JP3435249B2 - Optical head device and lens - Google Patents

Optical head device and lens

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JP3435249B2
JP3435249B2 JP05299995A JP5299995A JP3435249B2 JP 3435249 B2 JP3435249 B2 JP 3435249B2 JP 05299995 A JP05299995 A JP 05299995A JP 5299995 A JP5299995 A JP 5299995A JP 3435249 B2 JP3435249 B2 JP 3435249B2
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light
optical
recording
objective lens
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尚志 山田
功 星野
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株式会社東芝
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は光学ヘッド装置に関し、
特に仕様、規格の異なる複数の光ディスク等の光メモリ
の少なくとも再生を簡便に行なうことができる光学ヘッ
ド装置およびそれに用いられるレンズに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical head device,
In particular, the present invention relates to an optical head device capable of easily performing at least reproduction of an optical memory such as a plurality of optical disks having different specifications and standards, and a lens used therein.
【0002】[0002]
【従来の技術】光ディスクに光ビームを照射し、その反
射光を検出して光ディスクに記録されている情報を再生
する技術は、CD(コンパクトディスク)、LD(レー
ザディスク)装置等として広く実用化されている。この
ような光ディスク再生装置では、半導体レーザなどの光
源から出射された光ビームを対物レンズにより光ディス
クの信号記録面に集束照射し、光ディスクからの反射光
を光検出器により検出することにより光ディスクに記録
されている情報を再生する。
2. Description of the Related Art A technique for irradiating an optical disc with a light beam and detecting the reflected light to reproduce the information recorded on the optical disc is widely put to practical use as a CD (compact disc), an LD (laser disc) device or the like. Has been done. In such an optical disc reproducing apparatus, a light beam emitted from a light source such as a semiconductor laser is focused on a signal recording surface of the optical disc by an objective lens, and reflected light from the optical disc is detected by a photodetector to be recorded on the optical disc. Play the information that has been recorded.
【0003】このような光ディスクにおいては、記録密
度の高密度化が図られており、従来の光ディスクとは規
格の異なる光ディスクが存在するようになってきた。例
えば、情報が記録される単位であるピットの大きさは、
現在は1ミクロン程度であるが、サブミクロン程度に縮
小される可能性が高い。
In such an optical disc, the recording density has been increased, and an optical disc having a standard different from that of the conventional optical disc has come to exist. For example, the size of a pit, which is the unit for recording information, is
Currently it is about 1 micron, but there is a high possibility that it will be reduced to submicron.
【0004】光ディスクの記録密度は、光ディスク上に
形成された情報記録用の微小なピットを読取るために光
学ヘッド(ピックアップ)により光ディスク上に照射さ
れる記録・再生用の光スポットの大きさによって決ま
る。
The recording density of an optical disk is determined by the size of a recording / reproducing light spot irradiated onto the optical disk by an optical head (pickup) for reading minute pits for recording information formed on the optical disk. .
【0005】このスポットの径は、使用するレーザの波
長と、対物レンズの開口数( NA:Numerical Apertur
e) によって決まり、 スポット径=k×レーザ波長/NA で表わされる。kは定数である。
The diameter of this spot depends on the wavelength of the laser used and the numerical aperture (NA: Numerical Apertur) of the objective lens.
It is determined by e) and is expressed by spot diameter = k × laser wavelength / NA. k is a constant.
【0006】このため、小さなスポットを用いて、より
高密度の光ディスクを読取ろうとすると、レーザ波長の
短いものを用いるか、またはNAの大きなレンズを用い
る必要がある。
Therefore, in order to read a higher density optical disc by using a small spot, it is necessary to use one having a short laser wavelength or a lens having a large NA.
【0007】従来の光学ヘッド装置は、対物レンズを1
つのみ有する構成であったため、高密度の光ディスク
を、従来の光ディスクに対応した対物レンズを備えた光
学ヘッドで読取ることはできなかった。
In the conventional optical head device, the objective lens is
Since it has only one optical disk, it is impossible to read a high-density optical disk with an optical head equipped with an objective lens corresponding to the conventional optical disk.
【0008】すなわち、高密度用の光学ヘッドが、NA
の大きな対物レンズを用いている場合は、対物レンズに
対する光ディスクの傾きがあると、スポットの乱れが大
きくなるため、共通に用いることができない場合が多
い。これは、従来の規格では、光ディスクの反りなど
を、大きな値のものまで許容していたが、新しい光ディ
スクでは、反りの小さいものしか許容しないようになっ
ているため、反りの大きな光ディスクは読めないという
こと等による。
That is, the optical head for high density has a NA
When an objective lens having a large size is used, if the optical disc is tilted with respect to the objective lens, the spot disturbance becomes large, and therefore it cannot be commonly used in many cases. According to the conventional standard, the warp of the optical disc and the like are allowed up to a large value, but the new optical disc allows only the warp with a small value, so that the optical disc with the large warp cannot be read. Because of that.
【0009】なお、スポットの乱れは、光ディスクの厚
さによって影響を受け、厚さの薄い光ディスクは、光デ
ィスクが傾いてもスポットの乱れが小さいことから、厚
さの薄い光ディスクを高密度の光ディスクの基板に用い
る例もある。
The spot disturbance is affected by the thickness of the optical disc, and the thin optical disc has a small spot disturbance even if the optical disc is tilted. There is also an example where it is used as a substrate.
【0010】また、同一の光ディスクであっても、記録
時と再生時で、最適の対物レンズの仕様が異なる場合が
あるが、対物レンズを1つのみ有する構成であったた
め、これに対処できないといった問題があった。
In addition, even if the same optical disc is used, the optimum specifications of the objective lens may differ between the time of recording and the time of reproduction, but since it has a configuration having only one objective lens, this cannot be dealt with. There was a problem.
【0011】また、基板厚みの異なるディスクも新たな
規格として誕生しており、新しい装置では従来規格のデ
ィスクの情報を記録または再生することがきなくなって
しまう危険性がある。
Further, discs having different substrate thicknesses are also emerging as a new standard, and there is a risk that the new device will not be able to record or reproduce information on discs of conventional standards.
【0012】規格としてはディスク基板の厚さがある。
この種の光ディスクは、一般にピットなどの形で情報が
記録された透明基板(以下、ディスク基板という)上に
反射膜を形成し、その上に保護層を形成した構造を有す
る。光ビームは、透明基板側から信号記録面である反射
膜に照射される。この場合、ディスク基板の厚さによっ
て再生特性が変化する。同じ開口数の対物レンズであっ
ても、ディスク基板が薄い方がディスク傾きによる透過
波面収差は小さく、信号記録面上の集光スポットの集光
特性がよいので、再生情報信号の品位も高いものが得ら
れる。このため、ディスク基板の厚さを薄くした光ディ
スクを使った光ディスク装置が出現してきた。
The standard is the thickness of the disk substrate.
This type of optical disc generally has a structure in which a reflective film is formed on a transparent substrate (hereinafter referred to as a disc substrate) on which information is recorded in the form of pits, and a protective layer is formed thereon. The light beam is applied to the reflective film, which is the signal recording surface, from the transparent substrate side. In this case, the reproduction characteristic changes depending on the thickness of the disc substrate. Even if the objective lens has the same numerical aperture, the thinner the disc substrate, the smaller the transmitted wavefront aberration due to the disc tilt, and the better the condensing characteristics of the condensing spot on the signal recording surface. Therefore, the quality of the reproduced information signal is high. Is obtained. Therefore, an optical disk device using an optical disk having a thin disk substrate has appeared.
【0013】このように仕様、規格の異なる複数種類の
光ディスクが存在するようになると、当然これらを同一
の装置で再生できるようにするという要求が生じる。そ
のため、1台の記録・再生装置に光ディスクの種類に応
じた複数の光学ヘッドを設け、使用するディスクに応じ
てこれらを機械的に切り替えるという方法がとられてい
る。
As described above, when a plurality of types of optical discs having different specifications and standards are present, it is naturally demanded that these can be reproduced by the same device. Therefore, a method has been adopted in which one recording / reproducing apparatus is provided with a plurality of optical heads according to the type of optical disk and these are mechanically switched according to the disk used.
【0014】この方法は確実であるが、複数の光学ヘッ
ドを用意する必要であるとともに、これらを駆動/切り
替える機構も複数用意する必要があるので、記録・再生
装置を複数台設けるのと同じコスト、設置スペースを要
することになり、複数の仕様の光ディスクを同一の装置
で記録・再生するという本来のメリットが損なわれる結
果となってしまう。
This method is reliable, but since it is necessary to prepare a plurality of optical heads and a plurality of mechanisms for driving / switching them, it is the same cost as providing a plurality of recording / reproducing devices. However, the installation space is required, and the original merit of recording / reproducing optical discs having a plurality of specifications with the same device is lost.
【0015】一方、上述したようにNAを大きくする
と、レンズの収差の影響がNAの3乗に比例して大きく
なるため影響がでやすくなることと、レンズの光軸に対
して光ディスクの基板が傾いた場合のスポットの歪が大
きくなる欠点があるが、これを解決するために、「超解
像」という技術が考案されている。例えば、米国特許第
5,121,378号明細書に記載されているように、
レンズの中心部分を遮蔽して、ドーナツ状のレンズを構
成した場合、レンズによるスポット径が覆わない場合に
比較して10〜20%小さくなることが報告されてい
る。
On the other hand, as described above, when the NA is increased, the influence of the lens aberration increases in proportion to the cube of the NA, and the influence easily occurs. Although there is a drawback that the distortion of the spot becomes large when tilted, a technique called "super-resolution" has been devised to solve this. For example, as described in US Pat. No. 5,121,378,
It has been reported that when a donut-shaped lens is constructed by blocking the central part of the lens, the spot diameter by the lens is reduced by 10 to 20% as compared with the case where the lens is not covered.
【0016】特に、レーザ光を光源とする場合には、レ
ンズの一部を覆うだけでなく、レンズの一部の厚みを、
光の位相に影響する程度に変化させて、同心円状に構成
することによって、同様の効果を得ることができるとい
うことも報告されている。
Particularly, when a laser beam is used as a light source, not only a part of the lens is covered but also the thickness of a part of the lens is changed.
It has also been reported that the same effect can be obtained by changing the light phase to an extent that affects the phase of the light and configuring it in a concentric shape.
【0017】しかし、上記技術では、遮蔽部材が必要と
なるため、光学系の大型化、複雑化が生じてしまう。ま
た、遮蔽部材により光効率が悪化するという問題点を有
するものである。
However, in the above technique, since the shielding member is required, the optical system becomes large and complicated. Moreover, there is a problem that the light efficiency is deteriorated by the shielding member.
【0018】このように、従来の光学ヘッド装置は、対
物レンズを1つのみ有する構成であったため、記録密
度、反りの許容量、基板の厚み等の相違など規格の異な
る複数の光ディスクを使用したい場合、あるいは、同一
の光ディスクであっても、記録時と再生時で、最適のレ
ンズの仕様が異なる場合、これに対処できないといった
問題点があった。
As described above, since the conventional optical head device has a configuration having only one objective lens, it is desired to use a plurality of optical discs having different standards such as a difference in recording density, a warp allowable amount, a substrate thickness and the like. In this case, or even with the same optical disc, there is a problem that it cannot be dealt with when the optimum lens specifications differ between recording and reproduction.
【0019】なお、それぞれの規格や仕様に適応した専
用の対物レンズを用いた専用の光学ヘッドを複数個用意
して、切換えて使用することも考えられるが、このよう
にした場合には、機構が複雑化し、装置が大型化するば
かりでなく、コストが上がるため、実用化し得ないとい
う問題がある。
It is possible to prepare a plurality of dedicated optical heads using a dedicated objective lens adapted to each standard or specification and switch and use them. In such a case, the mechanism is However, there is a problem in that it cannot be put to practical use because not only it becomes complicated and the device becomes large, but also the cost increases.
【0020】[0020]
【発明が解決しようとする課題】本発明は上述した事情
に対処すべくなされたもので、その目的は、小型、か
つ、安価な構成でありながら、仕様が異なる複数の情報
記録媒体に対して、少なくとも良好な再生を行えるよう
にした光学ヘッド装置、およびそれに用いられるレンズ
を提供するものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to address the above-mentioned circumstances, and its object is to provide a plurality of information recording mediums having different specifications while having a compact and inexpensive structure. The present invention provides an optical head device capable of performing at least good reproduction, and a lens used therein.
【0021】[0021]
【課題を解決するための手段】本発明による光学ヘッド
装置は、光源と、前記光源から出射された光ビームを光
メモリの記録面に集束照射するための対物レンズと、前
記記録面からの反射光を光検出手段へと導いて信号検出
をするように構成した光学ヘッド装置において、対物レ
ンズは光が入射される第1の面と、光を出射する第2の
面とを具備し、第1の面と第2の面との少なくとも一方
は3つ以上のレンズ面に同心円状に分割されており、中
心から奇数番目のレンズ面と偶数番目のレンズ面とは焦
点位置が異なる対物レンズであることを特徴とする。
An optical head device according to the present invention includes a light source, an objective lens for focusing and irradiating a light beam emitted from the light source onto a recording surface of an optical memory, and reflected light from the recording surface. In the optical head device configured to guide the light to the light detection means for signal detection, the objective lens has a first surface on which light is incident and a second surface for emitting light.
A surface and at least one of a first surface and a second surface
Is concentrically divided into three or more lens surfaces.
From the heart, the odd-numbered lens surface and the even-numbered lens surface are not focused.
The objective lens is different in point position .
【0022】[0022]
【0023】[0023]
【0024】[0024]
【0025】[0025]
【0026】[0026]
【0027】[0027]
【0028】[0028]
【0029】[0029]
【0030】[0030]
【0031】[0031]
【0032】[0032]
【0033】[0033]
【作用】本発明によれば、光源と、光源から出射された
光ビームを光メモリの記録面に集束照射するための対物
レンズと、記録面からの反射光を光検出手段へと導いて
信号検出をするように構成し、対物レンズは光が入射さ
れる第1の面と、光を出射する第2の面とを具備し、前
記第1の面と前記第2の面との少なくとも一方は3つ以
上のレンズ面に同心円状に分割されており、中心から奇
数番目のレンズ面と偶数番目のレンズ面とは焦点位置が
異なる対物レンズであるとすることにより、小型、か
つ、安価な構成でありながら、仕様が異なる複数の情報
記録媒体に対して、1台の光学ヘッド装置により少なく
とも良好な再生を行なうことができる。
According to the present invention, the light source, the objective lens for focusing and irradiating the light beam emitted from the light source onto the recording surface of the optical memory, and the reflected light from the recording surface are guided to the light detecting means to detect a signal. The objective lens receives light.
And a second surface that emits light,
At least one of the first surface and the second surface is 3 or more.
Divided concentrically on the upper lens surface,
The focal positions of the several lens surface and the even lens surface are
By using different objective lenses, it is possible to perform at least good reproduction by a single optical head device on a plurality of information recording media having different specifications, even though they are compact and inexpensive.
【0034】[0034]
【実施例】以下、図面を参照して本発明による光学ヘッ
ド装置の第1実施例を説明する。図1は第1実施例の光
学ヘッド装置に用いられる対物レンズの概略図である。
対物レンズ600は、その少なくとも一方の面が同心円
状に複数のレンズ面に分割され、各レンズ面が異なる光
学特性を有するように構成されている。図1(a)は光
源側から見た対物レンズの平面図を示し、同図(b)は
その断面図を示す。対物レンズ600の光源(図示せ
ず)側の面が同心円状に2つのレンズ面602、604
に分割されている。内側のレンズ面602は円形状であ
り、外側のレンズ面604は輪状(ドーナツ状)であ
る。他の面(ディスク側の面)606は通常の連続した
レンズ面である。レンズ面602はレンズ面604より
も外側に凸出しており、レンズ面602、604は異な
る焦点距離を有する。内側のレンズ面602の焦点面6
08は外側のレンズ面604の焦点面610より遠方に
ある。このように対物レンズ600は異なる焦点距離を
有する2つのレンズを同心円状に組み合わせたレンズと
等価である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of an optical head device according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic view of an objective lens used in the optical head device of the first embodiment.
The objective lens 600 is configured such that at least one surface thereof is concentrically divided into a plurality of lens surfaces, and each lens surface has different optical characteristics. FIG. 1A shows a plan view of the objective lens viewed from the light source side, and FIG. 1B shows a sectional view thereof. The surface of the objective lens 600 on the light source (not shown) side has two concentric circles 602 and 604.
Is divided into The inner lens surface 602 has a circular shape, and the outer lens surface 604 has a ring shape (donut shape). The other surface (disk-side surface) 606 is a normal continuous lens surface. The lens surface 602 projects more outward than the lens surface 604, and the lens surfaces 602 and 604 have different focal lengths. Focal plane 6 of inner lens surface 602
08 is farther from the focal plane 610 of the outer lens surface 604. As described above, the objective lens 600 is equivalent to a lens in which two lenses having different focal lengths are concentrically combined.
【0035】なお、ディスク側の面606は連続面とし
たが、この面も同様に同心円状に2つのレンズ面に分割
してもよい。図1の対物レンズ600を用いる時は、光
ディスクの信号記録面を焦点面608、または610の
いずれかに配置する必要がある。光ディスクの信号記録
面が焦点面610に位置するように構成した場合は、レ
ンズ面604を通過した光のみが焦点面610で集束
し、レンズ面602を通過した光は焦点面610より遠
くで集束し、焦点面610ではぼける。したがって、レ
ンズ面602を通過した光は信号検出のための光電変換
素子(図1には不図示)には戻ってこない。あるいは、
戻ってきたとしても、非常に弱い強度であるので、レン
ズ面604を通過した光に基づく主信号に対しての干渉
信号、または雑音信号となることが無い。このようにレ
ンズ600は2つの焦点距離を有するレンズとして使用
することができる。光ディスク装置においては、ディス
クの位置は一定であるので、ディスクの信号記録面の位
置が変化した場合は、対物レンズをフォーカス方向に移
動する必要がある。
Although the surface 606 on the disk side is a continuous surface, this surface may also be concentrically divided into two lens surfaces. When using the objective lens 600 of FIG. 1, it is necessary to dispose the signal recording surface of the optical disc on either the focal plane 608 or 610. When the signal recording surface of the optical disc is configured to be located at the focal surface 610, only the light that has passed through the lens surface 604 is focused at the focal surface 610, and the light that has passed through the lens surface 602 is focused farther than the focal surface 610. However, the focal plane 610 is blurred. Therefore, the light passing through the lens surface 602 does not return to the photoelectric conversion element (not shown in FIG. 1) for signal detection. Alternatively,
Even if it returns, the intensity is very weak, so that it does not become an interference signal or a noise signal with respect to the main signal based on the light passing through the lens surface 604. Thus, the lens 600 can be used as a lens having two focal lengths. In the optical disk device, the position of the disk is constant, so that it is necessary to move the objective lens in the focus direction when the position of the signal recording surface of the disk changes.
【0036】図2は図1のレンズ600を対物レンズと
して用いた光学ヘッド装置全体の概略図である。レーザ
614から出射されたレーザ光はコリメータレンズ61
8を透過してビームスプリッタ616に導かれる。ビー
ムスプリッタ616で反射されたレーザ光は図1に示す
対物レンズ600により集束され、異なるディスク厚の
光ディスク620、622の信号記録面620a、62
2a上に微小スポットが形成される。信号記録面は透明
基板上に形成される。
FIG. 2 is a schematic view of the entire optical head device using the lens 600 of FIG. 1 as an objective lens. The laser light emitted from the laser 614 is collimator lens 61.
8 and is guided to the beam splitter 616. The laser light reflected by the beam splitter 616 is focused by the objective lens 600 shown in FIG. 1, and the signal recording surfaces 620a, 62 of the optical disks 620, 622 having different disk thicknesses.
A minute spot is formed on 2a. The signal recording surface is formed on the transparent substrate.
【0037】光ディスク620、622で反射された光
は同じ光路を逆方向に伝搬する。すなわち、反射光は対
物レンズ600、収束レンズ626を介して偏光素子で
あるホログラフィック素子(HOE)624に入射され
る。ホログラフィック素子624で回折を受けて光ビー
ムは光検出器628により検出される。
The light reflected by the optical disks 620 and 622 propagates in the opposite direction along the same optical path. That is, the reflected light is incident on the holographic element (HOE) 624, which is a polarizing element, through the objective lens 600 and the converging lens 626. The light beam that is diffracted by the holographic element 624 is detected by the photodetector 628.
【0038】光検出器628の出力信号は、増幅器と演
算回路からなる信号処理回路630に入力される。信号
処理回路630は光検出器628の出力信号に種々の演
算を施し、フォーカス誤差信号、トラッキング誤差信号
および再生情報信号を生成する。フォーカス誤差信号と
トラッキング誤差信号はアクチュエータ駆動回路(図示
せず)を介してフォーカシングコイル632、トラッキ
ングコイル634に供給される。これらのコイル63
2、634により対物レンズ600を動かし、光ディス
ク上の光スポットの位置を光軸方向とトラッキング方向
に制御する。再生情報信号はデータ再生回路(図示せ
ず)に供給される。
The output signal of the photodetector 628 is input to the signal processing circuit 630 including an amplifier and an arithmetic circuit. The signal processing circuit 630 performs various calculations on the output signal of the photodetector 628 to generate a focus error signal, a tracking error signal and a reproduction information signal. The focus error signal and the tracking error signal are supplied to the focusing coil 632 and the tracking coil 634 via an actuator drive circuit (not shown). These coils 63
The objective lens 600 is moved by 2, 634 to control the position of the light spot on the optical disk in the optical axis direction and the tracking direction. The reproduction information signal is supplied to a data reproduction circuit (not shown).
【0039】図3に示すように、ホログラフィック素子
624は、トラック方向と同一方向の領域分割線623
cによって2つの領域625a、625bに分割されて
いる。これらの領域625a、625bにおいては、焦
点誤差検出に必要な光ビームの形状変化を生じさせるた
めに、一方は糸巻き状に、他方は樽形状にそれぞれ等間
隔な格子を変形させた格子形状のホログラムが形成され
ている。また、領域625a、625bのそれぞれの回
折光が光検出器628の受光面上で分離されるように、
領域625aと領域625bとで平均的な格子間隔を異
ならせている。これにより、領域625aからの回折光
630aは光検出器628の受光面629aと629b
にまたがった領域に集光し、領域625bからの回折光
630bは光検出器628の受光面629cと629d
にまたがった領域に集光する。
As shown in FIG. 3, the holographic element 624 has an area dividing line 623 in the same direction as the track direction.
It is divided into two regions 625a and 625b by c. In these areas 625a and 625b, in order to cause a change in the shape of the light beam necessary for focus error detection, one is a pincushion-shaped one, and the other is a barrel-shaped hologram in which gratings at regular intervals are transformed. Are formed. In addition, the diffracted lights of the regions 625a and 625b are separated on the light receiving surface of the photodetector 628,
The average lattice spacing is different between the regions 625a and 625b. As a result, the diffracted light 630a from the region 625a receives the light receiving surfaces 629a and 629b of the photodetector 628.
Diffracted light 630b from the region 625b is condensed in a region that straddles the light receiving surface 629c and 629d of the photodetector 628.
Focus on the area that spans.
【0040】ここで、光検出器628の受光面629
a、629b、629c、629dにそれぞれ対応する
検出信号を629A、629B、629C、629とし
たとき、フォーカス誤差信号Sf、トラッキング誤差信
号Stおよび再生情報信号Siは、次式の演算により得
られる。
Here, the light receiving surface 629 of the photodetector 628.
When the detection signals corresponding to a, 629b, 629c, and 629d are 629A, 629B, 629C, and 629, respectively, the focus error signal Sf, the tracking error signal St, and the reproduction information signal Si are obtained by the calculation of the following equation.
【0041】 Sf=(629A−629B)+(629C−629
D) St=(629A+629B)−(629C+629
D) Si=(629A+629B+629C+629D) 図2の光学ヘッド装置において、光検出器628は収束
レンズ626の焦点面に配置されている。そのため、デ
ィスク620の記録・再生時でも、ディスク622の記
録・再生時でも、対物レンズ600を介した反射光は平
行ビームである。焦点検出を、例えば非点収差法で行な
った場合は、光検出器628の領域629a〜629d
上に照射されたビームの太さに関係なく、合焦点の検出
が可能であるので、同一の検出器で2枚のディスクの焦
点検出が可能である。
Sf = (629A-629B) + (629C-629)
D) St = (629A + 629B)-(629C + 629)
D) Si = (629A + 629B + 629C + 629D) In the optical head device of FIG. 2, the photodetector 628 is arranged on the focal plane of the converging lens 626. Therefore, the reflected light through the objective lens 600 is a parallel beam both when recording / reproducing the disk 620 and when recording / reproducing the disk 622. When the focus detection is performed by, for example, the astigmatism method, the regions 629a to 629d of the photodetector 628 are detected.
Since it is possible to detect the in-focus point regardless of the thickness of the beam applied to the upper side, it is possible to detect the focus of two disks with the same detector.
【0042】一方、トラッキング誤差の検出に関して
は、従来から行なわれている3ビーム法、プッシュプル
法等は光検出器上の光のスポットの大きさには関係せず
トラッキング誤差信号を得ることができるので、このよ
うな構成で、両方のディスクに対して正しいトラッキン
グ誤差信号を得るような光学ヘッドの設計が可能であ
る。
On the other hand, regarding the tracking error detection, the conventional three-beam method, push-pull method, etc. can obtain the tracking error signal regardless of the size of the light spot on the photodetector. Therefore, with such a configuration, it is possible to design an optical head that obtains a correct tracking error signal for both disks.
【0043】以上は一般的な例であるが、次に具体的な
例として、コンパクトディスク(CD)と高密度光ディ
スクの記録・再生を同一の光学ヘッド装置で行なう場合
について説明する。コンパクトディスクの規格は、レー
ザ波長が780nm、NAが0.45、基板の厚さは
1.2mmである。一方、動画情報を圧縮して記録する
高密度光ディスクとしては、レーザ波長が680nm、
NAが0.6、基板の厚さが0.6mmが考えられてい
る。このようにディスク厚が異なる場合、ディスクとレ
ンズとの間の距離(作動距離)がディスクが変わっても
できる限り等しくなるように光学ヘッド装置を設計すれ
ば、ディスクの変更に伴い対物レンズの位置を変更する
必要がなく、全体の機構系の設計が楽になるという効果
がある。
The above is a general example. Next, as a specific example, a case where recording / reproducing of a compact disc (CD) and a high density optical disc are performed by the same optical head device will be described. The standard of the compact disc is that the laser wavelength is 780 nm, the NA is 0.45, and the substrate thickness is 1.2 mm. On the other hand, as a high density optical disc for compressing and recording moving image information, the laser wavelength is 680 nm,
A NA of 0.6 and a substrate thickness of 0.6 mm are considered. If the disc thickness is different, the optical head device is designed so that the distance (working distance) between the disc and the lens is as equal as possible even if the disc changes, and the position of the objective lens changes as the disc changes. There is an effect that it is not necessary to change and the design of the entire mechanical system becomes easy.
【0044】図4(a)は高密度光ディスクの一例を示
す斜視図、同図(b)はコンパクトディスクと高密度光
ディスクとを用いた場合の対物レンズ600の焦点距離
の違いを示す図である。コンパクトディスクは基板厚さ
t2 (=1.2mm)の透明基板720、反射層72
4、保護層722からなる。
FIG. 4A is a perspective view showing an example of a high density optical disk, and FIG. 4B is a view showing the difference in the focal length of the objective lens 600 when a compact disk and a high density optical disk are used. . The compact disc is a transparent substrate 720 having a substrate thickness t2 (= 1.2 mm) and a reflective layer 72.
4 and a protective layer 722.
【0045】高密度光ディスク700はそれぞれが基板
厚さt2 (=0.6mm)の透明基板701、702、
反射層703、704、保護層705、706からなる
2枚のディスクを接着層707を介して保護層705、
706が向き合うように貼り合わせてなる。透明基板と
してはポリカーボネイトやアクリル等の透光性の樹脂が
用いられ、反射層としてはアルミニウム等が用いられ
る。接着層707は数10μm厚の熱硬化型の接着剤か
らなる。高密度光ディスク700の中央にはクランピン
グのための穴708が開けられており、その周囲にクラ
ンピングゾーン709が設けられている。
The high density optical disc 700 has transparent substrates 701 and 702 each having a substrate thickness t2 (= 0.6 mm).
Two discs including the reflection layers 703 and 704 and the protection layers 705 and 706 are provided on the protection layer 705 through the adhesive layer 707.
706 are attached so that they face each other. A transparent resin such as polycarbonate or acrylic is used as the transparent substrate, and aluminum or the like is used as the reflective layer. The adhesive layer 707 is made of a thermosetting adhesive having a thickness of several tens of μm. A hole 708 for clamping is formed in the center of the high density optical disc 700, and a clamping zone 709 is provided around the hole 708.
【0046】図示しないレーザダイオードから出射さ
れ、再生光学系を経て入射する再生用光ビームは、対物
レンズ600を介してディスクに透明基板720、70
1、720側から入射し、反射膜722、703、70
4上に微小なビームスポットとして集束される。
A reproduction light beam emitted from a laser diode (not shown) and incident through the reproduction optical system is transmitted through the objective lens 600 to the transparent substrates 720 and 70 on the disk.
The light enters from the side of 1, 720 and the reflection films 722, 703, 70
It is focused as a minute beam spot on the surface 4.
【0047】高密度光ディスク700は、0.6mm厚
という薄い基板701および702を用いていることか
ら、1.2mm厚の基板を用いるCDに比較して表面に
付着したゴミや汚れに弱くなることもあるので、図示し
ないカートリッジに収容してもよい。高密度光ディスク
700をカートリッジに収容する場合は、CDのように
ディスクの持ち方や、ゴミ、指紋などに気を使わなくて
済むようになるし、ハンドリング、持ち運びの面でも有
利となる。CDのようにディスクが露出している場合
は、傷などの不測の事態も考えてエラー訂正能力を決め
る必要があるが、カートリッジを用いる場合、そのよう
な考慮は不要である。したがって、記録・再生が可能な
光ディスクで用いられているように、セクタ単位でLD
Cリード・ソロモンエラー訂正方式を用いることができ
る。これにより、例えば2K〜4Kバイト単位で光ディ
スクのフォーマッティングを行った場合、CDに比べて
記録効率を10%以上高めることができる。
Since the high-density optical disc 700 uses the thin substrates 701 and 702 having a thickness of 0.6 mm, it is more susceptible to dust and dirt attached to the surface than a CD using a substrate having a thickness of 1.2 mm. Therefore, it may be housed in a cartridge (not shown). When the high-density optical disc 700 is housed in a cartridge, it is not necessary to pay attention to how to hold the disc, dust, fingerprints, etc. like a CD, and it is advantageous in terms of handling and carrying. When the disc is exposed like a CD, it is necessary to determine the error correction capability in consideration of an unexpected situation such as a scratch, but when a cartridge is used, such consideration is unnecessary. Therefore, as used in an optical disk capable of recording and reproducing, LD
A C-Reed-Solomon error correction scheme can be used. As a result, when the optical disk is formatted in units of 2 K to 4 K bytes, for example, the recording efficiency can be increased by 10% or more as compared with the CD.
【0048】一例として、高密度光ディスク700に記
録する情報の変調方式として、例えば4/9変調方式を
用い、高密度光ディスク700上のトラックピッチを
0.72μm、ピットピッチを0.96μmとすると、
従来のCDフォーマットに比較して、ピットの密度比で
3.84倍、変調方式で20%、フォーマット効率で1
0%の向上が期待されるから、トータルで約5.1倍の
容量増加が望めることになる。映画等の動画像情報をS
−VHS並みの高画質で記録・再生する場合、音声も含
めて4.5Mbpsのレートとなるので、2時間の再生
に必要な容量は4Gバイトである。上述した5.1倍の
容量増加により、この4Gバイトという容量をディスク
片面で実現できることになる。さらに、図4に示したよ
うに光ディスクを両面化すれば、一枚の光ディスクで最
大4時間の記録が可能となる。
As an example, a 4/9 modulation system is used as a modulation system of information recorded on the high density optical disc 700, and the track pitch on the high density optical disc 700 is 0.72 μm and the pit pitch is 0.96 μm.
Compared with the conventional CD format, the pit density ratio is 3.84 times, the modulation method is 20%, and the format efficiency is 1
Since an improvement of 0% is expected, a total capacity increase of about 5.1 times can be expected. S for moving image information such as movies
-When recording / reproducing with a high image quality as high as VHS, the rate including the voice is 4.5 Mbps, so that the capacity required for 2 hours of reproduction is 4 GB. By increasing the capacity 5.1 times as described above, this capacity of 4 GB can be realized on one side of the disk. Furthermore, if the optical disc is double-sided as shown in FIG. 4, recording can be performed for up to 4 hours on a single optical disc.
【0049】一般に、レンズの直径はNAと関連があ
る。ディスク厚が0.6mmの高密度光ディスクに対し
ては、NAが大きくなるようにディスク上のビームスポ
ットを極小化することが好ましい。また、ディスク厚が
1.2mmの低密度CDに対しては、ディスク上のビー
ムスポットを極小化する必要が無いので、小さいNAの
対物レンズを使うことができる。
In general, lens diameter is related to NA. For a high density optical disc having a disc thickness of 0.6 mm, it is preferable to minimize the beam spot on the disc so that the NA becomes large. Further, for a low density CD having a disk thickness of 1.2 mm, it is not necessary to minimize the beam spot on the disk, so that an objective lens with a small NA can be used.
【0050】本実施例の対物レンズはレンズ面の分割数
を増加するように変形するしてもよい。図5はレンズ面
を5つの領域640a〜640eに同心円状に5分割し
たレンズ640を示す。ここで、中心から数えて奇数番
目の領域640a、640c、640eの焦点は薄い光
ディスク622の信号記録面622aに位置し、偶数番
目の領域640b、640dの焦点は厚い光ディスク6
20の信号記録面620aに位置する。すなわち、奇数
番目のレンズ面640a、640c、640eは偶数番
目のレンズ面640b、640dより外側に突出してい
る。もちろん、この逆に、奇数番目のレンズ面640
a、640c、640eの焦点が厚い光ディスク620
の信号記録面620aに位置し、偶数番目のレンズ面6
40b、640dの焦点が薄い光ディスク622の信号
記録面622aに位置するように設計してもよい。
The objective lens of the present embodiment may be modified so as to increase the number of divisions of the lens surface. FIG. 5 shows a lens 640 in which the lens surface is concentrically divided into five areas 640a to 640e. Here, the focus of the odd-numbered areas 640a, 640c, 640e counting from the center is located on the signal recording surface 622a of the thin optical disk 622, and the focus of the even-numbered areas 640b, 640d is the thick optical disk 6.
20 signal recording surfaces 620a. That is, the odd-numbered lens surfaces 640a, 640c, 640e project outward from the even-numbered lens surfaces 640b, 640d. Of course, on the contrary, the odd-numbered lens surface 640
Optical disc 620 having thick focal points of a, 640c, and 640e
Of the even-numbered lens surface 6 located on the signal recording surface 620a of
The focal points of 40b and 640d may be designed so as to be located on the signal recording surface 622a of the optical disc 622.
【0051】各リング領域の幅、径は使用するレーザ光
の波長より大きいことが望ましい。もしも、幅、径がレ
ーザ光の波長より小さいと、回析のために光ビームがデ
ィスクの信号記録面以外の位置に集束してしまう。
The width and diameter of each ring region are preferably larger than the wavelength of the laser light used. If the width and diameter are smaller than the wavelength of the laser light, the light beam will be focused on a position other than the signal recording surface of the disk due to diffraction.
【0052】以上説明したように、第1実施例の光学ヘ
ッド装置によれば、各領域毎に異なる焦点距離を有する
少なくとも一方の面を同心円状に複数の領域に分割した
レンズを対物レンズとして用いているので、規格の異な
るディスクに対しても同一の装置で少なくとも再生がで
きる。
As described above, according to the optical head device of the first embodiment, a lens in which at least one surface having a different focal length for each area is concentrically divided into a plurality of areas is used as an objective lens. Therefore, it is possible to reproduce at least the discs of different standards with the same device.
【0053】図6は図5に示した第1実施例の変形例に
係るレンズ640を用いた光学ヘッド装置の一例を示す
図である。上記実施例では、基板厚が異なる(1.2m
mと0.6mm)場合を対象としていたが、本実施例で
は基板厚は同じであるもののトラックピッチが異なる場
合を対象とする。上述したように、レンズ640は2つ
の焦点FA 、FB (>FA )を有する。本装置では厚さ
TB の低密度ディスク650と、厚さTA (=TB )の
高密度ディスク652が使用される。低密度ディスク6
50は焦点距離FB に配置され、ビームスポットが信号
記録面650aに集束される。高密度ディスク652は
焦点距離FA に配置され、ビームスポットが信号記録面
652aに集束される。これを実現するために、本装置
では、ディスクが載置されるディスクトレイ(図示せ
ず)がディスクの種類に応じてフォーカス方向に上下移
動し、ディスクとレンズとの作動距離がディスクに応じ
てWDA 、WDB 間で変化するようになっている。
FIG. 6 is a diagram showing an example of an optical head device using a lens 640 according to a modification of the first embodiment shown in FIG. In the above embodiment, the substrate thickness is different (1.2 m
m and 0.6 mm), but in the present embodiment, the case where the substrate thickness is the same but the track pitch is different is targeted. As described above, the lens 640 has two focal points FA and FB (> FA). In this apparatus, a low density disk 650 having a thickness TB and a high density disk 652 having a thickness TA (= TB) are used. Low density disc 6
50 is arranged at the focal length FB, and the beam spot is focused on the signal recording surface 650a. The high-density disc 652 is arranged at the focal length FA, and the beam spot is focused on the signal recording surface 652a. In order to realize this, in this device, the disc tray (not shown) on which the disc is placed moves up and down in the focus direction according to the type of disc, and the working distance between the disc and the lens depends on the disc. It is designed to change between WDA and WDB.
【0054】図7はレンズ640を用いた光学ヘッド装
置の他の例を示す図である。本装置では、ディスクトレ
イの位置は固定され、レンズ640がディスクの種類に
応じてフォーカス方向に移動し、ディスクとレンズとの
作動距離がディスクに応じてWDA 、WDB 間で変化す
るようになっている。
FIG. 7 is a diagram showing another example of the optical head device using the lens 640. In this device, the position of the disc tray is fixed, the lens 640 moves in the focusing direction according to the disc type, and the working distance between the disc and the lens changes between WDA and WDB depending on the disc. There is.
【0055】図8は本発明によるレンズの第2実施例を
示す。レンズ660の光源(図示せず)に対向する面は
5つのリング状レンズ面660a〜660eに同心円状
に分割されている。第1実施例のレンズ640は2つの
焦点のレンズを重ねた構造でリング形状のレンズ面の境
界部は段差を生じていたが、本実施例では図8に示すよ
うに、隣接レンズ面どうしが滑らかに連続し境界部で段
差が生じないように各レンズ面の表面形状が決められて
いる。これは、各レンズ面660a〜660eで各々異
なる焦点距離を有するレンズの組合せからなるものであ
る。すなわち、中心から数えて奇数番目のレンズ面66
0a、660c、660eは光軸上に中心を有する円弧
上にあり、偶数番目のレンズ面660b、660dはレ
ンズ面660a、660c、660eを斜めに結んでい
る。すなわち、図8の例は実質的には3重の同心レンズ
面660a、660c、660eからなり、各レンズ面
の間が連続的に結ばれている。この連続部分も光が通過
可能であるので、レンズ面660b、660dとなる。
FIG. 8 shows a second embodiment of the lens according to the present invention. The surface of the lens 660 facing the light source (not shown) is concentrically divided into five ring-shaped lens surfaces 660a to 660e. The lens 640 of the first embodiment has a structure in which lenses having two focal points are stacked, and a step is formed at the boundary portion of the ring-shaped lens surfaces. However, in this embodiment, as shown in FIG. The surface shape of each lens surface is determined so as to be smoothly continuous and have no step at the boundary. This consists of a combination of lenses having different focal lengths on each lens surface 660a-660e. That is, the odd-numbered lens surface 66 counting from the center
0a, 660c, 660e are on an arc having a center on the optical axis, and even-numbered lens surfaces 660b, 660d connect the lens surfaces 660a, 660c, 660e at an angle. That is, the example of FIG. 8 is substantially composed of triple concentric lens surfaces 660a, 660c, 660e, and the lens surfaces are continuously connected. Since light can also pass through this continuous portion, it becomes lens surfaces 660b and 660d.
【0056】5つのレンズ面660a〜660eの幅、
径、曲率は奇数番目のレンズ面660a、660c、6
60eを通過した光が薄い高密度ディスク622の信号
記録面622aに集束し、偶数番目のレンズ面660
b、660dを通過した光が厚い低密度ディスク620
の信号記録面620aに集束するように決められてい
る。もちろん、この逆に、奇数番目のレンズ面660
a、660c、660eを通過した光が厚い低密度ディ
スク620の信号記録面620aに集束し、偶数番目の
レンズ面660b、660dを通過した光が薄い高密度
ディスク622の信号記録面622aに集束するように
5つのレンズ面660a〜660eの幅、径、曲率を決
めてもよい。
The width of the five lens surfaces 660a-660e,
The diameter and curvature are odd numbered lens surfaces 660a, 660c, 6
The light passing through 60e is focused on the signal recording surface 622a of the thin high-density disc 622, and the even-numbered lens surface 660
b, a low-density disc 620 in which light passing through 660d is thick
It is decided to focus on the signal recording surface 620a. Of course, on the contrary, the odd-numbered lens surface 660
Light passing through a, 660c, 660e is focused on the signal recording surface 620a of the thick low-density disc 620, and light passing through even-numbered lens surfaces 660b, 660d is focused on the signal recording surface 622a of the thin high-density disc 622. Thus, the width, diameter, and curvature of the five lens surfaces 660a to 660e may be determined.
【0057】ここでは、2枚のディスク620、622
が同一作動距離の位置に配置される。低密度ディスク6
20は、例えばコンパクトディスクであり、高密度ディ
スク622は、例えば図4(a)に示すディスクであ
る。
Here, two disks 620 and 622 are used.
Are placed at the same working distance. Low density disc 6
20 is, for example, a compact disc, and the high-density disc 622 is, for example, the disc shown in FIG.
【0058】このようなレンズを用いた場合、図9に示
すように、中心のメインビームから離れた位置に同心円
状にサイドローブと呼ばれる光の強い部分ができる傾向
がある。このため、実質的に光スポットが大きくなった
のと同じ効果をもたらす場合がある。これを防ぐには、
各レンズ面660a〜660eの面積を厳密に設計する
必要がある。設計の自由度を確保する意味でも、このよ
うな3重の同心円構造が好ましい。もちろん、同心構造
の数は3に限定されず、4、または5つのレンズ面に分
割してもよい。
When such a lens is used, as shown in FIG. 9, there is a tendency that a strong light portion called a side lobe is formed concentrically at a position apart from the central main beam. For this reason, there are cases in which the same effect as when the light spot becomes substantially larger is brought about. To prevent this,
It is necessary to strictly design the area of each lens surface 660a to 660e. Such a triple concentric structure is preferable also from the viewpoint of ensuring the degree of freedom in design. Of course, the number of concentric structures is not limited to 3, and may be divided into 4 or 5 lens surfaces.
【0059】分割数を可能な限り増加していくと、各レ
ンズ面の光学特性は図1に示した2つのレンズ面60
2、604の特性に漸近していくことは明かである。そ
のため、上述したサイドローブの影響を防ぐためには、
分割数はできるだけ多い方が好ましい。しかし、各分割
リング形状領域の幅がレーザ光の波長に近付くと、レン
ズは本来の機能以外にも回析格子としての機能も呈し、
回析光の影響が現われるので、各領域をあまり小さくす
ることはできない。したがって、分割数は分割領域が光
の波長に対して充分大きい幅を有することができる範囲
に限定される。
When the number of divisions is increased as much as possible, the optical characteristics of each lens surface are the same as those of the two lens surfaces 60 shown in FIG.
It is obvious that the characteristics of 2,604 are gradually approached. Therefore, in order to prevent the above-mentioned side lobe effect,
It is preferable that the number of divisions is as large as possible. However, when the width of each split ring-shaped region approaches the wavelength of laser light, the lens exhibits a function as a diffraction grating in addition to its original function,
Since the influence of diffracted light appears, each region cannot be made too small. Therefore, the number of divisions is limited to a range in which the division region can have a width sufficiently large with respect to the wavelength of light.
【0060】もちろん、逆に回析格子として設計して対
物レンズの役割をさせることも可能であるが、この場合
には光の利用効率が低下するため、設計の思想としては
別の手法が必要となる。
Of course, conversely, it is also possible to design it as a diffraction grating to serve as an objective lens, but in this case, the utilization efficiency of light is lowered, and therefore another method is required as a design concept. Becomes
【0061】このような同心円状の構成は、通常、超解
像と呼ばれるレンズの場合に用いられる構成であり、こ
の場合は、先に述べたサイドローブが出来易いものの、
メインビームは小さくなる傾向にあり、適当な設計では
より小さなスポットサイズが得られる。このため、この
性質を利用することによって、さらに小さなスポットサ
イズを実現することも可能である。
Such a concentric structure is usually used in the case of a lens called super-resolution, and in this case, although the side lobes described above are easily formed,
The main beam tends to be smaller and smaller spot sizes are obtained with proper design. Therefore, it is possible to realize a smaller spot size by utilizing this property.
【0062】上述の説明では、ディスクと反対側のレン
ズの面を複数の面に分割し、レンズに対向する面は連続
面としたが、図8のような場合は、両方のレンズの境界
部では同じ面を光が通過することがあるからである。例
えば、ディスクと反対側のレンズ面を5つのレンズ面6
04a〜604eに分割すると、レンズ面660a、6
60c、660eを通過する光と、レンズ面660b、
660dを通過する光がディスクに対向するレンズ面で
同じ領域を通過することがあるからである。しかし、レ
ンズの構成としては、これに限られることはなく、ディ
スクの反対側ではなくディスクに対向する面を複数のレ
ンズ面に分割し、ディスクの反対側の面を連続面として
もよいし、レンズの両面を複数のレンズ面に分割しても
よい。
In the above description, the surface of the lens opposite to the disk is divided into a plurality of surfaces, and the surface facing the lens is a continuous surface. However, in the case of FIG. Then, the light may pass through the same surface. For example, if the lens surface on the side opposite to the disc is five lens surfaces 6
When divided into 04a to 604e, the lens surfaces 660a and 6
The light passing through 60c and 660e, the lens surface 660b,
This is because light passing through 660d may pass through the same area on the lens surface facing the disc. However, the configuration of the lens is not limited to this, and the surface facing the disk rather than the opposite side of the disk may be divided into a plurality of lens surfaces, and the surface on the opposite side of the disk may be a continuous surface. Both surfaces of the lens may be divided into a plurality of lens surfaces.
【0063】図8の例は厚さの異なるディスクを同じ作
動距離で使う場合を示す。図10は厚さが同じでトラッ
クピッチ(記録密度)が異なる2枚のディスク650、
652の記録面650a、652aにビームスポットを
集束させるために作動距離をWDA 、WDB 間で変化さ
せる光学ヘッドを示す。トラックピッチが細かい高密度
ディスク652は、トラックピッチが粗い低密度ディス
ク650よりもレンズに近い位置に配置する必要があ
る。レンズ面660a、660c、660eを通過した
光が手前側にある高密度ディスク652の信号記録面6
52aに集束し、レンズ面660b、660dを通過し
た光が遠くにある低密度ディスク650の信号記録面6
50aに集束する。したがって、ディスクが載置される
ディスクトレイ(図示せず)がディスクの種類に応じて
フォーカス方向に上下移動し、ディスクとレンズとの作
動距離がディスクに応じてWDA 、WDB 間で変化す
る。
The example of FIG. 8 shows the case where disks having different thicknesses are used at the same working distance. FIG. 10 shows two disks 650 having the same thickness but different track pitches (recording densities).
An optical head for changing the working distance between WDA and WDB in order to focus the beam spot on the recording surfaces 650a and 652a of 652 is shown. The high-density disc 652 having a fine track pitch needs to be arranged closer to the lens than the low-density disc 650 having a coarse track pitch. The signal recording surface 6 of the high density disc 652 in which the light passing through the lens surfaces 660a, 660c, 660e is on the front side
The signal recording surface 6 of the low-density disc 650 in which the light that has been focused on 52a and has passed through the lens surfaces 660b and 660d is distant
Focus on 50a. Therefore, the disc tray (not shown) on which the disc is placed moves up and down in the focus direction according to the type of disc, and the working distance between the disc and the lens changes between WDA and WDB depending on the disc.
【0064】図9はレンズ660を用いた光学ヘッド装
置の他の例を示す図である。本装置では、ディスクトレ
イの位置は固定され、レンズ660がディスクの種類に
応じてフォーカス方向に移動し、ディスクとレンズとの
作動距離がディスクに応じてWDA 、WDB 間で変化す
るようになっている。
FIG. 9 is a diagram showing another example of the optical head device using the lens 660. In this device, the position of the disc tray is fixed, the lens 660 moves in the focus direction according to the disc type, and the working distance between the disc and the lens changes between WDA and WDB depending on the disc. There is.
【0065】本発明のレンズは金型を精密工作機械で削
り出し、その型を元にプラスチックインジェクションを
行なって成型するか、ガラスモールドを行なう必要があ
る。この製法そのものは、現在用いられている非球面レ
ンズの製法と同じであり、要求精度も変わらないので、
製造上の問題は少ない。
For the lens of the present invention, it is necessary to cut out the mold with a precision machine tool and mold it by plastic injection or glass molding. This manufacturing method itself is the same as the currently used aspherical lens manufacturing method, and the required accuracy does not change.
There are few manufacturing problems.
【0066】図12は本発明による光学ヘッド装置の第
3実施例の平面図である。情報の記録再生に供されるデ
ィスク101(光ディスク、光磁気ディスクなど)は、
ベース102に固定されたスピンドルモータ103に対
してマグネットチャック等のチャッキング手段により保
持されており、記録再生時にはスピンドルモータ103
によって安定に回転駆動される。
FIG. 12 is a plan view of a third embodiment of the optical head device according to the present invention. The disc 101 (optical disc, magneto-optical disc, etc.) used for recording and reproducing information is
The spindle motor 103 is fixed to the base 102 and held by chucking means such as a magnet chuck.
It is driven to rotate stably.
【0067】ディスク101の下部には近接した位置に
可動体104が配置されている。可動体104は、第1
可動体105と第2可動体106とからなっており、後
述するように、ディスク101の径方向および厚み方向
に移動可能に支持されている。
A movable body 104 is arranged at a position close to the lower portion of the disc 101. The movable body 104 is the first
It is composed of a movable body 105 and a second movable body 106, and is supported so as to be movable in the radial direction and the thickness direction of the disk 101, as will be described later.
【0068】第1可動体105は、ディスク101面に
対向する略楕円形をなす平板状のブレード105aと、
ブレード105a下部に固定される筒状のコイルボビン
105bとからなる。また、これらブレード105aお
よびコイルボビン105bの中心には滑り軸受105c
が設けられている。
The first movable body 105 has a substantially elliptical flat blade 105a facing the surface of the disk 101,
It consists of a cylindrical coil bobbin 105b fixed to the lower part of the blade 105a. A sliding bearing 105c is provided at the center of the blade 105a and the coil bobbin 105b.
Is provided.
【0069】滑り軸受105cには、一端を第2可動体
106に固定し立設された回転軸107が微小隙間(1
0ミクロン以下)を介して挿入嵌合され、滑り軸受機構
(軸摺動機構)を構成している。そして、第1可動体1
05はこの回転軸107回りの回転運動および軸方向へ
の並進運動が可能となっている。
In the plain bearing 105c, a rotary shaft 107, which is fixed to the second movable body 106 and has one end fixed thereto, has a minute gap (1
The sliding bearing mechanism (shaft sliding mechanism) is configured by being inserted and fitted through (0 micron or less). Then, the first movable body 1
Reference numeral 05 is capable of rotational movement about the rotation axis 107 and translational movement in the axial direction.
【0070】ブレード105a上にはカウンタウェイト
732と上述したレンズ600、640、660のいず
れかからなる対物レンズ730とが設けられている。対
物レンズ730は複数の異なる光学的な特性を有するよ
うに構成されている。例えば、開口数(NA)が0. 4
5と0. 6を有するように構成されている。対物レンズ
730とカウンタウェイト732の取り付け位置は、第
1可動体105の全質量の重心が回転軸107にほぼ一
致する位置となるように、回転軸107を通過する直径
上に中心軸から等距離に配置されている。すなわち、第
1可動体105は、対物レンズ730とカウンタウェイ
ト732とによって回転軸107に対し重量バランスの
とれた構造となっている。
On the blade 105a, a counterweight 732 and an objective lens 730 composed of any of the lenses 600, 640 and 660 described above are provided. Objective lens 730 is configured to have a plurality of different optical characteristics. For example, the numerical aperture (NA) is 0.4
It is configured to have 5 and 0.6. The mounting positions of the objective lens 730 and the counter weight 732 are equidistant from the central axis on the diameter passing through the rotation shaft 107 so that the center of gravity of the entire mass of the first movable body 105 substantially coincides with the rotation shaft 107. It is located in. That is, the first movable body 105 has a structure in which the objective lens 730 and the counterweight 732 are well balanced in weight with respect to the rotation shaft 107.
【0071】コイルボビン105bの周囲にはフォーカ
スコイル109が巻装されている。フォーカスコイル1
09の周囲には、平面的に巻装された矩形状の2枚のト
ラッキングコイル200a、200bが、それぞれ所定
間隔で貼設されている。フォーカスコイル109および
トラッキングコイル200a、200bの周囲であり第
2可動体106上には、ちょうど回転軸107に対して
対称な位置関係に、永久磁石110a、110bおよび
ヨーク111a、111bからなる磁気回路112a、
112bが設けられ、所定長さの磁気ギャップを介して
フォーカスコイル109およびトラッキングコイル20
0a、200bと対向配置されており、フォーカスコイ
ル109およびトラッキングコイル200a、200b
に対して磁界が付与されている。なお、2つの磁気回路
112a、112bは同一構造をなしており、永久磁石
110a、110bの着磁の向きは磁気ギャップの厚み
方向と一致している。
A focus coil 109 is wound around the coil bobbin 105b. Focus coil 1
On the periphery of 09, two rectangular tracking coils 200a and 200b wound in a plane are attached at predetermined intervals. A magnetic circuit 112a composed of permanent magnets 110a and 110b and yokes 111a and 111b is arranged around the focus coil 109 and the tracking coils 200a and 200b and on the second movable body 106 in a positional relationship just symmetrical with respect to the rotation axis 107. ,
112b is provided, and the focus coil 109 and the tracking coil 20 are provided via a magnetic gap of a predetermined length.
0a and 200b are arranged to face each other, and the focus coil 109 and the tracking coils 200a and 200b are arranged.
A magnetic field is applied to. The two magnetic circuits 112a and 112b have the same structure, and the magnetization directions of the permanent magnets 110a and 110b coincide with the thickness direction of the magnetic gap.
【0072】フォーカスコイル109が通電されるとと
もに磁気回路112a、112bから磁束を受けること
によりローレンツ力が発生し、第1可動体105はディ
スク101の厚み方向(回転軸107の軸方向)に向か
って微かに並進駆動される。また、トラッキングコイル
200a、200bが通電されるとともに磁気回路11
2a、112bから磁束を受けることによりローレンツ
力が発生し、第1可動体105はディスク101の径方
向(回転軸107回り)に向かって微かに回転駆動され
る。
When the focus coil 109 is energized and a magnetic flux is received from the magnetic circuits 112a and 112b, a Lorentz force is generated, and the first movable body 105 moves in the thickness direction of the disk 101 (axial direction of the rotating shaft 107). It is slightly translated. Further, the tracking coils 200a and 200b are energized and the magnetic circuit 11 is
Lorentz force is generated by receiving the magnetic flux from 2a and 112b, and the first movable body 105 is slightly rotationally driven in the radial direction of the disk 101 (around the rotation axis 107).
【0073】コイルボビン105bの周囲の180°離
間した位置でトラッキングコイル200a、200b上
には、鉄片などからなる2枚の磁性体201a、201
bが設けられている。磁性体201a、201bは、対
物レンズ730、カウンタウェイト732と90°離間
した位置に回転軸107に対して対称な関係に貼設され
ている。対物レンズ730が光路内にある時には、これ
ら磁性体201a、201bはちょうど磁気回路112
a、112bの磁気ギャップに対向配置される。
On the tracking coils 200a and 200b at positions separated by 180 ° around the coil bobbin 105b, two magnetic bodies 201a and 201 made of iron pieces or the like are placed on the tracking coils 200a and 200b.
b is provided. The magnetic bodies 201a and 201b are attached to the objective lens 730 and the counter weight 732 at positions separated by 90 ° in a symmetrical relationship with respect to the rotation shaft 107. When the objective lens 730 is in the optical path, these magnetic bodies 201a and 201b are just the magnetic circuit 112.
The magnetic gaps a and 112b are arranged to face each other.
【0074】一方、第2可動体106は前述したよう
に、回転軸107を介して第1可動体105と接続して
いる。第2可動体106の両端部には、ちょうど第2可
動体106の重心位置から等しい距離に一対のラジアル
コイル113a、113bが取り付けられている。ラジ
アルコイル113a、113bには、ベース102に固
定されたラジアル磁気回路114a、114bから磁界
が付与されている。
On the other hand, the second movable body 106 is connected to the first movable body 105 via the rotating shaft 107, as described above. A pair of radial coils 113a and 113b are attached to both ends of the second movable body 106 at exactly the same distance from the center of gravity of the second movable body 106. A magnetic field is applied to the radial coils 113a and 113b from the radial magnetic circuits 114a and 114b fixed to the base 102.
【0075】ラジアル磁気回路114a、114bは、
バックヨーク115a、115bとセンターヨーク11
6a、116bと、永久磁石117a、117bとから
なり、ラジアルコイル113a、113bはセンターヨ
ーク116a、116bと永久磁石117a、117b
とで規定される磁気ギャップ内に移動可能に挿通されて
いる。なお、2つのラジアル磁気回路114a、114
bは同一構造をなしており、永久磁石117a、117
bの着磁の向きは磁気ギャップの厚み方向と一致してい
る。
The radial magnetic circuits 114a and 114b are
Back yokes 115a and 115b and center yoke 11
6a and 116b and permanent magnets 117a and 117b, and the radial coils 113a and 113b include center yokes 116a and 116b and permanent magnets 117a and 117b.
It is movably inserted in the magnetic gap defined by and. Note that the two radial magnetic circuits 114a, 114
b has the same structure, and permanent magnets 117a, 117a
The direction of magnetization of b coincides with the thickness direction of the magnetic gap.
【0076】第2可動体106の左右には2対4個の滑
り軸受119a、119bが設けられ、これら滑り軸受
に挿通される関係に2本のガイドレール118a、11
8bが平行配置されている。なお、ガイドレール118
a、118bの両端はベース102に固定されている。
第2可動体106はこれらガイドレール118a、11
8bに沿って移動可能に支持されている。
Two to four slide bearings 119a and 119b are provided on the left and right of the second movable body 106, and two guide rails 118a and 11 are inserted in the slide bearings.
8b are arranged in parallel. The guide rail 118
Both ends of a and 118b are fixed to the base 102.
The second movable body 106 has these guide rails 118a, 11a.
It is movably supported along 8b.
【0077】ラジアルコイル113a、113bが通電
されるとともにラジアル磁気回路114a、114bか
ら磁束を受けることによりローレンツ力が発生し、第2
可動体106はディスク101の径方向に向かって並進
駆動される。
The Lorentz force is generated when the radial coils 113a and 113b are energized and the magnetic flux is received from the radial magnetic circuits 114a and 114b.
The movable body 106 is translationally driven in the radial direction of the disk 101.
【0078】ラジアル磁気回路114a、114bの磁
気ギャップ幅は、第2可動体106がガイドレール11
8a、118bの長手方向に必要な距離だけ移動できる
ように、換言すれば対物レンズ108a、108bをデ
ィスク101の最外周から最内周までラジアル方向に移
動できるように、同方向に十分に長く形成されている。
As for the magnetic gap width of the radial magnetic circuits 114a and 114b, the second movable body 106 has the guide rail 11
8a, 118b are formed to be long enough in the same direction so that they can be moved by a required distance in the longitudinal direction, in other words, the objective lenses 108a, 108b can be moved in the radial direction from the outermost circumference to the innermost circumference of the disc 101. Has been done.
【0079】この装置の光学系および信号処理系につい
ては、特願平6−83788号「対物レンズ駆動装置」
に記載のものを用いることができる。図13は本発明に
よる光学ヘッド装置の第4実施例の平面図である。本装
置は、情報記録媒体である光ディスク10(一部のみを
二点鎖線で示す)を保持して回転駆動するディスク駆動
手段としてのスピンドルモータを有する。スピンドルモ
ータにより回転される光ディスク10の下面側には、カ
ウンタウェイト742と上述したレンズ600、64
0、660のいずれかからなる対物レンズ740及び光
学系を搭載し、光ディスク10の半径方向(矢印A方
向)に直線的に移動可能なピックアップ20が設けられ
ている。
Regarding the optical system and the signal processing system of this apparatus, Japanese Patent Application No. 6-83788 "Objective lens driving device"
Those described in can be used. FIG. 13 is a plan view of a fourth embodiment of the optical head device according to the present invention. This apparatus has a spindle motor as a disk drive means for holding and rotating an optical disk 10 (only a part of which is indicated by a chain double-dashed line) which is an information recording medium. On the lower surface side of the optical disk 10 rotated by the spindle motor, the counter weight 742 and the lenses 600 and 64 described above are provided.
The pickup 20 is equipped with an objective lens 740 and an optical system, which is composed of 0 or 660, and is linearly movable in the radial direction (direction of arrow A) of the optical disc 10.
【0080】ピックアップ20は、リニアモータ74を
駆動源として、トラッキング制御方向である光ディスク
10の半径方向(矢印A方向)に移動可能な移動手段と
してのキャリッジ60を有する。
The pickup 20 has a carriage 60 as a moving means that is movable in the radial direction of the optical disk 10 (direction of arrow A), which is the tracking control direction, using the linear motor 74 as a drive source.
【0081】キャリッジ60の両側部には、板ばねを介
して支持された2個を対とした複数の(ここでは2対
の)支持ローラ62…が設けられ、これら支持ローラ6
2…を光ディスク10の半径方向に沿って水平かつ平行
に配設された2本のガイドシャフト64、64に転接さ
せることで、光ディスク10の半径方向(矢印A方向)
に移動可能に支持されている。
On both sides of the carriage 60, a plurality of (in this case, two pairs) support rollers 62, which are supported by leaf springs, are provided.
2 ... by rolling contact with two guide shafts 64, 64 arranged horizontally and in parallel along the radial direction of the optical disc 10, the radial direction of the optical disc 10 (direction of arrow A)
It is movably supported by.
【0082】さらに、キャリッジ60の両側部には、ラ
ジアルコイル66、66が取付けられており、これらラ
ジアルコイル66、66は、磁気回路の形成部材である
内ヨーク68、68に外嵌した状態となっている。ま
た、内ヨーク68、68は、外側に設けられた外ヨーク
70、70と接続した状態となっており、外ヨーク7
0、70の内側にはマグネット72がそれぞれ取着され
た状態となっており、リニアモータ74を構成してい
る。
Further, radial coils 66, 66 are attached to both sides of the carriage 60. The radial coils 66, 66 are in a state of being externally fitted to inner yokes 68, 68 which are members for forming a magnetic circuit. Has become. The inner yokes 68, 68 are in a state of being connected to outer yokes 70, 70 provided on the outer side.
Magnets 72 are attached to the inside of 0 and 70, respectively, and form a linear motor 74.
【0083】ラジアルコイル66、66に電力を供給す
ることにより、推進力(ローレンツ力)が発生し、キャ
リッジ60をトラッキング制御方向に往復移動させるこ
とができるようになっている。
By supplying electric power to the radial coils 66, 66, a propulsive force (Lorentz force) is generated, and the carriage 60 can be reciprocated in the tracking control direction.
【0084】図14は図13のピックアップ20の構成
を示したものであり、大きく分けて、可動支持部材であ
る回転ブレード82および磁気回路1411により構成
されるレンズアクチュエータからなる。回転ブレード8
2は光ディスク装置に装填される光ディスク(図14に
は示さず)の記録面に垂直な軸を中心に回転可能で、か
つ光ディスクに照射される光ビームの光軸方向に移動可
能に設けられている。半導体レーザのような光源140
3、コリメーティングレンズ1404およびビームスプ
リッタ1405から送光光学系が構成され、集光レンズ
1408と回折型光学素子(HOE:Holographic Opt
ical Element)1409および光検出器1410によ
り、光ディスクで反射した光ビームを検出するための検
出系が構成されている。
FIG. 14 shows the structure of the pickup 20 shown in FIG. 13, which is roughly divided into a lens actuator composed of a rotary blade 82 which is a movable supporting member and a magnetic circuit 1411. Rotating blade 8
Reference numeral 2 is provided so as to be rotatable about an axis perpendicular to the recording surface of an optical disk (not shown in FIG. 14) loaded in the optical disk device and to be movable in the optical axis direction of the light beam applied to the optical disk. There is. Light source 140 such as a semiconductor laser
3, a collimating lens 1404 and a beam splitter 1405 constitute a light-transmitting optical system, and a condenser lens 1408 and a diffractive optical element (HOE: Holographic Opt) are used.
The optical element) 1409 and the photodetector 1410 constitute a detection system for detecting the light beam reflected by the optical disc.
【0085】回転ブレード82は少なくとも図中上端部
が閉塞した有底筒状の形状をなし、この上端部に対物レ
ンズ740とカウンタウェイト742とが回転軸を中心
に等距離、かつ重量バランスがとれるように配設されて
いる。磁気回路1411は、回転ブレード82の周囲の
180°対向する位置に配設された一対の半弧状ヨーク
1412a、1412bおよび該ヨーク1412a、1
412bの内周側に被着された磁石1413a、141
3bと、回転ブレード82の磁石1413a、1413
bに対向し得る位置に配設されたトラッキングコイル1
414a〜1414fからなる。
The rotary blade 82 has a bottomed cylindrical shape with at least the upper end closed in the figure, and the objective lens 740 and the counterweight 742 are equidistant from the upper end and the weight is balanced about the rotational axis. It is arranged as follows. The magnetic circuit 1411 is composed of a pair of semi-arc-shaped yokes 1412a and 1412b, and the yokes 1412a and 112a and 112b, which are arranged at positions facing each other by 180 ° around the rotary blade 82.
Magnets 1413a, 141 attached to the inner peripheral side of 412b
3b and magnets 1413a, 1413 of the rotating blade 82.
tracking coil 1 disposed at a position that can face b
414a-1414f.
【0086】送光光学系と検出系との間には、ビームス
プリッタ1405と対物レンズ740との間の光路を形
成するための反射鏡1406が配置されている。このよ
うな構成において、光源1403から出射した光は、コ
リメーティングレンズ1404で平行光束となり、ビー
ムスプリッタ1405および反射鏡1406を経て対物
レンズ740で集光して、回転ブレード82の上部に配
置されて回転する光ディスクの情報記録面上に微小ビー
ムスポットを形成する。
A reflecting mirror 1406 for forming an optical path between the beam splitter 1405 and the objective lens 740 is arranged between the light transmitting optical system and the detecting system. In such a configuration, the light emitted from the light source 1403 becomes a parallel light flux by the collimating lens 1404, passes through the beam splitter 1405 and the reflecting mirror 1406, is condensed by the objective lens 740, and is arranged above the rotary blade 82. A minute beam spot is formed on the information recording surface of the rotating optical disc.
【0087】光ディスクの記録面で反射した光は、往路
つまり光源1403からコリメーティングレンズ140
4、ビームスプリッタ1405、反射鏡1406、対物
レンズ740を経て光ディスクの記録面に向かう入射光
の経路と逆に、対物レンズ740および反射鏡1406
を経てビームスプリッタ1405で反射して検出系に導
かれる。検出系は、光ディスクの記録面上のピット列に
対して、対物レンズ740で集束した微小スポットの位
置を光軸方向(フォーカス方向)と光ディスクの半径方
向(トラッキング方向)に制御するための誤差信号を生
成すると共に、光ディスクに記録された情報信号を再生
するためのものである。
The light reflected by the recording surface of the optical disk is transmitted from the light source 1403 in the outward path, that is, the collimating lens 140.
4, the beam splitter 1405, the reflecting mirror 1406, and the objective lens 740, and the objective lens 740 and the reflecting mirror 1406, which are opposite to the path of the incident light toward the recording surface of the optical disc.
Then, the light is reflected by the beam splitter 1405 and guided to the detection system. The detection system is an error signal for controlling the position of the minute spot focused by the objective lens 740 in the optical axis direction (focus direction) and the optical disc radial direction (tracking direction) with respect to the pit row on the recording surface of the optical disc. And reproducing the information signal recorded on the optical disc.
【0088】これらの3つの信号(フォーカス誤差信
号、トラッキング誤差信号、再生情報信号)を得るため
の検出系は、例えば特開平3−257号「光メモリ装
置」に詳細に記載されているようなもので構成すること
ができる。この検出系そのものは本発明の要旨に関係し
ないが、動作の概略を説明する。本実施例の検出系は、
前述したように集光レンズ1408とHOE1409お
よび光検出器1410で構成される。光ディスクからの
反射光は、集光レンズ1408で光検出器1410上に
集光される。
A detection system for obtaining these three signals (focus error signal, tracking error signal, reproduction information signal) is described in detail in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 3-257, "Optical memory device". Can be composed of Although this detection system itself is not related to the gist of the present invention, its operation will be briefly described. The detection system of this example is
As described above, it is composed of the condenser lens 1408, the HOE 1409, and the photodetector 1410. The reflected light from the optical disc is condensed on the photodetector 1410 by the condenser lens 1408.
【0089】集光レンズ1408と光検出器1410の
間に配置されたHOE1409には、光ディスク142
0aまたは1420b上のトラックと同じ方位の分割線
で2分割された領域に、異なる格子形状のホログラムが
形成されている。具体的には、一方の格子形状が糸巻き
状に内側に湾曲した形状であるときは、残りの一方は樽
形状に外側に湾曲した形状であるようなホログラムであ
る。また、それぞれのホログラムの回折光が光検出器1
410の検出面上の異なる位置に回折するように格子ピ
ッチを異ならせている。HOE1409上のホログラム
をこのような格子形状に設定すると、光検出器1410
上の光ビームがフォーカスずれに応じて特徴的な形状の
変化をきたすようにすることができるので、光検出器1
410を2組の2分割光受光素子により構成し、それぞ
れの回折光を2分割光受光素子で差動検出することによ
り、フォーカス誤差を検出することができる。また、ト
ラッキング誤差についてはそれぞれのホログラムの回折
光の差分から検出できる。さらに、再生情報信号につい
ては光検出器1410の出力の総和から容易に検出でき
る。本実施例ではHOEを用いた検出系としたがこの検
出系に限らず、集光レンズと円柱レンズを組み合わせた
非点収差法と呼ばれるフォーカス誤差検出系など、いか
なる公知の検出光学系も同様に用いることができる。
The optical disc 142 is mounted on the HOE 1409 disposed between the condenser lens 1408 and the photodetector 1410.
Holograms having different lattice shapes are formed in regions divided by a dividing line having the same direction as the track on the track 0a or 1420b. Specifically, when one of the lattice shapes has a shape that is curved inward in a spool shape, the other one is a hologram that has a shape that is curved outward in a barrel shape. In addition, the diffracted light of each hologram is detected by the photodetector 1.
The grating pitch is made different so as to diffract to different positions on the detection surface of 410. When the hologram on the HOE 1409 is set in such a lattice shape, the photodetector 1410
Since it is possible to cause the upper light beam to change its characteristic shape according to the focus shift, the photodetector 1
The focus error can be detected by configuring 410 of two sets of two-split light receiving elements and differentially detecting each diffracted light by the two-split light receiving element. The tracking error can be detected from the difference between the diffracted lights of the holograms. Furthermore, the reproduction information signal can be easily detected from the total sum of the outputs of the photodetector 1410. Although the detection system using the HOE is used in the present embodiment, the detection system is not limited to this, and any known detection optical system such as a focus error detection system called an astigmatism method in which a condenser lens and a cylindrical lens are combined is similarly used. Can be used.
【0090】光検出器1410を構成する2組の2分割
受光素子から出力される4つの出力信号は検出信号処理
回路1501に入力され、ここで増幅と演算が行われる
ことにより、上記のようにして再生情報信号とフォーカ
ス誤差信号およびトラッキング誤差信号が生成される。
これらのうち再生情報信号は、復号化などを行う図示し
ない信号処理部へ出力される。一方、フォーカス誤差信
号とトラッキング誤差信号は、図示しないホストシステ
ムと接続している制御信号発生回路1502に入力さ
れ、フォーカス引き込み時のシーケンス制御やトラック
検索時のトラッキング制御信号への特殊動作信号の重畳
などの信号処理が施された後、アクチュエータ制御回路
1503を介してフォーカス制御動信号とトラッキング
制御信号となる。
The four output signals output from the two sets of the two-divided light receiving elements constituting the photodetector 1410 are input to the detection signal processing circuit 1501 where amplification and calculation are performed to perform the above-mentioned operation. As a result, a reproduction information signal, a focus error signal and a tracking error signal are generated.
Of these, the reproduction information signal is output to a signal processing unit (not shown) that performs decoding and the like. On the other hand, the focus error signal and the tracking error signal are input to a control signal generation circuit 1502 connected to a host system (not shown), and a special operation signal is superimposed on the tracking control signal at the time of focus control sequence control and track search. After signal processing such as the above is performed, it becomes a focus control motion signal and a tracking control signal via the actuator control circuit 1503.
【0091】これらのフォーカス制御信号およびトラッ
キング制御信号に従って、磁気回路1411中のフォー
カスコイル1416およびトラッキングコイル1414
a〜1414cに流れる電流が制御される。これにより
電磁作用で発生する駆動力に従って、回転ブレード82
が光ディスクに照射される光ビームの光軸方向(フォー
カス方向)と光ディスクの半径方向(トラッキング方
向)に制御され、光ディスクのトラック上に光スポット
を位置するように制御がなされる。
In accordance with these focus control signal and tracking control signal, the focus coil 1416 and the tracking coil 1414 in the magnetic circuit 1411.
The current flowing through a to 1414c is controlled. As a result, the rotating blade 82 is driven by the driving force generated by the electromagnetic action.
Are controlled in the optical axis direction (focusing direction) of the light beam with which the optical disk is irradiated and in the radial direction (tracking direction) of the optical disk, so that the light spot is positioned on the track of the optical disk.
【0092】これらの一連の構成および動作は、従来の
光学ヘッドと基本的な部分においては同じである。本発
明は上述した実施例に限定されず、種々変形して実施可
能である。例えば、上述の説明では、各分割領域が有す
る異なる光学的特性としては焦点距離を説明したが、こ
れに限らず、NA等でもよい。また、ディスクの記録密
度、反りの許容量、基板の厚み等の相違など規格の異な
る複数のディスクの処理に適した複数の対物レンズに限
らず、同一のディスクに対して記録時と再生時で、それ
ぞれ対物レンズの仕様が異なる場合にも本発明のレンズ
を用いた光学ヘッドは有効である。さらに、記録媒体も
再生専用の光ディスクに限らず、追記型の光ディスク、
書換えが可能な光磁気ディスク等でもよい。
The series of configurations and operations are basically the same as those of the conventional optical head. The present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, but can be implemented with various modifications. For example, in the above description, the focal length is described as the different optical characteristic of each divided area, but the present invention is not limited to this, and NA or the like may be used. In addition, it is not limited to a plurality of objective lenses suitable for processing a plurality of discs with different standards such as disc recording density, warp tolerance, substrate thickness, etc. Even when the specifications of the objective lens are different, the optical head using the lens of the present invention is effective. Furthermore, the recording medium is not limited to a read-only optical disc, but a write-once optical disc,
A rewritable magneto-optical disk or the like may be used.
【0093】[0093]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、小
型、かつ、安価な構成でありながら、対物レンズの仕様
が異なる複数の情報記録媒体に対して、少なくとも良好
な再生を行える光学的ヘッド装置が提供される。
As described above, according to the present invention, it is possible to perform at least good reproduction on a plurality of information recording media having different specifications of objective lenses while having a compact and inexpensive structure. A head device is provided.
【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]
【図1】本発明によるレンズの第1実施例を示す概略
図。
FIG. 1 is a schematic view showing a first embodiment of a lens according to the present invention.
【図2】第1実施例に係るレンズを用いた光学ヘッド装
置の概略を示す図。
FIG. 2 is a diagram showing an outline of an optical head device using the lens according to the first example.
【図3】図2の光学ヘッド装置に用いられる光検出器の
検出原理を示す図。
3 is a diagram showing a detection principle of a photodetector used in the optical head device of FIG.
【図4】図2の光学ヘッド装置が再生する高密度光ディ
スクの構成を示す図。
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a high density optical disc reproduced by the optical head device of FIG.
【図5】第1実施例のレンズの変形例を示す図。FIG. 5 is a diagram showing a modified example of the lens of Example 1.
【図6】図5に示した変形例に係るレンズを用いた光学
ヘッド装置の一例を示す図。
FIG. 6 is a diagram showing an example of an optical head device using a lens according to the modification shown in FIG.
【図7】図5に示した変形例に係るレンズを用いた光学
ヘッド装置の他の例を示す図。
FIG. 7 is a diagram showing another example of an optical head device using the lens according to the modification shown in FIG.
【図8】本発明によるレンズの第2実施例を示す概略
図。
FIG. 8 is a schematic view showing a second embodiment of the lens according to the present invention.
【図9】第2実施例に係るレンズの特性を示す図。FIG. 9 is a diagram showing characteristics of a lens according to Example 2.
【図10】第2実施例に係るレンズを用いた光学ヘッド
装置の一例を示す図。
FIG. 10 is a diagram showing an example of an optical head device using a lens according to a second example.
【図11】第2実施例に係るレンズを用いた光学ヘッド
装置の他の例を示す図。
FIG. 11 is a diagram showing another example of the optical head device using the lens according to the second example.
【図12】本発明による光学ヘッド装置の第3実施例の
平面図。
FIG. 12 is a plan view of a third embodiment of the optical head device according to the present invention.
【図13】本発明による光学ヘッド装置の第4実施例の
平面図。
FIG. 13 is a plan view of a fourth embodiment of the optical head device according to the present invention.
【図14】第4実施例の光学系の詳細を示す図。FIG. 14 is a diagram showing details of an optical system of a fourth embodiment.
【図15】異なる密度のディスクを再生する場合の原理
を示す図。
FIG. 15 is a diagram showing the principle of reproducing discs having different densities.
【図16】異なる密度のディスクにおけるトラッキング
制御の原理を示す図。
FIG. 16 is a diagram showing the principle of tracking control in disks having different densities.
【符号の説明】[Explanation of symbols]
600…対物レンズ、602、604…レンズ面、60
8、610…焦点面、614…レーザ、618…コリメ
ータレンズ、616…ビームスプリッタ、620、62
2…光ディスク、620a、622a…記録面、626
…収束レンズ、624…ホログラフィック素子、628
…光検出器、630…信号処理回路、632…フォーカ
シングコイル、634…トラッキングコイル。
600 ... Objective lens, 602, 604 ... Lens surface, 60
8, 610 ... Focal plane, 614 ... Laser, 618 ... Collimator lens, 616 ... Beam splitter, 620, 62
2 ... Optical disc, 620a, 622a ... Recording surface, 626
... Converging lens, 624 ... Holographic element, 628
Photo detector, 630 Signal processing circuit, 632 Focusing coil, 634 Tracking coil.
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−215406(JP,A) 特開 平5−313100(JP,A) 特開 平2−236830(JP,A) 特開 平8−203115(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G11B 7/12 - 7/22 G02B 13/00 - 13/18 Continuation of front page (56) Reference JP-A-6-215406 (JP, A) JP-A-5-313100 (JP, A) JP-A-2-236830 (JP, A) JP-A-8-203115 (JP , A) (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G11B 7/ 12-7/22 G02B 13/00-13/18

Claims (13)

    (57)【特許請求の範囲】(57) [Claims]
  1. 【請求項1】 光源と、前記光源から出射された光ビー
    ムを光メモリの記録面に集束照射するための対物レンズ
    と、前記記録面からの反射光を光検出手段へと導いて信
    号検出をするように構成した光学ヘッド装置において、 前記対物レンズは光が入射される第1の面と、光を出射
    する第2の面とを具備し、前記第1の面と前記第2の面
    との少なくとも一方は3つ以上のレンズ面に同心円状に
    分割されており、中心から奇数番目のレンズ面と偶数番
    目のレンズ面とは焦点位置が異なる対物レンズであるこ
    とを特徴とする光学ヘッド装置。
    1. A light source, an objective lens for focusing and irradiating a light beam emitted from the light source onto a recording surface of an optical memory, and light reflected by the recording surface to a light detecting means for signal detection. In the optical head device configured as above, the objective lens emits light and a first surface on which light is incident.
    And a second surface, the first surface and the second surface
    And at least one of them is concentric with three or more lens surfaces
    It is divided into an odd numbered lens surface and an even numbered lens from the center.
    An optical head device, which is an objective lens having a focal position different from that of the lens surface of the eye .
  2. 【請求項2】 前記第1の面と前記第2の面との少なく
    とも一方は5つ以上のレンズ面に同心円状に分割されて
    いることを特徴とする請求項1記載の光学ヘッド装置。
    2. The number of the first surface and the second surface is small.
    And one is divided into five or more lens surfaces in concentric circles
    The optical head device according to claim 1, wherein:
  3. 【請求項3】 前記対物レンズは、前記光源から出射さ
    れた光ビームを基板の厚さが異なる複数の光メモリの記
    録面に集光スポットを形成する機能を有する対物レンズ
    であることを特徴とする請求項1または2に記載の光学
    ヘッド装置。
    3. The objective lens is an objective lens having a function of forming a focused spot of a light beam emitted from the light source on a recording surface of a plurality of optical memories having different substrate thicknesses. The optical head device according to claim 1.
  4. 【請求項4】 前記対物レンズは、前記光源から出射さ
    れた光ビームを記録密度が異なる複数の光メモリの記録
    面に、記録密度に適合したサイズの集光スポットを形成
    する機能を有する対物レンズであることを特徴とする請
    求項1または2に記載の光学ヘッド装置。
    4. The objective lens is an objective lens having a function of forming, on a recording surface of a plurality of optical memories having different recording densities, a light beam emitted from the light source, a condensed spot having a size suitable for the recording density. The optical head device according to claim 1, wherein the optical head device is provided.
  5. 【請求項5】 仕様の異なる複数の光メモリの各々に対
    して記録面に最適な集光スポットを形成するように設計
    された複数の対物レンズをリング形状に分割した前記複
    数の領域に配置したことを特徴とする請求項1、2、
    3、4のいずれか1項に記載の光学ヘッド装置。
    5. A plurality of objective lenses, which are designed to form an optimum focused spot on a recording surface for each of a plurality of optical memories having different specifications, are arranged in the plurality of regions divided into ring shapes. Claims 1 and 2, characterized in that
    The optical head device according to any one of items 3 and 4.
  6. 【請求項6】 前記対物レンズは、一方の面が共通なレ
    ンズ面形状であることを特徴とする請求項1、2、3、
    4、5のいずれか1項に記載の光学ヘッド装置。
    6. The objective lens according to claim 1, wherein one surface has a common lens surface shape.
    The optical head device according to any one of items 4 and 5.
  7. 【請求項7】 前記対物レンズは、リング形状に分割し
    た複数の領域の境界部において、互いに段差を生じない
    レンズ面形状で構成したことを特徴とする請求項1、
    2、3、4、5、6のいずれか1項に記載の光学ヘッド
    装置。
    7. The objective lens is configured to have a lens surface shape in which no step is formed at a boundary portion of a plurality of regions divided into a ring shape.
    The optical head device according to any one of 2, 3, 4, 5, and 6.
  8. 【請求項8】 前記対物レンズは、仕様の異なる複数の
    光メモリの記録面に集光スポットを形成すると共に前記
    対物レンズの出射面と前記複数の光メモリの入射面との
    距離が一定であることを特徴とする請求項1、2、3、
    4、5、6、7のいずれか1項に記載の光学ヘッド装
    置。
    8. The objective lens forms a focused spot on a recording surface of a plurality of optical memories having different specifications, and is provided with an exit surface of the objective lens and an incident surface of the plurality of optical memories.
    The distance is constant and the distance is constant.
    The optical head device according to any one of 4, 5, 6, and 7.
  9. 【請求項9】 前記対物レンズを複数の領域に分割する
    に際して、仕様の異なる複数の光メモリの再生信号周波
    数もしくは情報記録密度を基準にして面積配分したこと
    を特徴とする請求項1、2、3、4、5、6、7、8の
    いずれか1項に記載の光学ヘッド装置。
    9. When dividing the objective lens into a plurality of regions, the areas are distributed on the basis of reproduction signal frequencies or information recording densities of a plurality of optical memories having different specifications. 9. The optical head device according to any one of 4, 5, 6, 7, and 8.
  10. 【請求項10】 前記光源、前記対物レンズ、前記光検
    出手段を一体として支持する手段をさらに具備し、前記
    支持手段が移動しながら前記光検出手段が前記記録面か
    らの反射光を検出することを特徴とする請求項1、2、
    3、4、5、6、7、8、9のいずれか1項に記載の光
    学ヘッド装置。
    10. A means for integrally supporting the light source, the objective lens, and the light detecting means, wherein the light detecting means detects reflected light from the recording surface while the supporting means moves. Claims 1 and 2, characterized in that
    The optical head device according to any one of 3, 4, 5, 6, 7, 8, and 9.
  11. 【請求項11】 同心円状に分割された前記レンズ面の
    各々の幅は光の波長より大きいことを特徴とする請求項
    10に記載のレンズ。
    11. The lens according to claim 10, wherein the width of each of the lens surfaces divided into concentric circles is larger than the wavelength of light.
  12. 【請求項12】 同心円状に分割された前記レンズ面は
    異なる開口数を有することを特徴とする請求項10に記
    載のレンズ。
    12. The lens according to claim 10, wherein the lens surfaces divided into concentric circles have different numerical apertures.
  13. 【請求項13】 プラスチックまたはガラスを用いてモ
    ールディングまたはインジェクションにより形成されて
    いることを特徴とする請求項10に記載のレンズ。
    13. The lens according to claim 10, which is formed by molding or injection using plastic or glass.
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