JP2005011417A - Optical pickup device and optical information recording/reproducing device equipped with the same - Google Patents

Optical pickup device and optical information recording/reproducing device equipped with the same Download PDF

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Hiroyuki Shindo
博之 新藤
Ichiro Morishita
一郎 森下
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Samsung R&D Institute Japan Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical pickup device capable of reducing the chromatic aberration caused by the change in oscillation wavelengths of the light emitted from a light source due to the manufacturing tolerance or a temperature change, and an optical information recording/reproducing device equipped with the same. <P>SOLUTION: This optical pickup device is provided with: a semiconductor laser 11; a collimator lens 12 for collimating light emitted from the semiconductor laser 11; a chromatic aberration correction optical device 13 for correcting the chromatic aberration of the parallel light from the collimator lens 12; and an objective lens 15 for condensing the light emitted from the chromatic aberration correction optical device 13 to a predetermined diameter and converging the light on an optical disk 16. The collimator lens 12 is arranged at a position for reducing chromatic aberration which is caused by the change in the wavelengths of the light emitted from the semiconductor laser 11. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ピックアップ装置及びそれを備えた光情報記録/再生装置に関し、特に詳しくは、製造上の公差や温度変化により光源からの出射光に生じる発振波長のばらつきにより生じる色収差や、記録時と再生時で発振波長が変化することにより生じる色収差を低減することが可能な光ピックアップ装置及びそれを備えた光情報記録/再生装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、CD(コンパクト・ディスク)、DVD(ディジタル・ヴァーサタイル・ディスク)等の光ディスク(光情報記録媒体)の記録/再生、あるいは再生のみを行う光ピックアップ装置においては、光源としてレーザダイオード(LD)が用いられているが、このレーザダイオード(LD)では、製造上の公差や経時的な温度変化等により、出射されるレーザ光の中心波長にばらつきが生じ、この波長のばらつきは、光ピックアップ装置においては色収差として現れる。
【0003】
また、記録/再生を行う光ピックアップ装置では、図8に示すように、読み出し時(再生時)Rと書き込み時(記録時)Wで発振波長が変化(シフト)する。例えば、読み出し時Rのレーザ光の光出力を3mW、パルス幅を1nmとした場合、読み出し時Rから書き込み時Wに切り換えた場合のレーザ光の光出力は100mW、パルス幅は0.5nmとなる。この発振波長の変化(シフト)が原因となって、光ピックアップ装置に色収差が現れる。
このように、光ピックアップ装置に色収差が発生した場合、光ディスク上のスポット径が大きくなり、ジッターが劣化するという問題が生じる。そこで、通常の光ピックアップ装置では、予め、オフセットを見込んで電気回路上にて補正を行う方法が採られていた。
【0004】
ところで、近年、青色光ディスク(Blu−ray Disc)、あるいは、より小型かつ薄厚の次世代光ディスクにおいては、高密度記録を行う必要があるために、レーザ光源として405nmの波長の青紫色レーザダイオード(LD)を用い、このレーザ光を光ディスクの記録面に集光させるための対物レンズとしてレンズの開口数(NA:Numerical Aperture)が0.6を超える対物レンズを用いた光ピックアップ装置が提案されている。しかしながら、この光ピックアップ装置では、対物レンズのNAが大きいために色収差の発生が大きく、何らかの対策を必要としていた。
そこで、この色収差を補正するために、例えば、コリメートレンズと対物レンズとの間に、凹レンズと単一ホログラムパターンを有するホログラム素子を一体化した補正素子を配置し、この補正素子により色収差を補正する方法(例えば、特許文献1参照)、あるいは、コリメートレンズと対物レンズとの間に、凸レンズ及び凹レンズを配置し、これら凸レンズ及び凹レンズにより色収差を補正する方法(例えば、特許文献2参照)等が提案されている。
【0005】
【特許文献1】
特開2001−256672号公報
【特許文献2】
特開2000−131603号公報
【0006】
図9は、通常、ズームレンズ方式と称されている光ピックアップ装置を示す概略構成図であり、図において、符号1は半導体レーザ(LD:光源)、2は半導体レーザ(LD)1からの出射光を平行光とするコリメートレンズ、3は平行光の色収差を補正する色収差補正光学素子、4は色収差補正光学素子3から出射する光を所定の径に絞り込み光ディスク(光情報記録媒体)5に集光させる対物レンズである。
色収差補正光学素子3は、凹レンズ6と、両面にホログラム7a、7bが形成された凸レンズ8とにより構成され、対物レンズ4は、いわゆる色消しレンズと称される2枚の凸レンズ4a、4bにより構成されている。
この光ピックアップ装置では、凸レンズ8の両面にホログラム7a、7bを形成することで、レーザ光の発振波長の変動により生じる色収差を補正するようになっている。また、レーザ光の中心波長のばらつきに起因する色収差については、凹レンズ6と凸レンズ8との間隔Dを調整することにより、低減するようになっている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来のズームレンズ方式の光ピックアップ装置では、次に挙げるような問題点があった。
(1)対物レンズ4をシングル非球面レンズにしたり、そのワーキングディスタンス(WD)を大きくした場合、対物レンズ4で発生する色収差の量が大きくなるために、ズームレンズ方式のみでは色収差の補正が不十分である。
(2)青色光ディスク(Blu−ray Disc)用の光ピックアップ装置の大きさをCD、DVD並に小型化した場合、凹レンズ6と凸レンズ8との間隔Dを調整する調整機構を収容するスペースが無く、光学系を最適化することができない。
【0008】
図10はズームレンズ方式の光ピックアップ装置の色収差補正の一例を示す図であり、液晶の波面収差補正素子を用いない場合の読み出し時(再生時)とその後に切り換えた書き込み時(記録時)それぞれの波長と波面収差(rms)との関係を示している。なお、書き込み時の波長λは、読み出し時の波長λを+1.5nmシフトしたものになっている。
この図から、読み出し時と書き込み時で波面収差が一致せず、特に、書き込み時に波面収差が悪化することが分かる。
【0009】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、製造上の公差や温度変化により光源からの出射光に生じる発振波長のばらつきにより生じる色収差や、記録時と再生時で発振波長が変化することにより生じる色収差を低減することが可能な光ピックアップ装置及びそれを備えた光情報記録/再生装置を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は次のような光ピックアップ装置及びそれを備えた光情報記録/再生装置を提供した。
すなわち、請求項1記載の光ピックアップ装置は、光源と、該光源に対して進退自在とされかつ該光源からの出射光を平行光とするコリメートレンズと、該コリメートレンズからの平行光の色収差を補正する色収差補正光学素子と、該色収差補正光学素子から出射する光を所定の径に絞り込み光情報記録媒体に集光させる対物レンズとを備え、前記コリメートレンズを、前記光源からの出射光の波長のばらつきにより発生する色収差を低減する位置に配置してなることを特徴とする。
【0011】
この光ピックアップ装置では、前記コリメートレンズを、前記光源からの出射光の波長のばらつきにより発生する色収差を低減する位置に配置したことにより、光源の製造上の公差が原因で生じる光の中心波長のばらつきや経時的な温度変化等が原因で生じる中心波長の変化を補正する。これにより、中心波長のばらつきや中心波長の変化が原因で生じる色収差が補正される。
【0012】
請求項2記載の光ピックアップ装置は、光源と、該光源からの出射光を平行光とするコリメートレンズと、該コリメートレンズからの平行光の色収差を補正する色収差補正光学素子と、該色収差補正光学素子から出射する光を所定の径に絞り込み光情報記録媒体に集光させる対物レンズとを備え、前記色収差補正光学素子と前記対物レンズとの間に、印加電圧の大きさを記録時と再生時で変化させることにより記録時及び再生時それぞれにおける光の球面収差を補正する球面収差補正素子を設けてなることを特徴とする。
【0013】
この光ピックアップ装置では、前記色収差補正光学素子と前記対物レンズとの間に、印加電圧の大きさを記録時と再生時で変化させることにより記録時及び再生時それぞれにおける光の球面収差を補正する球面収差補正素子を設けたことにより、記録時及び再生時それぞれにおける光の収差特性を均一にするとともに、その収差を低減する。
【0014】
請求項3記載の光ピックアップ装置は、光源と、該光源に対して進退自在とされかつ該光源からの出射光を平行光とするコリメートレンズと、該コリメートレンズからの平行光の色収差を補正する色収差補正光学素子と、該色収差補正光学素子から出射する光を所定の径に絞り込み光情報記録媒体に集光させる対物レンズとを備え、前記コリメートレンズを、前記光源からの出射光の波長のばらつきにより発生する色収差を低減する位置に配置し、前記色収差補正光学素子と前記対物レンズとの間に、印加電圧の大きさを記録時と再生時で変化させることにより記録時及び再生時それぞれにおける光の球面収差を補正する球面収差補正素子を設けてなることを特徴とする。
【0015】
この光ピックアップ装置では、前記コリメートレンズを、前記光源からの出射光の波長のばらつきにより発生する色収差を低減する位置に配置したことにより、光源の製造上の公差が原因で生じる光の中心波長のばらつきや経時的な温度変化等が原因で生じる中心波長の変化を補正する。
また、前記色収差補正光学素子と前記対物レンズとの間に、印加電圧の大きさを記録時と再生時で変化させることにより記録時及び再生時それぞれにおける光の球面収差を補正する球面収差補正素子を設けたことにより、記録時及び再生時それぞれにおける光の収差特性を均一にするとともに、その収差を低減する。
【0016】
請求項4記載の光ピックアップ装置は、請求項1、2または3記載の光ピックアップ装置において、前記色収差補正光学素子は、少なくとも凹レンズと凸レンズとを備え、前記凹レンズと前記凸レンズとの間隔を複数通りに変化可能としたことを特徴とする。
【0017】
この光ピックアップ装置では、色収差補正光学素子を構成する凹レンズと凸レンズとの間隔を複数通りに変化可能としたことにより、対物レンズの光軸がシフトした際に、色収差補正光学素子の光軸と対物レンズの光軸との間に生じるずれに起因するコマ収差が低減される。
【0018】
請求項5記載の光ピックアップ装置は、請求項4記載の光ピックアップ装置において、前記凹レンズと前記凸レンズとの間隔は、厚みの異なる複数種のスペーサを選択使用することにより複数通りに変化可能としたことを特徴とする。
【0019】
この光ピックアップ装置では、前記凹レンズと前記凸レンズとの間隔を、厚みの異なる複数種のスペーサを選択使用することで複数通りに変化可能としたことにより、厚みの異なる複数種のスペーサを使い分けるという簡単な操作でコマ収差が容易に低減される。
【0020】
請求項6記載の光ピックアップ装置は、請求項1、2または3記載の光ピックアップ装置において、前記色収差補正光学素子は、少なくとも凹凸レンズを備えてなることを特徴とする。
【0021】
この光ピックアップ装置では、色収差補正光学素子を、少なくとも凹凸レンズにより構成したことにより、対物レンズの光軸がシフトした際に、色収差補正光学素子の光軸と対物レンズの光軸との間に生じるずれに起因するコマ収差が低減される。
【0022】
請求項7記載の光ピックアップ装置は、請求項4、5または6記載の光ピックアップ装置において、前記凸レンズまたは前記凹凸レンズに、回折光学素子を備えてなることを特徴とする。
この光ピックアップ装置では、前記凸レンズまたは前記凹凸レンズに、回折光学素子を備えたことにより、再生/記録時の色収差が低減される。
【0023】
請求項8記載の光情報記録/再生装置は、請求項1ないし7のいずれか1項記載の光ピックアップ装置を備えてなることを特徴とする。
この光情報記録/再生装置では、請求項1ないし7のいずれか1項記載の光ピックアップ装置を備えたことにより、製造上の公差や温度変化により光源からの出射光に生じる発振波長のばらつきにより生じる色収差や、記録時と再生時で発振波長が変化することにより生じる色収差が低減される。
【0024】
【発明の実施の形態】
本発明の光ピックアップ装置及びそれを備えた光情報記録/再生装置の各実施形態について、図面に基づき説明する。
なお、係る実施の形態は、本発明の一態様を示すものであり、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。
【0025】
「第1の実施形態」
図1は本発明の第1の実施形態の光ピックアップ装置を示す概略構成図であり、図において、符号11は、例えば、発光波長が408(±8)nmの光Lを出射する半導体レーザ(LD:光源)、12は半導体レーザ(LD)11からの出射光を平行光とするコリメートレンズ、13は平行光の色収差を補正する色収差補正光学素子、14は色収差補正光学素子13から出射する光の球面収差を補正する球面収差補正素子、15は球面収差補正素子14から出射する光を所定の径に絞り込み光ディスク(光情報記録媒体)16に集光させる対物レンズである。
【0026】
コリメートレンズ12は、半導体レーザ11と色収差補正光学素子13との間で光軸Axに沿って移動自在かつ光軸Ax上の任意の位置に固定可能とされ、このコリメートレンズ12を光軸Axに沿って移動させ、半導体レーザ11からの出射光の波長のばらつきにより発生する色収差が最も低くなる位置に固定することにより、半導体レーザ11の製造上の公差が原因で生じる光の中心波長のばらつきや経時的な温度変化等が原因で生じる中心波長の変化に起因する色収差を補正するようになっている。
【0027】
色収差補正光学素子13は、コリメートレンズ12からの平行光の色収差を補正するもので、凹レンズ21と、両面にホログラム素子(回折光学素子)22a、22bが形成された凸レンズ23とにより構成され、この凹レンズ21と凸レンズ23とは、光軸Ax上に所定の間隔をおいて配置されている。
このホログラム素子22a、22bは、必ずしも凸レンズ23の両面に設ける必要は無く、一方の面に形成した構成としてもよい。
ホログラム素子22a、22bは、読み出し時(再生時)Rと書き込み時(記録時)Wで発振波長が変化(シフト)した場合に、この発振波長の変化(シフト)が原因で生じる色収差を低減する素子である。
【0028】
球面収差補正素子14は、色収差補正光学素子13から出射する平行光の偏光等の光の位相を制御することにより球面収差を補正するもので、例えば、液晶を一対のガラス基板(透明基板)により挟持してなる液晶補正素子が好適に用いられる。この液晶補正素子は、印加電圧を制御することで、光の球面収差をその波長帯域全域に亘って補正することが可能である。
読み出し時(再生時)と書き込み時(記録時)で印加電圧の大きさ、例えば、バイアス電圧の波高値を変化させることにより、読み出し時(再生時)及び書き込み時(記録時)それぞれにおける光の収差特性が均一化され、その収差自体も低減される。
【0029】
図2は、この球面収差補正素子14による波面収差の補正の一例を示す図であり、この球面収差補正素子14における読み出し時(再生時)/書き込み時(記録時)それぞれの最適な印加電圧を設定し、この最適な印加電圧をバイアス電圧として球面収差補正素子14に印加した場合の読み出し時(再生時)/書き込み時(記録時)それぞれにおける波長と波面収差の関係を示している。
ここでは、書き込み時の波長λは、読み出し時の波長λを+1.5nmシフトしたものになっている。また、球面収差のオフセットは0.02λである。
【0030】
この図によれば、読み出し時(再生時)及び書き込み時(記録時)で波面収差がほぼ一致しており、色収差の補正が十分であることが分かる。
しかも、読み出し時(再生時)及び書き込み時(記録時)のいずれの場合においても、波面収差は読み出し時(再生時)の波長λ(=λ+1.5nm)に対して概ね0.03λ以下に抑制されていることが分かる。
【0031】
この光ピックアップ装置を光ディスク記録/再生装置(光情報記録/再生装置)に搭載することで、半導体レーザ11の製造上の公差が原因で生じる光の中心波長のばらつきや経時的な温度変化等が原因で生じる中心波長の変化に起因する色収差が低減され、光の球面収差がその波長帯域全域に亘って補正される。これにより、製造上の公差や温度変化により半導体レーザ11からの出射光に生じる発振波長のばらつきにより生じる色収差や、記録時と再生時で発振波長が変化することにより生じる色収差が低減される。
【0032】
以上説明したように、本実施形態の光ピックアップ装置によれば、コリメートレンズ12を光軸Axに沿って移動させ、半導体レーザ11からの出射光の波長のばらつきにより発生する色収差が最も低くなる位置に固定するので、半導体レーザ11の製造上の公差が原因で生じる光の中心波長のばらつきや経時的な温度変化等が原因で生じる中心波長の変化に起因する色収差を低減することができる。
【0033】
また、色収差補正光学素子13と対物レンズ15との間に、印加電圧の大きさを記録時Wと再生時Rで変化させることにより記録時W及び再生時Rそれぞれにおける光の球面収差を補正する球面収差補正素子14を設けたので、記録時W及び再生時Rそれぞれにおける光の収差特性を均一にし、その収差量を低減することができる。
【0034】
また、本実施形態の光ピックアップ装置を光ディスク記録/再生装置に搭載したので、製造上の公差や温度変化により半導体レーザ11からの出射光に生じる発振波長のばらつきにより生じる色収差や、記録時と再生時で発振波長が変化することにより生じる色収差を低減することができる。したがって、光ディスク16上のスポット径を絞り込むことができ、ジッターを劣化させる虞も無くなる。
【0035】
「第2の実施形態」
図3は本発明の第2の実施形態の光ピックアップ装置の色収差補正光学素子を示す概略構成図であり、この色収差補正光学素子31が第1の実施形態の色収差補正光学素子13と異なる点は、第1の実施形態の色収差補正光学素子13では、凹レンズ21とホログラム素子22a、22bが形成された凸レンズ23とを光軸Ax上に所定の間隔をおいて配置したのに対し、本実施形態の色収差補正光学素子31では、厚みの異なる複数種のスペーサ32を用意し、これらのスペーサ32から所望の厚みのスペーサ32を選択して上記の凹レンズ21と凸レンズ23との間に配置した点である。
【0036】
スペーサ32は、図4に示すように、例えば、厚みt、外径D、内径Dのリング状のもので、ステンレススチール、リン青銅等の金属製のものである。
凹レンズ21と凸レンズ23との間隔は、厚みtが異なる複数種のスペーサ32を適宜選択使用することにより複数通りに変更できる様になっている。
【0037】
例えば、発振波長が402〜405nmの光に対して、厚みtが0.6mmのスペーサ32を、発振波長が406〜409nmの光に対して、厚みtが0.35mmのスペーサ32をそれぞれ用い、発振波長が410〜416nmの光に対してはスペーサ32を用いないこととすれば、これらのスペーサ32を適宜選択使用することにより、凹レンズ21と凸レンズ23との間隔を0.6mm、0.35mm、0mmの3通りに変更可能である。
【0038】
また、半導体レーザ11のばらつきの大部分は、製造ロット間の特性のばらつきに起因するものであるから、半導体レーザ11の製造ロットに合わせてスペーサ32の厚みtを管理すれば、製造ロット毎に半導体レーザ11の色収差補正を行うことができる。
【0039】
このスペーサ32を用いることで、対物レンズ15の光軸がシフトした際においても、色収差補正光学素子31の光軸と対物レンズ15の光軸との間に生じるずれに起因するコマ収差が低減される。
また、凹レンズ21と凸レンズ23との間隔を、厚みの異なる複数種のスペーサ32を選択使用することで複数通りに変化可能としたので、厚みの異なる複数種のスペーサ32を使い分けるという、簡単な操作でコマ収差を容易に低減することが可能である。
【0040】
図5は、この色収差補正光学素子31による波面収差の補正の一例を示す図であり、対物レンズ15の光軸のシフト量を0mmとし、球面収差補正素子14により補正を加えた場合の、読み出し時(再生時)/書き込み時(記録時)それぞれにおける波長と波面収差の関係を示している。
ここでは、書き込み時の波長λは、読み出し時の波長λを+1.5nmシフトしたものになっている。
【0041】
この図によれば、対物レンズ15の光軸のシフト量が0mmの状態では、図2と同様に、読み出し時(再生時)及び書き込み時(記録時)で波面収差がほぼ一致していることが分かる。
しかも、読み出し時(再生時)及び書き込み時(記録時)のいずれの場合においても、波面収差は読み出し時(再生時)の波長λ(=λ+1.5nm)に対して概ね0.03λ以下に抑制されていることが分かる。
【0042】
図6は、この色収差補正光学素子31による波面収差の補正の他の例を示す図であり、対物レンズ15の光軸のシフト量を0.2mmとし、球面収差補正素子14により補正を加えた場合の、読み出し時(再生時)/書き込み時(記録時)それぞれにおける波長と波面収差の関係を示している。
ここでも、書き込み時の波長λは、読み出し時の波長λを+1.5nmシフトしたものになっている。
【0043】
この図によれば、対物レンズ15の光軸のシフト量が0.2mmとなった場合においても、読み出し時(再生時)及び書き込み時(記録時)で波面収差がほぼ一致していることが分かる。
しかも、読み出し時(再生時)及び書き込み時(記録時)のいずれの場合においても、波面収差は読み出し時(再生時)の波長λ(=λ+1.5nm)に対して概ね0.03λ以下に抑制されていることが分かる。
【0044】
本実施形態のピックアップ装置においても、第1の実施形態の光ピックアップ装置と同様の効果を奏することができる。
しかも、凹レンズ21と、ホログラム素子22a、22bが形成された凸レンズ23との間に、厚みの異なる複数種のスペーサ32から所望の厚みのスペーサ32を適宜選択して配置した色収差補正光学素子31を用いたので、対物レンズ15の光軸がシフトした場合においても、読み出し時(再生時)及び書き込み時(記録時)それぞれの波面収差をほぼ一致させることができ、この収差量を低減することができる。
【0045】
「第3の実施形態」
図7は本発明の第3の実施形態の光ピックアップ装置を示す概略構成図であり、この光ピックアップ装置が第1の実施形態の光ピックアップ装置と異なる点は、第1の実施形態の光ピックアップ装置では、色収差補正光学素子13を、凹レンズ21と両面にホログラム素子22a、22bが形成された凸レンズ23とを光軸Ax上に所定の間隔をおいて配置した構成としたのに対し、本実施形態の光ピックアップ装置では、色収差補正光学素子41を、凹レンズ21と凸レンズ23とを一体化したメニスカスレンズ(凹凸レンズ)42と、このメニスカスレンズ42の両面に形成されたホログラム素子22a、22bとにより構成した点である。
【0046】
この場合、メニスカスレンズ42の両面にホログラム素子22a、22bを形成することを考慮すると、メニスカスレンズ42の材質はガラスよりプラスチックの方が製造が容易である。
ここでは、メニスカスレンズ42の両面にホログラム素子22a、22bを形成した構成としているが、ホログラム素子は必ずしも両面に形成する必要はなく、メニスカスレンズ42の一方の面に形成した構成としてもよい。
【0047】
また、コリメートレンズ12は、球面の組み合わせレンズ、もしくは非球面単レンズが好ましく、分散性を考慮すると、プラスチックよりガラスの方が分散性が大きいので好ましい。このように、ガラス製のコリメートレンズ12を用いると、全体として色収差を低減することができる。
【0048】
この色収差補正光学素子41では、メニスカスレンズ42を用いたので、対物レンズ15の光軸がシフトしてメニスカスレンズ42の光軸と対物レンズ15の光軸との間にずれが生じ、このずれに起因するコマ収差が発生した場合においても、このコマ収差を低減することが可能である。
また、メニスカスレンズ42の両面にホログラム素子22a、22bを形成したことにより、読み出し時(再生時)/書き込み時(記録時)のいずれにおいても、色収差の低減が可能である。
【0049】
本実施形態のピックアップ装置においても、第1の実施形態の光ピックアップ装置と同様の効果を奏することができる。
しかも、第1の実施形態の色収差補正光学素子13を、凹レンズ21と凸レンズ23とを一体化してメニスカスレンズ42とし、このメニスカスレンズ42の両面にホログラム素子22a、22bを形成した色収差補正光学素子41に替えたので、対物レンズ15の光軸がシフトすることにより、メニスカスレンズ42の光軸と対物レンズ15の光軸との間に生じるずれに起因するコマ収差を低減することができる。
【0050】
また、メニスカスレンズ42の両面にホログラム素子22a、22bを形成したので、読み出し時(再生時)/書き込み時(記録時)のいずれにおいても、色収差を低減することができる。
また、この色収差補正光学素子41は、構成が簡単で、しかも小型化が容易であるから、さらなる高密度化、小型化に対応することができる。
【0051】
【発明の効果】
以上説明した様に、本発明の光ピックアップ装置によれば、コリメートレンズを、光源からの出射光の波長のばらつきにより発生する色収差を低減する位置に配置したので、光源の製造上の公差が原因で生じる光の中心波長のばらつきや経時的な温度変化等が原因で生じる中心波長の変化を補正することができる。したがって、中心波長のばらつきや中心波長の変化が原因で生じる色収差を補正することができる。
【0052】
本発明の他の光ピックアップ装置によれば、色収差補正光学素子と対物レンズとの間に、印加電圧の大きさを記録時と再生時で変化させることにより記録時及び再生時それぞれにおける光の球面収差を補正する球面収差補正素子を設けたので、記録時及び再生時それぞれにおける光の収差特性を均一にすることができ、しかも、この収差特性そのものを低減することができる。
【0053】
本発明のさらに他の光ピックアップ装置によれば、コリメートレンズを、光源からの出射光の波長のばらつきにより発生する色収差を低減する位置に配置したので、光源の製造上の公差が原因で生じる光の中心波長のばらつきや経時的な温度変化等が原因で生じる中心波長の変化を補正することができる。したがって、中心波長のばらつきや中心波長の変化が原因で生じる色収差を補正することができる。
【0054】
また、色収差補正光学素子と対物レンズとの間に、印加電圧の大きさを記録時と再生時で変化させることにより記録時及び再生時それぞれにおける光の球面収差を補正する球面収差補正素子を設けたので、記録時及び再生時それぞれにおける光の収差特性を均一にすることができ、しかも、この収差特性そのものを低減することができる。
【0055】
また、色収差補正光学素子を構成する凹レンズと凸レンズとの間隔を複数通りに変化可能とすれば、対物レンズの光軸がシフトした際に発生する、色収差補正光学素子の光軸と対物レンズの光軸との間に生じるずれに起因するコマ収差を低減することができる。
【0056】
また、凹レンズと凸レンズとの間隔を、厚みの異なる複数種のスペーサを選択使用することで複数通りに変化可能とすれば、厚みの異なる複数種のスペーサを使い分けるという簡単な操作でコマ収差を容易に低減することができる。
【0057】
また、色収差補正光学素子を、少なくとも凹凸レンズにより構成すれば、対物レンズの光軸がシフトした際に、色収差補正光学素子の光軸と対物レンズの光軸との間に生じるずれに起因するコマ収差が発生した場合においても、このコマ収差を低減することができる。
【0058】
また、凸レンズまたは凹凸レンズに回折光学素子を備えれば、再生/記録時の色収差を低減することができる。
【0059】
また、本発明の光情報記録/再生装置は、本発明の光ピックアップ装置を備えたので、製造上の公差や温度変化により光源からの出射光に生じる発振波長のばらつきにより生じる色収差や、記録時と再生時で発振波長が変化することにより生じる色収差を、効果的に低減することができる。
しかも、この光ピックアップ装置は、構成が簡単で、しかも小型化が容易であるから、光情報記録/再生装置のさらなる高密度化、小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態の光ピックアップ装置を示す概略構成図である。
【図2】本発明の第1の実施形態の波面収差の補正の一例を示す図である。
【図3】本発明の第2の実施形態の色収差補正光学素子を示す概略構成図である。
【図4】本発明の第2の実施形態の色収差補正光学素子のスペーサを示す斜視図である。
【図5】本発明の第2の実施形態の色収差補正光学素子による波面収差の補正の一例を示す図である。
【図6】本発明の第2の実施形態の色収差補正光学素子による波面収差の補正の他の例を示す図である。
【図7】本発明の第3の実施形態の光ピックアップ装置を示す概略構成図である。
【図8】従来の光ピックアップ装置の読み出し時及び書き込み時それぞれの発振波長を示す模式図である。
【図9】従来のズームレンズ方式の光ピックアップ装置を示す概略構成図である。
【図10】従来のズームレンズ方式の光ピックアップ装置の色収差補正の一例を示す図である。
【符号の説明】
11 半導体レーザ(LD:光源)
12 コリメートレンズ
13 色収差補正光学素子
14 球面収差補正素子
15 対物レンズ
16 光ディスク(光情報記録媒体)
21 凹レンズ
22a、22b ホログラム素子(回折光学素子)
23 凸レンズ
31 色収差補正光学素子
32 スペーサ
41 色収差補正光学素子
42 メニスカスレンズ(凹凸レンズ)
Ax 光軸
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical pickup device and an optical information recording / reproducing device including the same, and more particularly to chromatic aberration caused by variation in oscillation wavelength generated in light emitted from a light source due to manufacturing tolerances and temperature changes, and during recording. The present invention relates to an optical pickup device capable of reducing chromatic aberration caused by a change in oscillation wavelength during reproduction, and an optical information recording / reproducing device including the same.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in an optical pickup device that performs recording / reproduction or only reproduction of an optical disc (optical information recording medium) such as a CD (compact disc) or a DVD (digital versatile disc), a laser diode (LD) is used as a light source. However, in this laser diode (LD), variations occur in the center wavelength of the emitted laser light due to manufacturing tolerances, temperature changes over time, and the like. Appears as chromatic aberration.
[0003]
Further, in the optical pickup device that performs recording / reproduction, the oscillation wavelength changes (shifts) between reading (reproducing) R and writing (recording) W as shown in FIG. For example, when the optical output of the laser beam at the time of reading R is 3 mW and the pulse width is 1 nm, the optical output of the laser beam when switching from the reading time R to the writing time W is 100 mW and the pulse width is 0.5 nm. . Due to this change (shift) in the oscillation wavelength, chromatic aberration appears in the optical pickup device.
As described above, when chromatic aberration occurs in the optical pickup device, the spot diameter on the optical disk becomes large, and there arises a problem that jitter is deteriorated. Therefore, in a normal optical pickup device, a method for correcting on an electric circuit in anticipation of an offset has been adopted in advance.
[0004]
By the way, in recent years, in a blue optical disc (Blu-ray Disc) or a smaller and thinner next-generation optical disc, it is necessary to perform high-density recording. Therefore, a blue-violet laser diode (LD) having a wavelength of 405 nm is used as a laser light source. ), And an optical pickup apparatus using an objective lens having a numerical aperture (NA) exceeding 0.6 as an objective lens for condensing the laser beam on the recording surface of the optical disc has been proposed. . However, in this optical pickup device, since the NA of the objective lens is large, the occurrence of chromatic aberration is large, and some countermeasure is required.
Therefore, in order to correct this chromatic aberration, for example, a correction element in which a concave lens and a hologram element having a single hologram pattern are integrated is arranged between the collimating lens and the objective lens, and the correction element corrects the chromatic aberration. A method (for example, see Patent Document 1) or a method in which a convex lens and a concave lens are arranged between a collimating lens and an objective lens, and chromatic aberration is corrected by the convex lens and the concave lens (for example, see Patent Document 2) is proposed. Has been.
[0005]
[Patent Document 1]
JP 2001-256672 A
[Patent Document 2]
JP 2000-131603 A
[0006]
FIG. 9 is a schematic configuration diagram showing an optical pickup device generally called a zoom lens system. In FIG. 9, reference numeral 1 denotes a semiconductor laser (LD: light source), and 2 denotes an output from the semiconductor laser (LD) 1. A collimating lens that collimates incident light, 3 is a chromatic aberration correcting optical element that corrects chromatic aberration of the parallel light, 4 is a light that is emitted from the chromatic aberration correcting optical element 3 and is condensed to a predetermined diameter and collected on an optical disk (optical information recording medium) 5. It is an objective lens that emits light.
The chromatic aberration correcting optical element 3 is constituted by a concave lens 6 and a convex lens 8 having holograms 7a and 7b formed on both sides, and the objective lens 4 is constituted by two convex lenses 4a and 4b called so-called achromatic lenses. Has been.
In this optical pickup apparatus, holograms 7a and 7b are formed on both surfaces of the convex lens 8 to correct chromatic aberration caused by fluctuations in the oscillation wavelength of the laser light. Further, the chromatic aberration caused by the variation in the center wavelength of the laser light is reduced by adjusting the distance D between the concave lens 6 and the convex lens 8.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional zoom lens type optical pickup device has the following problems.
(1) When the objective lens 4 is a single aspherical lens or when its working distance (WD) is increased, the amount of chromatic aberration generated in the objective lens 4 increases, so that correction of chromatic aberration is not possible only with the zoom lens system. It is enough.
(2) When the size of the optical pickup device for blue optical disc (Blu-ray Disc) is reduced to the same size as CD and DVD, there is no space for accommodating an adjusting mechanism for adjusting the distance D between the concave lens 6 and the convex lens 8. The optical system cannot be optimized.
[0008]
FIG. 10 is a diagram illustrating an example of chromatic aberration correction of a zoom lens type optical pickup device. When reading without using a liquid crystal wavefront aberration correcting element (when reproducing) and when writing after switching (when recording), FIG. The relationship between the wavelength of and the wavefront aberration (rms) is shown. The wavelength λ at the time of writing is the wavelength λ at the time of reading. 0 Is shifted by +1.5 nm.
From this figure, it can be seen that the wavefront aberration does not match between reading and writing, and in particular, the wavefront aberration deteriorates during writing.
[0009]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and the chromatic aberration caused by variations in the oscillation wavelength generated in the light emitted from the light source due to manufacturing tolerances and temperature changes, and the oscillation wavelength during recording and reproduction. An object of the present invention is to provide an optical pickup device capable of reducing chromatic aberration caused by a change, and an optical information recording / reproducing device including the same.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention provides the following optical pickup device and an optical information recording / reproducing device including the same.
In other words, the optical pickup device according to claim 1 has a light source, a collimating lens that can move forward and backward with respect to the light source, and parallel light from the light source, and chromatic aberration of parallel light from the collimating lens. A chromatic aberration correcting optical element to be corrected, and an objective lens for condensing the light emitted from the chromatic aberration correcting optical element to a predetermined diameter and condensing the light on an optical information recording medium, and the collimating lens has a wavelength of the emitted light from the light source It is characterized in that it is arranged at a position where chromatic aberration caused by variations in the color is reduced.
[0011]
In this optical pickup device, the collimating lens is disposed at a position to reduce chromatic aberration caused by the variation in the wavelength of light emitted from the light source, so that the center wavelength of the light caused by the manufacturing tolerance of the light source can be reduced. A change in the center wavelength caused by variations, a temperature change with time, etc. is corrected. This corrects chromatic aberration caused by variations in the center wavelength and changes in the center wavelength.
[0012]
The optical pickup device according to claim 2, a light source, a collimating lens that collimates the light emitted from the light source, a chromatic aberration correcting optical element that corrects chromatic aberration of the parallel light from the collimating lens, and the chromatic aberration correcting optics. An objective lens for condensing the light emitted from the element to a predetermined diameter and condensing it on an optical information recording medium. The magnitude of the applied voltage between the chromatic aberration correcting optical element and the objective lens is recorded and reproduced. And a spherical aberration correction element that corrects the spherical aberration of light during recording and during reproduction by changing the above.
[0013]
In this optical pickup device, the spherical aberration of light during recording and reproduction is corrected by changing the magnitude of the applied voltage between the chromatic aberration correcting optical element and the objective lens during recording and during reproduction. By providing the spherical aberration correction element, the aberration characteristic of light during recording and reproduction is made uniform and the aberration is reduced.
[0014]
The optical pickup device according to claim 3 corrects the chromatic aberration of the light source, the collimating lens that can be moved forward and backward with respect to the light source and that makes the emitted light from the light source parallel light, and the parallel light from the collimating lens. A chromatic aberration correcting optical element; and an objective lens for condensing the light emitted from the chromatic aberration correcting optical element to a predetermined diameter and condensing the light on an optical information recording medium, wherein the collimating lens has a wavelength variation of the emitted light from the light source. Is arranged at a position to reduce chromatic aberration caused by the above, and the light applied during recording and reproduction is changed between the chromatic aberration correcting optical element and the objective lens by changing the magnitude of applied voltage between recording and reproduction. A spherical aberration correction element for correcting the spherical aberration is provided.
[0015]
In this optical pickup device, the collimating lens is disposed at a position to reduce chromatic aberration caused by the variation in the wavelength of light emitted from the light source, so that the center wavelength of the light caused by the manufacturing tolerance of the light source can be reduced. A change in the center wavelength caused by variations, a temperature change with time, etc. is corrected.
A spherical aberration correction element that corrects the spherical aberration of light during recording and reproduction by changing the magnitude of the applied voltage between the chromatic aberration correction optical element and the objective lens during recording and reproduction. Thus, the light aberration characteristics during recording and reproduction are made uniform and the aberration is reduced.
[0016]
An optical pickup device according to a fourth aspect is the optical pickup device according to the first, second, or third aspect, wherein the chromatic aberration correcting optical element includes at least a concave lens and a convex lens, and a plurality of intervals between the concave lens and the convex lens. It is characterized by being able to change.
[0017]
In this optical pickup device, since the interval between the concave lens and the convex lens constituting the chromatic aberration correcting optical element can be changed in a plurality of ways, the optical axis of the chromatic aberration correcting optical element and the objective lens can be changed when the optical axis of the objective lens is shifted. The coma due to the deviation generated between the optical axis of the lens is reduced.
[0018]
The optical pickup device according to claim 5 is the optical pickup device according to claim 4, wherein the interval between the concave lens and the convex lens can be changed in a plurality of ways by selectively using a plurality of types of spacers having different thicknesses. It is characterized by that.
[0019]
In this optical pickup device, the distance between the concave lens and the convex lens can be changed in a plurality of ways by selecting and using a plurality of types of spacers having different thicknesses, thereby easily using a plurality of types of spacers having different thicknesses. The coma aberration can be easily reduced with a simple operation.
[0020]
An optical pickup device according to a sixth aspect is the optical pickup device according to the first, second, or third aspect, wherein the chromatic aberration correcting optical element includes at least an uneven lens.
[0021]
In this optical pickup device, since the chromatic aberration correcting optical element is constituted by at least a concave-convex lens, it occurs between the optical axis of the chromatic aberration correcting optical element and the optical axis of the objective lens when the optical axis of the objective lens is shifted. The coma caused by the shift is reduced.
[0022]
An optical pickup device according to a seventh aspect is the optical pickup device according to the fourth, fifth or sixth aspect, wherein the convex lens or the concave-convex lens is provided with a diffractive optical element.
In this optical pickup device, the convex lens or the concave-convex lens is provided with a diffractive optical element, thereby reducing chromatic aberration during reproduction / recording.
[0023]
An optical information recording / reproducing apparatus according to an eighth aspect includes the optical pickup apparatus according to any one of the first to seventh aspects.
In this optical information recording / reproducing apparatus, by providing the optical pickup device according to any one of claims 1 to 7, due to manufacturing tolerances and temperature variations caused by variations in oscillation wavelength generated in light emitted from the light source. Chromatic aberration that occurs, and chromatic aberration that occurs when the oscillation wavelength changes between recording and reproduction are reduced.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of an optical pickup device and an optical information recording / reproducing device including the same will be described with reference to the drawings.
These embodiments show one aspect of the present invention, and the present invention is not limited to these embodiments, and can be arbitrarily changed within the scope of the technical idea of the present invention. is there.
[0025]
“First Embodiment”
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an optical pickup device according to a first embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 11 denotes a semiconductor laser (e.g., a semiconductor laser that emits light L having an emission wavelength of 408 (± 8) nm). LD: light source), 12 is a collimating lens that makes the emitted light from the semiconductor laser (LD) 11 parallel light, 13 is a chromatic aberration correcting optical element that corrects chromatic aberration of the parallel light, and 14 is light emitted from the chromatic aberration correcting optical element 13. A spherical aberration correction element 15 for correcting the spherical aberration of the objective lens 15, and an objective lens 15 for condensing the light emitted from the spherical aberration correction element 14 to a predetermined diameter and condensing it on the optical disk (optical information recording medium) 16.
[0026]
The collimating lens 12 is movable between the semiconductor laser 11 and the chromatic aberration correcting optical element 13 along the optical axis Ax and can be fixed at an arbitrary position on the optical axis Ax. The collimating lens 12 is placed on the optical axis Ax. And is fixed at a position where the chromatic aberration generated by the variation in the wavelength of the light emitted from the semiconductor laser 11 is the lowest, the variation in the central wavelength of the light caused by the manufacturing tolerance of the semiconductor laser 11 Chromatic aberration caused by a change in the center wavelength caused by a change in temperature over time is corrected.
[0027]
The chromatic aberration correcting optical element 13 corrects the chromatic aberration of the parallel light from the collimating lens 12, and includes a concave lens 21 and a convex lens 23 having hologram elements (diffractive optical elements) 22a and 22b formed on both sides. The concave lens 21 and the convex lens 23 are arranged at a predetermined interval on the optical axis Ax.
The hologram elements 22a and 22b are not necessarily provided on both surfaces of the convex lens 23, and may be configured on one surface.
The hologram elements 22a and 22b reduce chromatic aberration caused by the change (shift) of the oscillation wavelength when the oscillation wavelength is changed (shifted) during reading (reproduction) R and writing (recording) W. It is an element.
[0028]
The spherical aberration correction element 14 corrects spherical aberration by controlling the phase of light such as polarized light of parallel light emitted from the chromatic aberration correction optical element 13. For example, the liquid crystal is corrected by a pair of glass substrates (transparent substrates). A liquid crystal correction element that is sandwiched is preferably used. This liquid crystal correction element can correct the spherical aberration of light over the entire wavelength band by controlling the applied voltage.
By changing the magnitude of the applied voltage, for example, the peak value of the bias voltage, when reading (reproducing) and writing (recording), the light intensity during reading (reproducing) and writing (recording) The aberration characteristics are made uniform, and the aberration itself is reduced.
[0029]
FIG. 2 is a diagram showing an example of wavefront aberration correction by the spherical aberration correction element 14, and the optimum applied voltages at the time of reading (reproduction) / writing (recording) in the spherical aberration correction element 14 are shown. The relationship between the wavelength and wavefront aberration at the time of reading (reproducing) / writing (recording) when this optimum applied voltage is applied to the spherical aberration correction element 14 as a bias voltage is shown.
Here, the wavelength λ at the time of writing is the wavelength λ at the time of reading. 0 Is shifted by +1.5 nm. The offset of spherical aberration is 0.02λ.
[0030]
According to this figure, it can be seen that the wavefront aberrations are substantially the same at the time of reading (reproducing) and at the time of writing (recording), and correction of chromatic aberration is sufficient.
Moreover, in both cases of reading (reproducing) and writing (recording), the wavefront aberration is the wavelength λ (= λ) during reading (reproducing). 0 (+1.5 nm) is generally suppressed to 0.03λ or less.
[0031]
By mounting this optical pickup device on an optical disk recording / reproducing device (optical information recording / reproducing device), variations in the center wavelength of light caused by manufacturing tolerances of the semiconductor laser 11, temperature changes with time, etc. The chromatic aberration due to the change in the central wavelength caused by the cause is reduced, and the spherical aberration of the light is corrected over the entire wavelength band. This reduces chromatic aberration caused by variations in the oscillation wavelength generated in the light emitted from the semiconductor laser 11 due to manufacturing tolerances and temperature changes, and chromatic aberration caused by the change in oscillation wavelength during recording and reproduction.
[0032]
As described above, according to the optical pickup device of this embodiment, the collimator lens 12 is moved along the optical axis Ax, and the position where the chromatic aberration generated due to the variation in the wavelength of the light emitted from the semiconductor laser 11 becomes the lowest. Therefore, it is possible to reduce the chromatic aberration caused by the change in the center wavelength caused by the variation in the center wavelength of light caused by the manufacturing tolerance of the semiconductor laser 11 and the temperature change over time.
[0033]
Further, by changing the magnitude of the applied voltage between the chromatic aberration correcting optical element 13 and the objective lens 15 between the recording time W and the reproducing time R, the spherical aberration of light at each of the recording time W and the reproducing time R is corrected. Since the spherical aberration correction element 14 is provided, it is possible to make the aberration characteristics of the light uniform during recording and reproduction R and to reduce the amount of aberration.
[0034]
In addition, since the optical pickup device of this embodiment is mounted on an optical disc recording / reproducing device, chromatic aberration caused by variations in oscillation wavelength generated in light emitted from the semiconductor laser 11 due to manufacturing tolerances and temperature changes, and recording and reproduction. It is possible to reduce chromatic aberration caused by a change in oscillation wavelength with time. Therefore, the spot diameter on the optical disk 16 can be narrowed, and there is no possibility of deteriorating jitter.
[0035]
“Second Embodiment”
FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing a chromatic aberration correcting optical element of an optical pickup device according to the second embodiment of the present invention. The chromatic aberration correcting optical element 31 is different from the chromatic aberration correcting optical element 13 of the first embodiment. In the chromatic aberration correcting optical element 13 of the first embodiment, the concave lens 21 and the convex lens 23 on which the hologram elements 22a and 22b are formed are arranged at a predetermined interval on the optical axis Ax. In the chromatic aberration correcting optical element 31, a plurality of types of spacers 32 having different thicknesses are prepared, and a spacer 32 having a desired thickness is selected from these spacers 32 and disposed between the concave lens 21 and the convex lens 23. is there.
[0036]
As shown in FIG. 4, the spacer 32 has, for example, a thickness t and an outer diameter D. 1 , Inner diameter D 2 It is made of a metal such as stainless steel or phosphor bronze.
The interval between the concave lens 21 and the convex lens 23 can be changed in a plurality of ways by appropriately selecting and using a plurality of types of spacers 32 having different thicknesses t.
[0037]
For example, a spacer 32 having a thickness t of 0.6 mm is used for light having an oscillation wavelength of 402 to 405 nm, and a spacer 32 having a thickness t of 0.35 mm is used for light having an oscillation wavelength of 406 to 409 nm. If the spacer 32 is not used for light having an oscillation wavelength of 410 to 416 nm, the distance between the concave lens 21 and the convex lens 23 is set to 0.6 mm and 0.35 mm by appropriately selecting and using these spacers 32. , 0 mm can be changed.
[0038]
Further, most of the variation of the semiconductor laser 11 is caused by the variation of the characteristics between the production lots. Therefore, if the thickness t of the spacer 32 is managed in accordance with the production lot of the semiconductor laser 11, the production lot is different for each production lot. Chromatic aberration correction of the semiconductor laser 11 can be performed.
[0039]
By using the spacer 32, coma aberration due to a shift generated between the optical axis of the chromatic aberration correcting optical element 31 and the optical axis of the objective lens 15 is reduced even when the optical axis of the objective lens 15 is shifted. The
In addition, since the interval between the concave lens 21 and the convex lens 23 can be changed in a plurality of ways by selectively using a plurality of types of spacers 32 having different thicknesses, a simple operation of properly using a plurality of types of spacers 32 having different thicknesses. Therefore, coma can be easily reduced.
[0040]
FIG. 5 is a diagram showing an example of correction of wavefront aberration by the chromatic aberration correcting optical element 31, and reading when the shift amount of the optical axis of the objective lens 15 is 0 mm and correction is made by the spherical aberration correcting element 14. The relationship between wavelength and wavefront aberration at each time (reproduction) / write (recording) is shown.
Here, the wavelength λ at the time of writing is the wavelength λ at the time of reading. 0 Is shifted by +1.5 nm.
[0041]
According to this figure, when the shift amount of the optical axis of the objective lens 15 is 0 mm, the wavefront aberrations are almost the same at the time of reading (reproducing) and writing (recording) as in FIG. I understand.
Moreover, in both cases of reading (reproducing) and writing (recording), the wavefront aberration is the wavelength λ (= λ) during reading (reproducing). 0 (+1.5 nm) is generally suppressed to 0.03λ or less.
[0042]
FIG. 6 is a diagram showing another example of wavefront aberration correction by the chromatic aberration correcting optical element 31. The amount of shift of the optical axis of the objective lens 15 is set to 0.2 mm, and correction is performed by the spherical aberration correcting element 14. The relationship between the wavelength and the wavefront aberration at the time of reading (reproducing) / writing (recording) is shown.
Again, the wavelength λ at the time of writing is the wavelength λ at the time of reading. 0 Is shifted by +1.5 nm.
[0043]
According to this figure, even when the shift amount of the optical axis of the objective lens 15 is 0.2 mm, the wavefront aberrations are almost the same during reading (reproducing) and writing (recording). I understand.
Moreover, in both cases of reading (reproducing) and writing (recording), the wavefront aberration is the wavelength λ (= λ) during reading (reproducing). 0 (+1.5 nm) is generally suppressed to 0.03λ or less.
[0044]
Also in the pickup device of this embodiment, the same effects as the optical pickup device of the first embodiment can be obtained.
Moreover, a chromatic aberration correcting optical element 31 in which a spacer 32 having a desired thickness is appropriately selected from a plurality of types of spacers 32 having different thicknesses between the concave lens 21 and the convex lens 23 on which the hologram elements 22a and 22b are formed. Therefore, even when the optical axis of the objective lens 15 is shifted, the wavefront aberrations at the time of reading (during reproduction) and at the time of writing (during recording) can be made substantially coincident, and this amount of aberration can be reduced. it can.
[0045]
“Third Embodiment”
FIG. 7 is a schematic configuration diagram showing an optical pickup device according to a third embodiment of the present invention. The optical pickup device is different from the optical pickup device according to the first embodiment in that the optical pickup device according to the first embodiment. In this apparatus, the chromatic aberration correcting optical element 13 has a configuration in which a concave lens 21 and a convex lens 23 having hologram elements 22a and 22b formed on both sides are arranged on the optical axis Ax at a predetermined interval. In the optical pickup device according to the embodiment, the chromatic aberration correcting optical element 41 includes a meniscus lens (concave / convex lens) 42 in which the concave lens 21 and the convex lens 23 are integrated, and hologram elements 22a and 22b formed on both surfaces of the meniscus lens 42. It is a point that has been configured.
[0046]
In this case, considering that the hologram elements 22a and 22b are formed on both surfaces of the meniscus lens 42, the material of the meniscus lens 42 is easier to manufacture than plastic than glass.
Here, the hologram elements 22 a and 22 b are formed on both surfaces of the meniscus lens 42, but the hologram elements are not necessarily formed on both surfaces, and may be formed on one surface of the meniscus lens 42.
[0047]
The collimating lens 12 is preferably a spherical combination lens or an aspherical single lens. In consideration of dispersibility, glass is more preferable than plastic because dispersibility is greater. Thus, if the glass collimating lens 12 is used, chromatic aberration can be reduced as a whole.
[0048]
In this chromatic aberration correcting optical element 41, since the meniscus lens 42 is used, the optical axis of the objective lens 15 is shifted to cause a deviation between the optical axis of the meniscus lens 42 and the optical axis of the objective lens 15, and this deviation is caused. Even in the case where coma aberration is caused, this coma aberration can be reduced.
Further, since the hologram elements 22a and 22b are formed on both surfaces of the meniscus lens 42, it is possible to reduce chromatic aberration in both reading (reproduction) and writing (recording).
[0049]
Also in the pickup device of this embodiment, the same effects as the optical pickup device of the first embodiment can be obtained.
In addition, the chromatic aberration correcting optical element 41 of the first embodiment is formed by integrating the concave lens 21 and the convex lens 23 into a meniscus lens 42, and hologram elements 22a and 22b are formed on both sides of the meniscus lens 42. Since the optical axis of the objective lens 15 is shifted, the coma aberration caused by the deviation between the optical axis of the meniscus lens 42 and the optical axis of the objective lens 15 can be reduced.
[0050]
Further, since the hologram elements 22a and 22b are formed on both surfaces of the meniscus lens 42, chromatic aberration can be reduced both in reading (reproducing) and writing (recording).
Further, the chromatic aberration correcting optical element 41 has a simple configuration and can be easily reduced in size, so that it can cope with higher density and reduction in size.
[0051]
【The invention's effect】
As described above, according to the optical pickup device of the present invention, the collimating lens is disposed at a position to reduce chromatic aberration caused by the variation in the wavelength of the light emitted from the light source. It is possible to correct the change in the center wavelength caused by the variation in the center wavelength of the light and the temperature change with time. Therefore, it is possible to correct chromatic aberration caused by variations in the center wavelength and changes in the center wavelength.
[0052]
According to another optical pickup device of the present invention, a spherical surface of light at the time of recording and at the time of reproduction is obtained by changing the magnitude of the applied voltage between the chromatic aberration correcting optical element and the objective lens at the time of recording and at the time of reproduction. Since the spherical aberration correction element for correcting the aberration is provided, the aberration characteristic of light during recording and reproduction can be made uniform, and the aberration characteristic itself can be reduced.
[0053]
According to still another optical pickup device of the present invention, the collimating lens is disposed at a position to reduce chromatic aberration caused by the variation in the wavelength of the light emitted from the light source, so that the light generated due to the manufacturing tolerance of the light source. It is possible to correct the change in the center wavelength caused by the variation in the center wavelength and the temperature change with time. Therefore, it is possible to correct chromatic aberration caused by variations in the center wavelength and changes in the center wavelength.
[0054]
In addition, a spherical aberration correction element is provided between the chromatic aberration correction optical element and the objective lens to correct the spherical aberration of light during recording and reproduction by changing the magnitude of the applied voltage between recording and reproduction. Therefore, the aberration characteristics of light during recording and reproduction can be made uniform, and the aberration characteristics themselves can be reduced.
[0055]
Further, if the distance between the concave lens and the convex lens constituting the chromatic aberration correcting optical element can be changed in plural ways, the optical axis of the chromatic aberration correcting optical element and the light of the objective lens generated when the optical axis of the objective lens is shifted. It is possible to reduce coma aberration caused by a deviation generated between the shaft and the shaft.
[0056]
Also, if the distance between the concave lens and the convex lens can be changed in multiple ways by selecting and using multiple types of spacers with different thicknesses, coma aberration can be easily achieved with a simple operation of using different types of spacers with different thicknesses. Can be reduced.
[0057]
Further, if the chromatic aberration correcting optical element is composed of at least a concave-convex lens, a coma caused by a shift that occurs between the optical axis of the chromatic aberration correcting optical element and the optical axis of the objective lens when the optical axis of the objective lens is shifted. Even when aberration occurs, this coma aberration can be reduced.
[0058]
Further, if a diffractive optical element is provided on the convex lens or the concave / convex lens, chromatic aberration during reproduction / recording can be reduced.
[0059]
In addition, since the optical information recording / reproducing apparatus of the present invention includes the optical pickup apparatus of the present invention, chromatic aberration caused by variations in oscillation wavelength generated in light emitted from the light source due to manufacturing tolerances and temperature changes, Chromatic aberration caused by the change in the oscillation wavelength during reproduction can be effectively reduced.
In addition, since this optical pickup device has a simple configuration and can be easily downsized, the optical information recording / reproducing device can be further increased in density and size.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating an optical pickup device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing an example of wavefront aberration correction according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic configuration diagram illustrating a chromatic aberration correcting optical element according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a perspective view showing a spacer of a chromatic aberration correcting optical element according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of wavefront aberration correction by a chromatic aberration correcting optical element according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing another example of wavefront aberration correction by the chromatic aberration correcting optical element according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a schematic configuration diagram illustrating an optical pickup device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a schematic diagram showing oscillation wavelengths at the time of reading and writing of a conventional optical pickup device.
FIG. 9 is a schematic configuration diagram showing a conventional zoom lens type optical pickup device;
FIG. 10 is a diagram illustrating an example of chromatic aberration correction of a conventional zoom lens type optical pickup device.
[Explanation of symbols]
11 Semiconductor laser (LD: Light source)
12 Collimating lens
13 Chromatic aberration correcting optical element
14 Spherical aberration correction element
15 Objective lens
16 Optical disc (optical information recording medium)
21 concave lens
22a, 22b Hologram element (diffractive optical element)
23 Convex lens
31 Chromatic aberration correction optical element
32 Spacers
41 Chromatic aberration correction optical element
42 Meniscus lens
Ax optical axis

Claims (8)

光源と、該光源に対して進退自在とされかつ該光源からの出射光を平行光とするコリメートレンズと、該コリメートレンズからの平行光の色収差を補正する色収差補正光学素子と、該色収差補正光学素子から出射する光を所定の径に絞り込み光情報記録媒体に集光させる対物レンズとを備え、
前記コリメートレンズを、前記光源からの出射光の波長のばらつきにより発生する色収差を低減する位置に配置してなることを特徴とする光ピックアップ装置。
A light source, a collimating lens that can move forward and backward with respect to the light source, and that emits parallel light from the light source, a chromatic aberration correcting optical element that corrects chromatic aberration of the parallel light from the collimating lens, and the chromatic aberration correcting optics An objective lens for condensing the light emitted from the element to a predetermined diameter and condensing on the optical information recording medium,
An optical pickup device, wherein the collimating lens is arranged at a position to reduce chromatic aberration caused by variation in wavelength of light emitted from the light source.
光源と、該光源からの出射光を平行光とするコリメートレンズと、該コリメートレンズからの平行光の色収差を補正する色収差補正光学素子と、該色収差補正光学素子から出射する光を所定の径に絞り込み光情報記録媒体に集光させる対物レンズとを備え、
前記色収差補正光学素子と前記対物レンズとの間に、印加電圧の大きさを記録時と再生時で変化させることにより記録時及び再生時それぞれにおける光の球面収差を補正する球面収差補正素子を設けてなることを特徴とする光ピックアップ装置。
A light source, a collimating lens that collimates the light emitted from the light source, a chromatic aberration correcting optical element that corrects chromatic aberration of the collimated light from the collimating lens, and light emitted from the chromatic aberration correcting optical element to a predetermined diameter An objective lens for condensing on the narrowed-down optical information recording medium,
A spherical aberration correction element is provided between the chromatic aberration correction optical element and the objective lens to correct the spherical aberration of light during recording and reproduction by changing the magnitude of the applied voltage between recording and reproduction. An optical pickup device characterized by comprising:
光源と、該光源に対して進退自在とされかつ該光源からの出射光を平行光とするコリメートレンズと、該コリメートレンズからの平行光の色収差を補正する色収差補正光学素子と、該色収差補正光学素子から出射する光を所定の径に絞り込み光情報記録媒体に集光させる対物レンズとを備え、
前記コリメートレンズを、前記光源からの出射光の波長のばらつきにより発生する色収差を低減する位置に配置し、
前記色収差補正光学素子と前記対物レンズとの間に、印加電圧の大きさを記録時と再生時で変化させることにより記録時及び再生時それぞれにおける光の球面収差を補正する球面収差補正素子を設けてなることを特徴とする光ピックアップ装置。
A light source, a collimating lens that can move forward and backward with respect to the light source, and that emits parallel light from the light source, a chromatic aberration correcting optical element that corrects chromatic aberration of the parallel light from the collimating lens, and the chromatic aberration correcting optics An objective lens for condensing the light emitted from the element to a predetermined diameter and condensing it on the optical information recording medium,
The collimating lens is disposed at a position to reduce chromatic aberration caused by variation in wavelength of light emitted from the light source,
A spherical aberration correction element is provided between the chromatic aberration correction optical element and the objective lens to correct the spherical aberration of light during recording and reproduction by changing the magnitude of the applied voltage between recording and reproduction. An optical pickup device characterized by comprising:
前記色収差補正光学素子は、少なくとも凹レンズと凸レンズとを備え、
前記凹レンズと前記凸レンズとの間隔を複数通りに変化可能としたことを特徴とする請求項1、2または3記載の光ピックアップ装置。
The chromatic aberration correcting optical element includes at least a concave lens and a convex lens,
4. The optical pickup device according to claim 1, wherein the interval between the concave lens and the convex lens can be changed in a plurality of ways.
前記凹レンズと前記凸レンズとの間隔は、厚みの異なる複数種のスペーサを選択使用することにより複数通りに変化可能としたことを特徴とする請求項4記載の光ピックアップ装置。5. The optical pickup device according to claim 4, wherein the interval between the concave lens and the convex lens can be changed in a plurality of ways by selectively using a plurality of types of spacers having different thicknesses. 前記色収差補正光学素子は、少なくとも凹凸レンズを備えてなることを特徴とする請求項1、2または3記載の光ピックアップ装置。4. The optical pickup device according to claim 1, wherein the chromatic aberration correcting optical element includes at least an uneven lens. 前記凸レンズまたは前記凹凸レンズに、回折光学素子を備えてなることを特徴とする請求項4、5または6記載の光ピックアップ装置。7. The optical pickup device according to claim 4, wherein the convex lens or the concave-convex lens is provided with a diffractive optical element. 請求項1ないし7のいずれか1項記載の光ピックアップ装置を備えてなることを特徴とする光情報記録/再生装置。An optical information recording / reproducing apparatus comprising the optical pickup device according to claim 1.
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