JP2004171682A - Optical information recording and reproducing device - Google Patents

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JP2004171682A
JP2004171682A JP2002336907A JP2002336907A JP2004171682A JP 2004171682 A JP2004171682 A JP 2004171682A JP 2002336907 A JP2002336907 A JP 2002336907A JP 2002336907 A JP2002336907 A JP 2002336907A JP 2004171682 A JP2004171682 A JP 2004171682A
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Nobuyoshi Iwasaki
暢喜 岩崎
Shiyouhei Kobayashi
章兵 小林
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Olympus Corp
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Olympus Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical information recording and reproducing device capable of properly correcting spherical aberration for a desired information recording layer caused by the variance in thickness of an optical information recording medium. <P>SOLUTION: The optical information recording and reproducing device has a laser light source 1 for emitting a diverging light beam 10, a collimator lens 3 for collimating the diverging light beam 10 into a parallel light beam 11, an electrostatic deformable mirror 4 for deflecting the parallel light beam 11 and also correcting the spherical aberration, an objective lens 5 for varying the deflected light beam 11 into a converging light beam 12, a beam splitter 2 for separating the light beam returning from a disk 6 from the light beam going to the disk 6, and a detector 7 for detecting the light beam returning from the disk 6. The objective lens 5 is so designed that the spherical aberration at the optical focusing point of the light beam 12 converged thereby is minimized at a farther position from the surface of the disk 6 than the farthest information recording layer from the surface of the disk 6 on the side near the objective lens 5. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学情報記録媒体に対して情報を記録再生する光学情報記録再生装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
特開平3−54740号公報は、所定の光路長を持つ透明平板を対物レンズと光記録媒体の間に適宜挿入することにより、複数の情報記録層を持つ光学情報記録媒体のそれぞれの情報記録層に対応する光学情報記録再生装置を開示している。
【0003】
この光学情報記録再生装置においては、対物レンズは、対物レンズから最も遠い情報記録層に対して最小の球面収差で焦点を結ぶように設計されている。また、対物レンズから最も遠い情報記録層に比べて対物レンズの近くに位置する情報記録層に対しては、その分のカバー層の厚さ(光路長)の減少に対応した適切な厚さの透明平板を対物レンズと光記録媒体の間に適宜挿入することにより、球面収差を補正している。
【0004】
【特許文献1】
特開平3−54740号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
前述の光学情報記録再生装置は、対物レンズから最も遠い情報記録層に対しては、球面収差を補正する手段を何ら有していない。このため、例えば光学情報記録媒体の厚さのばらつきによって、対物レンズから最も遠い情報記録層に対するカバー層の厚さ(光路長)が理想の寸法よりも大きくなった場合に、球面収差を適切に補正できないおそれがある。
【0006】
また、球面収差を補正するための透明平板の厚さは、理想的な寸法の光学情報記録媒体に基づいて予め決められている。このため、例えば光学情報記録媒体の厚さのばらつきによって、読み出し候補の情報記録層に対するカバー層の厚さ(光路長)が理想の寸法から大きくずれている場合にも、球面収差を適切に補正できないおそれがある。
【0007】
このようなおそれは、特に光学情報記録媒体の高密度化に伴って開口数の大きい対物レンズを採用している装置ほど大きい。
【0008】
本発明は、このような実状に鑑みて成されたものであり、その目的は、光学情報記録媒体の厚さのばらつきに起因して生じる、所望の情報記録層に対する球面収差を適切に補正し得る光情報記録再生装置を提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明は、複数の情報記録層を有する光学情報記録媒体に光ビームを照射し、これにより情報を記録するか、光学情報記録媒体からの反射光を検出することにより情報を再生する情報記録再生装置に向けられている。
【0010】
本発明の情報記録再生装置は、光ビームを射出する光源と、光ビームを収束させる対物レンズと、光源と対物レンズの間の光路中に配置された、球面収差を補正する静電型変形可能ミラーとを有しており、対物レンズは、これによって収束される光ビームの集光点での球面収差が、対物レンズの側の光学情報記録媒体の表面から最も遠い情報記録層よりも更に遠い位置で最小になるように設計されている。
【0011】
本発明の別の情報記録再生装置は、発散性の光ビームを射出する光源と、光源からの発散性の光ビームを平行光ビームに変えるコリメートレンズと、光ビームを収束させる対物レンズと、コリメートレンズと対物レンズの間の光路中に配置された、球面収差を補正する静電型変形可能ミラーとを有し、対物レンズは、これによって収束される光ビームの集光点での球面収差が、対物レンズの側の光学情報記録媒体の表面から最も遠い情報記録層と最も近い情報記録層の間の位置で最小になるように設計されており、さらに、静電型変形可能ミラーと対物レンズの間の光路中に配置された凹レンズを有している。
【0012】
本発明の別の情報記録再生装置は、発散性の光ビームを射出する光源と、光ビームを収束させる対物レンズと、光源と対物レンズの間の光路中に配置された、球面収差を補正する静電型変形可能ミラーとを有し、対物レンズは、これによって収束される光ビームの集光点での球面収差が、対物レンズの側の光学情報記録媒体の表面から最も遠い情報記録層と最も近い情報記録層の間の位置で最小になるように設計されており、さらに、光源と静電型変形可能ミラーの間の光路中に配置された、静電型変形可能ミラーに発散性の光ビームを入射させるレンズを有している。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
【0014】
第一実施形態
本実施形態の光学情報記録再生装置を図1に示す。
【0015】
本実施形態の光学情報記録再生装置において、情報記録再生対象である光学情報記録媒体は、二つの情報記録層6aと6bを有する二層ディスク6である。
【0016】
光学情報記録再生装置は、発散性の光ビーム10を射出するレーザー光源1と、発散性の光ビーム10を平行光ビーム11にするコリメートレンズ3と、平行光ビーム11を偏向すると共に球面収差を補正する静電型変形可能ミラー4と、偏向され球面収差が補正された光ビーム11Aを収束性の光ビーム12に変える対物レンズ5と、ディスク6に向かう光ビームとディスク6から戻る光ビームとを分離するビームスプリッタ2と、ディスク6から戻る光ビームを検出する検出器7とを有している。
【0017】
対物レンズ5は、これによって収束される光ビーム12の集光点での球面収差が、対物レンズ5に近い側のディスク6の表面から最も遠い情報記録層よりも更にディスク6の表面から遠い位置で最小になるように設計されている。
【0018】
対物レンズ5は、図示しない駆動機構よって、フォーカス制御のために光軸に沿って移動され得ると共に、トラッキング制御のために光軸に直交する軸に沿って移動され得る。より詳しくは、対物レンズ5は、フォーカス制御の際、光軸に沿って、静電型変形可能ミラー4に対して移動される。また、対物レンズ5は、トラッキング制御の際、光軸に直交する軸に沿って、静電型変形可能ミラー4と一緒に移動される。
【0019】
静電型変形可能ミラー4の構成を図2に示す。図2に示されるように、静電型変形可能ミラー4は、空隙部24を有する半導体基板21と、半導体基板21の空隙部24の底面に絶縁膜26を介して設けられた電極層27と、半導体基板21の空隙部24を覆っている弾性変形可能な絶縁膜22と、絶縁膜22の上に形成された電極層23と、電極層23の上に形成された反射膜25とを有している。
【0020】
静電型変形可能ミラー4は、電極層23と電極層27の間に電圧が印加されると、電極層23と電極層27の間に静電引力が発生する。反射膜25は、電極層23と電極層27の間に発生する静電引力の大きさに依存して、凹面、主に、放物面や放物面に近い任意の曲面に変形する。
【0021】
電極層23と電極層27の間に印加される電圧は、補正すべき球面収差に応じて調整される。より詳しくは、電極層23と電極層27の間に印加される電圧は、反射膜25を補正すべき球面収差を適切に補正する形状に変形させるように調整される。これにより、静電型変形可能ミラー4は、ディスク6のカバー層の厚さの設計値からのずれに起因して発生した球面収差を補正する。
【0022】
静電型変形可能ミラー4は、その構造上、一方向のみに変形する。すなわち、静電型変形可能ミラー4の反射面(すなわち反射膜25)は、変形していない平面から、凹面へと変形し得るだけで、凸面へとは変形し得ない。このような一方向の変形により、静電型変形可能ミラー4は、ディスク6のカバー層が設計値よりも薄くなった際に発生する球面収差を補正し得る。
【0023】
図1において、レーザー光源1から射出された発散性の光ビーム10は、ビームスプリッタ2を透過し、コリメートレンズ3によって平行光ビーム11に変えられる。平行光ビーム11は、静電型変形可能ミラー4によって直角に曲げられて対物レンズ5に方向付けられる。つまり、静電型変形可能ミラー4は、いわゆる立ち上げミラーを兼ねている。その後、偏向され球面収差が補正された光ビーム11Aは、対物レンズ5によって収束性の光ビーム12に変えられる。
【0024】
収束性の光ビーム12は、通常駆動時、図示しない駆動機構によって対物レンズ5が光軸に沿って移動されることにより、ディスク6の情報記録層6aと情報記録層6bのいずれか一方に焦点が合わせられる。さらに、静電型変形可能ミラー4によって、ディスク6のカバー層(ディスク表面に形成された保護層や記録層間に配置された透明層)の厚さの違いに起因して発生する球面収差が補正される。
【0025】
ディスク6の情報記録層6aまたは情報記録層6bに収束された光ビームは、そこに記録されている情報に従った変調を受けて反射される。ディスク6から戻り光ビームは、対物レンズ5、静電型変形可能ミラー4を経由し、コリメートレンズ3によって集束性の光ビームに変えられる。この収束性の光ビームはビームスプリッタ2で一部が反射され、反射された光ビームは検出器7に入射する。検出器7は、入射した光ビームの光量を反映した電気信号を出力する。検出器7から出力される電気信号は、情報信号として読み取られる。
【0026】
静電型変形可能ミラー4(正確にはその反射面すなわち反射膜25)は、電圧が印加されていない状態では変形しておらず、通常は平面である。この状態では球面収差の補正は行なわれていない。
【0027】
対物レンズ5は、静電型変形可能ミラー4によって球面収差の補正が行なわれていない状態において、対物レンズ5に近い方のディスク6の表面から最も遠い情報記録層6bよりも更に数ミクロン遠い位置に対して、球面収差が最小になるように設計されている。言い換えれば、対物レンズ5は、ディスク6の表面から情報記録層6bまでの距離に数ミクロンを加えた寸法に等しい厚さを持つカバー層に対して最適設計されている。
【0028】
対物レンズ5の設計をこのようにするのは、静電型変形可能ミラー4が先にも述べたように原理的に凹形状にしか変形できず、従ってカバー層の厚さが設計値よりも薄くなった際に発生する球面収差のみしか補正できないからである。つまり、各カバー層の製造時にその厚さが増加するような誤差を生じる場合を考慮して設計している。ここで、情報記録層6bよりも更に数ミクロン遠い位置とある数ミクロンとは、各カバー層の厚みの製造時の誤差を、誤差が厚くなる場合に関して積算したものと同等である。従って、積層数が多くなれば、十数ミクロンとなる場合もありうる。なお、カバー層の厚さ増加により発生する球面収差と同様に、対物レンズや変形可能ミラーの製造誤差や組み付け誤差、さらには、対物レンズに入射する平行ビームの平行度の誤差などに起因して球面収差が生じる。これらの誤差を予め別の手段で評価しておいて、対物レンズの設計時に考慮するようにしてもよい。
【0029】
ディスク6のカバー層の厚さが、ほぼ設計値である場合または設計値よりも薄い場合は、図3の(A)に示されるように、変形可能ミラー4が変形していない状態において、対物レンズ5からの収束性の光ビーム12の集光点での球面収差が最小になるように対物レンズ5を図示しない駆動機構により光軸に沿って駆動した場合、対物レンズ5からの収束性の光ビーム12の集光点はディスク6の表面から情報記録層6bよりも更に数ミクロン遠い位置にくる。
【0030】
ディスク6の表面から遠い方の情報記録層6bに対物レンズ5からの収束性の光ビーム12の集光点を合わせる場合は、図3の(B)に示されように、カバー層の厚さが減少することにより発生する球面収差を補正するように静電型変形可能ミラー4を凹面に変形させると共に、対物レンズ5を図示しない駆動機構により光軸に沿って移動させて、対物レンズ5からの収束性の光ビーム12の集光点を情報記録層6bに合わせる。静電型変形可能ミラー4に入射する平行光ビームは、そこで反射されると共に収束性の光ビームに変えられる。この収束性の光ビームは、対物レンズ5によって収束性が強められ、情報記録層6bに収束する光ビーム12に変えられる。
【0031】
ディスク6の表面に近い方の情報記録層6aに対物レンズ5からの収束性の光ビーム12の集光点を合わせる場合は、図3の(C)に示されるように、カバー層の厚さが更に減少することにより発生する球面収差を補正するように静電型変形可能ミラー4を更に凹面に変形させると共に、対物レンズ5を図示しない駆動機構により光軸に沿って移動させて、対物レンズ5からの収束性の光ビーム12の集光点を情報記録層6aに合わせる。静電型変形可能ミラー4に入射する平行光ビームは、そこで反射されると共に収束性の光ビームに変えられる。この光ビームの収束性は図3の(B)の場合よりも強い。静電型変形可能ミラー4からの収束性の光ビームは、対物レンズ5によって収束性が強められ、情報記録層6aに収束する光ビーム12に変えられる。
【0032】
ディスク6のカバー層の厚さが製造誤差等により設計値よりも数ミクロン程度厚い場合、その情報記録層6bは、図3の(A)に示されている情報記録層6bよりも、対物レンズ5からの収束性の光ビーム12の集光点の近くに位置する。
【0033】
このような情報記録層6bに対して対物レンズ5からの収束性の光ビーム12の集光点を合わせるには、前述した手法と同様に、カバー層の厚さが減少することにより発生する球面収差を補正するように静電型変形可能ミラー4を凹面に変形させると共に、対物レンズ5を図示しない駆動機構により光軸に沿って移動させて、対物レンズ5からの収束性の光ビーム12の集光点を情報記録層6bに合わせる。その際に必要な静電型変形可能ミラー4の変形は、図3の(B)における静電型変形可能ミラー4の変形よりも小さい。
【0034】
本実施形態におけるカバー層の厚さに対する補正後の球面収差の特性を図4に示す。図4において、補正後の球面収差の特性は、n個の情報記録層を持つ光学情報記録媒体に一般化して示されている。なお、比較のため、図4には、静電型変形可能ミラー4により収差補正を行なわない場合の球面収差の特性が一点鎖線で一緒に示されている。
【0035】
図4に示されるように、補正後の球面収差は、カバー層の厚さが、ディスクの表面とそこから最も遠い情報記録層との間隔よりも大きい場合であっても良好である。このため、本実施形態の情報記録再生装置は、ディスクの表面から最も遠い情報記録層のカバー層の厚さが設計値よりも大きいディスクに対しても、球面収差を補正することができる。
【0036】
本実施形態では、多層の記録媒体用の情報記録再生装置を例にあげたが、本実施形態の技術は、単層の記録媒体用の情報記録再生装置に適用されてもよい。本実施形態の技術は、特に、高記録密度化のために短い波長の光を発する光源と開口数が大きい対物レンズとを有しており、フォーカス調整の際に球面収差の補正を必要とする、単層の記録媒体のための情報記録再生装置に対して好適である。
【0037】
また、本実施形態では、焦点位置の調整は、対物レンズ5を光軸に沿って移動させる図示しない駆動機構によって行なわれているが、そのような駆動機構の代わりに、静電型変形可能ミラー4によって行なわれてもよい。つまり、静電型変形可能ミラー4が、球面収差の補正に加えて、焦点位置の調整を行なってもよい。
【0038】
第二実施形態
本実施形態の光学情報記録再生装置は、第一実施形態の光学情報記録再生装置に対して、静電型変形可能ミラーの近くに凹レンズを付加した構成を有している。本実施形態の光学情報記録再生装置の対物レンズの周辺部分の構成を図5に示す。図5に図示されていない部分の構成は、第一実施形態と同様であり、従って図1に示されているので、その部分の図示は省略する。
【0039】
本実施形態の光学情報記録再生装置は、図5に示されるように、図1に示される第一実施形態の光学情報記録再生装置の構成に加えて、静電型変形可能ミラー4と対物レンズ5の間に配置された凹レンズ8を更に有している。凹レンズ8は、図5の(A)に示されるように、静電型変形可能ミラー4から対物レンズ5に向かう平行光ビーム11を発散性の光ビームに変える。
【0040】
対物レンズ5は図示しない駆動機構によってフォーカス制御のために光軸に沿って移動され得るが、これに対して、凹レンズ8は固定されており、静電型変形可能ミラー4との相対的な位置関係は変化しない。
【0041】
凹レンズ8は静電型変形可能ミラー4に対して一定の位置に固定されている。従って、フォーカス制御の際、対物レンズ5は凹レンズ8に対して光軸に沿って移動されるが、凹レンズ8と静電型変形可能ミラー4の相対的な位置関係は変化しない。また、トラッキング制御の際、凹レンズ8と静電型変形可能ミラー4と対物レンズ5は一緒に光軸に直交する軸に沿って移動される。
【0042】
対物レンズ5は、これによって収束される光ビーム12の集光点での球面収差がディスク6の中で最小になるように設計されている。より好ましくは、対物レンズ5は、これによって収束される光ビーム12の集光点での球面収差がディスク6の表面から遠い情報記録層6bと近い情報記録層6aの間の位置で最小になるように設計されている。最も好ましくは、対物レンズ5は、これによって収束される光ビーム12の集光点での球面収差がディスク6の表面から遠い情報記録層6bと近い情報記録層6aの間の中間位置で最小になるように設計されている。
【0043】
凹レンズ8は、静電型変形可能ミラー4からの平行光ビーム11を対物レンズ5に入射する前に発散性の光ビームに変えることにより、対物レンズ5からの収束光ビーム12の集光点での球面収差が最小となる位置を、上述のディスク6の中から、対物レンズ5に近い側のディスク6の表面から最も遠い情報記録層よりも更にディスク6の表面から数ミクロンほど遠い位置に移動させる。
【0044】
静電型変形可能ミラー4が変形していない平面のとき、図5の(A)に示されるように、平行光ビーム11は、静電型変形可能ミラー4で反射された後、凹レンズ8によって発散性の光ビームに変えられる。発散性の光ビームは、その後、対物レンズ5によって収束性の光ビーム12に変えられる。対物レンズ5からの収束性の光ビーム12の集光点での球面収差が最小になるように対物レンズ5を図示しない駆動機構により光軸に沿って駆動した場合、対物レンズ5からの収束性の光ビーム12の集光点はディスク6の表面から情報記録層6bよりも更に数ミクロンほど遠い位置にくる。
【0045】
ディスク6の表面から遠い方の情報記録層6bに対物レンズ5からの収束性の光ビーム12の集光点を合わせる場合は、図5の(B)に示されように、カバー層の厚さが減少することにより発生する球面収差を補正するように静電型変形可能ミラー4を凹面に変形させると共に、対物レンズ5を図示しない駆動機構により光軸に沿って移動させて、対物レンズ5からの収束性の光ビーム12の集光点を情報記録層6bに合わせる。静電型変形可能ミラー4に入射する平行光ビームは、そこで反射されると共に収束性の光ビームに変えられる。この収束性の光ビームは、凹レンズ8によって収束性が弱めれた後、対物レンズ5によって情報記録層6bに収束する光ビーム12に変えられる。
【0046】
ディスク6の表面に近い方の情報記録層6aに対物レンズ5からの収束性の光ビーム12の集光点を合わせる場合は、図5の(C)に示されるように、カバー層の厚さが更に減少することにより発生する球面収差を補正するように静電型変形可能ミラー4を凹面に更に変形させると共に、対物レンズ5を図示しない駆動機構により光軸に沿って移動させて、対物レンズ5からの収束性の光ビーム12の集光点を情報記録層6aに合わせる。静電型変形可能ミラー4に入射する平行光ビームは、そこで反射されると共に収束性の光ビームに変えられる。この光ビームの収束性は図5の(B)の場合よりも強い。静電型変形可能ミラー4からの収束性の光ビームは、凹レンズ8によって収束性が弱めれた後、対物レンズ5によって情報記録層6aに収束する光ビーム12に変えられる。
【0047】
本実施形態におけるカバー層の厚さに対する補正後の球面収差の特性を図6に示す。図6に示された補正後の球面収差の特性は、収束光ビーム12の集光点での球面収差が情報記録層6bと情報記録層6aの中間位置で最小になるように設計された対物レンズ5に凹レンズ8を組み合わせたものに対するものである。図6において、補正後の球面収差の特性は、n個の情報記録層を持つ光学情報記録媒体に一般化して示されている。なお、比較のため、図6には、静電型変形可能ミラー4により収差補正を行なわない場合の球面収差の特性(対物レンズのみ、及び、対物レンズと凹レンズの組み合わせ)が一点鎖線で一緒に示されている。
【0048】
図6に示されるように、補正後の球面収差は、カバー層の厚さが、ディスクの表面から、ディスクの表面から最も遠い情報記録層nよりも更に遠い位置までの距離の範囲において良好である。
【0049】
従って、本実施形態の情報記録再生装置は、ディスクの表面から最も遠い情報記録層のカバー層の厚さが設計値よりも大きいディスクに対しても、球面収差を補正することができる。特に、対物レンズ5が、収束光ビーム12の集光点での球面収差が情報記録層6bと情報記録層6aの間の位置で最小になるように設計されている場合、収差補正後の球面収差の劣化量を情報記録層6bと情報記録層6aとで均等にすることできる。さらに、ディスクが三つ以上の情報記録層を有している場合、図6から容易に想像できるように、それぞれの情報記録層における補正後の球面収差の劣化量を小さく抑えることができる。
【0050】
また、本実施形態の情報記録再生装置は、通常の情報記録再生装置において使用されている対物レンズを利用することができる。
【0051】
本実施形態では、多層の記録媒体用の情報記録再生装置を例にあげたが、本実施形態の技術は、単層の記録媒体用の情報記録再生装置に適用されてもよい。本実施形態の技術は、特に、高記録密度化のために短い波長の光を発する光源と開口数が大きい対物レンズとを有しており、フォーカス調整の際に球面収差の補正を必要とする、単層の記録媒体のための情報記録再生装置に対して好適である。
【0052】
また、本実施形態では、焦点位置の調整は、対物レンズ5を光軸に沿って移動させる図示しない駆動機構によって行なわれているが、そのような駆動機構の代わりに、静電型変形可能ミラー4によって行なわれてもよい。つまり、静電型変形可能ミラー4が、球面収差の補正に加えて、焦点位置の調整を行なってもよい。
【0053】
凹レンズ8は、本実施形態では静電型変形可能ミラー4に対して固定されているが、フォーカス制御時に対物レンズ5と一緒に移動されてもよい。
【0054】
また凹レンズ8は、本実施形態では静電型変形可能ミラー4と対物レンズ5の間に配置されているが、本実施形態の変形例として図7に示されるように、静電型変形可能ミラー4の前段に配置されてもよい。
【0055】
あるいは、コリメートレンズ3から対物レンズ5までの光路中に凹レンズ8を配置する代わりに、コリメートレンズ3から静電型変形可能ミラー4に向かう光ビームを、平行光ビームではなく、発散性の光ビームとする構成であってもよい。
【0056】
第三実施形態
本実施形態の光学情報記録再生装置は、第一実施形態の光学情報記録再生装置に対して、球面収差を補正するために、静電型変形可能ミラーの代わりに、くさび形状の光学板を有している。本実施形態の光学情報記録再生装置の対物レンズの周辺部分の構成を図8に示す。図8に図示されていない部分の構成は、第一実施形態と同様であり、従って図1に示されているので、その部分の図示は省略する。
【0057】
本実施形態の光学情報記録再生装置は、図8に示されるように、図1に示される第一実施形態の光学情報記録再生装置の静電型変形可能ミラー4に代えて、コリメートレンズ3からの平行光ビームを対物レンズ5に向けて偏向する立ち上げミラー4Aと、対物レンズ5とディスク6の間に移動可能に適宜挿入されるくさび形状の光学板9とを有している。
【0058】
くさび形状の光学板9のくさび角9aは、対物レンズ5からの収束性の光ビーム12が、光学板9を通過する際の屈折により引き起こされるコマ収差の影響が無視できるくらい小さい。
【0059】
対物レンズ5は、くさび形状の光学板9が光路中に配置されていない状態、すなわち球面収差の補正が行なわれていない状態において、対物レンズ5に近い方のディスク6の表面から最も遠い情報記録層6bよりも更に数ミクロン遠い位置に対して、球面収差が最小になるように設計されている。
【0060】
ここで、情報記録層6bよりも更に数ミクロン遠い位置とある数ミクロンとは、第一実施形態の場合と同様に各カバー層の厚さの製造時の誤差を、誤差が厚くなる場合に関して積算したものと同等である。従って、積層数が多くなれば、十数ミクロンとなる場合もありうる。
【0061】
ディスク6のカバー層の厚さが設計値通りである場合、図8の(A)に示されるように、光学板9が光路中に配置されていない状態において、対物レンズ5からの収束性の光ビーム12の集光点での球面収差が最小になるように対物レンズ5を図示しない駆動機構により光軸に沿って駆動した場合、対物レンズ5からの収束性の光ビーム12の集光点はディスク6の表面から情報記録層6bよりも更に数ミクロン遠い位置にくる。
【0062】
ディスク6の表面から遠い方の情報記録層6bに対物レンズ5からの収束性の光ビーム12の集光点を合わせる場合は、図8の(B)に示されように、カバー層の厚さが減少することにより発生する球面収差を補正するように光学板9を光路中に挿入すると共に、対物レンズ5を図示しない駆動機構により光軸に沿って移動させて、対物レンズ5からの収束性の光ビーム12の集光点を情報記録層6bに合わせる。立ち上げミラー4Aからの平行光ビームは、対物レンズ5によって収束性の光ビーム12に変えられ、その後、光学板9によって球面収差が補正される。光学板9による球面収差の補正の程度は、光路中に挿入される光学板9の挿入量によって適切に調整される。
【0063】
ディスク6の表面に近い方の情報記録層6aに対物レンズ5からの収束性の光ビーム12の集光点を合わせる場合は、図8の(C)に示されるように、カバー層の厚さが更に減少することにより発生する球面収差を補正するように光学板9を光路中に更に挿入すると共に、対物レンズ5を図示しない駆動機構により光軸に沿って移動させて、対物レンズ5からの収束性の光ビーム12の集光点を情報記録層6aに合わせる。立ち上げミラー4Aからの平行光ビームは、対物レンズ5によって収束性の光ビーム12に変えられ、その後、光学板9によって球面収差が補正される。光学板9は、図8の(B)の場合に比べて、光路中に深く挿入されており、そのぶん球面収差を強く補正する。
【0064】
本実施形態におけるカバー層の厚さに対する補正後の球面収差の特性を図9に示す。図9において、補正後の球面収差の特性は、n個の情報記録層を持つ光学情報記録媒体に一般化して示されている。なお、比較のため、図9には、光学板9により収差補正を行なわない場合の球面収差の特性が一点鎖線で一緒に示されている。
【0065】
図9に示されるように、補正後の球面収差は、カバー層の厚さが、ディスクの表面から、ディスクの表面から最も遠い情報記録層までの距離に所定距離を加えた距離以下の範囲において、十分に小さく、一定である。このため、本実施形態の情報記録再生装置は、ディスクの表面から最も遠い情報記録層のカバー層の厚さが設計値よりも大きいディスクに対しても、球面収差を補正することができる。
【0066】
本実施形態では、多層の記録媒体用の情報記録再生装置を例にあげたが、本実施形態の技術は、単層の記録媒体用の情報記録再生装置に適用されてもよい。本実施形態の技術は、特に、高記録密度化のために短い波長の光を発する光源と開口数が大きい対物レンズとを有しており、フォーカス調整の際に球面収差の補正を必要とする、単層の記録媒体のための情報記録再生装置に対して好適である。
【0067】
また本実施形態では、対物レンズ5は、くさび形状の光学板9が光路中に配置されていない状態において、平行光ビーム11から変えた収束性の光ビーム12の集光点での球面収差が、ディスク6の表面から最も遠い情報記録層6bよりも更に遠い位置で最小になるように設計されているが、くさび形状の光学板9が光路中に少し挿入された状態において、そのようになるように設計されてもよい。
【0068】
これまで、図面を参照しながら本発明の実施の形態を述べたが、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において様々な変形や変更が施されてもよい。
【0069】
【発明の効果】
本発明によれば、光学情報記録媒体の厚さのばらつきに起因して生じる、所望の情報記録層に対する球面収差を適切に補正し得る光情報記録再生装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図1】第一実施形態の光学情報記録再生装置を示している。
【図2】図1に示された静電型変形可能ミラーの構成を示している。
【図3】カバー層の厚さが設計値通り又は薄い場合のディスクに対する対物レンズと変形可能ミラーのいくつかの状態を示しており、(A)は変形可能ミラーが変形していない状態において対物レンズからの収束性の光ビームの集光点での球面収差が最小になる位置に対物レンズが配置された状態を示し、(B)は対物レンズからの収束性の光ビームの集光点がディスクの表面から遠い方の情報記録層に合わせられた状態と、(C)は対物レンズからの収束性の光ビームの集光点がディスクの表面から近い方の情報記録層に合わせられた状態とを示している。
【図4】第一実施形態におけるカバー層の厚さに対する補正後の球面収差の特性を示している。
【図5】第二実施形態の光学情報記録再生装置の対物レンズの周辺部分の構成を示す図であって、カバー層の厚さが設計値通り又は薄い場合のディスクに対する対物レンズと変形可能ミラーのいくつかの状態を示しており、(A)は変形可能ミラーが変形していない状態において対物レンズからの収束性の光ビームの集光点での球面収差が最小になる位置に対物レンズが配置された状態を示し、(B)は対物レンズからの収束性の光ビームの集光点がディスクの表面から遠い方の情報記録層に合わせられた状態と、(C)は対物レンズからの収束性の光ビームの集光点がディスクの表面から近い方の情報記録層に合わせられた状態とを示している。
【図6】第二実施形態におけるカバー層の厚さに対する補正後の球面収差の特性を示している。
【図7】第二実施形態の光学情報記録再生装置の変形例を示している。
【図8】第三実施形態の光学情報記録再生装置の対物レンズの周辺部分の構成を示す図であって、カバー層の厚さが設計値通り又は薄い場合のディスクに対する対物レンズとくさび形状の光学板のいくつかの状態を示しており、(A)はくさび形状の光学板が光路中に配置されていない状態において対物レンズからの収束性の光ビームの集光点での球面収差が最小になる位置に対物レンズが配置された状態を示し、(B)は対物レンズからの収束性の光ビームの集光点がディスクの表面から遠い方の情報記録層に合わせられた状態と、(C)は対物レンズからの収束性の光ビームの集光点がディスクの表面から近い方の情報記録層に合わせられた状態とを示している。
【図9】第三実施形態におけるカバー層の厚さに対する補正後の球面収差の特性を示している。
【符号の説明】
1 レーザー光源
2 ビームスプリッタ
3 コリメートレンズ
4 静電型変形可能ミラー
5 対物レンズ
6 ディスク
6a,6b 情報記録層
7 検出器
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical information recording / reproducing apparatus for recording / reproducing information on / from an optical information recording medium.
[0002]
[Prior art]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-54740 discloses that each information recording layer of an optical information recording medium having a plurality of information recording layers is inserted by appropriately inserting a transparent flat plate having a predetermined optical path length between the objective lens and the optical recording medium. Discloses an optical information recording / reproducing device corresponding to.
[0003]
In this optical information recording / reproducing apparatus, the objective lens is designed to focus on the information recording layer farthest from the objective lens with the minimum spherical aberration. Also, for the information recording layer located closer to the objective lens than the information recording layer farthest from the objective lens, an appropriate thickness corresponding to the reduction in the thickness (optical path length) of the cover layer is used. The spherical aberration is corrected by appropriately inserting a transparent flat plate between the objective lens and the optical recording medium.
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-3-54740
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The above-described optical information recording / reproducing apparatus has no means for correcting spherical aberration for the information recording layer farthest from the objective lens. For this reason, for example, when the thickness (optical path length) of the cover layer with respect to the information recording layer farthest from the objective lens becomes larger than an ideal dimension due to variation in the thickness of the optical information recording medium, the spherical aberration is appropriately reduced. Correction may not be possible.
[0006]
The thickness of the transparent flat plate for correcting spherical aberration is determined in advance based on an optical information recording medium having ideal dimensions. For this reason, even when the thickness (optical path length) of the cover layer with respect to the information recording layer of the reading candidate greatly deviates from the ideal dimension due to, for example, variation in the thickness of the optical information recording medium, the spherical aberration is appropriately corrected. It may not be possible.
[0007]
Such a risk is particularly large in an apparatus that employs an objective lens having a large numerical aperture as the density of an optical information recording medium increases.
[0008]
The present invention has been made in view of such a situation, and an object of the present invention is to appropriately correct spherical aberration with respect to a desired information recording layer, which is caused by variation in the thickness of an optical information recording medium. An object of the present invention is to provide an optical information recording / reproducing apparatus which can obtain the same.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The present invention relates to an information recording / reproducing method that irradiates an optical information recording medium having a plurality of information recording layers with a light beam and records information thereby, or reproduces information by detecting reflected light from the optical information recording medium. Is directed at the device.
[0010]
An information recording / reproducing apparatus according to the present invention includes a light source that emits a light beam, an objective lens that converges the light beam, and an electrostatically deformable spherical aberration correcting lens disposed in an optical path between the light source and the objective lens. The objective lens has a spherical aberration at a focal point of the light beam converged thereby farther than the information recording layer farthest from the surface of the optical information recording medium on the side of the objective lens. Designed to be minimal in position.
[0011]
Another information recording / reproducing apparatus of the present invention includes a light source that emits a divergent light beam, a collimating lens that converts the divergent light beam from the light source into a parallel light beam, an objective lens that converges the light beam, and a collimator. An electrostatically deformable mirror for correcting spherical aberration disposed in an optical path between the lens and the objective lens, wherein the objective lens has a spherical aberration at a focal point of the light beam converged thereby. Is designed to be minimized at the position between the information recording layer farthest from the surface of the optical information recording medium on the side of the objective lens and the information recording layer closest to the surface, and furthermore, the electrostatic deformable mirror and the objective lens Has a concave lens disposed in the optical path between them.
[0012]
Another information recording / reproducing apparatus of the present invention corrects spherical aberration, which is disposed in a light source for emitting a divergent light beam, an objective lens for converging the light beam, and an optical path between the light source and the objective lens. The objective lens has an electrostatically deformable mirror, and the objective lens has a spherical aberration at the focal point of the light beam converged thereby, the information recording layer being farthest from the surface of the optical information recording medium on the side of the objective lens. Designed to be minimal at the location between the closest information recording layers, and furthermore, the divergent electrostatically deformable mirror located in the optical path between the light source and the electrostatically deformable mirror It has a lens for allowing a light beam to enter.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0014]
First embodiment
FIG. 1 shows an optical information recording / reproducing apparatus according to the present embodiment.
[0015]
In the optical information recording / reproducing apparatus of the present embodiment, the optical information recording medium on which information is recorded / reproduced is a double-layer disc 6 having two information recording layers 6a and 6b.
[0016]
The optical information recording / reproducing apparatus includes a laser light source 1 that emits a divergent light beam 10, a collimating lens 3 that converts the divergent light beam 10 into a parallel light beam 11, and deflects the parallel light beam 11 and reduces spherical aberration. An electrostatic deformable mirror 4 for correction, an objective lens 5 for converting the deflected and spherical aberration corrected light beam 11A into a convergent light beam 12, a light beam heading for the disk 6 and a light beam returning from the disk 6; And a detector 7 for detecting a light beam returning from the disk 6.
[0017]
The objective lens 5 is located at a position where the spherical aberration at the converging point of the light beam 12 converged thereby is farther from the surface of the disk 6 than the information recording layer farthest from the surface of the disk 6 closer to the objective lens 5. It is designed to be minimal.
[0018]
The objective lens 5 can be moved along an optical axis for focus control and can be moved along an axis orthogonal to the optical axis for tracking control by a drive mechanism (not shown). More specifically, the objective lens 5 is moved along the optical axis with respect to the electrostatically deformable mirror 4 during focus control. In tracking control, the objective lens 5 is moved together with the electrostatically deformable mirror 4 along an axis orthogonal to the optical axis.
[0019]
FIG. 2 shows the configuration of the electrostatically deformable mirror 4. As shown in FIG. 2, the electrostatic deformable mirror 4 includes a semiconductor substrate 21 having a void 24, and an electrode layer 27 provided on the bottom surface of the void 24 of the semiconductor substrate 21 via an insulating film 26. An insulating film 22 covering an air gap 24 of the semiconductor substrate 21; an electrode layer 23 formed on the insulating film 22; and a reflective film 25 formed on the electrode layer 23. are doing.
[0020]
When a voltage is applied between the electrode layer 23 and the electrode layer 27, the electrostatically deformable mirror 4 generates an electrostatic attraction between the electrode layer 23 and the electrode layer 27. The reflection film 25 is deformed into a concave surface, mainly a paraboloid or an arbitrary curved surface close to a paraboloid, depending on the magnitude of electrostatic attraction generated between the electrode layer 23 and the electrode layer 27.
[0021]
The voltage applied between the electrode layer 23 and the electrode layer 27 is adjusted according to the spherical aberration to be corrected. More specifically, the voltage applied between the electrode layer 23 and the electrode layer 27 is adjusted so that the reflective film 25 is deformed into a shape that appropriately corrects the spherical aberration to be corrected. As a result, the electrostatically deformable mirror 4 corrects the spherical aberration generated due to the deviation of the thickness of the cover layer of the disk 6 from the design value.
[0022]
The electrostatically deformable mirror 4 is deformed in only one direction due to its structure. That is, the reflection surface (that is, the reflection film 25) of the electrostatically deformable mirror 4 can be deformed from a plane that is not deformed to a concave surface, but cannot be deformed to a convex surface. Due to such one-way deformation, the electrostatically deformable mirror 4 can correct the spherical aberration generated when the cover layer of the disk 6 becomes thinner than the designed value.
[0023]
In FIG. 1, a divergent light beam 10 emitted from a laser light source 1 passes through a beam splitter 2 and is converted into a parallel light beam 11 by a collimating lens 3. The parallel light beam 11 is bent at right angles by the electrostatically deformable mirror 4 and directed to the objective lens 5. That is, the electrostatically deformable mirror 4 also functions as a so-called rising mirror. Thereafter, the deflected light beam 11A whose spherical aberration has been corrected is converted into a convergent light beam 12 by the objective lens 5.
[0024]
The convergent light beam 12 focuses on one of the information recording layer 6a and the information recording layer 6b of the disk 6 when the objective lens 5 is moved along the optical axis by a driving mechanism (not shown) during normal driving. Is adjusted. Further, the electrostatically deformable mirror 4 corrects spherical aberration caused by a difference in the thickness of the cover layer of the disk 6 (a protective layer formed on the disk surface and a transparent layer disposed between recording layers). Is done.
[0025]
The light beam converged on the information recording layer 6a or the information recording layer 6b of the disk 6 is reflected by being modulated according to the information recorded thereon. The returning light beam from the disk 6 passes through the objective lens 5 and the electrostatically deformable mirror 4 and is converted into a converging light beam by the collimating lens 3. This convergent light beam is partially reflected by the beam splitter 2, and the reflected light beam enters the detector 7. The detector 7 outputs an electric signal reflecting the amount of the incident light beam. The electric signal output from the detector 7 is read as an information signal.
[0026]
The electrostatically deformable mirror 4 (more precisely, its reflection surface, that is, the reflection film 25) is not deformed when no voltage is applied, and is usually flat. In this state, the spherical aberration has not been corrected.
[0027]
When the spherical aberration is not corrected by the electrostatically deformable mirror 4, the objective lens 5 is located at a position several microns farther than the information recording layer 6b farthest from the surface of the disk 6 closer to the objective lens 5. Is designed to minimize spherical aberration. In other words, the objective lens 5 is optimally designed for a cover layer having a thickness equal to the distance from the surface of the disk 6 to the information recording layer 6b plus several microns.
[0028]
The reason for designing the objective lens 5 in this way is that the electrostatically deformable mirror 4 can be deformed only in a concave shape in principle as described above, so that the thickness of the cover layer is smaller than the design value. This is because it is possible to correct only the spherical aberration generated when the thickness becomes thin. That is, the design is made in consideration of a case where an error such as an increase in the thickness occurs at the time of manufacturing each cover layer. Here, the position of a few microns farther from the information recording layer 6b than the information recording layer 6b is equivalent to a value obtained by integrating errors in manufacturing the thickness of each cover layer when the errors increase. Therefore, if the number of layers increases, it may be ten and several microns. In addition, similar to the spherical aberration caused by the increase in the thickness of the cover layer, due to a manufacturing error or an assembly error of the objective lens or the deformable mirror, or an error in the parallelism of the parallel beam incident on the objective lens, or the like. Spherical aberration occurs. These errors may be evaluated by another means in advance, and may be taken into account when designing the objective lens.
[0029]
When the thickness of the cover layer of the disk 6 is almost the designed value or smaller than the designed value, as shown in FIG. When the objective lens 5 is driven along the optical axis by a drive mechanism (not shown) so that the spherical aberration at the focal point of the convergent light beam 12 from the lens 5 is minimized, the convergence from the objective lens 5 is reduced. The focal point of the light beam 12 is located a few microns farther from the surface of the disk 6 than the information recording layer 6b.
[0030]
When the converging point of the convergent light beam 12 from the objective lens 5 is adjusted to the information recording layer 6b farther from the surface of the disk 6, as shown in FIG. The electrostatic deformable mirror 4 is deformed into a concave surface so as to correct the spherical aberration caused by the reduction of the distance, and the objective lens 5 is moved along the optical axis by a driving mechanism (not shown) so that the objective lens 5 Is focused on the information recording layer 6b. The parallel light beam incident on the electrostatically deformable mirror 4 is reflected there and converted into a convergent light beam. This convergent light beam is converted into a light beam 12 that is converged by the objective lens 5 and converges on the information recording layer 6b.
[0031]
When the focal point of the convergent light beam 12 from the objective lens 5 is adjusted to the information recording layer 6a closer to the surface of the disk 6, as shown in FIG. Further, the electrostatic deformable mirror 4 is further deformed into a concave surface so as to correct the spherical aberration caused by the further reduction of the objective lens, and the objective lens 5 is moved along the optical axis by a drive mechanism (not shown) to The focusing point of the convergent light beam 12 from 5 is adjusted to the information recording layer 6a. The parallel light beam incident on the electrostatically deformable mirror 4 is reflected there and converted into a convergent light beam. The convergence of this light beam is stronger than in the case of FIG. The convergent light beam from the electrostatically deformable mirror 4 is converted into a light beam 12 that is converged by the objective lens 5 and converges on the information recording layer 6a.
[0032]
When the thickness of the cover layer of the disk 6 is several microns larger than the design value due to a manufacturing error or the like, the information recording layer 6b is larger than the information recording layer 6b shown in FIG. 5 is located near the focal point of the convergent light beam 12.
[0033]
In order to match the converging point of the convergent light beam 12 from the objective lens 5 with respect to the information recording layer 6b, a spherical surface generated due to a reduction in the thickness of the cover layer is used in the same manner as described above. The electrostatic deformable mirror 4 is deformed into a concave surface so as to correct the aberration, and the objective lens 5 is moved along the optical axis by a drive mechanism (not shown) so that the convergent light beam 12 from the objective lens 5 is The focal point is adjusted to the information recording layer 6b. The deformation of the electrostatically deformable mirror 4 required at that time is smaller than the deformation of the electrostatically deformable mirror 4 in FIG.
[0034]
FIG. 4 shows characteristics of spherical aberration after correction with respect to the thickness of the cover layer in the present embodiment. In FIG. 4, the characteristics of the spherical aberration after correction are generalized to an optical information recording medium having n information recording layers. For comparison, FIG. 4 also shows the characteristic of the spherical aberration in the case where the aberration is not corrected by the electrostatically deformable mirror 4 by a dashed line.
[0035]
As shown in FIG. 4, the corrected spherical aberration is good even when the thickness of the cover layer is larger than the distance between the surface of the disk and the information recording layer farthest therefrom. Therefore, the information recording / reproducing apparatus of the present embodiment can correct the spherical aberration even for a disk in which the thickness of the cover layer of the information recording layer farthest from the surface of the disk is larger than the design value.
[0036]
In the present embodiment, an information recording / reproducing apparatus for a multilayer recording medium is described as an example, but the technology of the present embodiment may be applied to an information recording / reproducing apparatus for a single-layer recording medium. The technology of the present embodiment particularly has a light source that emits light of a short wavelength and an objective lens with a large numerical aperture for high recording density, and requires correction of spherical aberration during focus adjustment. This is suitable for an information recording / reproducing apparatus for a single-layer recording medium.
[0037]
In the present embodiment, the adjustment of the focal position is performed by a drive mechanism (not shown) that moves the objective lens 5 along the optical axis. However, instead of such a drive mechanism, an electrostatically deformable mirror is used. 4 may be performed. That is, the electrostatically deformable mirror 4 may adjust the focal position in addition to correcting the spherical aberration.
[0038]
Second embodiment
The optical information recording / reproducing apparatus according to the present embodiment has a configuration in which a concave lens is added near the electrostatically deformable mirror to the optical information recording / reproducing apparatus according to the first embodiment. FIG. 5 shows the configuration of the peripheral portion of the objective lens of the optical information recording / reproducing apparatus of the present embodiment. The configuration of a portion not shown in FIG. 5 is the same as that of the first embodiment, and is therefore shown in FIG. 1, so that the illustration of that portion is omitted.
[0039]
As shown in FIG. 5, the optical information recording / reproducing apparatus of the present embodiment has an electrostatic deformable mirror 4 and an objective lens in addition to the configuration of the optical information recording / reproducing apparatus of the first embodiment shown in FIG. 5 further comprises a concave lens 8 arranged between them. As shown in FIG. 5A, the concave lens 8 changes the parallel light beam 11 traveling from the electrostatically deformable mirror 4 to the objective lens 5 into a divergent light beam.
[0040]
The objective lens 5 can be moved along the optical axis for focus control by a drive mechanism (not shown), whereas the concave lens 8 is fixed and its relative position with respect to the electrostatically deformable mirror 4. The relationship does not change.
[0041]
The concave lens 8 is fixed at a fixed position with respect to the electrostatic deformable mirror 4. Therefore, during focus control, the objective lens 5 is moved along the optical axis with respect to the concave lens 8, but the relative positional relationship between the concave lens 8 and the electrostatically deformable mirror 4 does not change. In tracking control, the concave lens 8, the electrostatically deformable mirror 4, and the objective lens 5 are moved together along an axis orthogonal to the optical axis.
[0042]
The objective lens 5 is designed such that the spherical aberration at the converging point of the light beam 12 converged thereby is minimized in the disk 6. More preferably, the objective lens 5 minimizes the spherical aberration at the converging point of the light beam 12 converged thereby at a position between the information recording layer 6b far from the surface of the disk 6 and the information recording layer 6a near. Is designed to be Most preferably, the objective lens 5 minimizes the spherical aberration at the focal point of the light beam 12 converged thereby at an intermediate position between the information recording layer 6b far from the surface of the disk 6 and the information recording layer 6a near. It is designed to be.
[0043]
The concave lens 8 converts the parallel light beam 11 from the electrostatically deformable mirror 4 into a divergent light beam before entering the objective lens 5 so that the convergent light beam 12 from the objective lens 5 is focused. The position at which the spherical aberration is minimized is moved from the above-mentioned disk 6 to a position several microns farther from the surface of the disk 6 than the information recording layer farthest from the surface of the disk 6 closer to the objective lens 5. .
[0044]
When the electrostatic deformable mirror 4 is a plane that is not deformed, the parallel light beam 11 is reflected by the electrostatic deformable mirror 4 and then by the concave lens 8 as shown in FIG. Can be converted to a divergent light beam. The divergent light beam is then converted by the objective lens 5 into a convergent light beam 12. When the objective lens 5 is driven along the optical axis by a drive mechanism (not shown) so that the spherical aberration at the focal point of the convergent light beam 12 from the objective lens 5 is minimized, the convergence from the objective lens 5 Of the light beam 12 is located a few microns farther from the surface of the disk 6 than the information recording layer 6b.
[0045]
When adjusting the focal point of the convergent light beam 12 from the objective lens 5 to the information recording layer 6b farther from the surface of the disk 6, as shown in FIG. The electrostatic deformable mirror 4 is deformed into a concave surface so as to correct the spherical aberration caused by the reduction of the distance, and the objective lens 5 is moved along the optical axis by a driving mechanism (not shown) so that the objective lens 5 Is focused on the information recording layer 6b. The parallel light beam incident on the electrostatically deformable mirror 4 is reflected there and converted into a convergent light beam. After the convergent light beam is weakened by the concave lens 8, the convergent light beam is converted into a light beam 12 converged on the information recording layer 6 b by the objective lens 5.
[0046]
When the focal point of the convergent light beam 12 from the objective lens 5 is adjusted to the information recording layer 6a closer to the surface of the disk 6, as shown in FIG. Further, the electrostatic deformable mirror 4 is further deformed into a concave surface so as to correct the spherical aberration caused by further reduction of the objective lens, and the objective lens 5 is moved along the optical axis by a drive mechanism (not shown) to The focusing point of the convergent light beam 12 from 5 is adjusted to the information recording layer 6a. The parallel light beam incident on the electrostatically deformable mirror 4 is reflected there and converted into a convergent light beam. The convergence of this light beam is stronger than in the case of FIG. The convergence light beam from the electrostatically deformable mirror 4 is converted into a light beam 12 that converges on the information recording layer 6a by the objective lens 5 after the convergence is weakened by the concave lens 8.
[0047]
FIG. 6 shows characteristics of spherical aberration after correction with respect to the thickness of the cover layer in the present embodiment. The characteristic of the spherical aberration after correction shown in FIG. 6 is such that the spherical aberration at the focal point of the convergent light beam 12 is designed such that the spherical aberration is minimized at an intermediate position between the information recording layer 6b and the information recording layer 6a. This is for a combination of a lens 5 and a concave lens 8. In FIG. 6, the characteristics of the spherical aberration after the correction are generalized to an optical information recording medium having n information recording layers. For comparison, FIG. 6 shows the characteristics of the spherical aberration (only the objective lens and the combination of the objective lens and the concave lens) in the case where the aberration is not corrected by the electrostatically deformable mirror 4 together with the one-dot chain line. It is shown.
[0048]
As shown in FIG. 6, the spherical aberration after the correction is good in a range where the thickness of the cover layer is a distance from the surface of the disk to a position farthest from the information recording layer n farthest from the surface of the disk. is there.
[0049]
Therefore, the information recording / reproducing apparatus of the present embodiment can correct the spherical aberration even for a disk in which the thickness of the cover layer of the information recording layer farthest from the surface of the disk is larger than the design value. In particular, when the objective lens 5 is designed so that the spherical aberration at the converging point of the convergent light beam 12 is minimized at a position between the information recording layers 6b and 6a, the spherical surface after the aberration correction is used. The amount of aberration deterioration can be made uniform between the information recording layer 6b and the information recording layer 6a. Further, when the disc has three or more information recording layers, as can be easily imagined from FIG. 6, the deterioration amount of the corrected spherical aberration in each information recording layer can be suppressed to a small value.
[0050]
Further, the information recording / reproducing device of the present embodiment can use an objective lens used in a normal information recording / reproducing device.
[0051]
In the present embodiment, an information recording / reproducing apparatus for a multilayer recording medium is described as an example, but the technology of the present embodiment may be applied to an information recording / reproducing apparatus for a single-layer recording medium. The technology of the present embodiment particularly has a light source that emits light of a short wavelength and an objective lens with a large numerical aperture for high recording density, and requires correction of spherical aberration during focus adjustment. This is suitable for an information recording / reproducing apparatus for a single-layer recording medium.
[0052]
In the present embodiment, the adjustment of the focal position is performed by a drive mechanism (not shown) that moves the objective lens 5 along the optical axis. However, instead of such a drive mechanism, an electrostatically deformable mirror is used. 4 may be performed. That is, the electrostatically deformable mirror 4 may adjust the focal position in addition to correcting the spherical aberration.
[0053]
Although the concave lens 8 is fixed to the electrostatically deformable mirror 4 in the present embodiment, it may be moved together with the objective lens 5 during focus control.
[0054]
Although the concave lens 8 is disposed between the electrostatic deformable mirror 4 and the objective lens 5 in the present embodiment, as shown in FIG. 7 as a modification of the present embodiment, the electrostatic deformable mirror 4 is provided. 4 may be arranged at the preceding stage.
[0055]
Alternatively, instead of arranging the concave lens 8 in the optical path from the collimating lens 3 to the objective lens 5, the light beam traveling from the collimating lens 3 to the electrostatically deformable mirror 4 is not a parallel light beam, but a divergent light beam. May be adopted.
[0056]
Third embodiment
The optical information recording / reproducing apparatus of the present embodiment has a wedge-shaped optical plate instead of the electrostatically deformable mirror in order to correct the spherical aberration with respect to the optical information recording / reproducing apparatus of the first embodiment. are doing. FIG. 8 shows the configuration of the peripheral portion of the objective lens of the optical information recording / reproducing apparatus of the present embodiment. The configuration of a portion not shown in FIG. 8 is the same as that of the first embodiment, and is therefore shown in FIG. 1, so that the illustration of that portion is omitted.
[0057]
As shown in FIG. 8, the optical information recording / reproducing device of the present embodiment uses a collimating lens 3 instead of the electrostatically deformable mirror 4 of the optical information recording / reproducing device of the first embodiment shown in FIG. And a wedge-shaped optical plate 9 that is appropriately movably inserted between the objective lens 5 and the disk 6 to deflect the parallel light beam toward the objective lens 5.
[0058]
The wedge angle 9a of the wedge-shaped optical plate 9 is so small that the influence of coma caused by refraction when the convergent light beam 12 from the objective lens 5 passes through the optical plate 9 can be ignored.
[0059]
The objective lens 5 records information farthest from the surface of the disk 6 closer to the objective lens 5 when the wedge-shaped optical plate 9 is not arranged in the optical path, that is, when the spherical aberration is not corrected. It is designed so that the spherical aberration is minimized at a position a few microns farther than the layer 6b.
[0060]
Here, the position of a few microns farther than the information recording layer 6b and the position of a few microns is the same as in the first embodiment in that the error in manufacturing the thickness of each cover layer is integrated with respect to the case where the error increases. Is equivalent to Therefore, if the number of layers increases, it may be ten and several microns.
[0061]
When the thickness of the cover layer of the disc 6 is as designed, as shown in FIG. 8A, the convergence from the objective lens 5 in a state where the optical plate 9 is not arranged in the optical path. When the objective lens 5 is driven along the optical axis by a drive mechanism (not shown) so that the spherical aberration at the converging point of the light beam 12 is minimized, the converging point of the convergent light beam 12 from the objective lens 5 Comes further away from the surface of the disk 6 by several microns than the information recording layer 6b.
[0062]
When the converging point of the convergent light beam 12 from the objective lens 5 is adjusted to the information recording layer 6b farther from the surface of the disk 6, as shown in FIG. The optical plate 9 is inserted into the optical path so as to correct the spherical aberration caused by the reduction of the distance, and the objective lens 5 is moved along the optical axis by a driving mechanism (not shown), so that the convergence from the objective lens 5 is improved. Is focused on the information recording layer 6b. The parallel light beam from the rising mirror 4A is converted into a convergent light beam 12 by the objective lens 5, and then the optical plate 9 corrects the spherical aberration. The degree of correction of the spherical aberration by the optical plate 9 is appropriately adjusted by the insertion amount of the optical plate 9 inserted into the optical path.
[0063]
When the focal point of the convergent light beam 12 from the objective lens 5 is adjusted to the information recording layer 6a closer to the surface of the disk 6, as shown in FIG. Further, the optical plate 9 is further inserted into the optical path so as to correct the spherical aberration caused by the further reduction, and the objective lens 5 is moved along the optical axis by a drive mechanism (not shown) so that the light from the objective lens 5 The focal point of the convergent light beam 12 is adjusted to the information recording layer 6a. The parallel light beam from the rising mirror 4A is converted into a convergent light beam 12 by the objective lens 5, and then the optical plate 9 corrects the spherical aberration. The optical plate 9 is inserted deeper into the optical path than in the case of FIG. 8B, and strongly corrects spherical aberration.
[0064]
FIG. 9 shows characteristics of spherical aberration after correction with respect to the thickness of the cover layer in the present embodiment. In FIG. 9, the characteristic of the spherical aberration after correction is generalized to an optical information recording medium having n information recording layers. For comparison, FIG. 9 also shows the characteristics of the spherical aberration in the case where the aberration correction is not performed by the optical plate 9 together with a dashed line.
[0065]
As shown in FIG. 9, the spherical aberration after the correction is obtained when the thickness of the cover layer is equal to or less than the distance obtained by adding a predetermined distance to the distance from the disk surface to the information recording layer farthest from the disk surface. , Small enough and constant. Therefore, the information recording / reproducing apparatus of the present embodiment can correct the spherical aberration even for a disk in which the thickness of the cover layer of the information recording layer farthest from the surface of the disk is larger than the design value.
[0066]
In the present embodiment, an information recording / reproducing apparatus for a multilayer recording medium is described as an example, but the technology of the present embodiment may be applied to an information recording / reproducing apparatus for a single-layer recording medium. The technology of the present embodiment particularly has a light source that emits light of a short wavelength and an objective lens with a large numerical aperture for high recording density, and requires correction of spherical aberration during focus adjustment. This is suitable for an information recording / reproducing apparatus for a single-layer recording medium.
[0067]
In the present embodiment, the objective lens 5 has a spherical aberration at the converging point of the convergent light beam 12 changed from the parallel light beam 11 in a state where the wedge-shaped optical plate 9 is not arranged in the optical path. Is designed to be minimum at a position farther than the information recording layer 6b farthest from the surface of the disk 6, but when the wedge-shaped optical plate 9 is slightly inserted into the optical path, this is the case. It may be designed as follows.
[0068]
Although the embodiments of the present invention have been described with reference to the drawings, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications and changes may be made without departing from the spirit of the present invention. May be done.
[0069]
【The invention's effect】
According to the present invention, there is provided an optical information recording / reproducing apparatus capable of appropriately correcting a spherical aberration with respect to a desired information recording layer, which is caused by a variation in the thickness of an optical information recording medium.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows an optical information recording / reproducing apparatus according to a first embodiment.
FIG. 2 shows a configuration of the electrostatically deformable mirror shown in FIG.
FIG. 3 shows several states of an objective lens and a deformable mirror with respect to a disk when the thickness of a cover layer is as designed or thin, and FIG. The state where the objective lens is arranged at a position where the spherical aberration at the focal point of the convergent light beam from the lens is minimized is shown. (C) A state in which the focal point of the convergent light beam from the objective lens is aligned with the information recording layer farther from the disk surface, and FIG. Are shown.
FIG. 4 shows characteristics of spherical aberration after correction with respect to the thickness of a cover layer in the first embodiment.
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a peripheral portion of an objective lens of the optical information recording / reproducing apparatus according to the second embodiment, wherein the objective lens and the deformable mirror for a disc when the thickness of a cover layer is as designed or thin. (A) shows the state where the objective lens is located at a position where the spherical aberration at the converging point of the convergent light beam from the objective lens is minimized when the deformable mirror is not deformed. (B) shows a state where the converging point of the convergent light beam from the objective lens is adjusted to the information recording layer farther from the surface of the disk, and (C) shows a state where the convergent light beam is focused from the objective lens. This shows a state where the focal point of the convergent light beam is adjusted to the information recording layer closer to the surface of the disk.
FIG. 6 shows characteristics of spherical aberration after correction with respect to the thickness of a cover layer in the second embodiment.
FIG. 7 shows a modification of the optical information recording / reproducing device of the second embodiment.
FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a peripheral portion of an objective lens of the optical information recording / reproducing apparatus according to the third embodiment, wherein the objective lens and the wedge shape for a disc when the thickness of a cover layer is as designed or thin. 7A shows several states of the optical plate, and FIG. 7A shows a state in which the spherical aberration at the converging point of the convergent light beam from the objective lens is minimized when the wedge-shaped optical plate is not arranged in the optical path. (B) shows a state in which the focal point of the convergent light beam from the objective lens is adjusted to the information recording layer farther from the disk surface, C) shows a state in which the focal point of the convergent light beam from the objective lens is adjusted to the information recording layer closer to the surface of the disk.
FIG. 9 shows characteristics of spherical aberration after correction with respect to the thickness of a cover layer in the third embodiment.
[Explanation of symbols]
1 Laser light source
2 Beam splitter
3 Collimating lens
4 Electrostatic deformable mirror
5 Objective lens
6 disks
6a, 6b Information recording layer
7 Detector

Claims (3)

複数の情報記録層を有する光学情報記録媒体に光ビームを照射し、これにより情報を記録するか、光学情報記録媒体からの反射光を検出することにより情報を再生する情報記録再生装置において、光ビームを射出する光源と、光ビームを収束させる対物レンズと、光源と対物レンズの間の光路中に配置された、球面収差を補正する静電型変形可能ミラーとを有しており、対物レンズは、これによって収束される光ビームの集光点での球面収差が、対物レンズの側の光学情報記録媒体の表面から最も遠い情報記録層よりも更に遠い位置で最小になるように設計されている、光学情報記録再生装置。In an information recording / reproducing apparatus that irradiates an optical information recording medium having a plurality of information recording layers with a light beam and thereby records information or reproduces information by detecting reflected light from the optical information recording medium, An objective lens having a light source that emits a beam, an objective lens that converges the light beam, and an electrostatically deformable mirror that corrects spherical aberration and is disposed in an optical path between the light source and the objective lens. Is designed so that the spherical aberration at the focal point of the light beam converged thereby is minimized at a position farther from the information recording layer farthest from the surface of the optical information recording medium on the side of the objective lens. Optical information recording and reproducing device. 複数の情報記録層を有する光学情報記録媒体に光ビームを照射し、これにより情報を記録するか、光学情報記録媒体からの反射光を検出することにより情報を再生する情報記録再生装置において、発散性の光ビームを射出する光源と、光源からの発散性の光ビームを平行光ビームに変えるコリメートレンズと、光ビームを収束させる対物レンズと、コリメートレンズと対物レンズの間の光路中に配置された、球面収差を補正する静電型変形可能ミラーとを有し、対物レンズは、これによって収束される光ビームの集光点での球面収差が、対物レンズの側の光学情報記録媒体の表面から最も遠い情報記録層と最も近い情報記録層の間の位置で最小になるように設計されており、さらに、静電型変形可能ミラーと対物レンズの間の光路中に配置された凹レンズを有している、光学情報記録再生装置。In an information recording / reproducing apparatus which irradiates an optical information recording medium having a plurality of information recording layers with a light beam and thereby records information, or reproduces information by detecting reflected light from the optical information recording medium, divergence occurs. A light source that emits a non-uniform light beam, a collimating lens that converts the divergent light beam from the light source into a parallel light beam, an objective lens that converges the light beam, and an optical path between the collimating lens and the objective lens. Further, the objective lens has an electrostatically deformable mirror that corrects spherical aberration, and the objective lens has a spherical aberration at a focal point of a light beam converged by the mirror. It is designed to be minimized at the position between the information recording layer farthest from and the information recording layer closest to the information recording layer, and is further arranged in the optical path between the electrostatically deformable mirror and the objective lens. And it has a concave lens, an optical information recording and reproducing apparatus. 複数の情報記録層を有する光学情報記録媒体に光ビームを照射し、これにより情報を記録するか、光学情報記録媒体からの反射光を検出することにより情報を再生する情報記録再生装置において、発散性の光ビームを射出する光源と、光ビームを収束させる対物レンズと、光源と対物レンズの間の光路中に配置された、球面収差を補正する静電型変形可能ミラーとを有し、対物レンズは、これによって収束される光ビームの集光点での球面収差が、対物レンズの側の光学情報記録媒体の表面から最も遠い情報記録層と最も近い情報記録層の間の位置で最小になるように設計されており、さらに、光源と静電型変形可能ミラーの間の光路中に配置された、静電型変形可能ミラーに発散性の光ビームを入射させるレンズを有している、光学情報記録再生装置。In an information recording / reproducing apparatus which irradiates an optical information recording medium having a plurality of information recording layers with a light beam and thereby records information, or reproduces information by detecting reflected light from the optical information recording medium, divergence occurs. A light source that emits a neutral light beam, an objective lens that converges the light beam, and an electrostatically deformable mirror that corrects spherical aberration and is disposed in an optical path between the light source and the objective lens. The lens minimizes the spherical aberration at the focal point of the light beam converged by the lens at the position between the information recording layer farthest from the surface of the optical information recording medium on the side of the objective lens and the nearest information recording layer. And further comprising a lens disposed in an optical path between the light source and the electrostatically deformable mirror, for causing a divergent light beam to be incident on the electrostatically deformable mirror, Optical information Reproducing apparatus.
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