JP2007280524A - Objective lens unit, and optical disk device having the objective lens - Google Patents
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Description
本発明は、対物レンズユニット、及びその対物レンズユニットを有する光ディスク装置に関する。特に高密度に記録された光ディスクに用いられる対物レンズユニット、及びその対物レンズユニットを有する光ディスク装置に関する。 The present invention relates to an objective lens unit and an optical disc apparatus having the objective lens unit. In particular, the present invention relates to an objective lens unit used for an optical disc recorded with high density, and an optical disc apparatus having the objective lens unit.
近年、光記録媒体の大容量化の必要性に応えるべく、DVD、HD−DVD(High definition−DVD)、及びBD(Blu−ray Disk)等の光記録媒体(光ディスク)が製品化、若しくは製品化されつつある。DVDは1層で4.7GB、2層で8.5GB、HD−DVDは1層で15GB、2層で30GB、BDは1層で25GB、2層で50GBの記録容量となっている。
In recent years, optical recording media (optical discs) such as DVDs, HD-DVDs (High definition DVDs), and BDs (Blu-ray Discs) have been commercialized or products in order to meet the need for large capacity optical recording media. It is becoming. DVD has a recording capacity of 4.7 GB per layer, 8.5 GB per layer, HD-
このような大容量の光ディスク製品を作成するためには、記録媒体における高密度化が必要である。そのため、記録・再生するための光ヘッド装置は、光ディスク面上に集光するスポット径を小さくする必要がある。例えばDVDの場合、レーザ光源の波長を655nm程度にし、対物レンズの開口数(NA)を0.6にしている。さらに、HD−DVDではレーザ光源の波長を405nm程度、NAを0.65、BDではレーザ光源の波長を405nm程度、NAを0.85としている。 In order to produce such a large-capacity optical disc product, it is necessary to increase the density of the recording medium. Therefore, an optical head device for recording / reproducing needs to reduce the spot diameter collected on the optical disk surface. For example, in the case of DVD, the wavelength of the laser light source is about 655 nm and the numerical aperture (NA) of the objective lens is 0.6. Further, in HD-DVD, the wavelength of the laser light source is about 405 nm and NA is 0.65, and in BD, the wavelength of the laser light source is about 405 nm and NA is 0.85.
また、このような光ディスクの高密度化にともなってトラックピッチは狭くなっており、信号を記録したピットもしくは記録マークの長さも短くなっている。このため、光ディスクにおいて、フォーカス制御とトラッキング制御とにおける許容範囲も小さくなり、より正確な制御が必要とされる。このフォーカス制御は、光ヘッドを移動させることによって光ディスクの情報記録面に光ヘッドに入射された光が集光されるように制御することである。また、トラッキング制御とは、光ヘッドが光ディスクのトラックの中心を正しくトレースするように光ヘッドの位置を調整することである。 As the density of such optical disks increases, the track pitch is narrowed, and the length of pits or recording marks on which signals are recorded is shortened. For this reason, in an optical disc, the allowable range in focus control and tracking control is reduced, and more accurate control is required. This focus control is to control the light incident on the optical head to be condensed on the information recording surface of the optical disc by moving the optical head. The tracking control is to adjust the position of the optical head so that the optical head correctly traces the center of the track of the optical disk.
上述のトラッキング制御において、再生専用ディスク(ROM)におけるトラッキング制御の一例として、DPD(Differntial Phased Detection)方式がある(例えば、特許文献1)。このDPD方式におけるトラッキング制御は、ピットの立ち上がりおよび立下り時の光量の位相差を検出する方法によって制御を行っている。このとき、対物レンズで取り込んだディスクの反射光を4分割の受光素子で検出し、斜め方向の光量差がディスクに集光された光スポットの光ディスクのトラックに対するラジアル方向のずれに対応することを利用している。 In the tracking control described above, there is a DPD (Differential Phased Detection) method as an example of tracking control in a read-only disk (ROM) (for example, Patent Document 1). Tracking control in the DPD method is performed by a method of detecting a phase difference between light amounts at the time of rising and falling of a pit. At this time, the reflected light of the disk taken in by the objective lens is detected by a four-divided light receiving element, and the difference in the amount of light in the oblique direction corresponds to the radial deviation of the light spot focused on the disk with respect to the track of the optical disk. We are using.
従来のDPD方式において、フォトディテクタで検出した信号をトラッキング信号へ変換するための信号変換回路90の構成図を図12に示す。信号変換回路90は、フォトディテクタ91と加算演算回路92a、92bと位相演算回路93を有している。フォトディテクタ91は、4つのフォトディテクタ91a〜91dに分割されて配置される。このフォトディテクタ91aで検知した光量I2aとフォトディテクタ91cで検知した光量I2cとの和と、フォトディテクタ91bで検知した光量I2bとフォトディテクタ91dで検知した光量I2dとの和を、加算演算回路92a、92bで演算する。このI2a+I2cとI2b+I2dとにおける位相の違いを検出するのが位相演算回路93である。
FIG. 12 shows a configuration diagram of a
光スポットが光ディスクのトラックの中心に集光されていると考えられる場合の、ACカップリングした後のI2a+I2cとI2b+I2dとを時間軸に対してプロットしたのが図13となる。横軸は時間であり、縦軸は光量変化である。光ディスクのトラックの中心に光スポットが集光されている場合には、I2a+I2cとI2b+I2dとにおける位相差はない。そのため、図13においては、1本の実線でI2a+I2cとI2b+I2dとの光量変化が示されている。これは、トラックから反射された光が光軸に対して対称になるためであり、I2a+I2cとI2b+I2dとの位相差は生じないことになる。 FIG. 13 is a plot of I 2a + I 2c and I 2b + I 2d after AC coupling plotted against the time axis when it is considered that the light spot is focused at the center of the track of the optical disk. . The horizontal axis is time, and the vertical axis is the change in light quantity. When the light spot is focused at the center of the track of the optical disc, there is no phase difference between I 2a + I 2c and I 2b + I 2d . Therefore, in FIG. 13, the change in the light amount between I 2a + I 2c and I 2b + I 2d is shown by one solid line. This is because the light reflected from the track is symmetric with respect to the optical axis, and there is no phase difference between I 2a + I 2c and I 2b + I 2d .
しかしながら、図14に示したように、光スポット94がトラック95の中心から外れた場合は、I2a+I2cとI2b+I2dとの位相差Δtが生じることになる。図14(a)は光スポット94がトラック95の中心からラジアル方向に内側にずれた場合であり、図14(b)は光スポット94がトラック95の中心からラジアル方向に外側にずれた場合を示している。図14(a)のように光スポット94が位置する場合のI2a+I2cとI2b+I2dの光量変化の時間依存性を図15(a)に示し、図14(b)のように光スポット94が位置する場合のI2a+I2cとI2b+I2dの光量変化の時間依存性を図15(b)に示す。
However, as shown in FIG. 14, when the
光スポットが、光ディスクのトラック中心からずれた場合、I2a+I2cとI2b+I2dにおいて位相差Δtが発生する。この位相差Δtは、光スポットが光ディスクのトラック中心から外れるほど大きい値となる。また位相差Δtは、光スポットがピットのどちら側にずれるかで正負が逆になる。これらのことから、この位相差を測定することによって、光スポットがトラック中心からどれだけどの方向に外れているかを検出することができる。
しかしながら、光ディスクのさらなる高密度化の為に、トラックピッチを狭くしていくに従って、トラッキング制御に必要なDPD信号が検出できる量が減少してしまう。これは、トラックピッチが狭くなるに従って、光ディスクから反射する光が強い回折現象を引き起こすためである。すなわち、トラックピッチが狭くなるに従って、光ディスクから反射する光が発散されてしまい、光ディスクから反射する光に含まれるDPD信号がフォトディテクタで検出されなくなってしまう。従って、トラックピッチを狭くした場合には、トラッキング制御が出来れば再生できる信号も、トラッキング制御が不安定もしくは出来ない為に再生できなくなってしまう。そのため、光ディスクのさらなる高密度化において、トラッキング信号を検出することができないために再生できないという問題点が発生した。 However, the amount of DPD signals that can be detected for tracking control decreases as the track pitch is narrowed to further increase the density of the optical disk. This is because the light reflected from the optical disk causes a strong diffraction phenomenon as the track pitch becomes narrower. That is, as the track pitch becomes narrower, the light reflected from the optical disk is diverged, and the DPD signal contained in the light reflected from the optical disk is not detected by the photodetector. Therefore, when the track pitch is narrowed, a signal that can be reproduced if tracking control can be performed cannot be reproduced because tracking control is unstable or cannot be performed. For this reason, when the density of the optical disk is further increased, the tracking signal cannot be detected, so that the reproduction cannot be performed.
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、光ディスクのトラックピッチを狭くした場合においても、トラッキング制御を容易に行うことができる検出方法および装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such problems, and it is an object of the present invention to provide a detection method and apparatus capable of easily performing tracking control even when the track pitch of an optical disk is narrowed. And
本発明の第1の態様に係る対物レンズユニットは、光ディスクの情報記録面上に光を集光するための対物レンズユニットであって、前記光ディスクに集光させる光が透過し、前記光ディスクからの反射された信号光が透過するレンズ機能部を有する対物レンズと、前記レンズ機能部よりも外側の領域であって、前記光ディスクからの反射光が当該対物レンズを介さずに入射される位置に配置された受光素子とを備えることを特徴とするものである。このような対物レンズユニットを用いることによって、対物レンズのレンズ機能部よりも外側に反射される光を受光素子によって検知することができるようになり、その信号を用いることによって狭いトラックピッチの光ディスクにおいてもトラッキング制御ができるようになる。 An objective lens unit according to a first aspect of the present invention is an objective lens unit for condensing light on an information recording surface of an optical disc, and the light to be condensed on the optical disc is transmitted from the optical disc. An objective lens having a lens function part through which reflected signal light passes, and an area outside the lens function part, where the reflected light from the optical disc is incident without passing through the objective lens The light receiving element is provided. By using such an objective lens unit, light reflected outside the lens function part of the objective lens can be detected by a light receiving element. By using the signal, an optical disc with a narrow track pitch can be used. Will also be able to control tracking.
本発明の第2の態様に係る対物レンズユニットは、上述の対物レンズユニットの前記対物レンズにおいて、前記光ディスクに集光させる光が前記対物レンズに入射される側のレンズ面よりも、前記光ディスク側に前記受光素子が位置することを特徴とするものである。このことによって、レンズ機能部よりも外側に光ディスクから反射した光をより検知することが可能となる。本発明の第3の態様に係る対物レンズユニットは、上述の対物レンズユニットの前記対物レンズが、前記光ディスク側の表面上に位置することを特徴とするものである。このことによって、対物レンズよりも光ディスク側に受光素子が配置されるために、光ディスクからの反射光のうちレンズ機能部よりも外側に反射した光を検知することができる。 In the objective lens unit according to the second aspect of the present invention, in the objective lens of the objective lens unit described above, the optical disc side is closer to the optical disc side than the lens surface on the side on which the light focused on the optical disc is incident. The light receiving element is located in the position. This makes it possible to more detect light reflected from the optical disc outside the lens function unit. The objective lens unit according to a third aspect of the present invention is characterized in that the objective lens of the objective lens unit described above is located on the surface on the optical disc side. Accordingly, since the light receiving element is disposed on the optical disc side with respect to the objective lens, it is possible to detect the light reflected from the optical disc to the outside of the lens function unit.
本発明の第4の態様に係る対物レンズユニットは、第1の態様又は第2の態様に係る対物レンズユニットにおいて、前記対物レンズを嵌合することによって固定している鏡筒をさらに有し、前記対物レンズと前記鏡筒との前記光ディスク側の表面上に前記受光素子が設けられていることを特徴とするものである。このようにすることによって、受光素子を配置することができる面積を広くすることができる。本発明の第5の態様に係る対物レンズユニットは、第3の態様又は第4の態様に係る対物レンズユニットにおける前記受光素子が、前記表面上に当接されていることを特徴とするものである。このようにすることによって、受光素子を容易に固定することが可能となる。 The objective lens unit according to a fourth aspect of the present invention further includes a lens barrel that is fixed by fitting the objective lens in the objective lens unit according to the first aspect or the second aspect, The light receiving element is provided on the surface of the objective lens and the lens barrel on the optical disc side. By doing in this way, the area which can arrange | position a light receiving element can be enlarged. The objective lens unit according to a fifth aspect of the present invention is characterized in that the light receiving element in the objective lens unit according to the third aspect or the fourth aspect is in contact with the surface. is there. By doing so, the light receiving element can be easily fixed.
本発明の第6の態様に係る対物レンズユニットは、上述の対物レンズユニットにおける前記受光素子が、前記対物レンズの光軸と前記対物レンズの前記光ディスク側の表面との交点を通り前記光ディスクのタンジェンシャル方向に平行な線に対して対称の位置にある同形状の受光素子を2組有することを特徴とするものである。このようにすることによって、DPD方式におけるトラッキング制御を行うことが可能となる。本発明の第7の態様に係る対物レンズユニットは、上述の対物レンズユニットにおける前記受光素子が、4分割以上に等分割された受光素子を有することを特徴とするものである。このようにすることによって、レンズ機能部より外周の光を略全て検知することが可能となる。 In the objective lens unit according to a sixth aspect of the present invention, the light receiving element in the objective lens unit described above passes through the intersection of the optical axis of the objective lens and the surface of the objective lens on the optical disc side, and the tanger of the optical disc. It has two sets of light receiving elements having the same shape at symmetrical positions with respect to a line parallel to the local direction. By doing so, tracking control in the DPD method can be performed. The objective lens unit according to a seventh aspect of the present invention is characterized in that the light receiving element in the objective lens unit includes a light receiving element that is equally divided into four or more parts. By doing so, it is possible to detect almost all of the light on the outer periphery from the lens function unit.
本発明の第8の態様に係る対物レンズユニットは、上述の対物レンズユニットにおける前記受光素子が、前記対物レンズの外周と前記第1の領域とに接していることを特徴とするものである。このことによって、受光素子の面積を最大限に利用することが可能となる。本発明の第9の態様に係る対物レンズユニットにおける前記光ディスクは、トラック内にピットを有する再生専用光ディスクであることを特徴とするものである。 The objective lens unit according to an eighth aspect of the present invention is characterized in that the light receiving element in the objective lens unit described above is in contact with the outer periphery of the objective lens and the first region. This makes it possible to make maximum use of the area of the light receiving element. The optical disk in the objective lens unit according to the ninth aspect of the present invention is a read-only optical disk having a pit in a track.
本発明の第10の態様に係る光ディスク装置は、光源と、前記光源からの光を光ディスクに集光させるための対物レンズと、前記対物レンズの前記光源からの光が透過し、前記光ディスクからの反射された信号光が透過するレンズ機能部よりも外側の領域であって、前記光ディスクからの反射光が当該対物レンズを介さずに入射される位置に配置された受光素子とを有する対物レンズユニットとを備えるものである。このことによって、対物レンズのレンズ機能部よりも外側に反射される光を受光素子によって検知することができるようになり、その信号を用いることによって狭いトラックピッチの光ディスクにおいてもトラッキング制御ができるようになる。 An optical disc device according to a tenth aspect of the present invention includes a light source, an objective lens for condensing the light from the light source onto the optical disc, and the light from the light source of the objective lens is transmitted from the optical disc. An objective lens unit having a light receiving element disposed in a region outside the lens function part through which the reflected signal light is transmitted and where the reflected light from the optical disc is incident without passing through the objective lens Are provided. As a result, the light reflected from the lens function part of the objective lens can be detected by the light receiving element, and tracking control can be performed even on an optical disk having a narrow track pitch by using the signal. Become.
本発明の第11の態様に係る光ディスク装置は、上述の光ディスク装置の前記対物レンズにおいて、前記光ディスクに集光させる光が前記対物レンズに入射される側のレンズ面よりも、前記光ディスク側に前記受光素子が位置することを特徴とするものである。このことによって、レンズ機能部よりも外側に光ディスクから反射した光をより検知することが可能となる。本発明の第12の態様に係る光ディスク装置は、上述の光ディスク装置の前記対物レンズが、前記光ディスク側の表面上に位置することを特徴とするものである。このことによって、対物レンズよりも光ディスク側に受光素子が配置されるために、光ディスクからの反射光のうちレンズ機能部よりも外側に反射した光を検知することができる。 The optical disc apparatus according to an eleventh aspect of the present invention is the objective lens of the above-described optical disc apparatus, wherein the light focused on the optical disc is closer to the optical disc side than the lens surface on the side where the light is incident on the objective lens. The light receiving element is located. This makes it possible to more detect light reflected from the optical disc outside the lens function unit. An optical disc apparatus according to a twelfth aspect of the present invention is characterized in that the objective lens of the optical disc apparatus described above is located on the surface on the optical disc side. Accordingly, since the light receiving element is disposed on the optical disc side with respect to the objective lens, it is possible to detect the light reflected from the optical disc to the outside of the lens function unit.
本発明の第13の態様に係る光ディスク装置は、第10の態様又は第11の態様に係る光ディスク装置において、前記対物レンズユニットを嵌合することによって固定している鏡筒をさらに有し、前記対物レンズと前記鏡筒との前記光ディスク側の表面上に前記受光素子が設けられていることを特徴とするものである。このようにすることによって、受光素子を配置することができる面積を広くすることができる。本発明の第14の態様に係る光ディスク装置は、第12の態様又は第13の態様に係る光ディスク装置における前記受光素子が、前記表面上に当接されていることを特徴とするものである。このようにすることによって、受光素子を容易に固定することが可能となる。 An optical disc device according to a thirteenth aspect of the present invention further includes a lens barrel that is fixed by fitting the objective lens unit in the optical disc device according to the tenth aspect or the eleventh aspect, The light receiving element is provided on the surface of the objective lens and the lens barrel on the optical disc side. By doing in this way, the area which can arrange | position a light receiving element can be enlarged. An optical disk device according to a fourteenth aspect of the present invention is characterized in that the light receiving element in the optical disk device according to the twelfth aspect or the thirteenth aspect is in contact with the surface. By doing so, the light receiving element can be easily fixed.
本発明の第15の態様に係る光ディスク装置は、上述の光ディスク装置における前記受光素子が、前記対物レンズの光軸と前記対物レンズの前記光ディスク側の表面との交点を通り前記光ディスクのタンジェンシャル方向に平行な線に対して対称の位置にある同形状の受光素子を2組有することを特徴とするものである。このようにすることによって、DPD方式におけるトラッキング制御を行うことが可能となる。本発明の第16の態様に係る光ディスク装置は、上述の光ディスク装置における前記受光素子が、4分割以上に等分割された受光素子を有することを特徴とするものである。このようにすることによって、レンズ機能部より外周の光を略全て検知することが可能となる。 An optical disc apparatus according to a fifteenth aspect of the present invention is the optical disc apparatus according to the fifteenth aspect, wherein the light receiving element in the optical disc apparatus passes through an intersection between the optical axis of the objective lens and the surface of the objective lens on the optical disc side, and the tangential direction of the optical disc. It is characterized by having two sets of light-receiving elements having the same shape at symmetrical positions with respect to a line parallel to. By doing so, tracking control in the DPD method can be performed. An optical disc apparatus according to a sixteenth aspect of the present invention is characterized in that the light receiving element in the optical disc apparatus includes a light receiving element that is equally divided into four or more. By doing so, it is possible to detect almost all of the light on the outer periphery from the lens function unit.
本発明の第17の態様に係る光ディスク装置は、上述の光ディスク装置であって、前記光ディスク装置は、ノイズを除去するためのローパスフィルタを、さらに有することを特徴とするものである。このことによって、外部から受光素子に入射されるノイズをキャンセルすることができる。本発明の第18の態様に係る光ディスク装置は、上述の光ディスク装置における前記受光素子が、前記対物レンズの外周と前記第1の領域とに接していることを特徴とするものである。このことによって、受光素子の面積を最大限に利用することが可能となる。本発明の第19の態様に係る光ディスク装置は、上述の光ディスク装置における前記光ディスクは、トラック内にピットを有する再生専用光ディスクであることを特徴とするものである。 An optical disc apparatus according to a seventeenth aspect of the present invention is the above-described optical disc apparatus, wherein the optical disc apparatus further includes a low-pass filter for removing noise. Thereby, noise incident on the light receiving element from the outside can be canceled. An optical disc apparatus according to an eighteenth aspect of the present invention is characterized in that the light receiving element in the optical disc apparatus described above is in contact with the outer periphery of the objective lens and the first region. This makes it possible to make maximum use of the area of the light receiving element. An optical disc apparatus according to a nineteenth aspect of the present invention is characterized in that the optical disc in the above-described optical disc apparatus is a read-only optical disc having pits in a track.
本発明に係る対物レンズユニット、及びその対物レンズユニットを有する光ディスク装置によれば、トラックピッチを狭い場合においてもトラッキング制御が可能にすることができる。また、このことにより、トラッキング制御ができないことが原因であるディスク再生を行うことができるようになるため、ディスクの容量を増加させることができる。 According to the objective lens unit and the optical disk apparatus having the objective lens unit according to the present invention, tracking control can be performed even when the track pitch is narrow. In addition, this makes it possible to perform disk reproduction due to the inability to perform tracking control, and thus the capacity of the disk can be increased.
実施の形態1.
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。この実施の形態は、本発明を、対物レンズユニットおよびその対物レンズユニットを用いた光ディスク装置に適用したものである。本実施の形態に係る対物レンズユニットにおいては、光ディスクに集光させる光が透過し、光ディスクからの反射された信号光が透過するレンズ機能部を有する対物レンズと、レンズ機能部よりも外側の領域であって、光ディスクからの反射光が当該対物レンズを介さずに入射される位置に配置された受光素子とを備えるものである。このことによって、レンズ機能部の外側の領域に入射される光を検知することができ、トラッキング制御が高密度化された光ディスクに対応することができるものとなる。ここでいう、レンズ機能部とは対物レンズの有効径を含み、また、光ディスクから反射し、対物レンズを通過した光を検知するPDに入射される光が通過した領域を含む領域のことをいう。
Hereinafter, specific embodiments to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings. In this embodiment, the present invention is applied to an objective lens unit and an optical disk apparatus using the objective lens unit. In the objective lens unit according to the present embodiment, an objective lens having a lens function part through which light condensed on the optical disk is transmitted and signal light reflected from the optical disk is transmitted, and an area outside the lens function part The light receiving element is disposed at a position where the reflected light from the optical disc is incident without passing through the objective lens. As a result, it is possible to detect the light incident on the area outside the lens function unit, and it is possible to deal with an optical disc in which tracking control has been densified. As used herein, the lens function unit refers to a region that includes the effective diameter of the objective lens and includes a region through which light incident on the PD that detects light that has been reflected from the optical disk and passed through the objective lens has passed. .
本実施の形態においては、受光素子を対物レンズの表面上に当接した対物レンズピックアップユニットを用い、また、受光素子は、光ディスクのタンジェンシャル方向とラジアル方向に平行な分割線で4分割されたものを例として説明する。本発明は上述のものに限定されるものではない。 In the present embodiment, an objective lens pickup unit in which the light receiving element is in contact with the surface of the objective lens is used, and the light receiving element is divided into four by dividing lines parallel to the tangential direction and the radial direction of the optical disk. An example will be described. The present invention is not limited to the above.
図1に、本実施の形態に係る対物レンズユニットを搭載した光ピックアップ装置1の構成概略図を示した。光ピックアップ装置1は、レーザ光を発光するレーザ光源11を備える。レーザ光源11は半導体レーザであることが好適である。このレーザ光源11から発光するレーザ光の波長は略405nmで、ほぼ直線的に偏光しかつ発散した光束を発生する。また、レーザ光源11からの光は、コリメートレンズ12によって、平行な光束に変換される。コリメートレンズ12によって平行な光束に変換された光は、ビームスプリッタ13を通過し、λ/4板14によって、直線偏光から円偏光に変換される。λ/4板14によって円偏光に変換された光は、反射ミラー15を反射し、アクチュエータ(図示せず)に取り付けられた対物レンズ16により光ディスク18に集光され、光スポットを結像する。
FIG. 1 shows a schematic configuration diagram of an
光ディスク18から反射した光は、対物レンズ16を通過し、反射ミラー15で反射される。光ディスク18からの反射光のうち、対物レンズ16を通過するのは0次回折光と1次回折光の一部である。反射ミラー15を反射した光は、λ/4板14を通過し、光ディスク入射時の偏光方向と垂直な直線偏光となる。この光は、ビームスプリッタ13によって反射され、集光レンズ19に入射される。集光レンズ19に入射された光は、PD(フォトディテクタ)20に集光される。このPD20は、光ディスク18からの信号を検出するためのものである。
The light reflected from the
本実施の形態に係る対物レンズユニット10においては、対物レンズ16と対物レンズ16の光ディスク18側に設けられた受光素子17を有している。また、受光素子17はDPD方式を用いるために、4分割して配置され、対物レンズ16における有効径を囲むように配置されている。これは、光ディスク18からの反射光のうち、大部分の1次回折光を受光するようにしているためである。なお、本実施の形態においては、トラッキング制御にDPD方式を用いているが、本発明はそれに限定されない。
The
図2は、DPD方式を用いるときに使用される信号変換回路2の回路構成図である。信号変換回路2は、受光素子17と加算演算回路21a、21bと位相検出回路22とを備えている。受光素子17は4分割された受光素子17a〜17dから構成されている。
FIG. 2 is a circuit configuration diagram of the
受光素子17aによって光電変換された信号Iaと受光素子17cによって光電変換された信号Icは、加算演算回路21aに入力される。また、受光素子17bによって光電変換された信号Ibと受光素子17dによって光電変換された信号Idは、加算演算回路21bに入力される。加算演算回路21aでは、IaとIcの和を演算する。また、加算演算回路21bではIbとIdの和を演算する。この加算演算回路21aから出力されたIa+Icと加算演算回路21bから出力されたIb+Idとを位相変換回路22に入力することによって、Ia+IcとIb+Idとの位相差を算出している。この位相差が光スポットの光ディスクのトラック中心からのずれ量をあらわすことになる。
Signal I c which is photoelectrically converted by the photoelectric conversion signals I a and the
ここで、本実施の形態に係る対物レンズユニット10の拡大図を図3に示す。図3(a)は、対物レンズユニット10を光ディスク側から見た図である。図3(b)は、対物レンズ16の光軸に対して垂直な方向から見た断面図である。
Here, FIG. 3 shows an enlarged view of the
図3(a)に示されるように、受光素子17は4つの受光素子17a〜17dに分割されて配置されている。これらの受光素子17a〜17dは、対物レンズ16における有効径161を囲むようにして設けられている。ここでいう有効径161とは、対物レンズ16において、光ディスクに集光される光が通る領域のことである。
As shown in FIG. 3A, the
また、受光素子17は、光ディスクのタンジェンシャル方向に平行に分割線(暗線、不感帯)が設けられている。すなわち、受光素子17aと受光素子17dとを分割する分割線171と、受光素子17bと受光素子17cとを分割する分割線172とが、光ディスクのタンジェンシャル方向と平行になるようにしている。また、受光素子17は光ディスクのラジアル方向に平行に分割線が設けられている。すなわち、受光素子17aと受光素子17bとを分割する分割線173と、受光素子17cと受光素子17dとを分割する分割線174とが、光ディスクのラジアル方向と平行になるようにしている。光ディスクのタンジェンシャル方向に平行な分割線と、光ディスクのラジアル方向に平行な分割線によって、受光素子17は、4つの受光素子17a〜17dに分割されている。
The
このように、受光素子17を対物レンズ16の有効径161の周辺に配置することによって、光ディスク18から反射した光のうち、0次光と1次光の一部が対物レンズ16の有効径161を通過し、1次光の大部分が受光素子17に入射されることになる。1次光が受光素子17に入射されることによって、この光の情報を用いてDPD方式のトラッキング制御を行う。
As described above, by arranging the
特に、トラックピッチの狭い光ディスクにおいては、光ディスクから反射される光が回折をおこし、光が発散されてくるために、この受光素子17に入射される光量が大きくなる。そのため、高密度化された光ディスクにおいてもトラッキング制御に必要な信号を得ることができるようになる。また、受光素子17は外部の迷光による誤動作を減少させる為、受光部表面に必要な波長のみを透過させるバンドパスフィルター機能を有する薄膜をつけることが望ましい。
In particular, in an optical disc with a narrow track pitch, the light reflected from the optical disc is diffracted and the light is diverged, so that the amount of light incident on the
なお、図3においては、受光素子17は、対物レンズ16に当接されているが、受光素子17は対物レンズ16に対して固定されていればよく、対物レンズ16と受光素子17との間隔を設けたり、その間隔にスペーサ等を設けても、本発明の効果になんら影響は及ぼさないものである。また、受光素子17において4分割されたものだけでなく、4以上の分割を行った受光素子であればよい。
In FIG. 3, the
ここで、受光素子17とPD20とに結像する光ビームについて説明する。図4(a)は、対物レンズ16の入射瞳上のビームプロファイルである。図4(b)は、対物レンズ16にて収束された光スポットにおけるビームプロファイルである。図4においては、縦方向がラジアル方向、横方向がタンジェンシャル方向である。入射瞳上のビームプロファイルは、図4(a)に示されるように、光スポットの中心が盛り上がるような形状をしている。また、光スポットの外周部分は急峻な傾きを有している。タンジェンシャル方向のリムインテンシティは0.60、ラジアル方向のリムインテンシティは0.65である。
Here, the light beam focused on the
また、対物レンズ16にて収束された光スポットは、図4(b)に示されるように、光スポットの中心が急峻に盛り上がったビームプロファイルを示している。レーザ波長が405nm、対物レンズのNAが0.85のときにタンジェンシャル方向の1/e2スポット径は0.404μm、ラジアル方向の1/e2スポット径は0.401μmとなる。
Further, the light spot converged by the
図4(b)のようなビームプロファイルを有する光スポットを、光ディスクに照射する。このときの光スポットと光ディスクのトラック及びトラック内に位置するピットとの位置関係を示したのが図5である。本実施の形態に係る光ディスクのトラック30は、ピット32とよばれる溝を有している。すなわち、トラック30は、ピット32及びピットとピットとの間に位置する鏡面領域33とから構成されている。このトラック30の中心に光スポット31の中心がくるときが光ディスクに集光させるときの最適位置である。
The optical spot is irradiated with a light spot having a beam profile as shown in FIG. FIG. 5 shows the positional relationship between the light spot at this time and the track of the optical disk and the pit located in the track. The track 30 of the optical disk according to the present embodiment has a groove called a
図5のように光スポットが位置する場合における、反射光のビームプロファイルを図6に示す。図6(a)は、光ディスクに照射して得られる反射光全体のビームプロファイルであり、図6(b)は、PD20におけるビームプロファイル、図6(c)は、受光素子17でのビームプロファイルである。図6に示されるように、光ディスクに照射して得られる反射光全体のうち、有効径内に位置するものがPD20に入射され、有効径の周辺部に位置するものが受光素子17に入射されているのがわかる。
FIG. 6 shows the beam profile of the reflected light when the light spot is located as shown in FIG. 6A is a beam profile of the entire reflected light obtained by irradiating the optical disk, FIG. 6B is a beam profile in the
ここで、本実施の形態に係る受光素子17におけるDPD方式を用いたときの光強度特性を観測するために、本実施の形態に係る受光素子17における光強度特性とPD20における光強度特性との比較を行った。図7は、レーザ波長λ=405nm、対物レンズNA=0.85の光スポットで、トラックピッチ=0.32μm、ピット幅=0.16μm、ピット深さ=0.047μm、ピット長さ=0.276μmの光ディスクをトラックオフセット=0.05μmにてトレースした時の信号出力を示した図である。
Here, in order to observe the light intensity characteristic when the DPD method is used in the
図7(a)が本実施の形態に係る受光素子17における光強度特性、図7(b)がPD20における光強度特性である。受光素子17とPD20とにおける光強度特性を比較すると、受光素子17における振幅はPD20における振幅の約0.72倍となり小さくなっている。また、受光素子17における位相差Δtは、PD20における位相差Δtの約2.10倍となっている。つまり、対物レンズ16に設けた受光素子17におけるDPD信号においては、位相差が大きく出てくることになる。
FIG. 7A shows the light intensity characteristic of the
トラックピッチの違う光ディスクを用いて同様の比較を行い、そのデータを表にしたのが図8である。図8(a)はレーザ波長405nm、対物レンズの開口数NAが0.85、ピット長さが0.276μm、ピット深さが0.047μmである場合である。また、図8(b)はレーザ波長405nm、対物レンズの開口数NAが0.65、ピット長さが0.408μm、ピット深さが0.047μmの場合である。図8において、振幅出力は、光ディスクの全反射光量を1として規格化している。また、トラックオフセットは0.05μmである。 FIG. 8 is a table in which the same comparison is performed using optical disks with different track pitches, and the data is tabulated. FIG. 8A shows a case where the laser wavelength is 405 nm, the numerical aperture NA of the objective lens is 0.85, the pit length is 0.276 μm, and the pit depth is 0.047 μm. FIG. 8B shows the case where the laser wavelength is 405 nm, the numerical aperture NA of the objective lens is 0.65, the pit length is 0.408 μm, and the pit depth is 0.047 μm. In FIG. 8, the amplitude output is normalized with the total amount of light reflected by the optical disk as 1. The track offset is 0.05 μm.
図8(a)の表に基づいてトラックピッチに対して加算増幅器振幅と位相差Δtを1/2周期Tで割った値である位相差率Δt/Tとをプロットしたのが図9である。また、図8(b)の表に基づいてトラックピッチに対して加算増幅器振幅と位相差率Δt/Tとをプロットしたのが図10である。図9(a)及び図10(a)において、横軸がトラックピッチ、縦軸が加算増幅器振幅である。また、図9(b)及び図10(b)において、横軸がトラックピッチ、縦軸が位相差率Δt/Tである。また、図9、10において、鎖線がPD20に関するプロットであり、実線が受光素子17に関するプロットである。
FIG. 9 is a plot of the phase difference ratio Δt / T, which is a value obtained by dividing the addition amplifier amplitude and the phase difference Δt by the ½ period T based on the table of FIG. 8A. . FIG. 10 is a plot of the summing amplifier amplitude and the phase difference ratio Δt / T against the track pitch based on the table of FIG. 9A and 10A, the horizontal axis represents the track pitch, and the vertical axis represents the summing amplifier amplitude. In FIGS. 9B and 10B, the horizontal axis represents the track pitch and the vertical axis represents the phase difference ratio Δt / T. 9 and 10, the chain line is a plot relating to the
レーザ波長405nm、対物レンズの開口数NAが0.65、ピット長さが0.408μm、ピット深さが0.047μmの場合、図9(a)に示されるように、受光素子17及びPD20における振幅はトラックピッチが短くなるに従って、小さくなっている。また、どのトラックピッチにおいても、受光素子17における振幅はPD20における振幅と比べ小さい値になっている。位相差率Δt/Tは、本実施の対物レンズに設けられた受光素子17において、トラックピッチが短くなるに従って、絶対値が大きくなっている。また、PD20においては、トラックピッチが短くなるにしたがって、正の値から負の値になっており、位相差がはっきりとわからなくなっている。
When the laser wavelength is 405 nm, the numerical aperture NA of the objective lens is 0.65, the pit length is 0.408 μm, and the pit depth is 0.047 μm, as shown in FIG. 9A, in the
また、レーザ波長405nm、対物レンズの開口数NAが0.65、ピット長さが0.408μm、ピット深さが0.047μmの場合、図10(a)に示されるように、受光素子17及びPD20における振幅はトラックピッチが短くなるに従って、小さくなっている。また、どのトラックピッチにおいても、受光素子17における振幅はPD20における振幅と比べ小さい値になっている。位相差率Δt/Tは、本実施の対物レンズに設けられた受光素子17において、トラックピッチが短くなるに従って大きくなっている。また、PD20においては、トラックピッチが短くなるにしたがって、正の値から負の値になっており、位相差がはっきりとわからなくなっている。
When the laser wavelength is 405 nm, the numerical aperture NA of the objective lens is 0.65, the pit length is 0.408 μm, and the pit depth is 0.047 μm, as shown in FIG. The amplitude in the
以上のことから、対物レンズの開口数とピット長さを変化させた場合においても、位相差率Δt/Tは、本実施の形態に係る対物レンズに設けられた受光素子17のほうが、PD20よりも明確な値をとることがわかった。また、振幅に関しては、本実施の形態に係る対物レンズに設けられた受光素子17のほうが、PD20よりも小さな値をとっているが、検出には十分な値であるので、問題なく検出できると考えられる。これらのことより、本実施の形態に係る対物レンズに設けられた受光素子17を用いることによって、安定してトラッキング制御ができると考えられる。
From the above, even when the numerical aperture and pit length of the objective lens are changed, the phase difference rate Δt / T is higher in the
実施の形態2.
第2の実施の形態においては、受光素子を対物レンズに設けるのではなく、対物レンズを固定するための鏡筒に設けている。構成要素や動作原理で実施の形態1と同様のものは省略する。
In the second embodiment, the light receiving element is not provided in the objective lens, but is provided in the lens barrel for fixing the objective lens. Components and operating principles similar to those of the first embodiment are omitted.
図11に、本実施の形態に係る対物レンズ鏡筒の構造図を示す。図11(a)は光ディスク側から見た断面図であり、図11(b)は、対物レンズの光軸に対して垂直な方向から見た断面図である。対物レンズ42は、鏡筒43と嵌合されるようにして固定されている。また、本実施の形態に係る受光素子41は、対物レンズ42の有効径411を囲むように配置されている。また、受光素子41は、対物レンズ42の光ディスク側の面だけでなく、鏡筒43の光ディスク側の面にも設けられている。このことによって、受光素子41の表面積が大きくすることができる。
FIG. 11 is a structural diagram of the objective lens barrel according to the present embodiment. FIG. 11A is a cross-sectional view seen from the optical disc side, and FIG. 11B is a cross-sectional view seen from a direction perpendicular to the optical axis of the objective lens. The
また、受光素子41は、中央に光ディスク18に入射する光線が透過する為の穴が開いたドーナツ状の受光素子である。さらに、受光素子41は、タンジェンシャル方向に平行な分割線とラジアル方向に平行な分割線によって4つの受光素子41a〜41dに分割されている。以上のように、受光素子41を鏡筒43と対物レンズ42との光ディスク側の面に配置することによって、受光面積が大きくなり、振幅出力が大きくなる。
The
なお、本発明は上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることは勿論である。実施の形態においては、波長略405nmの光を用いたが、本発明はこれに限定されるわけではない。 It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. In the embodiment, light having a wavelength of about 405 nm is used, but the present invention is not limited to this.
1 光ピックアップ装置 2 信号変換回路
10 対物レンズユニット
11 レーザ光源 12 コリメートレンズ 13 ビームスプリッタ 14 λ/4板
15 反射ミラー 16 対物レンズ 17 受光素子 18 光ディスク
19 集光レンズ 20 PD
21 加算演算回路 22 位相検出回路
30 トラック 31 光スポット 32 ピット 33 鏡面領域
41 受光素子 42 対物レンズ 43 鏡筒
161、411 有効径 171、172、173、174 分割線
90 信号変換回路 91 フォトディテクタ 92 加算演算回路
93 位相演算回路
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF SYMBOLS 21
Claims (19)
前記光ディスクに集光させる光が透過し、前記光ディスクからの反射された信号光が透過するレンズ機能部を有する対物レンズと、
前記レンズ機能部よりも外側の領域であって、前記光ディスクからの反射光が当該対物レンズを介さずに入射される位置に配置された受光素子とを備えることを特徴とする対物レンズユニット。 An objective lens unit for condensing light on an information recording surface of an optical disc,
An objective lens having a lens function part through which light condensed on the optical disk is transmitted and signal light reflected from the optical disk is transmitted;
An objective lens unit comprising: a light receiving element disposed in a region outside the lens function unit and where reflected light from the optical disc is incident without passing through the objective lens.
前記対物レンズと前記鏡筒との前記光ディスク側の表面上に前記受光素子が設けられていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の対物レンズユニット。 The objective lens unit further includes a lens barrel that is fixed by fitting the objective lens;
3. The objective lens unit according to claim 1, wherein the light receiving element is provided on a surface of the objective lens and the lens barrel on the optical disc side.
前記光源からの光を光ディスクに集光させるための対物レンズと、前記対物レンズの前記光源からの光が透過し、前記光ディスクからの反射された信号光が透過するレンズ機能部よりも外側の領域であって、前記光ディスクからの反射光が当該対物レンズを介さずに入射される位置に配置された受光素子とを有する対物レンズユニットとを備える光ディスク装置。 A light source;
An objective lens for condensing the light from the light source onto the optical disk, and a region outside the lens function unit through which the light from the light source of the objective lens is transmitted and the signal light reflected from the optical disk is transmitted An optical disc apparatus comprising: an objective lens unit having a light receiving element disposed at a position where reflected light from the optical disc is incident without passing through the objective lens.
前記対物レンズと前記鏡筒との前記光ディスク側の表面上に前記受光素子が設けられていることを特徴とする請求項10又は請求項11に記載の光ディスク装置。 The objective lens unit further includes a lens barrel that is fixed by fitting the objective lens;
12. The optical disc apparatus according to claim 10, wherein the light receiving element is provided on a surface of the objective lens and the lens barrel on the optical disc side.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006106127A JP2007280524A (en) | 2006-04-07 | 2006-04-07 | Objective lens unit, and optical disk device having the objective lens |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2013061233A (en) * | 2011-09-13 | 2013-04-04 | Mitsubishi Electric Corp | Optical displacement measuring device |
-
2006
- 2006-04-07 JP JP2006106127A patent/JP2007280524A/en not_active Withdrawn
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