JP2001006203A - Optical head device - Google Patents

Optical head device

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JP2001006203A
JP2001006203A JP17136399A JP17136399A JP2001006203A JP 2001006203 A JP2001006203 A JP 2001006203A JP 17136399 A JP17136399 A JP 17136399A JP 17136399 A JP17136399 A JP 17136399A JP 2001006203 A JP2001006203 A JP 2001006203A
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Koichi Murata
Yoshiharu Oi
Hiroaki Shimozono
裕明 下薗
好晴 大井
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Asahi Glass Co Ltd
旭硝子株式会社
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make it possible to stably record and reproduce optical disk information with a simple constitution by fixing an objective lens and a phase control element to one holder by positioning the positioning mark central axis alignment formed at the both. SOLUTION: The positioning mark 11 of a concave dent is formed at the ring band central axis of the phase control element and the similar positioning mark 21 at the symmetrical central axis of the objective lens as the marks for regulating eccentricity at the respective surfaces at which the phase control element 1 and the objective lens 2 face each other on the optical axis of an optical head. At the time of assembly, the objective lens and the phase control element 1 are fixed to the holder 3 by regulating the eccentricity in such a manner that the positioning mark 21 at the center of the objective lens and the positioning mark 11 at the ring band center of the phase control element are aligned. As a result, the phase control element and objective lens of the optical head device are integrated without eccentricity and the reproduction performance of a CD system optical disk in compliance with designed values can be stably obtained while the reproduction performance of the optical disk of a DVD system is maintained.

Description

【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスクなどの光記録媒体用の記録装置や再生装置などに用いる光ヘッド装置に関する。 The present invention relates to relates to an optical head device for use in such a recording apparatus or a reproducing apparatus for an optical recording medium such as an optical disk.

【0002】 [0002]

【従来の技術】CD−Rを含むCD系の光記録媒体(以後、光ディスクで代表する)の記録・再生のために、光源として波長が780nm帯の半導体レーザと、NA BACKGROUND OF THE INVENTION CD-type optical recording medium including a CD-R (hereinafter, representative optical disk) for recording and reproducing, and the semiconductor laser wavelength of 780nm band as a light source, NA
(開口数)が0.45の対物レンズ、及び厚さが1.2 Objective (numerical aperture) of 0.45, and a thickness of 1.2
mmの光ディスクが使用される。 mm of optical disk is used. 一方、DVD系の光ディスクの記録・再生には、光源として波長が650nm On the other hand, the recording and playback of DVD-type optical disk, the wavelength as a light source is 650nm
帯の半導体レーザと、NAが0.6の対物レンズと、厚さが0.6mmの光ディスクが使用される。 A semiconductor laser band, and NA is 0.6 of the objective lens, the thickness is used 0.6mm for an optical disc.

【0003】したがって、一つの光ヘッド装置でCD系とDVD系両方の光ディスクの記録・再生を実現させるためには、CD系とDVD系用それぞれの発振波長の半導体レーザを合計2個、及びそれぞれのNAに対応した対物レンズを合計2個使用する。 [0003] Therefore, in order to realize the recording and reproducing of CD system and DVD system both optical disks with a single optical head device, CD system and the DVD total of two respective semiconductor laser of the oscillation wavelength for system, and respectively an objective lens corresponding to a total of two used in the NA. しかし、この方式では、光学系が2系統となるため光ヘッド装置の体積が大きく、重量も大きく、部品点数が多いため組立工程が複雑となるなどの欠点があった。 However, in this method, the volume is large of the optical system is an optical head device for the two systems, the weight is large, the assembly process because the number of parts is large, there is a problem such as complicated.

【0004】これらの欠点を解決するため、波長の異なる半導体レーザからの光を波長選択性を有する合成分離ミラーで合成分離し、同一の対物レンズを使用してコンパクトな光ヘッド装置を構成することが提案されている。 [0004] To solve these drawbacks, the light from the semiconductor laser synthesized separated by synthetic separation mirror having wavelength selectivity of different wavelengths, to construct a compact optical head device using the same objective lens There has been proposed. しかし、前述のようにCD系とDVD系の光ディスクでは対物レンズに要求されるNAが異なるため、両系の光ディスクを同一の対物レンズを使用して記録・再生する場合、対物レンズのNAを波長に応じて変える必要があった。 However, since the NA required for the objective lens is different in CD system and the DVD family optical disc as described above, if the recording and reproducing by using both systems with the same objective lens optical disc, wavelength NA of the objective lens there was a need to change depending on the.

【0005】この波長に応じて変える方法として、光軸を含む対物レンズの中心領域では2つの波長帯の光を直進透過させる一方、光軸を含まない対物レンズの周辺領域では大きなNAが必要な波長650nmの光を直線的に透過させ、小さなNAでもよい波長780nmの光は反射させる方法がある。 As a method of changing in response to the wavelength, while the central region of the objective lens including the optical axis for straight transmitting the two light beam in the wavelength band, in the peripheral region of the objective lens without the optical axis require a large NA linearly transmits light of wavelength 650 nm, light of a small NA even better wavelength 780nm, there is a method to reflect. このように、一つの波長に対して周辺領域で直線透過率を選択的に低くする波長選択性の絞りを光ディスクと光源との間に配置することにより、CD系とDVD系での光ディスクの波長に対するN Thus, by arranging the aperture wavelength selectivity for selectively lowering the linear transmittance in the peripheral region with respect to one wavelength between the optical disk and the light source, the wavelength of the optical disc in the CD system and the DVD system N for
Aの切替を行っている。 It is doing the switching of A. しかし、CD系とDVD系では光ディスクの厚さが異なるので、発生する球面収差をこのような開口制御(NA制御)のみで十分に低減させることは困難であった。 However, in the CD system and the DVD system since the thickness of the optical disk it is different, it is difficult to sufficiently reduce the spherical aberration generated only in such an opening control (NA Control).

【0006】この問題を解決する従来の手段として大別して2種類の方策が挙げられる。 [0006] Two strategies are roughly as a conventional means for solving this problem and the like. これらの方策は、例えば光学第28巻第2号1999年64頁〜70項に概説されている。 These strategies are outlined for example in optical Vol.28, No. 2 page 64 70 Section 1999. 即ち、DVD系で波面収差が最小となるように設計された対物レンズの表面に輪帯状に段差を形成し、DVD系での波面収差の増大を抑制しつつCD系での波面収差を減少させる輪帯位相補正レンズ方式と、対物レンズとは別体に平面形状が環状で断面形状が階段状の溝を基板に形成した素子を配置する位相制御素子方式がある。 That is, a step is formed in the annular on the surface of the objective lens designed to wavefront aberration is minimum in the DVD system, reduce the wavefront aberration in CD systems while suppressing an increase in wave front aberration in the DVD systems and annular phase correction lens system, the planar shape separately from the objective lens is a phase control element method of placing an element cross-sectional shape to form a stepped groove in the substrate in an annular.

【0007】 [0007]

【課題を解決しようとする課題】しかし、上記2種類の方策においても次のような問題を生じる。 The present invention to solve the problems, however, even in the above-mentioned two types of measures the following problems. まず、輪帯位相補正レンズ方式にあっては、例えば特開平11−27 First, in the annular phase correction lens system, for example, JP-A-11-27
59や特開平11−16190にその具体例が記載されていが、何れも、位相補正用輪帯の無い対物レンズに比べてCDの波面収差のRMS(Root Mean S Specific examples 59 and JP-A 11-16190 has been described, both, the wavefront aberration of CD in comparison with the free objective lens with a phase correction for annular RMS (Root Mean S
quare)は改善されているものの、DVDの波面収差は劣化する傾向にある。 quare) although has been improved, the wavefront aberration of the DVD there is a tendency to deteriorate. また、温度変動に対して特性の安定なガラス成形レンズの場合、波長レベルの位相補正用輪帯を精度良く成形することは製法上難しかった。 Also, in the case of stable glass molded lens characteristics with respect to temperature variations, it is difficult on the production method of accurately forming a phase correcting zones of the wavelength level.

【0008】また、位相制御素子方式にあっては、例えば特開平10−334504に記載されるように、DV Further, in the phase control element method, for example as described in JP-A 10-334504, DV
D波長に対して位相制御素子は位相分布を殆ど変化させることはないため、RMS波面収差はDVD系に最適設計された対物レンズの値を維持し、CD系のRMS波面収差のみを低減するように作用する。 Since the phase control element relative to D wavelength is not possible to little change the phase distribution, RMS wavefront aberration maintains a value of the objective lens optimally designed to DVD system, to reduce only the RMS wavefront aberration of the CD system acting on. したがって、本方式は記録・再生性能が波面収差に敏感なDVDに対して有効である。 Accordingly, the present method is effective for the sensitive DVD to the wavefront aberration recording and playback performance. しかし、位相制御素子は対物レンズと分離した構成であるため、位相制御素子と対物レンズとの偏心が許容値以上に生じるとCDの波面収差のRMS低減作用が機能しない問題があった。 However, the phase control element for a structure separate from the objective lens, RMS effect of reducing the wavefront aberration of the CD when the eccentricity of the phase control element and the objective lens occurs more than the allowable value is a problem not work. そして、従来の製法により作製された対物レンズ、位相制御素子及び両部品を一体化するホルダーの外形加工精度では、組立時に生じる対物レンズと位相制御素子の偏心を許容値以下に安定して保持することは困難であった。 Then, the objective lens made by conventional method, the outline processing accuracy of the holder of integrating the phase control element and both parts, holds the eccentricity of the objective lens and the phase control element that occurs during assembly stably below tolerance it has been difficult.

【0009】また、光ディスク用の光ヘッド装置においては、半導体レーザからの出射光が光ディスクで反射されて戻り光となり、この戻り光をビームスプリッタを用いて光検出器である受光素子に導く必要がある。 [0009] In the optical head apparatus for optical disc, light emitted from the semiconductor laser becomes return light reflected by the optical disk, needs to guide the return light to the light receiving element is a photodetector using a beam splitter is there. このビームスプリッタとして、異なる波長の半導体レーザ光を合成分離するための前述の合成分離ミラーに加えて、この合成分離ミラーによって分離されたそれぞれの波長の光を上記の受光素子へ導くハーフミラーがさらに必要となる。 As the beam splitter, different semiconductor laser light having a wavelength in addition to the combination and separation mirror of the foregoing for the combination and separation, a half mirror for guiding the light of the respective wavelengths separated by the synthesis separation mirror to said light receiving element is further is required. したがって、装置の部品点数が多くなると共に、 Therefore, the number of components of the apparatus is increased,
組立工程が複雑となり生産性が低下する。 Assembly process is reduced complexity and become productive. また、このハーフミラーは通常の光入射方向に対して直角方向に光を反射するように使用するために、光ヘッド装置の小型化も困難であった。 Further, the half mirror in order to use to reflect light in a direction perpendicular to the normal direction of light incidence, size of the optical head device is also difficult.

【0010】また、光ヘッド装置の小型化のために、ホログラム素子を用いたビームスプリッタ(ホログラフィックビームスプリッタ)が提案されている。 Further, in order to reduce the size of the optical head device, a beam splitter using a hologram element (holographic beam splitter) is proposed. このホログラフィックビームスプリッタは、光の進行方向を回折によって曲げて、半導体レーザの近くに配置した受光素子に光を導くことができる。 The holographic beam splitter, the traveling direction of light bent by the diffraction, it is possible to guide the light to the light receiving element disposed in the vicinity of the semiconductor laser. このホログラフィックビームスプリッタを半導体レーザと対物レンズとの間の半導体レーザに近い側に配置すると、2つの異なる波長の半導体レーザの近くにそれぞれのホログラム素子が必要となり、部品点数が増加する。 Placing this holographic beam splitter on the side closer to the semiconductor laser between the semiconductor laser and the objective lens, each of the hologram element near the semiconductor laser of the two different wavelengths are required, the number of parts is increased. また、特にDVD系の光ディスクの再生時には、ホログラム素子を対物レンズと一体に駆動した方がトラッキングの精度が高くなる。 Also, especially when playing a DVD family optical disc, better to drive the hologram element integrally with the objective lens becomes higher tracking accuracy.

【0011】本発明は、上記従来の問題を解決するためになされたもので、位相制御素子と対物レンズを用い、 [0011] The present invention has been made to solve the conventional problems described above, using a phase control element and the objective lens,
DVD系及びCD系の光ディスクの情報を簡単な構成で安定して記録・再生できる光ヘッド装置を提供することを目的としている。 And its object is to provide a DVD system and stable optical head apparatus capable of recording and reproducing information on CD-type optical disc with a simple construction.

【0012】 [0012]

【課題を解決するための手段】本発明は、光源からの光を対物レンズと位相制御素子とを備えた光学系により光記録媒体に集光し、情報の記録又は再生を行う光ヘッド装置において、対物レンズと位相制御素子とは中心軸合わせ用の位置決めマークが形成されており、かつこのマークによって位置決めされて一つのホルダーに固定されていることを特徴とする光ヘッド装置を提供する。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides an optical head apparatus is focused on the optical recording medium, for recording or reproducing information by an optical system with light having an objective lens and the phase control element from a light source , to provide an optical head apparatus characterized in that it is fixed to one of the holder is positioned by the objective lens and the phase control element has positioning marks for central axis alignment is formed, and this mark.

【0013】また、前記位相制御素子と前記対物レンズとが対向するそれぞれの面上の中心軸の位置に凹型又は凸型の位置決めマークが形成されていることを特徴とする上記の光ヘッド装置を提供する。 Further, the above optical head device, wherein a positioning mark of the concave or convex to the position of the center axis on the respective surfaces and the phase control element and the objective lens faces are formed provide.

【0014】また、前記位相制御素子の表面には平面形状が環状でかつ断面形状が階段状の溝を有し、前記光源が2つの光源からなり、各光源がそれぞれ異なる波長の光を出射して、各波長の光が前記光学系を透過して光記録媒体上に集光されるとき、前記溝が一方の波長の光の波面収差のRMSには変化を与えずそのまま光を透過させ、他方の波長の波面収差のRMSを低減することを特徴とする上記の光ヘッド装置を提供する。 [0014] has a surface groove planar shape circular in and cross-sectional shape stepped in the phase control element, wherein the light source comprises two light sources, each light source emits light of different wavelengths Te, when the light of each wavelength is focused on the optical recording medium passes through the optical system, as it transmits light without causing change in the groove RMS wavefront aberration of one of the wavelengths, It provides the above optical head device, characterized in that to reduce the RMS of the wavefront aberration of the other wavelength.

【0015】 [0015]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る光ヘッド装置の好適な実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a preferred embodiment of the optical head apparatus according to the present invention with reference to the accompanying drawings.
図1は本発明の光ヘッド装置に用いられる位相制御素子と対物レンズの構成例を示す断面図である。 Figure 1 is a sectional view showing a configuration example of the phase control element and the objective lens used in the optical head apparatus of the present invention. 1は位相制御素子、2は対物レンズ、3は位相制御素子と対物レンズを組み込んで固定するホルダーを示す。 1 phase control element, 2 denotes an objective lens, 3 denotes a holder for fixing incorporating a phase control element and the objective lens. 対物レンズ2 The objective lens 2
は厚さ0.6mmの光記録媒体としてのDVD系用の光ディスク4に対して波面収差が最小となるように最適設計されている。 Wavefront aberration is optimally designed to minimize the optical disc 4 for DVD system as an optical recording medium having a thickness of 0.6mm is. 図1(a)は、DVD系の光ディスク4 1 (a) is, DVD family optical disc 4
にNAが0.6に相当する光束が集光される様子を示し、図1(b)は、厚さ1.2mmの光記録媒体としてのCD系の光ディスク5に、NAが0.45に相当する光束が集光される様子を示している。 The NA indicates how the light beam corresponding to 0.6 is focused, FIG. 1 (b), the optical disc 5 of the CD-type optical recording medium having a thickness of 1.2 mm, the NA is 0.45 light beam corresponding indicates a manner in which condensed.

【0016】図1においては、一点鎖線で示される光ヘッドの光軸上で位相制御素子1と対物レンズ2とが向き合う各面に偏心調整用として、位相制御素子の輪帯中心軸に凹型くぼみである位置決めマーク11が、また対物レンズの対称中心軸に凹型くぼみである位置決めマーク21が形成された例を示す。 [0016] In Figure 1, the eccentric adjustment on each side facing and a phase control element 1 and the objective lens 2 on the optical axis of the optical head shown in dashed line, depression recessed in annular central axis of the phase control element positioning mark 11 is also an example of the positioning mark 21 is formed of a depression recessed in the center of symmetry axis of the objective lens. 実際の組立時には、対物レンズ中心の位置決めマーク21と位相制御素子の輪帯中心の位置決めマーク11が一致するするように偏心調整してからホルダー3に固定する。 In actual assembly, securing the eccentrically adjusted to the positioning mark 11 of the annular center of the positioning mark 21 and the phase control element of the objective lens center is coincident with the holder 3. これにより、光ヘッド装置の位相制御素子と対物レンズとが偏心することなく一体化され、DVD系の光ディスクの再生性能を維持したまま、設計値通りのCD系光ディスクの再生性能が安定して得られる。 Thus, a phase control element and the objective lens of the optical head device is integrated without eccentricity, while maintaining the reproducing performance of the DVD family optical disc, reproduction performance of CD-based optical disc as designed is stably obtained It is.

【0017】本発明の光ヘッド装置に用いられる対物レンズ2の例として、その平面図と断面図を図2に示す。 [0017] Examples of the objective lens 2 used in the optical head apparatus of the present invention, showing the plan view and a sectional view in FIG.
また、位相制御素子の例として、その平面図と断面図を図3に示す。 As examples of the phase control element, showing the plan view and a sectional view in FIG. ここで用いられる偏心調整可能な位相補正素子に形成された位置決めマーク11及び対物レンズに形成された位置決めマーク21は、凹凸形状に限定されることはなく、その位置が判別できるマークであれば如何なる形状であってもよい。 Positioning mark 21 formed on the positioning mark 11 and the objective lens are formed on the eccentric adjustable phase correcting element used here is not limited to the uneven shape composed of how long a mark whose position can be determined it may be a shape. また、凹凸マークの場合では、対物レンズ2及び位相補正素子3が、何れも凹型或いは凸型であってもよい。 Further, in the case of the concave and convex marks, the objective lens 2 and the phase correcting element 3 may be either concave or convex. なお、レンズ成型時に用いる金型に凸マークを形成でき、また位相制御素子2の輪帯加工時に同一プロセスで凹マークを形成できることから、何れも凹マーク形成の方が好ましい。 Incidentally, it forms a convex marks in a mold to be used during lens molding, also because it can form a recessed marks in the same process at annular processing of the phase control element 2, both preferably towards the recessed marks formation. そして、マーク形状は図2及び図3においては円形の場合を示したが、四角形、三角形、+印など何れでもよい。 The mark shape is showed a circular in FIGS. 2 and 3, a square, a triangle, may be any such + sign.

【0018】これら位相補正素子に形成された位置決めマーク11、対物レンズに形成された位置決めマーク2 [0018] These phase correction positioning marks 11 formed on the element, the positioning mark 2 formed on the objective lens
1の大きさは、素子全体の透過率及び波面収差を著しく劣化させない程度の微少面積であればよい。 1 size may be any small area of ​​the level that does not significantly degrade the transmission and wavefront aberration of the entire device. 具体的には、数μm〜100μm程度の外形が好ましい。 Specifically, the number μm~100μm about contour is preferred. DVD DVD
系の波面収差に影響を与えないためには、凹凸マークの深さHも後述する位相制御素子の位相補正用輪帯と同様に、DVD系波長λ 1及び凹凸形成媒体の屈折率nに対して、2π(n−1)H/λ 1で表せる位相差が2πの整数倍となるように加工することが好ましい。 In order not to affect the wavefront aberration of the system, the phase control elements will be described later depth H of the concave and convex marks as with phase correction for annular respect refractive index n of the DVD-system wavelength lambda 1 and the irregularity-forming medium Te, it is preferable that the phase difference expressed by 2π (n-1) H / λ 1 is machined so as to be an integral multiple of 2 [pi. また、マーク位置は必ずしも素子中心に1箇所である必然性はないが、組立調整時に撮像装置などを用いて拡大表示し、 Further, the mark position is not necessarily inevitability is one place in the device center, enlarge and using an imaging device at the time of assembly and adjustment,
マーク位置合わせを行う場合は、対物レンズ2と位相制御素子1との距離が最も短い対物レンズ凸面の頂点、即ち光軸中心とすることが焦点合わせ精度を高められるため好ましい。 When performing mark alignment, preferably for the vertices of the shortest object lens convex surface the distance between the objective lens 2 and the phase control element 1, i.e. it is a center of the optical axis is increased focusing accuracy.

【0019】本発明の光ヘッド装置に用いられる対物レンズ2は、例えばガラス或いは樹脂などの母材を設計値に対応した面形状を有する金型を用いて精密成形することにより作製される。 The objective lens 2 used in the optical head apparatus of the present invention is produced by precision molding using a mold having a the surface shape corresponding to the design value, for example, a base material such as glass or resin. DVD系の光ディスクでは、その波面収差許容値がCD系に比べて厳しいため、樹脂に比べて温度変化に対する波面収差の劣化が少ないガラス成形レンズが通常用いられ、DVD系の光ディスクに対して波面収差が最小となるように最適設計されている。 The DVD family optical disc, therefore wavefront aberration tolerance stricter than the CD system, the glass molded lens is less deterioration of wavefront aberration for temperature change as compared with the resin is usually used, the wavefront aberration with respect to DVD-type optical disk There has been optimally designed to minimize.

【0020】次に、本発明の光ヘッド装置に用いられる位相制御素子1について説明する。 Next, a description will be given phase control element 1 for use in an optical head device of the present invention. 図1において、位相制御素子1を用いない従来の場合、厚さ0.6mmのD In Figure 1, the conventional case without a phase control element 1, a thickness of 0.6 mm D
VD系用の光ディスク4に対して波面収差が最小となるように最適設計された対物レンズ2を用い、厚さ1.2 Wavefront aberration with the objective lens 2 that is optimally designed to minimize the optical disc 4 for VD system, 1.2 thickness
mmのCD系の光ディスク5を再生すると、例えば図1 When playing an optical disc 5 of the CD-type mm, for example, FIG. 1
1に示すような位相差を有する球面収差が発生する。 Spherical aberration is generated having a phase difference as shown in 1. 図11は位相差の分布の一断面を表しており、実際には3 Figure 11 represents one section of the distribution of the phase difference, in fact 3
次元的で周辺部の盛り上がったドーナツ状で、かつ環状の分布を呈している。 In dimensionally peripheral portion of raised donut-shaped, and has the shape of an annular distribution.

【0021】図11に示す位相差レベルでは収差が大きくCD系の光ディスクの情報が再生困難なため、図3に示す位相補正用輪帯1Aの形成された位相補正素子1を用いて、図11に示す球面収差を低減させる。 [0021] Since the aberration is large CD information system of the optical disk in the phase difference levels shown in FIG. 11 is difficult reproduction, by using the phase correcting element 1 formed of the phase correcting zones 1A shown in FIG. 3, FIG. 11 reducing the spherical aberration shown in. この位相補正用輪帯1Aは、波長λ 1 =650nmのDVD系の光ディスク使用時に波面収差を劣化させないために、平面形状が環状で断面形状が階段状の溝12〜17を同心円状に所定の間隔で配置することで形成される。 The phase correction for annular 1A, in order not to degrade the wavefront aberration when the optical disk using the DVD system having a wavelength lambda 1 = 650 nm, the planar shape, the cross-sectional shape of annular stepped groove 12 to 17 concentrically with a predetermined It is formed by spaced.

【0022】ここで、図中h 1及びh 2で示される段差h [0022] Here, the step h illustrated in the figure h 1 and h 2
(隣接するステップ間の高低差)により生成される位相差Δφ 1は(1)式で表せる。 The phase difference [Delta] [phi 1 that is generated by the (adjacent height difference between the step of) can be expressed by equation (1). Δφ 1 =2π(n−1)h/λ 1 (1) この位相差が2πの整数倍となるように位相補正素子の位相補正用輪帯1Aを加工する。 Δφ 1 = 2π (n-1 ) h / λ 1 (1) This phase difference is processed phase correction for annular 1A of the phase correcting element to be an integral multiple of 2 [pi. ただし、nは加工基板の屈折率である。 Here, n is the refractive index of the processed substrate. 例えば、屈折率n=1.5のとき、段差hを1.3μmの整数倍とすることで、実質的に波長λ 1 =650nmの光に対しては位相を変化させないようにできる。 For example, when the refractive index n = 1.5, by a step h is an integer multiple of 1.3 .mu.m, can so as not to change the phase for substantially the wavelength lambda 1 = 650 nm light. なお、形成される輪帯の数は通常2〜7個である。 The number of ring-shaped zones are formed is usually 2 to 7. また、位相補正用輪帯1Aの輪帯は完全な円形である必要はなく多少楕円に近くてもよく、さらに円形が繋がってなく部分的に切れていてもよい。 The phase zones of the correction zones 1A may be closer to the somewhat oval need not be perfectly circular, may be further broken partially not connected circular. また、溝の形成方法にはフォトリソグラフィーとエッチングを組み合わせる方法、プレス法、射出成形法などがあり、溝の形成される材料に応じて適切な方法が選択される。 Further, the method to the method of forming grooves combining photolithography and etching, pressing, include injection molding, a suitable method is selected depending on the material being formed of the groove.

【0023】一方、このような位相補正用輪帯1Aに波長λ 2 =780nmの光を透過させると、(2)式で表される位相差Δφ 2が発生する。 On the other hand, when the transmission of such a phase correction for annular 1A to the wavelength lambda 2 = 780 nm of the light, (2) the phase difference [Delta] [phi 2 of the formula occurs. Δφ 2 =2π(n−1)h/λ 2 (2) この場合、1.67πの位相差が発生することになる。 Δφ 2 = 2π (n-1 ) h / λ 2 (2) In this case, the phase difference of 1.67π occurs.
図3のように、この位相補正用輪帯1Aを複数個の階段状の溝12〜17から形成することで、波長780nm As shown in FIG. 3, by forming the phase correcting zones 1A of a plurality of stepped grooves 12 to 17, wavelength 780nm
の光に対してのみ位相を変化させることができる。 It is possible to change the phase only for light of. このことを利用して、入射光束の位相を制御し球面収差を補正できる。 By utilizing this, it is possible to correct the spherical aberration by controlling the phase of the incident light beam.

【0024】また、ここで使用する位相制御素子1の基板は、光透過性が良く耐久性があり、屈折率が適切に選択されていればどのような材料でもよく、例えばガラスの他、アクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニルなどであってもよい。 Further, where the substrate of the phase control element 1 to be used in, there is a good durable optical transparency may be any material as refractive index have been properly selected, for example, other glass, acrylic resin, polycarbonate, or the like may be used polyvinyl chloride. 中でも、ガラス基板は高い光透過性と高い耐久性を有するので好ましい。 Of these, glass substrates are preferred because they have a high light transmittance and high durability.

【0025】また、DVD系とCD系の光ディスクでは要求されるNA値が異なり、CD系の光ディスク再生時におけるNA値はDVD系のNA値より小さいため、対物レンズ2や位相制御素子1の周辺部を使用しないように制限することが好ましい。 Further, different NA values ​​required in the DVD system and CD family optical disc, for NA values ​​when an optical disk reproducing a CD system is smaller than the NA value of the DVD system, the periphery of the objective lens 2 and the phase control element 1 it is preferably limited to not use parts. そのため、位相制御素子1 Therefore, the phase control element 1
の周辺部に、DVD系光ディスク用の波長650nmの光は透過するが、CD系光ディスク用の波長780nm Of the peripheral portion, the light of wavelength 650nm for DVD type optical disc is transmitted, the wavelength 780nm for CD-based optical disc
の光は透過しない、波長選択性を有した開口制御フィルタが好適に使用できる。 Light is not transmitted through the aperture control filter having wavelength selectivity can be suitably used.

【0026】また、CD系の光ディスク再生時には、位相制御素子1の周辺部透過光束の位相がずれるように光学設計し、光ディスク面上に有効に集光しないように収差を発生させることにより、実質的に開口制御が行える。 Further, when the optical disk reproducing a CD system, and optical design as the peripheral portion transmitting light flux phase of the phase control device 1 is shifted, by effectively be generated aberration to not condensing on the optical disc surface, substantially to perform opening control. この場合は、波長選択性の開口制御フィルタを省くことができ、使用部品の点数が減らせるため好ましい。 In this case, it is possible to omit the opening control filter wavelength selectivity, preferred for reduced number of parts used is.

【0027】具体的には、図3に示した位相制御素子1 [0027] More specifically, the phase control element shown in FIG. 3
において、DVD系で用いられCD系では用いられないNAが0.45より大きく0.6以下の領域に対応する輪帯領域に対しても、平面形状が環状で断面形状が階段状の溝17を形成する。 In even for ring zones are not used in the CD system used in the DVD system NA corresponds to 0.6 following areas greater than 0.45, the groove is flat shape, the cross-sectional shape of annular stepped 17 to form. この溝17の段差hにより生成される位相差Δφ 1は、DVD系の波長λ 1 =650nm The phase difference [Delta] [phi 1 produced by a step h of the groove 17, the wavelength lambda 1 = 650 nm of the DVD system
の光束に対して前述の(1)式で表される。 Represented by the aforementioned formula (1) with respect to the light beam. この位相差Δφ 1が2πの整数倍となるように溝17を加工する。 The phase difference [Delta] [phi 1 is processed grooves 17 to be an integral multiple of 2 [pi.
このとき、CD系の波長λ 2 =780nmの光束に対して、光学系のNAが0.45以下の波面収差と、NAが0.45より大きく0.6以下の波面収差との差異が大きくなるように段差hを規定すれば、この位相制御素子1は、有効な波長選択性を備えた開口制御フィルタとして作用する。 At this time, with respect to the wavelength lambda 2 = 780 nm of the light flux of the CD system, and the wavefront aberration NA of 0.45 or less of the optical system, NA is large difference between the larger 0.6 wavefront aberration from 0.45 if defining a step h so, the phase control device 1 acts as an opening control filter with an effective wavelength selectivity.

【0028】また、図3では輪帯状の溝17を示しているが、この領域に上記段差hで、回折格子を形成することにより、波長選択性が向上するためにさらに好ましい。 Further, while indicating annular groove 17 in FIG. 3, in the step h in this region, by forming a diffraction grating, more preferably in the wavelength selectivity can be improved. この場合、DVD系の光束は直進透過し、CD系の光束は回折されるため、CD系の光束のみを反射させる従来の誘電体多層膜干渉フィルタ方式と実質的に同様の開口制御機能を実現できる。 In this case, the light flux of the DVD system is straightly transmitted, the light flux of the CD system is diffracted, a conventional dielectric multilayer interference filter method substantially achieve the same opening control function of reflecting only the light flux of the CD system it can.

【0029】さらに、平面形状が環状で断面形状が階段状の位相補正用輪帯1Aが形成された位相制御用の基板1と、ビームスプリッタ用ホログラム6Aが形成されたホログラム用の基板6とを一体化した構成の断面図を図4に示す。 Furthermore, the substrate 1 for phase control plane shape, the cross-sectional shape of annular stepped phase correction for annular 1A is formed and a substrate 6 for hologram beam splitter hologram 6A is formed a cross-sectional view of the integral structure shown in FIG. このように位相制御用の基板1とホログラム用の基板6とを一体化することで、部品点数が削減できると共に、小型・軽量化を図ることができ、さらには光ヘッド装置の組み立てを容易にできる。 By integrating this manner the substrate 6 for substrate 1 and the hologram for phase control, the number of parts can be reduced, it is possible to reduce the size and weight, even more easily assembly of the optical head device it can. また、一体化することで位相制御素子の輪帯溝とホログラムの凹凸間との位置合わせ精度も高められ、生産の歩留まりを向上できる。 Further, the alignment accuracy between the inter-annular grooves and hologram phase control element irregularities by integrating also enhanced, thereby improving the yield of production.

【0030】上記一体化の方法としては、位相制御用の溝が形成された基板の裏面にホログラムを形成してもよく、位相制御用の溝が形成された基板とホログラムが形成され基板とを積層してもよい。 [0030] As a method for the integration may form a hologram on the back surface of the substrate on which the groove for phase control is formed, and a substrate board and hologram groove for phase control is formed is formed it may be laminated. 後者の積層を行う場合、基板の位相制御用の溝が形成された面と、ホログラムの格子が形成された面が、図4のように同じ側(図では上側)にあってもよく、形成面が向き合っていてもよく、逆に形成面が背を向け合っていてもよい。 When performing latter lamination, the surface on which grooves are formed for phase control of the substrate, the grating is formed plane of the hologram (in Fig upper) the same side as in FIG. 4 may be in the formation it may face is not facing, opposite to the forming surface may have their backs. また、図4では断面が矩形状の凹凸を有するホログラムを示したが、ブレーズ化した形状のホログラムであってもよい。 Although in FIG. 4 in cross-section showing a hologram having a rectangular irregularities may be a hologram of blazed shape.
その場合、特定の次数の回折効率を向上できるため、使用用途によっては好ましい選択となる。 In this case, since it is possible to improve the specific diffraction efficiency of order, the preferred choice is the use applications.

【0031】この位相制御素子に、さらに1/4波長板(以降、λ/4板と称する)などの波長板を一体化することにより、光ディスクへ向かう光及び光ディスクからの反射戻り光の偏光特性をそれぞれ制御できる。 [0031] The phase control device, by further integrating quarter-wave plate (hereinafter, lambda / 4 is referred to as plate) wavelength plate, such as the polarization characteristics of the light reflected back from the light and the optical disc toward the optical disc the possible control, respectively.

【0032】また、一体化するホログラムとしては、複屈折性を有する光学材料に格子状の凹凸部が設けられ、 Further, as the hologram to be integrated, lattice-shaped uneven portion is provided on an optical material having birefringence,
その凹凸部が他の光学的等方性材料によって充填されている偏光ホログラムを使用することが好ましい。 It is preferable that the uneven portion uses the polarization hologram being filled by other optically isotropic material. この偏光ホログラムは光利用効率が高いので特に好ましい。 The polarization hologram are particularly preferred because of their high light utilization efficiency. この複屈折性を有する光学材料の凹凸部に充填する光学的等方性材料の屈折率は、光利用効率を高めたい場合、複屈折性の光学材料の常光屈折率又は異常屈折率のいずれかに等しくする。 Refractive index of the optically isotropic material filling the concavo-convex portion of the optical material having birefringence, if you want to increase the light utilization efficiency, either the ordinary refractive index or extraordinary refractive index of the birefringent optical material equal to.

【0033】また、上記構成では複屈折性の光学材料に格子状の凹凸部を設け、この凹凸部に光学的等方性材料を充填していたが、その逆であってもよい。 Further, the lattice-shaped uneven portion is provided on the birefringence of the optical material in the above configuration, it had filled the optically isotropic material this uneven portion, or vice versa. 即ち、光学的等方性材料に格子状の凹凸部を設け、この凹凸部に複屈折性の光学材料を充填してもよい。 That is, the lattice-shaped uneven portion is provided on an optically isotropic material, the birefringence of the optical material may be filled into the uneven portion. さらに、複屈折性の光学材料に格子状の凹凸部を設けて、光学的等方性材料に格子状の凹凸部を設けて、両方の凹凸部を嵌合させてもよい。 Furthermore, by providing a lattice-shaped uneven portion birefringent optical material, provided with a lattice-shaped uneven portion in the optically isotropic material, it may be both of the concave-convex portion-fitted.

【0034】この偏光ホログラムは、入射する光の偏光方向により回折効率が異なるもので、光源から光ディスクに向かう出射光の往路では高透過率となる偏光方向とし、光ディスクにより反射され戻ってくる出射光の復路ではλ/4板などにより偏光方向を回転させ、高回折効率の偏光方向とすることが望ましい。 [0034] The polarization hologram, the diffraction efficiency is different from the polarization direction of the incident light, in the forward path of the emitted light directed from the light source to the optical disc and the polarization direction of a high transmittance, outgoing light returned being reflected by the optical disc in return for rotating the polarization direction due lambda / 4 plate, it is desirable that the polarization direction of high diffraction efficiency. このように偏光方向を変化させることで往路における不要な回折光を低減できる。 Thus it can reduce unnecessary diffracted light in the forward path by changing the polarization direction.

【0035】また、光ディスクの基板に複屈折性が存在する場合、光ディスクで反射され戻ってくる反射光に含まれている情報を検出するためには、光学的等方性材料の屈折率が、複屈折性の光学材料の常光屈折率及び異常屈折率のいずれにも等しくないように設定すればよい。 Further, if the birefringence is present in the substrate of the optical disk, in order to detect the information contained in the reflected light returned reflected by the optical disk, the refractive index of the optically isotropic material, it may be set so as not equal to any of the ordinary refractive index and the extraordinary refractive index of the birefringent optical material.
この場合は使用可能な光ディスクが増加し、光ヘッド装置の汎用性をより向上できる。 In this case, an increase in available optical disks, it is possible to further improve the versatility of the optical head device.

【0036】上記の偏光ホログラムは、LiNbO 3などの複屈折性の光学単結晶を用いても作製できるが、複屈折性の有機薄膜、特に高分子液晶の薄膜に格子状の凹凸部を形成して、他の光学的等方性材料でその格子部分を充填することが、作製の容易性、屈折率の選択自由度の観点から好ましい。 [0036] The polarization hologram can be produced also by using the birefringence of optical single crystal such as LiNbO 3, the birefringence of the organic thin film, in particular to form a lattice-shaped uneven portion in the thin film of the polymer liquid crystal Te, filling the grid portion other optically isotropic material, ease of fabrication, from the viewpoint of flexibility in selection of the refractive index. さらに、有機薄膜により作製した偏光ホログラムは、材料費や加工コストが安価となり好ましい。 Further, the polarization hologram produced by the organic thin film is preferably becomes inexpensive material cost and processing cost. また、光学的等方性材料としては、アクリル系高分子、エポキシ系高分子、ウレタン系高分子などが挙げられる。 As the optically isotropic material, acrylic polymers, epoxy polymers, and urethane polymers.

【0037】本発明に係る光ヘッド装置の構成は、上述の位相制御素子と対物レンズとの組み合わせに限定されない。 The configuration of the optical head apparatus according to the present invention is not limited to the combination of the above-described phase control element and the objective lens. 即ち、本発明の構成ではレンズと光学素子との偏心を精度良く調整することで軽減できるため、レンズと一体化した複合体として機能する複合素子において、そのレンズの光軸中心に対する光学素子の偏心が複合素子全体の性能を劣化させる場合に有効である。 That is, since the configuration of the present invention can be reduced by precisely adjusting the eccentricity between the lens and the optical element, the composite element that functions as a complex integrated with lens, decentering of the optical element with respect to the optical axis center of the lens There is effective when degrade the performance of the entire composite element.

【0038】例えば、実際の光ディスクでは、光ディスクの変形に伴って光情報記録面でコマ収差が生じ、再生が困難な場合がある。 [0038] For example, in an actual optical disk, coma occurs in the optical information recording surface with the deformation of the optical disc, it may play difficult. このことは、特に波面収差の許容幅が狭く光ディスク板厚の薄いDVD系において顕在化する。 This is especially tolerance of the wavefront aberration becomes apparent in the narrow optical thickness thin DVD system. その対策として、チルト補正素子の利用が提案されている。 As a countermeasure, use of the tilt correction element has been proposed. チルト補正素子とは、上記原因で生じたコマ収差を光ディスクの回転に追随して実時間で収差補正するように空間的な位相波面補正を行う素子である。 The tilt correction device, a device which performs a spatial phase front correction to the coma aberration generated in the Cause aberration correction in real time to follow the rotation of the optical disk. 具体的には、チルト補正素子は、コマ収差補正に有効な形状に透明電極をパターニング形成した2枚のガラス基板に、配向が揃うように液晶を封入し、透明電極に電圧を印加することにより液晶の配向を実時間で変化させて空間的な位相分布を形成したものである。 Specifically, the tilt correction device, the two glass substrates forming patterned transparent electrode to a valid shape coma correction, sealing a liquid crystal such that the orientation is aligned, by applying a voltage to the transparent electrode the alignment of the liquid crystal is varied in real time is obtained by forming a spatial phase distribution.

【0039】このチルト補正素子も上述の位相制御素子と同様に、対物レンズの対称中心軸から偏心が生じた場合、設計通りの位相補正機能が得られないため、その場合は、チルト補正素子にも本発明の位置決めマークを形成して対物レンズとの偏心調整をした後に、一体化して固定すればよい。 [0039] Similar to the tilt correction device also above the phase control element, if the resulting eccentricity from the symmetry center axis of the objective lens, the phase correction function as designed can not be obtained, in that case, the tilt correction device even after the eccentric adjustment of the form to the objective lens positioning mark of the present invention, it may be fixed integrally. したがって、DVD系及びCD系の光ディスクの記録又は再生を安定して行うためには、図5 Therefore, in order to perform recording or reproducing of the DVD system and CD family optical disc stable, as shown in FIG. 5
に示すように、位相制御素子1及びチルト補正素子7を一体化し、さらにビームスプリッタ用ホログラム6Aを形成したホログラム用の基板6も一体化して、対物レンズとの偏心を無くす構成にすればよい。 As shown in, integrated phase control element 1 and the tilt correction element 7, further integrated also the substrate 6 of hologram forming a beam splitter hologram 6A, may be in the configuration of eliminating the eccentricity of the objective lens. ここで、図5 Here, FIG. 5
は、本発明の光ヘッド装置に用いられる位相制御素子がチルト補正素子及びホログラムと一体化された一例を示す断面図であり、平面形状が環状で断面形状が階段状の位相補正用輪帯1Aが形成された位相制御用の基板1 Is a sectional view showing one example of a phase control device for use in an optical head device has been integrated with the tilt correction device and the hologram of the present invention, the planar shape cross-sectional shape with an annular stepped phase correction for annular 1A substrate 1 for phase control but formed
と、ビームスプリッタ用ホログラム6Aが形成されたホログラム用の基板6との間にチルト補正素子7を介装して一体化した構成の断面図である。 When a cross-sectional view of a structure integrated by interposing a tilt correction element 7 between the substrate 6 for hologram beam splitter hologram 6A is formed.

【0040】具体的には、図5においてチルト補正素子7は位相補正用輪帯1Aが一方の面に形成され、液晶と接する他方の面にパターニングされた図示しない透明電極が形成された位相制御素子1の基板と、チルト補正素子7の基板74とをシール72により数μmのギャップを保つように形成した空セルに液晶71を注入することで作製される。 [0040] More specifically, tilt correction element 7 in Fig 5 is formed on one surface of the phase correction for annular 1A, phase control transparent electrode (not shown) is patterned on the other surface in contact with the liquid crystal is formed and the substrate of the element 1 is manufactured by injecting liquid crystal 71 to an empty cell formed was to keep the gap of several μm by the seal 72 and the substrate 74 of the tilt correction element 7. このとき、液晶分子が基板界面で配向するように配向膜が透明電極上に塗布される。 At this time, the alignment film so that the liquid crystal molecules are aligned at the substrate interface is coated on the transparent electrode. 73は電圧印加用の電極端子である。 73 is an electrode terminal for voltage application. さらに、ホログラムが形成された基板6がチルト素子7の基板1とは反対側に接合される。 Further, substrate 6 hologram is formed is joined to the opposite side of the substrate 1 of the tilt element 7.

【0041】また、上述の位相制御素子1と対物レンズ2は、波長がそれぞれ異なる2つの光源からの出射光を光記録媒体へ導き、光記録媒体からの反射光を検出する光検出器を少なくとも備えた光ヘッド装置の、光源と光記録媒体との間に配置される。 Further, the phase control element 1 and the objective lens 2 described above leads light emitted from the wavelength different two light sources respectively to the optical recording medium, a photodetector for detecting reflected light from the optical recording medium at least the optical head device comprising, disposed between the light source and the optical recording medium.

【0042】波面収差は、位相制御素子1と対物レンズ2とを偏心調整して一体化した後、光ヘッド装置に組み込むことにより小さくできる。 The wavefront aberration, after integrating the phase control element 1 and the objective lens 2 eccentric adjustment to be reduced by incorporating in the optical head device. したがって、光ディスクからの反射光である信号光のノイズを低減することができ、また、光ヘッド装置の構成部品点数が減少し、その分体積が小さくなり、さらに、光ヘッド装置作製のための工程数が低減でき生産性も向上する。 Therefore, it is possible to reduce the noise of the signal light, which is reflected light from the optical disc, also, the number of components of the optical head device can be reduced, correspondingly the volume is reduced, further, a process for the optical head apparatus manufactured the number is also improved productivity can be reduced.

【0043】 [0043]

【実施例】以下、図面を参照しながら本実施例について説明する。 BRIEF DESCRIPTION The present embodiment with reference to the accompanying drawings. ここで使用した2つの半導体レーザの発振波長は、それぞれλ 1 =650nmと、λ 2 =780nmである。 Oscillation wavelengths of the two semiconductor lasers used here, the lambda 1 = 650 nm, respectively, and lambda 2 = 780 nm.

【0044】最初に、位相制御素子を用いない構成における波長λ 1 =650nm、NA=0.6のDVD系の光ディスクに対して最適設計されたガラス成形対物レンズの波面収差の分布を図6に示した。 [0044] First, the wavelength lambda 1 = 650 nm in the configuration without using the phase control element, the distribution of the wavefront aberration of optimally designed glass molded objective lens with respect to DVD-type optical disks NA = 0.6 in FIG. 6 Indicated. この対物レンズを波長λ 2 =780nm、NA=0.45のCD系の光ディスクに対して用いた場合は、図11に示す大きな球面収差が発生することになる。 The wavelength objective lens lambda 2 = 780 nm, in the case of using for CD family optical disc of NA = 0.45, so that the large spherical aberration shown in FIG. 11 is generated. このときの波面収差のRM RM of the wavefront aberration at this time
S計算値は、DVD系で0.001λ 1 、CD系で0. S calculated value, 0 in 0.001λ 1, CD system in a DVD system.
138λ 2であった。 It was 138λ 2. また、対物レンズの光ディスクとは反対側の凸面の対称中心軸上には、直径約20μmの円形凹型の位置決めマークを形成している。 Further, the optical disc of the objective lens is on the symmetry center axis of the convex surface of the opposite side to form a positioning mark of the circular concave diameter of about 20 [mu] m.

【0045】次に、図3に示した位相制御素子の位相補正用輪帯について説明する。 Next, a description will be given phase correction for annular phase control element shown in FIG. ガラス基板の屈折率nは1.5である。 Refractive index n of the glass substrate is 1.5. 図3は、開口数NA1〜NA2の領域と、開口数NA3〜NA4の領域と、開口数NA5〜N 3, a region of numerical aperture NA1~NA2, a region of numerical aperture NA3~NA4, numerical aperture NA5~N
A6の領域に対する段差h 1が1.3μmで、開口数N In step h 1 is 1.3μm for A6 region of numerical aperture N
A2〜NA3の領域及び開口数NA5〜NA6の領域に対する段差h 2が1.3μmの場合を示している。 Step h 2 indicates the case of 1.3μm for regions and the region of the opening number NA5~NA6 of A2~NA3. 各位相補正用輪帯の仕様を表1に纏めて示した。 The specifications of each phase correction for annular are summarized in Table 1.

【0046】 [0046]

【表1】 [Table 1]

【0047】また、輪帯の中心に、直径約20μm、段差h 2 =2.6μmの円形凹型の位置決めマーク11を形成している。 Further, the center of the annular zone, to form a circular concave positioning marks 11 having a diameter of about 20 [mu] m, step h 2 = 2.6 [mu] m.

【0048】図3に示す位相制御素子においては、DV [0048] In the phase control device shown in FIG. 3, DV
D系光ディスクのNAである0.6はNA6に対応し、 Is NA of the D type optical disc 0.6 corresponds to NA6,
CD系光ディスクのNAである0.45はNA5に対応する。 Is NA of CD-based optical disc 0.45 corresponds to NA5. 段差h 1を1.3μm、段差h 2を2.6μmに設定することで、波長λ 1が650nmの光に対しては実質的に位相は変化せず、波面収差は図6に示す良好な特性が維持できる。 By setting the level difference h 1 1.3 .mu.m, a step h 2 to 2.6 [mu] m, without substantially phase change with respect to light having a wavelength lambda 1 is 650 nm, the wave front aberration is good as shown in FIG. 6 characteristics can be maintained.

【0049】一方、上記設定された段差h 1 、h 2を有する位相制御素子に、CD系である波長λ 2が780nm Meanwhile, the phase control element having the set step h 1, h 2, the wavelength lambda 2 is a CD-based 780nm
の光を透過させると、1.67πと3.33πの位相差が発生する。 When the transmitting of light, a phase difference of 1.67π and 3.33π occurs. この位相差は、対物レンズと組み合わせて用いるときに、図11に示す対物レンズの波面収差分布において、対応する輪帯域の波面収差を実効的に0.1 The phase difference, when used in combination with the objective lens, the wavefront aberration distribution of the objective lens shown in FIG. 11, the wavefront aberration of the corresponding wheel band effectively 0.1
7λ 2及び0.33λ 2だけ差し引くように作用する。 It acts to subtract only 7Ramuda 2 and 0.33? 2. 即ち、図3に示す位相補正用輪帯1Aに光を透過させることで、波長780nmの光に対してのみ波面収差が低減されることになる。 That is, by transmitting light to the phase correcting zones 1A shown in FIG. 3, so that the wavefront aberration is reduced only to a wavelength of 780nm light.

【0050】本実施例においては、図1に示すように、 In the present embodiment, as shown in FIG. 1,
上記仕様の位相制御素子1と対物レンズ2とを組み合わせて、位相補正素子に形成された位置決めマーク11と対物レンズに形成された位置決めマーク21が一致するように顕微鏡で観察しながら位置合わせ調整した後、ホルダー3に固定する。 By combining the phase control element 1 and the objective lens 2 of the above specifications, the positioning mark 21 formed on the positioning mark 11 and the objective lens formed in the phase correcting element is aligned adjusted while observing through a microscope to match after, it is fixed to the holder 3. これにより、位相制御素子1の中心軸と対物レンズ2の中心軸との偏心が無くなるため、 Accordingly, since the eccentricity of the central axis and the central axis of the objective lens 2 of the phase control device 1 disappears,
波面収差のRMSは、DVD系では0.001λ 1と変わらず、CD系ではNAが0.45の光束に対して0. 0 RMS of the wavefront aberration, in the DVD system unchanged and 0.001λ 1, with respect to the light beam NA of 0.45 is in the CD system.
044λ 2に低減できる。 It can be reduced to 044λ 2.

【0051】このときのCD系におけるNAが0.45 [0051] NA in the CD system at this time is 0.45
までの波面収差分布を図7に示す。 The wavefront aberration distribution up shown in FIG. 図7によれば、波面収差は残留波面収差の目安であるマレシャル基準値0. According to FIG. 7, Marechal criterion value 0 wavefront aberration is a measure of the residual wavefront aberration.
07λを十分下回るため、本光ヘッドによってDVD系及びCD系何れの光ディスクに対しても安定して再生が可能となる。 Because below 07λ enough, it becomes possible to stably reproduce the DVD system and CD system any of the optical disc by the optical head.

【0052】また、CD系におけるNAが0.6までの波面収差を図8に示す。 [0052] Further, Figure 8 shows the wavefront aberration up to NA 0.6 in the CD system. 図中の実線は本実施例の位相補正用輪帯の溝17がある場合を示し、点線は溝17の無い場合を示している。 The solid line in the figure shows a case where there is a groove 17 of the phase correcting zones of the present embodiment, a dotted line indicates the case where no groove 17. したがって、NAが0.45以上の領域では、CD系の大きな波面収差が上記溝17による段差を形成することによりさらに増大する。 Therefore, NA is the 0.45 or more areas, large wavefront aberration of CD system further increased by forming the step by the groove 17. このような光束は信号読み出しに寄与しないため、実効的に開口制御が行われることになる。 Such light beam because it does not contribute to the signal reading, would effectively open control is performed.

【0053】対物レンズと位相制御素子とを位置決めマークが無い状態でホルダーに固定する場合、各部品の外形加工精度にはそれぞれ±30μm程度の公差が存在するため、最大±120μm程度の対物レンズと位相制御素子の偏心が発生する。 [0053] When fixing the objective lens and the phase control element in the holder in a state there is no positioning mark, since the tolerance of each order of ± 30 [mu] m in outer shape processing accuracy of each component is present, the maximum ± 120 [mu] m about the objective lens eccentricity of the phase control element occurs. 図9に対物レンズと位相制御素子が△rだけ偏心したときの波面収差のRMSの変化を示した。 It shows the change in RMS wavefront aberration when the objective lens and the phase control element is eccentric by △ r in FIG. これによれば、偏心量△rが70μm以上でマレシャル基準値0.07λを満たさないため、CD系の光ディスクを安定して再生できない。 According to this, since the eccentric amount △ r does not satisfy the Marechal criterion value 0.07λ at 70μm or more, it can not be stably reproduced CD family optical disc.

【0054】また、偏心量を70μm以下に保つため、 [0054] Also, to keep the amount of eccentricity to 70μm or less,
各部品の外形公差が±18μm以下の部品を選別するとなると、歩留まりの低下及び検査時間の増大に繋がる。 When the outer shape tolerance of each part is the sorting ± 18 [mu] m following parts, leading to a decrease and increase in inspection time yield.
さらに、本光ヘッド装置を実際にDVD系及びCD系光ディスクの情報を再生する光ヘッド装置として用いる場合、光ディスクの変形や傾斜に伴うコマ収差の発生や温度変化による波面収差のRMSの劣化などを考慮すると、理想的な光ディスクに対する波面収差のRMSを0.05λ以下に保つ必要がある。 Furthermore, when using the information of the actual DVD system and CD system optical disk of this optical head device as an optical head device for reproducing, and RMS deterioration of wavefront aberration caused by the generation or a temperature change of the coma aberration caused by deformation or inclination of the optical disk considering, it is necessary to keep the RMS wavefront aberration for an ideal optical disc below 0.05 [lambda]. 対物レンズと位相制御素子との偏心が生じやすい従来の構成ではさらに歩留まり低下を招くことになるが、本発明の構成では偏心が抑えられ、特に問題とならない。 Although will be further deteriorated yield an eccentric-prone conventional structure between the objective lens and the phase control element, the eccentric is suppressed in the configuration of the present invention, not a particular problem.

【0055】次に、この位相制御用の溝を形成した基板と、ビームスプリッタ用ホログラムが形成された基板とを積層して一体化した位相制御素子、及び対物レンズを組み込んだ光ヘッド装置を説明する。 Next, the substrate formed with grooves for the phase control, the beam splitter for phase control element holograms are integrated by laminating a substrate formed, and an optical head apparatus incorporating the objective lens described to. この光ヘッド装置の一構成例を図10に示した。 An example of the configuration of the optical head device shown in FIG. 10.

【0056】この場合のホログラムとしては、複屈折性を有する高分子液晶の薄膜に格子状の凹凸部を設け、この高分子液晶の常光屈折率とほぼ等しい屈折率を有する光学的等方性材料で高分子液晶の薄膜の凹凸部を充填した偏光ホログラム6を用いた。 [0056] The hologram in this case, a lattice-shaped uneven portion is provided on the thin film of polymer liquid crystal having birefringence, optically isotropic material having a refractive index substantially equal to the ordinary refractive index of the polymer liquid crystal in using the polarization hologram 6 filled with irregularities of the thin film of polymer liquid crystal. この偏光ホログラム6 The polarization hologram 6
は、入射する光の偏光方向により回折効率が異なるもので、半導体レーザ41A、41Bから光ディスク4 The diffraction efficiency differs from the polarization direction of incident light, the optical disc 4 semiconductor laser 41A, the 41B
(5)に向かう光の往路では高透過率の偏光方向を利用する。 The forward path of the light traveling in (5) uses the polarization direction of high transmittance. また、光ディスク4(5)からの反射光路となる復路では、λ/4板8により偏光方向を回転させて高回折効率の偏光方向を利用することで、光検出器42A、 Also, the return path of the reflected light path from the optical disc 4 (5), lambda / 4 by a plate 8 by rotating the polarization direction by using a polarization direction of high diffraction efficiency, the optical detector 42A,
42Bに反射光を導くことができる。 It can for guiding reflected light to 42B. ここで用いたλ/ Used here λ /
4板8は、2つの波長λ 1 =650nmとλ 2 =780n 4 plate 8, two wavelengths lambda 1 = 650 nm and lambda 2 = 780
mの平均の波長に対して1/4となる位相差とした。 And a phase difference is ¼ to the average wavelength of the m.

【0057】図10に示す光ヘッド装置において、DV [0057] In the optical head device shown in FIG. 10, DV
D系光ディスク用の光源である波長650nmの半導体レーザ41Aと、CD系光ディスク用の光源である波長780nmの半導体レーザ41Bからの出射光は、それぞれのコリメートレンズ43A、43Bを透過し、波長選択性プリズムミラー44により光軸を一致させ、本発明の対物レンズ2と、偏光ホログラム6を有する位相制御素子1とがホルダー3に一体化された複合素子10を透過する。 The semiconductor laser 41A of wavelength 650nm as a light source for D-based optical discs, light emitted from the wavelength 780nm semiconductor laser 41B is a light source for a CD-based optical disc is transmitted through each of the collimator lenses 43A, the 43B, wavelength selectivity to match the optical axis by the prism mirror 44, passes through the objective lens 2 of the present invention, the composite element 10 in which the phase control element 1 is integrated to the holder 3 having a polarization hologram 6. なお、この複合素子10にはλ/4板8が偏光ホログラム6と位相制御素子1との間に接合されている。 Incidentally, this is the composite element 10 is lambda / 4 plate 8 is joined between the polarization hologram 6 and the phase control element 1. そして透過光は、対物レンズ2により光ディスク4 The transmitted light, the optical disk 4 by the objective lens 2
(5)の光情報記録媒体面に集光する。 (5) it is focused on the optical information recording medium surface of. この光ディスク4(5)のピット情報を含む反射光は再び複合素子10 The optical disc 4 (5) composite element 10 again reflected light including pit information
を透過して、偏光ホログラム6により光軸をわずかに曲げられ、各光検出器42A、42Bに到達する。 Passes through the slightly bent the optical axis by the polarization hologram 6, the photodetectors 42A, and reaches the 42B. ここで、λ/4板8の役割は上記した通りである。 Here, the role of the lambda / 4 plate 8 is as described above.

【0058】ここで、DVD系の光ディスク用の半導体レーザを41B、CD系の光ディスク用の半導体レーザを41Aとしてもよい。 [0058] In this case, the semiconductor laser for DVD-type optical disc 41B, a semiconductor laser may be used as the 41A for the CD-type optical disc. この場合、波長選択性プリズムミラー44の反射特性は上記の場合と異なり、波長65 In this case, the reflection characteristics of the wavelength-selective prism mirror 44, unlike the above case, the wavelength 65
0nmの光を反射することとなる。 So that the reflected light of 0 nm.

【0059】CD系の光ディスク再生時に、この位相制御素子と対物レンズとを備えた光ヘッド装置を用いることにより、波面収差のRMSを安定して0.044λ 2 [0059] During the optical disc reproducing a CD system, by using the optical head device and a phase control element and the objective lens, 0.044Ramuda 2 the RMS wavefront aberration stably
の小さな値に維持することが可能となる。 It is possible to maintain the small value. これによって、光ディスクからの反射光である情報光のノイズが低減され、安定した再生ができる。 Thus, the noise of the information light which is reflected light from the optical disc is reduced, it is stable reproduction. また、光ヘッド装置の構成部品点数を減らすことができ、光ヘッド装置を小型・軽量化できる。 Further, it is possible to reduce the number of components of the optical head device, the optical head device can be reduced in size and weight.

【0060】 [0060]

【発明の効果】本発明によれば、対物レンズと位相制御素子とは中心軸合わせ用の位置決めマークが形成されており、かつこのマークによって位置決めされて一つのホルダーに固定されることにより、光ヘッド装置の位相制御素子と対物レンズとが偏心することなく一体化されるため、DVD系の光ディスクの再生性能を維持したまま、設計値通りのCD系光ディスクの再生性能が安定して得られる。 According to the present invention, the objective lens and the phase control element is formed with positioning marks for central axis alignment, and by being fixed to be positioned one of the holder by the mark, light to be integrated without a phase control element and the objective lens of the head unit is decentered, while maintaining the reproducing performance of the DVD family optical disc, reproduction performance of CD-based optical disc as designed can be stably obtained. また、2つの光源からそれぞれ異なる波長の光を出射して、各波長の光が対物レンズと位相制御素子を備えた光学系を透過して光記録媒体上に集光されるとき、位相制御素子表面の溝が一方の波長の光の波面収差のRMSには変化を与えずそのまま光を透過させ、他方の波長の波面収差のRMSを低減することにより、実質的に開口制御が行え、DVD系及びCD系の光ディスクの情報を簡単な構成により記録・再生することができる。 Moreover, by emitting light of different wavelengths from two light sources, when the light of each wavelength is focused by passing through the optical system having the objective lens and the phase control element on the optical recording medium, the phase control element the RMS grooves wavefront aberration of light of one wavelength of the surface by transmitting it light without giving change, by reducing the RMS of the wavefront aberration of the other wavelengths, substantially open control is performed, DVD system and it is possible to record and reproduce information of a CD family optical disc with a simple configuration. 以て、記録装置の部品点数が減少し、小型・軽量化を図ることができる。 Than Te, the number of components of the recording apparatus is reduced, it is possible to reduce the size and weight.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】本発明の光ヘッド装置の位相制御素子及び対物レンズの断面図で、(a)はDVD系光ディスクに用いた場合で、(b)はCD系光ディスクに用いた場合の図である。 [1] a sectional view of a phase control element and the objective lens of the optical head apparatus of the invention, (a) in the case of using the DVD-based optical disc, it is a diagram in case of using (b) The CD-based optical disc .

【図2】本発明の光ヘッド装置に用いられる対物レンズの一例を示す構成図で、(a)は平面図で、(b)は断面図である。 [Figure 2] a constitutional view showing an example of an objective lens used in the optical head apparatus of the present invention, (a) is a plan view, (b) is a cross-sectional view.

【図3】本発明の光ヘッド装置に用いられる位相制御素子の一例を示す構成図で、(a)は平面図で、(b)は断面図である。 [Figure 3] a constitutional view showing an example of the phase control element used in the optical head apparatus of the present invention, (a) is a plan view, (b) is a cross-sectional view.

【図4】本発明の光ヘッド装置に用いられる位相制御素子がホログラムと一体化された一例を示す断面図である。 [4] The phase control device for use in an optical head device of the present invention is a cross-sectional view illustrating an example integrated with the hologram.

【図5】本発明の光ヘッド装置に用いられる位相制御素子がチルト補正素子及びホログラムと一体化された一例を示す断面図である。 5 is a sectional view showing one example of a phase control device for use in an optical head device has been integrated with the tilt correction device and the hologram of the present invention.

【図6】本発明の光ヘッド装置をDVD系光ディスクに用いた場合の波面収差の一例を示す図である。 6 is a diagram showing an example of a wavefront aberration when the optical head device used in a DVD-based optical disc of the present invention.

【図7】本発明の光ヘッド装置をCD系光ディスクに用いた場合のNAが0.45までの波面収差の一例を示す図である。 [7] NA in the case of an optical head device used in the CD system optical disk of the present invention is a diagram showing an example of a wavefront aberration of 0.28.

【図8】本発明の光ヘッド装置をCD系光ディスクに用いた場合のNAが0.6までの波面収差の一例を示す図である。 NA when the optical head device used in the CD system optical disk of the present invention; FIG is a diagram showing an example of a wavefront aberration up to 0.6.

【図9】本発明の光ヘッド装置において位相制御素子と対物レンズに偏心が存在した場合にCD系光ディスクにおいて生じるRMS波面収差の一例を示す図である。 9 is a diagram showing an example of a RMS wavefront aberration occurring in CD-based optical disc when the eccentric phase control element and the objective lens was present in the optical head apparatus of the present invention.

【図10】本発明の光ヘッド装置の構成例を示す概念図である。 Is a conceptual diagram showing a configuration example of an optical head device of the present invention; FIG.

【図11】位相制御素子の無い対物レンズを備えた従来の光ヘッド装置をCD系光ディスクに用いた場合に発生する波面収差の一例を示す図である。 11 is a diagram showing an example of a wavefront aberration that occurs when using a conventional optical head device provided with no objective lens of the phase control element in the CD system optical disc.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1:位相補正素子(位相制御用の基板) 1A:位相補正素子の位相補正用輪帯 2:対物レンズ 3:ホルダー 4:DVD用光ディスク 5:CD用光ディスク 11:位相補正素子に形成された位置決めマーク 16:開口数NA2以下に対応した位相補正素子の位相補正用輪帯 13:開口数NA1〜NA2に対応した位相補正素子の位相補正用輪帯 14:開口数NA2〜NA3に対応した位相補正素子の位相補正用輪帯 15:開口数NA3〜NA4に対応した位相補正素子の位相補正用輪帯 16:開口数NA4〜NA5に対応した位相補正素子の位相補正用輪帯 21:対物レンズに形成された位置決めマーク 4A、41B:半導体レーザ 42A、42B:光検出器 1: phase correction element (substrate for phase control) 1A: phase correction element of the phase correcting zones 2: objective lens 3: Holder 4: DVD optical disc 5: CD optical disk 11: positioning formed in the phase correction element mark 16: phase correction for annular 13 of the phase correction elements corresponding to the numerical aperture NA2 the following: phase correction for annular phase correction element corresponding to the numerical aperture NA1~NA2 14: phase correction corresponding to the numerical aperture NA2~NA3 phase correcting zones of the element 15: a phase correction for annular phase correction element corresponding to the numerical aperture NA3~NA4 16: phase correction for annular 21 of the phase correction elements corresponding to the numerical aperture NA4~NA5: the objective lens the formed alignment marks 4A, 41B: semiconductor laser 42A, 42B: a photodetector

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 下薗 裕明 神奈川県横浜市神奈川区羽沢町1150番地 旭硝子株式会社内 Fターム(参考) 5D119 AA41 BA01 EC01 EC04 EC47 FA08 JA31 JA43 ────────────────────────────────────────────────── ─── front page of the continuation (72) inventor under Hiroaki Sono Kanagawa Prefecture, Kanagawa-ku, Yokohama-shi Hazawa-cho, 1150 address by Asahi Glass Co., Ltd. in the F-term (reference) 5D119 AA41 BA01 EC01 EC04 EC47 FA08 JA31 JA43

Claims (3)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】光源からの光を対物レンズと位相制御素子とを備えた光学系により光記録媒体に集光し、情報の記録又は再生を行う光ヘッド装置において、対物レンズと位相制御素子とは中心軸合わせ用の位置決めマークが形成されており、かつこのマークによって位置決めされて一つのホルダーに固定されていることを特徴とする光ヘッド装置。 Light from 1. A light source is focused on the optical recording medium by an optical system having an objective lens and a phase control element, in an optical head device for recording or reproducing information, the objective lens and the phase control element an optical head apparatus characterized by being fixed to one of the holders being positioned positioning mark for the central axis alignment and is formed, and this mark.
  2. 【請求項2】前記位相制御素子と前記対物レンズとが対向するそれぞれの面上の中心軸の位置に凹型又は凸型の位置決めマークが形成されていることを特徴とする請求項1に記載の光ヘッド装置。 2. A according to claim 1, characterized in that the positioning mark of the concave or convex to the position of the center axis on the respective surfaces and the phase control element and the objective lens faces are formed optical head device.
  3. 【請求項3】前記位相制御素子の表面には平面形状が環状でかつ断面形状が階段状の溝を有し、前記光源が2つの光源からなり、各光源がそれぞれ異なる波長の光を出射して、各波長の光が前記光学系を透過して光記録媒体上に集光されるとき、前記溝が一方の波長の光の波面収差のRMSには変化を与えずそのまま光を透過させ、他方の波長の波面収差のRMSを低減することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の光ヘッド装置。 3. A cyclic a and cross section plane shape on the surface of the phase control device has a stepped groove, the light source comprises two light sources, each light source emits light of different wavelengths Te, when the light of each wavelength is focused on the optical recording medium passes through the optical system, as it transmits light without causing change in the groove RMS wavefront aberration of one of the wavelengths, the optical head device according to claim 1 or claim 2, characterized in that to reduce the RMS of the wavefront aberration of the other wavelength.
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