JP2006053953A - Optical head and recording apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数のレーザ光を光記録媒体に照射することにより情報信号を記録するための光学ヘッド並びに記録装置に関する。 The present invention relates to an optical head and a recording apparatus for recording an information signal by irradiating an optical recording medium with a plurality of laser beams.
従来、光記録媒体として、CD(Compact Disc)と呼ばれる再生専用の光ディスクや、CD−R(Compact Disc-Recordable)と呼ばれる追記型の光ディスク等が実用化されている。これら光ディスクは、量産性に優れ、製造コストを安価に抑えられること、情報の再生或いは情報の記録を比較的安定に行うことができること等から、広く普及するに至っている。 Conventionally, as an optical recording medium, a reproduction-only optical disk called CD (Compact Disc), a write-once optical disk called CD-R (Compact Disc-Recordable), and the like have been put into practical use. These optical discs are widely used because they are excellent in mass productivity, can be manufactured at low cost, and can reproduce information or record information relatively stably.
ところで、このような光ディスクにおいては、近年、記録容量の増大化が盛んに行われている。このような中、外径寸法をCDと同じとしながら記録容量を飛躍的に増大させ、現行テレビジョン放送並みの画質で映画1本分のデータを収めることを可能にしたDVD(Digital Versatile Disc/Digital Video Disc)が開発され、実用化されるに至っている。このDVDでは、記録密度を高めて記録容量の増大化を実現するために、CD等に使用するレーザよりも波長の短いレーザを用いて情報の記録再生が行われる。 By the way, in such an optical disk, the recording capacity has been increased in recent years. Under such circumstances, the DVD (Digital Versatile Disc / DVD) that can dramatically increase the recording capacity while maintaining the same outer diameter as a CD and can store data for one movie with the same image quality as the current television broadcast. Digital Video Disc) has been developed and put to practical use. In this DVD, in order to increase the recording density and increase the recording capacity, information is recorded and reproduced using a laser having a shorter wavelength than that of a laser used for a CD or the like.
そして、光ディスクを記録媒体として用いる光記録再生装置においても、このDVDに対して情報の記録再生を行うことができると共に、CDやCD−Rに対しても情報の記録再生を行うことができる、いわゆる互換性を有する光学ヘッドを備えたものも開発されるに至っている。このCDやCD−RとDVDとの双方に対応可能な光学ヘッドにおいては、ヘッド全体の小型化や製造コストの低減を図るためには、CDやCD−R用の光学系とDVD用の光学系とができるだけ共通化されていることが望ましい。 An optical recording / reproducing apparatus that uses an optical disc as a recording medium can record and reproduce information on the DVD, and can record and reproduce information on a CD and CD-R. An optical head having a so-called interchangeable optical head has been developed. In an optical head compatible with both CDs, CD-Rs, and DVDs, an optical system for CDs and CD-Rs and an optical for DVDs are used in order to reduce the size of the entire head and reduce manufacturing costs. It is desirable to make the system as common as possible.
さらにこのような光学ヘッドにおいては、青色レーザ対応の光ディスクに対しても互換性を持たせた構成が近年において提案されている。この青色レーザ対応の光ディスクにおいては、波長405nmの青色レーザ光を利用することにより、微小スポットを情報記録面上に形成させることができ、ひいては記録密度を向上させることが可能となる。 In addition, in such an optical head, a configuration that is compatible with a blue laser compatible optical disc has been proposed in recent years. In this blue laser compatible optical disk, by using blue laser light having a wavelength of 405 nm, a minute spot can be formed on the information recording surface, and as a result, the recording density can be improved.
このようなCDやDVD、青色レーザに対応した光ディスクの記録再生を行う光記録再生装置においては、照射されたレーザ光により光ディスクに生じた反射率変化を対物レンズで非接触で読み取る。光ディスクに照射するレーザ光の波長をλとし、対物レンズの開口数をNAとしたとき、光ディスク上に形成される光スポットの大きさは、λ/NAで与えられ、解像度もこの値に比例することになる。 In such an optical recording / reproducing apparatus for recording / reproducing an optical disc corresponding to a CD, a DVD, and a blue laser, the reflectance change generated on the optical disc by the irradiated laser light is read by the objective lens in a non-contact manner. Assuming that the wavelength of the laser light applied to the optical disk is λ and the numerical aperture of the objective lens is NA, the size of the light spot formed on the optical disk is given by λ / NA, and the resolution is also proportional to this value. It will be.
ちなみに、光ディスク上に対する情報信号の記録再生速度(転送レート)は、ディスクの回転数に比例するが、かかる光ディスク上に照射する光スポットの本数を増やした場合には、かかる転送レートをより高くすることも可能となる。例えば、非特許文献1においては、図11に示すように、マルチビームLD(Laser Diode)81から発光された8本の光束をレンズ82により平行光とした後、像回転プリズム(Doveプリズム)83を通過させ、反射ミラー84により伝搬方向を90°変更され、さらに対物レンズ85により光ディスク87上に集光させるディスク装置8が示されている。このディスク装置8では、それぞれの光束における光ディスク87からの戻り光を独立の光検出器により検出することにより、同時に複数トラックの情報を再生することが可能となる。
Incidentally, the recording / reproducing speed (transfer rate) of the information signal on the optical disc is proportional to the number of rotations of the disc. However, when the number of light spots irradiated on the optical disc is increased, the transfer rate is increased. It is also possible. For example, in
また非特許文献2においては、図12に示すように、半導体レーザ91から出射された光束を回折格子92により複数に分離し、これをビームスプリッタ93を通過させるとともに、コリメータレンズ94で平行光にし、対物レンズ95により光ディスク98上へ集光させるディスク装置9が提案されている。このディスク装置9においては、ディスク98に照射された光束の戻り光をそれぞれに対応した独立の検出部96aを持つ検出器96により検出することにより、同時に複数トラックの情報を再生することが可能となる。
In
これらディスク装置では、挿入される光ディスクの違いによるトラック間隔の微妙な変化、ディスク上の半径位置、光学系のズレ等により、ディスク上に形成させる光スポットを全てトラック中心に位置させることができない場合がある。このためディスク装置8では、像回転プリズム83を回転させることにより、ディスク上に形成させる複数のスポットにつき、それぞれトラック中心に位置するように配列角度を変化させる。また、ディスク装置9においても、回折格子92を回転させることにより、同様の調整を行うことが可能となる。
In these disc devices, the light spot formed on the disc cannot be located at the center of the track due to subtle changes in the track interval due to the difference in the inserted optical disc, the radial position on the disc, the optical system misalignment, etc. There is. For this reason, in the
上述した従来のディスク装置においては、像回転プリズム83や回折格子92を回転させることにより、ディスク上に形成させる光スポットの位置を調整することはできるが、レーザ光のビーム成形を行うことができない。特に上述したレーザ光を出射する半導体レーザの発散光分布は楕円状になるため、これを円形に成形するための光学部品を搭載する必要があるところ、製造工程が増加するために余計な労力の負担が強いられることになり、ひいてはコストの低減を図ることができないという問題点がある。
In the conventional disk device described above, the position of the light spot formed on the disk can be adjusted by rotating the
そこで、本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、ディスク上に形成させる光スポットの位置を容易に調整するとともに半導体レーザの発散光分布の補正を同時に行うことが可能なディスク装置及び方法を提供することにある。 Accordingly, the present invention has been devised in view of the above-described problems, and the object of the present invention is to easily adjust the position of the light spot formed on the disk and to adjust the divergent light distribution of the semiconductor laser. It is an object of the present invention to provide a disk device and method capable of performing correction simultaneously.
本発明に係る光学ヘッドは、上述した課題を解決するために、複数のレーザ光をそれぞれ出射する複数の光源が設けられてなる光出射手段と、光出射手段により出射された各レーザ光を集光して光記録媒体へ照射する対物レンズと、対物レンズにより各レーザ光が照射された光記録媒体からの戻り光を受光する受光手段と、光出射手段により出射された各レーザ光を対物レンズへ導くとともに、光記録媒体からの戻り光を受光手段へ導く光分離手段と、光分離手段から対物レンズに至るまでの光路上に配設され、各レーザ光のビーム形状を成形するアナモルフィックプリズムと、受光手段により受光された戻り光の光量に応じてアナモルフィックプリズムを回転させる回転制御手段を備える。 In order to solve the above-described problems, an optical head according to the present invention collects a light emitting unit provided with a plurality of light sources that respectively emit a plurality of laser beams and a laser beam emitted by the light emitting unit. An objective lens that emits light to irradiate the optical recording medium, a light receiving unit that receives return light from the optical recording medium irradiated with each laser beam by the objective lens, and an objective lens that receives each laser beam emitted from the light emitting unit Anamorphic which is arranged on the optical path from the light separating means to the objective lens, and shapes the beam shape of each laser light. A prism and rotation control means for rotating the anamorphic prism in accordance with the amount of return light received by the light receiving means are provided.
本発明に係る記録装置は、上述した課題を解決するために、光記録媒体に情報信号を記録する記録装置において、光記録媒体を回転駆動させる駆動手段と、駆動手段によって回転駆動される光記録媒体に対して情報信号としてのレーザ光を照射するとともに、光記録媒体からの戻り光を検出する光学ヘッドとを備え、光学ヘッドは、複数のレーザ光をそれぞれ出射する複数の光源が設けられてなる光出射手段と、光出射手段により出射された各レーザ光を集光して光記録媒体へ照射する対物レンズと、対物レンズにより各レーザ光が照射された光記録媒体からの戻り光を受光する受光手段と、光出射手段により出射された各レーザ光を対物レンズへ導くとともに、光記録媒体からの戻り光を受光手段へ導く光分離手段と、光分離手段から対物レンズに至るまでの光路上に配設され、各レーザ光のビーム形状を成形するアナモルフィックプリズムと、受光手段により受光された戻り光の光量に応じてアナモルフィックプリズムを回転させる回転制御手段を有する。 In order to solve the above-described problems, a recording apparatus according to the present invention is a recording apparatus that records an information signal on an optical recording medium, and a driving unit that rotates the optical recording medium, and an optical recording that is rotationally driven by the driving unit. An optical head that irradiates the medium with laser light as an information signal and detects return light from the optical recording medium, and the optical head includes a plurality of light sources that respectively emit a plurality of laser lights. A light emitting means, an objective lens for condensing each laser light emitted by the light emitting means and irradiating the optical recording medium, and a return light from the optical recording medium irradiated with each laser light by the objective lens. A light receiving means for guiding the laser light emitted from the light emitting means to the objective lens, a light separating means for guiding the return light from the optical recording medium to the light receiving means, and an object from the light separating means to the objective lens. An anamorphic prism which is arranged on the optical path leading to the laser beam and shapes the beam shape of each laser beam, and a rotation control means which rotates the anamorphic prism according to the amount of return light received by the light receiving means Have
本発明では、光分離手段から対物レンズに至るまでの光路上にアナモルフィックプリズムを配設し、光記録媒体の信号記録面からの戻り光の光量に応じてアナモルフィックプリズムを回転させる。これにより、光記録媒体上に形成させるレーザ光のスポットの位置を調整することができ、またこれと同時にレーザ光の発散光分布を円形に成形することができる。即ち、一つのアナモルフィックプリズムにより、スポット位置の調節と、ビーム成形とを実現することができることから、余計な光学部品の搭載が不必要になるところ、製造工程を簡略化させることができ、労力の負担を軽減させることが可能となる。また製造コストの低減をも図ることが可能となる。 In the present invention, an anamorphic prism is disposed on the optical path from the light separating means to the objective lens, and the anamorphic prism is rotated in accordance with the amount of return light from the signal recording surface of the optical recording medium. Thereby, the position of the spot of the laser beam formed on the optical recording medium can be adjusted, and at the same time, the divergent light distribution of the laser beam can be shaped into a circle. In other words, it is possible to realize spot position adjustment and beam shaping with one anamorphic prism, so that it is not necessary to mount extra optical components, but the manufacturing process can be simplified. It becomes possible to reduce the burden of labor. It is also possible to reduce the manufacturing cost.
特に本発明においては、アナモルフィックプリズムを光分離手段から対物レンズに至るまでの光路上に配設することにより、アナモルフィックプリズムを回転させた場合においても受光素子上のスポット位置が変化することがなくなるという利点もある。 In particular, in the present invention, the spot position on the light receiving element changes even when the anamorphic prism is rotated by disposing the anamorphic prism on the optical path from the light separating means to the objective lens. There is also an advantage that nothing is lost.
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
本発明は、図1に示すような光学ヘッドに適用される。この光学ヘッド1は、複数の半導体レーザ31を支持するホルダ43と、この半導体レーザ31から出射されたレーザ光を平行光にするコリメータレンズ44と、コリメータレンズ44から出射されたレーザ光の光路中に配されたビームスプリッタ45と、このビームスプリッタ45を透過したレーザ光の光路中に配されたアナモルフィックプリズム46と、このアナモルフィックプリズム46を通過したレーザ光を光ディスク2の信号記録面2a上に集光する対物レンズ48と、光ディスク2の信号記録面2aから反射して戻ってきた戻り光を集光させる集光レンズ49並びにシリンダーレンズ50と、このシリンダーレンズ50を通過した戻り光を受光する受光素子51とを備えている。
The present invention is applied to an optical head as shown in FIG. The
またこの光学ヘッド1は、受光素子51により受光した戻り光の光量に基づき所定の演算を行う演算器61と、演算器61にそれぞれ接続されてなる第1のドライバ62,第2のドライバ63,第3のドライバ64と、第1のドライバ62,第2のドライバ63に接続されてなり、上記対物レンズ48が装着される2軸アクチュエータ65と、アナモルフィックプリズムが装着される回転アクチュエータ66とを備えている。
In addition, the
この光学ヘッド1は、図示しないスピンドルモータの駆動により回転操作される光ディスク2の信号記録面2a上に光ビームを照射し、光ディスク2の信号記録面2aにて反射した戻り光の光量を検出して演算器61へ出力する。この際、光学ヘッド1は、回転操作される光ディスク2の種類によって、その光ディスク2に最適な波長の光ビームを出射する。
The
例えば、回転駆動される光ディスク2がCD−Rであれば、光学ヘッド1は、波長が約780nmの光ビームを出射し、回転駆動される光ディスク2がDVDであれば、波長が約650nmの光ビームを出射し、さらに回転駆動される光ディスク2が青色レーザ対応である場合には、波長が約405nmの光ビームを出射する。
For example, if the
演算器61は、検出された戻り光の光量に基づいて、フォーカスエラー信号FEを生成してこれを第1のドライバ62へ送信するとともに、トラッキングエラー信号TEを生成し、これを第2のドライバ63へ送信する。
The
第1のドライバ62は、演算器61から送信されたフォーカスエラー信号FEに基づいて2軸アクチュエータを制御することにより、対物レンズ48を光ディスク2に近接離間する方向へ移動操作する。
The first driver 62 controls the biaxial actuator based on the focus error signal FE transmitted from the
第2のドライバ63は、演算器61から送信されたトラッキングエラー信号TEに基づいて2軸アクチュエータを制御することにより、対物レンズ48を光ディスク2の径方向の2軸方向へ移動操作する。これにより光学ヘッド1が光ディスク2の所定の記録トラック上に位置するように動作されることになる。
The
ホルダ43には、複数のレーザ光を出射する半導体レーザ31が取り付けられている。この半導体レーザ31は、半導体の再結合発光を利用した発光素子であり、光ディスク2がCD−Rである場合、この光ディスク2に対応した波長約780nmである複数のレーザ光を出射する複数のCD用チップが取り付けられ、光ディスク2がDVDである場合に、この光ディスク2に対応した波長約650nmである複数のレーザ光を同時に出射するDVD用チップが取り付けられることになる。さらに光ディスク2が青色レーザ対応である場合に、この光ディスク2に対応した波長約405nmである複数のレーザ光を同時に出射するブルーレイ用チップが取り付けられることになる。
A
ちなみに、このホルダ43には、互いに同一の波長のレーザ光を出射する同種の半導体レーザ31が取り付けられる場合に限定されるものではなく、出射される波長が互いに異なるように半導体レーザを取り付けるようにしてもよい。かかる場合には、例えば一方には、CD用チップを取り付け、他方にはDVD用チップを取り付けることにより種類の異なる複数の光ディスク2に対応した構成となる。
Incidentally, the
これらの各半導体レーザ31は、ホルダ43上の互いに近接した位置に一列に配置されており、各チップの間隔は、ミクロンオーダである。このため、各半導体レーザ31から出射された各レーザ光は、略々同一の光路を通って光ディスク2に照射されることになる。また、これらの半導体レーザ31は、同一パッケージ内に収納されてなるようにしてもよい。これにより、種類の異なる複数の光ディスク2に対応して異なる波長のレーザ光を出射する本発明において、更なる小型化、製造コストの削減を図ることが可能となる。
These
ビームスプリッタ45は、半導体レーザ31から出射され、コリメータレンズ44により平行光とされたレーザ光を透過させて光ディスク2に導くとともに、光ディスク2から反射して戻ってくる戻り光を反射させて受光素子51へと導く。このビームスプリッタ45を透過したレーザ光は、アナモルフィックプリズム46を通過することになる。
The
ちなみに、半導体レーザ31から出射されたレーザ光が偏光を有する場合に、このビームスプリッタ45を偏光ビームスプリッタとして構成し、さらにこれを透過したレーザ光につき図示しない1/4波長板を通過させることにより、光ディスク2から反射して戻ってくる戻り光が半導体レーザ31に戻り、ノイズを発生させる事を防止することができる。
Incidentally, when the laser beam emitted from the
アナモルフィックプリズム46は、ビームスプリッタ45を透過したレーザ光のビーム形状を例えば楕円形状から真円形状に変換するように構成されている。
The
なお、このアナモルフィックプリズム46により変換されるスポット形状は、真円形状に限定されるものではなく、いかなる形状であってもよい。
The spot shape converted by the
図2に示すように半導体レーザ31から出射されるレーザ光は、半導体レーザ31の接合面上の線Bと垂直な方向に拡大するようなビーム放射角を有し、線Bと平行な方向において小さくなるようなビーム放射角を有する。このアナモルフィックプリズム46は、半導体レーザから出射されたレーザ光につき、それぞれのビーム放射角が等しくなるように成形することで、これを真円形状にすることができる。アナモルフィックプリズム46によりビーム成形されたレーザ光は、対物レンズ48へと出射されることになる。
As shown in FIG. 2, the laser light emitted from the
また、このアナモルフィックプリズム46に入射される平行光としての入射光は、かかる平行光のままこのアナモルフィックプリズム46から出射されることになり、このアナモルフィックプリズム46を設けることによる信号記録面2a上のスポット形状の変化を抑制することが可能となる。
Further, incident light as parallel light incident on the
ちなみに、このアナモルフィックプリズム46は、ビームスプリッタ45からの入射光と、光ディスク2に対する出射光が互いに平行になるように三角柱状のプリズムを組み合わせて構成されるようにしてもよい。この三角柱状のプリズムを例えば図3(a),(b)に示すように組み合わせた結果、レーザ光の線Bに平行な成分の幅lは、幅βに至るまで拡大することが可能となる。かかる場合において、レーザ光の線Bに垂直な成分の幅は拡大されることなくそのままの状態で維持される結果、ビーム形状を真円形状に制御することが可能となる。
Incidentally, the
また、このアナモルフィックプリズム46において図3(c)に示すように、円筒レンズを組み合わせてビーム形状を拡大するようにしてもよい。
Further, in this
対物レンズ48は、アナモルフィックプリズム46を通過したレーザ光の光路中に配設されており、このレーザ光を集光して光ディスク2の信号記録面2a上に照射させる機能を有する。この対物レンズ48は、2軸アクチュエータ65によって、光ディスク2に近接離間する方向及び光ディスク2の径方向の2軸方向に移動可能に支持されている。そして、この対物レンズ48は、光ディスク2からの戻り光により生成されたフォーカスエラー信号FE及びトラッキングエラー信号TEに基づいて、2軸アクチュエータ65により移動動作され、フォーカシング制御及びトラッキング制御が実現されることになる。
The
光ディスク2の信号記録面2a上に集光された各レーザ光は、この信号記録面2aで反射されて戻り光となり、この戻り光は再び対物レンズ48,アナモルフィックプリズム46を通過し、さらにビームスプリッタ45を反射する。
Each laser beam condensed on the signal recording surface 2a of the
また、受光素子51は、ビームスプリッタ45を反射し、集光レンズ49並びにシリンダーレンズ50により集光された戻り光を受光して光電変換する。この光電変換された信号は、演算器61に送られ、フォーカスエラー信号FE並びにトラッキングエラー信号TEの生成に寄与することになる。
The
このように本発明を適用した光学ヘッド1においては、複数のレーザ光を出射して光ディスク2のそれぞれのトラックへ照射することにより、複数のトラックに対して記録処理を同時に行うことができ、またかかる複数のレーザ光を光ディスク2へ反射させた結果得られる各戻り光を受光素子51によりそれぞれ独立に検出することにより、複数トラックからの信号を同時に検出して各信号FE,TEを生成することが可能となる。
As described above, in the
この光学ヘッド1において、例えば図4(a)に示すように、2本のレーザ光を光ディスク2の各トラックへ追従させる場合には、かかるレーザ光に基づいて各トラック上に第1のスポットと、第2のスポットが形成され、さらにかかる第1のスポットと第2のスポットからの戻り光R1、R2は、受光素子51の各ディテクタブロックにおいて図4(b)に示すようなビーム形状で受光されることになる。
In the
ここでプッシュプル法に基づいてトラックエラー信号TEを得る場合には、かかるディテクタブロックにより光電変換された結果得られる出力A,B,C,Dから、TE=A+B−(C+D)を求める。ここで戻り光R1に関するトラッキングエラー信号TE1は、TE1=A1+B1−(C1+D1)を演算することにより得ることができ、また、戻り光R2に関するトラッキングエラー信号TE2は、TE2=A2+B2−(C2+D2)を演算することにより得られる。最後に得られたトラッキングエラー信号TE1,TE2をそれぞれ加算することにより、実際に2軸アクチュエータ65を介してトラッキングサーボ制御を行うためのトラッキングエラー信号TE(=TE1+TE2)を生成する。
Here, when the track error signal TE is obtained based on the push-pull method, TE = A + B− (C + D) is obtained from outputs A, B, C, and D obtained as a result of photoelectric conversion by the detector block. Here, the tracking error signal TE1 related to the return light R1 can be obtained by calculating TE1 = A1 + B1- (C1 + D1), and the tracking error signal TE2 related to the return light R2 is calculated from TE2 = A2 + B2- (C2 + D2). Can be obtained. The tracking error signals TE1 and TE2 obtained at the end are added to generate a tracking error signal TE (= TE1 + TE2) for actually performing the tracking servo control via the
同様にフォーカスエラー信号FEを得る場合には、かかるディテクタブロックにより光電変換された結果得られる出力A,B,C,Dから、FE=A+C−(B+D)を求める。ここで戻り光R1に関するフォーカスエラー信号FE1は、FE1=A1+C1−(B1+D1)を演算することにより得ることができ、また、戻り光R2に関するフォーカスエラー信号FE2は、FE2=A2+C2−(B2+D2)を演算することにより得られる。最後に得られたフォーカスエラー信号FE1,FE2をそれぞれ加算することにより、実際に2軸アクチュエータ65を介してトラッキングサーボ制御を行うためのフォーカスエラー信号FE(=FE1+FE2)を生成する。
Similarly, when the focus error signal FE is obtained, FE = A + C− (B + D) is obtained from outputs A, B, C, and D obtained as a result of photoelectric conversion by the detector block. Here, the focus error signal FE1 related to the return light R1 can be obtained by calculating FE1 = A1 + C1- (B1 + D1), and the focus error signal FE2 related to the return light R2 is calculated as FE2 = A2 + C2- (B2 + D2). Can be obtained. The focus error signals FE1 and FE2 obtained at the end are added to generate a focus error signal FE (= FE1 + FE2) for actually performing tracking servo control via the
なお、得られたトラッキングエラー信号TE1、TE2から第1のスポットと第2のスポットにおける各トラック位置からのズレを識別することもできる。例えば、第1のスポットと第2のスポットの間隔が、トラックの整数倍からズレている場合には、何れか一方のスポットがトラック中心にあるものの他の一方のスポットはトラック中心からズレているため、トラッキングエラー信号TE1、TE2は等しくならない。 It should be noted that it is possible to identify a deviation from each track position in the first spot and the second spot from the obtained tracking error signals TE1 and TE2. For example, when the interval between the first spot and the second spot is deviated from an integral multiple of the track, one of the spots is at the track center, and the other one spot is deviated from the track center. Therefore, the tracking error signals TE1 and TE2 are not equal.
このため、かかるトラッキングエラー信号TE1、TE2の差分を求めることにより、光ディスク2のトラック位置に対するスポットの相対的な位置ズレを識別することができる。以下、トラッキングエラー信号TE1、TE2の差分値をRE(=TE1−TE2)として、これをプリズム回転制御信号と定義する。
Therefore, by obtaining the difference between the tracking
本発明を適用した光学ヘッド1においてはこのプリズム回転制御信号REを生成して、これを第3のドライバ64へ送信し、第3のドライバ64は、受信したプリズム回転制御信号REに基づいてアナモルフィックプリズム46を回転させることにより、光ディスク2上のトラック位置に対する第1のスポット、第2のスポットの位置調整を図る。
In the
このとき、アナモルフィックプリズム46を回転させる際には、上述したトラッキングエラー信号TE1,TE2の差分値からなるプリズム回転制御信号REに基づく場合に限定されるものではなく、受光素子51への戻り光の光量に基づくものであればいかなる回転量で定義してもよい。
At this time, the rotation of the
ちなみに、このアナモルフィックプリズム46を回転させるためには、例えば図5に示すような回転アクチュエータ66を用いる。
Incidentally, in order to rotate the
この回転アクチュエータ66は、アナモルフィックプリズム46が固定される板バネ71と、この板バネ71上に設けられたコイル72と、コイル72に対向させて配設された磁石73とを備えている。
The
板バネ71は一端側に設けられた軸Qを中心として回転自在になるように配設されている。第3のドライバ64は、演算器61から受信したプリズム回転制御信号REに基づいてコイル72に電圧を印加することにより、コイル72と磁石73との間で吸引力を働かせることにより、板バネ71を図中W方向へ自在に回転させる。これにより、板バネ71上に配設されたアナモルフィックプリズム46につき、対物レンズ48へのレーザ光の出射方向を中心とした周回方向Kへ回転させることが可能となる。
The
ちなみに、この回転アクチュエータ66を他の電磁的な手段に代替してもよい。かかる場合において、例えば板バネ71上に設けていたコイル72の位置と、磁石73の実装位置を入れ換えることにより、上述の動作を実現させるようにしてもよい。
Incidentally, this
図6は、ここで半導体レーザ31からアナモルフィックプリズム46へ入射されるレーザ光の入射角と、アナモルフィックプリズム46から出射するレーザ光の出射角の関係につき示している。この図6に示す例では、アナモルフィックプリズム46によるレーザ光の拡大率を、y軸方向につきβ(>1)とし、x軸方向につき1とした場合について示している。
FIG. 6 shows the relationship between the incident angle of the laser light incident on the
かかる拡大率βとなるように制御されたアナモルフィックプリズム46にレーザ光を入射させた場合において、アナモルフィックプリズム46への入射角がx、y方向につきθである場合には、図6,7に示すようにx方向につきθ、y方向につきθ/βの出射角となるように光路変換されることになる。
When laser light is incident on the
図8は、レーザ光のアナモルフィックプリズム46への入射角に対する出射角の関係をx-y平面上に表したものである。この図8に示すようにy軸方向に傾いたレーザ光が入射された場合に、かかるy軸方向の拡大率をβとし、これをy軸方向につき圧縮することによりx軸方向に傾けたレーザ光を出射させることが可能となる。
FIG. 8 shows the relationship of the emission angle with respect to the incident angle of the laser beam to the
ちなみに、このθは、入射されるレーザ光に対するアナモルフィックプリズム46の回転角としても定義することができる。図9に示すように、レーザ光に対して、このアナモルフィックプリズム46の回転角θ(=入射角)が小さい場合には、出射されるレーザ光の出射角は、図9に示すように約(1−β)θの回転を生じる。即ち、入射されるレーザ光に対してアナモルフィックプリズム46が(−θ)回転すると、出射光は、(β−1)θ回転することになる。このため、アナモルフィックプリズム46を用いて出射させるレーザ光の出射角を制御する場合には、各レーザ光の当該アナモルフィックプリズムへの入射方向と反転する方向へアナモルフィックプリズム46を回転させることにより、これを実現することができる。
Incidentally, this θ can also be defined as the rotation angle of the
実際には、第3のドライバ64は、上述したプリズム回転制御信号REからトラックに対するスポットのズレ量を識別し、識別したズレ量に応じてアナモルフィックプリズム46の回転量を決定する。また、スポットが所望の位置にくるようにアナモルフィックプリズム46から出射するレーザ光の出射角を調整するときには、かかるアナモルフィックプリズム46へ入射するレーザ光の入射方向に対して反転する方向にアナモルフィックプリズム46を回転させるように制御を行うことになる。
Actually, the third driver 64 identifies the amount of spot deviation with respect to the track from the prism rotation control signal RE described above, and determines the amount of rotation of the
なお、この第3のドライバ64は、アナモルフィックプリズム46へ入射するレーザ光の入射方向に対して反転する方向にアナモルフィックプリズム46を回転させる場合に限定されるものではなく、入射するレーザ光の入射方向に対して所定の方向へこれを回転させるものであればよい。
The third driver 64 is not limited to the case where the
ちなみに、このアナモルフィックプリズム46へのレーザ光の入射角は、製造時において予め識別することが可能であることから、識別した入射角に応じて反転する方向が何れになるのか製造時に予め識別し、第3のドライバ64から回転アクチュエータ66への命令信号にこれを含ませる事も可能となる。
Incidentally, since the incident angle of the laser beam to the
このように、本発明を適用した光学ヘッド1においては、ビームスプリッタ45から対物レンズ48に至るまでの光路上にアナモルフィックプリズム46を配設し、光ディスク2の信号記録面2aからの戻り光の光量に応じてアナモルフィックプリズム46を回転させる。これにより、ディスク2上に形成させるレーザ光のスポットの位置を調整することができ、またこれと共にレーザ光の発散光分布を円形に成形することができる。即ち、一つのアナモルフィックプリズム46により、スポット位置の調節と、ビーム成形とを実現することができることから、余計な光学部品の搭載が不必要になるところ、製造工程を簡略化させることができ、労力の負担を軽減させることが可能となる。また製造コストの低減をも図ることが可能となる。
As described above, in the
特に本発明を適用した光学ヘッド1においては、アナモルフィックプリズム46をビームスプリッタ45から対物レンズ48に至るまでの光路上に配設させることにより、アナモルフィックプリズム46を回転させた場合においても受光素子51上のスポット位置が変化することがなくなるという利点もある。
In particular, in the
なお、本発明を適用した光学ヘッド1においては、光ディスク2の信号記録面2aに対して近接場光により情報を記録再生するようにしてもよい。
In the
かかる場合には、対物レンズ48の端面に臨界角以上の角度で入射されるレーザ光の反射境界面からエバネセント光を滲出させる。このとき、かかる対物レンズ48の端面が光ディスク2の信号記録面2aに対してニアフィールド(近接場)内にある場合に、かかる対物レンズ48から滲出させたエバネセント光を信号記録面2a上に照射させることが可能となる。
In such a case, evanescent light is exuded from the reflection boundary surface of the laser light incident on the end surface of the
続いて、ニアフィールドについて説明をする。一般に、ニアフィールドは、対物レンズ48の端面から、光ディスク2における信号記録面2aまでの距離(ギャップ)をdとしたとき、対物レンズ48に入射されたレーザ光の波長λによってd≦λ/2と定義される領域がニアフィールドである。即ち、光ディスク2の信号記録面2aと、対物レンズ48の端面との距離で定義されるギャップdが、d≦λ/2を満たし、対物レンズ48の端面からエバネセント光が光ディスク2の信号記録面2aに滲み出す状態をニアフィールド状態といい、ギャップdが、d>λ/2を満たし、信号記録面2a上にエバネセント光が滲み出さない状態をファーフィールド状態という。
Next, the near field will be described. Generally, in the near field, when the distance (gap) from the end face of the
ニアフィールド状態である場合、対物レンズ48の端面に臨界角以上の角度で入射されたレーザ光の一部は、上述したように、対物レンズ48の端面つまり反射境界面において、エバネセント光として光ディスク2の信号記録面2aに滲み出す。このニアフィールド状態における戻り光量は、対物レンズ48端面とディスク2との距離に依存して減少する。
In the near-field state, part of the laser light incident on the end surface of the
なお、ニアフィールド状態である場合においても、戻り光量を受光素子51により受光して光電変換してギャップエラー信号GEを生成し、これに基づき2軸アクチュエータ65を介してフィードバックサーボ制御を行うことにより、ギャップを一定に制御することが可能となる。また、これと同時に受光素子51により光電変換して生成したプリズム回転制御信号RE基づき、アナモルフィックプリズム46を回転させることにより、近接場光による光ディスク2上のスポット位置を調整することも可能となる。
Even in the near-field state, the return light quantity is received by the
このように、本発明を適用した光学ヘッド1では、即ち、一つの受光素子51により受光した戻り光の光量に基づいて、2軸アクチュエータ65を近接離間させる方向へ移動させることによりフォーカス制御を行うとともに、アナモルフィックプリズム46を回転させることにより近接場光のスポット位置を調整することができることから、光スポットに対する対物レンズの位置、信号記録面2a上のスポット位置が特に厳格に求められる近接場光を利用した記録処理を行う場合において有利となる。
Thus, in the
なお、本発明を適用した光学ヘッド1では、ニアフィールドと、ファーフィールドの2つのモードに基づいて信号を記録することができる例について説明をしたが、かかる場合に限定されるものではなく、ニアフィールドのみのモードに基づいて近接場光により信号を記録できるようにしてもよい。
In the
なお、本発明は、上述した光学ヘッド1のみに限定されるものではなく、例えば図10に示すような記録装置3に適用してもよい。この記録装置3において、上述した図1に示す光学ヘッド1と同一の構成要素、部材については同一の番号を付して、ここでの説明を省略する。
The present invention is not limited to the
この記録装置3は、光ディスク2を回転駆動させる回転駆動部9と、かかる回転駆動部9により回転駆動される光ディスク2に対して情報信号としてのレーザ光を照射するとともに、光ディスク2からの戻り光を検出する光学ヘッド1とを備えている。
The recording device 3 irradiates a rotation driving unit 9 that rotates the
この記録装置3においても、光ディスク2に対して情報信号を記録する際に、ビームスプリッタ45から対物レンズ48に至るまでの光路上にアナモルフィックプリズム46を配設し、光ディスク2の信号記録面2aからの戻り光の光量に応じてアナモルフィックプリズム46を回転させることが可能な光学ヘッド1を配設している。これにより、情報信号の記録時において、ディスク2上に形成させるレーザ光のスポットの位置を調整することができ、またこれと共にレーザ光の発散光分布を円形に成形することができる。即ち、一つのアナモルフィックプリズム46により、スポット位置の調節と、ビーム成形とを実現することができることから、余計な光学部品の搭載が不必要になるところ、製造工程を簡略化させることができ、労力の負担を軽減させることが可能となる。また製造コストの低減をも図ることが可能となる。
Also in this recording apparatus 3, when an information signal is recorded on the
また、本発明を適用した記録装置3により、光ディスク2に記録されている情報信号を再生できる構成を採用してもよいことは勿論である。
Of course, the recording apparatus 3 to which the present invention is applied may adopt a configuration in which the information signal recorded on the
1 光学ヘッド、2 光ディスク、31 半導体レーザ、43 ホルダ、44 コリメータレンズ、45 ビームスプリッタ、46 アナモルフィックプリズム、48 対物レンズ、49 集光レンズ、50 シリンダーレンズ、51 受光素子、61 演算器、62 第1のドライバ、63 第2のドライバ、64 第3のドライバ、65 2軸アクチュエータ、66 回転アクチュエータ
DESCRIPTION OF
Claims (12)
上記光出射手段により出射された各レーザ光を集光して上記光記録媒体へ照射する対物レンズと、
上記対物レンズにより上記各レーザ光が照射された上記光記録媒体からの戻り光を受光する受光手段と、
上記光出射手段により出射された上記各レーザ光を上記対物レンズへ導くとともに、上記光記録媒体からの戻り光を上記受光手段へ導く光分離手段と、
上記光分離手段から上記対物レンズに至るまでの光路上に配設され、上記各レーザ光のビーム形状を成形するアナモルフィックプリズムと、
上記受光手段により受光された戻り光の光量に応じて上記アナモルフィックプリズムを回転させる回転制御手段を備えること
を特徴とする光学ヘッド。 A light emitting means provided with a plurality of light sources that respectively emit a plurality of laser beams;
An objective lens for condensing each laser beam emitted by the light emitting means and irradiating the optical recording medium;
A light receiving means for receiving return light from the optical recording medium irradiated with the laser beams by the objective lens;
A light separating unit that guides each laser beam emitted by the light emitting unit to the objective lens and guides return light from the optical recording medium to the light receiving unit;
An anamorphic prism which is disposed on an optical path from the light separating means to the objective lens, and shapes the beam shape of each laser beam;
An optical head comprising rotation control means for rotating the anamorphic prism in accordance with the amount of return light received by the light receiving means.
を特徴とする請求項1記載の光学ヘッド。 The rotation control unit generates a tracking signal for tracking adjustment with respect to the optical recording medium based on the amount of return light received by the light receiving unit, and further generates each of the generated laser beams. The optical head according to claim 1, wherein the anamorphic prism is rotated in accordance with a difference between tracking signals.
を特徴とする請求項1記載の光学ヘッド。 2. The optical head according to claim 1, wherein the rotation control unit rotates the anamorphic prism in a direction reverse to a direction in which the laser beams are incident on the anamorphic prism. 3.
を特徴とする請求項1記載の光学ヘッド。 2. The optical head according to claim 1, wherein the anamorphic prism forms a beam shape of each of the laser beams and converts the laser beam into parallel light.
を特徴とする請求項1記載の光学ヘッド。 The optical head according to claim 1, wherein at least one light source in the light emitting unit emits blue laser light.
を特徴とする請求項1記載の光学ヘッド。 2. The optical head according to claim 1, wherein the objective lens exudes the condensed laser light as near-field light when arranged in a near-field with respect to the information recording surface of the optical recording medium.
上記光記録媒体を回転駆動させる駆動手段と、
上記駆動手段によって回転駆動される光記録媒体に対して上記情報信号としてのレーザ光を照射するとともに、上記光記録媒体からの戻り光を検出する光学ヘッドとを備え、
上記光学ヘッドは、
複数のレーザ光をそれぞれ出射する複数の光源が設けられてなる光出射手段と、
上記光出射手段により出射された各レーザ光を集光して上記光記録媒体へ照射する対物レンズと、
上記対物レンズにより上記各レーザ光が照射された上記光記録媒体からの戻り光を受光する受光手段と、
上記光出射手段により出射された上記各レーザ光を上記対物レンズへ導くとともに、上記光記録媒体からの戻り光を上記受光手段へ導く光分離手段と、
上記光分離手段から上記対物レンズに至るまでの光路上に配設され、上記各レーザ光のビーム形状を成形するアナモルフィックプリズムと、
上記受光手段により受光された戻り光の光量に応じて上記アナモルフィックプリズムを回転させる回転制御手段を有すること
を特徴とする記録装置。 In a recording apparatus for recording an information signal on an optical recording medium,
Driving means for rotationally driving the optical recording medium;
An optical head for irradiating the optical recording medium rotated by the driving means with the laser beam as the information signal and detecting return light from the optical recording medium;
The optical head is
A light emitting means provided with a plurality of light sources that respectively emit a plurality of laser beams;
An objective lens for condensing each laser beam emitted by the light emitting means and irradiating the optical recording medium;
A light receiving means for receiving return light from the optical recording medium irradiated with the laser beams by the objective lens;
A light separating unit that guides each laser beam emitted by the light emitting unit to the objective lens and guides return light from the optical recording medium to the light receiving unit;
An anamorphic prism which is disposed on an optical path from the light separating means to the objective lens, and shapes the beam shape of each laser beam;
A recording apparatus comprising rotation control means for rotating the anamorphic prism in accordance with the amount of return light received by the light receiving means.
を特徴とする請求項7記載の記録装置。 The rotation control unit generates a tracking signal for tracking adjustment with respect to the optical recording medium based on the amount of return light received by the light receiving unit, and further generates each of the generated laser beams. The recording apparatus according to claim 7, wherein the anamorphic prism is rotated in accordance with a difference between tracking signals.
を特徴とする請求項7記載の記録装置。 The recording apparatus according to claim 7, wherein the rotation control unit rotates the anamorphic prism in a direction reverse to a direction in which the laser beams are incident on the anamorphic prism.
を特徴とする請求項7記載の記録装置。 The recording apparatus according to claim 7, wherein the anamorphic prism forms a beam shape of each of the laser beams and converts the laser beam into parallel light.
を特徴とする請求項7記載の記録装置。 The recording apparatus according to claim 7, wherein at least one light source in the light emitting unit emits blue laser light.
を特徴とする請求項7記載の記録装置。 The recording apparatus according to claim 7, wherein the objective lens exudes the condensed laser light as near-field light when the objective lens is disposed in a near-field with respect to the information recording surface of the optical recording medium.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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---|---|---|---|---|
US20080198466A1 (en) * | 2007-02-21 | 2008-08-21 | Michael Plotkin | Method and apparatus for controlling multiple beam spacing |
JP2019144426A (en) * | 2018-02-21 | 2019-08-29 | 株式会社リコー | Light irradiation device, optical processing device using the same, light irradiation method, and optical processing method |
-
2004
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