JP3744187B2

JP3744187B2 - Optical head device

Info

Publication number: JP3744187B2
Application number: JP06088198A
Authority: JP
Inventors: 賢治長島; 康弘田中; 哲雄細美; 陽一斉藤
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1998-03-12
Filing date: 1998-03-12
Publication date: 2006-02-08
Anticipated expiration: 2018-03-12
Also published as: JPH11259891A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学式情報記録媒体の記録または再生を行う光ヘッド装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、大容量情報メモリとして光ディスクが注目を集めている。また、光ディスクを情報記録媒体とした装置はそのソフト環境と共に多方面のアプリケーションが提案、研究、商品化されている。しかし、その反面多方面に展開したアプリケーションを統合的に処理可能な、いわゆるマルチメディア情報処理装置の提案も盛んに行われいる。すなわち、異種目的、異種光学特性の光ディスクを総合的に処理可能な光ヘッド装置の開発が重要視されている。この対物レンズ駆動装置については、これまでにも種々のものが提案されている。
【０００３】
たとえば、特開平６−３３３２５５号公報（特にその第１６図）には、１つのレンズホルダに２つの対物レンズを設けており、磁気ヨークをあおることによって対物レンズの軸上コマ収差を変動させ、ある一つの対物レンズに関して光学系全体のコマ収差が小さくなるよう調整するものである（以下従来例１と記す）。
【０００４】
また、特開平９−１２００２７号公報では、０次回折と１次回折光が、それぞれ厚さの異なる２種類の基板に対して集光するよう収差補正された回折格子を非球面対物レンズの第１面に形成しており、光学系で生じるコマ収差を補正するために対物レンズ全体を傾け、その傾斜角が厚さの異なる複数の基板に対して同一であるように構成されている（以下従来例２と記す）。
【０００５】
また、図１７（ａ）に示すように、レンズホルダ２９の開口面に、対物レンズ３２に入射する光ビーム３３，３４の波長や偏光面の違いによって開口が変化するフィルタ３５が取り付けられており、例えば光学式情報記録媒体３０を記録再生する際は、フィルタ３５は全面透過板として作用し、光学式情報記録媒体３１を記録再生する際は、図１７（ｂ）に示すように、別の光源から出射された光ビーム３４を用いることでフィルタ３５はレンズホルダの開口より狭い開口フィルタとして作用することになり、光学式情報記録媒体３１を記録再生する時に生じる球面収差を押さえるよう構成されている（以下従来例３と記す）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来例１は、ある基材厚の光学式情報記録媒体に対応した対物レンズを傾けコマ収差を変動させることで、光学系全体のコマ収差が小さくなるよう調整し、前記の光学式情報記録媒体の記録再生時において、信号の劣化のない良好な読み書きは可能となる。
【０００７】
しかしながら、他の基材厚の光学式情報記録媒体の情報の記録再生時には異なる対物レンズを用いらなければならず、対物レンズの成形条件によって生じる対物レンズの有するコマ収差の違いや、レンズホルダの基準面に対する対物レンズの取り付け角度がそれぞれの対物レンズによって異なることでコマ収差の大きさや方向に違いがあるため、必ずしも他の基材厚では信号の劣化のない良好な記録再生が可能とはならないといった不具合がある。
【０００８】
よって、この構成で各種基材厚の光学式情報記録媒体に対して良好な記録再生を可能にするためには、各種レンズや光学部品の製造誤差を極限まで小さくし、かつ各光学部品の取り付け精度を高めなければならず、高価なものになってしまう。
【０００９】
また、従来例２では、回折格子を用いることによって１つの対物レンズで異なる基材厚に対応しているため、対物レンズ全体を傾けることで、どちらの基材厚の光学式情報記録媒体に対しても軸上コマ補正できることを実現しているが、対物レンズに入射する光は回折により分割され、光学式情報記録媒体面上のスポットに寄与する光量は、回折格子を形成していない通常の対物レンズより少なくなってしまう。
【００１０】
よって、記録時における出射光源のレーザダイオードの発光量が大きくなり、レーザダイオードの発熱増加による性能劣化やコストアップといった不具合が生じる。
【００１１】
また、従来例３では、開口の大きさが可変のフィルタをレンズホルダの開口面に取り付け、かつ異なる光源を用いることによって、一つの対物レンズで複数の基材厚の光学式情報記録媒体の記録再生時に生じる球面収差の発生を減少させることを実現しているが、対物レンズの成形時に生じる誤差が対物レンズの面で一律でないことや、光源が違うことによるコマ収差の相違によって、各種の光学式情報記録媒体に対応してコマ収差の補正をすることが困難になる。
【００１２】
よって、対物レンズや各種光学部品の製造誤差を極限まで小さくする必要があり、高価なものになってしまう。
【００１３】
本発明は、上記の不具合を解決すべく提案されるもので、複数種類の光学式情報記録媒体に記録再生する際に、各々の光学式情報記録媒体面上のスポット光のコマ収差がほとんど無く、また対物レンズには回折格子を形成しないことで、スポット光への光ビームの伝達率を高め、情報の記録再生時における信号の劣化の無い良好な記録再生の可能な光ヘッド装置を単純な構成で安価で提供することを目的としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために本発明の光ヘッド装置は、光記録再生のための光束を出射する光学手段と、この光学手段から出射された光束を光学式情報記録媒体上に光スポットをなすように集光させて照射し光記録再生を行う集光手段と、前記光記録再生に際し前記光学式情報記録媒体からの反射光束により光スポットの前記光学式情報記録媒体に対するフォーカシング誤差およびトラッキング誤差情報に基づいて前記集光手段をフォーカシング方向およびトラッキング方向に駆動、制御する手段を備えた光ヘッド装置において、集光手段が複数種類の前記光学式情報記録媒体に対応した複数個の対物レンズをレンズホルダに固着しており、かつ、その対物レンズは第１種の対物レンズと第２種の対物レンズに分類でき、以下の条件
｜Ｌｔ１｜＞｜Ｌｔ２｜（１）
｜Ｌｂ１｜＜｜Ｌｂ２｜（２）
ただし、
Ｌｔ１：第１種の対物レンズを軸上で単位角度あたり傾けたときに変動する波面収差の３次のコマ収差成分
Ｌｔ２：第２種の対物レンズを軸上で単位角度あたり傾けたときに変動する波面収差の３次のコマ収差成分
Ｌｂ１：第１種の対物レンズに入射する光束が単位角度の軸外入射によって変動する波面収差の３次のコマ収差成分
Ｌｂ２：第２種の対物レンズに入射する光束が単位角度の軸外入射によって変動する波面収差の２次のコマ収差成分
を満足することを特徴とするものである。
【００１５】
また、前記レンズホルダ上に以下の条件
ＮＡ１＞ＮＡ２（３）
ただし、
ＮＡ１：第１種の対物レンズのＮＡ
ＮＡ２：第２種の対物レンズのＮＡ
を満足する対物レンズを有する構成が好ましい。
【００１６】
あるいは、第１種の対物レンズの理論設計中心の波長と第２種の対物レンズの理論設計中心の波長とが異なることを有する構成が好ましい。
【００１７】
一方、本発明の別の光ヘッド装置は、光記録再生のための光束を出射する光学手段と、この光学手段から出射された光束を光学式情報記録媒体上に光スポットをなすように集光させて照射し光記録再生を行う集光手段と、前記光記録再生に際し前記光学式情報記録媒体からの反射光束により光スポットの前記光学式情報記録媒体に対するフォーカシング誤差およびトラッキング誤差情報に基づいて前記集光手段をフォーカシング方向およびトラッキング方向に駆動、制御する手段を備えた光ヘッド装置において、複数種類の前記光学式情報記録媒体に対応した波長帯域の前記光束を出射する光学手段を複数個有しており、光ヘッド装置に備えられた対物レンズは、以下の条件
０．５＜｜Ｌｂ３｜／｜Ｌｔ３｜＜２（４）
０．５＜｜Ｌｂ４｜／｜Ｌｔ４｜＜２（５）
ただし、
Ｌｔ３：一方の光源によって対物レンズを単位角度あたり傾けたときに変動する波面収差の３字のコマ収差成分
Ｌｂ３：一方の光源によって対物レンズに入射する光束が単位角度の軸外入射によって変動する波面収差の３次のコマ収差成分
Ｌｔ４：他方の光源によって対物レンズを単位角度あたり傾けたときに変動する波面収差の３字のコマ収差成分
Ｌｂ４：他方の光源によって対物レンズに入射する光束が単位角度の軸外入射によって変動する波面収差の３次のコマ収差成分
を満足することを特徴とするものである。
【００１８】
また、前記レンズホルダ上に以下の条件
ＮＡ３＞ＮＡ４（６）
ＮＡ３：一方の光源を用いたときの対物レンズのＮＡ
ＮＡ４：他方の光源を用いたときの対物レンズのＮＡ
を満足する対物レンズを有する構成が好ましい。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図１から図１５を用いて説明する。
【００２０】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における光ヘッド装置の概略図である。１は磁気ヨークで、光学台２にネジ等の手段で固定されており、２つの独立した方向に磁気ヨーク１をあおることができる。１２ａ，１２ｂは上下方向に着磁されたフォーカシング用マグネットであり、１３ａ，１３ｂは左右方向に２極着磁されたトラッキング用マグネットで、磁気ヨーク１に接着固定されている。４はレンズホルダであり対物レンズ３ａ，３ｂの光軸とほぼ平行な軸を有する様な軸受け部が一体的に設けられている。１６は上記レンズホルダ４に対して上記軸受け部と同軸をなすように固定されたフォーカシング用コイルである。
【００２１】
光源としてのレーザダイオード１４（例えば、発振波長を６６０ｎｍとする）からの出射光は、コリメートレンズ８によってほぼ平行な光ビーム１１となる。この平行光１１は、ビームスプリッタ６を透過したのち、立ち上げミラー５によってその進行方向をｙ軸方向に変えられる。この光ビーム１１を集光する手段として２つの対物レンズ３ａ，３ｂを有し、これら対物レンズ３ａ，３ｂは、支軸１０からほぼ等しい距離だけ偏心した位置でレンズホルダ４に固着されている。
【００２２】
対物レンズ３ａ，３ｂによって集光された光ビーム１１は、光学式情報記録媒体１７，１８の面上に微小な光スポットとして照射される。この光スポットによって情報の記録再生や消去が可能となる。
【００２３】
前記光学式情報記録媒体１７，１８で反射された光ビーム１１は、立ち上げミラー５，ビームスプリッタ６で反射され検出レンズ９で集光されたのち、フォトディテクタ７に入射される。フォトディテクタ７はその入射光から、光学式情報記録媒体１７，１８に記録された情報信号を検出し、また対物レンズ３ａ，３ｂを保持したレンズホルダ４のフォーカシング方向制御信号、トラッキング方向誤差信号を検出する。
【００２４】
さらに、本発明の光ヘッド装置に、光学式情報記録媒体１７か光学式情報記録媒体１８かのどちらかがセットされた時、たとえば光学式情報記録媒体の基材厚の違い（たとえば光学式情報記録媒体１７は基材厚０．６ｍｍで、光学式情報記録媒体１８は基材厚１．２ｍｍ）を判別し、その基材厚に対応した対物レンズ３ａ（たとえばＮＡ＝０．６）、もしくは対物レンズ３ｂ（たとえばＮＡ＝０．４３）を選択するようにレンズホルダ４を回転させて、選択した対物レンズの中心を光ビーム１８の中心に合わせる。このようにして、光学式情報記録媒体の光学特性に対応させて最適な対物レンズを選択し、良好に記録再生が行えるようにする。
【００２５】
以下に、具体的な対物レンズの数値例を（表１）に示し、２種類の光学的記録情報媒体の面上にコマ収差のほとんど無い光スポットを照射して、良好に記録再生できるようになるのかを説明する。
【００２６】
なお、以下の各実施の形態において、以下に示す符号を共通とする。ただし対物レンズの第１面は光源側の面、第２面はディスク側の面とする。またディスクは平行平板とする。さらに設計波長を６６０ｎｍとし、ディスクの屈折率はいずれも１．５６とした。さらにコリメートレンズの焦点距離を９．０ｍｍとする。
【００２７】
また、コリメートレンズ８と対物レンズ３ａ，３ｂには、それぞれ成形条件によって、コリメートレンズ８はｘ軸正方向に１０ｍλのコマ収差（ただし対物レンズ３ａ，３ｂの有効径内でのコマ収差とする）が、対物レンズ３ａはｘ軸正方向に２０ｍλのコマ収差が、対物レンズ３ｂにはｘ軸負方向に２０ｍλのコマ収差が生じたとする。
【００２８】
【表１】

【００２９】
ここで、光学式情報記録媒体１７上で対物レンズ３ａのみを傾けた時の対物レンズ３ａの各収差の変化を図２に示し、光学式情報記録媒体１８上で対物レンズ３ｂを傾けた時の各収差の変化を図３に示す。また、光学式情報記録媒体１７上で、対物レンズ３ａへの光ビーム１１の入射角をＺ軸を基準として傾けたときの対物レンズ３ａの各収差の変化を図４に示し、光学式情報記録媒体１８上で、対物レンズ３ｂへの光ビーム１１の入射角をＺ軸を基準として傾けたときの対物レンズ３ｂの各収差の変化を図５に示す。
【００３０】
この図２，図３，図４，図５の３次コマ収差の直線の傾きから
Ｌｔ１＝０．１０７［ｍλ／ｄｅｇ．］（７）
Ｌｔ２＝０．００４［ｍλ／ｄｅｇ．］（８）
Ｌｂ１＝０．００４［ｍλ／ｄｅｇ．］（９）
Ｌｂ２＝０．０７５［ｍλ／ｄｅｇ．］（１０）
となり、
｜Ｌｔ１｜＞｜Ｌｔ２｜（１）
｜Ｌｂ１｜＜｜Ｌｂ２｜（２）
を十分満足する。ただし、
Ｌｔ１：第１種の対物レンズを軸上で単位角度あたり傾けたときに変動する波面収差の３次のコマ収差成分
Ｌｔ２：第２種の対物レンズを軸上で単位角度あたり傾けたときに変動する波面収差の３次のコマ収差成分
Ｌｂ１：第１種の対物レンズに入射する光束が単位角度の軸外入射によって変動する波面収差の３次のコマ収差成分
Ｌｂ２：第２種の対物レンズに入射する光束が単位角度の軸外入射によって変動する波面収差の３次のコマ収差成分
である。
【００３１】
さらに、本実施の形態において、図６に示すように、光情報記録媒体１７を光ビーム１１が垂直に入射するようにセットし、対物レンズ３ａと３ｂの中心軸がともに平行になるようにレンズホルダ１４に取り付けられており、前記中心軸が光ビーム１１に対して平行になるように、レンズホルダ１４を光学台２に取り付けているとする。また、支軸１０も光ビーム１１に対して水平になるように取り付けられているとする。
【００３２】
ここで、対物レンズ３ａによって集光された光ビーム１１は、光情報記録媒体１７の面上に微小な光スポットとして照射されるが、この光スポットには、コリメートレンズ８の有するコマ収差と対物レンズ３ａの有するコマ収差との重ね合わせによって、ｘ軸正方向に３０ｍλのコマ収差が存在することになる。
【００３３】
この光スポットのコマ収差を打ち消すために、支軸１０を図７に記した方向に約０．２８゜傾ければ、式（７）よりｘ軸負方向にコマ収差が３０ｍλ変動し、光スポットでのコマ収差が打ち消されることになる。なお、図７ではわかりやすくするため、支軸の傾け角を１０倍の２．８゜にして表している。
【００３４】
つぎに、図８に示すように、光情報記録媒体１８を光ビーム１１に対して垂直になるようにセットし、光ビーム１１の中心が対物レンズ３ｂの中心と一致するように、レンズホルダ１４を支軸１０中心に回転させる。このとき、対物レンズ３ａと３ｂとはその中心軸がともに平行になるように、レンズホルダ１４に取り付けられていることから、対物レンズ３ａと同じく対物レンズ３ｂの中心軸も光ビーム１１の軸から０．２８゜傾くことになる。
【００３５】
ここで、対物レンズ３ｂによって集光された光ビーム１１は、光学式情報記録媒体１８の面上に微小な光スポットとして照射されるが、この光スポットにはコリメートレンズ８の有するコマ収差と対物レンズ３ｂの有するコマ収差との重ね合わせによって、ｘ軸負方向に１０ｍλのコマ収差があり、さらに式（８）よりレンズの傾き０．２８゜によるコマ収差が１ｍλ増加することによって、合計１１ｍλのコマ収差が存在している。
【００３６】
この光スポットのコマ収差を打ち消すために、光ビーム１１を図９に記した方向に約０．１５゜傾ければ、式（１０）よりｘ軸正方向にコマ収差が１１ｍλ変動し、光スポットのコマ収差が打ち消されることになる。なお、図９ではわかりやすくするため、支軸の傾け角を１０倍の１．５゜にして表している。
【００３７】
つぎに、図１０に示したように、再度光情報記録媒体１７をセットして、光ビーム１１の中心が対物レンズ３ａの中心と一致するように、レンズホルダ１４を回転させる。対物レンズ３ａによって集光された光ビーム１１は、光情報記録媒体１７の面上に微小な光スポットとして照射される。このとき、光ビーム１１は前記対物レンズ３ｂのコマ収差を消す調整のために、図１０中の方向に０．１５゜傾けられているが、式（９）より、それにより発生するコマ収差は０．６ｍλとほとんど無視できる値である。
【００３８】
以上のように調整することによって、光ビーム１１を対物レンズ３ａを用いて光情報記録媒体１７の面上で微小な光スポットにする場合も、対物レンズ３ｂを用いて光情報記録媒体１８の面上で微小な光スポットにする場合も、ほとんどコマ収差が生じないように調整することができ、情報の記録再生時に信号の劣化の無い、良好な記録再生が可能となる。
【００３９】
なお、上記実施の形態では、対物レンズとして両面非球面の単レンズについて説明したが、複数枚のレンズを組み合わせた組レンズの構成であっても同様な効果がえられることは言うもでもない。
【００４０】
また、支軸に回動かつ摺動自在に保持されたレンズホルダの代わりに、例えば４本の金属サスペンションを介してフォーカシング方向（図１のｙ軸方向）及びトラッキング方向（図１のｘ軸方向）に並進できるように支持されたレンズホルダを用いた光ヘッド装置であっても、同様な効果がえられることは言うもでもない。
【００４１】
なお、上記実施の形態に示した対物レンズは、各々の光学式情報記録媒体の膜の厚みや情報の記録密度に応じて最適なＮＡにするのが好ましい。
【００４２】
また、各々の光学式情報記録媒体の記録膜の波長感度の相違がある場合、または記録密度の違いがある場合には、光源となるレーザダイオードを複数装備し、光学式情報記録媒体に適した波長帯の光スポットを生成するのが好ましく、その場合良好な光スポットを生成するためには、各々の光ビームの波長に応じて理論設計された対物レンズを用いることが好ましい。
【００４３】
（実施の形態２）
図１１は本発明の第２の実施の形態における光ヘッド装置の概略図であり、図１２は、対物レンズ１９周辺の拡大図である。図１１の光ヘッド装置は、図１に示した第１の実施の形態における光ヘッド装置において、光源としてのレーザダイオード１４（例えば発振波長を６６０ｎｍとする）の他に、別のレーザダイオード２５（例えば発振波長が７９５ｎｍとする）を備え付けたもので、それに伴い、レーザダイオード２５の特性に適したコリメートレンズ２４，ビームスプリッタ２１，検出レンズ２２，フォトディテクタ２３をさらに備え付けてある。また、対物レンズ１９はボビン２７に一つだけ取り付けられている。
【００４４】
図１１のなかのビームスプリッタ２０は、レーザダイオード１４の波長帯（例えば６６０ｎｍ）の時には全面透過し、レーザダイオード２５の波長帯（例えば８００ｎｍ）の時には全面反射するように構成されている。よって、レーザダイオード１４からの出射光は、ビームスプリッタ２０を透過する以外は第１の実施の形態における光ヘッド装置と同じ構成となる。また、レーザダイオード２５からの出射光も、ビームスプリッタ２０を反射する以外は第１の実施の形態における光ヘッド装置と同じ構成となる。
【００４５】
さらに、この光ヘッド装置に光情報記録媒体１７がセットされたときは、図１２（ａ）に示すように、レーザダイオード１４から出射された光ビーム１１を用いて記録再生を行い、光情報記録媒体１８がセットされたときは、図１２（ｂ）に示すように、レーザダイオード２５から出射された光ビーム２６を用いて記録再生を行う。また、レンズホルダ２７の下面には、開口フィルタ２８が取り付けられており、レーザダイオード１４の波長帯の時には全面透過となり、レーザダイオード２５の波長帯の時には直径２．１ｍｍの開口になるように波長依存性のあるフィルタを用いてある。
【００４６】
（表２）に具体的な対物レンズの数値例を示し、２種類の光学的記録情報媒体の面上にコマ収差のほとんど無い光スポットを照射して、良好に記録再生できるようになるかを説明する。また、コリメートレンズ８，２４と対物レンズ１９には、それぞれ成形条件によって、コリメートレンズ８はｘ軸正方向１０ｍλのコマ収差（ただしＮＡ＝０．６とした対物レンズ１９の有効径内でのコマ収差とする）が、コリメートレンズ２４はｚ軸負方向１０ｍλのコマ収差（ただしＮＡ＝０．３５とした対物レンズ１９の有効径内でのコマ収差とする）が、対物レンズ１９はＮＡ＝０．６の有効径でｘ軸正方向に３０ｍλのコマ収差が、ＮＡ＝０．３５の有効径でｘ軸正方向にコマ収差が存在しないと仮定する。さらに、コリメートレンズ２４には、光学式情報記録媒体１７上での光ビーム２６の光スポットの球面収差を打ち消すだけの逆負号の球面収差を付加しているものとする。
【００４７】
【表２】

【００４８】
ここで、光学式情報記録媒体１７上で対物レンズ２２のみを傾けたときの各収差の変化を図１４に示す。但し、図１４（ａ）はレーザダイオード１４の中心波長の６６０ｎｍで開口の直径が３．６ｍｍ（ｆ＝３．０ｍｍよりＮＡ＝０．６となる）のときで、図１４（ｂ）はレーザダイオード２３の中心波長の７９５ｎｍで開口の直径が２．１ｍｍ（ｆ＝３．０ｍｍよりＮＡ＝０．３５となる）のときを示している。
【００４９】
また、光学式情報記録媒体３１上で、対物レンズへの光束の入射角を傾けたときの各収差の変化を図１５に示す。但し、図１５（ａ）はレーザダイオード１４の中心波長の６６０ｎｍで開口の直径が３．６ｍｍ（ｆ＝３．０ｍｍよりＮＡ＝０．６となる）のときで、図１５（ｂ）はレーザダイオード２５の中心波長の７９５ｎｍで開口の直径が２．１ｍｍ（ｆ＝３．０ｍｍよりＮＡ＝０．３５となる）のときを示している。
【００５０】
この図１４，１５の各収差の直線の傾きより、
ｌｔ３＝０．２０５（１１）
ｌｂ３＝０．２０５（１２）
ｌｔ４＝０．０３２（１３）
ｌｂ４＝０．０３２（１４）
となり、
０．５＜｜Ｌｂ３｜／｜Ｌｔ３｜＜２（４）
０．５＜｜Ｌｂ４｜／｜Ｌｔ４｜＜２（５）
を十分満足する。ただし、
Ｌｔ３：レーザダイオード１４の光源によって対物レンズを単位角度あたり傾けたときに変動する波面収差の３字のコマ収差成分
Ｌｂ３：レーザダイオード１４の光源によって対物レンズに入射する光束が単位角度の軸外入射によって変動する波面収差の３次のコマ収差成分
Ｌｔ４：レーザダイオード２５の光源によって対物レンズを単位角度あたり傾けたときに変動する波面収差の３字のコマ収差成分
Ｌｂ４：レーザダイオード２５の光源によって対物レンズに入射する光束が単位角度の軸外入射によって変動する波面収差の３次のコマ収差成分
である。
【００５１】
さらに本実施の形態において、図１２（ａ）に示すように、光情報記録媒体１７を光ビーム１１が垂直に入射するようにセットし、対物レンズ１９の中心軸が光ビーム１１に対して水平になるようにレンズホルダ２７にとりつけられているとする。
【００５２】
ここで、対物レンズ１９によって集光された光ビーム１１は、光情報記録媒体１７の面上に微小な光スポットとして照射されるが、この光スポットにはコリメートレンズ８の有するコマ収差と対物レンズ１９の有するコマ収差との重ね合わせによって、ｘ軸正方向に４０ｍλのコマ収差が存在することになる。
【００５３】
この光スポットのコマ収差を打ち消すために、光ビーム１１を図１３（ａ）に記した方向に約０．２０゜傾ければ、式（１２）よりｘ軸負方向にコマ収差が４０ｍλ変動し、光スポットのコマ収差が打ち消されることになる。なお、図１３（ａ）では、わかりやすくするため、光ビーム１１の傾け角を１０倍の２．０゜にして表している。また、この場合、図１５（ａ）のグラフより、光スポットの非点収差はほぼ０のままである。
【００５４】
つぎに、図１２（ｂ）に示すように、光情報記録媒体１８を光ビーム２６が垂直に入射するようにセットし、その光ビーム２６は対物レンズ１９の中心軸に対して平行になるよう調整しておく。ここで対物レンズ１９によって集光された光ビーム２６は、光情報記録媒体１８の面上に微小な光スポットとして照射されるが、この光スポットには、コメートレンズ２４の有するコマ収差によって、ｘ軸正方向に１０ｍλのコマ収差が存在することになる。この光スポットのコマ収差を打ち消すために、光ビーム２６を図１３（ｂ）に記した方向に約０．３１゜傾ければ、式（１２）よりｘ軸正方向にコマ収差が１０ｍλ変動し、光スポットのコマ収差が打ち消されることになる。なお、図１３（ｂ）では、わかりやすくするため、光ビーム１１支軸の傾け角を１０倍の３．１゜にして表している。またこの場合、図１５（ｂ）のグラフより、非点収差はほぼ０のままである。
【００５５】
以上のように調整することによって、光ビーム１１を用いて光情報記録媒体１７の面上で微小な光スポットにする場合も、光ビーム２６を用いて光情報記録媒体１８の面上で微小な光スポットにする場合も、ほとんどコマ収差が生じず、かつ非点収差のないように調整することができ、情報の記録再生時に信号の劣化の無い、良好な記録再生が可能となる。
【００５６】
なお、上記実施の形態では、対物レンズとして両面非球面の単レンズについて説明したが、複数枚のレンズを組み合わせた組レンズの構成であっても同様な効果がえられることは言うもでもない。
【００５７】
また、支軸に回動かつ摺動自在に保持されたレンズホルダの代わりに、例えば４本の金属サスペンションを介してフォーカシング方向（図１１のｙ軸方向）及びトラッキング方向（図１１のｘ軸方向）に並進できるように支持されたレンズホルダを用いた光ヘッド装置であっても、同様な効果が得られることは言うもでもない。
【００５８】
さらに、前記実施の形態では、各々の光源での光スポットのコマ収差補正に対して対物レンズ１９の中心軸に対して光ビーム１１，２６を傾けたが、どちらか一方の光スポットのコマ収差補正は対物レンズ１９を傾けて調整し、その後他方の光スポットのコマ収差補正を対物レンズ１９の中心軸に対して光ビームを傾けても、同様な効果が得られることは、レンズの傾きに関する図１４のグラフがビームの傾きに関する図１５のグラフに対してほぼ相似であることから明らかである。
【００５９】
なお、上記実施の形態に示した対物レンズは、各々の光学式情報記録媒体の膜の厚みや情報の記録密度に応じてＮＡを変化させることが好ましく、そのためには一方の光源を用いた時の対物レンズのＮＡと他方の光源を用いた時のＮＡは異なることが好ましい。
【００６０】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、光記録再生のための光束を出射する光学手段と、この光学手段から出射された光束を光学式情報記録媒体上に光スポットをなすように集光させて照射し光記録再生を行う集光手段と、前記光記録再生に際し前記光学式情報記録媒体からの反射光束により光スポットの前記光学式情報記録媒体に対するフォーカシング誤差およびトラッキング誤差情報に基づいて前記集光手段をフォーカシング方向およびトラッキング方向に駆動、制御する手段を備えた光ヘッド装置において、集光手段が複数種類の前記光学式情報記録媒体に対応した複数個の対物レンズをレンズホルダに固着しており、その対物レンズは第１種の対物レンズと第２種の対物レンズに分類でき、以下の条件、
｜Ｌｔ１｜＞｜Ｌｔ２｜（１）
｜Ｌｂ１｜＜｜Ｌｂ２｜（２）
ただし、
Ｌｔ１：第１種の対物レンズを軸上で単位角度あたり傾けたときに変動する波面収差の３次のコマ収差成分
Ｌｔ２：第２種の対物レンズを軸上で単位角度あたり傾けたときに変動する波面収差の３次のコマ収差成分
Ｌｂ１：第１種の対物レンズに入射する光束が単位角度の軸外入射によって変動する波面収差の３次のコマ収差成分
Ｌｂ２：第２種の対物レンズに入射する光束が単位角度の軸外入射によって変動する波面収差の３次のコマ収差成分
を満足しているように構成したので、複数種類の前記光学式情報記録媒体に記録再生する際に、各々の光学式情報記録媒体面上のスポット光のコマ収差がほとんど無く、情報の記録再生時に信号の劣化の無い、良好な記録再生が可能となるという有利な効果が得られる。
【００６１】
また、本発明によれば、光記録および光再生のための光束を出射する光学手段と、この光学手段から出射された光束を光学式情報記録媒体上に光スポットをなすように集光させて照射し光記録再生を行う集光手段と、前記光記録再生に際し前記光学式情報記録媒体からの反射光束により光スポットの前記光学式情報記録媒体に対するフォーカシング誤差およびトラッキング誤差情報に基づいて前記集光手段をフォーカシング方向およびトラッキング方向に駆動・制御する手段を備えた光ヘッド装置において、
複数種類の前記光学式情報記録媒体に対応した波長帯域の前記光束を出射する光学手段を複数個有しており、光ヘッド装置に備えられた対物レンズは、以下の条件
０．５＜｜Ｌｂ３｜／｜Ｌｔ３｜＜２（４）
０．５＜｜Ｌｂ４｜／｜Ｌｔ４｜＜２（５）
ただし、
Ｌｔ３：一方の光源によって対物レンズを単位角度あたり傾けたときに変動する波面収差の３字のコマ収差成分
Ｌｂ３：一方の光源によって対物レンズに入射する光束が単位角度の軸外入射によって変動する波面収差の３次のコマ収差成分
Ｌｔ４：他方の光源によって対物レンズを単位角度あたり傾けたときに変動する波面収差の３字のコマ収差成分
Ｌｂ４：他方の光源によって対物レンズに入射する光束が単位角度の軸外入射によって変動する波面収差の３次のコマ収差成分
を満足しているように構成したので、複数種類の前記光学式情報記録媒体に記録再生する際に、各々の光学式情報記録媒体面上のスポット光のコマ収差や非点収差がほとんど無く、情報の記録再生時に信号の劣化の無い、良好な記録再生が可能となるという有利な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例としての光ヘッド装置の概略図
【図２】実施の形態１の光ヘッド装置において、対物レンズ３ａのみを傾けたときの各収差の変化を示す図
【図３】実施の形態１の光ヘッド装置において、対物レンズ３ｂのみを傾けたときの各収差の変化を示す図
【図４】実施の形態１の光ヘッド装置において、対物レンズ３ａへの光ビームの入射角を傾けたときの各収差の変化を示す図
【図５】実施の形態１の光ヘッド装置において、対物レンズ３ｂへの光ビームの入射角を傾けたときの各収差の変化を示す図
【図６】実施の形態１の光ヘッド装置の対物レンズ周辺の拡大図
【図７】実施の形態１の光ヘッド装置の対物レンズ周辺の拡大図
【図８】実施の形態１の光ヘッド装置の対物レンズ周辺の拡大図
【図９】実施の形態１の光ヘッド装置の対物レンズ周辺の拡大図
【図１０】実施の形態１の光ヘッド装置の対物レンズ周辺の拡大図
【図１１】本発明の一実施例としての光ヘッド装置の概略図
【図１２】 (ａ)実施の形態２の光ヘッド装置の対物レンズ周辺の拡大図
(ｂ)実施の形態２の光ヘッド装置の対物レンズ周辺の拡大図
【図１３】 (ａ)実施の形態２の光ヘッド装置の対物レンズ周辺の拡大図
(ｂ)実施の形態２の光ヘッド装置の対物レンズ周辺の拡大図
【図１４】 (ａ)実施の形態２の光ヘッド装置において、光情報記録媒体１７（基材厚０．６ｍｍ）上で対物レンズ１９（レンズ開口直径３．６，ＮＡ＝０．６）のみを傾けたときの各収差の関係図
(ｂ)実施の形態２の光ヘッド装置において、光情報記録媒体１８（基材厚１．２ｍｍ）上で対物レンズ１９（レンズ開口直径２．１，ＮＡ＝０．３５）のみを傾けたときの各収差の関係図
【図１５】 (ａ)実施の形態２の光ヘッド装置において、光情報記録媒体１７（基材厚０．６ｍｍ）上で対物レンズ１９（レンズ開口直径３．６，ＮＡ＝０．６）への光束の入射光を傾けたときの各収差の関係図
(ｂ)実施の形態２の光ヘッド装置において、光情報記録媒体１８（基材厚０．６ｍｍ）上で対物レンズ１９（レンズ開口直径２．１，ＮＡ＝０．３５）への光束の入射光を傾けたときの各収差の関係図
【図１６】従来例１としての光ヘッド装置の概略図
【図１７】 (ａ)従来例１としての光ヘッド装置の対物レンズ周辺の拡大図
(ｂ)同従来例における光ヘッド装置の対物レンズ周辺の拡大図
【符号の説明】
１磁気ヨーク
２光学台
３ａ，３ｂ対物レンズ
４レンズホルダ
５立ち上げミラー
６ビームスプリッター
７フォトディテクター
８コリメートレンズ
９検出レンズ
１０支軸
１１光ビーム
１２ａ，１２ｂフォーカス用マグネット
１３ａ，１３ｂトラッキング用マグネット
１４レーザダイオード
１５ａ，１５ｂフォーカシング用コイル
１６ａ，１６ｂトラッキング用コイル
１７，１８光学式情報記録媒体
１９対物レンズ
２０ビームスプリッタ
２１ビームスプリッタ
２２検出レンズ
２３フォトディテクタ
２４コリメートレンズ
２５レーザダイオード
２６光ビーム
２７レンズホルダ
２８開口フィルタ
２９レンズホルダ
３０，３１光学式情報記録媒体
３２対物レンズ
３３，３４光ビーム
３５開口フィルタ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical head device that performs recording or reproduction on an optical information recording medium.
[0002]
[Prior art]
In recent years, optical disks have attracted attention as large-capacity information memories. In addition, as for an apparatus using an optical disc as an information recording medium, various applications are proposed, researched and commercialized together with its software environment. However, on the other hand, so-called multimedia information processing apparatuses capable of integrally processing applications developed in many fields have been actively proposed. That is, development of an optical head device capable of comprehensively processing optical disks having different purposes and different optical characteristics is regarded as important. Various types of objective lens driving devices have been proposed so far.
[0003]
For example, in Japanese Patent Laid-Open No. 6-333255 (particularly FIG. 16), two objective lenses are provided in one lens holder, and the axial coma of the objective lens is changed by raising the magnetic yoke, Adjustment is made so that the coma aberration of the entire optical system is reduced with respect to a certain objective lens (hereinafter referred to as Conventional Example 1).
[0004]
In Japanese Patent Laid-Open No. 9-120027, a diffraction grating whose aberration is corrected so that the 0th-order diffracted light and the 1st-order diffracted light are focused on two types of substrates having different thicknesses is used as the first aspherical objective lens. The entire objective lens is tilted to correct coma generated in the optical system, and the tilt angle is the same for a plurality of substrates having different thicknesses (hereinafter, conventional). Example 2).
[0005]
Further, as shown in FIG. 17A, a filter 35 whose aperture changes depending on the wavelength of the

light beams

33 and 34 incident on the objective lens 32 and the difference in polarization plane is attached to the aperture surface of the lens holder 29. For example, when recording / reproducing the optical information recording medium 30, the filter 35 acts as a whole transmission plate, and when recording / reproducing the optical information recording medium 31, as shown in FIG. By using the light beam 34 emitted from the light source, the filter 35 acts as an aperture filter that is narrower than the aperture of the lens holder, and is configured to suppress spherical aberration that occurs when the optical information recording medium 31 is recorded and reproduced. (Hereinafter referred to as Conventional Example 3).
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In the first conventional example, the objective lens corresponding to the optical information recording medium having a certain substrate thickness is tilted and the coma aberration is changed to adjust the coma aberration of the entire optical system to be small. During recording / reproduction, good read / write without signal deterioration becomes possible.
[0007]
However, a different objective lens must be used when recording / reproducing information on an optical information recording medium of another base material thickness, the difference in coma aberration of the objective lens caused by the molding conditions of the objective lens, Since the mounting angle of the objective lens with respect to the reference surface differs depending on each objective lens, there is a difference in the magnitude and direction of coma aberration. Therefore, it is not always possible to perform good recording and reproduction without signal deterioration with other substrate thicknesses. There is a problem.
[0008]
Therefore, in order to enable good recording and reproduction with respect to optical information recording media of various substrate thicknesses with this configuration, manufacturing errors of various lenses and optical components are minimized, and mounting of each optical component is performed. The accuracy must be increased and it becomes expensive.
[0009]
Further, in the conventional example 2, since the diffraction grating is used, one objective lens can correspond to different substrate thicknesses. Therefore, by tilting the entire objective lens, the optical information recording medium of either substrate thickness can be used. However, the light incident on the objective lens is divided by diffraction, and the amount of light that contributes to the spot on the surface of the optical information recording medium is not a diffraction grating. It becomes less than the objective lens.
[0010]
Therefore, the amount of light emitted from the laser diode of the emission light source at the time of recording becomes large, causing problems such as performance degradation and cost increase due to increased heat generation of the laser diode.
[0011]
Further, in Conventional Example 3, a filter having a variable opening size is attached to the opening surface of the lens holder and different light sources are used, so that recording of an optical information recording medium having a plurality of substrate thicknesses with one objective lens is possible. Although it reduces the occurrence of spherical aberration that occurs during reproduction, it is possible to reduce various optical errors due to differences in coma aberration caused by differences in the light source and that the errors that occur during molding of the objective lens are not uniform on the objective lens surface. It becomes difficult to correct coma aberration corresponding to the equation information recording medium.
[0012]
Therefore, it is necessary to reduce the manufacturing error of the objective lens and various optical components to the limit, which is expensive.
[0013]
The present invention has been proposed to solve the above-described problems, and there is almost no coma of spot light on the surface of each optical information recording medium when recording / reproducing on a plurality of types of optical information recording media. In addition, by forming a diffraction grating on the objective lens, the transmission rate of the light beam to the spot light is increased, and an optical head device capable of good recording / reproduction without signal deterioration during information recording / reproduction is simplified. The purpose is to provide a low-cost configuration.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve this problem, an optical head device according to the present invention forms an optical spot on an optical information recording medium by optical means for emitting a light beam for optical recording and reproduction, and the light beam emitted from the optical means. A light condensing means for condensing and irradiating the optical information, and a focusing error and tracking error information of the optical spot with respect to the optical information recording medium by a reflected light beam from the optical information recording medium at the time of the optical recording / reproducing. An optical head device having means for driving and controlling the light collecting means in a focusing direction and a tracking direction based on a plurality of objective lenses corresponding to a plurality of types of optical information recording media. The objective lens can be classified into a first type objective lens and a second type objective lens under the following conditions:
| Lt1 |> | Lt2 | (1)
| Lb1 | <| Lb2 | (2)
However,
Lt1: Third-order coma aberration component of wavefront aberration that fluctuates when the first-type objective lens is tilted per unit angle on the axis
Lt2: Third-order coma aberration component of wavefront aberration that fluctuates when the second type objective lens is tilted per unit angle on the axis
Lb1: the third-order coma aberration component of wavefront aberration in which the light beam incident on the first type of objective lens fluctuates due to off-axis incidence of a unit angle
Lb2: Second-order coma aberration component of wavefront aberration in which the light beam incident on the second type of objective lens fluctuates due to off-axis incidence of a unit angle
It is characterized by satisfying.
[0015]
In addition, the following conditions on the lens holder:
NA1> NA2 (3)
However,
NA1: NA of the first type of objective lens
NA2: NA of the second type of objective lens
A configuration having an objective lens satisfying the above is preferable.
[0016]
Alternatively, a configuration in which the wavelength at the theoretical design center of the first type objective lens is different from the wavelength at the theoretical design center of the second type objective lens is preferable.
[0017]
On the other hand, another optical head device of the present invention is an optical means for emitting a light beam for optical recording and reproduction, and condenses the light beam emitted from this optical means so as to form a light spot on an optical information recording medium. And a light collecting means for irradiating and performing optical recording / reproducing, and a focusing error and tracking error information of a light spot with respect to the optical information recording medium by a reflected light beam from the optical information recording medium during the optical recording / reproducing. In an optical head device having means for driving and controlling the focusing means in the focusing direction and tracking direction, the optical head apparatus has a plurality of optical means for emitting the light fluxes in the wavelength bands corresponding to the plurality of types of optical information recording media. The objective lens provided in the optical head device
0.5 <| Lb3 | / | Lt3 | <2 (4)
0.5 <| Lb4 | / | Lt4 | <2 (5)
However,
Lt3: 3-character coma component of wavefront aberration that varies when the objective lens is tilted per unit angle by one light source
Lb3: the third-order coma aberration component of the wavefront aberration in which the light beam incident on the objective lens by one light source fluctuates by off-axis incidence of a unit angle
Lt4: 3-character coma component of wavefront aberration that varies when the objective lens is tilted per unit angle by the other light source
Lb4: the third-order coma aberration component of the wavefront aberration in which the light beam incident on the objective lens by the other light source fluctuates due to off-axis incidence of a unit angle
It is characterized by satisfying.
[0018]
In addition, the following conditions on the lens holder:
NA3> NA4 (6)
NA3: NA of the objective lens when one of the light sources is used
NA4: NA of the objective lens when the other light source is used
A configuration having an objective lens satisfying the above is preferable.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0020]
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic diagram of an optical head device according to a first embodiment of the present invention. Reference numeral 1 denotes a magnetic yoke, which is fixed to the optical bench 2 by means such as screws, and can lift the magnetic yoke 1 in two independent directions. Reference numerals 12a and 12b denote focusing magnets magnetized in the vertical direction, and reference numerals 13a and 13b denote tracking magnets magnetized in two directions in the left-right direction, which are bonded and fixed to the magnetic yoke 1. A lens holder 4 is integrally provided with a bearing portion having an axis substantially parallel to the optical axis of the

objective lenses

3a and 3b. Reference numeral 16 denotes a focusing coil fixed to the lens holder 4 so as to be coaxial with the bearing portion.
[0021]
Light emitted from a laser diode 14 as a light source (for example, the oscillation wavelength is set to 660 nm) is converted into a substantially parallel light beam 11 by the collimator lens 8. After the parallel light 11 passes through the beam splitter 6, its traveling direction can be changed to the y-axis direction by the rising mirror 5. Two

objective lenses

3 a and 3 b are provided as means for condensing the light beam 11, and these

objective lenses

3 a and 3 b are fixed to the lens holder 4 at a position deviated from the support shaft 10 by an approximately equal distance.
[0022]
The light beam 11 condensed by the

objective lenses

3a and 3b is irradiated as a minute light spot on the surfaces of the optical

information recording media

17 and 18. Information can be recorded / reproduced or erased by this light spot.
[0023]
The light beam 11 reflected by the optical

information recording media

17 and 18 is reflected by the rising mirror 5 and the beam splitter 6, collected by the detection lens 9, and then incident on the photodetector 7. The photodetector 7 detects information signals recorded on the optical

information recording media

17 and 18 from the incident light, and detects a focusing direction control signal and a tracking direction error signal of the lens holder 4 holding the

objective lenses

3a and 3b. To do.
[0024]
Further, when either the optical information recording medium 17 or the optical information recording medium 18 is set in the optical head apparatus of the present invention, for example, the difference in the substrate thickness of the optical information recording medium (for example, the optical information recording medium). The recording medium 17 has a base material thickness of 0.6 mm, and the optical information recording medium 18 has a base material thickness of 1.2 mm), and the objective lens 3a (for example, NA = 0.6) corresponding to the base material thickness, or The lens holder 4 is rotated so as to select the objective lens 3b (for example, NA = 0.43), and the center of the selected objective lens is aligned with the center of the light beam 18. In this way, an optimum objective lens is selected in accordance with the optical characteristics of the optical information recording medium, and recording and reproduction can be performed satisfactorily.
[0025]
In the following, specific numerical examples of the objective lens are shown in (Table 1), and a light spot having almost no coma aberration is irradiated on the surfaces of two types of optical recording information media so that recording and reproduction can be performed satisfactorily. Explain what will happen.
[0026]
In addition, in each following embodiment, the code | symbol shown below is made common. However, the first surface of the objective lens is the light source side surface, and the second surface is the disk side surface. The disk is a parallel plate. Furthermore, the design wavelength was set to 660 nm, and the refractive index of each disk was set to 1.56. Further, the focal length of the collimating lens is set to 9.0 mm.
[0027]
The collimator lens 8 and the

objective lenses

3a and 3b have a coma aberration of 10 mλ in the positive x-axis direction (however, the coma aberration is within the effective diameter of the

objective lenses

3a and 3b) depending on the molding conditions. However, it is assumed that the objective lens 3a has a coma aberration of 20 mλ in the positive x-axis direction and the objective lens 3b has a coma aberration of 20 mλ in the negative x-axis direction.
[0028]
[Table 1]

[0029]
Here, the change of each aberration of the objective lens 3a when only the objective lens 3a is tilted on the optical information recording medium 17 is shown in FIG. 2, and when the objective lens 3b is tilted on the optical information recording medium 18, FIG. The change of each aberration is shown in FIG. Further, FIG. 4 shows changes in the aberrations of the objective lens 3a when the incident angle of the light beam 11 on the objective lens 3a is tilted with respect to the Z axis on the optical information recording medium 17, as shown in FIG. FIG. 5 shows changes in each aberration of the objective lens 3b when the incident angle of the light beam 11 on the objective lens 3b is tilted on the medium 18 with respect to the Z axis.
[0030]
From the linear inclination of the third-order coma aberration in FIGS.
Lt1 = 0.107 [mλ / deg. ] (7)
Lt2 = 0.004 [mλ / deg. ] (8)
Lb1 = 0.004 [mλ / deg. ] (9)
Lb2 = 0.075 [mλ / deg. ] (10)
And
| Lt1 |> | Lt2 | (1)
| Lb1 | <| Lb2 | (2)
Fully satisfied. However,
Lt1: Third-order coma aberration component of wavefront aberration that fluctuates when the first-type objective lens is tilted per unit angle on the axis
Lt2: Third-order coma aberration component of wavefront aberration that fluctuates when the second type objective lens is tilted per unit angle on the axis
Lb1: the third-order coma aberration component of wavefront aberration in which the light beam incident on the first type of objective lens fluctuates due to off-axis incidence of a unit angle
Lb2: the third-order coma aberration component of wavefront aberration in which the light beam incident on the second type objective lens fluctuates due to off-axis incidence of a unit angle
It is.
[0031]
Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 6, the optical information recording medium 17 is set so that the light beam 11 is perpendicularly incident, and the central axes of the

objective lenses

3a and 3b are both parallel. It is assumed that the lens holder 14 is attached to the optical bench 2 so that it is attached to the holder 14 and the central axis is parallel to the light beam 11. Further, it is assumed that the support shaft 10 is also mounted so as to be horizontal with respect to the light beam 11.
[0032]
Here, the light beam 11 collected by the objective lens 3a is irradiated as a minute light spot on the surface of the optical information recording medium 17, and the coma aberration and objective of the collimator lens 8 are applied to this light spot. A coma aberration of 30 mλ exists in the positive direction of the x-axis due to the superposition with the coma aberration of the lens 3a.
[0033]
In order to cancel the coma aberration of the light spot, if the support shaft 10 is tilted by about 0.28 ° in the direction shown in FIG. 7, the coma aberration fluctuates by 30 mλ in the negative x-axis direction from the equation (7). This will cancel out the coma aberration. In FIG. 7, for the sake of clarity, the tilt angle of the support shaft is represented by 10 times 2.8 °.
[0034]
Next, as shown in FIG. 8, the optical information recording medium 18 is set so as to be perpendicular to the light beam 11, and the lens holder 14 is set so that the center of the light beam 11 coincides with the center of the objective lens 3b. Is rotated about the spindle 10. At this time, since the

objective lenses

3a and 3b are attached to the lens holder 14 so that the central axes thereof are parallel to each other, the central axis of the objective lens 3b is the same as the axis of the light beam 11 as with the objective lens 3a. It will tilt 0.28 °.
[0035]
Here, the light beam 11 condensed by the objective lens 3b is irradiated as a minute light spot on the surface of the optical information recording medium 18, and this light spot has coma aberration and an objective that the collimator lens 8 has. By overlapping with the coma aberration of the lens 3b, there is a coma aberration of 10 mλ in the negative x-axis direction. Further, the coma aberration due to the lens tilt of 0.28 ° is increased by 1 mλ from the equation (8), so that a total of 11 mλ is obtained. Coma exists.
[0036]
In order to cancel the coma aberration of the light spot, if the light beam 11 is tilted by about 0.15 ° in the direction shown in FIG. 9, the coma aberration fluctuates by 11 mλ in the positive x-axis direction from the equation (10). The coma aberration is canceled out. In FIG. 9, for easy understanding, the tilt angle of the support shaft is expressed as 10 times 1.5 °.
[0037]
Next, as shown in FIG. 10, the optical information recording medium 17 is set again, and the lens holder 14 is rotated so that the center of the light beam 11 coincides with the center of the objective lens 3a. The light beam 11 condensed by the objective lens 3a is irradiated on the surface of the optical information recording medium 17 as a minute light spot. At this time, the light beam 11 is tilted 0.15 ° in the direction of FIG. 10 in order to eliminate the coma aberration of the objective lens 3b. The value is almost negligible at 0.6 mλ.
[0038]
By adjusting as described above, the surface of the optical information recording medium 18 using the objective lens 3b can be used even when the light beam 11 is made into a minute light spot on the surface of the optical information recording medium 17 using the objective lens 3a. Even in the case of a fine light spot, adjustment can be made so that almost no coma aberration occurs, and good recording / reproduction can be performed without signal deterioration during information recording / reproduction.
[0039]
In the above embodiment, a single-sided aspherical lens has been described as the objective lens, but it goes without saying that the same effect can be obtained even with a combined lens configuration in which a plurality of lenses are combined.
[0040]
Further, instead of the lens holder held rotatably and slidably on the support shaft, the focusing direction (y-axis direction in FIG. 1) and the tracking direction (x-axis direction in FIG. 1) via, for example, four metal suspensions It is needless to say that the same effect can be obtained even with an optical head device using a lens holder supported so that it can be translated.
[0041]
It should be noted that the objective lens shown in the above embodiment preferably has an optimum NA according to the thickness of each optical information recording medium and the information recording density.
[0042]
In addition, when there is a difference in wavelength sensitivity of the recording film of each optical information recording medium, or when there is a difference in recording density, a plurality of laser diodes serving as light sources are provided, which are suitable for optical information recording media. It is preferable to generate a light spot in the wavelength band. In this case, in order to generate a good light spot, it is preferable to use an objective lens that is theoretically designed according to the wavelength of each light beam.
[0043]
(Embodiment 2)
FIG. 11 is a schematic diagram of an optical head device according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 12 is an enlarged view around the objective lens 19. The optical head device in FIG. 11 is different from the optical head device in the first embodiment shown in FIG. 1 in addition to the laser diode 14 (for example, the oscillation wavelength is 660 nm) as a light source and another laser diode 25 ( For example, a collimator lens 24, a beam splitter 21, a detection lens 22, and a photodetector 23 suitable for the characteristics of the laser diode 25 are further provided. Further, only one objective lens 19 is attached to the bobbin 27.
[0044]
The beam splitter 20 in FIG. 11 is configured to transmit the entire surface when the wavelength band of the laser diode 14 (for example, 660 nm) and reflect the entire surface when the wavelength band of the laser diode 25 (for example, 800 nm). Therefore, the emitted light from the laser diode 14 has the same configuration as that of the optical head device in the first embodiment except that it passes through the beam splitter 20. Also, the light emitted from the laser diode 25 has the same configuration as that of the optical head device in the first embodiment except that it reflects the beam splitter 20.
[0045]
Further, when the optical information recording medium 17 is set in the optical head device, as shown in FIG. 12A, recording and reproduction are performed using the light beam 11 emitted from the laser diode 14 to record the optical information. When the medium 18 is set, recording / reproduction is performed using the light beam 26 emitted from the laser diode 25 as shown in FIG. Further, an aperture filter 28 is attached to the lower surface of the lens holder 27. The wavelength is such that the entire surface is transparent when the laser diode 14 is in the wavelength band and the aperture is 2.1 mm in diameter when the laser diode 25 is in the wavelength band. Dependent filters are used.
[0046]
Table 2 shows specific numerical examples of the objective lens. Whether or not the recording can be satisfactorily performed by irradiating a light spot having almost no coma aberration on the surface of two types of optical recording information media. explain. The collimating lenses 8 and 24 and the objective lens 19 have coma aberration in the positive x-axis direction of 10 mλ depending on the molding conditions (however, the coma within the effective diameter of the objective lens 19 with NA = 0.6). The collimating lens 24 has coma aberration in the negative z-axis direction of 10 mλ (however, it is coma within the effective diameter of the objective lens 19 with NA = 0.35), and the objective lens 19 has NA = 0. Assume that a coma aberration of 30 mλ in the positive x-axis direction with an effective diameter of .6 and no coma aberration in the positive x-axis direction with an effective diameter of NA = 0.35. Further, it is assumed that the collimating lens 24 is added with an inverse negative spherical aberration that cancels out the spherical aberration of the light spot of the light beam 26 on the optical information recording medium 17.
[0047]
[Table 2]

[0048]
Here, FIG. 14 shows changes in aberrations when only the objective lens 22 is tilted on the optical information recording medium 17. 14A shows the case where the center wavelength of the laser diode 14 is 660 nm and the aperture diameter is 3.6 mm (f = 3.0 mm, NA = 0.6), and FIG. 14B shows the laser. It shows the case where the center wavelength of the diode 23 is 795 nm and the diameter of the aperture is 2.1 mm (NA is 0.35 from f = 3.0 mm).
[0049]
FIG. 15 shows changes in aberrations when the incident angle of the light beam on the objective lens is tilted on the optical information recording medium 31. However, FIG. 15A shows the case where the center wavelength of the laser diode 14 is 660 nm and the aperture diameter is 3.6 mm (f = 3.0 mm, NA = 0.6), and FIG. 15B shows the laser. It shows a case where the center wavelength of the diode 25 is 795 nm and the diameter of the aperture is 2.1 mm (NA is 0.35 from f = 3.0 mm).
[0050]
From the slope of each aberration in FIGS.
lt3 = 0.205 (11)
lb3 = 0.205 (12)
lt4 = 0.032 (13)
lb4 = 0.032 (14)
And
0.5 <| Lb3 | / | Lt3 | <2 (4)
0.5 <| Lb4 | / | Lt4 | <2 (5)
Fully satisfied. However,
Lt3: 3-character coma component of wavefront aberration that varies when the objective lens is tilted per unit angle by the light source of the laser diode 14
Lb3: Third-order coma aberration component of wavefront aberration in which the light beam incident on the objective lens by the light source of the laser diode 14 fluctuates due to off-axis incidence of a unit angle
Lt4: 3-character coma aberration component of wavefront aberration that varies when the objective lens is tilted per unit angle by the light source of the laser diode 25
Lb4: Third-order coma component of wavefront aberration in which the light beam incident on the objective lens by the light source of the laser diode 25 fluctuates due to off-axis incidence of a unit angle.
It is.
[0051]
Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 12A, the optical information recording medium 17 is set so that the light beam 11 enters perpendicularly, and the central axis of the objective lens 19 is horizontal to the light beam 11. It is assumed that the lens holder 27 is attached so that
[0052]
Here, the light beam 11 condensed by the objective lens 19 is irradiated as a minute light spot on the surface of the optical information recording medium 17, and the coma aberration and objective lens of the collimator lens 8 are applied to this light spot. The coma aberration of 19 has a superposition of 40 mλ coma in the positive x-axis direction.
[0053]
In order to cancel the coma aberration of the light spot, if the light beam 11 is tilted by about 0.20 ° in the direction shown in FIG. 13A, the coma aberration varies by 40 mλ in the negative x-axis direction from the equation (12). The coma aberration of the light spot will be canceled out. In FIG. 13A, the tilt angle of the light beam 11 is expressed as 10 times 2.0 ° for easy understanding. Further, in this case, the astigmatism of the light spot remains almost zero from the graph of FIG.
[0054]
Next, as shown in FIG. 12B, the optical information recording medium 18 is set so that the light beam 26 enters perpendicularly, and the light beam 26 is parallel to the central axis of the objective lens 19. Adjust it. Here, the light beam 26 condensed by the objective lens 19 is irradiated as a minute light spot on the surface of the optical information recording medium 18, and this light spot is irradiated with the coma aberration of the comet lens 24 due to the coma aberration. A coma aberration of 10 mλ exists in the positive axial direction. In order to cancel the coma aberration of this light spot, if the light beam 26 is tilted by about 0.31 ° in the direction shown in FIG. 13B, the coma aberration fluctuates by 10 mλ in the positive x-axis direction from the equation (12). The coma aberration of the light spot will be canceled out. In FIG. 13B, for the sake of easy understanding, the tilt angle of the spindle of the light beam 11 is expressed as 10 times 3.1 °. In this case, astigmatism remains almost zero from the graph of FIG.
[0055]
By adjusting as described above, even when the light beam 11 is used to make a minute light spot on the surface of the optical information recording medium 17, the light beam 26 is used to make a minute light spot on the surface of the optical information recording medium 18. Even in the case of a light spot, adjustment can be made so that almost no coma occurs and astigmatism does not occur, and good recording / reproduction can be performed without signal deterioration during information recording / reproduction.
[0056]
In the above embodiment, a single-sided aspherical lens has been described as the objective lens, but it goes without saying that the same effect can be obtained even with a combined lens configuration in which a plurality of lenses are combined.
[0057]
Further, instead of the lens holder that is rotatably and slidably supported on the support shaft, the focusing direction (the y-axis direction in FIG. 11) and the tracking direction (the x-axis direction in FIG. 11) via, for example, four metal suspensions It is needless to say that the same effect can be obtained even with an optical head device using a lens holder that is supported so that it can be translated.
[0058]
Further, in the above-described embodiment, the light beams 11 and 26 are inclined with respect to the central axis of the objective lens 19 for correcting the coma aberration of the light spot at each light source. The correction can be performed by tilting the objective lens 19, and then the same effect can be obtained by tilting the light beam with respect to the central axis of the objective lens 19 for correcting the coma aberration of the other light spot. It is clear from the fact that the graph of FIG. 14 is almost similar to the graph of FIG.
[0059]
In the objective lens shown in the above embodiment, it is preferable to change the NA in accordance with the film thickness of each optical information recording medium and the information recording density. For this purpose, when one light source is used. The NA of the objective lens is preferably different from the NA when the other light source is used.
[0060]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the optical means for emitting a light beam for optical recording and reproduction, and the light beam emitted from the optical means are condensed so as to form a light spot on the optical information recording medium. Light collecting means for irradiating and performing optical recording / reproducing, and the light condensing based on the focusing error and tracking error information of the light spot with respect to the optical information recording medium by the reflected light beam from the optical information recording medium during the optical recording / reproducing. In the optical head device having means for driving and controlling the means in the focusing direction and the tracking direction, the light collecting means fixes a plurality of objective lenses corresponding to the plurality of types of optical information recording media to the lens holder. The objective lens can be classified into a first type objective lens and a second type objective lens.
| Lt1 |> | Lt2 | (1)
| Lb1 | <| Lb2 | (2)
However,
Lt1: Third-order coma aberration component of wavefront aberration that fluctuates when the first-type objective lens is tilted per unit angle on the axis
Lt2: Third-order coma aberration component of wavefront aberration that fluctuates when the second type objective lens is tilted per unit angle on the axis
Lb1: the third-order coma aberration component of wavefront aberration in which the light beam incident on the first type of objective lens fluctuates due to off-axis incidence of a unit angle
Lb2: the third-order coma aberration component of wavefront aberration in which the light beam incident on the second type objective lens fluctuates due to off-axis incidence of a unit angle
Therefore, there is almost no coma of the spot light on the surface of each optical information recording medium when recording / reproducing information on a plurality of types of optical information recording media. At the same time, there is an advantageous effect that good recording and reproduction can be performed without signal deterioration.
[0061]
According to the present invention, the optical means for emitting a light beam for optical recording and optical reproduction, and the light beam emitted from the optical means are condensed so as to form a light spot on the optical information recording medium. Light collecting means for irradiating and performing optical recording / reproducing, and the light condensing based on the focusing error and tracking error information of the light spot with respect to the optical information recording medium by the reflected light beam from the optical information recording medium during the optical recording / reproducing. In an optical head device provided with means for driving and controlling the means in the focusing direction and the tracking direction,
The objective lens provided in the optical head device has a plurality of optical means for emitting the light flux in the wavelength band corresponding to a plurality of types of the optical information recording medium.
0.5 <| Lb3 | / | Lt3 | <2 (4)
0.5 <| Lb4 | / | Lt4 | <2 (5)
However,
Lt3: 3-character coma component of wavefront aberration that varies when the objective lens is tilted per unit angle by one light source
Lb3: the third-order coma aberration component of the wavefront aberration in which the light beam incident on the objective lens by one light source fluctuates by off-axis incidence of a unit angle
Lt4: 3-character coma component of wavefront aberration that varies when the objective lens is tilted per unit angle by the other light source
Lb4: the third-order coma aberration component of the wavefront aberration in which the light beam incident on the objective lens by the other light source fluctuates due to off-axis incidence of a unit angle
Therefore, there is almost no coma or astigmatism of spot light on the surface of each optical information recording medium when recording / reproducing on a plurality of types of the optical information recording medium. There is an advantageous effect that good recording and reproduction can be performed without signal deterioration during recording and reproduction of information.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view of an optical head device as an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating changes in aberrations when only the objective lens 3a is tilted in the optical head device according to the first embodiment.
3 is a diagram showing changes in aberrations when only the objective lens 3b is tilted in the optical head device of Embodiment 1. FIG.
FIG. 4 is a diagram showing changes in aberrations when the incident angle of the light beam to the objective lens 3a is tilted in the optical head device according to the first embodiment.
FIG. 5 is a diagram showing changes in aberrations when the incident angle of the light beam on the objective lens 3b is tilted in the optical head device according to the first embodiment.
6 is an enlarged view around the objective lens of the optical head device according to Embodiment 1. FIG.
FIG. 7 is an enlarged view around the objective lens of the optical head device according to the first embodiment.
FIG. 8 is an enlarged view around the objective lens of the optical head device according to the first embodiment.
FIG. 9 is an enlarged view around the objective lens of the optical head device according to the first embodiment.
FIG. 10 is an enlarged view around the objective lens of the optical head device according to the first embodiment.
FIG. 11 is a schematic view of an optical head device as an embodiment of the present invention.
12A is an enlarged view around the objective lens of the optical head device according to Embodiment 2. FIG.
(b) Enlarged view around the objective lens of the optical head device according to the second embodiment.
FIG. 13A is an enlarged view around the objective lens of the optical head device according to the second embodiment.
(b) Enlarged view around the objective lens of the optical head device according to the second embodiment.
14 (a) In the optical head device of the second embodiment, only the objective lens 19 (lens aperture diameter 3.6, NA = 0.6) on the optical information recording medium 17 (base material thickness 0.6 mm) is used. Diagram of each aberration when tilting
(b) In the optical head device of Embodiment 2, when only the objective lens 19 (lens aperture diameter 2.1, NA = 0.35) is tilted on the optical information recording medium 18 (base material thickness 1.2 mm). Relationship diagram of each aberration
15 (a) In the optical head device of the second embodiment, the objective lens 19 (lens aperture diameter 3.6, NA = 0.6) on the optical information recording medium 17 (base material thickness 0.6 mm) is used. Diagram of each aberration when the incident light of the light beam is tilted
(b) In the optical head device according to the second embodiment, incidence of a light beam on the objective lens 19 (lens aperture diameter 2.1, NA = 0.35) on the optical information recording medium 18 (base material thickness 0.6 mm). Relationship diagram of each aberration when light is tilted
FIG. 16 is a schematic diagram of an optical head device as Conventional Example 1;
17A is an enlarged view around the objective lens of the optical head device as Conventional Example 1. FIG.
(b) Enlarged view around the objective lens of the optical head device in the conventional example
[Explanation of symbols]
1 Magnetic yoke
2 Optical bench
3a, 3b Objective lens
4 Lens holder
5 Launch mirror
6 Beam splitter
7 Photo detector
8 Collimating lens
9 Detection lens
10 Support shaft
11 Light beam
12a, 12b Focusing magnet
13a, 13b Tracking magnet
14 Laser diode
15a, 15b Focusing coil
16a, 16b Tracking coil
17, 18 Optical information recording medium
19 Objective lens
20 Beam splitter
21 Beam splitter
22 Detection lens
23 Photodetector
24 collimating lens
25 Laser diode
26 Light beam
27 Lens holder
28 Aperture filter
29 Lens holder
30, 31 Optical information recording medium
32 Objective lens
33, 34 Light beam
35 Aperture filter

Claims

Optical means for emitting a light beam for optical recording and reproduction, and condensing means for collecting and irradiating the light beam emitted from the optical means so as to form a light spot on an optical information recording medium Driving the light converging means in the focusing direction and the tracking direction based on the focusing error and tracking error information of the light spot with respect to the optical information recording medium by the reflected light beam from the optical information recording medium during the optical recording and reproduction. An optical head device comprising means for controlling,
The condensing means fixes a plurality of objective lenses corresponding to a plurality of types of optical information recording media to a lens holder, and the objective lenses are classified into a first type objective lens and a second type objective lens. The following two conditions | Lt1 |> | Lt2 | (1)
| Lb1 | <| Lb2 | (2)
However,
Lt1: Third-order coma aberration component of wavefront aberration that fluctuates when the first type objective lens is tilted per unit angle on the axis Lt2: Fluctuates when the second type objective lens is tilted per unit angle on the axis 3rd-order coma aberration component Lb1: Wavefront aberration component Lb2 in which the light beam incident on the first-type objective lens fluctuates due to off-axis incidence of a unit angle is applied to the second-type objective lens. An optical head device characterized in that an incident light beam satisfies a third-order coma aberration component of wavefront aberration that varies due to off-axis incidence of a unit angle.

The following condition NA1> NA2 (3)
However,
NA1: NA of the first type of objective lens
NA2: NA of the second type of objective lens
2. The optical head device according to claim 1, further comprising an objective lens that satisfies the following conditions.

2. The optical head device according to claim 1, wherein the wavelength of the theoretical design center of the first type of objective lens is different from the wavelength of the theoretical design center of the second type of objective lens.

Optical means for emitting a light beam for optical recording light reproduction, and light collection for performing optical recording and reproduction by converging the light beam emitted from the optical means so as to form a light spot on an optical information recording medium And the focusing means and the tracking direction are driven based on the focusing error and tracking error information of the light spot with respect to the optical information recording medium by the reflected light beam from the optical information recording medium during the optical recording and reproduction. An optical head device having means for controlling,
The objective lens provided in the optical head device has a plurality of optical means for emitting the light flux in the wavelength band corresponding to a plurality of types of the optical information recording media. | / | Lt3 | <2 (4)
0.5 <| Lb4 | / | Lt4 | <2 (5)
However,
Lt3: a three-letter coma component of wavefront aberration that varies when the objective lens is tilted per unit angle by one light source Lb3: a wavefront in which the light beam incident on the objective lens by one light source varies due to off-axis incidence of a unit angle A third-order coma aberration component Lt4 of aberration: a three-letter coma aberration component Lb4 of wavefront aberration that varies when the objective lens is tilted per unit angle by the other light source: a light beam incident on the objective lens by the other light source is a unit angle An optical head device satisfying a third-order coma component of wavefront aberration that varies due to off-axis incidence.

The following conditions NA3> NA4 (6)
NA3: NA of the objective lens when one of the light sources is used
NA4: NA of the objective lens when the other light source is used
The optical head device according to claim 4, wherein: