JP2006244656A - Objective lens, optical pickup device, and optical disk device - Google Patents
Objective lens, optical pickup device, and optical disk device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006244656A JP2006244656A JP2005061655A JP2005061655A JP2006244656A JP 2006244656 A JP2006244656 A JP 2006244656A JP 2005061655 A JP2005061655 A JP 2005061655A JP 2005061655 A JP2005061655 A JP 2005061655A JP 2006244656 A JP2006244656 A JP 2006244656A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- objective lens
- optical
- diffraction
- light
- lens
- 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
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、対物レンズ、光ピックアップ装置及び光ディスク装置に係り、詳しくは、光源からの入射光束を情報記録媒体の記録面に集光する対物レンズ、情報記録媒体の記録面に光を照射して記録面からの反射光を受光する光ピックアップ装置、及びこの光ピックアップ装置を備えた光ディスク装置に関するものである。 The present invention relates to an objective lens, an optical pickup device, and an optical disk device, and more specifically, an objective lens that focuses an incident light beam from a light source on a recording surface of an information recording medium, and irradiates the recording surface of the information recording medium with light. The present invention relates to an optical pickup device that receives reflected light from a recording surface, and an optical disk device including the optical pickup device.
近年、情報記録媒体(以下、光ディスクという)としてCDやDVD等の光ディスクが広く普及しており、これらの光ディスクに記録再生処理(アクセス)するための光ディスク装置の開発が行われている。また、最近ではBlu−ray DiscやHD−DVD等のさらに大容量の光ディスク、及びその光ディスクにアクセスするための光ディスク装置の開発も進められている。これらの光ディスク装置では、光ディスクの記録面にレーザ光の微小スポットの光束を形成することにより情報の記録を行い、記録面からの反射光に基づいて情報の再生などを行っている。そして、光ディスク装置には、記録面にレーザ光を照射するとともに、記録面からの反射光を受光するための装置として光ピックアップ装置が設けられている。
一般的に光ピックアップ装置は対物レンズを含み、光源から出射される光束を記録面に導くとともに、記録面で反射された戻り光束を所定の受光位置まで導く光学系、及び受光位置に配置された光検出器などを備えている。この光検出器からは、記録面に記録されているデータの再生情報だけでなく、光ピックアップ装置自体と対物レンズの位置制御に必要な情報(サーボ情報)などを含む信号が出力される。そして、光ディスク装置は、光検出器からの出力信号に基づいて、記録面の所定位置に所定形状の光スポットが形成されるように各種サーボ制御を行っている。
In recent years, optical discs such as CDs and DVDs have been widely used as information recording media (hereinafter referred to as optical discs), and optical disc apparatuses for recording and reproducing (accessing) these optical discs have been developed. Recently, development of an optical disk having a larger capacity such as a Blu-ray Disc and an HD-DVD and an optical disk apparatus for accessing the optical disk is also in progress. In these optical disk apparatuses, information is recorded by forming a light beam of a small spot of laser light on the recording surface of the optical disk, and information is reproduced based on reflected light from the recording surface. The optical disk device is provided with an optical pickup device as a device for irradiating the recording surface with laser light and receiving reflected light from the recording surface.
In general, an optical pickup device includes an objective lens, and is disposed at a light receiving position and an optical system that guides a light beam emitted from a light source to a recording surface and guides a return light beam reflected by the recording surface to a predetermined light receiving position. It has a photodetector. This photodetector outputs not only the reproduction information of the data recorded on the recording surface but also a signal including information (servo information) necessary for position control of the optical pickup device itself and the objective lens. The optical disc apparatus performs various servo controls based on the output signal from the photodetector so that a light spot having a predetermined shape is formed at a predetermined position on the recording surface.
前述したように情報記録媒体には、CDやDVD、さらに大容量のBlu−ray DiscやHD−DVD等、光源波長や透明基板厚さ、対物レンズのNA(開口数)等の規格が異なる数種類の光ディスクが存在している。これらの光ディスクを同一の光ディスク装置で取扱える事が望ましいが、それぞれの光ディスクに対応した光ピックアップ装置を複数搭載する事は、小型化、低コスト化の観点から好ましくない。
そこで、図12に示すように青色(Blu−ray DiscやHD−DVD等)用光源100、DVD用光源200、CD用光源300の各光源と、各光源からの出射光束を所定の光ディスク9に集光させるための1つの対物レンズ8を備えた構成が望ましい。すなわち、1つの対物レンズで、青色、DVD、あるいはCDの異なる規格の光ディスクに対してほぼ回折限界に収差補正する必要がある。
ところが、HD−DVDのように、DVDと光ディスクの透明基板厚さや対物レンズのNAが同じである規格と比較して、Blu−ray Discのように、DVDと光ディスクの透明基板厚さも対物レンズのNAも異なるような規格は、異なる規格間で発生する、より大きな球面収差を補正する必要がある。
なお、特許文献1には、透明基板厚みの異なる複数の光ディスクの信号記録面に、対応するレーザ光源からの光ビームをそれぞれ集光して記録再生を行う光ピックアップ装置に用いられる、輪帯状の回折構造を有した単玉対物レンズが記載されている。
Therefore, as shown in FIG. 12, each light source of a blue (Blu-ray Disc, HD-DVD, etc.)
However, compared with a standard such as HD-DVD where the transparent substrate thickness of DVD and optical disk and the NA of the objective lens are the same, as in Blu-ray Disc, the transparent substrate thickness of DVD and optical disk is the same as that of the objective lens. Standards with different NAs need to correct larger spherical aberrations that occur between different standards.
Note that Patent Document 1 discloses a ring-like shape used in an optical pickup device that records and reproduces a light beam from a corresponding laser light source on the signal recording surfaces of a plurality of optical disks having different transparent substrate thicknesses. A single objective lens having a diffractive structure is described.
ところで、光ディスク、特にDVDやCDと対物レンズの衝突を防ぎ得る対物レンズの作動距離(WD)を確保するには、対物レンズの厚みを薄くする必要がある一方、Blu−ray Discのように対物レンズに高いNAが要求されるため、対物レンズの材料としては高い屈折率が必要となる。しかしながら、前記特許文献1においては、対物レンズの材料は光学プラスチックであって、高い屈折率を実現するのは現状困難である。
従って、対物レンズの厚みは厚くせざるをえず、DVDに対する作動距離は0.2mm程度しかない。
本発明は、かかる事情の下になされたもので、透明基板厚みや像側開口数の異なる複数世代に対して良好に収差補正され、かつ作動距離が確保された対物レンズと、これを用いた規格の異なる複数の情報記録媒体の記録面に対して良好な集光スポットを形成できる小型の光ピックアップ装置、及び規格の異なる複数の情報記録媒体へのアクセスを安定して行う事ができる光ディスク装置を提供する事を目的とする。
By the way, in order to secure the working distance (WD) of the objective lens that can prevent the objective lens from colliding with the optical disc, particularly DVD or CD, it is necessary to reduce the thickness of the objective lens, while the objective like the Blu-ray Disc is used. Since a high NA is required for the lens, a high refractive index is required as a material for the objective lens. However, in Patent Document 1, the material of the objective lens is optical plastic, and it is difficult to realize a high refractive index at present.
Therefore, the objective lens must be thick, and the working distance to the DVD is only about 0.2 mm.
The present invention has been made under such circumstances, and an objective lens in which aberrations are satisfactorily corrected for a plurality of generations having different transparent substrate thicknesses and image-side numerical apertures and a working distance is secured is used. A compact optical pickup device capable of forming a good focused spot on the recording surfaces of a plurality of information recording media having different standards, and an optical disk device capable of stably accessing a plurality of information recording media having different standards The purpose is to provide.
上記目的を達成するために、請求項1に記載した発明は、複数光源からの入射光束を情報記録媒体の記録面にそれぞれ集光する対物レンズであって、少なくとも片面に樹脂層を接合したガラス材からなる屈折レンズと、前記樹脂層あるいは前記屈折レンズの少なくとも1つの表面に形成した回折面とを備えたことを特徴とする。
また請求項2に記載した発明は、請求項1に記載の対物レンズにおいて、前記複数光源からの入射光束はλ1<λ2<λ3の関係を有する波長により構成されていることを特徴とする。
請求項1、2のように構成すれば、屈折レンズに高い屈折率のガラス硝材を用いることができるので、作動距離の確保と高NAの実現を両立できる一方、回折面や屈折レンズと樹脂層の接合面を備えているので、対物レンズ設計の自由度が高く、複数世代に対して良好に収差補正された対物レンズを得ることができる。また、対物レンズがほぼガラスで構成されるため、温度変化等の環境変化に対して屈折率の変化や膨張等による収差劣化を抑えられる。
また請求項3に記載した発明は、請求項1または2に記載の対物レンズにおいて、前記屈折レンズを、少なくとも片面が球面レンズの面形状としたことを特徴とする。このように構成すれば、製作が容易となり、低コスト化が実現できる。
また請求項4に記載した発明は、請求項1乃至請求項3の何れか一項に記載の対物レンズにおいて、前記回折面における回折格子形状をブレーズ形状としたことを特徴とする。このように構成すれば、回折面における回折効率を高くでき、複数光源に対して高い回折効率を確保することができる。
In order to achieve the above object, the invention described in claim 1 is an objective lens that condenses incident light beams from a plurality of light sources on a recording surface of an information recording medium, and is a glass having a resin layer bonded to at least one surface. And a diffractive surface formed on at least one surface of the resin layer or the refractive lens.
According to a second aspect of the present invention, in the objective lens according to the first aspect, the incident light flux from the plurality of light sources is configured with a wavelength having a relationship of λ 1 <λ 2 <λ 3. To do.
According to the first and second aspects, since a glass glass material having a high refractive index can be used for the refractive lens, it is possible to achieve both a working distance and a high NA, while a diffractive surface, a refractive lens, and a resin layer. Therefore, it is possible to obtain an objective lens that has a high degree of freedom in designing an objective lens and that has been favorably corrected for aberrations for a plurality of generations. In addition, since the objective lens is substantially made of glass, it is possible to suppress deterioration of aberration due to a change in refractive index or expansion due to an environmental change such as a temperature change.
According to a third aspect of the present invention, in the objective lens according to the first or second aspect, at least one surface of the objective lens is a spherical lens. If constituted in this way, manufacture becomes easy and cost reduction is realizable.
According to a fourth aspect of the present invention, in the objective lens according to any one of the first to third aspects, the diffraction grating shape on the diffraction surface is a blazed shape. If comprised in this way, the diffraction efficiency in a diffraction surface can be made high, and high diffraction efficiency can be ensured with respect to a several light source.
また請求項5に記載した発明は、請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載の対物レンズにおいて、前記回折面において、前記波長λ1、λ2、λ3の複数光源からの各入射光束に対して発生する回折光のうち回折効率が最大となる回折次数をm1、m2、m3としたとき、次の条件
を満たすことを特徴とする。このように構成すれば、青色/DVD/CDの3世代に対して良好に収差補正された光利用効率の高い対物レンズを得ることができる。
また請求項6に記載した発明において、請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載の対物レンズと、情報記録媒体の記録面からの反射光を受光する光検出器と、を備え、波長が異なる複数の光源からの光束を、前記対物レンズにより前記情報記録媒体の記録面に集光して、前記記録面からの反射光を前記光検出器により受光する光ピックアップ装置であることを特徴とする。このように構成すれば、規格の異なる複数の情報記録媒体の記録面に対して良好な集光スポットを形成できる小型の光ピックアップ装置を得ることができる。
また請求項7に記載した発明において、情報記録媒体に対して情報の記録、再生、及び消去のうち少なくともいずれか1以上の処理を行う光ディスク装置において、請求項6記載の光ピックアップ装置と、前記光ピックアップ装置の信号を処理する処理手段と、を備えたことを特徴とする。このように構成すれば規格の異なる複数の情報記録媒体へのアクセスを安定して行う光ディスク装置を得ることができる。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the objective lens according to any one of the first to fourth aspects, wherein each of the plurality of light sources having the wavelengths λ 1 , λ 2 , and λ 3 is provided on the diffractive surface. When the diffraction orders that maximize the diffraction efficiency among the diffracted light generated with respect to the incident light beam are m 1 , m 2 , and m 3 , the following conditions are satisfied.
It is characterized by satisfying. With this configuration, it is possible to obtain an objective lens with high light utilization efficiency in which aberrations are favorably corrected for the three generations of blue / DVD / CD.
Moreover, in the invention described in
Further, in the invention described in
以上説明したように、本発明に係る対物レンズによれば、透明基板厚みや像側開口数の異なる複数世代に対して十分に収差補正できると同時に作動距離が確保でき、またこれを用いる光ピックアップ装置及び光ディスク装置によれば、規格の異なる複数の情報記録媒体の記録面に対して良好な集光スポットを形成できる小型の光ピックアップ装置を構成でき、さらに規格の異なる複数の情報記録媒体へのアクセスを安定して行う光ディスク装置を得る事ができるという効果を奏する。 As described above, according to the objective lens according to the present invention, it is possible to sufficiently correct aberrations for a plurality of generations having different transparent substrate thicknesses and image-side numerical apertures, and at the same time, it is possible to secure a working distance, and an optical pickup using the same. According to the apparatus and the optical disc apparatus, it is possible to configure a small optical pickup device that can form a good light-converging spot on the recording surfaces of a plurality of information recording media having different standards, and further to a plurality of information recording media having different standards. There is an effect that it is possible to obtain an optical disk apparatus that performs stable access.
以下、図面を参照して本発明における実施の形態を詳細に説明する。
図1は本発明の実施形態における光ピックアップ装置の構成を示す概略図である。
図1に示すように、青色光学系として、青色波長帯域の半導体レーザ1、カップリングレンズ2、偏光ビームスプリッタ3、ダイクロイックプリズム23、33、偏向プリズム4、1/4波長板5、開口部6、開口制限手段7、対物レンズ8、検出レンズ10、光束分割手段11、光検出器12より構成される。
またDVD光学系として、ホログラムユニット21、カップリングレンズ22、ダイクロイックプリズム23、33、偏向プリズム4、1/4波長板5、開口部6、開口制限手段7、対物レンズ8から構成される。
また、CD光学系として、ホログラムユニット31、カップリングレンズ32、ダイクロイックプリズム33、偏向プリズム4、1/4波長板5、開口部6、開口制限手段7、対物レンズ8から構成される。
以上のように、本実施形態の光ピックアップ装置は、青色光学系、DVD光学系、CD光学系から構成されている。各光学系のうち、ダイクロイックプリズム23、33、偏向プリズム4、1/4波長板5、開口部6、開口制限手段7、対物レンズ8は複数の光学系の共通部品である。
また、光ディスク9a、9b、9cはそれぞれ光源波長が異なる光ディスクで、光ディスク9aは透明基板厚さが0.1mmの青色系光ディスク、光ディスク9bは透明基板厚さが0.6mmのDVD系光ディスク、光ディスク9cは透明基板厚さが1.2mmのCD系光ディスクである。
なお、開口部6は、対物レンズ8をフォーカス方向、トラック方向に可動させるアクチュエータ上の対物レンズ8を保持するボビン上で規制することが可能であり、具体的な光学部品を用いる必要はない。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of an optical pickup device according to an embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1, as a blue optical system, a semiconductor laser 1 in a blue wavelength band, a
The DVD optical system includes a
The CD optical system includes a
As described above, the optical pickup device according to the present embodiment includes the blue optical system, the DVD optical system, and the CD optical system. Among the optical systems, the
The
The opening 6 can be regulated on a bobbin that holds the
以下、図1を参照して青色/DVD/CDの各光学系の動作について説明する。
まず、青色光学系の動作について説明する。波長405nmの半導体レーザ1から出射した直線偏光の発散光は、カップリングレンズ2で略平行光とされ、偏光ビームスプリッタ3、ダイクロイックプリズム23、33を透過し、偏向プリズム4で光路を90度偏向され、1/4波長板5を通過し円偏光とされ、開口部6においてNA0.85に制限され、開口制限手段7を通過し、対物レンズ8に入射し、光ディスク9aの記録面に微小スポットとして集光される。このスポットにより、情報の記録、再生あるいは消去が行われる。さらに、光ディスク9aから反射した光は、往路とは反対回りの円偏光となり、対物レンズ8で再び略平行光とされ、1/4波長板5を通過して往路と直交した直線偏光になり、偏光ビームスプリッタ3で反射されて、検出レンズ10で収束光とされ、光束分割手段11により複数の光路に偏向分割され光検出器12に至る。光検出器12からは、情報信号、サーボ信号が検出される。
The operation of each blue / DVD / CD optical system will be described below with reference to FIG.
First, the operation of the blue optical system will be described. The linearly polarized divergent light emitted from the semiconductor laser 1 having a wavelength of 405 nm is converted into substantially parallel light by the
次に、DVD光学系の動作について説明する。
図1において、ホログラムユニット21は、半導体レーザ21a、ホログラム21b及び光検出器21cを一体化して構成されたユニットである。このホログラムユニット21内に実装された波長660nmの半導体レーザ21aのチップから出射した直線偏光の発散光は、ホログラム21bを透過し、カップリングレンズ22で略平行光あるいは所定の発散光とされ、ダイクロイックプリズム23によって偏向プリズム4の方向に反射され、偏向プリズム4で光路を90度偏向され、1/4波長板5を通過し円偏光とされ、開口部6を通過し、開口制限手段7においてNA0.65に制限され、対物レンズ8に入射し、光ディスク9bの記録面に微小スポットとして集光される。このスポットにより、情報の記録、再生あるいは消去が行われる。光ディスク9bから反射した光は、偏光プリズム4で偏向され、ダイクロイックプリズム23で反射され、カップリングレンズ22で収束光とされ、ホログラム21bにより複数の光路に分割・回折されてホログラムユニット21内の光検出器21cに至る。光検出器21cからは、情報信号、サーボ信号が検出される。
次に、CD光学系の動作について説明する。
図1において、ホログラムユニット31は、半導体レーザ31a、ホログラム31b及び光検出器31cを一体化して構成されたユニットである。このホログラムユニット31内に実装された波長785nmの半導体レーザ31aのチップから出射した直線偏光の発散光は、ホログラム31bを透過し、カップリングレンズ32で所定の発散光とされ、ダイクロイックプリズム33によって偏向プリズム4の方向に反射され、偏向プリズム4で光路を90度偏向され、1/4波長板5を通過し楕円偏光あるいは円偏光とされ、開口部6を通過し、開口制限手段7においてNA0.50に制限され、対物レンズ8に入射し、光ディスク9cの記録面に微小スポットとして集光される。このスポットにより、情報の記録、再生あるいは消去が行われる。さらに、光ディスク9cから反射した光は、偏光プリズム4で偏向され、ダイクロイックプリズム33で反射され、カップリングレンズ32で収束光とされ、ホログラム31bにより複数の光路に分割・回折されてホログラムユニット31内の光検出器31cに至る。光検出器31cからは、情報信号、サーボ信号が検出される。
Next, the operation of the DVD optical system will be described.
In FIG. 1, a
Next, the operation of the CD optical system will be described.
In FIG. 1, a
ここで、図1に示す開口制限手段7について、図2を用いて詳細に説明する。
青色光学系、DVD光学系、CD光学系で、光学系の倍率や制限されるNAが異なるため、必ずしも対物レンズ8に入射する入射瞳径φ1、φ2、φ3は等しくならない。
そこで、図2(a)〜図2(c)に示すような開口制限手段7が必要である。
開口制限手段7は一例として第1及び第2波長選択性膜13a、13bを有しているような構成がある。即ち、第1波長選択成膜13aは青色、DVDの光源波長帯域の光束は透過し、CDの光源波長帯域の光束は反射するような膜となっていて、CDのNAを制限する。
また第2波長選択性膜13bは青色の光源波長帯域の光束は透過し、DVD、CDの光源波長帯域の光束は反射するような膜となっていてDVDのNAを制限する。
また開口制限手段7は対物レンズ8に入射する入射瞳径を制限するため、対物レンズ8と一体となって可動する事が望ましく、図1に示すように対物レンズ8を可動させるアクチュエータに搭載させることが望ましい。
また、アクチュエータにおける可動部の軽量化、組付け工数の低減を考慮すると、上述した第1及び第2波長選択性膜13a、13bを対物レンズ8のレンズ面に構成することがより好ましい。なお、開口制限手段7の他の構成としては、波長選択性の回折格子として、波長選択的に反射するのではなく、回折するような構成でも良い。
Here, the
The blue optical system, DVD optical system, and CD optical system have different optical system magnifications and restricted NA, so that the entrance pupil diameters φ1, φ2, and φ3 incident on the
Therefore, an
As an example, the
The second wavelength
Further, it is desirable that the
In view of reducing the weight of the movable part in the actuator and reducing the number of assembling steps, it is more preferable to configure the first and second wavelength
次に、以上述べたような光ピックアップ装置の光学系において複数の光学系に対して共通部品となっている本発明に係る対物レンズについて詳細に説明する。
図3は対物レンズの概略を示す図である。
この図3に示すように、屈折レンズ8aの光源側の表面に樹脂層8bが接合され、さらにその表面にはブレーズ形状の回折面が形成されている。
ブレーズ形状あるいはキノフォームと呼ばれる回折格子形状は、回折格子の形状としては最も回折効率が高く有利である。ある波長に対して最適化されると、その波長での回折効率はスカラー回折理論によれば100%になり、またこれを階段近似した形状であっても90%以上の回折効率を期待できる。図3に示す符号dはブレーズ形状の格子溝深さであって、回折面における回折効率に作用する。対物レンズ8は高い透過率が求められるため、回折面における回折効率が高い方が望ましい。
図4はスカラー回折理論による解析効率計算結果を示した図である。
なお、この図4は対物レンズ8の樹脂層8bの材料にd線の屈折率nd1.511、アッベ数νd39.6の硝材(511.396)を用いた場合の格子溝深さdに対する青色(波長405nm)、DVD(波長660nm)、CD(波長785nm)に対する回折効率をスカラー回折理論を用いて求めた結果を示した図である。
格子溝深さdを様々な深さにする事によって、各波長に対して、1次光や2次光が発生し、各回折光に対する回折効率が変動しており、その周期は各波長で互いに異なっている。従って図4に示す結果によれば、波長405nmに対しては2次光、波長660nmに対しては1次光、波長785nmに対しては1次光が発生するような格子溝深さにする事により、3波長に対して高い回折効率を確保できることがわかる。具体的には図4に示すように、格子溝深さdは1.3〜1.4μm程度が望ましい。
また、屈折レンズ8aの材料がガラスであるので、材料が樹脂であった場合と比較して、屈折率の高い硝材を選択でき、温度変化等の環境変化に対して屈折率の変化や膨張等による収差劣化を抑える事ができる。
さらに、その面形状としては球面レンズとすると製作が容易である。樹脂層8bに用いられる材料としては、光硬化性樹脂であっても熱硬化性樹脂であっても良く、金型に樹脂層表面に形成したい回折格子形状を作り込んで成形することにより回折面を得る事ができる。
Next, the objective lens according to the present invention, which is a common component for a plurality of optical systems in the optical system of the optical pickup apparatus as described above, will be described in detail.
FIG. 3 is a diagram showing an outline of the objective lens.
As shown in FIG. 3, a
A diffraction grating shape called a blazed shape or kinoform has the highest diffraction efficiency and is advantageous as a diffraction grating shape. When optimized for a certain wavelength, the diffraction efficiency at that wavelength is 100% according to the scalar diffraction theory, and a diffraction efficiency of 90% or more can be expected even with a shape approximating this step. The symbol d shown in FIG. 3 is the depth of the blazed grating groove, which affects the diffraction efficiency on the diffraction surface. Since the
FIG. 4 is a diagram showing the calculation result of the analysis efficiency based on the scalar diffraction theory.
4 shows a blue color with respect to the grating groove depth d when a glass material (511.396) having a d-line refractive index nd1.511 and an Abbe number νd39.6 is used as the material of the
By setting the grating groove depth d to various depths, primary light and secondary light are generated for each wavelength, and the diffraction efficiency for each diffracted light varies. They are different from each other. Therefore, according to the results shown in FIG. 4, the grating groove depth is such that secondary light is generated for a wavelength of 405 nm, primary light is generated for a wavelength of 660 nm, and primary light is generated for a wavelength of 785 nm. This shows that high diffraction efficiency can be secured for three wavelengths. Specifically, as shown in FIG. 4, the grating groove depth d is preferably about 1.3 to 1.4 μm.
Further, since the material of the
Further, if the surface shape is a spherical lens, it is easy to manufacture. The material used for the
以下に本実施形態の光ピックアップ装置に用いる対物レンズの具体的な例を挙げ説明する。
本実施形態の対物レンズズは、光源波長405nm、透明基板厚さ0.1mm、NA0.85の青色系光ディスクと、光源波長660nm、透明基板厚さ0.6mm、NA0.65のDVD系光ディスクと、光源波長785nm、透明基板厚さ1.2mm、NA0.50のCD系光ディスクの3種類の規格の光ディスクについて記録、再生を行う光ピックアップ装置に用いられる対物レンズである。以下に対物レンズの実施例1〜4について詳細に説明する。
図6は実施例1の対物レンズのレンズデータと3世代軸上波面収差特性図である。
実施例1の対物レンズのレンズデータは図6(a)に示す通りである。
まず、光源波長405nmの青色系光ディスクに対して使用した場合について説明する。
図5は対物レンズの概略図である。
この図5に示す対物レンズにおける屈折レンズ8aの材料にはHOYA製のM−NbFD13、屈折レンズ8aに接合する樹脂層8b、8b’の材料には、d線の屈折率nd1.511、アッベ数νd39.6の硝材(511.396)を用いている。また、レンズ面の非球面形状は、光軸方向の軸X、光軸と垂直方向の軸(光軸からの高さ)Y、近軸曲率半径R、円錐係数K、非球面係数A,B,C,D,・・・を用いて、次の(数1)で表される。
・・・(数1)
また、回折面による光路差の付加量は、光軸と垂直方向の軸(光軸からの高さ)Y、回折面係数C1,C2,C3,C4,C5・・・を用いて次式の光路差関数Φは(数2)で表される。
・・・(数2)
なお、これに用いる回折次数がm次であった場合は、m倍する必要がある。
Hereinafter, a specific example of the objective lens used in the optical pickup device of this embodiment will be described.
The objective lens of the present embodiment includes a light source wavelength of 405 nm, a transparent substrate thickness of 0.1 mm, a blue optical disc having a NA of 0.85, a light source wavelength of 660 nm, a transparent substrate thickness of 0.6 mm, and a NA 0.65 DVD optical disc, It is an objective lens used in an optical pickup device for recording and reproducing on three types of optical discs of a CD type optical disc having a light source wavelength of 785 nm, a transparent substrate thickness of 1.2 mm, and an NA of 0.50. Hereinafter, Examples 1-4 of the objective lens will be described in detail.
FIG. 6 is a graph showing the lens data of the objective lens of Example 1 and the third generation on-axis wavefront aberration characteristics.
The lens data of the objective lens of Example 1 is as shown in FIG.
First, the case where it is used for a blue optical disk having a light source wavelength of 405 nm will be described.
FIG. 5 is a schematic diagram of the objective lens.
In the objective lens shown in FIG. 5, the
... (Equation 1)
Further, the additional amount of the optical path difference due to the diffractive surface is expressed by the following equation using an axis Y (height from the optical axis) Y perpendicular to the optical axis, and diffractive surface coefficients C1, C2, C3, C4, C5. The optical path difference function Φ is expressed by (Expression 2).
... (Equation 2)
In addition, when the diffraction order used for this is m order, it is necessary to multiply by m.
さらに図6(a)中の記号について説明する。
OBJは物点(光源位置)を意味するが、青色光学系に対しては無限系であり、曲率半径RDY及び厚さTHIをINFINITY(無限大)としている。
またSTOは入射瞳面であり、その曲率半径はINFINITY、厚さTHIを設計上0としている。S2は対物レンズの光源側の面、S5は対物レンズの光ディスク側の面である。詳細には、対物レンズは図5に示すように、S2〜S5の4面から構成され、光源側の面からそれぞれ、樹脂層8b表面に形成される回折面(S2)、樹脂層8bと屈折レンズ8aの接合面(S3)、屈折レンズ8aと樹脂層8b’の接合面(S4)、樹脂層8b’表面(S5)である。
対物レンズの総厚みは1.82mmであり、S5の厚さTHI:1.13965mmは対物レンズから青色系光ディスク表面までの光軸上の距離を表す。S6は光ディスクの光束入射面、IMGは光ディスクの記録面であり、これらの面間隔、すなわち透明基板厚さは0.1mmである。EPDは入射瞳径を表し、4.14mmである。なお、回折面における回折光としては2次光を用いている。
Further, symbols in FIG. 6A will be described.
OBJ means an object point (light source position), which is an infinite system for the blue optical system, and has a radius of curvature RDY and a thickness THI of INFINITY (infinite).
STO is an entrance pupil plane, the radius of curvature is INFINITY, and the thickness THI is set to 0 in design. S2 is a light source side surface of the objective lens, and S5 is a surface of the objective lens on the optical disk side. Specifically, as shown in FIG. 5, the objective lens is composed of four surfaces S2 to S5, and the diffraction surface (S2) formed on the surface of the
The total thickness of the objective lens is 1.82 mm, and the thickness THI of S5: 1.13965 mm represents the distance on the optical axis from the objective lens to the blue optical disk surface. S6 is the light incident surface of the optical disk, and IMG is the recording surface of the optical disk. The distance between these surfaces, that is, the thickness of the transparent substrate is 0.1 mm. EPD represents the entrance pupil diameter and is 4.14 mm. Note that secondary light is used as diffracted light on the diffraction surface.
次に、前述の対物レンズを光源波長660nmのDVD系光ディスクに対して使用した場合について図6(a)を用いて説明する。
DVD光学系に対しても無限系であり、物点OBJから入射瞳面STOまでの距離をINFINITYとしている。対物レンズからDVD系光ディスク表面までの光軸上の距離は0.97336mmである。なお、回折面における回折光としては1次光を用いている。
また、前述の対物レンズを光源波長785nmのCD系光ディスクに対して使用した場合について図6(a)を用いて説明する。
CD光学系に対しては有限系であり、物点OBJから入射瞳面STOまでの距離は約23mmである。対物レンズからCD系光ディスク表面までの光軸上の距離は0.871623mmである。なお、回折面における回折光としては1次光を用いている。
図6(b)は実施例1の対物レンズを用いたときの青色系光ディスク、DVD系光ディスク、CD系光ディスクに対する軸上波面収差特性を示す図である。
各光ディスクに対して波面収差は0.01λrms以下となっており、良好な収差特性を有している。また、対物レンズから青色/DVD/CDの各光ディスク表面までの光軸上の距離も十分に確保できている。
Next, a case where the above-described objective lens is used for a DVD optical disk having a light source wavelength of 660 nm will be described with reference to FIG.
The DVD optical system is also an infinite system, and the distance from the object point OBJ to the entrance pupil plane STO is INFINITY. The distance on the optical axis from the objective lens to the DVD optical disk surface is 0.97336 mm. Note that primary light is used as diffracted light on the diffraction surface.
A case where the above-described objective lens is used for a CD optical disk having a light source wavelength of 785 nm will be described with reference to FIG.
The CD optical system is a finite system, and the distance from the object point OBJ to the entrance pupil plane STO is about 23 mm. The distance on the optical axis from the objective lens to the CD optical disk surface is 0.871623 mm. Note that primary light is used as diffracted light on the diffraction surface.
FIG. 6B is a graph showing on-axis wavefront aberration characteristics for the blue optical disc, DVD optical disc, and CD optical disc when the objective lens of Example 1 is used.
The wavefront aberration for each optical disk is 0.01λ rms or less, and the lens has good aberration characteristics. Further, a sufficient distance on the optical axis from the objective lens to the surface of each blue / DVD / CD optical disk can be secured.
図7は実施例2の対物レンズのレンズデータと3世代軸上波面収差特性図である。
実施例2の対物レンズのレンズデータは図7(a)に示す通りである。
まず、光源波長405nmの青色系光ディスクに対して使用した場合について説明する。対物レンズの概略図は実施例1同様、図5のようになっている。
図5に示す対物レンズにおける屈折レンズ8aの材料にはHOYA製のM−NbFD13、屈折レンズ8aに接合する樹脂層8b、8b’の材料には、d線の屈折率nd1.511、アッベ数νd39.6の硝材(511.396)を用いている。
またレンズ面の非球面形状および回折面による光路差の付加量はそれぞれ実施例1と同様に(数1)、(数2)で表される。
さらに、図7(a)中の記号について説明する。
OBJは物点(光源位置)を意味するが、青色光学系に対しては無限系であり、曲率半径RDY及び厚さTHIをINFINITY(無限大)としている。
また、STOは入射瞳面であり、その曲率半径はINFINITY、厚さTHIを設計上0としている。S2は対物レンズの光源側の面、S5は対物レンズの光ディスク側の面である。詳細には、対物レンズは図5に示すように、S2〜S5の4面から構成され、光源側の面からそれぞれ、樹脂層8b表面に形成される回折面(S2)、樹脂層8bと屈折レンズ8aの接合面(S3)、屈折レンズ8aと樹脂層8b’の接合面(S4)、樹脂層8b’表面(S5)である。対物レンズの総厚みは1.82mmであり、S5の厚さTHI:1.07712mmは対物レンズから青色系光ディスク表面までの光軸上の距離を表す。S6は光ディスクの光束入射面、IMGは光ディスクの記録面であり、これらの面間隔、即ち透明基板厚さは0.1mmである。EPDは入射瞳径を表し、4.08mmである。なお、回折面における回折光としては2次光を用いている。
FIG. 7 is a graph showing the lens data of the objective lens of Example 2 and the third generation on-axis wavefront aberration characteristics.
The lens data of the objective lens of Example 2 is as shown in FIG.
First, the case where it is used for a blue optical disk having a light source wavelength of 405 nm will be described. The schematic diagram of the objective lens is as shown in FIG.
In the objective lens shown in FIG. 5, the
Further, the added amount of the optical path difference due to the aspherical shape of the lens surface and the diffractive surface is expressed by (Equation 1) and (Equation 2) as in the first embodiment.
Furthermore, symbols in FIG. 7A will be described.
OBJ means an object point (light source position), which is an infinite system for the blue optical system, and has a radius of curvature RDY and a thickness THI of INFINITY (infinite).
STO is the entrance pupil plane, the radius of curvature is INFINITY, and the thickness THI is set to 0 in design. S2 is a light source side surface of the objective lens, and S5 is a surface of the objective lens on the optical disk side. Specifically, as shown in FIG. 5, the objective lens is composed of four surfaces S2 to S5, and the diffraction surface (S2) formed on the surface of the
次に、前述の対物レンズを光源波長660nmのDVD系光ディスクに対して使用した場合について、図7(a)を用いて説明する。
DVD光学系に対しては有限系であり、物点OBJから入射瞳面STOまでの距離は約39mmである。対物レンズからDVD系光ディスク表面までの光軸上の距離は1.08903mmである。なお、回折面における回折光としては1次光を用いている。
また、前述の対物レンズを光源波長785nmのCD系光ディスクに対して使用した場合について、図7(a)を用いて説明する。
CD光学系に対しては有限系であり、物点OBJから入射瞳面STOまでの距離は約25mmである。対物レンズからCD系光ディスク表面までの光軸上の距離は0.780597mmである。なお、回折面における回折光としては1次光を用いている。
図7(b)は実施例2の対物レンズを用いたときの青色系光ディスク、DVD系光ディスク、CD系光ディスクに対する軸上波面収差特性を示す図である。
各光ディスクに対して波面収差は0.01λrms以下となっており、良好な収差特性を有している。また、対物レンズから青色/DVD/CDの各光ディスク表面までの光軸上の距離も十分に確保されている。
また、実施例2の対物レンズは、青色用光源における記録時と再生時の出力変化に伴う波長変動(いわゆるモードホップ)が+1nmであった場合の、中心波長(405nm)に対するベストフォーカス位置における波面収差は劣化量として0.001λrms程度、ベストフォーカス位置の変動としても0.0025・m/nmと非常に小さく抑えられており、十分な色収差補正機能を有している。これにより、この対物レンズを記録/再生可能な光ディスク装置に用いても、記録/再生が切り替った時に光ディスクの記録面での光スポットがデフォーカス状態になって情報の記録が不十分になったり、再生ができなくなったりする問題は無い。
さらに、実施例2の対物レンズは、光源部分における温度変化や光源の発振波長の固体ばらつきによる青色用光源の波長変化に対しては、例えば中心波長+5nmの波長に対してベストフォーカス位置での波面収差が0.017λrms程度と抑えられており、十分な収差特性を有している。これにより、波長変動に伴って発生する収差により、光ディスクの記録面における集光スポットが劣化し、情報の再生性能等が悪化する問題は無い。
以上、実施例1、実施例2では樹脂層を屈折レンズの両面に接合した構成としたが、片面であっても良い。樹脂層を屈折レンズの片面のみに接合した構成とすることで、樹脂層を両面に接合するよりも対物レンズの作製が容易になる。
Next, the case where the above-described objective lens is used for a DVD optical disk having a light source wavelength of 660 nm will be described with reference to FIG.
The DVD optical system is a finite system, and the distance from the object point OBJ to the entrance pupil plane STO is about 39 mm. The distance on the optical axis from the objective lens to the DVD optical disk surface is 1.08903 mm. Note that primary light is used as diffracted light on the diffraction surface.
A case where the above-described objective lens is used for a CD optical disk having a light source wavelength of 785 nm will be described with reference to FIG.
The CD optical system is a finite system, and the distance from the object point OBJ to the entrance pupil plane STO is about 25 mm. The distance on the optical axis from the objective lens to the surface of the CD optical disk is 0.780597 mm. Note that primary light is used as diffracted light on the diffraction surface.
FIG. 7B is a graph showing the on-axis wavefront aberration characteristics for the blue optical disc, DVD optical disc, and CD optical disc when the objective lens of Example 2 is used.
The wavefront aberration for each optical disk is 0.01λ rms or less, and the lens has good aberration characteristics. Further, a sufficient distance on the optical axis from the objective lens to the surface of each blue / DVD / CD optical disc is sufficiently secured.
Further, the objective lens of Example 2 has a wavefront at the best focus position with respect to the center wavelength (405 nm) when the wavelength variation (so-called mode hop) associated with the output change at the time of recording and reproduction at the blue light source is +1 nm. Aberration is suppressed to a very small amount of about 0.001 λrms as a deterioration amount and 0.0025 · m / nm as a variation of the best focus position, and has a sufficient chromatic aberration correction function. As a result, even when this objective lens is used in an optical disc apparatus capable of recording / reproducing, when the recording / reproducing is switched, the light spot on the recording surface of the optical disc becomes defocused and information recording becomes insufficient. There is no problem of being unable to play back.
Furthermore, the objective lens of Example 2 has a wavefront at the best focus position with respect to the wavelength of the center wavelength +5 nm, for example, with respect to the wavelength change of the blue light source due to the temperature change in the light source part and the solid variation of the oscillation wavelength of the light source. Aberration is suppressed to about 0.017λrms and has sufficient aberration characteristics. As a result, there is no problem that the light collection spot on the recording surface of the optical disk deteriorates due to the aberration caused by the wavelength fluctuation, and the information reproduction performance or the like deteriorates.
As described above, in Example 1 and Example 2, the resin layer is bonded to both surfaces of the refractive lens. By adopting a configuration in which the resin layer is bonded to only one surface of the refractive lens, it becomes easier to manufacture the objective lens than to bond the resin layer to both surfaces.
以下、実施例3、実施例4は樹脂層を屈折レンズの片面のみに接合した構成である。
図9は実施例3の対物レンズのレンズデータと3世代軸上波面収差特性図である。
実施例3の対物レンズのレンズデータは図9(a)に示す通りである。
まず、光源波長405nmの青色系光ディスクに対して使用した場合について説明する。対物レンズの概略図は図8のようになっている。
図8に示す対物レンズ8における屈折レンズ8aの材料にはHOYA製のM−NbFD13、屈折レンズ8aに接合する樹脂層8bの材料には、d線の屈折率nd1.511、アッベ数νd39.6の硝材(511.396)を用いている。
また、レンズ面の非球面形状および回折面による光路差の付加量はそれぞれ、実施例1同様に(数1)、(数2)で表される。
Hereinafter, Example 3 and Example 4 have a configuration in which the resin layer is bonded only to one surface of the refractive lens.
FIG. 9 is a graph showing the lens data of the objective lens of Example 3 and the third generation on-axis wavefront aberration characteristics.
The lens data of the objective lens of Example 3 is as shown in FIG.
First, the case where it is used for a blue optical disk having a light source wavelength of 405 nm will be described. A schematic diagram of the objective lens is shown in FIG.
In the
Further, the added amount of the optical path difference due to the aspherical shape of the lens surface and the diffractive surface is expressed by (Equation 1) and (Equation 2) as in the first embodiment.
さらに、図9(a)中の記号について説明する。
OBJは物点(光源位置)を意味するが、青色光学系に対しては無限系であり、曲率半径RDY及び厚さTHIをINFINITY(無限大)としている。
また、STOは入射瞳面であり、その曲率半径はINFINITY、厚さTHIを設計上0としている。S2は対物レンズの光源側の面、S4は対物レンズの光ディスク側の面である。詳細には、対物レンズは図8に示すように、S2〜S4の3面から構成され、光源側の面からそれぞれ、樹脂層8b表面に形成される回折面(S2)、樹脂層8bと屈折レンズ8aの接合面(S3)、屈折レンズ8a表面(S4)である。
図9(a)に示すように、実施例3の対物レンズ8は、実施例1、実施例2の対物レンズ8における樹脂層8b’を無くし、屈折レンズ8a表面(S4)を非球面とした構成となっている。
対物レンズの総厚みは1.81mmであり、S4の厚さTHI:1.22428mmは対物レンズから青色系光ディスク表面までの光軸上の距離を表す。S5は光ディスクの光束入射面、IMGは光ディスクの記録面であり、これらの面間隔、即ち透明基板厚さは0.1mmである。EPDは入射瞳径を表し、4.08mmである。なお、回折面における回折光としては2次光を用いている。
Further, symbols in FIG. 9A will be described.
OBJ means an object point (light source position), which is an infinite system for the blue optical system, and has a radius of curvature RDY and a thickness THI of INFINITY (infinite).
STO is the entrance pupil plane, the radius of curvature is INFINITY, and the thickness THI is set to 0 in design. S2 is a surface on the light source side of the objective lens, and S4 is a surface on the optical disc side of the objective lens. Specifically, as shown in FIG. 8, the objective lens is composed of three surfaces S2 to S4, and the diffraction surface (S2) formed on the surface of the
As shown in FIG. 9A, in the
The total thickness of the objective lens is 1.81 mm, and the thickness THI of S4: 1.242828 mm represents the distance on the optical axis from the objective lens to the blue optical disk surface. S5 is a light beam incident surface of the optical disk, and IMG is a recording surface of the optical disk, and the distance between these surfaces, that is, the thickness of the transparent substrate is 0.1 mm. EPD represents the entrance pupil diameter and is 4.08 mm. Note that secondary light is used as diffracted light on the diffraction surface.
次に、前述の対物レンズを光源波長660nmのDVD系光ディスクに対して使用した場合について、図9(a)を用いて説明する。
DVD光学系に対しても無限系であり、物点OBJから入射瞳面STOまでの距離をINFINITYとしている。対物レンズからDVD系光ディスク表面までの光軸上の距離は1.03304mmである。なお、回折面における回折光としては1次光を用いている。
また、前述の対物レンズを光源波長785nmのCD系光ディスクに対して使用した場合について、図9(a)を用いて説明する。
CD光学系に対しては有限系であり、物点OBJから入射瞳面STOまでの距離は約23mmである。対物レンズからCD系光ディスク表面までの光軸上の距離は0.948916mmである。なお、回折面における回折光としては1次光を用いている。
図9(b)は実施例3の対物レンズを用いたときの青色系光ディスク、DVD系光ディスク、CD系光ディスクに対する軸上波面収差特性を示す図である。
各光ディスクに対して波面収差は0.01λrms以下となっており、良好な収差特性を有している。また、対物レンズから青色/DVD/CDの各光ディスク表面までの光軸上の距離も十分に確保されている。
Next, a case where the above-described objective lens is used for a DVD optical disk having a light source wavelength of 660 nm will be described with reference to FIG.
The DVD optical system is also an infinite system, and the distance from the object point OBJ to the entrance pupil plane STO is INFINITY. The distance on the optical axis from the objective lens to the DVD optical disk surface is 1.03304 mm. Note that primary light is used as diffracted light on the diffraction surface.
A case where the above-described objective lens is used for a CD-type optical disk having a light source wavelength of 785 nm will be described with reference to FIG.
The CD optical system is a finite system, and the distance from the object point OBJ to the entrance pupil plane STO is about 23 mm. The distance on the optical axis from the objective lens to the surface of the CD optical disk is 0.948916 mm. Note that primary light is used as diffracted light on the diffraction surface.
FIG. 9B is a graph showing on-axis wavefront aberration characteristics with respect to a blue optical disc, a DVD optical disc, and a CD optical disc when the objective lens of Example 3 is used.
The wavefront aberration for each optical disk is 0.01λ rms or less, and the lens has good aberration characteristics. Further, a sufficient distance on the optical axis from the objective lens to the surface of each blue / DVD / CD optical disc is sufficiently secured.
図10は実施例4の対物レンズのレンズデータと3世代軸上波面収差特性図である。
実施例4の対物レンズのレンズデータは図10(a)に示す通りである。
まず、光源波長405nmの青色系光ディスクに対して使用した場合について説明する。対物レンズの概略図は実施例3同様、図8のようになっている。
図8に示す対物レンズ8における屈折レンズ8aの材料にはHOYA製のM−NbFD13、屈折レンズ8aに接合する樹脂層8bの材料には、d線の屈折率nd1.511、アッベ数νd39.6の硝材(511.396)を用いている。また、レンズ面の非球面形状および回折面による光路差の付加量はそれぞれ、実施例1同様に(数1)、(数2)で表される。
さらに、図10(a)中の記号について説明する。
OBJは物点(光源位置)を意味するが、青色光学系に対しては無限系であり、曲率半径RDY及び厚さTHIをINFINITY(無限大)としている。
また、STOは入射瞳面であり、その曲率半径はINFINITY、厚さTHIを設計上0としている。S2は対物レンズの光源側の面、S4は対物レンズの光ディスク側の面である。詳細には、対物レンズは図10に示すように、S2〜S4の3面から構成され、光源側の面からそれぞれ、樹脂層8b表面に形成される回折面(S2)、樹脂層8bと屈折レンズ8aの接合面(S3)、屈折レンズ8a表面(S4)である。
図10(a)に示すように、実施例4の対物レンズ8は、実施例1、実施例2の対物レンズ8における樹脂層8b’を無くし、屈折レンズ8a表面(S4)を非球面とした構成となっている。対物レンズの総厚みは1.81mmであり、S4の厚さTHI:1.14736mmは対物レンズから青色系光ディスク表面までの光軸上の距離を表す。
S5は光ディスクの光束入射面、IMGは光ディスクの記録面であり、これらの面間隔、即ち透明基板厚さは0.1mmである。EPDは入射瞳径を表し、4.12mmである。なお、回折面における回折光としては2次光を用いている。
FIG. 10 is a graph showing the lens data of the objective lens of Example 4 and the third generation on-axis wavefront aberration characteristics.
The lens data of the objective lens of Example 4 is as shown in FIG.
First, the case where it is used for a blue optical disk having a light source wavelength of 405 nm will be described. The schematic diagram of the objective lens is as shown in FIG.
In the
Further, symbols in FIG. 10A will be described.
OBJ means an object point (light source position), which is an infinite system for the blue optical system, and has a radius of curvature RDY and a thickness THI of INFINITY (infinite).
STO is the entrance pupil plane, the radius of curvature is INFINITY, and the thickness THI is set to 0 in design. S2 is a surface on the light source side of the objective lens, and S4 is a surface on the optical disc side of the objective lens. Specifically, as shown in FIG. 10, the objective lens is composed of three surfaces S2 to S4, and the diffraction surface (S2) formed on the surface of the
As shown in FIG. 10A, in the
S5 is a light beam incident surface of the optical disk, and IMG is a recording surface of the optical disk, and the distance between these surfaces, that is, the thickness of the transparent substrate is 0.1 mm. EPD represents the entrance pupil diameter and is 4.12 mm. Note that secondary light is used as diffracted light on the diffraction surface.
次に、前述の対物レンズを光源波長660nmのDVD系光ディスクに対して使用した場合について、図10(a)を用いて説明する。
DVD光学系に対しては有限系であり、物点OBJから入射瞳面STOまでの距離は約38mmである。対物レンズからDVD系光ディスク表面までの光軸上の距離は1.16408mmである。なお、回折面における回折光としては1次光を用いている。
また、前述の対物レンズを光源波長785nmのCD系光ディスクに対して使用した場合について、図10(a)を用いて説明する。
CD光学系に対しては有限系であり、物点OBJから入射瞳面STOまでの距離は約25mmである。対物レンズからCD系光ディスク表面までの光軸上の距離は0.854384mmである。なお、回折面における回折光としては1次光を用いている。
図10(b)は実施例4の対物レンズを用いたときの青色系光ディスク、DVD系光ディスク、CD系光ディスクに対する軸上波面収差特性を示す図である。
各光ディスクに対して波面収差は0.01λrms以下となっており、良好な収差特性を有している。また、対物レンズから青色/DVD/CDの各光ディスク表面までの光軸上の距離も十分に確保されている。
また、実施例4の対物レンズは、青色用光源における記録時と再生時の出力変化に伴う波長変動(いわゆるモードホップ)が+1nmであった場合の、中心波長(405nm)に対するベストフォーカス位置における波面収差は劣化量として0.001λrms程度、ベストフォーカス位置の変動としても−0.0005・m/nmと非常に小さく抑えられており、十分な色収差補正機能を有している。
これにより、この対物レンズを記録/再生可能な光ディスク装置に用いても、記録/再生が切り替った時に光ディスクの記録面での光スポットがデフォーカス状態になって情報の記録が不十分になったり、再生ができなくなる問題は無い。
Next, the case where the above-described objective lens is used for a DVD optical disk having a light source wavelength of 660 nm will be described with reference to FIG.
The DVD optical system is a finite system, and the distance from the object point OBJ to the entrance pupil plane STO is about 38 mm. The distance on the optical axis from the objective lens to the DVD optical disc surface is 1.16408 mm. Note that primary light is used as diffracted light on the diffraction surface.
Further, the case where the above-described objective lens is used for a CD optical disk having a light source wavelength of 785 nm will be described with reference to FIG.
The CD optical system is a finite system, and the distance from the object point OBJ to the entrance pupil plane STO is about 25 mm. The distance on the optical axis from the objective lens to the surface of the CD optical disk is 0.854384 mm. Note that primary light is used as diffracted light on the diffraction surface.
FIG. 10B is a graph showing on-axis wavefront aberration characteristics with respect to a blue optical disc, a DVD optical disc, and a CD optical disc when the objective lens of Example 4 is used.
The wavefront aberration for each optical disk is 0.01λ rms or less, and the lens has good aberration characteristics. Further, a sufficient distance on the optical axis from the objective lens to the surface of each blue / DVD / CD optical disc is sufficiently secured.
Further, the objective lens of Example 4 has a wavefront at the best focus position with respect to the center wavelength (405 nm) when the wavelength variation (so-called mode hop) associated with the output change at the time of recording and reproduction at the blue light source is +1 nm. The aberration is suppressed to about 0.001λrms as a deterioration amount and −0.0005 · m / nm as a variation of the best focus position, and has a sufficient chromatic aberration correction function.
As a result, even when this objective lens is used in an optical disc apparatus capable of recording / reproducing, when the recording / reproducing is switched, the light spot on the recording surface of the optical disc becomes defocused and information recording becomes insufficient. There is no problem that you can not play.
さらに、実施例4の対物レンズは、光源部分における温度変化や光源の発振波長の固体ばらつきによる青色用光源の波長変化に対しては、例えば中心波長+5nmの波長に対してベストフォーカス位置での波面収差が0.026λrms程度と抑えられており、十分な収差特性を有している。これにより、波長変動に伴って発生する収差により、光ディスクの記録面における集光スポットが劣化し、情報の再生性能等が悪化する問題は無い。
以上に述べたように、屈折レンズの少なくとも片面に樹脂層を接合し、その表面に回折面を設けることで、複数世代に対して良好に収差補正された対物レンズを実現でき、さらに、規格の異なる複数の光ディスク(情報記録媒体)の記録面に対して良好な集光スポットを形成できる小型の光ピックアップ装置を実現できる。
また、これまでは透明基板厚みと像側開口数が異なる青色/DVD/CDに対して実施例を説明したが、CD光学系を除いても本発明の効果は損なわれることはなく、むしろ対物レンズに要求される機能が減るので、青色/DVD光学系に対してはより高い性能が発揮できるようになる。
Furthermore, the objective lens of Example 4 has a wavefront at the best focus position with respect to the wavelength of the center wavelength +5 nm, for example, with respect to the wavelength change of the blue light source due to the temperature change in the light source part and the solid variation of the oscillation wavelength of the light source. Aberration is suppressed to about 0.026λrms and has sufficient aberration characteristics. As a result, there is no problem that the light collection spot on the recording surface of the optical disk deteriorates due to the aberration caused by the wavelength fluctuation, and the information reproduction performance or the like deteriorates.
As described above, by attaching a resin layer to at least one surface of a refractive lens and providing a diffractive surface on its surface, an objective lens that is favorably corrected for aberrations for multiple generations can be realized. It is possible to realize a small optical pickup device that can form a good light-condensing spot on the recording surfaces of different optical disks (information recording media).
Although the embodiments have been described so far with respect to blue / DVD / CD having different transparent substrate thicknesses and image-side numerical apertures, the effects of the present invention are not impaired even if the CD optical system is omitted. Since the function required for the lens is reduced, higher performance can be exhibited for the blue / DVD optical system.
図11は本発明の実施形態における光情報処理装置である光ディスク装置の概略構成を示すブロック図である。
この図に示す光ディスク装置は、上記した光ピックアップ装置50を用いて、情報の記録、再生、消去の少なくともいずれか1以上を行う装置である。
図11に示すように、光ピックアップ装置50からの信号検出用の光検出器の出力を処理する処理手段である信号処理回路51で受けて、情報信号、サーボ信号を生成し、サーボ信号は、フォーカスコントローラ52、トラックコントローラ53、アクチュエータドライバ54にフィードバックされて対物レンズのフォーカシング制御及びトラッキング制御が行われる。同様に、対物レンズをチルト制御する場合には、チルト信号が対物レンズチルトコントローラ55、対物レンズチルトドライバ56にフィードバックされて対物レンズのチルト制御が行われる。また、光源の出力についてもレーザーコントローラ57、レーザードライバ58にフィードバックされた信号により出力制御が行われる。
光ディスク9はスピンドルコントローラ59、スピンドルドライバ60にフィードバックされた信号によりスピンドルモータ61を用いて回転制御される。
図11に示す光ディスク装置に前述の光ピックアップ装置、対物レンズを適宜用いることができ、その光ピックアップ装置からの信号により情報の記録、再生及び消去の少なくともいずれか1つを行う光ディスク装置によれば、規格の異なる複数の情報記録媒体へのアクセスを安定して行うことができる。
FIG. 11 is a block diagram showing a schematic configuration of an optical disc apparatus which is an optical information processing apparatus in an embodiment of the present invention.
The optical disk apparatus shown in this figure is an apparatus that performs at least one of information recording, reproduction, and erasing using the
As shown in FIG. 11, the
The optical disk 9 is rotationally controlled using a
According to the optical disk apparatus shown in FIG. 11, the optical pickup apparatus and objective lens described above can be used as appropriate, and at least one of information recording, reproduction, and erasing is performed by a signal from the optical pickup apparatus. Therefore, it is possible to stably access a plurality of information recording media having different standards.
1、21a、31a 半導体レーザ、2 カップリングレンズ、3 偏光ビームスプリッタ、4 偏向プリズム、5 1/4波長板、6 開口部、7 開口制限手段、8 対物レンズ、9a、9b、9c 光ディスク、10 検出レンズ、11 光束分割手段、12、13a、13b 波長選択性膜、21c、31c 光検出器、21 ホログラムユニット、21b、31b ホログラム、22 カップリングレンズ、23、33 ダイクロイックプリズム、50 光ピックアップ装置、51 信号処理回路、52 フォーカスコントローラ、53 トラックコントローラ、54 アクチュエータドライバ、55 対物レンズチルトコントローラ、56 対物レンズチルトドライバ、57 レーザーコントローラ、58 レーザードライバ、59 スピンドルコントローラ、60 スピンドルドライバ、61 スピンドルモータ
1, 21a, 31a Semiconductor laser, 2 coupling lens, 3 polarizing beam splitter, 4 deflection prism, 5 1/4 wavelength plate, 6 aperture, 7 aperture limiting means, 8 objective lens, 9a, 9b, 9c optical disc, 10 Detection lens, 11 beam splitting means, 12, 13a, 13b wavelength selective film, 21c, 31c photodetector, 21 hologram unit, 21b, 31b hologram, 22 coupling lens, 23, 33 dichroic prism, 50 optical pickup device, 51 Signal Processing Circuit, 52 Focus Controller, 53 Track Controller, 54 Actuator Driver, 55 Objective Lens Tilt Controller, 56 Objective Lens Tilt Driver, 57 Laser Controller, 58 Laser Driver, 59 Spindle Controller, 60 S Pindle driver, 61 spindle motor
Claims (7)
を満たすことを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載の対物レンズ。 On the diffraction surface, the diffraction orders having the maximum diffraction efficiency among the diffracted lights generated for the respective incident light beams from the plurality of light sources having the wavelengths λ 1 , λ 2 , and λ 3 are m 1 , m 2 , and m 3 . The following conditions
The objective lens according to any one of claims 1 to 4, wherein:
7. An optical pickup apparatus that performs at least one of recording, reproduction, and erasing of information with respect to an information recording medium, and an optical pickup apparatus according to claim 6 and processing means for processing a signal of the optical pickup apparatus An optical disc apparatus comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005061655A JP2006244656A (en) | 2005-03-04 | 2005-03-04 | Objective lens, optical pickup device, and optical disk device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005061655A JP2006244656A (en) | 2005-03-04 | 2005-03-04 | Objective lens, optical pickup device, and optical disk device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006244656A true JP2006244656A (en) | 2006-09-14 |
Family
ID=37050902
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005061655A Pending JP2006244656A (en) | 2005-03-04 | 2005-03-04 | Objective lens, optical pickup device, and optical disk device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2006244656A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008077728A (en) * | 2006-09-20 | 2008-04-03 | Canon Inc | Objective lens and optical pickup device using the same |
KR100833242B1 (en) | 2006-09-27 | 2008-05-28 | 삼성전자주식회사 | Object lens device with high numerical aperture and optical pickup device adopting the same |
JP2009223946A (en) * | 2008-03-17 | 2009-10-01 | Sanyo Electric Co Ltd | Optical pickup apparatus |
-
2005
- 2005-03-04 JP JP2005061655A patent/JP2006244656A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008077728A (en) * | 2006-09-20 | 2008-04-03 | Canon Inc | Objective lens and optical pickup device using the same |
KR100833242B1 (en) | 2006-09-27 | 2008-05-28 | 삼성전자주식회사 | Object lens device with high numerical aperture and optical pickup device adopting the same |
JP2009223946A (en) * | 2008-03-17 | 2009-10-01 | Sanyo Electric Co Ltd | Optical pickup apparatus |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPWO2005101393A1 (en) | Objective optical system for optical pickup device, optical pickup device, drive device for optical information recording medium, condensing lens, and optical path synthesis element | |
JPWO2005083694A1 (en) | Objective optical system, optical pickup device, and optical information recording / reproducing device | |
WO2007010770A1 (en) | Optical pickup and recorder/reproducer of optical information recording medium | |
US7233562B2 (en) | Optical pickup device | |
WO2006115081A1 (en) | Objective optical element for optical pickup device, optical element for optical pickup device, objective optical element unit for optical pickup device and optical pickup device | |
JP4339182B2 (en) | Optical pickup and optical information processing apparatus using the same | |
JP2006244656A (en) | Objective lens, optical pickup device, and optical disk device | |
JP2007242111A (en) | Optical pickup | |
US7710848B2 (en) | Optical pickup apparatus | |
JP4400326B2 (en) | Optical pickup optical system, optical pickup device, and optical disk drive device | |
JP4294460B2 (en) | Objective lens, optical pickup device and optical disk device | |
JP2002237078A (en) | Object lens and optical pickup device | |
JP2000285500A (en) | Optical pickup device for optical information recording medium, sound and/or image recording and reproducing apparatus and objective lens | |
JP2007242113A (en) | Optical pickup | |
JP2007242112A (en) | Optical pickup | |
JP4880686B2 (en) | Coupling lens, optical head, and optical disc apparatus | |
JP2006092671A (en) | Optical pickup device and drive unit for optical disk | |
JP2007317348A (en) | Optical pickup and optical information processing device | |
JP4271515B2 (en) | Optical pickup and optical information processing apparatus using the same | |
JP2006228368A (en) | Objective lens, optical pickup apparatus, and optical disk apparatus | |
JP2005100551A (en) | Optical pickup device and optical information processor using the same | |
JP4633817B2 (en) | Optical pickup | |
JP4375108B2 (en) | Optical head device | |
JPWO2007113995A1 (en) | Optical pickup device | |
JP2007242116A (en) | Optical pickup |