JP4308204B2 - Optical head device - Google Patents
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Description
本発明は光ディスク記録・再生装置に搭載される光ヘッド装置に関し、特に、波面収差による記録・再生特性への影響を抑制可能な光ヘッド装置に関する。 The present invention relates to an optical head device mounted on an optical disk recording / reproducing apparatus, and more particularly to an optical head apparatus capable of suppressing the influence of wavefront aberration on recording / reproducing characteristics.
光ヘッド装置は、CDプレーヤ、DVDプレーヤ、MDプレーヤ等の多様な光ディスク記録・再生装置において、情報の読み取り・書き込み用装置として搭載されている。光ディスク記録・再生装置自身の小型化、低価格化に伴って、光ヘッド装置にも、高密度化、高性能化、小型化、薄型化、低コスト化が求められている。 The optical head device is mounted as an information reading / writing device in various optical disk recording / reproducing devices such as a CD player, a DVD player, and an MD player. As the optical disc recording / reproducing apparatus itself is reduced in size and price, the optical head apparatus is also required to have higher density, higher performance, smaller size, thinner thickness, and lower cost.
従来の光ヘッド装置の構成は、例えば下記非特許文献1の図7・19に示されている。この構成では、光源である半導体レーザから放射される光ビームを、コリメータレンズが平行光束に変換する。そして、その平行光束が対物レンズへと入射する。このような平行光束を用いる光学系は、無限光学系と称される。 The configuration of a conventional optical head device is shown in FIGS. 7 and 19 of Non-Patent
上記のような無限光学系の光ヘッド装置が存在する一方で、この従来の光ヘッド装置からコリメータレンズを無くしてシンプルな構成とした光ヘッド装置も存在する。コリメータレンズを有しないそのような光ヘッド装置は、平行光束ではない拡散した光ビームを対物レンズに入射させる構成を採る。拡散した光ビームを対物レンズに入射させるこのような構成は、有限光学系と称される。有限光学系の光ヘッド装置は、例えば下記特許文献1の図1に示されている。 While the optical head device of the infinite optical system as described above exists, there is also an optical head device that has a simple configuration by eliminating the collimator lens from the conventional optical head device. Such an optical head device that does not have a collimator lens employs a configuration in which a diffused light beam that is not a parallel light beam is incident on the objective lens. Such a configuration in which the diffused light beam is incident on the objective lens is called a finite optical system. An optical head device of a finite optical system is shown in FIG.
なお、特許文献1および非特許文献1以外にも、以下の文献が本願発明に関する先行技術文献として挙げられる。 In addition to
有限光学系の光ヘッド装置では、コリメータレンズが不要なため部品数が少なく、小型化、薄型化および低コスト化に有利である。しかしながら、有限光学系の光ヘッド装置は拡散した光ビームを対物レンズに入射させる構成を採る。このため、光源が対物レンズのレンズ光軸からずれて光ビームの対物レンズへの入射角が変化した場合には、波面収差が発生する。すると、集光された光ビームの品質は劣化する。対物レンズの入射面は、球面または非球面の形状となっているので、レンズ光軸からずれた入射光が対物レンズを通過すると合焦しないからである。 A finite optical system optical head device does not require a collimator lens, and thus has a small number of components, which is advantageous for miniaturization, thickness reduction, and cost reduction. However, the optical head device of the finite optical system adopts a configuration in which the diffused light beam is incident on the objective lens. For this reason, when the light source is displaced from the lens optical axis of the objective lens and the incident angle of the light beam to the objective lens changes, wavefront aberration occurs. Then, the quality of the collected light beam deteriorates. This is because the incident surface of the objective lens has a spherical or aspherical shape, so that incident light deviating from the lens optical axis does not focus when passing through the objective lens.
光ディスク記録・再生装置において、上記の波面収差は以下のように発生する。 In the optical disc recording / reproducing apparatus, the wavefront aberration is generated as follows.
まず、光ディスク記録・再生装置で記録・再生される光ディスク情報記録媒体の記録面上には、データである記録マーク(ピット)が円状またはスパイラル状に配列されており、この配列がトラックを形成している。光ディスク記録・再生装置は、対物レンズで集光される光ビームをトラックに沿うよう走査させ、その反射光からデータを読み出す。光ディスク情報記録媒体は、トラック中心を中心軸としてモータなどにより回転させる。 First, on the recording surface of an optical disc information recording medium to be recorded / reproduced by an optical disc recording / reproducing apparatus, recording marks (pits) as data are arranged in a circular shape or a spiral shape, and this arrangement forms a track. is doing. The optical disk recording / reproducing apparatus scans the light beam condensed by the objective lens along the track, and reads data from the reflected light. The optical disk information recording medium is rotated by a motor or the like with the track center as the central axis.
ここで、光ディスク情報記録媒体の形状に偏心があったり、あるいは、モータの取り付け位置に誤差があったりすると、回転とともにトラックが光ディスク情報記録媒体のラジアル方向(半径方向)に変位する。よって、光ディスク記録・再生装置は、光ビームの焦点位置をトラックの変位に沿うよう制御する必要がある。 Here, if the shape of the optical disc information recording medium is decentered or if the motor mounting position has an error, the track is displaced in the radial direction (radial direction) of the optical disc information recording medium with rotation. Therefore, the optical disk recording / reproducing apparatus needs to control the focal position of the light beam so as to follow the displacement of the track.
光ヘッド装置自体はサーボ機構により変位可能である。しかし、上記のようなトラック変位は微小変位であるため、光ヘッド装置全体を変位させるサーボ機構によるトラック変位に対する光ビームの位置制御は、精度の点からも消費電力の点からも望ましくない。 The optical head device itself can be displaced by a servo mechanism. However, since the track displacement as described above is a minute displacement, the position control of the light beam with respect to the track displacement by the servo mechanism for displacing the entire optical head device is not desirable from the viewpoint of accuracy and power consumption.
そこで、上記のトラック変位に対して光ビームの位置を精密に追従させるために、光ヘッド装置内にて、対物レンズが独立して光ディスク情報記録媒体のラジアル方向に微小変位可能とされている。具体的には、対物レンズを変位可能とするために、コイル等で発生する電磁力を利用した対物レンズ変位機構が光ヘッド装置内に設けられる。この対物レンズ変位機構は、光ディスク情報記録媒体からの反射光より得られるトラック−光ビーム間の位置ずれ情報に基づいて、対物レンズの位置制御を行なう。従って、対物レンズ変位機構が、対物レンズを光ディスク情報記録媒体のトラック移動に追従させる。 Therefore, in order to accurately follow the position of the light beam with respect to the above-described track displacement, the objective lens can be independently displaced minutely in the radial direction of the optical disk information recording medium in the optical head device. Specifically, an objective lens displacement mechanism using an electromagnetic force generated by a coil or the like is provided in the optical head device so that the objective lens can be displaced. This objective lens displacement mechanism controls the position of the objective lens based on positional deviation information between the track and the light beam obtained from the reflected light from the optical disk information recording medium. Therefore, the objective lens displacement mechanism causes the objective lens to follow the track movement of the optical disc information recording medium.
しかしながら、対物レンズをトラック移動に追従させようとすると、光源が対物レンズのレンズ光軸上からずれてしまう。このために波面収差が発生し、記録・再生特性が劣化するのである。 However, if the objective lens is caused to follow the track movement, the light source is displaced from the lens optical axis of the objective lens. For this reason, wavefront aberration occurs, and the recording / reproducing characteristics deteriorate.
一方、無限光学系の光ヘッド装置であれば、対物レンズに平行光線が入射されるので、対物レンズから見て光源の位置が実質的に無限遠にあるとみなせる。そのため、対物レンズを変位させても、光ビームの光軸が対物レンズのレンズ光軸からずれることはなく(すなわち、光ビームの対物レンズへの入射角が変化することがなく)、波面収差の発生は問題とならない。 On the other hand, in the case of an optical head device of an infinite optical system, since parallel rays are incident on the objective lens, it can be considered that the position of the light source is substantially at infinity when viewed from the objective lens. Therefore, even if the objective lens is displaced, the optical axis of the light beam does not deviate from the optical axis of the objective lens (that is, the incident angle of the light beam to the objective lens does not change), and the wavefront aberration is reduced. Occurrence does not matter.
この点に鑑みれば、短波長の光源を用いて高密度な記録・再生を実現する光ヘッド装置に有限光学系を採用することは困難であり、小型化、薄型化および低コスト化に不利な無限光学系を採用せざるを得なかった。 In view of this point, it is difficult to employ a finite optical system in an optical head device that realizes high-density recording / reproduction using a short-wavelength light source, which is disadvantageous for downsizing, thinning, and cost reduction. I had to adopt an infinite optical system.
本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、平行光束ではない拡散した光ビームを対物レンズに入射させる構成を採ることにより小型化、薄型化および低コスト化を図る場合であっても、波面収差による記録・再生特性への影響を抑制可能な光ヘッド装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and even when a reduction in size, thickness, and cost are achieved by adopting a configuration in which a diffused light beam that is not a parallel light beam is incident on an objective lens, An object of the present invention is to provide an optical head device capable of suppressing the influence of wavefront aberration on recording / reproducing characteristics.
本発明に係る光ヘッド装置の第1の態様は、光ビームを放射する光源と、溝状の回折格子が形成された回折面を有し、前記光ビームを回折させて複数の回折光を生成する回折光学素子と、光ディスク情報記録媒体上に前記複数の回折光を集光させる対物レンズと、複数に分割された受光領域を有し、前記対物レンズを介して受光した前記光ディスク情報記録媒体からの反射光の光量に対応する電気信号に変換する光検知器と、前記回折光学素子を回転自在に固定する光学ベースとを備え、前記対物レンズのレンズ光軸に対する前記光源の相対的な光軸ずれによって発生する非点収差を打ち消す方向の非点収差を有する様に、前記回折光学素子の前記回折面あるいは前記回折面の裏面をシリンドリカル形状とした有限光学系の光ヘッド装置であって、前記光学ベースは、前記回折光学素子のシリンドリカル形状の曲率を持つ方向に対して略平行に与圧して前記回折光学素子の固定を行うことを特徴とする。
A first aspect of the optical head device according to the present invention includes a light source that emits a light beam and a diffraction surface on which a groove-shaped diffraction grating is formed, and diffracts the light beam to generate a plurality of diffracted lights. A diffractive optical element, an objective lens for condensing the plurality of diffracted lights on an optical disc information recording medium, a light receiving region divided into a plurality of parts, and the optical disc information recording medium received through the objective lens A light detector that converts the light signal into an electrical signal corresponding to the amount of reflected light and an optical base that rotatably fixes the diffractive optical element, and a relative optical axis of the light source with respect to a lens optical axis of the objective lens as with astigmatism direction to cancel the astigmatism generated by deviation, the optical head apparatus der finite optical system where the back surface of the diffraction surface or the diffractive surface of the diffractive optical element and cylindrical shape Te, the optical base, and performs the fixing of the diffractive optical element is pressurized substantially parallel to a direction having a curvature of the cylindrical shape of the diffractive optical element.
本発明に係る光ヘッド装置の第1の態様によれば、回折光学素子は、複数の回折光を生成するだけでなく、光源が対物レンズのレンズ光軸から光ディスク情報記録媒体のラジアル方向に遠ざかることにより発生する非点収差を打ち消す方向の非点収差をも有する。よって、光ビームを平行光束ではない拡散光として対物レンズに入射させる場合であっても、コリメータレンズを用いることなく回折光学素子によって、波面収差による記録・再生特性への影響を抑制することが可能である。 According to the first aspect of the optical head device of the present invention, the diffractive optical element not only generates a plurality of diffracted lights, but also the light source moves away from the lens optical axis of the objective lens in the radial direction of the optical disc information recording medium. Astigmatism in a direction to cancel out the astigmatism generated by this. Therefore, even when the light beam is incident on the objective lens as diffuse light that is not a parallel light beam, the influence of the wavefront aberration on the recording / reproducing characteristics can be suppressed by the diffractive optical element without using a collimator lens. It is.
この発明の、目的、特徴、局面、および利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。 The objects, features, aspects and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description and the accompanying drawings.
[図1]本発明の実施の形態1に係る光ヘッド装置の基本構成を示す図である。
[図2]本発明の実施の形態1による光ヘッド装置における対物レンズのレンズ光軸から光源までの相対的な光軸ずれにより発生する波面収差を示す図である。
[図3]本発明の実施の形態1に係る光ヘッド装置における対物レンズがラジアル方向に移動した状態のラジアル方向断面とタンジェンシャル方向断面の集光位置を表す模式図である。
[図4]ラジアル方向、タンジェンシャル方向等と光ディスク情報記録媒体との位置関係を示す斜視図である。
[図5]本発明の実施の形態1に係る光ヘッド装置に採用される回折光学素子の形状を示す斜視図である。
[図6]本発明の実施の形態1に係る光ヘッド装置に採用される回折光学素子の形状を示す他の斜視図である。
[図7]本発明の実施の形態1に係る光ヘッド装置に採用される回折光学素子の他の形状を示す斜視図である。
[図8]本発明の実施の形態1に係る光ヘッド装置に採用される回折光学素子の他の形状を示す他の斜視図である。
[図9]読み出し専用光ディスク情報記録媒体の記録面を示した図である。
[図10]書き込み可能光ディスク情報記録媒体の記録面を示した図である。
[図11]回折光学素子で発生させる非点収差に応じた、対物レンズのラジアル方向移動により発生する軸外非点収差の合成値の変化を示す図である。
[図12]本発明の実施の形態1に係る光ヘッド装置における対物レンズがラジアル方向に移動した状態のラジアル方向断面とタンジェンシャル方向断面の集光位置を表す模式図である。
[図13]本発明の実施の形態1に係る光ヘッド装置に採用される回折光学素子の他の形状を示す斜視図である。
[図14]本発明の実施の形態1に係る光ヘッド装置に採用される回折光学素子の他の形状を示す斜視図である。
[図15]本発明の実施の形態1に係る光ヘッド装置に採用される回折光学素子の他の形状を示す斜視図である。
[図16]本発明の実施の形態1に係る光ヘッド装置に採用される回折光学素子の他の形状を示す斜視図である。
[図17]本発明の実施の形態1に係る光ヘッド装置に採用される回折光学素子の回折格子の溝の延びる方向を示す図である。
[図18]本発明の実施の形態2に係る光ヘッド装置の基本構成を示す図である。
[図19]本発明の実施の形態2に係る光ヘッド装置における平行平板型回折光学素子の形状と配置を示す図である。
[図20]本発明の実施の形態2に係る光ヘッド装置における平行平板型回折光学素子の形状と配置を示す図である。
[図21]本発明の実施の形態2に係る光ヘッド装置の他の構成例を示す図である。
[図22]本発明の実施の形態3に係る光ヘッド装置の基本構成を示す図である。
[図23]本発明の実施の形態3に係る光ヘッド装置におけるダイクロイックプリズムの具体的な形状を示す図である。
[図24]本発明の実施の形態4に係る光ヘッド装置の基本構成を示す図である。
[図25]本発明の実施の形態4に係る回折格子素子の移動を示す図である。
[図26]本発明の実施の形態4に係る光検知器上の光ビームの位置を示す図である。
[図27]本発明の実施の形態5に係る光ヘッド装置の基本構成を示す図である。
[図28]本発明の実施の形態5に係るホログラム素子を示す図である。
[図29]本発明の実施の形態5に係る半光束ビームの集光状態を示す図である。
[図30]本発明の実施の形態5に係る光検知器を受光領域を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a basic configuration of an optical head device according to
FIG. 2 is a diagram showing wavefront aberration caused by a relative optical axis shift from the lens optical axis of the objective lens to the light source in the optical head device according to
FIG. 3 is a schematic diagram showing a condensing position of a radial cross section and a tangential cross section in a state where the objective lens in the optical head device according to
FIG. 4 is a perspective view showing a positional relationship between a radial direction, a tangential direction, and the like and an optical disc information recording medium.
FIG. 5 is a perspective view showing the shape of a diffractive optical element employed in the optical head device according to
FIG. 6 is another perspective view showing the shape of the diffractive optical element employed in the optical head device according to
FIG. 7 is a perspective view showing another shape of the diffractive optical element employed in the optical head device according to
FIG. 8 is another perspective view showing another shape of the diffractive optical element employed in the optical head device according to
FIG. 9 is a diagram showing a recording surface of a read-only optical disc information recording medium.
FIG. 10 is a diagram showing a recording surface of a writable optical disc information recording medium.
FIG. 11 is a diagram showing a change in a combined value of off-axis astigmatism generated by the radial movement of the objective lens according to astigmatism generated by the diffractive optical element.
FIG. 12 is a schematic diagram showing a condensing position of a radial cross section and a tangential cross section in a state in which the objective lens has moved in the radial direction in the optical head device according to
FIG. 13 is a perspective view showing another shape of the diffractive optical element employed in the optical head device according to
FIG. 14 is a perspective view showing another shape of the diffractive optical element employed in the optical head device according to
FIG. 15 is a perspective view showing another shape of the diffractive optical element employed in the optical head device according to
FIG. 16 is a perspective view showing another shape of the diffractive optical element employed in the optical head device according to
FIG. 17 is a diagram showing the direction in which the grooves of the diffraction grating of the diffractive optical element employed in the optical head device according to
FIG. 18 is a diagram showing a basic configuration of an optical head device according to
FIG. 19 is a diagram showing the shape and arrangement of parallel plate diffractive optical elements in an optical head device according to
FIG. 20 is a diagram showing the shape and arrangement of parallel plate diffractive optical elements in an optical head device according to
FIG. 21 is a diagram showing another configuration example of the optical head apparatus according to
FIG. 22 is a diagram showing a basic configuration of an optical head device according to
FIG. 23 is a diagram showing a specific shape of a dichroic prism in the optical head device according to
FIG. 24 is a diagram showing a basic configuration of an optical head device according to
FIG. 25 is a diagram showing movement of the diffraction grating element according to the fourth embodiment of the present invention.
FIG. 26 is a diagram showing the position of the light beam on the photodetector according to the fourth embodiment of the present invention.
FIG. 27 is a diagram showing a basic configuration of an optical head device according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 28 shows a hologram element according to
FIG. 29 is a diagram showing a condensing state of a semi-light beam according to
FIG. 30 is a diagram showing a light receiving area of a photodetector according to a fifth embodiment of the present invention.
実施の形態1.
本実施の形態は、回折光学素子に、回折機能だけではなく、非点収差を発生させる機能をも持たせて、光源が対物レンズのレンズ光軸から光ディスク情報記録媒体のラジアル方向に遠ざかることにより発生する非点収差を打ち消すようにした光ヘッド装置である。
In this embodiment, the diffractive optical element has not only a diffraction function but also a function of generating astigmatism, and the light source moves away from the lens optical axis of the objective lens in the radial direction of the optical disc information recording medium. This is an optical head device designed to cancel out the generated astigmatism.
図1は、本実施の形態に係る光ヘッド装置の基本構成を示す図である。この光ヘッド装置は、コリメータレンズを有しない有限光学系の構成を採る。 FIG. 1 is a diagram showing a basic configuration of an optical head device according to the present embodiment. This optical head device adopts a configuration of a finite optical system having no collimator lens.
図1において、符号1は光源である半導体レーザ、符号2aは半導体レーザ1から放射される光ビーム、符号3は光ビーム2aの射出窓となる平板ガラス、符号4は半導体レーザ1と平板ガラス3とを一体化し、かつ、半導体レーザ1の発光時に発生する熱を放熱する機能を有する放熱金属パッケージである。なお、半導体レーザ1、平板ガラス3、放熱金属パッケージ4の一体化構造を発光部品5とする。 In FIG. 1,
符号6は光ビーム2aを回折させて複数の回折光たる光ビーム2bに分光するための回折光学素子、符号7は内部に設けられた反射面により光ビーム2bを光ビーム2cに偏向する偏向プリズム、符号8はCD,DVD,MD等の光ディスク情報記録媒体、符号9は偏向プリズム7からの光ビーム2cを光ビーム2dとして光ディスク情報記録媒体8に集光する対物レンズである。なお、光ビーム2a〜2cの経路中にはコリメータレンズが設けられないので、光ビーム2a〜2cは平行光束とはならず拡散光となる。よって、この光ヘッド装置は有限光学系である。
光ディスク情報記録媒体8で反射された光ビーム2dは、再び対物レンズ9に入射して光軸A1b,A1cを中心軸とする収束光へと変換され、偏向プリズム7を透過する。偏向プリズム7を透過した光ビーム2eは、検知用光学素子11を通過して光ビーム2fとなって光検知器10に入る。 The
光検知器10は、光学系に応じて複数の分割受光面が設けられたフォトダイオードである。対物レンズ9から各受光面に入射する光ビーム2fの光量を、光検知器10が電気信号に変換して出力する。検知用光学素子11は、光ディスク情報記録媒体8で反射された光ビーム2eを光検知器10の分割受光面へ適切に入射させるための光学素子である。検知用光学素子11は、例えば凹レンズで構成され、レンズ機能やビーム分割機能を備える。 The
光ディスク情報記録媒体8には、データである記録マーク(ピット)が円状またはスパイラル状に配列されたトラックが形成されており、この配列がトラックを形成している。本実施の形態に係る光ヘッド装置が搭載される光ディスク記録・再生装置は、対物レンズ9で集光される光ビーム2dをトラックに沿うよう走査させ、その反射光からデータを読み出す。光ディスク情報記録媒体8は、トラック中心を中心軸としてモータ(図示せず)などにより回転させる。 The optical disc
ここで、光ディスク情報記録媒体8の形状に偏心があったり、あるいは、モータの取り付け位置に誤差があったりすると、回転とともにトラックが光ディスク情報記録媒体8のラジアル方向(半径方向)に変位する。よって、光ディスク記録・再生装置は、光ビーム2dのラジアル方向位置をトラックの変位に沿うよう制御する必要がある。 Here, if the shape of the optical disc
光ヘッド装置自体はサーボ機構(図示せず)により変位可能である。しかし、上記のようなトラック変位は微小変位であるため、光ヘッド装置全体を変位させるサーボ機構による光ビームのラジアル方向位置制御は、精度の点からも消費電力の点からも望ましくない。 The optical head device itself can be displaced by a servo mechanism (not shown). However, since the track displacement as described above is a minute displacement, the radial position control of the light beam by the servo mechanism for displacing the entire optical head device is not desirable from the viewpoint of accuracy and power consumption.
そこで、上記のトラック変位に対して光ビーム2dのラジアル方向位置を精密に追従させるために、光ヘッド装置内にて、対物レンズ9が独立して光ディスク情報記録媒体8のラジアル方向に平行移動可能とされている。具体的には、対物レンズ9を変位可能とするために、コイル等で発生する電磁力を利用した対物レンズ変位機構(図示せず)が光ヘッド装置内に設けられる。この対物レンズ変位機構は、光ディスク情報記録媒体8からの反射光を光検知器10が受光して出力する信号に基づいてトラック−光ビーム間の位置ずれ量を算出し、対物レンズ9の位置制御を行なう。 Therefore, the
なお、光源たる半導体レーザ1が対物レンズ9のレンズ光軸上に実質的に存在する(「実質的に」とは、偏向プリズム7での偏向を考慮せずに、半導体レーザ1からの光ビームが対物レンズ9に直接に入射する場合を想定することを意味する)ときの対物レンズ9の位置が、対物レンズ変位機構での対物レンズ9の設計初期位置とされることが多い。ここでは、この設計初期位置において対物レンズ9の主点と光源の位置とで決まる光軸A1a,A1bを設計光軸と呼ぶ。 The
図1の構成では、半導体レーザ1からの光ビーム2a〜2cは、拡散光として対物レンズ9に入射する。発明が解決しようとする課題の項で説明したように、対物レンズ9がラジアル方向に追従制御される際には、光源である半導体レーザ1の位置は対物レンズ9のレンズ光軸に対して軸外に位置することとなる。よって、光ビーム2cが対物レンズ9を透過することによって波面収差が発生する。 In the configuration of FIG. 1, the light beams 2a to 2c from the
図2は、対物レンズ9のレンズ光軸に対する光源の相対的な光軸ずれにより発生する波面収差の典型的な特性例を示す図である。波面収差の代表的な収差成分として、非点収差、コマ収差、球面収差、および高次収差がある。また、トータル収差はこれらすべての収差の合成値を表す。これら発生する収差のうち最も大きな割合を占めるのは非点収差であり、これを軸外非点収差と呼ぶ。 FIG. 2 is a diagram illustrating a typical characteristic example of the wavefront aberration generated due to the relative optical axis shift of the light source with respect to the lens optical axis of the
図3はラジアル方向D1とそれに直交するタンジェンシャル方向D2の光ビーム2の断面を模式的に示した図である。また、図4はラジアル方向D1、タンジェンシャル方向D2等と光ディスク情報記録媒体8との位置関係を示す斜視図である。なお、図3では説明の簡単のため、偏向プリズム7での偏向を考慮せずに、半導体レーザ1からの光ビーム2が対物レンズ9に直接に入射する場合を想定している。また、各図において、ラジアル方向D1と同方向をy軸とし、タンジェンシャル方向D2と同方向をx軸とし、x、y両軸に直交する方向をz軸としている。 FIG. 3 is a diagram schematically showing a cross section of the
上記の相対光軸ずれで発生する軸外非点収差について着目すると、光ビーム2dのラジアル方向断面での集光位置(焦線F1)とタンジェンシャル方向断面での集光位置(焦線F2)とは異なる。光ディスク情報記録媒体8に近い前側焦線F2はラジアル方向に平行な向きとなり、対物レンズ9に近い後側焦線F1はタンジェンシャル方向に平行な向きとなる。 Focusing on the off-axis astigmatism generated by the above relative optical axis deviation, the condensing position (focal line F1) in the radial cross section of the
対物レンズ9がラジアル方向に変位するよう制御されて、光源たる半導体レーザ1と対物レンズ9との間に相対光軸ずれが発生すると、光ビーム2dの集光位置は光ディスク情報記録媒体8から対物レンズ9側に近い方向に移動するため、光ディスク情報記録媒体8上の光ビーム2dのスポット形状は、ラジアル方向に長い楕円形へと変化する。 When the
その結果、読み出しまたは書き込み中のトラックに隣接するトラックにまで光ビーム2dのスポットが広がり、隣接トラックからのクロストークが増加する。また、ラジアル方向の分解能が劣化して光ビーム2dのトラック横断の検出能力も低下してしまう。 As a result, the spot of the
また、仮に、前側焦線F2の位置と後側焦線F1の位置とのほぼ中間位置に光ディスク情報記録媒体8の記録面が位置するよう、対物レンズ9の位置をz軸方向に制御すれば、光ディスク情報記録媒体8の記録面上の光ビーム2dのスポット形状をほぼ円形にすることは可能となる。これによりラジアル方向の分解能の劣化が防止できるとも考えられる。しかし、そのときの光ビーム2dのスポットは、波面収差の存在のために、相対光軸ずれのない場合に比べると大きくなっている。よって、タンジェンシャル方向の分解能が低下して、記録・再生特性が劣化する。 Also, if the position of the
そこで、本実施の形態においては、回折光学素子6を図5および図6に示す形状、または、図7および図8に示す形状とする。 Therefore, in the present embodiment, the diffractive
まず、図5および図6に示す回折光学素子6aは、回折格子DFが形成された回折面102aと、その裏面101aとを有する。回折面102aは平面である。一方、裏面101aにおいては、回折光学素子6aの短軸方向たるγ軸方向の曲率がCγであり、回折光学素子6aの長軸方向たるβ軸方向の曲率がCβである。そして、裏面101aは、曲率Cγと曲率Cβとが異なった凸型のトーリック面である。なお、回折面102aに形成された回折格子DFの溝の方向はβ軸にほぼ平行である。また、光ビーム2aの進行方向をα軸とする。α,β,γの各軸は互いに直交する。 First, the diffractive
回折格子DFの溝幅および溝間隔を適当な値に設計することにより、発光部品5より射出された光ビーム2aは、回折光学素子6aの裏面101aより入射された後、回折面102a上の回折格子DFによって、少なくとも2つ以上の光ビーム2b1〜2b3に分光される。分光する光ビームの数はその用途によって様々であるが、ここでは一例として、3つの光ビーム(0次回折光ビーム2b1、+1次回折光ビーム2b2、−1次回折光ビーム2b3)に分光される場合を示す。 By designing the groove width and groove interval of the diffraction grating DF to appropriate values, the
0次回折光ビーム2b1は回折作用を受けない透過光であり、光ディスク情報記録媒体8への記録・再生に用いられる。また、+1次回折光ビーム2b2および−1次回折光ビーム2b3はともに回折作用を受けて光路が曲がった回折光である。0次回折光ビーム2b1、+1次回折光ビーム2b2および−1次回折光ビーム2b3のいずれも、対物レンズ9により光ディスク情報記録媒体8上に集光された後に反射され、それぞれ光検知器10により受光される。 The 0th-order diffracted light beam 2b1 is transmitted light that is not diffracted, and is used for recording / reproducing on the optical disc
また、図7および図8に示す回折光学素子6bは、回折格子DFが形成された回折面102bと、その裏面101bとを有する。回折面102bは平面である。一方、裏面101bにおいては、回折光学素子6bの短軸方向たるγ軸方向の曲率がCγであり、回折光学素子6bの長軸方向たるβ軸方向の曲率がCβである。そして、裏面101bは、曲率Cγと曲率Cβとが異なった凹型のトーリック面である。なお、回折面102bに形成された回折格子DFの溝の方向はβ軸にほぼ平行である。また、光ビーム2aの進行方向をα軸とする。α,β,γの各軸は互いに直交する。 The diffractive
回折光学素子6bにおいても回折光学素子6aの場合と同様、発光部品5より射出された光ビーム2aは、回折光学素子6bの裏面101bより入射された後、回折面102b上の回折格子DFによって、少なくとも2つ以上の光ビーム2b1〜2b3に分光される。 In the diffractive
なお、回折光学素子6a,6bのいずれにおいても、回折面の裏面101a,101bに回折格子DFは設けられていないが、回折面102a,102bだけでなく裏面101a,101bにも回折格子DFを設けてもよい。あるいは、裏面101a,101bにのみ回折格子DFを設けて、こちらを回折面としてもよい。 In any of the diffractive
+1次回折光ビーム2b2、−1次回折光ビーム2b3は、記録・再生に用いる0次回折光ビーム2b1が光ディスク情報記録媒体8上のトラック中心からどれだけずれているかを検出するために利用される。このような検出法の代表例として「3ビーム法」と称される方式や「差動プッシュプル法」と称される方式が、広く知られている。以下にそれらの検出方法について述べる。なお、3つ以上の数の回折光ビームを生成して検出に用いてもよい。 The + 1st order diffracted light beam 2b2 and the −1st order diffracted light beam 2b3 are used to detect how much the 0th order diffracted light beam 2b1 used for recording / reproduction is shifted from the track center on the optical disc
回折面102aまたは102bの回折格子DFによって分光された0次回折光ビーム2b1、+1次回折光ビーム2b2および−1次回折光ビーム2b3はそれぞれ、対物レンズ9により光ディスク情報記録媒体8上に0次回折光ビーム2d1、+1次回折光ビーム2d2および−1次回折光ビーム2d3として集光される。 The 0th-order diffracted light beam 2b1, + 1st-order diffracted light beam 2b2, and -1st-order diffracted light beam 2b3 dispersed by the diffraction grating DF on the
そして、図9または図10に示すように、光ディスク情報記録媒体8上のトラックTR上に0次回折光ビーム2d1が配置されるように調整される。なお、図9は、タンジェンシャル方向D2に情報マークが並んで記録されている読み出し専用光ディスク情報記録媒体8の記録面を示した図である。また、図10は、案内溝GRを有し、それに沿って記録マークが記録される書き込み可能光ディスク情報記録媒体8の記録面を示した図である。 Then, as shown in FIG. 9 or FIG. 10, adjustment is made so that the 0th-order diffracted light beam 2d1 is arranged on the track TR on the optical disc
3つの回折光ビーム2d1〜2d3の配列の方向は、設計光軸を中心軸として回折光学素子6aまたは6bを回転させることによって調整が可能である。この調整に当たっては、図9および図10に示すような各種の光ディスク情報記録媒体の構造の違い、並びに、トラックTRをずれ検出に用いるのか案内溝GRをずれ検出に用いるのかのずれ検出方式の違いを考慮する必要がある。 The direction of the arrangement of the three diffracted light beams 2d1 to 2d3 can be adjusted by rotating the diffractive
図9のように案内溝GRを有しない構造の光ディスク情報記録媒体に対しては3ビーム法がよく用いられる。そして、ずれを検出するために、タンジェンシャル方向D2からの3つの回折光ビーム2d1〜2d3の配列方向のずれの角度φaは、回折光ビーム2d2および2d3のラジアル方向の配置距離がおよそトラック周期の(N+1/2)倍となる角度に調整される(Nは任意の整数)。 The three-beam method is often used for an optical disc information recording medium having a structure not having the guide groove GR as shown in FIG. In order to detect the deviation, the deviation angle φa in the arrangement direction of the three diffracted light beams 2d1 to 2d3 from the tangential direction D2 is set so that the radial arrangement distance of the diffracted light beams 2d2 and 2d3 is approximately the track period. The angle is adjusted to (N + 1/2) times (N is an arbitrary integer).
一方、図10のように案内溝GRを有する構造であって、案内溝GRをずれ検出に用いる差動プッシュプル法を採用する場合は、タンジェンシャル方向D2からの3つの回折光ビーム2d1〜2d3の配列方向のずれの角度φbは、回折光ビーム2d2および2d3のラジアル方向の配置距離がおよそトラック周期の(2M+1)倍となる角度に調整される(Mは任意の整数)。 On the other hand, when the differential push-pull method using the guide groove GR for detecting displacement is employed as shown in FIG. 10, the three diffracted light beams 2d1 to 2d3 from the tangential direction D2 are used. Is shifted to an angle at which the radial arrangement distance of the diffracted light beams 2d2 and 2d3 is approximately (2M + 1) times the track period (M is an arbitrary integer).
以上のように、3つの回折光ビーム2d1〜2d3の配列方向のずれの角度は、光ディスク情報記録媒体の構造の違いとずれ検出方式の違いとによって様々であり、比較的大きく設定される場合もあれば、比較的小さく設定されることもある。 As described above, the angle of deviation in the arrangement direction of the three diffracted light beams 2d1 to 2d3 varies depending on the difference in the structure of the optical disk information recording medium and the difference in deviation detection method, and may be set relatively large. If so, it may be set relatively small.
図5〜図8に示すように、γ軸をタンジェンシャル方向から例えば上記のφa(図9の場合。なお図10の場合ならばφb)だけ回転した方向に合わせておき、β軸をラジアル方向から例えば上記のφa(図9の場合。なお図10の場合ならばφb)だけ回転した方向に合わせておけば、上記の3つの回折光ビーム2d1〜2d3の配列方向の調整が可能である。 As shown in FIGS. 5 to 8, the γ-axis is aligned with the direction rotated from the tangential direction by, for example, φa (in the case of FIG. 9, φb in the case of FIG. 10), and the β-axis is in the radial direction. For example, the alignment direction of the three diffracted light beams 2d1 to 2d3 can be adjusted by adjusting the rotation direction by φa (in the case of FIG. 9, φb in the case of FIG. 10).
0次回折光ビーム2d1、+1次回折光ビーム2d2および−1次回折光ビーム2d3は、光ディスク情報記録媒体8でそれぞれ反射される。そして、反射した各回折光ビームは光検知器10で受光され、各光量がそれぞれ電気信号として出力される。このうち+1次回折光ビーム2d2および−1次回折光ビーム2d3に対応する電気信号に対してずれ検出方式に応じた演算が行なわれ、0次回折光ビーム2d1と情報マーク列とのラジアル方向の相対位置ずれを表すトラッキング誤差信号が生成される。例えば+1次回折光ビーム2d2および−1次回折光ビーム2d3の各反射光の光量が等しければ誤差0とされ、光量に差があればその差に応じたトラッキング誤差信号が生成される。このトラッキング誤差信号に基づいて、対物レンズ9の位置がラジアル方向に制御される。以上が3ビーム法や差動プッシュプル法によるずれ検出方法の説明である。 The 0th-order diffracted light beam 2d1, the + 1st-order diffracted light beam 2d2, and the -1st-order diffracted light beam 2d3 are reflected by the optical disc
さて、回折光学素子6aまたは6bにおいて、回折面の裏面101aまたは101bのトーリック面を光ビーム2aが通過すると、γ軸方向とβ軸方向の曲率Cγ,Cβの違いにより非点収差が発生する。よって、回折光学素子6aまたは6bに、回折機能だけではなく、非点収差を発生させる機能をも持たせて、光源たる半導体レーザ1が対物レンズ9のレンズ光軸から光ディスク情報記録媒体8のラジアル方向に遠ざかることにより発生する非点収差を打ち消すようにすればよい。すなわち、対物レンズ9がラジアル方向に移動することで発生する軸外非点収差を打ち消す方向の非点収差を回折光学素子6aまたは6bが有するように、それぞれの曲率CγとCβを決定する。 In the diffractive
図11は、回折光学素子6aまたは6bで発生させる非点収差に応じた、対物レンズ9のラジアル方向移動により発生する軸外非点収差の合成値Wasの変化を示す図である。図11では、曲線(a)が図2中の非点収差のグラフに相当する。そして、回折光学素子6aまたは6bで発生させる非点収差量の違いに応じて、曲線(b),(c),(d)と3つの状態を例示している。なお、回折光学素子6aまたは6bで発生する非点収差量をASg(図11の各曲線上の切片の値に相当)とする。 FIG. 11 is a diagram illustrating a change in the combined value Was of off-axis astigmatism generated by the radial movement of the
軸外非点収差の合成値Wasの値がプラスである場合は、前側焦線F2と後側焦線F1との関係が図3で示した関係にあるのに対し、マイナスの場合には、図12に示すように光ビームの前側焦線F2の位置と後側焦線F1の位置とが図3の場合から入れ替わった関係となる。 When the value of the combined off-axis astigmatism value Was is positive, the relationship between the front focal line F2 and the rear focal line F1 is the relationship shown in FIG. As shown in FIG. 12, the position of the front focal line F2 and the position of the rear focal line F1 of the light beam are interchanged from the case of FIG.
前に述べた、記録・再生特性、光ビームのトラック横断検出の能力、および、低クロストークのいずれをも維持できる非点収差の許容範囲と、対物レンズ9の設計光軸からラジアル方向への必要最大移動量が図11に示す関係にあるとき、必要最大移動量と非点収差の許容範囲とで決まる点P4および点P5で規定される長方形の領域内に軸外非点収差の合成値Wasが収まればよい。すなわち、軸外非点収差の合成値Wasの特性が、曲線(b)と曲線(d)の間に収まればよく、そうなるように回折光学素子6aまたは6bで発生する非点収差量ASgを設定すればよい。非点収差量ASgの値は、回折光学素子6a,6bの曲率Cγ,Cβの値により設定される。 As described above, the recording / reproduction characteristics, the ability to detect the cross-track of the light beam, and the allowable range of astigmatism that can maintain all of the low crosstalk, and the design from the design optical axis of the
なお、曲線(c)の場合のように、非点収差の許容範囲の最大非点収差Was(max)と最小非点収差Was(min)の平均値0.5×{Was(max)+Was(min)}を基準としたときに、対物レンズ移動量ゼロまでの非点収差変化量ΔAS2と必要最大移動量までの非点収差変化量ΔAS1が同程度になるのが最も望ましい。軸外非点収差の合成値Wasの許容範囲内での上限および下限までの各マージンが最大となるからである。 Note that, as in the case of the curve (c), the average value of the maximum astigmatism Was (max) and the minimum astigmatism Was (min) within the allowable range of astigmatism 0.5 × {Was (max) + Was ( min)} as a reference, it is most desirable that the astigmatism change amount ΔAS2 up to the objective lens movement amount zero and the astigmatism change amount ΔAS1 up to the required maximum movement amount be approximately the same. This is because each margin up to the upper limit and the lower limit within the allowable range of the combined value Was of the off-axis astigmatism is maximized.
なお、図5〜図8に示したトーリック面形状以外にも、回折光学素子6を図13〜図16に示すようなシリンドリカル面形状としても、図5〜図8の場合と同様な非点収差を発生する効果が得られる。 In addition to the toric surface shape shown in FIGS. 5 to 8, the astigmatism similar to that in FIGS. 5 to 8 can be obtained even if the diffractive
図13に示す回折光学素子6cは、回折面102cの裏面101cにγ軸方向にのみ曲率を有する凸型のシリンドリカル面を持ち、回折面102cにほぼβ軸方向に平行な溝を有する回折格子DFが形成されている。 A diffractive
図14に示す回折光学素子6dは、回折面102dにγ軸方向にのみ曲率を有する凸型のシリンドリカル面を持ち、回折面102dにほぼβ軸方向に平行な溝を有する回折格子DFが形成されている。回折面102dの裏面101dは平坦面である。 In the diffractive
図15に示す回折光学素子6eは、回折面102eの裏面101eにβ軸方向にのみ曲率を有する凹型のシリンドリカル面を持ち、回折面102eにほぼβ軸方向に平行な溝を有する回折格子DFが形成されている。 A diffractive
図16に示す回折光学素子6fは、回折面102fにβ軸方向にのみ曲率を有する凹型のシリンドリカル面を持ち、回折面102fにほぼβ軸方向に平行な溝を有する回折格子DFが形成されている。回折面102fの裏面101fは平坦面である。 In the diffractive
なお、図13〜図16に示した回折光学素子6c〜6fのいずれにおいても、回折面の裏面101c〜101fに回折格子DFは設けられていないが、回折面102c〜102fだけでなく裏面101c〜101fにも回折格子DFを設けてもよい。あるいは、裏面101c〜101fにのみ回折格子DFを設けて、こちらを回折面としてもよい。 In any of the diffractive
図5〜図8に示したトーリック面形状を採用する場合と、図13〜図16に示したシリンドリカル面形状を採用する場合とでは、以下の相違がある。 There is the following difference between the case where the toric surface shape shown in FIGS. 5 to 8 is adopted and the case where the cylindrical surface shape shown in FIGS. 13 to 16 is adopted.
発散する光ビームが厚みをもつ光学素子を通過すると、非点収差以外にも球面収差、および、光ディスク情報記録媒体8上に集光された光ビームの最良像面からの対物レンズ9のレンズ光軸方向へのずれにより生じるデフォーカスがもたらす収差(デフォーカス収差と称する)が発生する。 When the diverging light beam passes through an optical element having a thickness, in addition to astigmatism, spherical aberration and lens light of the
図5〜図8に示したトーリック面形状を採用する場合には、トーリック面のγ方向およびβ方向の曲面を非球面として最適化することにより、非点収差以外にも球面収差およびデフォーカス収差を低減させることができる。この他にもさらに、対物レンズ9と光源との距離が対物レンズ9の設計値からずれることによって発生する球面収差、および、光ディスク情報記録媒体8上に形成されている保護透明基板の厚み誤差などから発生する球面収差も同時に考慮して上記非球面形状を最適化すれば、さらに光ビームの品質が向上し、記録・再生特性を向上させることができる。一方、図13〜図16に示したシリンドリカル面形状を採用する場合は、あくまで非点収差量を調節できるに過ぎない。 When the toric surface shape shown in FIGS. 5 to 8 is adopted, spherical and defocus aberrations in addition to astigmatism are obtained by optimizing the γ-direction and β-direction curved surfaces of the toric surface as aspherical surfaces. Can be reduced. In addition to this, spherical aberration generated when the distance between the
すなわち、回折光学素子6の回折面または回折面の裏面を、トーリック面またはシリンドリカル面とすれば、トーリック面内のある子午面の曲率(例えばCγ)およびそれに直角な他の子午面の曲率(例えばCβ)を、または、シリンドリカル面の曲率を調節することにより、回折光学素子6の有する非点収差の量を調節することが可能である。また、トーリック面の場合は、トーリック面内のある子午面およびそれに直角な他の子午面を非球面形状とすることにより、非点収差の量だけでなく、光源から放射された光ビームが光ディスク情報記録媒体8上に集光されるまでの光学系で発生する球面収差、および、デフォーカス収差の量も調節することが可能である。よって、記録・再生に用いられる光ビームの品質をさらに良くすることができる。 That is, if the diffractive surface of the diffractive
なお、図9および図10に示したように、トラックの方向、つまりタンジェンシャル方向D2と、0次回折光ビーム2d1、+1次回折光ビーム2d2および−1次回折光ビーム2d3の配列方向との間に角度φaまたはφbを設ける場合、上記においては回折光学素子6を回転させていた。 As shown in FIGS. 9 and 10, there is an angle between the track direction, that is, the tangential direction D2, and the arrangement direction of the 0th-order diffracted light beam 2d1, the + 1st-order diffracted light beam 2d2, and the -1st-order diffracted light beam 2d3. When φa or φb is provided, the diffractive
しかし、回折光学素子6を回転させると、回折光学素子6の有する非点収差も回転することとなり、対物レンズ9で発生する軸外非点収差を効率よく打ち消せないこともある。 However, when the diffractive
よって、回折光学素子6で発生する非点収差の量が対物レンズ9で発生する軸外非点収差を最も効率よく打ち消すことができるように、回折光学素子6のトーリック面またはシリンドリカル面の曲率を持つ方向はタンジェンシャル方向D2およびラジアル方向D1の少なくとも一方に平行としつつ、回折格子DFの溝の延びる方向については図17に示すようにβ軸からφaまたはφbだけずらしておくのが望ましい。 Therefore, the curvature of the toric surface or cylindrical surface of the diffractive
つまり、回折格子DFの溝の方向を、ラジアル方向(β軸の方向に相当)から光ディスク情報記録媒体8のタンジェンシャル方向の向きに角度φaまたはφbだけ傾けて配置させておけば、光ディスク情報記録媒体8のトラックの方向に対して角度φaまたはφbだけ傾けて複数の回折光を光ディスク情報記録媒体8上に配列可能であるとともに、回折光学素子6の有する非点収差が対物レンズ9のラジアル方向移動で発生する非点収差を最も効率よく打ち消すように回折光学素子6を配置することができる。 That is, if the direction of the groove of the diffraction grating DF is inclined from the radial direction (corresponding to the β-axis direction) in the tangential direction of the optical disc
本実施の形態に係る光ヘッド装置によれば、回折光学素子6は、複数の回折光を生成するだけでなく、光源たる半導体レーザ1が対物レンズ9のレンズ光軸から光ディスク情報記録媒体8のラジアル方向に遠ざかることにより発生する非点収差を打ち消す方向の非点収差をも有する。よって、光ビームを平行光束ではない拡散光として対物レンズ9に入射させる場合であっても、コリメータレンズを用いることなく回折光学素子6によって、波面収差による記録・再生特性への影響を抑制することが可能である。これにより、光ヘッド装置の小型化、薄型化および低コスト化が図れる。 According to the optical head device according to the present embodiment, the diffractive
すなわち、対物レンズ9のレンズシフト時に生じる軸外非点収差を打ち消すことのできる非点収差の発生機能と回折格子DFによる分光機能とを回折光学素子6に持たせることで、望ましい方向に非点収差ASgを与えることが可能となる。 That is, by providing the diffractive
現在実用化されているDVDやCDなどの光ディスク装置では、レンズシフトの必要最大量は600μm程度であり、そのときに対物レンズ9で生じる軸外非点収差が単体で300mλpv程度である。よって、回折光学素子6の有する非点収差ASgは、軸外非点収差を打ち消す方向に300mλpv程度、またはそれ以下であることが望ましい。 In an optical disk device such as a DVD or a CD that is currently in practical use, the required maximum amount of lens shift is about 600 μm, and the off-axis astigmatism generated in the
ただし、上記非点収差量は、対物レンズの軸外非点収差について考慮したものであり、光源やその他の光学部品などによってさらに非点収差が付加される光学構成の場合は、上記非点収差量よりもさらに大きく設定すべき場合もある。 However, the amount of astigmatism takes into account off-axis astigmatism of the objective lens, and in the case of an optical configuration in which astigmatism is further added by a light source or other optical components, the astigmatism Sometimes it should be set larger than the amount.
なお、上記で説明した光学構成は代表的な有限光学系の例であるが、本実施の形態は疑似有限光学系にも適用可能である。ここで、疑似有限光学系とは、光源から放射された光ビームが光路中でたとえ平行光束となる場合であっても、光源と対物レンズ間の光路中に別途レンズなどを設けることによって、対物レンズへ入射する前に光ビームを拡散するように変換する構成を指す。例えば、上記光路中のレンズを光軸方向へ移動させるなどして、対物レンズへの光ビームの入射条件、または光ビームの拡散度を変える機能を有する光学構成がこれに当てはまる。 The optical configuration described above is an example of a typical finite optical system, but this embodiment can also be applied to a pseudo finite optical system. Here, the quasi-finite optical system means that an objective lens is provided in the optical path between the light source and the objective lens, even if the light beam emitted from the light source becomes a parallel light flux in the optical path. It refers to a configuration in which a light beam is converted to be diffused before entering the lens. For example, an optical configuration having a function of changing the incident condition of the light beam to the objective lens or the diffusion degree of the light beam by moving the lens in the optical path in the optical axis direction is applicable.
疑似有限光学系の場合も、対物レンズへ入射する光ビームについては有限光学系の場合と同様であるので、本実施の形態が適用可能となる。 Also in the case of the quasi-finite optical system, the light beam incident on the objective lens is the same as that in the case of the finite optical system, and thus this embodiment can be applied.
実施の形態2.
本実施の形態は、実施の形態1に係る光ヘッド装置の変形例であって、トーリック面またはシリンドリカル面を有する回折光学素子6に代わって、平行平板型回折光学素子を採用し、その回折面を、ラジアル方向から対物レンズ9のレンズ光軸の向きに傾けて非点収差を発生させるようにしたものである。
The present embodiment is a modification of the optical head device according to the first embodiment, and adopts a parallel plate type diffractive optical element instead of the diffractive
図18は、本実施の形態に係る光ヘッド装置を示す図である。なお、図18においては、回折光学素子6が平行平板型回折光学素子61に変更されている点以外、装置構成は図1と同じである。よって、平行平板型回折光学素子61以外の点については、実施の形態1に係る光ヘッド装置と同様のため、説明を省略する。 FIG. 18 is a diagram showing an optical head device according to the present embodiment. In FIG. 18, the apparatus configuration is the same as that in FIG. 1 except that the diffractive
図18中の平行平板型回折光学素子61の形状と配置について、図19および図20に示す。なお、図19はタンジェンシャル方向から平行平板型回折光学素子61を眺めた図であり、図20はラジアル方向から平行平板型回折光学素子61を眺めた図である。 FIG. 19 and FIG. 20 show the shape and arrangement of the parallel plate type diffractive
平行平板型回折光学素子61は平行平板型の樹脂またはガラス晶材で構成され、光ビーム2aが入射する面および出射する面の少なくとも一方に回折格子DFが形成されている(図19および図20では出射する面にのみ回折格子DFを持つ場合を示している)。平行平板型回折光学素子61の回折格子DFにより、光ビーム2aは少なくとも2つの光ビーム2b1〜2b3に分光される。 The parallel plate type diffractive
平行平板型回折光学素子61に、設計光軸に対してラジアル方向D1に対応する方向にある角度θの傾きを与えると、放射する光ビーム2aが平行平板型回折光学素子61を通過することで非点収差が発生する。よって、実施の形態1の場合と同様に、平行平板型回折光学素子61で発生する非点収差により、対物レンズ9がラジアル方向D1に移動する際に発生する実施の形態1で述べた軸外非点収差を打ち消すことができる。 When the parallel plate type diffractive
つまり、平行平板型回折光学素子61における回折格子DFの溝の延びる方向たるβ軸をz軸に合わせ、回折格子DFの溝の並ぶ方向たるγ軸をx軸に合わせて、平行平板型回折光学素子61の回折面を、ラジアル方向D1から対物レンズ9のレンズ光軸A1aの向きに所定の角度θだけ傾けて配置している。 That is, in the parallel plate type diffractive
ここで、平行平板型回折光学素子61により発生する非点収差量W22pvは、平行平板型回折光学素子61を透過する光ビーム2aの開口数をNA、光ビーム2aの波長をλ、非点収差の前側焦線F2と後側焦線F1との距離(非点隔差)をΔzとして Here, the amount of astigmatism W22pv generated by the parallel plate type diffractive
のように表せる。なお、数1は上記非特許文献2に基づく。It can be expressed as
ここで、非点隔差Δzについては、上記非特許文献3より平行平板型回折光学素了61の厚みdと屈折率n、およびラジアル方向D1からの角度θを用いて Here, with respect to the astigmatic difference Δz, the thickness d and the refractive index n of the parallel plate type diffractive
のように表せる。It can be expressed as
よって、平行平板型回折光学素子61で発生させる非点収差の量ASgは、次式により決定できる。 Therefore, the amount of astigmatism ASg generated by the parallel plate type diffractive
なお、分光後の各光ビーム2b1〜2b3の配列方向が実施の形態1の場合と同様に、図9および図10に示す光ディスク情報記録媒体8のトラックの方向から角度φaまたはφbをなすように、設計光軸を回転軸として平行平板型回折光学素子61の配置が調整される。 As in the case of the first embodiment, the arrangement direction of the light beams 2b1 to 2b3 after the spectroscopy is set to make an angle φa or φb from the track direction of the optical disc
しかし、平行平板型回折光学素子61を回転させると、平行平板型回折光学素子61の有する非点収差も回転することとなり、対物レンズ9で発生する軸外非点収差を効率よく打ち消せないこともある。 However, when the parallel plate type diffractive
よって、平行平板型回折光学素子61で発生する非点収差の量が対物レンズ9で発生する軸外非点収差を最も効率よく打ち消すことができるように、平行平板型回折光学素子61の回折格子DFの溝の方向は、図17と同様にラジアル方向D1からタンジェンシャル方向D2の向きに角度φaまたはφbだけずらしておくのが望ましい。 Therefore, the diffraction grating of the parallel plate type diffractive
つまり、回折格子DFの溝の方向を、ラジアル方向(β軸の方向に相当)から光ディスク情報記録媒体8のタンジェンシャル方向の向きに角度φaまたはφbだけ傾けて配置させておけば、光ディスク情報記録媒体8のトラックの方向に対して角度φaまたはφbだけ傾けて複数の回折光を光ディスク情報記録媒体8上に配列可能であるとともに、平行平板型回折光学素子61の有する非点収差が対物レンズ9のラジアル方向移動で発生する非点収差を最も効率よく打ち消すように平行平板型回折光学素子61を配置することができる。 That is, if the direction of the groove of the diffraction grating DF is inclined from the radial direction (corresponding to the β-axis direction) in the tangential direction of the optical disc
本実施の形態によれば、平行平板型回折光学素子61の回折面は、ラジアル方向D1から所定の角度θだけ傾けて配置されている。よって、平行平板型回折光学素子61の厚さd、屈折率nおよび傾け具合θを調節することにより、回折光学素子の有する非点収差の量を容易に調節することが可能である。 According to the present embodiment, the diffractive surface of the parallel plate type diffractive
なお、図21に示すように、光ビーム2aの射出窓たる平板ガラス3が、ラジアル方向から対物レンズ9のレンズ光軸の向きに斜めに傾けられた平行平板射出窓3aとなっている発光部品5aが存在する。この平行平板射出窓3aは、平行平板型回折光学素子61と同様、非点収差発生機能を担うが、ラジアル方向から斜めに傾けられているためにコマ収差が発生しやすい。 In addition, as shown in FIG. 21, the
しかし、図21の発光部品5aに対して平行平板型回折光学素子61を適用し、平行平板型回折光学素子61の回折面を、平行平板射出窓3aの射出面とは正反対の向きに傾ければ、平行平板射出窓3aにより発生するコマ収差の一部または全部を、平行平板型回折光学素子61により発生するコマ収差でキャンセルさせることが可能である。よって、記録・再生に用いられる光ビームの品質をさらに良くすることができる。 However, the parallel plate type diffractive
現在実用化されているDVDやCDなどの光ディスク装置では、レンズシフトの必要最大量は600μm程度であり、そのときに対物レンズ9で生じる軸外非点収差が単体で300mλpv程度である。よって、平行平板型回折光学素子61の有する非点収差ASgの量も、軸外非点収差を打ち消す方向に300mλpv程度、またはそれ以下であることが望ましい。 In an optical disk device such as a DVD or a CD that is currently in practical use, the required maximum amount of lens shift is about 600 μm, and the off-axis astigmatism generated in the
ただし、上記非点収差量は、対物レンズの軸外非点収差について考慮したものであり、光源やその他の光学部品などによってさらに非点収差が付加される光学構成の場合は、上記非点収差量よりもさらに大きく設定すべき場合もある。また、本実施の形態は疑似有限光学系にも適用可能である。 However, the amount of astigmatism takes into account off-axis astigmatism of the objective lens, and in the case of an optical configuration in which astigmatism is further added by a light source or other optical components, the astigmatism Sometimes it should be set larger than the amount. In addition, this embodiment can be applied to a pseudo finite optical system.
実施の形態3.
本実施の形態も、実施の形態1に係る光ヘッド装置の変形例であって、二光源構成とし、かつ、回折光学素子に非点収差発生機能を担わせるのではなく、二光源からの光ビームを同方向に射出するダイクロイックプリズムに非点収差発生機能を担わせるようにしたものである。
The present embodiment is also a modification of the optical head device according to the first embodiment, which has a two-light source configuration and does not cause the diffractive optical element to have an astigmatism generation function. A dichroic prism that emits the beam in the same direction has an astigmatism generation function.
図22は、本実施の形態に係る光ヘッド装置を示す図である。なお、図22においては、第1の光源たる半導体レーザ1、平板ガラス3、放熱金属パッケージ4、回折光学素子62、偏向プリズム7、光ディスク情報記録媒体8、対物レンズ9、光検知器10、検知用光学素子11については、ラジアル方向から傾かない回折面を有する平行平板型回折光学素子62が回折光学素子6に代わって採用されている点、および、光路中にダイクロイックプリズム12が挿入されている点以外、図1と同じである。よって、図1と同じ構成要素については説明を省略する。 FIG. 22 is a diagram showing an optical head device according to the present embodiment. In FIG. 22, the
さて、図22中の符号13は第2の光源である半導体レーザであり、光ビーム2a(例えば赤色光)の波長とは異なる波長を有する光ビーム14(例えば青色光)を放射する。符号15はホログラム素子であり、符号16は半導体レーザ13と同一半導体基板上に形成された受光素子である。
半導体レーザ13と受光素子16とが形成された半導体基板は、放熱機能を兼ね備えたパッケージ17に取り付けられている。また、半導体レーザ13および受光素子16への給電用端子18と、受光素子16からの電気信号を出力する出力用端子19とがパッケージ17に取り付けられている。 The semiconductor substrate on which the
さらに、ホログラム素子15はパッケージ17と接着されることにより一体化されている。半導体レーザ13より放射された光ビーム14はホログラム素子15を透過する。 Further, the
符号12はダイクロイックプリズムであって、内部の反射面で光ビーム14をz方向に偏向し、偏向プリズム7からの光ビーム2cはそのまま透過させる特性を有する。なお、対物レンズ9には、波長の異なる光ビーム2cおよび光ビーム14を光ディスク情報記録媒体8上に集光できる波長互換タイプのレンズが採用される。
半導体レーザ1から出力され、光ディスク情報記録媒体8で反射された光ビーム2dは、再び対物レンズ9に入射して収束する光ビームに変換され、ダイクロイックプリズム12と偏向プリズム7とを透過する。そして、検知用光学素子11を介して光検知器10に至る。一方、半導体レーザ13から出力された光ビーム14は、光ディスク情報記録媒体8で反射されて再び対物レンズ9に入射した後、ダイクロイックプリズム12で偏向され、ホログラム素子15により受光素子16へと分割および偏向される。 The
本実施の形態では、2つの光源(半導体レーザ1および半導体レーザ13)から発せられる2つの光ビーム2a,14を1つの対物レンズ9へ入射させるとともに、且つ、光ディスク情報記録媒体8のラジアル方向への非点収差を与えることができるダイクロイックプリズム12を有することを特徴としている。 In the present embodiment, two
ダイクロイックプリズム12の具体的な形状を図23に示す。ダイクロイックプリズム12は、プリズム12aとプリズム12bが透過・反射面105で貼り付けられた構造を有する。透過・反射面105は、光ビーム14に対しては反射面として、光ビーム2cに対しては単なる透過面として機能する。すなわち、ダイクロイックプリズム12は、光ビーム2cを受ける第1面103と、光ビーム14を受ける第2面106と、第1面103で受けた光ビーム2cは透過させつつ、第2面106で受けた光ビーム14は反射させる透過・反射面105と、透過・反射面105を透過した光ビーム2cおよび透過・反射面105で反射した光ビーム14を、光軸A1dの延びる同方向に射出する第3面104とを有する。また、プリズム12aとプリズム12bの屈折率は同じ値(n2)である。なお、図22におけるx軸方向に対しては、ダイクロイックプリズム12のy−z平面における断面形状に変化は無い。 A specific shape of the
図23においては、図22におけるz軸に平行なZ軸、および、図22におけるy軸に平行なY軸を、光ビーム14の光軸A2と第2面106との交点P7を原点として、新たに設定している。 In FIG. 23, with the Z axis parallel to the z axis in FIG. 22 and the Y axis parallel to the y axis in FIG. 22 as the origin, the intersection P7 between the optical axis A2 of the
本実施の形態においては、実施の形態1および2で述べたような、光源が対物レンズ9のレンズ光軸から光ディスク情報記録媒体8のラジアル方向に遠ざかることにより発生する非点収差を打ち消す方向の非点収差ASgを、ダイクロイックプリズム12にて発生させる。そのために、ダイクロイックプリズム12の第1面103、第3面104および第2面106の各面の垂線L4,L5,L6を、入射または出射する光ビームの各光軸A1b,A1d,A2の各方向に対してθ7、θ7、θ1の角度だけそれぞれ傾ける。また、角度θ2,θ6はそれぞれ、ダイクロイックプリズム12内部における各光ビームの光軸A4,A5と、第2面106の垂線L6、第1面103または第3面104の垂線L4またはL5とがなす角度である。 In the present embodiment, as described in the first and second embodiments, the astigmatism generated by moving the light source away from the lens optical axis of the
なお、図23においては、第1面103および第3面104および反射点P6を通る直線L1とが平行であり(記号//で「平行」を示す)、第2面106および反射点P6を通る直線L2とが平行である(記号///で「平行」を示す)。また、光ビーム14の入射前の光軸A2と出射後の光軸A1dとのなす角度は90°である。 In FIG. 23, the
まず、半導体レーザ1を光源とする光ビーム2cの、ダイクロイックプリズム12の透過系光路について述べる。 First, the transmission optical path of the
光ビーム2cに対しては、ダイクロイックプリズム12は実施の形態2における平行平板型回折光学素子61と同様、ラジアル方向から対物レンズ9のレンズ光軸の向きに斜めに傾いた平行平板型光学素子として作用する。よって、実施の形態2で述べた数3と同じ式を使って、図11の曲線(b)から曲線(d)の間の特性となるような非点収差ASgが発生できるように入射面の角度θ7と第1面103および第3面104間の厚みdを決定する。なお、数3において、θ=θ7と、n=n2(プリズム12aおよびプリズム12bの屈折率)と、それぞれ置き換える。また、NAはダイクロイックプリズム12を透過する光ビーム2cの開口数、λは光ビーム2cの波長である。 For the
次に、半導体レーザ13を光源とする光ビーム14の、ダイクロイックプリズム12の反射系光路について述べる。 Next, the reflection system optical path of the
本実施の形態においては、入射面たる第2面106の角度θ1と出射面たる第3面104の角度θ7とを同じ値に設定することにより、第2面106および第3面104も、第1面103および第3面104が平行であるのと同様に、透過・反射面105を介することにより等価的に平行となるよう各部の角度を設計する。すなわち、光ビーム14がダイクロイックプリズム12を通過することで、θ7の傾きをもつ平行平板型光学素子を通過したのと等価な作用を受けるようにする。 In the present embodiment, by setting the angle θ1 of the
さらに、入射面たる第2面106の角度θ1と出射面たる第3面104の角度θ7とを異なる値に設定すれば、この角度差によっても光ビーム14に発生させる非点収差の量を変化させることが可能である。この場合、光ビーム14に発生させる非点収差の量、およびダイクロイックプリズム12の形状の設計に自由度を与える。すなわち、光ビーム14がダイクロイックプリズム12を通過することで、入射面と出射面とが非平行のくさび形の平板光学素子を通過したのと等価な作用を受けるようにする。 Furthermore, if the angle θ1 of the
そうすれば、光ディスク情報記録媒体8のラジアル方向に非点収差を与えることができ、対物レンズ9がラジアル方向に移動する際に発生する非点収差を打ち消すことができる。角度θ1と角度θ7とを等しい値にする場合、光ビーム14に与える非点収差の量は、光ビーム2cの場合と同様、数3により求めることができ、数3のdを、図23中の第2面106と直線L2との距離dr1と、図23中の第3面104と直線L1との距離dr2との和とすればよい。距離dr2は透過系光路にてすでに決定されているので、距離dr1を最適化することで光ビーム2cに発生させる非点収差の量とは独立に、光ビーム14に発生させるべき所望の非点収差ASgの量を得ることができる。 Then, astigmatism can be given in the radial direction of the optical disc
また、光ビーム14は第2面106で屈折し、さらにダイクロイックプリズム12から出るときに第3面104で再度屈折されるが、角度θ1と角度θ7とを等しくした場合には、角度θ1(またはθ7)に関係なく透過・反射面105をY軸に対して45°(θ3=0)とすることで、反射系光路の偏向角度をY軸に対して90度にすることができる。 The
一方、角度θ1と角度θ7とを異なった値にする場合、ダイクロイックプリズム12から出るときに第3面104で入射時と異なる屈折条件となるため、ダイクロイックプリズム12から出た光ビーム14の出射後の角度を対物レンズ9の設計光軸と一致させるには、透過・反射面105をY軸からの45°角からある角度θ3だけ傾けておく必要がある。角度θ1を角度θ7と異なる値とすることによっても、光ビーム14に発生させる非点収差の量を光ビーム2cに発生させる非点収差の量とは独立に可変とできる。 On the other hand, when the angle θ1 and the angle θ7 are set to different values, since the refraction condition is different from that at the time of incidence on the
まず、Z−Y平面内にてY軸に対して45°の傾きを有する直線L3を考える。ここで、直線L3とY軸とのなす角度θAは、First, consider a straight line L3 having an inclination of 45 ° with respect to the Y axis in the ZY plane. Here, the angle θ A formed by the straight line L3 and the Y axis is
である。さて、透過・反射面105とY軸とのなす角度θBは、透過・反射面105と直線L3とのなす角度θ3を用いて、It is. Now, the angle θ B formed between the transmission /
と表せる。It can be expressed.
次に、透過・反射面105とダイクロイックプリズム12内での光ビーム14の光軸A4とのなす角度θCは、透過・反射面105と、反射点P6を通過するY軸に平行な直線L7とのなす角度θ1−θ2を用いて、Next, an angle θ C formed between the transmission /
と表せる。It can be expressed.
ここで、光ビーム14は点P6にて反射することから、透過・反射面105と光軸A4とのなす角度θCと、透過・反射面105と反射後の光軸A5とのなす角度とが等しくなる。よって、透過・反射面105と反射後の光軸A5とのなす角度から角度θ3の分を引いた角度θDは、Here, since the
と表せる。It can be expressed.
さて、反射点P6を通過するZ軸に平行な直線L8と反射後の光軸A5とのなす角度θ4は、 Now, the angle θ4 formed by the straight line L8 parallel to the Z axis passing through the reflection point P6 and the optical axis A5 after reflection is
と表せる。It can be expressed.
また、第3面104の垂線L5と反射後の光軸A5とのなす角度θ6は、 Further, the angle θ6 formed between the perpendicular L5 of the
と表せる。ここで、n1はダイクロイックプリズム12外の空気の屈折率である。よって、数9を変形すれば、角度θ3は、It can be expressed. Here, n1 is the refractive index of the air outside the
と表せる。よって、角度θ1と角度θ7とを異なる値にする場合、透過・反射面105と直線L3とがなす角度を数10で得られる角度θ3に設定することで、光ビーム14と光ビーム2cとが第3面104から射出する角度を等しくすることができる。It can be expressed. Therefore, when the angle θ1 and the angle θ7 are set to different values, the
なお、角度θ2が、 Note that the angle θ2 is
と表せるので、上述のθ1=θ7の場合、数10は、Therefore, when θ1 = θ7 described above,
となり、θ3=0として透過・反射面105をY軸に対して45度とすれば、光ビーム14と光ビーム2cとが第3面104から射出する角度を等しくすることができる。If θ3 = 0 and the transmission /
本実施の形態に係る光ヘッド装置によれば、ダイクロイックプリズム12の第1面103および第3面104は平行であって、第2面106および第3面104も透過・反射面105を介することにより等価的に平行であって、第3面104は、ラジアル方向から対物レンズ9のレンズ光軸の向きに所定の角度θ7だけ傾けて配置されている。特に角度θ1と角度θ7とを等しい値にした場合、第1光源たる半導体レーザ1から放射される光ビーム2cも、第2光源たる半導体レーザ13から放射される光ビーム14も、いずれもラジアル方向から角度θ7だけ傾いた平行平板光学素子を通過するのと等価な作用を受けることとなる。 In the optical head device according to the present embodiment, the
また、角度θ1と角度θ7とを異なる値にした場合には、ダイクロイックプリズム12の第2面106および第3面104は透過・反射面を介することにより、透過・反射面105にて反射される光ビーム14は第2面106および第3面104が非平行な入射面および出射面として機能するくさび形平板光学素子を通過したのと等価な作用を受けることとなる。第2面106および第3面104の角度差によっても、透過・反射面105にて反射される光ビーム14に発生させる非点収差の量を変化させることができ、光ビームに発生させる非点収差の量、およびダイクロイックプリズムの形状の設計に自由度を与えることが可能である。 When the angle θ1 and the angle θ7 are different from each other, the
このため、光源が対物レンズ9のレンズ光軸から光ディスク情報記録媒体8のラジアル方向に遠ざかることにより発生する非点収差を打ち消す方向の非点収差を、ダイクロイックプリズム12が有する。よって、光ビーム2cおよび光ビーム14を平行光束ではない拡散光として対物レンズ9に入射させる場合であっても、コリメータレンズを用いることなくダイクロイックプリズム12によって、波面収差による記録・再生特性への影響を抑制することが可能である。これにより、光ヘッド装置の小型化、薄型化および低コスト化が図れる。 Therefore, the
現在実用化されているDVDやCDなどの光ディスク装置では、レンズシフトの必要最大量は600μm程度であり、そのときに対物レンズ9で生じる軸外非点収差が単体で300mλpv程度である。よって、ダイクロイックプリズム12の有する非点収差ASgの量も、軸外非点収差を打ち消す方向に300mλpv程度、またはそれ以下であることが望ましい。 In an optical disk device such as a DVD or a CD that is currently in practical use, the required maximum amount of lens shift is about 600 μm, and the off-axis astigmatism generated in the
ただし、上記非点収差量は、対物レンズの軸外非点収差について考慮したものであり、光源やその他の光学部品などによってさらに非点収差が付加される光学構成の場合は、上記非点収差量よりもさらに大きく設定すべき場合もある。また、本実施の形態は疑似有限光学系にも適用可能である。 However, the amount of astigmatism takes into account off-axis astigmatism of the objective lens, and in the case of an optical configuration in which astigmatism is further added by a light source or other optical components, the astigmatism Sometimes it should be set larger than the amount. In addition, this embodiment can be applied to a pseudo finite optical system.
実施の形態4.
本実施の形態は、実施の形態1で図1に示した光ヘッド装置の変形例であって、非点収差法フォーカスエラー検出を行なう光学系において、回折格子素子6のシリンドリカル面の曲率方向をほぼタンジェンシャル方向に設定することで、回折格子素子6の設計光軸A1aに垂直な平面内での位置変動で光検知器10の受光面上の光ビームがずれたことによる光ヘッド装置の記録・再生特性の劣化を小さくしようとしたものである。
The present embodiment is a modification of the optical head device shown in FIG. 1 in the first embodiment. In an optical system that performs astigmatism focus error detection, the curvature direction of the cylindrical surface of the diffraction
図24は、本実施の形態4に係る光ヘッド装置を示す斜視図であり、基本的な光学構成は図1と同じである。以下、図24を用いて光ヘッド装置の構成および動作について説明するが、実施の形態1で図1を用いて上述した内容に対して、特記すべき点がない、若しくは変更点がない構成および動作についての説明は省略する。 FIG. 24 is a perspective view showing the optical head device according to the fourth embodiment, and the basic optical configuration is the same as FIG. Hereinafter, the configuration and operation of the optical head device will be described with reference to FIG. 24. However, the configuration and operation in which there is no special point or change with respect to the contents described above with reference to FIG. A description of the operation is omitted.
回折格子素子6は、図13の形状をしたものであり、発光部品5の内部にある半導体レーザ1(図示せず)から出た光ビーム2aを回折光ビーム2b1〜2b3に分光する。図24では、前記回折光ビームのうち0次回折光ビーム2b1の経路のみを線で示し、±1次回折光ビーム2b2および2b3は図示しない。よって、図24では各光ビームの経路は設計光軸と実質的に同じ線で示される。 The diffraction
本実施の形態4では、実施の形態1の偏向プリズム7の代わりに、設計光軸A1bに対して傾けて配置した平板型ハーフミラー120を用いて光ビーム2b1〜2b3を+z方向へ偏向させ、対物レンズ9へ入射させている。 In the fourth embodiment, instead of the deflecting
光ディスク情報記録媒体8により反射された光ビーム2dは、再び対物レンズ9に入射して光軸A1b、A1cを中心軸とする収束光へと変換され、平板型ハーフミラー120を透過する。平板型ハーフミラー120を透過した光ビーム2eは、検知用光学素子121を通過して光ビーム2fとなって光検知器122に入る。 The
光検知器122は、図24に示すように、少なくとも、受光領域A〜Dから成る4分割受光領域対とその両側配置された受光領域EおよびFを有する受光面パターンを有する。前記受光領域A〜Dは、x軸にほぼ平行な分割線とy軸にほぼ平行な分割線とによって4つに分割されている。各受光領域は、前記検知用光学素子121により変換された前記光ビーム2fを受光すると、その光量に応じた大きさの電気信号を出力する機能を有する。 As shown in FIG. 24, the
光検知器122に向かう前記反射光ビーム2cが、収束しながら、光軸に対して傾けて配置された平板型ハーフミラー120を透過すると非点収差が発生する。このとき、平板型ハーフミラー120の設計光軸A1bに対する傾きを、x方向およびy方向に対して斜め方向に設定しているため、光検知器122上に受光される光束の方向は、前記4分割受光領域対の分割線方向に対して斜め方向となる。各受光領域A〜Dからの電気信号の出力をA〜Dとすると、FES=(A+C)−(B+D)の演算によりフォーカスエラー信号FESを得て非点収差法フォーカスエラー検出を実現することができる。このとき、平板型ハーフミラー120を配置する方向を、x方向およびy方向に対しておよそ45度に設定すれば、検出感度の高い非点収差法フォーカスエラー検出が可能となる。 Astigmatism occurs when the reflected
焦点制御は、フォーカスエラー信号FESに基づいて、光ディスク情報記録媒体8上に光ビーム2dが集光できるように、対物レンズ9を2軸方向に変位させることにより行う。具体的には、コイルなどで発生する電磁力を利用した対物レンズ変位機構(図示せず)により、対物レンズ9をz方向に変位させる。 Focus control is performed by displacing the
検知用光学素子121にレンズ機能を付加しておけば、前記光ビーム2fの集光位置を任意の距離に設定できる。また、検知用光学素子121は、入射面や出射面を曲面にしたりホログラムを形成するなどして非点収差発生機能を付加し、前記平板型ハーフミラー120と併用して前記非点収差法フォーカスエラー検出に必要な大きさの非点収差を発生させるために利用してもよい。さらに、検知用光学素子121は、その入射面と出射面の中心軸を相対的にシフトさせたり、または設計光軸A1cに対して傾けて配置させるなどすれば、前記平板型ハーフミラー120で生じるコマ収差を補正することができ、光検知器122上の光強度分布が非対称となるのを防ぐために利用することも可能である。ただし、検知用光学素子121は光ヘッド装置に必須の構成要素ではない。例えば、このようなレンズ機能、非点収差発生機能、およびコマ収差の補正を行わない場合には、部品点数を削減するため、光ヘッド装置が、検知用光学素子121を有さない態様であっても構わない。 If a lens function is added to the detection
受光領域EおよびFは、タンジェンシャル方向D2にほぼ平行に並んで配置され、それぞれ光ディスク情報記録媒体8で反射される+1次回折光ビーム2d2および−1次回折光ビーム2d3を受光する。図24に示す光ヘッド装置は、これを利用して3ビーム法トラッキングエラー検出を行なう光学構成を有しており、受光領域EおよびFからの出力信号を差分することによって、3ビーム法トラッキングエラー信号を生成し、当該信号に基づいてトラックの変位に追従するように光ビーム2dのラジアル方向位置制御を行なう。 The light receiving areas E and F are arranged substantially parallel to the tangential direction D2, and receive the + 1st order diffracted light beam 2d2 and the −1st order diffracted light beam 2d3 reflected by the optical disc
光ヘッド装置は、同様に回折光ビーム2d1〜2d3を利用して行なうトラッキングエラー検出法であれば、他の方式を利用することもできる。例えば、受光領域EおよびFをそれぞれ少なくともy方向に2分割とした受光面パターンとすれば、差動プッシュプル法トラッキングエラー検出を行なうこともできる。 The optical head device can also use other methods as long as it is a tracking error detection method similarly performed using the diffracted light beams 2d1 to 2d3. For example, if the light receiving areas E and F each have a light receiving surface pattern divided into at least two in the y direction, differential push-pull tracking error detection can be performed.
上述したフォーカスエラー検出およびトラッキングエラー検出を最適に行なうためには、光検知器122を精度良く位置調整する必要がある。具体的には、光検知器122のz方向の位置は光ビーム2fが最小錯乱円となる近傍に、またx方向およびy方向への位置は(A+D)−(B+C)および(A+B)−(C+D)の各演算値がほぼ0となるように精度よく初期調整する必要がある。ただし、このとき平板型ハーフミラー120によって光ビーム2fにコマ収差が存在する光学構成の場合には、前記コマ収差によって生じる光検知器122上での光ビーム2fの強度分布の非対称性を考慮して、前記演算値が0ではなく所定の初期目標値となるように位置調整を行ってもよい。 In order to optimally perform the focus error detection and tracking error detection described above, it is necessary to accurately adjust the position of the
上記のように光検知器122が最小錯乱円の近傍に配置されると、光ディスク情報記録媒体8で反射されて入射する光ビーム2fは、非点収差の効果によって、光検知器122上で、ほぼ90度方向であるタンジェンシャルD2方向、つまりy方向に折り返される。したがって、本実施の形態4においては、対物レンズ9がラジアル方向D1への移動する際、光ビームは光検知器122上においてy方向にずれることになる。 When the
一方、上記の光学構成を実現するために、前記発光部品5、回折格子素子6、平板型ハーフミラー120、検知用光学素子121、および光検知器122は、樹脂や金属などからなる光学ベースにそれぞれ固定され一体化されている。 On the other hand, in order to realize the above optical configuration, the light-emitting
そして、回折格子素子6は、前記光学ベースへの固定と同時に、実施の形態1で上述したように光ディスク情報記録媒体8上のトラックTR、または案内溝GRに対して3つの回折光ビーム2d1〜2d3が所定の方向に配列するように前記回折格子素子6を回転調整する必要がある。そのため、例えば、円筒状の外形をした回折格子素子6、または回折格子素子6を間接的に保持した円筒状の回折格子素子用ホルダーを、前記光学ベースに設けられた円筒状の穴に嵌め込んで、回折格子素子6をα軸に回転できる構造となっている(ただし、図24では、シリンドリカル面を見やすくするために回折格子素子6の外形を円筒状とせず四角形として表示している)。ただし、固定方法については、上記の例のような嵌め合い構造を利用する態様に限らず、前記光学ベースと、回折格子素子6または回折格子素子用ホルダーと、を接着剤で固定する構造や、板バネやネジなどの固定部材を介して固定するなど、他の態様であっても構わない。 At the same time as the diffraction
回転調整を伴う構造である以上、回折格子素子6の回転調整時に調整を行ないやすくするために、回折格子素子6と光学ベース、または回折格子素子用ホルダーと光学ベースとの間に、構造上いくらかの隙間を必要とする。さらに、回折格子素子6、光学ベース、回折格子素子用ホルダーは通常少なくとも数10μmの外形寸法公差を持つので、この公差の範囲で隙間が広がる可能性がある。 Since the structure is accompanied by rotation adjustment, in order to facilitate adjustment at the time of rotation adjustment of the diffraction
接着剤で固定する場合には隙間に接着剤が充填されたり、あるいは隙間を残した状態で固定されることになり、またネジや板バネなどの固定部材により固定する場合には限られた接触点で回折格子素子6が前記光学ベースに押し当てられて保持されることになる。 When fixing with adhesive, the gap will be filled with adhesive, or it will be fixed with the gap left, and when fixing with fixing members such as screws and leaf springs, the contact will be limited At this point, the diffraction
このような回折格子素子6の固定状態の場合、外部からの衝撃や温度衝撃が繰り返し加わることによって、接着剤や固定部材が膨張収縮するために、回折格子素子6の光学ベースに対する位置が、固定前の隙間の範囲で経時的に変化する可能性がある。 In such a fixed state of the diffraction
例えば、前記シリンドリカル面の曲率方向に沿って回折格子素子6が移動した場合を考える。図25は、このときの回折格子素子6のシリンドリカル面の曲率方向(つまり、γ軸方向)に沿った断面図を示す図であるが、回折格子素子6がγ方向に移動すると、光ビーム2aの中心光軸の入射面101cに入射する角度が、初期の入射角度に対して変化するので、前記回折格子素子6を透過した後の光ビーム2bの中心光軸は、設計光軸A1aに対して傾きをもつB1aとなる。図25では、回折格子素子6の中心軸が設計光軸A1a上に位置している状態を、点線で示す外形6aとして表している。 For example, consider a case where the diffraction
このような回折格子素子6の位置移動によって光ビーム2bの中心光軸の変化が生じると、それに応じて光ビーム2fが光検知器122上で移動する。光ビーム2fの移動は、上述のフォーカスエラー検出等の動作に影響するが、その影響は、検知器122上の光ビーム2fのずれ方向によって異なる。 When the central optical axis of the
図26(a)は、光ビーム2fが光検知器122上でx方向にずれたときの様子を模式的に示したものであるが、この状態でもフォーカスエラー信号の演算値はFES=0を維持している。そして、対物レンズ9がラジアル方向D1に移動したとすると、図26(b)の点線で示すように光ビームがy方向に移動する。その結果、4分割受光領域対の中心付近にあった光ビームが、分割線に対して斜め方向に移動することになる。この状態から、FESを0に維持するように上述のフォーカスエラー検出による焦点制御を行うと、初期に調整された光ビーム2fの最小錯乱円を維持できず制御動作点が変化して光ディスク情報記録媒体8上で光ビーム2dの焦点ずれが生じてしまう。そして、この焦点ずれの影響によって、光ヘッド装置の記録・再生特性が劣化することになる。 FIG. 26A schematically shows a state in which the
これに対し、光ビーム2fがy方向にずれる場合には、これが対物レンズ9のラジアル方向D1への移動によって生じる光ビーム2fの位置ずれ方向と一致するため、図26(b)のような4分割受光領域対の分割線に対して斜め方向に光ビーム2fが移動することはない。そのため光ディスク情報記録媒体8上で光ビーム2dの焦点ずれは発生しない。 On the other hand, when the
即ち、非点収差法フォーカスエラー検出をする光学構成の場合、x方向への光ビームのずれをでき限り抑える光学構成が望ましい。 That is, in the case of an optical configuration that detects astigmatism focus error, an optical configuration that suppresses the deviation of the light beam in the x direction as much as possible is desirable.
そして、本実施の形態4では、回折格子素子6のシリンドリカル面の曲率方向をタンジェンシャル方向D2に対応させて配置しているため、図25で説明したように回折格子素子6が位置移動しても光検知器122上の光ビーム2fのずれ方向をy方向に限定でき、上述した光ヘッド装置の記録・再生特性の劣化を抑制することができる。 In the fourth embodiment, since the curvature direction of the cylindrical surface of the diffraction
尚、回折格子素子6は、図14に示す形状のものであっても構わない。この場合でも、回折格子素子6の位置移動により生じる光検知器122上の光ビームずれ方向をy方向に限定することが可能であり、上述したのと同様の効果を得ることができる。 The diffraction
また、回折格子素子6は、図15または図16に示す形状のものであっても構わない。この場合、β軸方向にシリンドリカル面の曲率を有するため、γ軸方向にシリンドリカル面の曲率を有する図13または図14の形状のものを用いる場合と異なり、回折格子素子6の位置移動によって生じる光検知器122上の光ビームのずれ方向がx方向となる。上述したようにx方向への光ビームのずれは、光ヘッド装置の記録・再生特性の劣化原因となる。よって、図15または図16に示す形状の回折格子素子6を利用する場合は、光ビームのx方向へのずれの発生を抑制するため、固定部材等を用いて固定するときに、回折格子素子6のβ軸方向に与圧が付加された状態、即ち光学ベースに押し当てられた圧入状態にしておく。これにより、回折格子素子6の回転調整や経時変化による回折格子素子6のシリンドリカル面の曲率方向(すなわち、β軸方向であり、通常この方向をラジアル方向D1に設定する)への位置移動を抑制できる。そして、その結果、光検知器122上のx方向への光ビームのずれを抑制することができる。尚、このような回折格子素子6固定時の与圧の付加は、本実施の形態に限らず、全ての光ヘッド装置において、光ビームのずれを抑制するために有効である。 The diffraction
実施の形態5.
本実施の形態は、実施の形態1に係る光ヘッド装置の変形例であって、スポットサイズ法フォーカスエラー検出を行なう光学系において、回折格子素子6のシリンドリカル面の曲率方向をほぼラジアル方向に設定することで、回折格子素子6の設計光軸A1aに垂直な平面内の位置変動で光検知器10の受光面上の光ビームがずれたことによる光ヘッド装置の記録・再生特性の劣化を小さくしようとしたものである。
The present embodiment is a modification of the optical head device according to the first embodiment. In the optical system that performs spot size method focus error detection, the direction of curvature of the cylindrical surface of the diffraction
図27は、本実施の形態に係る光ヘッド装置を示す斜視図であり、基本的な光学構成は図1と同じである。以下、図27を用いて光ヘッド装置の構成および動作について説明するが、実施の形態1で図1を用いて上述した内容に対して、特記すべき点がない、若しくは変更点がない構成および動作についての説明は省略する。 FIG. 27 is a perspective view showing the optical head device according to the present embodiment, and the basic optical configuration is the same as FIG. In the following, the configuration and operation of the optical head device will be described with reference to FIG. 27. However, there is no point to be noted or changed with respect to the contents described above with reference to FIG. A description of the operation is omitted.
回折格子素子6は図15の形状をしたものであり、発光部品5の内部にある半導体レーザ1(図示せず)から出た光ビーム2aを回折光ビーム2b1〜2b3に分光する。図27では、前記回折光ビームのうち0次回折光ビーム2b1の光路のみを線で示し、±1次回折光ビーム2b2および2b3は図示しない。よって、図27では各光ビームの経路は設計光軸と実質的に同じ線で示される。 The diffraction
偏向プリズム140は、実施の形態1の図1で示した偏向プリズム7に相当するものであって、光ビーム2b1〜2b3を偏向させ対物レンズ9へ入射させている。 The deflecting
光ディスク情報記録媒体8により反射された光ビーム2dは、再び対物レンズ9に入射して光軸A1b、A1cを中心軸とする収束光へと変換され、偏向プリズム140を透過する。ホログラム素子141は、スポットサイズ法フォーカスエラー検出を行なうために、偏向プリズム140を透過した光ビーム2eを4つの半光束ビーム2f1〜2f4に分割する機能を有する。 The
集光レンズ142を透過した前記半光束ビーム2f1〜2f4は光検知器143に入る。前記集光レンズ142の集光機能はホログラム素子141に含めて一体化されていてもよい。 The semi-beam beams 2f1 to 2f4 that have passed through the
前記ホログラム素子141は、図28に示すように、光ディスク情報記録媒体8のタンジェンシャル方向D2に平行な線BLを境界とした2つの領域にそれぞれ異なる中心をもつ同心円状または曲線状のホログラムパターンを有し、図29に示すように、ホログラム領域141aで回折され集光レンズ142を透過した半光束ビーム2f1および2f2は、それぞれ異なる焦点距離FC1およびFC2に収束する(ここでは、FC1<FC2とするが、FC1>FC2であってもよい)。また、ホログラム領域141bで回折され集光レンズ142を透過した半光束ビーム2f3および2f4も、同様に異なる焦点距離FC1およびFC2に収束する。焦点距離のFC1およびFC2は、本光ヘッド装置のフォーカスエラー検出範囲の設定値によって決定される。また、+1次回折光ビーム2d2および−1次回折光ビーム2d3についてもそれぞれ同様に半光束ビームに分割された後、集光レンズ142を透過して光検知器143に入る。 As shown in FIG. 28, the
光検知器143は、図30に示すように、少なくともラジアル方向D1(つまりx軸方向に相当する)と平行な分割線で3つに分割された4組の短冊形受光領域対P1a、P1b、P1cおよびP1dと、+1次回折光ビーム2d2および−1次回折光ビーム2d3がホログラム素子141で分割され生成された半光束ビームをそれぞれ受光する受光領域A2〜D2およびA3〜D3から成る。 As shown in FIG. 30, the
光検知器143は、半光束ビーム2f1〜2f4の焦点距離FC1とFC2のおよそ中間距離(つまり(FC1+FC2)/2の近傍)に配置されており、図29に示すように焦点距離が短い半光束ビームは光検知器143の手前で一旦集光してから再び広がるので、半光束ビームの外形の円弧はそれぞれ図30に示す方向となる。 The
前記スポットサイズ法フォーカスエラー検出信号FESは、各受光面からの検出信号を用いて、FES=(A1+C1+E1)−(B1+D1+F1)+(G1+I1+K1)−(H1+J1+L1)により生成され、光検知器143は前記FESがほぼ0となるようにその位置が初期調整されている。 The spot size method focus error detection signal FES is generated by FES = (A1 + C1 + E1) − (B1 + D1 + F1) + (G1 + I1 + K1) − (H1 + J1 + L1) using a detection signal from each light receiving surface, and the
一方、トラッキングエラー検出信号については、TES=(A1+B1+C1+D1+E1+F1)−(G1+H1+I1+J1+K1+L1)+MG×(A2+B2+A3+B3−C2−D2−C3−D3)の演算により作動プッシュプル法トラッキングエラー検出信号TESを得ることができる。ここでMGはゲインであり、対物レンズ9がラジアル方向に位置移動してもTES信号のオフセットが発生しないように最適設定する。 On the other hand, for the tracking error detection signal, the operation push-pull method tracking error detection signal TES can be obtained by calculating TES = (A1 + B1 + C1 + D1 + E1 + F1) − (G1 + H1 + I1 + J1 + K1 + L1) + MG × (A2 + B2 + A3 + B3-C2-D2-C3-D3). Here, MG is a gain, which is optimally set so that no offset of the TES signal occurs even if the
尚、図30に示した光検知器143には、前記半光束ビームのそれぞれに対して受光領域または受光領域対が設けられているが、光検知器143は、前記受光領域または前記受光領域対を共通化した受光面パターンを有する態様であっても構わない。 Note that the
また、図27では、差動プッシュプル法トラッキングエラー検出を行なう光学構成を示しているが、3ビーム法トラッキングエラー検出法をも利用可能な態様であっても構わない。この場合、実施の形態1で上述したとおり、「3ビーム法」または「差働プッシュプル法」を選択することによって、光ディスク情報記録媒体9上のトラック方向に対する回折光ビーム2d1〜2d3の配列方向のずれ角が、φa、またはφbに設定される。 In addition, FIG. 27 shows an optical configuration that performs differential push-pull tracking error detection, but a mode in which a 3-beam tracking error detection method can also be used may be used. In this case, as described above in the first embodiment, by selecting the “3-beam method” or the “differential push-pull method”, the arrangement direction of the diffracted light beams 2d1 to 2d3 with respect to the track direction on the optical disc
上記のような短冊形受光領域対P1a〜P1dを用いて行なうスポットサイズ法フォーカスエラー検出における、半光束ビーム2f1〜2f4の各短冊形受光領域の分割線に平行な方向へのずれ、または光強度分布ずれについては、受光される各半光束ビームの内側受光領域と外側受光領域の光量比が変わらないため、前記フォーカスエラー検出の演算に影響を与えにくい。 In the spot size method focus error detection performed by using the pair of strip light receiving areas P1a to P1d as described above, the deviation of the half beam beams 2f1 to 2f4 in the direction parallel to the dividing line of each strip light receiving area, or the light intensity The distribution deviation hardly affects the calculation of the focus error detection because the light amount ratio between the inner light receiving region and the outer light receiving region of each received half-beam is not changed.
しかしながら、前記分割線に直交する方向(すなわち、y軸方向)への前記ずれについては前記フォーカスエラー検出の演算に大きく影響を与える。 However, the shift in the direction orthogonal to the dividing line (that is, the y-axis direction) greatly affects the calculation of the focus error detection.
もし、タンジェンシャル方向D2へ前記半光束ビームがずれると、短冊型受光領域対の内側受光領域で受光される光量とその両側にある外側受光領域で受光される光量和が等しくならず、前記フォーカスエラー信号の演算結果が理想的な演算結果と異なってしまう。その結果、前記フォーカスエラー検出の演算を0に維持するように制御を行なうと動作点が変化して焦点ずれ生じてしまうという問題が発生し、記録・再生特性が劣化する。 If the half-beam is shifted in the tangential direction D2, the sum of the amount of light received in the inner light receiving region of the pair of strip-shaped light receiving regions and the amount of light received in the outer light receiving regions on both sides thereof are not equal. The calculation result of the error signal is different from the ideal calculation result. As a result, if the control is performed so that the calculation of the focus error detection is maintained at 0, there is a problem that the operating point changes and defocusing occurs, and the recording / reproducing characteristics deteriorate.
以上の理由から、一般に、スポットサイズ法フォーカスエラー検出を行なう光学構成においては、対物レンズ9がラジアル方向に移動する際に生じる光ビームのずれが前記フォーカスエラー検出の演算に極力影響を与えないように前記短冊形受光領域対の分割線方向をラジアル方向に設定する。 For the above reasons, in general, in an optical configuration that performs spot size method focus error detection, the deviation of the light beam that occurs when the
したがって、本実施の形態のようにビームサイズ法フォーカスエラー検出をする光学構成の場合、y方向、つまりタンジェンシャル方向D2に対応する方向への光ビームのずれをできる限り抑える光学構成が望ましい。 Therefore, in the case of an optical configuration that detects the beam size method focus error as in the present embodiment, an optical configuration that suppresses the deviation of the light beam in the y direction, that is, the direction corresponding to the tangential direction D2 as much as possible is desirable.
図27で示したように回折格子素子6のシリンドリカル面の曲率方向をラジアル方向D1に対応させれば、回折格子素子6の位置移動により生じる光検知器143上の各光ビームのずれ方向をx方向に限定することが可能となり、上で述べたような光ヘッド装置の記録・再生特性の劣化を抑制することができる。 As shown in FIG. 27, when the direction of curvature of the cylindrical surface of the diffraction
尚、回折格子素子6は、図16に示す形状のものであっても構わない。この場合でも、回折格子素子6の位置移動により生じる光検知器143上の光ビームずれ方向をx方向に限定することが可能であり、上述したのと同様の効果を得ることができる。 Note that the diffraction
また、フォーカスエラー検出法としてナイフエッジ法を用いる態様であっても構わない。この場合、前記ホログラム素子141が少なくともラジアル方向D1に対応するx軸方向に平行に半光束ビームを分割する機能を有するようにし、且つ、前期ホログラム素子141によって生成された前記半光束ビームのそれぞれを、ラジアル方向に対応するx軸方向に平行な分割線で2分割された受光パターンを有する光検知器143で検出するようにすればよい。 In addition, a knife edge method may be used as a focus error detection method. In this case, the
前記ナイフエッジ法フォーカスエラー検出を行う場合も、スポットサイズ法フォーカスエラー検出を行う場合と同様に、各半光束ビームをラジアル方向に対応するx軸方向に平行な分割線を有する受光パターンで検出することから、前記半光束ビームのy方向、つまりタンジェンシャル方向D2に対応する方向へのずれに対してできる限り尤度を持った光学構成が望ましいが、これについては本実施の形態4で上述した方法により実現することが可能である。 When performing the knife edge method focus error detection, as in the spot size method focus error detection, each half-beam is detected by a light receiving pattern having a dividing line parallel to the x-axis direction corresponding to the radial direction. Therefore, an optical configuration having as much likelihood as possible with respect to a shift in the y-direction of the semi-beam beam, that is, a direction corresponding to the tangential direction D2, is desirable. This has been described in the fourth embodiment. It can be realized by the method.
また、回折格子素子6は実施の形態4で説明したのと同様にして光学ベースに保持されるが、回折格子素子6としてγ軸方向にシリンドリカル面の曲率を有する図13または図14の形状のものを用いる場合には、β軸方向にシリンドリカル面の曲率を有する図15または図16の形状のものを用いる場合と異なり、回折格子素子6の位置移動によって生じる光検知器143上の光ビームずれ方向がy方向となる。この場合、実施の形態4で上述したのと同様に、固定部材等を用いて固定するときに、回折格子素子6のγ軸方向に与圧が付加された状態、即ち光学ベースに押し当てられた圧入状態にしておく。これにより、回折格子素子6の回転調整や経時変化による回折格子素子6のシリンドリカル面の曲率方向(すなわち、β軸方向であり、通常この方向をタンジェンシャル方向D2に設定する)への位置移動を抑制できる。そして、その結果、光検知器143上のy方向への光ビームのずれを抑制することができる。尚、このような回折格子素子6固定時の与圧の付加は、本実施の形態に限らず、全ての光ヘッド装置において、光ビームのずれを抑制するために有効である。 Further, the diffraction
この発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。
産業上の利用の可能性Although the present invention has been described in detail, the above description is illustrative in all aspects, and the present invention is not limited thereto. It is understood that countless variations that are not illustrated can be envisaged without departing from the scope of the present invention.
Industrial applicability
この発明は、光ビームを利用して情報記録媒体に記録・再生を行う装置に利用可能であり、例えば、CD(Compact Disc)、DVD(Digital Versatile Disc)、MD(Mini Disc)等の光ディスク情報記録媒体を介した記録・再生を行なう光ディスク記録・再生装置に応用できる。 The present invention can be used in an apparatus for recording / reproducing information on an information recording medium using a light beam. For example, optical disc information such as a CD (Compact Disc), a DVD (Digital Versatile Disc), and an MD (Mini Disc). The present invention can be applied to an optical disc recording / reproducing apparatus that performs recording / reproduction via a recording medium.
Claims (3)
溝状の回折格子が形成された回折面を有し、前記光ビームを回折させて複数の回折光を生成する回折光学素子と、
光ディスク情報記録媒体上に前記複数の回折光を集光させる対物レンズと、
複数に分割された受光領域を有し、前記対物レンズを介して受光した前記光ディスク情報記録媒体からの反射光の光量に対応する電気信号に変換する光検知器と、
前記回折光学素子を回転自在に固定する光学ベースとを備え、
前記対物レンズのレンズ光軸に対する前記光源の相対的な光軸ずれによって発生する非点収差を打ち消す方向の非点収差を有する様に、前記回折光学素子の前記回折面あるいは前記回折面の裏面をシリンドリカル形状とした有限光学系の光ヘッド装置であって、
前記光学ベースは、前記回折光学素子のシリンドリカル形状の曲率を持つ方向に対して略平行に与圧して前記回折光学素子の固定を行うことを特徴とする、
光ヘッド装置。A light source that emits a light beam;
A diffractive optical element having a diffractive surface on which a groove-like diffraction grating is formed, and diffracting the light beam to generate a plurality of diffracted lights;
An objective lens for condensing the plurality of diffracted lights on an optical disk information recording medium;
A light detector having a light receiving region divided into a plurality of light detectors, and converting the light into an electric signal corresponding to the amount of reflected light from the optical disc information recording medium received through the objective lens;
An optical base for rotatably fixing the diffractive optical element;
As with astigmatism direction to cancel the astigmatism generated by the relative displacement of the optical axis of the light source with respect to the lens optical axis of the objective lens, the back surface of the diffraction surface or the diffractive surface of the diffractive optical element An optical head device of a finite optical system having a cylindrical shape,
The optical base is configured to fix the diffractive optical element by applying pressure substantially parallel to a direction having a cylindrical curvature of the diffractive optical element,
Optical head device.
フォーカスエラー検出のために、非点収差法を構成するための非点収差付加手段を更に備えることを特徴とする、
光ヘッド装置。The optical head device according to claim 1,
Characterized by further comprising astigmatism adding means for constituting an astigmatism method for focus error detection;
Optical head device.
フォーカスエラー検出のために、スポットサイズ法及びナイフエッジ法の何れかを構成するための集光レンズを更に備えることを特徴とする、
光ヘッド装置。The optical head device according to claim 1,
A focusing lens for configuring either the spot size method or the knife edge method for focus error detection;
Optical head device.
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