JP2003323738A - Optical recording/reproducing unit - Google Patents

Optical recording/reproducing unit

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JP2003323738A
JP2003323738A JP2002130571A JP2002130571A JP2003323738A JP 2003323738 A JP2003323738 A JP 2003323738A JP 2002130571 A JP2002130571 A JP 2002130571A JP 2002130571 A JP2002130571 A JP 2002130571A JP 2003323738 A JP2003323738 A JP 2003323738A
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JP
Japan
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optical
light
lens
recording
reproducing apparatus
Prior art date
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Application number
JP2002130571A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshiyuki Kawasaki
俊之 川崎
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication date
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  • Optical Recording Or Reproduction (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide optical reproducing arrangement that widens the tolerance level of assembly errors, condenses light with accuracy that could not be achieved in assembly, uses near-field light or light generated by interference between modes to the maximum for enabling high-density optical recording, has superior reliability of signal detection, and can safely record and reproduce data. <P>SOLUTION: The optical recording/reproducing unit includes a focus variable lens that is installed in a light path at a area, where emitted light from a light source is detected by a photodetector; and a focus distance adjusting means for adjusting the focus of the focus-variable lens, by applying an electric field to maintain optimum focusing distance. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

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】本発明は光記録再生装置に関
し、詳細には光あるいは近接場光学効果を用いた超高密
度にデータの記録あるいは再生を行う光記録再生装置に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical recording / reproducing apparatus, and more particularly to an optical recording / reproducing apparatus for recording or reproducing data at a super high density using an optical or near-field optical effect.

【0002】[0002]

【従来の技術】データの記録再生方法の一つとして、光
を用いて記録媒体に記録、再生する方法がある。このよ
うな光記録方法の代表的な例としては、直径12cmの
光ディスクの片面にMPEG2による圧縮画像情報を2
時間分以上録画したいという要求から、DVDシステム
が商品化されている。DVD規格ではディスクの記憶容
量は片面で4.7GBであり、トラック密度は0.74
μm/トラック、線密度は0.267μm/ビットであ
る。以後、この規格に基づくDVDを現行DVDと呼
ぶ。
2. Description of the Related Art As one of data recording / reproducing methods, there is a method of recording / reproducing on / from a recording medium using light. As a typical example of such an optical recording method, 2 pieces of compressed image information according to MPEG2 are recorded on one side of an optical disk having a diameter of 12 cm.
DVD systems have been commercialized because of the demand for recording for more than an hour. According to the DVD standard, the storage capacity of the disc is 4.7 GB on one side, and the track density is 0.74.
The line density is 0.267 μm / bit. Hereinafter, a DVD based on this standard will be referred to as a current DVD.

【0003】DVDのような光ディスクに記録された情
報の再生は、光ヘッドを用いて行われる。光ヘッドにお
いては、LD(レーザダイオード)から出射される光ビ
ームが対物レンズにより光ディスクのトラック上のピッ
ト系列に集光される。光ディスクで反射された光ビーム
は、集光レンズで光検出器に集光され、再生信号が得ら
れる。この光検出器からの再生信号は再生信号処理系に
入力され、データの復号が行われる。DVD規格の場
合、光ヘッド中のLDの波長は0.65μm、対物レン
ズの開口数NAは0.6である。
The reproduction of information recorded on an optical disc such as a DVD is performed by using an optical head. In the optical head, a light beam emitted from an LD (laser diode) is focused by an objective lens into a series of pits on a track of an optical disc. The light beam reflected by the optical disk is condensed on the photodetector by the condenser lens, and a reproduction signal is obtained. The reproduction signal from this photodetector is input to the reproduction signal processing system, and the data is decoded. In the DVD standard, the wavelength of the LD in the optical head is 0.65 μm and the numerical aperture NA of the objective lens is 0.6.

【0004】光ディスクでは、更なる高密度化、高速度
化が要求されており、例えば現行DVDシステムに対し
て、直径12cmのディスク片面に高精細映像を2時間
分以上録画可能な高精細DVDシステムの開発が現在進
められている。高精細DVDに求められる記憶容量は1
5GB/面であり、現行DVDに比べて3.19(=1
5/4.7)倍の高密度化が必要である。高精細DVD
を実現するための光ディスクの高密度化技術として、ビ
ームスポットの縮小が挙げられる。ビームスポットの大
きさは、レーザの波長に比例し、対物レンズの開口数に
反比例する。光ディスクはレーザ光をレンズ光学系で集
光し、記録媒体に照射し、このレーザのスポット径が記
録マークの大きさを決定する重要なパラメータになって
いる。しかし、このような方法において、光のスポット
径は光の回折限界により、レーザ光源の波長以下にする
ことは不可能である。例えば、高精細DVDシステムで
は青色レーザ(波長0.41μm)、開口数0.6の対
物レンズを有する光学系が有力視されており、ビームス
ポットの面積は、現行DVDシステムにおけるビームス
ポットの面積を1として、0.397である。つまり、
ビームスポットの縮小により達成される光ディスクの高
密度化分は、2.52(=1/0.397)倍であり、
高精細DVDの記憶容量を達成するためには、ビームス
ポットの縮小の他に約1.25倍(〜3.2/0.39
7)の高密度化が必要である。
Optical discs are required to have higher densities and higher speeds. For example, a high-definition DVD system capable of recording high-definition video for 2 hours or more on one side of a disc having a diameter of 12 cm, as compared with the current DVD system. Is currently under development. The storage capacity required for high-definition DVD is 1
It is 5GB / side, which is 3.19 (= 1 compared to the current DVD.
5 / 4.7) times higher density is required. High definition DVD
As a technique for increasing the density of an optical disc for realizing the above, there is a reduction in beam spot. The size of the beam spot is proportional to the wavelength of the laser and inversely proportional to the numerical aperture of the objective lens. An optical disk collects laser light with a lens optical system and irradiates it on a recording medium, and the spot diameter of this laser is an important parameter for determining the size of a recording mark. However, in such a method, it is impossible to make the spot diameter of the light equal to or smaller than the wavelength of the laser light source due to the diffraction limit of the light. For example, in a high-definition DVD system, an optical system having a blue laser (wavelength 0.41 μm) and an objective lens with a numerical aperture of 0.6 is regarded as promising, and the beam spot area is the same as the beam spot area in the current DVD system. 1 is 0.397. That is,
The density increase of the optical disc achieved by the reduction of the beam spot is 2.52 (= 1 / 0.397) times,
In order to achieve the high-definition DVD storage capacity, in addition to the reduction of the beam spot, it is about 1.25 times (up to 3.2 / 0.39).
Higher density of 7) is required.

【0005】一方、高精細DVDに求められる記録容量
は15GB/面以上であるが、この容量を2時間以内で
再生するためには、最低2MBPS以上のデータ転送速
度が必要となる。また、コンピュータ用のROMとして
使用する場合、ストリーム再生では200MBPS、ラ
ンダム再生では200MBPS以上の高速読み書き速度
が必要である。
On the other hand, the recording capacity required for a high-definition DVD is 15 GB / surface or more, but in order to reproduce this capacity within 2 hours, a data transfer rate of at least 2 MBPS or more is required. When used as a ROM for a computer, a high-speed read / write speed of 200 MBPS is required for stream reproduction and 200 MBPS or higher for random reproduction.

【0006】そこで、光ディスク装置の高密度化を達成
する方法として、近年、近接場光を応用した光記録が注
目されている。例えば、Applied Physycs Leters、61
巻、2号の142頁から144頁(Applied Physycs Le
ters、Vol.62、No.2、pp.142〜14
4、1992)(以下従来例1と称す)に記載されてい
るように、光ファイバの先端をコーン状に加工し、その
先端の数10nmの領域以外を金属の被膜で覆ったプロ
ーブを作製し、圧電素子を用いた精密アクチュエータに
搭載して位置を制御して、直径60nmの記録マークを
プラチナ/コバルトの多層膜上に記録再生した例が報告
されている。この従来例1では、光ファイバの先端をコ
ーン状に加工し、その先端の数10nmの領域以外を金
属の被膜で覆ったプローブを用いている。
Therefore, in recent years, optical recording using near-field light has attracted attention as a method for achieving high density of an optical disk device. For example, Applied Physycs Leters, 61
Vol. 2, pp. 142-144 (Applied Physycs Le
ters, Vol. 62, No. 2, pp. 142-14
4, 1992) (hereinafter referred to as Conventional Example 1), the tip of the optical fiber is processed into a cone shape, and a probe in which the tip is covered with a metal coating except the region of several tens nm is manufactured. An example has been reported in which a recording mark having a diameter of 60 nm is recorded and reproduced on a platinum / cobalt multilayer film by controlling the position by mounting on a precision actuator using a piezoelectric element. In this prior art example 1, a probe is used in which the tip of the optical fiber is processed into a cone shape, and the tip of the tip is covered with a metal coating except for a region of several tens nm.

【0007】また、その他の従来例として、Applied Ph
ysycs Leters、73巻、15号の2078頁から208
0頁(Applied Physycs Leters、Vol.73、No.
15、pp.2078−2080、1998)(以下従
来例2と称す)に記載されているように、光ディスク基
板上に、記録層、保護層、非線形光学材料層を設け、非
線形光学材料層をマスクにして近接場光を発生させ記
録、再生を行う方法が提案されている。この実施例2で
はポリカーボネート光ディスク基板にSiN保護層、Ge
SbTeの記録層、Sbの保護層を積層して蒸着
し、基板側からレーザ光を入射することにより、直径9
0nmの記録マークを記録再生した例が報告されてい
る。
As another conventional example, Applied Ph
ysycs Leters, Vol. 73, No. 15, pp. 2078-208
Page 0 (Applied Physycs Leters, Vol. 73, No.
15, pp. 2078-2080, 1998) (hereinafter referred to as Conventional Example 2), a recording layer, a protective layer, and a nonlinear optical material layer are provided on an optical disk substrate, and the nonlinear optical material layer is used as a mask for the near field. A method of generating light for recording and reproducing has been proposed. In the second embodiment, a polycarbonate optical disk substrate is provided with a SiN protective layer and Ge.
A recording layer of 2 Sb 2 Te 5 and a protective layer of Sb are stacked and vapor-deposited, and a laser beam is incident from the substrate side to obtain a diameter of 9
An example of recording and reproducing a recording mark of 0 nm has been reported.

【0008】一方、電気光学レンズの従来技術には、以
下の文献がある。その一つとして、特開平6−1485
80号公報には、直方体形状のPLZTの対向する両面に、
光軸に沿ってストライプ状電極を形成した構造を持つ分
布屈折率型1次元電気光学レンズが提案されている。こ
の電気光学レンズはPLZTの横型効果を用いているため、
印加電界の方向と光軸が直交している。よって、x方向
とy方向、2次元的にレンズ効果を持たせたい場合、1
次元レンズを2枚重ねる必要がある。対向するストライ
プ電極に電圧を印加すると、PLZT内部に電界分布が発生
する。同時に、電気光学効果により電界分布に応じた屈
折率分布が生じる。PLZTの直方体形状とストライプ電極
の幅、長さを適当に選ぶとPLZT内部に屈折率の二乗分布
が生じ、レンズの焦点を可変することができる。
On the other hand, there are the following documents as the prior art of the electro-optical lens. As one of them, JP-A-6-1485
In Japanese Patent No. 80, both sides of a rectangular parallelepiped PLZT facing each other are described.
A distributed index type one-dimensional electro-optical lens having a structure in which a striped electrode is formed along the optical axis has been proposed. Since this electro-optic lens uses the horizontal effect of PLZT,
The direction of the applied electric field is orthogonal to the optical axis. Therefore, when it is desired to have a two-dimensional lens effect in the x and y directions, 1
It is necessary to stack two dimensional lenses. When a voltage is applied to the opposing stripe electrodes, an electric field distribution is generated inside PLZT. At the same time, a refractive index distribution corresponding to the electric field distribution is generated due to the electro-optic effect. By appropriately selecting the rectangular parallelepiped shape of the PLZT and the width and length of the stripe electrode, the square distribution of the refractive index is generated inside the PLZT, and the focus of the lens can be changed.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】上記従来例1のよう
に、近接場光を光記録に応用する場合、光ファイバの先
端を先鋭化したプローブや、平面型のスライダに設けた
微少開口によって発生する近接場光が用いられてきた。
しかし、近接場光の性質として、近接場を発生させる微
少開口と記録層との距離が離れると、急速に光強度が減
衰し、また光が発散するため、スポット径が急激に大き
くなるという欠点がある。よって、常に10nm以下に
開口と記録層の距離を保つ必要があり、極めて精密に、
かつ高速に光ヘッドを制御するための高精度ピックアッ
プアクチュエータが必要である。アクチュエータは通常
マグネットコイルにより発生する磁界により、磁力を用
いて制御される。特に光ヘッドはそれ自体が体積物であ
り、重く、電磁石マグネットにより制御するためには、
太く重い金属電線を巻いたコイルを駆動せねばならず、
その駆動を超高速に制御することは困難である。従っ
て、光ディスク高速回転時には、アクチュエータが光ヘ
ッドを制御しきれなくなり、記録層に照射される光スポ
ットは大きくなる。このような状態では、光ピックアッ
プにおける信号検出用の光検出器が出力する信号は、ビ
ットより光スポットが大きくなるために、読み出し波形
の両側にそれぞれ隣接するビットの読み出し波形が付加
されることになる。従って、この光ピックアップが出力
する信号は、隣接ビットからの符号間干渉を受けること
になり、必要なビットの情報のみを独立して高感度に検
出することは困難となる。また、最悪の場合、ヘッド自
体がメディアに接触し、メディア表面を破壊し、データ
を記録あるいは再生が困難となる場合がある。
When the near-field light is applied to the optical recording as in the above-mentioned conventional example 1, it is generated by a probe having a sharpened tip of an optical fiber or a minute opening provided in a flat slider. Near-field light has been used.
However, as a property of the near-field light, when the distance between the minute aperture that generates the near-field and the recording layer is increased, the light intensity is rapidly attenuated and the light is diverged, so that the spot diameter is rapidly increased. There is. Therefore, it is necessary to always keep the distance between the aperture and the recording layer to be 10 nm or less, and it is very precise to
Moreover, a high-precision pickup actuator for controlling the optical head at high speed is required. The actuator is controlled using magnetic force by a magnetic field normally generated by a magnet coil. In particular, the optical head itself is a volume, and is heavy, and in order to be controlled by an electromagnet,
You have to drive a coil of thick and heavy metal wire,
It is difficult to control the drive at an extremely high speed. Therefore, when the optical disc rotates at a high speed, the actuator cannot control the optical head, and the light spot irradiated on the recording layer becomes large. In such a state, the signal output from the photodetector for signal detection in the optical pickup has a light spot larger than a bit, so that read waveforms of adjacent bits are added to both sides of the read waveform. Become. Therefore, the signal output from this optical pickup suffers intersymbol interference from adjacent bits, and it becomes difficult to independently detect only the necessary bit information with high sensitivity. In the worst case, the head itself may come into contact with the medium and destroy the surface of the medium, making it difficult to record or reproduce data.

【0010】また、上記従来例1の光ディスクに用いら
れているアクチュエータを近接場光ディスク装置に応用
する場合、様々な問題が発生する。近接場光ディスク装
置のピックアップに要求される精度は、ヘッドが光の回
折限界以下のスポットを形成するために、各光学部品に
は光の回折限界以下の位置精度が要求される。しかし、
各光学部品を光の回折限界以下の精度で組み付けること
は実際には困難である。例えば、コリメートレンズ、集
光レンズ等のレンズ組付け後には焦点距離の調整が行え
ないため、光軸方向のレンズ組付けに起因するオフセッ
トが発生し、近接場により小さいスポットを発生させる
ことが困難となる。また、使用中に温度変化などの何ら
かの原因によりレーザ光源の波長が変わったり、光学部
品の経時変化などにより現状のレンズの焦点距離が変化
すると、近接場光ピックアップによって回折限界以下の
微少スポットを形成することができないので、高密度な
光ディスク再生装置を実現することは困難となる。
In addition, when the actuator used in the optical disk of the conventional example 1 is applied to the near-field optical disk device, various problems occur. Regarding the accuracy required for the pickup of the near-field optical disk device, since the head forms a spot below the light diffraction limit, each optical component is required to have a position accuracy below the light diffraction limit. But,
It is actually difficult to assemble each optical component with accuracy less than the diffraction limit of light. For example, the focal length cannot be adjusted after assembling a collimator lens, a condenser lens, etc., which causes an offset due to the lens assembly in the optical axis direction, making it difficult to generate a smaller spot in the near field. Becomes Also, if the wavelength of the laser light source changes due to some reason such as temperature change during use, or the current focal length of the lens changes due to aging of optical components, a near-field optical pickup will form a minute spot below the diffraction limit. Therefore, it is difficult to realize a high-density optical disk reproducing device.

【0011】また、上記従来例2によれば、光記録媒体
に記録層、保護層、非線形光学材料層を設け、非線形光
学材料層をマスクにして微少開口を空け近接場光を発生
させ記録、再生を行う方法では、光学系は従来の光ディ
スク同様の機構で記録再生可能である。この場合、光デ
ィスク基板には従来同様のランド・グルーブを設け、空
間伝搬してきたレーザ光を対物レンズ等で絞りマスク上
に生じた微少開口で近接場を発生させ記録再生を行って
いる。この方式では、Sbマスク層によって形成される
微少開口径が50nmとすると、表面記録型メディアの
記録層には約50nm程度の光のスポットを形成するこ
とができる。ただし、これはマスク層に光のスポットを
スポット径と同程度すなわち50nm以上の精度で集光
した場合であり、従来のDVD等の光ディスクと同様な
対物レンズを用いても、対物レンズを駆動させる電磁石
アクチュエータでは、上記従来例1の欠点と同様な理由
により実現困難である。
According to the second conventional example, a recording layer, a protective layer, and a non-linear optical material layer are provided on an optical recording medium, and the non-linear optical material layer is used as a mask to open a minute aperture to generate near-field light for recording. In the reproducing method, the optical system can record and reproduce by the same mechanism as the conventional optical disk. In this case, the optical disk substrate is provided with the same lands and grooves as in the conventional case, and the near field is generated by the minute aperture generated on the aperture mask by the objective lens or the like for the laser beam propagating in space to perform recording / reproduction. In this method, if the minute opening diameter formed by the Sb mask layer is 50 nm, a light spot of about 50 nm can be formed on the recording layer of the surface recording medium. However, this is a case where a light spot is focused on the mask layer with the same precision as the spot diameter, that is, with an accuracy of 50 nm or more, and the objective lens can be driven even if the same objective lens as that of an optical disc such as a conventional DVD is used. The electromagnet actuator is difficult to realize for the same reason as the drawback of the conventional example 1 described above.

【0012】更に、上記従来例3によれば、横型の電気
光学素子を用いているので、光軸方向に対し長くなり、
光ピックアップのような平面型デバイスに応用するのは
困難である。また、2次元的に焦点を可変する場合、1
次元焦点可変レンズを2基用意しなければならず、シリ
ンドリカルレンズなどの部品点数が多く、組立、調整に
手間がかかる。
Further, according to the above-mentioned conventional example 3, since the lateral electro-optical element is used, it becomes long in the optical axis direction,
It is difficult to apply it to a planar device such as an optical pickup. Also, when the focus is changed two-dimensionally, 1
Since two dimensional focus variable lenses must be prepared, the number of parts such as the cylindrical lens is large, and it takes time to assemble and adjust.

【0013】本発明はこれらの問題点を解決するための
ものであり、レンズの組付け後に発生する誤差を組み付
け後に調整することにより、組付け誤差の許容範囲を拡
大すると共に、組み付けでは出せなかった精度で光を集
光し、光の近接場光あるいはモード間干渉により生じる
光を最大限に用いて高密度に光記録可能で、かつ信号検
出の信頼性の高い、安定にデータを記録または再生でき
る光記録再生装置を提供することを目的とする。
The present invention is intended to solve these problems, and by adjusting the error generated after the lens is assembled after the assembly, the allowable range of the assembly error can be expanded and the error which cannot be obtained by the assembly. Concentrates light with high accuracy and enables high-density optical recording by using the near-field light of the light or light generated by intermode interference to the maximum, reliable signal detection, and stable data recording or An object is to provide an optical recording / reproducing device capable of reproducing.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】前記問題点を解決するた
めに、光源から出射された光を集光して光ディスクの面
上に照射することにより情報の記録等を行うと共に、光
ディスクからの透過光あるいは反射光を光検出器に検出
させ、あるいは信号検出光学系内で集束させてその集束
光を光検出器に検出させることにより、情報を再生す
る、本発明の光記録再生装置は、光源からの出射光が光
検出器に検出されるまでの間の光路中に設置した焦点可
変レンズと、電界印加により焦点可変レンズの焦点を最
適の焦点距離に保つように調整する焦点距離調整手段と
を有する。よって、組付け後にレンズの焦点距離の調整
が行えるため、光軸方向のレンズ組付けに起因するオフ
セット量を最小限に抑えることができ、これにより組付
け誤差の許容範囲を拡大すると共に、組み付けでは出せ
なかった精度で光を集光できるので、高密度に光記録可
能で、かつ信号検出の信頼性の高い、安定にデータを記
録または再生できる光記録再生装置を実現することがで
きる。また、可変レンズ焦点距離調整手段を設けたこと
により、使用中に温度変化などの何らかの原因によりレ
ーザ光源の波長が変わったり、光学部品の経時変化など
により現状のレンズの焦点距離では誤差が生じたような
場合、そのような誤差を検知してフィードバック制御す
ることができるため、経時変化に強く常に誤差の小さな
信号検出を行うことができる光ピックアップを備えた光
記録再生装置を実現することができる。
In order to solve the above-mentioned problems, the light emitted from the light source is condensed and irradiated onto the surface of the optical disc to record information and to transmit the information from the optical disc. The optical recording / reproducing apparatus of the present invention reproduces information by detecting light or reflected light by a photodetector, or focusing in a signal detection optical system and detecting the focused light by the photodetector. A variable focus lens installed in the optical path until the light emitted from is detected by the photodetector, and a focal length adjustment means for adjusting the focus of the variable focus lens by applying an electric field so as to maintain the optimum focal length. Have. Therefore, since the focal length of the lens can be adjusted after assembly, the amount of offset caused by lens assembly in the optical axis direction can be minimized, which expands the allowable range of assembly error and Since light can be condensed with an accuracy that could not be obtained with, it is possible to realize an optical recording / reproducing apparatus capable of high-density optical recording, high signal detection reliability, and stable data recording / reproducing. Further, since the variable lens focal length adjusting means is provided, the wavelength of the laser light source changes due to some reason such as temperature change during use, and an error occurs in the current lens focal length due to aging of optical components. In such a case, since such an error can be detected and feedback controlled, it is possible to realize an optical recording / reproducing apparatus equipped with an optical pickup that is resistant to changes over time and that can always detect a signal with a small error. .

【0015】また、光源から出射された光の回折限界よ
り小さいスポットを光ディスクの記録面上に形成する光
スポット形成手段にスライダ状の近接場光発光体を設け
たことにより、光の近接場効果あるいは擬似的な近接場
効果を最大限に利用して高密度に光記録可能でかつ、信
号検出の信頼性の高い、安定にデータを記録または再生
できる光記録再生装置を実現することができる。
Further, by providing a slider-like near-field light emitter in the light spot forming means for forming a spot smaller than the diffraction limit of the light emitted from the light source on the recording surface of the optical disk, the near-field effect of light is obtained. Alternatively, it is possible to realize an optical recording / reproducing apparatus capable of performing high-density optical recording by making maximum use of the pseudo near-field effect, having high reliability of signal detection, and stably recording or reproducing data.

【0016】更に、焦点可変レンズを、光源から出射さ
れた光を記録層に集光するための対物レンズとして用い
たことにより、フォーカス用アクチュエータが不要とな
り、小型化軽量化を一段と図ることができ、これにより
組付け誤差の許容範囲を拡大すると共に、組み付けでは
出せなかった精度で光を集光できる。
Further, since the variable focus lens is used as an objective lens for condensing the light emitted from the light source on the recording layer, the focus actuator becomes unnecessary, and the size and weight can be further reduced. As a result, the allowable range of the assembly error can be expanded, and the light can be condensed with the accuracy that could not be obtained by the assembly.

【0017】また、焦点可変レンズを、光源から出射さ
れた光をコリメートするためのコリメートレンズとして
用いたことにより、レンズ組付け後にコリメート調整を
行えるため、コリメート調整がしやすくなりしかも正確
な調整を行うことができる。また、常に最適なコリメー
ト状態に組付けることができるため、これにより組付け
誤差の許容範囲を拡大すると共に、組み付けでは出せな
かった精度で光を集光できる。
Further, since the variable focus lens is used as a collimator lens for collimating the light emitted from the light source, the collimate adjustment can be performed after the lens is assembled, which facilitates the collimate adjustment and allows accurate adjustment. It can be carried out. Further, since the collimated state can be always assembled, the allowable range of the assembly error can be expanded, and the light can be condensed with the accuracy which cannot be obtained by the assembly.

【0018】更に、焦点可変レンズを、光ディスクから
の透過光あるいは反射光を光検出器に集光させるための
集光レンズとして用いたことにより、レンズ組付け調整
後に集光レンズの光軸方向位置調整を行うことができ、
これにより組付け誤差の許容範囲を拡大すると共に、組
み付けでは出せなかった精度で光を集光できる。
Further, since the variable focus lens is used as a condenser lens for condensing the transmitted light or the reflected light from the optical disk on the photodetector, the position of the condenser lens in the optical axis direction after the lens assembly is adjusted. Can make adjustments,
As a result, the allowable range of the assembly error can be expanded, and the light can be condensed with the accuracy that could not be obtained by the assembly.

【0019】また、焦点可変レンズは、縦型の奇数次の
電気光学効果を示すレンズ材料母材で形成され、外部か
ら電界を印加することによりレンズ材料母材内部に屈折
率分布を生じさせ焦点を可変させる電気光学レンズであ
ることにより、縦型の奇数次の電気光学効果を示す材料
母材と、この母材に形成されたリング状電極とからなっ
ており、電極に電圧を印加することにより、レンズ材料
母材内部に屈折率分布をなめらかに生じさせることがで
きる。また、奇数次の電気光学効果を示す材料母材を使
用しているので、印加電圧が零のとき、複屈折が零であ
り、正の複屈折と負の複屈折でそれぞれ印加電圧の極性
が正負となり、動作点電圧を零に設定することができる
ため、フォーカス調整、トラッキング調整などの制御を
単純な回路で行うことができる光ピックアップを備えた
光記録再生装置を実現させることができる。
The variable focus lens is formed of a vertical lens material base material exhibiting an odd-order electro-optical effect, and by applying an electric field from the outside, a refractive index distribution is generated inside the lens material base material to form a focus. Since it is an electro-optical lens that changes the vertical axis, it is composed of a vertical type material base material showing an electro-optical effect and a ring-shaped electrode formed on this base material, and a voltage is applied to the electrode. Thereby, the refractive index distribution can be smoothly generated inside the lens material base material. Further, since the material base material exhibiting the electro-optic effect of odd orders is used, the birefringence is zero when the applied voltage is zero, and the polarities of the applied voltage are positive birefringence and negative birefringence, respectively. Since it becomes positive and negative and the operating point voltage can be set to zero, it is possible to realize an optical recording / reproducing apparatus equipped with an optical pickup capable of performing control such as focus adjustment and tracking adjustment with a simple circuit.

【0020】更に、レンズ材料母材に、光軸に対して対
称な形状のパターン電極を形成することが好ましい。ま
た、このパターン電極がリング形状であることが好まし
い。
Further, it is preferable to form a pattern electrode having a symmetrical shape with respect to the optical axis on the lens material base material. Further, it is preferable that the pattern electrode has a ring shape.

【0021】また、レンズ材料母材がシレナイト構造の
複酸化物で形成されることにより、大きい一次の電気光
学効果により、低電圧で焦点を大きく可変できるので、
大規模な昇圧回路を必要とせず、強いては小型軽量な光
記録再生装置を実現させることができる。
Further, since the lens material base material is formed of a complex oxide having a silenite structure, the focus can be largely changed at a low voltage due to a large first-order electro-optical effect.
It is possible to realize a compact and lightweight optical recording / reproducing device without requiring a large-scale booster circuit.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】本発明の光記録再生装置は、光源
からの出射光が光検出器に検出されるまでの間の光路中
に設置した焦点可変レンズと、電界印加により焦点可変
レンズの焦点を最適の焦点距離に保つように調整する焦
点距離調整手段とを有する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The optical recording / reproducing apparatus of the present invention comprises a variable focus lens installed in the optical path until the light emitted from the light source is detected by a photodetector, and a variable focus lens by applying an electric field. And a focal length adjusting means for adjusting the focal point to maintain an optimum focal length.

【0023】[0023]

【実施例】図1は本発明の第1の実施例に係る光記録再
生装置の構成を示す概略図である。同図において、本実
施例の光記録再生装置は、レーザ光源(以下LDと称
す)11、コリメートレンズ12、偏向ビームスプリッ
タ(以下PBSと称す)13、焦点可変レンズ14、対
物レンズ15、集光レンズ16、光検出器17を含んで
構成されている光ヘッド10と、LDドライバ20と、
再生信号処理系30とを有している。
1 is a schematic diagram showing the configuration of an optical recording / reproducing apparatus according to a first embodiment of the present invention. In the figure, the optical recording / reproducing apparatus of the present embodiment includes a laser light source (hereinafter referred to as LD) 11, a collimator lens 12, a deflection beam splitter (hereinafter referred to as PBS) 13, a variable focus lens 14, an objective lens 15, and a condenser. An optical head 10 including a lens 16 and a photodetector 17; an LD driver 20;
And a reproduction signal processing system 30.

【0024】このような構成を有する本実施例の光記録
再生装置は、LD11から出射された光をコリメートレ
ンズ12でコリメートし、このコリメートされた光を、
PBS13及び焦点可変レンズ14を介した上で、対物
レンズ15で集光して光ディスク40の面上に照射する
ことにより情報の記録等を行う。光源は光ディスクの面
上に集光できれば何でもよいが、特にコヒーレント性の
強いレーザ光源が好ましい。一方、情報の記録と共に、
光ディスク40からの反射光を、対物レンズ15及び焦
点可変レンズ14を介した上で、PBS13で入射光と
分離し、集光レンズ16で集束させ、その集束光を光検
出器17で検出して情報を再生する再生信号の検出を行
い、再生信号処理系30によって復号データに変換処理
される。図1に示すように、LD11からの出射光が光
検出器17に検出されるまでの間の光路中に配設され、
ビームの焦点距離の調整を行う焦点可変レンズは、その
焦点距離のずれ量を検出し焦点可変レンズの焦点を常に
最適の焦点距離に保つように調整する可変レンズ焦点距
離調整手段(図示せず)を設けている。
The optical recording / reproducing apparatus of the present embodiment having such a configuration collimates the light emitted from the LD 11 with the collimator lens 12, and the collimated light is
Information is recorded by passing the light through the PBS 13 and the variable focus lens 14 and condensing the light with the objective lens 15 to irradiate the surface of the optical disc 40. Any light source may be used as long as it can be focused on the surface of the optical disk, but a laser light source having strong coherence is particularly preferable. On the other hand, with the recording of information,
The reflected light from the optical disc 40 is separated from the incident light by the PBS 13 after passing through the objective lens 15 and the focus variable lens 14, and is focused by the condenser lens 16, and the focused light is detected by the photodetector 17. A reproduction signal for reproducing information is detected and converted into decoded data by the reproduction signal processing system 30. As shown in FIG. 1, the light emitted from the LD 11 is disposed in the optical path until it is detected by the photodetector 17,
The variable focus lens that adjusts the focal length of the beam is a variable lens focal length adjusting means (not shown) that detects the deviation amount of the focal length and adjusts the focus of the variable focus lens to always keep the optimum focal length. Is provided.

【0025】図2は本発明の第2の実施例に係る光記録
再生装置の構成を示す概略図である。同図において、図
1と同じ参照符号は同じ構成要素を示す。異なる構成と
しては、対物レンズ15と光ディスク40の間に焦点可
変レンズ14を設け、光ディスク40の面上に集光する
ビームスポットに対して焦点距離の調整を行っている。
FIG. 2 is a schematic view showing the arrangement of an optical recording / reproducing apparatus according to the second embodiment of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 1 indicate the same components. As a different configuration, the focus variable lens 14 is provided between the objective lens 15 and the optical disc 40, and the focal length is adjusted with respect to the beam spot condensed on the surface of the optical disc 40.

【0026】図3は本発明の第3の実施例に係る光記録
再生装置の構成を示す概略図である。同図において、図
1と同じ参照符号は同じ構成要素を示す。異なる構成と
しては、LD11とPBS13の間に焦点可変レンズ1
4を設け、LD11のコリメート調整を行う。また、P
BS13と光ディスク40の間に対物レンズ15のみを
設ける。
FIG. 3 is a schematic view showing the arrangement of an optical recording / reproducing apparatus according to the third embodiment of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 1 indicate the same components. As a different configuration, a variable focus lens 1 is provided between the LD 11 and the PBS 13.
4 is provided to adjust the collimation of the LD 11. Also, P
Only the objective lens 15 is provided between the BS 13 and the optical disc 40.

【0027】図4は本発明の第4の実施例に係る光記録
再生装置の構成を示す概略図である。同図において、図
1と同じ参照符号は同じ構成要素を示す。異なる構成と
しては、PBS13と光検出器17の間に焦点可変レン
ズ14を設け、反射光の光検出器17への集光調整を行
う。また、PBS13と光ディスク40の間に対物レン
ズ15のみを設ける。
FIG. 4 is a schematic view showing the arrangement of an optical recording / reproducing apparatus according to the fourth embodiment of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 1 indicate the same components. As a different configuration, a variable focus lens 14 is provided between the PBS 13 and the photodetector 17, and the reflected light is condensed and adjusted on the photodetector 17. Further, only the objective lens 15 is provided between the PBS 13 and the optical disc 40.

【0028】図5は本発明の第5の実施例に係る光記録
再生装置の構成を示す概略図である。同図において、図
1と同じ参照符号は同じ構成要素を示す。異なる構成と
しては、PBS13と光ディスク40の間に焦点可変レ
ンズ14のみを設け、光ディスク40の面上に集光する
ビームスポットに対して焦点距離の調整を行う。図6に
示すように、ポリカーボネートなどからなる光ディスク
基板上に、記録層、保護層、非線形光学材料層を設けた
非線形光学材料層をマスクにして、光の回折限界よりも
小さい光のスポットを記録層に発生させ記録、再生を行
う。図6に示す例では、ポリカーボネート基板41にS
iN保護層42、Ge2Sb2Te5,AgInSbTeなどの記録層(相
変化材料)45、Sbマスク層43を積層して蒸着し
た。ここで、Ge2Sb2Te5やAgInSbTeは常温で反射率の異
なる二つの状態(結晶,アモルファス)をもつ。照射す
る光の条件を変えることにより結晶化させたりアモルフ
ァスにしたり、自由に状態を変化させることができる。
この原理を用いてデータを記録させ、反射率の違いによ
りデータを読み出す光メモリを構成することができる。
この材料を用いることによりコントラストの高いS/N
のよい再生信号が得られ、また記録保持能力の高い光デ
ィスク記録再生装置ができる。また、記録層45に銀を
用いているので、基板との密着性がよく、対摩耗性に優
れている。それぞれの膜厚は記録層上下にあるSiN保
護層42が20nm、記録層(相変化材料)45が15
nm、Sbマスク層43が15nm、Sbマスク層43
とポリカーボネート基板41の間にSiN保護層44を
170nm積層した。記録層45は光を照射したとき
に、その透過光あるいは反射光にコントラストが発生す
る材料であればよいので、相変化材料のみならず、光磁
気材料や電気光学効果を示す材料なども考えられる。コ
ントラストとは吸光度や反射率の変化による光の強度の
差の他に、偏光面の回転や複屈折率の変化など、光学的
定数の変化によって生じるコントラストも含まれる。記
録時には、通常の光ディスク同様に基板側からSbマス
ク層43に焦点を結ぶように焦点可変レンズ14で集光
されたレーザビームが入射される。このとき、入射レー
ザパワーに応じた領域のSbマスク層43が透明にな
り、微小開口が形成される。このときこの形成された微
小開口から記録層に近接場光が浸みだし、光の回折限界
よりも微小な記録マークを形成することができる。例え
ばSbマスク層43によって形成される微少開口径が5
0nmとすると、表面記録型メディアの記録層には約5
0nm程度の光のスポットを形成することができる。こ
のような電気光学レンズを用いてピックアップを構成す
ることにより、レンズの焦点を常に最適に保つことがで
き、極限まで集光した光を用いて高密度な光書き込み読
み出しが可能となる。
FIG. 5 is a schematic view showing the arrangement of an optical recording / reproducing apparatus according to the fifth embodiment of the present invention. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 1 indicate the same components. As a different configuration, only the variable focus lens 14 is provided between the PBS 13 and the optical disc 40, and the focal length is adjusted with respect to the beam spot focused on the surface of the optical disc 40. As shown in FIG. 6, a non-linear optical material layer provided with a recording layer, a protective layer, and a non-linear optical material layer on an optical disk substrate made of polycarbonate or the like is used as a mask to record a light spot smaller than the diffraction limit of light. It is generated in a layer and recorded and reproduced. In the example shown in FIG. 6, S is formed on the polycarbonate substrate 41.
An iN protective layer 42, a recording layer (phase change material) 45 such as Ge 2 Sb 2 Te 5 , AgInSbTe, etc., and an Sb mask layer 43 were laminated and deposited. Here, Ge 2 Sb 2 Te 5 and AgInSbTe have two states (crystal and amorphous) having different reflectances at room temperature. It can be crystallized or made amorphous by changing the conditions of the irradiation light, and the state can be freely changed.
Using this principle, it is possible to configure an optical memory that records data and reads the data according to the difference in reflectance.
High contrast S / N by using this material
It is possible to obtain an optical disk recording / reproducing apparatus which can obtain a reproduction signal with good quality and has a high recording holding capacity. Further, since silver is used for the recording layer 45, it has good adhesion to the substrate and excellent abrasion resistance. The respective film thicknesses are 20 nm for the SiN protective layer 42 above and below the recording layer, and 15 for the recording layer (phase change material) 45.
nm, Sb mask layer 43 is 15 nm, Sb mask layer 43
A SiN protective layer 44 having a thickness of 170 nm was laminated between the and the polycarbonate substrate 41. The recording layer 45 may be any material that produces contrast in transmitted light or reflected light when it is irradiated with light, so that not only a phase change material but also a magneto-optical material or a material exhibiting an electro-optical effect can be considered. . The contrast includes not only the difference in light intensity due to changes in absorbance and reflectance, but also contrast caused by changes in optical constants such as rotation of the polarization plane and changes in birefringence. At the time of recording, the laser beam focused by the variable focus lens 14 is incident on the Sb mask layer 43 from the substrate side as in the case of a normal optical disc. At this time, the Sb mask layer 43 in the region corresponding to the incident laser power becomes transparent and a minute opening is formed. At this time, the near-field light leaks into the recording layer from the formed minute opening, and a recording mark smaller than the light diffraction limit can be formed. For example, the small opening diameter formed by the Sb mask layer 43 is 5
When the thickness is 0 nm, the recording layer of the surface recording medium has about 5
It is possible to form a light spot of about 0 nm. By configuring a pickup using such an electro-optical lens, the focus of the lens can always be kept optimal, and high-density optical writing and reading can be performed using light that has been condensed to the limit.

【0029】また、光記録再生装置の表面記録型光ディ
スクに、図7に示すような光ディスクを用いている。図
7に示すように、光記録媒体としてポリカーボネートな
どからなる光ディスク基板上に、相変化材料、保護層を
設け、近接場プローブ、あるいは近接場スライダヘッド
に設けた近接場発光体、例えば突起や開口などを用いて
近接場光を発生させ記録、再生を行う。図7に示す例で
はポリカーボネート光ディスク基板41にSiN保護層
44,46、相変化材料の記録層45を積層して蒸着し
た。例えば、それぞれの膜厚は、記録層45上下にある
SiN保護層44,46を20nm、相変化材料の記録
層45を15nm積層した。相変化材料の記録層45
は、書き込み用の強い光を照射することで相変化(結晶
相、アモルファス相など)を起こす材料である。安定し
た複数の相が可逆的に変化可能な場合はRAMとして、
また非可逆的に変化する場合は追記型記録メディアとし
て用いることができる。また、読み出し用の弱い光を照
射したときに、その透過光あるいは反射光に複数の相で
コントラストが発生する材料であればよい。記録時に
は、この例の場合、記録層側から近接場突起などにより
近接場光、あるいは内部集光型近接場光が入射される。
光はメディアの基板側からでも記録層側からでも入射で
きるが、図7は近接場光を記録層側から入射した場合の
図である。近接場発生体先端から出射された光は一旦近
接場光となり、サンプルに入射する。その光は記録層を
透過し、ポリカーボネート基板側に伝搬光として出射さ
れる。データ記録層には光の回折限界よりも小さい記録
マークを形成することができる。よって、本発明の光記
録再生装置では、電気光学レンズを用いてピックアップ
を構成しているので、レンズの焦点を常に最適に保つこ
とができる。例えば図7の場合では、電気光学レンズを
用いて近接場発生体に光を精度良く集光させることがで
きるので、極限まで集光した光を用いて近接場光を発生
させ、高密度な光書き込み読み出しが可能となる。
An optical disc as shown in FIG. 7 is used as the surface recording type optical disc of the optical recording / reproducing apparatus. As shown in FIG. 7, a near-field light emitter, such as a protrusion or an aperture, provided on a near-field probe or a near-field slider head by providing a phase change material and a protective layer on an optical disk substrate made of polycarbonate or the like as an optical recording medium. The near-field light is generated by using such as recording and reproducing. In the example shown in FIG. 7, SiN protective layers 44 and 46 and a recording layer 45 of a phase change material are laminated and vapor-deposited on a polycarbonate optical disc substrate 41. For example, the respective film thicknesses are such that the SiN protective layers 44 and 46 above and below the recording layer 45 are laminated to 20 nm, and the recording layer 45 of the phase change material is laminated to 15 nm. Recording layer 45 of phase change material
Is a material that undergoes a phase change (crystal phase, amorphous phase, etc.) when irradiated with strong light for writing. If stable multiple phases can be reversibly changed, RAM
When it changes irreversibly, it can be used as a write-once recording medium. Further, any material may be used as long as the transmitted light or the reflected light produces contrast in a plurality of phases when irradiated with weak light for reading. At the time of recording, in the case of this example, near-field light or internal condensing type near-field light is incident from the recording layer side by a near-field protrusion or the like.
Light can enter from either the substrate side or the recording layer side of the medium, but FIG. 7 is a diagram when the near-field light enters from the recording layer side. The light emitted from the tip of the near-field generator becomes the near-field light once and enters the sample. The light passes through the recording layer and is emitted to the polycarbonate substrate side as propagating light. Recording marks smaller than the diffraction limit of light can be formed on the data recording layer. Therefore, in the optical recording / reproducing apparatus of the present invention, the electro-optical lens is used to constitute the pickup, so that the focus of the lens can always be kept optimum. For example, in the case of FIG. 7, since it is possible to accurately collect light on the near-field generator by using the electro-optical lens, the near-field light is generated by using the light condensed to the limit, and the high-density light is generated. Writing and reading are possible.

【0030】図8は本発明の光記録再生装置に用いられ
る焦点可変レンズの構成及び屈折率分布特性を示す図で
ある。本発明の光記録再生装置に用いられる焦点可変レ
ンズは、同図の(a),(b)に示すような電気光学レ
ンズを用いる。この電気光学レンズは、縦型の電気光学
効果を示すレンズレンズ材料母材51を用い、リング状
の電極52を介して外部から電界を印加し、レンズ材料
母材51の内部に同図の(c)に示す特性のような、な
めらかな屈折率分布を生じさせている。例えば、図9に
示すように、BSO結晶(B12SiO20)をレンズ材料母材5
1とし、対向する電極52間に電圧を印加すると、対向
する電極52によって挟まれたレンズ材料母材51の内
部でZ軸方向に電界が発生し、図8の(c)に示すよう
に、電極下部の屈折率が相対的に減少するため、屈折率
分布は中心が大きく、縁に行くに従って弱くなるという
自乗分布を作ることができる。このようなレンズ材料母
材にコリメート光を片側から照射すると、電極近傍を通
過した光はレンズ中心に向かって屈折するので、集光光
を作ることができる。なお、電極52の形状は、図8の
(a)のようなレンズ材料母材の両面にリング状電極を
施すもののほか、以下に示す形状が有効である。
FIG. 8 is a diagram showing the structure and refractive index distribution characteristics of the variable focus lens used in the optical recording / reproducing apparatus of the present invention. As the variable focus lens used in the optical recording / reproducing apparatus of the present invention, an electro-optical lens as shown in FIGS. This electro-optical lens uses a lens lens material base material 51 that exhibits a vertical electro-optical effect, applies an electric field from the outside through a ring-shaped electrode 52, and inside the lens material base material 51 shown in FIG. A smooth refractive index distribution like the characteristic shown in c) is produced. For example, as shown in FIG. 9, a BSO crystal (B 12 SiO 20 ) is used as the lens material base material 5
1, and when a voltage is applied between the electrodes 52 facing each other, an electric field is generated in the Z-axis direction inside the lens material base material 51 sandwiched by the electrodes 52 facing each other, and as shown in (c) of FIG. Since the refractive index of the lower portion of the electrode is relatively reduced, the refractive index distribution can be formed as a square distribution in which the center is large and becomes weaker toward the edges. When collimated light is applied to such a lens material base material from one side, the light passing through the vicinity of the electrodes is refracted toward the center of the lens, so that condensed light can be produced. The shape of the electrode 52 is not limited to that shown in FIG. 8A in which ring-shaped electrodes are provided on both surfaces of the lens material base material, and the following shapes are effective.

【0031】先ず、図8に示すようなレンズ材料母材5
1上の電極52が片面リング状であり、もう片方の面は
図10の(a),(b)に示すような、円状や方形状で
ある電気光学レンズである。この平板電極をITOのよ
うな透明電極にすると、透過型の電気光学レンズとな
る。また、光を反射するような電極、例えばアルミニウ
ム蒸着膜などの金属電極などにすると、反射型の電気光
学レンズとなる。また、図11に示すように、リング状
の電極52をx方向とy方向に4分割し、x方向とy方
向独立に電圧を印加できるような電極の構成にした電気
光学レンズである。この電気光学レンズは、x方向とy
方向独立に電圧を印加することにより、x方向とy方向
独立に焦点を可変できるので、非点収差の補正ができ
る。また、各電極の印加電圧を調整すると、焦点位置を
前後だけでなく左右に移動させることもできる。これは
光の偏向に使うことができる。すなわち、トラッキング
調整に用いることもできる。電極52の形状は両面図1
1に示すような4分割電極の他、片面を図11の(d)
に示すようにリング状の電極52にしたもの、あるいは
図10の(a),(b)に示すような単純な平板の電極
52にしたものなどがある。この平板の電極52をIT
Oのような透明電極にすると、透過型の電気光学レンズ
となる。また、光を反射するような電極、例えばアルミ
ニウム蒸着膜などの金属電極などにすると、反射型の電
気光学レンズとなる。このような電気光学レンズにおい
て、縦型の電気光学効果を示すレンズ材料母材51に外
部から電界を印加すると、レンズ材料母材51の内部に
屈折率分布が生じ、焦点位置を任意に連続的に変化させ
ることができるレンズとなる。横型の電気光学効果によ
る焦点可変レンズに比べて、光軸方向に薄く面方向に広
いフラットな焦点可変レンズを作ることができる。この
形状は、ノートPC用等に用いる超薄型の光ディスクドラ
イブに向いている。更に、電気光学効果を示すレンズ材
料母材に電極を形成し、電圧を印加することによりレン
ズ材料母材の内部に屈折率分布を生じさせることもでき
る。電圧の値を変化させると焦点距離を連続的に可変で
きる。光は電極部以外の場所を透過するようにも製作可
能であり、透明である必要はないが、透明電極を使うこ
とにより、電極部にかかるような光を透過させることも
できる。
First, the lens material base material 5 as shown in FIG.
The electrode 52 on 1 has a ring shape on one side, and the other surface is a circular or rectangular electro-optical lens as shown in FIGS. 10 (a) and 10 (b). When this plate electrode is made of a transparent electrode such as ITO, it becomes a transmissive electro-optical lens. Further, when an electrode that reflects light, for example, a metal electrode such as an aluminum vapor deposition film is used, a reflective electro-optical lens is formed. Further, as shown in FIG. 11, the ring-shaped electrode 52 is divided into four in the x direction and the y direction, and the electro-optical lens has a structure in which the voltage can be applied independently in the x direction and the y direction. This electro-optic lens has x-direction and y-direction.
By applying the voltage independently in the directions, the focus can be changed independently in the x direction and the y direction, so that astigmatism can be corrected. Further, by adjusting the voltage applied to each electrode, the focus position can be moved not only forward and backward but also left and right. It can be used to deflect light. That is, it can also be used for tracking adjustment. The shape of the electrode 52 is a double-sided view 1.
In addition to the four-divided electrode as shown in FIG.
There is a ring-shaped electrode 52 as shown in FIG. 10 or a simple flat plate electrode 52 as shown in FIGS. This flat plate electrode 52 is
When a transparent electrode such as O is used, it becomes a transmissive electro-optical lens. Further, when an electrode that reflects light, for example, a metal electrode such as an aluminum vapor deposition film is used, a reflective electro-optical lens is formed. In such an electro-optical lens, when an electric field is externally applied to the lens material base material 51 exhibiting a vertical electro-optical effect, a refractive index distribution is generated inside the lens material base material 51, and the focal position is arbitrarily continuous. It becomes a lens that can be changed. It is possible to make a flat focus variable lens that is thin in the optical axis direction and wide in the surface direction as compared with a horizontal variable focus lens based on the electro-optic effect. This shape is suitable for ultra-thin optical disk drives used for notebook PCs and the like. Further, by forming an electrode on the lens material base material exhibiting the electro-optic effect and applying a voltage, a refractive index distribution can be generated inside the lens material base material. The focal length can be continuously changed by changing the voltage value. The light can be manufactured so as to be transmitted through a place other than the electrode portion and need not be transparent, but it is also possible to transmit the light that is applied to the electrode portion by using a transparent electrode.

【0032】また、電極をリング状にすることにより、
レンズ材料母材の内部に2次元的な屈折率分布を生じさ
せることができるので、1つのレンズでx方向とy方向
の2次元同時焦点可変レンズを実現することができる。
また、収差補正等の目的でx方向とy方向独立に焦点を
可変することもできる。この場合、同一母材上にx方向
とy方向のレンズを形成でき、レンズの位置が両方向一
致しているため、2次元独立可変動作しても焦点の位置
合わせや電圧制御が簡単に行える。さらに縦型の電気光
学効果を用いることにより、横型効果とストライプ電極
を用いた電気光学レンズでは困難であったレンズの大面
積化が可能となる。光軸に電極が掛からない構成の電気
光学レンズができるので、原理的に回折や散乱光のない
きれいな集光ができ、光記録再生装置に最適である。
Further, by making the electrodes ring-shaped,
Since a two-dimensional refractive index distribution can be generated inside the lens material base material, a two-dimensional simultaneous focus variable lens in the x direction and the y direction can be realized with one lens.
Further, the focus can be changed independently in the x direction and the y direction for the purpose of correcting aberrations and the like. In this case, lenses in the x direction and the y direction can be formed on the same base material, and the positions of the lenses are the same in both directions. Therefore, even if the two-dimensional independent variable operation is performed, focusing of the focus and voltage control can be easily performed. Further, by using the vertical electro-optic effect, it becomes possible to increase the area of the lens, which was difficult with the electro-optic lens using the horizontal effect and the stripe electrode. Since an electro-optical lens having a structure in which no electrode is applied to the optical axis can be formed, in principle, a clean light collection without diffraction or scattered light can be achieved, which is optimal for an optical recording / reproducing apparatus.

【0033】更に詳しく本発明の具体例を説明する。図
8の(a)に示す縦型電気光学効果を用いた分布屈折率
型焦点可変電気光学レンズによれば、レンズ材料母材5
1は縦型電気光学効果を示すBi12SiO20単結晶基板(1
5mm×15mm×1mm)である。電極52はその基
板の裏表に形成された対向するリング状のITO透明の
電極(内円の直径3mm)である。上部と下部のリング
状電極間に電圧を印加すると、基板内に材料母材の厚さ
方向(z軸方向)に電界が発生する。材料母材は縦型の
電気光学結晶なので、材料母材の面方向(x軸方向とy
軸方向)の間に複屈折が生じる。いま、x軸方向の屈折
率が小さくなるとすると、電極直下はz軸方向の電界が
強いため、x軸方向に偏波面を持つ透過光に対する屈折
率が小さくなる。電極のない材料母材中心部は屈折率が
大きいままである。図8の(c)に示すように、電圧印
加によって材料母材は凸レンズの屈折率分布になる。こ
のような材料母材にx軸方向に偏波面を持つ直線偏光を
入射すると、入射光は凸レンズ効果により1点に集光さ
れる。逆に、y軸方向の屈折率は大きくなるので、y軸
方向の偏波面を持つ直線偏光を入射すると、入射光は凹
レンズ効果により発散する。印加電圧を正から負に連続
的に変化させると、焦点距離が連続的に変化し、凸レン
ズから凹レンズへの切り替えも電圧調整で容易に行うこ
とができる。入射光にはHe-Neレーザ(波長:633n
m、ビーム径:約1mm)の直線偏光を用い、この光を
電気光学レンズに入射させる。電気光学レンズの直前に
置いたアクロマートレンズにより、レンズ透過光を一点
に集光させる(スポット径:20μm)。焦点位置の検
出には直径25μmのアパーチャを用い、これを光軸上
のレンズ焦点付近から前後に移動させ、透過光強度が最
大になったときのアパーチャの位置から求めた。電気光
学レンズに1.6kVの電圧を印加すると、焦点が手前
に約1mm移動した。電圧印加による焦点位置の変化か
ら電気光学レンズとしての基本的動作を確認した。
A specific example of the present invention will be described in more detail. According to the distributed index type variable focus electro-optic lens using the vertical electro-optic effect shown in FIG. 8A, the lens material base material 5 is used.
1 is a Bi 12 SiO 20 single crystal substrate (1
5 mm × 15 mm × 1 mm). The electrode 52 is a ring-shaped transparent ITO electrode (diameter of the inner circle is 3 mm) formed on both sides of the substrate and facing each other. When a voltage is applied between the upper and lower ring-shaped electrodes, an electric field is generated in the substrate in the thickness direction (z-axis direction) of the material base material. Since the material base material is a vertical electro-optic crystal, the surface direction of the material base material (x-axis direction and y
Birefringence occurs during (axial direction). Now, assuming that the refractive index in the x-axis direction is small, the electric field in the z-axis direction is strong just below the electrode, and therefore the refractive index for transmitted light having a polarization plane in the x-axis direction is small. The central part of the material base material without electrodes still has a high refractive index. As shown in FIG. 8C, the material base material has a refractive index distribution of the convex lens due to the voltage application. When linearly polarized light having a plane of polarization in the x-axis direction is incident on such a material base material, the incident light is condensed at one point by the convex lens effect. On the contrary, since the refractive index in the y-axis direction becomes large, when linearly polarized light having a polarization plane in the y-axis direction is incident, the incident light diverges due to the concave lens effect. When the applied voltage is continuously changed from positive to negative, the focal length continuously changes, and it is possible to easily switch the convex lens to the concave lens by adjusting the voltage. He-Ne laser (wavelength: 633n) is used for the incident light.
m, beam diameter: about 1 mm), and this light is made incident on the electro-optical lens. An achromatic lens placed immediately in front of the electro-optical lens collects the light transmitted through the lens at one point (spot diameter: 20 μm). An aperture having a diameter of 25 μm was used to detect the focal position, and the aperture was moved from the vicinity of the lens focal point on the optical axis to the front and back, and the aperture position when the transmitted light intensity was maximized was obtained. When a voltage of 1.6 kV was applied to the electro-optical lens, the focus moved to the front by about 1 mm. The basic operation of the electro-optical lens was confirmed from the change of the focal position due to the voltage application.

【0034】次に、縦型の電気光学効果を示すレンズ材
料母材としては、結晶点群3mのLiNbO、LiTaO、結
晶点群42mのNHHPO(ADP)、KHPO(KDP)、結
晶点群32のα水晶(SiO)、結晶点群23のBi12SiO20
(BSO)、Bi12GeO20(BGO)、結晶点群43mのZnS、ZnTe、
BiGeO12等など中心対称性を持たない単結晶や多結
晶がある。この種の結晶は、大きい一次の電気光学効果
(ポッケルス効果)を示し、本発明において最適な特性
を示す。特にBSO、BGOは電気光学定数(ポッケルス係数
γ41)が10-12m/v以上と大きく、低い電圧で
焦点を大きく可変できるので、本発明では最適な材料母
材である。他には、2次の電気光学効果(電気光学カー
効果)や高次の効果を示すレンズ材料母材も使うことが
できる。
Next, as a lens material base material exhibiting a vertical electro-optical effect, LiNbO 3 and LiTaO 3 having a crystal point group of 3 m, NH 4 H 2 PO 4 (ADP) and KH 2 PO having a crystal point group of 42 m are used. 4 (KDP), α crystal (SiO 2 ) of crystal point group 32, Bi 12 SiO 20 of crystal point group 23
(BSO), Bi 12 GeO 20 (BGO), ZnS, ZnTe with a crystal point group of 43 m,
There are single crystals and polycrystals that do not have central symmetry, such as Bi 4 Ge 3 O 12 . This type of crystal exhibits a large first-order electro-optic effect (Pockels effect) and exhibits optimum characteristics in the present invention. In particular, BSO and BGO have a large electro-optic constant (Pockels coefficient γ 41 ) of 10 −12 m / v or more, and the focus can be largely changed at a low voltage. Therefore, they are optimal material base materials in the present invention. Alternatively, a lens material base material that exhibits a second-order electro-optical effect (electro-optical Kerr effect) or a higher-order effect can be used.

【0035】このような電気光学レンズを用いてピック
アップを構成することにより、レンズの焦点を常に最適
に保つことができ、極限まで集光した光を用いて高密度
な光書き込み読み出しが可能となる。
By constructing a pickup using such an electro-optical lens, the focus of the lens can always be kept optimal, and high-density optical writing / reading can be performed by using the light condensed to the limit. .

【0036】図12は本発明の第6の実施例に係る光記
録再生装置の構成を示す概略図である。同図において、
図5と同じ参照符号は同じ構成要素を示す。異なる構成
としては、スライダ61を有している。このような構成
を有する本実施例の光記録再生装置によれば、LD11
から出射された光をコリメートレンズ12でコリメート
し、このコリメートされた光を焦点可変レンズ14で焦
点を調整して集光して、スライダ61内に設けた突起や
微少開口、スリットなどの近接場発生部に照射する。近
接場発生部から発生した近接場光を光ディスク40の面
上にカップリングさせることにより情報の記録等を行
う。例えば微少開口径が50nmの突起とすると、表面
記録型メディアの記録層には約50nm程度の光のスポ
ットを形成することができる。このような電気光学レン
ズを用いてピックアップを構成することにより、レンズ
の焦点を常に最適に保つことができ、極限まで集光した
光を用いて高密度な光書き込み読み出しが可能となる。
FIG. 12 is a schematic view showing the arrangement of an optical recording / reproducing apparatus according to the sixth embodiment of the present invention. In the figure,
The same reference numerals as those in FIG. 5 indicate the same components. A slider 61 is provided as a different configuration. According to the optical recording / reproducing apparatus of this embodiment having such a configuration, the LD 11
The light emitted from the collimator is collimated by the collimator lens 12, and the collimated light is focused by the focus variable lens 14 to be condensed, and a near field such as a protrusion, a minute aperture, or a slit provided in the slider 61 is collected. Irradiate the generation area. Information is recorded by coupling the near-field light generated from the near-field generator onto the surface of the optical disc 40. For example, when the protrusion has a minute opening diameter of 50 nm, a light spot of about 50 nm can be formed on the recording layer of the surface recording medium. By configuring a pickup using such an electro-optical lens, the focus of the lens can always be kept optimal, and high-density optical writing and reading can be performed using light that has been condensed to the limit.

【0037】図13は本発明の第7の実施例に係る光記
録再生装置の構成を示す概略図である。同図において、
図3と同じ参照符号は同じ構成要素を示す。異なる構成
としては、スライダ61を有している。
FIG. 13 is a schematic view showing the arrangement of an optical recording / reproducing apparatus according to the seventh embodiment of the present invention. In the figure,
The same reference numerals as those in FIG. 3 indicate the same components. A slider 61 is provided as a different configuration.

【0038】図14は本発明の第8の実施例に係る光記
録再生装置の構成を示す概略図である。同図において、
図4と同じ参照符号は同じ構成要素を示す。異なる構成
としては、スライダ61を有している。
FIG. 14 is a schematic view showing the arrangement of an optical recording / reproducing apparatus according to the eighth embodiment of the present invention. In the figure,
The same reference numerals as those in FIG. 4 indicate the same components. A slider 61 is provided as a different configuration.

【0039】このようなスライダを設けた光記録再生装
置によれば、スライダの内部に光の回折限界よりも小さ
いスポットを形成するための突起や微小開口、スリット
などが設けられ、これにより近接場光又は内部集光型近
接場光を発生させ記録、再生を行う。
According to the optical recording / reproducing apparatus provided with such a slider, a protrusion, a minute opening, a slit, etc. for forming a spot smaller than the diffraction limit of light are provided inside the slider, whereby a near field is provided. Recording or reproduction is performed by generating light or an internally focused near-field light.

【0040】また、図15に示すように、縦型の奇数次
の電気光学効果を示すレンズ材料母材と、このレンズ材
料母材に形成されたリング状電極とからなっており、電
極に電圧を印加することにより、レンズ材料母材の内部
に屈折率分布をなめらかに生じさせる。奇数次の電気光
学効果を示すレンズ材料母材を使用しているので、印加
電圧が零のとき、複屈折が零であり、正の複屈折と負の
複屈折でそれぞれ印加電圧の極性が正負となり、動作点
電圧を零に設定することができるため、フォーカス調
整、トラッキング調整などの制御において有効である。
特に、縦型の奇数次の電気光学効果を示すレンズ材料母
材を用いると、正負の電界印加により、電界印加部の屈
折率を、増加あるいは減少できる。従って、電極電圧の
値を負から正に変化させると、凹レンズから凸レンズ、
またはその逆と連続的にレンズの焦点を可変することが
できる。このような電気光学レンズを用いてピックアッ
プを構成することにより、レンズの焦点を常に最適に保
つことができ、極限まで集光した光を用いて高密度な光
書き込み読み出しが可能となる。
As shown in FIG. 15, a vertical lens material base material showing an odd-order electro-optical effect and a ring-shaped electrode formed on the lens material base material are used. Is applied, a refractive index distribution is smoothly generated inside the lens material base material. Since the lens material base material that exhibits the electro-optic effect of odd orders is used, the birefringence is zero when the applied voltage is zero, and the positive and negative birefringence causes the positive and negative polarities of the applied voltage. Since the operating point voltage can be set to zero, it is effective in control such as focus adjustment and tracking adjustment.
In particular, when a vertical lens material base material that exhibits an odd-order electro-optical effect is used, the refractive index of the electric field application portion can be increased or decreased by applying a positive or negative electric field. Therefore, when the value of the electrode voltage is changed from negative to positive,
Alternatively, the focal point of the lens can be continuously changed in the opposite manner. By configuring a pickup using such an electro-optical lens, the focus of the lens can always be kept optimal, and high-density optical writing and reading can be performed using light that has been condensed to the limit.

【0041】更に、本発明では、シレナイト構造複酸化
物のレンズ材料母材と、このレンズ材料母材に形成され
たリング状電極とからなっており、電極に電圧を印加す
ることにより、レンズ材料母材の内部に屈折率分布をな
めらかに生じさせる。シレナイト構造複酸化物として、
特に結晶点群23のBi12SiO20(BSO)、Bi12GeO20(BGO)等
が有用である。この種の結晶は、大きい一次の電気光学
効果(ポッケルス効果)を示し、本発明において最適な
電気光学特性を示す。このような電気光学レンズを用い
てピックアップを構成することにより、レンズの焦点を
常に最適に保つことができ、極限まで集光した光を用い
て高密度な光書き込み読み出しが可能となる。
Further, according to the present invention, the lens material base material of the silenite structure complex oxide and the ring-shaped electrode formed on the lens material base material are used. By applying a voltage to the electrode, the lens material is formed. The refractive index distribution is smoothly generated inside the base material. As a silenite structure double oxide,
Particularly, Bi 12 SiO 20 (BSO), Bi 12 GeO 20 (BGO) and the like of the crystal point group 23 are useful. This type of crystal exhibits a large first-order electro-optical effect (Pockels effect) and exhibits optimum electro-optical characteristics in the present invention. By configuring a pickup using such an electro-optical lens, the focus of the lens can always be kept optimal, and high-density optical writing and reading can be performed using light that has been condensed to the limit.

【0042】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、特許請求の範囲内の記載であれば多種の変
形や置換可能であることは言うまでもない。
It is needless to say that the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications and substitutions can be made within the scope of the claims.

【0043】[0043]

【発明の効果】以上説明したように、光源から出射され
た光を集光して光ディスクの面上に照射することにより
情報の記録等を行うと共に、光ディスクからの透過光あ
るいは反射光を光検出器に検出させ、あるいは信号検出
光学系内で集束させてその集束光を光検出器に検出させ
ることにより、情報を再生する、本発明の光記録再生装
置は、光源からの出射光が光検出器に検出されるまでの
間の光路中に設置した焦点可変レンズと、電界印加によ
り焦点可変レンズの焦点を最適の焦点距離に保つように
調整する焦点距離調整手段とを有する。よって、組付け
後にレンズの焦点距離の調整が行えるため、光軸方向の
レンズ組付けに起因するオフセット量を最小限に抑える
ことができ、これにより組付け誤差の許容範囲を拡大す
ると共に、組み付けでは出せなかった精度で光を集光で
きるので、高密度に光記録可能で、かつ信号検出の信頼
性の高い、安定にデータを記録または再生できる光記録
再生装置を実現することができる。また、可変レンズ焦
点距離調整手段を設けたことにより、使用中に温度変化
などの何らかの原因によりレーザ光源の波長が変わった
り、光学部品の経時変化などにより現状のレンズの焦点
距離では誤差が生じたような場合、そのような誤差を検
知してフィードバック制御することができるため、経時
変化に強く常に誤差の小さな信号検出を行うことができ
る光ピックアップを備えた光記録再生装置を実現するこ
とができる。
As described above, information is recorded by collecting the light emitted from the light source and irradiating it onto the surface of the optical disk, and detecting the transmitted light or the reflected light from the optical disk. The optical recording / reproducing apparatus of the present invention detects the light emitted from the light source by detecting the light from the light source, or by reproducing the information by causing the light detector to detect the focused light by focusing the light in the signal detection optical system. It has a variable focus lens installed in the optical path until it is detected by the container, and a focal length adjusting means for adjusting the focal point of the variable focus lens by applying an electric field so as to keep the focal length at an optimum focal length. Therefore, since the focal length of the lens can be adjusted after assembly, the amount of offset caused by lens assembly in the optical axis direction can be minimized, which expands the allowable range of assembly error and Since light can be condensed with an accuracy that could not be obtained with, it is possible to realize an optical recording / reproducing apparatus capable of high-density optical recording, high signal detection reliability, and stable data recording / reproducing. Further, since the variable lens focal length adjusting means is provided, the wavelength of the laser light source changes due to some reason such as temperature change during use, and an error occurs in the current lens focal length due to aging of optical components. In such a case, since such an error can be detected and feedback controlled, it is possible to realize an optical recording / reproducing apparatus equipped with an optical pickup that is resistant to changes over time and that can always detect a signal with a small error. .

【0044】また、光源から出射された光の回折限界よ
り小さいスポットを光ディスクの記録面上に形成する光
スポット形成手段にスライダ状の近接場光発光体を設け
たことにより、光の近接場効果あるいは擬似的な近接場
効果を最大限に利用して高密度に光記録可能でかつ、信
号検出の信頼性の高い、安定にデータを記録または再生
できる光記録再生装置を実現することができる。
In addition, the near-field effect of light is provided by providing the slider-like near-field light emitter in the light spot forming means for forming a spot smaller than the diffraction limit of the light emitted from the light source on the recording surface of the optical disk. Alternatively, it is possible to realize an optical recording / reproducing apparatus capable of performing high-density optical recording by making maximum use of the pseudo near-field effect, having high reliability of signal detection, and stably recording or reproducing data.

【0045】更に、焦点可変レンズを、光源から出射さ
れた光を記録層に集光するための対物レンズとして用い
たことにより、フォーカス用アクチュエータが不要とな
り、小型化軽量化を一段と図ることができ、これにより
組付け誤差の許容範囲を拡大すると共に、組み付けでは
出せなかった精度で光を集光できる。スライダの摺動時
あるいは浮上時の、高速運動に追従でき、ヘッド自体の
高速運動が可能となる。また、機械的な可動部分が少な
くなるため、振動や内部空気流の変動に強い光ピックア
ップを備えた光記録再生装置を実現させることができ
る。更に、ヘッド自体を小型化軽量化できるので、ヘッ
ドの動作の高速化が可能となり、シーク速度が向上さ
れ、高速にメディア上の記録再生地点にアクセスできる
光記録再生装置を実現できる。電磁コイル駆動の対物レ
ンズを設ける必要がなくなり、光ピックアップの構成を
簡略にすることができ、強いては高速かつ高密度な光記
録再生装置を実現することができる。
Furthermore, since the variable focus lens is used as an objective lens for condensing the light emitted from the light source on the recording layer, the focus actuator becomes unnecessary, and the size and weight can be further reduced. As a result, the allowable range of the assembly error can be expanded, and the light can be condensed with the accuracy that could not be obtained by the assembly. It is possible to follow high-speed movement when the slider slides or floats, and high-speed movement of the head itself becomes possible. In addition, since the number of mechanically movable parts is reduced, it is possible to realize an optical recording / reproducing device equipped with an optical pickup that is resistant to vibration and fluctuations in the internal air flow. Further, since the head itself can be made smaller and lighter, the operation of the head can be speeded up, the seek speed can be improved, and an optical recording / reproducing apparatus capable of accessing the recording / reproducing point on the medium at high speed can be realized. It is not necessary to provide an objective lens driven by an electromagnetic coil, the structure of the optical pickup can be simplified, and a high-speed and high-density optical recording / reproducing apparatus can be realized.

【0046】また、焦点可変レンズを、光源から出射さ
れた光をコリメートするためのコリメートレンズとして
用いたことにより、レンズ組付け後にコリメート調整を
行えるため、コリメート調整がしやすくなりしかも正確
な調整を行うことができる。また、常に最適なコリメー
ト状態に組付けることができるため、これにより組付け
誤差の許容範囲を拡大すると共に、組み付けでは出せな
かった精度で光を集光できる。
Further, since the variable focus lens is used as a collimator lens for collimating the light emitted from the light source, the collimate adjustment can be performed after the lens is assembled, which facilitates the collimate adjustment and allows accurate adjustment. It can be carried out. Further, since the collimated state can be always assembled, the allowable range of the assembly error can be expanded, and the light can be condensed with the accuracy which cannot be obtained by the assembly.

【0047】更に、焦点可変レンズを、光ディスクから
の透過光あるいは反射光を光検出器に集光させるための
集光レンズとして用いたことにより、レンズ組付け調整
後に集光レンズの光軸方向位置調整を行うことができ、
これにより組付け誤差の許容範囲を拡大すると共に、組
み付けでは出せなかった精度で光を集光できる。
Further, since the variable focus lens is used as a condenser lens for condensing the transmitted light or the reflected light from the optical disk on the photodetector, the position of the condenser lens in the optical axis direction after the lens assembly is adjusted. Can make adjustments,
As a result, the allowable range of the assembly error can be expanded, and the light can be condensed with the accuracy that could not be obtained by the assembly.

【0048】また、焦点可変レンズは、縦型の奇数次の
電気光学効果を示すレンズ材料母材で形成され、外部か
ら電界を印加することによりレンズ材料母材内部に屈折
率分布を生じさせ焦点を可変させる電気光学レンズであ
ることにより、縦型の奇数次の電気光学効果を示す材料
母材と、この母材に形成されたリング状電極とからなっ
ており、電極に電圧を印加することにより、レンズ材料
母材の内部に屈折率分布をなめらかに生じさせることが
できる。また、奇数次の電気光学効果を示す材料母材を
使用しているので、印加電圧が零のとき、複屈折が零で
あり、正の複屈折と負の複屈折でそれぞれ印加電圧の極
性が正負となり、動作点電圧を零に設定することができ
るため、フォーカス調整、トラッキング調整などの制御
を単純な回路で行うことができる光ピックアップを備え
た光記録再生装置を実現させることができる。
The variable focus lens is formed of a vertical lens material base material exhibiting an odd-order electro-optical effect, and by applying an electric field from the outside, a refractive index distribution is generated inside the lens material base material and a focus is generated. Since it is an electro-optical lens that changes the vertical axis, it is composed of a vertical type material base material showing an electro-optical effect and a ring-shaped electrode formed on this base material, and a voltage is applied to the electrode. As a result, the refractive index distribution can be smoothly generated inside the lens material base material. Further, since the material base material exhibiting the electro-optic effect of odd orders is used, the birefringence is zero when the applied voltage is zero, and the polarities of the applied voltage are positive birefringence and negative birefringence, respectively. Since it becomes positive and negative and the operating point voltage can be set to zero, it is possible to realize an optical recording / reproducing apparatus equipped with an optical pickup capable of performing control such as focus adjustment and tracking adjustment with a simple circuit.

【0049】更に、レンズ材料母材に、光軸に対して対
称な形状のパターン電極を形成することが好ましい。ま
た、このパターン電極がリング形状であることが好まし
い。
Further, it is preferable to form a pattern electrode having a symmetrical shape with respect to the optical axis on the lens material base material. Further, it is preferable that the pattern electrode has a ring shape.

【0050】また、レンズ材料母材がシレナイト構造の
複酸化物で形成されることにより、大きい一次の電気光
学効果により、低電圧で焦点を大きく可変できるので、
大規模な昇圧回路を必要とせず、強いては小型軽量な光
記録再生装置を実現させることができる。
Further, since the lens material base material is formed of a complex oxide having a silenite structure, the focus can be largely changed at a low voltage due to a large first-order electro-optical effect.
It is possible to realize a compact and lightweight optical recording / reproducing device without requiring a large-scale booster circuit.

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

【図1】本発明の第1の実施例に係る光記録再生装置の
構成を示す概略図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of an optical recording / reproducing apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2の実施例に係る光記録再生装置の
構成を示す概略図である。
FIG. 2 is a schematic diagram showing a configuration of an optical recording / reproducing apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第3の実施例に係る光記録再生装置の
構成を示す概略図である。
FIG. 3 is a schematic diagram showing a configuration of an optical recording / reproducing apparatus according to a third embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第4の実施例に係る光記録再生装置の
構成を示す概略図である。
FIG. 4 is a schematic diagram showing a configuration of an optical recording / reproducing apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第5の実施例に係る光記録再生装置の
構成を示す概略図である。
FIG. 5 is a schematic diagram showing a configuration of an optical recording / reproducing apparatus according to a fifth embodiment of the present invention.

【図6】光ディスクの一例を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing an example of an optical disc.

【図7】光ディスクの別の例を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing another example of an optical disc.

【図8】本発明の光記録再生装置に用いられる焦点可変
レンズの構成及び屈折率分布特性を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a configuration and a refractive index distribution characteristic of a variable focus lens used in the optical recording / reproducing apparatus of the present invention.

【図9】対向する電極間に電圧を印加する回路を示す図
である。
FIG. 9 is a diagram showing a circuit for applying a voltage between opposing electrodes.

【図10】本発明の光記録再生装置に用いられる焦点可
変レンズの別の構成を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing another configuration of the variable focus lens used in the optical recording / reproducing apparatus of the present invention.

【図11】本発明の光記録再生装置に用いられる焦点可
変レンズの更に別の構成及び屈折率分布特性を示す図で
ある。
FIG. 11 is a diagram showing still another configuration and refractive index distribution characteristics of the variable focus lens used in the optical recording / reproducing apparatus of the present invention.

【図12】本発明の第6の実施例に係る光記録再生装置
の構成を示す概略図である。
FIG. 12 is a schematic diagram showing the structure of an optical recording / reproducing apparatus according to a sixth embodiment of the present invention.

【図13】本発明の第7の実施例に係る光記録再生装置
の構成を示す概略図である。
FIG. 13 is a schematic diagram showing a configuration of an optical recording / reproducing apparatus according to a seventh embodiment of the present invention.

【図14】本発明の第8の実施例に係る光記録再生装置
の構成を示す概略図である。
FIG. 14 is a schematic diagram showing the configuration of an optical recording / reproducing apparatus according to an eighth embodiment of the present invention.

【図15】本発明の光記録再生装置に用いられる焦点可
変レンズの印加電圧と屈折率の関係を示す特性図であ
る。
FIG. 15 is a characteristic diagram showing the relationship between the applied voltage and the refractive index of the variable focus lens used in the optical recording / reproducing apparatus of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10;光ヘッド、11;LD、12;コリメートレン
ズ、13;PBS、14;焦点可変レンズ、15;対物
レンズ、16;集光レンズ、17;光検出器、20;L
Dドライバ、30;再生信号処理系、40;光ディス
ク、51;レンズ材料母材、52;電極、61;スライ
ダ。
10: Optical head, 11; LD, 12; Collimating lens, 13; PBS, 14; Focus variable lens, 15; Objective lens, 16; Condensing lens, 17; Photodetector, 20; L
D driver, 30; reproduction signal processing system, 40; optical disc, 51; lens material base material, 52; electrode, 61; slider.

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Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光源から出射された光を集光して光ディ
スクの面上に照射することにより情報の記録等を行うと
共に、光ディスクからの透過光あるいは反射光を光検出
器に検出させ、あるいは信号検出光学系内で集束させて
その集束光を光検出器に検出させることにより、情報を
再生する光記録再生装置において、 前記光源からの出射光が前記光検出器に検出されるまで
の間の光路中に設置した焦点可変レンズと、 電界印加により前記焦点可変レンズの焦点を最適の焦点
距離に保つように調整する焦点距離調整手段とを有する
ことを特徴とする光記録再生装置。
1. Information is recorded by condensing light emitted from a light source and irradiating the light onto the surface of an optical disk, and a transmitted light or reflected light from the optical disk is detected by a photodetector, or In an optical recording / reproducing apparatus that reproduces information by focusing the light in the signal detection optical system and causing the photodetector to detect the focused light, until the light emitted from the light source is detected by the photodetector. 2. An optical recording / reproducing apparatus comprising: a variable focus lens installed in the optical path of 1. and a focal length adjusting means for adjusting the focus of the variable focus lens by applying an electric field so as to maintain an optimum focal length.
【請求項2】 光源から出射された光の回折限界より小
さいスポットを光ディスクの記録面上に形成する光スポ
ット形成手段にスライダ状の近接場光発光体を設けた請
求項1に記載の光記録再生装置。
2. The optical recording according to claim 1, wherein a slider-like near-field light emitting body is provided in the light spot forming means for forming a spot smaller than the diffraction limit of the light emitted from the light source on the recording surface of the optical disc. Playback device.
【請求項3】 前記焦点可変レンズを、光源から出射さ
れた光を記録層に集光するための対物レンズとして用い
た請求項1記載の光記録再生装置。
3. The optical recording / reproducing apparatus according to claim 1, wherein the variable focus lens is used as an objective lens for condensing light emitted from a light source on a recording layer.
【請求項4】 前記焦点可変レンズを、光源から出射さ
れた光をコリメートするためのコリメートレンズとして
用いた請求項1記載の光記録再生装置。
4. The optical recording / reproducing apparatus according to claim 1, wherein the variable focus lens is used as a collimating lens for collimating the light emitted from the light source.
【請求項5】 前記焦点可変レンズを、光ディスクから
の透過光あるいは反射光を前記光検出器に集光させるた
めの集光レンズとして用いた請求項1記載の光記録再生
装置。
5. The optical recording / reproducing apparatus according to claim 1, wherein the variable focus lens is used as a condenser lens for condensing transmitted light or reflected light from the optical disc on the photodetector.
【請求項6】 前記焦点可変レンズは、縦型の奇数次の
電気光学効果を示すレンズ材料母材で形成され、外部か
ら電界を印加することにより前記レンズ材料母材内部に
屈折率分布を生じさせ焦点を可変させる電気光学レンズ
である請求項1、3〜5のいずれかに記載の光記録再生
装置。
6. The variable focus lens is formed of a vertical lens material base material that exhibits an odd-order electro-optical effect, and a refractive index distribution is generated inside the lens material base material by applying an electric field from the outside. The optical recording / reproducing apparatus according to claim 1, wherein the optical recording / reproducing apparatus is an electro-optical lens for changing a focus.
【請求項7】 前記レンズ材料母材に、光軸に対して対
称な形状のパターン電極を形成する請求項6記載の光記
録再生装置。
7. The optical recording / reproducing apparatus according to claim 6, wherein a pattern electrode having a shape symmetrical with respect to the optical axis is formed on the lens material base material.
【請求項8】 前記パターン電極がリング形状である請
求項7記載の光記録再生装置。
8. The optical recording / reproducing apparatus according to claim 7, wherein the pattern electrode has a ring shape.
【請求項9】 前記レンズ材料母材がシレナイト構造の
複酸化物で形成される請求項6〜8のいずれかに記載の
光記録再生装置。
9. The optical recording / reproducing apparatus according to claim 6, wherein the lens material base material is formed of a complex oxide having a silenite structure.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006302367A (en) * 2005-04-19 2006-11-02 Ricoh Co Ltd Optical pickup, adjusting method and optical information processor

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