JP2003114383A - Objective for optical disk, optical pickup device, optical disk recording and reproducing device, and optical disk reproducing device - Google Patents
Objective for optical disk, optical pickup device, optical disk recording and reproducing device, and optical disk reproducing deviceInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は大容量の光ディスク
を実現する高い開口数(NA)を有する対物レンズに並
びにそのレンズを用いた光ピックアップ装置、光ディス
ク記録再生装置及び光ディスク再生装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an objective lens having a high numerical aperture (NA) for realizing a large-capacity optical disc, an optical pickup device using the lens, an optical disc recording / reproducing device, and an optical disc reproducing device.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来CDディスクは、開口数が0.45
〜0.5である対物レンズを用い、780nm程度の波
長を有するレーザ光で読み取り又は書き込みされてい
る。またDVDディスクは、開口数が0.6程度の対物
レンズを用い、650nm程度の波長を有するレーザ光
で読み取り又は書き込みが行われている。2. Description of the Related Art A conventional CD disc has a numerical aperture of 0.45.
Reading or writing is performed with a laser beam having a wavelength of about 780 nm using an objective lens having a wavelength of ˜0.5. A DVD disc uses an objective lens having a numerical aperture of about 0.6 and is read or written with laser light having a wavelength of about 650 nm.
【0003】ところで、光ディスクの容量を上げるため
に、より短い波長のレーザ光とより高い開口数を有する
レンズを使用する次世代光ディスク・ピックアップシス
テムの開発が進められている。In order to increase the capacity of an optical disk, a next-generation optical disk pickup system using a laser beam having a shorter wavelength and a lens having a higher numerical aperture is under development.
【0004】そして、より短い波長を有するレーザとし
ては、波長が約400nmのいわゆる青色レーザが考え
られている。A so-called blue laser having a wavelength of about 400 nm is considered as a laser having a shorter wavelength.
【0005】前記高い開口数を有する対物レンズとして
は、例えば以下のシステムが報告されている。As the objective lens having the high numerical aperture, for example, the following systems have been reported.
【0006】(1) Jpn. J. Appl. Phys. Vol. 39 (2
000) pp.978-979 M. Itonaga et al. “Optical Disk
System Using a High-Numerical Aperture Single Obje
ctive Lens and a Blue LD”.(1) Jpn. J. Appl. Phys. Vol. 39 (2
000) pp.978-979 M. Itonaga et al. “Optical Disk
System Using a High-Numerical Aperture Single Obje
ctive Lens and a Blue LD ”.
【0007】(2) Jpn. J. Appl. Phys. Vol. 39 (2
000) pp.937-942 I. Ichimura et al. “Optical Disk
Recording Using a GaN Blue-Violet Laser Diode”.(2) Jpn. J. Appl. Phys. Vol. 39 (2
000) pp.937-942 I. Ichimura et al. “Optical Disk
Recording Using a GaN Blue-Violet Laser Diode ”.
【0008】ここで(1)は、開口数がNA=0.7の
単レンズを用いたシステムを報告し、(2)は、NA=
0.85の2群レンズを用いたシステムを報告する。Here, (1) reports a system using a single lens whose numerical aperture is NA = 0.7, and (2) reports NA =
We report a system using a 0.85 two-group lens.
【0009】前記(2)の2群レンズを用いたシステム
は、開口数は(1)に比べて大きいものの、組み立て工
程が必要な上にレンズが2枚必要なことから、量産性に
劣り且つコストも高くなる。Although the system using the second group lens of (2) has a larger numerical aperture than that of (1), it is inferior in mass productivity because it requires an assembly process and two lenses. The cost is also high.
【0010】そこで次世代システムとしては、開口数が
0.7以上の単レンズによる光ディスク用対物レンズが
望まれている。Therefore, as the next-generation system, an objective lens for an optical disk having a single lens with a numerical aperture of 0.7 or more is desired.
【0011】特開平4−163510には、開口数が
0.6〜0.8程度の単レンズを用いた対物レンズが記
載されている。Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-163510 describes an objective lens using a single lens having a numerical aperture of about 0.6 to 0.8.
【0012】より詳細には、この文献によれば、波長が
532nmより大きい波長に対して開口数が0.8程度
の対物レンズを提供することができる。More specifically, according to this document, it is possible to provide an objective lens having a numerical aperture of about 0.8 for a wavelength larger than 532 nm.
【0013】しかしこの文献の対物レンズでは、波長が
400nm程度のレーザ光に対して実用上使用可能な特
性を発揮することができない。またこの文献による対物
レンズでは、次世代システムに適合した、薄いディスク
再生透過層に対応することはできない。However, the objective lens of this document cannot exhibit practically usable characteristics for laser light having a wavelength of about 400 nm. Further, the objective lens according to this document cannot support a thin disc reproducing / transmitting layer suitable for a next-generation system.
【0014】より詳細には、次世代システムでは、開口
数を大きくしたことによる性能余裕度の低下を防ぎシス
テムとしての余裕度を上げるために、ディスクの厚さを
0.3mm程度以下にすることが望まれている。ここで
性能余裕度の低下とは、例えばディスクとピックアップ
との間のチルトに対する余裕度の低下を意味する。しか
し前記先行技術(特開平4−163510)において
は、前記透過層は、1.2mm程度に設定されており、
これ以下の厚さでは良好な性能を発揮することができな
い。More specifically, in the next-generation system, the thickness of the disk is set to about 0.3 mm or less in order to prevent the performance margin from being lowered by increasing the numerical aperture and to increase the margin as the system. Is desired. Here, the decrease in the performance margin means, for example, a decrease in the margin with respect to the tilt between the disc and the pickup. However, in the prior art (JP-A-4-163510), the transparent layer is set to about 1.2 mm,
If the thickness is less than this, good performance cannot be exhibited.
【0015】[0015]
【発明が解決しようとする課題】一般的に、高い開口数
あるいは大きい開口数を有する単レンズを実用化するた
めの問題点は、(1)製造公差が厳しくなる点および
(2)設計性能が悪くなる点である。Generally, the problems in putting a single lens having a high numerical aperture or a large numerical aperture to practical use are (1) the manufacturing tolerance becomes strict, and (2) the design performance. It's a bad point.
【0016】ここで(1)製造公差は、両面非対称レン
ズにおける入射・出射面間の間隔公差あるいは、前記入
出面間の幾何学的中心間の間隔公差(偏芯公差)あるい
は前記入射・出射面間の傾きの公差等を意味する。例え
ば偏芯公差は、偏芯がある場合の波面収差の増加量に基
づいて定められる。しかしこれらの製造公差は、製造技
術の改善と向上とで対応することは可能である。すなわ
ち数μm〜数十μm程度の範囲の公差を確保した製造を
することは可能である。Here, (1) the manufacturing tolerance is the spacing tolerance between the entrance and exit surfaces of the double-sided asymmetric lens, the spacing tolerance between the geometric centers of the entrance and exit surfaces (eccentricity tolerance), or the entrance and exit surfaces. It means the tolerance of the inclination between. For example, the eccentricity tolerance is determined based on the amount of increase in wavefront aberration when there is eccentricity. However, these manufacturing tolerances can be met by improving manufacturing technology. That is, it is possible to manufacture with a tolerance within the range of several μm to several tens of μm.
【0017】一方(2)設計性能の悪化とは、レンズ設
計上の性能悪化のことであり、より詳細には、軸外光線
に対する収差発生(以下、軸外収差と略称する)および
複数の波長を有する軸上光線に対する各波長での最良の
像面での球面収差(以下、最良像面色収差と略称する)
を意味する。ここで軸上光線とはレンズの光軸に平行に
入射する光線を意味し、軸外光線とはレンズの光軸に対
して傾斜して入射する光線を意味する。すなわち、設計
基準波長を有する軸上光線に対しては球面収差が発生し
ないように設計することが可能であるが、前記軸外収差
及び最良像面色収差については、従来のCD用あるいは
DVD用の対物レンズに比べて良い値を得ることが困難
である。On the other hand, (2) Deterioration of design performance means deterioration of performance in lens design, and more specifically, occurrence of aberration with respect to an off-axis ray (hereinafter abbreviated as off-axis aberration) and a plurality of wavelengths. Spherical aberration at the best image plane at each wavelength for an axial ray having the following (hereinafter abbreviated as best image plane chromatic aberration)
Means Here, the on-axis light ray means a light ray that is incident parallel to the optical axis of the lens, and the off-axis light ray means a light ray that is incident at an angle with respect to the optical axis of the lens. That is, it is possible to design so that spherical aberration does not occur with respect to an axial ray having a design reference wavelength. However, regarding the off-axis aberration and the best image plane chromatic aberration, the conventional CD or DVD is used. It is difficult to obtain a good value as compared with the objective lens.
【0018】前記軸外収差の問題は、より詳細には以下
の通りである。The problem of the off-axis aberration will be described in more detail below.
【0019】前記軸外収差は、前記製造公差を考慮せず
に設計する場合においても一般的に従来より劣る。これ
は開口数が大きくなると光軸に対して大きな傾斜角を有
する光線が入射するからである。The off-axis aberrations are generally inferior to conventional ones even when designing without considering the manufacturing tolerances. This is because a light beam having a large inclination angle with respect to the optical axis enters when the numerical aperture increases.
【0020】そして前記軸外収差は、製造公差を考慮す
ると更に悪くなる。より詳細には、以下の通りである。
前記製造公差のうちで最も重要な公差は前記偏芯公差で
ある。すなわち、レンズ面の間の偏芯は、モルードレン
ズの場合、上下の金型の取り付け精度、取り付けのガタ
(成型時に金型が動くがその際の摺動の余裕、成型時の
温度変化による収縮の余裕)等できまる。この偏芯で面
の間の傾きが生じる場合もある。しかし、傾きと偏芯で
は、収差に与える影響はかなり近いことと、扱う量がμ
mオーダーでかなり小さいため、通常は、偏芯として一
括して扱われる。この公差は、製造上必須の値である。
従来のNAの低い、たとえばDVD用のレンズでは、設
計的に約10ミクロン程度の偏芯があっても、収差の増
加を0.02λ以下に押さえる設計が可能であった。ま
た、10ミクロンに偏芯を抑える工法が確立されてい
る。さらに、近年の工法の改良により、例えば5μm程
度以下の精度を得ることも可能になっている。しかし、
前記した摺動の余裕等を考えると、これを1ないし2μ
m以下にすることは、かなり困難である。Further, the off-axis aberration becomes worse when manufacturing tolerances are taken into consideration. The details are as follows.
The most important tolerance among the manufacturing tolerances is the eccentricity tolerance. That is, in the case of a mold lens, the eccentricity between the lens surfaces is due to the mounting accuracy of the upper and lower molds, the mounting backlash (the mold moves during molding but the sliding margin at that time, the contraction due to the temperature change during molding). (Margin) etc. This eccentricity may cause an inclination between the surfaces. However, tilt and decentering have a fairly similar effect on aberrations, and the amount handled is μ
Since it is quite small on the order of m, it is usually treated collectively as eccentricity. This tolerance is an essential value in manufacturing.
With a conventional lens having a low NA, for example, a lens for DVD, even if there is a decentering of about 10 μm by design, it is possible to design to suppress the increase of aberration to 0.02λ or less. In addition, a method for suppressing eccentricity to 10 microns has been established. Furthermore, due to recent improvements in construction methods, it is possible to obtain an accuracy of, for example, about 5 μm or less. But,
Considering the sliding margin, etc., this is 1 to 2μ.
It is quite difficult to make it less than m.
【0021】従って、レンズ設計においてある程度の大
きさの偏芯公差を確保する必要がある。そして、このた
めには、前記軸上収差と前記軸外収差とを犠牲にする必
要がある。すなわちある程度の軸上収差および軸外収差
を有するように設計することにより、偏芯が生じても結
果としてレンズ性能をほぼ維持することができるレンズ
を実現することが必要である。この場合軸上収差は僅か
に劣化するだけであるが、開口数が0.6を超えるよう
な大きな開口数レンズにおいては、軸外収差をかなり犠
牲にしないと、製造が可能となるミクロンオーダーの偏
芯公差を確保することができない。Therefore, it is necessary to secure a certain degree of eccentricity tolerance in the lens design. For this purpose, it is necessary to sacrifice the on-axis aberration and the off-axis aberration. That is, it is necessary to realize a lens capable of substantially maintaining the lens performance as a result even if decentering occurs by designing the lens to have a certain amount of on-axis aberration and off-axis aberration. In this case, the on-axis aberration only slightly deteriorates. However, in a large numerical aperture lens with a numerical aperture exceeding 0.6, it can be manufactured without sacrificing off-axis aberrations considerably. Eccentricity tolerance cannot be secured.
【0022】また、前記したように、高NA化を図るた
めに、2群レンズを採用した場合は、狭い作動距離のた
めに、ディスクにレンズが衝突する危険性が著しく増大
する問題点がある。光ディスクに用いられている、プラ
スチック製のディスクの場合、ディスクのそりは不可避
である。このそりの量は、DVDの場合では、0.3m
m程度ある。この値は、CDの場合の0.6mmに比べ
て半分に改善されているが、素材の特性に起因する量な
ので、これ以上の改善は厳しい。ここに対して、2群レ
ンズの作動距離は前述のように、0.13mmである。
この距離はレンズの設計により変わるが、レンズの焦点
距離をピックアップの大型化を招かない範疇に設定した
場合は、約0.2mm以上にすることは厳しい。すなわ
ち、レンズがディスクへ焦点を合わせる位置、すなわち
記録再生動作が行われる位置にある場合、フォーカスサ
ーボが動作していない限り、ディスクに衝突する。すな
わち、フォーカスサーボが、例えばディスクのディフェ
クトあるいは外乱振動等に起因するアクシデントではず
れた場合は、ディスクに衝突する可能性がある。Further, as described above, when the second group lens is adopted in order to increase the NA, the risk of the lens colliding with the disk remarkably increases due to the narrow working distance. . In the case of a plastic disc used as an optical disc, warping of the disc is inevitable. The amount of this sled is 0.3 m in the case of DVD
There are about m. This value is improved by half compared to 0.6 mm in the case of CD, but since it is an amount due to the characteristics of the material, further improvement is severe. On the other hand, the working distance of the second group lens is 0.13 mm as described above.
This distance varies depending on the lens design, but if the focal length of the lens is set in a range that does not cause the pickup to be large, it is difficult to set it to about 0.2 mm or more. That is, when the lens is at the position where the lens focuses on the disc, that is, the position where the recording / reproducing operation is performed, the lens collides with the disc unless the focus servo is operating. That is, if the focus servo shifts due to an accident caused by, for example, a disc defect or disturbance vibration, it may collide with the disc.
【0023】また、別の論文(C)Jpn. J. Appl. Phy
s. Vol. 41(2002) pp. 1804-1807 G.Hashimoto et al.
“Miniature Two-Axis Actuator for High-Data-Transf
er-Rate Optical Strorage Sytem”. によれば、2群構
成のNA=0.85のレンズであって、焦点距離が0.
88mmと小型なレンズが報告されている。このレンズ
を用いれば、アクチュエーター並びにピックアップの小
型化と高速化を達成することが出来る。しかしながら、
記載されたレンズの作動距離は0.1mmとさらに狭く
なっていて、上記した危険性がさらに上がるという問題
点がある。Another article (C) Jpn. J. Appl. Phy
s. Vol. 41 (2002) pp. 1804-1807 G. Hashimoto et al.
“Miniature Two-Axis Actuator for High-Data-Transf
er-Rate Optical Strorage Sytem ”., it is a lens of NA = 0.85 with a two-group structure and a focal length of 0.
A lens as small as 88 mm has been reported. By using this lens, it is possible to achieve miniaturization and high speed of the actuator and the pickup. However,
The working distance of the described lens is as narrow as 0.1 mm, and there is a problem that the above-mentioned danger is further increased.
【0024】本発明の目的は、前記問題点を克服するこ
とであり、開口数が0.78以上の単一レンズから成
り、且つ、0.3mm以下の薄い再生透過層を有する光
ディスクに対応でき、400nm程度の波長の光に対し
て以下の特性(i)〜(iv)を有する光ディスク用対
物レンズを提供することである。An object of the present invention is to overcome the above-mentioned problems, and it can be applied to an optical disc which is composed of a single lens having a numerical aperture of 0.78 or more and has a thin reproduction transmitting layer of 0.3 mm or less. , An objective lens for an optical disc having the following characteristics (i) to (iv) with respect to light having a wavelength of about 400 nm.
【0025】(i)レンズの両面間の偏芯公差が製造可
能な範囲にある。(I) The eccentricity tolerance between both surfaces of the lens is within a manufacturable range.
【0026】(ii)良好な軸上収差特性を有する。(Ii) It has a good axial aberration characteristic.
【0027】(iii)軸外収差特性の劣化が少ない。(Iii) Less deterioration of off-axis aberration characteristics.
【0028】(iv)作動距離が広い。(Iv) The working distance is wide.
【0029】[0029]
【課題を解決するための手段】この発明の対物レンズ
は、少なくとも、一つの面を非球面形状とした、開口数
が0.78以上での単レンズであって、以下の条件を満
足することを特徴とする光ディスク用対物レンズであ
る。The objective lens according to the present invention is a single lens having at least one aspherical surface and a numerical aperture of 0.78 or more, and satisfies the following conditions. Is an objective lens for an optical disc.
【0030】 (1)d/f>1.2 (2)0.65<R1/f<0.95 (3)|R1/R2| <0.7、 (4)n>1.65。[0030] (1) d / f> 1.2 (2) 0.65 <R1 / f <0.95 (3) | R1 / R2 | <0.7, (4) n> 1.65.
【0031】ここでfは当該レンズの焦点距離であり、
dは当該レンズの中心厚さ、R1は、当該レンズの光源
側の頂点における曲率半径、R2は当該レンズの光ディ
スク側の頂点における曲率半径である。Where f is the focal length of the lens,
d is the center thickness of the lens, R1 is the radius of curvature at the light source side vertex of the lens, and R2 is the radius of curvature at the optical disc side vertex of the lens.
【0032】前記対物レンズは、その作動距離が0.3
mm以上であることが好ましい。The working distance of the objective lens is 0.3.
It is preferably at least mm.
【0033】また、この対物レンズと共に使用される光
ディスクの透過層の厚さは、0.3mm以下であること
が好ましい。The thickness of the transmission layer of the optical disk used with this objective lens is preferably 0.3 mm or less.
【0034】また、上述の課題を解決するために、本発
明に係る光ピックアップ装置は、前記特性の少なくとも
一つを有するレンズと、レーザー光源と、フォトディテ
クタとを有することが好ましい。In order to solve the above-mentioned problems, it is preferable that the optical pickup device according to the present invention has a lens having at least one of the above characteristics, a laser light source, and a photodetector.
【0035】前記レンズは、前記レーザー光源から出射
するレーザー光が照射されるべき光ディスクの径に応じ
て作動距離が次の関係を有することが好ましい。作動距
離>0.005×光ディスク半径It is preferable that the working distance of the lens has the following relationship according to the diameter of the optical disc to be irradiated with the laser light emitted from the laser light source. Working distance> 0.005 x optical disc radius
【0036】本発明に係る光ディスク記録再生装置は、
前記光ピックアップ装置と、前記光ピックアップ装置を
用いて光ディスクに情報を記録再生する記録再生手段と
を有することが好ましい。The optical disk recording / reproducing apparatus according to the present invention is
It is preferable to have the optical pickup device and a recording / reproducing device for recording / reproducing information on / from an optical disc using the optical pickup device.
【0037】本発明に係る光ディスク再生装置は、前記
光ピックアップ装置と、前記光ピックアップ装置を用い
て光ディスクに記録されている情報を再生する再生手段
とを有することが好ましい。The optical disk reproducing apparatus according to the present invention preferably has the optical pickup apparatus and a reproducing means for reproducing information recorded on the optical disk by using the optical pickup apparatus.
【0038】[0038]
【発明の実施の形態】この発明の実施形態は、以下のよ
うな考察により発明された。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The embodiment of the present invention was invented by the following consideration.
【0039】すなわち前記軸上収差を改善するために
は、例えば球面収差を補正するようにレンズを設計すれ
ば良い。また軸外収差を改善するには、例えばアッベの
正弦条件を満たすようにレンズを設計すれば良い。そし
て両面非球面レンズは、これら2つの条件を同時に満た
すことができる。すなわち入射面および出射面を非球面
レンズとすることにより前記2条件を同時に満たすレン
ズを設計することができる。That is, in order to improve the axial aberration, the lens may be designed so as to correct spherical aberration, for example. To improve the off-axis aberration, for example, the lens may be designed so as to satisfy the Abbe's sine condition. The double-sided aspherical lens can simultaneously satisfy these two conditions. That is, it is possible to design a lens that satisfies the above two conditions at the same time by using an aspherical lens for the incident surface and the exit surface.
【0040】しかしこのようなレンズは、開口数が0.
6以上の場合、偏芯公差を確保することが難しい。すな
わち偏芯公差を考慮する場合、前記軸上収差あるいは軸
外収差は、前記偏芯公差を考慮しない場合の軸外収差あ
るいは軸上収差から劣化する。However, such a lens has a numerical aperture of 0.
When it is 6 or more, it is difficult to secure the eccentricity tolerance. That is, when considering the eccentricity tolerance, the axial aberration or the off-axis aberration deteriorates from the off-axis aberration or the axial aberration when the eccentricity tolerance is not taken into consideration.
【0041】従って、大きな偏芯公差を確保するために
は、入射面および出射面が偏芯を有する場合でも、前記
各収差が大きく増大しない非球面のレンズ形状が必要と
なる。換言すれば、前記軸上収差と軸外収差とを適切に
劣化させて偏芯公差を確保できるバランスの良好な対物
レンズを設計する必要がある。Therefore, in order to secure a large eccentricity tolerance, it is necessary to have an aspherical lens shape that does not greatly increase the above-mentioned aberrations even when the entrance surface and the exit surface have eccentricity. In other words, it is necessary to design an objective lens having a good balance that can appropriately deteriorate the on-axis aberration and the off-axis aberration and secure the decentering tolerance.
【0042】前記考察によるこの対物レンズは、光源側
及び光ディスク側の少なくとも1つの面を非球面形状と
した、開口数が0.78以上の単レンズであり、以下の
条件を満足する。This objective lens according to the above consideration is a single lens having an aspherical surface on at least one surface on the light source side and the optical disk side and having a numerical aperture of 0.78 or more, and satisfies the following conditions.
【0043】 (1)d/f>1.2、 (2)0.65<R1/f<0.95、 (3)|R1/R2| <0.7、 (4)n>1.65。[0043] (1) d / f> 1.2, (2) 0.65 <R1 / f <0.95, (3) | R1 / R2 | <0.7, (4) n> 1.65.
【0044】ここでfは当該対物レンズの焦点距離であ
り、dは当該レンズの中心厚さである(図1)。また図
1に示すように、R1は対物レンズ21の光源側の頂点
21aにおける曲率半径であり、R2は当該レンズの光
ディスク23側の頂点21bにおける曲率半径である。Here, f is the focal length of the objective lens, and d is the center thickness of the lens (FIG. 1). Further, as shown in FIG. 1, R1 is the radius of curvature at the vertex 21a on the light source side of the objective lens 21, and R2 is the radius of curvature at the vertex 21b on the optical disk 23 side of the lens.
【0045】この対物レンズによれば、軸上収差特性お
よび軸外収差特性および偏芯公差(による収差増加の抑
制)を同時に満足することができる。According to this objective lens, it is possible to simultaneously satisfy the axial aberration characteristic, the off-axis aberration characteristic, and the eccentricity tolerance (which suppresses the increase in aberration).
【0046】より詳細には、前記軸上収差(波面収差)
は、概略0.015λ以下とすることができ、軸外収差
(波面収差)は、例えば0.5度の入射光に対して0.
1λ以下とすることができる。また、偏芯公差は、例え
ば5μmの偏芯δ(図1)に対して波面収差を0.04
λ以下とすることができる。More specifically, the axial aberration (wavefront aberration) is
Can be approximately 0.015λ or less, and the off-axis aberration (wavefront aberration) is, for example, 0.
It can be 1 λ or less. The eccentricity tolerance is 0.04 for the eccentricity δ (FIG. 1) of 5 μm.
It can be λ or less.
【0047】また後述するように、例えばt=0.1m
mのディスク読み出し層の厚さに対して、少なくとも
0.2mm以上、好ましくは0.4mm以上の作動距離
を確保することができる。As will be described later, for example, t = 0.1 m
It is possible to ensure a working distance of at least 0.2 mm or more, preferably 0.4 mm or more, for a disc read layer thickness of m.
【0048】より詳細には、以下の通りである。The details are as follows.
【0049】前記条件(1)(d/f>1.2)を充足
するレンズによれば、特に、軸上収差および軸外収差を
抑制しながら偏芯公差を確保することができる。この理
由は、レンズの芯厚が厚いほうがレンズ第1面(入射
面)の半径を比較的大きくできるからである。より詳細
には、第1面の曲率半径が大きくなると、レンズの外側
の端部を通る光線L(図1)の、レンズへの入射角θ
(レンズ面の法線nと光線のなす角度)が小さくなり、
これにより非線形現象としての屈折の効果が小さくなる
からである。According to the lens satisfying the condition (1) (d / f> 1.2), it is possible to secure the eccentricity tolerance while suppressing the axial aberration and the off-axis aberration. The reason for this is that the thicker the core thickness of the lens, the larger the radius of the first surface (incident surface) of the lens can be made. More specifically, when the radius of curvature of the first surface increases, the angle of incidence θ of the light ray L (FIG. 1) passing through the outer end of the lens on the lens.
(The angle between the normal line n of the lens surface and the light beam) becomes smaller,
This is because the refraction effect as a non-linear phenomenon is reduced.
【0050】なお、前記d/fは、1.5以下であるこ
とが望ましい。The d / f is preferably 1.5 or less.
【0051】これにより、軸外収差特性を良好に保持す
ることができる。より詳細には、dが比較的小さい場
合、R2が比較的大きくても作動距離を確保することが
できる。従って比較的容易に、正弦条件を満足すること
ができ、軸外収差を抑制することができる。As a result, the off-axis aberration characteristic can be maintained well. More specifically, when d is relatively small, the working distance can be secured even if R2 is relatively large. Therefore, the sine condition can be satisfied and the off-axis aberration can be suppressed relatively easily.
【0052】また、前記条件(2)(0.65<R1/
f<0.95)を充足するレンズによれば、特に正弦条
件の補正が容易となり、軸外収差の劣化を抑制すること
ができる。The condition (2) (0.65 <R1 /
According to the lens satisfying f <0.95), the correction of the sine condition becomes particularly easy, and the deterioration of the off-axis aberration can be suppressed.
【0053】より詳細には、R1/fを、0.95以下
に設定することにより、正弦条件の違反量を抑制し、軸
外収差を良好に保持できる。More specifically, by setting R1 / f to 0.95 or less, the amount of violation of the sine condition can be suppressed and the off-axis aberration can be favorably maintained.
【0054】さらに詳細には以下の通りである。The details are as follows.
【0055】前述の如く、偏芯公差を確保しながら軸上
収差および軸外収差を抑制する必要があるが、この場合
第1面の曲率半径R1の値を大きく設定し、両凸レンズ
とすることが好ましい。ここで焦点距離を一定とする場
合、R1を、前記の範囲に設定することにより、R2の
値も比較的小さく保持でき、結果として容易に正弦条件
の違反量を抑制し、軸外収差を良好に保持できる。例え
ば焦点距離が2mmのレンズの場合、前記条件を満足す
ることにより、0.5度の入射角を有する入射光に対し
て軸外収差(波面収差)を0.07λ以下に抑制するこ
とができる。As described above, it is necessary to suppress the on-axis aberration and the off-axis aberration while ensuring the eccentricity tolerance. In this case, the value of the radius of curvature R1 of the first surface should be set large to form a biconvex lens. Is preferred. Here, when the focal length is constant, by setting R1 in the above range, the value of R2 can also be kept relatively small, and as a result, the amount of violation of the sine condition can be easily suppressed and the off-axis aberration can be improved. Can be held at For example, in the case of a lens having a focal length of 2 mm, by satisfying the above condition, the off-axis aberration (wavefront aberration) can be suppressed to 0.07λ or less for incident light having an incident angle of 0.5 degree. .
【0056】また、R1/fを、0.65より大きく設
定することにより、光ディスク23に対する対物レンズ
21の作動距離a(図1)を大きく確保することができ
る。By setting R1 / f larger than 0.65, a large working distance a (FIG. 1) of the objective lens 21 with respect to the optical disc 23 can be secured.
【0057】より詳細には、一般に単レンズを用いる場
合光ピックアップの作動距離aは、厚さt、屈折率Nの
光ディスクがある場合、以下のように表される。More specifically, generally, when a single lens is used, the working distance a of the optical pickup is expressed as follows when there is an optical disk having a thickness t and a refractive index N.
【0058】 a=f−(f/R1)d(n−1)/n−t/N[0058] a = f- (f / R1) d (n-1) / nt-N
【0059】ここでnは対物レンズの屈折率である。従
って前述のようにR1/fを大きく設定することにより
作動距離を大きく確保することができる。例えばt=
0.1のディスク読み出し層に対して0.2mm以上望
ましくは0.4mm以上の作動距離を確保することがで
きる。より詳細には例えばn=1.75、f=2mm、
d=2.6mm、t=0.1mm、N=1.6の場合、
(R1/fが0.65よりも大きい場合)0.22mm
以上の作動距離を確保することができる。Here, n is the refractive index of the objective lens. Therefore, a large working distance can be secured by setting R1 / f large as described above. For example, t =
It is possible to secure a working distance of 0.2 mm or more, preferably 0.4 mm or more for a disk read layer of 0.1. More specifically, for example, n = 1.75, f = 2 mm,
When d = 2.6 mm, t = 0.1 mm, N = 1.6,
0.22mm (when R1 / f is larger than 0.65)
The above working distance can be secured.
【0060】また前記条件(3)(|R1/R2|<
0.7)を満足する対物レンズによれば、球面収差(波
面収差)を前述の如く小さく抑制することができる。Further, the condition (3) (| R1 / R2 | <
According to the objective lens satisfying 0.7), spherical aberration (wavefront aberration) can be suppressed to be small as described above.
【0061】より詳細には、両面球面レンズにおいて球
面収差を最小にする半径の組み合わせが知られておりこ
のようなレンズはベストフォーム・レンズと呼ばれる。
R1およびR2を、前記条件を満足するように設定する
ことにより、前記ベストフォーム・レンズからの乖離を
小さくし球面収差を小さくすることができる。More specifically, a combination of radii that minimizes spherical aberration in a double-sided spherical lens is known, and such a lens is called a best-form lens.
By setting R1 and R2 so as to satisfy the above condition, it is possible to reduce the deviation from the best-form lens and reduce the spherical aberration.
【0062】この実施形態の光ディスク用対物レンズは
さらに、|R1/R2|<0.3であるのが好ましい。Further, in the objective lens for the optical disk of this embodiment, it is preferable that | R1 / R2 | <0.3.
【0063】これにより、さらに容易に球面収差を補正
し前記軸上収差及び軸外収差および偏芯公差の間のバラ
ンスを良好に保つことができる。This makes it possible to correct spherical aberration more easily and maintain a good balance among the axial aberration, the off-axis aberration, and the eccentricity tolerance.
【0064】また前記条件(4)n>1.65を満足す
ることにより、加工が容易である比較的浅い球面(レン
ズの最外周におけるレンズ表面の法線方向と光軸のなす
角度θ(図1)が小さい球面)で、大きな開口数(例え
ば0.78以上)を容易に実現することができる。By satisfying the condition (4) n> 1.65, a relatively shallow spherical surface (the angle θ between the optical axis and the normal direction of the lens surface at the outermost circumference of the lens (Fig. With 1) a small spherical surface, a large numerical aperture (for example, 0.78 or more) can be easily realized.
【0065】より詳細には、条件(4)を充足すること
により、(i)軸外光線の収差特性と(ii)面間の偏
芯が有る場合の収差の増大の抑制とを同時に満足するこ
とができる。定性的には、屈折率が条件(4)の範囲内
に有るとき、レンズの第1面の周辺での入射角は小さ
く、偏芯した場合にも第2面での影響が小さい。よっ
て、(i)軸外光線の収差特性と(ii)面間の偏芯が
有る場合の収差の増大の抑制とを同時に満足することが
できる。More specifically, by satisfying the condition (4), (i) the aberration characteristic of the off-axis ray and (ii) the suppression of the increase of the aberration when there is decentering between the surfaces are simultaneously satisfied. be able to. Qualitatively, when the refractive index is within the range of the condition (4), the incident angle at the periphery of the first surface of the lens is small, and even when decentered, the influence on the second surface is small. Therefore, (i) the aberration characteristic of the off-axis ray and (ii) the suppression of the increase of the aberration when there is decentering between the surfaces can be satisfied at the same time.
【0066】なお、屈折率nは1.7以上であることが
さらに好ましい。これによりさらに浅い球面を有する対
物レンズで必要な開口数を実現することができる。It is more preferable that the refractive index n is 1.7 or more. As a result, it is possible to realize a required numerical aperture with an objective lens having a shallower spherical surface.
【0067】この実施形態の対物レンズはさらに、以下
の条件(5)を満足するのが好ましい。It is preferable that the objective lens of this embodiment further satisfies the following condition (5).
【0068】(5)−0.6<d/R2<0(5) -0.6 <d / R2 <0
【0069】これにより、軸上収差および軸外収差を前
述の如く小さく抑制し、且つ、偏芯公差を前述の如く確
保することができる。As a result, on-axis aberrations and off-axis aberrations can be suppressed small as described above, and the eccentricity tolerance can be secured as described above.
【0070】より詳細には以下の通りである。The details are as follows.
【0071】d/R2が負であることは、R2が負であ
ることを意味しこれは対物レンズが両凸レンズであるこ
とを意味する。これにより、前記条件(2)の説明にお
いて説明したように、偏芯公差を拡大することができ
る。また、d/R2を、−0.6よりも大きく設定する
ことにより、完全アプラナート形態からの乖離を小さく
し、軸外収差を小さく抑制し、前記収差のバランスを取
ることが可能となる。The fact that d / R2 is negative means that R2 is negative, which means that the objective lens is a biconvex lens. Thereby, the eccentricity tolerance can be increased as described in the explanation of the condition (2). Further, by setting d / R2 to be larger than -0.6, it is possible to reduce the deviation from the perfect aplanate form, suppress the off-axis aberration to a small extent, and balance the aberrations.
【0072】なお、前記d/R2は、−0.5以上であ
るのがさらに好ましい。The d / R2 is more preferably -0.5 or more.
【0073】この場合さらに良好な軸上収差特性および
軸外収差特性および偏芯公差特性を実現することができ
る。In this case, better axial aberration characteristics, off-axis aberration characteristics, and decentering tolerance characteristics can be realized.
【0074】次に、上記したレンズを用いた光ピックア
ップ、記録装置、再生装置に関する事項の詳細な説明を
記載する。Next, a detailed description of matters relating to the optical pickup, recording device, and reproducing device using the above-mentioned lens will be given.
【0075】まず、レンズに求められる作動距離に関し
て、少なくともその作動距離がディスクの面ぶれの最大
値より大きいことが望まれる。First, regarding the working distance required for the lens, it is desired that at least the working distance is larger than the maximum value of the surface wobbling of the disk.
【0076】理由は、フォーカスサーボが、例えばディ
スクのディフェクトあるいは外乱振動等に起因するアク
シデントではずれた場合であっても、ディスクに衝突す
る可能性を低く押さえることが出来るためである。なお
フォーカスサーボが動作していない状態においては、例
えばレンズをディスクから遠ざける方向に待避しておく
等の衝突回避策を取ることが出来るので、フォーカスサ
ーボ動作時の上記アクシデントが最も危険が高い状態と
言える。The reason is that even if the focus servo shifts due to an accident caused by a disc defect or disturbance vibration, the possibility of colliding with the disc can be suppressed to a low level. Note that when the focus servo is not operating, it is possible to take collision avoidance measures such as retracting the lens in the direction away from the disc. I can say.
【0077】このとき、ディスクのそりの角度をαとし
て、ディスクが単純なお椀型にそっていると考えると、
ディスクの面ぶれ量Lは、半径Rにおいて、L=R・t
an(α)となる。At this time, assuming that the angle of the warp of the disk is α, and the disk is along a simple bowl shape,
The amount L of surface deviation of the disk is L = R · t at the radius R.
an (α).
【0078】ディスクのそり角は、ディスクの規格で定
義されているが、CDにおいて0.6度、DVDにおい
て、0.3度とされている。ディスクの面ぶれは、前述
のそり形状の場合最外周で最大になるから、直径120
mmのディスクにおいて、各々、0.3mmあるいは、
0.6mmの面ぶれが生じうる。The warp angle of the disk is defined by the standard of the disk, but is 0.6 degrees for CD and 0.3 degrees for DVD. In the case of the above-mentioned sled shape, the surface runout of the disk becomes maximum at the outermost circumference, so
mm disc, 0.3 mm or
A surface runout of 0.6 mm can occur.
【0079】ところで、より高密度化を図ったシステム
においても、ディスク素材はプラスチックであり、DV
Dの場合のディスクのそり角をこれ以上改善することは
難しい。また、ディスクの最大の面ぶれは、半径に比例
する。これより、光ピックアップ、あるいは記録再生装
置で用いるディスクの最大の半径をRとした場合、ディ
スクの面ぶれLはL=0.005・Rとなる。By the way, even in the higher density system, the disk material is plastic and
It is difficult to further improve the warp angle of the disk in the case of D. Also, the maximum disc runout is proportional to the radius. From this, when the maximum radius of the disk used in the optical pickup or the recording / reproducing apparatus is R, the surface deviation L of the disk is L = 0.005 · R.
【0080】ここで、レンズの作動距離dwは、次の式
で求めることが出来る。Here, the working distance dw of the lens can be obtained by the following equation.
【0081】dw=fb−d/ndDw = fb-d / nd
【0082】ここで、dは光ディスクの厚さであり、n
dは光ディスクの屈折率である。fbは、次の式で規定
される。R1は、前述の式によって規定されている。Here, d is the thickness of the optical disc, and n
d is the refractive index of the optical disk. fb is defined by the following equation. R1 is defined by the above equation.
【0083】fb=f(1−t(n−1)/n/R1)Fb = f (1-t (n-1) / n / R1)
【0084】すなわち、レンズが厚くなると、作動距離
が短くなるが、レンズとして成立するためには、作動距
離が有限である必要がある。したがって、レンズ厚さの
上限は、作動距離が有限な値である範囲になる。この範
囲は、レンズの焦点距離と、厚さと、ディスクの厚さで
決まる。That is, as the lens becomes thicker, the working distance becomes shorter, but the working distance needs to be finite in order to be realized as a lens. Therefore, the upper limit of the lens thickness is in the range where the working distance is a finite value. This range is determined by the focal length of the lens, the thickness, and the thickness of the disc.
【0085】レンズの厚さの範囲は、例えば2mm以
上、3.5mm以下に設定することができる。The thickness range of the lens can be set to, for example, 2 mm or more and 3.5 mm or less.
【0086】ここにおいて、好ましくは、作動距離dW
は、前述したディスクの最大の面ぶれ量Lより大きく定
める。Here, preferably, the working distance dW
Is set to be larger than the maximum surface deviation L of the disk described above.
【0087】dw > L > 0.005・RDw> L > 0.005 ・ R
【0088】したがって、例えば記録再生機で扱うディ
スクの最大半径が60mmの時は、作動距離が0.3m
m以上、25mmの時は、作動距離が0.125mm以
上、40mmの時は、作動距離が0.1mm以上である
ことが好ましい。Therefore, for example, when the maximum radius of the disc handled by the recording / reproducing apparatus is 60 mm, the working distance is 0.3 m.
When m or more and 25 mm, the working distance is preferably 0.125 mm or more, and when 40 mm, the working distance is preferably 0.1 mm or more.
【0089】ここで本願によれば前記したように、、作
動距離aを2群構成のレンズに比べて、大きくすること
が出来る。According to the present application, as described above, the working distance a can be made larger than that of the lens having the two-group structure.
【0090】以下この実施形態の実施例を示す。An example of this embodiment will be shown below.
【0091】<実施例1>この対物レンズの仕様は、表
1に示す通りである。Example 1 The specifications of this objective lens are as shown in Table 1.
【0092】[0092]
【表1】 [Table 1]
【0093】またこの対物レンズの設計値は表2に示す
通りである。The design values of this objective lens are as shown in Table 2.
【0094】[0094]
【表2】 [Table 2]
【0095】なお、第3面、第4面は、光ディスク23
の透過層の各表面を意味する(図1参照)。又、半径、
厚さの単位はmmである。The third and fourth surfaces are the optical disk 23.
Means each surface of the transparent layer (see FIG. 1). Also, the radius,
The unit of thickness is mm.
【0096】また、前記第1面、第2面の非球面係数
は、それぞれ表3、表4に示す通りである。The aspherical surface coefficients of the first surface and the second surface are as shown in Table 3 and Table 4, respectively.
【0097】[0097]
【表3】 [Table 3]
【0098】ここで例えばe-6は、10−6を意味す
る。Here, for example, e-6 means 10 −6 .
【0099】[0099]
【表4】 [Table 4]
【0100】図2は、実施例1の縦収差図であり、図3
は、非点収差図である。FIG. 2 is a longitudinal aberration diagram for Example 1, and FIG.
[Fig. 4] is an astigmatism diagram.
【0101】この実施例1の対物レンズによれば、軸上
での波面収差は0.01λと小さく実用上、無収差と言
える。また光軸に対して0.5度の入射角を有する軸外
入射光線に対する波面収差は0.056λであり同様に
良好な特性を示す。さらに、面間の偏芯については、偏
芯量が5μmのときの波面収差は0.030λであり多
少の収差の増加は見られるが実用上問題はない。すなわ
ち、この対物レンズは充分に量産に耐え得る製造公差を
有する。また作動距離は0.71mmであり、充分大き
な値を有する。According to the objective lens of Example 1, the on-axis wavefront aberration is as small as 0.01λ and can be said to be aberration-free in practical use. Further, the wavefront aberration with respect to an off-axis incident ray having an incident angle of 0.5 degree with respect to the optical axis is 0.056λ, and similarly good characteristics are exhibited. Further, regarding the decentering between the surfaces, the wavefront aberration is 0.030λ when the amount of decentering is 5 μm, and some increase in aberration can be seen, but there is no practical problem. That is, this objective lens has a manufacturing tolerance sufficient to endure mass production. The working distance is 0.71 mm, which is a sufficiently large value.
【0102】<実施例2>この対物レンズの仕様は、表
5に示す通りである。Example 2 The specifications of this objective lens are as shown in Table 5.
【0103】[0103]
【表5】 [Table 5]
【0104】またこの対物レンズの設計値は表6に示す
通りである。The design values of this objective lens are as shown in Table 6.
【0105】[0105]
【表6】 [Table 6]
【0106】なお、第3面、第4面は、光ディスク23
の透過層の各表面を意味する(図1)。又、半径、厚さ
の単位はmmである。The third and fourth surfaces are the optical disk 23.
Means each surface of the permeable layer (Fig. 1). The unit of radius and thickness is mm.
【0107】また、前記第1面、第2面の非球面係数
は、それぞれ表7、表8に示す通りである。Aspherical surface coefficients of the first surface and the second surface are as shown in Tables 7 and 8, respectively.
【0108】[0108]
【表7】 [Table 7]
【0109】[0109]
【表8】 [Table 8]
【0110】図4は、実施例2の縦収差図であり、図5
は、非点収差図である。FIG. 4 is a longitudinal aberration diagram for Example 2, and FIG.
[Fig. 4] is an astigmatism diagram.
【0111】実施例2の対物レンズによれば、軸上波面
収差は0.006λでありほぼ無収差と言える。また
0.5度の入射角を有する軸外入射光線に対する軸外波
面収差は、0.007λであり実用上良好な特性を有す
る。なお軸外波面収差が実施例1のそれよりも若干大き
いのは、実施例2の開口数(0.85)が実施例1のそ
れ(0.8)よりも大きいためである。According to the objective lens of Example 2, the axial wavefront aberration is 0.006λ, which can be said to be substantially aberration-free. The off-axis wavefront aberration for an off-axis incident ray having an incident angle of 0.5 degree is 0.007λ, which is a good characteristic in practical use. The off-axis wavefront aberration is slightly larger than that of Example 1 because the numerical aperture (0.85) of Example 2 is larger than that (0.8) of Example 1.
【0112】また面間の偏芯量(偏芯公差)について
は、偏芯量が5μmのとき波面収差は0.036λであ
る。従ってこの対物レンズも量産に耐え得る製造公差を
有する。またこの対物レンズの作動距離は、0.41m
mであり実用上充分広い値を有する。Regarding the amount of eccentricity (decentering tolerance) between the surfaces, the wavefront aberration is 0.036λ when the amount of eccentricity is 5 μm. Therefore, this objective lens also has manufacturing tolerances that can withstand mass production. The working distance of this objective lens is 0.41m.
m, which is a sufficiently wide value for practical use.
【0113】<実施例3>図6は、実施例3の対物レン
ズの断面図である。Example 3 FIG. 6 is a sectional view of an objective lens of Example 3.
【0114】対物レンズ11に入射した光束Lは、第1
面1と第2面2で屈折し、光ディスク21の第3面3と
透過層を透過して信号記録面に集光される。The light flux L incident on the objective lens 11 is
The light is refracted by the surface 1 and the second surface 2, passes through the third surface 3 and the transmission layer of the optical disc 21, and is condensed on the signal recording surface.
【0115】レンズ仕様は、表9の通りである。The lens specifications are as shown in Table 9.
【0116】[0116]
【表9】 [Table 9]
【0117】レンズの設計値は、表10の通りである。Table 10 shows the design values of the lens.
【0118】[0118]
【表10】 [Table 10]
【0119】第1面の非球面係数は、表11の通りであ
る。Table 11 shows the aspherical surface coefficients of the first surface.
【0120】[0120]
【表11】 [Table 11]
【0121】第2面の非球面係数は、表12の通りであ
る。Table 12 shows the aspherical surface coefficients of the second surface.
【0122】[0122]
【表12】 [Table 12]
【0123】このレンズにおいては、軸上での波面収差
は、0.002λと小さく、実用上は無収差と言える値
である。軸外0.5度の入射光線に対する波面収差は、
0.008λと良好な特性を示している。さらに、製造
工程で重要な面間の偏芯に関しては、偏芯が3μmの
時、波面収差0.037λと非常に良好な値を有してい
る。In this lens, the on-axis wavefront aberration is as small as 0.002λ, which is practically an aberration-free value. The wavefront aberration for an incident ray of 0.5 degrees off-axis is
It shows a good characteristic of 0.008λ. Further, regarding the decentering between the surfaces, which is important in the manufacturing process, when the decentering is 3 μm, the wavefront aberration has a very good value of 0.037λ.
【0124】図7は縦収差図であり、図8は正弦条件不
満足量を示す図であり、図9は非点収差図である。FIG. 7 is a longitudinal aberration diagram, FIG. 8 is a diagram showing a sine condition dissatisfaction amount, and FIG. 9 is an astigmatism diagram.
【0125】また、作動距離は、0.1735mmであ
り、半径25mmのディスクを用いた場合の好ましい作
動距離である、0.125mmより充分広くなってい
る。The working distance is 0.1735 mm, which is sufficiently wider than the preferred working distance of 0.125 mm when a disk having a radius of 25 mm is used.
【0126】次に、光ピックアップ装置の実施例を図1
0をもって説明する。光ピックアップ装置30は、レー
ザー光源である青色レーザーダイオード(LD)31と、
ビームスプリッタ32と、対物レンズ33と、フォトデ
ィテクタ(PD)及び電流電圧変換器(I−V)34とを
有している。Next, an embodiment of the optical pickup device is shown in FIG.
It will be explained with 0. The optical pickup device 30 includes a blue laser diode (LD) 31 which is a laser light source,
It has a beam splitter 32, an objective lens 33, a photodetector (PD), and a current-voltage converter (IV) 34.
【0127】青色LD31は、例えば約405nmの青
色光(レーザー光)を発する。ビームスプリッタ32
は、青色LD32から光ディスク35に向かう光と、光
ディスク35からPD及びI−V34に向かう光を分離
する。対物レンズ33は、前述の実施例に示したものを
用いる。PD及びI−V34は、入射した光を電流に変
換し、さらにこの電流を電圧に変換して出力する。The blue LD 31 emits blue light (laser light) of about 405 nm, for example. Beam splitter 32
Separates the light from the blue LD 32 toward the optical disk 35 and the light from the optical disk 35 toward the PD and the IV 34. As the objective lens 33, the one shown in the above-mentioned embodiment is used. The PD and the I-V 34 convert the incident light into a current, further convert the current into a voltage, and output the voltage.
【0128】光ピックアップ装置30は、光ディスク3
5に信号(情報)を記録することができる。すなわち、
青色LD31は、入力される記録信号によって変調され
た青色光を発する。この青色光は、ビームスプリッタ3
2と対物レンズ33を介して光ディスク35に集光され
る。光ディスク35においては、光ピックアップ装置3
0から照射されたレーザー光の強さによって信号記録面
に情報信号が記録される。例えば、光ディスク35のラ
ンド又はグループに、ピット又は相変化によって信号を
記録する。The optical pickup device 30 includes the optical disc 3
It is possible to record a signal (information) at 5. That is,
The blue LD 31 emits blue light modulated by the input recording signal. This blue light is transmitted to the beam splitter 3
The light is focused on the optical disk 35 via 2 and the objective lens 33. In the optical disc 35, the optical pickup device 3
An information signal is recorded on the signal recording surface according to the intensity of the laser light emitted from 0. For example, a signal is recorded on the land or group of the optical disc 35 by pits or phase changes.
【0129】また、光ピックアップ装置30は、光ディ
スク35から信号を再生することができる。すなわち、
青色LD31から発した所定の強さの光は、ビームスプ
リッタ32と対物レンズ33を介して光ディスク35の
信号記録面に集光される。光ディスク35からの反射光
は、対物レンズ33とビームスプリッタ32を介してP
D及びI−V34に入力され、電圧に変換される。この
ように、例えば光ディスク35の信号記録面のランド又
はグルーブにピットとして記録された信号は、電圧とし
て出力される。Further, the optical pickup device 30 can reproduce a signal from the optical disc 35. That is,
Light of a predetermined intensity emitted from the blue LD 31 is focused on the signal recording surface of the optical disc 35 via the beam splitter 32 and the objective lens 33. The reflected light from the optical disk 35 passes through the objective lens 33 and the beam splitter 32 to generate P
It is input to D and I-V34, and is converted into a voltage. Thus, for example, a signal recorded as a pit on a land or groove on the signal recording surface of the optical disc 35 is output as a voltage.
【0130】次に、光ディスク記録再生装置又は光ディ
スク再生装置の実施例を図11をもって説明する。Next, an embodiment of the optical disk recording / reproducing apparatus or the optical disk reproducing apparatus will be described with reference to FIG.
【0131】光ディスク記録再生装置は、PRML(Pa
rtial Response Maxim likelihood)ブロック50と、
コントローラブロック60と、記録補償ブロック70と
を有している。また、光ディスク記録再生装置は、前述
の光ピックアップ装置30を有している。The optical disc recording / reproducing apparatus has a PRML (Pa
rtial Response Maxim likelihood) block 50,
It has a controller block 60 and a recording compensation block 70. The optical disk recording / reproducing apparatus has the above-mentioned optical pickup device 30.
【0132】PRMLブロック50は、A/D変換器5
1と、ディジタル等化器52と、タップ係数制御器53
と、フェーズシフタ54と、PLL55と、ビタビ検出
器56とを有している。コントローラブロック60は、
1−7RLL(Run Length Limited)処理部61を有し
ている。さらにこの例では、信号変調方式に1−7RL
L(Run Length Limit)を用いている。The PRML block 50 includes the A / D converter 5
1, a digital equalizer 52, and a tap coefficient controller 53
The phase shifter 54, the PLL 55, and the Viterbi detector 56. The controller block 60 is
It has a 1-7 RLL (Run Length Limited) processing unit 61. Further, in this example, the signal modulation method is 1-7RL.
L (Run Length Limit) is used.
【0133】PRMLブロック50は、光ピックアップ
30から前置増幅器を介して信号が入力され、PRML
信号処理を施す。コントローラブロック60は、PRM
Lブロック50のビタビ復号器56から信号が入力さ
れ、1−7RLL処理部61によって処理を行う。記録
補償ブロック70は、コントローラブロック60から信
号が入力され、この信号に応じてLD駆動部を介して光
ピックアップ装置30の青色LD31を駆動制御する。The PRML block 50 receives a signal from the optical pickup 30 via the preamplifier, and outputs the PRML block 50.
Perform signal processing. The controller block 60 is a PRM
A signal is input from the Viterbi decoder 56 of the L block 50 and processed by the 1-7 RLL processing unit 61. A signal is input from the controller block 60 to the recording compensation block 70, and the recording compensation block 70 drives and controls the blue LD 31 of the optical pickup device 30 via the LD drive unit in accordance with the signal.
【0134】このように、光ディスク記録再生装置は、
光ディスク35から光ピックアップ装置30で読み出し
た信号に対して所定の復号を施して復調して出力するこ
とによって再生する。また、入力された信号に所定の符
号化を施して変調し、光ピックアップ30を介して光デ
ィスク35に書き込むことによって記録する。なお、光
ディスク記録再生装置の有する記録ブロックを設けない
光ディスク再生装置として構成することもできる。ま
た、上記したビームスプリッタの一例として、偏光ビー
ムスプリッタを用いることができる。As described above, the optical disk recording / reproducing apparatus is
The signal read by the optical pickup device 30 from the optical disc 35 is reproduced by performing predetermined decoding, demodulating and outputting. In addition, the input signal is subjected to predetermined encoding and modulation, and is written on the optical disc 35 via the optical pickup 30 to be recorded. The optical disk recording / reproducing apparatus may be configured as an optical disk reproducing apparatus without the recording block. A polarization beam splitter can be used as an example of the above-mentioned beam splitter.
【0135】[0135]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、開
口数が0.78以上の単一レンズから成り、且つ、0.
3mm以下の薄い再生透過層を有する光ディスクに対応
でき、400nm程度の波長の光に対して、偏芯公差が
製造可能な範囲にあり、良好な軸上収差特性・軸外収差
特性を有し、作動距離が広い対物レンズ及びこの対物レ
ンズを用いた光ピックアップ装置、この光ピックアップ
装置を用いた光ディスク記録再生装置、光ディスク再生
装置を提供することができる。As described above, according to the present invention, a single lens having a numerical aperture of 0.78 or more is used, and 0.
It can be applied to an optical disc having a thin reproduction transmission layer of 3 mm or less, has an eccentricity tolerance within a range in which light with a wavelength of about 400 nm can be manufactured, and has good on-axis aberration characteristics and off-axis aberration characteristics. It is possible to provide an objective lens having a wide working distance, an optical pickup device using the objective lens, an optical disc recording / reproducing device using the optical pickup device, and an optical disc reproducing device.
【0136】またさらに、使用するディスクの最大半径
に応じて、充分に広い作動距離を有する光ピックアップ
ないし光ディスク記録再生装置及び再生装置を提供する
ことが出来る。Furthermore, it is possible to provide an optical pickup or an optical disk recording / reproducing apparatus and a reproducing apparatus having a sufficiently wide working distance according to the maximum radius of the disk to be used.
【図1】この発明の一実施形態の対物レンズのパラメー
タを説明する説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating parameters of an objective lens according to an embodiment of the present invention.
【図2】図2は、実施例1の縦収差図である。FIG. 2 is a longitudinal aberration diagram for Example 1.
【図3】図3は、実施例1の非点収差図である。FIG. 3 is an astigmatism diagram of Example 1.
【図4】図4は、実施例2の縦収差図である。FIG. 4 is a longitudinal aberration diagram for Example 2.
【図5】図5は、実施例2の非点収差図である。5 is an astigmatism diagram of Example 2. FIG.
【図6】図6は、実施例3の対物レンズの断面図であ
る。FIG. 6 is a sectional view of an objective lens according to a third embodiment.
【図7】図7は、実施例3の縦収差図である。7 is a longitudinal aberration diagram for Example 3. FIG.
【図8】図8は、実施例3の正弦条件不満足量を示す図
である。FIG. 8 is a diagram illustrating a sine condition dissatisfaction amount according to the third embodiment.
【図9】図9は、実施例3の非点収差を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing astigmatism of Example 3;
【図10】図10は、光ピックアップ装置の実施例を示
す図である。FIG. 10 is a diagram showing an embodiment of an optical pickup device.
【図11】図11は、光ディスク記録再生装置の実施例
を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing an embodiment of an optical disc recording / reproducing apparatus.
フロントページの続き Fターム(参考) 2H087 KA13 LA01 PA01 PA17 PB01 QA02 QA07 QA14 QA34 RA05 RA12 RA13 RA45 5D119 AA11 AA22 AA31 AA32 BA01 BB01 BB02 BB03 DA01 DA05 EB02 EC01 FA05 JA11 JA44 JB01 JB02 JB03 JB06 JB10 5D789 AA11 AA22 AA31 AA32 BA01 BB01 BB02 BB03 DA01 DA05 EB02 EC01 FA05 JA11 JA44 JB01 JB02 JB03 JB06 JB10Continued front page F term (reference) 2H087 KA13 LA01 PA01 PA17 PB01 QA02 QA07 QA14 QA34 RA05 RA12 RA13 RA45 5D119 AA11 AA22 AA31 AA32 BA01 BB01 BB02 BB03 DA01 DA05 EB02 EC01 FA05 JA11 JA44 JB01 JB02 JB03 JB06 JB10 5D789 AA11 AA22 AA31 AA32 BA01 BB01 BB02 BB03 DA01 DA05 EB02 EC01 FA05 JA11 JA44 JB01 JB02 JB03 JB06 JB10
Claims (7)
た、開口数が0.78以上の単レンズであって、以下の
条件を満足する光ディスク用対物レンズ。 (1)d/f>1.2、 (2)0.65<R1/f<0.95、 (3)|R1/R2| <0.7、 (4)n>1.65。 ここでfは当該レンズの焦点距離であり、dは当該レン
ズの中心厚さ、R1は当該レンズの光源側の頂点におけ
る曲率半径、R2は当該レンズの光ディスク側の頂点に
おける曲率半径、nは当該レンズの屈折率である。1. An objective lens for an optical disk, which is a single lens with at least one surface having an aspherical shape and a numerical aperture of 0.78 or more, and which satisfies the following conditions. (1) d / f> 1.2, (2) 0.65 <R1 / f <0.95, (3) | R1 / R2 | <0.7, (4) n> 1.65. Here, f is the focal length of the lens, d is the center thickness of the lens, R1 is the radius of curvature of the apex of the lens on the light source side, R2 is the radius of curvature of the apex of the lens on the optical disk side, and n is the radius. The refractive index of the lens.
レンズ。2. The lens according to claim 1, which has a working distance of 0.3 mm or more.
以下である請求項1又は2のレンズ。3. The disk has a transparent layer thickness of 0.3 mm.
The lens according to claim 1 or 2, wherein:
ズと、レーザー光源と、フォトディテクタとを有するこ
とを特徴とする光ピックアップ装置。4. An optical pickup device comprising the lens according to claim 1, a laser light source, and a photodetector.
射するレーザー光が照射されるべき光ディスクの径に応
じて作動距離が次の関係を有する請求項4に記載の光ピ
ックアップ装置。作動距離>0.005×光ディスク半
径5. The optical pickup device according to claim 4, wherein the working distance of the lens has the following relationship according to the diameter of the optical disc to be irradiated with the laser light emitted from the laser light source. Working distance> 0.005 x optical disc radius
装置と、前記光ピックアップ装置を用いて光ディスクに
情報を記録再生する記録再生手段とを有することを特徴
とする光ディスク記録再生装置。6. An optical disc recording / reproducing apparatus, comprising: the optical pickup device according to claim 4; and a recording / reproducing device for recording / reproducing information on / from an optical disc using the optical pickup device.
装置と、前記光ピックアップ装置を用いて光ディスクに
記録されている情報を再生する再生手段とを有すること
を特徴とする光ディスク再生装置。7. An optical disc reproducing apparatus comprising: the optical pickup device according to claim 4 or 5, and a reproducing means for reproducing information recorded on an optical disc using the optical pickup device.
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2004021065A1 (en) * | 2002-08-28 | 2004-03-11 | Konica Minolta Holdings, Inc. | Object lens for optical pickup device, optical pickup device and optical information recording/reproducing device |
US8223442B2 (en) | 2007-01-29 | 2012-07-17 | Hoya Corporation | Objective lens for optical pick-up |
-
2002
- 2002-07-05 JP JP2002198000A patent/JP2003114383A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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