JP2004103110A - 対物レンズ及び光ピックアップ装置 - Google Patents
対物レンズ及び光ピックアップ装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004103110A JP2004103110A JP2002263532A JP2002263532A JP2004103110A JP 2004103110 A JP2004103110 A JP 2004103110A JP 2002263532 A JP2002263532 A JP 2002263532A JP 2002263532 A JP2002263532 A JP 2002263532A JP 2004103110 A JP2004103110 A JP 2004103110A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- objective lens
- refractive index
- liquid crystal
- light
- laser beam
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Abandoned
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
- G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
- G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
- G11B7/1392—Means for controlling the beam wavefront, e.g. for correction of aberration
- G11B7/13925—Means for controlling the beam wavefront, e.g. for correction of aberration active, e.g. controlled by electrical or mechanical means
- G11B7/13927—Means for controlling the beam wavefront, e.g. for correction of aberration active, e.g. controlled by electrical or mechanical means during transducing, e.g. to correct for variation of the spherical aberration due to disc tilt or irregularities in the cover layer thickness
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
- G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
- G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
- G11B7/1365—Separate or integrated refractive elements, e.g. wave plates
- G11B7/1369—Active plates, e.g. liquid crystal panels or electrostrictive elements
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
- G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
- G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
- G11B7/1372—Lenses
- G11B7/1374—Objective lenses
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
- G11B2007/0003—Recording, reproducing or erasing systems characterised by the structure or type of the carrier
- G11B2007/0006—Recording, reproducing or erasing systems characterised by the structure or type of the carrier adapted for scanning different types of carrier, e.g. CD & DVD
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
- G11B2007/0003—Recording, reproducing or erasing systems characterised by the structure or type of the carrier
- G11B2007/0009—Recording, reproducing or erasing systems characterised by the structure or type of the carrier for carriers having data stored in three dimensions, e.g. volume storage
- G11B2007/0013—Recording, reproducing or erasing systems characterised by the structure or type of the carrier for carriers having data stored in three dimensions, e.g. volume storage for carriers having multiple discrete layers
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
- G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
- G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
- G11B7/1372—Lenses
- G11B2007/13727—Compound lenses, i.e. two or more lenses co-operating to perform a function, e.g. compound objective lens including a solid immersion lens, positive and negative lenses either bonded together or with adjustable spacing
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Optical Head (AREA)
- Lenses (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
Abstract
【課題】簡易な構成で球面収差を低減する対物レンズを提供する。
【解決手段】情報記録媒体上に光を収束させる対物レンズは、入射光を収束光に変換する屈折面と、前記屈折面と前記情報記録媒体との間に配置され、外部印加電圧に従い屈折率が変化する屈折率可変部材と、を備える。
【選択図】 図２
【解決手段】情報記録媒体上に光を収束させる対物レンズは、入射光を収束光に変換する屈折面と、前記屈折面と前記情報記録媒体との間に配置され、外部印加電圧に従い屈折率が変化する屈折率可変部材と、を備える。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、対物レンズ及び光ピックアップ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
レーザビームを用いてデータの読み書きが行われるＣＤ、ＤＶＤ等の光ディスクが、一般に広く普及している。光ディスクは、円盤状の基材の上にピットと呼ばれる小さな凹みを形成し、デジタルのビット情報を記録している。ピットの上には、金属の反射層と透明な透過性の保護層が積層コーティングされて構成されている。
【０００３】
これらの光ディスクから情報を読み取るために、光ピックアップ装置が用いられている。光ピックアップ装置では、レーザ光源から発したレーザビームを対物レンズを介して光ディスク上に収束させ、光ディスク上で反射した反射光を受光して電気信号に変換し、ピットに書き込まれた情報を読み取っている。
【０００４】
一般に、光ディスクの記録密度は、以下に示すように対物レンズの開口数ＮＡに比例し、レーザビームの記録再生波長λに反比例する。
【０００５】
【式１】
【０００６】
光ディスクシステムの場合、対物レンズの設計において想定されたディスクの光透過層の厚みと、実際に再生するディスクの光透過層の厚みが異なる場合には、球面収差が発生する。この球面収差は、以下に示すように対物レンズのＮＡの約６乗に比例し、記録再生波長λに反比例する。
【０００７】
【式２】
ΔＴ： 光透過層の厚み誤差
【０００８】
記録密度を上げるためには、式（１）に従い、ＮＡを大きくする、またはλを短くすればよい。しかし、ＮＡを大きくしたりλを短くしたりすると、光ディスクの光透過層の厚み誤差等や、多層ディスクを記録再生する場合に発生する球面収差が非常に大きくなる可能性があり、そのような場合でも安定して記録再生する為には、何らかの球面収差補正手段が必要となる。
【０００９】
光ディスクシステムにおいて、球面収差補正手段を用いて球面収差を補正する技術を開示した先行技術文献としては、以下の２公報が挙げられる。
【００１０】
【特許文献１】
特開２００２−１５０５９８号公報 （第５〜８頁、図１〜１３）
【特許文献２】
特開平１０―２０２６３号公報 （第６頁、図１〜４）
【００１１】
特許文献１は、対物レンズに入射する以前の平行光を透過させることにより、球面収差の補正を行うエキスパンダレンズを開示している。特許文献１によれば、エキスパンダレンズは、２つのレンズから構成され、両レンズ間の距離を調整することにより球面収差の補正を行っている。
【００１２】
また、特許文献２は、対物レンズに入射する以前の平行光を透過させることにより、球面収差の補正を行う液晶パネルと、この液晶パネルを制御する液晶パネル制御回路とを開示している。特許文献２によれば、液晶パネルには、複数の電極から構成される電極パターンが所定の形状で形成されている。液晶パネル制御回路は、この複数の電極への印加電圧を個別に制御することにより、光路差を補正し収差を減少している。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、エキスパンダレンズは、対物レンズの光学系のサイズに比べて大きくまた重いため、エキスパンダレンズの使用によりピックアップの小型化が困難になるという問題点がある。また、エキスパンダレンズを構成する二つのレンズを動かしてレンズ間距離を機械的に変化させる必要があるため、応答速度が遅くなると言う問題点もある。
【００１４】
また、液晶パネルを用いて対物レンズに入射する以前の平行光に光路差補正を加える場合、対物レンズの形状に応じて発生する収差に対応した複雑な形状を有する電極パターンを液晶パネル上に形成する必要がある。従って、製造コストが上昇してしまい実用的ではない。
【００１５】
また、輪帯状の特殊な液晶パネルを用いる場合には、液晶パネルの中心が対物レンズの中心からずれると球面収差補正効果が劣化してしまう。従って、液晶パネルの中心と対物レンズの中心を正確に位置あわせする必要があり、製造にかかる手間が増大する。
【００１６】
さらに、液晶パネルを用いる場合には、複数の電極に個別に電圧を印加するために個々の電極に複雑な配線を行う必要がある。従って、接続される銅線の数が増加し、部品点数の増加、さらには製造効率の悪化を招いてしまう。
【００１７】
本発明の課題としては、エキスパンダレンズを用いた場合の問題点、また複雑な電極パターンを有する液晶パネルを用いた場合の問題点等が挙げられる。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の請求項１記載の対物レンズは、情報記録媒体上に光を収束させる対物レンズであって、入射光を収束光に変換する屈折面と、前記屈折面と前記情報記録媒体との間に配置され、外部印加電圧に従い屈折率が変化する屈折率可変部材と、を備えている。
【００１９】
また、本発明の請求項７記載の光ピックアップ装置は、レーザビームを出射する光源と、情報記録媒体上に前記レーザビームを収束させる対物レンズと、前記情報記録媒体上で反射した前記レーザビームを受光する受光部とを有し、前記対物レンズは、前記レーザビームを収束光に変換する屈折面と、前記屈折面と前記情報記録媒体との間に配置され、外部印加電圧に従い屈折率が変化する屈折率可変部材と、を備えている。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明に係る実施形態について詳細に説明する。
【００２１】
（第１実施形態）
以下、本発明に係る光ピックアップ装置の第１実施形態を説明する。
【００２２】
図１は、第１実施形態に係る光ピックアップ装置１の光学的配置を示す図である。光ピックアップ装置１は、ＣＤ、ＤＶＤ等の光ディスク１００上にレーザビームを照射し反射光を受光することにより、光ディスク１００の信号記録面１０３に記録された情報を読み取る装置である。光ピックアップ装置１は、レーザ光源２と、コリメータレンズ３と、偏光ビームスプリッタ４と、１／４波長板５と、対物レンズ２００と、フォーカスレンズ６と、受光器７とを備えている。
【００２３】
レーザ光源２は、偏光面Ｐを有する所定の波長のレーザビームＢ０を出射する半導体レーザ光源である。ＤＶＤとＣＤではディスク１００上の信号を読み出すレーザビームの波長が異なり、ＤＶＤの場合には波長６５０ｎｍのレーザビームが、ＣＤの場合には波長７８０ｎｍのレーザビームが用いられる。また、より短波長のレーザビームを用いるＢｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ規格では波長４０５ｎｍの青紫色レーザビームが用いられる。レーザ光源２を出射したレーザビームＢ０は、コリメータレンズ３に送られる。
【００２４】
コリメータレンズ３は、レーザ光源２から出射したレーザビームＢ０を平行光に変換するレンズである。ここで、平行光とは、レーザ光源２を出射したレーザ光の全ての光路が光軸とほぼ並行である光をいう。コリメータレンズ３を出射した平行光は、偏光ビームスプリッタ４に送られる。
【００２５】
偏光ビームスプリッタ４は、レーザビームＢ０を偏光面Ｐを有する直線偏光であるレーザビームＢとして透過するとともに、光ディスク１００上で反射し光ディスク１００側から入射する偏光面Ｐが９０゜回転したレーザビームを反射する素子である。偏光ビームスプリッタ４を直進透過したレーザビームＢは、１／４波長板５に送られる。また、光ディスク１００側から入射し偏光ビームスプリッタ４上で反射したレーザビームＢは、進行方向を９０゜曲げられてフォーカスレンズ６に送られる。
【００２６】
１／４波長板５は、入射したレーザビームの電場成分を回転させ、直線偏光を円偏光に、円偏光を直線偏光に変換する素子である。偏光ビームスプリッタ４から１／４波長板５に入射した直線偏光であるレーザビームＢは、１／４波長板５により円偏光に変換され、対物レンズ２００に送られる。また、ディスク１００上で反射され、１／４波長板５に再入射した円偏光であるレーザビームＢは、１／４波長板により直線偏光に変換され、偏光ビームスプリッタ４に再入射する。１／４波長板５を２度通過したレーザビームＢは、偏光面が９０゜回転している。
【００２７】
対物レンズ２００は、１／４波長板５から送られたレーザビームＢを光ディスク１００内部に形成された信号記録面１０３上に収束させる。また、対物レンズ２００は、光ディスク上で反射したレーザビームＢを平行光に変換し、１／４波長板５に送る。光ディスク１００は、基板１０２を有し、基板１０２の片面又は両面上に信号記録面１０３が形成されている。信号記録面１０３は、信号記録面１０３を保護する光透過性の透明保護層１０２で覆われている。
【００２８】
フォーカスレンズ６は、偏光ビームスプリッタ４と受光器７との間に配置されている。フォーカスレンズ６は、偏光ビームスプリッタ４を出射したレーザビームＢを受光器７上に収束させる。受光器７は、レーザビームＢを受光し電気信号に変換して、情報を読み取る。
【００２９】
図２は、対物レンズ２００の詳細を示す断面図である。対物レンズ２００は、１／４波長板５側に配置された第１の対物レンズ２０１と、第１の対物レンズ２０１と所定距離離れてディスク１００と対向配置される第２の対物レンズ２０２を有している。対物レンズ２００の屈折率は、ディスク１００の透明保護層１０２の厚さ及び屈折率を考慮して、平行光がディスク１００の情報記録面１０３上に収差無しで収束するように第１の対物レンズ２０１、第２の対物レンズ２０２の形状、屈折率を調整している。
【００３０】
第１の対物レンズ２０１は、１／４波長板５側に凸部が形成された非球面凸レンズである。第１の対物レンズ２０１に入射した平行光であるレーザビームＢは、第１の対物レンズ２０１の凸部表面と空気との界面にて屈折して収束光に変換され、第１の対物レンズ２０１のディスク１００側表面と空気との界面で再度屈折して第１の対物レンズ２０１外へ出射する。
【００３１】
第２の対物レンズ２０２は、凸レンズ２０３と、２枚のガラス板２０４，２０６と、屈折率可変部材である液晶部２０５とを備えている。凸レンズ２０３は、第１の対物レンズ２０１側に凸部が形成され、ディスク１００側に光軸と直交する平面が形成されたレンズである。凸レンズ２０３のディスク１００側平面上には、ガラス板２０４、屈折率可変部材としての液晶部２０５、ガラス板２０６が順に配置されている。
【００３２】
図３は、液晶部２０５とその周辺構造の詳細を示す図である。液晶部２０５は、ガラス板２０４，２０６間に狭持されて保持されている。液晶部２０５は、液晶板２０５ｂの両側面上に光透過性の電極膜２０５ａ，２０５ｃを一様に成膜して構成されている。電極膜２０５ａ，２０５ｃには、外部に設置された電源３００からリード線を介して電力が供給され、液晶板２０５ｂに電圧が印加される。電極膜２０５ａ，２０５ｃは、液晶板２０５ｂの両面をそれぞれ覆うように成膜されている。電源３００は、両電極膜２０５ａ，２０５ｃを介して、液晶板２０５ｂに単一の電圧を印加する。
【００３３】
液晶部２０５は、対物レンズ２００の光軸に入射面及び出射面が垂直となるように配置されている。液晶部２０５は、電極膜２０５ａ，２０５ｃにより電圧が印加されると、印加される電圧の大きさに応じて一様に屈折率が変化する。この液晶部２０５は、この屈折率の変化によりレーザビームＢに生じる球面収差を補正する。この液晶部２０５を透過するレーザビームＢは、対物レンズ２０１により収束させられる収束光である。
【００３４】
平行光が光軸方向に垂直に配置された屈折率の異なる平板形状の媒体中に入射した場合には、光路差が生じないため収差が発生しない（勿論、平行光は収束もしない）。しかし、レンズ等により収束させられる収束光が光軸に垂直に配置された平板状の媒体中に入射した場合には、光軸からの距離に応じ焦点距離が変化し、結果球面収差が発生する。例えば、低次の球面収差量は以下の式によって表される。
【００３５】
【式３】
ここで、ｎ：媒体の屈折率
ｄ：媒体の厚み
λ：媒体に入射する光の波長
ＮＡ：媒体に入射する光線の開口数
Ｃ：係数
【００３６】
光ピックアップ装置１の光学系において、球面収差は、ディスク表面に形成された透明保護層の厚み誤差等によって発生する。液晶板５に印加される電圧は、液晶板５がこの発生する球面収差を打ち消すような屈折率を有するように設定される。
【００３７】
図４は、ディスク１００の透明保護層１０３の厚み誤差と球面収差の関係について、液晶板による補正を行った場合と行わない場合についてシミュレーションを行った結果を示す図である。シミュレーションは、図２に示される対物レンズ２００について行った。対物レンズの全体のＮＡは、０．８５であり、レーザビームの波長λは、４０５（ｎｍ）であるとした。シミュレーションにおけるディスク１００の厚み誤差がないときの液晶の屈折率は、１．９であり、液晶の厚みは０．３ｍｍであるとした。シミュレーションでは、図４に示すように、ディスク１００の厚み誤差に応じて、液晶板２０５に電圧を印加し、液晶板２０５の屈折率を変化させた。
【００３８】
図４からわかるように、ディスク１００の透明保護層１０３の厚み誤差が０の場合には、球面収差は発生していないが、厚み誤差が増大すると、厚み誤差に応じて球面収差が大きくなっていることがわかる。例えば、透明保護層１０３の厚さが０から＋０．０１ｍｍ増加した場合には、補正を行わない場合の球面収差量は、０．２４（λ）であり、波長の１／４程度の球面収差が生じていることがわかる。一方、補正を行った場合の球面収差量は、０．０１（λ）程度であり、補正を行わない場合に比べ球面収差量が約１／２４程度に減少している。以上より、厚み誤差に応じて電圧を印加して液晶の屈折率を変化させる補正を行った場合は、補正を行わない場合に比べて、発生する球面収差を大幅に低減できることがわかる。
【００３９】
上記したように、球面収差がディスク１００の厚み誤差に依存して発生する等、状況に応じて大きく変化する場合には、液晶板２０５に印加する電圧は、球面収差量に応じてリアルタイムで変化させるように構成すると効果的である。この場合には、受光部７で受光したレーザビームＢの受光パターンを基に球面収差量を計算し、球面収差量に応じて印加電圧を変化させればよい。
【００４０】
また、球面収差量が実用上さほど大きな影響を持たない場合であっても、定期的に液晶板２０５に加える印加電圧を変更し、球面収差量を最小化するようなメンテナンスを行うことにより、ディスク再生の信頼性を向上させることが可能となる。
【００４１】
以上、本発明に係る光ピックアップ装置の第１実施形態によれば、対物レンズ２００は、電圧に応じて屈折率が変化する液晶部２０５を有している。従って、球面収差量に応じて液晶部２０５に印加する電圧を適宜変更してやることにより、発生する球面収差を最小化するように液晶部２０５の屈折率を変化させることができる。これにより、検出信号のエラー発生を抑制し、信頼正の高い光ピックアップ装置を提供することが可能となる。
【００４２】
また、液晶部２０５は、収束光を透過するような位置に配置されているため、液晶部２０５に複雑な電極パターンの形成及び多数の配線の設置を考えなくてもよい。特に、本実施形態の電極パターンは、一様なものであるため、電極２０５ａ，２０５ｃを光軸に関して位置あわせする必要がない。
【００４３】
また、液晶部２０５とガラス板２０４，２０６を対物レンズに張りあわせるだけで構成することが可能なため、対物レンズ全体の重量をさほど増加させることなく、球面収差を補正することが可能となる。また、複雑な電極パターンを形成する必要がないため、製造コストの低減につながる。
【００４４】
なお、本実施形態では、屈折率可変部材として液晶部２０５を用いたが、これに限られず、電圧の印加により屈折率が変化する素材であれば、液晶部２０５に代えて用いることが可能である。例えば、液晶部２０５の代わりにＬｉＮｂＯ３やＫＨ２ＰＯ４等の電気光学結晶を凸レンズ２０３上に直接貼り付けて構成することが可能である。
【００４５】
（第２実施形態）
【００４６】
以下、本発明に係る光ピックアップ装置の第２実施形態を説明する。
【００４７】
図５は、本発明の第２実施形態に係る対物レンズ２１０を示す断面図である。第２実施形態の光ピックアップ装置は、第１実施形態の対物レンズ２００を対物レンズ２１０で置換したものである。
【００４８】
対物レンズ２１０は、１／４波長板５側に配置された第１の対物レンズ２１１と、第１の対物レンズ２１１と所定距離離れてディスク１００と対向配置される第２の対物レンズ２１２を有している。対物レンズ２１０の屈折率は、ディスク１００の透明保護層１０２の厚さ及び屈折率を考慮して、平行光がディスク１００の情報記録面１０３上に収差無しで収光するように第１の対物レンズ２１１、第２の対物レンズ２１２の形状、屈折率が調整されている。
【００４９】
第１の対物レンズ２１１は、凸レンズ２１３と、２枚のガラス板２１４，２１６と、屈折率可変部材である液晶部２１５とを備えている。凸レンズ２１３は、１／４波長板５側に凸部が形成され、ディスク１００側に光軸と直交する平面が形成されたレンズである。凸レンズ２１３のディスク１００側平面上には、ガラス板２１４、屈折率可変部材としての液晶部２１５、ガラス板２１６が順に配置されている。第１の対物レンズ２１１に入射した平行光であるレーザビームＢは、凸レンズ２１３の凸部表面と空気との界面にて屈折し、ガラス板２１４、液晶部２１５、ガラス板２１６を介して、第２の対物レンズ２１２側に出射する。
【００５０】
第２の対物レンズ２１２は、第１の対物レンズ側に凸部が形成された非球面凸レンズである。第２の対物レンズ２１２は、レーザビームＢを更に収光し、光ディスク１００の情報記録面１０３上にレーザビームＢの焦点をあわせる。
【００５１】
液晶部２１５は、第１実施形態の液晶部２０５と同様に構成されており、球面収差に応じて電圧を両電極間に印加することにより、球面収差を補正する。
【００５２】
以上説明した第２実施形態では、液晶部２１５は第１の対物レンズ側に設けられている。この構成によれば、ディスク１００上に収束する収束光が液晶部２１５を透過するように構成されている。従って、第１実施形態と同様に球面収差に応じて電圧を両電極に印加することにより、ディスク１００の透明保護層１０２の厚み誤差等に起因する球面収差を補正することが可能である。
【００５３】
また、液晶部２１５とガラス板２１４，２１６を対物レンズに張りあわせるだけで構成することが可能なため、対物レンズ全体の重量をさほど増加させることなく、球面収差を補正することが可能となる。また、複雑な電極パターンを形成する必要がないため、製造コストの低減につながる。
【００５４】
なお、本実施形態においても、屈折率可変部材として液晶素子から構成される液晶部２１５を用いたが、これに限られず、電圧の印加により屈折率が変化する素材であれば、例えば、液晶部２１５の代わりにＬｉＮｂＯ３やＫＨ２ＰＯ４等の電気光学結晶を用いることも可能である。
【００５５】
（第３実施形態）
【００５６】
以下、本発明に係る光ピックアップ装置の第３実施形態を説明する。
【００５７】
図６は、本発明の第３実施形態に係る対物レンズ２１０を示す断面図である。第３実施形態の光ピックアップ装置は、第１実施形態の対物レンズ２００を対物レンズ２２０で置換したものである。
【００５８】
対物レンズ２２０は、複数のレンズが張りあわされて作られた単玉の対物レンズである。対物レンズ２２０では、ディスク１００の透明保護層１０２の厚さ及び屈折率を考慮して、平行光がディスク１００の情報記録面１０３上に収差無しで収光するように対物レンズ２２０の形状、屈折率が調整されている。
【００５９】
対物レンズ２２０は、凸レンズ２２１と、凹レンズ２２２と、２枚のガラス板２２３，２２５と、屈折率可変部材である液晶部２２４とを備えている。凸レンズ２２３は、１／４波長板５側に凸部が形成され、ディスク１００側に光軸と直交する平面が形成されたレンズである。凸レンズ２２３のディスク１００側平面上には、ガラス板２２３、屈折率可変部材としての液晶部２２４、ガラス板２２５が順に配置されている。ガラス板２２５のディスク１００側には、凹レンズ２２２が張りあわされている。
【００６０】
対物レンズ２２０に入射した平行光であるレーザビームＢは、凸レンズ２２１の凸部表面と空気との界面にて屈折し、ガラス板２２３、液晶部２２４、ガラス板２２５、及び凹レンズ２２２を介して、ディスク１００側に出射する。その後、レーザビームＢは、光ディスク１００の情報記録面１０３上に収束する。
【００６１】
液晶部２２４は、第１実施形態の液晶部２０５と同様に構成されており、球面収差に応じて電圧を両電極に印加することにより、ディスク１００の透明保護層１０２の厚み誤差等に起因する球面収差を補正する。
【００６２】
以上説明した第３実施形態では、液晶部２２５を有する単一の対物レンズ２２０を用いている。この構成によれば、ディスク１００上に収束する収束光が液晶部２２５を透過するように構成されている。従って第１実施形態と同様に球面収差に応じて電圧を両電極に印加することにより、球面収差を補正することが可能である。
【００６３】
また、液晶部２２４とガラス板２２３，２２５を対物レンズに張りあわせるだけで構成することが可能なため、対物レンズ全体の重量をさほど増加させることなく、球面収差を補正することが可能となる。また、複雑な電極パターンを形成する必要がないため、製造コストの低減につながる。また、ガラス板２２３と２２５を無くして、電極をレンズ２２１と２２２の平行面側に貼り付けてもよい。
【００６４】
なお、本実施形態においても、屈折率可変部材として液晶素子から構成される液晶部２２４を用いたが、これに限られず、電圧の印加により屈折率が変化する素材であれば、例えば、液晶部２２４の代わりにＬｉＮｂＯ３やＫＨ２ＰＯ４等の電気光学結晶を用いることも可能である。
【００６５】
（第４実施形態）
以下、本発明に係る光ピックアップ装置の第４実施形態を説明する。
【００６６】
図７は、本発明の第４実施形態に係る対物レンズ２４０を示す断面図である。第４実施形態の光ピックアップ装置は、第１実施形態の対物レンズ２００を対物レンズ２４０で置換したものである。また、対物レンズ２４０は、第１実施形態の対物レンズ２００のガラス板２０６に相当するガラス板２４６のディスク１００側に第２の液晶部２４７及びガラス板２４８を順に積層して構成されている。即ち、本実施形態においては、ディスク１００に入射するレーザビームＢは、２度液晶板を通過する構成となっている。
【００６７】
対物レンズ２４０の屈折率は、ディスク１００の透明保護層１０２の厚さ及び屈折率を考慮して、平行光がディスク１００の情報記録面１０３上に収差無しで収束するように第１の対物レンズ２４１、第２の対物レンズ２４２の形状、屈折率を調整している。
【００６８】
以上説明した第４実施形態では、液晶部２４５に加え第２の液晶部２４７が配置されている。この構成によれば、ディスク１００上に収束する収束光が液晶部２４５及び２４７をそれぞれ透過するように構成されている。従って、透過するレーザビームＢにおける、ディスク１００の透明保護層１０２の厚み誤差等に起因する球面収差は、各液晶部２４５及び２４７にて補正されることとなる。
【００６９】
また、液晶部２４５，２４７とガラス板２４４，２４６，２４８を対物レンズに張りあわせるだけで構成することが可能なため、対物レンズ全体の重量をさほど増加させることなく、球面収差を補正することが可能となる。また、複雑な電極パターンを形成する必要がないため、製造コストの低減につながる。
【００７０】
球面収差を補正するために挿入した液晶板の厚みが増すと、印加電圧に対する屈折率変化の応答時間が長くなり、リアルタイム制御に液晶板の屈折率変化が追従しない可能性がある。このような場合には、本実施形態のように液晶部を２つ以上設けることにより各液晶板の厚みを薄くし、電圧に対する屈折率変化の応答性を向上させ、リアルタイム制御に追従するように構成することが可能となる。
【００７１】
なお、本実施形態においても、屈折率可変部材として液晶素子から構成される液晶部２４５，２４７を用いたが、これに限られず、電圧の印加により屈折率が変化する素材であれば、例えば、液晶部２４５，２４７の代わりにＬｉＮｂＯ３やＫＨ２ＰＯ４等の電気光学結晶を用いることも可能である。
【００７２】
以上、本発明に係る各実施形態によれば、光ピックアップ装置１は、情報記録媒体上に光を収束させる対物レンズとして、入射光を収束光に変換する屈折面と、前記屈折面と前記情報記録媒体との間に配置され、外部印加電圧に従い屈折率が変化する液晶または電気光学結晶等の屈折率可変部材と、を備えた対物レンズを使用している。従って、球面収差に応じて、屈折率可変部材に電圧を印加することにより屈折率を変化させ、球面収差を打ち消すように構成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る光ピックアップ装置を示す図である。
【図２】第１実施形態に係る対物レンズを示す図である。
【図３】液晶部の詳細を示す図である。
【図４】透明保護層と球面収差の関係を示すグラフである。
【図５】第２実施形態に係る対物レンズを示す図である。
【図６】第３実施形態に係る対物レンズを示す図である。
【図７】第４実施形態に係る対物レンズを示す図である。
【符号の説明】
１ 光ピックアップ装置
２ レーザ光源
３ コリメータレンズ
４ 偏光ビームスプリッタ
５ １／４波長板
６ フォーカスレンズ
７ 受光部
１００ 光ディスク
１０１ 基板
１０２ 透明保護層
１０３ 情報記録面
２００，２１０，２２０，２４０ 対物レンズ
２０５，２１５，２２４，２４５，２４７ 液晶部
【発明の属する技術分野】
本発明は、対物レンズ及び光ピックアップ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
レーザビームを用いてデータの読み書きが行われるＣＤ、ＤＶＤ等の光ディスクが、一般に広く普及している。光ディスクは、円盤状の基材の上にピットと呼ばれる小さな凹みを形成し、デジタルのビット情報を記録している。ピットの上には、金属の反射層と透明な透過性の保護層が積層コーティングされて構成されている。
【０００３】
これらの光ディスクから情報を読み取るために、光ピックアップ装置が用いられている。光ピックアップ装置では、レーザ光源から発したレーザビームを対物レンズを介して光ディスク上に収束させ、光ディスク上で反射した反射光を受光して電気信号に変換し、ピットに書き込まれた情報を読み取っている。
【０００４】
一般に、光ディスクの記録密度は、以下に示すように対物レンズの開口数ＮＡに比例し、レーザビームの記録再生波長λに反比例する。
【０００５】
【式１】
光ディスクシステムの場合、対物レンズの設計において想定されたディスクの光透過層の厚みと、実際に再生するディスクの光透過層の厚みが異なる場合には、球面収差が発生する。この球面収差は、以下に示すように対物レンズのＮＡの約６乗に比例し、記録再生波長λに反比例する。
【０００７】
【式２】
【０００８】
記録密度を上げるためには、式（１）に従い、ＮＡを大きくする、またはλを短くすればよい。しかし、ＮＡを大きくしたりλを短くしたりすると、光ディスクの光透過層の厚み誤差等や、多層ディスクを記録再生する場合に発生する球面収差が非常に大きくなる可能性があり、そのような場合でも安定して記録再生する為には、何らかの球面収差補正手段が必要となる。
【０００９】
光ディスクシステムにおいて、球面収差補正手段を用いて球面収差を補正する技術を開示した先行技術文献としては、以下の２公報が挙げられる。
【００１０】
【特許文献１】
特開２００２−１５０５９８号公報 （第５〜８頁、図１〜１３）
【特許文献２】
特開平１０―２０２６３号公報 （第６頁、図１〜４）
【００１１】
特許文献１は、対物レンズに入射する以前の平行光を透過させることにより、球面収差の補正を行うエキスパンダレンズを開示している。特許文献１によれば、エキスパンダレンズは、２つのレンズから構成され、両レンズ間の距離を調整することにより球面収差の補正を行っている。
【００１２】
また、特許文献２は、対物レンズに入射する以前の平行光を透過させることにより、球面収差の補正を行う液晶パネルと、この液晶パネルを制御する液晶パネル制御回路とを開示している。特許文献２によれば、液晶パネルには、複数の電極から構成される電極パターンが所定の形状で形成されている。液晶パネル制御回路は、この複数の電極への印加電圧を個別に制御することにより、光路差を補正し収差を減少している。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、エキスパンダレンズは、対物レンズの光学系のサイズに比べて大きくまた重いため、エキスパンダレンズの使用によりピックアップの小型化が困難になるという問題点がある。また、エキスパンダレンズを構成する二つのレンズを動かしてレンズ間距離を機械的に変化させる必要があるため、応答速度が遅くなると言う問題点もある。
【００１４】
また、液晶パネルを用いて対物レンズに入射する以前の平行光に光路差補正を加える場合、対物レンズの形状に応じて発生する収差に対応した複雑な形状を有する電極パターンを液晶パネル上に形成する必要がある。従って、製造コストが上昇してしまい実用的ではない。
【００１５】
また、輪帯状の特殊な液晶パネルを用いる場合には、液晶パネルの中心が対物レンズの中心からずれると球面収差補正効果が劣化してしまう。従って、液晶パネルの中心と対物レンズの中心を正確に位置あわせする必要があり、製造にかかる手間が増大する。
【００１６】
さらに、液晶パネルを用いる場合には、複数の電極に個別に電圧を印加するために個々の電極に複雑な配線を行う必要がある。従って、接続される銅線の数が増加し、部品点数の増加、さらには製造効率の悪化を招いてしまう。
【００１７】
本発明の課題としては、エキスパンダレンズを用いた場合の問題点、また複雑な電極パターンを有する液晶パネルを用いた場合の問題点等が挙げられる。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の請求項１記載の対物レンズは、情報記録媒体上に光を収束させる対物レンズであって、入射光を収束光に変換する屈折面と、前記屈折面と前記情報記録媒体との間に配置され、外部印加電圧に従い屈折率が変化する屈折率可変部材と、を備えている。
【００１９】
また、本発明の請求項７記載の光ピックアップ装置は、レーザビームを出射する光源と、情報記録媒体上に前記レーザビームを収束させる対物レンズと、前記情報記録媒体上で反射した前記レーザビームを受光する受光部とを有し、前記対物レンズは、前記レーザビームを収束光に変換する屈折面と、前記屈折面と前記情報記録媒体との間に配置され、外部印加電圧に従い屈折率が変化する屈折率可変部材と、を備えている。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明に係る実施形態について詳細に説明する。
【００２１】
（第１実施形態）
以下、本発明に係る光ピックアップ装置の第１実施形態を説明する。
【００２２】
図１は、第１実施形態に係る光ピックアップ装置１の光学的配置を示す図である。光ピックアップ装置１は、ＣＤ、ＤＶＤ等の光ディスク１００上にレーザビームを照射し反射光を受光することにより、光ディスク１００の信号記録面１０３に記録された情報を読み取る装置である。光ピックアップ装置１は、レーザ光源２と、コリメータレンズ３と、偏光ビームスプリッタ４と、１／４波長板５と、対物レンズ２００と、フォーカスレンズ６と、受光器７とを備えている。
【００２３】
レーザ光源２は、偏光面Ｐを有する所定の波長のレーザビームＢ０を出射する半導体レーザ光源である。ＤＶＤとＣＤではディスク１００上の信号を読み出すレーザビームの波長が異なり、ＤＶＤの場合には波長６５０ｎｍのレーザビームが、ＣＤの場合には波長７８０ｎｍのレーザビームが用いられる。また、より短波長のレーザビームを用いるＢｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ規格では波長４０５ｎｍの青紫色レーザビームが用いられる。レーザ光源２を出射したレーザビームＢ０は、コリメータレンズ３に送られる。
【００２４】
コリメータレンズ３は、レーザ光源２から出射したレーザビームＢ０を平行光に変換するレンズである。ここで、平行光とは、レーザ光源２を出射したレーザ光の全ての光路が光軸とほぼ並行である光をいう。コリメータレンズ３を出射した平行光は、偏光ビームスプリッタ４に送られる。
【００２５】
偏光ビームスプリッタ４は、レーザビームＢ０を偏光面Ｐを有する直線偏光であるレーザビームＢとして透過するとともに、光ディスク１００上で反射し光ディスク１００側から入射する偏光面Ｐが９０゜回転したレーザビームを反射する素子である。偏光ビームスプリッタ４を直進透過したレーザビームＢは、１／４波長板５に送られる。また、光ディスク１００側から入射し偏光ビームスプリッタ４上で反射したレーザビームＢは、進行方向を９０゜曲げられてフォーカスレンズ６に送られる。
【００２６】
１／４波長板５は、入射したレーザビームの電場成分を回転させ、直線偏光を円偏光に、円偏光を直線偏光に変換する素子である。偏光ビームスプリッタ４から１／４波長板５に入射した直線偏光であるレーザビームＢは、１／４波長板５により円偏光に変換され、対物レンズ２００に送られる。また、ディスク１００上で反射され、１／４波長板５に再入射した円偏光であるレーザビームＢは、１／４波長板により直線偏光に変換され、偏光ビームスプリッタ４に再入射する。１／４波長板５を２度通過したレーザビームＢは、偏光面が９０゜回転している。
【００２７】
対物レンズ２００は、１／４波長板５から送られたレーザビームＢを光ディスク１００内部に形成された信号記録面１０３上に収束させる。また、対物レンズ２００は、光ディスク上で反射したレーザビームＢを平行光に変換し、１／４波長板５に送る。光ディスク１００は、基板１０２を有し、基板１０２の片面又は両面上に信号記録面１０３が形成されている。信号記録面１０３は、信号記録面１０３を保護する光透過性の透明保護層１０２で覆われている。
【００２８】
フォーカスレンズ６は、偏光ビームスプリッタ４と受光器７との間に配置されている。フォーカスレンズ６は、偏光ビームスプリッタ４を出射したレーザビームＢを受光器７上に収束させる。受光器７は、レーザビームＢを受光し電気信号に変換して、情報を読み取る。
【００２９】
図２は、対物レンズ２００の詳細を示す断面図である。対物レンズ２００は、１／４波長板５側に配置された第１の対物レンズ２０１と、第１の対物レンズ２０１と所定距離離れてディスク１００と対向配置される第２の対物レンズ２０２を有している。対物レンズ２００の屈折率は、ディスク１００の透明保護層１０２の厚さ及び屈折率を考慮して、平行光がディスク１００の情報記録面１０３上に収差無しで収束するように第１の対物レンズ２０１、第２の対物レンズ２０２の形状、屈折率を調整している。
【００３０】
第１の対物レンズ２０１は、１／４波長板５側に凸部が形成された非球面凸レンズである。第１の対物レンズ２０１に入射した平行光であるレーザビームＢは、第１の対物レンズ２０１の凸部表面と空気との界面にて屈折して収束光に変換され、第１の対物レンズ２０１のディスク１００側表面と空気との界面で再度屈折して第１の対物レンズ２０１外へ出射する。
【００３１】
第２の対物レンズ２０２は、凸レンズ２０３と、２枚のガラス板２０４，２０６と、屈折率可変部材である液晶部２０５とを備えている。凸レンズ２０３は、第１の対物レンズ２０１側に凸部が形成され、ディスク１００側に光軸と直交する平面が形成されたレンズである。凸レンズ２０３のディスク１００側平面上には、ガラス板２０４、屈折率可変部材としての液晶部２０５、ガラス板２０６が順に配置されている。
【００３２】
図３は、液晶部２０５とその周辺構造の詳細を示す図である。液晶部２０５は、ガラス板２０４，２０６間に狭持されて保持されている。液晶部２０５は、液晶板２０５ｂの両側面上に光透過性の電極膜２０５ａ，２０５ｃを一様に成膜して構成されている。電極膜２０５ａ，２０５ｃには、外部に設置された電源３００からリード線を介して電力が供給され、液晶板２０５ｂに電圧が印加される。電極膜２０５ａ，２０５ｃは、液晶板２０５ｂの両面をそれぞれ覆うように成膜されている。電源３００は、両電極膜２０５ａ，２０５ｃを介して、液晶板２０５ｂに単一の電圧を印加する。
【００３３】
液晶部２０５は、対物レンズ２００の光軸に入射面及び出射面が垂直となるように配置されている。液晶部２０５は、電極膜２０５ａ，２０５ｃにより電圧が印加されると、印加される電圧の大きさに応じて一様に屈折率が変化する。この液晶部２０５は、この屈折率の変化によりレーザビームＢに生じる球面収差を補正する。この液晶部２０５を透過するレーザビームＢは、対物レンズ２０１により収束させられる収束光である。
【００３４】
平行光が光軸方向に垂直に配置された屈折率の異なる平板形状の媒体中に入射した場合には、光路差が生じないため収差が発生しない（勿論、平行光は収束もしない）。しかし、レンズ等により収束させられる収束光が光軸に垂直に配置された平板状の媒体中に入射した場合には、光軸からの距離に応じ焦点距離が変化し、結果球面収差が発生する。例えば、低次の球面収差量は以下の式によって表される。
【００３５】
【式３】
ｄ：媒体の厚み
λ：媒体に入射する光の波長
ＮＡ：媒体に入射する光線の開口数
Ｃ：係数
【００３６】
光ピックアップ装置１の光学系において、球面収差は、ディスク表面に形成された透明保護層の厚み誤差等によって発生する。液晶板５に印加される電圧は、液晶板５がこの発生する球面収差を打ち消すような屈折率を有するように設定される。
【００３７】
図４は、ディスク１００の透明保護層１０３の厚み誤差と球面収差の関係について、液晶板による補正を行った場合と行わない場合についてシミュレーションを行った結果を示す図である。シミュレーションは、図２に示される対物レンズ２００について行った。対物レンズの全体のＮＡは、０．８５であり、レーザビームの波長λは、４０５（ｎｍ）であるとした。シミュレーションにおけるディスク１００の厚み誤差がないときの液晶の屈折率は、１．９であり、液晶の厚みは０．３ｍｍであるとした。シミュレーションでは、図４に示すように、ディスク１００の厚み誤差に応じて、液晶板２０５に電圧を印加し、液晶板２０５の屈折率を変化させた。
【００３８】
図４からわかるように、ディスク１００の透明保護層１０３の厚み誤差が０の場合には、球面収差は発生していないが、厚み誤差が増大すると、厚み誤差に応じて球面収差が大きくなっていることがわかる。例えば、透明保護層１０３の厚さが０から＋０．０１ｍｍ増加した場合には、補正を行わない場合の球面収差量は、０．２４（λ）であり、波長の１／４程度の球面収差が生じていることがわかる。一方、補正を行った場合の球面収差量は、０．０１（λ）程度であり、補正を行わない場合に比べ球面収差量が約１／２４程度に減少している。以上より、厚み誤差に応じて電圧を印加して液晶の屈折率を変化させる補正を行った場合は、補正を行わない場合に比べて、発生する球面収差を大幅に低減できることがわかる。
【００３９】
上記したように、球面収差がディスク１００の厚み誤差に依存して発生する等、状況に応じて大きく変化する場合には、液晶板２０５に印加する電圧は、球面収差量に応じてリアルタイムで変化させるように構成すると効果的である。この場合には、受光部７で受光したレーザビームＢの受光パターンを基に球面収差量を計算し、球面収差量に応じて印加電圧を変化させればよい。
【００４０】
また、球面収差量が実用上さほど大きな影響を持たない場合であっても、定期的に液晶板２０５に加える印加電圧を変更し、球面収差量を最小化するようなメンテナンスを行うことにより、ディスク再生の信頼性を向上させることが可能となる。
【００４１】
以上、本発明に係る光ピックアップ装置の第１実施形態によれば、対物レンズ２００は、電圧に応じて屈折率が変化する液晶部２０５を有している。従って、球面収差量に応じて液晶部２０５に印加する電圧を適宜変更してやることにより、発生する球面収差を最小化するように液晶部２０５の屈折率を変化させることができる。これにより、検出信号のエラー発生を抑制し、信頼正の高い光ピックアップ装置を提供することが可能となる。
【００４２】
また、液晶部２０５は、収束光を透過するような位置に配置されているため、液晶部２０５に複雑な電極パターンの形成及び多数の配線の設置を考えなくてもよい。特に、本実施形態の電極パターンは、一様なものであるため、電極２０５ａ，２０５ｃを光軸に関して位置あわせする必要がない。
【００４３】
また、液晶部２０５とガラス板２０４，２０６を対物レンズに張りあわせるだけで構成することが可能なため、対物レンズ全体の重量をさほど増加させることなく、球面収差を補正することが可能となる。また、複雑な電極パターンを形成する必要がないため、製造コストの低減につながる。
【００４４】
なお、本実施形態では、屈折率可変部材として液晶部２０５を用いたが、これに限られず、電圧の印加により屈折率が変化する素材であれば、液晶部２０５に代えて用いることが可能である。例えば、液晶部２０５の代わりにＬｉＮｂＯ３やＫＨ２ＰＯ４等の電気光学結晶を凸レンズ２０３上に直接貼り付けて構成することが可能である。
【００４５】
（第２実施形態）
【００４６】
以下、本発明に係る光ピックアップ装置の第２実施形態を説明する。
【００４７】
図５は、本発明の第２実施形態に係る対物レンズ２１０を示す断面図である。第２実施形態の光ピックアップ装置は、第１実施形態の対物レンズ２００を対物レンズ２１０で置換したものである。
【００４８】
対物レンズ２１０は、１／４波長板５側に配置された第１の対物レンズ２１１と、第１の対物レンズ２１１と所定距離離れてディスク１００と対向配置される第２の対物レンズ２１２を有している。対物レンズ２１０の屈折率は、ディスク１００の透明保護層１０２の厚さ及び屈折率を考慮して、平行光がディスク１００の情報記録面１０３上に収差無しで収光するように第１の対物レンズ２１１、第２の対物レンズ２１２の形状、屈折率が調整されている。
【００４９】
第１の対物レンズ２１１は、凸レンズ２１３と、２枚のガラス板２１４，２１６と、屈折率可変部材である液晶部２１５とを備えている。凸レンズ２１３は、１／４波長板５側に凸部が形成され、ディスク１００側に光軸と直交する平面が形成されたレンズである。凸レンズ２１３のディスク１００側平面上には、ガラス板２１４、屈折率可変部材としての液晶部２１５、ガラス板２１６が順に配置されている。第１の対物レンズ２１１に入射した平行光であるレーザビームＢは、凸レンズ２１３の凸部表面と空気との界面にて屈折し、ガラス板２１４、液晶部２１５、ガラス板２１６を介して、第２の対物レンズ２１２側に出射する。
【００５０】
第２の対物レンズ２１２は、第１の対物レンズ側に凸部が形成された非球面凸レンズである。第２の対物レンズ２１２は、レーザビームＢを更に収光し、光ディスク１００の情報記録面１０３上にレーザビームＢの焦点をあわせる。
【００５１】
液晶部２１５は、第１実施形態の液晶部２０５と同様に構成されており、球面収差に応じて電圧を両電極間に印加することにより、球面収差を補正する。
【００５２】
以上説明した第２実施形態では、液晶部２１５は第１の対物レンズ側に設けられている。この構成によれば、ディスク１００上に収束する収束光が液晶部２１５を透過するように構成されている。従って、第１実施形態と同様に球面収差に応じて電圧を両電極に印加することにより、ディスク１００の透明保護層１０２の厚み誤差等に起因する球面収差を補正することが可能である。
【００５３】
また、液晶部２１５とガラス板２１４，２１６を対物レンズに張りあわせるだけで構成することが可能なため、対物レンズ全体の重量をさほど増加させることなく、球面収差を補正することが可能となる。また、複雑な電極パターンを形成する必要がないため、製造コストの低減につながる。
【００５４】
なお、本実施形態においても、屈折率可変部材として液晶素子から構成される液晶部２１５を用いたが、これに限られず、電圧の印加により屈折率が変化する素材であれば、例えば、液晶部２１５の代わりにＬｉＮｂＯ３やＫＨ２ＰＯ４等の電気光学結晶を用いることも可能である。
【００５５】
（第３実施形態）
【００５６】
以下、本発明に係る光ピックアップ装置の第３実施形態を説明する。
【００５７】
図６は、本発明の第３実施形態に係る対物レンズ２１０を示す断面図である。第３実施形態の光ピックアップ装置は、第１実施形態の対物レンズ２００を対物レンズ２２０で置換したものである。
【００５８】
対物レンズ２２０は、複数のレンズが張りあわされて作られた単玉の対物レンズである。対物レンズ２２０では、ディスク１００の透明保護層１０２の厚さ及び屈折率を考慮して、平行光がディスク１００の情報記録面１０３上に収差無しで収光するように対物レンズ２２０の形状、屈折率が調整されている。
【００５９】
対物レンズ２２０は、凸レンズ２２１と、凹レンズ２２２と、２枚のガラス板２２３，２２５と、屈折率可変部材である液晶部２２４とを備えている。凸レンズ２２３は、１／４波長板５側に凸部が形成され、ディスク１００側に光軸と直交する平面が形成されたレンズである。凸レンズ２２３のディスク１００側平面上には、ガラス板２２３、屈折率可変部材としての液晶部２２４、ガラス板２２５が順に配置されている。ガラス板２２５のディスク１００側には、凹レンズ２２２が張りあわされている。
【００６０】
対物レンズ２２０に入射した平行光であるレーザビームＢは、凸レンズ２２１の凸部表面と空気との界面にて屈折し、ガラス板２２３、液晶部２２４、ガラス板２２５、及び凹レンズ２２２を介して、ディスク１００側に出射する。その後、レーザビームＢは、光ディスク１００の情報記録面１０３上に収束する。
【００６１】
液晶部２２４は、第１実施形態の液晶部２０５と同様に構成されており、球面収差に応じて電圧を両電極に印加することにより、ディスク１００の透明保護層１０２の厚み誤差等に起因する球面収差を補正する。
【００６２】
以上説明した第３実施形態では、液晶部２２５を有する単一の対物レンズ２２０を用いている。この構成によれば、ディスク１００上に収束する収束光が液晶部２２５を透過するように構成されている。従って第１実施形態と同様に球面収差に応じて電圧を両電極に印加することにより、球面収差を補正することが可能である。
【００６３】
また、液晶部２２４とガラス板２２３，２２５を対物レンズに張りあわせるだけで構成することが可能なため、対物レンズ全体の重量をさほど増加させることなく、球面収差を補正することが可能となる。また、複雑な電極パターンを形成する必要がないため、製造コストの低減につながる。また、ガラス板２２３と２２５を無くして、電極をレンズ２２１と２２２の平行面側に貼り付けてもよい。
【００６４】
なお、本実施形態においても、屈折率可変部材として液晶素子から構成される液晶部２２４を用いたが、これに限られず、電圧の印加により屈折率が変化する素材であれば、例えば、液晶部２２４の代わりにＬｉＮｂＯ３やＫＨ２ＰＯ４等の電気光学結晶を用いることも可能である。
【００６５】
（第４実施形態）
以下、本発明に係る光ピックアップ装置の第４実施形態を説明する。
【００６６】
図７は、本発明の第４実施形態に係る対物レンズ２４０を示す断面図である。第４実施形態の光ピックアップ装置は、第１実施形態の対物レンズ２００を対物レンズ２４０で置換したものである。また、対物レンズ２４０は、第１実施形態の対物レンズ２００のガラス板２０６に相当するガラス板２４６のディスク１００側に第２の液晶部２４７及びガラス板２４８を順に積層して構成されている。即ち、本実施形態においては、ディスク１００に入射するレーザビームＢは、２度液晶板を通過する構成となっている。
【００６７】
対物レンズ２４０の屈折率は、ディスク１００の透明保護層１０２の厚さ及び屈折率を考慮して、平行光がディスク１００の情報記録面１０３上に収差無しで収束するように第１の対物レンズ２４１、第２の対物レンズ２４２の形状、屈折率を調整している。
【００６８】
以上説明した第４実施形態では、液晶部２４５に加え第２の液晶部２４７が配置されている。この構成によれば、ディスク１００上に収束する収束光が液晶部２４５及び２４７をそれぞれ透過するように構成されている。従って、透過するレーザビームＢにおける、ディスク１００の透明保護層１０２の厚み誤差等に起因する球面収差は、各液晶部２４５及び２４７にて補正されることとなる。
【００６９】
また、液晶部２４５，２４７とガラス板２４４，２４６，２４８を対物レンズに張りあわせるだけで構成することが可能なため、対物レンズ全体の重量をさほど増加させることなく、球面収差を補正することが可能となる。また、複雑な電極パターンを形成する必要がないため、製造コストの低減につながる。
【００７０】
球面収差を補正するために挿入した液晶板の厚みが増すと、印加電圧に対する屈折率変化の応答時間が長くなり、リアルタイム制御に液晶板の屈折率変化が追従しない可能性がある。このような場合には、本実施形態のように液晶部を２つ以上設けることにより各液晶板の厚みを薄くし、電圧に対する屈折率変化の応答性を向上させ、リアルタイム制御に追従するように構成することが可能となる。
【００７１】
なお、本実施形態においても、屈折率可変部材として液晶素子から構成される液晶部２４５，２４７を用いたが、これに限られず、電圧の印加により屈折率が変化する素材であれば、例えば、液晶部２４５，２４７の代わりにＬｉＮｂＯ３やＫＨ２ＰＯ４等の電気光学結晶を用いることも可能である。
【００７２】
以上、本発明に係る各実施形態によれば、光ピックアップ装置１は、情報記録媒体上に光を収束させる対物レンズとして、入射光を収束光に変換する屈折面と、前記屈折面と前記情報記録媒体との間に配置され、外部印加電圧に従い屈折率が変化する液晶または電気光学結晶等の屈折率可変部材と、を備えた対物レンズを使用している。従って、球面収差に応じて、屈折率可変部材に電圧を印加することにより屈折率を変化させ、球面収差を打ち消すように構成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る光ピックアップ装置を示す図である。
【図２】第１実施形態に係る対物レンズを示す図である。
【図３】液晶部の詳細を示す図である。
【図４】透明保護層と球面収差の関係を示すグラフである。
【図５】第２実施形態に係る対物レンズを示す図である。
【図６】第３実施形態に係る対物レンズを示す図である。
【図７】第４実施形態に係る対物レンズを示す図である。
【符号の説明】
１ 光ピックアップ装置
２ レーザ光源
３ コリメータレンズ
４ 偏光ビームスプリッタ
５ １／４波長板
６ フォーカスレンズ
７ 受光部
１００ 光ディスク
１０１ 基板
１０２ 透明保護層
１０３ 情報記録面
２００，２１０，２２０，２４０ 対物レンズ
２０５，２１５，２２４，２４５，２４７ 液晶部
Claims (12)
- 情報記録媒体上に光を収束させる対物レンズであって、
入射光を収束光に変換する屈折面と、
前記屈折面と前記情報記録媒体との間に配置され、外部印加電圧に従い屈折率が変化する屈折率可変部材と、を備えた対物レンズ。 - 前記屈折率可変部材は、平板形上を有することを特徴とする請求項１記載の対物レンズ。
- 前記屈折率可変部材は、光軸に垂直な入射面を有することを特徴とする請求項１又は２記載の対物レンズ。
- 前記屈折率可変部材には、単一の電圧が印加されることを特徴とする請求項１乃至３の何れか記載の対物レンズ。
- 前記屈折率可変部材は、液晶であることを特徴とする請求項１乃至４の何れか記載の対物レンズ。
- 前記屈折率可変部材は、電気光学結晶であることを特徴とする請求項１乃至４の何れか記載の対物レンズ。
- レーザビームを出射する光源と、
情報記録媒体上に前記レーザビームを収束させる対物レンズと、
前記情報記録媒体上で反射した前記レーザビームを受光する受光部とを有し、
前記対物レンズは、前記レーザビームを収束光に変換する屈折面と、
前記屈折面と前記情報記録媒体との間に配置され、外部印加電圧に従い屈折率が変化する屈折率可変部材と、を備えたことを特徴とする光ピックアップ装置。 - 前記屈折率可変部材は、平板形上を有することを特徴とする請求項７記載の光ピックアップ装置。
- 前記屈折率可変部材は、光軸に垂直な入射面を有することを特徴とする請求項７又は８記載の光ピックアップ装置。
- 前記屈折率可変部材には、単一の電圧が印加されることを特徴とする請求項７乃至９の何れか記載の光ピックアップ装置。
- 前記屈折率可変部材は、液晶であることを特徴とする請求項７乃至１０の何れか記載の光ピックアップ装置。
- 前記屈折率可変部材は、電気光学結晶であることを特徴とする請求項７乃至１０の何れか記載の光ピックアップ装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002263532A JP2004103110A (ja) | 2002-09-10 | 2002-09-10 | 対物レンズ及び光ピックアップ装置 |
| US10/655,349 US7151736B2 (en) | 2002-09-10 | 2003-09-05 | Objective lens and optical pickup device |
| EP03255578A EP1400963A3 (en) | 2002-09-10 | 2003-09-08 | Objective lens and optical pickup device |
| CNA03158425XA CN1492240A (zh) | 2002-09-10 | 2003-09-09 | 物镜和光学头装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002263532A JP2004103110A (ja) | 2002-09-10 | 2002-09-10 | 対物レンズ及び光ピックアップ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004103110A true JP2004103110A (ja) | 2004-04-02 |
Family
ID=31944479
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002263532A Abandoned JP2004103110A (ja) | 2002-09-10 | 2002-09-10 | 対物レンズ及び光ピックアップ装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7151736B2 (ja) |
| EP (1) | EP1400963A3 (ja) |
| JP (1) | JP2004103110A (ja) |
| CN (1) | CN1492240A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006155827A (ja) * | 2004-11-30 | 2006-06-15 | Konica Minolta Holdings Inc | 光ピックアップ装置 |
| WO2009146059A2 (en) * | 2008-04-01 | 2009-12-03 | Tunable Optix Corporation | Pick-up head assembly for optical disc employing electrically tunable liquid crystal lens |
| JP2011044223A (ja) * | 2009-08-21 | 2011-03-03 | Thomson Licensing | 対物レンズ、および対物レンズを備える光学データ記憶装置 |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1730733A1 (en) * | 2004-03-22 | 2006-12-13 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Multi-layer variable refractive index unit |
| US7206146B2 (en) * | 2004-10-27 | 2007-04-17 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Biphase magnetic pattern detector using multiple matched filters for hard disk drive |
| KR100651327B1 (ko) * | 2004-11-29 | 2006-11-29 | 삼성전기주식회사 | 가변굴절률을 갖는 광픽업장치 |
| US20090116359A1 (en) * | 2005-03-24 | 2009-05-07 | Koninklijke Philips Electronics, N.V. | Optical scanning device |
| US7545725B2 (en) * | 2005-12-06 | 2009-06-09 | Daxon Technology Inc. | Optical reading apparatus capable of correcting aberration |
| DE102007024700A1 (de) * | 2007-05-25 | 2008-12-04 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Verfahren zur Materialbearbeitung mit Laserstrahlung sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
| DE102007024701A1 (de) * | 2007-05-25 | 2008-11-27 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Verfahren zur Materialabtragung sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
| KR20090030859A (ko) * | 2007-09-21 | 2009-03-25 | 엘지전자 주식회사 | 렌즈 유닛과 광학 시스템, 기록 재생 장치 및 기록 재생방법 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3210629A1 (de) | 1981-03-24 | 1982-10-28 | Canon K.K., Tokyo | Linse mit variabler brennweite |
| EP0745980B1 (en) * | 1991-11-20 | 1999-06-16 | Sony Corporation | Optical pickup device |
| JP3795998B2 (ja) | 1996-04-30 | 2006-07-12 | パイオニア株式会社 | 波面収差補正ユニット、波面収差補正装置及び光ピックアップ |
| TW451072B (en) | 1999-09-30 | 2001-08-21 | Koninkl Philips Electronics Nv | Optical scanning device |
| JP3861586B2 (ja) | 2000-11-06 | 2006-12-20 | ソニー株式会社 | 光学ピックアップ装置及び記録再生装置 |
| US6940798B2 (en) * | 2000-12-12 | 2005-09-06 | Sony Corporation | Optical-disk reproducing apparatus, optical pickup apparatus and optical-disk recording and reproducing apparatus |
-
2002
- 2002-09-10 JP JP2002263532A patent/JP2004103110A/ja not_active Abandoned
-
2003
- 2003-09-05 US US10/655,349 patent/US7151736B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2003-09-08 EP EP03255578A patent/EP1400963A3/en not_active Withdrawn
- 2003-09-09 CN CNA03158425XA patent/CN1492240A/zh active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006155827A (ja) * | 2004-11-30 | 2006-06-15 | Konica Minolta Holdings Inc | 光ピックアップ装置 |
| WO2009146059A2 (en) * | 2008-04-01 | 2009-12-03 | Tunable Optix Corporation | Pick-up head assembly for optical disc employing electrically tunable liquid crystal lens |
| WO2009146059A3 (en) * | 2008-04-01 | 2010-01-21 | Tunable Optix Corporation | Pick-up head assembly for optical disc employing electrically tunable liquid crystal lens |
| JP2011044223A (ja) * | 2009-08-21 | 2011-03-03 | Thomson Licensing | 対物レンズ、および対物レンズを備える光学データ記憶装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1492240A (zh) | 2004-04-28 |
| US20040047268A1 (en) | 2004-03-11 |
| EP1400963A3 (en) | 2005-01-05 |
| EP1400963A2 (en) | 2004-03-24 |
| US7151736B2 (en) | 2006-12-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7352664B2 (en) | Optical element, optical head, optical recording reproducing apparatus and optical recording/reproducing method | |
| KR20060095433A (ko) | 광헤드, 광정보재생장치 및 그 제조 방법 | |
| US6532202B1 (en) | Optical element, optical head and optical recording reproducing apparatus | |
| WO2007105767A1 (ja) | 光ヘッド装置 | |
| JP5042352B2 (ja) | 光記録再生装置用光ヘッド | |
| JP3518684B2 (ja) | 対物レンズの設計方法、対物レンズ、対物レンズの製造方法、多波長用光学系、光ヘッド及び光デイスク装置 | |
| US20070008599A1 (en) | Multifocal lens and method for manufacturing the same | |
| JP2004103110A (ja) | 対物レンズ及び光ピックアップ装置 | |
| JPWO2003075266A1 (ja) | 光ヘッド及びそれを用いた光記録再生装置、並びに収差補正方法 | |
| KR20020075234A (ko) | 광 픽업 장치, 광 픽업 장치의 집광 광학계 및 광정보기록 재생 방법 | |
| JP2006252725A (ja) | 光学ユニットおよび光ピックアップならびに光情報処理装置 | |
| JP4733868B2 (ja) | 光ヘッドと光記録再生装置 | |
| JP2726029B2 (ja) | 二重焦点の形成方法及びその装置 | |
| WO2007119410A1 (ja) | 光学ヘッドおよび光ディスク装置 | |
| JPH10312575A (ja) | 光ピックアップ装置 | |
| JP4038467B2 (ja) | 光ピックアップおよび光ディスク装置 | |
| JP4437731B2 (ja) | 光ピックアップ光学系およびこれを用いた光ピックアップ装置 | |
| JP4207550B2 (ja) | 光ヘッド装置 | |
| JP4136400B2 (ja) | 情報記録再生装置 | |
| JPH10222856A (ja) | 光学式情報記録再生装置 | |
| JP4096746B2 (ja) | 光ピックアップ装置のフォーカス及びトラッキング制御方法 | |
| JP2006252615A (ja) | 光ピックアップ装置およびこれを用いた光ディスクドライブ装置 | |
| JP2001141992A (ja) | 光学素子と光ヘッドと光記録再生装置 | |
| JP4117334B2 (ja) | 光ピックアップ | |
| JP2004296082A (ja) | 光記録媒体 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050829 |
|
| A762 | Written abandonment of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A762 Effective date: 20070803 |