JP2005293775A - 光ピックアップ装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】二枚のレンズが各々光軸方向に移動可能である発散角変更素子を光路中に配置し、トラッキング手段により対物光学素子が移動した場合に発生するコマ収差を一方の前記レンズを移動させることにより解消してトラッキング特性を向上させ、また他方のレンズを移動させることによりディスク厚によって発生する球面収差を補正する。
【選択図】図1
Description
基本的に、NAがもっとも大きいメディアを基準として対物光学素子を設計し、他のメディアに対して補正を行うようにせしめることが行なわれる。
波長λ2(λ1<λ2)の第2光源から出射される光束を用いて保護基板厚t2(t1≦t2)の第2情報記録媒体に対して情報の再生および/または記録を行ない、波長λ3(λ2<λ3)の第3光源から出射される光束を用いて保護基板厚t3(t2<t3)の第3情報記録媒体に対して情報の再生および/または記録を行う光ピックアップ装置であって、前記光源側の第1素子、前記情報記録媒体側の第2素子の、2つの光学素子から構成され、該第1素子と該第2素子の相対位置を変化させることが可能であるとともに、前記各光源が出射した光束を、前記各情報記録媒体の情報記録面に集光させるために、共通に用いられる対物光学素子と、前記対物光学素子を、光軸と垂直なトラッキング方向に移動可能なトラッキング手段と、前記第1ないし第3光源から前記対物光学素子に至る光路との間に配置され、光軸方向に移動可能であって、前記対物光学素子に入射する光束の発散角を変更する発散角変更素子と、再生および/または記録する対象の情報記録媒体に応じて、前記保護基板の厚さの差に応じて発生する球面収差を解消するように、前記発散角変更素子が光軸方向に移動し、かつ、前記トラッキング手段が前記対物光学素子をトラッキングさせた際に生じるコマ収差を解消するように、前記第1素子と前記第2素子の相対位置が変化することを特徴とする。
ただし、D1:前記第1情報記録媒体に対して情報の再生および/または記録を行う際の前記第1素子と前記第2素子との距離
D2:前記第2情報記録媒体に対して情報の再生および/または記録を行う際の前記第1素子と前記第2素子との距離
D3:前記第3情報記録媒体に対して情報の再生および/または記録を行う際の前記第1素子と前記第2素子との距離
本発明の別の具体的な態様では、前記第1素子が光軸方向に移動することを特徴とする。
〔第1実施形態〕
請求項1ないし7の発明について説明する。
〔第2実施形態〕
図3を用いて、請求項8ないし19の発明について説明する。
この形態は、保護基板の厚さの差に基づいて生じる球面収差、あるいは加えて使用波長の差に基づいて生じる球面収差の補正のために、負レンズ(凹レンズ)BEaと正レンズ(凸レンズ)BEbとから構成されるビームエキスパンダーBEを用いる。負レンズBEaと正レンズBEbとは光源側から順に、光軸方向に互いに独立に移動可能である。
この保護基板の厚さの差に基づいて生じる球面収差の補正について、基本的な構成と動作は第1実施形態と同じである。
任意あるいは所定の位置で停止できるように位置制御を行うこともできる(請求項9)。
負レンズBEaが光源側の位置にあり、正レンズBEbが対物光学素子側の位置にあるときは、正レンズBEbからは無限光が出射され、対物光学素子を通った波長407nmの光束は、保護層厚0.100mmのBDに対して球面収差が補正される。またこのとき対物光学素子を通った波長655nmの光束は、保護層厚0.6mmのDVDに対して球面収差が補正される。
〔第3実施形態〕
図4を用いて請求項20ないし24の発明について説明する。
〔第4実施形態〕
図6を用いて、請求項25ないし30の発明について説明する。
また、「波長選択回折素子(マルチレベル構造ともいう)」とは、所定の段数を有する階段状の形状を、周期的に繰り返した形状であることから、重畳型回折構造ともいう。この階段の段数や、段の高さ、幅(ピッチ)は適宜設定でき、たとえば特開平9−54973号に記載されている。このような階段構造により、複数の波長に対して選択的に回折作用を生ぜしめることが可能になっている。そして他の波長に対しては回折せず、素通しとなって、光学的作用を生じない。
〔第5実施形態〕
図8を用いて請求項42ないし55の発明について説明する。
〔実施例〕
次に、上述した実施形態のうち、対物光学素子で2つの情報記録媒体の互換を行い、ビームエキスパンダーの一部を光軸方向に進退させてもう一つの情報記録媒体と互換する光学系の数値例について説明する。
本実施例における非球面は、その面の頂点に接する平面からの変形量をX(mm)、光軸に垂直な方向の高さをh(mm)、曲率半径をr(mm)とするとき、次の数1に表1中の非球面係数A2iを代入した数式で表される。但し、κを円錐係数とする。
〔実施例1〕
実施例1の光学系は、ともにプラスチックレンズである負レンズと正レンズとから構成されたエキスパンダーレンズと、ともにプラスチックレンズである収差補正素子と集光素子とから構成された対物光学系とから構成される光学系である。その具体的な数値データを表1に示す。
LD2 光源
S1 受光センサー
S2 受光センサー
SL1 センサーレンズ
SL2 センサーレンズ
BS1 プリズム(ビームスプリッタ)
BS2 プリズム(ビームスプリッタ)
BS3 プリズム(ビームスプリッタ)
CL コリメータ
OBL 対物光学素子
DP 回折板
BE ビームエキスパンダー
AC1 アクチュエータ
AC2 アクチュエータ
AC3 アクチュエータ
AC4 アクチュエータ
AC5 アクチュエータ
AC6 アクチュエータ
AC7 アクチュエータ
D0 保護基板表面
D1 第1情報記録媒体の情報記録面
D2 第2情報記録媒体の情報記録面
D3 第3情報記録媒体の情報記録面
Ga 位置規制部材
Gb 位置規制部材
Claims (56)
- 波長λ1の第1光源から出射される光束を用いて保護基板厚t1の第1情報記録媒体に対して情報の再生および/または記録を行ない、
波長λ2(λ1<λ2)の第2光源から出射される光束を用いて保護基板厚t2(t1≦t2)の第2情報記録媒体に対して情報の再生および/または記録を行ない、
波長λ3(λ2<λ3)の第3光源から出射される光束を用いて保護基板厚t3(t2<t3)の第3情報記録媒体に対して情報の再生および/または記録を行う光ピックアップ装置であって、
前記各光源が出射した光束を、前記各情報記録媒体の情報記録面に集光させるために、共通に用いられる対物光学素子と、
前記対物光学素子を、光軸と垂直なトラッキング方向に移動可能なトラッキング手段と、
前記第1ないし第3光源から前記対物光学素子に至る光路との間に配置され、光軸方向に移動可能であって、前記対物光学素子に入射する光束の発散角を変更する第1発散角変更素子と、
前記第1ないし第3光源から前記対物光学素子に至る光路との間に配置され、光軸方向に移動可能であって、移動量に応じて球面収差を発生する第2発散角変更素子とを備え、
再生および/または記録する対象の情報記録媒体に応じて、前記保護基板の厚さの差に応じて発生する球面収差を解消するように、前記第1発散角変更素子が光軸方向に移動し、
かつ、前記トラッキング手段が前記対物光学素子を移動させた際に生じるコマ収差を解消するように、前記第2発散角変更素子が光軸方向に移動することを特徴とする光ピックアップ装置。 - 前記第1素子は、光軸方向に移動することにより、光源から出射される光束の発散角を変更して出射することを特徴とする請求項1記載の光ピックアップ装置。
- 前記第1素子は、光軸方向に移動することにより、光源から出射される光束の発散角を変更せずに出射することを特徴とする請求項1記載の光ピックアップ装置。
- 少なくとも、前記第3情報記録媒体に対して、情報の再生および/または記録を行う際に、前記トラッキング手段によって前記対物光学素子を移動させた際に生じるコマ収差が、前記対物光学素子に球面波の光束を入射させた場合よりも小さいことを特徴とする請求項1ないし3の何れか一項に記載の光ピックアップ装置。
- 前記第2発散角変更素子が光軸方向に移動することによって発生する球面収差は、補正過剰方向の球面収差であることを特徴とする請求項1ないし3の何れか一項に記載の光ピックアップ装置。
- 前記第2発散角変更素子は、少なくとも1つの非球面を有し、当該非球面は、4次の非球面係数が0でないことを特徴とする請求項1ないし5の何れか一項に記載の光ピックアップ装置。
- 6次、8次、10次の非球面係数のうち、少なくとも1つが0ではないことを特徴とする請求項6記載の光ピックアップ装置。
- 波長λ1の第1光源から出射される光束を用いて保護基板厚t1の第1情報記録媒体に対して情報の再生および/または記録を行ない、
波長λ2(λ1<λ2)の第2光源から出射される光束を用いて保護基板厚t2(t1≦t2)の第2情報記録媒体に対して情報の再生および/または記録を行ない、
波長λ3(λ2<λ3)の第3光源から出射される光束を用いて保護基板厚t3(t2<t3)の第3情報記録媒体に対して情報の再生および/または記録を行う光ピックアップ装置であって、
前記各光源が出射した光束を、前記各情報記録媒体の情報記録面に集光させるために、共通に用いられる対物光学素子と、
前記対物光学素子を、光軸と垂直なトラッキング方向に移動可能なトラッキング手段と、
前記第1ないし第3光源から前記対物光学素子に至る光路との間に配置され、屈折力を有し、光軸方向に移動することにより、前記対物光学素子に入射する光束の発散角を変更可能な第1発散角変更素子と、
前記第1発散角変更素子と前記対物光学素子との間に配置され、光軸方向に移動することにより、前記対物光学素子に入射する光束の発散角を変更可能な第2発散角変更素子とを備え、
前記第1発散角変更素子が取りうる前記2つの位置と、前記第2発散角変更素子が取りうる前記2つの位置との組合せのうち、少なくとも3通りの組合せが、前記第1乃至第3情報記録媒体の保護基板厚の差によって生じる球面収差を解消する光学系を構成することを特徴とする光ピックアップ装置。 - 前記第1発散角変更素子および前記第2発散角変更素子の少なくとも一方は、光源側端と対物素子側端の間の、複数の所定位置で停止しうることを特徴とする請求項8記載の光ピックアップ装置。
- 前記第1発散角変更素子および前記第2発散角変更素子の他方は、光源側と対物素子側の2つの位置を取りうることを特徴とする請求項8又は9記載の光ピックアップ装置。
- 前記第1発散角変更素子および前記第2発散角変更素子は、互いに正の屈折力を有することを特徴とする請求項8ないし10の何れか一項に記載の光ピックアップ装置。
- 前記第1発散角変更素子および前記第2発散角変更素子は、互いに符号の異なる屈折力を有することを特徴とする請求項8ないし10の何れか一項に記載の光ピックアップ装置。
- 前記第1発散角変更素子または前記第2発散角変更素子の一方が取りうる2つの位置が、前記第1情報記録媒体の第1記録層と第2層との厚さの差によって生じる球面収差を解消し、
他方が取りうる2つの位置が、前記第1情報記録媒体と前記第3情報記録媒体の保護基板厚の差によって生じる球面収差を解消することを特徴とする請求項8ないし12の何れか一項に記載の光ピックアップ装置。 - 前記第1発散角変更素子と、前記第2発散角変更素子のうちの一方が、カップリングレンズであり、他方がビームエキスパンダーを構成する素子のひとつであることを特徴とする請求項1ないし13の何れか一項に記載の光ピックアップ装置。
- 前記カップリングレンズがコリメータであることを特徴とする請求項14記載の光ピックアップ装置。
- 前記第1発散角変更素子と、前記第2発散角変更素子とが、互いに等しい屈折力を有することを特徴とする請求項1ないし15記載の光ピックアップ装置。
- 前記第1発散角変更素子と、前記第2発散角変更素子とが、符号の異なる屈折力を有することを特徴とする請求項1ないし15の何れか一項に記載の光ピックアップ装置。
- 前記第1発散角変更素子がビームエキスパンダーを構成する素子の一方であり、前記第2発散角変更素子が前記ビームエキスパンダーを構成する素子の他方であることを特徴とする請求項1ないし13の何れか一項に記載の光ピックアップ装置。
- 前記第1発散角変更素子と、前記第2発散角変更素子とが、符号の異なる屈折力を有することを特徴とする請求項18記載の光ピックアップ装置。
- 波長λ1の第1光源から出射される光束を用いて保護基板厚t1の第1情報記録媒体に対して情報の再生および/または記録を行ない、
波長λ2(λ1<λ2)の第2光源から出射される光束を用いて保護基板厚t2(t1≦t2)の第2情報記録媒体に対して情報の再生および/または記録を行ない、
波長λ3(λ2<λ3)の第3光源から出射される光束を用いて保護基板厚t3(t2<t3)の第3情報記録媒体に対して情報の再生および/または記録を行う光ピックアップ装置であって、
前記各光源が出射した光束を、前記各情報記録媒体の情報記録面に集光させるために、共通に用いられる対物光学素子と、
前記対物光学素子を、光軸と垂直なトラッキング方向に移動可能なトラッキング手段と、
前記第1ないし第3光源から前記対物光学素子に至る光路との間に配置され、光軸方向に移動可能であって、前記対物光学素子に入射する光束の発散角を変更する第1発散角変更素子と、
前記第1ないし第3光源から前記対物光学素子に至る光路との間に配置され、電気的信号の印加量に応じて球面収差を発生する収差補正手段とを備え、
再生および/または記録する対象の情報記録媒体に応じて、前記保護基板の厚さの差に応じて発生する球面収差を解消するように、前記第1発散角変更素子が光軸方向に移動し、
かつ、前記トラッキング手段が前記対物光学素子をトラッキングさせた際に生じるコマ収差を解消するように、前記収差補正手段に印加する電気的信号を変更することを特徴とする光ピックアップ装置。 - 前記収差補正手段が液晶によって構成されていることを特徴とする請求項20記載の光ピックアップ装置。
- 前記収差補正手段は、前記トラッキング方向に少なくとも2つの領域を有し、該領域毎に異なった収差補正が可能であることを特徴とする請求項20又は21記載の光ピックアップ装置。
- 前記対物光学素子と前記収差補正手段とが一体に構成されてなり、前記収差補正手段から出射される光束が、トラッキングによって生じるコマ収差と逆位相のコマ収差を有することを特徴とする請求項20ないし22の何れか一項に記載の光ピックアップ装置。
- 前記対物光学素子と前記収差補正手段とが別体に構成されてなり、前記収差補正手段から出射される光束は、補正過剰方向の球面収差を有することを特徴とする請求項20ないし22の何れか一項に記載の光ピックアップ装置。
- 波長λ1の第1光源から出射される光束を用いて保護基板厚t1の第1情報記録媒体に対して情報の再生および/または記録を行ない、
波長λ2(λ1<λ2)の第2光源から出射される光束を用いて保護基板厚t2(t1≦t2)の第2情報記録媒体に対して情報の再生および/または記録を行ない、
波長λ3(λ2<λ3)の第3光源から出射される光束を用いて保護基板厚t3(t2<t3)の第3情報記録媒体に対して情報の再生および/または記録を行う光ピックアップ装置であって、
前記光源側の第1素子、前記情報記録媒体側の第2素子の、2つの光学素子から構成され、該第1素子と該第2素子の相対位置を変化させることが可能であるとともに、前記各光源が出射した光束を、前記各情報記録媒体の情報記録面に集光させるために、共通に用いられる対物光学素子と、
前記対物光学素子を、光軸と垂直なトラッキング方向に移動可能なトラッキング手段と、
前記第1ないし第3光源から前記対物光学素子に至る光路との間に配置され、光軸方向に移動可能であって、前記対物光学素子に入射する光束の発散角を変更する発散角変更素子と、
再生および/または記録する対象の情報記録媒体に応じて、前記保護基板の厚さの差に応じて発生する球面収差を解消するように、前記発散角変更素子が光軸方向に移動し、
かつ、前記トラッキング手段が前記対物光学素子をトラッキングさせた際に生じるコマ収差を解消するように、前記第1素子と前記第2素子の相対位置が変化することを特徴とする光ピックアップ装置。 - 前記対物光学素子において、前記第1素子のみが移動可能であることを特徴とする請求項25記載の光ピックアップ装置。
- 前記対物光学素子において、前記第2素子のみが移動可能であることを特徴とする請求項25記載の光ピックアップ装置。
- 前記対物光学素子において、前記第1素子と前記第2素子の両方が移動可能であることを特徴とする請求項25記載の光ピックアップ装置。
- 前記対物光学素子において、前記第1素子と前記第2素子の光軸を前記トラッキング方向に移動せしめることが可能であることを特徴とする請求項25ないし28の何れか一項に記載の光ピックアップ装置。
- 前記対物光学素子において、前記第1素子と前記第2素子の光軸を傾けることが可能であることを特徴とする請求項25ないし29の何れか一項に記載の光ピックアップ装置。
- 前記第1発散角変更素子がカップリングレンズであることを特徴とする請求項20ないし30の何れか一項に記載の光ピックアップ装置。
- 前記カップリングレンズがコリメータであることを特徴とする請求項31記載の光ピックアップ装置。
- 前記第1発散角変更素子がビームエキスパンダーを構成する素子の1つであることを特徴とする請求項20ないし30の何れか一項に記載の光ピックアップ装置。
- 前記第1光源に対する前記対物光学素子の倍率m1、前記第2光源に対する前記対物光学素子の倍率m2、前記第3光源に対する前記対物光学素子の倍率m3のうち、少なくとも1つが0でないことを特徴とする請求項1ないし33の何れか一項に記載の光ピックアップ装置。
- 前記対物光学素子は、前記第1情報記録媒体の情報再生および/または記録に最適化されていることを特徴とする請求項1ないし34の何れか一項に記載の光ピックアップ装置。
- 前記対物光学素子は単玉であることを特徴とする請求項1ないし35の何れか一項に記載の光ピックアップ装置。
- 前記対物光学素子は、2枚玉であることを特徴とする請求項1ないし35の何れか一項に記載の光ピックアップ装置。
- 前記対物光学素子は、前記第1情報記録媒体の情報再生および/または記録と、前記第2情報記録媒体の情報再生および/または記録が可能であることを特徴とする請求項1ないし37の何れか一項に記載の光ピックアップ装置。
- 前記第1情報記録媒体と前記第2情報記録媒体の互換が波長選択回折素子によって達成されることを特徴とする請求項38記載の光ピックアップ装置。
- 前記第1情報記録媒体と前記第2情報記録媒体との互換が光束の波長毎に異なった次数の回折光を出射する回折素子によって達成されることを特徴とする請求項38記載の光ピックアップ装置。
- 前記第1情報記録媒体と前記第2情報記録媒体との互換が光束の波長毎に異なった位相差を付与する位相差付与構造によって達成されることを特徴とする請求項38記載の光ピックアップ装置。
- 波長λ1の第1光源から出射される光束を用いて保護基板厚t1の第1情報記録媒体に対して情報の再生および/または記録を行ない、
波長λ2(λ1<λ2)の第2光源から出射される光束を用いて保護基板厚t2(t1≦t2)の第2情報記録媒体に対して情報の再生および/または記録を行ない、
波長λ3(λ2<λ3)の第3光源から出射される光束を用いて保護基板厚t3(t2<t3)の第3情報記録媒体に対して情報の再生および/または記録を行う光ピックアップ装置であって、
前記光源側の第1素子、前記情報記録媒体側の第2素子の、2つの光学素子から構成され、かつ該2つの光学素子の光軸方向距離を変化せしめることが可能であるとともに、前記各光源が出射した光束を、前記各情報記録媒体の情報記録面に集光させるために、共通に用いられる対物光学素子と、
前記対物光学素子を、光軸と垂直なトラッキング方向に移動可能なトラッキング手段とを備え、
再生および/または記録する対象の情報記録媒体に応じて、前記保護基板の厚さの差に応じて発生する球面収差を解消するように、前記対物光学素子を構成する前記第1素子と前記第2素子との距離を変化させることを特徴とする光ピックアップ装置。 - 前記第1素子と前記第2素子との距離が、次の関係を満たすことを特徴とする請求項42記載の光ピックアップ装置。
D3 > D2 > D1
ただし、D1:前記第1情報記録媒体に対して情報の再生および/または記録を行う際の前記第1素子と前記第2素子との距離
D2:前記第2情報記録媒体に対して情報の再生および/または記録を行う際の前記第1素子と前記第2素子との距離
D3:前記第3情報記録媒体に対して情報の再生および/または記録を行う際の前記第1素子と前記第2素子との距離 - 前記第1素子が光軸方向に移動することを特徴とする請求項42又は43記載の光ピックアップ装置。
- 前記第2素子が光軸方向に移動することを特徴とする請求項42又は43記載の光ピックアップ装置。
- 前記第1素子および前記第2素子ともに光軸方向に移動することを特徴とする請求項42又は43記載の光ピックアップ装置。
- 前記第2素子が正レンズであることを特徴とする請求項42ないし46の何れか一項に記載の光ピックアップ装置。
- 前記第1素子が正レンズであることを特徴とする請求項42ないし47の何れか一項に記載の光ピックアップ装置。
- 前記第1素子が負レンズであることを特徴とする請求項42ないし47の何れか一項に記載の光ピックアップ装置。
- 前記第1光源に対する前記対物光学素子の倍率m1、前記第2光源に対する前記対物光学素子の倍率m2、前記第3光源に対する前記対物光学素子の倍率m3が共に等しいことを特徴とする請求項42ないし49の何れか一項に記載の光ピックアップ装置。
- m1=m2=m3=0であることを特徴とする請求項50記載の光ピックアップ装置。
- 前記対物光学素子に入射する光束が、前記第1光源および前記第2光源は無限平行光であり、前記第3光源は有限発散光であることを特徴とする請求項42ないし49の何れか一項に記載の光ピックアップ装置。
- 前記対物光学素子に入射する光束が、前記第1光源は無限平行光であり、前記第2光源および前記第3光源は有限発散光であることを特徴とする請求項42ないし49の何れか一項に記載の光ピックアップ装置。
- 前記対物光学素子に入射する光束が、前記第1光源は有限収束光であり、前記第3光源は有限発散光であることを特徴とする請求項42ないし49の何れか一項に記載の光ピックアップ装置。
- 前記第1ないし第3光源から前記対物光学素子に至る光路との間に配置され、前記各光源から出射される光束の発散角を所定の発散角に変更せしめて出射する発散角変更素子を備えることを特徴とする請求項42ないし54の何れか一項に記載の光ピックアップ装置。
- 前記第1光源ないし前記第3光源が、単一のパッケージに収納された光源ユニットであることを特徴とする請求項1ないし55の何れか一項に記載の光ピックアップ装置。
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