JP2005339621A - Aberration compensation element, optical pickup, and optical disk device - Google Patents
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本発明は、光ディスクを記録再生する際に光ディスクのカバーガラスにより発生する球面収差を補正する収差補正素子、この収差補正素子を搭載した光ピックアップ及びこの光ピックアップを用いた光ディスク装置に関する。 The present invention relates to an aberration correction element that corrects spherical aberration generated by a cover glass of an optical disk when the optical disk is recorded and reproduced, an optical pickup equipped with the aberration correction element, and an optical disk apparatus using the optical pickup.
近年、映像情報や音楽情報を記録再生するCDやDVDディスクが普及しているが、さらなる記録密度の向上及び大容量化の要求に応えるため、青色波長域の波長407nmのレーザ光を用いるブルーレイディスクが登場してきた。 In recent years, CDs and DVD discs for recording and reproducing video information and music information have become widespread, but in order to meet the demand for further improvement in recording density and capacity, Blu-ray discs that use laser light with a wavelength of 407 nm in the blue wavelength region Has appeared.
図4は上記のような各種ディスク型の記録メディア(以降、光記録媒体と称する)にレーザ光を集光し、それによる反射光を受光する光ピックアップの一部を示した概略図である。図示されないレーザ光源から出射されたレーザ光はコリメータレンズ1により平行光になり、それが1/4波長板2を通して円偏光されて対物レンズ3に入射され、この対物レンズ3により光記録媒体4に集光される。その際、光記録媒体4のカバーガラス41の厚みにより集光されるレーザ光に球面収差が発生する。特に光記録媒体4がブルーレイディスクの場合は、対物レンズ2のNAが大きく、また、レーザ光の波長が短いため、上記した球面収差が大きくなり、必ず補正しなければならない(例えば特許文献1)。それには、例えば図5に示すように対物レンズ3に入射される前の平行光を球面収差補正用の光学素子5に通すことにより行なうことができ、ピックアップの移動に伴い光学素子5は対物レンズ3と一体に移動する。
FIG. 4 is a schematic view showing a part of an optical pickup that collects laser light on the above-described various disk-type recording media (hereinafter referred to as optical recording media) and receives reflected light. Laser light emitted from a laser light source (not shown) is converted into parallel light by the
図6は従来の球面収差補正用の光学素子4と1/4波長板を一体にした収差補正素子50の構成を示した断面図である。ガラス板6、有機膜7、ガラス板8、液晶層9、ガラス板10、液晶層11、ガラス板12のサンドイッチ状に積層された構造を有している。ガラス板6とガラス板8により保持された有機膜7が1/4波長板として機能し、ガラス板8とガラス板10により保持された液晶層9が光記録媒体に照射されるレーザ光の球面収差を補正する機能を有し、ガラス板10とガラス板12により保持された液晶層11が光記録媒体から反射されたレーザ光(反射光)の球面収差を補正する機能を有している。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a configuration of an
従って、図6に示した収差補正素子50を対物レンズ3の手前に挿入し、光記録媒体4のカバーガラスの厚みに応じて液晶層9、11に印加する電圧を変えることにより球面収差補正量を変えてレーザ光の光記録媒体4のカバーガラスにより生じる球面収差をほぼゼロにすることができ、光記録媒体4の情報記録層に良好な形状のスポットを形成することができる。
しかしながら、従来の収差補正素子50は4枚のガラス板を有する積層構造を有しているため、素子に厚みがあり縦方向のスペースをとってしまう。特に対物レンズ3や他の光学素子と共にピックアップ内に組み込む場合、縦方向のスペース制約が厳しく、このままでは収差補正素子50の厚みがありすぎるため、図5のような位置に収差補正素子50を挿入する場合、ピックアップの縦方向の規格スペース内に光学系が収まり切らなくなるという問題がある。なお、収差補正素子50を構成するガラス板の厚みを薄くすることも考えられるが、ガラス板を薄くすると光の波面が荒れるため、球面収差のコントロールが厳しくなり、安易にガラス板を薄くして収差補正素子50の厚みを薄くすることはできない。
However, since the conventional
本発明は前記事情に鑑み案出されたものであって、本発明の目的は、厚みが薄く小型でピックアップ内に容易に組み込むことができる収差補正素子、この収差補正素子を組み込んだ光ピックアップ及びこの光ピックアップを搭載した光ディスク装置を提供することにある。 The present invention has been devised in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an aberration correction element that is thin and small and can be easily incorporated into a pickup, an optical pickup incorporating the aberration correction element, and An object of the present invention is to provide an optical disc apparatus equipped with this optical pickup.
本発明は上記目的を達成するため、波長板機能を有する第1層と、球面収差補正機能を有する第2層と、ガラス板とを順番に積層して成ることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention is characterized in that a first layer having a wavelength plate function, a second layer having a spherical aberration correction function, and a glass plate are sequentially laminated.
また、本発明は、波長板機能を有する第1層と、球面収差補正機能を有する第2層と、第1のガラス板と、球面収差補正機能を有する第3層と、第2のガラス板とを順番に積層して成ることを特徴とする。 The present invention also provides a first layer having a wavelength plate function, a second layer having a spherical aberration correction function, a first glass plate, a third layer having a spherical aberration correction function, and a second glass plate. And are laminated in order.
また、本発明は、光記録媒体にレーザ光を対物レンズにより集光すると共に、その光記録媒体からの反射光を前記対物レンズを通して受光する光ピックアップであって、前記対物レンズの前記レーザ光の光源側に近接して前記光記録媒体のカバーガラスに起因する前記レーザ光及び反射光の球面収差を補正すると同時に前記レーザ光及び反射光を偏光する収差補正素子を配置し、前記収差補正素子は、波長板機能を有する水晶板と、光記録媒体を照射するレーザ光の球面収差補正機能を有する第1の液晶層と、第1のガラス板と、光記録媒体からの反射光の球面収差補正機能を有する第2の液晶層と、第2のガラス板とを順番に積層して成ることを特徴とする。 The present invention also provides an optical pickup for condensing laser light on an optical recording medium by an objective lens and receiving reflected light from the optical recording medium through the objective lens, wherein the laser light of the objective lens An aberration correction element that polarizes the laser light and the reflected light at the same time as correcting the spherical aberration of the laser light and the reflected light caused by the cover glass of the optical recording medium in the vicinity of the light source side is disposed. A quartz plate having a wavelength plate function, a first liquid crystal layer having a function of correcting spherical aberration of laser light for irradiating the optical recording medium, a first glass plate, and correcting spherical aberration of reflected light from the optical recording medium A second liquid crystal layer having a function and a second glass plate are sequentially laminated.
また、本発明は、光ピックアップよりレーザ光を光記録媒体に集光すると共に、その光記録媒体からの反射光を前記光ピックアップにより受光してデータを記録再生する光ディスク装置であって、前記光ピックアップは前記光記録媒体のカバーガラスに起因する前記レーザ光及び反射光の球面収差を補正すると同時に前記レーザ光及び反射光を偏光する収差補正素子をその光学系に有し、且つ、前記収差補正素子は、波長板機能を有する水晶板と、球面収差補正機能を有する第1の液晶層と、第1のガラス板と、球面収差補正機能を有する第2の液晶層と、第2のガラス板とを順番に積層して成ることを特徴とする。 The present invention also provides an optical disc apparatus that records and reproduces data by condensing laser light from an optical pickup onto an optical recording medium and receiving reflected light from the optical recording medium by the optical pickup. The pickup corrects the spherical aberration of the laser light and reflected light caused by the cover glass of the optical recording medium, and has an aberration correction element for polarizing the laser light and reflected light in the optical system, and the aberration correction. The element includes a quartz plate having a wavelength plate function, a first liquid crystal layer having a spherical aberration correction function, a first glass plate, a second liquid crystal layer having a spherical aberration correction function, and a second glass plate. And are laminated in order.
このように本発明では、波長板機能と収差補正機能を有する収差補正素子を構成するに当たって、波長板機能と液晶層の保持機能を兼用とした水晶板を用いて構成することにより、従来必要であったガラス板1枚を省略することができるため、その分、収差補正素子の厚みを薄くし且つ軽量化することができる。従って、上記の収差補正素子を高さ制約が厳しい光ディスク装置に搭載されるピックアップの光学系に容易に組み込むことができ、このピックアップを用いた光ディスク装置では光記録媒体に対する円滑なアクセスを阻害することなく、光記録媒体のカバーガラスに起因する球面収差を補正して良好な形状のスポットを情報記録層に形成することができ、それ故、データの記録再生を高品質で行うことができる。 As described above, in the present invention, in configuring an aberration correction element having a wave plate function and an aberration correction function, it is conventionally necessary to use a quartz plate that combines the wave plate function and the liquid crystal layer holding function. Since one existing glass plate can be omitted, the thickness of the aberration correction element can be made thinner and lighter accordingly. Therefore, the above-described aberration correction element can be easily incorporated into an optical system of a pickup mounted on an optical disc apparatus with severe height restrictions, and the optical disc apparatus using this pickup impedes smooth access to an optical recording medium. In addition, the spherical aberration caused by the cover glass of the optical recording medium can be corrected to form a well-shaped spot on the information recording layer, and therefore data can be recorded and reproduced with high quality.
本発明によれば、収差補正素子を波長板機能と液晶層の保持機能を兼用とした水晶板を用いることにより従来必要であったガラス板1枚を省略することができるため、収差補正素子の厚みを薄くすることができ、高さ制約が厳しいピックアップ内に容易に組み込むことができる。 According to the present invention, since the aberration correction element is a quartz plate that has both the wavelength plate function and the liquid crystal layer holding function, it is possible to omit one conventionally required glass plate. The thickness can be reduced, and it can be easily incorporated into a pickup with severe height constraints.
厚みが薄く小型でピックアップ内に容易に組み込むことができる収差補正素子を製造する目的を、収差補正素子を波長板機能と液晶層の保持機能を兼用とした水晶板を積層して用いることにより従来必要であったガラス板1枚を省略することによって実現した。 For the purpose of manufacturing an aberration correction element that is thin and small and can be easily incorporated into a pickup, the aberration correction element is conventionally used by laminating a crystal plate that has both a wavelength plate function and a liquid crystal layer holding function. This was realized by omitting one glass plate which was necessary.
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る収差補正素子の構成を示した断面図である。本実施の形態の収差補正素子60は、水晶板21、液晶層22、ガラス板23、液晶層24、ガラス板25が積層されて構成されている。 FIG. 1 is a cross-sectional view showing the configuration of an aberration correction element according to the first embodiment of the present invention. The aberration correction element 60 of the present embodiment is configured by laminating a crystal plate 21, a liquid crystal layer 22, a glass plate 23, a liquid crystal layer 24, and a glass plate 25.
収差補正素子60の水晶板21は1/4波長板として機能し、液晶層22は球面収差補正機能(光記録媒体を照射するレーザ光用)を有し、液晶層24は球面収差補正機能(光記録媒体からの反射光用)を有している。 The crystal plate 21 of the aberration correction element 60 functions as a quarter-wave plate, the liquid crystal layer 22 has a spherical aberration correction function (for laser light that irradiates an optical recording medium), and the liquid crystal layer 24 has a spherical aberration correction function ( For reflected light from an optical recording medium).
本実施の形態によれば、水晶板21を用いて1/4波長板として機能させると共に、液晶層22の保持材として機能させているため、従来に比べて1枚分のガラス板を省略することができ、その分、収差補正素子60の厚みを薄くして小型軽量化することができる。因みに、収差補正素子60の厚みはガラス板の厚みでほぼ決まるため、従来に比べてほぼ3/4ほどの厚みとなる。これにより、収差補正素子60は高さ制約が厳しいピックアップの光学系に容易に組み込むことができる。 According to the present embodiment, the quartz plate 21 is used as a ¼ wavelength plate and also functions as a holding material for the liquid crystal layer 22, so that one glass plate is omitted compared to the conventional case. Accordingly, the thickness of the aberration correction element 60 can be reduced and the size and weight can be reduced accordingly. Incidentally, since the thickness of the aberration correction element 60 is substantially determined by the thickness of the glass plate, the thickness is about 3/4 of that of the conventional one. As a result, the aberration correction element 60 can be easily incorporated into an optical system of a pickup having severe height restrictions.
図2は、本発明の第2の実施の形態に係る光ピックアップの構成を示したブロック図である。光ピックアップは光ディスク装置(図3参照)で用いられるもので、青色波長域の光源である半導体レーザ101、コリメートレンズl02、偏光ビームスプリッタ103、偏向プリズムl04、第1の実施の形態で示した収差補正素子60、対物レンズl06、検出レンズl08、光束分割手段l09、受光素子ll0を有して構成されている。
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the optical pickup according to the second embodiment of the present invention. The optical pickup is used in an optical disk device (see FIG. 3), and includes the semiconductor laser 101, which is a light source in the blue wavelength region, the
次に本実施の形態の動作について説明する。波長407nmの半導体レーザ10lから出射した直線偏光の発散光は、コリメートレンズ102で略平行光とされ、偏光ビームスプリッタl03を透過し、偏向プリズム104で光路を90度偏向され、収差補正素子60を通過することにより円偏光とされると共にディスク型の光記録媒体l07のカバーガラスにより発生する球面収差が補正されて対物レンズ106に入射し、光記録媒体l07上に微小スポットとして集光される。このスポットにより、情報の再生、記録あるいは消去が行われる。その際、収差補正素子60により光記録媒体l07のカバーガラスにより発生する球面収差が補正されるため上記スポットは形状良好に形成される。
Next, the operation of the present embodiment will be described. The linearly polarized divergent light emitted from the semiconductor laser 10l having a wavelength of 407 nm is converted into substantially parallel light by the
光記録媒体107から反射した光は、往路とは反対回りの円偏光となり、対物レンズ106により再び略平行光とされて収差補正素子60を通過することにより、往路と直交した直線偏光になると共に、ディスク型の光記録媒体l07のカバーガラスにより発生する球面収差が補正されて偏光ビームスプリッタ103に入射するが、ここで反射され、集光レンズl08で収束光とされ、光束分割手段l09により複数の光路に偏向分割され受光素子110に至る。受光素子ll0からは、収差信号、情報信号、サーボ信号が検出される。 The light reflected from the optical recording medium 107 becomes circularly polarized light in the opposite direction to the outward path, and is converted into substantially parallel light again by the objective lens 106 and passes through the aberration correction element 60, thereby becoming linearly polarized light orthogonal to the forward path. The spherical aberration generated by the cover glass of the disk-type optical recording medium 1007 is corrected and is incident on the polarization beam splitter 103, but is reflected here, and is converged by the converging lens 1008, and a plurality of light beams are split by the light beam splitting means 109. The light is deflected and divided to the light receiving element 110. An aberration signal, an information signal, and a servo signal are detected from the light receiving element ll0.
本実施の形態によれば、第1の実施の形態で説明した厚みの薄い小型の収差補正素子60を用いることにより、ピックアップの縦方向(図2の縦方向に一致)の寸法制約があっても収差補正素子2を容易に且つ最適な位置にピックアップ内に組み込むことができる。収差補正素子2は小型で軽量であるため、ピックアップが重くなることはなく光記録媒体107上の記録再生位置に追従して円滑な移動を行うことができる。
According to the present embodiment, there is a dimensional restriction in the vertical direction of the pickup (corresponding to the vertical direction in FIG. 2) by using the small-sized thin aberration correction element 60 described in the first embodiment. In addition, the
図3は、本発明の第3の実施の形態に係る光ディスク装置の要部の構成を示したブロック図である。光ディスク装置は、DVD±R/RWやCD−R/RW、またはブルーレイディスクのようなディスク型の光記録媒体202に対して光ピックアップ204によりアクセスし、データを記録再生するものであり、光記録媒体202を回転駆動する駆動手段としてのスピンドルモータ203と、光記録媒体202に対してデータの読み書きを行う光ピックアップ204と、この光ピックアップ204を光記録媒体202の半径方向に移動する駆動手段としての送りモータ205と、装置全体の制御などを行うシステムコントローラ207と、プリアンプ220から出力信号に基づく復調及び誤り訂正処理等の所定の処理を行う信号処理部208と、スピンドルモータ203及び送りモータ205を制御するサーボ制御部209と、光ピックアップ204から出力される各種の信号に基づいてフォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号、RF信号などを生成するプリアンプ220と、信号処理部208と外部コンピュータ230を接続するインターフェース211と、光ピックアップ204内のレーザ光源(図2の半導体レーザ101に対応)を駆動するレーザ制御部221と、光記録媒体202に記録された信号を再生信号として受け取ると共に、データを信号処理部208により変調してレーザ制御部221に出力して光ピックアップ204内のレーザ光源を駆動する外部コンピュータ230と、信号処理部208からの信号をD/A変換し或いは、オーディオ・ビジュアル処理部213からの信号をA/D変換するD/A、A/Dコンバータ212と、記録又は再生オーディオ・ビデオ信号を処理するオーディオ・ビジュアル処理部213を有して構成される。ここで、光ピックアップ204は図2に示した第2の実施の形態と同様の構成を有している。
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a main part of an optical disc apparatus according to the third embodiment of the present invention. The optical disc apparatus accesses a disc type optical recording medium 202 such as DVD ± R / RW, CD-R / RW, or Blu-ray disc by an
上記光ピックアップ204には、例えば光記録媒体202上の所定の記録トラックまで移動させるための送りモータ205が接続されている。スピンドルモータ203の制御、送りモータ205の制御、光ピックアップ204の対物レンズを保持する二軸アクチュエータのフォーカシング方向及びトラッキング方向の制御は、それぞれサーボ制御部209がプリアンプ220から入力されるフォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号に基づいて行われる。また、レーザ制御部221は、光ピックアップ204内のレーザ光源101を制御するものであり、レーザ光源101の出力パワーを記録モード時と再生モード時で可変制御する。
For example, a
本実施の形態によれば、光ピックアップ204には収差補正素子60が搭載されているため、光記録媒体202のカバーガラスの厚みに応じて球面収差が補正されることにより、光記録媒体202の種類によらず常に良好なスポットを光記録媒体202の情報記録層に形成することができる。それ故、精度の高いサーボを行うことができると共に品質の良いデータの記録再生を行うことができる。また、その際に、収差補正素子60は軽量なためこれを搭載しても光ピックアップ204の動きを阻害する要因にはならず光記録媒体202の目標アドレス部に円滑なアクセスを行うことができる。
According to the present embodiment, since the aberration correction element 60 is mounted on the
尚、本発明は上記実施の形態に限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲において、具体的な構成、機能、作用、効果において、他の種々の形態によっても実施することができる。例えば上記第1の実施の形態では、行きのレーザ光と戻りのレーザ光(反射光)に対してそれぞれ球面収差を補正するために、液晶層を2層備えた構成のものを示したが、一方向のみのレーザ光に対して偏光と球面収差補正を行えば良いのであれば、収差補正素子を水晶板21、液晶層22、ガラス板23を積層して構成すれば良く、この場合も従来に比べてガラス板1枚分が省略され、厚みを薄くすることができる。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment, In the range which does not deviate from the summary, it can implement also with another various form in a concrete structure, a function, an effect | action, and an effect. For example, in the first embodiment described above, a configuration in which two liquid crystal layers are provided to correct spherical aberration for each of the outgoing laser beam and the returning laser beam (reflected light) has been shown. If it is sufficient to correct polarization and spherical aberration with respect to laser light in only one direction, the aberration correction element may be formed by laminating the crystal plate 21, the liquid crystal layer 22, and the glass plate 23. As compared with the above, one glass plate is omitted, and the thickness can be reduced.
また、上記実施の形態では波長板機能を有する部材として水晶板を用いたが、波長板機能を有するものであれば他の部材でも良い。同様に収差補正機能を有する部材として液晶を用いたが、収差補正機能を有するものであれば他の部材でも良い。更に、液晶を保持するガラス板も、透過性で液晶を保持できるものであれば他の部材でも良い。 In the above embodiment, a quartz plate is used as a member having a wave plate function, but other members may be used as long as they have a wave plate function. Similarly, liquid crystal is used as a member having an aberration correction function, but other members may be used as long as they have an aberration correction function. Further, the glass plate holding the liquid crystal may be another member as long as it is transparent and can hold the liquid crystal.
21……水晶板、22、24……液晶層、23、25…ガラス板、60……収差補正素子60、101……半導体レーザ、102……コリメートレンズ、l03……偏光ビームスプリッタ、104……偏向プリズム、l06……対物レンズ、l08……検出レンズ、l09……光束分割手段、110……受光素子、202……光ディスク、203……スピンドルモータ、204……光ピックアップ、205……送りモータ、207……システムコントローラ、208……信号処理部、209……サーボ制御部、211……インターフェース、220……プリアンプ、221……レーザ制御部、230……外部コンピュータ。
21 ... Quartz plate, 22, 24 ... Liquid crystal layer, 23, 25 ... Glass plate, 60 ... Aberration correction element 60, 101 ... Semiconductor laser, 102 ... Collimate lens, 103 ... Polarized beam splitter, 104 ... Deflection prism, l06 ... objective lens, l08 ... detection lens, l09 ... beam splitting means, 110 ... light receiving element, 202 ... optical disc, 203 ... spindle motor, 204 ... optical pickup, 205 ... feed
Claims (7)
球面収差補正機能を有する第2層と、
光透過性の保持部材と、
を順番に積層して成ることを特徴とする収差補正素子。 A first layer having a wave plate function;
A second layer having a spherical aberration correction function;
A light transmissive holding member;
Aberration correction element characterized by being stacked in order.
球面収差補正機能を有する第2層と、
光透過性の第1保持部材と、
球面収差補正機能を有する第3層と、
光透過性の第2保持部材と、
を順番に積層して成ることを特徴とする収差補正素子。 A first layer having a wave plate function;
A second layer having a spherical aberration correction function;
A light transmissive first holding member;
A third layer having a spherical aberration correction function;
A light transmissive second holding member;
Aberration correction element characterized by being stacked in order.
前記対物レンズの前記レーザ光の光源側に近接して前記光記録媒体のカバーガラスに起因する前記レーザ光及び反射光の球面収差を補正すると同時に前記レーザ光及び反射光を偏光する収差補正素子を配置し、
前記収差補正素子は、波長板機能を有する水晶板と、球面収差補正機能を有する第1の液晶層と、第1のガラス板と、球面収差補正機能を有する第2の液晶層と、第2のガラス板とを順番に積層して成ることを特徴とする光ピックアップ。 An optical pickup that focuses laser light on an optical recording medium with an objective lens and receives reflected light from the optical recording medium through the objective lens,
An aberration correction element that corrects spherical aberration of the laser light and reflected light caused by the cover glass of the optical recording medium close to the light source side of the laser light of the objective lens and simultaneously polarizes the laser light and reflected light. Place and
The aberration correction element includes a quartz plate having a wavelength plate function, a first liquid crystal layer having a spherical aberration correction function, a first glass plate, a second liquid crystal layer having a spherical aberration correction function, and a second liquid crystal layer. An optical pickup comprising a plurality of glass plates laminated in order.
前記光ピックアップは前記光記録媒体のカバーガラスに起因する前記レーザ光及び反射光の球面収差を補正すると同時に前記レーザ光及び反射光を偏光する収差補正素子をその光学系に有し、
且つ、前記収差補正素子は、波長板機能を有する水晶板と、球面収差補正機能を有する第1の液晶層と、第1のガラス板と、球面収差補正機能を有する第2の液晶層と、第2のガラス板とを順番に積層して成ることを特徴とする光ディスク装置。 An optical disc apparatus for condensing laser light on an optical recording medium from an optical pickup, receiving reflected light from the optical recording medium by the optical pickup, and recording and reproducing data,
The optical pickup has, in its optical system, an aberration correction element that polarizes the laser light and reflected light simultaneously with correcting the spherical aberration of the laser light and reflected light caused by the cover glass of the optical recording medium,
The aberration correction element includes a quartz plate having a wavelength plate function, a first liquid crystal layer having a spherical aberration correction function, a first glass plate, and a second liquid crystal layer having a spherical aberration correction function, An optical disc apparatus comprising: a second glass plate laminated in order.
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