(57)【要約】【課題】  温度変動や光出力変化に伴う波長変動による非点収差を抑制する色収差補正用光学素子及びそれを用いた波長変動に強い光ピックアップ装置を提供する。【解決手段】  情報の記録・再生・消去の１以上を行う光ピックアップ装置において、波長が約４００ｎｍの半導体レーザ等の光源と、第１の色収差補正手段を含む平行光変換手段と、平行光を整形するためのビーム整形手段と、整形された光を情報記録媒体に集光するための対物レンズと、対物レンズの色収差を補正する第２の色収差補正手段を備えたことを特徴とする光ピックアップ装置。【選択図】  図１
2005116144.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報の記録、再生、消去の１以上を行う光ピックアップ装置において、波長が約４００ｎｍの半導体レーザ等の光源と、第１の色収差補正手段を含む平行光変換手段と、平行光を整形するためのビーム整形手段と、整形された光を情報記録媒体に集光するための対物レンズと、対物レンズの色収差を補正する第２の色収差補正手段と、を備えたことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２】
前記平行光変換手段は、コリメートレンズであることを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ装置。
【請求項３】
前記コリメートレンズは、第１の色収差補正手段と、該第１色収差補正手段の波面収差を補正する波面収差補正手段と、からなることを特徴とする請求項２記載の光ピックアップ装置。
【請求項４】
前記第１色収差補正手段は少なくとも２枚のレンズから構成したことを特徴とする請求項３記載の光ピックアップ装置。
【請求項５】
前記第１色収差補正手段は正のパワーを持つレンズと負のパワーを持つレンズとの貼り合わせにより形成したことを特徴とする請求項４記載の光ピックアップ装置。
【請求項６】
前記第１色収差補正手段において、正のパワーを持つレンズを形成する光学材料のｄ線でのアッベ数が負のパワーを持つレンズを形成する光学材料のアッベ数より大きいことを特徴とする請求項５記載の光ピックアップ装置。
【請求項７】
前記波面収差補正手段が、紫外線硬化樹脂層から構成されていることを特徴とする請求項２乃至６記載の光ピックアップ装置。
【請求項８】
前記波面収差補正手段が、紫外線硬化樹脂層から構成され、該紫外線硬化樹脂層の少なくとも一方が非球面を有することを特徴とする請求項２乃至６記載の光ピックアップ装置。
【請求項９】
前記紫外線硬化樹脂層が負のパワーを有することを特徴とする請求項７または８記載の光ピックアップ装置。
【請求項１０】
前記波面収差補正手段が、正のパワーを持つレンズから構成されていることを特徴とする請求項２乃至６記載の光ピックアップ装置。
【請求項１１】
前記ビーム整形手段が、平行光の楕円形の強度分布を円形の強度分布に補正する第１のプリズムと、光の波長分散による光軸ずれを補正する第二のプリズムとからなることを特徴とする請求項１乃至１０記載の光ピックアップ装置。
【請求項１２】
前記第２の色収差補正手段が略パワーを持たないことを特徴とする請求項１乃至１１記載の光ピックアップ装置。
【請求項１３】
前記第２色収差補正手段が前記ビーム整形手段と前記対物レンズとの間に設けられていることを特徴とする請求項１乃至１２記載の光ピックアップ装置。
【請求項１４】
前記コリメートレンズを構成するレンズ又は紫外線効果樹脂膜の焦点距離を光源側からそれぞれｆ１、ｆ２、…ｆｎとし、そのレンズ又は紫外線効果樹脂膜が持つ光学材料ｄ線のアッベ数をそれぞれｎ１、ｎ２、…ｎｎとする時、前記コリメートレンズは、
−０．００２ｍｍ-1＜１／（ｆ１・ｎ１）＋１／（ｆ２・ｎ２）＋・・・＋１／（ｆｎ・ｎｎ）＜０．００５ｍｍ-1
を満足するように形成したことを特徴とする請求項２記載の光ピックアップ装置。
【請求項１５】
記録媒体の記録面に光ビームを照射して情報の再生、記録あるいは消去を行う光情報処理装置において、請求項１乃至１４記載の光ピックアップ装置を有することを特徴とする光情報処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ピックアップ装置に関し、特に色収差補正用光学素子を備えた光ピックアップ装置およびそれを用いた光情報処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＤやＤＶＤ等の光記録媒体は映像・音声やコンピュータプログラム等の情報を記録する媒体として広く使用されている。これらの光記録媒体では高密度大容量化が図られ、半導体レーザの短波長化や対物レンズを介して集光される集光スポットの小径化が図られている。近年ではより一層の光記録媒体の高密度大容量化を図るため、光源である半導体レーザの波長は益々短波長化の傾向にある。
このように光記録媒体を再生する光ピックアップ装置における光学的な課題の一つに色収差の問題が挙げられる。光記録媒体に用いられる光学材料の屈折率は、波長により変化する性質（分散）を持つため、温度変動や記録時と再生時の光出力変化に伴う光源の波長変動により色収差が発生する。
特に光記録媒体における高密度大容量化を図るため、光源の波長が短波長化され、青色帯域が用いられつつあるが、波長の短波長化に伴って、光学材料の屈折率変化が大きくなるので色収差が記録再生における光情報の劣化に与える影響は大きくなるという問題点がある。
対物レンズで生じる色収差は、デフォーカスによる性能劣化の主要な原因となり、このデフォーカスは対物レンズを調整して補正が可能であるが、光出力変化に伴う波長変動は急激に起こるためアクチュエータで対物レンズを駆動して波長変動を追従できずデフォーカスによる性能劣化が生じる。
このように色収差を抑制するため、例えば特許文献１及び特許文献２では対物レンズより光源側にパワーを持たない色収差補正用光学素子を配置している。しかし、これら特許文献１及び２に開示された手段では対物レンズの色収差補正用光学素子をビーム整形後に配置し、非点収差の影響は最小限に抑えているが、分散が大きい青色帯域においては不十分であるという問題点があった。
また色収差を補正するために、特許文献３及び４ではコリメートレンズに過剰色消し補正を行う機能を持たせている。しかし、半導体レーザの非点隔差を抑制するためにはコリメートレンズの焦点位置を最適な位置に選ぶ必要があり、したがって、波長変動が生じると、コリメートレンズの屈折率変化が生じ、非点収差が発生する。この非点収差は、波長変動要因にかかわらず、つまり、フォーカスサーボが追従する、しないにかかわらず生じる問題である。
したがって、特許文献３や特許文献４に開示されたように、コリメートレンズで色補正を過剰にして対物レンズの色補正をする場合、この非点収差の影響が多大となり、光情報の劣化につながるという問題点がある。
また、特許文献５では出力変化に伴うコリメートレンズの焦点距離の変化と半導体レーザの非点隔差量が相殺するようなコリメートレンズが提供されている。しかしながら、出力変化にともなう波長変動にしか対応できないという問題がある。
【０００３】
上記先行技術の問題点を鑑みると、色収差補正用光学素子に関する課題は以下のように纏めることができる。
（１）波長変動に起因する非点収差による波面劣化の抑制ビーム整形光学系においては、非点収差による波面劣化を抑制し、波長変動によらない最適な盤面スポットを確保する必要性があること。
（２）光源の短波長化に伴い、波長変動によるコリメートレンズの屈折率変化が大きくなるので、非球面単玉レンズや２枚の組レンズをコリメートレンズとして用いた場合、十分な色消し効果と波面収差の抑制効果の条件を同時に満たすことができず、非点収差による波面劣化の影響が大きいこと。
（３）色収差補正された平行光変換手段が、青色帯域においても十分な色収差補正効果と波面収差の抑制効果の条件を同時に満たすようにするためには、レンズの枚数が多くなる又は重量が重くなること。
（４）波長変動によりフォーカス誤差信号のオフセット発生を抑制青色帯域においては、波長変動によるフォーカス誤差信号オフセットが大きくなること。
【特許文献１】特許第３１０８６９５号
【特許文献２】特許第２７９４８１６号
【特許文献３】特開２０００−１９３８８公報
【特許文献４】特開２００１−１７６１０９公報
【特許文献５】特開平６−１０３６０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は上述したような従来の問題点を解決するためになされたものであって、温度変動や光出力変化に伴う波長変動による非点収差を抑制する色収差補正用光学素子及びそれを用いた波長変動に強い光ピックアップ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明に係る光ピックアップ装置の請求項１記載の発明は、情報の記録・再生・消去の１以上を行う光ピックアップ装置において、波長が約４００ｎｍの半導体レーザ等の光源と、第１の色収差補正手段を含む平行光変換手段と、平行光を整形するためのビーム整形手段と、整形された光を情報記録媒体に集光するための対物レンズと、対物レンズの色収差を補正する第２の色収差補正手段を備えたことを特徴とする。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の光ピックアップ装置において、前記平行光変換手段は、コリメートレンズであることを特徴とする。
請求項３記載の発明は、請求項２記載の光ピックアップ装置において、前記コリメートレンズは、第１の色収差補正手段と該第１色収差補正手段の波面収差を補正する波面収差補正手段とからなることを特徴とする。
請求項４記載の発明は、請求項３記載の光ピックアップ装置において、前記第１色収差補正手段は少なくとも２枚のレンズから構成したことを特徴とする。
請求項５記載の発明は、請求項４記載の光ピックアップ装置において、前記第１色収差補正手段は正のパワーを持つレンズと負のパワーを持つレンズとの貼り合わせにより形成したことを特徴とする。
請求項６記載の発明は、請求項５記載の光ピックアップ装置において、前記第１色収差補正手段において、正のパワーを持つレンズを形成する光学材料のｄ線でのアッベ数が負のパワーを持つレンズを形成する光学材料のアッベ数より大きいことを特徴とする。
請求項７記載の発明は、請求項２乃至６記載の光ピックアップ装置において、前記波面収差補正手段が、紫外線硬化樹脂層から構成されていることを特徴とする。
請求項８記載の発明は、請求項２乃至６記載の光ピックアップ装置において、前記波面収差補正手段が、紫外線硬化樹脂層から構成され、該紫外線硬化樹脂層の少なくとも一方が非球面を有することを特徴とする。
請求項９記載の発明は、請求項７または８記載の光ピックアップ装置において、前記紫外線硬化樹脂層が負のパワーを有することを特徴とする。
請求項１０記載の発明は、請求項２乃至６記載の光ピックアップ装置において、前記波面収差補正手段が、正のパワーを持つレンズから構成されていることを特徴とする。
【０００６】
請求項１１記載の発明は、請求項１乃至１０記載の光ピックアップ装置において、前記ビーム整形手段が、平行光の楕円形の強度分布を円形の強度分布に補正する第１のプリズムと、光の波長分散による光軸ずれを補正する第二のプリズムとからなることを特徴とする。
請求項１２記載の発明は、請求項１乃至１１記載の光ピックアップ装置において、前記第２の色収差補正手段が略パワーを持たないことを特徴とする。
請求項１３記載の発明は、請求項１乃至１２記載の光ピックアップ装置において、前記第２色収差補正手段が前記ビーム整形手段と前記対物レンズとの間に設けられていることを特徴とする。
請求項１４記載の発明は、請求項２記載の光ピックアップ装置において、前記コリメートレンズを構成するレンズ又は紫外線効果樹脂膜の焦点距離を光源側からそれぞれｆ１、ｆ２、…ｆｎとし、そのレンズ又は紫外線効果樹脂膜が持つ光学材料ｄ線のアッベ数をそれぞれｎ１、ｎ２、…ｎｎとする時、前記コリメートレンズは、
−０．００２ｍｍ-1＜１／（ｆ１・ｎ１）＋１／（ｆ２・ｎ２）＋・・・＋１／（ｆｎ・ｎｎ）＜０．００５ｍｍ-1
を満足するように形成したことを特徴とする。
請求項１５記載の発明は、記録媒体の記録面に光ビームを照射して情報の再生、記録あるいは消去を行う光情報処理装置において、請求項１乃至１４記載の光ピックアップ装置を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
非点収差を抑制するためには、ビーム整形する前に波長変動を補正する必要があり、請求項１記載の発明によれば、平行光変換手段に第１色収差補正手段を備え、また対物レンズの色収差を第２色収差補正手段でそれぞれ補正するので、非点収差を抑制することができる。
請求項２記載の発明によれば、平行光変換手段としてコリメートレンズを使用し、かつ第１色収差補正手段を備えているので、非点収差を抑制することができる。
請求項３記載の発明によれば、第１色収差補正手段に加え波面収差補正手段を備えているので、波面劣化を低減することができる。
請求項４乃至６記載の発明によれば、第１色収差補正手段として正レンズと負レンズを組み合わせた２枚以上のレンズより構成し、正のパワーを持つレンズを形成する光学材料のｄ線でのアッベ数が負のパワーを持つレンズを形成する光学材料のアッベ数より大きいので温度変化や光出力変化に伴う波長変動による非点収差を抑制し、波長変動に強い光ピックアップ装置を提供することができる。
請求項７および１０記載の発明によれば、波面収差補正手段として紫外線硬化膜または正レンズを用いているので、簡易かつ小型の光ピックアップ装置を提供することができる。
請求項８および９記載の発明によれば、コリメートレンズに非球面の紫外線硬化樹脂層を用いることで色収差と波面収差を補正でき、レンズを組み合わす際に生じる波面劣化を減らすことができ且つ軽量化も実現することができる。
請求項１１乃至１４記載の発明によれば、温度変化や光出力変化に伴う波長変動による非点収差を抑制し、波長変動に強い光ピックアップ装置を提供することができる。
請求項１５記載の発明によれば、温度変化や光出力変化に伴う波長変動による非点収差を抑制し、波長変動に強い光ピックアップ装置を用いた光情報処理装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面を参照して本発明における実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明に係る光学系の概略構成を示す図であり、１は光源である半導体レーザ、３はコリメートレンズ（平行光変換手段）、４はビーム整形光学系（ビーム整形手段）、５は色収差補正用光学素子（第２色収差補正手段）、６は対物レンズである。
半導体レーザの出射光は、平行光変換手段であるコリメートレンズ３により略平行光にされる。このコリメートレンズの拡大図を図２、レンズデータを図３に示す。正レンズ８と負レンズ７の貼り合わせレンズと紫外線硬化樹脂層９より構成されている。紫外線硬化樹脂層９の一方Ｓ１は非球面である。２枚の貼り合わせレンズ７、８が主として色収差補正の作用を持ち、第１色収差補正手段として機能する。正レンズ８のアッベ数が負レンズ７のアッベ数より大きく、例えば本実施例では正レンズ８としてＨＯＹＡ製ＢＳＣ７、負レンズ７としてＨＯＹＡ製ＦＤ１１０を用いている。非球面紫外線硬化樹脂層９は色収差補正用光学素子７、８の残存波面収差を補正する作用を備え、波面収差補正手段として機能する。
【０００９】
一般に色収差が補正される条件式は、コリメートレンズを成すレンズ又は紫外線効果樹脂膜の焦点距離を光源側からそれぞれｆ１、ｆ２、…ｆｎとし、そのレンズ又は紫外線効果樹脂膜が成す光学材料ｄ線のアッベ数をそれぞれｎ１、ｎ２、…ｎｎとする時、
１／（ｆ１・ｎ１）＋１／（ｆ２・ｎ２）＋…１／（ｆｎ・ｎｎ）＝０
となる。
本実施例のコリメートレンズ３において、第一レンズ９の焦点距離は−１０３．５０５ｍｍ、第二レンズ８の焦点距離は６．８８９ｍｍ、第三レンズ７の焦点距離は−３０．７０９ｍｍである。したがって、色収差補正条件式は以下のようにゼロに近い値になり色収差を補正することができる。
１／（ｆ１・ｎ１）＋１／（ｆ２・ｎ２）＋…１／（ｆｎ・ｎｎ）＝−０．００１２
コリメートレンズ３により出射した光はビーム整形手段であるビーム整形光学系４に入射する。該ビーム整形光学系４は一対のプリズム等を偏心させて配置しており、紙面と垂直方向の光束に関しては作用せず、紙面方向の光束は拡大される。このビーム整形光学系４の出射光が非点隔差を緩和するようにコリメートレンズ３の位置が調整される。ビーム整形された光は第２色収差補正手段である色収差補正用光学素子５を透過し、対物レンズ６に向けて出射する。
色収差補正用光学素子５は波長変動による対物レンズ６の集光位置の移動を補正する機能を備え、１枚の正レンズと２枚の負レンズとを貼り合わせて構成されている。すなわち、色収差補正用光学素子５は、対物レンズの波長変動によるパワーの変化を相殺するよう、波長の変化に対してパワーを変化させる必要がある。一般に色収差補正をしていない屈折を用いたレンズは、波長変化Δλによるパワーの変化Δφの割合Δφ／Δλが負の値をとるので色収差補正用光学素子５はΔφ／Δλが正の値を持つ必要がある。
また色収差補正用光学素子５は、色収差補正用光学素子５と対物レンズ６との光軸方向への相対位置変化により収差が変化しないように、略パワーを持たないことが要求される。さらに色収差補正用光学素子５と対物レンズ６の光軸外への偏心による収差変動をなくすために、球面収差が補正されている。
【００１０】
非球面コリメートレンズを用いた光学系と本実施例におけるコリメートレンズ３を用いた光学系の波長変動の影響を図４および図５に示す。
図４は温度変動による波長変動を想定し、フォーカスサーボが追従している場合の波面収差を示す。青色半導体レーザの場合ｄλ／ｄＴ＝＋０．０５ｎｍ／℃であり、例えば２５℃から６５℃に温度が変動すると波長が２ｎｍ程度変動することになる。非球面コリメートレンズを用いた場合の光学系ではこの２ｎｍの波長変動の影響を受け、波面劣化が大きく生じているのに対して、本実施例のコリメートレンズ３を用いると、ほとんど影響を受けず、安定したスポットが得られる。
図５は記録時・再生時の光出力変化による波長変動を想定しフォーカスサーボが追従しない場合の波面収差を示す。青色光源の場合の記録時・再生時の出力変化による波長変動は約０．５ｎｍ程度である。この波長変動の影響も、本実施例のコリメートレンズ３を用いることにより、波面劣化を半分程度に抑制できている。
以上のように第１の色収差補正手段を備えたコリメートレンズ３を用いることにより波長変動による非点収差の発生を防ぎ、さらに対物レンズ６の集光位置の移動を第２の色収差補正手段である色収差補正用光学素子５で補正することにより、光学系全体の色収差を除去することができる。
また、コリメートレンズ３に非球面の樹脂層９を用いることで、色収差と波面収差を補正でき、３枚以上の組み合わせレンズに比べて、レンズを組み合わす際に生じる波面劣化を減らすことができ、かつ軽量化も実現できる。
【００１１】
図６は本発明にかかる光ピックアップ装置の他の実施の形態を示す図であり、本実施例では色収差補正手段を含むコリメートレンズ３を用いることにより、波長変動によるフォーカス誤差信号のオフセットを抑制する。
１は半導体レーザ、３はコリメートレンズ（平行光変換手段）、１０はビーム整形プリズム（ビーム整形手段）、５は色収差補正用光学素子（第２色収差補正手段）、６は対物レンズ、２２はビームスプリッタ、１１は検出レンズ、１２は円筒レンズ、１３は受光素子である。
半導体レーザ１の出射光は、平行光変換手段であり、かつ第１色収差補正手段であるコリメートレンズ３により略平行光にされて、ビーム整形手段であるビーム整形プリズム１０に入射する。ビーム整形された光はビームスプリッタ２２および第２色収差補正手段である色収差補正用光学素子５を透過し、対物レンズ６に入射し、光記録媒体７上に微小スポットとして集光される。このスポットにより、情報の再生、記録あるいは消去が行われる。
光記録媒体７からの反射光は、再び略平行光とされ、ビームスプリッタ２２で反射され、集光レンズ１１、円筒レンズ１２で集光され、受光素子１３に至る。この受光素子より再生信号、サーボ信号を検出する。受光素子は４分割にされ、フォーカス誤差信号は非点収差法、トラック誤差信号はプッシュプル法で検出される。
【００１２】
図７は非球面単玉レンズ２７（非球面コリメートレンズ）を含む従来の光学系の構成を示す図であり、図６に示した実施例と同一の部位には同一の符号を付している。本発明の如く色収差補正機能を備えたコリメートレンズ３の代わりに、非球面単玉レンズ２７（非球面コリメートレンズ）を用いると、波長変動によりコリメートレンズに屈折率変化が生じ、これにより、非点収差法によるフォーカス誤差信号にオフセットが生じて安定な誤差信号を提供できなくなるが、図６に示した実施例のように色収差補正機能を備えたコリメートレンズ３を用いることにより、波長変動によるフォーカス誤差信号のオフセットを抑制することが可能となる。
図８（ａ）は図６に示した本発明の色収差補正機能を備えたコリメートレンズ３を用いた場合のフォーカス誤差信号の集光位置ずれ依存性を示し、（ｂ）は図７に示した非球面単玉レンズ２７（非球面コリメートレンズ）を用いたフォーカス誤差信号の集光位置ずれ依存性を示す。図８では４００ｎｍから４０２ｎｍへ温度変動による波長変動を想定している。（ａ）と（ｂ）とを比較すれば明らかなように、色収差補正機能を備えたコリメートレンズ３を用いると、フォーカス誤差信号のオフセットの発生を避ける効果がある。
さらに波長変動により光軸ずれが発生すると、ビームが受光素子面の真ん中からずれ、サーボ信号が不安定となる。その不安定を回避するためには色収差補正機能を備えたビーム整形手段を用いることが望ましい。例えば、ビーム整形手段１０のうち、半導体レーザ１に近い第一のプリズムを形成する硝材としてＨＯＹＡ製ＥＦＥＬ１、第一プリズムの出射側の第二のプリズムを形成する硝材としてＨＯＹＡ製ＢＳＣ７を用いると、第一のプリズムで平行光の楕円形の強度分布を円形の強度分布に補正し、第二のプリズムで光の波長分散による光軸ずれを補正することができる。
以上のようにコリメートレンズ、ビーム整形プリズム、対物レンズの色収差をそれぞれ補正することで、波長変動によらない安定した光ピックアップ装置を提供できる。
【００１３】
次に本発明にかかる光ピックアップ装置に用いるコリメートレンズの他の形態について説明する。
図９に非球面紫外線硬化樹脂層１５を光源側に形成したコリメートレンズ１４の構成図であり、図１０はそのレンズデータである。コリメートレンズ１４は正レンズ１７と負レンズ１６との貼り合わせレンズと紫外線硬化樹脂層１５より構成されている。紫外線硬化樹脂層１５の一方Ｓ４は非球面である。２枚の貼り合わせレンズ１６、１７が主として色収差補正の作用を持つ。正レンズ１７のアッベ数が負レンズ１６のアッベ数より大きく、例えば本実施例では正レンズ１７としてＨＯＹＡ製ＬａＣ８、負レンズ１６としてＨＯＹＡ製ＦＤＳ９０を用いている。非球面紫外線硬化樹脂層１５は色収差補正用光学素子１７、１６の残存波面収差を補正する作用がある。
本実施例のコリメートレンズ１４において、第一レンズ１７の焦点距離は６．３２０ｍｍ、第二レンズ１６の焦点距離は−２４．６９１ｍｍ、第三レンズ１５の焦点距離は−３３．０９３ｍｍである。したがって、色収差補正条件式は以下のようにゼロに近い値になる。
１／（ｆ１・ｎ１）＋１／（ｆ２・ｎ２）＋…１／（ｆｎ・ｎｎ）＝−０．００４１３７
【００１４】
図１１は第４の実施例として三枚玉からなるコリメートレンズ１８の構成を示す図、図１２はそのレンズデータである。コリメートレンズ１８の焦点距離は１０ｍｍである。正レンズ２１と負レンズ２０との貼り合わせレンズと、正レンズ１９とより構成している。２枚の貼り合わせレンズ２０、２１が主として色収差補正の作用を持つ。正レンズ２１のアッベ数が負レンズ２０のアッベ数より大きく、例えば本実施例では正レンズ２１としてＨＯＹＡ製ＢＳＣ７、負レンズ２０としてＨＯＹＡ製ＦＤ１１０を用いている。正レンズ１９はＨＯＹＡ製ＴａＦ３を用いており、色収差補正用光学素子２１、２０の残存波面収差を補正する作用がある。
本実施例のコリメートレンズ１８において、第一レンズ２１の焦点距離は１２．２２８ｍｍ、第二レンズ２０の焦点距離は−１７．２６３ｍｍ、第三レンズ１９の焦点距離は−１２．８８０ｍｍである。したがって、色収差補正条件式は以下の通りゼロに近い値になる。
１／（ｆ１・ｎ１）＋１／（ｆ２・ｎ２）＋…１／（ｆｎ・ｎｎ）＝−０．０００３４
さらに、図１３は第５の実施例として三枚玉からなるコリメートレンズ２６の構成を示す図、図１４はそのレンズデータである。コリメートレンズ２６の焦点距離は１０ｍｍである。正レンズ２４と負レンズ２３との貼り合わせレンズと、正レンズ２５とより構成している。２枚の貼り合わせレンズ２３、３４が主として色収差補正の作用を持つ。正レンズ２４のアッベ数が負レンズ２３のアッベ数より大きく、例えば本実施例では正レンズ２４としてＨＯＹＡ製ＰＣＤ４、負レンズ２３としてＨＯＹＡ製ＦＤＳ９０を用いている。正のレンズ２５はＨＯＹＡ製ＴａＦ５を用いており、色収差補正用光学素子２４、２３の残存波面収差を補正する作用がある。
本実施例のコリメートレンズ２６において、第一レンズ２５の焦点距離は１４．７９４ｍｍ、第二レンズ２４の焦点距離は１０．６５６ｍｍ、第三レンズ２３の焦点距離は−１０．８２９ｍｍである。したがって、色収差補正条件式は以下の通りゼロに近い値になる。
１／（ｆ１・ｎ１）＋１／（ｆ２・ｎ２）＋…１／（ｆｎ・ｎｎ）＝−０．００１９４
以上のように本発明によれば、ビーム整形光学系において生じる波長変動による非点収差の波面劣化を抑制することができる。したがって、波長変動が生じても最良な盤面スポットを提供でき、フォーカス誤差信号のオフセット発生を抑制する効果がある。また色収差補正コリメートレンズを軽量化しつつ、十分な色収差効果が得られる。
【００１５】
図１５は本発明の第６の実施例に係る概略光学系の構成図である。半導体レーザ１０１、コリメートレンズ３、ビーム整形プリズム１０４、プリズム１０５、λ／４板１１４、  対物レンズ１０６、偏光ビームスプリッタ１２２、検出レンズ１１１、円筒レンズ１１２、光検出器１１３より構成される。中心波長は４００ｎｍである。半導体レーザの出射光は、コリメートレンズ３により略平行光にされる。コリメートレンズ３により出射された光はビーム整形光学系１０４に入射する。このビーム整形光学系は一対のプリズム等を偏心させて配置されており、紙面と垂直方向の光束に関しては作用せず、紙面方向の光束は拡大される。このビーム整形光学系の出射光が非点隔差を緩和するようにコリメートレンズ３の位置が調整される。ビーム整形された光は偏光ビームスプリッタ１２２に入射し、プリズム１０５より偏向される。そして、λ／４板１１４、対物レンズ１０６を介して集光されることにより、記録情報の形成、再生がされる。光情報媒体１０７からの反射光は対物レンズ１０６、λ／４板１１４を通過した後、偏光ビームスプリッタ１２２により入射光と分離して偏向され、検出レンズ１１１、円筒レンズ１１２により受光素子上に導かれ、再生信号、フォーカス誤差信号、トラック誤差信号等が検出される。コリメートレンズ３の拡大図は図２と同様であるので説明を省略する。レンズデータは図３と同様である。
【００１６】
図１６は温度変動による波長変動を想定し、フォーカスサーボが追従している場合の波面収差を示す。青色半導体レーザの場合、例えば２５℃から６０℃に温度が変動すると波長が２ｎｍ程度変動する。従来の非球面コリメートレンズを用いた場合の光学系ではこの２ｎｍの波長変動の影響を受け（符号５０）、波面劣化が大きく生じているのに対して、本実施例のコリメートレンズ３を用いると、ほとんど劣化しない（符号５１）。
図１７は記録時・再生時の光出力変化による波長変動を想定しフォーカスサーボが追従しない場合の波面収差を示す。青色光源の場合の記録時・再生時の出力変化による波長変動は約０．５ｎｍ程度である（符号５２）。この波長変動の影響も、本実施例のコリメートレンズ３を用いることにより、波面劣化を半分程度に抑制できている（符号５３）。
さらに、図１８は高周波重畳によるマルチモード化で波長が０．８ｎｍ程度広がりがある時と、高周波重畳がないシングルモードの時における波面劣化の様子を示す。この場合も、本実施例のコリメートレンズ３を用いることにより、符号５４の従来例に比較して波面劣化を抑制できている（符号５５）。
第７の実施例では色収差補正コリメートレンズ３を用いることにより、波長変動によるフォーカス誤差信号のオフセットを抑制できることを示す。光学系の構成は実施例１と同様である。再生信号、フォーカス誤差信号、トラック誤差信号等を検出する受光素子は４分割にされ、フォーカス誤差信号は非点収差法、トラック誤差信号はプッシュプル法を用いる。波長変動によりコリメートレンズに屈折率変化が生じると、非点収差法によるフォーカス誤差信号にオフセットが生じ、安定な誤差信号を提供できなくなる。例えば色補正されていない非球面単玉レンズ２７における光学系の構成図を図１９に示す。同じ構成要素には同じ参照番号を付して説明する。
【００１７】
図２０に本発明の色収差補正コリメートレンズ３を用いた場合のフォーカス誤差信号のオフセット量を示す。色収差補正コリメートレンズを用いると、符号５６の従来例に比較してフォーカス誤差信号のオフセットの発生を抑制できる（符号５７）。
図２１は本発明の第８の実施例に係る光情報処理装置を示す図である。第８の実施例は光情報処理装置の一形態であり、上記第１実施形態から第３実施形態のいずれかの光ピックアップ装置を用いて、光記録媒体７に対する情報の再生、記録、消去の少なくとも一つを行う装置３６である。光記録媒体７は、保護ケース３７ごと、挿入口３８から光情報処理装置３６内に矢印方向へ挿入されてセットされ、スピンドルモータ３９により回転され、光ピックアップ４０により情報の再生、記録、消去の少なくとも１つが行われる。
この実施形態４によれば、色収差が抑制された波長変動、波長広がりによらない安定した光情報記録装置を提供できる。
尚、本発明の対物レンズの色収差補正は、図２２に示す回折型対物レンズを使用し、且つその対物レンズは図２３に示す貼り合わせ型対物レンズにより実現する。例えば、回折型対物レンズ２１０は表面に回折面２１１を有する。そして回折面２１１は図２２（Ｃ）のように表面が同心円状に格子状に形成されている。また貼りあわせ型対物レンズ３０４は第１面３０８に対向する第２面３１０にレンズを貼りあわせ、第３面３１２を有するレンズを構成する。これによりレンズの軽量化、小型化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る光学系の概略構成を示す図である。
【図２】本発明に係る光ピックアップ装置に用いるコリメートレンズの構成を示す図である。
【図３】本発明に係る光ピックアップ装置に用いるコリメートレンズの特性を示す図である。
【図４】本発明に係る光ピックアップ装置に用いるコリメートレンズ３を用いた光学系の波長変動の影響を示す図である。
【図５】従来の非球面コリメートレンズを用いた光学系の波長変動の影響を示す図である。
【図６】本発明にかかる光ピックアップ装置の他の実施の形態を示す図である。
【図７】非球面単玉レンズを含む従来の光学系の構成を示す図である。
【図８】（ａ）は色収差補正機能を備えたコリメートレンズ３を用いた場合のフォーカス誤差信号の集光位置ずれ依存性を示す図、（ｂ）は従来のコリメートレンズを用いた場合のフォーカス誤差信号の集光位置ずれ依存性を示す図である。
【図９】本発明に係るコリメートレンズの他の構成を示す図である。
【図１０】図９に示したコリメートレンズのレンズデータを示す図である。
【図１１】本発明に係るコリメートレンズの他の構成を示す図である。
【図１２】図１１に示したコリメートレンズのレンズデータを示す図である。
【図１３】本発明に係るコリメートレンズの他の構成を示す図である。
【図１４】図１３に示したコリメートレンズのレンズデータを示す図である。
【図１５】本発明の第６の実施例に係る概略光学系の構成図である。
【図１６】温度変動による波長変動を想定し、フォーカスサーボが追従している場合の波面収差を示す図である。
【図１７】記録時・再生時の光出力変化による波長変動を想定しフォーカスサーボが追従しない場合の波面収差を示す図である。
【図１８】高周波重畳によるマルチモード化で波長が０．８ｎｍ程度広がりがある時と、高周波重畳がないシングルモードの時における波面劣化の様子を示す図である。
【図１９】色補正されていない非球面単玉レンズ２７における光学系の構成図である。
【図２０】本発明の色収差補正コリメートレンズ３を用いた場合のフォーカス誤差信号のオフセット量を示す図である。
【図２１】本発明の第８の実施例に係る光情報処理装置を示す図である。
【図２２】一般的な回折型対物レンズの図である。
【図２３】一般的な貼りあわせ型対物レンズの図である。
【符号の説明】
【００１９】
１・・・半導体レーザ（光源）
３・・・コリメートレンズ（平行光変換手段、第１色収差補正手段、波面収差補正手段）
４・・・ビーム整形光学系（ビーム整形手段）
５・・・色収差補正用光学素子（第２色収差補正手段）
６・・・対物レンズ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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