JP2003067972A - 光ヘッド装置および光学式情報記録再生装置 - Google Patents
光ヘッド装置および光学式情報記録再生装置Info
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- Optical Head (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光源の波長を短く対物レンズの開口数を高く
し、基板厚さを薄くした次世代規格の光記録媒体と従来
のＤＶＤ規格やＣＤ規格の光記録媒体のいずれに対して
も記録や再生を行うことができる光ヘッド装置および光
学式情報記録再生装置を提供する。 【解決手段】 光学系１ａから出射した波長４０５ｎｍ
の光は平行光として対物レンズ４ａに入射し、基板厚さ
０．１ｍｍのディスク５ａ上に集光される。光学系１ｂ
から出射した波長６５０ｎｍの光は発散光として対物レ
ンズ４ａに入射し、基板厚さ０．６ｍｍのディスク５ｂ
上に集光される。波長６５０ｎｍの光に対して残留する
球面収差は対物レンズ４ａの倍率変化により低減され、
波長選択フィルタ３ａによりさらに低減される。
し、基板厚さを薄くした次世代規格の光記録媒体と従来
のＤＶＤ規格やＣＤ規格の光記録媒体のいずれに対して
も記録や再生を行うことができる光ヘッド装置および光
学式情報記録再生装置を提供する。 【解決手段】 光学系１ａから出射した波長４０５ｎｍ
の光は平行光として対物レンズ４ａに入射し、基板厚さ
０．１ｍｍのディスク５ａ上に集光される。光学系１ｂ
から出射した波長６５０ｎｍの光は発散光として対物レ
ンズ４ａに入射し、基板厚さ０．６ｍｍのディスク５ｂ
上に集光される。波長６５０ｎｍの光に対して残留する
球面収差は対物レンズ４ａの倍率変化により低減され、
波長選択フィルタ３ａによりさらに低減される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、基板厚さが異なる
複数種類の光記録媒体に対して記録や再生を行うための
光ヘッド装置および光学式情報記録再生装置に関する。
複数種類の光記録媒体に対して記録や再生を行うための
光ヘッド装置および光学式情報記録再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】光学式情報記録再生装置における記録密
度は、光ヘ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。すなわち、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。すなわち、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。
度は、光ヘ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。すなわち、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。すなわち、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。
【０００３】一方、光記録媒体が対物レンズに対して傾
くと、コマ収差により集光スポットの形状が乱れ、記録
再生特性が悪化する。コマ収差は、光源の波長に反比例
し、対物レンズの開口数の３乗および光記録媒体の基板
厚さに比例する。従って、光記録媒体の基板厚さが同じ
場合、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光記録媒体の傾きのマージンは狭
くなる。
くと、コマ収差により集光スポットの形状が乱れ、記録
再生特性が悪化する。コマ収差は、光源の波長に反比例
し、対物レンズの開口数の３乗および光記録媒体の基板
厚さに比例する。従って、光記録媒体の基板厚さが同じ
場合、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光記録媒体の傾きのマージンは狭
くなる。
【０００４】よって、記録密度を高めるために光源の波
長を短く対物レンズの開口数を高くした光学式情報記録
再生装置においては、記録再生特性に対する光記録媒体
の傾きのマージンを確保するために、光記録媒体の基板
厚さを薄くしている。
長を短く対物レンズの開口数を高くした光学式情報記録
再生装置においては、記録再生特性に対する光記録媒体
の傾きのマージンを確保するために、光記録媒体の基板
厚さを薄くしている。
【０００５】容量６５０ＭＢのＣＤ（コンパクトディス
ク）規格においては光源の波長は７８０ｎｍ、対物レン
ズの開口数は０．４５、ディスクの基板厚さは１．２ｍ
ｍである。容量４．７ＧＢのＤＶＤ（ディジタルバーサ
タイルディスク）規格においては光源の波長は６５０ｎ
ｍ、対物レンズの開口数は０．６、ディスクの基板厚さ
は０．６ｍｍである。
ク）規格においては光源の波長は７８０ｎｍ、対物レン
ズの開口数は０．４５、ディスクの基板厚さは１．２ｍ
ｍである。容量４．７ＧＢのＤＶＤ（ディジタルバーサ
タイルディスク）規格においては光源の波長は６５０ｎ
ｍ、対物レンズの開口数は０．６、ディスクの基板厚さ
は０．６ｍｍである。
【０００６】通常の光ヘッド装置は、対物レンズがある
基板厚さのディスクに対して球面収差を打ち消すように
設計されているため、別の基板厚さのディスクに対して
記録や再生を行う場合、球面収差が残留し、正しく記録
や再生を行うことができない。そこで、ＤＶＤ規格のデ
ィスクとＣＤ規格のディスクのいずれに対しても記録や
再生を行うことができる互換の機能を有する光ヘッド装
置が提案されている。
基板厚さのディスクに対して球面収差を打ち消すように
設計されているため、別の基板厚さのディスクに対して
記録や再生を行う場合、球面収差が残留し、正しく記録
や再生を行うことができない。そこで、ＤＶＤ規格のデ
ィスクとＣＤ規格のディスクのいずれに対しても記録や
再生を行うことができる互換の機能を有する光ヘッド装
置が提案されている。
【０００７】ＤＶＤ規格のディスクとＣＤ規格のディス
クとの両方に対して記録や再生を行うことができる従来
の光ヘッド装置の第一の例として、特開平１０−３３４
５０４号公報に記載された光ヘッド装置がある。図２４
にこの光ヘッド装置の構成を示す。
クとの両方に対して記録や再生を行うことができる従来
の光ヘッド装置の第一の例として、特開平１０−３３４
５０４号公報に記載された光ヘッド装置がある。図２４
にこの光ヘッド装置の構成を示す。
【０００８】図２４において、光学系１ｆおよび光学系
１ｇは、半導体レーザと、ディスクからの反射光を受光
する光検出器を備えている。光学系１ｆ内の半導体レー
ザの波長は６５０ｎｍ、光学系１ｇ内の半導体レーザの
波長は７８０ｎｍである。干渉フィルタ２ｃは、波長６
５０ｎｍの光を透過させ、波長７８０ｎｍの光を反射さ
せる働きをする。
１ｇは、半導体レーザと、ディスクからの反射光を受光
する光検出器を備えている。光学系１ｆ内の半導体レー
ザの波長は６５０ｎｍ、光学系１ｇ内の半導体レーザの
波長は７８０ｎｍである。干渉フィルタ２ｃは、波長６
５０ｎｍの光を透過させ、波長７８０ｎｍの光を反射さ
せる働きをする。
【０００９】光学系１ｆ内の半導体レーザからの出射光
は、干渉フィルタ２ｃ、波長選択フィルタ３ｃを透過
し、平行光として対物レンズ４ｂに入射し、基板厚さ
０．６ｍｍのＤＶＤ規格のディスク５ｂ上に集光され
る。ディスク５ｂからの反射光は、対物レンズ４ｂ、波
長選択フィルタ３ｃ、干渉フィルタ２ｃを逆向きに透過
し、光学系１ｆ内の光検出器で受光される。
は、干渉フィルタ２ｃ、波長選択フィルタ３ｃを透過
し、平行光として対物レンズ４ｂに入射し、基板厚さ
０．６ｍｍのＤＶＤ規格のディスク５ｂ上に集光され
る。ディスク５ｂからの反射光は、対物レンズ４ｂ、波
長選択フィルタ３ｃ、干渉フィルタ２ｃを逆向きに透過
し、光学系１ｆ内の光検出器で受光される。
【００１０】また、光学系１ｇ内の半導体レーザからの
出射光は、干渉フィルタ２ｃで反射され、波長選択フィ
ルタ３ｃを透過し、平行光として対物レンズ４ｂに入射
し、基板厚さ１．２ｍｍのＣＤ規格のディスク５ｃ上に
集光される。ディスク５ｃからの反射光は、対物レンズ
４ｂ、波長選択フィルタ３ｃを逆向きに透過し、干渉フ
ィルタ２ｃで反射され、光学系１ｇ内の光検出器で受光
される。対物レンズ４ｂは、対物レンズ４ｂに平行光と
して入射した波長６５０ｎｍの光が厚さ０．６ｍｍの基
板を透過する際に生じる球面収差を打ち消す球面収差を
有する。
出射光は、干渉フィルタ２ｃで反射され、波長選択フィ
ルタ３ｃを透過し、平行光として対物レンズ４ｂに入射
し、基板厚さ１．２ｍｍのＣＤ規格のディスク５ｃ上に
集光される。ディスク５ｃからの反射光は、対物レンズ
４ｂ、波長選択フィルタ３ｃを逆向きに透過し、干渉フ
ィルタ２ｃで反射され、光学系１ｇ内の光検出器で受光
される。対物レンズ４ｂは、対物レンズ４ｂに平行光と
して入射した波長６５０ｎｍの光が厚さ０．６ｍｍの基
板を透過する際に生じる球面収差を打ち消す球面収差を
有する。
【００１１】図２５（ａ）は、波長選択フィルタ３ｃの
平面図、図２５（ｂ）は、波長選択フィルタ３ｃの断面
図である。波長選択フィルタ３ｃは、ガラス基板８ｃ上
に同心円状の位相フィルタパタン６ｂおよび誘電体多層
膜７ｆが形成された構成である。図中に点線で示す対物
レンズ４ｂの有効径を２ｄとしたとき、位相フィルタパ
タン６ｂはこれより小さい直径２ｅの円形の領域内にの
み形成されている。
平面図、図２５（ｂ）は、波長選択フィルタ３ｃの断面
図である。波長選択フィルタ３ｃは、ガラス基板８ｃ上
に同心円状の位相フィルタパタン６ｂおよび誘電体多層
膜７ｆが形成された構成である。図中に点線で示す対物
レンズ４ｂの有効径を２ｄとしたとき、位相フィルタパ
タン６ｂはこれより小さい直径２ｅの円形の領域内にの
み形成されている。
【００１２】位相フィルタパタン６ｂの断面は、図のよ
うな４レベルの階段状である。位相フィルタパタン６ｂ
の各段の高さは、各段におけるパタンのある部分とない
部分を通る光の位相差が波長６５０ｎｍに対して２π
（０と等価）となるように設定されている。このとき、
この位相差は、波長７８０ｎｍに対しては１．６７π
（−０．３３πと等価）となる。
うな４レベルの階段状である。位相フィルタパタン６ｂ
の各段の高さは、各段におけるパタンのある部分とない
部分を通る光の位相差が波長６５０ｎｍに対して２π
（０と等価）となるように設定されている。このとき、
この位相差は、波長７８０ｎｍに対しては１．６７π
（−０．３３πと等価）となる。
【００１３】従って、位相フィルタパタン６ｂは、波長
６５０ｎｍの光に対しては位相分布を変化させず、波長
７８０ｎｍの光に対しては位相分布を変化させる。波長
選択フィルタ３ｃを用いない場合、対物レンズ４ｂに平
行光として入射した波長７８０ｎｍの光が厚さ１．２ｍ
ｍの基板を透過する際には球面収差が残留する。これに
対し、位相フィルタパタン６ｂは、波長７８０ｎｍの光
に対する位相分布の変化が残留する球面収差を低減する
ように設計されている。
６５０ｎｍの光に対しては位相分布を変化させず、波長
７８０ｎｍの光に対しては位相分布を変化させる。波長
選択フィルタ３ｃを用いない場合、対物レンズ４ｂに平
行光として入射した波長７８０ｎｍの光が厚さ１．２ｍ
ｍの基板を透過する際には球面収差が残留する。これに
対し、位相フィルタパタン６ｂは、波長７８０ｎｍの光
に対する位相分布の変化が残留する球面収差を低減する
ように設計されている。
【００１４】一方、誘電体多層膜７ｆは、直径２ｅの円
形の領域外にのみ形成されている。誘電体多層膜７ｆ
は、波長６５０ｎｍの光を全て透過させ、波長７８０ｎ
ｍの光を全て反射させる働きをする。これと共に、波長
６５０ｎｍに対し、直径２ｅの円形の領域内を通る光と
領域外を通る光との位相差を２πの整数倍に調整する働
きをする。すなわち、波長選択フィルタ３ｃにおいて、
波長６５０ｎｍの光は全て透過し、波長７８０ｎｍの光
は直径２ｅの円形の領域内では全て透過し、直径２ｅの
円形の領域外では全て反射される。従って、対物レンズ
４ｂの焦点距離をｆｂとすると、波長６５０ｎｍ、７８
０ｎｍの光に対する実効的な開口数はそれぞれｄ／ｆ
ｂ、ｅ／ｆｂで与えられる。例えばｄ／ｆｂ＝０．６、
ｅ／ｆｂ＝０．４５に設定される。
形の領域外にのみ形成されている。誘電体多層膜７ｆ
は、波長６５０ｎｍの光を全て透過させ、波長７８０ｎ
ｍの光を全て反射させる働きをする。これと共に、波長
６５０ｎｍに対し、直径２ｅの円形の領域内を通る光と
領域外を通る光との位相差を２πの整数倍に調整する働
きをする。すなわち、波長選択フィルタ３ｃにおいて、
波長６５０ｎｍの光は全て透過し、波長７８０ｎｍの光
は直径２ｅの円形の領域内では全て透過し、直径２ｅの
円形の領域外では全て反射される。従って、対物レンズ
４ｂの焦点距離をｆｂとすると、波長６５０ｎｍ、７８
０ｎｍの光に対する実効的な開口数はそれぞれｄ／ｆ
ｂ、ｅ／ｆｂで与えられる。例えばｄ／ｆｂ＝０．６、
ｅ／ｆｂ＝０．４５に設定される。
【００１５】ＤＶＤ規格のディスクとＣＤ規格のディス
クとの両方に対して記録や再生を行うことができる従来
の光ヘッド装置の第二の例として、特開平９−２７４７
３０号公報に記載された光ヘッド装置がある。図２６に
この光ヘッド装置の構成を示す。
クとの両方に対して記録や再生を行うことができる従来
の光ヘッド装置の第二の例として、特開平９−２７４７
３０号公報に記載された光ヘッド装置がある。図２６に
この光ヘッド装置の構成を示す。
【００１６】モジュール２７ａおよびモジュール２７ｂ
は、半導体レーザと、ディスクからの反射光を受光する
光検出器を備えている。モジュール２７ａ内の半導体レ
ーザの波長は６５０ｎｍ、モジュール２７ｂ内の半導体
レーザの波長は７８０ｎｍである。干渉フィルタ２ｃ
は、波長６５０ｎｍの光を透過させ、波長７８０ｎｍの
光を反射させる働きをする。
は、半導体レーザと、ディスクからの反射光を受光する
光検出器を備えている。モジュール２７ａ内の半導体レ
ーザの波長は６５０ｎｍ、モジュール２７ｂ内の半導体
レーザの波長は７８０ｎｍである。干渉フィルタ２ｃ
は、波長６５０ｎｍの光を透過させ、波長７８０ｎｍの
光を反射させる働きをする。
【００１７】モジュール２７ａ内の半導体レーザからの
出射光は、干渉フィルタ２ｃ、コリメータレンズ１０
ｄ、開口制御素子２１ｃを透過し、平行光として対物レ
ンズ４ｂに入射し、基板厚さ０．６ｍｍのＤＶＤ規格の
ディスク５ｂ上に集光される。ディスク５ｂからの反射
光は、対物レンズ４ｂ、開口制御素子２１ｃ、コリメー
タレンズ１０ｄ、干渉フィルタ２ｃを逆向きに透過し、
モジュール２７ａ内の光検出器で受光される。
出射光は、干渉フィルタ２ｃ、コリメータレンズ１０
ｄ、開口制御素子２１ｃを透過し、平行光として対物レ
ンズ４ｂに入射し、基板厚さ０．６ｍｍのＤＶＤ規格の
ディスク５ｂ上に集光される。ディスク５ｂからの反射
光は、対物レンズ４ｂ、開口制御素子２１ｃ、コリメー
タレンズ１０ｄ、干渉フィルタ２ｃを逆向きに透過し、
モジュール２７ａ内の光検出器で受光される。
【００１８】また、モジュール２７ｂ内の半導体レーザ
からの出射光は、干渉フィルタ２ｃで反射され、コリメ
ータレンズ１０ｄ、開口制御素子２１ｃを透過し、発散
光として対物レンズ４ｂに入射し、基板厚さ１．２ｍｍ
のＣＤ規格のディスク５ｃ上に集光される。ディスク５
ｃからの反射光は、対物レンズ４ｂ、開口制御素子２１
ｃ、コリメータレンズ１０ｄを逆向きに透過し、干渉フ
ィルタ２ｃで反射され、モジュール２７ｂ内の光検出器
で受光される。
からの出射光は、干渉フィルタ２ｃで反射され、コリメ
ータレンズ１０ｄ、開口制御素子２１ｃを透過し、発散
光として対物レンズ４ｂに入射し、基板厚さ１．２ｍｍ
のＣＤ規格のディスク５ｃ上に集光される。ディスク５
ｃからの反射光は、対物レンズ４ｂ、開口制御素子２１
ｃ、コリメータレンズ１０ｄを逆向きに透過し、干渉フ
ィルタ２ｃで反射され、モジュール２７ｂ内の光検出器
で受光される。
【００１９】対物レンズ４ｂは、対物レンズ４ｂに平行
光として入射した波長６５０ｎｍの光が厚さ０．６ｍｍ
の基板を透過する際に生じる球面収差を打ち消す球面収
差を有する。対物レンズ４ｂに平行光として入射した波
長７８０ｎｍの光が厚さ１．２ｍｍの基板を透過する際
には球面収差が残留するが、対物レンズ４ｂに発散光と
して波長７８０ｎｍの光を入射させると、対物レンズ４
ｂの倍率変化に伴う新たな球面収差が生じ、これが残留
する球面収差を低減する方向に働く。
光として入射した波長６５０ｎｍの光が厚さ０．６ｍｍ
の基板を透過する際に生じる球面収差を打ち消す球面収
差を有する。対物レンズ４ｂに平行光として入射した波
長７８０ｎｍの光が厚さ１．２ｍｍの基板を透過する際
には球面収差が残留するが、対物レンズ４ｂに発散光と
して波長７８０ｎｍの光を入射させると、対物レンズ４
ｂの倍率変化に伴う新たな球面収差が生じ、これが残留
する球面収差を低減する方向に働く。
【００２０】図２７（ａ）は、開口制御素子２１ｃ平面
図、図２７（ｂ）は、開口制御素子２１ｃの断面図であ
る。開口制御素子２１ｃは、ガラス基板８ｃ上に誘電体
多層膜７ｇおよび位相補償膜２８が形成された構成であ
る。図中に点線で示す対物レンズ４ｂの有効径を２ｄと
したとき、誘電体多層膜７ｇは、これより小さい直径２
ｅの円形の領域外にのみ形成されている。誘電体多層膜
７ｇは、波長６５０ｎｍの光を全て透過させ、波長７８
０ｎｍの光を全て反射させる働きをする。
図、図２７（ｂ）は、開口制御素子２１ｃの断面図であ
る。開口制御素子２１ｃは、ガラス基板８ｃ上に誘電体
多層膜７ｇおよび位相補償膜２８が形成された構成であ
る。図中に点線で示す対物レンズ４ｂの有効径を２ｄと
したとき、誘電体多層膜７ｇは、これより小さい直径２
ｅの円形の領域外にのみ形成されている。誘電体多層膜
７ｇは、波長６５０ｎｍの光を全て透過させ、波長７８
０ｎｍの光を全て反射させる働きをする。
【００２１】すなわち、開口制御素子２１ｃにおいて、
波長６５０ｎｍの光は、全て透過し、波長７８０ｎｍの
光は、直径２ｅの円形の領域内では全て透過し、直径２
ｅの円形の領域外では全て反射される。従って、対物レ
ンズ４ｂの焦点距離をｆｂとすると、波長６５０ｎｍ、
７８０ｎｍの光に対する実効的な開口数は、それぞれｄ
／ｆｂ、ｅ／ｆｂで与えられる。例えば、ｄ／ｆｂ＝
０．６、ｅ／ｆｂ＝０．４５に設定される。
波長６５０ｎｍの光は、全て透過し、波長７８０ｎｍの
光は、直径２ｅの円形の領域内では全て透過し、直径２
ｅの円形の領域外では全て反射される。従って、対物レ
ンズ４ｂの焦点距離をｆｂとすると、波長６５０ｎｍ、
７８０ｎｍの光に対する実効的な開口数は、それぞれｄ
／ｆｂ、ｅ／ｆｂで与えられる。例えば、ｄ／ｆｂ＝
０．６、ｅ／ｆｂ＝０．４５に設定される。
【００２２】一方、位相補償膜２８は、直径２ｅの円形
の領域内にのみ形成されている。位相補償膜２８は、波
長６５０ｎｍに対し、直径２ｅの円形の領域内を通る光
と領域外を通る光との位相差を２πの整数倍に調整する
働きをする。
の領域内にのみ形成されている。位相補償膜２８は、波
長６５０ｎｍに対し、直径２ｅの円形の領域内を通る光
と領域外を通る光との位相差を２πの整数倍に調整する
働きをする。
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】近年、記録密度をさら
に高めるために光源の波長をさらに短く対物レンズの開
口数をさらに高くし、光記録媒体の基板厚さをさらに薄
くした次世代規格が提案されている。例えば、文献「イ
ンターナショナル・シンポジウム・オン・オプティカル
・メモリー２０００、テクニカルダイジェスト、２４頁
〜２５頁」には、光源の波長を４０５ｎｍ、対物レンズ
の開口数を０．７、ディスクの基板厚さを０．１２ｍｍ
とした容量１７ＧＢの次世代規格が提案されている。こ
の場合、次世代規格のディスクと従来のＤＶＤ規格のデ
ィスクやＣＤ規格のディスクとのいずれに対しても記録
や再生を行うことができる互換の機能を有する光ヘッド
装置が望まれる。
に高めるために光源の波長をさらに短く対物レンズの開
口数をさらに高くし、光記録媒体の基板厚さをさらに薄
くした次世代規格が提案されている。例えば、文献「イ
ンターナショナル・シンポジウム・オン・オプティカル
・メモリー２０００、テクニカルダイジェスト、２４頁
〜２５頁」には、光源の波長を４０５ｎｍ、対物レンズ
の開口数を０．７、ディスクの基板厚さを０．１２ｍｍ
とした容量１７ＧＢの次世代規格が提案されている。こ
の場合、次世代規格のディスクと従来のＤＶＤ規格のデ
ィスクやＣＤ規格のディスクとのいずれに対しても記録
や再生を行うことができる互換の機能を有する光ヘッド
装置が望まれる。
【００２４】第一の例として、図２４に示す従来の光ヘ
ッド装置における波長選択フィルタを、光源の波長４０
５ｎｍ、対物レンズの開口数０．７、ディスクの基板厚
さ０．１ｍｍの次世代規格と、従来のＤＶＤ規格との互
換の方法として適用する場合を考える。基板厚さ０．１
ｍｍの次世代規格のディスクに対しては、波長４０５ｎ
ｍの半導体レーザを用い、基板厚さ０．６ｍｍのＤＶＤ
規格のディスクに対しては波長６５０ｎｍの半導体レー
ザを用いて記録や再生を行う。対物レンズは、対物レン
ズに平行光として入射した波長４０５ｎｍの光が厚さ
０．１ｍｍの基板を透過する際に生じる球面収差を打ち
消す球面収差を有する。
ッド装置における波長選択フィルタを、光源の波長４０
５ｎｍ、対物レンズの開口数０．７、ディスクの基板厚
さ０．１ｍｍの次世代規格と、従来のＤＶＤ規格との互
換の方法として適用する場合を考える。基板厚さ０．１
ｍｍの次世代規格のディスクに対しては、波長４０５ｎ
ｍの半導体レーザを用い、基板厚さ０．６ｍｍのＤＶＤ
規格のディスクに対しては波長６５０ｎｍの半導体レー
ザを用いて記録や再生を行う。対物レンズは、対物レン
ズに平行光として入射した波長４０５ｎｍの光が厚さ
０．１ｍｍの基板を透過する際に生じる球面収差を打ち
消す球面収差を有する。
【００２５】波長選択フィルタにおける位相フィルタパ
タンの断面は、５レベルの階段状である。位相フィルタ
パタンの各段の高さは、各段におけるパタンのある部分
とない部分を通る光の位相差が波長４０５ｎｍに対して
２π（０と等価）となるように設定されている。このと
き、この位相差は、波長６５０ｎｍに対しては１．２５
π（−０．７５πと等価）となる。
タンの断面は、５レベルの階段状である。位相フィルタ
パタンの各段の高さは、各段におけるパタンのある部分
とない部分を通る光の位相差が波長４０５ｎｍに対して
２π（０と等価）となるように設定されている。このと
き、この位相差は、波長６５０ｎｍに対しては１．２５
π（−０．７５πと等価）となる。
【００２６】従って、位相フィルタパタンは、波長４０
５ｎｍの光に対しては位相分布を変化させず、波長６５
０ｎｍの光に対しては位相分布を変化させる。波長選択
フィルタを用いない場合、対物レンズに平行光として入
射した波長６５０ｎｍの光が厚さ０．６ｍｍの基板を透
過する際には球面収差が残留する。位相フィルタパタン
は、波長６５０ｎｍの光に対する位相分布の変化が残留
する球面収差を低減するように設計されている。図２８
に位相フィルタパタンの設計結果を示す。左側の列は、
対物レンズの焦点距離で規格化した対物レンズへの入射
光の高さである。右側の列は、対応する位相フィルタパ
タンの段数である。
５ｎｍの光に対しては位相分布を変化させず、波長６５
０ｎｍの光に対しては位相分布を変化させる。波長選択
フィルタを用いない場合、対物レンズに平行光として入
射した波長６５０ｎｍの光が厚さ０．６ｍｍの基板を透
過する際には球面収差が残留する。位相フィルタパタン
は、波長６５０ｎｍの光に対する位相分布の変化が残留
する球面収差を低減するように設計されている。図２８
に位相フィルタパタンの設計結果を示す。左側の列は、
対物レンズの焦点距離で規格化した対物レンズへの入射
光の高さである。右側の列は、対応する位相フィルタパ
タンの段数である。
【００２７】一方、誘電体多層膜は、波長４０５ｎｍの
光を全て透過させ、波長６５０ｎｍの光を全て反射させ
る働きをする。これと共に、波長４０５ｎｍに対し、円
形の領域内を通る光と領域外を通る光との位相差を２π
の整数倍に調整する働きをする。すなわち、波長選択フ
ィルタにおいて、波長４０５ｎｍの光は全て透過し、波
長６５０ｎｍの光は円形の領域内では全て透過し、円形
の領域外では全て反射される。波長４０５ｎｍ、６５０
ｎｍの光に対する実効的な開口数はそれぞれ例えば０．
７、０．６に設定される。
光を全て透過させ、波長６５０ｎｍの光を全て反射させ
る働きをする。これと共に、波長４０５ｎｍに対し、円
形の領域内を通る光と領域外を通る光との位相差を２π
の整数倍に調整する働きをする。すなわち、波長選択フ
ィルタにおいて、波長４０５ｎｍの光は全て透過し、波
長６５０ｎｍの光は円形の領域内では全て透過し、円形
の領域外では全て反射される。波長４０５ｎｍ、６５０
ｎｍの光に対する実効的な開口数はそれぞれ例えば０．
７、０．６に設定される。
【００２８】図２９に、波長６５０ｎｍの光に対する波
面収差の標準偏差が最小になる最良像面の位置における
波面収差の計算結果を示す。図２９（ａ）は、波長選択
フィルタを用いない場合である。図２９（ｂ）は、波長
選択フィルタを用いた場合である。図中の横軸は波面収
差、縦軸は対物レンズの焦点距離で規格化した対物レン
ズへの入射光の高さである。波面収差の標準偏差は、波
長選択フィルタを用いることにより０．０５４λに低減
される。この値は、マレシャルの規範として知られてい
る波面収差の標準偏差の許容値である０．０７λを下回
っている。
面収差の標準偏差が最小になる最良像面の位置における
波面収差の計算結果を示す。図２９（ａ）は、波長選択
フィルタを用いない場合である。図２９（ｂ）は、波長
選択フィルタを用いた場合である。図中の横軸は波面収
差、縦軸は対物レンズの焦点距離で規格化した対物レン
ズへの入射光の高さである。波面収差の標準偏差は、波
長選択フィルタを用いることにより０．０５４λに低減
される。この値は、マレシャルの規範として知られてい
る波面収差の標準偏差の許容値である０．０７λを下回
っている。
【００２９】しかしながら、図２８に示すように、位相
フィルタパタンを構成する同心円状の領域の数が１９と
多いため、各領域の幅が狭くなる。対物レンズの焦点距
離を例えば２．５７ｍｍとすると、最も外側の領域の幅
は約７．７μｍになる。通常、断面がマルチレベルの階
段状の素子は、複数のフォトマスクを用いてフォトリソ
グラフィの手法により作製するが、フォトマスクの目合
わせには２〜３μｍの誤差が存在する。従って、上記の
ような各領域の幅が狭い位相フィルタパタンを有する波
長選択フィルタを所望の精度で作製することは極めて困
難である。
フィルタパタンを構成する同心円状の領域の数が１９と
多いため、各領域の幅が狭くなる。対物レンズの焦点距
離を例えば２．５７ｍｍとすると、最も外側の領域の幅
は約７．７μｍになる。通常、断面がマルチレベルの階
段状の素子は、複数のフォトマスクを用いてフォトリソ
グラフィの手法により作製するが、フォトマスクの目合
わせには２〜３μｍの誤差が存在する。従って、上記の
ような各領域の幅が狭い位相フィルタパタンを有する波
長選択フィルタを所望の精度で作製することは極めて困
難である。
【００３０】第二の例として、図２６に示す従来の光ヘ
ッド装置における対物レンズの倍率変化を、光源の波長
４０５ｎｍ、対物レンズの開口数０．７、ディスクの基
板厚さ０．１ｍｍの次世代規格と従来のＤＶＤ規格との
互換の方法として適用する場合を考える。基板厚さ０．
１ｍｍの次世代規格のディスクに対しては波長４０５ｎ
ｍの半導体レーザを用い、基板厚さ０．６ｍｍのＤＶＤ
規格のディスクに対しては波長６５０ｎｍの半導体レー
ザを用いて記録や再生を行う。対物レンズは、対物レン
ズに平行光として入射した波長４０５ｎｍの光が厚さ
０．１ｍｍの基板を透過する際に生じる球面収差を打ち
消す球面収差を有する。
ッド装置における対物レンズの倍率変化を、光源の波長
４０５ｎｍ、対物レンズの開口数０．７、ディスクの基
板厚さ０．１ｍｍの次世代規格と従来のＤＶＤ規格との
互換の方法として適用する場合を考える。基板厚さ０．
１ｍｍの次世代規格のディスクに対しては波長４０５ｎ
ｍの半導体レーザを用い、基板厚さ０．６ｍｍのＤＶＤ
規格のディスクに対しては波長６５０ｎｍの半導体レー
ザを用いて記録や再生を行う。対物レンズは、対物レン
ズに平行光として入射した波長４０５ｎｍの光が厚さ
０．１ｍｍの基板を透過する際に生じる球面収差を打ち
消す球面収差を有する。
【００３１】波長４０５ｎｍの光は、対物レンズに平行
光として入射するため、波長４０５ｎｍの光に対する対
物レンズの倍率は０である。一方、対物レンズに平行光
として入射した波長６５０ｎｍの光が厚さ０．６ｍｍの
基板を透過する際には球面収差が残留する。対物レンズ
に発散光として波長６５０ｎｍの光を入射させると、対
物レンズの倍率変化に伴う新たな球面収差が生じ、これ
が残留する球面収差を低減する方向に働く。波長６５０
ｎｍの光に対する対物レンズの倍率は０．０７６に設定
される。
光として入射するため、波長４０５ｎｍの光に対する対
物レンズの倍率は０である。一方、対物レンズに平行光
として入射した波長６５０ｎｍの光が厚さ０．６ｍｍの
基板を透過する際には球面収差が残留する。対物レンズ
に発散光として波長６５０ｎｍの光を入射させると、対
物レンズの倍率変化に伴う新たな球面収差が生じ、これ
が残留する球面収差を低減する方向に働く。波長６５０
ｎｍの光に対する対物レンズの倍率は０．０７６に設定
される。
【００３２】開口制御素子における誘電体多層膜は、波
長４０５ｎｍの光を全て透過させ、波長６５０ｎｍの光
を全て反射させる働きをする。すなわち、開口制御素子
において、波長４０５ｎｍの光は全て透過し、波長６５
０ｎｍの光は円形の領域内では全て透過し、円形の領域
外では全て反射される。波長４０５ｎｍ、６５０ｎｍの
光に対する実効的な開口数は、それぞれ例えば０．７、
０．６に設定される。一方、位相補償膜は、波長４０５
ｎｍに対し、円形の領域内を通る光と領域外を通る光と
の位相差を２πの整数倍に調整する働きをする。
長４０５ｎｍの光を全て透過させ、波長６５０ｎｍの光
を全て反射させる働きをする。すなわち、開口制御素子
において、波長４０５ｎｍの光は全て透過し、波長６５
０ｎｍの光は円形の領域内では全て透過し、円形の領域
外では全て反射される。波長４０５ｎｍ、６５０ｎｍの
光に対する実効的な開口数は、それぞれ例えば０．７、
０．６に設定される。一方、位相補償膜は、波長４０５
ｎｍに対し、円形の領域内を通る光と領域外を通る光と
の位相差を２πの整数倍に調整する働きをする。
【００３３】図３０に、波長６５０ｎｍの光に対する波
面収差の標準偏差が最小になる最良像面の位置における
波面収差の計算結果を示す。図中の横軸は波面収差、縦
軸は対物レンズの焦点距離で規格化した対物レンズへの
入射光の高さである。波面収差の標準偏差は、対物レン
ズの倍率変化を用いることにより０．０９５λに低減さ
れる。しかしながら、この値は、マレシャルの規範とし
て知られている波面収差の標準偏差の許容値である０．
０７λを上回っている。
面収差の標準偏差が最小になる最良像面の位置における
波面収差の計算結果を示す。図中の横軸は波面収差、縦
軸は対物レンズの焦点距離で規格化した対物レンズへの
入射光の高さである。波面収差の標準偏差は、対物レン
ズの倍率変化を用いることにより０．０９５λに低減さ
れる。しかしながら、この値は、マレシャルの規範とし
て知られている波面収差の標準偏差の許容値である０．
０７λを上回っている。
【００３４】図２４に示す従来の光ヘッド装置における
波長選択フィルタと、図２６に示す従来の光ヘッド装置
における対物レンズの倍率変化とを組み合わせて、次世
代規格と、従来のＤＶＤ規格との互換の方法として適用
する場合も考えられる。
波長選択フィルタと、図２６に示す従来の光ヘッド装置
における対物レンズの倍率変化とを組み合わせて、次世
代規格と、従来のＤＶＤ規格との互換の方法として適用
する場合も考えられる。
【００３５】しかしながら、波長選択フィルタにおける
位相フィルタパタンは、波長６５０ｎｍの光に対する位
相分布の変化が、対物レンズに平行光として入射した波
長６５０ｎｍの光が厚さ０．６ｍｍの基板を透過する際
に残留する球面収差を低減するように設計されている。
従って、対物レンズに発散光として入射した波長６５０
ｎｍの光が厚さ０．６ｍｍの基板を透過する際に残留す
る球面収差は、波長選択フィルタを用いることにより低
減されず、逆に大きくなってしまう。
位相フィルタパタンは、波長６５０ｎｍの光に対する位
相分布の変化が、対物レンズに平行光として入射した波
長６５０ｎｍの光が厚さ０．６ｍｍの基板を透過する際
に残留する球面収差を低減するように設計されている。
従って、対物レンズに発散光として入射した波長６５０
ｎｍの光が厚さ０．６ｍｍの基板を透過する際に残留す
る球面収差は、波長選択フィルタを用いることにより低
減されず、逆に大きくなってしまう。
【００３６】このように、光源の波長が短く対物レンズ
の開口数が高くなると、図２４に示す従来の光ヘッド装
置における波長選択フィルタや図２６に示す従来の光ヘ
ッド装置における対物レンズの倍率変化という互換の方
法が適用できなくなるという課題がある。
の開口数が高くなると、図２４に示す従来の光ヘッド装
置における波長選択フィルタや図２６に示す従来の光ヘ
ッド装置における対物レンズの倍率変化という互換の方
法が適用できなくなるという課題がある。
【００３７】本発明は、基板厚さが異なる複数種類の光
記録媒体に対して記録や再生を行うための従来の光ヘッ
ド装置における上記に述べた課題を解決し、記録密度を
さらに高めるために光源の波長をさらに短く、対物レン
ズの開口数をさらに高くし、光記録媒体の基板厚さをさ
らに薄くした次世代規格の光記録媒体と、従来のＤＶＤ
規格の光記録媒体やＣＤ規格の光記録媒体とのいずれに
対しても記録や再生を行うことができる互換の機能を有
する光ヘッド装置および光学式情報記録再生装置を提供
することを目的とする。
記録媒体に対して記録や再生を行うための従来の光ヘッ
ド装置における上記に述べた課題を解決し、記録密度を
さらに高めるために光源の波長をさらに短く、対物レン
ズの開口数をさらに高くし、光記録媒体の基板厚さをさ
らに薄くした次世代規格の光記録媒体と、従来のＤＶＤ
規格の光記録媒体やＣＤ規格の光記録媒体とのいずれに
対しても記録や再生を行うことができる互換の機能を有
する光ヘッド装置および光学式情報記録再生装置を提供
することを目的とする。
【００３８】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、請求項１記載の発明は、第一の波長の光を出射す
る第一の光源と、第二の波長の光を出射する第二の光源
と、光検出器と、波長選択フィルタと、対物レンズと、
を有し、第一の光源からの出射光を波長選択フィルタお
よび対物レンズを介して第一の基板厚さの第一の光記録
媒体に導き、第二の光源からの出射光を波長選択フィル
タおよび対物レンズを介して第二の基板厚さの第二の光
記録媒体に導くと共に、第一および第二の光記録媒体か
らの反射光を対物レンズおよび波長選択フィルタを介し
て光検出器に導く光学系を形成し、第一の波長の光を用
いて第一の光記録媒体に対して記録や再生を行い、第二
の波長の光を用いて第二の光記録媒体に対して記録や再
生を行う光ヘッド装置において、第一の波長の光に対す
る対物レンズの倍率と、第二の波長の光に対する対物レ
ンズの倍率とが異なると共に、波長選択フィルタは、対
応する対物レンズの倍率における第一の波長の光または
第二の波長の光に対して残留する球面収差を低減するよ
うに位相分布を変化させることを特徴としている。
めに、請求項１記載の発明は、第一の波長の光を出射す
る第一の光源と、第二の波長の光を出射する第二の光源
と、光検出器と、波長選択フィルタと、対物レンズと、
を有し、第一の光源からの出射光を波長選択フィルタお
よび対物レンズを介して第一の基板厚さの第一の光記録
媒体に導き、第二の光源からの出射光を波長選択フィル
タおよび対物レンズを介して第二の基板厚さの第二の光
記録媒体に導くと共に、第一および第二の光記録媒体か
らの反射光を対物レンズおよび波長選択フィルタを介し
て光検出器に導く光学系を形成し、第一の波長の光を用
いて第一の光記録媒体に対して記録や再生を行い、第二
の波長の光を用いて第二の光記録媒体に対して記録や再
生を行う光ヘッド装置において、第一の波長の光に対す
る対物レンズの倍率と、第二の波長の光に対する対物レ
ンズの倍率とが異なると共に、波長選択フィルタは、対
応する対物レンズの倍率における第一の波長の光または
第二の波長の光に対して残留する球面収差を低減するよ
うに位相分布を変化させることを特徴としている。
【００３９】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、第一の波長は、第二の波長に比べて短いこ
とを特徴としている。
明において、第一の波長は、第二の波長に比べて短いこ
とを特徴としている。
【００４０】請求項３記載の発明は、請求項１または２
記載の発明において、第一の基板厚さは、第二の基板厚
さに比べて薄いことを特徴としている。
記載の発明において、第一の基板厚さは、第二の基板厚
さに比べて薄いことを特徴としている。
【００４１】請求項４記載の発明は、請求項１〜３のい
ずれか１項に記載の発明において、対物レンズは、対物
レンズに平行光として入射した第一の波長の光が第一の
基板厚さの基板を透過する際に生じる球面収差を打ち消
す球面収差を有することを特徴としている。
ずれか１項に記載の発明において、対物レンズは、対物
レンズに平行光として入射した第一の波長の光が第一の
基板厚さの基板を透過する際に生じる球面収差を打ち消
す球面収差を有することを特徴としている。
【００４２】請求項５記載の発明は、請求項１〜４のい
ずれか１項に記載の発明において、第一の光源からの出
射光は、第一の波長の光に対する対物レンズの倍率が略
０となるように略平行光として対物レンズに入射し、第
二の光源からの出射光は、第二の波長の光に対する対物
レンズの倍率が第一の所定の値となるように発散光とし
て対物レンズに入射することを特徴としている。
ずれか１項に記載の発明において、第一の光源からの出
射光は、第一の波長の光に対する対物レンズの倍率が略
０となるように略平行光として対物レンズに入射し、第
二の光源からの出射光は、第二の波長の光に対する対物
レンズの倍率が第一の所定の値となるように発散光とし
て対物レンズに入射することを特徴としている。
【００４３】請求項６記載の発明は、請求項１〜５のい
ずれか１項に記載の発明において、波長選択フィルタ
は、同心円状の位相フィルタパタンと、第一および第二
の誘電体多層膜と、を有することを特徴としている。
ずれか１項に記載の発明において、波長選択フィルタ
は、同心円状の位相フィルタパタンと、第一および第二
の誘電体多層膜と、を有することを特徴としている。
【００４４】請求項７記載の発明は、請求項６記載の発
明において、位相フィルタパタンは、第一の波長の光に
対して位相分布を殆んど変化させず、第二の波長の光に
対して位相分布を変化させることを特徴としている。
明において、位相フィルタパタンは、第一の波長の光に
対して位相分布を殆んど変化させず、第二の波長の光に
対して位相分布を変化させることを特徴としている。
【００４５】請求項８記載の発明は、請求項６または７
記載の発明において、位相フィルタパタンは、第二の波
長の光に対する位相分布の変化が対物レンズの第一の所
定の値の倍率における球面収差を低減するように設計さ
れていることを特徴としている。
記載の発明において、位相フィルタパタンは、第二の波
長の光に対する位相分布の変化が対物レンズの第一の所
定の値の倍率における球面収差を低減するように設計さ
れていることを特徴としている。
【００４６】請求項９記載の発明は、請求項６〜８のい
ずれか１項に記載の発明において、位相フィルタパタン
は、対物レンズの有効径より小さい第一の直径の円形の
領域内にのみ形成されていることを特徴としている。
ずれか１項に記載の発明において、位相フィルタパタン
は、対物レンズの有効径より小さい第一の直径の円形の
領域内にのみ形成されていることを特徴としている。
【００４７】請求項１０記載の発明は、請求項６〜９の
いずれか１項に記載の発明において、位相フィルタパタ
ンの断面は、マルチレベルの階段状であることを特徴と
している。
いずれか１項に記載の発明において、位相フィルタパタ
ンの断面は、マルチレベルの階段状であることを特徴と
している。
【００４８】請求項１１記載の発明は、請求項１０記載
の発明において、位相フィルタパタンの各段の高さは、
各段におけるパタンのある部分と、ない部分とを通る光
の位相差が、第一の波長に対して略２πとなるように設
定されていることを特徴としている。
の発明において、位相フィルタパタンの各段の高さは、
各段におけるパタンのある部分と、ない部分とを通る光
の位相差が、第一の波長に対して略２πとなるように設
定されていることを特徴としている。
【００４９】請求項１２記載の発明は、請求項６記載の
発明において、第一の誘電体多層膜は、第一の直径の円
形の領域内にのみ形成されており、第二の誘電体多層膜
は、第一の直径の円形の領域外にのみ形成されているこ
とを特徴としている。
発明において、第一の誘電体多層膜は、第一の直径の円
形の領域内にのみ形成されており、第二の誘電体多層膜
は、第一の直径の円形の領域外にのみ形成されているこ
とを特徴としている。
【００５０】請求項１３記載の発明は、請求項６または
１２記載の発明において、第一の誘電体多層膜は、第一
の波長の光、第二の波長の光を殆んど全て透過させ、第
二の誘電体多層膜は、第一の波長の光を殆んど全て透過
させ、第二の波長の光を殆んど全て反射させることを特
徴としている。
１２記載の発明において、第一の誘電体多層膜は、第一
の波長の光、第二の波長の光を殆んど全て透過させ、第
二の誘電体多層膜は、第一の波長の光を殆んど全て透過
させ、第二の波長の光を殆んど全て反射させることを特
徴としている。
【００５１】請求項１４記載の発明は、請求項６、１
２、１３のいずれか１項に記載の発明において、第一の
波長に対し、第一の誘電体多層膜を透過する光と、第二
の誘電体多層膜を透過する光との位相差は、略２πの整
数倍に調整されていることを特徴としている。
２、１３のいずれか１項に記載の発明において、第一の
波長に対し、第一の誘電体多層膜を透過する光と、第二
の誘電体多層膜を透過する光との位相差は、略２πの整
数倍に調整されていることを特徴としている。
【００５２】請求項１５記載の発明は、請求項６、１２
〜１４のいずれか１項に記載の発明において、第一およ
び第二の誘電体多層膜は、いずれも高屈折率層と低屈折
率層とを交互に積層した構成であることを特徴としてい
る。
〜１４のいずれか１項に記載の発明において、第一およ
び第二の誘電体多層膜は、いずれも高屈折率層と低屈折
率層とを交互に積層した構成であることを特徴としてい
る。
【００５３】請求項１６記載の発明は、請求項６、１２
〜１５のいずれか１項に記載の発明において、第一の誘
電体多層膜における各層の厚さと、第二の誘電体多層膜
における各層の厚さとが異なることを特徴としている。
〜１５のいずれか１項に記載の発明において、第一の誘
電体多層膜における各層の厚さと、第二の誘電体多層膜
における各層の厚さとが異なることを特徴としている。
【００５４】請求項１７記載の発明は、請求項６記載の
発明において、位相フィルタパタンは、第一のガラス基
板上に形成されており、第一および第二の誘電体多層膜
は、第二のガラス基板上に形成されていることを特徴と
している。
発明において、位相フィルタパタンは、第一のガラス基
板上に形成されており、第一および第二の誘電体多層膜
は、第二のガラス基板上に形成されていることを特徴と
している。
【００５５】請求項１８記載の発明は、請求項１７記載
の発明において、第一のガラス基板の位相フィルタパタ
ンが形成されていない面と、第二のガラス基板の第一お
よび第二の誘電体多層膜が形成されていない面とが接着
剤により貼り合わされていることを特徴としている。
の発明において、第一のガラス基板の位相フィルタパタ
ンが形成されていない面と、第二のガラス基板の第一お
よび第二の誘電体多層膜が形成されていない面とが接着
剤により貼り合わされていることを特徴としている。
【００５６】請求項１９記載の発明は、請求項６記載の
発明において、位相フィルタパタンは、ガラスまたはプ
ラスチックの成形により基板と一体で形成されているこ
とを特徴としている。
発明において、位相フィルタパタンは、ガラスまたはプ
ラスチックの成形により基板と一体で形成されているこ
とを特徴としている。
【００５７】請求項２０記載の発明は、請求項６記載の
発明において、位相フィルタパタンまたは第一および第
二の誘電体多層膜が対物レンズ上に形成されていること
を特徴としている。
発明において、位相フィルタパタンまたは第一および第
二の誘電体多層膜が対物レンズ上に形成されていること
を特徴としている。
【００５８】請求項２１記載の発明は、請求項１記載の
発明において、第三の波長の光を出射する第三の光源を
さらに有し、第三の光源からの出射光を波長選択フィル
タおよび対物レンズを介して第三の基板厚さの第三の光
記録媒体に導くと共に、第三の光記録媒体からの反射光
を対物レンズおよび波長選択フィルタを介して光検出器
に導く光学系をさらに形成し、第三の波長の光を用いて
第三の光記録媒体に対して記録や再生を行い、第一の波
長の光に対する対物レンズの倍率と、第三の波長の光に
対する対物レンズの倍率とが異なることを特徴としてい
る。
発明において、第三の波長の光を出射する第三の光源を
さらに有し、第三の光源からの出射光を波長選択フィル
タおよび対物レンズを介して第三の基板厚さの第三の光
記録媒体に導くと共に、第三の光記録媒体からの反射光
を対物レンズおよび波長選択フィルタを介して光検出器
に導く光学系をさらに形成し、第三の波長の光を用いて
第三の光記録媒体に対して記録や再生を行い、第一の波
長の光に対する対物レンズの倍率と、第三の波長の光に
対する対物レンズの倍率とが異なることを特徴としてい
る。
【００５９】請求項２２記載の発明は、請求項２１記載
の発明において、第一の波長は、第二の波長に比べて短
く、第二の波長は、第三の波長に比べて短いことを特徴
としている。
の発明において、第一の波長は、第二の波長に比べて短
く、第二の波長は、第三の波長に比べて短いことを特徴
としている。
【００６０】請求項２３記載の発明は、請求項２１また
は２２記載の発明において、第一の基板厚さは、第二の
基板厚さに比べて薄く、第二の基板厚さは、第三の基板
厚さに比べて薄いことを特徴としている。
は２２記載の発明において、第一の基板厚さは、第二の
基板厚さに比べて薄く、第二の基板厚さは、第三の基板
厚さに比べて薄いことを特徴としている。
【００６１】請求項２４記載の発明は、請求項２１〜２
３のいずれか１項に記載の発明において、対物レンズ
は、対物レンズに平行光として入射した第一の波長の光
が第一の基板厚さの基板を透過する際に生じる球面収差
を打ち消す球面収差を有することを特徴としている。
３のいずれか１項に記載の発明において、対物レンズ
は、対物レンズに平行光として入射した第一の波長の光
が第一の基板厚さの基板を透過する際に生じる球面収差
を打ち消す球面収差を有することを特徴としている。
【００６２】請求項２５記載の発明は、請求項２１〜２
４のいずれか１項に記載の発明において、第一の光源か
らの出射光は、第一の波長の光に対する対物レンズの倍
率が略０となるように略平行光として対物レンズに入射
し、第二の光源からの出射光は、第二の波長の光に対す
る対物レンズの倍率が第一の所定の値となるように発散
光として対物レンズに入射し、第三の光源からの出射光
は、第三の波長の光に対する対物レンズの倍率が第二の
所定の値となるように発散光として対物レンズに入射す
ることを特徴としている。
４のいずれか１項に記載の発明において、第一の光源か
らの出射光は、第一の波長の光に対する対物レンズの倍
率が略０となるように略平行光として対物レンズに入射
し、第二の光源からの出射光は、第二の波長の光に対す
る対物レンズの倍率が第一の所定の値となるように発散
光として対物レンズに入射し、第三の光源からの出射光
は、第三の波長の光に対する対物レンズの倍率が第二の
所定の値となるように発散光として対物レンズに入射す
ることを特徴としている。
【００６３】請求項２６記載の発明は、請求項２１〜２
５のいずれか１項に記載の発明において、波長選択フィ
ルタは、同心円状の位相フィルタパタンと第一、第二お
よび第三の誘電体多層膜を有することを特徴としてい
る。
５のいずれか１項に記載の発明において、波長選択フィ
ルタは、同心円状の位相フィルタパタンと第一、第二お
よび第三の誘電体多層膜を有することを特徴としてい
る。
【００６４】請求項２７記載の発明は、請求項２６記載
の発明において、位相フィルタパタンは、第一の波長の
光に対して位相分布を殆んど変化させず、第二および第
三の波長の光に対して位相分布を変化させることを特徴
としている。
の発明において、位相フィルタパタンは、第一の波長の
光に対して位相分布を殆んど変化させず、第二および第
三の波長の光に対して位相分布を変化させることを特徴
としている。
【００６５】請求項２８記載の発明は、請求項２６また
は２７記載の発明において、位相フィルタパタンは、第
二の波長の光に対する位相分布の変化が対物レンズの第
一の所定の倍率における球面収差を低減するように設計
されていることを特徴としている。
は２７記載の発明において、位相フィルタパタンは、第
二の波長の光に対する位相分布の変化が対物レンズの第
一の所定の倍率における球面収差を低減するように設計
されていることを特徴としている。
【００６６】請求項２９記載の発明は、請求項２６〜２
８のいずれか１項に記載の発明において、位相フィルタ
パタンは、対物レンズの有効径より小さい第一の直径の
円形の領域内にのみ形成されていることを特徴としてい
る。
８のいずれか１項に記載の発明において、位相フィルタ
パタンは、対物レンズの有効径より小さい第一の直径の
円形の領域内にのみ形成されていることを特徴としてい
る。
【００６７】請求項３０記載の発明は、請求項２６〜２
９のいずれか１項に記載の発明において、位相フィルタ
パタンの断面は、マルチレベルの階段状であることを特
徴としている。
９のいずれか１項に記載の発明において、位相フィルタ
パタンの断面は、マルチレベルの階段状であることを特
徴としている。
【００６８】請求項３１記載の発明は、請求項３０記載
の発明において、位相フィルタパタンの各段の高さは、
各段におけるパタンのある部分と、ない部分とを通る光
の位相差が第一の波長に対して略２πとなるように設定
されていることを特徴としている。
の発明において、位相フィルタパタンの各段の高さは、
各段におけるパタンのある部分と、ない部分とを通る光
の位相差が第一の波長に対して略２πとなるように設定
されていることを特徴としている。
【００６９】請求項３２記載の発明は、請求項２６記載
の発明において、第一の誘電体多層膜は、第一の直径よ
り小さい第二の直径の円形の領域内にのみ形成されてお
り、第二の誘電体多層膜は、第二の直径の円形の領域外
かつ第一の直径の円形の領域内にのみ形成されており、
第三の誘電体多層膜は、第一の直径の円形の領域外にの
み形成されていることを特徴としている。
の発明において、第一の誘電体多層膜は、第一の直径よ
り小さい第二の直径の円形の領域内にのみ形成されてお
り、第二の誘電体多層膜は、第二の直径の円形の領域外
かつ第一の直径の円形の領域内にのみ形成されており、
第三の誘電体多層膜は、第一の直径の円形の領域外にの
み形成されていることを特徴としている。
【００７０】請求項３３記載の発明は、請求項２６また
は３２記載の発明において、第一の誘電体多層膜は、第
一の波長の光、第二の波長の光、第三の波長の光を殆ん
ど全て透過させ、第二の誘電体多層膜は、第一の波長の
光、第二の波長の光を殆んど全て透過させ、第三の波長
の光を殆んど全て反射させ、第三の誘電体多層膜は、第
一の波長の光を殆んど全て透過させ、第二の波長の光、
第三の波長の光を殆んど全て反射させることを特徴とし
ている。
は３２記載の発明において、第一の誘電体多層膜は、第
一の波長の光、第二の波長の光、第三の波長の光を殆ん
ど全て透過させ、第二の誘電体多層膜は、第一の波長の
光、第二の波長の光を殆んど全て透過させ、第三の波長
の光を殆んど全て反射させ、第三の誘電体多層膜は、第
一の波長の光を殆んど全て透過させ、第二の波長の光、
第三の波長の光を殆んど全て反射させることを特徴とし
ている。
【００７１】請求項３４記載の発明は、請求項２６、３
２、３３のいずれか１項に記載の発明において、第一の
波長に対し、第一の誘電体多層膜を透過する光と、第二
の誘電体多層膜を透過する光と、第三の誘電体多層膜を
透過する光との位相差は、略２πの整数倍に調整されて
おり、第二の波長に対し、第一の誘電体多層膜を透過す
る光と第二の誘電体多層膜を透過する光との位相差は、
略２πの整数倍に調整されていることを特徴としてい
る。
２、３３のいずれか１項に記載の発明において、第一の
波長に対し、第一の誘電体多層膜を透過する光と、第二
の誘電体多層膜を透過する光と、第三の誘電体多層膜を
透過する光との位相差は、略２πの整数倍に調整されて
おり、第二の波長に対し、第一の誘電体多層膜を透過す
る光と第二の誘電体多層膜を透過する光との位相差は、
略２πの整数倍に調整されていることを特徴としてい
る。
【００７２】請求項３５記載の発明は、請求項２６、３
２〜３４のいずれか１項に記載の発明において、第一、
第二および第三の誘電体多層膜は、いずれも高屈折率層
と低屈折率層とを交互に積層した構成であることを特徴
としている。
２〜３４のいずれか１項に記載の発明において、第一、
第二および第三の誘電体多層膜は、いずれも高屈折率層
と低屈折率層とを交互に積層した構成であることを特徴
としている。
【００７３】請求項３６記載の発明は、請求項２６、３
２〜３５のいずれか１項に記載の発明において、第一の
誘電体多層膜における各層の厚さおよび層数と、第二の
誘電体多層膜における各層の厚さおよび層数とが異な
り、第二の誘電体多層膜における各層の厚さと、第三の
誘電体多層膜における各層の厚さとが異なることを特徴
としている。
２〜３５のいずれか１項に記載の発明において、第一の
誘電体多層膜における各層の厚さおよび層数と、第二の
誘電体多層膜における各層の厚さおよび層数とが異な
り、第二の誘電体多層膜における各層の厚さと、第三の
誘電体多層膜における各層の厚さとが異なることを特徴
としている。
【００７４】請求項３７記載の発明は、請求項２６記載
の発明において、位相フィルタパタンは、第一のガラス
基板上に形成されており、第一、第二および第三の誘電
体多層膜は、第二のガラス基板上に形成されていること
を特徴としている。
の発明において、位相フィルタパタンは、第一のガラス
基板上に形成されており、第一、第二および第三の誘電
体多層膜は、第二のガラス基板上に形成されていること
を特徴としている。
【００７５】請求項３８記載の発明は、請求項３７記載
の発明において、第一のガラス基板の位相フィルタパタ
ンが形成されていない面と、第二のガラス基板の第一、
第二および第三の誘電体多層膜が形成されていない面と
が接着剤により貼り合わされていることを特徴としてい
る。
の発明において、第一のガラス基板の位相フィルタパタ
ンが形成されていない面と、第二のガラス基板の第一、
第二および第三の誘電体多層膜が形成されていない面と
が接着剤により貼り合わされていることを特徴としてい
る。
【００７６】請求項３９記載の発明は、請求項２６記載
の発明において、位相フィルタパタンは、ガラスまたは
プラスチックの成形により基板と一体で形成されている
ことを特徴としている。
の発明において、位相フィルタパタンは、ガラスまたは
プラスチックの成形により基板と一体で形成されている
ことを特徴としている。
【００７７】請求項４０記載の発明は、請求項２６記載
の発明において、位相フィルタパタンまたは第一、第二
および第三の誘電体多層膜が対物レンズ上に形成されて
いることを特徴としている。
の発明において、位相フィルタパタンまたは第一、第二
および第三の誘電体多層膜が対物レンズ上に形成されて
いることを特徴としている。
【００７８】請求項４１記載の発明は、第一の波長の光
を出射する第一の光源と、第二の波長の光を出射する第
二の光源と、光検出器と、開口制御素子と、対物レンズ
と、を有し、第一の光源からの出射光を開口制御素子お
よび対物レンズを介して第一の基板厚さの第一の光記録
媒体に導き、第二の光源からの出射光を開口制御素子お
よび対物レンズを介して第二の基板厚さの第二の光記録
媒体に導くと共に、第一および第二の光記録媒体からの
反射光を対物レンズおよび開口制御素子を介して光検出
器に導く光学系を形成し、第一の波長の光を用いて第一
の光記録媒体に対して記録や再生を行い、第二の波長の
光を用いて第二の光記録媒体に対して記録や再生を行う
光ヘッド装置において、第一の波長の光に対する対物レ
ンズの倍率と、第二の波長の光に対する対物レンズの倍
率とが異なると共に、第一の光源または第二の光源と開
口制御素子との間に第一の球面収差補正素子をさらに有
し、第一の球面収差補正素子は、対応する対物レンズの
倍率における第一の波長の光または第二の波長の光に対
して残留する球面収差を補正するように位相分布を変化
させることを特徴としている。
を出射する第一の光源と、第二の波長の光を出射する第
二の光源と、光検出器と、開口制御素子と、対物レンズ
と、を有し、第一の光源からの出射光を開口制御素子お
よび対物レンズを介して第一の基板厚さの第一の光記録
媒体に導き、第二の光源からの出射光を開口制御素子お
よび対物レンズを介して第二の基板厚さの第二の光記録
媒体に導くと共に、第一および第二の光記録媒体からの
反射光を対物レンズおよび開口制御素子を介して光検出
器に導く光学系を形成し、第一の波長の光を用いて第一
の光記録媒体に対して記録や再生を行い、第二の波長の
光を用いて第二の光記録媒体に対して記録や再生を行う
光ヘッド装置において、第一の波長の光に対する対物レ
ンズの倍率と、第二の波長の光に対する対物レンズの倍
率とが異なると共に、第一の光源または第二の光源と開
口制御素子との間に第一の球面収差補正素子をさらに有
し、第一の球面収差補正素子は、対応する対物レンズの
倍率における第一の波長の光または第二の波長の光に対
して残留する球面収差を補正するように位相分布を変化
させることを特徴としている。
【００７９】請求項４２記載の発明は、請求項４１記載
の発明において、第一の波長は、第二の波長に比べて短
いことを特徴としている。
の発明において、第一の波長は、第二の波長に比べて短
いことを特徴としている。
【００８０】請求項４３記載の発明は、請求項４１また
は４２記載の発明において、第一の基板厚さは、第二の
基板厚さに比べて薄いことを特徴としている。
は４２記載の発明において、第一の基板厚さは、第二の
基板厚さに比べて薄いことを特徴としている。
【００８１】請求項４４記載の発明は、請求項４１〜４
３のいずれか１項に記載の発明において、対物レンズ
は、対物レンズに平行光として入射した第一の波長の光
が第一の基板厚さの基板を透過する際に生じる球面収差
を打ち消す球面収差を有することを特徴としている。
３のいずれか１項に記載の発明において、対物レンズ
は、対物レンズに平行光として入射した第一の波長の光
が第一の基板厚さの基板を透過する際に生じる球面収差
を打ち消す球面収差を有することを特徴としている。
【００８２】請求項４５記載の発明は、請求項４１〜４
４のいずれか１項に記載の発明において、第一の光源か
らの出射光は、第一の波長の光に対する対物レンズの倍
率が略０となるように略平行光として対物レンズに入射
し、第二の光源からの出射光は、第二の波長の光に対す
る対物レンズの倍率が第一の所定の値となるように発散
光として対物レンズに入射することを特徴としている。
４のいずれか１項に記載の発明において、第一の光源か
らの出射光は、第一の波長の光に対する対物レンズの倍
率が略０となるように略平行光として対物レンズに入射
し、第二の光源からの出射光は、第二の波長の光に対す
る対物レンズの倍率が第一の所定の値となるように発散
光として対物レンズに入射することを特徴としている。
【００８３】請求項４６記載の発明は、請求項４１〜４
５のいずれか１項に記載の発明において、開口制御素子
は、第一および第二の誘電体多層膜を有することを特徴
としている。
５のいずれか１項に記載の発明において、開口制御素子
は、第一および第二の誘電体多層膜を有することを特徴
としている。
【００８４】請求項４７記載の発明は、請求項４６記載
の発明において、第一の誘電体多層膜は、対物レンズの
有効径より小さい第一の直径の円形の領域内にのみ形成
されており、第二の誘電体多層膜は、第一の直径の円形
の領域外にのみ形成されていることを特徴としている。
の発明において、第一の誘電体多層膜は、対物レンズの
有効径より小さい第一の直径の円形の領域内にのみ形成
されており、第二の誘電体多層膜は、第一の直径の円形
の領域外にのみ形成されていることを特徴としている。
【００８５】請求項４８記載の発明は、請求項４６また
は４７記載の発明において、第一の誘電体多層膜は、第
一の波長の光、第二の波長の光を殆んど全て透過させ、
第二の誘電体多層膜は、第一の波長の光を殆んど全て透
過させ、第二の波長の光を殆んど全て反射させることを
特徴としている。
は４７記載の発明において、第一の誘電体多層膜は、第
一の波長の光、第二の波長の光を殆んど全て透過させ、
第二の誘電体多層膜は、第一の波長の光を殆んど全て透
過させ、第二の波長の光を殆んど全て反射させることを
特徴としている。
【００８６】請求項４９記載の発明は、請求項４６〜４
８のいずれか１項に記載の発明において、第一の波長に
対し、第一の誘電体多層膜を透過する光と、第二の誘電
体多層膜を透過する光との位相差は、略２πの整数倍に
調整されていることを特徴としている。
８のいずれか１項に記載の発明において、第一の波長に
対し、第一の誘電体多層膜を透過する光と、第二の誘電
体多層膜を透過する光との位相差は、略２πの整数倍に
調整されていることを特徴としている。
【００８７】請求項５０記載の発明は、請求項４６〜４
９のいずれか１項に記載の発明において、第一および第
二の誘電体多層膜は、いずれも高屈折率層と低屈折率層
とを交互に積層した構成であることを特徴としている。
９のいずれか１項に記載の発明において、第一および第
二の誘電体多層膜は、いずれも高屈折率層と低屈折率層
とを交互に積層した構成であることを特徴としている。
【００８８】請求項５１記載の発明は、請求項４６記載
の発明において、第一および第二の誘電体多層膜は、ガ
ラス基板上に形成されていることを特徴としている。
の発明において、第一および第二の誘電体多層膜は、ガ
ラス基板上に形成されていることを特徴としている。
【００８９】請求項５２記載の発明は、請求項４６記載
の発明において、第一および第二の誘電体多層膜は、対
物レンズ上に形成されていることを特徴としている。
の発明において、第一および第二の誘電体多層膜は、対
物レンズ上に形成されていることを特徴としている。
【００９０】請求項５３記載の発明は、請求項４５記載
の発明において、第一の球面収差補正素子は、第二の光
源と開口制御素子との間に設けられており、第二の波長
の光に対して位相分布を変化させることを特徴としてい
る。
の発明において、第一の球面収差補正素子は、第二の光
源と開口制御素子との間に設けられており、第二の波長
の光に対して位相分布を変化させることを特徴としてい
る。
【００９１】請求項５４記載の発明は、請求項５３記載
の発明において、第一の球面収差補正素子は、第二の波
長の光に対する位相分布の変化が対物レンズの第一の所
定の値の倍率における球面収差を補正するように設計さ
れていることを特徴としている。
の発明において、第一の球面収差補正素子は、第二の波
長の光に対する位相分布の変化が対物レンズの第一の所
定の値の倍率における球面収差を補正するように設計さ
れていることを特徴としている。
【００９２】請求項５５記載の発明は、請求項５３また
は５４記載の発明において、第一の球面収差補正素子の
一方の面は、平面であり、他方の面は、非球面であるこ
とを特徴としている。
は５４記載の発明において、第一の球面収差補正素子の
一方の面は、平面であり、他方の面は、非球面であるこ
とを特徴としている。
【００９３】請求項５６記載の発明は、請求項５３〜５
５のいずれか１項に記載の発明において、第一の球面収
差補正素子は、第一のレンズと一体化されていることを
特徴としている。
５のいずれか１項に記載の発明において、第一の球面収
差補正素子は、第一のレンズと一体化されていることを
特徴としている。
【００９４】請求項５７記載の発明は、請求項４１記載
の発明において、対物レンズを第二の光記録媒体のラジ
アル方向に傾けることで、対物レンズと第一の球面収差
補正素子との中心ずれに起因するコマ収差を補正するこ
とを特徴としている。
の発明において、対物レンズを第二の光記録媒体のラジ
アル方向に傾けることで、対物レンズと第一の球面収差
補正素子との中心ずれに起因するコマ収差を補正するこ
とを特徴としている。
【００９５】請求項５８記載の発明は、請求項４１記載
の発明において、第一および第二の光源と開口制御素子
との間に第一および第二のリレーレンズをさらに有する
ことを特徴としている。
の発明において、第一および第二の光源と開口制御素子
との間に第一および第二のリレーレンズをさらに有する
ことを特徴としている。
【００９６】請求項５９記載の発明は、請求項５８記載
の発明において、第一および第二のリレーレンズのどち
らか一方を光軸方向に移動させることで、第一の光記録
媒体の基板厚ずれに起因する球面収差を補正することを
特徴としている。
の発明において、第一および第二のリレーレンズのどち
らか一方を光軸方向に移動させることで、第一の光記録
媒体の基板厚ずれに起因する球面収差を補正することを
特徴としている。
【００９７】請求項６０記載の発明は、請求項５８また
は５９記載の発明において、第一および第二のリレーレ
ンズのどちらか一方を第二の光記録媒体のラジアル方向
に傾けるまたは移動させることで、対物レンズと第一の
球面収差補正素子との中心ずれに起因するコマ収差を補
正することを特徴としている。
は５９記載の発明において、第一および第二のリレーレ
ンズのどちらか一方を第二の光記録媒体のラジアル方向
に傾けるまたは移動させることで、対物レンズと第一の
球面収差補正素子との中心ずれに起因するコマ収差を補
正することを特徴としている。
【００９８】請求項６１記載の発明は、請求項６０記載
の発明において、第一および第二のリレーレンズのどち
らか一方は、正弦条件を満たさないように設計されるこ
とを特徴としている。
の発明において、第一および第二のリレーレンズのどち
らか一方は、正弦条件を満たさないように設計されるこ
とを特徴としている。
【００９９】請求項６２記載の発明は、請求項４１記載
の発明において、第三の波長の光を出射する第三の光源
をさらに有し、第三の光源からの出射光を開口制御素子
および対物レンズを介して第三の基板厚さの第三の光記
録媒体に導くと共に、第三の光記録媒体からの反射光を
対物レンズおよび開口制御素子を介して光検出器に導く
光学系をさらに形成し、第三の波長の光を用いて第三の
光記録媒体に対して記録や再生を行い、第一の波長の光
に対する対物レンズの倍率と第三の波長の光に対する対
物レンズの倍率とが異なると共に、第一の光源または第
三の光源と開口制御素子との間に第二の球面収差補正素
子をさらに有し、第二の球面収差補正素子は、対応する
対物レンズの倍率における第一の波長の光または第三の
波長の光に対して残留する球面収差を補正するように位
相分布を変化させることを特徴としている。
の発明において、第三の波長の光を出射する第三の光源
をさらに有し、第三の光源からの出射光を開口制御素子
および対物レンズを介して第三の基板厚さの第三の光記
録媒体に導くと共に、第三の光記録媒体からの反射光を
対物レンズおよび開口制御素子を介して光検出器に導く
光学系をさらに形成し、第三の波長の光を用いて第三の
光記録媒体に対して記録や再生を行い、第一の波長の光
に対する対物レンズの倍率と第三の波長の光に対する対
物レンズの倍率とが異なると共に、第一の光源または第
三の光源と開口制御素子との間に第二の球面収差補正素
子をさらに有し、第二の球面収差補正素子は、対応する
対物レンズの倍率における第一の波長の光または第三の
波長の光に対して残留する球面収差を補正するように位
相分布を変化させることを特徴としている。
【０１００】請求項６３記載の発明は、請求項６２記載
の発明において、第一の波長は、第二の波長に比べて短
く、第二の波長は、第三の波長に比べて短いことを特徴
としている。
の発明において、第一の波長は、第二の波長に比べて短
く、第二の波長は、第三の波長に比べて短いことを特徴
としている。
【０１０１】請求項６４記載の発明は、請求項６２また
は６３記載の発明において、第一の基板厚さは、第二の
基板厚さに比べて薄く、第二の基板厚さは、第三の基板
厚さに比べて薄いことを特徴としている。
は６３記載の発明において、第一の基板厚さは、第二の
基板厚さに比べて薄く、第二の基板厚さは、第三の基板
厚さに比べて薄いことを特徴としている。
【０１０２】請求項６５記載の発明は、請求項６２〜６
４のいずれか１項に記載の発明において、対物レンズ
は、対物レンズに平行光として入射した第一の波長の光
が第一の基板厚さの基板を透過する際に生じる球面収差
を打ち消す球面収差を有することを特徴としている。
４のいずれか１項に記載の発明において、対物レンズ
は、対物レンズに平行光として入射した第一の波長の光
が第一の基板厚さの基板を透過する際に生じる球面収差
を打ち消す球面収差を有することを特徴としている。
【０１０３】請求項６６記載の発明は、請求項６２〜６
５のいずれか１項に記載の発明において、第一の光源か
らの出射光は、第一の波長の光に対する対物レンズの倍
率が略０となるように略平行光として対物レンズに入射
し、第二の光源からの出射光は、第二の波長の光に対す
る対物レンズの倍率が第一の所定の値となるように発散
光として対物レンズに入射し、第三の光源からの出射光
は、第三の波長の光に対する対物レンズの倍率が第二の
所定の値となるように発散光として対物レンズに入射す
ることを特徴としている。
５のいずれか１項に記載の発明において、第一の光源か
らの出射光は、第一の波長の光に対する対物レンズの倍
率が略０となるように略平行光として対物レンズに入射
し、第二の光源からの出射光は、第二の波長の光に対す
る対物レンズの倍率が第一の所定の値となるように発散
光として対物レンズに入射し、第三の光源からの出射光
は、第三の波長の光に対する対物レンズの倍率が第二の
所定の値となるように発散光として対物レンズに入射す
ることを特徴としている。
【０１０４】請求項６７記載の発明は、請求項６２〜６
６のいずれか１項に記載の発明において、開口制御素子
は、第一、第二および第三の誘電体多層膜を有すること
を特徴としている。
６のいずれか１項に記載の発明において、開口制御素子
は、第一、第二および第三の誘電体多層膜を有すること
を特徴としている。
【０１０５】請求項６８記載の発明は、請求項６７記載
の発明において、第一の誘電体多層膜は、対物レンズの
有効径より小さい第一の直径より小さい第二の直径の円
形の領域内にのみ形成されており、第二の誘電体多層膜
は、第二の直径の円形の領域外かつ第一の直径の円形の
領域内にのみ形成されており、第三の誘電体多層膜は、
第一の直径の円形の領域外にのみ形成されていることを
特徴としている。
の発明において、第一の誘電体多層膜は、対物レンズの
有効径より小さい第一の直径より小さい第二の直径の円
形の領域内にのみ形成されており、第二の誘電体多層膜
は、第二の直径の円形の領域外かつ第一の直径の円形の
領域内にのみ形成されており、第三の誘電体多層膜は、
第一の直径の円形の領域外にのみ形成されていることを
特徴としている。
【０１０６】請求項６９記載の発明は、請求項６７また
は６８記載の発明において、第一の誘電体多層膜は、第
一の波長の光、第二の波長の光、第三の波長の光を殆ん
ど全て透過させ、第二の誘電体多層膜は、第一の波長の
光、第二の波長の光を殆んど全て透過させ、第三の波長
の光を殆んど全て反射させ、第三の誘電体多層膜は、第
一の波長の光を殆んど全て透過させ、第二の波長の光、
第三の波長の光を殆んど全て反射させることを特徴とし
ている。
は６８記載の発明において、第一の誘電体多層膜は、第
一の波長の光、第二の波長の光、第三の波長の光を殆ん
ど全て透過させ、第二の誘電体多層膜は、第一の波長の
光、第二の波長の光を殆んど全て透過させ、第三の波長
の光を殆んど全て反射させ、第三の誘電体多層膜は、第
一の波長の光を殆んど全て透過させ、第二の波長の光、
第三の波長の光を殆んど全て反射させることを特徴とし
ている。
【０１０７】請求項７０記載の発明は、請求項６７〜６
９のいずれか１項に記載の発明において、第一の波長に
対し、第一の誘電体多層膜を透過する光と第二の誘電体
多層膜を透過する光と第三の誘電体多層膜を透過する光
との位相差は、略２πの整数倍に調整されており、第二
の波長に対し、第一の誘電体多層膜を透過する光と第二
の誘電体多層膜を透過する光との位相差は、略２πの整
数倍に調整されていることを特徴としている。
９のいずれか１項に記載の発明において、第一の波長に
対し、第一の誘電体多層膜を透過する光と第二の誘電体
多層膜を透過する光と第三の誘電体多層膜を透過する光
との位相差は、略２πの整数倍に調整されており、第二
の波長に対し、第一の誘電体多層膜を透過する光と第二
の誘電体多層膜を透過する光との位相差は、略２πの整
数倍に調整されていることを特徴としている。
【０１０８】請求項７１記載の発明は、請求項６７〜７
０のいずれか１項に記載の発明において、第一、第二お
よび第三の誘電体多層膜は、いずれも高屈折率層と低屈
折率層とを交互に積層した構成であることを特徴として
いる。
０のいずれか１項に記載の発明において、第一、第二お
よび第三の誘電体多層膜は、いずれも高屈折率層と低屈
折率層とを交互に積層した構成であることを特徴として
いる。
【０１０９】請求項７２記載の発明は、請求項６７記載
の発明において、第一、第二および第三の誘電体多層膜
は、ガラス基板上に形成されていることを特徴としてい
る。
の発明において、第一、第二および第三の誘電体多層膜
は、ガラス基板上に形成されていることを特徴としてい
る。
【０１１０】請求項７３記載の発明は、請求項６７記載
の発明において、第一、第二および第三の誘電体多層膜
は、対物レンズ上に形成されていることを特徴としてい
る。
の発明において、第一、第二および第三の誘電体多層膜
は、対物レンズ上に形成されていることを特徴としてい
る。
【０１１１】請求項７４記載の発明は、請求項６６記載
の発明において、第一の球面収差補正素子は、第二の光
源と開口制御素子との間に設けられており、第二の波長
の光に対して位相分布を変化させ、第二の球面収差補正
素子は、第三の光源と開口制御素子との間に設けられて
おり、第三の波長の光に対して位相分布を変化させるこ
とを特徴としている。
の発明において、第一の球面収差補正素子は、第二の光
源と開口制御素子との間に設けられており、第二の波長
の光に対して位相分布を変化させ、第二の球面収差補正
素子は、第三の光源と開口制御素子との間に設けられて
おり、第三の波長の光に対して位相分布を変化させるこ
とを特徴としている。
【０１１２】請求項７５記載の発明は、請求項７４記載
の発明において、第一の球面収差補正素子は、第二の波
長の光に対する位相分布の変化が対物レンズの第一の所
定の値の倍率における球面収差を補正するように設計さ
れており、第二の球面収差補正素子は、第三の波長の光
に対する位相分布の変化が対物レンズの第二の所定の値
の倍率における球面収差を補正するように設計されてい
ることを特徴としている。
の発明において、第一の球面収差補正素子は、第二の波
長の光に対する位相分布の変化が対物レンズの第一の所
定の値の倍率における球面収差を補正するように設計さ
れており、第二の球面収差補正素子は、第三の波長の光
に対する位相分布の変化が対物レンズの第二の所定の値
の倍率における球面収差を補正するように設計されてい
ることを特徴としている。
【０１１３】請求項７６記載の発明は、請求項７４また
は７５記載の発明において、第一および第二の球面収差
補正素子の一方の面は、平面であり、他方の面は、非球
面であることを特徴としている。
は７５記載の発明において、第一および第二の球面収差
補正素子の一方の面は、平面であり、他方の面は、非球
面であることを特徴としている。
【０１１４】請求項７７記載の発明は、請求項７４〜７
６のいずれか１項に記載の発明において、第一の球面収
差補正素子は、第一のレンズと一体化されており、第二
の球面収差補正素子は、第二のレンズと一体化されてい
ることを特徴としている。
６のいずれか１項に記載の発明において、第一の球面収
差補正素子は、第一のレンズと一体化されており、第二
の球面収差補正素子は、第二のレンズと一体化されてい
ることを特徴としている。
【０１１５】請求項７８記載の発明は、請求項６２記載
の発明において、対物レンズを第二の光記録媒体のラジ
アル方向に傾けることで、対物レンズと第一の球面収差
補正素子との中心ずれに起因するコマ収差を補正し、対
物レンズを第三の光記録媒体のラジアル方向に傾けるこ
とで、対物レンズと第二の球面収差補正素子との中心ず
れに起因するコマ収差を補正することを特徴としてい
る。
の発明において、対物レンズを第二の光記録媒体のラジ
アル方向に傾けることで、対物レンズと第一の球面収差
補正素子との中心ずれに起因するコマ収差を補正し、対
物レンズを第三の光記録媒体のラジアル方向に傾けるこ
とで、対物レンズと第二の球面収差補正素子との中心ず
れに起因するコマ収差を補正することを特徴としてい
る。
【０１１６】請求項７９記載の発明は、請求項６２記載
の発明において、第一、第二および第三の光源と開口制
御素子との間に第一および第二のリレーレンズをさらに
有することを特徴としている。
の発明において、第一、第二および第三の光源と開口制
御素子との間に第一および第二のリレーレンズをさらに
有することを特徴としている。
【０１１７】請求項８０記載の発明は、請求項７９記載
の発明において、第一および第二のリレーレンズのどち
らか一方を光軸方向に移動させることで、第一の光記録
媒体の基板厚ずれに起因する球面収差を補正することを
特徴としている。
の発明において、第一および第二のリレーレンズのどち
らか一方を光軸方向に移動させることで、第一の光記録
媒体の基板厚ずれに起因する球面収差を補正することを
特徴としている。
【０１１８】請求項８１記載の発明は、請求項７９また
は８０記載の発明において、第一および第二のリレーレ
ンズのどちらか一方を第二の光記録媒体のラジアル方向
に傾けるかまたは移動させることで、対物レンズと第一
の球面収差補正素子との中心ずれに起因するコマ収差を
補正し、第一および第二のリレーレンズのどちらか一方
を第三の光記録媒体のラジアル方向に傾けるかまたは移
動させることで、対物レンズと第二の球面収差補正素子
との中心ずれに起因するコマ収差を補正することを特徴
としている。
は８０記載の発明において、第一および第二のリレーレ
ンズのどちらか一方を第二の光記録媒体のラジアル方向
に傾けるかまたは移動させることで、対物レンズと第一
の球面収差補正素子との中心ずれに起因するコマ収差を
補正し、第一および第二のリレーレンズのどちらか一方
を第三の光記録媒体のラジアル方向に傾けるかまたは移
動させることで、対物レンズと第二の球面収差補正素子
との中心ずれに起因するコマ収差を補正することを特徴
としている。
【０１１９】請求項８２記載の発明は、請求項８１記載
の発明において、第一および第二のリレーレンズのどち
らか一方は、正弦条件を満たさないように設計されるこ
とを特徴としている。
の発明において、第一および第二のリレーレンズのどち
らか一方は、正弦条件を満たさないように設計されるこ
とを特徴としている。
【０１２０】請求項８３記載の発明は、請求項１〜２
０、４１〜６１記載の光ヘッド装置と、光記録媒体への
記録信号に基づいて光源への入力信号を生成すると共に
光検出器からの出力信号に基づいて光記録媒体からの再
生信号を生成する記録再生回路と、入力信号の伝達経路
を切り換える切換回路と、光記録媒体の種類に応じて切
換回路の動作を制御する制御回路と、を有することを特
徴としている。
０、４１〜６１記載の光ヘッド装置と、光記録媒体への
記録信号に基づいて光源への入力信号を生成すると共に
光検出器からの出力信号に基づいて光記録媒体からの再
生信号を生成する記録再生回路と、入力信号の伝達経路
を切り換える切換回路と、光記録媒体の種類に応じて切
換回路の動作を制御する制御回路と、を有することを特
徴としている。
【０１２１】請求項８４記載の発明は、請求項８３記載
の発明において、記録再生回路は、第一の光記録媒体へ
の記録信号に基づいて第一の光源への第一の入力信号を
生成すると共に、光検出器からの出力信号に基づいて第
一の光記録媒体からの再生信号を生成する第一の記録再
生回路と、第二の光記録媒体への記録信号に基づいて第
二の光源への第二の入力信号を生成すると共に光検出器
からの出力信号に基づいて第二の光記録媒体からの再生
信号を生成する第二の記録再生回路と、から構成され、
切換回路は、第一の記録再生回路から第一の光源への第
一の入力信号の伝達経路、第二の記録再生回路から第二
の光源への第二の入力信号の伝達経路を切り換え、制御
回路は、第一の光記録媒体が挿入された場合は第一の入
力信号が第一の記録再生回路から第一の光源へ伝達さ
れ、第二の光記録媒体が挿入された場合は第二の入力信
号が第二の記録再生回路から第二の光源へ伝達されるよ
うに切換回路の動作を制御することを特徴としている。
の発明において、記録再生回路は、第一の光記録媒体へ
の記録信号に基づいて第一の光源への第一の入力信号を
生成すると共に、光検出器からの出力信号に基づいて第
一の光記録媒体からの再生信号を生成する第一の記録再
生回路と、第二の光記録媒体への記録信号に基づいて第
二の光源への第二の入力信号を生成すると共に光検出器
からの出力信号に基づいて第二の光記録媒体からの再生
信号を生成する第二の記録再生回路と、から構成され、
切換回路は、第一の記録再生回路から第一の光源への第
一の入力信号の伝達経路、第二の記録再生回路から第二
の光源への第二の入力信号の伝達経路を切り換え、制御
回路は、第一の光記録媒体が挿入された場合は第一の入
力信号が第一の記録再生回路から第一の光源へ伝達さ
れ、第二の光記録媒体が挿入された場合は第二の入力信
号が第二の記録再生回路から第二の光源へ伝達されるよ
うに切換回路の動作を制御することを特徴としている。
【０１２２】請求項８５記載の発明は、請求項８３記載
の発明において、記録再生回路は、第一および第二の光
記録媒体への記録信号に基づいて第一および第二の光源
への第一および第二の入力信号をそれぞれ生成すると共
に、光検出器からの出力信号に基づいて第一および第二
の光記録媒体からの再生信号を生成する単一の記録再生
回路から構成され、切換回路は、記録再生回路から第一
および第二の光源への第一および第二の入力信号の伝達
経路を切り換え、制御回路は、第一の光記録媒体が挿入
された場合は第一の入力信号が記録再生回路から第一の
光源へ伝達され、第二の光記録媒体が挿入された場合は
第二の入力信号が記録再生回路から第二の光源へ伝達さ
れるように切換回路の動作を制御することを特徴として
いる。
の発明において、記録再生回路は、第一および第二の光
記録媒体への記録信号に基づいて第一および第二の光源
への第一および第二の入力信号をそれぞれ生成すると共
に、光検出器からの出力信号に基づいて第一および第二
の光記録媒体からの再生信号を生成する単一の記録再生
回路から構成され、切換回路は、記録再生回路から第一
および第二の光源への第一および第二の入力信号の伝達
経路を切り換え、制御回路は、第一の光記録媒体が挿入
された場合は第一の入力信号が記録再生回路から第一の
光源へ伝達され、第二の光記録媒体が挿入された場合は
第二の入力信号が記録再生回路から第二の光源へ伝達さ
れるように切換回路の動作を制御することを特徴として
いる。
【０１２３】請求項８６記載の発明は、請求項２１〜４
０、６２〜８２記載の光ヘッド装置と、光記録媒体への
記録信号に基づいて光源への入力信号を生成すると共に
光検出器からの出力信号に基づいて光記録媒体からの再
生信号を生成する記録再生回路と、入力信号の伝達経路
を切り換える切換回路と、光記録媒体の種類に応じて切
換回路の動作を制御する制御回路と、を有することを特
徴としている。
０、６２〜８２記載の光ヘッド装置と、光記録媒体への
記録信号に基づいて光源への入力信号を生成すると共に
光検出器からの出力信号に基づいて光記録媒体からの再
生信号を生成する記録再生回路と、入力信号の伝達経路
を切り換える切換回路と、光記録媒体の種類に応じて切
換回路の動作を制御する制御回路と、を有することを特
徴としている。
【０１２４】請求項８７記載の発明は、請求項８６記載
の発明において、記録再生回路は、第一の光記録媒体へ
の記録信号に基づいて第一の光源への第一の入力信号を
生成すると共に、光検出器からの出力信号に基づいて第
一の光記録媒体からの再生信号を生成する第一の記録再
生回路と、第二の光記録媒体への記録信号に基づいて第
二の光源への第二の入力信号を生成すると共に、光検出
器からの出力信号に基づいて第二の光記録媒体からの再
生信号を生成する第二の記録再生回路と、第三の光記録
媒体への記録信号に基づいて第三の光源への第三の入力
信号を生成すると共に、光検出器からの出力信号に基づ
いて第三の光記録媒体からの再生信号を生成する第三の
記録再生回路と、から構成され、切換回路は、第一の記
録再生回路から第一の光源への第一の入力信号の伝達経
路、第二の記録再生回路から第二の光源への第二の入力
信号の伝達経路、第三の記録再生回路から第三の光源へ
の第三の入力信号の伝達経路を切り換え、制御回路は、
第一の光記録媒体が挿入された場合は第一の入力信号が
第一の記録再生回路から第一の光源へ伝達され、第二の
光記録媒体が挿入された場合は第二の入力信号が第二の
記録再生回路から第二の光源へ伝達され、第三の光記録
媒体が挿入された場合は第三の入力信号が第三の記録再
生回路から第三の光源へ伝達されるように切換回路の動
作を制御することを特徴としている。
の発明において、記録再生回路は、第一の光記録媒体へ
の記録信号に基づいて第一の光源への第一の入力信号を
生成すると共に、光検出器からの出力信号に基づいて第
一の光記録媒体からの再生信号を生成する第一の記録再
生回路と、第二の光記録媒体への記録信号に基づいて第
二の光源への第二の入力信号を生成すると共に、光検出
器からの出力信号に基づいて第二の光記録媒体からの再
生信号を生成する第二の記録再生回路と、第三の光記録
媒体への記録信号に基づいて第三の光源への第三の入力
信号を生成すると共に、光検出器からの出力信号に基づ
いて第三の光記録媒体からの再生信号を生成する第三の
記録再生回路と、から構成され、切換回路は、第一の記
録再生回路から第一の光源への第一の入力信号の伝達経
路、第二の記録再生回路から第二の光源への第二の入力
信号の伝達経路、第三の記録再生回路から第三の光源へ
の第三の入力信号の伝達経路を切り換え、制御回路は、
第一の光記録媒体が挿入された場合は第一の入力信号が
第一の記録再生回路から第一の光源へ伝達され、第二の
光記録媒体が挿入された場合は第二の入力信号が第二の
記録再生回路から第二の光源へ伝達され、第三の光記録
媒体が挿入された場合は第三の入力信号が第三の記録再
生回路から第三の光源へ伝達されるように切換回路の動
作を制御することを特徴としている。
【０１２５】請求項８８記載の発明は、請求項８６記載
の発明において、記録再生回路は、第一、第二および第
三の光記録媒体への記録信号に基づいて第一、第二およ
び第三の光源への第一、第二および第三の入力信号をそ
れぞれ生成すると共に、光検出器からの出力信号に基づ
いて第一、第二および第三の光記録媒体からの再生信号
を生成する単一の記録再生回路から構成され、切換回路
は、記録再生回路から第一、第二および第三の光源への
第一、第二および第三の入力信号の伝達経路を切り換
え、制御回路は、第一の光記録媒体が挿入された場合は
第一の入力信号が記録再生回路から第一の光源へ伝達さ
れ、第二の光記録媒体が挿入された場合は第二の入力信
号が記録再生回路から第二の光源へ伝達され、第三の光
記録媒体が挿入された場合は第三の入力信号が記録再生
回路から第三の光源へ伝達されるように切換回路の動作
を制御することを特徴としている。
の発明において、記録再生回路は、第一、第二および第
三の光記録媒体への記録信号に基づいて第一、第二およ
び第三の光源への第一、第二および第三の入力信号をそ
れぞれ生成すると共に、光検出器からの出力信号に基づ
いて第一、第二および第三の光記録媒体からの再生信号
を生成する単一の記録再生回路から構成され、切換回路
は、記録再生回路から第一、第二および第三の光源への
第一、第二および第三の入力信号の伝達経路を切り換
え、制御回路は、第一の光記録媒体が挿入された場合は
第一の入力信号が記録再生回路から第一の光源へ伝達さ
れ、第二の光記録媒体が挿入された場合は第二の入力信
号が記録再生回路から第二の光源へ伝達され、第三の光
記録媒体が挿入された場合は第三の入力信号が記録再生
回路から第三の光源へ伝達されるように切換回路の動作
を制御することを特徴としている。
【０１２６】本発明の光ヘッド装置および光学式情報記
録再生装置においては、第一の波長の光または第二の波
長の光に対し、対物レンズの倍率変化を用いることによ
り残留する球面収差が低減され、波長選択フィルタを用
いることにより対応する対物レンズの倍率におけるこの
低減後の球面収差がさらに低減される。波長選択フィル
タのみを用いて残留する球面収差を低減する場合、波長
選択フィルタで低減すべき球面収差が大きいため、波長
選択フィルタにおける位相フィルタパタンを構成する同
心円状の領域の数が多く各領域の幅が狭くなり、波長選
択フィルタを所望の精度で作製することは困難である。
録再生装置においては、第一の波長の光または第二の波
長の光に対し、対物レンズの倍率変化を用いることによ
り残留する球面収差が低減され、波長選択フィルタを用
いることにより対応する対物レンズの倍率におけるこの
低減後の球面収差がさらに低減される。波長選択フィル
タのみを用いて残留する球面収差を低減する場合、波長
選択フィルタで低減すべき球面収差が大きいため、波長
選択フィルタにおける位相フィルタパタンを構成する同
心円状の領域の数が多く各領域の幅が狭くなり、波長選
択フィルタを所望の精度で作製することは困難である。
【０１２７】しかしながら、対物レンズの倍率変化を用
いて残留する球面収差を低減し、波長選択フィルタを用
いてこの低減後の球面収差をさらに低減する場合、波長
選択フィルタで低減すべき球面収差が小さいため、波長
選択フィルタにおける位相フィルタパタンを構成する同
心円状の領域の数が少なく各領域の幅が広くなり、波長
選択フィルタを所望の精度で作製することは容易であ
る。また、対物レンズの倍率変化のみを用いて残留する
球面収差を低減する場合、低減後の球面収差は許容値を
上回る。しかしながら、対物レンズの倍率変化を用いて
残留する球面収差を低減し、波長選択フィルタを用いて
この低減後の球面収差をさらに低減する場合、さらなる
低減後の球面収差は許容値を下回る。
いて残留する球面収差を低減し、波長選択フィルタを用
いてこの低減後の球面収差をさらに低減する場合、波長
選択フィルタで低減すべき球面収差が小さいため、波長
選択フィルタにおける位相フィルタパタンを構成する同
心円状の領域の数が少なく各領域の幅が広くなり、波長
選択フィルタを所望の精度で作製することは容易であ
る。また、対物レンズの倍率変化のみを用いて残留する
球面収差を低減する場合、低減後の球面収差は許容値を
上回る。しかしながら、対物レンズの倍率変化を用いて
残留する球面収差を低減し、波長選択フィルタを用いて
この低減後の球面収差をさらに低減する場合、さらなる
低減後の球面収差は許容値を下回る。
【０１２８】従って、本発明によれば、記録密度をさら
に高めるために光源の波長をさらに短く対物レンズの開
口数をさらに高くし、光記録媒体の基板厚さをさらに薄
くした次世代規格の光記録媒体と従来のＤＶＤ規格の光
記録媒体やＣＤ規格の光記録媒体のいずれに対しても記
録や再生を行うことができる互換の機能を有する光ヘッ
ド装置および光学式情報記録再生装置を実現できる。
に高めるために光源の波長をさらに短く対物レンズの開
口数をさらに高くし、光記録媒体の基板厚さをさらに薄
くした次世代規格の光記録媒体と従来のＤＶＤ規格の光
記録媒体やＣＤ規格の光記録媒体のいずれに対しても記
録や再生を行うことができる互換の機能を有する光ヘッ
ド装置および光学式情報記録再生装置を実現できる。
【０１２９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面を参照しながら詳細に説明する。
図面を参照しながら詳細に説明する。
【０１３０】（光ヘッド装置の第一の実施の形態）図１
に本発明の光ヘッド装置の第一の実施の形態を示す。光
学系１ａおよび光学系１ｂは、半導体レーザと、ディス
クからの反射光を受光する光検出器を備えている。光学
系１ａ内の半導体レーザの波長は４０５ｎｍ、光学系１
ｂ内の半導体レーザの波長は６５０ｎｍである。
に本発明の光ヘッド装置の第一の実施の形態を示す。光
学系１ａおよび光学系１ｂは、半導体レーザと、ディス
クからの反射光を受光する光検出器を備えている。光学
系１ａ内の半導体レーザの波長は４０５ｎｍ、光学系１
ｂ内の半導体レーザの波長は６５０ｎｍである。
【０１３１】干渉フィルタ２ａは、波長４０５ｎｍの光
を透過させ、波長６５０ｎｍの光を反射させる働きをす
る。光学系１ａ内の半導体レーザからの出射光は、干渉
フィルタ２ａ、および波長選択フィルタ３ａを透過し、
平行光として対物レンズ４ａに入射し、基板厚さ０．１
ｍｍの次世代規格のディスク５ａ上に集光される。ディ
スク５ａからの反射光は、対物レンズ４ａ、波長選択フ
ィルタ３ａ、および干渉フィルタ２ａを逆向きに透過
し、光学系１ａ内の光検出器で受光される。
を透過させ、波長６５０ｎｍの光を反射させる働きをす
る。光学系１ａ内の半導体レーザからの出射光は、干渉
フィルタ２ａ、および波長選択フィルタ３ａを透過し、
平行光として対物レンズ４ａに入射し、基板厚さ０．１
ｍｍの次世代規格のディスク５ａ上に集光される。ディ
スク５ａからの反射光は、対物レンズ４ａ、波長選択フ
ィルタ３ａ、および干渉フィルタ２ａを逆向きに透過
し、光学系１ａ内の光検出器で受光される。
【０１３２】また、光学系１ｂ内の半導体レーザからの
出射光は、干渉フィルタ２ａで反射され、波長選択フィ
ルタ３ａを透過し、発散光として対物レンズ４ａに入射
し、基板厚さ０．６ｍｍのＤＶＤ規格のディスク５ｂ上
に集光される。ディスク５ｂからの反射光は、対物レン
ズ４ａ、波長選択フィルタ３ａを逆向きに透過し、干渉
フィルタ２ａで反射され、光学系１ｂ内の光検出器で受
光される。
出射光は、干渉フィルタ２ａで反射され、波長選択フィ
ルタ３ａを透過し、発散光として対物レンズ４ａに入射
し、基板厚さ０．６ｍｍのＤＶＤ規格のディスク５ｂ上
に集光される。ディスク５ｂからの反射光は、対物レン
ズ４ａ、波長選択フィルタ３ａを逆向きに透過し、干渉
フィルタ２ａで反射され、光学系１ｂ内の光検出器で受
光される。
【０１３３】対物レンズ４ａは、対物レンズ４ａに平行
光として入射した波長４０５ｎｍの光が厚さ０．１ｍｍ
の基板を透過する際に生じる球面収差を打ち消す球面収
差を有する。波長４０５ｎｍの光は、対物レンズ４ａに
平行光として入射するため、波長４０５ｎｍの光に対す
る対物レンズ４ａの倍率は０である。
光として入射した波長４０５ｎｍの光が厚さ０．１ｍｍ
の基板を透過する際に生じる球面収差を打ち消す球面収
差を有する。波長４０５ｎｍの光は、対物レンズ４ａに
平行光として入射するため、波長４０５ｎｍの光に対す
る対物レンズ４ａの倍率は０である。
【０１３４】これに対し、対物レンズ４ａに平行光とし
て入射した波長６５０ｎｍの光が厚さ０．６ｍｍの基板
を透過する際には球面収差が残留する。対物レンズ４ａ
に発散光として波長６５０ｎｍの光を入射させると、対
物レンズ４ａの倍率変化に伴う新たな球面収差が生じ、
これが残留する球面収差を低減する方向に働く。波長６
５０ｎｍの光に対する対物レンズ４ａの倍率は、０．０
７６に設定される。
て入射した波長６５０ｎｍの光が厚さ０．６ｍｍの基板
を透過する際には球面収差が残留する。対物レンズ４ａ
に発散光として波長６５０ｎｍの光を入射させると、対
物レンズ４ａの倍率変化に伴う新たな球面収差が生じ、
これが残留する球面収差を低減する方向に働く。波長６
５０ｎｍの光に対する対物レンズ４ａの倍率は、０．０
７６に設定される。
【０１３５】ここで、物点から対物レンズ４ａの所定の
高さｒに向かう近軸光線が対物レンズ４ａの光軸となす
角をθｏ、対物レンズ４ａの所定の高さｒから像点に向
かう近軸光線が対物レンズ４ａの光軸となす角をθｉと
すると、対物レンズ４ａの倍率は、ｔａｎθｏ／ｔａｎ
θｉで与えられる。
高さｒに向かう近軸光線が対物レンズ４ａの光軸となす
角をθｏ、対物レンズ４ａの所定の高さｒから像点に向
かう近軸光線が対物レンズ４ａの光軸となす角をθｉと
すると、対物レンズ４ａの倍率は、ｔａｎθｏ／ｔａｎ
θｉで与えられる。
【０１３６】物点から対物レンズ４ａの物体側主点まで
の距離をｌｏ、対物レンズ４ａの像側主点から像点まで
の距離をｌｉとすると、ｔａｎθｏ＝ｒ／ｌｏ、ｔａｎ
θｉ＝ｒ／ｌｉとなる。波長４０５ｎｍの光は、対物レ
ンズ４ａに平行光として入射するためθｏ＝０、ｌｏ＝
∞であり、対物レンズ４ａの倍率は０となる。波長６５
０ｎｍの光は、対物レンズ４ａに発散光として入射する
ためθｏ≠０、ｌｏは有限である。このときのｌｏの値
すなわち物点の位置は、対物レンズ４ａの倍率が０．０
７６となるように定められる。
の距離をｌｏ、対物レンズ４ａの像側主点から像点まで
の距離をｌｉとすると、ｔａｎθｏ＝ｒ／ｌｏ、ｔａｎ
θｉ＝ｒ／ｌｉとなる。波長４０５ｎｍの光は、対物レ
ンズ４ａに平行光として入射するためθｏ＝０、ｌｏ＝
∞であり、対物レンズ４ａの倍率は０となる。波長６５
０ｎｍの光は、対物レンズ４ａに発散光として入射する
ためθｏ≠０、ｌｏは有限である。このときのｌｏの値
すなわち物点の位置は、対物レンズ４ａの倍率が０．０
７６となるように定められる。
【０１３７】図２（ａ）は、波長選択フィルタ３ａの一
方の面から見た平面図である。図２（ｂ）は、波長選択
フィルタ３ａの他方の面から見た平面図である。図２
（ｃ）は、波長選択フィルタ３ａの断面図である。波長
選択フィルタ３ａには、ガラス基板８ａ上に同心円状の
位相フィルタパタン６ａが形成されている。また、ガラ
ス基板８ｂ上に誘電体多層膜７ａ、７ｂが形成されてい
る。波長選択フィルタ３ａは、ガラス基板８ａの位相フ
ィルタパタン６ａが形成されていない面と、ガラス基板
８ｂの誘電体多層膜７ａ、７ｂが形成されていない面と
が接着剤により貼り合わされた構成である。
方の面から見た平面図である。図２（ｂ）は、波長選択
フィルタ３ａの他方の面から見た平面図である。図２
（ｃ）は、波長選択フィルタ３ａの断面図である。波長
選択フィルタ３ａには、ガラス基板８ａ上に同心円状の
位相フィルタパタン６ａが形成されている。また、ガラ
ス基板８ｂ上に誘電体多層膜７ａ、７ｂが形成されてい
る。波長選択フィルタ３ａは、ガラス基板８ａの位相フ
ィルタパタン６ａが形成されていない面と、ガラス基板
８ｂの誘電体多層膜７ａ、７ｂが形成されていない面と
が接着剤により貼り合わされた構成である。
【０１３８】図中に点線で示す対物レンズ４ａの有効径
を２ａとしたとき、位相フィルタパタン６ａは、これよ
り小さい直径２ｂの円形の領域内にのみ形成されてい
る。位相フィルタパタン６ａの断面は、図２（ｃ）のよ
うな４レベルの階段状である。位相フィルタパタン６ａ
の各段の高さは、各段におけるパタンのある部分とない
部分とを通る光の位相差が波長４０５ｎｍに対して２π
（０と等価）となるように設定されている。このとき、
この位相差は、波長６５０ｎｍに対しては１．２５π
（−０．７５πと等価）となる。
を２ａとしたとき、位相フィルタパタン６ａは、これよ
り小さい直径２ｂの円形の領域内にのみ形成されてい
る。位相フィルタパタン６ａの断面は、図２（ｃ）のよ
うな４レベルの階段状である。位相フィルタパタン６ａ
の各段の高さは、各段におけるパタンのある部分とない
部分とを通る光の位相差が波長４０５ｎｍに対して２π
（０と等価）となるように設定されている。このとき、
この位相差は、波長６５０ｎｍに対しては１．２５π
（−０．７５πと等価）となる。
【０１３９】従って、位相フィルタパタン６ａは、波長
４０５ｎｍの光に対しては位相分布を変化させず、波長
６５０ｎｍの光に対しては位相分布を変化させる。波長
選択フィルタ３ａを用いない場合、対物レンズ４ａの倍
率を０．０７６に設定することにより、対物レンズ４ａ
に平行光として入射した波長６５０ｎｍの光が厚さ０．
６ｍｍの基板を透過する際に残留する球面収差が低減さ
れる。位相フィルタパタン６ａは、波長６５０ｎｍの光
に対する位相分布の変化が対物レンズ４ａの倍率０．０
７６におけるこの低減後の球面収差をさらに低減するよ
うに設計されている。
４０５ｎｍの光に対しては位相分布を変化させず、波長
６５０ｎｍの光に対しては位相分布を変化させる。波長
選択フィルタ３ａを用いない場合、対物レンズ４ａの倍
率を０．０７６に設定することにより、対物レンズ４ａ
に平行光として入射した波長６５０ｎｍの光が厚さ０．
６ｍｍの基板を透過する際に残留する球面収差が低減さ
れる。位相フィルタパタン６ａは、波長６５０ｎｍの光
に対する位相分布の変化が対物レンズ４ａの倍率０．０
７６におけるこの低減後の球面収差をさらに低減するよ
うに設計されている。
【０１４０】一方、誘電体多層膜７ａは、直径２ｂの円
形の領域内にのみ形成されており、誘電体多層膜７ｂ
は、直径２ｂの円形の領域外にのみ形成されている。誘
電体多層膜７ａは、波長４０５ｎｍの光、波長６５０ｎ
ｍの光を全て透過させる働きをし、誘電体多層膜７ｂ
は、波長４０５ｎｍの光を全て透過させ、波長６５０ｎ
ｍの光を全て反射させる働きをする。
形の領域内にのみ形成されており、誘電体多層膜７ｂ
は、直径２ｂの円形の領域外にのみ形成されている。誘
電体多層膜７ａは、波長４０５ｎｍの光、波長６５０ｎ
ｍの光を全て透過させる働きをし、誘電体多層膜７ｂ
は、波長４０５ｎｍの光を全て透過させ、波長６５０ｎ
ｍの光を全て反射させる働きをする。
【０１４１】また、波長４０５ｎｍに対し、誘電体多層
膜７ａを透過する光と誘電体多層膜７ｂを透過する光と
の位相差は２πの整数倍に調整されている。すなわち、
波長選択フィルタ３ａにおいて、波長４０５ｎｍの光は
全て透過し、波長６５０ｎｍの光は直径２ｂの円形の領
域内では全て透過し、直径２ｂの円形の領域外では全て
反射される。従って、対物レンズ４ａの焦点距離をｆａ
とすると、波長４０５ｎｍ、６５０ｎｍの光に対する実
効的な開口数はそれぞれａ／ｆａ、ｂ／ｆａで与えられ
る。例えばａ／ｆａ＝０．７、ｂ／ｆａ＝０．６に設定
される。
膜７ａを透過する光と誘電体多層膜７ｂを透過する光と
の位相差は２πの整数倍に調整されている。すなわち、
波長選択フィルタ３ａにおいて、波長４０５ｎｍの光は
全て透過し、波長６５０ｎｍの光は直径２ｂの円形の領
域内では全て透過し、直径２ｂの円形の領域外では全て
反射される。従って、対物レンズ４ａの焦点距離をｆａ
とすると、波長４０５ｎｍ、６５０ｎｍの光に対する実
効的な開口数はそれぞれａ／ｆａ、ｂ／ｆａで与えられ
る。例えばａ／ｆａ＝０．７、ｂ／ｆａ＝０．６に設定
される。
【０１４２】図３（ａ）に光学系１ａの構成を示す。波
長４０５ｎｍの半導体レーザ９ａからの出射光は、コリ
メータレンズ１０ａで平行光化される。平行光化された
出射光は、偏光ビームスプリッタ１１にＰ偏光として入
射してほぼ１００％が透過し、１／４波長板１２を透過
して直線偏光から円偏光に変換されてディスク５ａに向
かう。
長４０５ｎｍの半導体レーザ９ａからの出射光は、コリ
メータレンズ１０ａで平行光化される。平行光化された
出射光は、偏光ビームスプリッタ１１にＰ偏光として入
射してほぼ１００％が透過し、１／４波長板１２を透過
して直線偏光から円偏光に変換されてディスク５ａに向
かう。
【０１４３】ディスク５ａからの反射光は、１／４波長
板１２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る。変換された反射光は、偏光ビー
ムスプリッタ１１にＳ偏光として入射してほぼ１００％
が反射され、円筒レンズ１３ａ、レンズ１４ａを透過し
て光検出器１５ａで受光される。光検出器１５ａは、円
筒レンズ１３ａ、レンズ１４ａの２つの焦線の中間に設
置されている。
板１２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る。変換された反射光は、偏光ビー
ムスプリッタ１１にＳ偏光として入射してほぼ１００％
が反射され、円筒レンズ１３ａ、レンズ１４ａを透過し
て光検出器１５ａで受光される。光検出器１５ａは、円
筒レンズ１３ａ、レンズ１４ａの２つの焦線の中間に設
置されている。
【０１４４】図３（ｂ）に光検出器１５ａの構成を示
す。ディスク５ａからの反射光は、４分割された受光部
１７ａ〜１７ｄ上に光スポット１６ａを形成する。受光
部１７ａ〜１７ｄからの出力をそれぞれＶ１７ａ〜Ｖ１
７ｄで表わすと、フォーカス誤差信号は、公知の非点収
差法により（Ｖ１７ａ＋Ｖ１７ｄ）−（Ｖ１７ｂ＋Ｖ１
７ｃ）の演算から得られる。トラック誤差信号は、公知
のプッシュプル法により（Ｖ１７ａ＋Ｖ１７ｂ）−（Ｖ
１７ｃ＋Ｖ１７ｄ）の演算から得られる。ディスク５ａ
からのＲＦ信号は、Ｖ１７ａ＋Ｖ１７ｂ＋Ｖ１７ｃ＋Ｖ
１７ｄの演算から得られる。
す。ディスク５ａからの反射光は、４分割された受光部
１７ａ〜１７ｄ上に光スポット１６ａを形成する。受光
部１７ａ〜１７ｄからの出力をそれぞれＶ１７ａ〜Ｖ１
７ｄで表わすと、フォーカス誤差信号は、公知の非点収
差法により（Ｖ１７ａ＋Ｖ１７ｄ）−（Ｖ１７ｂ＋Ｖ１
７ｃ）の演算から得られる。トラック誤差信号は、公知
のプッシュプル法により（Ｖ１７ａ＋Ｖ１７ｂ）−（Ｖ
１７ｃ＋Ｖ１７ｄ）の演算から得られる。ディスク５ａ
からのＲＦ信号は、Ｖ１７ａ＋Ｖ１７ｂ＋Ｖ１７ｃ＋Ｖ
１７ｄの演算から得られる。
【０１４５】図４（ａ）に光学系１ｂの構成を示す。波
長６５０ｎｍの半導体レーザ９ｂからの出射光は、コリ
メータレンズ１０ｂで平行光化され、ハーフミラー１８
ａを約５０％が透過し、凹レンズ１９ａを透過して平行
光から発散光に変換されてディスク５ｂに向かう。
長６５０ｎｍの半導体レーザ９ｂからの出射光は、コリ
メータレンズ１０ｂで平行光化され、ハーフミラー１８
ａを約５０％が透過し、凹レンズ１９ａを透過して平行
光から発散光に変換されてディスク５ｂに向かう。
【０１４６】ディスク５ｂからの反射光は、凹レンズ１
９ａを透過して収束光から平行光に変換され、ハーフミ
ラー１８ａで約５０％が反射され、円筒レンズ１３ｂ、
レンズ１４ｂを透過して光検出器１５ｂで受光される。
光検出器１５ｂは、円筒レンズ１３ｂ、レンズ１４ｂの
２つの焦線の中間に設置されている。
９ａを透過して収束光から平行光に変換され、ハーフミ
ラー１８ａで約５０％が反射され、円筒レンズ１３ｂ、
レンズ１４ｂを透過して光検出器１５ｂで受光される。
光検出器１５ｂは、円筒レンズ１３ｂ、レンズ１４ｂの
２つの焦線の中間に設置されている。
【０１４７】図４（ｂ）に光検出器１５ｂの構成を示
す。ディスク５ｂからの反射光は、４分割された受光部
１７ｅ〜１７ｈ上に光スポット１６ｂを形成する。受光
部１７ｅ〜１７ｈからの出力をそれぞれＶ１７ｅ〜Ｖ１
７ｈで表わすと、フォーカス誤差信号は、公知の非点収
差法により（Ｖ１７ｅ＋Ｖ１７ｈ）−（Ｖ１７ｆ＋Ｖ１
７ｇ）の演算から得られる。トラック誤差信号は、公知
の位相差法によりＶ１７ｅ＋Ｖ１７ｈ、Ｖ１７ｆ＋Ｖ１
７ｇの位相差から得られる。ディスク５ｂからのＲＦ信
号は、Ｖ１７ｅ＋Ｖ１７ｆ＋Ｖ１７ｇ＋Ｖ１７ｈの演算
から得られる。
す。ディスク５ｂからの反射光は、４分割された受光部
１７ｅ〜１７ｈ上に光スポット１６ｂを形成する。受光
部１７ｅ〜１７ｈからの出力をそれぞれＶ１７ｅ〜Ｖ１
７ｈで表わすと、フォーカス誤差信号は、公知の非点収
差法により（Ｖ１７ｅ＋Ｖ１７ｈ）−（Ｖ１７ｆ＋Ｖ１
７ｇ）の演算から得られる。トラック誤差信号は、公知
の位相差法によりＶ１７ｅ＋Ｖ１７ｈ、Ｖ１７ｆ＋Ｖ１
７ｇの位相差から得られる。ディスク５ｂからのＲＦ信
号は、Ｖ１７ｅ＋Ｖ１７ｆ＋Ｖ１７ｇ＋Ｖ１７ｈの演算
から得られる。
【０１４８】図５に波長選択フィルタ３ａにおける位相
フィルタパタン６ａの設計結果を示す。左側の列は、対
物レンズ４ａの焦点距離で規格化した対物レンズ４ａへ
の入射光の高さである。右側の列は、対応する位相フィ
ルタパタン６ａの段数である。
フィルタパタン６ａの設計結果を示す。左側の列は、対
物レンズ４ａの焦点距離で規格化した対物レンズ４ａへ
の入射光の高さである。右側の列は、対応する位相フィ
ルタパタン６ａの段数である。
【０１４９】図６に、波長６５０ｎｍの光に対する波面
収差の標準偏差が最小になる最良像面の位置における波
面収差の計算結果を示す。図６（ａ）は、対物レンズ４
ａの倍率変化を用いて波長選択フィルタ３ａを用いない
場合である。図６（ｂ）は、対物レンズ４ａの倍率変化
を用いてさらに波長選択フィルタ３ａを用いた場合であ
る。図中の横軸は波面収差、縦軸は対物レンズ４ａの焦
点距離で規格化した対物レンズ４ａへの入射光の高さで
ある。
収差の標準偏差が最小になる最良像面の位置における波
面収差の計算結果を示す。図６（ａ）は、対物レンズ４
ａの倍率変化を用いて波長選択フィルタ３ａを用いない
場合である。図６（ｂ）は、対物レンズ４ａの倍率変化
を用いてさらに波長選択フィルタ３ａを用いた場合であ
る。図中の横軸は波面収差、縦軸は対物レンズ４ａの焦
点距離で規格化した対物レンズ４ａへの入射光の高さで
ある。
【０１５０】波面収差の標準偏差は、対物レンズ４ａの
倍率変化を用いてさらに波長選択フィルタ３ａを用いる
ことにより０．０４７λに低減される。この値は、マレ
シャルの規範として知られている波面収差の標準偏差の
許容値である０．０７λを下回っている。また、図５に
示すように、位相フィルタパタン６ａを構成する同心円
状の領域の数が５と少ないため各領域の幅が広くなる。
対物レンズ４ａの焦点距離を例えば２．５７ｍｍとする
と、最も外側の領域の幅は、約５９．１μｍになる。従
って、上記のような各領域の幅が広い位相フィルタパタ
ン６ａを有する波長選択フィルタ３ａを所望の精度で作
製することは極めて容易である。
倍率変化を用いてさらに波長選択フィルタ３ａを用いる
ことにより０．０４７λに低減される。この値は、マレ
シャルの規範として知られている波面収差の標準偏差の
許容値である０．０７λを下回っている。また、図５に
示すように、位相フィルタパタン６ａを構成する同心円
状の領域の数が５と少ないため各領域の幅が広くなる。
対物レンズ４ａの焦点距離を例えば２．５７ｍｍとする
と、最も外側の領域の幅は、約５９．１μｍになる。従
って、上記のような各領域の幅が広い位相フィルタパタ
ン６ａを有する波長選択フィルタ３ａを所望の精度で作
製することは極めて容易である。
【０１５１】波長選択フィルタ３ａにおける誘電体多層
膜７ａ、７ｂは、いずれも例えば二酸化チタンを材質と
する高屈折率層と、例えば二酸化シリコンを材質とする
低屈折率層とを交互に積層した構成である。図７（ａ）
に誘電体多層膜７ａ、７ｂに対する透過率の波長依存性
の設計結果、図７（ｂ）に誘電体多層膜７ａ、７ｂに対
する透過光の位相の波長依存性の設計結果を示す。
膜７ａ、７ｂは、いずれも例えば二酸化チタンを材質と
する高屈折率層と、例えば二酸化シリコンを材質とする
低屈折率層とを交互に積層した構成である。図７（ａ）
に誘電体多層膜７ａ、７ｂに対する透過率の波長依存性
の設計結果、図７（ｂ）に誘電体多層膜７ａ、７ｂに対
する透過光の位相の波長依存性の設計結果を示す。
【０１５２】図中の点線、一点鎖線はそれぞれ誘電体多
層膜７ａ、７ｂに対する設計結果である。図７（ａ）よ
り、誘電体多層膜７ａは、波長４０５ｎｍの光、波長６
５０ｎｍの光を全て透過させ、誘電体多層膜７ｂは、波
長４０５ｎｍの光を全て透過させ、波長６５０ｎｍの光
を全て反射させることがわかる。
層膜７ａ、７ｂに対する設計結果である。図７（ａ）よ
り、誘電体多層膜７ａは、波長４０５ｎｍの光、波長６
５０ｎｍの光を全て透過させ、誘電体多層膜７ｂは、波
長４０５ｎｍの光を全て透過させ、波長６５０ｎｍの光
を全て反射させることがわかる。
【０１５３】また、図７（ｂ）より、波長４０５ｎｍに
対し、誘電体多層膜７ａ、７ｂの透過光の位相が一致し
ていることから、透過光の位相差が２πの整数倍に調整
されていることがわかる。誘電体多層膜の各層の厚さを
厚くすると、図７（ａ）に示す透過率の波長依存性の曲
線、図７（ｂ）に示す透過光の位相の波長依存性の曲線
は、共に右側にシフトする。
対し、誘電体多層膜７ａ、７ｂの透過光の位相が一致し
ていることから、透過光の位相差が２πの整数倍に調整
されていることがわかる。誘電体多層膜の各層の厚さを
厚くすると、図７（ａ）に示す透過率の波長依存性の曲
線、図７（ｂ）に示す透過光の位相の波長依存性の曲線
は、共に右側にシフトする。
【０１５４】また、各層の厚さを薄くすると、図７
（ａ）に示す透過率の波長依存性の曲線、図７（ｂ）に
示す透過光の位相の波長依存性の曲線は、共に左側にシ
フトする。従って、誘電体多層膜７ａに関しては波長４
０５ｎｍ、６５０ｎｍにおける透過率がほぼ１００％と
なる範囲内で各層の厚さを変化させる。誘電体多層膜７
ｂに関しては波長４０５ｎｍにおける透過率がほぼ１０
０％、波長６５０ｎｍにおける透過率がほぼ０％となる
範囲内で各層の厚さを変化させる。波長４０５ｎｍにお
ける誘電体多層膜７ａ、７ｂの透過光の位相が一致する
ように調整する。
（ａ）に示す透過率の波長依存性の曲線、図７（ｂ）に
示す透過光の位相の波長依存性の曲線は、共に左側にシ
フトする。従って、誘電体多層膜７ａに関しては波長４
０５ｎｍ、６５０ｎｍにおける透過率がほぼ１００％と
なる範囲内で各層の厚さを変化させる。誘電体多層膜７
ｂに関しては波長４０５ｎｍにおける透過率がほぼ１０
０％、波長６５０ｎｍにおける透過率がほぼ０％となる
範囲内で各層の厚さを変化させる。波長４０５ｎｍにお
ける誘電体多層膜７ａ、７ｂの透過光の位相が一致する
ように調整する。
【０１５５】これらにより、上記の設計が実現できる。
波長４０５ｎｍにおいては一つの誘電体多層膜の透過光
の位相を基準にして残り一つの誘電体多層膜の透過光の
位相を調整すれば良いので、誘電体多層膜の各層の厚さ
という一つの自由度があればこの調整は可能である。
波長４０５ｎｍにおいては一つの誘電体多層膜の透過光
の位相を基準にして残り一つの誘電体多層膜の透過光の
位相を調整すれば良いので、誘電体多層膜の各層の厚さ
という一つの自由度があればこの調整は可能である。
【０１５６】（光ヘッド装置の第二の実施の形態）図８
に本発明の光ヘッド装置の第二の実施の形態を示す。光
学系１ａ、光学系１ｂおよび光学系１ｃは、半導体レー
ザと、ディスクからの反射光を受光する光検出器を備え
ている。光学系１ａ内の半導体レーザの波長は４０５ｎ
ｍ、光学系１ｂ内の半導体レーザの波長は６５０ｎｍ、
光学系１ｃ内の半導体レーザの波長は７８０ｎｍであ
る。
に本発明の光ヘッド装置の第二の実施の形態を示す。光
学系１ａ、光学系１ｂおよび光学系１ｃは、半導体レー
ザと、ディスクからの反射光を受光する光検出器を備え
ている。光学系１ａ内の半導体レーザの波長は４０５ｎ
ｍ、光学系１ｂ内の半導体レーザの波長は６５０ｎｍ、
光学系１ｃ内の半導体レーザの波長は７８０ｎｍであ
る。
【０１５７】干渉フィルタ２ａは、波長４０５ｎｍの光
を透過させ、波長６５０ｎｍの光を反射させる働きをす
る。また、干渉フィルタ２ｂは、波長４０５ｎｍ、６５
０ｎｍの光を透過させ、波長７８０ｎｍの光を反射させ
る働きをする。光学系１ａ内の半導体レーザからの出射
光は、干渉フィルタ２ａ、干渉フィルタ２ｂ、および波
長選択フィルタ３ｂを透過し、平行光として対物レンズ
４ａに入射し、基板厚さ０．１ｍｍの次世代規格のディ
スク５ａ上に集光される。
を透過させ、波長６５０ｎｍの光を反射させる働きをす
る。また、干渉フィルタ２ｂは、波長４０５ｎｍ、６５
０ｎｍの光を透過させ、波長７８０ｎｍの光を反射させ
る働きをする。光学系１ａ内の半導体レーザからの出射
光は、干渉フィルタ２ａ、干渉フィルタ２ｂ、および波
長選択フィルタ３ｂを透過し、平行光として対物レンズ
４ａに入射し、基板厚さ０．１ｍｍの次世代規格のディ
スク５ａ上に集光される。
【０１５８】ディスク５ａからの反射光は、対物レンズ
４ａ、波長選択フィルタ３ｂ、干渉フィルタ２ｂ、およ
び干渉フィルタ２ａを逆向きに透過し、光学系１ａ内の
光検出器で受光される。
４ａ、波長選択フィルタ３ｂ、干渉フィルタ２ｂ、およ
び干渉フィルタ２ａを逆向きに透過し、光学系１ａ内の
光検出器で受光される。
【０１５９】また、光学系１ｂ内の半導体レーザからの
出射光は、干渉フィルタ２ａで反射され、干渉フィルタ
２ｂ、波長選択フィルタ３ｂを透過し、発散光として対
物レンズ４ａに入射し、基板厚さ０．６ｍｍのＤＶＤ規
格のディスク５ｂ上に集光される。ディスク５ｂからの
反射光は、対物レンズ４ａ、波長選択フィルタ３ｂ、お
よび干渉フィルタ２ｂを逆向きに透過し、干渉フィルタ
２ａで反射され、光学系１ｂ内の光検出器で受光され
る。
出射光は、干渉フィルタ２ａで反射され、干渉フィルタ
２ｂ、波長選択フィルタ３ｂを透過し、発散光として対
物レンズ４ａに入射し、基板厚さ０．６ｍｍのＤＶＤ規
格のディスク５ｂ上に集光される。ディスク５ｂからの
反射光は、対物レンズ４ａ、波長選択フィルタ３ｂ、お
よび干渉フィルタ２ｂを逆向きに透過し、干渉フィルタ
２ａで反射され、光学系１ｂ内の光検出器で受光され
る。
【０１６０】さらに、光学系１ｃ内の半導体レーザから
の出射光は、干渉フィルタ２ｂで反射され、波長選択フ
ィルタ３ｂを透過し、発散光として対物レンズ４ａに入
射し、基板厚さ１．２ｍｍのＣＤ規格のディスク５ｃ上
に集光される。ディスク５ｃからの反射光は、対物レン
ズ４ａ、波長選択フィルタ３ｂを逆向きに透過し、干渉
フィルタ２ｂで反射され、光学系１ｃ内の光検出器で受
光される。
の出射光は、干渉フィルタ２ｂで反射され、波長選択フ
ィルタ３ｂを透過し、発散光として対物レンズ４ａに入
射し、基板厚さ１．２ｍｍのＣＤ規格のディスク５ｃ上
に集光される。ディスク５ｃからの反射光は、対物レン
ズ４ａ、波長選択フィルタ３ｂを逆向きに透過し、干渉
フィルタ２ｂで反射され、光学系１ｃ内の光検出器で受
光される。
【０１６１】対物レンズ４ａは、対物レンズ４ａに平行
光として入射した波長４０５ｎｍの光が厚さ０．１ｍｍ
の基板を透過する際に生じる球面収差を打ち消す球面収
差を有する。
光として入射した波長４０５ｎｍの光が厚さ０．１ｍｍ
の基板を透過する際に生じる球面収差を打ち消す球面収
差を有する。
【０１６２】波長４０５ｎｍの光は、対物レンズ４ａに
平行光として入射するため、波長４０５ｎｍの光に対す
る対物レンズ４ａの倍率は０である。これに対し、対物
レンズ４ａに平行光として入射した波長６５０ｎｍの光
が厚さ０．６ｍｍの基板を透過する際には球面収差が残
留する。対物レンズ４ａに発散光として波長６５０ｎｍ
の光を入射させると、対物レンズ４ａの倍率変化に伴う
新たな球面収差が生じ、これが残留する球面収差を低減
する方向に働く。波長６５０ｎｍの光に対する対物レン
ズ４ａの倍率は０．０７６に設定される。
平行光として入射するため、波長４０５ｎｍの光に対す
る対物レンズ４ａの倍率は０である。これに対し、対物
レンズ４ａに平行光として入射した波長６５０ｎｍの光
が厚さ０．６ｍｍの基板を透過する際には球面収差が残
留する。対物レンズ４ａに発散光として波長６５０ｎｍ
の光を入射させると、対物レンズ４ａの倍率変化に伴う
新たな球面収差が生じ、これが残留する球面収差を低減
する方向に働く。波長６５０ｎｍの光に対する対物レン
ズ４ａの倍率は０．０７６に設定される。
【０１６３】また、対物レンズ４ａに平行光として入射
した波長７８０ｎｍの光が厚さ１．２ｍｍの基板を透過
する際には球面収差が残留する。対物レンズ４ａに発散
光として波長７８０ｎｍの光を入射させると、対物レン
ズ４ａの倍率変化に伴う新たな球面収差が生じ、これが
残留する球面収差を低減する方向に働く。波長７８０ｎ
ｍの光に対する対物レンズ４ａの倍率は、０．０９６に
設定される。
した波長７８０ｎｍの光が厚さ１．２ｍｍの基板を透過
する際には球面収差が残留する。対物レンズ４ａに発散
光として波長７８０ｎｍの光を入射させると、対物レン
ズ４ａの倍率変化に伴う新たな球面収差が生じ、これが
残留する球面収差を低減する方向に働く。波長７８０ｎ
ｍの光に対する対物レンズ４ａの倍率は、０．０９６に
設定される。
【０１６４】ここで、物点から対物レンズ４ａの所定の
高さｒに向かう近軸光線が対物レンズ４ａの光軸となす
角をθｏ、対物レンズ４ａの所定の高さｒから像点に向
かう近軸光線が対物レンズ４ａの光軸となす角をθｉと
すると、対物レンズ４ａの倍率は、ｔａｎθｏ／ｔａｎ
θｉで与えられる。
高さｒに向かう近軸光線が対物レンズ４ａの光軸となす
角をθｏ、対物レンズ４ａの所定の高さｒから像点に向
かう近軸光線が対物レンズ４ａの光軸となす角をθｉと
すると、対物レンズ４ａの倍率は、ｔａｎθｏ／ｔａｎ
θｉで与えられる。
【０１６５】物点から対物レンズ４ａの物体側主点まで
の距離をｌｏ、対物レンズ４ａの像側主点から像点まで
の距離をｌｉとすると、ｔａｎθｏ＝ｒ／ｌｏ、ｔａｎ
θｉ＝ｒ／ｌｉとなる。波長４０５ｎｍの光は、対物レ
ンズ４ａに平行光として入射するためθｏ＝０、ｌｏ＝
∞であり、対物レンズ４ａの倍率は０となる。
の距離をｌｏ、対物レンズ４ａの像側主点から像点まで
の距離をｌｉとすると、ｔａｎθｏ＝ｒ／ｌｏ、ｔａｎ
θｉ＝ｒ／ｌｉとなる。波長４０５ｎｍの光は、対物レ
ンズ４ａに平行光として入射するためθｏ＝０、ｌｏ＝
∞であり、対物レンズ４ａの倍率は０となる。
【０１６６】波長６５０ｎｍの光は、対物レンズ４ａに
発散光として入射するためθｏ≠０、ｌｏは有限であ
る。このときのｌｏの値すなわち物点の位置は、対物レ
ンズ４ａの倍率が０．０７６となるように定められる。
波長７８０ｎｍの光は、対物レンズ４ａに発散光として
入射するためθｏ≠０、ｌｏは有限である。このときの
ｌｏの値すなわち物点の位置は、対物レンズ４ａの倍率
が０．０９６となるように定められる。
発散光として入射するためθｏ≠０、ｌｏは有限であ
る。このときのｌｏの値すなわち物点の位置は、対物レ
ンズ４ａの倍率が０．０７６となるように定められる。
波長７８０ｎｍの光は、対物レンズ４ａに発散光として
入射するためθｏ≠０、ｌｏは有限である。このときの
ｌｏの値すなわち物点の位置は、対物レンズ４ａの倍率
が０．０９６となるように定められる。
【０１６７】図９（ａ）は、波長選択フィルタ３ｂの一
方の面から見た平面図である。図９（ｂ）は、波長選択
フィルタ３ｂの他方の面から見た平面図である。図９
（ｃ）は、波長選択フィルタ３ｂの断面図である。波長
選択フィルタ３ｂには、ガラス基板８ａ上に同心円状の
位相フィルタパタン６ａが形成されている。また、ガラ
ス基板８ｂ上に誘電体多層膜７ｃ、７ｄ、７ｅが形成さ
れている。波長選択フィルタ３ｂは、ガラス基板８ａの
位相フィルタパタン６ａが形成されていない面と、ガラ
ス基板８ｂの誘電体多層膜７ｃ、７ｄ、７ｅが形成され
ていない面とが接着剤により貼り合わされた構成であ
る。
方の面から見た平面図である。図９（ｂ）は、波長選択
フィルタ３ｂの他方の面から見た平面図である。図９
（ｃ）は、波長選択フィルタ３ｂの断面図である。波長
選択フィルタ３ｂには、ガラス基板８ａ上に同心円状の
位相フィルタパタン６ａが形成されている。また、ガラ
ス基板８ｂ上に誘電体多層膜７ｃ、７ｄ、７ｅが形成さ
れている。波長選択フィルタ３ｂは、ガラス基板８ａの
位相フィルタパタン６ａが形成されていない面と、ガラ
ス基板８ｂの誘電体多層膜７ｃ、７ｄ、７ｅが形成され
ていない面とが接着剤により貼り合わされた構成であ
る。
【０１６８】図中に点線で示す対物レンズ４ａの有効径
を２ａとしたとき、位相フィルタパタン６ａは、これよ
り小さい直径２ｂの円形の領域内にのみ形成されてい
る。位相フィルタパタン６ａの断面は、図９（ｃ）のよ
うな４レベルの階段状である。位相フィルタパタン６ａ
の各段の高さは、各段におけるパタンのある部分とない
部分とを通る光の位相差が波長４０５ｎｍに対して２π
（０と等価）となるように設定されている。このとき、
この位相差は、波長６５０ｎｍ、７８０ｎｍに対しては
それぞれ１．２５π（−０．７５πと等価）、１．０４
π（−０．９６πと等価）となる。
を２ａとしたとき、位相フィルタパタン６ａは、これよ
り小さい直径２ｂの円形の領域内にのみ形成されてい
る。位相フィルタパタン６ａの断面は、図９（ｃ）のよ
うな４レベルの階段状である。位相フィルタパタン６ａ
の各段の高さは、各段におけるパタンのある部分とない
部分とを通る光の位相差が波長４０５ｎｍに対して２π
（０と等価）となるように設定されている。このとき、
この位相差は、波長６５０ｎｍ、７８０ｎｍに対しては
それぞれ１．２５π（−０．７５πと等価）、１．０４
π（−０．９６πと等価）となる。
【０１６９】従って、位相フィルタパタン６ａは、波長
４０５ｎｍの光に対しては位相分布を変化させず、波長
６５０ｎｍ、７８０ｎｍの光に対しては位相分布を変化
させる。波長選択フィルタ３ｂを用いない場合、対物レ
ンズ４ａの倍率を０．０７６に設定することにより、対
物レンズ４ａに平行光として入射した波長６５０ｎｍの
光が厚さ０．６ｍｍの基板を透過する際に残留する球面
収差が低減される。位相フィルタパタン６ａは、波長６
５０ｎｍの光に対する位相分布の変化が対物レンズ４ａ
の倍率０．０７６におけるこの低減後の球面収差をさら
に低減するように設計されている。
４０５ｎｍの光に対しては位相分布を変化させず、波長
６５０ｎｍ、７８０ｎｍの光に対しては位相分布を変化
させる。波長選択フィルタ３ｂを用いない場合、対物レ
ンズ４ａの倍率を０．０７６に設定することにより、対
物レンズ４ａに平行光として入射した波長６５０ｎｍの
光が厚さ０．６ｍｍの基板を透過する際に残留する球面
収差が低減される。位相フィルタパタン６ａは、波長６
５０ｎｍの光に対する位相分布の変化が対物レンズ４ａ
の倍率０．０７６におけるこの低減後の球面収差をさら
に低減するように設計されている。
【０１７０】一方、誘電体多層膜７ｃは、直径２ｂより
さらに小さい直径２ｃの円形の領域内にのみ形成されて
いる。誘電体多層膜７ｄは、直径２ｃの円形の領域外か
つ直径２ｂの円形の領域内にのみ形成されている。誘電
体多層膜７ｅは、直径２ｂの円形の領域外にのみ形成さ
れている。誘電体多層膜７ｃは、波長４０５ｎｍの光、
波長６５０ｎｍの光、波長７８０ｎｍの光を全て透過さ
せる働きをする。誘電体多層膜７ｄは、波長４０５ｎｍ
の光、波長６５０ｎｍの光を全て透過させ、波長７８０
ｎｍの光を全て反射させる働きをする。誘電体多層膜７
ｅは、波長４０５ｎｍの光を全て透過させ、波長６５０
ｎｍの光、波長７８０ｎｍの光を全て反射させる働きを
する。
さらに小さい直径２ｃの円形の領域内にのみ形成されて
いる。誘電体多層膜７ｄは、直径２ｃの円形の領域外か
つ直径２ｂの円形の領域内にのみ形成されている。誘電
体多層膜７ｅは、直径２ｂの円形の領域外にのみ形成さ
れている。誘電体多層膜７ｃは、波長４０５ｎｍの光、
波長６５０ｎｍの光、波長７８０ｎｍの光を全て透過さ
せる働きをする。誘電体多層膜７ｄは、波長４０５ｎｍ
の光、波長６５０ｎｍの光を全て透過させ、波長７８０
ｎｍの光を全て反射させる働きをする。誘電体多層膜７
ｅは、波長４０５ｎｍの光を全て透過させ、波長６５０
ｎｍの光、波長７８０ｎｍの光を全て反射させる働きを
する。
【０１７１】また、波長４０５ｎｍに対し、誘電体多層
膜７ｃを透過する光と誘電体多層膜７ｄを透過する光と
誘電体多層膜７ｅを透過する光の位相差は２πの整数倍
に調整されている。波長６５０ｎｍに対し、誘電体多層
膜７ｃを透過する光と誘電体多層膜７ｄを透過する光の
位相差は２πの整数倍に調整されている。すなわち、波
長選択フィルタ３ｂにおいて、波長４０５ｎｍの光は全
て透過し、波長６５０ｎｍの光は直径２ｂの円形の領域
内では全て透過し、直径２ｂの円形の領域外では全て反
射される。波長７８０ｎｍの光は、直径２ｃの円形の領
域内では全て透過し、直径２ｃの円形の領域外では全て
反射される。
膜７ｃを透過する光と誘電体多層膜７ｄを透過する光と
誘電体多層膜７ｅを透過する光の位相差は２πの整数倍
に調整されている。波長６５０ｎｍに対し、誘電体多層
膜７ｃを透過する光と誘電体多層膜７ｄを透過する光の
位相差は２πの整数倍に調整されている。すなわち、波
長選択フィルタ３ｂにおいて、波長４０５ｎｍの光は全
て透過し、波長６５０ｎｍの光は直径２ｂの円形の領域
内では全て透過し、直径２ｂの円形の領域外では全て反
射される。波長７８０ｎｍの光は、直径２ｃの円形の領
域内では全て透過し、直径２ｃの円形の領域外では全て
反射される。
【０１７２】従って、対物レンズ４ａの焦点距離をｆａ
とすると、波長４０５ｎｍ、６５０ｎｍ、７８０ｎｍの
光に対する実効的な開口数はそれぞれａ／ｆａ、ｂ／ｆ
ａ、ｃ／ｆａで与えられる。例えばａ／ｆａ＝０．７、
ｂ／ｆａ＝０．６、ｃ／ｆａ＝０．４５に設定される。
とすると、波長４０５ｎｍ、６５０ｎｍ、７８０ｎｍの
光に対する実効的な開口数はそれぞれａ／ｆａ、ｂ／ｆ
ａ、ｃ／ｆａで与えられる。例えばａ／ｆａ＝０．７、
ｂ／ｆａ＝０．６、ｃ／ｆａ＝０．４５に設定される。
【０１７３】光学系１ａの構成は、図３（ａ）に示す通
りである。光学系１ａに備えられた光検出器１５ａの構
成は、図３（ｂ）に示す通りである。また、光学系１ｂ
の構成は、図４（ａ）に示す通りである。光学系１ｂに
備えられた光検出器１５ｂの構成は、図４（ｂ）に示す
通りである。
りである。光学系１ａに備えられた光検出器１５ａの構
成は、図３（ｂ）に示す通りである。また、光学系１ｂ
の構成は、図４（ａ）に示す通りである。光学系１ｂに
備えられた光検出器１５ｂの構成は、図４（ｂ）に示す
通りである。
【０１７４】図１０（ａ）に光学系１ｃの構成を示す。
波長７８０ｎｍの半導体レーザ９ｃからの出射光は、回
折光学素子２０により０次光、±１次回折光の３つの光
に分割される。これらの光は、コリメータレンズ１０ｃ
で平行光化され、ハーフミラー１８ｂを約５０％が透過
し、凹レンズ１９ｂを透過して平行光から発散光に変換
されてディスク５ｃに向かう。ディスク５ｃからの３つ
の反射光は、凹レンズ１９ｂを透過して収束光から平行
光に変換され、ハーフミラー１８ｂで約５０％が反射さ
れ、円筒レンズ１３ｃ、レンズ１４ｃを透過して光検出
器１５ｃで受光される。光検出器１５ｃは、円筒レンズ
１３ｃ、レンズ１４ｃの２つの焦線の中間に設置されて
いる。
波長７８０ｎｍの半導体レーザ９ｃからの出射光は、回
折光学素子２０により０次光、±１次回折光の３つの光
に分割される。これらの光は、コリメータレンズ１０ｃ
で平行光化され、ハーフミラー１８ｂを約５０％が透過
し、凹レンズ１９ｂを透過して平行光から発散光に変換
されてディスク５ｃに向かう。ディスク５ｃからの３つ
の反射光は、凹レンズ１９ｂを透過して収束光から平行
光に変換され、ハーフミラー１８ｂで約５０％が反射さ
れ、円筒レンズ１３ｃ、レンズ１４ｃを透過して光検出
器１５ｃで受光される。光検出器１５ｃは、円筒レンズ
１３ｃ、レンズ１４ｃの２つの焦線の中間に設置されて
いる。
【０１７５】図１０（ｂ）に光検出器１５ｃの構成を示
す。ディスク５ｃからの３つの反射光のうち回折光学素
子２０からの０次光は、４分割された受光部１７ｉ〜１
７ｌ上に光スポット１６ｃを形成する。回折光学素子２
０からの＋１次回折光は、受光部１７ｍ上に光スポット
１６ｄを形成する。回折光学素子２０からの−１次回折
光は受光部１７ｎ上に光スポット１６ｅを形成する。
す。ディスク５ｃからの３つの反射光のうち回折光学素
子２０からの０次光は、４分割された受光部１７ｉ〜１
７ｌ上に光スポット１６ｃを形成する。回折光学素子２
０からの＋１次回折光は、受光部１７ｍ上に光スポット
１６ｄを形成する。回折光学素子２０からの−１次回折
光は受光部１７ｎ上に光スポット１６ｅを形成する。
【０１７６】受光部１７ｉ〜１７ｎからの出力をそれぞ
れＶ１７ｉ〜Ｖ１７ｎで表わすと、フォーカス誤差信号
は、公知の非点収差法により（Ｖ１７ｉ＋Ｖ１７ｌ）−
（Ｖ１７ｊ＋Ｖ１７ｋ）の演算から得られる。トラック
誤差信号は、公知の３ビーム法によりＶ１７ｍ−Ｖ１７
ｎの演算から得られる。ディスク５ｃからのＲＦ信号
は、Ｖ１７ｉ＋Ｖ１７ｊ＋Ｖ１７ｋ＋Ｖ１７ｌの演算か
ら得られる。
れＶ１７ｉ〜Ｖ１７ｎで表わすと、フォーカス誤差信号
は、公知の非点収差法により（Ｖ１７ｉ＋Ｖ１７ｌ）−
（Ｖ１７ｊ＋Ｖ１７ｋ）の演算から得られる。トラック
誤差信号は、公知の３ビーム法によりＶ１７ｍ−Ｖ１７
ｎの演算から得られる。ディスク５ｃからのＲＦ信号
は、Ｖ１７ｉ＋Ｖ１７ｊ＋Ｖ１７ｋ＋Ｖ１７ｌの演算か
ら得られる。
【０１７７】波長選択フィルタ３ｂにおける位相フィル
タパタン６ａの設計結果は、図５に示す通りである。ま
た、波長６５０ｎｍの光に対する波面収差の標準偏差が
最小になる最良像面の位置における波面収差の計算結果
は、図６に示す通りである。
タパタン６ａの設計結果は、図５に示す通りである。ま
た、波長６５０ｎｍの光に対する波面収差の標準偏差が
最小になる最良像面の位置における波面収差の計算結果
は、図６に示す通りである。
【０１７８】図１１に、波長７８０ｎｍの光に対する波
面収差の標準偏差が最小になる最良像面の位置における
波面収差の計算結果を示す。図１１（ａ）は、対物レン
ズ４ａの倍率変化を用いて波長選択フィルタ３ｂを用い
ない場合である。図１１（ｂ）は、対物レンズ４ａの倍
率変化を用いてさらに波長選択フィルタ３ｂを用いた場
合である。図中の横軸は波面収差、縦軸は対物レンズ４
ａの焦点距離で規格化した対物レンズ４ａへの入射光の
高さである。
面収差の標準偏差が最小になる最良像面の位置における
波面収差の計算結果を示す。図１１（ａ）は、対物レン
ズ４ａの倍率変化を用いて波長選択フィルタ３ｂを用い
ない場合である。図１１（ｂ）は、対物レンズ４ａの倍
率変化を用いてさらに波長選択フィルタ３ｂを用いた場
合である。図中の横軸は波面収差、縦軸は対物レンズ４
ａの焦点距離で規格化した対物レンズ４ａへの入射光の
高さである。
【０１７９】波面収差の標準偏差は、対物レンズ４ａの
倍率変化を用いてさらに波長選択フィルタ３ｂを用いる
ことにより０．０２１λに低減される。この値は、マレ
シャルの規範として知られている波面収差の標準偏差の
許容値である０．０７λを下回っている。また、図５に
示すように、位相フィルタパタン６ａを構成する同心円
状の領域の数が５と少ないため各領域の幅が広くなる。
対物レンズ４ａの焦点距離を例えば２．５７ｍｍとする
と、最も外側の領域の幅は約５９．１μｍになる。従っ
て、上記のような各領域の幅が広い位相フィルタパタン
６ａを有する波長選択フィルタ３ｂを所望の精度で作製
することは極めて容易である。
倍率変化を用いてさらに波長選択フィルタ３ｂを用いる
ことにより０．０２１λに低減される。この値は、マレ
シャルの規範として知られている波面収差の標準偏差の
許容値である０．０７λを下回っている。また、図５に
示すように、位相フィルタパタン６ａを構成する同心円
状の領域の数が５と少ないため各領域の幅が広くなる。
対物レンズ４ａの焦点距離を例えば２．５７ｍｍとする
と、最も外側の領域の幅は約５９．１μｍになる。従っ
て、上記のような各領域の幅が広い位相フィルタパタン
６ａを有する波長選択フィルタ３ｂを所望の精度で作製
することは極めて容易である。
【０１８０】波長選択フィルタ３ｂにおける誘電体多層
膜７ｃ、７ｄ、７ｅは、いずれも例えば二酸化チタンを
材質とする高屈折率層と、例えば二酸化シリコンを材質
とする低屈折率層とを交互に積層した構成である。図７
（ａ）に誘電体多層膜７ｃ、７ｄ、７ｅに対する透過率
の波長依存性の設計結果、図７（ｂ）に誘電体多層膜７
ｃ、７ｄ、７ｅに対する透過光の位相の波長依存性の設
計結果を示す。図中の実線、点線、一点鎖線は、それぞ
れ誘電体多層膜７ｃ、７ｄ、７ｅに対する設計結果であ
る。
膜７ｃ、７ｄ、７ｅは、いずれも例えば二酸化チタンを
材質とする高屈折率層と、例えば二酸化シリコンを材質
とする低屈折率層とを交互に積層した構成である。図７
（ａ）に誘電体多層膜７ｃ、７ｄ、７ｅに対する透過率
の波長依存性の設計結果、図７（ｂ）に誘電体多層膜７
ｃ、７ｄ、７ｅに対する透過光の位相の波長依存性の設
計結果を示す。図中の実線、点線、一点鎖線は、それぞ
れ誘電体多層膜７ｃ、７ｄ、７ｅに対する設計結果であ
る。
【０１８１】図７（ａ）より、誘電体多層膜７ｃは、波
長４０５ｎｍの光、波長６５０ｎｍの光、波長７８０ｎ
ｍの光を全て透過させる。誘電体多層膜７ｄは、波長４
０５ｎｍの光、波長６５０ｎｍの光を全て透過させ、波
長７８０ｎｍの光を全て反射させる。誘電体多層膜７ｅ
は、波長４０５ｎｍの光を全て透過させ、波長６５０ｎ
ｍの光、波長７８０ｎｍの光を全て反射させることがわ
かる。
長４０５ｎｍの光、波長６５０ｎｍの光、波長７８０ｎ
ｍの光を全て透過させる。誘電体多層膜７ｄは、波長４
０５ｎｍの光、波長６５０ｎｍの光を全て透過させ、波
長７８０ｎｍの光を全て反射させる。誘電体多層膜７ｅ
は、波長４０５ｎｍの光を全て透過させ、波長６５０ｎ
ｍの光、波長７８０ｎｍの光を全て反射させることがわ
かる。
【０１８２】また、図７（ｂ）より、波長４０５ｎｍに
対し、誘電体多層膜７ｃ、７ｄ、７ｅの透過光の位相が
一致していることから、透過光の位相差が２πの整数倍
に調整されていることがわかる。また、波長６５０ｎｍ
に対し、誘電体多層膜７ｃ、７ｄの透過光の位相が一致
していることから、透過光の位相差が２πの整数倍に調
整されていることがわかる。
対し、誘電体多層膜７ｃ、７ｄ、７ｅの透過光の位相が
一致していることから、透過光の位相差が２πの整数倍
に調整されていることがわかる。また、波長６５０ｎｍ
に対し、誘電体多層膜７ｃ、７ｄの透過光の位相が一致
していることから、透過光の位相差が２πの整数倍に調
整されていることがわかる。
【０１８３】誘電体多層膜の各層の厚さを厚くすると、
図７（ａ）に示す透過率の波長依存性の曲線、図７
（ｂ）に示す透過光の位相の波長依存性の曲線は、共に
右側にシフトする。これに対して、各層の厚さを薄くす
ると、図７（ａ）に示す透過率の波長依存性の曲線、図
７（ｂ）に示す透過光の位相の波長依存性の曲線は、共
に左側にシフトする。
図７（ａ）に示す透過率の波長依存性の曲線、図７
（ｂ）に示す透過光の位相の波長依存性の曲線は、共に
右側にシフトする。これに対して、各層の厚さを薄くす
ると、図７（ａ）に示す透過率の波長依存性の曲線、図
７（ｂ）に示す透過光の位相の波長依存性の曲線は、共
に左側にシフトする。
【０１８４】また、誘電体多層膜の層数を増やすと、図
７（ａ）に示す透過率の波長依存性の曲線、図７（ｂ）
に示す透過光の位相の波長依存性の曲線は、共に傾きが
急になる。これに対し、層数を減らすと、図７（ａ）に
示す透過率の波長依存性の曲線、図７（ｂ）に示す透過
光の位相の波長依存性の曲線は、共に傾きが緩やかにな
る。
７（ａ）に示す透過率の波長依存性の曲線、図７（ｂ）
に示す透過光の位相の波長依存性の曲線は、共に傾きが
急になる。これに対し、層数を減らすと、図７（ａ）に
示す透過率の波長依存性の曲線、図７（ｂ）に示す透過
光の位相の波長依存性の曲線は、共に傾きが緩やかにな
る。
【０１８５】従って、誘電体多層膜７ｃに関しては、波
長４０５ｎｍ、６５０ｎｍ、７８０ｎｍにおける透過率
がほぼ１００％となる範囲内で各層の厚さおよび層数を
変化させる。誘電体多層膜７ｄに関しては、波長４０５
ｎｍ、６５０ｎｍにおける透過率がほぼ１００％、波長
７８０ｎｍにおける透過率がほぼ０％となる範囲内で各
層の厚さおよび層数を変化させる。誘電体多層膜７ｅに
関しては、波長４０５ｎｍにおける透過率がほぼ１００
％、波長６５０ｎｍ、７８０ｎｍにおける透過率がほぼ
０％となる範囲内で各層の厚さおよび層数を変化させ
る。波長４０５ｎｍにおける誘電体多層膜７ｃ、７ｄ、
７ｅの透過光の位相が一致し、波長６５０ｎｍにおける
誘電体多層膜７ｃ、７ｄの透過光の位相が一致するよう
に調整する。
長４０５ｎｍ、６５０ｎｍ、７８０ｎｍにおける透過率
がほぼ１００％となる範囲内で各層の厚さおよび層数を
変化させる。誘電体多層膜７ｄに関しては、波長４０５
ｎｍ、６５０ｎｍにおける透過率がほぼ１００％、波長
７８０ｎｍにおける透過率がほぼ０％となる範囲内で各
層の厚さおよび層数を変化させる。誘電体多層膜７ｅに
関しては、波長４０５ｎｍにおける透過率がほぼ１００
％、波長６５０ｎｍ、７８０ｎｍにおける透過率がほぼ
０％となる範囲内で各層の厚さおよび層数を変化させ
る。波長４０５ｎｍにおける誘電体多層膜７ｃ、７ｄ、
７ｅの透過光の位相が一致し、波長６５０ｎｍにおける
誘電体多層膜７ｃ、７ｄの透過光の位相が一致するよう
に調整する。
【０１８６】これらの条件を満足することにより、上記
の設計が実現できる。波長４０５ｎｍにおいては一つの
誘電体多層膜の透過光の位相を基準にして残り二つの誘
電体多層膜の透過光の位相を調整すれば良い。従って、
誘電体多層膜の各層の厚さおよび層数という二つの自由
度があればこの調整は可能である。また、波長６５０ｎ
ｍにおいては一つの誘電体多層膜の透過光の位相を基準
にして残り一つの誘電体多層膜の透過光の位相を調整す
れば良い。従って、誘電体多層膜の各層の厚さという一
つの自由度があればこの調整は可能である。
の設計が実現できる。波長４０５ｎｍにおいては一つの
誘電体多層膜の透過光の位相を基準にして残り二つの誘
電体多層膜の透過光の位相を調整すれば良い。従って、
誘電体多層膜の各層の厚さおよび層数という二つの自由
度があればこの調整は可能である。また、波長６５０ｎ
ｍにおいては一つの誘電体多層膜の透過光の位相を基準
にして残り一つの誘電体多層膜の透過光の位相を調整す
れば良い。従って、誘電体多層膜の各層の厚さという一
つの自由度があればこの調整は可能である。
【０１８７】図１、図８に示す実施の形態においては、
波長選択フィルタ３ａ、３ｂは、対物レンズ４ａと共に
アクチュエータによりフォーカシング方向、トラッキン
グ方向に駆動される。対物レンズ４ａのみがアクチュエ
ータによりフォーカシング方向、トラッキング方向に駆
動される場合、波長選択フィルタ３ａ、３ｂにおける位
相フィルタパタン６ａの中心と対物レンズ４ａの中心が
フォーカシング方向、トラッキング方向にずれる。よっ
て、対物レンズ４ａに発散光として入射し位相フィルタ
パタン６ａで位相分布の変化を受ける光に収差が生じる
ことになる。しかしながら、波長選択フィルタ３ａ、３
ｂが対物レンズ４ａと共にアクチュエータによりフォー
カシング方向、トラッキング方向に駆動される場合、こ
のような収差は生じない。
波長選択フィルタ３ａ、３ｂは、対物レンズ４ａと共に
アクチュエータによりフォーカシング方向、トラッキン
グ方向に駆動される。対物レンズ４ａのみがアクチュエ
ータによりフォーカシング方向、トラッキング方向に駆
動される場合、波長選択フィルタ３ａ、３ｂにおける位
相フィルタパタン６ａの中心と対物レンズ４ａの中心が
フォーカシング方向、トラッキング方向にずれる。よっ
て、対物レンズ４ａに発散光として入射し位相フィルタ
パタン６ａで位相分布の変化を受ける光に収差が生じる
ことになる。しかしながら、波長選択フィルタ３ａ、３
ｂが対物レンズ４ａと共にアクチュエータによりフォー
カシング方向、トラッキング方向に駆動される場合、こ
のような収差は生じない。
【０１８８】図１、図８に示す実施の形態においては、
波長選択フィルタ３ａ、３ｂの法線は、対物レンズ４ａ
の光軸に対して僅かに傾いている。波長選択フィルタ３
ａ、３ｂの法線が対物レンズ４ａの光軸に対して平行な
場合、波長選択フィルタ３ａ、３ｂで反射された迷光が
光学系１ａ、１ｂ、１ｃに備えられた光検出器１５ａ、
１５ｂ、１５ｃに入射し、フォーカス誤差信号、トラッ
ク誤差信号にオフセットが生じる。しかしながら、波長
選択フィルタ３ａ、３ｂの法線が対物レンズ４ａの光軸
に対して僅かに傾いている場合、このようなオフセット
は生じない。
波長選択フィルタ３ａ、３ｂの法線は、対物レンズ４ａ
の光軸に対して僅かに傾いている。波長選択フィルタ３
ａ、３ｂの法線が対物レンズ４ａの光軸に対して平行な
場合、波長選択フィルタ３ａ、３ｂで反射された迷光が
光学系１ａ、１ｂ、１ｃに備えられた光検出器１５ａ、
１５ｂ、１５ｃに入射し、フォーカス誤差信号、トラッ
ク誤差信号にオフセットが生じる。しかしながら、波長
選択フィルタ３ａ、３ｂの法線が対物レンズ４ａの光軸
に対して僅かに傾いている場合、このようなオフセット
は生じない。
【０１８９】図２に示す波長選択フィルタ３ａ、図９に
示す波長選択フィルタ３ｂは、ガラス基板８ａ上に位相
フィルタパタン６ａが形成され、ガラス基板８ｂ上に誘
電体多層膜７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅが形成された
構成である。これに対し、位相フィルタパタンがガラス
またはプラスチックの成形により基板と一体で形成され
た構成も可能である。また、位相フィルタパタンまたは
誘電体多層膜が対物レンズ上に形成された構成も可能で
ある。
示す波長選択フィルタ３ｂは、ガラス基板８ａ上に位相
フィルタパタン６ａが形成され、ガラス基板８ｂ上に誘
電体多層膜７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅが形成された
構成である。これに対し、位相フィルタパタンがガラス
またはプラスチックの成形により基板と一体で形成され
た構成も可能である。また、位相フィルタパタンまたは
誘電体多層膜が対物レンズ上に形成された構成も可能で
ある。
【０１９０】（光ヘッド装置の第三の実施の形態）図１
２に本発明の光ヘッド装置の第三の実施の形態を示す。
光学系１ａおよび光学系１ｄは、半導体レーザと、ディ
スクからの反射光を受光する光検出器とを備えている。
光学系１ａ内の半導体レーザの波長は４０５ｎｍ、光学
系１ｄ内の半導体レーザの波長は６５０ｎｍである。干
渉フィルタ２ａは、波長４０５ｎｍの光を透過させ、波
長６５０ｎｍの光を反射させる働きをする。
２に本発明の光ヘッド装置の第三の実施の形態を示す。
光学系１ａおよび光学系１ｄは、半導体レーザと、ディ
スクからの反射光を受光する光検出器とを備えている。
光学系１ａ内の半導体レーザの波長は４０５ｎｍ、光学
系１ｄ内の半導体レーザの波長は６５０ｎｍである。干
渉フィルタ２ａは、波長４０５ｎｍの光を透過させ、波
長６５０ｎｍの光を反射させる働きをする。
【０１９１】光学系１ａ内の半導体レーザからの出射光
は、干渉フィルタ２ａ、開口制御素子２１ａを透過し、
平行光として対物レンズ４ａに入射し、基板厚さ０．１
ｍｍの次世代規格のディスク５ａ上に集光される。ディ
スク５ａからの反射光は、対物レンズ４ａ、開口制御素
子２１ａ、干渉フィルタ２ａを逆向きに透過し、光学系
１ａ内の光検出器で受光される。
は、干渉フィルタ２ａ、開口制御素子２１ａを透過し、
平行光として対物レンズ４ａに入射し、基板厚さ０．１
ｍｍの次世代規格のディスク５ａ上に集光される。ディ
スク５ａからの反射光は、対物レンズ４ａ、開口制御素
子２１ａ、干渉フィルタ２ａを逆向きに透過し、光学系
１ａ内の光検出器で受光される。
【０１９２】また、光学系１ｄ内の半導体レーザからの
出射光は、干渉フィルタ２ａで反射され、開口制御素子
２１ａを透過し、発散光として対物レンズ４ａに入射
し、基板厚さ０．６ｍｍのＤＶＤ規格のディスク５ｂ上
に集光される。ディスク５ｂからの反射光は、対物レン
ズ４ａ、開口制御素子２１ａを逆向きに透過し、干渉フ
ィルタ２ａで反射され、光学系１ｄ内の光検出器で受光
される。対物レンズ４ａは、対物レンズ４ａに平行光と
して入射した波長４０５ｎｍの光が厚さ０．１ｍｍの基
板を透過する際に生じる球面収差を打ち消す球面収差を
有する。
出射光は、干渉フィルタ２ａで反射され、開口制御素子
２１ａを透過し、発散光として対物レンズ４ａに入射
し、基板厚さ０．６ｍｍのＤＶＤ規格のディスク５ｂ上
に集光される。ディスク５ｂからの反射光は、対物レン
ズ４ａ、開口制御素子２１ａを逆向きに透過し、干渉フ
ィルタ２ａで反射され、光学系１ｄ内の光検出器で受光
される。対物レンズ４ａは、対物レンズ４ａに平行光と
して入射した波長４０５ｎｍの光が厚さ０．１ｍｍの基
板を透過する際に生じる球面収差を打ち消す球面収差を
有する。
【０１９３】波長４０５ｎｍの光は、対物レンズ４ａに
平行光として入射するため、波長４０５ｎｍの光に対す
る対物レンズ４ａの倍率は０である。これに対し、対物
レンズ４ａに平行光として入射した波長６５０ｎｍの光
が厚さ０．６ｍｍの基板を透過する際には球面収差が残
留する。対物レンズ４ａに発散光として波長６５０ｎｍ
の光を入射させると、対物レンズ４ａの倍率変化に伴う
新たな球面収差が生じ、これが残留する球面収差を低減
する方向に働く。
平行光として入射するため、波長４０５ｎｍの光に対す
る対物レンズ４ａの倍率は０である。これに対し、対物
レンズ４ａに平行光として入射した波長６５０ｎｍの光
が厚さ０．６ｍｍの基板を透過する際には球面収差が残
留する。対物レンズ４ａに発散光として波長６５０ｎｍ
の光を入射させると、対物レンズ４ａの倍率変化に伴う
新たな球面収差が生じ、これが残留する球面収差を低減
する方向に働く。
【０１９４】波長６５０ｎｍの光に対する対物レンズ４
ａの倍率は、０．０７６に設定される。ここで、物点か
ら対物レンズ４ａの所定の高さｒに向かう近軸光線が対
物レンズ４ａの光軸となす角をθｏ、対物レンズ４ａの
所定の高さｒから像点に向かう近軸光線が対物レンズ４
ａの光軸となす角をθｉとすると、対物レンズ４ａの倍
率は、ｔａｎθｏ／ｔａｎθｉで与えられる。物点から
対物レンズ４ａの物体側主点までの距離をｌｏ、対物レ
ンズ４ａの像側主点から像点までの距離をｌｉとする
と、ｔａｎθｏ＝ｒ／ｌｏ、ｔａｎθｉ＝ｒ／ｌｉとな
る。
ａの倍率は、０．０７６に設定される。ここで、物点か
ら対物レンズ４ａの所定の高さｒに向かう近軸光線が対
物レンズ４ａの光軸となす角をθｏ、対物レンズ４ａの
所定の高さｒから像点に向かう近軸光線が対物レンズ４
ａの光軸となす角をθｉとすると、対物レンズ４ａの倍
率は、ｔａｎθｏ／ｔａｎθｉで与えられる。物点から
対物レンズ４ａの物体側主点までの距離をｌｏ、対物レ
ンズ４ａの像側主点から像点までの距離をｌｉとする
と、ｔａｎθｏ＝ｒ／ｌｏ、ｔａｎθｉ＝ｒ／ｌｉとな
る。
【０１９５】波長４０５ｎｍの光は、対物レンズ４ａに
平行光として入射するためθｏ＝０、ｌｏ＝∞であり、
対物レンズ４ａの倍率は、０となる。波長６５０ｎｍの
光は、対物レンズ４ａに発散光として入射するためθｏ
≠０、ｌｏは有限であり、このときのｌｏの値すなわち
物点の位置は、対物レンズ４ａの倍率が０．０７６とな
るように定められる。
平行光として入射するためθｏ＝０、ｌｏ＝∞であり、
対物レンズ４ａの倍率は、０となる。波長６５０ｎｍの
光は、対物レンズ４ａに発散光として入射するためθｏ
≠０、ｌｏは有限であり、このときのｌｏの値すなわち
物点の位置は、対物レンズ４ａの倍率が０．０７６とな
るように定められる。
【０１９６】図１３（ａ）は、開口制御素子２１ａの平
面図、図１３（ｂ）は、開口制御素子２１ａの断面図で
ある。開口制御素子２１ａは、ガラス基板８ｂ上に誘電
体多層膜７ａ、７ｂが形成された構成である。図中に点
線で示す対物レンズ４ａの有効径を２ａとしたとき、誘
電体多層膜７ａは、これより小さい直径２ｂの円形の領
域内にのみ形成されている。誘電体多層膜７ｂは、直径
２ｂの円形の領域外にのみ形成されている。
面図、図１３（ｂ）は、開口制御素子２１ａの断面図で
ある。開口制御素子２１ａは、ガラス基板８ｂ上に誘電
体多層膜７ａ、７ｂが形成された構成である。図中に点
線で示す対物レンズ４ａの有効径を２ａとしたとき、誘
電体多層膜７ａは、これより小さい直径２ｂの円形の領
域内にのみ形成されている。誘電体多層膜７ｂは、直径
２ｂの円形の領域外にのみ形成されている。
【０１９７】誘電体多層膜７ａは、波長４０５ｎｍの
光、波長６５０ｎｍの光を全て透過させる働きをする。
誘電体多層膜７ｂは、波長４０５ｎｍの光を全て透過さ
せ、波長６５０ｎｍの光を全て反射させる働きをする。
また、波長４０５ｎｍに対し、誘電体多層膜７ａを透過
する光と誘電体多層膜７ｂを透過する光との位相差は、
２πの整数倍に調整されている。すなわち、開口制御素
子２１ａにおいて、波長４０５ｎｍの光は全て透過し、
波長６５０ｎｍの光は直径２ｂの円形の領域内では全て
透過し、直径２ｂの円形の領域外では全て反射される。
従って、対物レンズ４ａの焦点距離をｆａとすると、波
長４０５ｎｍ、６５０ｎｍの光に対する実効的な開口数
はそれぞれａ／ｆａ、ｂ／ｆａで与えられる。例えばａ
／ｆａ＝０．７、ｂ／ｆａ＝０．６に設定される。
光、波長６５０ｎｍの光を全て透過させる働きをする。
誘電体多層膜７ｂは、波長４０５ｎｍの光を全て透過さ
せ、波長６５０ｎｍの光を全て反射させる働きをする。
また、波長４０５ｎｍに対し、誘電体多層膜７ａを透過
する光と誘電体多層膜７ｂを透過する光との位相差は、
２πの整数倍に調整されている。すなわち、開口制御素
子２１ａにおいて、波長４０５ｎｍの光は全て透過し、
波長６５０ｎｍの光は直径２ｂの円形の領域内では全て
透過し、直径２ｂの円形の領域外では全て反射される。
従って、対物レンズ４ａの焦点距離をｆａとすると、波
長４０５ｎｍ、６５０ｎｍの光に対する実効的な開口数
はそれぞれａ／ｆａ、ｂ／ｆａで与えられる。例えばａ
／ｆａ＝０．７、ｂ／ｆａ＝０．６に設定される。
【０１９８】光学系１ａの構成は、図３（ａ）に示す通
りであり、光学系１ａに備えられた光検出器１５ａの構
成は、図３（ｂ）に示す通りである。
りであり、光学系１ａに備えられた光検出器１５ａの構
成は、図３（ｂ）に示す通りである。
【０１９９】図１４に光学系１ｄの構成を示す。波長６
５０ｎｍの半導体レーザ９ｂからの出射光は、コリメー
タレンズ１０ｂで平行光化され、ハーフミラー１８ａを
約５０％が透過し、球面収差補正素子２２ａ、凹レンズ
１９ａを透過して平行光から発散光に変換されてディス
ク５ｂに向かう。ディスク５ｂからの反射光は、凹レン
ズ１９ａ、球面収差補正素子２２ａを透過して収束光か
ら平行光に変換され、ハーフミラー１８ａで約５０％が
反射され、円筒レンズ１３ｂ、レンズ１４ｂを透過して
光検出器１５ｂで受光される。光検出器１５ｂは、円筒
レンズ１３ｂ、レンズ１４ｂの２つの焦線の中間に設置
されている。光学系１ｄに備えられた光検出器１５ｂの
構成は、図４（ｂ）に示す通りである。
５０ｎｍの半導体レーザ９ｂからの出射光は、コリメー
タレンズ１０ｂで平行光化され、ハーフミラー１８ａを
約５０％が透過し、球面収差補正素子２２ａ、凹レンズ
１９ａを透過して平行光から発散光に変換されてディス
ク５ｂに向かう。ディスク５ｂからの反射光は、凹レン
ズ１９ａ、球面収差補正素子２２ａを透過して収束光か
ら平行光に変換され、ハーフミラー１８ａで約５０％が
反射され、円筒レンズ１３ｂ、レンズ１４ｂを透過して
光検出器１５ｂで受光される。光検出器１５ｂは、円筒
レンズ１３ｂ、レンズ１４ｂの２つの焦線の中間に設置
されている。光学系１ｄに備えられた光検出器１５ｂの
構成は、図４（ｂ）に示す通りである。
【０２００】球面収差補正素子２２ａの一方の面は平
面、他方の面は非球面である。球面収差補正素子２２ａ
は、波長６５０ｎｍの光に対して位相分布を変化させ
る。球面収差補正素子２２ａを用いない場合、対物レン
ズ４ａの倍率を０．０７６に設定することにより、対物
レンズ４ａに平行光として入射した波長６５０ｎｍの光
が厚さ０．６ｍｍの基板を透過する際に残留する球面収
差が低減される。球面収差補正素子２２ａは、波長６５
０ｎｍの光に対する位相分布の変化が対物レンズ４ａの
倍率０．０７６におけるこの低減後の球面収差をほぼ完
全に補正するように設計されている。なお、球面収差補
正素子２２ａは、凹レンズ１９ａと一体化することも可
能である。
面、他方の面は非球面である。球面収差補正素子２２ａ
は、波長６５０ｎｍの光に対して位相分布を変化させ
る。球面収差補正素子２２ａを用いない場合、対物レン
ズ４ａの倍率を０．０７６に設定することにより、対物
レンズ４ａに平行光として入射した波長６５０ｎｍの光
が厚さ０．６ｍｍの基板を透過する際に残留する球面収
差が低減される。球面収差補正素子２２ａは、波長６５
０ｎｍの光に対する位相分布の変化が対物レンズ４ａの
倍率０．０７６におけるこの低減後の球面収差をほぼ完
全に補正するように設計されている。なお、球面収差補
正素子２２ａは、凹レンズ１９ａと一体化することも可
能である。
【０２０１】開口制御素子２１ａにおける誘電体多層膜
７ａ、７ｂは、いずれも例えば二酸化チタンを材質とす
る高屈折率層と、例えば二酸化シリコンを材質とする低
屈折率層とを交互に積層した構成である。誘電体多層膜
７ａ、７ｂに対する透過率の波長依存性の設計結果は、
図７（ａ）に示す通りである。誘電体多層膜７ａ、７ｂ
に対する透過光の位相の波長依存性の設計結果は、図７
（ｂ）に示す通りである。
７ａ、７ｂは、いずれも例えば二酸化チタンを材質とす
る高屈折率層と、例えば二酸化シリコンを材質とする低
屈折率層とを交互に積層した構成である。誘電体多層膜
７ａ、７ｂに対する透過率の波長依存性の設計結果は、
図７（ａ）に示す通りである。誘電体多層膜７ａ、７ｂ
に対する透過光の位相の波長依存性の設計結果は、図７
（ｂ）に示す通りである。
【０２０２】（光ヘッド装置の第四の実施の形態）図１
５に本発明の光ヘッド装置の第四の実施の形態を示す。
光学系１ａ、光学系１ｄおよび光学系１ｅは、半導体レ
ーザと、ディスクからの反射光を受光する光検出器とを
備えている。光学系１ａ内の半導体レーザの波長は４０
５ｎｍ、光学系１ｄ内の半導体レーザの波長は６５０ｎ
ｍ、光学系１ｅ内の半導体レーザの波長は７８０ｎｍで
ある。干渉フィルタ２ａは、波長４０５ｎｍの光を透過
させ、波長６５０ｎｍの光を反射させる働きをする。ま
た、干渉フィルタ２ｂは、波長４０５ｎｍ、６５０ｎｍ
の光を透過させ、波長７８０ｎｍの光を反射させる働き
をする。
５に本発明の光ヘッド装置の第四の実施の形態を示す。
光学系１ａ、光学系１ｄおよび光学系１ｅは、半導体レ
ーザと、ディスクからの反射光を受光する光検出器とを
備えている。光学系１ａ内の半導体レーザの波長は４０
５ｎｍ、光学系１ｄ内の半導体レーザの波長は６５０ｎ
ｍ、光学系１ｅ内の半導体レーザの波長は７８０ｎｍで
ある。干渉フィルタ２ａは、波長４０５ｎｍの光を透過
させ、波長６５０ｎｍの光を反射させる働きをする。ま
た、干渉フィルタ２ｂは、波長４０５ｎｍ、６５０ｎｍ
の光を透過させ、波長７８０ｎｍの光を反射させる働き
をする。
【０２０３】光学系１ａ内の半導体レーザからの出射光
は、干渉フィルタ２ａ、干渉フィルタ２ｂ、開口制御素
子２１ｂを透過し、平行光として対物レンズ４ａに入射
し、基板厚さ０．１ｍｍの次世代規格のディスク５ａ上
に集光される。ディスク５ａからの反射光は、対物レン
ズ４ａ、開口制御素子２１ｂ、干渉フィルタ２ｂ、干渉
フィルタ２ａを逆向きに透過し、光学系１ａ内の光検出
器で受光される。
は、干渉フィルタ２ａ、干渉フィルタ２ｂ、開口制御素
子２１ｂを透過し、平行光として対物レンズ４ａに入射
し、基板厚さ０．１ｍｍの次世代規格のディスク５ａ上
に集光される。ディスク５ａからの反射光は、対物レン
ズ４ａ、開口制御素子２１ｂ、干渉フィルタ２ｂ、干渉
フィルタ２ａを逆向きに透過し、光学系１ａ内の光検出
器で受光される。
【０２０４】また、光学系１ｄ内の半導体レーザからの
出射光は、干渉フィルタ２ａで反射され、干渉フィルタ
２ｂ、開口制御素子２１ｂを透過し、発散光として対物
レンズ４ａに入射し、基板厚さ０．６ｍｍのＤＶＤ規格
のディスク５ｂ上に集光される。ディスク５ｂからの反
射光は、対物レンズ４ａ、開口制御素子２１ｂ、干渉フ
ィルタ２ｂを逆向きに透過し、干渉フィルタ２ａで反射
され、光学系１ｄ内の光検出器で受光される。
出射光は、干渉フィルタ２ａで反射され、干渉フィルタ
２ｂ、開口制御素子２１ｂを透過し、発散光として対物
レンズ４ａに入射し、基板厚さ０．６ｍｍのＤＶＤ規格
のディスク５ｂ上に集光される。ディスク５ｂからの反
射光は、対物レンズ４ａ、開口制御素子２１ｂ、干渉フ
ィルタ２ｂを逆向きに透過し、干渉フィルタ２ａで反射
され、光学系１ｄ内の光検出器で受光される。
【０２０５】さらに、光学系１ｅ内の半導体レーザから
の出射光は、干渉フィルタ２ｂで反射され、開口制御素
子２１ｂを透過し、発散光として対物レンズ４ａに入射
し、基板厚さ１．２ｍｍのＣＤ規格のディスク５ｃ上に
集光される。ディスク５ｃからの反射光は、対物レンズ
４ａ、開口制御素子２１ｂを逆向きに透過し、干渉フィ
ルタ２ｂで反射され、光学系１ｅ内の光検出器で受光さ
れる。対物レンズ４ａは、対物レンズ４ａに平行光とし
て入射した波長４０５ｎｍの光が厚さ０．１ｍｍの基板
を透過する際に生じる球面収差を打ち消す球面収差を有
する。
の出射光は、干渉フィルタ２ｂで反射され、開口制御素
子２１ｂを透過し、発散光として対物レンズ４ａに入射
し、基板厚さ１．２ｍｍのＣＤ規格のディスク５ｃ上に
集光される。ディスク５ｃからの反射光は、対物レンズ
４ａ、開口制御素子２１ｂを逆向きに透過し、干渉フィ
ルタ２ｂで反射され、光学系１ｅ内の光検出器で受光さ
れる。対物レンズ４ａは、対物レンズ４ａに平行光とし
て入射した波長４０５ｎｍの光が厚さ０．１ｍｍの基板
を透過する際に生じる球面収差を打ち消す球面収差を有
する。
【０２０６】波長４０５ｎｍの光は、対物レンズ４ａに
平行光として入射するため、波長４０５ｎｍの光に対す
る対物レンズ４ａの倍率は、０である。これに対し、対
物レンズ４ａに平行光として入射した波長６５０ｎｍの
光が厚さ０．６ｍｍの基板を透過する際には球面収差が
残留する。対物レンズ４ａに発散光として波長６５０ｎ
ｍの光を入射させると、対物レンズ４ａの倍率変化に伴
う新たな球面収差が生じ、これが残留する球面収差を低
減する方向に働く。波長６５０ｎｍの光に対する対物レ
ンズ４ａの倍率は０．０７６に設定される。
平行光として入射するため、波長４０５ｎｍの光に対す
る対物レンズ４ａの倍率は、０である。これに対し、対
物レンズ４ａに平行光として入射した波長６５０ｎｍの
光が厚さ０．６ｍｍの基板を透過する際には球面収差が
残留する。対物レンズ４ａに発散光として波長６５０ｎ
ｍの光を入射させると、対物レンズ４ａの倍率変化に伴
う新たな球面収差が生じ、これが残留する球面収差を低
減する方向に働く。波長６５０ｎｍの光に対する対物レ
ンズ４ａの倍率は０．０７６に設定される。
【０２０７】また、対物レンズ４ａに平行光として入射
した波長７８０ｎｍの光が厚さ１．２ｍｍの基板を透過
する際には球面収差が残留する。対物レンズ４ａに発散
光として波長７８０ｎｍの光を入射させると、対物レン
ズ４ａの倍率変化に伴う新たな球面収差が生じ、これが
残留する球面収差を低減する方向に働く。波長７８０ｎ
ｍの光に対する対物レンズ４ａの倍率は０．０９６に設
定される。
した波長７８０ｎｍの光が厚さ１．２ｍｍの基板を透過
する際には球面収差が残留する。対物レンズ４ａに発散
光として波長７８０ｎｍの光を入射させると、対物レン
ズ４ａの倍率変化に伴う新たな球面収差が生じ、これが
残留する球面収差を低減する方向に働く。波長７８０ｎ
ｍの光に対する対物レンズ４ａの倍率は０．０９６に設
定される。
【０２０８】ここで、物点から対物レンズ４ａの所定の
高さｒに向かう近軸光線が対物レンズ４ａの光軸となす
角をθｏ、対物レンズ４ａの所定の高さｒから像点に向
かう近軸光線が対物レンズ４ａの光軸となす角をθｉと
すると、対物レンズ４ａの倍率はｔａｎθｏ／ｔａｎθ
ｉで与えられる。物点から対物レンズ４ａの物体側主点
までの距離をｌｏ、対物レンズ４ａの像側主点から像点
までの距離をｌｉとすると、ｔａｎθｏ＝ｒ／ｌｏ、ｔ
ａｎθｉ＝ｒ／ｌｉとなる。波長４０５ｎｍの光は対物
レンズ４ａに平行光として入射するためθｏ＝０、ｌｏ
＝∞であり、対物レンズ４ａの倍率は、０となる。
高さｒに向かう近軸光線が対物レンズ４ａの光軸となす
角をθｏ、対物レンズ４ａの所定の高さｒから像点に向
かう近軸光線が対物レンズ４ａの光軸となす角をθｉと
すると、対物レンズ４ａの倍率はｔａｎθｏ／ｔａｎθ
ｉで与えられる。物点から対物レンズ４ａの物体側主点
までの距離をｌｏ、対物レンズ４ａの像側主点から像点
までの距離をｌｉとすると、ｔａｎθｏ＝ｒ／ｌｏ、ｔ
ａｎθｉ＝ｒ／ｌｉとなる。波長４０５ｎｍの光は対物
レンズ４ａに平行光として入射するためθｏ＝０、ｌｏ
＝∞であり、対物レンズ４ａの倍率は、０となる。
【０２０９】波長６５０ｎｍの光は、対物レンズ４ａに
発散光として入射するためθｏ≠０、ｌｏは有限であ
り、このときのｌｏの値すなわち物点の位置は、対物レ
ンズ４ａの倍率が０．０７６となるように定められる。
波長７８０ｎｍの光は、対物レンズ４ａに発散光として
入射するためθｏ≠０、ｌｏは有限であり、このときの
ｌｏの値すなわち物点の位置は、対物レンズ４ａの倍率
が０．０９６となるように定められる。
発散光として入射するためθｏ≠０、ｌｏは有限であ
り、このときのｌｏの値すなわち物点の位置は、対物レ
ンズ４ａの倍率が０．０７６となるように定められる。
波長７８０ｎｍの光は、対物レンズ４ａに発散光として
入射するためθｏ≠０、ｌｏは有限であり、このときの
ｌｏの値すなわち物点の位置は、対物レンズ４ａの倍率
が０．０９６となるように定められる。
【０２１０】図１６（ａ）は、開口制御素子２１ｂの平
面図である。図１６（ｂ）は、開口制御素子２１ｂの断
面図である。開口制御素子２１ｂは、ガラス基板８ｂ上
に誘電体多層膜７ｃ、７ｄ、７ｅが形成された構成であ
る。図中に点線で示す対物レンズ４ａの有効径を２ａと
したとき、誘電体多層膜７ｃは、これより小さい直径２
ｂよりさらに小さい直径２ｃの円形の領域内にのみ形成
されている。誘電体多層膜７ｄは、直径２ｃの円形の領
域外かつ直径２ｂの円形の領域内にのみ形成されてい
る。誘電体多層膜７ｅは、直径２ｂの円形の領域外にの
み形成されている。
面図である。図１６（ｂ）は、開口制御素子２１ｂの断
面図である。開口制御素子２１ｂは、ガラス基板８ｂ上
に誘電体多層膜７ｃ、７ｄ、７ｅが形成された構成であ
る。図中に点線で示す対物レンズ４ａの有効径を２ａと
したとき、誘電体多層膜７ｃは、これより小さい直径２
ｂよりさらに小さい直径２ｃの円形の領域内にのみ形成
されている。誘電体多層膜７ｄは、直径２ｃの円形の領
域外かつ直径２ｂの円形の領域内にのみ形成されてい
る。誘電体多層膜７ｅは、直径２ｂの円形の領域外にの
み形成されている。
【０２１１】誘電体多層膜７ｃは、波長４０５ｎｍの
光、波長６５０ｎｍの光、波長７８０ｎｍの光を全て透
過させる働きをする。誘電体多層膜７ｄは、波長４０５
ｎｍの光、波長６５０ｎｍの光を全て透過させ、波長７
８０ｎｍの光を全て反射させる働きをする。誘電体多層
膜７ｅは、波長４０５ｎｍの光を全て透過させ、波長６
５０ｎｍの光、波長７８０ｎｍの光を全て反射させる働
きをする。また、波長４０５ｎｍに対し、誘電体多層膜
７ｃを透過する光と誘電体多層膜７ｄを透過する光と誘
電体多層膜７ｅを透過する光との位相差は２πの整数倍
に調整されている。波長６５０ｎｍに対し、誘電体多層
膜７ｃを透過する光と誘電体多層膜７ｄを透過する光と
の位相差は２πの整数倍に調整されている。
光、波長６５０ｎｍの光、波長７８０ｎｍの光を全て透
過させる働きをする。誘電体多層膜７ｄは、波長４０５
ｎｍの光、波長６５０ｎｍの光を全て透過させ、波長７
８０ｎｍの光を全て反射させる働きをする。誘電体多層
膜７ｅは、波長４０５ｎｍの光を全て透過させ、波長６
５０ｎｍの光、波長７８０ｎｍの光を全て反射させる働
きをする。また、波長４０５ｎｍに対し、誘電体多層膜
７ｃを透過する光と誘電体多層膜７ｄを透過する光と誘
電体多層膜７ｅを透過する光との位相差は２πの整数倍
に調整されている。波長６５０ｎｍに対し、誘電体多層
膜７ｃを透過する光と誘電体多層膜７ｄを透過する光と
の位相差は２πの整数倍に調整されている。
【０２１２】すなわち、開口制御素子２１ｂにおいて、
波長４０５ｎｍの光は全て透過し、波長６５０ｎｍの光
は直径２ｂの円形の領域内では全て透過し、直径２ｂの
円形の領域外では全て反射される。波長７８０ｎｍの光
は直径２ｃの円形の領域内では全て透過し、直径２ｃの
円形の領域外では全て反射される。従って、対物レンズ
４ａの焦点距離をｆａとすると、波長４０５ｎｍ、６５
０ｎｍ、７８０ｎｍの光に対する実効的な開口数はそれ
ぞれａ／ｆａ、ｂ／ｆａ、ｃ／ｆａで与えられる。例え
ばａ／ｆａ＝０．７、ｂ／ｆａ＝０．６、ｃ／ｆａ＝
０．４５に設定される。
波長４０５ｎｍの光は全て透過し、波長６５０ｎｍの光
は直径２ｂの円形の領域内では全て透過し、直径２ｂの
円形の領域外では全て反射される。波長７８０ｎｍの光
は直径２ｃの円形の領域内では全て透過し、直径２ｃの
円形の領域外では全て反射される。従って、対物レンズ
４ａの焦点距離をｆａとすると、波長４０５ｎｍ、６５
０ｎｍ、７８０ｎｍの光に対する実効的な開口数はそれ
ぞれａ／ｆａ、ｂ／ｆａ、ｃ／ｆａで与えられる。例え
ばａ／ｆａ＝０．７、ｂ／ｆａ＝０．６、ｃ／ｆａ＝
０．４５に設定される。
【０２１３】光学系１ａの構成は、図３（ａ）に示す通
りであり、光学系１ａに備えられた光検出器１５ａの構
成は、図３（ｂ）に示す通りである。また、光学系１ｄ
の構成は、図１４に示す通りであり、光学系１ｄに備え
られた光検出器１５ｂの構成は、図４（ｂ）に示す通り
である。
りであり、光学系１ａに備えられた光検出器１５ａの構
成は、図３（ｂ）に示す通りである。また、光学系１ｄ
の構成は、図１４に示す通りであり、光学系１ｄに備え
られた光検出器１５ｂの構成は、図４（ｂ）に示す通り
である。
【０２１４】図１７に光学系１ｅの構成を示す。波長７
８０ｎｍの半導体レーザ９ｃからの出射光は、回折光学
素子２０により０次光、±１次回折光の３つの光に分割
される。これらの光は、コリメータレンズ１０ｃで平行
光化され、ハーフミラー１８ｂを約５０％が透過し、球
面収差補正素子２２ｂ、凹レンズ１９ｂを透過して平行
光から発散光に変換されてディスク５ｃに向かう。ディ
スク５ｃからの３つの反射光は、凹レンズ１９ｂ、球面
収差補正素子２２ｂを透過して収束光から平行光に変換
され、ハーフミラー１８ｂで約５０％が反射され、円筒
レンズ１３ｃ、レンズ１４ｃを透過して光検出器１５ｃ
で受光される。光検出器１５ｃは、円筒レンズ１３ｃ、
レンズ１４ｃの２つの焦線の中間に設置されている。光
学系１ｅに備えられた光検出器１５ｃの構成は、図１０
（ｂ）に示す通りである。
８０ｎｍの半導体レーザ９ｃからの出射光は、回折光学
素子２０により０次光、±１次回折光の３つの光に分割
される。これらの光は、コリメータレンズ１０ｃで平行
光化され、ハーフミラー１８ｂを約５０％が透過し、球
面収差補正素子２２ｂ、凹レンズ１９ｂを透過して平行
光から発散光に変換されてディスク５ｃに向かう。ディ
スク５ｃからの３つの反射光は、凹レンズ１９ｂ、球面
収差補正素子２２ｂを透過して収束光から平行光に変換
され、ハーフミラー１８ｂで約５０％が反射され、円筒
レンズ１３ｃ、レンズ１４ｃを透過して光検出器１５ｃ
で受光される。光検出器１５ｃは、円筒レンズ１３ｃ、
レンズ１４ｃの２つの焦線の中間に設置されている。光
学系１ｅに備えられた光検出器１５ｃの構成は、図１０
（ｂ）に示す通りである。
【０２１５】球面収差補正素子２２ｂの一方の面は平
面、他方の面は非球面である。球面収差補正素子２２ｂ
は、波長７８０ｎｍの光に対して位相分布を変化させ
る。球面収差補正素子２２ｂを用いない場合、対物レン
ズ４ａの倍率を０．０９６に設定することにより、対物
レンズ４ａに平行光として入射した波長７８０ｎｍの光
が厚さ１．２ｍｍの基板を透過する際に残留する球面収
差が低減される。球面収差補正素子２２ｂは、波長７８
０ｎｍの光に対する位相分布の変化が対物レンズ４ａの
倍率０．０９６におけるこの低減後の球面収差をほぼ完
全に補正するように設計されている。なお、球面収差補
正素子２２ｂは凹レンズ１９ｂと一体化することも可能
である。
面、他方の面は非球面である。球面収差補正素子２２ｂ
は、波長７８０ｎｍの光に対して位相分布を変化させ
る。球面収差補正素子２２ｂを用いない場合、対物レン
ズ４ａの倍率を０．０９６に設定することにより、対物
レンズ４ａに平行光として入射した波長７８０ｎｍの光
が厚さ１．２ｍｍの基板を透過する際に残留する球面収
差が低減される。球面収差補正素子２２ｂは、波長７８
０ｎｍの光に対する位相分布の変化が対物レンズ４ａの
倍率０．０９６におけるこの低減後の球面収差をほぼ完
全に補正するように設計されている。なお、球面収差補
正素子２２ｂは凹レンズ１９ｂと一体化することも可能
である。
【０２１６】開口制御素子２１ｂにおける誘電体多層膜
７ｃ、７ｄ、７ｅは、いずれも例えば二酸化チタンを材
質とする高屈折率層と例えば二酸化シリコンを材質とす
る低屈折率層とを交互に積層した構成である。誘電体多
層膜７ｃ、７ｄ、７ｅに対する透過率の波長依存性の設
計結果は、図７（ａ）に示す通りであり、誘電体多層膜
７ｃ、７ｄ、７ｅに対する透過光の位相の波長依存性の
設計結果は、図７（ｂ）に示す通りである。
７ｃ、７ｄ、７ｅは、いずれも例えば二酸化チタンを材
質とする高屈折率層と例えば二酸化シリコンを材質とす
る低屈折率層とを交互に積層した構成である。誘電体多
層膜７ｃ、７ｄ、７ｅに対する透過率の波長依存性の設
計結果は、図７（ａ）に示す通りであり、誘電体多層膜
７ｃ、７ｄ、７ｅに対する透過光の位相の波長依存性の
設計結果は、図７（ｂ）に示す通りである。
【０２１７】図１２、図１５に示す実施の形態において
は、対物レンズ４ａがアクチュエータによりトラッキン
グ方向に駆動されると、球面収差補正素子２２ａ、２２
ｂの中心と対物レンズ４ａの中心がトラッキング方向に
ずれるため、球面収差補正素子２２ａ、２２ｂで位相分
布の変化を受け、対物レンズ４ａに発散光として入射す
る光にコマ収差が生じる。
は、対物レンズ４ａがアクチュエータによりトラッキン
グ方向に駆動されると、球面収差補正素子２２ａ、２２
ｂの中心と対物レンズ４ａの中心がトラッキング方向に
ずれるため、球面収差補正素子２２ａ、２２ｂで位相分
布の変化を受け、対物レンズ４ａに発散光として入射す
る光にコマ収差が生じる。
【０２１８】しかしながら、このコマ収差は、対物レン
ズ４ａを図示しないアクチュエータによりディスク５
ａ、５ｂ、５ｃのラジアル方向に傾けることで補正する
ことができる。対物レンズ４ａをディスク５ａ、５ｂ、
５ｃのラジアル方向に傾けるとコマ収差が生じる。そこ
で、対物レンズ４ａのラジアル方向の傾きを調整して対
物レンズ４ａと球面収差補正素子２２ａ、２２ｂの中心
ずれに起因するコマ収差を相殺するコマ収差を対物レン
ズ４ａで発生させることにより、対物レンズ４ａと球面
収差補正素子２２ａ、２２ｂの中心ずれに起因するコマ
収差が補正される。
ズ４ａを図示しないアクチュエータによりディスク５
ａ、５ｂ、５ｃのラジアル方向に傾けることで補正する
ことができる。対物レンズ４ａをディスク５ａ、５ｂ、
５ｃのラジアル方向に傾けるとコマ収差が生じる。そこ
で、対物レンズ４ａのラジアル方向の傾きを調整して対
物レンズ４ａと球面収差補正素子２２ａ、２２ｂの中心
ずれに起因するコマ収差を相殺するコマ収差を対物レン
ズ４ａで発生させることにより、対物レンズ４ａと球面
収差補正素子２２ａ、２２ｂの中心ずれに起因するコマ
収差が補正される。
【０２１９】（光ヘッド装置の第五、六の実施の形態）
図１８に本発明の光ヘッド装置の第五の実施の形態を示
す。本実施の形態は、図１２に示す実施の形態における
干渉フィルタ２ａと開口制御素子２１ａとの間に、リレ
ーレンズ２３ａ、２３ｂが設けられた構成である。ま
た、図１９に本発明の光ヘッド装置の第六の実施の形態
を示す。本実施の形態は、図１５に示す実施の形態にお
ける干渉フィルタ２ｂと開口制御素子２１ｂとの間に、
リレーレンズ２３ａ、２３ｂが設けられた構成である。
図１８に本発明の光ヘッド装置の第五の実施の形態を示
す。本実施の形態は、図１２に示す実施の形態における
干渉フィルタ２ａと開口制御素子２１ａとの間に、リレ
ーレンズ２３ａ、２３ｂが設けられた構成である。ま
た、図１９に本発明の光ヘッド装置の第六の実施の形態
を示す。本実施の形態は、図１５に示す実施の形態にお
ける干渉フィルタ２ｂと開口制御素子２１ｂとの間に、
リレーレンズ２３ａ、２３ｂが設けられた構成である。
【０２２０】一般に、ディスクの基板の厚さが設計値か
らずれると、基板厚ずれに起因する球面収差により集光
スポットの形状が乱れ、記録再生特性が悪化する。この
球面収差は、光源の波長に反比例し、対物レンズの開口
数の４乗に比例するため、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ディスクの基
板厚ずれのマージンは狭くなる。光源である半導体レー
ザ９ａの波長が４０５ｎｍ、対物レンズ４ａの開口数が
０．７の場合、このマージンは十分ではないため、ディ
スク５ａの基板厚ずれを補正することが必要である。
らずれると、基板厚ずれに起因する球面収差により集光
スポットの形状が乱れ、記録再生特性が悪化する。この
球面収差は、光源の波長に反比例し、対物レンズの開口
数の４乗に比例するため、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ディスクの基
板厚ずれのマージンは狭くなる。光源である半導体レー
ザ９ａの波長が４０５ｎｍ、対物レンズ４ａの開口数が
０．７の場合、このマージンは十分ではないため、ディ
スク５ａの基板厚ずれを補正することが必要である。
【０２２１】リレーレンズ２３ａ、２３ｂのどちらか一
方を図示しないアクチュエータにより光軸方向に移動さ
せると、対物レンズ４ａにおける倍率が変化し、球面収
差が変化する。そこで、リレーレンズ２３ａ、２３ｂの
どちらか一方の光軸方向の位置を調整してディスク５ａ
の基板厚ずれに起因する球面収差を相殺する球面収差を
対物レンズ４ａで発生させることにより、ディスク５ａ
の基板厚ずれが補正され、記録再生特性に対する悪影響
がなくなる。
方を図示しないアクチュエータにより光軸方向に移動さ
せると、対物レンズ４ａにおける倍率が変化し、球面収
差が変化する。そこで、リレーレンズ２３ａ、２３ｂの
どちらか一方の光軸方向の位置を調整してディスク５ａ
の基板厚ずれに起因する球面収差を相殺する球面収差を
対物レンズ４ａで発生させることにより、ディスク５ａ
の基板厚ずれが補正され、記録再生特性に対する悪影響
がなくなる。
【０２２２】図１８、図１９に示す実施の形態において
は、対物レンズ４ａがアクチュエータによりトラッキン
グ方向に駆動されると、球面収差補正素子２２ａ、２２
ｂの中心と対物レンズ４ａの中心がトラッキング方向に
ずれるため、球面収差補正素子２２ａ、２２ｂで位相分
布の変化を受け対物レンズ４ａに発散光として入射する
光にコマ収差が生じる。
は、対物レンズ４ａがアクチュエータによりトラッキン
グ方向に駆動されると、球面収差補正素子２２ａ、２２
ｂの中心と対物レンズ４ａの中心がトラッキング方向に
ずれるため、球面収差補正素子２２ａ、２２ｂで位相分
布の変化を受け対物レンズ４ａに発散光として入射する
光にコマ収差が生じる。
【０２２３】しかしながら、このコマ収差は、リレーレ
ンズ２３ａ、２３ｂのどちらか一方を図示しないアクチ
ュエータによりディスク５ａ、５ｂ、５ｃのラジアル方
向に傾けるか移動させることで補正することができる。
この場合、リレーレンズ２３ａ、２３ｂのどちらか一方
は、正弦条件を満たさないように設計される。リレーレ
ンズ２３ａ、２３ｂの両方が正弦条件を満たす場合、こ
れをディスク５ａ、５ｂ、５ｃのラジアル方向に傾ける
か移動させてもコマ収差は生じない。これに対し、リレ
ーレンズ２３ａ、２３ｂのどちらか一方が正弦条件を満
たさない場合、これをディスク５ａ、５ｂ、５ｃのラジ
アル方向に傾けるか移動させるとコマ収差が生じる。
ンズ２３ａ、２３ｂのどちらか一方を図示しないアクチ
ュエータによりディスク５ａ、５ｂ、５ｃのラジアル方
向に傾けるか移動させることで補正することができる。
この場合、リレーレンズ２３ａ、２３ｂのどちらか一方
は、正弦条件を満たさないように設計される。リレーレ
ンズ２３ａ、２３ｂの両方が正弦条件を満たす場合、こ
れをディスク５ａ、５ｂ、５ｃのラジアル方向に傾ける
か移動させてもコマ収差は生じない。これに対し、リレ
ーレンズ２３ａ、２３ｂのどちらか一方が正弦条件を満
たさない場合、これをディスク５ａ、５ｂ、５ｃのラジ
アル方向に傾けるか移動させるとコマ収差が生じる。
【０２２４】そこで、リレーレンズ２３ａ、２３ｂのど
ちらか一方のラジアル方向の傾きまたは位置を調整して
対物レンズ４ａと球面収差補正素子２２ａ、２２ｂとの
中心ずれに起因するコマ収差を相殺するコマ収差をリレ
ーレンズ２３ａ、２３ｂのどちらか一方で発生させるこ
とにより、対物レンズ４ａと球面収差補正素子２２ａ、
２２ｂとの中心ずれに起因するコマ収差が補正される。
ちらか一方のラジアル方向の傾きまたは位置を調整して
対物レンズ４ａと球面収差補正素子２２ａ、２２ｂとの
中心ずれに起因するコマ収差を相殺するコマ収差をリレ
ーレンズ２３ａ、２３ｂのどちらか一方で発生させるこ
とにより、対物レンズ４ａと球面収差補正素子２２ａ、
２２ｂとの中心ずれに起因するコマ収差が補正される。
【０２２５】図１２、図１５、図１８、図１９に示す実
施の形態においては、開口制御素子２１ａ、２１ｂは、
対物レンズ４ａと共にアクチュエータによりトラッキン
グ方向に駆動される。対物レンズ４ａのみがアクチュエ
ータによりトラッキング方向に駆動される場合、開口制
御素子２１ａ、２１ｂにおける誘電体多層膜７ａ、７
ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅの中心と対物レンズ４ａの中心と
がトラッキング方向にずれる。従って、往路において開
口制御素子２１ａ、２１ｂを透過した波長６５０ｎｍ、
７８０ｎｍの光は、復路において開口制御素子２１ａ、
２１ｂで一部反射され、波長６５０ｎｍ、７８０ｎｍの
光に対する実効的な開口数が低下する。
施の形態においては、開口制御素子２１ａ、２１ｂは、
対物レンズ４ａと共にアクチュエータによりトラッキン
グ方向に駆動される。対物レンズ４ａのみがアクチュエ
ータによりトラッキング方向に駆動される場合、開口制
御素子２１ａ、２１ｂにおける誘電体多層膜７ａ、７
ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅの中心と対物レンズ４ａの中心と
がトラッキング方向にずれる。従って、往路において開
口制御素子２１ａ、２１ｂを透過した波長６５０ｎｍ、
７８０ｎｍの光は、復路において開口制御素子２１ａ、
２１ｂで一部反射され、波長６５０ｎｍ、７８０ｎｍの
光に対する実効的な開口数が低下する。
【０２２６】しかしながら、開口制御素子２１ａ、２１
ｂが対物レンズ４ａと共にアクチュエータによりトラッ
キング方向に駆動される場合、このような開口数の低下
は生じない。
ｂが対物レンズ４ａと共にアクチュエータによりトラッ
キング方向に駆動される場合、このような開口数の低下
は生じない。
【０２２７】図１２、図１５、図１８、図１９に示す実
施の形態においては、開口制御素子２１ａ、２１ｂの法
線は、対物レンズ４ａの光軸に対して僅かに傾いてい
る。開口制御素子２１ａ、２１ｂの法線が対物レンズ４
ａの光軸に対して平行な場合、開口制御素子２１ａ、２
１ｂで反射された迷光が光学系１ａ、１ｄ、１ｅに備え
られた光検出器１５ａ、１５ｂ、１５ｃに入射し、フォ
ーカス誤差信号、トラック誤差信号にオフセットが生じ
る。しかしながら、開口制御素子２１ａ、２１ｂの法線
が対物レンズ４ａの光軸に対して僅かに傾いている場
合、このようなオフセットは生じない。
施の形態においては、開口制御素子２１ａ、２１ｂの法
線は、対物レンズ４ａの光軸に対して僅かに傾いてい
る。開口制御素子２１ａ、２１ｂの法線が対物レンズ４
ａの光軸に対して平行な場合、開口制御素子２１ａ、２
１ｂで反射された迷光が光学系１ａ、１ｄ、１ｅに備え
られた光検出器１５ａ、１５ｂ、１５ｃに入射し、フォ
ーカス誤差信号、トラック誤差信号にオフセットが生じ
る。しかしながら、開口制御素子２１ａ、２１ｂの法線
が対物レンズ４ａの光軸に対して僅かに傾いている場
合、このようなオフセットは生じない。
【０２２８】図１３に示す開口制御素子２１ａ、図１６
に示す開口制御素子２１ｂは、ガラス基板８ｂ上に誘電
体多層膜７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅが形成された構
成である。これに対し、誘電体多層膜が対物レンズ上に
形成された構成も可能である。
に示す開口制御素子２１ｂは、ガラス基板８ｂ上に誘電
体多層膜７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅが形成された構
成である。これに対し、誘電体多層膜が対物レンズ上に
形成された構成も可能である。
【０２２９】（光学式情報記録再生装置の第一の実施の
形態）図２０に本発明の光学式情報記録再生装置の第一
の実施の形態を示す。本実施の形態は、図１に示す本発
明の光ヘッド装置の第一の実施の形態に記録再生回路２
６ａ、２６ｂ、切換回路２５ａ、制御回路２４ａを付加
したものである。記録再生回路２６ａは、ディスク５ａ
への記録信号に基づいて光学系１ａに備えられた半導体
レーザ９ａへの入力信号を生成すると共に、光学系１ａ
に備えられた光検出器１５ａからの出力信号に基づいて
ディスク５ａからの再生信号を生成する。
形態）図２０に本発明の光学式情報記録再生装置の第一
の実施の形態を示す。本実施の形態は、図１に示す本発
明の光ヘッド装置の第一の実施の形態に記録再生回路２
６ａ、２６ｂ、切換回路２５ａ、制御回路２４ａを付加
したものである。記録再生回路２６ａは、ディスク５ａ
への記録信号に基づいて光学系１ａに備えられた半導体
レーザ９ａへの入力信号を生成すると共に、光学系１ａ
に備えられた光検出器１５ａからの出力信号に基づいて
ディスク５ａからの再生信号を生成する。
【０２３０】記録再生回路２６ｂは、ディスク５ｂへの
記録信号に基づいて光学系１ｂに備えられた半導体レー
ザ９ｂへの入力信号を生成すると共に、光学系１ｂに備
えられた光検出器１５ｂからの出力信号に基づいてディ
スク５ｂからの再生信号を生成する。切換回路２５ａ
は、記録再生回路２６ａから半導体レーザ９ａへの入力
信号の伝達経路、記録再生回路２６ｂから半導体レーザ
９ｂへの入力信号の伝達経路を切り換える。制御回路２
４ａは、ディスク５ａが挿入された場合は入力信号が記
録再生回路２６ａから半導体レーザ９ａへ伝達され、デ
ィスク５ｂが挿入された場合は入力信号が記録再生回路
２６ｂから半導体レーザ９ｂへ伝達されるように切換回
路２５ａの動作を制御する。
記録信号に基づいて光学系１ｂに備えられた半導体レー
ザ９ｂへの入力信号を生成すると共に、光学系１ｂに備
えられた光検出器１５ｂからの出力信号に基づいてディ
スク５ｂからの再生信号を生成する。切換回路２５ａ
は、記録再生回路２６ａから半導体レーザ９ａへの入力
信号の伝達経路、記録再生回路２６ｂから半導体レーザ
９ｂへの入力信号の伝達経路を切り換える。制御回路２
４ａは、ディスク５ａが挿入された場合は入力信号が記
録再生回路２６ａから半導体レーザ９ａへ伝達され、デ
ィスク５ｂが挿入された場合は入力信号が記録再生回路
２６ｂから半導体レーザ９ｂへ伝達されるように切換回
路２５ａの動作を制御する。
【０２３１】（光学式情報記録再生装置の第二の実施の
形態）図２１に本発明の光学式情報記録再生装置の第二
の実施の形態を示す。本実施の形態は、図１に示す本発
明の光ヘッド装置の第一の実施の形態に記録再生回路２
６ｃ、切換回路２５ｂ、制御回路２４ｂを付加したもの
である。記録再生回路２６ｃは、ディスク５ａ、５ｂへ
の記録信号に基づいて光学系１ａに備えられた半導体レ
ーザ９ａ、光学系１ｂに備えられた半導体レーザ９ｂへ
の入力信号をそれぞれ生成すると共に、光学系１ａに備
えられた光検出器１５ａ、光学系１ｂに備えられた光検
出器１５ｂからの出力信号に基づいてディスク５ａ、５
ｂからの再生信号をそれぞれ生成する。
形態）図２１に本発明の光学式情報記録再生装置の第二
の実施の形態を示す。本実施の形態は、図１に示す本発
明の光ヘッド装置の第一の実施の形態に記録再生回路２
６ｃ、切換回路２５ｂ、制御回路２４ｂを付加したもの
である。記録再生回路２６ｃは、ディスク５ａ、５ｂへ
の記録信号に基づいて光学系１ａに備えられた半導体レ
ーザ９ａ、光学系１ｂに備えられた半導体レーザ９ｂへ
の入力信号をそれぞれ生成すると共に、光学系１ａに備
えられた光検出器１５ａ、光学系１ｂに備えられた光検
出器１５ｂからの出力信号に基づいてディスク５ａ、５
ｂからの再生信号をそれぞれ生成する。
【０２３２】切換回路２５ｂは、記録再生回路２６ｃか
ら半導体レーザ９ａ、９ｂへの入力信号の伝達経路を切
り換える。制御回路２４ｂは、ディスク５ａが挿入され
た場合は入力信号が記録再生回路２６ｃから半導体レー
ザ９ａへ伝達され、ディスク５ｂが挿入された場合は入
力信号が記録再生回路２６ｃから半導体レーザ９ｂへ伝
達されるように切換回路２５ｂの動作を制御する。
ら半導体レーザ９ａ、９ｂへの入力信号の伝達経路を切
り換える。制御回路２４ｂは、ディスク５ａが挿入され
た場合は入力信号が記録再生回路２６ｃから半導体レー
ザ９ａへ伝達され、ディスク５ｂが挿入された場合は入
力信号が記録再生回路２６ｃから半導体レーザ９ｂへ伝
達されるように切換回路２５ｂの動作を制御する。
【０２３３】（光学式情報記録再生装置の第三の実施の
形態）図２２に本発明の光学式情報記録再生装置の第三
の実施の形態を示す。本実施の形態は、図８に示す本発
明の光ヘッド装置の第二の実施の形態に記録再生回路２
６ｄ、２６ｅ、２６ｆ、切換回路２５ｃ、制御回路２４
ｃを付加したものである。記録再生回路２６ｄは、ディ
スク５ａへの記録信号に基づいて光学系１ａに備えられ
た半導体レーザ９ａへの入力信号を生成すると共に、光
学系１ａに備えられた光検出器１５ａからの出力信号に
基づいてディスク５ａからの再生信号を生成する。
形態）図２２に本発明の光学式情報記録再生装置の第三
の実施の形態を示す。本実施の形態は、図８に示す本発
明の光ヘッド装置の第二の実施の形態に記録再生回路２
６ｄ、２６ｅ、２６ｆ、切換回路２５ｃ、制御回路２４
ｃを付加したものである。記録再生回路２６ｄは、ディ
スク５ａへの記録信号に基づいて光学系１ａに備えられ
た半導体レーザ９ａへの入力信号を生成すると共に、光
学系１ａに備えられた光検出器１５ａからの出力信号に
基づいてディスク５ａからの再生信号を生成する。
【０２３４】記録再生回路２６ｅは、ディスク５ｂへの
記録信号に基づいて光学系１ｂに備えられた半導体レー
ザ９ｂへの入力信号を生成すると共に、光学系１ｂに備
えられた光検出器１５ｂからの出力信号に基づいてディ
スク５ｂからの再生信号を生成する。記録再生回路２６
ｆは、ディスク５ｃへの記録信号に基づいて光学系１ｃ
に備えられた半導体レーザ９ｃへの入力信号を生成する
と共に、光学系１ｃに備えられた光検出器１５ｃからの
出力信号に基づいてディスク５ｃからの再生信号を生成
する。
記録信号に基づいて光学系１ｂに備えられた半導体レー
ザ９ｂへの入力信号を生成すると共に、光学系１ｂに備
えられた光検出器１５ｂからの出力信号に基づいてディ
スク５ｂからの再生信号を生成する。記録再生回路２６
ｆは、ディスク５ｃへの記録信号に基づいて光学系１ｃ
に備えられた半導体レーザ９ｃへの入力信号を生成する
と共に、光学系１ｃに備えられた光検出器１５ｃからの
出力信号に基づいてディスク５ｃからの再生信号を生成
する。
【０２３５】切換回路２５ｃは、記録再生回路２６ｄか
ら半導体レーザ９ａへの入力信号の伝達経路、記録再生
回路２６ｅから半導体レーザ９ｂへの入力信号の伝達経
路、記録再生回路２６ｆから半導体レーザ９ｃへの入力
信号の伝達経路を切り換える。制御回路２４ｃは、ディ
スク５ａが挿入された場合は入力信号が記録再生回路２
６ｄから半導体レーザ９ａへ伝達され、ディスク５ｂが
挿入された場合は入力信号が記録再生回路２６ｅから半
導体レーザ９ｂへ伝達され、ディスク５ｃが挿入された
場合は入力信号が記録再生回路２６ｆから半導体レーザ
９ｃへ伝達されるように切換回路２５ｃの動作を制御す
る。
ら半導体レーザ９ａへの入力信号の伝達経路、記録再生
回路２６ｅから半導体レーザ９ｂへの入力信号の伝達経
路、記録再生回路２６ｆから半導体レーザ９ｃへの入力
信号の伝達経路を切り換える。制御回路２４ｃは、ディ
スク５ａが挿入された場合は入力信号が記録再生回路２
６ｄから半導体レーザ９ａへ伝達され、ディスク５ｂが
挿入された場合は入力信号が記録再生回路２６ｅから半
導体レーザ９ｂへ伝達され、ディスク５ｃが挿入された
場合は入力信号が記録再生回路２６ｆから半導体レーザ
９ｃへ伝達されるように切換回路２５ｃの動作を制御す
る。
【０２３６】（光学式情報記録再生装置の第四の実施の
形態）図２３に本発明の光学式情報記録再生装置の第四
の実施の形態を示す。本実施の形態は、図８に示す本発
明の光ヘッド装置の第二の実施の形態に記録再生回路２
６ｇ、切換回路２５ｄ、制御回路２４ｄを付加したもの
である。記録再生回路２６ｇは、ディスク５ａ、５ｂ、
５ｃへの記録信号に基づいて光学系１ａに備えられた半
導体レーザ９ａ、光学系１ｂに備えられた半導体レーザ
９ｂ、光学系１ｃに備えられた半導体レーザ９ｃへの入
力信号をそれぞれ生成すると共に、光学系１ａに備えら
れた光検出器１５ａ、光学系１ｂに備えられた光検出器
１５ｂ、光学系１ｃに備えられた光検出器１５ｃからの
出力信号に基づいてディスク５ａ、５ｂ、５ｃからの再
生信号をそれぞれ生成する。
形態）図２３に本発明の光学式情報記録再生装置の第四
の実施の形態を示す。本実施の形態は、図８に示す本発
明の光ヘッド装置の第二の実施の形態に記録再生回路２
６ｇ、切換回路２５ｄ、制御回路２４ｄを付加したもの
である。記録再生回路２６ｇは、ディスク５ａ、５ｂ、
５ｃへの記録信号に基づいて光学系１ａに備えられた半
導体レーザ９ａ、光学系１ｂに備えられた半導体レーザ
９ｂ、光学系１ｃに備えられた半導体レーザ９ｃへの入
力信号をそれぞれ生成すると共に、光学系１ａに備えら
れた光検出器１５ａ、光学系１ｂに備えられた光検出器
１５ｂ、光学系１ｃに備えられた光検出器１５ｃからの
出力信号に基づいてディスク５ａ、５ｂ、５ｃからの再
生信号をそれぞれ生成する。
【０２３７】切換回路２５ｄは、記録再生回路２６ｇか
ら半導体レーザ９ａ、９ｂ、９ｃへの入力信号の伝達経
路を切り換える。制御回路２４ｄは、ディスク５ａが挿
入された場合は入力信号が記録再生回路２６ｇから半導
体レーザ９ａへ伝達され、ディスク５ｂが挿入された場
合は入力信号が記録再生回路２６ｇから半導体レーザ９
ｂへ伝達され、ディスク５ｃが挿入された場合は入力信
号が記録再生回路２６ｇから半導体レーザ９ｃへ伝達さ
れるように切換回路２５ｄの動作を制御する。
ら半導体レーザ９ａ、９ｂ、９ｃへの入力信号の伝達経
路を切り換える。制御回路２４ｄは、ディスク５ａが挿
入された場合は入力信号が記録再生回路２６ｇから半導
体レーザ９ａへ伝達され、ディスク５ｂが挿入された場
合は入力信号が記録再生回路２６ｇから半導体レーザ９
ｂへ伝達され、ディスク５ｃが挿入された場合は入力信
号が記録再生回路２６ｇから半導体レーザ９ｃへ伝達さ
れるように切換回路２５ｄの動作を制御する。
【０２３８】本発明の光学式情報記録再生装置の実施の
形態としては、本発明の光ヘッド装置の第三〜第六の実
施の形態に記録再生回路、切換回路、制御回路を付加し
た形態も考えられる。
形態としては、本発明の光ヘッド装置の第三〜第六の実
施の形態に記録再生回路、切換回路、制御回路を付加し
た形態も考えられる。
【０２３９】なお、上述した実施の形態は、本発明の好
適な実施の形態の一例を示すものであり、本発明はそれ
に限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲内に
おいて、種々変形実施が可能である。
適な実施の形態の一例を示すものであり、本発明はそれ
に限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲内に
おいて、種々変形実施が可能である。
【０２４０】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の光ヘッド装置は、第一の波長の光を出射する第一の光
源と、第二の波長の光を出射する第二の光源と、光検出
器と、波長選択フィルタと、対物レンズと、第一の光源
からの出射光を波長選択フィルタおよび対物レンズを介
して第一の基板厚さの第一の光記録媒体に導き、第二の
光源からの出射光を波長選択フィルタおよび対物レンズ
を介して第二の基板厚さの第二の光記録媒体に導くと共
に、第一および第二の光記録媒体からの反射光を対物レ
ンズおよび波長選択フィルタを介して光検出器に導く光
学系を有し、第一の波長の光を用いて第一の光記録媒体
に対して記録や再生を行い、第二の波長の光を用いて第
二の光記録媒体に対して記録や再生を行う光ヘッド装置
であって、第一の波長の光に対する対物レンズの倍率と
第二の波長の光に対する対物レンズの倍率が異なると共
に、波長選択フィルタは対応する対物レンズの倍率にお
ける第一の波長の光または第二の波長の光に対して残留
する球面収差を低減するように位相分布を変化させる。
の光ヘッド装置は、第一の波長の光を出射する第一の光
源と、第二の波長の光を出射する第二の光源と、光検出
器と、波長選択フィルタと、対物レンズと、第一の光源
からの出射光を波長選択フィルタおよび対物レンズを介
して第一の基板厚さの第一の光記録媒体に導き、第二の
光源からの出射光を波長選択フィルタおよび対物レンズ
を介して第二の基板厚さの第二の光記録媒体に導くと共
に、第一および第二の光記録媒体からの反射光を対物レ
ンズおよび波長選択フィルタを介して光検出器に導く光
学系を有し、第一の波長の光を用いて第一の光記録媒体
に対して記録や再生を行い、第二の波長の光を用いて第
二の光記録媒体に対して記録や再生を行う光ヘッド装置
であって、第一の波長の光に対する対物レンズの倍率と
第二の波長の光に対する対物レンズの倍率が異なると共
に、波長選択フィルタは対応する対物レンズの倍率にお
ける第一の波長の光または第二の波長の光に対して残留
する球面収差を低減するように位相分布を変化させる。
【０２４１】また、本発明の光学式情報記録再生装置
は、本発明の光ヘッド装置と、光源への入力信号を生成
すると共に光記録媒体からの再生信号を生成する記録再
生回路と、入力信号の伝達経路を切り換える切換回路
と、光記録媒体の種類に応じて切換回路の動作を制御す
る制御回路を有する。
は、本発明の光ヘッド装置と、光源への入力信号を生成
すると共に光記録媒体からの再生信号を生成する記録再
生回路と、入力信号の伝達経路を切り換える切換回路
と、光記録媒体の種類に応じて切換回路の動作を制御す
る制御回路を有する。
【０２４２】従って、本発明の光ヘッド装置および光学
式情報記録再生装置の効果は、記録密度をさらに高める
ために光源の波長をさらに短く対物レンズの開口数をさ
らに高くし、光記録媒体の基板厚さをさらに薄くした次
世代規格の光記録媒体と、従来のＤＶＤ規格の光記録媒
体やＣＤ規格の光記録媒体とのいずれに対しても記録や
再生を行うことができる互換の機能を有することであ
る。
式情報記録再生装置の効果は、記録密度をさらに高める
ために光源の波長をさらに短く対物レンズの開口数をさ
らに高くし、光記録媒体の基板厚さをさらに薄くした次
世代規格の光記録媒体と、従来のＤＶＤ規格の光記録媒
体やＣＤ規格の光記録媒体とのいずれに対しても記録や
再生を行うことができる互換の機能を有することであ
る。
【０２４３】その理由は、第一の波長の光または第二の
波長の光に対し、対物レンズの倍率変化を用いることに
より残留する球面収差が低減され、波長選択フィルタを
用いることにより対応する対物レンズの倍率におけるこ
の低減後の球面収差がさらに低減されるためである。
波長の光に対し、対物レンズの倍率変化を用いることに
より残留する球面収差が低減され、波長選択フィルタを
用いることにより対応する対物レンズの倍率におけるこ
の低減後の球面収差がさらに低減されるためである。
【図１】本発明の光ヘッド装置の第一の実施の形態を示
す図である。
す図である。
【図２】本発明の光ヘッド装置の第一の実施の形態に用
いる波長選択フィルタを示す図であり、（ａ）は一方の
面から見た平面図、（ｂ）は他方の面から見た平面図、
（ｃ）は断面図である。
いる波長選択フィルタを示す図であり、（ａ）は一方の
面から見た平面図、（ｂ）は他方の面から見た平面図、
（ｃ）は断面図である。
【図３】（ａ）は本発明の光ヘッド装置の第一の実施の
形態に用いる波長４０５ｎｍの光学系の構成を示す図で
あり、（ｂ）は（ａ）に示す光学系に備えられた光検出
器の構成を示す図である。
形態に用いる波長４０５ｎｍの光学系の構成を示す図で
あり、（ｂ）は（ａ）に示す光学系に備えられた光検出
器の構成を示す図である。
【図４】（ａ）は本発明の光ヘッド装置の第一の実施の
形態に用いる波長６５０ｎｍの光学系の構成を示す図で
あり、（ｂ）は（ａ）に示す光学系に備えられた光検出
器の構成を示す図である。
形態に用いる波長６５０ｎｍの光学系の構成を示す図で
あり、（ｂ）は（ａ）に示す光学系に備えられた光検出
器の構成を示す図である。
【図５】本発明の光ヘッド装置の第一の実施の形態に用
いる波長選択フィルタにおける位相フィルタパタンの設
計結果を示す図である。
いる波長選択フィルタにおける位相フィルタパタンの設
計結果を示す図である。
【図６】本発明の光ヘッド装置の第一の実施の形態にお
ける波長６５０ｎｍの光に対する波面収差の計算結果を
示す図であり、（ａ）は対物レンズの倍率変化を用いて
波長選択フィルタを用いない場合、（ｂ）は対物レンズ
の倍率変化を用いてさらに波長選択フィルタを用いた場
合の図である。
ける波長６５０ｎｍの光に対する波面収差の計算結果を
示す図であり、（ａ）は対物レンズの倍率変化を用いて
波長選択フィルタを用いない場合、（ｂ）は対物レンズ
の倍率変化を用いてさらに波長選択フィルタを用いた場
合の図である。
【図７】本発明の光ヘッド装置の第一の実施の形態に用
いる波長選択フィルタにおける誘電体多層膜に対する、
（ａ）は透過率の波長依存性の設計結果を示す図、
（ｂ）は透過光の位相の波長依存性の設計結果を示す図
である。
いる波長選択フィルタにおける誘電体多層膜に対する、
（ａ）は透過率の波長依存性の設計結果を示す図、
（ｂ）は透過光の位相の波長依存性の設計結果を示す図
である。
【図８】本発明の光ヘッド装置の第二の実施の形態を示
す図である。
す図である。
【図９】本発明の光ヘッド装置の第二の実施の形態に用
いる波長選択フィルタを示す図であり、（ａ）は一方の
面から見た平面図、（ｂ）は他方の面から見た平面図、
（ｃ）は断面図である。
いる波長選択フィルタを示す図であり、（ａ）は一方の
面から見た平面図、（ｂ）は他方の面から見た平面図、
（ｃ）は断面図である。
【図１０】（ａ）は本発明の光ヘッド装置の第二の実施
の形態に用いる波長７８０ｎｍの光学系の構成を示す図
であり、（ｂ）は（ａ）に示す光学系に備えられた光検
出器の構成を示す図である。
の形態に用いる波長７８０ｎｍの光学系の構成を示す図
であり、（ｂ）は（ａ）に示す光学系に備えられた光検
出器の構成を示す図である。
【図１１】本発明の光ヘッド装置の第二の実施の形態に
おける波長７８０ｎｍの光に対する波面収差の計算結果
を示す図であり、（ａ）は対物レンズの倍率変化を用い
て波長選択フィルタを用いない場合、（ｂ）は対物レン
ズの倍率変化を用いてさらに波長選択フィルタを用いた
場合の図である。
おける波長７８０ｎｍの光に対する波面収差の計算結果
を示す図であり、（ａ）は対物レンズの倍率変化を用い
て波長選択フィルタを用いない場合、（ｂ）は対物レン
ズの倍率変化を用いてさらに波長選択フィルタを用いた
場合の図である。
【図１２】本発明の光ヘッド装置の第三の実施の形態を
示す図である。
示す図である。
【図１３】本発明の光ヘッド装置の第三の実施の形態に
用いる開口制御素子を示す図であり、（ａ）は平面図、
（ｂ）は断面図である。
用いる開口制御素子を示す図であり、（ａ）は平面図、
（ｂ）は断面図である。
【図１４】本発明の光ヘッド装置の第三の実施の形態に
用いる波長６５０ｎｍの光学系の構成を示す図である。
用いる波長６５０ｎｍの光学系の構成を示す図である。
【図１５】本発明の光ヘッド装置の第四の実施の形態を
示す図である。
示す図である。
【図１６】本発明の光ヘッド装置の第四の実施の形態に
用いる開口制御素子を示す図であり、（ａ）は平面図、
（ｂ）は断面図である。
用いる開口制御素子を示す図であり、（ａ）は平面図、
（ｂ）は断面図である。
【図１７】本発明の光ヘッド装置の第四の実施の形態に
用いる波長７８０ｎｍの光学系の構成を示す図である。
用いる波長７８０ｎｍの光学系の構成を示す図である。
【図１８】本発明の光ヘッド装置の第五の実施の形態を
示す図である。
示す図である。
【図１９】本発明の光ヘッド装置の第六の実施の形態を
示す図である。
示す図である。
【図２０】本発明の光学式情報記録再生装置の第一の実
施の形態を示す図である。
施の形態を示す図である。
【図２１】本発明の光学式情報記録再生装置の第二の実
施の形態を示す図である。
施の形態を示す図である。
【図２２】本発明の光学式情報記録再生装置の第三の実
施の形態を示す図である。
施の形態を示す図である。
【図２３】本発明の光学式情報記録再生装置の第四の実
施の形態を示す図である。
施の形態を示す図である。
【図２４】従来の光ヘッド装置の第一の例の構成を示す
図である。
図である。
【図２５】従来の光ヘッド装置の第一の例に用いる波長
選択フィルタを示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）
は断面図である。
選択フィルタを示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）
は断面図である。
【図２６】従来の光ヘッド装置の第二の例の構成を示す
図である。
図である。
【図２７】従来の光ヘッド装置の第二の例に用いる開口
制御素子を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は断
面図である。
制御素子を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は断
面図である。
【図２８】従来の光ヘッド装置の第一の例に用いる波長
選択フィルタを次世代規格と従来のＤＶＤ規格の互換の
方法として適用する場合の、波長選択フィルタにおける
位相フィルタパタンの設計結果を示す図である。
選択フィルタを次世代規格と従来のＤＶＤ規格の互換の
方法として適用する場合の、波長選択フィルタにおける
位相フィルタパタンの設計結果を示す図である。
【図２９】従来の光ヘッド装置の第一の例に用いる波長
選択フィルタを次世代規格と従来のＤＶＤ規格の互換の
方法として適用する場合の、波長６５０ｎｍの光に対す
る波面収差の計算結果を示す図であり、（ａ）は波長選
択フィルタを用いない場合、（ｂ）は波長選択フィルタ
を用いた場合の図である。
選択フィルタを次世代規格と従来のＤＶＤ規格の互換の
方法として適用する場合の、波長６５０ｎｍの光に対す
る波面収差の計算結果を示す図であり、（ａ）は波長選
択フィルタを用いない場合、（ｂ）は波長選択フィルタ
を用いた場合の図である。
【図３０】従来の光ヘッド装置の第二の例に用いる対物
レンズの倍率変化を次世代規格と従来のＤＶＤ規格の互
換の方法として適用する場合の、波長６５０ｎｍの光に
対する波面収差の計算結果を示す図である。
レンズの倍率変化を次世代規格と従来のＤＶＤ規格の互
換の方法として適用する場合の、波長６５０ｎｍの光に
対する波面収差の計算結果を示す図である。
１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ、１ｆ、１ｇ 光学系
２ａ、２ｂ、２ｃ 干渉フィルタ
３ａ、３ｂ、３ｃ 波長選択フィルタ
４ａ、４ｂ 対物レンズ
５ａ、５ｂ、５ｃ ディスク
６ａ、６ｂ 位相フィルタパタン
７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅ、７ｆ、７ｇ 誘電体多
層膜 ８ａ、８ｂ、８ｃ ガラス基板 ９ａ、９ｂ、９ｃ 半導体レーザ １０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ コリメータレンズ １１ 偏光ビームスプリッタ １２ １／４波長板 １３ａ、１３ｂ、１３ｃ 円筒レンズ １４ａ、１４ｂ、１４ｃ レンズ １５ａ、１５ｂ、１５ｃ 光検出器 １６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅ 光スポット １７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ、１７ｅ、１７ｆ、１
７ｇ、１７ｈ、１７ｉ、１７ｊ、１７ｋ、１７ｌ、１７
ｍ、１７ｎ 受光部 １８ａ、１８ｂ ハーフミラー １９ａ、１９ｂ 凹レンズ ２０ 回折光学素子 ２１ａ、２１ｂ、２１ｃ 開口制御素子 ２２ａ、２２ｂ 球面収差補正素子 ２３ａ、２３ｂ リレーレンズ ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ 制御回路 ２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ 切換回路 ２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ、２６ｅ、２６ｆ、２
６ｇ 記録再生回路 ２７ａ、２７ｂ モジュール ２８ 位相補償膜
層膜 ８ａ、８ｂ、８ｃ ガラス基板 ９ａ、９ｂ、９ｃ 半導体レーザ １０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ コリメータレンズ １１ 偏光ビームスプリッタ １２ １／４波長板 １３ａ、１３ｂ、１３ｃ 円筒レンズ １４ａ、１４ｂ、１４ｃ レンズ １５ａ、１５ｂ、１５ｃ 光検出器 １６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅ 光スポット １７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ、１７ｅ、１７ｆ、１
７ｇ、１７ｈ、１７ｉ、１７ｊ、１７ｋ、１７ｌ、１７
ｍ、１７ｎ 受光部 １８ａ、１８ｂ ハーフミラー １９ａ、１９ｂ 凹レンズ ２０ 回折光学素子 ２１ａ、２１ｂ、２１ｃ 開口制御素子 ２２ａ、２２ｂ 球面収差補正素子 ２３ａ、２３ｂ リレーレンズ ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ 制御回路 ２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ 切換回路 ２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ、２６ｅ、２６ｆ、２
６ｇ 記録再生回路 ２７ａ、２７ｂ モジュール ２８ 位相補償膜
Claims (88)
- 【請求項１】 第一の波長の光を出射する第一の光源
と、第二の波長の光を出射する第二の光源と、光検出器
と、波長選択フィルタと、対物レンズと、を有し、 前記第一の光源からの出射光を前記波長選択フィルタお
よび前記対物レンズを介して第一の基板厚さの第一の光
記録媒体に導き、前記第二の光源からの出射光を前記波
長選択フィルタおよび前記対物レンズを介して第二の基
板厚さの第二の光記録媒体に導くと共に、前記第一およ
び第二の光記録媒体からの反射光を前記対物レンズおよ
び前記波長選択フィルタを介して前記光検出器に導く光
学系を形成し、 前記第一の波長の光を用いて前記第一の光記録媒体に対
して記録や再生を行い、前記第二の波長の光を用いて前
記第二の光記録媒体に対して記録や再生を行う光ヘッド
装置において、 前記第一の波長の光に対する前記対物レンズの倍率と、
前記第二の波長の光に対する前記対物レンズの倍率とが
異なると共に、前記波長選択フィルタは、対応する前記
対物レンズの倍率における前記第一の波長の光または前
記第二の波長の光に対して残留する球面収差を低減する
ように位相分布を変化させることを特徴とする光ヘッド
装置。 - 【請求項２】 前記第一の波長は、前記第二の波長に比
べて短いことを特徴とする請求項１記載の光ヘッド装
置。 - 【請求項３】 前記第一の基板厚さは、前記第二の基板
厚さに比べて薄いことを特徴とする請求項１または２記
載の光ヘッド装置。 - 【請求項４】 前記対物レンズは、該対物レンズに平行
光として入射した前記第一の波長の光が前記第一の基板
厚さの基板を透過する際に生じる球面収差を打ち消す球
面収差を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれ
か１項に記載の光ヘッド装置。 - 【請求項５】 前記第一の光源からの出射光は、前記第
一の波長の光に対する前記対物レンズの倍率が略０とな
るように略平行光として前記対物レンズに入射し、 前記第二の光源からの出射光は、前記第二の波長の光に
対する前記対物レンズの倍率が第一の所定の値となるよ
うに発散光として前記対物レンズに入射することを特徴
とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の光ヘッド装
置。 - 【請求項６】 前記波長選択フィルタは、同心円状の位
相フィルタパタンと、第一および第二の誘電体多層膜
と、を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか
１項に記載の光ヘッド装置。 - 【請求項７】 前記位相フィルタパタンは、前記第一の
波長の光に対して位相分布を殆んど変化させず、前記第
二の波長の光に対して位相分布を変化させることを特徴
とする請求項６記載の光ヘッド装置。 - 【請求項８】 前記位相フィルタパタンは、前記第二の
波長の光に対する位相分布の変化が前記対物レンズの前
記第一の所定の値の倍率における球面収差を低減するよ
うに設計されていることを特徴とする請求項６または７
記載の光ヘッド装置。 - 【請求項９】 前記位相フィルタパタンは、前記対物レ
ンズの有効径より小さい第一の直径の円形の領域内にの
み形成されていることを特徴とする請求項６〜８のいず
れか１項に記載の光ヘッド装置。 - 【請求項１０】 前記位相フィルタパタンの断面は、マ
ルチレベルの階段状であることを特徴とする請求項６〜
９のいずれか１項に記載の光ヘッド装置。 - 【請求項１１】 前記位相フィルタパタンの各段の高さ
は、各段におけるパタンのある部分と、ない部分とを通
る光の位相差が、前記第一の波長に対して略２πとなる
ように設定されていることを特徴とする請求項１０記載
の光ヘッド装置。 - 【請求項１２】 前記第一の誘電体多層膜は、前記第一
の直径の円形の領域内にのみ形成されており、 前記第二の誘電体多層膜は、前記第一の直径の円形の領
域外にのみ形成されていることを特徴とする請求項６記
載の光ヘッド装置。 - 【請求項１３】 前記第一の誘電体多層膜は、前記第一
の波長の光、前記第二の波長の光を殆んど全て透過さ
せ、 前記第二の誘電体多層膜は、前記第一の波長の光を殆ん
ど全て透過させ、前記第二の波長の光を殆んど全て反射
させることを特徴とする請求項６または１２記載の光ヘ
ッド装置。 - 【請求項１４】 前記第一の波長に対し、前記第一の誘
電体多層膜を透過する光と、前記第二の誘電体多層膜を
透過する光との位相差は、略２πの整数倍に調整されて
いることを特徴とする請求項６、１２、１３のいずれか
１項に記載の光ヘッド装置。 - 【請求項１５】 前記第一および第二の誘電体多層膜
は、いずれも高屈折率層と低屈折率層とを交互に積層し
た構成であることを特徴とする請求項６、１２〜１４の
いずれか１項に記載の光ヘッド装置。 - 【請求項１６】 前記第一の誘電体多層膜における各層
の厚さと、前記第二の誘電体多層膜における各層の厚さ
とが異なることを特徴とする請求項６、１２〜１５のい
ずれか１項に記載の光ヘッド装置。 - 【請求項１７】 前記位相フィルタパタンは、第一のガ
ラス基板上に形成されており、 前記第一および第二の誘電体多層膜は、第二のガラス基
板上に形成されていることを特徴とする請求項６記載の
光ヘッド装置。 - 【請求項１８】 前記第一のガラス基板の前記位相フィ
ルタパタンが形成されていない面と、前記第二のガラス
基板の前記第一および第二の誘電体多層膜が形成されて
いない面とが接着剤により貼り合わされていることを特
徴とする請求項１７記載の光ヘッド装置。 - 【請求項１９】 前記位相フィルタパタンは、ガラスま
たはプラスチックの成形により基板と一体で形成されて
いることを特徴とする請求項６記載の光ヘッド装置。 - 【請求項２０】 前記位相フィルタパタンまたは前記第
一および第二の誘電体多層膜が前記対物レンズ上に形成
されていることを特徴とする請求項６記載の光ヘッド装
置。 - 【請求項２１】 第三の波長の光を出射する第三の光源
をさらに有し、 該第三の光源からの出射光を前記波長選択フィルタおよ
び前記対物レンズを介して第三の基板厚さの第三の光記
録媒体に導くと共に、該第三の光記録媒体からの反射光
を前記対物レンズおよび前記波長選択フィルタを介して
前記光検出器に導く光学系をさらに形成し、 前記第三の波長の光を用いて前記第三の光記録媒体に対
して記録や再生を行い、前記第一の波長の光に対する前
記対物レンズの倍率と、前記第三の波長の光に対する前
記対物レンズの倍率とが異なることを特徴とする請求項
１記載の光ヘッド装置。 - 【請求項２２】 前記第一の波長は、前記第二の波長に
比べて短く、 前記第二の波長は、前記第三の波長に比べて短いことを
特徴とする請求項２１記載の光ヘッド装置。 - 【請求項２３】 前記第一の基板厚さは、前記第二の基
板厚さに比べて薄く、 前記第二の基板厚さは、前記第三の基板厚さに比べて薄
いことを特徴とする請求項２１または２２記載の光ヘッ
ド装置。 - 【請求項２４】 前記対物レンズは、該対物レンズに平
行光として入射した前記第一の波長の光が前記第一の基
板厚さの基板を透過する際に生じる球面収差を打ち消す
球面収差を有することを特徴とする請求項２１〜２３の
いずれか１項に記載の光ヘッド装置。 - 【請求項２５】 前記第一の光源からの出射光は、前記
第一の波長の光に対する前記対物レンズの倍率が略０と
なるように略平行光として前記対物レンズに入射し、 前記第二の光源からの出射光は、前記第二の波長の光に
対する前記対物レンズの倍率が第一の所定の値となるよ
うに発散光として前記対物レンズに入射し、 前記第三の光源からの出射光は、前記第三の波長の光に
対する前記対物レンズの倍率が第二の所定の値となるよ
うに発散光として前記対物レンズに入射することを特徴
とする請求項２１〜２４のいずれか１項に記載の光ヘッ
ド装置。 - 【請求項２６】 前記波長選択フィルタは、同心円状の
位相フィルタパタンと第一、第二および第三の誘電体多
層膜を有することを特徴とする請求項２１〜２５のいず
れか１項に記載の光ヘッド装置。 - 【請求項２７】 前記位相フィルタパタンは、前記第一
の波長の光に対して位相分布を殆んど変化させず、前記
第二および第三の波長の光に対して位相分布を変化させ
ることを特徴とする請求項２６記載の光ヘッド装置。 - 【請求項２８】 前記位相フィルタパタンは、前記第二
の波長の光に対する位相分布の変化が前記対物レンズの
前記第一の所定の倍率における球面収差を低減するよう
に設計されていることを特徴とする請求項２６または２
７記載の光ヘッド装置。 - 【請求項２９】 前記位相フィルタパタンは、前記対物
レンズの有効径より小さい第一の直径の円形の領域内に
のみ形成されていることを特徴とする請求項２６〜２８
のいずれか１項に記載の光ヘッド装置。 - 【請求項３０】 前記位相フィルタパタンの断面は、マ
ルチレベルの階段状であることを特徴とする請求項２６
〜２９のいずれか１項に記載の光ヘッド装置。 - 【請求項３１】 前記位相フィルタパタンの各段の高さ
は、各段におけるパタンのある部分と、ない部分とを通
る光の位相差が前記第一の波長に対して略２πとなるよ
うに設定されていることを特徴とする請求項３０記載の
光ヘッド装置。 - 【請求項３２】 前記第一の誘電体多層膜は、前記第一
の直径より小さい第二の直径の円形の領域内にのみ形成
されており、 前記第二の誘電体多層膜は、前記第二の直径の円形の領
域外かつ前記第一の直径の円形の領域内にのみ形成され
ており、 前記第三の誘電体多層膜は、前記第一の直径の円形の領
域外にのみ形成されていることを特徴とする請求項２６
記載の光ヘッド装置。 - 【請求項３３】 前記第一の誘電体多層膜は、前記第一
の波長の光、前記第二の波長の光、前記第三の波長の光
を殆んど全て透過させ、 前記第二の誘電体多層膜は、前記第一の波長の光、前記
第二の波長の光を殆んど全て透過させ、前記第三の波長
の光を殆んど全て反射させ、 前記第三の誘電体多層膜は、前記第一の波長の光を殆ん
ど全て透過させ、前記第二の波長の光、前記第三の波長
の光を殆んど全て反射させることを特徴とする請求項２
６または３２記載の光ヘッド装置。 - 【請求項３４】 前記第一の波長に対し、前記第一の誘
電体多層膜を透過する光と、前記第二の誘電体多層膜を
透過する光と、前記第三の誘電体多層膜を透過する光と
の位相差は、略２πの整数倍に調整されており、 前記第二の波長に対し、前記第一の誘電体多層膜を透過
する光と前記第二の誘電体多層膜を透過する光との位相
差は、略２πの整数倍に調整されていることを特徴とす
る請求項２６、３２、３３のいずれか１項に記載の光ヘ
ッド装置。 - 【請求項３５】 前記第一、第二および第三の誘電体多
層膜は、いずれも高屈折率層と低屈折率層とを交互に積
層した構成であることを特徴とする請求項２６、３２〜
３４のいずれか１項に記載の光ヘッド装置。 - 【請求項３６】 前記第一の誘電体多層膜における各層
の厚さおよび層数と、前記第二の誘電体多層膜における
各層の厚さおよび層数とが異なり、 前記第二の誘電体多層膜における各層の厚さと、前記第
三の誘電体多層膜における各層の厚さとが異なることを
特徴とする請求項２６、３２〜３５のいずれか１項に記
載の光ヘッド装置。 - 【請求項３７】 前記位相フィルタパタンは、第一のガ
ラス基板上に形成されており、 前記第一、第二および第三の誘電体多層膜は、第二のガ
ラス基板上に形成されていることを特徴とする請求項２
６記載の光ヘッド装置。 - 【請求項３８】 前記第一のガラス基板の前記位相フィ
ルタパタンが形成されていない面と、前記第二のガラス
基板の前記第一、第二および第三の誘電体多層膜が形成
されていない面とが接着剤により貼り合わされているこ
とを特徴とする請求項３７記載の光ヘッド装置。 - 【請求項３９】 前記位相フィルタパタンは、ガラスま
たはプラスチックの成形により基板と一体で形成されて
いることを特徴とする請求項２６記載の光ヘッド装置。 - 【請求項４０】 前記位相フィルタパタンまたは前記第
一、第二および第三の誘電体多層膜が前記対物レンズ上
に形成されていることを特徴とする請求項２６記載の光
ヘッド装置。 - 【請求項４１】 第一の波長の光を出射する第一の光源
と、第二の波長の光を出射する第二の光源と、光検出器
と、開口制御素子と、対物レンズと、を有し、 前記第一の光源からの出射光を前記開口制御素子および
前記対物レンズを介して第一の基板厚さの第一の光記録
媒体に導き、前記第二の光源からの出射光を前記開口制
御素子および前記対物レンズを介して第二の基板厚さの
第二の光記録媒体に導くと共に、前記第一および第二の
光記録媒体からの反射光を前記対物レンズおよび前記開
口制御素子を介して前記光検出器に導く光学系を形成
し、 前記第一の波長の光を用いて前記第一の光記録媒体に対
して記録や再生を行い、前記第二の波長の光を用いて前
記第二の光記録媒体に対して記録や再生を行う光ヘッド
装置において、 前記第一の波長の光に対する前記対物レンズの倍率と、
前記第二の波長の光に対する前記対物レンズの倍率とが
異なると共に、前記第一の光源または前記第二の光源と
前記開口制御素子との間に第一の球面収差補正素子をさ
らに有し、 該第一の球面収差補正素子は、対応する前記対物レンズ
の倍率における前記第一の波長の光または前記第二の波
長の光に対して残留する球面収差を補正するように位相
分布を変化させることを特徴とする光ヘッド装置。 - 【請求項４２】 前記第一の波長は、前記第二の波長に
比べて短いことを特徴とする請求項４１記載の光ヘッド
装置。 - 【請求項４３】 前記第一の基板厚さは、前記第二の基
板厚さに比べて薄いことを特徴とする請求項４１または
４２記載の光ヘッド装置。 - 【請求項４４】 前記対物レンズは、該対物レンズに平
行光として入射した前記第一の波長の光が前記第一の基
板厚さの基板を透過する際に生じる球面収差を打ち消す
球面収差を有することを特徴とする請求項４１〜４３の
いずれか１項に記載の光ヘッド装置。 - 【請求項４５】 前記第一の光源からの出射光は、前記
第一の波長の光に対する前記対物レンズの倍率が略０と
なるように略平行光として前記対物レンズに入射し、 前記第二の光源からの出射光は、前記第二の波長の光に
対する前記対物レンズの倍率が第一の所定の値となるよ
うに発散光として前記対物レンズに入射することを特徴
とする請求項４１〜４４のいずれか１項に記載の光ヘッ
ド装置。 - 【請求項４６】 前記開口制御素子は、第一および第二
の誘電体多層膜を有することを特徴とする請求項４１〜
４５のいずれか１項に記載の光ヘッド装置。 - 【請求項４７】 前記第一の誘電体多層膜は、前記対物
レンズの有効径より小さい第一の直径の円形の領域内に
のみ形成されており、 前記第二の誘電体多層膜は、前記第一の直径の円形の領
域外にのみ形成されていることを特徴とする請求項４６
記載の光ヘッド装置。 - 【請求項４８】 前記第一の誘電体多層膜は、前記第一
の波長の光、前記第二の波長の光を殆んど全て透過さ
せ、 前記第二の誘電体多層膜は、前記第一の波長の光を殆ん
ど全て透過させ、前記第二の波長の光を殆んど全て反射
させることを特徴とする請求項４６または４７記載の光
ヘッド装置。 - 【請求項４９】 前記第一の波長に対し、前記第一の誘
電体多層膜を透過する光と、前記第二の誘電体多層膜を
透過する光との位相差は、略２πの整数倍に調整されて
いることを特徴とする請求項４６〜４８のいずれか１項
に記載の光ヘッド装置。 - 【請求項５０】 前記第一および第二の誘電体多層膜
は、いずれも高屈折率層と低屈折率層とを交互に積層し
た構成であることを特徴とする請求項４６〜４９のいず
れか１項に記載の光ヘッド装置。 - 【請求項５１】 前記第一および第二の誘電体多層膜
は、ガラス基板上に形成されていることを特徴とする請
求項４６記載の光ヘッド装置。 - 【請求項５２】 前記第一および第二の誘電体多層膜
は、前記対物レンズ上に形成されていることを特徴とす
る請求項４６記載の光ヘッド装置。 - 【請求項５３】 前記第一の球面収差補正素子は、前記
第二の光源と前記開口制御素子との間に設けられてお
り、前記第二の波長の光に対して位相分布を変化させる
ことを特徴とする請求項４５記載の光ヘッド装置。 - 【請求項５４】 前記第一の球面収差補正素子は、前記
第二の波長の光に対する位相分布の変化が前記対物レン
ズの前記第一の所定の値の倍率における球面収差を補正
するように設計されていることを特徴とする請求項５３
記載の光ヘッド装置。 - 【請求項５５】 前記第一の球面収差補正素子の一方の
面は、平面であり、 他方の面は、非球面であることを特徴とする請求項５３
または５４記載の光ヘッド装置。 - 【請求項５６】 前記第一の球面収差補正素子は、第一
のレンズと一体化されていることを特徴とする請求項５
３〜５５のいずれか１項に記載の光ヘッド装置。 - 【請求項５７】 前記対物レンズを前記第二の光記録媒
体のラジアル方向に傾けることで、前記対物レンズと前
記第一の球面収差補正素子との中心ずれに起因するコマ
収差を補正することを特徴とする請求項４１記載の光ヘ
ッド装置。 - 【請求項５８】 前記第一および第二の光源と前記開口
制御素子との間に第一および第二のリレーレンズをさら
に有することを特徴とする請求項４１記載の光ヘッド装
置。 - 【請求項５９】 前記第一および第二のリレーレンズの
どちらか一方を光軸方向に移動させることで、前記第一
の光記録媒体の基板厚ずれに起因する球面収差を補正す
ることを特徴とする請求項５８記載の光ヘッド装置。 - 【請求項６０】 前記第一および第二のリレーレンズの
どちらか一方を前記第二の光記録媒体のラジアル方向に
傾けるまたは移動させることで、前記対物レンズと前記
第一の球面収差補正素子との中心ずれに起因するコマ収
差を補正することを特徴とする請求項５８または５９記
載の光ヘッド装置。 - 【請求項６１】 前記第一および第二のリレーレンズの
どちらか一方は、正弦条件を満たさないように設計され
ることを特徴とする請求項６０記載の光ヘッド装置。 - 【請求項６２】 第三の波長の光を出射する第三の光源
をさらに有し、 該第三の光源からの出射光を前記開口制御素子および前
記対物レンズを介して第三の基板厚さの第三の光記録媒
体に導くと共に、該第三の光記録媒体からの反射光を前
記対物レンズおよび前記開口制御素子を介して前記光検
出器に導く光学系をさらに形成し、 前記第三の波長の光を用いて前記第三の光記録媒体に対
して記録や再生を行い、前記第一の波長の光に対する前
記対物レンズの倍率と前記第三の波長の光に対する前記
対物レンズの倍率とが異なると共に、前記第一の光源ま
たは前記第三の光源と前記開口制御素子との間に第二の
球面収差補正素子をさらに有し、 該第二の球面収差補正素子は、対応する前記対物レンズ
の倍率における前記第一の波長の光または前記第三の波
長の光に対して残留する球面収差を補正するように位相
分布を変化させることを特徴とする請求項４１記載の光
ヘッド装置。 - 【請求項６３】 前記第一の波長は、前記第二の波長に
比べて短く、 前記第二の波長は、前記第三の波長に比べて短いことを
特徴とする請求項６２記載の光ヘッド装置。 - 【請求項６４】 前記第一の基板厚さは、前記第二の基
板厚さに比べて薄く、 前記第二の基板厚さは、前記第三の基板厚さに比べて薄
いことを特徴とする請求項６２または６３記載の光ヘッ
ド装置。 - 【請求項６５】 前記対物レンズは、該対物レンズに平
行光として入射した前記第一の波長の光が前記第一の基
板厚さの基板を透過する際に生じる球面収差を打ち消す
球面収差を有することを特徴とする請求項６２〜６４の
いずれか１項に記載の光ヘッド装置。 - 【請求項６６】 前記第一の光源からの出射光は、前記
第一の波長の光に対する前記対物レンズの倍率が略０と
なるように略平行光として前記対物レンズに入射し、 前記第二の光源からの出射光は、前記第二の波長の光に
対する前記対物レンズの倍率が第一の所定の値となるよ
うに発散光として前記対物レンズに入射し、 前記第三の光源からの出射光は、前記第三の波長の光に
対する前記対物レンズの倍率が第二の所定の値となるよ
うに発散光として前記対物レンズに入射することを特徴
とする請求項６２〜６５のいずれか１項に記載の光ヘッ
ド装置。 - 【請求項６７】 前記開口制御素子は、第一、第二およ
び第三の誘電体多層膜を有することを特徴とする請求項
６２〜６６のいずれか１項に記載の光ヘッド装置。 - 【請求項６８】 前記第一の誘電体多層膜は、前記対物
レンズの有効径より小さい第一の直径より小さい第二の
直径の円形の領域内にのみ形成されており、 前記第二の誘電体多層膜は、前記第二の直径の円形の領
域外かつ前記第一の直径の円形の領域内にのみ形成され
ており、 前記第三の誘電体多層膜は、前記第一の直径の円形の領
域外にのみ形成されていることを特徴とする請求項６７
記載の光ヘッド装置。 - 【請求項６９】 前記第一の誘電体多層膜は、前記第一
の波長の光、前記第二の波長の光、前記第三の波長の光
を殆んど全て透過させ、 前記第二の誘電体多層膜は、前記第一の波長の光、前記
第二の波長の光を殆んど全て透過させ、前記第三の波長
の光を殆んど全て反射させ、 前記第三の誘電体多層膜は、前記第一の波長の光を殆ん
ど全て透過させ、前記第二の波長の光、前記第三の波長
の光を殆んど全て反射させることを特徴とする請求項６
７または６８記載の光ヘッド装置。 - 【請求項７０】 前記第一の波長に対し、前記第一の誘
電体多層膜を透過する光と前記第二の誘電体多層膜を透
過する光と前記第三の誘電体多層膜を透過する光との位
相差は、略２πの整数倍に調整されており、 前記第二の波長に対し、前記第一の誘電体多層膜を透過
する光と前記第二の誘電体多層膜を透過する光との位相
差は、略２πの整数倍に調整されていることを特徴とす
る請求項６７〜６９のいずれか１項に記載の光ヘッド装
置。 - 【請求項７１】 前記第一、第二および第三の誘電体多
層膜は、いずれも高屈折率層と低屈折率層とを交互に積
層した構成であることを特徴とする請求項６７〜７０の
いずれか１項に記載の光ヘッド装置。 - 【請求項７２】 前記第一、第二および第三の誘電体多
層膜は、ガラス基板上に形成されていることを特徴とす
る請求項６７記載の光ヘッド装置。 - 【請求項７３】 前記第一、第二および第三の誘電体多
層膜は、前記対物レンズ上に形成されていることを特徴
とする請求項６７記載の光ヘッド装置。 - 【請求項７４】 前記第一の球面収差補正素子は、前記
第二の光源と前記開口制御素子との間に設けられてお
り、前記第二の波長の光に対して位相分布を変化させ、 前記第二の球面収差補正素子は、前記第三の光源と前記
開口制御素子との間に設けられており、前記第三の波長
の光に対して位相分布を変化させることを特徴とする請
求項６６記載の光ヘッド装置。 - 【請求項７５】 前記第一の球面収差補正素子は、前記
第二の波長の光に対する位相分布の変化が前記対物レン
ズの前記第一の所定の値の倍率における球面収差を補正
するように設計されており、 前記第二の球面収差補正素子は、前記第三の波長の光に
対する位相分布の変化が前記対物レンズの前記第二の所
定の値の倍率における球面収差を補正するように設計さ
れていることを特徴とする請求項７４記載の光ヘッド装
置。 - 【請求項７６】 前記第一および第二の球面収差補正素
子の一方の面は、平面であり、 他方の面は、非球面であることを特徴とする請求項７４
または７５記載の光ヘッド装置。 - 【請求項７７】 前記第一の球面収差補正素子は、第一
のレンズと一体化されており、 前記第二の球面収差補正素子は、第二のレンズと一体化
されていることを特徴とする請求項７４〜７６のいずれ
か１項に記載の光ヘッド装置。 - 【請求項７８】 前記対物レンズを前記第二の光記録媒
体のラジアル方向に傾けることで、前記対物レンズと前
記第一の球面収差補正素子との中心ずれに起因するコマ
収差を補正し、 前記対物レンズを前記第三の光記録媒体のラジアル方向
に傾けることで、前記対物レンズと前記第二の球面収差
補正素子との中心ずれに起因するコマ収差を補正するこ
とを特徴とする請求項６２記載の光ヘッド装置。 - 【請求項７９】 前記第一、第二および第三の光源と前
記開口制御素子との間に第一および第二のリレーレンズ
をさらに有することを特徴とする請求項６２記載の光ヘ
ッド装置。 - 【請求項８０】 前記第一および第二のリレーレンズの
どちらか一方を光軸方向に移動させることで、前記第一
の光記録媒体の基板厚ずれに起因する球面収差を補正す
ることを特徴とする請求項７９記載の光ヘッド装置。 - 【請求項８１】 前記第一および第二のリレーレンズの
どちらか一方を前記第二の光記録媒体のラジアル方向に
傾けるかまたは移動させることで、前記対物レンズと前
記第一の球面収差補正素子との中心ずれに起因するコマ
収差を補正し、 前記第一および第二のリレーレンズのどちらか一方を前
記第三の光記録媒体のラジアル方向に傾けるかまたは移
動させることで、前記対物レンズと前記第二の球面収差
補正素子との中心ずれに起因するコマ収差を補正するこ
とを特徴とする請求項７９または８０記載の光ヘッド装
置。 - 【請求項８２】 前記第一および第二のリレーレンズの
どちらか一方は、正弦条件を満たさないように設計され
ることを特徴とする請求項８１記載の光ヘッド装置。 - 【請求項８３】 請求項１〜２０、４１〜６１記載の光
ヘッド装置と、 前記光記録媒体への記録信号に基づいて前記光源への入
力信号を生成すると共に前記光検出器からの出力信号に
基づいて前記光記録媒体からの再生信号を生成する記録
再生回路と、 前記入力信号の伝達経路を切り換える切換回路と、 前記光記録媒体の種類に応じて前記切換回路の動作を制
御する制御回路と、 を有することを特徴とする光学式情報記録再生装置。 - 【請求項８４】 前記記録再生回路は、 前記第一の光記録媒体への記録信号に基づいて前記第一
の光源への第一の入力信号を生成すると共に、前記光検
出器からの出力信号に基づいて前記第一の光記録媒体か
らの再生信号を生成する第一の記録再生回路と、 前記第二の光記録媒体への記録信号に基づいて前記第二
の光源への第二の入力信号を生成すると共に前記光検出
器からの出力信号に基づいて前記第二の光記録媒体から
の再生信号を生成する第二の記録再生回路と、から構成
され、 前記切換回路は、 前記第一の記録再生回路から前記第一の光源への前記第
一の入力信号の伝達経路、前記第二の記録再生回路から
前記第二の光源への前記第二の入力信号の伝達経路を切
り換え、 前記制御回路は、 前記第一の光記録媒体が挿入された場合は前記第一の入
力信号が前記第一の記録再生回路から前記第一の光源へ
伝達され、前記第二の光記録媒体が挿入された場合は前
記第二の入力信号が前記第二の記録再生回路から前記第
二の光源へ伝達されるように前記切換回路の動作を制御
することを特徴とする請求項８３記載の光学式情報記録
再生装置。 - 【請求項８５】 前記記録再生回路は、 前記第一および第二の光記録媒体への記録信号に基づい
て前記第一および第二の光源への第一および第二の入力
信号をそれぞれ生成すると共に、前記光検出器からの出
力信号に基づいて前記第一および第二の光記録媒体から
の再生信号を生成する単一の記録再生回路から構成さ
れ、 前記切換回路は、 前記記録再生回路から前記第一および第二の光源への前
記第一および第二の入力信号の伝達経路を切り換え、 前記制御回路は、 前記第一の光記録媒体が挿入された場合は前記第一の入
力信号が前記記録再生回路から前記第一の光源へ伝達さ
れ、前記第二の光記録媒体が挿入された場合は前記第二
の入力信号が前記記録再生回路から前記第二の光源へ伝
達されるように前記切換回路の動作を制御することを特
徴とする請求項８３記載の光学式情報記録再生装置。 - 【請求項８６】 請求項２１〜４０、６２〜８２記載の
光ヘッド装置と、 前記光記録媒体への記録信号に基づいて前記光源への入
力信号を生成すると共に前記光検出器からの出力信号に
基づいて前記光記録媒体からの再生信号を生成する記録
再生回路と、 前記入力信号の伝達経路を切り換える切換回路と、 前記光記録媒体の種類に応じて前記切換回路の動作を制
御する制御回路と、 を有することを特徴とする光学式情報記録再生装置。 - 【請求項８７】 前記記録再生回路は、 前記第一の光記録媒体への記録信号に基づいて前記第一
の光源への第一の入力信号を生成すると共に、前記光検
出器からの出力信号に基づいて前記第一の光記録媒体か
らの再生信号を生成する第一の記録再生回路と、 前記第二の光記録媒体への記録信号に基づいて前記第二
の光源への第二の入力信号を生成すると共に、前記光検
出器からの出力信号に基づいて前記第二の光記録媒体か
らの再生信号を生成する第二の記録再生回路と、 前記第三の光記録媒体への記録信号に基づいて前記第三
の光源への第三の入力信号を生成すると共に、前記光検
出器からの出力信号に基づいて前記第三の光記録媒体か
らの再生信号を生成する第三の記録再生回路と、から構
成され、 前記切換回路は、 前記第一の記録再生回路から前記第一の光源への前記第
一の入力信号の伝達経路、前記第二の記録再生回路から
前記第二の光源への前記第二の入力信号の伝達経路、前
記第三の記録再生回路から前記第三の光源への前記第三
の入力信号の伝達経路を切り換え、 前記制御回路は、 前記第一の光記録媒体が挿入された場合は前記第一の入
力信号が前記第一の記録再生回路から前記第一の光源へ
伝達され、前記第二の光記録媒体が挿入された場合は前
記第二の入力信号が前記第二の記録再生回路から前記第
二の光源へ伝達され、前記第三の光記録媒体が挿入され
た場合は前記第三の入力信号が前記第三の記録再生回路
から前記第三の光源へ伝達されるように前記切換回路の
動作を制御することを特徴とする請求項８６記載の光学
式情報記録再生装置。 - 【請求項８８】 前記記録再生回路は、 前記第一、第二および第三の光記録媒体への記録信号に
基づいて前記第一、第二および第三の光源への第一、第
二および第三の入力信号をそれぞれ生成すると共に、前
記光検出器からの出力信号に基づいて前記第一、第二お
よび第三の光記録媒体からの再生信号を生成する単一の
記録再生回路から構成され、 前記切換回路は、 前記記録再生回路から前記第一、第二および第三の光源
への前記第一、第二および第三の入力信号の伝達経路を
切り換え、 前記制御回路は、前記第一の光記録媒体が挿入された場
合は前記第一の入力信号が前記記録再生回路から前記第
一の光源へ伝達され、前記第二の光記録媒体が挿入され
た場合は前記第二の入力信号が前記記録再生回路から前
記第二の光源へ伝達され、前記第三の光記録媒体が挿入
された場合は前記第三の入力信号が前記記録再生回路か
ら前記第三の光源へ伝達されるように前記切換回路の動
作を制御することを特徴とする請求項８６記載の光学式
情報記録再生装置。
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