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JP2004295998A - Objective lens, optical pickup device and optical information recording/reproducing device - Google Patents

Objective lens, optical pickup device and optical information recording/reproducing device Download PDF

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JP2004295998A
JP2004295998A JP2003086641A JP2003086641A JP2004295998A JP 2004295998 A JP2004295998 A JP 2004295998A JP 2003086641 A JP2003086641 A JP 2003086641A JP 2003086641 A JP2003086641 A JP 2003086641A JP 2004295998 A JP2004295998 A JP 2004295998A
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JP
Japan
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objective lens
astigmatism
optical
optical pickup
pair
Prior art date
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Application number
JP2003086641A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shinichiro Saito
真一郎 斉藤
Hiroyuki Matsuda
裕之 松田
Atsushi Sawada
篤 澤田
Hiroyuki Hattori
洋幸 服部
Toshikazu Okabe
俊和 岡部
Tetsukazu Asami
哲一 浅見
Yuichi Shin
勇一 新
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Konica Minolta Inc
Original Assignee
Konica Minolta Inc
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Publication date
Application filed by Konica Minolta Inc filed Critical Konica Minolta Inc
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To facilitate the handling when an objective lens is assembled to a pickup device, concerning the objective lens which is hard to minimize an aberration of the lens. <P>SOLUTION: The optical pickup device, in which the objective lens 10 is assembled taking the astigmatic direction into consideration, is obtained since a chamfer arranged in the objective lens 10 is fixed to a lens holder 50 in the state facing to the specified direction. Thus, the astigmatism as the optical pickup device is reduced, then the performance as the optical pickup device is improvable as the result. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高記録密度光ディスク用の対物レンズであって、特に組立て上の難易性が高い対物レンズに関する。また、本発明は、このような対物レンズを使用する光ピックアップ装置又は光情報記録再生装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
CD、DVD等のいわゆる光ディスクの記録密度向上手段の一つとして、対物レンズの開口数(NA)を大きくすることが行われている。CDではNA0.45〜0.53程度が必要であり、DVDではNA0.60〜0.65が必要であり、次世代の青色レーザではNA0.60〜0.85が必要となる。
【0003】
このようにNAの大きなレンズでは、レンズ面がシフトしたりティルトしたりレンズ軸上厚みが設計から変化することによって発生する収差量が、NAの小さなものに比べて大きくなる。したがって、高NAレンズになるほど、球面収差、コマ収差、及び非点収差を極力小さくして生産することが難しくなる。光ピックアップ装置としても、対物レンズの取り付け誤差に対する要求が厳しくなる中で、対物レンズの持つ収差レベルが大きくなって、より組立て工程にかかる負荷が大きくなるのが現状である。その中で、光ピックアップ装置の動作環境下における誤差許容値を広げるために対物レンズに非点収差を持たせて軸外特性を改善させたものが開示されている(特許文献1参照)。
【0004】
【特許文献1】
特許第3104780号
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献1に記載された対物レンズは、トラッキング時に軸外使用を考慮し対物レンズに非点収差を持たせることによって、光ピックアップ装置としてトラッキング時の発生収差を抑えている。しかしながら、対物レンズをどのようにしてピックアップに貼り付けるのかといった点に関しては記載がなされていない。ここで、光ピックアップ装置のスポットを観察しながら、個々の対物レンズをレンズホルダに接着することもできるが、工数を考えると好ましくない。
【0005】
また、レンズを作製すること自体の難易度の高い互換レンズや高NAレンズでは、軸外に限らず収差発生の抑制が難しい。したがって、このような対物レンズを光ピックアップ装置に組み込む際にはより配慮が必要となってくる。すなわち、互換タイプ若しくは高NAタイプの対物レンズの作製後に、このような対物レンズを収差が増大しないように組み立てる必要がある。
【0006】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、レンズの持つ収差を極力小さくすることが難しい対物レンズについて、これをピックアップ装置に組み立てるときに取り扱いを容易にすることを目的とする。
【0007】
また、本発明は、上述の対物レンズを備える光ピックアップ装置及び光情報記録再生装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明に係る第1の対物レンズは、一対の光学面と、前記一対の光学面の少なくとも一方側に形成されて、位相差を利用した光学的機能を付与する位相差付与手段と、前記一対の光学面の周辺を含む全体の一部に設けられた基準マークとを備える光ピックアップ用の対物レンズであって、前記基準マークを一定方向に向けた場合に、前記一対の光学面の形成後に存在する非点収差の方向である非点収差方向の分布範囲が90度以内であること特徴とする。ここで、「基準マーク」とは、人間によって視覚的に認識できるマークに限らず、光、電気等を利用する各種センサによって識別することができる特徴部とすることができる。なお、基準マークは、前記非点収差方向に切欠、突起、印刷等の目印を形成したものに限らず、前記非点収差方向にのみ目印が存在しないものとすることができる。また、「位相差付与手段」とは、入射光束に対して入射光束波長毎に所定の位相差を付与することにより特定の作用を与えるものを指す。具体的には、同一の曲面の一部を光軸方向に平行移動させて輪帯状段差を形成した位相シフトタイプでも良いし、ブレーズタイプの輪帯回折構造が形成されてあってもよい。また、「非点収差方向の分布範囲が90度以内である」とは、本発明の方法によって得られる複数の対物レンズを考えた場合に、基準マークの方向を基準方位とした場合にi(i=1,2,3,…)番目のレンズの非点収差方向をθiとして、すべてのiについて
α−45゜≦θi≦α+45゜ (αは定数) …(1)
が満たされることを意味する。ただし、後述する単一又は複数の成形型を用いて複数の対物レンズを形成する場合、成形型のキャビティごとに定数αの値が異なっていてもよいが、好ましくは、成形型の全てのキャビティで定数αがほぼ同じになるようにする。さらに好ましくは、後の組み立て工程を考えると、全てのキャビティにおいてα=0であると良い。
【0009】
上記対物レンズでは、前記基準マークを一定方向に向けた場合に、前記一対の光学面の形成後に存在する非点収差の方向である非点収差方向の分布範囲が90度以内であるので、対物レンズの非点収差方向を配慮しつつこの対物レンズを光ピックアップ装置に組み付けることができる。よって、対物レンズを除く光ピックアップ装置中の他の光学系部分によって発生する非点収差を打ち消すように対物レンズを取り付ければ、光ピックアップ装置としての非点収差を低減することができる。また、光ピックアップ装置において特定方向の非点収差が許容される場合、その方向に対物レンズの非点収差方向を設定して取り付ければ、光ピックアップ装置としての性能を向上させることができる。
【0010】
なお、上述のような位相差付与手段を備える対物レンズは、高いスペックを要求されるものであるにも拘わらず、このような要求を十分満足する程度に収差を抑えることは通常容易でないのであるが、上記の基準マークを利用することによって、対物レンズの非点収差方向を管理しつつ高性能な光ピックアップ装置を組み立てることができる。
【0011】
また、本発明に係る第2の対物レンズは、光ピックアップ用の対物レンズであって、一対の光学面と、前記一対の光学面の少なくとも一方側に形成されて、位相差を利用した光学的機能を付与する位相差付与手段と、前記一対の光学面の形成後に存在する非点収差の方向である非点収差方向を所定の許容差範囲内で表示する基準マークとを備える。ここで、「非点収差方向を所定の許容差範囲内とする」とは、非点収差方向を基準方向とした場合における基準マークの方向をφとして、
β−45゜≦φ≦β+45゜ (βは定数) …(2)
が満たされることを意味する。ただし、後述する単一又は複数の成形型を用いて複数の対物レンズを形成する場合、成形型のキャビティごとに定数βの値が異なっていてもよいが、定数β=0で統一することが組立の便宜上は好ましい。
【0012】
上記対物レンズでは、基準マークが前記一対の光学面の形成後に存在する非点収差の方向である非点収差方向を所定の許容差範囲内で表示するので、基準マークを参照しつつ対物レンズの非点収差方向を管理して、この対物レンズを光ピックアップ装置に組み付けることができる。よって、対物レンズを除く光ピックアップ装置中の他の光学系部分によって発生する非点収差を打ち消すように対物レンズを取り付ければ、光ピックアップ装置としての非点収差を低減することができる。また、光ピックアップ装置において特定方向の非点収差が許容される場合、その方向に対物レンズの非点収差方向を設定して取り付ければ、光ピックアップ装置としての性能を向上させることができる。
【0013】
上記対物レンズの具体的態様では、前記位相差付与手段が、回折構造である。この場合、回折構造の存在によって色収差の補正等を含む各種機能を対物レンズに付与することができる。
【0014】
また、本発明に係る第3の対物レンズは、一対の光学面と、当該一対の光学面の周辺を含む全体の一部に設けられた基準マークとを備えるとともに、少なくとも2種類以上の光ディスクに使用できる光ピックアップ用の対物レンズであって、前記基準マークを一定方向に向けた場合に、前記一対の光学面の形成後に存在する非点収差のうち、記録密度が最も高い光ディスク使用時の非点収差の方向である非点収差方向の分布範囲が90度以内であることを特徴とする。
【0015】
上記対物レンズでは、前記基準マークを一定方向に向けた場合に、前記一対の光学面の形成後に存在する非点収差のうち、記録密度が最も高い光ディスク使用時の非点収差の方向である非点収差方向の分布範囲が90度以内であるので、記録密度が最も高い光ディスク使用時における対物レンズの非点収差方向を配慮しつつこの対物レンズを光ピックアップ装置に組み付けることができる。よって、対物レンズを除く光ピックアップ装置中の他の光学系部分によって発生する非点収差を打ち消すように対物レンズを取り付ければ、互換対応型の光ピックアップ装置としての非点収差を低減することができる。また、光ピックアップ装置において特定方向の非点収差が許容される場合、その方向に対物レンズの非点収差方向を設定して取り付ければ、互換対応型の光ピックアップ装置としての性能を向上させることができる。
【0016】
なお、上述のような2種類以上の光ディスクに使用できる対物レンズは、特に記録密度が最も高い光ディスク使用時に高いスペックを要求されるものであるにも拘わらず、このような要求を十分満足する程度に収差を抑えることは通常容易でないのであるが、上記の基準マークを利用することによって、対物レンズの非点収差方向を管理しつつ高性能な光ピックアップ装置を組み立てることができる。
【0017】
また、本発明に係る第4の対物レンズは、一対の光学面と、当該一対の光学面の周辺を含む全体の一部に設けられた基準マークとを備えるとともに、少なくとも2種類以上の光ディスクに使用できる光ピックアップ用の対物レンズであって、前記一対の光学面の形成後に存在する非点収差のうち、記録密度が最も高い光ディスク使用時の非点収差の方向である非点収差方向を所定の許容差範囲内で表示する基準マークを備えることを特徴とする。
【0018】
上記対物レンズでは、記録密度が最も高い光ディスク使用時における対物レンズの非点収差方向を配慮しつつこの対物レンズを光ピックアップ装置に組み付けることができるので、互換対応型の光ピックアップ装置としての非点収差を低減することができ、或いは互換対応型の光ピックアップ装置としての性能を向上させることができる。
【0019】
また、本発明に係る第5の対物レンズは、一対の光学面と、当該一対の光学面の周辺を含む全体の一部に設けられた基準マークとを備えるとともに、開口数が0.65以上の光ピックアップ用の対物レンズであって、前記基準マークを一定方向に向けた場合に、前記一対の光学面の形成後に存在する非点収差の方向である非点収差方向の分布範囲が90度以内であること特徴とする。
【0020】
上記対物レンズでは、前記基準マークを一定方向に向けた場合に、前記一対の光学面の形成後に存在する非点収差の方向である非点収差方向の分布範囲が90度以内であるので、対物レンズの非点収差方向を配慮しつつこの対物レンズを光ピックアップ装置に組み付けることができる。よって、対物レンズを除く光ピックアップ装置中の他の光学系部分によって発生する非点収差を打ち消すように対物レンズを取り付ければ、光ピックアップ装置としての非点収差を低減することができる。また、光ピックアップ装置において特定方向の非点収差が許容される場合、その方向に対物レンズの非点収差方向を設定して取り付ければ、光ピックアップ装置としての性能を向上させることができる。
【0021】
なお、上述のような開口数が0.65以上の光ピックアップ用の対物レンズは、高いスペックを要求されるものであるにも拘わらず、このような要求を十分満足する程度に収差を抑えることは通常容易でないのであるが、上記の基準マークを利用することによって、対物レンズの非点収差方向を管理しつつ高性能な光ピックアップ装置を組み立てることができる。
【0022】
また、本発明に係る第6の対物レンズは、一対の光学面と、当該一対の光学面の周辺を含む全体の一部に設けられた基準マークとを備えるとともに、開口数が0.65以上の光ピックアップ用の対物レンズであって、前記一対の光学面の形成後に存在する非点収差の方向である非点収差方向を所定の許容差範囲内で表示する基準マークを備えることを特徴とする。
【0023】
上記対物レンズでは、対物レンズの非点収差方向を配慮しつつこの対物レンズを光ピックアップ装置に組み付けることができるので、光ピックアップ装置としての非点収差を低減することができ、或いは光ピックアップ装置としての性能を向上させることができる。
【0024】
上記第1〜第6の対物レンズの具体的態様では、前記非点収差方向と前記基準マークの方位とのなす角が45度以下であることを特徴とする。この場合、上述の式(1)においてα=0,β=0となることを意味する。
【0025】
上記対物レンズの別の具体的態様では、成形型を利用した成形によって形成されるとともに、前記成形型に非点収差を与える非点収差形成手段を設けたことを特徴とする。この場合、成形型を利用するので、対物レンズを安定供給することができる。また、成型時に非点収差方向が定めることができるので、基準マークの形成も容易である。なお、前記成形型に非点収差形成手段を設ける場合、対物レンズを光ピックアップ装置中の適所に適正に取り付けることによって、対物レンズを除く光ピックアップ装置中の他の光学系部分によって発生する非点収差を積極的に制御して相殺することができる。
【0026】
また、上記対物レンズの別の具体的態様では、前記成形型が、相互に分離可能な固定側の固定型と可動側の可動型とを有し、固定型に、前記非点収差形成手段が設けられている。この場合、固定型によって対物レンズに対して安定して比較的精密な非点収差を与えることができる。
【0027】
なお、可動型は通常2つの部品により構成され、対物レンズの外周部を決定する部材と光学面を形成する部材とにより構成される。ここで各部材は、クリアランスが数ミクロン存在するので、スペーサ等によりその数ミクロンの面シフトや面ティルトを微調整することでレンズとしてのコマ収差を制御することが可能である。よって、固定型で非点収差を持たせて対物レンズの非点収差量と非点収差方向を制御し、可動型では非点収差を持たせず、この可動側にて微調整を実施し対物レンズとしてのコマ収差や球面収差等を制御するほうが生産安定性を考えると有利である。
【0028】
また、上記対物レンズの別の具体的態様では、前記非点収差形成手段が、成形型の保持に際して力学的圧力を付与することによって形成される成形面の位置ズレである。この場合、成形型に特別の加工を施すことなく非点収差形成手段を提供することができ、目的とする非点収差量を達成するための調整も容易である。
【0029】
また、上記対物レンズの別の具体的態様では、成形型を利用した成形によって形成されるとともに、成形後に圧力及び熱の少なくとも一方を加えることによって非点収差が形成される。
【0030】
また、上記対物レンズの別の具体的態様では、前記基準マークが射出成形に使用されるゲート部と相関がある。この場合、ゲート部に対応する突起又は切欠を基準マークとすることができる。なお、射出成形に使用されるゲート部は、樹脂の流し込み口となっており、成形後に何らかの形状的特徴を残すので、これをそのまま判別用の基準マークとして利用することができる。さらに、射出成形においてゲート部の方向は、様々な意味で基準となる重要なものであり、ゲート部を基準として光学特性を表示することが取り扱い上便利である。すなわち、ゲート部は非点収差の発生との間に関連性を有しており、非点収差方向と比較的一致又は直交しやすく、或いは意図的に非点収差をゲート方向に形成させやすいので、このような場合は、ゲート部の存在に起因して形成された突起又は切欠を自動的に基準マークとすることができる。
【0031】
また、上記対物レンズの別の具体的態様では、前記一対の光学面の形成後に存在する非点収差が、前記一対の光学面の面形状に起因する面アスである。この場合、外的形状に起因する非点収差を管理することができる。なお、一対の光学面の形成後に存在する非点収差が面アスとする場合、非点収差の量を意図的に制御するときに都合が良い。
【0032】
また、上記対物レンズの別の具体的態様では、前記対物レンズの使用波長がλ(nm)である場合に、前記面アスに対応する非球面変位量差が、0.03λ(nm)以上0.49λ(nm)以下である。ここで、非球面変位量差が大きすぎると対物レンズの非点収差量そのものが大きくなりやすい。また、これが小さすぎると非点収差方向を制御することが難しくなる。つまり、以上のような条件の下では、非点収差の発生を抑えつつ他の光学要素で発生した非点収差を打ち消すことができるので、高性能な光ピックアップ装置を提供することができる。
【0033】
また、上記対物レンズの別の具体的態様では、前記非球面変位量差が、0.03λ(nm)以上0.25λ(nm)以下である。この場合、さらに高性能な光ピックアップ装置を提供することができる。
【0034】
また、本発明に係る光ピックアップ装置は、上述の対物レンズと、前記基準マークを一定方向に向けた状態で前記対物レンズを固定するレンズホルダとを備える。
【0035】
上記光ピックアップ装置では、対物レンズに設けた基準マークを一定方向に向けた状態でレンズホルダに固定するので、非点収差方向を配慮しつつ対物レンズを組み込んだ装置とすることができる。よって、対物レンズを除く光ピックアップ装置中の他の光学系部分によって発生する非点収差を打ち消すように対物レンズを取り付ければ、光ピックアップ装置としての非点収差を低減することができる。また、光ピックアップ装置において特定方向の非点収差が許容される場合、その方向に対物レンズの非点収差方向を設定して取り付ければ、光ピックアップ装置としての性能を向上させることができる。
【0036】
上記光ピックアップ装置の具体的態様では、前記レンズホルダが前記対物レンズに設けた前記基準マークをアライメントするための方向認識手段を有する。この場合、前記基準マークと方向認識手段とを利用した簡易なアライメントによって高精度の光ピックアップ装置を組み立てることができる。
【0037】
また、上記光ピックアップ装置の別の具体的態様では、少なくとも2種類以上の光ディスクの光ピックアップを行う。この場合、光ピックアップ装置を多種規格に適合させることができ、高精度で多機能な光情報記録再生装置を提供することができる。
【0038】
また、本発明に係る別の光ピックアップ装置は、特定種類の光ディスクの光ピックアップに使用される本発明に係る第1の対物レンズと、別の種類の光ディスクの光ピックアップに使用される第2の対物レンズと、前記第1及び第2の対物レンズをそれぞれ固定するレンズホルダとを備える。この場合も、光ピックアップ装置を多種規格に適合させることができ、特に本発明の対物レンズを用いた光ピックアップでは、高精度な光情報記録再生が可能になる。
【0039】
また、本発明に係るさらに別の光ピックアップ装置は、特定種類の光ディスクの光ピックアップに使用される本発明の第1の対物レンズと、別の種類の光ディスクの光ピックアップに使用される本発明の第2の対物レンズと、前記第1及び第2の対物レンズをそれぞれ固定するレンズホルダとを備える。この場合も、光ピックアップ装置を多種規格に適合させることができ、高精度で多機能な光情報記録再生装置を提供することができる。
【0040】
なお、光ピックアップ装置に2つの対物レンズを設けることができるが、このような場合には、2レンズ・1アクチュエータのタイプと、2レンズ・2アクチュエータのタイプとが考えられる。2レンズ・1アクチュエータのタイプは装置全体が簡素化され好ましい。ただし、1アクチュエータのタイプでは、コマ収差補正のためのレンズティルト方向が対物レンズによらずに一定にすることが好ましく、この場合には個々の対物レンズの非点収差量、非点収差方向、コマ収差量、コマ収差方向を、レンズ配置、光源の非点収差発生方向などを考慮して貼り付けても良いし、貼付け方向を決めておいて対物レンズ側で別途設定してもよい。また、ディスクの種類を光ピックアップ装置側で判断した後、対応する対物レンズに最適なレンズティルトサーボをかけても良い。
【0041】
また、本発明に係る光情報記録再生装置は、上述の本発明に係る載の光ピックアップ装置を備える。
【0042】
上記光情報記録再生装置では、非点収差方向を配慮しつつ対物レンズを組み付けた光ピックアップ装置を組み込んでいるので、各種ディスク等に記録された高密度の光情報を高精度で記録再生することができる。なお、「光情報記録再生装置」とは、上述のような光ピックアップ装置が搭載されたビデオデッキ、パソコン、外部装置等を意味する。
【0043】
【発明の実施の形態】
〔第1実施形態〕
図1(a)は、本発明に係る一実施形態の対物レンズの構造を説明する正面図であり、図1(b)は、その裏面図である。この対物レンズ10は、光ピックアップ用の対物レンズであり、回折パターンを有するレンズ本体12と、これを周囲から支持するフランジ部分14とを備える。なお、この対物レンズ10は、例えば650nmのピックアップ光に関してNA0.65以上とすることができ、CDとDVDの双方の光ディスクの光ピックアップに使用可能な互換タイプの対物レンズとして使用可能であり、対物レンズ10自身の誤差感度が大きく作成難易度の高いものである。
【0044】
レンズ本体12は、全体として凸レンズ状の外形を有し、その一方の光学面を構成する上面12aには、複数の輪帯状の分割面12cが同心に形成されている。各分割面12cは、非球面若しくは球面からなり、隣接する一対の分割面12cの間には、位相差付与手段として段差状の回折溝12dが形成されている。各分割面12cの曲率半径、輪帯の幅及び半径等は、対物レンズ10の使用目的に応じて適宜設定される。
【0045】
また、レンズ本体12において他方の光学面を構成する下面12bは、非球面若しくは球面からなる全面が滑らかな凸面であり、上面12aの場合のような回折パターンが形成されていない。
【0046】
フランジ部14は、対物レンズ10をホルダ等に固定する際に用いられる部分であり、レンズ本体12の周囲に延在する環状体である。このフランジ部14の一部には、対物レンズ10の球面収差方向の指標となる基準マークである切欠16が形成されている。この円弧状の切欠16は、対物レンズ10を射出成形する際に注入ゲートの位置に対応して形成されるゲート部分を、成形後にエンドミル等を利用して適宜カットすることによって窪んだ円筒面としたものである。
【0047】
図2(a)は、対物レンズ10の非点収差の方向を表す非点収差方向と、基準マークである切欠16の方位との関係を説明する図である。図示の対物レンズ10では、切欠16が図面上部に設定されている。よって、理想的には、切欠16の方位に対して非点収差方向ASDを実線で示すように一致させることが望ましい。しかしながら、非点収差方向ASDと切欠16の方位とを正確に一致させることは必ずしも容易でない。つまり、対物レンズ10のスポット形状を実際に測定したり、その波面収差を干渉計で測定しなければ、非点収差方向ASDの正確な特定は困難であるが、このような計測を全ての対物レンズ10に対して行って切欠16を形成していたのでは、検査の負担が過大となって対物レンズ10のコストを増大させる。このため、本実施形態では、対物レンズ10の製造方法を工夫すること等によって、対物レンズ10の成形に際して、注入ゲートの方位に過度でないがある程度の非点収差が現れるようにする。このように製造方法によって非点収差方向ASDを制御しようとすると、非点収差方向ASDを必ずしも正確に制御することができない場合もあるので、切欠16の方位に対して現れる非点収差方向ASDを、一点鎖線で示すように誤差に対応する一定の分布範囲(90゜)内とする。このことは、非点収差方向ASDを中心として一定の許容範囲内(図示の場合、±45゜)に切欠16が形成されることを意味し、非点収差方向ASDを基準として見ると、一点鎖線の位置にある切欠16が許容範囲内で最もはずれたものとなっている(図2(b)参照)。
【0048】
図3は、対物レンズ10に意図的に発生させた非点収差を説明する斜視図である。対物レンズ10が非点収差を有する場合、その非点収差は、対物レンズ10を構成する材料の複屈折に起因するものと、対物レンズ10の表面形状に起因するもの(いわゆる面アス)とが考えられる。以下では、成形型の成形面の形状等の調整によって非点収差を付与するものとして、対物レンズ10に付与される非点収差は、その表面形状によって生じる面アスであるとする。なお、最近の樹脂材料、ガラス材料では複屈折成分が小さくなってきており、上述の非点収差が実質上面アスであるとして面アスに対して制御を行うことによっても十分に目的を達成できる場合が多い。ただし複屈折に起因する非点収差が無視できない場合、このような複屈折アスも考慮して非点収差方向ASDを設定し、切欠16を形成することになる。
【0049】
非点収差が面アスに起因するものである場合、光軸OAを中心として半径rの円CIを考えて、直交する2方向X,Yに対応する円CI上の2点から上面12aや下面12b上に光軸OAに平行な線分を下ろす。これらの線分の長さΔX,ΔYは、上面12aが光軸OAの回りに完全に対称であれば互いに等しくなるが、上面12aが光軸OAの回りで非対称すなわち面アスを有する場合、互いに異なる値となる。ここで、方向Xや方向Yが面アスによる非点収差方向に一致しているとすると、
ΔX≠ΔYとなり、
非球面変位量差ADは、
AD=|ΔX−ΔY|
で与えられる。以上の説明から明らかなように、面アスは、対物レンズ10の上面12aや下面12bの非対称性によって生じるものである。
【0050】
図4は、対物レンズ10に付与した面アスの方向すなわち非点収差方向を説明する図である。対物レンズ10が特定方向の面アスを有する場合、ベストデフォーカス位置BDPの近傍であって対物レンズ10に近い側(インフォーカス)と遠い側(アウトフォーカス)において、対物レンズ10による集光スポットSPが直交する2方向に絞られる。ここでは、対物レンズ10による集光スポットSPが対物レンズ10の遠い側(アウトフォーカス)において絞られて長く延びる方向(波面が進む方向)を非点収差方向ASDとする。この場合、非点収差方向ASDは、切欠16のあるX軸方向を基準として角度θとなっている。本実施形態の対物レンズ10では、この角度が
−45゜≦θ≦45゜
となるような面アスを対物レンズ10に設けている。
【0051】
図5は、面アスを波面収差として計測した場合を概念的に説明する図であり、対物レンズ10の各位置における波面収差を干渉計によって計測した例を示す。この場合、切欠16のある方向に波面が進んでおり、符号「+」が付されている。つまり、符号「+」の付された方向は、非点収差によって波面が進む非点収差方向ASDとなっている。
【0052】
図6は、図1等に示す対物レンズ10を製造するための成形型の形状及び構造を説明する側方断面図である。この成形型30は、固定型32と可動型34とを備える。図示のように固定型32に対して可動型34を突き合わせることにより、両型32,34間にキャビティCAが形成され、その周囲の一部には、キャビティCAに連通するゲートGAが形成される。このキャビティCAには、ゲートGAを介して溶融プラスチック樹脂が供給され、内部を充填する。
【0053】
固定型32は、可動型34に対向する滑らかな凹面の成形面32aと、成形面32aの周囲に配置される環状溝の成形面32bとを有している。前者の成形面32aは、成形品である対物レンズ10(図1参照)の一方の光学面すなわち下面12bに対応し、後者の成形面32bは、対物レンズ10の周囲に設けたフランジ部14に対応する。
【0054】
可動型34は、中央側の型部材である突き出し部41と、この突き出し部41を周囲から支持する型本体43とからなる。このうち、突き出し部41に形成された中央側の成形面41aは、上述の対物レンズ10の他方の光学面すなわち上面12aに対応するもので、全体として凹面になっており、輪帯状の回折パターンを有している。この回折パターンは、通常数μmの深さを有している。一方、型本体43によって形成される周囲側の成形面43aは、対物レンズ10の周囲のフランジ部14に対応する。
【0055】
突き出し部41は、型本体43に設けた孔43b中に嵌合した状態で軸AX方向に摺動可能になっている。両型32、34を離間させる型開き後において、この突き出し部41を型本体43に対して固定型32側に移動させることにより、可動型34側に残る対物レンズ10を簡単に離型させることができる。このようにして成形された対物レンズ10には、ゲートGAの方向に非点収差方向を設定した面アスが意図的に付与されている。
【0056】
図7は、図6の成形型30に形成した非点収差形成手段の一例を説明する図である。成形型30のうち例えば固定型32が本来球面であるとした場合に、この固定型32に僅かな収差を付与することにより、対物レンズ10の下面12bに面アスを与えることができる。図7において、固定型32の成形面32aのうちゲートGAがあるゲート方向G1に関する曲率を、ゲート方向G1に直交する方向G2よりも僅かに大きくする。つまり、固定型32の成形面自体に非点収差を与える。これにより、成形面32aすなわち、下面12bに対し図3で説明した非球面変位量差ADを所望の程度に与えることができ、ゲート方向G1に沿った面アスを正確に形成することができる。このような加工は、成形型30を製造するための金型加工装置のプログラム制御によって比較的簡単に実現することができる。
【0057】
具体的な実施例では、対物レンズ10の使用波長がλ≒650nmである場合に、対物レンズ10に付与する非球面変位量差ADを有効径外周部分で0.03λ(nm)以上0.49λ(nm)以下とした。この非球面変位量差ADすなわち非点収差量は、非点収差方向を制御するための目的があるので、成形型30に与える非点収差量としては少なすぎても方向が制御できないし、成形型30に与える非点収差量が大きすぎても、レンズの非点収差量自体が大きくなり却って好ましくない。つまり、面アスが極端に大きくなって対物レンズの特性が劣化することを防止しつつ、例えば他の光学要素で発生する非点収差を簡単に打ち消すことができる範囲としている。さらに、この場合、非球面変位量差ADを0.03λ(nm)以上0.25λ(nm)以下とすることで、各部で発生する非点収差を小さくすることができ、高性能な光ピックアップ装置等を提供することができる。
【0058】
なお、成形型30によって非点収差を形成する方法は、上記のものに限らない。例えば、成形型30のうち可動型34側に非点収差に対応する非球面変位量差ADを与えることもできる。成形型30、特に可動型34については、加工プログラム制御により、位相差を付与する回折パターンに対して非点収差を設けることも十分可能である。
【0059】
また、成形型30の冷却を軸AX回りに非対称とすることも可能である。例えば、両型32,34によって形成されるキャビティCAのうちゲートGAに垂直な方向の一対の端部側を早く冷却することによっても、ゲートGAすなわち切欠16の方向に対応させた非点収差方向に設定された対物レンズ10を提供することができる。
【0060】
図8(a)及び(b)は、図1等に示す対物レンズ10を光ピックアップのレンズホルダに取り付ける方法を説明する側方断面図及び平面図である。このレンズホルダ50は、対物レンズ10をはめ込むための開口52を有し、この開口52の周囲には対物レンズ10のフランジ部14を支持するための段差54が形成されている。また、開口52の周囲の一カ所には、方向認識手段である円形の窪み56が形成されている。
【0061】
対物レンズ10をレンズホルダ50の開口52にはめ込むとともに、対物レンズ10の切欠16とレンズホルダ50の窪み56とを例えば肉眼で一致させ、或いは組み立て装置に設けた撮像装置等によって自動認識させつつ切欠16と窪み56とをアライメントする。その後、レンズホルダ50の下方から段差54に適当な強度のUV光を照射する。レンズホルダ50は、UV光をほぼ透過させて対物レンズ10のフランジ部14を加熱するので、フランジ部14と段差54の恒久的接着が可能になる。以上により、対物レンズ10のレンズホルダ50に高精度で固定することができるとともに、対物レンズ10の回転位置をレンズホルダ50に対してアライメントすることができる。つまり、対物レンズ10は、レンズホルダ50に対して特定の方向に非点収差を有するこのになるので、対物レンズ10の集光スポットの形状を計測するまでもなく、レンズホルダ50を組み込んだ光ピックアップ装置の非点収差を制御することができる。以上は単一の対物レンズ10を単一のレンズホルダ50に組み込む場合について説明したが、生産ライン等では多数の対物レンズ10を連続して搬送されてくるレンズホルダ50に組み込むことになる。この際、どのレンズホルダ50に対しても対物レンズ10の切欠16を目印として対物レンズ10を貼り付けるならば、組み立て工程の作業性が飛躍的に高まる。
【0062】
なお、切欠16と窪み56は必ずしも一致させる必要はない。例えば、切欠16が窪み56対して90゜時計方向に回転した方向にアライメントした状態として、対物レンズ10をレンズホルダ50に固定することも可能である。要は、レンズホルダ50に対物レンズ10を配置する上での指標になるものが予め定めた位置関係で存在すればよい。
【0063】
図9は、図1等に示す対物レンズ10を含む光ピックアップ装置の構成を概略的に示す図である。
【0064】
この光ピックアップ装置は、情報記録媒体である第1の光ディスク61の情報再生用の半導体レーザ62と、情報記録媒体である第2の光ディスク65の情報再生用の半導体レーザ66とを有しており、すなわち、互いに波長の異なるレーザ光を射出することができる。両半導体レーザ62、66からのレーザ光は、上述の対物レンズ10を利用して光ディスク61、65に照射され、光ディスク61、65からの反射光は、対物レンズ10を利用して集光される。なお、光ディスクの一方の基板厚さは0.6±0.1mmであり、他方の基板厚さは1.2±0.1mmであり、互いに厚さが異なる。
【0065】
まず第1の光ディスク61を再生する場合、第1半導体レーザ62からビームを出射し、出射された光束は、カップリングレンズ62a及びビームスプリッタ71を透過し、偏光ビームスプリッタ72、コリメータ73、1/4波長板74を透過して円偏光の平行光束となる。この光束は絞り76によって絞られ、対物レンズ10により第1の光ディスク61の透明基板61aを介して情報記録面61bに集光される。
【0066】
情報記録面61bで情報ビットにより変調されて反射した光束は、再び対物レンズ10、絞り76、1/4波長板74、コリメータ73を透過して、偏光ビームスプリッタ72に入射し、ここで反射してシリンドリカルレンズ78により非点収差が与えられ、凹レンズ78aを経て光検出器79上ヘ入射し、その出力信号を用いて、第1光ディスク61に記録された情報の読み取り信号が得られる。
【0067】
また、光検出器79上でのスポットの形状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行う。この検出に基づいて2次元アクチュエータ81が第1の半導体レーザ62からの光束を第1光ディスク61の記録面61b上に結像するようにレンズホルダ50上の対物レンズ10を光軸方向に移動させるとともに、この半導体レーザ62からの光束を所定のトラックに結像するようにレンズホルダ50上の対物レンズ10を光軸に垂直な方向に移動させる。
【0068】
一方、第2の光ディスク65を再生する場合、第2半導体レーザ66からビームを出射し、出射された光束は、カップリングレンズ66aを経てビームスプリッタ71で反射され、上記第1半導体レーザ62からの光束と同様、偏光ビームスプリッタ72、コリメータ73、1/4波長板74、絞り76、対物レンズ10を透過し、第2の光ディスク65の透明基板65aを介して情報記録面65bに集光される。
【0069】情報記録面65bで情報ビットにより変調されて反射した光束は、再び対物レンズ10、絞り76、1/4波長板74、コリメータ73、偏光ビームスプリッタ72、シリンドリカルレンズ78等を介して、光検出器79上へ入射し、その出力情号を用いて、第2光ディスク65に記録された情報の読み取り信号が得られる。
【0070】
また、第1光ディスク61の場合と同様、光検出器79上でのスポットの形状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行い、2次元アクチュエータ81により、合焦、トラッキングのためにレンズホルダ50上の対物レンズ10を移動させる。
【0071】
以上説明した光ピックアップ装置では、対物レンズ10に設けた切欠16を一定方向に向けた状態でレンズホルダ50に固定しているので、非点収差方向を配慮しつつ対物レンズ10を組み込んだ光ピックアップ装置となっている。よって、光ピックアップ装置としての非点収差を低減することができ、ひいては光ピックアップ装置としての性能を向上させることができる。なお、非点収差以外の収差、例えば球面収差やコマ収差に関しては、光ピックアップ装置でのティルトサーボやフォーカスサーボによって制御が可能となるので、上記のような対物レンズ10を組み込むことで、光ピックアップ装置の高精度な組立てが容易となる。
【0072】
以上の第1実施形態では、対物レンズ10のレンズ本体12の片面に回折パターンを形成しているが、レンズ本体12の両光学面に回折パターンが形成されていない場合にも本発明を適用することができる。また、固定型側の光学面12bには、面アスの調整を行わせ、可動型側の光学面12aには、コマ収差等の他の収差の補正を行わせることで、収差の独立した制御が可能になる。
【0073】
また、以上の第1実施形態では、固定型32に僅かな収差を与えること、すなわち直交する方向で加工面を変えることによって対物レンズ10に面アスを形成しているが、成形型は回転対称に形成しておき、成形型をダイセットに組み込む時にボルト締め方向等の所定因を勘案して結果として金型に非点収差を持たせることも可能である。
【0074】
また、上記第1実施形態では、切欠16を基準マークとして面アスの方向を特定しているが、ゲートGAに対応する突起を対物レンズ10のフランジ部14に残すことによっても、対物レンズ10の非点収差方向を表示させることができる。さらに、可動型34の成形面32bにゲートGAとは独立した基準マークを形成することもできる。この場合、成形型30の加工も、基準マークの方位に適合させて非点収差を形成できるものとする。さらに、対物レンズ10の成形後にインクにより基準マークを形成しても良い。この場合には、基準マークを設ける位置の自由度が高まるので、非点収差方向を認識した上でレンズ成形後に基準マークを設けても構わない。
【0075】
また、上記第1実施形態では、対物レンズ10をNA0.65以上のものとして説明したが、NA0.65以下であっても互換タイプの対物レンズであれば非点収差の制御が必要になる場合もあり、この場合は、NA0.65以下の対物レンズ10についても非点収差の方向を切欠16等によって表示することができる。
【0076】
また、上記第1実施形態では、対物レンズ10をプラスチック材料で形成する場合について説明したが、対物レンズ10の材料は、樹脂に限らずガラスとすることもできる。また、ガラスとプラスチック材料とを組み合わせたハイブリッドレンズについても同様の手法によって非点収差を一定の範囲で制御することができる。
【0077】
〔第2実施形態〕
以下、第2実施形態の対物レンズについて説明する。第2実施形態の対物レンズは、第1実施形態を変形して製造したものであり、製造後の組み立て等は第1実施形態の場合と同様であるので、ここでは、対物レンズの作製について説明する。
【0078】
図10は、第2実施形態の対物レンズ110の製造若しくは加工を説明する図である。第2実施形態の対物レンズ110は、図6に示す成形型30を用いて製造されるが、この固定型32等には収差を設けておらず、成形直後の対物レンズ110は、面アス等の収差が管理された状態となっていない。このため、本実施形態では、対物レンズ110の成形後に対物レンズ110に適当な処理を施して所望の方向に非点収差を与える。
【0079】
図からも明らかなように、対物レンズ110は、一対の加工治具182の間に把持されており、両側から一定の圧縮圧力を付与される。さらに、対物レンズ110のレンズ本体112の下面112bに対向するようにヒータ183が配置されている。これにより、レンズ本体112を下面112b側から過熱しつつレンズ本体112に圧縮応力を与えることができるので、下面112bを熱及び圧力によって変形させて所望の面アスを有する状態とすることができる。この場合も、加工治具182による圧縮圧力の方向やヒータ183の輻射面の形状等を調節すること、若しくは加熱後の冷却手法の調節によって面アスの方向を切欠16の方向と一致させることができる。
【0080】
〔第3実施形態〕
図11及び図12は、第3実施形態の光ピックアップ装置の構成を示す図である。この光ピックアップ装置は、図9に示す装置を変形したものである。
【0081】
図示の光ピックアップ装置は、2つの対物レンズ210,310を備えており、これらの対物レンズ210,310を切替えて使用する。一方の対物レンズ210は、CDやDVDのような一対の異種記録媒体に兼用される互換レンズであり、第1半導体レーザ262からの赤色光を、CDの場合にNA0.45〜0.53程度とし、DVDの場合にNA0.60〜0.65程度として切替えて集光する。他方の対物レンズ310は、青色レーザを用いた高密度の記録媒体に使用されるものであり、第2半導体レーザ266からの青色光をNA0.60〜0.85程度で集光する。
【0082】
両対物レンズ210,310は、ともにレンズホルダ250に取り付けられて固定されている。ここで、両対物レンズ210,310は、ともに第1実施形態と同様の方法によって製造されたものであり、対物レンズ310の面アスの方位に基準マークである切欠が形成されている。なお、対物レンズ210の場合、より記録密度が高いDVD用のNA0.60〜0.65の状態での非点収差方向に基づいて切欠が形成されている。これに対応して、レンズホルダ250において対物レンズ210,310をはめ込む開口の周囲には、図8(b)に示す窪み56と同様の方向認識手段をそれぞれ設けている。
【0083】
レンズホルダ250やアクチュエータ81は、レンズ切替装置285に保持されて、光軸方向に垂直な方向にスライド移動可能になっており、第1及び第2半導体レーザ262,266のいずれを使用するかによって、両対物レンズ210,310のいずれか対応するものを光路上に配置する。具体的に説明すると、第1半導体レーザ262を使用する際には、赤色用でNAが小さい対物レンズ210を1/4波長板74等の上方に配置し、第2半導体レーザ266を使用する際には、青色用でNAが大きい対物レンズ310を1/4波長板74等の上方に配置する。
【0084】
この場合、高精度の取り付けを要する両対物レンズ210,310に切欠を設けてレンズホルダ250にアライメントして固定するので、光ピックアップ装置としての非点収差を低減することができ、光ピックアップ装置としての性能を向上させることができる。この際、1つのアクチュエータ81で一対の対物レンズ210,310を駆動するので、両対物レンズ210,310が有しているコマ収差を低減するためのティルト方向が光ピックアップ装置から見た場合に一致していることが高精度な動作を確保する上で望ましい。
【0085】
〔第4実施形態〕
図13は、第4実施形態に係る光ピックアップ用の対物レンズを説明する図である。この対物レンズ410は、2つのレンズ部分410A,410Bからなる2枚玉のレンズであり、両レンズ部分410A,410Bを直列に配置した構造を有し、互いにフランジ部分414A,414Bで接合されている。この場合、両レンズ部分410A,410Bのレンズ本体412A,412Bにそれぞれ非点収差が形成されているが、その方向は、概ね切欠416A,416Bの方位と一致する。このような対物レンズ410によっても、非点収差方向を制御して光ピックアップ装置を組み立てることができる。なお、この場合、対物レンズ410を2枚玉としたが、3枚玉以上の場合も同様に非点収差を管理、制御することができる。
【0086】
〔第5実施形態〕
図14は、第5実施形態に係る光ピックアップ用の対物レンズを説明する図である。この場合、4つの対物レンズ510を1つの成形品90として同時に製造している。つまり、成形品90の中央のスプルー91から4つのランナ92及びゲート93が放射状に延び、各先端に対物レンズ510が形成されている。各対物レンズ510は、固定型自体にゲート93の方向を基準として設けた非点収差によって、ゲート93方向に設定されたほぼ同じ大きさの非点収差をそれぞれ有している。このような対物レンズ510を用いた場合、非点収差等に関して特性の揃った対物レンズを提供することができ、非点収差方向を制御して高性能な光ピックアップ装置を組み立てることができる。なお、小数の金型で多数のキャビティを形成して、多数の対物レンズを形成する場合、ロット間でバラツキが少なく特性の揃った対物レンズを安定して大量に供給することができる。
【0087】
以上、実施形態に即して本発明を説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記第3実施形態では、対物レンズ210をCDやDVDのような一対の記録媒体に兼用されるものとしているが、CDやDVDの各記録媒体に対応して一対の対物レンズを設けることもできる。この場合、一対の対物レンズがCDやDVDに個別に対応することになるが、各対物レンズは、高NAでなく、必ずしも回折構造を設ける必要もないので、非点収差方向を管理若しくは制御するための切欠等の基準マークを設ける必要はない。
【0088】
また、上記第3実施形態において、対物レンズ210をCD用レンズとし、対物レンズ310をDVD及び青色レーザ用の互換レンズとすることも考えられる。この場合、CD用の対物レンズ210は、高NAでなく、必ずしも回折構造を設ける必要もないので、非点収差方向を管理若しくは制御するための切欠等の基準マークを設ける必要はない。一方、DVD用及び青色レーザ用の対物レンズ310では、切欠等の基準マークを設ける。また、この場合の対物レンズ310においては、双方のコマ収差を補正するためのティルト方向が一致していることが好ましい。よって、開口数により発生するコマ収差量が変動しないように、このような互換レンズでは高次コマ収差を低減してもよい。
【0089】
また、単一の1つの対物レンズでCD、DVD、及び青色レーザの三種の光ディスクの光ピックアップを可能にするトリプル互換を実施する場合にも、第1実施形態等で説明した対物レンズ10の使用が有効であることは言うまでもない。この際、各光ディスクに対応したNAに開口数制限した場合に、対物レンズの有するコマ収差が低減するためのレンズティルトの方向がほぼ一致していることが光ピックアップの性能向上の観点から好ましい。
【0090】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明に係る第1の対物レンズによれば、前記基準マークを一定方向に向けた場合に、前記一対の光学面の形成後に存在する非点収差の方向である非点収差方向の分布範囲が90度以内であるので、対物レンズの非点収差方向を配慮しつつこの対物レンズを光ピックアップ装置に組み付けることができる。よって、対物レンズを除く光ピックアップ装置中の他の光学系部分によって発生する非点収差を打ち消すように対物レンズを取り付ければ、光ピックアップ装置としての非点収差を低減することができる。また、光ピックアップ装置において特定方向の非点収差が許容される場合、その方向に対物レンズの非点収差方向を設定して取り付ければ、光ピックアップ装置としての性能を向上させることができる。
【0091】
また、本発明に係る第2の対物レンズによれば、基準マークが前記一対の光学面の形成後に存在する非点収差の方向である非点収差方向を所定の許容差範囲内で表示するので、基準マークを参照しつつ対物レンズの非点収差方向を管理して、この対物レンズを光ピックアップ装置に組み付けることができる。よって、光ピックアップ装置としての非点収差を低減することができ、或いは光ピックアップ装置としての性能を向上させることができる。
【0092】
また、本発明に係る第3の対物レンズによれば、前記基準マークを一定方向に向けた場合に、前記一対の光学面の形成後に存在する非点収差のうち、記録密度が最も高い光ディスク使用時の非点収差の方向である非点収差方向の分布範囲が90度以内であるので、記録密度が最も高い光ディスク使用時における対物レンズの非点収差方向を配慮しつつこの対物レンズを光ピックアップ装置に組み付けることができる。よって、互換対応型の光ピックアップ装置としての非点収差を低減することができ、或いは光ピックアップ装置としての性能を向上させることができる。
【0093】
また、本発明に係る第4の対物レンズによれば、基準マークが前記一対の光学面の形成後に存在する非点収差のうち、記録密度が最も高い光ディスク使用時の非点収差の方向である非点収差方向を所定の許容差範囲内で表示するので、基準マークを参照しつつ対物レンズの非点収差方向を管理して、この対物レンズを光ピックアップ装置に組み付けることができる。よって、互換対応型の光ピックアップ装置としての非点収差を低減することができ、或いは互換対応型の光ピックアップ装置としての性能を向上させることができる。
【0094】
また、本発明に係る第5の対物レンズによれば、前記基準マークを一定方向に向けた場合に、前記一対の光学面の形成後に存在する非点収差の方向である非点収差方向の分布範囲が90度以内であるので、対物レンズの非点収差方向を配慮しつつこの対物レンズを光ピックアップ装置に組み付けることができる。よって、光ピックアップ装置としての非点収差を低減することができ、或いは光ピックアップ装置としての性能を向上させることができる。
【0095】
また、本発明に係る第6の対物レンズによれば、基準マークが一対の光学面の形成後に存在する非点収差の方向である非点収差方向を所定の許容差範囲内で表示するので、基準マークを参照しつつ対物レンズの非点収差方向を管理して、この対物レンズを光ピックアップ装置に組み付けることができる。よって、光ピックアップ装置としての非点収差を低減することができ、或いは光ピックアップ装置としての性能を向上させることができる。
【0096】
また、本発明に係る光ピックアップ装置によれば、対物レンズに設けた基準マークを一定方向に向けた状態でレンズホルダに固定するので、非点収差方向を配慮しつつ対物レンズを組み込んだ装置とすることができる。よって、光ピックアップ装置としての非点収差を低減することができ、或いは光ピックアップ装置としての性能を向上させることができる。
【0097】
また、本発明に係る別の光ピックアップ装置によれば、光ピックアップ装置を多種規格に適合させることができ、特に本発明の対物レンズを用いた光ピックアップでは、高精度な光情報記録再生が可能になる。
【0098】
また、本発明に係るさらに別の光ピックアップ装置はによれば、光ピックアップ装置を多種規格に適合させることができ、高精度で多機能な光情報記録再生装置を提供することができる。
【0099】
また、本発明に係る光情報記録再生装置によれば、非点収差方向を配慮しつつ対物レンズを組み付けた光ピックアップ装置を組み込んでいるので、各種ディスク等に記録された高密度の光情報を高精度で記録再生することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は、本発明に係る一実施形態の対物レンズの構造を説明する正面であり、(b)は、その裏面図である。
【図2】対物レンズの非点収差の方向を表す非点収差方向と基準マークである切欠の方位との関係を説明する図である。
【図3】対物レンズに意図的に発生させた非点収差を説明する斜視図である。
【図4】対物レンズに付与した面アスの方向すなわち非点収差方向を説明する図である。
【図5】面アスを波面収差として計測した場合を概念的に説明する図であり、対物レンズの各位置における波面収差を干渉計によって計測した例を示す。
【図6】対物レンズを製造するための成形型の形状及び構造を説明する断面図である。
【図7】図6の成形型に形成した非点収差形成手段の一例を説明する図である。
【図8】(a)、(b)は、第1実施形態の対物レンズを含む光ピックアップ装置の構成を概略的に示す図である。
【図9】図1の対物レンズを組み込んだ光ピックアップ装置の構成を示す図である。
【図10】第2実施形態の対物レンズの製造若しくは加工を説明する図である。
【図11】第3実施形態の光ピックアップ装置の構成を示す図である。
【図12】第3実施形態の光ピックアップ装置の構成を示す図である。
【図13】第4実施形態に係る光ピックアップ用の対物レンズを説明する図である。
【図14】第5実施形態に係る光ピックアップ用の対物レンズを説明する図である。
【符号の説明】
10,210,310…対物レンズ
12…レンズ本体
12a…上面
12b…下面
12d…回折溝
14…フランジ部分
16…切欠
30…成形型
32…固定型
34…可動型
41…突き出し部
43…型本体
50…レンズホルダ
52…開口
56…窪み
61,65…光ディスク
62,262…第1半導体レーザ
66,266…第2半導体レーザ
72…偏光ビームスプリッタ
73…コリメータ
74…波長板
79…光検出器
81…アクチュエータ
285…レンズ切替装置
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an objective lens for a high recording density optical disc, and particularly to an objective lens having high difficulty in assembling. Further, the present invention relates to an optical pickup device or an optical information recording / reproducing device using such an objective lens.
[0002]
[Prior art]
As one of means for improving the recording density of so-called optical disks such as CDs and DVDs, increasing the numerical aperture (NA) of an objective lens has been performed. CD requires NA of about 0.45 to 0.53, DVD requires NA of 0.60 to 0.65, and next-generation blue laser requires NA of 0.60 to 0.85.
[0003]
As described above, in a lens having a large NA, the amount of aberration generated by shifting or tilting the lens surface or changing the thickness on the lens axis from a design is larger than that of a lens having a small NA. Therefore, the higher the NA lens becomes, the more difficult it is to produce spherical aberration, coma aberration and astigmatism as much as possible. In the optical pickup device, as the demand for mounting errors of the objective lens becomes stricter, the aberration level of the objective lens increases, and the load on the assembling process is further increased. Among them, there is disclosed one in which an objective lens is provided with astigmatism to improve off-axis characteristics in order to widen an allowable error value in an operating environment of an optical pickup device (see Patent Document 1).
[0004]
[Patent Document 1]
Patent No. 3104780
[Problems to be solved by the invention]
The objective lens described in Patent Document 1 has an astigmatism in the objective lens in consideration of off-axis use at the time of tracking, thereby suppressing an aberration generated at the time of tracking as an optical pickup device. However, there is no description on how to attach the objective lens to the pickup. Here, while observing the spot of the optical pickup device, the individual objective lenses can be bonded to the lens holder, but this is not preferable in view of the number of steps.
[0005]
In addition, in the case of a compatible lens or a high NA lens having a high degree of difficulty in manufacturing a lens, it is difficult to suppress the occurrence of aberrations, not only off-axis. Therefore, when such an objective lens is incorporated in an optical pickup device, more consideration is required. That is, it is necessary to assemble such an objective lens such that the aberration does not increase after the production of the interchangeable type or the high NA type objective lens.
[0006]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to facilitate handling of an objective lens in which it is difficult to minimize aberrations of the lens when assembling it into a pickup device.
[0007]
Another object of the present invention is to provide an optical pickup device and an optical information recording / reproducing device provided with the above-mentioned objective lens.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, a first objective lens according to the present invention is provided with a pair of optical surfaces and at least one side of the pair of optical surfaces to provide an optical function using a phase difference. An objective lens for an optical pickup including a phase difference providing unit and a reference mark provided on a part of the whole including the periphery of the pair of optical surfaces, wherein the reference mark is oriented in a certain direction. The distribution range of the astigmatism direction, which is the direction of astigmatism existing after the formation of the pair of optical surfaces, is within 90 degrees. Here, the “reference mark” is not limited to a mark that can be visually recognized by a human, and may be a characteristic portion that can be identified by various sensors using light, electricity, or the like. Note that the reference mark is not limited to a mark formed with a notch, protrusion, printing, or the like in the astigmatism direction, and may be a mark having no mark only in the astigmatism direction. The term “phase difference providing unit” refers to a unit that gives a specific effect by giving a predetermined phase difference to an incident light beam for each incident light beam wavelength. Specifically, a phase shift type in which a part of the same curved surface is moved in parallel in the optical axis direction to form an annular step may be used, or a blaze type annular diffraction structure may be formed. Further, “the distribution range in the astigmatism direction is within 90 degrees” means that when considering a plurality of objective lenses obtained by the method of the present invention, i ( Let i = 1, 2, 3,...) the astigmatism direction of the th lens be θi
α−45 ° ≦ θi ≦ α + 45 ° (α is a constant) (1)
Is satisfied. However, when a plurality of objective lenses are formed using a single or a plurality of molds described later, the value of the constant α may be different for each cavity of the mold, but preferably all the cavities of the mold are used. To make the constant α substantially the same. More preferably, in consideration of a later assembling step, α = 0 is preferably set in all the cavities.
[0009]
In the objective lens, when the reference mark is oriented in a certain direction, the distribution range of the astigmatism direction, which is the direction of astigmatism existing after the formation of the pair of optical surfaces, is within 90 degrees. This objective lens can be assembled to the optical pickup device while taking into consideration the astigmatism direction of the lens. Therefore, if the objective lens is attached so as to cancel astigmatism generated by other optical system parts in the optical pickup device excluding the objective lens, astigmatism as the optical pickup device can be reduced. Further, when astigmatism in a specific direction is allowed in the optical pickup device, if the astigmatism direction of the objective lens is set and attached in that direction, the performance as the optical pickup device can be improved.
[0010]
It should be noted that, although an objective lens provided with the above-described phase difference providing means is required to have high specifications, it is usually not easy to suppress aberrations to such an extent that such requirements are sufficiently satisfied. However, by using the reference mark, a high-performance optical pickup device can be assembled while controlling the astigmatism direction of the objective lens.
[0011]
A second objective lens according to the present invention is an objective lens for an optical pickup, and is formed on a pair of optical surfaces and at least one side of the pair of optical surfaces, and uses an optical difference utilizing a phase difference. A phase difference providing unit for providing a function; and a reference mark for displaying an astigmatism direction, which is a direction of astigmatism existing after forming the pair of optical surfaces, within a predetermined tolerance range. Here, “the astigmatism direction is within a predetermined tolerance range” means that the direction of the reference mark when the astigmatism direction is the reference direction is φ.
β−45 ° ≦ φ ≦ β + 45 ° (β is a constant) (2)
Is satisfied. However, when a plurality of objective lenses are formed using a single or a plurality of molding dies described later, the value of the constant β may be different for each cavity of the molding dies. It is preferable for convenience of assembly.
[0012]
In the objective lens, the reference mark indicates the astigmatism direction, which is the direction of astigmatism existing after the formation of the pair of optical surfaces, within a predetermined tolerance range. By controlling the astigmatism direction, this objective lens can be assembled to the optical pickup device. Therefore, if the objective lens is attached so as to cancel astigmatism generated by other optical system parts in the optical pickup device excluding the objective lens, astigmatism as the optical pickup device can be reduced. Further, when astigmatism in a specific direction is allowed in the optical pickup device, if the astigmatism direction of the objective lens is set and attached in that direction, the performance as the optical pickup device can be improved.
[0013]
In a specific aspect of the objective lens, the phase difference providing means is a diffraction structure. In this case, various functions including correction of chromatic aberration and the like can be imparted to the objective lens by the presence of the diffraction structure.
[0014]
Further, a third objective lens according to the present invention includes a pair of optical surfaces, and a reference mark provided on a part of the whole including the periphery of the pair of optical surfaces, and at least two types of optical disks. An objective lens for an optical pickup that can be used, wherein when the reference mark is oriented in a certain direction, of the astigmatism present after the formation of the pair of optical surfaces, the astigmatism at the time of use of an optical disc having the highest recording density. The distribution range of the astigmatism direction which is the direction of the astigmatism is within 90 degrees.
[0015]
In the objective lens, when the reference mark is oriented in a certain direction, among the astigmatisms existing after the formation of the pair of optical surfaces, the astigmatism direction is the direction of the astigmatism when the optical disc having the highest recording density is used. Since the distribution range of the astigmatism direction is within 90 degrees, the objective lens can be assembled to the optical pickup device while considering the astigmatism direction of the objective lens when using an optical disc having the highest recording density. Therefore, if the objective lens is attached so as to cancel astigmatism generated by other optical system parts in the optical pickup device excluding the objective lens, the astigmatism as a compatible optical pickup device can be reduced. . In addition, when astigmatism in a specific direction is allowed in the optical pickup device, setting the astigmatism direction of the objective lens in that direction and mounting the objective lens can improve the performance as a compatible optical pickup device. it can.
[0016]
The objective lens that can be used for two or more types of optical disks as described above requires a high specification especially when the optical disk with the highest recording density is used. Although it is usually not easy to suppress aberrations, it is possible to assemble a high-performance optical pickup device while controlling the astigmatism direction of the objective lens by using the above-described reference marks.
[0017]
Further, a fourth objective lens according to the present invention includes a pair of optical surfaces, and a reference mark provided on a part of the whole including the periphery of the pair of optical surfaces, and includes at least two types of optical discs. An objective lens for an optical pickup that can be used, wherein, among the astigmatisms present after the formation of the pair of optical surfaces, the astigmatism direction that is the direction of the astigmatism when the optical disc with the highest recording density is used is determined. A reference mark to be displayed within the tolerance range.
[0018]
In the above-mentioned objective lens, this objective lens can be assembled to the optical pickup device while taking into consideration the astigmatism direction of the objective lens when using an optical disc having the highest recording density. The aberration can be reduced, or the performance as a compatible optical pickup device can be improved.
[0019]
A fifth objective lens according to the present invention includes a pair of optical surfaces and a reference mark provided on a part of the entire surface including the periphery of the pair of optical surfaces, and has a numerical aperture of 0.65 or more. Wherein the distribution range of the astigmatism direction, which is the direction of astigmatism existing after the formation of the pair of optical surfaces, is 90 degrees when the reference mark is oriented in a certain direction. It is characterized by being within.
[0020]
In the objective lens, when the reference mark is oriented in a certain direction, the distribution range of the astigmatism direction, which is the direction of astigmatism existing after the formation of the pair of optical surfaces, is within 90 degrees. This objective lens can be assembled to the optical pickup device while taking into consideration the astigmatism direction of the lens. Therefore, if the objective lens is attached so as to cancel astigmatism generated by other optical system parts in the optical pickup device excluding the objective lens, astigmatism as the optical pickup device can be reduced. Further, when astigmatism in a specific direction is allowed in the optical pickup device, if the astigmatism direction of the objective lens is set and attached in that direction, the performance as the optical pickup device can be improved.
[0021]
It should be noted that the objective lens for an optical pickup having a numerical aperture of 0.65 or more, as described above, is required to suppress aberrations to such an extent that the requirements are sufficiently satisfied, although high specifications are required. Is usually not easy, but by using the above-described reference mark, a high-performance optical pickup device can be assembled while controlling the astigmatism direction of the objective lens.
[0022]
A sixth objective lens according to the present invention includes a pair of optical surfaces and a reference mark provided on a part of the entire surface including the periphery of the pair of optical surfaces, and has a numerical aperture of 0.65 or more. An objective lens for an optical pickup, comprising: a reference mark for displaying an astigmatism direction, which is a direction of astigmatism existing after the formation of the pair of optical surfaces, within a predetermined tolerance range. I do.
[0023]
In the above-mentioned objective lens, the objective lens can be assembled to the optical pickup device while taking into consideration the astigmatism direction of the objective lens, so that the astigmatism of the optical pickup device can be reduced, or Performance can be improved.
[0024]
In a specific mode of the first to sixth objective lenses, an angle between the astigmatism direction and the azimuth of the reference mark is 45 degrees or less. In this case, it means that α = 0 and β = 0 in the above equation (1).
[0025]
In another specific mode of the objective lens, the objective lens is formed by molding using a molding die, and is provided with astigmatism forming means for giving astigmatism to the molding die. In this case, since the mold is used, the objective lens can be stably supplied. Further, since the direction of astigmatism can be determined at the time of molding, it is easy to form the reference mark. When the astigmatism forming means is provided in the molding die, the astigmatism generated by other optical system parts in the optical pickup device excluding the objective lens can be obtained by appropriately mounting the objective lens in an appropriate position in the optical pickup device. Aberration can be positively controlled to cancel.
[0026]
In another specific mode of the objective lens, the molding die has a fixed-side fixed die and a movable-side movable die that are separable from each other, and the astigmatism forming unit has a fixed die. Is provided. In this case, a relatively precise astigmatism can be stably given to the objective lens by the fixed type.
[0027]
The movable mold is usually composed of two parts, that is, a member that determines the outer peripheral portion of the objective lens and a member that forms the optical surface. Here, since each member has a clearance of several microns, it is possible to control the coma as a lens by finely adjusting the surface shift and the surface tilt of the several microns by a spacer or the like. Therefore, the astigmatism amount and the direction of the astigmatism of the objective lens are controlled by providing the astigmatism in the fixed type, and the astigmatism is not provided in the movable type. It is more advantageous to control coma aberration and spherical aberration as a lens in view of production stability.
[0028]
In another specific aspect of the objective lens, the astigmatism forming means is a positional shift of a molding surface formed by applying a mechanical pressure when holding the molding die. In this case, the astigmatism forming means can be provided without performing special processing on the mold, and adjustment for achieving the target amount of astigmatism is easy.
[0029]
In another specific embodiment of the objective lens, the objective lens is formed by molding using a mold, and astigmatism is formed by applying at least one of pressure and heat after molding.
[0030]
In another specific aspect of the objective lens, the reference mark is correlated with a gate used for injection molding. In this case, a projection or notch corresponding to the gate portion can be used as a reference mark. The gate portion used for injection molding serves as a resin inflow port, and retains some shape characteristic after molding, and can be used as it is as a reference mark for determination. Further, in injection molding, the direction of the gate portion is an important one which serves as a reference in various senses, and it is convenient for handling to display optical characteristics with reference to the gate portion. That is, since the gate portion has a relationship with the occurrence of astigmatism, it is relatively easy to match or orthogonal to the astigmatism direction, or it is easy to intentionally form astigmatism in the gate direction. In such a case, a projection or notch formed due to the presence of the gate portion can be automatically used as a reference mark.
[0031]
In another specific aspect of the objective lens, astigmatism existing after the formation of the pair of optical surfaces is a surface astigmatism caused by a surface shape of the pair of optical surfaces. In this case, astigmatism due to the external shape can be managed. In the case where astigmatism existing after the formation of the pair of optical surfaces is assumed to be astigmatism, it is convenient to control the amount of astigmatism intentionally.
[0032]
Further, in another specific mode of the objective lens, when the wavelength used of the objective lens is λ (nm), the difference in the aspheric displacement amount corresponding to the surface astigmatism is 0.03λ (nm) or more. .49λ (nm) or less. Here, if the difference in the amount of displacement of the aspherical surface is too large, the amount of astigmatism of the objective lens itself tends to increase. If this is too small, it will be difficult to control the direction of astigmatism. That is, under the above conditions, astigmatism generated by other optical elements can be canceled while suppressing generation of astigmatism, so that a high-performance optical pickup device can be provided.
[0033]
In another specific aspect of the objective lens, the difference in the amount of displacement of the aspheric surface is 0.03λ (nm) or more and 0.25λ (nm) or less. In this case, a higher performance optical pickup device can be provided.
[0034]
Further, an optical pickup device according to the present invention includes the above-described objective lens and a lens holder that fixes the objective lens with the reference mark directed in a certain direction.
[0035]
In the above optical pickup device, since the reference mark provided on the objective lens is fixed to the lens holder in a state where the reference mark is oriented in a certain direction, the device can incorporate the objective lens while considering the astigmatism direction. Therefore, if the objective lens is attached so as to cancel astigmatism generated by other optical system parts in the optical pickup device excluding the objective lens, astigmatism as the optical pickup device can be reduced. Further, when astigmatism in a specific direction is allowed in the optical pickup device, if the astigmatism direction of the objective lens is set and attached in that direction, the performance as the optical pickup device can be improved.
[0036]
In a specific aspect of the optical pickup device, the lens holder includes a direction recognition unit for aligning the reference mark provided on the objective lens. In this case, a high-precision optical pickup device can be assembled by simple alignment using the reference mark and the direction recognition means.
[0037]
In another specific aspect of the optical pickup device, optical pickups of at least two types of optical disks are performed. In this case, the optical pickup device can be adapted to various standards, and a highly accurate and multifunctional optical information recording / reproducing device can be provided.
[0038]
Further, another optical pickup device according to the present invention includes a first objective lens according to the present invention used for an optical pickup of a specific type of optical disk and a second objective lens used for an optical pickup of another type of optical disk. An objective lens; and a lens holder for fixing the first and second objective lenses, respectively. Also in this case, the optical pickup device can be adapted to various standards, and in particular, in the optical pickup using the objective lens of the present invention, highly accurate optical information recording and reproduction can be performed.
[0039]
Still another optical pickup device according to the present invention includes a first objective lens of the present invention used for an optical pickup of a specific type of optical disk, and an optical pickup device of the present invention used for an optical pickup of another type of optical disk. A second objective lens; and a lens holder for fixing the first and second objective lenses, respectively. Also in this case, the optical pickup device can be adapted to various standards, and a highly accurate and multifunctional optical information recording / reproducing device can be provided.
[0040]
Note that two objective lenses can be provided in the optical pickup device. In such a case, a two-lens-one-actuator type and a two-lens-two-actuator type are considered. The two-lens, one-actuator type is preferable because the entire apparatus is simplified. However, in one actuator type, it is preferable that the lens tilt direction for coma aberration correction is constant regardless of the objective lens. In this case, the astigmatism amount, the astigmatism direction, The amount of coma aberration and the direction of coma aberration may be attached in consideration of the lens arrangement, the astigmatism generation direction of the light source, or the like, or the attaching direction may be determined and separately set on the objective lens side. After the type of the disc is determined on the optical pickup device side, an optimal lens tilt servo may be applied to the corresponding objective lens.
[0041]
Further, an optical information recording / reproducing device according to the present invention includes the above-described optical pickup device according to the present invention.
[0042]
The above optical information recording / reproducing device incorporates an optical pickup device incorporating an objective lens while taking into account the direction of astigmatism, so that high-density optical information recorded on various disks can be recorded / reproduced with high precision. Can be. The "optical information recording / reproducing device" means a video deck, a personal computer, an external device, or the like on which the above-described optical pickup device is mounted.
[0043]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
[First Embodiment]
FIG. 1A is a front view illustrating the structure of an objective lens according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a rear view thereof. The objective lens 10 is an objective lens for an optical pickup, and includes a lens body 12 having a diffraction pattern and a flange portion 14 for supporting the lens body 12 from the periphery. The objective lens 10 can have an NA of 0.65 or more for 650 nm pickup light, for example, and can be used as a compatible type objective lens that can be used for optical pickups of both CD and DVD optical disks. The lens 10 itself has a high error sensitivity and is difficult to create.
[0044]
The lens body 12 has a convex lens-like outer shape as a whole, and a plurality of orbicular divided surfaces 12c are formed concentrically on an upper surface 12a constituting one optical surface. Each divided surface 12c is formed of an aspherical surface or a spherical surface, and a stepped diffraction groove 12d is formed as a phase difference providing means between a pair of adjacent divided surfaces 12c. The radius of curvature of each divided surface 12c, the width and radius of the annular zone, and the like are appropriately set according to the purpose of use of the objective lens 10.
[0045]
Further, the lower surface 12b constituting the other optical surface in the lens body 12 is a smooth convex surface on the entire surface formed of an aspherical surface or a spherical surface, and does not form a diffraction pattern as in the case of the upper surface 12a.
[0046]
The flange portion 14 is a portion used when fixing the objective lens 10 to a holder or the like, and is an annular body extending around the lens body 12. A cutout 16 is formed in a part of the flange portion 14 as a reference mark serving as an index of the spherical aberration direction of the objective lens 10. This arc-shaped notch 16 has a cylindrical surface that is depressed by appropriately cutting the gate portion formed corresponding to the position of the injection gate when the objective lens 10 is injection-molded by using an end mill or the like after molding. It was done.
[0047]
FIG. 2A is a diagram illustrating the relationship between the astigmatism direction indicating the direction of astigmatism of the objective lens 10 and the azimuth of the notch 16 that is a reference mark. In the illustrated objective lens 10, the notch 16 is set in the upper part of the drawing. Therefore, ideally, it is desirable to make the astigmatic direction ASD coincide with the direction of the notch 16 as shown by a solid line. However, it is not always easy to make the astigmatism direction ASD exactly coincide with the direction of the notch 16. That is, unless the spot shape of the objective lens 10 is actually measured or its wavefront aberration is not measured by an interferometer, it is difficult to specify the astigmatism direction ASD accurately. If the notch 16 is formed in the lens 10, the burden of the inspection becomes excessive, and the cost of the objective lens 10 increases. For this reason, in the present embodiment, by modifying the manufacturing method of the objective lens 10 or the like, a certain degree of astigmatism, though not excessive, appears in the direction of the injection gate when the objective lens 10 is formed. If the astigmatism direction ASD is controlled by the manufacturing method as described above, the astigmatism direction ASD may not always be able to be accurately controlled. , Within a certain distribution range (90 °) corresponding to the error as shown by the dashed line. This means that the notch 16 is formed within a certain allowable range (± 45 ° in the illustrated case) around the astigmatism direction ASD. The notch 16 at the position of the dashed line is the most deviated within the allowable range (see FIG. 2B).
[0048]
FIG. 3 is a perspective view illustrating astigmatism intentionally generated in the objective lens 10. When the objective lens 10 has astigmatism, the astigmatism is caused by the birefringence of the material forming the objective lens 10 and by the surface shape of the objective lens 10 (so-called astigmatism). Conceivable. Hereinafter, it is assumed that astigmatism is imparted by adjusting the shape of the molding surface of the mold, and the astigmatism imparted to the objective lens 10 is a surface astigmatism caused by the surface shape. Note that, in recent resin materials and glass materials, the birefringence component has become smaller, and the above-described astigmatism is considered to be substantially the upper surface astigmatism. There are many. However, when astigmatism due to birefringence cannot be ignored, the astigmatism direction ASD is set in consideration of such birefringence astigmatism, and the notch 16 is formed.
[0049]
When astigmatism is caused by surface astigmatism, considering a circle CI with a radius r around the optical axis OA, the upper surface 12a and the lower surface 12 are determined from two points on the circle CI corresponding to the two orthogonal directions X and Y. A line segment parallel to the optical axis OA is dropped on 12b. The lengths ΔX and ΔY of these line segments are equal to each other if the upper surface 12a is completely symmetric about the optical axis OA. However, if the upper surface 12a is asymmetric about the optical axis OA, Will be different values. Here, assuming that the direction X and the direction Y match the astigmatism direction due to surface astigmatism,
ΔX ≠ ΔY,
The aspheric displacement difference AD is
AD = | ΔX−ΔY |
Given by As is clear from the above description, the surface astigmatism is caused by the asymmetry of the upper surface 12a and the lower surface 12b of the objective lens 10.
[0050]
FIG. 4 is a view for explaining the direction of astigmatism given to the objective lens 10, that is, the direction of astigmatism. When the objective lens 10 has a plane deviation in a specific direction, the condensed spot SP of the objective lens 10 near the best defocus position BDP and near (in focus) and far from the objective lens 10 (out focus). Are narrowed down in two orthogonal directions. Here, the direction in which the focused spot SP of the objective lens 10 is narrowed and extended on the far side (out focus) of the objective lens 10 (the direction in which the wavefront advances) is referred to as the astigmatism direction ASD. In this case, the astigmatism direction ASD has an angle θ with reference to the X-axis direction having the notch 16. In the objective lens 10 of the present embodiment, this angle is
−45 ° ≦ θ ≦ 45 °
The objective lens 10 is provided with a surface astigmatism as follows.
[0051]
FIG. 5 is a diagram conceptually illustrating a case where surface astigmatism is measured as a wavefront aberration, and shows an example in which the wavefront aberration at each position of the objective lens 10 is measured by an interferometer. In this case, the wavefront advances in the direction in which the notch 16 exists, and the sign “+” is added. That is, the direction with the sign “+” is the astigmatism direction ASD in which the wavefront advances due to astigmatism.
[0052]
FIG. 6 is a side sectional view for explaining the shape and structure of a molding die for manufacturing the objective lens 10 shown in FIG. 1 and the like. The molding die 30 includes a fixed die 32 and a movable die 34. As shown, the movable mold 34 is abutted against the fixed mold 32 to form a cavity CA between the two molds 32 and 34, and a gate GA communicating with the cavity CA is formed in a part around the cavity CA. You. The cavity CA is supplied with molten plastic resin through a gate GA to fill the inside.
[0053]
The fixed mold 32 has a smooth concave molding surface 32a facing the movable mold 34, and an annular groove molding surface 32b disposed around the molding surface 32a. The former molding surface 32a corresponds to one optical surface, that is, the lower surface 12b, of the objective lens 10 (see FIG. 1) which is a molded product, and the latter molding surface 32b corresponds to the flange portion 14 provided around the objective lens 10. Corresponding.
[0054]
The movable mold 34 includes a projecting portion 41 that is a mold member on the center side, and a mold body 43 that supports the projecting portion 41 from the periphery. Of these, the central molding surface 41a formed in the protruding portion 41 corresponds to the other optical surface of the objective lens 10, that is, the upper surface 12a, and has a concave surface as a whole, and has an annular diffraction pattern. have. This diffraction pattern usually has a depth of several μm. On the other hand, the peripheral molding surface 43 a formed by the mold body 43 corresponds to the flange 14 around the objective lens 10.
[0055]
The protruding portion 41 is slidable in the axis AX direction while being fitted in a hole 43b provided in the mold body 43. After the mold is opened to separate the two molds 32 and 34, the protrusion 41 is moved toward the fixed mold 32 with respect to the mold body 43, so that the objective lens 10 remaining on the movable mold 34 can be easily separated from the mold. Can be. The objective lens 10 thus formed is intentionally provided with a surface astigmatism in which the astigmatism direction is set in the direction of the gate GA.
[0056]
FIG. 7 is a view for explaining an example of astigmatism forming means formed on the molding die 30 of FIG. If, for example, the fixed mold 32 of the molding dies 30 is originally spherical, by giving a slight aberration to the fixed mold 32, the lower surface 12b of the objective lens 10 can be given a surface astigmatism. In FIG. 7, the curvature of the molding surface 32a of the fixed mold 32 in the gate direction G1 where the gate GA is located is slightly larger than the curvature in the direction G2 orthogonal to the gate direction G1. That is, astigmatism is given to the molding surface of the fixed mold 32 itself. Thus, the aspherical surface displacement amount difference AD described in FIG. 3 can be given to the molding surface 32a, that is, the lower surface 12b, to a desired degree, and the surface astigmatism along the gate direction G1 can be accurately formed. Such processing can be realized relatively easily by program control of a die processing apparatus for manufacturing the molding die 30.
[0057]
In a specific example, when the wavelength used of the objective lens 10 is λ ≒ 650 nm, the aspherical displacement amount difference AD given to the objective lens 10 is 0.03λ (nm) or more and 0.49λ at the outer peripheral portion of the effective diameter. (Nm) or less. Since the aspheric displacement difference AD, that is, the astigmatism amount, has the purpose of controlling the astigmatism direction, the direction cannot be controlled even if the astigmatism amount given to the molding die 30 is too small, and the molding cannot be performed. If the amount of astigmatism given to the mold 30 is too large, the amount of astigmatism of the lens itself becomes large, which is not preferable. That is, the range is set such that astigmatism generated by, for example, other optical elements can be easily canceled while preventing the surface astigmatism from becoming extremely large and deteriorating the characteristics of the objective lens. Further, in this case, by setting the aspherical surface displacement difference AD between 0.03λ (nm) and 0.25λ (nm), astigmatism occurring in each part can be reduced, and a high-performance optical pickup An apparatus or the like can be provided.
[0058]
The method of forming astigmatism by the molding die 30 is not limited to the above. For example, an aspherical displacement amount difference AD corresponding to astigmatism can be given to the movable mold 34 side of the molding die 30. With respect to the molding die 30, particularly the movable die 34, it is sufficiently possible to provide astigmatism to a diffraction pattern for imparting a phase difference by controlling a processing program.
[0059]
Further, the cooling of the mold 30 can be asymmetric about the axis AX. For example, by rapidly cooling a pair of end portions of the cavity CA formed by the two molds 32 and 34 in a direction perpendicular to the gate GA, the astigmatism direction corresponding to the direction of the gate GA, that is, the notch 16 can be obtained. Can be provided.
[0060]
8A and 8B are a side sectional view and a plan view for explaining a method of attaching the objective lens 10 shown in FIG. 1 and the like to a lens holder of an optical pickup. The lens holder 50 has an opening 52 for fitting the objective lens 10, and a step 54 for supporting the flange portion 14 of the objective lens 10 is formed around the opening 52. Further, a circular depression 56 serving as a direction recognizing means is formed at one position around the opening 52.
[0061]
The objective lens 10 is fitted into the opening 52 of the lens holder 50, and the notch 16 of the objective lens 10 and the depression 56 of the lens holder 50 are matched with the naked eye, for example, or the notch is automatically recognized by an imaging device or the like provided in the assembly device. 16 and the depression 56 are aligned. Thereafter, the step 54 is irradiated with UV light having an appropriate intensity from below the lens holder 50. Since the lens holder 50 substantially transmits the UV light and heats the flange portion 14 of the objective lens 10, the flange portion 14 and the step 54 can be permanently bonded. As described above, the objective lens 10 can be fixed to the lens holder 50 with high precision, and the rotational position of the objective lens 10 can be aligned with the lens holder 50. That is, since the objective lens 10 has astigmatism in a specific direction with respect to the lens holder 50, the light incorporating the lens holder 50 can be measured without measuring the shape of the condensed spot of the objective lens 10. The astigmatism of the pickup device can be controlled. The case where the single objective lens 10 is incorporated in the single lens holder 50 has been described above. However, in a production line or the like, a large number of objective lenses 10 are incorporated in the lens holder 50 that is continuously conveyed. At this time, if the objective lens 10 is attached to any of the lens holders 50 using the notch 16 of the objective lens 10 as a mark, the workability of the assembling process is greatly improved.
[0062]
Note that the notch 16 and the depression 56 do not necessarily have to match. For example, the objective lens 10 can be fixed to the lens holder 50 in a state where the notch 16 is aligned in a direction rotated clockwise by 90 ° with respect to the depression 56. In short, it is only necessary that an index for arranging the objective lens 10 in the lens holder 50 exists in a predetermined positional relationship.
[0063]
FIG. 9 is a diagram schematically showing a configuration of an optical pickup device including the objective lens 10 shown in FIG. 1 and the like.
[0064]
This optical pickup device has a semiconductor laser 62 for reproducing information on a first optical disk 61 as an information recording medium and a semiconductor laser 66 for reproducing information on a second optical disk 65 as an information recording medium. That is, laser beams having different wavelengths can be emitted. The laser beams from the two semiconductor lasers 62 and 66 are applied to the optical disks 61 and 65 using the above-described objective lens 10, and the reflected lights from the optical disks 61 and 65 are collected using the objective lens 10. . The thickness of one substrate of the optical disk is 0.6 ± 0.1 mm, and the thickness of the other substrate is 1.2 ± 0.1 mm, which are different from each other.
[0065]
First, when reproducing the first optical disk 61, a beam is emitted from the first semiconductor laser 62, and the emitted light beam passes through the coupling lens 62a and the beam splitter 71, and is polarized, and the polarization beam splitter 72, the collimator 73, and the 1 / The light passes through the four-wavelength plate 74 to become a circularly polarized parallel light beam. This light beam is stopped down by the stop 76, and is converged by the objective lens 10 on the information recording surface 61b via the transparent substrate 61a of the first optical disk 61.
[0066]
The light flux modulated and reflected by the information bit on the information recording surface 61b again passes through the objective lens 10, the stop 76, the quarter-wave plate 74, and the collimator 73, enters the polarization beam splitter 72, and is reflected there. Astigmatism is given by the cylindrical lens 78, and the light is incident on the photodetector 79 through the concave lens 78a, and a read signal of information recorded on the first optical disk 61 is obtained using the output signal.
[0067]
Further, a change in the light amount due to a change in the shape and position of the spot on the photodetector 79 is detected, and focus detection and track detection are performed. Based on this detection, the two-dimensional actuator 81 moves the objective lens 10 on the lens holder 50 in the direction of the optical axis so that the light beam from the first semiconductor laser 62 is focused on the recording surface 61b of the first optical disc 61. At the same time, the objective lens 10 on the lens holder 50 is moved in a direction perpendicular to the optical axis so that the light beam from the semiconductor laser 62 is focused on a predetermined track.
[0068]
On the other hand, when reproducing the second optical disk 65, a beam is emitted from the second semiconductor laser 66, and the emitted light flux is reflected by the beam splitter 71 via the coupling lens 66a, and is emitted from the first semiconductor laser 62. Similarly to the light beam, the light passes through the polarization beam splitter 72, the collimator 73, the quarter-wave plate 74, the stop 76, and the objective lens 10, and is condensed on the information recording surface 65b via the transparent substrate 65a of the second optical disk 65. .
The light beam modulated and reflected by the information bit on the information recording surface 65b is again passed through the objective lens 10, the stop 76, the quarter-wave plate 74, the collimator 73, the polarization beam splitter 72, the cylindrical lens 78 and the like. The signal is incident on the photodetector 79, and a read signal of information recorded on the second optical disk 65 is obtained using the output information.
[0070]
Further, as in the case of the first optical disk 61, a change in the light amount due to a change in the shape and position of the spot on the photodetector 79 is detected, and focus detection and track detection are performed. Then, the objective lens 10 on the lens holder 50 is moved for tracking.
[0071]
In the optical pickup device described above, the notch 16 provided in the objective lens 10 is fixed to the lens holder 50 in a state where the notch 16 is oriented in a fixed direction. Therefore, the optical pickup incorporating the objective lens 10 while taking into account the direction of astigmatism. Device. Therefore, astigmatism as the optical pickup device can be reduced, and the performance as the optical pickup device can be improved. It should be noted that aberrations other than astigmatism, such as spherical aberration and coma, can be controlled by tilt servo and focus servo in the optical pickup device. It is easy to assemble the device with high accuracy.
[0072]
In the above-described first embodiment, the diffraction pattern is formed on one surface of the lens body 12 of the objective lens 10. However, the present invention is also applied to a case where no diffraction pattern is formed on both optical surfaces of the lens body 12. be able to. In addition, the optical surface 12b on the fixed mold side is adjusted for surface astigmatism, and the optical surface 12a on the movable mold side is corrected for other aberrations such as coma, so that the aberration can be controlled independently. Becomes possible.
[0073]
Further, in the above-described first embodiment, the astigmatism is formed on the objective lens 10 by giving a slight aberration to the fixed mold 32, that is, by changing the processing surface in the orthogonal direction. It is also possible to give the mold astigmatism as a result by taking into account predetermined factors such as the bolt tightening direction when incorporating the molding die into the die set.
[0074]
In the first embodiment, the direction of the plane asymmetry is specified using the notch 16 as a reference mark. However, the protrusion corresponding to the gate GA may be left in the flange portion 14 of the objective lens 10 to form the objective lens 10. The astigmatism direction can be displayed. Further, a reference mark independent of the gate GA can be formed on the molding surface 32b of the movable mold 34. In this case, it is assumed that astigmatism can be formed in the processing of the molding die 30 in conformity with the orientation of the reference mark. Further, the reference mark may be formed with ink after the objective lens 10 is formed. In this case, since the degree of freedom of the position where the reference mark is provided increases, the reference mark may be provided after forming the lens after recognizing the astigmatism direction.
[0075]
In the first embodiment, the objective lens 10 has been described as having an NA of 0.65 or more. However, even if the objective lens 10 has an NA of 0.65 or less, it is necessary to control astigmatism if the objective lens is of a compatible type. In this case, the direction of astigmatism can be indicated by the notch 16 or the like even for the objective lens 10 having an NA of 0.65 or less.
[0076]
In the first embodiment, the case where the objective lens 10 is formed of a plastic material has been described. However, the material of the objective lens 10 is not limited to resin, but may be glass. In addition, astigmatism can be controlled within a certain range for a hybrid lens obtained by combining glass and a plastic material by the same method.
[0077]
[Second embodiment]
Hereinafter, the objective lens according to the second embodiment will be described. The objective lens of the second embodiment is manufactured by modifying the first embodiment, and the assembly after the manufacture is the same as that of the first embodiment. I do.
[0078]
FIG. 10 is a diagram illustrating the manufacture or processing of the objective lens 110 according to the second embodiment. The objective lens 110 according to the second embodiment is manufactured using the molding die 30 shown in FIG. 6, but the fixed die 32 and the like have no aberration. Is not in a controlled state. For this reason, in the present embodiment, astigmatism is given in a desired direction by performing appropriate processing on the objective lens 110 after the molding of the objective lens 110.
[0079]
As is clear from the figure, the objective lens 110 is held between a pair of processing jigs 182, and a constant compression pressure is applied from both sides. Further, a heater 183 is arranged to face the lower surface 112b of the lens body 112 of the objective lens 110. Thus, a compressive stress can be applied to the lens body 112 while the lens body 112 is overheated from the lower surface 112b side, so that the lower surface 112b can be deformed by heat and pressure to have a desired surface roughness. Also in this case, the direction of the compression pressure by the processing jig 182, the shape of the radiation surface of the heater 183, or the like is adjusted, or the direction of the surface asperity is made to match the direction of the notch 16 by adjusting the cooling method after heating. it can.
[0080]
[Third embodiment]
FIGS. 11 and 12 are views showing the configuration of the optical pickup device of the third embodiment. This optical pickup device is a modification of the device shown in FIG.
[0081]
The illustrated optical pickup device includes two objective lenses 210 and 310, and switches between these objective lenses 210 and 310 for use. One objective lens 210 is a compatible lens that is also used for a pair of different types of recording media such as a CD and a DVD, and emits red light from the first semiconductor laser 262 to a NA of about 0.45 to 0.53 in the case of a CD. In the case of a DVD, the light is condensed by switching the NA to about 0.60 to 0.65. The other objective lens 310 is used for a high-density recording medium using a blue laser, and focuses blue light from the second semiconductor laser 266 at NA of about 0.60 to 0.85.
[0082]
The two objective lenses 210 and 310 are both attached and fixed to the lens holder 250. Here, the two objective lenses 210 and 310 are both manufactured by the same method as in the first embodiment, and a notch serving as a reference mark is formed in the direction of the plane of the objective lens 310. In the case of the objective lens 210, a notch is formed based on the astigmatism direction in the state of NA of 0.60 to 0.65 for DVD having a higher recording density. Corresponding to this, around the opening in which the objective lenses 210 and 310 are fitted in the lens holder 250, direction recognition means similar to the depression 56 shown in FIG.
[0083]
The lens holder 250 and the actuator 81 are held by the lens switching device 285 and are slidable in a direction perpendicular to the optical axis direction. Depending on which of the first and second semiconductor lasers 262 and 266 is used. A corresponding one of the two objective lenses 210 and 310 is arranged on the optical path. More specifically, when the first semiconductor laser 262 is used, the objective lens 210 for red and having a small NA is arranged above the 波長 wavelength plate 74 or the like, and the second semiconductor laser 266 is used. , An objective lens 310 for blue having a large NA is disposed above the 波長 wavelength plate 74 or the like.
[0084]
In this case, since the two objective lenses 210 and 310 requiring high-precision mounting are provided with notches and aligned and fixed to the lens holder 250, astigmatism as an optical pickup device can be reduced, and the optical pickup device can be reduced. Performance can be improved. At this time, since the pair of objective lenses 210 and 310 are driven by one actuator 81, the tilt direction for reducing the coma aberration of both objective lenses 210 and 310 is one when viewed from the optical pickup device. It is desirable to ensure the operation with high accuracy.
[0085]
[Fourth embodiment]
FIG. 13 is a diagram illustrating an objective lens for an optical pickup according to the fourth embodiment. The objective lens 410 is a two-piece lens composed of two lens portions 410A and 410B, has a structure in which both lens portions 410A and 410B are arranged in series, and is joined to each other by flange portions 414A and 414B. . In this case, astigmatism is formed in the lens bodies 412A and 412B of the two lens portions 410A and 410B, respectively, and the direction thereof substantially matches the direction of the notches 416A and 416B. Even with such an objective lens 410, the optical pickup device can be assembled by controlling the astigmatism direction. In this case, the objective lens 410 is composed of two lenses, but the astigmatism can be similarly managed and controlled when three or more lenses are used.
[0086]
[Fifth Embodiment]
FIG. 14 is a diagram illustrating an objective lens for an optical pickup according to the fifth embodiment. In this case, four objective lenses 510 are manufactured simultaneously as one molded product 90. That is, the four runners 92 and the gate 93 extend radially from the central sprue 91 of the molded product 90, and the objective lens 510 is formed at each end. Each objective lens 510 has substantially the same astigmatism set in the direction of the gate 93 due to astigmatism provided in the fixed mold itself with reference to the direction of the gate 93. When such an objective lens 510 is used, an objective lens having uniform characteristics with respect to astigmatism and the like can be provided, and a high-performance optical pickup device can be assembled by controlling the direction of astigmatism. When a large number of cavities are formed in a small number of molds to form a large number of objective lenses, it is possible to stably supply a large amount of objective lenses with little variation among lots and uniform characteristics.
[0087]
As described above, the present invention has been described with reference to the embodiments. However, the present invention is not limited to the above embodiments. For example, in the third embodiment, the objective lens 210 is also used as a pair of recording media such as a CD and a DVD, but a pair of objective lenses are provided corresponding to each recording medium such as a CD and a DVD. You can also. In this case, the pair of objective lenses individually correspond to CDs and DVDs. However, since each objective lens does not have a high NA and does not necessarily need to be provided with a diffractive structure, the astigmatism direction is managed or controlled. It is not necessary to provide a reference mark such as a notch.
[0088]
In the third embodiment, the objective lens 210 may be a CD lens, and the objective lens 310 may be a compatible lens for DVD and blue laser. In this case, since the CD objective lens 210 does not have a high NA and does not necessarily need to be provided with a diffractive structure, it is not necessary to provide a reference mark such as a notch for managing or controlling the astigmatism direction. On the other hand, in the objective lens 310 for DVD and blue laser, a reference mark such as a notch is provided. Further, in the objective lens 310 in this case, it is preferable that the tilt directions for correcting both coma are the same. Therefore, such a compatible lens may reduce high-order coma aberration so that the amount of coma generated by the numerical aperture does not fluctuate.
[0089]
The use of the objective lens 10 described in the first embodiment and the like is also used when performing triple compatibility that enables optical pickup of three types of optical discs of CD, DVD, and blue laser with a single single objective lens. Needless to say, is effective. At this time, when the numerical aperture is limited to the NA corresponding to each optical disc, it is preferable from the viewpoint of improving the performance of the optical pickup that the directions of the lens tilts for reducing the coma aberration of the objective lens are substantially the same.
[0090]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the first objective lens of the present invention, when the reference mark is oriented in a certain direction, in the direction of astigmatism existing after the formation of the pair of optical surfaces. Since the distribution range of a certain astigmatism direction is within 90 degrees, the objective lens can be assembled to the optical pickup device while taking the astigmatism direction of the objective lens into consideration. Therefore, if the objective lens is attached so as to cancel astigmatism generated by other optical system parts in the optical pickup device excluding the objective lens, astigmatism as the optical pickup device can be reduced. Further, when astigmatism in a specific direction is allowed in the optical pickup device, if the astigmatism direction of the objective lens is set and attached in that direction, the performance as the optical pickup device can be improved.
[0091]
According to the second objective lens of the present invention, the reference mark indicates the astigmatism direction, which is the direction of astigmatism existing after the formation of the pair of optical surfaces, within the predetermined tolerance range. By controlling the astigmatism direction of the objective lens with reference to the fiducial mark, the objective lens can be assembled to the optical pickup device. Therefore, astigmatism as the optical pickup device can be reduced, or performance as the optical pickup device can be improved.
[0092]
Further, according to the third objective lens of the present invention, when the reference mark is oriented in a certain direction, an optical disc having the highest recording density among astigmatism existing after the formation of the pair of optical surfaces is used. Since the distribution range of the astigmatism direction, which is the direction of the astigmatism at the time, is within 90 degrees, this objective lens is used in an optical pickup while taking into consideration the astigmatism direction of the objective lens when using an optical disc having the highest recording density. Can be assembled to the device. Therefore, astigmatism as a compatible optical pickup device can be reduced, or performance as an optical pickup device can be improved.
[0093]
According to the fourth objective lens of the present invention, the reference mark is the direction of the astigmatism when using the optical disc having the highest recording density among the astigmatisms existing after the formation of the pair of optical surfaces. Since the astigmatism direction is displayed within the predetermined tolerance range, the astigmatism direction of the objective lens can be managed with reference to the reference mark, and the objective lens can be assembled to the optical pickup device. Therefore, astigmatism as a compatible optical pickup device can be reduced, or performance as a compatible optical pickup device can be improved.
[0094]
According to the fifth objective lens of the present invention, when the reference mark is oriented in a certain direction, the distribution of the astigmatism direction which is the direction of astigmatism existing after the formation of the pair of optical surfaces is provided. Since the range is within 90 degrees, the objective lens can be assembled to the optical pickup device while considering the astigmatism direction of the objective lens. Therefore, astigmatism as the optical pickup device can be reduced, or performance as the optical pickup device can be improved.
[0095]
Further, according to the sixth objective lens of the present invention, since the reference mark indicates the astigmatism direction, which is the direction of astigmatism existing after the formation of the pair of optical surfaces, within the predetermined tolerance range, By controlling the astigmatism direction of the objective lens with reference to the fiducial mark, the objective lens can be assembled to the optical pickup device. Therefore, astigmatism as the optical pickup device can be reduced, or performance as the optical pickup device can be improved.
[0096]
Further, according to the optical pickup device of the present invention, since the reference mark provided on the objective lens is fixed to the lens holder in a state where the reference mark is oriented in a certain direction, it is possible to use a device incorporating the objective lens while considering the astigmatism direction. can do. Therefore, astigmatism as the optical pickup device can be reduced, or performance as the optical pickup device can be improved.
[0097]
Further, according to another optical pickup device according to the present invention, the optical pickup device can be adapted to various standards, and particularly, in the optical pickup using the objective lens of the present invention, highly accurate optical information recording and reproduction can be performed. become.
[0098]
According to still another optical pickup device of the present invention, the optical pickup device can be adapted to various standards, and a highly accurate and multifunctional optical information recording / reproducing device can be provided.
[0099]
Further, according to the optical information recording / reproducing device according to the present invention, since the optical pickup device incorporating the objective lens is incorporated while taking into account the direction of astigmatism, high-density optical information recorded on various disks or the like can be obtained. Recording and reproduction can be performed with high accuracy.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a front view illustrating a structure of an objective lens according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a rear view thereof.
FIG. 2 is a diagram illustrating a relationship between an astigmatism direction indicating a direction of astigmatism of an objective lens and a azimuth of a notch serving as a reference mark.
FIG. 3 is a perspective view illustrating astigmatism intentionally generated in an objective lens.
FIG. 4 is a diagram illustrating a direction of astigmatism given to an objective lens, that is, a direction of astigmatism.
FIG. 5 is a diagram conceptually illustrating a case where surface astigmatism is measured as a wavefront aberration, and shows an example in which the wavefront aberration at each position of the objective lens is measured by an interferometer.
FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a shape and a structure of a mold for manufacturing an objective lens.
FIG. 7 is a view for explaining an example of astigmatism forming means formed on the mold of FIG. 6;
FIGS. 8A and 8B are diagrams schematically illustrating a configuration of an optical pickup device including the objective lens according to the first embodiment.
9 is a diagram showing a configuration of an optical pickup device incorporating the objective lens of FIG.
FIG. 10 is a diagram for explaining manufacturing or processing of the objective lens according to the second embodiment.
FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration of an optical pickup device according to a third embodiment.
FIG. 12 is a diagram illustrating a configuration of an optical pickup device according to a third embodiment.
FIG. 13 is a diagram illustrating an objective lens for an optical pickup according to a fourth embodiment.
FIG. 14 is a diagram illustrating an objective lens for an optical pickup according to a fifth embodiment.
[Explanation of symbols]
10, 210, 310 ... objective lens
12 Lens body
12a ... upper surface
12b ... lower surface
12d ... diffraction groove
14 ... Flange part
16 ... Notch
30 ... Mold
32 ... Fixed type
34 movable type
41 ... Projection
43 ... Mold body
50 ... Lens holder
52 ... Opening
56 ... hollow
61, 65 ... Optical disk
62, 262... First semiconductor laser
66,266 ... second semiconductor laser
72 ... Polarizing beam splitter
73… Collimator
74 ... wave plate
79 ... Photodetector
81 ... Actuator
285: Lens switching device

Claims (22)

一対の光学面と、前記一対の光学面の少なくとも一方側に形成されて、位相差を利用した光学的機能を付与する位相差付与手段と、前記一対の光学面の周辺を含む全体の一部に設けられた基準マークとを備える光ピックアップ用の対物レンズであって、
前記基準マークを一定方向に向けた場合に、前記一対の光学面の形成後に存在する非点収差の方向である非点収差方向の分布範囲が90度以内であること特徴とする対物レンズ。
A pair of optical surfaces, a phase difference providing unit formed on at least one side of the pair of optical surfaces to provide an optical function using a phase difference, and a part of the whole including the periphery of the pair of optical surfaces An objective lens for an optical pickup comprising a reference mark provided in
When the reference mark is oriented in a certain direction, a distribution range of an astigmatism direction which is a direction of astigmatism existing after formation of the pair of optical surfaces is within 90 degrees.
一対の光学面と、
前記一対の光学面の少なくとも一方側に形成されて、位相差を利用した光学的機能を付与する位相差付与手段と、
前記一対の光学面の形成後に存在する非点収差の方向である非点収差方向を所定の許容差範囲内で表示する基準マークと
を備える光ピックアップ用の対物レンズ。
A pair of optical surfaces,
A phase difference providing unit formed on at least one side of the pair of optical surfaces and providing an optical function using a phase difference,
An objective lens for an optical pickup, comprising: a reference mark for displaying an astigmatism direction, which is a direction of astigmatism existing after the formation of the pair of optical surfaces, within a predetermined tolerance range.
前記位相差付与手段は、回折構造であることを特徴とする請求項1及び請求項2のいずれか一項記載の対物レンズ。The objective lens according to claim 1, wherein the phase difference applying unit is a diffractive structure. 一対の光学面と、当該一対の光学面の周辺を含む全体の一部に設けられた基準マークとを備えるとともに、少なくとも2種類以上の光ディスクに使用できる光ピックアップ用の対物レンズであって、
前記基準マークを一定方向に向けた場合に、前記一対の光学面の形成後に存在する非点収差のうち、記録密度が最も高い光ディスク使用時の非点収差の方向である非点収差方向の分布範囲が90度以内であること特徴とする対物レンズ。
An objective lens for an optical pickup that includes a pair of optical surfaces and a reference mark provided on a part of the whole including the periphery of the pair of optical surfaces, and can be used for at least two types of optical disks,
When the reference mark is oriented in a certain direction, of the astigmatism existing after the formation of the pair of optical surfaces, the distribution of the astigmatism direction which is the direction of the astigmatism when the optical disc having the highest recording density is used. An objective lens having a range of 90 degrees or less.
一対の光学面と、当該一対の光学面の周辺を含む全体の一部に設けられた基準マークとを備えるとともに、少なくとも2種類以上の光ディスクに使用できる光ピックアップ用の対物レンズであって、
前記一対の光学面の形成後に存在する非点収差のうち、記録密度が最も高い光ディスク使用時の非点収差の方向である非点収差方向を所定の許容差範囲内で表示する基準マークを備えることを特徴とする対物レンズ。
An objective lens for an optical pickup that includes a pair of optical surfaces and a reference mark provided on a part of the whole including the periphery of the pair of optical surfaces, and can be used for at least two types of optical disks,
And a reference mark for displaying, within a predetermined tolerance, an astigmatism direction which is a direction of astigmatism when the optical disc having the highest recording density is used among the astigmatisms existing after the formation of the pair of optical surfaces. An objective lens, characterized in that:
一対の光学面と、当該一対の光学面の周辺を含む全体の一部に設けられた基準マークとを備えるとともに、開口数が0.65以上の光ピックアップ用の対物レンズであって、
前記基準マークを一定方向に向けた場合に、前記一対の光学面の形成後に存在する非点収差の方向である非点収差方向の分布範囲が90度以内であること特徴とする対物レンズ。
An objective lens for an optical pickup having a pair of optical surfaces and a reference mark provided on a part of the whole including the periphery of the pair of optical surfaces, and having a numerical aperture of 0.65 or more,
When the reference mark is oriented in a certain direction, a distribution range of an astigmatism direction which is a direction of astigmatism existing after formation of the pair of optical surfaces is within 90 degrees.
一対の光学面と、当該一対の光学面の周辺を含む全体の一部に設けられた基準マークとを備えるとともに、開口数が0.65以上の光ピックアップ用の対物レンズであって、
前記一対の光学面の形成後に存在する非点収差の方向である非点収差方向を所定の許容差範囲内で表示する基準マークを備えることを特徴とする対物レンズ。
An objective lens for an optical pickup having a pair of optical surfaces and a reference mark provided on a part of the whole including the periphery of the pair of optical surfaces, and having a numerical aperture of 0.65 or more,
An objective lens, comprising: a reference mark for displaying an astigmatism direction, which is a direction of astigmatism existing after the formation of the pair of optical surfaces, within a predetermined tolerance range.
前記非点収差方向と前記基準マークの方位とのなす角が45度以下であることを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか一項記載の対物レンズ。The objective lens according to any one of claims 1 to 7, wherein an angle between the astigmatism direction and the azimuth of the reference mark is 45 degrees or less. 成形型を利用した成形によって形成されるとともに、前記成形型に非点収差を与える非点収差形成手段を設けたことを特徴とする請求項1から請求項8のいずれか一項記載の対物レンズ。The objective lens according to any one of claims 1 to 8, further comprising astigmatism forming means formed by molding using a molding die and providing astigmatism to the molding die. . 前記成形型は、相互に分離可能な固定側の固定型と可動側の可動型とを有し、当該固定型に、前記非点収差形成手段が設けられていることを特徴とする請求項9記載の対物レンズ。10. The mold according to claim 9, wherein the mold includes a fixed mold on a fixed side and a movable mold on a movable side, which are separable from each other, and the fixed mold is provided with the astigmatism forming unit. The objective lens as described. 前記非点収差形成手段は、成形型の保持に際して力学的圧力を付与することによって形成される成形面の位置ズレであることを特徴とする請求項9及び請求項10のいずれか一項記載の対物レンズ。11. The method according to claim 9, wherein the astigmatism forming means is a positional shift of a molding surface formed by applying a mechanical pressure when holding the molding die. Objective lens. 成形型を利用した成形によって形成されるとともに、成形後に圧力及び熱の少なくとも一方を加えることによって非点収差が形成されることを特徴とする請求項1から請求項8のいずれか一項記載の対物レンズ。9. The method according to claim 1, wherein the astigmatism is formed by molding using a molding die, and at least one of pressure and heat is applied after molding. Objective lens. 前記基準マークは、射出成形に使用されるゲート部と相関があることを特徴とする請求項1から請求項12のいずれか一項記載の対物レンズ。The objective lens according to claim 1, wherein the reference mark has a correlation with a gate used for injection molding. 前記一対の光学面の形成後に存在する非点収差は、前記一対の光学面の面形状に起因する面アスであることを特徴とする請求項1から請求項13のいずれか一項記載の対物レンズ。The objective according to any one of claims 1 to 13, wherein the astigmatism existing after the formation of the pair of optical surfaces is a surface astigmatism caused by a surface shape of the pair of optical surfaces. lens. 前記対物レンズの使用波長がλ(nm)である場合に、前記面アスに対応する非球面変位量差が、0.03λ(nm)以上0.49λ(nm)以下であることを特徴とする請求項14記載の対物レンズ。When the wavelength used by the objective lens is λ (nm), the difference in the amount of aspherical displacement corresponding to the surface astigmatism is not less than 0.03 λ (nm) and not more than 0.49 λ (nm). The objective lens according to claim 14. 前記非球面変位量差が、0.03λ(nm)以上0.25λ(nm)以下であることを特徴とする請求項15記載の対物レンズ。The objective lens according to claim 15, wherein the difference in the amount of displacement of the aspherical surface is 0.03λ (nm) or more and 0.25λ (nm) or less. 請求項1から請求項16のいずれか一項記載の対物レンズと、
前記基準マークを一定方向に向けた状態で前記対物レンズを固定するレンズホルダと
を備える光ピックアップ装置。
An objective lens according to any one of claims 1 to 16,
An optical pickup device comprising: a lens holder for fixing the objective lens with the reference mark oriented in a certain direction.
前記レンズホルダは、前記対物レンズに設けた前記基準マークをアライメントするための方向認識手段を有することを特徴とする請求項17記載の光ピックアップ装置。18. The optical pickup device according to claim 17, wherein the lens holder has a direction recognition unit for aligning the reference mark provided on the objective lens. 少なくとも2種類以上の光ディスクの光ピックアップを行うことを特徴とする請求項17及び請求項18のいずれか一項記載の光ピックアップ装置。19. The optical pickup device according to claim 17, wherein an optical pickup of at least two types of optical disks is performed. 特定種類の光ディスクの光ピックアップに使用される請求項1から請求項16のいずれか一項に記載の第1の対物レンズと、
別の種類の光ディスクの光ピックアップに使用される第2の対物レンズと、
前記第1及び第2の対物レンズをそれぞれ固定するレンズホルダと
を備える光ピックアップ装置。
The first objective lens according to any one of claims 1 to 16, wherein the first objective lens is used for an optical pickup of a specific type of optical disc;
A second objective lens used for an optical pickup of another type of optical disc;
An optical pickup device comprising: a lens holder that fixes the first and second objective lenses.
特定種類の光ディスクの光ピックアップに使用される請求項1から請求項16のいずれか一項に記載の第1の対物レンズと、
別の種類の光ディスクの光ピックアップに使用される請求項1から請求項16のいずれか一項に記載の第2の対物レンズと、
前記第1及び第2の対物レンズをそれぞれ固定するレンズホルダと
を備える光ピックアップ装置。
The first objective lens according to any one of claims 1 to 16, wherein the first objective lens is used for an optical pickup of a specific type of optical disc;
The second objective lens according to any one of claims 1 to 16, which is used for an optical pickup of another type of optical disc;
An optical pickup device comprising: a lens holder that fixes the first and second objective lenses.
請求項17から請求項21のいずれか一項記載の光ピックアップ装置を備える光情報記録再生装置。An optical information recording / reproducing apparatus comprising the optical pickup device according to any one of claims 17 to 21.
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