JP2001134978A - Optical pickup device - Google Patents

Optical pickup device

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JP2001134978A
JP2001134978A JP31327399A JP31327399A JP2001134978A JP 2001134978 A JP2001134978 A JP 2001134978A JP 31327399 A JP31327399 A JP 31327399A JP 31327399 A JP31327399 A JP 31327399A JP 2001134978 A JP2001134978 A JP 2001134978A
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JP
Japan
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spot
spherical aberration
light source
objective lens
light
Prior art date
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Withdrawn
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JP31327399A
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Japanese (ja)
Inventor
Osamu Nakano
治 中野
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Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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Publication date
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  • Lenses (AREA)
  • Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical pickup device capable of stably recording and reproducing with respect to each of recording layers in the depth direction with simple and inexpensive constitution. SOLUTION: The optical pickup device has a constitution such that, when a first spot by light beams 10 from a first light source 12 is formed in a guide track layer 2 of an information recording medium 1 having the guide track layer 2 and plural recording layers 6 in the depth direction and a second spot by light beams 20 from a second light source 21 is formed in a prescribed position in the depth direction forming plural recording layers 6, a spherical aberration of either one spot becomes nearly zero and, in that state, the spherical aberration is generated in an optical system forming the other spot so as to offset the spherical aberration generating in the other spot.

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】この発明は、深さ方向にガイ
ドトラック層と複数の記録層とを有する情報記録媒体に
対して情報の記録または再生を行なう光ピックアップ装
置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical pickup device for recording or reproducing information on an information recording medium having a guide track layer and a plurality of recording layers in a depth direction.

【0002】[0002]

【従来の技術】この種の光ピックアップ装置として、例
えば特開平4−301226号公報に記載されているも
のがある。この光ピックアップ装置は、ガイド用光源と
記録再生用の走査用光源とを用いるもので、ガイド用光
源からのガイドビームはコリメータレンズで平行光束に
変換した後、ビーム結合素子、ガルバノミラーおよび対
物レンズを経て情報記録媒体のガイドトラック層に集光
させている。また、走査用光源からの走査ビームは、同
様にコリメータレンズで平行光束に変換した後、上記の
ビーム結合素子でガイドビームと結合して、上記のガル
バノミラーおよび対物レンズを経て情報記録媒体の所望
の深さの記録層に集光させるようにしている。
2. Description of the Related Art An example of this type of optical pickup device is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 4-301226. This optical pickup device uses a guide light source and a scanning light source for recording and reproduction. A guide beam from the guide light source is converted into a parallel light beam by a collimator lens, and then a beam combining element, a galvanometer mirror, and an objective lens are used. Is focused on the guide track layer of the information recording medium. Similarly, the scanning beam from the scanning light source is similarly converted into a parallel light beam by a collimator lens, then combined with the guide beam by the beam combining element, and passes through the galvanomirror and the objective lens to the desired information recording medium. Is condensed on a recording layer having a depth of.

【0003】このようにして、情報の記録においては、
ガイドビームをガイドトラック層に集光させ、その戻り
光に基づいてフォーカス制御およびトラッキング制御を
行いながら、走査ビームを所望の深さの記録層に集光さ
せて情報を記録し、また所望の深さの記録層に記録され
ている情報の再生や消去においては、走査ビームを所望
の深さの記録層に集光させ、その戻り光に基づいてフォ
ーカス制御およびトラッキング制御を行いながら、情報
を再生あるいは消去するようにしている。
As described above, in recording information,
The guide beam is focused on the guide track layer, and while performing focus control and tracking control based on the returned light, the scanning beam is focused on the recording layer having a desired depth to record information, and the desired depth is recorded. In reproducing or erasing information recorded on the recording layer, the scanning beam is focused on the recording layer having a desired depth, and information is reproduced while performing focus control and tracking control based on the returned light. Alternatively, it is erased.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うに、共通の対物レンズによりガイドビームを情報記録
媒体のガイドトラッグに集光させ、走査ビームは光軸方
向にずれた所望の深さの記録層に集光させる場合には、
走査ビームの集光位置すなわち記録層の位置が変わっ
て、ガイドビームスポットと走査ビームスポットとの間
の媒体厚さが変わると、その媒体厚さの変化に応じてガ
イドビームスポットあるいは走査ビームスポットに球面
収差が生じて記録/再生性能が劣化し、これがため深さ
方向の各記録層に対して安定した記録/再生ができなく
なる。
By the way, as described above, the guide beam is condensed on the guide track of the information recording medium by the common objective lens, and the scanning beam is shifted in the optical axis direction to a recording layer having a desired depth. When condensing light to
When the condensing position of the scanning beam, that is, the position of the recording layer changes, and the medium thickness between the guide beam spot and the scanning beam spot changes, the guide beam spot or the scanning beam spot changes depending on the change in the medium thickness. Spherical aberration occurs to degrade the recording / reproducing performance, so that stable recording / reproducing cannot be performed for each recording layer in the depth direction.

【0005】このため、上記の光ピックアップ装置にお
いては、ガイド用光源とコリメータレンズとの間および
走査用光源とコリメータレンズとの間の光路中に、異な
る厚さ区域を有する補正素子をそれぞれ配置し、これら
の補正素子を選択された記録層の深さ位置に応じて所定
の厚さ区域が光路中に位置するように駆動して、球面収
差を補正するようにしている。
For this reason, in the above-described optical pickup device, correction elements having different thickness areas are arranged between the guide light source and the collimator lens and in the optical path between the scanning light source and the collimator lens. These correction elements are driven so that a predetermined thickness area is located in the optical path in accordance with the selected depth position of the recording layer, thereby correcting spherical aberration.

【0006】しかし、この場合には、補正素子およびそ
の駆動機構を必要とするため、部品点数が多くなって構
成が複雑になり、コストアップを招くことになる。
However, in this case, since a correction element and a driving mechanism for the correction element are required, the number of parts is increased, the configuration is complicated, and the cost is increased.

【0007】この発明は、このような従来の問題点に着
目してなされたもので、簡単かつ安価な構成で、深さ方
向の各記録層に対して安定して記録/再生できる光ピッ
クアップ装置を提供することを目的とするものである。
The present invention has been made in view of such a conventional problem, and has an easy and inexpensive configuration and can stably record / reproduce information on / from each recording layer in the depth direction. The purpose is to provide.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する請求
項1に係る発明は、波長の異なる光ビームを放射する第
1の光源および第2の光源と、これら第1の光源および
第2の光源に対して共通の対物レンズとを有し、前記第
1の光源からの光ビームを前記対物レンズを経て、深さ
方向にガイドトラック層と複数の記録層とを有する情報
記録媒体の前記ガイドトラック層に集光させ、その戻り
光に基づいてトラッキング制御を行ないながら、前記第
2の光源からの光ビームを前記対物レンズを経て前記情
報記録媒体の所望の記録層に集光させるようにした光ピ
ックアップ装置において、前記情報記録媒体のガイドト
ラック層に前記第1の光源からの光ビームによる第1の
スポットが形成され、前記複数の記録層を形成する深さ
方向の所定位置に前記第2の光源からの光ビームによる
第2のスポットが形成されたときに、いずれか一方のス
ポットの球面収差がほぼゼロとなるように構成すると共
に、その状態で他方のスポットに生じる球面収差を相殺
するように、当該他方のスポットを形成する光学系に球
面収差を発生させるよう構成したことを特徴とするもの
である。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a first light source and a second light source which emit light beams having different wavelengths, and the first light source and the second light source. A light source from the first light source, the light beam from the first light source passing through the objective lens, the guide of the information recording medium having a guide track layer and a plurality of recording layers in a depth direction. The light beam from the second light source is condensed on a desired recording layer of the information recording medium through the objective lens while performing focusing control on the track layer and performing tracking control based on the returned light. In the optical pickup device, a first spot by a light beam from the first light source is formed on a guide track layer of the information recording medium, and a first spot is formed at a predetermined position in a depth direction at which the plurality of recording layers are formed. When a second spot is formed by a light beam from the second light source, the spherical aberration of one of the spots is configured to be substantially zero, and the spherical aberration generated in the other spot in that state. In order to cancel out, the optical system forming the other spot is configured to generate spherical aberration.

【0009】請求項1の発明によると、球面収差を補正
するための異なる厚さ区域を有する補正素子やその駆動
機構を設けることなく、深さ方向の各記録層に対する記
録/再生性能の劣化を有効に防止することができるの
で、簡単かつ安価な構成で、深さ方向の各記録層に対し
て安定して記録/再生を行なうことが可能となる。
According to the first aspect of the present invention, the deterioration of the recording / reproducing performance for each recording layer in the depth direction can be reduced without providing a correction element having a different thickness area for correcting spherical aberration and a driving mechanism therefor. Since it can be effectively prevented, it is possible to stably perform recording / reproduction on each recording layer in the depth direction with a simple and inexpensive configuration.

【0010】請求項2に係る発明は、請求項1に記載の
光ピックアップ装置において、前記第1の光源から放射
される光ビームの波長を前記第2の光源から放射される
光ビームの波長よりも長く設定したことを特徴とするも
のである。
According to a second aspect of the present invention, in the optical pickup device according to the first aspect, the wavelength of the light beam radiated from the first light source is made larger than the wavelength of the light beam radiated from the second light source. Is also set to be long.

【0011】請求項2の発明によると、波長の短い第2
の光源からの光ビームが所望の記録層に集光することに
なるので、第2のスポットの大きさを小さくでき、した
がって高密度の記録/再生が可能となる。
According to the second aspect of the present invention, the second wavelength having a short wavelength is used.
Since the light beam from the light source is converged on a desired recording layer, the size of the second spot can be reduced, so that high-density recording / reproduction can be performed.

【0012】請求項3に係る発明は、請求項2に記載の
光ピックアップ装置において、前記第1のスポットが前
記ガイドトラック層に形成され、前記第2のスポットが
前記所定位置に形成されたときに、前記対物レンズに近
い側に形成されるスポットの球面収差がほぼゼロとなる
ように前記対物レンズを構成すると共に、その状態で前
記対物レンズから離れた側に形成されるスポットに生じ
る球面収差を相殺する球面収差を発生させるように、当
該スポットを形成する光学系に平凸の球面レンズを設け
たことを特徴とするものである。
The invention according to claim 3 is the optical pickup device according to claim 2, wherein the first spot is formed on the guide track layer and the second spot is formed at the predetermined position. The objective lens is configured such that the spherical aberration of the spot formed on the side closer to the objective lens is substantially zero, and the spherical aberration generated on the spot formed on the side farther from the objective lens in that state. A plano-convex spherical lens is provided in the optical system that forms the spot so as to generate a spherical aberration that cancels out.

【0013】請求項3に係る発明によると、対物レンズ
に近い側に形成されるスポットの球面収差をほぼゼロと
するように対物レンズを構成することで、対物レンズか
ら離れた側に形成されるスポットにオーバ側に発生する
球面収差を、安価な平凸の球面レンズを用いてアンダ側
に球面収差を発生させることで簡単に相殺することが可
能となる。
According to the third aspect of the present invention, by forming the objective lens such that the spherical aberration of the spot formed on the side close to the objective lens is substantially zero, the spot is formed on the side remote from the objective lens. The spherical aberration generated on the over side of the spot can be easily canceled by generating the spherical aberration on the under side using an inexpensive plano-convex spherical lens.

【0014】請求項4に係る発明は、請求項2に記載の
光ピックアップ装置において、前記ガイドトラック層に
前記第1のスポットが形成され、前記所定位置に前記第
2のスポットが形成されたときに、いずれか一方のスポ
ットの球面収差がほぼゼロとなるように構成すると共
に、その状態で他方のスポットに生じる球面収差を相殺
する球面収差を発生させるように、当該他方のスポット
を形成する光学系にホログラムを設けたことを特徴とす
るものである。
According to a fourth aspect of the present invention, in the optical pickup device according to the second aspect, when the first spot is formed on the guide track layer and the second spot is formed at the predetermined position. The optical system is configured so that the spherical aberration of one of the spots is substantially zero, and the other spot is formed so as to generate a spherical aberration that cancels out the spherical aberration occurring in the other spot in that state. A hologram is provided in the system.

【0015】請求項4に係る発明によると、対物レンズ
に近い側あるいは遠い側に形成されるスポットの球面収
差をほぼゼロとすることで、対物レンズに遠い側あるい
は近い側に形成されるスポットにオーバ側あるいはアン
ダ側に発生する球面収差を、ホログラムを用いる簡単な
構成で確実に相殺することが可能となる。
According to the fourth aspect of the present invention, the spherical aberration of the spot formed on the side closer to or far from the objective lens is made substantially zero, so that the spot formed on the side farther or closer to the objective lens is reduced. Spherical aberration occurring on the over side or the under side can be reliably canceled with a simple configuration using a hologram.

【0016】請求項5に係る発明は、請求項1,2,3
または4に記載の光ピックアップ装置において、前記第
1のスポットが前記ガイドトラック層に形成され、前記
第2のスポットが前記複数の記録層を形成する深さ方向
領域のほぼ中間位置に形成されたときに、いずれか一方
のスポットの球面収差がほぼゼロとなるように構成した
ことを特徴とするものである。
The invention according to claim 5 is the invention according to claims 1, 2, 3
In the optical pickup device described in Item 4, the first spot is formed on the guide track layer, and the second spot is formed at a substantially middle position in a depth direction area forming the plurality of recording layers. In some cases, the spherical aberration of one of the spots is substantially zero.

【0017】請求項5の発明によると、複数の記録層を
形成する深さ方向領域のほぼ中間位置を基準として球面
収差が補正されるので、中間位置を中心とする前後の深
さ領域にある記録層に対してより安定して記録/再生を
行なうことが可能となる。
According to the fifth aspect of the present invention, the spherical aberration is corrected with reference to a substantially middle position in the depth direction region where a plurality of recording layers are formed. Recording / reproduction can be performed more stably with respect to the recording layer.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施の形態について説明する。図1は、この発明の第
1実施の形態を示す全体の概略構成図である。図1にお
いて、情報記録媒体1は、グルーブを有する反射面2
と、該反射面2上に記録/再生用レーザ光の吸収層3を
介して設けられたフォトポリマ、フォトリフラクティブ
結晶、フォトクロミック材料等の記録媒質4と、この記
録媒質4の表面および反射面2の他方の面上にそれぞれ
設けられた保護層5とを有し、記録媒質4中の異なる深
さ位置においてその屈折率や光吸収率を変化させて情報
を記録することにより、複数の記録層6を形成するよう
になっている。この実施の形態では、かかる情報記録媒
体1に、その記録媒質4側からフォーカス制御およびト
ラッキング制御を行うためのサーボ用レーザ光10と、
記録/再生用レーザ光20とを照射して所望の記録層に
対して情報の記録/再生を行なう。なお、サーボ用レー
ザ光10の波長は、記録/再生用レーザ20の波長より
も長くする。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is an overall schematic configuration diagram showing a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, an information recording medium 1 has a reflective surface 2 having a groove.
A recording medium 4 such as a photopolymer, a photorefractive crystal, or a photochromic material provided on the reflection surface 2 via a recording / reproducing laser light absorption layer 3; a surface of the recording medium 4 and the reflection surface 2; And a protective layer 5 provided on the other surface of the recording medium 4 and recording information by changing its refractive index and light absorption at different depth positions in the recording medium 4 to form a plurality of recording layers. 6 are formed. In this embodiment, the information recording medium 1 includes a servo laser beam 10 for performing focus control and tracking control from the recording medium 4 side,
The recording / reproducing is performed by irradiating the recording / reproducing laser beam 20 with the desired recording layer. The wavelength of the servo laser beam 10 is longer than the wavelength of the recording / reproducing laser 20.

【0019】サーボ用レーザ光10は、光源ユニット1
1から出射させる。この光源ユニット11には、半導体
レーザ(第1の光源)12、光検出器13およびホログ
ラム14を設け、半導体レーザ12からホログラム14
を経てサーボ用レーザ光10を出射させる。この光源ユ
ニット11からのサーボ用レーザ光10は、コリメータ
レンズ15で平行光にした後、ダイクロイックプリズム
16を透過させて対物レンズ17により情報記録媒体1
の反射面2上に集光させる。
The servo laser beam 10 is emitted from the light source unit 1
Emitted from 1. The light source unit 11 is provided with a semiconductor laser (first light source) 12, a photodetector 13, and a hologram 14.
Then, the servo laser beam 10 is emitted. The servo laser beam 10 from the light source unit 11 is collimated by a collimator lens 15, then passes through a dichroic prism 16, and passes through an information recording medium 1 through an objective lens 17.
Is condensed on the reflection surface 2.

【0020】また、情報記録媒体1で反射されるサーボ
用レーザ光10は、往路とは逆の経路をたどって、対物
レンズ17、ダイクロイックプリズム16およびコリメ
ータレンズ15を経て光源ユニット11のホログラム1
4に入射させて回折させ、その回折光を光検出器13で
受光して、公知のビームサイズ法やフーコー法等により
フォーカスエラー信号を検出し、プッシュプル法等によ
りトラッキングエラー信号を検出する。
The servo laser beam 10 reflected by the information recording medium 1 follows a path reverse to the outward path, passes through an objective lens 17, a dichroic prism 16 and a collimator lens 15, and forms the hologram 1 of the light source unit 11.
4 and diffracted, the diffracted light is received by the photodetector 13, a focus error signal is detected by a known beam size method, Foucault method, or the like, and a tracking error signal is detected by a push-pull method or the like.

【0021】一方、記録/再生用レーザ光20は、半導
体レーザ(第2の光源)21から出射させる。この半導
体レーザ21から出射したレーザ光は、コリメータレン
ズ22で平行光に変換して偏光ビームスプリッタ23に
P偏光で入射させ、該偏光ビームスプリッタ23を透過
するレーザ光を1/4波長板24を経てダイクロイック
プリズム16に入射させて、該ダイクロイックプリズム
16で反射させ、このダイクロイックプリズム16で反
射されたレーザ光を対物レンズ17により情報記録媒体
1の所望の記録層6の情報トラック上に集光させる。
On the other hand, the recording / reproducing laser beam 20 is emitted from a semiconductor laser (second light source) 21. The laser light emitted from the semiconductor laser 21 is converted into parallel light by a collimator lens 22 and is incident on the polarization beam splitter 23 as P-polarized light, and the laser light transmitted through the polarization beam splitter 23 is passed through a 1 / wavelength plate 24. After passing through the dichroic prism 16, the laser light is reflected by the dichroic prism 16, and the laser light reflected by the dichroic prism 16 is condensed on a desired information track of the information recording medium 1 by the objective lens 17. .

【0022】また、情報記録媒体1で反射される記録/
再生用レーザ光20は、往路とは逆の経路をたどって、
対物レンズ17、ダイクロイックプリズム16および1
/4波長板24を経て偏光ビームスプリッタ23に入射
させる。ここで、偏光ビームスプリッタ23に入射する
情報記録媒体1からの反射光は、往路と復路とで1/4
波長板24を透過するのでS偏光となり、偏光ビームス
プリッタ23で反射される。この偏光ビームスプリッタ
23で反射されるレーザ光は、検出レンズ25で集光
し、その集光点においてピンホール26を介してPIN
フォトダイオード27で受光し、その出力に基づいて情
報記録媒体1の所望の記録層に記録されている情報を再
生する。
The recording / reflection on the information recording medium 1
The reproduction laser beam 20 follows a reverse path to the outward path,
Objective lens 17, dichroic prisms 16 and 1
The light is incident on the polarization beam splitter 23 through the 波長 wavelength plate 24. Here, the reflected light from the information recording medium 1 incident on the polarization beam splitter 23 is 1 / in the forward path and the return path.
Since the light passes through the wavelength plate 24, it becomes S-polarized light, and is reflected by the polarization beam splitter 23. The laser beam reflected by the polarization beam splitter 23 is condensed by a detection lens 25, and at the converging point, a PIN
The light is received by the photodiode 27, and information recorded on a desired recording layer of the information recording medium 1 is reproduced based on the output.

【0023】コリメータレンズ15は、図示しない一軸
アクチュエータによりフォーカス方向に駆動可能に構成
し、対物レンズ17は、図示しない二軸アクチュエータ
により情報記録媒体1に対してフォーカス方向およびト
ラッキング方向に駆動可能に構成する。
The collimator lens 15 is configured to be drivable in a focus direction by a uniaxial actuator (not shown), and the objective lens 17 is configured to be drivable in a focus direction and a tracking direction with respect to the information recording medium 1 by a biaxial actuator (not shown). I do.

【0024】このようにして、コリメータレンズ15お
よび対物レンズ17を、記録/再生すべき所望の記録層
6の深さ位置に応じてフォーカス方向に駆動し、さらに
対物レンズ17を上記フォーカスエラー信号およびトラ
ッキングエラー信号に基づいてフォーカス方向およびト
ラッキング方向に駆動して、サーボ用レーザ光10が反
射面2上に集光し、かつ記録/再生用レーザ光20が所
望の記録層に集光して所望のトラックを追従するように
制御する。
In this way, the collimator lens 15 and the objective lens 17 are driven in the focus direction in accordance with the desired depth position of the recording layer 6 to be recorded / reproduced. Driven in the focusing direction and the tracking direction based on the tracking error signal, the servo laser beam 10 is focused on the reflection surface 2 and the recording / reproducing laser beam 20 is focused on a desired recording layer. Is controlled to follow the track.

【0025】ここで、例えば、半導体レーザ12から出
射するサーボ用レーザ光10の波長を780nm、コリ
メータレンズ15の焦点距離を14mm、半導体レーザ
21から出射する記録/再生用レーザ光20の波長を6
50nm、コリメータレンズ22の焦点距離を12m
m、開口数を0.138、対物レンズ17の焦点距離を
2.7mm、開口数を0.52とする。
Here, for example, the wavelength of the servo laser beam 10 emitted from the semiconductor laser 12 is 780 nm, the focal length of the collimator lens 15 is 14 mm, and the wavelength of the recording / reproducing laser beam 20 emitted from the semiconductor laser 21 is 6
50 nm, the focal length of the collimator lens 22 is 12 m
m, the numerical aperture is 0.138, the focal length of the objective lens 17 is 2.7 mm, and the numerical aperture is 0.52.

【0026】この実施の形態では、波長650nmの記
録/再生用レーザ光20が、対物レンズ17によって記
録媒質4の深さ方向領域(厚さ)のほぼ中間位置、すな
わち情報記録媒体1の表面から厚さt1の位置に集光す
るとき、そのスポット(第2のスポット)の球面収差が
ゼロとなるように、対物レンズ17をアッベ数の小さい
硝材、例えばSF8を用いて収差補正して設計する。
In this embodiment, the recording / reproducing laser beam 20 having a wavelength of 650 nm is irradiated by the objective lens 17 from a substantially intermediate position in the depth direction region (thickness) of the recording medium 4, that is, from the surface of the information recording medium 1. When condensing light at the position of the thickness t1, the objective lens 17 is designed with aberration correction using a glass material having a small Abbe number, for example, SF8, so that the spherical aberration of the spot (second spot) becomes zero. .

【0027】また、波長780nmのサーボ用レーザ光
10の光学系を構成するコリメータレンズ15は、記録
/再生用レーザ光20が情報記録媒体1の厚さt1の位
置に集光した状態で、反射面2上に形成されるサーボ用
レーザ光10のスポット(第1のスポット)に生じる球
面収差を相殺する球面収差を発生するように、平凸の球
面レンズをもって構成する。
The collimator lens 15 constituting the optical system of the servo laser beam 10 having a wavelength of 780 nm reflects the recording / reproducing laser beam 20 in a state where the laser beam 20 is focused on the position of the thickness t1 of the information recording medium 1. A plano-convex spherical lens is formed so as to generate spherical aberration that cancels out spherical aberration occurring at a spot (first spot) of the servo laser beam 10 formed on the surface 2.

【0028】すなわち、図2(a)に示すように、対物
レンズ17によって波長650nmの記録/再生用レー
ザ光20を情報記録媒体1の厚さt1の位置に集光させ
たとき、そのスポットに球面収差が生じないように収差
補正して対物レンズ17を設計した場合、この対物レン
ズ17に、図2(b)に示すように、波長780nmの
サーボ用レーザ光10を入射させると、その結像点は対
物レンズ17の色収差によってより遠くにできる。例え
ば、色収差を0.2μm/nmとすると、0.2μm/
nm×(780−650)nm=26μm、の空気長の
延びとなり、ワーキングディスタンス(WD)が、図2
(a)のWD1に対してWD2と長くなる(WD2−W
D1=26μm)。
That is, as shown in FIG. 2A, when the recording / reproducing laser beam 20 having a wavelength of 650 nm is condensed by the objective lens 17 at the position of the thickness t1 of the information recording medium 1, the spot is formed on the spot. When the objective lens 17 is designed by correcting the aberration so as not to cause spherical aberration, when the servo laser beam 10 having a wavelength of 780 nm is incident on the objective lens 17 as shown in FIG. The image point can be made farther by the chromatic aberration of the objective lens 17. For example, if the chromatic aberration is 0.2 μm / nm, 0.2 μm /
nm × (780−650) nm = 26 μm, and the working distance (WD) is shown in FIG.
WD2 is longer than WD1 in (a) (WD2-W
D1 = 26 μm).

【0029】また、波長が長くなることで、対物レンズ
17の屈折率が低くなってレンズパワーが弱くなるた
め、図3に示すように、光線高hの周辺光が遅れて3次
の球面収差(SA3)がオーバ側にでることになる。こ
の球面収差の発生量は、対物レンズ17の開口数を上記
の0.52とし、情報記録媒体1の屈折率を1.57と
すると、0.008λrmsレベルとなる(ただし、λ
はサーボ用レーザ光10の波長で780nm)。
Further, as the wavelength becomes longer, the refractive index of the objective lens 17 becomes lower and the lens power becomes weaker. Therefore, as shown in FIG. (SA3) appears on the over side. Assuming that the numerical aperture of the objective lens 17 is 0.52 and the refractive index of the information recording medium 1 is 1.57, the amount of occurrence of this spherical aberration is 0.008λrms level (where λ
Is 780 nm at the wavelength of the servo laser beam 10).

【0030】ここで、情報記録媒体1の厚さによって発
生する球面収差は、基準の媒体厚さに対する厚さ誤差を
dt、情報記録媒体1の屈折率をn、対物レンズ17の
開口数をNA、使用波長をλとすると、光学14(19
85)第219〜221頁から次式で表される。
Here, the spherical aberration caused by the thickness of the information recording medium 1 is such that the thickness error with respect to the reference medium thickness is dt, the refractive index of the information recording medium 1 is n, and the numerical aperture of the objective lens 17 is NA. If the wavelength used is λ, the optics 14 (19
85) It is represented by the following equation from pages 219 to 221.

【数1】 ω40=dt/8×(n−1)/n×NA 波面収差rms値=ω40×0.0745/λΩ40 = dt / 8 × (n 2 −1) / n 3 × NA 4 wavefront aberration rms value = ω40 × 0.0745 / λ

【0031】図4は、NA=0.52、n=1.57、
λ=780nmとした場合のdtと、3次球面収差量
(rms値)との関係を示すものである。図4から明ら
かなように、dtが基準の厚さに対して厚くなる+側で
は球面収差はオーバ側に発生し、逆にdtが基準の厚さ
に対して薄くなる−側では球面収差はアンダ側に発生す
るうようになる。
FIG. 4 shows that NA = 0.52, n = 1.57,
It shows the relationship between dt when λ = 780 nm and the amount of tertiary spherical aberration (rms value). As can be seen from FIG. 4, the spherical aberration occurs on the over side when dt is thicker than the reference thickness, and conversely, on the negative side where dt is thinner than the reference thickness. It occurs on the under side.

【0032】図4から、図2(b)の場合に発生する
0.008λrmsの球面収差を補正するためには、媒
体厚さを約20μm薄くして、球面収差をアンダ側へ動
かせば良いことになるが、実際には、図2(c)に示す
ように、WDは図2(a)と同じWD1を維持し、媒体
厚さt2に波長780nmのサーボ用レーザ光10を集
光させるので、この場合の媒体厚さの増加分(t2−t
1)も考慮する必要がある。この媒体厚さの増加分(t
2−t1)は、n=1.57の場合、図2(a)の状態
から、t2−t1=0.2μm/nm×(780−65
0)nm×1.57≒41μmとなる。
From FIG. 4, in order to correct the spherical aberration of 0.008 λrms generated in the case of FIG. 2B, the medium thickness should be reduced by about 20 μm and the spherical aberration should be moved to the under side. However, in practice, as shown in FIG. 2 (c), the WD maintains the same WD1 as in FIG. 2 (a) and focuses the servo laser beam 10 having a wavelength of 780 nm on the medium thickness t2. In this case, the increase in the medium thickness (t2-t
1) also needs to be considered. This increase in media thickness (t
2−t1), when n = 1.57, from the state of FIG. 2A, t2−t1 = 0.2 μm / nm × (780−65)
0) nm × 1.57 ≒ 41 μm

【0033】したがって、波長780nmのサーボ用レ
ーザ光10に対して球面収差が最小となる媒体厚さから
見ると、厚さt1に集光する波長650nmの記録/再
生用レーザ光20の集光点からの厚さ誤差dtは、dt
=20μm+41μm=61μm、と厚くなり、この厚
さ誤差61μmに対して、球面収差がオーバ側に0.0
24λrms発生することになる。
Accordingly, when viewed from the medium thickness where the spherical aberration is minimized with respect to the servo laser beam 10 having a wavelength of 780 nm, the focal point of the recording / reproducing laser beam 20 having a wavelength of 650 nm converged to a thickness t1. Thickness error dt from dt
= 20 μm + 41 μm = 61 μm, and for this thickness error of 61 μm, the spherical aberration is 0.0
24λrms will occur.

【0034】そこで、この実施の形態では、上記の0.
024λrmsの球面収差を相殺するために、図2
(d)に部分概要図を示すように、波長780nmのサ
ーボ用レーザ光10の光学系のコリメータレンズ15を
平凸の球面レンズで構成する。
Therefore, in this embodiment, the above-described 0.
In order to cancel the spherical aberration of 024λrms, FIG.
As shown in the partial schematic diagram of FIG. 4D, the collimator lens 15 of the optical system of the servo laser beam 10 having a wavelength of 780 nm is formed of a plano-convex spherical lens.

【0035】このように、コリメータレンズ15を平凸
の球面レンズで構成する場合、その焦点距離fcoを上
記の14mmに固定して、硝材の屈折率を変えると、対
物レンズ17に取り込まれる実質のコリメータレンズ1
5の開口数NACOにおける球面収差は、図5に示すよ
うになる。ここで、球面レンズの場合には、点光源から
の光束を通すと、その周辺部を通る光線が中央部を通る
光線よりも進む波面となって、球面収差がアンダ側に発
生するので、これにより上記の情報記録媒体1における
厚さ誤差dtによってオーバ側に発生する球面収差を相
殺することが可能となる。
As described above, when the collimator lens 15 is constituted by a plano-convex spherical lens, the focal length fco is fixed to the above-mentioned 14 mm, and when the refractive index of the glass material is changed, the collimator lens 15 is substantially taken into the objective lens 17. Collimator lens 1
The spherical aberration at the numerical aperture NA CO of 5 is as shown in FIG. Here, in the case of a spherical lens, when a light beam from a point light source passes through, a light beam passing through the peripheral portion becomes a wavefront that advances more than a light beam passing through the central portion, and spherical aberration occurs on the under side. Accordingly, it is possible to cancel the spherical aberration occurring on the over side due to the thickness error dt in the information recording medium 1.

【0036】このため、この実施の形態では、コリメー
タレンズ15を、屈折率が約1.7の硝材(例えば、S
F8)を用いて平凸の球面レンズとして構成し、これに
より記録/再生用レーザ光20が情報記録媒体1の記録
媒質4の深さ方向領域(厚さ)のほぼ中間位置の厚さt
1に球面収差を生じることなく集光したときに、この厚
さt1から媒体内で対物レンズ17から遠ざかる方向に
41μm離れた厚さt2の反射面2上に集光する波長7
80nmのサーボ用レーザ光10のスポットに生じる上
記の0.024λrmsの球面収差を相殺する。
For this reason, in this embodiment, the collimator lens 15 is made of a glass material (for example, S
F8) to form a plano-convex spherical lens, whereby the recording / reproducing laser beam 20 is applied to the recording medium 4 of the information recording medium 1 with a thickness t substantially at an intermediate position in the depth direction region (thickness) of the recording medium 4.
When the light is condensed without causing spherical aberration at 1, the wavelength 7 condensed on the reflecting surface 2 having a thickness t2 of 41 μm away from the objective lens 17 in the medium from the thickness t1.
This cancels out the above-mentioned spherical aberration of 0.024 λrms which occurs in the spot of the 80 nm servo laser beam 10.

【0037】このように構成すると、図1において、記
録/再生用ビーム20が情報記録媒体1の厚さt1の記
録層6に集光する状態から、記録/再生すべき記録層6
の深さ位置に応じて、サーボ用光学系のコリメータレン
ズ15を光軸方向に移動させると共に、その移動に連動
して対物レンズ17を光軸方向に移動して、情報記録媒
体1内での深さ方向での2つのスポット間隔を変える
と、2つのスポットの波面収差は、図6(a)に示すよ
うに変化し、厚さ方向に対して均等な収差劣化を維持す
ることができる。
With this configuration, in FIG. 1, the recording / reproducing beam 20 is focused on the recording layer 6 having a thickness t1 of the information recording medium 1 from the recording layer 6 to be recorded / reproduced.
The collimator lens 15 of the servo optical system is moved in the direction of the optical axis in accordance with the depth position of the servo optical system, and the objective lens 17 is moved in the direction of the optical axis in conjunction with the movement of the collimator lens 15 in the information recording medium 1. When the interval between the two spots in the depth direction is changed, the wavefront aberration of the two spots changes as shown in FIG. 6A, and uniform aberration degradation can be maintained in the thickness direction.

【0038】すなわち、サーボ用スポットが形成される
厚さt2の反射面2から、対物レンズ17に近づく方向
に41μm離れた厚さt1の記録層6に記録/再生用ス
ポットが形成される中心位置では、2つのスポットの波
面収差は最小となり、それよりも2つのスポット間隔が
近づいたり離れるに従って、すなわち記録/再生用スポ
ットが厚さt1の位置から反射面2に近づいたり離れる
に従って両スポットとも同等に波面収差が増加する。
That is, the center position where the recording / reproducing spot is formed on the recording layer 6 having a thickness t1 of 41 μm away from the reflecting surface 2 having a thickness t2 where the servo spot is formed and approaching the objective lens 17. In this case, the wavefront aberration of the two spots is minimized, and both spots are equal as the distance between the two spots approaches or separates, that is, as the recording / reproducing spot approaches or separates from the position of the thickness t1 to the reflection surface 2. The wavefront aberration increases.

【0039】これに対し、レンズ単独で収差補正するた
めに、コリメータレンズ15を非球面で形成すると、図
6(b)に示すように、2つのスポット間隔が41μm
の中心位置で、波長780nmのスポットの収差が悪化
しているため、2つのスポット間隔が近づくと、それに
従って波長780nmのスポットの収差はより悪化する
ことになる。
On the other hand, if the collimator lens 15 is formed as an aspheric surface in order to correct the aberration by the lens alone, as shown in FIG. 6B, the distance between the two spots is 41 μm.
Since the aberration of the spot having the wavelength of 780 nm is deteriorated at the center position of, when the distance between the two spots approaches, the aberration of the spot having the wavelength of 780 nm further worsens.

【0040】以上のように、この実施の形態によれば、
従来のような補正素子およびその駆動機構を用いること
なく、記録/再生用レーザ光20が情報記録媒体1の記
録媒質4のほぼ中間の厚さt1の位置に集光するとき、
そのスポットに球面収差が生じないように対物レンズ1
7を設計すると共に、その状態で厚さt2に位置する反
射面2上に集光するサーボ用レーザ光10のスポットに
生じる球面収差を相殺するように、そのサーボ用光学系
のコリメータレンズ15に球面収差を発生させるように
したので、簡単かつ安価な構成で、深さ方向の各記録層
6に対する記録/再生性能の劣化を有効に抑制でき、記
録/再生を安定して行なうことができる。また、上記の
コリメータレンズ15を平凸の球面レンズをもって構成
したので、コリメータレンズ15自体も安価にでき、全
体をより安価にできる。
As described above, according to this embodiment,
When the recording / reproducing laser beam 20 is condensed at a position at a substantially middle thickness t1 of the recording medium 4 of the information recording medium 1 without using a conventional correction element and its driving mechanism,
The objective lens 1 is designed so that no spherical aberration occurs in the spot.
7 and the collimator lens 15 of the servo optical system so as to cancel the spherical aberration generated in the spot of the servo laser beam 10 focused on the reflection surface 2 located at the thickness t2 in that state. Since spherical aberration is generated, the recording / reproducing performance of each recording layer 6 in the depth direction can be effectively suppressed from deteriorating with a simple and inexpensive configuration, and recording / reproducing can be performed stably. Further, since the above-mentioned collimator lens 15 is constituted by a plano-convex spherical lens, the collimator lens 15 itself can be made inexpensive, and the whole can be made more inexpensive.

【0041】図7は、この発明の第2実施の形態の要部
の構成を示す概略図である。この実施の形態は、第1実
施の形態において、情報記録媒体31として対物レンズ
17側の表面から厚さt1の位置にグルーブ層32を有
し、このグルーブ層32上の対物レンズ17から離れる
側にサーボ用レーザ光の吸収層33を介して設けられた
記録媒質34を有するものを用い、対物レンズ17によ
り波長780nmのサーボ用レーザ光10をグルーブ層
32に集光させ、波長650nmの記録/再生用レーザ
光20を記録媒質34中の異なる深さ位置の所望の記録
層35に集光させて情報の記録/再生を行なうものであ
る。
FIG. 7 is a schematic diagram showing a configuration of a main part of the second embodiment of the present invention. This embodiment is different from the first embodiment in that the information recording medium 31 has a groove layer 32 at a position of a thickness t1 from the surface on the side of the objective lens 17, and the groove layer 32 on the side away from the objective lens 17. A servo laser beam 10 having a wavelength of 780 nm is condensed on the groove layer 32 by the objective lens 17 using a recording medium having a recording medium 34 provided via an absorption layer 33 for servo laser light. The recording / reproducing of information is performed by converging the reproducing laser beam 20 on desired recording layers 35 at different depth positions in the recording medium 34.

【0042】この実施の形態では、波長650nmの記
録/再生用レーザ光20が、記録媒質34の深さ方向領
域(厚さ)のほぼ中間位置、すなわち情報記録媒体31
の表面から厚さt2の位置に集光するとき、そのスポッ
トに球面収差が生じないように対物レンズ17を収差補
正して設計する。
In this embodiment, the recording / reproducing laser beam 20 having a wavelength of 650 nm is applied to a substantially middle position of the depth direction region (thickness) of the recording medium 34, that is, the information recording medium 31.
The objective lens 17 is designed by correcting the aberration so that no spherical aberration occurs at the spot when the light is condensed from the surface to the position of the thickness t2.

【0043】この場合、単に、波長780nmのサーボ
用レーザ光10を、ガラス材料よりなる対物レンズ17
へ平行光束で入射させると、波長650nmの記録/再
生用レーザ光20のスポットより手前に結像させること
はできない。そこで、この実施の形態では、対物レンズ
17とダイクロイックプリズム16との間の光路中にホ
ログラム素子41を配置し、波長650nmの記録/再
生用レーザ光20はホログラム素子41を0次光で透過
する光束を用い、波長780nmのサーボ用レーザ光1
0はホログラム素子41で回折される1次光(集光する
側)の光束を用いる。また、ホログラム素子41には、
ホログラム素子41で回折される波長780nmの1次
光に対して、開口数を例えば0.43等のように小さく
制限する機能を持たせる。このようにして、波長650
nmの記録/再生用レーザ光20を情報記録媒体31の
厚さt2の位置に球面収差を生じることなく集光させた
ときに、波長780nmのサーボ用レーザ光10のスポ
ットが厚さt1のグルーブ層32上に形成されるように
正のパワーを持たせると共に、集束光束が対物レンズ1
7に入射することで発生する球面収差と情報記録媒体3
1の厚さt2によって生じる球面収差とを積算して残っ
た球面収差を相殺する球面収差を発生させるようにす
る。その他の構成は、第1実施の形態と同様である。
In this case, the servo laser beam 10 having a wavelength of 780 nm is simply applied to the objective lens 17 made of a glass material.
When the laser beam 20 is incident as a parallel light beam, an image cannot be formed before the spot of the recording / reproducing laser beam 20 having a wavelength of 650 nm. Therefore, in this embodiment, the hologram element 41 is arranged in the optical path between the objective lens 17 and the dichroic prism 16, and the recording / reproducing laser beam 20 having a wavelength of 650 nm passes through the hologram element 41 as zero-order light. Using a light beam, a servo laser beam 1 with a wavelength of 780 nm
0 uses the light flux of the primary light (condensing side) diffracted by the hologram element 41. The hologram element 41 has
A function of limiting the numerical aperture of the primary light having a wavelength of 780 nm diffracted by the hologram element 41 to a small value such as 0.43 is provided. Thus, the wavelength 650
When the recording / reproducing laser beam 20 having a wavelength of 780 nm is focused on the position of the thickness t2 of the information recording medium 31 without causing spherical aberration, the spot of the servo laser beam 10 having a wavelength of 780 nm becomes a groove having a thickness t1. The objective lens 1 has a positive power so as to be formed on the layer 32 and a focused light beam.
Aberration caused by incidence on the recording medium 7 and information recording medium 3
The spherical aberration generated by the thickness t2 of 1 is integrated to generate a spherical aberration that cancels the remaining spherical aberration. Other configurations are the same as in the first embodiment.

【0044】このように構成すれば、上記の第1実施の
形態におけると同様に、簡単かつ安価な構成で、深さ方
向の各記録層35に対する記録/再生性能の劣化を有効
に抑制でき、記録/再生を安定して行なうことができ
る。また、この実施の形態における媒体構造では、グル
ーブ層32が複数の記録層35を形成する記録媒質34
よりも対物レンズ17側に位置するので、グルーブ層3
2に集光するサーボ用スポットからの戻り光が、記録媒
質34の各記録層35で反射されたり、散乱されること
がなく、したがってサーボ信号の品質劣化を有効に防止
することができる。また、ホログラム素子41を用いる
ことで、長波長側のスポットを単波長側のスポットより
も手前側(対物レンズ側)に結像させて球面収差を補正
することができると共に、同じ対物レンズを用いた場合
でも、長波長側の光束に対して開口数(絞り機能)を独
立して設定することが容易にできる。
With such a configuration, similarly to the first embodiment, the recording / reproducing performance of each recording layer 35 in the depth direction can be effectively suppressed with a simple and inexpensive configuration. Recording / reproduction can be performed stably. Further, in the medium structure according to this embodiment, the groove layer 32 is a recording medium 34 on which a plurality of recording layers 35 are formed.
Is located closer to the objective lens 17 than the groove layer 3
The return light from the servo spot converged on the recording medium 2 is not reflected or scattered by each recording layer 35 of the recording medium 34, so that the quality deterioration of the servo signal can be effectively prevented. Further, by using the hologram element 41, it is possible to form an image of the spot on the long wavelength side closer to the front side (the objective lens side) than the spot on the single wavelength side, thereby correcting spherical aberration and using the same objective lens. Even in this case, the numerical aperture (aperture function) can be easily set independently for the light beam on the long wavelength side.

【0045】図8は、この発明の第3実施の形態の要部
の構成を示す概略図である。この実施の形態は、第1実
施の形態において、サーボ用光学系のコリメータレンズ
15は通常の非球面レンズとし、対物レンズ17とダイ
クロイックプリズム16との間の光路中にホログラム素
子41を配置して、このホログラム素子41により、波
長650nmの記録/再生用レーザ光20を情報記録媒
体1の厚さt1の位置に球面収差を生じることなく集光
させたときに、厚さt2の反射面2上に形成されるサー
ボ用レーザ光10のスポットに生じる球面収差を相殺す
る球面収差を発生させるようにしたもので、その他の構
成は第1実施の形態と同様である。
FIG. 8 is a schematic diagram showing a configuration of a main part of a third embodiment of the present invention. This embodiment is different from the first embodiment in that the collimator lens 15 of the servo optical system is a normal aspherical lens, and the hologram element 41 is arranged in the optical path between the objective lens 17 and the dichroic prism 16. When the hologram element 41 condenses the recording / reproducing laser beam 20 having a wavelength of 650 nm at the position of the thickness t1 of the information recording medium 1 without causing spherical aberration, the hologram element 41 reflects the laser beam 20 on the reflecting surface 2 having the thickness t2. The second embodiment generates spherical aberration that cancels out the spherical aberration occurring in the spot of the servo laser beam 10 formed in the first embodiment. Other configurations are the same as those of the first embodiment.

【0046】したがって、この実施の形態によれば、ガ
ラス材料の分散値に制限されることなく、2つのスポッ
トの距離をホログラム素子41の設計により自由に設定
できると共に、ホログラム素子41は光路に固定的に付
加するだけでよく、これを光路に出し入れする機構は必
要ないので、第1実施の形態におけると同様に、簡単か
つ安価な構成で、深さ方向の各記録層6に対して安定し
て記録/再生を行なうことができる。
Therefore, according to this embodiment, the distance between the two spots can be freely set by designing the hologram element 41 without being limited by the dispersion value of the glass material, and the hologram element 41 is fixed to the optical path. Since there is no need to provide a mechanism for taking this into and out of the optical path, a simple and inexpensive configuration can be used to stabilize each recording layer 6 in the depth direction, as in the first embodiment. Recording / reproduction.

【0047】なお、この発明は、上述した実施の形態に
のみ限定されるものではなく、幾多の変形または変更が
可能である。例えば、第1実施の形態では、サーボ用レ
ーザ光10のスポットに生じる球面収差を相殺するため
に、サーボ用光学系のコリメータレンズ15の形状を平
凸の球面レンズと固定して、その球面収差を制御するよ
うにしたが、逆に屈折率を固定として形状を変えること
もできる。すなわち、屈折率を固定としてレンズ形状を
図9(a)〜(g)に示すように変えると、その形状に
応じて3次球面収差(SA3)は図10(a)〜(g)
に示すようになるので、所望の収差量となるレンズ形状
を選択することができる。
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and changes are possible. For example, in the first embodiment, the shape of the collimator lens 15 of the servo optical system is fixed to a plano-convex spherical lens in order to cancel the spherical aberration generated in the spot of the servo laser beam 10, and the spherical aberration is fixed. Is controlled, but conversely, the shape can be changed by fixing the refractive index. That is, when the refractive index is fixed and the lens shape is changed as shown in FIGS. 9A to 9G, the third-order spherical aberration (SA3) is changed according to the shape as shown in FIGS.
Thus, a lens shape having a desired aberration amount can be selected.

【0048】また、第1実施の形態では、対物レンズ1
7を記録/再生用レーザ光20に対して収差補正して設
計したが、逆に、サーボ用レーザ光10に対して収差補
正して設計して、記録/再生用レーザ光20のスポット
に生じる球面収差を相殺するように、記録/再生用光学
系に球面収差を発生させるように構成することもでき
る。この場合、記録/再生用レーザ光20のスポットに
はアンダ側に球面収差が生じるので、例えば記録/再生
用光学系のコリメータレンズ22を非球面形状として、
該コリメータレンズ22によりオーバの球面収差を発生
させるようにすれば良い。
In the first embodiment, the objective lens 1
7 was designed by correcting the aberration with respect to the recording / reproducing laser beam 20. Conversely, the servo 7 was designed by correcting the aberration with respect to the servo laser beam 10 to be generated at the spot of the recording / reproducing laser beam 20. It is also possible to configure the recording / reproducing optical system to generate spherical aberration so as to cancel the spherical aberration. In this case, the spot of the recording / reproducing laser beam 20 has a spherical aberration on the under side, so that, for example, the collimator lens 22 of the recording / reproducing optical system has an aspherical shape.
The collimator lens 22 may generate an excessive spherical aberration.

【0049】同様に、第2実施の形態においても、対物
レンズ17をサーボ用レーザ光10に対して収差補正し
て設計して、記録/再生用レーザ光20のスポットに生
じる球面収差を相殺するように、記録/再生用光学系に
球面収差を発生させるように構成することもできる。こ
の場合、ホログラム素子41は、波長780nmの光束
は0次光で透過させ、波長650nmの光束は1次回折
光で発散させる構成とすると共に、該ホログラム素子4
1に波長780nmのスポットに対する波長650nm
のスポットの間隔設定と球面収差補正との機能を持たせ
るようにすれば良い。
Similarly, also in the second embodiment, the objective lens 17 is designed by correcting the aberration with respect to the servo laser beam 10 to cancel the spherical aberration generated in the spot of the recording / reproducing laser beam 20. As described above, the recording / reproducing optical system may be configured to generate spherical aberration. In this case, the hologram element 41 has a configuration in which a light beam having a wavelength of 780 nm is transmitted as zero-order light and a light beam having a wavelength of 650 nm is diverged as first-order diffracted light.
1 is a wavelength of 650 nm for a spot of a wavelength of 780 nm
The function of setting the interval between spots and correcting spherical aberration may be provided.

【0050】さらに、第2、3実施の形態では、ホログ
ラム素子41を対物レンズ17とダイクロイックプリズ
ム16との間の光路中に配置したが、光源ユニット11
とダイクロイックプリズム16との間のサーボ用レーザ
光10の光路中に配置することもできる。また、ホログ
ラム素子41は、例えば図11に示すように、対物レン
ズ17に一体に形成して、対物レンズ17と一体にフォ
ーカス制御およびトラッキング制御するようにすること
もできる。さらに、ホログラム素子41を用いる場合
は、サーボ用光学系あるいは記録/再生用光学系で発生
させる相殺用の球面収差を、その収差量に応じてホログ
ラム素子41と当該光学系の例えばコリメータレンズと
の両方で発生させるようにすることもできる。
Further, in the second and third embodiments, the hologram element 41 is arranged in the optical path between the objective lens 17 and the dichroic prism 16.
It can be arranged in the optical path of the servo laser light 10 between the servo laser beam 10 and the dichroic prism 16. Further, the hologram element 41 may be formed integrally with the objective lens 17 as shown in FIG. 11, for example, so that focus control and tracking control may be performed integrally with the objective lens 17. Further, when the hologram element 41 is used, the spherical aberration for cancellation generated by the servo optical system or the recording / reproducing optical system is changed according to the amount of aberration between the hologram element 41 and the collimator lens of the optical system. It can be made to occur in both.

【0051】さらにまた、この発明は、情報記録媒体と
して、相変化型薄膜や光磁気型薄膜を用いる場合にも有
効に適用することができる。
Further, the present invention can be effectively applied to a case where a phase change thin film or a magneto-optical thin film is used as an information recording medium.

【0052】[0052]

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、深さ
方向にガイドトラック層と複数の記録層とを有する情報
記録媒体のガイドトラック層に第1の光源からの光ビー
ムによる第1のスポットが形成され、複数の記録層を形
成する深さ方向の所定位置に第2の光源からの光ビーム
による第2のスポットが形成されたときに、いずれか一
方のスポットの球面収差がほぼゼロとなるように構成す
ると共に、その状態で他方のスポットに生じる球面収差
を相殺するように、当該他方のスポットを形成する光学
系に球面収差を発生させるよう構成したので、従来のよ
うに球面収差を補正するための異なる厚さ区域を有する
補正素子やその駆動機構を設けることなく、簡単かつ安
価な構成で、深さ方向の各記録層に対する記録/再生性
能の劣化を有効に防止でき、各記録層に対して安定して
記録/再生を行なうことができる。
As described above, according to the present invention, the first track by the light beam from the first light source is applied to the guide track layer of the information recording medium having the guide track layer and the plurality of recording layers in the depth direction. Is formed, and when the second spot is formed by the light beam from the second light source at a predetermined position in the depth direction at which the plurality of recording layers are formed, the spherical aberration of one of the spots is substantially reduced. In addition, the optical system forming the other spot is configured to generate spherical aberration so as to cancel the spherical aberration generated in the other spot in that state. It is possible to effectively reduce the deterioration of the recording / reproducing performance for each recording layer in the depth direction with a simple and inexpensive configuration without providing a correction element having a different thickness area for correcting aberration and a driving mechanism thereof. You can stop, it is possible to perform stable recording / reproduction on each recording layer.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 この発明の第1実施の形態を示す全体の概略
構成図である。
FIG. 1 is an overall schematic configuration diagram showing a first embodiment of the present invention.

【図2】 第1実施の形態を説明するための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining the first embodiment.

【図3】 図1に示す対物レンズで生じる3次球面収差
を説明するための図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining third-order spherical aberration generated by the objective lens shown in FIG. 1;

【図4】 媒体の厚さ誤差と3次球面収差量との関係を
示す図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating a relationship between a thickness error of a medium and a third-order spherical aberration amount.

【図5】 平凸球面レンズにおける屈折率と球面収差と
の関係を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a relationship between a refractive index and a spherical aberration in a plano-convex spherical lens.

【図6】 第1実施の形態による情報記録媒体内での深
さ方向の2つのスポット間隔と波面収差との関係を、従
来の場合と比較して示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the distance between two spots in the depth direction and the wavefront aberration in the information recording medium according to the first embodiment, in comparison with the conventional case.

【図7】 この発明の第2実施の形態の要部の構成を示
す概略図である。
FIG. 7 is a schematic diagram showing a configuration of a main part of a second embodiment of the present invention.

【図8】 同じく、第3実施の形態の要部の構成を示す
概略図である。
FIG. 8 is a schematic diagram showing a configuration of a main part of the third embodiment.

【図9】 第1実施の形態の変形例を説明するための各
種レンズ形状を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing various lens shapes for describing a modification of the first embodiment.

【図10】 図9に示す各種レンズ形状における3次球
面収差を示す図である。
10 is a diagram showing third-order spherical aberration in various lens shapes shown in FIG.

【図11】 第3実施の形態の変形例を説明するための
図である。
FIG. 11 is a diagram illustrating a modification of the third embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 情報記録媒体 2 反射面 3 吸収層 4 記録媒質 5 保護層 6 記録層 10 サーボ用レーザ光 11 光源ユニット 12 半導体レーザ(第1の光源) 13 光検出器 14 ホログラム 15 コリメータレンズ 16 ダイクロイックプリズム 17 対物レンズ 20 記録/再生用レーザ光 21 半導体レーザ(第2の光源) 22 コリメータレンズ 23 偏光ビームスプリッタ 24 1/4波長板 25 検出レンズ 26 ピンホール 27 PINフォトダイオード 31 情報記録媒体 32 グルーブ層 33 吸収層 34 記録媒質 35 記録層 41 ホログラム素子 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Information recording medium 2 Reflecting surface 3 Absorption layer 4 Recording medium 5 Protective layer 6 Recording layer 10 Laser beam for servo 11 Light source unit 12 Semiconductor laser (first light source) 13 Photodetector 14 Hologram 15 Collimator lens 16 Dichroic prism 17 Objective Lens 20 Recording / reproducing laser beam 21 Semiconductor laser (second light source) 22 Collimator lens 23 Polarizing beam splitter 24 Quarter-wave plate 25 Detection lens 26 Pinhole 27 PIN photodiode 31 Information recording medium 32 Groove layer 33 Absorption layer 34 recording medium 35 recording layer 41 hologram element

フロントページの続き Fターム(参考) 2H049 CA09 CA20 2H087 KA13 LA25 NA01 PA01 PB01 QA07 QA13 QA33 RA46 5D119 AA04 AA38 BA01 BB13 CA09 CA15 DA01 DA05 EA02 EA03 EC01 EC47 FA05 FA08 JA14 JA43 Continued on the front page F term (reference) 2H049 CA09 CA20 2H087 KA13 LA25 NA01 PA01 PB01 QA07 QA13 QA33 RA46 5D119 AA04 AA38 BA01 BB13 CA09 CA15 DA01 DA05 EA02 EA03 EC01 EC47 FA05 FA08 JA14 JA43

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 波長の異なる光ビームを放射する第1の
光源および第2の光源と、これら第1の光源および第2
の光源に対して共通の対物レンズとを有し、前記第1の
光源からの光ビームを前記対物レンズを経て、深さ方向
にガイドトラック層と複数の記録層とを有する情報記録
媒体の前記ガイドトラック層に集光させ、その戻り光に
基づいてトラッキング制御を行ないながら、前記第2の
光源からの光ビームを前記対物レンズを経て前記情報記
録媒体の所望の記録層に集光させるようにした光ピック
アップ装置において、 前記情報記録媒体のガイドトラック層に前記第1の光源
からの光ビームによる第1のスポットが形成され、前記
複数の記録層を形成する深さ方向の所定位置に前記第2
の光源からの光ビームによる第2のスポットが形成され
たときに、いずれか一方のスポットの球面収差がほぼゼ
ロとなるように構成すると共に、その状態で他方のスポ
ットに生じる球面収差を相殺するように、当該他方のス
ポットを形成する光学系に球面収差を発生させるよう構
成したことを特徴とする光ピックアップ装置。
A first light source and a second light source that emit light beams having different wavelengths; and the first light source and the second light source.
A light source from the first light source passes through the objective lens, passes through the objective lens, and has a guide track layer and a plurality of recording layers in the depth direction. A light beam from the second light source is condensed on a desired recording layer of the information recording medium through the objective lens while performing focusing control on the guide track layer and performing tracking control based on the returned light. In the optical pickup device, a first spot by a light beam from the first light source is formed on a guide track layer of the information recording medium, and the first spot is formed at a predetermined position in a depth direction where the plurality of recording layers are formed. 2
When the second spot is formed by the light beam from the light source, the spherical aberration of one of the spots becomes substantially zero, and the spherical aberration generated in the other spot in that state is cancelled. Thus, an optical pickup device is configured to generate spherical aberration in the optical system that forms the other spot.
【請求項2】 前記第1の光源から放射される光ビーム
の波長を前記第2の光源から放射される光ビームの波長
よりも長く設定したことを特徴とする請求項1に記載の
光ピックアップ装置。
2. The optical pickup according to claim 1, wherein the wavelength of the light beam emitted from the first light source is set longer than the wavelength of the light beam emitted from the second light source. apparatus.
【請求項3】 前記第1のスポットが前記ガイドトラッ
ク層に形成され、前記第2のスポットが前記所定位置に
形成されたときに、前記対物レンズに近い側に形成され
るスポットの球面収差がほぼゼロとなるように前記対物
レンズを構成すると共に、その状態で前記対物レンズか
ら離れた側に形成されるスポットに生じる球面収差を相
殺する球面収差を発生させるように、当該スポットを形
成する光学系に平凸の球面レンズを設けたことを特徴と
する請求項2に記載の光ピックアップ装置。
3. When the first spot is formed on the guide track layer and the second spot is formed at the predetermined position, the spherical aberration of the spot formed on the side closer to the objective lens is reduced. The objective lens is configured to be substantially zero, and in that state, an optical element for forming the spot is formed so as to generate a spherical aberration that cancels a spherical aberration generated in a spot formed on a side remote from the objective lens. 3. The optical pickup device according to claim 2, wherein a plano-convex spherical lens is provided in the system.
【請求項4】 前記ガイドトラック層に前記第1のスポ
ットが形成され、前記所定位置に前記第2のスポットが
形成されたときに、いずれか一方のスポットの球面収差
がほぼゼロとなるように構成すると共に、その状態で他
方のスポットに生じる球面収差を相殺する球面収差を発
生させるように、当該他方のスポットを形成する光学系
にホログラムを設けたことを特徴とする請求項2に記載
の光ピックアップ装置。
4. When the first spot is formed on the guide track layer and the second spot is formed at the predetermined position, the spherical aberration of one of the spots becomes substantially zero. The hologram is provided in an optical system that forms the other spot so as to generate spherical aberration that cancels out spherical aberration that occurs in the other spot in that state. Optical pickup device.
【請求項5】 前記第1のスポットが前記ガイドトラッ
ク層に形成され、前記第2のスポットが前記複数の記録
層を形成する深さ方向領域のほぼ中間位置に形成された
ときに、いずれか一方のスポットの球面収差がほぼゼロ
となるように構成したことを特徴とする請求項1,2,
3または4に記載の光ピックアップ装置。
5. The method according to claim 1, wherein the first spot is formed on the guide track layer, and the second spot is formed at a substantially intermediate position in a depth direction area forming the plurality of recording layers. 3. The method according to claim 1, wherein the spherical aberration of one spot is substantially zero.
5. The optical pickup device according to 3 or 4.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003066326A (en) * 2001-08-30 2003-03-05 Konica Corp Optical element used for optical pickup device, optical pickup device, and optical information recording/ reproducing device

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