JP2000090470A - Optical system for recording and reproducing optical disks - Google Patents
Optical system for recording and reproducing optical disksInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高密度光ディスク用の光学系に対して製造の
トレランスをも考慮して最適設計された対物レンズを使
用しながら、発散有限系とした低密度光ディスク用光学
系でのレンズシフト時のコマ収差を低減する。
【解決手段】 光源11からの光束を高密度の光ディス
ク16に集光する第1の光路と、光源41からの光束を
低密度の光ディスク26に集光する第2の光路とを備
え、第1の光路は、光ディスク16に光源11からの光
束を収束させる対物レンズ15を有し、第2の光路は、
光源41からの光束を光ディスク26に収束させるレン
ズとして対物レンズ15を第1の光路と共有する有限共
役系の光学系であり、対物レンズ15は、第1の光路と
光ディスク16の組合せに対して最適設計されたもので
あり、光源41の光軸方向の位置は、光ディスク26の
情報記録面における波面収差が最小になる位置21から
所定量変位している。
(57) [Problem] To provide an optical system for a low-density optical disk with a divergent finite system while using an objective lens optimally designed in consideration of manufacturing tolerance for an optical system for a high-density optical disk. Coma at the time of lens shift is reduced. A first optical path for condensing a light beam from a light source on a high-density optical disk, and a second optical path for condensing a light beam from a light source on a low-density optical disk are provided. Has an objective lens 15 that converges a light beam from the light source 11 onto the optical disc 16, and the second optical path has
The objective lens 15 is a finite conjugate optical system that shares the objective lens 15 with the first optical path as a lens that converges the light beam from the light source 41 to the optical disk 26. The position is optimally designed, and the position of the light source 41 in the optical axis direction is displaced by a predetermined amount from the position 21 where the wavefront aberration on the information recording surface of the optical disk 26 is minimized.
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、基板厚みおよび/
または対応波長の異なる光ディスクを記録および/また
は再生するための光学系に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention
Alternatively, the present invention relates to an optical system for recording and / or reproducing optical disks having different corresponding wavelengths.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、高密度化や記録可能媒体の普及な
どによって光ディスクの規格が増え、ディスクの基板厚
みの違いや反射率の波長依存性に対応するために、記録
および/または再生用光学系(以下、光学系と略す)の
対物レンズの開口数(以下NA)や使用波長を変えるこ
とが必要になっている。たとえばCDの基板の厚みが
1.2mmであるのに対して、DVDでは0.6mmで
ある。またCD−Rに使用されるディスク記録材料の反
射率は、波長780〜830nmでは65%以上である
のに対して、波長635〜650nmでは20%以下に
低下する。したがって、DVDに対応する光学系におい
ては光源波長635〜650nmおよび対物レンズNA
0.6が使用され、CD−Rに対応する光学系において
は光源波長780〜830nmおよび対物レンズNA
0.45が使用されるのが一般的である。2. Description of the Related Art In recent years, standards for optical disks have been increased due to the increase in density and the spread of recordable media, and recording and / or reproducing optics have been developed in order to cope with differences in disk substrate thickness and wavelength dependence of reflectance. It is necessary to change the numerical aperture (hereinafter, NA) of the objective lens of the system (hereinafter, abbreviated as an optical system) and the used wavelength. For example, the thickness of a CD substrate is 1.2 mm, while that of a DVD is 0.6 mm. The reflectivity of the disk recording material used for the CD-R is 65% or more at a wavelength of 780 to 830 nm, but drops to 20% or less at a wavelength of 635 to 650 nm. Therefore, in the optical system corresponding to DVD, the light source wavelength 635-650 nm and the objective lens NA
0.6 is used. In an optical system corresponding to CD-R, a light source wavelength of 780 to 830 nm and an objective lens NA are used.
Typically 0.45 is used.
【0003】このように対応する光学系が異なる光ディ
スクを、同一の光ディスク装置で記録再生できることが
望ましく、かつ光ディスク装置を小型化・低コスト化す
ることが求められるため、異なる規格の光ディスクに対
応する光学系を共用化する方式が提案されている。[0003] It is desirable that the same optical disk having different optical systems can be recorded and reproduced by the same optical disk device, and it is required to reduce the size and cost of the optical disk device. A method of sharing an optical system has been proposed.
【0004】その代表的な方式として、特開平8−55
363号公報に示された光ヘッドがある。これは、光源
から出射される光束を集光する集光レンズと、その光束
を光ディスクの情報記録面上に収束させる対物レンズと
を共用化し、DVDのような高密度光ディスクに対応す
る光学系を無限共役系(以下、無限系と略す)とし、対物
レンズは無限系で高密度光ディスクの基板厚みに対して
最適設計されたものを用いるものである。CDまたはC
D−Rのように、基板厚みが異なり相対的に低密度な光
ディスクを記録再生する場合には、光学系を有限共役系
(以下、有限系と略す)として基板厚みの違いにより生
じる球面収差を相殺することにより、良好な信号記録再
生特性を得るものである。As a typical method, Japanese Patent Laid-Open Publication No. 8-55
There is an optical head disclosed in JP-A-363-363. In this method, a condensing lens for condensing a light beam emitted from a light source and an objective lens for converging the light beam on an information recording surface of the optical disk are shared, and an optical system corresponding to a high-density optical disk such as a DVD is used. An infinite conjugate system (hereinafter abbreviated as an infinite system) is used, and an objective lens which is an infinite system and optimally designed for the substrate thickness of a high-density optical disk is used. CD or C
When recording and reproducing optical discs having different substrate thicknesses and relatively low densities, such as DR, the optical system is defined as a finite conjugate system (hereinafter, abbreviated as a finite system) to reduce spherical aberration caused by the difference in substrate thickness. By canceling out, good signal recording / reproducing characteristics are obtained.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
8−55363号公報に示された方式は、高密度光ディ
スクの記録再生に対しては光学系が最適化されているも
のの、低密度光ディスクの記録再生に対しては、対物レ
ンズをトラッキング制御のため光軸と垂直な方向に移動
(レンズシフト)させた場合にコマ収差が増大するとい
う問題がある。However, in the system disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-55363, although the optical system is optimized for recording and reproducing on a high-density optical disk, recording on a low-density optical disk is performed. For reproduction, there is a problem that coma aberration increases when the objective lens is moved (lens shift) in a direction perpendicular to the optical axis for tracking control.
【0006】このコマ収差の増大は、開口絞りが対物レ
ンズと一体で移動する場合に起こるが、開口絞りが光学
系の固定部分に設置される場合にはより顕著になる。開
口絞りが対物レンズと一体で移動する場合、対物レンズ
に入射する光束はレンズシフトがあっても常にレンズ光
軸を中心とした開口絞りと同じ直径の円内を透過する
が、開口絞りが固定側に設置される場合には、絞られた
光束の中心がレンズシフト時にレンズ光軸とずれ、収差
の発生しやすい対物レンズ外周部を透過する。このため
開口絞りが対物レンズと一体で移動する場合よりも、コ
マ収差の発生量がさらに大きくなる。最近では装置を薄
型化するために光ヘッドも薄型化することが要求されて
いるが、薄型化を進めていくと開口制限手段を対物レン
ズの近傍に配置することが困難になり、光学系の固定部
分に設置することが必要になる。従って薄型化の要求を
満足するためにはレンズシフト時にコマ収差の発生を避
けられず、これが光学系の記録または再生性能を著しく
劣化させるので、これを低減することが求められる。[0006] This increase in coma aberration occurs when the aperture stop moves integrally with the objective lens, but becomes more remarkable when the aperture stop is installed at a fixed portion of the optical system. When the aperture stop moves with the objective lens, the luminous flux incident on the objective lens always passes through a circle with the same diameter as the aperture stop centered on the lens optical axis even if there is a lens shift, but the aperture stop is fixed In the case of being installed on the side, the center of the narrowed light beam is shifted from the lens optical axis at the time of lens shift, and transmits through the outer peripheral portion of the objective lens where aberrations are likely to occur. For this reason, the amount of generation of coma aberration is further increased as compared with the case where the aperture stop moves integrally with the objective lens. Recently, it has been required to reduce the thickness of the optical head in order to reduce the thickness of the apparatus. However, as the thickness of the optical head is reduced, it becomes difficult to dispose the aperture limiting means near the objective lens. It needs to be installed on a fixed part. Therefore, in order to satisfy the demand for thinning, it is inevitable to generate coma at the time of lens shift, and this greatly deteriorates the recording or reproducing performance of the optical system.
【0007】これを対物レンズの設計によって解決する
ために、対物レンズの設計条件として、高密度光ディス
クに対して性能を最適化する条件だけでなく、異なる基
板厚みに対応する有限光学系においてレンズシフトした
場合の収差発生を抑制する条件を加味して最適設計する
設計手法が提案されている(たとえば特開平9−179
021号公報)。しかし一般に対物レンズの設計におい
ては、一種類の光ディスクに対する軸上性能と軸外性能
を満足することと同時に、製造時のトレランスを確保す
るためにレンズの第1面と第2面の中心がずれた場合
(ディセンター)にも大きな収差を発生しないという条
件を満足する必要があり、軸上性能、軸外性能およびデ
ィセンターの3つの条件を満足しようとすると、他の条
件に対して設計の自由度が大きく制限されるのが普通で
ある。逆に、無限系および有限系の軸上性能、軸外性能
を両立させようとすると、ディセンターの条件を満足す
るのが困難になる。従って、このような対物レンズは製
造時のトレランスを犠牲にして設計はできるものの、実
現するのが困難になってしまう。In order to solve this problem by designing an objective lens, not only the conditions for optimizing the performance of a high-density optical disc but also the lens shift in a finite optical system corresponding to different substrate thicknesses are set as objective lens design conditions. There has been proposed a design method for performing an optimal design in consideration of a condition for suppressing the occurrence of aberration in the case of (for example, JP-A-9-179).
No. 021). However, in the design of an objective lens, in general, the center of the first surface and the second surface of the lens are displaced in order to satisfy the on-axis performance and the off-axis performance for one type of optical disk and to secure tolerance during manufacturing. In this case, it is necessary to satisfy the condition that large aberration does not occur even in the case of decentering. If the three conditions of on-axis performance, off-axis performance, and decentering are to be satisfied, the Usually, the degree of freedom is greatly restricted. Conversely, if it is attempted to achieve both on-axis performance and off-axis performance of an infinite system and a finite system, it becomes difficult to satisfy the decentering condition. Therefore, although such an objective lens can be designed at the expense of tolerance during manufacturing, it is difficult to realize.
【0008】また、有限系におけるレンズシフト時の収
差発生を抑制するための別の方法として、基板厚みの異
なる光ディスクに対応する2つの光学系を両方とも有限
系とし、それぞれの対物レンズ横倍率が逆符号になるよ
う構成して、対物レンズ入射光の発散角または収束角を
減殺することによって、レンズシフト時のコマ収差を低
減する方法が提案されている(特開平9−316123
号公報)。たとえば高密度光ディスク用の光学系を対物
レンズ入射光が収束光である有限系(以下、収束有限系
と呼ぶ)とし、基板厚がより大きな低密度光ディスク用
の光学系を対物レンズ入射光が発散光である有限系(以
下、発散有限系と呼ぶ)とする方式である。As another method for suppressing the occurrence of aberration at the time of lens shift in a finite system, two optical systems corresponding to optical disks having different substrate thicknesses are both finite systems, and each objective lens has a lateral magnification. There has been proposed a method of reducing the coma aberration at the time of lens shift by reducing the divergence angle or convergence angle of the incident light of the objective lens by configuring to have the opposite sign (Japanese Patent Laid-Open No. 9-316123).
No.). For example, the optical system for a high-density optical disk is a finite system in which the objective lens incident light is convergent light (hereinafter, referred to as a convergent finite system), and the optical system for a low-density optical disk having a larger substrate thickness emits the objective lens incident light. This is a system that is a finite system that is light (hereinafter, referred to as a divergent finite system).
【0009】しかしこの方式では、高密度光ディスク記
録再生用光学系を収束有限系とすることによって、光ヘ
ッドの調整工程が複雑かつ長時間化するという問題があ
る。一般に対物レンズ入射光の発散角または収束角が設
計値からずれると、光ディスク情報記録面上での収差が
増大するため、集光レンズと対物レンズを用いる光学
系、特に収差に敏感な高密度光ディスク用光学系におい
ては、光源と集光レンズの距離を変化させて、光束の発
散角または収束角を調整することが必要になる。However, in this system, there is a problem that the adjustment process of the optical head is complicated and lengthened by using a convergent finite optical system for recording / reproducing a high-density optical disk. Generally, when the divergence angle or convergence angle of the incident light of the objective lens deviates from the design value, the aberration on the information recording surface of the optical disk increases. Therefore, an optical system using a condenser lens and an objective lens, particularly a high-density optical disk sensitive to aberration. In the optical system for use, it is necessary to adjust the divergence angle or convergence angle of the light beam by changing the distance between the light source and the condenser lens.
【0010】集光レンズの焦点距離が十分長ければ、光
源と集光レンズの位置を機械的な精度で決めることによ
ってこの調整を省略することが可能であるが、その場合
には光ヘッドが大型化することに加えて、レンズ径が同
じであれば集光レンズの焦点距離に比例して光の伝達効
率が低下する。If the focal length of the condenser lens is sufficiently long, this adjustment can be omitted by determining the positions of the light source and the condenser lens with mechanical accuracy. In addition to this, if the lens diameter is the same, the light transmission efficiency decreases in proportion to the focal length of the condenser lens.
【0011】したがって、光ヘッドを小型にして、しか
も高密度光ディスクの記録再生に必要な精度を確保する
ためには、集光レンズの焦点距離を適切な値にした上
で、光源と集光レンズの距離を調整することが必要であ
る。光学系が無限系であれば集光レンズ透過後の光束は
略平行なので、光源と集光レンズだけの状態でオートコ
リメータなどを用いて調整するのは容易である。Therefore, in order to reduce the size of the optical head and to ensure the accuracy required for recording and reproduction on a high-density optical disc, the focal length of the condenser lens must be set to an appropriate value, and then the light source and the condenser lens must be set. It is necessary to adjust the distance. If the optical system is an infinite system, the light flux after passing through the condenser lens is almost parallel, and it is easy to adjust the state using only the light source and the condenser lens using an autocollimator or the like.
【0012】ところが光学系が有限系の場合は、光源と
集光レンズだけで精度よく調整することは難しく、対物
レンズと組み合わせた状態で光ディスクの情報を再生し
て、その再生信号が所定の品質になるような調整を行わ
なければならない。光ディスクの情報を再生するために
は、光ディスクで反射した光を検出する検出光学系が調
整できていなければならず、そのためには光源と集光レ
ンズの距離が定まっていなければならない。However, when the optical system is a finite system, it is difficult to accurately adjust only the light source and the condensing lens. Must be adjusted so that In order to reproduce the information on the optical disk, the detection optical system for detecting the light reflected on the optical disk must be adjusted, and for that, the distance between the light source and the condenser lens must be fixed.
【0013】したがって、有限光学系の場合は、光源と
集光レンズの距離の調整と検出光学系の調整を交互に繰
り返し行い、その精度を徐々に上げていかなければなら
ず、調整工程が非常に複雑かつ長時間化するという問題
がある。Therefore, in the case of a finite optical system, the adjustment of the distance between the light source and the condenser lens and the adjustment of the detection optical system must be repeated alternately to gradually increase the accuracy. However, there is a problem that it is complicated and the time is long.
【0014】本発明は、上述したこのような光ディスク
の記録再生用光学系が有する課題を考慮して、高密度光
ディスク用の光学系に対して製造のトレランスをも考慮
して最適設計された対物レンズを使用しながら、発散有
限系とした低密度光ディスク用光学系でのレンズシフト
時のコマ収差を低減する光ディスクの記録再生用光学系
を提供することを目的とする。In view of the above-mentioned problems of the optical system for recording / reproducing an optical disk, the present invention provides an objective system which is optimally designed for an optical system for a high-density optical disk in consideration of manufacturing tolerance. An object of the present invention is to provide an optical disc recording / reproducing optical system that reduces coma aberration during lens shift in a low-density optical disc optical system that is a divergent finite system while using a lens.
【0015】[0015]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、第1の本発明(請求項1に記載の本発明に対応)
は、第1の光源からの光束を第1の光ディスクに集光す
る第1の光路と、第2の光源からの光束を前記第1の光
ディスクとは基板の厚みが異なる第2の光ディスクに集
光する第2の光路とを備え、前記第1の光路が、前記第
1の光ディスクに第1の光源からの光束を収束させる対
物レンズを有し、前記第2の光路が、前記第2の光源か
らの光束を前記第2の光ディスクに収束させるレンズと
して前記対物レンズを前記第1の光路と共有する、有限
共役系の光学系であり、前記対物レンズが、前記第1の
光路と前記第1の光ディスクとの組合せに対して最適設
計されたものであり、前記第2の光源が、その光軸方向
の位置が、前記第2の光ディスクの情報記録面における
波面収差が最小になる位置から所定量変位して、配置さ
れていることを特徴とする光ディスクの記録再生用光学
系である。In order to solve the above-mentioned problems, a first invention (corresponding to the first invention) is provided.
A first optical path for condensing a light beam from a first light source on a first optical disc, and a light beam from a second light source on a second optical disc having a substrate thickness different from that of the first optical disc. A second optical path that emits light, wherein the first optical path has an objective lens that converges a light beam from a first light source on the first optical disc, and the second optical path includes the second optical path. A finite conjugate optical system that shares the objective lens with the first optical path as a lens that converges a light beam from a light source on the second optical disk, wherein the objective lens is connected to the first optical path and the first optical path. And the second light source is positioned such that its position in the optical axis direction is at a position where the wavefront aberration on the information recording surface of the second optical disk is minimized. Displaced by a predetermined amount A reproducing optical system of the optical disk to be.
【0016】第2の本発明(請求項2に記載の本発明に
対応)は、前記所定量が、前記第2の光源の波長をλと
したとき、前記第2の光ディスクの情報記録面における
波面収差のrms値WAが、数1の条件を満足するもの
であることを特徴とする第1の本発明の光ディスクの記
録再生用光学系である。According to a second aspect of the present invention (corresponding to the second aspect of the present invention), when the predetermined amount is λ where the wavelength of the second light source is λ, the information recording surface of the second optical disk is The recording / reproducing optical system for an optical disc according to the first aspect of the present invention, wherein the rms value WA of the wavefront aberration satisfies the condition of Formula 1.
【0017】[0017]
【数1】0.02 ≦ WA/λ ≦ 0.06 第3の本発明(請求項3に記載の本発明に対応)は、前
記第1の光ディスクの基板厚みをt1、前記第2の光デ
ィスクの基板厚みをt2としたとき、t1<t2である
ことを特徴とする第1または第2の本発明の光ディスク
の記録再生用光学系である。0.02 ≦ WA / λ ≦ 0.06 According to a third aspect of the present invention (corresponding to the third aspect of the present invention), the substrate thickness of the first optical disk is t1, the second optical disk is The recording / reproducing optical system for an optical disk according to the first or second aspect of the present invention, wherein t1 <t2 when the substrate thickness is t2.
【0018】第4の本発明(請求項4に記載の本発明に
対応)は、前記第1の光路に対応する場合の光ディスク
側開口数をNA1、前記第2の光路に対応する場合の光
ディスク側開口数をNA2とし、前記第1の光源の波長
をλ1、前記第2の光源の波長をλ2としたとき、NA
1>NA2かつλ1<λ2であることを特徴とする請求
項3に記載の光ディスクの記録再生用光学系である。According to a fourth aspect of the present invention (corresponding to the fourth aspect of the present invention), an optical disk side numerical aperture corresponding to the first optical path is set to NA1, and an optical disk corresponding to the second optical path is set to NA1. When the side numerical aperture is NA2, the wavelength of the first light source is λ1, and the wavelength of the second light source is λ2, NA
4. The optical system for recording / reproducing an optical disk according to claim 3, wherein 1> NA2 and λ1 <λ2.
【0019】第5の本発明(請求項5に記載の本発明に
対応)は、前記第2の光源からの光束に対してのみ絞り
作用を持ち、前記第1の光源からの光束に対しては影響
を及ぼさない開口制限手段を備えることを特徴とする第
4の本発明の光ディスクの記録再生用光学系である。A fifth aspect of the present invention (corresponding to the fifth aspect of the present invention) has an aperture function only for the light beam from the second light source, and for the light beam from the first light source. A fourth aspect of the present invention is an optical system for recording / reproducing an optical disk according to the fourth aspect of the present invention, comprising an aperture limiting means having no influence.
【0020】第6の本発明(請求項6に記載の本発明に
対応)は、前記開口制限手段が、前記対物レンズと一体
で移動制御されるよう支持され、前記第2の光源が、そ
の光軸方向の位置が、前記第2の光ディスクの情報記録
面における波面収差が最小になる位置よりも、前記対物
レンズから遠い側になるように、配置されていることを
特徴とする第5の本発明の光ディスクの記録再生用光学
系である。According to a sixth aspect of the present invention (corresponding to the sixth aspect of the present invention), the aperture limiting means is supported so as to be controlled to move integrally with the objective lens, and the second light source is provided with A fifth feature is that the position in the optical axis direction is located farther from the objective lens than the position where the wavefront aberration on the information recording surface of the second optical disc is minimized. 2 is an optical system for recording and reproducing the optical disk of the present invention.
【0021】第7の本発明(請求項7に記載の本発明に
対応)は、前記開口制限手段が、前記対物レンズの移動
とは独立して支持され、前記第2の光源が、その光軸方
向の位置が、前記第2の光ディスクの情報記録面におけ
る波面収差が最小になる位置よりも、前記対物レンズに
近い側になるように、配置されていることを特徴とする
第5の本発明の光ディスクの記録再生用光学系である。According to a seventh aspect of the present invention (corresponding to the seventh aspect of the present invention), the aperture limiting means is supported independently of the movement of the objective lens, and the second light source is provided with the light source. The fifth book is arranged such that an axial position is closer to the objective lens than a position where the wavefront aberration on the information recording surface of the second optical disc is minimized. 4 is an optical system for recording and reproducing the optical disc of the invention.
【0022】なお、上記構成の光ディスクの記録再生用
光学系の作用は、以下の通りである。The operation of the recording / reproducing optical system for an optical disk having the above configuration is as follows.
【0023】第1の光ディスクについて製造のトレラン
スまで考慮に入れて最適設計された対物レンズを用い
て、基板厚みの異なる第2の光ディスクを記録再生する
場合、光学系を有限系にすることによって、第1、第2
の光ディスクの基板厚みの差によって発生する球面収差
を補正して最小になるように設定する。この場合、対物
レンズがトラッキング制御によって光軸と垂直な方向に
レンズシフトすると、コマ収差が発生しやすい。When recording / reproducing a second optical disk having a different substrate thickness using an objective lens optimally designed in consideration of the manufacturing tolerance of the first optical disk, the optical system is made to be a finite system. 1st, 2nd
The spherical aberration generated due to the difference in the substrate thickness of the optical disk is corrected and set to a minimum. In this case, if the objective lens is shifted in a direction perpendicular to the optical axis by tracking control, coma aberration is likely to occur.
【0024】このとき発生するコマ収差は、対物レンズ
が光学系の軸上にある場合の球面収差と相殺する関係に
あるので、軸上での球面収差をほぼ完全に除去できるま
で補正するのではなく、情報の記録再生の品質が劣化し
ない程度まで残存させる(アンダー)か、または過度に
補正する(オーバー)ことによって、レンズシフト時に
生じるコマ収差を低減することができる。Since the coma generated at this time has a relation to cancel the spherical aberration when the objective lens is on the axis of the optical system, it is necessary to correct the coma until the spherical aberration on the axis can be almost completely removed. In other words, coma aberration generated at the time of lens shift can be reduced by remaining (under) or excessively correcting (over) to the extent that the quality of information recording / reproduction does not deteriorate.
【0025】球面収差の補正をアンダーとオーバーのい
ずれの場合にレンズシフト時のコマ収差低減効果がある
かは、コマ収差の分布状態によって異なり、開口絞りが
対物レンズと一体で移動する場合はアンダー補正、と開
口絞りが光学系の固定側に設置される場合はオーバー補
正が対応する。これは、前者の場合は対物レンズに入射
する光束はレンズシフトがあっても常にレンズ光軸を中
心とした開口絞りと同じ直径の円内を透過するのに対
し、後者の場合は絞られた光束の中心がレンズシフト時
にレンズ光軸とずれて収差の発生しやすい対物レンズ外
縁部を透過するので、コマ収差の分布状態が異なるため
である。Whether the correction of the spherical aberration is under or over, the effect of reducing the coma upon lens shift depends on the distribution of the coma, and if the aperture stop moves integrally with the objective lens, the under-correction occurs. When the aperture stop is provided on the fixed side of the optical system, overcorrection is performed. This is because, in the former case, the light beam incident on the objective lens always passes through a circle having the same diameter as the aperture stop centered on the lens optical axis even if there is a lens shift, whereas in the latter case, the light beam is narrowed down. This is because the center of the light flux is shifted from the lens optical axis during the lens shift and passes through the outer edge of the objective lens where aberrations are likely to occur, so that the distribution of coma aberration is different.
【0026】このように、開口絞りが対物レンズと一体
で移動する場合には球面収差の補正をアンダーに、開口
絞りが光学系の固定側に設置される場合には補正をオー
バーにすることによって、レンズシフト時に発生するコ
マ収差を低減することができる。As described above, when the aperture stop moves integrally with the objective lens, the correction of the spherical aberration is under, and when the aperture stop is installed on the fixed side of the optical system, the correction is over. In addition, coma generated at the time of lens shift can be reduced.
【0027】上記数1は、この目的のために軸上で球面
収差成分を残存または過補正する量を規定する条件であ
る。軸上での波面収差の量が数1の下限値より小さい場
合は、球面収差成分の量が不十分なためレンズシフト時
のコマ収差低減効果が期待できない。また波面収差の量
が数1の上限値より大きい場合は、球面収差成分の量が
過多であるため、軸上での情報記録再生品質を損なうと
共にレンズシフトした場合に収差が安定した記録再生品
質の目安となるマレシャルの基準値0.07を越える恐
れがある。The above equation (1) is a condition for defining the amount of remaining or overcorrecting the spherical aberration component on the axis for this purpose. When the amount of on-axis wavefront aberration is smaller than the lower limit of Expression 1, the effect of reducing coma upon lens shift cannot be expected because the amount of spherical aberration component is insufficient. If the amount of wavefront aberration is larger than the upper limit of Equation 1, the amount of spherical aberration component is excessive, so that the quality of information recording / reproducing on the axis is impaired and the quality of recording / reproducing is stable when the lens is shifted. May exceed the Marechal's reference value of 0.07.
【0028】[0028]
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
面を参照して説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0029】(第1の実施の形態)まず、本発明の第1
の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
なお、簡単のため、光ディスクから反射された光を検出
する検出光学系については記述を省略する。(First Embodiment) First, the first embodiment of the present invention will be described.
An embodiment will be described with reference to the drawings.
For simplicity, a description of a detection optical system that detects light reflected from an optical disk is omitted.
【0030】図1は、本発明の第1の実施の形態におけ
る光学系の構成図である。図1において、(a)は基板
厚み0.6mmの高密度光ディスク16(本発明の第1
の光ディスクに対応)を記録再生する場合を、(b)は
相対的に低密度な基板厚み1.2mmの光ディスク26
(本発明の第2の光ディスクに対応)を記録再生する場
合をそれぞれ示すものである。FIG. 1 is a configuration diagram of an optical system according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 1, (a) shows a high-density optical disk 16 having a substrate thickness of 0.6 mm (the first optical disk of the present invention).
(B) is a relatively low-density optical disc 26 having a substrate thickness of 1.2 mm.
(Corresponding to the second optical disk of the present invention) is shown for recording and reproducing, respectively.
【0031】図1(a)において、波長650nmの光
源11(本発明の第1の光源に対応)から出射された光
束は、集光レンズ12により略平行な光束になり、ビー
ムスプリッタ13を介して、開口絞り14で適切な光束
径になるよう絞られた後、対物レンズ15(本発明の対
物レンズに対応)に入射し、光ディスク16の情報記録
面上に光スポット17として結像する。このときの光デ
ィスク16側のNAは0.6であり、対物レンズ15は
この光学系に関して最良の性能が得られるよう、製造時
のトレランスをも考慮して設計されている。なお、図1
(a)に示した光路が本発明の第1の光路に対応するも
のである。In FIG. 1A, a light beam emitted from a light source 11 having a wavelength of 650 nm (corresponding to the first light source of the present invention) is converted into a substantially parallel light beam by a condenser lens 12 and passes through a beam splitter 13. Then, after being stopped down to an appropriate light beam diameter by the aperture stop 14, the light enters the objective lens 15 (corresponding to the objective lens of the present invention) and forms an image as a light spot 17 on the information recording surface of the optical disk 16. At this time, the NA of the optical disk 16 is 0.6, and the objective lens 15 is designed in consideration of the tolerance at the time of manufacturing so that the best performance can be obtained with respect to this optical system. FIG.
The optical path shown in (a) corresponds to the first optical path of the present invention.
【0032】また、図1(b)において、波長780n
mの光源21(本発明の第2の光源に対応)から出射し
た光束は、ビームスプリッタ13を介して、開口制限手
段24で適切な光束径になるよう絞られた後対物レンズ
15に入射し、光ディスク26の情報記録面上に光スポ
ット27として結像する。このときの光ディスク26側
のNAは0.45である。開口制限手段24(本発明の
開口制限手段に対応)は対物レンズ15と一体で移動す
るように支持され、光源21からの光束にのみ絞り作用
を行い、光源11からの光束については影響を及ぼさな
いよう、適切な手段で構成される(例えば、対物レンズ
15に入射する光束のうち、NAが0.45以下の範囲
では波長650nmおよび780nmの両方に対して全
透過であり、NAが0.45より大きい範囲では波長6
50nmの光に対して全透過、波長780nmの光に対
しては全反射となるような分光特性を有する光学薄
膜。)。なお、図1(b)に示した光路が本発明の第2
の光路に対応するものである。In FIG. 1B, the wavelength 780 n
The light beam emitted from the light source 21 (corresponding to the second light source of the present invention) passes through the beam splitter 13 and is then narrowed down to an appropriate light beam diameter by the aperture limiting means 24 and then enters the objective lens 15. Then, an image is formed as an optical spot 27 on the information recording surface of the optical disk 26. At this time, the NA of the optical disk 26 is 0.45. The aperture restricting means 24 (corresponding to the aperture restricting means of the present invention) is supported so as to move integrally with the objective lens 15, performs an aperture function only on the light beam from the light source 21, and does not affect the light beam from the light source 11. (For example, in a light beam incident on the objective lens 15, when the NA is in the range of 0.45 or less, the light is totally transmitted at both the wavelengths of 650 nm and 780 nm, and the NA is 0. Wavelength 6 in the range larger than 45
An optical thin film having spectral characteristics such that it is totally transmitted for light of 50 nm and totally reflected for light of wavelength 780 nm. ). Note that the optical path shown in FIG.
This corresponds to the optical path of FIG.
【0033】また、31は光ディスク26における波面
収差が最小になるような光源の位置であり、従来は光源
をこの位置に設定していた。本実施の形態においては、
光源21は位置31よりも対物レンズ15から遠い側に
あり、光ディスク16と光ディスク26の基板厚みの差
による球面収差の補正がアンダー側になるように設定さ
れている。光源21の位置は、数1を満たすように設定
されるものであり、本実施の形態においては、後述する
ように、WA/λ=0.044となるような位置であ
る。Reference numeral 31 denotes a light source position at which the wavefront aberration on the optical disk 26 is minimized, and the light source is conventionally set at this position. In the present embodiment,
The light source 21 is located farther from the objective lens 15 than the position 31, and is set so that correction of spherical aberration due to a difference in substrate thickness between the optical disc 16 and the optical disc 26 is on the under side. The position of the light source 21 is set so as to satisfy Equation 1, and in the present embodiment, as described later, the position is such that WA / λ = 0.044.
【0034】図2は、図1(b)の光学系において光源
が31の位置にある場合の、光ディスク26の情報記録
面上における収差と対物レンズ15のシフト量との関係
を示す。すなわち、従来の光学系における収差のレンズ
シフト特性である。対物レンズ15が光学系の軸上にあ
る場合は収差がほとんど0であり、基板厚みの違いによ
る球面収差成分がよく補正されているが、対物レンズ1
5がトラッキング制御により光軸と垂直な方向にシフト
するとコマ収差成分が発生し、波面収差に対してはコマ
収差成分が支配的であることがわかる。FIG. 2 shows the relationship between the aberration on the information recording surface of the optical disk 26 and the shift amount of the objective lens 15 when the light source is located at the position 31 in the optical system of FIG. That is, it is the lens shift characteristic of the aberration in the conventional optical system. When the objective lens 15 is on the axis of the optical system, the aberration is almost zero, and the spherical aberration component due to the difference in substrate thickness is well corrected.
When 5 is shifted in the direction perpendicular to the optical axis by tracking control, a coma component is generated, and it can be seen that the coma component is dominant with respect to the wavefront aberration.
【0035】図3〜図6は、図1(b)の光学系におけ
る光スポット27の収差と対物レンズ15のシフト量と
の関係であり、図3、図4、図5、図6はぞれぞれ、波
面収差、非点収差成分、コマ収差成分、球面収差成分を
示す。比較のため、光源が31の位置にある場合の収差
についても記入してある。軸上での波面収差のrms値
WAを波長λで除した値(WA/λ)は0.044であ
り、数1の条件を満足している。レンズシフト時の収差
は、光源が31の位置にあるときと比べて球面収差成分
が全般に残存しているのに対して、コマ収差成分が約3
分の2に低減し、非点収差成分はほとんど変化しないこ
とがわかる。FIGS. 3 to 6 show the relationship between the aberration of the light spot 27 and the shift amount of the objective lens 15 in the optical system shown in FIG. 1B, and FIGS. 3, 4, 5, and 6 show the relationship. They show a wavefront aberration, an astigmatism component, a coma aberration component, and a spherical aberration component, respectively. For comparison, the aberration when the light source is at the position of 31 is also shown. The value (WA / λ) obtained by dividing the rms value WA of the on-axis wavefront aberration by the wavelength λ is 0.044, which satisfies the condition of Expression 1. The aberration at the time of lens shift has a spherical aberration component generally remaining compared to when the light source is at the position of 31, whereas the coma aberration component is about 3%.
It can be seen that the astigmatism component hardly changes.
【0036】図7は、図1(b)の光学系によりCDを
再生した場合の、再生信号のジッタ値を計算した結果を
示す。比較のため、光源が31の位置にある場合のジッ
タ計算値についても記入してある。レンズシフトが0.
3mm以下のとき、光源が31の位置にある場合よりも
ジッタが増大しているが、その増大量は0.5ポイント
であり信号の再生品質への影響はほとんどない。これに
対してレンズシフトが0.3mm以上になるとジッタの
大小関係が逆転しており、0.5mmのときの差は1.
5ポイントになる。このように球面収差を残存させてコ
マ収差を低減することが、再生信号の品質改善に効果が
ある。FIG. 7 shows a result of calculating a jitter value of a reproduced signal when a CD is reproduced by the optical system of FIG. 1B. For comparison, the calculated jitter value when the light source is at the position of 31 is also shown. Lens shift is 0.
When the distance is 3 mm or less, the jitter is increased as compared with the case where the light source is at the position of 31, but the increase amount is 0.5 point, and there is almost no influence on the reproduction quality of the signal. On the other hand, when the lens shift is 0.3 mm or more, the magnitude relation of the jitter is reversed. When the lens shift is 0.5 mm, the difference is 1.
5 points. Reducing the coma aberration by leaving the spherical aberration in this way is effective in improving the quality of the reproduced signal.
【0037】なお、本実施の形態においては、本発明の
第2の光源の光軸方向の位置が、波面収差のrms値W
Aおよび第2の光源の波長λとの関係がWA/λ=0.
044を満足するような位置にあるとして説明したが、
数1の範囲を満足しておれば、信号の再生品質およびそ
の他の光学的性能に実用上問題となるような悪影響を与
えることなく、コマ収差を低減できることが確認されて
いる。In this embodiment, the position of the second light source of the present invention in the optical axis direction is determined by the rms value Wm of the wavefront aberration.
A and the wavelength λ of the second light source are represented by WA / λ = 0.
044 is described as being in a position that satisfies
It has been confirmed that if the range of Expression 1 is satisfied, coma aberration can be reduced without adversely affecting the reproduction quality of a signal and other optical performances, which are practically problematic.
【0038】(第2の実施の形態)次に、本発明の第2
の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
なお、簡単のため、第1の実施の形態と同様に、検出光
学系については記述を省略する。本実施の形態が上述し
た第1の実施の形態と異なるのは、本発明の開口制限手
段に関する点のみであり、それ以外は、第1の実施の形
態と同様である。したがって、本実施の形態において、
特に説明のないものについては、第1の実施の形態と同
じとし、第1の実施の形態と同一符号を付与している構
成部材については、特に説明のない限り、第1の実施の
形態と同様の機能を持つものとする。(Second Embodiment) Next, a second embodiment of the present invention will be described.
An embodiment will be described with reference to the drawings.
Note that, for simplicity, the description of the detection optical system is omitted as in the first embodiment. The present embodiment is different from the above-described first embodiment only in the point relating to the opening restricting means of the present invention, and the rest is the same as the first embodiment. Therefore, in the present embodiment,
Components that are not particularly described are the same as those in the first embodiment, and those components that are assigned the same reference numerals as those in the first embodiment are the same as those in the first embodiment unless otherwise described. Assume that they have similar functions.
【0039】図8は、本発明の第2の実施の形態におけ
る光学系の構成図である。図8において、(a)は基板
厚み0.6mmの高密度光ディスク16を記録再生する
場合を、(b)は基板厚み1.2mmの光ディスク26
を記録再生する場合をそれぞれ示すものである。FIG. 8 is a configuration diagram of an optical system according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 8, (a) shows the case of recording / reproducing a high-density optical disk 16 having a substrate thickness of 0.6 mm, and (b) shows an optical disk 26 having a substrate thickness of 1.2 mm.
Respectively when recording and reproducing.
【0040】図8(a)は、図1(a)と同一の構成で
ある。図8(b)において、光源41から出射した光束
は、開口制限手段28(本発明の開口制限手段に対応)
で適切な光束径になるよう絞られた後、対物レンズ15
に入射する。この開口制限手段28は、対物レンズ15
の位置によらず動かない固定部分に支持され、光源41
からの光束にのみ絞り作用を行い、光源11からの光束
には影響を及ぼさないよう、適切な手段で構成される
(例えば、対物レンズ15に入射する光束のうち、NA
が0.45以下の範囲では波長650nmおよび780
nmの両方に対して全透過であり、NAが0.45より
大きい範囲では波長650nmの光に対して全透過、波
長780nmの光に対しては全反射となるような分光特
性を有する光学薄膜。)。FIG. 8 (a) has the same configuration as FIG. 1 (a). In FIG. 8B, the light beam emitted from the light source 41 is converted into the aperture limiting means 28 (corresponding to the aperture limiting means of the present invention).
After the aperture is adjusted to an appropriate luminous flux diameter with the objective lens 15
Incident on. The aperture limiting means 28 is provided for the objective lens 15
Of the light source 41
It is configured by appropriate means so as to stop the light beam from the light source 11 and not to affect the light beam from the light source 11 (for example, NA out of the light beam incident on the objective lens 15).
In the range of 0.45 or less, the wavelengths 650 nm and 780
An optical thin film having spectral characteristics such that it is totally transparent to both wavelengths of nm and that when the NA is greater than 0.45, it is totally transmitted for light of wavelength 650 nm and totally reflected for light of wavelength 780 nm. . ).
【0041】また、光源41は光ディスク26における
波面収差が最小になるような光源の位置31よりも対物
レンズ15に近い側にあり、光ディスク16と光ディス
ク26の基板厚みの差による球面収差の補正がオーバー
側になるよう設定されている。光源41の位置は、数1
を満たすように設定されるものであり、本実施の形態に
おいては、後述するように、WA/λ=0.039とな
るような位置である。The light source 41 is closer to the objective lens 15 than the light source position 31 at which the wavefront aberration on the optical disk 26 is minimized, and correction of spherical aberration due to the difference in substrate thickness between the optical disk 16 and the optical disk 26 is performed. It is set to be on the over side. The position of the light source 41 is given by
In the present embodiment, the position is such that WA / λ = 0.039, as described later.
【0042】図9は、図8(b)の光学系において光源
が31の位置にある場合の、光ディスク26の情報記録
面上における収差と対物レンズ15のシフト量との関係
を示す。すなわち従来の光学系における収差のレンズシ
フト特性である。対物レンズ15が光学系の軸上にある
場合は収差がほとんど0であり、基板厚みの違いによる
球面収差がよく補正されているが、対物レンズ15がト
ラッキング制御により光軸と垂直な方向にシフトすると
コマ収差成分と非点収差成分が発生し、波面収差に対し
てはコマ収差成分および非点収差成分が支配的であるこ
とがわかる。FIG. 9 shows the relationship between the aberration on the information recording surface of the optical disk 26 and the shift amount of the objective lens 15 when the light source is located at the position 31 in the optical system of FIG. That is, it is the lens shift characteristic of the aberration in the conventional optical system. When the objective lens 15 is on the axis of the optical system, the aberration is almost zero, and the spherical aberration due to the difference in substrate thickness is well corrected, but the objective lens 15 is shifted in a direction perpendicular to the optical axis by tracking control. Then, a coma aberration component and an astigmatism component are generated, and it is understood that the coma aberration component and the astigmatism component are dominant with respect to the wavefront aberration.
【0043】図10〜図13は、図8(b)の光学系に
おける光スポット27の収差と対物レンズ15のシフト
量との関係であり、図10、図11、図12、図13は
ぞれぞれ、トータルの波面収差、非点収差成分、コマ収
差成分、球面収差成分を示す。比較のため、光源が31
の位置にある場合の収差についても記入してある。軸上
での波面収差のrms値WAを波長λで除した値(WA
/λ)は0.039であり、数1の条件を満足してい
る。レンズシフト時の収差は、光源が31の位置にある
ときと比べて、非点収差成分・コマ収差成分・球面収差
成分ともに低減し、特に信号品質の劣化に大きな影響を
及ぼすコマ収差成分は約半分になることがわかる。FIGS. 10 to 13 show the relationship between the aberration of the light spot 27 and the shift amount of the objective lens 15 in the optical system of FIG. 8B, and FIG. 10, FIG. They respectively show the total wavefront aberration, astigmatism component, coma aberration component and spherical aberration component. For comparison, the light source is 31
The aberration at the position of is also described. The value obtained by dividing the rms value WA of the on-axis wavefront aberration by the wavelength λ (WA
/ Λ) is 0.039, which satisfies the condition of Expression 1. The aberration at the time of lens shift reduces astigmatism component, coma aberration component and spherical aberration component compared to when the light source is at the position of 31, and the coma aberration component which has a great effect on the deterioration of signal quality is about It turns out that it becomes half.
【0044】図14は、図8(b)の光学系によりCD
を再生した場合の、再生信号のジッタ値を計算した結果
を示す。比較のため、光源が31の位置にある場合のジ
ッタ計算値についても記入してある。レンズシフトが
0.1mm以下のとき、光源が31の位置にある場合よ
りもわずかにジッタが増大しているが、その増大量は
0.3ポイントであり無視できる。これに対してレンズ
シフトが0.1mm以上になるとジッタの大小関係が逆
転し、コマ収差を低減した効果が顕著に現れていること
がわかる。FIG. 14 shows a CD formed by the optical system shown in FIG.
11 shows the result of calculating the jitter value of the reproduced signal when. For comparison, the calculated jitter value when the light source is at the position of 31 is also shown. When the lens shift is 0.1 mm or less, the jitter slightly increases as compared with the case where the light source is at the position of 31, but the increase is 0.3 points and can be ignored. On the other hand, when the lens shift is 0.1 mm or more, the magnitude relationship of the jitter is reversed, and it can be seen that the effect of reducing the coma aberration appears remarkably.
【0045】なお、本実施の形態においては、本発明の
第2の光源の光軸方向の位置が、波面収差のrms値W
Aおよび第2の光源の波長λとの関係がWA/λ=0.
039を満足するような位置にあるとして説明したが、
数1の範囲を満足しておれば、信号の再生品質およびそ
の他の光学的性能に実用上問題となるような悪影響を与
えることなく、コマ収差を低減できることが確認されて
いる。In the present embodiment, the position of the second light source of the present invention in the optical axis direction is determined by the rms value Wm of the wavefront aberration.
A and the wavelength λ of the second light source are represented by WA / λ = 0.
039 has been described as being in a position that satisfies
It has been confirmed that if the range of Expression 1 is satisfied, coma aberration can be reduced without adversely affecting the reproduction quality of a signal and other optical performances, which are practically problematic.
【0046】なお、上述した第1および第2の実施の形
態では、集光レンズを無限光学系にのみ用い、発散有限
光学系については光源と対物レンズのみで構成する例を
示したが、集光レンズを有限系と共用化して構成しても
よい。この場合の構成の例を、図15および図16に示
す。図15および図16は、それぞれ図1および図8の
光学系をもとにして集光レンズを共用化した例であり、
同一の構成要素からなる。図15(b)において、光源
51は図1(b)の光学系と同一の波面収差が発生する
ように集光レンズ12の屈折力を考慮して位置を設定し
てある。位置61は光スポット27の波面収差が最小に
なるような光源の位置であり、図1(b)の位置31に
相当する。この光学系の収差およびジッタのレンズシフ
ト特性は、図3〜図6および図7と同一である。また図
16(b)において、光源71は図8(b)の光学系と
同一の波面収差が発生するように集光レンズ12の屈折
力を考慮して位置を設定している。この光学系の収差お
よびジッタのレンズシフト特性は、図10〜図13およ
び図14と同一である。図15および図16は光学的に
それぞれ図1および図8と等価であるが、投影面積をよ
り小さくすることができ、光ヘッドの小型化に適してい
る。In the above-described first and second embodiments, an example is shown in which the condenser lens is used only for the infinite optical system, and the divergent finite optical system is composed only of the light source and the objective lens. The optical lens may be shared with a finite system. An example of the configuration in this case is shown in FIGS. FIGS. 15 and 16 show examples in which the condenser lens is shared based on the optical systems of FIGS. 1 and 8, respectively.
Consists of the same components. In FIG. 15B, the position of the light source 51 is set in consideration of the refractive power of the condenser lens 12 so that the same wavefront aberration as in the optical system of FIG. The position 61 is the position of the light source where the wavefront aberration of the light spot 27 is minimized, and corresponds to the position 31 in FIG. The lens shift characteristics of the aberration and the jitter of this optical system are the same as those shown in FIGS. In FIG. 16B, the position of the light source 71 is set in consideration of the refractive power of the condenser lens 12 so that the same wavefront aberration as in the optical system of FIG. The lens shift characteristics of aberration and jitter of this optical system are the same as those in FIGS. 10 to 13 and 14. FIGS. 15 and 16 are optically equivalent to FIGS. 1 and 8, respectively, but the projection area can be made smaller, which is suitable for downsizing the optical head.
【0047】また、上述した第1および第2の実施の形
態では、基板厚み0.6mmの光ディスクに対応する第
1の光学系を無限系としたが、本発明によれば発散有限
系の構成は第1の光学系の構成とは独立に設定可能であ
るので、第1の光学系を有限系にすることでメリットが
ある場合には、そのような第1の光学系に対しても本発
明を適用して同様な効果を得ることができる。In the first and second embodiments described above, the first optical system corresponding to an optical disk having a substrate thickness of 0.6 mm is an infinite system. Can be set independently of the configuration of the first optical system. Therefore, if there is an advantage in making the first optical system a finite system, the present invention can be applied to such a first optical system as well. A similar effect can be obtained by applying the invention.
【0048】また、本発明の光ディスクの記録再生用光
学系は、上述した第1および第2の実施の形態におい
て、本発明の開口制限手段を備えるものとして説明した
が、開口制限手段を備えていなくても、同様に開口制限
手段を備えていない従来の光ディスクの記録再生用光学
系と比較して、レンズシフト時のコマ収差を低減できる
という効果は得られる。要するに、第1の光源からの光
束を第1の光ディスクに集光する第1の光路と、第2の
光源からの光束を前記第1の光ディスクとは基板の厚み
および/または対応波長が異なる第2の光ディスクに集
光する第2の光路とを備え、前記第1の光路が、前記第
1の光ディスクに第1の光源からの光束を収束させる対
物レンズを有し、前記第2の光路が、前記第2の光源か
らの光束を前記第2の光ディスクに収束させるレンズと
して前記対物レンズを前記第1の光路と共有する、有限
共役系の光学系であり、前記対物レンズが、前記第1の
光路と前記第1の光ディスクの組合せに対して最適設計
されたものであり、前記第2の光源が、その光軸方向の
位置が、前記第2の光ディスクの情報記録面における波
面収差が最小になる位置から所定量変位して配置されて
いる構成であれば、従来の光ディスクの記録再生用光学
系と比較して、レンズシフト時のコマ収差を低減できる
という効果は得られる。The optical recording / reproducing optical system for an optical disk according to the present invention has been described as including the aperture limiting means according to the present invention in the first and second embodiments described above. Even if it is not provided, the effect that coma aberration at the time of lens shift can be reduced as compared with a conventional optical system for recording / reproducing an optical disk which does not have an aperture limiting means can be obtained. In short, a first optical path for condensing a light beam from the first light source on the first optical disc, and a first light path for condensing the light beam from the second light source on the first optical disc having a different substrate thickness and / or corresponding wavelength from the first optical disc. A second optical path for converging light onto a second optical disk, wherein the first optical path has an objective lens for converging a light beam from a first light source on the first optical disk, and the second optical path is A finite conjugate optical system that shares the objective lens with the first optical path as a lens that converges a light beam from the second light source onto the second optical disc, wherein the objective lens is Optimally designed for the combination of the optical path and the first optical disc, wherein the second light source is positioned so that its position in the optical axis direction has a minimum wavefront aberration on the information recording surface of the second optical disc. From the position where If arranged Configurations, as compared to the recording reproducing optical system of the conventional optical disk, the effect is obtained of reducing the coma when the lens shift.
【0049】[0049]
【発明の効果】以上説明したところから明らかなよう
に、本発明は、高密度光ディスク用の光学系に対して製
造のトレランスをも考慮して最適設計された対物レンズ
を使用しながら、発散有限系とした低密度光ディスク用
光学系でのレンズシフト時のコマ収差を低減する光ディ
スクの記録再生用光学系を提供することができる。As is apparent from the above description, the present invention provides an optical system for a high-density optical disk while using an objective lens which is optimally designed in consideration of manufacturing tolerance. It is possible to provide an optical system for recording / reproducing an optical disk, which reduces coma upon lens shift in an optical system for a low-density optical disk.
【0050】すなわち、本発明により、高密度光ディス
クに対応する光学系を調整の容易な無限系とし、しかも
製造時のトレランスまで考慮した最適設計の対物レンズ
を用いた場合でも、対応基板厚みまたは対応波長が異な
る光ディスクを記録再生する有限光学系において、良好
なトラッキング性能を得ることが可能になる。また本発
明は、従来のように開口制限手段を対物レンズと一体で
移動するよう支持した場合だけでなく、光学系の固定側
に設置した場合により顕著な効果が得られ、光ヘッドを
薄型化する際にきわめて有利な光学系を提供することが
可能になる。That is, according to the present invention, even when an optical system corresponding to a high-density optical disk is made into an infinite system that can be easily adjusted, and an objective lens of an optimal design that takes into account the tolerance during manufacturing is used, the thickness of the corresponding substrate or the corresponding Good tracking performance can be obtained in a finite optical system that records and reproduces optical disks having different wavelengths. In addition, the present invention provides not only a case where the aperture limiting means is supported so as to move integrally with the objective lens as in the related art, but also a more remarkable effect when it is installed on the fixed side of the optical system. This makes it possible to provide a very advantageous optical system.
【図1】本発明の第1の実施の形態における光学系の構
成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of an optical system according to a first embodiment of the present invention.
【図2】従来の光学系における収差とレンズシフト量の
関係を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing a relationship between aberration and a lens shift amount in a conventional optical system.
【図3】本発明の第1の実施の形態における波面収差と
レンズシフト量の関係を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a relationship between a wavefront aberration and a lens shift amount according to the first embodiment of the present invention.
【図4】本発明の第1の実施の形態における非点収差成
分とレンズシフト量の関係を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating a relationship between an astigmatism component and a lens shift amount according to the first embodiment of the present invention.
【図5】本発明の第1の実施の形態におけるコマ収差成
分とレンズシフト量の関係を示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating a relationship between a coma aberration component and a lens shift amount according to the first embodiment of the present invention.
【図6】本発明の第1の実施の形態における球面収差成
分とレンズシフト量の関係を示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating a relationship between a spherical aberration component and a lens shift amount according to the first embodiment of the present invention.
【図7】本発明の第1の実施の形態におけるジッタとレ
ンズシフト量の関係を示す説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating a relationship between a jitter and a lens shift amount according to the first embodiment of the present invention.
【図8】本発明の第2の実施の形態における光学系の構
成図である。FIG. 8 is a configuration diagram of an optical system according to a second embodiment of the present invention.
【図9】従来の光学系における収差とレンズシフト量の
関係を示す説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram showing a relationship between aberration and a lens shift amount in a conventional optical system.
【図10】本発明の第2の実施の形態における波面収差
とレンズシフト量の関係を示す説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram illustrating a relationship between a wavefront aberration and a lens shift amount according to the second embodiment of the present invention.
【図11】本発明の第2の実施の形態における非点収差
成分とレンズシフト量の関係を示す説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram illustrating a relationship between an astigmatism component and a lens shift amount according to the second embodiment of the present invention.
【図12】本発明の第2の実施の形態におけるコマ収差
成分とレンズシフト量の関係を示す説明図である。FIG. 12 is an explanatory diagram illustrating a relationship between a coma aberration component and a lens shift amount according to the second embodiment of the present invention.
【図13】本発明の第2の実施の形態における球面収差
成分とレンズシフト量の関係を示す説明図である。FIG. 13 is an explanatory diagram illustrating a relationship between a spherical aberration component and a lens shift amount according to the second embodiment of the present invention.
【図14】本発明の第2の実施の形態におけるジッタと
レンズシフト量の関係を示す説明図である。FIG. 14 is an explanatory diagram illustrating a relationship between a jitter and a lens shift amount according to the second embodiment of the present invention.
【図15】本発明の第1の実施の形態における光学系と
等価な変形例の構成図である。FIG. 15 is a configuration diagram of a modified example equivalent to the optical system according to the first embodiment of the present invention.
【図16】本発明の第2の実施の形態における光学系と
等価な変形例の構成図である。FIG. 16 is a configuration diagram of a modification equivalent to the optical system according to the second embodiment of the present invention.
11 第1の光源 12 集光レンズ 13 ビームスプリッタ 14 開口絞り 15 対物レンズ 16 第1の光ディスク 17 第1の光スポット 21 第2の光源 24 開口制限手段 26 第2の光ディスク 27 第2の光スポット 28 開口制限手段 31 従来の光学系における第2の光源位置 41 第2の光源 51 第2の光源 61 従来の光学系における第2の光源位置 71 第2の光源 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 1st light source 12 condensing lens 13 beam splitter 14 aperture stop 15 objective lens 16 1st optical disk 17 1st light spot 21 2nd light source 24 aperture limiting means 26 2nd optical disk 27 2nd light spot 28 Aperture limiting means 31 Second light source position in conventional optical system 41 Second light source 51 Second light source 61 Second light source position in conventional optical system 71 Second light source
Claims (7)
クに集光する第1の光路と、第2の光源からの光束を前
記第1の光ディスクとは基板の厚みが異なる第2の光デ
ィスクに集光する第2の光路とを備え、前記第1の光路
は、前記第1の光ディスクに第1の光源からの光束を収
束させる対物レンズを有し、前記第2の光路は、前記第
2の光源からの光束を前記第2の光ディスクに収束させ
るレンズとして前記対物レンズを前記第1の光路と共有
する、有限共役系の光学系であり、前記対物レンズは、
前記第1の光路と前記第1の光ディスクとの組合せに対
して最適設計されたものであり、前記第2の光源は、そ
の光軸方向の位置が、前記第2の光ディスクの情報記録
面における波面収差が最小になる位置から所定量変位し
て、配置されていることを特徴とする光ディスクの記録
再生用光学系。1. A first optical path for condensing a light beam from a first light source on a first optical disk, and a second light beam from a second light source having a substrate thickness different from that of the first optical disk. A second optical path for converging light on an optical disk, wherein the first optical path has an objective lens for converging a light beam from a first light source on the first optical disk, and the second optical path is A finite conjugate optical system that shares the objective lens with the first optical path as a lens that converges a light beam from a second light source onto the second optical disc;
The second light source is optimally designed for the combination of the first optical path and the first optical disc, and the position of the second light source in the optical axis direction is on the information recording surface of the second optical disc. An optical system for recording / reproducing an optical disk, wherein the optical system is arranged so as to be displaced by a predetermined amount from a position where the wavefront aberration is minimized.
λとしたとき、前記第2の光ディスクの情報記録面にお
ける波面収差のrms値WAが、数1の条件を満足する
ものであることを特徴とする請求項1に記載の光ディス
クの記録再生用光学系。 【数1】0.02 ≦ WA/λ ≦ 0.062. The predetermined amount is such that when the wavelength of the second light source is λ, the rms value WA of the wavefront aberration on the information recording surface of the second optical disk satisfies the condition of Formula 1. The optical system for recording / reproducing information on an optical disk according to claim 1, wherein: ## EQU1 ## 0.02 ≦ WA / λ ≦ 0.06
1、前記第2の光ディスクの基板厚みをt2としたと
き、t1<t2であることを特徴とする請求項1または
2に記載の光ディスクの記録再生用光学系。3. The substrate thickness of the first optical disk is t
3. The optical system for recording / reproducing an optical disk according to claim 1, wherein t1 <t2 when a substrate thickness of the second optical disk is t2.
スク側開口数をNA1、前記第2の光路に対応する場合
の光ディスク側開口数をNA2とし、前記第1の光源の
波長をλ1、前記第2の光源の波長をλ2としたとき、
NA1>NA2かつλ1<λ2であることを特徴とする
請求項3に記載の光ディスクの記録再生用光学系。4. An optical disk side numerical aperture when corresponding to the first optical path is NA1, an optical disk side numerical aperture when corresponding to the second optical path is NA2, a wavelength of the first light source is λ1, When the wavelength of the second light source is λ2,
4. The optical system according to claim 3, wherein NA1> NA2 and λ1 <λ2.
絞り作用を持ち、前記第1の光源からの光束に対しては
影響を及ぼさない開口制限手段を備えることを特徴とす
る請求項4に記載の光ディスクの記録再生用光学系。5. An aperture limiting means having an aperture function only for a light beam from the second light source and having no effect on a light beam from the first light source. 5. The optical system for recording / reproducing an optical disk according to item 4.
一体で移動制御されるよう支持され、前記第2の光源
は、その光軸方向の位置が、前記第2の光ディスクの情
報記録面における波面収差が最小になる位置よりも、前
記対物レンズから遠い側になるように、配置されている
ことを特徴とする請求項5に記載の光ディスクの記録再
生用光学系。6. The aperture limiting means is supported so as to be controlled to move integrally with the objective lens, and the position of the second light source in the optical axis direction on the information recording surface of the second optical disc is controlled. 6. The optical disc recording / reproducing optical system according to claim 5, wherein the optical disc is arranged so as to be located farther from the objective lens than a position where the wavefront aberration is minimized.
移動とは独立して支持され、前記第2の光源は、その光
軸方向の位置が、前記第2の光ディスクの情報記録面に
おける波面収差が最小になる位置よりも、前記対物レン
ズに近い側になるように、配置されていることを特徴と
する請求項5に記載の光ディスクの記録再生用光学系。7. The aperture limiting means is supported independently of the movement of the objective lens, and the position of the second light source in the optical axis direction is a wavefront on the information recording surface of the second optical disc. 6. The optical system according to claim 5, wherein the optical system is arranged so as to be closer to the objective lens than a position where aberration is minimized.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10252978A JP2000090470A (en) | 1998-09-07 | 1998-09-07 | Optical system for recording and reproducing optical disks |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10252978A JP2000090470A (en) | 1998-09-07 | 1998-09-07 | Optical system for recording and reproducing optical disks |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000090470A true JP2000090470A (en) | 2000-03-31 |
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ID=17244810
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10252978A Pending JP2000090470A (en) | 1998-09-07 | 1998-09-07 | Optical system for recording and reproducing optical disks |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000090470A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6707615B2 (en) | 2000-10-25 | 2004-03-16 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optical pickup apparatus restricting aberration and optical disc apparatus using the same |
| WO2012070113A1 (en) * | 2010-11-24 | 2012-05-31 | 株式会社 東芝 | Optical pickup and optical disc apparatus |
-
1998
- 1998-09-07 JP JP10252978A patent/JP2000090470A/en active Pending
Cited By (4)
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| WO2012070113A1 (en) * | 2010-11-24 | 2012-05-31 | 株式会社 東芝 | Optical pickup and optical disc apparatus |
| US8582413B2 (en) | 2010-11-24 | 2013-11-12 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Optical pickup and optical disk apparatus |
| JP5571189B2 (en) * | 2010-11-24 | 2014-08-13 | 株式会社東芝 | Optical pickup and optical disk apparatus |
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