JP3123500B2 - 光ディスク装置 - Google Patents
光ディスク装置Info
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- optical
- objective lens
- groove portion
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- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
- G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
- G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
- G11B7/1353—Diffractive elements, e.g. holograms or gratings
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- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
- G11B7/007—Arrangement of the information on the record carrier, e.g. form of tracks, actual track shape, e.g. wobbled, or cross-section, e.g. v-shaped; Sequential information structures, e.g. sectoring or header formats within a track
- G11B7/00718—Groove and land recording, i.e. user data recorded both in the grooves and on the lands
-
- G—PHYSICS
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- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
- G11B7/08—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
- G11B7/09—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
- G11B7/0908—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following for focusing only
- G11B7/0909—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following for focusing only by astigmatic methods
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- G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
- G11B7/1372—Lenses
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光を用いて情報の
記録再生を行う光ディスク装置に関し、特に光記録媒体
に設けられた溝部（グルーブ部）および溝間部（ランド
部）に記録を行う光ディスク装置における焦点位置調整
精度を高めた光ディスク装置に関する。
記録再生を行う光ディスク装置に関し、特に光記録媒体
に設けられた溝部（グルーブ部）および溝間部（ランド
部）に記録を行う光ディスク装置における焦点位置調整
精度を高めた光ディスク装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】光ディスク装置は、光記録媒体に設けら
れたグルーブ部やランド部に光磁気、あるいは相変化を
利用して情報を記録し、かつ記録した情報の再生を行っ
ている。この場合、グルーブ部やランド部に対して照射
するレーザ光等の光を対物レンズを用いて集光した状態
で照射する必要があり、そのために焦点位置ずれを検出
し、この焦点位置ずれに基づいて対物レンズによる焦点
合わせの制御を行っている。従来、この焦点位置ずれの
検出方法として、非点収差法と呼ばれる方式が広く用い
られている。この方式は、図４に示すように、レーザ光
源１の出射光を対物レンズ４で微小スポットに集光して
光ディスク５の記録面に照射する。また、この光ディス
ク５からの反射光をビームスプリッタ３で分離した上
で、シリンドリカルレンズなどの非点収差を発生する非
点素子７により、光の進行方向に垂直な面上でのＸ方向
とＹ方向とで焦点位置が異なる非点収差をもつビームに
変換し、この非点収差ビームを４分割光検出器８で受光
することで、焦点ずれ量を検出するものである。すなわ
ち、前記４分割光検出器８の分割方向を前記非点収差ビ
ームのＸ方向、Ｙ方向に対して４５度の角度位置でか
つ、非点収差ビームの２つの焦点位置の光軸方向の中間
に設置すると、焦点ずれ量に応じて４分割光検出器８上
のビーム形状は図５のような変化を示す。
れたグルーブ部やランド部に光磁気、あるいは相変化を
利用して情報を記録し、かつ記録した情報の再生を行っ
ている。この場合、グルーブ部やランド部に対して照射
するレーザ光等の光を対物レンズを用いて集光した状態
で照射する必要があり、そのために焦点位置ずれを検出
し、この焦点位置ずれに基づいて対物レンズによる焦点
合わせの制御を行っている。従来、この焦点位置ずれの
検出方法として、非点収差法と呼ばれる方式が広く用い
られている。この方式は、図４に示すように、レーザ光
源１の出射光を対物レンズ４で微小スポットに集光して
光ディスク５の記録面に照射する。また、この光ディス
ク５からの反射光をビームスプリッタ３で分離した上
で、シリンドリカルレンズなどの非点収差を発生する非
点素子７により、光の進行方向に垂直な面上でのＸ方向
とＹ方向とで焦点位置が異なる非点収差をもつビームに
変換し、この非点収差ビームを４分割光検出器８で受光
することで、焦点ずれ量を検出するものである。すなわ
ち、前記４分割光検出器８の分割方向を前記非点収差ビ
ームのＸ方向、Ｙ方向に対して４５度の角度位置でか
つ、非点収差ビームの２つの焦点位置の光軸方向の中間
に設置すると、焦点ずれ量に応じて４分割光検出器８上
のビーム形状は図５のような変化を示す。
【０００３】この４分割光検出器８の対角位置の分割領
域８ａ，８ｄと８ｂ，８ｃでの検出信号をそれぞれ加算
し、かつ各加算信号の差分を取ると、図６に実線で示す
ようなＳ字特性の焦点ずれ量が得られる。そして、この
Ｓ字特性の零クロス点が合焦位置として認識されるた
め、前記焦点ずれ量が零になるように前記光ディスクに
対する対物レンズの光軸位置を調整することで、光ディ
スクに対する合焦が実現できる。なお、非点収差法を用
いると、光ディスクのグルーブ部、またはランド部と対
物レンズで集光される集光スポット位置のずれによって
発生する、回折光分布の偏りが、トラック長さ方向と直
交する方向に生じるため、前記４分割光検出器８におけ
る隣接した２つの分割領域での検出信号の差を取ること
で、トラック幅方向の集光位置の位置ずれ信号、すなわ
ちトラッキング信号を同時に検出でき、トラッキング調
整を併せて行うことができるという利点があるからであ
る。
域８ａ，８ｄと８ｂ，８ｃでの検出信号をそれぞれ加算
し、かつ各加算信号の差分を取ると、図６に実線で示す
ようなＳ字特性の焦点ずれ量が得られる。そして、この
Ｓ字特性の零クロス点が合焦位置として認識されるた
め、前記焦点ずれ量が零になるように前記光ディスクに
対する対物レンズの光軸位置を調整することで、光ディ
スクに対する合焦が実現できる。なお、非点収差法を用
いると、光ディスクのグルーブ部、またはランド部と対
物レンズで集光される集光スポット位置のずれによって
発生する、回折光分布の偏りが、トラック長さ方向と直
交する方向に生じるため、前記４分割光検出器８におけ
る隣接した２つの分割領域での検出信号の差を取ること
で、トラック幅方向の集光位置の位置ずれ信号、すなわ
ちトラッキング信号を同時に検出でき、トラッキング調
整を併せて行うことができるという利点があるからであ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記した非
点収差法による得られる焦点ずれ量においては、特に光
ディスクの記録面にグルーブやランドが形成されている
場合に、図６に破線で示すように合焦点位置での焦点ず
れ量が零にならない、オフセットが生じることが認めら
れている。このため、最近の高密度記録における光ディ
スクのように、グルーブ部とランド部の両方に情報記録
を行っている場合に、前記した非点収差法によって焦点
ずれ量を検出する際に、前記したオフセットがグルーブ
部とランド部とで図７に破線で示すように異なる値にな
る。本発明者の測定によれば、このグルーブ部とランド
部との間での焦点ずれ量の違いは、一般の光ディスクで
採用されているグルーブ部の深さである、レーザ光源波
長λの１／８の深さ（波長６５０ｎｍで約８０ｎｍ）に
比べて、かなり大きいものであり、０．３μm 程度の値
に達する場合がある。なお、この従来におけるグルーブ
部の深さは、前記したように回折光を利用してトラッキ
ング調整を行う場合に、プッシュプル方式によるトラッ
クエラー信号が最大となる深さである。このような大き
な焦点ずれ量が生じると、光検出器の設置位置を調整す
るのみでは緩和することができず、グルーブ部とランド
部の両方を最適な焦点位置に設定して情報の記録を行う
ことができなくなるという問題が生じていた。なお、こ
のような問題は、図４に示したような有限系の対物レン
ズを用いた場合に限られるものではなく、無限系の対物
レンズとコリメートレンズを用いたり、反射光の検出系
に別に収束レンズを用いるような場合にも生じている。
点収差法による得られる焦点ずれ量においては、特に光
ディスクの記録面にグルーブやランドが形成されている
場合に、図６に破線で示すように合焦点位置での焦点ず
れ量が零にならない、オフセットが生じることが認めら
れている。このため、最近の高密度記録における光ディ
スクのように、グルーブ部とランド部の両方に情報記録
を行っている場合に、前記した非点収差法によって焦点
ずれ量を検出する際に、前記したオフセットがグルーブ
部とランド部とで図７に破線で示すように異なる値にな
る。本発明者の測定によれば、このグルーブ部とランド
部との間での焦点ずれ量の違いは、一般の光ディスクで
採用されているグルーブ部の深さである、レーザ光源波
長λの１／８の深さ（波長６５０ｎｍで約８０ｎｍ）に
比べて、かなり大きいものであり、０．３μm 程度の値
に達する場合がある。なお、この従来におけるグルーブ
部の深さは、前記したように回折光を利用してトラッキ
ング調整を行う場合に、プッシュプル方式によるトラッ
クエラー信号が最大となる深さである。このような大き
な焦点ずれ量が生じると、光検出器の設置位置を調整す
るのみでは緩和することができず、グルーブ部とランド
部の両方を最適な焦点位置に設定して情報の記録を行う
ことができなくなるという問題が生じていた。なお、こ
のような問題は、図４に示したような有限系の対物レン
ズを用いた場合に限られるものではなく、無限系の対物
レンズとコリメートレンズを用いたり、反射光の検出系
に別に収束レンズを用いるような場合にも生じている。
【０００５】本発明の目的は、グルーブ部とランド部と
における焦点ずれ量のオフセットを低減ないし解消し、
光ディスクに対する好適な焦点調整を可能にする光ディ
スク装置を提供することにある。
における焦点ずれ量のオフセットを低減ないし解消し、
光ディスクに対する好適な焦点調整を可能にする光ディ
スク装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、非点収差法に
よる焦点調整を行う光ディスク装置において、レーザ光
源から出射されるレーザ光の波長をλ、前記レーザ光を
光ディスクのグルーブ部及びランド部の各記録面に微小
スポットとして集光するための対物レンズの開口数をＮ
Ａ、前記グルーブ部のピッチ寸法をＴｐとしたときに、 ０．８＜λ／（Ｔｐ・ＮＡ）＜１．１ の関係を満たすことを特徴とする。
よる焦点調整を行う光ディスク装置において、レーザ光
源から出射されるレーザ光の波長をλ、前記レーザ光を
光ディスクのグルーブ部及びランド部の各記録面に微小
スポットとして集光するための対物レンズの開口数をＮ
Ａ、前記グルーブ部のピッチ寸法をＴｐとしたときに、 ０．８＜λ／（Ｔｐ・ＮＡ）＜１．１ の関係を満たすことを特徴とする。
【０００７】また、本発明の光ディスク装置は、前記対
物レンズの焦点距離をｆ、光ディスクで反射された光を
収束しかつ非点収差を生じさせた上で光検出器において
検出して焦点ずれ信号を得るための収束光学系の焦点距
離をＦ、非点収差による２つの焦点の光軸上の間隔をＬ
としたときに、 （ｆ2 ／Ｆ2 ）・Ｌ＜８［μｍ］ の関係を満たすことを特徴とする。
物レンズの焦点距離をｆ、光ディスクで反射された光を
収束しかつ非点収差を生じさせた上で光検出器において
検出して焦点ずれ信号を得るための収束光学系の焦点距
離をＦ、非点収差による２つの焦点の光軸上の間隔をＬ
としたときに、 （ｆ2 ／Ｆ2 ）・Ｌ＜８［μｍ］ の関係を満たすことを特徴とする。
【０００８】本発明によれば、レーザ光の波長λ、対物
レンズの開口数ＮＡ、グルーブ部のピッチ寸法Ｔｐの相
互間に、０．８＜λ／（Ｔｐ・ＮＡ）＜１．１の関係を
備えることにより、焦点ずれ量を零ないし零に近い値に
設定でき、グルーブ部とランド部との間における焦点ず
れ量をのオフセットを緩和ないし解消し、グルーブ部と
ランド部のそれぞれに対して高精度の焦点調整が実現で
きる。
レンズの開口数ＮＡ、グルーブ部のピッチ寸法Ｔｐの相
互間に、０．８＜λ／（Ｔｐ・ＮＡ）＜１．１の関係を
備えることにより、焦点ずれ量を零ないし零に近い値に
設定でき、グルーブ部とランド部との間における焦点ず
れ量をのオフセットを緩和ないし解消し、グルーブ部と
ランド部のそれぞれに対して高精度の焦点調整が実現で
きる。
【０００９】また、本発明によれば、対物レンズの焦点
距離ｆ、焦点信号ずれ量を得るための収束光学系の焦点
距離Ｆ、非点収差による２つの焦点の光軸上の間隔Ｌの
相互間に（ｆ2 ／Ｆ2 ）・Ｌ＜８［μｍ］の関係を備え
ることにより、等価的な非点収差量の相違にかかわらず
焦点信号ずれ量を零ないし零に近い値に設定でき、グル
ーブ部とランド部のそれぞれに対してより高精度の焦点
調整が実現できる。
距離ｆ、焦点信号ずれ量を得るための収束光学系の焦点
距離Ｆ、非点収差による２つの焦点の光軸上の間隔Ｌの
相互間に（ｆ2 ／Ｆ2 ）・Ｌ＜８［μｍ］の関係を備え
ることにより、等価的な非点収差量の相違にかかわらず
焦点信号ずれ量を零ないし零に近い値に設定でき、グル
ーブ部とランド部のそれぞれに対してより高精度の焦点
調整が実現できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。図１は本発明の光ディスク装置の一
実施形態の全体構成図である。波長λのレーザ光源１か
ら出射されるレーザ光をコリメートレンズ２で平行ビー
ムに整形し、ビームスプリッタ３を通した上で開口数が
ＮＡ、焦点距離ｆの対物レンズ４により光ディスク５の
記録面に微小スボットとして集光する。この光ディスク
５には、グルーブ部ｇとランド部ｌが渦巻状に形成され
ており、これらグルーブ部ｇとランド部ｌのそれぞれに
情報を記録する。前記グルーブ部ｇの周期、すなわちピ
ッチ寸法はＴｐである。また、前記光ディスク５からの
反射光は、前記対物レンズ４を逆進されて平行ビームと
され、その状態で今度は前記ビームスプリッタ４で反射
されて分離される。そして、焦点距離Ｆの収束レンズ６
で収束された後、シリンドリカルレンズ等の非点素子７
により光軸と垂直な面上でＸ方向、Ｙ方向に焦点位置が
異なる非点収差ビームとされ、４分割光検出器８で受光
される。前記４分割光検出器８は、前記非点収差ビーム
の２つの焦点位置の光軸方向の中間に配置され、かつそ
の分割線は前記非点素子７のＸ方向、Ｙ方向に対して４
５度の角度に向けられている。
参照して説明する。図１は本発明の光ディスク装置の一
実施形態の全体構成図である。波長λのレーザ光源１か
ら出射されるレーザ光をコリメートレンズ２で平行ビー
ムに整形し、ビームスプリッタ３を通した上で開口数が
ＮＡ、焦点距離ｆの対物レンズ４により光ディスク５の
記録面に微小スボットとして集光する。この光ディスク
５には、グルーブ部ｇとランド部ｌが渦巻状に形成され
ており、これらグルーブ部ｇとランド部ｌのそれぞれに
情報を記録する。前記グルーブ部ｇの周期、すなわちピ
ッチ寸法はＴｐである。また、前記光ディスク５からの
反射光は、前記対物レンズ４を逆進されて平行ビームと
され、その状態で今度は前記ビームスプリッタ４で反射
されて分離される。そして、焦点距離Ｆの収束レンズ６
で収束された後、シリンドリカルレンズ等の非点素子７
により光軸と垂直な面上でＸ方向、Ｙ方向に焦点位置が
異なる非点収差ビームとされ、４分割光検出器８で受光
される。前記４分割光検出器８は、前記非点収差ビーム
の２つの焦点位置の光軸方向の中間に配置され、かつそ
の分割線は前記非点素子７のＸ方向、Ｙ方向に対して４
５度の角度に向けられている。
【００１１】この光ディスク装置では、図５に示したよ
うに、光ディスク５に対する対物レンズ４の焦点合わせ
の状態によって、４分割光検出器８上での非点収差ビー
ム形状は図５のような変化を示す。したがって、前記４
分割光検出器８の対角位置の分割領域８ａ，８ｄと８
ｂ，８ｃでの検出信号をそれぞれ加算し、かつ各加算信
号の差分を取ると、図６に示すようなＳ字特性の焦点ず
れ量が得られる。そして、この焦点ずれ量が零になるよ
うに前記光ディスク５に対する対物レンズ４の光軸位置
を調整することで、光ディスク５に対する焦点調整が可
能となる。また、前記４分割光検出器８における隣接し
た２つの分割領域での検出信号の差を取ることで、トラ
ック幅方向の位置ずれ信号、すなわちトラッキング信号
を同時に検出でき、トラッキング調整を併せて行うこと
ができる。
うに、光ディスク５に対する対物レンズ４の焦点合わせ
の状態によって、４分割光検出器８上での非点収差ビー
ム形状は図５のような変化を示す。したがって、前記４
分割光検出器８の対角位置の分割領域８ａ，８ｄと８
ｂ，８ｃでの検出信号をそれぞれ加算し、かつ各加算信
号の差分を取ると、図６に示すようなＳ字特性の焦点ず
れ量が得られる。そして、この焦点ずれ量が零になるよ
うに前記光ディスク５に対する対物レンズ４の光軸位置
を調整することで、光ディスク５に対する焦点調整が可
能となる。また、前記４分割光検出器８における隣接し
た２つの分割領域での検出信号の差を取ることで、トラ
ック幅方向の位置ずれ信号、すなわちトラッキング信号
を同時に検出でき、トラッキング調整を併せて行うこと
ができる。
【００１２】このような光ディスク装置において、図７
に示したような、グルーブ部とランド部での焦点ずれ量
と、光ディスク装置における各種設定値との関係を検討
した結果、前記グルーブ部のピッチ寸法Ｔｐ、対物レン
ズの開口数ＮＡ、レーザ光源から出射されるレーザ光の
波長λから得られる値、すなわちλ（Ｔｐ・ＮＡ）が焦
点ずれ量と相関を有することが本発明者によって見いだ
された。図２はその相関特性を示す図であり、横軸がλ
（Ｔｐ・ＮＡ）、縦軸が焦点ずれ量（μｍ）である。な
お、この特性はランド部の深さのの違いによっても異な
るが、ここでは、プッシュプル方式によるトラックエラ
ー信号が最大となる、１／８λのグルーブ深さの場合を
示している。また、前記λ（Ｔｐ・ＮＡ）は、光ディス
クにおける均一なピッチ寸法のグルーブ部による１次回
折光の中心が、対物レンズ４の開口のどの位置に戻って
くるかを表すパラメータ値である。
に示したような、グルーブ部とランド部での焦点ずれ量
と、光ディスク装置における各種設定値との関係を検討
した結果、前記グルーブ部のピッチ寸法Ｔｐ、対物レン
ズの開口数ＮＡ、レーザ光源から出射されるレーザ光の
波長λから得られる値、すなわちλ（Ｔｐ・ＮＡ）が焦
点ずれ量と相関を有することが本発明者によって見いだ
された。図２はその相関特性を示す図であり、横軸がλ
（Ｔｐ・ＮＡ）、縦軸が焦点ずれ量（μｍ）である。な
お、この特性はランド部の深さのの違いによっても異な
るが、ここでは、プッシュプル方式によるトラックエラ
ー信号が最大となる、１／８λのグルーブ深さの場合を
示している。また、前記λ（Ｔｐ・ＮＡ）は、光ディス
クにおける均一なピッチ寸法のグルーブ部による１次回
折光の中心が、対物レンズ４の開口のどの位置に戻って
くるかを表すパラメータ値である。
【００１３】したがって、この特性から焦点ずれ量が零
になるように前記パラメータ値を設定すればよいことが
判る。例えば、このパラメータ値を「２」に設定すれば
焦点位置ずれ量を零にすることができる。すなわち、パ
ラメータ値が「２」の時は、前記１次回折光の位置が対
物レンズ開口の外側に位置するため、ランド部がない平
坦な反射面と同じビーム分布となり、焦点ずれ量は零と
なる。しかしながら、前記したトラッキング調整を行う
ためのトラッキング信号を同時に検出しようとしたとき
には、１次回折光の情報を対物レンズ開口内に取り込む
必要があるため、前記パラメータ値を「２」以上に設定
することはできず、焦点ずれ量を零にすることはできな
くなる。
になるように前記パラメータ値を設定すればよいことが
判る。例えば、このパラメータ値を「２」に設定すれば
焦点位置ずれ量を零にすることができる。すなわち、パ
ラメータ値が「２」の時は、前記１次回折光の位置が対
物レンズ開口の外側に位置するため、ランド部がない平
坦な反射面と同じビーム分布となり、焦点ずれ量は零と
なる。しかしながら、前記したトラッキング調整を行う
ためのトラッキング信号を同時に検出しようとしたとき
には、１次回折光の情報を対物レンズ開口内に取り込む
必要があるため、前記パラメータ値を「２」以上に設定
することはできず、焦点ずれ量を零にすることはできな
くなる。
【００１４】一方、図２から前記パラメータ値を「０」
に近い値にした場合も、焦点ずれ量は小さくなるが、λ
やＮＡには製造上、特性上の制約があっては既存の値を
大きく変化させられないため、結果的にはＴｐを大きく
することになる。しかしながら、Ｔｐを大きくすること
は、グルーブ部のピッチ寸法が大きくなることであり、
そのために光ディスクにおけるグルーブ部の本数が低減
されて光ディスクの記録密度が低下してしまうことにな
り、高密度記録では採用できない。
に近い値にした場合も、焦点ずれ量は小さくなるが、λ
やＮＡには製造上、特性上の制約があっては既存の値を
大きく変化させられないため、結果的にはＴｐを大きく
することになる。しかしながら、Ｔｐを大きくすること
は、グルーブ部のピッチ寸法が大きくなることであり、
そのために光ディスクにおけるグルーブ部の本数が低減
されて光ディスクの記録密度が低下してしまうことにな
り、高密度記録では採用できない。
【００１５】そこで、本発明では、前記パラメータ値
を、焦点ずれ量が零クロスをする「１」弱の値に設定す
る。この零クロスとなる正確な値は、焦点距離等の他の
要素で多少変化するが、本発明者の各種測定の結果、
「０．８〜１．１」の値に設定しておけば、少なくとも
最悪値の半分以下に焦点ずれ量を抑えることが可能であ
ることが確認されている。したがって、 ０．８＜λ（Ｔｐ・ＮＡ）＜１．１ の条件を満たすように、レーザ光源からのレーザ光波長
λ、対物レンズ開口数ＮＡ、グルーブ部ピッチ寸法Ｔｐ
を設計することで、図７に実線で示すように、グルーブ
部とランド部との間での焦点ずれ量を零ないし零に近い
値に設定できる。
を、焦点ずれ量が零クロスをする「１」弱の値に設定す
る。この零クロスとなる正確な値は、焦点距離等の他の
要素で多少変化するが、本発明者の各種測定の結果、
「０．８〜１．１」の値に設定しておけば、少なくとも
最悪値の半分以下に焦点ずれ量を抑えることが可能であ
ることが確認されている。したがって、 ０．８＜λ（Ｔｐ・ＮＡ）＜１．１ の条件を満たすように、レーザ光源からのレーザ光波長
λ、対物レンズ開口数ＮＡ、グルーブ部ピッチ寸法Ｔｐ
を設計することで、図７に実線で示すように、グルーブ
部とランド部との間での焦点ずれ量を零ないし零に近い
値に設定できる。
【００１６】また、本発明者は、前記収束レンズ６及び
非点素子７により生成される２つの焦点位置の光軸方向
の長さＬ（図５参照）、すなわち非点収差量Ｌを、対物
レンズによる光ディスク側の非点収差量に置き直した等
価非点収差量（ｆ2 ／Ｆ2 ）・Ｌについて、前記パラメ
ータ値λ（Ｔｐ・ＮＡ）についての関係について検討し
た結果、図３のような焦点ずれ量との相関があることが
明らかになった。この図より、等価非点収差量が大きく
なると、パラメータ値が同じ値でも、焦点ずれ量が大き
くなることが判る。したがって、等価非点収差量をある
値以下に制限しておけば、焦点ずれ量を小さくすること
ができる。通常の光ディスク装置において許容される焦
点ずれ量を最小値の倍程度の制限とすると、λ（Ｔｐ・
ＮＡ）＝０．９の曲線より、等価非点収差量を８[ μm]
以下に制限すれば良いことが明らかになった。
非点素子７により生成される２つの焦点位置の光軸方向
の長さＬ（図５参照）、すなわち非点収差量Ｌを、対物
レンズによる光ディスク側の非点収差量に置き直した等
価非点収差量（ｆ2 ／Ｆ2 ）・Ｌについて、前記パラメ
ータ値λ（Ｔｐ・ＮＡ）についての関係について検討し
た結果、図３のような焦点ずれ量との相関があることが
明らかになった。この図より、等価非点収差量が大きく
なると、パラメータ値が同じ値でも、焦点ずれ量が大き
くなることが判る。したがって、等価非点収差量をある
値以下に制限しておけば、焦点ずれ量を小さくすること
ができる。通常の光ディスク装置において許容される焦
点ずれ量を最小値の倍程度の制限とすると、λ（Ｔｐ・
ＮＡ）＝０．９の曲線より、等価非点収差量を８[ μm]
以下に制限すれば良いことが明らかになった。
【００１７】更に、図３から、安定な記録が可能な光デ
ィスク装置として、焦点ずれ量をほぼ零にすることがで
きるλ（Ｔｐ・ＮＡ）と等価非点収差量（ｆ2 ／Ｆ2 ）
・Ｌの相関が存在することも明らかとされた。例えば、
λ（Ｔｐ・ＮＡ）＝１．０とすれば、等価非点収差量
（ｆ2 ／Ｆ2 ）・Ｌ＝５．５μｍとなり、焦点ずれ量は
略零となる。因みに、λ＝０．６５μｍ、ＮＡ＝０．６
とすれば、グルーブ部ピッチ寸法Ｔｐは約１．０８μｍ
となり、グルーブ部とランド部の両方を記録トラックと
する光ディスクのトラックピッチは、約０．５４μｍと
なる。このようなパラメータの組合わせを選ぶことで、
安定した光ディスク装置を実現することが可能となる。
ィスク装置として、焦点ずれ量をほぼ零にすることがで
きるλ（Ｔｐ・ＮＡ）と等価非点収差量（ｆ2 ／Ｆ2 ）
・Ｌの相関が存在することも明らかとされた。例えば、
λ（Ｔｐ・ＮＡ）＝１．０とすれば、等価非点収差量
（ｆ2 ／Ｆ2 ）・Ｌ＝５．５μｍとなり、焦点ずれ量は
略零となる。因みに、λ＝０．６５μｍ、ＮＡ＝０．６
とすれば、グルーブ部ピッチ寸法Ｔｐは約１．０８μｍ
となり、グルーブ部とランド部の両方を記録トラックと
する光ディスクのトラックピッチは、約０．５４μｍと
なる。このようなパラメータの組合わせを選ぶことで、
安定した光ディスク装置を実現することが可能となる。
【００１８】なお、本発明においては、図４に示したよ
うな、有限系の対物レンズが、コリメートレンズと検出
系の収束レンズを兼ねた構成とされ、光ディスク側の焦
点距離がｆ、検出系側の焦点距離がＦとされる構成にお
いても同様に適用することが可能である。また、非点収
差を発生する非点素子として、ホログラム素子を利用す
ることも可能である。
うな、有限系の対物レンズが、コリメートレンズと検出
系の収束レンズを兼ねた構成とされ、光ディスク側の焦
点距離がｆ、検出系側の焦点距離がＦとされる構成にお
いても同様に適用することが可能である。また、非点収
差を発生する非点素子として、ホログラム素子を利用す
ることも可能である。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、レーザ光
の波長λ、対物レンズの開口数ＮＡ、グルーブ部のピッ
チ寸法Ｔｐの相互間に、０．８＜λ／（Ｔｐ・ＮＡ）＜
１．１の関係を備えることにより、焦点ずれ量を零ない
し零に近い値に設定できる。また、対物レンズの焦点距
離ｆ、焦点信号ずれ量を得るための収束光学系の焦点距
離Ｆ、非点収差による２つの焦点の光軸上の間隔Ｌの相
互間に、（ｆ2 ／Ｆ2 ）・Ｌ＜８［μｍ］の関係を備え
ることにより、等価非点収差量の相違にかかわらず焦点
信号ずれ量を零ないし零に近い値に設定できる。これに
より、グルーブ部とランド部のそれぞれを記録トラック
としている光ディスク装置において、グルーブ部とラン
ド部のそれぞれに対してより高精度の焦点調整が実現で
き、焦点ずれ量の小さな光ディスク装置を実現すること
が可能となる。
の波長λ、対物レンズの開口数ＮＡ、グルーブ部のピッ
チ寸法Ｔｐの相互間に、０．８＜λ／（Ｔｐ・ＮＡ）＜
１．１の関係を備えることにより、焦点ずれ量を零ない
し零に近い値に設定できる。また、対物レンズの焦点距
離ｆ、焦点信号ずれ量を得るための収束光学系の焦点距
離Ｆ、非点収差による２つの焦点の光軸上の間隔Ｌの相
互間に、（ｆ2 ／Ｆ2 ）・Ｌ＜８［μｍ］の関係を備え
ることにより、等価非点収差量の相違にかかわらず焦点
信号ずれ量を零ないし零に近い値に設定できる。これに
より、グルーブ部とランド部のそれぞれを記録トラック
としている光ディスク装置において、グルーブ部とラン
ド部のそれぞれに対してより高精度の焦点調整が実現で
き、焦点ずれ量の小さな光ディスク装置を実現すること
が可能となる。
【図１】本発明の光ディスク装置の実施形態の概念構成
図である。
図である。
【図２】本発明の原理を示すための、レーザ光波長λ、
対物レンズ開口数ＮＡ、グルーブ部ピッチ寸法Ｔｐと焦
点ずれ量との相関を示す図である。
対物レンズ開口数ＮＡ、グルーブ部ピッチ寸法Ｔｐと焦
点ずれ量との相関を示す図である。
【図３】等価非点収差量と焦点ずれ量との相関を示す図
である。
である。
【図４】従来の光ディスク装置の概念構成図である。
【図５】従来の光ディスク装置における光検出器での受
光状態を示す図である。
光状態を示す図である。
【図６】従来技術における焦点ずれ量のオフセットを説
明するための図である。
明するための図である。
【図７】グルーブ部とランド部でのオフセットの相違を
説明するための図である。
説明するための図である。
１ レーザ光源 ２ コリメートレンズ ３ ビームスプリッタ ４ 対物レンズ ５ 光ディスク ６ 収束レンズ ７ 非点素子 ８ ４分割光検出器
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平10−64104（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−185047（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−302320（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−210872（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−231588（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−40568（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−157731（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G11B 7/09 - 7/095 G11B 7/135
Claims (4)
- 【請求項１】 溝部（グルーブ部）及び溝間部（ランド
部）の両方に記録トラックが形成された光ディスクに対
し、レーザ光源からのレーザ光を対物レンズにより微小
スポットとして集光して情報の記録や再生を行い、前記
光ィスクからの反射光を収束光学径で収束するととも
に、非点素子により非点収差を発生して光検出器で検出
して少なくとも前記対物レンズの焦点合わせを行う光デ
ィスク装置において、前記レーザ光の波長をλ、前記対
物レンズの開口数をＮＡ、前記グルーブ部のピッチ寸法
をＴｐとしたときに、 ０．８＜λ／（Ｔｐ・ＮＡ）＜１．１ の関係を満たすことを特徴とする光ディスク装置。 - 【請求項２】 前記対物レンズの焦点距離をｆ、収束光
学系の焦点距離をＦ、非点収差による２つの焦点の光軸
上の間隔をＬとしたときに、 （ｆ2 ／Ｆ2 ）・Ｌ＜８［μｍ］ の関係を満たすことを特徴とする請求項１に記載の光デ
ィスク装置。 - 【請求項３】 前記非点素子は前記収束光学系のレーザ
光を光軸と垂直な面上においてＸ方向とＹ方向でそれぞ
れ異なる焦点位置に収束させ、前記光検出器は前記非点
収差による２つの焦点の光軸位置間に配置され、かつそ
の４分割される領域は前記非束光学系のＸ方向、Ｙ方向
と４５度の角度の方向に分割され、その対角領域同士の
和出力の差より焦点位置ずれ信号を出力する請求項１ま
たは２に記載の光ディスク装置。 - 【請求項４】 合焦点位置での焦点位置ずれ信号の値
が、略零であることを特徴とする請求項１ないし３のい
ずれかに記載の光ディスク装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10061735A JP3123500B2 (ja) | 1998-03-12 | 1998-03-12 | 光ディスク装置 |
| DE69938945T DE69938945D1 (de) | 1998-03-12 | 1999-03-04 | Abspielgerät für optische Platte |
| EP99103904A EP0942414B1 (en) | 1998-03-12 | 1999-03-04 | Optical disk apparatus |
| US09/266,884 US6266302B1 (en) | 1998-03-12 | 1999-03-12 | Optical disk apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10061735A JP3123500B2 (ja) | 1998-03-12 | 1998-03-12 | 光ディスク装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11259874A JPH11259874A (ja) | 1999-09-24 |
| JP3123500B2 true JP3123500B2 (ja) | 2001-01-09 |
Family
ID=13179763
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10061735A Expired - Lifetime JP3123500B2 (ja) | 1998-03-12 | 1998-03-12 | 光ディスク装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6266302B1 (ja) |
| EP (1) | EP0942414B1 (ja) |
| JP (1) | JP3123500B2 (ja) |
| DE (1) | DE69938945D1 (ja) |
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| JP4095766B2 (ja) * | 2000-10-20 | 2008-06-04 | 株式会社リコー | 光学ユニットの組立調整装置 |
| TWI248244B (en) * | 2003-02-19 | 2006-01-21 | J P Sercel Associates Inc | System and method for cutting using a variable astigmatic focal beam spot |
| CN100530379C (zh) * | 2006-07-19 | 2009-08-19 | 清华大学深圳研究生院 | 激光读取头信号拾取光路结构 |
| US20130256286A1 (en) * | 2009-12-07 | 2013-10-03 | Ipg Microsystems Llc | Laser processing using an astigmatic elongated beam spot and using ultrashort pulses and/or longer wavelengths |
| EP2889603B1 (en) * | 2012-10-15 | 2018-08-01 | Sony Corporation | Microparticle measuring device |
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|---|---|---|---|---|
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| US5910932A (en) * | 1991-09-11 | 1999-06-08 | Sony Corporation | Optical disk and optical disk system with numerical aperture of objective lens related to protective layer thickness of optical disk |
| JP3002318B2 (ja) * | 1992-01-20 | 2000-01-24 | パイオニア株式会社 | 光ディスク及び光ディスク再生装置 |
| JPH05258320A (ja) | 1992-03-16 | 1993-10-08 | Hitachi Ltd | 焦点ずれ検出方法およびそれを用いた光情報処理装置 |
| JP2860229B2 (ja) * | 1993-06-25 | 1999-02-24 | 株式会社ケンウッド | 光ディスク記録再生装置 |
| DE69423728T2 (de) * | 1994-01-19 | 2000-11-16 | Toshiba Kawasaki Kk | System mit optischer Platte und Gerät für optische Platte |
| JP2704107B2 (ja) | 1994-01-19 | 1998-01-26 | 株式会社東芝 | 光ディスクおよび光ディスク装置 |
| KR100200857B1 (ko) * | 1995-10-04 | 1999-06-15 | 윤종용 | 광픽업장치 |
| JPH09115185A (ja) | 1995-10-18 | 1997-05-02 | Dainippon Ink & Chem Inc | 光記録媒体および光情報検出装置 |
| JP3645020B2 (ja) * | 1995-12-12 | 2005-05-11 | 富士通株式会社 | 光情報検出装置 |
| JPH09231588A (ja) | 1996-02-26 | 1997-09-05 | Ricoh Co Ltd | 光ディスクドライブ |
| TW385435B (en) * | 1996-05-30 | 2000-03-21 | Hitachi Ltd | An optical disk discriminating system of optical disk apparatus |
| JP3658092B2 (ja) | 1996-07-19 | 2005-06-08 | 松下電器産業株式会社 | 光ピックアップヘッド装置、光情報処理装置及び光ピックアップヘッド装置の組立調整方法 |
| JPH1064104A (ja) | 1996-08-21 | 1998-03-06 | Pioneer Electron Corp | 非点収差フォーカスエラー信号生成方法及び光ピックアップ装置 |
| JPH10302320A (ja) * | 1997-04-25 | 1998-11-13 | Sanyo Electric Co Ltd | 記録媒体および光ピックアップ装置 |
-
1998
- 1998-03-12 JP JP10061735A patent/JP3123500B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1999
- 1999-03-04 EP EP99103904A patent/EP0942414B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-03-04 DE DE69938945T patent/DE69938945D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1999-03-12 US US09/266,884 patent/US6266302B1/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE69938945D1 (de) | 2008-08-07 |
| JPH11259874A (ja) | 1999-09-24 |
| EP0942414B1 (en) | 2008-06-25 |
| EP0942414A1 (en) | 1999-09-15 |
| US6266302B1 (en) | 2001-07-24 |
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