JPH1196581A

JPH1196581A - 対物レンズ及び光ピックアップ

Info

Publication number: JPH1196581A
Application number: JP9253877A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Akiyama; 洋秋山
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1997-09-18
Filing date: 1997-09-18
Publication date: 1999-04-09

Abstract

(57)【要約】【課題】光記録媒体（光ディスク）の基板厚による開口
切り替えが不要な対物レンズを実現する。【解決手段】本発明は、光源からの光束を異なる基板厚
の光記録媒体７，８の記録面に透明基板側から集光し、
情報の記録または再生または消去を行う光ピックアップ
の対物レンズであり、対物レンズ６に入射あるいは対物
レンズ６から出射する光束径を制限する絞り６ａを備
え、その絞り面により制限された光束径が光記録媒体
７，８の種類（例えば基板厚０．６ｍｍと１．２ｍｍ）
によらず同一であることを特徴としている。これによ
り、光記録媒体の基板厚の違いにより対物レンズの絞り
径を変える必要がないため、基板厚による開口切り替え
が不要な対物レンズを実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、対物レンズ及びそ
の対物レンズを用いた光ピックアップに関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体レーザー等の光源からの光束を対
物レンズにより光記録媒体の記録面に透明基板を介して
集光し、情報の記録または再生または消去を行う光ディ
スクドライブの光ピックアップが従来から広く知られて
いる。図１２に従来の一般的な光ピックアップの構成を
示す。

【０００３】図１２において、半導体レーザー（ＬＤ）
１０１から出射した直線偏光の光は、コリメートレンズ
（ＣＬ）１０２で略平行光とされ、偏光ビームスプリッ
タ（ＰＢＳ）１０３を通過しλ／４板１０４を通過して
円偏光とされ、偏向プリズム（ＤＰ）１０５で光路を４
５度偏向され、対物レンズ（ＯＬ）１０６に入射し、光
記録媒体である光ディスク１０７の記録面上に透明基板
を介して微小な光スポットとして集光される。そしてこ
の光スポットにより情報の再生、記録あるいは消去が行
われる。

【０００４】光ディスク１０７の記録面から反射した光
は往路とは反対回りの円偏向となり、対物レンズ１０６
により再び略平行光とされ、偏向プリズム１０５で偏向
され、λ／４板１０４を通過して往路と直交した直線偏
光とされ、偏光ビームスプリッタ１０３で反射され、集
光レンズ１０８で収束光とされ、光検出器である受光素
子１０９で受光される。そして、受光素子１０９の出力
から、情報信号、サーボ信号（トラックサーボ信号、フ
ォーカスサーボ信号）が検出される。

【０００５】近年、光ディスクでは、大容量化への要望
が強く、それに伴い光源の短波長化、対物レンズの高Ｎ
Ａ化が進められている。一般に、光ディスクの記録面に
集光される光スポットのスポット径は光源波長λに比例
し、対物レンズの開口数ＮＡに反比例する。このスポッ
ト形状は、光ディスクが傾くことにより発生するコマ収
差により劣化し、そのコマ収差は、対物レンズの開口数
ＮＡの３乗に比例し、光ディスクの基板厚に比例する。
したがって、従来の光記録媒体である標準記録密度のＣ
Ｄの基板厚１．２ｍｍに対して、高記録密度で大容量タ
イプであるＤＶＤの基板厚は０．６ｍｍであり、１／２
の厚さとなっている。

【０００６】また、従来の光ディスクの中には、波長依
存性の強い光ディスクもあり（例えば、光ディスクの反
射率、記録パワーに強い波長依存性があるなど）、高密
度記録用の短波長の光源では、従来の光ディスクの再生
あるいは記録ができないという問題がある。このため、
ＤＶＤのような大容量タイプの光ディスクと従来のＣＤ
のような標準タイプの光ディスクの互換性を実現するに
は、短波長とそれとは異なる波長の２種類の光源をもつ
必要があり（具体的事例として、ＤＶＤ用光源波長：６
５０ｎｍとＣＤ−Ｒ用光源波長：７８５ｎｍ等）、例え
ば特開平８−５５３６３号公報には、基板厚または対応
波長の異なる光ディスクに記録・再生することを目的と
して、異なる波長の２種類の光源を備えた光ヘッドが開
示されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、高密
度記録で大容量化を実現するＤＶＤ用の光ピックアップ
では、光ディスクの基板厚の違いから球面収差の影響で
従来のＣＤ系のディスクを良好に再生できないという問
題がある。そこで、特開平８−５５３６３号公報に開示
されているような様々な２基板厚対応技術が提案されて
いる。

【０００８】特にＤＶＤ用の光ピックアップでＣＤ−Ｒ
の記録または再生を行う場合は、上述のように２つの光
源が必要となる。このとき、対物レンズへの入射光を適
当な発散光にすることにより、球面収差が補正され、２
基板厚対応が達成される。この場合、設計によっては対
物レンズの有効径いっぱいに光束を入射しても良好な光
スポットが形成できるレンズもあるが、対物レンズの光
ディスク側の開口数ＮＡがＣＤに対しては大きくなりす
ぎ（例えばＮＡ＝０．５７程度）、光ディスクのチルト
に対して弱くなるという不具合がある。したがって、対
物レンズの開口の切り替えが必要となる。従来、この開
口の切り替えは、波長選択性のある回折格子や位相膜な
どを用いて対応しているが、回折格子は光利用効率が悪
く、また、位相膜は図１３の例に示すように位相差が発
生し（位相膜通過後の波面に段差が生じる）、光束を回
折限界に集光できないと言う問題がある。

【０００９】本発明は上記事情に鑑みなされたものであ
り、光ディスクの基板厚による開口切り替えが不要な対
物レンズを実現すること、及びその対物レンズを用い
て、安価で簡易な構成の２基板厚、２波長対応の光ピッ
クアップを提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の対物レンズは、光源からの光束を異
なる基板厚の光記録媒体の記録面に透明基板側から集光
し、情報の記録または再生または消去を行う光ピックア
ップの対物レンズであり、対物レンズに入射あるいは対
物レンズから出射する光束径を制限する絞りを備え、そ
の絞り面により制限された光束径が前記光記録媒体の種
類（基板厚）によらず同一であることを特徴としてい
る。

【００１１】そして請求項２記載の対物レンズは、請求
項１の構成に加えて、第１の基板厚を有する光記録媒体
には開口数ＮＡ1で良好に集光し、第２の基板厚を有す
る光記録媒体には開口数ＮＡ2で良好に集光し、各々の
基板厚の光記録媒体に対し、対物レンズの光源側の第１
面における最外光束の位置が等しいことを特徴としてい
る。

【００１２】さらに請求項３記載の対物レンズは、請求
項１または２の構成に加えて、焦点距離ｆ1で、第１の
基板厚を有する光記録媒体には物体距離無限遠の光束
（平行光）に対し開口数ＮＡ1で良好に集光し、第２の
基板厚を有する光記録媒体には有限物体距離にある光源
から出射し開口半径ｆ1×ＮＡ1の絞り面を通過した光束
（発散光）に対し開口数ＮＡ2で良好に集光することを
特徴としている。

【００１３】また請求項４記載の対物レンズは、請求項
１の構成に加えて、第１の基板厚を有する光記録媒体に
は開口数ＮＡ1で良好に集光し、第２の基板厚を有する
光記録媒体には開口数ＮＡ2で良好に集光し、各々の基
板厚の光記録媒体に対し、対物レンズの光記録媒体に最
も近い面における最外光束の位置が等しいことを特徴と
している。

【００１４】請求項５記載の対物レンズは、請求項２ま
たは３または４記載の対物レンズにおいて、開口数ＮＡ
1は、０．５５≦ＮＡ1≦０．６５であり、開口数ＮＡ2は、ＮＡ2≦０．５５であることを特徴としている。

【００１５】請求項６記載の対物レンズは、請求項１か
ら５のいずれかに記載の対物レンズにおいて、光束を制
限する絞りは、円形開口部を有するアパーチャであるこ
とを特徴としている。

【００１６】また請求項７記載の対物レンズは、請求項
１から５のいずれかに記載の対物レンズにおいて、光束
を制限する絞りは、光を透過させないコーティング膜を
対物レンズに施して形成されていることを特徴としてい
る。

【００１７】さらに請求項８記載の対物レンズは、請求
項１から７のいずれかに記載の対物レンズにおいて、光
源側の第１面が凸面で、両面が非球面であることを特徴
としている。

【００１８】請求項９記載の光ピックアップは、光源か
らの光束を対物レンズにより異なる基板厚の光記録媒体
の記録面に透明基板側から集光し、情報の記録または再
生または消去を行う光ディスクドライブの光ピックアッ
プであり、前記対物レンズに、請求項１から８のいずれ
かに記載の対物レンズを用いたことを特徴としている。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図示
の実施例に基づいて詳細に説明する。

【００２０】（実施例１）図１は本発明の一実施例を示
す対物レンズの構成説明図であり、（ａ）はＤＶＤ等の
基板厚が薄い光ディスク７に光束を集光している状態、
（ｂ）はＣＤ等の基板厚が厚い光ディスク８に光束を集
光している状態を示している。図１（ａ）に示すよう
に、本発明の対物レンズ６は絞り（アパーチャ）６ａを
備えており、レンズとして一般のＤＶＤ用対物レンズを
用いた場合、光ディスク７の基板厚０．６ｍｍに対して
収差が最低になるように面形状が最適化されている。例
えば、物体距離が無限遠の平行光に対して最適化され
た、焦点距離ｆ1＝３ｍｍ、開口数ＮＡ1＝０．６の対物
レンズとなっている。このＤＶＤ用対物レンズを用いた
場合、平行光をＣＤのような基板厚が１．２ｍｍの光デ
ィスク８に集光すると、球面収差の影響により良好な光
スポットは得られない。しかし、図１（ｂ）に示すよう
に、光源を適当な有限距離に置いて絞り６ａを介して発
散光を対物レンズ６に入射することにより、基板厚差に
よる球面収差は補正できる。

【００２１】このとき、基板厚が１．２ｍｍの光ディス
ク８に例えばＮＡ＝０．５で集光させると、ほとんどの
場合、入射光束の有効半径（絞りの半径）はｆ1×ＮＡ1
より小さい。つまり、対物レンズ６の有効径いっぱいに
光束を入れると、所望のＮＡより大きなＮＡで集光され
ることになり、たいていの場合、ＮＡ＝０．５７程度に
なる。基板厚が１．２ｍｍの光ディスク８に対して、Ｎ
Ａ＝０．５７は大きな値であり、チルトに対する光スポ
ットの劣化が大きく適当でない。したがって、絞り６ａ
によって適当な大きさに開口を制限する必要がある。

【００２２】一方、対物レンズ６の有効径いっぱいに発
散光束が入射したとき、つまり、絞り６ａの半径がｆ1
×ＮＡ1のとき、光ディスク側の開口数が所望の開口
数、例えば０．５５以下ならば、基板厚が１．２ｍｍの
光ディスク８のチルトに対しても許容範囲と考えられ、
開口制限は必要とならない。このことから、基板厚が厚
い光ディスク８に対する開口数ＮＡ2はＮＡ2≦０．５５
とするとよい。また、このときの絞り６ａと対物レンズ
６の距離はできるだけ近い方がよく、接していても問題
はない。

【００２３】ここで、対物レンズ６の具体的な形状例と
基板厚が異なる２種類の光ディスク７，８に対する集光
状態を図２（ａ），（ｂ）に示す。図２に示す対物レン
ズ６は、光源側の第１面が凸面で、両面が下記の式(１)
に示す非球面式で表される非球面レンズであり、非球面
式(１)の各面係数は下記の表１に示す通りである。ま
た、対物レンズ６は、光源波長：λ＝６５０ｎｍ、基板
厚ｔ＝０．６ｍｍに対して焦点距離ｆ＝３．０ｍｍで開
口数ＮＡ＝０．６である。対物レンズ６を構成する硝子
材の屈折率は、波長λ＝６５０ｎｍの光に対してｎ₆₅₀
＝１．５８６、波長λ＝７８５ｎｍの光に対してｎ₇₈₅
＝１．５８２である。また、中心肉厚は１．７４４ｍｍ
である。

【００２４】

【数１】

【００２５】

【表１】

【００２６】次にレンズの半径方向にｙ軸を取った場合
の最外側光線の各面での位置を以下の表２に示す。表２
において、surface No. のOBJ は物体面、IMG は像面、
STOPは絞り面を示す。ANG は各面からの最外側光線の出
射角を示す。尚、実際の系では記録面と像面は同一面で
ある（図ではそうなっている）。

【００２７】

【表２】

【００２８】本実施例の対物レンズにおいては、絞りの
半径は１．８ｍｍ（ＮＡ1×ｆ1）で基板厚０．６ｍｍの
ときも１．２ｍｍのときも同一である（表２中の＊印
部）が、ｔ＝１．２ｍｍ，λ＝７８５ｎｍのときの最外
側光線の集光する角度は３２度で、これは、ＮＡ＝０．
５３に相当する。このとき、ｔ＝０．６ｍｍ，λ＝６５
０ｎｍの波面は０．０１１（λ）、ｔ＝１．２ｍｍ，λ
＝７８５ｎｍの波面は０．０２１（λ）で、回折限界の
光スポットを得るには充分な波面である。

【００２９】（実施例２）図３は本発明の別の実施例を
示す対物レンズの構成説明図であり、（ａ）はＤＶＤ等
の基板厚が薄い光ディスク７（ｔ＝０．６ｍｍ）に光束
を集光している状態と絞りの形状を示しており、（ｂ）
はＣＤ等の基板厚が厚い光ディスク８（ｔ＝１．２ｍ
ｍ）に光束を集光している状態を示している。図３に示
すように、対物レンズ６の光源側の第１面には、レンズ
光軸ｃから半径ｒ1＝ｆ1×ＮＡ1以上の領域に反射膜ま
たは光吸収膜などのレンズ内に光を透過させない膜６ｂ
がコーティングされ、開口半径ｒ1＝ｆ1×ＮＡ1の絞り
を形成しており、実施例１の絞りと同様の効果が得られ
るようになっている。

【００３０】ここで、本実施例の対物レンズ６の具体的
な形状例と基板厚が異なる２種類の光ディスク７，８に
対する集光状態を図４（ａ），（ｂ）に示す。図４に示
す対物レンズ６は、光源側の第１面が凸面で、両面が前
記の式(１)に示す非球面式で表される非球面レンズであ
り、非球面式(１)の各面係数は下記の表３に示す通りで
ある。また、対物レンズ６は、光源波長：λ＝６５０ｎ
ｍ、基板厚ｔ＝０．６ｍｍに対して焦点距離ｆ＝３．０
ｍｍで開口数ＮＡ＝０．６である。対物レンズ６を構成
する硝子材の屈折率は、波長λ＝６５０ｎｍの光に対し
てｎ₆₅₀＝１．５８６、波長λ＝７８５ｎｍの光に対し
てｎ₇₈₅＝１．５８２である。また、中心肉厚は２．３
５０ｍｍである。尚、図４に示す対物レンズの第１面に
は、図３に示したコーティング膜６ｂからなる開口半径
ｒ1＝ｆ1×ＮＡ1の絞りが形成されている。

【００３１】

【表３】

【００３２】次にレンズの半径方向にｙ軸を取った場合
の最外側光線の各面での位置を以下の表４に示す。表４
において、surface No. のOBJ は物体面、IMG は像面、
STOPは絞り面を示す。ANG は各面からの最外側光線の出
射角を示す。尚、実際の系では記録面と像面は同一面で
ある（図ではそうなっている）。

【００３３】

【表４】

【００３４】本実施例の対物レンズにおいては、絞りの
半径は１．８ｍｍ（ＮＡ1×ｆ1）で基板厚０．６ｍｍの
ときも１．２ｍｍのときも同一であり（表４中の＊印
部）、絞りをレンズ第１面上に置いた場合である。この
絞りは、図３に示したように、レンズ表面にコーティン
グした反射膜（または吸収膜）などの遮光膜等で置き換
えられる。ｔ＝１．２ｍｍ，λ＝７８５ｎｍのときの最
外側光線の集光する角度は３１．５度で、これは、ＮＡ
＝０．５２に相当する。このとき、ｔ＝０．６ｍｍ，λ
＝６５０ｎｍの波面は０．０１４（λ）、ｔ＝１．２ｍ
ｍ，λ＝７８５ｎｍの波面は０．０２０（λ）で、回折
限界の光スポットを得るには充分な波面である。

【００３５】（実施例３）図５は本発明の別の実施例を
示す対物レンズの構成説明図であり、（ａ）はＤＶＤ等
の基板厚が薄い光ディスク７（ｔ＝０．６ｍｍ）に光束
を集光している状態と絞りの形状を示しており、（ｂ）
はＣＤ等の基板厚が厚い光ディスク８（ｔ＝１．２ｍ
ｍ）に光束を集光している状態を示している。図５に示
すように、対物レンズ６の最もディスク側の面（第２
面）に、レンズ光軸から半径ｒ2以上の領域に反射膜ま
たは光吸収膜などのレンズ内に光を透過させない膜６ｃ
がコーティングされ、開口半径ｒ2の絞りを形成してい
る。このとき、対物レンズ６は最もディスク側の面（第
２面）において、それぞれ基板厚の異なる光ディスク
７，８に対して半径ｒ2内の光束が所望のＮＡ（ＤＶＤ
の場合ＮＡ＝０．６、ＣＤ−Ｒの場合ＮＡ＝０．５）で
集光するように設計されている。

【００３６】ここで、本実施例の対物レンズ６の具体的
な形状例と基板厚が異なる２種類の光ディスク７，８に
対する集光状態を図６（ａ），（ｂ）に示す。図６に示
す対物レンズ６は、光源側の第１面が凸面で、両面が前
記の式(１)に示す非球面式で表される非球面レンズであ
り、非球面式(１)の各面係数は下記の表５に示す通りで
ある。また、対物レンズ６は、光源波長：λ＝６５０ｎ
ｍ、基板厚ｔ＝０．６ｍｍに対して焦点距離ｆ＝３．０
ｍｍで開口数ＮＡ＝０．６である。対物レンズ６を構成
する硝子材の屈折率は、波長λ＝６５０ｎｍの光に対し
てｎ₆₅₀＝１．５８６、波長λ＝７８５ｎｍの光に対し
てｎ₇₈₅＝１．５８２である。また、中心肉厚は２．４
７８ｍｍである。尚、図６に示す対物レンズの最もディ
スク側の面（第２面）には、図５に示したコーティング
膜６ｃからなる開口半径ｒ2の絞りが形成されている。

【００３７】

【表５】

【００３８】次にレンズの半径方向にｙ軸を取った場合
の最外側光線の各面での位置を以下の表６示す。表６に
おいて、surface No. のOBJ は物体面、IMG は像面、ST
OPは絞り面を示す。ANG は各面からの最外側光線の出射
角を示す。尚、実際の系では記録面と像面は同一面であ
る（図ではそうなっている）。

【００３９】

【表６】

【００４０】本実施例の対物レンズにおいては、絞りの
半径は１．４３ｍｍで基板厚０．６ｍｍのときも１．２
ｍｍのときも同一であり（表６中の＊印部）、絞りをレ
ンズ第２面上に置いた場合である。この絞りは、図５に
示したように、レンズ表面にコーティングした反射膜
（または吸収膜）などの遮光膜等で置き換えられる。ｔ
＝１．２ｍｍ，λ＝７８５ｎｍのときの最外側光線の集
光する角度は３３．３度で、これは、ＮＡ＝０．５５に
相当する。このとき、ｔ＝０．６ｍｍ，λ＝６５０ｎｍ
の波面は０．００４（λ）、ｔ＝１．２ｍｍ，λ＝７８
５ｎｍの波面は０．００４（λ）で、回折限界の光スポ
ットを得るには充分な波面である。

【００４１】(実施例４)図７は本発明の別の実施例を示
す光ピックアップの概略構成図である。図７において、
符号１１，１２は第１、第２の半導体レーザー（ＬＤ）
であり、２つのＬＤの波長は異なり、例えば、ＬＤ１１
が６５０ｎｍ、ＬＤ１２が７８５ｎｍである。第１の半
導体レーザー１１から出射した光は、第１のホログラム
（ＨＯＥ）２１を通過し、第１のカップリングレンズ
（ＣＬ）３１により略平行光とされ、ビームスプリッタ
ー（ＢＳ）４を透過し、偏向プリズム（ＤＰ）５で偏向
され、対物レンズ（ＯＬ）６に入射し、第１の光記録媒
体７（例えば基板厚０．６ｍｍのＤＶＤ用の光ディス
ク）の記録面上に基板を通して集光され微小な光スポッ
トを形成する。また、第２の半導体レーザー１２から出
射した光は、第２のホログラム（ＨＯＥ）２２を通過
し、第２のカップリングレンズ（ＣＬ）３２により発散
光としてカップリングされ、ビームスプリッター（Ｂ
Ｓ）４で偏向され、さらに偏向プリズム（ＤＰ）５で偏
向され、対物レンズ（ＯＬ）６に入射し、第２の光記録
媒体８（例えば基板厚１．２ｍｍのＣＤ用の光ディス
ク）の記録面上に基板を通して集光され微小な光スポッ
トを形成する。

【００４２】このとき、第２のカップリングレンズ３２
からの発散光が第１、第２の光記録媒体７，８の基板厚
差による球面収差を補正するように、第２のカップリン
グレンズ３２は設計されている。また、対物レンズ６は
実施例１に示したように、平行光に対しては、基板厚が
薄い方の光記録媒体７に最適化されており、基板厚の厚
い方の光記録媒体８に対しては、発散光に対して収差が
補正され、対物レンズ６の有効径いっぱいに光束が入射
したとき、光ディスク側のＮＡ2 が所望の値になるよう
に設計されている。すなわち、対物レンズ６としては、
実施例１から３のいずれかに記載の対物レンズが用いら
れる。また、ビームスプリッター（ＢＳ）４は、波長に
より分離する方式のものでも、偏光により分離する方式
のものでもよい。

【００４３】光記録媒体７（８）を反射した光は、もと
の経路をたどり、それぞれのホログラム２１，２２に入
射して回折され、情報信号、サーボ信号（フォーカスサ
ーボ信号、トラックサーボ信号）検出用の光検出器９１
（９２）に入射する。

【００４４】図８に示すように、それぞれのホログラム
２１（２２）は３つの領域Ａ，Ｂ，Ｃからなり、この３
つの領域Ａ，Ｂ，Ｃにより３方向に光が回折され、図９
に示す４分割光検出器９１（９２）に入射する。ここ
で、ホログラム２１（２２）の領域Ａで回折した光は、
光検出器９１（９２）上の領域ＥとＦの中央に入射し、
ナイフエッジ法によりフォーカスサーボ信号（＝Ｅ−
Ｆ）を検出される。また、ホログラム２１（２２）の領
域Ｂ，Ｃで回折した光は、それぞれ光検出器９１（９
２）上のＧ，Ｈの領域に入射し、トラックサーボ信号
（＝Ｇ−Ｈ）を検出される。また、情報信号は、Ｅ，
Ｆ，Ｇ，Ｈの総和出力（一部でもよい）から検出され
る。

【００４５】図７の光ピックアップにおいては、ホログ
ラム（ＨＯＥ）２１，２２を偏光性ホログラム（偏光性
回折格子）で構成することもできる。偏光性回折格子と
は格子溝に入射する光の偏光状態により透過あるいは回
折を生じる光学素子である。この偏光性回折格子は、例
えば文献１”小野雄三「偏光性ホログラム光学素子」Ｏ
plus Ｅ 1991年３月、PP.86〜90”に開示されているよ
うな、材料にＬｉＮｂＯ₃ を用いた偏光性ホログラムで
も、文献２”前田英雄、他「光磁気ヘッド用高密度デュ
アルグレーティング」光学第２０巻第８号（1991年８
月）”に開示されているような、狭ピッチ（波長λの１
／２程度）、深溝の回折格子でもよい。

【００４６】このとき、光源であるＬＤ１１，ＬＤ１２
と光記録媒体の間にλ／４板が必要となる。特に、前述
したようにＬＤ１１とＬＤ１２の波長が異なる場合は、
２つの波長に対してλ／４板となるように設計されたも
のを用いることがよい。λ／４板は、水晶などの複屈折
材料によるものでも、蒸着膜等で構成したものでもよ
い。また、カップリングレンズ３１，３２は共通化する
ことも可能である。この場合、ビームスプリッター４と
対物レンズ６の間にカップリングレンズが設置される構
成となる。

【００４７】(実施例５)図１０は本発明の別の実施例を
示す対物レンズの構成説明図である。本実施例の対物レ
ンズ６は、基板厚の薄い第１の光ディスク７に対してＮ
Ａ1 で集光する最外側の光線と、基板厚の厚い第２の光
ディスク８に対してＮＡ２で集光する最外側の光線と
が、レンズ第２面を通過する位置が等しくなるように設
計されており、図３，４に示した対物レンズと同様に、
レンズ６の第１面には絞りとなる膜６ｂがコーティング
されている。

【００４８】(実施例６)図１１は本発明の別の実施例を
示す対物レンズの構成説明図である。本実施例の対物レ
ンズ６では、光源側に絞り（アパーチャ）６ａが配設さ
れ、さらにレンズ６の第２面には、図５，６に示した対
物レンズと同様に、絞りとなる膜６ｃがコーティングさ
れている。図１１の実施例では、図を見やすくするため
基板厚が厚い光ディスク８のときのみ示している。

【００４９】図１１において、最初の絞り６ａを通過し
た光束は対物レンズ６で集光されるが、ＮＡが大きく収
差が大きく発生する外周光は第２面以降にある絞り（膜
６ｃ）により遮光され、ＮＡ2で絞り込まれる光束のみ
光ディスク８に向かう。このとき、薄い基板厚の光ディ
スクのときは、絞り６ａを通過した光束は、対物レンズ
６で集光され、膜６ｃの光軸側の端部（点Ｐ）を通る光
線が丁度ＮＡ1で集光するように設計されている。請求
項４は、上記のように集光光束の最外光線が対物レンズ
の第２面（ディスク側）のある同じ点（図１１の点Ｐ）
を通過し、薄い基板厚の光ディスクのときはＮＡ1で集
光し、厚い基板厚の光ディスクのときはＮＡ2で集光す
る対物レンズと絞りの構成である（図５，６の対物レン
ズに相当する）。

【００５０】尚、図１０、図１１の対物レンズ６も、前
述の実施例１〜３と同様に、第１面を凸面とし、両面が
非球面の非球面レンズである。また、図１０、図１１の
対物レンズも図７に示した光ピックアップに用いること
ができる。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１または２
または３に記載の発明によれば、光記録媒体（光ディス
ク）の基板厚の違いにより対物レンズの絞り径を変える
必要がないため、基板厚による開口切り替えが不要な対
物レンズを実現でき、従来の開口切り替えの素子、機構
が不要となり、簡易で低コストの光学系を構成すること
ができる。

【００５２】請求項４に記載の発明によれば、光記録媒
体（光ディスク）の基板厚の違いにより対物レンズの絞
り径を変える必要がないため、基板厚による開口切り替
えが不要な対物レンズを実現でき、従来の開口切り替え
の素子、機構が不要となり、簡易で低コストの光学系を
構成することができる。また、レンズ入射側で光束を制
限していないので、基板厚が厚い光ディスクに対して収
差を補正しやすい内周光のみを使うことができるので
（図１１）、レンズの設計がし易いという利点が有る。

【００５３】請求項５に記載の発明によれば、請求項２
または３または４の効果に加え、基板厚の厚い光ディス
クに対しても、基板厚が薄い光ディスクに対しても、コ
マ収差の影響が少なく、光ピックアップに用いた際に良
好な記録再生が可能となる。

【００５４】請求項６に記載の発明によれば、請求項１
から５のいずれかの効果に加え、絞りを簡易で安価なア
パーチャで構成できる。また、レンズ取り付け部にアパ
ーチャとしての開口を一体成形できるので、構成が簡易
にできる。

【００５５】請求項７に記載の発明によれば、請求項１
から５のいずれかの効果に加え、絞りに相当する機能部
分が、対物レンズに蒸着等によるコーティング膜で設け
られているので、独立の絞り（部品）を必要とせず、光
学系として簡易な構成が可能となる。

【００５６】請求項８に記載の発明によれば、請求項１
から７のいずれかの効果に加え、光源側の第１面が凸面
で両面を非球面としたことにより、良好に球面収差を補
正することができる。

【００５７】請求項９に記載の発明によれば、請求項１
から８のいずれかに記載の対物レンズを用いたことによ
り、部品点数が少なくなり、安価で簡易な構成の２基板
厚、２波長対応の光ピックアップを提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す対物レンズの構成説明
図であり、（ａ）はＤＶＤ等の基板厚が薄い光ディスク
に光束を集光している状態、（ｂ）はＣＤ等の基板厚が
厚い光ディスクに光束を集光している状態を示す図であ
る。

【図２】図１に示す構成の対物レンズの具体的な形状例
と基板厚が異なる２種類の光ディスクに対する集光状態
を示す図である。

【図３】本発明の別の実施例を示す対物レンズの構成説
明図であり、（ａ）はＤＶＤ等の基板厚が薄い光ディス
クに光束を集光している状態と絞りの形状を示してお
り、（ｂ）はＣＤ等の基板厚が厚い光ディスクに光束を
集光している状態を示す図である。

【図４】図３に示す構成の対物レンズの具体的な形状例
と基板厚が異なる２種類の光ディスクに対する集光状態
を示す図である。

【図５】本発明の別の実施例を示す対物レンズの構成説
明図であり、（ａ）はＤＶＤ等の基板厚が薄い光ディス
クに光束を集光している状態と絞りの形状を示してお
り、（ｂ）はＣＤ等の基板厚が厚い光ディスクに光束を
集光している状態を示す図である。

【図６】図５に示す構成の対物レンズの具体的な形状例
と基板厚が異なる２種類の光ディスクに対する集光状態
を示す図である。

【図７】本発明の別の実施例を示す光ピックアップの概
略構成図である。

【図８】図７に示す光ピックアップのホログラムの構成
例を示す平面図である。

【図９】図７に示す光ピックアップの光検出器の構成例
を示す平面図である。

【図１０】本発明の別の実施例を示す対物レンズの構成
説明図である。

【図１１】本発明の別の実施例を示す対物レンズの構成
説明図である。

【図１２】従来技術の一例を示す光ピックアップの概略
構成図である。

【図１３】従来の対物レンズの開口の切り替えに用いら
れる位相膜の説明図である。

【符号の説明】

４：ビームスプリッター（ＢＳ）５：偏向プリズム（ＤＰ）６：対物レンズ（ＯＬ）６ａ：絞り（アパーチャ）６ｂ：コーティング膜（レンズの第１面に設けた絞り）６ｃ：コーティング膜（レンズの第２面に設けた絞り）７：基板厚の薄い光ディスク（光記録媒体）８：基板厚の厚い光ディスク（光記録媒体）１１，１２：半導体レーザー（ＬＤ）２１，２２：ホログラム（ＨＯＥ）３１，３２：カップリングレンズ（ＣＬ）９１，９２：光検出器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光源からの光束を異なる基板厚の光記録媒
体の記録面に透明基板側から集光し、情報の記録または
再生または消去を行う光ピックアップの対物レンズにお
いて、対物レンズに入射あるいは対物レンズから出射する光束
径を制限する絞りを備え、その絞り面により制限された
光束径が前記光記録媒体の種類（基板厚）によらず同一
であることを特徴とする対物レンズ。
【請求項２】請求項１記載の対物レンズにおいて、第１
の基板厚を有する光記録媒体には開口数ＮＡ1で良好に
集光し、第２の基板厚を有する光記録媒体には開口数Ｎ
Ａ2で良好に集光し、各々の基板厚の光記録媒体に対
し、対物レンズの光源側の第１面における最外光束の位
置が等しいことを特徴とする対物レンズ。
【請求項３】請求項１または２記載の対物レンズにおい
て、焦点距離ｆ1で、第１の基板厚を有する光記録媒体
には物体距離無限遠の光束（平行光）に対し開口数ＮＡ
1で良好に集光し、第２の基板厚を有する光記録媒体に
は有限物体距離にある光源から出射し開口半径ｆ1×Ｎ
Ａ1の絞り面を通過した光束（発散光）に対し開口数Ｎ
Ａ2で良好に集光することを特徴とする対物レンズ。
【請求項４】請求項１記載の対物レンズにおいて、第１
の基板厚を有する光記録媒体には開口数ＮＡ1で良好に
集光し、第２の基板厚を有する光記録媒体には開口数Ｎ
Ａ2で良好に集光し、各々の基板厚の光記録媒体に対
し、対物レンズの光記録媒体に最も近い面における最外
光束の位置が等しいことを特徴とする対物レンズ。
【請求項５】請求項２または３または４記載の対物レン
ズにおいて、開口数ＮＡ1は、０．５５≦ＮＡ1≦０．６５であり、開口数ＮＡ2は、ＮＡ2≦０．５５であることを特徴とする対物レンズ。
【請求項６】請求項１から５のいずれかに記載の対物レ
ンズにおいて、光束を制限する絞りは、円形開口部を有
するアパーチャであることを特徴とする対物レンズ。
【請求項７】請求項１から５のいずれかに記載の対物レ
ンズにおいて、光束を制限する絞りは、光を透過させな
いコーティング膜を対物レンズに施して形成されている
ことを特徴とする対物レンズ。
【請求項８】請求項１から７のいずれかに記載の対物レ
ンズにおいて、光源側の第１面が凸面で、両面が非球面
であることを特徴とする対物レンズ。
【請求項９】光源からの光束を対物レンズにより異なる
基板厚の光記録媒体の記録面に透明基板側から集光し、
情報の記録または再生または消去を行う光ディスクドラ
イブの光ピックアップにおいて、前記対物レンズに、請求項１から８のいずれかに記載の
対物レンズを用いたことを特徴とする光ピックアップ。