JP2008262702A - Objective lens, optical pickup device using the same, optical recording and reproducing device, and aberration-correcting method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、特に開口数NAの高い対物レンズを用いて光記録再生を行う光記録媒体に用いて好適な対物レンズとこれを用いた光学ピックアップ装置、光記録再生装置及び収差補正方法に関する。 The present invention relates to an objective lens suitable for use in an optical recording medium that performs optical recording / reproducing using an objective lens having a particularly high numerical aperture NA, an optical pickup apparatus using the same, an optical recording / reproducing apparatus, and an aberration correction method.
近年、光記録媒体において、記録密度が異なる種々のタイプの光記録媒体が開発されており、例えばディスク状の光記録媒体では、例えばレーザ光の使用波長が780nm付近であるCD(Compact Disc、登録商標)、使用波長が660nm付近であるDVD(Digital Versatile Disc、登録商標)、使用波長が405nm付近であるBD(Blu-ray Disc、登録商標)、同様に使用波長が405nm付近であるHD DVD(High Definition DVD、登録商標)、AOD(Advanced Optical Disk、登録商標)等が挙げられる。以下、BD(登録商標)型の光記録媒体を第1の光記録媒体とし、同様に、DVD(登録商標)型、CD(登録商標)型、HD DVD(登録商標)型の光記録媒体をそれぞれ第2、第3、第4の光記録媒体と記す。 In recent years, various types of optical recording media having different recording densities have been developed as optical recording media. For example, in a disk-shaped optical recording medium, for example, a CD (Compact Disc, registration) in which the wavelength of laser light used is around 780 nm. Trademark), DVD (Digital Versatile Disc, registered trademark) with a used wavelength of around 660 nm, BD (Blu-ray Disc, registered trademark) with a used wavelength of around 405 nm, and HD DVD with a used wavelength of around 405 nm ( High Definition DVD, registered trademark), AOD (Advanced Optical Disk, registered trademark) and the like. Hereinafter, a BD (registered trademark) type optical recording medium is used as a first optical recording medium, and similarly, a DVD (registered trademark) type, a CD (registered trademark) type, and an HD DVD (registered trademark) type optical recording medium are used. These are referred to as second, third, and fourth optical recording media, respectively.
これらの光記録媒体においてはその構造がそれぞれ異なり、光を照射する側のカバー部、すなわち基板やカバー層の厚さが異なる。
特に、上述の第1の光記録媒体、第4の光記録媒体等のように対物レンズの開口数NAが高く設定される場合、カバー層の厚さ変動に対する球面収差感度が高いうえに高次収差が発生する。球面収差があると、情報記録層での光スポットの集光特性が悪くなり、情報の記録再生特性が劣化してしまう。
These optical recording media have different structures, and the thickness of the cover portion on the light irradiation side, that is, the substrate and the cover layer, is different.
In particular, when the numerical aperture NA of the objective lens is set high as in the first optical recording medium and the fourth optical recording medium described above, the spherical aberration sensitivity to the cover layer thickness variation is high and the higher order. Aberration occurs. When there is spherical aberration, the light spot condensing characteristic on the information recording layer is deteriorated, and the information recording / reproducing characteristic is deteriorated.
このため、球面収差を補正する機構が導入されている。
例えば、ビームエキスパンダーレンズやコリメータレンズを光軸方向に駆動して対物レンズに入射するビームの発散角を変化させて球面収差を発生させて、この球面収差がカバー層の厚み誤差による球面収差と逆の極性になるようにレンズ駆動位置を調整して、収差をいわばキャンセルする方法が提案されている(例えば特許文献1参照)。
For this reason, a mechanism for correcting spherical aberration has been introduced.
For example, by driving the beam expander lens or the collimator lens in the optical axis direction to change the divergence angle of the beam entering the objective lens by generating a spherical aberration, spherical aberration the spherical aberration due to the thickness error of the cover layer and reverse by adjusting the lens driving position so that the polarity, a method of it were canceling aberration has been proposed (e.g. Patent Document 1 see).
この方法は、実効的に対物レンズに入射する光の発光点距離を調整していることと等価であり、対物レンズの倍率収差を利用してカバー層厚み誤差の収差をキャンセルするものである。
例えば第1の光記録媒体において、記録層が単層のディスク規格では、カバー層の厚み誤差が±5μmであり、高次の球面収差量は少なかったため、主に3次の球面収差を補正できれば問題とはならなかった。
For example, in the first optical recording medium, in the disc standard with a single recording layer, the thickness error of the cover layer is ± 5 μm and the amount of high-order spherical aberration is small. Therefore, if the third-order spherical aberration can be corrected mainly. It didn't matter.
しかしながら、近年、第1の光記録媒体において記録層を2層とする多層記録構成が提案されており、この場合は2層の記録層の間の中間層は、その厚さが25μm程度とされ、各層に±5μmのカバー層厚み誤差が認められているため、補正すべき球面収差量が非常に大きくなり、低次のみではなく高次の球面収差を補正する必要も生じてきた。 高次の収差については、5次の収差が支配的であることから、3次と5次の球面収差を同時に補正することで高次を含む球面収差を十分に低減することができ、記録再生特性への影響を回避できると考えられる。 However, in recent years, a multilayer recording configuration in which two recording layers are used in the first optical recording medium has been proposed. In this case, the intermediate layer between the two recording layers has a thickness of about 25 μm. Since the thickness error of the cover layer of ± 5 μm is recognized in each layer, the amount of spherical aberration to be corrected becomes very large, and it has become necessary to correct not only low order but also high order spherical aberration. As for higher order aberrations, fifth order aberrations are dominant, and by correcting third order and fifth order spherical aberrations at the same time, spherical aberrations including higher orders can be sufficiently reduced, and recording and reproduction are performed. It is thought that the influence on the characteristics can be avoided.
このような問題に鑑みて、本発明は、カバー層の厚さ(厚み誤差を含む)の相違で生じる球面収差の3次と5次の成分を同時に補正して、球面収差補正を良好に行うことの可能な対物レンズとこれを用いた光学ピックアップ装置、光記録再生装置及び収差補正方法を提供することを目的とする。 In view of such a problem, the present invention corrects the third-order and fifth-order components of the spherical aberration caused by the difference in the cover layer thickness (including the thickness error) at the same time, and performs the spherical aberration correction well. It is an object of the present invention to provide an objective lens that can be used, an optical pickup apparatus using the same, an optical recording / reproducing apparatus, and an aberration correction method.
上記課題を解決するため、本発明の対物レンズは、光記録媒体の記録面に光を集光して、記録及び/又は再生を行う光学ピックアップ装置に用いられる対物レンズである。この対物レンズは、光記録媒体のカバー部の厚さ(厚み誤差を含む)の相違で生じる3次と5次の球面収差をそれぞれSA3(C)、SA5(C)とし、対物レンズの倍率収差で発生する3次と5次の球面収差をそれぞれSA3(L)、SA5(L)としたとき、光記録媒体のカバー部の3次の球面収差SA3(C)を、上記対物レンズの倍率収差で発生する3次の球面収差SA3(L)で完全に補正した場合、対物レンズが、
−0.035<SA5(L)+SA5(C)<0.035
を満足するように形成される。
In order to solve the above-described problems, the objective lens of the present invention is an objective lens used in an optical pickup apparatus that performs recording and / or reproduction by condensing light on a recording surface of an optical recording medium. This objective lens has SA3 (C) and SA5 (C) as third-order and fifth-order spherical aberrations caused by differences in the thickness (including thickness error) of the cover portion of the optical recording medium, respectively, and magnification aberration of the objective lens. When the third-order and fifth-order spherical aberrations generated in step S3 are SA3 (L) and SA5 (L), respectively, the third-order spherical aberration SA3 (C) of the cover portion of the optical recording medium is the magnification aberration of the objective lens. When the lens is completely corrected with the third-order spherical aberration SA3 (L) generated in the objective lens,
−0.035 <SA5 (L) + SA5 (C) <0.035
It is formed so as to satisfy.
本発明の対物レンズの更に好ましい形態では、対物レンズが、
−0.015<SA5(L)+SA5(C)<0.015
を満足するように形成される。 In a further preferred form of the objective lens of the present invention, the objective lens is:
−0.015 <SA5 (L) + SA5 (C) <0.015
It is formed so as to satisfy.
また、本発明の光学ピックアップ装置は、光記録媒体の記録面に少なくとも対物レンズを用いて光を集光して、記録及び/又は再生を行う光学ピックアップ装置であって、上記対物レンズは、光記録媒体のカバー部の厚み誤差を含む厚さの相違で生じる3次と5次の球面収差をそれぞれSA3(C)、SA5(C)とされ、この対物レンズの倍率収差で発生する3次と5次の球面収差をそれぞれSA3(L)、SA5(L)とされる。そして、光記録媒体のカバー部の3次の球面収差SA3(C)を、上記対物レンズの倍率収差で発生する3次の球面収差SA3(L)で完全に補正した場合、上記対物レンズとして、
−0.035<SA5(L)+SA5(C)<0.035
を満足するように形成された対物レンズを用いる。 The optical pickup apparatus of the present invention condenses light using at least the objective lens to the recording surface of the optical recording medium, a recording and / or optical pickup apparatus for reproducing, the objective lens is light The third-order and fifth-order spherical aberrations caused by the difference in thickness including the thickness error of the cover portion of the recording medium are SA3 (C) and SA5 (C), respectively. The fifth-order spherical aberration is SA3 (L) and SA5 (L), respectively. When the third-order spherical aberration SA3 (C) of the cover portion of the optical recording medium is completely corrected by the third-order spherical aberration SA3 (L) generated by the magnification aberration of the objective lens ,
−0.035 <SA5 (L) + SA5 (C) <0.035
An objective lens formed so as to satisfy the above is used.
また、本発明の光記録再生装置は、光記録媒体の記録面に少なくとも対物レンズを用いて光を集光して、記録及び/又は再生を行う光学ピックアップ装置を少なくとも有する光記録再生装置であって、上記対物レンズは、光記録媒体のカバー部の厚さ(厚み誤差を含む)の相違で生じる3次と5次の球面収差をそれぞれSA3(C)、SA5(C)とし、この対物レンズの倍率収差で発生する3次と5次の球面収差をそれぞれSA3(L)、SA5(L)とする。そして、光記録媒体のカバー部の3次の球面収差SA3(C)を、上記対物レンズの倍率収差で発生する3次の球面収差SA3(L)で完全に補正した場合、上記対物レンズとして、
−0.035<SA5(L)+SA5(C)<0.035
を満足するように形成された対物レンズを用いるようにしている。 The optical recording / reproducing apparatus of the present invention is an optical recording / reproducing apparatus having at least an optical pickup device that performs recording and / or reproduction by condensing light on a recording surface of an optical recording medium using at least an objective lens. In the objective lens, the third-order and fifth-order spherical aberrations caused by the difference in the thickness (including thickness error) of the cover portion of the optical recording medium are SA3 (C) and SA5 (C), respectively. The third-order and fifth-order spherical aberrations caused by the magnification aberration are SA3 (L) and SA5 (L), respectively. When the third-order spherical aberration SA3 (C) of the cover portion of the optical recording medium is completely corrected by the third-order spherical aberration SA3 (L) generated by the magnification aberration of the objective lens ,
−0.035 <SA5 (L) + SA5 (C) <0.035
An objective lens formed so as to satisfy the above is used.
また、本発明の収差補正方法は、光記録媒体の記録面に少なくとも対物レンズを用いて光を集光して、記録及び/又は再生を行う際に収差を補正する収差補正方法であって、光記録媒体のカバー部の厚さ(厚み誤差を含む)の相違で生じる3次と5次の球面収差をそれぞれSA3(C)、SA5(C)とし、上記対物レンズの倍率収差で発生する3次と5次の球面収差をそれぞれSA3(L)、SA5(L)とする。そして、光記録媒体のカバー部の3次の球面収差SA3(C)を、上記対物レンズの倍率収差で発生する3次の球面収差SA3(L)で完全に補正した場合、上記対物レンズとして、
−0.035<SA5(L)+SA5(C)<0.035
を満足するように形成した対物レンズを用いるようにしている。
The aberration correction method of the present invention is an aberration correction method for correcting aberration when performing recording and / or reproduction by focusing light on the recording surface of an optical recording medium using at least an objective lens, The third-order and fifth-order spherical aberrations caused by the difference in the thickness (including thickness error) of the cover portion of the optical recording medium are SA3 (C) and SA5 (C), respectively, and are generated by the magnification aberration of the objective lens 3 The third-order spherical aberration and the fifth-order spherical aberration are respectively SA3 (L) and SA5 (L). When the third-order spherical aberration SA3 (C) of the cover portion of the optical recording medium is completely corrected by the third-order spherical aberration SA3 (L) generated by the magnification aberration of the objective lens,
−0.035 <SA5 (L) + SA5 (C) <0.035
An objective lens formed so as to satisfy the above is used.
本発明の対物レンズ、光学ピックアップ装置、光記録再生装置及び収差補正方法によれば、カバー層の厚さ(厚み誤差を含む)の相違による球面収差を補正することができる。 Objective lens, the optical pickup apparatus of the present invention, according to the optical recording and reproducing apparatus and aberration correction method, it is possible to correct spherical aberration due to the difference in the thickness of the cover layer (including the thickness error).
また、本発明の光学ピックアップ装置及び光記録再生装置によれば、確実に球面収差を補正することができることから、開口数の高い対物レンズを用いる場合においても、高次の収差による記録再生特性の低下を回避することができる。 Also, according to the optical pickup device and optical recording and reproducing apparatus of the present invention, since it is possible to reliably correct the spherical aberration, even when using a high NA objective lens, the recording and reproducing characteristics with higher order aberrations Can be avoided.
以下本発明を実施するための最良の形態の例を説明するが、本発明は以下の例に限定されるものではない。
先ず、本発明に適用して好適な光記録再生装置及び光学ピックアップ装置の一例について図1及び図2の概略構成図を参照して説明する。
図1に示すように、この光記録再生装置100は、外筐102内に所要の各部材及び各機構が配置されて成り、この外筐102には、図示しないが例えばディスク状の光記録媒体10の挿入口が設けられて成る。
そして外筐102内には配置されたシャーシ(図示せず)に光記録媒体10を移動させる例えばスピンドルモータが取り付けられ、このモータ軸に例えばディスクテーブル103が固定される。
シャーシには、平行なガイド軸104、104が取り付けられると共に図示しない送りモータによって回転されるリードスクリュー105が支持されている。
Examples of the best mode for carrying out the present invention will be described below, but the present invention is not limited to the following examples.
First, an example of an optical recording / reproducing apparatus and an optical pickup apparatus suitable for application to the present invention will be described with reference to the schematic configuration diagrams of FIGS.
As shown in FIG. 1, the optical recording / reproducing
For example, a spindle motor for moving the
この光記録再生装置100の光学ピックアップ装置40は、移動ベース107とこの移動ベース107に設けられた所要の光学部品と移動ベース107上に配置された対物レンズ駆動装置108とを有し、移動ベース107の両端部に設けられた軸受け部107a、107bがそれぞれガイド軸104、104に摺動自在に支持されている。対物レンズ駆動装置108は、可動部108aと固定部108bとを有し、可動部108aが固定部108bに図示しないサスペンションを介して移動自在に支持されている。移動ベース107に設けられた図示しないナット部材がリードスクリュー105に螺合され、送りモータによってリードスクリュー105が回転されると、ナット部材がリードスクリュー105の回転方向へ応じた方向へ送られ、光学ピックアップ装置40がディスクテーブル103に装着される光記録媒体10の半径方向に移動可能とされる。
An
このような構成の光記録再生装置100において、スピンドルモータの回転に伴ってディスクテーブル103が回転されると、このディスクテーブル103に装着された光記録媒体10、すなわち第1の光記録媒体、第2の光記録媒体、第3の光記録媒体又は第4の光記録媒体等が回転され、同時に上述の機構により光学ピックアップ装置40は、光記録媒体10の半径方向へ移動されて、光記録媒体10の記録面全面に対向するように移動可能とされ、所定トラック位置において記録動作又は再生動作が行われる。このとき、対物レンズ駆動装置108の可動部108aが固定部108bに対して移動され、可動部108aに設けられた後述する対物レンズのフォーカシング調整及びトラッキング調整が行われる。
In the optical recording / reproducing
光学ピックアップ装置40は、図2に示すように、例えば光源41、偏光ビームスプリッタ45、コリメータレンズ46、立ち上げミラー47、1/4波長板48、対物レンズ3、コンバージョンレンズ49、光軸合成素子50及び受光素子51を少なくとも備え、対物レンズ3以外は上述の図1において説明した移動ベース107に配置され、対物レンズ3は対物レンズ駆動装置108の可動部108aに設けられている。
光源41は、その内部に発光素子42を有して成り、例えば第1の光記録媒体に対応する約405nmのレーザ光が出射される。
As shown in FIG. 2, the
The
偏光ビームスプリッタ45は、偏光方向の違いにより入射されたレーザ光を透過又は反射させる機能を有し、往路におけるレーザ光がスプリット面45aを透過されてコリメータレンズ46に入射され、復路におけるレーザ光がスプリット面45aで反射されて受光素子51へ向かう。
コリメータレンズ46により平行光とされたレーザ光は、立ち上げミラー47により光路を略90°変換されて反射され、1/4波長板48により偏光方向を変換されて、本発明構成の対物レンズ3に入射されて、光記録媒体10の記録面に集光される。 そして、光記録媒体10から反射されたレーザ光は、対物レンズ3を介して1/4波長板48に入射されて再び偏光方向を変換され、立ち上げミラー47に反射されてコリメータレンズ46を透過した後、上述したように、偏光ビームスプリッタ45のスプリット面45aにより反射されて、光軸合成素子50を介して受光素子51の所定位置に入射されて信号が検出される。
The
The laser light converted into parallel light by the
このような構成の光記録再生装置100、光学ピックアップ装置40に用いる本発明構成の対物レンズ3の一例の概略構成を図3に示す。
図3の例においては、対物レンズ3として2群レンズを採用した場合を示し、光記録媒体10側から順に第1のレンズ31及び第2のレンズ32が配置される。
図3Aにおいては、光記録媒体10のカバー層11の厚さ(厚み誤差を含む)の相違がない場合の光照射態様を示し、光記録媒体10に照射する記録及び/又は再生用の光Lが、光記録媒体10の記録面において集光されている状態を示す。
一方、図3Bにおいては、光記録媒体10のカバー層11の厚さ(厚み誤差を含む)の相違がある場合の光照射態様を示し、光記録媒体10に照射する記録及び/又は再生用の光Lが、その記録面からずれて集光された状態を模式的に示す。
FIG. 3 shows a schematic configuration of an example of the objective lens 3 according to the present invention used in the optical recording / reproducing
In the example of FIG. 3, a case where a two-group lens is adopted as the objective lens 3 is shown, and the
FIG. 3A shows a light irradiation mode when there is no difference in the thickness (including a thickness error) of the
On the other hand, FIG. 3B shows a light irradiation mode in the case where there is a difference in thickness (including a thickness error) of the
図4に、カバー層の厚さの相違と球面収差との関係を示す。図4において、実線aは3次の収差SA3(C)、2点鎖線bは5次の収差SA5(C)、破線cは3次と5次の収差の和SA3(C)+SA5(C)を示す。
また、対物レンズの倍率と倍率収差との関係を図5に示す。図5において、実線dは3次の収差SA3(L)、2点鎖線eは5次の収差SA5(L)、破線fは3次と5次の収差の和SA3(L)+SA5(L)を示す。
FIG. 4 shows the relationship between the difference in cover layer thickness and spherical aberration. In FIG. 4, the solid line a is the third-order aberration SA3 (C), the two-dot chain line b is the fifth-order aberration SA5 (C), and the broken line c is the sum of the third-order and fifth-order aberrations SA3 (C) + SA5 (C). Indicates.
FIG. 5 shows the relationship between the magnification of the objective lens and the magnification aberration. In FIG. 5, the solid line d is the third-order aberration SA3 (L), the two-dot chain line e is the fifth-order aberration SA5 (L), and the broken line f is the sum of the third-order and fifth-order aberrations SA3 (L) + SA5 (L). Indicates.
ここで、例えば図4において、カバー層の厚みに−20μmの相違が生じているとすると、3次の収差SA3(C)は略0.2であることから、倍率収差として−0.2の収差補正量が必要である。このとき、カバー層の厚みに対する5次の収差SA5(C)と、5次の倍率収差SA5(L)との和の絶対値が大きいほど、5次の球面収差補正が十分でないこととなる。 Here, for example, in FIG. 4, if there is a difference of −20 μm in the thickness of the cover layer, the third-order aberration SA3 (C) is approximately 0.2, so that the magnification aberration is −0.2. An aberration correction amount is required. At this time, the larger the absolute value of the sum of the fifth-order aberration SA5 (C) and the fifth-order magnification aberration SA5 (L) with respect to the thickness of the cover layer, the less the fifth-order spherical aberration correction is.
例えば前述の第1の光記録媒体において2層構成とする場合、各層のカバー層の厚さは75μm以上100μm以下とされ、それぞれ±5μmの厚み誤差に設計される。したがって、カバー層の厚みとしてとりうる範囲は70〜105μmとなり、この場合、±17.5〜±20μmのカバー層の厚さの差を補正することが要求される。 For example, when the above-described first optical recording medium has a two-layer structure, the thickness of the cover layer of each layer is set to 75 μm or more and 100 μm or less, and each is designed with a thickness error of ± 5 μm. Therefore, the possible range of the cover layer thickness is 70 to 105 μm. In this case, it is required to correct the difference in the cover layer thickness of ± 17.5 to ± 20 μm.
ここで良好に収差補正を行う範囲として、本発明においては、対物レンズの倍率収差で生じる5次及び3次の球面収差の比を、以下の式(1)の範囲に選定する。すなわち、
0.1<(SA5(L)/SA3(L))/(SA5(C)/SA3(C))<1.9・・・(1)
として対物レンズを構成する。
また更に良好に収差を補正するために、本発明においては、以下の式(2)の範囲に選定する。すなわち、
0.65<(SA5(L)/SA3(L))/(SA5(C)/SA3(C))<1.35・・(2)
として対物レンズを構成する。
In the present invention, the ratio of the fifth-order and third-order spherical aberration caused by the magnification aberration of the objective lens is selected as the range of the following formula (1) as a range for satisfactorily correcting aberrations. That is,
0.1 <(SA5 (L) / SA3 (L)) / (SA5 (C) / SA3 (C)) <1.9 (1)
The objective lens is configured as follows.
In order to correct aberrations more satisfactorily, in the present invention, the range of the following formula (2) is selected. That is,
0.65 <(SA5 (L) / SA3 (L)) / (SA5 (C) / SA3 (C)) <1.35 (2)
The objective lens is configured as follows.
これら式(1)又は式(2)に示す範囲に選定することによって、以下に説明するように、良好にカバー層の厚さ(厚み誤差を含む)の相違による収差を補正することができた。
先ず、3次の球面収差を完全に補正した場合に、5次の球面収差の取れ残りをある程度以内とする範囲について検討した。例えば、±0.035λrms以内、すなわちMarechal基準(0.07λrms)の半値以内に抑える条件は、
−0.035<SA5(L)+SA5(C)<0.035 ・・・(3)
となる。3次の球面収差を完全に補正するということは、
−SA3(L)=SA3(C) ・・・(4)
とすることとなる。式(1)に式(4)を代入すると、
0.1<−SA5(L)/SA5(C)<1.9 ・・・(5)
となる。
By selecting the range shown in the formula (1) or formula (2), the aberration due to the difference in the thickness of the cover layer (including the thickness error) could be corrected as described below. .
First, when the third-order spherical aberration was completely corrected, the range in which the remaining fifth-order spherical aberration was within a certain range was examined. For example, the condition to suppress within ± 0.035λrms, that is, within half the Marechal standard (0.07λrms) is:
-0.035 <SA5 (L) + SA5 (C) <0.035 (3)
It becomes. To completely correct third-order spherical aberration,
- SA3 (L) = SA3 ( C) ··· (4)
Will be. Substituting equation (4) into equation (1),
0.1 <-SA5 (L) / SA5 (C) <1.9 (5)
It becomes.
カバー層の厚さ(厚み誤差を含む)の相違をM[mm]とすると、図4に示すカバー層の厚さ(厚み誤差を含む)の相違と球面収差との関係より、5次の球面収差SA5(C)は、
SA5(C)≒−1.9M・・・(6)
である。
したがって、式(5)及び(6)より、
0.1<SA5(L)/(1.9M)<1.9・・・(7)
となり、M>0のとき、
0.19M<SA5(L)<3.61M・・・(8)
となって、式(6)及び(8)より、
−1.71M<SA5(L)+SA5(C)<1.71M・・・(9)
が与えられる。
If the difference in the cover layer thickness (including the thickness error) is M [mm], the fifth-order spherical surface is obtained from the relationship between the difference in the cover layer thickness (including the thickness error) shown in FIG. Aberration SA5 (C) is
SA5 (C) ≈-1.9M (6)
It is.
Therefore, from the equations (5) and (6),
0.1 <SA5 (L) / (1.9M) <1.9 (7)
When M> 0,
0.19M <SA5 (L) <3.61M (8)
From equations (6) and (8),
-1.71M <SA5 (L) + SA5 (C) <1.71M (9)
Is given.
一方、M<0のとき、
3.61M<SA5(L)<0.19M・・・(10)
となり、式(6)及び(10)より、
1.71M<SA5(L)+SA5(C)<−1.71M・・・(11)
となる。
On the other hand, when M <0,
3.61M <SA5 (L) <0.19M (10)
From equations (6) and (10),
1.71M <SA5 (L) + SA5 (C) <− 1.71M (11)
It becomes.
上述したように、カバー層の厚み誤差を含む厚さの相違の範囲は±20μm程度とすると、M=0.02[mm]のとき、式(9)より、
−0.0342<SA5(L)+SA5(C)<0.0342
となり、上記式(3)の条件を満足することがわかる。また、M=−0.02[mm]のときは、上記式(11)より、
−0.0342<SA5(L)+SA5(C)<0.0342
となって、同様に上記式(3)の条件を満足することがわかる。
上記式(9)及び(11)に規定される範囲を図6において、実線g及び破線hの間の領域A及びBとしてそれぞれ示す。
以上説明したように、対物レンズの倍率収差で生じる3次及び5次の球面収差の比SA5(L)/SA3(L)を、上記式(1)の範囲に選定することによって、上記式(3)の条件を満たし、十分球面収差補正を行うことができることがわかる。
As described above, when the range of thickness difference including the thickness error of the cover layer is about ± 20 μm, when M = 0.02 [mm],
−0.0342 <SA5 (L) + SA5 (C) <0.0342
Thus, it is understood that the condition of the above formula (3) is satisfied. Further, when M = −0.02 [mm], from the above equation (11),
−0.0342 <SA5 (L) + SA5 (C) <0.0342
Thus, it is understood that the condition of the above formula (3) is satisfied similarly.
The ranges defined by the above equations (9) and (11) are shown as regions A and B between the solid line g and the broken line h in FIG.
As described above, by selecting the ratio SA5 (L) / SA3 (L) of the third-order and fifth-order spherical aberration caused by the magnification aberration of the objective lens within the range of the above formula (1), the above formula ( It can be seen that the spherical aberration correction can be sufficiently performed while satisfying the condition of 3).
また、対物レンズの倍率収差で生じる3次及び5次の球面収差の比SA5(L)/SA3(L)を、上記式(2)の範囲に選定することによって、より好ましく球面収差を補正することができる。以下これを説明する。
上述の例においては、3次の球面収差を完全に補正した場合に、5次の球面収差の取れ残りをMarechal基準の半値以内としたが、更に好適な補正条件として、±0.015λrmsの範囲とする場合を考える。この場合の条件は、
−0.015<SA5(L)+SA5(C)<0.015・・・(12)
となる。3次の球面収差を完全に補正するということは、
SA3(L)=SA3(C) ・・・(13)
とすることとなる。式(2)に式(13)を代入すると、
0.65<−SA5(L)/SA5(C)<1.35・・・(14)
となる。
Further, the spherical aberration is more preferably corrected by selecting the ratio SA5 (L) / SA3 (L) of the third-order and fifth-order spherical aberration caused by the magnification aberration of the objective lens within the range of the above formula (2). be able to. This will be described below.
In the above example, when the third-order spherical aberration is completely corrected, the remainder of the fifth-order spherical aberration is set within the half value of the Marechal standard. As a more preferable correction condition, a range of ± 0.015 λrms is used. Consider the case. The condition in this case is
−0.015 <SA5 (L) + SA5 (C) <0.015 (12)
It becomes. To completely correct third-order spherical aberration,
SA3 (L) = SA3 (C) (13)
Will be. Substituting equation (13) into equation (2),
0.65 <-SA5 (L) / SA5 (C) <1.35 (14)
It becomes.
カバー層の厚さ(厚み誤差を含む)の相違をM[mm]とすると、図4に示すカバー層の厚さ(厚み誤差を含む)の相違と球面収差の関係より、5次の球面収差SA5(C)は、
SA5(C)≒−1.9M・・・(15)
である。
したがって、式(14)及び(15)より、
0.65<SA5(L)/(1.9M)<1.35・・・(16)
となり、M>0のとき、
1.235M<SA5(L)<2.565M・・・(17)
となって、式(15)及び(17)より、
−0.665M<SA5(L)+SA5(C)<0.665M・・・(18)
が与えられる。
If the difference in the cover layer thickness (including the thickness error) is M [mm], the fifth order spherical aberration is obtained from the relationship between the difference in the cover layer thickness (including the thickness error) and the spherical aberration shown in FIG. SA5 (C)
SA5 (C) ≈-1.9M (15)
It is.
Therefore, from the equations (14) and (15),
0.65 <SA5 (L) / (1.9M) <1.35 (16)
When M> 0,
1.235M <SA5 (L) <2.565M (17)
From the equations (15) and (17),
-0.665M <SA5 (L) + SA5 (C) <0.665M (18)
Is given.
一方、M<0のとき、
2.565M<SA5(L)<1.235M・・・(19)
となり、式(15)及び(19)より、
0.665M<SA5(L)+SA5(C)<−0.665M・・・(20)
となる。
On the other hand, when M <0,
2.565M <SA5 (L) <1.235M (19)
From equations (15) and (19),
0.665M <SA5 (L) + SA5 (C) <− 0.665M (20)
It becomes.
上述したように、カバー層の厚さ(厚み誤差を含む)の相違の範囲は±20μm程度とすると、M=0.02[mm]のとき、式(18)より、
−0.0133<SA5(L)+SA5(C)<0.0133
となり、上記式(12)の条件を満足することがわかる。また、M=−0.02[mm]のときは、上記式(20)より、
−0.0133<SA5(L)+SA5(C)<0.0133
となって、同様に上記式(12)の条件を満足することがわかる。
上記式(18)及び(20)に規定される範囲を図7において、実線k及び破線mの間の領域C及びDとしてそれぞれ示す。
このように、対物レンズの倍率収差で生じる3次及び5次の球面収差の比SA5(L)/SA3(L)を、上記式(2)の範囲に選定することによって、上記式(12)の条件を満たし、十分球面収差補正を行うことができることがわかる。
As described above, when the range of the difference in thickness of the cover layer (including thickness error) is about ± 20 μm, when M = 0.02 [mm],
−0.0133 <SA5 (L) + SA5 (C) <0.0133
Thus, it is understood that the condition of the above formula (12) is satisfied. Further, when M = −0.02 [mm], from the above equation (20),
−0.0133 <SA5 (L) + SA5 (C) <0.0133
Thus, it can be seen that the condition of the above formula (12) is satisfied similarly.
The ranges defined by the above equations (18) and (20) are shown as regions C and D between the solid line k and the broken line m in FIG.
Thus, by selecting the ratio SA5 (L) / SA3 (L) of the third-order and fifth-order spherical aberration caused by the magnification aberration of the objective lens within the range of the above formula (2), the above formula (12). It can be seen that the spherical aberration can be sufficiently corrected by satisfying the above condition.
なお、上述したように、上記式(2)の条件によって、カバー層の厚さ(厚み誤差を含む)の相違±0.02[mm]の範囲において球面収差を十分良好に、すなわち0.015λrms以下に補正することができるが、この式(2)の条件式を用いれば、カバー層の厚さ(厚み誤差を含む)の相違が±0.05[mm]以内の場合に、球面収差を0.035λrms以下とすることができる。すなわち、上記式(2)の範囲に選定する場合には、カバー層の厚さ(厚み誤差を含む)の相違±0.05[mm]以内において良好な収差補正特性が得られる。 As described above, the spherical aberration is satisfactorily satisfactory in the range of the difference ± 0.02 [mm] in the thickness of the cover layer (including the thickness error) depending on the condition of the above formula (2), that is, 0.015 λrms. Although the following correction can be made, if the conditional expression (2) is used, the spherical aberration is reduced when the difference in the thickness of the cover layer (including the thickness error) is within ± 0.05 [mm]. It can be set to 0.035λrms or less. That is, when selecting the range of the above formula (2), good aberration correction characteristics can be obtained within a difference of ± 0.05 [mm] in the thickness (including thickness error) of the cover layer.
以上説明したように、本発明による対物レンズ、これを用いた光学ピックアップ装置、光記録再生装置及び収差補正方法によれば、対物レンズの倍率収差で生じる3次及び5次球面収差の比を適切な範囲に選定することによって、確実にカバー層の厚さ(厚み誤差を含む)の相違によって生じる球面収差を補正することができる。
なお、本発明は、上述の例に限定されるものではなく、例えば対物レンズを2群レンズとすることなく、1枚の対物レンズで本発明構成を実現することが可能である。また、その他光学ピックアップ装置、光記録再生装置において、例えば第2の光記録媒体、第3の光記録媒体等との互換性を有する構成とすることもできるなど、本発明構成を逸脱しない
範囲で種々の変形、変更が可能であることはいうまでもない。
As described above, according to the objective lens according to the present invention, the optical pickup apparatus using the same, the optical recording / reproducing apparatus, and the aberration correction method, the ratio of the third-order and fifth-order spherical aberration caused by the magnification aberration of the objective lens is appropriately set. By selecting within this range, it is possible to reliably correct spherical aberration caused by the difference in the cover layer thickness (including thickness error) .
In addition, this invention is not limited to the above-mentioned example, For example, it is possible to implement | achieve this invention structure with one objective lens, without making an objective lens into a 2 group lens. In addition, other optical pickup devices and optical recording / reproducing devices can be configured to be compatible with, for example, the second optical recording medium, the third optical recording medium, and the like, without departing from the configuration of the present invention. Needless to say, various modifications and changes are possible.
3.対物レンズ、10.光記録媒体、11.カバー層、31.第1のレンズ、32.第2のレンズ、40.光学ピックアップ装置、41.光源、41a.発光素子、45.偏光ビームスプリッタ、46.コリメータレンズ、47.立ち上げミラー、48.1/4波長板、100.光記録再生装置、102.外筐、103.ディスクテーブル、104.ガイド軸、105.リードスクリュー、107.移動ベース、107a.軸受部、107b.軸受部、108.対物レンズ駆動装置、108a.可動部、108b.固定部、118.対物レンズ
3. Objective lens, 10. 10. optical recording medium, Cover layer, 31. First lens, 32. Second lens, 40. Optical pickup device, 41. Light source, 41a. Light emitting element, 45. Polarization beam splitter, 46. Collimator lens, 47. Raising mirror, 48.¼ wavelength plate, 100. Optical recording / reproducing apparatus, 102. Outer casing, 103. Disk table, 104. Guide shaft, 105. Lead screw, 107. Moving base, 107a. Bearing part, 107b. Bearing part, 108. Objective
Claims (20)
上記光記録媒体のカバー部の厚み誤差を含む厚さの相違で生じる3次と5次の球面収差をそれぞれSA3(C)、SA5(C)とし、
上記対物レンズの倍率収差で発生する3次と5次の球面収差をそれぞれSA3(L)、SA5(L)としたとき、
上記光記録媒体のカバー部の3次の球面収差SA3(C)を、上記対物レンズの倍率収差で発生する3次の球面収差SA3(L)で完全に補正した場合、
上記対物レンズが、
−0.035<SA5(L)+SA5(C)<0.035
を満足するように形成される
対物レンズ。 An objective lens used in an optical pickup device that collects light on a recording surface of an optical recording medium and performs recording and / or reproduction,
The third-order and fifth-order spherical aberrations caused by the difference in thickness including the thickness error of the cover portion of the optical recording medium are SA3 (C) and SA5 (C), respectively.
When the third-order and fifth-order spherical aberration generated by the magnification aberration of the objective lens is SA3 (L) and SA5 (L), respectively.
When the third-order spherical aberration SA3 (C) of the cover portion of the optical recording medium is completely corrected with the third-order spherical aberration SA3 (L) generated by the magnification aberration of the objective lens,
The objective lens is
−0.035 <SA5 (L) + SA5 (C) <0.035
Objective lens formed to satisfy
−0.015<SA5(L)+SA5(C)<0.015
を満足するように形成される請求項1記載の対物レンズ。 The objective lens is
−0.015 <SA5 (L) + SA5 (C) <0.015
The objective lens according to claim 1, wherein the objective lens is formed to satisfy the following .
上記記録面の間の中間層が、20μm以上とされる場合に対応する請求項1〜4のいずれか1項に記載の対物レンズ。 The optical recording medium comprises two recording surfaces,
An interlayer between the recording surface, the objective lens according to any one of 請 Motomeko 1-4 corresponding to the case that is 20μm or more.
上記光記録媒体のカバー部の厚み誤差を含む厚さの相違で生じる3次と5次の球面収差をそれぞれSA3(C)、SA5(C)とし、
上記対物レンズの倍率収差で発生する3次と5次の球面収差をそれぞれSA3(L)、SA5(L)としたとき、
上記光記録媒体のカバー部の3次の球面収差SA3(C)を、上記対物レンズの倍率収差で発生する3次の球面収差SA3(L)で完全に補正した場合、
上記対物レンズとして、
−0.035<SA5(L)+SA5(C)<0.035
を満足するように形成された対物レンズを用いる
光学ピックアップ装置。 An optical pickup device that performs recording and / or reproduction by condensing light on a recording surface of an optical recording medium using at least an objective lens,
The third-order and fifth-order spherical aberrations caused by the difference in thickness including the thickness error of the cover portion of the optical recording medium are SA3 (C) and SA5 (C), respectively.
When the third-order and fifth-order spherical aberration generated by the magnification aberration of the objective lens is SA3 (L) and SA5 (L), respectively.
When the third-order spherical aberration SA3 (C) of the cover portion of the optical recording medium is completely corrected with the third-order spherical aberration SA3 (L) generated by the magnification aberration of the objective lens,
As the objective lens ,
−0.035 <SA5 (L) + SA5 (C) <0.035
Pickup apparatus using an objective lens formed to satisfy the above .
−0.015<SA5(L)+SA5(C)<0.015
を満足するように形成された対物レンズを用いる請求項6記載の光学ピックアップ装置。 As the objective lens ,
−0.015 <SA5 (L) + SA5 (C) <0.015
The optical pickup device according to claim 6, wherein an objective lens formed to satisfy the above is used .
上記記録面の間の中間層が、20μm以上とされる場合に対応する請求項6〜9のいずれか1項に記載の光学ピックアップ装置。 The optical recording medium comprises two recording surfaces,
An interlayer between the recording surface, the optical pickup apparatus according to any one of the corresponding請 Motomeko 6-9 when that is 20μm or more.
上記光記録媒体のカバー部の厚み誤差を含む厚さの相違で生じる3次と5次の球面収差をそれぞれSA3(C)、SA5(C)とし、
上記対物レンズの倍率収差で発生する3次と5次の球面収差をそれぞれSA3(L)、SA5(L)としたとき、
上記光記録媒体のカバー部の3次の球面収差SA3(C)を、上記対物レンズの倍率収差で発生する3次の球面収差SA3(L)で完全に補正した場合、
上記対物レンズとして、
−0.035<SA5(L)+SA5(C)<0.035
を満足するように形成された対物レンズを含む光学ピックアップ装置を用いる
光記録再生装置。 An optical recording / reproducing apparatus having at least an optical pickup device that performs recording and / or reproduction by condensing light on a recording surface of an optical recording medium using at least an objective lens,
The third-order and fifth-order spherical aberrations caused by the difference in thickness including the thickness error of the cover portion of the optical recording medium are SA3 (C) and SA5 (C), respectively.
When the third-order and fifth-order spherical aberration generated by the magnification aberration of the objective lens is SA3 (L) and SA5 (L), respectively.
When the third-order spherical aberration SA3 (C) of the cover portion of the optical recording medium is completely corrected with the third-order spherical aberration SA3 (L) generated by the magnification aberration of the objective lens,
As the objective lens ,
−0.035 <SA5 (L) + SA5 (C) <0.035
An optical recording / reproducing apparatus using an optical pickup device including an objective lens formed to satisfy the above .
−0.015<SA5(L)+SA5(C)<0.015
を満足するよう形成された対物レンズを含む光学ピックアップ装置を用いる請求項11記載の光記録再生装置。 As the objective lens ,
−0.015 <SA5 (L) + SA5 (C) <0.015
The optical recording / reproducing apparatus according to claim 11, wherein an optical pickup apparatus including an objective lens formed to satisfy the above is used .
上記記録面の間の中間層が、20μm以上とされる場合に対応する請求項11〜14のいずれか1項に記載の光記録再生装置。The optical recording / reproducing apparatus according to claim 11, which corresponds to a case where an intermediate layer between the recording surfaces is 20 μm or more.
上記光記録媒体のカバー部の厚み誤差を含む厚さの相違で生じる3次と5次の球面収差をそれぞれSA3(C)、SA5(C)とし、
上記対物レンズの倍率収差で発生する3次と5次の球面収差をそれぞれSA3(L)、SA5(L)としたとき、
上記光記録媒体のカバー部の3次の球面収差SA3(C)を、上記対物レンズの倍率収差で発生する3次の球面収差SA3(L)で完全に補正した場合、
上記対物レンズとして、
−0.035<SA5(L)+SA5(C)<0.035
を満足するように形成した対物レンズを用いる
収差補正方法。 An aberration correction method for correcting aberration when performing recording and / or reproduction by focusing light on a recording surface of an optical recording medium using at least an objective lens,
The third-order and fifth-order spherical aberrations caused by the difference in thickness including the thickness error of the cover portion of the optical recording medium are SA3 (C) and SA5 (C), respectively.
When the third-order and fifth-order spherical aberration generated by the magnification aberration of the objective lens is SA3 (L) and SA5 (L), respectively.
When the third-order spherical aberration SA3 (C) of the cover portion of the optical recording medium is completely corrected with the third-order spherical aberration SA3 (L) generated by the magnification aberration of the objective lens,
As the objective lens,
−0.035 <SA5 (L) + SA5 (C) <0.035
Aberration correction method using an objective lens formed to satisfy the above .
−0.015<SA5(L)+SA5(C)<0.015
を満足するように形成した対物レンズを用いる請求項16記載の収差補正方法。 As the objective lens,
−0.015 <SA5 (L) + SA5 (C) <0.015
The aberration correction method according to claim 16, wherein an objective lens formed so as to satisfy the above is used .
上記記録面の間の中間層が、20μm以上とされる場合に対応する請求項16〜19のいずれか1項に記載の収差補正方法。The aberration correction method according to any one of claims 16 to 19, corresponding to a case where the intermediate layer between the recording surfaces is set to 20 µm or more.
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