JPH1083562A - Optical pickup device, recording/reproducing objective single lens and information reproducing method - Google Patents

Optical pickup device, recording/reproducing objective single lens and information reproducing method

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JPH1083562A
JPH1083562A JP8240278A JP24027896A JPH1083562A JP H1083562 A JPH1083562 A JP H1083562A JP 8240278 A JP8240278 A JP 8240278A JP 24027896 A JP24027896 A JP 24027896A JP H1083562 A JPH1083562 A JP H1083562A
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light beam
optical
objective lens
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a proper numerical aperture according to different kinds of recording media with simple optical constitution by varying a divergent degree of luminous flux incident on an objective lens. SOLUTION: The luminous flux from a laser light source 1 is converged on a recording surface 8 after passing through a beam splitter 2, a moving lens 3, a diaphragm 5 and the objective lens 6 and then a substrate 7. The reflected light modulated by an information pit on the recording surface 8 reversely tracks an outward light path, arrives at the beam splitter 2 and enters into a photodetector 9 being a light receiving means after the optical path is separated. In this case, the moving lens 3 is a luminous flux divergent degree revision means, and is moved in the optical axial direction by a lens moving means 21 corresponding to the kind of the recording media of the recording surface 8. For instance, according to a DVD of the thickness 0.6mm of the transparent substrate 7 of the recording medium or a CD of the thickness 1.2mm, the moving lens 3 is moved to a position close to the objective lens, or the position close to the laser light source, and the required numerical aperture, e.g. NA=0.6 or 0.37, etc., is obtained.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ光などの光
ビームを光情報記録媒体(以下光ディスクとも言う)に
照射することにより、光情報を記録及び/又は再生する
光ディスクの集光光学系、特に高密度の光ディスクの記
録及び/又は再生用集光光学系、およびそのような集光
光学系に用いられる対物単レンズ、および情報再生方法
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a condensing optical system for an optical disc for recording and / or reproducing optical information by irradiating a light beam such as a laser beam onto an optical information recording medium (hereinafter also referred to as an optical disc). In particular, the present invention relates to a condensing optical system for recording and / or reproducing a high-density optical disc, an objective single lens used in such a condensing optical system, and an information reproducing method.

【0002】[0002]

【従来の技術】本発明に係わる従来の技術について説明
する。近年、短波長赤色半導体レーザ実用化に伴い、従
来のCD(コンパクトディスク)と同程度の光ディスク
サイズで、より大容量化させた高密度光情報記録媒体で
あるDVD(デジタルビデオディスク)の開発が進んで
きている。このDVD方式光ディスク(以下単にDVD
とも言う)では、635nmもしくは650nmの短波
長半導体レーザを使用したとき、ピックアップ対物レン
ズの光ディスク側の開口数NAを0.6としている。ま
た、ディスク基板厚みを従来のCDの半分の0.6mm
としている。さらに、トラックピッチ0.74μm、最
短ピット長0.4μmとCDのトラックピッチ1.6μ
m、最短ピット長0.83μmの半分以下に高密度化さ
れている。
2. Description of the Related Art A conventional technique according to the present invention will be described. In recent years, along with the practical use of short-wavelength red semiconductor lasers, the development of DVDs (digital video discs), which are high-density optical information recording media with the same optical disc size and larger capacity as conventional CDs (compact discs), has been developed. It is progressing. This DVD optical disk (hereinafter simply referred to as DVD
When a short-wavelength semiconductor laser of 635 nm or 650 nm is used, the numerical aperture NA of the pickup objective lens on the optical disk side is set to 0.6. Also, the thickness of the disk substrate is 0.6 mm, which is half that of the conventional CD.
And Further, the track pitch is 0.74 μm, the shortest pit length is 0.4 μm, and the track pitch of CD is 1.6 μm.
m and the minimum pit length is 0.83 μm or less.

【0003】また、DVD、CDとは別に、種々の規格
の光ディスクが商品化されている。光磁気ディスク(M
O)では、ISO規格の3.5インチサイズのものでは
記録容量が128MB、230MB、640MBの光デ
ィスクが商品化されており、ディスク基板厚は1.2m
mである。例えば230MBのMOを記録・再生するに
は、波長が780nm程度のレーザ光源を使用し、光デ
ィスク側のNAが0.55程度の回折限界集光光学系が
使用される。また、640MBのMOを記録・再生する
には、波長が680nm程度のレーザ光源を使用し、光
ディスク側のNAが0.55程度の回折限界集光光学系
が使用される。
[0003] In addition to DVDs and CDs, optical disks of various standards have been commercialized. Magneto-optical disk (M
In O), an optical disk having a recording capacity of 128 MB, 230 MB, or 640 MB for a 3.5-inch ISO standard is commercialized, and the disk substrate thickness is 1.2 m.
m. For example, in order to record / reproduce an MO of 230 MB, a laser light source having a wavelength of about 780 nm is used, and a diffraction-limited focusing optical system having an NA of about 0.55 on the optical disk side is used. To record / reproduce an 640 MB MO, a laser light source having a wavelength of about 680 nm is used, and a diffraction-limited focusing optical system with an NA of about 0.55 on the optical disk side is used.

【0004】さらに、最近のMOの分野では、ISO規
格とは別のHS規格の製品が商品化されており、これは
記録容量が640MB、基板厚が0.8mmであり、こ
れを記録・再生するには、波長が680nm程度のレー
ザ光源を使用し、光ディスク側のNAが0.55程度の
回折限界集光光学系が使用される。その他に、レーザデ
ィスク(LD)やMD、PD等も普及しており、5.2
5インチサイズの光磁気ディスク、12インチサイズの
ディスクも業務用を中心として商品化されている。ま
た、SHGに代表されるレーザ光源の短波長化技術、青
色半導体レーザ等利用による、さらに記録密度が高い光
ディスクの開発が進められている。
Further, in the field of recent MOs, products of HS standards different from the ISO standards have been commercialized, which have a recording capacity of 640 MB and a substrate thickness of 0.8 mm. For this purpose, a laser light source having a wavelength of about 680 nm is used, and a diffraction-limited focusing optical system having an NA of about 0.55 on the optical disk side is used. In addition, laser disks (LDs), MDs, PDs, etc. are also widely used, and 5.2
5 inch size magneto-optical disks and 12 inch size disks have also been commercialized mainly for business use. Further, an optical disk having a higher recording density is being developed by utilizing a technology of shortening the wavelength of a laser light source represented by SHG, a blue semiconductor laser, or the like.

【0005】このように、市場には、サイズ、基板厚、
記録密度、使用波長等が異なる様々な光ディスクが存在
する時代となっており、今後とも様々な光ディスクに対
応できる光ピックアップ装置が重要である。
[0005] As described above, in the market, size, substrate thickness,
In an era when various optical disks having different recording densities and wavelengths are present, an optical pickup device that can cope with various optical disks will be important in the future.

【0006】複数の光ディスクに対応する光ピックアッ
プ装置はこれまでに種々提案されている。一つは、それ
ぞれの光ディスクに対応した複数の光ピックアップ装置
を切り替えて使用する方法である。また、他の方法とし
て、DVDとCDの2種類の光ディスクに対応する場
合、図1の従来例の光ピックアップ装置の構成図に示す
ように、それぞれの光ディスクに対応した対物レンズと
絞りを切り替える方法が知られている。
Various optical pickup devices corresponding to a plurality of optical disks have been proposed so far. One is a method of switching and using a plurality of optical pickup devices corresponding to respective optical disks. As another method, when two types of optical discs, DVD and CD, are supported, a method of switching between an objective lens and an aperture corresponding to each optical disc as shown in the configuration diagram of the conventional optical pickup device of FIG. It has been known.

【0007】ここで、図1の光ピックアップ装置につい
て簡単に説明する。図で、DVDを再生する場合には、
レーザ光源1(波長は635nmないし650nm)か
ら出射した光束は、ホログラムビームスプリッタ2を通
過してレンズ3に入射し、平行光束となり絞り5で対物
レンズ6を出射してDVDに向かう光束の開口数が0.
6程度となるように光束制限されて対物レンズ6へ入射
する。この対物レンズ6は平行光束が入射したときに或
る所定の厚みの基板(ディスク基板、ここではt=0.
6mm)7を通して無収差の光スポットを情報記録面8
上へ結像させる。
Here, the optical pickup device of FIG. 1 will be briefly described. In the figure, when playing a DVD,
A light beam emitted from the laser light source 1 (having a wavelength of 635 nm to 650 nm) passes through the hologram beam splitter 2 and enters the lens 3, becomes a parallel light beam, exits the objective lens 6 at the diaphragm 5, and goes toward the DVD. Is 0.
The luminous flux is restricted to about 6 and the light enters the objective lens 6. The objective lens 6 is provided with a substrate (disk substrate, here, t = 0.
6 mm) through 7 to form an aberration-free light spot on the information recording surface 8
Image up.

【0008】この情報記録面8で情報ピットにより変調
されて反射した光束は、対物レンズ6、レンズ3を介し
てホログラムビームスプリッタ2に戻り、ここでレーザ
光源1からの光路から分離され、光検出器9へ入射す
る。この光検出器9は多分割されたPINフォトダイオ
ードであり、各素子より、入射した光束の強度に比例し
た電流を出力し、この電流を図示しない検出回路系に送
り、ここで情報信号、フォーカスエラー信号、トラック
エラー信号を生成する。このフォーカスエラー信号、ト
ラックエラー信号に基づき磁気回路とコイル等で構成さ
れる2次元アクチュエータ(図示せず)で対物レンズ6
をフォーカシング方向、トラッキング方向に制御し、常
に情報トラック上に光スポット位置を合わせる。
The light beam modulated and reflected by the information pits on the information recording surface 8 returns to the hologram beam splitter 2 via the objective lens 6 and the lens 3, where it is separated from the optical path from the laser light source 1 and detected. Incident on the vessel 9. The photodetector 9 is a multi-divided PIN photodiode, and outputs a current proportional to the intensity of the incident light beam from each element and sends the current to a detection circuit (not shown), where the information signal and the focus signal are output. An error signal and a track error signal are generated. Based on the focus error signal and the track error signal, the objective lens 6 is driven by a two-dimensional actuator (not shown) including a magnetic circuit and a coil.
Is controlled in the focusing direction and the tracking direction, and the light spot position is always adjusted on the information track.

【0009】次に、DVDに変えてCDを再生使用とす
る場合、図で点線で囲むアクチュエータ部でCD対応の
対物レンズ11と絞り10に切り替えて再生するように
する。この場合レーザ光源として波長が635(nm)
のものを使用する場合、CDの再生で必要なNAは0.
38程度となる。このCDの場合、コリメータレンズ3
を出射した平行光束は、絞り10で対物レンズ11を出
射してCDに向かう光束の開口数が0.38程度となる
ように光束制限されて対物レンズ11へ入射する。この
対物レンズ11は平行光束が入射したときに或る所定の
厚みの基板7(ディスク基板、ここではt=1.2m
m)を通して無収差の光スポットを情報記録面8上へ結
像させる。
Next, when a CD is used for reproduction instead of a DVD, an actuator section surrounded by a dotted line in the figure is switched to an objective lens 11 and an aperture 10 corresponding to the CD for reproduction. In this case, the wavelength of the laser light source is 635 (nm).
When using a CD, the NA required for CD playback is 0.
It is about 38. In the case of this CD, the collimator lens 3
Are emitted from the objective lens 11 at the stop 10 and are restricted so that the numerical aperture of the light beam toward the CD is about 0.38, and then enter the objective lens 11. When the parallel light beam enters the objective lens 11, the substrate 7 (disc substrate, here, t = 1.2 m
Through m), an aberration-free light spot is imaged on the information recording surface 8.

【0010】前述の二つの方法は、いずれも対物レンズ
は複数の種類のものが必要であるが、一つの対物レンズ
で、複数の光ディスクを再生しようとする方法が種々提
案がされている。
[0010] Each of the above two methods requires a plurality of types of objective lenses, but various methods for reproducing a plurality of optical disks with one objective lens have been proposed.

【0011】特開平8−55363号公報に記載の方法
では、波長が635nmのとき再生に必要な開口数が
0.6で基板厚0.6mmの第1の光ディスクと、これ
とは基板厚もしくは対応波長が異なる第2の光ディスク
を念頭に、二つの光源を使用し、双方の光ディスクに対
して結像スポットの波面収差がそれぞれ0.01λrm
以下となるように配置した例を示している。第2の光デ
ィスクがCD−Rの場合には、第1の光ディスク用には
波長が635nmの光源を使用し、第2の光ディスク用
には波長が780nmの光源を使用し、対物レンズを出
射した光束の開口数が再生に最適になるように開口を設
けている。
In the method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-55363, when the wavelength is 635 nm, a first optical disk having a numerical aperture required for reproduction of 0.6 and a substrate thickness of 0.6 mm is provided. In consideration of the second optical disk having a different corresponding wavelength, two light sources are used, and the wavefront aberration of the imaging spot is 0.01λrm for both optical disks.
An example of the arrangement is as follows. When the second optical disc is a CD-R, a light source having a wavelength of 635 nm is used for the first optical disc, a light source having a wavelength of 780 nm is used for the second optical disc, and the objective lens is emitted. The aperture is provided so that the numerical aperture of the light beam is optimal for reproduction.

【0012】社団法人・応用物理学会文科会の日本光学
会主催「第21回光学シンポジウム」での講演番号18
で発表され、講演予稿集のP45〜P48に掲載されて
いる論文「ディスク基板厚み可変の対物光学系」には、
正の補正レンズを対物レンズに対して光軸方向に相対移
動させることで、基板厚みの変化により発生する球面収
差を補正する方法が示されている。
Lecture No. 18 at the 21st Optical Symposium hosted by the Japan Optical Society of Japan Society of Applied Physics
The paper "Objective optical system with variable thickness of disc substrate" published in P45-P48
A method of correcting a spherical aberration caused by a change in substrate thickness by moving a positive correction lens relative to an objective lens in an optical axis direction is shown.

【0013】使用波長としては650nmを想定し、基
板厚み0.6mm、開口数0.6で良好に収差補正され
た対物レンズを使用し、光源、補正レンズ、開口絞り、
対物レンズ、基板厚0.6mmの光ディスクよりなる第
1の配置では、対物レンズを出射する光束の開口数が
0.6となるような絞りを使用し、ほぼ無収差となって
いる。同様に、光源、補正レンズ、開口絞り、対物レン
ズ、基板厚1.2mmの光ディスクよりなる第2の配置
では、補正レンズを光源側に移動し、また、対物レンズ
を出射する光束の開口数が0.375となるような絞り
を使用し、この範囲でほぼ無収差となっている。
Assuming that the wavelength to be used is 650 nm, an objective lens whose aberration is well corrected with a substrate thickness of 0.6 mm and a numerical aperture of 0.6 is used, and a light source, a correction lens, an aperture stop,
In the first arrangement of the objective lens and the optical disk having a substrate thickness of 0.6 mm, a stop is used so that the numerical aperture of the light beam emitted from the objective lens is 0.6, and the lens is almost aberration-free. Similarly, in the second arrangement including the light source, the correction lens, the aperture stop, the objective lens, and the optical disk having a substrate thickness of 1.2 mm, the correction lens is moved to the light source side, and the numerical aperture of the light beam emitted from the objective lens is reduced. A stop with a value of 0.375 is used, and there is almost no aberration in this range.

【0014】「International symp
osium on opticalmemory an
d optical data storage 19
96」での講演番号OThC4−1で発表され、テクニ
カルダイジェストの323p〜325pに掲載されてい
る論文「Dual Wavelength Optic
al Head for 0.6mm and 1.2
mm Substrate Thickness」に
は、二つの光源と一つの共通の0.6mmの基板厚に対
して設計された対物レンズを使用し、第1の波長が63
5nmの光源でDVD、第2の波長が785nmの光源
でCDを2種類の光学系が提案されている。
"International symp
osium on optical memory an
d optical data storage 19
96, "Dual Wavelength Optic", which was published under the lecture number OThC4-1 and published in Technical Digests 323p to 325p.
al Head for 0.6mm and 1.2
The mm Substrate Thickness uses two light sources and an objective lens designed for a common substrate thickness of 0.6 mm, and has a first wavelength of 63 mm.
Two types of optical systems have been proposed: a DVD with a light source of 5 nm and a CD with a light source of a second wavelength of 785 nm.

【0015】第1の方法は、平行光束中にホログラム光
学素子を配置し、ホログラムの部分では635nmの光
束はの0次の回折光としてそのまま透過し、785nm
の光束は1次の回折光として、基板厚の差により発生す
る球面収差を補正するような光束に変換される。ホログ
ラムの部分の径は785nmの光束が対物レンズを通し
て、開口数0.45となるように設定される。635n
mの光束は対物レンズと基板を通って開口数が0.6で
無収差の光束に変換される。785nmの光束は対物レ
ンズと基板を通って開口数が0.45以内で無収差の光
束に変換される。開口数が0.45以上の光束は、大き
な球面収差を持っているため情報記録面上ではフレアと
なる。
In the first method, a hologram optical element is arranged in a parallel light beam, and a light beam of 635 nm is transmitted as it is as a zero-order diffracted light at a hologram portion, and is transmitted at 785 nm.
Is converted as a first-order diffracted light into a light that corrects spherical aberration caused by a difference in substrate thickness. The diameter of the hologram portion is set so that a 785 nm light beam passes through the objective lens and has a numerical aperture of 0.45. 635n
The luminous flux of m passes through the objective lens and the substrate and is converted into a luminous flux having a numerical aperture of 0.6 and having no aberration. The 785 nm light beam passes through the objective lens and the substrate and is converted into an aberration-free light beam with a numerical aperture within 0.45. A light beam having a numerical aperture of 0.45 or more has a large spherical aberration, and therefore becomes a flare on the information recording surface.

【0016】第2の方法は、特開平8−55363号公
報にみられるように、635nmの光束は、対物レンズ
に平行光束として入射するのに対して、785nmの光
束は、対物レンズから見て倍率が−0.065となるよ
うに配置し、DVD、CDの双方に対して無収差の光束
として情報記録面に集光される。
In the second method, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-55363, a light beam of 635 nm is incident on the objective lens as a parallel light beam, while a light beam of 785 nm is viewed from the objective lens. They are arranged so that the magnification is −0.065, and are converged on the information recording surface as a beam having no aberration for both DVD and CD.

【0017】このとき、可変開口と呼ばれる785nm
の光束のうち、対物レンズと基板を通って開口数が0.
45以上となる光束を反射するような輪帯上の干渉フィ
ルターをもうけた光学素子が対物レンズの光源側に挿入
されている。尚、この干渉フィルターは635nmの光
を透過させることができるようにしている。この結果、
635nmの光束は対物レンズと基板を通って開口数が
0.6で無収差の光束となり、785nmの光束は対物
レンズと基板を通って開口数が0.45以内で無収差の
光束となる。
At this time, a variable aperture called 785 nm
Of the luminous flux passes through the objective lens and the substrate, and has a numerical aperture of 0.1.
An optical element provided with an interference filter on an annular zone for reflecting a light beam of 45 or more is inserted on the light source side of the objective lens. In addition, this interference filter is configured to transmit light of 635 nm. As a result,
The 635 nm light beam passes through the objective lens and the substrate and has a numerical aperture of 0.6 and becomes an aberration-free light beam. The 785 nm light beam passes through the objective lens and the substrate and has a numerical aperture of 0.45 or less and becomes an aberration-free light beam.

【0018】しかし、特開平8−55363号公報に記
載の方法は、CD再生用のレーザ光源からの光束は対物
レンズを出射した光束の開口数が再生に最適になるよう
にしているため、トラッキングのため対物レンズが光軸
垂直方向に移動すると光検出器に戻る光量が減少しトラ
ッキングレンジが少なくなり偏心の大きいCDを再生す
ることが困難になるといった問題がある。
However, in the method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-55363, the light beam from the laser light source for reproducing the CD is set so that the numerical aperture of the light beam emitted from the objective lens is optimal for reproduction. Therefore, when the objective lens moves in the direction perpendicular to the optical axis, the amount of light returning to the photodetector decreases, the tracking range decreases, and it becomes difficult to reproduce a CD with large eccentricity.

【0019】社団法人・応用物理学会文科会の日本光学
会主催「第21回光学シンポジウム」での講演番号18
で発表された方法により、基板厚のことなる各種の光デ
ィスクに対応することが可能であるが開口絞り調整装置
や絞りの挿入装置が必要となる。
Lecture No. 18 at the 21st Optical Symposium hosted by the Japan Optical Society of Japan Society of Applied Physics
Can cope with various optical disks having different substrate thicknesses, but an aperture stop adjusting device and a stop inserting device are required.

【0020】「International symp
osium on opticalmemory an
d optical data storage 19
96」での講演番号OThC4−1で発表された方法で
は、ホログラム光学素子や可変開口を必要とする。
"International symp
osium on optical memory an
d optical data storage 19
The method presented at the lecture number OThC4-1 in "96" requires a hologram optical element and a variable aperture.

【0021】従来の対物組レンズには、複数のレンズと
は別に光束を制限する絞りが鏡枠にあり、その後、この
種の光学系では、非球面を使って、1枚の対物単レンズ
が使用されるのが普通になった。このような対物単レン
ズは、プラスチック若しくはガラスの成型品であり、研
磨された球面単レンズとは異なり、有効径に対して外形
が大きくないと、有効径内の面精度が悪化し問題があっ
た。従って、対物単レンズとは別に、光情報ピックアッ
プには、別に光束を制限する絞りを設けていた。この絞
りは、別部品であり、対物単レンズの光軸との芯ずれを
起こさないように組み込む必要があり、部品のコストと
組み立てのコストがかかっていた。
In a conventional objective lens, a stop for restricting a light beam is provided in a lens frame separately from a plurality of lenses. Then, in this type of optical system, one objective single lens is formed by using an aspheric surface. It has become commonplace to be used. Such an objective single lens is a molded product of plastic or glass, and unlike a polished spherical single lens, if the outer diameter is not large relative to the effective diameter, the surface accuracy within the effective diameter deteriorates, and there is a problem. Was. Therefore, apart from the objective single lens, the optical information pickup is provided with a diaphragm for restricting the light flux. This diaphragm is a separate component, and must be incorporated so as not to cause a misalignment with the optical axis of the objective single lens, which has been costly in parts and assembly.

【0022】[0022]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
従来の方法の組み合わせで、基板厚、記録密度、使用波
長が異なる様々な光ディスクに対応するとすると、複数
の絞り径に切り換える必要があり、絞りの挿入、切換機
構や、可変絞り装置、あるいはホログラムや干渉フィル
タを用いた特殊な光学素子を必要として、極めて複雑な
ピックアップ装置となってしまう。
However, assuming that a combination of the above-mentioned conventional methods is applicable to various optical disks having different substrate thicknesses, recording densities, and operating wavelengths, it is necessary to switch to a plurality of aperture diameters. This requires an insertion / switching mechanism, a variable stop device, or a special optical element using a hologram or an interference filter, resulting in an extremely complicated pickup device.

【0023】本発明は、上記の課題に鑑みなされたもの
で、一つの対物レンズを使い、基板厚、記録密度の異な
る様々な光ディスクをピックアップ装置を複雑化しない
で実現することを目的としている。また、反射率等の問
題から、使用するレーザ波長に制限がある場合には、複
数のレーザ光源を使用することもやむをえないがその場
合でも極めてシンプルな光学系で実現することを目的と
している。特に、開口絞りの挿入や、開口絞り調整装置
を必要とせず、また固定絞りによるけられにより、トラ
ッキングレンジが少なくなり偏心の大きいCDを再生す
ることが困難になるといった問題もない光学系とするこ
とを目的としている。さらに、対物レンズの光源側に設
けられている絞りを省略することで、さらにシンプルな
構造とすることを目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to realize various optical disks having different substrate thicknesses and recording densities without complicating a pickup device by using one objective lens. Further, if the laser wavelength to be used is limited due to problems such as reflectivity, it is unavoidable to use a plurality of laser light sources, but even in such a case, the object is to realize an extremely simple optical system. In particular, an optical system that does not require the insertion of an aperture stop or an aperture stop adjustment device, and that does not have the problem that it is difficult to reproduce a CD with a large eccentricity due to a reduction in tracking range due to the shaking by the fixed stop. It is intended to be. Further, it is intended to provide a simpler structure by omitting an aperture provided on the light source side of the objective lens.

【0024】[0024]

【課題を解決するための手段】上記の目的は下記の構成
により達成される。即ち、請求項1記載の発明の光ピッ
クアップ装置は、レーザー光源と、レーザー光源からの
光束を光情報記録媒体の情報記録面上に集光する正の屈
折力を有する対物レンズと、前記情報記録面で反射され
前記対物レンズを通過した光束を受光する受光手段と、
前記対物レンズに入射する光束の発散度を変える発散度
変更手段を有する光情報記録媒体の光ピックアップ装置
において、レーザ光源の波長をλ、情報記録面に入射す
る光束に関して、開口数NA以下の光束の波面収差RM
S値の球面収差成分をWSA(NA)としたときに、第
1の光情報記録媒体について情報を読み出せる光スポッ
トを波長λで得る為の対物レンズの光情報記録媒体側の
必要開口数をNA1としたときに、第1の光情報記録媒
体に対しては、対物レンズを出射する光束の開口数がN
A1で、かつ下記の条件を満足し、 WSA(NA1)<0.05λ さらに第2の光情報記録媒体について情報を読み出せる
光スポットを波長λで得る為の対物レンズの光情報記録
媒体側の必要開口数をNA2としたときに、第2の光情
報記録媒体に対しては下記の条件を満足するように、前
記発散度変更手段により対物レンズに入射する光束の発
散度を第1の光情報記録媒体の場合と異ならせたことを
特徴としている。
The above object is achieved by the following constitution. That is, an optical pickup device according to the first aspect of the present invention includes a laser light source, an objective lens having a positive refractive power for condensing a light beam from the laser light source on an information recording surface of an optical information recording medium, and Light receiving means for receiving a light beam reflected by a surface and passing through the objective lens,
In an optical pickup device for an optical information recording medium having divergence changing means for changing a divergence of a light beam incident on the objective lens, a wavelength of a laser light source is λ, and a light beam having a numerical aperture of NA or less is incident on an information recording surface. Wavefront aberration RM
When the spherical aberration component of the S value is WSA (NA), the required numerical aperture of the objective lens on the optical information recording medium side to obtain a light spot at wavelength λ from which information can be read for the first optical information recording medium is When NA1 is set, the numerical aperture of the light beam emitted from the objective lens is N for the first optical information recording medium.
A1 and the following condition are satisfied: WSA (NA1) <0.05λ Further, the second optical information recording medium is provided with an objective lens on the optical information recording medium side for obtaining a light spot at a wavelength λ from which information can be read. When the required numerical aperture is NA2, the divergence of the light beam incident on the objective lens by the divergence changing means is set to the first light so that the following condition is satisfied for the second optical information recording medium. It is characterized by being different from the case of the information recording medium.

【0025】NA1>1.1NA2 0.03λ<WSA(NA2)<0.12λ WSA(1.1NA2)/WSA(NA2)>1.2 請求項2記載の発明の光ピックアップ装置は、レーザー
光源と、レーザー光源からの光束を光情報記録媒体の透
明基板を介して情報記録面上に集光する正の屈折力を有
する対物レンズと、前記情報記録面で反射され前記対物
レンズを通過した光束を受光する受光手段と、前記対物
レンズに入射する光束の発散度を変える発散度変更手段
を有する光情報記録媒体の光ピックアップ装置におい
て、レーザ光源の波長をλ、対物レンズを出射する光束
に関して、開口数NA以下の光束の透明基板を通したと
きの波面収差RMS値の球面収差成分をWSA(NA)
としたときに、第1の光情報記録媒体について情報を読
み出せる光スポットを波長λで得る為の対物レンズの光
情報記録媒体側の必要開口数をNA1としたときに、第
1の光情報記録媒体に対しては、対物レンズを出射する
光束の開口数がNA1で、かつ下記の条件を満足し、 WSA(NA1)<0.05λ さらに第1の光情報記録媒体とは透明基板の厚みが異な
る第2の光情報記録媒体について情報を読み出せる光ス
ポットを波長λで得る為の対物レンズの光情報記録媒体
側の必要開口数をNA2としたときに、第2の光情報記
録媒体に対しては下記の条件を満足するように、前記発
散度変更手段により対物レンズに入射する光束の発散度
を第1の光情報記録媒体の場合と異ならせたことを特徴
としている。
NA1> 1.1NA2 0.03λ <WSA (NA2) <0.12λ WSA (1.1NA2) / WSA (NA2)> 1.2 The optical pickup device according to the second aspect of the present invention includes a laser light source and a laser light source. An objective lens having a positive refractive power for condensing a light beam from a laser light source onto an information recording surface via a transparent substrate of an optical information recording medium, and a light beam reflected by the information recording surface and passing through the objective lens. In an optical pickup device for an optical information recording medium having a light receiving means for receiving light and a divergence changing means for changing a divergence of a light beam incident on the objective lens, the wavelength of the laser light source is λ, and the light beam emitted from the objective lens has an aperture. The spherical aberration component of the wavefront aberration RMS value when a light flux of several NA or less passes through a transparent substrate is represented by WSA (NA).
When the required numerical aperture of the objective lens on the optical information recording medium side for obtaining a light spot at which the information can be read from the first optical information recording medium at the wavelength λ is NA1, the first optical information For the recording medium, the numerical aperture of the light beam emitted from the objective lens is NA1 and satisfies the following condition: WSA (NA1) <0.05λ Further, the first optical information recording medium is a transparent substrate having a thickness of When the required numerical aperture of the objective lens on the optical information recording medium side for obtaining a light spot at which the information can be read from the second optical information recording medium at a wavelength λ is different from that of the second optical information recording medium, the second optical information recording medium On the other hand, the divergence changing means makes the divergence of the light beam incident on the objective lens different from that of the first optical information recording medium so as to satisfy the following condition.

【0026】NA1>1.1NA2 0.03λ<WSA(NA2)<0.12λ WSA(1.1NA2)/WSA(NA2)>1.2 請求項3記載の発明の光ピックアップ装置は、レーザー
光源と、レーザー光源からの光束を光情報記録媒体の透
明基板を介して情報記録面上に集光する正の屈折力を有
する対物レンズと、前記情報記録面で反射され前記対物
レンズを通過した光束を受光する受光手段と、前記対物
レンズに入射する光束の発散度を変える発散度変更手段
を有する光情報記録媒体の光ピックアップ装置におい
て、レーザ光源の波長をλ、対物レンズを出射する光束
に関して、開口数NA以下の光束の透明基板を介したと
きの波面収差RMS値の球面収差成分をWSA(NA)
としたときに、第1の光情報記録媒体について情報を読
み出せる光スポットを波長λで得る為の対物レンズの光
情報記録媒体側の必要開口数をNA1としたときに、第
1の光情報記録媒体に対しては、対物レンズを出射する
光束の開口数がNA1であり、さらに第1の光情報記録
媒体とは透明基板の厚みが異なる第2の光情報記録媒体
について情報を読み出せる光スポットを波長λで得る為
の対物レンズの光情報記録媒体側の必要開口数をNA2
としたときに、 NA1>1.1NA2 であり、第2の光情報記録媒体に対しては、記録された
情報を読み出すのに最適な光スポットを得るために、前
記発散度変更手段により対物レンズに入射する光束の発
散度を第1の光情報記録媒体の場合と異ならせたことを
特徴としている。
NA1> 1.1NA2 0.03λ <WSA (NA2) <0.12λ WSA (1.1NA2) / WSA (NA2)> 1.2 The optical pickup device according to the third aspect of the present invention comprises a laser light source and a laser light source. An objective lens having a positive refractive power for condensing a light beam from a laser light source onto an information recording surface via a transparent substrate of an optical information recording medium, and a light beam reflected by the information recording surface and passing through the objective lens. In an optical pickup device for an optical information recording medium having a light receiving means for receiving light and a divergence changing means for changing a divergence of a light beam incident on the objective lens, the wavelength of the laser light source is λ, and the light beam emitted from the objective lens has an aperture. The spherical aberration component of the wavefront aberration RMS value when a light flux of several NA or less passes through a transparent substrate is represented by WSA (NA).
When the required numerical aperture of the objective lens on the optical information recording medium side for obtaining a light spot at which the information can be read from the first optical information recording medium at the wavelength λ is NA1, the first optical information For the recording medium, the numerical aperture of the light beam emitted from the objective lens is NA1, and the light from which information can be read on a second optical information recording medium having a transparent substrate different in thickness from the first optical information recording medium. The necessary numerical aperture on the optical information recording medium side of the objective lens for obtaining a spot with a wavelength λ is NA2.
Where NA1> 1.1NA2, and for the second optical information recording medium, the divergence changing means uses the objective lens in order to obtain an optimal light spot for reading the recorded information. Is characterized in that the divergence of a light beam incident on the first optical information recording medium is different from that of the first optical information recording medium.

【0027】請求項4記載の発明の光ピックアップ装置
は、第1のレーザ光源と、第2のレーザ光源と、前記レ
ーザー光源からの光束を光情報記録媒体の情報記録面上
に集光する正の屈折力を有する対物レンズと、前記情報
記録面で反射され前記対物レンズを通過した光束を受光
する受光手段とを有する光情報記録媒体の光ピックアッ
プ装置において、第1のレーザ光源の波長をλ1、情報
記録面に入射する光束に関して、開口数NA以下の光束
の波面収差RMS値の球面収差成分をWSA(NA)と
したときに、第1の光情報記録媒体について情報を読み
出せる光スポットを波長λ1で得る為の対物レンズの光
情報記録媒体側の必要開口数をNA1としたときに、第
1の光情報記録媒体に対しては、対物レンズを出射する
光束の開口数がNA1で、かつ下記の条件を満足し、 WSA(NA1)<0.05λ1 さらに第2の光情報記録媒体について情報を読み出せる
光スポットを波長λ2で得る為の対物レンズの光情報記
録媒体側の必要開口数をNA2としたときに、 NA1>1.1NA2 であり、第2の光情報記録媒体に対しては下記の条件を
満足するように、対物レンズに入射する第2の光束の発
散度と第1の光束の発散度とは異ならせたことを特徴と
している。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an optical pickup device comprising: a first laser light source, a second laser light source, and a light source for condensing a light beam from the laser light source on an information recording surface of an optical information recording medium. In an optical pickup device for an optical information recording medium, comprising: an objective lens having a refractive power of, and light receiving means for receiving a light beam reflected by the information recording surface and passing through the objective lens, the wavelength of the first laser light source is set to λ1 When a spherical aberration component of a wavefront aberration RMS value of a light beam having a numerical aperture NA or less is set to WSA (NA) with respect to a light beam incident on the information recording surface, a light spot from which information can be read from the first optical information recording medium is determined. When the required numerical aperture of the objective lens on the optical information recording medium side for obtaining the wavelength λ1 is NA1, the numerical aperture of the light beam emitted from the objective lens is NA for the first optical information recording medium. 1 and the following condition is satisfied, WSA (NA1) <0.05λ1 Further, an optical spot on the optical information recording medium side of the objective lens for obtaining, at a wavelength λ2, a light spot from which information can be read for the second optical information recording medium. When the required numerical aperture is NA2, NA1> 1.1NA2, and the divergence of the second light flux incident on the objective lens for the second optical information recording medium so as to satisfy the following condition. And the divergence of the first luminous flux.

【0028】 0.03λ<WSA(NA2)<0.12λ2 WSA(1.1NA2)/WSA(NA2)>1.2 請求項5記載の発明の光ピックアップ装置は、第1のレ
ーザ光源と、第2のレーザ光源と、前記レーザー光源か
らの光束を光情報記録媒体の情報記録面上に集光する正
の屈折力を有する対物レンズと、前記情報記録面で反射
され前記対物レンズを通過した光束を受光する受光手段
とを有する光情報記録媒体の光ピックアップ装置におい
て、第1のレーザ光源の波長をλ1、第1の光情報記録
媒体について情報を読み出せる光スポットを波長λ1で
得る為の対物レンズの光情報記録媒体側の必要開口数を
NA1としたときに、第1の光情報記録媒体に対して
は、第1の光束を使用し、対物レンズを出射する光束の
開口数がNA1であり、さらに第2の光情報記録媒体に
ついて情報を読み出せる光スポットを波長λ2で得る為
の対物レンズの光情報記録媒体側の必要開口数をNA2
としたときに、 NA1>1.1NA2 であり、第2の光情報記録媒体に対しては、第2の光束
を使用し、記録された情報を読み出すのに最適な光スポ
ットを得るために、対物レンズに入射する光束の発散度
を第1の光束とは異ならせたことを特徴としている。
0.03λ <WSA (NA2) <0.12λ2 WSA (1.1NA2) / WSA (NA2)> 1.2 The optical pickup apparatus according to the fifth aspect of the present invention provides a first laser light source and a second laser light source. A laser light source, an objective lens having a positive refractive power for condensing a light beam from the laser light source on an information recording surface of an optical information recording medium, and a light beam reflected by the information recording surface and passing through the objective lens In the optical pickup device for an optical information recording medium having light receiving means for receiving light, an object for obtaining a wavelength of the first laser light source at λ1, and an optical spot at which information can be read from the first optical information recording medium at the wavelength λ1. When the required numerical aperture of the lens on the optical information recording medium side is NA1, the first light flux is used for the first optical information recording medium, and the numerical aperture of the light flux emitted from the objective lens is NA1. Ri, further necessary numerical aperture on the optical information recording medium side of the objective lens for obtaining a light spot at the wavelength λ2 can be read the information for the second optical information recording medium NA2
Where NA1> 1.1NA2, and for the second optical information recording medium, the second light flux is used to obtain an optimal light spot for reading recorded information. The divergence of the light beam incident on the objective lens is different from that of the first light beam.

【0029】請求項6記載の発明の記録再生用対物単レ
ンズは、レーザー光源と、レーザー光源からのほぼ無収
差の光束を光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録
面上に集光する正の屈折力を有する対物単レンズと、前
記情報記録面で反射され前記対物単レンズを通過した光
束を受光する受光手段を有する光情報記録媒体の光ピッ
クアップ装置の光情報記録媒体の記録再生用対物単レン
ズにおいてレーザ光源の波長をλ、光情報記録媒体につ
いて情報を読み出せる光スポットを波長λで得る為の対
物単レンズの光情報記録媒体側の必要開口数をNA1と
したときに、対物単レンズを出射した開口数NA1の光
束の光源側の面の有効半径をH1としたときに、少なく
ともH1から1.02H1までの範囲に入射した光束
は、対物単レンズを透過し、かつ対物レンズに入射する
入射高H以下の光束の透明基板を介しての波面収差RM
S値の球面収差成分をWSA(H)とし、下記の条件を
満足することを特徴としている。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a recording / reproducing objective single lens which converges a laser beam and an almost aberration-free light beam from the laser beam source onto an information recording surface via a transparent substrate of an optical information recording medium. For recording / reproducing an optical information recording medium of an optical pickup device for an optical information recording medium having an objective single lens having a positive refractive power and a light receiving means for receiving a light beam reflected by the information recording surface and passing through the objective single lens. When the wavelength of the laser light source in the objective single lens is λ, and the required numerical aperture on the optical information recording medium side of the objective single lens for obtaining an optical spot at which the optical information recording medium can read information at the wavelength λ is NA1, Assuming that the effective radius of the light source side surface of the light flux having a numerical aperture NA1 emitted from the single lens is H1, the light flux incident at least in the range from H1 to 1.02H1 passes through the objective single lens. Wavefront aberration RM of a light beam having an incident height H or less incident on an objective lens through a transparent substrate
The spherical aberration component of the S value is WSA (H), and the following conditions are satisfied.

【0030】WSA(H1)<0.05λ WSA(1.02H1)/WSA(H1)>1.2 請求項7記載の発明の記録再生用対物単レンズは、レー
ザー光源と、レーザー光源からのほぼ無収差の光束を光
情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面上に集光す
る正の屈折力を有する対物単レンズと、前記情報記録面
で反射され前記対物レンズを通過した光束を受光する受
光手段を有する光情報記録媒体の光ピックアップ装置の
光情報記録媒体の記録再生用対物単レンズにおいて、レ
ーザ光源の波長をλ、光情報記録媒体について情報を読
み出せる光スポットを波長λで得る為の対物単レンズの
光情報記録媒体側の必要開口数をNA1としたときに、
対物単レンズを出射した開口数NA1の光束の光源側の
面の有効半径をH1としたときに、少なくともH1から
1.02H1までの範囲に入射した光束は、対物単レン
ズを透過し、かつ対物レンズに入射する入射高Hでの縦
の球面収差をSA(H)としたとき、下記の条件を満足
することを特徴としている。
WSA (H1) <0.05λ WSA (1.02H1) / WSA (H1)> 1.2 The recording / reproducing objective single lens according to the seventh aspect of the present invention comprises a laser light source and a laser light source. An objective single lens having a positive refractive power for converging an aberration-free light beam onto the information recording surface via the transparent substrate of the optical information recording medium, and receiving a light beam reflected by the information recording surface and passing through the objective lens In a single objective lens for recording / reproducing of an optical information recording medium of an optical pickup device for an optical information recording medium having a light receiving means, a wavelength of a laser light source is obtained as λ, and a light spot from which information can be read out of the optical information recording medium is obtained as wavelength λ. When the required numerical aperture of the objective single lens on the optical information recording medium side for
Assuming that the effective radius of the light source side surface of the light beam having the numerical aperture NA1 emitted from the objective single lens is H1, the light beam incident at least in the range from H1 to 1.02H1 is transmitted through the objective single lens and When a vertical spherical aberration at an incident height H incident on the lens is defined as SA (H), the following condition is satisfied.

【0031】 |SA(1.02H1)|>8λ/(NA1)2 請求項8記載の発明の光ピックアップ装置は、前記レー
ザ光源から情報記録面を経て光検出器にいたるまでの光
路中に、前記NA2より大きくNA1より小さい範囲を
通る光束が前記光検出器に入るのを遮蔽するリング状の
光束遮蔽部を設けたことを特徴としている。
| SA (1.02H1) |> 8λ / (NA1) 2 In the optical pickup device according to the eighth aspect of the present invention, an optical path from the laser light source through the information recording surface to the photodetector is: It is characterized in that a ring-shaped light beam shielding portion is provided for shielding a light beam passing through a range larger than NA2 and smaller than NA1 from entering the photodetector.

【0032】請求項9記載の発明の光ピックアップ装置
は、前記対物レンズの前記レーザ光源側の面または光情
報記録媒体側の面に、前記NA2よりも大きくNA1よ
り小さい範囲を通る光束が前記光検出器に入るのを遮蔽
するリング状の光束遮蔽部を設けたことを特徴としてい
る。
According to a ninth aspect of the present invention, in the optical pickup device, the light beam passing through a range larger than NA2 and smaller than NA1 is applied to the surface of the objective lens on the side of the laser light source or the surface of the optical information recording medium. It is characterized in that a ring-shaped light beam shielding portion for shielding the light from entering the detector is provided.

【0033】請求項10記載の発明の光ピックアップ装
置は、前記光検出器は、前記NA2の範囲を通る光束を
受光できる部分と、NA1とNA2の間を通る光束を受
光できる部分とが分割された複数の受光素子で構成され
ていることを特徴としている。
In the optical pickup device according to the tenth aspect of the present invention, the photodetector is divided into a portion capable of receiving a light beam passing through the range of NA2 and a portion capable of receiving a light beam passing between NA1 and NA2. And a plurality of light receiving elements.

【0034】請求項11記載の発明の情報再生方法は、
レーザ光源から出射した光束を、集光光学系で光情報記
録媒体の情報記録面上に光スポットとして集光させ、こ
の情報記録面からの反射光を光検出器で受け、前記光情
報記録媒体の情報記録面上に記録された情報を再生する
情報再生方法において、前記レーザ光源から出射される
光束の波長をλ、情報記録面に入射する光束に関して、
開口数NA以下の光束の波面収差RMS値の球面収差成
分をWSA(NA)としたときに、前記集光光学系とし
て、情報記録面側の開口数NA1の範囲において、 WSA(NA1)<0.05λ の条件を満足する第1の光スポットを得ることが可能な
集光光学系を用い、前記第1の光スポットよりも大きな
径を有する第2の光スポットによる情報の再生を行う場
合には、球面収差を発生させることにより前記第2の光
スポットを得て情報の再生を行うことを特徴としてい
る。
The information reproducing method according to the eleventh aspect of the present invention is characterized in that:
A light beam emitted from a laser light source is condensed as a light spot on an information recording surface of an optical information recording medium by a condensing optical system, and reflected light from the information recording surface is received by a photodetector, and the optical information recording medium In an information reproducing method for reproducing information recorded on the information recording surface, the wavelength of the light beam emitted from the laser light source is λ, with respect to the light beam incident on the information recording surface,
Assuming that the spherical aberration component of the wavefront aberration RMS value of a light beam having a numerical aperture NA or less is WSA (NA), WSA (NA1) <0 in the range of the numerical aperture NA1 on the information recording surface side as the condensing optical system. .05λ when using a condensing optical system capable of obtaining a first light spot, and reproducing information from a second light spot having a diameter larger than the first light spot. Is characterized in that information is reproduced by obtaining the second light spot by generating spherical aberration.

【0035】請求項12記載の発明の情報再生方法は、
レーザ光源から出射した光束を、集光光学系で光情報記
録媒体の情報記録面上に光スポットとして集光させ、こ
の情報記録面からの反射光を光検出器で受け、前記光情
報記録媒体の情報記録面上に記録された情報を再生する
情報再生方法において、前記レーザ光源から出射される
光束の波長をλ、情報記録面に入射する光束に関して、
開口数NA以下の光束の波面収差RMS値の球面収差成
分をWSA(NA)としたときに、前記集光光学系とし
て、情報記録面側の開口数NA1の範囲において、 WSA(NA1)<0.05λ の条件を満足する第1の光スポットを得ることが可能な
集光光学系を用い、前記第1の光スポットよりも大きな
径を有する第2の光スポットによる情報の再生を行う場
合には、前記第2の光スポットを得るために必要な前記
集光光学系の情報記録面側の開口数NA2とするとき、 NA1>1.1NA2 0.03λ<WSA(NA2)<0.12λ WSA(1.1NA2)/WSA(NA2)>1.2 となる条件を満足するような球面収差を発生させて情報
の再生を行うことを特徴としている。
According to the twelfth aspect of the present invention, there is provided an information reproducing method comprising:
A light beam emitted from a laser light source is condensed as a light spot on an information recording surface of an optical information recording medium by a condensing optical system, and reflected light from the information recording surface is received by a photodetector, and the optical information recording medium In an information reproducing method for reproducing information recorded on the information recording surface, the wavelength of the light beam emitted from the laser light source is λ, with respect to the light beam incident on the information recording surface,
Assuming that the spherical aberration component of the wavefront aberration RMS value of a light beam having a numerical aperture NA or less is WSA (NA), WSA (NA1) <0 in the range of the numerical aperture NA1 on the information recording surface side as the condensing optical system. .05λ when using a condensing optical system capable of obtaining a first light spot, and reproducing information from a second light spot having a diameter larger than the first light spot. Where NA1> 1.1NA2 0.03λ <WSA (NA2) <0.12λ WSA, where NA2 is the numerical aperture NA2 on the information recording surface side of the condensing optical system necessary to obtain the second light spot. Information is reproduced by generating a spherical aberration that satisfies the condition of (1.1NA2) / WSA (NA2)> 1.2.

【0036】請求項13記載の発明の情報再生方法は、
集光光学系は少なくとも対物レンズを有し、該対物レン
ズに入射する光束の発散度を変えることで、球面収差を
発生させることを特徴としている。
The information reproducing method according to the thirteenth aspect of the present invention,
The condensing optical system has at least an objective lens, and generates a spherical aberration by changing the divergence of a light beam incident on the objective lens.

【0037】[0037]

【実施例】本発明の実施例の説明に先立ち、説明に使用
する既存の光ディスクのデータと、比較のための従来例
の一例を示す。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Prior to the description of embodiments of the present invention, data of an existing optical disk used for the description and an example of a conventional example for comparison will be described.

【0038】最初に、光ディスクについて説明する。光
ディスクを再生するのには、回折限界性能の集光スポッ
トによることを前提に、使用波長λと集光光学系を出射
した光束の開口数NA、もしくはその比が個々の光ディ
スクに対して規格化されていて、それを満足することが
望ましい。
First, the optical disk will be described. Assuming that the optical disc is reproduced by the focused spot of diffraction-limited performance, the working wavelength λ and the numerical aperture NA of the light beam emitted from the condensing optical system, or the ratio between them, are standardized for each optical disc. It is desirable to satisfy it.

【0039】既存の主な光ディスクについて、本発明で
は以下の値を使用して説明する。
In the present invention, an existing main optical disk will be described using the following values.

【0040】[0040]

【表1】 [Table 1]

【0041】無収差集光光学系に光エネルギー分布が一
様な無収差の光束が入射した場合に、集光スポットは、
中心強度に対して、強度が0となる複数のリング状のス
ポットとなる。
When a stigmatic light beam having a uniform light energy distribution is incident on the stigmatic focusing optical system, the focusing spot is
There are a plurality of ring-shaped spots whose intensity is 0 with respect to the center intensity.

【0042】最も半径の小さい強度が0となるリングの
半径は、回折理論から0.61λ/NAで表される。図
2は無収差の光学系のスポット・シミュレーションの図
を示しており、λ=780nm、NA0.45である。
The radius of the ring having the smallest intensity of zero is represented by 0.61λ / NA from diffraction theory. FIG. 2 shows a spot simulation diagram of the aberration-free optical system, where λ = 780 nm and NA 0.45.

【0043】スポットの良否の判定尺度として、中心強
度が1/e2となるスポット半径をr1とし、サイドロ
ーブの最大強度と中心強度の比をα1とすると、この場
合は、r1=0.72μm、α1=1.8%である。な
お、一般的にはα1≧13%で、サイドロープによるジ
ッターが劣化する。
As a criterion for judging the quality of a spot, let r1 be the spot radius at which the center intensity is 1 / e2 and let α1 be the ratio of the maximum intensity of the side lobe to the center intensity. In this case, r1 = 0.72 μm, α1 = 1.8%. In general, when α1 ≧ 13%, the jitter due to the side rope deteriorates.

【0044】次に、比較のために従来の光学系の一例を
ここで示す。使用する記号は下記の通りである。
Next, an example of a conventional optical system is shown here for comparison. The symbols used are as follows.

【0045】ri:光源側から第i番目の面の曲率半径 di:光源側から第i番目の面と第i+1番目の面との
光軸上の厚みあるいは間隔 ni:光源側から第i番目の面と第i+1番目の面との
間の媒質の使用波長での屈折率 レンズ面の非球面形状は、面の頂点を原点とし、光軸方
向をX軸とした直交座標系において、κは円錐係数、A
iは非球面係数、Pi(4≦Pi)を非球面のべき数と
して、次の「数1」で表される。
Ri: radius of curvature of the i-th surface from the light source side di: thickness or interval on the optical axis between the i-th surface and the (i + 1) -th surface from the light source side ni: i-th surface from the light source side The refractive index at the used wavelength of the medium between the surface and the (i + 1) th surface. The aspherical shape of the lens surface is as follows. In an orthogonal coordinate system in which the vertex of the surface is the origin and the optical axis direction is the X axis, κ is a cone Coefficient, A
i is an aspherical coefficient, and Pi (4 ≦ Pi) is represented by the following “Equation 1”, where Pi is a power of the aspherical surface.

【0046】[0046]

【数1】 (Equation 1)

【0047】(従来例)従来例は、特開平8−5536
3号公報を想定した光学系である。このような光学系で
は、コリメータを非球面レンズとすることで、無収差と
なるように設計できる。また、コリメータの光源側のN
Aが小さいため、コリメータからの光束を平行光から、
やや発散光となるように、光源をコリメータの光源側の
焦点位置からコリメータの光軸に沿ってコリメータ側に
配置したとしても、発生する球面収差は僅かである。従
ってここでは、対物レンズについてのみ記載する。
(Conventional example) A conventional example is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H8-5536.
This is an optical system that assumes No. 3 publication. Such an optical system can be designed so as to have no aberration by using an aspherical lens as the collimator. In addition, N on the light source side of the collimator
Since A is small, the light flux from the collimator is
Even if the light source is arranged on the collimator side along the optical axis of the collimator from the focal point on the light source side of the collimator so that the light is slightly divergent, the generated spherical aberration is slight. Therefore, only the objective lens is described here.

【0048】次に、表2、表3に光学データを示す。Next, Tables 2 and 3 show optical data.

【0049】[0049]

【表2】 [Table 2]

【0050】[0050]

【表3】 [Table 3]

【0051】また、図3にDVD、CD球面収差図を示
し、図4に最良のスポット形状が得られるデフォーカス
位置でのDVDのスポット・シミュレーションを示し、
図5に最良のスポット形状が得られるデフォーカス位置
でのCDのスポット・シミュレーションの結果を示す。
FIG. 3 shows a spherical aberration diagram of DVD and CD, and FIG. 4 shows a spot simulation of DVD at a defocus position where the best spot shape is obtained.
FIG. 5 shows the results of CD spot simulation at the defocus position where the best spot shape is obtained.

【0052】DVDについては、r1=0.44μm、
α1=1.8% CDについては、r1=0.72μm、α1=1.8% DVD、CDともスポットは申し分ない値となってい
る。
For DVD, r1 = 0.44 μm,
With respect to α1 = 1.8% CD, r1 = 0.72 μm, α1 = 1.8%, and both DVD and CD have perfect spot values.

【0053】また、図6にCDのスポット・シミュレー
ションを示し、これはDVDと同じ絞り径を使った時の
CDのスポット・シミュレーションの結果を示してい
る。このとき r1=0.56μm、α1=2.1% すなわち、NA=0.58相当のスポットとなる。この
ように30%以上も絞られすぎているため、やはり再生
信号は劣化する。また、光ディスクが傾いたときの影響
は、NAの三乗に比例するが、そりの大きいCDでは問
題となる。
FIG. 6 shows a spot simulation of a CD, which shows the result of a spot simulation of a CD when the same aperture diameter as that of a DVD is used. At this time, r1 = 0.56 μm, α1 = 2.1%, that is, a spot corresponding to NA = 0.58. As described above, the reproduction signal is deteriorated because the aperture is narrowed down by more than 30%. The effect of tilting the optical disk is proportional to the cube of NA, but this is a problem for a CD having a large warpage.

【0054】従って、この光学系においては、CDを再
生する際には、DVDで使用した絞りに変えて、CD再
生用の絞りを設定することが必須となる。
Therefore, in this optical system, when reproducing a CD, it is necessary to set an aperture for CD reproduction in place of the aperture used for DVD.

【0055】光ピックアップ装置に要求される光学特性
としては、情報記録面に情報を読みとる最適な形状のス
ポットが集光されればよく、必ずしも無収差の光束によ
る回折限界性能ではなくともよい。
The optical characteristics required for the optical pickup device may be such that a spot having an optimum shape for reading information is converged on the information recording surface, and may not necessarily have the diffraction-limited performance due to a non-aberration light beam.

【0056】光学面に段差をもつようなレンズでは、波
面も不連続となり、波面収差も著しく大きくなるが、特
開平7−302437号公報に記載の対物レンズのよう
に、屈折面をリング形状の複数の領域に分割したり、ま
た、「International symposiu
m on optical memory andop
tical data storage 1996」で
の講演番号OFA3−1で発表さた対物レンズのように
DVD用に最適化された対物レンズに輪帯状の遮蔽をほ
どこしたレンズでは、波面収差のRMS値を定義できな
い。
In a lens having a step on the optical surface, the wavefront is discontinuous and the wavefront aberration is significantly increased. However, as in the objective lens described in Japanese Patent Application Laid-Open No. It can be divided into a plurality of areas or “International symposium”
mon optical memory andop
The objective lens optimized for DVD, such as the objective lens presented in the lecture number OFA3-1 of "Tomic Data Storage 1996", has a ring-shaped shield, and the RMS value of the wavefront aberration cannot be defined.

【0057】しかしながら、両者とも得られるスポット
は、最適なデフォーカス位置では回折限界性能のスポッ
トと遜色がないものとできる。
However, the spots obtained by both of them can be comparable to spots of diffraction-limited performance at the optimum defocus position.

【0058】対物レンズに入射する光束の発散度を変え
ることで、波面収差の球面収差成分をコントロールする
ことができる。対物レンズがどうあれ、対物レンズに入
射する光束の発散度を変える。すなわち、波面収差の球
面収差成分を変えることでスポット形状のコントロール
が可能である。
The spherical aberration component of wavefront aberration can be controlled by changing the divergence of the light beam incident on the objective lens. Regardless of the objective lens, it changes the divergence of the light beam incident on the objective lens. That is, the spot shape can be controlled by changing the spherical aberration component of the wavefront aberration.

【0059】レーザ光源の波長をλ、第1の光情報記録
媒体について情報を読み出せる光スポットを波長λで得
るための集光光学系の光情報記録側の必要開口数をNA
1、第2の光情報記録媒体のそれをNA2としたとき、
集光光学系の波面が連続な場合においては、NA1>
1.1NA2を満たす第2の光情報記録媒体に関して
は、 0.03λ<WSA(NA2)<0.12λ WSA(1.1NA2)/WSA(NA2)>1.2 とすることで、再生に必要な大きさのサイドローブの小
さいスポットが得られる。ここで、WSA(NA2)<
0.03λのときは、ビームスポットが絞られすぎる。
また、WSA(NA2)>0.12λのときは、サイド
ローブが大きくなりジッターが劣化する。また、WSA
(1.1NA2)/WSA(NA2)<1.2のとき
は、スポットが小さくなりすぎる。
The wavelength of the laser light source is λ, and the required numerical aperture on the optical information recording side of the converging optical system for obtaining a light spot from the first optical information recording medium for reading information at the wavelength λ is NA.
1. Assuming that that of the second optical information recording medium is NA2,
When the wavefront of the condensing optical system is continuous, NA1>
As for the second optical information recording medium satisfying 1.1NA2, it is necessary for reproduction by setting 0.03λ <WSA (NA2) <0.12λWSA (1.1NA2) / WSA (NA2)> 1.2. A spot with a small size of side lobe can be obtained. Here, WSA (NA2) <
When it is 0.03λ, the beam spot is too narrow.
When WSA (NA2)> 0.12λ, the side lobe becomes large and the jitter deteriorates. Also, WSA
When (1.1NA2) / WSA (NA2) <1.2, the spot is too small.

【0060】以下に、この発明に係わる実施例を説明す
る。実施例に使用する記号は、前述の従来の光学系の比
較に記載のものを使用し説明は省略する。
An embodiment according to the present invention will be described below. The symbols used in the embodiments are those described in the comparison of the above-mentioned conventional optical system, and the description is omitted.

【0061】(実施例1)実施例1は請求項1,2,3
に対応するもので、光学データを表4、表5に示す。な
お表中で、diは第1の光情報記録媒体に対応し、d
i′は第2の光情報記録媒体に対応し、di″は第3の
光情報記録媒体に対応する。
(Embodiment 1) Embodiment 1 is the first, second, and third aspects of the present invention.
Tables 4 and 5 show optical data. In the table, di corresponds to the first optical information recording medium, and d
i ′ corresponds to the second optical information recording medium, and di ″ corresponds to the third optical information recording medium.

【0062】[0062]

【表4】 [Table 4]

【0063】[0063]

【表5】 [Table 5]

【0064】また、図7にDVD、CDおよびMOの球
面収差図を示し、図8に最良のスポット形状が得られる
デフォーカス位置でのCDのスポット・シミュレーショ
ンの結果を示す。また、図9に最良のスポット形状が得
られるデフォーカス位置でのMOのスポット・シミュレ
ーションの結果を示す。なお、DVDのスポット・シミ
ュレーションの結果は図4に示すものと同様である。
FIG. 7 shows spherical aberration diagrams of DVD, CD and MO, and FIG. 8 shows the results of CD spot simulation at a defocus position where the best spot shape is obtained. FIG. 9 shows the results of MO spot simulation at the defocus position where the best spot shape is obtained. The results of DVD spot simulation are the same as those shown in FIG.

【0065】DVDについては、r1=0.44μm、
α1=1.8% CDについては、r1=0.7μm、α1= 5.7% MOについては、r1=0.51μm、α1=7.9% 以上のように、DVD、CD、MOに関して、すべて対
物レンズの倍率をことならせて、適切な球面収差を発生
させることで、情報を読み出せる光スポットを波長λで
得るための対物レンズの光情報記録側の必要開口数が異
なったり、または透明基板板厚が異なったりした場合で
も、良好なスポットが得られる。また、この実施例で
は、CD、MOに関してオーバーの球面収差が残留して
いるが、このとき、それぞれの倍率の差も少ないことか
ら、正弦条件等の性能の変化も少ない。
For DVD, r1 = 0.44 μm,
α1 = 1.8% For CD, r1 = 0.7 μm, for α1 = 5.7% MO, r1 = 0.51 μm, α1 = 7.9% For DVD, CD, MO, By changing the magnification of the objective lens and generating an appropriate spherical aberration, the required numerical aperture on the optical information recording side of the objective lens for obtaining a light spot from which information can be read at the wavelength λ is different, or A good spot can be obtained even when the thickness of the transparent substrate is different. Further, in this embodiment, excessive spherical aberration remains for CD and MO. At this time, since there is little difference between the respective magnifications, there is little change in performance such as a sine condition.

【0066】ここで、図10にDVDの第1の光情報記
録媒体に対応するときの光ピックアップ装置の構成を示
す。図で、レーザ光源1から出射した光束は、ホログラ
ムビームスプリッタ2を通過して光軸方向に移動可能な
枠20で保持されたレンズ3を通ってほぼ平行光束とな
り、絞り5で所定の光束に制限されて対物レンズ6に入
射する。対物レンズ6に入射した光束は対物レンズ6で
集光され基板7を通して記録面8上に集光される。この
記録面8で情報ピットにより変調されて反射した光束
は、対物レンズ6、レンズ3を介してホログラムビーム
スプリッタ2に戻り、ここでレーザー光源1の光路から
分離され、受光手段である光検出器9へ入射する。この
光検出器9は多分割されたPINフォトダイオードで構
成され、各素子より、入射した光束の強度に比例した電
流を出力し、この電流を図には示さない検出回路系に送
りここで情報信号、フォーカスエラー信号、トラックエ
ラー信号を生成する。このフォーカスエラー信号、トラ
ックエラー信号に基づき磁気回路とコイル等で構成され
る2次元アクチュエータ(図示せず)で一体的に設けら
れている図で点線の対物レンズ6と絞り5を制御し、常
に情報トラック上に光スポット位置を合わせるように構
成されている。
FIG. 10 shows a configuration of an optical pickup device corresponding to the first optical information recording medium of DVD. In the figure, a light beam emitted from a laser light source 1 passes through a hologram beam splitter 2, passes through a lens 3 held by a frame 20 movable in the optical axis direction, becomes a substantially parallel light beam, and is converted into a predetermined light beam by a stop 5. The light is restricted and enters the objective lens 6. The light beam incident on the objective lens 6 is condensed by the objective lens 6 and condensed on the recording surface 8 through the substrate 7. The light beam modulated and reflected by the information pits on the recording surface 8 returns to the hologram beam splitter 2 via the objective lens 6 and the lens 3, where it is separated from the optical path of the laser light source 1, and the light detector serving as a light receiving means 9 is incident. The photodetector 9 is constituted by a multi-divided PIN photodiode, outputs a current proportional to the intensity of the incident light beam from each element, and sends this current to a detection circuit system (not shown) to transmit information. A signal, a focus error signal, and a track error signal are generated. On the basis of the focus error signal and the track error signal, a two-dimensional actuator (not shown) composed of a magnetic circuit and a coil controls an objective lens 6 and an aperture 5 indicated by a dotted line, which are provided integrally, and is constantly controlled. It is configured to position the light spot on the information track.

【0067】次に、図11にCDの第2の光情報記録媒
体に対応するときの光ピックアップ装置の構成を示す。
図で、より厚い第2の光情報記録媒体の読み取り時は発
散度変更手段であるレンズ移動手段21によりレンズ3
を光軸方向レーザ光源側の所定位置へ移動させる。同様
にして、第3のMDの光情報記録媒体の読み取り時に関
しても同じである。
Next, FIG. 11 shows a configuration of an optical pickup device corresponding to the second optical information recording medium of CD.
In the figure, when reading a thicker second optical information recording medium, the lens 3 is moved by a lens moving means 21 which is a divergence changing means.
Is moved to a predetermined position on the laser light source side in the optical axis direction. Similarly, the same applies to reading of the optical information recording medium of the third MD.

【0068】(実施例2)次に、実施例2は請求項4、
5に対応するもので、光学データを表6、表7に示す。
なお、表中でdi、niは第1の光情報記録媒体(DV
D)に対応し、di′、ni′は第2の光情報記録媒体
(CD)に対応する。
(Embodiment 2) Next, Embodiment 2 is the fourth embodiment.
Table 6 and Table 7 show optical data corresponding to No. 5.
In the table, di and ni represent the first optical information recording medium (DV
D ′ and ni ′ correspond to the second optical information recording medium (CD).

【0069】[0069]

【表6】 [Table 6]

【0070】[0070]

【表7】 [Table 7]

【0071】また、図12に、DVD、CD球面収差図
を示し、図13に、最良のスポット形状が得られるデフ
ォーカス位置でのCDのスポット・シミュレーションの
結果を示す。なお、DVDのスポット・シミュレーショ
ンの結果は図4と同様である。
FIG. 12 shows spherical aberration diagrams of DVD and CD, and FIG. 13 shows the results of spot simulation of CD at the defocus position where the best spot shape is obtained. Note that the results of the DVD spot simulation are the same as in FIG.

【0072】DVDについては、r1=0.44μm、
α1=1.8% CDについては、r1=0.69μm、α1=3.4% DVD、CDに関して、二つの光束について対物レンズ
の倍率が異ならせることで、情報を読み出せる対物レン
ズの光情報記録媒体側の必要開口数が異なったり、また
は透明基板厚が異なったりした場合でも、良好なスポッ
トが得られる。この実施例では、CDについてオーバー
な球面収差が残留するようにしているが、実施例1と2
との関係と同様に、アンダーな球面収差が残留するよう
にしても良い。
For DVD, r1 = 0.44 μm,
α1 = 1.8% For CD, r1 = 0.69 μm, α1 = 3.4% For DVD and CD, optical information of the objective lens from which information can be read by making the magnification of the objective lens different for the two light fluxes A good spot can be obtained even when the required numerical aperture on the recording medium side is different or the thickness of the transparent substrate is different. In this embodiment, an excessive spherical aberration is left for the CD.
Similarly to the relationship described above, an under spherical aberration may remain.

【0073】次に、図14により、DVDの第1の光情
報記録媒体に対応するときの光ピックアップ装置の構成
を示す。図で、レーザ光源1から出射した光束は、ホロ
グラムビームスプリッタ2を通過してレンズ3を通って
ほぼ平行光束となり、絞り5で所定の光束に制限されて
対物レンズ6に入射する。対物レンズ6に入射した光束
は対物レンズ6で集光され基板7を通して記録面8上に
集光される。この記録面8で情報ピットにより変調され
て反射した光束は、対物レンズ6、レンズ3を介してホ
ログラムビームスプリッタ2に戻り、ここでレーザー光
源1の光路から分離され、受光手段である光検出器9へ
入射する。この光検出器9は多分割されたPINフォト
ダイオードで構成され、各素子より、入射した光束の強
度に比例した電流を出力し、この電流を図には示さない
検出回路系に送りここで情報信号、フォーカスエラー信
号、トラックエラー信号を生成する。このフォーカスエ
ラー信号、トラックエラー信号に基づき磁気回路とコイ
ル等で構成される2次元アクチュエータ(図示せず)で
一体的に設けられている図で点線の対物レンズ6と絞り
5を制御し、常に情報トラック上に光スポット位置を合
わせるように構成されている。
Next, FIG. 14 shows a configuration of an optical pickup device corresponding to the first optical information recording medium of DVD. In the figure, a light beam emitted from a laser light source 1 passes through a hologram beam splitter 2, passes through a lens 3, becomes almost a parallel light beam, is restricted to a predetermined light beam by a stop 5, and enters an objective lens 6. The light beam incident on the objective lens 6 is condensed by the objective lens 6 and condensed on the recording surface 8 through the substrate 7. The light beam modulated and reflected by the information pits on the recording surface 8 returns to the hologram beam splitter 2 via the objective lens 6 and the lens 3, where it is separated from the optical path of the laser light source 1, and the light detector serving as a light receiving means 9 is incident. The photodetector 9 is constituted by a multi-divided PIN photodiode, outputs a current proportional to the intensity of the incident light beam from each element, and sends this current to a detection circuit system (not shown) to transmit information. A signal, a focus error signal, and a track error signal are generated. On the basis of the focus error signal and the track error signal, a two-dimensional actuator (not shown) composed of a magnetic circuit and a coil controls an objective lens 6 and an aperture 5 indicated by a dotted line, which are provided integrally, and is constantly controlled. It is configured to position the light spot on the information track.

【0074】次に、図15に、CDの第2の光情報記録
媒体に対応するときの光ピックアップ装置の構成を示
す。図で、光情報記録媒体の読み取り時は、第2のホロ
グラムレーザユニット切替え手段であるターレット34
を軸35を中心に回転させて切替える。切替えると、レ
ーザ光源31、ホログラムビームスプリッタ32、受光
手段である光検出器33がセットされる。
Next, FIG. 15 shows a configuration of an optical pickup device corresponding to a second optical information recording medium of a CD. In the figure, when reading the optical information recording medium, the turret 34 as the second hologram laser unit switching means is used.
Is rotated around the shaft 35 for switching. When switched, the laser light source 31, the hologram beam splitter 32, and the photodetector 33 as the light receiving means are set.

【0075】なお、レーザ光源31、ホログラムビーム
スプリッタ32、光検出器33からなるホログラムレー
ザユニットと、レーザ光源1、ホログラムビームスプリ
ッタ2、光検出器9を挿入させる機構でも良い。また、
特開平8−55363号公報に記載の各種光ピックアッ
プ装置にも適用が可能である。
A hologram laser unit including a laser light source 31, a hologram beam splitter 32, and a photodetector 33, and a mechanism for inserting the laser light source 1, the hologram beam splitter 2, and the photodetector 9 may be used. Also,
The present invention is also applicable to various optical pickup devices described in JP-A-8-55363.

【0076】なお、実施例1、2において、「Inte
rnational symposium on op
tical memory and optical
data storage 1996」での講演番号O
FA3−1で発表された対物レンズを用いたり、特願平
7−330539号に記載されているように、レーザ光
源から情報記録面を経て光検出器にいたるまでの光路中
に、図16のリング状の光束遮蔽部を有するマスクの図
に示すような、NA2よりも大きく、NA1よりも小さ
い範囲を通り光検出器に入射する光束を遮蔽するレンズ
状の光束遮蔽部を設けることで、さらに良好なスポット
を得ることができる。この光束遮蔽部の外径は、大き過
ぎると光量ロスの増大によって、NA1で読み出しを行
う光ディスクからの情報読み出し性能の劣化をまねく。
したがって、ノイズ成分となる光束の遮蔽は必要最低限
とするのが良く、具体的にはNA2の範囲で最良波面収
差となる焦点位置より、焦点深度の1〜2倍後方に焦点
を結ぶ光束までをカットするようにすることが好まし
い。
In the first and second embodiments, “Inte
rnational symposium on op
physical memory and optical
No. O for "Data storage 1996"
In the optical path from the laser light source to the photodetector via the information recording surface, as shown in Japanese Patent Application No. 7-330439, the objective lens shown in FIG. As shown in the figure of the mask having the ring-shaped light beam shielding portion, by providing a lens-shaped light beam shielding portion that blocks a light beam incident on the photodetector through a range larger than NA2 and smaller than NA1, furthermore, Good spots can be obtained. If the outer diameter of the light beam shielding portion is too large, the loss of light amount increases, which leads to deterioration in information reading performance from an optical disk for reading with NA1.
Therefore, the shielding of the light beam as a noise component is preferably minimized. Specifically, from the focal position where the best wavefront aberration is obtained in the range of NA2 to the light beam which is focused one to two times behind the focal depth. Is preferably cut.

【0077】また、特願平8−123375号に記載の
段差があるレンズにしても同様な効果がある。また、光
検出器を、NA2の範囲を通る光束を受光できる部分
と、NA1とNA2の間を通る光束を受光できる部分と
が分割された図17に示す8分割の光検出器の素子構成
のような光検出器を用いることで、より良好な信号を得
ることができる。
The same effect can be obtained by a lens having a step described in Japanese Patent Application No. 8-123375. The photodetector has an element configuration of an eight-division photodetector shown in FIG. 17 in which a portion that can receive a light beam passing through the range of NA2 and a portion that can receive a light beam that passes between NA1 and NA2 are divided. By using such a photodetector, a better signal can be obtained.

【0078】図17は8分割の光検出器の素子構成を示
す図で、図17(a)は素子の構成を示す図で、図17
(b)は透明基板の厚みt=0.6mmの第1の光ディ
スクからの光束の集光状態を示す図で、図17(c)は
透明基板の厚みt=1.2mmの第2の光ディスクから
の光束の集光状態を示す図である。図で、分割線Sは光
ディスクの情報記録面の情報トラックの写像と略方向が
一致するようにしており、分割線Rにより内側の4分割
された領域と、外側の4分割された領域に分離される。
図17(b)で、さらに詳しくは、透明基板の厚みt=
0.6mmの第1の光ディスクからの光束が8分割光検
出器上へスポット径で集光している状態を示している。
FIG. 17 is a diagram showing an element configuration of an 8-part photodetector, and FIG. 17A is a diagram showing the configuration of the element.
FIG. 17B is a diagram showing a state of condensing a light beam from the first optical disk having a transparent substrate thickness t = 0.6 mm, and FIG. 17C is a second optical disk having a transparent substrate thickness t = 1.2 mm. It is a figure which shows the condensing state of the light beam from. In the drawing, the dividing line S is made to substantially coincide with the mapping of the information track on the information recording surface of the optical disk, and is divided into an inner quadrant and an outer quadrant by the dividing line R. Is done.
In FIG. 17B, more specifically, the thickness t =
This shows a state in which a light beam from a 0.6 mm first optical disc is condensed on an eight-segment photodetector with a spot diameter.

【0079】フォーカスエラー信号は非点収差法により (A1+A2+C1+C2)−(B1+B2+D1+D
2) トラックエラー信号はプッシュプル法により (A1+A2+B1+B2)−(C1+C2+D1+D
2) で検出される。
The focus error signal is obtained by the astigmatism method as (A1 + A2 + C1 + C2)-(B1 + B2 + D1 + D
2) The track error signal is obtained by the push-pull method (A1 + A2 + B1 + B2)-(C1 + C2 + D1 + D
2) Detected in.

【0080】又、情報信号は全素子の総和 (A1+A2+B1+B2+C1+C2+D1+D
2)、若しくは外周部のみの(A2+B2+C2+D
2)で検出される。外周部のみからの信号検出とする
と、高周波成分が強調され、最短ピットの変調度を向上
させることができる。
The information signal is the sum of all elements (A1 + A2 + B1 + B2 + C1 + C2 + D1 + D
2) or (A2 + B2 + C2 + D)
It is detected in 2). If signal detection is performed only from the outer peripheral portion, the high frequency component is emphasized, and the modulation degree of the shortest pit can be improved.

【0081】次に、図17(c)で、透明基板の厚みt
=1.2mmの第2の光ディスクからの光束が8分割光
検出器上へスポット径で集光している状態を示してい
る。中心部に高い光強度を持ち、その外側はフレヤー状
の集光となり、この中心部を主に受光する(A1+B1
+C1+D1)で情報信号を検出する。この受光範囲は
前記NA2となるのが望ましい。
Next, referring to FIG. 17C, the thickness t of the transparent substrate
This shows a state in which a light beam from the second optical disc of = 1.2 mm is condensed on an eight-segment photodetector with a spot diameter. It has a high light intensity at the center and the outer side becomes a flared condensate, and mainly receives light at this center (A1 + B1
+ C1 + D1) to detect an information signal. This light receiving range is desirably the NA2.

【0082】フォーカスエラー信号は非点収差法により (A1+A2+C1+C2)−(B1+B2+D1+D
2)若しくは (A1+C1)−(B1+D1) トラックエラー信号はプッシュプル法により (A1+A2+B1+B2)−(C1+C2+D1+D
2)若しくは (A1+B1)−(C1+D1)で検出される。
The focus error signal is obtained by the astigmatism method by (A1 + A2 + C1 + C2)-(B1 + B2 + D1 + D
2) or (A1 + C1)-(B1 + D1) The track error signal is obtained by the push-pull method (A1 + A2 + B1 + B2)-(C1 + C2 + D1 + D)
2) or (A1 + B1)-(C1 + D1).

【0083】このように光検出器を、情報信号を検出す
る領域で分割することにより、球面収差によるフレア光
のない領域での信号検出が可能となり、再生性能が向上
する。又、前記のリング状光束遮蔽部を光路中に設ける
ことにより、更にノイズ成分となる光束をカットしてジ
ッターを減少させることができる。
As described above, by dividing the photodetector in the area where the information signal is detected, it is possible to detect the signal in an area where there is no flare light due to spherical aberration, and the reproduction performance is improved. Further, by providing the ring-shaped light beam shielding portion in the optical path, the light beam which becomes a noise component can be further cut to reduce jitter.

【0084】なお、ここでは、NA1>1.1NA2と
しているが、望ましくはNA1>1.2NA2とするこ
とで、より効果を得ることができる。
Here, it is assumed that NA1> 1.1NA2, but it is desirable that NA1> 1.2NA2 to obtain more effects.

【0085】(実施例3)実施例3は請求項6、7に対
応するもので、図18は実質上の絞りを有する対物単レ
ンズの光軸断面図である。図で、対物単レンズ(対物レ
ンズともいう)6の有効半径H1は対物レンズの半径を
示し、有効半径H1より大きいレンズ面61は透明とな
っており、実質上の絞りの役割を果す光が通過する部分
である。
(Embodiment 3) Embodiment 3 corresponds to claims 6 and 7, and FIG. 18 is an optical axis sectional view of an objective single lens having a substantial stop. In the figure, the effective radius H1 of the objective single lens (also referred to as the objective lens) 6 indicates the radius of the objective lens, and the lens surface 61 larger than the effective radius H1 is transparent, and the light that plays the role of a substantial diaphragm is It is the part that passes.

【0086】対物単レンズ6として、有効半径H1の外
の光を有効径内の光の収束する位置と大きく異ならせる
ことで、絞りの役割を果たさせることができる。有効径
内では、収差の発生状況にもよるが、光線収差を、4λ
/(NA)2以内とすることが望ましい。絞りなしで使
用する場合には、1.02NAでは、これとくらべて大
きな光線収差を持っていればよい。
The objective single lens 6 can function as a stop by making the light outside the effective radius H1 significantly different from the position where the light within the effective radius converges. Within the effective diameter, the ray aberration is 4λ
/ (NA) 2 or less. When used without an aperture, 1.02 NA only needs to have a large ray aberration.

【0087】通常、3次の球面収差を考えれば、NAの
4乗に比例することから、もし、開口数NAで4λ/
(NA)2の収差であれば、約4.3λ/(NA)2の光
線収差となる。これより著しく光線収差が大きければ、
たとえ絞りがなくとも、開口数がNAのレンズとして作
用することとなる。その量としては、上記量の2倍程度
以上あれば問題ない。すなわち1.02NAでは8λ/
(NA)2の光線収差を持てばよい。絞りとしての条件
は以上の通りであるが、実際には絞りで制限されない光
束がフレアとなって再生信号に悪影響を及ぼしたり、安
全上の問題が発生しないように設定する。また、波面収
差としての目安としては、 WSA(H1)<0.05λ SA(1.02H1)/WSA(H1)>1.2 このような、レンズに一体となった実質上の絞りは、非
球面金型の加工では同時に加工することができるので、
同心度、位置精度とも別に設けられた絞りよりも良好で
ある。
Normally, considering the third order spherical aberration, since it is proportional to the fourth power of NA, if the numerical aperture NA is 4λ /
(NA) if 2 of the aberration, the ray aberration of approximately 4.3λ / (NA) 2. If the ray aberration is significantly larger than this,
Even if there is no stop, it will function as a lens with a numerical aperture of NA. There is no problem if the amount is about twice or more the above amount. That is, 8λ / 1.02NA
(NA) It is sufficient to have 2 ray aberrations. The conditions for the stop are as described above. However, the setting is made so that a light beam that is not actually restricted by the stop causes a flare to adversely affect a reproduced signal or cause a safety problem. In addition, as a guideline for the wavefront aberration, WSA (H1) <0.05λ SA (1.02H1) / WSA (H1)> 1.2 Such a substantial stop integrated with the lens is not suitable. In the processing of the spherical mold, it can be processed at the same time,
Both the concentricity and the position accuracy are better than those provided separately.

【0088】[0088]

【発明の効果】以上のように構成したので、次のような
効果を奏する。1つの対物レンズを使い、基板厚、記録
密度の異なる様々な光ディスクのピックアップ装置を複
雑化しないで実現できる。また、反射率等の問題から、
使用するレーザ波長に制限がある場合には、複数のレー
ザ光源を使用することもやむを得ない場合でも、極めて
シンプルな光学系を実現できる。特に、開口絞りの挿入
や、開口絞り調整装置を必要とせず、また固定絞りによ
るけられにより、トラッキングレンジが少なくなり偏心
の大きいCDを再生することが困難になることもなくな
る光学系となる。また、対物レンズの光源側の設けられ
ている絞りを省略することで、シンプルな構造となる。
According to the configuration described above, the following effects can be obtained. Using a single objective lens, the present invention can be realized without complicating pickup devices for various optical disks having different substrate thicknesses and recording densities. Also, due to problems such as reflectance,
When the laser wavelength to be used is limited, an extremely simple optical system can be realized even if it is unavoidable to use a plurality of laser light sources. In particular, an optical system that does not require the insertion of an aperture stop or an aperture stop adjustment device, and that does not make it difficult to reproduce a CD with a large eccentricity due to a decrease in tracking range due to the shaking by the fixed stop. In addition, a simple structure is obtained by omitting the aperture provided on the light source side of the objective lens.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】従来例の光ピックアップ装置の構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a conventional optical pickup device.

【図2】無収差光学系のスポット・シュミレーションの
図である。
FIG. 2 is a diagram of a spot simulation of an aberration-free optical system.

【図3】DVD、CDの球面収差図である。FIG. 3 is a spherical aberration diagram of a DVD and a CD.

【図4】最良のスポット形状が得られるデフォーカス位
置でのDVDのスポット・シュミレーションである。
FIG. 4 is a DVD spot simulation at a defocus position where the best spot shape is obtained.

【図5】最良のスポット形状が得られるデフォーカス位
置でのCDのスポット・シュミレーションである。
FIG. 5 is a CD spot simulation at a defocus position where the best spot shape is obtained.

【図6】CDのスポット・シュミレーションである。FIG. 6 is a spot simulation of a CD.

【図7】DVD、CD、MOの球面収差図である。FIG. 7 is a spherical aberration diagram of DVD, CD, and MO.

【図8】最良のスポット形状が得られるデフォーカス位
置でのCDのスポット・シュミレーションである。
FIG. 8 is a CD spot simulation at a defocus position where the best spot shape is obtained.

【図9】最良のスポット形状が得られるデフォーカス位
置でのMOのスポット・シュミレーションである。
FIG. 9 shows an MO spot simulation at a defocus position where the best spot shape is obtained.

【図10】DVDの第1の光情報記録媒体に対応する光
ピックアップ装置の構成図である。
FIG. 10 is a configuration diagram of an optical pickup device corresponding to a first optical information recording medium of DVD.

【図11】CDの第2の光情報記録媒体に対応する光ピ
ックアップ装置の構成図である。
FIG. 11 is a configuration diagram of an optical pickup device corresponding to a second optical information recording medium of a CD.

【図12】DVD、CDの球面収差図である。FIG. 12 is a spherical aberration diagram of a DVD and a CD.

【図13】最良のスポット形状が得られるデフォーカス
位置でのCDのスポット・シュミレーションである。
FIG. 13 is a CD spot simulation at a defocus position where the best spot shape is obtained.

【図14】DVDの第1の光情報記録媒体に対応する光
ピックアップ装置の構成図である。
FIG. 14 is a configuration diagram of an optical pickup device corresponding to a first optical information recording medium of DVD.

【図15】CDの第2の光情報記録媒体に対応する光ピ
ックアップ装置の構成図である。
FIG. 15 is a configuration diagram of an optical pickup device corresponding to a second optical information recording medium of a CD.

【図16】リング状の光束遮蔽部を有するマスクの図で
ある。
FIG. 16 is a view of a mask having a ring-shaped light beam shielding portion.

【図17】8分割の光検出器の素子構成を示す図であ
る。
FIG. 17 is a diagram illustrating an element configuration of an 8-part photodetector.

【図18】実質上の絞りを有する対物単レンズの光軸断
面図である。
FIG. 18 is a sectional view along the optical axis of an objective single lens having a substantial stop.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 レーザ光源 2 ビームスプリッタ(ホログラムビームスプリッタ) 3 レンズ 5 絞り 6,11 対物レンズ(対物単レンズ) 7 基板 8 記録面(情報記録面) 9 光検出器(受光手段) 10 絞り 20 枠 21 レンズ移動手段 31 レーザ光源 32 ビームスプリッタ 33 光検出器(受光手段) 34 ターレット 35 軸 S,R 分割線 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Laser light source 2 Beam splitter (hologram beam splitter) 3 Lens 5 Aperture 6,11 Objective lens (Objective single lens) 7 Substrate 8 Recording surface (information recording surface) 9 Photodetector (light receiving means) 10 Aperture 20 Frame 21 Lens movement Means 31 Laser light source 32 Beam splitter 33 Photodetector (light receiving means) 34 Turret 35 Axis S, R division line

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 レーザー光源と、レーザー光源からの光
束を光情報記録媒体の情報記録面上に集光する正の屈折
力を有する対物レンズと、前記情報記録面で反射され前
記対物レンズを通過した光束を受光する受光手段と、前
記対物レンズに入射する光束の発散度を変える発散度変
更手段を有する光情報記録媒体の光ピックアップ装置に
おいて、 レーザ光源の波長をλ、情報記録面に入射する光束に関
して、開口数NA以下の光束の波面収差RMS値の球面
収差成分をWSA(NA)としたときに、第1の光情報
記録媒体について情報を読み出せる光スポットを波長λ
で得る為の対物レンズの光情報記録媒体側の必要開口数
をNA1としたときに、第1の光情報記録媒体に対して
は、対物レンズを出射する光束の開口数がNA1で、か
つ下記の条件を満足し、 WSA(NA1)<0.05λ さらに第2の光情報記録媒体について情報を読み出せる
光スポットを波長λで得る為の対物レンズの光情報記録
媒体側の必要開口数をNA2としたときに、第2の光情
報記録媒体に対しては下記の条件を満足するように、前
記発散度変更手段により対物レンズに入射する光束の発
散度を第1の光情報記録媒体の場合と異ならせたことを
特徴とする光ピックアップ装置。 NA1>1.1NA2 0.03λ<WSA(NA2)<0.12λ WSA(1.1NA2)/WSA(NA2)>1.2
1. A laser light source, an objective lens having a positive refractive power for condensing a light beam from the laser light source on an information recording surface of an optical information recording medium, and reflected by the information recording surface and passing through the objective lens An optical pickup device for an optical information recording medium having a light receiving means for receiving the light beam thus converted and a divergence changing means for changing the divergence of the light beam incident on the objective lens, wherein the wavelength of the laser light source is λ and the light is incident on the information recording surface. Regarding the light beam, when the spherical aberration component of the wavefront aberration RMS value of the light beam having a numerical aperture NA or less is represented by WSA (NA), the light spot from which information can be read for the first optical information recording medium has a wavelength λ.
When the required numerical aperture of the objective lens on the side of the optical information recording medium to obtain in step (1) is NA1, for the first optical information recording medium, the numerical aperture of the light beam emitted from the objective lens is NA1, and WSA (NA1) <0.05λ Further, the required numerical aperture of the objective lens on the side of the optical information recording medium of the objective lens for obtaining a light spot at which the information can be read from the second optical information recording medium at the wavelength λ is NA2. In the case of the first optical information recording medium, the divergence of the light beam incident on the objective lens is changed by the divergence degree changing means so as to satisfy the following condition for the second optical information recording medium. An optical pickup device characterized by being different from the above. NA1> 1.1NA2 0.03λ <WSA (NA2) <0.12λ WSA (1.1NA2) / WSA (NA2)> 1.2
【請求項2】 レーザー光源と、レーザー光源からの光
束を光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面上に
集光する正の屈折力を有する対物レンズと、前記情報記
録面で反射され前記対物レンズを通過した光束を受光す
る受光手段と、前記対物レンズに入射する光束の発散度
を変える発散度変更手段を有する光情報記録媒体の光ピ
ックアップ装置において、 レーザ光源の波長をλ、対物レンズを出射する光束に関
して、開口数NA以下の光束の透明基板を通したときの
波面収差RMS値の球面収差成分をWSA(NA)とし
たときに、第1の光情報記録媒体について情報を読み出
せる光スポットを波長λで得る為の対物レンズの光情報
記録媒体側の必要開口数をNA1としたときに、第1の
光情報記録媒体に対しては、対物レンズを出射する光束
の開口数がNA1で、かつ下記の条件を満足し、 WSA(NA1)<0.05λ さらに第1の光情報記録媒体とは透明基板の厚みが異な
る第2の光情報記録媒体について情報を読み出せる光ス
ポットを波長λで得る為の対物レンズの光情報記録媒体
側の必要開口数をNA2としたときに、第2の光情報記
録媒体に対しては下記の条件を満足するように、前記発
散度変更手段により対物レンズに入射する光束の発散度
を第1の光情報記録媒体の場合と異ならせたことを特徴
とする光ピックアップ装置。 NA1>1.1NA2 0.03λ<WSA(NA2)<0.12λ WSA(1.1NA2)/WSA(NA2)>1.2
2. A laser light source; an objective lens having a positive refractive power for condensing a light beam from the laser light source onto an information recording surface via a transparent substrate of an optical information recording medium; An optical pickup device for an optical information recording medium, comprising: a light receiving unit that receives a light beam that has passed through the objective lens; and a divergence changing unit that changes a divergence of the light beam incident on the objective lens. When the spherical aberration component of the wavefront aberration RMS value of a light beam having a numerical aperture NA or less passing through a transparent substrate is defined as WSA (NA) with respect to the light beam emitted from the lens, information is read from the first optical information recording medium. When the required numerical aperture on the optical information recording medium side of the objective lens for obtaining an output light spot at the wavelength λ is NA1, the objective lens is emitted to the first optical information recording medium. The numerical aperture of the light beam is NA1 and the following condition is satisfied: WSA (NA1) <0.05λ Further, information on a second optical information recording medium having a transparent substrate thickness different from that of the first optical information recording medium is described. Assuming that the required numerical aperture of the objective lens on the optical information recording medium side for obtaining a readable optical spot at the wavelength λ is NA2, the second optical information recording medium satisfies the following condition. An optical pickup device wherein the divergence changing means makes the divergence of a light beam incident on an objective lens different from that of the first optical information recording medium. NA1> 1.1NA2 0.03λ <WSA (NA2) <0.12λ WSA (1.1NA2) / WSA (NA2)> 1.2
【請求項3】 レーザー光源と、レーザー光源からの光
束を光情報記録媒体の透明基板を介して情報記録面上に
集光する正の屈折力を有する対物レンズと、前記情報記
録面で反射され前記対物レンズを通過した光束を受光す
る受光手段と、前記対物レンズに入射する光束の発散度
を変える発散度変更手段を有する光情報記録媒体の光ピ
ックアップ装置において、 レーザ光源の波長をλ、対物レンズを出射する光束に関
して、開口数NA以下の光束の透明基板を介したときの
波面収差RMS値の球面収差成分をWSA(NA)とし
たときに、第1の光情報記録媒体について情報を読み出
せる光スポットを波長λで得る為の対物レンズの光情報
記録媒体側の必要開口数をNA1としたときに、第1の
光情報記録媒体に対しては、対物レンズを出射する光束
の開口数がNA1であり、さらに第1の光情報記録媒体
とは透明基板の厚みが異なる第2の光情報記録媒体につ
いて情報を読み出せる光スポットを波長λで得る為の対
物レンズの光情報記録媒体側の必要開口数をNA2とし
たときに、 NA1>1.1NA2 であり、第2の光情報記録媒体に対しては、記録された
情報を読み出すのに最適な光スポットを得るために、前
記発散度変更手段により対物レンズに入射する光束の発
散度を第1の光情報記録媒体の場合と異ならせたことを
特徴とする光ピックアップ装置。
3. A laser light source, an objective lens having a positive refractive power for condensing a light beam from the laser light source on a information recording surface via a transparent substrate of an optical information recording medium, and reflected by the information recording surface. An optical pickup device for an optical information recording medium, comprising: a light receiving unit that receives a light beam that has passed through the objective lens; and a divergence changing unit that changes a divergence of the light beam incident on the objective lens. When the spherical aberration component of the wavefront aberration RMS value of a light beam having a numerical aperture NA or less passing through a transparent substrate with respect to a light beam emitted from a lens is defined as WSA (NA), information is read from the first optical information recording medium. When the required numerical aperture on the optical information recording medium side of the objective lens for obtaining an output light spot at the wavelength λ is NA1, the objective lens is emitted to the first optical information recording medium. The numerical aperture of the light flux is NA1, and the light from the objective lens for obtaining a light spot at a wavelength λ from which information can be read out on a second optical information recording medium having a transparent substrate different in thickness from the first optical information recording medium. When the required numerical aperture on the information recording medium side is NA2, NA1> 1.1NA2, and for the second optical information recording medium, an optimal light spot for reading recorded information is obtained. An optical pickup device wherein the divergence of the light beam incident on the objective lens is made different from that of the first optical information recording medium by the divergence changing means.
【請求項4】 第1のレーザ光源と、第2のレーザ光源
と、前記レーザー光源からの光束を光情報記録媒体の情
報記録面上に集光する正の屈折力を有する対物レンズ
と、前記情報記録面で反射され前記対物レンズを通過し
た光束を受光する受光手段とを有する光情報記録媒体の
光ピックアップ装置において、 第1のレーザ光源の波長をλ1、情報記録面に入射する
光束に関して、開口数NA以下の光束の波面収差RMS
値の球面収差成分をWSA(NA)としたときに、第1
の光情報記録媒体について情報を読み出せる光スポット
を波長λ1で得る為の対物レンズの光情報記録媒体側の
必要開口数をNA1としたときに、第1の光情報記録媒
体に対しては、対物レンズを出射する光束の開口数がN
A1で、かつ下記の条件を満足し、 WSA(NA1)<0.05λ1 さらに第2の光情報記録媒体について情報を読み出せる
光スポットを波長λ2で得る為の対物レンズの光情報記
録媒体側の必要開口数をNA2としたときに、 NA1>1.1NA2 であり、第2の光情報記録媒体に対しては下記の条件を
満足するように、対物レンズに入射する第2の光束の発
散度と第1の光束の発散度とは異ならせたことを特徴と
する光ピックアップ装置。 0.03λ<WSA(NA2)<0.12λ2 WSA(1.1NA2)/WSA(NA2)>1.2
4. A first laser light source, a second laser light source, an objective lens having a positive refractive power for condensing a light beam from the laser light source on an information recording surface of an optical information recording medium, An optical pickup device for an optical information recording medium having light receiving means for receiving a light beam reflected by the information recording surface and passing through the objective lens, wherein the wavelength of the first laser light source is λ1, and the light beam incident on the information recording surface is: Wavefront aberration RMS of light beam with numerical aperture NA or less
When the spherical aberration component of the value is WSA (NA), the first
When the required numerical aperture on the optical information recording medium side of the objective lens for obtaining an optical spot at which the information can be read from the optical information recording medium at wavelength λ1 is set to NA1, the first optical information recording medium is The numerical aperture of the light beam emitted from the objective lens is N
A1 satisfies the following condition: WSA (NA1) <0.05λ1 Furthermore, an objective lens on the optical information recording medium side of the objective lens for obtaining a light spot at wavelength λ2 from which information can be read for the second optical information recording medium. When the required numerical aperture is NA2, NA1> 1.1NA2, and the divergence of the second light flux incident on the objective lens for the second optical information recording medium so as to satisfy the following condition. And a divergence of the first light flux. 0.03λ <WSA (NA2) <0.12λ2 WSA (1.1NA2) / WSA (NA2)> 1.2
【請求項5】 第1のレーザ光源と、第2のレーザ光源
と、前記レーザー光源からの光束を光情報記録媒体の情
報記録面上に集光する正の屈折力を有する対物レンズ
と、前記情報記録面で反射され前記対物レンズを通過し
た光束を受光する受光手段とを有する光情報記録媒体の
光ピックアップ装置において、 第1のレーザ光源の波長をλ1、第1の光情報記録媒体
について情報を読み出せる光スポットを波長λ1で得る
為の対物レンズの光情報記録媒体側の必要開口数をNA
1としたときに、第1の光情報記録媒体に対しては、第
1の光束を使用し、対物レンズを出射する光束の開口数
がNA1であり、さらに第2の光情報記録媒体について
情報を読み出せる光スポットを波長λ2で得る為の対物
レンズの光情報記録媒体側の必要開口数をNA2とした
ときに、 NA1>1.1NA2 であり、第2の光情報記録媒体に対しては、第2の光束
を使用し、記録された情報を読み出すのに最適な光スポ
ットを得るために、対物レンズに入射する光束の発散度
を第1の光束とは異ならせたことを特徴とする光ピック
アップ装置。
5. A first laser light source, a second laser light source, an objective lens having a positive refractive power for condensing a light beam from the laser light source on an information recording surface of an optical information recording medium, A light receiving means for receiving a light beam reflected by the information recording surface and passing through the objective lens, wherein the wavelength of the first laser light source is λ1, the information about the first optical information recording medium is The required numerical aperture of the objective lens on the optical information recording medium side to obtain a light spot at
When the number is 1, the first optical information recording medium uses the first light beam, the numerical aperture of the light beam emitted from the objective lens is NA1, and the information on the second optical information recording medium is When the required numerical aperture on the optical information recording medium side of the objective lens for obtaining a light spot at which the wavelength can be read at the wavelength λ2 is NA2, NA1> 1.1NA2, and for the second optical information recording medium, , The divergence of the light beam incident on the objective lens is made different from that of the first light beam in order to obtain an optimum light spot for reading recorded information using the second light beam. Optical pickup device.
【請求項6】 レーザー光源と、レーザー光源からのほ
ぼ無収差の光束を光情報記録媒体の透明基板を介して情
報記録面上に集光する正の屈折力を有する対物単レンズ
と、前記情報記録面で反射され前記対物単レンズを通過
した光束を受光する受光手段を有する光情報記録媒体の
光ピックアップ装置の光情報記録媒体の記録再生用対物
単レンズにおいてレーザ光源の波長をλ、光情報記録媒
体について情報を読み出せる光スポットを波長λで得る
為の対物単レンズの光情報記録媒体側の必要開口数をN
A1としたときに、対物単レンズを出射した開口数NA
1の光束の光源側の面の有効半径をH1としたときに、
少なくともH1から1.02H1までの範囲に入射した
光束は、対物単レンズを透過し、かつ対物レンズに入射
する入射高H以下の光束の透明基板を介しての波面収差
RMS値の球面収差成分をWSA(H)とし、下記の条
件を満足することを特徴とする光情報記録媒体の記録再
生用対物単レンズ。 WSA(H1)<0.05λ WSA(1.02H1)/WSA(H1)>1.2
6. A laser light source, an objective single lens having a positive refractive power for condensing a substantially aberration-free light beam from the laser light source onto an information recording surface via a transparent substrate of an optical information recording medium, and The wavelength of the laser light source is λ in the objective single lens for recording / reproducing of the optical information recording medium of the optical pickup device of the optical information recording medium having the light receiving means for receiving the light beam reflected by the recording surface and passing through the objective single lens, The required numerical aperture of the objective single lens on the optical information recording medium side for obtaining a light spot at which the information can be read from the recording medium at the wavelength λ is N
Numerical aperture NA emitted from the objective single lens when A1
Assuming that the effective radius of the light source side surface of the light beam 1 is H1,
At least the light beam incident on the range from H1 to 1.02H1 transmits the objective single lens and converts the spherical aberration component of the wavefront aberration RMS value of the light beam having an incident height H or less incident on the objective lens through the transparent substrate. An objective single lens for recording / reproducing an optical information recording medium, wherein the objective lens has WSA (H) and satisfies the following conditions. WSA (H1) <0.05λ WSA (1.02H1) / WSA (H1)> 1.2
【請求項7】 レーザー光源と、レーザー光源からのほ
ぼ無収差の光束を光情報記録媒体の透明基板を介して情
報記録面上に集光する正の屈折力を有する対物単レンズ
と、前記情報記録面で反射され前記対物レンズを通過し
た光束を受光する受光手段を有する光情報記録媒体の光
ピックアップ装置の光情報記録媒体の記録再生用対物単
レンズにおいて、 レーザ光源の波長をλ、光情報記録媒体について情報を
読み出せる光スポットを波長λで得る為の対物単レンズ
の光情報記録媒体側の必要開口数をNA1としたとき
に、対物単レンズを出射した開口数NA1の光束の光源
側の面の有効半径をH1としたときに、少なくともH1
から1.02H1までの範囲に入射した光束は、対物単
レンズを透過し、かつ対物レンズに入射する入射高Hで
の縦の球面収差をSA(H)としたとき、下記の条件を
満足することを特徴とする光情報記録媒体の記録再生用
対物単レンズ。 |SA(1.02H1)|>8λ/(NA1)2
7. A laser light source, an objective single lens having a positive refractive power for condensing a substantially aberration-free light beam from the laser light source onto an information recording surface via a transparent substrate of an optical information recording medium, and In a recording / reproducing objective single lens of an optical information recording medium of an optical pickup device for an optical information recording medium having light receiving means for receiving a light beam reflected by a recording surface and passing through the objective lens, the wavelength of the laser light source is λ, the optical information is Assuming that the required numerical aperture on the optical information recording medium side of the objective single lens for obtaining a light spot from the recording medium at which the information can be read at the wavelength λ is NA1, the light source side of the light beam of the numerical aperture NA1 emitted from the objective single lens. When the effective radius of the surface is H1, at least H1
The light flux incident on the lens from 1.0 to 1.02H1 passes through the objective single lens and satisfies the following condition when the vertical spherical aberration at the incident height H incident on the objective lens is SA (H). An objective single lens for recording / reproducing an optical information recording medium, characterized in that: | SA (1.02H1) |> 8λ / (NA1) 2
【請求項8】 前記レーザ光源から情報記録面を経て光
検出器にいたるまでの光路中に、前記NA2より大きく
NA1より小さい範囲を通る光束が前記光検出器に入る
のを遮蔽するリング状の光束遮蔽部を設けたことを特徴
とする請求項1から5の何れか1項に記載の光ピックア
ップ装置。
8. A ring-shaped light path for blocking a light beam passing through a range larger than NA2 and smaller than NA1 from entering the photodetector in an optical path from the laser light source to the photodetector via the information recording surface. The optical pickup device according to any one of claims 1 to 5, further comprising a light beam shielding unit.
【請求項9】 前記対物レンズの前記レーザ光源側の面
または光情報記録媒体側の面に、前記NA2よりも大き
くNA1より小さい範囲を通る光束が前記光検出器に入
るのを遮蔽するリング状の光束遮蔽部を設けたことを特
徴とする請求項1から5の何れか1項に記載の光ピック
アップ装置。
9. A ring shape on the surface of the objective lens on the side of the laser light source or on the side of the optical information recording medium, for blocking a light beam passing through a range larger than NA2 and smaller than NA1 from entering the photodetector. The optical pickup device according to any one of claims 1 to 5, further comprising: a light flux shielding portion.
【請求項10】 前記光検出器は、前記NA2の範囲を
通る光束を受光できる部分と、NA1とNA2の間を通
る光束を受光できる部分とが分割された複数の受光素子
で構成されていることを特徴とする請求項1から5の何
れか1項に記載の光ピックアップ装置。
10. The photodetector includes a plurality of light receiving elements in which a portion capable of receiving a light beam passing through the range of NA2 and a portion capable of receiving a light beam passing between NA1 and NA2 are divided. The optical pickup device according to any one of claims 1 to 5, wherein:
【請求項11】 レーザ光源から出射した光束を、集光
光学系で光情報記録媒体の情報記録面上に光スポットと
して集光させ、この情報記録面からの反射光を光検出器
で受け、前記光情報記録媒体の情報記録面上に記録され
た情報を再生する情報再生方法において、 前記レーザ光源から出射される光束の波長をλ、情報記
録面に入射する光束に関して、開口数NA以下の光束の
波面収差RMS値の球面収差成分をWSA(NA)とし
たときに、前記集光光学系として、情報記録面側の開口
数NA1の範囲において、 WSA(NA1)<0.05λ の条件を満足する第1の光スポットを得ることが可能な
集光光学系を用い、前記第1の光スポットよりも大きな
径を有する第2の光スポットによる情報の再生を行う場
合には、球面収差を発生させることにより前記第2の光
スポットを得て情報の再生を行うことを特徴とする情報
再生方法。
11. A light beam emitted from a laser light source is focused as a light spot on an information recording surface of an optical information recording medium by a focusing optical system, and reflected light from the information recording surface is received by a photodetector. An information reproducing method for reproducing information recorded on an information recording surface of the optical information recording medium, wherein a wavelength of a light beam emitted from the laser light source is λ, and a light beam incident on the information recording surface has a numerical aperture NA or less. Assuming that the spherical aberration component of the wavefront aberration RMS value of the light flux is WSA (NA), the condensing optical system must satisfy the condition of WSA (NA1) <0.05λ in the range of the numerical aperture NA1 on the information recording surface side. When a condensing optical system capable of obtaining a satisfactory first light spot is used and information is reproduced by a second light spot having a larger diameter than the first light spot, spherical aberration is reduced. Raise Information reproducing method characterized by reproducing information to obtain the second light spot by.
【請求項12】 レーザ光源から出射した光束を、集光
光学系で光情報記録媒体の情報記録面上に光スポットと
して集光させ、この情報記録面からの反射光を光検出器
で受け、前記光情報記録媒体の情報記録面上に記録され
た情報を再生する情報再生方法において、 前記レーザ光源から出射される光束の波長をλ、情報記
録面に入射する光束に関して、開口数NA以下の光束の
波面収差RMS値の球面収差成分をWSA(NA)とし
たときに、前記集光光学系として、情報記録面側の開口
数NA1の範囲において、 WSA(NA1)<0.05λ の条件を満足する第1の光スポットを得ることが可能な
集光光学系を用い、 前記第1の光スポットよりも大きな径を有する第2の光
スポットによる情報の再生を行う場合には、 前記第2の光スポットを得るために必要な前記集光光学
系の情報記録面側の開口数NA2とするとき、 NA1>1.1NA2 0.03λ<WSA(NA2)<0.12λ WSA(1.1NA2)/WSA(NA2)>1.2 となる条件を満足するような球面収差を発生させて情報
の再生を行うことを特徴とする情報再生方法。
12. A light beam emitted from a laser light source is condensed as a light spot on an information recording surface of an optical information recording medium by a condensing optical system, and reflected light from the information recording surface is received by a photodetector. An information reproducing method for reproducing information recorded on an information recording surface of the optical information recording medium, wherein a wavelength of a light beam emitted from the laser light source is λ, and a light beam incident on the information recording surface has a numerical aperture NA or less. Assuming that the spherical aberration component of the wavefront aberration RMS value of the light flux is WSA (NA), the condensing optical system must satisfy the condition of WSA (NA1) <0.05λ in the range of the numerical aperture NA1 on the information recording surface side. When information is reproduced by a second light spot having a diameter larger than that of the first light spot, using a condensing optical system capable of obtaining a satisfactory first light spot, the second light spot Light spot NA1> 1.1NA2 0.03λ <WSA (NA2) <0.12λ WSA (1.1NA2) / WSA An information reproducing method characterized in that information is reproduced by generating a spherical aberration that satisfies a condition of (NA2)> 1.2.
【請求項13】 前記集光光学系は少なくとも対物レン
ズを有し、該対物レンズに入射する光束の発散度を変え
ることで、球面収差を発生させることを特徴とする請求
項11または12に記載の情報再生方法。
13. The focusing optical system according to claim 11, wherein the condensing optical system has at least an objective lens, and generates a spherical aberration by changing a divergence of a light beam incident on the objective lens. Information reproduction method.
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