JP2006228273A - Optical pickup and optical information processor using the same - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To form a good spot by removing residual astigmatism generated when a coma aberration caused by the tilting of an optical recording medium is corrected by tilting an objective lens. <P>SOLUTION: When a comma aberration caused by the tilting of an optical recording medium 108 is corrected by tilting an objective lens 107, astigmatism is generated in an optical beam emitted from a semiconductor laser 101 by the tilt correction of the objective lens 107. A phase correction element 105 for correcting the astigmatism is arranged. A phase difference is given to the optical beam according to a driving voltage applied to the phase correction element 105. The wave surface of a passing optical beam is not changed when reference phases are given to the optical beam in all the divided areas of the phase correction element 105. Positive and negative phase differences are given to the passing optical beam according to the applied driving voltage, and the occurrence of a coma aberration and astigmatism is suppressed to form a good spot on the optical recording medium 108. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、光ピックアップ全体の非点収差を容易、かつ確実に補正できる光ピックアップ及びこれを用いた光情報処理装置に関するものである。   The present invention relates to an optical pickup capable of easily and reliably correcting astigmatism of the entire optical pickup and an optical information processing apparatus using the same.

映像情報、音声情報またはコンピュータ上のデータを保存する手段として、記録容量0.65GBのCD、記録容量4.7GBのDVDなどの光記録媒体が普及しつつある。そして、近年、さらなる記録密度の向上及び大容量化の要求が強くなっている。このような光記録媒体の記録密度を上げる手段として、光記録媒体に情報の書き込みまたは読み出しを行う光ピックアップにおいて、対物レンズの開口数(NA)を大きくすること、あるいは、光源の波長を短くすることにより、対物レンズによって集光され、光記録媒体上に形成されるビームスポットを小径化することが有効である。   As means for storing video information, audio information or data on a computer, optical recording media such as a CD having a recording capacity of 0.65 GB and a DVD having a recording capacity of 4.7 GB are becoming widespread. In recent years, there has been an increasing demand for further improvement in recording density and increase in capacity. As means for increasing the recording density of such an optical recording medium, in an optical pickup for writing or reading information on the optical recording medium, the numerical aperture (NA) of the objective lens is increased or the wavelength of the light source is shortened. Thus, it is effective to reduce the diameter of the beam spot condensed by the objective lens and formed on the optical recording medium.

しかしながら、対物レンズの開口数をより大きく、あるいは光源の波長をより短くすると、光記録媒体の傾き(チルト)によって発生するコマ収差が大きくなる問題がある。コマ収差が発生すると、光記録媒体の情報記録面上に形成されるスポットが劣化するため、正常な記録再生動作が行えなくなる。光記録媒体のチルトによって発生するコマ収差は、一般的に(数1)で与えられる。   However, when the numerical aperture of the objective lens is increased or the wavelength of the light source is shortened, there is a problem that coma aberration generated due to the tilt of the optical recording medium increases. When coma occurs, a spot formed on the information recording surface of the optical recording medium deteriorates, so that normal recording / reproducing operation cannot be performed. The coma generated by the tilt of the optical recording medium is generally given by (Equation 1).

ここで、nは光記録媒体の透明基板の屈折率、dは透明基板の厚み、NAは対物レンズの開口数、λは光源の波長、θは光記録媒体のチルト量を意味する。この(数1)から短波長,高NAほど収差が大きくなることがわかる。 Here, n is the refractive index of the transparent substrate of the optical recording medium, d is the thickness of the transparent substrate, NA is the numerical aperture of the objective lens, λ is the wavelength of the light source, and θ is the tilt amount of the optical recording medium. From this (Equation 1), it can be seen that the shorter the wavelength and the higher the NA, the larger the aberration.

従来は、このような光記録媒体のチルトによって生じる光ビームの収差を補正するために、光ピックアップまたは光ピックアップを移動させるキャリッジ部が傾けられて光ピックアップの光軸が光記録媒体に略直角に維持され、実質的に光記録媒体のチルトが光学的に補正されている。   Conventionally, in order to correct the aberration of the light beam caused by the tilt of the optical recording medium, the optical pickup or the carriage unit for moving the optical pickup is tilted so that the optical axis of the optical pickup is substantially perpendicular to the optical recording medium. The tilt of the optical recording medium is substantially corrected optically.

このように、光ピックアップまたは光ピックアップを移動させるキャリッジ部が傾けられて光記録媒体のチルトが光学的補正される場合には、その傾ける対象が大きく、かつ重いためにチルト補正動作の応答性が悪く、高速で光ピックアップあるいはキャリッジを傾けることが難しいという問題がある。また、光ピックアップあるいはキャリッジを傾ける機構が必要とされるため、光ピックアップあるいはキャリッジが重くなり高速にアクセスすることが難しくなるという問題もある。   As described above, when the optical pickup or the carriage unit that moves the optical pickup is tilted and the tilt of the optical recording medium is optically corrected, the tilt target is large and heavy, so that the response of the tilt correction operation is high. Unfortunately, it is difficult to tilt the optical pickup or carriage at high speed. Further, since a mechanism for tilting the optical pickup or the carriage is required, there is a problem that the optical pickup or the carriage becomes heavy and difficult to access at high speed.

そこで、これらの弊害を除去するために対物レンズだけを傾けるチルト補正の方法が提案されている。図3に前述したようなチルト補正機構を備えた一般的な光情報処理装置の要部を示す。図3に示すように、光情報処理装置は、光記録媒体108の情報記録面に光ビームを集束する対物レンズ107と、この対物レンズ107を保持する対物レンズ保持体201とを備えている。また、光情報処理装置は、対物レンズ保持体201を支持するベース部202と、このベース部202と対物レンズ保持体201との間に介在される弾性支持機構203,204とを備えており、対物レンズ保持体201をフォーカス方向,トラッキング方向,ラジアルチルト方向の計3方向に動けるよう、ベース部202に対して弾性的に支持している。   Accordingly, a tilt correction method in which only the objective lens is tilted has been proposed in order to eliminate these problems. FIG. 3 shows a main part of a general optical information processing apparatus provided with the tilt correction mechanism as described above. As shown in FIG. 3, the optical information processing apparatus includes an objective lens 107 that focuses a light beam on an information recording surface of an optical recording medium 108, and an objective lens holder 201 that holds the objective lens 107. The optical information processing apparatus includes a base portion 202 that supports the objective lens holder 201, and elastic support mechanisms 203 and 204 that are interposed between the base portion 202 and the objective lens holder 201. The objective lens holder 201 is elastically supported with respect to the base portion 202 so as to be movable in a total of three directions including a focus direction, a tracking direction, and a radial tilt direction.

ここで、フォーカス方向とは図3のZ軸方向(対物レンズ107の光軸方向)をいい、トラッキング方向とは図3のX軸方向(光記録媒体108の半径方向)をいう。また、ラジアルチルト方向とは図3のY軸回りのチルト方向(光記録媒体108の半径方向に対する傾きの方向)をいう。そして、この光情報処理装置は、レンズアクチュエータの駆動コイルへの入力電流を制御して、光記録媒体108の情報記録面における記録トラック上に所定の光ビームスポットを追従させるフォーカスサーボ及びトラッキングサーボを行うとともに、光ビームの入射方向(すなわち対物レンズ107の光軸)が光記録媒体108の情報記録面に垂直となるようなチルトサーボを行うように構成されている。
特開2003−338070号公報 特開2000−67453号公報
Here, the focus direction refers to the Z-axis direction (optical axis direction of the objective lens 107) in FIG. 3, and the tracking direction refers to the X-axis direction (radial direction of the optical recording medium 108) in FIG. The radial tilt direction refers to the tilt direction around the Y axis in FIG. 3 (the direction of tilt relative to the radial direction of the optical recording medium 108). This optical information processing apparatus controls the input current to the drive coil of the lens actuator, and performs a focus servo and a tracking servo for following a predetermined light beam spot on the recording track on the information recording surface of the optical recording medium 108. In addition, the tilt servo is performed so that the incident direction of the light beam (that is, the optical axis of the objective lens 107) is perpendicular to the information recording surface of the optical recording medium 108.
JP 2003-338070 A JP 2000-67453 A

図6(a)は一般的な対物レンズにおける光記録媒体のチルトにより発生する収差特性を示す図である。また、図6(b)は対物レンズのチルトにより発生する収差特性を示す図である。図6(a)の光記録媒体のチルトにより発生するコマ収差成分を、対物レンズのチルトにより発生するコマ収差成分で打ち消す方法が前述したチルト補正であり、図6(c)は補正後の光記録媒体のチルトによる収差特性を示す図である。   FIG. 6A is a diagram showing the aberration characteristics generated by the tilt of the optical recording medium in a general objective lens. FIG. 6B is a diagram showing aberration characteristics generated by the tilt of the objective lens. The method of canceling out the coma aberration component generated by the tilt of the optical recording medium in FIG. 6A with the coma component generated by the tilt of the objective lens is the tilt correction described above, and FIG. 6C shows the light after the correction. It is a figure which shows the aberration characteristic by the tilt of a recording medium.

しかしながら、図6(c)において補正後の収差特性は、ゼロにならず残留収差を持っている。この点について説明する。図6(b)に示すように対物レンズをチルトさせたときにはコマ収差以外に非点収差も発生する。これは、チルト補正により光記録媒体のチルトによって発生するコマ収差の成分は打ち消せるが、反対に対物レンズのチルトにより発生する非点収差の成分が上乗せされているためである。コマ収差が線形に増加するのに対して、非点収差は非線形に増加するため、光記録媒体のチルトが大きいところほど、この非点収差の成分が無視できなくなる。   However, in FIG. 6C, the corrected aberration characteristic is not zero but has residual aberration. This point will be described. As shown in FIG. 6B, when the objective lens is tilted, astigmatism occurs in addition to coma. This is because the coma component generated by the tilt of the optical recording medium can be canceled by the tilt correction, but the astigmatism component generated by the tilt of the objective lens is added. While coma increases linearly, astigmatism increases non-linearly, and as the tilt of the optical recording medium increases, the astigmatism component cannot be ignored.

本発明は、前記従来技術の問題を解決することに指向するものであり、光記録媒体のチルトによって発生するコマ収差を対物レンズのチルトによって補正する方法において、残留する非点収差の成分も除去でき、光記録媒体上に良好なスポットを形成できる光ピックアップ及びこれを用いた光情報処理装置を提供することを目的とする。   The present invention is directed to solving the above-described problems of the prior art, and in the method of correcting coma generated by the tilt of the optical recording medium by the tilt of the objective lens, the residual astigmatism component is also removed. An optical pickup capable of forming a good spot on an optical recording medium and an optical information processing apparatus using the same are provided.

前記の目的を達成するために、本発明に係る請求項1に記載された光ピックアップは、光源と、光源から出射される光ビームを光記録媒体上に集光させるための対物レンズと、対物レンズを光記録媒体のラジアル方向,タンジェンシャル方向の少なくともいずれか1方向に傾かせる対物レンズ駆動手段と、光源と対物レンズの間に配置され光ビームの非点収差量を変化させる位相補正素子とを備えた光ピックアップであって、位相補正素子による非点収差量を変化させる方向が、対物レンズの傾き方向に略一致している構成によって、光記録媒体の傾きにより発生のコマ収差を対物レンズの傾きにより補正する方法において、補正後に残留する非点収差の成分も除去できる。   In order to achieve the above object, an optical pickup according to a first aspect of the present invention includes a light source, an objective lens for condensing a light beam emitted from the light source on an optical recording medium, an objective An objective lens driving means for tilting the lens in at least one of the radial direction and the tangential direction of the optical recording medium; and a phase correction element disposed between the light source and the objective lens for changing the amount of astigmatism of the light beam. The coma aberration generated due to the tilt of the optical recording medium is obtained by the configuration in which the direction in which the amount of astigmatism by the phase correction element is changed substantially coincides with the tilt direction of the objective lens. In the method of correcting by the inclination, astigmatism components remaining after correction can be removed.

また、請求項2,3に記載された光ピックアップは、請求項1の光ピックアップであって、位相補正素子は、印加電圧に応じて屈折率が変化する液晶層によって光ビームに非点収差量を付与すること、さらに、対物レンズと対物レンズに入射する光ビームの相対角度を検知するチルト検出手段を備え、位相補正素子が、チルト検出手段の検知した相対角度に応じて非点収差量を変化させる構成によって、残留する非点収差の成分の除去を、液晶素子を用いて構成を小型として駆動が容易にでき、また、対物レンズのチルト量に応じた非点収差の補正ができる。   The optical pickup according to claims 2 and 3 is the optical pickup according to claim 1, wherein the phase correction element has an astigmatism amount in the light beam by the liquid crystal layer whose refractive index changes according to the applied voltage. And a tilt detection means for detecting the relative angle of the objective lens and the light beam incident on the objective lens, and the phase correction element reduces the amount of astigmatism according to the relative angle detected by the tilt detection means. By changing the configuration, the remaining astigmatism component can be easily driven by using a liquid crystal element with a small configuration, and the astigmatism can be corrected according to the tilt amount of the objective lens.

また、請求項4,5に記載された光ピックアップは、請求項1〜3の光ピックアップであって、光源と対物レンズの間にビーム整形手段を備え、位相補正素子が、対物レンズの傾き方向及びビーム整形手段の光ビーム整形方向から45°回転した方向の非点収差量を変化させること、または、ビーム整形手段の光ビーム整形方向が、光記録媒体のラジアル方向から45°回転した方向とした構成によって、ビーム整形後の非点収差、すなわち固定光学系の非点収差も補正でき、対物レンズの傾きによる残留非点収差の補正とあわせて光学系全体の非点収差の補正ができ、ビーム整形後の残留非点収差の発生方向と対物レンズのチルト補正後の残留非点収差が発生する方向を略一致させて、非点収差の補正機構を容易にでき確実な非点収差の補正ができる。   The optical pickups according to claims 4 and 5 are the optical pickups according to claims 1 to 3, further comprising a beam shaping means between the light source and the objective lens, wherein the phase correction element is the tilt direction of the objective lens. And changing the amount of astigmatism in the direction rotated by 45 ° from the light beam shaping direction of the beam shaping means, or the direction in which the light beam shaping direction of the beam shaping means is rotated by 45 ° from the radial direction of the optical recording medium With this configuration, astigmatism after beam shaping, that is, astigmatism of the fixed optical system can be corrected, and astigmatism of the entire optical system can be corrected together with correction of residual astigmatism due to the tilt of the objective lens. The astigmatism correction can be easily performed by making the astigmatism correction mechanism easy by making the direction of residual astigmatism after beam shaping substantially coincide with the direction of occurrence of residual astigmatism after tilt correction of the objective lens. Can do.

また、請求項6〜9に記載された光ピックアップは、請求項1〜5の光ピックアップであって、位相補正素子は、対物レンズから出射する光ビームの球面収差量を変化させること、さらに、光ビームを集光して情報の記録あるいは再生を行う光記録媒体は、使用波長あるいは基板厚あるいは使用開口数が異なる複数の光記録媒体であること、さらに、複数の光記録媒体に記録あるいは再生を行うための光ビームを集光する光路のいずれか1つを有限系としたこと、また、光ビームを集光する対物レンズは、光記録媒体のトラッキング方向へのシフト量に応じて、対物レンズをトラッキング方向に傾ける構成によって、位相補正素子により光記録媒体の基板厚などによる球面収差を非点収差とともに補正でき、また、複数種類の光記録媒体に互換性を持たせて、有限系の系における非点収差の補正ができ、さらに、対物レンズのシフトによるコマ収差を対物レンズのチルト補正で相殺でき、チルト補正により発生の非点収差も補正できる。   The optical pickup according to any one of claims 6 to 9 is the optical pickup according to claims 1 to 5, wherein the phase correction element changes the amount of spherical aberration of the light beam emitted from the objective lens, An optical recording medium that records or reproduces information by condensing a light beam is a plurality of optical recording media having different operating wavelengths, substrate thicknesses or numerical apertures used for recording or reproducing. One of the optical paths for condensing the light beam for performing recording is a finite system, and the objective lens for condensing the light beam has an objective according to the shift amount of the optical recording medium in the tracking direction. With the configuration in which the lens is tilted in the tracking direction, spherical aberration due to the substrate thickness of the optical recording medium can be corrected together with astigmatism by the phase correction element. And to have a gender, can correct astigmatism in the system of a finite system, further, the coma due to the shift of the objective lens can be canceled by the tilt correction of the objective lens, astigmatism generated by the tilt correction can be corrected.

また、請求項10に記載された光情報処理装置は、光記録媒体に情報の記録,再生,消去の少なくとも1以上を行う光情報処理装置において、請求項1〜9のいずれか1項に記載の光ピックアップを用いる構成によって、コマ収差及び非点収差の発生を抑制した光情報処理装置を得ることができる。   The optical information processing apparatus according to claim 10 is an optical information processing apparatus that performs at least one of recording, reproduction, and erasing of information on an optical recording medium. With the configuration using this optical pickup, it is possible to obtain an optical information processing apparatus in which the occurrence of coma and astigmatism is suppressed.

本発明によれば、光記録媒体のチルトによって発生するコマ収差を対物レンズのチルトにより補正する際に、このチルト補正により生じる残留非点収差を除去することができ、光記録媒体にコマ収差及び非点収差の発生を抑制した良好なスポットを形成できる光ピックアップを得ることができ、これを用いた光情報処理装置を提供することができるという効果を奏する。   According to the present invention, when the coma generated by the tilt of the optical recording medium is corrected by the tilt of the objective lens, the residual astigmatism generated by the tilt correction can be removed. An optical pickup capable of forming a good spot with suppressed astigmatism can be obtained, and an optical information processing apparatus using the same can be provided.

以下、図面を参照して本発明における実施の形態を詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は本発明の実施の形態1における光記録媒体に記録または再生、消去できる光ピックアップの構成を示す模式図である。図1に示すように、固定光学系10からの光ビームを対物レンズ107により光記録媒体108上に集光させ、その光記録媒体108からの反射光を固定光学系10内に配置されている検出系(図示せず)からの信号に基づいて情報の記録,再生が行われる。また、固定光学系10とは別に、対物レンズ107をチルトさせる駆動手段のアクチュエータ部20と、光記録媒体108のチルトを検出するチルト検出手段30が設置されており、チルト検出手段30から検出のチルト量に応じて、アクチュエータ部20はチルトが制御されて、常に、対物レンズ107の光軸が光記録媒体108の面に対して直交するように維持される。以下に、固定光学系10,アクチュエータ部20,チルト検出手段30の構成と動作について説明する。   FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of an optical pickup capable of recording, reproducing, and erasing on an optical recording medium according to Embodiment 1 of the present invention. As shown in FIG. 1, the light beam from the fixed optical system 10 is condensed on the optical recording medium 108 by the objective lens 107, and the reflected light from the optical recording medium 108 is arranged in the fixed optical system 10. Information is recorded and reproduced based on a signal from a detection system (not shown). In addition to the fixed optical system 10, an actuator unit 20 for driving means for tilting the objective lens 107 and a tilt detecting means 30 for detecting the tilt of the optical recording medium 108 are installed. The actuator unit 20 is controlled to be tilted according to the tilt amount, and is always maintained so that the optical axis of the objective lens 107 is orthogonal to the surface of the optical recording medium 108. The configuration and operation of the fixed optical system 10, the actuator unit 20, and the tilt detection means 30 will be described below.

図2は光記録媒体に記録または再生、消去できる固定光学系とアクチュエータ部の概略構成を示す図である。図2に示す光学系の要部は、半導体レーザ101、コリメートレンズ102、偏光ビームスプリッタ103、偏向ミラー104、位相補正素子105、1/4波長板106、対物レンズ107、検出レンズ109、円筒レンズ110、受光素子111より構成される。   FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of a fixed optical system and an actuator unit that can be recorded on, reproduced from, or deleted from an optical recording medium. 2 includes a semiconductor laser 101, a collimating lens 102, a polarization beam splitter 103, a deflection mirror 104, a phase correction element 105, a quarter wavelength plate 106, an objective lens 107, a detection lens 109, and a cylindrical lens. 110 and a light receiving element 111.

半導体レーザ101から出射した直線偏光の発散光は、コリメートレンズ102で略平行光とされ、偏光ビームスプリッタ103を透過し、偏向ミラー104で光路を90度偏向され、位相補正素子105で後述するように非点収差の成分が補正され、1/4波長板106を通過して円偏光とされ、対物レンズ107に入射して、光記録媒体108上に微小スポットとして集光される。このスポットにより、情報の再生、記録あるいは消去が行われる。   The linearly polarized divergent light emitted from the semiconductor laser 101 is converted into substantially parallel light by the collimator lens 102, passes through the polarization beam splitter 103, is deflected by 90 degrees in the optical path by the deflecting mirror 104, and is described later by the phase correction element 105. The astigmatism component is corrected to pass through the quarter-wave plate 106 to become circularly polarized light, which enters the objective lens 107 and is condensed as a minute spot on the optical recording medium 108. Information is reproduced, recorded or erased by this spot.

さらに、光記録媒体108から反射した光ビームは、往路とは反対回りの円偏光となり、再び略平行光とされ、1/4波長板106を通過して往路と直交した直線偏光になり、偏光ビームスプリッタ103で反射され、検出レンズ109、円筒レンズ110で集光され受光素子111に至る。   Further, the light beam reflected from the optical recording medium 108 becomes circularly polarized light opposite to the outward path, becomes again substantially parallel light, passes through the quarter-wave plate 106 and becomes linearly polarized light orthogonal to the outward path, and is polarized. The light is reflected by the beam splitter 103, collected by the detection lens 109 and the cylindrical lens 110, and reaches the light receiving element 111.

図3はアクチュエータ部の概略構成を示す斜視図である。対物レンズ107と、この対物レンズ107を保持する対物レンズ保持体201とを備えている。また、対物レンズ保持体201を支持するベース部202と、このベース部202と対物レンズ保持体201との間に介在される弾性支持機構203,204とを備えている。弾性支持機構203,204は、対物レンズ保持体201をフォーカス方向,トラッキング方向,ラジアルチルト方向の計3方向に動けるよう、ベース部202に対して弾性的に支持している。   FIG. 3 is a perspective view showing a schematic configuration of the actuator unit. An objective lens 107 and an objective lens holder 201 that holds the objective lens 107 are provided. Further, a base portion 202 that supports the objective lens holder 201 and elastic support mechanisms 203 and 204 interposed between the base portion 202 and the objective lens holder 201 are provided. The elastic support mechanisms 203 and 204 elastically support the objective lens holder 201 with respect to the base portion 202 so that the objective lens holder 201 can move in a total of three directions including a focus direction, a tracking direction, and a radial tilt direction.

ここで、フォーカス方向とは図3のZ軸方向(対物レンズ107の光軸方向)をいい、トラッキング方向とは図3のX軸方向(光記録媒体108の半径方向)をいう。また、ラジアルチルト方向とは図3のY軸回りのチルト方向(光記録媒体108の半径方向に対するチルトの方向)をいう。また、図3には示されない駆動手段を備えており、この駆動手段は、例えば対物レンズ保持体201に設けられた永久磁石と、ベース部202に対して相対的に固定された駆動コイルとからなるいわゆるボイスコイルモータによって構成されている。   Here, the focus direction refers to the Z-axis direction (optical axis direction of the objective lens 107) in FIG. 3, and the tracking direction refers to the X-axis direction (radial direction of the optical recording medium 108) in FIG. The radial tilt direction refers to a tilt direction around the Y axis in FIG. 3 (a tilt direction with respect to the radial direction of the optical recording medium 108). Further, driving means not shown in FIG. 3 is provided. The driving means includes, for example, a permanent magnet provided on the objective lens holder 201 and a driving coil fixed relatively to the base portion 202. It is comprised by what is called a voice coil motor.

そして、この駆動手段は、駆動コイルへの入力電流に応じて、対物レンズ保持体201を前記3方向に駆動するようになっている。駆動手段の駆動コイルへの入力電流を制御して、光記録媒体108の情報記録面における記録トラック上に所定の光ビームスポットを追従させるフォーカスサーボ及びトラッキングサーボを行うとともに、光ビームの入射方向(すなわち対物レンズ107の光軸)が光記録媒体108の情報記録面に垂直となるようなチルトサーボを行うように構成されている。   And this drive means drives the objective-lens holding body 201 to the said 3 direction according to the input current to a drive coil. Focus servo and tracking servo for controlling a current input to the drive coil of the drive means to follow a predetermined light beam spot on the recording track on the information recording surface of the optical recording medium 108 and the incident direction of the light beam ( That is, tilt servo is performed so that the optical axis of the objective lens 107 is perpendicular to the information recording surface of the optical recording medium 108.

また、図4はチルト検出手段の概略構成を示す図である。図4に示すチルト検出手段30の要部は、半導体レーザ301、コリメートレンズ302、ハーフミラー303、1/4波長板106、偏光ビームスプリッタ304、第1の受光素子305、第2の受光素子306より構成される。半導体レーザ301から出射した直線偏光の発散光は、ハーフミラー303で光路を90度偏向されコリメートレンズ302で略平行光とされる。   FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration of the tilt detection means. 4 includes a semiconductor laser 301, a collimating lens 302, a half mirror 303, a quarter wavelength plate 106, a polarization beam splitter 304, a first light receiving element 305, and a second light receiving element 306. Consists of. The linearly polarized divergent light emitted from the semiconductor laser 301 is deflected 90 degrees in the optical path by the half mirror 303 and is made substantially parallel light by the collimator lens 302.

続く、1/4波長板106の光源側の面には、所定のコートがされており、ハーフミラー303からの光ビームの一部は反射され、残りの成分は透過させる。1/4波長板106を透過した光は、1/4波長板106を通過することにより円偏光とされ、光記録媒体108で反射される。光記録媒体108からの反射光は、往路とは反対回りの円偏光となり、1/4波長板106を再度通過して往路と直交した直線偏光になる。   Subsequently, the surface on the light source side of the quarter-wave plate 106 is coated in a predetermined manner so that a part of the light beam from the half mirror 303 is reflected and the remaining components are transmitted. The light transmitted through the quarter-wave plate 106 passes through the quarter-wave plate 106 to become circularly polarized light and is reflected by the optical recording medium 108. The reflected light from the optical recording medium 108 becomes circularly polarized light opposite to the outward path, passes through the quarter-wave plate 106 again, and becomes linearly polarized light orthogonal to the outward path.

すなわち、1/4波長板106表面で反射した光と、1/4波長板106を通過して光記録媒体108で反射した光は、偏光方向が直交した状態で、コリメートレンズ302に反射光として入射する。そして各反射光はほぼ同一光路をたどり、ハーフミラー303を通過し偏光ビームスプリッタ304に入射する。ここで、1/4波長板106表面からの反射光と光記録媒体108からの反射光は偏光ビームスプリッタ304により光路が分離される。光記録媒体108からの反射光は偏光ビームスプリッタ304で反射され第1の受光素子305に、1/4波長板106からの反射光は偏光ビームスプリッタ304を透過し第2の受光素子306に至る。   That is, the light reflected from the surface of the quarter-wave plate 106 and the light reflected by the optical recording medium 108 after passing through the quarter-wave plate 106 are reflected as light reflected on the collimator lens 302 in a state where the polarization directions are orthogonal. Incident. Each reflected light follows substantially the same optical path, passes through the half mirror 303, and enters the polarization beam splitter 304. Here, the optical path of the reflected light from the surface of the quarter-wave plate 106 and the reflected light from the optical recording medium 108 are separated by the polarization beam splitter 304. The reflected light from the optical recording medium 108 is reflected by the polarizing beam splitter 304 and is transmitted to the first light receiving element 305, and the reflected light from the quarter wavelength plate 106 is transmitted through the polarizing beam splitter 304 to the second light receiving element 306. .

前述の図1の構成では固定光学系10からの光ビームとチルト検出手段30の光ビームは、ともに共通の1/4波長板106を通過している。そして各光学系からの光をともに直線偏光から円偏光、あるいは円偏光から直線偏光に変換できる1/4波長板106を具備している。このとき、1/4波長板106として、ある厚さtにおいて常光線(屈折率no)と異常光線(屈折率ne)の位相差が、固定光学系10の波長λ1とチルト検出手段30の波長λ2の1/4となるような結晶から構成した1/4波長板を採用すればよい。すなわち、以下の(数2),(数3)を満たす結晶である。   In the configuration of FIG. 1 described above, the light beam from the fixed optical system 10 and the light beam from the tilt detecting means 30 both pass through the common quarter wavelength plate 106. A quarter-wave plate 106 that can convert light from each optical system from linearly polarized light to circularly polarized light or from circularly polarized light to linearly polarized light is provided. At this time, the phase difference between the ordinary ray (refractive index no) and the extraordinary ray (refractive index ne) at a certain thickness t as the quarter wavelength plate 106 is such that the wavelength λ1 of the fixed optical system 10 and the wavelength of the tilt detecting means 30 A quarter wavelength plate made of a crystal that is ¼ of λ2 may be employed. That is, the crystal satisfies the following (Equation 2) and (Equation 3).

このような特性を持つ1/4波長板106を配置することにより、固定光学系10に対しては偏光ビームスプリッタ103と1/4波長板106が組合された偏光分離光学系が実現されており、十分な光量を得られる。また、チルト検出手段30についても、1つの光源からの光ビームでアクチュエータ部20と光記録媒体108の双方のチルトを検出可能となる。 By arranging the quarter wavelength plate 106 having such characteristics, a polarization separation optical system in which the polarization beam splitter 103 and the quarter wavelength plate 106 are combined with each other is realized for the fixed optical system 10. A sufficient amount of light can be obtained. In addition, the tilt detection unit 30 can detect the tilt of both the actuator unit 20 and the optical recording medium 108 with a light beam from one light source.

むろん、固定光学系10の光ビームの波長λ1と、チルト検出手段30の光ビームの波長λ2は同一であってもよい。なお、波長板の材料は結晶に限られず、有機材料などを用いてもよい。また、図1では固定光学系10からの光ビームとチルト検出手段30からの光ビームがともに同一の1/4波長板106を通過する構成であったが、別々の1/4波長板を用いてもよい。   Of course, the wavelength λ1 of the light beam of the fixed optical system 10 and the wavelength λ2 of the light beam of the tilt detecting means 30 may be the same. The material of the wave plate is not limited to crystals, and an organic material or the like may be used. In FIG. 1, the light beam from the fixed optical system 10 and the light beam from the tilt detecting means 30 both pass through the same quarter-wave plate 106, but separate quarter-wave plates are used. May be.

本実施の形態1では、1/4波長板106の表面には所定のコートがされており、1/4波長板106、すなわちアクチュエータ部20を介して一体可動する対物レンズ107のチルト量を観測している。このときコートの条件としては、第1,第2の受光素子305,306への入射光量が概ね一致していることが望ましく、チルト検出手段30の波長λ2について、コートの反射率は光記録媒体108の反射率の約1/2とすればよい。なお、コートは固定光学系10の光ビームが対物レンズ107を通過する領域の外部に形成されることが望ましい。   In the first embodiment, the surface of the quarter-wave plate 106 is coated with a predetermined coat, and the tilt amount of the objective lens 107 that is integrally movable via the quarter-wave plate 106, that is, the actuator unit 20 is observed. is doing. At this time, it is desirable that the amount of incident light on the first and second light receiving elements 305 and 306 is substantially the same as the coating condition, and the reflectance of the coating is the optical recording medium for the wavelength λ2 of the tilt detecting means 30. The reflectance of 108 may be about ½. The coat is preferably formed outside the region where the light beam of the fixed optical system 10 passes through the objective lens 107.

また、図5は図4示すチルト検出手段の第1,第2の受光素子から検出したチルト信号の演算手段を示すブロック図である。前述の図4,図5を参照しながら、第1,第2の受光素子305,306からの出力値の演算手段の構成について詳細に説明する。光記録媒体108のチルト量を検出するために、光記録媒体108からの反射光を検出する第1の受光素子305は一対の受光部305a,305bからなる。一対の受光部305a,305bは、光記録媒体108の半径方向に沿って配置されている。したがって、光記録媒体108がラジアルチルト方向にチルトすると、その方向に応じて一対の受光部305a,305bの一方からの検出信号のレベルがその他方に比べて大きくなる。一対の受光部305a,305bは、それぞれ、プリアンプ311,312に接続されており、さらに、プリアンプ311,312からの出力信号の差を差出力信号として出力する差分回路313に接続されている。差分回路313からの差出力信号を演算することにより光記録媒体108のチルト(傾き)量が求められる。光記録媒体108の反射率が変動され、あるいは、半導体レーザ301から発光される光ビームの光強度が時間とともに変動され、その結果、プリアンプ311,312からの検出信号の特性が変化されるが、この特性の変化は、後段の回路で補正される。すなわち、プリアンプ311,312からの信号が加算回路314で加算され、加算出力が割算回路315に入力される。割算回路315では、加算出力を基準として差分回路313からの差出力が規格化され、差出力に含まれる変動成分が除去されてこの割算回路315からは、光記録媒体108のチルト信号が出力される。   FIG. 5 is a block diagram showing a calculating means for the tilt signal detected from the first and second light receiving elements of the tilt detecting means shown in FIG. The configuration of the means for calculating output values from the first and second light receiving elements 305 and 306 will be described in detail with reference to FIGS. In order to detect the tilt amount of the optical recording medium 108, the first light receiving element 305 that detects the reflected light from the optical recording medium 108 includes a pair of light receiving portions 305a and 305b. The pair of light receiving portions 305 a and 305 b are arranged along the radial direction of the optical recording medium 108. Therefore, when the optical recording medium 108 is tilted in the radial tilt direction, the level of the detection signal from one of the pair of light receiving units 305a and 305b becomes higher than the other in accordance with the direction. The pair of light receiving units 305a and 305b are connected to preamplifiers 311 and 312, respectively, and further connected to a difference circuit 313 that outputs a difference between output signals from the preamplifiers 311 and 312 as a difference output signal. By calculating the difference output signal from the difference circuit 313, the amount of tilt (tilt) of the optical recording medium 108 is obtained. Although the reflectance of the optical recording medium 108 is changed or the light intensity of the light beam emitted from the semiconductor laser 301 is changed with time, the characteristics of the detection signals from the preamplifiers 311 and 312 are changed. This change in characteristics is corrected by a subsequent circuit. That is, the signals from the preamplifiers 311 and 312 are added by the adder circuit 314, and the added output is input to the divider circuit 315. In the division circuit 315, the difference output from the difference circuit 313 is normalized with the addition output as a reference, the fluctuation component included in the difference output is removed, and the tilt signal of the optical recording medium 108 is output from the division circuit 315. Is output.

また、対物レンズ107及び1/4波長板106を搭載したアクチュエータ部20のチルト量を検出するために、アクチュエータ部20に設置されている1/4波長板106から反射された光線を検出する第2の受光素子306は一対の受光部306a,306bからなる。対物レンズ107がチルトされると、そのチルト方向に応じてこの一対の受光部306a,306bの一方から発生される検出信号のレベルが他方から発生される信号レベルに比して大きくなる。この一対の受光部306a,306bは、それぞれ、プリアンプ316,317に接続されており、さらに、プリアンプ316,317からの出力信号の差を差出力信号として出力する差分回路318に接続されている。差分回路318からの差出力信号を演算することによりアクチュエータ部20、すなわち、対物レンズ107のチルト量が求められる。半導体レーザ301から発光される光ビームの光強度が時間とともに変動されてプリアンプ316,317からの検出信号の特性が変化するが、この特性の変化は、後段の回路で補正される。すなわち、プリアンプ316,317からの信号が同様に加算回路319で加算され、加算出力が割算回路320に入力される。割算回路320では、加算出力を基準として差分回路318からの差出力が規格化され、差出力に含まれる変動成分が除去されてこの割算回路320からは、対物レンズ107のチルト信号が出力される。   In addition, in order to detect the tilt amount of the actuator unit 20 on which the objective lens 107 and the quarter wavelength plate 106 are mounted, a light beam reflected from the quarter wavelength plate 106 installed in the actuator unit 20 is detected. The second light receiving element 306 includes a pair of light receiving portions 306a and 306b. When the objective lens 107 is tilted, the level of the detection signal generated from one of the pair of light receiving units 306a and 306b becomes larger than the signal level generated from the other according to the tilt direction. The pair of light receiving units 306a and 306b are connected to preamplifiers 316 and 317, respectively, and further connected to a difference circuit 318 that outputs a difference between output signals from the preamplifiers 316 and 317 as a difference output signal. By calculating the difference output signal from the difference circuit 318, the tilt amount of the actuator unit 20, that is, the objective lens 107 is obtained. The light intensity of the light beam emitted from the semiconductor laser 301 is changed with time to change the characteristics of the detection signals from the preamplifiers 316 and 317. This change in characteristics is corrected by a circuit in the subsequent stage. That is, the signals from the preamplifiers 316 and 317 are similarly added by the adder circuit 319, and the addition output is input to the divider circuit 320. In the division circuit 320, the difference output from the difference circuit 318 is normalized with the addition output as a reference, the fluctuation component included in the difference output is removed, and the tilt signal of the objective lens 107 is output from the division circuit 320. Is done.

光記録媒体108及び対物レンズ107のチルト量に相当するチルト信号を出力する割算回路315,320は、差分回路322に接続され、そのチルト信号の差がこの差分回路322から発生される。この差分回路322からの差出力は、光記録媒体108に対する対物レンズ107の相対チルト量に相当している。また、差分回路322の前段にはスイッチ321が設置されており、後述するように制御手順に応じて対物レンズチルト信号と相対チルト信号を選択してチルトの制御を行う。   Dividing circuits 315 and 320 that output tilt signals corresponding to the tilt amounts of the optical recording medium 108 and the objective lens 107 are connected to a difference circuit 322, and a difference between the tilt signals is generated from the difference circuit 322. The difference output from the difference circuit 322 corresponds to the relative tilt amount of the objective lens 107 with respect to the optical recording medium 108. In addition, a switch 321 is installed in the previous stage of the difference circuit 322, and the tilt control is performed by selecting an objective lens tilt signal and a relative tilt signal according to a control procedure as will be described later.

以上のチルト補正に関わる手段を用いて、光記録媒体のチルトによって発生するコマ収差が抑制される様子を図6(a)〜(c)、図7−1,2を用いて説明する。   A state in which the coma aberration generated by the tilt of the optical recording medium is suppressed by using the means related to the tilt correction will be described with reference to FIGS. 6A to 6C and FIGS.

図6(a)は、一般的な対物レンズにおける光記録媒体のチルトにより発生する収差特性、図6(b)は対物レンズのチルトにより発生する収差特性、図6(c)はチルト補正後の収差特性を示す図である。さらに、図7−1は光記録媒体のチルト,対物レンズのチルト,光記録媒体のチルトと対物レンズのチルトを相殺させたチルト補正後の残留収差の波面形状を示す図である。図7−2は図7−1の波面形状のうちラジアル方向とタンジェンシャル方向の断面図である。図7−2中の「rad」がラジアル方向の成分で、「tan」がタンジェンシャル方向の成分を表す。   6A is an aberration characteristic generated by tilting of an optical recording medium in a general objective lens, FIG. 6B is an aberration characteristic generated by tilting of the objective lens, and FIG. 6C is a graph after tilt correction. It is a figure which shows an aberration characteristic. Further, FIG. 7A is a diagram illustrating a wavefront shape of residual aberration after tilt correction in which the tilt of the optical recording medium, the tilt of the objective lens, and the tilt of the optical recording medium and the tilt of the objective lens are offset. FIG. 7-2 is a cross-sectional view of the wavefront shape of FIG. 7-1 in the radial direction and the tangential direction. In FIG. 7-2, “rad” is a radial component, and “tan” is a tangential component.

本実施の形態1では図6(a)に示す光記録媒体のチルトにより発生するコマ収差の成分を、図6(b)に示す対物レンズのチルトにより発生するコマ収差の成分で打ち消す方法を用いる。すなわち、図6(a)のコマ収差の成分と図6(b)のコマ収差の成分は同じチルト量に対して発生する収差量が同等であり、かつ図7−2からわかるとおりその極性は反対であるため、光記録媒体と対物レンズが平行になるようにすればコマ収差の成分を相殺させることができる。本実施の形態1においては相対チルトを検出しているため、相対チルト量がゼロとなるように制御してやればよい。   In the first embodiment, a method of canceling the coma aberration component generated by the tilt of the optical recording medium shown in FIG. 6A with the coma component generated by the tilt of the objective lens shown in FIG. 6B is used. . That is, the coma aberration component of FIG. 6A and the coma aberration component of FIG. 6B have the same amount of aberration generated for the same tilt amount, and as shown in FIG. On the other hand, if the optical recording medium and the objective lens are parallel, the coma aberration component can be canceled. Since the relative tilt is detected in the first embodiment, the relative tilt amount may be controlled to be zero.

しかしながら、図6(c)、図7−1あるいは図7−2から明らかなとおり補正後の収差は、ゼロにならず残留収差を持ってしまっている。この点について説明する。図6(b)のように対物レンズをチルトさせたときにはコマ収差以外に非点収差も発生する。このためチルト補正により光記録媒体のチルトによって発生するコマ収差の成分は打ち消せるが、反対に対物レンズのチルトにより発生する非点収差の成分が上乗せされてしまう。   However, as is apparent from FIG. 6C, FIG. 7-1, or FIG. 7-2, the corrected aberration does not become zero but has a residual aberration. This point will be described. When the objective lens is tilted as shown in FIG. 6B, astigmatism occurs in addition to coma. Therefore, the coma component generated by the tilt of the optical recording medium can be canceled by the tilt correction, but the astigmatism component generated by the tilt of the objective lens is added.

図8(a)は、図6(c)に示す補正後においての光記録媒体のチルト「1°」の非点収差による収差分布であり、非点収差の発生領域を表している。図8(b)は、図8(a)に示すR−G−Rのラジアル方向すなわち対物レンズのチルト方向における収差分布の断面図である。波面の収差分布が瞳面の中心で小さく、周辺部に行くに従って正方向に大きくなっていることがわかる。また、図8(c)は、図8(a)に示すB−G−Bのタンジェンシャル方向における収差分布の断面図であり、瞳面の中心で小さく、周辺部に行くに従って波面収差が負方向に大きくなっていることがわかる。このように非点収差を主とする収差分布は馬鞍型をなしており、ラジアル方向の軸、タンジェンシャル方向の軸に対して対称となっている。なお、コマ収差は線形に増加するのに対し、非点収差は非線形に増加するため、光記録媒体のチルトが大きいところほど、この非点収差の成分が無視できなくなる。   FIG. 8A shows an aberration distribution due to astigmatism of the tilt “1 °” of the optical recording medium after correction shown in FIG. 6C, and represents an astigmatism occurrence region. FIG. 8B is a cross-sectional view of the aberration distribution in the radial direction of RG-R shown in FIG. 8A, that is, the tilt direction of the objective lens. It can be seen that the wavefront aberration distribution is small at the center of the pupil plane and increases in the positive direction toward the periphery. FIG. 8C is a cross-sectional view of the aberration distribution in the tangential direction of B-G-B shown in FIG. 8A, and is small at the center of the pupil plane, and the wavefront aberration becomes negative toward the periphery. It can be seen that the direction is larger. As described above, the aberration distribution mainly including astigmatism has a horseshoe shape and is symmetric with respect to the radial axis and the tangential axis. The coma increases linearly, while the astigmatism increases non-linearly. As the tilt of the optical recording medium increases, the astigmatism component cannot be ignored.

本実施の形態1では、この非点収差量と逆極性の非点収差量を付与する位相補正素子を具備して、その位相補正素子はラジアル方向に非点収差を発生するように配置している。図9は前述した図2における位相補正素子の断面図であり、図10は位相補正素子の電極パターンを示す図である。図9,図10を参照しながら位相補正素子の構成及び動作原理を説明する。   In the first embodiment, a phase correction element for providing an astigmatism amount having a polarity opposite to the astigmatism amount is provided, and the phase correction element is arranged so as to generate astigmatism in the radial direction. Yes. 9 is a cross-sectional view of the phase correction element in FIG. 2 described above, and FIG. 10 is a diagram showing an electrode pattern of the phase correction element. The configuration and operating principle of the phase correction element will be described with reference to FIGS.

まず、位相補正素子の構成について、図9を参照しながら説明する。図9に示す位相補正素子105は、特許文献1,特許文献2などで公知の構成である。ガラス基板51a,51bが、導電性スペーサ52により接着され液晶セルを形成している。ガラス基板51aの内側表面には、内側表面から透明な電極54a、絶縁膜55、配向膜56の順に、また、ガラス基板51bの内側表面には、内側表面から透明な電極54b、絶縁膜55、配向膜56の順に被膜されている。電極54aには電極引出部57において接続線により制御回路と接続できるようパターン配線されている。   First, the configuration of the phase correction element will be described with reference to FIG. The phase correction element 105 shown in FIG. 9 has a known configuration in Patent Document 1, Patent Document 2, and the like. Glass substrates 51a and 51b are bonded by a conductive spacer 52 to form a liquid crystal cell. On the inner surface of the glass substrate 51a, the transparent electrode 54a, the insulating film 55, and the alignment film 56 are arranged in this order from the inner surface. On the inner surface of the glass substrate 51b, the transparent electrode 54b, the insulating film 55, The alignment films 56 are coated in this order. The electrode 54a is wired in a pattern so that it can be connected to the control circuit by a connection line at the electrode lead-out portion 57.

また、電極54bは導電性スペーサ52を介してガラス基板51a上に形成された電極54aと電気的に接続されている。したがって、電極54bは電極引出部57において接続線により制御回路と接続できる。液晶セル内部には液晶53が充填されている。この液晶53は、いわゆる複屈折効果を有し、液晶分子の光学軸方向とこれに垂直な方向とで屈折率が異なっている。そして、電極54aと電極54bの間に印加する電圧を変化させることにより、液晶分子の向きを水平方向から垂直方向まで自在に変えることができる。電極54a,54bへの印加電圧は、図示しない制御回路により設定され、電極54a,54bの各分割領域に印加する電圧を調整することにより、分割した電極により形成される領域ごとに異なる位相差を付与するものである。   The electrode 54b is electrically connected to the electrode 54a formed on the glass substrate 51a through the conductive spacer 52. Therefore, the electrode 54 b can be connected to the control circuit by the connection line at the electrode lead-out portion 57. A liquid crystal 53 is filled inside the liquid crystal cell. The liquid crystal 53 has a so-called birefringence effect, and the refractive index is different between the optical axis direction of the liquid crystal molecules and the direction perpendicular thereto. Then, by changing the voltage applied between the electrode 54a and the electrode 54b, the direction of the liquid crystal molecules can be freely changed from the horizontal direction to the vertical direction. The applied voltage to the electrodes 54a and 54b is set by a control circuit (not shown), and by adjusting the voltage applied to each divided region of the electrodes 54a and 54b, a different phase difference is generated for each region formed by the divided electrodes. It is given.

次に、図10は、位相補正素子105の電極54aを、ラジアル方向あるいはタンジェンシャル方向に対する非点収差を打ち消すことができるように分割した状態を示す電極パターン図である。電極54aは、図10に示すように5つのパターン電極58a〜58eに分割されている。   Next, FIG. 10 is an electrode pattern diagram showing a state in which the electrode 54a of the phase correction element 105 is divided so as to cancel astigmatism in the radial direction or tangential direction. The electrode 54a is divided into five pattern electrodes 58a to 58e as shown in FIG.

図10において、光線通過範囲の中心部分に対応して円形のパターン電極58aが形成されている。また、その外周部分は放射状に分割された4つのパターン電極58b〜58eが形成されており、光線通過範囲の中心から角度を概ね等間隔に分けるように対称的に配置されている。そして、パターン電極58bとパターン電極58c、パターン電極58dとパターン電極58eがそれぞれ向かい合って中心対称に配置され、対物レンズのチルトによって発生する非点収差の成分を補正できる方向となっている。   In FIG. 10, a circular pattern electrode 58a is formed corresponding to the central portion of the light beam passage range. Further, four pattern electrodes 58b to 58e that are radially divided are formed on the outer peripheral portion, and are arranged symmetrically so as to divide the angle from the center of the light beam passage range at approximately equal intervals. Then, the pattern electrode 58b and the pattern electrode 58c, the pattern electrode 58d and the pattern electrode 58e face each other in a centrally symmetrical manner, and are in a direction in which the astigmatism component generated by the tilt of the objective lens can be corrected.

対物レンズのチルトによるコマ収差補正後に残留する非点収差のラジアル方向成分が図11(a)に示す上側部分の実線のようなものであったとする。このような波面収差に対して、対物レンズに光源側から入射する光束に、図11(a)の下側部分の破線に示すような位相差が与えられるように、位相補正素子の電極パターンにより付与される位相差を調整すると、透過する光束の各部での波面の遅れにより前記「波面収差」を打ち消すことができる。図11(b)は、図11(a)における実線(波面収差)と破線(位相補正素子による波面の遅れ)の和、すなわち補正後の波面収差を示す。もとの波面収差(図11(a)の上側部分の実線)よりも格段に小さくなる。   Assume that the radial component of astigmatism remaining after correction of coma aberration due to the tilt of the objective lens is as shown by the solid line in the upper part of FIG. With respect to such wavefront aberration, the electrode pattern of the phase correction element is used so that the light beam incident on the objective lens from the light source side is given a phase difference as shown by the broken line in the lower part of FIG. When the applied phase difference is adjusted, the “wavefront aberration” can be canceled out by the wavefront delay at each part of the transmitted light beam. FIG. 11B shows the sum of the solid line (wavefront aberration) and the broken line (wavefront delay caused by the phase correction element) in FIG. 11A, that is, the corrected wavefront aberration. It is much smaller than the original wavefront aberration (solid line in the upper part of FIG. 11A).

同様に、コマ収差補正後に残留する非点収差のタンジェンシャル方向成分が図11(c)に示す下側部分の実線のようなものであったとする。このような波面収差に対して、対物レンズに光源側から入射する光束に、図11(c)の上側部分の破線に示すような位相差が与えられるように、位相補正素子の電極パターンにより付与される位相差を調整すると、透過する光束の各部での波面の進みにより前記「波面収差」を打ち消すことができる。図11(d)は、図11(c)における実線(波面収差)と破線(位相補正素子による波面の進み)の和、すなわち補正後の波面収差を示す。もとの波面収差(図11(c)の下側部分に実線)よりも格段に小さくなる。   Similarly, it is assumed that the tangential direction component of astigmatism remaining after the coma aberration correction is as shown by the solid line in the lower part shown in FIG. For such wavefront aberration, the light beam incident on the objective lens from the light source side is given by the electrode pattern of the phase correction element so that a phase difference as shown by the broken line in the upper part of FIG. When the phase difference is adjusted, the “wavefront aberration” can be canceled by the advance of the wavefront at each part of the transmitted light beam. FIG. 11D shows the sum of the solid line (wavefront aberration) and the broken line (wavefront advance by the phase correction element) in FIG. 11C, that is, the corrected wavefront aberration. It is much smaller than the original wavefront aberration (solid line in the lower part of FIG. 11C).

図12は位相補正素子に対する駆動電圧と光ビームに付与される位相差の関係を示す図である。いま、基準電圧をVとしたとき、Vに対応する駆動信号が印加されることにより、図12に示すように光ビームに基準位相φcが与えられる。ここで、位相補正素子105の全ての分割領域で光ビームにこの基準位相φcが与えられる場合には、通過する光ビームの波面は変化せず、位相補正素子105は単なるガラス板と同じになる。 FIG. 12 is a diagram showing the relationship between the driving voltage for the phase correction element and the phase difference applied to the light beam. Now, assuming that the reference voltage is V 0 , a drive signal corresponding to V 0 is applied, so that a reference phase φc is given to the light beam as shown in FIG. Here, when the reference phase φc is given to the light beam in all the divided regions of the phase correction element 105, the wavefront of the passing light beam does not change, and the phase correction element 105 is the same as a simple glass plate. .

図12に示すように、「V>V」の関係を満たす電圧Vに対応する駆動信号が印加された場合は、光ビームに基準位相φcよりも進んだ位相であるφaが与えられる。よって、電圧Vに対応する駆動信号が印加された領域を通過した光ビームは、位相が基準からφa−φcだけ進むことになる。すなわち、光ビームには、正の位相差φa−φcが生じることになる。 As shown in FIG. 12, when a drive signal corresponding to a voltage V that satisfies the relationship of “V> V 0 ” is applied, φa, which is a phase advanced from the reference phase φc, is given to the light beam. Therefore, the phase of the light beam that has passed through the region to which the drive signal corresponding to the voltage V is applied advances from the reference by φa−φc. That is, a positive phase difference φa−φc is generated in the light beam.

また、「V<V」の関係を満たす電圧Vに対応する駆動信号が印加された場合は、光ビームに基準位相φcよりも遅れた位相であるφbが与えられる。よって、電圧Vに対応する駆動信号が印加された領域を通過した光ビームは、位相が基準からφc−φbだけ遅れることになる。すなわち、光ビームには、負の位相差φb−φcが生じることになる。 When a drive signal corresponding to the voltage V satisfying the relationship “V <V 0 ” is applied, φb, which is a phase delayed from the reference phase φc, is given to the light beam. Therefore, the phase of the light beam that has passed through the region to which the drive signal corresponding to the voltage V is applied is delayed by φc−φb from the reference. That is, a negative phase difference φb−φc is generated in the light beam.

ここで、図12からわかるように、電圧変化に対して光ビームに与えられる位相差は概ね直線的に変化する。例えば、本実施の形態1のように正負が対称的となる収差分布の補正を行うためには、負の位相差φb−φcと正の位相差φa−φcは絶対値が等しく符号が異なる関係にすればよい。   Here, as can be seen from FIG. 12, the phase difference applied to the light beam with respect to the voltage change changes substantially linearly. For example, in order to correct the aberration distribution in which positive and negative are symmetric as in the first embodiment, the negative phase difference φb−φc and the positive phase difference φa−φc have the same absolute value but different signs. You can do it.

次に、光ピックアップを搭載して光記録媒体上に情報の記録あるいは再生を行うための光情報処理装置の制御動作を、図3,図4,図5を参照しながら図13に示すフローチャートに沿って説明する。   Next, a control operation of the optical information processing apparatus for recording or reproducing information on an optical recording medium by mounting an optical pickup will be described with reference to the flowchart shown in FIG. 13 with reference to FIGS. It explains along.

まず、対物レンズチルト信号を選んだ状態にしておき、サーチ信号を流してアクチュエータ部20をラジアルチルト方向に一定振幅でチルトさせる。そして、対物レンズチルト信号が零となる時点をチルトサーボ引き込み回路(図示せず)が検出してレンズチルトサーボが開始される(S1)。   First, the objective lens tilt signal is selected, and a search signal is sent to tilt the actuator unit 20 with a constant amplitude in the radial tilt direction. Then, a tilt servo pull-in circuit (not shown) detects when the objective lens tilt signal becomes zero, and lens tilt servo is started (S1).

その後順次、フォーカスサーボをかけ(S2)、トラッキングサーボをかける(S3)。以上の各サーボが安定した後に、相対チルト信号が零となる時点で相対チルト信号へ切り替わり、ラジアルチルト方向について、前記レンズチルトサーボに代えて相対チルトサーボが開始される(S4)。そして、相対チルトサーボ後のレンズチルト量に応じた非点収差が付与される。   Subsequently, focus servo is sequentially applied (S2) and tracking servo is applied (S3). After each servo is stabilized, the relative tilt signal is switched to the relative tilt signal when the relative tilt signal becomes zero, and the relative tilt servo is started in place of the lens tilt servo in the radial tilt direction (S4). Astigmatism is given according to the amount of lens tilt after the relative tilt servo.

すなわち、図6(c)に示す対物レンズのチルト量と付与するべき非点収差量の関係を予めメモリしておき、対物レンズのチルトの可動量に応じて位相補正素子の印加電圧を選択してやればよい。   That is, the relationship between the tilt amount of the objective lens and the astigmatism amount to be applied shown in FIG. 6C is stored in advance, and the applied voltage of the phase correction element can be selected according to the movable amount of the tilt of the objective lens. That's fine.

なお、前記のように相対チルトサーボを直接引き込もうとするのではなく、一旦、レンズチルトサーボを行って相対チルト角度の値が所定範囲内になってから相対チルトサーボを開始することにより、光記録媒体自体の動的なチルトや外乱の影響をほとんど受けずに、迅速で確実な相対チルトサーボの引き込みを行うことができる。   Instead of directly pulling the relative tilt servo as described above, the optical recording medium itself is obtained by performing the lens tilt servo once and starting the relative tilt servo after the value of the relative tilt angle is within a predetermined range. The relative tilt servo can be pulled in quickly and reliably without being affected by the dynamic tilt and disturbance.

また、本実施の形態1における他の実施例として、アクチュエータ部あるいは位相補正素子の駆動信号を、チルト検出手段の出力値でなく、光記録媒体からのサーボ信号あるいはRF信号を用いてもよい。コマ収差や非点収差があると、トラッキングエラー信号やRF信号の振幅量が減衰することが知られている。よって、アクチュエータ部の可動量や位相補正素子の印加電圧値を適当な範囲で振ってやり、トラッキングエラー信号やRF信号が最大となるところをサーチしてもよい。この方法によれば、チルト検出手段を具備する必要がないため、光ピックアップの小型化及び組付工数の削減が実現できる。   As another example of the first embodiment, a servo signal or an RF signal from an optical recording medium may be used as the drive signal for the actuator unit or the phase correction element instead of the output value of the tilt detection means. It is known that when there is coma or astigmatism, the amplitude of the tracking error signal or RF signal is attenuated. Therefore, the position where the tracking error signal and the RF signal are maximized may be searched by changing the movable amount of the actuator unit and the applied voltage value of the phase correction element within an appropriate range. According to this method, since it is not necessary to provide a tilt detection means, it is possible to reduce the size of the optical pickup and reduce the number of assembling steps.

また、アクチュエータ部のチルト方向はラジアル方向のみならず、タンジェンシャル方向にチルトする4軸ものであってもよい。このときのアクチュエータ部の構成を図14に示す。前記タンジェンシャルチルト方向とはX軸回りのチルト方向(光記録媒体108の接線方向に対するチルトの方向)をいう。このときのチルト検出手段としては、図15に示すように、前述した図5における2分割された受光部を持つ受光素子に代えて、受光部305c〜f、受光部306c〜fからなる4分割の受光素子を第1,第2の受光素子305,306として用いればよい。この構成によって、光記録媒体のラジアル方向のみならずタンジェンシャル方向についてもチルト補正ができるようになり、各種マージンに余裕がもて、安定した記録,再生動作が実現可能となる。   In addition, the tilt direction of the actuator unit may be not only the radial direction but also four-axis tilting in the tangential direction. The configuration of the actuator section at this time is shown in FIG. The tangential tilt direction refers to a tilt direction around the X axis (a tilt direction with respect to a tangential direction of the optical recording medium 108). As the tilt detection means at this time, as shown in FIG. 15, instead of the light receiving element having the light receiving portion divided into two in FIG. 5 described above, the light is divided into four parts including light receiving parts 305 c to f and light receiving parts 306 c to 306 f. These light receiving elements may be used as the first and second light receiving elements 305 and 306. With this configuration, it is possible to perform tilt correction not only in the radial direction of the optical recording medium but also in the tangential direction, and it is possible to realize stable recording and reproduction operations with various margins.

図16は本発明の実施の形態2における光記録媒体に記録あるいは再生、消去できる固定光学系とアクチュエータ部の概略構成を示す図である。前述の実施の形態1と異なる点はビーム整形手段としてビーム整形プリズム112を用いた点と、それに応じた位相補正素子105aを用いた点であり、それ以外の構成は同じである。   FIG. 16 is a diagram showing a schematic configuration of a fixed optical system and an actuator unit that can be recorded on, reproduced from, or deleted from the optical recording medium according to Embodiment 2 of the present invention. The difference from the first embodiment described above is that the beam shaping prism 112 is used as the beam shaping means and the phase correction element 105a corresponding to the beam shaping prism 112 is used, and the other configurations are the same.

図16に示す光学系の要部は、半導体レーザ101、コリメートレンズ102、ビーム整形プリズム112、偏光ビームスプリッタ103、偏向ミラー104、位相補正素子105a、1/4波長板106、対物レンズ107、検出レンズ109、円筒レンズ110、受光素子111より構成される。半導体レーザ101から出射した直線偏光の発散光は、コリメートレンズ102で略平行光とされ、ビーム整形プリズム112により楕円形状の光ビームは略円形状の光ビームに変換され、偏光ビームスプリッタ103を透過し、偏向ミラー104で光路を90度偏向され、位相補正素子105aで後述するように非点収差の成分が補正され、1/4波長板106を通過し円偏光とされ、対物レンズ107に入射して、光記録媒体108上に微小スポットとして集光される。このスポットにより、情報の再生、記録あるいは消去が行われる。   16 includes a semiconductor laser 101, a collimating lens 102, a beam shaping prism 112, a polarizing beam splitter 103, a deflecting mirror 104, a phase correcting element 105a, a ¼ wavelength plate 106, an objective lens 107, and detection. The lens 109, the cylindrical lens 110, and the light receiving element 111 are included. The linearly polarized divergent light emitted from the semiconductor laser 101 is converted into substantially parallel light by the collimator lens 102, and the elliptical light beam is converted into a substantially circular light beam by the beam shaping prism 112, and transmitted through the polarization beam splitter 103. Then, the optical path is deflected by 90 degrees by the deflecting mirror 104, the astigmatism component is corrected by the phase correction element 105a as will be described later, passes through the quarter-wave plate 106, becomes circularly polarized light, and enters the objective lens 107. Then, it is condensed as a minute spot on the optical recording medium 108. Information is reproduced, recorded or erased by this spot.

光記録媒体108から反射した光は、往路とは反対回りの円偏光となり、再び略平行光とされ、1/4波長板106を通過して往路と直交した直線偏光になり、偏光ビームスプリッタ103で反射され、検出レンズ109、円筒レンズ110で集光され受光素子111に至る。   The light reflected from the optical recording medium 108 becomes circularly polarized light in the opposite direction to the forward path, becomes again substantially parallel light, passes through the quarter-wave plate 106 and becomes linearly polarized light orthogonal to the forward path, and the polarization beam splitter 103. And is collected by the detection lens 109 and the cylindrical lens 110 and reaches the light receiving element 111.

半導体レーザはその活性層に平行な軸と垂直な軸によって広がり角が異なる光ビームを出射する。したがって、コリメートレンズによって平行にされた光束の光軸に垂直な断面における強度分布は楕円形状となり、多くの半導体レーザから出射された光ビームにおいては、その比が1:2以上である。この楕円形状の強度分布を略円形に整形するための手段として、ビーム整形プリズムが知られている。図17にビーム整形プリズムの一例を示す。図17中に示すようにラジアル方向とタンジェンシャル方向を定義した場合、ビーム整形プリズム112のラジアル方向に傾いた面112aに対して、ラジアル方向が短い楕円形状のビームを入射させ、この面112aで屈折させることによりラジアル方向を広げている。   The semiconductor laser emits light beams having different divergence angles depending on an axis parallel to the active layer and an axis perpendicular to the axis. Therefore, the intensity distribution in the cross section perpendicular to the optical axis of the light beam made parallel by the collimator lens is elliptical, and the ratio of the light beams emitted from many semiconductor lasers is 1: 2 or more. A beam shaping prism is known as means for shaping the elliptical intensity distribution into a substantially circular shape. FIG. 17 shows an example of a beam shaping prism. When the radial direction and the tangential direction are defined as shown in FIG. 17, an elliptical beam having a short radial direction is incident on the surface 112a inclined in the radial direction of the beam shaping prism 112, and the surface 112a The radial direction is expanded by refracting.

面112aにおける屈折では、タンジェンシャル方向の光ビームの幅は変わらないので、楕円形状の光ビームの強度分布は整形され、略円形の強度分布を得ることができる。強度分布が略円形となった光ビームは、対物レンズによって集光される。この構成においては、略円形に整形された光ビームを光記録媒体に照射できるので、スポット径を小さくでき、かつ、より円形のスポットが得られるので、高記録密度の光記録媒体の記録,再生に適した光ピックアップを実現できる。   Refraction on the surface 112a does not change the width of the light beam in the tangential direction, so that the intensity distribution of the elliptical light beam is shaped, and a substantially circular intensity distribution can be obtained. The light beam whose intensity distribution is substantially circular is condensed by the objective lens. In this configuration, since the optical recording medium can be irradiated with a light beam shaped into a substantially circular shape, the spot diameter can be reduced and a more circular spot can be obtained, so that recording and reproduction of a high recording density optical recording medium can be achieved. Can be realized.

このようなビーム整形プリズムを用いた光学系においては、ビーム整形プリズムに入射する光ビームの発散度合いを変えることで対物レンズに入射する光ビームの非点収差が変化することが知られている。このため、光ピックアップの組付工程においては、コリメートレンズと半導体レーザの間隔を変えて、ビーム整形プリズムに入射する光の発散度合いを振りながら非点収差が最小となる間隔で固定する。   In an optical system using such a beam shaping prism, it is known that the astigmatism of the light beam incident on the objective lens changes by changing the divergence degree of the light beam incident on the beam shaping prism. For this reason, in the assembly process of the optical pickup, the distance between the collimating lens and the semiconductor laser is changed, and the distance at which astigmatism is minimized is fixed while varying the divergence degree of the light incident on the beam shaping prism.

一方、光学系においてはその使用する部品自体が非点収差を持っている。前記のコリメートレンズ調整を用いれば、光路中に配置された部品自体が持っている非点収差も抑制できる。しかしながら、このとき抑制できる非点収差の成分はビーム整形方向の成分に限定されることを確認した。以下に図18を用いて説明する。図18に示す右欄は、非点収差量はいずれも0.045λrmsであり、その発生方向が異なる場合の波面分布である。図18のスケールに示すようにGからRが正方向、GからBが負方向を示しそれぞれの方向への濃淡が収差変化の大きさを表している。図18中の波面分布図の下に非点収差量と非点収差の方向を記している。図18の右欄の各状態に対して、ラジアル方向にビーム整形するように配置された光学系において非点収差が最小となるように調整した状態を左欄に示している。   On the other hand, in the optical system, the component itself has astigmatism. By using the collimating lens adjustment described above, astigmatism possessed by the components arranged in the optical path can be suppressed. However, it has been confirmed that the astigmatism component that can be suppressed at this time is limited to the component in the beam shaping direction. This will be described below with reference to FIG. The right column shown in FIG. 18 shows the wavefront distribution when the astigmatism amount is 0.045 λrms and the generation direction is different. As shown in the scale of FIG. 18, G to R are positive directions, G to B are negative directions, and the shading in each direction represents the magnitude of the aberration change. The astigmatism amount and the direction of astigmatism are shown below the wavefront distribution diagram in FIG. For each state in the right column of FIG. 18, a state in which the astigmatism is adjusted to be minimum in the optical system arranged so as to perform beam shaping in the radial direction is shown in the left column.

図18からわかるとおり、補正前の非点収差がラジアル軸からずれるほど補正効果が低くなる。図19はその様子をグラフにしたものである。また、補正後に残留する非点収差はビーム整形方向であるラジアル方向から45°回転した方向の非点収差の成分であることがわかる。   As can be seen from FIG. 18, the correction effect decreases as the astigmatism before correction deviates from the radial axis. FIG. 19 is a graph showing the situation. It can also be seen that the astigmatism remaining after correction is a component of astigmatism in a direction rotated by 45 ° from the radial direction which is the beam shaping direction.

以上の結果から、ビーム整形プリズムを備えた系においてコリメートレンズを調整した場合に残留する非点収差は特定の方向であり、その方向はビーム整形方向から45°回転した方向にあるといえる。そこで、本実施の形態2の位相補正素子はラジアル方向及びラジアル軸に対し45°の方向に非点収差を発生するようにした。これにより、前記対物レンズのチルト補正後の非点収差に加え、コリメートレンズ調整後の非点収差量と逆極性の非点収差量を付与することができる。   From the above results, it can be said that the astigmatism remaining when the collimating lens is adjusted in the system including the beam shaping prism is a specific direction, and the direction is a direction rotated by 45 ° from the beam shaping direction. Therefore, the phase correction element according to the second embodiment generates astigmatism in the radial direction and in the direction of 45 ° with respect to the radial axis. Thereby, in addition to the astigmatism after the tilt correction of the objective lens, an astigmatism amount having a reverse polarity to the astigmatism amount after the collimating lens adjustment can be provided.

図20を用いて逆極性の非点収差量を付与する位相補正素子の電極パターンについて説明する。図20には、ラジアル方向及びラジアル軸から45°の方向に対する非点収差を打ち消すことができるように分割した状態を示す電極パターン図である。図20に示すように、9つのパターン電極58a〜58iに分割されている。   The electrode pattern of the phase correction element that provides the astigmatism amount having the opposite polarity will be described with reference to FIG. FIG. 20 is an electrode pattern diagram showing a state in which the astigmatism with respect to the radial direction and the direction of 45 ° from the radial axis can be canceled out. As shown in FIG. 20, it is divided into nine pattern electrodes 58a to 58i.

図20において、光線通過範囲の中心部分に対応して円形のパターン電極58aが形成されている。また、その外周部分は放射状に分割された8つのパターン電極58b〜58iが形成されており、光線通過範囲の中心から角度を概ね等間隔に分けるように対称的に配置されている。そして、パターン電極58bとパターン電極58c、パターン電極58dとパターン電極58e、パターン電極58fとパターン電極58g、パターン電極58hとパターン電極58iがそれぞれ向かい合って中心対称に配置され、パターン電極58b〜58eを用いて対物レンズチルトによって発生する非点収差の成分を補正でき、パターン電極58f〜58iを用いてビーム整形プリズムに対する半導体レーザとコリメートレンズの間隔調整によって残留する非点収差の成分を補正できる。補正原理は実施の形態1の図12で説明したものと同様である。   In FIG. 20, a circular pattern electrode 58a is formed corresponding to the central portion of the light beam passage range. Further, eight pattern electrodes 58b to 58i that are radially divided are formed on the outer peripheral portion, and are arranged symmetrically so as to divide the angle from the center of the light beam passage range at approximately equal intervals. Then, the pattern electrode 58b and the pattern electrode 58c, the pattern electrode 58d and the pattern electrode 58e, the pattern electrode 58f and the pattern electrode 58g, the pattern electrode 58h and the pattern electrode 58i face each other and are arranged symmetrically, and the pattern electrodes 58b to 58e are used. Astigmatism components generated by the objective lens tilt can be corrected, and residual astigmatism components can be corrected by adjusting the distance between the semiconductor laser and the collimating lens with respect to the beam shaping prism using the pattern electrodes 58f to 58i. The correction principle is the same as that described in FIG. 12 of the first embodiment.

また、図20のように位相補正素子を1つの電極パターンで、対物レンズチルトによる非点収差の成分と、コリメートレンズ調整後の残留非点収差を補正する構成に限られるものでなく、各非点収差の補正を個別の電極パターンにより補正してもよい。すなわち、図21に示すように位相補正素子105aの対向する電極54a,54bの各面にラジアル方向の非点収差を補正するパターン(図21の上側電極54bのパターン)と、ラジアル方向から45°回転した方向の非点収差を補正するパターン(図21の下側電極54aのパターン)を設けた構成であってもよい。   Further, as shown in FIG. 20, the phase correction element is not limited to the configuration for correcting the astigmatism component due to the objective lens tilt and the residual astigmatism after the collimating lens adjustment with one electrode pattern. You may correct | amend correction | amendment of a point aberration by an individual electrode pattern. That is, as shown in FIG. 21, a pattern for correcting astigmatism in the radial direction on each surface of the opposing electrodes 54a and 54b of the phase correction element 105a (pattern of the upper electrode 54b in FIG. 21) and 45 ° from the radial direction. A configuration in which a pattern for correcting astigmatism in the rotated direction (a pattern of the lower electrode 54a in FIG. 21) is provided.

また、ビーム整形方向はラジアル方向に限定されるものでなく、タンジェンシャル方向であってもよい。すなわち、図16のビーム整形プリズム112と半導体レーザ101の活性層を光軸中心に90°回転させた場合である。この場合は、図20,図21と同一のパターンを用いればよい。   Further, the beam shaping direction is not limited to the radial direction, and may be a tangential direction. That is, the beam shaping prism 112 of FIG. 16 and the active layer of the semiconductor laser 101 are rotated by 90 ° about the optical axis. In this case, the same pattern as in FIGS. 20 and 21 may be used.

また、ラジアル方向あるいはタンジェンシャル方向からずれた方向にビーム整形してもよく、その場合は図22のように図21のコリメートレンズ調整に対応の電極パターンをビーム整形方向に45°回転した方向にあわせてやればよい(図22の下側電極57aのパターン)。この場合は、図16のビーム整形プリズム112と半導体レーザ101を光軸中心に任意の角度回転させた場合に相当する。   Further, beam shaping may be performed in a direction deviating from the radial direction or the tangential direction. In this case, the electrode pattern corresponding to the collimating lens adjustment in FIG. 21 is rotated by 45 ° in the beam shaping direction as shown in FIG. What is necessary is just to do together (pattern of the lower electrode 57a of FIG. 22). This case corresponds to the case where the beam shaping prism 112 and the semiconductor laser 101 in FIG. 16 are rotated by an arbitrary angle around the optical axis.

さらに、図23に示すように、ビーム整形方向が、ラジアル方向から45°回転した方向にあるのが望ましい。この場合、対物レンズのチルトによるコマ収差の補正後に発生する非点収差と、コリメートレンズ調整後に発生する非点収差が一致するため、電極パターンとしては実施の形態1の図10に示したものと同一の5つのパターンからなるものでよく、電極パターンの簡素化、駆動方法の容易化が図れる。   Furthermore, as shown in FIG. 23, it is desirable that the beam shaping direction is in a direction rotated by 45 ° from the radial direction. In this case, since the astigmatism that occurs after correction of coma due to the tilt of the objective lens matches the astigmatism that occurs after adjustment of the collimating lens, the electrode pattern is the same as that shown in FIG. 10 of the first embodiment. It may be composed of the same five patterns, and can simplify the electrode pattern and facilitate the driving method.

また、ビーム整形手段としては、プリズムを用いた方法に限定されるものでなく、レンズを用いた方法であってもよい。すなわち、光軸垂直面内の直交する方向においてレンズパワーが異なるようなトロイダルレンズやアナモフィックレンズを用いればよい。   Further, the beam shaping means is not limited to a method using a prism, and may be a method using a lens. That is, a toroidal lens or an anamorphic lens having different lens powers in the direction perpendicular to the optical axis vertical plane may be used.

本発明の実施の形態3における位相補正素子として、前述した実施の形態1,2において説明した非点収差を補正する電極パターン以外に、球面収差を補正する電極パターンを設けることも可能である。一般に光記録媒体の基板厚誤差によるばらつきは球面収差を発生させることが知られており、例えば「青色波長、開口数:NA0.85のBlu−ray規格」においては、球面収差の補正素子を設置した製品などが発売されている。この球面収差を補正する機能を、部品点数を増加させることなく本実施の形態3の位相補正素子として併せて備えることが可能である。   As the phase correction element according to the third embodiment of the present invention, in addition to the electrode pattern for correcting astigmatism described in the first and second embodiments, an electrode pattern for correcting spherical aberration may be provided. In general, it is known that variation due to substrate thickness error of an optical recording medium generates spherical aberration. For example, in the “Blu-ray standard of blue wavelength, numerical aperture: NA 0.85”, a spherical aberration correction element is installed. Products that have been released are on sale. The function of correcting this spherical aberration can be provided as the phase correction element of the third embodiment without increasing the number of parts.

以下にその場合の電極パターンについて図24を参照しながら説明する。図24に示すとおり、位相補正素子105bの対向する電極54b,54cの各面にチルト補正後の残留非点収差を補正する電極パターンと、球面収差を補正する電極パターンを設けた構成であればよい。   The electrode pattern in that case will be described below with reference to FIG. As shown in FIG. 24, any electrode pattern that corrects residual astigmatism after tilt correction and electrode pattern that corrects spherical aberration are provided on each surface of opposing electrodes 54b and 54c of the phase correction element 105b. Good.

図24の上側電極54bのパターンは、ラジアル方向あるいはタンジェンシャル方向に対する非点収差を打ち消すことができるように分割した状態を示す電極パターン図である。5つのパターン電極58a〜58eに分割されている。光線通過範囲の中心部分に対応して円形のパターン電極58aが形成されている。また、その外周部分は放射状に分割された4つのパターン電極58b〜58cが形成されており、光線通過範囲の中心から角度を概ね等間隔に分けるように対称的に配置されている。そして、パターン電極58bとパターン電極58c、パターン電極58dとパターン電極58eがそれぞれ向かい合って中心対称に配置され、対物レンズチルトによって発生する非点収差の成分を補正できる構成となっている。   The pattern of the upper electrode 54b in FIG. 24 is an electrode pattern diagram showing a state in which the astigmatism with respect to the radial direction or the tangential direction can be canceled. It is divided into five pattern electrodes 58a to 58e. A circular pattern electrode 58a is formed corresponding to the central portion of the light beam passage range. Further, four pattern electrodes 58b to 58c that are radially divided are formed on the outer peripheral portion, and are arranged symmetrically so that the angles are divided at approximately equal intervals from the center of the light beam passage range. The pattern electrode 58b and the pattern electrode 58c, and the pattern electrode 58d and the pattern electrode 58e are arranged so as to face each other and be symmetrical with respect to the center, so that astigmatism components generated by the objective lens tilt can be corrected.

また、図24の下側電極54cのパターンは、球面収差を打ち消すことができるように分割した状態を示す電極パターン図である。3つのパターン電極59a,59b,59cに分割されている。光線通過範囲の中心部分から同心円状に分割されており、光記録媒体の基板厚み誤差によって発生する球面収差の成分を補正できる構成となっている。   Further, the pattern of the lower electrode 54c in FIG. 24 is an electrode pattern diagram showing a state where the pattern is divided so that spherical aberration can be canceled. It is divided into three pattern electrodes 59a, 59b, 59c. It is divided concentrically from the central part of the light beam passage range, and is configured to be able to correct the spherical aberration component caused by the substrate thickness error of the optical recording medium.

いま、光記録媒体の基板厚みによる球面収差の成分が図25(a)に示す上側部分の実線のようなものであったとする。このような波面収差に対して、対物レンズに光源側から入射する光束に、図25(a)の下側部分の破線に示すような位相差が与えられるように、位相補正素子の電極パターンにより付与される位相差を調整すると、透過する光束の各部での波面の遅れにより前記「波面収差」を打ち消すことができる。図25(b)は、図25(a)における実線(波面収差)と破線(位相補正素子による波面の遅れ)の和、すなわち補正後の波面収差を示す。もとの波面収差(図25(a)の上側部分の実線)よりも格段に小さくなる。   Now, it is assumed that the spherical aberration component due to the substrate thickness of the optical recording medium is as shown by the solid line in the upper portion shown in FIG. With respect to such wavefront aberration, an electrode pattern of the phase correction element is used so that a phase difference as shown by a broken line in the lower part of FIG. When the applied phase difference is adjusted, the “wavefront aberration” can be canceled out by the wavefront delay at each part of the transmitted light beam. FIG. 25B shows the sum of the solid line (wavefront aberration) and the broken line (wavefront delay by the phase correction element) in FIG. 25A, that is, the corrected wavefront aberration. It is much smaller than the original wavefront aberration (solid line in the upper part of FIG. 25A).

また、位相補正素子を固定光学系に配置した場合、対物レンズのトラッキング動作に伴う光軸ずれによりコマ収差が発生する。図26(a),(b)はその概略を説明する図である。図26(a)は対物レンズの光軸と固定光学系の光軸が一致している場合を示す図であり、光記録媒体の基板厚誤差によって発生する球面収差と逆極性の球面収差を位相補正素子によって発生させることにより打ち消している。一方、図26(b)は対物レンズと固定光学系の光軸がずれた場合を示す図であり、光記録媒体の基板厚誤差によって発生する球面収差と位相補正素子の球面収差のずれ分でコマ収差が発生する。なお、実際には図11(a)〜(d)や図25(a),(b)で説明したように位相補正素子から付加される位相差はステップ状であるが、ここでは簡単のために連続的な波面で説明した。   Further, when the phase correction element is disposed in the fixed optical system, coma aberration occurs due to the optical axis shift accompanying the tracking operation of the objective lens. FIGS. 26A and 26B are diagrams for explaining the outline. FIG. 26A is a diagram showing a case where the optical axis of the objective lens and the optical axis of the fixed optical system coincide with each other. The spherical aberration having the opposite polarity to the spherical aberration caused by the substrate thickness error of the optical recording medium is phase-shifted. It cancels by being generated by the correction element. On the other hand, FIG. 26B is a diagram showing a case where the optical axes of the objective lens and the fixed optical system are deviated from each other. The deviation between the spherical aberration caused by the substrate thickness error of the optical recording medium and the spherical aberration of the phase correction element. Coma occurs. In practice, the phase difference added from the phase correction element is stepped as described with reference to FIGS. 11A to 11D and FIGS. 25A and 25B. Explained with a continuous wavefront.

図26(b)に示すような光軸ずれによるコマ収差に対して、本実施の形態3においては対物レンズのチルトによってコマ収差を発生できるため、これを打ち消すことが可能である。例えば、アクチュエータ部に対物レンズの位置を検出できるセンサを設けておき、このセンサの出力に基づいて対物レンズの固定光学系からの光軸ずれ量に応じて対物レンズをチルトさせてやればよい。   In contrast to the coma caused by the optical axis shift as shown in FIG. 26B, in the third embodiment, coma can be generated by the tilt of the objective lens, which can be canceled out. For example, a sensor that can detect the position of the objective lens is provided in the actuator unit, and the objective lens may be tilted according to the amount of optical axis deviation from the fixed optical system of the objective lens based on the output of the sensor.

また、前述した課題を逆手にとれば、位相補正素子をアクチュエータ部に設けてやれば、光軸ずれに伴うコマ収差は発生しないで済むことがわかる。   Further, if the above-mentioned problem is taken in reverse, it can be seen that if the phase correction element is provided in the actuator portion, the coma due to the optical axis deviation does not occur.

図27は本発明の実施の形態4における光記録媒体に記録または再生、消去できる光ピックアップの概略構成を示す図である。   FIG. 27 is a diagram showing a schematic configuration of an optical pickup capable of recording, reproducing, and erasing on an optical recording medium in Embodiment 4 of the present invention.

前述の実施の形態1,2,3において説明した対物レンズチルト補正後の残留非点収差、あるいはコリメートレンズ調整後の残留非点収差を補正する系は、使用波長,基板厚あるいは開口数などが異なる複数の光記録媒体に記録あるいは再生を行う光ピックアップに適用してもよい。この場合、位相補正素子としては複数波長の共通光路中に配置すればよく、本実施の形態4において、図27に示す光ピックアップの構成とした。   The system for correcting the residual astigmatism after the objective lens tilt correction described in the first, second, and third embodiments, or the residual astigmatism after adjusting the collimating lens, has a wavelength used, a substrate thickness, or a numerical aperture. The present invention may be applied to an optical pickup that performs recording or reproduction on a plurality of different optical recording media. In this case, the phase correction element may be arranged in a common optical path having a plurality of wavelengths, and the configuration of the optical pickup shown in FIG.

図27に示すような光ピックアップを参照しながら具体的な例を持って説明する。すなわち、図27は「使用波長405nm,NA0.65,光照射側基板厚0.6mmの青色系光記録媒体」と「使用波長660nm,NA0.65,光照射側基板厚0.6mmのDVD系光記録媒体」をともに記録または再生、消去できる光ピックアップを例として説明する。   A specific example will be described with reference to an optical pickup as shown in FIG. That is, FIG. 27 shows a “blue optical recording medium having a working wavelength of 405 nm, NA of 0.65, and a light irradiation side substrate thickness of 0.6 mm” and a “DVD system having a working wavelength of 660 nm, NA of 0.65 and a light irradiation side substrate of 0.6 mm. An optical pickup capable of recording, reproducing, and erasing the “optical recording medium” together will be described as an example.

図27に示す光ピックアップの要部は、波長405nmの半導体レーザ101、コリメートレンズ102、偏光ビームスプリッタ103、ダイクロイックプリズム123、偏向ミラー104、位相補正素子105、1/4波長板106、対物レンズ107、検出レンズ109、光束分割手段110a、受光素子111から構成される波長405nmの光ビームが通過する無限系の青色光学系と、ホログラムユニット121、カップリングレンズ122、ダイクロイックプリズム123、偏向ミラー104、位相補正素子105、1/4波長板106、対物レンズ107から構成される波長660nmの光ビームが通過する有限系のDVD光学系から構成されている。   27 includes a semiconductor laser 101 having a wavelength of 405 nm, a collimating lens 102, a polarizing beam splitter 103, a dichroic prism 123, a deflecting mirror 104, a phase correcting element 105, a quarter-wave plate 106, and an objective lens 107. , A detection lens 109, a beam splitting means 110a, a light receiving element 111, an infinite blue optical system through which a light beam having a wavelength of 405 nm passes, a hologram unit 121, a coupling lens 122, a dichroic prism 123, a deflection mirror 104, It is composed of a finite DVD optical system through which a light beam having a wavelength of 660 nm, which is composed of a phase correction element 105, a quarter wavelength plate 106, and an objective lens 107, passes.

前記構成のうちダイクロイックプリズム123、偏向ミラー104、位相補正素子105、1/4波長板106、対物レンズ107は2つの光学系の共通部品である。ここで、対物レンズ107は、「使用波長405nm,NA0.65,光照射側基板厚0.6mmの青色光記録媒体」に対し、無限系で波面収差が最小になるように設計されている。これは、一般に対物レンズは高NA,短波長になるほど公差が厳しくなるので、青色NA0.65での望ましい特性を出す方が難しくなるためである。   Of the above-described configuration, the dichroic prism 123, the deflection mirror 104, the phase correction element 105, the quarter wavelength plate 106, and the objective lens 107 are common parts of the two optical systems. Here, the objective lens 107 is designed to have a minimum wavefront aberration in an infinite system with respect to “a blue light recording medium having a working wavelength of 405 nm, NA of 0.65, and a light irradiation side substrate thickness of 0.6 mm”. This is because the objective lens generally has a tighter tolerance as the NA is higher and the wavelength is shorter, and thus it is more difficult to obtain desirable characteristics with a blue NA of 0.65.

光記録媒体108a,108bはそれぞれ基板厚さあるいは使用波長が異なる光記録媒体であって、光記録媒体108aは基板厚さが0.6mmの青色系光記録媒体であり、光記録媒体108bは基板厚さが0.6mmのDVD系光記録媒体である。記録あるいは再生時にはいずれかの光記録媒体のみが図示しない回転機構にセットされて高速回転される。   The optical recording media 108a and 108b are optical recording media having different substrate thicknesses or different operating wavelengths. The optical recording medium 108a is a blue optical recording medium having a substrate thickness of 0.6 mm, and the optical recording medium 108b is a substrate. This is a DVD optical recording medium having a thickness of 0.6 mm. At the time of recording or reproducing, only one of the optical recording media is set in a rotating mechanism (not shown) and rotated at a high speed.

まず、「使用波長405nm,NA0.65,光照射側基板厚0.6mmの青色系光記録媒体」を記録または再生する場合について説明する。波長405nmの半導体レーザ101から出射した直線偏光の発散光は、コリメートレンズ102で略平行光とされ、偏光ビームスプリッタ103、ダイクロイックプリズム123を透過し、偏向ミラー104で光路を90度偏向され、位相補正素子105で非点収差の成分が補正され、1/4波長板106を通過して円偏光とされ、対物レンズ107に入射し、光記録媒体108a上に微小スポットとして集光される。このスポットにより、情報の再生、記録あるいは消去が行われる。   First, a case where “a blue optical recording medium having a used wavelength of 405 nm, NA of 0.65, and a light irradiation side substrate thickness of 0.6 mm” is recorded or reproduced will be described. The linearly polarized divergent light emitted from the semiconductor laser 101 having a wavelength of 405 nm is made substantially parallel light by the collimator lens 102, passes through the polarization beam splitter 103 and the dichroic prism 123, and is deflected by 90 degrees in the optical path by the deflecting mirror 104. The astigmatism component is corrected by the correction element 105, passes through the quarter-wave plate 106, becomes circularly polarized light, enters the objective lens 107, and is condensed as a minute spot on the optical recording medium 108a. Information is reproduced, recorded or erased by this spot.

光記録媒体108aから反射した光は、往路とは反対回りの円偏光となり、再び略平行光とされ、1/4波長板106を通過して往路と直交した直線偏光になり、偏光ビームスプリッタ103で反射され、検出レンズ109で収束光とされ、光束分割手段110aにより複数の光路に偏向分割され受光素子111に至る。受光素子111からは、情報信号,サーボ信号が検出される。   The light reflected from the optical recording medium 108a becomes circularly polarized light in the opposite direction to the outward path, becomes again substantially parallel light, passes through the quarter wavelength plate 106, and becomes linearly polarized light orthogonal to the forward path, and the polarization beam splitter 103 And is converged by the detection lens 109, deflected and divided into a plurality of optical paths by the light beam splitting means 110 a, and reaches the light receiving element 111. An information signal and a servo signal are detected from the light receiving element 111.

次に、「使用波長660nm,NA0.65,光照射側基板厚0.6mmのDVD系光記録媒体」を記録または再生、消去する場合について説明する。近年、DVDのピックアップには受発光素子を1つのキャンの中に設置し、ホログラムを用いて光束の分離を行うホログラムユニットが一般的に用いられるようになってきた。図27において、121は、レーザチップの半導体レーザ121a、ホログラム121b及び受光素子121cを一体化して構成されたホログラムユニットを示す。このホログラムユニット121の半導体レーザ121aから出射された660nmの光ビームは、ホログラム121bを透過し、カップリングレンズ122で所定の有限光とされ、青色波長帯域の光ビームは透過し、赤色波長帯域の光ビームは反射させるダイクロイックプリズム123で偏向ミラー104の方向に反射され、偏向ミラー104によって光路が90度偏向され、位相補正素子105で後述するように非点収差の成分が補正され、1/4波長板106を通過し略円偏光とされ、対物レンズ107に入射し、光記録媒体108b上に微小スポットとして集光される。このスポットにより情報の再生、記録あるいは消去が行われる。   Next, a description will be given of a case where “DVD optical recording medium having a used wavelength of 660 nm, NA of 0.65, and light irradiation side substrate thickness of 0.6 mm” is recorded, reproduced or erased. In recent years, a hologram unit in which a light receiving and emitting element is installed in one can and a light beam is separated using a hologram has come to be generally used for a DVD pickup. In FIG. 27, reference numeral 121 denotes a hologram unit formed by integrating a semiconductor laser 121a, a hologram 121b, and a light receiving element 121c of a laser chip. The light beam of 660 nm emitted from the semiconductor laser 121a of the hologram unit 121 is transmitted through the hologram 121b, is converted into predetermined finite light by the coupling lens 122, the light beam in the blue wavelength band is transmitted, and the light beam in the red wavelength band is transmitted. The light beam is reflected by the reflecting dichroic prism 123 in the direction of the deflecting mirror 104, the optical path is deflected by 90 degrees by the deflecting mirror 104, and the astigmatism component is corrected by the phase correcting element 105 as will be described later. The light passes through the wave plate 106, becomes substantially circularly polarized light, enters the objective lens 107, and is condensed as a minute spot on the optical recording medium 108b. Information is reproduced, recorded or erased by this spot.

光記録媒体108bから反射した光ビームは、偏向ミラー104、ダイクロイックプリズム123で反射され、カップリングレンズ122で収束光とされ、ホログラム121bにより半導体レーザ121aと同一キャン内にある受光素子121c方向に回折されて受光素子121cに受光される。受光素子121cからは情報信号,サーボ信号が検出される。   The light beam reflected from the optical recording medium 108b is reflected by the deflecting mirror 104 and the dichroic prism 123, converged by the coupling lens 122, and diffracted by the hologram 121b toward the light receiving element 121c in the same can as the semiconductor laser 121a. And is received by the light receiving element 121c. An information signal and a servo signal are detected from the light receiving element 121c.

光記録媒体のチルトによって発生するコマ収差を対物レンズのチルトによって補正する点、チルト補正後に残留する非点収差の成分については位相補正素子により、発生する非点収差と略逆極性の非点収差の成分を付与して打ち消す点は実施形態1,2,3と同じである。そして、位相補正素子は共通光路中に配置されて構成されているため、前述の補正方法を本実施の形態4では、青色、DVD各光学系の光路について行うことが可能である。ただし、発生する収差量は各光路について異なるため、光記録媒体の種類に応じて対物レンズ駆動量あるいは位相補正素子の駆動電圧をコントロールしてやる必要がある。   The astigmatism that is corrected by the tilt of the objective lens and the astigmatism component that remains after the tilt correction is corrected by the phase correction element. The point of applying and canceling is the same as in the first, second, and third embodiments. Since the phase correction element is arranged in the common optical path, the above-described correction method can be performed on the optical paths of the blue and DVD optical systems in the fourth embodiment. However, since the amount of aberration that occurs differs for each optical path, it is necessary to control the objective lens drive amount or the drive voltage of the phase correction element in accordance with the type of optical recording medium.

次に、発生収差が異なる事例について説明する。まず、青色光記録媒体として実施の形態1の図6(a),(b),(c)で説明したような特性を持つ対物レンズで、DVD光学系を有限系の光路にして使用した場合の波面分布を図28(a),(b)に示す。図6(a),(b),(c)の青色光学系の光路においては、光記録媒体のチルトにより発生するコマ収差量と、対物レンズのチルトにより発生するコマ収差量とが、同じチルト量に対しては同等であった。このため、対物レンズと光記録媒体を平行(相対チルト量がゼロ)になるように制御すればよい旨を説明した。   Next, a case where the generated aberration is different will be described. First, when the DVD optical system is used as a finite optical path with the objective lens having the characteristics described in FIGS. 6A, 6B, and 6C of Embodiment 1 as a blue light recording medium. The wavefront distribution is shown in FIGS. In the optical path of the blue optical system shown in FIGS. 6A, 6B, and 6C, the coma aberration amount generated by the tilt of the optical recording medium and the coma aberration amount generated by the tilt of the objective lens are the same tilt. The amount was equivalent. For this reason, it has been described that the objective lens and the optical recording medium may be controlled to be parallel (relative tilt amount is zero).

しかしながら、図28(a),(b)に示す収差特性と比較した場合、対物レンズのチルトによるコマ収差の成分が光記録媒体チルトによって発生するコマ収差の1/5程度ある。この場合、光記録媒体のチルトによって発生するコマ収差を対物レンズのチルトによるコマ収差で打ち消すためには、図28(d)に示すとおり光記録媒体のチルトに対して対物レンズを5倍程度のチルト量で駆動する必要がある。しかしながら、図28(b)においては対物レンズをチルトさせたときには非点収差はコマ収差よりも大きく変化しており、コマ収差を補正した場合、図28(c)に示すとおり非点収差が大きく残留してしまう。   However, when compared with the aberration characteristics shown in FIGS. 28A and 28B, the coma component due to the tilt of the objective lens is about 1/5 of the coma generated by the tilt of the optical recording medium. In this case, in order to cancel the coma caused by the tilt of the optical recording medium with the coma due to the tilt of the objective lens, the objective lens is about five times as large as the tilt of the optical recording medium as shown in FIG. It is necessary to drive with a tilt amount. However, in FIG. 28B, when the objective lens is tilted, the astigmatism changes more greatly than the coma aberration. When the coma aberration is corrected, the astigmatism increases as shown in FIG. It will remain.

本実施の形態4においては、位相補正素子105を備えているため、実施の形態1,2,3で説明した方法により、これを抑制することが可能である。   Since the phase correction element 105 is provided in the fourth embodiment, this can be suppressed by the method described in the first, second, and third embodiments.

なお、使用波長や光記録媒体の厚みが変わると球面収差が発生する。本実施形態においては青色用対物レンズで、DVDへ集光させて使用するためDVD系光記録媒体において球面収差が発生する。これに対して、本実施の形態4はDVD光学系の光路を有限系で配置することによって、この課題を解決している。   Note that spherical aberration occurs when the wavelength used and the thickness of the optical recording medium change. In this embodiment, since the blue objective lens is used after being focused on the DVD, spherical aberration occurs in the DVD optical recording medium. In contrast, the fourth embodiment solves this problem by arranging the optical path of the DVD optical system in a finite system.

この有限系とすること、すなわち対物レンズへ入射する光ビームの発散度合いを変化させることは、球面収差を変化させることと等価であるため打ち消すことが可能となっている。   Since this finite system, that is, changing the degree of divergence of the light beam incident on the objective lens is equivalent to changing the spherical aberration, it can be canceled out.

また、実施の形態3と同様に、この場合にも対物レンズのシフトによってコマ収差を発生することになるが、このコマ収差についても対物レンズのチルトによって打ち消せばよい。   As in the third embodiment, coma aberration is also generated in this case due to the shift of the objective lens. However, this coma aberration may be canceled by the tilt of the objective lens.

図29は本発明の実施の形態5における光情報処理装置の構成を略示する透過斜視図である。図29に示すように、光情報処理装置40は光記録媒体45に対して、光ピックアップ41を用いて情報の記録,再生,消去の1以上を行う装置である。本実施の形態5において、光記録媒体45はディスク状であって、保護ケース46内に格納されている。光記録媒体45は保護ケース46ごと、挿入口42から光情報処理装置40に矢印「入」方向へ挿入セットされ、スピンドルモータ43により回転され、キャリッジ44によって移動する光ピックアップ41により情報の記録、再生あるいは消去が行われる。なお、光記録媒体45は保護ケース46に入れられている必要はなく裸の状態であってもよい。この光情報処理装置40に用いる光ピックアップ41として、前述の各実施の形態において説明した光ピックアップを適宜用いることができる。   FIG. 29 is a transparent perspective view schematically showing the configuration of the optical information processing apparatus according to Embodiment 5 of the present invention. As shown in FIG. 29, the optical information processing apparatus 40 is an apparatus that performs one or more of recording, reproducing, and erasing information with respect to an optical recording medium 45 by using an optical pickup 41. In the fifth embodiment, the optical recording medium 45 has a disk shape and is stored in the protective case 46. The optical recording medium 45, together with the protective case 46, is inserted into the optical information processing device 40 from the insertion port 42 in the direction of the arrow “in”, is rotated by the spindle motor 43, and is recorded by the optical pickup 41 moved by the carriage 44. Playback or deletion is performed. The optical recording medium 45 does not need to be placed in the protective case 46 and may be in a bare state. As the optical pickup 41 used in the optical information processing apparatus 40, the optical pickup described in the above embodiments can be used as appropriate.

本発明に係る光ピックアップ及びこれを用いた光情報処理装置は、光記録媒体のチルトによって発生するコマ収差を対物レンズのチルトにより補正する際に、チルト補正により生じる残留非点収差を除去することができ、光記録媒体にコマ収差及び非点収差の発生を抑制した良好なスポットを形成でき、光情報処理装置やこれに用いる光ピックアップ全体における非点収差を容易、かつ確実に補正を行うのに有用である。   The optical pickup and the optical information processing apparatus using the same according to the present invention remove residual astigmatism caused by tilt correction when correcting coma generated by tilt of the optical recording medium by tilt of the objective lens. It is possible to form a good spot with suppressed coma and astigmatism on the optical recording medium, and to easily and reliably correct astigmatism in the optical information processing apparatus and the entire optical pickup used therefor. Useful for.

本発明の実施の形態1における光記録媒体に記録または再生、消去できる光ピックアップの構成を示す模式図1 is a schematic diagram showing a configuration of an optical pickup capable of recording, reproducing, and erasing an optical recording medium in Embodiment 1 of the present invention. 本実施の形態1における光記録媒体に記録または再生、消去できる固定光学系とアクチュエータ部の概略構成を示す図The figure which shows schematic structure of the fixed optical system and actuator part which can be recorded on or reproduced from and erased from the optical recording medium in the first embodiment 本実施の形態1におけるアクチュエータ部の概略構成を示す斜視図The perspective view which shows schematic structure of the actuator part in this Embodiment 1. FIG. 本実施の形態1におけるチルト検出手段の概略構成を示す図The figure which shows schematic structure of the tilt detection means in this Embodiment 1. 本実施の形態1における図4示すチルト検出手段の第1,第2の受光素子から検出したチルト信号の演算手段を示すブロック図4 is a block diagram showing a calculation means for tilt signals detected from the first and second light receiving elements of the tilt detection means shown in FIG. 4 in the first embodiment. 一般的な対物レンズにおける(a)は光記録媒体のチルトにより発生する収差特性、(b)は対物レンズのチルトにより発生する収差特性、(c)はチルト補正後の収差特性を示す図In a general objective lens, (a) shows aberration characteristics caused by tilting of the optical recording medium, (b) shows aberration characteristics caused by tilt of the objective lens, and (c) shows aberration characteristics after tilt correction. 光記録媒体のチルト,対物レンズのチルト,光記録媒体のチルトと対物レンズのチルトを相殺させたチルト補正後の残留収差の波面形状を示す図The figure which shows the wavefront shape of the residual aberration after the tilt correction which canceled the tilt of the optical recording medium, the tilt of the objective lens, and the tilt of the optical recording medium and the tilt of the objective lens 図7−1の波面形状のうちラジアル方向とタンジェンシャル方向の断面形状を示す図The figure which shows the cross-sectional shape of a radial direction and a tangential direction among the wavefront shapes of FIGS. (a)は図6(c)に示す補正後の光記録媒体のチルト「1°」の非点収差分布、(b)は(a)に示すラジアル方向の収差分布の断面図、(c)は(a)に示すタンジェンシャル方向の収差分布の断面図(A) is an astigmatism distribution of the tilt “1 °” of the optical recording medium after correction shown in FIG. 6C, (b) is a cross-sectional view of the radial aberration distribution shown in (a), and (c). Is a sectional view of the aberration distribution in the tangential direction shown in FIG. 本実施の形態1における位相補正素子の断面図Sectional drawing of the phase correction element in this Embodiment 1 本実施の形態1における位相補正素子の電極パターンを示す図The figure which shows the electrode pattern of the phase correction element in this Embodiment 1. 対物レンズのチルトによるコマ収差補正後に残留する非点収差の(a)はラジアル方向成分、(b)は補正後のラジアル方向成分、(c)はタンジェンシャル方向成分、(d)は補正後のタンジェンシャル方向成分を示す図Astigmatism (a) remaining after correction of coma due to the tilt of the objective lens is a radial component, (b) is a radial component after correction, (c) is a tangential component, and (d) is a corrected component. Diagram showing the tangential direction component 本実施の形態1における位相補正素子に対する駆動電圧と光ビームに付与される位相差の関係を示す図The figure which shows the relationship between the drive voltage with respect to the phase correction element in this Embodiment 1, and the phase difference provided to a light beam. 本実施の形態1における光記録媒体上に情報の記録あるいは再生を行うための光情報処理装置の制御動作を示すフローチャート7 is a flowchart showing a control operation of the optical information processing apparatus for recording or reproducing information on the optical recording medium in the first embodiment. 本実施の形態1におけるラジアル方向,タンジェンシャル方向にチルトする4軸アクチュエータ部の概略構成を示す斜視図The perspective view which shows schematic structure of the 4-axis actuator part which tilts in the radial direction and the tangential direction in this Embodiment 1. FIG. 本実施の形態1における4軸アクチュエータ部用の4分割した受光素子を示す図The figure which shows the light receiving element divided into 4 for the 4-axis actuator parts in this Embodiment 1. 本発明の実施の形態2における光記録媒体に記録または再生、消去できる固定光学系とアクチュエータ部の概略構成を示す図The figure which shows schematic structure of the fixed optical system and actuator part which can be recorded on or reproduced from, and erase | eliminated to the optical recording medium in Embodiment 2 of this invention 本実施の形態2におけるビーム整形プリズムを示す図The figure which shows the beam shaping prism in this Embodiment 2. 本実施の形態2におけるコリメートレンズ調整前後の収差分布を示す図The figure which shows the aberration distribution before and behind collimating lens adjustment in this Embodiment 2. 本実施の形態2におけるコリメートレンズ調整前後の非点収差量と角度の関係を示す図The figure which shows the relationship between the amount of astigmatism before and behind collimating lens adjustment in Embodiment 2, and an angle. 本実施の形態2における逆極性の非点収差量を付与する位相補正素子の電極パターンを示す図The figure which shows the electrode pattern of the phase correction element which provides the astigmatism amount of reverse polarity in this Embodiment 2. 本実施の形態2におけるラジアル方向の非点収差を補正するパターンと、ラジアル方向から45°回転した方向の非点収差を補正するパターンを有する位相補正素子を示す図The figure which shows the phase correction element which has the pattern which corrects the astigmatism of the radial direction in this Embodiment 2, and the pattern which corrects the astigmatism rotated by 45 degrees from the radial direction. 本実施の形態2におけるコリメートレンズ調整に対応の電極パターンをビーム整形方向にあわせたパターンとした位相補正素子を示す図The figure which shows the phase correction element which made the electrode pattern corresponding to the collimating lens adjustment in this Embodiment 2 the pattern match | combined with the beam shaping direction. 本実施の形態2における残留する非点収差の方向と光ビームを一致させるビーム整形方向を説明する図The figure explaining the beam shaping direction which makes the direction of the remaining astigmatism in this Embodiment 2 and a light beam correspond. 本実施の形態3における非点収差を打ち消すパターンと球面収差を打ち消すパターンを有する位相補正素子を示す図The figure which shows the phase correction element which has the pattern which cancels astigmatism in this Embodiment 3, and the pattern which cancels spherical aberration 本実施の形態3における対物レンズに光源側から入射する光束に発生する(a)は球面収差の波面、(b)は補正した球面収差の波面を示す図FIG. 4A is a diagram illustrating a spherical aberration wavefront, and FIG. 4B is a diagram illustrating a corrected spherical aberration wavefront generated in a light beam incident on the objective lens from the light source side according to the third embodiment. 本実施の形態3における球面収差において(a)は対物レンズと固定光学系の光軸が一致している場合、(b)は対物レンズと固定光学系の光軸がずれコマ収差が発生した場合の各波面を示す図In the spherical aberration in the third embodiment, (a) shows the case where the optical axes of the objective lens and the fixed optical system are coincident, and (b) shows the case where the optical axes of the objective lens and the fixed optical system are shifted and coma aberration occurs. Diagram showing each wavefront 本発明の実施の形態4における光記録媒体に記録または再生、消去できる光ピックアップの概略構成を示す図The figure which shows schematic structure of the optical pick-up which can be recorded on or reproduced from and erased in the optical recording medium in Embodiment 4 of this invention 本実施の形態4における青色光学系の対物レンズによりDVD光学系を有限系の光路で使用した場合の(a)はDVD光記録媒体のチルトの収差特性、(b)は対物レンズのチルトの収差特性、(c)はDVD光記録媒体のチルトによるコマ収差補正後の収差特性、(d)はDVD光記録媒体のチルトに対する対物レンズの駆動チルト量を示す図When the DVD optical system is used in the optical path of the finite system by the blue optical system objective lens in the fourth embodiment, (a) is the tilt aberration characteristic of the DVD optical recording medium, and (b) is the tilt aberration of the objective lens. (C) is an aberration characteristic after coma aberration correction due to the tilt of the DVD optical recording medium, and (d) is a diagram showing the drive tilt amount of the objective lens with respect to the tilt of the DVD optical recording medium. 本発明の実施の形態5における光情報処理装置の構成を略示する透過斜視図A transparent perspective view schematically showing a configuration of an optical information processing device according to a fifth embodiment of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

10 固定光学系
20 アクチュエータ部
30 チルト検出手段
40 光情報処理装置
41 光ピックアップ
42 挿入口
43 スピンドルモータ
44 キャリッジ
45,108,108a,108b 光記録媒体
46 保護ケース
51a,51b ガラス基板
52 導電性スペーサ
53 液晶
54a,54b,54c 電極
55 絶縁膜
56 配向膜
57 電極引出部
58a,58b,58c,58d,58e,58f,58g,58h,58i,59a,59b,59c パターン電極
101,121a,301 半導体レーザ
102,302 コリメートレンズ
103,304 偏光ビームスプリッタ
104 偏向ミラー
105,105a,105b 位相補正素子
106 1/4波長板
107 対物レンズ
109 検出レンズ
110 円筒レンズ
110a 光束分割手段
111,121c 受光素子
112 ビーム整形プリズム
112a 面
121 ホログラムユニット
121b ホログラム
122 カップリングレンズ
123 ダイクロイックプリズム
201 対物レンズ保持体
202 ベース部
203,204 弾性支持機構
303 ハーフミラー
305 第1の受光素子
306 第2の受光素子
305a,305b,306a,306b 受光部
311,312,316,317 プリアンプ
313,318,322 差分回路
314,319 加算回路
315,320 演算回路
321 スイッチ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Fixed optical system 20 Actuator part 30 Tilt detection means 40 Optical information processing apparatus 41 Optical pick-up 42 Insertion port 43 Spindle motor 44 Carriage 45,108,108a, 108b Optical recording medium 46 Protective case 51a, 51b Glass substrate 52 Conductive spacer 53 Liquid crystal 54a, 54b, 54c Electrode 55 Insulating film 56 Alignment film 57 Electrode extraction portions 58a, 58b, 58c, 58d, 58e, 58f, 58g, 58h, 58i, 59a, 59b, 59c Pattern electrodes 101, 121a, 301 Semiconductor laser 102 , 302 Collimate lenses 103, 304 Polarizing beam splitter 104 Deflection mirrors 105, 105a, 105b Phase correction element 106 1/4 wavelength plate 107 Objective lens 109 Detection lens 110 Cylindrical lens 110a Beam splitting means 11 1, 121 c Light receiving element 112 Beam shaping prism 112 a Surface 121 Hologram unit 121 b Hologram 122 Coupling lens 123 Dichroic prism 201 Objective lens holder 202 Base portion 203, 204 Elastic support mechanism 303 Half mirror 305 First light receiving element 306 Second Light receiving elements 305a, 305b, 306a, 306b Light receiving units 311, 312, 316, 317 Preamplifiers 313, 318, 322 Difference circuits 314, 319 Adder circuits 315, 320 Arithmetic circuit 321 Switch

Claims (10)

光源と、前記光源から出射される光ビームを光記録媒体上に集光させるための対物レンズと、前記対物レンズを前記光記録媒体のラジアル方向,タンジェンシャル方向の少なくともいずれか1方向に傾かせる対物レンズ駆動手段と、前記光源と前記対物レンズの間に配置され光ビームの非点収差量を変化させる位相補正素子とを備えた光ピックアップであって、
前記位相補正素子による非点収差量を変化させる方向が、前記対物レンズの傾き方向に略一致していることを特徴とする光ピックアップ。
A light source, an objective lens for condensing the light beam emitted from the light source on the optical recording medium, and the objective lens tilted in at least one of a radial direction and a tangential direction of the optical recording medium An optical pickup comprising objective lens driving means, and a phase correction element that is disposed between the light source and the objective lens and changes the amount of astigmatism of the light beam,
An optical pickup characterized in that a direction in which an amount of astigmatism by the phase correction element is changed substantially coincides with a tilt direction of the objective lens.
前記位相補正素子は、印加電圧に応じて屈折率が変化する液晶層によって光ビームに非点収差量を付与することを特徴とする請求項1記載の光ピックアップ。   2. The optical pickup according to claim 1, wherein the phase correction element imparts an astigmatism amount to the light beam by a liquid crystal layer whose refractive index changes according to an applied voltage. 前記対物レンズと前記対物レンズに入射する光ビームの相対角度を検知するチルト検出手段を備え、前記位相補正素子が、前記チルト検出手段の検知した相対角度に応じて非点収差量を変化させることを特徴とする請求項1または2記載の光ピックアップ。   A tilt detection unit that detects a relative angle between the objective lens and a light beam incident on the objective lens is provided, and the phase correction element changes the amount of astigmatism according to the relative angle detected by the tilt detection unit. The optical pickup according to claim 1 or 2. 前記光源と前記対物レンズの間にビーム整形手段を備え、前記位相補正素子が、前記対物レンズの傾き方向及び前記ビーム整形手段の光ビーム整形方向から45°回転した方向の非点収差量を変化させることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の光ピックアップ。   A beam shaping unit is provided between the light source and the objective lens, and the phase correction element changes an astigmatism amount in a direction rotated by 45 ° from the tilt direction of the objective lens and the light beam shaping direction of the beam shaping unit. The optical pickup according to any one of claims 1 to 3, wherein the optical pickup is used. 前記光源と前記対物レンズの間にビーム整形手段を備え、前記ビーム整形手段による光ビームの整形方向は、光記録媒体のラジアル方向から45°回転した方向としたことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の光ピックアップ。   2. A beam shaping unit is provided between the light source and the objective lens, and a light beam shaping direction by the beam shaping unit is a direction rotated by 45 ° from a radial direction of the optical recording medium. 4. The optical pickup according to any one of items 3. 前記位相補正素子は、対物レンズから出射する光ビームの球面収差量を変化させることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の光ピックアップ。   The optical pickup according to claim 1, wherein the phase correction element changes a spherical aberration amount of a light beam emitted from the objective lens. 前記光ビームを集光して情報の記録あるいは再生を行う光記録媒体は、使用波長あるいは基板厚あるいは使用開口数が異なる複数の光記録媒体であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の光ピックアップ。   7. The optical recording medium for recording or reproducing information by condensing the light beam is a plurality of optical recording media having different operating wavelengths, substrate thicknesses or used numerical apertures. The optical pickup according to claim 1. 前記複数の光記録媒体に記録あるいは再生を行うための光ビームを集光する光路のいずれか1つを有限系としたことを特徴とする請求項7記載の光ピックアップ。   8. The optical pickup according to claim 7, wherein any one of optical paths for condensing a light beam for performing recording or reproduction on the plurality of optical recording media is a finite system. 前記光ビームを集光する対物レンズは、光記録媒体のトラッキング方向へのシフト量に応じて、前記対物レンズを前記トラッキング方向に傾けることを特徴とする請求項6または8記載の光ピックアップ。   9. The optical pickup according to claim 6, wherein the objective lens for condensing the light beam tilts the objective lens in the tracking direction according to a shift amount of the optical recording medium in the tracking direction. 光記録媒体に情報の記録,再生,消去の少なくとも1以上を行う光情報処理装置において、請求項1〜9のいずれか1項に記載の光ピックアップを用いることを特徴とする光情報処理装置。   An optical information processing apparatus that performs at least one of recording, reproduction, and erasing of information on an optical recording medium, wherein the optical pickup according to any one of claims 1 to 9 is used.
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