JP2001194582A - 高密度光集束のための対物レンズ及びこれを採用した光ピックアップ装置並びにこれに適した光ディスク - Google Patents
高密度光集束のための対物レンズ及びこれを採用した光ピックアップ装置並びにこれに適した光ディスクInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 対物レンズ及びこれを採用した光ピックアッ
プ装置を提供する。 【解決手段】 光軸に対して相対的に近軸に位置して入
射光を透過させる第１透過部１５１と、第１透過部１５
１に対向配置されて入射光を透過させる第２透過部１５
３と、第２透過部１５３の周りにネガティブパワーをも
って形成されて第１透過部１５１の方から入射した光を
集束反射させる第１反射部１５５と、第１透過部１５１
の周りにポジティブパワーをもって形成されて第１反射
部１５５から反射されて入射する光を集束反射させて第
２透過部１５３に向かわせる第２反射部１５７とを含
む。
プ装置を提供する。 【解決手段】 光軸に対して相対的に近軸に位置して入
射光を透過させる第１透過部１５１と、第１透過部１５
１に対向配置されて入射光を透過させる第２透過部１５
３と、第２透過部１５３の周りにネガティブパワーをも
って形成されて第１透過部１５１の方から入射した光を
集束反射させる第１反射部１５５と、第１透過部１５１
の周りにポジティブパワーをもって形成されて第１反射
部１５５から反射されて入射する光を集束反射させて第
２透過部１５３に向かわせる第２反射部１５７とを含
む。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は高開口数の具現が可
能な高密度光集束のための対物レンズ及びこれを採用し
た光ピックアップ装置並びにこれに適した薄手の光ディ
スクに関する。
能な高密度光集束のための対物レンズ及びこれを採用し
た光ピックアップ装置並びにこれに適した薄手の光ディ
スクに関する。
【０００２】
【従来の技術】一般的に、情報記録再生密度は、光ピッ
クアップ装置によりその光ディスクに結ばれる光スポッ
ト径を小さくするほど高くなる。光スポット径は、下記
式（１）に示したように、短波長の光が使われるほど、
かつ対物レンズの開口数（ＮＡ）が大きくなるほど、小
さくなる。
クアップ装置によりその光ディスクに結ばれる光スポッ
ト径を小さくするほど高くなる。光スポット径は、下記
式（１）に示したように、短波長の光が使われるほど、
かつ対物レンズの開口数（ＮＡ）が大きくなるほど、小
さくなる。
【０００３】 光スポット径∝λ/ NA ．．．（１）
【０００４】このため、高い記録再生密度が得られるよ
うに、光ピックアップ装置はより短波長領域の光を出射
する光源及び高開口数をもつ対物レンズを採用する必要
がある。
うに、光ピックアップ装置はより短波長領域の光を出射
する光源及び高開口数をもつ対物レンズを採用する必要
がある。
【０００５】しかし、一枚よりなる対物レンズは、その
製作限界によって開口数０．８以上に製作できず、光学
的収差０．０７λ ｒｍｓ以下の公差を満足し難い。こ
の理由から、従来より、前記光学的収差の公差条件を満
足しながら０．８以上の開口数を具現できるように、図
１及び図２に示した構造の光ピックアップ装置及び対物
レンズが提案されている。
製作限界によって開口数０．８以上に製作できず、光学
的収差０．０７λ ｒｍｓ以下の公差を満足し難い。こ
の理由から、従来より、前記光学的収差の公差条件を満
足しながら０．８以上の開口数を具現できるように、図
１及び図２に示した構造の光ピックアップ装置及び対物
レンズが提案されている。
【０００６】図１を参照すれば、従来の記録再生用光ピ
ックアップ装置は、波長４００ｎｍをもつ光源１１と、
入射光を回折透過させるための回折格子１９と、偏光方
向に応じて光の進行経路を変えるための第１偏光ビーム
分離器２１と、光ディスク１に円偏光の光を入射させる
１／４波長板２３と、開口数０．８５をもつ対物レンズ
ユニット５０と、前記光ディスク１から反射された後に
前記第１偏光ビーム分離器２１を経由して入射した光を
偏光方向に応じて透過または反射させる第２偏光ビーム
分離器２７と、前記第２偏光ビーム分離器２７を透過し
た光を受光して情報信号を検出する主光検出器３１と、
前記第２偏光ビーム分離器２７から反射された光を受光
して誤差信号を検出するサーボ信号用光検出器３７とを
含む。この記録再生用光ピックアップ装置は、０．１ｍ
ｍの保護層の厚さをもつ光ディスク１に高密度記録が具
現できるようになった点にその特徴がある。
ックアップ装置は、波長４００ｎｍをもつ光源１１と、
入射光を回折透過させるための回折格子１９と、偏光方
向に応じて光の進行経路を変えるための第１偏光ビーム
分離器２１と、光ディスク１に円偏光の光を入射させる
１／４波長板２３と、開口数０．８５をもつ対物レンズ
ユニット５０と、前記光ディスク１から反射された後に
前記第１偏光ビーム分離器２１を経由して入射した光を
偏光方向に応じて透過または反射させる第２偏光ビーム
分離器２７と、前記第２偏光ビーム分離器２７を透過し
た光を受光して情報信号を検出する主光検出器３１と、
前記第２偏光ビーム分離器２７から反射された光を受光
して誤差信号を検出するサーボ信号用光検出器３７とを
含む。この記録再生用光ピックアップ装置は、０．１ｍ
ｍの保護層の厚さをもつ光ディスク１に高密度記録が具
現できるようになった点にその特徴がある。
【０００７】また、前記光源１１と回折格子１９との間
の光路上には、入射光を集束させるコリメートレンズ１
３と、入射光を整形するためのビーム整形プリズム１５
及び、入射光の位相を遅延させる１／２波長板１７が配
置される。そして、前記第１偏光ビーム分離器２１と第
２偏光ビーム分離器２７との間の光路上には入射光の位
相を遅延させる１／２波長板２５がさらに具備され、前
記第２偏光ビーム分離器２７と主光検出器３１との間に
は入射した平行光を集束させる第１集束レンズ２９が配
置され、前記第２偏光ビーム分離器２７とサーボ信号用
光検出器３７との間には入射した平行光を集束させる第
２集束レンズ３３及び非点収差を引き起こす非点収差レ
ンズ３５が配置される。また、前記光源１１から照射さ
れ、かつ前記第１偏光ビーム分離器２１から反射されて
第３集束レンズ３９により集束された光から前記光源１
１の光出力をモニターリングするモニター用光検出器４
１が配置される。
の光路上には、入射光を集束させるコリメートレンズ１
３と、入射光を整形するためのビーム整形プリズム１５
及び、入射光の位相を遅延させる１／２波長板１７が配
置される。そして、前記第１偏光ビーム分離器２１と第
２偏光ビーム分離器２７との間の光路上には入射光の位
相を遅延させる１／２波長板２５がさらに具備され、前
記第２偏光ビーム分離器２７と主光検出器３１との間に
は入射した平行光を集束させる第１集束レンズ２９が配
置され、前記第２偏光ビーム分離器２７とサーボ信号用
光検出器３７との間には入射した平行光を集束させる第
２集束レンズ３３及び非点収差を引き起こす非点収差レ
ンズ３５が配置される。また、前記光源１１から照射さ
れ、かつ前記第１偏光ビーム分離器２１から反射されて
第３集束レンズ３９により集束された光から前記光源１
１の光出力をモニターリングするモニター用光検出器４
１が配置される。
【０００８】前記対物レンズユニット５０は入射光を集
束させるための対物レンズ５１と、この対物レンズ５１
と前記光ディスク１との間に配置されて対物レンズユニ
ット５０の開口数を増やすための半球形レンズ５５とを
含む。
束させるための対物レンズ５１と、この対物レンズ５１
と前記光ディスク１との間に配置されて対物レンズユニ
ット５０の開口数を増やすための半球形レンズ５５とを
含む。
【０００９】このように構成された対物レンズユニット
５０を採用すると、対物レンズ５１により開口数０．６
を確保し、前記半球形レンズ５５を通じて開口数を高め
ることができる。ここで、図２に示したように、入射す
る光線が屈折されないように前記半球形レンズ５５が設
けられると、開口数は下記式（２）に示したように、前
記半球形レンズ５５に入射する光の最大入射角θに対す
るサイン値と、前記半球形レンズ５５の屈折率ｎとの積
に比例して決定されるので、開口数を０．８５に増大で
きる。
５０を採用すると、対物レンズ５１により開口数０．６
を確保し、前記半球形レンズ５５を通じて開口数を高め
ることができる。ここで、図２に示したように、入射す
る光線が屈折されないように前記半球形レンズ５５が設
けられると、開口数は下記式（２）に示したように、前
記半球形レンズ５５に入射する光の最大入射角θに対す
るサイン値と、前記半球形レンズ５５の屈折率ｎとの積
に比例して決定されるので、開口数を０．８５に増大で
きる。
【００１０】 NA = n sinθ ．．．（２）
【００１１】しかし、前述した従来の光ピックアップ装
置は、２枚のレンズ構成により高開口数を具現するの
で、前記半球形レンズ５５と対物レンズ５１との間に傾
斜が発生する場合、光学的な収差を小さく保てず、半球
形レンズ５５と対物レンズ５１との組み合わせに際して
半球形レンズ５５と対物レンズ５１との間の距離公差及
び傾斜公差の極めて厳しい制御が必要となるため組立て
性に劣り、その結果、量産が難しい。
置は、２枚のレンズ構成により高開口数を具現するの
で、前記半球形レンズ５５と対物レンズ５１との間に傾
斜が発生する場合、光学的な収差を小さく保てず、半球
形レンズ５５と対物レンズ５１との組み合わせに際して
半球形レンズ５５と対物レンズ５１との間の距離公差及
び傾斜公差の極めて厳しい制御が必要となるため組立て
性に劣り、その結果、量産が難しい。
【００１２】その一方、通常、光ディスク１は製造公差
が厚さの３％以上であるため、前述したように厚さが
０．１ｍｍである場合、±３μm以上の厚さ公差が発生
する。
が厚さの３％以上であるため、前述したように厚さが
０．１ｍｍである場合、±３μm以上の厚さ公差が発生
する。
【００１３】０．８以上の高開口数をもつ対物レンズユ
ニットを採用するとき、前述したように、±３μｍ以上
の厚さ誤差が原因となってコマ収差及び非点収差が大い
に発生するため、これらの収差発生を抑えるためには、
±３μm以内の厚さ公差が要される。したがって、この
ような厚さ公差をもつ０．１ｍｍの光ディスクを製造す
るためには、厳しい公差の制御が必要となる。この理由
から、実際に±３μm以内の厚さ公差をもち、かつ最大
の許容公差幅が５μm以内である０．１ｍｍの光ディス
クの製造は量産性に劣っているため、難しい。
ニットを採用するとき、前述したように、±３μｍ以上
の厚さ誤差が原因となってコマ収差及び非点収差が大い
に発生するため、これらの収差発生を抑えるためには、
±３μm以内の厚さ公差が要される。したがって、この
ような厚さ公差をもつ０．１ｍｍの光ディスクを製造す
るためには、厳しい公差の制御が必要となる。この理由
から、実際に±３μm以内の厚さ公差をもち、かつ最大
の許容公差幅が５μm以内である０．１ｍｍの光ディス
クの製造は量産性に劣っているため、難しい。
【００１４】したがって、前述した従来の光ピックアッ
プ装置は、前記対物レンズ５１と半球形レンズ５５との
間の距離を調整して光ディスク１の厚さ誤差による収差
を補正する。しかし、対物レンズ５１と半球形レンズ５
５との間の距離を調整するためのアクチュエータの構成
が極めて複雑である。
プ装置は、前記対物レンズ５１と半球形レンズ５５との
間の距離を調整して光ディスク１の厚さ誤差による収差
を補正する。しかし、対物レンズ５１と半球形レンズ５
５との間の距離を調整するためのアクチュエータの構成
が極めて複雑である。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事情に鑑
みて成されたものであり、その目的は、単一の構成をも
って高開口数を具現できる構造の高密度光集束のための
対物レンズ及びこれを採用した光ピックアップ装置並び
にこれに適した薄手の光ディスクを提供することであ
る。
みて成されたものであり、その目的は、単一の構成をも
って高開口数を具現できる構造の高密度光集束のための
対物レンズ及びこれを採用した光ピックアップ装置並び
にこれに適した薄手の光ディスクを提供することであ
る。
【００１６】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明による対物レンズは、光軸に対して相対的に
近軸に位置して入射光を透過させる第１透過部と、前記
第１透過部に対向配置されて入射光を透過させる第２透
過部と、前記第２透過部の周りにネガティブパワーをも
って形成されて前記第１透過部の方から入射した光を集
束反射させる第１反射部と、前記第１透過部の周りにポ
ジティブパワーをもって形成されて前記第１反射部から
反射されて入射する光を集束反射させて前記第２透過部
に向かわせる第２反射部と、を含むことを特徴とする。
このとき、前記第２透過部を透過して形成される光スポ
ットのサイドローブ成分を低減するように、前記第１反
射部に入射する光の外径に対する前記第２透過部の直径
比は、０．５以下であることが好ましい。
に、本発明による対物レンズは、光軸に対して相対的に
近軸に位置して入射光を透過させる第１透過部と、前記
第１透過部に対向配置されて入射光を透過させる第２透
過部と、前記第２透過部の周りにネガティブパワーをも
って形成されて前記第１透過部の方から入射した光を集
束反射させる第１反射部と、前記第１透過部の周りにポ
ジティブパワーをもって形成されて前記第１反射部から
反射されて入射する光を集束反射させて前記第２透過部
に向かわせる第２反射部と、を含むことを特徴とする。
このとき、前記第２透過部を透過して形成される光スポ
ットのサイドローブ成分を低減するように、前記第１反
射部に入射する光の外径に対する前記第２透過部の直径
比は、０．５以下であることが好ましい。
【００１７】また、前記目的を達成するために、本発明
は、レーザー光を生成出射する光源と、入射光の進行経
路を変える光路変更手段と、前記光路変更手段と光ディ
スクとの間の光経路上に配置されて前記光源の方から入
射する光を集束させて前記光ディスクに光スポットを形
成させる対物レンズと、前記光ディスクから反射され、
かつ前記対物レンズ及び光路変更手段を経由して入射し
た光を受光する光検出器とを含む光ピックアップ装置に
おいて、前記経路変え手段と対物レンズとの間の光経路
上に配置されて、光ディスクの厚さ検出及び／または光
ディスクの変化により発生する収差を感知かつ補正する
検出及び／または補正手段を具備することを特徴とす
る。
は、レーザー光を生成出射する光源と、入射光の進行経
路を変える光路変更手段と、前記光路変更手段と光ディ
スクとの間の光経路上に配置されて前記光源の方から入
射する光を集束させて前記光ディスクに光スポットを形
成させる対物レンズと、前記光ディスクから反射され、
かつ前記対物レンズ及び光路変更手段を経由して入射し
た光を受光する光検出器とを含む光ピックアップ装置に
おいて、前記経路変え手段と対物レンズとの間の光経路
上に配置されて、光ディスクの厚さ検出及び／または光
ディスクの変化により発生する収差を感知かつ補正する
検出及び／または補正手段を具備することを特徴とす
る。
【００１８】また、前記目的を達成するために、本発明
は、記録／再生用光が入射する入射面と、情報信号が記
録され、かつ入射光の少なくとも一部を反射させるよう
に設けられた記録面とをもつ情報基板を含む光ディスク
において、前記情報基板の入射面から記録面までの厚さ
Ｄは、０．１ｍｍよりも小さいことを特徴とする。
は、記録／再生用光が入射する入射面と、情報信号が記
録され、かつ入射光の少なくとも一部を反射させるよう
に設けられた記録面とをもつ情報基板を含む光ディスク
において、前記情報基板の入射面から記録面までの厚さ
Ｄは、０．１ｍｍよりも小さいことを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、添付した図面に基づき、本
発明の望ましい実施形態について詳細に説明する。
発明の望ましい実施形態について詳細に説明する。
【００２０】図３を参照すれば、本発明による対物レン
ズ１５０は、光軸に対して相対的に近軸に位置して入射
光を透過させる第１透過部１５１と、前記第１透過部１
５１に対向配置されて入射光を透過させる第２透過部１
５３と、前記第２透過部１５３の周りに形成されて前記
第１透過部１５１の方から入射した光を集束反射させる
第１反射部１５５と、前記第１透過部１５１の周りに形
成されて前記第１反射部１５５から反射されて入射する
光を集束反射させて前記第２透過部１５３に向かわせる
第２反射部１５７を含んでなる。
ズ１５０は、光軸に対して相対的に近軸に位置して入射
光を透過させる第１透過部１５１と、前記第１透過部１
５１に対向配置されて入射光を透過させる第２透過部１
５３と、前記第２透過部１５３の周りに形成されて前記
第１透過部１５１の方から入射した光を集束反射させる
第１反射部１５５と、前記第１透過部１５１の周りに形
成されて前記第１反射部１５５から反射されて入射する
光を集束反射させて前記第２透過部１５３に向かわせる
第２反射部１５７を含んでなる。
【００２１】ここで、好ましくは、前記第１透過部１５
１は、光学的フィールド収差を取り除くためにネガティ
ブパワーをもつ凹状の曲面をもち、入射した光の条件に
応じて球面及び／または非球面に形成して光学的収差を
最小化できるように設計される。
１は、光学的フィールド収差を取り除くためにネガティ
ブパワーをもつ凹状の曲面をもち、入射した光の条件に
応じて球面及び／または非球面に形成して光学的収差を
最小化できるように設計される。
【００２２】前記第１反射部１５５は、例えば、開口数
０．７以上の高開口数を保ちながらも入射光を集束かつ
反射させて前記第２透過部１５３の大きさを最小化でき
るように、ネガティブパワーをもつ凹状の反射面を具備
する。
０．７以上の高開口数を保ちながらも入射光を集束かつ
反射させて前記第２透過部１５３の大きさを最小化でき
るように、ネガティブパワーをもつ凹状の反射面を具備
する。
【００２３】前記第２反射部１５７は、入射光の球面収
差とコマ収差及び残留する光学的収差を最小化できるよ
うに、ポジティブパワーをもつ凹状の反射面を具備す
る。このとき、前記第２反射部１５７も前記第１透過部
１５１と同様に、非球面に形成できる。
差とコマ収差及び残留する光学的収差を最小化できるよ
うに、ポジティブパワーをもつ凹状の反射面を具備す
る。このとき、前記第２反射部１５７も前記第１透過部
１５１と同様に、非球面に形成できる。
【００２４】前記第２透過部１５３は、図３に示したよ
うに平面から構成されるか、あるいはレンズの製作を容
易ならしめるために、前記第１反射部１５５の凹状の反
射面と同一の曲率にて構成される。
うに平面から構成されるか、あるいはレンズの製作を容
易ならしめるために、前記第１反射部１５５の凹状の反
射面と同一の曲率にて構成される。
【００２５】ここで、前記第１透過部１５１と第２反射
部１５７との間、及び前記第２透過部１５３と第１反射
部１５５との間は各々、空気とは異なる屈折率ｎをもつ
光学的材質からなる。すなわち、本発明による対物レン
ズ１５０は、光学的材質よりなる透明体を前述したよう
な構造に加工して形成される。
部１５７との間、及び前記第２透過部１５３と第１反射
部１５５との間は各々、空気とは異なる屈折率ｎをもつ
光学的材質からなる。すなわち、本発明による対物レン
ズ１５０は、光学的材質よりなる透明体を前述したよう
な構造に加工して形成される。
【００２６】図３は、前述したように構成された対物レ
ンズ１５０を通じて入射した平行光を光ディスク１００
に集束させるための構成を例に取って示したものであ
る。これを参照すると、本発明による光ディスク１００
は、高開口数をもつ対物レンズ１５０で発生するコマ収
差及び非点収差を克服できるように、好ましくは、０．
２ｍｍ以下の厚さをもち、より好ましくは、約０．０５
ｍｍ（５０μm）の厚さＤをもつ。
ンズ１５０を通じて入射した平行光を光ディスク１００
に集束させるための構成を例に取って示したものであ
る。これを参照すると、本発明による光ディスク１００
は、高開口数をもつ対物レンズ１５０で発生するコマ収
差及び非点収差を克服できるように、好ましくは、０．
２ｍｍ以下の厚さをもち、より好ましくは、約０．０５
ｍｍ（５０μm）の厚さＤをもつ。
【００２７】その一方、本発明による対物レンズ１５０
において、第１反射部１５５をネガティブパワーをもつ
凹状の曲面に形成する理由は、第２透過部１５３の大き
さを最小化させて前記光ディスク１００の記録再生に適
した、超解像度をもつ光スポット径を提供するためであ
る。
において、第１反射部１５５をネガティブパワーをもつ
凹状の曲面に形成する理由は、第２透過部１５３の大き
さを最小化させて前記光ディスク１００の記録再生に適
した、超解像度をもつ光スポット径を提供するためであ
る。
【００２８】ここで、前記第１透過部１５１から第２透
過部１５３に向けて直接的に入射した光は発散光であっ
て、光ディスク１００の記録面１０７にフォーカシング
されずに拡散されて光スポットに結ばれないため、前記
光ディスク１００の情報を記録再生するのに使われず、
またそこより反射される光量も顕著に少ないため、無視
しても良い。
過部１５３に向けて直接的に入射した光は発散光であっ
て、光ディスク１００の記録面１０７にフォーカシング
されずに拡散されて光スポットに結ばれないため、前記
光ディスク１００の情報を記録再生するのに使われず、
またそこより反射される光量も顕著に少ないため、無視
しても良い。
【００２９】したがって、前記第１透過部１５１から第
２透過部１５３に向けて直接的に入射した光、すなわ
ち、近軸領域の光に対しては前記第２透過部１５３が遮
へい部材としての機能をする。これに対し、前記第１透
過部１５１から第１反射部１５５に向けて照射され、こ
の第１及び第２反射部１５７で順次反射されて第２透過
部１５３に入射する光のみが光ディスクの情報記録再生
に使われる。
２透過部１５３に向けて直接的に入射した光、すなわ
ち、近軸領域の光に対しては前記第２透過部１５３が遮
へい部材としての機能をする。これに対し、前記第１透
過部１５１から第１反射部１５５に向けて照射され、こ
の第１及び第２反射部１５７で順次反射されて第２透過
部１５３に入射する光のみが光ディスクの情報記録再生
に使われる。
【００３０】前述したように、第２透過部１５３が近軸
領域の光を遮へいさせると、光ディスク１００の記録面
１０７に結ばれる光スポット径が大幅に小さくなる。前
記第２透過部１５３の大きさに対応して前記光スポット
の周りには余計なサイドローブ成分（図４のｓ）が現れ
る。これらのサイドローブ成分は、高密度をもって集束
された光スポットの解像度を落とす。
領域の光を遮へいさせると、光ディスク１００の記録面
１０７に結ばれる光スポット径が大幅に小さくなる。前
記第２透過部１５３の大きさに対応して前記光スポット
の周りには余計なサイドローブ成分（図４のｓ）が現れ
る。これらのサイドローブ成分は、高密度をもって集束
された光スポットの解像度を落とす。
【００３１】しかし、本発明による対物レンズ１５０で
のように、第１反射部１５５を凹状の曲面に形成する
と、この第１及び第２反射部１５５及び１５７から反射
されて第２透過部１５３に向けて入射する光を極めて小
さい領域内に集束できるので、前記第２透過部１５３の
直径を前記第１反射部１５５の外径、好ましくは、前記
第１反射部１５５に入射する光の外径に比べて極めて小
さく形成でき、その結果、光スポットのサイドローブ成
分も大幅に低減できる。
のように、第１反射部１５５を凹状の曲面に形成する
と、この第１及び第２反射部１５５及び１５７から反射
されて第２透過部１５３に向けて入射する光を極めて小
さい領域内に集束できるので、前記第２透過部１５３の
直径を前記第１反射部１５５の外径、好ましくは、前記
第１反射部１５５に入射する光の外径に比べて極めて小
さく形成でき、その結果、光スポットのサイドローブ成
分も大幅に低減できる。
【００３２】したがって、前述した本発明による対物レ
ンズ１５０は、一枚のレンズ構成により０．８以上の高
開口数を具現でき、しかも、超解像度をもつ高密度光ス
ポットを形成できる。
ンズ１５０は、一枚のレンズ構成により０．８以上の高
開口数を具現でき、しかも、超解像度をもつ高密度光ス
ポットを形成できる。
【００３３】本発明の実施形態によれば、第１反射部１
５５に入射する光の外径に対する前記第２透過部１５３
の外径の比が０．５以下、より好ましくは、前記第２透
過部１５３の外径及び第１反射部１５５に入射する光の
外径が下記式（３）を満足する場合、前記光ディスク１
００の再生用対物レンズ１５０として満足のいく光スポ
ットを提供できる。
５５に入射する光の外径に対する前記第２透過部１５３
の外径の比が０．５以下、より好ましくは、前記第２透
過部１５３の外径及び第１反射部１５５に入射する光の
外径が下記式（３）を満足する場合、前記光ディスク１
００の再生用対物レンズ１５０として満足のいく光スポ
ットを提供できる。
【００３４】 0.1≦第２透過部１５３の直径／第１反射部１５５に入射した光の外径≦0.3 ．．．（３）
【００３５】また、本発明による対物レンズ１５０は、
前記第１透過部１５１の方から入射して前記第１及び第
２反射部１５５及び１５７を経由した後に第２透過部１
５３を透過して進行する光の最外郭の光線と光軸とがな
す角度αが、大気中でα≧３６°、より好ましくは、下
記式（４）を満足する場合に、光スポット径を効率良く
最小化できる。
前記第１透過部１５１の方から入射して前記第１及び第
２反射部１５５及び１５７を経由した後に第２透過部１
５３を透過して進行する光の最外郭の光線と光軸とがな
す角度αが、大気中でα≧３６°、より好ましくは、下
記式（４）を満足する場合に、光スポット径を効率良く
最小化できる。
【００３６】 ３６°≦α≦６５° ．．．（４）
【００３７】前述した本発明による対物レンズ１５０の
光学的データの一実施形態は、下記表１に示した通りで
ある。
光学的データの一実施形態は、下記表１に示した通りで
ある。
【００３８】下記表１は、入射光が平行に入射した場合
に適した設計データに関するものであって、前記対物レ
ンズ１５０の出射面と光ディスク１００の入射面１０３
との間の作動距離ｄが０．１ｍｍである場合を示した。
下記表１に示した非球面に対する非球面係数は、下記表
２に示した。下記表１において、光ディスク１００の材
質は周知の通りである。
に適した設計データに関するものであって、前記対物レ
ンズ１５０の出射面と光ディスク１００の入射面１０３
との間の作動距離ｄが０．１ｍｍである場合を示した。
下記表１に示した非球面に対する非球面係数は、下記表
２に示した。下記表１において、光ディスク１００の材
質は周知の通りである。
【００３９】
【表１】
【００４０】
【表２】
【００４１】前述のように設計された対物レンズ１５０
を使って光スポットを形成すると、図４に示した光スポ
ットの強度分布曲線を得ることができ、また、サイドロ
ーブ成分ｓは光スポット強度のピーク値の５％未満に保
たれる。また、１／ｅ２の強度レベルにおいて光ディス
ク１００の接線方向の光スポット径は０．３５μm、光
ディスク１００の半径方向の光スポット径は０．３７μ
mであって、原形に近い超小型光スポットが形成され
る。
を使って光スポットを形成すると、図４に示した光スポ
ットの強度分布曲線を得ることができ、また、サイドロ
ーブ成分ｓは光スポット強度のピーク値の５％未満に保
たれる。また、１／ｅ２の強度レベルにおいて光ディス
ク１００の接線方向の光スポット径は０．３５μm、光
ディスク１００の半径方向の光スポット径は０．３７μ
mであって、原形に近い超小型光スポットが形成され
る。
【００４２】したがって、前述したように、本発明によ
る対物レンズ１５０は、一枚のレンズ構成により０．８
５以上の開口数を確保できるので、高密度記録再生用光
ピックアップ装置だけでなく、ＣＣＤカメラが連結され
た対物レンズ及び接眼レンズ付き顕微鏡装置、光学式マ
スクパターンを露光できる対物レンズと光源及び視準レ
ンズ付き半導体露光装置及び対物レンズを使って光ディ
スクを製造できるマスタリング装置などに採用すると
き、高開口数をもちながらも光学系を小型化できるとい
う利点がある。ここで、本発明による対物レンズ１５０
を、入射光が集束光または発散光である場合に適した光
学的データをもつように設計できるのは言うまでもな
い。
る対物レンズ１５０は、一枚のレンズ構成により０．８
５以上の開口数を確保できるので、高密度記録再生用光
ピックアップ装置だけでなく、ＣＣＤカメラが連結され
た対物レンズ及び接眼レンズ付き顕微鏡装置、光学式マ
スクパターンを露光できる対物レンズと光源及び視準レ
ンズ付き半導体露光装置及び対物レンズを使って光ディ
スクを製造できるマスタリング装置などに採用すると
き、高開口数をもちながらも光学系を小型化できるとい
う利点がある。ここで、本発明による対物レンズ１５０
を、入射光が集束光または発散光である場合に適した光
学的データをもつように設計できるのは言うまでもな
い。
【００４３】図５は、本発明の他の実施形態による対物
レンズ１５０の構成を示したものであって、光スポット
のサイドローブ成分をさらに低減するように、例えば、
第２反射部１５７の凹状の曲面から突出、または第２反
射部１５７の凹状の曲面に引っ込まれて形成されて前記
第２反射部１５７に入射する少なくとも一部の光に経路
差を発生させる領域１５７ａをさらに具備した点にその
特徴がある。
レンズ１５０の構成を示したものであって、光スポット
のサイドローブ成分をさらに低減するように、例えば、
第２反射部１５７の凹状の曲面から突出、または第２反
射部１５７の凹状の曲面に引っ込まれて形成されて前記
第２反射部１５７に入射する少なくとも一部の光に経路
差を発生させる領域１５７ａをさらに具備した点にその
特徴がある。
【００４４】このような構造を持つと、前記第１反射部
１５５から前記経路差発生領域１５７ａ及び残りの領域
に入射する光の間に光経路差、すなわち、位相差が発生
し、このような光経路差による干渉が原因となって発生
した光スポットのサイドローブ成分をさらに低減でき
る。ここで、前記経路差発生領域は、第１反射部１５５
に形成されても構わない。
１５５から前記経路差発生領域１５７ａ及び残りの領域
に入射する光の間に光経路差、すなわち、位相差が発生
し、このような光経路差による干渉が原因となって発生
した光スポットのサイドローブ成分をさらに低減でき
る。ここで、前記経路差発生領域は、第１反射部１５５
に形成されても構わない。
【００４５】その一方、図３及び図５に示した本発明に
よる光ディスク１００は、高開口数をもつ対物レンズ１
５０で発生するコマ収差及び非点収差を克服する共に、
厚さ偏差による球面収差の補正を省略できるように、
０．１ｍｍ未満、より好ましくは、５０μｍの厚さＤを
もつことが好ましい。
よる光ディスク１００は、高開口数をもつ対物レンズ１
５０で発生するコマ収差及び非点収差を克服する共に、
厚さ偏差による球面収差の補正を省略できるように、
０．１ｍｍ未満、より好ましくは、５０μｍの厚さＤを
もつことが好ましい。
【００４６】前記光ディスク１００の厚さＤを約５０μ
mに薄く製造すると、その厚さの３％以上の製造公差を
考慮しても、光ディスク１００の厚さＤは約４７．５μ
ｍ≦Ｄ≦５２．５μｍの範囲内となる。したがって、前
記光ディスク１００は、厚さ公差幅±５μm以内に、よ
り好ましくは、最大公差幅５μm以内に製作でき、その
結果、厚さ偏差による球面収差の補正過程を省略できる
という利点がある。
mに薄く製造すると、その厚さの３％以上の製造公差を
考慮しても、光ディスク１００の厚さＤは約４７．５μ
ｍ≦Ｄ≦５２．５μｍの範囲内となる。したがって、前
記光ディスク１００は、厚さ公差幅±５μm以内に、よ
り好ましくは、最大公差幅５μm以内に製作でき、その
結果、厚さ偏差による球面収差の補正過程を省略できる
という利点がある。
【００４７】ここで、光ディスク１００は、記録再生用
光が入射する入射面１０３、保護層１０５及び情報信号
が記録され、かつ入射光の少なくとも一部を反射させる
ようになった記録面１０７を具備する情報基板１０１を
含んでなるが、このとき、前記光ディスク１００の厚さ
Ｄは、前記情報基板１０１の入射面１０３から記録面１
０７までの厚さ、すなわち、保護層１０５の厚さに該当
する。
光が入射する入射面１０３、保護層１０５及び情報信号
が記録され、かつ入射光の少なくとも一部を反射させる
ようになった記録面１０７を具備する情報基板１０１を
含んでなるが、このとき、前記光ディスク１００の厚さ
Ｄは、前記情報基板１０１の入射面１０３から記録面１
０７までの厚さ、すなわち、保護層１０５の厚さに該当
する。
【００４８】図６は、本発明の一実施形態による高密度
光集束のための対物レンズを採用する光ピックアップ装
置の光学的配置を概略的に示した図である。
光集束のための対物レンズを採用する光ピックアップ装
置の光学的配置を概略的に示した図である。
【００４９】これを参照すれば、本発明の一実施形態に
よる光ピックアップ装置は、レーザー光を生成出射する
光源１１０と、入射光の進行経路を変える光路変更手段
１２０と、入射光を集束させて光ディスク１００に光ス
ポットを形成させる対物レンズ１５０と、前記光ディス
ク１００から反射され、かつ対物レンズ１５０及び光路
変更手段１２０を経由して入射した光を受光して情報信
号及び誤差信号を検出する光検出器１６０とを含んでな
る。ここで、前記光ディスク１００としては、例えば、
約２０ＧＢ以上の情報記録密度を具現できるように、
０．２ｍｍ以下、好ましくは、０．０５ｍｍの保護層の
厚さをもつ光ディスクを採用する。
よる光ピックアップ装置は、レーザー光を生成出射する
光源１１０と、入射光の進行経路を変える光路変更手段
１２０と、入射光を集束させて光ディスク１００に光ス
ポットを形成させる対物レンズ１５０と、前記光ディス
ク１００から反射され、かつ対物レンズ１５０及び光路
変更手段１２０を経由して入射した光を受光して情報信
号及び誤差信号を検出する光検出器１６０とを含んでな
る。ここで、前記光ディスク１００としては、例えば、
約２０ＧＢ以上の情報記録密度を具現できるように、
０．２ｍｍ以下、好ましくは、０．０５ｍｍの保護層の
厚さをもつ光ディスクを採用する。
【００５０】前記光源１１０は、波長が５００ｎｍ以
下、好ましくは波長が約４００ｎｍである青色系のレー
ザー光を出射する端からの発光レーザなどの半導体レー
ザであることが好ましい。前記光源１１０からの光はコ
リメートレンズ１２５により平行光となった後、前記光
路変更手段１２０に入射する。
下、好ましくは波長が約４００ｎｍである青色系のレー
ザー光を出射する端からの発光レーザなどの半導体レー
ザであることが好ましい。前記光源１１０からの光はコ
リメートレンズ１２５により平行光となった後、前記光
路変更手段１２０に入射する。
【００５１】前記光路変更手段１２０は、例えば、入射
光をその偏光成分に応じて透過及び反射させる鏡面１２
１ａをもつ偏光ビーム分割器１２１と、入射光の偏光を
変える波長板１２５とよりなる。図６は、前記偏光ビー
ム分割器１２１が前記光源１１０の方から入射するビー
ムを整形する機能を合わせ持つ場合を示したものであっ
て、前記光源１００に半導体物質層の積層方向に従って
光を出射する面発光レーザーを具備する場合には、立方
体の偏光ビーム分離器が採用される。
光をその偏光成分に応じて透過及び反射させる鏡面１２
１ａをもつ偏光ビーム分割器１２１と、入射光の偏光を
変える波長板１２５とよりなる。図６は、前記偏光ビー
ム分割器１２１が前記光源１１０の方から入射するビー
ムを整形する機能を合わせ持つ場合を示したものであっ
て、前記光源１００に半導体物質層の積層方向に従って
光を出射する面発光レーザーを具備する場合には、立方
体の偏光ビーム分離器が採用される。
【００５２】前記偏光ビーム分割器１２１は、前記光源
１１０と対物レンズ１５０との間の光経路上に配置され
て前記光源１１０の方から入射する光のうち一偏光成分
の光を透過させ、残りは反射させる。前記波長板１２５
は前記偏光ビーム分割器１２１と対物レンズ１５０との
間の光経路上に配置され、光源１１０の出射光波長に対
して１／４波長板であることが好ましい。この波長板１
２５は、前記光ディスク１から反射された光が前記偏光
ビーム分割器１２１の鏡面１２１ａからいずれも反射さ
れて光検出器１６０に向かうように入射光の偏光を変え
る。
１１０と対物レンズ１５０との間の光経路上に配置され
て前記光源１１０の方から入射する光のうち一偏光成分
の光を透過させ、残りは反射させる。前記波長板１２５
は前記偏光ビーム分割器１２１と対物レンズ１５０との
間の光経路上に配置され、光源１１０の出射光波長に対
して１／４波長板であることが好ましい。この波長板１
２５は、前記光ディスク１から反射された光が前記偏光
ビーム分割器１２１の鏡面１２１ａからいずれも反射さ
れて光検出器１６０に向かうように入射光の偏光を変え
る。
【００５３】前記対物レンズ１５０は、アクチュエータ
１５９により光ディスクのフォーカス及びトラック方向
にアクチュエーティングされ、例えば、図３ないし図５
を参照して説明したように、入射光を発散透過させる第
１透過部１５１、前記第１透過部１５１に対向配置され
て入射光を透過させる第２透過部１５３、前記第２透過
部１５３の周りに形成されて前記第１透過部１５１の方
から入射した光を集束反射させる第１反射部１５５及び
前記第１反射部１５５から反射された光を集束反射させ
て第２透過部１５３に向かわせる第２反射部１５７を含
んでなる。
１５９により光ディスクのフォーカス及びトラック方向
にアクチュエーティングされ、例えば、図３ないし図５
を参照して説明したように、入射光を発散透過させる第
１透過部１５１、前記第１透過部１５１に対向配置され
て入射光を透過させる第２透過部１５３、前記第２透過
部１５３の周りに形成されて前記第１透過部１５１の方
から入射した光を集束反射させる第１反射部１５５及び
前記第１反射部１５５から反射された光を集束反射させ
て第２透過部１５３に向かわせる第２反射部１５７を含
んでなる。
【００５４】ここで、前記第１及び第２透過部１５１及
び１５３と、前記第１及び第２反射部１５１及び１５７
の各々は、前述したのと実質的に同一の構成及び機能を
もつため、その詳細な説明は省略する。
び１５３と、前記第１及び第２反射部１５１及び１５７
の各々は、前述したのと実質的に同一の構成及び機能を
もつため、その詳細な説明は省略する。
【００５５】前記光検出器１６０は前記光ディスク１０
０から反射された後、偏光ビーム分割器１２１を経由し
て入射する光を受光し、各々独立的に光電変換できるよ
うに複数個に分割されている。このような光検出器１６
０の分割構造は広く知られているため、その詳細な説明
は省略する。
０から反射された後、偏光ビーム分割器１２１を経由し
て入射する光を受光し、各々独立的に光電変換できるよ
うに複数個に分割されている。このような光検出器１６
０の分割構造は広く知られているため、その詳細な説明
は省略する。
【００５６】ここで、前記偏光ビーム分割器１２１と光
検出器１６０との間の光経路上には、入射光を回折透過
させて誤差信号用光と情報信号用光とに分けるホログラ
ム素子１６１と、前記ホログラム素子１６１を回折透過
した光を集束させる集束レンズ１６３とをさらに含むこ
とが好ましい。
検出器１６０との間の光経路上には、入射光を回折透過
させて誤差信号用光と情報信号用光とに分けるホログラ
ム素子１６１と、前記ホログラム素子１６１を回折透過
した光を集束させる集束レンズ１６３とをさらに含むこ
とが好ましい。
【００５７】一方、本発明による光ピックアップ装置
は、光ディスク１００の製造に際し、保護層１０５の厚
さ公差を±３μm以下に保ちにくい点を考慮して、公差
の制御が相対的に難しい光ディスク１００も採用できる
ように、光路変更手段１２０と対物レンズ１５０との間
の光経路上に配置されて光ディスク１００の保護層１０
５の厚さ偏差及び／または厚さの異なる光ディスクの採
用によって発生する球面収差を補正する補正手段１３０
をさらに具備することが好ましい。
は、光ディスク１００の製造に際し、保護層１０５の厚
さ公差を±３μm以下に保ちにくい点を考慮して、公差
の制御が相対的に難しい光ディスク１００も採用できる
ように、光路変更手段１２０と対物レンズ１５０との間
の光経路上に配置されて光ディスク１００の保護層１０
５の厚さ偏差及び／または厚さの異なる光ディスクの採
用によって発生する球面収差を補正する補正手段１３０
をさらに具備することが好ましい。
【００５８】前記補正手段１３０は、例えば、図６に示
したように、前記光源１１０の方から入射する光を集束
させるリレイレンズ１３１と、前記リレイレンズ１３１
と対物レンズ１５０との間の光経路上に配置された補正
レンズ１３５と、前記補正レンズ１３５を光軸方向に沿
ってアクチュエーティングさせるアクチュエータ１３７
とを含んで、アクチュエータ１３７を使って前記補正レ
ンズ１３５を光軸方向に沿ってアクチュエーティングし
て光ディスク１００の厚さ偏差による収差を感知及び／
または補正する。
したように、前記光源１１０の方から入射する光を集束
させるリレイレンズ１３１と、前記リレイレンズ１３１
と対物レンズ１５０との間の光経路上に配置された補正
レンズ１３５と、前記補正レンズ１３５を光軸方向に沿
ってアクチュエーティングさせるアクチュエータ１３７
とを含んで、アクチュエータ１３７を使って前記補正レ
ンズ１３５を光軸方向に沿ってアクチュエーティングし
て光ディスク１００の厚さ偏差による収差を感知及び／
または補正する。
【００５９】このとき、前記アクチュエータ１３７は、
対物レンズ１５９をフォーカス及びトラック方向にアク
チュエーティングするアクチュエータ１５９と別設し
て、対物レンズ１５９の駆動のためのアクチュエータ１
５９の負荷を減らすようになったことが好ましい。ここ
で、光ディスク１００の厚さ偏差による収差を感知及び
／または補正するために、前記アクチュエータ１３７を
リレイレンズ１３１に設けても良い。
対物レンズ１５９をフォーカス及びトラック方向にアク
チュエーティングするアクチュエータ１５９と別設し
て、対物レンズ１５９の駆動のためのアクチュエータ１
５９の負荷を減らすようになったことが好ましい。ここ
で、光ディスク１００の厚さ偏差による収差を感知及び
／または補正するために、前記アクチュエータ１３７を
リレイレンズ１３１に設けても良い。
【００６０】前記リレイレンズ１３１は、前記光路変更
手段１２０と対物レンズ１５０との間に配置されて、前
記光源１１０の方から入射する平行光を集束させて前記
対物レンズ１５０の前方に焦点ｆを結ばせる。前記補正
レンズ１３５は前記焦点ｆと対物レンズ１５０との間に
配置されて前記リレイレンズ１３１により焦点ｆに結ば
れた後に発散される光を集束させて再び平行光にならし
める。
手段１２０と対物レンズ１５０との間に配置されて、前
記光源１１０の方から入射する平行光を集束させて前記
対物レンズ１５０の前方に焦点ｆを結ばせる。前記補正
レンズ１３５は前記焦点ｆと対物レンズ１５０との間に
配置されて前記リレイレンズ１３１により焦点ｆに結ば
れた後に発散される光を集束させて再び平行光にならし
める。
【００６１】従って、前記補正レンズ１３５を光軸に沿
って移動させると、前記対物レンズ１５０の第１透過部
１５１に入射するビームの大きさが変わる。すなわち、
前記補正レンズ１３５を前記アクチュエータ１３７によ
り光軸に沿って光ディスク１００に向けて移動させる
と、対物レンズ１５０に入射するビームは大きくなり、
その一方、逆の方向に移動させると、入射するビームは
小さくなる。
って移動させると、前記対物レンズ１５０の第１透過部
１５１に入射するビームの大きさが変わる。すなわち、
前記補正レンズ１３５を前記アクチュエータ１３７によ
り光軸に沿って光ディスク１００に向けて移動させる
と、対物レンズ１５０に入射するビームは大きくなり、
その一方、逆の方向に移動させると、入射するビームは
小さくなる。
【００６２】このように、対物レンズ１５０に入射する
ビームの大きさを変えると、結果的に光スポットの集束
位置を変えることができるので、光ディスク１００の厚
さ偏差及び／または相異なる厚さをもつ光ディスクの採
用による球面収差が補正される。
ビームの大きさを変えると、結果的に光スポットの集束
位置を変えることができるので、光ディスク１００の厚
さ偏差及び／または相異なる厚さをもつ光ディスクの採
用による球面収差が補正される。
【００６３】その一方、前述した補正手段１３０は、採
用された光ディスク１００の厚さ偏差、特に、その厚さ
偏差による収差を検出するのにも使える。
用された光ディスク１００の厚さ偏差、特に、その厚さ
偏差による収差を検出するのにも使える。
【００６４】すなわち、前記補正レンズ１３５を光軸方
向に沿って移動させながら光ディスク１００の記録面１
０７及び入射面１０３に光スポットを順次形成させ、そ
こから反射された光を光検出器１６０で検出して、記録
面１０７でのフォーカス誤差信号及び入射面１０３での
フォーカス誤差信号を検出する。光ディスク１００の保
護層１０５の厚さが基準となる厚さから外れた場合には
記録面１０７側に集束された光はデフォーカス収差をも
ち、入射面１０３に集束された光は収差をもたない。こ
のため、前記２つのフォーカス誤差信号に相対的なオフ
セットが発生し、このオフセット量から光ディスク１０
０の厚さ偏差を検出できる。換言すれば、前記両フォー
カス誤差信号間の時間差を回路的に求めた後に、前記時
間差と前記補正レンズ１３５の走査速度とを掛けると光
ディスク１００の厚さを検出できるので、採用された光
ディスク１００の厚さ偏差を知ることができる。
向に沿って移動させながら光ディスク１００の記録面１
０７及び入射面１０３に光スポットを順次形成させ、そ
こから反射された光を光検出器１６０で検出して、記録
面１０７でのフォーカス誤差信号及び入射面１０３での
フォーカス誤差信号を検出する。光ディスク１００の保
護層１０５の厚さが基準となる厚さから外れた場合には
記録面１０７側に集束された光はデフォーカス収差をも
ち、入射面１０３に集束された光は収差をもたない。こ
のため、前記２つのフォーカス誤差信号に相対的なオフ
セットが発生し、このオフセット量から光ディスク１０
０の厚さ偏差を検出できる。換言すれば、前記両フォー
カス誤差信号間の時間差を回路的に求めた後に、前記時
間差と前記補正レンズ１３５の走査速度とを掛けると光
ディスク１００の厚さを検出できるので、採用された光
ディスク１００の厚さ偏差を知ることができる。
【００６５】代案として、光ディスク１００の厚さ偏差
を検出するために、相対的に近軸領域及び遠軸領域の光
が各々記録面１０７及び入射面１０３側に光スポットと
して結ばれるように入射光を選択的に回折透過させるホ
ログラム部材（図示せず）を光源１１０と光路変更手段
１２０との間にさらに具備し、前記補正レンズ１３５ま
たは対物レンズ１５０を光軸方向に沿って少しずつ移動
させながら光検出器１６０で２つの光スポットを各々受
光し、そこから検出される両フォーカス誤差信号間の時
間差から光ディスク１００の厚さ偏差を求めることもで
きる。
を検出するために、相対的に近軸領域及び遠軸領域の光
が各々記録面１０７及び入射面１０３側に光スポットと
して結ばれるように入射光を選択的に回折透過させるホ
ログラム部材（図示せず）を光源１１０と光路変更手段
１２０との間にさらに具備し、前記補正レンズ１３５ま
たは対物レンズ１５０を光軸方向に沿って少しずつ移動
させながら光検出器１６０で２つの光スポットを各々受
光し、そこから検出される両フォーカス誤差信号間の時
間差から光ディスク１００の厚さ偏差を求めることもで
きる。
【００６６】ここで、前述した光ディスクの厚さ偏差を
検出する手段は、光ディスク傾斜により発生するコマ収
差検出手段としても応用できる。
検出する手段は、光ディスク傾斜により発生するコマ収
差検出手段としても応用できる。
【００６７】前述した補正手段１３０を採用した光ピッ
クアップ装置は、前記補正レンズ１３６を光軸方向に沿
ってアクチュエーティングして光ディスク１００の厚さ
偏差による収差を感知及び／または補正するので、採用
された光ディスク１００の厚さ公差に関係せずに記録面
１０７上に光スポットを形成でき、その結果、良質の記
録再生信号を得ることができる。
クアップ装置は、前記補正レンズ１３６を光軸方向に沿
ってアクチュエーティングして光ディスク１００の厚さ
偏差による収差を感知及び／または補正するので、採用
された光ディスク１００の厚さ公差に関係せずに記録面
１０７上に光スポットを形成でき、その結果、良質の記
録再生信号を得ることができる。
【００６８】図７は、本発明の他の実施形態による光ピ
ックアップ装置の要部の光学的配置を示した図である。
この実施形態は、補正手段１３０として一枚の補正レン
ズ１３５のみを具備した点にその特徴があり、この場
合、対物レンズ１５０は、発散する入射光に合わせて設
計される。
ックアップ装置の要部の光学的配置を示した図である。
この実施形態は、補正手段１３０として一枚の補正レン
ズ１３５のみを具備した点にその特徴があり、この場
合、対物レンズ１５０は、発散する入射光に合わせて設
計される。
【００６９】前述したように、一枚の補正レンズ１３５
のみを具備する場合、入射する平行光は前記補正レンズ
１３５により集束されて対物レンズ１５０の前方に位置
した焦点ｆに集束された後に、発散しながら対物レンズ
１５０に入射する。
のみを具備する場合、入射する平行光は前記補正レンズ
１３５により集束されて対物レンズ１５０の前方に位置
した焦点ｆに集束された後に、発散しながら対物レンズ
１５０に入射する。
【００７０】前記補正レンズ１３５を光軸方向に沿って
アクチュエーティングすると、対物レンズ１５０の第１
透過部１５７に入射するビームの大きさを変えることが
できるので、図６を参照して説明したように、光ディス
ク１００の厚さ偏差及び／または相異なる厚さの光ディ
スクの採用による収差を感知及び／または補正できる。
アクチュエーティングすると、対物レンズ１５０の第１
透過部１５７に入射するビームの大きさを変えることが
できるので、図６を参照して説明したように、光ディス
ク１００の厚さ偏差及び／または相異なる厚さの光ディ
スクの採用による収差を感知及び／または補正できる。
【００７１】
【発明の効果】以上述べたように、本発明による対物レ
ンズは、近軸領域の光を遮へいさせる効果があるので、
一枚のレンズ構成によっても０．８以上の高開口数を具
現でき、光スポットのサイドローブ成分を大幅に低減さ
せて超解像度をもつ高密度光スポットを形成できる。
ンズは、近軸領域の光を遮へいさせる効果があるので、
一枚のレンズ構成によっても０．８以上の高開口数を具
現でき、光スポットのサイドローブ成分を大幅に低減さ
せて超解像度をもつ高密度光スポットを形成できる。
【００７２】したがって、前述した対物レンズを光ピッ
クアップ装置、顕微鏡用レンズ、半導体露光器用レンズ
及び光ディスク製造用マスタリング装備の集束レンズと
して採用したとき、高開口数を持ちながらも光学系を小
型化できるという利点がある。
クアップ装置、顕微鏡用レンズ、半導体露光器用レンズ
及び光ディスク製造用マスタリング装備の集束レンズと
して採用したとき、高開口数を持ちながらも光学系を小
型化できるという利点がある。
【００７３】また、本発明による光ピックアップ装置
は、一枚のレンズよりなる対物レンズを採用するので、
アクチュエータの構成が簡単であり、しかも、光学的な
収差を小さく保てるので、組立て性に優れている。
は、一枚のレンズよりなる対物レンズを採用するので、
アクチュエータの構成が簡単であり、しかも、光学的な
収差を小さく保てるので、組立て性に優れている。
【００７４】また、本発明による光ディスクは、０．１
ｍｍよりも薄い保護層をもつため、厚さ公差を±５μｍ
以下、より好ましくは、±３μｍ内に縮めることがで
き、その結果、厚さ偏差による球面収差の補正過程を省
略できるという利点がある。
ｍｍよりも薄い保護層をもつため、厚さ公差を±５μｍ
以下、より好ましくは、±３μｍ内に縮めることがで
き、その結果、厚さ偏差による球面収差の補正過程を省
略できるという利点がある。
【図１】 従来の高密度光集束のための対物レンズユニ
ット及びこれを採用した光ピックアップ装置の光学的な
配置を示した図である。
ット及びこれを採用した光ピックアップ装置の光学的な
配置を示した図である。
【図２】 図１の対物レンズユニットを概略的に示した
図である。
図である。
【図３】 入射光が平行光である場合に合わせて設計さ
れた本発明の一実施形態による高密度光集束のための対
物レンズの構造を概略的に示した図である。
れた本発明の一実施形態による高密度光集束のための対
物レンズの構造を概略的に示した図である。
【図４】 入射光が平行光である場合に合わせて表１及
び表２の光学的データに基づき設計された本発明による
対物レンズにより形成された光スポットの強度分布を示
したグラフであって、縦軸は光スポットのピーク値に対
する規格化した強度を表わす。
び表２の光学的データに基づき設計された本発明による
対物レンズにより形成された光スポットの強度分布を示
したグラフであって、縦軸は光スポットのピーク値に対
する規格化した強度を表わす。
【図５】 図３の対物レンズの他の実施形態を概略的に
示した図である。
示した図である。
【図６】 本発明の一実施形態による高密度光集束のた
めの対物レンズを採用した光ピックアップ装置の光学的
な配置を示した図である。
めの対物レンズを採用した光ピックアップ装置の光学的
な配置を示した図である。
【図７】 本発明の他の実施形態による光ピックアップ
装置の要部を抜粋して示した図である。
装置の要部を抜粋して示した図である。
１１０ 光源 １２０ 光路変更手段 １３０ 補正手段 １３１ 第１のレンズ（リレイレンズ） １３５ 第２のレンズ（補正レンズ） １５０ 対物レンズ １５１ 第１透過部 １５３ 第２透過部 １５５ 第１反射部 １５７ 第２反射部 １５７ａ 経路差発生領域 １６０ 光検出器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ１１Ｂ 7/135 Ｇ１１Ｂ 7/135 Ａ 7/24 ５３１ 7/24 ５３１Ｚ ５３５ ５３５Ｇ (72)発明者 鄭 丞台 大韓民国京畿道城南市盆唐区書▲ヒュン▼ 洞291番地東亜アパート207棟1405号 (72)発明者 李 哲雨 大韓民国京畿道城南市盆唐区藪内洞51番地 パークタウン大林アパート103棟604号 (72)発明者 申 東鎬 大韓民国京畿道城南市盆唐区亭子洞124番 地常緑マウルライフアパート103棟201号
Claims (20)
- 【請求項１】 光軸に対して相対的に近軸に位置して入
射光を透過させる第１透過部と、 前記第１透過部に対向配置されて入射光を透過させる第
２透過部と、 前記第２透過部の周りにネガティブパワーをもって形成
されて前記第１透過部の方から入射した光を集束反射さ
せる第１反射部と、 前記第１透過部の周りにポジティブパワーをもって形成
されて前記第１反射部から反射されて入射する光を集束
反射させて前記第２透過部に向かわせる第２反射部と、
を含むことを特徴とする対物レンズ。 - 【請求項２】 前記第２透過部を透過して形成される光
スポットのサイドローブ成分を低減するように、前記第
１反射部に入射する光の外径に対する前記第２透過部の
直径比は、０．５以下であることを特徴とする請求項１
に記載の対物レンズ。 - 【請求項３】 前記第１及び／または第２反射部には入
射する少なくとも一部の光に経路差を発生させる領域が
さらに具備されて、前記経路差発生領域に入射する光と
残りの領域に入射する光との間の経路差により、前記第
２透過部を透過して形成される光スポットのサイドロー
ブ成分をさらに低減するようになったことを特徴とする
請求項２に記載の対物レンズ。 - 【請求項４】 前記第１及び／または第２反射部には入
射する少なくとも一部の光に経路差を発生させる領域が
さらに具備されて、前記経路差発生領域に入射する光と
残りの領域に入射する光との間の経路差により、前記第
２透過部を透過して形成される光スポットのサイドロー
ブ成分をさらに低減するようになったことを特徴とする
請求項１に記載の対物レンズ。 - 【請求項５】 前記第１透過部は、ネガティブパワーを
もつ曲面に形成されたことを特徴とする請求項１に記載
の対物レンズ。 - 【請求項６】 前記第１透過部を透過して入射し、かつ
前記第１及び第２反射部から反射された後に前記第２透
過部を透過した光線のうち最外郭の光線と光軸とがなす
角度αは、大気中で下記式を満足することを特徴とする
請求項１に記載の対物レンズ。 α≧36° - 【請求項７】 レーザー光を生成出射する光源と、入射
光の進行経路を変える光路変更手段と、前記光路変更手
段と光ディスクとの間の光経路上に配置されて前記光源
の方から入射する光を集束させて前記光ディスクに光ス
ポットを形成させる対物レンズと、前記光ディスクから
反射され、かつ前記対物レンズ及び光路変更手段を経由
して入射した光を受光する光検出器とを含んで、 前記対物レンズは、 光軸に対して相対的に近軸に位置して入射光を透過させ
る第１透過部と、前記第１透過部に対向配置されて入射
光を透過させる第２透過部と、前記第２透過部の周りに
ネガティブパワーをもって形成されて前記第１透過部の
方から入射した光を集束反射させる第１反射部と、前記
第１透過部の周りにポジティブパワーをもって形成され
て前記第１反射部から反射されて入射する光を集束反射
させて前記第２透過部に向かわせる第２反射部とを含む
ことを特徴とする光ピックアップ装置。 - 【請求項８】 前記第２透過部を透過して形成される光
スポットのサイドローブ成分を低減するように、前記第
１反射部に入射する光の外径に対する前記第２透過部の
直径比は、０．５以下であることを特徴とする請求項７
に記載の光ピックアップ装置。 - 【請求項９】 前記第１及び／または第２反射部には入
射する少なくとも一部の光に経路差を発生させる領域が
さらに具備されて、前記経路差発生領域に入射する光と
残りの領域に入射する光との間の経路差により、前記第
２透過部を透過して形成される光スポットのサイドロー
ブ成分をさらに低減するようになったことを特徴とする
請求項８に記載の光ピックアップ装置。 - 【請求項１０】 前記第１透過部を透過して入射し、か
つ前記第１及び第２反射部から反射された後に前記第２
透過部を透過する光線のうち最外郭の光線と光軸とがな
す角度αは、大気中で下記式を満足することを特徴とす
る請求項７に記載の光ピックアップ装置。 α≧36° - 【請求項１１】 前記第１及び／または第２反射部には
入射する少なくとも一部の光に経路差を発生させる領域
がさらに具備されて、前記経路差発生領域に入射する光
と残りの領域に入射する光との間の経路差により、前記
第２透過部を透過して形成される光スポットのサイドロ
ーブ成分をさらに低減するようになったことを特徴とす
る請求項１０に記載の光ピックアップ装置。 - 【請求項１２】 前記第１及び／または第２反射部には
入射する少なくとも一部の光に経路差を発生させる領域
がさらに具備されて、前記経路差発生領域に入射する光
と残りの領域に入射する光との間の経路差により、前記
第２透過部を透過して形成される光スポットのサイドロ
ーブ成分をさらに低減するようになったことを特徴とす
る請求項７に記載の光ピックアップ装置。 - 【請求項１３】 前記第１透過部は、ネガティブパワー
をもつ曲面に形成されたことを特徴とする請求項７に記
載の光ピックアップ装置。 - 【請求項１４】 前記光路変更手段と対物レンズとの間
の光経路上に配置されて、光ディスクの厚さ検出及び／
または光ディスクの変化により発生する収差を補正する
検出及び／または補正手段をさらに具備することを特徴
とする請求項７に記載の光ピックアップ装置。 - 【請求項１５】 前記検出及び／または補正手段は、 前記光源の方から順番に配置された第１及び第２レンズ
を具備し、 前記第１及び第２レンズのうち少なくとも一方のレンズ
を光軸方向に沿ってアクチュエーティングして光ディス
クの厚さ検出及び／または光ディスクの変化により発生
する収差を補正するようになったことを特徴とする請求
項１４に記載の光ピックアップ装置。 - 【請求項１６】 レーザー光を生成出射する光源と、 入射光の進行経路を変える光路変更手段と、 前記光路変更手段と光ディスクとの間の光経路上に配置
されて前記光源の方から入射する光を集束させて前記光
ディスクに光スポットを形成させる対物レンズと、 前記光ディスクから反射され、かつ前記対物レンズ及び
光路変更手段を経由して入射した光を受光する光検出器
と、 前記光路変更手段と対物レンズとの間の光経路上に配置
されて、光ディスクの厚さ検出及び／または光ディスク
の変化により発生する収差を補正する検出及び／または
補正手段と、を含むことを特徴とする光ピックアップ装
置。 - 【請求項１７】 前記検出及び／または補正手段は、 前記光源の方から順番に配置された第１及び第２レンズ
を具備し、 前記第１及び第２レンズのうち少なくとも一方のレンズ
を光軸方向に沿ってアクチュエーティングして光ディス
クの厚さ検出及び／または光ディスクの変化により発生
する収差を補正するようになったことを特徴とする請求
項１６に記載の光ピックアップ装置。 - 【請求項１８】 前記対物レンズは、 光軸に対して相対的に近軸に位置して入射光を透過させ
る第１透過部と、前記第１透過部に対向配置されて入射
光を透過させる第２透過部と、前記第２透過部の周りに
ネガティブパワーをもって形成されて前記第１透過部の
方から入射した光を集束反射させる第１反射部と、前記
第１透過部の周りにポジティブパワーをもって形成され
て前記第１反射部から反射されて入射する光を集束反射
させて前記第２透過部に向かわせる第２反射部と、を含
むことを特徴とする請求項１６に記載の光ピックアップ
装置。 - 【請求項１９】 記録／再生用光が入射する入射面と、
情報信号が記録され、かつ入射光の少なくとも一部を反
射させるように設けられた記録面とをもつ情報基板を含
んで、 前記情報基板の入射面から記録面までの厚さＤは、０．
１ｍｍよりも小さいことを特徴とする光ディスク。 - 【請求項２０】 前記情報基板の入射面から記録面まで
の厚さＤの厚さ公差は、±５μm以内であることを特徴
とする請求項１９に記載の光ディスク。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019990053856A KR100657247B1 (ko) | 1999-11-30 | 1999-11-30 | 고밀도 광집속을 위한 대물렌즈 및 이를 채용한광픽업장치 |
| KR199953856 | 1999-11-30 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001194582A true JP2001194582A (ja) | 2001-07-19 |
Family
ID=19622706
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000361825A Pending JP2001194582A (ja) | 1999-11-30 | 2000-11-28 | 高密度光集束のための対物レンズ及びこれを採用した光ピックアップ装置並びにこれに適した光ディスク |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US6938890B2 (ja) |
| JP (1) | JP2001194582A (ja) |
| KR (1) | KR100657247B1 (ja) |
| CN (1) | CN1146888C (ja) |
| TW (1) | TW565705B (ja) |
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