JP2005285249A - Optical pickup and optical disk drive - Google Patents

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JP2005285249A JP2004099520A JP2004099520A JP2005285249A JP 2005285249 A JP2005285249 A JP 2005285249A JP 2004099520 A JP2004099520 A JP 2004099520A JP 2004099520 A JP2004099520 A JP 2004099520A JP 2005285249 A JP2005285249 A JP 2005285249A
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Tetsuya Ogata
哲也 小形
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical pickup which corrects chromatic aberration of an objective lens, a coupling lens, etc., simultaneously, while shaping a beam so as to fully demonstrate a recording/reproducing performance and which is made small-sized. <P>SOLUTION: This optical pickup is equipped with a semiconductor laser 1, a beam shaping lens 2 constituted of one or more lenses having different magnifications in the vertical and horizontal directions on an image plane, the coupling lens 3 for making a radial luminous flux to the nearly parallel luminous flux, and the objective lens 5 for converging the nearly parallel luminous flux on an information recording medium 6. The beam shaping lens 2 is arranged between the semiconductor laser 1 and the coupling lens 3, and between the beam shaping lens 2 and the information recording medium 6, a chromatic aberration correction means 4 is provided which is constituted of; a combined lens combining two or more lenses having the different refractive indexes or; a diffractive lens provided with a refraction surface and a diffraction surface for producing diffracted light of 1st order light or 2nd or more order light, for correcting the chromatic aberration of the coupling lens 3 and the chromatic aberration of the objective lens 5 by one optical element. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、光ディスクに用いる光ピックアップおよび光ディスクドライブに関するものであり、微小スポットを形成する機能を有しかつ光学系の構成を小型化するための技術である。   The present invention relates to an optical pickup and an optical disc drive used for an optical disc, and is a technique for having a function of forming a minute spot and miniaturizing the configuration of an optical system.

近年、情報の大容量化に伴い、光ディスクの容量が増加してきた。光ディスクの大容量化は、記録密度を上げることで情報量を増やしている。記録密度を上げるにはトラック幅を狭くして、微小スポットで記録・再生すれば良い。すなわち、光ピックアップの微小スポットを形成するには、光ピックアップの光源の波長を短くするか、対物レンズの開口(NA)を大きくすれば良い。   In recent years, the capacity of optical disks has increased with the increase in information capacity. Increasing the capacity of an optical disk increases the amount of information by increasing the recording density. In order to increase the recording density, the track width can be reduced and recording / reproduction can be performed with a minute spot. That is, in order to form a minute spot of the optical pickup, the wavelength of the light source of the optical pickup may be shortened or the aperture (NA) of the objective lens may be increased.

例えば、記録容量が640MBのCDでは波長785nmでNA0.45、4.7GBのDVDでは波長660nmでNA0.65相当の光ピックアップを用いている。現在ではブルーレーザ:波長405nmを用いた光ディスクの規格化も進められている。   For example, a CD with a recording capacity of 640 MB uses an optical pickup with a wavelength of 785 nm and NA of 0.45, and a 4.7 GB DVD with a wavelength of 660 nm and an NA of 0.65. At present, standardization of an optical disk using a blue laser having a wavelength of 405 nm is also in progress.

光ピックアップにおいて微小スポットを形成するには、波面収差を十分小さくする必要がある。ところが、光源の波長を短くすると、光ピックアップの光学部品(レンズ)の色収差が顕著になることが知られている。すなわち、記録・再生中に光源の波長が微小に変動し、それにより波面収差が劣化し、信号の記録・再生品質が低下する。このようなことを避けるために、波長405nmの光ピックアップでは、十分な色収差補正が必要である。   In order to form a minute spot in the optical pickup, it is necessary to sufficiently reduce the wavefront aberration. However, it is known that when the wavelength of the light source is shortened, the chromatic aberration of the optical component (lens) of the optical pickup becomes remarkable. That is, the wavelength of the light source fluctuates slightly during recording / reproduction, thereby deteriorating the wavefront aberration and lowering the signal recording / reproduction quality. In order to avoid such a situation, the optical pickup having a wavelength of 405 nm requires sufficient chromatic aberration correction.

ところで、光ピックアップの光源には半導体レーザが一般的に使われている。半導体レーザを出射した光束は、放射状であると同時に、半導体レーザの接合面に平行な方向の径と垂直な方向の径が異なる。このため、光ピックアップでは、一般的にはビーム整形プリズムを用いて各方向の径をほぼ等しくし、対物レンズに入射する光束のリム強度を各方向でそろえている。   Incidentally, a semiconductor laser is generally used as a light source of an optical pickup. The luminous flux emitted from the semiconductor laser is radial, and at the same time, the diameter in the direction perpendicular to the diameter parallel to the bonding surface of the semiconductor laser is different. For this reason, the optical pickup generally uses a beam shaping prism so that the diameters in each direction are substantially equal, and the rim intensity of the light beam incident on the objective lens is made uniform in each direction.

これらのことを考慮した光ピックアップとしては、従来、特許文献1に開示された技術がある。   Conventionally, there is a technique disclosed in Patent Document 1 as an optical pickup in consideration of these matters.

図11は特許文献1に記載されている光ピックアップを示す説明図であり、光を出射する光源50と、コリメーティングレンズ51と、ビーム整形プリズム52と、光源50側から入射された光を集束して記録媒体60に光スポットを形成する対物レンズ55と、光源50と対物レンズ55との間の光路上に配置されて入射光の進行経路を変換する光路変換器54と、光源50と対物レンズ55との間の光路上に配置されて、光源50から出射される光の波長変化及び/または波長線幅の増加による色収差を補正する色収差補正レンズ53と、記録媒体60から反射された後、光路変換器54を経由して入射された光を受光する光検出器56とを具備している。色収差補正レンズ53は、正のパワーを有するレンズと負のパワーを有するレンズが互いに隣接するように少なくとも2枚のレンズよりなされ、その全体焦点距離が対物レンズ55の焦点距離に比べて相対的に無限焦点距離になっている。   FIG. 11 is an explanatory diagram showing an optical pickup described in Patent Document 1. Light source 50 that emits light, collimating lens 51, beam shaping prism 52, and light incident from the light source 50 side are shown. An objective lens 55 that converges to form a light spot on the recording medium 60, an optical path converter 54 that is disposed on the optical path between the light source 50 and the objective lens 55 and converts the traveling path of incident light, and the light source 50. A chromatic aberration correction lens 53 that is disposed on the optical path between the objective lens 55 and corrects chromatic aberration due to a change in wavelength and / or an increase in wavelength line width of the light emitted from the light source 50, and is reflected from the recording medium 60. Thereafter, a photodetector 56 that receives light incident through the optical path changer 54 is provided. The chromatic aberration correction lens 53 is formed by at least two lenses so that a lens having a positive power and a lens having a negative power are adjacent to each other, and the overall focal length thereof is relatively smaller than the focal length of the objective lens 55. Infinite focal length.

このように特許文献1には、カップリングレンズと対物レンズの間にビーム整形プリズムを配置し、カップリングレンズの色収差を補正する色消カップリングレンズ、対物レンズの色収差を補正する色収差補正レンズをそれぞれ備えた光ピックアップについて記載されている。
特開2001−154153号公報
As described above, in Patent Document 1, a beam shaping prism is disposed between a coupling lens and an objective lens, and an achromatic coupling lens that corrects chromatic aberration of the coupling lens and a chromatic aberration correction lens that corrects chromatic aberration of the objective lens. Each optical pickup is described.
JP 2001-154153 A

近年、パーソナルコンピュータの小型化、薄型化に伴い、光ディスクドライブも小型化が進んでいる。このために、光ディスクドライブ用の光ピックアップも小型化が望まれる。   In recent years, along with the miniaturization and thinning of personal computers, optical disc drives have also been miniaturized. For this reason, downsizing of an optical pickup for an optical disk drive is also desired.

特許文献1記載の構成では、ビーム整形プリズムを挟んで、色収差補正手段がカップリングレンズ側、対物レンズ側の2箇所に必要で、光ピックアップの過大になり、小型化が困難である。   In the configuration described in Patent Document 1, chromatic aberration correction means are required at two locations on the coupling lens side and the objective lens side with the beam shaping prism interposed therebetween, which makes the optical pickup excessive and difficult to downsize.

本発明は、このような問題点を解決し、記録・再生特性を十分出せるように、ビーム整形を行いながら、同時に対物レンズ、カップリングレンズなどの色収差補正を行う同時に小型化を実現した光ピックアップおよび光ディスクドライブを提供することを目的とする。   The present invention is an optical pickup which solves such problems and simultaneously corrects chromatic aberrations such as an objective lens and a coupling lens while simultaneously performing beam shaping so that recording / reproduction characteristics can be sufficiently obtained. And an optical disk drive.

前記目的を達成するために、請求項1に係る発明は、光軸に沿って放射状の光束を出射する半導体レーザと、この半導体レーザの接合面に平行な方向の径と垂直な方向の径をほぼ等しくするためのビーム整形手段と、放射状の光束を略平行光束にするカップリングレンズと、略平行光束を情報記録媒体上に集光するための対物レンズを備えた光ピックアップにおいて、前記ビーム整形手段として、像面上で縦方向と横方向の倍率が異なる1枚以上のレンズからなるビーム整形レンズを備え、このビーム整形レンズを前記半導体レーザと前記カップリングレンズの間に配置し、前記カップリングレンズの色収差と前記対物レンズの色収差を一つの光学素子により補正する色収差補正手段を設けたことを特徴とする。このように、ビーム整形レンズを用いることで、半導体レーザのビームを円形化し、色収差補正手段を設けることで、光ピックアップの波長変動による波面収差劣化を低減し、ビーム整形レンズを半導体レーザとカップリングレンズの間に設け、カップリングレンズおよび対物レンズの色収差補正手段を一体化することで、光ピックアップを小型化、部品点数削減による低コスト化、組み付けの簡略化が実現できる。   In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is directed to a semiconductor laser that emits a radial light beam along the optical axis, and a diameter in a direction perpendicular to a diameter parallel to the bonding surface of the semiconductor laser. An optical pickup comprising beam shaping means for making substantially equal, a coupling lens for converting a radial light beam into a substantially parallel light beam, and an objective lens for condensing the substantially parallel light beam on an information recording medium. As a means, a beam shaping lens comprising one or more lenses having different magnifications in the vertical direction and the horizontal direction on the image plane is provided, and the beam shaping lens is disposed between the semiconductor laser and the coupling lens, and the cup Chromatic aberration correction means for correcting the chromatic aberration of the ring lens and the chromatic aberration of the objective lens with one optical element is provided. In this way, by using the beam shaping lens, the semiconductor laser beam is circularized and the chromatic aberration correction means is provided, so that the wavefront aberration deterioration due to the wavelength fluctuation of the optical pickup is reduced, and the beam shaping lens is coupled with the semiconductor laser. By providing between the lenses and integrating the chromatic aberration correction means of the coupling lens and the objective lens, the optical pickup can be downsized, the cost can be reduced by reducing the number of parts, and the assembly can be simplified.

請求項2に係る発明は、光軸に沿って放射状の光束を出射する半導体レーザと、この半導体レーザの接合面に平行な方向の径と垂直な方向の径をほぼ等しくするためのビーム整形手段と、放射状の光束を略平行光束にするカップリングレンズと、略平行光束を情報記録媒体上に集光するための対物レンズと、情報記録媒体の基板厚誤差に応じて、前記対物レンズに入射する光束の倍率を切り換えるための倍率補正レンズとを備えた光ピックアップにおいて、前記ビーム整形手段として、像面上で縦方向と横方向の倍率が異なる1枚以上のレンズからなるビーム整形レンズを備え、このビーム整形レンズを、前記半導体レーザと前記カップリングレンズの間、もしくは前記半導体レーザと前記倍率補正レンズの間に配置し、前記カップリングレンズの色収差と前記対物レンズの色収差と、前記倍率補正レンズの色収差とを一つの光学素子により補正する色収差補正手段を設けたことを特徴とする。このようにビーム整形レンズを用いることで、半導体レーザのビームを円形化し、色収差補正手段を設けることで、光ピックアップの波長変動による波面収差劣化を低減し、ビーム整形レンズを半導体レーザとカップリングレンズの間に設け、カップリングレンズおよび対物レンズおよび倍率補正レンズの色収差補正手段を一体化することで、光ピックアップを小型化、部品点数削減による低コスト化、組み付けの簡略化が実現できる。   According to a second aspect of the present invention, there is provided a semiconductor laser for emitting a radial light beam along the optical axis, and beam shaping means for making the diameter in a direction perpendicular to the direction parallel to the bonding surface of the semiconductor laser substantially equal. And a coupling lens for converting the radial light beam into a substantially parallel light beam, an objective lens for condensing the substantially parallel light beam on the information recording medium, and incident on the objective lens according to the substrate thickness error of the information recording medium In the optical pickup including a magnification correction lens for switching the magnification of the luminous flux to be emitted, the beam shaping means includes a beam shaping lens composed of one or more lenses having different magnifications in the vertical direction and the horizontal direction on the image plane. The beam shaping lens is disposed between the semiconductor laser and the coupling lens or between the semiconductor laser and the magnification correction lens, and the coupling lens is disposed. And chromatic aberration of chromatic aberration and the objective lens's, characterized in that a chromatic aberration correcting means for correcting the one optical element and the chromatic aberration of the magnification correction lens. By using the beam shaping lens in this way, the beam of the semiconductor laser is circularized, and chromatic aberration correction means is provided to reduce the wavefront aberration deterioration due to wavelength fluctuation of the optical pickup, and the beam shaping lens is combined with the semiconductor laser and the coupling lens. By integrating the chromatic aberration correcting means of the coupling lens, the objective lens, and the magnification correcting lens, the optical pickup can be downsized, the cost can be reduced by reducing the number of parts, and the assembly can be simplified.

請求項3に係る発明は、請求項2に係る発明において、前記色収差補正手段を、前記倍率補正レンズに設けたことを特徴とする。このような構成により、請求項2の効果に加え、倍率補正レンズと色収差補正手段を一体化することで、光ピックアップのさらなる小型化、および部品点数削減による低コスト化、組み付けの簡略化が実現できる。   The invention according to claim 3 is the invention according to claim 2, characterized in that the chromatic aberration correction means is provided in the magnification correction lens. With such a configuration, in addition to the effect of claim 2, by integrating the magnification correction lens and the chromatic aberration correction means, further downsizing of the optical pickup, cost reduction by reducing the number of parts, and simplification of assembly are realized. it can.

請求項4に係る発明は、光軸に沿って放射状の光束を出射する半導体レーザと、この半導体レーザの接合面に平行な方向の径と垂直な方向の径をほぼ等しくするためのビーム整形手段と、放射状の光束を略平行光束にするカップリングレンズと、略平行光束を情報記録媒体上に集光するための対物レンズと、情報記録媒体の基板厚誤差に応じて、前記対物レンズに入射する光束の倍率を切り換えるための液晶素子とを備えた光ピックアップにおいて、前記ビーム整形手段として、像面上で縦方向と横方向の倍率が異なる1枚以上のレンズからなるビーム整形レンズを備え、このビーム整形レンズを前記半導体レーザと前記カップリングレンズの間に配置し、前記カップリングレンズの色収差と前記対物レンズの色収差と、前記液晶素子の色収差とを一つの光学素子により補正する色収差補正手段を設けたことを特徴とする。このようにビーム整形レンズを用いることで、半導体レーザのビームを円形化し、色収差補正手段を設けることで、光ピックアップの波長変動による波面収差劣化を低減し、ビーム整形レンズを半導体レーザとカップリングレンズの間に設け、カップリングレンズおよび対物レンズおよび液晶素子の色収差補正手段を一体化することで、光ピックアップを小型化、部品点数削減による低コスト化、組み付けの簡略化が実現できる。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a semiconductor laser that emits a radial light beam along the optical axis, and beam shaping means for making the diameter in a direction perpendicular to the direction parallel to the bonding surface of the semiconductor laser substantially equal. And a coupling lens for converting the radial light beam into a substantially parallel light beam, an objective lens for condensing the substantially parallel light beam on the information recording medium, and incident on the objective lens according to the substrate thickness error of the information recording medium In the optical pickup provided with a liquid crystal element for switching the magnification of the luminous flux to be provided, the beam shaping means includes a beam shaping lens composed of one or more lenses having different magnifications in the vertical and horizontal directions on the image plane, The beam shaping lens is disposed between the semiconductor laser and the coupling lens, and the chromatic aberration of the coupling lens, the chromatic aberration of the objective lens, and the color collection of the liquid crystal element. Characterized in that a chromatic aberration correcting means for correcting the one optical element and. By using the beam shaping lens in this way, the beam of the semiconductor laser is circularized, and chromatic aberration correction means is provided to reduce the wavefront aberration deterioration due to wavelength fluctuation of the optical pickup, and the beam shaping lens is combined with the semiconductor laser and the coupling lens. By integrating the coupling lens, the objective lens, and the chromatic aberration correcting means of the liquid crystal element, the optical pickup can be miniaturized, the cost can be reduced by reducing the number of parts, and the assembly can be simplified.

請求項5に係る発明は、請求項1,2または4に係る発明において、前記色収差補正手段を、前記カップリングレンズに設けたことを特徴とする。このような構成により、請求項1,2または4の効果に加え、カップリングレンズと色収差補正手段を一体化することで、光ピックアップのさらなる小型化、および部品点数削減による低コスト化、組み付けの簡略化が実現できる。   The invention according to claim 5 is the invention according to claim 1, 2, or 4, characterized in that the chromatic aberration correcting means is provided in the coupling lens. With such a configuration, in addition to the effects of claim 1, 2, or 4, by integrating the coupling lens and the chromatic aberration correcting means, the optical pickup can be further reduced in size and cost can be reduced by reducing the number of parts. Simplification can be realized.

請求項6に係る発明は、請求項1,2または4に係る発明において、前記色収差補正手段を、前記対物レンズに設けたことを特徴とする。このような構成により、請求項1,2または4の効果に加え、対物レンズと色収差補正手段を一体化することで、光ピックアップのさらなる小型化、および部品点数削減による低コスト化、組み付けの簡略化が実現できる。   The invention according to claim 6 is the invention according to claim 1, 2, or 4, wherein the chromatic aberration correcting means is provided in the objective lens. With such a configuration, in addition to the effects of claim 1, 2, or 4, the objective lens and the chromatic aberration correction means are integrated, thereby further reducing the size of the optical pickup, reducing the number of parts, and simplifying the assembly. Can be realized.

請求項7に係る発明は、光ディスクドライブにおいて、請求項1〜6のいずれか1項記載の光ピックアップを搭載したことを特徴とする。このように請求項1〜6のいずれか1項の光ピックアップを用いることで、小型な光ディスクドライブを提供することが可能になる。   According to a seventh aspect of the present invention, in the optical disk drive, the optical pickup according to any one of the first to sixth aspects is mounted. As described above, by using the optical pickup according to any one of claims 1 to 6, it is possible to provide a small optical disk drive.

本発明は、ビーム整形レンズを用いることで、半導体レーザのビームを円形化し、色収差補正手段を設けたことで、光ピックアップの波長変動による波面収差劣化を低減し、ビーム整形レンズを半導体レーザとカップリングレンズの間に設け、カップリングレンズおよび対物レンズの色収差補正手段を一体化することで、光ピックアップを小型化、部品点数削減による低コスト化、組み付けの簡略化が実現できる。   The present invention uses a beam shaping lens to circularize the beam of the semiconductor laser and provide chromatic aberration correction means to reduce wavefront aberration deterioration due to wavelength fluctuations of the optical pickup, and to connect the beam shaping lens to the semiconductor laser. By providing the chromatic aberration correction means of the coupling lens and the objective lens between the ring lenses, the optical pickup can be downsized, the cost can be reduced by reducing the number of parts, and the assembly can be simplified.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は本発明の実施の形態1における光ピックアップの要部を示す説明図である。光ピックアップは、少なくとも光軸に沿って放射状の光束を出射する半導体レーザ1と、半導体レーザ1の接合面に平行な方向の径と垂直な方向の径をほぼ等しくするためのビーム整形レンズ2と、放射状の光束を略平行光束にするカップリングレンズ3と、略平行光束を情報記録媒体上に集光するための対物レンズ4を備えている。   FIG. 1 is an explanatory diagram showing a main part of an optical pickup according to Embodiment 1 of the present invention. The optical pickup includes a semiconductor laser 1 that emits a radial light beam at least along the optical axis, and a beam shaping lens 2 for making the diameter in a direction parallel to the joint surface of the semiconductor laser 1 and the diameter in a direction perpendicular to the semiconductor laser 1 substantially equal. A coupling lens 3 for converting the radial light beam into a substantially parallel light beam, and an objective lens 4 for condensing the substantially parallel light beam on the information recording medium.

ビーム整形レンズ2は、半導体レーザ1とカップリングレンズ3との間に配置されており、像面上で縦方向と横方向の倍率が異なる1枚以上のレンズから構成されている。このビーム整形レンズ2は、像面上で縦方向と横方向の倍率を変えるために、ビーム整形レンズ2の入射面、出射面、もしくはその両面が、アナモルフィック面、トーリック面、シリンダー面、アナモルフィック非球面、トーリック非球面、シリンダー非球面などのアナモルフィック形状により構成されている。   The beam shaping lens 2 is disposed between the semiconductor laser 1 and the coupling lens 3 and is composed of one or more lenses having different magnifications in the vertical direction and the horizontal direction on the image plane. The beam shaping lens 2 has an anamorphic surface, a toric surface, a cylinder surface, an incident surface, an exit surface, or both surfaces of the beam shaping lens 2 in order to change the magnification in the vertical direction and the horizontal direction on the image plane. An anamorphic shape such as an anamorphic aspherical surface, a toric aspherical surface, or a cylinder aspherical surface is used.

さらに、ビーム整形レンズ2と情報記録媒体6の間には、カップリングレンズ3の色収差と対物レンズ5の色収差を一つの光学素子により補正する色収差補正手段4が設けられている。色収差補正手段4は、2枚以上の屈折率が異なるレンズを貼り合せた貼合せレンズ、または、屈折面と、1次光または2次光以上の回折光を生成する回折面とを設けた回折レンズからなる。   Further, chromatic aberration correcting means 4 for correcting the chromatic aberration of the coupling lens 3 and the chromatic aberration of the objective lens 5 with one optical element is provided between the beam shaping lens 2 and the information recording medium 6. The chromatic aberration correcting means 4 is a diffraction lens provided with a laminated lens obtained by laminating two or more lenses having different refractive indexes, or a refracting surface and a diffractive surface that generates diffracted light of primary light or secondary light. It consists of a lens.

次に、(表1)を用いて、従来例と実施の形態1との違いを説明する。   Next, the difference between the conventional example and the first embodiment will be described using (Table 1).

Figure 2005285249
従来例では、光源を出射した発散光束は、カップリングレンズにより略平行になり、ビーム整形プリズムにより半導体レーザの接合面に平行な方向での径と垂直な方向での径をほぼ等しくし、対物レンズにより略平行光を微小スポットに集光する。波長変動が生じた場合、カップリングレンズでは、光軸に対して回転対称な色収差が生じる。その色収差は、ビーム整形プリズムを介すると非対称な倍率の影響を受け、光軸に対して非回転対象な色収差に変わる。対物レンズでは、光軸に対して回転対称な色収差が生じる。このため、ビーム整形を介したカップリングレンズで発生する色収差と対物レンズで発生する色収差を合わせて補正することができない。
Figure 2005285249
In the conventional example, the divergent light beam emitted from the light source is made substantially parallel by the coupling lens, and the diameter in the direction perpendicular to the direction parallel to the bonding surface of the semiconductor laser is made almost equal by the beam shaping prism. The lens collects substantially parallel light into a minute spot. When wavelength variation occurs, the coupling lens generates chromatic aberration that is rotationally symmetric with respect to the optical axis. The chromatic aberration is influenced by an asymmetric magnification through the beam shaping prism, and changes to chromatic aberration that is not rotated with respect to the optical axis. In the objective lens, chromatic aberration that is rotationally symmetric with respect to the optical axis occurs. For this reason, it is impossible to correct the chromatic aberration generated in the coupling lens through beam shaping and the chromatic aberration generated in the objective lens together.

それに対し、実施の形態1では、光源を出射した発散光束は、ビーム整形レンズ2により半導体レーザ1の接合面に平行な方向での径と垂直な方向での径をほぼ等しくし、カップリングレンズ3により略平行になり、対物レンズ5により略平行光を微小スポットに集光する。波長変動が生じた場合、カップリングレンズ3では、光軸に対して回転対称な色収差が生じる。対物レンズ1でも、光軸に対して回転対称な色収差が生じる。このため、カップリングレンズ3で発生する色収差と対物レンズ5で発生する色収差を合わせて補正することが可能になる。   On the other hand, in the first embodiment, the divergent light beam emitted from the light source has a diameter in a direction perpendicular to a direction parallel to the bonding surface of the semiconductor laser 1 by the beam shaping lens 2 and is approximately equal to the coupling lens. 3 becomes substantially parallel, and the objective lens 5 collects substantially parallel light on a minute spot. When the wavelength variation occurs, the coupling lens 3 generates chromatic aberration that is rotationally symmetric with respect to the optical axis. Even in the objective lens 1, chromatic aberration that is rotationally symmetric with respect to the optical axis occurs. For this reason, it becomes possible to correct chromatic aberration generated in the coupling lens 3 and chromatic aberration generated in the objective lens 5 together.

以下、本発明について詳しく説明する。   The present invention will be described in detail below.

実施の形態1によれば、半導体レーザ1からのビームを整形する手段として、ビーム整形プリズムではなく、ビーム整形レンズを用いている。これは、半導体レーザ1から出射した光束が発散光束であるので、ビーム整形プリズムを用いると非点収差が生じ、波面収差が増加することにより微小スポットが形成できなくなるためである。ビーム整形レンズの場合、入射面と出射面の曲率半径を最適に設計することで、ビーム整形を行いながら、非点収差を小さくすることが可能になる。   According to the first embodiment, the beam shaping lens is used instead of the beam shaping prism as means for shaping the beam from the semiconductor laser 1. This is because the light beam emitted from the semiconductor laser 1 is a divergent light beam, so that when the beam shaping prism is used, astigmatism occurs and the wavefront aberration increases, so that a minute spot cannot be formed. In the case of a beam shaping lens, it is possible to reduce astigmatism while performing beam shaping by optimally designing the radius of curvature of the entrance surface and the exit surface.

(表2)は、半導体レーザの波長401nmを用いた時の、整形倍率2.4倍のビーム整形レンズの設計例である。   (Table 2) is a design example of a beam shaping lens having a shaping magnification of 2.4 times when a semiconductor laser wavelength of 401 nm is used.

Figure 2005285249
入射面s2と、出射面s3をそれぞれアナモルフィック非球面レンズを用いることで、非点収差を0.006λrmsにまで小さくすることが可能になる。
Figure 2005285249
By using anamorphic aspherical lenses for the entrance surface s2 and the exit surface s3, astigmatism can be reduced to 0.006λrms.

図10は(表2)のビーム整形レンズにおける光軸zにそった断面図である。ビーム整形レンズを透過した光束は、xy,xz断面ともに同等の径に整形されている。   FIG. 10 is a cross-sectional view along the optical axis z in the beam shaping lens of (Table 2). The light beam that has passed through the beam shaping lens is shaped to the same diameter in both the xy and xz sections.

カップリングレンズ3、対物レンズ5の色収差補正手段5は、2枚以上の屈折率(=部分分散)の異なるレンズを貼り合せた貼合せレンズか、屈折面と、1次光または2次光以上の回折光を生成する回折面とを設けた回折レンズからなる。これらのレンズは、次式(数1)を満たすように設計することで、カップリングレンズ3および対物レンズ5の色収差を補正することが可能になる。   The chromatic aberration correcting means 5 of the coupling lens 3 and the objective lens 5 is a bonded lens in which two or more lenses having different refractive indexes (= partial dispersion) are bonded, or a refractive surface and primary light or secondary light or higher. And a diffractive lens provided with a diffractive surface for generating diffracted light. By designing these lenses so as to satisfy the following equation (Equation 1), it becomes possible to correct the chromatic aberration of the coupling lens 3 and the objective lens 5.

Figure 2005285249
:色収差補正手段の第1レンズの焦点距離(屈折面の焦点距離)
:色収差補正手段の第2レンズの焦点距離(回折面の焦点距離)
CL:カップリングレンズの焦点距離
OL:対物レンズの焦点距離
ν:色収差補正手段の第1レンズの部分分散(屈折面を含むレンズの部分分散)
ν:色収差補正手段の第2レンズの部分分散(回折面の部分分散)
νCL:カップリングレンズの部分分散
νOL:対物レンズの部分分散
図2は本発明の実施の形態2における光ピックアップの要部を示す説明図であり、10はカップリングレンズを示す。このカップリングレンズ10は、図1に示す実施の形態1における色収差補正手段4とカップリングレンズ3を一体化させた構成である。すなわち、カップリングレンズ10は、2枚以上の屈折率が異なるレンズを貼り合せた構成であり、このような構成により、カップリングレンズ10と、対物レンズ5との色収差を同時に補正することが可能になる。
Figure 2005285249
f 1 : focal length of the first lens of the chromatic aberration correcting means (focal length of the refractive surface)
f 2 : focal length of the second lens of the chromatic aberration correcting means (focal length of the diffractive surface)
f CL : focal length of coupling lens f OL : focal length of objective lens ν 1 : partial dispersion of first lens of chromatic aberration correction means (partial dispersion of lens including refractive surface)
ν 2 : partial dispersion of the second lens of the chromatic aberration correction means (partial dispersion of the diffraction surface)
ν CL : Partial dispersion of the coupling lens ν OL : Partial dispersion of the objective lens FIG. 2 is an explanatory view showing the main part of the optical pickup according to the second embodiment of the present invention, and 10 shows the coupling lens. This coupling lens 10 has a configuration in which the chromatic aberration correcting means 4 and the coupling lens 3 in the first embodiment shown in FIG. 1 are integrated. That is, the coupling lens 10 has a configuration in which two or more lenses having different refractive indexes are bonded to each other. With such a configuration, it is possible to simultaneously correct chromatic aberrations of the coupling lens 10 and the objective lens 5. become.

図3は本発明の実施の形態2の変形例を示す説明図であり、11はカップリングレンズを示す。このカップリングレンズ11も、図1に示す実施の形態1における色収差補正手段4とカップリングレンズ3を一体化させた構成である。この変形例においては、カップリングレンズ11の第1面(または第2面)を屈折面とし、第2面(または第1面)に1次または2次以上の回折光を発生する回折面を設けた構成であり、このような構成により、カップリングレンズ11と、対物レンズ5との色収差を同時に補正することが可能になる。   FIG. 3 is an explanatory view showing a modification of the second embodiment of the present invention, and 11 shows a coupling lens. This coupling lens 11 also has a configuration in which the chromatic aberration correcting means 4 and the coupling lens 3 in the first embodiment shown in FIG. In this modification, the first surface (or second surface) of the coupling lens 11 is a refracting surface, and a diffractive surface that generates first-order or second-order or higher-order diffracted light is formed on the second surface (or first surface). With such a configuration, the chromatic aberration of the coupling lens 11 and the objective lens 5 can be corrected simultaneously.

図2,図3に示すように、色収差補正手段とカップリングレンズを一体化する場合は、次式(数2)を満たすように設計することで、カップリングレンズおよび対物レンズの色収差を補正することが可能になる。   As shown in FIGS. 2 and 3, when the chromatic aberration correcting means and the coupling lens are integrated, the chromatic aberration of the coupling lens and the objective lens is corrected by designing so as to satisfy the following equation (Equation 2). It becomes possible.

Figure 2005285249
:カップリングレンズの第1レンズの焦点距離(屈折面の焦点距離)
:カップリングレンズの第2レンズの焦点距離(回折面の焦点距離)
ν:カップリングレンズの第1レンズの部分分散(屈折面の部分分散)
ν:カップリングレンズの第2レンズの部分分散(回折面の部分分散)
CL:カップリングレンズのf、fの合成焦点距離
図4は本発明の実施の形態3における光ピックアップの要部を示す説明図であり、12は対物レンズを示す。この対物レンズ12は、図1に示す実施の形態1における色収差補正手段4と対物レンズ5を一体化させた構成である。すなわち、対物レンズ12は、2枚以上の屈折率が異なるレンズを貼り合せたものであり、このような構成により、カップリングレンズ3と、対物レンズ12との色収差を同時に補正することが可能になる。
Figure 2005285249
f 1 : focal length of the first lens of the coupling lens (focal length of the refractive surface)
f 2 : focal length of the second lens of the coupling lens (focal length of the diffractive surface)
ν 1 : partial dispersion of the first lens of the coupling lens (partial dispersion of the refractive surface)
ν 2 : partial dispersion of the second lens of the coupling lens (partial dispersion of the diffraction surface)
f CL : Combined focal length of f 1 and f 2 of the coupling lens FIG. 4 is an explanatory view showing a main part of the optical pickup according to Embodiment 3 of the present invention, and 12 shows an objective lens. The objective lens 12 has a configuration in which the chromatic aberration correcting means 4 and the objective lens 5 in the first embodiment shown in FIG. 1 are integrated. In other words, the objective lens 12 is formed by bonding two or more lenses having different refractive indexes, and this configuration makes it possible to simultaneously correct chromatic aberration between the coupling lens 3 and the objective lens 12. Become.

図5は本発明の実施の形態3の変形例を示す説明図であり、13は対物レンズを示す。この対物レンズ13も、図1に示す実施の形態1における色収差補正手段4と対物レンズ5を一体化させた構成である。この変形例においては、対物レンズ13の第1面(または第2面)を屈折面とし、第2面(または第1面)に1次または2次以上の回折光を発生する回折面を設けた構成であり、このような構成により、カップリングレンズ3と、対物レンズ13との色収差を同時に補正することが可能になる。   FIG. 5 is an explanatory view showing a modification of the third embodiment of the present invention, and 13 shows an objective lens. This objective lens 13 also has a configuration in which the chromatic aberration correcting means 4 and the objective lens 5 in the first embodiment shown in FIG. 1 are integrated. In this modification, the first surface (or second surface) of the objective lens 13 is a refracting surface, and a diffractive surface that generates first-order or second-order diffracted light is provided on the second surface (or first surface). With such a configuration, it becomes possible to simultaneously correct chromatic aberrations of the coupling lens 3 and the objective lens 13.

図4,図5に示すように、色収差補正手段と対物レンズを一体化する場合は、次式(数3)を満たすように設計することで、カップリングレンズおよび対物レンズの色収差を補正することが可能になる。   As shown in FIGS. 4 and 5, when the chromatic aberration correcting means and the objective lens are integrated, the chromatic aberration of the coupling lens and the objective lens is corrected by designing so as to satisfy the following formula (Equation 3). Is possible.

Figure 2005285249
:対物レンズの第1レンズの焦点距離(屈折面の焦点距離)
:対物レンズの第2レンズの焦点距離(回折面の焦点距離)
ν:対物レンズの第1レンズの部分分散(屈折面の部分分散)
ν:対物レンズの第2レンズの部分分散(回折面の部分分散)
OL:対物レンズのf、fの合成焦点距離
図6は本発明の実施の形態4における光ピックアップの要部を示す説明図であり、15は倍率補正レンズである。
Figure 2005285249
f 1 : focal length of the first lens of the objective lens (focal length of the refractive surface)
f 2 : focal length of the second lens of the objective lens (focal length of the diffractive surface)
ν 1 : partial dispersion of the first lens of the objective lens (partial dispersion of the refractive surface)
ν 2 : partial dispersion of the second lens of the objective lens (partial dispersion of the diffraction surface)
f OL : Composite focal length of f 1 and f 2 of the objective lens FIG. 6 is an explanatory view showing a main part of the optical pickup according to Embodiment 4 of the present invention, and 15 is a magnification correction lens.

実施の形態4における光ピックアップは、少なくとも光軸に沿って放射状の光束を出射する半導体レーザ1と、半導体レーザ1の接合面に平行な方向の径と垂直な方向の径をほぼ等しくするためのビーム整形レンズ2と、放射状の光束を略平行光束にするカップリングレンズ3と、略平行光束を情報記録媒体6上に集光するための対物レンズ5と、情報記録媒体6の基板厚誤差に応じて、対物レンズ5に入射する光束の倍率を切り換えるための倍率補正レンズ15とを備えている。   The optical pickup according to the fourth embodiment is for making the semiconductor laser 1 emitting a radial light beam at least along the optical axis and the diameter in a direction perpendicular to the direction parallel to the bonding surface of the semiconductor laser 1 substantially equal. A beam shaping lens 2, a coupling lens 3 for converting a radial light beam into a substantially parallel light beam, an objective lens 5 for condensing the substantially parallel light beam on the information recording medium 6, and a substrate thickness error of the information recording medium 6. Accordingly, a magnification correction lens 15 for switching the magnification of the light beam incident on the objective lens 5 is provided.

ビーム整形レンズ2は、像面上で縦方向と横方向の倍率が異なる1枚以上のレンズから構成されている。像面上で縦方向と横方向の倍率を変えるために、ビーム整形レンズ2の入射面、出射面、もしくはその両面は、アナモルフィック面、トーリック面、シリンダー面、アナモルフィック非球面、トーリック非球面、シリンダー非球面のいずれかの形状により構成されている。なお、ビーム整形レンズ2は、図6においては半導体レーザ1とカップリングレンズ3の間に配置されているが、半導体レーザ1と倍率補正レンズ15の間に配置されても良く、
さらに、ビーム整形レンズ2と情報記録媒体6の間には、カップリングレンズ3の色収差と対物レンズ5の色収差と、倍率補正レンズ15の色収差とを一つの光学素子により補正する色収差補正手段4を設けている。色収差補正手段4は、2枚以上の屈折率が異なるレンズを貼り合せた貼合せレンズ、または、屈折面と、1次光または2次光以上の回折光を生成する回折面とを設けた回折レンズからなる。
The beam shaping lens 2 is composed of one or more lenses having different magnifications in the vertical and horizontal directions on the image plane. To change the magnification in the vertical and horizontal directions on the image plane, the incident surface, the exit surface, or both surfaces of the beam shaping lens 2 are anamorphic surfaces, toric surfaces, cylinder surfaces, anamorphic aspheric surfaces, toric surfaces. It is configured by an aspherical shape or a cylindrical aspherical shape. Although the beam shaping lens 2 is disposed between the semiconductor laser 1 and the coupling lens 3 in FIG. 6, it may be disposed between the semiconductor laser 1 and the magnification correction lens 15.
Further, between the beam shaping lens 2 and the information recording medium 6, a chromatic aberration correction unit 4 that corrects the chromatic aberration of the coupling lens 3, the chromatic aberration of the objective lens 5, and the chromatic aberration of the magnification correction lens 15 with one optical element. Provided. The chromatic aberration correcting means 4 is a diffraction lens provided with a laminated lens obtained by laminating two or more lenses having different refractive indexes, or a refracting surface and a diffractive surface that generates diffracted light of primary light or secondary light. It consists of a lens.

ところで、情報記録媒体6の基板厚誤差に応じて、対物レンズ5に入射する光束の倍率を切り換えるための倍率補正レンズ15も、波長変動が生じた場合、光軸に対して回転対称な色収差が生じる。このため、カップリングレンズ3で発生する色収差と対物レンズ5で発生する色収差を合わせて補正することが可能である。   By the way, the magnification correction lens 15 for switching the magnification of the light beam incident on the objective lens 5 in accordance with the substrate thickness error of the information recording medium 6 also has a chromatic aberration that is rotationally symmetric with respect to the optical axis when wavelength variation occurs. Arise. Therefore, it is possible to correct the chromatic aberration generated in the coupling lens 3 and the chromatic aberration generated in the objective lens 5 together.

実施の形態3によれば、カップリングレンズ3、対物レンズ5、倍率補正レンズ15の色収差補正手段4は、2枚以上の屈折率(=部分分散)の異なるレンズを貼り合せた貼合せレンズか、屈折面と、1次光または2次光以上の回折光を生成する回折面とを設けた回折レンズからなる。これらのレンズは、次式(数4)を満たすように設計することで、カップリングレンズ3、対物レンズ5および倍率補正レンズ15の色収差を補正することが可能になる。   According to the third embodiment, the chromatic aberration correction means 4 of the coupling lens 3, the objective lens 5, and the magnification correction lens 15 is a bonded lens in which two or more lenses having different refractive indexes (= partial dispersion) are bonded. And a diffractive lens provided with a refracting surface and a diffractive surface for generating diffracted light of primary light or secondary light or higher. By designing these lenses so as to satisfy the following equation (Equation 4), it becomes possible to correct the chromatic aberration of the coupling lens 3, the objective lens 5, and the magnification correction lens 15.

Figure 2005285249
PW1:倍率補正レンズの第1レンズの焦点距離
PW2:倍率補正レンズの第2レンズの焦点距離
νPW1:倍率補正レンズの第1レンズの部分分散
νPW2:倍率補正レンズの第2レンズの部分分散
:色収差補正手段の第1レンズの焦点距離(屈折面の焦点距離)
:色収差補正手段の第2レンズの焦点距離(回折面の焦点距離)
ν:色収差補正手段の第1レンズの部分分散(屈折面を含むレンズの部分分散)
ν:色収差補正手段の第2レンズの部分分散(回折面の部分分散)
なお、実施の形態4においても、図2,図3に示すように、色収差補正手段とカップリングレンズを一体化させることにより、カップリングレンズ3と、対物レンズ5と、倍率補正レンズ15との色収差を同時に補正することが可能になる。
Figure 2005285249
f PW1 : focal length of first lens of magnification correction lens f PW2 : focal length of second lens of magnification correction lens ν PW1 : partial dispersion of first lens of magnification correction lens ν PW2 : second lens of magnification correction lens Partial dispersion f 1 : focal length of the first lens of the chromatic aberration correcting means (focal length of the refractive surface)
f 2 : focal length of the second lens of the chromatic aberration correcting means (focal length of the diffractive surface)
ν 1 : partial dispersion of the first lens of the chromatic aberration correcting means (partial dispersion of the lens including the refractive surface)
ν 2 : partial dispersion of the second lens of the chromatic aberration correction means (partial dispersion of the diffraction surface)
Also in the fourth embodiment, as shown in FIGS. 2 and 3, the chromatic aberration correcting means and the coupling lens are integrated so that the coupling lens 3, the objective lens 5, and the magnification correcting lens 15 are integrated. Chromatic aberration can be corrected simultaneously.

実施の形態4において、図2,図3に示すように、色収差補正手段とカップリングレンズを一体化する場合には、次式(数5)を満たすように設計することで、カップリングレンズおよび対物レンズおよび倍率補正レンズの色収差を補正することが可能になる。   In the fourth embodiment, as shown in FIGS. 2 and 3, when the chromatic aberration correcting unit and the coupling lens are integrated, the coupling lens and the coupling lens are designed by satisfying the following formula (Equation 5). It becomes possible to correct the chromatic aberration of the objective lens and the magnification correction lens.

Figure 2005285249
PW1:倍率補正レンズの第1レンズの焦点距離
PW2:倍率補正レンズの第2レンズの焦点距離
νPW1:倍率補正レンズの第1レンズの部分分散
νPW2:倍率補正レンズの第2レンズの部分分散
:カップリングレンズの第1レンズの焦点距離(屈折面の焦点距離)
:カップリングレンズの第2レンズの焦点距離(回折面の焦点距離)
ν:カップリングレンズの第1レンズの部分分散(屈折面の部分分散)
ν:カップリングレンズの第2レンズの部分分散(回折面の部分分散)
CL:カップリングレンズのf、fの合成焦点距離
また実施の形態4においても、図4,図5に示すように、前記色収差補正手段と対物レンズを一体化させる場合には、次式(数6)を満たすように設計することで、カップリングレンズおよび対物レンズおよび倍率補正レンズの色収差を補正することが可能になる。
Figure 2005285249
f PW1 : focal length of first lens of magnification correction lens f PW2 : focal length of second lens of magnification correction lens ν PW1 : partial dispersion of first lens of magnification correction lens ν PW2 : second lens of magnification correction lens Partial dispersion f 1 : focal length of the first lens of the coupling lens (focal length of the refractive surface)
f 2 : focal length of the second lens of the coupling lens (focal length of the diffractive surface)
ν 1 : partial dispersion of the first lens of the coupling lens (partial dispersion of the refractive surface)
ν 2 : partial dispersion of the second lens of the coupling lens (partial dispersion of the diffraction surface)
f CL : Combined focal length of f 1 and f 2 of the coupling lens Also in the fourth embodiment, as shown in FIGS. 4 and 5, when the chromatic aberration correcting means and the objective lens are integrated, the following is performed. By designing so as to satisfy Expression (Equation 6), it becomes possible to correct chromatic aberration of the coupling lens, the objective lens, and the magnification correction lens.

Figure 2005285249
PW1:倍率補正レンズの第1レンズの焦点距離
PW2:倍率補正レンズの第2レンズの焦点距離
νPW1:倍率補正レンズの第1レンズの部分分散
νPW2:倍率補正レンズの第2レンズの部分分散
:対物レンズの第1レンズの焦点距離(屈折面の焦点距離)
:対物レンズの第2レンズの焦点距離(回折面の焦点距離)
ν:対物レンズの第1レンズの部分分散(屈折面の部分分散)
ν:対物レンズの第2レンズの部分分散(回折面の部分分散)
OL:対物レンズのf、fの合成焦点距離
図7は本発明の実施の形態5における光ピックアップの要部を示す説明図であり、16は倍率補正レンズを示す。この倍率補正レンズ16は、図6に示す実施の形態4における色収差補正手段4と倍率補正レンズ15を一体化させた構成である。すなわち、図6に示す倍率補正レンズ15の少なくとも一つのレンズを、2枚以上の屈折率が異なるレンズを貼り合せて構成することで、カップリングレンズ3と、対物レンズ5と、倍率補正レンズ16との色収差を同時に補正することが可能になる。
Figure 2005285249
f PW1 : focal length of first lens of magnification correction lens f PW2 : focal length of second lens of magnification correction lens ν PW1 : partial dispersion of first lens of magnification correction lens ν PW2 : second lens of magnification correction lens Partial dispersion f 1 : focal length of the first lens of the objective lens (focal length of the refractive surface)
f 2 : focal length of the second lens of the objective lens (focal length of the diffractive surface)
ν 1 : partial dispersion of the first lens of the objective lens (partial dispersion of the refractive surface)
ν 2 : partial dispersion of the second lens of the objective lens (partial dispersion of the diffraction surface)
f OL : Composite focal length of f 1 and f 2 of the objective lens FIG. 7 is an explanatory view showing the main part of the optical pickup according to the fifth embodiment of the present invention, and 16 shows a magnification correction lens. This magnification correction lens 16 has a configuration in which the chromatic aberration correction means 4 and the magnification correction lens 15 in Embodiment 4 shown in FIG. 6 are integrated. That is, at least one lens of the magnification correction lens 15 shown in FIG. 6 is configured by bonding two or more lenses having different refractive indexes, so that the coupling lens 3, the objective lens 5, and the magnification correction lens 16 are combined. And chromatic aberration can be corrected simultaneously.

また、倍率補正レンズ16の第1面(または第2面)は屈折面、第2面(または第1面)は1次または2次以上の回折光を発生する回折面を設けることで、カップリングレンズと、対物レンズと、倍率補正レンズとの色収差を同時に補正することもできる。   In addition, the first surface (or second surface) of the magnification correction lens 16 is provided with a refracting surface, and the second surface (or first surface) is provided with a diffractive surface that generates first-order or second-order or higher-order diffracted light. It is also possible to simultaneously correct chromatic aberrations of the ring lens, the objective lens, and the magnification correction lens.

図7に示すように、色収差補正手段と倍率補正レンズを一体化する場合は、次式(数7)または式(数8)を満たすように設計することで、カップリングレンズおよび対物レンズおよび倍率補正レンズの色収差を補正することが可能になる。   As shown in FIG. 7, when the chromatic aberration correcting means and the magnification correcting lens are integrated, the coupling lens, the objective lens, and the magnification are designed by satisfying the following equation (Equation 7) or Equation (Equation 8). It becomes possible to correct the chromatic aberration of the correction lens.

Figure 2005285249
:倍率補正レンズの前側第1レンズの焦点距離(屈折面の焦点距離)
:倍率補正レンズの前側第2レンズの焦点距離(回折面の焦点距離)
ν:倍率補正レンズの前側第1レンズの部分分散(屈折面の部分分散)
ν:倍率補正レンズの前側第2レンズの部分分散(回折面の部分分散)
OL:倍率補正レンズのf、fの合成焦点距離
Figure 2005285249
f 1 : Focal length of the first lens on the front side of the magnification correction lens (focal length of the refractive surface)
f 2 : Focal length of the second lens on the front side of the magnification correction lens (focal length of the diffractive surface)
ν 1 : Partial dispersion of the first lens on the front side of the magnification correction lens (partial dispersion of the refractive surface)
ν 2 : Partial dispersion of the second lens on the front side of the magnification correction lens (partial dispersion of the diffraction surface)
f OL : Composite focal length of f 1 and f 2 of the magnification correction lens

Figure 2005285249
:倍率補正レンズの後側第1レンズの焦点距離(屈折面の焦点距離)
:倍率補正レンズの後側第2レンズの焦点距離(回折面の焦点距離)
ν:倍率補正レンズの後側第1レンズの部分分散(屈折面の部分分散)
ν:倍率補正レンズの後側第2レンズの部分分散(回折面の部分分散)
OL:倍率補正レンズのf、fの合成焦点距離
図8は本発明の実施の形態6における光ピックアップの要部を示す説明図であり、17は液晶素子を示す。
Figure 2005285249
f 1 : Focal length of the first lens behind the magnification correction lens (focal length of the refractive surface)
f 2 : Focal length of the second lens behind the magnification correction lens (focal length of the diffraction surface)
ν 1 : Partial dispersion of the first lens behind the magnification correction lens (partial dispersion of the refractive surface)
ν 2 : Partial dispersion of the second lens behind the magnification correction lens (partial dispersion of the diffraction surface)
f OL : Combined focal length of f 1 and f 2 of the magnification correction lens FIG. 8 is an explanatory view showing a main part of the optical pickup according to Embodiment 6 of the present invention, and 17 shows a liquid crystal element.

光ピックアップは、少なくとも光軸に沿って放射状の光束を出射する半導体レーザ1と、半導体レーザ1の接合面に平行な方向の径と垂直な方向の径をほぼ等しくするためのビーム整形レンズ2と、放射状の光束を略平行光束にするカップリングレンズ3と、略平行光束を情報記録媒体6上に集光するための対物レンズ5と、情報記録媒体6の基板厚誤差に応じて、対物レンズ5に入射する光束の倍率を切り換えるための液晶素子17とを備えている。   The optical pickup includes a semiconductor laser 1 that emits a radial light beam at least along the optical axis, and a beam shaping lens 2 for making the diameter in a direction parallel to the joint surface of the semiconductor laser 1 and the diameter in a direction perpendicular to the semiconductor laser 1 substantially equal. In accordance with the substrate thickness error of the information recording medium 6, the coupling lens 3 that converts the radial light flux into a substantially parallel light flux, the objective lens 5 that collects the substantially parallel light flux on the information recording medium 6, and the objective lens And a liquid crystal element 17 for switching the magnification of the light beam incident on the light source 5.

ビーム整形レンズ2は、半導体レーザ1とカップリングレンズ3の間に配置されており、像面上で縦方向と横方向の倍率が異なる1枚以上のレンズから構成されている。像面上で縦方向と横方向の倍率を異なるために、ビーム整形レンズ2の入射面、出射面、もしくはその両面は、アナモルフィック面、トーリック面、シリンダー面、アナモルフィック非球面、トーリック非球面、シリンダー非球面などのアナモルフィック形状により構成されている。   The beam shaping lens 2 is disposed between the semiconductor laser 1 and the coupling lens 3 and is composed of one or more lenses having different magnifications in the vertical and horizontal directions on the image plane. Since the magnification in the vertical and horizontal directions on the image plane is different, the incident surface, the exit surface, or both surfaces of the beam shaping lens 2 are anamorphic surfaces, toric surfaces, cylinder surfaces, anamorphic aspheric surfaces, toric surfaces. It has an anamorphic shape such as an aspherical surface or cylinder aspherical surface.

さらに、ビーム整形レンズ2と情報記録媒体6の間には、カップリングレンズ3の色収差と対物レンズ5の色収差と、液晶素子17の色収差とを一つの光学素子により補正する色収差補正手段4を設けている。色収差補正手段4は、2枚以上の屈折率が異なるレンズを貼り合せた貼合せレンズ、または、屈折面と、1次光または2次光以上の回折光を生成する回折面とを設けた回折レンズからなる。   Further, between the beam shaping lens 2 and the information recording medium 6, there is provided chromatic aberration correcting means 4 for correcting the chromatic aberration of the coupling lens 3, the chromatic aberration of the objective lens 5, and the chromatic aberration of the liquid crystal element 17 with one optical element. ing. The chromatic aberration correcting means 4 is a diffraction lens provided with a laminated lens obtained by laminating two or more lenses having different refractive indexes, or a refracting surface and a diffractive surface that generates diffracted light of primary light or secondary light. It consists of a lens.

ところで、情報記録媒体6の基板厚誤差に応じて、対物レンズ5に入射する光束の倍率を切り換えるための液晶素子17も、波長変動が生じた場合、光軸に対して回転対称な色収差が生じる。このため、カップリングレンズ3で発生する色収差と対物レンズ5で発生する色収差を合わせて補正することが可能である。   By the way, the liquid crystal element 17 for switching the magnification of the light beam incident on the objective lens 5 according to the substrate thickness error of the information recording medium 6 also causes chromatic aberration that is rotationally symmetric with respect to the optical axis when wavelength variation occurs. . Therefore, it is possible to correct the chromatic aberration generated in the coupling lens 3 and the chromatic aberration generated in the objective lens 5 together.

実施の形態6においては、カップリングレンズ3、対物レンズ5、液晶素子17の色収差補正手段4は、2枚以上の屈折率(=部分分散)の異なるレンズを貼り合せた貼合せレンズ、または、屈折面と、1次光または2次光以上の回折光を生成する回折面とを設けた回折レンズからなる。これらのレンズは、次式(数9)を満たすように設計することで、カップリングレンズ3、対物レンズ5および液晶素子17の色収差を補正することが可能になる。   In the sixth embodiment, the chromatic aberration correcting means 4 of the coupling lens 3, the objective lens 5, and the liquid crystal element 17 is a bonded lens obtained by bonding two or more lenses having different refractive indexes (= partial dispersion), or It consists of a diffractive lens provided with a refracting surface and a diffractive surface for generating diffracted light of primary light or secondary light. By designing these lenses so as to satisfy the following equation (Equation 9), it becomes possible to correct the chromatic aberration of the coupling lens 3, the objective lens 5, and the liquid crystal element 17.

Figure 2005285249
LIQ:液晶素子の駆動時焦点距離
νLIQ:液晶素子の部分分散
:色収差補正手段の第1レンズの焦点距離(屈折面の焦点距離)
:色収差補正手段の第2レンズの焦点距離(回折面の焦点距離)
ν:色収差補正手段の第1レンズの部分分散(屈折面を含むレンズの部分分散)
ν:色収差補正手段の第2レンズの部分分散(回折面の部分分散)
また、実施の形態6において、図2,図3に示すように、色収差補正手段とカップリングレンズを一体化する場合には、次式(数10)を満たすように設計することで、カップリングレンズ、対物レンズおよび液晶素子の色収差を補正することが可能になる。
Figure 2005285249
f LIQ : focal length when driving the liquid crystal element ν LIQ : partial dispersion of the liquid crystal element f 1 : focal length of the first lens of the chromatic aberration correcting means (focal length of the refractive surface)
f 2 : focal length of the second lens of the chromatic aberration correcting means (focal length of the diffractive surface)
ν 1 : partial dispersion of the first lens of the chromatic aberration correcting means (partial dispersion of the lens including the refractive surface)
ν 2 : partial dispersion of the second lens of the chromatic aberration correction means (partial dispersion of the diffraction surface)
In the sixth embodiment, as shown in FIGS. 2 and 3, when the chromatic aberration correcting means and the coupling lens are integrated, the coupling is designed by satisfying the following equation (Equation 10). It becomes possible to correct chromatic aberration of the lens, the objective lens, and the liquid crystal element.

Figure 2005285249
:カップリングレンズの第1レンズの焦点距離(屈折面の焦点距離)
:カップリングレンズの第2レンズの焦点距離(回折面の焦点距離)
ν:カップリングレンズの第1レンズの部分分散(屈折面の部分分散)
ν:カップリングレンズの第2レンズの部分分散(回折面の部分分散)
CL:カップリングレンズのf、fの合成焦点距離
また実施の形態6においても、図4,図5に示すように、前記色収差補正手段と対物レンズを一体化させる場合には、次式(数11)を満たすように設計することで、カップリングレンズおよび対物レンズおよび倍率補正レンズの色収差を補正することが可能になる。
Figure 2005285249
f 1 : focal length of the first lens of the coupling lens (focal length of the refractive surface)
f 2 : focal length of the second lens of the coupling lens (focal length of the diffractive surface)
ν 1 : partial dispersion of the first lens of the coupling lens (partial dispersion of the refractive surface)
ν 2 : partial dispersion of the second lens of the coupling lens (partial dispersion of the diffraction surface)
f CL : Combined focal length of f 1 and f 2 of the coupling lens Also in the sixth embodiment, as shown in FIGS. 4 and 5, when the chromatic aberration correcting means and the objective lens are integrated, By designing so as to satisfy the formula (Equation 11), it becomes possible to correct the chromatic aberration of the coupling lens, the objective lens, and the magnification correction lens.

Figure 2005285249
:対物レンズの第1レンズの焦点距離(屈折面の焦点距離)
:対物レンズの第2レンズの焦点距離(回折面の焦点距離)
ν:対物レンズの第1レンズの部分分散(屈折面の部分分散)
ν:対物レンズの第2レンズの部分分散(回折面の部分分散)
OL:対物レンズのf、fの合成焦点距離
図9は本発明の光ディスクドライブの構成を示すブロック図であり、25は図1〜図8に示した光ピックアップを示す。
Figure 2005285249
f 1 : focal length of the first lens of the objective lens (focal length of the refractive surface)
f 2 : focal length of the second lens of the objective lens (focal length of the diffractive surface)
ν 1 : partial dispersion of the first lens of the objective lens (partial dispersion of the refractive surface)
ν 2 : partial dispersion of the second lens of the objective lens (partial dispersion of the diffraction surface)
f OL : Composite focal length of f 1 and f 2 of the objective lens FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of the optical disk drive of the present invention, and 25 shows the optical pickup shown in FIGS.

光ピックアップ25に搭載された半導体レーザは、その出射光が同じく光ピックアップ25に搭載された前方モニターフォトダイオードによって検出され、信号処理回路30を介して、レーザコントローラ37によって制御され、レーザドライバ40によって駆動される。   The emitted light of the semiconductor laser mounted on the optical pickup 25 is detected by a front monitor photodiode mounted on the optical pickup 25 and controlled by the laser controller 37 via the signal processing circuit 30. Driven.

情報記録媒体6の面を反射した光束は、光ピックアップ25に搭載した分割受光素子で検出され、信号処理回路30に入力される。信号処理回路30からは、対物レンズをフォーカスするためのフォーカスエラー信号、対物レンズをトラッキングするためのトラックエラー信号が生成される。光ピックアップ25に搭載した対物レンズアクチュエータは、Foコントローラ35、Trコントローラ36によってそれぞれ、制御され、ACTドライバ39によって駆動される。そしてm信号処理回路30からは、情報記録面に応じて再生信号が出力される。   The light beam reflected from the surface of the information recording medium 6 is detected by a divided light receiving element mounted on the optical pickup 25 and input to the signal processing circuit 30. The signal processing circuit 30 generates a focus error signal for focusing the objective lens and a track error signal for tracking the objective lens. The objective lens actuator mounted on the optical pickup 25 is controlled by the Fo controller 35 and the Tr controller 36 and driven by the ACT driver 39. A reproduction signal is output from the m signal processing circuit 30 according to the information recording surface.

情報記録媒体6を回転させるスピンドルモータ42は、スピンドルコントローラ38によって制御され、スピンドルドライバ41によって駆動される。   A spindle motor 42 that rotates the information recording medium 6 is controlled by a spindle controller 38 and driven by a spindle driver 41.

以上、説明したように、本実施の形態の光ピックアップによれば、カップリングレンズおよび対物レンズ、または、カップリングレンズ、対物レンズおよび倍率補正素子、または、カップリングレンズ、対物レンズおよび液晶素子で発生する色収差を補正する素子を集約化することができるので、小型になり、光ディスクドライブ全体構成も小さくすることが可能になる。   As described above, according to the optical pickup of the present embodiment, the coupling lens and the objective lens, or the coupling lens, the objective lens and the magnification correction element, or the coupling lens, the objective lens and the liquid crystal element are used. Since the elements for correcting the generated chromatic aberration can be integrated, the size can be reduced, and the entire configuration of the optical disk drive can be reduced.

本発明は、大容量の光ディスクに対して情報の記録再生用に用いる光ピックアップ、光ディスクドライブの分野に利用可能である。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used in the fields of an optical pickup and an optical disk drive used for recording / reproducing information with respect to a large capacity optical disk.

本発明の実施の形態1における光ピックアップの要部を示す説明図Explanatory drawing which shows the principal part of the optical pick-up in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態2における光ピックアップの要部を示す説明図Explanatory drawing which shows the principal part of the optical pick-up in Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態2の変形例を示す説明図Explanatory drawing which shows the modification of Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態3における光ピックアップの要部を示す説明図Explanatory drawing which shows the principal part of the optical pick-up in Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態3の変形例を示す説明図Explanatory drawing which shows the modification of Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態4における光ピックアップの要部を示す説明図Explanatory drawing which shows the principal part of the optical pick-up in Embodiment 4 of this invention. 本発明の実施の形態5における光ピックアップの要部を示す説明図Explanatory drawing which shows the principal part of the optical pick-up in Embodiment 5 of this invention. 本発明の実施の形態6における光ピックアップの要部を示す説明図Explanatory drawing which shows the principal part of the optical pick-up in Embodiment 6 of this invention. 本発明の光ディスクドライブの構成を示すブロック図The block diagram which shows the structure of the optical disk drive of this invention 表2のビーム整形レンズの光軸zにそった断面図Sectional view along the optical axis z of the beam shaping lens of Table 2 従来の光ピックアップの要部を示す説明図Explanatory drawing showing the main part of a conventional optical pickup

符号の説明Explanation of symbols

1 半導体レーザ
2 ビーム整形レンズ
3 カップリングレンズ
4 色収差補正手段
5 対物レンズ
6 情報記録媒体
10,11 カップリングレンズ
12,13 対物レンズ
15,16 倍率補正レンズ
17 液晶素子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor laser 2 Beam shaping lens 3 Coupling lens 4 Chromatic aberration correction means 5 Objective lens 6 Information recording medium 10, 11 Coupling lens 12, 13 Objective lens 15, 16 Magnification correction lens 17 Liquid crystal element

Claims (7)

光軸に沿って放射状の光束を出射する半導体レーザと、この半導体レーザの接合面に平行な方向の径と垂直な方向の径をほぼ等しくするためのビーム整形手段と、放射状の光束を略平行光束にするカップリングレンズと、略平行光束を情報記録媒体上に集光するための対物レンズを備えた光ピックアップにおいて、
前記ビーム整形手段として、像面上で縦方向と横方向の倍率が異なる1枚以上のレンズからなるビーム整形レンズを備え、このビーム整形レンズを前記半導体レーザと前記カップリングレンズの間に配置し、前記カップリングレンズの色収差と前記対物レンズの色収差を一つの光学素子により補正する色収差補正手段を設けたことを特徴とする光ピックアップ。
A semiconductor laser that emits a radial light beam along the optical axis, beam shaping means for making the diameter in a direction perpendicular to the diameter parallel to the bonding surface of the semiconductor laser, and a radial light beam substantially parallel In an optical pickup comprising a coupling lens for making a light beam and an objective lens for condensing a substantially parallel light beam on an information recording medium,
The beam shaping means includes a beam shaping lens composed of one or more lenses having different magnifications in the vertical direction and the horizontal direction on the image plane, and the beam shaping lens is disposed between the semiconductor laser and the coupling lens. An optical pickup comprising chromatic aberration correcting means for correcting chromatic aberration of the coupling lens and chromatic aberration of the objective lens by a single optical element.
光軸に沿って放射状の光束を出射する半導体レーザと、この半導体レーザの接合面に平行な方向の径と垂直な方向の径をほぼ等しくするためのビーム整形手段と、放射状の光束を略平行光束にするカップリングレンズと、略平行光束を情報記録媒体上に集光するための対物レンズと、情報記録媒体の基板厚誤差に応じて、前記対物レンズに入射する光束の倍率を切り換えるための倍率補正レンズとを備えた光ピックアップにおいて、
前記ビーム整形手段として、像面上で縦方向と横方向の倍率が異なる1枚以上のレンズからなるビーム整形レンズを備え、このビーム整形レンズを、前記半導体レーザと前記カップリングレンズの間、もしくは前記半導体レーザと前記倍率補正レンズの間に配置し、前記カップリングレンズの色収差と前記対物レンズの色収差と、前記倍率補正レンズの色収差とを一つの光学素子により補正する色収差補正手段を設けたことを特徴とする光ピックアップ。
A semiconductor laser that emits a radial light beam along the optical axis, beam shaping means for making the diameter in a direction perpendicular to the diameter parallel to the bonding surface of the semiconductor laser, and a radial light beam substantially parallel A coupling lens for forming a light beam, an objective lens for condensing a substantially parallel light beam on the information recording medium, and a magnification for switching the light beam incident on the objective lens according to the substrate thickness error of the information recording medium. In an optical pickup equipped with a magnification correction lens,
The beam shaping means includes a beam shaping lens including one or more lenses having different magnifications in the vertical direction and the horizontal direction on the image plane, and the beam shaping lens is provided between the semiconductor laser and the coupling lens, or Chromatic aberration correction means is provided between the semiconductor laser and the magnification correction lens, and corrects chromatic aberration of the coupling lens, chromatic aberration of the objective lens, and chromatic aberration of the magnification correction lens with a single optical element. Features an optical pickup.
前記色収差補正手段を、前記倍率補正レンズに設けたことを特徴とする請求項2記載の光ピックアップ。   3. The optical pickup according to claim 2, wherein the chromatic aberration correcting means is provided in the magnification correcting lens. 光軸に沿って放射状の光束を出射する半導体レーザと、この半導体レーザの接合面に平行な方向の径と垂直な方向の径をほぼ等しくするためのビーム整形手段と、放射状の光束を略平行光束にするカップリングレンズと、略平行光束を情報記録媒体上に集光するための対物レンズと、情報記録媒体の基板厚誤差に応じて、前記対物レンズに入射する光束の倍率を切り換えるための液晶素子とを備えた光ピックアップにおいて、
前記ビーム整形手段として、像面上で縦方向と横方向の倍率が異なる1枚以上のレンズからなるビーム整形レンズを備え、このビーム整形レンズを前記半導体レーザと前記カップリングレンズの間に配置し、前記カップリングレンズの色収差と前記対物レンズの色収差と、前記液晶素子の色収差とを一つの光学素子により補正する色収差補正手段を設けたことを特徴とする光ピックアップ。
A semiconductor laser that emits a radial light beam along the optical axis, beam shaping means for making the diameter in a direction perpendicular to the diameter parallel to the bonding surface of the semiconductor laser, and a radial light beam substantially parallel A coupling lens for forming a light beam, an objective lens for condensing a substantially parallel light beam on the information recording medium, and a magnification for switching the light beam incident on the objective lens according to the substrate thickness error of the information recording medium. In an optical pickup equipped with a liquid crystal element,
The beam shaping means includes a beam shaping lens composed of one or more lenses having different magnifications in the vertical direction and the horizontal direction on the image plane, and the beam shaping lens is disposed between the semiconductor laser and the coupling lens. An optical pickup comprising chromatic aberration correcting means for correcting chromatic aberration of the coupling lens, chromatic aberration of the objective lens, and chromatic aberration of the liquid crystal element with a single optical element.
前記色収差補正手段を、前記カップリングレンズに設けたことを特徴とする請求項1,2または4記載の光ピックアップ。   5. The optical pickup according to claim 1, wherein the chromatic aberration correcting means is provided in the coupling lens. 前記色収差補正手段を、前記対物レンズに設けたことを特徴とする請求項請求項1,2または4記載の光ピックアップ。   5. The optical pickup according to claim 1, wherein the chromatic aberration correcting means is provided in the objective lens. 請求項1〜6のいずれか1項記載の光ピックアップを搭載したことを特徴とする光ディスクドライブ。   An optical disc drive comprising the optical pickup according to any one of claims 1 to 6.
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