JP2004296082A - Optical recording medium - Google Patents

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Hidehiko Wada
秀彦 和田
Tetsuo Hosomi
哲雄 細美
Daisuke Ogata
緒方  大輔
Seiji Nishino
清治 西野
Hiroaki Yamamoto
博昭 山本
Shinichi Kadowaki
慎一 門脇
Yoshiaki Kaneuma
慶明 金馬
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical recording/reproducing device in which correctional effect does not deteriorate even if an objective lens shifts, and an optical recording medium used for an optical recording and reproducing method. <P>SOLUTION: The multilayered optical recording medium for recording or reproducing information by using a light source for emitting light of a wavelength 390 to 420 nm and an optical head having the objective lens of a numerical aperture 0.7 to 0.9 has two or more recording layers for recording information. The distance from any one recording layer among the plurality of recording layers to the surface of the multilayered optical recording medium is approximately 100 μm and the management information of the multilayered optical recording medium is recorded in the position of approximately 100 μm from the surface of the multilayered optical recording medium. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、光記録媒体に関する。   The present invention relates to an optical recording medium.

ディジタルバーサタイルディスク(DVD)は、コンパクトディスク(CD)に比べて約6倍の記録密度でディジタル情報を記録できることから、大容量の光記録媒体として注目されている。高密度のDVDを再生するためには、CDを再生する場合と比べて、レーザビームの波長を短くし、対物レンズの開口数(NA)を大きくする必要がある。そのため、DVDの再生には、波長が650nmのレーザビーム(CDでは、780nm)と、NAが0.6の対物レンズ(CDでは0.45)とが用いられている。さらに、レーザビームの波長をさらに短くし、NAをさらに大きくして記録密度を高くすることが検討されている。しかし、波長を短くし、対物レンズのNAを高くすると、厚さ方向における記録層の位置のずれに対する記録または再生のマージンが小さくなる。したがって、この場合には、球面収差の補正を行うことが必要になる。   Digital versatile disks (DVDs) have attracted attention as large-capacity optical recording media because they can record digital information at a recording density about six times that of compact disks (CDs). In order to reproduce a high-density DVD, it is necessary to shorten the wavelength of the laser beam and increase the numerical aperture (NA) of the objective lens as compared with the case of reproducing a CD. Therefore, a laser beam having a wavelength of 650 nm (780 nm for a CD) and an objective lens having an NA of 0.6 (0.45 for a CD) are used for DVD reproduction. Further, studies have been made to further shorten the wavelength of the laser beam and further increase the NA to increase the recording density. However, when the wavelength is shortened and the NA of the objective lens is increased, the recording or reproducing margin for the displacement of the recording layer in the thickness direction decreases. Therefore, in this case, it is necessary to correct spherical aberration.

また、複数の記録層を備える光記録媒体も記録密度が高いが、この場合においても、光記録媒体の表面から記録層までの距離(以下、基材厚という場合がある)が記録層によって異なるために球面収差が発生する。このような球面収差を補正するために、液晶素子を利用して波面収差(特に球面収差)を補正する光ヘッドが提案されている(下記特許文献1参照)。   Further, an optical recording medium having a plurality of recording layers also has a high recording density, but in this case also, the distance from the surface of the optical recording medium to the recording layer (hereinafter, sometimes referred to as a substrate thickness) differs depending on the recording layer. As a result, spherical aberration occurs. In order to correct such spherical aberration, an optical head that corrects wavefront aberration (particularly, spherical aberration) using a liquid crystal element has been proposed (see Patent Document 1 below).

この従来の光ヘッドの一例について、図13を参照しながら説明する。図13は、従来の光ヘッド200(光ピックアップともいう)の構成を模式的に示す図である。図13に示すように、光ヘッド200は、光源201、偏光ビームスプリッター202、液晶パネル203、1/4波長板204、対物レンズ205、集光レンズ206、光検出器207、基材厚センサ208、および光学素子駆動回路209とを含む。光ヘッド200によって、光ディスク210に対して信号が記録または再生される。   An example of this conventional optical head will be described with reference to FIG. FIG. 13 is a diagram schematically illustrating a configuration of a conventional optical head 200 (also referred to as an optical pickup). As shown in FIG. 13, the optical head 200 includes a light source 201, a polarizing beam splitter 202, a liquid crystal panel 203, a quarter-wave plate 204, an objective lens 205, a condenser lens 206, a photodetector 207, and a substrate thickness sensor 208. , And an optical element drive circuit 209. A signal is recorded or reproduced on the optical disk 210 by the optical head 200.

光源201は、半導体レーザ素子からなり、光ディスク210の記録層に対して記録再生用のコヒーレント光を出力する。偏光ビームスプリッター202は、光を分離するための素子である。液晶パネル203は、図14に示すような同心円状の複数の電極203a〜dを備え、各電極に異なる電圧を印加することによって液晶の屈折率を変化させ、収差の補正を行う。1/4波長板204は、複屈折材料からなり、直線偏光を円偏光に変換する。対物レンズ205は、光ディスク210の記録層に光を集光する。集光レンズ206は、光ディスク210の記録層で反射された光を光検出器207に集光する。光検出器207は、光ディスク210の記録層で反射された光を受光して電気信号に変換する。   The light source 201 is composed of a semiconductor laser element, and outputs coherent light for recording and reproduction to the recording layer of the optical disk 210. The polarization beam splitter 202 is an element for splitting light. The liquid crystal panel 203 is provided with a plurality of concentric electrodes 203a to 203d as shown in FIG. 14, and changes the refractive index of the liquid crystal by applying different voltages to the electrodes to correct aberration. The quarter-wave plate 204 is made of a birefringent material, and converts linearly polarized light into circularly polarized light. The objective lens 205 focuses light on the recording layer of the optical disc 210. The condenser lens 206 condenses the light reflected by the recording layer of the optical disc 210 on the photodetector 207. The photodetector 207 receives light reflected by the recording layer of the optical disc 210 and converts the light into an electric signal.

次に、光ヘッドの動作について説明する。光源201から出射された直線偏光の光は偏光ビームスプリッター202を透過して液晶パネル203に入射する。ここで、光ディスク210の記録層が設計値からずれた位置に配置されている場合には、基材厚センサ208はそのずれ量を検出し、光学素子駆動回路209にそのずれ量を出力する。光学素子駆動回路209は、入力されたずれ量に基づいて、そのずれ量によって生じる波面収差を補正するように液晶パネル203を駆動する。したがって、液晶パネル203に入射した光には、基材厚のずれによって生じる波面収差(3次の球面収差)を補正するような波面収差が与えられる。   Next, the operation of the optical head will be described. The linearly polarized light emitted from the light source 201 passes through the polarization beam splitter 202 and enters the liquid crystal panel 203. Here, when the recording layer of the optical disk 210 is located at a position shifted from the design value, the base material thickness sensor 208 detects the amount of the shift and outputs the amount of the shift to the optical element drive circuit 209. The optical element driving circuit 209 drives the liquid crystal panel 203 based on the input shift amount so as to correct the wavefront aberration caused by the shift amount. Therefore, the light incident on the liquid crystal panel 203 is given a wavefront aberration that corrects the wavefront aberration (third-order spherical aberration) caused by the displacement of the base material thickness.

以下に、液晶パネル203を用いた球面収差の補正の方法について詳しく述べる。まず、光ディスク210の基材厚が、設計値(最適な基材厚)からずれた時の位相分布を図15に示す。この位相分布は、レーザビームの波長が405nm、対物レンズのNAが0.85、光ディスク210の最適な基板厚が0.1mm、基材厚のずれが0.01mmの場合の位相分布であり、最良像点における光ディスク210の記録層上の波面収差分布である。この分布を完全に補正するような位相をレーザビームに与えれば、光ディスク210の基材厚が最適な基材厚からずれても光ディスク210上でのレーザビームのスポットは回折限界にまで絞られる。   Hereinafter, a method of correcting spherical aberration using the liquid crystal panel 203 will be described in detail. First, FIG. 15 shows a phase distribution when the base material thickness of the optical disc 210 deviates from a design value (optimal base material thickness). This phase distribution is a phase distribution when the wavelength of the laser beam is 405 nm, the NA of the objective lens is 0.85, the optimal substrate thickness of the optical disk 210 is 0.1 mm, and the deviation of the substrate thickness is 0.01 mm. 9 is a wavefront aberration distribution on the recording layer of the optical disc 210 at the best image point. If a phase that completely corrects this distribution is given to the laser beam, even if the substrate thickness of the optical disk 210 deviates from the optimum substrate thickness, the spot of the laser beam on the optical disk 210 is narrowed to the diffraction limit.

図15の波面収差を補正するためには、図15の波面収差をキャンセルするような位相変化をレーザビームに与えればよい。すなわち、部分的に光路長を変えればよい。液晶は、外部から印加された電圧に応じてその屈折率が変化するため、印加する電圧を変化させることによって光路長を部分的に変えることができる。従って、図14に示したような複数の電極203a〜dに適当な電圧を加えることによって、図15に示した球面収差を補正することができる。
特開平10−269611号公報
In order to correct the wavefront aberration shown in FIG. 15, a phase change that cancels the wavefront aberration shown in FIG. 15 may be given to the laser beam. That is, the optical path length may be partially changed. Since the refractive index of the liquid crystal changes according to the voltage applied from the outside, the optical path length can be partially changed by changing the applied voltage. Therefore, the spherical aberration shown in FIG. 15 can be corrected by applying an appropriate voltage to the plurality of electrodes 203a to 203d as shown in FIG.
JP-A-10-269611

しかしながら、光ヘッド200では、3次の球面収差を発生させて球面収差の補正を行っているため、対物レンズ205の中心と液晶パネル203の電極203a〜dの中心とがずれたときに球面収差の補正効果が劣化する。すなわち、対物レンズ205と液晶パネル203とが分離して配置されている場合、光ディスク210の偏心に応じて対物レンズ205が移動することによって、対物レンズ205の中心と電極203a〜dの中心とがずれて補正効果が劣化する。   However, since the optical head 200 corrects the spherical aberration by generating the third-order spherical aberration, when the center of the objective lens 205 and the center of the electrodes 203a to 203d of the liquid crystal panel 203 are displaced, the spherical aberration is corrected. The correction effect of is deteriorated. That is, when the objective lens 205 and the liquid crystal panel 203 are separately disposed, the center of the objective lens 205 and the centers of the electrodes 203a to 203d are moved by moving the objective lens 205 in accordance with the eccentricity of the optical disk 210. The correction effect is degraded due to deviation.

レーザビームの波長が400nm、NAが0.85、光ディスク210の基材厚が設計値(0.1mm)から10μmずれている場合における、対物レンズ205の中心と電極203a〜dの中心とのずれ量と、補正後の収差との関係について図16に示す。   In the case where the wavelength of the laser beam is 400 nm, the NA is 0.85, and the substrate thickness of the optical disk 210 is 10 μm from the design value (0.1 mm), the deviation between the center of the objective lens 205 and the centers of the electrodes 203 a to 203 d. FIG. 16 shows the relationship between the amount and the aberration after the correction.

図16に示すように、両者の中心がずれると、補正効果が劣化する。これは両者の中心がずれることによって、液晶パネル203で発生させている球面収差がコマ収差を生むためである。両者の中心のずれを防止するためには、液晶パネル203と対物レンズ205とを一体にする必要がある。   As shown in FIG. 16, when the centers of the two are shifted, the correction effect deteriorates. This is because the spherical aberration generated in the liquid crystal panel 203 causes coma aberration when the centers of the two are shifted. In order to prevent the center from being shifted, the liquid crystal panel 203 and the objective lens 205 need to be integrated.

しかし、液晶パネル203と対物レンズ205とを一体化すると、光ヘッドの薄型化が困難になる。また、対物レンズ205とともに液晶パネル203を移動させることが必要になるため、アクチュエータのf特(感度)が低下する。また、液晶パネル203を駆動するための配線によって、アクチュエータの構造が複雑となり、低コスト化が困難になる。   However, when the liquid crystal panel 203 and the objective lens 205 are integrated, it is difficult to reduce the thickness of the optical head. Further, since it is necessary to move the liquid crystal panel 203 together with the objective lens 205, the f characteristic (sensitivity) of the actuator is reduced. In addition, wiring for driving the liquid crystal panel 203 complicates the structure of the actuator and makes it difficult to reduce the cost.

球面収差を補正する方法としては、光軸上に2枚のレンズを配置し、レンズの間隔を変えることによって球面収差を補正する方法も提案されている(特開2000−131603号公報参照)。この方法では、レンズの間隔を変えることによって、レンズを透過する光に、平行光を発散光または収束光に変化させる位相変化を与え、その結果球面収差を補正する。しかしながら、この方法の場合には、基材厚のずれに応じてレンズの間隔を変化させる機械的な手段が必要となり、光ヘッドの小型化が困難であった。また、コマ収差の発生を防止するためには、2つのレンズの中心を精度よく一致させる必要があり、光ヘッドを低コストに製造することが困難であった。また、この方法では光軸方向にレンズの間隔を変えているため、光学系が拡大/縮小光学系となる。その結果、球面収差を補正するためのレンズに入射する光の取り込み効率が変化してしまい、光のRIM強度(rim strength)が変化するという問題があった。   As a method of correcting spherical aberration, a method of arranging two lenses on the optical axis and changing the distance between the lenses to correct spherical aberration has also been proposed (see JP-A-2000-131603). In this method, by changing the distance between the lenses, a phase change that changes parallel light into divergent light or convergent light is given to light transmitted through the lens, and as a result, spherical aberration is corrected. However, in the case of this method, a mechanical means for changing the distance between the lenses according to the deviation of the thickness of the base material is required, and it is difficult to reduce the size of the optical head. In addition, in order to prevent the occurrence of coma, it is necessary to precisely match the centers of the two lenses, and it has been difficult to manufacture an optical head at low cost. Further, in this method, since the distance between the lenses is changed in the optical axis direction, the optical system becomes an enlargement / reduction optical system. As a result, there is a problem that the efficiency of capturing light incident on the lens for correcting spherical aberration changes, and the RIM intensity (rim strength) of the light changes.

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであって、対物レンズが移動しても補正効果の劣化が少ない光記録再生装置および光記録再生方法に用いられる光記録媒体を提供する。   The present invention has been made in view of such a situation, and provides an optical recording / reproducing apparatus and an optical recording medium used in an optical recording / reproducing method in which a correction effect is less deteriorated even when an objective lens moves.

本発明の第1番目の光記録媒体は、波長が390nm〜420nmの光を出射する光源と、開口数が0.7〜0.9の対物レンズを有する光ヘッドを用いて情報を記録または再生するための光記録媒体であり、情報が記録される記録層を2つ以上有する多層光記録媒体であって、前記複数の記録層のうちいずれか1つの記録層から前記多層光記録媒体の表面までの距離が、略100μmであり、前記多層光記録媒体の表面から略100μmの位置に、前記多層光記録媒体の管理情報が記録されていることを特徴とする。   The first optical recording medium of the present invention records or reproduces information using a light source that emits light having a wavelength of 390 nm to 420 nm and an optical head having an objective lens having a numerical aperture of 0.7 to 0.9. A multi-layer optical recording medium having two or more recording layers on which information is recorded, wherein a surface of the multi-layer optical recording medium starts from any one of the plurality of recording layers. The management information of the multilayer optical recording medium is recorded at a position of about 100 μm from the surface of the multilayer optical recording medium.

本発明の第2番目の光記録媒体は、情報が記録される記録層を1つのみ有する単層光記録媒体および情報が記録される記録層を2つ以上有する多層光記録媒体の各層に記録/再生する球面収差補正手段を有する光記録再生装置に用いる多層記録媒体であって、前記単層光記録媒体および前記多層光記録媒体のそれぞれに、各光記録媒体の管理情報が記録されており、前記多層光記録媒体の表面から前記多層光記録媒体に記録されている管理情報までの距離が、前記単層光記録媒体の表面から前記単層光記録媒体に記録されている管理情報までの距離と略等しいことを特徴とする。   The second optical recording medium of the present invention records on each layer of a single-layer optical recording medium having only one recording layer on which information is recorded and a multilayer optical recording medium having two or more recording layers on which information is recorded. A multi-layer recording medium for use in an optical recording / reproducing apparatus having a spherical aberration correcting means for reproducing / managing, wherein management information of each optical recording medium is recorded on each of the single-layer optical recording medium and the multilayer optical recording medium. The distance from the surface of the multilayer optical recording medium to the management information recorded on the multilayer optical recording medium is from the surface of the single-layer optical recording medium to the management information recorded on the single-layer optical recording medium. It is characterized by being substantially equal to the distance.

本発明は、対物レンズが移動しても補正効果の劣化が少ない光記録再生装置および光記録再生方法に用いられる光記録媒体を提供できる。   The present invention can provide an optical recording / reproducing apparatus and an optical recording medium used in an optical recording / reproducing method in which the correction effect is less deteriorated even when the objective lens moves.

以下に、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、同様の部分については同一の符号を付して重複する説明を省略する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the same components are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.

(実施形態1)
実施形態1では、本発明の光学素子について一例を説明する。実施形態1の光学素子10について、断面図を図1に模式的に示す。
(Embodiment 1)
In the first embodiment, an example of the optical element of the present invention will be described. FIG. 1 schematically shows a cross-sectional view of the optical element 10 according to the first embodiment.

図1を参照して、光学素子10は、第1の基板11と、第1の基板11に略平行に配置された第2の基板12と、第1の基板11と第2の基板12との間に配置された電圧印加電極(第1の電圧印加電極)13、透光性樹脂膜14、液晶(第1の位相変化層)15、透光性樹脂膜16、対向電極(第1の対向電極)17および封止樹脂18とを備える。液晶15は、封止樹脂18によって封止されている。   Referring to FIG. 1, an optical element 10 includes a first substrate 11, a second substrate 12 disposed substantially parallel to the first substrate 11, and a first substrate 11 and a second substrate 12. , A light-transmitting resin film 14, a liquid crystal (first phase change layer) 15, a light-transmitting resin film 16, and a counter electrode (first electrode). And a sealing resin 18. The liquid crystal 15 is sealed with a sealing resin 18.

第1の基板11および第2の基板12は、透光性の基板であり、たとえばガラスからなる。   The first substrate 11 and the second substrate 12 are light-transmitting substrates, and are made of, for example, glass.

電圧印加電極13は液晶15に所望の電圧を印加するための電極である。電圧印加電極13は、第1の基板11の内側(液晶15側)の主面上に形成されている。電圧印加電極13は、透光性で導電性の材料からなり、たとえばインジウム・スズ・酸化物(ITO)からなる。電圧印加電極13の平面図を、図2に示す。電圧印加電極13は、同心円状に配置された複数のセグメント電極13a〜gを含む。なお、図2には、電圧印加電極13が7つのセグメント電極からなる場合を示しているが、セグメント電極の数については特に限定はない。   The voltage application electrode 13 is an electrode for applying a desired voltage to the liquid crystal 15. The voltage application electrode 13 is formed on the main surface inside the first substrate 11 (the liquid crystal 15 side). The voltage application electrode 13 is made of a translucent and conductive material, for example, indium tin oxide (ITO). FIG. 2 shows a plan view of the voltage application electrode 13. The voltage applying electrode 13 includes a plurality of segment electrodes 13a to 13g arranged concentrically. FIG. 2 shows a case where the voltage application electrode 13 is composed of seven segment electrodes, but the number of segment electrodes is not particularly limited.

対向電極17は、電圧印加電極13に対向するように第2の基板12上に形成される。対向電極は、電圧印加電極13とともに、液晶15に所望の電圧を印加するための電極である。対向電極17は透光性で導電性の材料からなり、たとえばITOからなる。対向電極17は、第2の基板12の内側(液晶15側)の主面のうち、少なくともセグメント電極13a〜gに対向する部分の全面に形成される。   The counter electrode 17 is formed on the second substrate 12 so as to face the voltage application electrode 13. The counter electrode is an electrode for applying a desired voltage to the liquid crystal 15 together with the voltage application electrode 13. The counter electrode 17 is made of a translucent and conductive material, for example, ITO. The counter electrode 17 is formed on at least the entire surface of the main surface inside the second substrate 12 (the liquid crystal 15 side) facing the segment electrodes 13a to 13g.

透光性樹脂膜14および16は、液晶15を所定の方向に配向させるための配向膜であり、たとえばポリビニルアルコール膜からなる。透光性樹脂膜14または16をラビング処理することによって、液晶15を所定の方向に配向させることができる。   The translucent resin films 14 and 16 are alignment films for aligning the liquid crystal 15 in a predetermined direction, and are made of, for example, a polyvinyl alcohol film. The rubbing treatment of the translucent resin film 14 or 16 allows the liquid crystal 15 to be oriented in a predetermined direction.

液晶15は、入射した光の位相を変化させる位相変化層として機能する。液晶15は、たとえばネマチック液晶からなる。電圧印加電極13と対向電極17との間の電圧を変化させることによって液晶15の屈折率を変化させることができ、これによって入射した光の位相を変化させることができる。   The liquid crystal 15 functions as a phase change layer that changes the phase of incident light. The liquid crystal 15 is made of, for example, a nematic liquid crystal. By changing the voltage between the voltage application electrode 13 and the counter electrode 17, the refractive index of the liquid crystal 15 can be changed, and thereby the phase of the incident light can be changed.

封止樹脂18は、液晶15を封止するためのものであり、たとえばエポキシ樹脂からなる。   The sealing resin 18 is for sealing the liquid crystal 15, and is made of, for example, an epoxy resin.

光学素子10では、各セグメント電極13a〜gと対向電極17との間の電圧を変化させることによって、位相変化層である液晶15の屈折率を部分的に変化させ、液晶15に入射した光に平面波を球面波に変換する位相を与える。具体的には、たとえば、対向電極に0V、セグメント電極13aに0V、セグメント電極13bに0.5V、セグメント電極13cに1V、セグメント電極13dに1.5V、セグメント電極13eに2V、セグメント電極13fに2.5V、セグメント電極13gに3Vという電圧を与えればよい。このように、電圧印加電極13の中心から外側に向かってセグメント電極に印加する電圧を大きくすることによって、光学素子10の中心から外側になるにつれて位相差が大きくなり、平面波を球面波に変換することが可能となる。光学素子10によれば、実施形態2で説明するように、対物レンズが移動しても補正効果が低下しない光ヘッドを構成できる。   In the optical element 10, by changing the voltage between each of the segment electrodes 13 a to 13 g and the counter electrode 17, the refractive index of the liquid crystal 15 which is a phase change layer is partially changed. Gives a phase that converts a plane wave to a spherical wave. More specifically, for example, 0V is applied to the counter electrode, 0V is applied to the segment electrode 13a, 0.5V is applied to the segment electrode 13b, 1V is applied to the segment electrode 13c, 1.5V is applied to the segment electrode 13d, 2V is applied to the segment electrode 13e, and 13V is applied to the segment electrode 13f. It is sufficient to apply a voltage of 2.5 V and a voltage of 3 V to the segment electrode 13 g. As described above, by increasing the voltage applied to the segment electrode from the center of the voltage applying electrode 13 to the outside, the phase difference increases from the center of the optical element 10 to the outside, and the plane wave is converted into a spherical wave. It becomes possible. According to the optical element 10, as described in the second embodiment, it is possible to configure an optical head in which the correction effect does not decrease even when the objective lens moves.

なお、電圧印加電極13および対向電極17から選ばれる少なくとも1つの電極が曲面に配置されていてもよい(以下の実施形態においても同様である)。対向電極17が曲面に配置されている光学素子10aについて、断面図を図3に模式的に示す。光学素子10aでは、第2の基板12の内側の表面が窪んでおり、対向電極17は、その表面上に形成されている。光学素子10aでは、電圧印加電極13が複数のセグメント電極に分割されておらず、一面に形成されている。これによって、実施形態2で説明するように、対物レンズが移動しても補正効果が特に低下しない光ヘッドを構成できる。   In addition, at least one electrode selected from the voltage application electrode 13 and the counter electrode 17 may be arranged on a curved surface (the same applies to the following embodiments). FIG. 3 schematically shows a cross-sectional view of the optical element 10a in which the counter electrode 17 is arranged on a curved surface. In the optical element 10a, the inner surface of the second substrate 12 is concave, and the counter electrode 17 is formed on the surface. In the optical element 10a, the voltage application electrode 13 is not divided into a plurality of segment electrodes, but is formed on one surface. Thus, as described in the second embodiment, it is possible to configure an optical head in which the correction effect is not particularly reduced even when the objective lens moves.

また、なめらかな位相変化を与える光学素子の他の一例が、特開2001−143303号公報に開示されている。この素子は、シート抵抗の大きい透明電極と、その透明電極よりも抵抗が小さい電圧供給部とからなる電圧印加電極を備える。透明電極の一部に接続された電圧供給部に外部から電圧が印加されると、透明電極のシート抵抗が大きいために電圧降下が生じ、電圧供給部から離れるにしたがってなめらかに電圧が低下する。このため、電圧印加電極と対向電極との間の電圧がなめらかに変化し、それにしたがって位相変化層の屈折率がなめらかに変化する。   Another example of an optical element that gives a smooth phase change is disclosed in JP-A-2001-143303. This element includes a voltage application electrode including a transparent electrode having a large sheet resistance and a voltage supply unit having a resistance smaller than that of the transparent electrode. When a voltage is externally applied to a voltage supply unit connected to a part of the transparent electrode, a voltage drop occurs due to a large sheet resistance of the transparent electrode, and the voltage decreases smoothly as the distance from the voltage supply unit increases. For this reason, the voltage between the voltage application electrode and the counter electrode changes smoothly, and accordingly, the refractive index of the phase change layer changes smoothly.

また、液晶15の配向の制御は、ラビング法以外の方法で行ってもよい(以下の実施形態においても同様である)。たとえば、斜め蒸着などによって膜そのものに配向性を持たせてもよい。また、基板に溝を形成して液晶の配向を制御してもよい。   The control of the alignment of the liquid crystal 15 may be performed by a method other than the rubbing method (the same applies to the following embodiments). For example, the film itself may have an orientation by oblique deposition or the like. Alternatively, a groove may be formed in the substrate to control the alignment of the liquid crystal.

また、液晶15の代わりに他の材料を用いて位相変化層を形成してもよい(以下の実施形態においても同様である)。位相変化層は、電圧印加電極13と対向電極17との間の電圧によって屈折率が変化する材料や体積が変化する材料を用いることができる。電圧によって体積が変化する材料としては、PLZT(酸化鉛、ランタン、酸化ジルコニウム、酸化チタンを含むペロブスカイト構造の透明結晶体)を用いてもよい。PLZTは固体であるため、液晶とは異なり基板や封止樹脂を必要としない。このため、PLZTを用いることによって、光学素子を薄くできる。   Further, the phase change layer may be formed using another material instead of the liquid crystal 15 (the same applies to the following embodiments). For the phase change layer, a material whose refractive index changes or a material whose volume changes depending on a voltage between the voltage application electrode 13 and the counter electrode 17 can be used. As a material whose volume changes with voltage, PLZT (a transparent crystal having a perovskite structure including lead oxide, lanthanum, zirconium oxide, and titanium oxide) may be used. Since PLZT is solid, unlike a liquid crystal, it does not require a substrate or a sealing resin. Therefore, by using PLZT, the optical element can be made thin.

(実施形態2)
実施形態2では、実施形態1で説明した光学素子を用いる本発明の光ヘッドについて説明する。実施形態2の光ヘッド50について、構成を図5に模式的に示す。
(Embodiment 2)
In the second embodiment, an optical head of the present invention using the optical element described in the first embodiment will be described. FIG. 5 schematically shows a configuration of the optical head 50 according to the second embodiment.

図5を参照して、光ヘッド50は、光源51と、回折格子52と、コリメータレンズ53と、光学素子54と、対物レンズ55と、基材厚センサ56と、第1の光検出器58と第2の光検出器59とを備える。光学素子54は、光学素子駆動回路57によって駆動される。コリメータレンズ53および対物レンズ55は、集光光学系を構成する。光ヘッド50は、光記録媒体60に対して信号の記録または再生を行う。光学素子54は、実施形態1で説明した光学素子である。   Referring to FIG. 5, an optical head 50 includes a light source 51, a diffraction grating 52, a collimator lens 53, an optical element 54, an objective lens 55, a substrate thickness sensor 56, and a first photodetector 58. And a second photodetector 59. The optical element 54 is driven by an optical element driving circuit 57. The collimator lens 53 and the objective lens 55 constitute a condensing optical system. The optical head 50 records or reproduces a signal on or from the optical recording medium 60. The optical element 54 is the optical element described in the first embodiment.

光源51には、半導体レーザ素子を用いることができる。光源51は、光記録媒体60の記録層に対し、記録/再生用のレーザビーム61(コヒーレント光)を出力する。回折格子52は、0次回折効率がほぼ50%で±1次回折効率がほぼ50%の回折格子である。回折格子52は、フォトリソグラフィーによってガラス表面に所定のレジストパターンを形成したのち、ガラスをエッチングすることによって形成できる。光学素子54は、光学素子54に入射する光に対して、平面波を球面波に変換する位相を与える。第1および第2の光検出器58および59には、フォトダイオードを用いることができる。   As the light source 51, a semiconductor laser element can be used. The light source 51 outputs a recording / reproducing laser beam 61 (coherent light) to the recording layer of the optical recording medium 60. The diffraction grating 52 is a diffraction grating having a 50th order diffraction efficiency of about 50% and a ± 1st order diffraction efficiency of about 50%. The diffraction grating 52 can be formed by forming a predetermined resist pattern on the glass surface by photolithography and then etching the glass. The optical element 54 gives the light incident on the optical element 54 a phase for converting a plane wave into a spherical wave. A photodiode can be used for the first and second photodetectors 58 and 59.

対物レンズ55は、光記録媒体60の記録層にレーザビーム61を集光する。第1の光検出器58は、光記録媒体60の記録層で反射されたレーザビーム61のうち回折格子52で回折された+1次光を受光して電気信号に変換する。第2の光検出器59は、光記録媒体60の記録層で反射されたレーザビーム61のうち回折格子52で回折された−1次光を受光して電気信号に変換する。   The objective lens 55 focuses the laser beam 61 on the recording layer of the optical recording medium 60. The first photodetector 58 receives the + 1st-order light diffracted by the diffraction grating 52 of the laser beam 61 reflected by the recording layer of the optical recording medium 60 and converts it into an electric signal. The second photodetector 59 receives the -1st-order light diffracted by the diffraction grating 52 of the laser beam 61 reflected by the recording layer of the optical recording medium 60 and converts it into an electric signal.

基材厚センサ56は、予め設定された基材厚と実際の基材厚とのずれを検出し、そのずれに応じた信号を出力する。基材厚センサ56には、たとえば特開平10−334575号公報およびUSP6,115,336に述べられているセンサを用いることができる。基材厚センサ56は、具体的には、光源と、光源から出射された光を光記録媒体(測定対象物)に照射する第1の光学系と、光記録媒体からの反射光を受光素子に導く第2の光学系とを含む。ここで、光源は、レーザ、LEDまたはランプからなる。第1および第2の光学系は、凸レンズ、または凸レンズと凹レンズの組み合わせによって構成される。この構成によると、基材厚に応じて受光素子から出力される信号が異なる。また基材厚を検出する別の方式が、特開2000−171346号公報で述べられている。この方式では、光記録媒体からの反射光の光軸に近い側の第1の光ビームの焦点位置と、第1の光ビームよりも外側の第2の光ビームの焦点位置とに基づいて球面収差を検出する。   The substrate thickness sensor 56 detects a deviation between a preset substrate thickness and an actual substrate thickness, and outputs a signal corresponding to the deviation. As the base material thickness sensor 56, for example, a sensor described in JP-A-10-334575 and US Pat. No. 6,115,336 can be used. Specifically, the base material thickness sensor 56 includes a light source, a first optical system that irradiates light emitted from the light source to an optical recording medium (measurement target), and a light receiving element that reflects light reflected from the optical recording medium. And a second optical system that leads to Here, the light source includes a laser, an LED, or a lamp. The first and second optical systems are configured by a convex lens or a combination of a convex lens and a concave lens. According to this configuration, the signal output from the light receiving element differs depending on the thickness of the base material. Another method for detecting the substrate thickness is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-171346. In this method, the spherical position is determined based on the focal position of the first light beam on the side closer to the optical axis of the reflected light from the optical recording medium and the focal position of the second light beam outside the first light beam. Detect aberrations.

光学素子駆動回路57は、基材厚センサ56から入力された基材厚のずれに基づいて、基材厚のずれを補正するように光学素子54を駆動する。   The optical element driving circuit 57 drives the optical element 54 based on the deviation of the substrate thickness input from the substrate thickness sensor 56 so as to correct the deviation of the substrate thickness.

光ヘッド50の動作について、図5を参照しながら説明する。光源51から出射された直線偏光のうちの一部は、回折格子52を透過してコリメータレンズ53に入射し、コリメータレンズ53によって平行光にされる。この平行光は、光学素子54に入射する。ここで、光記録媒体60の基材厚が設計値よりずれている場合には、そのずれ量に応じた信号を基材厚センサ56は出力し、その信号は光学素子駆動回路57に入力される。光学素子駆動回路57は、入力された信号に基づいて、光記録媒体60の基材厚がずれたときに生じる波面収差を補正するのに必要な信号を光学素子54に出力する。このようにして、光学素子54に入射した光には、平行光を発散光に変換する位相(パワー成分)または平行光を収束光に変換する位相を与えるような波面収差が、基材厚のずれの方向に応じて与えられる。   The operation of the optical head 50 will be described with reference to FIG. Part of the linearly polarized light emitted from the light source 51 passes through the diffraction grating 52 and enters the collimator lens 53, where the collimator lens 53 converts the linearly polarized light into parallel light. This parallel light enters the optical element 54. Here, when the substrate thickness of the optical recording medium 60 deviates from the design value, the substrate thickness sensor 56 outputs a signal corresponding to the deviation amount, and the signal is input to the optical element driving circuit 57. You. The optical element driving circuit 57 outputs to the optical element 54 a signal necessary to correct the wavefront aberration generated when the thickness of the base material of the optical recording medium 60 is shifted based on the input signal. In this manner, the light incident on the optical element 54 has a wavefront aberration that gives a phase (power component) for converting parallel light into divergent light or a phase for converting parallel light into convergent light, due to the thickness of the base material. It is given according to the direction of displacement.

光学素子54を透過した光は、平行光ではない状態で対物レンズ55に入射するため、球面収差が発生する。そして、この球面収差によって、光記録媒体60の基材厚が設計値からずれていることにより発生する球面収差を補正する。すなわち、光学素子54は、対物レンズ55に入射したときに所望の球面収差が発生するような位相を入射光に与える。このようにして、光記録媒体60上では収差のない、すなわち回折限界まで絞られた光スポットが形成される。   The light transmitted through the optical element 54 enters the objective lens 55 in a state where the light is not a parallel light, so that spherical aberration occurs. Then, the spherical aberration caused by the deviation of the base material thickness of the optical recording medium 60 from the design value is corrected by the spherical aberration. That is, the optical element 54 gives the incident light a phase such that a desired spherical aberration occurs when the light enters the objective lens 55. Thus, a light spot having no aberration, that is, a light spot narrowed to the diffraction limit is formed on the optical recording medium 60.

次に、光記録媒体60から反射された光は、光記録媒体60の基材厚が設計値からずれたときに生じる波面収差を有する光になるが、対物レンズ55および光学素子54によって波面収差が補正される。光学素子54を透過した光はコリメータレンズ53を透過し、回折格子52により回折される。そして、回折の+1次光は第1の光検出器58に入射され、回折の−1次光は第2の光検出器59に入射される。第1の光検出器58は、光記録媒体60上における光の合焦状態を示すフォーカス誤差信号を出力し、また光の照射位置を示すトラッキング誤差信号を出力する。また、第2の光検出器59は、光記録媒体60に記録された情報についての信号を出力する。   Next, the light reflected from the optical recording medium 60 becomes light having a wavefront aberration generated when the base material thickness of the optical recording medium 60 deviates from a design value. Is corrected. The light transmitted through the optical element 54 is transmitted through the collimator lens 53 and is diffracted by the diffraction grating 52. Then, the + 1st order diffracted light enters the first photodetector 58, and the −1st order diffracted light enters the second photodetector 59. The first photodetector 58 outputs a focus error signal indicating a focus state of light on the optical recording medium 60, and outputs a tracking error signal indicating a light irradiation position. Further, the second photodetector 59 outputs a signal for information recorded on the optical recording medium 60.

第1の光検出器58から出力されたフォーカス誤差信号は、図示していないフォーカス制御回路に入力される。フォーカス制御回路は、フォーカス誤差信号に基づき、光が合焦状態で光記録媒体60上に集光されるように対物レンズ55の位置をその光軸方向に制御する。また、トラッキング誤差信号は、図示していないトラッキング制御回路に入力される。トラッキング制御回路は、トラッキング誤差信号に基づき、光記録媒体60上の所望のトラックに光が集光されるように対物レンズ55の位置を制御する。対物レンズ55の位置は、アクチュエータ62を用いて制御される。   The focus error signal output from the first photodetector 58 is input to a focus control circuit (not shown). The focus control circuit controls the position of the objective lens 55 in the optical axis direction based on the focus error signal so that the light is focused on the optical recording medium 60 in a focused state. The tracking error signal is input to a tracking control circuit (not shown). The tracking control circuit controls the position of the objective lens 55 based on the tracking error signal so that light is focused on a desired track on the optical recording medium 60. The position of the objective lens 55 is controlled using the actuator 62.

次に、光学素子54の動作について、光学素子10を用いた場合を例に挙げて説明する。光学素子10では、各セグメント電極13a〜gと対向電極17との間の電圧を変化させることによって、位相変化層である液晶15の屈折率を変化させ、液晶15に入射した光に平面波を球面波に変換する位相を与える。ここで、平面波を球面波に変換するためには、以下の式(1)を満足する位相Pを、入射した光に与えればよい。   Next, the operation of the optical element 54 will be described using an example in which the optical element 10 is used. In the optical element 10, by changing the voltage between each of the segment electrodes 13 a to 13 g and the counter electrode 17, the refractive index of the liquid crystal 15, which is a phase change layer, is changed. Gives the phase to convert to a wave. Here, in order to convert a plane wave into a spherical wave, a phase P satisfying the following equation (1) may be given to incident light.

(a−P)2+r2=a2 (1)
ここで、aは定数であり、rは光軸の中心からの距離である。一例として、レーザビームの波長が405nm、NAが0.85、設計値の基材厚(すなわち、最適な基材厚)が0.1mm、設計値からの基材厚のずれが10μmの場合に、式(1)を満足する位相の分布を図4に示す。
(A-P) 2 + r 2 = a 2 (1)
Here, a is a constant, and r is the distance from the center of the optical axis. As an example, when the wavelength of the laser beam is 405 nm, the NA is 0.85, the substrate thickness at the design value (that is, the optimal substrate thickness) is 0.1 mm, and the deviation of the substrate thickness from the design value is 10 μm. FIG. 4 shows a phase distribution satisfying the expression (1).

ここで、図4に示した位相を40個の同心円状のセグメント電極で発生させた場合における、基材厚と補正後の収差との関係を図6に示す。また、比較として、補正を行わない場合の収差も図6に示す。また、10μmの基材厚のずれを補正している場合のレンズシフト特性を図7に示す。図7の横軸は、光軸の中心と対物レンズの中心とのずれ(レンズシフト)を表している(ここでは、40個の同心円状のセグメント電極の中心と対物レンズの中心とのずれに相当する)。   Here, FIG. 6 shows the relationship between the base material thickness and the corrected aberration when the phase shown in FIG. 4 is generated by 40 concentric segment electrodes. FIG. 6 also shows, as a comparison, aberrations when no correction is performed. FIG. 7 shows the lens shift characteristics when the displacement of the substrate thickness of 10 μm is corrected. The horizontal axis in FIG. 7 represents the shift (lens shift) between the center of the optical axis and the center of the objective lens (here, the shift between the center of the 40 concentric segment electrodes and the center of the objective lens). Equivalent to).

光ヘッド50では、光学素子54に入射した光に平面波を球面波に変換する位相(パワー成分)を与え、対物レンズとの組み合わせで球面収差を発生させて補正を行っている。したがって、補正すべき3次の球面収差そのものを光学素子に入射する光に直接的に与える場合とは異なり、光ヘッド50では、図7に示すようにレンズシフトに非常に強くなる。   In the optical head 50, a phase (power component) for converting a plane wave into a spherical wave is given to the light incident on the optical element 54, and the aberration is corrected by generating a spherical aberration in combination with an objective lens. Therefore, unlike the case where the tertiary spherical aberration itself to be corrected is directly applied to the light incident on the optical element, the optical head 50 is extremely resistant to lens shift as shown in FIG.

なお、光学素子54では、特開平10−360545号公報で述べられているように、光学素子上に薄膜抵抗を形成して外部から印加される信号を分圧し、この分圧された電圧をそれぞれのセグメント電極に印加する方式を用いることができる。この方式によれば、セグメント電極の数が40と多くても、外部から印加される電圧は対向電極に印加される電圧を含めて3つにすることができる。   In the optical element 54, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-360545, a thin-film resistor is formed on the optical element to divide a signal applied from the outside, and the divided voltages are respectively divided. The method of applying the voltage to the segment electrode can be used. According to this method, even if the number of the segment electrodes is as large as 40, the voltage applied from the outside can be three including the voltage applied to the counter electrode.

光学素子10を用いる場合には、複数のセグメント電極を用いて必要な位相を近似的に発生させる。一方、光学素子10aを用いることによって、必要な位相をその形状通りに発生させることができる。光学素子10aでは、位相変化層である液晶15が凸形になっているため、電圧印加電極を分割しなくても、連続的に変化した位相を入射した光に与えることが可能である。したがって、光学素子10aを用いることによってパワー成分を忠実に再現することができる。この場合、高次収差を発生させないので補正後の収差をほぼゼロにすることができる。光学素子10aを用いた場合における、基材厚と補正後の収差との関係について、図6に示す。また、10μmの基材厚のずれを光学素子10aを用いて補正した場合のレンズシフト特性を、図8に示す。この場合も、セグメント電極で近似した補正と同様にレンズシフト特性が非常に良好である。   When the optical element 10 is used, a required phase is approximately generated using a plurality of segment electrodes. On the other hand, by using the optical element 10a, a necessary phase can be generated according to its shape. In the optical element 10a, the liquid crystal 15 serving as the phase change layer has a convex shape, so that a continuously changed phase can be given to incident light without dividing the voltage application electrode. Therefore, the power component can be faithfully reproduced by using the optical element 10a. In this case, since no higher-order aberration is generated, the aberration after the correction can be made substantially zero. FIG. 6 shows the relationship between the base material thickness and the aberration after correction when the optical element 10a is used. FIG. 8 shows a lens shift characteristic when the deviation of the base material thickness of 10 μm is corrected using the optical element 10a. Also in this case, the lens shift characteristic is very good, as in the case of the correction approximated by the segment electrodes.

以上説明したように、実施形態2の光ヘッド50は、球面収差補正時のレンズシフト特性が良好である。また、対物レンズと光学素子とを一体とせずに配置することができるため、光ヘッド50によれば、基材厚のずれが生じている光記録媒体に記録された信号を信頼性良く読み出すことができる。また、光ヘッド50は、さらなる薄型化が可能である。また、アクチュエータに光学素子を搭載しなくてよいので、アクチュエータのf特(感度)の低下を防止できるるとともに、配線が簡易になって低コストに製造できる。さらに、2枚のレンズを含み、これらのレンズの間隔を機械的に変化させてパワー成分を発生させる従来の光ヘッドとは異なり、光ヘッド50ではパワー成分を電気的に発生させている。このため、光ヘッド50は、小型化に適している。また、光ヘッド50では、光学素子に入射する光の取り込み効率が変化しないため、光のRIM強度が変化することを防止できる。   As described above, the optical head 50 according to the second embodiment has good lens shift characteristics when correcting spherical aberration. In addition, since the objective lens and the optical element can be arranged without being integrated, the optical head 50 can reliably read out a signal recorded on an optical recording medium in which the thickness of the base material has shifted. Can be. Further, the optical head 50 can be further thinned. In addition, since it is not necessary to mount an optical element on the actuator, it is possible to prevent a decrease in the f characteristic (sensitivity) of the actuator, and to simplify the wiring and manufacture the actuator at low cost. Further, unlike a conventional optical head that includes two lenses and mechanically changes the distance between these lenses to generate a power component, the optical head 50 electrically generates a power component. For this reason, the optical head 50 is suitable for miniaturization. Further, in the optical head 50, since the efficiency of capturing the light incident on the optical element does not change, it is possible to prevent the RIM intensity of the light from changing.

(実施形態3)
実施形態3では、本発明の光学素子および光ヘッドについて他の一例を説明する。実施形態3の光ヘッドは、偏光ホログラムと1/4波長板とを含む偏光光学系を用いている点、および偏光光学系に対応した光学素子を用いる点で、実施形態2の光ヘッドとは異なる。なお、実施形態1および2で説明した部分と同一の符号を付した部分については、特に説明のない限り、実施形態1および2で説明した部分と同様の機能を有する。
(Embodiment 3)
In a third embodiment, another example of the optical element and the optical head of the present invention will be described. The optical head according to the second embodiment differs from the optical head according to the second embodiment in that a polarizing optical system including a polarization hologram and a quarter-wave plate is used and an optical element corresponding to the polarizing optical system is used. different. Note that portions denoted by the same reference numerals as the portions described in Embodiments 1 and 2 have the same functions as the portions described in Embodiments 1 and 2, unless otherwise specified.

実施形態3の光ヘッド90の構成を図9に模式的に示す。図9を参照して、光ヘッド90は、光源51、コリメータレンズ53、対物レンズ55、基材厚センサ56、第1の光検出器58、第2の光検出器59、偏光ホログラム91、光学素子100および1/4波長板93を含む。光学素子100は、光学素子駆動回路57によって駆動される。   FIG. 9 schematically shows the configuration of an optical head 90 according to the third embodiment. Referring to FIG. 9, an optical head 90 includes a light source 51, a collimator lens 53, an objective lens 55, a substrate thickness sensor 56, a first photodetector 58, a second photodetector 59, a polarization hologram 91, an optical Includes element 100 and quarter wave plate 93. The optical element 100 is driven by an optical element drive circuit 57.

偏光ホログラム91は、偏光を分離する機能を有する。偏光ホログラム91は、異常光線に対しては作用せず(透過率がほぼ100%)、常光線に対しては回折格子として作用する。偏光ホログラム91には、特開平6−27322号公報に開示されているものを用いることができる。このような偏光ホログラムは、複屈折を有するニオブ酸リチウム基板の所定の一部をプロトン交換し、そのプロトン交換部をエッチングすることによって形成できる。   The polarization hologram 91 has a function of separating polarized light. The polarization hologram 91 does not act on extraordinary rays (having a transmittance of almost 100%), and acts as a diffraction grating on ordinary rays. As the polarization hologram 91, the one disclosed in JP-A-6-27322 can be used. Such a polarization hologram can be formed by performing proton exchange on a predetermined part of a lithium niobate substrate having birefringence and etching the proton exchange part.

光学素子100は、液晶の屈折率を変化させることによって収差補正を行う素子である。光学素子100の詳細については後述する。   The optical element 100 is an element that performs aberration correction by changing the refractive index of the liquid crystal. Details of the optical element 100 will be described later.

1/4波長板93は、たとえば水晶からなる。1/4波長板93は、光源51から出射される直線偏光を円偏光に変換すると共に、光記録媒体60の記録層で反射された光を照射時とは異なる方向の直線偏光に変換する非線形光学素子である。なお、1/4波長板の代わりに、N/4波長板(Nは1以上の奇数)を用いてもよい。   The 波長 wavelength plate 93 is made of, for example, quartz. The 波長 wavelength plate 93 converts the linearly polarized light emitted from the light source 51 into a circularly polarized light and converts the light reflected by the recording layer of the optical recording medium 60 into a linearly polarized light in a direction different from that at the time of irradiation. It is an optical element. Note that an N / 4 wavelength plate (N is an odd number of 1 or more) may be used instead of the 1/4 wavelength plate.

次に、光ヘッド90の動作について、図9を参照しながら説明する。光源51から出射された直線偏光(レーザビーム61)は、偏光ホログラム91をほぼ100%の透過率で透過してコリメータレンズ53に入射し、コリメータレンズ53によよって平行光にされる。この平行光は、光学素子100に入射する。   Next, the operation of the optical head 90 will be described with reference to FIG. The linearly polarized light (laser beam 61) emitted from the light source 51 passes through the polarization hologram 91 at a transmittance of almost 100%, enters the collimator lens 53, and is converted into parallel light by the collimator lens 53. This parallel light enters the optical element 100.

ここで、光記録媒体60の基材厚が設計値からずれている場合には、そのずれ量に応じた信号を基材厚センサ56は出力し、その信号は光学素子駆動回路57に入力される。光学素子駆動回路57は、入力された信号に基づいて、光記録媒体60の基材厚がずれたときに生じる波面収差を補正するために必要な信号を光学素子100に出力する。光学素子100に入射した光には、光学素子駆動回路57により出力された信号に基づいて、波面収差が与えられる。具体的には、基材厚のずれの方向に応じて、平行光を発散光に変換する位相(パワー成分)、または平行光を収束光に変換する位相を与えるような波面収差が与えられる。   Here, when the substrate thickness of the optical recording medium 60 is deviated from the design value, the substrate thickness sensor 56 outputs a signal corresponding to the deviation amount, and the signal is input to the optical element driving circuit 57. You. The optical element driving circuit 57 outputs to the optical element 100 a signal necessary for correcting the wavefront aberration generated when the base material thickness of the optical recording medium 60 is shifted based on the input signal. Light incident on the optical element 100 is given a wavefront aberration based on a signal output by the optical element drive circuit 57. Specifically, a wavefront aberration that gives a phase (power component) for converting parallel light into divergent light or a phase for converting parallel light into convergent light is given according to the direction of displacement of the base material thickness.

次に、光学素子100を透過した光は1/4波長板93に入射され、直線偏光から円偏光に変換される。この円偏光は、平行ではない状態で対物レンズ55に入射するために対物レンズ55において球面収差が生じ、この球面収差で光記録媒体60の基材厚がずれていることにより発生する球面収差を補正する。従って、光記録媒体60上では収差のない、すなわち回折限界まで絞られた光スポットが形成される。   Next, the light transmitted through the optical element 100 is incident on the quarter-wave plate 93, and is converted from linearly polarized light into circularly polarized light. The circularly polarized light is incident on the objective lens 55 in a non-parallel state, so that spherical aberration occurs in the objective lens 55, and the spherical aberration caused by the displacement of the base material of the optical recording medium 60 due to the spherical aberration is reduced. to correct. Therefore, a light spot having no aberration, that is, a light spot narrowed to the diffraction limit is formed on the optical recording medium 60.

光記録媒体60に入射した光は、光記録媒体60によって反射され、光記録媒体60の基材厚がずれたときに生じる波面収差を有する光になる。この光は、対物レンズ55を透過して1/4波長板93に入射される。1/4波長板93に入射された光は、円偏光から直線偏光に変換される。この直線偏光は、光源51から出射される直線偏光に対して偏光方向が直交している。球面収差を有するこの直線偏光は、本発明の光学素子100に入射され、往路と同じパワー成分を与えられることによって球面収差が補正される。   The light that has entered the optical recording medium 60 is reflected by the optical recording medium 60, and becomes light having a wavefront aberration that occurs when the base material thickness of the optical recording medium 60 shifts. This light passes through the objective lens 55 and enters the quarter-wave plate 93. Light incident on the 1 / wavelength plate 93 is converted from circularly polarized light into linearly polarized light. The polarization direction of this linearly polarized light is orthogonal to the linearly polarized light emitted from the light source 51. This linearly polarized light having spherical aberration is incident on the optical element 100 of the present invention, and is given the same power component as the outward path, so that the spherical aberration is corrected.

光学素子100を透過した直線偏光は、偏光ホログラム91によりほぼ100%回折され、回折の+1次光は第1の光検出器58に入射され、回折の−1次光は第2の光検出器59に入射される。第1の光検出器58は、光記録媒体60上における光の合焦状態を示すフォーカス誤差信号を出力し、また光の照射位置を示すトラッキング誤差信号を出力する。第2の光検出器59は、光記録媒体60に記録された情報についての信号を出力する。   The linearly polarized light transmitted through the optical element 100 is diffracted almost 100% by the polarization hologram 91, the + 1st-order light of the diffraction is incident on the first photodetector 58, and the -1st-order light of the diffraction is converted into the second photodetector. It is incident on 59. The first photodetector 58 outputs a focus error signal indicating a focus state of light on the optical recording medium 60, and outputs a tracking error signal indicating a light irradiation position. The second light detector 59 outputs a signal for information recorded on the optical recording medium 60.

第1の光検出器58から出力されたフォーカス誤差信号は、図示していないフォーカス制御回路に入力される。フォーカス制御回路は、フォーカス誤差信号に基づき、光が合焦状態で光記録媒体60上に集光されるように対物レンズ55の位置をその光軸方向に制御する。また、トラッキング誤差信号は、図示していないトラッキング制御回路に入力される。トラッキング制御回路は、トラッキング誤差信号に基づき、光記録媒体60上の所望のトラックに光が集光されるように対物レンズ55の位置を制御する。対物レンズ55の位置は、アクチュエータ62を用いて制御される。   The focus error signal output from the first photodetector 58 is input to a focus control circuit (not shown). The focus control circuit controls the position of the objective lens 55 in the optical axis direction based on the focus error signal so that the light is focused on the optical recording medium 60 in a focused state. The tracking error signal is input to a tracking control circuit (not shown). The tracking control circuit controls the position of the objective lens 55 based on the tracking error signal so that light is focused on a desired track on the optical recording medium 60. The position of the objective lens 55 is controlled using the actuator 62.

光ヘッド90では、偏光光学系を用いているために光源51から出射される光の利用効率が高く、書き換え可能な光記録媒体の記録/再生を容易にできる。   Since the optical head 90 uses a polarization optical system, the efficiency of use of light emitted from the light source 51 is high, and recording / reproducing of a rewritable optical recording medium can be facilitated.

次に、本発明の光学素子100について述べる。液晶は1軸性複屈折材料であるため、液晶のラビング方向と入射する光の偏光方向とが平行であるときのみ入射した光に位相変化を与えることができる。そこで、偏光光学系のように往路と復路で偏光方向が直交している場合には、実施形態1の光学素子では復路において位相変化を与えることができない。入射された光をデフォーカスする光学素子と対物レンズとの組み合わせで補正を行う本発明の光ヘッドでは、復路において往路と同じ位相変化が与えられないとなると、光検出器においてデフォーカスするという問題がある。そこで、復路の偏光に対しても同じ位相変化を与えるために、実施形態3の光ヘッドでは、偏光光学系に対応した光学素子を用いる必要がある。   Next, the optical element 100 of the present invention will be described. Since the liquid crystal is a uniaxial birefringent material, the phase change can be given to the incident light only when the rubbing direction of the liquid crystal and the polarization direction of the incident light are parallel. Therefore, when the polarization directions are orthogonal to each other in the forward path and the backward path as in the polarization optical system, the optical element of the first embodiment cannot provide a phase change in the backward path. In the optical head of the present invention, in which correction is performed by a combination of an optical element for defocusing incident light and an objective lens, if the same phase change as in the forward path cannot be given in the return path, the problem of defocusing in the photodetector is caused. There is. Therefore, in order to give the same phase change to the backward polarization, the optical head according to the third embodiment needs to use an optical element corresponding to the polarization optical system.

以下に、光学素子100について説明する。光学素子100の断面図を図10に模式的に示す。光学素子100は、第1の基板101、第2の基板102、第3の基板103、第1の電圧印加電極104、第2の電圧印加電極105、第1の対向電極106、第2の対向電極107、第1の透光性樹脂膜108、第2の透光性樹脂膜109、第3の透光性樹脂膜110、第4の透光性樹脂膜111、第1の液晶112、第2の液晶113、第1の封止樹脂114および第2の封止樹脂115を含む。   Hereinafter, the optical element 100 will be described. A cross-sectional view of the optical element 100 is schematically shown in FIG. The optical element 100 includes a first substrate 101, a second substrate 102, a third substrate 103, a first voltage application electrode 104, a second voltage application electrode 105, a first counter electrode 106, and a second counter electrode 106. The electrode 107, the first light-transmitting resin film 108, the second light-transmitting resin film 109, the third light-transmitting resin film 110, the fourth light-transmitting resin film 111, the first liquid crystal 112, A second liquid crystal 113, a first sealing resin 114, and a second sealing resin 115.

第1、第2および第3の基板101、102および103は、お互いに略平行に配置されている。これらの基板は、透光性であり、たとえばガラスからなる。   The first, second and third substrates 101, 102 and 103 are arranged substantially parallel to each other. These substrates are translucent and made of, for example, glass.

第1の電圧印加電極104は、第1の基板101と第1の液晶112との間に配置される。第1の電圧印加電極104は、第1の液晶112に所望の電圧を印加するための電極である。第1の電圧印加電極104は、第1の基板101の内側(液晶112側)の主面上に形成されている。   The first voltage application electrode 104 is disposed between the first substrate 101 and the first liquid crystal 112. The first voltage application electrode 104 is an electrode for applying a desired voltage to the first liquid crystal 112. The first voltage applying electrode 104 is formed on the main surface inside the first substrate 101 (on the liquid crystal 112 side).

第2の電圧印加電極105は、第3の基板103と第2の液晶113との間に配置される。第2の電圧印加電極105は、第2の液晶113に所望の電圧を印加するための電極である。第2の電圧印加電極105は、第3の基板103の内側(液晶113側)の主面上に形成されている。   The second voltage application electrode 105 is disposed between the third substrate 103 and the second liquid crystal 113. The second voltage applying electrode 105 is an electrode for applying a desired voltage to the second liquid crystal 113. The second voltage application electrode 105 is formed on the main surface inside the third substrate 103 (on the liquid crystal 113 side).

第1および第2の電圧印加電極104および105は、図2に示すように、複数のセグメント電極を含む。なお、図3に示すように、電圧印加電極または対向電極が曲面に形成される場合には、連続的に形成される。   The first and second voltage applying electrodes 104 and 105 include a plurality of segment electrodes, as shown in FIG. In addition, as shown in FIG. 3, when the voltage application electrode or the counter electrode is formed on a curved surface, it is formed continuously.

第1の対向電極106は、第1の電圧印加電極104と略平行に配置される。第1の対向電極106は、第1の電圧印加電極104とともに、第1の液晶112に所望の電圧を印加するための電極である。第1の対向電極106は、第2の基板102の第1の液晶112側の主面のうち、少なくともセグメント電極に対向する部分に略均一に形成される。   The first counter electrode 106 is arranged substantially parallel to the first voltage application electrode 104. The first opposing electrode 106 is an electrode for applying a desired voltage to the first liquid crystal 112 together with the first voltage applying electrode 104. The first counter electrode 106 is formed substantially uniformly on at least a portion of the main surface of the second substrate 102 on the first liquid crystal 112 side facing the segment electrode.

第2の対向電極107は、第2の電圧印加電極105と略平行に配置される。第2の対向電極107は、第2の電圧印加電極105とともに、第2の液晶113に所望の電圧を印加するための電極である。第2の対向電極107は、第2の基板102の第2の液晶113側の主面のうち、少なくともセグメント電極に対向する部分に略均一に形成される。   The second counter electrode 107 is arranged substantially parallel to the second voltage application electrode 105. The second opposing electrode 107 is an electrode for applying a desired voltage to the second liquid crystal 113 together with the second voltage applying electrode 105. The second counter electrode 107 is formed substantially uniformly on at least a portion of the main surface of the second substrate 102 on the second liquid crystal 113 side facing the segment electrode.

第1および第2の透光性樹脂膜108および109は、それぞれ、第1の電圧印加電極104および第1の対向電極106を覆うように形成される。第1および第2の透光性樹脂膜108および109は、第1の液晶112を所定の方向に配向させるための配向膜であり、たとえばポリビニルアルコール膜からなる。第1の透光性樹脂膜108または第2の透光性樹脂膜109をラビング処理することによって、第1の液晶112を所定の方向に配向させることができる。   The first and second translucent resin films 108 and 109 are formed so as to cover the first voltage application electrode 104 and the first counter electrode 106, respectively. The first and second translucent resin films 108 and 109 are alignment films for aligning the first liquid crystal 112 in a predetermined direction, and are made of, for example, a polyvinyl alcohol film. By rubbing the first light-transmitting resin film 108 or the second light-transmitting resin film 109, the first liquid crystal 112 can be oriented in a predetermined direction.

第3および第4の透光性樹脂膜110および111は、それぞれ、第2の電圧印加電極105および第2の対向電極107を覆うように形成される。第3および第4の透光性樹脂膜110および111は、第2の液晶113を配向させるための配向膜であり、たとえばポリビニルアルコール膜からなる。第3の透光性樹脂膜110または第4の透光性樹脂膜111をラビング処理することによって、第2の液晶113を所定の方向に配向させることができる。第1の液晶112の配向方向と、第2の液晶113の配向方向とは直交している。   The third and fourth translucent resin films 110 and 111 are formed so as to cover the second voltage application electrode 105 and the second counter electrode 107, respectively. The third and fourth translucent resin films 110 and 111 are alignment films for aligning the second liquid crystal 113, and are made of, for example, a polyvinyl alcohol film. By rubbing the third light-transmitting resin film 110 or the fourth light-transmitting resin film 111, the second liquid crystal 113 can be oriented in a predetermined direction. The alignment direction of the first liquid crystal 112 is orthogonal to the alignment direction of the second liquid crystal 113.

第1の液晶112は、第1および第2の透光性樹脂膜108および109の間(第1の電圧印加電極104と第1の対向電極106との間)に配置される。第1の液晶112は、入射した光の位相を変化させる位相変化層として機能する。第1の液晶112には、たとえばネマチック液晶を用いることができる。第1の電圧印加電極104と第1の対向電極106との間の電圧を変化させることによって第1の液晶112の屈折率を変化させることができ、これによって入射した光の位相を変化させることができる。   The first liquid crystal 112 is disposed between the first and second translucent resin films 108 and 109 (between the first voltage application electrode 104 and the first counter electrode 106). The first liquid crystal 112 functions as a phase change layer that changes the phase of incident light. As the first liquid crystal 112, for example, a nematic liquid crystal can be used. By changing the voltage between the first voltage applying electrode 104 and the first counter electrode 106, the refractive index of the first liquid crystal 112 can be changed, thereby changing the phase of the incident light. Can be.

第2の液晶113は、第3および第4の透光性樹脂膜110および111の間(第2の電圧印加電極105と第2の対向電極107との間)に配置される。第2の液晶113は、入射した光の位相を変化させる位相変化層として機能する。第2の液晶113には、たとえばネマチック液晶を用いることができる。第2の電圧印加電極105と第2の対向電極107との間の電圧を変化させることによって第2の液晶113の屈折率を変化させることができ、これによって入射した光の位相を変化させることができる。   The second liquid crystal 113 is disposed between the third and fourth translucent resin films 110 and 111 (between the second voltage applying electrode 105 and the second counter electrode 107). The second liquid crystal 113 functions as a phase change layer that changes the phase of incident light. As the second liquid crystal 113, for example, a nematic liquid crystal can be used. By changing the voltage between the second voltage applying electrode 105 and the second counter electrode 107, the refractive index of the second liquid crystal 113 can be changed, thereby changing the phase of the incident light. Can be.

第1の封止樹脂114は、第1の液晶112を封止するためのものであり、第1の液晶112を囲むように第1および第2の透光性樹脂膜108および109の間に配置される。第2の封止樹脂115は、第2の液晶113を封止するためのものであり、第2の液晶113を囲むように第3および第4の透光性樹脂膜110および111の間に配置される。第1および第2の封止樹脂114および115には、たとえばエポキシ樹脂を用いることができる。   The first sealing resin 114 is for sealing the first liquid crystal 112, and is provided between the first and second light-transmitting resin films 108 and 109 so as to surround the first liquid crystal 112. Be placed. The second sealing resin 115 is for sealing the second liquid crystal 113, and is provided between the third and fourth translucent resin films 110 and 111 so as to surround the second liquid crystal 113. Be placed. For the first and second sealing resins 114 and 115, for example, an epoxy resin can be used.

次に、光学素子100の動作について説明する。第1および第2の電圧印加電極104および105のセグメント電極には、外部から制御電圧が印加される。このとき、第1の液晶112の配向方向と第2の液晶113の配向方向とが直交しているため、往路における直線偏光は、第1の液晶112の屈折率変化のみに影響を受け、第1の液晶112によってパワー成分の位相が与えられる。すなわち、光学素子100に入射した平面波は球面波に変換される。   Next, the operation of the optical element 100 will be described. A control voltage is externally applied to the segment electrodes of the first and second voltage application electrodes 104 and 105. At this time, since the alignment direction of the first liquid crystal 112 is orthogonal to the alignment direction of the second liquid crystal 113, the linearly polarized light in the outward path is affected only by the change in the refractive index of the first liquid crystal 112, The phase of the power component is given by one liquid crystal 112. That is, the plane wave incident on the optical element 100 is converted into a spherical wave.

一方、光記録媒体60によって反射された光は、往路の直線偏光に対して直交した直線偏光になる。このため、復路における光は、第2の液晶113の影響のみを受け、第2の液晶113によってパワー成分の位相が与えられる。ここで、第1および第2の電圧印加電極104および105のパターンおよび印加される電圧が同一の場合には、往路と復路とで同じ位相が与えられるので、光学素子100に入射された球面波を平面波に変換することができる。   On the other hand, the light reflected by the optical recording medium 60 becomes linearly polarized light that is orthogonal to the linearly polarized light on the outward path. For this reason, the light on the return path is affected only by the second liquid crystal 113, and the phase of the power component is given by the second liquid crystal 113. Here, when the patterns of the first and second voltage applying electrodes 104 and 105 and the applied voltage are the same, the same phase is given to the forward path and the return path, so that the spherical wave incident on the optical element 100 is obtained. Into a plane wave.

以上説明したように、配向方向が異なる2つの液晶層を用いることによって、偏光光学系においても球面収差の補正ができる。光学素子100を用いて補正を行うことによって、実施形態2で述べたように、良好なレンズシフト特性が得られる。   As described above, by using two liquid crystal layers having different alignment directions, spherical aberration can be corrected even in a polarizing optical system. By performing the correction using the optical element 100, a good lens shift characteristic can be obtained as described in the second embodiment.

なお、実施形態3では、光学素子が2つの液晶層を備える場合について説明したが、実施形態1で説明した光学素子を、液晶の配向方向が直交するように配置して用いてもよい。   In the third embodiment, the case where the optical element includes two liquid crystal layers has been described. However, the optical element described in the first embodiment may be arranged and used so that the orientation directions of the liquid crystals are orthogonal.

(実施形態4)
実施形態4では、本発明の光記録再生装置について一例を説明する。実施形態4の光記録再生装置は、光記録媒体に対して、信号の記録または再生を行う装置であり、信号の記録および再生を行ってもよい。
(Embodiment 4)
In a fourth embodiment, an example of the optical recording / reproducing apparatus of the present invention will be described. The optical recording / reproducing device according to the fourth embodiment is a device for recording or reproducing a signal on or from an optical recording medium, and may record and reproduce a signal.

実施形態4の光記録再生装置116の構成を、図11に模式的に示す。図11を参照して、光記録再生装置116は、光ヘッド50と、光学素子駆動回路57と、モータ117と、処理回路118とを備える。   FIG. 11 schematically shows the configuration of the optical recording / reproducing apparatus 116 according to the fourth embodiment. Referring to FIG. 11, an optical recording / reproducing apparatus 116 includes an optical head 50, an optical element driving circuit 57, a motor 117, and a processing circuit 118.

光ヘッド50は、実施形態2で説明したものであり、本発明の光学素子を含む。なお、光ヘッド50の代わりに、光ヘッド90を用いてもよい。これらの光ヘッドについては、重複する説明を省略する。   The optical head 50 has been described in the second embodiment and includes the optical element of the present invention. Note that an optical head 90 may be used instead of the optical head 50. A duplicate description of these optical heads will be omitted.

実施形態4の光記録再生装置では、光源として、波長が390nm〜420nmの範囲内のレーザビームを出射する半導体レーザ素子を用いる。また、対物レンズとして、開口数が0.7から0.9の範囲内の対物レンズを用いる。   In the optical recording / reproducing apparatus according to the fourth embodiment, a semiconductor laser device that emits a laser beam having a wavelength in a range of 390 nm to 420 nm is used as a light source. An objective lens having a numerical aperture in the range of 0.7 to 0.9 is used as the objective lens.

次に、光記録再生装置116の動作について説明する。まず、光記録再生装置116に光記録媒体60がセットされると、処理回路118はモータ117を回転させる信号を出力し、モータ117を回転させる。次に、処理回路118は、光源51を駆動して光を出射させる。光源51から出射された光は、光記録媒体60で反射され、第1および第2の光検出器58および59に入射する。   Next, the operation of the optical recording / reproducing device 116 will be described. First, when the optical recording medium 60 is set in the optical recording / reproducing device 116, the processing circuit 118 outputs a signal for rotating the motor 117, and rotates the motor 117. Next, the processing circuit 118 drives the light source 51 to emit light. Light emitted from the light source 51 is reflected by the optical recording medium 60 and enters the first and second photodetectors 58 and 59.

第1の光検出器58は、光記録媒体60上における光の合焦状態を示すフォーカス誤差信号と、光の照射位置を示すトラッキング誤差信号とを処理回路118に出力する。これらの信号に基づき、処理回路118は、アクチュエータ62を制御する信号を出力し、これによって光源51から出射された光を光記録媒体60上の所望のトラック上に集光させる。また、処理回路118は、第2の光検出器59から出力される信号に基づいて、光記録媒体60に記録されている情報を再生する。   The first photodetector 58 outputs to the processing circuit 118 a focus error signal indicating a focus state of light on the optical recording medium 60 and a tracking error signal indicating a light irradiation position. Based on these signals, the processing circuit 118 outputs a signal for controlling the actuator 62, thereby condensing the light emitted from the light source 51 on a desired track on the optical recording medium 60. Further, the processing circuit 118 reproduces information recorded on the optical recording medium 60 based on a signal output from the second photodetector 59.

次に、光記録媒体60の基材厚が設計値とは異なるときの制御について説明する。光記録再生装置116では、光記録媒体60の基材厚が設計値通りである場合に、球面収差の補正が不要なように光ヘッドが構成されている。そのため、基材厚が設計値からずれた場合には、球面収差の補正が必要となる。   Next, control when the base material thickness of the optical recording medium 60 is different from the design value will be described. In the optical recording / reproducing device 116, the optical head is configured such that when the base material thickness of the optical recording medium 60 is as designed, correction of spherical aberration is unnecessary. Therefore, when the substrate thickness deviates from the design value, it is necessary to correct spherical aberration.

光記録媒体60の基材厚がずれている場合には、光記録媒体60の基材厚のずれに応じた信号が基材厚センサ56によって処理回路118に出力される。処理回路118は、入力された信号に応じて光学素子駆動回路57を制御し、これによって、光記録媒体60の基材厚のずれによって生じる球面収差を補正するために必要な制御信号が、光学素子駆動回路57から光学素子54に出力される。そして、光学素子54によって球面収差の補正がなされる(詳細については、実施形態1および2参照)。このようにして、光記録媒体60の基材厚が設計値からずれても、光記録媒体60に記録された情報信号は、正しく再生される。   If the substrate thickness of the optical recording medium 60 is shifted, a signal corresponding to the shift of the substrate thickness of the optical recording medium 60 is output to the processing circuit 118 by the substrate thickness sensor 56. The processing circuit 118 controls the optical element driving circuit 57 according to the input signal, whereby the control signal necessary for correcting the spherical aberration caused by the displacement of the base material thickness of the optical recording medium 60 is converted into an optical signal. The light is output from the element driving circuit 57 to the optical element 54. Then, the spherical aberration is corrected by the optical element 54 (for details, see Embodiments 1 and 2). Thus, even if the base material thickness of the optical recording medium 60 deviates from the design value, the information signal recorded on the optical recording medium 60 can be correctly reproduced.

なお、実施形態4では、基材厚センサを用いて基材厚のずれを検出する装置について示したが本発明の光記録再生装置は、基材厚センサを用いる装置に限定されない。たとえば、光記録媒体60をモータにセットしたときに基材厚のずれを学習し、学習した基材厚のずれをもとに球面収差の補正を行う光記録再生装置であってもよい。   In the fourth embodiment, an apparatus for detecting a deviation in the thickness of a substrate using a substrate thickness sensor has been described, but the optical recording / reproducing apparatus of the present invention is not limited to an apparatus using a substrate thickness sensor. For example, an optical recording / reproducing apparatus that learns the deviation of the base material thickness when the optical recording medium 60 is set on the motor and corrects the spherical aberration based on the learned deviation of the base material thickness may be used.

(実施形態5)
実施形態5では、本発明の光記録再生装置の他の一例、およびそれを用いた光記録再生方法を説明する。実施形態5の光記録再生装置および方法は、記録層を1つだけ含む第1の光記録媒体および複数の記録層を含む第2の光記録媒体に対して信号の記録または再生を行う。
(Embodiment 5)
In a fifth embodiment, another example of the optical recording / reproducing apparatus of the present invention and an optical recording / reproducing method using the same will be described. The optical recording / reproducing apparatus and method according to the fifth embodiment record or reproduce a signal on / from a first optical recording medium including only one recording layer and a second optical recording medium including a plurality of recording layers.

実施形態5の光記録再生装置は、光源と、光記録媒体と光源との間に配置された球面収差補正手段とを含む。具体的には、本発明の光ヘッドを含む光記録再生装置を用いることができる。この場合、本発明の光学素子および対物レンズが球面収差補正手段として機能する。実施形態5の光記録再生装置では、光源として、波長が390nm〜420nmの範囲内のレーザービームを出射する半導体レーザー素子を用いる。また、対物レンズとして、開口数が0.7から0.9の範囲内の対物レンズを用いる。   The optical recording / reproducing apparatus according to the fifth embodiment includes a light source and a spherical aberration correcting unit disposed between the optical recording medium and the light source. Specifically, an optical recording / reproducing apparatus including the optical head of the present invention can be used. In this case, the optical element and the objective lens of the present invention function as spherical aberration correction means. In the optical recording / reproducing apparatus of the fifth embodiment, a semiconductor laser element that emits a laser beam having a wavelength in a range of 390 nm to 420 nm is used as a light source. An objective lens having a numerical aperture in the range of 0.7 to 0.9 is used as the objective lens.

以下、実施形態5の光記録再生装置として、実施形態4で説明した光記録再生装置116を用いた場合について説明する。   Hereinafter, a case where the optical recording / reproducing device 116 described in the fourth embodiment is used as the optical recording / reproducing device of the fifth embodiment will be described.

光記録再生装置116で記録または再生される第1の光記録媒体121および第2の光記録媒体122の基材厚について、図12(a)に模式的に示す。光記録媒体121は、記録層として記録層Aのみを含む。光記録媒体122は、記録層として記録層BおよびCを含む。なお、光記録媒体122は、2つ以上の記録層を含んでもよい。   FIG. 12A schematically shows the substrate thickness of the first optical recording medium 121 and the second optical recording medium 122 recorded or reproduced by the optical recording / reproducing device 116. The optical recording medium 121 includes only the recording layer A as a recording layer. The optical recording medium 122 includes recording layers B and C as recording layers. Note that the optical recording medium 122 may include two or more recording layers.

記録層Aについての基材厚(表面121sから記録層Aまでの距離)は、図12(a)のaで表される。記録層BおよびCについての基材厚(表面121sから記録層BおよびCまでの距離)は、それぞれ、図12(a)のbおよびcで表される。実施形態5の光記録再生装置においては、第2の光記録媒体122の基材厚の1つ(bまたはc)が基材厚aに等しい。図12(a)では、基材厚aと基材厚bとが等しい場合を示している。これらの基材厚は、基板と、基板と記録層との間に形成される層(たとえば、紫外線硬化性樹脂)との合計の厚さである。記録層は、たとえば、結晶相と非晶質相との間で相変化を起こすことによって屈折率が変化する相変化材料からなる。   The substrate thickness (the distance from the surface 121s to the recording layer A) for the recording layer A is represented by a in FIG. The substrate thicknesses (distances from the surface 121s to the recording layers B and C) for the recording layers B and C are represented by b and c in FIG. 12A, respectively. In the optical recording / reproducing apparatus of the fifth embodiment, one of the substrate thicknesses (b or c) of the second optical recording medium 122 is equal to the substrate thickness a. FIG. 12A shows a case where the substrate thickness a and the substrate thickness b are equal. These substrate thicknesses are the total thickness of the substrate and a layer (for example, an ultraviolet curable resin) formed between the substrate and the recording layer. The recording layer is made of, for example, a phase change material whose refractive index changes by causing a phase change between a crystalline phase and an amorphous phase.

なお、基材厚が基材厚aに等しい記録層Bには、第2の光記録媒体122の管理情報が記録されていることが好ましい。この構成によれば、球面収差補正手段を初期状態にしたまま光記録媒体122の管理情報を再生できる。   It is preferable that the management information of the second optical recording medium 122 be recorded on the recording layer B having the substrate thickness equal to the substrate thickness a. According to this configuration, the management information of the optical recording medium 122 can be reproduced with the spherical aberration correction unit kept in the initial state.

実施形態5の光記録再生装置では、光ヘッド50が、第1の光記録媒体121の基材厚aにあわせて設計される。すなわち、光ヘッド50は、第1の光記録媒体121の基材厚aのずれに対しては球面収差の補正を行わずに再生できるマージンを有するように設計される。このような場合、第2の光記録媒体122の基材厚のずれに対しては、球面収差の補正が必要となる。   In the optical recording / reproducing apparatus of the fifth embodiment, the optical head 50 is designed according to the base thickness a of the first optical recording medium 121. That is, the optical head 50 is designed to have a margin that can be reproduced without correcting the spherical aberration with respect to the deviation of the base material thickness a of the first optical recording medium 121. In such a case, it is necessary to correct the spherical aberration for the deviation of the base material thickness of the second optical recording medium 122.

以下に、実施形態5における光記録再生装置116の動作について説明する。まず、光記録媒体121または122がモータ117上にセットされると、処理回路118はモータ117を回転させる。次に、処理回路118は、記録または再生を行う前の初期状態において、セットされた光記録媒体が光記録媒体121であるか122であるかを判断することなく、基材厚aの球面収差を補正するように球面収差補正手段を駆動させる。具体的には、本発明の光学素子に外部から電圧を与えない状態にしておく。   Hereinafter, the operation of the optical recording / reproducing apparatus 116 according to the fifth embodiment will be described. First, when the optical recording medium 121 or 122 is set on the motor 117, the processing circuit 118 rotates the motor 117. Next, the processing circuit 118 determines the spherical aberration of the substrate thickness a without determining whether the set optical recording medium is the optical recording medium 121 or 122 in the initial state before performing recording or reproduction. Is driven to correct the spherical aberration. Specifically, no voltage is applied to the optical element of the present invention from the outside.

次に、フォーカス制御手段によって、フォーカス制御を行う。フォーカス制御手段は、アクチュエータ62と処理回路118とによって構成される。   Next, focus control is performed by focus control means. The focus control unit includes the actuator 62 and the processing circuit 118.

以下にフォーカス制御の方法について説明する。まず、光源51を駆動して光を出射させ、光記録媒体60で反射された光を第1の光検出器58で検出する。第1の光検出器58は、光記録媒体60上における光の合焦状態を示すフォーカス誤差信号と、光の照射位置を示すトラッキング誤差信号とを処理回路118に出力する。これらの信号に基づき、処理回路118は対物レンズ55を制御する信号を出力し、これによって光源51から出射された光を光記録媒体60上の所望のトラック上に集光させる。また、処理回路118は、第2の光検出器59から出力される信号に基づいて、光記録媒体60に記録されている情報を再生する。   The focus control method will be described below. First, the light source 51 is driven to emit light, and the light reflected by the optical recording medium 60 is detected by the first light detector 58. The first photodetector 58 outputs to the processing circuit 118 a focus error signal indicating a focus state of light on the optical recording medium 60 and a tracking error signal indicating a light irradiation position. Based on these signals, the processing circuit 118 outputs a signal for controlling the objective lens 55, and condenses the light emitted from the light source 51 on a desired track on the optical recording medium 60. Further, the processing circuit 118 reproduces information recorded on the optical recording medium 60 based on a signal output from the second photodetector 59.

一方、第2の光記録媒体122の記録層Cについて記録または再生を行う場合には、記録層Cの球面収差を補正するように球面収差補正手段を駆動する。具体的には、記録層Bから記録層Cに焦点を移動させる信号を処理回路118が出力するとほぼ同時に、処理回路118は基材厚のずれを補正する信号を出力するように光学素子駆動回路57を駆動する。この構成によれば、記録または再生する記録層を変更した場合にも信号が良好に記録または再生される。   On the other hand, when recording or reproduction is performed on the recording layer C of the second optical recording medium 122, the spherical aberration correction unit is driven so as to correct the spherical aberration of the recording layer C. More specifically, almost simultaneously with the processing circuit 118 outputting a signal for moving the focal point from the recording layer B to the recording layer C, the processing circuit 118 outputs an optical element driving circuit so as to output a signal for correcting a deviation of the base material thickness. 57 is driven. According to this configuration, even when the recording layer for recording or reproduction is changed, a signal can be recorded or reproduced satisfactorily.

以上のように、実施形態5の光記録再生装置では、記録または再生の前に、記録層Aの球面収差を補正するように球面収差補正手段を駆動する第1のステップを含む光記録再生方法によって信号の記録または再生を行う。この光記録再生方法では、記録層Cに信号の記録または再生を行う場合に、第1のステップののちに、記録層Cの球面収差を補正するように球面収差補正手段を駆動する第2のステップを含む。すなわち、実施形態5の光記録再生装置は、上記光記録再生方法を実施するためのプログラムを処理回路118に格納している。   As described above, in the optical recording / reproducing apparatus according to the fifth embodiment, the optical recording / reproducing method including the first step of driving the spherical aberration correction unit so as to correct the spherical aberration of the recording layer A before recording or reproducing. Record or reproduce signals. According to this optical recording / reproducing method, when recording or reproducing a signal on or from the recording layer C, the second step of driving the spherical aberration correcting means to correct the spherical aberration of the recording layer C after the first step. Including steps. That is, in the optical recording / reproducing apparatus of the fifth embodiment, a program for performing the above-described optical recording / reproducing method is stored in the processing circuit 118.

実施形態5の光記録再生装置および方法では、光記録媒体の記録層が1つであるか複数であるかを判断することなく球面収差の補正ができるため、記録または再生までの時間を短縮できる。なお、光記録媒体の記録層が1つのみであるか複数であるかが既知の状態であっても、球面収差補正手段を基材厚aにあわせた状態にしてフォーカス制御を開始する。この場合でも、球面収差補正手段が初期の状態になっているのでフォーカス制御までの時間が早くなる。   In the optical recording / reproducing apparatus and method according to the fifth embodiment, since the spherical aberration can be corrected without determining whether the optical recording medium has one or a plurality of recording layers, the time until recording or reproducing can be reduced. . Even if it is known whether the optical recording medium has only one recording layer or a plurality of recording layers, the focus control is started with the spherical aberration correcting means adjusted to the substrate thickness a. Even in this case, since the spherical aberration correction unit is in the initial state, the time until focus control is shortened.

波長を短くしNAを大きくして高密度化を達成する場合には、球面収差に対するマージンが小さくなる。そこで、記録層の基材厚が異なる場合には、各記録層毎に球面収差の補正をすることが必要になる。このような場合に、記録層A、BおよびCの基材厚がそれぞれ異なっていると仮定すると、記録層Aについては球面収差の補正が必要ないが、記録層BおよびCについては球面収差の補正が必要となる。これに対し、上述したように、記録層Aの基材厚と記録層Bの基材厚とを等しくすることによって、記録層Cの場合にのみ球面収差の補正を行えばよいことになる。このため、実施形態5の光記録再生装置では、球面収差の補正を行うための回路を簡略化できる。また、記録層の基材厚を学習する場合でも、1つの層の基材厚は既知であるため、学習時間を短縮できる。   When achieving high density by shortening the wavelength and increasing the NA, the margin for spherical aberration is reduced. Therefore, when the recording layers have different substrate thicknesses, it is necessary to correct spherical aberration for each recording layer. In such a case, assuming that the substrate thicknesses of the recording layers A, B, and C are different from each other, it is not necessary to correct the spherical aberration for the recording layer A, but it is necessary to correct the spherical aberration for the recording layers B and C. Correction is required. On the other hand, as described above, by making the substrate thickness of the recording layer A equal to the substrate thickness of the recording layer B, the spherical aberration needs to be corrected only in the case of the recording layer C. Therefore, in the optical recording / reproducing apparatus of the fifth embodiment, the circuit for correcting the spherical aberration can be simplified. Further, even when learning the substrate thickness of the recording layer, the learning time can be shortened because the substrate thickness of one layer is known.

また、実施形態5の光記録再生装置では、本発明の光学素子を用いることによって、光記録媒体に記録された情報信号を信頼性良く再生できる光記録再生装置が得られる。また、本発明の光学素子を用いることによって光記録媒体60の基材厚のずれに対する許容度が大きくなるため、製造が安価かつ容易な光記録再生装置が得られる。   In the optical recording / reproducing apparatus according to the fifth embodiment, by using the optical element of the present invention, an optical recording / reproducing apparatus capable of reproducing information signals recorded on an optical recording medium with high reliability can be obtained. Further, by using the optical element of the present invention, the tolerance for the deviation of the base material thickness of the optical recording medium 60 is increased, so that an optical recording / reproducing apparatus which is inexpensive and easy to manufacture can be obtained.

(実施形態6)
実施形態6では、本発明の光記録再生装置の他の一例、およびそれを用いた光記録再生方法について説明する。実施形態6の光記録再生装置および方法は、記録層を1つだけ含む第1の光記録媒体および複数の記録層を含む第2の光記録媒体に対して信号の記録または再生を行う。
(Embodiment 6)
In a sixth embodiment, another example of the optical recording / reproducing apparatus of the present invention and an optical recording / reproducing method using the same will be described. The optical recording / reproducing apparatus and method of the sixth embodiment record or reproduce a signal on / from a first optical recording medium having only one recording layer and a second optical recording medium having a plurality of recording layers.

実施形態6の光記録再生装置は、光源と、光記録媒体と光源との間に配置された球面収差補正手段と、フォーカス誤差検出手段と、フォーカス制御手段とを含む。具体的には、本発明の光ヘッドを含む光記録再生装置を用いることができる。   The optical recording / reproducing apparatus of the sixth embodiment includes a light source, a spherical aberration correction unit disposed between the optical recording medium and the light source, a focus error detection unit, and a focus control unit. Specifically, an optical recording / reproducing apparatus including the optical head of the present invention can be used.

以下、実施形態6の光記録再生装置として、実施形態4で説明した光記録再生装置116を用いる場合について説明する。この場合、本発明の光学素子54および対物レンズ55が球面収差補正手段として機能し、第1の光検出器58がフォーカス誤差検出手段として機能し、アクチュエータ62および処理回路118がフォーカス制御手段として機能する。実施形態6の光記録再生装置では、光源として、波長が390nm〜420nmの範囲内のレーザービームを出射する半導体レーザー素子を用いる。また、対物レンズとして、開口数が0.7から0.9の範囲内の対物レンズを用いる。   Hereinafter, a case where the optical recording / reproducing device 116 described in the fourth embodiment is used as the optical recording / reproducing device of the sixth embodiment will be described. In this case, the optical element 54 and the objective lens 55 of the present invention function as spherical aberration correction means, the first photodetector 58 functions as focus error detection means, and the actuator 62 and the processing circuit 118 function as focus control means. I do. In the optical recording / reproducing apparatus of the sixth embodiment, a semiconductor laser element that emits a laser beam having a wavelength in a range of 390 nm to 420 nm is used as a light source. An objective lens having a numerical aperture in the range of 0.7 to 0.9 is used as the objective lens.

実施形態6では、光記録再生装置116で記録または再生される第1の光記録媒体および第2の光記録媒体の基材厚はお互いに異なる。第1の光記録媒体の記録層の基材厚をaとし、第2の光記録媒体の記録層の基材厚をbおよびcと仮定した場合、a、bおよびcはそれぞれ異なる(図12(b)参照)。   In the sixth embodiment, the substrate thicknesses of the first optical recording medium and the second optical recording medium recorded or reproduced by the optical recording / reproducing device 116 are different from each other. Assuming that the substrate thickness of the recording layer of the first optical recording medium is a and the substrate thickness of the recording layer of the second optical recording medium is b and c, a, b, and c are different from each other (FIG. 12). (B)).

実施形態6の光記録再生装置では、光記録媒体に信号の記録または再生を行う前の初期状態において、第1の光記録媒体に含まれる記録層の球面収差を補正するように球面収差補正手段を駆動する。その後、フォーカス誤差検出手段でフォーカス誤差を検出し、検出されたフォーカス誤差に基づいてフォーカス制御手段でフォーカス制御を行う。信号の記録または再生はフォーカス制御ののちに行われる。なお、球面収差の補正の方法、フォーカス誤差の検出方法、およびフォーカス制御の方法については、上記実施形態で説明した方法を用いることができる。   In the optical recording / reproducing apparatus according to the sixth embodiment, in an initial state before recording or reproducing a signal on or from an optical recording medium, spherical aberration correcting means is configured to correct the spherical aberration of the recording layer included in the first optical recording medium. Drive. Thereafter, the focus error is detected by the focus error detecting means, and focus control is performed by the focus control means based on the detected focus error. Recording or reproduction of a signal is performed after focus control. Note that the method described in the above embodiment can be used as a method for correcting spherical aberration, a method for detecting a focus error, and a method for focus control.

以上のように、実施形態6の光記録再生装置では、記録または再生の前に、第1の光記録媒体に含まれる記録層の球面収差を補正するように球面収差補正手段を駆動する第1のステップを含む光記録再生方法によって信号の記録または再生を行う。この光記録再生方法は、第1のステップののちに、フォーカス誤差検出手段でフォーカス誤差を検出する第2のステップと、検出されたフォーカス誤差信号に基づいてフォーカス制御手段でフォーカス制御を行う第3のステップとを含む。信号の記録または再生は、この第3のステップののちに行われる。ここで、セットされた光記録媒体が複数の記録層を含む第2の光記録媒体である場合には、上記したステップの終了後、基材厚センサーで得られる基材厚誤差信号に基づいて球面収差補正手段が駆動され、その後、記録または再生が行われる。実施形態6の光記録再生装置は、この光記録再生方法を実施するためのプログラムを処理回路118に格納する。   As described above, in the optical recording / reproducing apparatus according to the sixth embodiment, before recording or reproduction, the first spherical aberration correction unit that drives the spherical aberration correction unit to correct the spherical aberration of the recording layer included in the first optical recording medium is performed. The signal is recorded or reproduced by the optical recording / reproducing method including the step of: In this optical recording / reproducing method, after a first step, a second step of detecting a focus error by a focus error detecting means, and a third step of performing focus control by a focus control means based on the detected focus error signal. Steps. Recording or reproduction of the signal is performed after this third step. Here, when the set optical recording medium is the second optical recording medium including a plurality of recording layers, based on the base material thickness error signal obtained by the base material thickness sensor after completion of the above-described steps. The spherical aberration correction means is driven, and thereafter, recording or reproduction is performed. The optical recording / reproducing apparatus of the sixth embodiment stores a program for implementing this optical recording / reproducing method in the processing circuit 118.

実施形態6の光記録再生装置および光記録再生方法では、光記録再生装置にセットされた光記録媒体が、第1の光記録媒体であるか第2の光記録媒体であるかに拘わらず(すなわち、セットされた光記録媒体が第1の光記録媒体であるか第2の光記録媒体であるかということが既知であるか未知であるかに拘わらず)、第1の光記録媒体の記録層の基材厚にあわせて球面収差補正手段を駆動し、フォーカス制御を行う。この構成によれば、記録または再生される光記録媒体が、記録層を1つだけ含む光記録媒体であるか、複数の記録層を含む光記録媒体であるかを判別せずにフォーカス制御が行われるため、フォーカス制御までの時間を短くできる。   In the optical recording / reproducing apparatus and the optical recording / reproducing method of Embodiment 6, regardless of whether the optical recording medium set in the optical recording / reproducing apparatus is the first optical recording medium or the second optical recording medium ( That is, whether the set optical recording medium is the first optical recording medium or the second optical recording medium is known or unknown), The spherical aberration correcting means is driven in accordance with the thickness of the recording layer to control the focus. According to this configuration, focus control can be performed without determining whether an optical recording medium to be recorded or reproduced is an optical recording medium including only one recording layer or an optical recording medium including a plurality of recording layers. Since it is performed, the time until focus control can be shortened.

なお、記録または再生の対象となる光記録媒体が、第1の光記録媒体であるか第2の光記録媒体であるかが既知である場合には、まず、対象となる記録層の標準的な基材厚における球面収差を補正するように球面収差補正手段を駆動してもよい。そして、その後、フォーカス誤差検出手段でフォーカス誤差を検出し、検出されたフォーカス誤差に基づいてフォーカス制御手段でフォーカス制御を行ってもよい。記録または再生は、フォーカス制御ののちに行われる。この方法では、フォーカス制御を行う前に,標準的な基材厚における球面収差を補正するように球面収差補正手段を駆動している。このため、標準的な基材厚と実際の基材厚とのずれを基材厚センサで検出し、そのずれに基づいて球面収差を完全に補正してから記録または再生を行うことができる。すなわち、実施形態6では、記録または再生の対象となる光記録媒体が第1の光記録媒体であるか第2の光記録媒体であるかの情報を取得する第1のステップを含む光記録再生方法によって記録または再生を行う。この方法は、取得した情報に基づいて記録または再生の対象となる記録層の標準的な基材厚における球面収差を補正するように球面収差補正手段を駆動させる第2のステップと、フォーカス誤差検出手段でフォーカス誤差を検出する第3のステップと、検出されたフォーカス誤差に基づいてフォーカス制御手段でフォーカス制御を行う第4のステップとを含む。記録または再生は、フォーカス制御ののちに行われる。この場合には、処理回路118は、上記4つのステップを含むプログラムを格納する。   If it is known whether the optical recording medium to be recorded or reproduced is the first optical recording medium or the second optical recording medium, first, the standard of the target recording layer is set. The spherical aberration correcting means may be driven so as to correct the spherical aberration at an appropriate substrate thickness. After that, the focus error may be detected by the focus error detection means, and the focus control may be performed by the focus control means based on the detected focus error. Recording or reproduction is performed after focus control. In this method, before performing focus control, a spherical aberration correction unit is driven so as to correct spherical aberration at a standard substrate thickness. For this reason, the deviation between the standard substrate thickness and the actual substrate thickness is detected by the substrate thickness sensor, and the recording or reproduction can be performed after the spherical aberration is completely corrected based on the deviation. That is, in the sixth embodiment, the optical recording / reproducing includes the first step of acquiring information as to whether the optical recording medium to be recorded or reproduced is the first optical recording medium or the second optical recording medium. Recording or reproduction is performed according to the method. This method includes a second step of driving a spherical aberration correction unit to correct a spherical aberration at a standard substrate thickness of a recording layer to be recorded or reproduced based on the acquired information; The method includes a third step of detecting a focus error by the means, and a fourth step of performing focus control by the focus control means based on the detected focus error. Recording or reproduction is performed after focus control. In this case, the processing circuit 118 stores a program including the above four steps.

第1のステップにおいて、記録または再生の対象となる光記録媒体が記録層を1つだけを含む第1の光記録媒体であるか、複数の記録層を含む第2の光記録媒体であるかの情報の取得は以下のように行われる。フォーカス誤差を示すフォーカス誤差信号は記録層に対応して検出される。すなわち、記録層が2つあればフォーカス誤差信号が2つ検出される。そこで、この検出される信号の数を検出する回路を構成すれば光記録媒体に含まれる記録層がいくつであるかの情報を取得できる。   In the first step, whether the optical recording medium to be recorded or reproduced is the first optical recording medium including only one recording layer or the second optical recording medium including a plurality of recording layers Is obtained as follows. A focus error signal indicating a focus error is detected corresponding to the recording layer. That is, if there are two recording layers, two focus error signals are detected. Therefore, if a circuit for detecting the number of detected signals is configured, information on the number of recording layers included in the optical recording medium can be obtained.

記録または再生の対象となる光記録媒体が記録層を1つだけ含む光記録媒体であるか、複数の記録層を含む光記録媒体であるかの情報を最初に取得する上記の方法によれば、記録層に応じた標準的な基材厚に対応する球面収差補正を行ってからフォーカス制御を行うので安定したフォーカス制御が可能となる。   According to the above method of first acquiring information on whether an optical recording medium to be recorded or reproduced is an optical recording medium including only one recording layer or an optical recording medium including a plurality of recording layers Since focus control is performed after spherical aberration correction corresponding to a standard substrate thickness corresponding to the recording layer, stable focus control can be performed.

なお、上記実施形態では、光ヘッド50を含む光記録再生装置を用いる場合について説明したが、光ヘッド90を用いてもよい。   In the above embodiment, the case where the optical recording / reproducing apparatus including the optical head 50 is used has been described, but the optical head 90 may be used.

また、上記実施形態では、コリメータレンズと対物レンズとの間(平行光系)に本発明の光学素子を配置する場合について説明したが、光源とコリメータレンズとの間(発散光系)に配置してもよい。   Further, in the above embodiment, the case where the optical element of the present invention is disposed between the collimator lens and the objective lens (parallel light system) has been described, but it is disposed between the light source and the collimator lens (divergent light system). May be.

また、上記実施形態では無限系の光ヘッドについて説明したが、本発明の光ヘッドは、コリメータレンズを用いない有限系の光ヘッドであってもよい。   In the above embodiment, the infinite optical head is described. However, the optical head of the present invention may be a finite optical head that does not use a collimator lens.

また、上記実施形態2および3では、センサを用いて基材厚のずれを検出する場合について説明したが、あらかじめ学習した基材厚のずれを用いて球面収差の補正を行ってもよい。   In the above-described second and third embodiments, the case where the deviation of the substrate thickness is detected using the sensor has been described. However, the spherical aberration may be corrected using the deviation of the substrate thickness learned in advance.

また、上記実施形態では、光記録媒体からの反射光を光源からの光路と分離するために回折格子を用いる場合について説明したが、回折格子の代わりに他の光学素子(たとえばハーフミラー)を用いてもよい。   In the above embodiment, the case where the diffraction grating is used to separate the reflected light from the optical recording medium from the optical path from the light source has been described, but another optical element (for example, a half mirror) is used instead of the diffraction grating. May be.

また、上記実施形態では、光のみによって情報を記録する光記録媒体について説明したが、光および磁気によって情報を記録する光記録媒体についても、本発明を適用できる。また、本発明は、ディスク状の光記録媒体に限らず、カード状の光記録媒体などにも適用できる。   Further, in the above embodiment, the optical recording medium that records information only by light has been described, but the present invention can be applied to an optical recording medium that records information only by light and magnetism. Further, the present invention is not limited to a disk-shaped optical recording medium, but can be applied to a card-shaped optical recording medium and the like.

また、上記実施形態では、透過する光に対して位相を変化させる光学素子について説明したが、入射した光を反射する際に位相を変化させる光学素子であってもよい。たとえば、圧電材料からなる位相変化層を用い、位相変化層をひずませることによって反射光の位相を変化させる光学素子を用いてもよい。詳細に述べると、ガラス基板上に全反射ミラーが形成されており、その裏面に圧電材料が設けられており、外部からの電圧に応じて圧電材料がふくらまされる。たとえば、圧電材料のうち、全反射ミラーの中央部に設けられた領域のみをふくらませることによって、全反射ミラーが球面のようになり、レンズ作用を持つようになる。したがって、入射された平行光を発散光に変換することができるので球面収差を補正することが可能となる。   Further, in the above-described embodiment, the optical element that changes the phase with respect to the transmitted light has been described. However, the optical element that changes the phase when the incident light is reflected may be used. For example, an optical element that changes the phase of reflected light by using a phase change layer made of a piezoelectric material and distorting the phase change layer may be used. More specifically, a total reflection mirror is formed on a glass substrate, a piezoelectric material is provided on the back surface, and the piezoelectric material is inflated according to an external voltage. For example, by inflating only a region of the piezoelectric material provided in the central portion of the total reflection mirror, the total reflection mirror becomes spherical and has a lens effect. Accordingly, the incident parallel light can be converted into divergent light, so that spherical aberration can be corrected.

また、上記光記録再生装置および光記録再生方法では、球面収差補正手段として本発明の光学素子と対物レンズとを用いる場合について説明したが、他の球面収差補正手段を用いてもよい。たとえば、球面収差補正手段として、光軸に沿って配置された2枚のレンズを用いてもよい。これらの2枚のレンズを光軸方向に動かして球面収差の補正を行うことができる。   Further, in the optical recording / reproducing apparatus and the optical recording / reproducing method, the case where the optical element of the present invention and the objective lens are used as the spherical aberration correcting means has been described, but other spherical aberration correcting means may be used. For example, two lenses arranged along the optical axis may be used as the spherical aberration correcting means. The spherical aberration can be corrected by moving these two lenses in the optical axis direction.

また、上記光記録再生装置および光記録再生方法では、フォーカス誤差検出手段として光検出器を用いる場合について説明したが、他のフォーカス誤差検出手段を用いてもよい。   Further, in the optical recording / reproducing apparatus and the optical recording / reproducing method, the case where the photodetector is used as the focus error detecting means has been described, but other focus error detecting means may be used.

また、上記光記録再生装置および光記録再生方法では、フォーカス制御手段として処理回路とアクチュエータとを用いる場合について説明したが、他のフォーカス制御手段を用いてもよい。   Further, in the optical recording / reproducing apparatus and the optical recording / reproducing method, the case where the processing circuit and the actuator are used as the focus control means has been described. However, other focus control means may be used.

また、上記実施形態では、光源として半導体レーザを用いる場合について説明したが、光源として、第2高調波を発生するSHG光源を用いてもよい。   In the above embodiment, the case where the semiconductor laser is used as the light source has been described. However, an SHG light source that generates the second harmonic may be used as the light source.

また、上記実施形態では、光記録媒体として相変化型の光記録媒体を用いて説明したが、光磁気記録媒体など、他の光記録媒体を用いてもよい。   Further, in the above-described embodiment, a description has been given using a phase-change type optical recording medium as the optical recording medium. However, another optical recording medium such as a magneto-optical recording medium may be used.

以上、本発明の実施の形態について例を挙げて説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されず本発明の技術的思想に基づく他の実施形態に適用することができる。   As described above, the embodiments of the present invention have been described by way of examples. However, the present invention is not limited to the above embodiments, and can be applied to other embodiments based on the technical idea of the present invention.

本発明の光学素子について一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example about the optical element of this invention. 本発明の光学素子ついて電圧印加電極の一例を示す平面図である。It is a top view which shows an example of a voltage application electrode about the optical element of this invention. 本発明の光学素子について他の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows another example about the optical element of this invention. 光軸中心からの距離と球面収差を補正するために必要な位相との関係について一例を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a relationship between a distance from an optical axis center and a phase necessary for correcting spherical aberration. 本発明の光ヘッドについて一例の構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of an example about the optical head of this invention. 基材厚と収差との関係について一例を示すグラフである。5 is a graph illustrating an example of a relationship between a substrate thickness and aberration. レンズシフトと収差との関係について一例を示すグラフである。6 is a graph illustrating an example of a relationship between a lens shift and an aberration. レンズシフトと収差との関係について他の一例を示すグラフである。9 is a graph showing another example of the relationship between lens shift and aberration. 本発明の光ヘッドについて他の一例の構成を模式的に示す図である。FIG. 6 is a diagram schematically illustrating another example of the configuration of the optical head according to the invention. 本発明の光学素子について他の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows another example about the optical element of this invention. 本発明の光記録再生装置について一例の構成を模式的に示す図である。FIG. 1 is a diagram schematically illustrating an example of a configuration of an optical recording / reproducing apparatus of the present invention. 本発明の光記録再生装置で記録または再生される第1の光記録媒体と第2の光記録媒体とについて基材厚の(a)一例および(b)他の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows (a) an example of a base material thickness, and (b) another example of a 1st optical recording medium and a 2nd optical recording medium which are recorded or reproduced by the optical recording / reproducing apparatus of this invention. 従来の光ヘッドについて一例の構成を模式的に示す図である。FIG. 9 is a diagram schematically illustrating an example of a configuration of a conventional optical head. 従来の光学素子に用いられる液晶パネルの電極について一例を示す平面図である。It is a top view which shows an example about the electrode of the liquid crystal panel used for the conventional optical element. 基材厚が設計値からずれた場合の波面収差の分布について一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a distribution of wavefront aberration when a substrate thickness deviates from a design value. 基材厚が設計値からずれた場合のレンズシフトと収差との関係について一例を示すグラフである。6 is a graph illustrating an example of a relationship between a lens shift and an aberration when a substrate thickness deviates from a design value.

符号の説明Explanation of reference numerals

10、10a、54、100 光学素子
11、101 第1の基板
12、102 第2の基板
13、104、105 電圧印加電極
13a〜g セグメント電極
14、16 透光性樹脂膜
15、112、113 液晶
17、106、107 対向電極
50、90 光ヘッド
51 光源
52 回折格子
53 コリメータレンズ
55 対物レンズ
56 基材厚センサ
57 光学素子駆動回路
58 第1の光検出器
59 第2の光検出器
60 光記録媒体
61 レーザビーム
62 アクチュエータ
91 偏光ホログラム
93 1/4波長板
103 第3の基板
116 光記録再生装置
117 モータ
118 処理回路
121 第1の基板
121s、122s 表面
122 第2の基板
A、B、C 記録層
a、b、c 基材厚

10, 10a, 54, 100 Optical element 11, 101 First substrate 12, 102 Second substrate 13, 104, 105 Voltage application electrode 13a-g Segment electrode 14, 16 Translucent resin film 15, 112, 113 Liquid crystal 17, 106, 107 Counter electrode 50, 90 Optical head 51 Light source 52 Diffraction grating 53 Collimator lens 55 Objective lens 56 Substrate thickness sensor 57 Optical element drive circuit 58 First light detector 59 Second light detector 60 Optical recording Medium 61 Laser beam 62 Actuator 91 Polarization hologram 93 Quarter-wave plate 103 Third substrate 116 Optical recording / reproducing device 117 Motor 118 Processing circuit 121 First substrate 121 s, 122 s Surface 122 Second substrate A, B, C recording Layers a, b, c Substrate thickness

Claims (2)

波長が390nm〜420nmの光を出射する光源と、開口数が0.7〜0.9の対物レンズを有する光ヘッドを用いて情報を記録または再生するための光記録媒体であり、情報が記録される記録層を2つ以上有する多層光記録媒体であって、
前記複数の記録層のうちいずれか1つの記録層から前記多層光記録媒体の表面までの距離が、略100μmであり、前記多層光記録媒体の表面から略100μmの位置に、前記多層光記録媒体の管理情報が記録されていることを特徴とする多層光記録媒体。
An optical recording medium for recording or reproducing information using a light source for emitting light having a wavelength of 390 nm to 420 nm and an optical head having an objective lens having a numerical aperture of 0.7 to 0.9. A multi-layer optical recording medium having two or more recording layers,
The distance from any one of the plurality of recording layers to the surface of the multilayer optical recording medium is approximately 100 μm, and the distance between the multilayer optical recording medium and the multilayer optical recording medium is approximately 100 μm. A multilayer optical recording medium characterized by recording the management information of the above.
情報が記録される記録層を1つのみ有する単層光記録媒体および情報が記録される記録層を2つ以上有する多層光記録媒体の各層に記録/再生する球面収差補正手段を有する光記録再生装置に用いる多層記録媒体であって、
前記単層光記録媒体および前記多層光記録媒体のそれぞれに、各光記録媒体の管理情報が記録されており、
前記多層光記録媒体の表面から前記多層光記録媒体に記録されている管理情報までの距離が、前記単層光記録媒体の表面から前記単層光記録媒体に記録されている管理情報までの距離と略等しいことを特徴とする多層光記録媒体。

Optical recording / reproducing having spherical aberration correcting means for recording / reproducing on / from each layer of a single-layer optical recording medium having only one recording layer for recording information and a multilayer optical recording medium having two or more recording layers for recording information A multi-layer recording medium used for an apparatus,
Management information of each optical recording medium is recorded on each of the single-layer optical recording medium and the multilayer optical recording medium,
The distance from the surface of the multilayer optical recording medium to the management information recorded on the multilayer optical recording medium is the distance from the surface of the single-layer optical recording medium to the management information recorded on the single-layer optical recording medium. A multilayer optical recording medium characterized by being substantially equal to:

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