JP2010123214A - Objective lens, optical pickup and optical disc device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光ディスク等の光記録媒体に対して、情報の記録及び/又は再生を行う光ピックアップ、光ディスク装置等に用いられる対物レンズ、並びに、これを用いた光ピックアップ及び光ディスク装置に関する。 The present invention relates to an optical pickup for recording and / or reproducing information with respect to an optical recording medium such as an optical disc, an objective lens used in an optical disc apparatus, and the like, and an optical pickup and an optical disc apparatus using the same.
従来より、情報信号の記録媒体として、波長785nm程度の光ビームを用いるCD(Compact Disc)や、CDより高密度記録を実現した波長660nm程度の波長の光ビームを用いるDVD(Digital Versatile Disc)等の光ディスクがある。さらに、光ディスクには、DVDより高密度記録が実現された青紫色半導体レーザによる波長405nm程度の光ビームを用いて信号の記録再生を行う高密度記録が可能な光ディスク(以下、「高密度記録光ディスク」という。)がある。この高密度記録光ディスクとして、例えばBD(Blu-ray Disc(登録商標))のような、信号を記録する記録層を保護するカバーレイヤー(保護層)の厚さを薄くした構造のものが提案されている。 Conventionally, as an information signal recording medium, a CD (Compact Disc) using a light beam with a wavelength of about 785 nm, a DVD (Digital Versatile Disc) using a light beam with a wavelength of about 660 nm, which realizes higher density recording than a CD, and the like. There is an optical disc. Furthermore, the optical disk is an optical disk capable of high-density recording (hereinafter referred to as “high-density recording optical disk”) in which a signal is recorded and reproduced using a light beam having a wavelength of about 405 nm by a blue-violet semiconductor laser that realizes higher-density recording than DVD. "). As this high-density recording optical disc, for example, a BD (Blu-ray Disc (registered trademark)) having a structure in which the thickness of a cover layer (protective layer) for protecting a recording layer for recording a signal is reduced is proposed. ing.
上述のCD、DVD、BD等の光ディスクに情報信号の記録を行い、あるいは光ディスクに記録された情報信号の再生を行うために光ピックアップが用いられている。かかる光ピックアップ用の対物レンズとしては、量産性向上や軽量化等のために、その材料を、従来広く用いられていたガラスからプラスチック(合成樹脂)へ置き換えることが望まれる。 An optical pickup is used to record an information signal on an optical disk such as the above-described CD, DVD, BD, or to reproduce an information signal recorded on the optical disk. In such an objective lens for an optical pickup, it is desired to replace the material with glass (synthetic resin), which has been widely used in the past, in order to improve mass productivity and weight reduction.
しかしながら、ガラス製の対物レンズに比べて、プラスチック製の対物レンズを用いる場合には、そのプラスチックとしての特性を考慮して光学特性の劣化を避ける必要がある。プラスチック製のレンズを用いる際に最も懸念すべき事項は、プラスチックがガラスに比べて温度変化により屈折率が大きく変化するという特性を有することである。 However, when a plastic objective lens is used as compared with a glass objective lens, it is necessary to avoid degradation of optical characteristics in consideration of the characteristics as plastic. The most important factor when using a plastic lens is that plastic has a characteristic that its refractive index changes greatly due to a temperature change compared to glass.
例えば、図15に示すように、一般のガラス材料としてのL−BAL42は、Lgに示すように温度によらず略一定の屈折率を有している。これに対して例えばZeonex340R等のプラスチック材料は、Lpに示すように温度変化に応じて大きくその屈折率が変化する特性を有しており、すなわち、屈折率の温度依存性が大きい材料である。尚、L−BAL42の屈折率の温度に対する変化率を示すdn/dTは、dn/dT=−3.30×10−6[/℃]であり、Zeonex340Rの屈折率の温度に対する変化率を示すdn/dTは、dn/dT=−1.29×10−4[/℃]である。そして、かかるプラスチック材料を光ピックアップ用の対物レンズに用いた場合には、温度変化に対して各種の光学特性が劣化することが懸念される。 For example, as shown in FIG. 15, L-BAL42 as a general glass material has a substantially constant refractive index regardless of temperature, as indicated by Lg. On the other hand, plastic materials such as Zeonex 340R, for example, have a characteristic that the refractive index changes greatly according to the temperature change as indicated by Lp, that is, the refractive index has a large temperature dependency. In addition, dn / dT which shows the change rate with respect to the temperature of the refractive index of L-BAL42 is dn / dT = -3.30 * 10 < -6 > [/ degreeC], and shows the change rate with respect to the temperature of the refractive index of Zeonex340R. dn / dT is dn / dT = −1.29 × 10 −4 [/ ° C.]. When such a plastic material is used for an objective lens for an optical pickup, there is a concern that various optical characteristics deteriorate with respect to temperature changes.
その劣化する光学特性の一つとして、対物レンズを傾斜(以下、「レンズチルト」ともいう。)させたときに発生する3次コマ収差の変化の感度の劣化が問題となる。以下では、レンズチルト1degree当たりで発生する3次コマ収差量を「レンズチルト感度」という。 As one of the deteriorated optical characteristics, there is a problem of sensitivity deterioration due to a change in third-order coma aberration that occurs when the objective lens is tilted (hereinafter also referred to as “lens tilt”). Hereinafter, the third-order coma aberration amount generated per lens tilt of 1 degree is referred to as “lens tilt sensitivity”.
ここで、プラスチック製の対物レンズにおいてレンズチルト感度の劣化が問題となることについて説明する。光ピックアップは、様々な環境で用いられており、例えば、0℃〜75℃の範囲で正常に動作することが要求される。この温度変化によって、プラスチック製の対物レンズを用いた場合には、レンズチルト感度が変動してしまうこととなる。また、レンズチルト感度は、カバーレイヤー厚さが変化した際にも変動することとなる。 Here, it will be described that deterioration of lens tilt sensitivity becomes a problem in a plastic objective lens. Optical pickups are used in various environments, and are required to operate normally in the range of 0 ° C. to 75 ° C., for example. Due to this temperature change, when a plastic objective lens is used, the lens tilt sensitivity will fluctuate. The lens tilt sensitivity also varies when the cover layer thickness changes.
また、BD等の高密度記録光ディスクに対する光ピックアップにおいては、対物レンズの高開口数化、使用光ビームの短波長化等の要因から収差に対する管理が厳しいといった前提条件がある。この場合、カバーレイヤーの誤差等により発生する3次球面収差を低減させるため対物レンズへの入射倍率を変動させるという手法が採用されつつある。さらに、記録層を2つ又は3つ以上有する所謂2層光ディスクや多層光ディスクに対する光ピックアップにおいても対物レンズへの入射倍率を変動させるという手法が用いられている。上述のレンズチルト感度は、対物レンズへの入射倍率が変動する場合にも劣化するという問題がある。また、上述のような温度変化があった場合には対物レンズの屈折率変化等により3次球面収差が発生することとなり、この場合にも、かかる3次球面収差を低減させるため対物レンズへの入射倍率を変動させる必要がある。この温度変化により対物レンズへの入射倍率を変動させる場合にも、レンズチルト感度が劣化するという問題がある。 Further, in an optical pickup for a high-density recording optical disk such as a BD, there is a precondition that aberration management is severe due to factors such as an increase in the numerical aperture of the objective lens and a reduction in the wavelength of the used light beam. In this case, a method of changing the incident magnification to the objective lens is being adopted in order to reduce third-order spherical aberration caused by a cover layer error or the like. Furthermore, a technique of changing the incident magnification on the objective lens is also used in an optical pickup for a so-called two-layer optical disk or multilayer optical disk having two or three or more recording layers. The lens tilt sensitivity described above has a problem that it deteriorates even when the incident magnification to the objective lens fluctuates. In addition, when there is a temperature change as described above, a third-order spherical aberration occurs due to a change in the refractive index of the objective lens, and in this case, in order to reduce the third-order spherical aberration, It is necessary to change the incident magnification. Even when the incident magnification to the objective lens is changed by this temperature change, there is a problem that the lens tilt sensitivity is deteriorated.
そして、一般的なレンズチルト感度を有するガラス製の対物レンズと同様の指針でプラスチック製の対物レンズを形成した場合には、この温度変化やカバーレイヤー厚さ変化等の要因からレンズチルト感度の劣化が致命的となるような場合がある。具体的に、設計中心状態として温度35℃、カバーレイヤー厚さ87.5μmとして従来の指針で対物レンズを形成した場合に以下のような問題がある。すなわち、かかる対物レンズでは、温度75℃、カバーレイヤー厚さ100μmという設定条件において、例えば図16(a)に示すようにレンズチルト感度がほぼ0となってしまうという問題があった。尚、図16(a)は、温度75℃、カバーレイヤー厚さ100μmの状態におけるレンズチルト角度の変化に対して発生する3次コマ収差の発生量、すなわち、レンズチルト特性を示すための図である。そして、図16(a)中LJLTは、従来の指針で対物レンズを形成した場合の上述の75℃、100μmの設定条件におけるレンズチルト感度を示すものである。 When a plastic objective lens is formed with the same guidelines as a glass objective lens having a general lens tilt sensitivity, the lens tilt sensitivity deteriorates due to factors such as temperature change and cover layer thickness change. May be fatal. Specifically, there are the following problems when the objective lens is formed with a conventional pointer with a temperature of 35 ° C. and a cover layer thickness of 87.5 μm as the design center state. That is, such an objective lens has a problem that the lens tilt sensitivity becomes almost zero as shown in FIG. 16A, for example, under the setting conditions of a temperature of 75 ° C. and a cover layer thickness of 100 μm. FIG. 16A is a diagram for showing the amount of third-order coma aberration generated with respect to the change of the lens tilt angle in the state where the temperature is 75 ° C. and the cover layer thickness is 100 μm, that is, the lens tilt characteristic. is there. In FIG. 16A, L JLT indicates the lens tilt sensitivity under the above-described setting conditions of 75 ° C. and 100 μm when the objective lens is formed with a conventional pointer.
さらに、このレンズチルト感度の劣化による問題をディスクチルト特性を示す図16(b)等を用いて説明する。上述のような各種光ディスクに対する光ピックアップでは、光ディスクの反りや傾きで生じるコマ収差を、対物レンズを傾斜させることでキャンセルするという補償手法が一般的に用いられている。 Further, the problem due to the deterioration of the lens tilt sensitivity will be described with reference to FIG. In the optical pickup for various optical disks as described above, a compensation method is generally used in which coma aberration caused by warping or tilting of the optical disk is canceled by tilting the objective lens.
すなわち、光ディスクが傾斜した場合、そのディスクチルト角度に応じて、例えば図16(b)に示すような3次コマ収差が発生することとなる。図16(b)中LDTは、ディスクチルト特性、すなわち、ディスクチルト角度に対する発生する3次コマ収差の量を示し、横軸は、ディスクチルト角度[degree]、縦軸は、3次コマ収差[mλrms]を示す。図16(b)に示すような例においては、ディスクチルト1degreeあたりで発生する3次コマ収差量を示すディスクチルト感度が、98.7程度存在している。従来の補償手法では、このディスクチルト角度に応じて発生する3次コマ収差を打ち消す3次コマ収差を対物レンズを傾斜させることにより発生させることでキャンセルするものである。 That is, when the optical disc is tilted, the third-order coma aberration as shown in FIG. 16B, for example, occurs according to the disc tilt angle. In FIG. 16B, L DT indicates the disc tilt characteristic, that is, the amount of third-order coma aberration generated with respect to the disc tilt angle, the horizontal axis indicates the disc tilt angle [degree], and the vertical axis indicates the third-order coma aberration. [Mλrms] is shown. In the example as shown in FIG. 16B, there is about 98.7 disc tilt sensitivity indicating the third-order coma aberration amount generated per disc tilt of 1 degree. In the conventional compensation method, the third-order coma aberration that cancels out the third-order coma aberration generated according to the disc tilt angle is canceled by causing the objective lens to tilt, thereby canceling it.
そして、上述のようなレンズチルト感度が劣化した場合、特に0付近となった場合には、対物レンズを傾斜させても、光ディスクの傾斜により発生する3次コマ収差を打ち消すことができず、かかるコマ収差の残留による各種信号劣化が問題となる。換言すると、光ディスクの傾斜により発生するコマ収差を低減できず、記録再生特性の劣化を招来するといった問題があった。 Then, when the lens tilt sensitivity as described above is deteriorated, especially when it is close to 0, even if the objective lens is tilted, the third-order coma aberration generated due to the tilt of the optical disk cannot be canceled, and thus Various signal deteriorations due to residual coma are a problem. In other words, there is a problem in that coma generated due to the tilt of the optical disk cannot be reduced, leading to deterioration of recording / reproducing characteristics.
本発明の目的は、対物レンズをプラスチック製とすることによる量産性や軽量化を向上させるとともに、光ピックアップに用いられた場合に環境温度変化やカバーレイヤー厚さ変化があったときにも、3次コマ収差の補償を実現可能として良好な記録再生特性を実現する対物レンズ、並びにこれを用いた光ピックアップ及び光ディスク装置を提供することにある。 The object of the present invention is to improve the mass productivity and weight reduction by making the objective lens made of plastic, and when used in an optical pickup, even when there is a change in environmental temperature and a change in cover layer thickness, It is an object of the present invention to provide an objective lens that can realize compensation for the next coma aberration and realize good recording / reproducing characteristics, and an optical pickup and an optical disc apparatus using the objective lens.
この目的を達成するため、本発明に係る対物レンズは、開口数が0.8以上であり、温度及び光ディスクのカバーレイヤーの厚さ変化により発生する3次球面収差を補正する入射倍率の範囲における、当該対物レンズのレンズチルトで発生する3次コマ収差の符号が同じであるプラスチック製の対物レンズである。 In order to achieve this object, the objective lens according to the present invention has a numerical aperture of 0.8 or more, and in the range of the incident magnification that corrects the third-order spherical aberration caused by the temperature and the thickness change of the cover layer of the optical disc. The objective lens made of plastic having the same sign of the third-order coma aberration generated by the lens tilt of the objective lens.
また、本発明に係る対物レンズは、開口数が0.8以上であり、温度変化量をΔTとし、光ディスクのカバーレイヤーの厚さ変化量をΔLとし、当該対物レンズの屈折率温度係数をdn/dTとし、当該対物レンズの焦点距離をfとしたとき、設計中心状態における当該対物レンズのレンズチルト1degreeあたりで発生する3次コマ収差が、1.4×10−4×(ΔT)×(|dn/dT|)+2.0×(ΔL)×(1/f)[mλrms]以上であるプラスチック製の対物レンズである。 The objective lens according to the present invention has a numerical aperture of 0.8 or more, a temperature change amount is ΔT, a thickness change amount of the cover layer of the optical disk is ΔL, and a refractive index temperature coefficient of the objective lens is dn. / DT, where f is the focal length of the objective lens, the third-order coma aberration that occurs around 1 degree of lens tilt of the objective lens in the design center state is 1.4 × 10 −4 × (ΔT) × ( | Dn / dT |) + 2.0 × (ΔL) × (1 / f) [mλrms] or more.
また、本発明に係る光ピックアップは、光源から出射された光ビームを光ディスクの一又は複数のレイヤーのそれぞれに集光する対物レンズを備え、上記対物レンズには、温度及び光ディスクのカバーレイヤーの厚さ変化により発生する3次球面収差を補正する入射倍率で光ビームが入射される光ピックアップであり、この光ピックアップに用いる対物レンズとして、上述したようなものを用いたものである。 The optical pickup according to the present invention further includes an objective lens for condensing the light beam emitted from the light source on each of one or more layers of the optical disc. The objective lens includes a temperature and a thickness of the cover layer of the optical disc. This is an optical pickup in which a light beam is incident at an incident magnification that corrects third-order spherical aberration caused by a change in height. The objective lens used in this optical pickup is the one described above.
さらに、本発明に係る光ディスク装置は、光源から出射された光ビームを光ディスクの一又は複数のレイヤーのそれぞれに集光する対物レンズを有する光ピックアップを備え、上記対物レンズには、温度及び光ディスクのカバーレイヤーの厚さ変化により発生する3次球面収差を補正する入射倍率で光ビームが入射される光ディスク装置であり、この光ディスク装置に用いる対物レンズとして、上述したようなものを用いたものである。 Furthermore, the optical disc apparatus according to the present invention includes an optical pickup having an objective lens that condenses the light beam emitted from the light source on each of one or more layers of the optical disc. An optical disk device in which a light beam is incident at an incident magnification that corrects third-order spherical aberration caused by a change in the thickness of the cover layer. The objective lens used in the optical disk device is as described above. .
本発明は、対物レンズをプラスチック製とすることにより、量産性や軽量化を向上させるとともに、レンズチルト感度の変動を考慮した構成とすることにより、環境温度変化やカバーレイヤー厚さ変化があったときにも3次コマ収差の補償を実現する。すなわち、本発明は、量産性や軽量化を実現させるとともに、設定条件において良好なレンズチルト感度を保持することにより良好な収差補正を実現して良好な記録再生特性を実現する。 In the present invention, the objective lens is made of plastic, so that mass productivity and weight reduction are improved, and the lens temperature sensitivity change and the cover layer thickness change are made by considering the variation of the lens tilt sensitivity. Sometimes compensation of third-order coma aberration is realized. That is, the present invention achieves mass productivity and weight reduction, and realizes good recording / reproduction characteristics by realizing good aberration correction by maintaining good lens tilt sensitivity under the set conditions.
以下、発明を実施するための最良の形態を以下の順で説明する。
1.光ピックアップ及び光ディスク装置の全体構成
2.光ピックアップによる3次球面収差の補正について
3.対物レンズによる3次コマ収差の補償について
4.対物レンズの構成例及び比較例について
Hereinafter, the best mode for carrying out the invention will be described in the following order.
1. 1. Overall configuration of optical pickup and
〔1.光ピックアップ及び光ディスク装置の全体構成〕
以下、本発明が適用された光ピックアップ1及びこれを用いた光ディスク装置について、図面を参照して説明する。
[1. Overall configuration of optical pickup and optical disc apparatus]
Hereinafter, an
本発明が適用された光ピックアップ1は、光記録媒体としての光ディスク2に対して情報の記録再生を行うものである。そして、光ピックアップ1は、この光ディスク2を回転する駆動部となるスピンドルモータ、この光ピックアップ1を光ディスクの径方向に移動させる送りモータ等とともに光ディスク装置を構成する。そして、光ピックアップ1は、スピンドルモータによって回転操作された光ディスク2に対して情報の記録再生を行う。
An
ここで用いられる光ディスク2は、例えば、発光波長が405nm程度(青紫色)の半導体レーザを用いた高密度記録が可能な高密度記録光ディスク等である。尚、本発明は、上述の光ディスクのみならず光学的に記録及び/又は再生が可能な光記録媒体に対して記録及び/又は再生を行う光ピックアップ及び光ディスク装置にも適用される。また、本発明は、光ビームの入射方向に一又は複数の記録層(「レイヤー」ともいう。)が積層化された光ディスクに対して情報の記録及び/又は再生を行う光ピックアップにも適用される。
The
本発明を適用した光ピックアップ1は、図1に示すように、波長が略405nmの光ビームを出射する光源部3と、光源部3から出射された光ビームを光ディスク2の信号記録面に集光する対物レンズ4とを備える。また、光ピックアップ1は、光源部3及び対物レンズ4の間に設けられるコリメータレンズ5を備える。
As shown in FIG. 1, an
また、光ピックアップ1は、光ディスク2で反射された戻りの光ビームを検出する光検出器6と、光ディスク2で反射された戻りの光ビームを光検出器6に導くビームスプリッタ7とを備える。
The
光源部3は、例えば、半導体レーザ等からなり、設計波長が405nm程度とする所定波長の光ビームを出射する発光部を有する。尚、光源部3から出射される光ビームの波長は、これに限られるものではない。
The
ビームスプリッタ7は、光源部3とコリメータレンズ5との間の光路上に配置され、光源部3からの光ビームを透過してコリメータレンズ5に導くと共に、光ディスク2で反射された戻りの光ビームを反射して光検出器6に導く。すなわち、ビームスプリッタ7は、戻りの光ビームの光路を、往路の光ビームの光路から分岐する光学素子である。
The beam splitter 7 is disposed on the optical path between the
コリメータレンズ5は、ビームスプリッタ7と対物レンズ4との間に配置され、通過する光ビームの発散角を変換する発散角変換手段であり、光源部3から出射されビームスプリッタ7に反射された光ビームの発散角を変換して略平行光等の所望の角度にする。
The
また、このコリメータレンズ5は、例えば、光ディスク2のカバーレイヤー厚さの誤差や温度変化等の要因により発生する3次球面収差を補正するために、移動されることにより、その位置に応じて、対物レンズ4に入射する光ビームの発散角を変換する。すなわち、コリメータレンズ5は、光軸方向に移動可能とされており、光ピックアップ1には、このコリメータレンズ5を光軸方向に駆動して移動させるコリメータレンズ駆動部11が設けられている。コリメータレンズ駆動部11は、例えば送りモータによってリードスクリューを回転させて移動させる構成としてもよいし、その他の構成であってもよい。すなわち、コリメータレンズ駆動部は、対物レンズ駆動部のように、マグネットとコイルに流れる電流の作用により、コリメータレンズ5を移動させる構成としても良い。さらに、リニアモータ等を用いてもよい。そして、コリメータレンズ5は、移動されることにより、例えば平行光より僅かに収束された状態である収束光の状態で、又は僅かに発散された状態である発散光の状態で対物レンズ4に入射させることで、発生する球面収差を低減することができる。
Further, the
また、コリメータレンズ5は、光ピックアップ1が、記録層が複数設けられている多層型タイプの光ディスクに対して情報の記録及び/又は再生を行う光ピックアップであった場合には、各記録層毎に適切な位置に移動される。その際、コリメータレンズ5は、各記録層(各記録レイヤー)に応じた位置に移動されることで、各記録層から光ディスクの光入射側の表面までの厚さ(「カバーレイヤー厚さ」ともいう。)の違いに起因する球面収差を低減できる。すなわち、コリメータレンズ5及びコリメータレンズ駆動部11は、複数の記録層のそれぞれに対して適切に光ビームのビームスポットを形成することができる。このように、コリメータレンズ5等は、温度変化やカバーレイヤー厚さ変化により発生する3次球面収差を低減でき、適切なビームスポットを形成することを可能とする。
Further, when the
以上のように、コリメータレンズ5及びコリメータレンズ駆動部11は、対物レンズ4への光ビームの入射倍率を変換する入射倍率可変部として機能する。ここで、本発明を適用した光ピックアップ1を構成する入射倍率可変部は、これに限られるものではなく、所謂ビームエキスパンダや液晶素子等であってもよい。
As described above, the
対物レンズ4は、コリメータレンズ5により発散角を変換された光ビームを光ディスク8の記録面に集光させる。対物レンズ4の入射側には、開口絞り8が設けられ、この開口絞り8は、対物レンズ4に入射する光ビームの開口数を所望の開口数となるように開口制限を行う。
The objective lens 4 focuses the light beam whose divergence angle is converted by the
対物レンズ4は、光ピックアップ1に設けられる対物レンズ駆動部12により移動自在に保持されている。そして、この対物レンズ4は、光検出器6で検出された光ディスク2からの戻り光により生成されたトラッキングエラー信号及びフォーカスエラー信号に基づいて、対物レンズ駆動部12により変位される。これにより、対物レンズ4は、図2に示す光ディスク2に近接離間する方向(フォーカス方向F)及び光ディスク2の径方向(トラッキング方向T)の2軸方向へ変位される。対物レンズ4は、光源部3からの光ビームが光ディスク2の記録面上で常に焦点が合うように、この光ビームを集束するとともに、この集束された光ビームを光ディスク2の記録面上に形成された記録トラックに追従させる。また、対物レンズ4は、上述の2軸方向のみならず、対物レンズ4のチルト方向に傾斜可能とされ、光検出器6で検出された信号等に基づいて当該チルト方向に対物レンズ駆動部12により移動操作される。このように、対物レンズ駆動部12は、フォーカス方向、トラッキング方向及びチルト方向に対物レンズ4を駆動するものであり、所謂3軸アクチュエータである。かかる対物レンズ4は、チルト方向に傾斜されることにより、コマ収差を低減することが可能である。
The objective lens 4 is movably held by an objective
ここで、チルト方向としては、図2に示すように、上述のフォーカス方向F及びトラッキング方向Tに直交するタンジェンシャル方向Tzを軸とした軸回り方向である所謂ラジアルチルト方向Tirを意味するが、これに限られるものではない。すなわち、当該対物レンズ4は、トラッキング方向を軸とした軸回り方向である所謂タンジェンシャルチルト方向に駆動可能なように構成しても良い。また、ラジアルチルト方向及びタンジェンシャルチルト方向に駆動可能とした4軸方向に駆動可能なように構成しても良い。このように、タンジェンシャルチルト方向にも駆動可能な構成とした場合には、後述の対物レンズ4の効果により、タンジェンシャルチルト方向のコマ収差についても、温度やカバーレイヤー厚さの設定状態によらず常に低減することを実現する。 Here, as shown in FIG. 2, the tilt direction means a so-called radial tilt direction Tir that is a direction around an axis with the tangential direction Tz orthogonal to the focus direction F and the tracking direction T described above as an axis. It is not limited to this. That is, the objective lens 4 may be configured to be drivable in a so-called tangential tilt direction that is a direction around an axis with the tracking direction as an axis. Further, it may be configured to be able to be driven in a four-axis direction that can be driven in the radial tilt direction and the tangential tilt direction. As described above, in a configuration that can also be driven in the tangential tilt direction, the coma aberration in the tangential tilt direction depends on the setting state of the temperature and the cover layer thickness due to the effect of the objective lens 4 described later. Always achieve a reduction.
対物レンズ駆動部12は、固定部と、対物レンズ4を保持するとともに固定部に対して可動とされた可動部とから構成されるとともに、各駆動方向に駆動力を発生させるコイルやマグネットを有して構成される。対物レンズ駆動部12は、例えば、フォーカス方向に駆動力を発生させるフォーカスコイルや、トラッキング方向に駆動力を発生させるトラッキングコイルや、チルト方向に駆動力を発生させるチルトコイルや、各コイルに対応したマグネットを有している。ここで、単独してチルト駆動用として、単独してコイルを設けることなく、フォーカスコイルの内、トラッキング方向やタンジェンシャル方向に並んで配置されるフォーカスコイルに発生する駆動力に差異を設けるようにしてもよい。かかる場合には、この駆動力の差異により、チルト方向に駆動力を発生させることができる。
The objective
この対物レンズ4は、開口数(NA)が0.8以上とされたプラスチック製の単玉対物レンズであり、その入射側の第1面4a及び出射側の第2面4bの両面が非球面形状とされている。 The objective lens 4 is a single lens objective lens made of plastic having a numerical aperture (NA) of 0.8 or more, and both the first surface 4a on the incident side and the second surface 4b on the output side are aspheric. It is made into a shape.
具体的に、対物レンズ4の第1面4a及び第2面4bの非球面形状は、以下の式(1)によって与えられるものとする。尚、式(1)中においては、rは、光軸からの距離(mm)を示し、f(r)は、光軸からの距離がrの位置における非球面の面頂点の接平面からの距離(mm)を示す。また、Kは、円錐定数を示し、A〜Jは、それぞれ4次、6次、8次、10次、12次、14次、16次、18次、20次の非球面係数を示すものである。 Specifically, the aspheric shapes of the first surface 4a and the second surface 4b of the objective lens 4 are given by the following equation (1). In Equation (1), r represents a distance (mm) from the optical axis, and f (r) is a distance from the tangent plane of the aspheric surface vertex at a position where the distance from the optical axis is r. The distance (mm) is shown. K represents a conic constant, and A to J represent fourth-order, sixth-order, eighth-order, tenth-order, twelfth-order, fourteenth-order, sixteenth-order, eighteenth-order, and twentieth-order aspheric coefficients, respectively. is there.
対物レンズ4は、プラスチック製であることにより、従来のガラス製に比べて量産性や軽量化を向上させる。 Since the objective lens 4 is made of plastic, mass productivity and weight reduction are improved as compared with a conventional glass.
また、この対物レンズ4は、環境温度変化やカバーレイヤー厚さ変化があったときにも、当該対物レンズ4への入射倍率を変化させることにより、常に3次球面収差を補正する、すなわち低減することを実現する。かかる対物レンズ4による「3次球面収差を補正する手法」については後述する。 Further, the objective lens 4 always corrects, that is, reduces, third-order spherical aberration by changing the incident magnification to the objective lens 4 even when there is a change in environmental temperature or a change in cover layer thickness. Realize that. A “method for correcting third-order spherical aberration” by the objective lens 4 will be described later.
また、対物レンズ4は、温度及び光ディスクのカバーレイヤーの厚さ変化により発生する3次球面収差を補正する入射倍率における、当該対物レンズ4のレンズチルトで発生する3次コマ収差の符号がチルト角度に対して同じとなるように構成されている。 Further, the objective lens 4 has a tilt angle in which the sign of the third-order coma aberration generated by the lens tilt of the objective lens 4 at the incident magnification for correcting the third-order spherical aberration generated by the change in temperature and the thickness of the cover layer of the optical disc. It is comprised so that it may become the same with respect to.
かかる構成とされた対物レンズ4は、環境温度変化やカバーレイヤー厚さ変化があったときにも常に3次コマ収差の補償を実現する。この「3次コマ収差の補償」については、後述する。 The objective lens 4 having such a configuration always realizes third-order coma aberration compensation even when there is a change in environmental temperature or a change in cover layer thickness. This “compensation of third-order coma aberration” will be described later.
光検出器6は、光ディスク1の信号記録面で反射された光ビームのそれぞれを受光するためのフォトディテクタを有し、RF信号とともにトラッキングエラー信号及びフォーカスエラー信号等の各種信号を検出する。
The photodetector 6 has a photodetector for receiving each of the light beams reflected by the signal recording surface of the
以上のように構成された光ピックアップ1は、この光検出器6により検出された戻り光により生成されたフォーカスサーボ信号、トラッキングサーボ信号に基づいて、対物レンズ4を駆動して、フォーカスサーボ及びトラッキングサーボを行う。対物レンズ4が駆動されることにより、光ディスク2の信号記録面に対して合焦する合焦位置に移動されて、光ビームが光ディスク2の記録面上に合焦されて、光ディスク2に対して情報の記録又は再生を行う。また、光ピックアップ1は、光ディスクの反り等により発生するコマ収差を対物レンズ4を対物レンズ駆動部12によりチルト方向に傾斜させることにより相殺するコマ収差を発生させることで低減することができる。これにより、光ピックアップ1及びこれを用いた光ディスク装置は、良好な記録再生特性を有する。
The
本発明を適用した光ピックアップ1及び光ディスク装置は、上述のコリメータレンズ5及びコリメータレンズ駆動部11等の入射倍率可変部を有することにより、温度変化やカバーレイヤー厚さ変化があった場合にも、球面収差を低減することができる。また、かかる光ピックアップ1及び光ディスク装置は、上述の対物レンズ4を備えることにより、温度変化やカバーレイヤー厚さ変化があった場合にも、光ディスクの反り等により発生するコマ収差を低減することができる。この点について以下に詳細に説明する。
The
〔2.光ピックアップによる3次球面収差の補正について〕
次に、本発明を適用した光ピックアップの対物レンズ4等による「3次球面収差を補正する手法」について詳細に説明する。すなわち、以下では、環境温度変化やカバーレイヤー厚さ変化があったときに発生する球面収差を補正する手法について説明する。尚、BD用対物レンズのようにレンズの開口数が高く設定されている場合、カバーレイヤー(記録カバー層)の厚さ変化によって発生する球面収差の量は大きい。またさらに、材料をガラスからプラスチックとすることにより、上述した図15の例に示すように、屈折率の温度依存性が高いことに起因して、温度変化によって発生する球面収差の量も大きい。
[2. Correction of third-order spherical aberration by optical pickup]
Next, a “method for correcting third-order spherical aberration” by the objective lens 4 of the optical pickup to which the present invention is applied will be described in detail. That is, in the following, a method for correcting spherical aberration that occurs when there is a change in environmental temperature or a change in cover layer thickness will be described. When the numerical aperture of the lens is set high as in the BD objective lens, the amount of spherical aberration caused by the change in the thickness of the cover layer (recording cover layer) is large. Furthermore, when the material is changed from glass to plastic, as shown in the example of FIG. 15 described above, the amount of spherical aberration caused by temperature change is large due to the high temperature dependence of the refractive index.
本発明を適用した対物レンズ4及びこれを用いた光ピックアップ1等では、かかるカバーレイヤー厚さや環境温度の変化により発生する球面収差を補正するため、対物レンズ4への光ビームの入射倍率を変化させている。すなわち、当該対物レンズ4及び光ピックアップ1は、上述したように、コリメータレンズ5を光軸方向に駆動させ、対物レンズ4への光ビームの入射倍率を変化させることで球面収差を補正する。
In the objective lens 4 to which the present invention is applied and the
これは、対物レンズ4の入射倍率変化により発生する球面収差が、カバーレイヤー厚さ変化により発生する球面収差や、温度変化により発生する球面収差と逆の極性となるようコリメータレンズ5の駆動量を調整することで、収差をキャンセルさせる手法である。ここで、温度変化により発生する球面収差とは、温度変化によるレンズ形状の膨張収縮変化、温度変化によるレンズ材料屈折率変化、及び温度変化による入射光の波長変化により発生する球面収差をいう。尚、かかるコリメータレンズ5の駆動量、すなわち移動される位置は、例えば、ディテクタにより検出される信号に応じて決定されるようにしてもよい。また、環境温度を検出し、カバーレイヤー厚さを検出することにより、当該環境温度やカバーレイヤー厚さに応じて決定されるようにしてもよい。
This is because the driving amount of the
以下に球面収差補正状態における光学系の配置について説明するが、その説明に先立ち対物レンズ4への入射倍率について図3を用いて説明する。図3に示すように、対物レンズ4への光ビームの入射倍率βは、β=S’/Sで定義される。ここで、Sは、物点O1を含む物面SO1から対物レンズ4の物側主面SM1までの光軸方向の距離を示し、S’は、対物レンズ4の像側主面SM2から像点I2を含む像面SI2までの光軸方向の距離を示す。また、S,S’は、光ビームの進行方向に向けた値を正の値とする。尚、図3に示す状態は、対物レンズ4へ発散光が入射した場合の図であり、この状態の入射倍率を正の入射倍率とする。すなわち、対物レンズ4へ収束光が入射した場合には、物面SO1が物側主面SM1より光ビーム進行方向側に位置することとなり、Sが負の値となるため、入射倍率を示すβが負の値となる。換言すると、対物レンズ4へ収束光が入射した場合の入射倍率は、負の入射倍率となる。 The arrangement of the optical system in the spherical aberration correction state will be described below. Prior to the description, the incident magnification to the objective lens 4 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 3, the incident magnification β of the light beam to the objective lens 4 is defined by β = S ′ / S. Here, S indicates the distance in the optical axis direction from the object surface S O1 including the object point O 1 to the object side main surface S M1 of the objective lens 4, and S ′ is the image side main surface S of the objective lens 4. M2 shows the distance in the direction of the optical axis to the image plane S I2 including image point I 2 from. S and S ′ are positive values that are directed in the traveling direction of the light beam. The state shown in FIG. 3 is a diagram when diverging light is incident on the objective lens 4, and the incident magnification in this state is a positive incident magnification. That is, when the convergent light to the objective lens 4 is incident becomes a possible object surface S O1 is positioned in the light beam traveling direction from the object side principal plane S M1, since S is a negative value, the incident magnification The indicated β is a negative value. In other words, the incident magnification when the convergent light is incident on the objective lens 4 is a negative incident magnification.
そして、具体的に、図4及び図5に球面収差補正状態における光学系配置の概念図を、それぞれ温度が変化した場合、カバーレイヤー厚さが変化した場合について示す。図4(a)及び図5(a)は、温度及びカバーレイヤー厚さが設計中心状態である場合のコリメータレンズ5及び対物レンズ4の配置関係を概念的に示す模式図である。尚、以下では、設計中心状態の温度をTcといい、設計中心状態のカバーレイヤー厚さをLcという。一般的に、設計中心状態では、コリメータレンズにより平行光とされた光ビームが対物レンズに入射させることが多い。そのため、当該光ピックアップ1においても、温度Tc、カバーレイヤー厚さLcのときには、図4(a)及び図5(a)に示すように、平行光の状態で対物レンズ4に入射されるように構成されているものとして説明する。すなわち、かかる図4(a)及び図5(a)に示す場合、対物レンズ4に入射する光ビームの倍率は0の状態とされている。但し、本発明はこれに限られるものではない。
Specifically, FIGS. 4 and 5 are conceptual diagrams of the arrangement of the optical systems in the spherical aberration correction state when the temperature changes and the cover layer thickness changes. FIGS. 4A and 5A are schematic diagrams conceptually showing the arrangement relationship between the
図4(b)は、カバーレイヤー厚さがLcの場合に、最大温度Tmaxのときのコリメータレンズ5及び対物レンズ4の配置関係を示す模式図である。図4(b)の場合には、図4(a)の場合の位置P(Tc,Lc)と比べてコリメータレンズ5が光源側の位置P(Tmax,Lc)に位置し、平行光の状態よりやや発散光の状態で対物レンズ4に入射することとなる。すなわち、かかる図4(b)に示す場合、対物レンズ4に入射する光ビームの倍率は、正の状態とされている。
FIG. 4 (b), when the cover layer thickness is L c, is a schematic view showing a
図5(b)は、温度がTcの場合に、最大カバーレイヤー厚さLmaxのときのコリメータレンズ5及び対物レンズ4の配置関係を示す模式図である。図5(b)の場合には、図5(a)の場合の位置P(Tc,Lc)と比べてコリメータレンズ5が光源側の位置(Tc,Lmax)に位置し、平行光の状態よりやや発散光の状態で対物レンズ4に入射することとなる。すなわち、かかる図5(b)に示す場合、対物レンズ4に入射する光ビームの倍率は、正の状態とされている。尚、図4,図5中、カバーレイヤー2aは、設計中心状態におけるカバーレイヤーLcであることを、カバーレイヤー2bは、最大カバーレイヤー厚さLmaxであることを示している。
FIG. 5 (b), when the temperature is T c, is a schematic view showing a
次に、対物レンズ4の入射倍率と3次球面収差との関係について図6及び図7に示す。ここで、後述の本発明の対物レンズ4の構成例(設計例)についての関係を図6(a)及び図7(a)に示し、この本発明の構成例と比較するための比較例についての関係を図6(b)及び図7(b)に示す。図6及び図7の横軸は、入射倍率を示し、縦軸は、3次球面収差[mλrms]を示す。 Next, the relationship between the incident magnification of the objective lens 4 and the third-order spherical aberration is shown in FIGS. Here, the relationship regarding a configuration example (design example) of the objective lens 4 of the present invention described later is shown in FIGS. 6A and 7A, and a comparative example for comparison with the configuration example of the present invention is shown. The relationship is shown in FIG. 6 (b) and FIG. 7 (b). 6 and 7, the horizontal axis indicates the incident magnification, and the vertical axis indicates the third-order spherical aberration [mλrms].
また、図6(a)及び図6(b)は、カバーレイヤー厚さを87.5μmに固定し、温度が0℃、35℃、75℃の場合における入射倍率と3次球面収差との関係について示す図である。図6(a)中L1PTLは、0℃の場合の関係を示し、L1PTCは、35℃の場合の関係を示し、L1PTHは、75℃の場合の関係を示す。図6(b)中L1CTLは、0℃の場合の関係を示し、L1CTCは、35℃の場合の関係を示し、L1CTHは、75℃の場合の関係を示す。 6A and 6B show the relationship between the incident magnification and the third-order spherical aberration when the cover layer thickness is fixed at 87.5 μm and the temperatures are 0 ° C., 35 ° C., and 75 ° C. It is a figure shown about. In FIG. 6A , L 1PTL shows the relationship at 0 ° C., L 1PTC shows the relationship at 35 ° C., and L 1PTH shows the relationship at 75 ° C. FIG 6 (b) Medium L 1CTL shows the relationship when the 0 ℃, L 1CTC represents the relationship when the 35 ℃, L 1CTH shows the relationship in the case of 75 ° C..
また、図7(a)及び図7(b)は、温度を35℃に固定し、カバーレイヤー厚さが75μm、87.5μm、100μmの場合における入射倍率と3次球面収差との関係について示す図である。図7(a)中L2PLLは、75μmの場合の関係を示し、L2PLCは、87.5μmの場合の関係を示し、L2PLHは、100μmの場合の関係を示す。図7(b)中L2CLLは、75μmの場合の関係を示し、L2CLCは、87.5μmの場合の関係を示し、L2CLHは、100μmの場合の関係を示す。 7A and 7B show the relationship between the incident magnification and the third-order spherical aberration when the temperature is fixed at 35 ° C. and the cover layer thickness is 75 μm, 87.5 μm, and 100 μm. FIG. FIGS. 7 (a) Medium L 2PLL shows the relationship when the 75μm, L 2PLC represents the relationship when the 87.5μm, L 2PLH shows the relationship when the 100 [mu] m. Figure 7 (b) Medium L 2CLL shows the relationship when the 75μm, L 2CLC represents the relationship when the 87.5μm, L 2CLH shows the relationship when the 100 [mu] m.
例えば、図6(a)に示したカバーレイヤー厚さ87.5μmで温度75℃の場合においては、入射倍率0の状態では200mλrms程度の3次球面収差が発生することとなる。したがって、上述したように、入射倍率を0.0072に変更し3次球面収差が最小値となるように補正された状態で使用することとなる。 For example, in the case where the cover layer thickness is 87.5 μm and the temperature is 75 ° C. shown in FIG. 6A, a third-order spherical aberration of about 200 mλrms occurs at an incident magnification of 0. Therefore, as described above, the incident magnification is changed to 0.0072 and the third-order spherical aberration is corrected to be the minimum value.
また、図7(a)に示した温度35℃でカバーレイヤー厚さ100μmの場合においては、入射倍率0の状態では103.7mλrmsの3次球面収差が発生することとなる。したがって、上述したように、入射倍率を0.0040に変更し3次球面収差が最小値となるように補正された状態で使用することとなる。 Further, in the case where the cover layer thickness is 100 μm at a temperature of 35 ° C. shown in FIG. 7A, a third-order spherical aberration of 103.7 mλ rms occurs at an incident magnification of 0. Therefore, as described above, the incident magnification is changed to 0.0040 and the third-order spherical aberration is corrected to be the minimum value.
以上のような、各設定状態における3次球面収差が最小となる対物レンズ4への入射倍率の一覧を表1及び表2に示す。表1は、本発明の対物レンズ4の構成例についての一覧であり、表2は、比較例についての一覧である。かかる表1及び表2は、図6、図7、及び後述の図8〜図11等に対応するものである。 Tables 1 and 2 show a list of incident magnifications on the objective lens 4 that minimizes the third-order spherical aberration in each setting state as described above. Table 1 is a list of configuration examples of the objective lens 4 of the present invention, and Table 2 is a list of comparative examples. Tables 1 and 2 correspond to FIGS. 6 and 7 and FIGS.
〔3.対物レンズによる3次コマ収差の補償について〕
次に、対物レンズ4のレンズチルト感度について説明するが、かかるレンズチルト感度を、入射倍率との関係を考慮して図8及び図9を用いて説明する。尚、レンズチルト感度とは、レンズチルト1degree当たりで発生する3次コマ収差量を意味するものとする。
[3. Compensation of third-order coma aberration by objective lens]
Next, the lens tilt sensitivity of the objective lens 4 will be described. The lens tilt sensitivity will be described with reference to FIGS. 8 and 9 in consideration of the relationship with the incident magnification. The lens tilt sensitivity means the amount of third-order coma aberration that occurs per 1 degree of lens tilt.
すなわち、対物レンズ4のレンズチルト感度と入射倍率の関係を図8及び図9に示す。ここで、本発明の対物レンズ4の構成例についての関係を図8(a)及び図9(a)に示し、この本発明の構成例と比較するための比較例についての関係を図8(b)及び図9(b)に示す。図8及び図9の横軸は、入射倍率を示し、縦軸は、レンズチルト感度[mλrms/degree]を示す。 That is, the relationship between the lens tilt sensitivity of the objective lens 4 and the incident magnification is shown in FIGS. Here, the relationship of the configuration example of the objective lens 4 of the present invention is shown in FIGS. 8A and 9A, and the relationship of the comparative example for comparison with the configuration example of the present invention is shown in FIG. It is shown in b) and FIG. 9 (b). 8 and 9, the horizontal axis represents the incident magnification, and the vertical axis represents the lens tilt sensitivity [mλrms / degree].
また、図8(a)及び図8(b)は、カバーレイヤー厚さを87.5μmに固定し、温度が0℃、35℃、75℃の場合における入射倍率と3次球面収差との関係について示す図である。図8(a)中L3PTLは、0℃の場合の関係を示し、L3PTCは、35℃の場合の関係を示し、L3PTHは、75℃の場合の関係を示す。図8(b)中L3CTLは、0℃の場合の関係を示し、L3CTCは、35℃の場合の関係を示し、L3CTHは、75℃の場合の関係を示す。 8A and 8B show the relationship between the incident magnification and the third-order spherical aberration when the cover layer thickness is fixed at 87.5 μm and the temperatures are 0 ° C., 35 ° C., and 75 ° C. It is a figure shown about. Figure 8 (a) Medium L 3PTL shows the relationship when the 0 ℃, L 3PTC represents the relationship when the 35 ℃, L 3PTH shows the relationship in the case of 75 ° C.. Figure 8 (b) Medium L 3CTL shows the relationship when the 0 ℃, L 3CTC represents the relationship when the 35 ℃, L 3CTH shows the relationship in the case of 75 ° C..
また、図9(a)及び図9(b)は、温度を35℃に固定し、カバーレイヤー厚さが75μm、87.5μm、100μmの場合における入射倍率と3次球面収差との関係について示す図である。図9(a)中L4PLLは、75μmの場合の関係を示し、L4PLCは、87.5μmの場合の関係を示し、L4PLHは、100μmの場合の関係を示す。図9(b)中L4CLLは、75μmの場合の関係を示し、L4CLCは、87.5μmの場合の関係を示し、L4CLHは、100μmの場合の関係を示す。 9A and 9B show the relationship between the incident magnification and the third-order spherical aberration when the temperature is fixed at 35 ° C. and the cover layer thickness is 75 μm, 87.5 μm, and 100 μm. FIG. Figure 9 (a) Medium L 4PLL shows the relationship when the 75μm, L 4PLC represents the relationship when the 87.5μm, L 4PLH shows the relationship when the 100 [mu] m. Figure 9 (b) Medium L 4CLL shows the relationship when the 75μm, L 4CLC represents the relationship when the 87.5μm, L 4CLH shows the relationship when the 100 [mu] m.
図8及び図9に示すように、レンズチルト感度の値が最も小さくなるのは、倍率が正方向に最も大きくなる必要がある設定状態のときであり、つまり「温度75℃・カバーレイヤー厚さ100μm」の場合であることが示されている。 As shown in FIGS. 8 and 9, the value of the lens tilt sensitivity becomes the smallest when the magnification needs to be maximized in the positive direction, that is, “temperature 75 ° C./cover layer thickness”. It is shown that this is the case of “100 μm”.
図8及び図9で説明した事項を整理するため、図10に、実際の使用状態として想定される代表的な6状態についての入射倍率と3次球面収差との関係のグラフを、使用倍率範囲とともに示す。ここで、本発明の対物レンズ4の構成例について図10(a)に示し、比較例について図10(b)に示す。ここで、代表的な6状態とは、所謂2層光ディスクで使用される各記録レイヤーL1,L0までのカバーレイヤー厚さ75μm、100μmのそれぞれにおける最高温度75℃、設計温度35℃、最低温度0℃の状態を意味する。 In order to sort out the matters described in FIG. 8 and FIG. 9, FIG. 10 shows a graph of the relationship between the incident magnification and the third-order spherical aberration in the typical six states assumed as actual use states, and the use magnification range. Shown with. Here, FIG. 10A shows a configuration example of the objective lens 4 of the present invention, and FIG. 10B shows a comparative example. Here, the typical six states are a maximum temperature of 75 ° C., a design temperature of 35 ° C., and a minimum temperature of 0 for cover layer thicknesses of 75 μm and 100 μm up to the recording layers L1 and L0 used in a so-called double-layer optical disc. It means the state of ° C.
図10の横軸は、入射倍率を示し、縦軸は、レンズチルト感度[mλrms/degree]を示す。図10(a)及び後述の図11(a)中L5PL1TLは、所謂L1記録層までのカバーレイヤー厚さ75μmで温度0℃の状態を示す。また、L5PL0TLは、所謂L0記録層までのカバーレイヤー厚さ100μmで温度0℃の状態を示す。また、L5PL1TCは、カバーレイヤー厚さ75μmで温度35℃の状態を示す。また、L5PL0TCは、カバーレイヤー厚さ100μmで温度35℃の状態を示す。また、L5PL1THは、カバーレイヤー厚さ75μmで温度75℃の状態を示す。また、L5PL0THは、カバーレイヤー厚さ100μmで温度75℃の状態を示す。 In FIG. 10, the horizontal axis indicates the incident magnification, and the vertical axis indicates the lens tilt sensitivity [mλrms / degree]. In FIG. 10A and later-described FIG. 11A, L 5PL1TL indicates a state where the cover layer thickness is 75 μm up to the so-called L1 recording layer and the temperature is 0 ° C. L5PL0TL indicates a state where the cover layer thickness up to a so-called L0 recording layer is 100 μm and the temperature is 0 ° C. L 5PL1TC shows a state where the cover layer thickness is 75 μm and the temperature is 35 ° C. L5PL0TC shows a state where the cover layer thickness is 100 μm and the temperature is 35 ° C. L 5PL1TH indicates a state where the cover layer thickness is 75 μm and the temperature is 75 ° C. L 5PL0TH indicates a state where the cover layer thickness is 100 μm and the temperature is 75 ° C.
図10(b)及び後述の図11(b)中L5CL1TLは、カバーレイヤー厚さ75μmで温度0℃の状態を示す。また、L5CL0TLは、カバーレイヤー厚さ100μmで温度0℃の状態を示す。また、L5CL1TCは、カバーレイヤー厚さ75μmで温度35℃の状態を示す。また、L5CL0TCは、カバーレイヤー厚さ100μmで温度35℃の状態を示す。また、L5CL1THは、カバーレイヤー厚さ75μmで温度75℃の状態を示す。また、L5CL0THは、カバーレイヤー厚さ100μmで温度75℃の状態を示す。 In FIG. 10B and later-described FIG. 11B , L 5CL1TL indicates a state where the cover layer thickness is 75 μm and the temperature is 0 ° C. L 5CL0TL indicates a state where the cover layer thickness is 100 μm and the temperature is 0 ° C. L5CL1TC indicates a state where the cover layer thickness is 75 μm and the temperature is 35 ° C. L5CL0TC shows a state where the cover layer thickness is 100 μm and the temperature is 35 ° C. L 5CL1TH indicates a state where the cover layer thickness is 75 μm and the temperature is 75 ° C. L 5CL0TH indicates a state where the cover layer thickness is 100 μm and the temperature is 75 ° C.
また、図10(a)中RPTLは、温度0℃の場合の入射倍率の使用範囲を示し、RPTCは、温度35℃の場合の入射倍率の使用範囲を示し、RPTHは、温度75℃の場合の入射倍率の使用範囲を示す。また、図10(b)中RCTLは、温度0℃の場合の入射倍率の使用範囲を示し、RCTCは、温度35℃の場合の入射倍率の使用範囲を示し、RCTHは、温度75℃の場合の入射倍率の使用範囲を示す。図10(a)及び図10(b)によれば、上述したように、「温度75℃・カバーレイヤー厚さ100μm」の場合にレンズチルト感度の値が最も小さくなることが示されている。
Also, the medium R PTL 10 (a) shows the range of use of incident magnification in the case of
図10(b)に示すように、従来例の対物レンズにおいては、使用範囲内において、レンズチルト感度の最小値がほぼ0となる値を含むこととなっている。これに対し、図10(a)に示すように、本発明の対物レンズ4の構成例においては、レンズチルト感度全体が持ち上がっているとともに、最小値も48.3となっている。このように、使用範囲内において大きいレンズチルト感度を確保することができる。このように、本発明の対物レンズ4の構成例は、全使用設定範囲においてレンズチルト感度を持ち、上述した問題を解決したレンズである。換言すると、本発明を適用した対物レンズ4は、全使用設定範囲において、適切なレンズチルト感度を確保して、3次コマ収差を良好に補正すること、すなわち3次コマ収差の補償を実現する。 As shown in FIG. 10B, the objective lens of the conventional example includes a value at which the minimum value of the lens tilt sensitivity is substantially 0 within the use range. On the other hand, as shown in FIG. 10A, in the configuration example of the objective lens 4 of the present invention, the entire lens tilt sensitivity is raised and the minimum value is 48.3. Thus, a large lens tilt sensitivity can be ensured within the use range. Thus, the configuration example of the objective lens 4 of the present invention is a lens that has lens tilt sensitivity in the entire use setting range and solves the above-described problems. In other words, the objective lens 4 to which the present invention is applied ensures appropriate lens tilt sensitivity in the entire use setting range, and corrects third-order coma aberration well, that is, compensates for third-order coma aberration. .
また、図10では、温度0℃、35℃、75℃の場合の入射倍率の使用範囲を示したが、同様に、図11にカバーレイヤー厚さ毎の入射倍率の使用範囲を示す。図11(a)中RPL1は、カバーレイヤー厚さ75μmの場合の入射倍率の使用範囲を示し、RPL0は、カバーレイヤー厚さ100μmの場合の入射倍率の使用範囲を示す。図11(a)中RCL1は、カバーレイヤー厚さ75μmの場合の入射倍率の使用範囲を示し、RCL0は、カバーレイヤー厚さ100μmの場合の入射倍率の使用範囲を示す。図11(a)及び図11(b)によれば、上述したように、「温度75℃・カバーレイヤー厚さ100μm」の場合にレンズチルト感度の値が最も小さくなることがより明確に示されている。 10 shows the range of use of the incident magnification at temperatures of 0 ° C., 35 ° C., and 75 ° C. Similarly, FIG. 11 shows the range of use of the incident magnification for each cover layer thickness. Figure 11 (a) in RPL1 indicates the use range of the incident magnification when the cover layer thickness of 75 [mu] m, R PL0 shows the use range of the incident magnification when the cover layer thickness of 100 [mu] m. In FIG. 11A, R CL1 indicates the use range of the incident magnification when the cover layer thickness is 75 μm, and R CL0 indicates the use range of the incident magnification when the cover layer thickness is 100 μm. 11 (a) and 11 (b) clearly show that the lens tilt sensitivity value is the smallest when “temperature is 75 ° C. and cover layer thickness is 100 μm” as described above. ing.
図11(b)に示すように、従来例の対物レンズにおいては、使用範囲内において、レンズチルト感度の最小値がほぼ0となる値を含むこととなっている。これに対し、図11(a)に示すように、本発明の対物レンズ4の構成例においては、レンズチルト感度全体が持ち上がっており、使用範囲内においてレンズチルト感度を持ち、上述した問題を解決したレンズである。換言すると、本発明を適用した対物レンズ4は、全使用設定範囲において、適切なレンズチルト感度を確保して、3次コマ収差を良好に補正すること、すなわち3次コマ収差の補償を実現する。 As shown in FIG. 11B, in the objective lens of the conventional example, the minimum value of the lens tilt sensitivity is included within the use range. On the other hand, as shown in FIG. 11A, in the configuration example of the objective lens 4 of the present invention, the entire lens tilt sensitivity is raised, and the lens tilt sensitivity is within the use range, thus solving the above-described problem. Lens. In other words, the objective lens 4 to which the present invention is applied ensures appropriate lens tilt sensitivity in the entire use setting range, and corrects third-order coma aberration well, that is, compensates for third-order coma aberration. .
次に、上述した対物レンズ4におけるレンズチルト感度の最小値として適切な値を説明する。上述の図16(a)及び後述の図14は、レンズチルト感度が最小値をとる「温度75℃・カバーレイヤー厚さ100μm」の状態におけるレンズチルト感度と発生する3次コマ収差の関係を示すものである。また、上述の図16(b)は、ディスクチルト感度と発生する3次コマ収差の関係(ディスクチルト特性)を示したものである。この図16(b)に示す特性は、対物レンズ4の開口数と、光ディスクの特性とにのみ依存する値であり、レンズ設計には依存しない。
Next, an appropriate value will be described as the minimum value of the lens tilt sensitivity in the objective lens 4 described above. FIG. 16A and FIG. 14 described later show the relationship between the lens tilt sensitivity and the generated third-order coma aberration in the state of “temperature 75 ° C./
ここで、光ディスクの特性は、ディスク構成材料の屈折率及びカバーレイヤー厚さを意味する。光ディスクの反りの最大値は、BD−ROM規格により規定されており、最大0.4degreeである。したがって、図16(b)に示したディスクチルト特性から、光ディスクの反りにより最大39.5mλrmsの3次コマ収差が発生することとなる。 Here, the characteristic of the optical disk means the refractive index of the disk constituent material and the cover layer thickness. The maximum value of the warp of the optical disc is defined by the BD-ROM standard and is a maximum of 0.4 degrees. Therefore, from the disc tilt characteristic shown in FIG. 16B, the third-order coma aberration of 39.5 mλrms maximum occurs due to the warp of the optical disc.
上述したように、光ピックアップシステムにおいては一般に、このようなディスクチルトにより発生した3次コマ収差を、対物レンズ自体をチルトさせることにより補正する。したがって、原理的には0より大きなレンズチルト感度をもつ対物レンズであれば、この補正が可能である。 As described above, in the optical pickup system, in general, the third-order coma aberration generated by such disc tilt is corrected by tilting the objective lens itself. Therefore, in principle, this correction is possible if the objective lens has a lens tilt sensitivity greater than zero.
すなわち、上述の対物レンズ4は、温度やカバーレイヤー厚さ等の設定状態の変化により発生する3次球面収差を補正する入射倍率の範囲において、レンズチルトで発生する3次コマ収差が0を含まない構成により、3次コマ収差補償を実現する。 That is, in the objective lens 4 described above, the third-order coma aberration generated by the lens tilt includes 0 in the range of the incident magnification that corrects the third-order spherical aberration generated by the change in the setting state such as the temperature and the cover layer thickness. The third-order coma aberration compensation is realized with a configuration that does not.
換言すると、対物レンズ4は、温度及び光ディスクのカバーレイヤー厚さ変化により発生する3次球面収差を補正する入射倍率の範囲における、対物レンズ4のレンズチルトで発生する3次コマ収差の符号がチルト角度方向に対して同じ構成とされればよい。ここで、対物レンズ4のレンズチルトで発生する3次コマ収差の符号がチルト角度方向に対して同じとは、チルト角度方向におけるレンズチルト感度の符号が同じことを意味する。さらに換言すると、レンズチルト角度に対して発生する3次コマ収差を示す線分(例えば後述の図13のL7βTCLC等)の傾きの符号が各入射倍率の範囲において同じことを意味する。ここで、レンズチルト角度とは、対物レンズ4が光ディスクに正対した状態(平行とされた状態)を基準状態として、かかる基準状態に対して対物レンズ4がチルト方向に傾斜した角度を意味する。また、チルト方向とは、ここでは、所謂ラジアルチルト方向を意味する。かかる本発明を適用した対物レンズ4は、かかる構成により、3次コマ収差補償を実現し、これによりプラスチックにより形成された場合にも、プラスチックの屈折率特性にかかわらず良好な収差補正を実現する。 In other words, in the objective lens 4, the sign of the third-order coma aberration generated by the lens tilt of the objective lens 4 in the range of the incident magnification that corrects the third-order spherical aberration generated by the temperature and the cover layer thickness change of the optical disc is tilted. What is necessary is just to set it as the same structure with respect to an angle direction. Here, the sign of the third-order coma aberration generated by the lens tilt of the objective lens 4 being the same with respect to the tilt angle direction means that the sign of the lens tilt sensitivity in the tilt angle direction is the same. In other words, the sign of the inclination of a line segment (for example, L 7βTCLC in FIG. 13 described later) indicating the third-order coma aberration generated with respect to the lens tilt angle is the same in each incident magnification range. Here, the lens tilt angle means an angle at which the objective lens 4 is inclined in the tilt direction with respect to the reference state, with the objective lens 4 facing the optical disc (a parallel state) as a reference state. . The tilt direction here means a so-called radial tilt direction. The objective lens 4 to which the present invention is applied realizes third-order coma aberration compensation with this configuration, and thus realizes good aberration correction even when formed of plastic, regardless of the refractive index characteristics of the plastic. .
また、対物レンズ4を駆動する対物レンズ駆動部12としてのアクチュエータの構成や、BD等のワーキングディスタンスを考慮すると、対物レンズのレンズチルトの最大角度は以下のように決定される。すなわち、レンズチルト最大角度θmaxは、対物レンズの回転中心からレンズホルダの突端部までの水平方向の距離Lと、レンズホルダの突端部と光ディスクの間の垂直方向の距離であるワーキングディスタンスWDを用いて表すことができる。すなわち、θmaxは、関係式(θmax=tan−1(WD/L))で決定される。ここで、Lは、一般的に5.90mm程度とされる。また、WDは、光ディスクとレンズホルダの突端部の厚み設計値により決定される値であるが、さらにそれぞれの部品の製造公差を勘案して、計算される。
In consideration of the configuration of the actuator as the objective
ここで、考慮すべき公差の値としては、まず、光ディスクのカバーレイヤー厚さの公差等の光ディスク側の要因による公差(±34μm)がある。さらに、考慮すべき公差の値としては、対物レンズ自体の動作距離の公差(±40μm)、レンズプロテクタの厚み公差(±20μm)等の対物レンズ側の要因による公差がある。これらの光ディスク側の要因による公差と、対物レンズ側の要因による公差との積み上げによりWD、θmax等を決定すべきである。これらの複数の公差を考慮する際には、公差内でそれぞれの要因値がどのような分布を持つかによって、単純に和をとる、若しくは2乗和の平方根の和をとる、等公差積み上げのロジックの種類が存在しており、それぞれ以下のような値が決定される。 Here, as the tolerance value to be considered, there is a tolerance (± 34 μm) due to factors on the optical disc side such as a tolerance of the cover layer thickness of the optical disc. Further, the tolerance values to be considered include tolerances due to factors on the objective lens side such as the tolerance of the working distance of the objective lens itself (± 40 μm) and the thickness tolerance of the lens protector (± 20 μm). WD, θmax, and the like should be determined by accumulating the tolerance due to the factors on the optical disk side and the tolerance due to the factors on the objective lens side. When considering these multiple tolerances, depending on how each factor value has a distribution within the tolerance, the sum of squared sums of squares of sums of squares can be simply taken. Logic types exist, and the following values are determined for each.
すなわち、設計中心値による場合は、WD=0.270[mm]である。また、設計中心値から、光ディスク側単純和公差と対物レンズ側2乗和平方根公差との和を引いた場合は、WD=0.168[mm](=設計中心値−(ディスク側単純和公差+レンズ側2乗和平方根公差))である。さらに、設計中心値から、光ディスク側2乗和平方根公差と対物レンズ側2乗和平方根公差との和を引いた場合は、WD=0.085[mm](=設計中心値−(ディスク側2乗和平方根公差+レンズ側2乗和平方根公差))である。
That is, in the case of the design center value, WD = 0.270 [mm]. In addition, when the sum of the optical disc side simple sum tolerance and the objective lens side square sum square root tolerance is subtracted from the design center value, WD = 0.168 [mm] (= design center value− (disc side simple sum tolerance) + Lens side square sum square tolerance)). Further, when the sum of the square root tolerance on the optical disc side and the square root tolerance on the objective lens side is subtracted from the design center value, WD = 0.085 [mm] (= design center value− (
よって、これらの3種類のWDのそれぞれの場合に、θmaxは、以下のように決定される。すなわち、WD=0.270の場合に、θmaxは、θmax=tan−1(0.270/5.90)=2.62degreeである。また、WD=0.168の場合に、θmaxは、θmax=tan−1(0.168/5.90)=1.63degreeである。また、WD=0.085の場合に、θmaxは、θmax=tan−1(0.085/5.90)=0.83degreeである。 Accordingly, in each of these three types of WD, θmax is determined as follows. That is, when WD = 0.270, θmax is θmax = tan −1 (0.270 / 5.90) = 2.62 degrees. When WD = 0.168, θmax is θmax = tan −1 (0.168 / 5.90) = 1.63 degrees. When WD = 0.085, θmax is θmax = tan −1 (0.085 / 5.90) = 0.83 degrees.
したがって、これらの値のそれぞれの場合に、必要なレンズチルト感度は、補正すべきディスクチルトにより発生する3次コマ収差をθmaxで除算することにより、以下のように決定される。すなわち、θmax=2.62の場合に、レンズチルト感度は、39.5[mλrms]/2.62[degree]=15.1[mλrms/degree]である。また、θmax=1.63の場合に、レンズチルト感度は、39.5[mλrms]/1.63[degree]=24.2[mλrms/degree]である。また、θmax=0.83の場合に、レンズチルト感度は、39.5[mλrms]/0.83[degree]=47.9[mλrms/degree]である。 Therefore, for each of these values, the required lens tilt sensitivity is determined as follows by dividing the third-order coma generated by the disc tilt to be corrected by θmax. That is, when θmax = 2.62, the lens tilt sensitivity is 39.5 [mλrms] /2.62 [degree] = 15.1 [mλrms / degree]. When θmax = 1.63, the lens tilt sensitivity is 39.5 [mλrms] /1.63 [degree] = 24.2 [mλrms / degree]. In the case of θmax = 0.83, the lens tilt sensitivity is 39.5 [mλrms] /0.83 [degree] = 47.9 [mλrms / degree].
よって、使用波長が405nm程度の光ディスクに対するものであって、開口数が0.85程度の対物レンズ4は、15.1mλrms/degree以上のレンズチルト感度を有していれば、3次コマ収差の最大値である39.5mλrms程度の収差を補償可能である。また、24.2mλrms/degree以上のレンズチルト感度を有していれば、より確実に、且つより少ないチルト角で3次コマ収差を補償可能である。さらに、47.9mλrms/degree以上のレンズチルト感度を有していれば、さらに確実に、且つさらに少ないチルト角で3次コマ収差を補償可能である。かかる対物レンズ4は、プラスチック製とすることにより、量産性や軽量化を向上させるとともに、使用条件のいずれの範囲においても良好な収差補正を実現してBD等の高密度記録光ディスクに対して良好な記録再生特性を実現する。 Therefore, the objective lens 4 having a numerical aperture of about 0.85 for an optical disk having a used wavelength of about 405 nm has a lens tilt sensitivity of 15.1 mλ rms / degree or more. The maximum aberration of about 39.5 mλrms can be compensated. If the lens tilt sensitivity is 24.2 mλrms / degree or more, the third-order coma aberration can be compensated more reliably and with a smaller tilt angle. Furthermore, if the lens tilt sensitivity is 47.9 mλrms / degree or more, the third-order coma aberration can be compensated more reliably and with a smaller tilt angle. Such an objective lens 4 is made of plastic, thereby improving mass productivity and weight reduction and realizing good aberration correction in any range of use conditions, which is favorable for high-density recording optical disks such as BD. Realize recording and playback characteristics.
以上では、使用波長が405nm程度で開口数0.85程度のBD等の高密度記録光ディスクの一般的な使用条件について説明した。具体的には、温度0℃〜75℃で、記録層が光ビーム入射表面から75μm及び100μmの位置に設けられた2層光ディスクの場合についての適切なレンズチルト感度の範囲について説明したが、本発明はこれに限られるものではない。すなわち、使用温度を変更しても良く、さらに、3つ以上の記録層を有する光ディスクに対する対物レンズに用いても良い。以下に各種設計条件における適したレンズチルト感度の範囲について説明する。 The general use conditions of the high-density recording optical disk such as BD having a use wavelength of about 405 nm and a numerical aperture of about 0.85 have been described above. Specifically, the range of the appropriate lens tilt sensitivity in the case of a two-layer optical disk in which the recording layer is provided at positions of 75 μm and 100 μm from the light beam incident surface at a temperature of 0 ° C. to 75 ° C. has been described. The invention is not limited to this. That is, the use temperature may be changed, and further, it may be used for an objective lens for an optical disc having three or more recording layers. The range of lens tilt sensitivity suitable for various design conditions will be described below.
以下では、各種条件の自由度を高めた場合の対物レンズの構成条件の場合の、開口数を固定した前提でレンズチルト感度の変動を考慮可能な条件について図12及び図13を用いて説明する。 In the following, the conditions under which the variation of the lens tilt sensitivity can be considered under the assumption that the numerical aperture is fixed in the case of the configuration conditions of the objective lens when the degree of freedom of various conditions is increased will be described with reference to FIGS. .
図12は、3次球面収差と入射倍率の関係を示すものであり、図13は、3次コマ収差とレンズチルト角度の関係を示すものである。図12中横軸は、対物レンズ4への入射倍率を示し、縦軸は、3次球面収差[a.u.]を示す。図13中横軸は、対物レンズ4のレンズチルト角度[degree]を示し、縦軸は、3次コマ収差[a.u.]を示す。 FIG. 12 shows the relationship between the third-order spherical aberration and the incident magnification, and FIG. 13 shows the relationship between the third-order coma aberration and the lens tilt angle. In FIG. 12, the horizontal axis indicates the incident magnification to the objective lens 4, and the vertical axis indicates the third-order spherical aberration [a. u. ] Is shown. In FIG. 13, the horizontal axis represents the lens tilt angle [degree] of the objective lens 4, and the vertical axis represents the third-order coma aberration [a. u. ] Is shown.
図12中L6TCLCは、設計中心温度Tcで且つ設計中心カバーレイヤー厚さLcの状態における関係を示す。また、L6TmaxLccは、設計最大温度Tmaxで且つ設計中心カバーレイヤー厚さLcの状態における関係を示す。また、L6TmaxLmaxは、設計最大温度Tmaxで且つ設計最大カバーレイヤー厚さLmaxの状態における関係を示す。 L 6 TCLC in FIG. 12 indicates a relationship in the state of the design center temperature T c and the design center cover layer thickness L c . Furthermore, L6 TmaxLcc shows the relationship in the state of the design maximum temperature T max in and design center cover layer thickness L c. L 6TmaxLmax indicates the relationship in the state of the design maximum temperature T max and the design maximum cover layer thickness L max .
また、図12においては、各状態において3次球面収差を最小とする入射倍率は、記号βに温度とカバーレイヤー厚さを括弧内に表示して表すものとする。また、同様に、3次球面収差は、記号SAに温度、カバーレイヤー厚さ、上述で定義した倍率βを括弧内に表示して表すものとする。 In FIG. 12, the incident magnification at which the third-order spherical aberration is minimized in each state is expressed by indicating the temperature and the cover layer thickness in parentheses on the symbol β. Similarly, the third-order spherical aberration is represented by displaying the temperature, the cover layer thickness, and the magnification β defined above in parentheses on the symbol SA.
例えば、温度Tmax且つカバーレイヤー厚さLcにおいて3次球面収差を最小とする入射倍率はβ(Tmax,Lc)とする。また、その入射倍率においてカバーレイヤー厚さをLmaxへ変動した際に発生する3次球面収差は、SA(Tmax,Lmax,β(Tmax,Lc))とする。またさらに、これら3つの設定状態におけるグラフの傾きを、それぞれの設定状態を表す記号を用いて、g(Tc,Lc)、g(Tmax,Lc)、g(Tmax,Lmax)と表すこととする。 For example, the incident magnification that minimizes the third-order spherical aberration at the temperature T max and the cover layer thickness L c is β (T max , L c ). Further, the third-order spherical aberration that occurs when the cover layer thickness is changed to L max at the incident magnification is SA (T max , L max , β (T max , L c )). Furthermore, the slopes of the graphs in these three setting states are expressed by using symbols representing the respective setting states, g (T c , L c ), g (T max , L c ), g (T max , L max). ).
なお、ここで一般化のために上述のような記号を用いて説明することとするが、本構成例においては、Tc=35℃、Tmax=75℃、Lc=87.5μm、Lmax=100μmをそれぞれ表している。 Here, for the sake of generalization, description will be made using the symbols as described above. In this configuration example, T c = 35 ° C., T max = 75 ° C., L c = 87.5 μm, L Each represents max = 100 μm.
また、図13は、各設定状態において図6〜図10等で決定される3次球面収差を最小とする倍率β(Tc,Lc)、β(Tmax,Lc)、β(Tmax,Lmax)に設定した上でのレンズチルト特性を示している。すなわち、図13中L7βTcLcは、設計中心における温度及びカバーレイヤー厚さにおける3次球面収差を最小とする倍率β(Tc,Lc)の場合のレンズチルト特性を示す。L7βTmaxLcは、温度Tmax及び設計中心のカバーレイヤー厚さにおける3次球面収差を最小とする倍率β(Tmax,Lc)の場合のレンズチルト特性を示す。L7βTmaxLmaxは、温度Tmax及びカバーレイヤー厚さLmaxにおける3次球面収差を最小とする倍率β(Tmax,Lmax)の場合のレンズチルト特性を示す。そして、LTAは、設計中心における温度及びカバーレイヤー厚さにおけるレンズチルト感度を示し、LTBは、温度変化によるレンズチルト感度の減少量を示し、LTCは、カバーレイヤー厚さ変化によるレンズチルト感度の減少量を示す。換言すると、レンズチルト感度LTA,LTB,LTCは、この図13に示す各線L7βTcLc,L7βTmaxLc,L7βTmaxLmaxのレンズチルト角度1.0degreeでの3次コマ収差量を表していることになる。 Further, FIG. 13 shows magnifications β (T c , L c ), β (T max , L c ), β (T (T) that minimize the third-order spherical aberration determined in FIGS. The graph shows the lens tilt characteristics when set to max , L max . That is, L 7βTcLc in FIG. 13 indicates the lens tilt characteristic in the case of the magnification β (T c , L c ) that minimizes the third-order spherical aberration at the design center temperature and cover layer thickness. L 7βTmaxLc indicates the lens tilt characteristic in the case of the magnification β (T max , L c ) that minimizes the third-order spherical aberration at the temperature T max and the cover layer thickness at the design center. L 7βTmaxLmax indicates the lens tilt characteristic in the case of the magnification β (T max , L max ) that minimizes the third-order spherical aberration at the temperature T max and the cover layer thickness L max . LTA indicates the lens tilt sensitivity at the design center temperature and cover layer thickness, LTB indicates the amount of decrease in lens tilt sensitivity due to temperature change, and LTC indicates the decrease in lens tilt sensitivity due to cover layer thickness change. Indicates the amount. In other words, the lens tilt sensitivities LTA, LTB, and LTC represent the third-order coma aberration amount at the lens tilt angle of 1.0 degree of the respective lines L 7βTcLc , L 7βTmaxLc , and L 7βTmaxLmax shown in FIG.
ここで、図13に示したLTA,LTB,LTCの記号を用いれば、レンズチルト感度の最小値は、LTA−LTB−LTCと表すことができる。このレンズチルト感度の最小値を大きく保つためには、LTAを大きく、LTB,LTCを小さく設定することが必要である。 Here, if the LTA, LTB, and LTC symbols shown in FIG. 13 are used, the minimum value of the lens tilt sensitivity can be expressed as LTA-LTB-LTC. In order to keep the minimum value of the lens tilt sensitivity large, it is necessary to set LTA large and LTB and LTC small.
ここで、まずLTB,LTCを小さくするための手法について説明する。上述したように、これらレンズチルト感度の減少量LTB,LTCは、各状態で3次球面収差を最小に抑えて使用するため、対物への入射倍率βを変化させることに依存する部分が大きいことを見出した。したがって、これらLTB,LTCを小さくするためには、倍率変化量を小さくするような設計とする必要がある。 Here, first, a method for reducing LTB and LTC will be described. As described above, these lens tilt sensitivity reduction amounts LTB and LTC are used with the third-order spherical aberration being minimized in each state, and therefore a large part depends on changing the incident magnification β to the objective. I found. Therefore, in order to reduce these LTB and LTC, it is necessary to design to reduce the amount of change in magnification.
つまり、LTBを小さくするためには、β(Tmax,Lc)−β(Tc,Lc)を小さくする必要があり、LTCを小さくするためには、β(Tmax,Lmax)−β(Tmax,Lc)を小さくする必要がある。 That is, in order to reduce LTB, it is necessary to reduce β (T max , L c ) −β (T c , L c ), and in order to reduce LTC, β (T max , L max ) It is necessary to reduce −β (T max , L c ).
まず、LTBに関するβ(Tmax,Lc)−β(Tc,Lc)であるが、これは、図12のβLTBで示す部分である。かかるβLTBを小さくするためには、SA(Tmax,Lc,β(Tc,Lc))を小さくするか、若しくは、傾きg(Tmax,Lc)を大きくする必要があることを意味する。ここで、SA(Tmax,Lc,β(Tc,Lc))は、温度変化量ΔT(=Tmax−Tc)と、材料の屈折率温度依存性の絶対値(|dn/dT|)と、対物レンズ4の焦点距離fに比例する。また、g(Tmax,Lc)は、ほぼ焦点距離fに比例する。このことから、LTB及びβLTBは、ΔTと、|dn/dT|とに比例する値であり、fに対する依存性がない。 First, β (T max , L c ) −β (T c , L c ) relating to LTB, which is a portion indicated by β LTB in FIG. In order to reduce the β LTB , it is necessary to reduce SA (T max , L c , β (T c , L c )) or increase the slope g (T max , L c ). Means. Here, SA (T max , L c , β (T c , L c )) is the temperature change amount ΔT (= T max −T c ) and the absolute value of the refractive index temperature dependency of the material (| dn / dT |) and proportional to the focal length f of the objective lens 4. Further, g (T max , L c ) is substantially proportional to the focal length f. Therefore, LTB and βLTB are values proportional to ΔT and | dn / dT |, and have no dependency on f.
上述の構成例においては、ΔT=40、|dn/dT|=−1.29×10−4において、LTB=70.4mλrms、βLTB=β(Tmax,Lc)−β(Tc,Lc)=0.0072であった。この関係からLTBの値は、ΔTとdn/dTの関数として、LTB=1.4×10−4×ΔT×(|dn/dT|)の関係を導き出すことができる。また、βLTBの値は、βLTB=β(Tmax,Lc)−β(Tc,Lc)=1.4×(ΔT)×(|dn/dT|)の関係を導き出すことができる。尚、上述のΔTは、設計中心状態における温度に対する温度変化量を示している。また、dn/dTは、所謂対物レンズ4の屈折率温度係数であり、すなわち対物レンズ4を構成する材質の温度変化に対する屈折率の変化を示す割合である。 In the above configuration example, when ΔT = 40, | dn / dT | = −1.29 × 10 −4 , LTB = 70.4 mλrms, β LTB = β (T max , L c ) −β (T c , It was L c) = 0.0072. From this relationship, the value of LTB can derive a relationship of LTB = 1.4 × 10 −4 × ΔT × (| dn / dT |) as a function of ΔT and dn / dT. The value of beta LTB is, β LTB = β (T max , L c) -β (T c, L c) = 1.4 × (ΔT) × be derived relationship (| | dn / dT) it can. Note that ΔT described above indicates the amount of temperature change with respect to the temperature in the design center state. Further, dn / dT is a so-called refractive index temperature coefficient of the objective lens 4, that is, a ratio indicating a change in refractive index with respect to a temperature change of the material constituting the objective lens 4.
次に、β(Tmax,Lmax)−β(Tmax,Lc)について検討するに、これは、図12のβLTCで示す部分である。かかるβLTCを小さくするためには、SA(Tmax,Lmax,β(Tmax,Lc))を小さくするか、若しくは、傾きg(Tmax,Lmax)を大きくする必要があることを意味する。ここで、SA(Tmax,Lmax,β(Tmax,Lc))は、対物レンズ4の開口数と光ディスクの特性である屈折率とカバーレイヤー厚さにのみ依存する値である。すなわち、SA(Tmax,Lmax,β(Tmax,Lc))は、カバーレイヤー厚さの変化量ΔL=(Lmax−Lc)に比例する値であり、焦点距離fに対する依存性はない。また、g(Tmax,Lmax)は、上述のg(Tmax,Lc)と同様に、ほぼ焦点距離fに比例する。このことから、LTC及びβLTCは、ΔLに比例し、fに反比例する値である。上述のΔLは、設計中心状態におけるカバーレイヤー厚さに対する変化量を示している。 Next, in order to examine β (T max , L max ) −β (T max , L c ), this is a portion indicated by β LTC in FIG. In order to reduce the β LTC , it is necessary to reduce SA (T max , L max , β (T max , L c )) or increase the slope g (T max , L max ). Means. Here, SA (T max , L max , β (T max , L c )) is a value that depends only on the numerical aperture of the objective lens 4, the refractive index that is a characteristic of the optical disc, and the cover layer thickness. That is, SA (T max , L max , β (T max , L c )) is a value proportional to the change amount ΔL = (L max −L c ) of the cover layer thickness, and is dependent on the focal length f. There is no. Further, g (T max , L max ) is substantially proportional to the focal length f, similarly to g (T max , L c ) described above. From this, LTC and βLTC are values proportional to ΔL and inversely proportional to f. ΔL described above indicates the amount of change with respect to the cover layer thickness in the design center state.
上述の構成例においては、ΔL=12.5、f=1.41においてLTC=17.3mλrms、βLTC=β(Tmax,Lmax)−β(Tmax,Lc)=0.0039であった。この関係からLTCの値は、ΔLとfの関数として、LTC=2.0×(ΔL)×(1/f)の関係を導き出すことができる。また、βLTCの値は、βLTC=β(Tmax,Lmax)−β(Tmax,Lc)=8.1×10−4×(ΔL)×(1/f)の関係を導き出すことができる。 In the above configuration example, ΔL = 12.5, f = 1.41, LTC = 17.3 mλrms, β LTC = β (T max , L max ) −β (T max , L c ) = 0.039 there were. From this relationship, the LTC value can be derived as a function of ΔL and f as follows: LTC = 2.0 × (ΔL) × (1 / f). Moreover, beta LTC values derives the relation β LTC = β (T max, L max) -β (T max, L c) = 8.1 × 10 -4 × (ΔL) × (1 / f) be able to.
次に、LTAを大きくする手法について考察する。LTAは、焦点距離fにも依存せず、レンズ面形状の設計によっていかようにも設定することが可能な値であり、LTA,LTB,LTCの中でもっとも設計自由度が高い。 Next, a method for increasing the LTA will be considered. LTA does not depend on the focal length f and is a value that can be set in any way by designing the lens surface shape, and has the highest design flexibility among LTA, LTB, and LTC.
以上のことから、LTA−LTB−LTC=LTA−1.4×10−4×(ΔT)×(|dn/dT|)−2.0×(ΔL)×(1/f)となる。 From the above, LTA−LTB−LTC = LTA−1.4 × 10 −4 × (ΔT) × (| dn / dT |) −2.0 × (ΔL) × (1 / f).
したがって、(LTA−LTB−LTC)の最小値を0より大きくするためには、LTA−1.4×10−4×(ΔT)×(|dn/dT|)−2.0×(ΔL)×(1/f)>0を満足する必要がある。換言すると、設計中心状態(温度Tc、カバーレイヤー厚さLc)におけるレンズチルト感度LTAが、LTA>1.4×10−4×(ΔT)×(|dn/dT|)+2.0×(ΔL)×(1/f)[mλrms]の関係を満たす必要がある。 Therefore, in order to make the minimum value of (LTA−LTB−LTC) larger than 0, LTA−1.4 × 10 −4 × (ΔT) × (| dn / dT |) −2.0 × (ΔL) It is necessary to satisfy x (1 / f)> 0. In other words, the lens tilt sensitivity LTA in the design center state (temperature Tc, cover layer thickness Lc) is LTA> 1.4 × 10 −4 × (ΔT) × (| dn / dT |) + 2.0 × (ΔL ) × (1 / f) [mλrms].
そして、(LTA−LTB−LTC)の最小値を上述の15.1[mλrms]以上とするためには、LTA−1.4×10−4×(ΔT)×(|dn/dT|)−2.0×(ΔL)×(1/f)>15.1を満足する必要がある。換言すると、設計中心状態(温度Tc、カバーレイヤー厚さLc)におけるレンズチルト感度LTAが、LTA>1.4×10−4×(ΔT)×(|dn/dT|)+2.0×(ΔL)×(1/f)+15.1[mλrms]の関係を満たす必要がある。 In order to set the minimum value of (LTA-LTB-LTC) to 15.1 [mλrms] or more as described above, LTA−1.4 × 10 −4 × (ΔT) × (| dn / dT |) − It is necessary to satisfy 2.0 × (ΔL) × (1 / f)> 15.1. In other words, the lens tilt sensitivity LTA in the design center state (temperature Tc, cover layer thickness Lc) is LTA> 1.4 × 10 −4 × (ΔT) × (| dn / dT |) + 2.0 × (ΔL ) × (1 / f) +15.1 [mλrms].
同様に、(LTA−LTB−LTC)の最小値を上述の24.2[mλrms]以上とするためには、LTAが、LTA>1.4×10−4×(ΔT)×(|dn/dT|)+2.0×(ΔL)×(1/f)+24.2[mλrms]の関係を満たす必要がある。 Similarly, in order to make the minimum value of (LTA−LTB−LTC) equal to or greater than the above 24.2 [mλrms], the LTA is LTA> 1.4 × 10 −4 × (ΔT) × (| dn / dT |) + 2.0 × (ΔL) × (1 / f) +24.2 [mλrms] must be satisfied.
また、(LTA−LTB−LTC)の最小値を上述の47.9[mλrms]以上とするためには、LTAが、LTA>1.4×10−4×(ΔT)×(|dn/dT|)+2.0×(ΔL)×(1/f)+47.9[mλrms]の関係を満たす必要がある。 In order to set the minimum value of (LTA-LTB-LTC) to 47.9 [mλrms] or more, the LTA is LTA> 1.4 × 10 −4 × (ΔT) × (| dn / dT |) + 2.0 × (ΔL) × (1 / f) +47.9 [mλrms].
以上のように、対物レンズ4は、設計中心状態におけるレンズチルト1degreeあたりで発生する3次コマ収差を示すLTAが、LTA>1.4×10−4×(ΔT)×(|dn/dT|)+2.0×(ΔL)×(1/f)の関係を満たすことにより、以下の利点を有する。かかる対物レンズ4は、環境温度変化やカバーレイヤー厚さ変化があったときにも3次コマ収差の補償を実現する。これにより、かかる対物レンズ4やこれを用いた光ピックアップ1は、設定条件において良好なレンズチルト感度を保持することを可能とし、すなわち、良好な収差補正を実現して良好な記録再生特性を実現する。
As described above, in the objective lens 4, the LTA indicating the third-order coma aberration generated around the lens tilt of 1 degree in the design center state is LTA> 1.4 × 10 −4 × (ΔT) × (| dn / dT | ) + 2.0 × (ΔL) × (1 / f) satisfies the following advantages. The objective lens 4 realizes compensation for third-order coma aberration even when there is a change in environmental temperature or a change in cover layer thickness. As a result, the objective lens 4 and the
また、対物レンズ4は、設計中心状態におけるレンズチルト1degreeあたりで発生する3次コマ収差を示すLTAが、LTA>1.4×10−4×(ΔT)×(|dn/dT|)+2.0×(ΔL)×(1/f)+15.1の関係を満たすことにより、以下の利点を有する。かかる対物レンズ4は、環境温度変化やカバーレイヤー厚さ変化があったときにもより高いレンズチルト感度を保持して3次コマ収差の補償を実現する。また、かかる対物レンズ4は、アクチュエータの製造公差等を考慮したものであるので、アクチュエータ等の構成を簡素化し製造公差等を緩和して製造を容易にできる。これにより、かかる対物レンズ4やこれを用いた光ピックアップ1は、設定条件において良好なレンズチルト感度を保持することを可能とし、すなわち、良好な収差補正を実現して良好な記録再生特性を実現する。
Further, the objective lens 4 has an LTA indicating third-order coma aberration generated per lens tilt of 1 degree in the design center state, LTA> 1.4 × 10 −4 × (ΔT) × (| dn / dT |) +2. By satisfying the relationship of 0 × (ΔL) × (1 / f) +15.1, the following advantages are obtained. The objective lens 4 maintains higher lens tilt sensitivity even when there is a change in environmental temperature or a change in cover layer thickness, and realizes third-order coma aberration compensation. Further, since the objective lens 4 takes into account the manufacturing tolerance of the actuator, the structure of the actuator and the like can be simplified to ease the manufacturing tolerance and the like. As a result, the objective lens 4 and the
また、対物レンズ4は、設計中心状態におけるレンズチルト1degreeあたりで発生する3次コマ収差を示すLTAが、LTA>1.4×10−4×(ΔT)×(|dn/dT|)+2.0×(ΔL)×(1/f)+24.2の関係を満たすことにより、以下の利点を有する。かかる対物レンズ4は、環境温度変化やカバーレイヤー厚さ変化があったときにもより高いレンズチルト感度を保持して3次コマ収差の補償を実現する。また、かかる対物レンズ4は、アクチュエータの製造公差等をより考慮したものであるので、アクチュエータ等の構成を簡素化し製造公差等を緩和して製造を容易にできる。これにより、かかる対物レンズ4やこれを用いた光ピックアップ1は、設定条件において良好なレンズチルト感度を保持することを可能とし、すなわち、良好な収差補正を実現して良好な記録再生特性を実現する。
Further, the objective lens 4 has an LTA indicating third-order coma aberration generated per lens tilt of 1 degree in the design center state, LTA> 1.4 × 10 −4 × (ΔT) × (| dn / dT |) +2. By satisfying the relationship of 0 × (ΔL) × (1 / f) +24.2, the following advantages are obtained. The objective lens 4 maintains higher lens tilt sensitivity even when there is a change in environmental temperature or a change in cover layer thickness, and realizes third-order coma aberration compensation. Further, since the objective lens 4 takes into account the manufacturing tolerance of the actuator and the like, the structure of the actuator and the like can be simplified to ease the manufacturing tolerance and the like. As a result, the objective lens 4 and the
また、対物レンズ4は、設計中心状態におけるレンズチルト1degreeあたりで発生する3次コマ収差を示すLTAが、LTA>1.4×10−4×(ΔT)×(|dn/dT|)+2.0×(ΔL)×(1/f)+47.9の関係を満たすことにより、以下の利点を有する。かかる対物レンズ4は、環境温度変化やカバーレイヤー厚さ変化があったときにもより高いレンズチルト感度を保持して3次コマ収差の補償を実現する。また、かかる対物レンズ4は、アクチュエータの製造公差等をより考慮したものであるので、アクチュエータ等の構成を簡素化し製造公差等を緩和して製造を容易にできる。これにより、かかる対物レンズ4やこれを用いた光ピックアップ1は、設定条件において良好なレンズチルト感度を保持することを可能とし、すなわち、良好な収差補正を実現して良好な記録再生特性を実現する。
Further, the objective lens 4 has an LTA indicating third-order coma aberration generated per lens tilt of 1 degree in the design center state, LTA> 1.4 × 10 −4 × (ΔT) × (| dn / dT |) +2. By satisfying the relationship of 0 × (ΔL) × (1 / f) +47.9, the following advantages are obtained. The objective lens 4 maintains higher lens tilt sensitivity even when there is a change in environmental temperature or a change in cover layer thickness, and realizes third-order coma aberration compensation. Further, since the objective lens 4 takes into account the manufacturing tolerance of the actuator and the like, the structure of the actuator and the like can be simplified to ease the manufacturing tolerance and the like. As a result, the objective lens 4 and the
また、以上のような説明の課程で得られた図12に示すβLTB及びβLTCは、これを用いることにより、上述した「温度やカバーレイヤー厚さ等の設定状態の変化により発生する3次球面収差を補正する入射倍率」を一般式として規定することを可能とする。換言すると、(βLTB+βLTC)は、設計中心状態(Tc,Lc)の入射倍率に対する、設定状態(Tmax,Lmax)の入射倍率の倍率差を示す。そして、上述の記載と同様に、設計中心状態(Tc,Lc)に対する、設定状態(Tmin,Lmin)の入射倍率の倍率差は、−(βLTB+βLTC)である。一般的に、設定中心状態では、入射倍率を0、すなわち、対物レンズ4への入射光ビームを平行光と設定される。このことに鑑みれば、設定中心状態の入射倍率が略0であれば、−(βLTB+βLTC)〜+(βLTB+βLTC)の範囲において、上述のような「レンズチルトで発生する3次コマ収差が0を含まない」ように対物レンズ4を構成すればよい。かかる構成により、各種条件の自由度を高めた場合にも、上述のような効果を得ることができるものである。 In addition, β LTB and β LTC shown in FIG. 12 obtained in the course of the above description are used to obtain the above-described “third order generated by a change in the setting state such as temperature and cover layer thickness”. It is possible to define “incidence magnification for correcting spherical aberration” as a general expression. In other words, (β LTB + β LTC ) represents a magnification difference between the incident magnifications in the set state (T max , L max ) with respect to the incident magnification in the design center state (T c , L c ). Similarly to the above description, the magnification difference of the incident magnification in the set state (T min , L min ) with respect to the design center state (Tc, Lc) is − (β LTB + β LTC ). Generally, in the set center state, the incident magnification is set to 0, that is, the incident light beam to the objective lens 4 is set as parallel light. In view of this, if the incident magnification in the set center state is approximately 0, the above-described “third order generated by lens tilt” is in the range of − (β LTB + β LTC ) to + (β LTB + β LTC ). The objective lens 4 may be configured so that the coma does not include 0. With such a configuration, even when the degree of freedom of various conditions is increased, the above-described effects can be obtained.
よって、対物レンズ4は、入射倍率が±(βLTB+βLTC)の範囲において、レンズチルトで発生する3次コマ収差がチルト角度方向に対して同じであることにより、以下の利点を有する。ここで、入射倍率が±(βLTB+βLTC)の範囲とは、−(1.4×(ΔT)×(|dn/dT|)+8.1×10−4×(ΔL)×(1/f))〜+(1.4×(ΔT)×(|dn/dT|)+8.1×10−4×(ΔL)×(1/f))の範囲である。 Therefore, the objective lens 4 has the following advantages because the third-order coma aberration generated by the lens tilt is the same with respect to the tilt angle direction in the range where the incident magnification is ± (β LTB + β LTC ). Here, the range where the incident magnification is ± (β LTB + β LTC ) is − (1.4 × (ΔT) × (| dn / dT |) + 8.1 × 10 −4 × (ΔL) × (1 / f)) to + (1.4 × (ΔT) × (| dn / dT |) + 8.1 × 10 −4 × (ΔL) × (1 / f)).
かかる対物レンズ4は、環境温度変化やカバーレイヤー厚さ変化があったときにも3次コマ収差の補償を実現する。これにより、かかる対物レンズ4やこれを用いた光ピックアップ1は、設定条件において良好なレンズチルト感度を保持することを可能とし、すなわち、良好な収差補正を実現して良好な記録再生特性を実現する。
The objective lens 4 realizes compensation for third-order coma aberration even when there is a change in environmental temperature or a change in cover layer thickness. As a result, the objective lens 4 and the
同様に、対物レンズ4は、入射倍率が±(βLTB+βLTC)の範囲において、0.0151λrms/degree以上のレンズチルト感度を有することにより、以下の効果を有する。尚、上述の範囲において、0.0151λrms/degree以上のレンズチルト感度を有することは、レンズチルト1degreeあたりで発生する3次コマ収差が0.0151λrms以上であることと同じ意味である。 Similarly, the objective lens 4 has the following effects by having a lens tilt sensitivity of 0.0151 λ rms / degree or more in the range where the incident magnification is ± (β LTB + β LTC ). In the above-mentioned range, having a lens tilt sensitivity of 0.0151 λrms / degree or more has the same meaning as that the third-order coma aberration generated per lens tilt of 1degree is 0.0151 λrms or more.
かかる対物レンズ4は、環境温度変化やカバーレイヤー厚さ変化があったときにもより高いレンズチルト感度により3次コマ収差の補償を実現する。また、かかる対物レンズ4は、アクチュエータの製造公差等を考慮したものであるので、アクチュエータ等の構成を簡素化し製造公差等を緩和して製造を容易にできる。これにより、かかる対物レンズ4やこれを用いた光ピックアップ1は、設定条件において良好なレンズチルト感度を保持することを可能とし、すなわち、良好な収差補正を実現して良好な記録再生特性を実現する。
The objective lens 4 realizes third-order coma aberration compensation with higher lens tilt sensitivity even when there is an environmental temperature change or a cover layer thickness change. Further, since the objective lens 4 takes into account the manufacturing tolerance of the actuator, the structure of the actuator and the like can be simplified to ease the manufacturing tolerance and the like. As a result, the objective lens 4 and the
また、対物レンズ4は、入射倍率が±(βLTB+βLTC)の範囲において、0.0242λrms/degree以上のレンズチルト感度を有することにより、以下の効果を有する。かかる対物レンズ4は、環境温度変化やカバーレイヤー厚さ変化があったときにもより高いレンズチルト感度により3次コマ収差の補償を実現する。また、かかる対物レンズ4は、アクチュエータの製造公差等を考慮したものであるので、アクチュエータ等の構成を簡素化し製造公差等を緩和して製造を容易にできる。これにより、かかる対物レンズ4やこれを用いた光ピックアップ1は、設定条件において良好なレンズチルト感度を保持することを可能とし、すなわち、良好な収差補正を実現して良好な記録再生特性を実現する。
The objective lens 4 is the range of incident magnification ± (β LTB + β LTC) , by a lens tilt sensitivity than 0.0242λrms / degree, it has the following advantages. The objective lens 4 realizes third-order coma aberration compensation with higher lens tilt sensitivity even when there is an environmental temperature change or a cover layer thickness change. Further, since the objective lens 4 takes into account the manufacturing tolerance of the actuator, the structure of the actuator and the like can be simplified to ease the manufacturing tolerance and the like. As a result, the objective lens 4 and the
また、対物レンズ4は、入射倍率が±(βLTB+βLTC)の範囲において、0.0479λrms/degree以上のレンズチルト感度を有することにより、以下の効果を有する。かかる対物レンズ4は、環境温度変化やカバーレイヤー厚さ変化があったときにもより高いレンズチルト感度により3次コマ収差の補償を実現する。また、かかる対物レンズ4は、アクチュエータの製造公差等を考慮したものであるので、アクチュエータ等の構成を簡素化し製造公差等を緩和して製造を容易にできる。これにより、かかる対物レンズ4やこれを用いた光ピックアップ1は、設定条件において良好なレンズチルト感度を保持することを可能とし、すなわち、良好な収差補正を実現して良好な記録再生特性を実現する。
Further, the objective lens 4 has the following effects by having a lens tilt sensitivity of 0.0479λ rms / degree or more in the range where the incident magnification is ± (β LTB + β LTC ). The objective lens 4 realizes third-order coma aberration compensation with higher lens tilt sensitivity even when there is an environmental temperature change or a cover layer thickness change. Further, since the objective lens 4 takes into account the manufacturing tolerance of the actuator, the structure of the actuator and the like can be simplified to ease the manufacturing tolerance and the like. As a result, the objective lens 4 and the
〔4.対物レンズの構成例及び比較例について〕
以下に、本発明に係る対物レンズ4の構成例(設計例)としての設計データとともに、これと比較するための比較例の対物レンズの設計データを示す。尚、いずれの例においても、焦点距離f=1.41[mm]、開口数NA=0.85、レンズ中心厚さ=1.80[mm]、構成材料の屈折率=1.5246で共通である。
[4. Objective lens configuration examples and comparative examples)
The design data of the objective lens of the comparative example for comparison with the design data as a configuration example (design example) of the objective lens 4 according to the present invention will be shown below. In any of the examples, the focal length f = 1.41 [mm], the numerical aperture NA = 0.85, the lens center thickness = 1.80 [mm], and the refractive index of the constituent material = 1.5246. It is.
「比較例」
以下に、比較例の光源側レンズ面S1の形状を示す上述の式(1)におけるR,K,A〜Jは、以下の通りである。
"Comparative example"
Below, R, K, AJ in the above-mentioned formula (1) which shows the shape of light source side lens surface S1 of a comparative example are as follows.
<光源側レンズ面S1>
R = 0.92557
K = -0.60684
A = 0.02141
B = -0.00050
C = 0.00808
D = 0.00647
E = -0.00382
F = -0.00705
G = 0.00371
H = 0.00852
J = -0.00580
<Light source side lens surface S1>
R = 0.92557
K = -0.60684
A = 0.02141
B = -0.00050
C = 0.00808
D = 0.00647
E = -0.00382
F = -0.00705
G = 0.00371
H = 0.00852
J = -0.00580
また、以下に、比較例の光ディスク側レンズ面S2の形状を示す上述の式(1)におけるR,K,A〜Jは、以下の通りである。 In the following, R, K, and A to J in the above formula (1) showing the shape of the optical disk side lens surface S2 of the comparative example are as follows.
<光ディスク側レンズ面S2>
R = -1.21100
K = -27.13926
A = 0.23133
B = -0.18987
C = -0.26925
D = 0.37981
E = -0.00964
F = -0.10854
G = -0.00587
H = -0.03997
J = 0.04787
<Optical disc side lens surface S2>
R = -1.21100
K = -27.13926
A = 0.23133
B = -0.18987
C = -0.26925
D = 0.37981
E = -0.00964
F = -0.10854
G = -0.00587
H = -0.03997
J = 0.04787
「構成例」
以下に、本発明に係る対物レンズ4の構成例の光源側レンズ面S1、すなわち、第1面4aの形状を示す上述の式(1)におけるR,K,A〜Jは、以下の通りである。S1は、図1における第1面4aを示す。
"Configuration Example"
Hereinafter, R, K, A to J in the above-described formula (1) indicating the shape of the light source side lens surface S1 of the configuration example of the objective lens 4 according to the present invention, that is, the first surface 4a, are as follows. is there. S1 indicates the first surface 4a in FIG.
<光源側レンズ面S1>
R = 0.92889
K = -0.60519
A = 0.01771
B = 0.00694
C = 0.12831
D = -0.67249
E = 1.61889
F = -2.12102
G = 1.56419
H = -0.60521
J = 0.09398
<Light source side lens surface S1>
R = 0.92889
K = -0.60519
A = 0.01771
B = 0.00694
C = 0.12831
D = -0.67249
E = 1.61889
F = -2.12102
G = 1.56419
H = -0.60521
J = 0.09398
また、以下に、本発明に係る対物レンズ4の構成例の光ディスク側レンズ面S2、すなわち、第2面4bの形状を示す上述の式(1)におけるR,K,A〜Jは、以下の通りである。S2は、図1における第2面4bを示す。 In the following, R, K, A to J in the above-described formula (1) indicating the shape of the optical disk side lens surface S2 of the configuration example of the objective lens 4 according to the present invention, that is, the second surface 4b are as follows: Street. S2 shows the 2nd surface 4b in FIG.
<光ディスク側レンズ面S2>
R = -1.23347
K = -30.3168
A = 0.22086
B = -0.21581
C = -0.23610
D = 0.37238
E = 0.00720
F = -0.17558
G = 0.04437
H = 0.00434
J = 0.00000
<Optical disc side lens surface S2>
R = -1.23347
K = -30.3168
A = 0.22086
B = -0.21581
C = -0.23610
D = 0.37238
E = 0.00720
F = -0.17558
G = 0.04437
H = 0.00434
J = 0.00000
以上のような構成例の対物レンズによれば、上述した図6(b)、図7(b)、図8(b)、図9(b)、図10(b)、図11(b)のような比較例の対物レンズに比べて、上述のような効果を奏するものである。すなわち、本発明の構成例の対物レンズによれば、図6(a)、図7(a)、図8(a)、図9(a)、図10(a)、図11(a)に示すように、レンズチルト感度の変動を考慮した構成とすることができる。換言すると、かかる構成例の対物レンズは、温度変化やカバーレイヤー厚さ変化によらず3次コマ収差の補償を実現するものである。 According to the objective lens having the above configuration example, FIGS. 6B, 7B, 8B, 9B, 10B, and 11B described above. Compared to the objective lens of the comparative example as described above, the above-described effects are exhibited. That is, according to the objective lens of the configuration example of the present invention, as shown in FIGS. 6 (a), 7 (a), 8 (a), 9 (a), 10 (a), and 11 (a). As shown in the figure, it is possible to adopt a configuration that takes into account fluctuations in lens tilt sensitivity. In other words, the objective lens having such a configuration example realizes compensation for third-order coma aberration regardless of a change in temperature or a change in cover layer thickness.
具体的に、上述した図16(a)と同様に、上述の構成例及び比較例の対物レンズのレンズチルト特性を図14に示す。図14中横軸は、レンズチルト角度[degree]を示し、縦軸は、3次コマ収差[mλrms]を示す。そして、L8Pは、上述の構成例の対物レンズの最も小さいレンズチルト特性である温度75℃且つカバーレイヤー厚さ100μmの場合のレンズチルト角度に対する3次コマ収差の変化量を示す。L8Cは、上述の比較例の対物レンズの最も小さいレンズチルト特性である温度75℃カバーレイヤー厚さ100μmの場合のレンズチルト角度に対する3次コマ収差の変化量を示す。 Specifically, FIG. 14 shows the lens tilt characteristics of the objective lenses of the above-described configuration example and comparative example, as in FIG. In FIG. 14, the horizontal axis indicates the lens tilt angle [degree], and the vertical axis indicates the third-order coma aberration [mλrms]. L 8P indicates the amount of change in third-order coma aberration with respect to the lens tilt angle when the temperature is 75 ° C. and the cover layer thickness is 100 μm, which is the smallest lens tilt characteristic of the objective lens having the above-described configuration example. L 8C indicates the amount of change in the third-order coma aberration with respect to the lens tilt angle when the temperature is 75 ° C. and the cover layer thickness is 100 μm, which is the smallest lens tilt characteristic of the objective lens of the comparative example described above.
以上のように、本発明を適用した対物レンズ4は、使用設定状態の最も厳しい条件においてもレンズチルト感度を確保できる。よって、本発明を適用した対物レンズ4並びにこれを用いた光ピックアップ1及び光ディスク装置は、光ディスクシステムの使用設定状態の範囲内において、レンズチルト感度が常に存在し、光ディスクの反りにより発生するコマ収差を、対物レンズ4のレンズチルトにより補正することを可能とする。
As described above, the objective lens 4 to which the present invention is applied can ensure the lens tilt sensitivity even under the strictest conditions of use setting. Therefore, the objective lens 4 to which the present invention is applied, and the
1 光ピックアップ、 2 光ディスク、 3 光源部、 4 対物レンズ、 5 コリメータレンズ、 6 光検出器、 7 ビームスプリッタ、 8 開口絞り、 11 コリメータレンズ駆動部、 12 対物レンズ駆動部
DESCRIPTION OF
Claims (16)
上記入射倍率が−(1.4×(ΔT)×(|dn/dT|)+8.1×10−4×(ΔL)×(1/f))〜+(1.4×(ΔT)×(|dn/dT|)+8.1×10−4×(ΔL)×(1/f))の範囲において、当該対物レンズのレンズチルトで発生する3次コマ収差の符号が同じである請求項1記載の対物レンズ。 When the temperature variation is ΔT, the thickness variation of the optical disk cover layer is ΔL, the refractive index temperature coefficient of the objective lens is dn / dT, and the focal length of the objective lens is f,
The incident magnification is − (1.4 × (ΔT) × (| dn / dT |) + 8.1 × 10 −4 × (ΔL) × (1 / f)) to + (1.4 × (ΔT) × The sign of the third-order coma aberration generated by the lens tilt of the objective lens is the same in the range of (| dn / dT |) + 8.1 × 10 −4 × (ΔL) × (1 / f)). The objective lens according to 1.
上記入射倍率が−(1.4×(ΔT)×(|dn/dT|)+8.1×10−4×(ΔL)×(1/f))〜+(1.4×(ΔT)×(|dn/dT|)+8.1×10−4×(ΔL)×(1/f))の範囲において、当該対物レンズのレンズチルト1degreeあたりで発生する3次コマ収差が0.0151λrms以上である請求項2記載の対物レンズ。 When the temperature variation is ΔT, the thickness variation of the optical disk cover layer is ΔL, the refractive index temperature coefficient of the objective lens is dn / dT, and the focal length of the objective lens is f,
The incident magnification is − (1.4 × (ΔT) × (| dn / dT |) + 8.1 × 10 −4 × (ΔL) × (1 / f)) to + (1.4 × (ΔT) × In the range of (| dn / dT |) + 8.1 × 10 −4 × (ΔL) × (1 / f)), the third-order coma aberration generated per 1 degree lens tilt of the objective lens is 0.0151 λrms or more. The objective lens according to claim 2.
上記入射倍率が−(1.4×(ΔT)×(|dn/dT|)+8.1×10−4×(ΔL)×(1/f))〜+(1.4×(ΔT)×(|dn/dT|)+8.1×10−4×(ΔL)×(1/f))の範囲において、当該対物レンズのレンズチルト1degreeあたりで発生する3次コマ収差が0.0242λrms以上である請求項2記載の対物レンズ。 When the temperature variation is ΔT, the thickness variation of the optical disk cover layer is ΔL, the refractive index temperature coefficient of the objective lens is dn / dT, and the focal length of the objective lens is f,
The incident magnification is − (1.4 × (ΔT) × (| dn / dT |) + 8.1 × 10 −4 × (ΔL) × (1 / f)) to + (1.4 × (ΔT) × In the range of (| dn / dT |) + 8.1 × 10 −4 × (ΔL) × (1 / f)), the third-order coma aberration generated per lens tilt of 1 degree of the objective lens is 0.0242λrms or more. The objective lens according to claim 2.
上記入射倍率が−(1.4×(ΔT)×(|dn/dT|)+8.1×10−4×(ΔL)×(1/f))〜+(1.4×(ΔT)×(|dn/dT|)+8.1×10−4×(ΔL)×(1/f))の範囲において、当該対物レンズのレンズチルト1degreeあたりで発生する3次コマ収差が0.0479λrms以上である請求項2記載の対物レンズ。 When the temperature variation is ΔT, the thickness variation of the optical disk cover layer is ΔL, the refractive index temperature coefficient of the objective lens is dn / dT, and the focal length of the objective lens is f,
The incident magnification is − (1.4 × (ΔT) × (| dn / dT |) + 8.1 × 10 −4 × (ΔL) × (1 / f)) to + (1.4 × (ΔT) × In the range of (| dn / dT |) + 8.1 × 10 −4 × (ΔL) × (1 / f)), the third-order coma aberration generated per 1 degree of lens tilt of the objective lens is 0.0479 λrms or more. The objective lens according to claim 2.
温度変化量をΔTとし、光ディスクのカバーレイヤーの厚さ変化量をΔLとし、当該対物レンズの屈折率温度係数をdn/dTとし、当該対物レンズの焦点距離をfとしたとき、
設計中心状態における当該対物レンズのレンズチルト1degreeあたりで発生する3次コマ収差が、1.4×10−4×(ΔT)×(|dn/dT|)+2.0×(ΔL)×(1/f)[mλrms]以上であるプラスチック製の対物レンズ。 The numerical aperture is 0.8 or more,
When the temperature variation is ΔT, the thickness variation of the optical disk cover layer is ΔL, the refractive index temperature coefficient of the objective lens is dn / dT, and the focal length of the objective lens is f,
The third-order coma aberration that occurs around 1 degree of lens tilt of the objective lens in the design center state is 1.4 × 10 −4 × (ΔT) × (| dn / dT |) + 2.0 × (ΔL) × (1 / F) A plastic objective lens that is equal to or greater than [mλrms].
上記対物レンズには、温度及び光ディスクのカバーレイヤーの厚さ変化により発生する3次球面収差を補正する入射倍率で光ビームが入射され、
上記対物レンズは、開口数が0.8以上であり、温度及び光ディスクのカバーレイヤーの厚さ変化により発生する3次球面収差を補正する入射倍率の範囲における、当該対物レンズのレンズチルトで発生する3次コマ収差の符号が同じであるプラスチック製の対物レンズである光ピックアップ。 An objective lens for condensing the light beam emitted from the light source on each of one or more layers of the optical disc;
A light beam is incident on the objective lens at an incident magnification that corrects third-order spherical aberration caused by temperature and thickness change of the cover layer of the optical disc.
The objective lens has a numerical aperture of 0.8 or more, and is generated by a lens tilt of the objective lens in a range of incident magnification for correcting third-order spherical aberration caused by temperature and thickness change of the cover layer of the optical disc. An optical pickup which is a plastic objective lens having the same third-order coma aberration sign.
上記対物レンズには、温度及び光ディスクのカバーレイヤーの厚さ変化により発生する3次球面収差を補正する入射倍率で光ビームが入射され、
上記対物レンズは、開口数が0.8以上であり、温度変化量をΔTとし、光ディスクのカバーレイヤーの厚さ変化量をΔLとし、当該対物レンズの屈折率温度係数をdn/dTとし、当該対物レンズの焦点距離をfとしたとき、設計中心状態における当該対物レンズのレンズチルト1degreeあたりで発生する3次コマ収差が、1.4×10−4×(ΔT)×(|dn/dT|)+2.0×(ΔL)×(1/f)[mλrms]以上であるプラスチック製の対物レンズである光ピックアップ。 An objective lens for condensing the light beam emitted from the light source on each of one or more layers of the optical disc;
A light beam is incident on the objective lens at an incident magnification that corrects third-order spherical aberration caused by temperature and thickness change of the cover layer of the optical disc.
The objective lens has a numerical aperture of 0.8 or more, a temperature change amount is ΔT, a thickness change amount of the cover layer of the optical disc is ΔL, a refractive index temperature coefficient of the objective lens is dn / dT, Assuming that the focal length of the objective lens is f, the third-order coma aberration generated per 1 degree of lens tilt of the objective lens in the design center state is 1.4 × 10 −4 × (ΔT) × (| dn / dT | ) + 2.0 × (ΔL) × (1 / f) [mλrms] or more, an optical pickup that is a plastic objective lens.
上記対物レンズには、温度及び光ディスクのカバーレイヤーの厚さ変化により発生する3次球面収差を補正する入射倍率で光ビームが入射され、
上記対物レンズは、開口数が0.8以上であり、温度及び光ディスクのカバーレイヤーの厚さ変化により発生する3次球面収差を補正する入射倍率の範囲における、当該対物レンズのレンズチルトで発生する3次コマ収差の符号が同じであるプラスチック製の対物レンズである光ディスク装置。 An optical pickup having an objective lens for condensing the light beam emitted from the light source on each of one or more layers of the optical disc;
A light beam is incident on the objective lens at an incident magnification that corrects third-order spherical aberration caused by temperature and thickness change of the cover layer of the optical disc.
The objective lens has a numerical aperture of 0.8 or more, and is generated by a lens tilt of the objective lens in a range of incident magnification for correcting third-order spherical aberration caused by temperature and thickness change of the cover layer of the optical disc. An optical disc apparatus which is a plastic objective lens having the same third-order coma aberration sign.
上記対物レンズには、温度及び光ディスクのカバーレイヤーの厚さ変化により発生する3次球面収差を補正する入射倍率で光ビームが入射され、
上記対物レンズは、開口数が0.8以上であり、温度変化量をΔTとし、光ディスクのカバーレイヤーの厚さ変化量をΔLとし、当該対物レンズの屈折率温度係数をdn/dTとし、当該対物レンズの焦点距離をfとしたとき、設計中心状態における当該対物レンズのレンズチルト1degreeあたりで発生する3次コマ収差が、1.4×10−4×(ΔT)×(|dn/dT|)+2.0×(ΔL)×(1/f)[mλrms]以上であるプラスチック製の対物レンズである光ディスク装置。 An optical pickup having an objective lens for condensing the light beam emitted from the light source on each of one or more layers of the optical disc;
A light beam is incident on the objective lens at an incident magnification that corrects third-order spherical aberration caused by temperature and thickness change of the cover layer of the optical disc.
The objective lens has a numerical aperture of 0.8 or more, a temperature change amount is ΔT, a thickness change amount of the cover layer of the optical disc is ΔL, a refractive index temperature coefficient of the objective lens is dn / dT, Assuming that the focal length of the objective lens is f, the third-order coma aberration generated per 1 degree of lens tilt of the objective lens in the design center state is 1.4 × 10 −4 × (ΔT) × (| dn / dT | ) + 2.0 × (ΔL) × (1 / f) [mλrms] or more, an optical disc apparatus that is a plastic objective lens.
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010250876A (en) * | 2009-04-13 | 2010-11-04 | Hitachi Maxell Ltd | Optical pickup lens |
WO2013147014A1 (en) * | 2012-03-29 | 2013-10-03 | コニカミノルタ株式会社 | Objective lens, optical pickup device, and optical information recording and reproducing apparatus |
CN104254888B (en) * | 2012-03-29 | 2016-11-30 | 柯尼卡美能达株式会社 | Object lens, optical take-up apparatus and optical information recording/reproducing device |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010044355A1 (en) * | 2008-10-17 | 2010-04-22 | コニカミノルタオプト株式会社 | Objective lens and optical pickup device |
-
2008
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Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010044355A1 (en) * | 2008-10-17 | 2010-04-22 | コニカミノルタオプト株式会社 | Objective lens and optical pickup device |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010250876A (en) * | 2009-04-13 | 2010-11-04 | Hitachi Maxell Ltd | Optical pickup lens |
WO2013147014A1 (en) * | 2012-03-29 | 2013-10-03 | コニカミノルタ株式会社 | Objective lens, optical pickup device, and optical information recording and reproducing apparatus |
CN104254888A (en) * | 2012-03-29 | 2014-12-31 | 柯尼卡美能达株式会社 | Objective lens, optical pickup device, and optical information recording and reproducing apparatus |
JPWO2013147014A1 (en) * | 2012-03-29 | 2015-12-14 | コニカミノルタ株式会社 | Objective lens, optical pickup device, and optical information recording / reproducing device |
CN104254888B (en) * | 2012-03-29 | 2016-11-30 | 柯尼卡美能达株式会社 | Object lens, optical take-up apparatus and optical information recording/reproducing device |
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