JP2001155371A - 光ピックアップ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、２層以上の多層記録層を有する多層
記録媒体に対応することが可能となる光ディスク用ピッ
クアップ装置を提供する。 【解決手段】本発明の一態様によると、光ディスクに光
を照射し、該光ディスクに情報を記録あるいは該光ディ
スクから情報を検出する光ピックアップであって、光学
系が２点以上の光学素子で構成され、そのうちの少なく
とも一つの光学パワーを有する光学素子を光軸方向に移
動することで、前記光ディスクの表面から情報記録面ま
での距離の変化に起因する収差変動を補正することを特
徴とする光ピックアップが提供される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスク等の記
録媒体への情報記録再生装置に係り、特に、記録層が複
数ある光ディスク用の光ピックアップに関する。

【０００２】

【従来の技術】光による情報の記録再生は、高度化と多
様化が進み、記録材料の保護及び記録情報読取りの誤り
を防ぐ目的で記録材料上に設けられている保護層の厚さ
が異なる記録媒体が使われるようになってきており、異
なる厚さの保護層の記録媒体に記録再生を行う光ピック
アップが開発されている。

【０００３】より具体的には、ＣＤと呼ばれる光ディス
クは保護層（ポリカーボネイトなどの透明材料）の厚さ
は、１．２ｍｍであり、ＤＶＤと呼ばれる光ディスクの
保護層のそれは、０．６ｍｍであるが、両方の光ディス
クを再生できる光ピックアップが開発されている。

【０００４】例えば、光技術コンタクトＶｏｌ．３３，
６０７（１９９５）に示されているように、レンズの中
心部にホログラムを形成して、２焦点レンズにすること
により、異なる保護層の光ディスクに対応できる。

【０００５】レンズ中心部のホログラムからの１次回折
光で保護層厚１．２ｍｍの記録媒体に、ホログラムの０
次回折光（非回折光）と周辺部の光を合わせて保護層厚
０．６ｍｍの記録媒体に合わせた収差補正を行い、異な
る保護層厚の光ディスクの再生を可能にしている。

【０００６】また、光学技術コンタクトＶｏｌ．３３，
６１９（１９９５）に示されているように、異なる保護
層の層厚に最適に収差補正された二つの光学系を光ピッ
クアップ内に設け、それらを切り替えることによって異
なる保護層厚の光ディスクに対応する技術も存在する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来技術は、２種類の異なる保護層厚の光ディ
スクに対応するために考案されており、３種類以上の異
なる保護層厚の光ディスクには対応することができない
という欠点がある。

【０００８】近年、一つの記録媒体、すなわち一つの光
ディスクの中に情報を多層に記録する３次元光メモリが
研究されているが（例えば、光学技術コンタクトＶｏ
ｌ．３６，１０６（１９９８））、この場合、層数は３
層以上あり、上述したような従来技術で示したピックア
ップでは対応することができない。

【０００９】また、３次元メモリでは、各層間の間隔は
数μｍから数１０μｍのオーダーであり、従来のピック
アップ、すなわち、上述したような従来技術で示したピ
ックアップでは、各層間の検出信号が混信して、情報を
検出することができないという欠点がある。

【００１０】そのために、ピンホールにより他の記録層
からの反射光を除いて焦点の合っている記録層からの反
射光だけを光学的に選択する光ピックアップが本発明と
同一の出願人より提案されている（特許第２６２４２５
５号）。

【００１１】しかし、この光ピックアップでは、多層記
録層の数が増加して記録媒体の厚さが増加すると、記録
媒体を通過する記録読出光の光路長の変化により球面収
差が劣化し、記録密度の低下を招くという欠点があっ
た。

【００１２】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
ので、２層以上の多層記録層を有する多層記録媒体に対
応することが可能となる光ピックアップを提供すること
を目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明によると、上記課
題を解決するために、（１） 光ディスクに光を照射
し、該光ディスクに情報を記録あるいは該光ディスクか
ら情報を検出する光ピックアップであって、光学系が２
点以上の光学素子で構成され、そのうちの少なくとも一
つの光学パワーを有する光学素子を光軸方向に移動する
ことで、前記光ディスクの表面から情報記録面までの距
離の変化に起因する収差変動を補正することを特徴とす
る光ピックアップが提供される。

【００１４】また、本発明によると、上記課題を解決す
るために、（２） 前記少なくともーつの光学素子の光
軸方向の移動でフォーカシングも行うことを特徴とする
（１）記載の光ピックアップが提供される。

【００１５】また、本発明によると、上記課題を解決す
るために、（３） 前記光学系の対物レンズが２枚のレ
ンズで構成され、前記光ディスク側のレンズを光軸方向
に移動可能とすることで焦点調節を行うことを特徴とす
る（１）記載の光ピックアップが提供される。

【００１６】

【発明の実施の形態】（本明細書における言葉の使い
方）まず、本明細書における言葉の使い方について説明
する。

【００１７】本明細書に関係するフォーカシングには、
次の２つの内容がある。

【００１８】（１）光ピックアップにおけるフオーカシ
ング：光ディスクへの情報の記録や再生の際に、ディス
クの反りやディスクの回転誤差等によりディスクの情報
記録面と対物レンズの間隔が変化したり、環境変化の影
響で光学系の焦点距離が変化してしまう。

【００１９】その結果、光学系が情報記録面からデフォ
ーカスしてしまうのを補正するために、対物レンズを光
軸方向に移動しピント合わせすることが光ピックアップ
におけるフオーカシングである。

【００２０】（２）ズームレンズにおけるフォーカシン
グ：ズームレンズの焦点距離の変化に伴うデーフォーカ
スを、フォーカシングレンズを光軸方向に移動すること
で補正する（ピント合わせする）ことがズームレンズに
おけるフォーカシングである。

【００２１】このような（１）光ピックアップにおける
フオーカシング：と（２）ズームレンズにおけるフォー
カシング：との両者の混乱を防ぐために、本明細書では
（１）を「フォーカシング」、（２）を「焦点調節」と
呼ぶものとする。

【００２２】（実施の形態の概要）次に、本発明の実施
の形態の概要について説明する。

【００２３】本発明は、上記課題を解決し、多層記録媒
体に高密度で記録再生可能な情報記録再生装置に適用す
ることができる第１内次第３の実施の形態による光ピッ
クアップを提供することを意図している。

【００２４】（第１の実施の形態）このために、本発明
の第１の実施の形態では、光ディスクに光を照射し、該
光ディスクに情報を記録あるいは検出する光ピックアッ
プであって、光学系が２点以上の光学素子で構成され、
そのうちの少なくとも一つの光学パワーを有する光学素
子を光軸方向に移動することで、光ディスク表面から情
報記録面までの距離の変化に起因する収差変動を補正す
ることを特徴とする光ピックアップが提供される。

【００２５】＜対応する発明の実施例＞後述する実施例
１〜７による。

【００２６】＜作用効果＞光ディスク表面から情報記録
面までの距離（すなわち、光ディスク表面から情報記録
面までの光ディスク厚による光路長）が変化すると、情
報記録面を物点や像点とする光学系の収差の量が変動し
て光学性能が劣化する。

【００２７】そこで、光学系の少なくとも一つの光学パ
ワーを有する光学素子を光軸方向に移動して、この収差
変動を補正することにより、光ディスク表面から情報記
録面までの距離が異なる複数の情報記録面に対する情報
の記録や再生に必要な光学系の性能を確保することがで
きる。

【００２８】その結果、１つの光学系で、光ディスク表
面から情報記録面までの距離の異なる複数の情報記録面
に対する情報の記録や再生を行うことができる。

【００２９】（第２の実施の形態）また、本発明の第２
の実施の形態では、前記少なくともーつの光学素子の光
軸方向の移動でフォーカシングも行うことを特徴とする
第１の実施の形態の光ピックアップが提供される。

【００３０】＜対応する発明の実施例＞後述する実施例
１〜７による。

【００３１】＜作用効果＞光ディスクの情報の記録や再
生の際には、光ディスクの反りや光ディスクの回転誤差
等により、光ディスクの情報記録面と対物レンズの間隔
が変化したり、環境変化により光学系の焦点距離が変化
したりして、光学系が情報記録面からデフォーカスして
しまう。

【００３２】そこで、光ディスクの情報を記録したり再
生したりする光ピックアップの多くでは、このデフォー
カスを補正するために、対物レンズを光軸方向に移動し
てピント合わせを行う必要がある。

【００３３】このフォーカシングを行う場合、フォーカ
シング用のレンズを光軸方向に可動にするためのアクチ
ュエータが必要となる。

【００３４】本第２の実施の形態のように、焦点調節を
行うために光軸方向に可動である焦点調節レンズでフォ
ーカシングを行うことにより、光軸方向への可動部分が
１個所で済むので、１つのアクチュエータが焦点調節と
フォーカシングの両方に対応できるなど、機構を単純・
軽量化することができ、好都合である。

【００３５】（第３の実施の形態）また、本発明の第３
の実施の形態では、前記光学系の対物レンズが２枚のレ
ンズで構成され、光ディスク側のレンズを光軸方向に移
動可能とすることで焦点調節を行うことを特徴とする第
１の実施の形態の光ピックアップが提供される。

【００３６】＜対応する発明の実施例＞後述する実施例
１〜６による。

【００３７】＜作用効果＞ （作用効果１）２枚という今回のズーム光学系に必要な
最低のレンズ枚数で対物レンズを構成しているので、光
学系の小型化、低コスト化の点で好ましい。

【００３８】（作用効果２）図１は、ＬＤなどの光源光
を対物レンズで光ディスクの情報記録面に収束する状態
を示す。

【００３９】ここでは、無限系対物に平行光が入射する
図を示すが、有限系対物に発散光が入射する場合でも良
い。

【００４０】対物レンズのディスク側レンズＬ１の焦点
距離をｆ１、平行光側レンズＬ２の焦点距離をｆ２とす
ると、収差補正上、ｆ２＞ｆ１であることが好ましい。

【００４１】光ピックアップ装置では、回転する光ディ
スクの面がぶれたり、フォーカシングを行うことから、
対物レンズと光ディスクの間隔ＷＤを所定量以上確保す
る必要がある。

【００４２】この必要な対物レンズと光ディスクの間隔
ＷＤを確保した状態で、光ディスク表面から情報記録面
までの距離が小さい状態から光ディスク表面から情報記
録面までの距離が大きい状態に変化するときを考える。

【００４３】このとき、Ｌ１で焦点調節をする場合に
は、図１の（ａ）から図１の（ｂ）に示すように、焦点
調節レンズＬ１の移動によりＬ１と記録層の間隔が減
り、光ディスク表面から情報記録面までの距離の変化に
よりＬ１と記録層の間隔が増えるので、Ｌ１と記録層の
間隔の空気換算光路長はあまり大きくは変化しない。

【００４４】一方、Ｌ２で焦点調節する場合には、図１
の（ｃ）から図１の（ｄ）に示すように、光ディスク表
面から情報記録面までの距離の変化量がＬ１と記録面の
間隔の変化量になる。

【００４５】すなわち、Ｌ１で焦点調節する場合は、Ｌ
２で焦点調節する場合より、光学系に対する記録面の位
置の変化が少ない。

【００４６】その結果、光ディスク表面から情報記録面
までの距離の変化量が同じ場合、この距離の変化に対応
するための光学系の焦点距離の差が少なくて済み、光学
系の性能確保が容易になる。

【００４７】また、焦点調節の量が少なくてすむので、
焦点調節を行うアクチュエータの負担も小さくなり好ま
しい。

【００４８】＜実施例＞以下、上述した本発明の第１乃
至第３の実施の形態に対応する本発明の光ピックアップ
の実施例１から実施例７について、図面を参照して説明
する。

【００４９】なお、対物レンズの光ディスク側ＮＡ＝
０．６とし、実施例１〜３、５〜６の光学設計では波長
＝６８５ｎｍ、実施例４では波長＝７８０ｎｍ、６４０
ｎｍとしている。

【００５０】（実施例１）図２に本発明に基づく光ピッ
クアップの実施例１を示す。

【００５１】図２に示すように、この実施例１による光
ピックアップにおいては、ピックアップ光学系１は、２
枚のレンズ２，３で構成されている。

【００５２】記録媒体４に対する焦点調節は、レンズ２
或いは３の一方を光軸方向に移動して行う。

【００５３】ここで、光ディスクである記録媒体４に
は、奥行き方向に多層状に情報が記録されている。

【００５４】図２では、簡単のため、記録層は４ａから
４ｄまで４層が示されているが、通常、数１０から数１
００層で構成される。

【００５５】始めに、記録媒体４が図示しない情報記録
再生装置本体に挿入されると、ピックアップ光学系１
は、記録媒体４における一番表層に近い記録層４ａに焦
点を合わせる。

【００５６】このとき、レンズ２，３の間隔は初期状態
の値に制御されている。

【００５７】フォーカシングは、レンズ２或いは３を光
軸方向に移動させることによって行われる。

【００５８】このフォーカシングは、ピンホール５を介
して記録媒体４からの反射光を検出する共焦点検出法に
よつて行われ、フォーカス信号は検出器６よりフォーカ
ス制御系８に与えられる。

【００５９】検出器７は、光ディスクである記録媒体４
の卜ラック方向に（すなわち、円周方向）平行な境界に
よって２つに分割されており、その差信号によつてトラ
ッキングを制御するためのトラッキング信号が、トラッ
キング制御系１０に与えられる。

【００６０】次に、ピックアップ光学系１が、光ディス
クである記録媒体４の表面より２番目の記録層４ｂに焦
点を合わせて情報を読む場合を示す。

【００６１】記録層選択制御系９から球面収差補正系
（焦点調節制御系）８を介して、あらかじめ、わかって
いる記録層４ａと４ｂの間隔に相当する距離に所定の補
正値を乗じた距離だけレンズ２或いはレンズ３が移動さ
れる。

【００６２】最終的な焦点調節は、検出器６からの信号
がフォーカス制御系８に与えられることによって判定さ
れる。

【００６３】以上の手順を踏むことによって、光ディス
クである記録媒体４の表面４ｓから各記録層４ａ〜４ｄ
までの距離の違いによって生じる光ピックアップ光学系
１の球面収差の補正を行うことができる。

【００６４】従って、いずれの記録層においても最適な
光学性能で情報の記録再生が可能となり、高密度多層記
録を実現することできる。

【００６５】なお、フォーカス及びトラッキング制御の
信号検出は、通常、既知の手法を用いてもかまわない。

【００６６】＜数値実施例＞図２の光学系の数値実施例
を示す。

【００６７】ここでは、２枚の対物レンズＬ１，Ｌ２で
構成し、光ディスク側のレンズＬ１で焦点調節する。

【００６８】収差補正上、レンズＬ１を光ディスク側に
凹面を向けたメニスカス形状にするのが好ましい。

【００６９】図３の（ａ）に光ディスク表面から情報記
録面までの距離が１．２ｍｍの場合の光路図、図３の
（ｂ）に光ディスク表面から情報記録面までの距離が
０．７ｍｍの場合の光路図を示す。

【００７０】なお、この光路図を含め以下の光路図で
は、光ディスクの部分はディスク表面からそれぞれの情
報記録面までしか描いていない。

【００７１】光ディスク表面から情報記録面までの距離
の変化に伴う球面収差の変化量は、光ディスク表面から
情報記録面までの距離の変化量に比例する。

【００７２】よって、この距離の変化に起因する収差を
打ち消すための焦点調節レンズの移動量は、光ディスク
表面から情報記録面までの距離の変化量に比例する。

【００７３】ここで、焦点調節係数＝焦点調節レンズの
移動量／光ディスクの表面から情報記録面までの距離の
変化量、と定義するものとする。

【００７４】本実施例では、焦点調節係数ｋ＝０．６２
４とすれば良い。

【００７５】すなわち、光ディスク表面から情報記録層
までの距離が＋Δｍｍ変化するとき、レンズＬ１を光軸
方向に＋０．６２４Δｍｍ移動すれば、距離の変化に伴
う球面収差等の収差の変動を補正し、この間の性能を確
保することができる。

【００７６】例えば、図３の（ｂ）は図３の（ａ）と比
較すると、Δ＝−０．５ｍｍなので、レンズＬ１の移動
量は−０．３１２ｍｍ、すなわち、レンズＬ１を光ディ
スクから離れる方向に０．３１２ｍｍ移動すれば良い。

【００７７】図３の光路図は、光ディスク表面から情報
記録面までの距離が１．２ｍｍと０．７ｍｍの場合であ
るが、光ディスク表面から情報記録面までの距離がこれ
以外の場合でも、上記の焦点調節係数に従い焦点調節を
行えば光学系の性能を確保できる。

【００７８】また、図３では、光路図による説明を分か
り易いやすくするために、距離の変化Δを−０．５ｍｍ
と大きな値としたが、多層記録の場合、Δを各記録層間
の間隔である数μｍから数１０μｍのオーダーにすれば
良い。

【００７９】同じ光ディスクの情報記録面で情報を記録
・再生する場合でも、光ディスクの反りや光ディスクの
回転誤差により光ディスクの情報記録面と対物レンズの
間隔が変化したり、環境変化により光学系の焦点距離が
変動して、光学系がデフォーカスしてしまう。

【００８０】このような場合には、レンズＬ１のみ或い
はレンズＬ１とレンズＬ２の両方でフォーカシングを行
えば良い。

【００８１】焦点調節を行うために光軸方向に可動であ
る焦点調節レンズＬ１のみでフォーカシングを行えば、
光軸方向への可動部分が１個所で済み、機構を単純・軽
量化することができるので好ましい。

【００８２】（実施例２）この実施例２は、前述した実
施例１のＬ２を両面共、非球面レンズとしたものに相当
する。

【００８３】図４の（ａ），（ｂ）に示すように、レン
ズＬ１の両面共、有効径の周辺に向かうにつれて近軸パ
ワーを弱めるような非球面作用を持ち、光ディスク側Ｒ
２面は有効径最周辺で凹パワーを持つ。

【００８４】その結果、レンズＬ１は近軸的には両凸レ
ンズであるが、有効径の周辺ではディスク側に凹面を向
けたメニスカスレンズ特性を持っている。

【００８５】レンズＬ２の両面とも、有効径の周辺に向
かうにつれて近軸パワーを弱める非球面作用を持ち、レ
ンズＬ２は近軸的は光ディスク側に凹面を向けたメニス
カスレンズであるが、有効径周辺では光ディスク側に凸
面を向けたメニスカスレンズを特性を持つ。

【００８６】この実施例２では、以上のレンズＬ１，Ｌ
２の非球面作用により、球面収差などを良好に補正して
いる。

【００８７】本実施例２では、焦点調節係数ｋ＝０．６
２４である。

【００８８】（実施例３）この実施例３は、図５の
（ａ），（ｂ）に示すように、前述した実施例２で、光
ディスク表面から情報記録面までの距離がより大きい場
合に対応できるようにしたものに相当する。

【００８９】光路図は、光ディスク表面から情報記録面
までの距離が１．４ｍｍと０．９ｍｍのときのものであ
る。

【００９０】本実施例３では、焦点調節係数＝０．６３
１である。

【００９１】（実施例４）以上の実施例１〜３は、同じ
波長の光源に対して、光ディスク表面から情報記録面ま
での距離を変化させる場合についてである。

【００９２】しかるに、本実施例４のように、光ディス
ク表面から情報記録面までの距離とともに、光源の波長
も変化させるようにしても良い。

【００９３】図６の（ａ）はＣＤ用（光源の波長＝７８
０ｎｍ、ディスク厚＝１．２ｍｍ）、図６の（ｂ）はＤ
ＶＤ用（光源の波長＝６４０ｎｍ、ディスク厚＝０．６
ｍｍ）として使用する場合を示す。

【００９４】本実施例４では、焦点調節係数＝０．６０
６である。

【００９５】このレンズは波長７８０ｎｍと６４０ｎｍ
の両方においてＮＡ０．６での性能を確保することがで
きるが、ＣＤ用ではＮＡ制限手段によりＮＡを０．４５
程度の適切な値に制限すれば良い。

【００９６】このＮＡ制限手段としては、可変絞りを使
用することや、波長６４０ｎｍ光は透過し、波長７８０
ｎｍ光は透過しないコーティングをあるレンズ面のＮＡ
０．４５以上の領域に行うことなどがある。

【００９７】（実施例５）以上の実施例１〜４は、対物
レンズ（Ｌ１，Ｌ２）とコリメータレンズ（図示せず）
で構成される無限系についてであるが、当然、本実施例
５のように光学系を有限系としても良い。

【００９８】有限系対物レンズを構成するレンズＬ１，
Ｌ２のうち、光ディスク側のレンズＬ１を光軸方向に可
動とし焦点調節を行う。

【００９９】図７の（ａ），（ｂ）に示す光路図は、光
ディスク表面から情報記録面までの距離が１．７ｍｍと
１．２ｍｍのときのものである。

【０１００】本実施例５では、焦点調節係数ｋ＝０．６
３１である。

【０１０１】（実施例６）有限系は、無限系より波長変
動など環境変化の影響が大きくなる。

【０１０２】そこで、本実施例６は、前述した実施例５
のレンズＬ２の光ディスク側面Ｒ２面に凸パワーのＤＯ
Ｅを加工したものである。

【０１０３】その結果、本実施例６の軸上色収差は、前
述した実施例５の軸上色収差の１／１４以下に減少して
いる。

【０１０４】もちろん、ＤＯＥを加工する面は他の面で
も良いし、無限系の場合にも、本実施例６のようにＤＯ
Ｅを使用すれば色収差などを減らすことができる。

【０１０５】本実施例６では、焦点調節係数ｋ＝０．６
３５である。

【０１０６】よって、図８の（ａ），（ｂ）に示すよう
に、光ディスク表面から情報記録層までの距離が１．７
ｍｍから１．２ｍｍへ０．５ｍｍ薄くなるとき、レンズ
Ｌ１を光ディスクから離れる方向に０．３１７ｍｍ移動
すれば良い。

【０１０７】（実施例７）以上の実施例１〜６は、対物
レンズＬ１，Ｌ２のうち、光ディスク側レンズＬ１で焦
点調節しているが、本実施例７ではレンズＬ２で焦点調
節している。

【０１０８】図９の（ａ），（ｂ）に示す光路図は、光
ディスク表面から情報記録面までの距離が１．２ｍｍと
１ｍｍのときのものであり、この光路図で、Ｌ１，Ｌ２
は対物レンズ、Ｌ３は無限遠系を構成するコリメータレ
ンズである。

【０１０９】本実施例７では、焦点調節係数＝７．４で
ある。

【０１１０】（条件式）以上、実施例１〜７に基づいて
本発明の光ピックアップを説明してきたが、本発明はこ
れらの実施例に限定されず数々の変形が可能である。

【０１１１】その場合、以下の条件式を満足することが
望ましい。

【０１１２】条件式１：焦点調節係数＝焦点調節レンズ
の移動量／光ディスクの表面から情報記録面までの距離
の変化量 対物レンズを構成するレンズのうち最も光ディスク側の
レンズＬ１で焦点調節を行う場合、０．５＜焦点調節係
数＜０．７５を満足することが望ましい。

【０１１３】これは、対物レンズを２枚で構成する場合
に、特に、重要となる。

【０１１４】この場合、下限を越えると、焦点調節レン
ズＬ１にあまりパワーを持たせないことになるので、レ
ンズＬ１とＬ２の主点間隔を小さくする必要が生ずる。

【０１１５】その結果、レンズＬ１をメニスカスレンズ
にすることができなかったりして、正の球面収差等が残
存し良好な収差補正を行うことができなくなる。

【０１１６】また、上限を越えると、レンズＬ１の凸パ
ワーが強くなりすぎ、ときにはレンズＬ２が凹パワーに
なってしまう。

【０１１７】その結果、負の球面収差や内コマが残存
し、たとえ非球面レンズで構成しても十分な収差補正を
行うことがてきなくなる。

【０１１８】また、焦点調節レンズＬ１の大きさが大き
くなり、焦点調節レンズ用のアクチュエータの負担が大
きくなるので好ましくない。

【０１１９】また、焦点調節レンズの移動量も大きくな
り、焦点調節レンズ用のアクチュエータの可動範囲を大
きくする必要があり、アクチュエータの負担となるので
好ましくない。

【０１２０】条件式２：対物全体の焦点距離／レンズＬ
１焦点距離：対物レンズを構成するレンズのうち最も光
ディスク側のレンズＬ１で焦点調節を行う場合、０．４
＜対物全体の焦点距離／レンズＬ１焦点距離＜１．５を
満たすことが望ましい。

【０１２１】この場合、下限を越えると、球面収差の曲
がりが大きくなる。

【０１２２】特に、光ディスク表面から情報記録面まで
の距離が大きく光りディスクで大きな正の球面収差が発
生する場合に、球面収差や外コマが補正しきれなくり、
上限を越えると、レンズＬ１以外のレンズが強い凹パワ
ーになってしまう。

【０１２３】その結果、負の球面収差、特に高次の球面
収差が残存し、たとえ非球面レンズで構成しても十分な
収差補正を行うことができなくなる。

【０１２４】表１は、各実施例の条件式関係の値を示し
ている。

【０１２５】

【表１】

【０１２６】以下、レンズデータについての説明をす
る。

【０１２７】［設計法］上述した各実施例１〜７とも光
ディスクの情報記録面を像点とする設計を行っている。

【０１２８】ＤＯＥを使用した設計では、設計法として
下記の文献に示されているようなｓｗｅａｔｔ法（超高
屈折率法）を使用している。

【０１２９】文献：Ｗ．Ｃ．Ｓｗｅａｔｔ，“Ｍａｔｈ
ｅｍａｔｉｃａｌ ｅｑｕｉｖａｌｅｎｃｅ ｂｅｔｗ
ｅｅｎ ａ ｈｏｌｏｇｒａｐｈｉｃ ｏｐｔｉｃａｌ
ｅｌｅｍｅｎｔ ａｎｄ ａｎ ｕｌｔｒａ−ｈｉｇ
ｈ ｉｎｄｅｘ ｌｅｎｓ”，Ｊ．Ｏｐｔ．Ｓｏｃ．Ａ
ｍ，Ｖｏｌ．６９，Ｎｏ．３（１９７９） このとき、基準波長６８５ｎｍにおける超高屈折率レン
ズの屈折率＝１００１としている。

【０１３０】ｄ線（５８７．５６ｎｍ）における屈折率
は、８５８．７５である。

【０１３１】［面の定義］非球面は、次式で定義する。

【０１３２】

【数１】

【０１３３】［媒質］面と面の間の媒質の屈折率は、ｄ
線（λ＝５８７．５６ｎｍ）の屈折率で表すものとす
る。

【０１３４】以下、実施例１〜７のレンズデータを示
す。

【０１３５】それぞれ、ある特定の保護層厚の場合につ
いて示す。

【０１３６】面間隔の「＊」印は、焦点調節により空気
間隔が変化する箇所を示す。

【０１３７】 （実施例１） 面番号 曲率半径 面間隔 偏心 屈折率 アッベ数 物体面 ∞ ∞ １ １８．４２１（絞り面）１．００ １．５１６３ ６４．１ ２ 非球面［１］ ０．４１＊ ３ 非球面［２］ １．００ １．６９３５ ５３．３ ４ 非球面［３］ ０．９３＊ ５ ∞ １．２０ １．５８７２ ３４．２ 像面 ∞ 非球面［１］ 曲率半径 −８７．７８４ ｋ ０．００００ｅ＋０００ Ａ １．４０２７ｅ−００３ Ｂ −９．０２７５ｅ−００３ Ｃ １．４８８９ｅ−Ｏ０３ 非球面［２］ 曲率半径 １．４４４ ｋ ０．００００ｅ＋０００ Ａ １．１０６５ｅ−００２ Ｂ −３．４２５６ｅ−００３ Ｃ １．０３５８ｅ−００３ 非球面［３］ 曲率半径 ４．９０３ ｋ ０．００００ｅ＋０００ Ａ ９．１３０１ｅ−００２ Ｂ ６．１１９１ｅ−００３ （実施例２） 面番号 曲率半径 面間隔 偏心 屈折率 アッベ数 物体面 ∞ ∞ １ 非球面［１］（絞り面）１．２０ １．５１６３ ６４．１ ２ 非球面［２］ ０．４１＊ ３ 非球面［３］ １．００ １．６９３５ ５３．３ ４ 非球面［４］ ０．９３＊ ５ ∞ １．２０ １．５８７２ ３４．２ 像面 ∞ 非球面［１］ 曲率半径 ３．４８８ ｋ ０．００００ｅ＋０００ Ａ −３．２７１７ｅ−００２ Ｂ −１．３１０３ｅ−００３ 非球面［２］ 曲率半径 ３．２４５ ｋ ０．００００ｅ＋０００ Ａ −７．７１３０ｅ−００２ Ｂ ４．９４３８ｅ−００３ 非球面［３］ 曲率半径 １．７８９ ｋ ０．００００ｅ＋０００ Ａ −７．２９５５ｅ−００３ Ｂ ２．４６５７ｅ−００３ 非球面［４］ 曲率半径 −８．６２０ ｋ ０．００００ｅ＋０００ Ａ ７．９９０９ｅ−００２ Ｂ −１．０６８７ｅ−００２ （実施例３） 面番号 曲率半径 面間隔 偏心 屈折率 アッベ数 物体面 ∞ ∞ １ 非球面［１］（絞り面）１．２０ １．５１６３ ６４．１ ２ 非球面［２］ ０．４２＊ ３ 非球面［３］ １．００ １．６９３５ ５３．３ ４ 非球面［４］ ０．９３＊ ５ ∞ １．４０ １．５８７２ ３４．２ 像面 ∞ 非球面［１］ 曲率半径 ４８．９８４ ｋ ０．００００ｅ＋０００ Ａ −１．９９３２ｅ−００２ Ｂ ８．０５８７ｅ−００３ Ｃ −３．７５５８ｅ−００３ 非球面［２］ 曲率半径 −２７．２０９ ｋ ０．００００ｅ＋０００ Ａ −２．８２１４ｅ−００２ Ｂ −５．２６３９ｅ−００４ Ｃ −４．１３３４ｅ−００４ 非球面［３］ 曲率半径 １．６８９ ｋ ０．００００ｅ＋０００ Ａ ４．６６６５ｅ−００４ Ｂ −１．０５３４ｅ−００２ Ｃ １．５１４３ｅ−００４ 非球面［４］ 曲率半径 １７．６６１ ｋ ０．００００ｅ＋０００ Ａ ５．３５００ｅ−００２ Ｂ −３．４１２４ｅ−００２ Ｃ １．０９９３ｅ−００２ （実施例４） 面番号 曲率半径 面間隔 偏心 屈折率 アッベ数 物体面 ∞ ∞ １ 非球面［１］（絞り面）１．２０ １．５１６３ ６４．１ ２ 非球面［２］ ０．４６＊ ３ 非球面［３］ １．００ １．６９３５ ５３．３ ４ 非球面［４］ ０．９３＊ ５ ∞ １．２０ １．５８７２ ３４．２ 像面 ∞ ０．００ 非球面［１］ 曲率半径 ２．４８７ ｋ ０．００００ｅ＋０００ Ａ −５．７２７５ｅ−００２ Ｂ −５．３１６８ｅ−００３ 非球面［２］ 曲率半径 ２．２９２ ｋ ０．００００ｅ＋０００ Ａ −１．４３４４ｅ−００１ Ｂ ２．０７１６ｅ−００２ Ｃ −２．４０００ｅ−００３ 非球面［３］ 曲率半径 ２．３９８ ｋ ０．００００ｅ＋０００ Ａ −６．３１７１ｅ−００３ Ｂ ９．２６３５ｅ−００３ Ｃ −４．２１８６ｅ−００４ 非球面［４］ 曲率半径 −３．２０２ ｋ ０．００００ｅ＋０００ Ａ １．０２６３ｅ−００１ Ｂ −１．３３０３ｅ−００２ （実施例５） 面番号 曲率半径 面間隔 偏心 屈折率 アッベ数 物体面 ∞ １８．１５ １ 非球面［１］（絞り面）１．２０ １．５１６３ ６４．１ ２ 非球面［２］ ０．４２＊ ３ 非球面［３］ １．００ １．６９３５ ５３．３ ４ 非球面［４］ ０．９３＊ ５ ∞ １．７０ １．５８７２ ３４．２ 像面 ∞ ０．００ 非球面［１］ 曲率半径 ６．１７１ ｋ ０．００００ｅ＋０００ Ａ −８．６４６４ｅ−００３ Ｂ ４．２５９３ｅ−００３ Ｃ −１．８４６２ｅ−００３ 非球面［２］ 曲率半径 ５０２．５９６ ｋ ０．００００ｅ＋０００ Ａ −１．５７１０ｅ−００２ Ｂ −９．４５４５ｅ−００４ Ｃ −３．７２７４ｅ−００４ 非球面［３］ 曲率半径 １．８４２ ｋ ０．００００ｅ＋０００ Ａ −１．４６４３ｅ−００３ Ｂ −７．０１０７ｅ−００３ Ｃ −２．７６０２ｅ−００５ 非球面［４］ 曲率半径 ２４．４１２ ｋ ０．００００ｅ＋０００ Ａ ３．３５８４ｅ−００２ Ｂ −１．８１２９ｅ−００２ Ｃ ４．６５２８ｅ−００３ （実施例６） 面番号 曲率半径 面間隔 偏心 屈折率 アッベ数 物体面 ∞ １８．１５ １ 非球面［１］（絞り面）１．２０ １．５１６３ ６４．１ ２ 非球面［２］ ０．００ ８５８．７５ −３．４５ ３ 非球面［３］ ０．４２＊ ４ 非球面［４］ １．００ １．６９３５ ５３．３ ５ 非球面［５］ ０．９３＊ ６ ∞ １．７０ １．５８７２ ３４．２ 像面 ∞ ０．００ 非球面［１］ 曲率半径 ６．６１０ ｋ ０．００００ｅ＋０００ Ａ −１．２９５２ｅ−００２ Ｂ ５．０８４７ｅ−００３ Ｃ −１．９７０５ｅ−００３ 非球面［２］ 曲率半径 −１１３．９０４６１ ｋ ０．００００ｅ＋０００ Ａ −１．５７０９ｅ−００２ Ｂ −９．４５６２ｅ−００４ Ｃ −３．７２７０ｅ−００４ 非球面［３］ 曲率半径 −１１３．７５７５７ ｋ ０．００００ｅ＋０００ Ａ −１．５７１０ｅ−００２ Ｂ −９．４５２７．ｅ−００４ Ｃ −３．７２７８ｅ−００４ 非球面［４］ 曲率半径 １．９００ ｋ ０．００００ｅ＋０００ Ａ ２．６１１２ｅ−００３ Ｂ −５．８５９４ｅ−００３ Ｃ ３．１２０９ｅ−００４ 非球面［５］ 曲率半径 ２４．３５６ ｋ ０．００００ｅ＋０００ Ａ ３．５９９３ｅ−００２ Ｂ −１．４６０８ｅ−００２ Ｃ ３．３０３１ｅ−００３ （実施例７） 面番号 曲率半径 面間隔 偏心 屈折率 アッベ数 物体面 ∞ １１．３６ １ ４．４３５ １．００ １．５１６３ ６４．１ ２ 非球面［１］ ５．００＊ ３ 非球面［２］（絞り面）１．２０ １．５１６３ ６４．１ ４ 非球面［３］ ０．１０＊ ５ 非球面［４］ １．２０ １．６９３５ ５３．３ ６ 非球面［５］ ０．９３ ７ ∞ １．２０ １．５８７２ ３４．２ 像面 ∞ ０．００ 非球面［１］ 曲率半径 ３０．２４１ ｋ ０．００００ｅ＋０００ Ａ ４．９１９９ｅ−００３ 非球面［２］ 曲率半径 −１１．７６１ ｋ ０．００００ｅ＋０００ Ａ −１．０６４９ｅ−００３ 非球面［３］ 曲率半径 −３．６４１ ｋ ０．００００ｅ＋０００ Ａ １．３５７１ｅ−００３ Ｂ １．８５４３ｅ−００４ 非球面［４］ 曲率半径 ２．０２４ ｋ ０．００００ｅ＋０００ Ａ −７．８７１６ｅ−００４ Ｂ ４．１５７４ｅ−００４ 非球面［５］ 曲率半径 ９．６１０ ｋ ０．００００ｅ＋０００ Ａ ８．４０２６ｅ−００３ 以上のようにして、本発明によれば、単純で小型な一つ
の光学系により、光ディスク表面から情報記録面までの
距離が異なる複数の情報記録面を持つ多層記録媒体、あ
るいは光ディスク表面から情報記録面までの保護層厚の
異なる複数の記録媒体への情報の記録あるいは当該記録
媒体からの再生を行うことができる。

【０１３８】そして、上述したような実施の形態で示し
た本明細書には、特許請求の範囲に示した請求項１乃至
３以外にも、以下に付記１乃至付記として示すような発
明が含まれている。

【０１３９】（付記１） 前記２枚の対物レンズのう
ち、前記光ディスクに近い側のレンズを、前記光ディス
ク側に凹面を向けたメニスカス形状としたことを特徴と
する請求項３に記載の光ピックアップ。

【０１４０】（付記２） 前記２枚の対物レンズのう
ち、前記光ディスクに遠い側のレンズを両面共、非球面
レンズとしたことを特徴とする請求項３に記載の光ピッ
クアップ。

【０１４１】（付記３） 前記２枚の対物レンズのう
ち、前記光ディスクに遠い側のレンズを、前記光ディス
ク側の面を凸のパワーを持つＤＯＥとしたことを特徴と
する請求項３に記載の光ピックアップ。

【０１４２】

【発明の効果】従って、以上説明したように、本発明に
よれば、２層以上の多層記録層を有する多層記録媒体に
対応することが可能となる光ディスク用ピックアップ装
置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の第３の実施の形態による作用
効果２を説明するために、ＬＤなどの光源光を対物レン
ズで光ディスクの情報記録面に収束する状態を示す図で
ある。

【図２】図２は、本発明に基づく光ピックアップ装置の
実施例１による構成を示す図である。

【図３】図３は、図２の光学系の数値実施例を示す光路
図である。

【図４】図４は、本発明に基づく光ピックアップ装置の
実施例２の光路図を示すものである。

【図５】図５は、本発明に基づく光ピックアップ装置の
実施例３の光路図を示すものである。

【図６】図６は、本発明に基づく光ピックアップ装置の
実施例４の光路図を示すものである。

【図７】図７は、本発明に基づく光ピックアップ装置の
実施例５の光路図を示すものである。

【図８】図８は、本発明に基づく光ピックアップ装置の
実施例６の光路図を示すものである。

【図９】図９は、本発明に基づく光ピックアップ装置の
実施例７の光路図を示すものである。

【符号の説明】

１…ピックアップ光学系、 ２，３…レンズ、 ４…記録媒体、 ４ａ〜４ｄ…記録層、 ４ｓ…表面、 ５…ピンホール、 ６，７…検出器、 ８…フォーカス制御系、 ９…記録層選択制御系、 １０…トラッキング制御系、 Ｌ１，Ｌ２…対物レンズ、 Ｌ１…ディスク側のレンズ（焦点調節レンズ）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H087 KA13 MA06 MA07 MA08 PA02 PA03 PA17 PB02 PB03 QA02 QA06 QA07 QA12 QA14 QA17 QA21 QA25 QA32 QA34 QA41 QA45 RA05 RA12 RA13 5D118 AA13 BA01 BF15 CD02 DC03 5D119 AA22 AA28 BA01 BB13 EA03 EC01 JA43

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ディスクに光を照射し、該光ディスク
   に情報を記録あるいは該光ディスクから情報を検出する
   光ピックアップであって、 光学系が２点以上の光学素子で構成され、そのうちの少
   なくとも一つの光学パワーを有する光学素子を光軸方向
   に移動することで、前記光ディスクの表面から情報記録
   面までの距離の変化に起因する収差変動を補正すること
   を特徴とする光ピックアップ。
2. 【請求項２】 前記少なくともーつの光学素子の光軸方
   向の移動でフォーカシングも行うことを特徴とする請求
   項１記載の光ピックアップ。
3. 【請求項３】 前記光学系の対物レンズが２枚のレンズ
   で構成され、前記光ディスク側のレンズを光軸方向に移
   動可能とすることで焦点調節を行うことを特徴とする請
   求項１記載の光ピックアップ。