5、 入射した平行光を収束させる 対物レンズ 6が設けられており、 この対物レンズ 6の焦点に光記録媒体で あるディスク 7が位置するようになっている。
また、 偏光ビームスプリッタ 3により反射される光の経路に沿って、 円 筒レンズ 8、 レンズ 9及ぴ光検出器 1 0が配置されている。 なお、 円筒レ ンズ 8及びレンズ 9により、 光に非点収差を与える複合レンズが構成され ている。 光検出器 1 0は、 円筒レンズ 8及びレンズ 9からなる複合レンズ により形成される 2つの焦線の中間に設置されている。 光検出器 1 0にお いては、 光の受光面に複数の受光部 （図示せず） が配列されており、 各受 光部が受光した光の強度を測定することにより、 入射した光から各種の信 号を検出するものである。
更に、 図 1に示すように、 本実施形態に係る光学式情報記録再生装置に おける光ヘッド装置 2 1の外部には、 外部から入力される記録データに基 づき、 半導体レーザ 1を駆動するための記録信号を生成する記録信号生成 回路 1 2が設けられている。 また、 記録信号生成回路 1 2から出力された 記録信号が入力され、 この記録信号に基づいて半導体レーザ 1を駆動する ための駆動信号を生成し、 これを半導体レーザ 1に対して出力する半導体 レーザ駆動回路 1 3が設けられている。
更にまた、 光検出器 1 0から出力された電流信号を電圧信号に変換する プリアンプ 1 4が設けられており、 このプリアンプ 1 4から出力された電 圧信号に基づいて再生信号を生成して再生データを外部へ出力する再生信 号生成回路 1 5が設けられている。 また、 プリアンプ 1 4から出力された 電圧信号に基づいて、 対物レンズ 6を駆動するためのフォーカス誤差信号 及びトラック誤差信号を生成する誤差信号生成回路 1 6が設けられており、 このフオーカス誤差信号及びトラック誤差信号が入力され、 これらの信号 に基づいて駆動信号を生成する対物レンズ駆動回路 1 7が設けられており、 この対物レンズ駆動回路 1 7から出力された駆動信号が入力され、 対物レ ンズ 6の位置を制御するァクチユエータ (図示せず) が設けられている。 更に、 本実施形態に係る光学式情報記録再生装置においては、 ディスク 7 を回転させるスピンドル制御回路、 及ぴ光へッド装置 2 1全体をディスク 7に対して移動させるポジショナ制御回路等が設けられている。
前述の如く、 収差捕正光学素子 4は、 半導体レーザ 1から対物レンズ 6 までの光の経路に介在している。 図 1においては、 偏光ビームスプリッタ 3と 1 Z 4波長板 5の間に挿入されているが、 半導体レーザ 1から対物レ ンズ 6までの光学系中であれば、 どこに揷入されていても良い。 また、 収 差捕正光学素子 4は、 以下に説明する複数の収差補正光学素子から選択さ れた 1枚又は 2枚以上の収差捕正光学素子であり、 光へッド装置 2 1にお いて発生している収差を最も効果的に補正できる収差補正光学素子が選択 され、 光へッド装置 2 1に組み込まれる。 以下、 光へッド装置 2 1に組み 込まれる収差補正光学素子 4の侯捕となる複数の収差補正光学素子につい . て、 詳細に説明する。
光学系で生じるコマ収差を補正する場合、 収差補正光学素子 4として、 図 2に示す収差補正光学素子 4 aを使用する。 図 2 ( a ) は収差補正光学 素子 4 aを示す平面図である。 図 2 ( a ) に示すように、 収差補正光学素 子 4 aは、 領域 1 1 a〜 1 1 eの 5つの領域に分割されている。 なお、 図 中の破線は対物レンズ 6の有効領域を示している。
収差捕正光学素子 4 aにおいては、 外縁が + X方向及ぴー X方向に膨ら んだ凸形曲線からなる領域 1 1 aが設けられており、 この領域 1 1 aの Y 方向における両端は、 対物レンズ 6の有効領域の外側にはみ出し、 夫々収 差補正光学素子 4 aの端縁に接している。 また、 X方向における領域 1 1 aの両側が、 夫々領域 1 1 d及ぴ 1 1 eとなっている。 更に、 領域 1 1 a の内部における領域 1 1 aの Y軸に平行な中心線に関して相互に対称とな る位置に、 2つの領域 1 1 b及び 1 1 cが設けられている。
収差捕正光学素子 4 aは、 コマ収差の捕正量及び/又は符号の違いによ り、更に 4種類の収差捕正光学素子 4 a 〜4 a 4に分類できる。図 2 (b) 乃至 （e) は、 コマ収差の補正量及び/又は符号が相互に異なる 4種類の 収差補正光学素子 4 a i〜4 a 4を示す図 2 (a ) に示す A— A' 線による 断面図である。 図 2 (b) 乃至 （e) に示すように、 収差補正光学素子 4 a i〜4 a 4の表面形状は 3レベルの階段状である。
図 2 (b) に示す収差補正光学素子 4 aェにおいては、 領域 l i b及ぴ l i eの高さは領域 1 1 aの高さに比べて hだけ高く、 領域 1 1 c及び 1 1 dの高さは領域 1 1 aの高さに比べて hだけ低い。 図 2 (c) に示す収 差補正光学素子 4 a 2においては、 領域 1 1 b及び 1 1 eの高さは領域 1 1 aの高さに比べて 2 hだけ高く、 領域 1 1 c及び 1 1 dの高さは領域 1 1 aの高さに比べて 2 hだけ低い。 図 2 (d) に示す収差捕正光学素子 4 a 3においては、 領域 1 1 b及ぴ 1 1 eの高さは領域 1 1 aの高さに比べ て hだけ低く、 領域 1 1 c及び 1 1 dの高さは領域 1 1 aの高さに比べて hだけ高い。 図 2 (e) に示す収差補正光学素子 4 a 4においては、 領域 l i b及ぴ 1 1 eの高さは領域 1 1 aの高さに比べて 2 hだけ低く、 領域 1 1 c及び 1 1 dの高さは領域 1 1 aの高さに比べて 2 hだけ高い。一方、 収差捕正光学素子 4 aの中心を通る Y方向の断面は平坦である。
このような断面を有する収差補正光学素子 4 aは、 ガラス若しくはブラ スチックの成形により、 又は、 ガラス上に誘電体を堆積させることにより 作製することができる。 後者の作製方法は、 フォトリソグラフィのプロセ スを適用できるため製造コストが低く、 量産性に儘れている。
光学系で生じる球面収差を補正する場合、 収差補正光学素子 4として、 図 3に示す収差補正光学素子 4 bを使用する。 図 3 (a) は収差補正光学 素子 4 bを示す平面図である。 図 3 ( a ) に示すように、 収差補正光学素 子 4 bは、 領域 1 1 f 〜 1 1 jの 5つの領域に分割されている。 なお、 図 中の破線は対物レンズ 6の有効領域を示している。
収差捕正光学素子 4 bにおいては、 中心が収差補正光学素子 4 bの中心 と一致する円形の領域 1 1 f が設けられており、この領域 1 1 ίの周囲に、 内側から外側に向かって、 領域 1 1 f と同心円状に環状の領域 1 1 g、 1 1 h及び 1 1 iが設けられており、 収差補正光学素子 4 bにおける領域 1 1 iの外側が領域 1 1 j となっている。 なお、 領域 1 1 iの外縁は対物レ ンズ 6の有効領域に相当する領域の内部に位置している。
収差補正光学素子 4 bは、 球面収差の補正量及び Z又は符号の違いによ り、更に 4種類の収差補正光学素子 4 b i〜4 b 4に分類できる。図 3 (b ) 乃至 （e ) は、 球面収差の補正量及び/又は符号が相互に異なる 4種類の 収差捕正光学素子 4 b i〜 4 b 4を示す図 3 ( a ) に示す B— B ' 線による 断面図である。 図 3 (b ) 乃至 （e ) に示すように、 収差補正光学素子 4 b i〜4 b 4の表面形状は 3レベルの階段状である。
図 3 ( b ) に示す収差補正光学素子 4 b iにおいては、 領域 1 1 hの高 さは領域 1 1 g及び 1 1 iの高さに比べて hだけ高く、 領域 1 1 f 及び 1 1 j の高さは領域 1 1 g及ぴ 1 1 iの高さに比べて hだけ低い。図 3 ( c ) に示す収差補正光学素子 4 b 2においては、 領域 1 l hの高さは領域 1 1 g及び 1 1 iの高さに比べて 2 hだけ高く、 領域 1 1 f 及ぴ 1 1 j の高さ は領域 1 1 g及ぴ 1 1 iの高さに比べて 2 hだけ低い。 図 3 ( d ) に示す 収差補正光学素子 4 b 3においては、 領域 1 1 hの高さは領域 1 1 g及び 1 1 iの高さに比べて hだけ低く、 領域 1 1 f 及び 1 1 jの高さは領域 1 l g及び 1 1 iの高さに比べて hだけ高い。 図 3 ( e ) に示す収差補正光 学素子 4 b 4においては、 領域 1 1 hの高さは領域 1 1 g及ぴ 1 1 iの高 さに比べて 2 hだけ低く、 領域 1 1 ί及び 1 1 jの高さは領域 1 1 g及ぴ 1 1 iの高さに比べて 2 hだけ高い。 一方、 収差捕正光学素子 4 bの中心 を通る Y方向の断面は、 中心を通る X方向の断面と同じである。
このような断面を有する収差補正光学素子 4 bは、 ガラス若しくはプラ スチックの成形により、 又は、 ガラス上に誘電体を堆積させることにより 作製することができる。 後者の作製方法は、 フォ トリソグラフィのプロセ スを適用できるため製造コストが低く、 量産性に優れている。
光学系で生じる非点収差を補正する場合、 収差補正光学素子 4として、 図 4に示す収差補正光学素子 4 cを使用する。 図 4 ( a ) は収差補正光学 素子 4 cを示す平面図である。 図 4 ( a ) に示すように、 収差補正光学素 子 4 cは、 領域 1 1 k〜l 1 oの 5つの領域に分割されている。 なお、 図 中の破線は対物レンズ 6の有効領域を示している。
収差補正光学素子 4 cにおいては、 中心が収差補正光学素子 4 cの中心 と一致する円形の領域 1 1 kが設けられており、 この領域 1 1 kの外側に 領域 1 1 1〜1 1 oが収差補正光学素子 4 cの中心に関して 4回対称とな るように設けられている。 領域 1 1 kから見て、 + Y方向には領域 1 1 1 が設けられており、 一 Y方向には領域 1 1 mが設けられており、 一 X方向 には領域 1 1 nが設けられており、 + X方向には領域 1 1 oが設けられて いる。 領域 1 1 1〜1 1 oにおける相互間の境界線は、 収差捕正光学素子 4 cの対角線と一致している。 なお、 領域 1 1 kは対物レンズ 6の有効領 域の内部にある。
収差捕正光学素子 4 cは、 非点収差の補正量及び/"又は符号の違いによ り、更に 4種類の収差捕正光学素子 4 c i〜4 c 4に分類できる。図 4 ( b ) 乃至 （e ) は、 非点収差の捕正量及び Z又は符号が異なる 4種類の収差捕 正光学素子 4 c i〜4 c 4を示す図 4 ( a ) に示す C一 C ' 線による断面図 である。 図 4 ( b ) 乃至 （e ) に示すように、 収差補正光学素子 4 c 〜 4 c 4の中心を通る X方向の断面形状は 2レベルの階段状である。 図 4 (b) に示す収差補正光学素子 4 c iにおいては、 領域 1 1 n及び 1 1 oの高さは領域 1 1 kの高さに比べて hだけ高い。 図 4 (c) に示す 収差補正光学素子 4 c 2においては、 領域 1 1 n及び 1 1 oの高さは領域 1 1 kの高さに比べて 2 hだけ高い。 図 4 (d) に示す収差補正光学素子 4 c 3においては、 領域 1 1 n及ぴ 1 1 oの高さは領域 1 1 kの高さに比 ベて hだけ低い。 図 4 (e) に示す収差補正光学素子 4 c 4においては、 領域 1 1 n及び 1 1 oの高さは領域 1 1 kの高さに比べて 2 hだけ低い。 一方、収差補正光学素子 4 cの中心を通る Y方向の断面形状（図示せず) は、 同じく 2レベルの階段状である。 図 4 (b) に示す収差補正光学素子 4 c においては、 領域 1 1 1及ぴ 1 l mの高さは領域 1 1 kの高さに比 ベて hだけ低い。 図 4 (c) に示す収差補正光学素子 4 c 2においては、 領域 1 1 1及ぴ 1 lmの高さは領域 1 1 kの高さに比べて 2 hだけ低い。 図 4 (d) に示す収差補正光学素子 4 c 3においては、 領域 1 1 1及ぴ 1 lmの高さは領域 1 1 kの高さに比べて hだけ高い。 図 4 (e) に示す収 差補正光学素子 4 c 4においては、 領域 1 1 1及ぴ 1 lmの高さは領域 1 1 kの高さに比べて 2 hだけ高い。 即ち、 収差補正光学素子 4 cの表面形 状は、 全体として 3レベルの階段状である。
このような断面を有する収差捕正光学素子 4 cは、 ガラス若しくはブラ スチックの成形により、 又は、 ガラス上に誘電体を堆積させることにより 作製することができる。 後者の作製方法は、 フォトリソグラフィのプロセ スを適用できるため、 製造コストが低く、 量産性に優れている。
光学系で生じる矢型収差を捕正する場合、 収差捕正光学素子 4として、 図 5に示す収差捕正光学素子 4 dを使用する。 図 5 (a) は収差補正光学 素子 4 dを示す平面図である。 図 5 (a) に示すように、 収差捕正光学素 子 4 d全体の形状は、 光軸方向から見て正六角形である。 そして、 収差補 正光学素子 4 dは、 領域 1 1！)〜 1 1 Vの 7つの領域に分割されている。 なお、 図中の破線は対物レンズ 6の有効領域を示している。
収差捕正光学素子 4 dにおいては、 中心が収差補正光学素子 4 dの中心 と一致する円形の領域 1 1 Pが設けられており、 この領域 1 1 pの外側に 領域 1 1 q〜 1 1 Vが収差補正光学素子 4 dの中心に関して 6回対称とな るように設けられている。 領域 l i pから見て、 一 X方向には領域 l l q が設けられており、 +X方向から一 Y方向へ 60° 傾いた方向には領域 1 l rが設けられており、 +X方向から + Y方向へ 60° 傾いた方向には領 域 1 1 sが設けられており、 +X方向には領域 1 1 tが設けられており、 一 X方向から + Y方向へ 60° 傾いた方向には領域 1 1 uが設けられてお り、 一X方向から一 Y方向へ 60° 傾いた方向には領域 1 1 Vが設けられ ている。 即ち、 領域 1 1 s、 領域 1 1 t、 領域 1 1 r、 領域 1 1 v、 領域 1 1 q及び領域 1 1 uは、 円形の領域 1 1 pを囲むようにこの順に配列さ れている。 領域 1 1 ！〜 1 1 Vにおける相互間の境界線は、 収差捕正光学 素子 4 dの対角線と一致している。 なお、 領域 1 1 pは対物レンズ 6の有 効領域の内部にある。
収差補正光学素子 4 dは、 矢型収差の補正量及び 又は符号の違いによ り、更に 4種類の収差補正光学素子 4 (！ 〜 d4に分類できる。図 5 (b) 乃至 （e) は、 矢型収差の補正量及ぴノ又は符号が異なる 4種類の収差補 正光学素子 4 dェ〜4 d4を示す図 5 (a) に示す D— D' 線による断面図 である。 図 5 (b) 乃至 （e) に示すように、 収差補正光学素子 4 (！ェ〜 4 d4の中心を通る X方向の断面形状は 3レベルの階段状である。
図 5 (b) に示す収差補正光学素子 4 においては、 領域 1 1 qの高 さは領域 1 1 pの高さに比べて hだけ低く、 領域 1 1 tの高さは領域 1 1 pの高さに比べて hだけ高い。 図 5 (c) に示す収差補正光学素子 4 d 2 においては、領域 1 1 qの高さは領域 1 1 pの高さに比べて 2 hだけ低く、 領域 1 1 tの高さは領域 1 1 pの高さに比べて 2 hだけ高い。 図 5 (d) に示す収差補正光学素子 4 d 3においては、 領域 1 1 qの高さは領域 1 1 pの高さに比べて hだけ高く、 領域 1 1 tの高さは領域 1 l pの高さに比 ベて hだけ低い。 図 5 (e) に示す収差捕正光学素子 4 d4においては、 領域 1 1 qの高さは領域 1 1 pの高さに比べて 2 hだけ高く、 領域 1 1 t の高さは領域 1 1 pの高さに比べて 2 hだけ低い。
一方、 収差補正光学素子 4 dの中心を通り、 +X方向から一 Y方向へ 6 0° 傾いた方向に平行な断面における素子の形状 （図示せず） は、 X方向 に平行な断面と同じく 3レベルの階段状である。 図 5 (b) に示す収差捕 正光学素子 4 d iにおいては、 領域 1 1 rの高さは領域 1 1 pの高さに比 ベて hだけ低く、 領域 1 l uの高さは領域 1 1 pの高さに比べて hだけ高 い。 図 5 (c) に示す収差補正光学素子 4 d 2においては、 領域 1 1 での 高さは領域 1 1 pの高さに比べて 2 hだけ低く、 領域 1 1 uの高さは領域 1 1 pの高さに比べて 2 hだけ高い。 図 5 (d) に示す収差補正光学素子 4 d 3においては、 領域 1 1 rの高さは領域 1 l pの高さに比べて hだけ 高く、領域 1 1 uの高さは領域 1 1 pの高さに比べて hだけ低い。図 5 (e ) に示す収差補正光学素子 4 d4においては、 領域 1 lrの高さは領域 1 1 p の高さに比べて 2 hだけ高く、 領域 1 1 uの高さは領域 1 1 pの高さに比 ベて 2 hだけ低い。
また、 収差補正光学素子 4 dの中心を通り、 +X方向から + Y方向へ 6 0° 傾いた方向に平行な断面における素子の形状 （図示せず） は、 X方向 に平行な断面と同じく 3レベルの階段状である。 図 5 (b) に示す収差補 正光学素子 4 d iにおいては、 領域 1 1 sの高さは領域 1 1 pの高さに比 ベて hだけ低く、 領域 1 1 Vの高さは領域 1 1 pの高さに比べて hだけ高 い。 図 5 (c) に示す収差補正光学素子 4 d2においては、 領域 1 1 sの 高さは領域 1 1 pの高さに比べて 2 hだけ低く、 領域 1 1 Vの高さは領域 1 1 pの高さに比べて 2 hだけ高い。 図 5 (d) に示す収差補正光学素子 4 d 3においては、 領域 1 1 sの高さは領域 1 1 pの高さに比べて hだけ 高く、領域 1 1 Vの高さは領域 1 1 pの高さに比べて hだけ低い。図 5 ( e ) に示す収差補正光学素子 4 d4においては、 領域 1 1 sの高さは領域 1 1 Pの高さに比べて 2 hだけ高く、 領域 1 1 Vの高さは領域 1 1 pの高さに 比べて 2 hだけ低い。
このような断面を有する収差補正光学素子 4 dは、 ガラス若しくはブラ スチックの成形により、 又は、 ガラス上に誘電体を堆積させることにより 作製することができる。 後者の作製方法は、 フォトリソグラフィのプロセ スを適用できるため製造コストが低く、 量産性に優れている。
次に、本実施形態に係る光へッド装置 2 1の製造方法について説明する。 先ず、 図 1に示すように、 半導体レーザ 1、 コリメータレンズ 2、 偏光ビ 一ムスプリッタ 3、 1/4波長板 5、 対物レンズ 6を、 半導体レーザ 1が 出射するレーザ光の経路に沿ってこの順に配列し、 光学系を組み立てる。 また、 偏光ビームスプリッタ 3により反射される光の経路に沿って、 円筒 レンズ 8、 レンズ 9及び光検出器 1 0をこの順に配列する。 一方、 収差補 正光学素子として、前述の収差捕正光学素子 4 a 〜4 a 4、 4 b i〜4 b 4、 4 c 1〜4 c 4、 4 d i〜4 d4を準備しておく。
次に、半導体レーザ 1、コリメータレンズ 2、偏光ビームスプリッタ 3、 1 Z4波長板 5、 対物レンズ 6からなる光路における光の収差を、 干渉計 等により測定する。 そして、 この収差の種類、 符号及び収差量に応じて、 この収差を補正できるような収差補正光学素子を収差補正光学素子 4 a！ 〜4 a 4、 4 b 1〜4 b 4、 4 c 1〜4 c 4、 4 d i〜 4 d 4力、ら 1枚又は複数 枚選択し、 選択した収差補正光学素子 4を偏光ビームスプリッタ 3と 1/ 4波長板 5 との間に、 光路に介在するように組み込む。 このとき、 収差補 正光学素子 4により補正される収差の方向が測定された収差の方向と一致 するように、 収差補正光学素子 4を入射光の光軸を中心軸として回転させ ながら、 収差捕正光学素子 4の方向を調整してもよい。 これにより、 光へ ッド装置 2 1が製造される。
次に、 上述の如く構成された本実施形態に係る光学式情報記録再生装置 の動作について説明する。 先ず、 ディスク 7への記録動作について説明す る。 図 1に示すように、 先ず、 外部から記録データが記録信号生成回路 1 2に入力される。 そして、 この記録信号生成回路 1 2が入力された記録デ ータに基づき、 半導体レーザ 1を駆動するための記録信号を生成し、 半導 体レーザ駆動回路 1 3に対して出力する。 次に、 半導体レーザ駆動回路 1 3がこの記録信号に基づいて駆動信号を生成し、 光へッド装置 2 1の半導 体レーザ 1に対して出力する。
そして、 半導体レーザ 1が入力された駆動信号に基づいてレーザ光を出 射する。 このレーザ光はコリメータレンズ 2により平行光化され、 偏光ビ 一ムスプリッタ 3に P偏光として入射してほぼ完全に透過し、 収差捕正光 学素子 4を透過することにより往路における収差が補正される。 次に、 こ の光は 1 / 4波長板 5を透過して直線偏光から円偏光に変換され、 対物レ ンズ 6でディスク 7上に集光される。 これにより、 ディスク 7にデータが 書き込まれ、 信号が記録される。
そして、 この光はディスク 7により反射され、 対物レンズ 6を逆向きに 透過し、 1 / 4波長板 5を透過して円偏光から往路と偏光方向が直交した 直線偏光に変換され、 収差補正光学素子 4を透過することにより復路にお ける収差が捕正され、 偏光ビームスプリッタ 3に S偏光として入射してほ ぼ完全に反射され、 円筒レンズ 8に向けて出射される。 この光が円筒レン ズ 8及びレンズ 9を透過することにより非点収差を与えられ、 光検出器 1 0に入射する。 そして、 光検出器 1 0の各受光部が受光した光の強度に基 づいて電流信号を生成し、 プリアンプ 1 4に対して出力する。
次に、 図 1に示すように、 プリアンプ 1 4が入力された電流信号を電圧 信号に変換し、 再生信号生成回路 1 5及び誤差信号生成回路 1 6に対して 出力する。 そして、 誤差信号生成回路 1 6が、 プリアンプ 1 4から入力さ れる電圧信号に基づいて、 対物レンズ 6を駆動するためのフォーカス誤差 信号及びトラック誤差信号を生成する。
そして、 対物レンズ駆動回路 1 7が、 誤差信号生成回路 1 6から入力さ れるフォーカス誤差信号及びトラック誤差信号に基づいてァクチユエータ を駆動し、 対物レンズ 6の位置を制御する。 これにより、 フォーカスサー ポ及びトラックサーポの動作が行われる。
次に、 ディスク 7からの再生動作について説明する。 データの再生時に おいては、 半導体レーザ駆動回路 1 3は外部から入力される記録データに 基づいて半導体レーザ 1を駆動するのではなく、 半導体レーザ 1に一定の 出力でレーザ光を出射させる。 そして、 前述の記録動作と同様な動作によ り、 レーザ光がディスク 7上に集光して反射され、 光検出器 1 0により電 流信号として取り出される。 次いで、 プリアンプ 1 4がこの電流信号を電 圧信号に変換して再生信号生成回路 1 5及び誤差信号生成回路 1 6に対し て出力する。
次に、 再生信号生成回路 1 5が、 プリアンプ 1 4から入力される電圧信 号に基づき、 再生信号を生成し、 再生データとして外部へ出力する。 これ により、 ディスク 7からの信号の再生が行われる。 なお、 誤差信号生成回 路 1 6、 対物レンズ駆動回路 1 7及びァクチユエータの動作は、 前述のデ ータ記録時と同様である。
以下、 上述の光学式情報記録再生装置の動作における収差補正光学素子 4の作用について、 詳細に説明する。 図 6 ( a ) 乃至 （h ) は、 横軸に収 差補正光学素子 4 aの中心を通る X方向の断面における位置をとり、 縦軸 に収差量をとつて、 光学系又は収差補正光学素子 4 aの波面収差を示すグ ラフ図であり、 図 6 ( a ) 乃至 （d ) に示す実線は光学系において生じる コマ収差を示しており、 破線は収差補正光学素子 4 aにより生じる波面収 差を示しており、 図 6 (e ) 乃至 (h) に示す実線は収差捕正光学素子 4 aを用いて光学系で生じるコマ収差を補正した場合の波面収差を示してい る。
図 6 (a) においては、 光学系で生じるコマ収差が X軸の負の側から正 のィ則へ向かって正、負、正、負と変化しており、 RMS (root mean square： 二乗平均平方根） 波面収差は 0. 02 λである。 このコマ収差を補正する ため、 図 2 (b) に示す収差補正光学素子 4 aェを使用する。 収差補正光 学素子 4 a で生じるコマ収差は、 X軸の負の側から正の側へ向かって負、 正、 負、 正と変化している。 図 2 (b) における高さ hは、 収差補正光学 素子 4 & 1を使用して図 6 (a) に示すコマ収差を補正したときに、 残留 RMS波面収差が最小になるように設計されている。 図 6 (e) はこのと きの残留波面収差、 即ち図 6 (a) の実線と破線の和を示しており、 残留 波面収差の絶対値が 0 λに近づいていることがわかる。
図 6 (b) においては、 光学系で生じるコマ収差が X軸の負の側から正 の側へ向かって正、 負、 正、 負と変化しており、 RMS波面収差は 0. 0 4 λである。 このコマ収差を補正するため、 図 2 (c) に示す収差補正光 学素子 4 a 2を使用する。 収差補正光学素子 4 a 2で生じるコマ収差は、 X 軸の負の側から正の側へ向かって負、正、負、正と変化している。図 2 (c) における高さ 2 hは、 収差補正光学素子 4 a 2を使用して図 6 (b) に示 すコマ収差を補正したときに、 残留 RM S波面収差が最小になるように設 計されている。 図 6 ( f ) はこのときの残留波面収差、 即ち図 6 (b) の 実線と破線の和を示しており、 残留波面収差の絶対値が 0 λに近づいてい ることがわかる。
図 6 (c) においては、 光学系で生じるコマ収差が X軸の負の側から正 の側へ向かって負、 正、 負、 正と変化しており、 RMS波面収差は 0. 0 2 λである。 このコマ収差を捕正するため、 図 2 (d) に示す収差補正光 学素子 4 a 3を使用する。 収差補正光学素子 4 a 3で生じるコマ収差は、 X 軸の負の側から正の側へ向かって正、負、正、負と変化している。図 2 (d) における高さ hは、 収差補正光学素子 4 a 3を使用して図 6 (c) に示す コマ収差を補正したときに、 残留 RMS波面収差が最小になるように設計 されている。 図 6 (g) はこのときの残留波面収差、 即ち図 6 (c) の実 線と破線の和を示しており、 残留波面収差の絶対値が 0 λに近づいている ことがわかる。
図 6 (d) においては、 光学系で生じるコマ収差が X軸の負の側から正 の側へ向かって負、 正、 負、 正と変化しており、 RMS波面収差は 0. 0 4 λである。 このコマ収差を補正するため、 図 6 (e) に示す収差捕正光 学素子 4 a 4を使用する。 収差補正光学素子 4 a 4で生じるコマ収差は、 X 軸の負の側から正の側へ向かって正、負、正、負と変化している。図 2 (e) における高さ 2 hは、 収差補正光学素子 4 a 4を使用して図 6 (d》 に示 すコマ収差を補正したときに、 残留 RMS波面収差が最小になるように設 計されている。 図 6 (h) はこのときの残留波面収差、 即ち図 6 (d) の 実線と破線の和を示しており、 残留波面収差の絶対値が 0 λに近づいてい ることがわかる。
一方、 収差補正光学素子 4 aの中心を通る Υ方向の断面における波面収 差は Ο λである。
光学系で生じるコマ収差が RMS波面収差として最大 0. 05 λである とする。 このとき、 例えば、 図 2 (b) 乃至 （e) に示す 4種類の収差補 正光学素子 4 aを準備しておく。 そして、 半導体レーザ 1から対物レンズ 6までの光学系のうち、 収差補正光学素子 4 aを除く光学系において生じ るコマ収差の量及び符号を干渉計等により測定する。 そして、 測定したコ マ収差の量及ぴ符号に応じて、 4種類の収差捕正光学素子 4 a i乃至 4 a 4 の中から、 補正後の残留 RMS波面収差が最も小さくなるように、 必要に 応じて 1種類の収差補正光学素子 4 aを選択し、 光学系中に揷入する。 具 体的には、 RMS波面収差が 0. 0 1 λ以下の場合は、 収差補正光学素子 4 aを用いたコマ収差の補正を行わない。 RMS波面収差が 0. 01 よ り大きく 0. 03 λ以下の場合は、 コマ収差の符号に応じて、 図 2 (b) に示す収差補正光学素子 4 aェ又は図 2 (d) に示す収差補正光学素子 4 a 3を用いてコマ収差の補正を行う。 これにより、 補正後の残留 RMS波 面収差を約 0.0 1 λ以下に低減することができる。 RMS波面収差が 0. 03 λより大きく 0. 05 λ以下の場合は、 コマ収差の符号に応じて、 図 2 (c) に示す収差補正光学素子 4 a 2又は図 2 (e) に示す収差補正光 学素子 4 a 4を用いてコマ収差の補正を行う。 これにより、 捕正後の残留 RMS波面収差を約 0. 0 1 λ以下に低減することができる。 なお、 本実 施形態においては、 収差補正光学素子 4 aの種類を 4種類としたが、 コマ 収差の補正量及び/又は符号が異なる収差補正光学素子 4 aの種類が多い ほど、 補正後の残留 RMS波面収差を小さくすることができる。
なお、 図 2及び図 6においては、 光学系で生じるコマ収差の方向が X方 向である場合について説明したが、 光学系で生じるコマ収差の方向が X方 向とは異なる場合についても、 その方向と、 収差補正光学素子 4 aで補正 できるコマ収差の方向が略一致するように、 収差補正光学素子 4 aを入射 光の光軸に垂直な面内で回転させて設置すれば、 コマ収差の補正を行うこ とができる。
図 7 (a) 乃至 （h) は、 横軸に収差補正光学素子 4 bの中心を通る X 方向の断面における位置をとり、 縦軸に収差量をとつて、 光学系又は収差 補正光学素子 4 bの波面収差を示すグラフ図であり、 図 7 (a) 乃至 （d) に示す実線は光学系において生じる球面収差を示しており、 破線は収差補 正光学素子 4 bにより生じる波面収差を示しており、 図 7 (e) 乃至 （h) に示す実線は収差補正光学素子 4 bを用いて光学系で生じる球面収差を補 正した場合の波面収差を示している。
図 7 ( a ) においては、 光学系で生じる球面収差が X軸の負の側から正 の側へ向かって正、負、正、負、正と変化しており、 RM S波面収差は 0. 0 2 である。 この球面収差を補正するため、 図 3 ( b ) に示す収差捕正 光学素子 4 b iを使用する。 収差補正光学素子 4 b iで生じる球面収差は、
X軸の負の側から正の側へ向かって負、 正、 負、 正、 負と変化している。 図 3 ( b )における高さ hは、収差補正光学素子 4 b iを使用して図 7 ( a ) に示す球面収差を補正したときに、 残留 RMS波面収差が最小になるよう に設計されている。 図 7 ( e ) はこのときの残留波面収差、 即ち図 7 ( a ) の実線と破線の和を示しており、 残留波面収差の絶対値が 0 λに近づいて いることがわかる。
図 7 ( b ) においては、 光学系で生じる球面収差が X軸の負の側から正 の側へ向かって正、負、正、負、正と変化しており、 RM S波面収差は 0. 0 4 である。 この球面収差を補正するため、 図 3 ( c ) に示す収差補正 光学素子 4 b 2を使用する。 収差補正光学素子 4 b 2で生じる球面収差は、
X軸の負の側から正の側へ向かって負、 正、 負、 正、 負と変化している。 図 3 ( c ) における高さ 2 hは、 収差補正光学素子 4 b 2を使用して図 7 ( b ) に示す球面収差を補正したときに、 残留 RMS波面収差が最小にな るように設計されている。 図 7 ( f ) はこのときの残留波面収差、 即ち図
7 ( b ) の実線と破線の和を示しており、 残留波面収差の絶対値が 0 λに 近づいていることがわかる。
図 7 ( c ) においては、 光学系で生じる球面収差が X軸の負の側から正 の側へ向かって負、正、負、正、負と変化しており、 RM S波面収差は 0. 0 2 λである。 この球面収差を補正するため、 図 3 ( d) に示す収差捕正 光学素子 4 b 3を使用する。 収差補正光学素子 4 b 3で生じる球面収差は、 X軸の負の側から正の側へ向かって正、 負、 正、 負、 正と変化している。 図 3 (d)における高さ hは、収差捕正光学素子 4 b 3を使用して図 7 (c) に示す球面収差を補正したときに、 残留 RMS波面収差が最小になるよう に設計されている。 図 7 (g) はこのときの残留波面収差、 即ち図 7 (c) の実線と破線の和を示しており、 残留波面収差の絶対値が 0 λに近づいて いることがわかる。
図 7 (d) においては、 光学系で生じる球面収差が X軸の負の側から正 の側へ向かって負、正、負、正、負と変化しており、 RMS波面収差は 0. 04 λである。 この球面収差を補正するため、 図 3 (e) に示す収差捕正 光学素子 4 b 4を使用する。 収差捕正光学素子 4 b 4で生じる球面収差は、 X軸の負の側から正の側へ向かって正、 負、 正、 負、 正と変化している。 図 3 (e) における高さ 2 hは、 収差補正光学素子 4 b4を使用して図 7
(d) に示す球面収差を捕正したときに、 残留 RMS波面収差が最小にな るように設計されている。 図 7 (h) はこの.ときの残留波面収差、 即ち図 7 (d) の実線と破線の和を示しており、 残留波面収差の絶対値が 0 λに 近づいていることがわかる。
一方、 収差補正光学素子 4 bの中心を通る Υ方向の断面における波面収 差は、 中心を通る X方向の断面における波面収差と同じである。
光学系で生じる球面収差が RMS波面収差として最大 0. 05えである とする。 このとき、 図 3 (b) 乃至 （e) に示す 4種類の収差補正光学素 子 4 bを準備しておく。 そして、 収差捕正光学素子 4 bを除く、 半導体レ 一ザ 1から対物レンズ 6までの光学系で生じる球面収差の量及び符号を干 渉計等により測定する。 次に、 測定した球面収差の量及び符号に応じて、 4種類の収差補正光学素子 4 bの中から、 補正後の残留 RMS波面収差が 最も小さくなるように、 必要に応じて 1種類の収差補正光学素子 4 bを選 択し、 光学系中に揷入する。 具体的には、 RMS波面収差が 0. 0 1ぇ以 下である場合は、収差補正光学素子 4 bによる球面収差の補正を行わない。 RMS波面収差が 0. Ο ΐ λより大きく 0. 03 以下である場合は、 球 面収差の符号に応じて、 図 3 (b) に示す収差補正光学素子 4 b 又は図 3 (d)に示す収差補正光学素子 4 b 3を使用して球面収差の補正を行う。 これにより、 捕正後の残留 RMS波面収差を約 0. 0 1 以下に低減する ことができる。 RMS波面収差が 0. 03 λより大きく 0. 05 λ以下の 場合は、 球面収差の符号に応じて、 図 3 (c) に示す収差補正光学素子 4 b 2又は図 3 (e) に示す収差補正光学素子 4 b 4を使用して球面収差の補 正を行う。 これにより、 補正後の残留 RMS波面収差を約 0. 01え以下 に低減することができる。 本実施形態においては、 収差補正光学素子 4 b の種類を 4種類としたが、 球面収差の補正量及び/又は符号が異なる収差 補正光学素子 4 bの種類が多いほど、 補正後の残留 RMS波面収差を小さ くすることができる。
図 8 (a) 乃至 （h) は、 横軸に収差補正光学素子 4 cの中心を通る X 方向の断面における位置をとり、 縦軸に収差量をとつて、 光学系又は収差 補正光学素子 4 cの波面収差を示すグラフ図であり、 図 8 (a) 乃至 （d) に示す実線は光学系において生じる非点収差を示しており、 破線は収差補 正光学素子 4 cにより生じる波面収差を示しており、 図 8 (e〉 乃至 （h) に示す実線は収差補正光学素子 4 cを用いて光学系で生じる非点収差を補 正した場合の波面収差を示している。
図 8 (a) においては、 光学系で生じる非点収差が X軸の負の側から正 の側へ向かって負、 0、 負と変ィ匕しており、 RMS波面収差は 0. 02 λ である。 この非点収差を補正するため、 図 4 (b) に示す収差補正光学素 子 4 cェを使用する。 収差補正光学素子 4 c で生じる非点収差は、 X軸の 負の側から正の側へ向かって正、 0、 正と変化している。 図 4 (b) にお ける高さ hは、 収差補正光学素子 4 c iを使用して図 8 (a) に示す非点 収差を捕正したときに、 残留 RMS波面収差が最小になるように設計され ている。 図 8 (e) はこのときの残留波面収差、 即ち図 8 (a) の実線と 破線の和を示しており、 残留波面収差の絶対値が 0 λに近づいていること 力 Sわ力2 >る。
図 8 (b) においては、 光学系で生じる非点収差が X軸の負の側から正 の側へ向かって負、 0、 負と変化しており、 RMS波面収差は 0. 04 λ である。 この非点収差を補正するため、 図 4 (c) に示す収差補正光学素 子 4 c 2を使用する。 収差補正光学素子 4 c 2で生じる非点収差は、 X軸の 負の側から正の側へ向かって正、 0、 正と変化している。 図 4 (c) にお ける高さ 2 hは、 収差捕正光学素子 4 c 2を使用して図 8 (b) に示す非 点収差を補正したときに、 残留 RMS波面収差が最小になるように設計さ れている。 図 8 (f ) はこのときの残留波面収差、 即ち図 8 (b) の実線 と破線の和を示しており、 残留波面収差の絶対値が 0 λに近づいているこ とがわかる。
図 8 (c) においては、 光学系で生じる非点収差が X軸の負の側から正 の側へ向かって正、 0、 正と変化しており、 RMS波面収差は 0. 02 λ である。 この非点収差を補正するため、 図 4 (d) に示す収差補正光学素 子 4 c 3を使用する。 収差補正光学素子 4 c 3で生じる非点収差は、 X軸の 負の側から正の側へ向かって負、 0、 負と変化している。 図 4 (d) にお ける高さ hは、 収差補正光学素子 4 c 3を使用して図 8 (c) に示す非点 収差を補正したときに、 残留 RMS波面収差が最小になるように設計され ている。 図 8 (g) はこのときの残留波面収差、 即ち図 8 (c) の実線と 破線の和を示しており、 残留波面収差の絶対値が 0 λに近づいていること がわかる。
図 8 (d) においては、 光学系で生じる非点収差が X軸の負の側から正 の側へ向かって正、 0、 正と変化しており、 RMS波面収差は 0. 04 λ である。 この非点収差を補正するため、 図 4 (e) に示す収差補正光学素 子 4 c 4を使用する。 収差補正光学素子 4 c 4で生じる非点収差は、 X軸の 負の側から正の側へ向かって負、 0、 負と変化している。 図 4 (e) にお ける高さ 2 hは、 収差補正光学素子 4 c 4を使用して図 8 (d) に示す非 点収差を補正したときに、 残留 RMS波面収差が最小になるように設計さ れている。 図 8 (h) はこのときの残留波面収差、 即ち図 8 (d) の実線 と破線の和を示しており、 残留波面収差の絶対値が 0 λに近づいているこ とがわかる。
一方、 収差捕正光学素子 4 cの中心を通る Υ方向の断面における波面収 差は、 中心を通る X方向の断面における波面収差と符号が逆である。
光学系で生じる非点収差が RMS波面収差として最大 0. 0 5 λである とする。 このとき、 図 4 (b) 〜 （e) に示す 4種類の収差補正光学素子 4 cを準備しておく。 そして、 収差捕正光学素子 4 cを除く、 半導体レー ザ 1から対物レンズ 6までの光学系で生じる非点収差の量及ぴ符号を干渉 計等により測定する。 測定した非点収差の量及び符号に応じて、 4種類の 収差補正光学素子 4 c i乃至 4 c 4の中から、補正後の残留 RMS波面収差 が最も小さくなるように、 必要に応じて 1種類の収差補正光学素子 4 cを 選択し、 光学系中に挿入する。 具体的には、 RMS波面収差が 0. 0 1 λ 以下の場合は、収差補正光学素子 4 cを用いた非点収差の補正を行わない。 RMS波面収差が 0. 0 1 λより大きく 0. 0 3 λ以下の場合は、 非点収 差の符号に応じて、図 4 (b)に示す収差補正光学素子 4 c 又は図 4 (d) に示す収差捕正光学素子 4 c 3を使用して非点収差の補正を行う。 これに より、 補正後の残留 RMS波面収差を約 0. 0 1 λ以下に低減することが できる。 RMS波面収差が 0. 0 3 λより大きく 0. 0 5 λ以下の場合は、 非点収差の符号に応じて、 図 4 (c) に示す収差補正光学素子 4 c 2又は 図 4 (e) に示す収差補正光学素子 4 c 4を使用して非点収差の補正を行 う。 これにより、 補正後の残留 RMS波面収差を約 0. Ο ΐ λ以下に低減 することができる。 本実施形態においては、 収差補正光学素子 4 cの種類 を 4種類としたが、 非点収差の補正量及び/又は符号が異なる収差補正光 学素子 4 cの種類が多いほど、 補正後の残留 RMS波面収差を小さくする ことができる。
なお、 図 4及び図 8では、 光学系で生じる非点収差の方向が X— Υ方向 である場合について説明したが、 光学系で生じる非点収差の方向が Χ_Υ 方向とは異なる場合についても、 その方向と、 収差捕正光学素子 4 cで捕 正できる非点収差の方向が略一致するように、 収差補正光学素子 4 cを入 射光の光軸に垂直な面内で回転させて設置すれば、 非点収差の補正を行う ことができる。
図 9 (a) 乃至 （h) は、 横軸に収差補正光学素子 4 dの中心を通る X 方向の断面における位置をとり、 縦軸に収差量をとつて、 光学系又は収差 補正光学素子 4 dの波面収差を示すグラフ図であり、 図 9 (a) 乃至 （d) に示す実線は光学系において生じる矢型収差を示しており、 破線は収差捕 正光学素子 4 dにより生じる波面収差を示しており、 図 9 (e) 乃至 （h) に示す実線は収差補正光学素子 4 dを用いて光学系で生じる矢型収差を補 正した場合の波面収差を示している。
図 9 (a) においては、 光学系で生じる矢型収差が X軸の負の側から正 の側へ向かって正、 0、 負と変化しており、 RMS波面収差は 0. 02ぇ である。 この矢型収差を補正するため、 図 5 (b) に示す収差補正光学素 子 4 を使用する。 収差補正光学素子 4 dェで生じる矢型収差は、 X軸の 負の側から正の側へ向かって負、 0、 正と変化している。 図 5 (b) にお ける高さ hは、 収差補正光学素子 4 を使用して図 9 (a) に示す矢型 収差を補正したときに、 残留 RMS波面収差が最小になるように設計され ている。 図 9 (e) はこのときの残留波面収差、 即ち図 9 (a) の実線と 破線の和を示しており、 残留波面収差の絶対値が 0 λに近づいていること 力 Sわ力る。
図 9 (b) においては、 光学系で生じる矢型収差が X軸の負の側から正 の側へ向かって正、 0、 負と変化しており、 RMS波面収差は 0. 04 である。 この矢型収差を補正するため、 図 5 (c) に示す収差補正光学素 子 4 d2を使用する。 収差捕正光学素子 4 d 2で生じる矢型収差は、 X軸の 負の側から正の側へ向かって負、 0、 正と変化している。 図 5 (c) にお ける高さ 2 hは、 収差捕正光学素子 4 d2を使用して図 9 (b) に示す矢 型収差を補正したときに、 残留 RMS波面収差が最小になるように設計さ れている。 図 9 (f ) はこのときの残留波面収差、 即ち図 9 (b) の実線 と破線の和を示しており、 残留波面収差の絶対値が 0 λに近づいているこ と力 Sわ力る。
図 9 (c) においては、 光学系で生じる矢型収差が X軸の負の側から正 の側へ向かって負、 0、 正と変化しており、 RMS波面収差は 0. 02 λ である。 この矢型収差を補正するため、 図 5 (d) に示す収差補正光学素 子 4 d 3を使用する。 収差補正光学素子 4 d 3で生じる矢型収差は、 X軸の 負の側から正の側へ向かって正、 0、 負と変化している。 図 5 (d) にお ける高さ hは、 収差補正光学素子 4 d3を使用して図 9 (c) に示す矢型 収差を補正したときに、 残留 RM S波面収差が最小になるように設計され ている。 図 9 (g) はこのときの残留波面収差、 即ち図 9 (c) の実線と 破線の和を示しており、 残留波面収差の絶対値が 0 λに近づいていること がわかる。
図 9 (d) においては、 光学系で生じる矢型収差が X軸の負の側から正 の側へ向かって負、 0、 正と変化しており、 RMS波面収差は 0. 04 である。 この矢型収差を補正するため、 図 5 (e) に示す収差補正光学素 子 4 d4を使用する。 収差補正光学素子 4 d4で生じる矢型収差は、 X軸の 負の側から正の側へ向かって正、 0、 負と変化している。 図 5 (e) にお ける高さ 2 hは、 収差補正光学素子 4 d4を使用して図 9 (d) に示す矢 型収差を補正したときに、 残留 RMS波面収差が最小になるように設計さ れている。 図 9 (h) はこのときの残留波面収差、 即ち図 9 (d) の実線 と破線の和を示しており、 残留波面収差の絶対値が 0えに近づいているこ とがわかる。
一方、 収差捕正光学素子 4 dの中心を通り、 +X方向から一 Y方向へ 6 0° 傾いた方向に平行な断面における波面収差は、 中心を通る X方向に平 行な断面における波面収差と同じである。 また、 収差補正光学素子 4 dの 中心を通り、 +X方向から + Y方向へ 60° 傾いた方向に平行な断面にお ける波面収差は、 中心を通る X方向に平行な断面における波面収差と同じ である。
光学系で生じる矢型収差が RMS波面収差として最大 0. 05 λである とする。 このとき、 図 5 (b) 〜 （e) に示す 4種類の収差補正光学素子 4 dを準備しておく。 そして、 収差補正光学素子 4 dを除く、 半導体レー ザ 1から対物レンズ 6までの光学系で生じる矢型収差の量及び符号を干渉 計等により測定する。 測定した矢型収差の量及び符号に応じて、 4種類の 収差捕正光学素子 4 d i乃至 4 d4の中から、補正後の残留 RMS波面収差 が最も小さくなるように、 必要に応じて 1種類の収差補正光学素子 4 dを 選択し、 光学系中に揷入する。 具体的には、 RMS波面収差が 0. 0 1 λ 以下の場合は、収差補正光学素子 4 dを用いた矢型収差の補正を行わない。 RMS波面収差が 0. Ο ΐ λより大きく 0. 03 λ以下の場合は、 矢型収 差の符号に応じて、図 5 (b)に示す収差補正光学素子 4 dェ又は図 5 (d) に示す収差補正光学素子 4 d 3を使用して矢型収差の補正を行う。 これに より、 補正後の残留 RMS波面収差を約 0. 0 1 以下に低減することが できる。 RMS波面収差が 0. 03 より大きく 0. 05 λ以下の場合は、 矢型収差の符号に応じて、 図 5 ( c ) に示す収差補正光学素子 4 d 2又は 図 5 ( e ) に示す収差補正光学素子 4 d 4を使用して矢型収差の補正を行 う。 これにより、 捕正後の残留 R M S波面収差を約 0 . Ο ΐ λ以下に低減 することができる。 本実施形態においては、 収差補正光学素子 4 dの種類 を 4種類としたが、 矢型収差の補正量及び/又は符号が異なる収差補正光 学素子 4 dの種類が多いほど、 補正後の残留 RM S波面収差を小さくする ことができる。
なお、 図 5及び図 9では、 光学系で生じる矢型収差の方向が X方向、 + X方向から一 Y方向へ 6 0 ° 傾いた方向、 + X方向から + Y方向へ 6 0 ° 傾いた方向である場合について説明したが、 光学系で生じる矢型収差の方 向が X方向、 + X方向から一 Y方向へ 6 0 ° 傾いた方向、 + X方向から + Y方向へ 6 0 ° 傾いた方向とは異なる場合についても、 その方向と、 収差 補正光学素子 4 dで補正できる矢型収差の方向が略一致するように、 収差 補正光学素子 4 dを入射光の光軸に垂直な面内で回転させて設置すれば、 矢型収差の捕正を行うことができる。
このように、 本実施形態においては、 収差補正光学素子 4を複数種類用 意しておいて、 光へッド装置 2 1における収差補正光学素子 4を除く光学 系の収差を測定し、 この収差の種類、 符号、 補正量に応じていずれかの収 差補正光学素子 4を選択して光へッド装置 2 1に組み込むことにより、 光 へッド装置 2 1の光学系の収差を簡単に低減することができる。
また、 本実施形態においては、 収差捕正光学素子 4 a、 4 b、 4 c、 4 dのうちいずれか一つの収差捕正光学素子を使用して、 光学系において生 じるコマ収差、 球面収差、 非点収差、 矢型収差のうちいずれか一つの収差 を補正する場合について説明したが、 いずれか二つ以上の収差補正光学素 子を使用して、 いずれか二つ以上の収差を補正することも可能である。 例 えば、 光ヘッド装置 2 1の半導体レーザ 1から対物レンズ 6までの光の経 路において発生する収差が、 コマ収差、 球面収差、 非点収差、 矢型収差の うち 2種類の収差を含んでいる場合は、 各収差を補正する 2枚の収差補正 光学素子を組み込んでもよい。 又は、 前記光の経路において発生する収差 力 コマ収差、 球面収差、 非点収差、 矢型収差のうち 3種類の収差を含ん でいる場合は、 各収差を補正する 3枚の収差補正光学素子を組み込んでも よい。又は、前記光の経路において発生する収差が、 コマ収差、球面収差、 非点収差、 矢型収差の全てを含んでいる場合は、 各収差を補正する 4枚の 収差補正光学素子を組み込んでもよい。
更に、 図 2乃至図 5に示す収差補正光学素子 4 a、 4 b、 4 c、 4 dに おける階段状のパタンのレベル数は 3であるが、 これは 2以上であればい くつでも構わない。 レベル数が多いほど、 残留 RMS波面収差を小さくす ることができる。
次に、本発明の第 2の実施形態について説明する。図 1 0 (a)乃至（e ) は本実施形態における収差補正光学素子 4 eを示す図であり、図 1 1 ( a) 乃至 （e) は本実施形態における収差補正光学素子 4 f を示す図であり、 図 1 2 (a) 乃至 （e) は本実施形態における収差補正光学素子 4 gを示 す図であり、 図 1 3 (a) 乃至 （e) は本実施形態における収差補正光学 素子 4 hを示す図である。 各図の （a) は平面図であり、 （b) 乃至 （e ) は断面図である。 本実施形態は、 前述の第 1の実施形態と比較して、 収差 捕正光学素子 4として図 1 0乃至図 1 3に示す収差捕正光学素子 4 e乃至 4 hから選択された収差捕正光学素子を使用する点が異なっている。 本実 施形態における上記以外の構成及び動作は、 前述の第 1の実施形態と同様 である。
以下、 本実施形態における収差補正光学素子 4について説明する。 光学 系で生じるコマ収差を補正する場合、 収差補正光学素子 4として、 図 1 0 に示す収差補正光学素子 4 eを用いることもできる。 図 1 0 (a) は収差 補正光学素子 4 eを示す平面図である。 収差捕正光学素子 4 eは、 単一の 領域から構成されており、 図 2 (a) 乃至 (e) に示す収差補正光学素子 4 aの表面における段差をなくし、 表面全体を単一の曲面で形成したもの である。 なお、 図中の二点鎖線で描かれた円は対物レンズ 6の有効領域に 相当する。 図 10 (b) 乃至 (e) は、 コマ収差の捕正量及び Z又は符号 が異なる 4種類の収差補正光学素子 4 eを示す図 10 (a) に示す E— E' 線による断面図である。 図 10 (b) 乃至 （e) に示すように、 中心を通 る X方向に平行な断面における素子の輪郭は曲線状である。 このような断 面を有する収差補正光学素子 4 eは、 ガラス又はプラスチックの成形によ り作製することができる。
図 10 (b) に示す収差補正光学素子 4 e iにおいては、 中心から X軸 の負の側へ向かって高さが一且高くなったのち低くなり、 中心から X軸の 正の側へ向かって高さが一旦低くなったのち高くなる。 最高点の高さは中 心の高さに比べて Hだけ高く、 最低点の高さは中心の高さに比べて Hだけ 低い。 図 10 (c) に示す収差補正光学素子 4 e 2においては、 中心から X軸の負の側へ向かって高さが一且高くなつたのち低くなり、 中心から X 軸の正の側へ向かって高さがー且低くなったのち高くなる。 最高点の高さ は中心の高さに比べて 2 Hだけ高く、 最低点の高さは中心の高さに比べて 2Hだけ低い。 図 10 (d) に示す収差捕正光学素子 4 e 3においては、 中心から X軸の負の側へ向かって高さが一旦低くなつたのち高くなり、 中 心から X軸の正の側へ向かって高さが一且高くなつたのち低くなる。 最高 点の高さは中心の高さに比べて Hだけ高く、 最低点の高さは中心の高さに 比べて Hだけ低い。 図 10 (e) に示す収差捕正光学素子 4 e 4において は、中心から X軸の負の側へ向かって高さが一旦低くなったのち高くなり、 中心から X軸の正の側へ向かって高さが一旦高くなつたのち低くなる。 最 高点の高さは中心の高さに比べて 2 Hだけ高く、 最低点の高さは中心の高 さに比べて 2Hだけ低い。 一方、 収差補正光学素子 4 eの中心を通る Y方 向の断面は平坦である。
収差補正光学素子 4 eを用いて光学系で生じるコマ収差を補正する場合 における収差補正光学素子 4 eの中心を通る X方向の断面における波面収 差は、 図 6に示すものと同じである。 図 6 (a) に示すコマ収差を補正す る場合、図 1 0 (b) に示す収差補正光学素子 4 e iを用いる。図 10 (b) における高さ Hは、 収差補正光学素子 4 eェを用いて図 6 (a) に示すコ マ収差を完全に捕正できるように、 即ち、 残留 RMS波面収差が 0 λにな るように設計されている。 図 6 (b) に示すコマ収差を補正する場合、 図 10 (c) に示す収差補正光学素子 4 e 2を用いる。 図 10 (c) におけ る高さ 2 Hは、 収差捕正光学素子 4 e 2を用いて図 6 (b) に示すコマ収 差を完全に補正できるように、 即ち、 残留 RMS波面収差が 0 λになるよ うに設計されている。 図 6 (c) に示すコマ収差を補正する場合、 図 10 (d) に示す収差補正光学素子 4 e 3を用いる。 図 10 (d) における高 さ Hは、 収差補正光学素子 4 e 3を用いて図 6 (c) に示すコマ収差を完 全に補正できるように、 即ち、 残留 RMS波面収差が 0 λになるように設 計されている。 図 6 (d) に示すコマ収差を捕正する場合、 図 10 (e) に示す収差捕正光学素子 4 e 4を用いる。 図 10 (e) における高さ 2 H は、 収差捕正光学素子 4 e 4を用いて図 6 (d) に示すコマ収差を完全に 補正できるように、 即ち、 残留 RMS波面収差が 0えになるように設計さ れている。
一方、 収差補正光学素子 4 eの中心を通る Y方向の断面における波面収 差は 0 λである。
光学系で生じるコマ収差が RMS波面収差として最大 0. 05 λである とする。 このとき、 図 10 (b) 乃至 (e) に示す 4種類の収差補正光学 素子 4 eを準備しておく。 そして、 収差補正光学素子 4 eを除く、 半導体 レーザ 1から対物レンズ 6までの光学系で生じるコマ収差の量及ぴ符号を 干渉計等により測定する。 その後、 測定したコマ収差の量及び符号に応じ て、 4種類の収差補正光学素子 4 eの中から、 補正後の残留 RMS波面収 差が最も小さくなるように、 必要に応じて 1種類の収差補正光学素子 4 e を選択し、 光学系中に揷入する。 具体的には、 RMS波面収差が 0. 01 λ以下の場合は、 収差補正光学素子 4 eを用いたコマ収差の補正を行わな い。 RMS波面収差が 0. 01 λより大きく 0. 03 以下の場合は、 コ マ収差の符号に応じて、 図 10 (b) に示す収差補正光学素子 4 e i又は 図 10 (d) に示す収差補正光学素子 4 e 3を用いたコマ収差の補正を行 う。 これにより、 捕正後の残留 RMS波面収差を 0. 0 1 以下に低減す ることができる。 RMS波面収差が 0. 03 λより大きく 0. 05 以下 の場合は、 コマ収差の符号に応じて、 図 1 0 (c) に示す収差補正光学素 子 4 e 2又は図 1 0 (e) に示す収差捕正光学素子 4 e 4を用いたコマ収差 の補正を行う。 これにより、 補正後の残留 RMS波面収差を 0. 01 λ以 下に低減することができる。 ここでは、 収差補正光学素子 4 eの種類を 4 種類としたが、 コマ収差の補正量及び/又は符号が異なる収差補正光学素 子 4 eの種類が多いほど、 補正後の残留 RMS波面収差を小さくすること ができる。
なお、 図 10では、 光学系で生じるコマ収差の方向が X方向である場合 について説明したが、 光学系で生じるコマ収差の方向が X方向とは異なる 場合についても、 その方向と、 収差補正光学素子 4 eで補正できるコマ収 差の方向が略一致するように、 収差補正光学素子 4 eを入射光の光軸に垂 直な面内で回転させて設置すれば、 コマ収差の補正を行うことができる。 光学系で生じる球面収差を補正する場合、 収差補正光学素子 4として、 図 1 1に示す収差捕正光学素子 4 f を用いることもできる。 図 1 1 (a) は収差補正光学素子 4 f の平面図である。 収差補正光学素子 4 f は、 単一 の領域から構成されており、 図 3 (a) 乃至 （e) に示す収差補正光学素 子 4 bの表面における段差をなくし、 全体を単一の曲面で形成したもので ある。 なお、 図中の二点鎖線で描かれた円は対物レンズ 6の有効領域に相 当する。 図 1 1 (b) 乃至 （e) は、 球面収差の補正量及び/又は符号が 異なる 4種類の収差補正光学素子 4 f を示す図 1 1 (a) に示す F— F' 線による断面図である。 図 1 1 (b) 乃至 （e) に示すように、 中心を通 る X方向に平行な断面における素子の輪郭は曲線状である。 このような断 面を有する収差補正光学素子 4 f は、 ガラス又はプラスチックの成形によ り作製することができる。
図 1 1 (b) に示す収差捕正光学素子 4 f においては、 中心から X軸 の正及び負の側へ向かって高さが一旦高くなつたのち低くなる。 最高点の 高さは最低点の高さに比べて 2Hだけ高い。 図 1 1 (c) に示す収差補正 光学素子 4 f 2においては、 中心から X軸の正及ぴ負の側へ向かって高さ がー且高くなつたのち低くなる。 最高点の高さは最低点の高さに比べて 4 Hだけ高い。 図 1 1 (d) に示す収差補正光学素子 4 f 3においては、 中 心から X軸の正及び負の側へ向かって高さがー且低くなったのち高くなる。 最高点の高さは最低点の高さに比べて 2 Hだけ高い。 図 1 1 (e) に示す 収差補正光学素子 4 f 4においては、 中心から X軸の正及び負の側へ向か つて高さが一旦低くなったのち高くなる。 最高点の高さは最低点の高さに 比べて 4Hだけ高い。 一方、 収差補正光学素子 4 f の中心を通る Y方向の 断面は、 中心を通る X方向の断面と同じである。
収差補正光学素子 4 f を用いて光学系で生じる球面収差を補正する場合 における収差補正光学素子 4 f の中心を通る X方向の断面における波面収 差は、 図 7に示すものと同じである。 即ち、 図 7 (a) に示す球面収差を 補正する場合、 図 1 1 (b) に示す収差補正光学素子 4 f を用いる。 図 1 1 (b) における高さ Hは、 収差補正光学素子 4 f ェを用いて図 7 (a) に示す球面収差を完全に捕正できるように、 即ち、 残留 RMS波面収差が 0 になるように設計されている。 図 7 (b) に示す球面収差を補正する 場合、 図 1 1 (c) に示す収差捕正光学素子 4 ί 2を用いる。 図 1 1 (c) における高さ 2Ηは、 収差補正光学素子 4 f 2を用いて図 7 (b) に示す 球面収差を完全に補正できるように、 即ち、 残留 RMS波面収差が 0 λに なるように設計されている。 図 7 (c) に示す球面収差を補正する場合、 図 1 1 (d) に示す収差補正光学素子 4 ί 3を用いる。 図 1 1 (d) にお ける高さ Hは、 収差補正光学素子 4 f 3を用いて図 7 (c) に示す球面収 差を完全に補正できるように、 即ち、 残留 RMS波面収差が 0 になるよ うに設計されている。 図 7 (d) に示す球面収差を補正する場合、 図 1 1 (e) に示す収差補正光学素子 4 f 4を用いる。 図 1 1 (e) における高 さ 2Hは、 収差補正光学素子 4 f 4を用いて図 7 (d) に示す球面収差を 完全に補正できるように、 即ち、 残留 RMS波面収差が 0 λになるように 設計されている。
一方、 収差補正光学素子 4 f の中心を通る Υ方向の断面における波面収 差は、 中心を通る X方向の断面における波面収差と同じである。
光学系で生じる球面収差が RMS波面収差として最大 0. 05 λである とする。 このとき、 図 1 1 (b) 〜 （e) に示す 4種類の収差補正光学素 子 4 f を準備しておく。 そして、 収差補正光学素子 4 f を除く、 半導体レ 一ザ 1から対物レンズ 6までの光学系で生じる球面収差の量及び符号を干 渉計等により測定する。 測定した球面収差の量及び符号に応じて、 4種類 の収差補正光学素子 4 f の中から、 捕正後の残留 RMS波面収差が最も小 さくなるように、 必要に応じて 1種類の収差補正光学素子 4 f を選択し、 光学系中に挿入する。 具体的には、 RMS波面収差が 0. 0 1 λ以下の場 合は、 収差補正光学素子 4 f を用いた球面収差の補正を行わない。 RMS 波面収差が 0. 0 1 λより大きく 0. 03 λ以下の場合は、 球面収差の符 号に応じて、 図 1 1 (b) に示す収差補正光学素子 4 f 又は図 1 1 (d) に示す収差補正光学素子 4 f 3を用いた球面収差の補正を行う。 これによ り、 補正後の残留 R M S波面収差を 0. 0 1 λ以下に低減することができ る。 RMS波面収差が 0. 03 λより大きく 0. 05え以下の場合は、 球 面収差の符号に応じて、 図 1 1 (c) に示す収差補正光学素子 4 f 2又は 図 1 1 (e) に示す収差補正光学素子 4 f 4を用いた球面収差の補正を行 う。 これにより、 捕正後の残留 RMS波面収差を 0. 01 λ以下に低減す ることができる。 ここでは、 収差補正光学素子 4 f の種類を 4種類とした ヽ 球面収差の補正量及び Z又は符号が異なる収差補正光学素子 4 f の種 類が多いほど、 補正後の残留 RMS波面収差を小さくすることができる。 光学系で生じる非点収差を補正する場合、 収差補正光学素子 4として、 図 1 2に示す収差補正光学素子 4 gを用いることもできる。 図 1 2 (a) は収差補正光学素子 4 gの平面図である。 収差補正光学素子 4 gは、 単一 の領域から構成されており、 図 4 (a) 乃至 （e) に示す収差補正光学素 子 4 cの表面における段差をなくし、 全体を単一の曲面で形成したもので ある。 なお、 図中の二点鎖線で描かれた円は対物レンズ 6の有効領域に相 当する。 図 1 2 (b) 乃至 （e) は、 非点収差の補正量及びノ又は符号が 異なる 4種類の収差補正光学素子 4 gにおける図 1 2 (a) に示す G— G' 線による断面図である。 図 1 2 (b) 乃至 （e) に示すように、 中心を通 る X方向に平行な断面における素子の輪郭は曲線状である。 このような断 面を有する収差補正光学素子 4 gは、 ガラス又はプラスチックの成形によ り作製することができる。
図 1 2 (b) に示す収差補正光学素子 4 g においては、 中心から X軸 の正及び負の側へ向かって高さが高くなる。 最高点の高さは中心の高さに 比べて Hだけ高い。 図 1 2 (c) に示す収差捕正光学素子 4 g 2において は、 中心から X軸の正及ぴ負の側へ向かって高さが高くなる。 最高点の高 さは中心の高さに比べて 2Hだけ高い。 図 1 2 (d) に示す収差補正光学 素子 4 g 3においては、 中心から X軸の正及ぴ負の側へ向かって高さが低 くなる。 最低点の高さは中心の高さに比べて Hだけ低い。 図 1 2 (e) に 示す収差補正光学素子 4 g4においては、 中心から X軸の正及ぴ負の側へ 向かって高さが低くなる。 最低点の高さは中心の高さに比べて 2 Hだけ低 い。
一方、 収差補正光学素子 4 gの中心を通る Y方向に平行な断面における 素子の輪郭は、 X方向に平行な断面と同じく曲線状である。 図 1 2 (b) に示す収差捕正光学素子 4 g iにおいては、 中心から Y軸の正及び負の側 へ向かって高さが低くなる。 最低点の高さは中心の高さに比べて Hだけ低 い。 図 1 2 (c) に示す収差補正光学素子 4 g 2においては、 中心から Y 軸の正及ぴ負の側へ向かって高さが低くなる。 最低点の高さは中心の高さ に比べて 2Hだけ低い。 図 1 2 (d) に示す収差補正光学素子 4 g3にお いては、 中心から Y軸の正及び負の側へ向かって高さが高くなる。 最高点 の高さは中心の高さに比べて Hだけ高い。 図 1 2 (e) に示す収差補正光 学素子 4 g4においては、 中心から Y軸の正及び負の側へ向かって高さが 高くなる。 最高点の高さは中心の高さに比べて 2 Hだけ高い。
収差補正光学素子 4 gを用いて光学系で生じる非点収差を補正する場合 における収差補正光学素子 4 gの中心を通る X方向の断面における波面収 差は、 図 8に示すものと同じである。 即ち、 図 8 (a) に示す非点収差を 補正する場合、 図 1 2 (b) に示す収差補正光学素子 4 g lを用いる。 図 1 2 (b) における高さ Hは、 収差捕正光学素子 4 g を用いて図 8 (a) に示す非点収差を完全に補正できるように、 即ち、 残留 RMS波面収差が 0えになるように設計されている。 図 8 (b) に示す非点収差を補正する 場合、 図 1 2 (c) に示す収差補正光学素子 4 g 2を用いる。 図 1 2 (c) における高さ 2 Hは、 収差捕正光学素子 4 g 2を用いて図 8 (b) に示す 非点収差を完全に補正できるように、 即ち、 残留 RMS波面収差が 0 λに なるように設計されている。 図 8 (c) に示す非点収差を補正する場合、 図 1 2 (d) に示す収差捕正光学素子 4 g 3を用いる。 図 1 2 (d) にお ける高さ Hは、 収差補正光学素子 4 g 3を用いて図 8 (c) に示す非点収 差を完全に補正できるように、 即ち、 残留 RMS波面収差が 0 λになるよ うに設計されている。 図 8 (d) に示す非点収差を補正する場合、 図 1 2 (e) に示す収差補正光学素子 4 g4を用いる。 図 1 2 (e) における高 さ 2Hは、 収差補正光学素子 4 g4を用いて図 8 (d) に示す非点収差を 完全に捕正できるように、 即ち、 残留 RMS波面収差が 0 λになるように 設計されている。
一方、 収差補正光学素子 4 gの中心を通る Υ方向の断面における波面収 差は、 中心を通る X方向の断面における波面収差と符号が逆である。
光学系で生じる非点収差が RMS波面収差として最大 0. 05 λである とする。 このとき、 図 1 2 (b) 乃至 （e) に示す 4種類の収差補正光学 素子 4 gを準備しておく。 そして、 収差補正光学素子 4 gを除く、 半導体 レーザ 1から対物レンズ 6までの光学系で生じる非点収差の量及び符号を 干渉計等により測定する。次に、測定した非点収差の量及び符号に応じて、
4種類の収差補正光学素子 4 gの中から、 捕正後の残留 RMS波面収差が 最も小さくなるように、 必要に応じて 1種類の収差補正光学素子 4 gを選 択し、 光学系中に揷入する。 具体的には、 RMS波面収差が 0. 0 1 λ以 下の場合は、 収差補正光学素子 4 gを用いた非点収差の補正を行わない。 RMS波面収差が 0. 0 1 λより大きく 0. 03 λ以下の場合は、 非点収 差の符号に応じて、 図 1 2 (b) に示す収差補正光学素子 4 gェ又は図 1 2 (d) に示す収差補正光学素子 4 g 3を用いた非点収差の補正を行う。 これにより、 補正後の残留 RMS波面収差を 0. 0 1 λ以下に低減するこ とができる。 RMS波面収差が 0. 03 λより大きく 0. 05 λ以下の場 合は、 非点収差の符号に応じて、 図 1 2 (c) に示す収差補正光学素子 4 g2又は図 1 2 (e) に示す収差補正光学素子 4 g 4を用いた非点収差の補 正を行う。 これにより、 補正後の残留 RMS波面収差を 0. 0 1 λ以下に 低減することができる。 ここでは、 収差補正光学素子 4 gの種類を 4種類 としたが、 非点収差の補正量及び Z又は符号が異なる収差捕正光学素子 4 gの種類が多いほど、 補正後の残留 RMS波面収差を小さくすることがで さる。
なお、 図 1 2では、 光学系で生じる非点収差の方向が X— Y方向である 場合について説明したが、 光学系で生じる非点収差の方向が X— Y方向と は異なる場合についても、 その方向と、 収差補正光学素子 4 gで補正でき る非点収差の方向が略一致するように、 収差補正光学素子 4 gを入射光の 光軸に垂直な面内で回転させて設置すれば、 非点収差の補正を行うことが できる。
光学系で生じる矢型収差を補正する場合、 収差補正光学素子 4として、 図 1 3に示す収差補正光学素子 4 hを用いることもできる。 図 1 3 (a) は収差補正光学素子 4 hの平面図である。 収差補正光学素子 4 hは、 単一 の領域から構成されており、 図 5 (a) 乃至 （e) に示す収差捕正光学素 子 4 dの表面における段差をなくし、 全体を単一の曲面で形成したもので ある。 なお、 図中の二点鎖線で描かれた円は対物レンズ 6の有効領域に相 当する。 図 1 3 (b) 乃至 （e) は、 矢型収差の捕正量及びノ又は符号が 異なる 4種類の収差補正光学素子 4 hにおける図 1 3 (a) に示す H— H' 線による断面図である。 図 1 3 (b) 乃至 （e) に示すように、 中心を通 る X方向に平行な断面における素子の輪郭は曲線状である。 このような断 面を有する収差補正光学素子 4 hは、 ガラス又はプラスチックの成形によ り作製することができる。
図 1 3 (b) に示す収差補正光学素子 4 h iにおいては、 中心から X軸 の負の側へ向かって高さが低くなり、 中心から X軸の正の側へ向かって高 さが高くなる。 最高点の高さは中心の高さに比べて Hだけ高く、 最低点の 高さは中心の高さに比べて Hだけ低い。 図 13 (c) に示す収差補正光学 素子 4 h 2においては、 中心から X軸の負の側へ向かって高さが低くなり、 中心から X軸の正の側へ向かって高さが高くなる。 最高点の高さは中心の 高さに比べて 2 Hだけ高く、 最低点の高さは中心の高さに比べて 2 Hだけ 低い。 図 13 (d) に示す収差補正光学素子 4 h 3においては、 中心から X軸の負の側へ向かって高さが高くなり、 中心から X軸の正の側へ向かつ て高さが低くなる。 最高点の高さは中心の高さに比べて Hだけ高く、 最低 点の高さは中心の高さに比べて Hだけ低い。 図 13 (e) に示す収差補正 光学素子 4 h4においては、 中心から X軸の負の側へ向かって高さが高く なり、 中心から X軸の正の側へ向かって高さが低くなる。 最高点の高さは 中心の高さに比べて 2 Hだけ高く、 最低点の高さは中心の高さに比べて 2 Hだけ低い。
一方、 収差補正光学素子 4 hの中心を通り、 +X方向から一 Y方向へ 6 0° 傾いた方向に平行な断面における素子の輪郭は、 X方向に平行な断面 と同じく曲線状である。 図 13 (b) に示す収差補正光学素子 4 にお いては、 中心から、 +X方向から一 Y方向へ 60° 傾いた方向へ向かって 高さが低くなり、 中心から、 一 X方向から + Y方向へ 60° 傾いた方向へ 向かって高さが高くなる。最高点の高さは中心の高さに比べて Hだけ高く、 最低点の高さは中心の高さに比べて Hだけ低い。 図 13 (c) に示す収差 捕正光学素子 4 h 2においては、中心から、 +X方向から一 Y方向へ 60° 傾いた方向へ向かって高さが低くなり、 中心から、 —X方向から + Y方向 へ 60° 傾いた方向へ向かって高さが高くなる。 最高点の高さは中心の高 さに比べて 2 Hだけ高く、 最低点の高さは中心の高さに比べて 2 Hだけ低 い。 図 13 (d) に示す収差補正光学素子 4 h3においては、 中心から、 + X方向から一 Y方向へ 60° 傾いた方向へ向かって高さが高くなり、 中 心から、 一 X方向から + Υ方向へ 60° 傾いた方向へ向かって高さが低く なる。 最高点の高さは中心の高さに比べて Ηだけ高く、 最低点の高さは中 心の高さに比べて Ηだけ低い。 図 1 3 (e) に示す収差補正光学素子 4 h 4においては、 中心から、 +X方向から一 Y方向へ 60° 傾いた方向へ向 かって高さが高くなり、 中心から、 一 X方向から + Y方向へ 60° 傾いた 方向へ向かって高さが低くなる。 最高点の高さは中心の高さに比べて 2 H だけ高く、 最低点の高さは中心の高さに比べて 2 Hだけ低い。
また、 収差補正光学素子 4 hの中心を通り、 +X方向から + Y方向へ 6 0° 傾いた方向に平行な断面における素子の輪郭は、 X方向に平行な断面 と同じく曲線状である。 図 1 3 (b) に示す収差補正光学素子 4 にお いては、 中心から、 +X方向から + Y方向へ 60° 傾いた方向へ向かって 高さが低くなり、 中心から、 一 X方向から一 Y方向へ 60° 傾いた方向へ 向かって高さが高くなる。最高点の高さは中心の高さに比べて Hだけ高く、 最低点の高さは中心の高さに比べて Hだけ低い。 図 1 3 (c) に示す収差 補正光学素子 4 h 2においては、中心から、 +X方向から + Y方向へ 60° 傾いた方向へ向かって高さが低くなり、 中心から、 一 X方向から一 Y方向 へ 60° 傾いた方向へ向かって高さが高くなる。 最高点の高さは中心の高 さに比べて 2 Hだけ高く、 最低点の高さは中心の高さに比べて 2 Hだけ低 い。 図 1 3 (d) に示す収差捕正光学素子 4 h3においては、 中心から、 + X方向から + Y方向へ 60° 傾いた方向へ向かって高さが高くなり、 中 心から、 一 X方向から一 Y方向へ 60° 傾いた方向へ向かって高さが低く なる。 最高点の高さは中心の高さに比べて Hだけ高く、 最低点の高さは中 心の高さに比べて Hだけ低い。 図 1 3 (e) に示す収差補正光学素子 4 h 4においては、 中心から、 +X方向から + Y方向へ 60° 傾いた方向へ向 かって高さが高くなり、 中心から、 一 X方向から一 Y方向へ 60° 傾いた 方向へ向かって高さが低くなる。 最高点の高さは中心の高さに比べて 2 H だけ高く、 最低点の高さは中心の高さに比べて 2 Hだけ低い。
収差補正光学素子 4 hを用いて光学系で生じる矢型収差を補正する場合 における収差捕正光学素子 4 hの中心を通る X方向の断面における波面収 差は、 図 9に示すものと同じである。 即ち、 図 9 (a) に示す矢型収差を 補正する場合、 図 1 3 (b) に示す収差補正光学素子 41^を用いる。 図 1 3 (b) における高さ Hは、 収差補正光学素子 4 h iを用いて図 9 (a) に示す矢型収差を完全に補正できるように、 即ち、 残留 RMS波面収差が Ο λになるように設計されている。 図 9 (b) に示す矢型収差を補正する 場合、 図 1 3 (c) に示す収差補正光学素子 4 h 2を用いる。 図 1 3 (c) における高さ 2 Hは、 収差補正光学素子 4 h2を用いて図 9 (b) に示す 矢型収差を完全に補正できるように、 即ち、 残留 RMS波面収差が 0 λに なるように設計されている。 図 9 (c) に示す矢型収差を補正する場合、 図 1 3 (d) に示す収差補正光学素子 4 h 3を用いる。 図 1 3 (d) にお ける高さ Hは、 収差補正光学素子 4 h3を用いて図 9 (c) に示す矢型収 差を完全に捕正できるように、 即ち、 残留 RMS波面収差が 0 λになるよ うに設計されている。 図 9 (d) に示す矢型収差を補正する場合、 図 1 3 (e) に示す収差補正光学素子 4 h4を用いる。 図 1 3 (e) における高 さ 2Hは、 収差補正光学素子 4 h4を用いて図 9 (d) に示す矢型収差を 完全に補正できるように、 即ち、 残留 RMS波面収差が 0えになるように 設計されている。
—方、 収差補正光学素子 4 hの中心を通り、 +X方向から一 Y方向へ 6 0° 傾いた方向に平行な断面における波面収差は、 中心を通る X方向に平 行な断面における波面収差と同じである。 また、 収差補正光学素子 4 hの 中心を通り、 +X方向から + Y方向へ 60° 傾いた方向に平行な断面にお ける波面収差は、 中心を通る X方向に平行な断面における波面収差と同じ である。
光学系で生じる矢型収差が R M S波面収差として最大 0. 05 λである とする。 このとき、 図 1 3 (b) 乃至 （e) に示す 4種類の収差補正光学 素子 4 hを準備しておく。 そして、 収差補正光学素子 4 hを除く、 半導体 レーザ 1から対物レンズ 6までの光学系で生じる矢型収差の量及び符号を 干渉計等により測定する。次に、測定した矢型収差の量及び符号に応じて、
4種類の収差補正光学素子 4 hの中から、 補正後の残留 RMS波面収差が 最も小さくなるように、 必要に応じて 1種類の収差補正光学素子 4 hを選 択し、 光学系中に揷入する。 具体的には、 RMS波面収差が 0. Ο ΐ λ以 下の場合は、 収差補正光学素子 4 hを用いた矢型収差の補正を行わない。 RMS波面収差が 0. 01 λより大きく 0. 03 λ以下の場合は、 矢型収 差の符号に応じて、 図 1 3 (b) に示す収差補正光学素子 41^又は図 1 3 (d) に示す収差補正光学素子 4 h3を用いた矢型収差の補正を行う。 これにより、 補正後の残留 RMS波面収差を 0. 01 λ以下に低減するこ とができる。 RMS波面収差が 0. 03えより大きく 0. 05 λ以下の場 合は、 矢型収差の符号に応じて、 図 1 3 (c) に示す収差補正光学素子 4 h2又は図 1 3 (e) に示す収差補正光学素子 4 h4を用いた矢型収差の補 正を行う。 これにより、 補正後の残留 RMS波面収差を 0. 0 1 λ以下に 低減することができる。 ここでは、 収差補正光学素子 4 hの種類を 4種類 としたが、 矢型収差の補正量及び/又は符号が異なる収差補正光学素子 4 hの種類が多いほど、 補正後の残留 RMS波面収差を小さくすることがで きる。
なお、 図 1 3では、 光学系で生じる矢型収差の方向が X方向、 +X方向 から一 Y方向へ 60° 傾いた方向、 +X方向から + Y方向へ 60° 傾いた 方向である場合について説明したが、 光学系で生じる矢型収差の方向が X 方向、 +X方向から一 Y方向へ 60° 傾いた方向、 +X方向から + Y方向 へ 6 0 ° 傾いた方向とは異なる場合についても、 その方向と、 収差補正光 学素子 4 hで補正できる矢型収差の方向が略一致するように、 収差補正光 学素子 4 hを入射光の光軸に垂直な面内で回転させて設置すれば、 矢型収 差の補正を行うことができる。
本実施形態においては、 収差補正光学素子 4 e、 4 f 、 4 g、 4 hのう ちいずれか一つの収差補正光学素子を用い、 光学系で生じるコマ収差、 球 面収差、 非点収差、 矢型収差のうちいずれか一つの収差を補正する場合に ついて説明したが、 いずれか二つ以上の収差補正光学素子を用い、 いずれ か二つ以上の収差を補正することも可能である。
本実施形態においては、 前述の第 1の実施形態と比較して、 収差補正光 学素子の表面を曲面により構成し、 光学系の収差を完全に捕正できるよう に、 収差補正光学素子を設計しているため、 より精度良く光学系の収差を 補正することができる。 伹し、 収差補正光学素子の設計及び製造は、 前述 の第 1 の実施形態と比較してやや困難になる。 本実施形態における上記以 外の効果は、 前述の第 1の実施形態と同様である。
なお、 上述の第 1及び第 2の実施形態においては、 ディスク 7に対して記 録及ぴ再生の双方を行う光学式情報記録再生装置について説明した。 しかし、 本発明はこれに限定されず、ディスク 7に対して再生のみを行う再生専用装 置であってもよい。 この場合、 半導体レーザ 1は、 半導体レーザ駆動回路 1 3により記録信号に基づいて駆動されるのではなく、常に一定の出力で駆動 される。
また、上述の第 1及び第 2の実施形態に係る光学式情報記録再生装置は D V Dドライブに限定されず、 再生専用装置であってもよく、 D V D— R (Digital Versatile Disc Recordable：書込可言 D V D ) ドライブ、 D V D - R OM (Digital Versatile Disc - Read Only Memory：読出専用 D V D ) ドライブ、 又は D V D— RW (Digital Versatile Disk Rewritable) 等であってもよく、 CD— R (Compact Disc Recordable：書込可能コンパ クトディスク） 又は CD— ROM (Compact Disk Read Only Memory：読出 専用コンパクトディスク) 等であってもよい。 産業上の利用可能性
本発明は、 DVD、 DVD— R、 DVD-ROM, DVD— RW、 CD 一 R、 CD-R OM等の光記録媒体に対して記録及び/又は再生を行うた めの光へッド装置、 その製造方法及び光学式情報記録再生装置に関する。

Claims

1 . 光源と、 この光源から出射した光を光記録媒体に集光する対物レンズ と、 前記光記録媒体により反射された光を検出する光検出器と、 前記光源 から前記対物レンズまでの前記光の経路に介在しこの経路において発生す 請
る前記光の収差を補正する 1又は複数枚の収差捕正光学素子と、 を有し、 前記 1又は複数枚の収差補正光学素子は、 複数種類の収差補正光学素子の の
中から前記収差に応じて選択されたものであることを特徴とする光へッド 装置。
囲
2 . 前記複数種類の収差補正光学素子は、 補正する収差の種類、 符号又は 補正量が相互に異なるものであることを特徴とする請求項 1に記載の光へ ッド装置。
3 . 前記収差がコマ収差、 球面収差、 非点収差及び矢型収差のうちいずれ か 1種類の収差であり、 前記光の経路に介在する収差補正光学素子は 1枚 であり、 この 1枚の収差補正光学素子は前記 1種類の収差を補正するもの であることを特徴とする請求項 1又は 2に記載の光へッド装置。
4 . 前記収差がコマ収差、 球面収差、 非点収差及び矢型収差のうち 2種類 の収差を含むものであり、 前記光の経路に介在する収差補正光学素子は 2 枚であり、 この 2枚の収差補正光学素子のうち一方は前記 2種類の収差の うち一方を補正するものであり、 前記 2枚の収差補正光学素子のうち他方 は前記 2種類の収差のうち他方を補正するものであることを特徴とする請 求項 1又は 2に記載の光へッド装置。
5 . 前記収差がコマ収差、 球面収差、 非点収差及び矢型収差のうち 3種類 の収差を含むものであり、 前記光の経路に介在する収差補正光学素子は 3 枚であり、 この 3枚の収差補正光学素子のうち、 一の収差補正光学素子は 前記 3種類の収差のうち一の収差を補正するものであり、 他の収差補正光 学素子は前記 3種類の収差のうち他の収差を補正するものであり、 更に他 の収差補正光学素子は前記 3種類の収差のうち更に他の収差を補正するも のであることを特徴とする請求項 1又は 2に記載の光へッド装置。
6 . 前記収差がコマ収差、 球面収差、 非点収差及び矢型収差を含むもので あり、 前記光の経路に介在する収差補正光学素子は 4枚であり、 この 4枚 の収差補正光学素子のうち、 第 1の収差補正光学素子は前記コマ収差を補 正するものであり、 第 2の収差補正光学素子は前記球面収差を補正するも のであり、第 3の収差補正光学素子は前記非点収差を補正するものであり、 第 4の収差補正光学素子は前記矢型収差を補正するものであることを特徴 とする請求項 1又は 2に記載の光へッド装置。
7 . 前記収差補正光学素子における前記光が入射又は出射する表面のうち 少なくとも一方の表面が、 2レベル以上のステップを有する階段状である ことを特徴とする請求項 1乃至 6のいずれか 1項に記載の光へッド装置。
8 . 前記収差補正光学素子における前記光が入射又は出射する表面のうち 少なくとも一方の表面が、 曲面により形成されていることを特徴とする請 求項 1乃至 6のいずれか 1項に記載の光へッド装置。
9 . 前記収差がコマ収差を含み、 前記光の経路に介在する収差補正光学素 子は、 この収差補正光学素子により捕正される収差の方向が前記コマ収差 の方向と実質的に一致するように設置されていることを特徴とする請求項 1乃至 8のいずれか 1項に記載の光ヘッド装置。
1 0 . 前記収差が非点収差を含み、 前記光の経路に介在する収差補正光学 素子は、 この収差補正光学素子により補正される収差の方向が前記非点収 差の方向と実質的に一致するように設置されていることを特徴とする請求 項 1乃至 8のいずれか 1項に記載の光へッド装置。
1 1 . 前記収差が矢型収差を含み、 前記光の経路に介在する収差補正光学 素子は、 この収差補正光学素子により補正される収差の方向が前記矢型収 差の方向と実質的に一致するように設置されていることを特徴とする請求 項 1乃至 8のいずれか 1項に記載の光へッド装置。
1 2 .光源、この光源から出射した光を光記録媒体に集光する対物レンズ、 及び前記光記録媒体により反射された光を検出する光検出器を備えた光学 系を組み立てる工程と、 前記光学系における前記光源から前記対物レンズ までの前記光の経路において発生する収差を測定する工程と、 この収差の 測定結果に基づいて複数種類の収差補正光学素子の中から前記光の収差を 補正する 1又は複数枚の収差補正光学素子を選択して、 前記光の経路に介 在するように前記光学系に組み込む工程と、 を有することを特徴とする光 へッド装置の製造方法。
1 3 . 前記複数種類の収差補正光学素子は、 補正する収差の種類、 符号又 は補正量が相互に異なるものであることを特徴とする請求項 1 2に記載の 光へッド装置の製造方法。
1 4 . 前記 1又は複数枚の収差補正光学素子を光学系に組み込む工程は、 前記収差補正光学素子により補正される収差の方向が前記光の経路におい て発生する収差の方向と一致するように、 前記収差補正光学素子を前記光 の光軸を回転軸として回転させて前記収差補正光学素子の方向を調整する 工程を有することを特徴とする請求項 1 2又は 1 3に記載の光ヘッド装置 の製造方法。
1 5 . 請求項 1乃至 1 1のいずれか 1項に記載された光ヘッド装置と、 前 記光源を駆動する第一の回路と、 前記光検出器の出力信号に基づいて再生 信号及び誤差信号を生成する第二の回路と、 前記誤差信号に基づいて前記 対物レンズの位置を制御する第三の回路と、 を有することを特徴とする光 学式情報記録再生装置。
1 6 . 前記第一の回路が前記光源を記録信号に基づいて駆動するものであ ることを特徴とする請求項 1 5に記載の光学式情報記録再生装置。
1 7 . 前記第一の回路が前記光源を一定の出力で駆動するものであること を特徴とする請求項 1 5に記載の光学式情報記録再生装置。
PCT/JP2004/006333 2003-05-08 2004-04-30 光ヘッド装置、その製造方法及び光学式情報記録再生装置 WO2004100139A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005506018A JP4241727B2 (ja) 2003-05-08 2004-04-30 光ヘッド装置、その製造方法及び光学式情報記録再生装置
US10/527,128 US20060007835A1 (en) 2003-05-08 2004-04-30 Optical head device, method of manufacturing the same, and optical information recording and/or playback apparatus

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003-130814 2003-05-08
JP2003130814 2003-05-08

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2004100139A1 true WO2004100139A1 (ja) 2004-11-18

Family

ID=33432117

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2004/006333 WO2004100139A1 (ja) 2003-05-08 2004-04-30 光ヘッド装置、その製造方法及び光学式情報記録再生装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20060007835A1 (ja)
JP (1) JP4241727B2 (ja)
WO (1) WO2004100139A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2006064735A1 (ja) * 2004-12-16 2008-06-12 ソニー株式会社 光ピックアップ装置及びこの光ピックアップ装置を用いた光ディスク装置並びにその制御方法
JP2012068228A (ja) * 2010-07-30 2012-04-05 Canon Inc 物体の表面プロファイルを測定する方法及び装置

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006104206A1 (ja) * 2005-03-29 2006-10-05 Pioneer Corporation 収差補正装置、光ピックアップおよび収差補正方法
US20100188962A1 (en) * 2009-01-28 2010-07-29 Panasonic Corporation Optical Pickup Device and Optical Disk Apparatus Using the Same

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02218022A (ja) * 1989-02-17 1990-08-30 Ricoh Co Ltd 分離型光ピックアップ装置
JPH06324281A (ja) * 1993-05-10 1994-11-25 Ricoh Co Ltd 光ピックアップ装置

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5271253A (en) * 1975-12-11 1977-06-14 Canon Inc Compound lens of high resolving power
US5126994A (en) * 1988-11-29 1992-06-30 Sony Corporation Method and apparatus for controlling and detecting recording laser beam
JP4006032B2 (ja) * 1995-12-28 2007-11-14 株式会社日立製作所 対物レンズおよび光ヘッド
US5808999A (en) * 1996-05-17 1998-09-15 Konica Corporation Optical pickup apparatus and objective lens for optical pickup apparatus
JP2910689B2 (ja) * 1996-06-20 1999-06-23 日本電気株式会社 光ヘッド
JP3653923B2 (ja) * 1997-03-19 2005-06-02 ソニー株式会社 記録再生装置および方法
US6151154A (en) * 1998-03-12 2000-11-21 Pioneer Electronic Corporation Optical pickup, aberration correction unit and astigmatism measurement method
US6967916B2 (en) * 2000-10-10 2005-11-22 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Optical head apparatus, optical information recording and reproducing apparatus, method for detecting aberration and method for adjusting optical head apparatus
HUP0303190A2 (hu) * 2000-10-16 2003-12-29 Konica Corporation Tárgylencse, kapcsoló lencse, fénykonvergáló optikai rendszer és optikai felvevő-lejátszó eszköz
US6934226B2 (en) * 2001-04-12 2005-08-23 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Optical disk apparatus
JP2003167187A (ja) * 2001-06-20 2003-06-13 Konica Corp 対物レンズ、光ピックアップ装置及び記録・再生装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02218022A (ja) * 1989-02-17 1990-08-30 Ricoh Co Ltd 分離型光ピックアップ装置
JPH06324281A (ja) * 1993-05-10 1994-11-25 Ricoh Co Ltd 光ピックアップ装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2006064735A1 (ja) * 2004-12-16 2008-06-12 ソニー株式会社 光ピックアップ装置及びこの光ピックアップ装置を用いた光ディスク装置並びにその制御方法
JP2012068228A (ja) * 2010-07-30 2012-04-05 Canon Inc 物体の表面プロファイルを測定する方法及び装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP4241727B2 (ja) 2009-03-18
JPWO2004100139A1 (ja) 2006-07-13
US20060007835A1 (en) 2006-01-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2001043559A (ja) 光ヘッド及び光ディスク装置
JP2003123282A (ja) 焦点調整方法および光ピックアップ装置
JP4472563B2 (ja) 光学ユニットおよび光ピックアップならびに光情報処理装置
JP2005085311A (ja) 光ディスク記録再生方法，光ディスク装置及び光ピックアップ
US7738340B2 (en) Optical disk apparatus with aberration correcting part, and optical disk
US8194522B2 (en) Aspheric lens and optical pickup including the same
JP2006147069A (ja) 光ピックアップ及び補正用収差発生方法とこれを用いた光情報処理装置
JP2008181612A (ja) 光ピックアップ
US20070041287A1 (en) Optical pickup apparatus capable of detecting and compensating for spherical aberration caused by thickness variation of recording layer
US7668064B2 (en) Optical pickup unit and information recording/reproduction apparatus
US7957234B2 (en) Optical pickup apparatus
WO2004100139A1 (ja) 光ヘッド装置、その製造方法及び光学式情報記録再生装置
JP4133139B2 (ja) 光ピックアップ
JP4547292B2 (ja) 光ピックアップおよび光情報処理装置
JP2007141284A (ja) 光ピックアップ
JP3270363B2 (ja) 光ピックアップ装置
US20080291803A1 (en) Optical pickup device
US20070171802A1 (en) Optical disc apparatus and method for adjusting the same
JP2004158102A (ja) 光ヘッド装置及び光学的情報記録再生装置
JP2004259439A (ja) 光ディスクとその記録再生装置
US8259554B2 (en) Optical head device, optical information device, and diffractive element
JP2010044828A (ja) 光ディスク装置及びフォーカス調整方法
KR100693002B1 (ko) 광픽업장치
JP4255886B2 (ja) 光ピックアップおよび光情報処理装置
JP2010097664A (ja) 対物レンズ

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AE AG AL AM AT AU AZ BA BB BG BR BW BY BZ CA CH CN CO CR CU CZ DE DK DM DZ EC EE EG ES FI GB GD GE GH GM HR HU ID IL IN IS JP KE KG KP KR KZ LC LK LR LS LT LU LV MA MD MG MK MN MW MX MZ NA NI NO NZ OM PG PH PL PT RO RU SC SD SE SG SK SL SY TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VC VN YU ZA ZM ZW

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): GM KE LS MW MZ NA SD SL SZ TZ UG ZM ZW AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LU MC NL PL PT RO SE SI SK TR BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW ML MR NE SN TD TG

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2005506018

Country of ref document: JP

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2006007835

Country of ref document: US

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 10527128

Country of ref document: US

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 10527128

Country of ref document: US

122 Ep: pct application non-entry in european phase