JP2011108359A - Device for recording and reproducing optical information - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光学的情報記録媒体に情報を記録又は再生する光学式情報記録再生装置、特に、複数の記録層を有する情報記録媒体に情報を記録又は再生する場合のコマ収差の補正技術に関するものである。 The present invention relates to an optical information recording / reproducing apparatus for recording or reproducing information on an optical information recording medium, and more particularly to a technique for correcting coma aberration when information is recorded or reproduced on an information recording medium having a plurality of recording layers. It is.
近年、光ディスクの大容量化への要求は益々大きくなっている。光ディスクの記録密度を向上させるには、例えば、対物レンズのNA(開口数)を上げることにより、ビームスポットを小径化することが有効である。近年においては、対物レンズのNAが0.85のシステムが実用化されるに至っている。 In recent years, the demand for increasing the capacity of optical disks has been increasing. In order to improve the recording density of the optical disk, it is effective to reduce the beam spot diameter by increasing the NA (numerical aperture) of the objective lens, for example. In recent years, systems with an objective lens NA of 0.85 have come into practical use.
また、光ディスクの記録層を多層化することも、光学系をほとんど変えずに容量が倍増するため、大容量化に非常に有効である。しかし、基板厚の違いによる球面収差の発生量はNA4に比例するため、高NA化に伴ってその影響は著しく増大する。例えば、波長405nm、NA0.85の光学系の場合、基板厚誤差は数μmで回折限界を超えてしまうため、単層ディスクであっても球面収差の補正が必要となっている。 Also, increasing the recording layer of the optical disk is very effective for increasing the capacity because the capacity doubles without changing the optical system. However, since the amount of spherical aberration generated due to the difference in substrate thickness is proportional to NA 4 , the influence increases remarkably as the NA increases. For example, in the case of an optical system having a wavelength of 405 nm and NA of 0.85, the substrate thickness error is several μm and exceeds the diffraction limit. Therefore, it is necessary to correct spherical aberration even for a single-layer disc.
光ディスクの記録層を多層化した場合、層間距離は10μm以上必要とされ、球面収差の補正量は更に増大する。球面収差の補正手段には、対物レンズへの入射光の発散角ないし収束角を変化させるビームエキスパンダーが実用化されている。 When the recording layer of the optical disk is made multi-layered, the interlayer distance is required to be 10 μm or more, and the correction amount of the spherical aberration further increases. A beam expander that changes the divergence angle or the convergence angle of light incident on the objective lens has been put to practical use as a means for correcting spherical aberration.
更に、最近では、システムマージンの向上のため、記録系DVDを始めとして、コマ収差の補正機構を設けることも主流となってきている。コマ収差の補正には、光ピックアップ全体を傾ける方法が従来から用いられている。しかし、傾ける部分が大きく重いため、その駆動機構及び駆動源を設けるためのスペースが必要となり、装置が大型化するという問題がある。 Furthermore, recently, in order to improve the system margin, it has become the mainstream to provide a coma aberration correcting mechanism including a recording DVD. In order to correct coma aberration, a method of tilting the entire optical pickup has been conventionally used. However, since the tilted portion is large and heavy, a space for providing the drive mechanism and drive source is required, and there is a problem that the apparatus becomes large.
それに対し、対物レンズのみを傾ける方式、或いは液晶によるコマ補正方式が実用化されてきている。対物レンズのみを傾ける方式の場合には、チルトアクチュエータ上に対物レンズを搭載し、ディスクチルトの量に応じて対物レンズを傾けることによりコマ収差を補正する。 On the other hand, a method of tilting only the objective lens or a frame correction method using liquid crystal has been put into practical use. In the case of a system in which only the objective lens is tilted, the coma aberration is corrected by mounting the objective lens on the tilt actuator and tilting the objective lens according to the amount of disc tilt.
一般的な対物レンズ及び無限系の光学系の場合、特開2005−108398号公報にはディスクのチルトによって発生するコマ収差量と、対物レンズのチルトによって発生するコマ収差量はほぼ等しいことが記載されている(特許文献1)。そのため、ディスクと対物レンズを平行となるように駆動すれば、コマ収差はほぼ最適に補正することが可能となる。 In the case of a general objective lens and an infinite optical system, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-108398 describes that the amount of coma generated by the tilt of the disk is substantially equal to the amount of coma generated by the tilt of the objective lens. (Patent Document 1). Therefore, if the disk and the objective lens are driven to be parallel, the coma aberration can be corrected almost optimally.
液晶によるコマ補正方式には、例えば、特開2000−090479号公報に記載されたものがある(特許文献2)。同公報のものでは、液晶素子はディスクチルトによって発生するコマ収差の分布の形状に対応した形状を有する複数のパターン電極を有し、ディスクチルトの量に応じて液晶素子への印加電圧を変えて逆符号のコマ収差を発生させて、コマ収差を補正する。 An example of a frame correction method using liquid crystal is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-090479 (Patent Document 2). In the publication, the liquid crystal element has a plurality of pattern electrodes having a shape corresponding to the shape of the distribution of coma aberration generated by the disk tilt, and the voltage applied to the liquid crystal element is changed according to the amount of the disk tilt. The coma with the opposite sign is generated to correct the coma.
以上のように、近年の対物レンズの高NA化と光ディスクの多層化の流れにより、今後コマ収差と球面収差を同時に補正する機構を有することが光ピックアップにとって必要な機能となってくると予想される。 As described above, due to the recent trend toward higher NA of objective lenses and multilayered optical disks, it is expected that having a mechanism for simultaneously correcting coma and spherical aberration will become a necessary function for optical pickups. The
上述のようにビームエキスパンダー等により非平行光とすることで球面収差を補正する場合には、ディスクの透過層厚に応じてディスクのチルトによって発生するコマ収差量と、対物レンズのチルトによって発生するコマ収差量の比率が変化してしまう。 As described above, when spherical aberration is corrected by using non-parallel light by a beam expander or the like, the amount of coma generated by the tilt of the disc according to the thickness of the transmission layer of the disc and the tilt of the objective lens are generated. The coma aberration ratio changes.
このため、多層ディスクを読み書きする時異なる透過層厚の条件となる場合、最適なレンズチルト量或いは液晶素子への印加電圧は層によって異なり、同じレンズチルト量或いは液晶素子への印加電圧でコマ収差を補正しようとすると、いずれかの層でコマ収差が残留してしまう。このため、結像性能が低下し、安定な記録再生が困難になる。 For this reason, when different transmission layer thickness conditions are used when reading from and writing to a multilayer disk, the optimum lens tilt amount or applied voltage to the liquid crystal element varies depending on the layer, and coma aberration depends on the same lens tilt amount or applied voltage to the liquid crystal element. When it is going to correct | amend, coma aberration will remain in either layer. For this reason, the imaging performance is lowered, and stable recording / reproduction becomes difficult.
本発明の目的は、多層記録媒体の各記録層に対し、対物レンズを傾けることによって収差を補正する場合でも、全ての層で良好な収差補正を可能とし、安定な記録又は再生を実現可能な光学式情報記録再生装置を提供することにある。 The object of the present invention is to enable good aberration correction in all layers and realize stable recording or reproduction even when aberration is corrected by tilting the objective lens with respect to each recording layer of the multilayer recording medium. An object is to provide an optical information recording / reproducing apparatus.
本発明は、上記目的を達成するため、光源からの出射光を対物レンズにより情報記録媒体の複数の記録層上にそれぞれ集光することによって前記複数の記録層に情報を記録又は記録情報を再生する光学式情報記録再生装置において、前記記録媒体の複数の記録層に前記出射光をフォーカスする際に発生する球面収差を補正する球面収差補正手段と、前記記録媒体の傾きによって発生するコマ収差を補正するコマ収差を発生させるために、前記対物レンズを傾動させることによりコマ収差を発生させる手段、或いは、前記記録媒体の傾きによって発生するコマ収差と類似の形状の電極パターンを備える液晶素子を有し、前記電極へ印加する電圧を変化させることによりコマ収差を発生させる手段からなるコマ収差補正手段と、前記記録媒体の記録層に応じて前記コマ収差補正手段を駆動信号の大きさを異ならせて駆動する駆動手段と、予め前記記録媒体の記録層毎に前記コマ収差補正手段の駆動信号を検出する手段と、前記記録媒体の記録層毎の駆動信号を記憶手段と、を含み、
前記駆動手段は、前記記録媒体の記録層毎に、前記記憶手段に記憶している駆動信号により前記コマ収差補正手段を駆動し、前記検出する手段は、前記球面収差補正手段により球面収差が補正された後に、前記コマ収差補正手段の駆動信号を変化させながら、前記対物レンズの傾動量、或いは前記コマ収差補正手段の液晶素子の電極に印加する電圧と相関のある所定指標を測定し、前記所定指標の測定結果に基づいて前記記録媒体の記録層毎の駆動信号を検出することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention records information on the plurality of recording layers or reproduces the recorded information by condensing the light emitted from the light source onto the plurality of recording layers of the information recording medium by the objective lens. In the optical information recording / reproducing apparatus, spherical aberration correcting means for correcting spherical aberration generated when the emitted light is focused on a plurality of recording layers of the recording medium, and coma aberration generated due to the inclination of the recording medium. In order to generate coma aberration to be corrected, there is a means for generating coma aberration by tilting the objective lens, or a liquid crystal element having an electrode pattern having a shape similar to coma aberration generated by tilting the recording medium. A coma aberration correcting means comprising means for generating coma aberration by changing a voltage applied to the electrode; A driving unit that drives the coma aberration correcting unit according to a layer by changing a magnitude of a driving signal; a unit that detects a driving signal of the coma aberration correcting unit for each recording layer of the recording medium; and the recording Storing a drive signal for each recording layer of the medium, and
The driving unit drives the coma aberration correcting unit for each recording layer of the recording medium by a driving signal stored in the storage unit, and the detecting unit corrects spherical aberration by the spherical aberration correcting unit. Then, while changing the drive signal of the coma aberration correction unit, measure a predetermined index correlated with the tilt amount of the objective lens or the voltage applied to the electrode of the liquid crystal element of the coma aberration correction unit, A drive signal for each recording layer of the recording medium is detected based on a measurement result of a predetermined index.
本発明によれば、記録媒体の記録層に応じてコマ収差補正手段の駆動信号の大きさを変化させて駆動することにより、記録媒体の全ての記録層で良好な収差補正が可能となり、安定した記録又は再生を実現することができる。 According to the present invention, by changing the magnitude of the drive signal of the coma aberration correcting means according to the recording layer of the recording medium, it is possible to perform good aberration correction in all the recording layers of the recording medium, and to stabilize Recording or reproduction can be realized.
次に発明を実施するための最良の形態について図面を参照して詳細に説明する。 Next, the best mode for carrying out the invention will be described in detail with reference to the drawings.
(第1の実施形態)
図1は本発明に係る光学式情報記録再生装置の第1の実施形態を示すブロック図である。図中1は光源である半導体レーザであり、例えば、波長は405nmである。11は情報記録媒体である光ディスクであり、図1に示すように第1層11aと第2層11bの記録層を有する2層ディスクである。第2層11bは光入射側とし、透過層厚は70μmとする。第2層11aは光入射側の反対側の記録層とし、透過厚層は100μmとする。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of an optical information recording / reproducing apparatus according to the present invention. In the figure, reference numeral 1 denotes a semiconductor laser as a light source, for example, the wavelength is 405 nm.
また、2は回折格子、3は偏光ビームスプリッター、4はフロントモニター用センサ、5はコリメータレンズである。6は球面収差を補正するためのビームエキスパンダーであり、凹レンズ6aと凸レンズ6bから構成されている。
Reference numeral 2 denotes a diffraction grating, 3 denotes a polarizing beam splitter, 4 denotes a front monitor sensor, and 5 denotes a collimator lens. Reference numeral 6 denotes a beam expander for correcting spherical aberration, and includes a
2つのレンズのうち凸レンズ6bは駆動機構19の駆動により光軸方向に可動し、凹レンズ6aと凸レンズ6bのレンズ間隔を可変することができる。光軸方向に可動するレンズとしては、他方の凹レンズ6aでも良い。
Of the two lenses, the
駆動機構19はステッピングモータ等の駆動源及びその駆動力を凸レンズ6bの光軸方向の直線運動に変換するギア機構等から構成されている。コントローラ21はSA駆動回路20を制御し、駆動機構19の駆動により凸レンズ6bの光軸方向の位置を調整することで光ディスク11の各記録層での球面収差を補正する。
The
7は1/4波長板、8は跳ね上げミラー、9は対物レンズアクチュエータ、10は対物レンズである。対物レンズ10のNAは0.85で、透過層厚100μmのとき無限系で無収差となるように設計されている。
7 is a quarter wavelength plate, 8 is a flip-up mirror, 9 is an objective lens actuator, and 10 is an objective lens. The NA of the
また、対物レンズアクチュエータ9は、フォーカス方向と、光ディスク11の半径方向への2軸並進と、光ディスク11の半径方向への傾動の計3軸の駆動機構を有するアクチュエータであり、対物レンズ10は対物レンズアクチュエータ9上に搭載されている。対物レンズアクチュエータ9のチルトコイルにはコントローラ21の制御に基づいてチルト駆動回路22から駆動信号が供給され、対物レンズ10を傾動させることでコマ収差の補正を行う。
The
更に、12はセンサレンズ、13はRF・サーボセンサを示す。RF生成回路23は後述するようにRF・サーボセンサ13の出力からRF再生信号を生成する。サーボエラー生成回路24は同様にRF・サーボセンサ13の出力からフォーカスエラー信号とトラッキングエラー信号を生成する。
コントローラ21は装置内の各部を制御する制御回路であり、光ディスク11の各記録層に情報を記録又は情報を読み出すための制御を行う。また、詳しく後述するように球面収差の補正制御或いはコマ収差の補正制御等を行う。メモリ25は光ディスク11の各記録層毎にコマ収差を補正するための最適駆動信号値を記憶する。
The
更に、コントローラ21は上述のフォーカスエラー信号とトラッキングエラー信号に基づいて対物レンズアクチュエータ9のフォーカスアクチュエータとトラッキングアクチュエータを駆動し、フォーカス制御とトラッキング制御を行う。図1ではこれらのサーボ制御の詳しい構成に関しては省略している。
Furthermore, the
また、図1では記録データを所定の変調方式によって変調する変調回路、その変調回路からの記録信号に応じて半導体レーザ1を駆動するレーザ駆動回路、或いは復調処理を行う復調回路等については省略している。更に、光ディスク11を回転駆動するスピンドルモータ等の機構についても省略している。
Further, in FIG. 1, a modulation circuit that modulates recording data by a predetermined modulation method, a laser driving circuit that drives the semiconductor laser 1 in accordance with a recording signal from the modulation circuit, or a demodulation circuit that performs demodulation processing is omitted. ing. Further, a mechanism such as a spindle motor for rotating the
半導体レーザ1から出射した光束は、回折格子2を透過して3ビームに分割され、偏光ビームスプリッター3に入射する。偏光ビームスプリッター3に入射した光束は一部が反射され、フロントモニター用センサ4に入射する。このフロントモニター用センサ4の出力に基づいて半導体レーザ1の出力のAPC制御が行われる。 The light beam emitted from the semiconductor laser 1 passes through the diffraction grating 2 and is divided into three beams and enters the polarization beam splitter 3. A part of the light beam incident on the polarization beam splitter 3 is reflected and enters the front monitor sensor 4. APC control of the output of the semiconductor laser 1 is performed based on the output of the front monitor sensor 4.
偏光ビームスプリッター3を透過した光束は、コリメータレンズ5によって平行光束にされ、コリメータレンズ5を透過した平行光束は凹レンズ6aと凸レンズ6bからなるビームエキスパンダー6に入射する。ビームエキスパンダー6は上述のように凸レンズ6bが光軸方向に可動となっており、対物レンズ10への入射光束の発散角ないし収束角を変えることが出来る。
The light beam that has passed through the polarization beam splitter 3 is converted into a parallel light beam by the collimator lens 5, and the parallel light beam that has passed through the collimator lens 5 is incident on the beam expander 6 including the
ビームエキスパンダー6を透過した光束は、1/4波長板7を透過し、跳ね上げミラー8で反射され、更に対物レンズ10によって光ディスク11の情報記録面に集光される。光ディスク11からの反射光は、対物レンズ10、1/4波長板7、跳ね上げミラー8、ビームエキスパンダー6を経由して偏光ビームスプリッター3に入射する。
The light beam that has passed through the beam expander 6 passes through the quarter-wave plate 7, is reflected by the flip-up
その入射光は、偏光ビームスプリッター3により反射され、センサレンズ12を介してRF・サーボセンサ13に集光される。上述のようにRF・サーボセンサ13の出力からRF再生信号、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号等が得られる。
The incident light is reflected by the polarization beam splitter 3 and condensed on the RF /
図2はRF・サーボセンサ13の受光面を示す。RF・サーボセンサ13は中央の4分割センサとその両側の2分割センサから構成されている。RF・サーボセンサ13の受光面をa〜hとし、各受光面からの出力をそれぞれA〜Hとすると、フォーカスエラー信号FEは非点収差法により、
FE=(A+C)−(B+D) …(1)
なる演算により得られる。
FIG. 2 shows a light receiving surface of the RF /
FE = (A + C) − (B + D) (1)
Is obtained by the following calculation.
また、トラッキングエラー信号TEはディファレンシャル・プッシュプル法により、
TE={(A+D)−(B+C)}−k{(F−E)+(H−G)} …(2)
なる演算により得られる。これらフォーカスエラー信号とトラッキングエラー信号はサーボエラー生成回路24にて生成され、コントローラ21に出力される。なお、(2)式のトラッキングエラー信号はプッシュプル信号と呼び、そのプッシュプル信号振幅に基づいて光ディスク11の各記録層でのコマ収差の補正を行う。
The tracking error signal TE is obtained by a differential push-pull method.
TE = {(A + D)-(B + C)}-k {(FE) + (HG)} (2)
Is obtained by the following calculation. These focus error signal and tracking error signal are generated by the servo
更に、RF再生信号は4分割センサの総和により、
RF再生信号=A+B+C+D …(3)
なる演算により得られる。このRF再生信号は上述のようにRF生成回路23により生成され、コントローラ21に出力される。
Furthermore, the RF reproduction signal is the sum of the four-divided sensors,
RF reproduction signal = A + B + C + D (3)
Is obtained by the following calculation. This RF reproduction signal is generated by the
コントローラ21は、詳しく後述するように電源投入時等のチルト量最適化動作時にプッシュプル信号の振幅を検出し、光ディスク11の各記録層でプッシュプル信号振幅が最大となる最適駆動信号を検索する。そして、記録又は再生時には各記録層でチルトコイルに最適駆動信号を印加することでコマ収差の補正を行う。
As will be described later in detail, the
また、コントローラ21は後述するようにRF再生信号振幅を検出し、RF再生信号振幅が最大となるように凸レンズ6bの位置を調整することで光ディスク11の各記録層で球面収差の補正を行う。
As will be described later, the
ここで、半導体レーザ1からの光ビームを光ディスク11の第1層11aに集光し、ビームエキスパンダー6によって球面収差を最適化した場合のディスクチルトに対する収差の変化、及び対物レンズチルトに対する収差の変化を図3、図4に示す。
Here, when the light beam from the semiconductor laser 1 is condensed on the
凡例のrmsは、波面収差の最小二乗誤差値で、COMA、ASはそれぞれ3次のコマ収差、非点収差成分の最小二乗誤差値を示す。図3、図4よりディスクチルト量にほぼ等しい量が、最適な対物レンズチルト量となる。 In the legend, rms is the least square error value of the wavefront aberration, and COMA and AS are the least square error values of the third-order coma and astigmatism components, respectively. 3 and 4, an amount substantially equal to the disc tilt amount is the optimum objective lens tilt amount.
同様に、半導体レーザ1からの光ビームを光ディスク11の第2層11bに集光し、エキスパンダーレンズ6によって球面収差を最適化した場合のディスクチルトに対する収差の変化、及び対物レンズチルトに対する収差の変化を図5、図6に示す。
Similarly, when the light beam from the semiconductor laser 1 is focused on the
図5、図6によれば、例えば、対物レンズを0.55度傾けた場合、81mλrmsのコマ収差が発生するが、光ディスク11を0.5度傾けた場合には、37mλrmsのコマ収差しか発生しないことが分かる。
According to FIGS. 5 and 6, for example, when the objective lens is tilted by 0.55 degrees, coma aberration of 81 mλrms is generated, but when the
図7は光ディスク11の第2層11bにおいてディスクチルトと同量の対物レンズチルトを与えた場合の収差の変化を示す。図7より分かるように、光ディスク11の第2層11bでは、0.5度のディスクチルトを同量の対物レンズチルトで補正した場合、44mλrmsのコマ収差が残留してしまう。
FIG. 7 shows a change in aberration when an objective lens tilt of the same amount as the disc tilt is given to the
次に、光ディスク11のチルトに対し、0.45倍の対物レンズチルトを与えた場合の収差の変化を図8に示す。図8から分かるように第2層11bでの対物レンズ10の傾動量を、第1層11aの0.45倍とすることによりコマ収差をほぼ完全に補正でき、0.6度以上光ディスク11がチルトした場合でも8mλrmsに収まっている。本実施形態では対物レンズ10を傾動させることでコマ収差の補正を行う。
Next, FIG. 8 shows a change in aberration when an objective lens tilt of 0.45 times the tilt of the
このように、本発明では、光ディスク11の第2層11bでの対物レンズ10の傾動量を、第1層11aの0.45倍とすることにより対物レンズチルト量の最適化を行っている。Thus, in the present invention, the objective lens tilt amount is optimized by making the tilt amount of the
次に、本実施形態の動作について説明する。電源投入時或いはディスク交換時等に対物レンズチルト量の最適化動作を行う。まず、コントローラ21はSA駆動回路20を制御し、光ディスク11の第1層11aでの球面収差を補正するようにビームエキスパンダー6の凸レンズ6bの位置を合わせ、第1層11aにフォーカスを引き込む。
Next, the operation of this embodiment will be described. The objective lens tilt amount is optimized when the power is turned on or the disk is replaced. First, the
具体的には、コントローラ21は駆動回路20を制御して駆動機構19の駆動により凸レンズ6bを光軸方向に可動し、その際のRF再生信号をRF生成回路23から取り込み、RF再生信号振幅を検出する。そして、コントローラ21はRF再生信号振幅が最大となるように凸レンズ6bの位置を調整し、第1層11aでの球面収差の補正を行う。以下の説明において光ディスク11の各記録層における球面収差の補正は同様の方法で行う。
Specifically, the
また、コントローラ21はチルト駆動回路22を制御し、対物レンズアクチュエータ9のチルトコイルに駆動電圧を印加する。そして、その駆動電圧を変化させてチルト量を変化させながらサーボエラー生成回路24からプッシュプル信号を取り込み、プッシュプル信号振幅を検出して最適駆動電圧を検索する。即ち、コントローラ21はプッシュプル信号振幅が最大となる時の駆動電圧値を検出し、最適駆動信号値とする。
The
次に、コントローラ21は光ディスク11の第2層11bにビームエキスパンダー6の凸レンズ6bの位置を合わせ、第2層11bにフォーカスを引き込む。その場合も、同様にRF再生信号振幅値が最大となるように凸レンズ6bの位置調整を行う。
Next, the
また、コントローラ21は、同様にチルト駆動回路22を制御し、チルト量を変化させながらプッシュプル信号振幅を検出し、プッシュプル信号振幅が最大となる時の駆動電圧を最適駆動信号として検出する。光ディスク11の第1層11a、第2層11bそれぞれの最適駆動信号値はメモリ25に蓄えておく。
Similarly, the
次に、光ディスク11にデータを書き込み或いは読み出す場合には、光ディスク11のフォーカスする記録層に合わせて、メモリ25に記憶している最適駆動信号を対物レンズアクチュエータ9のチルトコイルに印加する。
Next, when data is written to or read from the
まず、光ディスク11の第1層11aに読み書きする場合には、コントローラ21はチルト駆動回路22を制御して、メモリ25に記憶している第1層11aに対応する最適駆動信号を対物レンズアクチュエータ9のチルトコイルに印加する。続いて、コントローラ21は光ディスク11の第1層11aに対して球面収差を補正するためビームエキスパンダー6の凸レンズ6bの位置調整を行い、第1層11aにフォーカスを引き込む。その後、目的のトラックにトラッキング制御を行い、データの読み書きを行う。
First, when reading from and writing to the
次に、光ディスク11の第2層11bに読み書きする場合には、同様にメモリ25に記憶している第2層11bに対応する最適駆動信号をチルト駆動回路22から対物レンズアクチュエータ9のチルトコイルに印加する。続いて、光ディスク11の第2層11bに対して球面収差を補正するためビームエキスパンダー6の凸レンズ6bの位置調整を行い、第2層11bにフォーカスを引き込む。また、目的のトラックにトラッキング制御を行い、データの読み書きを行う。
Next, when reading from and writing to the
なお、本実施形態では、チルトの最適化の指標としてプッシュプル信号を用いたが、チルト量と相関のある信号であれば、例えば、RF再生信号振幅等の他の指標でも構わない。また、2層媒体を用いているが、3層以上の多層媒体の場合でも本発明は使用可能である。更に、球面収差補正のため、ビームエキスパンダーを用いて有限系としているが、液晶素子等その他の方法を用いる場合でも効果は同様である。 In this embodiment, the push-pull signal is used as an index for optimizing the tilt. However, as long as the signal has a correlation with the tilt amount, another index such as an RF reproduction signal amplitude may be used. Further, although a two-layer medium is used, the present invention can be used even in the case of a multilayer medium having three or more layers. Further, although a beam expander is used to correct spherical aberration, a finite system is used, but the effect is the same when other methods such as a liquid crystal element are used.
本実施形態では、光ディスク11の複数の記録層に対してそれぞれ異なる対物レンズチルト量を与えるようにしたので、大きな球面収差補正時も有限光束入射によるコマ発生量変動の影響を受けず、多層媒体の全ての層に対して安定な記録再生が可能となる。
In this embodiment, different objective lens tilt amounts are given to the plurality of recording layers of the
(第2の実施形態)
図9は本発明の第2の実施形態の構成を示すブロック図である。図9では図1と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。本実施形態では、ビームエキスパンダー6と跳ね上げミラー8の間に液晶コマ補正素子17を設けている点が図1と異なっている。27は液晶コマ補正素子17に駆動電圧を印加する液晶駆動回路である。
( Second Embodiment )
FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of the second exemplary embodiment of the present invention. In FIG. 9, the same parts as those in FIG. This embodiment is different from FIG. 1 in that a liquid crystal
また、対物レンズアクチュエータ18には、フォーカス方向と光ディスク11の半径方向への2軸並進の駆動機構を有するものを用いている。対物レンズ10はその対物レンズアクチュエータ18に搭載されている。
The objective lens actuator 18 has a biaxial translation drive mechanism in the focus direction and the radial direction of the
半導体レーザ1の波長は405nm、光ディスク11の透過層厚は第1層11aが100μm、第2層11bが70μmである。対物レンズ10のNAは0.85で、透過層厚100μmのとき無限系で無収差となるように設計されている。
The wavelength of the semiconductor laser 1 is 405 nm, and the transmission layer thickness of the
液晶コマ補正素子17の電極パターンを図10に示す。電極パターンはディスクチルトによって発生するコマ収差と類似の形状としており、電極に印加する電圧に応じて位相差を発生させることができる。
An electrode pattern of the liquid crystal
ディスクラジアル方向を軸にとった時のマ収差による波面収差及び液晶コマ補正素子17によって発生する位相差を図11に示す。同様に補正後の波面収差の様子を図12に示す。発生したコマ収差の逆符号の位相差を与えることによってコマ収差を補正することが可能となる。なお、液晶コマ補正素子17については、例えば、特開2000−090479号公報、特開2000−3526号公報等に詳述されている。
FIG. 11 shows the wavefront aberration due to the ma aberration and the phase difference generated by the liquid crystal
次に、対物レンズ10への入射光軸が調整誤差により0.5度傾いた場合について説明する。対物レンズ10の傾きは、ディスク面と平行になるように調整されている。
Next, a case where the optical axis incident on the
まず、ディスクチルトが無い場合について説明する。半導体レーザ1からの光ビームを光ディスク11の第1層11aに集光し、ビームエキスパンダー6によって球面収差を最適化した状態及び第2層11bに集光し、ビームエキスパンダー6によって球面収差を最適化した状態で比較する。その場合、第1層11aではコマ収差の発生量がほぼ0なのに対し、第2層11bでは44mλrmsのコマ収差が発生する。
First, a case where there is no disc tilt will be described. The light beam from the semiconductor laser 1 is focused on the
次に、ディスクチルトが0.3度の場合について説明する。同様に光ディスク11の第1層11aに光ビームを集光し、ビームエキスパンダー6によって球面収差を最適化した状態、及び第2層11bに光ビームを集光し、ビームエキスパンダー6によって球面収差を最適化した状態で比較する。その場合、第1層11aでは32mλrmsのコマ収差が発生するのに対し、第2層11bでは66mλrmsのコマ収差が発生する。
Next, a case where the disc tilt is 0.3 degrees will be described. Similarly, the light beam is focused on the
次に、本実施形態の動作について説明する。同様に電源投入時或いはディスク交換時等に液晶コマ補正素子17への印加電圧の最適化動作を行う。まず、コントローラ21は光ディスク11の第1層11aでの球面収差を補正するようにビームエキスパンダー6の凸レンズ6bの位置を合わせ、第1層11aにフォーカスを引き込む。その場合も、上述のようにRF再生信号振幅が最大となるように凸レンズ6bの位置調整を行う。
Next, the operation of this embodiment will be described. Similarly, an operation for optimizing the voltage applied to the liquid crystal
また、コントローラ21は液晶コマ補正素子17を駆動する液晶駆動回路27を制御し、液晶コマ補正素子17に印加する電圧を変化させながらプッシュプル信号振幅を検出する。そして、プッシュプル信号振幅が最大となる時の液晶コマ補正素子17への駆動電圧を第1層11aの最適駆動信号として検出する。
The
次に、光ディスク11の第2層11bに対してビームエキスパンダー6の凸レンズ6bの位置調整を行い、第2層11bにフォーカスを引き込む。また、同様に液晶コマ補正素子17に印加する電圧を変化させながらプッシュプル信号振幅を検出し、プッシュプル信号振幅が最大となる時の液晶コマ補正素子17への印加電圧を第2層11bの最適駆動信号として検出する。第1層、第2層それぞれの最適駆動信号はメモリ25に蓄えておく。
Next, the position of the
例えば、ディスクチルトがほとんど無い場合には、第1層11aでの印加電圧はほぼ0となり、第2層11bでの印加電圧は44mλrmsのコマ収差を補正するように最適化される。また、ディスクチルトが0.3度の場合には、第1層11aでの印加電圧は32mλrmsのコマ収差を補正するように最適化され、第2層11bでの印加電圧は66mλのコマ収差を補正するように最適化される。
For example, when there is almost no disc tilt, the applied voltage on the
次に、光ディスク11にデータを書き込み或いは読み出す場合には、光ディスク11の記録又は再生する記録層に応じてメモリ25に記憶している最適駆動電圧を液晶駆動回路27から液晶コマ補正素子17に印加する。
Next, when data is written to or read from the
まず、光ディスク11の第1層11aに読み書きする場合について説明する。コントローラ21は液晶駆動回路27を制御し、メモリ25に記憶している第1層11aに対応する最適駆動信号を液晶コマ補正素子17に印加する。続いて、光ディスク11の第1層11aに対してビームエキスパンダー6の凸レンズ6bの位置調整を行い、第1層11aにフォーカスを引き込み、情報の読み書きを行う。
First, a case where data is read from and written to the
また、光ディスク11の第2層11bに読み書きする場合には、同様にメモリ25に記憶している第2層11bに対応する最適駆動信号を液晶駆動回路27から液晶コマ補正素子17に印加する。続いて、第2層11bに対してビームエキスパンダー6の凸レンズ6bの位置調整を行い、第2層11bにフォーカスを引き込み、情報の読み書きを行う。
In addition, when reading / writing from / to the
なお、本実施形態では、チルトの最適化の指標としてプッシュプル信号を用いたが、チルト量と相関のある信号であれば、例えば、RF信号振幅等の他の指標でも構わない。また、2層媒体を用いているが、3層以上の多層媒体の場合でも適用は可能である。更に、球面収差補正のため、エキスパンダーを用いて有限系としているが、対物レンズへの入射光のパワーを変えて補正する系であれば液晶素子等その他の方法を用いても効果は同様である。 In this embodiment, the push-pull signal is used as an index for optimizing the tilt. However, any other index such as an RF signal amplitude may be used as long as the signal has a correlation with the tilt amount. Further, although a two-layer medium is used, the present invention can be applied to a multilayer medium having three or more layers. Furthermore, in order to correct spherical aberration, an expander is used as a finite system. However, the effect is the same even if other methods such as a liquid crystal element are used as long as the system corrects by changing the power of light incident on the objective lens. .
以上のように本実施形態によれば、光ディスクの読み書きを行う記録層に対してそれぞれ異なる駆動電圧を液晶コマ補正素子に与えている。そのため、液晶素子でコマ収差を補正する場合でも大きな球面収差補正時での有限光束入射によるコマ発生量変動の影響を受けず、多層媒体の全ての層に対して安定な記録再生を行うことが可能となる。 As described above, according to the present embodiment, different driving voltages are applied to the liquid crystal coma correction elements for the recording layers for reading and writing on the optical disc. Therefore, even when correcting coma aberration with a liquid crystal element, stable recording and reproduction can be performed on all layers of a multilayer medium without being affected by variations in the amount of coma generated due to the incidence of a finite light beam when correcting large spherical aberration. It becomes possible.
1 半導体レーザ
2 回折格子
3 偏光ビームスプリッター
4 フロントモニタ用センサ
5 コリメータレンズ
6 ビームエキスパンダー
6a 凹レンズ
6b 凸レンズ
7 1/4波長板
8 跳ね上げミラー
9 対物レンズアクチュエータ
10 対物レンズ
11 光ディスク
11a 第1層
11b 第2層
12 センサレンズ
13 サーボ・RFセンサ17 液晶コマ補正素子
18 2軸対物レンズアクチュエータ
19 駆動機構
20 SA駆動回路
21 コントローラ
22 チルト駆動回路
23 RF生成回路
24 サーボエラー生成回路
25 メモリ
27 液晶駆動回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor laser 2 Diffraction grating 3 Polarizing beam splitter 4 Front monitor sensor 5 Collimator lens 6
Claims (1)
前記記録媒体の複数の記録層に前記出射光をフォーカスする際に発生する球面収差を補正する球面収差補正手段と、
前記記録媒体の傾きによって発生するコマ収差を補正するコマ収差を発生させるために、前記対物レンズを傾動させることによりコマ収差を発生させる手段、或いは、前記記録媒体の傾きによって発生するコマ収差と類似の形状の電極パターンを備える液晶素子を有し、前記電極へ印加する電圧を変化させることによりコマ収差を発生させる手段からなるコマ収差補正手段と、
前記記録媒体の記録層に応じて前記コマ収差補正手段を駆動信号の大きさを異ならせて駆動する駆動手段と、
予め前記記録媒体の記録層毎に前記コマ収差補正手段の駆動信号を検出する手段と、
前記記録媒体の記録層毎の駆動信号を記憶手段と、を含み、
前記駆動手段は、前記記録媒体の記録層毎に、前記記憶手段に記憶している駆動信号により前記コマ収差補正手段を駆動し、
前記検出する手段は、前記球面収差補正手段により球面収差が補正された後に、前記コマ収差補正手段の駆動信号を変化させながら、前記対物レンズの傾動量、或いは前記コマ収差補正手段の液晶素子の電極に印加する電圧と相関のある所定指標を測定し、前記所定指標の測定結果に基づいて前記記録媒体の記録層毎の駆動信号を検出することを特徴とする光学式情報記録再生装置。 In the optical information recording / reproducing apparatus for recording information on the plurality of recording layers or reproducing the recorded information by condensing the emitted light from the light source onto the plurality of recording layers of the information recording medium by the objective lens,
Spherical aberration correction means for correcting spherical aberration generated when the emitted light is focused on a plurality of recording layers of the recording medium;
Means for generating coma by tilting the objective lens to generate coma for correcting coma generated by tilt of the recording medium, or similar to coma generated by tilting of the recording medium A coma aberration correcting means comprising a liquid crystal element having an electrode pattern of the following shape, and means for generating coma aberration by changing a voltage applied to the electrode;
Driving means for driving the coma aberration correcting means by varying the magnitude of the driving signal according to the recording layer of the recording medium;
Means for detecting a drive signal of the coma aberration correcting means for each recording layer of the recording medium in advance;
A drive means for each recording layer of the recording medium, and storage means,
The drive means drives the coma aberration correcting means by a drive signal stored in the storage means for each recording layer of the recording medium,
The detecting means changes the amount of tilt of the objective lens or the liquid crystal element of the coma aberration correcting means while changing the drive signal of the coma aberration correcting means after the spherical aberration is corrected by the spherical aberration correcting means. An optical information recording / reproducing apparatus, wherein a predetermined index correlated with a voltage applied to an electrode is measured, and a drive signal for each recording layer of the recording medium is detected based on a measurement result of the predetermined index.
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