JP4145685B2

JP4145685B2 - Optical information recording / reproducing head device

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Publication number: JP4145685B2
Application number: JP2003068941A
Authority: JP
Inventors: 博西川; 修一竹内
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 2003-03-13
Filing date: 2003-03-13
Publication date: 2008-09-03
Anticipated expiration: 2023-03-13
Also published as: JP2004280912A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、光源から照射された光束を光ディスク上に導き、光情報の記録や再生などを行う光情報記録再生ヘッド装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光情報記録再生ヘッド装置は、記録媒体である光ディスク上にレーザビームを照射して、光ディスクの再生を行ったり、光ディスクに情報を記録したりするものである。
【０００３】
近年、光ディスクの高密度化が進んでおり、様々な光記録媒体が提案されている。光ディスクの高密度化の条件としては、光源である半導体レーザの波長を短くしたり、光ディスクに形成されたピットにレーザビームを集光させる対物レンズのＮＡを高くしたりすることなどが挙げられる。このような種々の条件を満たすことによって、光ディスク上に、従来の装置よりも小さなスポット光を照射させることが可能となる。そのため、光ディスク上に、微小なピットを形成しても、その情報を処理することが可能となり、その結果、光ディスクの高密度化を図ることができる。
【０００４】
しかしながら、近年行われているような半導体レーザの短波長化、及び対物レンズの高ＮＡ化が進むにつれて、結像時に集光角は大きくなっていくため、種々の収差による影響をより顕著に受けるようになる。すなわち光ディスクに形成されたピットに対して、高い精度でスポット光を照射させることが困難となってしまう。また、従来の構成では問題とならなかった高次の収差による影響も無視できなくなってしまう。
【０００５】
そこで近年、２つのレンズ群から構成されるエキスパンダレンズを配設し、これらのレンズ群の間隔を調整することによって、光ディスクなどの光学記録媒体個々の厚みのばらつきや、レンズ個々の製造ばらつきなどによって発生する球面収差を補正するものが広く知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−１５０５９８号公報（第３項、第１図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述のエキスパンダレンズの組み立ては、各レンズを、鏡筒に対して接着で固定したり、鏡筒内部に羅刻された雌ねじに羅合させて固定したりするために、これらのレンズ群間で偏芯が起こり、コマ収差が発生してしまう。従来の光情報記録再生ヘッド装置で使用されるＮＡ０．６程度の対物レンズであれば、３次のコマ収差を補正する補正光学系を光路中に備えることによって、この偏芯によるコマ収差の問題は解決されていた。
【０００８】
しかしながら、ＮＡ０．７以上の高ＮＡの対物レンズを使用する際は、３次のコマ収差の影響が、従来と比べて大きくなるだけでなく、５次などの高次のコマ収差の影響も無視できなくなってしまう。その結果、複雑な構成の補正光学系を装置内に設ける必要があり、装置の大型化、構成の複雑化、及びコストアップを招いてしまうという問題があった。
【０００９】
そこで、本発明は上記の事情に鑑み、複雑な構成の補正光学系を装置内に設けることなく、３次、及び５次のコマ収差を補正し、光ディスクに対して高い精度で記録・再生を行うことを可能とする光情報記録再生ヘッド装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決する本発明の一態様に係る光情報記録再生ヘッド装置は、少なくとも２つのレンズ群から構成され、光ディスク上で発生する球面収差を、光の発散度・収束度を変化させて補正する収差補正光学系を有している。コリメータレンズの光軸を含む光源から光ディスク上に延伸した装置の基準軸と、対物レンズの光軸とが所定の角度をなすよう対物レンズを配置することによって、収差補正光学系のレンズ群間の偏芯により発生する３次のコマ収差と５次のコマ収差の補正を行う。すなわち３次と５次のコマ収差を補正する補正光学系を備えることなく、これらのコマ収差の補正を行うことができる。
【００１１】
また、上記光情報記録再生ヘッド装置において、上述の基準軸に対する対物レンズの光軸の傾き角度に応じて発生する３次のコマ収差と５次のコマ収差との発生比率をＭ：Ｎとし、収差補正光学系のレンズ群間の偏芯量に応じて発生する３次のコマ収差と５次のコマ収差との発生比率をＰ／Ｑとした場合、Ｍ／ＮとＰ／Ｑとが同符号となる。収差補正光学系のレンズ間の偏芯量と対物レンズの傾き角度とが上記の関係を満たすように各光学系を構成することによって、３次と５次のコマ収差の補正を容易に行うことが可能となる。
【００１２】
さらに、上記光情報記録再生ヘッド装置は、Ｍ／Ｎ＝Ｐ／Ｑであることが好ましい。収差補正光学系のレンズ間の偏芯量と対物レンズの傾き角度とが上記の関係を満たすように各光学系を構成することによって、３次と５次のコマ収差の補正を、容易に、かつ完全に行うことが可能となる。
【００１３】
また、上記光情報記録再生ヘッド装置は、収差補正光学系の偏芯によって発生するコマ収差を、上述の基準軸に対する対物レンズの光軸の傾きと光ディスクの記録面の傾きとによって補正することができる。
【００１４】
また、上記光情報記録再生ヘッド装置で用いられる対物レンズは、ＮＡ０．７以上の高ＮＡの対物レンズであることが好ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は、第１の実施形態の光情報記録再生ヘッド装置１００の構成を示す斜視図である。この光情報記録再生ヘッド装置１００は、光源部１０と、ピックアップ部５０と、スピンドルモータ９０とから概略構成されている。
【００１６】
図２は、第１の実施形態の光源部１０の構成を示す斜視図である。光源部１０は、光ディスク２００（図３）の情報を再生するための光束を、ピックアップ部５０に向けて照射したり、光ディスク２００からの戻り光に含まれるデジタル情報の読み取りやエラー信号の検出などを行ったりするものである。この光源部１０は、レーザダイオード１１と、コリメータレンズ１２と、第１のアナモフィックプリズム１３と、第２のアナモフィックプリズム１４と、ミラー１５と、直角プリズム１６と、ウォラストンプリズム１７と、集光レンズ１８と、複合センサ１９から構成される。
【００１７】
レーザダイオード１１は、断面形状が楕円形状となる発散レーザ光を射出する半導体レーザである。そしてその発振波長は、４００ｎｍ近傍となっている。このレーザダイオード１１の発散レーザ光は、コリメータレンズ１２に向けて射出される。
【００１８】
コリメータレンズ１２は、レーザダイオード１１から射出された発散レーザ光を平行光束に変換する。変換されたこの平行光束は、第１のアナモフィックプリズム１３に向けて射出される。
【００１９】
第１のアナモフィックプリズム１３、及び第２のアナモフィックプリズム１４は、コリメータレンズ１２から射出された平行光束を、断面形状が略円形状となる平行光束に整形する。そして、この整形された平行光束は、ミラー１５に向けて射出される。また、コリメータレンズ１２から第１のアナモフィックプリズム１３に射出された平行光束の一部は、ハーフミラー１３ａによって９０度折り曲げられて、レーザダイオード１１から射出されたレーザの出力パワーを検出するための図示しないレーザパワーモニターセンサに導かれる。
【００２０】
レーザパワーモニターセンサは、受光した光の強度に比例した電流を出力する。図示しないレーザパワーコントロール回路にレーザパワーモニターセンサの出力を帰還させることによりレーザダイオード１１の出力をサーボ制御し安定化させることができる。
【００２１】
ミラー１５は、第２のアナモフィックプリズム１４から射出された平行光束を９０度折り曲げて、ピックアップ部５０に導く。そして、この平行光束は、図１に示すようにレンズアクチュエータ部６０が有するＳＡ補正レンズ部６１に入射する。
【００２２】
図３は、第１の実施形態のレンズアクチュエータ部６０の断面図である。この断面図は、図１に示す光源部１０から対物レンズ６６までの光軸を含む平面によって切断された図である。レンズアクチュエータ部６０は、ＳＡ（Spherical aberration）補正レンズ部６１と、キャリッジ６３と、直角プリズム６４と、２軸アクチュエータ６５と、対物レンズ６６から構成されている。
【００２３】
ＳＡ補正レンズ部６１は、ビームエキスパンダ６２を含む。ビームエキスパンダ６２は、球面収差を補正する光学系であり、この実施形態においては、全体として正のパワーを有し正レンズと負レンズが１枚ずつ貼り合わされた第１レンズ群６２ａと、１枚の負レンズである第２レンズ６２ｂから構成されている。第１レンズ群６２ａは第１レンズ枠６１ａに保持され、第２レンズ６２ｂは第２レンズ枠６１ｂに保持されている。第１レンズ枠６１ａは、レンズアクチュエータ部６０の外枠であるキャリッジ６３に固定されている。第１レンズ枠６１ａと第２レンズ枠６１ｂには、それぞれヘリコイド６１Ａ、６１Ｂが螺刻されており、そのヘリコイドによって第２レンズ枠６１ｂは、第１レンズ枠６１ａに対して、ビームエキスパンダ６２の光軸と平行な矢印Ａの方向に移動することができる。
【００２４】
上述のように、第１レンズ群６２ａと第２レンズ６２ｂは、別々のレンズ枠に保持されている。そして、それぞれのレンズ枠は、設計時に定められた公差を満たす同軸度や真円度を有している。また、互いのレンズ枠は、それぞれに羅刻されたヘリコイド６１Ａと６１Ｂとによって羅合しており、これらのヘリコイドもそれぞれ許容公差を有している。その結果、ビームエキスパンダ６２を組み立てた段階で、第１レンズ群６２ａと第２レンズ６２ｂは、これらの公差によってビームエキスパンダ毎に、それぞれ異なった量の偏芯を起こしてしまう。さらに、第２レンズ枠６１ｂを回転させ、矢印Ａの方向に移動させた場合も、その移動後の位置によって、第１レンズ群６２ａと第２レンズ６２ｂの光軸が変化し、偏芯してしまう。これらレンズ間の偏芯によって、ビームエキスパンダ６２に入射した光束は、コマ収差を有する光束として射出される。
【００２５】
このビームエキスパンダ６２に入射する光束は、従来の光情報記録再生ヘッド装置で使用されていたレーザ光より短く、その波長は４００ｎｍ近傍である。そのため、第１レンズ群６２ａと第２レンズ６２ｂとの偏芯量に対して発生する３次のコマ収差は大きく、また、従来補正する必要のなかった５次のコマ収差まで、無視できない程度の収差として発生する。
【００２６】
図５は、第１の実施形態の第１レンズ群６２ａと第２レンズ６２ｂとの偏芯量と３次および５次のコマ収差との関係を示すグラフである。図５において、縦軸はコマ収差の発生量を示し、横軸は上記レンズ間の偏芯量を示す。コマ収差は、回転対称光学系の光軸上では発生しない収差であり、上記レンズ間の偏芯量が０ｍｍのとき、それぞれのコマ収差も０λｒｍｓとなる。しかしながら、上記レンズ間で偏芯が起こると、このビームエキスパンダ６２の光学系としての対称性がなくなるため、このビームエキスパンダ６２に入射した光束はコマ収差を含んで対物レンズ６６に進行していく。図５のグラフにおいて、それぞれのコマ収差は、上記レンズ間の偏芯量に比例して発生していることが分かる。実線で示す３次のコマ収差は、傾きＰを有し、点線で示す５次のコマ収差は、傾きＱを有している。なお、正のコマ収差を発生する上記レンズ間の偏芯量を正の偏芯量とし、負のコマ収差を発生する上記レンズ間の偏芯量を負の偏芯量とする。
【００２７】
この第１レンズ群６２ａと第２レンズ６２ｂの偏芯によるコマ収差の発生を防ぐためには、この偏芯が起こらないように、各部品の公差を厳しく設定すればよい。しかしながら公差を厳しく設定すると、不良率が増加してしまい、コストアップ、製品の納入日程の遅延などを引き起こしてしまう。そのため、本実施形態においては、コマ収差に対して所定の特性を有する対物レンズ６６を利用して、この問題を解決している。
【００２８】
図６は、第１の実施形態において、光情報記録再生ヘッド装置１００の基準軸と対物レンズ６６の光軸とがなすティルト角と、３次および５次のコマ収差との関係を示すグラフである。図６において、縦軸はコマ収差の発生量を示し、横軸は上記装置の基準軸に対する対物レンズ６６の光軸のティルト角を示す。なお、ここでいう光情報記録再生ヘッド装置１００の基準軸とは、コリメータレンズ１２の光軸を含み、光源部１０から光ディスク２００の記録面上まで延伸された軸である。この装置の基準軸と対物レンズ６６の光軸とが一致するとき、ティルト角は０°となる。このとき、対物レンズ６６は回転対称性を有しているため、光ディスク２００上に照射される光束はコマ収差を含まない。従って、ティルト角０°のとき、３次および５次それぞれのコマ収差は０λｒｍｓとなる。しかしながら、対物レンズ６６の光軸が装置の基準軸に対して傾くと、この回転対称光学系の対称性がなくなるため、光ディスク２００上に照射される光束にコマ収差が含まれる。図６のグラフにおいて、それぞれのコマ収差は、装置の基準軸に対する対物レンズ６６の光軸のティルト角に比例して発生していることが分かる。実線で示す３次のコマ収差は、傾きＭを有し、点線で示す５次のコマ収差は、傾きＮを有している。なお、正のコマ収差を発生する装置の基準軸に対する対物レンズ６６の光軸のティルト角を正のティルト角とし、負のコマ収差を発生する装置の基準軸に対する対物レンズ６６の光軸のティルト角を負のティルト角とする。
【００２９】
第１の実施形態において、第１レンズ群６２ａと第２レンズ６２ｂの偏芯によって発生する３次および５次のコマ収差と、装置の基準軸に対する対物レンズ６６の光軸のティルト角によって発生する３次および５次のコマ収差との間には、以下の式（１）が成り立つ。
Ｍ／Ｎ＝Ｐ／Ｑ …（１）
すなわち、上記式（１）は、上記レンズ間の偏芯や対物レンズ６６の傾きによって発生するそれぞれの３次のコマ収差／５次のコマ収差の発生比率が等しいことを表している。
【００３０】
光情報記録再生ヘッド装置１００は、対物レンズ６６を、その光軸が装置の基準軸に対して傾くように駆動し、その傾き姿勢を制御する姿勢制御手段（不図示）を備えている。この姿勢制御手段によって、対物レンズ６６の上述のティルト角を調整し、光ディスク２００に対する３次および５次のコマ収差の発生量を変化させることができる。すなわち上記レンズ間の偏芯によって正のコマ収差が発生した場合、そのコマ収差を打ち消すような負のコマ収差が発生するように、対物レンズ６６のティルト角を調整する。例えば、上記レンズ間の偏芯によって３次のコマ収差がαｒｍｓ発生した場合、対物レンズ６６において、３次のコマ収差が−αｒｍｓ発生するように、そのティルト角を調整し、光ディスク２００に導かれる光束の３次のコマ収差を０ｒｍｓとすることができる。また、このとき、上記式（１）を満たすよう各光学系が構成されていれば、光ディスク２００に導かれる光束の５次のコマ収差も０ｒｍｓとなる。つまり、上記レンズ間の偏芯によって発生する５次のコマ収差は、（α・Ｑ）／Ｐｒｍｓであり、装置の基準軸に対する対物レンズ６６の光軸の傾きによって発生する５次のコマ収差は、（−α・Ｎ）／Ｍｒｍｓであり、Ｍ／Ｎ＝Ｐ／Ｑであるため、以下の式（２）が成り立つ。
（−α・Ｎ）／Ｍ＝−（α・Ｑ）／Ｐ …（２）
すなわち、上記式（２）は、装置の基準軸に対する対物レンズ６６の光軸の傾きによって発生する負の５次のコマ収差である（−α・Ｎ）／Ｍｒｍｓが、上記レンズ間の偏芯によって発生する正の５次のコマ収差である（α・Ｑ）／Ｐｒｍｓを打ち消すことを表している。
【００３１】
図７は、第２の実施形態の光情報記録再生ヘッド装置に用いられる第１レンズ群６２ａと第２レンズ６２ｂとの偏芯量と３次および５次のコマ収差との関係を示すグラフである。図７において、実線で示す３次のコマ収差は、傾きＰ’を有し、点線で示す５次のコマ収差は、傾きＱ’を有している。また、図８は、第２の実施形態の光情報記録再生ヘッド装置における装置の基準軸に対する対物レンズ６６の光軸のティルト角と、３次および５次のコマ収差との関係を示すグラフである。図８のグラフにおいて、実線で示す３次のコマ収差は、傾きＭ’を有し、点線で示す５次のコマ収差は、傾きＮ’を有している。なお、第２の実施形態の光情報記録再生ヘッド装置において、第１の実施形態の光情報記録再生ヘッド装置１００と同一の構成には、同一の符号を付してここでの詳細な説明は省略する。
【００３２】
第２の実施形態において、第１レンズ群６２ａと第２レンズ６２ｂの偏芯によって発生する３次および５次のコマ収差と、装置の基準軸に対する対物レンズ６６の光軸のティルト角によって発生する３次および５次のコマ収差との間には、Ｍ’／Ｎ’とＰ’／Ｑ’とが同符号となるように、各レンズが構成されている。
【００３３】
レンズアクチュエータ部６０に配設される光学系の第７面および第８面である対物レンズ６６の光源側の面（第７面）、光ディスク側の面（第８面）は共に非球面として形成されている。また、第１レンズ群６２ａの光源側の面（第３面）、光ディスク２００の保護層（第９、１０面）は共に平面として形成されている。また、第３面以外の第１レンズ群６２ａと第２レンズ６２ｂの各面（第１、２、４、５面）は共に球面として形成されている。
【００３４】
表１は、第２の実施形態において、図３に示されるレンズアクチュエータ部６０に配設される光学系の数値構成を示す表である。
【表１】

【００３５】
表１において、Ｒｍはレンズアクチュエータ部６０に配設される光学系の第ｍ面の曲率半径（ｍｍ）、ｄｍは軸上面間隔（ｍｍ）、ＮＤはｄ線に対する屈折率、ＶＤはアッベ数である。なお、ｍ＝６に示すレンズ間隔とは、第１レンズ群６２ａと対物レンズ６６との間隔である。
【００３６】
非球面は、光軸と非球面との交点における接平面からのサグ量として、数１に示す式で表される。
【数１】

【００３７】
第７面、及び第８面の数１における円錐係数Ｋ、及び非球面係数の値を表２に示す。
【表２】

表中のＥは、１０のべき乗を表しており、例えばＥ-０１は１０の-１乗を示している。
【００３８】
例えばこの第２の実施形態で、３次のコマ収差の偏芯感度を０．０４２λｒｍｓ／０．１ｍｍとし、５次のコマ収差の偏芯感度を０．０２４λｒｍｓ／０．１ｍｍとする。このときのＰ’／Ｑ’は１．７８となる。また、対物レンズ６６のＮＡを０．７とし、３次のコマ収差の傾き感度を０．０４８λｒｍｓ／０．５°とし、５次のコマ収差の傾き感度を０．０３１λｒｍｓ／０．５°とする。このときのＭ’／Ｎ’は１．５４となる。図９から図１１に、これらの条件下で本発明者が算出した結果を示す。
【００３９】
図９は、第１レンズ群６２ａと第２レンズ６２ｂとが０．１ｍｍ偏芯した状態で、光ディスク２００上において発生する波面収差（主にコマ収差）を示す波面収差図である。すなわち上記レンズ間で偏芯が起こると、この図のように大量のコマ収差（３次、及び５次）が発生してしまい、光ディスク２００で正確にスポット光を形成することが困難となる。
【００４０】
図１０は、第１レンズ群６２ａと第２レンズ６２ｂとが０．１ｍｍ偏芯し、かつその偏芯によって発生するコマ収差を打ち消すように装置の基準軸に対して対物レンズ６６の光軸を０．３８°傾けた状態で、光ディスク２００上において発生する波面収差（主にコマ収差）を示す波面収差図である。すなわち対物レンズ６６の傾きによって、上記レンズ間の偏芯によるコマ収差を略補正することができる。この一形態では、５次のコマ収差は完全に補正され、光ディスク２００のデータの読み書きを行う際に問題とならない量の３次のコマ収差が発生している。この３次のコマ収差は、Ｐ’／Ｑ’とＭ’／Ｎ’との値が異なることから発生する収差である。
【００４１】
図１１は、第１レンズ群６２ａと第２レンズ６２ｂとが０．１ｍｍ偏芯し、かつその偏芯によって発生するコマ収差を打ち消すように装置の基準軸に対して対物レンズ６６の光軸を０．３８°傾け、さらに光ディスク２００の記録面を装置の基準軸と垂直な面から０．１２°傾けた状態で、光ディスク２００上において発生する波面収差（主にコマ収差）を示す波面収差図である。この一形態では、図１０の形態において対物レンズ６６の傾きで完全に補正することができなかった３次のコマ収差を、光ディスク２００の傾きによって完全に補正している。
【００４２】
図４は、本発明の実施形態の第１レンズ群６２ａと第２レンズ６２ｂの種々の間隔における光束の状態を示す図であり、図の簡略化を図るためにＳＡ補正レンズ部６１と、対物レンズ６６と、光ディスク２００のみが示されている。第２レンズ枠６１ｂが矢印Ａの方向に移動することによって、第１レンズ群６２ａと第２レンズ６２ｂとの間隔は変化する。図４（ａ）に示すように第２レンズ枠６１ｂが設計値である基準位置にある場合、ビームエキスパンダ６２は、光源部１０から入射した平行光束を、拡大した平行光束として対物レンズ６６に向けて射出する。
【００４３】
光ディスク２００の厚さの誤差等により、光ディスク記録面上でオーバーな球面収差が発生した場合、図４（ｂ）に示すように第２レンズ６２ｂを基準位置より第１レンズ群６２ａ側に移動させ、ビームエキスパンダ６２は、光源部１０から入射した平行光束を発散光束として対物レンズ６６に向けて射出する。対物レンズ６６に入射する光束が平行光束から発散光束に変化すると対物レンズ６６で発生する球面収差がアンダー方向に変化するため、光ディスク記録面上での球面収差を補正することができる。
【００４４】
また、光ディスク記録面上でアンダーな球面収差が発生した場合は、図４（ｃ）に示すように第２レンズ６２ｂが基準位置より第１レンズ群６２ａから離れる方向に移動し、ビームエキスパンダ６２は、光源部１０から入射した平行光束を、収束光束として対物レンズ６６に向けて射出する。この場合対物レンズ６６で発生する球面収差がオーバー方向に変化するため、光ディスク記録面上での球面収差を補正することができる。
【００４５】
ビームエキスパンダ６２から射出した光束は、キャリッジ６３に固定された直角プリズム６４によって９０度折り曲げられて、対物レンズ６６に向かう。対物レンズ６６は、２軸アクチュエータ６５に固定されている。
【００４６】
２軸アクチュエータ６５は、後述する複合センサ１９の検出結果によって対物レンズ６６を、対物レンズ６６の光軸と平行な矢印Ｂの方向（フォーカス方向）と、対物レンズ６６の光軸と直交する矢印Ｃの方向（トラッキング方向）に移動させる。また、２軸アクチュエータ６５は、対物レンズ６６のＳＡ補正レンズ部６１側の近傍位置にアパーチャー６５ａを有する。アパーチャー６５ａは、２軸アクチュエータ６５に形成された凸形状であり、対物レンズ６６に入射する光束径を制御する絞り機能（固定絞り）を有している。
【００４７】
図４に示すように対物レンズ６６は、第１レンズ群６２ａの対物レンズ６６側の焦点ｆ上に、対物レンズ６６の主点６６ａが位置するように配設されている。そのため、光束が図４（ａ）〜（ｃ）のどの状態においても、ＳＡ補正レンズ部６１から入射される光束は、対物レンズ６６の主点６６ａ上において、常に一定のビーム径ｄとなる。その結果、光ディスク２００上で読み取り、及び書き込みに利用されるスポットの光量の変化を略抑えることができ、さらにスポットのプロファイル（強度分布）も略一定にすることができるため、良好な読み取り、及び書き込みを行うことが可能となる。
【００４８】
光ディスク２００は、スピンドルモータ９０によって、回転軸９０ａ中心に回転する。光ディスク２００が回転することによって光情報記録再生ヘッド装置１００は、光ディスク２００上の情報の読み取り、及び書き込みを行うことができる。また、リニアモータ部７０は、レンズアクチュエータ部６０をトラッキング方向に移動させることができる。
【００４９】
光ディスク２００上に照射したスポット光は反射し、レンズアクチュエータ部６０を介して、光源部１０に戻り光として入射する。そして、この戻り光は、ミラー１５により９０度折り曲げられて、第２のアナモフィックプリズム１４に導かれ、第１のアナモフィックプリズム１３と第２のアナモフィックプリズム１４との間に設けられたハーフミラー１３ａにより９０度折り曲げられて、直角プリズム１６に導かれ、さらに直角プリズム１６により９０度折り曲げられて、ウォラストンプリズム１７に射出される。
【００５０】
ウォラストンプリズム１７は、偏光プリズムであり、本発明の実施形態においては、直角プリズム１６から入射した戻り光を、偏光方向の異なる３つの光束に分離させる。そして、３つに分離された光束は、集光レンズ１８を介して、複合センサ１９に向けて射出される。
【００５１】
複合センサ１９は、図示しないサーボ用受光素子、及びデータ用受光素子を備える。これらの受光素子は、直角プリズム１６から射出された戻り光と直交する同一平面上に配置されている。ウォラストンプリズム１７により分離された３つの光束のうちの２つがデータ用受光素子に受光され、光ディスク２００の情報として、演算処理される。
【００５２】
また、ウォラストンプリズム１７により分離された光束のうち残りの１つは、サーボ用受光素子に受光される。そして、このサーボ用受光素子の出力が図示しない演算部によって演算処理され、フォーカスエラー信号、及びトラッキングエラー信号として検出される。
【００５３】
フォーカスエラー信号が検出されると、２軸アクチュエータ６５は、このエラーを補正するようにフォーカス方向に対物レンズ６６を移動させ、トラッキングエラー信号が検出されると、このエラーを補正するようにトラッキング方向に対物レンズ６６を移動させる。そのため、対物レンズ６６の主点６６ａは、第１レンズ群６２ａの対物レンズ６６側の焦点ｆ上から外れてしまう。しかしながら、これらのエラー信号による対物レンズ６６の位置の移動量は微量であるため、この場合のスポットの光量の変化は、実用上問題とはならない。
【００５４】
【発明の効果】
以上のように本発明の光情報記録再生ヘッド装置は、装置の基準軸と対物レンズの光軸とが所定の角度をなすよう対物レンズを配置することによって、収差補正光学系のレンズ群間の偏芯により発生する３次のコマ収差と５次のコマ収差の補正を行っている。また、装置の基準軸に対する対物レンズの光軸の傾き角度に応じて発生する３次のコマ収差と５次のコマ収差との発生比率をＭ：Ｎとし、収差補正光学系のレンズ群間の偏芯量に応じて発生する３次のコマ収差と５次のコマ収差との発生比率をＰ：Ｑとした場合、Ｍ／ＮとＰ／Ｑとが同符号、若しくは、Ｍ／Ｎ＝Ｐ／Ｑとなるように各光学系は構成されている。すなわち、３次と５次のコマ収差を補正する光学系を備えることなく、これらのコマ収差を、略、若しくは完全に、補正することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の光情報記録再生ヘッド装置の構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施形態の光源部の構成を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施形態のレンズアクチュエータ部の断面図である。
【図４】本発明の実施形態の第１レンズ群と第２レンズの種々の間隔における光束の状態を示す図である。
【図５】第１の実施形態のビームエキスパンダのレンズ間の偏芯量と３次および５次のコマ収差との関係を示すグラフである。
【図６】第１の実施形態において、装置の基準軸と対物レンズの光軸とがなすティルト角と、３次および５次のコマ収差との関係を示すグラフである。
【図７】第２の実施形態のビームエキスパンダのレンズ間の偏芯量と３次および５次のコマ収差との関係を示すグラフである。
【図８】第２の実施形態の光情報記録再生ヘッド装置の基準軸に対する対物レンズ６６の光軸のティルト角と、３次および５次のコマ収差との関係を示すグラフである。
【図９】ビームエキスパンダのレンズ間の偏芯によって発生する波面収差（主にコマ収差）を示す波面収差図である。
【図１０】対物レンズの傾きによって補正された波面収差（主にコマ収差）を示す波面収差図である。
【図１１】対物レンズと光ディスクの傾きによって補正された波面収差（主にコマ収差）を示す波面収差図である。
【符号の説明】
１０光源部
５０ピックアップ部
６０ＳＡ補正レンズ部
６２ビームエキスパンダ
６６対物レンズ
１００光情報記録再生ヘッド装置
２００光ディスク[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical information recording / reproducing head apparatus that guides a light beam emitted from a light source onto an optical disc, and records and reproduces optical information.
[0002]
[Prior art]
The optical information recording / reproducing head device irradiates a laser beam onto an optical disc as a recording medium to reproduce the optical disc or record information on the optical disc.
[0003]
In recent years, the density of optical disks has been increasing, and various optical recording media have been proposed. Conditions for increasing the density of the optical disk include shortening the wavelength of the semiconductor laser, which is a light source, and increasing the NA of the objective lens that focuses the laser beam on the pits formed on the optical disk. By satisfying such various conditions, it becomes possible to irradiate the optical disc with a spot light smaller than that of the conventional apparatus. Therefore, even if minute pits are formed on the optical disk, the information can be processed, and as a result, the density of the optical disk can be increased.
[0004]
However, as the wavelength of a semiconductor laser is shortened and the NA of an objective lens is increased as in recent years, the converging angle increases at the time of image formation, so that it is more significantly affected by various aberrations. It becomes like this. That is, it becomes difficult to irradiate the pits formed on the optical disk with high accuracy. In addition, the influence of higher-order aberrations, which was not a problem with the conventional configuration, cannot be ignored.
[0005]
Therefore, in recent years, by providing an expander lens composed of two lens groups and adjusting the distance between these lens groups, variations in the thickness of individual optical recording media such as optical discs, variations in the production of individual lenses, etc. That correct the spherical aberration caused by the above-mentioned is widely known (for example, see Patent Document 1).
[0006]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-150598 (term 3, FIG. 1)
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, the above-described expander lens is assembled in such a manner that each lens is fixed by bonding to the lens barrel or is fixed by being engaged with a female screw engraved inside the lens barrel. Decentration occurs between groups, and coma aberration occurs. If an objective lens having an NA of about 0.6 used in a conventional optical information recording / reproducing head apparatus is provided with a correction optical system for correcting third-order coma aberration in the optical path, the problem of coma aberration due to this eccentricity is obtained. Was solved.
[0008]
However, when using an objective lens with a high NA of 0.7 or more, the influence of third-order coma aberration is not only larger than the conventional one, but also the influence of higher-order coma aberration such as fifth order is ignored. It becomes impossible. As a result, it is necessary to provide a correction optical system having a complicated configuration in the apparatus, which causes a problem that the apparatus becomes large, the configuration is complicated, and the cost is increased.
[0009]
Therefore, in view of the above circumstances, the present invention corrects third-order and fifth-order coma aberration without providing a complicated correction optical system in the apparatus, and performs recording / reproduction with high accuracy on an optical disc. An object of the present invention is to provide an optical information recording / reproducing head device which can be performed.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
An optical information recording / reproducing head device according to an aspect of the present invention that solves the above-mentioned problems is composed of at least two lens groups, and spherical aberration generated on an optical disc is changed by changing the divergence and convergence of light. It has an aberration correction optical system for correction. By arranging the objective lens so that the reference axis of the apparatus extended on the optical disk from the light source including the optical axis of the collimator lens and the optical axis of the objective lens form a predetermined angle, the lens group of the aberration correction optical system Correction of third-order coma aberration and fifth-order coma aberration caused by decentration is performed. That is, these coma aberrations can be corrected without providing a correction optical system that corrects the third-order and fifth-order coma aberrations.
[0011]
In the optical information recording / reproducing head device, the generation ratio of the third-order coma aberration and the fifth-order coma aberration generated according to the tilt angle of the optical axis of the objective lens with respect to the reference axis is M: N. When the generation ratio of the third-order coma aberration and the fifth-order coma aberration generated according to the decentration amount between the lens groups of the aberration correction optical system is P / Q, M / N and P / Q are the same. Sign. By configuring each optical system so that the amount of decentration between the lenses of the aberration correction optical system and the tilt angle of the objective lens satisfy the above relationship, correction of third-order and fifth-order coma aberration can be easily performed. Is possible.
[0012]
Further, in the optical information recording / reproducing head device, it is preferable that M / N = P / Q. By configuring each optical system so that the amount of decentration between the lenses of the aberration correction optical system and the tilt angle of the objective lens satisfy the above relationship, correction of third-order and fifth-order coma aberration can be easily performed, And complete.
[0013]
Further, the optical information recording / reproducing head device can correct coma generated by decentering of the aberration correction optical system by the inclination of the optical axis of the objective lens with respect to the reference axis and the inclination of the recording surface of the optical disc. it can.
[0014]
The objective lens used in the optical information recording / reproducing head device is preferably a high NA objective lens having an NA of 0.7 or more.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of an optical information recording / reproducing head device 100 according to the first embodiment. The optical information recording / reproducing head device 100 is generally composed of a light source unit 10, a pickup unit 50, and a spindle motor 90.
[0016]
FIG. 2 is a perspective view illustrating a configuration of the light source unit 10 according to the first embodiment. The light source unit 10 irradiates a light beam for reproducing information on the optical disc 200 (FIG. 3) toward the pickup unit 50, reads digital information included in the return light from the optical disc 200, and detects an error signal. Or something to do. The light source unit 10 includes a laser diode 11, a collimator lens 12, a first anamorphic prism 13, a second anamorphic prism 14, a mirror 15, a right-angle prism 16, a Wollaston prism 17, and a condenser lens. 18 and a composite sensor 19.
[0017]
The laser diode 11 is a semiconductor laser that emits divergent laser light having an elliptical cross-sectional shape. The oscillation wavelength is around 400 nm. The divergent laser light from the laser diode 11 is emitted toward the collimator lens 12.
[0018]
The collimator lens 12 converts the divergent laser light emitted from the laser diode 11 into a parallel light beam. The converted parallel light flux is emitted toward the first anamorphic prism 13.
[0019]
The first anamorphic prism 13 and the second anamorphic prism 14 shape the parallel light beam emitted from the collimator lens 12 into a parallel light beam having a substantially circular cross section. The shaped parallel light beam is emitted toward the mirror 15. In addition, a part of the parallel light beam emitted from the collimator lens 12 to the first anamorphic prism 13 is bent 90 degrees by the half mirror 13a, and the output power of the laser emitted from the laser diode 11 is detected. Not led to the laser power monitor sensor.
[0020]
The laser power monitor sensor outputs a current proportional to the intensity of the received light. By feeding back the output of the laser power monitor sensor to a laser power control circuit (not shown), the output of the laser diode 11 can be servo-controlled and stabilized.
[0021]
The mirror 15 bends the parallel light beam emitted from the second anamorphic prism 14 by 90 degrees and guides it to the pickup unit 50. And this parallel light beam injects into the SA correction | amendment lens part 61 which the lens actuator part 60 has as shown in FIG.
[0022]
FIG. 3 is a cross-sectional view of the lens actuator unit 60 of the first embodiment. This sectional view is a view cut by a plane including the optical axis from the light source unit 10 to the objective lens 66 shown in FIG. The lens actuator unit 60 includes an SA (Spherical aberration) correction lens unit 61, a carriage 63, a right-angle prism 64, a biaxial actuator 65, and an objective lens 66.
[0023]
The SA correction lens unit 61 includes a beam expander 62. The beam expander 62 is an optical system that corrects spherical aberration. In this embodiment, the beam expander 62 has a positive lens as a whole, a first lens group 62a in which one positive lens and one negative lens are bonded, and 1 The second lens 62b is a negative lens. The first lens group 62a is held by the first lens frame 61a, and the second lens 62b is held by the second lens frame 61b. The first lens frame 61 a is fixed to a carriage 63 that is an outer frame of the lens actuator unit 60. The first lens frame 61a and the second lens frame 61b are respectively screwed with

helicoids

61A and 61B, and the helicoids cause the second lens frame 61b to move the beam expander 62 relative to the first lens frame 61a. It can move in the direction of arrow A parallel to the optical axis.
[0024]
As described above, the first lens group 62a and the second lens 62b are held in separate lens frames. Each lens frame has a concentricity and a roundness that satisfy a tolerance determined at the time of design. Further, the lens frames of each other are encircled by

helicoids

61A and 61B engraved in each, and these helicoids also have tolerances. As a result, when the beam expander 62 is assembled, the first lens group 62a and the second lens 62b cause different amounts of eccentricity for each beam expander due to these tolerances. Further, when the second lens frame 61b is rotated and moved in the direction of the arrow A, the optical axes of the first lens group 62a and the second lens 62b change depending on the position after the movement, and are decentered. End up. Due to the eccentricity between these lenses, the light beam incident on the beam expander 62 is emitted as a light beam having coma aberration.
[0025]
The light beam incident on the beam expander 62 is shorter than the laser beam used in the conventional optical information recording / reproducing head device, and the wavelength thereof is around 400 nm. For this reason, the third-order coma aberration generated with respect to the decentering amount of the first lens group 62a and the second lens 62b is large, and even the fifth-order coma aberration that does not need to be corrected conventionally can be ignored. It occurs as an aberration.
[0026]
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the decentering amount of the first lens group 62a and the second lens 62b and the third and fifth order coma aberration of the first embodiment. In FIG. 5, the vertical axis represents the amount of coma generated and the horizontal axis represents the amount of decentration between the lenses. The coma aberration is an aberration that does not occur on the optical axis of the rotationally symmetric optical system. When the decentering amount between the lenses is 0 mm, each coma aberration is also 0λrms. However, if eccentricity occurs between the lenses, the symmetry of the beam expander 62 as an optical system is lost, so that the light beam incident on the beam expander 62 proceeds to the objective lens 66 including coma aberration. Go. In the graph of FIG. 5, it can be seen that each coma aberration occurs in proportion to the amount of decentration between the lenses. The third-order coma aberration indicated by a solid line has an inclination P, and the fifth-order coma aberration indicated by a dotted line has an inclination Q. The decentering amount between the lenses that generate positive coma aberration is defined as a positive decentering amount, and the decentering amount between the lenses that generates negative coma aberration is defined as a negative decentering amount.
[0027]
In order to prevent the occurrence of coma aberration due to the decentering of the first lens group 62a and the second lens 62b, the tolerance of each component may be set strictly so that this decentering does not occur. However, if the tolerance is set strictly, the defect rate increases, leading to an increase in cost and a delay in the delivery schedule of the product. Therefore, in the present embodiment, this problem is solved by using the objective lens 66 having a predetermined characteristic with respect to coma aberration.
[0028]
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the tilt angle formed by the reference axis of the optical information recording / reproducing head device 100 and the optical axis of the objective lens 66 and the third and fifth order coma aberration in the first embodiment. is there. In FIG. 6, the vertical axis indicates the amount of coma generated, and the horizontal axis indicates the tilt angle of the optical axis of the objective lens 66 with respect to the reference axis of the apparatus. The reference axis of the optical information recording / reproducing head device 100 here is an axis including the optical axis of the collimator lens 12 and extending from the light source unit 10 to the recording surface of the optical disc 200. When the reference axis of this apparatus is coincident with the optical axis of the objective lens 66, the tilt angle is 0 °. At this time, since the objective lens 66 has rotational symmetry, the light beam irradiated onto the optical disc 200 does not include coma aberration. Therefore, when the tilt angle is 0 °, the third-order and fifth-order coma aberration is 0λrms. However, when the optical axis of the objective lens 66 is tilted with respect to the reference axis of the apparatus, the symmetry of this rotationally symmetric optical system is lost, so that the light beam applied onto the optical disc 200 includes coma aberration. In the graph of FIG. 6, it can be seen that each coma aberration is generated in proportion to the tilt angle of the optical axis of the objective lens 66 with respect to the reference axis of the apparatus. The third-order coma aberration indicated by a solid line has an inclination M, and the fifth-order coma aberration indicated by a dotted line has an inclination N. Note that the tilt angle of the optical axis of the objective lens 66 with respect to the reference axis of the apparatus that generates positive coma aberration is a positive tilt angle, and the tilt of the optical axis of the objective lens 66 with respect to the reference axis of the apparatus that generates negative coma aberration is set. Let the angle be a negative tilt angle.
[0029]
In the first embodiment, the third and fifth order coma aberration generated by the eccentricity of the first lens group 62a and the second lens 62b, and the tilt angle of the optical axis of the objective lens 66 with respect to the reference axis of the apparatus. The following formula (1) is established between the third-order and fifth-order coma aberration.
M / N = P / Q (1)
That is, the above equation (1) represents that the generation ratios of the third-order coma aberration / fifth-order coma aberration generated by the decentration between the lenses and the inclination of the objective lens 66 are equal.
[0030]
The optical information recording / reproducing head device 100 includes posture control means (not shown) that drives the objective lens 66 so that its optical axis is inclined with respect to the reference axis of the device, and controls the inclination posture. By this attitude control means, the above-mentioned tilt angle of the objective lens 66 can be adjusted, and the amount of third-order and fifth-order coma aberration generated on the optical disc 200 can be changed. That is, when positive coma occurs due to decentering between the lenses, the tilt angle of the objective lens 66 is adjusted so that negative coma that cancels the coma is generated. For example, when the third-order coma aberration occurs due to the decentering between the lenses, the tilt angle is adjusted so that the third-order coma aberration occurs in the objective lens 66 so as to generate −αrms, and is guided to the optical disc 200. The third-order coma aberration of the light beam can be set to 0 rms. At this time, if each optical system is configured to satisfy the above formula (1), the fifth-order coma aberration of the light beam guided to the optical disc 200 is also 0 rms. In other words, the fifth-order coma aberration generated by the decentering between the lenses is (α · Q) / Prms, and the fifth-order coma aberration generated by the inclination of the optical axis of the objective lens 66 with respect to the reference axis of the apparatus is (−α · N) / Mrms and M / N = P / Q, the following equation (2) holds.
(−α · N) / M = − (α · Q) / P (2)
That is, the above equation (2) is the negative fifth-order coma aberration (−α · N) / Mrms generated by the inclination of the optical axis of the objective lens 66 with respect to the reference axis of the apparatus. (Α · Q) / Prms, which is a positive fifth-order coma generated by the above.
[0031]
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the decentering amount of the first lens group 62a and the second lens 62b used in the optical information recording / reproducing head device of the second embodiment and the third-order and fifth-order coma aberration. is there. In FIG. 7, the third-order coma aberration indicated by the solid line has an inclination P ′, and the fifth-order coma aberration indicated by the dotted line has an inclination Q ′. FIG. 8 is a graph showing the relationship between the tilt angle of the optical axis of the objective lens 66 with respect to the reference axis of the apparatus in the optical information recording / reproducing head apparatus of the second embodiment, and third-order and fifth-order coma aberration. is there. In the graph of FIG. 8, the third-order coma aberration indicated by the solid line has an inclination M ′, and the fifth-order coma aberration indicated by the dotted line has an inclination N ′. In the optical information recording / reproducing head device of the second embodiment, the same components as those of the optical information recording / reproducing head device 100 of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be given here. Omitted.
[0032]
In the second embodiment, the third and fifth order coma aberration generated by the eccentricity of the first lens group 62a and the second lens 62b, and the tilt angle of the optical axis of the objective lens 66 with respect to the reference axis of the apparatus. Each lens is configured such that M ′ / N ′ and P ′ / Q ′ have the same sign between the third-order and fifth-order coma aberration.
[0033]
The light source side surface (seventh surface) and the optical disk side surface (eighth surface) of the objective lens 66, which are the seventh surface and the eighth surface of the optical system disposed in the lens actuator unit 60, are both formed as aspherical surfaces. Has been. Further, the light source side surface (third surface) of the first lens group 62a and the protective layers (ninth and tenth surfaces) of the optical disc 200 are both formed as flat surfaces. In addition, each surface (first, second, fourth, and fifth surfaces) of the first lens group 62a and the second lens 62b other than the third surface is formed as a spherical surface.
[0034]
Table 1 is a table showing a numerical configuration of an optical system arranged in the lens actuator unit 60 shown in FIG. 3 in the second embodiment.
[Table 1]

[0035]
In Table 1, Rm is the radius of curvature (mm) of the m-th surface of the optical system disposed in the lens actuator unit 60, dm is the axial top surface spacing (mm), ND is the refractive index with respect to the d-line, and VD is the Abbe number. is there. The lens interval indicated by m = 6 is the interval between the first lens group 62a and the objective lens 66.
[0036]
The aspheric surface is expressed by the equation shown in Equation 1 as the sag amount from the tangent plane at the intersection of the optical axis and the aspheric surface.
[Expression 1]

[0037]
Table 2 shows the values of the conical coefficient K and the aspheric coefficient in Equation 1 of the seventh surface and the eighth surface.
[Table 2]

E in the table represents a power of 10, for example, E-01 represents 10 to the power of −1.
[0038]
For example, in the second embodiment, the eccentric sensitivity of the third-order coma aberration is 0.042 λrms / 0.1 mm, and the eccentric sensitivity of the fifth-order coma aberration is 0.024 λrms / 0.1 mm. At this time, P ′ / Q ′ is 1.78. The NA of the objective lens 66 is 0.7, the third-order coma aberration tilt sensitivity is 0.048 λrms / 0.5 °, and the fifth-order coma aberration tilt sensitivity is 0.031 λrms / 0.5 °. To do. At this time, M ′ / N ′ is 1.54. 9 to 11 show the results calculated by the present inventors under these conditions.
[0039]
FIG. 9 is a wavefront aberration diagram showing wavefront aberrations (mainly coma aberration) generated on the optical disc 200 in a state where the first lens group 62a and the second lens 62b are decentered by 0.1 mm. That is, when decentration occurs between the lenses, a large amount of coma aberration (third order and fifth order) is generated as shown in this figure, and it becomes difficult to accurately form spot light on the optical disc 200.
[0040]
FIG. 10 shows that the optical axis of the objective lens 66 is set with respect to the reference axis of the apparatus so that the first lens group 62a and the second lens 62b are decentered by 0.1 mm and the coma aberration generated by the decentering is canceled. FIG. 6 is a wavefront aberration diagram showing wavefront aberration (mainly coma aberration) generated on the optical disc 200 in a state tilted by 0.38 °. That is, the coma aberration due to the eccentricity between the lenses can be substantially corrected by the inclination of the objective lens 66. In this embodiment, the fifth-order coma aberration is completely corrected, and an amount of third-order coma aberration that does not cause a problem when reading / writing data on the optical disc 200 is generated. This third-order coma aberration is an aberration that occurs because the values of P ′ / Q ′ and M ′ / N ′ are different.
[0041]
In FIG. 11, the first lens group 62a and the second lens 62b are decentered by 0.1 mm, and the optical axis of the objective lens 66 is set with respect to the reference axis of the apparatus so as to cancel the coma generated by the decentering. Wavefront aberration diagram showing wavefront aberration (mainly coma aberration) generated on the optical disc 200 in a state where the optical disc 200 is tilted by 0.38 ° and the recording surface of the optical disc 200 is tilted by 0.12 ° from a plane perpendicular to the reference axis of the apparatus. It is. In this embodiment, the third-order coma aberration that could not be completely corrected by the inclination of the objective lens 66 in the embodiment of FIG. 10 is completely corrected by the inclination of the optical disc 200.
[0042]
FIG. 4 is a diagram showing the state of the light flux at various intervals between the first lens group 62a and the second lens 62b according to the embodiment of the present invention. In order to simplify the drawing, the SA correction lens unit 61 and the objective Only the lens 66 and the optical disc 200 are shown. As the second lens frame 61b moves in the direction of arrow A, the distance between the first lens group 62a and the second lens 62b changes. As shown in FIG. 4A, when the second lens frame 61b is at the reference position that is a design value, the beam expander 62 converts the parallel light beam incident from the light source unit 10 into the objective lens 66 as an expanded parallel light beam. Inject towards.
[0043]
When excessive spherical aberration occurs on the recording surface of the optical disk due to an error in the thickness of the optical disk 200, the second lens 62b is moved from the reference position toward the first lens group 62a as shown in FIG. 4B. The beam expander 62 emits the parallel light beam incident from the light source unit 10 toward the objective lens 66 as a divergent light beam. When the light beam incident on the objective lens 66 changes from a parallel light beam to a divergent light beam, the spherical aberration generated in the objective lens 66 changes in the under direction, so that the spherical aberration on the optical disk recording surface can be corrected.
[0044]
When under spherical aberration occurs on the optical disk recording surface, the second lens 62b moves away from the first lens group 62a from the reference position as shown in FIG. Emits the parallel light beam incident from the light source unit 10 toward the objective lens 66 as a convergent light beam. In this case, since the spherical aberration generated in the objective lens 66 changes in the over direction, the spherical aberration on the optical disk recording surface can be corrected.
[0045]
The light beam emitted from the beam expander 62 is bent 90 degrees by a right-angle prism 64 fixed to the carriage 63 and travels toward the objective lens 66. The objective lens 66 is fixed to the biaxial actuator 65.
[0046]
The biaxial actuator 65 causes the objective lens 66 to move in the direction of the arrow B (focus direction) parallel to the optical axis of the objective lens 66 and the arrow C perpendicular to the optical axis of the objective lens 66 according to the detection result of the composite sensor 19 described later. In the direction (tracking direction). The biaxial actuator 65 has an aperture 65a in the vicinity of the objective lens 66 on the SA correction lens unit 61 side. The aperture 65 a is a convex shape formed in the biaxial actuator 65 and has a diaphragm function (fixed diaphragm) for controlling the diameter of the light beam incident on the objective lens 66.
[0047]
As shown in FIG. 4, the objective lens 66 is disposed so that the principal point 66a of the objective lens 66 is positioned on the focal point f on the objective lens 66 side of the first lens group 62a. Therefore, in any state of FIGS. 4A to 4C, the light beam incident from the SA correction lens unit 61 always has a constant beam diameter d on the principal point 66a of the objective lens 66. As a result, a change in the light amount of the spot used for reading and writing on the optical disc 200 can be substantially suppressed, and the spot profile (intensity distribution) can be made substantially constant. Writing can be performed.
[0048]
The optical disc 200 is rotated about the rotation shaft 90a by the spindle motor 90. As the optical disc 200 rotates, the optical information recording / reproducing head device 100 can read and write information on the optical disc 200. Further, the linear motor unit 70 can move the lens actuator unit 60 in the tracking direction.
[0049]
The spot light irradiated on the optical disc 200 is reflected and enters the light source unit 10 as return light via the lens actuator unit 60. Then, the return light is bent 90 degrees by the mirror 15 and guided to the second anamorphic prism 14, and by the half mirror 13 a provided between the first anamorphic prism 13 and the second anamorphic prism 14. It is bent 90 degrees, guided to the right-angle prism 16, further bent 90 degrees by the right-angle prism 16, and emitted to the Wollaston prism 17.
[0050]
The Wollaston prism 17 is a polarizing prism. In the embodiment of the present invention, the return light incident from the right-angle prism 16 is separated into three light beams having different polarization directions. Then, the three separated light beams are emitted toward the composite sensor 19 via the condenser lens 18.
[0051]
The composite sensor 19 includes a servo light receiving element and a data light receiving element (not shown). These light receiving elements are arranged on the same plane orthogonal to the return light emitted from the right-angle prism 16. Two of the three light beams separated by the Wollaston prism 17 are received by the data light receiving element, and are processed as information on the optical disc 200.
[0052]
The remaining one of the light beams separated by the Wollaston prism 17 is received by the servo light receiving element. The output of the light receiving element for servo is subjected to arithmetic processing by an arithmetic unit (not shown) and detected as a focus error signal and a tracking error signal.
[0053]
When the focus error signal is detected, the biaxial actuator 65 moves the objective lens 66 in the focus direction so as to correct this error, and when the tracking error signal is detected, the tracking direction so as to correct this error. The objective lens 66 is moved. Therefore, the principal point 66a of the objective lens 66 deviates from the focal point f on the objective lens 66 side of the first lens group 62a. However, since the amount of movement of the position of the objective lens 66 due to these error signals is very small, the change in the light amount of the spot in this case is not a problem in practice.
[0054]
【The invention's effect】
As described above, the optical information recording / reproducing head apparatus of the present invention is arranged between the lens groups of the aberration correction optical system by arranging the objective lens so that the reference axis of the apparatus and the optical axis of the objective lens form a predetermined angle. The third-order coma aberration and the fifth-order coma aberration generated due to decentration are corrected. Further, the generation ratio of the third-order coma aberration and the fifth-order coma aberration generated according to the tilt angle of the optical axis of the objective lens with respect to the reference axis of the apparatus is M: N, and between the lens groups of the aberration correction optical system. When the generation ratio of the third-order coma aberration and the fifth-order coma aberration generated according to the amount of eccentricity is P: Q, M / N and P / Q have the same sign, or M / N = P Each optical system is configured to be / Q. In other words, it is possible to substantially or completely correct these coma aberrations without providing an optical system for correcting third-order and fifth-order coma aberrations.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of an optical information recording / reproducing head device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view illustrating a configuration of a light source unit according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view of a lens actuator portion according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram illustrating a state of light beams at various intervals between the first lens group and the second lens according to the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the amount of decentration between lenses of the beam expander of the first embodiment and third-order and fifth-order coma.
FIG. 6 is a graph showing a relationship between a tilt angle formed by a reference axis of the apparatus and an optical axis of an objective lens and third-order and fifth-order coma aberration in the first embodiment.
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the amount of decentration between lenses of the beam expander of the second embodiment and third-order and fifth-order coma.
FIG. 8 is a graph showing the relationship between the tilt angle of the optical axis of the objective lens 66 relative to the reference axis of the optical information recording / reproducing head device of the second embodiment and third-order and fifth-order coma aberration.
FIG. 9 is a wavefront aberration diagram showing wavefront aberration (mainly coma aberration) caused by decentering between lenses of the beam expander.
FIG. 10 is a wavefront aberration diagram showing wavefront aberration (mainly coma aberration) corrected by the inclination of the objective lens.
FIG. 11 is a wavefront aberration diagram showing wavefront aberration (mainly coma aberration) corrected by the inclination of the objective lens and the optical disc.
[Explanation of symbols]
10 Light source
50 pickup section
60 SA correction lens
62 Beam Expander
66 Objective Lens
100 Optical information recording / reproducing head device
200 optical disc

Claims

In an optical information recording / reproducing head device for recording or reproducing optical information by guiding a light beam irradiated from a light source through a collimator lens onto an optical disk by an objective lens,
An aberration correction optical system that includes at least two lens groups and corrects spherical aberration generated on an optical disk by changing the divergence or convergence of light,
The objective lens is
Generation of third-order coma aberration and fifth-order coma aberration generated according to an inclination angle of the optical axis of the objective lens with respect to a reference axis of an apparatus extending on the optical disc from the light source including the optical axis of the collimator lens When the ratio is M: N and the generation ratio of the third-order coma aberration and the fifth-order coma aberration generated according to the amount of decentration between the lens groups of the aberration correction optical system is P: Q, The formula,
M / N = P / Q
Configured to meet
The optical axis of the objective lens forms a predetermined angle with the reference axis so as to correct the fifth-order coma aberration as well as the third-order coma aberration caused by the eccentricity between the lens groups of the aberration correction optical system. An optical information recording / reproducing head device characterized by being arranged.

The coma aberration generated due to decentration between the lens groups of the aberration correction optical system is corrected by the inclination of the optical axis of the objective lens with respect to the reference axis and the inclination of the recording surface of the optical disc. The optical information recording / reproducing head device according to claim 1.

The optical information recording / reproducing head device according to claim 1, wherein the objective lens is an objective lens having a high NA of NA 0.7 or more.