JP2005302236A - Optical pickup apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光情報記録媒体の記録及び/又は再生用の光ピックアップ装置に関する。 The present invention relates to an optical pickup device for recording and / or reproducing an optical information recording medium.
これまで、CD、DVD等の複数の光情報記録媒体に対して情報の再生・記録を行うことができる各種光ピックアップ装置が開発・製造され、一般に普及している。かかる光ピックアップ装置として、例えば波長の異なる一対の光源からの光束を偏光ビームスプリッタで合成することによって同一光路に導いて略同一位置に集光するものが存在する(特許文献1参照)。この光ピックアップ装置では、アッベ数の異なる密着した一対のガラスレンズからなる対物レンズによって、異なる波長に対して略同一の光学特性を実現している。
しかし、上記のように波長の異なる一対の光源からの光束を偏光ビームスプリッタで合成する場合、光軸を合わせる必要があり光源の位置調整の工数がかかる。また、密着した一対のガラスレンズからなる対物レンズを製造することは容易でない。さらに、複数の光情報記録媒体の基板厚が異なる場合等においては、両光源光に関する結像特性をそれぞれの波長に対して最適化することが必要となる。 However, when the light beams from the pair of light sources having different wavelengths are combined by the polarization beam splitter as described above, it is necessary to align the optical axes, and it takes time to adjust the position of the light source. Moreover, it is not easy to manufacture an objective lens composed of a pair of glass lenses that are in close contact with each other. Furthermore, when the substrate thicknesses of a plurality of optical information recording media are different, it is necessary to optimize the imaging characteristics regarding both light sources for each wavelength.
なお、波長の異なる一対の光源を近接して配置し、同一の光学系を利用して近接した位置に情報の記録・再生用の集光スポットを形成する光ピックアップ装置も存在する。このような光ピックアップ装置では、回折構造のような波長選択素子を例えば対物レンズに設けて両波長における結像特性を一致させたり、対物レンズをある程度以上移動させることによって、異なる波長の集光スポットを複数の光情報記録媒体の記録面上にそれぞれ形成する。しかしながら、前者のように回折構造を対物レンズに設けることによって波長差を補償する場合、回折構造の存在によって光量低下が生じ、対物レンズの製造が比較的容易でなくなる。また、対物レンズの移動によって波長差を補償する場合、波長差の程度にもよるが特性補償用のアクチュエータ等の装置が別個必要になり、光学系や駆動機構が複雑になる。 There is also an optical pickup device in which a pair of light sources having different wavelengths are arranged close to each other and a focused spot for recording / reproducing information is formed at a close position using the same optical system. In such an optical pickup device, a wavelength selection element such as a diffractive structure is provided on, for example, an objective lens so that the imaging characteristics at both wavelengths are matched, or the objective lens is moved to a certain degree to move the condensed spots of different wavelengths. Are formed on recording surfaces of a plurality of optical information recording media, respectively. However, when the wavelength difference is compensated by providing the objective lens with a diffractive structure as in the former, the light quantity is reduced due to the presence of the diffractive structure, and the objective lens is not easily manufactured. Further, when the wavelength difference is compensated by the movement of the objective lens, an apparatus such as an actuator for compensating characteristics is separately required depending on the degree of the wavelength difference, and the optical system and the driving mechanism are complicated.
そこで、本発明は、波長の異なる一対の光源からの光束を合成するための偏光ビームスプリッタ等を省略した簡易な光学系からなる光ピックアップ装置を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an optical pickup device including a simple optical system in which a polarizing beam splitter or the like for combining light beams from a pair of light sources having different wavelengths is omitted.
また、本発明は、波長の切替えを実現する回折構造による光量損失を回避し、波長の切替えを行うためのアクチュエータ等の装置が不要な光ピックアップ装置を提供することを目的とする。 It is another object of the present invention to provide an optical pickup device that avoids light loss due to a diffraction structure that realizes wavelength switching, and that does not require an actuator or other device for wavelength switching.
上記課題を解決するため、本発明に係る光ピックアップ装置は、(a)第1基板厚に設定された第1光情報記録媒体の情報記録面に照射すべき第1波長の光束を射出する第1光源と、(b)第1光源に近接して配置されるとともに、第2基板厚に設定された第2光情報記録媒体の情報記録面に照射すべき第2波長の光束を射出する第2光源と、(c)第1光源から第1光情報記録媒体の保護層の表面までの距離と、第2光源から第2光情報記録媒体の保護層の表面までの距離とがほぼ同じである集光光学系とを備える。ここで、集光光学系は、少なくとも1つの光学部品を含み、当該少なくとも1つの光学部品が有する屈折率特性により、集光光学系及び第1及び第2光情報記録媒体によって生じる第1及び第2波長の光束の結像特性を相対的に調整している。 In order to solve the above-mentioned problems, an optical pickup device according to the present invention includes: (a) a first light beam that emits a first wavelength light beam to be irradiated on an information recording surface of a first optical information recording medium set to a first substrate thickness. A first light source, and (b) a second light beam that is arranged close to the first light source and emits a light beam having a second wavelength to be irradiated on the information recording surface of the second optical information recording medium set to the second substrate thickness. Two light sources, and (c) the distance from the first light source to the surface of the protective layer of the first optical information recording medium is substantially the same as the distance from the second light source to the surface of the protective layer of the second optical information recording medium. And a certain condensing optical system. Here, the condensing optical system includes at least one optical component, and the first and second optical information recording media generated by the condensing optical system and the first and second optical information recording media due to the refractive index characteristic of the at least one optical component. The imaging characteristics of the two-wavelength light beam are relatively adjusted.
なお、光源が近接して配置されるとは、発光点の間隔が一般には0.2mm以下であることを意味する。 In addition, that the light sources are arranged close to each other means that the interval between the light emitting points is generally 0.2 mm or less.
上記光ピックアップ装置では、集光光学系を構成する少なくとも1つの光学部品が有する屈折率特性により、集光光学系及び第1及び第2光情報記録媒体によって生じる第1及び第2波長の光束の結像特性を相対的に調整しているので、第1光情報記録媒体に対する情報の記録・再生に際しての結像特性と、第2光情報記録媒体に対する情報の記録・再生に際しての結像特性とを、それぞれ目的とする状態に個別に設定することができる。よって、第1及び第2光情報記録媒体の双方に対してそれぞれの規格に適合した情報の記録・再生が可能になり、複数の規格に対応した高精度で安定した読み取りが可能になる。 In the optical pickup device, the first and second wavelength light fluxes generated by the condensing optical system and the first and second optical information recording media due to the refractive index characteristic of at least one optical component constituting the condensing optical system. Since the imaging characteristics are relatively adjusted, the imaging characteristics for recording / reproducing information on the first optical information recording medium and the imaging characteristics for recording / reproducing information on the second optical information recording medium Can be individually set to a desired state. Therefore, it is possible to record / reproduce information conforming to the respective standards on both the first and second optical information recording media, and to perform highly accurate and stable reading corresponding to a plurality of standards.
本発明の具体的な態様では、上記光ピックアップ装置において、少なくとも1つの光学部品が、集光光学系及び第1及び第2光情報記録媒体によって発生する収差を、第1及び第2波長の光束に関して相対的に調整している。この場合、対物レンズ、コリメータレンズ等の光学部品に第1及び第2波長で異なる屈折率を与えて、第1及び第2波長に対する収差発生量を調整することができるので、第1及び第2光情報記録媒体の双方に対して低収差で高精度の記録・再生が可能になる。 In a specific aspect of the present invention, in the optical pickup device described above, at least one optical component causes the aberration generated by the condensing optical system and the first and second optical information recording media to be a light beam having the first and second wavelengths. Relative adjustment. In this case, it is possible to adjust the aberration generation amount for the first and second wavelengths by giving different refractive indexes at the first and second wavelengths to the optical components such as the objective lens and the collimator lens. Both optical information recording media can be recorded and reproduced with high accuracy and low aberration.
本発明の別の具体的な態様では、第1基板厚が、第2基板厚よりも小さく、第1波長が、第2波長よりも短い。
なお、第1基板厚で球面収差が補正された対物レンズにおいて第1基板厚よりも厚い基板厚にした場合、オーバー状態の球面収差が発生する。また、第1基板厚で平行光にて球面収差が補正された対物レンズにおいて対物レンズに入射する光束を発散光にした場合、アンダー状態の球面収差が発生する。また、第1基板厚で球面収差が補正された対物レンズにおいて対物レンズの屈折率が上昇した場合、アンダー状態の球面収差が発生する。このような場合、上述の光学部品に対し第1及び第2波長で意図的に異なる屈折率を与えるならば、第1及び第2波長における球面収差の発生量を補償することができ、例えば第1及び第2波長に対する球面収差の発生量をともに最小限に抑えることができる。
In another specific aspect of the present invention, the first substrate thickness is smaller than the second substrate thickness, and the first wavelength is shorter than the second wavelength.
Note that when the objective lens whose spherical aberration is corrected with the first substrate thickness is made thicker than the first substrate thickness, spherical aberration in an over state occurs. Further, when the light beam incident on the objective lens is divergent in the objective lens whose spherical aberration is corrected with parallel light with the first substrate thickness, spherical aberration in an under state occurs. Further, when the refractive index of the objective lens increases in the objective lens in which the spherical aberration is corrected by the first substrate thickness, an under-state spherical aberration occurs. In such a case, if different refractive indexes are intentionally given to the above-described optical component at the first and second wavelengths, it is possible to compensate for the amount of spherical aberration generated at the first and second wavelengths. Both the generation amounts of spherical aberration with respect to the first and second wavelengths can be minimized.
なお、以上の説明において、球面収差が「アンダー状態」や「オーバー状態」であるとは、図1に示すように、近軸像点位置を原点とする球面収差において、近軸像点よりも手前側(集光光学系側)で光軸と交わる場合を「アンダー状態」、近軸像点よりも遠い位置で光軸と交わる場合を「オーバー状態」とする。 In the above description, the spherical aberration is “under state” or “over state” as shown in FIG. 1 in the spherical aberration with the paraxial image point position as the origin as compared with the paraxial image point. The case of crossing the optical axis on the near side (condensing optical system side) is referred to as “under state”, and the case of crossing the optical axis at a position far from the paraxial image point is referred to as “over state”.
また、本発明のさらに別の具体的な態様では、少なくとも1つの光学部品が、第1及び第2光情報記録媒体のいずれかの情報記録面上に光スポットを形成するため対物レンズに対して平行光束を供給するためのコリメータレンズである。この場合、調整用の光学部品が対物レンズへの入射光束を調節するためのコリメータレンズである。 In still another specific aspect of the present invention, at least one optical component forms an optical spot on one of the information recording surfaces of the first and second optical information recording media with respect to the objective lens. It is a collimator lens for supplying a parallel light beam. In this case, the adjusting optical component is a collimator lens for adjusting the incident light beam to the objective lens.
また、本発明のさらに別の具体的な態様では、コリメータレンズが、第1波長よりも第2波長に対して焦点距離が長くなる。この場合、第2波長の光束が対物レンズに相対的に発散する状態で入射することになるので、対物レンズを経て第2光情報記録媒体で集光される第2波長の球面収差が相対的にアンダーに作用して、球面収差が相殺される。 In still another specific aspect of the present invention, the collimator lens has a focal length longer than the first wavelength with respect to the second wavelength. In this case, since the light beam having the second wavelength is incident on the objective lens in a relatively diverging state, the spherical aberration of the second wavelength condensed by the second optical information recording medium via the objective lens is relatively Acts under to cancel the spherical aberration.
また、本発明のさらに別の具体的な態様では、コリメータレンズが、単一の光学素子からなり、当該光学素子のアッベ数が0.8から1.7の範囲となっている。この場合、コリメータレンズによる収差補正が適正化される。 In still another specific aspect of the present invention, the collimator lens is composed of a single optical element, and the Abbe number of the optical element is in the range of 0.8 to 1.7. In this case, aberration correction by the collimator lens is optimized.
また、本発明のさらに別の具体的な態様では、少なくとも1つの光学部品が、第1及び第2光情報記録媒体のいずれかの情報記録面上に光スポットを形成するため、第1及び第2光情報記録媒体に対向して配置される対物レンズである。この場合、調整用の光学部品が集光スポットを形成するための対物レンズである。 In yet another specific aspect of the present invention, at least one optical component forms a light spot on one of the information recording surfaces of the first and second optical information recording media. It is an objective lens arranged facing the two-optical information recording medium. In this case, the adjustment optical component is an objective lens for forming a focused spot.
また、本発明のさらに別の具体的な態様では、対物レンズが、第1波長よりも第2波長に対して焦点距離が短くなる。この場合、第2波長の光束が対物レンズによって相対的に近くに収束されるので、第2光情報記録媒体で集光される第2波長の球面収差が相対的にアンダーに作用して、球面収差が相殺される。 In yet another specific aspect of the present invention, the objective lens has a shorter focal length with respect to the second wavelength than the first wavelength. In this case, since the light beam having the second wavelength is converged relatively close by the objective lens, the spherical aberration of the second wavelength condensed by the second optical information recording medium acts relatively under, and the spherical surface Aberrations are canceled out.
また、本発明のさらに別の具体的な態様では、対物レンズが、単一の光学素子からなり、当該光学素子のアッベ数が−2.0から−0.8の範囲となっている。この場合、対物レンズによる収差補正が適正化される。 In yet another specific aspect of the present invention, the objective lens is composed of a single optical element, and the Abbe number of the optical element is in the range of −2.0 to −0.8. In this case, aberration correction by the objective lens is optimized.
〔第1実施形態〕
図2は、本発明の一実施形態に係る光ピックアップ装置の構造を説明する図である。この光ピックアップ装置は、1群1枚構成の対物レンズ1と、光源としてレーザ光を射出するレーザ光射出装置2と、レーザ光射出装置2から射出されるレーザ光の発散角を変換する1群1枚構成のカップリングレンズ5と、情報の再生又は記録の際に光ピックアップ装置を含む光情報再生装置にセットされる一対の光ディスク6、7からの反射光をセンサとして受光する光検出器8とを備える。ここで、レーザ光射出装置2は、特定波長のレーザ光L1(図中実線)の発生源である第1半導体レーザ3と、第1半導体レーザ3に近接して設置されており、レーザ光L1とは波長が異なるレーザ光L2(図中破線)の発生源である第2半導体レーザ4とを備える。なお、一対の光ディスク6、7のうち一方の第1光ディスク6は、レーザ光L1に対する光情報記録媒体であり、他方の第2光ディスク7は、レーザ光L2に対する光情報記録媒体である。
[First Embodiment]
FIG. 2 is a diagram for explaining the structure of an optical pickup device according to an embodiment of the present invention. This optical pickup device includes an
図2の光ピックアップ装置は、更に、各光ディスク6、7からの反射光を光検出器8に向けて射出する偏光ビームスプリッタ9と、対物レンズ1とカップリングレンズ5との間に配置される1/4波長板10と、対物レンズ1の手前に配置される絞り11と、シリンドリカルレンズ及び凹レンズからなる非点収差光学系12と、フォーカス及びトラッキング用の2軸アクチュエータ13とを備える。
The optical pickup device of FIG. 2 is further disposed between a polarizing
上記光ピックアップ装置内において、対物レンズ1と、カップリングレンズ5と、偏光ビームスプリッタ9と、1/4波長板10と、絞り11と、非点収差光学系12と、アクチュエータ13とは、各レーザ光L1、L2を適宜収束させて集光スポットを形成したり、集光スポットからの戻り光を光検出器8に導くための集光光学系として働いている。
In the optical pickup device, the
図2において、各半導体レーザ3、4は説明を明確化するために分離して描かれているが、光検出器8における反射光の受光・検出に際して障害が生じない範囲であれば、例えば、1つのチップ中に2つの半導体レーザを近接して分離形成する構成をとることも可能である。この場合、各半導体レーザ3、4における各発光部の光軸に垂直な方向の位置の差がわずかなものとなる。また、各半導体レーザ3、4における各発光部の光軸方向の位置を簡易に一致させることができる。
In FIG. 2, the
図2の光ピックアップ装置において、短波長側がレーザ光L1で、長波長側がレーザ光L2であるものとする。また、一方のレーザ光L1が入射する第1光ディスク6は、その保護基板61が、他方のレーザ光L2が入射する第2光ディスク7の保護基板71より薄いものとする。レーザ光L1、L2により、各光ディスク6、7に高密度で記録された情報の再生、或いは各光ディスク6、7に対して高密度で情報の記録が可能であるが、レーザ光L1による第1光ディスク6に対する記録再生情報の方がより高密度となっている。
In the optical pickup device of FIG. 2, it is assumed that the short wavelength side is the laser light L1 and the long wavelength side is the laser light L2. The first optical disk 6 on which one laser beam L1 is incident has a
具体的に説明すると、例えば、通常のディスクレコーダの規格に適合する数値として、レーザ光L1の波長がDVD(Digital Versatile Disc)に対応する655nmであり、レーザ光L2の波長がCD(Compact Disc)に対応する785nmであるものとする。つまり、レーザ光L1によって情報の再生及び/又は記録を行うための第1光ディスク6は、DVDの規格に適合するものとなっており、レーザ光L2によって情報の再生及び/又は記録を行うための第2光ディスク7はCDの規格に適合するものとなっている。よって、第1光ディスク6の保護基板61の厚さは、0.600mmであるのに対し、第2光ディスク7の保護基板71はそれより厚く、1.200mmである。このように保護基板61、71の厚さに差が存在する場合、球面収差等の発生にも差が生じる。より具体的に説明すると、まず、一般に、光ピックアップ装置において、用いられるレーザ光の波長が長いほど光ディスクの基板厚も増加する。つまり、既述のように、短波長のレーザ光L1が薄い第1光ディスク6に入射し、長波長のレーザ光L2が厚い第2光ディスク7に入射する。長波長のレーザ光L2の場合、例えば、球面収差がオーバー状態になる。したがって、本実施形態の光ピックアップ装置のように、同一機構内において、異なる波長のレーザ光L1、L2を用いて基板厚の異なる光ディスク6、7に対して情報の記録や再生を行う場合には、波長及び基板厚によって現れ方が異なる収差をそれぞれ適切に抑える必要がある。当該収差の抑え方について、詳細は後述する。
More specifically, for example, as a numerical value conforming to the standard of a normal disk recorder, the wavelength of the laser beam L1 is 655 nm corresponding to DVD (Digital Versatile Disc), and the wavelength of the laser beam L2 is CD (Compact Disc). It is assumed that the wavelength is 785 nm. That is, the first optical disc 6 for reproducing and / or recording information by the laser beam L1 is adapted to the DVD standard, and for reproducing and / or recording information by the laser beam L2. The second
図2において、対物レンズ1は、実線及び破線によって二重に描かれている。レーザ光L1を用いるときは、対物レンズ1は、例えば実線部に位置し、レーザ光L2を用いるときは、例えば破線部の位置にシフトする。これにより、レーザ光射出装置2より射出されるレーザ光に応じてカップリングレンズ5との距離を最適化することができ、同一位置に択一的に配置される各光ディスク6、7に対して集光スポットを形成することができる。この際、第1半導体レーザ3から第1光ディスク6の保護層である保護基板61の表面までの距離と、第2半導体レーザ4から第2光ディスク7の保護層である保護基板71の表面までの距離とがほぼ同じとなっている。これにより、同一の光学系によって各光ディスク6、7からの情報の読取や記録が可能になる。
In FIG. 2, the
また、カップリングレンズ5は、レーザ光射出装置2より射出された各レーザ光L1、L2の光束をコリメート化するコリメータレンズとしての役割を果たす。本発明は、対物レンズ1やカップリングレンズ5等に適当な屈折率特性を持たせることによって課題である波長ごとに異なる収差を抑えるものであるが、本実施形態においては特にカップリングレンズ5に主眼を置いている。集光スポットの形成に際して球面収差の発生を抑えるためには、レーザ光の波長が長く、保護基板が厚いものほどカップリングレンズ5の屈折率を小さくしてコリメート機能を下げればよい。これにより、対物レンズ1にはより発散するレーザ光の光束が入射し、結果球面収差がアンダー状態に働く。つまり、カップリングレンズ5の屈折率を長波長側で大きくすることにより、基板厚に起因する収差を相殺する機能を持たせることができる。逆に、レーザ光の波長が短く、保護基板が薄いものに対しては、カップリングレンズ5の屈折率を大きくなるようにすれば良い。つまり、短波長であるレーザ光L1に対しては屈折率が大きい材料を、長波長であるレーザ光L2に対しては屈折率の小さい材料をカップリングレンズ5として選択することになる。カップリングレンズ5のレンズ材の決定に際し、アッベ数の範囲を例えば0.8〜1.7と定めることにより、上述のような球面収差の抑制を効果的に達成できる。図3は、本実施形態における光ピックアップ装置において、レンズ材料を適宜変更したカップリングレンズ5のアッベ数を横軸にとり、波面収差の残留量を縦軸にとったグラフである。図3からも明らかなように、アッベ数を上述のような範囲にとれば、カップリングレンズ5は、波長655nmであるレーザ光L1、及び、波長785nmであるレーザ光L2に対し、それぞれ適切な屈折力を有し、集光スポットにおける球面収差が十分に抑えられることが分かる。
The
以下、図2に示す光ピックアップ装置の動作について説明する。まず、第1光ディスク6から情報を再生する場合、レーザ光射出装置2内に設置されている半導体レーザのうち、第1半導体レーザ3のみからレーザ光L1を出射する。第1半導体レーザ3から出射された光束は、偏光ビームスプリッタ9、カップリングレンズ5、及び1/4波長板10を透過して円偏光の平行光束となる。この光束は絞り11によって絞られ、対物レンズ1により第1光ディスク6の保護基板61を介して情報記録面62に集光スポットが形成される。
Hereinafter, the operation of the optical pickup device shown in FIG. 2 will be described. First, when reproducing information from the first optical disc 6, the
情報記録面62で情報ビットにより変調されて反射された光束は、再び対物レンズ1、絞り11、1/4波長板10、及びカップリングレンズ5を透過して、偏光ビームスプリッタ9に入射する。偏光ビームスプリッタ9に入射した光束は、ここで反射されて非点収差光学系12を通過する際に非点収差が与えられ、光検出器8上ヘ入射する。この光検出器8の出力信号を用いることにより、第1光ディスク6に記録された情報の読み取り信号が得られる。
The light beam modulated and reflected by the information bit on the
この際、光検出器8上でのスポットの形状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦(フォーカス)検出やトラック検出を行う。この検出に基づいて制御部14に組み込んだ2軸アクチュエータ13が第1半導体レーザ3からの光束を第1光ディスク6の情報記録面62上に結像するように対物レンズ1を光軸方向に移動させるとともに、第1半導体レーザ3からの光束を所定のトラックに結像するように対物レンズ1を光軸に垂直な方向に移動させる。
At this time, a spot shape change on the
次に、第2光ディスク7から情報を再生する場合についてであるが、これは、レーザ光射出装置2内に設置されている半導体レーザのうち、第2半導体レーザ4のみからレーザ光L2を出射することによって、第1光ディスク6から情報を再生する場合と同様に実行され、第2光ディスク7の保護基板71を介して情報記録面72に集光され、情報記録面72からの反射光が光検出器8上に入射する。以下の光ピックアップ装置の動作についても、第1光ディスク6の場合と同様である。但し、本動作において、対物レンズ1の基準位置は、予め図2における破線部の位置にシフトしている。
Next, a case where information is reproduced from the second
以上は、各光ディスク6、7から情報を再生する場合についての説明であったが、各光ディスク6、7に情報を記録する場合も、図2に示す光学系については同様の動作が行われる。ただし、各半導体レーザ3、4から射出させるレーザ光L1、L2の強度は、記録用に所定のしきい値以上に設定する。また、書き込みに際してのトラッキング、フォーカシング、書込情報の確認等のシーケンスは、光ピックアップ装置の用途や仕様に合わせて適宜変更することができる。
The above has been a description of the case where information is reproduced from each of the
以上説明した本実施形態に係る光ピックアップ装置により、第1光ディスク6及び第2光ディスク7の双方に対し、情報の再生、及び/又は録音に際して良好な性質を得ることが可能となる。
〔第1実施例〕
本実施例は、第1実施形態に基づいた、特にカップリングレンズ5について屈折率特性を持たせたものに関する。この場合、対物レンズ1の屈折率はレーザ光の波長によらず略一定であるものを選択する。カップリングレンズ5の屈折率特性が最適となるように、図3を基準として、例えば波面収差の残留量が最小となるアッベ数を選択する。具体的には、カップリングレンズ5のd線(波長587.6nm)に対する屈折率nd=1.8303とし、アッベ数νd=1.078とした。表1はこのようにして決定した集光光学系のレンズデータを示す。尚、表1において、「第i面」は光源側からのレンズ面の面番号を、「ri」は対応するレンズ面の曲率半径を、「di」は対応するレンズ面から次のレンズ面までの光軸上の間隔を、「ni」は対応するレンズ面から次のレンズ面までの屈折率をそれぞれ示している。
x :光軸からの高さがhの非球面上の点の非球面頂点の接平面からの距離
h :光軸からの高さ
r :非球面頂点の曲率半径
κ :円錐定数
A2t:第2t次(tは2以上の自然数)の非球面係数
として次式
[First embodiment]
This example relates to the one based on the first embodiment, in particular, the
x: distance from the tangent plane of the aspherical vertex of the point on the aspherical surface whose height from the optical axis is h: height from the optical axis r: radius of curvature κ of the aspherical vertex: conic constant A 2t : As an aspherical coefficient of 2t order (t is a natural number of 2 or more)
さらに、第5´面に関しては、輪帯状の回折面であり、これを記述するための光路差関数Φは、
p :回折面で発生する回折光のうち最大の回折量を有する回折光の次数であり、この場合1
C2j:第2j次(jは1以上の自然数)の光路差関数の係数
h :光軸に垂直な高さ
として次式
p: The order of the diffracted light having the maximum amount of diffraction among the diffracted light generated on the diffractive surface. In this case, 1
C 2j : Coefficient of the optical path difference function of the 2jth order (j is a natural number of 1 or more) h: The following expression as the height perpendicular to the optical axis
図4(a)及び(b)は、本実施例の光ピックアップ装置におけるDVD側(即ちレーザ光L1)及びCD側(即ちレーザ光L2)のそれぞれの開口数に対する球面収差量を示したものである。図4(a)から明らかなように、DVD側は第5´面による回折結像を含むので広い範囲にわたって収差量が抑えられており、結像に際して十分な開口数が得られる。一方、図4(b)に示すように、CD側は、保護基板71が厚く、もともと必要とされる開口数がDVD側に比べ小さくて良いので、ある一定以上の範囲に関しては結像される必要がない。これに対応して、図4(b)に示すように、本実施例において、回折による結像をCD側に関しては行っていない。いずれの場合も必要な範囲に関して十分に収差量が抑えられていることが分かる。
〔第2実施形態〕
第1実施形態においては、特にカップリングレンズ5に関して屈折率特性を持たせることによって当該課題の解決を図ったが、本実施形態においては、対物レンズ1に関して屈折率特性を持たせることにより当該課題の解決を図る。つまり、保護基板61、71の厚さの差等によって生じる球面収差等を、対物レンズ1に屈折率差を持たせることによって抑える。より具体的には、長波長のレーザ光L2を用いる場合、光ディスク7の基板厚が大きくなるので、例えば球面収差がオーバー状態になるので、対物レンズ1の屈折率をより大きくすることによって、球面収差がアンダー状態に働くようにする。逆に、レーザ光L1を用いる場合、光ディスク7の基板厚が小さくなるので、対物レンズ1の屈折率は、より小さくする必要がある。
4A and 4B show spherical aberration amounts with respect to respective numerical apertures on the DVD side (ie, laser light L1) and CD side (ie, laser light L2) in the optical pickup device of the present embodiment. is there. As is clear from FIG. 4A, the DVD side includes diffractive imaging by the 5 ′ surface, so the amount of aberration is suppressed over a wide range, and a sufficient numerical aperture can be obtained during imaging. On the other hand, as shown in FIG. 4B, since the
[Second Embodiment]
In the first embodiment, the problem is solved by providing the refractive index characteristic particularly with respect to the
対物レンズ1のレンズ材の決定に際し、アッベ数の範囲を−2.0〜−0.8と定めることにより、上述のような球面収差の抑制を効果的に達成できる。図5は、対物レンズ1のアッベ数を横軸にとり、波面収差の残留量を縦軸にとったグラフである。図5から、アッベ数を上述のような範囲にとれば、対物レンズ1は、波長655nmであるレーザ光L1と、波長785nmであるレーザ光L2とに対し、それぞれ適切な屈折力を有し、集光スポットにおける球面収差が十分に抑えられることが分かる。なお、本実施形態における光ピックアップ装置の機構やディスクレコーダの規格といったものは第1実施形態のものと同様であるから割愛する。
〔第2実施例〕
本実施例は、第2実施形態に基づいた、特に対物レンズ1について所定の屈折率特性を持たせたものに関する。この場合、カップリングレンズ5の屈折率はレーザ光の波長によらず略一定であるものとする。対物レンズ1の屈折特性が最適となるように、図5を基準として、例えば波面収差の残留量が最小となるアッベ数を選択する。具体的には、対物レンズ1のd線(波長587.6nm)に対する屈折率=1.4372とし、アッベ数νd=−1.194とした。表3はこのようにして決定した集光光学系のレンズデータを示す。尚、表3において、「第i面」は光源側からのレンズ面の面番号を、「ri」は対応するレンズ面の曲率半径を、「di」は対応するレンズ面から次のレンズ面までの光軸上の間隔を、「ni」は対応するレンズ面から次のレンズ面までの屈折率をそれぞれ示している。
[Second Embodiment]
This example relates to the
なお、第1実施形態及び本実施形態においては、対物レンズ1及びカップリングレンズ5のうちいずれか一方について屈折率特性を持たせたが、双方ともに屈折率特性を持たせることによっても、上述ど同様の調整により結像の最適化を行うことが可能である。また、上記実施形態以外の波長を持つレーザ光についても、対物レンズ1やカップリングレンズ5のアッベ数等を対応波長において適宜設定することによって対応可能であり、光情報記録媒体についても、DVD及びCD以外のものに対して応用可能である。
In the first embodiment and the present embodiment, either one of the
また、光学素子である対物レンズ1及びカップリングレンズ5は、ともに1群1枚構成としたが、複数枚からなるレンズ群であってもよく、レンズ群の中に当該屈折率特性を持つ光学部品が少なくとも1つ存在することによって上記実施形態と同様の効果が得られる。
Further, the
1…対物レンズ、 3、4…半導体レーザ、 5…カップリングレンズ、 6、7…光ディスク、 8…光検出器、L1、L2…レーザ光
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記第1光源に近接して配置されるとともに、第2基板厚に設定された第2光情報記録媒体の情報記録面に照射すべき第2波長の光束を射出する第2光源と、
前記第1光源から前記第1光情報記録媒体の保護層の表面までの距離と、前記第2光源から前記第2光情報記録媒体の保護層の表面までの距離とがほぼ同じである集光光学系とを備え、
前記集光光学系は、少なくとも1つの光学部品を含み、当該少なくとも1つの光学部品が有する屈折率特性により、前記集光光学系及び前記第1及び第2光情報記録媒体によって生じる前記第1及び第2波長の光束の結像特性を相対的に調整していることを特徴とする光ピックアップ装置。 A first light source that emits a light beam having a first wavelength to be irradiated on an information recording surface of a first optical information recording medium set to a first substrate thickness;
A second light source that is disposed in the vicinity of the first light source and emits a light beam having a second wavelength to be irradiated onto the information recording surface of the second optical information recording medium set to the second substrate thickness;
The distance from the first light source to the surface of the protective layer of the first optical information recording medium is substantially the same as the distance from the second light source to the surface of the protective layer of the second optical information recording medium. With an optical system,
The condensing optical system includes at least one optical component, and the first and second optical information recording media generated by the condensing optical system and the first and second optical information recording media due to a refractive index characteristic of the at least one optical component. An optical pickup device characterized by relatively adjusting an imaging characteristic of a light beam having a second wavelength.
9. The optical pickup device according to claim 8, wherein the objective lens is made of a single optical element, and the Abbe number of the optical element is in the range of -2.0 to -0.8.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004120669A JP2005302236A (en) | 2004-04-15 | 2004-04-15 | Optical pickup apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (1)
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Family
ID=35333526
Family Applications (1)
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JP2004120669A Pending JP2005302236A (en) | 2004-04-15 | 2004-04-15 | Optical pickup apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2005302236A (en) |
-
2004
- 2004-04-15 JP JP2004120669A patent/JP2005302236A/en active Pending
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