JP2003195159A - 記録再生用光学系及びその光学系を用いた光ヘッド装置 - Google Patents
記録再生用光学系及びその光学系を用いた光ヘッド装置Info
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- JP2003195159A JP2003195159A JP2001396426A JP2001396426A JP2003195159A JP 2003195159 A JP2003195159 A JP 2003195159A JP 2001396426 A JP2001396426 A JP 2001396426A JP 2001396426 A JP2001396426 A JP 2001396426A JP 2003195159 A JP2003195159 A JP 2003195159A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 製造誤差を発生させる要因を可能な限り除去
すると同時に、加工を容易として高精度で生産性の良
い、高密度な記録または再生が可能な、記録再生用光学
系を提供する。 【解決手段】 光源と、前記光源からの発散光を平行光
に変換するコリメートレンズと、前記平行光を集光させ
て光ディスク5の情報記録面6上に結像させる対物レン
ズにより、記録再生光学系を構成する。対物レンズを単
レンズとし、前記対物レンズの開口数は0.82以上と
して、前記対物レンズの材料の前記光源の波長における
屈折率nを1.8<nの範囲に設定する。
すると同時に、加工を容易として高精度で生産性の良
い、高密度な記録または再生が可能な、記録再生用光学
系を提供する。 【解決手段】 光源と、前記光源からの発散光を平行光
に変換するコリメートレンズと、前記平行光を集光させ
て光ディスク5の情報記録面6上に結像させる対物レン
ズにより、記録再生光学系を構成する。対物レンズを単
レンズとし、前記対物レンズの開口数は0.82以上と
して、前記対物レンズの材料の前記光源の波長における
屈折率nを1.8<nの範囲に設定する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、DVD、コンピュ
ーター用の光記録装置などの光ヘッドに用いられる記録
再生用光学系及びそれを用いた光ヘッド装置に関する。
ーター用の光記録装置などの光ヘッドに用いられる記録
再生用光学系及びそれを用いた光ヘッド装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、光ディスク等の光情報記録媒
体は、CD(コンパクトディスク)やDVDで知られて
いるように、音楽情報、映像情報の蓄積又はコンピュー
タデータの保存といった、デジタルデータの保存に広く
用いられている。
体は、CD(コンパクトディスク)やDVDで知られて
いるように、音楽情報、映像情報の蓄積又はコンピュー
タデータの保存といった、デジタルデータの保存に広く
用いられている。
【0003】近年、情報化社会の到来に伴い、これら光
情報記録媒体の大容量化が強く求められている。
情報記録媒体の大容量化が強く求められている。
【0004】光情報記録媒体において単位面積当たりの
記録容量(記録密度)を向上させるためには、光ヘッド
から得られるスポット径を小さくすればよい。このスポ
ットの最小径は、光の回折のために、一般にはλ/NA
(但し、λは使用波長、NAは光学系の開口数)に比例
する。従って、記録密度を上げ、大容量化を達成するた
めには、使用する光源の波長を短くするか、又は光ヘッ
ドの光学系の開口数を大きくすればよい。実際に、CD
からDVDへの大容量化を達成する際には、使用波長が
短波長化され、レンズの開口数も0.45から0.6に
高開口数化された。
記録容量(記録密度)を向上させるためには、光ヘッド
から得られるスポット径を小さくすればよい。このスポ
ットの最小径は、光の回折のために、一般にはλ/NA
(但し、λは使用波長、NAは光学系の開口数)に比例
する。従って、記録密度を上げ、大容量化を達成するた
めには、使用する光源の波長を短くするか、又は光ヘッ
ドの光学系の開口数を大きくすればよい。実際に、CD
からDVDへの大容量化を達成する際には、使用波長が
短波長化され、レンズの開口数も0.45から0.6に
高開口数化された。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、DVDに見ら
れるような単レンズで、開口数が0.8を超えるような
高開口数を得ようとすると、製造が非常に困難となる。
なぜなら、単レンズの第1面(光源側の面)の有効径内
の接平面と光軸に垂直な平面との角度が大きくなり、具
体的には該角度が50〜60度を超えるため、通常の非
球面ガラスモールドレンズの金型を精度良く加工するこ
とが非常に困難となるからである。また、曲率を抑えた
設計では、軸外性能の劣化と、第1面と第2面(光ディ
スク側の面)との間の面ずれ(ディセンタ)による公差
が小さくなるために、現実的ではない。
れるような単レンズで、開口数が0.8を超えるような
高開口数を得ようとすると、製造が非常に困難となる。
なぜなら、単レンズの第1面(光源側の面)の有効径内
の接平面と光軸に垂直な平面との角度が大きくなり、具
体的には該角度が50〜60度を超えるため、通常の非
球面ガラスモールドレンズの金型を精度良く加工するこ
とが非常に困難となるからである。また、曲率を抑えた
設計では、軸外性能の劣化と、第1面と第2面(光ディ
スク側の面)との間の面ずれ(ディセンタ)による公差
が小さくなるために、現実的ではない。
【0006】本発明は、従来技術における前記課題を解
決するためになされたものであり、製造誤差を発生させ
る要因を可能な限り除去し、容易に高精度かつ高い生産
性を得ることが可能な記録再生用光学系及びそれを用い
た光ヘッド装置を提供することを目的とする。
決するためになされたものであり、製造誤差を発生させ
る要因を可能な限り除去し、容易に高精度かつ高い生産
性を得ることが可能な記録再生用光学系及びそれを用い
た光ヘッド装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係る記録再生用光学系の第1の構成は、光
情報記録媒体への情報の記録及び/又は前記光情報記録
媒体からの情報の再生に用いられる記録再生用光学系で
あって、光源と、前記光源からの発散光を平行光に変換
するコリメート手段と、前記平行光を集光させて前記光
情報記録媒体の情報記録面上に結像させる対物レンズと
を備え、かつ、前記対物レンズは単レンズで構成され、
前記対物レンズの開口数は0.82以上であって、前記
対物レンズの材料の前記光源の波長における屈折率nが
下記式(9)で規定される範囲にあることを特徴とす
る。
め、本発明に係る記録再生用光学系の第1の構成は、光
情報記録媒体への情報の記録及び/又は前記光情報記録
媒体からの情報の再生に用いられる記録再生用光学系で
あって、光源と、前記光源からの発散光を平行光に変換
するコリメート手段と、前記平行光を集光させて前記光
情報記録媒体の情報記録面上に結像させる対物レンズと
を備え、かつ、前記対物レンズは単レンズで構成され、
前記対物レンズの開口数は0.82以上であって、前記
対物レンズの材料の前記光源の波長における屈折率nが
下記式(9)で規定される範囲にあることを特徴とす
る。
【0008】1.8<n (9)
この記録再生用光学系の第1の構成によれば、対物レン
ズの曲率を、第1面と第2面との間の面ずれ(ディセン
タ)による性能劣化が発生しなくなるように設計した際
にも、単レンズの第1面(光源側の面)の有効径内の接
平面と光軸に垂直な平面との角度を60度以下に抑える
ことができるため、通常の非球面ガラスモールドレンズ
の金型を精度良く加工することが可能となり、対物レン
ズ性能の確保と生産性の向上が実現される。
ズの曲率を、第1面と第2面との間の面ずれ(ディセン
タ)による性能劣化が発生しなくなるように設計した際
にも、単レンズの第1面(光源側の面)の有効径内の接
平面と光軸に垂直な平面との角度を60度以下に抑える
ことができるため、通常の非球面ガラスモールドレンズ
の金型を精度良く加工することが可能となり、対物レン
ズ性能の確保と生産性の向上が実現される。
【0009】また、前記本発明の記録再生用光学系の第
1の構成においては、前記対物レンズの材料の前記光源
の波長における屈折率nが下記式(10)で規定される
範囲にあるのが好ましい。
1の構成においては、前記対物レンズの材料の前記光源
の波長における屈折率nが下記式(10)で規定される
範囲にあるのが好ましい。
【0010】
1.84<n (10)
この好ましい例によれば、本発明の記録再生用光学系を
現存するガラスモールド用の硝材によって実現すること
ができる。
現存するガラスモールド用の硝材によって実現すること
ができる。
【0011】また、前記本発明の記録再生用光学系の第
1の構成においては、前記対物レンズの材料は樹脂であ
り、前記材料の前記光源の波長における屈折率nが下記
式(11)で規定される範囲にあるのが好ましい。
1の構成においては、前記対物レンズの材料は樹脂であ
り、前記材料の前記光源の波長における屈折率nが下記
式(11)で規定される範囲にあるのが好ましい。
【0012】
1.6<n (11)
この好ましい例によれば、本発明の記録再生用光学系を
構成する対物レンズを樹脂で構成することができるため
に、プレス用の金型は、ガラスモールドに比較して柔ら
かい材質を選択する事が可能となり、金型加工において
バイトによる切削加工が可能である。そのため、単レン
ズの第1面(光源側の面)の有効径内の接平面と光軸に
垂直な平面との角度を60度以下に抑える必要が無く、
自由に角度を選ぶことができる。
構成する対物レンズを樹脂で構成することができるため
に、プレス用の金型は、ガラスモールドに比較して柔ら
かい材質を選択する事が可能となり、金型加工において
バイトによる切削加工が可能である。そのため、単レン
ズの第1面(光源側の面)の有効径内の接平面と光軸に
垂直な平面との角度を60度以下に抑える必要が無く、
自由に角度を選ぶことができる。
【0013】さらに屈折率を1.6以上とする事で、軸
外性能の劣化と、第1面と第2面(光ディスク側の面)
との間の面ずれ(ディセンタ)による公差を大きくする
ことができる。
外性能の劣化と、第1面と第2面(光ディスク側の面)
との間の面ずれ(ディセンタ)による公差を大きくする
ことができる。
【0014】また、前記本発明の記録再生用光学系の第
1の構成においては、前記対物レンズの前記光源の波長
における焦点距離をf、レンズの長さをdとした場合
に、下記式(12)で規定される範囲にあるのが好まし
い。
1の構成においては、前記対物レンズの前記光源の波長
における焦点距離をf、レンズの長さをdとした場合
に、下記式(12)で規定される範囲にあるのが好まし
い。
【0015】
d/f>1.2 (12)
この好ましい例によれば、本発明の記録再生用光学系を
構成する対物レンズが光軸に対して傾いた場合に発生す
る3次非点収差を小さく抑えることができる。
構成する対物レンズが光軸に対して傾いた場合に発生す
る3次非点収差を小さく抑えることができる。
【0016】また、前記本発明の記録再生用光学系の第
1の構成においては、前記対物レンズの前記光源の波長
における焦点距離をf、レンズの長さをdとした場合
に、下記式(13)で規定される範囲にあるのが好まし
い。
1の構成においては、前記対物レンズの前記光源の波長
における焦点距離をf、レンズの長さをdとした場合
に、下記式(13)で規定される範囲にあるのが好まし
い。
【0017】
d/f>1.45 (13)
この好ましい例によれば、本発明の記録再生用光学系を
構成する対物レンズが光軸に対して傾いた場合に発生す
る3次非点収差を小さくすることができる。さらに第1
面と第2面(光ディスク側の面)との間の面ずれ(ディ
センタ)により発生する収差を小さくすることができ
る。
構成する対物レンズが光軸に対して傾いた場合に発生す
る3次非点収差を小さくすることができる。さらに第1
面と第2面(光ディスク側の面)との間の面ずれ(ディ
センタ)により発生する収差を小さくすることができ
る。
【0018】また、前記本発明の記録再生用光学系の第
1の構成においては、前記対物レンズの作動距離(前記
対物レンズの前記光情報記録媒体側の面から前記光情報
記録媒体までの距離)WDが下記式(14)で規定され
る範囲にあるのが好ましい。
1の構成においては、前記対物レンズの作動距離(前記
対物レンズの前記光情報記録媒体側の面から前記光情報
記録媒体までの距離)WDが下記式(14)で規定され
る範囲にあるのが好ましい。
【0019】
150μm≦WD<650μm (14)
この好ましい例によれば、下限を上回ることにより、レ
ンズとディスクの衝突回数を減らすことができ、また、
上限を下回ることにより、本発明の記録再生用光学系を
構成する対物レンズが光軸に対して傾いた場合に発生す
る3次非点収差を小さくすることができる。さらに第1
面と第2面(光ディスク側の面)との間の面ずれ(ディ
センタ)により発生する収差を小さくすることができ
る。
ンズとディスクの衝突回数を減らすことができ、また、
上限を下回ることにより、本発明の記録再生用光学系を
構成する対物レンズが光軸に対して傾いた場合に発生す
る3次非点収差を小さくすることができる。さらに第1
面と第2面(光ディスク側の面)との間の面ずれ(ディ
センタ)により発生する収差を小さくすることができ
る。
【0020】また、前記本発明の記録再生用光学系の第
1の構成においては、前記対物レンズの作動距離(前記
対物レンズの前記光情報記録媒体側の面から前記光情報
記録媒体までの距離)WDが下記式(15)で規定され
る範囲にあるのが好ましい。
1の構成においては、前記対物レンズの作動距離(前記
対物レンズの前記光情報記録媒体側の面から前記光情報
記録媒体までの距離)WDが下記式(15)で規定され
る範囲にあるのが好ましい。
【0021】
250μm≦WD≦400μm (15)
この好ましい例によれば、下限を上回ることにより、レ
ンズとディスクの衝突をほぼ防ぐことができ、また、上
限を下回ることにより、本発明の記録再生用光学系を構
成する対物レンズが光軸に対して傾いた場合に発生する
3次非点収差を小さくすることができる。
ンズとディスクの衝突をほぼ防ぐことができ、また、上
限を下回ることにより、本発明の記録再生用光学系を構
成する対物レンズが光軸に対して傾いた場合に発生する
3次非点収差を小さくすることができる。
【0022】また、本発明に係る光ヘッド装置の構成
は、光源と、前記光源から出射された光束を光情報記録
媒体の情報記録面上に集光する集光手段と、前記情報記
録面で変調された光束を分離する光束分離手段と、前記
情報記録面で変調された光束を受光する受光手段とを備
えた光ヘッド装置であって、前記光源と前記集光手段と
からなる光学系が前記本発明の記録再生用光学系である
ことを特徴とする。この光ヘッド装置の構成によれば、
製造が容易で軸外収差劣化が小さく、しかも、レンズと
ディスクの衝突が少ない光ヘッド装置を実現することが
できる。
は、光源と、前記光源から出射された光束を光情報記録
媒体の情報記録面上に集光する集光手段と、前記情報記
録面で変調された光束を分離する光束分離手段と、前記
情報記録面で変調された光束を受光する受光手段とを備
えた光ヘッド装置であって、前記光源と前記集光手段と
からなる光学系が前記本発明の記録再生用光学系である
ことを特徴とする。この光ヘッド装置の構成によれば、
製造が容易で軸外収差劣化が小さく、しかも、レンズと
ディスクの衝突が少ない光ヘッド装置を実現することが
できる。
【0023】また、前記本発明の光ヘッド装置の構成に
おいては、光ディスクの傾きにより発生する3次コマ収
差を補正するように前記対物レンズを傾ける機構を備え
ることが好ましい。
おいては、光ディスクの傾きにより発生する3次コマ収
差を補正するように前記対物レンズを傾ける機構を備え
ることが好ましい。
【0024】この好ましい例によれば、ディスクのそり
などによる光軸に対して傾きがあった際に発生する3次
コマ収差を、対物レンズ部を傾けるだけで補正できるた
め、小型で簡素な光ヘッド装置を実現することができ
る。
などによる光軸に対して傾きがあった際に発生する3次
コマ収差を、対物レンズ部を傾けるだけで補正できるた
め、小型で簡素な光ヘッド装置を実現することができ
る。
【0025】
【発明の実施の形態】以下、実施の形態を用いて本発明
をさらに具体的に説明する。
をさらに具体的に説明する。
【0026】(第1の実施の形態)図1は本発明の第1
の実施の形態における記録再生用光学系の概略構成を示
す光路図である。
の実施の形態における記録再生用光学系の概略構成を示
す光路図である。
【0027】図1に示すように、本実施の形態における
記録再生用光学系は、光情報記録媒体としての光ディス
ク5への情報の記録及び/又は光ディスク5からの情報
の再生に用いられ、図示しない光源(図1では、左側に
位置する)と、前記光源からの発散光を平行光に変換す
るコリメート手段としてのコリメートレンズ(図示せ
ず)と、前記平行光を集光させて光ディスク5の情報記
録面6上に結像させる対物レンズとを備えている。
記録再生用光学系は、光情報記録媒体としての光ディス
ク5への情報の記録及び/又は光ディスク5からの情報
の再生に用いられ、図示しない光源(図1では、左側に
位置する)と、前記光源からの発散光を平行光に変換す
るコリメート手段としてのコリメートレンズ(図示せ
ず)と、前記平行光を集光させて光ディスク5の情報記
録面6上に結像させる対物レンズとを備えている。
【0028】ここで、対物レンズは、単レンズで構成さ
れている。対物レンズ2は、前記光源側の面である第1
面3と、光ディスク5側の面である第2面4とを備えて
いる。
れている。対物レンズ2は、前記光源側の面である第1
面3と、光ディスク5側の面である第2面4とを備えて
いる。
【0029】前記コリメートレンズを通過した平行光1
は、対物レンズの前記光源側の面である第1面3に入射
し、光ディスク5側の面である第2面4から出射した光
は、光ディスク5の情報記録面6上に集光される。
は、対物レンズの前記光源側の面である第1面3に入射
し、光ディスク5側の面である第2面4から出射した光
は、光ディスク5の情報記録面6上に集光される。
【0030】本記録再生用光学系においては、前記対物
レンズ2の材料の前記光源の波長における屈折率nが下
記式(16)で規定される範囲にある。
レンズ2の材料の前記光源の波長における屈折率nが下
記式(16)で規定される範囲にある。
【0031】
1.8<n (16)
このため、対物レンズの曲率を、第1面と第2面との間
の面ずれ(ディセンタ)による性能劣化が発生しなくな
るように設計した際にも、単レンズの第1面(光源側の
面)の有効径内の接平面と光軸に垂直な平面との角度を
60度以下に抑えることができるため、通常の非球面ガ
ラスモールドレンズの金型を精度良く加工することが可
能となり、対物レンズ性能の確保と生産性の向上が実現
される。さらには、前記対物レンズの材料の前記光源の
波長における屈折率nが下記式(17)で規定される範
囲にあるのが望ましい。
の面ずれ(ディセンタ)による性能劣化が発生しなくな
るように設計した際にも、単レンズの第1面(光源側の
面)の有効径内の接平面と光軸に垂直な平面との角度を
60度以下に抑えることができるため、通常の非球面ガ
ラスモールドレンズの金型を精度良く加工することが可
能となり、対物レンズ性能の確保と生産性の向上が実現
される。さらには、前記対物レンズの材料の前記光源の
波長における屈折率nが下記式(17)で規定される範
囲にあるのが望ましい。
【0032】
1.84<n (17)
上記を満たすことにより、本発明の記録再生用光学系を
現存するガラスモールド用の硝材によって実現すること
ができる。
現存するガラスモールド用の硝材によって実現すること
ができる。
【0033】また、前記本発明の記録再生用光学系の第
1の構成においては、前記対物レンズの材料は樹脂であ
り、前記材料の前記光源の波長における屈折率nが下記
式(18)で規定される範囲にあるのが望ましい。
1の構成においては、前記対物レンズの材料は樹脂であ
り、前記材料の前記光源の波長における屈折率nが下記
式(18)で規定される範囲にあるのが望ましい。
【0034】
1.6<n (18)
上記を満たすことにより、本発明の記録再生用光学系を
構成する対物レンズを樹脂で構成することができるため
に、プレス用の金型は、ガラスモールドに比較して柔ら
かい材質を選択する事が可能となり、金型加工において
バイトによる切削加工が可能である。そのため、単レン
ズの第1面(光源側の面)の有効径内の接平面と光軸に
垂直な平面との角度を60度以下に抑える必要が無く、
自由に角度を選ぶことができる。さらに屈折率を1.6
以上とする事で、軸外性能の劣化と、第1面と第2面
(光ディスク側の面)との間の面ずれ(ディセンタ)に
よる公差を大きくすることができる。
構成する対物レンズを樹脂で構成することができるため
に、プレス用の金型は、ガラスモールドに比較して柔ら
かい材質を選択する事が可能となり、金型加工において
バイトによる切削加工が可能である。そのため、単レン
ズの第1面(光源側の面)の有効径内の接平面と光軸に
垂直な平面との角度を60度以下に抑える必要が無く、
自由に角度を選ぶことができる。さらに屈折率を1.6
以上とする事で、軸外性能の劣化と、第1面と第2面
(光ディスク側の面)との間の面ずれ(ディセンタ)に
よる公差を大きくすることができる。
【0035】また、前記本発明の記録再生用光学系の第
1の構成においては、前記対物レンズの前記光源の波長
における焦点距離をf、レンズの長さをdとした場合
に、下記式(19)で規定される範囲にあるのが好まし
い。
1の構成においては、前記対物レンズの前記光源の波長
における焦点距離をf、レンズの長さをdとした場合
に、下記式(19)で規定される範囲にあるのが好まし
い。
【0036】
d/f>1.2 (19)
上記を満たすことにより、本発明の記録再生用光学系を
構成する対物レンズが光軸に対して傾いた場合に発生す
る3次非点収差を小さく抑えることができる。
構成する対物レンズが光軸に対して傾いた場合に発生す
る3次非点収差を小さく抑えることができる。
【0037】また、前記本発明の記録再生用光学系の第
1の構成においては、前記対物レンズの前記光源の波長
における焦点距離をf、レンズの長さをdとした場合
に、下記式(20)で規定される範囲にあるのが好まし
い。
1の構成においては、前記対物レンズの前記光源の波長
における焦点距離をf、レンズの長さをdとした場合
に、下記式(20)で規定される範囲にあるのが好まし
い。
【0038】
d/f>1.45 (20)
上記を満たすことにより、本発明の記録再生用光学系を
構成する対物レンズが光軸に対して傾いた場合に発生す
る3次非点収差を小さくすることができる。さらに第1
面と第2面(光ディスク側の面)との間の面ずれ(ディ
センタ)により発生する収差を小さくすることができ
る。
構成する対物レンズが光軸に対して傾いた場合に発生す
る3次非点収差を小さくすることができる。さらに第1
面と第2面(光ディスク側の面)との間の面ずれ(ディ
センタ)により発生する収差を小さくすることができ
る。
【0039】また、前記本発明の記録再生用光学系の第
1の構成においては、前記対物レンズの作動距離(前記
対物レンズの前記光情報記録媒体側の面から前記光情報
記録媒体までの距離)WDが下記式(21)で規定され
る範囲にあるのが好ましい。
1の構成においては、前記対物レンズの作動距離(前記
対物レンズの前記光情報記録媒体側の面から前記光情報
記録媒体までの距離)WDが下記式(21)で規定され
る範囲にあるのが好ましい。
【0040】
150μm≦WD<650μm (21)
上記を満たすことにより、下限を上回ることにより、レ
ンズとディスクの衝突回数を減らすことができ、また、
上限を下回ることにより、本発明の記録再生用光学系を
構成する対物レンズが光軸に対して傾いた場合に発生す
る3次非点収差を小さくすることができる。さらに第1
面と第2面(光ディスク側の面)との間の面ずれ(ディ
センタ)により発生する収差を小さくすることができ
る。
ンズとディスクの衝突回数を減らすことができ、また、
上限を下回ることにより、本発明の記録再生用光学系を
構成する対物レンズが光軸に対して傾いた場合に発生す
る3次非点収差を小さくすることができる。さらに第1
面と第2面(光ディスク側の面)との間の面ずれ(ディ
センタ)により発生する収差を小さくすることができ
る。
【0041】また、前記本発明の記録再生用光学系の第
1の構成においては、前記対物レンズの作動距離(前記
対物レンズの前記光情報記録媒体側の面から前記光情報
記録媒体までの距離)WDが下記式(22)で規定され
る範囲にあるのが好ましい。
1の構成においては、前記対物レンズの作動距離(前記
対物レンズの前記光情報記録媒体側の面から前記光情報
記録媒体までの距離)WDが下記式(22)で規定され
る範囲にあるのが好ましい。
【0042】
250μm≦WD≦400μm (22)
上記を満たすことにより、下限を上回ることにより、レ
ンズとディスクの衝突をほぼ防ぐことができ、また、上
限を下回ることにより、本発明の記録再生用光学系を構
成する対物レンズが光軸に対して傾いた場合に発生する
3次非点収差を小さくすることができる。
ンズとディスクの衝突をほぼ防ぐことができ、また、上
限を下回ることにより、本発明の記録再生用光学系を構
成する対物レンズが光軸に対して傾いた場合に発生する
3次非点収差を小さくすることができる。
【0043】また、本発明に係る光ヘッド装置の構成
は、光源と、前記光源から出射された光束を光情報記録
媒体の情報記録面上に集光する集光手段と、前記情報記
録面で変調された光束を分離する光束分離手段と、前記
情報記録面で変調された光束を受光する受光手段とを備
えた光ヘッド装置であって、前記光源と前記集光手段と
からなる光学系が前記本発明の記録再生用光学系である
ことを特徴とする。この光ヘッド装置の構成によれば、
製造が容易で軸外収差劣化が小さく、しかも、レンズと
ディスクの衝突が少ない光ヘッド装置を実現することが
できる。
は、光源と、前記光源から出射された光束を光情報記録
媒体の情報記録面上に集光する集光手段と、前記情報記
録面で変調された光束を分離する光束分離手段と、前記
情報記録面で変調された光束を受光する受光手段とを備
えた光ヘッド装置であって、前記光源と前記集光手段と
からなる光学系が前記本発明の記録再生用光学系である
ことを特徴とする。この光ヘッド装置の構成によれば、
製造が容易で軸外収差劣化が小さく、しかも、レンズと
ディスクの衝突が少ない光ヘッド装置を実現することが
できる。
【0044】下記(表1)に、本実施の形態における記
録再生用光学系の具体的数値例を示す。対物レンズの第
1面は光源側、第2面は光ディスク側とし、光ディスク
は平行平板とする。また、設計波長は405nmとし
た。尚、下記(表1)中の記号はそれぞれ次のことを表
している。
録再生用光学系の具体的数値例を示す。対物レンズの第
1面は光源側、第2面は光ディスク側とし、光ディスク
は平行平板とする。また、設計波長は405nmとし
た。尚、下記(表1)中の記号はそれぞれ次のことを表
している。
【0045】f:対物レンズの焦点距離
R1:対物レンズ第1面の曲率半径
R2:対物レンズ第2面の曲率半径
d:対物レンズの厚み
n:対物レンズの屈折率
t:ディスク基板の厚み
nt:ディスク基板の屈折率
WD:対物レンズの作動距離
NA:対物レンズの開口数
WA:軸外収差(光軸から0.5度傾いた光線が入射し
た場合の収差) AA:軸外3次非点収差(光軸から0.5度傾いた光線
が入射した場合の3次非点収差) DC:第1面と第2面が5μm面ずれ(ディセンタ)し
た場合に発生する収差また、非球面形状は、下記(数
1)によって定義される。
た場合の収差) AA:軸外3次非点収差(光軸から0.5度傾いた光線
が入射した場合の3次非点収差) DC:第1面と第2面が5μm面ずれ(ディセンタ)し
た場合に発生する収差また、非球面形状は、下記(数
1)によって定義される。
【0046】
【数1】
【0047】(表1)
f=1.60(mm)
R1=1.417(mm)
R2=-6.0030297
d=2.4(mm)
n=1.84069
t=0.1(mm)
nt=1.61736
WD=0.3005(mm)
NA=0.85
k1=-8.106223e-001
A1,4=1.919126e-002
A1,6=4.190389e-003
A1,8=-2.155595e-003
A1,10=2.399414e-003
A1,12=-9.574854e-004
k1=-1.004084e+003
A1,4=3.815853e-001
A1,6=-2.128923e+000
A1,8=4.831032e+000
A1,10=-4.238801e+000
WA=21.9mλrms
AA=11.7mλrms
DC=42.1mλrms
屈折率nが1.84<nで規定される範囲にあるので、
第1面と第2面との間の面ずれ(ディセンタ)による性
能劣化が比較的小さくなるように設計でき、かつ、単レ
ンズの第1面(光源側の面)の有効径内の接平面と光軸
に垂直な平面との角度を60度以下に抑えることができ
るため、通常の非球面ガラスモールドレンズの金型を精
度良く加工することが可能となり、対物レンズ性能の確
保と生産性の向上が実現される。
第1面と第2面との間の面ずれ(ディセンタ)による性
能劣化が比較的小さくなるように設計でき、かつ、単レ
ンズの第1面(光源側の面)の有効径内の接平面と光軸
に垂直な平面との角度を60度以下に抑えることができ
るため、通常の非球面ガラスモールドレンズの金型を精
度良く加工することが可能となり、対物レンズ性能の確
保と生産性の向上が実現される。
【0048】また、d/f=1.5>1.45であるた
め、対物レンズが光軸に対して傾いた場合に発生する3
次非点収差を小さくすることができる。さらに第1面と
第2面(光ディスク側の面)との間の面ずれ(ディセン
タ)により発生する収差を小さくすることができる。
め、対物レンズが光軸に対して傾いた場合に発生する3
次非点収差を小さくすることができる。さらに第1面と
第2面(光ディスク側の面)との間の面ずれ(ディセン
タ)により発生する収差を小さくすることができる。
【0049】さらに、前記対物レンズの作動距離(前記
対物レンズの前記光情報記録媒体側の面から前記光情報
記録媒体までの距離)WDが下記式(24)で規定され
る範囲にあるので、 250μm≦WD≦400μm (24) レンズとディスクの衝突をほぼ防ぐことができ、また、
本発明の記録再生用光学系を構成する対物レンズが光軸
に対して傾いた場合に発生する3次非点収差を小さくす
ることができる。
対物レンズの前記光情報記録媒体側の面から前記光情報
記録媒体までの距離)WDが下記式(24)で規定され
る範囲にあるので、 250μm≦WD≦400μm (24) レンズとディスクの衝突をほぼ防ぐことができ、また、
本発明の記録再生用光学系を構成する対物レンズが光軸
に対して傾いた場合に発生する3次非点収差を小さくす
ることができる。
【0050】(第2の実施の形態)図2は本発明の第2
の実施の形態における記録再生用光学系の概略構成を示
す光路図である。
の実施の形態における記録再生用光学系の概略構成を示
す光路図である。
【0051】図2に示すように、本実施の形態の記録再
生用光学系は、光情報記録媒体としての光ディスク16
への情報の記録及び/又は光ディスク16からの情報の
再生に用いられ、光源を含む半導体レーザモジュール1
1と、半導体レーザモジュール11の光源から出射され
た発散光束12を略平行光14に変換するコリメートレ
ンズ13と、略平行光14を集光させて光ディスク16
の情報記録面17上に結像させる集光手段としての対物
レンズ15とを備えている。
生用光学系は、光情報記録媒体としての光ディスク16
への情報の記録及び/又は光ディスク16からの情報の
再生に用いられ、光源を含む半導体レーザモジュール1
1と、半導体レーザモジュール11の光源から出射され
た発散光束12を略平行光14に変換するコリメートレ
ンズ13と、略平行光14を集光させて光ディスク16
の情報記録面17上に結像させる集光手段としての対物
レンズ15とを備えている。
【0052】ここで、対物レンズ15としては、上記第
1の実施の形態と同じ構成の対物レンズが用いられてい
る。
1の実施の形態と同じ構成の対物レンズが用いられてい
る。
【0053】そして、半導体レーザモジュール11の光
源から出射した発散光束12は、コリメートレンズ13
によって略平行光14となり、対物レンズ15を透過
し、光ディスク16の裏面または内部の面である情報記
録面17上に集光されて、光スポットを形成する。
源から出射した発散光束12は、コリメートレンズ13
によって略平行光14となり、対物レンズ15を透過
し、光ディスク16の裏面または内部の面である情報記
録面17上に集光されて、光スポットを形成する。
【0054】情報記録面17上に形成された反射率の異
なる信号により、集光スポットの反射光強度は変調を受
ける。
なる信号により、集光スポットの反射光強度は変調を受
ける。
【0055】情報記録面17で反射されたレーザ光は、
もとの光路を辿って半導体レーザモジュール11に戻
り、この半導体レーザモジュール11に含まれる光束分
離手段によって往路の光束と分離された後、同じく半導
体レーザモジュール11に含まれる受光手段としての受
光素子によって受光される。
もとの光路を辿って半導体レーザモジュール11に戻
り、この半導体レーザモジュール11に含まれる光束分
離手段によって往路の光束と分離された後、同じく半導
体レーザモジュール11に含まれる受光手段としての受
光素子によって受光される。
【0056】このように、記録再生用光学系と、復路の
光束を往路の光束と分離する光束分離手段と、受光手段
とにより光ヘッド装置が構成されている。
光束を往路の光束と分離する光束分離手段と、受光手段
とにより光ヘッド装置が構成されている。
【0057】さらには、対物レンズ15を保持するアク
チュエータ18が光軸に対して傾き方向にも動かすこと
ができる構成とすることが望ましい。
チュエータ18が光軸に対して傾き方向にも動かすこと
ができる構成とすることが望ましい。
【0058】かかる構成によれば、例えばディスクの傾
きなどで発生した3次コマ収差を、アクチュエータ18
を傾けることにより、対物レンズ15を傾けて、3次コ
マ収差を小さくすることが出来る。これにより、例えば
ディスクの傾きによる3次コマ収差に対する許容度が大
きくなる。
きなどで発生した3次コマ収差を、アクチュエータ18
を傾けることにより、対物レンズ15を傾けて、3次コ
マ収差を小さくすることが出来る。これにより、例えば
ディスクの傾きによる3次コマ収差に対する許容度が大
きくなる。
【0059】尚、本実施の形態においては、対物レンズ
15として、上記第1の実施の形態と同じ構成の対物レ
ンズが用いられているが、必ずしもこの構成に限定され
るものではない。
15として、上記第1の実施の形態と同じ構成の対物レ
ンズが用いられているが、必ずしもこの構成に限定され
るものではない。
【0060】また、本実施の形態においては、光源と光
束分離手段と受光素子とが一体化された半導体モジュー
ル11が用いられているが、レーザー光源と光束分離手
段と受光素子とを分離した構成としてもよい。さらに、
光束分離手段は、コリメートレンズの後に置いてもよ
い。
束分離手段と受光素子とが一体化された半導体モジュー
ル11が用いられているが、レーザー光源と光束分離手
段と受光素子とを分離した構成としてもよい。さらに、
光束分離手段は、コリメートレンズの後に置いてもよ
い。
【0061】また、本実施の形態においては、光ディス
クに対して直接記録再生する光ヘッド装置を例に挙げて
説明したが、例えばDVDなどの原盤を記録するため
の、レーザービームレコーダーとして用いてもよい。
クに対して直接記録再生する光ヘッド装置を例に挙げて
説明したが、例えばDVDなどの原盤を記録するため
の、レーザービームレコーダーとして用いてもよい。
【0062】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
対物レンズの曲率を、第1面と第2面との間の面ずれ
(ディセンタ)による性能劣化が小さくなるように設計
した際にも、単レンズの第1面(光源側の面)の有効径
内の接平面と光軸に垂直な平面との角度を60度以下に
抑えることができるため、通常の非球面ガラスモールド
レンズの金型を精度良く加工することが可能となり、対
物レンズ性能の確保と生産性の向上が実現される。ま
た、対物レンズが光軸に対して傾いた場合に発生する3
次非点収差を小さくすることができるため、性能劣化の
小さい光ヘッド装置を実現することができる。
対物レンズの曲率を、第1面と第2面との間の面ずれ
(ディセンタ)による性能劣化が小さくなるように設計
した際にも、単レンズの第1面(光源側の面)の有効径
内の接平面と光軸に垂直な平面との角度を60度以下に
抑えることができるため、通常の非球面ガラスモールド
レンズの金型を精度良く加工することが可能となり、対
物レンズ性能の確保と生産性の向上が実現される。ま
た、対物レンズが光軸に対して傾いた場合に発生する3
次非点収差を小さくすることができるため、性能劣化の
小さい光ヘッド装置を実現することができる。
【図1】本発明の第1の実施の形態における記録再生用
光学系の概略構成を示す光路図
光学系の概略構成を示す光路図
【図2】本発明の第2の実施の形態における記録再生用
光学系の概略構成を示す光路図
光学系の概略構成を示す光路図
【符号の説明】
1、14 平行光
2、15 対物レンズ
5、16 光ディスク
3 第1面
4 第2面
6、17 情報記録面
11 半導体レーザモジュール
12 発散光束
13 コリメートレンズ
18 アクチュエータ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 山形 道弘
大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器
産業株式会社内
Fターム(参考) 2H087 KA13 LA01 LA25 PA01 PA17
PB01 QA02 QA07 QA14 QA34
RA05 RA12 RA13
5D119 AA11 AA22 AA38 BA01 BB09
JA44 JB01 JB02 JB03 JB06
JB10
5D789 AA11 AA22 AA38 BA01 BB09
JA44 JB01 JB02 JB03 JB06
JB10
Claims (11)
- 【請求項1】 光情報記録媒体への情報の記録及び/又
は前記光情報記録媒体からの情報の再生に用いられる記
録再生用光学系であって、光源と、前記光源からの発散
光を平行光に変換するコリメート手段と、前記平行光を
集光させて前記光情報記録媒体の情報記録面上に結像さ
せる対物レンズとを備え、かつ、前記対物レンズは単レ
ンズで構成され、前記対物レンズの開口数は0.82以
上であって、前記対物レンズの材料の前記光源の波長に
おける屈折率nが下記式(1)で規定される範囲にある
ことを特徴とする記録再生用光学系。 1.8<n (1) - 【請求項2】 前記対物レンズの材料の前記光源の波長
における屈折率nが下記式(2)で規定される範囲にあ
る請求項1に記載の記録再生用光学系。 1.84<n (2) - 【請求項3】 前記対物レンズの材料は樹脂であり、前
記材料の前記光源の波長における屈折率nが下記式
(3)で規定される範囲にある請求項1に記載の記録再
生用光学系。 1.6<n (3) - 【請求項4】 前記対物レンズの前記光源の波長におけ
る焦点距離をf、レンズの長さをdとした場合に、下記
式(4)で規定される範囲にある請求項1から3に記載
の記録再生用光学系。 d/f>1.2 (4) - 【請求項5】 前記対物レンズの前記光源の波長におけ
る焦点距離をf、レンズの長さをdとした場合に、下記
式(5)で規定される範囲にある請求項1から3に記載
の記録再生用光学系。 d/f>1.45 (5) - 【請求項6】 前記対物レンズの作動距離(前記対物レ
ンズの前記光情報記録媒体側の面から前記光情報記録媒
体までの距離)WDが下記式(6)で規定される範囲に
ある請求項1から5に記載の記録再生用光学系。 150μm≦WD<650μm (6) - 【請求項7】 前記対物レンズの作動距離(前記対物レ
ンズの前記光情報記録媒体側の面から前記光情報記録媒
体までの距離)WDが下記式(7)で規定される範囲に
ある請求項1から5に記載の記録再生用光学系。 250μm≦WD≦400μm (7) - 【請求項8】 厚さ約0.1mmの透明基板に覆われた
光情報記録媒体への情報の記録及び/又は前記光情報記
録媒体からの情報の再生に用いられる記録再生用光学系
であって、光源と、前記光源からの発散光を平行光に変
換するコリメート手段と、前記平行光を集光させて前記
光情報記録媒体の情報記録面上に結像させる対物レンズ
とを備え、かつ、前記対物レンズは単レンズで構成さ
れ、前記対物レンズの開口数は0.85であって、前記
対物レンズの形状は下記式(8)で規定される範囲にあ
ることを特徴とする記録再生用光学系。 n=1.84 r1=1.4 r2=−6.0 d=2.4 WD=0.3 (8) ただし、 nは硝材の屈折率 r1は第1面の中心曲率半径 r2は第2面の中心曲率半径 dはレンズの厚み WDはレンズの作動距離(レンズ第2面からディスクま
での距離) - 【請求項9】 光源と、前記光源から出射された光束を
光情報記録媒体の情報記録面上に集光する集光手段と、
前記情報記録面で変調された光束を分離する光束分離手
段と、前記情報記録面で変調された光束を受光する受光
手段とを備えた光ヘッド装置であって、前記光源と前記
集光手段とからなる光学系が請求項1〜8のいずれかに
記載の記録再生用光学系であることを特徴とする光ヘッ
ド装置。 - 【請求項10】 更に、光ディスクの傾きにより発生す
る3次コマ収差を補正するように前記対物レンズを傾け
る機構を備える請求項9に記載の光ヘッド装置。 - 【請求項11】 情報記録媒体と、情報記録媒体の駆動
機構と、請求項1から10のいずれかに記載の光ヘツド
を用いることを特徴とする光ディスク装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001396426A JP2003195159A (ja) | 2001-12-27 | 2001-12-27 | 記録再生用光学系及びその光学系を用いた光ヘッド装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001396426A JP2003195159A (ja) | 2001-12-27 | 2001-12-27 | 記録再生用光学系及びその光学系を用いた光ヘッド装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003195159A true JP2003195159A (ja) | 2003-07-09 |
Family
ID=27602527
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001396426A Pending JP2003195159A (ja) | 2001-12-27 | 2001-12-27 | 記録再生用光学系及びその光学系を用いた光ヘッド装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003195159A (ja) |
-
2001
- 2001-12-27 JP JP2001396426A patent/JP2003195159A/ja active Pending
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