JP4375108B2 - Optical head device - Google Patents
Optical head device Download PDFInfo
- Publication number
- JP4375108B2 JP4375108B2 JP2004139810A JP2004139810A JP4375108B2 JP 4375108 B2 JP4375108 B2 JP 4375108B2 JP 2004139810 A JP2004139810 A JP 2004139810A JP 2004139810 A JP2004139810 A JP 2004139810A JP 4375108 B2 JP4375108 B2 JP 4375108B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wavelength
- optical
- objective lens
- axis
- light beam
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Description
本発明は、光ディスクに情報を書き込むまたは光ディスクから情報を読み出す(以下、光ディスクに情報を書き込むまたは光ディスクから情報を読み出すことを、「光ディスクの記録・再生」という。)ための対物レンズおよび光ヘッド装置に関し、特に、少なくても2つの異なる使用波長の光束を用いて光ディスクの記録・再生を行うための対物レンズおよび光ヘッド装置に関する。 The present invention relates to an objective lens and an optical head device for writing information on an optical disc or reading information from an optical disc (hereinafter, writing information on an optical disc or reading information from an optical disc is referred to as “recording / reproducing of an optical disc”). In particular, the present invention relates to an objective lens and an optical head device for performing recording / reproduction of an optical disc using light beams having at least two different use wavelengths.
従来、CD、DVD等で知られる光ディスクは、音楽情報、映像情報等の保存、または、コンピュータから出力されるデータの記録等に広く使われている。そして、近年の高度情報化の進展にともない、光ディスクの大容量化、高密度化の要求が益々強まっている。 2. Description of the Related Art Conventionally, optical disks known as CDs and DVDs are widely used for storing music information, video information, etc., recording data output from a computer, and the like. With the advancement of advanced information technology in recent years, demands for larger capacity and higher density of optical discs are increasing.
光ディスクへの記録の高密度化を達成するためには、対物レンズを介して集光される光線のスポットの径(以下、スポット径という。)を小さくする必要がある。一般に、このスポット径は、使用する光束の波長(以下、使用波長という。)に比例し、光学系の開口数(NA)に反比例することが知られており、上記の高密度化のためには、使用波長を短くするか、光学系の開口数を大きくすればよい。 In order to achieve high recording density on the optical disc, it is necessary to reduce the spot diameter of the light beam collected through the objective lens (hereinafter referred to as spot diameter). In general, this spot diameter is known to be proportional to the wavelength of the light beam used (hereinafter referred to as the used wavelength) and inversely proportional to the numerical aperture (NA) of the optical system. In this case, the wavelength used may be shortened or the numerical aperture of the optical system may be increased.
CDからDVDへの高密度化は、使用波長を、約780nmから約650nmに短くすると共に、光学系の開口数を、0.45から0.60または0.65に増大することで実現されている。そして、今後の更なる高密度化のために、光源として440nmより短い波長の光束を用いた光ヘッド装置が検討されている。 Densification from CD to DVD is realized by shortening the operating wavelength from about 780 nm to about 650 nm and increasing the numerical aperture of the optical system from 0.45 to 0.60 or 0.65. Yes. In order to further increase the density in the future, an optical head device using a light beam having a wavelength shorter than 440 nm as a light source has been studied.
これらの光ヘッド装置には、従来の光ディスクの記録・再生ができることが求められる。上記の要請、すなわち、複数の使用波長の光束を用いて光ディスクの記録・再生を行うという要請に応えるべく、2つの使用波長のうちの一方の使用波長の光束に対して収差の最小化がなされた対物レンズ以外に、残りの使用波長の光束に対して位相補正を行い収差等を補正する位相補正素子等の別素子(以下、収差補正素子という。)を設けるという方法がとられていた(特許文献1参照)。
しかし、このような従来の光ディスクの記録・再生を行うための技術では、上記の対物レンズと収差補正素子との間で生じる偏心により新たに収差が発生するという問題があった。これを回避すべく対物レンズと収差補正素子との偏心調整を行って一体保持したとしても、一体保持されたことによりトラッキングサーボまたはフォーカスサーボの対象となる素子の重量が増し、上記のサーボへの負荷が増大し問題となる。これは、光ディスクの記録・再生のために、1つの使用波長に対して、対物レンズの光学特性を最適化して光軸外の収差までも最小化するという設計思想によるものである。 However, such a conventional technique for recording / reproducing an optical disc has a problem that new aberration is generated due to decentration generated between the objective lens and the aberration correction element. To avoid this, even if the objective lens and the aberration correction element are decentered and held together, the integrated holding increases the weight of the element that is the target of the tracking servo or focus servo, and the above servo The load increases and becomes a problem. This is due to the design philosophy of optimizing the optical characteristics of the objective lens and minimizing aberrations off the optical axis for one used wavelength for recording / reproducing of the optical disk.
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、1つの使用波長に対して、光軸外の収差までも最小化するように対物レンズの光学特性を最適化することを要せずに、1つまたは2つの使用波長を用いて光ディスクの記録・再生を可能とする対物レンズおよび光ヘッド装置を提供するものである。 The present invention has been made to solve such problems, and it is necessary to optimize the optical characteristics of the objective lens so as to minimize even aberrations off the optical axis for one wavelength used. In addition, an objective lens and an optical head device capable of recording / reproducing an optical disk using one or two used wavelengths are provided.
以上の点を考慮して、請求項1に係る発明は、波長が390nmから430nmの第1の使用波長λ 1 の光束を用いて第1の光ディスクに対して記録・再生が可能であり、波長が630nmから680nmの第2の使用波長λ 2 の光束を用いて第2の光ディスクに対して記録・再生が可能な光ヘッド装置であって、前記第1の使用波長λ 1 の光束を出射する第1の光源と、前記第2の使用波長λ 2 の光束を出射する第2の光源と、前記光源から出射された光束を前記使用波長に応じて予め決められた前記光ディスクに集光させる対物レンズと、前記光ディスクから反射された光束を受光する受光素子と、を備え、前記対物レンズは、その光軸と交わる2つの面が、前記第1の使用波長λ1の光束を用いて前記第1の光ディスクに対する記録・再生を開口数0.6以上で行う場合に、像高0.05mmの位置における3次の軸外コマ収差がRMS値で0.5λ 1 以上となるとともに前記光軸上の波面収差がRMS値で0.03λ 1 以下となり、かつ、前記第2の使用波長λ 2 の光束を用いて前記第2の光ディスクに対する記録・再生を開口数0.6以上で行う場合に、像高0.05mmの位置における3次の軸外コマ収差がRMS値で0.5λ 2 以上となるとともに前記光軸上の波面収差がRMS値で0.03λ 2 以下となる非球面の形状を有する構成を有している。 Considering the above points, the invention according to claim 1 is capable of recording / reproducing with respect to the first optical disc using a light beam having a wavelength of 390 nm to 430 nm and having a first use wavelength λ 1. recording and reproducing for the second optical disk is an optical head device capable to emit the first light flux of the wavelength used lambda 1 of using but a second light flux of the wavelength used lambda 2 of 680nm from 630nm a first light source, an objective for focusing on the second and the second light source emitting a light flux with wavelength used lambda 2, the optical disc determined in advance in accordance with the light beam emitted from the light source to the wavelength used comprising a lens, and a light receiving element for receiving the light beam reflected from the optical disc, the objective lens has two surfaces intersecting with an optical axis thereof, said using the first light flux of the wavelength used lambda 1 of the first record for the first optical disk When performing raw numerical aperture of 0.6 or more, the wave front aberration on the optical axis RMS with third order off-axis coma in the position of the image height 0.05mm is 0.5 lambda 1 or more in RMS value It becomes 0.03 1 or less in value, and the recording and reproducing on the second optical disk by using the second light flux of the wavelength used lambda 2 when performing a numerical aperture of 0.6 or more, the image height 0.05mm And a third-order off-axis coma aberration at the position of 0.52 is an RMS value of 0.5λ 2 or more, and the wavefront aberration on the optical axis is an aspherical shape having an RMS value of 0.03λ 2 or less. ing.
この構成により、対物レンズの光軸と交わる2つの面の形状を、光ディスクの記録・再生を行う場合に、像高0.05mmの位置における軸外コマ収差がRMS値で0.5波長以上となるようにしたため、対物レンズの設計の自由度を向上できると共に、1つの使用波長に対して、光軸外の収差までも最小化するように対物レンズの光学特性を最適化することを要せずに光ディスクの記録・再生を可能とする光ヘッド装置を実現できる。
また、第1の使用波長および第2の使用波長に対して対物レンズの光軸と交わる2つの面の形状を、光ディスクの記録・再生を行う場合に、像高0.05mmの位置における軸外コマ収差がRMS値で0.5波長以上となるようにしたため、1つの使用波長に対して、光軸外の収差までも最小化するように対物レンズの光学特性を最適化することを要せずに、2つの使用波長を用いて光ディスクの記録・再生を可能とする光ヘッド装置を実現できる。
また、対物レンズは、その光軸と交わる2つの面が、第1の使用波長の光束を用いて第1の種類の光ディスクの記録・再生を開口数0.6以上で行う場合に、光軸上の波面収差がRMS値で0.03波長以下となる非球面の形状を有しているため、第1の使用波長に対して光ディスクの記録・再生を行う光軸での収差の最適化を図ることができる光ヘッド装置を実現できる。
また、対物レンズは、その光軸と交わる2つの面が、第2の使用波長の光束を用いて第2の種類の光ディスクの記録・再生を開口数0.6以上で行う場合に、光軸上の波面収差がRMS値で0.03波長以下となる非球面の形状を有しているため、第2の使用波長に対して光ディスクの記録・再生を行う光軸での収差の最適化を図ることができる光ヘッド装置を実現できる。
With this configuration, the shape of the two surfaces intersecting the optical axis of the objective lens has an off-axis coma aberration at an RMS value of 0.5 wavelength or more when the optical disk is recorded / reproduced. As a result, the degree of freedom in designing the objective lens can be improved, and it is necessary to optimize the optical characteristics of the objective lens so that aberrations outside the optical axis are minimized for one wavelength used. Thus, an optical head device that enables recording / reproduction of an optical disk can be realized.
The shape of the two surfaces intersecting the optical axis of the objective lens with respect to the first use wavelength and the second use wavelength is off-axis at an image height of 0.05 mm when recording / reproducing an optical disc. Since the coma aberration is 0.5 or more wavelengths in terms of RMS value, it is necessary to optimize the optical characteristics of the objective lens so as to minimize even aberrations off the optical axis for one wavelength used. In addition, it is possible to realize an optical head device that enables recording / reproduction of an optical disk using two used wavelengths.
The objective lens has two surfaces intersecting the optical axis when the first type optical disc is recorded / reproduced with a numerical aperture of 0.6 or more using a light beam having the first wavelength used. Since the upper wavefront aberration has an aspherical shape with an RMS value of 0.03 wavelength or less, optimization of the aberration at the optical axis for recording / reproducing of the optical disc with respect to the first use wavelength is performed. An optical head device that can be realized can be realized.
In addition, the objective lens has an optical axis whose two surfaces intersecting the optical axis are used when recording / reproduction of the second type optical disc with a numerical aperture of 0.6 or more using a light beam having the second used wavelength. Since the upper wavefront aberration has an aspherical shape with an RMS value of 0.03 wavelength or less, the aberration at the optical axis for recording / reproducing the optical disk is optimized for the second wavelength used. An optical head device that can be realized can be realized.
また、請求項2に係る発明は、請求項1において、前記第1の使用波長λ 1 が405nmであり、前記第2の使用波長λ 2 が660nmである構成を有していてもよい。
The invention according to
本発明は、対物レンズの光軸と交わる2つの面の形状を、光ディスクの記録・再生を行う場合に、像高0.05mmの位置における軸外コマ収差がRMS値で0.5波長以上となるようにしたため、対物レンズの設計の自由度を向上できると共に、1つの使用波長に対して、光軸外の収差までも最小化するように対物レンズの光学特性を最適化することを要せずに光ディスクの記録・再生を可能とする対物レンズおよび光ヘッド装置を提供できる。 In the present invention, the off-axis coma aberration at the position where the image height is 0.05 mm is 0.5 wavelength or more in terms of the RMS value when recording / reproducing an optical disk with the shape of the two surfaces intersecting the optical axis of the objective lens. As a result, the degree of freedom in designing the objective lens can be improved, and it is necessary to optimize the optical characteristics of the objective lens so that aberrations outside the optical axis are minimized for one wavelength used. An objective lens and an optical head device that enable recording / reproduction of an optical disc without any problem can be provided.
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施の形態に係る光ヘッド装置の概念的な構成を示す図である。図1において、光ヘッド装置100は、使用波長λ1の光束を発する第1の光源1、使用波長λ2の光束を発する第2の光源2、第1のビームスプリッタ3、第2のビームスプリッタ4、コリメータ5、反射板6、対物レンズ7、および、受光素子10を備える。
FIG. 1 is a diagram showing a conceptual configuration of an optical head device according to an embodiment of the present invention. 1, the
第1の光源1によって発せられた光束は、第1のビームスプリッタ3、第2のビームスプリッタ4およびコリメータ5を順に透過し、反射板6で反射し、対物レンズ7を透過して第1の光ディスク8の情報記録面に集光する。同様に、第2の光源2によって発せられた光束は、第2の光ディスク9の情報記録面に集光させられる。第1の光ディスク8または第2の光ディスク9の情報記録面に集光させられた光束は、それぞれ、各情報記録面で反射され、対物レンズ7を透過し、反射板6で反射され、コリメータ5を透過し、第2のビームスプリッタ4で反射されて受光素子10に入る。
The light beam emitted by the first light source 1 sequentially passes through the
受光素子10からの出力信号を用いて、第1の光ディスク8の情報記録面、または、第2の光ディスク9の情報記録面に記録された情報の読み取り信号、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号が得られるようになっている。なお、光ヘッド装置100には、上記フォーカスエラー信号に基づいて、レンズを光軸方向に移動する機構(フォーカスサーボ)、及び上記トラッキングエラー信号に基づいて、レンズを光軸にほぼ垂直の方向に移動する機構(トラッキングサーボ)が含まれるが、図1に示す構成では省略されている。
An output signal from the
第1の光源1は、例えば、半導体レーザで構成され、405nm近傍の波長で発散光束を直線偏光で出射するようになっている。同様に、第2の光源2は、例えば、半導体レーザで構成され、655nm近傍の波長で発散光束を直線偏光で出射するようになっている。ここで、第1の光源1からの光束の偏光方向と、第2の光源2からの光束の偏光方向とは、互いに直交するように第1の光源1と第2の光源2とが配置されている。
The first light source 1 is composed of, for example, a semiconductor laser, and emits a divergent light beam with linearly polarized light at a wavelength in the vicinity of 405 nm. Similarly, the
第1のビームスプリッタ3は、第1の光源1からの光束を透過させ、第2の光源2からの光束を反射させ、それぞれを同一の光軸上に導く役割を持つ。第2のビームスプリッタ4は、第1の光源1および第2の光源2からの光束を透過させると共に、第1の光ディスク8の情報記録面および第2の光ディスク9の情報記録面からの反射光束を反射させ、受光素子10に導く役割を有する。
The
コリメータ5は、第1の光源1および第2の光源2からの光束をほぼ平行光に変換する役割を持つ。なお、対物レンズ7の詳細については、後述する。受光素子10は、光ディスク8、9の情報記録面からの反射光を受光し、受光した反射光に基づき、光ディスク8、9の情報記録面に記録された情報に応じた、読み取り信号、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号の各信号を生成し、外部に出力するようになっている。
The collimator 5 has a role of converting light beams from the first light source 1 and the
図2は、本発明の実施の形態に係る光ヘッド装置100を構成する対物レンズ7の断面構造を示す断面図である。図2において、対物レンズ7は、レンズの両面が非球面の形状となっており、第1の光源からの光束の波長(以下、第1の使用波長といい、405nmとする。)、および、第2の光源からの光束の波長(以下、第2の使用波長といい、660nmとする。)の両方に対して、軸外コマ収差が発生するように設計されている。以下に説明するように、軸外コマ収差を発生させることで、第1の使用波長および第2の使用波長の両方に対して軸上での波面収差を良好に補正できる。
FIG. 2 is a sectional view showing a sectional structure of the
以下、対物レンズ7について具体的な実施例を用いて説明する。
Hereinafter, the
第1の使用波長の光束用の光源として、波長405nmのレーザ光源を、第2の使用波長の光束用の光源として、波長660nmのレーザ光源を用いる。ここで、第1の光ディスク8の透明基板を厚さ0.6mmのポリカーボネート、第2の光ディスク9の透明基板の厚さを0.6mmのポリカーボネートとし、対物レンズの形状の決定を行った。なお、開口数は第1の使用波長、第2の使用波長共に0.65とした。
A laser light source having a wavelength of 405 nm is used as a light source for a light beam having a first use wavelength, and a laser light source having a wavelength of 660 nm is used as a light source for a light beam having a second use wavelength. Here, the transparent substrate of the first
表1は、対物レンズ7の焦点距離fと、対物レンズ7のレンズ材料の屈折率nを示す表である。ここで、λは使用波長の中心波長(第1の使用波長405nm、第2の使用波長660nm)であり、焦点距離fは、第1の使用波長および第2の使用波長に対して、それぞれ、3.00mm、3.09mmであり、屈折率nは、第1の使用波長および第2の使用波長に対して、それぞれ、1.5208、1.5057である。また、レンズ中心厚は1.87mmである。
Table 1 is a table showing the focal length f of the
コリメータ5の非球面形状は、以下の式(1)基づいて決定されるものとした。 The aspheric shape of the collimator 5 was determined based on the following formula (1).
ここで、記号iは非球面次数であり、2、4、6、8、10のいずれかをとる。また、記号jは面番号であり、光源側の面(図2に示す符号71の面)を面番号1、光ディスク側の面(図2に示す符号72の面)を面番号2とした。さらに、記号hは光軸73からの距離(以下、高さという。)であり、記号zjは第j面非球面の頂点の接平面(一般に、光軸近傍で非球面に接し、光軸に垂直な面。)からその非球面上の高さhの点までの光軸方向の距離であり、rj、kj、ai,j、およびjは第j面の決定に係る各係数である。
Here, the symbol i is an aspherical order and takes one of 2, 4, 6, 8, and 10. Further, the symbol j is a surface number, the surface on the light source side (
表2に上記の式(1)で用いる各係数の値を示す。 Table 2 shows the values of the coefficients used in the above equation (1).
表2において、「E−p(pは整数)」は、「×10−p」を意味する。 In Table 2, “Ep (p is an integer)” means “× 10 −p ”.
次に、この対物レンズの軸外特性について説明する。図3は、対物レンズ7の第1の使用波長(405nm)に対する軸外特性を示すグラフである。図3に示すグラフの横軸は、光軸からの距離を示す像高(mm単位)であり、縦軸は、波面収差を波長λ単位かつRMS値で表したものである。図3において、実線はすべての種類の収差を含む波面収差(以下トータル波面収差と称する)を示し、破線は3次のコマ収差を示す。以下、特に断る場合を除き、図4〜図6についても同様とする。図3に示す横軸(像高)が0mmのところでは、トータル波面収差の値は、RMS値で0.008λであり、記録・再生を行うのに充分小さい収差となっている。
Next, the off-axis characteristics of the objective lens will be described. FIG. 3 is a graph showing off-axis characteristics with respect to the first use wavelength (405 nm) of the
第2の使用波長(660nm)に対する軸上の収差値を低減させるため、像高0.05mmにおける3次のコマ収差の値を、RMS値で0.907λとした。 In order to reduce the axial aberration value with respect to the second wavelength used (660 nm), the value of the third-order coma aberration at an image height of 0.05 mm was set to 0.907λ as an RMS value.
図4は、対物レンズ7の第2の使用波長(660nm)に対する軸外特性を示すグラフである。図4に示す横軸(像高)が0mmのところでは、トータル波面収差の値は、RMS値で0.013λであり、記録・再生を行うのに充分小さい収差となっている。また、例えば、像高0.05mmの軸外におけるトータル波面収差は、そのほとんどが3次のコマ収差であり、その値はRMS値で0.660λであった。
FIG. 4 is a graph showing off-axis characteristics of the
表1に示すパラメータと、上記の式(1)に示す数式および表2で特定される形状とによって特定される上記の対物レンズ(以下、実施例対物レンズという。)との比較のために、この対物レンズと同一の開口数および同一の焦点距離を有し、第1の使用波長(405nm)に対して軸外コマ収差がほぼ0となるような対物レンズ(以下、比較対物レンズという。)を設計し、第2の使用波長(660nm)での収差を算出した。表3に比較のために設計した比較対物レンズの非球面形状を表す各係数を示す。 For comparison between the parameters shown in Table 1 and the objective lens (hereinafter referred to as an example objective lens) specified by the mathematical formula shown in Formula (1) and the shape specified in Table 2, An objective lens having the same numerical aperture and the same focal length as this objective lens, and having an off-axis coma aberration substantially zero with respect to the first wavelength used (405 nm) (hereinafter referred to as a comparative objective lens). The aberration at the second use wavelength (660 nm) was calculated. Table 3 shows coefficients representing the aspherical shape of a comparative objective lens designed for comparison.
図5は、比較対物レンズの第1の使用波長(405nm)に対する軸外特性を示すグラフである。図5に示す横軸(像高)が0mmのところでは、トータル波面収差の値は、RMS値で0.0009λであり、記録・再生を行うのに充分小さい収差となっている。また、像高0.05mmにおける3次コマ収差は、RMS値で0.0003λであり、上記の実施例より小さな値である。 FIG. 5 is a graph showing off-axis characteristics with respect to the first use wavelength (405 nm) of the comparative objective lens. When the horizontal axis (image height) shown in FIG. 5 is 0 mm, the value of the total wavefront aberration is 0.0009λ in RMS value, which is sufficiently small for recording / reproducing. The third-order coma aberration at an image height of 0.05 mm is an RMS value of 0.0003λ, which is smaller than that of the above-described example.
図6は、比較対物レンズの第2の使用波長(660nm)に対する軸外特性を示すグラフである。第1の使用波長(405nm)で、軸外のコマ収差が小さくなるよう設計した比較対物レンズでは、第1の使用波長と異なる第2の使用波長での軸上の収差のRMS値が大きくなり、第2の使用波長の光束を用いた記録・再生は困難となることが示された。 FIG. 6 is a graph showing off-axis characteristics with respect to the second use wavelength (660 nm) of the comparative objective lens. In the comparative objective lens designed to reduce the off-axis coma aberration at the first use wavelength (405 nm), the RMS value of the on-axis aberration at the second use wavelength different from the first use wavelength increases. It has been shown that recording / reproduction using a light beam having the second used wavelength becomes difficult.
以上説明したように、本発明の実施の形態に係る対物レンズおよび光ヘッド装置は、対物レンズの光軸と交わる2つの面の形状を、光ディスクの記録・再生を行う場合に、像高0.05mmの位置における軸外コマ収差がRMS値で0.5波長以上となるようにしたため、対物レンズの設計の自由度を向上できると共に、1つの使用波長に対して、光軸外の収差までも最小化するように対物レンズの光学特性を最適化することを要せずに光ディスクの記録・再生を行うことができる。 As described above, in the objective lens and the optical head device according to the embodiment of the present invention, when the shape of the two surfaces intersecting the optical axis of the objective lens is recorded / reproduced on an optical disc, the image height is 0. Since the off-axis coma aberration at the position of 05 mm is 0.5 wavelength or more in terms of the RMS value, the degree of freedom in designing the objective lens can be improved, and even for off-axis aberrations for one wavelength used. The optical disk can be recorded / reproduced without the need to optimize the optical characteristics of the objective lens so as to minimize.
また、第1の使用波長および第2の使用波長に対して対物レンズの光軸と交わる2つの面の形状を、光ディスクの記録・再生を行う場合に、像高0.05mmの位置における軸外コマ収差がRMS値で0.5波長以上となるようにしたため、1つの使用波長に対して、光軸外の収差までも最小化するように対物レンズの光学特性を最適化することを要せずに、2つの使用波長を用いて光ディスクの記録・再生を行うことができる。 The shape of the two surfaces intersecting the optical axis of the objective lens with respect to the first use wavelength and the second use wavelength is off-axis at an image height of 0.05 mm when recording / reproducing an optical disc. Since the coma aberration is 0.5 or more wavelengths in terms of RMS value, it is necessary to optimize the optical characteristics of the objective lens so as to minimize even aberrations off the optical axis for one wavelength used. In addition, the optical disk can be recorded / reproduced using two used wavelengths.
また、対物レンズの光軸と交わる2つの面が、第1の使用波長の光束を用いて第1の種類の光ディスクの記録・再生を開口数0.6以上で行う場合に、光軸上の波面収差がRMS値で0.03波長以下となる非球面の形状を有しているため、第1の使用波長に対して光ディスクの記録・再生を行う光軸での収差の最適化を図ることができる。 In addition, when two surfaces intersecting the optical axis of the objective lens perform recording / reproduction of the first type of optical disk with a numerical aperture of 0.6 or more using a light beam having the first used wavelength, the optical axis of the objective lens Since the wavefront aberration has an aspherical shape with an RMS value of 0.03 wavelength or less, the optimization of the aberration at the optical axis for recording / reproducing of the optical disk with respect to the first use wavelength is to be achieved. Can do.
さらに、対物レンズの光軸と交わる2つの面が、第1および第2の使用波長の光束を用いて第1の種類の光ディスクの記録・再生を開口数0.6以上で行う場合に、光軸上の波面収差がRMS値で0.03波長以下となる非球面の形状を有しているため、2つの使用波長に対して光ディスクの記録・再生を行う光軸での収差の最適化を図ることができる。 Further, when two surfaces intersecting the optical axis of the objective lens perform recording / reproduction of the first type optical disc with a numerical aperture of 0.6 or more using light beams having the first and second wavelengths, the light is used. Since the on-axis wavefront aberration has an aspherical shape with an RMS value of 0.03 wavelength or less, optimization of aberrations at the optical axis for recording / reproducing optical discs for two wavelengths used is possible. Can be planned.
なお、上記では、光源として波長405nmの光源を用いた例について説明したが、本発明は、この波長に限られるものではなく、390nmから430nm程度の波長の光源を用いるのでも、上記と同様の効果が得られる。 In the above description, an example in which a light source having a wavelength of 405 nm is used as the light source has been described. However, the present invention is not limited to this wavelength, and a light source having a wavelength of about 390 nm to 430 nm is used. An effect is obtained.
また、DVD用光学系との互換を考慮し、第2の使用波長を660nmとした例について説明したが、660nmの代わりに630nmから680nmまでの間のいずれかの波長を持つ光源でもよい。さらに、CD用光学系との互換を考慮し、波長760nmから820nmまでの間のいずれかの波長を持つ光源でもよい。 In consideration of compatibility with the optical system for DVD, the second wavelength used has been described as being a 660nm, or in light having any wavelength of between 630nm instead of 660nm to 680 nm. Further, considering compatibility with the optical system for CD, a light source having any wavelength between 760 nm and 820 nm may be used.
また、対物レンズ7は、波長405nmと波長665nmの両方の波長用のレンズとして説明したが、波長405nmだけの光束を用いて記録・再生を行うためのレンズとするのでもよい。また、コリメータ5を用いる、いわゆる無限系の光学系をなす、構成で使用する例について説明したが、本発明は、必ずしも無限系での適用に限られるものではなく、コリメータ5を用いない、いわゆる有限系の光学系をなす、構成とするのでもよい。
The
また、波長405nmの光束を用いて記録・再生を行う光ディスクの保護層の厚さを0.6mmとしたが、これに限られるものではない。また、対物レンズの材料として合成樹脂を用いる場合について説明したが、本発明は、合成樹脂に限定されず、ガラスを用いるのでもよい。特に、本発明の対物レンズは、位相シフタ、回折格子等の機能を保持する必要がなく、対物レンズの形状を上記のように滑らかな形状とできるため、ガラスをプレス成形するだけで容易に形成でき、ガラスレンズにも適する。 Further, although the thickness of the protective layer of the optical disk that performs recording / reproduction using a light beam having a wavelength of 405 nm is 0.6 mm, the present invention is not limited to this. Moreover, although the case where a synthetic resin is used as the material of the objective lens has been described, the present invention is not limited to the synthetic resin, and glass may be used. In particular, the objective lens of the present invention does not need to retain the functions of a phase shifter, a diffraction grating, etc., and the objective lens can be formed in a smooth shape as described above, so that it can be easily formed by simply press-molding glass. It is suitable for glass lenses.
本発明に係る対物レンズおよび光ヘッド装置は、1つの使用波長に対して、光軸外の収差までも最小化するように対物レンズの光学特性を最適化することを要せずに、1つまたは2つの使用波長を用いて光ディスクの記録・再生が可能であるという効果が有用な対物レンズおよび光ヘッド装置等の用途にも適用できる。 The objective lens and the optical head device according to the present invention do not require optimizing the optical characteristics of the objective lens so as to minimize even the aberration off the optical axis for one use wavelength. Alternatively, the present invention can be applied to applications such as an objective lens and an optical head device that have the advantage of being able to record / reproduce an optical disk using two used wavelengths.
1、2 光源
3、4 ビームスプリッタ
5 コリメータ
6 反射板
7 対物レンズ
71 光源側の面
72 光ディスク側の面
73 光軸
8、9 光ディスク
10 受光素子
100 光ヘッド装置
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記第1の使用波長λ 1 の光束を出射する第1の光源と、
前記第2の使用波長λ 2 の光束を出射する第2の光源と、
前記光源から出射された光束を前記使用波長に応じて予め決められた前記光ディスクに集光させる対物レンズと、
前記光ディスクから反射された光束を受光する受光素子と、を備え、
前記対物レンズは、その光軸と交わる2つの面が、前記第1の使用波長λ1の光束を用いて前記第1の光ディスクに対する記録・再生を開口数0.6以上で行う場合に、像高0.05mmの位置における3次の軸外コマ収差がRMS値で0.5λ 1 以上となるとともに前記光軸上の波面収差がRMS値で0.03λ 1 以下となり、かつ、前記第2の使用波長λ 2 の光束を用いて前記第2の光ディスクに対する記録・再生を開口数0.6以上で行う場合に、像高0.05mmの位置における3次の軸外コマ収差がRMS値で0.5λ 2 以上となるとともに前記光軸上の波面収差がRMS値で0.03λ 2 以下となる非球面の形状を有することを特徴とする光ヘッド装置。 Recording / reproduction can be performed on the first optical disk using a light beam having a first use wavelength λ 1 having a wavelength of 390 nm to 430 nm, and a light beam having a second use wavelength λ 2 having a wavelength of 630 nm to 680 nm is used. An optical head device capable of recording / reproducing with respect to the second optical disc ,
A first light source that emits a light beam having the first use wavelength λ 1 ;
A second light source that emits a light beam having the second use wavelength λ 2 ;
An objective lens for condensing the light beam emitted from the light source onto the optical disc determined in advance according to the use wavelength;
A light receiving element for receiving a light beam reflected from the optical disc,
The objective lens, when two surfaces intersecting with the optical axis thereof, recording and reproducing for the first optical disc performed by the numerical aperture of 0.6 or more using the first light flux of the wavelength used lambda 1, The third-order off- axis coma aberration at an image height of 0.05 mm is an RMS value of 0.5 λ 1 or more, and the wavefront aberration on the optical axis is an RMS value of 0.03λ 1 or less. In the case where recording / reproduction with respect to the second optical disk is performed at a numerical aperture of 0.6 or more using a light beam having a working wavelength λ 2 of 2, the third-order off-axis coma aberration at an image height of 0.05 mm is an RMS value. in the optical head device comprising a Turkey which have a non-spherical shape the wavefront aberration on the optical axis is 0.03 2 or less in RMS value with a 0.5 [lambda 2 or more.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004139810A JP4375108B2 (en) | 2004-05-10 | 2004-05-10 | Optical head device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004139810A JP4375108B2 (en) | 2004-05-10 | 2004-05-10 | Optical head device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005322329A JP2005322329A (en) | 2005-11-17 |
JP4375108B2 true JP4375108B2 (en) | 2009-12-02 |
Family
ID=35469491
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004139810A Expired - Fee Related JP4375108B2 (en) | 2004-05-10 | 2004-05-10 | Optical head device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4375108B2 (en) |
-
2004
- 2004-05-10 JP JP2004139810A patent/JP4375108B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2005322329A (en) | 2005-11-17 |
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 | |
US7167317B2 (en) | Objective optical system employing grin lens | |
JP5131640B2 (en) | Optical pickup device and objective lens | |
JP2009170076A (en) | Optical pickup optical system, and optical pickup device using the same | |
JP2001194581A (en) | Objective lens and optical pickup device | |
JP2005512253A (en) | Optical scanning device | |
JP2005332463A (en) | Objective optical system for optical recording medium and optical pickup device using same | |
JP2007242111A (en) | Optical pickup | |
JP4375108B2 (en) | Optical head device | |
JP2006244656A (en) | Objective lens, optical pickup device, and optical disk device | |
JP4565558B2 (en) | Objective lens, optical pickup device, optical disk device, and information processing device | |
JP2013206496A (en) | Optical pickup device and objective | |
JP4722472B2 (en) | Optical system for optical disc | |
JP4375107B2 (en) | Optical pickup device | |
JP2009123317A (en) | Objective lens, optical pickup device provided with the same, and optical recording medium recording and/or playback device mounting this optical pickup device | |
JP2009123315A (en) | Objective lens, optical pickup device with the same, and optical recording medium recording and/or playback device mounting this optical pickup device | |
JP2006260746A (en) | Optical pickup optical system, optical pickup device, optical disk recording/reproducing device and relay lens group | |
JP2001083410A (en) | Objective lens and pickup device using it | |
JP2004103216A (en) | Optical system for optical disk, and head device for optical disk | |
WO2011052469A1 (en) | Light pickup device | |
JP5097353B2 (en) | Optical pickup lens and optical pickup device | |
JP2005190615A (en) | Optical pickup device | |
JP2005276418A (en) | Objective optical system, optical pickup device, and optical information recording/reproducing device | |
JP2009104724A (en) | Coupling lens and optical information recording and reproducing device | |
JP2006216141A (en) | Optical pickup system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070411 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090427 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090512 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090622 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20090818 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20090831 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120918 Year of fee payment: 3 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R371 | Transfer withdrawn |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R371 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120918 Year of fee payment: 3 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120918 Year of fee payment: 3 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130918 Year of fee payment: 4 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |