JPS63206920A - Optical head device - Google Patents

Optical head device

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Publication number
JPS63206920A
JPS63206920A JP62039243A JP3924387A JPS63206920A JP S63206920 A JPS63206920 A JP S63206920A JP 62039243 A JP62039243 A JP 62039243A JP 3924387 A JP3924387 A JP 3924387A JP S63206920 A JPS63206920 A JP S63206920A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
objective lens
recording surface
light source
luminous flux
lens
Prior art date
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Pending
Application number
JP62039243A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tetsuo Kuwayama
桑山 哲郎
Hideki Tanaka
秀樹 田中
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP62039243A priority Critical patent/JPS63206920A/en
Publication of JPS63206920A publication Critical patent/JPS63206920A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To always project a luminous flux on an information recording surface with the minimum fluctuation of a spot diameter by providing an aperture diaphragm into an optical path reaching an objective lens from a light source to limit the effective diameter of the luminous flux made incident on the recording surface with a fixed positional relation secured relatively to the objective lens. CONSTITUTION:It is supposed that an objective lens 3 is moved so that a recording surface 10 goes away from a light source up to a position G' and the light is condensed at a point O'. Under such conditions, an aperture diaphragm 11 is set at the focus position F'' of the lens 3 and therefore an angle psi1 formed between the luminous flux of the most outer circumference and an optical axis is equal to an angle psi0 and has no change even in case a condensing point O is shifted to the point O'. When the lens 3 is vertically displaced against its optical axis, a luminous flux 51'' passing through the most outer circumference of the diaphragm 11 is reflected on the surface 10 and made incident on the fringe of the diaphragm 11. Thus, no harmful vignetting of the luminous flux occurs even in a tracking action state. Thus, it is possible to project the luminous flux sent from the light source onto the surface 10 with the minimum fluctuation of a spot diameter.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野ン 本発明は、ディスク状、カード状或いはチーブ状の情報
記録面に光源から発射された光を照射して情報の記録・
再生を行なう光へ、ド装置に係シ、特て光源から放射さ
れた非平行光束を対物レンズにより集光して情報記録面
に照射する際、該情報記録面の光軸方向に対する移動に
対応し、合焦関係が成立するよう適当な量だけ前記対物
レンズを光軸方向に駆動して所定の微少スポットを得る
光へ、ド装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial Field of Application) The present invention is for recording and recording information by irradiating light emitted from a light source onto a disc-shaped, card-shaped, or chip-shaped information recording surface.
When the non-parallel light beam emitted from the light source is focused by the objective lens and irradiated onto the information recording surface, it corresponds to the movement of the information recording surface in the optical axis direction. The present invention also relates to a device for producing light by driving the objective lens in the optical axis direction by an appropriate amount so that a focusing relationship is established to obtain a predetermined minute spot.

(従来の技術〕 近年、情報担体に情報を光学的に記録し、又は記録され
た情報を光学的に読出す光ヘアド装置において、光源か
らの非平行光束を平行光束とするコリメータレンズを不
要とした有限距離結像系対物レンズが開発されている。
(Prior Art) In recent years, in optical haird devices that optically record information on an information carrier or optically read out recorded information, it has become unnecessary to use a collimator lens that converts a non-parallel light beam from a light source into a parallel light beam. A finite distance imaging system objective lens has been developed.

この対物レンズはコリメータを不要とする分、部品点数
を削減でき装置のコンパクト化及び低価格化に有効であ
る。
Since this objective lens does not require a collimator, the number of parts can be reduced, which is effective in making the device more compact and lower in price.

第8図に上記有限系対物レンズを用いた光へ。Figure 8 shows the light using the above-mentioned finite system objective lens.

ド装置の従来例を示す。An example of a conventional card device is shown below.

同図において、半導体レーザ光源1から射出した発散光
束はビームスシリ、り2を透過して有限系対物レンズ3
に入射した後収束しつつ情報担体の透明基板9を介して
記録面10に微少スポットを形成する。次いで、記録面
10に入射した光束は、該記録面10にて反射され、情
報を含む光束となり、光路を逆進して再び対物レンズ3
を通過しビームスグリ、り2に入射する。該ビームスプ
リッタ2に入射した光束は光源1からの入射光と分離せ
しめられると共に光路を直角に曲げられてセンサーレン
ズ5を通過する。センサ−レンズ5ハ例工ば凹レンズと
シリンドリカルレンズとの組合せから成るものであり、
ここで非点収差が与えられた後、センサ6の4分割され
た受光面に照射され、非点収差法によるフォーカスエラ
ー検出が行なわれる。
In the figure, a diverging light beam emitted from a semiconductor laser light source 1 is transmitted through a beam slit 2 and a finite objective lens 3.
After being incident on the information carrier, it converges to form a minute spot on the recording surface 10 via the transparent substrate 9 of the information carrier. Next, the light beam incident on the recording surface 10 is reflected by the recording surface 10, becomes a light beam containing information, travels backward along the optical path, and returns to the objective lens 3.
The beam passes through and enters the beam currant 2. The light flux incident on the beam splitter 2 is separated from the incident light from the light source 1 and passes through the sensor lens 5 with its optical path bent at a right angle. For example, the sensor lens 5 is composed of a combination of a concave lens and a cylindrical lens,
After astigmatism is applied here, the light is irradiated onto the four-divided light-receiving surface of the sensor 6, and focus error detection is performed using the astigmatism method.

(発明が解決しようとする問題点) ところで、上記光源1から記録面10に到る光路中にお
いて、光源1から射出された光束の開きは有口径4によ
シ制限される。この有口径は例えげ対物レンズ3の縁或
いは対物レンズ3の支持金具等により設定される量であ
る。そこで、この有効径4によシ制限された対物レンズ
3を通過する最外周の光束が対物レンズ3の光軸と成す
角度をψ。とじ、光源からの光束の波長をλ、透明基板
9の屈折率をnとすると、対物レンズ3の収差が十分補
正された場合において、記録面10に形成される微小ス
ポットの直径dは、次式 %式%(1) によジ求められる。
(Problems to be Solved by the Invention) Incidentally, in the optical path from the light source 1 to the recording surface 10, the spread of the light beam emitted from the light source 1 is limited by the aperture 4. This aperture diameter is an amount set by, for example, the edge of the objective lens 3 or the support fitting of the objective lens 3. Therefore, the angle that the outermost beam passing through the objective lens 3 limited by the effective diameter 4 forms with the optical axis of the objective lens 3 is ψ. When the wavelength of the light beam from the light source is λ, and the refractive index of the transparent substrate 9 is n, the diameter d of the minute spot formed on the recording surface 10 is as follows when the aberration of the objective lens 3 is sufficiently corrected. It is determined by the formula % formula % (1).

いま、基板9が面ブレ等によフ矢印で示す光軸方向にe
だけ変位したとすると、対物レンズ3は記録面10上に
所定の径を持つ微少スポットを形成すべく光軸方向に所
定量移動せしめられる。この時、対物レンズ3が有限距
離結像光学系であるため、移動後の記録面9′への結像
倍率に変化が生しる。同時に移動後の対物レンズ3′か
ら移動後の記録面10’までの距離もtlに変化して対
物レンズ3′における最外周の光束が光軸となす角度も
9’1λ に変化する。その結果、上記(1)式はd=0.8−n
gtnψ1 となって、記録面10上に形成されるスポット径dに変
化が生じる。そのため、信号の読出し時において読、出
し信号の周波数特性が変動し、再生信号の品質が劣化す
るという不都合が生じる。
Now, the substrate 9 is moving in the direction of the optical axis indicated by the arrow due to surface wobbling or the like.
When the objective lens 3 is displaced by a predetermined amount, the objective lens 3 is moved by a predetermined amount in the optical axis direction to form a minute spot with a predetermined diameter on the recording surface 10. At this time, since the objective lens 3 is a finite distance imaging optical system, the imaging magnification on the recording surface 9' after movement changes. At the same time, the distance from the objective lens 3' after the movement to the recording surface 10' after the movement also changes to tl, and the angle that the outermost beam of light in the objective lens 3' makes with the optical axis also changes to 9'1λ. As a result, the above equation (1) becomes d=0.8−n
gtnψ1, and the spot diameter d formed on the recording surface 10 changes. Therefore, when reading the signal, the frequency characteristics of the read signal fluctuate, resulting in a disadvantage that the quality of the reproduced signal deteriorates.

又、上記情報担体が追記型或いは書換え可能な光磁気記
録担体のように記録機能を有する担体である場合、上述
した従来の光ヘッド装置では以下に述べる欠点が生じる
。すなわち、前記情報記録担体においては一般に予め案
内溝(グループフが設けられており、この案内溝上に所
定の大きさに絞られた微少スポットが結像され情報の記
録或いは読取りが行なわれる。又、との担体が偏心等に
より移動してトラックずれが生じた際にも前記スポット
が正確に案内溝上を追従できるよう常にトラックエラー
検出が行なわれている。しかるに、このような記録或い
は読取り及びトラック追従を行なうに際しては前記スポ
ットが所定の大きさを保つことが必要であるが、上述し
た従来装置におけるように、担体が上下動するたびにス
ポット径の大きさが変化すると、情報の記録を正確に行
うことができないばかりか記録された情報を読出す際の
S/N比が低下するという不都合が生じる。さらに、ト
ラックエラー信号検出の際の感度が変化してトラ、キン
グサーゲ特性が不安定になるトイう不都合も生じる。又
、情報担体の上下動に伴なうスポット径の変化は、上下
動の量を一定とすると、光源1から記録面10への光路
が短くなるほど大きくなり、光ヘッド装置の小型化にと
って大きな障害となる。
Further, when the information carrier is a carrier having a recording function, such as a write-once type or a rewritable magneto-optical record carrier, the above-described conventional optical head device has the following drawbacks. That is, the information recording carrier is generally provided with a guide groove in advance, and a minute spot narrowed to a predetermined size is imaged onto the guide groove to record or read information. Track error detection is always performed so that the spot can accurately follow the guide groove even when a track deviation occurs due to eccentricity of the carrier.However, such recording or reading and track following When performing this, it is necessary to maintain the spot size at a predetermined size, but if the spot diameter changes each time the carrier moves up and down, as in the conventional device described above, it is difficult to record information accurately. Not only is this not possible, but the S/N ratio when reading recorded information is degraded, which is an inconvenience.Furthermore, the sensitivity when detecting a track error signal changes, making the tracking and kingsage characteristics unstable. In addition, if the amount of vertical movement is constant, the change in the spot diameter due to the vertical movement of the information carrier becomes larger as the optical path from the light source 1 to the recording surface 10 becomes shorter. This poses a major obstacle to miniaturization.

次に、他の従来例を第9図に示し説明する。Next, another conventional example is shown in FIG. 9 and will be explained.

第9図(a)は、有限距離結像系対物レンズ3を用いた
光ヘッド装置において、該対物レンズ3のみを駆動して
トラッキング動作を行なったときの光束を模式的に示し
た図である。
FIG. 9(a) is a diagram schematically showing a luminous flux when a tracking operation is performed by driving only the objective lens 3 in an optical head device using a finite distance imaging system objective lens 3. .

第9図(a)において、対物レン)e3はトラッキング
駆動により光軸に対して垂直方向に幾分変位している。
In FIG. 9(a), the objective lens (e3) is somewhat displaced in the direction perpendicular to the optical axis due to tracking drive.

光源1から射出された発散光束51は該対物レンズ3を
通過した後収束しつつ記録面10に入射する。この場合
、該入射光は第9図(a)に示すように、記録面10の
垂直軸に対して左右非対称となり、記録面10からの反
射光束には53で示すように対物レンズ3の有効径から
光路がはずれてしまうものが生ずる。
A diverging light beam 51 emitted from the light source 1 passes through the objective lens 3 and then enters the recording surface 10 while converging. In this case, as shown in FIG. 9(a), the incident light becomes asymmetrical with respect to the vertical axis of the recording surface 10, and the reflected light beam from the recording surface 10 is affected by the effect of the objective lens 3 as shown at 53. The optical path may deviate from the diameter.

第9図(b)には対物レンズ3の瞳面における入射光束
と反射光束との位置関係が示してあり、斜線部は反射光
束のうち再び対物レンズ3を通過し得る光束であり、上
述したように53で示す反射光束にけられが生じている
。このように該反射光束に光量変動が生じ、トラッキン
グエラー信号に対して有害表ドリフトが生じてしまう。
FIG. 9(b) shows the positional relationship between the incident light beam and the reflected light beam on the pupil plane of the objective lens 3, and the shaded area is the light beam that can pass through the objective lens 3 again among the reflected light beams. As shown, the reflected light beam indicated by 53 is eclipsed. In this way, the amount of light varies in the reflected light flux, and harmful table drift occurs in the tracking error signal.

このため、トラッキングを3ビ一ム方式により行なう光
ヘッド装置では、前後のサブビームのけられ量が異なる
ために正しいトラ、キングエラー信号を検出することが
できなくなる。又、対物レンズ3の瞳面における強度分
布を利用するトラッキング方式による光ヘッド装置では
、トラ、りからの+1次回折光の光検出器に入射する量
と一1次回折光の光検出器に入射する量とが異なり、正
しいトラ、キング信号が得られなくなる。
For this reason, in an optical head device that performs tracking using the 3-beam system, the eclipse amounts of the front and rear sub-beams are different, making it impossible to detect correct tiger and king error signals. In addition, in an optical head device using a tracking method that utilizes the intensity distribution on the pupil plane of the objective lens 3, the amount of +1st-order diffracted light incident on the photodetector from the rear and rear, and the amount of 11th-order diffracted light incident on the photodetector. The amount is different, and the correct tiger and king signals cannot be obtained.

本発明は、上述したような従来の光ヘッド装置における
問題点を解決するためになされたもので、面プレ等によ
り情報記録面が上下動した際にも光源からの光束が最小
のスポット径変動で記録面に照射されるように改良され
た光ヘッド装置を提供することを目的とする。
The present invention was made in order to solve the above-mentioned problems in conventional optical head devices, and even when the information recording surface moves up and down due to surface play, etc., the light flux from the light source can be minimized by the spot diameter fluctuation. An object of the present invention is to provide an optical head device that is improved so that a recording surface is irradiated with light.

(問題点を解決するための手段) 上述した従来技術の問題点は、本発明の光源から射出さ
れた非平行光束を対物レンズを通過させて情報記録面上
に集光することにより情報の記録又は記録された情報の
読取1r行なう光へ、ド装置において、前記光源から前
記対物レンズに致る光路中に前記対物レンズと相対的に
一定の位置関係を成して前記情報記録面に入射する光束
の有効径を制限する開口絞りを設けたことを特徴とする
光ヘッド装置により解決される。
(Means for Solving the Problems) The problems of the prior art described above are solved by the method of recording information by passing the non-parallel light beam emitted from the light source of the present invention through an objective lens and condensing it onto the information recording surface. Alternatively, the light for reading recorded information 1r is incident on the information recording surface in a certain positional relationship relative to the objective lens in the optical path from the light source to the objective lens in the decoder. The problem is solved by an optical head device characterized by being provided with an aperture stop that limits the effective diameter of the light beam.

(作用ン 本発明による光ヘッド装置の概念を第1図に示す。同図
に示す光ヘッド装置は、第8図に示した従来の光ヘッド
装置において、対物レンズ3の光源1側の焦点F1位置
近傍に開口絞り11が設けられたものであり、この開口
絞りは不図示の駆動手段により対物レンズ3と一定距離
を保ち光軸方向に移動可能とされている。記録面10が
光軸方向に距離eだけ移動した場合、開口絞v11は図
中11′で示す位置に移動する。
(Operation) The concept of the optical head device according to the present invention is shown in FIG. An aperture diaphragm 11 is provided near the position, and this aperture diaphragm can be moved in the optical axis direction while maintaining a constant distance from the objective lens 3 by a driving means (not shown). When the aperture stop v11 moves by a distance e, the aperture stop v11 moves to the position indicated by 11' in the figure.

ここで、上述のような構成を持つ光ヘッド装置の作用に
ついて第2図及び第3図を用いて説明する。
Here, the operation of the optical head device having the above-mentioned configuration will be explained using FIGS. 2 and 3.

第2図において、Gは記録面10が基糸位置にある場合
を示し、G′は該記録面10かG位置からある程度移動
した場合を示す。又、51はG位置にある記録面10に
対して最小径の光スポットを照射するよう対物レンズ3
がM位置に置かれたときに生じる光束である。51′は
G′位置にある記録面10に対して最小径の光スポラト
ラ照射するよう対物レンズ3がH′位置に移動したとき
に生じる光束である。なお、対物レンズ3は光束51.
51’の比較を容易にするため移動してないかのように
図示されているが、実際は記録面10の移動に伴い大き
く移動する。いま、記録面10が基準位置GKあるとき
、不図示の光源から射出された光束51は対物レンズ3
の光源側焦点面に配設された開口絞り11により有効径
が制限された後、記録面10上の点Oに集光する。一方
、記録面10が光源からG′位置に遠さかV O/に集
光すべく対物レンズ3が移動したとすると、開口絞り1
1は対物レンズ3の焦点位tIt、F′#に配設されて
いるため、焦光点OがO′に移動し九ときでも最外周の
光束が光軸となす角ψ1はψ に等しく変化しない。こ
れは対物レンズに入射した光束が焦点面上で1点に集光
されるということから明らかである。
In FIG. 2, G indicates the case where the recording surface 10 is at the basic thread position, and G' indicates the case where the recording surface 10 has moved to some extent from the G position. Further, 51 is an objective lens 3 so as to irradiate a light spot with the smallest diameter onto the recording surface 10 located at the G position.
This is the luminous flux generated when is placed at the M position. Reference numeral 51' denotes a light beam generated when the objective lens 3 moves to the H' position so as to irradiate the recording surface 10 at the G' position with a light sporatra of the minimum diameter. Note that the objective lens 3 emits a light beam 51.
51' is shown as if it does not move to facilitate comparison, but in reality it moves significantly as the recording surface 10 moves. Now, when the recording surface 10 is at the reference position GK, a light beam 51 emitted from a light source (not shown) is directed to the objective lens 3.
After the effective diameter is limited by an aperture stop 11 disposed on the focal plane on the light source side, the light is focused on a point O on the recording surface 10. On the other hand, if the recording surface 10 is far from the light source at position G' or the objective lens 3 is moved to focus the light at V O/, then the aperture stop 1
1 is placed at the focal point tIt, F'# of the objective lens 3, so even when the focal point O moves to O', the angle ψ1 that the outermost luminous flux makes with the optical axis changes to be equal to ψ. do not. This is clear from the fact that the light beam incident on the objective lens is condensed to one point on the focal plane.

第3図は、トラッキング動作により対物レンズ3が光軸
に対して垂直方向に変位したときの光束の変化を示した
図である。図に示すように、対物レンズ3の光軸と有限
の角度をなして入射した光束でおっても焦点Fvを通る
光線は対物レンズ3″f。
FIG. 3 is a diagram showing changes in the luminous flux when the objective lens 3 is displaced in a direction perpendicular to the optical axis due to a tracking operation. As shown in the figure, even if the light beam is incident at a finite angle with the optical axis of the objective lens 3, the light beam passing through the focal point Fv will be at the objective lens 3''f.

通過した後、記録面1θに垂直に入射し、しかる後記録
面10で反射された後再び光路を逆進する。
After passing through, the light enters the recording surface 1θ perpendicularly, and is then reflected by the recording surface 10, after which it travels back along the optical path again.

又、開口絞す11の最外周を通る光束51″は、記録面
10で反射された後、開口絞ジ11のへりに入射する光
束となり、トラ、キング動作時において有害な光束のけ
られが生じない。
In addition, the light beam 51'' passing through the outermost circumference of the aperture stop 11 is reflected by the recording surface 10 and becomes a light beam that enters the edge of the aperture stop 11, causing harmful vignetting of the light beam during the tracking and king operations. Does not occur.

なお、上述のような開口絞りを設けた効果は。Furthermore, the effect of providing an aperture stop as described above is as follows.

光へ、ド装置の集光レンズとして有限距離結像系対物レ
ンズを用いた場合特有のものであり、無限遠系対物レン
ズを用いた従来の光へ、ド装置には全く生じない。たと
え、従来の光ヘッド装置において、本発明と同様の位置
に光束を制限する絞りが配されてい九としても、これは
本発明の概念と全く相違するものであり、あくまでレン
ズの光軸が傾いたときに生じる軸収差の補正金目的とす
るものにすぎない。
This phenomenon is peculiar to the case where a finite-distance imaging objective lens is used as the condensing lens of a do-device, and does not occur at all in a conventional do-device that uses an infinite-distance objective lens. Even if a conventional optical head device has a diaphragm that limits the luminous flux arranged at the same position as the present invention, this is completely different from the concept of the present invention, and the optical axis of the lens is tilted. The purpose is simply to correct the axial aberrations that occur when

本発明の上述のような作用により、情報記録面上に照射
された光スポット径の大きさの変化によって生じる読出
し信号の周波数特性の変化、それに伴なう再生信号のS
/N比の劣化、或いはトラックエラー信号検出の際の感
度の低下、対物レンズ金トラ、キングアクチュエータで
駆動した際に生じる戻り光量の変動及びそれに伴なうト
ラ、キングオフセットの発生等が十分に解消された光へ
Due to the above-described effects of the present invention, changes in the frequency characteristics of the readout signal caused by changes in the diameter of the light spot irradiated onto the information recording surface, and the accompanying S
/N ratio deterioration or sensitivity drop when detecting track error signals, fluctuations in the amount of returned light that occur when driving with the objective lens metal tread or king actuator, and the occurrence of trough and king offsets that occur due to this, etc. To the dissolved light.

ド装置を得ることができる。You can obtain a coded device.

(実施例) 以下、本発明の具体的な実施例について図面を参照しな
がら説明する。なお、以下の図において従来例の説明中
で用いた第8図及び第9図における部分と同一機能を有
する部分には同一の数字が付しである。
(Example) Hereinafter, specific examples of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following figures, parts having the same functions as parts in FIGS. 8 and 9 used in the description of the conventional example are given the same numbers.

第4図は、本発明による第1実施例の概略断面図である
。3は対物レンズ(有限距離結像系対物レンズ、以下の
実施例においても同様)であり、断面が工、ゾ状に形成
された開口絞t)11ft、具備する鏡筒12に取付け
られている。この鏡筒12はアクチュエータ基板13に
取付けられ、不図示の駆動手段によりフォーカス方向及
びトラッキング方向に駆動される。開口絞り11は鏡筒
12の光源側焦点の近傍に設けられており、不図示の光
源から射出された光束の有効径を制限する。9は情報記
録担体の基体であり、記録面10を有する。
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a first embodiment of the present invention. Reference numeral 3 denotes an objective lens (a finite distance imaging system objective lens, the same applies to the following embodiments), which is attached to a lens barrel 12 equipped with an 11ft aperture diaphragm having a square cross section. . This lens barrel 12 is attached to an actuator substrate 13 and driven in the focusing direction and the tracking direction by a driving means (not shown). The aperture stop 11 is provided near the focal point of the lens barrel 12 on the light source side, and limits the effective diameter of the light beam emitted from the light source (not shown). Reference numeral 9 denotes a base of the information recording carrier, which has a recording surface 10.

次に、本発明の第25g!施例を第5図を用いて説明す
る。
Next, the 25th g of the present invention! An example will be explained using FIG.

11は対物レンズ3の光源側の面上に設けられたマスク
である。このマスク11は鏡筒12の光源側開口部の周
辺に沿うように設けられたもので、円環状の部品を対物
レンズ3に接着して取付けることができる。或いは、シ
ルクスクリーン印刷等の手段で対物レンズ30表面上に
形成することによって設けることもできる。本実施例に
おいては、このマスク11により対物レンズ3の有効径
が制限される。対物レンズ3の駆動についてはアクチェ
エータ基板13に取付けられた不図示の駆動手段により
行なうことができる。
11 is a mask provided on the surface of the objective lens 3 on the light source side. This mask 11 is provided along the periphery of the light source side opening of the lens barrel 12, and can be attached to the objective lens 3 by adhesively attaching an annular component thereto. Alternatively, it can also be provided by forming on the surface of the objective lens 30 by means such as silk screen printing. In this embodiment, the mask 11 limits the effective diameter of the objective lens 3. The objective lens 3 can be driven by a driving means (not shown) attached to the actuator substrate 13.

本実施例においては、有効径を設定する手段が第1実施
例におけるように対物レンズ3の焦点位置に設けられず
、該対物レンズ3に付着して設けられているが、対物レ
ンズ3のレンズ厚が比較的厚い場合にはN、Aの変動を
有効に防止することができる。
In this embodiment, the means for setting the effective diameter is not provided at the focal position of the objective lens 3 as in the first embodiment, but is provided attached to the objective lens 3. When the thickness is relatively thick, fluctuations in N and A can be effectively prevented.

さらに本発明の第3実施例について第6図を用いて説明
する。
Further, a third embodiment of the present invention will be described using FIG. 6.

対物レンズ3はプラスチ、クモールドにより成形するこ
とができ取付部16t−有している。アクチュエータ基
板13には断面がエツジ状に形成された開口絞ジ11が
設けられており、情報担体の基板9側にはレンズ取付部
15が形成されている。
The objective lens 3 can be molded using plastic or Kumold, and has a mounting portion 16t. The actuator substrate 13 is provided with an aperture diaphragm 11 having an edge-shaped cross section, and a lens mounting portion 15 is formed on the substrate 9 side of the information carrier.

この取付部15に前記対物レンズ3の取付部16が突合
されることにより、対物レンズ13と開口絞り11相互
の位置精度が保たれている。本実施においては、アクチ
ュエータ基板13に設けられた開口絞ジ11により対物
レンズ3の有効径が制限され、情報担体の記録面10に
入射する光束のN、 Aが略一定に保たれている。
By abutting the mounting portion 16 of the objective lens 3 against the mounting portion 15, the mutual positional accuracy between the objective lens 13 and the aperture stop 11 is maintained. In this embodiment, the effective diameter of the objective lens 3 is limited by the aperture diaphragm 11 provided on the actuator substrate 13, and the N and A of the light beam incident on the recording surface 10 of the information carrier are kept approximately constant.

以上の実施例において用いた対物レンズ3はいずれもグ
ラスチックモールドにより容易に得られる。又、これら
対物レンズを非球面レンズとすると所要の収差補正が行
なわれ、少ない部品点数で光へ、ド装置を構成すること
ができる。
The objective lenses 3 used in the above embodiments can all be easily obtained by plastic molding. Further, if these objective lenses are aspherical lenses, the necessary aberration correction can be performed, and the light receiving device can be constructed with a small number of parts.

次に、上記実施例において有効径を設定するための開口
を設置すべき位置は以下の算出法によジ求めることがで
きる。第7図(&)は対物レンズ(有限距離結像系対物
レンズ)3が基準の倍率β。
Next, in the above embodiment, the position at which the opening for setting the effective diameter should be installed can be determined by the following calculation method. FIG. 7 (&) shows the magnification β based on the objective lens (finite distance imaging system objective lens) 3.

(−1くβ。くO)で使用されている状態を示す図であ
る。この場合の情報記録面10側のN%Athψ。は次
式で求めることができる。
It is a diagram showing a state in which it is used in (-1 × β. × O). In this case, N%Athψ on the information recording surface 10 side. can be calculated using the following formula.

いま、情報記録面10が光軸方向にeだけ変位したとし
てこのときの記録面10に入射する光束のNAは次式で
求めることができる。
Now, assuming that the information recording surface 10 is displaced by e in the optical axis direction, the NA of the light beam incident on the recording surface 10 at this time can be determined by the following equation.

―ψ=−7thφ 変位量eと倍率βとは以下の関係となる。-ψ=-7thφ The displacement amount e and the magnification β have the following relationship.

ここで、m□ =−1θ 、m=−伜” m6+Δmと
おき、Δmの高次の項を省略すると、次式が得られる。
Here, by setting m□=−1θ, m=−伜”m6+Δm, and omitting higher-order terms of Δm, the following equation is obtained.

実験結果によると、情報記録面の位置変化に伴なうN、
 Aの変化は望ましくは±2チ以下、最悪でも±5チ以
下に押える必要がある・そとでN、Aの変化許容−jk
を±5%とすると、(2) 、 (3) 、 (5)式
より以下の関係が得られる。
According to the experimental results, N due to the change in the position of the information recording surface,
The change in A should preferably be kept within ±2 inches, and at worst within ±5 inches. - Allowable change in N and A on the other hand - jk
When is set to ±5%, the following relationship is obtained from equations (2), (3), and (5).

・・・・・・ (6) (6)式はS=0では明らかに成立し、Sは光源側焦点
位置から対物レンズ3までの距離を示すから、有効径を
設定する開口11を対物レンズ3の光源側焦点位置に設
ければ情報記録面10に入射する光束のN、 A変動が
防止される。ただし、実際の装置において、有効径を設
定する開口絞り11ができる限り対物レンズ3に接近し
て設けられることが望しいことから、開口絞り11は 0≦S≦2.Of       ・・・・・・ (7)
を満足する位置に設ける必要がある。なお、開口絞v1
1が対物レンズ3のレンズ面から離れすぎると、軸外収
差の補正が困難となり、又対物レンズ3に与えられる有
効径が増大したり鏡筒の長さを増大することによりレン
ズ駆動部の重量増加全招いてしまう。さて、(7)式の
条件下で(6)式は以下のように解かれる。記録面10
の面プレ量が6=t (t)O)ではΔm ) Oであ
り、N、 Aは増加するので、 これをSに関して整理し、次式を得る。
...... (6) Equation (6) clearly holds true when S = 0, and S indicates the distance from the focal position on the light source side to the objective lens 3, so the aperture 11 that sets the effective diameter is the objective lens. If it is provided at the focal position on the light source side of No. 3, fluctuations in N and A of the luminous flux incident on the information recording surface 10 can be prevented. However, in an actual device, it is desirable that the aperture stop 11 that sets the effective diameter be provided as close to the objective lens 3 as possible, so the aperture stop 11 should be set to 0≦S≦2. Of... (7)
It is necessary to install it in a position that satisfies the following. In addition, the aperture diaphragm v1
1 is too far away from the lens surface of the objective lens 3, it becomes difficult to correct off-axis aberrations, and the weight of the lens drive unit increases due to an increase in the effective diameter given to the objective lens 3 or an increase in the length of the lens barrel. It will cause an increase. Now, under the conditions of equation (7), equation (6) is solved as follows. Recording surface 10
When the amount of surface play is 6=t(t)O), Δm)O, and N and A increase, so rearrange this with respect to S to obtain the following equation.

・・・・・・  (9) なお、情報記録面10が対物レンズ3に近づいた場合(
e=−t)でも、同一の条件が成立する。
(9) Note that when the information recording surface 10 approaches the objective lens 3 (
The same condition holds true even when e=-t).

この結果、(8)式の条件が成立する程度に情報記録面
10が移動する場合において本発明の光ヘッド装置てお
ける効果が顕著となる。
As a result, the effect of the optical head device of the present invention becomes remarkable when the information recording surface 10 moves to such an extent that the condition of equation (8) is satisfied.

又、トラッキング方向に対する記録面10の移動に対し
ても上述と同様の計算が行なわれる。ただし、一般に光
ディスク等では光軸方向のストローク±1mに対してト
ラック方向のストロークは±0.31であり、特に(9
)式の条件を満たす必要がある。
Further, calculations similar to those described above are performed for movement of the recording surface 10 in the tracking direction. However, in general, for optical discs, etc., the stroke in the track direction is ±0.31 for the stroke in the optical axis direction of ±1 m, and especially (9
) must satisfy the conditions of the formula.

(発明の効果) 以上説明したように、本発明によれば、有限距離結像系
対物レンズを用いた光ヘッド装置において光源からの光
束を最小のスポット径変動で情報記録面上に照射するこ
とができ、情報記録面の面ブレ等による上下動が生じた
場合でも正確なトラ、キングエラー信号を得ることがで
きる。
(Effects of the Invention) As explained above, according to the present invention, in an optical head device using a finite distance imaging system objective lens, a light beam from a light source can be irradiated onto an information recording surface with minimum spot diameter variation. Even if vertical movement occurs due to surface wobbling of the information recording surface, accurate tiger and king error signals can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の光へ、ド装置の概念を示す概略的断面
図、第2図及び第3図は第1図に示す光ヘッド装置の作
用について説明するための概略的断面図、第4図は本発
明による第1実施例を示す概略的要部断面図、第5図は
本発明による第2実施例を示す概略的要部断面図、第6
図は本発明による第3実施例を示す概略的要部断面図、
第7図は本発明による光ヘッド装置において設置すべき
開口絞りの位fを求める算出法を説明するための図、第
8図は従来例を示す概略断面図であり、第9図は他の従
来例を説明するための図である。 3・・・対物レンズ、9・・・情報担体の基体、10・
・・情報記録面、11・・・開口絞り。 代理人 弁理士 山 下 穣 平 第2図 第4図 第5図 第9図
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the concept of the optical head device of the present invention, and FIGS. 2 and 3 are schematic cross-sectional views explaining the operation of the optical head device shown in FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of essential parts showing a first embodiment according to the present invention, FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of main parts showing a second embodiment according to the present invention, and FIG.
The figure is a schematic cross-sectional view of essential parts showing a third embodiment of the present invention,
FIG. 7 is a diagram for explaining a calculation method for determining the position f of an aperture stop to be installed in an optical head device according to the present invention, FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing a conventional example, and FIG. FIG. 2 is a diagram for explaining a conventional example. 3...Objective lens, 9...Base of information carrier, 10.
...Information recording surface, 11...Aperture diaphragm. Agent Patent Attorney Jo Taira Yamashita Figure 2 Figure 4 Figure 5 Figure 9

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)光源から射出された非平行光束を対物レンズを通
過させて情報記録面上に集光することにより情報の記録
又は記録された情報の読取りを行なう光ヘッド装置にお
いて、前記光源から前記対物レンズに致る光路中に前記
対物レンズと相対的に一定の位置関係を成して前記情報
記録面に入射する光束の有効径を制限する開口絞りを設
けたことを特徴とする光ヘッド装置。
(1) In an optical head device that records information or reads recorded information by passing a non-parallel light beam emitted from a light source through an objective lens and condensing it onto an information recording surface, from the light source to the objective An optical head device characterized in that an aperture diaphragm is provided in an optical path leading to a lens, forming a fixed positional relationship relative to the objective lens, and limiting the effective diameter of a beam of light incident on the information recording surface.
(2)前記対物レンズの焦点距離をf、基準位置におけ
る光源の情報記録面に対する結像横倍率をβ_0(−1
<β_0<0)、前記情報記録面の面づし量を±t(t
>0)、前記対物レンズの光源側焦点位置から前記開口
絞りまでの距離をSとしたとき、これらt、β_0、f
が −β_0t/(1−β_0^2)f>1/20の関係を
満たし、且つSが、 ▲数式、化学式、表等があります▼ の関係を満たしていることを特徴とする特許請求の範囲
第1項記載の光ヘッド装置。
(2) The focal length of the objective lens is f, and the imaging lateral magnification with respect to the information recording surface of the light source at the reference position is β_0(-1
<β_0<0), and the amount of surface alignment of the information recording surface is ±t(t
>0), and when the distance from the light source side focus position of the objective lens to the aperture stop is S, these t, β_0, f
Claims characterized in that: -β_0t/(1-β_0^2)f>1/20, and S satisfies the following relationship: ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼ The optical head device according to item 1.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006351680A (en) * 2005-06-14 2006-12-28 Keyence Corp Regression reflection photoelectric switch
JP2010238276A (en) * 2009-03-30 2010-10-21 Konica Minolta Opto Inc Optical pickup device and objective lens unit

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