JPH11232686A

JPH11232686A - 光学ヘッド並びに信号の書き込み又は読み出し方法

Info

Publication number: JPH11232686A
Application number: JP10036287A
Authority: JP
Inventors: Satoru Hineno; 哲日根野
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1998-02-18
Filing date: 1998-02-18
Publication date: 1999-08-27

Abstract

(57)【要約】【課題】レーザ光のスポットが光ディスクの信号記録
層の凹部と凸部とに跨って照射されることに起因する収
差を補正して、再生信号のジッターの劣化を抑えるよう
にした光学ヘッド並びに信号の記録及び／又は再生方法
を提供する。【解決手段】光ディスク２に向けて出射されたレーザ
光の光路上に、このレーザ光の一部と他の部分とに位相
差を生じさせる収差補正板８を配設する。そして、この
収差補正板８を透過したレーザ光を光ディスク２の信号
記録層２３に照射させることにより、レーザ光が光ディ
スク２のグルーブとランドとに跨って照射される際に生
じる収差を補正するようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスクに対し
て信号の書き込み及び／又は読み出しを行う光学ヘッド
並びに信号の書き込み及び／又は読み出し方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、映像情報、音声情報又はコン
ピュータ用プログラム等のデータを保存する手段とし
て、記録媒体である光ディスクを回転させながら、光学
ヘッドより出射され、集光されたレーザ光をこの光ディ
スクの信号記録層に照射させて、情報信号の記録及び／
又は再生を行う光ディスクシステムが広く用いられてい
る。

【０００３】この光ディスクシステムに適用される光デ
ィスクは、ディスク基板上に信号記録層が形成されてな
る。そして、この種の光ディスクは、一般に、ディスク
基板の信号記録層が形成される面に、レーザ光のスポッ
トを常に記録トラックに追従させるための案内溝が形成
されている。そして、ディスク基板上に形成された信号
記録層は、このディスク基板表面の形状が反映されて、
断面が凹凸形状とされている。

【０００４】光ディスクシステムは、これら凹凸形状の
凹部と凸部とに跨って照射されるレーザ光の戻り光を検
出して、レーザ光のスポットの光ディスク径方向のずれ
を修正するようになされている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このように
凹凸形状とされた信号記録層を有する光ディスクに対し
て、例えば、情報信号の読み出しを行う際は、レーザ光
は、信号記録層の凹部と凸部とに跨って照射される。

【０００６】この光ディスクの信号記録層に照射された
レーザ光には、このレーザ光が凹部と凸部とに跨って照
射されることに起因して、いわゆる非点収差に相当する
収差が生じる。

【０００７】そして、この収差が大きいと、再生信号に
生じるジッターが劣化し、適切な再生信号を得るための
レーザ光の焦点ずれ量の公差が小さくなる。

【０００８】光学ヘッドは、このように適切な再生信号
を得るためのレーザ光の焦点ずれ量の公差が小さくなる
と、精度上の要求が厳しくなって、製造が困難となる。

【０００９】そこで、本発明は、レーザ光が光ディスク
の信号記録層の凹部と凸部とに跨って照射されることに
起因する収差を補正して、再生信号のジッターの劣化を
抑えるようにした光学ヘッド並びに信号の記録及び／又
は再生方法を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明に係る光学ヘッド
は、光ディスクに向けて出射された光の一部と他の部分
とに位相差を生じさせて、この光が光ディスクの信号記
録層に設けられた凹凸の凹部と凸部とに跨って照射され
ることにより生じる収差を補正するための収差補正手段
を、この光の光路上に配設するようにしている。光ディ
スクに向けて出射された光は、光ディスクの信号記録層
に設けられた凹凸の凹部と凸部とに跨って照射されるこ
とにより、いわゆる非点収差に相当する収差が発生す
る。

【００１１】本発明に係る光学ヘッドは、この光ディス
クに向けて出射された光を収差補正手段を透過させるこ
とにより、この光の一部と他の部分とに位相差を生じさ
せるようにしている。

【００１２】光ディスクに向けて出射された光は、この
収差補正手段により生じる位相差により、信号記録層に
設けられた凹凸の凹部と凸部とに跨って照射される際に
生じる収差が打ち消される。

【００１３】また、本発明に係る信号の書き込み又は読
み出し方法は、光ディスクに向けて出射された光の一部
と他の部分とに位相差を生じさせてこの光が光ディスク
の信号記録層に設けられた凹凸の凹部と凸部とに跨って
照射されることにより生じる収差を補正するようにして
いる。

【００１４】光ディスクに向けて出射された光は、光デ
ィスクの信号記録層に設けられた凹凸の凹部と凸部とに
跨って照射されることにより、いわゆる非点収差に相当
する収差が発生するが、この光ディスクに向けて出射さ
れた光の一部と他の部分とに位相差を生じさせることに
より、上記収差が打ち消される。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。

【００１６】図１に本発明を適用した光学ヘッドの一構
成例を示す。この光学ヘッド１は、書換可能な光ディス
クであるＤＶＤ−ＲＷ（商標）に対応した構成とされて
おり、記録再生装置内に配設されて、この記録再生装置
に装填された光ディスク２に対して情報信号の書き込み
及び読み出しを行う。

【００１７】また、この光学ヘッド１は、フォーカスエ
ラー信号を、いわゆる非点収差法を用いて検出し、トラ
ッキングエラー信号を、いわゆるＤＰＰ（Differential
Push-pull）法を用いて検出するように構成されてい
る。

【００１８】この光学ヘッド１は、光ディスク２に向け
て記録再生用のレーザ光を出射する半導体レーザ３と、
光ディスク２に対向配置され、半導体レーザ３から出射
されたレーザ光を集束して光ディスク２の信号記録層上
に照射させる対物レンズ４とを備えている。

【００１９】また、半導体レーザ３と対物レンズ４との
間には、半導体レーザ３から出射されたレーザ光を平行
光とするコリメータレンズ５と、コリメータレンズ５を
透過した記録再生用のレーザ光を整形するアナモルフィ
ックプリズム６と、アナモルフィックプリズム６を透過
した記録再生用のレーザ光を主ビームと複数の副ビーム
とに分離するグレーティング７と、グレーティング７を
透過した記録再生用のレーザ光に所定量の収差を生じさ
せる収差補正板８と、収差補正板８を透過した記録再生
用のレーザ光を透過するとともに、光ディスク２の信号
記録層にて反射された記録再生用のレーザ光（戻り光）
を反射する偏光ビームスプリッタ９と、偏光ビームスプ
リッタ９を透過した記録再生用のレーザ光を円偏光にす
る１／４波長板１０とがそれぞれ設けられている。

【００２０】さらに、偏光ビームスプリッタ９により反
射された戻り光の光路上には、偏光ビームスプリッタ９
により反射された戻り光を集束する集光レンズ１１と、
集光レンズ１１を透過した戻り光を反射して光路を曲折
する折り曲げミラー１２と、折り曲げミラー１２により
反射された戻り光にフォーカスサーボ用の非点収差を生
じさせるマルチレンズ１３と、マルチレンズ１３を透過
した戻り光を受光するフォトディテクタ１４とがそれぞ
れ設けられている。

【００２１】なお、以上の構成は、本発明を適用した光
学ヘッドの一例であり、本発明に係る光学ヘッドは、こ
の例に限定されるものではなく、対応する光ディスクの
フォーマットや、フォーカスエラー信号及びトラッキン
グエラー信号の検出方法等に応じて、適宜光学素子の追
加、削除、変更等を行うようにしてもよいことは勿論で
ある。

【００２２】以上のように構成される光学ヘッド１によ
り情報信号の書き込み及び読み出しが行われる光ディス
ク２は、書換可能な光ディスクであるＤＶＤ−ＲＷ（商
標）であり、図２に示すように、光学的に透明なディス
ク基板２１，２２上に信号記録層２３，２４が形成され
てなる一対のディスク２５，２６が、それぞれの信号記
録層２３，２４を突き合わせるようにして貼り合わされ
てなる。

【００２３】信号記録層２３，２４は、例えばＴｅ−Ｇ
ｅ−Ｏ_x系材料等のように、加熱により結晶状態とアモ
ルファス状態との間で可逆的に相変化を繰り返す相変化
型光メモリ材料からなる記録膜上に反射膜が形成され、
さらにこれらの膜が光学的に透明な保護膜により挟み込
まれてなる。

【００２４】そして、光ディスク２は、表面及び裏面の
両主面側からディスク基板２１，２２を介して信号記録
層２３，２４にレーザ光が照射され、信号記録層２３，
２４の記録膜にアモルファス状態とされた記録マークが
形成されることにより信号が書き込まれ、または信号記
録層２３，２４にて反射されたレーザ光（戻り光）が検
出されることにより、信号記録層２３，２４に書き込ま
れた信号が読み出される。

【００２５】この光ディスク２のディスク基板２１に
は、図３に示すように、レーザ光のスポットを常に記録
トラックに追従させるための案内溝が、記録トラックに
沿って形成されている。そして、信号記録層２３は、こ
の案内溝が形成されたディスク基板２１上に、記録膜等
が成膜されることにより形成されているため、断面が凹
凸形状とされている。

【００２６】この信号記録層２３の凹凸形状の凹部（以
下、グルーブ２７という。）は、幅Ｗ１が例えば約０．
５μｍとされており、深さＤが例えば使用するレーザ光
の波長の約１／８とされている。また、信号記録層２３
の凹凸形状の凸部（以下、ランド２８という。）は、幅
Ｗ２が例えば約０．３μｍとされている。

【００２７】なお、図３においては、一対のディスク２
５，２６のうち、一方のディスク２５の要部のみを図示
しているが、他方のディスク２６も同様の構成とされて
いる。

【００２８】光学ヘッド１は、例えば、この光ディスク
２に記録された信号を読み出す際は、図４に示すよう
に、信号記録層２３のグルーブ２７とランド２８とに跨
って、レーザ光Ｌを照射させる。この図４中、信号記録
層２３に照射されるレーザ光Ｌの外縁を破線で示してい
る。

【００２９】すなわち、例えば再生時においては、光デ
ィスク２には、信号記録層２３，２４のグルーブ２７と
ランド２８とに跨って、光学ヘッド１からのレーザ光Ｌ
が照射される。

【００３０】なお、図４においては、一対のディスク２
５，２６のうち、一方のディスク２５の信号記録層２３
にレーザ光Ｌが照射された状態を示しているが、他方の
ディスク２６の信号記録層２４にレーザ光が照射される
場合も同様である。

【００３１】光ディスク２の信号記録層２３に照射され
るレーザ光Ｌには、このレーザ光Ｌがグルーブ２７とラ
ンド２８とに跨って照射されることに起因して、いわゆ
る非点収差に相当する収差が生じる。そして、この収差
が大きいと、再生信号に生じるジッターが劣化し、適切
な再生信号を得るためのレーザ光の焦点ずれ量の公差が
小さくなる。

【００３２】そこで、光学ヘッド１は、レーザ光の光路
上に収差補正板８を配して、このような収差を補正する
ようにしている。

【００３３】収差補正板８は、レーザ光が光ディスク２
の信号記録層に形成されたグルーブ２７とランド２８と
に跨って照射されることにより生じる収差を補正するた
めのものであり、透過したレーザ光に対して、このレー
ザ光が光ディスク２の信号記録層２３，２４のグルーブ
２７とランド２８とに跨って照射されることにより生じ
る収差を打ち消すような位相差を与えるように構成され
ている。

【００３４】詳述すると、収差補正板８は、例えば図５
に示すように、板ガラス等の光学的に透明な物質が略矩
形の板状に成形されてなる基台３０の一主面３０ａの略
中央部に、上面３１ａが略長方形とされた凸部３１が形
成されてなる。なお、図５において、破線は、収差補正
板８に入射したレーザ光のスポットの外縁を示してい
る。

【００３５】この凸部３１は、例えばＳｉＯ₂等の光学
的に透明な物質が、基台３０の一主面３０ａ上に蒸着さ
れることにより形成される。

【００３６】また、この凸部３１は、例えば基台３０の
一主面３０ａ上にエッチング加工を施すことにより形成
されるようにしてもよい。

【００３７】凸部３１の上面３１ａの長辺方向の長さＬ
１は、収差補正板８を透過するレーザ光の、基台３０の
一主面３０ａ上におけるビーム直径よりも大とされてい
る。また、この凸部３１の上面３１ａの短辺方向の長さ
Ｌ２は、収差補正板８を透過するレーザ光の、基台３０
の一主面３０ａ上におけるビーム半径の１．０倍〜１．
２倍の範囲内とされている。

【００３８】以上のように構成される収差補正板８は、
凸部３１が形成された一主面３０ａを入射側或いは出射
側として、半導体レーザ３から出射されるレーザ光の光
路上に配設される。ここで、収差補正板８は、凸部３１
の上面３１ａの長辺方向が、図５中矢印Ａで示す光ディ
スク２の径方向（ラジアル方向）に一致し、図５中矢印
Ｂで示す光ディスク２の径方向と直交する方向（タンジ
ェンシャル方向）、すなわち光ディスク２の記録トラッ
クに沿った方向と直交するように配設される。

【００３９】なお、先に図１に示した光学ヘッド１にお
いては、この収差補正板８をグレーティング７と偏光ビ
ームスプリッタ９との間に配設するようにしているが、
収差補正板８が配設される位置はこの例に限定されるも
のではなく、半導体レーザ３から出射されるレーザ光の
光路上であれば、いずれの位置に配設されてもよい。例
えば、収差補正板８を光ディスク２にて反射されたレー
ザ光（戻り光）の光路上に配設するようにしても構わな
い。

【００４０】半導体レーザ３から出射されたレーザ光
は、以上のように構成される収差補正板８を透過するこ
とにより、基台３０の一主面３０ａ上におけるスポット
の中心を通ってこのスポットの一端部から他端部に至る
帯状の領域ａの位相がその他の領域ｂの位相と異なるこ
とになる。

【００４１】すなわち、収差補正板８を透過したレーザ
光は、基台３０及び凸部３１を透過する部分と、基台３
０のみを透過する部分とに位相差が生じる。そして、例
えば収差補正板８をレーザ光の光路上の光ディスク２よ
りも手前に配設したときは、収差補正板８を透過するこ
とにより位相差が生じたレーザ光が、グルーブ２７とラ
ンド２８とに跨って光ディスク２の信号記録層２３，２
４に照射される。

【００４２】光ディスク２の信号記録層２３，２４に照
射されたレーザ光には、グルーブ２７とランド２８とに
跨って照射されることにより、いわゆる非点収差に相当
する収差が生じるが、この収差は、レーザ光が収差補正
板８を透過することにより生じた位相差により打ち消さ
れる。

【００４３】また、収差補正板８を光ディスク２にて反
射された戻り光の光路上に配設したときは、グルーブ２
７とランド２８とに跨って信号記録層２３，２４に照射
され、収差が生じたレーザ光が、収差補正板８を透過す
ることになる。そして、このレーザ光は、収差補正板８
を透過することによって位相差が生じ、この位相差によ
り収差が打ち消される。

【００４４】ここで、収差補正板８を透過するレーザ光
に生じる位相差の量△は、凸部３１の屈折率をＮとし、
凸部３１の厚みをｄとし、レーザ光の波長をλとする
と、以下の式（１）で表される。

【００４５】 △＝｛（Ｎ−１）／λ｝×ｄ・・・・（１）収差補正板８は、例えば凸部３１となる材料を適切に選
択し、或いは凸部３１の厚みを適切に調整して、凸部３
１が形成された部分を透過するレーザ光とその他の部分
を透過するレーザ光とに、０．０５λ〜０．１５λの位
相差を生じさせるように構成されることが望ましい。こ
のように、凸部３１が形成された部分を透過するレーザ
光とその他の部分を透過するレーザ光とに０．０５λ〜
０．１５λの位相差が生じるようにすれば、このレーザ
光が光ディスク２の信号記録層２３，２４のグルーブ２
７とランド２８とに跨って照射される際に生じる収差が
適切に補正される。

【００４６】なお、ここで説明する収差補正板８の形状
は、上述したＤＶＤ−ＲＷに対応した光学ヘッド１に用
いられる収差補正手段として最適な形状を示したもので
あり、本発明に係る光学ヘッドにおいて、収差補正手段
の形状は上述した例に限定されるものではなく、対応す
る光ディスクに応じて、収差を補正するために最適な形
状とされればよい。

【００４７】また、収差補正板８は、例えば図６に示す
ように、例えば板ガラス等の略矩形の板状の基台３２の
一主面３２ａ上に、底面３３ａが略長方形とされた凹部
３３が形成されてなるようにしてもよい。

【００４８】この凹部３３は、例えばＳｉＯ₂等の光学
的に透明な物質３４が、基台３２の一主面３２ａ上に蒸
着されることにより形成される。

【００４９】また、この凹部３３は、例えば基台３２の
一主面３２ａ上にエッチング加工を施すことにより形成
されるようにしてもよい。

【００５０】この収差補正板８は、凹部３３の底面３３
ａの長辺方向の長さＬ３が、収差補正板８を透過するレ
ーザ光の、基台３２の一主面３２ａ上におけるビーム直
径よりも大とされている。また、この凹部３３の底面３
３ａの短辺方向の長さＬ４は、収差補正板８を透過する
レーザ光の、基台３２の一主面３２ａ上におけるビーム
半径の１．０倍〜１．２倍の範囲内とされている。

【００５１】そして、この収差補正板８は、凹部３３の
底面３３ａの長辺方向が、図６中矢印Ｂで示すタンジェ
ンシャル方向、すなわち光ディスク２の記録トラックに
沿った方向に一致し、図６中矢印Ａで示すラジアル方向
と直交するように、レーザ光の光路上に配設される。

【００５２】収差補正板８を以上のように構成した場合
も、例えば基台３２上に蒸着する材料を適切に選択し、
或いは凹部３３の深さを適切に調整して、凹部３３を透
過するレーザ光とその他の部分を透過するレーザ光と
に、０．０５λ〜０．１５λの位相差を生じさせるよう
に構成されることが望ましい。このように、収差補正板
８の凹部３３を透過するレーザ光とその他の部分を透過
するレーザ光とに０．０５λ〜０．１５λの位相差が生
じるようにすれば、このレーザ光が光ディスク２の信号
記録層２３，２４のグルーブ２７とランド２８とに跨っ
て照射される際に生じる収差が適切に補正される。

【００５３】ここで、レーザ光の光路上に収差補正板８
を配設した光学ヘッド１により、光ディスク２に情報信
号の書き込み及び読み出しを行う動作について説明す
る。

【００５４】光学ヘッド１を用いて光ディスク２に情報
信号の書き込みを行う際は、まず、半導体レーザ３が図
示しない制御部の制御に基づいて、記録信号に対応して
光強度を変調しながら例えばＰ偏光のレーザ光を出射す
る。

【００５５】半導体レーザ３から出射されたレーザ光
は、コリメータレンズ５を透過することにより平行光と
され、アナモルフィックプリズム６を透過することによ
りビーム形状が所定の形状に整形される。

【００５６】アナモルフィックプリズム６を透過したレ
ーザ光は、グレーティング７を透過することにより主ビ
ームと複数の副ビームとに分離されて収差補正板８に入
射する。ここでレーザ光を主ビームと複数の副ビームと
に分離するのは、ＤＰＰ法によりトラッキングエラー信
号を得るためである。

【００５７】収差補正板８に入射したレーザ光は、収差
補正板８により、このレーザ光が光ディスク２の信号記
録層に照射される際に生じる収差を打ち消すような位相
差が与えられる。

【００５８】そして、収差補正板８を透過したレーザ光
は、偏光ビームスプリッタ９に入射する。偏光ビームス
プリッタ９は、Ｐ偏光の光を透過して、Ｓ偏光の光を反
射するように構成されている。したがって、収差補正板
８を透過したレーザ光はこの偏光ビームスプリッタ９を
透過して、１／４波長板１０に入射する。

【００５９】１／４波長板１０に入射したレーザ光は、
この１／４波長板１０により円偏光とされて対物レンズ
４に入射する。対物レンズ４に入射したレーザ光は、こ
の対物レンズ４により集束されて、光ディスク２の信号
記録層上に照射される。

【００６０】光学ヘッド１は、以上のようにレーザ光を
光ディスク２の信号記録層上に照射させることにより、
例えば信号記録層の結晶状態とされた記録膜にアモルフ
ァス状態とされた記録マークを形成することで、光ディ
スク２に情報信号を記録する。

【００６１】光ディスク２の信号記録層にて反射された
戻り光は、対物レンズ４を透過して１／４波長板１０に
入射し、１／４波長板１０によりＳ偏光とされる。

【００６２】Ｓ偏光とされた戻り光は、偏光ビームスプ
リッタ９により反射され、集光レンズ１１により集束さ
れ、折り返しミラー１２で反射されて、マルチレンズ１
３に入射する。

【００６３】マルチレンズ１３に入射した戻り光は、こ
のマルチレンズ１３により所定の非点収差が与えられ
て、フォトディテクタ１４により受光される。

【００６４】フォトディテクタ１４により受光された戻
り光は、フォトディテクタ１４により電気信号に変換さ
れて、図示しない信号処理回路に供給される。信号処理
回路は、フォトディテクタ１４から供給された電気信号
に基づいて、フォーカスエラー信号やトラッキングエラ
ー信号等の制御信号を生成する。

【００６５】また、光学ヘッド１は、光ディスク２に記
録された情報信号を読み出す際は、まず、半導体レーザ
３が一定の強度のレーザ光を出射する。

【００６６】半導体レーザ３から出射されたレーザ光
は、記録時と同様に、コリメータレンズ５、アナモルフ
ィックプリズム６、グレーティング７をそれぞれ透過し
て収差補正板８に入射する。

【００６７】収差補正板８に入射したレーザ光は、収差
補正板８により、このレーザ光が光ディスク２の信号記
録層に照射される際に生じる収差を打ち消すような位相
差が与えられる。

【００６８】収差補正板８を透過したレーザ光は、偏光
ビームスプリッタ９、１／４波長板１０をそれぞれ透過
し、対物レンズ４により集束されて、グルーブ２７とラ
ンド２８とに跨って光ディスク２の信号記録層上に照射
される。

【００６９】光ディスク２には、いわゆる相変化記録方
式により、所定の情報信号が記録されている。すなわ
ち、光ディスク２の記録膜は、レーザ光が照射された箇
所にアモルファス状態とされた記録マークが形成されて
おり、この記録マークは結晶状態である記録膜と反射率
が異なる。したがって、光ディスク２の信号記録層に照
射されたレーザ光の戻り光を検出することにより、光デ
ィスク２に記録された情報信号が読み出される。

【００７０】光ディスク２の信号記録層にて反射された
戻り光は、対物レンズ４を透過して１／４波長板１０に
入射し、１／４波長板１０によりＳ偏光とされる。

【００７１】Ｓ偏光とされた戻り光は、偏光ビームスプ
リッタ９により反射され、集光レンズ１１により集束さ
れ、折り返しミラー１２で反射されて、マルチレンズ１
３に入射する。

【００７２】マルチレンズ１３に入射した戻り光は、こ
のマルチレンズ１３により所定の非点収差が与えられ
て、フォトディテクタ１４により受光される。

【００７３】フォトディテクタ１４により受光された戻
り光は、フォトディテクタ１４により電気信号に変換さ
れて、図示しない信号処理回路に供給される。信号処理
回路は、フォトディテクタ１４から供給された電気信号
に基づいて、再生信号及びフォーカスエラー信号やトラ
ッキングエラー信号等の制御信号を生成する。

【００７４】本発明に係る光学ヘッド１は、半導体レー
ザ３から光ディスク２に向けて出射されたレーザ光を収
差補正板８を透過させることにより、このレーザ光の一
部と他の部分とに位相差を生じさせ、このレーザ光がグ
ルーブ２７とランド２８とに跨って照射される際に生じ
る収差を補正するようになされているので、再生信号の
ジッターの劣化が抑えられる。

【００７５】したがって、この光学ヘッド１によれば、
ジッターに対するレーザ光の焦点ずれ量（デフォーカス
量）の公差を大きくすることが可能となる。

【００７６】ここで、収差補正板により生じるレーザ光
の位相差と、ジッターに対するデフォーカス量の公差と
の関係を、図７及び図８を参照して説明する。

【００７７】ここでは、収差補正板として、先に図５に
示したような、基台３０の一主面３０ａの略中央部に、
上面３１ａが略長方形とされた凸部３１が形成されてな
る収差補正板８を用いている。

【００７８】この収差補正板は、板ガラスにＳｉＯ₂を
蒸着することにより作製されており、凸部の短辺方向の
長さは、レーザ光の瞳半径とほぼ同じ長さ、すなわちレ
ーザ光の直径の約１／２とされている。また、凸部の屈
折率は、約１．５８とされている。そして、収差補正板
の凸部の厚みを変更して、収差補正板を透過したレーザ
光に生じる位相差を変えるようにしている。

【００７９】なお、図７及び図８において、縦軸は再生
信号のジッターの割合を示し、横軸はデフォーカス量を
示している。

【００８０】図７は、波長が６５０ｎｍのレーザ光を用
いた場合の再生信号のジッターの割合を表している。こ
こで、プラスの位相差は、凸部が形成された箇所を透過
するレーザ光の位相をその他の部分を透過するレーザ光
の位相よりも遅らせるようにした場合の位相差を表し、
マイナスの位相差は、凸部が形成された箇所を透過する
レーザ光の位相をその他の部分を透過するレーザ光の位
相よりも進ませるようにした場合の位相差を表す。

【００８１】図７において、○は収差補正板を透過させ
ていないレーザ光をグルーブとランドとに跨って光ディ
スクに照射した場合の再生信号のジッターの割合を示し
ている。また、●は波長の０．０５倍の位相差を生じさ
せる収差補正板を透過させたレーザ光をグルーブとラン
ドとに跨って光ディスクに照射させた場合の再生信号の
ジッターの割合を示している。また、◆は波長の０．１
倍の位相差を生じさせる収差補正板を透過させたレーザ
光をグルーブとランドとに跨って光ディスクに照射させ
た場合の再生信号のジッターの割合を示している。ま
た、□は波長の０．１５倍の位相差を生じさせる収差補
正板を透過させたレーザ光をグルーブとランドとに跨っ
て光ディスクに照射させた場合の再生信号のジッターの
割合を示している。また、×は波長の−０．１倍の位相
差を生じさせる収差補正板を透過させたレーザ光をグル
ーブとランドとに跨って光ディスクに照射させた場合の
再生信号のジッターの割合を示している。

【００８２】この図７において、○で示される収差補正
板を透過させていないレーザ光は、ジッターの割合の最
も少ない最良値が、プラス側に０．３μｍ程度デフォー
カスした位置にずれていることが判る。これは、レーザ
光がグルーブとランドとに跨って照射されることによ
り、非点収差に相当する収差が生じるためである。

【００８３】この図７から判るように、レーザ光をＤＶ
Ｄ−ＲＷのグルーブとランドとに跨って照射して再生信
号を得るようにした場合、このレーザ光を収差補正板を
透過させて位相差を生じさせることにより、最良値がジ
ャストフォーカスの位置に修正される。そして、収差補
正板により生じる位相差△が波長の０．０５〜０．１倍
程度の場合に、ジッターの劣化が抑えられ、ジッターに
対するデフォーカスの公差が大きくなり、収差補正板に
より生じる位相差△が波長の０．１倍を超えると、かえ
ってジッターが劣化する。

【００８４】また、収差補正板によりレーザ光にマイナ
スの位相差を生じさせると、ジッターは著しく劣化し
て、ジッターに対するデフォーカスの公差が小さくな
る。

【００８５】以上は、非点収差のないレーザ光に位相差
を生じさせた場合について説明したが、実際に光ディス
クに照射されるレーザ光には、半導体レーザから出射さ
れる際に若干の非点収差が生じている。

【００８６】図８に、波長が６５０ｎｍの非点収差が生
じたレーザ光を用いた場合の再生信号のジッターの割合
を表す。ここで用いるレーザ光には、半導体レーザから
出射される際に、波長の−０．１３４倍の非点収差が生
じている。

【００８７】この図８において、○は収差補正板を透過
させていないレーザ光をグルーブとランドとに跨って光
ディスクに照射した場合の再生信号のジッターの割合を
示している。また、●は波長の０．０５倍の位相差を生
じさせる収差補正板を透過させたレーザ光をグルーブと
ランドとに跨って光ディスクに照射させた場合の再生信
号のジッターの割合を示している。また、◆は波長の
０．１倍の位相差を生じさせる収差補正板を透過させた
レーザ光をグルーブとランドとに跨って光ディスクに照
射させた場合の再生信号のジッターの割合を示してい
る。また、□は波長の０．１５倍の位相差を生じさせる
収差補正板を透過させたレーザ光をグルーブとランドと
に跨って光ディスクに照射させた場合の再生信号のジッ
ターの割合を示している。ここで、プラスの位相差は、
凸部が形成された箇所を透過するレーザ光の位相をその
他の部分を透過するレーザ光の位相よりも遅らせるよう
にした場合の位相差を表している。

【００８８】この図８から判るように、非点収差が生じ
たレーザ光をＤＶＤ−ＲＷのランドとグルーブとに跨っ
て照射して、再生信号を得るようにした場合、このレー
ザ光を収差補正板を透過させて、波長の０．１〜０．１
５倍程度の位相差を生じさせることにより、ジッターの
劣化が抑えられ、ジッターに対するデフォーカスの公差
が大きくなる。

【００８９】ところで、収差補正板を透過させたレーザ
光によりＤＶＤ−ＲＷから再生信号を得るようにした場
合、再生信号のジッターの割合は、収差補正板の形状に
も依存する。

【００９０】ここで、収差補正板の形状と、再生信号の
ジッターに対するデフォーカス量の公差との関係を、図
９及び図１０を参照して説明する。

【００９１】ここでも、収差補正板として、先に図５に
示したような、基台３０の一主面３０ａの略中央部に、
上面３１ａが略長方形とされた凸部３１が形成されてな
る収差補正板８を用いている。

【００９２】この収差補正板は、板ガラスにＳｉＯ₂を
蒸着することにより作製されており、凸部の屈折率は、
約１．５８とされている。そして、凸部上面の短辺方向
の長さＷ（図５のＬ２に相当する。）を変更して、これ
ら収差補正板を透過するレーザ光を用いた場合の再生信
号のジッターの割合を観察した。

【００９３】なお、図９及び図１０において、縦軸は再
生信号のジッターの割合を示し、横軸はデフォーカス量
を示している。

【００９４】図９は、波長が６５０ｎｍのレーザ光を収
差補正板を透過させることにより、このレーザ光に波長
の０．１倍の位相差を生じさせ、この位相差が生じたレ
ーザ光をＤＶＤ−ＲＷのグルーブとランドとに跨って照
射させた際の再生信号のジッターの割合を表している。
ここで、プラスの位相差は、凸部が形成された箇所を透
過するレーザ光の位相をその他の部分を透過するレーザ
光の位相よりも遅らせるようにした場合の位相差を表し
ている。

【００９５】図９において、＊は凸部上面の短辺方向の
長さＷが収差補正板を透過する際のレーザ光の半径の
０．６倍とされている収差補正板を透過したレーザ光を
用いた場合の再生信号のジッターの割合を示している。
また、◇は凸部上面の短辺方向の長さＷが収差補正板を
透過する際のレーザ光の半径の０．８倍とされている収
差補正板を透過したレーザ光を用いた場合の再生信号の
ジッターの割合を示している。また、◆は凸部上面の短
辺方向の長さＷが収差補正板を透過する際のレーザ光の
半径の１．０倍とされている収差補正板を透過したレー
ザ光を用いた場合の再生信号のジッターの割合を示して
いる。また、□は凸部上面の短辺方向の長さＷが収差補
正板を透過する際のレーザ光の半径の１．２倍とされて
いる収差補正板を透過したレーザ光を用いた場合の再生
信号のジッターの割合を示している。また、×は凸部上
面の短辺方向の長さＷが収差補正板を透過する際のレー
ザ光の半径の１．４倍とされている収差補正板を透過し
たレーザ光を用いた場合の再生信号のジッターの割合を
示している。

【００９６】この図９から、レーザ光を収差補正板を透
過させてこのレーザ光に波長の０．１倍の位相差を生じ
させ、この位相差の生じたレーザ光をＤＶＤ−ＲＷのグ
ルーブとランドとに跨って照射して、再生信号を得るよ
うにした場合、収差補正板の凸部上面の短辺方向の長さ
Ｗをレーザ光の半径の１．０〜１．２倍としたときに、
ジッターの劣化が抑えられ、ジッターに対するデフォー
カスの公差が大きくなることが判る。

【００９７】図１０は、波長が６５０ｎｍの非点収差が
生じたレーザ光を用いた場合の再生信号のジッターの割
合を表す。ここで用いるレーザ光には、半導体レーザか
ら出射される際に、波長の−０．１３４倍の非点収差が
生じている。ここで、プラスの位相差は、凸部が形成さ
れた箇所を透過するレーザ光の位相をその他の部分を透
過するレーザ光の位相よりも遅らせるようにした場合の
位相差を表している。

【００９８】図１０において、＊は凸部上面の短辺方向
の長さＷが収差補正板を透過する際のレーザ光の半径の
０．６倍とされている収差補正板を透過したレーザ光を
用いた場合の再生信号のジッターの割合を示している。
また、◇は凸部上面の短辺方向の長さＷが収差補正板を
透過する際のレーザ光の半径の０．８倍とされている収
差補正板を透過したレーザ光を用いた場合の再生信号の
ジッターの割合を示している。また、◆は凸部上面の短
辺方向の長さＷが収差補正板を透過する際のレーザ光の
半径の１．０倍とされている収差補正板を透過したレー
ザ光を用いた場合の再生信号のジッターの割合を示して
いる。また、□は凸部上面の短辺方向の長さＷが収差補
正板を透過する際のレーザ光の半径の１．２倍とされて
いる収差補正板を透過したレーザ光を用いた場合の再生
信号のジッターの割合を示している。また、×は凸部上
面の短辺方向の長さＷが収差補正板を透過する際のレー
ザ光の半径の１．４倍とされている収差補正板を透過し
たレーザ光を用いた場合の再生信号のジッターの割合を
示している。

【００９９】また、図１０において、破線は、収差補正
板を透過させないレーザ光を用いた場合の再生信号のジ
ッターの割合を示している。

【０１００】この図１０から、半導体レーザから出射さ
れる際に非点収差が生じたレーザ光をＤＶＤ−ＲＷのグ
ルーブとランドとに跨って照射して再生信号を得るよう
にした場合、このレーザ光を収差補正板を透過させて波
長の０．１倍の位相差を生じさせることにより、図１０
中破線で示したように収差補正板を透過させないレーザ
光を用いた場合に比べて、再生信号のジッターの劣化が
抑制されることが判る。そして、収差補正板の凸部上面
の短辺方向の長さをレーザ光の直径の０．８〜１．２倍
としたときに、特にジッターの劣化が抑えられ、ジッタ
ーに対するデフォーカスの公差が大きくなることが判
る。

【０１０１】図９及び図１０に示した結果から、収差補
正板を透過させたレーザ光によりＤＶＤ−ＲＷから再生
信号を得るようにした場合、再生信号のジッターの割合
は、収差補正板の凸部の形状にも依存し、例えば凸部上
面の短辺方向の長さＷをレーザ光の波長の１．０〜１．
２倍としたときに、ジッターの劣化が抑えられることが
判る。

【０１０２】光学ヘッド１は、以上説明したように、レ
ーザ光の光路上に収差補正板８を配設して、レーザ光が
光ディスク２の信号記録層のグルーブ２７とランド２８
とに跨って照射されることにより生じる収差を補正する
ようになされているので、良好な再生信号を得ることが
できる。

【０１０３】非点収差を補正する手段として、例えば、
半導体レーザから出射されるレーザ光の光路上にシリン
ドリカルレンズを配設し、レーザ光をこのシリンドリカ
ルレンズを透過させることにより、非点収差を補正する
ことが考えられる。しかしながら、この種の非点収差を
補正するためには、シリンドリカルレンズの円筒形状と
される部分の曲率を大きくする必要があり、作製が困難
でコストが高い。

【０１０４】本発明に係る光学ヘッド１に用いる収差補
正板８は、例えば、略矩形の板状に形成された基台３０
の一主面３０ａの略中央部に凸部３１が形成されてなる
簡素な構成とされているので、シリンドリカルレンズを
作製する場合のような円筒加工が不要で、作製が容易で
あり、安価なコストで作製することができる。

【０１０５】また、非点収差を補正する手段として、例
えば、半導体レーザから出射されるレーザ光の光路上に
平行平板状の板ガラスを斜めに配設し、レーザ光をこの
平行平板状の板ガラスを透過させることにより、非点収
差を補正するようにすることが考えられる。しかしなが
ら、この場合、平行平板状の板ガラスを発散光中に配設
しなければ非点収差を補正することができない。また、
この場合、非点収差が補正されても、コマ収差が発生し
てしまうという問題がある。さらに、この場合、平行平
板状の板ガラスをレーザ光の光路上に斜めに配設する必
要があるので、ある程度の設置スペースが必要とされ、
装置の大型化を招いてしまう。

【０１０６】本発明に係る光学ヘッド１に用いる収差補
正板８は、平行平板状の板ガラスを用いて非点収差を補
正する場合のように、コマ収差の発生を招くことなく、
適切に収差を補正することができる。また、この収差補
正板８は、発散光中だけでなく、平行光中に配設しても
適切な収差補正効果を発揮することができる。さらに、
収差補正板８は、斜めに配設する必要がないので、狭い
スペースに配設することが可能で、光学ヘッド１の小型
化が実現される。

【０１０７】さらに、収差補正板８は、例えば、凸部３
１の上面３１ａの長辺方向の長さが、基台３０の一主面
３０ａ上におけるレーザ光のスポットの直径よりも大と
されているので、光ディスク２の偏心に伴い対物レンズ
４が移動して光軸が若干ずれた場合であっても、適切に
収差を補正することが可能である。

【０１０８】また、非点収差を補正する手段として、半
導体レーザから出射されるレーザ光の光路上にホログラ
ム素子を配設し、レーザ光をこのホログラム素子を透過
させることにより非点収差を補正することが考えられ
る。しかしながら、レーザ光をホログラム素子を透過さ
せるようにした場合、半導体レーザから出射されるレー
ザ光の２割程度は、このホログラム素子を透過させる際
にロスしてしまう。

【０１０９】本発明に係る光学ヘッド１に用いる収差補
正板８は、ホログラム素子を用いて非点収差を補正する
ようにした場合のような光量のロスがほとんどないの
で、半導体レーザ３の出力を大きくすることなく、適切
に収差を補正することができる。

【０１１０】なお、以上は、書換可能な光ディスクであ
るＤＶＤ−ＲＷ（商標）に対応した光学ヘッド１を例に
説明したが、本発明はこの例に限定されるものではな
く、信号記録層にランドとグルーブとが形成された光デ
ィスクに対して信号の書き込み及び／又は読み出しを行
うあらゆる光学ヘッドに適用可能である。

【０１１１】

【発明の効果】本発明に係る光学ヘッドによれば、レー
ザ光の光路上にこのレーザ光の一部と他の部分とに位相
差を生じさせる収差補正板を配設し、レーザ光が光ディ
スクの信号記録層の凹部と凸部とに跨って照射されるこ
とに起因する収差を補正するようにしているので、再生
信号のジッターの劣化が抑えられ、ジッターに対するレ
ーザ光の焦点ずれ量の公差を大きくすることができる。

【０１１２】また、本発明に係る信号の書き込み又は読
み出し方法によれば、光ディスクに照射されるレーザ光
の一部と他の部分とに位相差を生じさせて、このレーザ
光が光ディスクの信号記録層の凹部と凸部とに跨って照
射されることに起因する収差を補正するようにしている
ので、再生信号のジッターの劣化が抑えられ、ジッター
に対するレーザ光の焦点ずれ量の公差を大きくすること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した光学ヘッドの一構成例を示す
模式図である。

【図２】光ディスクの断面図である。

【図３】上記光ディスクを構成するディスクの要部を拡
大して示す断面図である。

【図４】上記光ディスクにレーザ光が照射された状態を
示す断面図である。

【図５】収差補正板の一例を示す斜視図である。

【図６】収差補正板の他例を示す斜視図である。

【図７】非点収差のないレーザ光を収差補正板を透過さ
せることにより生じる位相差と、ジッターと、デフォー
カス量との関係を説明する図である。

【図８】非点収差が生じたレーザ光を収差補正板を透過
させることにより生じる位相差と、ジッターと、デフォ
ーカス量との関係を説明する図である。

【図９】非点収差のないレーザ光に位相差を生じさせる
収差補正板の凸部上面の短辺方向の長さと、ジッター
と、デフォーカス量との関係を説明する図である。

【図１０】非点収差が生じたレーザ光に位相差を生じさ
せる収差補正板の凸部上面の短辺方向の長さと、ジッタ
ーと、デフォーカス量との関係を説明する図である。

【符号の説明】

１光学ヘッド、２光ディスク、８収差補正板、２
３，２４信号記録層、２７ブルーブ、２８ラン
ド、３０基台、３１凸部、３２基台、３３凹部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】信号記録層に照射される光スポットを記
録トラックに追従させるための凹凸が記録トラックに沿
って設けられた光ディスクに対して信号の書き込み及び
／又は読み出しを行う光学ヘッドにおいて、上記光ディスクに向けて出射された光の光路上に配設さ
れ、この光の一部と他の部分とに位相差を生じさせてこ
の光が上記光ディスクの信号記録層に設けられた凹凸の
凹部と凸部とに跨って照射されることにより生じる収差
を補正するための収差補正手段を備えることを特徴とす
る光学ヘッド。
【請求項２】上記収差補正手段により生じる位相差
が、上記光の波長をλとしたときに、０．０５λ〜０．
１５λの範囲内とされていることを特徴とする請求項１
記載の光学ヘッド。
【請求項３】上記収差補正手段は、基部と、この基部
に設けられ、当該収差補正手段に入射した光のスポット
の中心を通ってこの光のスポットの一端部から他端部に
至る帯状の領域の位相をその他の領域の位相と異ならせ
る位相差発生部とを有することを特徴とする請求項１記
載の光学ヘッド。
【請求項４】上記位相差発生部は、上記基部の一主面
上に形成された略長方形の凸部からなり、上記収差補正手段は、上記位相差発生部の長辺方向が上
記光ディスクの信号記録層の記録トラックに沿った方向
に直交する方向とほぼ一致するように、上記光の光路上
に配設されていることを特徴とする請求項３記載の光学
ヘッド。
【請求項５】上記位相差発生部は、上記基部の一主面
上に形成された略長方形の凹部からなり、上記収差補正手段は、上記位相差発生部の長辺方向が上
記光ディスクの信号記録層の記録トラックに沿った方向
とほぼ一致するように、上記光の光路上に配設されてい
ることを特徴とする請求項３記載の光学ヘッド。
【請求項６】上記位相差発生部の幅が上記収差補正手
段に入射した光のスポットの半径の１．０〜１．２倍と
されていることを特徴とする請求項３記載の光学ヘッ
ド。
【請求項７】上記位相差発生部は、上記基部に光学的
に透明な物質を蒸着することにより形成されていること
を特徴とする請求項３記載の光学ヘッド。
【請求項８】上記位相差発生部は、上記基部にエッチ
ング加工を施すことにより形成されていることを特徴と
する請求項３記載の光学ヘッド。
【請求項９】信号記録層に照射される光スポットを記
録トラックに追従させるための凹凸が記録トラックに沿
って設けられた光ディスクに対して信号の書き込み又は
読み出しを行うに際し、上記光ディスクに向けて出射された光の一部と他の部分
とに位相差を生じさせてこの光が上記光ディスクの信号
記録層に設けられた凹凸の凹部と凸部とに跨って照射さ
れることにより生じる収差を補正することを特徴とする
信号の書き込み又は読み出し方法。
【請求項１０】上記位相差が、上記光の波長の０．０
５倍〜０．１５倍の範囲内とされていることを特徴とす
る請求項９記載の信号の書き込み又は読み出し方法。
【請求項１１】上記光ディスクに向けて出射された光
の光路上に、基部と、この基部に設けられ、入射する光
のスポットの中心を通ってこの光のスポットの一端部か
ら他端部に至る帯状の領域の位相をその他の領域の位相
と異ならせる位相差発生部とを有する収差補正手段を配
設することにより、上記位相差を生じさせることを特徴
とする請求項９記載の信号の書き込み又は読み出し方
法。
【請求項１２】上記位相差発生部は、上記基部の一主
面上に形成された略長方形の凸部からなり、上記収差補正手段を、上記位相差発生部の長辺方向が上
記光ディスクの信号記録層の記録トラックに沿った方向
に直交する方向とほぼ一致するように、上記光の光路上
に配設することにより、上記位相差を生じさせることを
特徴とする請求項１１記載の信号の書き込み又は読み出
し方法。
【請求項１３】上記位相差発生部は、上記基部の一主
面上に形成された略長方形の凹部からなり、上記収差補正手段を、上記位相差発生部の長辺方向が上
記光ディスクの信号記録層の記録トラックに沿った方向
とほぼ一致するように、上記光の光路上に配設すること
により、上記位相差を生じさせることを特徴とする請求
項１１記載の信号の書き込み又は読み出し方法。
【請求項１４】上記位相差発生部の幅が上記収差補正
手段に入射した光のスポットの半径の１〜１．２倍とさ
れていることを特徴とする請求項１１記載の信号の書き
込み又は読み出し方法。
【請求項１５】上記位相差発生部は、上記基部に光学
的に透明な物質を蒸着することにより形成されているこ
とを特徴とする請求項１１記載の信号の書き込み又は読
み出し方法。
【請求項１６】上記位相差発生部は、上記基部にエッ
チング加工を施すことにより形成されていることを特徴
とする請求項１１記載の信号の書き込み又は読み出し方
法。