JP2007293952A - Optical pickup and optical disk drive - Google Patents
Optical pickup and optical disk drive Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007293952A JP2007293952A JP2006118364A JP2006118364A JP2007293952A JP 2007293952 A JP2007293952 A JP 2007293952A JP 2006118364 A JP2006118364 A JP 2006118364A JP 2006118364 A JP2006118364 A JP 2006118364A JP 2007293952 A JP2007293952 A JP 2007293952A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light beam
- objective lens
- diffraction pattern
- optical
- wavelength
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
Description
本発明は光ピックアップ及び光ディスク装置に関し、例えば複数種類の光ディスクに対応した光ピックアップに適用して好適なものである。 The present invention relates to an optical pickup and an optical disc apparatus, and is suitable for application to, for example, an optical pickup compatible with a plurality of types of optical discs.
近年、光ディスク装置においては、広く普及しているCD(Compact Disc)方式、DVD(Digital Versatile Disc)方式に加え、BD(Blu-ray Disc、登録商標)方式にも対応したものが開発されている。 In recent years, optical disc apparatuses that are compatible with the BD (Blu-ray Disc, registered trademark) system in addition to the widely used CD (Compact Disc) system and DVD (Digital Versatile Disc) system have been developed. .
かかる光ディスク装置では、装填された光ディスクの種類、すなわちCD方式の光ディスク、DVD方式の光ディスク又はBD方式の光ディスクのいずれかが装填されると、その種類に応じて、当該光ディスクに照射する光ビームの波長を、CD方式に対応する約780[nm]、DVD方式に対応する約650[nm]又はBD方式に対応する約405[nm]に切り換えるようになされている。 In such an optical disc apparatus, when a type of the loaded optical disc, that is, any one of a CD type optical disc, a DVD type optical disc, or a BD type optical disc is loaded, the light beam irradiating the optical disc according to the type is loaded. The wavelength is switched to about 780 [nm] corresponding to the CD system, about 650 [nm] corresponding to the DVD system, or about 405 [nm] corresponding to the BD system.
ところで、光ディスク装置では、構成の簡素化や小型化といった要求に応じるべく、光ディスクに対して光ビームを照射する光ピックアップにおいて、3種類の波長に対応した1個の対物レンズを用いることが望ましい。 By the way, in an optical disc apparatus, it is desirable to use one objective lens corresponding to three types of wavelengths in an optical pickup that irradiates an optical disc with a light beam, in order to meet the demands for simplification and downsizing of the configuration.
しかしながら、CD方式の光ディスク、DVD方式の光ディスク及びBD方式の光ディスクでは、照射すべき光ビームの波長がそれぞれ異なる他、各光ディスクにおける下面から信号記録面までの間隔、すなわち保護層の厚さがそれぞれ異なっており、また光ビームを照射する対物レンズに要求される開口数もそれぞれ異なっている。 However, CD optical discs, DVD optical discs, and BD optical discs have different wavelengths of light beams to be irradiated, and the distance from the bottom surface to the signal recording surface of each optical disc, that is, the thickness of the protective layer, respectively. The numerical apertures required for the objective lenses that irradiate the light beam are also different.
このため、かかる光ディスク装置において用いられるような3種類の波長に対応した対物レンズを設計するには様々な困難が伴い、また各光ビームの透過効率の低下や収差の発生等により必ずしも良好な特性が得られていなかった。 For this reason, there are various difficulties in designing an objective lens corresponding to three types of wavelengths used in such an optical disc apparatus, and the characteristics are not always good due to a decrease in the transmission efficiency of each light beam or the occurrence of aberrations. Was not obtained.
そこで、所定の波長を選択的に回折させる回折素子を対物レンズの前段に組み合わせて設けることにより、各光ビームの収差をそれぞれ適切に補正する方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 In view of this, a method has been proposed in which a diffraction element that selectively diffracts a predetermined wavelength is provided in combination with the preceding stage of the objective lens to appropriately correct the aberration of each light beam (see, for example, Patent Document 1). .
かかる回折素子では、その一面及び他面に、それぞれCD用光ビーム及びDVD用光ビームを回折させる回折格子を光学的中心が一致するように形成し、当該回折格子によってCD用光ビーム及びDVD用光ビームに適切な補正用収差を発生させて対物レンズに入射させることにより、BD用光ビームに最適化された対物レンズを用いて、CD用光ビーム及びDVD用光ビームに対しても良好な特性を発揮させ得るようになされている。
ところで、回折素子の表面には反射防止膜が形成されるものの、レーザダイオードから出射された光ビームの一部は当該回折素子の表面で反射され、迷光としてレーザダイオードやフォトディテクタに入射して悪影響を及ぼしてしまう。 By the way, although an antireflection film is formed on the surface of the diffractive element, a part of the light beam emitted from the laser diode is reflected on the surface of the diffractive element and is incident on the laser diode and the photodetector as stray light. Will affect.
かかる問題を解決するため、光ビームの光軸に対して回折素子を傾けて配置することにより、当該回折素子の表面で反射された迷光をレーザダイオードやフォトディテクタから逸らすことが考えられる。 In order to solve such a problem, it is conceivable that stray light reflected on the surface of the diffractive element is deflected from the laser diode or the photodetector by arranging the diffractive element to be inclined with respect to the optical axis of the light beam.
しかしながら、上述した両面に回折格子を有する回折素子では、2つの回折格子が光ビームの光軸方向に沿って異なる位置にあることから、当該回折素子を光ビームの光軸に対して傾けて配置した場合、2つの回折格子それぞれの光学的中心が、光ビームの光軸に直交する方向にシフトしてしまう。このため、一方の回折格子と対物レンズとの位置関係を最適化すると、他方の回折格子については対物レンズに対する最適位置からずれてしまい、これにより、対物レンズで発生する収差を十分に補正し得なくなるという問題があった。 However, in the diffraction element having diffraction gratings on both sides as described above, the two diffraction gratings are located at different positions along the optical axis direction of the light beam, so that the diffraction element is inclined with respect to the optical axis of the light beam. In this case, the optical centers of the two diffraction gratings are shifted in a direction perpendicular to the optical axis of the light beam. For this reason, if the positional relationship between one diffraction grating and the objective lens is optimized, the other diffraction grating is displaced from the optimum position with respect to the objective lens, and thus the aberration generated in the objective lens can be sufficiently corrected. There was a problem of disappearing.
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、複数種類の光ディスクに対して良好な特性を呈し得る光ピックアップ及び光ディスク装置を提案しようとするものである。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to propose an optical pickup and an optical disc apparatus that can exhibit good characteristics for a plurality of types of optical discs.
かかる課題を解決するため本発明の光ピックアップにおいては、第1の波長の光ビーム、第2の波長の光ビーム及び第3の波長の光ビームを出射する光源と、第1の波長の光ビームを回折させるとともに第2及び第3の波長の光ビームを透過させる第1の回折パターンが形成された一面と、第2の波長の光ビームを回折させるとともに第1及び第3の波長の光ビームを透過させる第2の回折パターンが形成された他面とを有する回折素子と、当該回折素子から入射した第1、第2及び第3の波長の光ビームを集光する対物レンズとが一体となった対物レンズユニットとを具える光ピックアップにおいて、回折素子は、その光軸が当該第1、第2及び第3の波長の光ビームの光軸に対して所定の角度を持つよう対物レンズユニットに設けられ、第1の回折パターンは、当該第1の回折パターンで回折され対物レンズで集光された第1の波長の光ビームの収差が最小になるよう光軸に対して位置決めされ、第2の回折パターンは、当該第2の回折パターンで回折され対物レンズで集光された第2の波長の光ビームの収差が最小になるよう光軸に対して位置決めするようにした。 In order to solve this problem, in the optical pickup of the present invention, a light source that emits a light beam of the first wavelength, a light beam of the second wavelength, and a light beam of the third wavelength, and a light beam of the first wavelength Diffracting the light beam having the first diffraction pattern and transmitting the light beams having the second and third wavelengths, and diffracting the light beam having the second wavelength and light beams having the first and third wavelengths. And an objective lens that condenses the light beams having the first, second, and third wavelengths incident from the diffraction element are integrated with each other. In the optical pickup including the objective lens unit, the diffractive element has an objective lens unit whose optical axis has a predetermined angle with respect to the optical axes of the light beams of the first, second, and third wavelengths. Provided in The first diffraction pattern is positioned with respect to the optical axis so that the aberration of the first wavelength light beam diffracted by the first diffraction pattern and condensed by the objective lens is minimized, and the second diffraction pattern is The light beam having the second wavelength diffracted by the second diffraction pattern and condensed by the objective lens is positioned with respect to the optical axis so as to minimize the aberration.
回折素子を光軸に対して角度を持って設けることにより、当該回折素子で反射される迷光を当該光軸から逸らして当該迷光による悪影響を防止するとともに、当該回折素子を傾けたことにより第1及び第2の波長の光ビームに発生する収差を、第1及び第2の回折パターンを光軸からずらして配置することにより補正して、複数種類の光ディスクに対して良好な特性を呈し得る光ピックアップを得ることができる。 By providing the diffractive element at an angle with respect to the optical axis, stray light reflected by the diffractive element is deflected from the optical axis to prevent an adverse effect due to the stray light, and the first is achieved by tilting the diffractive element. And the aberration that is generated in the light beam of the second wavelength is corrected by disposing the first and second diffraction patterns away from the optical axis, and can exhibit good characteristics for a plurality of types of optical disks. You can get a pickup.
また本発明の光ディスク装置においては、第1の波長の光ビーム、第2の波長の光ビーム及び第3の波長の光ビームを出射する光源と、第1の波長の光ビームを回折させるとともに第2及び第3の波長の光ビームを透過させる第1の回折パターンが形成された一面と、第2の波長の光ビームを回折させるとともに第1及び第3の波長の光ビームを透過させる第2の回折パターンが形成された他面とを有する回折素子と、当該回折素子から入射した第1、第2及び第3の波長の光ビームを集光する対物レンズとが一体となった対物レンズユニットとを有する光ピックアップにより、光ディスクに対して第1、第2又は第3の波長の光ビームを照射する光ディスク装置において、回折素子は、その光軸が当該第1、第2及び第3の波長の光ビームの光軸に対して所定の角度を持つよう対物レンズユニットに設けられ、第1の回折パターンは、当該第1の回折パターンで回折され対物レンズで集光された第1の波長の光ビームの収差が最小になるよう光軸に対して位置決めされ、第2の回折パターンは、当該第2の回折パターンで回折され対物レンズで集光された第2の波長の光ビームの収差が最小になるよう光軸に対して位置決めするようにした。 In the optical disk apparatus of the present invention, the first wavelength light beam, the second wavelength light beam, and the third wavelength light beam are emitted, and the first wavelength light beam is diffracted. A second surface that diffracts the light beam of the second wavelength and transmits the light beam of the first and third wavelengths, and a surface on which the first diffraction pattern that transmits the light beams of the second and third wavelengths is formed; An objective lens unit in which a diffraction element having the other surface on which the diffraction pattern is formed and an objective lens that condenses the light beams of the first, second, and third wavelengths incident from the diffraction element are integrated. In the optical disc apparatus that irradiates the optical disc with the light beam of the first, second, or third wavelength by the optical pickup having the diffractive element, the optical axis of the diffractive element has the first, second, and third wavelengths. Light beam The first diffraction pattern is provided in the objective lens unit so as to have a predetermined angle with respect to the optical axis, and the first diffraction pattern is an aberration of the light beam having the first wavelength diffracted by the first diffraction pattern and collected by the objective lens. Is positioned with respect to the optical axis such that the second diffraction pattern is minimized so that the aberration of the second wavelength light beam diffracted by the second diffraction pattern and collected by the objective lens is minimized. Positioning was performed with respect to the optical axis.
回折素子を光軸に対して角度を持って設けることにより、当該回折素子で反射される迷光を当該光軸から逸らして当該迷光による悪影響を防止するとともに、当該回折素子を傾けたことにより第1及び第2の波長の光ビームに発生する収差を、第1及び第2の回折パターンを光軸からずらして配置することにより補正して、複数種類の光ディスクに対して良好な特性を呈し得る光ディスク装置を得ることができる。 By providing the diffractive element at an angle with respect to the optical axis, stray light reflected by the diffractive element is deflected from the optical axis to prevent an adverse effect due to the stray light, and the first is achieved by tilting the diffractive element. And the aberration generated in the light beam of the second wavelength is corrected by disposing the first and second diffraction patterns away from the optical axis, and can exhibit good characteristics for a plurality of types of optical disks. A device can be obtained.
本発明によれば、回折素子を光軸に対して角度を持って設けることにより、当該回折素子で反射される迷光を当該光軸から逸らして当該迷光による悪影響を防止するとともに、当該回折素子を傾けたことにより第1及び第2の波長の光ビームに発生する収差を、第1及び第2の回折パターンを光軸からずらして配置することにより補正し、かくして、複数種類の光ディスクに対して良好な特性を呈し得る光ピックアップ及び光ディスク装置を実現することができる。 According to the present invention, by providing the diffractive element at an angle with respect to the optical axis, stray light reflected by the diffractive element is deflected from the optical axis to prevent adverse effects due to the stray light, and the diffractive element is The aberration generated in the light beams of the first and second wavelengths due to the tilt is corrected by disposing the first and second diffraction patterns away from the optical axis, and thus for a plurality of types of optical disks. It is possible to realize an optical pickup and an optical disc apparatus that can exhibit good characteristics.
以下、図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(1)光ディスク装置の構成
(1−1)光ディスク装置の全体構成
図1において、1は本発明による回折素子を用いた光ディスク装置を示し、CD(Compact Disc)方式、DVD(Digital Versatile Disc)方式又はBD(Blu-ray Disc、登録商標)方式といった3方式のいずれかでなる光ディスク100を再生し得るようになされている。
(1) Configuration of Optical Disc Device (1-1) Overall Configuration of Optical Disc Device In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an optical disc device using a diffractive element according to the present invention, which is a CD (Compact Disc) system or a DVD (Digital Versatile Disc) system. Alternatively, the
この光ディスク装置1は、制御部2によって全体を統括制御するようになされており、光ディスク100が装填された状態で、図示しない外部機器からの再生指示等を受け付けると、当該制御部2から駆動部3及び信号処理部4を制御することにより当該光ディスク100に記録された情報を読み出すようになされている。
The optical disc device 1 is configured to be controlled in an integrated manner by the
実際上、駆動部3は、制御部2の制御に基づき、スピンドルモータ5により光ディスク100を所望の回転速度で回転させ、スレッドモータ6により光ピックアップ7を光ディスク100の径方向であるトラッキング方向へ大きく移動させ、さらに2軸アクチュエータ8により対物レンズユニット9を光ディスク100に対して近接又は離隔させる方向であるフォーカス方向及びトラッキング方向の2方向へそれぞれ細かく移動させる。
In practice, the
これと並行して信号処理部4は、光ピックアップ7により対物レンズユニット9から所定の光ビームを光ディスク100の所望トラックに対して照射させ、その反射光の検出結果を基に再生信号を生成し、制御部2を介してこの再生信号を図示しない外部機器へ送出させる。
In parallel with this, the signal processing unit 4 irradiates the desired track of the
光ピックアップ7はいわゆる3波長対応型であり、対物レンズユニット9から、CD方式でなる光ディスク100(以下、これをCD方式ディスク100cと呼ぶ)に対して波長約780[nm]の光ビームを照射し、またDVD方式でなる光ディスク100(以下、これをDVD方式ディスク100dと呼ぶ)に対して波長約650[nm]の光ビームを照射し、さらにBD方式でなる光ディスク100(以下、これをBD方式ディスク100bと呼ぶ)に対して波長約405[nm]の光ビームを照射するようになされている。
The optical pickup 7 is a so-called three-wavelength compatible type, and irradiates a light beam having a wavelength of about 780 [nm] from an objective lens unit 9 to a CD type optical disc 100 (hereinafter referred to as a
このように光ディスク装置1は、CD方式、DVD方式、又はBD方式でなる光ディスク100に対してそれぞれの方式に適した光ビームを照射することにより、当該光ディスク100を再生し得るようになされている。
As described above, the optical disc apparatus 1 can reproduce the
(1−2)光ピックアップの構成
図2に示すように、光ピックアップ7は、光ビームの光源として、CD方式用の波長約780[nm]でなる光ビーム(以下、これをCD用光ビームLcと呼ぶ)及びDVD方式用の波長約650[nm]でなる光ビーム(以下、これをDVD用光ビームLdと呼ぶ)を出射し得る2波長対応のレーザダイオード11と、BD方式用の波長約405[nm]でなる光ビーム(以下、これをBD用光ビームLbと呼ぶ)を出射し得るレーザダイオード12とを有している。
(1-2) Configuration of Optical Pickup As shown in FIG. 2, the optical pickup 7 uses a light beam having a wavelength of about 780 [nm] for a CD system as a light beam light source (hereinafter referred to as a CD light beam). Lc) and a two-wavelength laser diode 11 capable of emitting a light beam (hereinafter referred to as a DVD light beam Ld) having a wavelength of about 650 [nm] for a DVD system, and a wavelength for a BD system. And a
カップリングレンズ13は、レーザダイオード11から出射された光ビームの光学倍率を変換するようになされている。
The
ビームスプリッタ14は、反射透過面14Aにおいて、光ビームをその波長に応じて反射又は透過させるようになされており、当該反射透過面14Aにおいて、波長約780[nm]でなるCD用光ビームLc及び波長約650[nm]でなるDVD用光ビームLdを反射させ、また波長約405[nm]でなるBD用光ビームLbを透過させるようになされている。
The
偏光ビームスプリッタ15は、偏光面15Aにおいて、光ビームをその偏光方向により反射又は透過させるようになされており、ビームスプリッタ14側から入射された光ビームを透過させ、また偏光方向が調整された上でコリメータレンズ16側から入射された光ビームを反射させるようになされている。
The
コリメータレンズ16は、偏光ビームスプリッタ15から入射され発散光でなる光ビームを平行光に変換し、また立ち上げミラー17から入射され平行光でなる光ビームを収束光に変換するようになされている。
The collimator lens 16 converts the light beam incident from the
立ち上げミラー17は、コリメータレンズ16から入射される水平方向の光ビームを反射して垂直方向、すなわち光ディスク100に対してほぼ垂直に入射させる方向に立ち上げ、また1/4波長板18からほぼ垂直に入射された光ビームを水平方向に反射するようになされている。
The rising mirror 17 reflects the horizontal light beam incident from the collimator lens 16 and raises it in the vertical direction, that is, the direction in which the light beam is incident substantially perpendicularly to the
1/4波長板18は、光ビームにおける一部成分の位相を1/4波長分遅延させることにより、立ち上げミラー17から入射される光ビームを直線偏光から円偏光へ変換し、或いは対物レンズユニット9から入射される光ビームを円偏光から直線偏光に変換するようになされている。 The ¼ wavelength plate 18 converts the light beam incident from the rising mirror 17 from linearly polarized light to circularly polarized light by delaying the phase of a part of the component in the light beam by ¼ wavelength, or an objective lens. The light beam incident from the unit 9 is converted from circularly polarized light to linearly polarized light.
対物レンズユニット9は、図3に斜視図を示すように、略筒状でなる鏡筒部19(図3では一部切断面を示す)の下部に扁平な円盤状でなる回折素子20が取り付けられていると共に、当該鏡筒部19の上部から中央部にかけて、当該回折素子20とほぼ同様の大きさでなる扁平な円盤状部の下面に当該円盤よりも若干小径の紡錘形部が一体に形成されたような形状でなる対物レンズ21が取り付けられている。
As shown in the perspective view of FIG. 3, the objective lens unit 9 has a flat disk-
対物レンズユニット9は、1/4波長板18から入射され平行光でなる光ビームを回折素子20及び対物レンズ21により収束光に変換し、これを光ディスク100の信号記録面に合焦させるようになされている。
The objective lens unit 9 converts the light beam incident from the quarter-wave plate 18 and made of parallel light into convergent light by the
また光ピックアップ7は、光ディスク100の信号記録面において反射され発散光となった光ビームを、対物レンズユニット9の対物レンズ21及び回折素子20により平行光に変換し、1/4波長板18により円偏光から直線偏光に変換し、立ち上げミラー17により水平方向、すなわち偏光ビームスプリッタ15が設けられている方向へ反射し、コリメータレンズ16により平行光から収束光に変換した後、偏光ビームスプリッタ15へ入射させる。
The optical pickup 7 converts the light beam reflected and diverged from the signal recording surface of the
この場合、偏光ビームスプリッタ15は、光ビームの偏光方向に応じて偏光面15Aにおいて当該光ビームを反射し、これをコンバージョンレンズ22へ入射させる。
In this case, the
コンバージョンレンズ22は、CD用光ビームLc及びDVD用光ビームLdとBD用光ビームLbとの光学倍率の変換を行うようになされている。また光軸合成素子23は、レーザダイオード11から出射されたCD用光ビームLc及びDVD用光ビームLdの光軸とレーザダイオード12から出射されたBD用光ビームLbの光軸とを一致させるようになされている。
The conversion lens 22 converts the optical magnification of the CD light beam Lc, the DVD light beam Ld, and the BD light beam Lb. The optical axis synthesizing element 23 matches the optical axes of the CD light beam Lc and DVD light beam Ld emitted from the laser diode 11 with the optical axis of the BD light beam Lb emitted from the
フォトディテクタ24は、その上面(すなわちコンバージョンレンズ22及び光軸合成素子23を通過した光ビームが照射される面)においてそれぞれ所定形状でなる複数の検出領域がそれぞれ所定の位置に形成されており、照射された光ビームの光量をそれぞれ検出して光電変換することにより複数の検出信号を生成し、これを信号処理部4(図1)へ供給するようになされている。 A plurality of detection regions each having a predetermined shape are formed at predetermined positions on the upper surface of the photodetector 24 (that is, the surface irradiated with the light beam that has passed through the conversion lens 22 and the optical axis combining element 23). A plurality of detection signals are generated by detecting and photoelectrically converting the respective light amounts of the light beams, and supplying the detection signals to the signal processing unit 4 (FIG. 1).
これに応じて信号処理部4は、フォトディテクタ24(図2)からの検出信号を用いた所定の演算処理等を行うことにより再生RF信号を生成し、当該再生RF信号を基に所定の復号化処理や復調処理等を経て再生信号を生成するようになされている。 In response to this, the signal processing unit 4 generates a reproduction RF signal by performing predetermined arithmetic processing using the detection signal from the photodetector 24 (FIG. 2), and performs predetermined decoding based on the reproduction RF signal. A reproduction signal is generated through processing, demodulation processing, and the like.
また信号処理部4(図1)は、フォトディテクタ24(図2)からの検出信号を用いた所定の演算処理等を行うことにより、トラッキングエラー信号やフォーカスエラー信号等といった駆動制御用の信号を生成し、これらを制御部2へ供給するようになされている。これに応じて制御部2は、駆動部3を介してトラッキング制御やフォーカス制御等を行い、光ディスク100に対する光ビームの照射状態を調整して再生信号を正常に生成し得るようになされている。
The signal processing unit 4 (FIG. 1) generates a drive control signal such as a tracking error signal and a focus error signal by performing predetermined arithmetic processing using the detection signal from the photodetector 24 (FIG. 2). These are supplied to the
(1−2−1)CD方式ディスクの場合
実際上、制御部2(図1)は、所定のディスク種別判定手法により光ディスク100がCD方式ディスク100cであることを認識した場合、光ピックアップ7(図2)におけるレーザダイオード11の発光点11Aから発散光でなるCD用光ビームLcを発射させ、カップリングレンズ13を介してビームスプリッタ14へ入射させる。
(1-2-1) In the case of a CD-type disc In practice, when the control unit 2 (FIG. 1) recognizes that the
光ピックアップ7は、ビームスプリッタ14によりCD用光ビームLcを反射透過面14Aにおいて反射させ、偏光ビームスプリッタ15を透過させて、コリメータレンズ16により発散光から平行光に変換し、立ち上げミラー17により水平方向から垂直方向に立ち上げ、1/4波長板18により直線偏光から円偏光に変換した後、当該CD用光ビームLcを対物レンズユニット9へ入射させる。
The optical pickup 7 reflects the CD light beam Lc at the reflection /
対物レンズユニット9は、1/4波長板18から入射されたCD用光ビームLcを回折素子20及び対物レンズ21により収束光に変換し、これをCD方式ディスク100cの信号記録面に合焦させる。
The objective lens unit 9 converts the CD light beam Lc incident from the quarter-wave plate 18 into convergent light by the
また対物レンズユニット9は、CD方式ディスク100cの信号記録面において反射され発散光となったCD用光ビームLcを、対物レンズ21及び回折素子20により平行光に変換し、1/4波長板18へ入射させる。
The objective lens unit 9 converts the CD light beam Lc reflected on the signal recording surface of the
その後光ピックアップ7は、1/4波長板18に入射されたCD用光ビームLcを円偏光から直線偏光に変換させ、立ち上げミラー18により水平方向へ反射し、コリメータレンズ16により平行光から収束光に変換させた後、偏光ビームスプリッタ15により偏光面15Aにおいて反射させ、コンバージョンレンズ22及び光軸合成素子23を順次通過させてフォトディテクタ24へ照射させる。
Thereafter, the optical pickup 7 converts the CD light beam Lc incident on the quarter-wave plate 18 from circularly polarized light to linearly polarized light, reflects it in the horizontal direction by the rising mirror 18, and converges from parallel light by the collimator lens 16. After being converted into light, the light is reflected on the polarization plane 15A by the
フォトディテクタ24は、照射されたCD用光ビームLcの光量を複数の検出領域によりそれぞれ検出して複数の検出信号を生成し、これを信号処理部4(図1)へ供給する。 The photodetector 24 detects the light amount of the irradiated CD light beam Lc by a plurality of detection regions, generates a plurality of detection signals, and supplies the detection signals to the signal processing unit 4 (FIG. 1).
これに応じて信号処理部4は、複数の検出信号を基に再生RF信号を生成した上で再生信号を生成し、またトラッキングエラー信号やフォーカスエラー信号等といった駆動制御用の信号を生成するようになされている。 In response to this, the signal processing unit 4 generates a reproduction RF signal based on a plurality of detection signals, generates a reproduction signal, and generates a drive control signal such as a tracking error signal and a focus error signal. Has been made.
(1−2−2)DVD方式ディスクの場合
制御部2(図1)は、所定のディスク種別判定手法により光ディスク100がDVD方式ディスク100dであることを認識した場合、光ピックアップ7(図2)におけるレーザダイオード11の発光点11Bから発散光でなるDVD用光ビームLdを発射させ、カップリングレンズ13を介してビームスプリッタ14へ入射させる。
(1-2-2) In the case of a DVD type disc When the controller 2 (FIG. 1) recognizes that the
その後、光ピックアップ7は、CD方式ディスク100cの場合と同様、DVD用光ビームLdをカップリングレンズ13、ビームスプリッタ14、偏光ビームスプリッタ15、コリメータレンズ16、立ち上げミラー17及び1/4波長板18の順に通過又は反射させ、対物レンズユニット9において当該DVD用光ビームLdを回折素子20及び対物レンズ21により収束光に変換し、これをDVD方式ディスク100dの信号記録面に合焦させる。
Thereafter, as in the case of the
また対物レンズユニット9は、CD方式ディスク100cの場合と同様、DVD方式ディスク100dの信号記録面において反射され発散光となったDVD用光ビームLdを、対物レンズ21、回折素子20により平行光に変換した後、1/4波長板18、立ち上げミラー17、コリメータレンズ16、偏光ビームスプリッタ15、コンバージョンレンズ22及び光軸合成素子23の順に通過又は反射させ、フォトディテクタ24へ照射させる。
Similarly to the case of the
フォトディテクタ24は、CD方式ディスク100cの場合と同様、照射されたDVD用光ビームLdの光量を複数の検出領域によって検出することにより複数の検出信号を生成し、これらを信号処理部4(図1)へ供給する。
As in the case of the
これに応じて信号処理部4は、再生RF信号を生成した上で再生信号を生成し、またトラッキングエラー信号やフォーカスエラー信号等といった駆動制御用の信号を生成するようになされている。 In response to this, the signal processing unit 4 generates a reproduction RF signal, generates a reproduction signal, and generates a drive control signal such as a tracking error signal and a focus error signal.
(1−2−3)BD方式ディスクの場合
制御部2(図1)は、所定のディスク種別判定手法により光ディスク100がBD方式ディスク100bであることを認識した場合、光ピックアップ7(図2)におけるレーザダイオード12の発光点12Aから発散光でなるBD用光ビームLbを発射させ、ビームスプリッタ14へ入射させる。
(1-2-3) In the case of a BD disc When the control unit 2 (FIG. 1) recognizes that the
この場合、ビームスプリッタ14は、BD用光ビームLbを反射透過面13Aにおいて透過させ、これを偏光ビームスプリッタ15へ入射させる。
In this case, the
その後光ピックアップ7は、CD方式ディスク100cの場合と同様、BD用光ビームLbを偏光ビームスプリッタ15、コリメータレンズ16、立ち上げミラー17及び1/4波長板18の順に通過又は反射させ、対物レンズユニット9において当該BD用光ビームLbを対物レンズ21により収束光に変換し、これをBD方式ディスク100bの信号記録面に合焦させる。
Thereafter, the optical pickup 7 passes or reflects the BD light beam Lb in the order of the
因みに対物レンズユニット9の回折素子20は、BD用光ビームLbを回折せずそのまま透過させるようになされている(詳しくは後述する)。
Incidentally, the
また対物レンズユニット9は、CD方式ディスク100cの場合と同様、BD方式ディスク100bの信号記録面において反射され発散光となったBD用光ビームLbを、対物レンズ21により平行光に変換した後、1/4波長板18、立ち上げミラー17、コリメータレンズ16、偏光ビームスプリッタ15、コンバージョンレンズ22及び光軸合成素子23の順に通過又は反射させ、フォトディテクタ24へ照射させる。
Similarly to the case of the
フォトディテクタ24は、CD方式ディスク100cの場合と同様、照射されたBD用光ビームLbの光量を複数の検出領域によって検出することにより複数の検出信号を生成し、これらを信号処理部4(図1)へ供給する。
As in the case of the
これに応じて信号処理部4は、再生RF信号を生成した上で再生信号を生成し、またトラッキングエラー信号やフォーカスエラー信号等といった駆動制御用の信号を生成するようになされている。 In response to this, the signal processing unit 4 generates a reproduction RF signal, generates a reproduction signal, and generates a drive control signal such as a tracking error signal and a focus error signal.
このように光ピックアップ7は、光ディスク100がCD方式ディスク100c、DVD方式ディスク100d或いはBD方式ディスク100bのいずれであっても、対物レンズユニット9により、CD用光ビームLc、DVD用光ビームLd又はBD用光ビームLbを当該光ディスク100の信号記録面に合焦させ得ると共に、その反射光をフォトディテクタ24により検出し得るようになされている。
As described above, the optical pickup 7 has a CD light beam Lc, a DVD light beam Ld, or a DVD light beam Ld by the objective lens unit 9 regardless of whether the
(1−3)対物レンズユニットの構成
次に、CD方式ディスク100c、DVD方式ディスク100d及びBD方式ディスク100bと、対物レンズユニット9との拡大断面図を図4に示す。
(1-3) Structure of Objective Lens Unit Next, FIG. 4 shows an enlarged cross-sectional view of the
因みに、対物レンズユニット9には2軸アクチュエータ8(図1)が取り付けられているものの、図4では省略している。 Incidentally, although the biaxial actuator 8 (FIG. 1) is attached to the objective lens unit 9, it is omitted in FIG.
一般に、CD方式、DVD方式及びBD方式では、互換性等の観点から、情報を読み出すための光ビームの波長、当該光ビームを集光する際の開口数、及び各光ディスク100における下面から信号記録面までの部分(いわゆるカバー層)の厚みがそれぞれ規格により規定されている。
In general, in the CD system, DVD system, and BD system, from the viewpoint of compatibility and the like, the wavelength of the light beam for reading information, the numerical aperture for condensing the light beam, and signal recording from the lower surface of each
具体的にCD方式では、波長が約780[nm]、開口数が約0.45、カバー層の厚みが1.2[mm]と規定されており、またDVD方式では、波長が約650[nm]、開口数が約0.6、カバー層の厚みが0.6[mm]と規定されており、さらにBD方式では、波長が約405[nm]、開口数が約0.85、カバー層の厚みが0.1[mm]と規定されている。 Specifically, in the CD system, the wavelength is specified to be about 780 [nm], the numerical aperture is about 0.45, and the thickness of the cover layer is 1.2 [mm]. In the DVD system, the wavelength is about 650 [nm]. nm], a numerical aperture of about 0.6, and a cover layer thickness of 0.6 [mm]. In the BD method, the wavelength is about 405 [nm], the numerical aperture is about 0.85, and the cover The thickness of the layer is defined as 0.1 [mm].
また対物レンズユニット9では、対物レンズ21の特性上、当該対物レンズ21からCD用光ビームLc、DVD用光ビームLd及びBD用光ビームLbがそれぞれ照射される場合の焦点距離がそれぞれ異なっている。 In the objective lens unit 9, due to the characteristics of the objective lens 21, the focal lengths when the CD light beam Lc, the DVD light beam Ld, and the BD light beam Lb are respectively irradiated from the objective lens 21 are different. .
このため光ディスク装置1では、実際には光ディスク100の高さを固定したまま2軸アクチュエータ8(図1)を介して対物レンズユニット9の高さ(すなわち光ディスク100との間隔)を調整することにより、各光ビームを各光ディスクの信号記録面に合焦させるようになされている。
For this reason, in the optical disc apparatus 1, the height of the objective lens unit 9 (that is, the distance from the optical disc 100) is adjusted via the biaxial actuator 8 (FIG. 1) while the height of the
因みに図4では、説明の都合上、対物レンズユニット9を固定し光ディスク100の高さを変化させている。この結果、図4では、各光ディスクの下面の高さが異なっている。また図4では、CD方式ディスク100c、DVD方式ディスク100d及びBD方式ディスク100bについて、いずれもカバー層のみを表している。
In FIG. 4, for convenience of explanation, the objective lens unit 9 is fixed and the height of the
ところで対物レンズ21は、BD用光ビームLbの相対的な強度やBD方式で規定されている開口数等の観点から、CD用光ビームLcやDVD用光ビームLdよりも優先して当該BD用光ビームLbに最適化された設計となっている。 By the way, the objective lens 21 has priority over the CD light beam Lc and the DVD light beam Ld from the viewpoint of the relative intensity of the BD light beam Lb and the numerical aperture defined by the BD method. The design is optimized for the light beam Lb.
このため対物レンズユニット9の対物レンズ21は、当該対物レンズ21の下側からBD用光ビームLbが平行光として入射されると、当該BD用光ビームLbを収束光に変換し、BD方式ディスク100bの信号記録面に合焦させることができる。 For this reason, the objective lens 21 of the objective lens unit 9 converts the BD light beam Lb into convergent light when the BD light beam Lb is incident as parallel light from the lower side of the objective lens 21, and converts the BD light beam Lb into convergent light. It is possible to focus on the signal recording surface of 100b.
しかしながら対物レンズ21は、BD用光ビームLbに最適化されているため、仮にCD用光ビームLc又はDVD用光ビームLdが対物レンズ21の下側から平行光として入射された場合、収束光に変換することはできるものの、収差が発生してしまうため光ディスク100の信号記録層に正しく合焦させることができない。
However, since the objective lens 21 is optimized for the BD light beam Lb, if the CD light beam Lc or the DVD light beam Ld is incident as parallel light from the lower side of the objective lens 21, it is converted into convergent light. Although it can be converted, aberration is generated and the signal recording layer of the
そこで対物レンズユニット9は、回折素子20によりCD用光ビームLc又はDVD用光ビームLdのみを選択的に回折させ非平行光として対物レンズ21に入射させると共に、BD用光ビームLbを平行光のまま当該対物レンズ21に入射させるようになされている。
Therefore, the objective lens unit 9 selectively diffracts only the CD light beam Lc or the DVD light beam Ld by the
具体的に回折素子20は、CD用光ビームLcを回折すると共にDVD用光ビームLd及びBD用光ビームLbを回折しないようなホログラムでなる、CD用回折格子DGcが上層部20Aに形成されており、図4に示したように、当該CD用回折格子DGcによってCD用光ビームLcをやや外方へ回折させるようになされている。
Specifically, the
すなわち回折素子20の上層部20Aは、DVD用光ビームLd及びBD用光ビームLbをそのまま透過させてCD用光ビームLcのみを選択的に回折させることができ、換言すれば、CD用光ビームLcの収差のみを補正するレンズとして機能することになる。
That is, the
これに応じて対物レンズ21は、図4に示したように、回折素子20から入射されるCD用光ビームLcをその下面及び上面においてそれぞれ屈折させ、収束光に変換する。この結果、対物レンズユニット9は、CD用光ビームLcの収差を補正することができ、対物レンズ21から照射するCD用光ビームLcをCD方式ディスク100cの信号記録面に合焦させることができる。
In response to this, as shown in FIG. 4, the objective lens 21 refracts the CD light beam Lc incident from the
また回折素子20は、DVD用光ビームLdを回折すると共にCD用光ビームLc及びBD用光ビームLbを回折しないようなホログラムでなるDVD用回折格子DGdが下層部20Bに形成されており、図4に示したように、当該DVD用回折格子DGdによってDVD用光ビームLdをわずかに外方へ回折させるようになされている。
Further, the
すなわち回折素子20の下層部20Bは、CD用光ビームLc及びBD用光ビームLbをそのまま透過させ、DVD用光ビームLdのみを選択的に回折させることができ、換言すれば、DVD用光ビームLdの収差のみを補正するレンズとして機能することになる。
That is, the lower layer portion 20B of the
これに応じて対物レンズ21は、図4に示したように、回折素子20から入射されるDVD用光ビームLdをその下面及び上面においてそれぞれ屈折させ、収束光に変換する。この結果、対物レンズユニット9は、DVD用光ビームLdの収差を補正することができ、対物レンズ21から照射するDVD用光ビームLdをDVD方式ディスク100dの信号記録面に合焦させることができる。
In response to this, the objective lens 21 refracts the DVD light beam Ld incident from the
このように対物レンズユニット9は、回折素子20の上層部20AによりCD用光ビームLcのみを回折させて収差を補正し、また回折素子20の下層部20BによりDVD用光ビームLdのみを回折させて収差を補正することにより、BD用光ビームLbに最適化された対物レンズ21から照射するCD用光ビームLc、DVD用光ビームLd及びBD用光ビームLbを、CD方式ディスク100c、DVD方式ディスク100d、及びBD方式ディスク100bの信号記録面にそれぞれ合焦させ得るようになされている。
In this way, the objective lens unit 9 corrects the aberration by diffracting only the CD light beam Lc by the
これに加えて対物レンズユニット9は、回折素子20を、その光軸(すなわち、回折素子20の下面及び上面に対して垂直な方向)が対物レンズ21の光軸に対して傾斜角度θ(ここでは3°)だけ傾くようにして鏡筒部19に取り付けている。これにより対物レンズユニット9は、レーザダイオード11又は12から入射した光ビームLc、Ld又はLbが当該回折素子20の下面で反射されてなる迷光の光軸を、当該光ビームLc、Ld又はLbの光軸から逸らせて、当該迷光がレーザダイオード11及び12並びにフォトディテクタ24に入射することを防止している。
In addition to this, the objective lens unit 9 includes the
(1−4)回折素子の構成
回折素子20は、図5(A)に示すように、全体的に扁平な円盤状に形成されたベース層20Cを中心に構成されており、上述したように上層部20AにCD用回折格子DGcが形成され、また下層部20BにDVD用回折格子DGdが形成されている。
(1-4) Configuration of Diffraction Element As shown in FIG. 5A, the
ベース層20Cは、所定の屈折率を有する透明な合成樹脂でなり、屈折率の異なる他の物質や空気との境界面において、光ビームを屈折させるようになされている。 The base layer 20C is made of a transparent synthetic resin having a predetermined refractive index, and refracts the light beam at the interface with another substance having a different refractive index or air.
一方上層部20Aは、図5(B)に部分拡大断面図を示すように、ベース層20Cの上面20Caに階段状でなるCD用回折パターンPTcが周期的に形成されており、その上側に透明な樹脂でなるカバー層20Dが接合されている。
On the other hand, as shown in FIG. 5B, the
第1の回折パターンとしてのCD用回折パターンPTcは、3段の階段状に形成されており、全体の高さ、すなわち1段目と3段目との距離は12[μm]とされ、またCD用回折パターンPTcごとの周期は最短18[μm]とされている。またCD用回折パターンPTcは、図3に示したように、回折素子20の上面における、中心から外径の半分程度までの範囲に同心円状に形成されている。
The CD diffraction pattern PTc as the first diffraction pattern is formed in three steps, and the overall height, that is, the distance between the first step and the third step is 12 [μm]. The period for each CD diffraction pattern PTc is 18 [μm] at the shortest. Further, as shown in FIG. 3, the CD diffraction pattern PTc is formed concentrically in a range from the center to about half of the outer diameter on the upper surface of the
第3の部材としてのカバー層20Dは、第1の部材としてのベース層20Cと異なる屈折率を有する材料によって構成されており、その下面が第1の回折パターンとしてのCD用回折パターンPTcと隙間無く接合するように形成されると共に、その上面が平面状に形成されている。 The cover layer 20D as the third member is made of a material having a refractive index different from that of the base layer 20C as the first member, and the lower surface thereof is spaced from the CD diffraction pattern PTc as the first diffraction pattern. It is formed so as to be joined together, and its upper surface is formed in a planar shape.
このように回折素子20の上層部20Aは、ベース層20Cの上面20Caに階段状でなるCD用回折パターンPTcが周期的に形成され、その上側に当該ベース層20Cと異なる屈折率を有するカバー層20Dが接合されており、これにより光ビームをその波長に応じて回折又は透過させ、結果的に、第1の波長の光ビームとしてのCD用光ビームLcのみを回折させるCD用回折格子DGcとして機能するようになされている。
As described above, in the
一方、下層部20Bは、図5(C)に部分拡大断面図を示すように、平面状に形成されたベース層20Cの下面20Cbに、DVD用回折格子DGdが形成された回折パターン層20Dが接合されて形成されている。 On the other hand, the lower layer portion 20B has a diffraction pattern layer 20D in which the diffraction grating DGd for DVD is formed on the lower surface 20Cb of the base layer 20C formed in a planar shape, as shown in a partially enlarged sectional view in FIG. It is formed by bonding.
第2の部材としての回折パターン層20Dは、第1の部材としてのベース層20Cと略同等の屈折率を有する透明な樹脂でなり、階段状でなるDVD用回折パターンPTdが下面側に周期的に形成されている。なお回折パターン層20Eの下面は、他の物質に覆われていないため、直接空気に触れるようになされている。 The diffraction pattern layer 20D as the second member is made of a transparent resin having a refractive index substantially equal to that of the base layer 20C as the first member, and the stepped DVD diffraction pattern PTd is periodically formed on the lower surface side. Is formed. In addition, since the lower surface of the diffraction pattern layer 20E is not covered with other substances, it directly touches the air.
第2の回折パターンとしてのDVD用回折パターンPTdは、5段の階段状に形成されており、全体の高さ、すなわち1段目と5段目との距離は6[μm]となされ、またDVD用回折パターンPTdごとの周期は170[μm]となされている。またDVD用回折パターンPTdは、図3に示したように、回折素子20の下面における、中心から外径の2/3程度までの範囲に同心円状に形成されている。
The DVD diffraction pattern PTd as the second diffraction pattern is formed in five steps, and the overall height, that is, the distance between the first step and the fifth step is 6 [μm]. The period for each diffraction pattern PTd for DVD is set to 170 [μm]. Further, as shown in FIG. 3, the DVD diffraction pattern PTd is formed concentrically in a range from the center to about 2/3 of the outer diameter on the lower surface of the
このように回折素子20の下層部20Bは、ベース層20Cの下側に接合された回折パターン層20Dに階段状でなる第2の回折パターンとしてのDVD用回折パターンPTdが周期的に形成されており、これにより光ビームをその波長に応じて回折又は透過させ、結果的に、第2の波長の光ビームとしてのDVD用光ビームLdのみを回折させるDVD用回折格子DGdとして機能するようになされている。
In this way, in the lower layer portion 20B of the
(2)回折素子の製造方法
次に、回折素子20の製造方法について説明する。上述したように回折素子20は、ベース層20Cの上側及び下側に対し、それぞれカバー層20D及び回折パターン層20Eが接合されて構成されている。
(2) Method for Manufacturing Diffraction Element Next, a method for manufacturing the
このベース層20Cは、所定の屈折率を有する透明な樹脂(例えばポリオレフィン系樹脂)を金型に充填することにより製造される射出成型品である。そして図5(B)に示したように、ベース層20Cの上面20CaにはCD用回折パターンPTcが形成されている。 The base layer 20C is an injection-molded product manufactured by filling a mold with a transparent resin (for example, polyolefin resin) having a predetermined refractive index. Then, as shown in FIG. 5B, a CD diffraction pattern PTc is formed on the upper surface 20Ca of the base layer 20C.
回折素子20を製造する際には、まず図6(A)に示すように、射出成型によるベース層20Cの下面20Cbに、当該ベース層20Cを形成する射出成型樹脂とほぼ同等の屈折率を有する第1のUV硬化樹脂100Aを塗布する。
When the
続いて図6(B)に示すように、DVD用回折パターンPTd(図5(C))を反転した型形状を有するDVD回折格子用金型101Aを、下面20Cbに塗布された第1のUV硬化樹脂100Aに対して押圧するとともに、図示しない紫外線光源を用いてベース層20Cの上面側から樹脂硬化用の紫外線を照射することにより、当該DVD回折格子用金型101Aの型形状を転写した状態で第1のUV硬化樹脂100Aを硬化させ、かくして図6(C)に示すように、DVD用回折パターンPTdを正確に再現した回折パターン層20Eをベース層20Cの下面20Cbに密着して形成する。 Subsequently, as shown in FIG. 6B, the first UV applied to the lower surface 20Cb is a DVD diffraction grating mold 101A having a mold shape obtained by inverting the DVD diffraction pattern PTd (FIG. 5C). A state in which the mold shape of the mold 101A for DVD diffraction grating is transferred by pressing against the cured resin 100A and irradiating ultraviolet light for resin curing from the upper surface side of the base layer 20C using an ultraviolet light source (not shown). Then, the first UV curable resin 100A is cured, and as shown in FIG. 6C, the diffraction pattern layer 20E accurately reproducing the diffraction pattern PTd for DVD is formed in close contact with the lower surface 20Cb of the base layer 20C. .
このようにして回折パターン層20Eを形成した後、図6(D)に示すように、ベース層20Cの上面20Caに、当該ベース層20Cを形成する射出成型樹脂とは異なる屈折率を有する第2のUV硬化樹脂100Bを塗布する(例えば、射出成型樹脂の屈折率がnBASE=1.5に対して、第2のUV硬化樹脂100Bの屈折率がnUV2=1.6)。 After forming the diffraction pattern layer 20E in this way, as shown in FIG. 6D, a second refractive index different from that of the injection molding resin for forming the base layer 20C is formed on the upper surface 20Ca of the base layer 20C. (For example, the refractive index of the injection molding resin is n BASE = 1.5, whereas the refractive index of the second UV curable resin 100B is n UV2 = 1.6).
続いて図6(E)に示すように、平坦な型面を有する平板金型101Bを第2のUV硬化樹脂100Bに対して押圧することにより、当該第2のUV硬化樹脂100Bをベース層20Cの上面20Caに形成されているCD用回折パターンPTc(図5(C))に密着させ、さらに、ベース層20Cの下面側から紫外線を照射して第2のUV硬化樹脂100Bを硬化させることにより、当該CD用回折パターンPTcを平坦に覆うカバー層20Eを形成する(図6(F))。 Subsequently, as shown in FIG. 6E, by pressing a flat plate mold 101B having a flat mold surface against the second UV curable resin 100B, the second UV curable resin 100B is applied to the base layer 20C. By adhering to the CD diffraction pattern PTc (FIG. 5C) formed on the upper surface 20Ca of the substrate, and further irradiating ultraviolet rays from the lower surface side of the base layer 20C, the second UV curable resin 100B is cured. Then, a cover layer 20E that covers the CD diffraction pattern PTc is formed (FIG. 6F).
(3)回折格子の傾斜に応じた回折パターンのシフト配置
上述したように対物レンズユニット9は、回折素子20の光軸を対物レンズ21の光軸(すなわち、光ビームLc、Ld及びLbの光軸)から傾けて配置することにより、当該回折素子20が生じる迷光をレーザダイオード11及び12並びにフォトディテクタ24から逸らすようになされている。
(3) Diffraction pattern shift arrangement according to the tilt of the diffraction grating As described above, the objective lens unit 9 uses the optical axis of the
ところでこのように回折素子20を傾斜配置した場合、回折格子の光学中心(すなわち同心円状の回折パターンの中心)と対物レンズの光軸とが一致した状態では、回折素子20で回折されて対物レンズ21で集光されたCD用光ビームLc及びDVD用光ビームLdにコマ収差が発生してしまう。なお、BD用光ビームLbは回折素子20の2つの回折格子をそのまま透過するため、当該回折素子20の傾斜の影響を受けず、コマ収差も発生しない。
When the
かかる光ビームのコマ収差は、回折格子の光学中心を対物レンズ21の光軸からシフトさせることで解消することができる。しかしながら本発明の3波長対応の対物レンズユニット9では、回折素子20の上下面にそれぞれCD用回折パターンPTc及びDVD用回折パターンPTdが形成されていることから、CD用回折パターンPTc及びDVD用回折パターンPTdの光学中心が一致した状態で回折素子20を形成すると、一方の回折パターンで回折された光ビームのコマ収差が最小になるよう回折素子20をシフトして配置したとしても、他方の回折パターンで回折された光ビームについてはコマ収差が残ったままになるという問題がある。
Such coma aberration of the light beam can be eliminated by shifting the optical center of the diffraction grating from the optical axis of the objective lens 21. However, in the objective lens unit 9 for three wavelengths according to the present invention, the CD diffraction pattern PTc and the DVD diffraction pattern PTd are formed on the upper and lower surfaces of the
このため本発明の対物レンズユニット9では、回折素子20を傾斜角度θだけ傾けて設置した状態において、CD用回折パターンPTcで回折され対物レンズ21で集光されたCD用光ビームLcと、DVD用回折パターンPTdで回折され対物レンズ21で集光されたDVD用光ビームLdの双方のコマ収差が最小になる場所にCD用回折パターンPTc及びDVD用回折パターンPTdが位置するよう、当該CD用回折パターンPTc及びDVD用回折パターンPTdの光学中心を、回折素子20の光軸からシフトして形成するようにした。
For this reason, in the objective lens unit 9 of the present invention, the CD light beam Lc diffracted by the CD diffraction pattern PTc and condensed by the objective lens 21 in a state where the
すなわち図7に示すように、対物レンズ21の光軸方向をZ、当該光軸方向に対して傾斜角度θだけ傾けて設置された回折素子20の回転軸方向をX、当該光軸方向Z及び回転軸方向Xの双方に直交する方向をYとしたときの、対物レンズ21の光軸(すなわち光ビームの光軸)CLに対するCD用回折パターンPTcの中心のY軸方向へのシフト量(ずらし量)をΔYc、光軸CLに対するDVD用回折パターンPTdの中心のY軸方向へのシフト量をΔYdとする。
That is, as shown in FIG. 7, the optical axis direction of the objective lens 21 is Z, the rotational axis direction of the
図8(A)は、回折格子20の傾斜角度θ=3°のときの、CD用回折パターンシフト量ΔYcに対する、対物レンズユニット9で集光されたCD用光ビームLcのコマ収差を示し、ΔYc=0.007[mm]の時にコマ収差が最小となっている。同様に図8(B)は、DVD用回折パターンシフト量ΔYdに対する、対物レンズユニット9で集光されたDVD用光ビームLdのコマ収差を示し、ΔYd=0.035[mm]の時にコマ収差が最小となっている。
FIG. 8A shows the coma aberration of the CD light beam Lc collected by the objective lens unit 9 with respect to the CD diffraction pattern shift amount ΔYc when the tilt angle θ of the
従って、ベース層20Cの下側に回折パターン層20Dを形成する際(図6)、CD用回折パターンPTcの中心に対してDVD用回折パターンPTdの中心がΔYd−ΔYc=0.035[mm]−0.007[mm]=0.028[mm]だけずれるように、DVD回折格子用金型101を位置決めし、さらに、このようにして製造した回折格子20を対物レンズユニット9の鏡筒部19に取り付ける際、ΔYc=0.007[mm]、ΔYd=0.035[mm]となるように回折格子20を位置決めすればよい。
Therefore, when the diffraction pattern layer 20D is formed below the base layer 20C (FIG. 6), the center of the DVD diffraction pattern PTd is ΔYd−ΔYc = 0.035 [mm] with respect to the center of the CD diffraction pattern PTc. The DVD diffraction grating mold 101 is positioned so that it is shifted by −0.007 [mm] = 0.028 [mm], and the
しかしながら実際上、回折格子20を鏡筒部19に対して1/1000[mm]単位で位置決めすることは困難である。従って、回折格子20を鏡筒部19に仮固定してその位置を変えながらCD用光ビームLc及びDVD用光ビームLdのコマ収差をそれぞれ測定し、双方のコマ収差が最小になる位置で回折格子20を鏡筒部19に本固定すれば、CD用回折パターンPTc及びDVD用回折パターンPTdを、図7に示した最適位置に位置させることができる。
However, in practice, it is difficult to position the
(4)動作及び効果
以上の構成において、この光ピックアップ7では、DVDに最適化した対物レンズ9におけるCD用光ビームLc及びDVD用光ビームLdの収差を補正するための回折素子20を、光軸CLから傾斜角度θだけ傾けることにより、当該回折素子20の下面で反射されてなる迷光をレーザダイオード及びフォトディテクタから逸らして、当該迷光によるレーザダイオードの以上発振や再生信号に対する悪影響を防止し、安定した動作を行い得るようにした。
(4) Operation and Effect In the above configuration, the optical pickup 7 uses the
そして光ピックアップ7では、CD用光ビームLc及びDVD用光ビームLdのコマ収差がそれぞれ最小になるよう、CD用回折パターンPTc及びDVD用回折パターンPTdの光学中心をずらして回折素子20を形成するとともに当該回折素子20を対物レンズ21に対して位置決めした。
In the optical pickup 7, the
これにより光ピックアップ7は、CD用光ビームLc及びDVD用光ビームLdそれぞれについて、回折素子20を傾けたことにより生じるコマ収差を最小限に抑えて、CD、DVD及びBDの何れに対しても、良好な特性を呈し得る光ピックアップ及び光ディスク装置を実現することができる。
As a result, the optical pickup 7 minimizes coma aberration caused by tilting the
(5)他の実施の形態
なお、上述した実施の形態においては、射出成型品でなりCD用回折パターンPTcを有するベース層20Cに対してUV硬化樹脂でなる回折パターン層20Dを形成する際に、CD用光ビームLc及びDVD用光ビームLdのコマ収差がそれぞれ最小になるよう、CD用回折パターンPTcに対してDVD用回折パターンPTdの光学中心をずらして形成するようにしたが、本発明はこれに限らず、射出成型品でなるベース層20Cに、CD用回折パターンPTc及びDVD用回折パターンPTdを形成したり、あるいは、上下面とも平面状なベース層20Cに対して、CD用光ビームLc及びDVD用光ビームLdの双方をUV硬化樹脂で形成するなど、要は、CD用光ビームLc及びDVD用光ビームLdの双方のコマ収差が最小になるような位置にCD用回折パターンPTc及びDVD用回折パターンPTdを形成できれば、この他種々の構成で回折素子20を形成することができる。
(5) Other Embodiments In the above-described embodiment, when the diffraction pattern layer 20D made of UV curable resin is formed on the base layer 20C which is an injection molded product and has the CD diffraction pattern PTc. The optical center of the DVD diffraction pattern PTd is shifted from the CD diffraction pattern PTc so that the coma aberration of the CD light beam Lc and the DVD light beam Ld is minimized. The present invention is not limited to this, and the CD diffraction pattern PTc and the DVD diffraction pattern PTd are formed on the base layer 20C made of an injection-molded product, or the CD light is applied to the base layer 20C that is planar on both the upper and lower surfaces. Both the beam Lc and the DVD light beam Ld are formed of UV curable resin, and the point is that both the CD light beam Lc and the DVD light beam Ld are used. If the CD diffraction pattern PTc and the DVD diffraction pattern PTd can be formed at a position where the coma aberration is minimized, the
また上述した実施の形態においては、3種類の波長としてBD方式、DVD方式及びCD方式の405nm、650nm及び780nmとするようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、それぞれ他の波長であっても良い。また、BD方式、DVD方式又はCD方式に限らず、他の方式であっても良い。 In the above-described embodiment, the case where the BD method, the DVD method, and the CD method are set to 405 nm, 650 nm, and 780 nm as the three types of wavelengths has been described. However, the present invention is not limited thereto, It may be a wavelength. Further, the present invention is not limited to the BD method, DVD method, or CD method, and other methods may be used.
さらに上述した実施の形態においては、回折素子20の上面でCD用光ビームLcを回折させるとともに、当該回折素子20の下面でDVD用光ビームLdを回折させるようにしたが、本発明はこれに限らず、例えば回折素子20の下面でCD用光ビームLcを回折させるとともに、当該回折素子20の上面でDVD用光ビームLdを回折させるなど、この他種々の組み合わせで光ビームを回折させるようにしてもよい。
Further, in the above-described embodiment, the CD light beam Lc is diffracted on the upper surface of the
さらに上述した実施の形態においては、光ディスク装置1の光ピックアップ7における対物レンズユニット9に組み込む回折素子20に本発明を適用した場合について述べたが、これに限らず、他の種々の回折素子に本発明を適用しても良い。すなわち、回折素子20は対物レンズユニット9に組み込まれるもの以外でも良く、対物レンズユニット9は光ピックアップ7に組み込まれるもの以外でも良く、光ピックアップ7は光ディスク装置1に組み込まれるもの以外でも良い。
Further, in the above-described embodiment, the case where the present invention is applied to the
本発明は、複数の波長でなる光ビームを利用する種々の光学素子でも利用できる。 The present invention can also be used in various optical elements that use light beams having a plurality of wavelengths.
1……光ディスク装置、7……光ピックアップ、9……対物レンズユニット、19……鏡筒部、20……回折素子、20A……上面、20B……下層部、20C……ベース層、20D……回折パターン層、21……対物レンズ、DGc……CD用回折格子、DGd……DVD用回折格子、DG……回折格子、PTc……CD用回折パターン、PTd……DVD用回折パターン。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Optical disk apparatus, 7 ... Optical pick-up, 9 ... Objective lens unit, 19 ... Lens barrel part, 20 ... Diffraction element, 20A ... Upper surface, 20B ... Lower layer part, 20C ... Base layer, 20D ...... Diffraction pattern layer, 21 ... Objective lens, DGc ... CD diffraction grating, DGd ... DVD diffraction grating, DG ... Diffraction grating, PTc ... CD diffraction pattern, PTd ... DVD diffraction pattern.
Claims (3)
上記第1の波長の光ビームを回折させるとともに上記第2及び第3の波長の光ビームを透過させる第1の回折パターンが形成された一面と、上記第2の波長の光ビームを回折させるとともに上記第1及び第3の波長の光ビームを透過させる第2の回折パターンが形成された他面とを有する回折素子と、当該回折素子から入射した上記第1、第2及び第3の波長の光ビームを集光する対物レンズとが一体となった対物レンズユニットと
を具える光ピックアップであって、
上記回折素子は、その光軸が当該第1、第2及び第3の波長の光ビームの光軸に対して所定の角度を持つよう上記対物レンズユニットに設けられ、
上記第1の回折パターンは、当該第1の回折パターンで回折され上記対物レンズで集光された上記第1の波長の光ビームの収差が最小になるよう上記光軸に対して位置決めされ、
上記第2の回折パターンは、当該第2の回折パターンで回折され上記対物レンズで集光された上記第2の波長の光ビームの収差が最小になるよう上記光軸に対して位置決めされている
ことを特徴とする光ピックアップ。 A light source that emits a light beam of a first wavelength, a light beam of a second wavelength, and a light beam of a third wavelength;
While diffracting the light beam of the first wavelength and diffracting the light beam of the second wavelength, a surface on which the first diffraction pattern for transmitting the light beams of the second and third wavelengths is formed, and A diffraction element having a second diffraction pattern on which a second diffraction pattern that transmits the light beams having the first and third wavelengths is formed; and the first, second, and third wavelengths incident from the diffraction element. An optical pickup comprising an objective lens unit integrated with an objective lens for condensing a light beam,
The diffraction element is provided in the objective lens unit so that an optical axis thereof has a predetermined angle with respect to the optical axes of the light beams having the first, second, and third wavelengths,
The first diffraction pattern is positioned with respect to the optical axis so that the aberration of the light beam having the first wavelength diffracted by the first diffraction pattern and condensed by the objective lens is minimized,
The second diffraction pattern is positioned with respect to the optical axis so that the aberration of the light beam having the second wavelength diffracted by the second diffraction pattern and condensed by the objective lens is minimized. An optical pickup characterized by that.
ことを特徴とする請求項1に記載の光ピックアップ。 One or both of the first and second diffraction patterns have a mold shape obtained by inverting the first and second diffraction patterns with respect to the ultraviolet curable resin applied on the plane of the base member of the diffraction element. The optical pickup according to claim 1, wherein the optical pickup is formed by pressing a mold and irradiating and curing ultraviolet rays.
上記第1の波長の光ビームを回折させるとともに上記第2及び第3の波長の光ビームを透過させる第1の回折パターンが形成された一面と、上記第2の波長の光ビームを回折させるとともに上記第1及び第3の波長の光ビームを透過させる第2の回折パターンが形成された他面とを有する回折素子と、当該回折素子から入射した第1、第2及び第3の波長の光ビームを集光する対物レンズとが一体となった対物レンズユニットとを有する光ピックアップにより、光ディスクに対して上記第1、第2又は第3の波長の光ビームを照射する光ディスク装置であって、
上記回折素子は、その光軸が当該第1、第2及び第3の波長の光ビームの光軸に対して所定の角度を持つよう上記対物レンズユニットに設けられ、
上記第1の回折パターンは、当該第1の回折パターンで回折され上記対物レンズで集光された上記第1の波長の光ビームの収差が最小になるよう上記光軸に対して位置決めされ、
上記第2の回折パターンは、当該第2の回折パターンで回折され上記対物レンズで集光された上記第2の波長の光ビームの収差が最小になるよう上記光軸に対して位置決めされている
ことを特徴とする光ディスク装置。 A light source that emits a light beam of a first wavelength, a light beam of a second wavelength, and a light beam of a third wavelength;
While diffracting the light beam of the first wavelength and diffracting the light beam of the second wavelength, a surface on which the first diffraction pattern for transmitting the light beams of the second and third wavelengths is formed, and A diffractive element having a second diffraction pattern on which the second diffraction pattern that transmits the light beams having the first and third wavelengths is transmitted, and light having the first, second, and third wavelengths incident from the diffractive element. An optical disc apparatus that irradiates an optical disc with the light beam having the first, second, or third wavelength by an optical pickup having an objective lens unit integrated with an objective lens that collects the beam,
The diffraction element is provided in the objective lens unit so that the optical axis thereof has a predetermined angle with respect to the optical axes of the light beams having the first, second, and third wavelengths,
The first diffraction pattern is positioned with respect to the optical axis so that the aberration of the light beam having the first wavelength diffracted by the first diffraction pattern and condensed by the objective lens is minimized,
The second diffraction pattern is positioned with respect to the optical axis so that the aberration of the light beam having the second wavelength diffracted by the second diffraction pattern and condensed by the objective lens is minimized. An optical disc device characterized by the above.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006118364A JP2007293952A (en) | 2006-04-21 | 2006-04-21 | Optical pickup and optical disk drive |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006118364A JP2007293952A (en) | 2006-04-21 | 2006-04-21 | Optical pickup and optical disk drive |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007293952A true JP2007293952A (en) | 2007-11-08 |
Family
ID=38764431
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006118364A Pending JP2007293952A (en) | 2006-04-21 | 2006-04-21 | Optical pickup and optical disk drive |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2007293952A (en) |
-
2006
- 2006-04-21 JP JP2006118364A patent/JP2007293952A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7283448B2 (en) | Integrated optical pickup and method of manufacturing the same and optical information storage system including the optical pickup | |
US20090022037A1 (en) | Optical pickup apparatus | |
JP2007273012A (en) | Diffraction element, objective lens unit, optical pickup, and optical disk device | |
KR20050053523A (en) | Optical pickup and disk drive unit | |
JP2007294069A (en) | Diffraction element, optical pickup and optical disk disc apparatus | |
JP2007293954A (en) | Diffraction element, objective lens unit, optical pickup, and optical disk drive | |
EP2144239B1 (en) | Optical pickup and optical device | |
JP2007293952A (en) | Optical pickup and optical disk drive | |
JP2008158183A (en) | Manufacturing method of optical element | |
JP2007293956A (en) | Optical pickup and optical disk drive | |
JP3619747B2 (en) | Optical pickup device | |
JP2008123605A (en) | Optical pickup device | |
JP2004039109A (en) | Optical element, adjusting method therefor, optical pickup device using the same and optical reproducing device | |
JP2007292885A (en) | Diffractive element, objective lens unit, optical pickup and optical disk device | |
JP2007293951A (en) | Diffraction element, objective lens unit, optical pickup, and optical disk drive | |
JP2011150775A (en) | Optical pickup apparatus | |
US7535813B2 (en) | Optical pickup and disc drive apparatus | |
KR100678409B1 (en) | Optical recording/playing apparatus | |
JP4742159B2 (en) | Optical information reproduction method | |
JP2008140473A (en) | Diffraction element, optical pickup, and optical disk device | |
KR20050097214A (en) | Combo type's apparatus for optical pick-up using laser diode of 2 chips 1 package | |
JP2008176903A (en) | Optical pickup device | |
JP2007293953A (en) | Optical element, optical pickup and optical disk device | |
JP2008159140A (en) | Diffraction element and manufacturing method of diffraction element | |
JP2007293955A (en) | Diffraction element, objective lens unit, optical pickup, and optical disk device |