JP2007328885A - 波長検出装置、光ピックアップ装置及び光情報記録媒体記録再生装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】簡素且つコンパクトでありながら波長検出を行える波長検出装置、及びそれを用いた光ピックアップ装置及び光情報記録媒体記録再生装置を提供する。
【解決手段】基準波長より高い波長(例えば410nm)の光束がフィルタ素子FLTに入射した場合、選択的透過反射面TRPで透過する光束は、反射する光束よりも多くなる。即ち、第1の光検出部PDAで検出される受光量は、第2の光検出部PDBで検出される受光量より多くなる。従って、第1の検出部PDAから出力された信号は、第2の検出部PDBから出力された信号より大きくなり、これらを入力したコントローラCPUは、信号の差分をとることで光源波長が405nmより高い(例えば410nm)と判断できるので、コリメートレンズCLを、光源波長が410nmである場合に適した位置へとシフトさせる。これにより波長変動に起因して増大する球面収差を抑制できる。
【選択図】図5
【解決手段】基準波長より高い波長(例えば410nm)の光束がフィルタ素子FLTに入射した場合、選択的透過反射面TRPで透過する光束は、反射する光束よりも多くなる。即ち、第1の光検出部PDAで検出される受光量は、第2の光検出部PDBで検出される受光量より多くなる。従って、第1の検出部PDAから出力された信号は、第2の検出部PDBから出力された信号より大きくなり、これらを入力したコントローラCPUは、信号の差分をとることで光源波長が405nmより高い(例えば410nm)と判断できるので、コリメートレンズCLを、光源波長が410nmである場合に適した位置へとシフトさせる。これにより波長変動に起因して増大する球面収差を抑制できる。
【選択図】図5
Description
本発明は、異なる種類の光ディスクに対して互換可能に情報の記録及び/又は再生を行える光ピックアップ装置及び光情報記録媒体記録再生装置、並びにそれに用いられると好適な波長検出装置に関する。
近年、光ピックアップ装置において、光ディスクに記録された情報の再生や、光ディスクへの情報の記録のための光源として使用されるレーザ光源の短波長化が進み、例えば、青紫色半導体レーザや、第2高調波を利用して赤外半導体レーザの波長変換を行う青色SHGレーザ等、波長400〜420nmのレーザ光源が実用化されつつある。これら青紫色レーザ光源を使用すると、DVD(デジタルバーサタイルディスク)と同じ開口数(NA)の対物レンズを使用する場合で、直径12cmの光ディスクに対して、15〜20GBの情報の記録が可能となり、対物レンズのNAを0.85にまで高めた場合には、直径12cmの光ディスクに対して、23〜25GBの情報の記録が可能となる。以下、本明細書では、青紫色レーザ光源を使用する光ディスク及び光磁気ディスクを総称して「高密度光ディスク」という。
ところで、高密度光ディスクに対して適切に情報の記録/再生ができると言うだけでは、光ディスクプレーヤ/レコーダ(光情報記録媒体記録再生装置)の製品としての価値は十分なものとはいえない。現在において、多種多様な情報を記録したDVDやCD(コンパクトディスク)が販売されている現実をふまえると、高密度光ディスクに対して情報の記録/再生ができるだけでは足らず、例えばユーザが所有しているDVDやCDに対しても同様に適切に情報の記録/再生ができるようにすることが、高密度光ディスク用の光ディスクプレーヤ/レコーダとしての商品価値を高めることに通じるのである。このような背景から、高密度光ディスク用の光ディスクプレーヤ/レコーダに搭載される光ピックアップ装置は、高密度光ディスクとDVD、更にはCDとの何れに対しても互換性を維持しながら適切に情報を記録/再生できる性能を有することが望まれる。
高密度光ディスクとDVD、更にはCDとの何れに対しても互換性を維持しながら適切に情報を記録/再生できるようにする方法として、高密度光ディスク用の光学系とDVDやCD用の光学系とを情報を記録/再生する光ディスクの記録密度に応じて選択的に切り替える方法が考えられるが、複数の光学系が必要となるので、小型化に不利であり、またコストが増大する。
従って、光ピックアップ装置の構成を簡素化し、低コスト化を図るためには、互換性を有する光ピックアップ装置においても、高密度光ディスク用の光学系とDVDやCD用の光学系とを共通化して、光ピックアップ装置を構成する光学部品点数を極力減らすことが光ピックアップ装置の構成の簡素化、低コスト化に有利となる。尚、記録/再生波長が互いに異なる複数種類の光ディスクに対して共通な光学系を得るためには、球面収差の波長依存性を有する光路差付与構造を集光光学系の少なくとも一つの光学素子に形成する必要がある。
特許文献1には、光路差付与構造としての回折構造を有し、高密度光ディスクと従来のDVD及びCDに対して共通に使用可能な対物光学系、及びこの対物光学系を搭載した光ピックアップ装置が記載されている。
ヨーロッパ公開特許第1304689号
より具体的に、回折構造の効果について説明する。例えば高密度光ディスクであるBDとDVDとCDとは、その規格上それぞれ保護基板厚が異なるように定められているので、いずれかの光ディスクの保護基板厚に対して最適に対物光学素子を設計すると、他の光ディスクを使用する際に、保護基板厚さの差に応じた球面収差が発生することとなる。そこで、共通に用いる対物光学素子の光学面に、回折構造などの光路差付与構造を設け、対物光学素子を通過する光束に対して、その波長に応じて所定の回折角を与えることで、保護基板厚さの差に応じた球面収差を補正するようにしている。
ところが、回折構造は、通過する光束の波長に依存して回折効果を与えるため、光源の波長が変動した場合、その光束に付与される回折角が変化することにより球面収差が悪化したり、光利用効率が低下して、光ディスクに対して適切に情報の記録及び/又は再生を行えない恐れもある。特に、高密度光ディスクに対して情報を記録/再生するために用いる青紫色光のような短波長の光束に対して回折効果を与える回折構造においては、わずかな波長変動により回折効果が大きく変動するので、赤色光や赤外色光と比較すると、許容される波長変動の範囲が極めて狭いといえる。これに対し、使用時に光源の波長を測定すれば、測定された波長に応じて光学特性を向上させるための方策をとれるが、一般的な波長検出装置は嵩張るため、そのまま光ピックアップ装置に組み込むことは困難である。
本発明は、上述の問題を考慮したものであり、簡素且つコンパクトでありながら波長検出を行える波長検出装置、及びそれを用いた光ピックアップ装置及び光情報記録媒体記録再生装置を提供することを目的とする。
以上の課題を解決するために、請求項1記載の波長検出装置は、
波長が変化するにつれて透過率と反射率とが変化するフィルタ素子と、
前記フィルタ素子を通過した光束を入射する第1の光検出部と、前記フィルタ素子で反射した光束を入射する第2の光検出部とを備えた光検出器と、を有することを特徴とする。
波長が変化するにつれて透過率と反射率とが変化するフィルタ素子と、
前記フィルタ素子を通過した光束を入射する第1の光検出部と、前記フィルタ素子で反射した光束を入射する第2の光検出部とを備えた光検出器と、を有することを特徴とする。
本発明によれば、波長が変化するにつれて透過率と反射率とが変化するフィルタ素子と、前記フィルタ素子を通過した光束を入射する第1の光検出部と、前記フィルタ素子で反射した光束を入射する第2の光検出部とを備えた光検出器と、を有するので、前記第1の光検出部からの信号と、前記第2の光検出部からの信号との差分をとることで、前記フィルタ素子に入射した入射光の波長を容易に求めることができ、加えてシンプルな構成であるため、例えば光ピックアップ装置などにも容易に組み込むことができる。
請求項2記載の波長検出装置は、
波長が変化するにつれて透過率が変化する第1の特性のフィルタを形成した第1面と、波長が変化するにつれて透過率が変化する、前記第1の特性とは異なる第2の特性のフィルタを形成した第2面とを有するフィルタ素子と、
前記第1面を通過した光束を入射する第1の光検出部と、前記第2面を通過した光束を入射する第2の光検出部とを備えた光検出器と、を有することを特徴とする。
波長が変化するにつれて透過率が変化する第1の特性のフィルタを形成した第1面と、波長が変化するにつれて透過率が変化する、前記第1の特性とは異なる第2の特性のフィルタを形成した第2面とを有するフィルタ素子と、
前記第1面を通過した光束を入射する第1の光検出部と、前記第2面を通過した光束を入射する第2の光検出部とを備えた光検出器と、を有することを特徴とする。
本発明によれば、波長が変化するにつれて透過率が変化する第1の特性のフィルタを形成した第1面と、波長が変化するにつれて透過率が変化する、前記第1の特性とは異なる第2の特性のフィルタを形成したフィルタ素子と、前記第1面を通過した光束を入射する第1の光検出部と、前記第2面を通過した光束を入射する第2の光検出部とを備えた光検出器と、を有するので、前記第1の光検出部からの信号と、前記第2の光検出部からの信号との差分をとることで、前記フィルタ素子に入射した入射光の波長を容易に求めることができ、加えてシンプルな構成であるため、例えば光ピックアップ装置などにも容易に組み込むことができる。
請求項3に記載の波長検出装置は、請求項1又は2に記載の発明において、前記第1の光検出部と、前記第2の光検出部とが、一体に形成されていることを特徴とする。
請求項4に記載の波長検出装置は、請求項1又は2に記載の発明において、前記第1の特性は、波長が増大するにつれて透過率が減少し、前記第2の特性は、波長が増大するにつれて透過率が増大することを特徴とする。
請求項5に記載の波長検出装置は、請求項1乃至4のいずれかに記載の発明において、前記第1の光検出部からの信号と、前記第2の光検出部からの信号とに基づいて、前記フィルタ素子に入射した光束の波長が求められることを特徴とする。
請求項6に記載の光ピックアップ装置は、
第1波長λ1の第1光束を射出する第1光源と、前記第1光束を厚さがt1の保護基板を有する第1光ディスクの情報記録面上に集光させるための対物光学素子と、を有し、前記第1光束を前記第1光ディスクの情報記録面上に集光させることによって情報の記録及び/又は再生を行う光ピックアップ装置において、
波長が変化するにつれて透過率と反射率とが変化するフィルタ素子と、
前記フィルタ素子を通過した光束を入射する第1の光検出部と、前記フィルタ素子で反射した光束を入射する第2の光検出部とを備えた光検出器と、を有し、
前記第1の光検出部からの信号と、前記第2の光検出部からの信号とに基づいて、光学性能の制御を行うことを特徴とする。
第1波長λ1の第1光束を射出する第1光源と、前記第1光束を厚さがt1の保護基板を有する第1光ディスクの情報記録面上に集光させるための対物光学素子と、を有し、前記第1光束を前記第1光ディスクの情報記録面上に集光させることによって情報の記録及び/又は再生を行う光ピックアップ装置において、
波長が変化するにつれて透過率と反射率とが変化するフィルタ素子と、
前記フィルタ素子を通過した光束を入射する第1の光検出部と、前記フィルタ素子で反射した光束を入射する第2の光検出部とを備えた光検出器と、を有し、
前記第1の光検出部からの信号と、前記第2の光検出部からの信号とに基づいて、光学性能の制御を行うことを特徴とする。
本発明によれば、波長が変化するにつれて透過率と反射率とが変化するフィルタ素子と、前記フィルタ素子を通過した光束を入射する第1の光検出部と、前記フィルタ素子で反射した光束を入射する第2の光検出部とを備えた光検出器と、を有するので、前記第1の光検出部からの信号と、前記第2の光検出部からの信号との差分をとることで、波長変化に応じて生じる球面収差を補正したりできるなどの光学性能の制御を行えるから、光源の波長変化に関わらず適切な情報の記録及び/又は再生を行うことができる。
請求項7に記載の光ピックアップ装置は、
第1波長λ1の第1光束を射出する第1光源と、前記第1光束を厚さがt1の保護基板を有する第1光ディスクの情報記録面上に集光させるための対物光学素子と、を有し、前記第1光束を前記第1光ディスクの情報記録面上に集光させることによって情報の記録及び/又は再生を行う光ピックアップ装置において、
波長が変化するにつれて透過率が変化する第1の特性のフィルタを形成した第1面と、波長が変化するにつれて透過率が変化する、前記第1の特性とは異なる第2の特性のフィルタを形成した第2面とを有するフィルタ素子と、
前記第1面を通過した光束を入射する第1の光検出部と、前記第2面を通過した光束を入射する第2の光検出部とを備えた光検出器と、を有し、
前記第1の光検出部からの信号と、前記第2の光検出部からの信号とに基づいて、光学性能の制御を行うことを特徴とする。
第1波長λ1の第1光束を射出する第1光源と、前記第1光束を厚さがt1の保護基板を有する第1光ディスクの情報記録面上に集光させるための対物光学素子と、を有し、前記第1光束を前記第1光ディスクの情報記録面上に集光させることによって情報の記録及び/又は再生を行う光ピックアップ装置において、
波長が変化するにつれて透過率が変化する第1の特性のフィルタを形成した第1面と、波長が変化するにつれて透過率が変化する、前記第1の特性とは異なる第2の特性のフィルタを形成した第2面とを有するフィルタ素子と、
前記第1面を通過した光束を入射する第1の光検出部と、前記第2面を通過した光束を入射する第2の光検出部とを備えた光検出器と、を有し、
前記第1の光検出部からの信号と、前記第2の光検出部からの信号とに基づいて、光学性能の制御を行うことを特徴とする。
本発明によれば、波長が変化するにつれて透過率が変化する第1の特性のフィルタを形成した第1面と、波長が変化するにつれて透過率が変化する、前記第1の特性とは異なる第2の特性のフィルタを形成したフィルタ素子と、前記第1面を通過した光束を入射する第1の光検出部と、前記第2面を通過した光束を入射する第2の光検出部とを備えた光検出器と、を有するので、前記第1の光検出部からの信号と、前記第2の光検出部からの信号との差分をとることで、波長変化に応じて生じる球面収差を補正したり、光利用効率低下を補償したりできるから、光源の波長変化に関わらず適切な情報の記録及び/又は再生を行うことができる。
請求項8に記載の光ピックアップ装置は、請求項6又は7に記載の発明において、前記第1の光検出部と、前記第2の光検出部とが、一体に形成されていることを特徴とする。
請求項9に記載の光ピックアップ装置は、請求項6又は7に記載の発明において、前記光ピックアップ装置は、第2波長λ2(λ1<λ2)の第2光束を射出する第2光源を有し、前記対物光学素子は、前記第2光束を厚さがt2(t1≦t2)の保護基板を有する第2光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第2光束を前記第2光ディスクの情報記録面上に集光させることによって情報の記録及び/又は再生を行い、前記対物光学素子は、光路差付与構造を有する単玉のプラスチックレンズであることを特徴とするので、例えば高密度光ディスクとDVD又はCDとに互換可能に情報の記録及び/又は再生を行える。
請求項10に記載の光ピックアップ装置は、請求項9に記載の発明において、前記光ピックアップ装置は、第3波長λ3(λ2<λ3)の第3光束を射出する第3光源を有し、前記対物光学素子は、前記第3光束を厚さがt3(t2<t3)の保護基板を有する第3光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第3光束を前記第3光ディスクの情報記録面上に集光させることによって情報の記録及び/又は再生を行うことを特徴とするので、例えば高密度光ディスクとDVDとCDとに互換可能に情報の記録及び/又は再生を行える。
請求項11に記載の光ピックアップ装置は、請求項6乃至10のいずれかに記載の発明において、前記第1の光検出部からの信号と、前記第2の光検出部からの信号とに基づいて、球面収差を補正する球面収差補正手段が設けられていることを特徴とするので、前記信号に基づいて球面収差を適宜補正できる。このように球面収差補正手段を有していれば、例え前記対物光学素子が単玉のプラスチックレンズであったとしても、光源の波長変動により変化した球面収差を補正することができるので、光源の波長変動に関わらず、異なる種類の光ディスクに情報の記録及び/又は再生を適切に行うことができる。「球面収差補正手段」としては、後述する光軸方向に変位可能な光学素子の他、液晶素子なども用いることができる。
請求項12に記載の光ピックアップ装置は、請求項6乃至11のいずれかに記載の発明において、前記第1の光検出部からの信号と、前記第2の光検出部からの信号とに基づいて、光利用効率を補償する光利用効率補償手段が設けられていることを特徴とするので、前記信号に基づいて球面収差を適宜補正できる。このように光利用効率補償手段を有していれば、例え前記対物光学素子が単玉のプラスチックレンズであったとしても、光源の波長変動により低下した球面収差を補正することができるので、光源の波長変動に関わらず、異なる種類の光ディスクに情報の記録及び/又は再生を適切に行うことができる。
請求項13に記載の光情報記録媒体記録再生装置は、請求項1〜12のいずれかに記載の光ピックアップ装置を用いたことを特徴とする。
本明細書において、第1光ディスクが高密度光ディスクであり、第2光ディスクが、DVDであり、第3光ディスクがCDであることが好ましいが、これに限られるものではない。なお、第1光ディスク、第2光ディスク又は第3光ディスクは、複数の情報記録面を有する複数層の光ディスクでもよい。
本明細書においては、高密度光ディスクの例としては、NA0.85の対物レンズにより情報の記録/再生が行われ、保護基板の厚さが0.1mm程度である規格の光ディスク(例えば、BD:ブルーレイディスク)が挙げられる。また、他の高密度光ディスクの例としては、NA0.65乃至0.67の対物レンズにより情報の記録/再生が行われ、保護基板の厚さが0.6mm程度である規格の光ディスク(例えば、HD DVD:単にHDともいう)が挙げられる。また、高密度光ディスクには、情報記録面上に数〜数十nm程度の厚さの保護膜(本明細書では、保護基板は保護膜も含むものとする)を有する光ディスクや、保護基板の厚さが0の光ディスクも含まれる。また、高密度光ディスクには、情報の記録/再生用の光源として、青紫色半導体レーザや青紫色SHGレーザが用いられる光磁気ディスクも含まれるものとする。更に、本明細書においては、DVDとは、NA0.60〜0.67程度の対物レンズにより情報の記録/再生が行われ、保護基板の厚さが0.6mm程度であるDVD系列光ディスクの総称であり、DVD−ROM、DVD−Video、DVD−Audio、DVD−RAM、DVD−R、DVD−RW、DVD+R、DVD+RW等を含む。また、本明細書においては、CDとは、NA0.45〜0.51程度の対物レンズにより情報の記録/再生が行われ、保護基板の厚さが1.2mm程度であるCD系列光ディスクの総称であり、CD−ROM、CD−Audio、CD−Video、CD−R、CD−RW等を含む。尚、記録密度については、高密度光ディスクの記録密度が最も高く、次いでDVD、CDの順に低くなる。
なお、保護基板の厚さt1、t2、t3に関しては、以下の条件式を満たすことが好ましいが、これに限られない。
0.065mm≦t1≦0.125mm 又は 0.5mm≦t1≦0.7mm
0.5mm≦t2≦0.7mm
1.0mm≦t3≦1.3mm
0.5mm≦t2≦0.7mm
1.0mm≦t3≦1.3mm
本明細書において、第一光源、第二光源、第三光源は、好ましくはレーザ光源である。レーザ光源としては、好ましくは半導体レーザ、シリコンレーザ等を用いることが出来る。
また、第1光ディスク、第2光ディスク、第3光ディスクとして、それぞれ、BDまたはHD、DVD及びCDが用いられる場合、第一光源の第一波長λ1は好ましくは、350nm以上、440nm以下、より好ましくは、380nm以上、415nm以下であって、第二光源の第二波長λ2は好ましくは570nm以上、680nm以下、より好ましくは630nm以上、670nm以下であって、第三光源の第三波長λ3は好ましくは、750nm以上、880nm以下、より好ましくは、760nm以上、820nm以下である。
また、第1光源、第2光源、第3光源のうち少なくとも2つの光源をユニット化してもよい。ユニット化とは、例えば第1光源と第2光源とが1パッケージに固定収納されているようなものをいうが、これに限られず、2つの光源が収差補正不能なように固定されている状態を広く含むものである。また、光源に加えて、後述する受光素子を1パッケージ化してもよい。
受光素子としては、フォトダイオードなどの光検出器が好ましく用いられる。光ディスクの情報記録面上で反射した光が受光素子へ入射し、その出力信号を用いて、各光ディスクに記録された情報の読み取り信号が得られる。さらに、受光素子上のスポットの形状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行い、この検出に基づいて、合焦、トラッキングのために対物光学素子を移動させることが出来る。受光素子は、複数の光検出器からなっていてもよい。受光素子は、メインの光検出器とサブの光検出器を有していてもよい。例えば、情報の記録再生に用いられるメイン光を受光する光検出器の両脇に2つのサブの光検出器を設け、当該2つのサブの光検出器によってトラッキング調整用のサブ光を受光するような受光素子としてもよい。また、受光素子は各光源に対応した複数の受光素子を有していてもよい。
集光光学系は、対物光学素子等の光学素子を少なくとも一つ有する。集光光学系は、対物光学素子のみを有していても良いが、対物光学素子の他にコリメータ等のカップリングレンズや、光学機能を有する平板光学素子等、他の光学素子を有していてもよい。なお、カップリングレンズとは、対物光学素子と光源の間に配置され、光束の発散角を変える単レンズ又はレンズ群のことをいう。更に集光光学系は、光源から射出された光束を、情報の記録再生に用いられるメイン光束と、トラッキング等に用いられる二つのサブ光束とに分割する回折光学素子などの光学素子を有していてもよい。本明細書において、対物光学素子とは、光ピックアップ装置において光ディスクに対向する位置に配置され、光源から射出された光束を光ディスクの情報記録面上に集光する機能を有する光学系を指す。好ましくは、対物光学素子とは、光ピックアップ装置において光ディスクに対向する位置に配置され、光源から射出された光束を光ディスクの情報記録面上に集光する機能を有する光学系であって、更に、アクチュエータにより少なくとも光軸方向に一体的に変位可能とされた光学系を指す。
対物光学素子等の光学素子を形成するプラスチックは、環状オレフィン系の樹脂材料を使用するのが好ましく、環状オレフィン系の中でも、波長405nmに対する温度25℃での屈折率が1.54乃至1.60の範囲内であって、−5℃から70℃の温度範囲内での温度変化に伴う波長405nmに対する屈折率変化率dN/dT(℃-1)が−20×10-5乃至−5×10-5(より好ましくは、−10×10-5乃至−8×10-5)の範囲内である樹脂材料を使用するのがより好ましい。また、対物光学素子をプラスチックレンズとする場合、カップリングレンズもプラスチックレンズとすることが好ましい。
或いは、本発明の対物光学素子に適した樹脂材料として、上記環状オレフィン系以外にも「アサーマル樹脂」がある。アサーマル樹脂とは、母材となる樹脂の温度変化に伴う屈折率変化率とは、逆符号の屈折率変化率を有する直径が30nm以下の粒子を分散させた樹脂材料である。
対物光学素子の好適な例について、具体的に記載する。対物光学素子の少なくとも一つの光学面が、中央領域と、中央領域の周りの周辺領域とを有する。更に好ましくは、対物光学素子の少なくとも一つの光学面が、周辺領域の周りに最周辺領域を有する。最周辺領域を設けることにより、高NAの光ディスクに対する記録及び/又は再生をより適切に行うことが可能となる。中央領域は、対物光学素子の光軸を含む領域であることが好ましいが、含まない領域であってもよい。中央領域、周辺領域、及び最周辺領域は同一の光学面上に設けられていることが好ましい。図1に示されるように、中央領域CN、周辺領域MD、最周辺領域OTは、同一の光学面上に、光軸を中心とする同心円状に設けられていることが好ましい。また、対物光学素子の中央領域には第1光路差付与構造が設けられ、周辺領域には第2光路差付与構造が設けられている。最周辺領域を有する場合、最周辺領域は屈折面であってもよいし、最周辺領域に第3光路差付与構造が設けられていてもよい。中央領域、周辺領域、最周辺領域はそれぞれ隣接していることが好ましいが、間に僅かに隙間があっても良い。
第1光路差付与構造は、対物光学素子の中央領域の面積の70%以上の領域に設けられていることが好ましく、90%以上がより好ましい。より好ましくは、第1光路差付与構造が、中央領域の全面に設けられていることである。第2光路差付与構造は、対物光学素子の周辺領域の面積の70%以上の領域に設けられていることが好ましく、90%以上がより好ましい。より好ましくは、第2光路差付与構造が、周辺領域の全面に設けられていることである。第3光路差付与構造は、対物光学素子の最周辺領域の面積の70%以上の領域に設けられていることが好ましく、90%以上がより好ましい。より好ましくは、第3光路差付与構造が、最周辺領域の全面に設けられていることである。
なお、本明細書でいう光路差付与構造とは、入射光束に対して光路差を付加する構造の総称である。光路差付与構造には、位相差を付与する位相差付与構造も含まれる。また、位相差付与構造には回折構造が含まれる。光路差付与構造は、段差を有し、好ましくは段差を複数有する。この段差により入射光束に光路差及び/又は位相差が付加される。光路差付与構造により付加される光路差は、入射光束の波長の整数倍であっても良いし、入射光束の波長の非整数倍であっても良い。段差は、光軸垂直方向に周期的な間隔をもって配置されていてもよいし、光軸垂直方向に非周期的な間隔をもって配置されていてもよい。
光路差付与構造は、光軸を中心とする同心円状の複数の輪帯を有することが好ましい。また、光路差付与構造は、様々な断面形状(光軸を含む面での断面形状)をとり得る。最も一般的な光路差付与構造の断面形状としては、図2(a)に記載されるような、光路差付与構造の光軸を含む断面形状が鋸歯状である場合である。平面の光学素子に光路差付与構造を設けた場合に断面が階段状に見えるものも、非球面レンズ面等に同様の光路差付与構造を設けた場合は、図2(a)のような鋸歯状の断面形状と捉えることができる。従って、本明細書でいう鋸歯状の断面形状には、階段状の断面形状も含まれるものとする。また、段差の向きの異なる鋸歯状の光路差付与構造を重畳することによって、図2(b)に示すようなバイナリ構造の光路差付与構造を得ることも可能である。本明細書の第1光路差付与構造及び第2光路差付与構造は、その断面形状を異なる鋸歯状の光路差付与構造を重畳した構造としてもよいし、鋸歯上の光路差付与構造を重畳してできるバイナリ構造の光路差付与構造に、さらに鋸歯状の光路差付与構造を重畳した構造としてもよい。例えば、図2(c)は鋸歯状の形状とバイナリ構造を重畳した構造であり、図2(d)は細かい鋸歯状の構造と荒い鋸歯状の構造を重畳した構造である。
また、対物光学素子の中央領域に設けられる第1光路差付与構造と、対物光学素子の周辺領域に設けられる第2光路差付与構造は、対物光学素子の異なる光学面に設けられていてもよいが、同一の光学面に設けられることが好ましい。同一の光学面に設けられることにより、製造時の偏芯誤差を少なくすることが可能となるため好ましい。また、第1光路差付与構造及び第2光路差付与構造は、対物光学素子の光ディスク側の面よりも、対物光学素子の光源側の面に設けられることが好ましい。
対物光学素子の好適な例は、対物光学素子の第1光路差付与構造が設けられた中央領域を通過する第1光束、第2光束及び第3光束を、それぞれ集光スポットを形成するように集光する。好ましくは、対物光学素子は、対物光学素子の第1光路差付与構造が設けられた中央領域を通過する第1光束を、第1光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び/又は再生ができるように集光する。また、対物光学素子の好適な例は、対物光学素子の第1光路差付与構造が設けられた中央領域を通過する第2光束を、第2光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び/又は再生ができるように集光する。さらに、対物光学素子の好適な例は、対物光学素子の第1光路差付与構造が設けられた中央領域を通過する第3光束を、第3光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び/又は再生ができるように集光する。また、第1光ディスクの保護基板の厚さt1と第2光ディスクの保護基板の厚さt2が異なる場合、第1光路差付与構造は、第1光路差付与構造を通過した第1光束及び第2光束に対して、第1光ディスクの保護基板の厚さt1と第2光ディスクの保護基板の厚さt2の違いにより発生する球面収差及び/又は第1光束と第2光束の波長の違いにより発生する球面収差を補正することが好ましい。さらに、第1光路差付与構造は、第1光路差付与構造を通過した第1光束及び第3光束に対して、第1光ディスクの保護基板の厚さt1と第3光ディスクの保護基板の厚さt3との違いにより発生する球面収差及び/又は第1光束と第3光束の波長の違いにより発生する球面収差を補正することが好ましい。
また、対物光学素子の第1光路差付与構造を通過した第3光束によって、第3光束が形成するスポットのスポット径が最も小さくなる第1ベストフォーカスと、第3光束が形成するスポットのスポット径が第1ベストフォーカスの次に小さくなる第2ベストフォーカスとが形成される。なお、ここでいうベストフォーカスとは、ビームウェストが、あるデフォーカスの範囲で極小となる点を指すものとする。つまり、第3光束によって、第1ベストフォーカス及び第2ベストフォーカスが形成されるということは、第3光束において、或るデフォーカスの範囲でビームウェストが極小となる点が、少なくとも2点存在するということである。なお、第1光路差付与構造を通過した第3光束において、光量が最大となる回折光が第1ベストフォーカスを形成し、光量が次に大きな回折光が第2ベストフォーカスを形成することが好ましい。また、第1ベストフォーカスを形成する回折光の回折効率と、第2ベストフォーカスを形成する回折光の回折効率の差が20%以下である場合に、本発明の効果がより顕著となる。
尚、第1ベストフォーカスにおいて第3光束が形成するスポットが、第3光ディスクの記録及び/又は再生に用いられ、第2ベストフォーカスにおいて第3光束が形成するスポットは、第3光ディスクの記録及び/又は再生に用いられないことが好ましいが、第1ベストフォーカスにおいて第3光束が形成するスポットが、第3光ディスクの記録及び/又は再生に用いられず、第2ベストフォーカスにおいて第3光束が形成するスポットが、第3光ディスクの記録及び/又は再生に用いられるような態様を否定するものではない。なお、第1光路差付与構造が、対物光学素子の光源側の面に設けられている場合、第2ベストフォーカスの方が、第1ベストフォーカスに比して対物光学素子に近い方が好ましい。
さらに、第1ベストフォーカスと第2ベストフォーカスは、下記の式(1)を満たす。
0.05≦L/f≦0.35 (1)
但し、f[mm]は第1光路差付与構造を通過し、第1ベストフォーカスを形成する第3光束の焦点距離を指し、L[mm]は第1ベストフォーカスと第2ベストフォーカスの間の距離を指す。
0.05≦L/f≦0.35 (1)
但し、f[mm]は第1光路差付与構造を通過し、第1ベストフォーカスを形成する第3光束の焦点距離を指し、L[mm]は第1ベストフォーカスと第2ベストフォーカスの間の距離を指す。
なお、下記の式(1)’を満たすことがより好ましい。
0.10≦L/f≦0.25 (1’)
0.10≦L/f≦0.25 (1’)
また、Lは、0.18mm以上、0.63mm以下であることが好ましい。さらに、fは、1.8mm以上、3.0mm以下であることが好ましい。
上記構成により、第3光ディスクの記録及び/又は再生時に、第3光束のうち第3光ディスクの記録及び/又は再生時に用いられない不要光がトラッキング用の受光素子に悪影響を及ぼすことを防ぐことが可能となり、第3光ディスクの記録及び/又は再生時に良好なトラッキング性能を維持することが可能となる。
また、対物光学素子の好適な例は、対物光学素子の第2光路差付与構造が設けられた周辺領域を通過する第1光束及び第2光束を、それぞれ集光スポットを形成するように集光する。好ましくは、対物光学素子は、対物光学素子の第2光路差付与構造が設けられた周辺領域を通過する第1光束を、第1光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び/又は再生ができるように集光する。また、対物光学素子の好適な例は、対物光学素子の第2光路差付与構造が設けられた周辺領域を通過する第2光束を、第2光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び/又は再生ができるように集光する。また、第1光ディスクの保護基板の厚さt1と第2光ディスクの保護基板の厚さt2が異なる場合、第2光路差付与構造は、第2光路差付与構造を通過した第1光束及び第2光束に対して、第1光ディスクの保護基板の厚さt1と第2光ディスクの保護基板の厚さt2の違いにより発生する球面収差及び/又は第1光束と第2光束の波長の違いにより発生する球面収差を補正することが好ましい。
また、好ましい態様として、周辺領域を通過した第3光束は、第3光ディスクの記録及び/又は再生に用いられない態様が挙げられる。周辺領域を通過した第3光束が、第3光ディスクの情報記録面上で集光スポットの形成に寄与しないようにすることが好ましい。つまり、対物光学素子の第2光路差付与構造が設けられた周辺領域を通過する第3光束は、第3光ディスクの情報記録面上でフレアを形成することが好ましい。図3に示すように、対物光学素子を通過した第3光束が第3光ディスクの情報記録面上で形成するスポットにおいて、光軸側(又はスポット中心部)から外側へ向かう順番で、光量密度が高いスポット中心部SCN、光量密度がスポット中心部より低いスポット中間部SMD、光量密度がスポット中間部よりも高くスポット中心部よりも低いスポット周辺部SOTを有する。スポット中心部が、光ディスクの情報の記録及び/又は再生に用いられ、スポット中間部及びスポット周辺部は、光ディスクの情報の記録及び/又は再生には用いられない。上記において、このスポット周辺部をフレアと言っている。つまり、対物光学素子の周辺領域に設けられた第2光路差付与構造を通過した第3光束は、第3光ディスクの情報記録面上でスポット周辺部を形成する。なお、ここでいう第3光束の集光スポット又はスポットは、第1ベストフォーカスにおけるスポットであることが好ましい。また、対物光学素子を通過した第2光束においても、第2光ディスクの情報記録面上で形成するスポットが、スポット中心部、スポット中間部、スポット周辺部を有することが好ましい。
また、第2光路差付与構造は、第2光路差付与構造を通過した第1光束及び第2光束に対して、第1光源又は第2光源の波長の僅かな変動によって発生するスフェロクロマティズム(色球面収差)を補正することが好ましい。波長の僅かな変動とは、±10nm以下の変動を指す。例えば、第1光束が波長λ1より±5nm変化した際に、第2光路差付与構造によって、周辺領域を通過した第1光束の球面収差の変動を補償し、第1光ディスクの情報記録面上での波面収差の変化量が0.010λ1rms以上、0.095λ1rms以下となるようにすることが好ましい。また、第2光束が波長λ2より±5nm変化した際に、第2光路差付与構造によって、周辺領域を通過した第2光束の球面収差の変動を補償し、第2光ディスクの情報記録面上での波面収差の変化量が0.002λ2rms以上、0.03λ2rms以下となるようにすることが好ましい。これにより、光源であるレーザの波長の製造誤差や個体差による波長のバラつきに起因する収差を補正することができる。
対物光学素子が最周辺領域を有する場合、対物光学素子は、対物光学素子の最周辺領域を通過する第1光束を、第1光ディスクの情報記録面上に情報の記録及び/又は再生ができるように集光すると良い。また、最周辺領域を通過した第1光束において、第1光ディスクの記録及び/又は再生時にその球面収差が補正されていることが好ましい。
また、好ましい態様として、最周辺領域を通過した第2光束は、第2光ディスクの記録及び/又は再生に用いられず、最周辺領域を通過した第3光束は、第3光ディスクの記録及び/又は再生に用いられない態様が挙げられる。最周辺領域を通過した第2光束及び第3光束が、それぞれ第2光ディスク及び第3光ディスクの情報記録面上での集光スポットの形成に寄与しないようにすることが好ましい。つまり、対物光学素子が最周辺領域を有する場合、対物光学素子の最周辺領域を通過する第3光束は、第3光ディスクの情報記録面上でフレアを形成することが好ましい。言い換えると、対物光学素子の最周辺領域を通過した第3光束は、第3光ディスクの情報記録面上でスポット周辺部を形成することが好ましい。また、対物光学素子が最周辺領域を有する場合、対物光学素子の最周辺領域を通過する第2光束は、第2光ディスクの情報記録面上でフレアを形成することが好ましい。言い換えると、対物光学素子の最周辺領域を通過した第2光束は、第2光ディスクの情報記録面上でスポット周辺部を形成することが好ましい。
最周辺領域が第3光路差付与構造を有する場合、第3光路差付与構造が、第3光路差付与構造を通過した第1光束に対して、第1光源の波長の僅かな変動によって発生するスフェロクロマティズム(色球面収差)を補正するようにしてもよい。波長の僅かな変動とは、±10nm以下の変動を指す。例えば、第1光束が波長λ1より±5nm変化した際に、第3光路差付与構造によって、最周辺領域を通過した第1光束の球面収差の変動を補償し、第1光ディスクの情報記録面上での波面収差の変化量が0.010λ1rms以上、0.095λ1rms以下となるようにすることが好ましい。
なお、第1光路差付与構造は、鋸歯状の回折構造とバイナリ構造を重畳してなる構成であってもよい。また、第2光路差付与構造は、鋸歯状の回折構造と、より荒い(ピッチの大きい)鋸歯状の回折構造を重畳してなる構成であってもよい。第1光路差付与構造又は第2光路差付与構造が当該重畳構造の場合、当該鋸歯状の回折構造(第2光路差付与構造の場合、荒くない(ピッチの小さい)方の回折構造)については、第1光束の第1波長λ1の偶数倍相当の光路差を付与するようにし、それにより第1光束は波面の位相に変化を生じないようにしてもよい。更に、第3光束の第3波長λ3が、第1光束の第1波長のほぼ偶数倍の波長であるときは、整数倍の光路差を付与されることになり、同様に波面の位相に変化を生じないことになる。この様な構成により、第1光束と第3光束は、当該回折構造によって集光に影響を及ぼされることがないという利点がある。なお、偶数倍相当とは、nを自然数とした場合、(2n−0.1)×λ1以上、(2n+0.1)×λ1以下の範囲を言う。
なお、第1光路差付与構造は、少なくとも第1基礎構造と第2基礎構造とを重ね合わせた構造としてもよい。
第1基礎構造は、第1基礎構造を通過した第1光束の2次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第2光束の1次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第3光束の1次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造である。第1基礎構造は、第1基礎構造を通過した第1光束及び第3光束を、波面が略そろった状態で射出し、第1基礎構造を通過した第2光束を、波面がそろわない状態で射出する光路差付与構造であることが好ましい。また、第1基礎構造は、第1基礎構造を通過した第2光束の回折角を、第1光束及び第3光束の回折角と異ならせる光路差付与構造である好ましい。
また、第2基礎構造は、第2基礎構造を通過した第1光束の0次(透過光)の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第2光束の0次(透過光)の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第3光束の±1次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造である。第2基礎構造は、第2基礎構造を通過した第1光束及び第2光束を、波面が略そろった状態で射出し、第1基礎構造を通過した第3光束を、波面がそろわない状態で射出する光路差付与構造であることが好ましい。また、第2基礎構造は、第2基礎構造を通過した第3光束の回折角を、第1光束及び第2光束の回折角と異ならせる光路差付与構造である好ましい。
また、第2光路差付与構造は、少なくとも第1基礎構造、第五基礎構造又は第六基礎構造のいずれか一つを有する構造であることが好ましい。なお、第2光路差付与構造は、第1基礎構造、第五基礎構造及び第六基礎構造のうち2つ以上を重畳させる構成ではないことが好ましい。第2光路差付与構造が、少なくとも第1基礎構造を有する場合、第1光路差付与構造と同一の基礎構造を有するので、設計を行いやすくなるため、好ましい。
第五基礎構造は、第五基礎構造を通過した第1光束の1次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第2光束の1次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第3光束の1次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造である。
第六基礎構造は、第六基礎構造を通過した第1光束の3次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第2光束の2次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第3光束の2次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造である。
対物光学素子が、プラスチックレンズであるため、第1光路差付与構造は、三種類の基礎構造を重ね合わせた三重の重畳構造とすることが好ましい。より具体的には、第1基礎構造と第2基礎構造とに加えて、第3基礎構造又は第四基礎構造を重ね合わせた、三重の重畳構造とすることが好ましい。更に好ましくは、第1基礎構造と第2基礎構造に加えて、第3基礎構造を重ね合わせた構造である。
なお、第3基礎構造は、第3基礎構造を通過した第1光束の10次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第2光束の6次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第3光束の5次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造である。また、第四基礎構造は、第四基礎構造を通過した第1光束の5次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第2光束の3次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくし、第3光束の3次及び2次の回折光量を他のいかなる次数の回折光量よりも大きくする光路差付与構造である。なお、第3光束において3次の回折光量の方が、2次の回折光量よりも若干大きいことが好ましい。また、第3基礎構造及び第四基礎構造は、温度が上昇し、第1光源、第2光源及び第3光源の波長が伸びた際に、球面収差をアンダーにする機能を有しており、これによって、温度上昇時のプラスチックの屈折率低下に伴う、球面収差のオーバーを補償することが出来、良好な球面収差を得ることが可能となる。なお、第3基礎構造に比べて、第四基礎構造の方が、段差の深さを浅くすることが出来る。
また、対物光学素子が、プラスチックレンズであるため、第2光路差付与構造は、第1基礎構造、第五基礎構造又は第六基礎構造のいずれか一つに加えて、第3基礎構造又は第四基礎構造のいずれか一つを重畳させた構造とすることが好ましい。好ましくは、第1基礎構造と第四基礎構造を重ね合わせた構造とすることである。
さらに、対物光学素子がプラスチックレンズであるため、第3光路差付与構造を有する最周辺領域を有することが好ましい。この場合、第3光路差付与構造は、少なくとも第3基礎構造又は第四基礎構造のいずれか一つを有する構造であることが好ましい。好ましくは、第四基礎構造を有する構造である。
次に、対物光学素子が、アサーマル樹脂からなるレンズである場合、第1光路差付与構造は、第1基礎構造と第2基礎構造のみを重ね合わせた構造であることが好ましい。
また、対物光学素子が、アサーマル樹脂からなるレンズである場合、第2光路差付与構造は、第1基礎構造、第五基礎構造又は第六基礎構造のいずれか一つに加えて、第3基礎構造又は第四基礎構造のいずれか一つを重畳させた構造とすることが好ましい。好ましくは、第1基礎構造と第四基礎構造を重ね合わせた構造とすることである。
さらに、対物光学素子がアサーマル樹脂からなるレンズである場合、屈折面である最周辺領域を有することが好ましい。
第1光ディスクに対して情報を再生及び/又は記録するために必要な対物光学素子の像側開口数をNA1とし、第2光ディスクに対して情報を再生及び/又は記録するために必要な対物光学素子の像側開口数をNA2(NA1≧NA2)とし、第3光ディスクに対して情報を再生及び/又は記録するために必要な対物光学素子の像側開口数をNA3(NA2>NA3)とする。
対物光学素子の中央領域と周辺領域の境界は、0.9・NA3以上、1.2・NA3以下(より好ましくは、0.95・NA3以上、1.15・NA3以下)の範囲に相当する部分に形成されていることが好ましい。より好ましくは、対物光学素子の中央領域と周辺領域の境界が、NA3に相当する部分に形成されていることである。また、対物光学素子の周辺領域と最周辺領域の境界は、0.9・NA2以上、1.2・NA2以下(より好ましくは、0.95・NA2以上、1.15・NA2以下)の範囲に相当する部分に形成されていることが好ましい。より好ましくは、対物光学素子の周辺領域と最周辺領域の境界が、NA2に相当する部分に形成されていることである。対物光学素子の最外周の外側の境界は、0.9・NA1以上、1.2NA1以下(より好ましくは、0.95・NA1以上、1.15・NA1以下)の範囲に相当する部分に形成されていることが好ましい。より好ましくは、対物光学素子の最外周の外側の境界が、NA1に相当する部分に形成されていることである。
対物光学素子を通過した第3光束を第3光ディスクの情報記録面上に集光する場合に、球面収差が少なくとも1箇所の不連続部を有することが好ましい。その場合、不連続部は、0.9・NA3以上、1.2・NA3以下(より好ましくは、0.95・NA3以上、1.15・NA3以下)の範囲に存在することが好ましい。また、対物光学素子を通過した第2光束を第2光ディスクの情報記録面上に集光する場合にも、球面収差が少なくとも一箇所の不連続部を有することが好ましい。その場合、不連続部は、0.9・NA2以上、1.2・NA2以下(より好ましくは、0.95・NA2以上、1.1・NA2以下)の範囲に存在することが好ましい。
また、球面収差が連続していて、不連続部を有さない場合であって、対物光学素子を通過した第3光束を第3光ディスクの情報記録面上に集光する場合に、NA2では、縦球面収差の絶対値が0.03μm以上であって、NA3では縦球面収差の絶対値が0.02μm以下であることが好ましい。より好ましくは、NA2では、縦球面収差の絶対値が0.08μm以上であって、NA3では縦球面収差の絶対値が0.01μm以下である。また、対物光学素子を通過した第2光束を第2光ディスクの情報記録面上に集光する場合に、NA1では、縦球面収差の絶対値が0.03μm以上であって、NA2では縦球面収差の絶対値が0.005μm以下であることが好ましい。
また、回折効率は回折構造の輪帯深さに依存するので、光ピックアップ装置の用途に応じて、中央領域の各波長に対する回折効率を適宜設定可能である。例えば、第1光ディスクに対して記録及び再生を行い、第2、第3光ディスクに対して再生のみ行う光ピックアップ装置の場合には、中央領域及び/又は周辺領域の回折効率は第1光束重視とするのが好ましい。一方、第1光ディスクに対して再生のみを行い、第2、第3光ディスクに対して記録及び再生を行う光ピックアップ装置の場合には、中央領域の回折効率は、第2、第3光束重視とし、周辺領域の回折効率は第2光束重視とするのが好ましい。
何れの場合でも、下記条件式(11)を満たすようにすることで、各領域の面積加重平均により計算される第1光束の回折効率を高く確保することが可能となる。
η11≦η21 (11)
但し、η11は中央領域における第1光束の回折効率を表し、η21は周辺領域における第1光束の回折効率を表す。なお、中央領域の回折効率を第2、第3波長の光束重視とした場合には、中央領域の第1光束の回折効率は低くなるが、第1光ディスクの開口数が第3光ディスクの開口数に比べて大きい場合は、第1光束の有効径全体で考えると中央領域の回折効率低下はそれほど大きな影響を与えない。
但し、η11は中央領域における第1光束の回折効率を表し、η21は周辺領域における第1光束の回折効率を表す。なお、中央領域の回折効率を第2、第3波長の光束重視とした場合には、中央領域の第1光束の回折効率は低くなるが、第1光ディスクの開口数が第3光ディスクの開口数に比べて大きい場合は、第1光束の有効径全体で考えると中央領域の回折効率低下はそれほど大きな影響を与えない。
なお、本明細書における回折効率は、以下のように定義することができる。
(1)同一の焦点距離、レンズ厚さ、開口数を有し、同一の材料で形成され、第1及び第2光路差付与構造が形成されない対物光学素子の透過率を、中央領域、周辺領域に分けて測定する。この際、中央領域の透過率は、周辺領域に入射する光束を遮断して測定し、周辺領域の透過率は中央領域に入射する光束を遮断して測定する。
(2)第1及び第2光路差付与構造を有する対物光学素子の透過率を、中央領域と周辺領域に分けて測定する。
(3)上記(2)の結果を(1)の結果で割った値を各領域の回折効率とする。
(1)同一の焦点距離、レンズ厚さ、開口数を有し、同一の材料で形成され、第1及び第2光路差付与構造が形成されない対物光学素子の透過率を、中央領域、周辺領域に分けて測定する。この際、中央領域の透過率は、周辺領域に入射する光束を遮断して測定し、周辺領域の透過率は中央領域に入射する光束を遮断して測定する。
(2)第1及び第2光路差付与構造を有する対物光学素子の透過率を、中央領域と周辺領域に分けて測定する。
(3)上記(2)の結果を(1)の結果で割った値を各領域の回折効率とする。
また、第1光束乃至第3光束の何れか二つの光束の光利用効率が80%以上であって、残りの一つの光束の光利用効率を30%以上、80%以下にするようにしてもよい。残りの一つの光束の光利用効率を40%以上、70%以下にするようにしてもよい。この場合、光利用効率を30%以上、80%以下(または40%以上、70%以下)とする光束は、第3光束であることが好ましい。
なお、ここでいう光利用効率とは、第1光路差付与構造及び第2光路差付与構造が形成された対物光学素子(第3光路差付与構造が形成されていてもよい)により光ディスクの情報記録面上に形成された集光スポットのエアリーディスク内の光量をAとし、同一の材料から形成され、且つ、同一の焦点距離、軸上厚さ、開口数、波面収差を有し、第1光路差付与構造、第2光路差付与構造及び第3光路差付与構造が形成されない対物光学素子により、光情報記録媒体の情報記録面上に形成された集光スポットのエアリーディスク内の光量をBとしたとき、A/Bにより算出するものとする。なお、ここでいうエアリーディスクとは、集光スポットの光軸を中心とする半径r‘の円をいう。r’=0.61・λ/NAで表される。
また、第1光路差付与構造を通過した第3光束において、最大の光量となる回折次数の回折光の光量と、次に大きな光量となる回折次数の回折光の光量の差、即ち、第1ベストフォーカスを形成する回折光の光量と、第2ベストフォーカスを形成する回折光の光量の差が、0%以上、20%以下である場合、特に第3光ディスクにおけるトラッキング特性を良好に保つことが困難であるが、本発明は、そのような状況においても、トラッキング特性を良好にすることを可能とする。
第1光束、第2光束及び第3光束は、平行光として対物光学素子に入射してもよいし、発散光若しくは収束光として対物光学素子に入射してもよい。好ましくは、第1光束及び第2光束の、対物光学素子への入射光束の倍率m1、m2が、下記の式(2)、(3)を満たすことである。
−0.02<m1<0.02 (2)
−0.02<m2<0.02 (3)
−0.02<m1<0.02 (2)
−0.02<m2<0.02 (3)
また、第3光束を平行光又は略平行光として対物光学素子に入射させる場合、第3光束の対物光学素子への入射光束の倍率m3が、下記の式(4)を満たすことが好ましい。第3光束が平行光である場合、トラッキングにおいて問題が発生しやすくなるが、本発明は第3光束が平行光であっても、良好なトラッキング特性を得ることを可能とし、3つの異なる光ディスクに対して記録及び/又は再生を適切に行う事を可能とする。
−0.02<m3<0.02 (4)
−0.02<m3<0.02 (4)
一方で、第3光束を発散光として対物光学素子に入射させる場合、第3光束の対物光学素子への入射光束の倍率m3が、下記の式(5)を満たすことが好ましい。
−0.10<m3<0.00 (5)
−0.10<m3<0.00 (5)
各光源から出射される光束の波長(特に第1光源から出射される第1光束の波長)が±5nm変化した際に、各光ディスク(特に第1光ディスク)の情報記録面上での波面収差の変化量が0.010λ1rms以上、0.095λ1rms以下となることが好ましい。また、環境温度を設計基準温度より±30℃変化させた際に、第1光束の球面収差を補正し、第1光ディスクの情報記録面上での波面収差の変化量が0.010λ1rms以上、0.095λ1rms以下となることが好ましい。
また、第3光ディスクを用いる際の対物光学素子のワーキングディスタンス(WD)は、0.20mm以上、1.5mm以下であることが好ましい。好ましくは、0.3mm以上、1.00mm以下である。次に、第2光ディスクを用いる際の対物光学素子のWDは、0.4mm以上、0.7mm以下であることが好ましい。さらに、第1光ディスクを用いる際の対物光学素子のWDは、0.4mm以上、0.9mm以下(t1<t2である場合は、0.6mm以上、0.9mm以下が好ましい)であることが好ましい。
対物光学素子の入射瞳径は、第1光ディスクを用いる際に、φ2.8mm以上、φ4.5mm以下であることが好ましい。
温度特性(405nmの使用波長における対物光学素子の3次球面収差の温度依存性)がよくて、波長特性(500nm以下の使用波長における対物光学素子の3次球面収差の波長依存性)があまりよくない対物光学素子を用いるようにしてもよい。例えば、「温度特性がよい」、とは、対物光学素子を含む光学系全体での温度特性(|δSA3/δT|(λrms/℃))が、0以上、0.02以下であることを意味し、対物光学素子単独での温度特性(|δSA3/δT|(λrms/℃))が、0.03以上、0.08以下であることを意味する。また、「波長特性があまりよくない」とは、対物光学素子の波長特性(|δSA3/δλ|(λrms/nm))が、0.1より小さく、0.01以上(0.02以上としてもよい)を意味する。
本発明によれば、簡素且つコンパクトでありながら波長検出を行える波長検出装置、及びそれを用いた光ピックアップ装置及び光情報記録媒体記録再生装置を提供することができる。
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。まず、図5を用いて本発明による波長検出装置を用いた光ピックアップ装置PU1について説明する。かかる光ピックアップ装置PU1は、光情報記録媒体記録再生装置に搭載できる。図5は、高密度光ディスクであるBD(第1光ディスク)とDVD(第2光ディスク)とCD(第3光ディスク)との何れに対しても適切に情報の記録・再生を行える光ピックアップ装置PUの構成を概略的に示す図である。BDの仕様は、第1波長λ1=405nm、保護基板PL1の厚さt1=0.1mm、開口数NA1=0.85であり、DVDの仕様は、第2波長λ2=655nm、保護基板PL2の厚さt2=0.6mm、開口数NA2=0.65であり、CDの仕様は、第3波長λ3=785nm、保護基板PL3の厚さt3=1.2mm、開口数NA3=0.45である。但し、波長、保護基板の厚さ、及び開口数の組合せはこれに限られない。尚、本実施の形態では高密度光ディスクとしてBDを例に挙げたが、それに限らずHD DVDを用いることもできる。
光ピックアップ装置PU1は、対物光学素子OBJ、絞りST、コリメートレンズCL、偏光ダイクロイックプリズムPPS、BDに対して情報の記録/再生を行う場合に発光され405nmのレーザ光束(第一光束)を射出する第1半導体レーザLD1(第1光源)と、BDの情報記録面RL1からの反射光束を受光する第1の受光素子PD1と、レーザモジュールLM等を有する。本実施の形態においては、コリメートレンズCLが球面収差補正手段及び光利用効率補償手段を構成する。
また、レーザモジュールLMは、DVDに対して情報の記録/再生を行う場合に発光され658nmのレーザ光束(第2光束)を射出する第2半導体レーザEP1(第2光源)と、CDに対して情報の記録/再生を行う場合に発光され785nmのレーザ光束(第3光束)を射出する第3半導体レーザEP2(第3光源)と、DVDの情報記録面RL2からの反射光束を受光する第2の受光素子DS1と、CDの情報記録面RL3からの反射光束を受光する第3の受光素子DS2と、プリズムPSと、を有している。
図1及び図4に示されるように、本実施の形態の対物光学素子OBJにおいて、光源側の非球面光学面に光軸を含む中央領域CNと、その周囲に配置された周辺領域MDと、更にその周囲に配置された最周辺領域OTとが、光軸を中心とする同心円状に形成されている。なお、図1及び図4の中央領域、周辺領域、最周辺領域の面積などの比率は正確には表されていない。中央領域CNの全面には、第1光路差付与構造が設けられており、周辺領域MDの全面には第2光路差付与構造が設けられている。また、最周辺領域OTには第3光路差付与構造が設けられている。
光ピックアップ装置PUにおいて、BDに対して情報の記録/再生を行う場合には、コリメートレンズCLから青紫色レーザ光束が平行光束の状態で射出されるように、1軸アクチュエータAC2によりコリメートレンズCLの位置を光軸方向に調整した後、青紫色半導体レーザLD1を発光させる。
青紫色半導体レーザLD1から射出された第1光束(λ1=405nm)の発散光束は、偏光ダイクロイックプリズムPPSを透過し、コリメートレンズCLにより平行光束とされた後、図示しない1/4波長板により直線偏光から円偏光に変換され、絞りSTによりその光束径が規制され、対物光学素子OBJによって厚さ0.1mmの保護基板PL1を介して、BDの情報記録面RL1上に形成されるスポットとなる。
情報記録面RL1上で反射した光束は、再び対物光学素子OBJ、絞りSTを透過した後、図示しない1/4波長板により円偏光から直線偏光に変換され、コリメートレンズCLにより収斂光束とされ、偏光ダイクロイックプリズムPPSを透過した後、第1の受光素子PD1の受光面上に収束する。そして、第1の受光素子PD1の出力信号を用いて、2軸アクチュエータACにより対物光学素子OBJをフォーカシングやトラッキングさせることで、BDに記録したり、また、記録された情報を読み取ることができる。
また、光ピックアップ装置PU1において、DVDに対して情報の記録/再生を行う場合には、コリメートレンズCLから赤色レーザ光束が平行光束の状態で射出されるように、1軸アクチュエータAC2によりコリメートレンズCLの位置を光軸方向に調整した後、赤色半導体レーザEP1を発光させる。
赤色半導体レーザEP1から射出された第2光束(λ2=658nm)の発散光束は、プリズムPSで反射された後、偏光ダイクロイックプリズムPPSにより反射され、コリメートレンズCLにより平行光束とされた後、図示しない1/4波長板により直線偏光から円偏光に変換され、対物光学素子OBJに入射する。ここで、対物光学素子OBJの中央領域と周辺領域により集光された(最周辺領域を通過した光束はフレア化され、スポット周辺部を形成する)光束は、厚さ0.6mmの保護基板PL2を介して、DVDの情報記録面RL2に形成されるスポットとなり、スポット中心部を形成する。
情報記録面RL2上で反射した光束は、再び対物光学素子OBJ、絞りSTを透過した後、図示しない1/4波長板により円偏光から直線偏光に変換され、コリメートレンズCLにより収斂光束とされ、偏光ダイクロイックプリズムPPSにより反射された後、その後、プリズム内で2回反射された後、第2の受光素子DS1に収束する。そして、第2の受光素子DS1の出力信号を用いてDVDに記録したり、また、記録された情報を読み取ることができる。
また、光ピックアップ装置PU1において、CDに対して情報の記録/再生を行う場合には、コリメートレンズCLから赤外レーザ光束が平行光束の状態で射出されるように、1軸アクチュエータAC2によりコリメートレンズCLの位置を光軸方向に調整した後、赤外半導体レーザEP2を発光させる。
赤外半導体レーザEP2から射出された第3光束(λ3=785nm)の発散光束は、プリズムPSで反射された後、偏光ダイクロイックプリズムPPSにより反射され、コリメートレンズCLにより平行光束とされた後、図示しない1/4波長板により直線偏光から円偏光に変換され、対物光学素子OBJに入射する。ここで、対物光学素子OBJの中央領域により集光された(周辺領域及び最周辺領域を通過した光束はフレア化され、スポット周辺部を形成する)光束は、厚さ1.2mmの保護基板PL3を介して、CDの情報記録面RL3上に形成されるスポットとなる。
情報記録面RL3上で反射した光束は、再び対物光学素子OBJ、絞りSTを透過した後、図示しない1/4波長板により円偏光から直線偏光に変換され、コリメートレンズCLにより収斂光束とされ、偏光ダイクロイックプリズムPPSにより反射された後、その後、プリズム内で2回反射された後、第3の受光素子DS2に収束する。そして、第3の受光素子DS2の出力信号を用いてCDに記録したり、また、記録された情報を読み取ることができる。
青紫色半導体レーザLD1から出射された第1光束が平行光束で対物光学素子OBJに入射したときに、中央領域の第1光路差付与構造、周辺領域の第2光路差付与構造及び最周辺領域の第3光路差付与構造は、第1光束の球面収差を適正に補正し、保護基板の厚さt1のBDに対して適切に情報の記録及び/又は再生を行うことができる。又、赤色半導体レーザEP1から出射された第2光束が平行光束で対物光学素子OBJに入射したときに、中央領域の第1光路差付与構造、周辺領域の第2光路差付与構造は、BDとDVDの保護基板の厚さの差異及び第1光束と第2光束の波長の差異に起因して発生する第2光束の球面収差を適正に補正し、最周辺領域の第3光路差付与構造は第2光束をDVDの情報記録面上でフレアとするため、保護基板の厚さt2のDVDに対して適切に情報の記録及び/又は再生を行うことができる。又、赤外半導体レーザEP2から出射された第3光束が平行光束で対物光学素子OBJに入射したときに、中央領域の第1光路差付与構造は、BDとCDの保護基板の厚さの差異及び第1光束と第3光束の波長の差異に起因して発生する第3光束の球面収差を適正に補正し、周辺領域の第2光路差付与構造及び最周辺領域の第3光路差付与構造は第3光束をCDの情報記録面上でフレアとするため、保護基板の厚さt3のCDに対して適切に情報の記録及び/又は再生を行うことができる。また、中央領域の第1光路差付与構造は、記録再生に用いられる第3光束の必要光の集光スポットと、第3光束の不要光の集光スポットとを適正な距離だけ離し、それにより、CDを用いた際のトラッキング特性も良好にする。加えて、周辺領域の第2光路差付与構造は、第1光束及び第2光束に対して、レーザの製造誤差等の理由によって波長が基準波長からずれた際に、スフェロクロマティズム(色球面収差)を補正することができる。
光ピックアップ装置PU1では、コリメートレンズCLを1軸アクチュエータAC2により光軸方向に駆動させることで、BD使用時の球面収差を補正できる。かかる球面収差補正機構により、青紫色半導体レーザLD1の製造誤差による波長ばらつき、温度変化に伴う対物光学系の屈折率変化や屈折率分布、多層ディスクの情報記録層間のフォーカスジャンプ、保護基板PL1の製造誤差による厚さばらつきや厚み分布等に起因する球面収差を補正可能である。尚、この球面収差補正機構により、DVD使用時やCD使用時の球面収差を補正しても良い。
更に、本実施の形態の光ピックアップ装置は、波長検出装置を設けている。波長検出装置は、レンズLSと、フィルタ素子FLTと、第1の光検出部PDA及び第2の光検出部PDBからなる光検出器PDXとを有する。光検出器PDA、PDBは、受けた光の強度に応じて独立して信号を出力できるようになっている。フィルタ素子FLTは選択的透過反射面TRPを有している。第1の光検出部PDA及び第2の光検出部PDBの信号は、コリメートレンズCLの光軸方向位置を制御するコントローラCPUに入力されている。
図6は、選択的透過反射面TRPの特性を示す図である。選択的透過反射面TRPに被覆された反射膜は、図6に示すように、通過する光束の波長が長くなるにつれて反射率が減少し、その代わり透過率が増大するようになっており、反射率及び透過率はそれぞれ405nmで50%となっている。なお、波長405nmにおける反射率、透過率は50%に限定されるものではない。また、反射率、透過率の和は、使用する光源の波長付近(ここでは400nm〜410nm)において、一定であることが望ましい。
半導体レーザLD1から出射された光束は、偏光ダイクロイックプリズムPPSにおいて、その大部分が透過されて光ディスク側に向かうが、一部は反射されてレンズLSを介してフィルタ素子FLTに入射する。ここで、その入射光束の一部は、選択的透過反射面TRPを通過して第1の光検出部PDAに入射すると共に、入射光束の残りは、選択的透過反射面TRPで反射されて第2の光検出部PDBに入射する。
上述したように、選択的透過反射面TRPに被覆された反射膜は、図6に示す特性を有するので、基準波長に等しい波長405nmの光束がフィルタ素子FLTに入射した場合、2つの光検出部PDA、PDBは同じ強度の光を受光することとなるため、それらの信号を比較することによりコントローラCPUは、半導体レーザLD1の光源波長は405nmであると判断できる。かかる場合、コントローラCPUは、コリメートレンズCLを光ディスクごとの基準位置にセットする。
更に、基準波長より長い波長(例えば410nm)の光束がフィルタ素子FLTに入射した場合、図6に示す特性から、選択的透過反射面TRPで透過する光束は、反射する光束よりも多くなる。即ち、第1の光検出部PDAで検出される受光量は、第2の光検出部PDBで検出される受光量より多くなる。従って、第1の検出部PDAから出力された信号は、第2の検出部PDBから出力された信号より大きくなり、これらを入力したコントローラCPUは、信号の差分をとることで光源波長が405nmより長い(例えば410nm)と直接的又は間接的に判断できるので、コリメートレンズCLを、光源波長が410nmである場合に適した位置へとシフトさせる。これにより波長変動に起因して増大する球面収差を抑制したり、光利用効率を補償することができる。
これとは逆に、基準波長より短い波長(例えば400nm)の光束がフィルタ素子FLTに入射した場合、図6に示す特性から、選択的透過反射面TRPで透過する光束は、反射する光束よりも小さくなる。即ち、第1の光検出部PDAで検出される受光量は、第2の光検出部PDBで検出される受光量より少なくなる。従って、第1の検出部PDAから出力された信号は、第2の検出部PDBから出力された信号より小さくなり、これらを入力したコントローラCPUは、信号の差分をとることで光源波長が405nmより短い(例えば400nm)と直接的又は間接的に判断できるので、コリメートレンズCLを、光源波長が400nmである場合に適した位置へとシフトさせる。これにより波長変動に起因して増大する球面収差を抑制したり、光利用効率を補償することができる。尚、レンズLSは必須の構成ではないが、これを設けることで光検出部PDA、PDBにおける光束径を小さくできるので波長検出装置をコンパクトにできる。フィルタ素子FLTはプリズム型に限らず平行平板であっても良い。同様の波長検出装置により、半導体レーザEP1、EP2の波長変動を測定してコリメートレンズCLをシフトさせても良い。また、光検出部の信号から波長そのものを求めなくても、波長に相関する値を求めて、それに基づいて光学性能を制御するようにしても良い。例えば、第1光検出部と第2光検出部との信号(それぞれPDA値、PDB値とする)の差を、第1光検出部と第2光検出部との信号の和で除した値((PDA値−PDB値)/(PDA値+PDB値))に基づいて、光学性能を制御するようにしても良い。
図7は、図5に示す波長検出器に置き換えることができる第2の実施の形態にかかる波長検出装置の概略構成図である。青紫色半導体レーザLD1から射出された第1光束の発散光束は、偏光ダイクロイックプリズムPPSにより、その一部が反射され、集光レンズLSにより収斂光束となり、フーコープリズムの一形態である屋根型形状の波長フィルタFLTにより2方向に分割され、光検出器PDXに略集光される。光検出器PDXは、図7(a)に示すように、第1の光検出部PDAと第2の光検出器PDBを有しており、それら二つの光検出部を一体に形成しており、受けた光の強度に応じて独立して信号を出力できるようになっている。フィルタ素子FLTは、第1の面に第1の膜MAを形成し、別な第2の面に第2の膜MBを形成している。第1の膜MAは、図7(b)に示すように、通過する光束の波長が長くなるにつれて光透過率が増大する透過率特性Aを有し、第2の膜MBは、図7(b)に示すように、通過する光束の波長が長くなるにつれて光透過率が減少する第2の透過率特性Bを有するが、両者の光透過率は405nmでほぼ等しくなっている。波長フィルタ素子FLTに入射した光束のうちの半分は、第1の膜MAを通過した後屈折して第1の光検出部PDAに入射し、残りの半分は第2の膜MBを通過した後屈折して第2の光検出部PDBに入射する。
ここで、基準波長に等しい波長405nmの光束がフィルタ素子FLTに入射した場合、図7(b)に示す特性から、第1の膜MAを通過した光束と、第2の膜MBを通過した光束とが同じ強度になる。従って、2つの光検出部PDA、PDBから出力された信号を入力したコントローラCPUは、光源波長が405nmであると判断できるので、コリメートレンズCLを基準位置にセットすればよい。
更に、基準波長より長い波長410nmの光束がフィルタ素子FLTに入射した場合、図7(b)に示す特性から、第1の膜MAを通過した光束は、第2の膜MBを通過した光束に対して強度が高くなる。従って、第1の光検出部PDAから出力された信号は、第2の光検出部PDBから出力された信号より大きくなり、これらを入力したコントローラCPUは、信号の差分をとることで光源波長が410nmであると判断できるので、コリメートレンズCLを、光源波長が410nmである場合に適した位置へとシフトさせる。これにより波長変動に起因して増大する球面収差を抑制したり、光利用効率を補償することができる。
これとは逆に、基準波長より短い波長400nmの光束がフィルタ素子FLTに入射した場合、図7(b)に示す特性から、第1の膜MAを通過した光束は、第2の膜MBを通過した光束に対して強度が低くなる。従って、第1の光検出部PDAから出力された信号は、第2の光検出部PDBから出力された信号より小さくなり、これらを入力したコントローラCPUは、信号の差分をとることで光源波長が400nmであると判断できるので、コリメートレンズCLを、光源波長が400nmである場合に適した位置へとシフトさせる。これにより波長変動に起因して増大する球面収差を抑制したり、光利用効率を補償することができる。尚、レンズLSは必須の構成ではないが、これを設けることで光検出部PDA、PDBにおける光束径を小さくできるので波長検出装置をコンパクトにできる。同様の波長検出手段により、半導体レーザEP1、EP2の波長変動を測定してコリメートレンズCLをシフトさせても良い。
図7(c)、(d)は、図7(a)における第1の膜MA、第2の膜MBを、レンズLSの一方の面に設け、レンズLSに波長フィルタ機能を持たせた変形例を示す図である。本変形例によれば、図7(a)における屋根型形状のFLTを省略できるので、部品点数の削減、コストダウン、コンパクト化がはかれる。なお、上述の実施例において、検出部PDA、PDBの各出力の差分を取るのは、検出感度を高めるため、また雰囲気温度等、環境の変化によって反射率、透過率に変化が生じた場合、その影響を小さくするためである。また、検出部PDA、PDBの各出力信号(PDA値、PDB値とする)の差分を、各出力信号の和で除することにより、記録時や再生時のように必要な光量が異なる場合にも、球面収差の抑制や光利用効率の補償が可能となる。一例として、以下の式(PDA値−PDB値)/(PDA値+PDB値)の演算を行なえばよい。また、各出力信号の和は、各光源の光束の光量制御に用いることもできる。
(実施例)
図5の光ピックアップ装置に用いることができる実施例について説明する。本実施例において、対物光学素子は、単玉のポリオレフィン系のプラスチックレンズである。対物光学素子の光学面の中央領域CNの全面には、第1光路差付与構造が形成されている。光学面の周辺領域MDの全面には、第2光路差付与構造が形成されている。光学面の最周辺領域OTの全面には、第3光路差付与構造が設けられている。
また、本実施例において、第1光路差付与構造は、第1基礎構造、第2基礎構造に加えて、第3基礎構造が重畳された構造となっており、二種類の鋸歯状の回折構造とバイナリ構造とが重畳された形状となっている。断面形状は、図4においてCNと示されている部分として示されている。鋸歯状の回折構造である第3基礎構造は、第1光束の10次の回折光の光量を他のいかなる次数(0次即ち透過光も含む)の回折光の光量よりも大きくし、第2光束の6次の回折光の光量を他のいかなる次数(0次即ち透過光も含む)の回折光の光量よりも大きくし、第3光束の5次の回折光の光量を他のいかなる次数(0次即ち透過光も含む)の回折光量よりも大きくするように設計されている。
本実施例において、第2光路差付与構造は、図8のMDとして示されているように、第1基礎構造と第四基礎構造を重畳した構造となっており、二種類の鋸歯状の回折構造が重畳された形状となっている。
本実施例において、第3光路差付与構造は、図8のOTとして示されているように、第四基礎構造のみを有する構造となっており、一種類の鋸歯状の回折構造のみを有する形状となっている。
以下の表1に、本実施例のレンズデータを示す。なお、これ以降において、10のべき乗数(例えば、2.5×10-3)を、E(例えば、2.5E−3)を用いて表すものとする。また図9に、本実施例の縦球面収差図を示す。縦球面収差図の縦軸の1.0は、BDにおいては、NA0.85またはΦ2.7mmを表し、DVDにおいては、NA0.6より僅かに大きな値、または、Φ2.28mmより僅かに大きな値を表し、CDにおいては、NA0.45より僅かに大きな値、または、Φ2.37mmより僅かに大きな値を表す。なお、実施例において、L=0.60mmである。したがって、L/f=0.60/2.53=0.237である。
対物光学素子の光学面は、それぞれ数1式に、表に示す係数を代入した数式で規定される、光軸の周りに軸対称な非球面に形成されている。
ここで、X(h)は光軸方向の軸(光の進行方向を正とする)、κは円錐係数、A2iは非球面係数、hは光軸からの高さである。
また、回折構造により各波長の光束に対して与えられる光路長は、数2式の光路差関数に、表に示す係数を代入した数式で規定される。
尚、λは入射光束の波長、λBは製造波長(ブレーズ化波長)、dorは回折次数、B2iは光路差関数の係数である。本実施例の対物光学素子を用いて、本発明の光ピックアップ装置でBDの記録再生を行う場合、第1光源の波長が製造誤差により基準波長からずれている場合であっても、当該波長のずれを検出することが可能となり、その検出結果に基づいてカップリングレンズCLを光軸方向に適量移動させることにより、球面収差が補正され、BDに対する記録再生が良好に行われる。
AC1 2軸アクチュエータ
AC2 1軸アクチュエータ
CL コリメートレンズ
CN 中央領域
CPU コントローラ
DS1 第1受光素子
DS2 第2受光素子
EP1 赤色半導体レーザ
EP2 赤外半導体レーザ
FLT フィルタ素子
LD1 青紫色半導体レーザ
LM レーザモジュール
MA 第1の膜
MB 第2の膜
MD 周辺領域
OBJ 対物光学素子
OT 最周辺領域
PDX 光検出器
PDA 第1の光検出部
PDB 第2の光検出部
PL1 保護基板
PL2 保護基板
PL3 保護基板
PPS 偏光ダイクロイックプリズム
PS プリズム
PU1 光ピックアップ装置
RL1 情報記録面
RL2 情報記録面
RL3 情報記録面
SCN スポット中心部
SMD スポット中間部
SOT スポット周辺部
ST 絞り
AC2 1軸アクチュエータ
CL コリメートレンズ
CN 中央領域
CPU コントローラ
DS1 第1受光素子
DS2 第2受光素子
EP1 赤色半導体レーザ
EP2 赤外半導体レーザ
FLT フィルタ素子
LD1 青紫色半導体レーザ
LM レーザモジュール
MA 第1の膜
MB 第2の膜
MD 周辺領域
OBJ 対物光学素子
OT 最周辺領域
PDX 光検出器
PDA 第1の光検出部
PDB 第2の光検出部
PL1 保護基板
PL2 保護基板
PL3 保護基板
PPS 偏光ダイクロイックプリズム
PS プリズム
PU1 光ピックアップ装置
RL1 情報記録面
RL2 情報記録面
RL3 情報記録面
SCN スポット中心部
SMD スポット中間部
SOT スポット周辺部
ST 絞り
Claims (13)
- 波長が変化するにつれて透過率と反射率とが変化するフィルタ素子と、
前記フィルタ素子を通過した光束を入射する第1の光検出部と、前記フィルタ素子で反射した光束を入射する第2の光検出部とを備えた光検出器と、を有することを特徴とする波長検出装置。 - 波長が変化するにつれて透過率が変化する第1の特性のフィルタを形成した第1面と、波長が変化するにつれて透過率が変化する、前記第1の特性とは異なる第2の特性のフィルタを形成した第2面とを有するフィルタ素子と、
前記第1面を通過した光束を入射する第1の光検出部と、前記第2面を通過した光束を入射する第2の光検出部とを備えた光検出器と、を有することを特徴とする波長検出装置。 - 前記第1の光検出部と、前記第2の光検出部とが、一体に形成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の波長検出装置。
- 前記第1の特性は、波長が長くなるにつれて透過率が減少し、前記第2の特性は、波長が長くなるにつれて透過率が増大することを特徴とする請求項2に記載の波長検出装置。
- 前記第1の光検出部からの信号と、前記第2の光検出部からの信号とに基づいて、前記フィルタ素子に入射した光束の波長が求められることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の波長検出装置。
- 第1波長λ1の第1光束を射出する第1光源と、前記第1光束を厚さがt1の保護基板を有する第1光ディスクの情報記録面上に集光させるための対物光学素子と、を有し、前記第1光束を前記第1光ディスクの情報記録面上に集光させることによって情報の記録及び/又は再生を行う光ピックアップ装置において、
波長が変化するにつれて透過率と反射率とが変化するフィルタ素子と、
前記フィルタ素子を通過した光束を入射する第1の光検出部と、前記フィルタ素子で反射した光束を入射する第2の光検出部とを備えた光検出器と、を有し、
前記第1の光検出部からの信号と、前記第2の光検出部からの信号とに基づいて、光学性能の制御を行うことを特徴とする光ピックアップ装置。 - 第1波長λ1の第1光束を射出する第1光源と、前記第1光束を厚さがt1の保護基板を有する第1光ディスクの情報記録面上に集光させるための対物光学素子と、を有し、前記第1光束を前記第1光ディスクの情報記録面上に集光させることによって情報の記録及び/又は再生を行う光ピックアップ装置において、
波長が変化するにつれて透過率が変化する第1の特性のフィルタを形成した第1面と、波長が変化するにつれて透過率が変化する、前記第1の特性とは異なる第2の特性のフィルタを形成した第2面とを有するフィルタ素子と、
前記第1面を通過した光束を入射する第1の光検出部と、前記第2面を通過した光束を入射する第2の光検出部とを備えた光検出器と、を有し、
前記第1の光検出部からの信号と、前記第2の光検出部からの信号とに基づいて、光学性能の制御を行うことを特徴とする光ピックアップ装置。 - 前記第1の光検出部と、前記第2の光検出部とが、一体に形成されていることを特徴とする請求項6又は7に記載の光ピックアップ装置。
- 前記光ピックアップ装置は、第2波長λ2(λ1<λ2)の第2光束を射出する第2光源を有し、前記対物光学素子は、前記第2光束を厚さがt2(t1≦t2)の保護基板を有する第2光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第2光束を前記第2光ディスクの情報記録面上に集光させることによって情報の記録及び/又は再生を行い、前記対物光学素子は、光路差付与構造を有する単玉のプラスチックレンズであることを特徴とする請求項6又は7に記載の光ピックアップ装置。
- 前記光ピックアップ装置は、第3波長λ3(λ2<λ3)の第3光束を射出する第3光源を有し、前記対物光学素子は、前記第3光束を厚さがt3(t2<t3)の保護基板を有する第3光ディスクの情報記録面上に集光させ、前記第3光束を前記第3光ディスクの情報記録面上に集光させることによって情報の記録及び/又は再生を行うことを特徴とする請求項9に記載の光ピックアップ装置。
- 前記第1の光検出部からの信号と、前記第2の光検出部からの信号とに基づいて、球面収差を補正する球面収差補正手段が設けられていることを特徴とする請求項6乃至10のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
- 前記第1の光検出部からの信号と、前記第2の光検出部からの信号とに基づいて、光利用効率を補償する光利用効率補償手段が設けられていることを特徴とする請求項6乃至11のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
- 請求項1〜12のいずれかに記載の光ピックアップ装置を用いたことを特徴とする光情報記録媒体記録再生装置。
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JP2006161189A JP2007328885A (ja) | 2006-06-09 | 2006-06-09 | 波長検出装置、光ピックアップ装置及び光情報記録媒体記録再生装置 |
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- 2006-06-09 JP JP2006161189A patent/JP2007328885A/ja active Pending
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