JPH09161306A - Optical disk device - Google Patents

Optical disk device

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JPH09161306A
JPH09161306A JP7319979A JP31997995A JPH09161306A JP H09161306 A JPH09161306 A JP H09161306A JP 7319979 A JP7319979 A JP 7319979A JP 31997995 A JP31997995 A JP 31997995A JP H09161306 A JPH09161306 A JP H09161306A
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JP
Japan
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optical
light
luminous flux
objective lens
liquid crystal
Prior art date
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Pending
Application number
JP7319979A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masayuki Inoue
雅之 井上
Hiroyuki Minemura
浩行 峯邑
Takeshi Shimano
健 島野
Akira Arimoto
昭 有本
Kunikazu Onishi
邦一 大西
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPH09161306A publication Critical patent/JPH09161306A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To stably reproduce two kinds of optical disk different in thickness by providing a light shielding means and a phase shifter giving a part of laser light a phase difference arranged between a light source and an objective lens. SOLUTION: When a high density optical disk 13 is reproduced, a liquid crystal optical rotator 6 and a liquid crystal drive circuit 7 optically rotates luminous flux 4 so that no phase difference occurs in the luminous flux 9 by the phase shifter 10 and the luminous flux 9 becomes the polarization direction so as to transmit through a polarizing plate (luminous flux 25) as it is. On the other hand, when a CD 14 in thickness of 1.2mm is reproduced, the liquid crystal optical rotator 6 and the liquid crystal drive circuit 7 optically rotates the luminous flux 4 so that the phase difference occurs in the luminous flux 9 by the phase shifter 10, and the luminous flux 26 of the central part of the luminous flux 9 transmits through the polarizing plate 11, and the luminous flux of the peripheral part becomes the polarization direction so as to be light shielded by the polarizing plate 11. Then, only the luminous flux of the center part is made incident on the objective lens 12.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、基板厚さの異なる
光ディスクを再生するのに好適な光ディスク装置に関す
るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical disk device suitable for reproducing optical disks having different substrate thicknesses.

【0002】[0002]

【従来の技術】現在コンパクトディスク(以下、CDと
略す)は音楽用あるいは計算機のデータ用として広く普
及している。このCDは直径が120mm、トラックピ
ッチはおよそ1.6μm、最小のピット長はおよそ0.
9μmである。このCDを再生する光ディスク装置は光
源として770〜800nmの近赤外光の半導体レーザ
を用い、レーザ光を光ディスク上に集光する対物レンズ
の開口数(NA)は一般に0.45程度である。
2. Description of the Related Art At present, compact discs (hereinafter abbreviated as CDs) are widely used for music or computer data. This CD has a diameter of 120 mm, a track pitch of about 1.6 μm, and a minimum pit length of about 0.
9 μm. An optical disk device for reproducing this CD uses a semiconductor laser of near-infrared light of 770 to 800 nm as a light source, and the numerical aperture (NA) of an objective lens that focuses the laser light on the optical disk is generally about 0.45.

【0003】一方、近年の半導体レーザの進歩はめざま
しく、波長630〜650nmの赤色光の半導体レーザ
が実用化され、開口数(NA)0.6の対物レンズとの
組合せにより、現在のCDにたいして4倍以上の記録密
度を有する高密度光ディスクが提案されている。(例え
ば、1993年電子情報通信学会秋季大会、講演番号C
ー364「赤色レーザピックアップを用いた高密度CD
−ROMの検討」)ところでCD等の光ディスクの基板
は、一般にポリカーボネイト樹脂の射出成形で製作する
ために基板のソリは避けられず、実際にCD等では0.
3〜0.5度程度のソリが存在するのが通例である。光
ディスクが傾くとコマ収差が発生し著しい場合は信号再
生が不可能になる。発生するコマ収差量は対物レンズの
開口数(NA)の3乗に比例するために、例えばNA
0.6の対物レンズではNA0.45の対物レンズに比
較して約2.4倍のコマ収差が発生する。一方、コマ収
差の発生量は光ディスクの基板厚さに比例するために、
基板の薄い例えば0.6mmの光ディスクを用い、対物
レンズのNAを大きくしてもコマ収差発生量をCDなみ
に抑える試みがなされている。しかし、光ディスクの基
板厚さ誤差の許容値(対物レンズにとっての最適基板厚
さに対する再生する光ディスクの基板厚さ)は対物レン
ズの開口数の4乗に逆比例し、一般にNA0.45の場
合は0.1mm以下、NA0.6の場合は0.03mm
以下であり、0.6mmの基板用の光ディスク装置では
球面収差のために1.2mmの基板のCDが再生できな
いという問題がある。
On the other hand, the progress of semiconductor lasers in recent years has been remarkable, and a semiconductor laser for red light having a wavelength of 630 to 650 nm has been put into practical use. By combining it with an objective lens having a numerical aperture (NA) of 0.6, it is A high-density optical disc having a recording density more than double the size has been proposed. (For example, 1993 Autumn Meeting of the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers, Lecture No. C
-364 "High density CD using red laser pickup
-Study of ROM ") By the way, since the substrate of an optical disk such as a CD is generally manufactured by injection molding of polycarbonate resin, warping of the substrate is unavoidable.
It is customary that there is a warp of about 3 to 0.5 degrees. When the optical disk is tilted, coma aberration is generated, and when it is significant, signal reproduction becomes impossible. Since the amount of coma generated is proportional to the cube of the numerical aperture (NA) of the objective lens, for example, NA
In the 0.6 objective lens, coma aberration of about 2.4 times occurs as compared with the 0.45 NA objective lens. On the other hand, since the amount of coma generated is proportional to the substrate thickness of the optical disc,
Attempts have been made to suppress the amount of coma aberration as much as a CD even if the NA of the objective lens is increased by using an optical disk having a thin substrate, for example, 0.6 mm. However, the permissible value of the substrate thickness error of the optical disc (the substrate thickness of the optical disc to be reproduced with respect to the optimum substrate thickness for the objective lens) is inversely proportional to the fourth power of the numerical aperture of the objective lens. 0.1 mm or less, 0.03 mm for NA 0.6
The following is a problem that an optical disk device for a 0.6 mm substrate cannot reproduce a CD on a 1.2 mm substrate due to spherical aberration.

【0004】今後上記した高密度光ディスクが実用化さ
れた場合、その光ディスク装置は当然のことながら従来
のCDも再生できることが望ましい。この要求に対する
第1の従来技術として特開平7−182690号に開示
されている光記録再生装置が提案されている。これは、
対物レンズは高密度ディスクに対応しており、その最適
基板厚さは0.6mmである。CD(基板厚さ1.2m
m)を再生するときには大きな球面収差が発生するの
で、対物レンズとビームスプリッタとの光路中に凹レン
ズの作用を持つ変換レンズを入れて、球面収差を補正す
るものである。更に第2の従来技術として、対物レンズ
としてはやはり高密度ディスクに対応した最適基板厚さ
0.6mm、NA0.6を用い、CDを再生するときに
は対物レンズの開口を制限してNA0.35として用い
る方式も提案されている。(第56回応用物理学会学術
講演会、講演番号29a−ZA−6「厚みの異なる2種
類のディスクにおける互換性の検討」)これは前記した
ように球面収差発生量はNAの4乗に比例することに着
目したものである。光ディスクを再生する光スポットの
大きさは対物レンズのNAに逆比例し、光源の波長に比
例するため、波長635nmの光源を用いるとCDを再
生するときにはNA0.35〜0.37で十分である。
その結果発生する球面収差も小さくなり最適基板厚さ
0.6mmの対物レンズでも何とかCDを再生できる。
When the above-mentioned high-density optical disk is put to practical use in the future, it is naturally desirable that the optical disk device can also reproduce the conventional CD. An optical recording / reproducing apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-182690 has been proposed as a first conventional technique to meet this demand. this is,
The objective lens is compatible with a high-density disc, and its optimum substrate thickness is 0.6 mm. CD (substrate thickness 1.2m
Since a large spherical aberration occurs when reproducing m), the spherical aberration is corrected by inserting a conversion lens having a function of a concave lens in the optical path between the objective lens and the beam splitter. Further, as a second conventional technique, an optimum substrate thickness of 0.6 mm corresponding to a high-density disc and an NA of 0.6 are used as an objective lens, and the NA of the objective lens is limited to 0.35 when reproducing a CD. The method used is also proposed. (56th Academic Society of Applied Physics, Lecture No. 29a-ZA-6 "Examination of compatibility between two types of discs having different thicknesses") As described above, the spherical aberration generation amount is proportional to the fourth power of NA. It focuses on doing. Since the size of the light spot for reproducing the optical disk is inversely proportional to the NA of the objective lens and proportional to the wavelength of the light source, NA 0.35 to 0.37 is sufficient when reproducing a CD when using a light source having a wavelength of 635 nm. .
As a result, the spherical aberration generated becomes small, and the CD can be reproduced by some means even with the objective lens having the optimum substrate thickness of 0.6 mm.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】前記第1の従来技術で
は再生する光ディスクの種類に応じて変換レンズを光路
中に出し入れする機構が必要となり光ヘッドの構成が複
雑になる。さらに変換レンズの微小な傾きによりフォー
カス目標点がずれるという問題もある。また前記第2の
従来技術でも対物レンズの実効的なNAを小さくするた
めのアパーチャを光路中に出し入れする機構が必要とな
る。さらに対物レンズのNAを0.35に制限してもC
Dを再生する場合に発生する球面収差は決して小さくな
い。また光路中にアパーチャを入れた場合対物レンズが
光ディスクの偏心等に追従して光軸と直交する方向に移
動した場合、光ディスクからの反射光がアパーチャで一
部ケラれてしまい反射光全体が光検出器に到達しないと
いう問題もある。光路中にアパーチャを入れる場合はア
パーチャは対物レンズと一体となって動くことが望まし
い。
In the first prior art described above, a mechanism for moving the conversion lens in and out of the optical path is required depending on the type of the optical disk to be reproduced, which complicates the structure of the optical head. Further, there is a problem that the focus target point is displaced due to a slight inclination of the conversion lens. Further, the second conventional technique also requires a mechanism for moving the aperture for reducing the effective NA of the objective lens into and out of the optical path. Furthermore, even if the NA of the objective lens is limited to 0.35, C
The spherical aberration that occurs when D is reproduced is by no means small. When an aperture is inserted in the optical path and the objective lens moves in a direction orthogonal to the optical axis following the eccentricity of the optical disc, the reflected light from the optical disc is partially vignetted by the aperture and the entire reflected light is reflected. There is also the problem of not reaching the detector. When the aperture is placed in the optical path, it is desirable that the aperture move integrally with the objective lens.

【0006】本発明の目的は簡単な構成で厚さの異なる
2種類の光ディスクを安定して再生することが可能であ
る光ディスク装置を実現することにある。
An object of the present invention is to realize an optical disk device capable of stably reproducing two kinds of optical disks having different thicknesses with a simple structure.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記した従来技術の課題
を解決するために本発明の光ディスク装置においては対
物レンズのNAを制限するためのアパーチャとして機能
する偏光板と、CDを再生するときに発生する球面収差
を低減するために位相差を発生する偏光依存性を有する
位相シフタと、光源の発生するレーザ光の偏光方向を約
90度回転する旋光手段を光路中に設けた。対物レンズ
としては基板厚さ0.6mmの高密度光ディスクに対応
したNA0.6のものを用い、高密度光ディスクを再生
するときには偏光板がアパーチャとして機能せず、位相
シフタが位相差を発生しないような方向に光源の発生す
るレーザ光の偏光方向を旋光手段により制御し、基板厚
さ1.2mmのCDを再生するときには偏光板がアパー
チャとして機能して対物レンズの実効的なNAを0.3
7程度に低減するとともに、位相シフタが球面収差を補
正するような位相差を発生するような偏光方向に制御す
る。これにより高密度光ディスク、CDともに再生する
ことができる。旋光手段として液晶旋光子を用いること
により特別な機構も不要で、電気的な切替手段のみで両
光ディスクを再生できる。更に偏光板と位相シフタとを
対物レンズと一体に駆動することにより、光ディスクに
偏心等があっても反射光がケラれることがない。
In order to solve the above-mentioned problems of the prior art, in the optical disk device of the present invention, a polarizing plate functioning as an aperture for limiting the NA of the objective lens, and a CD when reproducing the CD. A phase shifter having a polarization dependency that generates a phase difference to reduce the spherical aberration that occurs and an optical rotation means that rotates the polarization direction of the laser light generated by the light source by about 90 degrees are provided in the optical path. As the objective lens, a substrate having a substrate thickness of 0.6 mm and having an NA of 0.6 corresponding to a high-density optical disc is used. When reproducing the high-density optical disc, the polarizing plate does not function as an aperture and the phase shifter does not generate a phase difference. The polarization direction of the laser light generated by the light source is controlled by the optical rotator in various directions, and when reproducing a CD having a substrate thickness of 1.2 mm, the polarizing plate functions as an aperture and the effective NA of the objective lens is 0.3.
The phase shifter controls the polarization direction so that the phase shifter produces a phase difference that corrects spherical aberration. As a result, both the high density optical disc and the CD can be reproduced. By using a liquid crystal optical rotator as the optical rotator, no special mechanism is required, and both optical disks can be reproduced by only the electrical switching means. Further, by driving the polarizing plate and the phase shifter integrally with the objective lens, the reflected light is not eclipsed even if the optical disc is decentered.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】以下本発明の実施例について、図
面を参照しながら詳細に説明する。図1に本発明の光デ
ィスク装置の主要部である光ピックアップの実施例の構
成を示す。レーザ光源である半導体レーザ1は波長がお
よそ650nmで、ほぼ直線的に偏光しかつ発散した光
束2を発生する。光束2はコリメータレンズ3により平
行な光束4に変換され、ビームスプリッタ5及び旋光手
段である液晶旋光子6を透過してミラー8で反射する。
反射した光束9は偏光依存性を有する位相シフタ10、
偏光板11を透過して対物レンズ12により光ディスク
13または14上に集光され光スポットを結ぶ。光ディ
スク13または14で反射した光束は元の光路をたど
り、ビームスプリッタ5の反射面で反射して検出レンズ
15、円筒レンズ16を透過して光検出器17に入射す
る。光検出器17は複数の受光領域を有し、これらの出
力信号を演算することによりフォーカス、トラッキング
誤差信号、情報信号などを検出する。ここで対物レンズ
12は厚さ0.6mmの高密度光ディスク13を再生で
きるように設計されている。高密度の光ディスク13を
再生するときには液晶旋光子6と液晶駆動回路7は後述
するように光束9に位相シフタ10で位相差が発生せず
かつ光束9がそのまま偏光板を透過する(光束25)よ
うな偏光方向となるように光束4を旋光(偏光方向を回
転)する。一方厚さ1.2mmのCD14を再生すると
きには液晶旋光子6と液晶駆動回路7は光束9に位相シ
フタ10で位相差が発生しかつ光束9の中心部分の光束
26は偏光板11を透過し、周辺部分の光束は偏光板1
1で遮光されるような偏光方向となるように光束4を旋
光する。そして中心部分の光束26のみが対物レンズ1
2に入射する。位相シフタ10と偏光板11は後述する
ようにアクチュエータの可動部分に対物レンズ12と一
体に固定されている。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. FIG. 1 shows the configuration of an embodiment of an optical pickup which is a main part of the optical disk device of the present invention. A semiconductor laser 1, which is a laser light source, has a wavelength of about 650 nm and generates a substantially linearly polarized and divergent light beam 2. The light flux 2 is converted into a parallel light flux 4 by the collimator lens 3, passes through the beam splitter 5 and the liquid crystal optical rotator 6 as an optical rotator, and is reflected by the mirror 8.
The reflected light flux 9 has a phase shifter 10 having polarization dependence,
After passing through the polarizing plate 11, it is focused on the optical disk 13 or 14 by the objective lens 12 to form a light spot. The light beam reflected by the optical disk 13 or 14 follows the original optical path, is reflected by the reflecting surface of the beam splitter 5, passes through the detection lens 15 and the cylindrical lens 16, and enters the photodetector 17. The photodetector 17 has a plurality of light receiving regions, and detects the focus, tracking error signal, information signal, etc. by calculating the output signals of these regions. Here, the objective lens 12 is designed so that the high density optical disc 13 having a thickness of 0.6 mm can be reproduced. When reproducing the high-density optical disk 13, the liquid crystal optical rotator 6 and the liquid crystal drive circuit 7 do not cause a phase difference in the light beam 9 by the phase shifter 10 and the light beam 9 passes through the polarizing plate as it is (light beam 25). The light beam 4 is rotated (the polarization direction is rotated) so as to have such a polarization direction. On the other hand, when reproducing a CD 14 having a thickness of 1.2 mm, the liquid crystal optical rotator 6 and the liquid crystal drive circuit 7 cause a phase difference in the light beam 9 by the phase shifter 10, and the light beam 26 at the center of the light beam 9 passes through the polarizing plate 11. , The luminous flux of the peripheral part is the polarizing plate 1
The light beam 4 is rotated so that the polarization direction is blocked by 1. Then, only the light beam 26 in the central portion is the objective lens 1
2 is incident. The phase shifter 10 and the polarizing plate 11 are fixed integrally with the objective lens 12 to the movable portion of the actuator as described later.

【0009】次に液晶旋光子6の動作について説明す
る。図2と図3により液晶旋光子と偏光板との組合せに
より光を透過したり遮光したりできることを示す。液晶
旋光子6に封入されている液晶6aはツイステッドネマ
ティック(TN)液晶である。液晶6aの両側には透明
電極6b,6cが形成されている。透明電極6b,6c
には液晶駆動回路7の電圧源7aからの電圧がスイッチ
7bを介して供給される。液晶6aの配向は図2に示す
ように電界がかからない状態では90度捩じれており、
90度の旋光性を有する。このため入射光20の偏光2
1は90度旋光されて偏光22となる。一方偏光板23
の透過軸23aを偏光22の方向に一致させると光は透
過する。次に透明電極6b,6cに電圧を印加すると図
3に示すように液晶6aは電界に沿って配向するので旋
光性は消失する。このとき液晶を透過した光の偏光22
は偏光板23の透過軸23aと直交するために光は透過
しない。図4は液晶旋光子6の動作特性の一例であり、
印加する電圧と旋光角との関係を示す。動作しきい値は
およそ4Vであり、6V以上の電圧を印加すると旋光性
が消失する。
Next, the operation of the liquid crystal optical rotator 6 will be described. 2 and 3 show that light can be transmitted or shielded by a combination of a liquid crystal optical rotator and a polarizing plate. The liquid crystal 6a enclosed in the liquid crystal optical rotator 6 is a twisted nematic (TN) liquid crystal. Transparent electrodes 6b and 6c are formed on both sides of the liquid crystal 6a. Transparent electrodes 6b, 6c
Is supplied with a voltage from the voltage source 7a of the liquid crystal drive circuit 7 via the switch 7b. As shown in FIG. 2, the orientation of the liquid crystal 6a is twisted by 90 degrees when no electric field is applied,
It has an optical rotation of 90 degrees. Therefore, the polarization 2 of the incident light 20
1 is rotated by 90 degrees and becomes polarized light 22. On the other hand, the polarizing plate 23
The light is transmitted when the transmission axis 23a of is aligned with the direction of the polarized light 22. Next, when a voltage is applied to the transparent electrodes 6b and 6c, the liquid crystal 6a is oriented along the electric field as shown in FIG. 3, so that the optical rotatory power disappears. At this time, the polarization of the light transmitted through the liquid crystal 22
Does not transmit light because is orthogonal to the transmission axis 23a of the polarizing plate 23. FIG. 4 shows an example of operating characteristics of the liquid crystal optical rotator 6,
The relationship between the applied voltage and the optical rotation angle is shown. The operation threshold value is about 4V, and the optical activity disappears when a voltage of 6V or more is applied.

【0010】次に本発明に用いる偏光板11の機能を説
明する。図5は高密度光ディスク13を再生する場合の
偏光板11を透過する光束を示す。光束9の偏光方向a
は偏光板11の上面の周辺に形成された偏光膜11aの
透過軸の方向と一致している。このため光束9は全体が
偏光板11を透過して、透過した光束25が対物レンズ
12に入射する。図6はCD14を再生する場合であ
る。光束9は液晶旋光子6により図5の偏光方向aと直
交する偏光方向bとなるように旋光される。このため光
束9の周辺の光は偏光板11で遮光され、中心部分の偏
光膜11aが形成されていない部分の光束26のみが対
物レンズ12に入射する。本実施例では偏光板11は光
束9と直交するように配置したが、偏光膜の入射角依存
性、波長依存性を少なくするために光束に対して5度か
ら10度程度あるいはそれ以上傾けて配置してもよい。
Next, the function of the polarizing plate 11 used in the present invention will be described. FIG. 5 shows the luminous flux that passes through the polarizing plate 11 when reproducing the high density optical disc 13. Polarization direction a of light beam 9
Corresponds to the direction of the transmission axis of the polarizing film 11a formed around the upper surface of the polarizing plate 11. Therefore, the entire light flux 9 passes through the polarizing plate 11, and the transmitted light flux 25 enters the objective lens 12. FIG. 6 shows the case of reproducing the CD 14. The light flux 9 is rotated by the liquid crystal optical rotator 6 so as to have a polarization direction b orthogonal to the polarization direction a in FIG. Therefore, the light around the light beam 9 is blocked by the polarizing plate 11, and only the light beam 26 in the central portion where the polarizing film 11a is not formed is incident on the objective lens 12. In this embodiment, the polarizing plate 11 is arranged so as to be orthogonal to the light beam 9, but in order to reduce the incident angle dependency and the wavelength dependency of the polarizing film, it is inclined by 5 to 10 degrees or more with respect to the light beam. You may arrange.

【0011】図7は旋光手段の第2の実施例である1/
2波長板の動作を説明するための図であり、図1の液晶
旋光子6に変えて用いる。1/2波長板の光学軸と入射
光32の偏光方向を一致させると出射光33は旋光され
ずにそのまま透過する。ここで1/2波長板を矢印31
に示すように光軸周りに45度回転すると出射光34の
偏光方向は90度回転し、これにより液晶旋光子6と同
じ動作を行うことができる。
FIG. 7 shows a second embodiment of the optical rotation means 1 /
It is a figure for demonstrating operation | movement of a two-wave plate, It uses instead of the liquid crystal optical rotator 6 of FIG. When the optical axis of the half-wave plate and the polarization direction of the incident light 32 are made to coincide with each other, the outgoing light 33 is transmitted without being rotated. Here, the half-wave plate is indicated by the arrow 31
As shown in (4), when the light is rotated 45 degrees around the optical axis, the polarization direction of the emitted light 34 is rotated 90 degrees, whereby the same operation as the liquid crystal optical rotator 6 can be performed.

【0012】次に位相シフタの原理及び動作について説
明する。図8にCD14を再生するときに発生する球面
収差を位相シフタで発生する位相差で低減する様子を示
す。CD14上の光スポットの最良像点における3次球
面収差の波面W(ρ)は
Next, the principle and operation of the phase shifter will be described. FIG. 8 shows how spherical aberration generated when reproducing the CD 14 is reduced by the phase difference generated by the phase shifter. The wavefront W (ρ) of the third-order spherical aberration at the best image point of the light spot on the CD 14 is

【0013】[0013]

【数1】 [Equation 1]

【0014】で表され、波面の断面を図8の(1)に示
す。ρが±1の位置が光束26の外径に相当する。(数
1)より
The cross section of the wavefront is represented by (1) in FIG. The position where ρ is ± 1 corresponds to the outer diameter of the light beam 26. From (Equation 1)

【0015】[0015]

【数2】 (Equation 2)

【0016】従って波面収差の最大値を半減するには図
8の(2)に示すような輪帯状の位相差を与えればよ
い。球面収差と位相差との合成された波面収差を図8の
(3)に示す。(数1)より
Therefore, in order to reduce the maximum value of the wavefront aberration by half, an annular phase difference as shown in (2) of FIG. 8 may be given. The wavefront aberration obtained by combining the spherical aberration and the phase difference is shown in (3) of FIG. From (Equation 1)

【0017】[0017]

【数3】 (Equation 3)

【0018】位相シフタ10の発生する位相差をδとす
ると
Let δ be the phase difference generated by the phase shifter 10.

【0019】[0019]

【数4】 (Equation 4)

【0020】位相シフタの実施例を図9、図10に示
す。図9はガラスの基板40上に円環状の誘電体膜41
を形成したものである。誘電体膜41の厚さをdとし、
上記の位相差δを発生させるためには
An embodiment of the phase shifter is shown in FIGS. FIG. 9 shows an annular dielectric film 41 on a glass substrate 40.
Is formed. Let the thickness of the dielectric film 41 be d,
In order to generate the above phase difference δ,

【0021】[0021]

【数5】 (Equation 5)

【0022】なお図8の(3)よりρoより外側の収差
は収差全体に占める割合が非常に小さいために図10に
示すように中心部のみ誘電体膜41がない構成でもよ
い。図9、図10に示す位相シフタは偏光依存性が無い
ために高密度の光ディスク13を再生するときには光路
中からはずす必要があり、前記従来例のような機構が必
要である。
Since aberrations outside ρo in (3) of FIG. 8 occupy a very small proportion in the whole aberration, the dielectric film 41 may be omitted only in the central portion as shown in FIG. Since the phase shifters shown in FIGS. 9 and 10 have no polarization dependence, it is necessary to remove them from the optical path when reproducing the high density optical disk 13, and the mechanism as in the conventional example is required.

【0023】図11は位相シフタの他の実施例である。
この位相シフタは偏光依存性を有しており、ある偏光の
光が入射するとその透過光に位相差を与え、これと直交
する偏光の光が入射するとその透過光に位相差を与えな
いものである。基板50の材質はニオブ酸リチウムであ
り、図10の誘電体膜41に相当する部分がプロトン交
換されている。誘電体膜52は位相差の補正用である。
誘電体膜52の厚さTdとプロトン交換領域51の深さ
Tpは以下のように求まる。
FIG. 11 shows another embodiment of the phase shifter.
This phase shifter has a polarization dependence, and when light of a certain polarization enters it, it imparts a phase difference to the transmitted light, and when light of polarization orthogonal to it enters, it does not impart a phase difference to the transmitted light. is there. The material of the substrate 50 is lithium niobate, and the portion corresponding to the dielectric film 41 in FIG. 10 has undergone proton exchange. The dielectric film 52 is for correcting the phase difference.
The thickness Td of the dielectric film 52 and the depth Tp of the proton exchange region 51 are obtained as follows.

【0024】[0024]

【数6】 (Equation 6)

【0025】ここで高密度の光ディスク13を再生する
ときには光束9の偏光方向が位相シフタ10にとって常
光となり、CD14を再生するときには異常光となるよ
うに液晶旋光子6を制御すると、常光の位相変化量は
0、異常光の位相変化量は0.103λであるから
Here, when the liquid crystal optical rotator 6 is controlled so that the polarization direction of the light beam 9 becomes the ordinary light for the phase shifter 10 when reproducing the high density optical disk 13 and becomes the abnormal light when reproducing the CD 14, the phase change of the ordinary light is changed. Since the amount is 0 and the phase change amount of extraordinary light is 0.103λ

【0026】[0026]

【数7】 (Equation 7)

【0027】となる。## EQU1 ##

【0028】図12は対物レンズを光軸及び光軸と直交
する2方向に駆動するためのアクチュエータの構成を示
す部分断面図である。対物レンズ12と偏光板11、偏
光依存性を有する位相シフタ10はアクチュエータの可
動部60に一体で取り付けられている。可動部60下部
の穴部61の大きさは、穴部61の大きさの光束が対物
レンズ12に入射したときに対物レンズの開口数(N
A)が0.6となるようにすればよい。
FIG. 12 is a partial sectional view showing the structure of an actuator for driving the objective lens in the optical axis and in two directions orthogonal to the optical axis. The objective lens 12, the polarizing plate 11, and the phase shifter 10 having polarization dependency are integrally attached to the movable portion 60 of the actuator. The size of the hole 61 at the bottom of the movable part 60 is such that when a light beam having the size of the hole 61 enters the objective lens 12, the numerical aperture of the objective lens (N
It suffices that A) be 0.6.

【0029】図13は図1に示した光ピックアップを用
いた光ディスク装置のブロック図である。光ディスク1
3または14はモータ60に係合しており、制御信号7
9によりモータ駆動回路77はモータ制御信号78を発
生してモータ60の回転を制御する。制御信号80によ
りレーザ駆動回路75はレーザ駆動電流76を出力し光
ピックアップ61内の半導体レーザを点灯する。光ピッ
クアップ61内の光検出器からの信号62はプリアンプ
63に入力され、サーボ誤差信号64、光ディスクに記
録された信号に対応したRF信号67を出力する。サー
ボ回路65はサーボ誤差信号64、制御信号71にもと
づいてアクチュエータ駆動信号66を出力し、対物レン
ズを取り付けたアクチュエータを制御する。RF信号6
7は復調回路68に入力されデータ信号70が出力され
る。一方データ信号69にもとづきシステムコントロー
ラ81は光ディスクの種類を判別し、制御信号72によ
り液晶駆動回路7を制御する。液晶駆動回路7からは液
晶駆動信号74が出力され光ピックアップ61内の液晶
旋光子を制御する。
FIG. 13 is a block diagram of an optical disk device using the optical pickup shown in FIG. Optical disk 1
3 or 14 is engaged with the motor 60, and the control signal 7
9, the motor drive circuit 77 generates a motor control signal 78 to control the rotation of the motor 60. The laser drive circuit 75 outputs a laser drive current 76 according to the control signal 80 to turn on the semiconductor laser in the optical pickup 61. A signal 62 from a photodetector in the optical pickup 61 is input to a preamplifier 63, and a servo error signal 64 and an RF signal 67 corresponding to the signal recorded on the optical disc are output. The servo circuit 65 outputs an actuator drive signal 66 based on the servo error signal 64 and the control signal 71 to control the actuator to which the objective lens is attached. RF signal 6
7 is input to the demodulation circuit 68 and the data signal 70 is output. On the other hand, the system controller 81 discriminates the type of the optical disc based on the data signal 69, and controls the liquid crystal drive circuit 7 by the control signal 72. A liquid crystal drive signal 74 is output from the liquid crystal drive circuit 7 to control the liquid crystal optical rotator in the optical pickup 61.

【0030】[0030]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の光ディス
ク装置は、特別な機構を必要とせず、電気的な制御によ
り基板厚さの異なる2種類の光ディスクに対応すること
ができ、装置の小型、低コスト化が可能になる。
As described above, the optical disc device of the present invention does not require a special mechanism and can be adapted to two types of optical discs having different substrate thicknesses by electrical control, thus making the device compact. Therefore, the cost can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の光ディスク装置の主要部である光ピッ
クアップの構成図。
FIG. 1 is a configuration diagram of an optical pickup which is a main part of an optical disc device of the present invention.

【図2】旋光子の第1の実施例である液晶旋光子の構成
図。
FIG. 2 is a configuration diagram of a liquid crystal optical rotator that is a first embodiment of the optical rotator.

【図3】旋光子の第1の実施例である液晶旋光子の構成
図。
FIG. 3 is a configuration diagram of a liquid crystal optical rotator that is a first embodiment of the optical rotator.

【図4】液晶旋光子の動作特性図。FIG. 4 is an operational characteristic diagram of a liquid crystal optical rotator.

【図5】偏光板の実施例の構成図。FIG. 5 is a configuration diagram of an example of a polarizing plate.

【図6】偏光板の実施例の構成図。FIG. 6 is a configuration diagram of an example of a polarizing plate.

【図7】旋光子の第2の実施例である1/2波長板の構
成図。
FIG. 7 is a configuration diagram of a half-wave plate that is a second embodiment of the optical rotator.

【図8】位相シフタによる球面収差低減の説明図。FIG. 8 is an explanatory diagram of reduction of spherical aberration by a phase shifter.

【図9】位相シフタの第1の実施例。FIG. 9 is a first embodiment of the phase shifter.

【図10】位相シフタの第2の実施例。FIG. 10 shows a second embodiment of the phase shifter.

【図11】偏光依存性を有する位相シフタの実施例。FIG. 11 is an example of a phase shifter having polarization dependency.

【図12】アクチュエータの主要部の構成図。FIG. 12 is a configuration diagram of a main part of an actuator.

【図13】本発明の光ディスク装置のブロック図。FIG. 13 is a block diagram of an optical disk device of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…半導体レーザ、 6…液晶旋光子、 7…液晶駆動回路、 10…位相シフタ、 11…偏光フィルタ、 12…対物レンズ、 13,14…光ディスク、 30…1/2波長板、 61…光ピックアップ。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Semiconductor laser, 6 ... Liquid crystal optical rotator, 7 ... Liquid crystal drive circuit, 10 ... Phase shifter, 11 ... Polarization filter, 12 ... Objective lens, 13, 14 ... Optical disk, 30 ... 1/2 wavelength plate, 61 ... Optical pickup .

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 島野 健 東京都国分寺市東恋ケ窪1丁目280番地株 式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 有本 昭 東京都国分寺市東恋ケ窪1丁目280番地株 式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 大西 邦一 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式 会社日立製作所マルチメディアシステム開 発本部内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Ken Shimano, Ken-ji, Kokubunji, Tokyo 1-280 Higashi-Kengokubo, Ltd. Central Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (72) Inventor, Akira Arimoto 1-280, Higashi-Kengokubo, Kokubunji-shi, Tokyo Central Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (72) Inventor, Kuniichi Onishi, 292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Stock Company, Hitachi, Ltd. Multimedia System Development Headquarters

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】光源と光源の出射するレーザ光を光ディス
ク上に集光する対物レンズと光ディスクからの反射光を
検出する検出手段とを備え、異なる基板厚さの光ディス
クを再生可能な光ディスク装置であって、光源と対物レ
ンズとの光路中に配置され上記レーザ光の一部を遮光す
る遮光手段と、上記レーザ光の一部に位相差を与える位
相シフタとを備えたことを特徴とする光ディスク装置。
1. An optical disc device comprising a light source, an objective lens for condensing laser light emitted from the light source onto the optical disc, and a detection means for detecting reflected light from the optical disc, and capable of reproducing optical discs having different substrate thicknesses. An optical disk comprising: a light-shielding unit arranged in the optical path between the light source and the objective lens for shielding a part of the laser light; and a phase shifter for imparting a phase difference to a part of the laser light. apparatus.
【請求項2】請求項1に記載する光ディスク装置であっ
て、光源と対物レンズとの光路中にレーザ光の偏光方向
を回転する旋光手段を備えたことを特徴とする光ディス
ク装置。
2. The optical disk device according to claim 1, further comprising optical rotation means for rotating the polarization direction of the laser light in the optical path between the light source and the objective lens.
【請求項3】請求項2に記載する光ディスク装置であっ
て、旋光手段が液晶旋光子であることを特徴とする光デ
ィスク装置。
3. The optical disk device according to claim 2, wherein the optical rotation means is a liquid crystal optical rotator.
【請求項4】請求項2または3に記載する光ディスク装
置であって、遮光手段が偏光板であることを特徴とする
光ディスク装置。
4. The optical disk device according to claim 2 or 3, wherein the light shielding means is a polarizing plate.
【請求項5】請求項2または3または4に記載する光デ
ィスク装置であって、位相シフタが偏光依存性を有し、
第1の偏光方向のレーザ光に対しては位相差を発生せず
これと直交する第2の偏光方向のレーザ光に対しては位
相差を発生することを特徴とする光ディスク装置。
5. The optical disk device according to claim 2, 3 or 4, wherein the phase shifter has polarization dependence.
An optical disk device, wherein a phase difference is not generated for laser light of a first polarization direction and a phase difference is generated for laser light of a second polarization direction orthogonal to the laser light of the first polarization direction.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998048416A1 (en) * 1997-04-24 1998-10-29 Sanyo Electric Co., Ltd. Optical pickup
JP2002040253A (en) * 2000-07-28 2002-02-06 Asahi Glass Co Ltd Optical rotation element and optical head device
JP2006012391A (en) * 2004-05-28 2006-01-12 Ricoh Co Ltd Optical pickup and optical information processing apparatus using the same
JP2007157235A (en) * 2005-12-05 2007-06-21 Asahi Glass Co Ltd Phase correction element and optical head

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998048416A1 (en) * 1997-04-24 1998-10-29 Sanyo Electric Co., Ltd. Optical pickup
US6160783A (en) * 1997-04-24 2000-12-12 Sanyo Electric Co., Ltd. Optical pick-up device
JP2002040253A (en) * 2000-07-28 2002-02-06 Asahi Glass Co Ltd Optical rotation element and optical head device
JP4626026B2 (en) * 2000-07-28 2011-02-02 旭硝子株式会社 Optical head device
JP2006012391A (en) * 2004-05-28 2006-01-12 Ricoh Co Ltd Optical pickup and optical information processing apparatus using the same
JP2007157235A (en) * 2005-12-05 2007-06-21 Asahi Glass Co Ltd Phase correction element and optical head

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