JPH08221772A - 光学ピックアップ装置 - Google Patents
光学ピックアップ装置Info
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- JPH08221772A JPH08221772A JP7026563A JP2656395A JPH08221772A JP H08221772 A JPH08221772 A JP H08221772A JP 7026563 A JP7026563 A JP 7026563A JP 2656395 A JP2656395 A JP 2656395A JP H08221772 A JPH08221772 A JP H08221772A
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- G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
- G11B7/1392—Means for controlling the beam wavefront, e.g. for correction of aberration
- G11B7/13925—Means for controlling the beam wavefront, e.g. for correction of aberration active, e.g. controlled by electrical or mechanical means
- G11B7/13927—Means for controlling the beam wavefront, e.g. for correction of aberration active, e.g. controlled by electrical or mechanical means during transducing, e.g. to correct for variation of the spherical aberration due to disc tilt or irregularities in the cover layer thickness
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
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- G11B7/08—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
- G11B7/09—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
- G11B7/0908—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following for focusing only
Abstract
(57)【要約】
【構成】 半球状レンズ７は光ディスク２０の光入射面
２０ａと対向する平面７ｂを有し、屈折率が所定の値に
設定された凸レンズである。集光光学系２３は光入射面
２０ａ及び平面７ｂからの反射光を集光する。ＰＤ１５
は集光光学系２３を介した光入射面２０ａからの反射光
Ｒ２を検出する。ＰＤ１９は集光光学系２３を介した平
面７ｂからの反射光Ｒ３を検出する。減算器２１はＰＤ
１５の検出出力ＰbとＰＤ１９の検出出力Ｐcに基づいて
光入射面２０ａと平面７ｂとの位置関係を検出する。半
球状レンズ用アクチュエータ３１は減算器２１の出力Ｐ
b−Ｐcに基づいて光入射面２０ａと平面７ｂとの間の空
気層ＡＧの距離を制御するように半球状レンズ７を光デ
ィスク２０方向又は対物レンズ６方向に駆動する。 【効果】 高密度再生を実現できる。また、光学記録媒
体の信号記録面に発生する球面収差を小さくでき、再生
特性を上げることができる。
２０ａと対向する平面７ｂを有し、屈折率が所定の値に
設定された凸レンズである。集光光学系２３は光入射面
２０ａ及び平面７ｂからの反射光を集光する。ＰＤ１５
は集光光学系２３を介した光入射面２０ａからの反射光
Ｒ２を検出する。ＰＤ１９は集光光学系２３を介した平
面７ｂからの反射光Ｒ３を検出する。減算器２１はＰＤ
１５の検出出力ＰbとＰＤ１９の検出出力Ｐcに基づいて
光入射面２０ａと平面７ｂとの位置関係を検出する。半
球状レンズ用アクチュエータ３１は減算器２１の出力Ｐ
b−Ｐcに基づいて光入射面２０ａと平面７ｂとの間の空
気層ＡＧの距離を制御するように半球状レンズ７を光デ
ィスク２０方向又は対物レンズ６方向に駆動する。 【効果】 高密度再生を実現できる。また、光学記録媒
体の信号記録面に発生する球面収差を小さくでき、再生
特性を上げることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光学記録媒体の信号記
録面に光源からの光を集光するための光学ピックアップ
装置に関する。
録面に光源からの光を集光するための光学ピックアップ
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、コンピュータの記録装置や音楽・
画像情報のパッケージメディアとしての光ディスクや、
光磁気ディスク等のディスク状記録媒体の高密度化が進
んでいる。この高密度化の１つの方法として、光学ピッ
クアップ装置の対物レンズの開口数を大きくすることが
考えられる。
画像情報のパッケージメディアとしての光ディスクや、
光磁気ディスク等のディスク状記録媒体の高密度化が進
んでいる。この高密度化の１つの方法として、光学ピッ
クアップ装置の対物レンズの開口数を大きくすることが
考えられる。
【０００３】例えば、上記光学ピックアップ装置によ
り、既に情報信号が情報ピットで高密度記録されている
光ディスクから、上記情報信号を再生する場合を考慮す
ると、上記スポット径が小さくなれば、小さな記録マー
クの再生が可能となり、高密度再生が実現できる。
り、既に情報信号が情報ピットで高密度記録されている
光ディスクから、上記情報信号を再生する場合を考慮す
ると、上記スポット径が小さくなれば、小さな記録マー
クの再生が可能となり、高密度再生が実現できる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記対物レ
ンズの開口数が大きくなると、上記対物レンズ自体の製
造が困難になり、高コストとなる。
ンズの開口数が大きくなると、上記対物レンズ自体の製
造が困難になり、高コストとなる。
【０００５】また、上記光ディスクの基板厚が規定値か
らはずれると球面収差が発生する。この球面収差はＷ40
は、上記光ディスクの厚み誤差をΔｔとし、屈折率をＮ
とし、対物レンズの開口数をＮＡとすると、
らはずれると球面収差が発生する。この球面収差はＷ40
は、上記光ディスクの厚み誤差をΔｔとし、屈折率をＮ
とし、対物レンズの開口数をＮＡとすると、
【０００６】
【数１】
【０００７】のように示され、開口数ＮＡの大きさに応
じていることが分かる。すなわち、上記対物レンズの開
口数を大きくすると、球面収差が発生するので、ディス
クの厚さの管理が厳しくなり、製造上部留まり、コスト
の点で不利であった。
じていることが分かる。すなわち、上記対物レンズの開
口数を大きくすると、球面収差が発生するので、ディス
クの厚さの管理が厳しくなり、製造上部留まり、コスト
の点で不利であった。
【０００８】本発明は、上記実情に鑑みてなされたもの
であり、上記対物レンズの開口数を高くし、光学記録媒
体上に形成するスポット径を小さくして、高密度再生及
び高密度記録を実現すると共に、上記スポットを高精度
で上記光学記録媒体の信号記録面に集光すると共に、該
記録媒体の厚み誤差に対して発生する球面収差を小さく
できる光学ピックアップ装置の提供を目的とする。
であり、上記対物レンズの開口数を高くし、光学記録媒
体上に形成するスポット径を小さくして、高密度再生及
び高密度記録を実現すると共に、上記スポットを高精度
で上記光学記録媒体の信号記録面に集光すると共に、該
記録媒体の厚み誤差に対して発生する球面収差を小さく
できる光学ピックアップ装置の提供を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明に係る光学ピック
アップ装置は、上記光学記録媒体の表面と対向する平坦
面を有し、屈折率が所定の値に設定される凸レンズと、
上記凸レンズを上記光学記録媒体との間で挟み込むよう
な位置にするように配設される対物レンズと、上記媒体
表面及び上記レンズ平坦面からの反射光を集光する集光
光学系と、上記媒体表面からの上記集光光学系を介した
反射光を検出する第１の光検出手段と、上記レンズ平坦
面からの上記集光光学系を介した反射光を検出する第２
の光検出手段と、上記第１及び第２の光検出手段からの
検出出力に基づいて上記媒体表面と上記レンズ平坦面と
の位置関係を検出する位置検出手段と、上記位置検出手
段の出力に基づいて上記媒体表面と上記レンズ平坦面と
の間の距離を制御するように上記凸レンズを上記光学記
録媒体方向又は上記対物レンズ方向に駆動する駆動手段
とを有する。
アップ装置は、上記光学記録媒体の表面と対向する平坦
面を有し、屈折率が所定の値に設定される凸レンズと、
上記凸レンズを上記光学記録媒体との間で挟み込むよう
な位置にするように配設される対物レンズと、上記媒体
表面及び上記レンズ平坦面からの反射光を集光する集光
光学系と、上記媒体表面からの上記集光光学系を介した
反射光を検出する第１の光検出手段と、上記レンズ平坦
面からの上記集光光学系を介した反射光を検出する第２
の光検出手段と、上記第１及び第２の光検出手段からの
検出出力に基づいて上記媒体表面と上記レンズ平坦面と
の位置関係を検出する位置検出手段と、上記位置検出手
段の出力に基づいて上記媒体表面と上記レンズ平坦面と
の間の距離を制御するように上記凸レンズを上記光学記
録媒体方向又は上記対物レンズ方向に駆動する駆動手段
とを有する。
【００１０】この場合、上記第１の光検出手段は上記媒
体表面からの反射光の集光点に対する上記集光光学系を
介した共役点に配設され、上記第２の光検出手段は上記
レンズ平坦面からの反射光の集光点に対する上記集光光
学系を介した共役点に配設される。
体表面からの反射光の集光点に対する上記集光光学系を
介した共役点に配設され、上記第２の光検出手段は上記
レンズ平坦面からの反射光の集光点に対する上記集光光
学系を介した共役点に配設される。
【００１１】
【作用】所定の屈折率を有する凸レンズを対物レンズと
光学記録媒体との間に配設するので、トータルの開口数
を上げられる。また、光学記録媒体の表面からの反射光
と凸レンズの平坦面からの反射光の検出出力に基づいて
上記媒体表面と上記レンズ平坦面との位置関係を検出
し、該位置関係に基づいて上記光学記録媒体と上記凸レ
ンズとの間の距離を制御するので、上記光学記録媒体の
信号記録面に発生する球面収差を小さくでき、再生特性
を上げることができる。
光学記録媒体との間に配設するので、トータルの開口数
を上げられる。また、光学記録媒体の表面からの反射光
と凸レンズの平坦面からの反射光の検出出力に基づいて
上記媒体表面と上記レンズ平坦面との位置関係を検出
し、該位置関係に基づいて上記光学記録媒体と上記凸レ
ンズとの間の距離を制御するので、上記光学記録媒体の
信号記録面に発生する球面収差を小さくでき、再生特性
を上げることができる。
【００１２】
【実施例】以下、本発明に係る光学ピックアップ装置の
実施例について図面を参照しながら説明する。
実施例について図面を参照しながら説明する。
【００１３】本実施例の光学ピックアップ装置は、光学
記録媒体の一種である光ディスクの信号記録面に既に高
密度記録された情報信号を再生する光学ピックアップ装
置である。この光学ピックアップ装置は、図１に示すよ
うに、光ディスク２０の表面である光入射面２０ａと対
向する平坦面である平面７ｂを有し、屈折率が所定の値
に設定される凸レンズである半球状レンズ７と、上記光
入射面２０ａ及び上記平面７ｂからの反射光を集光する
集光光学系２３と、この集光光学系２３を介した上記光
入射面２０ａからの反射光Ｒ２を検出する第１の光検出
手段であるフォトディテクタ（以下、ＰＤという。）１
５と、集光光学系２３を介した上記平面７ｂからの反射
光Ｒ３を検出する第２の光検出手段であるＰＤ１９と、
ＰＤ１５の検出出力ＰbとＰＤ１９の検出出力Ｐcに基づ
いて上記光入射面２０ａと上記平面７ｂとの位置関係を
検出する位置検出手段である減算器２１と、減算器２１
の出力Ｐb−Ｐcに基づいて上記光入射面２０ａと上記平
面７ｂとの間の空気層（エアーギャップ）ＡＧの距離を
制御するように半球状レンズ７を光ディスク２０方向又
は対物レンズ６方向に駆動する駆動手段である半球状レ
ンズ用アクチュエータ３１とを有して成る。
記録媒体の一種である光ディスクの信号記録面に既に高
密度記録された情報信号を再生する光学ピックアップ装
置である。この光学ピックアップ装置は、図１に示すよ
うに、光ディスク２０の表面である光入射面２０ａと対
向する平坦面である平面７ｂを有し、屈折率が所定の値
に設定される凸レンズである半球状レンズ７と、上記光
入射面２０ａ及び上記平面７ｂからの反射光を集光する
集光光学系２３と、この集光光学系２３を介した上記光
入射面２０ａからの反射光Ｒ２を検出する第１の光検出
手段であるフォトディテクタ（以下、ＰＤという。）１
５と、集光光学系２３を介した上記平面７ｂからの反射
光Ｒ３を検出する第２の光検出手段であるＰＤ１９と、
ＰＤ１５の検出出力ＰbとＰＤ１９の検出出力Ｐcに基づ
いて上記光入射面２０ａと上記平面７ｂとの位置関係を
検出する位置検出手段である減算器２１と、減算器２１
の出力Ｐb−Ｐcに基づいて上記光入射面２０ａと上記平
面７ｂとの間の空気層（エアーギャップ）ＡＧの距離を
制御するように半球状レンズ７を光ディスク２０方向又
は対物レンズ６方向に駆動する駆動手段である半球状レ
ンズ用アクチュエータ３１とを有して成る。
【００１４】この場合、ＰＤ１５は光入射面２０ａから
の反射光の集光点に対する集光光学系２３を介した共役
点に配設され、ＰＤ１９は平面７ｂからの反射光Ｒ３の
集光点に対する集光光学系２３を介した共役点に配設さ
れる。ＰＤ１５及び１９は、例えば、それぞれ４分割デ
ィテクタであり、フォーカスエラー検出に用いられる非
点収差法と同様な方法によって検出出力を得る。この検
出出力は、上述したように、減算器２１に供給され、光
入射面２０ａと平面７ｂの位置関係の検出に用いられ
る。
の反射光の集光点に対する集光光学系２３を介した共役
点に配設され、ＰＤ１９は平面７ｂからの反射光Ｒ３の
集光点に対する集光光学系２３を介した共役点に配設さ
れる。ＰＤ１５及び１９は、例えば、それぞれ４分割デ
ィテクタであり、フォーカスエラー検出に用いられる非
点収差法と同様な方法によって検出出力を得る。この検
出出力は、上述したように、減算器２１に供給され、光
入射面２０ａと平面７ｂの位置関係の検出に用いられ
る。
【００１５】次に、この光学ピックアップ装置の詳細な
構成を説明する。光源である例えばレーザダイオード１
から出た直線偏波レーザ光を、コリメートレンズ２で平
行とし、グレーティング３で回折し、偏光ビームスプリ
ッタ（以下、ＰＢＳという。）４、１／４波長板５を介
して、対物レンズ６に入射させ、該対物レンズ６で集光
して、半球状レンズ７を介して、光ディスクの信号記録
面２０ｂに照射している。信号記録面２０ｂに照射され
るレーザ光は、１／４波長板５を通過しているので、直
線偏光から円偏光になっている。
構成を説明する。光源である例えばレーザダイオード１
から出た直線偏波レーザ光を、コリメートレンズ２で平
行とし、グレーティング３で回折し、偏光ビームスプリ
ッタ（以下、ＰＢＳという。）４、１／４波長板５を介
して、対物レンズ６に入射させ、該対物レンズ６で集光
して、半球状レンズ７を介して、光ディスクの信号記録
面２０ｂに照射している。信号記録面２０ｂに照射され
るレーザ光は、１／４波長板５を通過しているので、直
線偏光から円偏光になっている。
【００１６】該信号記録面２０ｂの反射レーザ光は、半
球状レンズ７、対物レンズ６を介して再び１／４波長板
５に入射する。この１／４波長板５は、上記反射レーザ
光を最初の直線偏光から９０゜回転した直線偏光にす
る。この最初の直線偏光から９０゜回転した直線偏光と
なった反射レーザ光は、ＰＢＳ４で９０度に反射され、
ハーフミラー８に入射する。ハーフミラー８は、上記反
射レーザ光の５０％を収束レンズ９方向に反射すると共
に、残りの５０％を透過する。ハーフミラー８は、同様
の光学的性質を有するビームスプリッタに置き換えても
よい。収束レンズ９に向かった上記反射レーザ光は、該
収束レンズ９で収束され、マルチレンズ１０でさらに集
光されて、フォトディテクタ１１に照射される。
球状レンズ７、対物レンズ６を介して再び１／４波長板
５に入射する。この１／４波長板５は、上記反射レーザ
光を最初の直線偏光から９０゜回転した直線偏光にす
る。この最初の直線偏光から９０゜回転した直線偏光と
なった反射レーザ光は、ＰＢＳ４で９０度に反射され、
ハーフミラー８に入射する。ハーフミラー８は、上記反
射レーザ光の５０％を収束レンズ９方向に反射すると共
に、残りの５０％を透過する。ハーフミラー８は、同様
の光学的性質を有するビームスプリッタに置き換えても
よい。収束レンズ９に向かった上記反射レーザ光は、該
収束レンズ９で収束され、マルチレンズ１０でさらに集
光されて、フォトディテクタ１１に照射される。
【００１７】ここで、ＰＢＳ４、ハーフミラー８、収束
レンズ９、マルチレンズ１０と、後述するハーフミラー
１２、収束レンズ１３、マルチレンズ１４、ミラー１
６、収束レンズ１７、マルチレンズ１８とは、上記収束
光学系２３を構成している。
レンズ９、マルチレンズ１０と、後述するハーフミラー
１２、収束レンズ１３、マルチレンズ１４、ミラー１
６、収束レンズ１７、マルチレンズ１８とは、上記収束
光学系２３を構成している。
【００１８】フォトディテクタ１１は、例えば４分割フ
ォトディテクタであり、検出出力を図示しない再生処理
部に供給し、再生データとなるＲＦ信号、トラッキング
エラー信号、フォーカスエラー信号の生成に使わせる。
再生処理部では、ＲＦ信号に、ＥＦＭ復調処理、ＣＩＲ
Ｃデコード処理が施され、該ＲＦ信号は再生ディジタル
データとなる。トラッキングエラー信号、フォーカスエ
ラー信号は、図示しないサーボ回路に供給される。この
サーボ回路は、二軸アクチュエータ１２を使い、上記ト
ラッキングエラー信号、フォーカスエラー信号に応じ
て、対物レンズ６のトラッキング制御、フォーカス制御
等を行う。
ォトディテクタであり、検出出力を図示しない再生処理
部に供給し、再生データとなるＲＦ信号、トラッキング
エラー信号、フォーカスエラー信号の生成に使わせる。
再生処理部では、ＲＦ信号に、ＥＦＭ復調処理、ＣＩＲ
Ｃデコード処理が施され、該ＲＦ信号は再生ディジタル
データとなる。トラッキングエラー信号、フォーカスエ
ラー信号は、図示しないサーボ回路に供給される。この
サーボ回路は、二軸アクチュエータ１２を使い、上記ト
ラッキングエラー信号、フォーカスエラー信号に応じ
て、対物レンズ６のトラッキング制御、フォーカス制御
等を行う。
【００１９】ここで、半球状レンズ７は、図２に示すよ
うに、ボールレンズ３０の一部を切断した形状を有し、
その切断面を鏡面研磨して平面７ｂを得ている。ボール
レンズ２０は、光ディスク２０の光透過層と同一の屈折
率ｎを有する材質で作られている。
うに、ボールレンズ３０の一部を切断した形状を有し、
その切断面を鏡面研磨して平面７ｂを得ている。ボール
レンズ２０は、光ディスク２０の光透過層と同一の屈折
率ｎを有する材質で作られている。
【００２０】対物レンズ６の開口数ＮＡは、対物レンズ
の出射光の開口角の１／２をθとし、光の伝搬媒質の屈
折率をｎとすると、 ＮＡ＝ｎsinθ となる。ここで、半球状レンズ７の屈折率を、光ディス
ク２０の光透過層の屈折率と同様に例えば、１．５とす
る。したがって、この光学ピックアップ装置では、従来
のように、対物レンズだけを用いてレーザ光を集光する
場合の光の伝搬媒質の屈折率ｎ＝１に比べて、例えば
１．５倍の開口数を得ることができる。このため、レー
ザ光の信号記録面２０ｂでのスポット径は、１／１．５
となり、高密度再生が実現できる。
の出射光の開口角の１／２をθとし、光の伝搬媒質の屈
折率をｎとすると、 ＮＡ＝ｎsinθ となる。ここで、半球状レンズ７の屈折率を、光ディス
ク２０の光透過層の屈折率と同様に例えば、１．５とす
る。したがって、この光学ピックアップ装置では、従来
のように、対物レンズだけを用いてレーザ光を集光する
場合の光の伝搬媒質の屈折率ｎ＝１に比べて、例えば
１．５倍の開口数を得ることができる。このため、レー
ザ光の信号記録面２０ｂでのスポット径は、１／１．５
となり、高密度再生が実現できる。
【００２１】ところで、半球状レンズ７の平面７ｂと光
ディスク２０の光入射面２０ａとの間には、該光ディス
ク２０の回転時に半球状レンズ７との摺接による摩擦を
防ぐために、上述したような空気層ＡＧが必要とされ
る。
ディスク２０の光入射面２０ａとの間には、該光ディス
ク２０の回転時に半球状レンズ７との摺接による摩擦を
防ぐために、上述したような空気層ＡＧが必要とされ
る。
【００２２】図３に、この空気層ＡＧと、半球状レンズ
７と、光ディスク２０と、対物レンズ６との詳細な関係
について示す。空気層ＡＧの光ディスク２０の厚み方向
の距離が変動すると、球面収差が発生する。この球面収
差Ｗ’40は、空気層ＡＧの厚さの変化量をΔｈとし、光
ディスク２０と半球状レンズ７の屈折率をｎとし、開口
数をsinθとすると、
７と、光ディスク２０と、対物レンズ６との詳細な関係
について示す。空気層ＡＧの光ディスク２０の厚み方向
の距離が変動すると、球面収差が発生する。この球面収
差Ｗ’40は、空気層ＡＧの厚さの変化量をΔｈとし、光
ディスク２０と半球状レンズ７の屈折率をｎとし、開口
数をsinθとすると、
【００２３】
【数２】
【００２４】となる。この（２）式で示す球面収差が大
きくなれば、光ディスク２０からこの光学ピックップが
情報信号を再生する際の再生特性は、大幅に劣化する。
きくなれば、光ディスク２０からこの光学ピックップが
情報信号を再生する際の再生特性は、大幅に劣化する。
【００２５】この実施例の光学ピックアップ装置では、
上記（２）式に示した球面収差Ｗ’40が最小となるよう
に、半球状レンズ用アクチュエータ３１を用いて半球状
レンズ７を光ディスク２０方向又は対物レンズ６方向に
駆動し、空気層ＡＧの厚みを高精度に調整している。
上記（２）式に示した球面収差Ｗ’40が最小となるよう
に、半球状レンズ用アクチュエータ３１を用いて半球状
レンズ７を光ディスク２０方向又は対物レンズ６方向に
駆動し、空気層ＡＧの厚みを高精度に調整している。
【００２６】以下に、その構成と原理動作について図４
を参照しながら説明する。光ディスク２０からの反射レ
ーザ光には、図４に示すように、信号記録面２０ｂから
の反射光Ｒ１と、光入射面２０ａからの反射光Ｒ２と、
半球状レンズ７の平面７ｂからの反射光Ｒ３が含まれ
る。反射光Ｒ１は、図１のＰＤ１１に導かれる。反射光
Ｒ２は、ハーフミラー８で５０％透過された上記レーザ
光の内の、さらにハーフミラー１２で透過された５０％
のレーザ光であり、収束レンズ１３及びマルチレンズ１
４を介してＰＤ１５に導かれる。ここで、ハーフミラー
１２は、ビームスプリッタに代替してもよい。反射光Ｒ
３は、ハーフミラー８で５０％透過された上記レーザ光
の内の、さらにハーフミラー１２で反射された５０％の
レーザ光であり、ミラー１６で全反射されて収束レンズ
１７及びマルチレンズ１８を介してＰＤ１９に導かれ
る。ここで、ＰＤ１５、ＰＤ１９も、上述したように、
例えば４分割ディテクタである。また、マルチレンズ１
０、１４及び１８は、非点収差法で用いられるシリンド
リカルレンズと、収束レンズから構成されている。
を参照しながら説明する。光ディスク２０からの反射レ
ーザ光には、図４に示すように、信号記録面２０ｂから
の反射光Ｒ１と、光入射面２０ａからの反射光Ｒ２と、
半球状レンズ７の平面７ｂからの反射光Ｒ３が含まれ
る。反射光Ｒ１は、図１のＰＤ１１に導かれる。反射光
Ｒ２は、ハーフミラー８で５０％透過された上記レーザ
光の内の、さらにハーフミラー１２で透過された５０％
のレーザ光であり、収束レンズ１３及びマルチレンズ１
４を介してＰＤ１５に導かれる。ここで、ハーフミラー
１２は、ビームスプリッタに代替してもよい。反射光Ｒ
３は、ハーフミラー８で５０％透過された上記レーザ光
の内の、さらにハーフミラー１２で反射された５０％の
レーザ光であり、ミラー１６で全反射されて収束レンズ
１７及びマルチレンズ１８を介してＰＤ１９に導かれ
る。ここで、ＰＤ１５、ＰＤ１９も、上述したように、
例えば４分割ディテクタである。また、マルチレンズ１
０、１４及び１８は、非点収差法で用いられるシリンド
リカルレンズと、収束レンズから構成されている。
【００２７】ＰＤ１５は、光ディスク２０の光入射面２
０ａからの反射光Ｒ２の非点収差法で用いられる出力と
同様の出力を検出する。ＰＤ１９は、半球状レンズ７の
平面７ｂからの反射光Ｒ３の非点収差法で用いられる出
力と同様の出力を検出する。減算器２１は、ＰＤ１５の
検出出力ＰbからＰＤ１９の検出出力Ｐcを減算し、その
差信号Ｐb−Ｐcをドライバ２２に供給する。ドライバ２
２は、上記差信号Ｐb−Ｐcを半球状レンズ用アクチュエ
ータ３１に供給する。
０ａからの反射光Ｒ２の非点収差法で用いられる出力と
同様の出力を検出する。ＰＤ１９は、半球状レンズ７の
平面７ｂからの反射光Ｒ３の非点収差法で用いられる出
力と同様の出力を検出する。減算器２１は、ＰＤ１５の
検出出力ＰbからＰＤ１９の検出出力Ｐcを減算し、その
差信号Ｐb−Ｐcをドライバ２２に供給する。ドライバ２
２は、上記差信号Ｐb−Ｐcを半球状レンズ用アクチュエ
ータ３１に供給する。
【００２８】ここで、ＰＤ１１、ＰＤ１５及びＰＤ１９
の各配設位置は、各反射光Ｒ１、Ｒ２及びＲ３の集光点
の位置に応じて予め調整されている。この各ＰＤの位置
調整について図５を参照しながら説明する。この図５で
は、分かりやすいように、反射光Ｒ１、Ｒ２及びＲ３の
光路を同じ光軸上に示している。
の各配設位置は、各反射光Ｒ１、Ｒ２及びＲ３の集光点
の位置に応じて予め調整されている。この各ＰＤの位置
調整について図５を参照しながら説明する。この図５で
は、分かりやすいように、反射光Ｒ１、Ｒ２及びＲ３の
光路を同じ光軸上に示している。
【００２９】先ず、ＰＤ１１を、光ディスク２０の信号
記録面２０ｂ上の集光点Ｆaに対するＰＢＳ４、ハーフ
ミラー８、収束レンズ９、マルチレンズ１０を介した共
役点ｆaに配設する。また、ＰＤ１５を、光ディスク２
０の光入射面２０ａからの反射レーザ光Ｒ２の集光点Ｆ
bに対するＰＢＳ４、ハーフミラー８及び１２、収束レ
ンズ１３、マルチレンズ１４を介した共役点ｆbに配設
する。また、ＰＤ１９を、半球状レンズ７の平面７ｂか
らの反射レーザ光Ｒ３の集光点Ｆcに対するＰＢＳ４、
ハーフミラー８及び１２、ミラー１６、収束レンズ１
７、マルチレンズ１８を介した共役点ｆcに配設する。
記録面２０ｂ上の集光点Ｆaに対するＰＢＳ４、ハーフ
ミラー８、収束レンズ９、マルチレンズ１０を介した共
役点ｆaに配設する。また、ＰＤ１５を、光ディスク２
０の光入射面２０ａからの反射レーザ光Ｒ２の集光点Ｆ
bに対するＰＢＳ４、ハーフミラー８及び１２、収束レ
ンズ１３、マルチレンズ１４を介した共役点ｆbに配設
する。また、ＰＤ１９を、半球状レンズ７の平面７ｂか
らの反射レーザ光Ｒ３の集光点Ｆcに対するＰＢＳ４、
ハーフミラー８及び１２、ミラー１６、収束レンズ１
７、マルチレンズ１８を介した共役点ｆcに配設する。
【００３０】具体的には、先ず、ＰＤ１１で非点収差法
により、対物レンズ６のフォーカスを調整する。このと
き、フォーカスバイアスを零にする。フォーカスをかけ
た状態で半球状レンズ７を光ディスク２０に近ずけてい
くと、ＰＤ１５及び１９には非点収差法により、それぞ
れＳ字の信号出力Ｐb及びＰcが検出できる。二つのＳ字
の信号出力Ｐb及びＰcは、その振幅、すなわちピークト
ウピークが同じになるように、電気的に調整される。二
つのＳ字の信号出力Ｐb及びＰcのゼロクロス付近で半球
状レンズ７を固定してＰＤ１５の出力Ｐbと、ＰＤ１９
の出力Ｐcが共に零になるように、マルチレンズ１４と
マルチレンズ１８のＺ長をアライメントする。このよう
に、ＰＤ１１、ＰＤ１５及びＰＤ１９の各配設位置が調
整される。
により、対物レンズ６のフォーカスを調整する。このと
き、フォーカスバイアスを零にする。フォーカスをかけ
た状態で半球状レンズ７を光ディスク２０に近ずけてい
くと、ＰＤ１５及び１９には非点収差法により、それぞ
れＳ字の信号出力Ｐb及びＰcが検出できる。二つのＳ字
の信号出力Ｐb及びＰcは、その振幅、すなわちピークト
ウピークが同じになるように、電気的に調整される。二
つのＳ字の信号出力Ｐb及びＰcのゼロクロス付近で半球
状レンズ７を固定してＰＤ１５の出力Ｐbと、ＰＤ１９
の出力Ｐcが共に零になるように、マルチレンズ１４と
マルチレンズ１８のＺ長をアライメントする。このよう
に、ＰＤ１１、ＰＤ１５及びＰＤ１９の各配設位置が調
整される。
【００３１】次に、上記空気層ＡＧの制御の手順につい
て説明する。
て説明する。
【００３２】空気層ＡＧを一定に保つためには、減算器
２１が出力するＰＤ１５の出力ＰbとＰＤ１９の出力Ｐc
の位置検出出力Ｐb−Ｐcがゼロになるようにドライバ２
２を使って、半球状レンズ用アクチュエータ３１を駆動
し半球状レンズ７の位置を調整すればよい。
２１が出力するＰＤ１５の出力ＰbとＰＤ１９の出力Ｐc
の位置検出出力Ｐb−Ｐcがゼロになるようにドライバ２
２を使って、半球状レンズ用アクチュエータ３１を駆動
し半球状レンズ７の位置を調整すればよい。
【００３３】ＰＤ１５の出力ＰbとＰＤ１９の出力Ｐ
cは、対物レンズ６に対する上記集光点Ｆbと上記集光点
Ｆcの位置に対応している。つまり、対物レンズ６に対
する光ディスク２０の光入射面２０ａと、半球状レンズ
７の平面７ｂの位置がずれると、上記集光点Ｆbと上記
集光点Ｆcの位置もずれるので、ＰＤ１５の出力ＰbとＰ
Ｄ１９の出力Ｐcも変化する。このとき、空気層ＡＧの
厚さが変わらなければ、対物レンズ６に対する上記集光
点Ｆbと上記集光点Ｆcの位置の移動量はほぼ等しいの
で、ＰＤ１５の出力ＰbとＰＤ１９の出力Ｐcはほぼ同じ
変化をする。したがって、減算器２１の減算出力Ｐb−
Ｐcが零ならば空気層ＡＧは一定に保たれる。この減算
出力Ｐb−Ｐcがギャップ誤差信号となる。
cは、対物レンズ６に対する上記集光点Ｆbと上記集光点
Ｆcの位置に対応している。つまり、対物レンズ６に対
する光ディスク２０の光入射面２０ａと、半球状レンズ
７の平面７ｂの位置がずれると、上記集光点Ｆbと上記
集光点Ｆcの位置もずれるので、ＰＤ１５の出力ＰbとＰ
Ｄ１９の出力Ｐcも変化する。このとき、空気層ＡＧの
厚さが変わらなければ、対物レンズ６に対する上記集光
点Ｆbと上記集光点Ｆcの位置の移動量はほぼ等しいの
で、ＰＤ１５の出力ＰbとＰＤ１９の出力Ｐcはほぼ同じ
変化をする。したがって、減算器２１の減算出力Ｐb−
Ｐcが零ならば空気層ＡＧは一定に保たれる。この減算
出力Ｐb−Ｐcがギャップ誤差信号となる。
【００３４】次に、空気層ＡＧが変化する場合について
説明する。
説明する。
【００３５】先ず、空気層ＡＧが大であるとき、ＰＤ１
５の出力Ｐbに対応するＰＤ１９の出力Ｐcは、図６の
（Ａ）に示すように右側にシフトする。一方、空気層Ａ
Ｇが小であるとき、ＰＤ１５の出力Ｐbに対応するＰＤ
１９の出力Ｐcは、図６の（Ｂ）に示すように左側にシ
フトする。減算器２１では、ギャップ誤差信号Ｐb−Ｐc
が演算されるのであるから、空気層ＡＧが大きくなる場
合と、小さくなる場合のギャップ誤差信号Ｐb−Ｐcの変
化は、図７に示すようになる。すなわち、空気層ＡＧが
広がると、ギャップ誤差信号Ｐb−Ｐcは負になり、狭く
なると正になる。したがって、ギャップ誤差信号Ｐb−
Ｐcを小さくするように、ドライバ２２で半球状レンズ
用アクチュエータ３１を駆動し、半球状レンズ７を移動
させれば空気層ＡＧはほぼ一定に保たれる。
５の出力Ｐbに対応するＰＤ１９の出力Ｐcは、図６の
（Ａ）に示すように右側にシフトする。一方、空気層Ａ
Ｇが小であるとき、ＰＤ１５の出力Ｐbに対応するＰＤ
１９の出力Ｐcは、図６の（Ｂ）に示すように左側にシ
フトする。減算器２１では、ギャップ誤差信号Ｐb−Ｐc
が演算されるのであるから、空気層ＡＧが大きくなる場
合と、小さくなる場合のギャップ誤差信号Ｐb−Ｐcの変
化は、図７に示すようになる。すなわち、空気層ＡＧが
広がると、ギャップ誤差信号Ｐb−Ｐcは負になり、狭く
なると正になる。したがって、ギャップ誤差信号Ｐb−
Ｐcを小さくするように、ドライバ２２で半球状レンズ
用アクチュエータ３１を駆動し、半球状レンズ７を移動
させれば空気層ＡＧはほぼ一定に保たれる。
【００３６】このように、本実施例の光学ピックアップ
装置によれば、半球状レンズ７と光ディスク２０との空
気層ＡＧを高精度で制御することができ、球面収差の発
生を抑制できる。このため、光ディスク２０の再生特性
の向上を実現できる。
装置によれば、半球状レンズ７と光ディスク２０との空
気層ＡＧを高精度で制御することができ、球面収差の発
生を抑制できる。このため、光ディスク２０の再生特性
の向上を実現できる。
【００３７】ところで、光ディスク２０には、厚み誤差
が生じている。この厚み誤差により、半球状レンズ７と
の間で上記空気層ＡＧが変化してしまう。このため、や
はり球面収差が発生してしまう。本実施例の光学ピック
アップ装置では、光ディスク２０の厚み誤差により発生
する球面収差も抑制できる。
が生じている。この厚み誤差により、半球状レンズ７と
の間で上記空気層ＡＧが変化してしまう。このため、や
はり球面収差が発生してしまう。本実施例の光学ピック
アップ装置では、光ディスク２０の厚み誤差により発生
する球面収差も抑制できる。
【００３８】具体的には、ＰＤ１１の検出出力から得ら
れるＲＦ信号の再生特性が最良となるように、ＰＤ１５
又は１９のどちらか一方に、バイアスを加える。したが
って、光ディスク２０に厚み誤差があっても、本実施例
の光学ピックアップ装置を用いれば、球面収差を抑える
ことができ、良好な再生特性を得られる。
れるＲＦ信号の再生特性が最良となるように、ＰＤ１５
又は１９のどちらか一方に、バイアスを加える。したが
って、光ディスク２０に厚み誤差があっても、本実施例
の光学ピックアップ装置を用いれば、球面収差を抑える
ことができ、良好な再生特性を得られる。
【００３９】
【発明の効果】以上の説明からも明かなように、本発明
に係る光学ピックアップ装置によれば、対物レンズと光
学記録媒体との間に、所定の屈折率の凸レンズを配設し
てなるので、トータルの開口数を上げることができ、上
記光学記録媒体の信号記録面でのスポット径を小さくし
て、高密度再生が実現できる。また、光学記録媒体の光
入射面からの反射光と凸レンズの平面からの反射光の出
力差に応じて、上記光学記録媒体と上記凸レンズとの間
の空気層の距離を制御するので、空気層の距離を一定に
保つことができる。また、光学記録媒体の厚み誤差によ
る空気層の変動も抑えることができる。このため、上記
光学記録媒体の信号記録面に発生する球面収差を小さく
でき、再生特性を上げることができる。
に係る光学ピックアップ装置によれば、対物レンズと光
学記録媒体との間に、所定の屈折率の凸レンズを配設し
てなるので、トータルの開口数を上げることができ、上
記光学記録媒体の信号記録面でのスポット径を小さくし
て、高密度再生が実現できる。また、光学記録媒体の光
入射面からの反射光と凸レンズの平面からの反射光の出
力差に応じて、上記光学記録媒体と上記凸レンズとの間
の空気層の距離を制御するので、空気層の距離を一定に
保つことができる。また、光学記録媒体の厚み誤差によ
る空気層の変動も抑えることができる。このため、上記
光学記録媒体の信号記録面に発生する球面収差を小さく
でき、再生特性を上げることができる。
【図１】本発明に係る光学ピックアップ装置の実施例の
構成図である。
構成図である。
【図２】上記実施例に使われる半球状レンズの具体例を
示す図である。
示す図である。
【図３】上記実施例の半球状レンズ付近の構成の詳細を
示す図である。
示す図である。
【図４】光ディスクと、半球状レンズからの反射光を説
明するための図である。
明するための図である。
【図５】上記実施例に用いられる光検出手段であるフォ
トディテクタの配設位置を説明するための図である。
トディテクタの配設位置を説明するための図である。
【図６】半球状レンズからの反射光の検出出力と、該半
球状レンズの位置との関係を示す図である。
球状レンズの位置との関係を示す図である。
【図７】上記実施例が上記光学記録媒体と上記半球状レ
ンズとの間の空気層を制御する動作を説明するための図
である。
ンズとの間の空気層を制御する動作を説明するための図
である。
６ 対物レンズ ７ 半球状レンズ １５，１９ フォトディテクタ ２０ 光ディスク ２１ 減算器 ２３ 集光光学系 ３１ 半球状レンズ用アクチュエータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大里 潔 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 渡辺 俊夫 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 光学記録媒体の信号記録面に光源からの
光を集光するための光学ピックアップ装置において、 上記光学記録媒体の表面と対向する平坦面を有し、屈折
率が所定の値に設定される凸レンズと、 上記凸レンズを上記光学記録媒体との間で挟み込むよう
な位置にするように配設される対物レンズと、 上記媒体表面及び上記レンズ平坦面からの反射光を集光
する集光光学系と、 上記媒体表面からの上記集光光学系を介した反射光を検
出する第１の光検出手段と、 上記レンズ平坦面からの上記集光光学系を介した反射光
を検出する第２の光検出手段と、 上記第１及び第２の光検出手段からの検出出力に基づい
て上記媒体表面と上記レンズ平坦面との位置関係を検出
する位置検出手段と、 上記位置検出手段の出力に基づいて上記媒体表面と上記
レンズ平坦面との間の距離を制御するように上記凸レン
ズを上記光学記録媒体方向又は上記対物レンズ方向に駆
動する駆動手段とを有することを特徴とする光学ピック
アップ装置。 - 【請求項２】 上記第１の光検出手段は上記媒体表面か
らの反射光の集光点に対する上記集光光学系を介した共
役点に配設され、上記第２の光検出手段は上記レンズ平
坦面からの反射光の集光点に対する上記集光光学系を介
した共役点に配設されることを特徴とする請求項１記載
の光学ピックアップ装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02656395A JP3567515B2 (ja) | 1995-02-15 | 1995-02-15 | 光学ピックアップ装置 |
| US08/744,007 US5712842A (en) | 1995-02-15 | 1996-02-12 | Optical pick-up device |
| KR1019960003593A KR100389072B1 (ko) | 1995-02-15 | 1996-02-14 | 광학픽업장치 |
| CN96104024A CN1088884C (zh) | 1995-02-15 | 1996-02-15 | 光学拾象装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02656395A JP3567515B2 (ja) | 1995-02-15 | 1995-02-15 | 光学ピックアップ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08221772A true JPH08221772A (ja) | 1996-08-30 |
| JP3567515B2 JP3567515B2 (ja) | 2004-09-22 |
Family
ID=12197013
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02656395A Expired - Fee Related JP3567515B2 (ja) | 1995-02-15 | 1995-02-15 | 光学ピックアップ装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5712842A (ja) |
| JP (1) | JP3567515B2 (ja) |
| KR (1) | KR100389072B1 (ja) |
| CN (1) | CN1088884C (ja) |
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| US6324149B1 (en) | 1997-05-27 | 2001-11-27 | Ricoh Company, Ltd. | Optical-pick-up device achieving accurate positioning of objective lens and solid-immersion lens and method of forming same |
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