JP2006164331A - Optical pickup device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、1つのレーザ光源を用いて、透明基板の厚さが大きく異なる光記録媒体に対して選択的に記録、消去、または、再生が行えるようになされた光ピックアップ装置に関する。 The present invention relates to an optical pickup device that can selectively perform recording, erasing, or reproduction on an optical recording medium having a transparent substrate having a significantly different thickness using a single laser light source.
従来、円盤状の光ディスクやカード状の光カードなどの光記録媒体が使用されている。これら光記録媒体においては、透明基板上に形成された信号記録層に、映像情報、音声情報、コンピュータデータなどの種々の情報信号が、この信号記録層に螺旋状に形成された記録トラックに沿って記録される。そして、信号記録層に記録された情報信号は、この信号記録層に光束を集光して照射することによって、記録トラックに沿って再生される。 Conventionally, an optical recording medium such as a disk-shaped optical disk or a card-shaped optical card has been used. In these optical recording media, various information signals such as video information, audio information, computer data, and the like are recorded on a signal recording layer formed on a transparent substrate along a recording track formed in a spiral on the signal recording layer. Recorded. The information signal recorded on the signal recording layer is reproduced along the recording track by collecting and irradiating the signal recording layer with a light beam.
この光記録媒体は、極めて高密度に情報信号の記録を行うことができるとともに、高速で所望の情報信号を選択して再生することができるため、近年、種々の分野において多用されている。 This optical recording medium has been widely used in various fields in recent years because it can record information signals at a very high density and can select and reproduce desired information signals at high speed.
このような光記録媒体である光ディスクとしては、例えば、「CD」(Compact Disc:商標名)や「DVD」(Digital Versatile Disc:商標名)などが既に一般的に使用されている。「CD」においては、波長が780nm前後のレーザ光を、開口数(NA)が0.45程度の対物レンズを介して集光させて信号記録層に照射し、情報信号の記録、または、再生を行う。この「CD」においては、レーザ光は、略1.2mmの厚さの透明基板を透して、信号記録層に照射される。 As such an optical disc as an optical recording medium, for example, “CD” (Compact Disc: trade name), “DVD” (Digital Versatile Disc: trade name) and the like are already generally used. In “CD”, laser light having a wavelength of about 780 nm is condensed through an objective lens having a numerical aperture (NA) of about 0.45 and irradiated to a signal recording layer to record or reproduce an information signal. I do. In this “CD”, the laser beam is applied to the signal recording layer through a transparent substrate having a thickness of about 1.2 mm.
また、「DVD」においては、波長が650nm前後のレーザ光を、開口数(NA)が0.6程度の対物レンズを介して集光させて信号記録層に照射し、情報信号の記録、または、再生を行う。この「DVD」においては、レーザ光は、略0.6mmの厚さの透明基板を透して、信号記録層に照射される。この「DVD」における情報信号の記録密度は、「CD」の6倍乃至8倍程度であり、ディスク基板の直径を「CD」に等しく12cmとした場合には、片面単層の信号記録層あたり4.7GB(ギガバイト)程度の記録容量となる。 In “DVD”, a laser beam having a wavelength of about 650 nm is condensed through an objective lens having a numerical aperture (NA) of about 0.6 and irradiated to a signal recording layer, and recording of an information signal or , Play. In this “DVD”, the laser beam is applied to the signal recording layer through a transparent substrate having a thickness of about 0.6 mm. The recording density of the information signal in this “DVD” is about 6 to 8 times that of “CD”. When the diameter of the disk substrate is set to 12 cm, which is equal to “CD”, The recording capacity is about 4.7 GB (gigabytes).
そして、これら「CD」や「DVD」よりも高密度の情報信号の記録が行えるものとして、「blu-ray Disc」(商標名)や「HD−DVD」(High Definition DVD)が提案されている。「blu-ray Disc」においては、波長が450nm以下のレーザ光を、開口数(NA)が0.85程度の対物レンズを介して集光させて信号記録層に照射し、情報信号の記録、または、再生を行う。この「blu-ray Disc」においては、レーザ光は、略0.1mmの厚さの透明基板を透して、信号記録層に照射される。この「blu-ray Disc」における情報信号の記録容量は、ディスク基板の直径を12cmとした場合には、片面単層の信号記録層あたり25GB(ギガバイト)程度である。 Then, “blu-ray Disc” (trade name) and “HD-DVD” (High Definition DVD) have been proposed as those capable of recording information signals with higher density than those of “CD” and “DVD”. . In “blu-ray Disc”, a laser beam having a wavelength of 450 nm or less is condensed through an objective lens having a numerical aperture (NA) of about 0.85 and irradiated to a signal recording layer to record an information signal. Or perform playback. In this “blu-ray disc”, the laser beam is applied to the signal recording layer through a transparent substrate having a thickness of about 0.1 mm. The information signal recording capacity of this “blu-ray disc” is about 25 GB (gigabytes) per single-sided signal recording layer when the diameter of the disc substrate is 12 cm.
また、「HD−DVD」においては、波長が450nm以下のレーザ光を、開口数(NA)が0.65程度の対物レンズを介して集光させて信号記録層に照射し、情報信号の記録、または、再生を行う。この「HD−DVD」においては、レーザ光は、略0.6mmの厚さの透明基板を透して、信号記録層に照射される。この「HD−DVD」における情報信号の記録容量は、ディスク基板の直径を12cmとした場合には、片面単層の信号記録層あたり15GB(ギガバイト)程度である。 In addition, in “HD-DVD”, a laser beam having a wavelength of 450 nm or less is condensed through an objective lens having a numerical aperture (NA) of about 0.65 and irradiated to a signal recording layer to record an information signal. Or perform playback. In this “HD-DVD”, the laser beam is applied to the signal recording layer through a transparent substrate having a thickness of about 0.6 mm. The recording capacity of the information signal in this “HD-DVD” is about 15 GB (gigabyte) per single-sided signal recording layer when the diameter of the disk substrate is 12 cm.
ところで、特許文献1には、回折型光学素子であるホログラムと屈折型光学素子である対物レンズとからなる複合対物レンズを用いることによって、前述のように青色光ビーム(波長450nm)に対応し透明基板の厚さが約0.1mmである「blu-ray Disc」と、赤色光ビーム(波長650nm)に対応し透明基板の厚さが約0.6mmである「DVD」とについて、選択的、互換的に記録及び再生が行えるようになされた光ピックアップ装置が記載されている。
By the way, in
この光ピックアップ装置における複合対物レンズは、図22中の(a)乃至(c)に示すように、円筒状のレンズホルダ101内の下方部位(光源側)にホログラム102A,102B,102Cが取り付けられるとともに、レンズホルダ101内の上方部位(光記録媒体側)に対物レンズ103が取り付けられて構成されている。
In the compound objective lens in this optical pickup device, as shown in FIGS. 22A to 22C,
これら複合対物レンズ100A,100B,100Cにおけるホログラム102A,102B,102Cは、凹凸状(図22中の(a))、または、階段状(図22中の(b))、もしくは、鋸歯状(図22中の(c))の回折格子が、輪帯状に複数形成されて構成されている。この複合対物レンズ100A,100B,100Cのホログラム102A,102B,102Cにおいては、「blu-ray Disc」201aに対する記録再生を行う青色光ビーム104は回折されることなく多くの光が透過し、一方、「DVD」201bに対する記録再生を行う赤色光ビーム105は内周領域において回折される。このように、ホログラム102A,102B,102Cにおける回折特性に波長依存性があるため、これら複合対物レンズ100A,100B,100Cを用いることにより、「blu-ray Disc」201aと「DVD」201bとの透明基板の厚さの違いによって発生する球面収差が補正される。
The
このような複合対物レンズ100A,100B,100Cを有する光ピックアップ装置は、透明基板の厚さが約0.1mmである「blu-ray Disc」201aと、透明基板の厚さが約0.6mmである「DVD」201bとについて、選択的、互換的に記録及び再生が可能となっている。
ところで、前述した「blu-ray Disc」201aと「DVD」201bとでは、記録及び再生に用いるレーザ光の波長が異なる。そのため、このような波長の違いを利用して、特許文献1に記載されているように、ホログラムにおける回折によってそれぞれのレーザ光に異なる回折光を使用させることにより、球面収差の補正を行うことができる。したがって、1つの複合対物レンズ100A,100B,100Cを用いて、これら「blu-ray Disc」201a及び「DVD」201bに対して記録及び再生を行うことができる。
By the way, the wavelength of the laser beam used for recording and reproduction differs between the “blu-ray Disc” 201a and the “DVD” 201b. Therefore, by utilizing such a difference in wavelength, spherical aberration can be corrected by using different diffracted beams for each laser beam by diffraction in the hologram, as described in
ここで、前述した「HD−DVD」(High Definition DVD)について、「blu-ray Disc」と共通の光ピックアップ装置によって記録及び再生を行うことを考える。「HD−DVD」と「blu-ray Disc」とでは、使用するレーザ光の波長はともに405nm前後で等しく、透明基板の厚さ及び対物レンズの開口数(NA)が大きく異なる。すなわち、「HD−DVD」では、透明基板の厚さが0.6mm前後で、対物レンズの開口数(NA)が0.65程度であるのに対し、「blu-ray Disc」では、透明基板の厚さが0.1mm前後で、対物レンズの開口数(NA)が0.85程度である。 Here, it is considered that the above-mentioned “HD-DVD” (High Definition DVD) is recorded and reproduced by an optical pickup device common to “blu-ray Disc”. In “HD-DVD” and “blu-ray Disc”, the wavelength of the laser beam used is approximately equal to about 405 nm, and the thickness of the transparent substrate and the numerical aperture (NA) of the objective lens are greatly different. That is, in “HD-DVD”, the thickness of the transparent substrate is around 0.6 mm and the numerical aperture (NA) of the objective lens is about 0.65, whereas in “blu-ray Disc”, the transparent substrate The objective lens has a numerical aperture (NA) of about 0.85.
したがって、「blu-ray Disc」用に構成された光ピックアップを用いて、「HD−DVD」に対して記録、または、再生を行おうとしても、透明基板の厚さの違いにより発生する球面収差が大きく、記録、または、再生を行うことができない。また、「HD−DVD」用に構成された光ピックアップを用いて、「blu-ray Disc」に対して記録、または、再生を行おうとしても、透明基板の厚さの違いにより発生する球面収差が大きく、記録、または、再生を行うことができない。 Therefore, even if an optical pickup configured for “blu-ray disc” is used to record or reproduce “HD-DVD”, spherical aberration caused by the difference in thickness of the transparent substrate. Is too large to record or play back. In addition, when an optical pickup configured for “HD-DVD” is used to record or reproduce “blu-ray disc”, spherical aberration caused by the difference in the thickness of the transparent substrate. Is too large to record or play back.
そして、「HD−DVD」と「blu-ray Disc」とでは、記録及び再生に用いるレーザ光の波長が等しいため、前述のようにホログラムによってそれぞれのレーザ光に異なる回折光を使用させることができず、ホログラムを用いて球面収差の補正を行うことができない。 Since “HD-DVD” and “blu-ray Disc” have the same wavelength of the laser beam used for recording and reproduction, different diffracted beams can be used for each laser beam by the hologram as described above. Therefore, it is impossible to correct spherical aberration using a hologram.
なお、対物レンズに入射される前のレーザ光がビームエキスパンダを通過するようにして、これらビームエキスパンダをなすレンズ間の間隔を変えることによって球面収差を補正することが提案されているが、「HD−DVD」と「blu-ray Disc」とでは、透明基板の厚さの違いが大きいため、このようなビームエキスパンダによる球面収差の補正を行うことはできない。 It has been proposed to correct spherical aberration by changing the distance between the lenses forming the beam expander so that the laser light before entering the objective lens passes through the beam expander. Since “HD-DVD” and “blu-ray Disc” have a large difference in thickness of the transparent substrate, it is impossible to correct the spherical aberration by such a beam expander.
そこで、本発明は、前述の実情に鑑みて提案されるものであって、「HD−DVD」と「blu-ray Disc」のように、記録及び再生に使用するレーザ光の波長が等しく、透明基板の厚さの違いが大きい第1の光記録媒体及び第2の光記録媒体、または、これらを積層させた第3の光記録媒体について、透明基板の厚さの違いによって生じる球面収差を良好に補正し、これら各光記録媒体に対して、選択的、互換的に情報信号の記録、または、再生が行えるようになされた光ピックアップ装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been proposed in view of the above-mentioned circumstances, and the wavelengths of laser beams used for recording and reproduction are equal and transparent, such as “HD-DVD” and “blu-ray Disc”. Good spherical aberration caused by the difference in the thickness of the transparent substrate in the first optical recording medium and the second optical recording medium having a large difference in substrate thickness, or the third optical recording medium in which these are laminated. It is an object of the present invention to provide an optical pickup device which is capable of recording and reproducing information signals selectively and interchangeably with respect to each of these optical recording media.
前述の課題を解決し、前記目的を達成するため、本発明に係る光ピックアップ装置は、以下のいずれかの構成を有するものである。 In order to solve the above-described problems and achieve the above object, an optical pickup device according to the present invention has any one of the following configurations.
〔構成1〕
透明基板上に第1の信号記録層を有する第1の光記録媒体、第1の光記録媒体の透明基板よりも厚い透明基板上に第1の信号記録層よりも記録密度が低い第2の信号記録層を有する第2の光記録媒体、及び、第1、第2の光記録媒体を積層させて一体的に構成した第3の光記録媒体のうちの少なくとも2種類の光記録媒体に対して選択的に情報信号の記録、消去、または、再生を行う光ピックアップ装置であって、波長が450nm以下のレーザ光を出射するレーザ光源と、開口数が0.75以上となされレーザ光源から発せられたレーザ光を第1、または、第2の信号記録層に対して透明基板を透して集光して照射する対物レンズと、対物レンズの開口数を制限する開口制限手段と、対物レンズと光記録媒体との間に挿入される補正板とを備え、第1の信号記録層に対する記録、消去、または、再生を行うときには、開口制限手段による対物レンズの開口数の制限が行われず、対物レンズと第1の光記録媒体との間に補正板が挿入されることにより、正弦条件が略満足される状態となされ、第2の信号記録層に対する記録、消去、または、再生を行うときには、開口制限手段による対物レンズの開口数の制限が行われ、対物レンズと第2の光記録媒体との間から補正板が除去されることにより、正弦条件が略満足される状態となされることを特徴とするものである。
[Configuration 1]
A first optical recording medium having a first signal recording layer on a transparent substrate, a second optical recording medium having a recording density lower than that of the first signal recording layer on a transparent substrate thicker than the transparent substrate of the first optical recording medium For at least two types of optical recording media of a second optical recording medium having a signal recording layer and a third optical recording medium integrally formed by stacking the first and second optical recording media An optical pickup device for selectively recording, erasing, or reproducing information signals, and a laser light source that emits laser light having a wavelength of 450 nm or less, and a numerical aperture of 0.75 or more that is emitted from the laser light source. An objective lens that irradiates the first or second signal recording layer through the transparent substrate with a focused light, an aperture limiting means that limits the numerical aperture of the objective lens, and an objective lens And a correction plate inserted between the optical recording medium and When recording, erasing or reproducing the first signal recording layer, the numerical aperture of the objective lens is not limited by the aperture limiting means, and the correction plate is interposed between the objective lens and the first optical recording medium. Is inserted, the sine condition is substantially satisfied, and the numerical aperture of the objective lens is limited by the aperture limiting means when recording, erasing, or reproducing the second signal recording layer. The sine condition is substantially satisfied by removing the correction plate from between the objective lens and the second optical recording medium.
この光ピックアップ装置においては、「HD−DVD」と「blu-ray Disc」のように、記録及び再生に使用するレーザ光の波長が等しく、透明基板の厚さの違いが大きい第1の光記録媒体及び第2の光記録媒体について、透明基板の厚さの違いによって生じる球面収差を良好に補正し、これら各光記録媒体に対して、選択的、互換的に情報信号の記録、または、再生を行うことができる。 In this optical pickup device, as in “HD-DVD” and “blu-ray Disc”, the wavelength of the laser beam used for recording and reproduction is the same, and the difference in thickness of the transparent substrate is large. For the medium and the second optical recording medium, spherical aberration caused by the difference in thickness of the transparent substrate is corrected well, and information signals are recorded or reproduced selectively and interchangeably with respect to each of these optical recording media. It can be performed.
〔構成2〕
構成1を有する光ピックアップ装置において、第1の光記録媒体の対物レンズの光軸に対するチルトを検出するチルト検出手段と、補正板を対物レンズの光軸に対してチルトさせる補正板チルト手段とを備え、補正板チルト手段は、チルト検出手段によって検出された第1の光記録媒体のチルト量に応じて補正板をチルトさせることにより、コマ収差の発生を低減することを特徴とするものである。
[Configuration 2]
In the optical pickup device having the
この光ピックアップ装置においては、対物レンズの開口数(NA)の3乗に比例して発生するコマ収差が補正されるので、対物レンズの開口数(NA)が大きい場合であっても、コマ収差の発生を抑えることができる。 In this optical pickup device, coma generated in proportion to the third power of the numerical aperture (NA) of the objective lens is corrected. Therefore, even when the numerical aperture (NA) of the objective lens is large, coma aberration is corrected. Can be suppressed.
〔構成3〕
構成1、または、構成2を有する光ピックアップ装置において、補正板は、第1及び第2の光記録媒体の透明基板と略等しい屈折率を有する場合には、これら第1の光記録媒体の透明基板の厚さと第2の光記録媒体の透明基板の厚さとの差に相当する厚さを有する平行平面板であり、第1及び第2の光記録媒体の透明基板と異なる屈折率を有する場合には、凸レンズ、または、凹レンズとなっていることを特徴とするものである。
[Configuration 3]
In the optical pickup
この光ピックアップ装置においては、補正板の屈折率が第1及び第2の光記録媒体の透明基板と異なる場合であっても、透明基板の厚さの違いによって生じる球面収差を良好に補正することができる。 In this optical pickup device, even when the refractive index of the correction plate is different from the transparent substrates of the first and second optical recording media, the spherical aberration caused by the difference in thickness of the transparent substrate can be corrected well. Can do.
〔構成4〕
透明基板上に第1の信号記録層を有する第1の光記録媒体、第1の光記録媒体の透明基板よりも厚い透明基板上に第1の信号記録層よりも記録密度が低い第2の信号記録層を有する第2の光記録媒体、及び、第1、第2の光記録媒体を積層させて一体的に構成した第3の光記録媒体のうちの少なくとも2種類の光記録媒体に対して選択的に情報信号の記録、消去、または、再生を行う光ピックアップ装置であって、波長が450nm以下のレーザ光を出射するレーザ光源と、開口数が0.75以上となされレーザ光源から発せられたレーザ光を第1、または、第2の信号記録層に対して透明基板を透して集光して照射する対物レンズと、対物レンズの開口数を制限する開口制限手段と、対物レンズと光記録媒体との間に挿入される第1の補正板と、対物レンズと光記録媒体との間に挿入される第1の補正板よりも薄い第2の補正板と、第1及び第2の光記録媒体の対物レンズの光軸に対するチルトを検出するチルト検出手段と、第1及び第2の補正板を対物レンズの光軸に対してチルトさせる補正板チルト手段とを備え、第1の信号記録層に対する記録、消去、または、再生を行うときには、開口制限手段による対物レンズの開口数の制限が行われず、対物レンズと第1の光記録媒体との間に第1の補正板が挿入されることにより、正弦条件が略満足される状態となされるとともに、補正板チルト手段がチルト検出手段によって検出された第1の光記録媒体のチルト量に応じて第1の補正板をチルトさせることによりコマ収差の発生を低減し、第2の信号記録層に対する記録、消去、または、再生を行うときには、開口制限手段により対物レンズの開口数が制限され、対物レンズと第2の光記録媒体との間に第2の補正板が挿入されることにより、正弦条件が略満足される状態となされるとともに、補正板チルト手段がチルト検出手段によって検出された第2の光記録媒体のチルト量に応じて第2の補正板をチルトさせることによりコマ収差の発生を低減することを特徴とするものである。
[Configuration 4]
A first optical recording medium having a first signal recording layer on a transparent substrate, a second optical recording medium having a recording density lower than that of the first signal recording layer on a transparent substrate thicker than the transparent substrate of the first optical recording medium For at least two types of optical recording media of a second optical recording medium having a signal recording layer and a third optical recording medium integrally formed by stacking the first and second optical recording media An optical pickup device for selectively recording, erasing, or reproducing information signals, and a laser light source that emits laser light having a wavelength of 450 nm or less, and a numerical aperture of 0.75 or more that is emitted from the laser light source. An objective lens that irradiates the first or second signal recording layer through the transparent substrate with a focused light, an aperture limiting means that limits the numerical aperture of the objective lens, and an objective lens Correction inserted between the optical recording medium and the optical recording medium And a second correction plate that is thinner than the first correction plate inserted between the objective lens and the optical recording medium, and a tilt of the first and second optical recording media with respect to the optical axis of the objective lens. When the tilt detection means and the correction plate tilt means for tilting the first and second correction plates with respect to the optical axis of the objective lens are used for recording, erasing or reproducing the first signal recording layer, The numerical aperture of the objective lens is not limited by the aperture limiting means, and the first correction plate is inserted between the objective lens and the first optical recording medium, so that the sine condition is substantially satisfied. In addition, the correction plate tilting unit tilts the first correction plate in accordance with the tilt amount of the first optical recording medium detected by the tilt detection unit, thereby reducing the occurrence of coma aberration and the second signal recording. Record and erase layers Or, when performing reproduction, the numerical aperture of the objective lens is limited by the aperture limiting means, and the second correction plate is inserted between the objective lens and the second optical recording medium, so that the sine condition is substantially satisfied. The correction plate tilting means tilts the second correction plate in accordance with the tilt amount of the second optical recording medium detected by the tilt detection means, thereby reducing the occurrence of coma aberration. It is characterized by.
この光ピックアップ装置においては、「HD−DVD」と「blu-ray Disc」のように、記録及び再生に使用するレーザ光の波長が等しく、透明基板の厚さの違いが大きい第1の光記録媒体及び第2の光記録媒体について、透明基板の厚さの違いによって生じる球面収差を良好に補正し、これら各光記録媒体に対して、選択的、互換的に情報信号の記録、または、再生を行うことができ、また、対物レンズの開口数(NA)の3乗に比例して発生するコマ収差が補正されるので、対物レンズの開口数(NA)が大きい場合であっても、コマ収差の発生を抑えることができる。 In this optical pickup device, as in “HD-DVD” and “blu-ray Disc”, the wavelength of the laser beam used for recording and reproduction is the same, and the difference in thickness of the transparent substrate is large. For the medium and the second optical recording medium, spherical aberration caused by the difference in thickness of the transparent substrate is corrected well, and information signals are recorded or reproduced selectively and interchangeably with respect to each of these optical recording media. In addition, since coma aberration generated in proportion to the third power of the numerical aperture (NA) of the objective lens is corrected, even if the numerical aperture (NA) of the objective lens is large, the coma Occurrence of aberration can be suppressed.
〔構成5〕
構成4を有する光ピックアップ装置において、第1及び第2の補正板は、第1及び第2の光記録媒体の透明基板と略等しい屈折率を有する場合には、これら第1の光記録媒体の透明基板の厚さと第2の光記録媒体の透明基板の厚さとの差に相当する厚さの差を有する平行平面板であり、第1及び第2の光記録媒体の透明基板と異なる屈折率を有する場合には、凸レンズ、または、凹レンズとなっていることを特徴とするものである。
[Configuration 5]
In the optical pickup device having Configuration 4, when the first and second correction plates have a refractive index substantially equal to that of the transparent substrates of the first and second optical recording media, A parallel plane plate having a thickness difference corresponding to the difference between the thickness of the transparent substrate and the transparent substrate of the second optical recording medium, and having a refractive index different from that of the transparent substrates of the first and second optical recording media In the case of having a convex lens or a concave lens.
この光ピックアップ装置においては、第1及び第2の補正板の屈折率が第1及び第2の光記録媒体の透明基板と異なる場合であっても、透明基板の厚さの違いによって生じる球面収差を良好に補正することができる。 In this optical pickup device, even when the refractive indexes of the first and second correction plates are different from the transparent substrates of the first and second optical recording media, the spherical aberration caused by the difference in the thickness of the transparent substrate. Can be corrected satisfactorily.
本発明に係る光ピックアップ装置においては、記録及び再生に使用するレーザ光の波長が等しく、透明基板の厚さの違いが大きい第1の光記録媒体及び第2の光記録媒体について、透明基板の厚さの違いによって生じる球面収差を良好に補正し、これら各光記録媒体に対して、選択的、互換的に情報信号の記録、または、再生を行うことができる。 In the optical pickup device according to the present invention, the first optical recording medium and the second optical recording medium having the same wavelength of laser light used for recording and reproduction and a large difference in thickness of the transparent substrate are used. The spherical aberration caused by the difference in thickness can be satisfactorily corrected, and information signals can be recorded or reproduced selectively and interchangeably on these optical recording media.
また、本発明に係る光ピックアップ装置においては、記録及び再生に使用するレーザ光の波長が等しく、透明基板の厚さの違いが大きい第1の光記録媒体及び第2の光記録媒体について、透明基板の厚さの違いによって生じる球面収差を良好に補正し、これら各光記録媒体に対して、選択的、互換的に情報信号の記録、または、再生を行うことができ、また、対物レンズの開口数(NA)の3乗に比例して発生するコマ収差が補正されるので、対物レンズの開口数(NA)が大きい場合であっても、コマ収差の発生を抑えることができる。 In the optical pickup device according to the present invention, the first optical recording medium and the second optical recording medium having the same wavelength of laser light used for recording and reproduction and a large difference in thickness of the transparent substrate are transparent. The spherical aberration caused by the difference in thickness of the substrate can be corrected well, and information signals can be recorded or reproduced selectively and interchangeably on each of these optical recording media. Since the coma generated in proportion to the third power of the numerical aperture (NA) is corrected, the occurrence of coma can be suppressed even when the numerical aperture (NA) of the objective lens is large.
すなわち、本発明は、「HD−DVD」と「blu-ray Disc」のように、記録及び再生に使用するレーザ光の波長が等しく、透明基板の厚さの違いが大きい第1の光記録媒体及び第2の光記録媒体、または、これらを積層させた第3の光記録媒体について、透明基板の厚さの違いによって生じる球面収差を良好に補正し、これら各光記録媒体に対して、選択的、互換的に情報信号の記録、または、再生が行えるようになされた光ピックアップ装置を提供することができるものである。 That is, the present invention provides a first optical recording medium such as “HD-DVD” and “blu-ray Disc” in which the wavelength of laser light used for recording and reproduction is equal and the difference in thickness of the transparent substrate is large. And the second optical recording medium or the third optical recording medium in which these are laminated, the spherical aberration caused by the difference in the thickness of the transparent substrate is corrected well, and selected for each optical recording medium. Therefore, it is possible to provide an optical pickup device that can record or reproduce information signals in a compatible manner.
以下、本発明に係る光ピックアップ装置の最良の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, an optical pickup device according to an embodiment of the invention will be described in detail with reference to the drawings.
〔第1の実施の形態〕
図1は、本発明に係る光ピックアップ装置の全体構成を示す側面図である。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a side view showing the overall configuration of an optical pickup device according to the present invention.
この光ピックアップ装置は、図1に示すように、光ディスク駆動装置10内において、光記録媒体となる光ディスクの主面部に平行に、この光ディスクの径方向に移動可能に設置される。この光ディスク駆動装置においては、第1乃至第3の光記録媒体である光ディスクのうちのいずれもを選択的に使用することができる。
As shown in FIG. 1, this optical pickup device is installed in an
第1の光記録媒体である光ディスクは、例えば、「blu-ray Disc」規格に基づく「blu-ray Disc」であり、0.05mm乃至0.15mm程度の薄い透明基板上に形成された信号記録層に対して、透明基板を透して照射される波長450nm以下のレーザ光によって、情報信号を高密度に記録し、また、再生することができるものである。なお、この「blu-ray Disc」は、補強板が貼合せられることにより、ディスク全体の厚さは、例えば、1.2mm程度となされる。 The optical disc as the first optical recording medium is, for example, a “blu-ray disc” based on the “blu-ray disc” standard, and is a signal recording formed on a thin transparent substrate of about 0.05 mm to 0.15 mm. Information signals can be recorded and reproduced with high density by a laser beam having a wavelength of 450 nm or less irradiated to the layer through a transparent substrate. The “blu-ray disc” has a thickness of about 1.2 mm, for example, by attaching a reinforcing plate.
第2の光記録媒体である光ディスクは、例えば、「HD−DVD」規格に基づく「HD−DVD」であり、第1の光記録媒体の透明基板よりも厚い0.55mm乃至0.65mm程度の透明基板上に形成された信号記録層に対して、透明基板を透して照射される波長450nm以下のレーザ光によって、情報信号を高密度に記録し、また、再生することができるものである。この「HD−DVD」も、補強板が貼合せられることにより、ディスク全体の厚さは、例えば、1.2mm程度となされる。 The optical disk as the second optical recording medium is, for example, “HD-DVD” based on the “HD-DVD” standard, and is about 0.55 mm to 0.65 mm thicker than the transparent substrate of the first optical recording medium. An information signal can be recorded and reproduced with high density by a laser beam having a wavelength of 450 nm or less irradiated to the signal recording layer formed on the transparent substrate through the transparent substrate. . In this “HD-DVD”, the thickness of the entire disk is, for example, about 1.2 mm by attaching the reinforcing plate.
第3の光記録媒体は、これら第1及び第2の光記録媒体の各信号記録層を一体的に積層させて構成したものであり、各信号記録層については、第1及び第2の光記録媒体における信号記録層と同様に扱うことができる。この第3の光記録媒体は、全体のディスク厚としては略1.2mm程度に形成される。 The third optical recording medium is configured by integrally laminating the signal recording layers of the first and second optical recording media, and the first and second optical recording media are provided for each signal recording layer. It can be handled in the same manner as the signal recording layer in the recording medium. This third optical recording medium is formed with a total disk thickness of about 1.2 mm.
なお、以下の説明では、第1の光記録媒体として「blu-ray Disc」201aを用い、第2の光記録媒体として「HD−DVD」201cを用いる場合について説明する。また、第3の光記録媒体については、第1の光記録媒体を使用する場合、または、第2の光記録媒体を使用する場合と同様の動作によって使用することができるので、説明を省略する。ただし、第1乃至第3の光記録媒体としては、円盤状の光ディスクに限定されることなく、例えば、カード状の光記録媒体として構成したものをも使用することができる。 In the following description, a case where “blu-ray Disc” 201a is used as the first optical recording medium and “HD-DVD” 201c is used as the second optical recording medium will be described. Further, the third optical recording medium can be used by the same operation as when the first optical recording medium is used or when the second optical recording medium is used, and thus the description thereof is omitted. . However, the first to third optical recording media are not limited to disk-shaped optical disks, and for example, those configured as card-shaped optical recording media can also be used.
光ディスク駆動装置10内においては、「blu-ray Disc」201a及び「HD−DVD」201cは、スピンドルモータ11の軸に固着されたターンテーブル12上に選択的に装着される。これら「blu-ray Disc」201a及び「HD−DVD」201cは、スピンドルモータ11が駆動されることにより、ターンテーブル12とともに回転操作される。この実施の形態では、「blu-ray Disc」201aの透明基板の厚さt1は、0.1mmとなされている。また、「HD−DVD」201cの透明基板の厚さt2は、0.6mmとなされている。
In the optical
そして、光ピックアップ装置20は、ターンテーブル12上に装着された光ディスク201a,201cに対向する状態で、これら光ディスク201a,201cの径方向に移動操作可能に設置されている。
The
この光ピックアップ装置20は、「blu-ray Disc」201a及び「HD−DVD」201cに対応する波長450nm以下のレーザ光Lを出射するレーザ光源として、青色半導体レーザ21を備えている。この実施の形態では、青色半導体レーザ21から出射されるレーザ光Lの基準波長は、例えば、405nmとなされている。この青色半導体レーザ21から出射されるレーザ光Lは、直線偏光の発散光である。
The
青色半導体レーザ21から出射されたレーザ光Lは、グレーテイング22を透過して3本以上の光束に分割され、偏光ビームスプリッタ23の偏光選択性誘電体多層膜23aを透過し、コリメータレンズ24に入射する。このレーザ光Lは、偏光選択性誘電体多層膜23aに対しては、P偏光状態で入射し、この偏光選択性誘電体多層膜23aを透過する。
The laser light L emitted from the
コリメータレンズ24に入射したレーザ光Lは、このコリメータレンズ24によって平行光束となされ、立ち上げ用の平面ミラー25によって90°偏向され、位相板26に入射される。この位相板26は、レーザ光Lを円偏光として透過させる。この位相板26としては、レーザ光Lが透過するときにこのレーザ光Lに〔λ/4〕(四分の一波長)の位相差を与えるものを使用することができる。
The laser light L incident on the
位相板26を透過したレーザ光Lは、開口制限手段となる開口制限部27を経て、対物レンズ28に入射される。この対物レンズ28は、「blu-ray Disc」201aを用いる場合には、レーザ光Lを集光させて補正板29を透過させ、「blu-ray Disc」201aの透明基板を透して、この「blu-ray Disc」201aの信号記録層202a上に照射する。また、この対物レンズ28は、「HD−DVD」201cを用いる場合には、レーザ光Lを集光させ、「HD−DVD」201cの透明基板を透して、この「HD−DVD」201c信号記録層202c上に照射する。
The laser beam L that has passed through the
この対物レンズ28は、「blu-ray Disc」に対応して、開口数(NA)が0.75以上となされるとともに、「HD−DVD」の透明基板の厚さt2(0.6mm)に対応して設計されている。この対物レンズ28は、レーザ光源側となる第1面28a及び光ディスク201a,201c側となる第2面28bの少なくとも一方が非球面となされた1群1枚のレンズである。この対物レンズ28は、この実施の形態においては、開口数(NA)が0.85の単玉レンズとなっており、第1面28a及び第2面28bのいずれもが非球面となされており、波長(λ)405nmのレーザ光Lに対して無限共役で最適化されている。そして、この対物レンズ28と「blu-ray Disc」201aの透明基板の表面(レーザビームLの入射面)203aとの間の距離、すなわち作動距離は、光路中に挿入される補正板29の厚さを除いて、略0.57mm程度である。
The
この対物レンズ28は、レンズホルダ37によって保持されている。このレンズホルダ37の外周には、フォーカスコイル38及びトラッキングコイル39が一体的に取り付けられている。そして、レンズホルダ37は、外周に固着された図示しない複数本のサスペンションワイヤを介して、対物レンズ28の光軸方向(フォーカス方向)及びこの光軸に直交する光ディスクの径方向(トラッキング方向)に移動可能に支持されている。フォーカスコイル38及びトラッキングコイル39は、図示しない永久磁石により形成される磁界中に位置されており、駆動電流を供給されることにより、レンズホルダ37をフォーカス方向及びトラッキング方向に移動操作するようになっている。
The
補正板29は、各光ディスク201a,201cの透明基板に等しい屈折率を有する透明部材、例えば、ポリカーボネイト(Polycarbonate)により形成された平行平面板である。なお、ポリカーボネイトの屈折率は、波長(λ)405nmにおいて、1.62231である。また、補正板29をなす材料としては、ポリカーボネイトに近い屈折率を有する材料、例えば、波長(λ)405nmにおいて、屈折率が1.61983である「SK14」などでもよい。この補正板29の厚さは、「blu-ray Disc」201aの透明基板の厚さt1と「HD−DVD」201cの透明基板の厚さt2との差に相当する厚さ、例えば、0.5mmとなされている。
The
この補正板29は、連結部材35を介して、ホルダー32によって保持されている。このホルダー32は、支軸33に対して一体に形成されている。この支軸33は、駆動モータ34によって回動操作可能となっている。すなわち、補正板29は、駆動モータ34によって、対物レンズ28からの出射光の光軸上に挿入される位置と、この光軸上から除去される位置とに亘って、移動操作可能となっている。この補正板29は、「blu-ray Disc」201aを用いる場合には、光軸上に挿入され、「HD−DVD」201cを用いる場合には、光軸上から除去される。
The
この光ピックアップ装置20においては、対物レンズ28により集光されたレーザ光Lによって、「blu-ray Disc」201aの信号記録層202a、または、「HD−DVD」201cの信号記録層202cへの情報信号の記録、消去、または、再生が行われる。
In this
信号記録層202a,202cにおいて反射されたレーザ光L(反射光)は、往路光と反対回りの円偏光となって対物レンズ28に再入射し、この対物レンズ28により平行光となされ、開口制限部27を経て、位相板26を透過することにより、往路光と偏光方向が直交する直線偏光(S偏光)となる。
The laser light L (reflected light) reflected by the
この反射光は、平面ミラー25により90°偏向され、コリメータレンズ24を透過して収束光となり、偏光ビームスプリッタ23に戻る。この反射光は、往路光に対して偏光方向が直交した直線偏光(S偏光)であるので、この偏光ビームスプリッタ23において、偏光選択性誘電体多層膜25aによって反射され、シリンドリカルレンズ30を透過して、光検出器31に受光される。そして、光検出器31により、「blu-ray Disc」201aの信号記録層202a、または、「HD−DVD」201cの信号記録層202cを再生した時のトラッキングエラー信号、フォーカスエラー信号、メインデータ信号が検出される。
The reflected light is deflected by 90 ° by the
この光ピックアップ装置においては、「blu-ray Disc」201aを用いる場合には、開口制限部27による開口制限は行われず、補正板29が光路中に挿入される。そして、この光ピックアップ装置においては、「HD−DVD」201cを用いる場合には、開口制限部27による開口制限が行われ、補正板29が光路中から除去される。
In this optical pickup device, when the “blu-ray disc” 201a is used, the opening restriction by the
「blu-ray Disc」201aを用いる場合には、レーザ光Lに対して球面収差が最小となる作動距離(対物レンズ28の第2面28bと「blu-ray Disc」201aの透明基板の表面203a(レーザ光Lの入射面)との間の距離)は、補正板の厚さ0.5mmと、略0.57mm程度とを加えた距離となる。そして、「HD−DVD」201cを用いる場合には、レーザ光Lに対して球面収差が最小となる作動距離(対物レンズ28の第2面28bと「HD−DVD」201cの透明基板の表面203c(レーザ光Lの入射面)との間の距離)は、略0.57mm程度である。
When the “blu-ray disc” 201a is used, the working distance (the
図2は、開口制限部として使用する液晶シャッタの液晶パターンを示す平面図である。 FIG. 2 is a plan view showing a liquid crystal pattern of a liquid crystal shutter used as an opening restricting portion.
開口制限部27は、図2に示すように、環状のパターンを有する液晶シャッタ27aから構成されている。この開口制限部27において、内周部27bは、「blu-ray Disc」201a及び「HD−DVD」201cのどちらを用いる場合においても、レーザ光Lが透過する領域である。内周部27bの周囲の環状の外周部27cは、「blu-ray Disc」201aを用いる場合にのみレーザ光Lを透過させ、「HD−DVD」201cを用いる場合にはレーザ光Lを遮光する領域である。なお、このような液晶シャッタは、公知の技術によって構成することができる。
As shown in FIG. 2, the
図3は、開口制限部として使用する液晶シャッタの動作原理を示す断面図である。 FIG. 3 is a cross-sectional view showing the operating principle of a liquid crystal shutter used as an aperture limiting portion.
液晶シャッタ27aとしては、図3に示すように、例えば、ゲストホスト型液晶27dを用いて構成されたものとすることができる。このゲストホスト型液晶27dを、一対の基板ガラス27eの間に設けることにより、液晶シャッタ27aが構成される。基板ガラス27eとゲストホスト型液晶27dの間には、図示しない電極が設けられている。この電極に電圧を印加しないOFF状態のときには、図3中の(a)に示すように、入射するレーザ光Lを遮光することなく、全て透過させ、「blu-ray Disc」201aを用いる状態となる。このとき、対物レンズ28の開口数(NA)は、0.85となる。
As shown in FIG. 3, the liquid crystal shutter 27a can be configured using, for example, a guest-host
そして、電極に電圧を印加するON状態のときには、図3中の(b)に示すように、ゲストホスト型液晶27dの配向方向が変化し、所定の偏光方向となされたレーザ光Lを外周部27cにおいて遮光するので、「HD−DVD」201cを用いる状態、すなわち、対物レンズ28の開口数(NA)が0.65に開口制限された状態となる。
When the voltage is applied to the electrodes, as shown in FIG. 3B, the orientation direction of the guest-host
なお、開口制限部27は、前述のような液晶シャッタ27aを用いたものに限定されず、例えば、機械的な開口絞りを用いたものとしてもよい。このような開口絞りとしては、複数の羽根部よりなる絞り機構の各羽根部を回転させて開口を制限するものでもよいし、複数の径の異なる開口部を設けた遮光板を光軸に直交する方向に移動させて開口部を切り換えることにより開口を制限するものでもよい。さらに、開口制限部27は、偏光選択性の光学素子を用いて開口を制限するものとしてもよい。
The
図4は、対物レンズ及び補正板の構成を示す側面図である。 FIG. 4 is a side view showing the configuration of the objective lens and the correction plate.
対物レンズ28は、開口数(NA)が「blu-ray Disc」201aを用いる場合の開口数(0.85)となされるとともに、「HD−DVD」201cの透明基板の厚さt2に対応して、無限共役に最適化されて設計されている。この対物レンズ28をなす硝材としては、例えば、「NBF1」(HOYA製光学ガラス)を用いることができる。この対物レンズ28は、レーザ光源側となる第1面28a及び光ディスク201a,201c側となる第2面28bがともに非球面となされた1群1枚のレンズである。
The
対物レンズ28の第2面28bと、「blu-ray Disc」201aの透明基板の表面(レーザ光Lの入射面)203aとの間の作動距離WD1は、前述したように、補正板29の厚み0.5mmを除いて、略0.57mm程度である。この作動距離WD1は、対物レンズ28の第2面28bから補正板29の前面までの距離WD11と補正板29の後面から「blu-ray Disc」201aの透明基板の表面203aまでの距離WD12を合わせたものになる。
The working distance WD1 between the
また、対物レンズ28の第2面28bと、「HD−DVD」201cの透明基板の表面(レーザ光Lの入射面)203cとの間の作動距離WD2は、作動距離WD1に等しく略0.57mm程度である。このとき、補正板29は、光路上から除去されている。
Further, the working distance WD2 between the
対物レンズ28の第1面28a及び第2面28bの非球面形状は、以下の〔数1〕に示す多項式を用いて表すことができる。
この〔数1〕において、Zは対物レンズ28の第1面28a、または、第2面28bの頂点からの距離、Cは第1面28a、または、第2面28bの曲率(曲率:半径の逆数)、hは対物レンズ28の光軸からの高さ、Kはコーニック定数、A4乃至A12は4次から12次の非球面係数である。
In [Equation 1], Z is the distance from the apex of the first surface 28a or the
ここで、光ディスクの反りの角度をαとして、光ディスクが単純なお椀型に反っていると考えると、光ディスクの中心からの距離Rの箇所において、光ディスクの面振れ量Lは、以下の〔数2〕によって表される。
光ディスクの反り角は、「DVD」においては、0.3°以内とされている。光ディスクの面振れは、前述のお椀型の反り形状の場合には、最外周で最大になる。このとき、光ディスクの直径が120mmであるとすると、0.3mmの面振れが生じうる。そして、「DVD」よりも情報記録の高密度化を図った「blu-ray Disc」201a及ぴ「HD−DVD」201cにおいても、透明基板をなす材料は合成樹脂材料であり、「DVD」の場合と同様の反り角が生じうる。したがって、「blu-ray Disc」201aや「HD−DVD」201cなど、最大半径が60mmの光ディスクにおいては、光ディスクの面振れを考慮すると、作動距離は、0.3mm以上であることが望ましい。 The warp angle of the optical disc is set to be within 0.3 ° in “DVD”. In the case of the bowl-shaped warp shape described above, the surface deflection of the optical disk is maximized at the outermost periphery. At this time, if the diameter of the optical disk is 120 mm, a surface runout of 0.3 mm may occur. In “blu-ray Disc” 201a and “HD-DVD” 201c, which have higher information recording density than “DVD”, the material forming the transparent substrate is a synthetic resin material. A warp angle similar to the case may occur. Therefore, in an optical disc having a maximum radius of 60 mm, such as “blu-ray disc” 201a and “HD-DVD” 201c, the working distance is preferably 0.3 mm or more in consideration of surface deflection of the optical disc.
また、単玉レンズにおいては、一般に、作動距離WDは、以下の〔数3〕のように表される。
この〔数3〕において、fは、対物レンズ28の焦点距離、R1は、対物レンズ28のレーザ光源側の面28aの頂点における曲率半径、tは、対物レンズ28の中心厚さ、nは、対物レンズ28の屈折率、dは、光ディスクの透明基板の厚さ、Nは、光ディスクの透明基板の屈折率である。光ディスクの透明基板の厚さdについては、対物レンズ28は「HD−DVD」201c用に最適化されているので、0.6mmである。光ディスクの透明基板をなす材料はポリカーボネイト(Polycarbonate)であり、波長405nmにおいて、屈折率Nは、1.58≦N≦1.65である。対物レンズ28は、無限共役であるので、凸レンズであり、R1は正数(R1>0)でなけれぱならない。また、対物レンズ28の厚さは、正数(t>0)である。
In this
なお、対物レンズ28の第1面28aのサグ角度が大きいと、この対物レンズ28をプレス成型によって作成する金型の作製が困難となるので、対物レンズ28をなす材料としては、屈折率nが大きい材料を用いることにより、サグ角度を小さくする必要がある。実存する材料を考えると、対物レンズ28に用いる硝材の屈折率は1.65≦n≦2.1が望ましい。
If the sag angle of the first surface 28a of the
〔数3〕及び作動距離などの前記諸条件から、対物レンズ28の焦点距離fは、0.68mm以上(f≧0.68mm)とする必要がある。また、対物レンズ28に入射する光束径をφとすると、以下の〔数4〕に表す関係がある。
入射する光束径が大きくなるほど光学部品が大型化し、光ピックアップ装置20全体としても大型化してしまうので、対物レンズ28に入射する光束径φは、10mm以下(φ≦10mm)が望ましい。対物レンズ28の開口数(NA)は0.85であるので、〔数4〕より、対物レンズ28の焦点距離fは、5.89mm以下(f≦5.89mm)であることが望ましい。
The larger the incident light beam diameter, the larger the optical components and the larger the
また、この対物レンズ28は、使用する視野が狭くてもよいので、軸上収差と軸外収差とを良好に補正した特性を有するレンズ(アブラナート)として設計することが望ましい。さらに、対物レンズ28の作製を容易化するために最も重要となるのは、第1面28aと第2面28bとの偏芯公差を最大にすることである。このような偏芯公差が最大になるアブラナートレンズの第1面28aの曲率半径R1を求める一般式について、本出願人は、特願2003−167188号において、下記の〔数5〕を開示している。
また、両面球面レンズにおいては、球面収差を最小にする半径の組み合わせが知られており、このようなレンズは、ベストフォーム・レンズと呼ぱれている。第1面28aの曲率半径R1及び第2面28bの曲率半径R2を、以下の〔数6〕を満たすようにすることにより、ベストフォーム・レンズからの乖離を小さくし、球面収差を小さくすることができる。
前述した諸条件と、〔数5〕、〔数6〕とから、対物レンズ28の第1面28aの曲率半径R1は、0.46mm乃至7.12mm(0.46mm≦R1≦7.12mm)、対物レンズ28の厚さtは、11.83mm以下(t≦11.83mm)が望ましい。
From the above-mentioned conditions and [Expression 5] and [Expression 6], the radius of curvature R 1 of the first surface 28a of the
なお、「blu-ray Disc」201aに対して記録、または、再生を行う場合、対物レンズ28からの出射光の光路中に、補正板29を挿入する必要があるので、前述の諸条件中における作動距離WD1は、WD11とWD12との和である。対物レンズ28の第2面28bと補正板29の前面との衝突回避のため、距離WD11は、0.1mm以上確保することが望ましく、光ディスクの面振れと合わせると、作動距離WD1(=WD11+WD12)は、0.4mm以上(WD1≧0.4mm)とすることがさらに望ましい。このとき、対物レンズ28の第1面28aの曲率半径R1は、0.51mm乃至7.12mm(0.51mm≦R1≦7.12mm)、対物レンズの厚さtは、11.36mm以下(t≦11.36mm)であることが望ましい。
In addition, when recording or reproducing with respect to the “blu-ray disc” 201a, it is necessary to insert the
そして、光ピックアップ装置の小型化のためには、対物レンズ28への入射光の光束径φは、5mm以下(φ≦5mm)であることが望ましく、焦点距離fは、2.94mm以下(f≦2.94mm)であることが望ましい。
In order to reduce the size of the optical pickup device, the light beam diameter φ of incident light on the
作動距離WD1が0.3mm以上(WD1≧0.3mm)であるとき、対物レンズ28の第1面28aの曲率半径R1は、0.46mm乃至3.25mm(0.46mm≦R1≦3.25mm)、対物レンズ28の厚さtは、4.8mm以下(t≦4.8mm)であることが望ましい。作動距離WD1が0.4mm以上(WD1≧0.4mm)であるときには、対物レンズ28の第1面28aの曲率半径R1は、0.51mm乃至3.25mm(0.51mm≦R1≦3.25mm)、対物レンズ28の厚さtは、4.44mm以下(t≦4.44mm)であることが望ましい。
When the working distance WD1 is 0.3 mm or more (WD1 ≧ 0.3 mm), the radius of curvature R 1 of the first surface 28a of the
この対物レンズ28の硝材として、「NBF1」(HOYA製光学ガラス)を用いた場合には、この対物レンズ28の青色半導体レーザ21から出射された波長405nmのレーザ光Lに対する屈折率Nは、1.768985である。ここで、波長405nmにおいて、無限共役に最適化して設計した対物レンズ28の仕様を以下の〔表1〕に示す。
前述の〔数1〕の多項式を用いて、対物レンズ28の第1面28aを非球面に形成するための非球面係数A4乃至A12の一例を以下の〔表2〕に示す。
また、この〔数1〕の多項式を用いて、対物レンズ28の第2面28bを非球面に形成するための非球面係数A4乃至A10の一例を以下の〔表3〕に示す。
この光ピックアップ装置において「blu-ray Disc」201aを用いる場合の各光学素子の構成を以下の〔表4〕に示す。
また、この光ピックアップ装置において「HD−DVD」201cを用いる場合の各光学素子の構成を以下の〔表5〕に示す。
これら〔表4〕及び〔表5〕より、この実施の形態においては、対物レンズ28の第1面28aの頂点における曲率半径は2.046517mmであり、第2面28bの頂点における曲率半径は−11.909374mmであり、対物レンズ28の第1面28a及び第2面28b間のレンズ厚さは2.94mmであり、対物レンズ28の第2面28bから補正板29の前面までの距離WD11及び補正板29の後面から「blu-ray Disc」201aの表面までの距離WD12を合わせた作動距離WD1と、対物レンズ28の第2面28bから「HD−DVD」201cの表面までの作動距離WD2とは、ともに略0.57mmである。
From these [Table 4] and [Table 5], in this embodiment, the radius of curvature at the apex of the first surface 28a of the
図5は、対物レンズの開口数を0.85としたときの正弦条件不満足量及び縦収差を示したグラフである。 FIG. 5 is a graph showing an unsatisfactory sine condition and longitudinal aberration when the numerical aperture of the objective lens is 0.85.
図6は、対物レンズの開口数を0.65としたときの正弦条件不満足量及び縦収差を示したグラフである。 FIG. 6 is a graph showing the unsatisfactory sine condition and longitudinal aberration when the numerical aperture of the objective lens is 0.65.
また、対物レンズ28は、レーザ光Lに対して、図5及び図6に示すように、「blu-ray Disc」201a及び「HD−DVD」201cのいずれにも対応して、正弦条件を略満足するように設計されている。
Further, as shown in FIGS. 5 and 6, the
図5において、縦軸はレーザ光Lの対物レンズ28ヘの開口数(NA)0.85に対して正規化した光線高さを示し、横軸はズレ量(mm)を示している。また、図6において、縦軸はレーザ光Lの対物レンズ28ヘの開口数(NA)0.65に対して正規化した光線高さを示し、横軸はズレ量(mm)を示している。
In FIG. 5, the vertical axis indicates the height of the light beam normalized with respect to the numerical aperture (NA) 0.85 of the
この実施の形態の光ピックアップ装置について、「blu-ray Disc」201aの信号記録層202a上及び「HD−DVD」201cの信号記録層202c上における収差特性を以下の〔表6〕に示す。
この〔表6〕において、軸上収差は対物レンズ28の光軸に平行にレーザ光Lを入射したときの波面収差を示し、像高特性は対物レンズ28の光軸に対して0.3°傾いたレーザ光Lを入射したときの波面収差を示し、偏芯特性は対物レンズ28の第1面28a及び第2面28bの中心の偏芯が3μmであるときの波面収差を示している。
In this [Table 6], the on-axis aberration indicates the wavefront aberration when the laser beam L is incident parallel to the optical axis of the
図5及び図6に示すように、「blu-ray Disc」201aを用いるときと「HD−DVD」201cを用いるときのそれぞれの開口数(0.85及び0.65)に合わせて、略正弦条件が満たされるように対物レンズ28を設計することにより、〔表6〕に示すように、「blu-ray Disc」201a及び「HD−DVD」201cの双方について、像高によって生じるコマ収差の発生を抑えることができる。また、縦収差について、それぞれの開口数に合わせて、ほぼ無収差として設計することにより、球面収差を抑えることができる。
As shown in FIGS. 5 and 6, the sine is approximately sine according to the numerical apertures (0.85 and 0.65) when using the “blu-ray Disc” 201a and when using the “HD-DVD” 201c. By designing the
以上説明したように、同一波長のレーザ光Lにより、透明基板の厚さ及び対応する対物レンズの開口数(NA)の異なる2種の光記録媒体について記録、または、再生を行うにあたり、対物レンズ28の設計を、開口数については大きな開口数に対応し、透明基板の厚さについては厚い側の透明基板に対応したものとしておき、対物レンズ28からの出射光の光路上に補正板を挿入した状態と、対物レンズ28からの出射光の光路上から補正板を除去し対物レンズ28の開口数を開口制限手段27によって制限した状態とを切替えることにより、1つの光学系によって、両方の光記録媒体について、良好な記録及び再生を行うことができる。
As described above, when performing recording or reproduction on two types of optical recording media having different thicknesses of the transparent substrate and corresponding numerical apertures (NA) of the objective lens with the laser light L having the same wavelength, the objective lens The design of 28 corresponds to a large numerical aperture for the numerical aperture, and corresponds to the transparent substrate on the thick side for the thickness of the transparent substrate, and a correction plate is inserted on the optical path of the outgoing light from the
〔第2の実施の形態〕
この光ピックアップ装置は、光ディスクが対物レンズ28の光軸に対して垂直な状態から傾いた(チルトした)場合に生ずるコマ収差を、補正板29を傾斜させることによって補正するように構成することができる。
[Second Embodiment]
The optical pickup device can be configured to correct coma aberration that occurs when the optical disk is tilted (tilted) from a state perpendicular to the optical axis of the
図7は、「blu-ray Disc」201aが正規の位置からチルトしたときの状態を示す側面図である。 FIG. 7 is a side view showing a state when the “blu-ray disc” 201a is tilted from the normal position.
「blu-ray Disc」201aは、ターンテーブル12上において回転操作されているときに、図7において実線で示す正規の位置にある状態から、図7において点線で示すように、一方向にθ°チルトすることがある。
When the “blu-ray Disc” 201 a is rotated on the
図8は、「blu-ray Disc」201aが正規の位置からチルトしたときに発生する波面収差を示すグラフである。 FIG. 8 is a graph showing wavefront aberration that occurs when the “blu-ray Disc” 201a is tilted from the normal position.
「blu-ray Disc」201aが正規の位置からチルトすると、図8に示すように、チルト量θの増加に伴って、略直線的に波面収差が増加する。このような「blu-ray Disc」201aのチルトにより生じる波面収差は、補正板29を「blu-ray Disc」201aのチルトとは反対の方向に所定角度だけチルトさせることにより、除去することができる。
When the “blu-ray disc” 201a is tilted from the normal position, as shown in FIG. 8, the wavefront aberration increases substantially linearly as the tilt amount θ increases. Such wavefront aberration caused by the tilt of the “blu-ray Disc” 201a can be removed by tilting the
図9は、「blu-ray Disc」201aを用いるときに、波面収差の補正のために補正板29をチルトさせた状態を示す側面図である。
FIG. 9 is a side view showing a state in which the
この光ピックアップ装置においては、補正板29は、図9に示すように、連結部材35を軸として、ホルダー32と一体的に、光ディスクの半径方向、または、トラッキング方向、あるいは、これらいずれの方向にも、対物レンズ28の光軸に対して傾けることができるようになっている。そして、この補正板29は、図1に示すように、チルト調整機構36により、対物レンズ28の光軸に対して傾斜される。
In this optical pickup device, as shown in FIG. 9, the
図10は、θ°チルトした状態にある「blu-ray Disc」201aに対して、波面収差を最小(チルト量θ°が0のときの波面収差)とするために必要な補正板29のチルト量ψ°を示すグラフである。
FIG. 10 shows the tilt of the
この光ピックアップ装置においては、図10に示すように、「blu-ray Disc」201aのチルト量θ°に対して、補正板29のチルト量ψ°をほぼ比例した関係とすることにより、波面収差(コマ収差)を0.005λrms程度に抑えることができる。すなわち、「blu-ray Disc」201aチルト量θ°がわかれば、波面収差を抑えるために必要な補正板29のをチルト量ψ°を求めることができる。
In this optical pickup device, as shown in FIG. 10, the wavefront aberration is obtained by making the tilt amount ψ ° of the
図11は、「blu-ray Disc」201aにおけるコマ収差を補正するために補正板29をチルトさせる過程を示すフローチャートである。
FIG. 11 is a flowchart showing a process of tilting the
「blu-ray Disc」201aにおけるコマ収差を補正するために補正板29をチルトさせるには、図11に示すように、まず、第1過程(st1)として、ディスクチルトセンサ40において、「blu-ray Disc」201aからの反射光を検出する。このディスクチルトセンサ40は、図1に示すように、この光ピックアップ装置に設けられており、発光部(LED)40aと受光部40bとから構成されている。発光部40aからの光線は、「blu-ray Disc」201aの信号記録層202aによって反射され、受光部40b上に到達する。「blu-ray Disc」201aにチルトが生じると、受光部40b上における反射光の位置が正規の位置からずれる。このような受光部40b上における反射光の位置のずれに基づいて、「blu-ray Disc」201aのチルト量を検出することができる。
In order to tilt the
そして、図11に示すように、第2過程(st2)では、ディスクチルトセンサ40における反射光の位置ずれ量から「blu-ray Disc」201aのチルト方向と、チルト量θ°を演算する。
As shown in FIG. 11, in the second step (st2), the tilt direction of the “blu-ray Disc” 201a and the tilt amount θ ° are calculated from the positional deviation amount of the reflected light in the
第3過程(st3)では、第2過程(st2)で求めたチルト量θ°から、補正板29のチルト量ψ°を求める。前述したように、「blu-ray Disc」201aのチルト量θ°と補正板29のチルト量ψ°との間には、ほぼ比例関係があるので、これらの関係を表す式から、補正板29のチルト量ψ°を求めることができる。
In the third step (st3), the tilt amount ψ ° of the
第4過程(st4)では、補正板29のチルト方向を「blu-ray Disc」201aのチルト方向の反対方向(正負が反対)とし、チルト量をψ°とする信号を、チルト調整機構36に供給する。
In the fourth step (st4), a signal for setting the tilt direction of the
第5過程(st5)では、チルト調整機構36は、供給された信号に基づいて、補正板29を所定のチルト方向に所定のチルト量ψ°だけチルトさせる。
In the fifth step (st5), the tilt adjustment mechanism 36 tilts the
なお、「blu-ray Disc」201aのチルト方向は、この「blu-ray Disc」201aのラジアル方向(径方向)及びタンジェンシャル方向(周方向)のいずれも考えられる。また、「blu-ray Disc」201aのチルト方向及びチルト量を求める方法は、前述したようなディスクチルトセンサを用いる方法に限定されず、他の方法であってもよい。 Note that the tilt direction of the “blu-ray disc” 201a may be any of the radial direction (radial direction) and the tangential direction (circumferential direction) of the “blu-ray disc” 201a. Further, the method for obtaining the tilt direction and the tilt amount of the “blu-ray Disc” 201a is not limited to the method using the disc tilt sensor as described above, and may be another method.
ところで、「blu-ray Disc」201aのディスクチルトについての規格は、ラジアル方向の最大チルト量が±0.7°、タンジェンシヤル方向の最大チルト量が±0.3°である。すると、図10より、補正板29は、余裕をみて、±0.2°チルトできるようにすれぱよい。そして、補正板29を0.2°チルトさせても、この補正板29が対物レンズ28及ぴ「blu-ray Disc」201aに衝突しないことが必要である。補正板29のサイズは、対物レンズ28と、この対物レンズ28を搭載するアクチュエータのサイズから、5mm以上30mm以下であることが望ましい。そして、対物レンズ28の第2面28bと補正板29の前面との距離は、前述の第1の実施の形態に示した対物レンズ28の第2面28bと補正板29の前面との距離WD11に0.05mmを加えた距離以上であることが必要である。また、補正板29の後面と「blu-ray Disc」201aのレーザ光入射面203aとの距離は、前述の第1の実施の形態に示した補正板29の後面と「blu-ray Disc」201aのレーザ光入射面203aとの距離WD12に0.05mmを加えた距離以上であることが必要である。
By the way, the standard regarding the disc tilt of “blu-ray Disc” 201a is that the maximum tilt amount in the radial direction is ± 0.7 ° and the maximum tilt amount in the tangential direction is ± 0.3 °. Then, as shown in FIG. 10, the
したがって、作動距離WD1としては、0.5mm以上(0.5mm≦WD1)を確保することが望ましく、対物レンズ28への入射光の光束径φが10mm以下(φ≦10mm)とすれば、対物レンズ28の焦点距離fは、0.88mm乃至5.89mm(0.88mm≦f≦5.89mm)、第1面28aの曲率半径R1は、0.56mm乃至7.12mm(0.56mm≦R1≦7.12mm)、対物レンズ28の厚さtは、11.83mm以下(t≦11.83mm)であることが望ましい。
Therefore, it is desirable to secure 0.5 mm or more (0.5 mm ≦ WD1) as the working distance WD1, and if the light beam diameter φ of the incident light to the
さらには、対物レンズ28への入射光の光束径φは、5mm以下(φ≦5mm)であることが望ましく、対物レンズ28の焦点距離fは、0.88mm乃至2.94mm(0.88mm≦f≦2.94mm)、第1面28aの曲率半径R1は、0.56mm乃至3.25mm(0.56mm≦R1≦3.25mm)、対物レンズ28の厚さtは、4.8mm以下(t≦4.8mm)であることが望ましい。
Furthermore, it is desirable that the light beam diameter φ of the incident light to the
〔第3の実施の形態〕
図12は、この実施の形態における補正板の構成を示す側面図である。
[Third Embodiment]
FIG. 12 is a side view showing the configuration of the correction plate in this embodiment.
この光ピックアップ装置においては、図12に示すように、補正板として、「blu-ray Disc」201aを用いるときに対物レンズ28と「blu-ray Disc」201aとの間の光路中に挿入される第1の補正板29aと、「HD−DVD」201cを用いるときに対物レンズ28aと「HD−DVD」201cとの間の光路中に挿入される第2の補正板29bとを用いて構成してもよい。第2の補正板29bは、第1の補正板29aよりも薄く、これら第1及び第2の補正板29a,29bの厚さの差は、「blu-ray Disc」201aの透明基板の厚さt1と「HD−DVD」201cの透明基板の厚さt2との差に相当している。すなわち、これら補正板29a,29bの厚さの差は、「blu-ray Disc」201aの透明基板の厚さt1と「HD−DVD」201cの透明基板の厚さt2との差に相当する厚さ、例えば、0.5mmとなされている。
In this optical pickup device, as shown in FIG. 12, when a “blu-ray disc” 201a is used as a correction plate, it is inserted into the optical path between the
第1及び第2の補正板29a,29bは、各光ディスク201a,201cの透明基板に等しい屈折率を有する透明部材、例えば、ポリカーボネイト(Polycarbonate)により形成された平行平面板である。
The first and
この光ピックアップ装置においては、「blu-ray Disc」201a及び「HD−DVD」201cのいずれを用いる場合においても、これら光ディスクが対物レンズ28の光軸に対して垂直な状態から傾いた(チルトした)場合に生ずるコマ収差を、第1、または、第2の補正板29a,29bをチルトさせることにより補正することができる。
In this optical pickup device, when using either “blu-ray Disc” 201a or “HD-DVD” 201c, these optical discs are tilted (tilted) from a state perpendicular to the optical axis of the objective lens 28. ) Can be corrected by tilting the first or
対物レンズ28は、前述の実施の形態におけると同様に、開口数(NA)が「blu-ray Disc」201aを用いる場合の開口数(0.85)となされている。そして、この対物レンズ28は、「HD−DVD」201cの透明基板の厚さt2に第2の補正板29bの厚さを加えた厚さに対応して、無限共役に最適化されて設計されている。そして、「HD−DVD」201cの透明基板の厚さt2に第2の補正板29bの厚さを加えた厚さは、「blu-ray Disc」201aの透明基板の厚さt1に第1の補正板29aの厚さを加えた厚さに等しくなっている。
The
これら補正板29a,29bは、前述の実施の形態におけると同様に、連結部材35を介して、ホルダー32によって保持されている。このホルダー32において、各補正板29a,29bは、図12に示すように、並列的に隣接されて保持されている。このホルダー32は、図1に示すように、支軸33に対して一体に形成されている。この支軸33は、駆動モータ34によって回動操作可能となっている。すなわち、各補正板29a,29bは、駆動モータ34によって、対物レンズ28からの出射光の光軸上に第1の補正板29aが挿入される状態と、この出射光の光軸上に第2の補正板29bが挿入される状態とに亘って、移動操作可能となっている。「blu-ray Disc」201aを用いる場合には、第1の補正板29aが光軸上に挿入され、「HD−DVD」201cを用いる場合には、第2の補正板29bが光軸上に挿入される。
These
図13A及び図13Bは、この光ピックアップ装置における対物レンズ及び補正板の構成を示す側面図である。 13A and 13B are side views showing the configuration of the objective lens and the correction plate in this optical pickup device.
対物レンズ28の第2面28bから第1の補正板29aの前面までの距離WD11と第1の補正板29aの後面から「blu-ray Disc」201aの透明基板の表面(レーザ光Lの入射面)203aとの間の距離WD12とを合わせた作動距離WD1は、図13Aに示すように、略0.55mm程度である。また、対物レンズ28の第2面28bから第2の補正板29bの前面までの距離WD21と第2の補正板29bの後面から「HD−DVD」201cの透明基板の表面(レーザ光Lの入射面)203cとの間の距離WD22とを合わせた作動距離WD2は、図13Bに示すように、作動距離WD1に等しく略0.55mm程度である。
The distance WD11 from the
対物レンズ28の硝材として、「NBF1」(HOYA製光学ガラス)を用いた場合には、この対物レンズ28の青色半導体レーザ21から出射された波長405nmのレーザ光Lに対する屈折率Nは、1.768985である。ここで、波長405nmにおいて、無限共役に最適化して設計した対物レンズ28の仕様を以下の〔表7〕に示す。
また、対物レンズ28の第1面28a及び第2面28bの非球面形状は、前述した〔数1〕に示す多項式を用いて表すことができる。この〔数1〕の多項式を用いて、対物レンズ28の第1面28aを非球面に形成するための非球面係数A4乃至A12の一例を以下の〔表8〕に示す。
また、〔数1〕の多項式を用いて、対物レンズ28の第2面28bを非球面に形成するための非球面係数A4乃至A10の一例を以下の〔表9〕に示す。
この光ピックアップ装置において「blu-ray Disc」201aを用いる場合の各光学素子の構成を以下の〔表10〕に示す。
また、この光ピックアップ装置において「HD−DVD」201cを用いる場合の各光学素子の構成を以下の〔表11〕に示す。
これら〔表10〕及び〔表11〕より、この実施の形態においては、対物レンズ28の第1面28aの頂点における曲率半径は2.146645mmであり、第2面28bの頂点における曲率半径は−10.84725mmであり、対物レンズ28の第1面28a及び第2面28b間のレンズ厚さは3.1mmであり、対物レンズ28の第2面28bから第1の補正板29aの前面までの距離WD11及び第1の補正板29aの後面から「blu-ray Disc」201aの表面までの距離WD12を合わせた作動距離WD1と、対物レンズ28の第2面28bから第2の補正板29bの前面までの距離WD21及び第2の補正板29bの後面から「HD−DVD」201cの表面までの距離WD22を合わせた作動距離WD2とは、ともに略0.55mmである。
From these [Table 10] and [Table 11], in this embodiment, the radius of curvature at the apex of the first surface 28a of the
そして、この光ピックアップ装置においては、前述の実施の形態と同様に、開口制限部27が設けられている。
In this optical pickup device, the
図14は、対物レンズの開口数を0.85としたときの正弦条件不満足量及び縦収差を示したグラフである。 FIG. 14 is a graph showing the unsatisfactory sine condition and longitudinal aberration when the numerical aperture of the objective lens is 0.85.
図15は、対物レンズの開口数を0.65としたときの正弦条件不満足量及び縦収差を示したグラフである。 FIG. 15 is a graph showing an unsatisfactory sine condition and longitudinal aberration when the numerical aperture of the objective lens is 0.65.
対物レンズ28は、レーザ光Lに対して、図14及び図15に示すように、「blu-ray Disc」201a及び「HD−DVD」201cのいずれにも対応して、正弦条件を略満足するように設計されている。
As shown in FIGS. 14 and 15, the
図14において、縦軸はレーザ光Lの対物レンズ28ヘの開口数(NA)0.85に対して正規化した光線高さを示し、横軸はズレ量(mm)を示している。また、図15において、縦軸はレーザ光Lの対物レンズ28ヘの開口数(NA)0.65に対して正規化した光線高さを示し、横軸はズレ量(mm)を示している。
In FIG. 14, the vertical axis indicates the height of the light beam normalized to the numerical aperture (NA) 0.85 of the
この実施の形態の光ピックアップ装置について、「blu-ray Disc」201aの信号記録層202a上及び「HD−DVD」201cの信号記録層202c上における収差特性を以下の〔表12〕に示す。
この〔表12〕において、軸上収差は対物レンズ28の光軸に平行にレーザ光Lを入射したときの波面収差を示し、像高特性は対物レンズ28の光軸に対して0.3°傾いたレーザ光Lを入射したときの波面収差を示し、偏芯特性は対物レンズ28の第1面28a及び第2面28bの中心の偏芯が3μmであるときの波面収差を示している。
In this [Table 12], the on-axis aberration indicates the wavefront aberration when the laser beam L is incident parallel to the optical axis of the
図14及び図15に示すように、「blu-ray Disc」201aを用いるときと「HD−DVD」201cを用いるときのそれぞれの開口数(0.85及び0.65)に合わせて、略正弦条件が満たされるように対物レンズ28を設計することにより、〔表12〕に示すように、「blu-ray Disc」201a及び「HD−DVD」201cの双方について、像高によって生じるコマ収差の発生を抑えることができる。また、縦収差について、それぞれの開口数に合わせて、ほぼ無収差として設計することにより、球面収差を抑えることができる。
As shown in FIGS. 14 and 15, the sine is approximately sine according to the numerical apertures (0.85 and 0.65) when using the “blu-ray Disc” 201a and when using the “HD-DVD” 201c. By designing the
そして、「blu-ray Disc」201a及び「HD−DVD」201cは、ターンテーブル12上において回転操作されているときに、正規の位置にある状態から、一方向にθ°チルトすることがある。
The “blu-ray disc” 201a and the “HD-DVD” 201c may be tilted by θ ° in one direction from the normal position when being rotated on the
図16は、「blu-ray Disc」201aが正規の位置からチルトしたときに発生する波面収差を示すグラフである。 FIG. 16 is a graph showing wavefront aberration that occurs when the “blu-ray Disc” 201a is tilted from the normal position.
「blu-ray Disc」201aが正規の位置からチルトすると、図16に示すように、チルト量θ°の増加に伴って、略直線的に波面収差が増加する。このような「blu-ray Disc」201aのチルトにより生じる波面収差は、第1の補正板29aを「blu-ray Disc」201aのチルトとは反対の方向に所定角度だけチルトさせることにより、除去することができる。この光ピックアップ装置においては、第1の補正板29aは、連結部材35を軸として、ホルダー32と一体的に、光ディスクの半径方向、または、トラッキング方向、あるいは、これらいずれの方向にも、対物レンズ28の光軸に対して傾けることができる。そして、この第1の補正板29aは、チルト調整機構36により、対物レンズ28の光軸に対して傾斜される。
When the “blu-ray disc” 201a is tilted from the normal position, as shown in FIG. 16, the wavefront aberration increases substantially linearly as the tilt amount θ ° increases. The wavefront aberration caused by the tilt of the “blu-ray disc” 201a is removed by tilting the
図17は、θ°チルトした状態にある「blu-ray Disc」201aに対して、波面収差を最小(チルト量θ°が0のときの波面収差)とするために必要な第1の補正板29aのチルト量ψ°を示すグラフである。 FIG. 17 shows the first correction plate necessary for minimizing the wavefront aberration (wavefront aberration when the tilt amount θ ° is 0) with respect to the “blu-ray disc” 201a tilted by θ °. It is a graph which shows tilt amount (psi) of 29a.
この光ピックアップ装置においては、図17に示すように、「blu-ray Disc」201aのチルト量θ°に対して、第1の補正板29aのチルト量ψ°をほぼ比例した関係とすることにより、波面収差(コマ収差)を0.005λrms程度に抑えることができる。すなわち、「blu-ray Disc」201aチルト量θ°がわかれば、波面収差を抑えるために必要な第1の補正板29aのチルト量ψ°を求めることができる。
In this optical pickup device, as shown in FIG. 17, the tilt amount ψ ° of the
図18は、「HD−DVD」201cが正規の位置からチルトしたときに発生する波面収差を示すグラフである。 FIG. 18 is a graph showing the wavefront aberration that occurs when the “HD-DVD” 201c is tilted from the normal position.
「HD−DVD」201cが正規の位置からチルトすると、図18に示すように、チルト量θの増加に伴って、略直線的に波面収差が増加する。このような「HD−DVD」201cのチルトにより生じる波面収差は、第2の補正板29bを「HD−DVD」201cのチルトとは反対の方向に所定角度だけチルトさせることにより、除去することができる。この光ピックアップ装置においては、第2の補正板29bは、連結部材35を軸として、ホルダー32と一体的に、光ディスクの半径方向、または、トラッキング方向、あるいは、これらいずれの方向にも、対物レンズ28の光軸に対して傾けることができる。そして、この第2の補正板29bは、チルト調整機構36により、対物レンズ28の光軸に対して傾斜される。
When the “HD-DVD” 201c is tilted from the normal position, the wavefront aberration increases substantially linearly as the tilt amount θ increases as shown in FIG. The wavefront aberration caused by the tilt of the “HD-DVD” 201c can be removed by tilting the
図19は、θ°チルトした状態にある「HD−DVD」201cに対して、波面収差を最小(チルト量θ°が0のときの波面収差)とするために必要な第2の補正板29bのチルト量ψ°を示すグラフである。
FIG. 19 shows the
この光ピックアップ装置においては、図19に示すように、「HD−DVD」201cのチルト量θ°に対して、第2の補正板29bのチルト量ψ°をほぼ比例した関係とすることにより、波面収差(コマ収差)を0.005λrms程度に抑えることができる。すなわち、「HD−DVD」201cチルト量θ°がわかれば、波面収差を抑えるために必要な第2の補正板29bのをチルト量ψ°を求めることができる。
In this optical pickup device, as shown in FIG. 19, by making the tilt amount ψ ° of the
図20は、「blu-ray Disc」201a及び「HD−DVD」201cにおけるコマ収差を補正するために各補正板29a,29bをチルトさせる過程を示すフローチャートである。
FIG. 20 is a flowchart showing a process of tilting the
「blu-ray Disc」201a及び「HD−DVD」201cにおけるコマ収差を補正するために各補正板29a,29bをチルトさせるには、図20に示すように、まず、第1過程(st1)として、ディスクチルトセンサ40において、「blu-ray Disc」201a、または、「HD−DVD」201cからの反射光を検出する。このディスクチルトセンサ40は、図1に示すように、この光ピックアップ装置に設けられており、発光部(LED)40aと受光部40bとから構成されている。発光部40aからの光線は、「blu-ray Disc」201a、または、「HD−DVD」201cの信号記録層202a,202cによって反射され、受光部40b上に到達する。「blu-ray Disc」201a、または、「HD−DVD」201cにチルトが生じると、受光部40b上における反射光の位置が正規の位置からずれる。このような受光部40b上における反射光の位置のずれに基づいて、「blu-ray Disc」201a、または、「HD−DVD」201cのチルト量を検出することができる。
In order to tilt the
そして、図20に示すように、第2過程(st2)では、ディスクチルトセンサ40における反射光の位置ずれ量から「blu-ray Disc」201a、または、「HD−DVD」201cのチルト方向と、チルト量θ°を演算する。
Then, as shown in FIG. 20, in the second step (st2), the tilt direction of “blu-ray Disc” 201a or “HD-DVD” 201c is calculated from the amount of positional deviation of the reflected light in the
第3過程(st3)では、第2過程(st2)で求めたチルト量θ°から、第1、または、第2の補正板29a,29bのチルト量ψ°を求める。前述したように、「blu-ray Disc」201a及び「HD−DVD」201cのチルト量θ°と各補正板29a,29bのチルト量ψ°との間には、ほぼ比例関係があるので、これらの関係を表す式から、各補正板29a,29bのチルト量ψ°を求めることができる。
In the third step (st3), the tilt amount ψ ° of the first or
第4過程(st4)では、各補正板29a,29bのチルト方向を「blu-ray Disc」201a、または、「HD−DVD」201cのチルト方向の反対方向(正負が反対)とし、チルト量をψ°とする信号を、チルト調整機構36に供給する。
In the fourth step (st4), the tilt direction of each of the
第5過程(st5)では、チルト調整機構36は、供給された信号に基づいて、各補正板29a,29bを所定のチルト方向に所定のチルト量ψ°だけチルトさせる。
In the fifth step (st5), the tilt adjustment mechanism 36 tilts each
なお、「blu-ray Disc」201a及び「HD−DVD」201cのチルト方向は、これら「blu-ray Disc」201a及び「HD−DVD」201cの径方向(ラジアル方向)及び周方向(タンジェンシャル方向)のいずれも考えられる。また、「blu-ray Disc」201a及び「HD−DVD」201cのチルト方向及びチルト量を求める方法は、前述したようなディスクチルトセンサを用いる方法に限定されず、他の方法であってもよい。 The tilt direction of “blu-ray Disc” 201a and “HD-DVD” 201c is the radial direction (radial direction) and circumferential direction (tangential direction) of “blu-ray Disc” 201a and “HD-DVD” 201c. ) Can be considered. Further, the method for obtaining the tilt direction and the tilt amount of “blu-ray Disc” 201a and “HD-DVD” 201c is not limited to the method using the disc tilt sensor as described above, and may be another method. .
〔第4の実施の形態〕
本発明に係る光ピックアップ装置においては、前述したように、補正板29をなす材料は、「blu-ray Disc」201a及び「HD−DVD」201cの透明基板に近い屈折率を有する材料が望ましい。このような材料であれば、ポリカーボネイト(Polycarbonate)に限らず、他の合成樹脂材料であってもガラスであってもよい。
[Fourth Embodiment]
In the optical pickup device according to the present invention, as described above, the material forming the
補正板29が「blu-ray Disc」201a及び「HD−DVD」201cの透明基板と異なる屈折率を有している場合には、この補正板29を平行平面板とすると、球面収差の補正を十分に行うことができず、良好な記録、または、再生を行うことができない。
When the
ここで、補正板29の屈折率が、「blu-ray Disc」201a及び「HD−DVD」201cの透明基板の屈折率よりも小さい1.55である場合について考える。この場合に、前述の第1の実施の形態と同様の構成を有する光ピックアップ装置において、補正板29の形状も同様の平行平面板であるとすると、「blu-ray Disc」201aの記録、再生時に発生する球面収差は、軸上で0.068λrmsとなる。
Here, consider a case where the refractive index of the
したがって、この場合に良好に球面収差の補正を行うには、補正板29の形状を変更しなければならない。すなわち、補正板29の対物レンズ28側の面(1面)及び光ディスク側の面(2面)の少なくともいずれか一方を球面とすることにより、球面収差を低減させることができる。補正板29の2面を球面形状としたときの「blu-ray Disc」201aに対する各光学素子の形成について、以下の〔表13〕に示す。
補正板29の2面を球面形状として、この補正板29を僅かに凸レンズの形状を有するものとすると、〔表13〕に示すように、軸上収差は0.032λrmsとなり、球面収差を十分に低減させることができる。
Assuming that the two surfaces of the
なお、この実施の形態においては、「HD−DVD」201cについては、補正板29を対物レンズ28からの出射光の光路上から除去するので、「HD−DVD」201cを用いる場合の各光学素子の構成は、前記〔表5〕に示したものとなる。
In this embodiment, for “HD-DVD” 201c, the
図21は、θ°チルトした状態にある「blu-ray Disc」201aに対して、屈折率1.55の補正板をチルトさせて最小の波面収差にするためのチルト量ψ°を示すグラフである。 FIG. 21 is a graph showing a tilt amount ψ ° for tilting a correction plate with a refractive index of 1.55 to a minimum wavefront aberration with respect to a “blu-ray disc” 201a tilted by θ °. is there.
この光ピックアップ装置においては、図21に示すように、「blu-ray Disc」201aのチルト量θ°に対して、補正板29のチルト量ψ°をほぼ比例した関係とすることにより、波面収差(コマ収差)を0.005λrms程度に抑えることができる。すなわち、「blu-ray Disc」201aチルト量θ°がわかれば、波面収差を抑えるために必要な補正板29のをチルト量ψ°を求めることができる。すなわち、前記図11により示した手順と同様の手順により、コマ収差を低減させることができる。
In this optical pickup device, as shown in FIG. 21, the wavefront aberration is obtained by making the tilt amount ψ ° of the
ただし、この光ピックアップ装置においては、「blu-ray Disc」201aのチルト量θ°が増加すると、補正板29が平行基板である場合と異なり、補正板29をψ°チルトさせても、コマ収差を完全に取り除くことはできない。例えば、「blu-ray Disc」201aのチルト量θ°が1.2°のときには、波面収差は0.035λrmsとなり、コマ収差が若干残留することとなる。
However, in this optical pickup device, when the tilt amount θ ° of the “blu-ray Disc” 201a increases, the coma aberration differs even when the
一方、補正板29をなす材料の屈折率が光ディスクの透明基板の屈折率よりも大きい場合には、この補正板29の形状を僅かに凹レンズ形状とすることにより、球面収差を十分に低減させることができる。そして、この場合にも、「blu-ray Disc」201aのチルト量θ°に対して、補正板29のチルト量ψ°をほぼ比例した関係とすることにより、波面収差(コマ収差)を良好に補正することができる。
On the other hand, when the refractive index of the material forming the
また、補正板29を凹レンズ形状や凸レンズ形状とする場合には、この凹レンズ形状や凸レンズ形状をフレネルレンズや回折面形状としてもよい。
Further, when the
10 光ディスク駆動装置
11 スピンドルモータ
12 ターンテーブル
20 光ピックアップ装置
21 青色半導体レーザ
27 開口制限部
28 対物レンズ
29 補正板
29a 第1の補正板
29b 第2の補正板
36 チルト調整機構
40 ディスクチルトセンサ
201a 「blu-ray Disc」
201c 「HD−DVD」
202a 信号記録層
202c 信号記録層
203a レーザビーム入射面
203c レーザビーム入射面
DESCRIPTION OF
201c "HD-DVD"
202a
Claims (5)
波長が450nm以下のレーザ光を出射するレーザ光源と、
開口数が0.75以上となされ、前記レーザ光源から発せられたレーザ光を前記第1、または、第2の信号記録層に対して前記透明基板を透して集光して照射する対物レンズと、
前記対物レンズの開口数を制限する開口制限手段と、
前記対物レンズと前記光記録媒体との間に挿入される補正板と
を備え、
前記第1の信号記録層に対する記録、消去、または、再生を行うときには、前記開口制限手段による前記対物レンズの開口数の制限が行われず、前記対物レンズと前記第1の光記録媒体との間に補正板が挿入されることにより、正弦条件が略満足される状態となされ、
前記第2の信号記録層に対する記録、消去、または、再生を行うときには、前記開口制限手段による前記対物レンズの開口数の制限が行われ、前記対物レンズと前記第2の光記録媒体との間から補正板が除去されることにより、正弦条件が略満足される状態となされる
ことを特徴とする光ピックアップ装置。 A first optical recording medium having a first signal recording layer on a transparent substrate, a recording density lower than that of the first signal recording layer on a transparent substrate thicker than the transparent substrate of the first optical recording medium. At least two types of optical recording of a second optical recording medium having two signal recording layers and a third optical recording medium integrally formed by stacking the first and second optical recording media An optical pickup device that selectively records, erases, or reproduces information signals with respect to a medium,
A laser light source that emits laser light having a wavelength of 450 nm or less;
An objective lens having a numerical aperture of 0.75 or more and condensing and irradiating laser light emitted from the laser light source through the transparent substrate with respect to the first or second signal recording layer. When,
Aperture limiting means for limiting the numerical aperture of the objective lens;
A correction plate inserted between the objective lens and the optical recording medium,
When recording, erasing, or reproducing is performed on the first signal recording layer, the numerical aperture of the objective lens is not limited by the aperture limiting unit, and the objective lens and the first optical recording medium are not limited. By inserting the correction plate into the sine condition, the sine condition is substantially satisfied,
When recording, erasing, or reproducing is performed on the second signal recording layer, the numerical aperture of the objective lens is limited by the aperture limiting means, and the objective lens and the second optical recording medium are interposed between the objective lens and the second optical recording medium. By removing the correction plate from the optical pickup device, the sine condition is substantially satisfied.
前記補正板を前記対物レンズの光軸に対してチルトさせる補正板チルト手段と
を備え、
前記補正板チルト手段は、前記チルト検出手段によって検出された前記第1の光記録媒体のチルト量に応じて前記補正板をチルトさせることにより、コマ収差の発生を低減する
ことを特徴とする請求項1記載の光ピックアップ装置。 Tilt detecting means for detecting a tilt of the first optical recording medium with respect to the optical axis of the objective lens;
Correction plate tilting means for tilting the correction plate with respect to the optical axis of the objective lens,
The correction plate tilting unit reduces the occurrence of coma aberration by tilting the correction plate according to a tilt amount of the first optical recording medium detected by the tilt detection unit. Item 5. The optical pickup device according to Item 1.
ことを特徴とする請求項1、または、請求項2記載の光ピックアップ装置。 When the correction plate has a refractive index substantially equal to that of the transparent substrates of the first and second optical recording media, the thickness of the transparent substrate of the first optical recording medium and the transparency of the second optical recording medium. A parallel flat plate having a thickness corresponding to a difference from the thickness of the substrate, and having a refractive index different from that of the transparent substrates of the first and second optical recording media, becomes a convex lens or a concave lens. The optical pickup device according to claim 1, wherein the optical pickup device is an optical pickup device.
波長が450nm以下のレーザ光を出射するレーザ光源と、
開口数が0.75以上となされ、前記レーザ光源から発せられたレーザ光を前記第1、または、第2の信号記録層に対して前記透明基板を透して集光して照射する対物レンズと、
前記対物レンズの開口数を制限する開口制限手段と、
前記対物レンズと前記光記録媒体との間に挿入される第1の補正板と、
前記対物レンズと前記光記録媒体との間に挿入される前記第1の補正板よりも薄い第2の補正板と、
前記第1及び第2の光記録媒体の前記対物レンズの光軸に対するチルトを検出するチルト検出手段と、
前記第1及び第2の補正板を前記対物レンズの光軸に対してチルトさせる補正板チルト手段と
を備え、
前記第1の信号記録層に対する記録、消去、または、再生を行うときには、前記開口制限手段による前記対物レンズの開口数の制限が行われず、前記対物レンズと前記第1の光記録媒体との間に第1の補正板が挿入されることにより、正弦条件が略満足される状態となされるとともに、前記補正板チルト手段が前記チルト検出手段によって検出された前記第1の光記録媒体のチルト量に応じて前記第1の補正板をチルトさせることによりコマ収差の発生を低減し、
前記第2の信号記録層に対する記録、消去、または、再生を行うときには、前記開口制限手段により前記対物レンズの開口数が制限され、前記対物レンズと前記第2の光記録媒体との間に第2の補正板が挿入されることにより、正弦条件が略満足される状態となされるとともに、前記補正板チルト手段が前記チルト検出手段によって検出された前記第2の光記録媒体のチルト量に応じて前記第2の補正板をチルトさせることによりコマ収差の発生を低減する
ことを特徴とする光ピックアップ装置。 A first optical recording medium having a first signal recording layer on a transparent substrate, a recording density lower than that of the first signal recording layer on a transparent substrate thicker than the transparent substrate of the first optical recording medium. At least two types of optical recording of a second optical recording medium having two signal recording layers and a third optical recording medium integrally formed by stacking the first and second optical recording media An optical pickup device that selectively records, erases, or reproduces information signals with respect to a medium,
A laser light source that emits laser light having a wavelength of 450 nm or less;
An objective lens having a numerical aperture of 0.75 or more and condensing and irradiating laser light emitted from the laser light source through the transparent substrate with respect to the first or second signal recording layer. When,
Aperture limiting means for limiting the numerical aperture of the objective lens;
A first correction plate inserted between the objective lens and the optical recording medium;
A second correction plate that is thinner than the first correction plate inserted between the objective lens and the optical recording medium;
Tilt detecting means for detecting a tilt of the first and second optical recording media with respect to the optical axis of the objective lens;
Correction plate tilting means for tilting the first and second correction plates with respect to the optical axis of the objective lens;
When recording, erasing, or reproducing is performed on the first signal recording layer, the numerical aperture of the objective lens is not limited by the aperture limiting unit, and the objective lens and the first optical recording medium are not limited. When the first correction plate is inserted into the first optical recording medium, the sine condition is substantially satisfied, and the correction plate tilt means detects the tilt amount of the first optical recording medium detected by the tilt detection means. And reducing the occurrence of coma by tilting the first correction plate according to
When recording, erasing, or reproducing is performed on the second signal recording layer, the numerical aperture of the objective lens is limited by the aperture limiting unit, and a second gap is formed between the objective lens and the second optical recording medium. By inserting the second correction plate, the sine condition is substantially satisfied, and the correction plate tilting means is in accordance with the tilt amount of the second optical recording medium detected by the tilt detection means. An optical pickup device characterized in that the coma aberration is reduced by tilting the second correction plate.
ことを特徴とする請求項4記載の光ピックアップ装置。 When the first and second correction plates have a refractive index substantially equal to that of the transparent substrates of the first and second optical recording media, the thickness of the transparent substrate of the first optical recording media and the second A parallel flat plate having a thickness difference corresponding to the difference between the thickness of the transparent substrate of the optical recording medium and having a refractive index different from that of the transparent substrates of the first and second optical recording media, The optical pickup device according to claim 4, wherein the optical pickup device is a convex lens or a concave lens.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2004350294A JP2006164331A (en) | 2004-12-02 | 2004-12-02 | Optical pickup device |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP2187392A1 (en) * | 2008-11-18 | 2010-05-19 | Thomson Licensing | Apparatus for writing to an optical recording medium |
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2004
- 2004-12-02 JP JP2004350294A patent/JP2006164331A/en active Pending
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