JP2006018969A - Optical pickup, its assembling method, and its inspection method - Google Patents

Optical pickup, its assembling method, and its inspection method Download PDF

Info

Publication number
JP2006018969A
JP2006018969A JP2004198176A JP2004198176A JP2006018969A JP 2006018969 A JP2006018969 A JP 2006018969A JP 2004198176 A JP2004198176 A JP 2004198176A JP 2004198176 A JP2004198176 A JP 2004198176A JP 2006018969 A JP2006018969 A JP 2006018969A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical pickup
objective lens
optical
recording medium
astigmatism
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2004198176A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yukiko Kato
ゆきこ 加藤
Kenya Yokoi
研哉 横井
Junichi Kitabayashi
淳一 北林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
Priority to JP2004198176A priority Critical patent/JP2006018969A/en
Publication of JP2006018969A publication Critical patent/JP2006018969A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical pickup in which deterioration of a signal by influence of wave front aberration and astigmatism, and a good multi-level signal is obtained stably. <P>SOLUTION: This is an optical pickup performing one or more of recording, reproducing, and erasing of multi-level information for an information recording medium by level variation of strength of reflected light. The optical pickup is provided with an objective lens for converging light on the information recording medium, and has such constitution that when astigmatism of light fluxes before incidence on the objective lens of the optical pickup is assumed to W<SB>AS</SB>[λrms], and when astigmatism when parallel light fluxes having ideal wave front are transmitted through the objective lens single body and a substrate of the information recording medium is assumed to W<SB>OL</SB>[λrms], the light fluxes before incident on the objective lens having W<SB>AS</SB>and the objective lens single body having W<SB>OL</SB>and the light fluxes transmitted through the substrate of the information recording medium are constituted of an optical system satisfying a numerical formula. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、光ピックアップおよびその組付け方法およびその検査方法に関し、特に、波面収差、非点収差の影響による信号劣化を抑制し、良好な多値信号を安定に得る光ピックアップに関する。
また、簡易に光ピックアップの組付け、検査が可能な光ピックアップの組付け方法および光ピックアップの検査方法に関する。
The present invention relates to an optical pickup, an assembly method thereof, and an inspection method thereof, and more particularly to an optical pickup that suppresses signal deterioration due to the effects of wavefront aberration and astigmatism and stably obtains a good multilevel signal.
The present invention also relates to an optical pickup assembly method and an optical pickup inspection method capable of simply assembling and inspecting the optical pickup.

<背景−高密度化>
近年、情報を保存する手段として、CD、DVDなどの光記録媒体が普及しつつある。そして、さらなる記録密度の向上および大容量化の要求が強い。この光記録媒体における記録密度の高密度化を図る方法のうち、光ピックアップとしては、光源の短波長化、対物レンズ開口数(NA)を大きくする手段等による、光記録媒体上に形成されるスポット小径化があげられる。
<Background-densification>
In recent years, optical recording media such as CDs and DVDs are becoming popular as means for storing information. Further, there is a strong demand for further improvement in recording density and increase in capacity. Of the methods for increasing the recording density in this optical recording medium, the optical pickup is formed on the optical recording medium by means of shortening the wavelength of the light source, increasing the numerical aperture (NA) of the objective lens, or the like. The spot diameter can be reduced.

<多値記録>
また、情報の高密度化、さらには高速転送化を光ピックアップ以外で成し遂げる方法の一つとして、多値記録があげられる。相変化を用いた記録方法は、記録マークの有無で情報を記録する2値記録が一般的であるが、多値記録は一つの記録単位(セル)に複数の情報を記録する方法であり、一つのセル内に一つのマークを記録し、タンジェンシャル方向にマーク長を多段階に切り換えることにより、多値記録を行っている。
<Multi-value recording>
In addition, multi-level recording is one of the methods for achieving high density information and high speed transfer other than optical pickup. The recording method using phase change is generally binary recording in which information is recorded by the presence or absence of a recording mark. Multi-value recording is a method of recording a plurality of information in one recording unit (cell). Multi-level recording is performed by recording one mark in one cell and switching the mark length in multiple stages in the tangential direction.

つまり、一つのセル内のアモルファスマークと結晶状態のベースとの比率を変化させ、その反射光強度の変化を検出することによって、多値情報を再生する。このような多値記録方式を用いると、2値記録に比べて、さらなる高密度化、高速転送化が可能となる。
多値記録のセル長は、2値マークの最短マーク長程度である。したがって、1セルを例えば8段階のマーク長に分割するため、多値最短マークは非常に小さい。したがって、良好なスポット性能が要求される。
That is, the multi-value information is reproduced by changing the ratio between the amorphous mark in one cell and the base of the crystalline state and detecting the change in the reflected light intensity. When such a multi-value recording method is used, it is possible to achieve higher density and higher speed transfer than binary recording.
The cell length of multilevel recording is about the shortest mark length of a binary mark. Therefore, since one cell is divided into, for example, eight mark lengths, the multi-value shortest mark is very small. Therefore, good spot performance is required.

<波面収差>
スポット性能を劣化させる光学的な要因として波面収差が挙げられるが、波面収差の値は波長に反比例するため、短波長化に伴い許容できる光学部品精度や組付け誤差のマージンは低減する。また、多値記録の場合は、2値マークに比べて、より小さなマークを用いて記録・再生を行う。したがって、短波長化、高NA化、信号の多値化により高精度な光ピックアップ光学系が必要となる。
<Wavefront aberration>
Wavefront aberration can be cited as an optical factor that degrades spot performance. However, since the value of wavefront aberration is inversely proportional to the wavelength, the allowable optical component accuracy and the margin of assembly error are reduced as the wavelength is shortened. In the case of multi-value recording, recording / reproduction is performed using a smaller mark than the binary mark. Therefore, a highly accurate optical pickup optical system is required by shortening the wavelength, increasing the NA, and increasing the number of signals.

光ピックアップにおいて、信号劣化の要因となる主な波面収差は、球面収差、コマ収差、非点収差である。そのうち非点収差とは、光束の進行方向に垂直な平面の縦方向と横方向で光束の焦点距離が異なる現象をいう。光束の中心を通る主光線上の異なる2点での光束は近似的に線分になり、これを焦線という。焦線は互いに垂直であり、この焦線の間に光束が円形になる点が存在する。一般的に非点収差は、円筒凸レンズを透過する場合や、発散光路中のガラス面を斜めに屈折して透過する場合に起きることが知られている。   In an optical pickup, main wavefront aberrations that cause signal deterioration are spherical aberration, coma aberration, and astigmatism. Of these, astigmatism is a phenomenon in which the focal length of a light beam differs between the vertical direction and the horizontal direction of a plane perpendicular to the traveling direction of the light beam. The light fluxes at two different points on the principal ray passing through the center of the light flux are approximately line segments, which are called focal lines. The focal lines are perpendicular to each other, and there is a point where the luminous flux is circular between the focal lines. In general, astigmatism is known to occur when transmitting through a cylindrical convex lens or when refracting through a glass surface in a diverging light path and transmitting.

光ピックアップで問題となる非点収差の主な原因は、光源である半導体レーザ等が持つ非点隔差や光学部品の精度、組み立て誤差であり、同一の光学系を有する光ピックアップ内であっても、それぞれの非点収差の方向や大きさが異なってしまう。   The main causes of astigmatism, which is a problem with optical pickups, are the astigmatism of semiconductor lasers that are light sources, the accuracy of optical components, and assembly errors. Even within optical pickups that have the same optical system The direction and magnitude of each astigmatism will be different.

従来、非点収差を補正するための提案が、幾つかされている。
型を用いて成形された対物レンズの回転方向を、非点収差が最小となるように調整することで、非点収差による信号劣化を最小にしている提案がある(例えば、特許文献1)。
Conventionally, several proposals for correcting astigmatism have been made.
There is a proposal that minimizes signal degradation due to astigmatism by adjusting the rotation direction of an objective lens molded using a mold so that astigmatism is minimized (for example, Patent Document 1).

また、方向や大きさの異なる非点収差を、液晶を用いて補正している提案がある。つまり、発生した非点収差を打ち消すように、屈折率の違いに基づく位相差を液晶で付与している提案である(例えば、特許文献2、特許文献3)。   There is also a proposal for correcting astigmatism of different directions and sizes using liquid crystals. That is, it is a proposal in which a phase difference based on a difference in refractive index is given by liquid crystal so as to cancel generated astigmatism (for example, Patent Document 2 and Patent Document 3).

また、発散光路中に斜めに平行平板を配置し、非点収差を打ち消すように平行平板を回転調整することで、非点収差を補正している提案がある(例えば、特許文献4)。
特公平6-48543号公報 特開2000-40249号公報 特開2000-67453号公報 特開2000-222767号公報
Further, there is a proposal in which astigmatism is corrected by arranging a parallel plate obliquely in the diverging light path and rotating and adjusting the parallel plate so as to cancel astigmatism (for example, Patent Document 4).
Japanese Patent Publication No. 6-48543 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-40249 JP 2000-67453 A JP 2000-222767

ところで、多値情報の記録や再生が可能な光ピックアップを提供するためには高精度な光学系が必要となる。高精度な光学系を組付け、検査する方法としては、光学系の集光スポットが持つ波面収差や非点収差を干渉計などで測定する方法がある。この方法は、個々の光学部品に収差が存在する場合でも、光学部品の組付けや対物レンズの組付けによって、収差を軽減することができるという利点がある。   By the way, in order to provide an optical pickup capable of recording and reproducing multi-value information, a highly accurate optical system is required. As a method of assembling and inspecting a high-precision optical system, there is a method of measuring the wavefront aberration and astigmatism of the focused spot of the optical system with an interferometer or the like. This method has an advantage that aberration can be reduced by assembling the optical component or the objective lens even when there is aberration in each optical component.

しかしながら、前述の収差軽減方法は、光束と対物レンズの相対的な傾きや偏心の調整により行うため、調整量と各収差が独立の関係でなく、複数回の調整が必要となったり、調整により収束した状態が最良位置ではなく、最小収差に追い込みきれなかったり、といった不都合が生じる。また、複数回の調整後、最小収差に追い込むことができたとしても、その組みつけられた状態が、設計中心から大きくはずれた偏心や傾きを持っていたりすると、実際のドライブ作動時のマージンが小さくなるという不都合も生じる。   However, since the above-described aberration reduction method is performed by adjusting the relative inclination and decentration of the light beam and the objective lens, the adjustment amount and each aberration are not independent, and multiple adjustments may be necessary. There is a problem that the converged state is not the best position and the minimum aberration cannot be reached. Even if the minimum aberration can be reached after multiple adjustments, if the assembled state has eccentricity or inclination that deviates significantly from the design center, the margin for actual drive operation will be reduced. There is also the inconvenience of becoming smaller.

また、生産現場では、ピックアップの集光スポット性能を検査する手段として、干渉計を利用し波面を測定している。ピックアップの集光スポットの波面を測定するには、干渉計用の対物レンズが必要となる。この対物レンズは、被検波面を正確に測定できるように、面精度が極めて高いことや、波面収差が一定の範囲で抑えられること等が要求されるため、製作が困難であり、費用が高い。   Further, at the production site, the wavefront is measured by using an interferometer as a means for inspecting the focusing spot performance of the pickup. An objective lens for an interferometer is required to measure the wavefront of the pickup condensing spot. This objective lens is difficult to manufacture and expensive because it requires extremely high surface accuracy and the wavefront aberration to be suppressed within a certain range so that the wavefront to be measured can be accurately measured. .

さらに、干渉計の構造や調整も複雑となるため、精密な調整が必要となり測定誤差が大きくなる。したがって、ピックアップ組付けの生産現場では、不向きな検査方法と言える。   Furthermore, since the structure and adjustment of the interferometer are complicated, precise adjustment is required and measurement error increases. Therefore, it can be said that it is an unsuitable inspection method at the production site where the pickup is assembled.

従来技術の課題(問題点)を詳しく説明する。
<非点収差による信号劣化>
波面収差成分のうち、情報記録媒体の半径方向に対して45°方向の非点収差は、0°方向の非点収差やコマ収差、球面収差と比較して、スポット性能の劣化に大きな影響を与えるという課題がある。
The problems (problems) of the prior art will be described in detail.
<Signal degradation due to astigmatism>
Among the wavefront aberration components, astigmatism in the 45 ° direction with respect to the radial direction of the information recording medium has a greater effect on spot performance degradation than astigmatism, coma and spherical aberration in the 0 ° direction. There is a problem of giving.

以下に、スポットの像評価のパラメータとして一般的に利用されているMTF(Modulation Transfer Function)を用いて説明する。
図13は、ディスクの半径方向に対して0°方向の非点収差、45°方向の非点収差、球面収差、コマ収差といった単一成分の収差をスポットに与えた時のMTFの計算結果を示す図である。波長は400nm, 対物レンズのNAは0.65である。
The following description will be made using an MTF (Modulation Transfer Function) generally used as a parameter for spot image evaluation.
FIG. 13 shows MTF calculation results when a single component aberration such as astigmatism in the 0 ° direction, astigmatism in the 45 ° direction, spherical aberration, and coma aberration is given to the spot with respect to the radial direction of the disk. FIG. The wavelength is 400 nm, and the NA of the objective lens is 0.65.

MTFは多値記録のセル長として0.275μmのマークに相当する1800lp/mmの空間周波数の値を示している。情報記録媒体の半径方向に対して0°方向の非点収差や球面収差、コマ収差と比べて、45°方向の非点収差が発生すると著しくMTFを減少させ、スポット性能の劣化を招いている。
このように、波面収差のうち45°方向の非点収差は、他の種類の収差成分に比べて、スポット性能劣化に与える影響が大きいという課題がある。
MTF indicates a spatial frequency value of 1800 lp / mm corresponding to a mark of 0.275 μm as the cell length of multilevel recording. Compared to 0 ° astigmatism, spherical aberration, and coma with respect to the radial direction of the information recording medium, astigmatism in the 45 ° direction significantly reduces MTF and causes spot performance degradation. .
As described above, astigmatism in the 45 ° direction among wavefront aberrations has a problem that it has a large influence on spot performance deterioration compared to other types of aberration components.

<スポットの非点収差測定は困難>
ピックアップの組付、検査工程時に、集光スポットの波面測定を行うのは困難である、という課題がある。
<多値記録>
多値記録の場合、従来の2値記録と比較してより小さなマークを記録再生しなければならない、という課題がある。
<Spot astigmatism measurement is difficult>
There is a problem that it is difficult to measure the wavefront of the focused spot during the assembly and inspection process of the pickup.
<Multi-value recording>
In the case of multilevel recording, there is a problem that a smaller mark has to be recorded and reproduced as compared with conventional binary recording.

本発明は上記の問題を解決すべくなされたものであり、波面収差、非点収差の影響による信号劣化を抑制し、良好な多値信号を安定に得る光ピックアップの提供を目的とする。
また、簡易に光ピックアップの組付け、検査が可能な光ピックアップの組付け方法および光ピックアップの検査方法の提供を目的とする。
The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an optical pickup that suppresses signal deterioration due to the effects of wavefront aberration and astigmatism and stably obtains a good multilevel signal.
It is another object of the present invention to provide an optical pickup assembly method and an optical pickup inspection method capable of simply assembling and inspecting the optical pickup.

この目的を達成するために請求項1記載の発明は、反射光強度のレベル変化によって情報記録媒体に対する多値情報の記録・再生・消去の一以上を行う光ピックアップにおいて、
前記情報記録媒体に集光するための対物レンズを備え、
当該光ピックアップの対物レンズ入射前光束が有する非点収差をWAS[λrms]とし、理想的な波面を有する平行光束が前記対物レンズ単体および情報記録媒体の基板を透過した時に有する非点収差をWOL [λrms]とする時、
前記WASを有する対物レンズ入射前の光束と、
前記WOLを有する対物レンズ単体および情報記録媒体の基板を透過する光束とが、
数式1を満足する光学系で構成される構成としてある。
In order to achieve this object, the invention according to claim 1 is an optical pickup that performs one or more of recording / reproducing / erasing of multi-value information on an information recording medium by changing a level of reflected light intensity.
An objective lens for focusing on the information recording medium,
The astigmatism of the light beam before incidence of the objective lens of the optical pickup is W AS [λrms], and the astigmatism when the parallel light beam having an ideal wavefront is transmitted through the objective lens alone and the substrate of the information recording medium. When W OL [λrms],
The light beam before the objective lens incident with the W AS,
The objective lens alone having the W OL and the light flux that passes through the substrate of the information recording medium,
The optical system that satisfies Equation 1 is used.

Figure 2006018969
Figure 2006018969

このようにすれば、数式1を満たすWASとWOLを有する対物レンズ入射前の光学系と対物レンズ単体とで構成されるので、方向の異なる非点収差が発生していた場合においても、常に良好な多値信号品質を安定に得ることができる。 In this way, since it is constituted by an optical system and the objective lens alone before the objective lens incident with W AS and W OL satisfying Equation 1, even when the astigmatism of different directions has occurred, A good multilevel signal quality can always be obtained stably.

また、請求項2記載の発明は、請求項1記載の光ピックアップにおいて、
当該光ピックアップの対物レンズ入射前光束が有する波面収差をTW[λrms]とし、理想的な波面を有する平行光束が前記対物レンズ単体および情報記録媒体の基板を透過した時に有する波面収差をTWOL [λrms]とする時、
前記TWを有する対物レンズ入射前の光束と、
前記TWOLを有する対物レンズ単体および情報記録媒体の基板を透過する光束とが、
数式2を満足する光学系で構成される構成としてある。
The invention according to claim 2 is the optical pickup according to claim 1,
The wavefront aberration of the light beam before entering the objective lens of the optical pickup is TW [λrms], and the wavefront aberration that the parallel light beam having an ideal wavefront has when transmitted through the objective lens alone and the substrate of the information recording medium is TW OL [ λrms]
The luminous flux before incidence of the objective lens having TW,
The objective lens alone having the TW OL and the light flux that passes through the substrate of the information recording medium,
It is configured as an optical system that satisfies Equation 2.

Figure 2006018969
Figure 2006018969

このようにすれば、数式2を満たすTWとTWOLを有する対物レンズ入射前の光学系と対物レンズ単体とで構成されるので、常に良好な多値信号品質を安定に得ることができる。 In this way, since the optical system before the entrance of the objective lens having TW and TW OL satisfying Equation 2 and the objective lens alone are configured, it is possible to always stably obtain a good multilevel signal quality.

また、請求項3記載の発明は、請求項1記載の光ピックアップにおいて、
当該光ピックアップはビーム整形光学系を具備し、
該ビーム整形光学系のビーム整形方向と前記情報記録媒体の半径方向が45°異なる構成としてある。
According to a third aspect of the present invention, in the optical pickup according to the first aspect,
The optical pickup includes a beam shaping optical system,
The beam shaping direction of the beam shaping optical system is different from the radial direction of the information recording medium by 45 °.

このようにすれば、ビーム整形方向と情報記録媒体の半径方向が異なるように構成されているので、非点収差補正素子を用いることなく、45°方向の非点収差を補正することができ、部品点数の上昇とコスト高を抑制することができ、且つ良好な多値信号品質を安定に提供することができる。   In this way, since the beam shaping direction and the radial direction of the information recording medium are configured differently, astigmatism in the 45 ° direction can be corrected without using an astigmatism correction element, An increase in the number of parts and an increase in cost can be suppressed, and good multilevel signal quality can be stably provided.

また、請求項4記載の発明は、請求項1〜請求項3記載の光ピックアップにおいて、
集光スポットが有する非点収差が最小もしくは前記所定値0.025以下となるように、前記対物レンズの光軸まわりの回転位置を設定する構成としてある。
The invention according to claim 4 is the optical pickup according to claims 1 to 3,
The rotational position around the optical axis of the objective lens is set so that the astigmatism of the focused spot is minimized or less than the predetermined value 0.025.

このようにすれば、対物レンズの回転方向を調整することで、対物レンズ入射前の光束が有する非点収差を対物レンズの有する非点収差で補正するので、補正素子を導入することなく、非点収差を補正できる。したがって、部品点数の上昇とコスト高を抑制することができ、且つかつ良好な多値信号品質を安定に提供することができる   In this way, by adjusting the direction of rotation of the objective lens, the astigmatism of the light beam before entering the objective lens is corrected by the astigmatism of the objective lens. Point aberration can be corrected. Therefore, an increase in the number of parts and an increase in cost can be suppressed, and good multilevel signal quality can be stably provided.

また、請求項5記載の発明は、請求項1〜請求項4記載の光ピックアップにおいて、
当該光ピックアップは、球面収差とコマ収差と非点収差のうち少なくとも一つの収差を補正する手段を具備する構成としてある。
The invention according to claim 5 is the optical pickup according to claims 1 to 4,
The optical pickup includes a means for correcting at least one of spherical aberration, coma aberration, and astigmatism.

このようにすれば、球面収差とコマ収差と非点収差のうち少なくとも一つの収差を補正する手段を具備するので、光学部品や組付け精度のマージンを広けることができ、良好な多値信号品質を安定に提供することができる。   In this way, since a means for correcting at least one of spherical aberration, coma and astigmatism is provided, a margin for optical components and assembly accuracy can be widened, and a good multi-value signal can be obtained. Quality can be provided stably.

また、請求項6記載の発明は、情報記録媒体の記録面に光ビームを照射して多値情報の記録・再生・消去の一以上を行う光情報処理装置において、
光情報処理装置は、請求項1〜請求項5のいずれか1つに記載の光ピックアップを有する構成としてある。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided an optical information processing apparatus for performing one or more of recording / reproducing / erasing of multi-value information by irradiating a recording surface of an information recording medium with a light beam.
An optical information processing apparatus has the optical pickup according to any one of claims 1 to 5.

このようにすれば、請求項1〜請求項5記載の光ピックアップを搭載しているので、良好な多値信号品質を安定に得ることができる光情報処理装置を提供することができる。   According to this configuration, since the optical pickup according to any one of claims 1 to 5 is mounted, an optical information processing apparatus capable of stably obtaining good multilevel signal quality can be provided.

また、請求項7記載の発明は、請求項1〜請求項5記載の光ピックアップおよび請求項6記載の光情報処理装置の検査方法または組付け方法であって、
対物レンズ単体および情報記録媒体の基板を透過する光束が有する波面収差を検出し、対物レンズ入射前光束の有する波面収差を検出し、前記数式1または数式2を満足するか否かの判定により、光ピックアップの検査または組付けをする方法としてある。
The invention described in claim 7 is an inspection method or an assembling method of the optical pickup according to claims 1 to 5 and the optical information processing apparatus according to claim 6,
By detecting the wavefront aberration of the light beam transmitted through the objective lens alone and the substrate of the information recording medium, detecting the wavefront aberration of the light beam before incidence on the objective lens, and determining whether or not Expression 1 or Expression 2 is satisfied, This is a method for inspecting or assembling an optical pickup.

また、請求項8記載の発明は、請求項7記載の光ピックアップの検査方法または光ピックアップの組付け方法あって、
対物レンズ入射光束の有する波面収差を検出する干渉計と、対物レンズおよび情報記録媒体の基板を透過する光束が有する波面収差を検出する干渉計とを、用いる光ピックアップの検査方法または光ピックアップの組付け方法としてある。
The invention described in claim 8 is the optical pickup inspection method or the optical pickup assembly method described in claim 7,
Optical pickup inspection method or optical pickup combination using an interferometer for detecting wavefront aberration of an incident lens incident light beam and an interferometer for detecting wavefront aberration of a light beam transmitted through the objective lens and the substrate of the information recording medium There is a method of attaching.

請求項7,請求項8の発明によれば、請求項1〜請求項6記載の光ピックアップおよび情報記録装置を対物レンズ入射前光束の波面と対物レンズ単体の透過波面を別々に検査するので、ピックアップの製造工程時の収差測定を簡単な構成で容易に測定することができる。さらに、対物レンズを設計中心から大きくはずれることなく組付けすることができ、情報記録再生装置の作動時のマージンを広くすることができる。   According to the inventions of claims 7 and 8, the optical pickup and the information recording apparatus according to claims 1 to 6 separately inspect the wavefront of the light beam before incidence on the objective lens and the transmitted wavefront of the objective lens alone. Aberration measurement during the manufacturing process of the pickup can be easily performed with a simple configuration. Furthermore, the objective lens can be assembled without greatly deviating from the design center, and the margin during operation of the information recording / reproducing apparatus can be widened.

請求項1の発明によれば、数式1を満たすWASとWOLを有する対物レンズ入射前の光学系と対物レンズ単体とで構成されるので、方向の異なる非点収差が発生していた場合においても、常に良好な多値信号品質を安定に得ることができる。 According to the present invention, since it is constituted by an optical system and the objective lens alone before the objective lens incident with W AS and W OL satisfying Equation 1, if the astigmatism of different directions has occurred However, it is always possible to stably obtain a good multilevel signal quality.

請求項2の発明によれば、数式2を満たすTWとTWOLを有する対物レンズ入射前の光学系と対物レンズ単体とで構成されるので、常に良好な多値信号品質を安定に得ることができる。 According to the invention of claim 2, since it is constituted by the optical system before the entrance of the objective lens having TW and TW OL satisfying Formula 2 and the objective lens alone, it is possible to always obtain a good multi-level signal quality stably. it can.

請求項3の発明によれば、ビーム整形方向と情報記録媒体の半径方向が異なるように構成されているので、非点収差補正素子を用いることなく、45°方向の非点収差を補正することができ、部品点数の上昇とコスト高を抑制することができ、且つ良好な多値信号品質を安定に提供することができる。   According to the invention of claim 3, since the beam shaping direction is different from the radial direction of the information recording medium, astigmatism in the 45 ° direction can be corrected without using an astigmatism correction element. Therefore, the increase in the number of parts and the cost can be suppressed, and good multilevel signal quality can be stably provided.

請求項4の発明によれば、対物レンズの回転方向を調整することで、対物レンズ入射前の光束が有する非点収差を対物レンズの有する非点収差で補正するので、補正素子を導入することなく、非点収差を補正できる。したがって、部品点数の上昇とコスト高を抑制することができかつ良好な多値信号品質を安定に提供することができる   According to the invention of claim 4, by adjusting the rotation direction of the objective lens, the astigmatism of the light beam before entering the objective lens is corrected by the astigmatism of the objective lens. Astigmatism can be corrected. Therefore, an increase in the number of parts and an increase in cost can be suppressed, and good multilevel signal quality can be stably provided.

請求項5の発明によれば、球面収差とコマ収差と非点収差のうち少なくとも一つの収差を補正する手段を具備するので、光学部品や組付け精度のマージンを広けることができ、良好な多値信号品質を安定に提供することができる。   According to the invention of claim 5, since the means for correcting at least one of spherical aberration, coma aberration, and astigmatism is provided, a margin for optical components and assembly accuracy can be widened, and the device is excellent. Multi-level signal quality can be provided stably.

請求項6の発明によれば、請求項1〜請求項5記載の光ピックアップを搭載しているので、良好な多値信号品質を安定に得ることができる光情報処理装置を提供することができる。   According to the sixth aspect of the invention, since the optical pickup according to the first to fifth aspects is mounted, an optical information processing apparatus capable of stably obtaining good multilevel signal quality can be provided. .

請求項7,請求項8の発明によれば、請求項1〜請求項6記載の光ピックアップおよび情報記録装置を対物レンズ入射前光束の波面と対物レンズ単体の透過波面を別々に検査するので、ピックアップの製造工程時の収差測定を簡単な構成で容易に測定することができる。さらに、対物レンズを設計中心から大きくはずれることなく組付けすることができ、情報記録再生装置の作動時のマージンを広くすることができる。   According to the inventions of claims 7 and 8, the optical pickup and the information recording apparatus according to claims 1 to 6 separately inspect the wavefront of the light beam before incidence on the objective lens and the transmitted wavefront of the objective lens alone. Aberration measurement during the manufacturing process of the pickup can be easily performed with a simple configuration. Furthermore, the objective lens can be assembled without greatly deviating from the design center, and the margin during operation of the information recording / reproducing apparatus can be widened.

以下、本発明を図示の実施形態に基づいて説明する。
[第1実施形態]
<光学系>
図1は、本実施形態の「第1の光ピックアップの概略光学系」の構成図である。
Hereinafter, the present invention will be described based on the illustrated embodiments.
[First Embodiment]
<Optical system>
FIG. 1 is a configuration diagram of a “schematic optical system of a first optical pickup” of the present embodiment.

図1に示すように、第1の光ピックアップの概略照明光学系SK1は、半導体レーザ1と、コリメートレンズ2と、ビーム整形光学系3と、回折格子4と、色収差補正素子5と、λ/4板6と、対物レンズ7と、偏光ビームスプリッタ9と、検出レンズ11と、シリンドリカルレンズ12と、光検出器13とを備えてなる。8は、光記録媒体(情報記録媒体)である。   As shown in FIG. 1, a schematic illumination optical system SK1 of the first optical pickup includes a semiconductor laser 1, a collimating lens 2, a beam shaping optical system 3, a diffraction grating 4, a chromatic aberration correcting element 5, and a λ / A four-plate 6, an objective lens 7, a polarization beam splitter 9, a detection lens 11, a cylindrical lens 12, and a photodetector 13 are provided. Reference numeral 8 denotes an optical recording medium (information recording medium).

半導体レーザ1の出射光は、コリメートレンズ2により略平行光にされる。このコリメートレンズ2は、色収差補正されていることが望ましい。コリメートレンズ2により出射された光は、ビーム整形光学系3に入射する。このビーム整形光学系3は、一対のプリズム等を偏心させて配置されており、紙面と垂直方向の光束に関しては作用せず、紙面方向の光束は拡大される。   The light emitted from the semiconductor laser 1 is made into substantially parallel light by the collimating lens 2. The collimating lens 2 is preferably corrected for chromatic aberration. The light emitted from the collimating lens 2 enters the beam shaping optical system 3. The beam shaping optical system 3 is arranged with a pair of prisms and the like decentered, and does not act on the light flux in the direction perpendicular to the paper surface, but expands the light flux in the paper surface direction.

このビーム整形光学系3の出射光は、非点隔差を緩和するようにコリメートレンズ2の位置が調整される。ビーム整形された光は、偏光ビームスプリッタ9、色収差補正素子5に入射する。色収差補正素子5は、波長変動による対物レンズ7の集光位置の移動を補正する機能を備えている。そして、対物レンズ7を介して集光されることにより、光記録媒体8上に、記録情報の形成、再生がされる。   The position of the collimating lens 2 is adjusted so that the emitted light of the beam shaping optical system 3 relaxes the astigmatic difference. The beam-shaped light enters the polarization beam splitter 9 and the chromatic aberration correction element 5. The chromatic aberration correction element 5 has a function of correcting the movement of the condensing position of the objective lens 7 due to wavelength variation. Then, by focusing through the objective lens 7, recorded information is formed and reproduced on the optical recording medium 8.

光記録媒体8からの反射光は、対物レンズ7、λ/4板6を通過した後、偏光ビームスプリッタ9により入射光と分離して偏向され、検出レンズ11,シリンドリカルレンズ12により4分割受光素子(光検出器)13上に導かれ、再生信号、フォーカス誤差信号、トラック誤差信号等が検出される。記録再生波長は400nm、対物レンズの開口数NA=0.65, 光情報媒体上のスポット径は約0.54〜0.55μmである。   The reflected light from the optical recording medium 8 passes through the objective lens 7 and the λ / 4 plate 6, is then separated from the incident light by the polarization beam splitter 9, is deflected, and is divided into four-divided light receiving elements by the detection lens 11 and the cylindrical lens 12. (Photodetector) 13 is guided to detect a reproduction signal, a focus error signal, a track error signal, and the like. The recording / reproducing wavelength is 400 nm, the numerical aperture NA of the objective lens is 0.65, and the spot diameter on the optical information medium is about 0.54 to 0.55 μm.

<光記録媒体>
本実施形態の光記録媒体8は、青色領域で記録可能な相変化型である。基板は直径120 mm,厚さ0.6mmのポリカーボネードからなり、基板表面上には射出成形によりグルーブが形成されている。トラックピッチは0.46μmである。この基板上に、誘電体膜、Ge-Sb-Teからなる相変化記録膜、誘電体膜、反射膜を順次積層して光記録媒体8を作成した。
<Optical recording medium>
The optical recording medium 8 of the present embodiment is a phase change type capable of recording in a blue region. The substrate is made of polycarbonate having a diameter of 120 mm and a thickness of 0.6 mm, and a groove is formed on the surface of the substrate by injection molding. The track pitch is 0.46 μm. On this substrate, a dielectric film, a phase change recording film made of Ge—Sb—Te, a dielectric film, and a reflective film were sequentially laminated to produce an optical recording medium 8.

<多値再生信号>
多値データの再生は、図2に示すように、所定の周波数で再生信号をサンプリング(例えば、記録セルの中心位置)し、サンプリングした信号レベルから多値データを判別する。このデータの信号を評価する項目としては、RF振幅とσ/DRである。ここで、σは、再生結果から計算した多値データ別の反射光強度の偏差を平均した値であり、DRは、最大反射光強度と飽和反射光強度の差である。
<Multi-level playback signal>
As shown in FIG. 2, the reproduction of the multi-value data is performed by sampling the reproduction signal at a predetermined frequency (for example, the center position of the recording cell) and discriminating the multi-value data from the sampled signal level. Items for evaluating the signal of this data are RF amplitude and σ / DR. Here, σ is a value obtained by averaging deviations in reflected light intensity for each multi-value data calculated from the reproduction result, and DR is a difference between the maximum reflected light intensity and the saturated reflected light intensity.

<非点収差と再生信号σ/DRの関係>
光ディスクの半径方向に対して45°方向の非点収差が、信号劣化に大きな影響を与えることは、実験からも求められている。
その一例を図3,図4に示す。図3は、スポットの非点収差とσ/DRの関係を示す図、図4はスポットの波面収差とσ/DRの関係を示す図である。この非点収差焦線の方向は、ラジアル/タンジェンシャル方向に対して45°方向である。多値セル長は0.32 μmであり、スポット径はほぼ0.54μm程度と同等である。
<Relationship between astigmatism and playback signal σ / DR>
It has also been required from experiments that astigmatism in the direction of 45 ° with respect to the radial direction of the optical disk has a significant effect on signal degradation.
An example is shown in FIGS. 3 is a diagram showing the relationship between spot astigmatism and σ / DR, and FIG. 4 is a diagram showing the relationship between spot wavefront aberration and σ / DR. The direction of the astigmatism focal line is 45 ° with respect to the radial / tangential direction. The multi-value cell length is 0.32 μm, and the spot diameter is approximately equal to about 0.54 μm.

図5に、非点収差がない場合と45°方向の非点収差が0.05λrmsある場合の、スポット強度分布をdB表示で示す。図5より、45°方向非点収差の大きさに関わらずスポット径は同等であるため、一見スポット性能は劣化してないように見えるが、図3および前記図13よりわかるように、45°方向非点収差の信号劣化への影響は非常に大きい。
したがって、良好な多値信号を得るためには、波面収差の値だけではなく、その成分が重要となる。
FIG. 5 shows the spot intensity distribution in dB when there is no astigmatism and when the astigmatism in the 45 ° direction is 0.05 λrms. FIG. 5 shows that the spot diameters are the same regardless of the magnitude of astigmatism in the 45 ° direction, so that the spot performance does not appear to deteriorate at first glance. However, as can be seen from FIG. 3 and FIG. The effect of directional astigmatism on signal degradation is very large.
Therefore, in order to obtain a good multilevel signal, not only the value of the wavefront aberration but also its component is important.

<収差値限定>
そこで、安定で良好な多値再生信号を得るための収差の限界値は、波面収差と45°方向の非点収差で規定する。非点収差値は、図3よりσ/DRが許容値以下となる0.025λrms以下である。また同様に、このときの波面収差値は、図4より0.05λrmsである。この許容値とは、イコライザーによる訂正後のエラー率が、一般的に再生可能とされる10-3未満となるσ/DR値(1.8%)のことである。このように、スポットがもつ非点収差は0.025λrms以下、波面収差は0.05λrms以下にすれば、常に良好な多値信号が得られる。
<Aberration value limitation>
Therefore, the limit value of aberration for obtaining a stable and good multilevel reproduction signal is defined by wavefront aberration and astigmatism in the 45 ° direction. The astigmatism value is 0.025λ rms or less where σ / DR is less than or equal to the allowable value from FIG. Similarly, the wavefront aberration value at this time is 0.05 λrms from FIG. This allowable value is a σ / DR value (1.8%) at which the error rate after correction by the equalizer is generally less than 10 −3 , which can be reproduced. As described above, when the astigmatism of the spot is 0.025 λrms or less and the wavefront aberration is 0.05 λrms or less, a good multilevel signal can always be obtained.

<検査方法>
集光スポットの持つ収差値を波面収差0.05λrms, 非点収差0.025λrms以下に満たすための検査方法を示す。先に述べたように、光ピックアップの集光スポットの波面測定は、構成や調整が複雑である上、測定誤差が生じやすく、製造現場には不向きである。
<Inspection method>
An inspection method for satisfying the aberration value of the focused spot to be less than 0.05λrms wavefront aberration and 0.025λrms astigmatism is shown. As described above, the wavefront measurement of the focused spot of the optical pickup is complicated in configuration and adjustment, easily causes measurement errors, and is not suitable for the manufacturing site.

その一方、対物レンズ入射前光束のような平行光束の波面測定は、干渉計用の対物レンズを用いる必要がなく、干渉計の構成、調整が非常に容易となり、さらに測定誤差も小さい。また、対物レンズ単体と情報記録媒体(光記録媒体)の基板の透過波面測定は、対物レンズ製造時に検査されており、ある仕様値以内の対物レンズが製造されている。
したがって、ピックアップ検査あるいは組付けは、対物レンズ入射前光束が、集光スポット収差限界値から対物レンズ単体の仕様収差値を除いた値以下を満足するかどうかの判定により、行えばよい。
On the other hand, the wavefront measurement of a parallel light beam such as a light beam before incidence on the objective lens does not require the use of an objective lens for the interferometer, and the configuration and adjustment of the interferometer are very easy, and the measurement error is small. Further, the transmission wavefront measurement of the objective lens alone and the substrate of the information recording medium (optical recording medium) is inspected at the time of manufacturing the objective lens, and an objective lens within a certain specification value is manufactured.
Therefore, the pick-up inspection or assembly may be performed by determining whether or not the light beam before incidence on the objective lens satisfies the value obtained by subtracting the specified aberration value of the objective lens alone from the condensing spot aberration limit value.

つまり、集光スポットの有する波面収差が、対物レンズと情報記録媒体の透過波面収差をTWOL、非点収差をWOL、対物レンズ入射光束の波面収差をTW、非点収差をWASとする時、下記の数式1、数式2を満足するかどうかの判定により、ピックアップの検査あるいは組付けを行えばよい。数式1、数式2を満足しない場合は、不良と判定し、組付けを再度行うか、部品の交換等を行う。 In other words, the wavefront aberration of the converging spot, the transmission wavefront aberration of the objective lens and the information recording medium TW OL, astigmatism W OL, the wavefront aberration of the objective lens incident light beam TW, and astigmatism W AS At this time, the pickup may be inspected or assembled by determining whether or not the following expressions 1 and 2 are satisfied. When Expressions 1 and 2 are not satisfied, it is determined as defective and reassembly is performed or parts are replaced.

Figure 2006018969
Figure 2006018969

Figure 2006018969
Figure 2006018969

以下に、波面収差の測定方法を示す。
図6は、光ピックアップの対物レンズ入射光束前の波面を検査する測定系(波面測定評価系)のブロック図である。
この波面測定評価系は、略平行光の光束をマッハチェンダー干渉計により測定する系であり、ピックアップの青色レーザーダイオード1Aを干渉計(波面測定器)20の光源として測定することができる。
The wavefront aberration measurement method will be described below.
FIG. 6 is a block diagram of a measurement system (wavefront measurement evaluation system) that inspects the wavefront of the optical pickup before the incident light beam incident on the objective lens.
This wavefront measurement evaluation system is a system that measures a substantially parallel light beam by a Mach-Cender interferometer, and can measure the blue laser diode 1A of the pickup as a light source of the interferometer (wavefront measuring device) 20.

光ピックアップの対物レンズ入射前光束を干渉計20へ入射させる。
この平行光の光をハーフミラー21で振幅分割し、一方はピンホール22で一部を取り出し、理想的な参照波面に用いる。もう一方は、被検波面となる。参照波面とピックアップの被検波面との干渉縞23をCCDカメラ等の撮像素子24に取り込む。この干渉縞23の強度分布から位相を求め、波面収差をゼルニケの多項式を用いてTWおよびWASを算出する。
The light beam before incidence on the objective lens of the optical pickup is made incident on the interferometer 20.
This parallel light is amplitude-divided by a half mirror 21, and one part is taken out by a pinhole 22 and used for an ideal reference wavefront. The other is the wavefront to be detected. Interference fringes 23 between the reference wavefront and the test wavefront of the pickup are captured in an image sensor 24 such as a CCD camera. The phase is obtained from the intensity distribution of the interference fringes 23, and TW and WAS are calculated using Zernike polynomials for the wavefront aberration.

図7は、対物レンズおよび基板の透過波面を検査する測定配置を示す図である。無限系対物レンズの場合には、干渉計から出射される平面波を被検レンズ31に入射させ、このレンズ31を透過した光束を参照球面32で折り返す。参照平面33から折り返した光束との干渉縞23Aを撮像素子24Aに取り込み,透過波面収差TWOLおよびWOLを測定する。34は、発散レンズである。 FIG. 7 is a diagram showing a measurement arrangement for inspecting the transmitted wavefront of the objective lens and the substrate. In the case of an infinite objective lens, a plane wave emitted from the interferometer is incident on the lens 31 to be examined, and the light beam that has passed through the lens 31 is folded back by the reference spherical surface 32. Interference fringes 23A with the light beam folded from the reference plane 33 are taken into the image sensor 24A, and the transmitted wavefront aberrations TW OL and W OL are measured. Reference numeral 34 denotes a diverging lens.

図8に示すように、多層光情報媒体8Aにおいては、複数の記録面それぞれで、前述の数式1および数式2を満たす必要がある。8Aaは、中間層である。   As shown in FIG. 8, in the multilayer optical information medium 8A, it is necessary to satisfy the above-described Equations 1 and 2 on each of a plurality of recording surfaces. 8Aa is an intermediate layer.

このような検査あるいは組付け工程にすることで、複雑である集光スポットの波面を、対物レンズ単体の検査工程とピックアップ製造工程との2度測定する必要がなくなる。
つまり、良好なスポット性能であるかどうかの判定を行うピックアップ検査あるいは組付け時には、ピックアップ平行光束のTWおよびWASのみ測定し、前記数式1および数式2を満たすかどうかの判定をすればよく、組付け・調整、検査が容易となり、任意の方向の非点収差であっても、安定して良好な信号を得る光ピックアップを提供することができる。
By adopting such an inspection or assembly process, it is not necessary to measure the complicated wavefront of the focused spot twice, that is, the inspection process of the objective lens alone and the pickup manufacturing process.
In other words, at the time of pick-up inspection or assembling for determining whether a good spot performance, measured only TW and W AS pickup parallel beam, it is sufficient to determine whether it satisfies the Equations 1 and 2, Assembly, adjustment, and inspection are facilitated, and an optical pickup that stably obtains a good signal even with astigmatism in any direction can be provided.

また、対物レンズとそれ以外の光学系を別々に検査することで、対物レンズを設計中心から大きくずれることなく組付けすることができ、情報記録再生装置の作動時のマージンを広くすることができる。   In addition, by separately inspecting the objective lens and the other optical system, the objective lens can be assembled without greatly deviating from the design center, and the margin during operation of the information recording / reproducing apparatus can be widened. .

[第2実施形態]
前記第1実施形態において、収差限界値以下になるよう、光源や波面精度の悪い光学部品を用いた場合や組付け誤差より発生した非点収差、球面収差、コマ収差のうち少なくとも一つの収差補正手段を導入する。
[Second Embodiment]
In the first embodiment, correction of at least one of astigmatism, spherical aberration, and coma caused by using a light source or an optical component with poor wavefront accuracy or an assembly error so as to be equal to or less than an aberration limit value. Introduce means.

図9は、代表的な構成例である「第2の光ピックアップの概略光学系SK2」の構成図である。なお、以下の各実施形態の説明において、既に説明済みの部分には、同一符号を付し、重複説明を省略する。
非点収差の収差補正素子5Aとしては、液晶があげられる。また、非点収差は、発散光路中に平行平板41を挿入し光軸に対して傾けることで、補正することができる。
FIG. 9 is a configuration diagram of a “second optical pickup schematic optical system SK2” that is a typical configuration example. In the following description of each embodiment, parts that have already been described are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
As the astigmatism aberration correcting element 5A, a liquid crystal is used. Further, astigmatism can be corrected by inserting the parallel plate 41 in the diverging optical path and tilting it with respect to the optical axis.

コマ収差の収差補正手段としては、液晶を用いたり、4軸アクチュエータに搭載された対物レンズの傾きにより補正する手段が挙げられる。基板厚誤差や多層等で発生する球面収差を補正する球面収差補正手段としては、液晶やエキスパンダーが挙げられる。基板厚に誤差があるディスクや多層ディスクを記録再生する場合においても、球面収差が最小もしくは前記数式2を満たすようにすることで、安定した良好な信号を得ることができる。   Examples of coma aberration correcting means include means using liquid crystal or correcting by tilt of an objective lens mounted on a four-axis actuator. Examples of the spherical aberration correcting means for correcting the spherical aberration occurring due to the substrate thickness error or multilayers include a liquid crystal and an expander. Even when recording or reproducing a disk or a multilayer disk having an error in the substrate thickness, a stable and good signal can be obtained by setting the spherical aberration to a minimum or satisfying the mathematical expression 2.

[第3実施形態]
本実施形態は、対物レンズの光軸周りの回転方向を調整することにより、非点収差を補正する場合である。前記第1実施形態で示した波面測定手段は、非点収差の大きさだけでなく方向を測定することができる。対物レンズ入射前光束の非点収差の発生方向と対物レンズ透過光束の発生方向をずらし、対物レンズを光ピックアップに組付けることにより、スポットの持つ非点収差を抑制することができる。
[Third Embodiment]
In this embodiment, astigmatism is corrected by adjusting the rotation direction of the objective lens around the optical axis. The wavefront measuring means shown in the first embodiment can measure not only the magnitude of astigmatism but also the direction. The astigmatism of the spot can be suppressed by shifting the astigmatism generation direction of the light beam before incidence of the objective lens and the generation direction of the transmission light beam of the objective lens and assembling the objective lens to the optical pickup.

図10に対物レンズの非点収差方向と対物レンズ入射前光束の非点収差方向の相対角度と、σ/DRの関係を示す。対物レンズの非点収差は0.018λrms, 対物レンズ入射光束の非点収差は0.01λrmsである。
この非点収差補正方法は、光軸に対しての回転方向調整のため、対物レンズの偏心や傾き調整とは異なり、コマ収差や球面収差とは独立な関係にあるため、調整を複数回行う必要がないうえ、組付け位置中心からずらすことなく、非点収差を補正することができる。
FIG. 10 shows the relationship between σ / DR and the relative angle between the astigmatism direction of the objective lens and the astigmatism direction of the light beam before entering the objective lens. The astigmatism of the objective lens is 0.018 λrms, and the astigmatism of the incident light beam is 0.01 λrms.
This astigmatism correction method is different from the decentration and tilt adjustment of the objective lens for adjusting the rotation direction with respect to the optical axis, and is independent of coma aberration and spherical aberration. Astigmatism can be corrected without shifting from the center of the assembly position.

また、集光スポットの波面測定を行わなくても、発生方向をずらしている対物レンズを組付けることにより、収差を軽減することができるという利点がある。   In addition, there is an advantage that aberration can be reduced by assembling an objective lens whose generation direction is shifted without performing wavefront measurement of the focused spot.

[第4実施形態]
本実施形態は、ビーム整形光学系において、ビーム整形方向と情報記録媒体の半径方向を45°方向にする光学系の場合である。
ビーム整形光学系は、コリメートレンズの焦点方向を調整することで、ビーム整形方向と非ビーム整形方向の非点収差をコントロールすることができる。これは、コリメートレンズ移動距離に対してビーム整形方向は非整形方向のビーム整形倍率mの2乗倍焦点位置が変動するためである。本実施形態は、このような原理を利用したものである。
[Fourth Embodiment]
This embodiment is a case of an optical system in which the beam shaping direction and the radial direction of the information recording medium are 45 ° in the beam shaping optical system.
The beam shaping optical system can control astigmatism in the beam shaping direction and the non-beam shaping direction by adjusting the focal direction of the collimating lens. This is because the focal position of the square of the beam shaping magnification m in the non-shaping direction varies in the beam shaping direction with respect to the collimating lens moving distance. The present embodiment utilizes such a principle.

コリメートレンズを調整することで、ビーム整形方向の非点収差を軽減することができるため、残存してしまうビーム整形方向に対して45°方向の非点収差を情報記録媒体(光記録媒体)の半径方向と一致させる図11に示す「第3の光ピックアップの概略光学系SK3」のような光学系にする。   By adjusting the collimating lens, astigmatism in the beam shaping direction can be reduced, so that the astigmatism in the 45 ° direction with respect to the remaining beam shaping direction can be reduced in the information recording medium (optical recording medium). An optical system such as “schematic optical system SK3 of the third optical pickup” shown in FIG.

x軸を回転中心43に対して45°、z軸を回転中心43にして22.5°となるように、偏向ミラー42を傾ける。このような構成にすることで、ビーム整形光学系3におけるコリメートレンズ調整により信号劣化の大きい45°方向の非点収差を、非点収差補正素子を用いることなく軽減でき、良好な多値信号を得ることができる。   The deflection mirror 42 is tilted so that the x axis is 45 ° with respect to the rotation center 43 and the z axis is 22.5 ° with the rotation center 43 as the center. By adopting such a configuration, astigmatism in the 45 ° direction, in which signal deterioration is large due to the collimating lens adjustment in the beam shaping optical system 3, can be reduced without using an astigmatism correction element, and a good multilevel signal can be obtained. Obtainable.

[第5実施形態]
上記した光ピックアップを具備する光再生装置および光記録再生装置について、代表して光記録再生装置の概略構成図である図12を参照して説明する。
[Fifth Embodiment]
The optical reproducing apparatus and optical recording / reproducing apparatus provided with the above-described optical pickup will be described with reference to FIG. 12, which is a schematic configuration diagram of the optical recording / reproducing apparatus.

図12に示すように、光記録再生装置50はスピンドルモータ51、送りモータ52および光ピックアップ装置53等により概略構成されており、これらは光記録再生装置全体を制御するシステムコントローラ54により制御される。そして、光学ピックアップ装置53のトラッキング方向への移動は、ガイド機構(図示せず)とリニアモータ等で構成された送りモータ52とで構成される制御駆動手段により行われる。   As shown in FIG. 12, the optical recording / reproducing apparatus 50 is roughly constituted by a spindle motor 51, a feed motor 52, an optical pickup apparatus 53, and the like, which are controlled by a system controller 54 that controls the entire optical recording / reproducing apparatus. . The movement of the optical pickup device 53 in the tracking direction is performed by a control drive unit including a guide mechanism (not shown) and a feed motor 52 including a linear motor or the like.

例えば、スピンドルモータ51にチャッキングされた光記録媒体8を再生する場合、システムコントローラ54からのコントロール信号がサーボ制御回路55と変復調回路56に供給される。コントロール信号が供給されたサーボ制御回路55では、スピンドルモータ51をフォーカシング引き込み状態に設定された回転数で回転させるとともに送りモータ52を駆動し、光ピックアップ装置53を、例えば光記録媒体8の内周側に移動させる。光記録媒体8の内周側に移動した光ピックアップ装置53では、フォーカスサーチ動作によりフォーカシングサーボをかけ、後にトラッキングサーボをかけることが行われる。   For example, when reproducing the optical recording medium 8 chucked by the spindle motor 51, a control signal from the system controller 54 is supplied to the servo control circuit 55 and the modem circuit 56. In the servo control circuit 55 to which the control signal is supplied, the spindle motor 51 is rotated at the rotation speed set to the focusing pull-in state and the feed motor 52 is driven, so that the optical pickup device 53 is moved to, for example, the inner circumference of the optical recording medium 8. Move to the side. In the optical pickup device 53 moved to the inner peripheral side of the optical recording medium 8, focusing servo is applied by a focus search operation, and tracking servo is applied later.

光ピックアップ装置53を構成する光検出器により検出されたフォーカシングエラー信号、トラッキングエラー信号および光記録媒体8の何処を読み出しているかの位置情報等は、変復調回路56に供給される。このうちのフォーカシングエラー信号およびトラッキングエラー信号はフィルタリングされ、フォーカシング制御信号およびトラッキング制御信号としてシステムコントローラ54を介してサーボ制御回路55に供給される。   The focusing error signal, the tracking error signal, the position information of where the optical recording medium 8 is read out, and the like detected by the photodetector constituting the optical pickup device 53 are supplied to the modulation / demodulation circuit 56. Of these, the focusing error signal and the tracking error signal are filtered and supplied to the servo control circuit 55 via the system controller 54 as a focusing control signal and a tracking control signal.

サーボ制御回路55は、フォーカシング制御信号によって光ピックアップ装置53を構成する、たとえば二軸アクチュエータのフォーカシングコイルを駆動し、トラッキング制御信号によって光学ピックアップ装置53を構成する二軸アクチュエータのトラッキングコイルを駆動する。   The servo control circuit 55 drives, for example, a focusing coil of a biaxial actuator that constitutes the optical pickup device 53 by the focusing control signal, and drives a tracking coil of the biaxial actuator that constitutes the optical pickup device 53 by the tracking control signal.

トラッキング制御信号の低域成分は、システムコントローラ54を介してサーボ制御回路55に供給され、送りモータ52を駆動する。これらによって、フォーカシングサーボ、トラッキングサーボおよび送りサーボのフィードバックサーボが行われる。   The low frequency component of the tracking control signal is supplied to the servo control circuit 55 via the system controller 54 and drives the feed motor 52. As a result, feedback servo of focusing servo, tracking servo, and feed servo is performed.

また、光記録媒体8の何処を読み出しているかの位置情報は、変復調回路56により処理され、スピンドル制御信号としてスピンドルモータ51に供給され、スピンドルモータ51にチャッキングされた光記録媒体8の再生位置に応じた所定の回転数に制御駆動され、ここから実際の再生が開始される。そして、変復調回路56により処理されて復調された再生データは、外部回路57を介して外部に伝送される。   Further, the position information of where the optical recording medium 8 is read is processed by the modulation / demodulation circuit 56, supplied to the spindle motor 51 as a spindle control signal, and the reproduction position of the optical recording medium 8 chucked by the spindle motor 51. The motor is controlled and driven at a predetermined rotational speed according to the above, and actual reproduction is started from here. The reproduction data processed and demodulated by the modem circuit 56 is transmitted to the outside via the external circuit 57.

スピンドルモータ51にチャッキングされている光記録媒体8に、たとえば外部から供給される外部データを記録する場合、フォーカシングサーボ、トラッキングサーボおよび送りサーボのフィードバックサーボをかけるまでは再生と同様の過程を経る。   For example, when recording external data supplied from the outside onto the optical recording medium 8 chucked by the spindle motor 51, the same process as the reproduction is performed until the feedback servo of the focusing servo, tracking servo and feed servo is applied. .

システムコントローラ54からは、外部回路57を介して入力される入力データを光記録媒体8の何処に記録するかのコントロール信号がサーボ制御回路55および変復調回路56に供給される。サーボ制御回路55では、スピンドルモータ51を所定の回転数に制御するとともに、送りモータ52を駆動して光ピックアップ装置53を情報記録位置に移動させる。   From the system controller 54, a control signal indicating where the input data input via the external circuit 57 is recorded on the optical recording medium 8 is supplied to the servo control circuit 55 and the modem circuit 56. The servo control circuit 55 controls the spindle motor 51 to a predetermined rotational speed and drives the feed motor 52 to move the optical pickup device 53 to the information recording position.

また、外部回路57を介して変復調回路56に入力された入力信号は、変復調回路56において記録フォーマットに基づく変調が行われ、光ピックアップ装置53に供給される。光ピックアップ装置53では、変調信号に基づく出射光の変調および情報記録位置に基づく出射光パワーが制御されて光記録媒体8に照射され、光記録媒体8への記録が開始される。   The input signal input to the modulation / demodulation circuit 56 via the external circuit 57 is modulated based on the recording format in the modulation / demodulation circuit 56 and supplied to the optical pickup device 53. In the optical pickup device 53, the modulation of the emitted light based on the modulation signal and the emitted light power based on the information recording position are controlled to irradiate the optical recording medium 8, and recording on the optical recording medium 8 is started.

再生専用の光再生装置および記録と再生の両方可能な光記録再生装置に具備される光学ピックアップ装置53に本発明のピックアップが構成されていれば、多値情報を安定に供給することができる。   If the pickup of the present invention is configured in an optical pickup device 53 provided in a reproduction-only optical reproduction device and an optical recording / reproduction device capable of both recording and reproduction, multi-value information can be supplied stably.

本発明の第1実施形態の第1の光ピックアップの概略光学系の構成図である。1 is a configuration diagram of a schematic optical system of a first optical pickup according to a first embodiment of the present invention. 同第1実施形態における、サンプリングした信号レベルから多値データを判別する方法を説明する図である。It is a figure explaining the method to discriminate | determine multi-value data from the sampled signal level in the said 1st Embodiment. 同第1実施形態における、スポットの非点収差とσ/DRの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the astigmatism of a spot and (sigma) / DR in the said 1st Embodiment. 同第1実施形態における、スポットの波面収差とσ/DRの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the wavefront aberration of a spot, and (sigma) / DR in the said 1st Embodiment. 同第1実施形態における、非点収差がない場合と45°方向の非点収差が0.05λrmsある場合の、スポット強度分布をdB表示で示す図である。It is a figure which shows spot intensity distribution by dB display in the case where there is no astigmatism and the astigmatism of a 45 degree direction is 0.05 (lambda) rms in the said 1st Embodiment. 同第1実施形態における、光ピックアップの対物レンズ入射光束前の波面を検査する測定系(波面測定評価系)を示す図である。It is a figure which shows the measurement system (wavefront measurement evaluation system) which test | inspects the wave front before the objective lens incident light beam of the optical pick-up in the said 1st Embodiment. 同第1実施形態における、対物レンズおよび基板の透過波面を検査する測定配置を示す図である。It is a figure which shows the measurement arrangement | positioning which test | inspects the transmitted wave front of an objective lens and a board | substrate in the 1st Embodiment. 同第1実施形態における、光記録媒体が多層光情報媒体である場合を説明する図である。It is a figure explaining the case where the optical recording medium is a multilayer optical information medium in the first embodiment. 本発明の第2実施形態の第2の光ピックアップの概略光学系の構成図である。It is a block diagram of the schematic optical system of the 2nd optical pick-up of 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態における、対物レンズの非点収差方向と対物レンズ入射前光束の非点収差方向の相対角度と、σ/DRの関係を示す図である。It is a figure which shows the relative angle of the astigmatism direction of an objective lens in the 3rd Embodiment of this invention, the astigmatism direction of the light beam before objective lens incidence, and the relationship of (sigma) / DR. 本発明の第4実施形態の第3の光ピックアップの概略光学系を示す図である。It is a figure which shows the schematic optical system of the 3rd optical pick-up of 4th Embodiment of this invention. 本発明の第5実施形態の光記録再生装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the optical recording / reproducing apparatus of 5th Embodiment of this invention. ディスクの半径方向に対して0°方向の非点収差、45°方向の非点収差、球面収差、コマ収差といった単一成分の収差をスポットに与えた時のMTFの計算結果を示す図である。It is a figure which shows the calculation result of MTF when a single component aberration such as astigmatism in 0 ° direction, astigmatism in 45 ° direction, spherical aberration and coma aberration is given to the spot with respect to the radial direction of the disc. .

符号の説明Explanation of symbols

SK1〜SK3 第1〜第3の光ピックアップの概略照明光学系
1 半導体レーザ
1A 青色レーザーダイオード
2 コリメートレンズ
3 ビーム整形光学系
4 回折格子
5 色収差補正素子
5A 非点収差の収差補正素子
6 λ/4板
7 対物レンズ
8 光記録媒体(情報記録媒体)
8A 多層光情報媒体
8Aa 中間層
9 偏光ビームスプリッタ
11 検出レンズ
12 シリンドリカルレンズ
13 光検出器
20 干渉計(波面測定器)
21 ハーフミラー
22 ピンホール
23,23A 干渉縞
24,24A 撮像素子
31 被検レンズ
32 参照球面
33 参照平面
34 発散レンズ
41 平行平板
42 偏向ミラー
43 回転中心
50 光記録再生装置
51 スピンドルモータ
52 送りモータ
53 光ピックアップ装置
54 システムコントローラ
55 サーボ制御回路
56 変復調回路
57 外部回路

SK1 to SK3 Schematic illumination optical system 1 of first to third optical pickups 1 Semiconductor laser 1A Blue laser diode 2 Collimator lens 3 Beam shaping optical system 4 Diffraction grating 5 Chromatic aberration correction element 5A Astigmatism aberration correction element 6 λ / 4 Plate 7 Objective lens 8 Optical recording medium (information recording medium)
8A Multilayer optical information medium 8Aa Intermediate layer 9 Polarizing beam splitter 11 Detection lens 12 Cylindrical lens 13 Photo detector 20 Interferometer (wavefront measuring device)
21 Half mirror 22 Pinhole 23, 23A Interference fringes 24, 24A Image sensor 31 Test lens 32 Reference spherical surface 33 Reference plane 34 Divergent lens 41 Parallel plate 42 Deflection mirror 43 Center of rotation 50 Optical recording / reproducing device 51 Spindle motor 52 Feed motor 53 Optical pickup device 54 System controller 55 Servo control circuit 56 Modulation / demodulation circuit 57 External circuit

Claims (8)

反射光強度のレベル変化によって情報記録媒体に対する多値情報の記録・再生・消去の一以上を行う光ピックアップにおいて、
前記情報記録媒体に集光するための対物レンズを備え、
当該光ピックアップの対物レンズ入射前光束が有する非点収差をWAS[λrms]とし、理想的な波面を有する平行光束が前記対物レンズ単体および情報記録媒体の基板を透過した時に有する非点収差をWOL [λrms]とする時、
前記WASを有する対物レンズ入射前の光束と、
前記WOLを有する対物レンズ単体および情報記録媒体の基板を透過する光束とが、
数式1を満足する光学系で構成されることを特徴とする光ピックアップ。
Figure 2006018969
In an optical pickup that performs one or more of recording / reproducing / erasing multi-value information on an information recording medium by changing the level of reflected light intensity,
An objective lens for focusing on the information recording medium,
The astigmatism of the light beam before incidence of the objective lens of the optical pickup is W AS [λrms], and the astigmatism when the parallel light beam having an ideal wavefront is transmitted through the objective lens alone and the substrate of the information recording medium. When W OL [λrms],
The light beam before the objective lens incident with the W AS,
The objective lens alone having the W OL and the light flux that passes through the substrate of the information recording medium,
An optical pickup comprising an optical system that satisfies Formula 1.
Figure 2006018969
請求項1記載の光ピックアップにおいて、
当該光ピックアップの対物レンズ入射前光束が有する波面収差をTW[λrms]とし、理想的な波面を有する平行光束が前記対物レンズ単体および情報記録媒体の基板を透過した時に有する波面収差をTWOL [λrms]とする時、
前記TWを有する対物レンズ入射前の光束と、
前記TWOLを有する対物レンズ単体および情報記録媒体の基板を透過する光束とが、
数式2を満足する光学系で構成されることを特徴とする光ピックアップ。
Figure 2006018969
The optical pickup according to claim 1,
The wavefront aberration of the light beam before entering the objective lens of the optical pickup is TW [λrms], and the wavefront aberration that the parallel light beam having an ideal wavefront has when transmitted through the objective lens alone and the substrate of the information recording medium is TW OL [ λrms]
The luminous flux before incidence of the objective lens having TW,
The objective lens alone having the TW OL and the light flux that passes through the substrate of the information recording medium,
An optical pickup comprising an optical system that satisfies Formula 2.
Figure 2006018969
請求項1記載の光ピックアップにおいて、
当該光ピックアップはビーム整形光学系を具備し、
該ビーム整形光学系のビーム整形方向と前記情報記録媒体の半径方向が45°異なることを特徴とする光ピックアップ。
The optical pickup according to claim 1,
The optical pickup includes a beam shaping optical system,
An optical pickup characterized in that a beam shaping direction of the beam shaping optical system and a radial direction of the information recording medium are different by 45 °.
請求項1〜請求項3記載の光ピックアップにおいて、
集光スポットが有する非点収差が最小もしくは前記所定値0.025以下となるように、前記対物レンズの光軸まわりの回転位置を設定することを特徴とする光ピックアップ。
In the optical pickup according to claims 1 to 3,
An optical pickup characterized in that a rotational position around the optical axis of the objective lens is set so that an astigmatism of a condensing spot is minimized or less than the predetermined value 0.025.
請求項1〜請求項4記載の光ピックアップにおいて、
当該光ピックアップは、球面収差とコマ収差と非点収差のうち少なくとも一つの収差を補正する手段を具備することを特徴とする光ピックアップ。
In the optical pickup according to claims 1 to 4,
The optical pickup is provided with means for correcting at least one of spherical aberration, coma aberration, and astigmatism.
情報記録媒体の記録面に光ビームを照射して多値情報の記録・再生・消去の一以上を行う光情報処理装置において、
請求項1〜請求項5のいずれか1つに記載の光ピックアップを有することを特徴とする光情報処理装置。
In an optical information processing apparatus that performs one or more of recording / reproducing / erasing multi-value information by irradiating a recording surface of an information recording medium with a light beam,
An optical information processing apparatus comprising the optical pickup according to claim 1.
請求項1〜請求項5記載の光ピックアップおよび請求項6記載の光情報処理装置の検査方法または組付け方法であって、
対物レンズ単体および情報記録媒体の基板を透過する光束が有する波面収差を検出し、対物レンズ入射前光束の有する波面収差を検出し、前記数式1または数式2を満足するか否かの判定により、光ピックアップの検査または組付けをすることを特徴とする光ピックアップの検査方法または光ピックアップの組付け方法。
A method for inspecting or assembling the optical pickup according to any one of claims 1 to 5 and the optical information processing device according to claim 6,
By detecting the wavefront aberration of the light beam transmitted through the objective lens alone and the substrate of the information recording medium, detecting the wavefront aberration of the light beam before incidence on the objective lens, and determining whether or not Expression 1 or Expression 2 is satisfied, An inspection method for an optical pickup or an assembly method for an optical pickup, characterized by inspecting or assembling the optical pickup.
請求項7記載の光ピックアップの検査方法または光ピックアップの組付け方法あって、
対物レンズ入射光束の有する波面収差を検出する干渉計と、対物レンズおよび情報記録媒体の基板を透過する光束が有する波面収差を検出する干渉計とを、用いることを特徴とする光ピックアップの検査方法または光ピックアップの組付け方法。

An inspection method for an optical pickup or an assembly method for an optical pickup according to claim 7,
An inspection method for an optical pickup, comprising: an interferometer that detects wavefront aberration of an incident light beam incident on an objective lens; and an interferometer that detects wavefront aberration of a light beam transmitted through the objective lens and the substrate of the information recording medium. Or how to assemble an optical pickup.

JP2004198176A 2004-07-05 2004-07-05 Optical pickup, its assembling method, and its inspection method Pending JP2006018969A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004198176A JP2006018969A (en) 2004-07-05 2004-07-05 Optical pickup, its assembling method, and its inspection method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004198176A JP2006018969A (en) 2004-07-05 2004-07-05 Optical pickup, its assembling method, and its inspection method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2006018969A true JP2006018969A (en) 2006-01-19

Family

ID=35793087

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004198176A Pending JP2006018969A (en) 2004-07-05 2004-07-05 Optical pickup, its assembling method, and its inspection method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2006018969A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1209669B1 (en) Optical information processing system using optical aberrations and information medium having recording layer protected by transparent layer having thickness irregularity
US7260032B2 (en) Focal point adjusting method, and optical pickup device
US7457221B2 (en) Optical disc recording/reproduction device
JPH07272301A (en) Optical pickup device
KR20010033409A (en) Optical head and recording/reproducing device
US7515364B2 (en) Objective lens actuator and optical pickup device having the same
KR100438131B1 (en) An objective lens for an optical pickup device and an optical pickup device
JP3529556B2 (en) Method and apparatus for correcting coma aberration in optical pickup
US20090274031A1 (en) Optical pickup and information device
US20100165821A1 (en) Aspheric lens and optical pickup including the same
JP2009076186A (en) Method of manufacturing optical head
TWI440019B (en) Method and apparatus for compesating astigmatism in optical storage system
JP2002334474A (en) Aberration detecting method, optical recording and reproducing method using this detecting method and device therefor
JP4781601B2 (en) Optical pickup device and manufacturing method thereof
JP2006018969A (en) Optical pickup, its assembling method, and its inspection method
KR20070054128A (en) Optical pickup apparatus and optical disc apparatus
JP4148866B2 (en) Optical disk device
US20080291803A1 (en) Optical pickup device
US20070025204A1 (en) Objective optical system for optical recording media and optical pickup device using it
US20090109825A1 (en) Optical scanning device
JP2009110639A (en) Wavefront aberration inspection apparatus, optical pickup assembly adjustment device, lens evaluation device, lens assembly device, objective lens actuator assembly adjustment device, optical pickup, optical disk drive, and optical information recording and reproducing device
JP3685797B2 (en) Optical disk device
JP3986521B2 (en) Optical disk device
JP2009080916A (en) Optical pickup head and optical recording and reproducing device
JP2005071544A (en) Spherical aberration correction plate, optical pickup device using the same, and spherical aberration correction method