JPWO2007046256A1 - Optical head device and optical disk device - Google Patents
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Abstract
複数の規格の光ディスクに対して安定した情報の記録再生を行うことができる小型の光ヘッド装置及びこれを搭載した光ディスク装置を提供するために、光ヘッド装置は、光軸方向に移動させることにより球面収差を補正するコリメータレンズ4を備え、コリメータレンズ4は、複数の異なる規格の光ディスクに対して共通に使用され、複数の異なる規格の光ディスクのうち、コリメータレンズ4の移動距離が最大となる規格の光ディスクに対するコリメータレンズ4の移動範囲内に、他の規格の光ディスクに対するコリメータレンズ4の移動範囲が含まれる構成とする。In order to provide a compact optical head device capable of performing stable information recording / reproducing on a plurality of standard optical discs and an optical disc device equipped with the same, the optical head device is moved in the optical axis direction. A collimator lens 4 that corrects spherical aberration is provided, and the collimator lens 4 is used in common for a plurality of optical discs of different standards, and a standard that maximizes the moving distance of the collimator lens 4 among the optical discs of different standards. The movement range of the collimator lens 4 with respect to other optical discs is included in the movement range of the collimator lens 4 with respect to other optical discs.
Description
本発明は、複数の異なる規格の光ディスクに対する情報の記録及び/又は再生(以下「記録再生」と記す。)を行うことができる光ヘッド装置及びこれを搭載した光ディスク装置に関するものである。 The present invention relates to an optical head device capable of recording and / or reproducing information (hereinafter referred to as “recording / reproducing”) on a plurality of optical discs of different standards, and an optical disk device equipped with the optical head device.
従来、光ディスクを大容量化するために、光ディスクのトラック上に書かれる情報(ビット)の大きさを小さくし、かつ、大容量化された光ディスクに対する情報の記録再生を行うために、レーザ光の短波長化及び対物レンズの高開口数化によって集光スポットのサイズを小さくしていた。 Conventionally, in order to increase the capacity of an optical disk, the size of information (bits) written on a track of the optical disk is reduced, and in order to perform recording / reproduction of information with respect to an optical disk having a large capacity, The size of the focused spot has been reduced by shortening the wavelength and increasing the numerical aperture of the objective lens.
例えば、CD(コンパクトディスク)では、光透過層(情報記録層上に設けられる透明保護層及びスペース層であり、「透明基板」とも言う。)となるディスク基板の厚さは約1.2mm、レーザ光波長は約780nm、対物レンズの開口数(NA)は0.45、記憶容量は650MBである。また、DVD(デジタル多用途ディスク)では、光透過層となるディスク基板の厚さは約0.6mm、レーザ光波長は約650nm、開口数は0.6、記憶容量は4.7GBである。DVDは、例えば、厚さ約0.6mmのディスク基板を2枚貼り合わせた、1.2mm厚のディスクである。 For example, in a CD (compact disc), the thickness of a disc substrate that becomes a light transmission layer (a transparent protective layer and a space layer provided on the information recording layer, also referred to as “transparent substrate”) is about 1.2 mm, The laser light wavelength is about 780 nm, the numerical aperture (NA) of the objective lens is 0.45, and the storage capacity is 650 MB. In a DVD (Digital Versatile Disc), the thickness of the disc substrate serving as a light transmission layer is about 0.6 mm, the laser beam wavelength is about 650 nm, the numerical aperture is 0.6, and the storage capacity is 4.7 GB. A DVD is, for example, a 1.2 mm thick disk in which two disk substrates having a thickness of about 0.6 mm are bonded together.
また、高密度のBD(ブルーレイディスク)では、光透過層の厚さは0.1mmに薄くされており、レーザ光波長は約405nm、開口数は0.85であり、記憶容量は23GB以上に大容量化されている。さらに、HDDVD(高精細デジタル多用途ディスク)では、光透過層となるディスク基板の厚さはDVDと同じ0.6mmであり、レーザ光波長は約405nm、開口数は0.65であり、記憶容量は18GB以上に大容量化されている。 In a high-density BD (Blu-ray Disc), the thickness of the light transmission layer is reduced to 0.1 mm, the laser light wavelength is about 405 nm, the numerical aperture is 0.85, and the storage capacity is 23 GB or more. The capacity has been increased. Further, in HDDVD (High Definition Digital Versatile Disc), the thickness of the disc substrate serving as a light transmission layer is 0.6 mm, which is the same as DVD, the laser light wavelength is about 405 nm, and the numerical aperture is 0.65. The capacity is increased to 18 GB or more.
このように、光ディスクには、CD、DVD、BD、及びHDDVDのような種々の規格がある。また、光ディスク記録再生装置は、複数の規格の光ディスクに対する情報の記録再生を行うことができるもの(「互換記録再生装置」とも言う。)が一般的である。例えば、DVD記録再生装置は、一般に、DVDに対する情報の記録再生に加えて、CDに対する情報の記録再生を行うことができる。また、BD記録再生装置は、一般に、BDに対する情報の記録再生に加えて、DVDに対する情報の記録再生、並びにCDに対する情報の記録再生を行うことができる。さらに、CD、DVD、BD、及びHDDVDのすべてに対する情報の記録再生を行なうことができる光ディスク記録再生装置も考えられる。互換記録再生装置は、利用者が所有する従来規格の光ディスクに対する情報の記録再生を行うことができるので、利便性が高く、新規格の光ディスクのスムーズな普及に重要な役割を果たす。 Thus, there are various standards for optical disks such as CD, DVD, BD, and HDDVD. In general, an optical disk recording / reproducing apparatus is capable of recording / reproducing information with respect to an optical disk of a plurality of standards (also referred to as “compatible recording / reproducing apparatus”). For example, a DVD recording / reproducing apparatus can generally record / reproduce information on a CD in addition to recording / reproducing information on / from a DVD. Further, in general, a BD recording / reproducing apparatus can perform recording / reproduction of information on a DVD and recording / reproduction of information on a CD in addition to recording / reproduction of information on a BD. Furthermore, an optical disk recording / reproducing apparatus capable of recording / reproducing information on all of CD, DVD, BD, and HDDVD is also conceivable. The compatible recording / reproducing apparatus is capable of recording / reproducing information on / from a conventional standard optical disk owned by a user, and thus is highly convenient and plays an important role in smoothly spreading the new standard optical disk.
互換記録再生装置には、各規格に対応した各種光ディスクに対して、共通の光学系により情報の記録再生を行うことができる光ヘッド装置が搭載されている(例えば、特許文献1参照)。このような光ヘッド装置は、多くの光学系を共通化しているため、部品点数を増やすことなく、小型化及び低コスト化できるメリットを持つ。 The compatible recording / reproducing apparatus is equipped with an optical head device capable of recording / reproducing information with a common optical system for various optical discs corresponding to each standard (see, for example, Patent Document 1). Since such an optical head device shares many optical systems, there is an advantage that it can be reduced in size and cost without increasing the number of components.
光ディスクの大容量化に伴うレーザ光の短波長化と対物レンズの高開口数化によって顕在化する問題は、光ディスクの光透過層の厚み誤差により生じる球面収差の変動である。光透過層の厚み誤差により生じる球面収差は、対物レンズの開口数の4乗に比例するので、対物レンズの開口数が大きくなるにつれて光透過層の厚み誤差の影響が大きくなり、安定した情報の記録再生が困難になる。 A problem that becomes apparent due to the shortening of the wavelength of laser light and the increase of the numerical aperture of the objective lens accompanying an increase in the capacity of the optical disk is a variation in spherical aberration caused by a thickness error of the light transmission layer of the optical disk. Since the spherical aberration caused by the thickness error of the light transmission layer is proportional to the fourth power of the numerical aperture of the objective lens, the influence of the thickness error of the light transmission layer increases as the numerical aperture of the objective lens increases, and stable information Recording / reproduction becomes difficult.
複数の規格の光ディスクに対して安定した記録再生を行うためには、光ディスクの規格ごとに設定される各種条件(レーザ光波長、対物レンズの開口数、及び光透過層の厚さ)に応じて発生する球面収差をそれぞれ補正しなければならず、球面収差を補正する手段が必要となる。球面収差を補正する手段の代表的なものとしては、複数のレンズが組み合わされたリレーレンズによるビームエキスパンダを用いる手段、光源から出射された発散した光ビームを略平行光束ビームに変えるコリメータレンズを用いる手段等がある(例えば、特許文献2及び3参照)。これらの手段はいずれも、レンズの位置を光軸方向に移動させることによって、対物レンズへの光ビームの入射条件を変化させ、光ディスクの情報記録層上に集光される光ビームの球面収差を補正する方式を採用している。本出願では、球面収差を補正する機能を持つ光学手段を「球面収差補正手段」と言い、リレーレンズ又はコリメータレンズ等の補正用レンズで構成した球面収差補正手段を「球面収差補正用レンズ」と言う。また、球面収差補正手段を光軸方向に移動させるため、電磁力又はモータなどを用いた駆動手段が備えられている。 In order to perform stable recording / reproduction with respect to optical discs of a plurality of standards, depending on various conditions (laser light wavelength, numerical aperture of the objective lens, and thickness of the light transmission layer) set for each optical disc standard. Each generated spherical aberration must be corrected, and means for correcting the spherical aberration is required. Typical means for correcting the spherical aberration include a means that uses a beam expander by a relay lens in which a plurality of lenses are combined, and a collimator lens that converts a divergent light beam emitted from a light source into a substantially parallel light beam. There are means to use (for example, see Patent Documents 2 and 3). All of these means change the incident condition of the light beam to the objective lens by moving the lens position in the optical axis direction, and reduce the spherical aberration of the light beam condensed on the information recording layer of the optical disk. A correction method is adopted. In the present application, the optical means having a function of correcting spherical aberration is referred to as “spherical aberration correcting means”, and the spherical aberration correcting means including a correction lens such as a relay lens or a collimator lens is referred to as “spherical aberration correcting lens”. To tell. Further, in order to move the spherical aberration correcting means in the optical axis direction, driving means using an electromagnetic force or a motor is provided.
上記従来の光ヘッド装置では、各規格で定められた光ディスクの光透過層の厚さ、レーザ光の波長、及び対物レンズの開口数の違いにより、補正すべき球面収差量は異なり、それに伴い球面収差を補正するときの球面収差補正手段の最適位置及び移動距離もそれぞれ異なる。したがって、上記従来の光ヘッド装置において、複数の規格の光ディスクのそれぞれにおいて発生する球面収差を、共通の球面収差補正手段によって補正しようとすると、複数の規格の光ディスク毎に球面収差補正手段の最適位置及び移動距離が異なるため、球面収差補正手段の移動範囲(球面収差補正手段が球面収差補正用レンズである場合には、レンズ駆動ストローク)が増大し、光ヘッド装置のサイズが大きくなるという問題があった。特に、光ディスクが多層の情報記録層を有し、これら多層の情報記録層において各々球面収差補正を行おうとすると、球面収差補正手段の移動距離が一層増大するので、光ヘッド装置のサイズがさらに大きくなるという問題があった。 In the conventional optical head device described above, the amount of spherical aberration to be corrected differs depending on the thickness of the light transmission layer of the optical disk, the wavelength of the laser beam, and the numerical aperture of the objective lens, which are determined by each standard. The optimum position and moving distance of the spherical aberration correcting means for correcting the aberration are also different. Therefore, in the conventional optical head device, when the spherical aberration occurring in each of the plurality of standard optical disks is to be corrected by the common spherical aberration correction means, the optimum position of the spherical aberration correction means for each of the plurality of standard optical disks. Since the movement distance is different, the movement range of the spherical aberration correction means (or the lens driving stroke when the spherical aberration correction means is a spherical aberration correction lens) increases, and the size of the optical head device increases. there were. In particular, the optical disk has a plurality of information recording layers, and if the spherical aberration correction is performed in each of the multilayer information recording layers, the moving distance of the spherical aberration correcting means is further increased, so that the size of the optical head device is further increased. There was a problem of becoming.
本発明は、上記従来技術の問題を解決するためになされたものであり、複数の規格の光ディスクに対して安定した情報の記録再生を行うことができる小型の光ヘッド装置及びこれを搭載した光ディスク装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and is a compact optical head device capable of recording and reproducing information stably with respect to a plurality of standard optical discs, and an optical disc equipped with the same. An object is to provide an apparatus.
本発明の光ヘッド装置は、複数の異なる規格の光ディスクに対して情報の記録及び/又は再生を行うことができる装置であって、所定の波長の光を照射する光源と、前記光源からの光を光ディスク上に集光させる対物レンズと、複数の異なる規格の光ディスクに対して共通に使用され、前記光源から出射される光の光路上に設置され、光軸方向に移動させることにより前記光源から出射された光の発散角又は収束角を変化させて、前記光ディスクの情報記録層における球面収差を補正する球面収差補正手段と、前記球面収差補正手段を光軸方向に移動させる駆動手段とを備え、前記複数の異なる規格の光ディスクのうち、前記球面収差補正手段の移動距離が最大となる規格の光ディスクに対する前記球面収差補正手段の移動範囲内に、他の規格の光ディスクに対する前記球面収差補正手段の移動範囲が含まれるという、前記球面収差補正手段の移動範囲条件を満たすように前記対物レンズ及び前記球面収差補正手段を構成している。 The optical head device of the present invention is a device capable of recording and / or reproducing information with respect to a plurality of optical discs of different standards, a light source for irradiating light of a predetermined wavelength, and light from the light source Is used in common for a plurality of optical discs of different standards, and is installed on the optical path of light emitted from the light source, and moved from the light source by moving in the optical axis direction. Spherical aberration correction means for correcting spherical aberration in the information recording layer of the optical disc by changing the divergence angle or convergence angle of the emitted light, and driving means for moving the spherical aberration correction means in the optical axis direction. Among the plurality of optical discs of different standards, other standards are included within the moving range of the spherical aberration correcting unit relative to the standard optical disc having the maximum moving distance of the spherical aberration correcting unit. That includes movement range of the spherical aberration correction means for an optical disc, constitute the objective lens and the spherical aberration correction means in the moving range satisfy the condition of the spherical aberration correction means.
本発明の光ディスク装置は、上記光ヘッド装置を含み、光ディスクに対する情報の記録及び/再生を行う記録再生手段と、前記光ディスクの種類を検出するディスク判別手段と、前記ディスク判別手段によって検出された光ディスクの種類に応じて、前記光ヘッド装置の前記複数の対物レンズのいずれかを選択して前記対物レンズ切換手段によって光路上に移動させるための制御、及び、前記光ヘッド装置の前記球面収差補正手段を前記駆動手段によって移動させるための制御を行う制御手段とを有している。 An optical disc apparatus according to the present invention includes the optical head device described above, and includes a recording / reproducing unit that records and / or reproduces information on the optical disc, a disc discriminating unit that detects the type of the optical disc, and an optical disc detected by the disc discriminating unit. Control for selecting one of the plurality of objective lenses of the optical head device according to the type of the optical head device and moving it on the optical path by the objective lens switching means, and the spherical aberration correcting means of the optical head device Control means for performing control for moving the motor by the driving means.
本発明によれば、球面収差補正手段の移動距離が最大となる規格の光ディスクに対する球面収差補正手段の移動範囲内に、他のすべての規格の光ディスクに対する球面収差補正手段の移動範囲が含まれるように光ヘッド装置を構成したので、光ヘッド装置における球面収差補正手段の移動距離の増大を回避することができる。したがって、本発明によれば、光ヘッド装置の小型化、及びこの光ヘッド装置を搭載した光ディスク装置の小型化を図ることができる。 According to the present invention, the moving range of the spherical aberration correcting unit for all other standard optical discs is included in the moving range of the spherical aberration correcting unit for the standard optical disc having the maximum moving distance of the spherical aberration correcting unit. Further, since the optical head device is configured, it is possible to avoid an increase in the moving distance of the spherical aberration correcting means in the optical head device. Therefore, according to the present invention, it is possible to reduce the size of the optical head device and to reduce the size of the optical disk device on which the optical head device is mounted.
また、本発明によれば、複数の規格の光ディスクの球面収差を補正することができるので、光ディスクに対する安定した情報の記録再生を行うことができる。 Further, according to the present invention, since spherical aberration of a plurality of standard optical discs can be corrected, stable information recording / reproduction with respect to the optical disc can be performed.
さらに、本発明によれば、光ヘッド装置における球面収差補正手段の移動距離の増大を回避できるので、記録再生の対象となる光ディスクを異なる規格の光ディスクに交換した後に実行される球面収差補正動作に要する時間を短縮できる。 Furthermore, according to the present invention, an increase in the moving distance of the spherical aberration correcting means in the optical head device can be avoided, so that the spherical aberration correcting operation executed after the optical disk to be recorded and reproduced is replaced with an optical disk of a different standard. The time required can be shortened.
1,31a,31c,31d,310,311 光源、 2,32a,32c,32d 光ビーム、 3,33a,33c,33d 回折格子、 4,34a,34c,34d 偏光ビームスプリッタ、 41 偏光ビームスプリッタの透過反射面、 5,35 コリメータレンズ(球面収差補正手段)、 6,36 4分の1波長板、 7a,7b,7c,7d 対物レンズ、 8a 規格Aの光ディスク、 8b 規格Bの光ディスク、 8c 規格Cの光ディスク、 8d 規格Dの光ディスク、 9,39 シリンドリカルレンズ、 10,40 センサレンズ、 11,41 光検知器、 12 レンズ駆動手段、 14 対物レンズ切換手段、 15 対物レンズアクチュエータ、 16,17 記録再生手段、 101 ディスク判別手段、 102 制御手段。
1, 31a, 31c, 31d, 310, 311 light source, 2, 32a, 32c, 32d light beam, 3, 33a, 33c, 33d diffraction grating, 4, 34a, 34c, 34d polarization beam splitter, 41 transmission through polarization beam splitter Reflective surface, 5,35 collimator lens (spherical aberration correcting means), 6,36 1/4 wavelength plate, 7a, 7b, 7c, 7d objective lens, 8a standard A optical disk, 8b standard B optical disk, 8c standard C Optical disk, 8d standard D optical disk, 9,39 cylindrical lens, 10,40 sensor lens, 11,41 photodetector, 12 lens driving means, 14 objective lens switching means, 15 objective lens actuator, 16,17 recording / reproducing
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1に係る光ヘッド装置であって、規格Aの光ディスク8aに対する情報の記録再生を行うときの光学系の構成を概略的に示す図であり、図2は、実施の形態1に係る光ヘッド装置であって、規格Aとは異なる規格Bの光ディスク8bに対する情報の記録再生を行うときの光学系の構成を概略的に示す図である。図1及び図2に示されるように、実施の形態1に係る光ヘッド装置は、同じ波長の光で記録再生するよう規定された複数の規格の光ディスク8a及び8b(規格Aの光ディスク8a及び規格Bの光ディスク8b)について、情報の記録再生を行うことができる。
FIG. 1 is an optical head device according to
図1及び図2に示されるように、実施の形態1に係る光ヘッド装置は、光源1と、回折素子3と、偏光ビームスプリッタ4と、球面収差補正手段であるコリメータレンズ5と、4分の1波長板6と、規格Aの光ディスク8a用の対物レンズ7aと、規格Bの光ディスク8b用の対物レンズ7bと、シリンドリカルレンズ9と、センサレンズ10と、光検知器11と、コリメータレンズ5を光軸方向に移動させるレンズ駆動手段12と、対物レンズ7a又は対物レンズ7bのいずれかを光路上に置く機構である対物レンズ切換手段14とを有する。
As shown in FIGS. 1 and 2, the optical head device according to
光源1は、例えば、半導体レーザであり、波長λ1の光ビーム(レーザ光)2を出射する。回折素子3は、光源1から出射された光ビーム2を複数の光ビームに分割する。偏光ビームスプリッタ4は、p偏光成分を透過させ、s偏光成分を反射させる透過反射面41を有する。コリメータレンズ5は、光ビーム2の広がり角(発散角又は収束角)を変換する。4分の1波長板6は、入射する直線偏光を円偏光に変換し、また、入射する円偏光を直線偏光に変換する。The
対物レンズ7aは、規格Aのディスク8aに対して情報の記録再生を行うときに、対物レンズ切換手段14によって光路上に置かれ、光ビーム2を光ディスク8aの情報記録層上に集光させる。対物レンズ7bは、規格Bのディスク8bに対して情報の記録再生を行うときに、対物レンズ切換手段14によって光路上に置かれ、光ビーム2を光ディスク8bの情報記録層上に集光させる。
The
レンズ駆動手段12は、例えば、光軸方向に延びるガイド機構(図示せず)と、このガイド機構に沿ってコリメータレンズ5を光軸方向に移動させる電磁力やモータなどの駆動力発生機構とを有する。図1に示されるように、光源1の発光点を基準としたときのコリメータレンズ5の位置(すなわち、光源1の発光点からコリメータレンズ5までの距離)をz5とする。The
対物レンズ切換手段14は、対物レンズ7a又は対物レンズ7bを支持する対物レンズ支持部材(図示せず)と、この対物レンズ支持部材をスライドさせることによって、対物レンズ7a及び7bのいずれかを、例えば、電磁力によって、光ビームの光路上に選択的に移動させることができる対物レンズ駆動手段(図示せず)とを有する。したがって、各規格の光ディスクに応じて、対物レンズ7aと対物レンズ7bを切り換えて、異なる規格の光ディスクに対する情報の記録再生を、良好な品質の集光スポットを照射することによって実行することができる。
The objective
次に、実施の形態1の光ヘッド装置の動作を説明する。図1に示されるように、光源1から出射された光ビーム2は、回折素子3で複数の光ビームに分割される。分割された光ビームの内の主となる光ビーム(この光ビームについても、符号「2」を用いる。)は、偏光ビームスプリッタ4を透過し、コリメータレンズ5、4分の1波長板6、及び対物レンズ7aを透過して、規格Aの光ディスク8aに照射される。なお、図1には、回折素子3で分割された他の光ビームは示していない。
Next, the operation of the optical head device according to the first embodiment will be described. As shown in FIG. 1, the light beam 2 emitted from the
光ディスク8aで回折及び反射された光ビーム2は、再び対物レンズ7aを透過して略平行光束に変換された後、4分の1波長板6を通過して、偏光方向が90度回転された直線偏光に変換され、コリメータレンズ5を透過し、偏光ビームスプリッタ4に入射する。偏光ビームスプリッタ4は、光ディスク8aから反射され4分の1波長板6及びコリメータレンズ5を透過した光ビーム2を透過反射面41で反射し偏向させる。透過反射面41により反射された光ビーム2は、非点収差を付加するシリンドリカルレンズ9、及び光ビーム2の集光倍率を変換するセンサレンズ10を通過して、光検知器11に入射する。なお、集光倍率の変換が不要である場合には、センサレンズ10を備える必要はなく、センサレンズ10は必要に応じて設置すればよい。
The light beam 2 diffracted and reflected by the
光検知器11は、複数の分割受光面を有し、それぞれの分割受光面で受光される光ビーム2の光量を電気信号に変換する。光検知器11の分割受光面は、光ディスク8aからの反射光をもとに、光ディスク8aの情報記録層からの焦点ずれ量、光ディスク8aの略同心円又は略スパイラル状に記録情報が配列される情報トラックからの集光スポットのトラックずれ量、球面収差、及び記録情報の再生信号を検出できるように、各々検出方式に応じた形状及び配置に形成される。光ディスクからの反射光をもとに、焦点ずれ量、トラックずれ量、球面収差、及び再生信号を検出するための構成は、公知であり、例えば、国際公開公報WO2005/117003(特許文献4)に説明されている。
The
図2に示されるように、実施の形態1の光ヘッド装置は、光ディスク8aの規格Aとは別の規格Bの光ディスク8bに対しても情報の記録再生を行うことができる。実施の形態1の光ヘッド装置は、光ディスク8bの規格に対応した対物レンズ7bを備えている。対物レンズ7aの開口数をNAaとし、対物レンズ7bの開口数をNAbとしたときに、NAb<NAaの関係を有する。図2においては、対物レンズ切換手段14は、対物レンズ7bを光ビームの光路上に移動させている。図2に示されるように、規格Bの光ディスク8bに対して情報の記録再生を行うために対物レンズ7bに切り換えられた場合も、光ビーム2の伝播する経路は、図1に示される場合と同様である。As shown in FIG. 2, the optical head device according to the first embodiment can record and reproduce information on an
また、本発明の光ヘッド装置においては、対物レンズ7aの開口数NAaは0.7以上である。後述するように、球面収差は対物レンズの開口数の4乗に比例するので、実施の形態1の光ヘッド装置のように、0.7以上の比較的大きな開口数の対物レンズを使用する光ヘッド装置の場合には、コリメータレンズ5などによる球面収差補正手段が必要となる。なお、対物レンズの開口数が0.65であるDVD規格では球面収差の発生は少ないので、球面収差の補正を行なわなくても、記録再生が可能である。In the optical head device of the present invention, the numerical aperture NA a of the
図3は、実施の形態1に係る光ヘッド装置を搭載した光ディスク装置の構成を概略的に示すブロック図である。図3に示されるように、実施の形態1の光ディスク装置は、例えば、光ディスク記録再生装置であり、光ヘッド装置を含む記録再生手段16と、光ディスクの種類を判別するディスク判別手段101と、制御手段102とを有する。記録再生手段16は、光源1と、光検知器11と、レンズ駆動手段12と、対物レンズ切換手段14と、対物レンズを光軸方向及び光ディスクのラジアル方向に移動させることができる対物レンズアクチュエータ15(図1及び図2には示さず)とを有する。記録再生手段16は、ターンテーブル上の光ディスクを回転させる機構(図示せず)のように光ディスクの記録再生に必要な他の構成をも有する。制御手段102は、光検知器11の検出信号に基づいて、焦点ずれ検出、トラッキング誤差検出、球面収差検出、及び再生信号検出を行う。ディスク判別手段101は、焦点ずれ検出信号の振幅及び多層ディスクの各情報記録層のカウント数などを光ディスクの特徴として取捨選択し、光ディスクの種類を判別する。制御手段102は、ディスク判別手段101の検出信号に基づいて、対物レンズ切換手段14を制御する。また、記録再生時には、制御手段102は、焦点ずれ検出、トラッキング誤差検出、球面収差検出、及び再生信号検出の各検出信号と、ディスク判別手段101の検出信号とに基づいて、コリメータレンズ5を駆動させるレンズ駆動手段12及び対物レンズを駆動させる対物レンズアクチュエータ15を制御する。
FIG. 3 is a block diagram schematically showing a configuration of the optical disk device on which the optical head device according to the first embodiment is mounted. As shown in FIG. 3, the optical disc apparatus according to
図4(a)及び(b)は、実施の形態1に係る光ヘッド装置によって光ビーム照射される規格Aの光ディスク8aの情報記録層の構造及び規格Bの光ディスク8bの情報記録層の構造を概略的に示す断面図である。図4(a)及び(b)に示されるように、規格Aの光ディスク8a及び規格Bの光ディスク8bは、それぞれ光ディスク内に複数の情報記録層(破線で示す)を有している。図4(a)に示されるように、光ディスク8aは、第1の情報記録層であるLA1層から第n(nは正の整数)の情報記録層であるLAn層までのn層の情報記録層を有している。また、図4(b)に示されるように、光ディスク8bは、第1の情報記録層であるLB1層から第m(mは正の整数)の情報記録層であるLBm層までのm層の情報記録層を有している。図4(a)に示されるように、光ディスク8aの表面LASから各情報記録層LA1,LA2,…,LAnまでの距離をそれぞれ、tA1,tA2,…,tAnで示す。また、図4(b)に示されるように、光ディスク8bの表面LBSから各情報記録層LB1,LB2,…,LBnまでの距離をそれぞれ、tB1,tB2,…,tBmで示す。なお、各情報記録層の間には、スペース層が形成されている。4A and 4B show the structure of the information recording layer of the standard A
図4(a)は、開口数NAaの対物レンズ7aを透過した光ビーム2が、規格Aの光ディスク8aのLA1層及びLAn層に集光する状態を示す。また、図4(b)は、開口数NAbの対物レンズ7bを透過した光ビーム2が、規格Bの光ディスク8bのLB1層及びLBm層に集光する状態を示す。4 (a) shows a state in which the light beam 2 having passed through the
以下に、各規格の光ディスクに対する球面収差を共通のコリメータレンズ5により補正する構成について説明する。ある特定の情報記録層に集光する光ビームの球面収差SAは、球面収差が初期状態において既に補正されている光透過層の厚みからの厚み差tdと、光ビームの波長λと、開口数NAとの間に、次式の関係を持つ。
SA∝td×NA4/λ
よって、同じ厚み差td、同じ波長λでも、規格で用いられる開口数NAが異なると、NAの4乗に比例して球面収差SAが変化する。また、記録再生の対象とされる情報記録層を同じ光ディスク内で変更する場合には、厚み差tdが変化するため、厚み差tdに応じて新たに球面収差が発生する。また、光ディスクの種類、特に、規格の異なる光ディスクへ切り換える場合、規格に応じて厚み差td、波長λ、及び開口数NAが変化するため、同様に、厚み差td、波長λ、及び開口数NAに応じた球面収差SAが発生する。Hereinafter, a configuration for correcting spherical aberration with respect to each standard optical disk by the
SA∝t d × NA 4 / λ
Therefore, even with the same thickness difference t d and the same wavelength λ, if the numerical aperture NA used in the standard is different, the spherical aberration SA changes in proportion to the fourth power of NA. Further, when changing the information recording layer that is subject to recording and playback in the same optical disk, since the thickness difference t d is changed, new spherical aberration is generated according to the thickness difference t d. In addition, when switching to an optical disc of a different type, particularly an optical disc with a different standard, the thickness difference t d , the wavelength λ, and the numerical aperture NA change according to the standard. Similarly, the thickness difference t d , the wavelength λ, and the aperture A spherical aberration SA corresponding to the number NA occurs.
上記の球面収差SAは、以下のようにして補正することができる。コリメータレンズ5は、光源1から放射して発散する光ビーム2の広がり角を変換し、光ビーム2を対物レンズ7a又は対物レンズ7bへ入射させる。コリメータレンズ5を光軸方向に移動させると、コリメータレンズ5を出射した後の光ビーム2を発散又は収束させることができ、対物レンズ7a又は対物レンズ7bへの光ビーム2の入射条件を変化させて光ディスク8a及び光ディスク8bの所望の情報記録層上での光ビーム2の球面収差を変化させることができる。よって、記録再生の対象となる情報記録層を同じ光ディスク内で切り換える場合、又は、記録再生の対象となる光ディスクを異なる規格の光ディスクに切り換える場合、切り換えにより発生する球面収差が補正されるようにコリメータレンズ5の位置をレンズ駆動手段12により最適な位置へ移動させる。
The spherical aberration SA can be corrected as follows. The
球面収差補正手段として、コリメータレンズ5の代わりに、液晶素子を用いることもできる。しかし、実施の形態1の光ヘッド装置では、球面収差補正手段としてコリメータレンズ(カップリングレンズ又はリレーレンズでもよい)を採用した場合を説明する。球面収差補正手段を液晶素子で構成する場合には、液晶に電界分布を与えるために透明電極に設けられる電極パターンと対物レンズの入射瞳の位置関係がずれると波面収差が劣化するという問題が発生する。位置関係の調整精度は数ミクロンのオーダとなり、組み立て性の観点から、製造コストアップの要因となる。これを防ぐために、液晶素子と対物レンズの位置関係がずれないよう一体化する方法も考案されているが、可動部の重量アップの他、液晶素子の透明電極への給電線が必要となるなど、性能上及び製造上の問題が発生する。DVDのように対物レンズの開口数が0.65と比較的小さい規格の光ディスクに対する情報の記録再生を行う光ヘッド装置の中にも、記録特性のマージンを確保するために、できる限り球面収差を小さくしようと球面収差補正液晶素子が適用されるものが存在する。このような光ヘッド装置では、球面収差補正液晶素子は固定部に配置され動作時に対物レンズとの位置関係がずれる構成で問題なく動作する。しかしながら、本発明の光ヘッド装置のように、少なくとも一つの対物レンズの開口数が0.7以上と大きい場合には、DVD用途の光ヘッド装置と違って、球面収差補正液晶素子は固定部に配置してしまっては対物レンズとの位置関係がずれることによるコマ収差の発生で波面収差の劣化が顕著に現れるという問題が起こる。以上の点から、球面収差補正手段をコリメータレンズのようなレンズ部品により構成したほうがコスト面と性能面で有利である。このため、実施の形態1の光ヘッド装置においては、球面収差補正手段としてコリメータレンズを採用した場合を説明する。
As the spherical aberration correcting means, a liquid crystal element can be used instead of the
図5(a)、(b)は、それぞれ規格Aの光ディスク8a及び規格Bの光ディスク8bの各情報記録層に対し、コリメータレンズ5の位置を移動させたときの球面収差SAの変化を示す図である。コリメータレンズ5の位置z5をz方向として横軸にとると、各情報記録層における球面収差SAは、略V字又は略U字のような特性となる。光ディスクの表面から各情報記録層までの距離tA1,tA2,…、又は、距離tB1,tB2,…,が異なることから、図5(a)、(b)に示されるように、各情報記録層における球面収差の特性は、情報記録層間の光透過層の厚み差に比例して相対的にz方向にシフトした特性となる。FIGS. 5A and 5B are diagrams showing changes in spherical aberration SA when the position of the
なお、実施の形態1に係る光ヘッド装置によって情報の記録再生が行われる光ディスクの規格では、同じ波長の光ビームを用いるので、コリメータレンズ5から出射される光ビーム2の広がり角は光ディスクの規格に無関係になり、コリメータレンズ5の位置に応じて変化する。したがって、図5(a)、(b)の横軸は、コリメータレンズ5から出射され光ビームの広がり角に対応している。
In the standard of the optical disc on which information is recorded / reproduced by the optical head device according to the first embodiment, the light beam having the same wavelength is used. Therefore, the spread angle of the light beam 2 emitted from the
通常、対物レンズは、予め設定された基準となる情報記録層上に設けられる光透過層の厚みで球面収差が最適補正されるように設計される。この対物レンズの設計における上記光透過層の厚み設定に関しては、目的や用途によって様々な厚み設定がなされ、比較的に設計自由度が大きい。特に、各規格の光ディスクごとに最適設計を行なう場合であれば、予め球面収差の補正を行う光透過層の厚みは、いかようにでも設計可能となる。すなわち、例えば、規格Aの光ディスク用の対物レンズ7aを考える場合、ある広がり角(平行光束状態も含む)での入射条件で球面収差が最適補正される光透過層の厚みは、LA1層からLAn層までのそれぞれの厚みtA1からtAnまでのいずれであってもよく、あるいは、例えば、LA2層の厚みtA2とLA3層の厚みtA3との中間的な厚みに設定されていてもよい。上記は、規格Bなどの他の規格の光ディスク用の対物レンズの場合であっても同様である。Usually, the objective lens is designed so that the spherical aberration is optimally corrected by the thickness of the light transmission layer provided on the information recording layer serving as a preset reference. Regarding the thickness setting of the light transmission layer in the design of the objective lens, various thickness settings are made depending on the purpose and application, and the degree of design freedom is relatively large. In particular, if optimal design is performed for each standard optical disc, the thickness of the light transmission layer for correcting spherical aberration in advance can be designed in any way. That is, for example, when considering the
光ディスクの光透過層の厚みが異なる各情報記録層に対して、球面収差の特性を最小にする設計(最適設計)は、例えば、対物レンズのレンズ面の形状(曲率等)やレンズの肉厚等を最適化することで実現することができる。対物レンズが、レンズ面に同心円状の溝構造を施した回折タイプのレンズであれば、溝深さや溝ピッチを最適化することで、最適設計をすることができる。このような設計は、通常のレンズ設計手法である。 For each information recording layer in which the optical transmission layer of the optical disc has a different thickness, the design that minimizes the spherical aberration characteristics (optimum design) is, for example, the shape (curvature, etc.) of the lens surface of the objective lens and the thickness of the lens. It can be realized by optimizing the above. If the objective lens is a diffractive lens having a concentric groove structure on the lens surface, the optimum design can be achieved by optimizing the groove depth and groove pitch. Such a design is a normal lens design technique.
例えば、特開2004−69810号公報(特許文献5)又は特開2002−324333号公報(特許文献6)には、回折タイプの対物レンズとして、記録密度が互いに異なる複数の光ディスクに対して共通に使用可能な光学系用の光学素子が示されている。これら文献には、光学素子表面に光軸を中心とした輪帯構造を設け、各輪帯内に複数の凹凸構造を形成する技術が示されている。この技術によれば、光透過層の厚み誤差による球面収差を補正できる他、規格で設定される光透過層の厚み以外の厚みの光透過層であっても輪帯構造を最適化すれば、その厚みに合った球面収差の補正が可能であることが示されている。ただし、この種の対物レンズの球面収差を設計する方法は数多く存在し、回折面の溝構造は多種多様であり、特許文献5及び6に開示された溝構造に限定されるものではない。
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-69810 (Patent Document 5) or Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-324333 (Patent Document 6) commonly uses a diffraction type objective lens for a plurality of optical disks having different recording densities. An optical element for an optical system that can be used is shown. In these documents, a technique for providing an annular structure centering on the optical axis on the surface of an optical element and forming a plurality of uneven structures in each annular zone is shown. According to this technology, in addition to correcting the spherical aberration due to the thickness error of the light transmission layer, even if the light transmission layer having a thickness other than the thickness of the light transmission layer set by the standard is optimized, It has been shown that it is possible to correct spherical aberration in accordance with the thickness. However, there are many methods for designing the spherical aberration of this type of objective lens, the groove structure of the diffractive surface is various, and is not limited to the groove structure disclosed in
したがって、例えば、上記のような技術を適用することで、図5(a)、(b)に示されるように、コリメータレンズ5による球面収差補正特性を、それぞれz方向にシフトさせることができる。実施の形態1においては、コリメータレンズ5の移動距離が最大となる規格の光ディスクに対するコリメータレンズ5の移動範囲内に、他の規格の光ディスクに対するコリメータレンズ5の移動範囲が含まれるように、規格A及び規格Bのいずれかの規格の光ディスクに対する対物レンズの設計を調整して、規格A及び規格Bのいずれかの規格の光ディスクに対するコリメータレンズ5による球面収差補正特性をz方向にシフトさせている。
Therefore, for example, by applying the above-described technique, the spherical aberration correction characteristics of the
すなわち、規格Aの光ディスク8aのLA1層からLAn層までのすべての情報記録層について球面収差補正を行なうためには、図5(a)に示されるように、コリメータレンズ5の位置は、PA1≦z5≦PAnの範囲のレンズ駆動ストロークを確保する必要がある。また、規格Bの光ディスク8bのLB1層からLBm層までのすべての情報記録層について球面収差補正を行なうためには、図5(b)に示されるように、コリメータレンズ5はPB1≦z5≦PBmの範囲を移動できるようにレンズ駆動手段のレンズ駆動ストロークを確保する必要がある。しかし、規格Aの光ディスク8aのために確保する必要があるコリメータレンズ5のレンズ駆動ストロークが、規格Bの光ディスク8bのために確保されているコリメータレンズ5のレンズ駆動ストロークに比べて大きいとき、実施の形態1に係る光ヘッド装置は、図6に示されるように、PA1≦PB1且つPBm≦PAnの関係を満たしている。このような構成とすれば、レンズ駆動手段12によるコリメータレンズ5のレンズ駆動ストロークとして、規格Aの光ディスク8aに対する球面収差補正に必要なレンズ駆動ストロークさえ確保しておけば、規格A及び規格Bのいずれの光ディスクの情報記録層に対しても球面収差を補正することができる。なお、図6において、黒丸印は、図5(a)、(b)の球面収差SA特性(V字状の特性)のボトム(V字の先端)位置に対応している。That is, in order to perform spherical aberration correction on all the information recording layers from the LA 1 layer to the LA n layer of the standard A
その結果、レンズ駆動手段12により駆動されるコリメータレンズ5のレンズ駆動ストロークの必要量を小さくでき、レンズ駆動手段12の軽量化並びに光学系全体の小型化を図ることができる。また、複数の異なる規格の光ディスクの球面収差を補正することができ、安定した情報の記録再生を行うことができる。さらに、レンズ駆動ストロークが小さくなることで、球面収差補正動作に要する時間を短縮できる。
As a result, the required amount of the lens driving stroke of the
なお、以上の説明では、規格A及び規格Bの2つの規格の光ディスクに対する情報の記録再生を行うことができる光ヘッド装置及び光ディスク装置について説明した。しかし、本発明は、図7に示されるように、3つ以上の規格、例えば、規格A、規格B、及び規格Cの光ディスクに対する情報の記録再生を行うことができる光ヘッド装置においても、球面収差補正手段の移動距離が最大となる規格の光ディスク(規格Cの光ディスク)に対する球面収差補正手段の移動範囲内に、他の規格の光ディスク(規格A、Bの光ディスク)に対する球面収差補正手段の移動範囲が含まれるように構成することによって、同様の効果を得ることができる。 In the above description, the optical head apparatus and the optical disk apparatus capable of recording / reproducing information with respect to the optical disks of the two standards A and B have been described. However, as shown in FIG. 7, the present invention also provides a spherical surface in an optical head device capable of recording / reproducing information with respect to optical discs of three or more standards, for example, standard A, standard B, and standard C. Movement of spherical aberration correction means relative to other standard optical disks (standard A, B optical disks) within the movement range of spherical aberration correction means relative to a standard optical disk (standard C optical disk) with the maximum movement distance of aberration correction means By configuring the range to be included, the same effect can be obtained.
実施の形態2.
図8(a)及び(b)は、比較例の光ヘッド装置の光学系の主要部の構成を概略的に示す図であり、図8(c)は、比較例の光ヘッド装置によって規格Aの光ディスクの各情報記録層に光ビーム照射するときのコリメータレンズの位置、及び比較例の光ヘッド装置によって規格Bの光ディスクの各情報記録層に光ビーム照射するときのコリメータレンズの位置を示す図である。また、図9(a)及び(b)は、本発明の実施の形態2に係る光ヘッド装置の光学系の主要部の構成を概略的に示す図であり、図9(c)は、実施の形態2に係る光ヘッド装置によって規格Aの光ディスクの各情報記録層に光ビーム照射するときのコリメータレンズの位置、及び実施の形態2に係る光ヘッド装置によって規格Bの光ディスクの各情報記録層に光ビーム照射するときのコリメータレンズの位置を示す図である。さらに、図10(a)及び(b)は、実施の形態2に係る光ヘッド装置の光学系の主要部の構成を概略的に示す図であり、(c)は、実施の形態2に係る光ヘッド装置によって規格Aの光ディスクの各情報記録層に光ビーム照射するときのコリメータレンズの位置、及び実施の形態2に係る光ヘッド装置によって規格Bの光ディスクの各情報記録層に光ビーム照射するときのコリメータレンズの位置を示す図である。各図は、コリメータレンズ5から各規格の光ディスクまでの光学経路のみを示しており、各規格の光ディスクが記録再生されるときの光路を示した図である。また、図8(c)、図9(c)、図10(c)には各構成におけるコリメータレンズ5による球面収差補正特性を示している。図8(a)及び(b)、図9(a)及び(b)、図10(a)及び(b)において、図1又は図2に示される構成と同一又は対応する構成には、同じ符号を付す。Embodiment 2. FIG.
FIGS. 8A and 8B are diagrams schematically showing the configuration of the main part of the optical system of the optical head device of the comparative example, and FIG. 8C shows the standard A according to the optical head device of the comparative example. FIG. 5 is a diagram showing the position of a collimator lens when irradiating each information recording layer of the optical disc of FIG. 4 with a light beam and the position of the collimator lens when irradiating each information recording layer of the standard B optical disc with the optical head device of the comparative example It is. FIGS. 9A and 9B are diagrams schematically showing the configuration of the main part of the optical system of the optical head device according to Embodiment 2 of the present invention, and FIG. The position of the collimator lens when the information recording layer of the standard A optical disk is irradiated with the light beam by the optical head device according to the second embodiment and the information recording layer of the standard B optical disc by the optical head device according to the second embodiment It is a figure which shows the position of the collimator lens when irradiating with a light beam. Further, FIGS. 10A and 10B are diagrams schematically showing a configuration of a main part of the optical system of the optical head device according to the second embodiment, and FIG. 10C according to the second embodiment. The position of the collimator lens when the information recording layer of the standard A optical disk is irradiated with the optical head device by the optical head device and the information recording layer of the standard B optical disc are irradiated with the light beam by the optical head device according to the second embodiment. It is a figure which shows the position of the collimator lens at the time. Each figure shows only the optical path from the
また、実施の形態2の光ヘッド装置は、実施の形態1の光ヘッド装置と同様に、球面収差補正が必要となる0.7以上の比較的大きな開口数の対物レンズを利用する規格の光ディスクを、少なくとも一つ含んだ複数の異なる規格の光ディスクに対して情報の記録再生を行うことができる光ヘッド装置である。さらに、実施の形態2の光ヘッド装置の球面収差補正手段は、実施の形態1で説明したように、例えば、コリメータレンズのようなレンズ部品により構成される。 The optical head device according to the second embodiment, like the optical head device according to the first embodiment, is a standard optical disc that uses an objective lens having a relatively large numerical aperture of 0.7 or more that requires spherical aberration correction. Is an optical head device capable of recording / reproducing information on / from a plurality of optical discs having different standards. Further, the spherical aberration correcting means of the optical head device according to the second embodiment is configured by a lens component such as a collimator lens as described in the first embodiment.
図8(a)、(b)、(c)は、規格Aの対物レンズ7aと規格Bの対物レンズ7bの入射角条件が異なるが、各対物レンズ7a,7bの設計を調整しても、図6に示す球面収差補正特性の関係PA1≦PB1、且つ、PBm≦PAnを満たせない比較例を示している。このような場合、図9(a)、(b)、(c)又は図10(a)、(b)、(c)の構成(実施の形態2の構成)とすることにより、図6に示す球面収差補正特性の関係PA1≦PB1、且つ、PBm≦PAnを満たすことが可能となる。8A, 8B, and 8C are different in the incident angle condition of the standard
図9(a)、(b)、(c)は、規格Aの光ディスク8aに対して情報の記録再生を行う場合には、光路中(対物レンズ7aに対向する位置)に位相光学素子20を配置し、光ビーム2に位相差を与え、光ビーム2を発散又は収束させる例(ただし、図9(a)、(b)、(c)では、発散の場合)を示している。位相光学素子20は、位相光学素子20が光路中に配置されない場合(図8(a)、(b)、(c))と比較して、対物レンズ7aで集光される光ビーム2の球面収差にオフセットを与える作用を持つレンズ素子又は回折素子である。位相光学素子20がレンズ素子である場合は、レンズの形状、屈折率等により、位相光学素子20が回折素子の場合は溝の形状等により、位相光学素子20を透過する光ビーム2の発散角又は収束角を所定量変化させることができる。位相光学素子20の配置により発散角又は収束角の大きさを変化させれば、対物レンズへの入射条件に変化を与えることができ、球面収差補正特性の関係PA1≦PB1、且つ、PBm≦PAnを満たすように、規格Aの球面収差補正特性をz方向へシフトさせることができる。FIGS. 9A, 9B, and 9C show the phase
上記実施の形態1の光ヘッド装置は、図6に示した球面収差補正特性の関係PA1≦PB1、且つ、PBm≦PAnを、対物レンズ7a又は対物レンズ7bの設計のみで満たすようにした。これに対し、実施の形態2の光ヘッド装置では、位相光学素子20の設計、あるいは位相光学素子20の設計と対物レンズの設計との組合せによって、球面収差補正特性の関係PA1≦PB1、且つ、PBm≦PAnを満たすようにしている。The optical head device of the first embodiment satisfies the spherical aberration correction characteristic relationship PA 1 ≦ PB 1 and PB m ≦ PA n shown in FIG. 6 only by the design of the
また、図10(a)、(b)、(c)の構成は、両方の規格の対物レンズ7a及び対物レンズ7bの手前(コリメータレンズ側)に位相光学素子21及び位相光学素子22を挿入している。位相光学素子21及び位相光学素子22により発散角又は収束角を調整して球面収差補正特性をそれぞれz方向(+方向と−方向)へシフトさせることによって、図6に示した球面収差補正特性の関係PA1≦PB1、且つ、PBm≦PAnを満たすようにしている。10A, 10B, and 10C, the phase
なお、位相光学素子20、21は、対物レンズ7aとホルダー部材により一体化されてもよく、また、位相光学素子22は、対物レンズ7bとホルダー部材などにより一体化されていてもよい。このような場合には、光ディスクのデータトラックの偏心に対物レンズが追従させる際に、光軸ずれの発生を防ぐことができる。
The phase
また、3つ以上の規格の光ディスクに対応する光ヘッド装置においても、同様の位相光学素子を設け、この位相光学素子により発散角又は収束角を調整すれば、同様の効果を得ることができる。 Also in an optical head device corresponding to three or more standard optical discs, the same effect can be obtained by providing a similar phase optical element and adjusting the divergence angle or the convergence angle by this phase optical element.
以上のように、実施の形態2の光ヘッド装置においても、実施の形態1と同様に、レンズ駆動手段12によるコリメータレンズのレンズ駆動ストロークとして、規格Aの光ディスク8aに対する球面収差補正に必要なレンズ駆動ストロークさえ確保しておけば、規格A及び規格Bのいずれの光ディスクの情報記録層に対しても球面収差を補正することができる。その結果、レンズ駆動手段12によるコリメータレンズのレンズ駆動ストロークの必要量を小さくでき、レンズ駆動手段12の軽量化並びに光学系全体の小型化を図ることができる。また、各規格の光ディスクの球面収差を補正することができ、安定した情報の記録再生を行うことができる。さらに、レンズ駆動ストロークが小さくなることで球面収差補正動作に要する時間を短縮できる。
As described above, also in the optical head device of the second embodiment, as in the first embodiment, the lens driving stroke of the collimator lens by the lens driving means 12 is a lens necessary for spherical aberration correction for the standard A
実施の形態3.
一般に、光ディスクでは、各情報記録層のすべてがユーザデータ領域となっているわけではない。光ディスクには、システムが動作する上で必要となるシステムデータが格納されているシステム情報記録領域、ディスク識別データが格納されているディスク識別データ領域、記録動作前の記録パワー調整に使われる記録パワー調整領域など、光ディスクの記録再生の動作開始時などにアクセスされ、記録又は再生に際して、システムを正常に作動させるために用いられるデータを記憶したデータ領域がある。これらの、システムを正常に作動させるために用いられるデータを記憶したデータ領域は、多くの場合、ある特定の情報記録層に設けられる。このため、多層構造の光ディスクの場合には、上記特定の情報記録層は、他の情報記録層よりもアクセスの必然性と重要性が高く、上記特定の情報記録層にアクセスする際には、アクセス動作の俊敏さも必要となる。Embodiment 3 FIG.
In general, in an optical disc, not all information recording layers are user data areas. An optical disc has a system information recording area in which system data necessary for system operation is stored, a disc identification data area in which disc identification data is stored, and a recording power used for adjusting the recording power before the recording operation. There is a data area such as an adjustment area that is accessed at the start of the recording / reproducing operation of the optical disk and stores data used for normal operation of the system during recording or reproduction. In many cases, the data area storing data used for normal operation of the system is provided in a specific information recording layer. For this reason, in the case of a multi-layer optical disc, the specific information recording layer has higher necessity and importance of access than other information recording layers. Agility of movement is also required.
例えば、規格Aの光ディスク8aのLA2層(図4(a))及び規格Bの光ディスク8bのLB2層(図4(b))が上記特定の情報記録層であると仮定する。未知の光ディスクに対して記録再生動作を開始するとき、光ヘッド装置は、まず最初に上記システム情報記録領域、上記ディスク識別データ領域、上記記録パワー調整領域などが存在する上記特定の記録層、すなわちLA2層又はLB2層にアクセスする必要がある。したがって、コリメータレンズ5の位置z5を、球面収差が最小となるように、光ディスク8aに対してはLA2層に、光ディスク8bに対してはLB2層に合わせておくことが望ましい。For example, it is assumed that the LA 2 layer (FIG. 4A) of the standard A
実施の形態3に係る光ヘッド装置では、実施の形態1又は2と同様に、コリメータレンズ5をz方向にシフトさせることによって球面収差補正特性を変え、コリメータレンズ5の位置PA2とコリメータレンズの位置PB2とが近接する(望ましくは、位置PA2と位置PB2とを最短距離とする)ように設定されている。このようにすることにより、未知の光ディスクがいずれの規格の光ディスクであっても、記録再生始時に、コリメータレンズ5の位置が位置PA2又は位置PB2の付近にあるので、コリメータレンズ5の位置補正を最小限の移動で行うことができる。このため、システム情報記録領域のシステムデータやディスク識別データ領域のディスク識別データを読み出す際に、あるいは記録パワー調整領域のデータを読み出して記録パワーを最適調整する際に、俊敏に移行することが可能となる。In the optical head apparatus according to the third embodiment, like the first or second embodiment, changing the spherical aberration correction characteristic by shifting the
図11は、本発明の実施の形態3に係る光ヘッド装置によって情報記録層が単層の光ディスク、情報記録層が2層の光ディスク、情報記録層が単層の他の光ディスク、及び情報記録層が2層の他の光ディスクに光ビーム照射するときのコリメータレンズの位置を示す図である。図11は、複数の異なる規格の光ディスクとして、情報記録層が2層のDISC1−DL、情報記録層が単層のDISC1−SL、情報記録層が2層のDISC2−DL、情報記録層が単層のDISC2−SLを例に、各光ディスクに対するコリメータレンズの球面収差補正特性を示している。図11において、システム情報記録領域、ディスク識別データ領域、記録パワー調整領域などが存在する特定の情報記録層は、それぞれL0(DISC1)、SL(DISC1)、L1(DISC2)、SL(DISC2)となっている。 FIG. 11 shows an optical head device according to Embodiment 3 of the present invention, in which an information recording layer is a single-layer optical disc, an information recording layer is a two-layer optical disc, an information recording layer is another single-layer optical disc, and an information recording layer. FIG. 5 is a diagram showing a position of a collimator lens when a light beam is irradiated on another optical disc having two layers. FIG. 11 shows a plurality of optical discs of different standards. The information recording layer is a two-layer DISC1-DL, the information recording layer is a single-layer DISC1-SL, the information recording layer is a two-layer DISC2-DL, and the information recording layer is a single layer. The spherical aberration correction characteristic of the collimator lens for each optical disc is shown by taking the layer DISC2-SL as an example. In FIG. 11, specific information recording layers having a system information recording area, a disc identification data area, a recording power adjustment area, and the like are L0 (DISC1), SL (DISC1), L1 (DISC2), and SL (DISC2), respectively. It has become.
図11に示す例では、光ディスクのシステム情報記録領域、ディスク識別データ領域、光記録パワー調整領域などが存在する特定の情報記録層における球面収差が最小となるコリメータレンズの位置が、複数の異なる規格の光ディスク間で近接するように構成している。また、図11に示す例では、実施の形態1と同様に、コリメータレンズの移動距離が最大となる規格(ここでは、DISC1−DL)の光ディスクに対するコリメータレンズの移動範囲内に、他の規格の光ディスクに対するコリメータレンズの移動範囲が含まれるようにしている。 In the example shown in FIG. 11, the position of the collimator lens that minimizes spherical aberration in a specific information recording layer in which a system information recording area, a disk identification data area, an optical recording power adjustment area, and the like of an optical disk exist has a plurality of different standards. The optical discs are configured to be close to each other. In the example shown in FIG. 11, as in the first embodiment, the collimator lens moves within the range of movement of the collimator lens with respect to the optical disc of the standard (here, DISC1-DL) that maximizes the distance traveled by the collimator lens. The movement range of the collimator lens with respect to the optical disk is included.
なお、上記実施の形態1〜3の光ヘッド装置は、それぞれの規格の光ディスクに対応した対物レンズ7a及び対物レンズ7bを用い、記録再生の対象となる光ディスクの規格に応じて使用する対物レンズを選択する。しかし、実施の形態1〜3の光ヘッド装置は、1台の対物レンズが、複数の異なる規格の光ディスクに対応したレンズ(互換タイプの対物レンズ)であってもよい。その場合、1台の対物レンズが、すべての規格の光ディスクに対応する構成であってもよいし、複数の規格に対応する対物レンズを複数台備えるものであってもよい。また、実施の形態1〜3の光ヘッド装置は、複数の規格に対応する対物レンズと、一つの規格に対応する対物レンズとを備えるものであってもよい。
In the optical head devices of the first to third embodiments, the
このような対物レンズは、実施の形態1で説明した対物レンズと同様に、例えば、レンズ面の形状(曲率等)やレンズの肉厚等を最適化することで、あるいはレンズ面に同心円状の溝構造を施した回折タイプの対物レンズであれば、溝深さや溝ピッチを最適化する等の方法で、所望の厚みの光透過層に対して球面収差を最適設計することができる。 Similar to the objective lens described in the first embodiment, such an objective lens is, for example, optimized by optimizing the shape of the lens surface (curvature, etc.), the thickness of the lens, or the like, or concentric with the lens surface. In the case of a diffraction type objective lens having a groove structure, the spherical aberration can be optimally designed for a light transmitting layer having a desired thickness by a method such as optimizing the groove depth and groove pitch.
また、上記実施の形態1〜3の光ヘッド装置では、球面収差補正用レンズがコリメータレンズ5である場合を示したが、球面収差補正用レンズとして特許文献3に示されるようなカップリングレンズやリレーレンズを用いてもよい。この場合にも、球面収差補正手段の移動距離が最大となる規格の光ディスクに対する球面収差補正手段の移動範囲内に、他の規格の光ディスクに対する球面収差補正手段の移動範囲が含まれるようにすれば、球面収差補正手段の駆動ストロークを小さくすることが可能である。
In the optical head devices according to the first to third embodiments, the spherical aberration correcting lens is the
また、実施の形態3の光ヘッド装置は、実施の形態1と同様に、球面収差補正が必要となる0.7以上の比較的大きな開口数の対物レンズを用いる規格の光ディスクを少なくとも一つ含む、複数の異なる規格の光ディスクを記録再生することができる光ヘッド装置である。さらに、球面収差補正手段は、実施の形態1と同様に、例えば、コリメータレンズのようなレンズ部品により構成される。 Further, as in the first embodiment, the optical head device of the third embodiment includes at least one standard optical disc that uses an objective lens having a relatively large numerical aperture of 0.7 or more that requires spherical aberration correction. An optical head device capable of recording / reproducing a plurality of optical discs of different standards. Furthermore, the spherical aberration correction means is configured by lens parts such as a collimator lens, for example, as in the first embodiment.
実施の形態4.
図12は、本発明の実施の形態1に係る光ヘッド装置であって、規格Aの光ディスク8aに対する情報の記録再生を行うときの光学系の構成を概略的に示す図であり、図13は、実施の形態4に係る光ヘッド装置であって、規格Aとは異なる規格Cの光ディスク8cに対する情報の記録再生を行うときの光学系の構成を概略的に示す図である。図12及び図13に示されるように、実施の形態4に係る光ヘッド装置は、光ディスクの規格毎に異なる波長の光で記録再生するよう規定された複数の規格(規格A及び規格C)の光ディスク8a及び8cについて、情報の記録再生を行うことができる。図12及び図13において、図1及び図2の構成と同一又は対応する構成には同じ符号を付す。Embodiment 4 FIG.
FIG. 12 is a diagram schematically showing a configuration of an optical system when recording / reproducing information on the standard A
また、実施の形態4の光ヘッド装置は、実施の形態1と同様に、複数の異なる規格の光ディスクに対して情報の記録再生を行うことができる光ヘッド装置である。実施の形態4の光ヘッド装置は、球面収差補正が必要となる0.7以上の比較的大きな開口数の対物レンズを用いる規格の光ディスクに対しても情報の記録再生を行うことができる。さらに、実施の形態4の光ヘッド装置の球面収差補正手段は、実施の形態1と同様に、例えば、コリメータレンズのようなレンズ部品により構成される。 The optical head device according to the fourth embodiment is an optical head device capable of recording / reproducing information on / from a plurality of optical discs having different standards, as in the first embodiment. The optical head device according to the fourth embodiment can record and reproduce information on a standard optical disc that uses an objective lens having a relatively large numerical aperture of 0.7 or more, which requires spherical aberration correction. Further, the spherical aberration correcting means of the optical head device according to the fourth embodiment is constituted by a lens component such as a collimator lens as in the first embodiment.
実施の形態4の光ヘッド装置は、波長λaの光を放射する光源31a(主な例は半導体レーザ)と、波長λcの光を放射する光源31c(主な例は半導体レーザ)とを備えている。また、実施の形態4の光ヘッド装置は、波長λaの光に対する偏光ビームスプリッタ34aと、波長λcの光に対する偏光ビームスプリッタ34cとを備えている。The optical head device of the fourth embodiment, a
規格Aの光ディスク8aに対して情報の記録再生を行う場合には、図12に示されるように、対物レンズ7aを光路上に置き、光源31aから出射した光ビーム32aから光ビームを照射する。光ビームは、回折素子33aで複数の光ビームに分割され、主となる光ビーム32aは、波長λaに対する偏光ビームスプリッタ34aに入射する。なお、図12には、分割後の他の光ビームは図示していない。偏光ビームスプリッタ34aで反射した光ビーム32aは、偏光ビームスプリッタ34cを透過し、光ビーム32aの広がり角(発散角又は収束角)を変換するコリメータレンズ35、直線偏光である光ビーム32aを円偏光に変換する4分の1波長板36を通過する。4分の1波長板36を通過した光ビーム32aは対物レンズ7aで集光され、規格Aに準拠した光ディスク8aに照射される。光ディスク8aで回折及び反射された光ビーム32aは、再び対物レンズ7aを透過して略平行光束に変換された後、4分の1波長板36及びコリメータレンズ35を透過し、さらに偏光ビームスプリッタ34c及び偏光ビームスプリッタ34cを透過し、シリンドリカルレンズ39及びセンサレンズ40を介して光検知器41で受光される。光検知器41は、複数の分割受光面を有し、それぞれの受光面で受光される光ビーム32aの光量を電気信号に変換する。When recording / reproducing information on / from the standard A
規格Cの光ディスク8cに対して情報の記録再生を行う場合には、図13に示されるように、対物レンズ7cを光路上に置き、光源31cから出射した光ビーム32cから光ビームを照射する。光ビームは、回折素子33cで複数の光ビームに分割され、主となる光ビーム32cは、波長λcに対する偏光ビームスプリッタ34cに入射する。なお、図13には、分割後の他の光ビームは図示していない。偏光ビームスプリッタ34cで反射した光ビーム32cは、光ビーム32cの広がり角(発散角又は収束角)を変換するコリメータレンズ35、直線偏光である光ビーム32cを円偏光に変換する4分の1波長板36を通過する。4分の1波長板36を通過した光ビーム32aは対物レンズ7aで集光され、規格Aに準拠した光ディスク8aに照射される。光ディスク8aで回折及び反射された光ビーム32aは、再び対物レンズ7aを透過して略平行光束に変換された後、4分の1波長板36及びコリメータレンズ35を透過し、さらに偏光ビームスプリッタ34c及び偏光ビームスプリッタ34cを透過し、シリンドリカルレンズ39及びセンサレンズ40を介して光検知器41で受光される。光検知器41は、複数の分割受光面を有し、それぞれの受光面で受光される光ビーム32aの光量を電気信号に変換する。When recording / reproducing information on / from the standard C
光検知器41については、本発明の実施の形態1の光検知器11と同様に、光ディスク8a及び光ディスク8cからの反射光をもとに、光ディスク8a及び光ディスク8cの情報記録層からの焦点ずれ量、光ディスク8a及び光ディスク8cの略同心円又は略スパイラル状に記録情報が配列される情報トラックからの集光スポットのトラックずれ量、及び記録情報の再生信号を検出できるように、各々検出方式に応じた分割受光面が形成される。
As for the
さらに、光ディスク8a及び光ディスク8cのチルト角や集光スポットの球面収差量を検出するための別の受光面が形成されていてもよく、それら受光面へ光ビームを分配する検出光学素子が設置されていてもよい。
Furthermore, another light receiving surface for detecting the tilt angle of the
コリメータレンズ(球面収差補正用レンズ)35はレンズ駆動手段12を備えており、電磁力やモータなどで発生する駆動力によって、コリメータレンズ35を光軸方向に移動させる。
The collimator lens (spherical aberration correction lens) 35 includes a
図14は、実施の形態4に係る光ヘッド装置を搭載した光ディスク装置の構成を概略的に示すブロック図である。図14に示されるように、実施の形態4の光ディスク装置は、例えば、光ディスク記録再生装置であり、光ヘッド装置の構成を含む記録再生手段17と、光ディスクの種類を判別するディスク判別手段101と、制御手段102とを有する。記録再生手段17は、光源31a,31cと、光検知器41と、レンズ駆動手段12と、対物レンズ切換手段14と、対物レンズを光軸方向及び光ディスクのラジアル方向に移動させることができる対物レンズアクチュエータ15(図12及び図13には示さず)とを有する。制御手段102は、光検知器41の検出信号に基づいて、焦点ずれ検出、トラッキング誤差検出、球面収差検出、及び再生信号検出を行う。ディスク判別手段101は、焦点ずれ検出信号の振幅及び多層記録ディスクの各記録層でカウント数などを光ディスクの特徴として取捨選択し、光ディスクの種類を判別する。制御手段102は、ディスク判別手段101の検出信号に基づいて、対物レンズ切換手段14を制御する。また、制御手段102は、焦点ずれ検出、トラッキング誤差検出、球面収差検出、及び再生信号検出の各検出信号と、ディスク判別手段101の検出信号とに基づいて、レンズ駆動手段12及び対物レンズアクチュエータ15を制御する。
FIG. 14 is a block diagram schematically showing a configuration of an optical disk device in which the optical head device according to the fourth embodiment is mounted. As shown in FIG. 14, the optical disc apparatus according to the fourth embodiment is, for example, an optical disc recording / reproducing apparatus, and includes a recording / reproducing
図15(a)は、実施の形態4に係る光ヘッド装置によって規格Cの光ディスクの各情報記録層に光ビーム照射するときのコリメータレンズの位置と球面収差SAとの関係を示す図であり、図15(b)は、実施の形態4に係る光ヘッド装置によって規格Aの光ディスクの各情報記録層に光ビーム照射するときのコリメータレンズの位置、及び実施の形態4に係る光ヘッド装置によって規格Cの光ディスクの各情報記録層に光ビーム照射するときのコリメータレンズの位置を示す図である。図15(a)において、横軸(コリメータレンズの移動位置z)は、基準となる光源からの距離であり、ここでは、規格Aで用いる波長の光を放射する光源31aからの距離としている。コリメータレンズ35の移動に対して各情報記録層における球面収差は略V字又は略U字のような特性となる。この特性の基本的な考え方については、実施の形態1で説明した図5(a)、(b)の場合と同様である。
FIG. 15A is a diagram showing the relationship between the position of the collimator lens and the spherical aberration SA when each information recording layer of the standard C optical disc is irradiated with a light beam by the optical head device according to the fourth embodiment. FIG. 15B shows the position of the collimator lens when the information recording layer of the standard A optical disk is irradiated with a light beam by the optical head device according to the fourth embodiment, and the standard by the optical head device according to the fourth embodiment. It is a figure which shows the position of the collimating lens when each information recording layer of the optical disk of C is irradiated with a light beam. In FIG. 15A, the horizontal axis (movement position z of the collimator lens) is the distance from the reference light source, and here is the distance from the
規格Cの光ディスク8cに対して用いる光ビームの波長λcは、規格A及び規格Bの光ディスク8a,8bに対して用いる光ビームの波長λaとは異なる。また、光ビームの波長が異なると、その光ビームが入射するレンズの屈折力が異なる。したがって、波長λcの光ビームに対するコリメータレンズ35の焦点距離は、波長λaの光ビームに対するコリメータレンズ35の焦点距離と異なる。例えば、コリメータレンズ35が通常の屈折レンズであれば、規格Cの光ディスク8cに対して用いる光ビームの波長λcが、規格A及び規格Bの光ディスク8a,8bに対して用いる光ビームの波長λaよりも長い場合、コリメータレンズ35の焦点距離は規格Cの光ディスク8cに対して用いる光ビームの方が長くなる。The wavelength λ c of the light beam used for the standard C
図12及び図13に示される光ヘッド装置は、波長の異なる光ビームに対して一つの光検知器41で各光ディスクからの反射光を受光するため(光検知器の各波長の光ビームの受光面は同一平面上に形成されているとする)、各光源(半導体レーザ)31a,31cからコリメータレンズ35までの光路長と、コリメータレンズ35から光検知器41までの光路長とは等しい必要がある。したがって、例えば、規格Cの光ディスク8cに対して用いる光ビームの波長λcが規格Aの光ディスク8aに対して用いる光ビームの波長λaよりも長い場合、規格Cにおいては、全体的にコリメータレンズ5の位置z35を大きくする方向へシフトする必要がある(z方向へのシフト量をzcとする。)。The optical head device shown in FIG. 12 and FIG. 13 receives reflected light from each optical disc with a
実施の形態4に係る光ヘッド装置では、上記波長の違いによるコリメータレンズ35の上記シフト分も考慮して、コリメータレンズの移動距離が最大となる規格の光ディスクに対するコリメータレンズの移動範囲内に、他のすべての規格の光ディスクに対するコリメータレンズの移動範囲が含まれるように、対物レンズを設計している。すなわち、図15(b)に示されるように、コリメータレンズ35の位置をz35とした場合には、規格Cの光ディスク8cの第1の情報記録層であるLC1層から第k(kは正の整数)の情報記録層であるLCk層までのすべての情報記録層について球面収差補正を行なうためには、コリメータレンズ35はPC1≦z35≦PCkの範囲のレンズ駆動ストロークが必要である。コリメータレンズ35の位置PC1及びPCkは、波長λaとλcとの違いによる焦点距離の違いも考慮し、z方向にzcだけシフトさせた値にする必要がある。このシフトによって、コリメータレンズ35の位置PC1は位置PC1´に変化し、コリメータレンズ35の位置PCkは位置PCk´に変化する。In the optical head device according to the fourth embodiment, in consideration of the shift of the
規格Cに対するコリメータレンズ35の移動距離が最大となる場合は、図15(b)に示されるように、このPC1´≦z35≦PCk´の範囲内に、他の規格の光ディスクに対するコリメータレンズの移動範囲(図15(b)ではPA1≦z35≦PAn)が含まれるようにする。他の規格に対するコリメータレンズの移動距離が最大となる場合は、このPC1´≦z35≦PCk´の範囲が、移動距離が最大となる他の規格の光ディスクに対する移動範囲内に含まれるようにする。When the moving distance of the
球面収差補正特性をz方向にシフトさせて球面収差を最適設計する方法には、実施の形態1で説明したように、例えば、レンズ面の形状(曲率等)やレンズの肉厚等を最適化する方法がある。また、球面収差補正特性をz方向にシフトさせて球面収差を最適設計する方法には、レンズ面に同心円状の溝構造を施した回折タイプの対物レンズであれば、溝深さや溝ピッチを最適化する等の方法もある。また、実施の形態2と同様に、回折光学素子20〜22を用いて、同様の構成で最適設計することもできる。
As described in the first embodiment, the method for optimizing the spherical aberration by shifting the spherical aberration correction characteristic in the z direction, for example, optimizing the lens surface shape (curvature, etc.) and the lens thickness. There is a way to do it. In addition, for the method of optimally designing spherical aberration by shifting the spherical aberration correction characteristics in the z direction, the groove depth and groove pitch are optimal for diffractive objective lenses with a concentric groove structure on the lens surface. There are also methods such as Similarly to the second embodiment, the diffractive
なお、実施の形態4においては規格A及び規格Cの2種類を例として述べてきたが、本発明は、これら以外の1又は複数の規格が追加される場合にも同様に適用可能である。 In the fourth embodiment, two types of standards A and C have been described as examples. However, the present invention is also applicable to cases where one or more standards other than these are added.
図16は、実施の形態4に係る光ヘッド装置の他の光学系の構成を概略的に示す図である。図16において、図12及び図13に示される構成と同一又は対応する構成には、同じ符号を付す。図16に示される光ヘッド装置は、波長λdの光ビームを用いる規格Dの光ディスク8dに対しても記録再生を行うことができる光ヘッド装置の構成例を示したものである。図16に示される光ヘッド装置は、光ビーム32dを出射する光源(半導体レーザ)31d、回折格子33d、偏光ビームスプリッタ34d、対物レンズ7dを備えている点が、図12及び図13の光ヘッド装置と相違する。FIG. 16 is a diagram schematically showing a configuration of another optical system of the optical head device according to the fourth embodiment. In FIG. 16, the same reference numerals are given to the same or corresponding components as those shown in FIGS. 12 and 13. The optical head device shown in FIG. 16 is a diagram showing the configuration of an optical head apparatus capable of recording and reproducing with respect to an
図16に示される光ヘッド装置では、各規格の光ディスクの各情報記録層に対してコリメータレンズ35を駆動するレンズ駆動手段12のレンズ駆動ストロークのそれぞれの関係が、図12の光ヘッド装置と同様に、コリメータレンズ35の移動距離が最大となる規格の光ディスクに対するコリメータレンズの移動範囲内に、他の規格の光ディスクに対するコリメータレンズの移動範囲が含まれるように構成されている。ここで、各規格の光ディスクに対するコリメータレンズの位置z35は、図15と同様に、基準となる光源からの距離である。In the optical head device shown in FIG. 16, the relationship between the lens driving strokes of the lens driving means 12 for driving the
図17は、実施の形態4に係る光ヘッド装置の他の光学系の構成を概略的に示す図である。図17において、図16に示される構成と同一又は対応する構成には、同じ符号を付す。図17は、図16の光源31a,31c,31dのうち、2つの光源31c,31dが一つのパッケージに集約された光源310を用いた構成例である。図17の構成例によれば、図16の構成例に比べて、部品点数が少なく、小型でコスト的に有利な構成である。
FIG. 17 is a diagram schematically showing a configuration of another optical system of the optical head device according to the fourth embodiment. In FIG. 17, the same or corresponding elements as those shown in FIG. FIG. 17 is a configuration example using a
図18は、実施の形態4に係る光ヘッド装置の他の光学系の構成を概略的に示す図である。図17において、図16に示される構成と同一又は対応する構成には、同じ符号を付す。図18は、図16の光源31a,31c、及び31dのうち、3つの光源31a,31c,31dが一つのパッケージに集約された光源311を用いた構成例である。図18の構成例によれば、図16の構成例に比べて、部品点数が少なく、小型でコスト的に有利な構成である。
FIG. 18 is a diagram schematically showing a configuration of another optical system of the optical head device according to the fourth embodiment. In FIG. 17, the same or corresponding elements as those shown in FIG. FIG. 18 is a configuration example using a
なお、実施の形態4においても、実施の形態3と同様に、システムが動作する上で必要となるシステムデータが格納されているシステム情報記録領域や記録動作前の記録パワー調整に使われる記録パワー調整領域などを有する特定の記録層における球面収差が最小となるコリメータレンズの位置が、複数の異なる規格の光ディスク間で近接するように構成することもできる。このような構成とした場合には、実施の形態3の光ヘッド装置と同様の効果を得ることができる。 In the fourth embodiment, similarly to the third embodiment, the system information recording area in which system data necessary for system operation is stored and the recording power used for recording power adjustment before the recording operation are stored. The position of the collimator lens that minimizes the spherical aberration in a specific recording layer having an adjustment region or the like may be configured to be close between a plurality of optical disks of different standards. In such a configuration, the same effect as that of the optical head device of Embodiment 3 can be obtained.
また、実施の形態4においては、それぞれの規格に対応した対物レンズを個別に用い、使用する光ディスクの規格に応じて使用する対物レンズを選択するものを示したが、対物レンズは、複数の異なる規格の光ディスクに対応したレンズ(互換タイプの対物レンズ)であってもよい。その場合、一つの対物レンズがすべての規格に対応する構成であってもよいし、複数の規格に対応する対物レンズを複数備えるものであってもよい。また、複数の規格に対応する対物レンズと一つの規格に対応する対物レンズとを備えるものであってもよい。このような対物レンズであっても、実施の形態1で述べたと同様に、例えば、レンズ面の形状(曲率等)やレンズの肉厚等を最適化することで、あるいはレンズ面に同心円状の溝構造を施した回折タイプの対物レンズであれば、溝深さや溝ピッチを最適化する等の方法で、任意の厚みの光透過層に対して球面収差を最適設計することができる。 In the fourth embodiment, the objective lens corresponding to each standard is used individually and the objective lens to be used is selected according to the standard of the optical disk to be used. A lens (compatible objective lens) compatible with a standard optical disc may be used. In that case, one objective lens may have a configuration corresponding to all the standards, or may include a plurality of objective lenses corresponding to a plurality of standards. Moreover, an objective lens corresponding to a plurality of standards and an objective lens corresponding to one standard may be provided. Even in such an objective lens, as described in the first embodiment, for example, by optimizing the shape (curvature, etc.) of the lens surface, the thickness of the lens, etc., or concentrically on the lens surface In the case of a diffraction type objective lens having a groove structure, the spherical aberration can be optimally designed for a light transmission layer having an arbitrary thickness by a method such as optimizing the groove depth and groove pitch.
また、実施の形態4では球面収差補正手段がコリメータレンズ35である場合を示したが、球面収差補正手段としてカップリングレンズやリレーレンズを用いてもよい。この場合にも、球面収差補正手段の移動距離が最大となる規格の光ディスクに対する球面収差補正手段の移動範囲内に、他の規格の光ディスクに対する球面収差補正手段の移動範囲が含まれるようにすれば、駆動ストロークを小さくすることが可能である。
In the fourth embodiment, the spherical aberration correction unit is the
実施の形態5.
光ディスクには、情報記録層が一つの単層(Single Layer:SL)ディスクと、情報記録層L0層及び情報記録層L1層を有する2層(Dual Layer:DL)ディスクがある。実施の形態5の光ヘッド装置は、これらすべての情報記録層に対して情報の記録再生を行うことができる光ヘッド装置である。以下に、規格A及び規格Bの2規格の光ディスクに適用可能な光ヘッド装置を説明する。ただし、実施の形態5の光ヘッド装置が適用可能な光ディスクの規格の種類は、3規格又はそれ以上の数の規格であってもよく、適用可能な規格の数は特に限定されない。また、実施の形態5の光ヘッド装置において、光ディスクに照射される光ビームの波長も、特に限定されない。また、実施の形態1〜4の場合と同様に、実施の形態5の光ヘッド装置は、複数の異なる規格の光ディスクに対する情報の記録再生を行う際に、光路上に共通の球面収差補正手段、例えば、コリメータレンズを配置している。
There are two types of optical discs: a single layer (SL) disc with one information recording layer and a dual layer (DL) disc having an information recording layer L0 and an information recording layer L1. The optical head device of the fifth embodiment is an optical head device capable of recording / reproducing information on all these information recording layers. In the following, an optical head device applicable to two standard optical discs, standard A and standard B, will be described. However, the types of optical disk standards to which the optical head device of the fifth embodiment can be applied may be three standards or more standards, and the number of standards that can be applied is not particularly limited. In the optical head device according to the fifth embodiment, the wavelength of the light beam applied to the optical disk is not particularly limited. As in the case of the first to fourth embodiments, the optical head device of the fifth embodiment has a spherical aberration correction unit common on the optical path when information is recorded / reproduced on / from a plurality of optical discs of different standards. For example, a collimator lens is arranged.
実施の形態5の光ヘッド装置の構成は、図1、図2、図9(a)及び(b)、図10(a)及び(b)、図12、図13、図16、図17、図18に示される実施の形態1〜4の光ヘッド装置の構成のいずれかと同様である。実施の形態5の光ヘッド装置において、相互の位置関係が重要となる光学部品は、光源である半導体レーザ、コリメータレンズ、対物レンズ、及び光ディスクであり、以下の説明においては、これらの位置関係を中心に説明する。
The configuration of the optical head device according to the fifth embodiment is shown in FIGS. 1, 2, 9A and 10B, 10A and 10B, FIGS. 12, 13, 16, 17, This is the same as one of the configurations of the optical head devices of
まず、規格と前記光学部品について説明する。ここで説明する例として、規格Aの光ディスクで使用される対物レンズの開口数NAaは0.85、規格Bの光ディスクで使用される対物レンズの開口数NAbは0.65である。つまり、実施の形態5においては、開口数NAaが開口数NAbよりも大きく、開口数NAaが0.7以上であり、開口数NAbが0.65以下であればよい。First, the standard and the optical component will be described. As described here, the numerical aperture NA a of an objective lens used in the optical disk of the standard A 0.85, the numerical aperture NA b of the objective lens used in the optical disk of the standard B 0.65. That is, in the fifth embodiment, the numerical aperture NA a is larger than the numerical aperture NA b , the numerical aperture NA a is 0.7 or more, and the numerical aperture NA b is 0.65 or less.
光源及び球面収差補正手段(例えば、コリメータレンズ)は、規格Aの光ディスク及び規格Bの光ディスクに共通に使用される。コリメータレンズは、光ディスクの種類に応じて光ディスクへ集光される光の球面収差を最適化するように、駆動手段によって、光軸方向に駆動される。 The light source and spherical aberration correcting means (for example, a collimator lens) are commonly used for the standard A optical disc and the standard B optical disc. The collimator lens is driven in the direction of the optical axis by the driving means so as to optimize the spherical aberration of the light condensed on the optical disc in accordance with the type of the optical disc.
実施の形態5においては、球面収差補正手段としてコリメータレンズを採用した場合を説明するが、球面収差補正手段はコリメータレンズに限定されない。球面収差補正手段としては、液晶素子、カップリングレンズ、又はリレーレンズを用いることもできる。ただし、球面収差補正手段を液晶素子で構成する場合には、液晶に電界分布を与えるために透明電極に設けられる電極パターンと、対物レンズの入射瞳との位置関係にずれが生じると、波面収差が劣化するという問題が発生する。したがって、球面収差補正手段を液晶素子で構成する場合には、位置関係の調整精度は数ミクロンのオーダとなり、組み立て性の観点から製造コストアップの要因となる。コストアップを防ぐために、液晶素子と対物レンズの位置関係がずれないよう一体化する方法も考えられるが、可動部の重量アップの他、液晶素子の前記透明電極への給電線が必要になるなど、性能上及び製造上の問題が発生する。 In the fifth embodiment, a case where a collimator lens is employed as the spherical aberration correction unit will be described, but the spherical aberration correction unit is not limited to the collimator lens. As the spherical aberration correction means, a liquid crystal element, a coupling lens, or a relay lens can be used. However, when the spherical aberration correcting means is composed of a liquid crystal element, if there is a deviation in the positional relationship between the electrode pattern provided on the transparent electrode to give the electric field distribution to the liquid crystal and the entrance pupil of the objective lens, the wavefront aberration This causes the problem of deterioration. Therefore, when the spherical aberration correcting means is composed of a liquid crystal element, the positional relationship adjustment accuracy is on the order of several microns, which increases the manufacturing cost from the viewpoint of assembly. In order to prevent an increase in cost, it is possible to integrate the liquid crystal element and the objective lens so that the positional relationship is not shifted. However, in addition to increasing the weight of the movable part, a power supply line to the transparent electrode of the liquid crystal element is required. , Performance and manufacturing problems occur.
また、DVDのように対物レンズの開口数が0.65と比較的小さい規格の光ディスクに対する情報の記録再生を行う光ヘッド装置の中にも、記録特性のマージンを確保するために、できる限り球面収差を小さくしようと球面収差補正液晶素子が適用されるものが存在する。このような光ヘッド装置では、球面収差補正液晶素子は固定部に配置され動作時に対物レンズとの位置関係がずれる構成で問題なく動作する。しかしながら、本発明の光ヘッド装置のように、少なくとも一つの対物レンズの開口数が0.7以上と大きい場合に、球面収差補正液晶素子は固定部に配置していたのでは、DVD用途の光ヘッド装置と異なり、対物レンズとの位置関係がずれることによるコマ収差の発生によって波面収差の劣化が顕著に現れるという問題が起こる。以上の点から、球面収差補正手段をコリメータレンズのようなレンズ部品により構成したほうがコスト面と性能面で有利である。このため、実施の形態5の光ヘッド装置においては、球面収差補正手段としてコリメータレンズを採用した場合を説明する。 Further, in an optical head device that records and reproduces information with respect to an optical disk with a relatively small standard numerical aperture of 0.65, such as a DVD, a spherical surface is used as much as possible in order to ensure a recording characteristic margin. There are devices to which a spherical aberration correction liquid crystal element is applied in order to reduce the aberration. In such an optical head device, the spherical aberration correcting liquid crystal element operates without any problem in a configuration in which the positional relationship with the objective lens is shifted during operation by being disposed in the fixed portion. However, when the numerical aperture of at least one objective lens is as large as 0.7 or more as in the optical head device of the present invention, the spherical aberration correcting liquid crystal element is disposed in the fixed portion. Unlike the head device, there arises a problem that the wavefront aberration is remarkably deteriorated due to the occurrence of coma aberration caused by the positional relationship with the objective lens deviating. In view of the above, it is more advantageous in terms of cost and performance to configure the spherical aberration correcting means with lens parts such as a collimator lens. For this reason, in the optical head device of the fifth embodiment, a case where a collimator lens is employed as the spherical aberration correction means will be described.
次に、各規格の光ディスクについて述べる。前述したように、それぞれの規格の光ディスクには、2層ディスク(DLディスク)と単層ディスク(SLディスク)が存在する。規格Aの光ディスクとして、情報記録層が2層のDLディスク(以下「DISC1−DL」と記す。)と、情報記録層が単層のSLディスク(以下「DISC1−SL」と記す。)とがある。また、規格Bの光ディスクとして、情報記録層が2層のDLディスク(以下「DISC2−DL」と記す。)と、情報記録層が単層のSLディスク(以下「DISC2−SL」と記す。)とがある。 Next, optical discs of each standard will be described. As described above, there are two-layer discs (DL discs) and single-layer discs (SL discs) in the optical discs of the respective standards. As standard A optical discs, there are two types of DL discs with two information recording layers (hereinafter referred to as “DISC1-DL”) and SL discs with a single information recording layer (hereinafter referred to as “DISC1-SL”). is there. In addition, as a standard B optical disc, the information recording layer is a two-layer DL disc (hereinafter referred to as “DISC2-DL”) and the information recording layer is a single-layer SL disc (hereinafter referred to as “DISC2-SL”). There is.
SLディスクのディスク表面から情報記録層までの透明層の厚みと、DLディスクのディスク表面から情報記録層までの透明層の厚みは、規格ごとに異なる。後述する図19に示されるように、規格AのSLディスクにおけるディスク表面(z=0)から情報記録層SL(DISC1)までの透明層の厚みは、規格AのDLディスクにおけるディスク表面(z=0)から情報記録層L0(DISC1)までの透明層の厚みに等しい。また、規格BのSLディスクにおけるディスク表面(z=0)から情報記録層SL(DISC2)までの透明層の厚みは、規格BのDLディスクにおけるディスク表面(z=0)から情報記録層L0(DISC2)までの透明層の厚みと、規格BのDLディスクにおけるディスク表面(z=0)から情報記録層L1(DISC2)までの透明層の厚みの略中間に設定される。このため、規格BのDLディスクにおける情報記録層L0(DISC2)及び情報記録層L1(DISC2)にて透明層厚み差で発生する球面収差をできる限り小さくでき、球面収差補正を行なうことなく記録再生可能な光ディスクシステムとなっている。 The thickness of the transparent layer from the disc surface of the SL disc to the information recording layer and the thickness of the transparent layer from the disc surface of the DL disc to the information recording layer are different for each standard. As shown in FIG. 19 to be described later, the thickness of the transparent layer from the disc surface (z = 0) to the information recording layer SL (DISC1) in the standard A SL disc is the disc surface (z = 0) to the thickness of the transparent layer from the information recording layer L0 (DISC1). Further, the thickness of the transparent layer from the disk surface (z = 0) to the information recording layer SL (DISC2) in the standard B SL disk is the same as the information recording layer L0 (z = 0) from the disk surface (z = 0) in the standard B DL disk. DISC2) is set approximately between the thickness of the transparent layer up to DISC2) and the thickness of the transparent layer from the disc surface (z = 0) to the information recording layer L1 (DISC2) in the standard B DL disc. For this reason, the spherical aberration caused by the difference in thickness of the transparent layer in the information recording layer L0 (DISC2) and the information recording layer L1 (DISC2) in the standard B DL disc can be reduced as much as possible, and recording / reproduction can be performed without correcting the spherical aberration. It is a possible optical disk system.
上記のように光ディスクの規格の中には、球面収差を補正しなくてもDLディスクを記録再生可能とするものも存在する。しかしながら、球面収差補正されていないL0層及びL1層では、少なからずとも球面収差が残留するため、最適な記録再生特性にはならず、システム全体としての性能マージンを確保する上では各種ディスクの情報記録層に対して球面収差補正を行なう必要がある。特に、本発明の光ヘッド装置のように互換光学系で構成され共通の球面収差補正手段を利用する光ヘッド装置では、両方の規格について球面収差補正を行なうことは望まれる。 As described above, some optical disc standards enable recording and reproduction of DL discs without correcting spherical aberration. However, in the L0 layer and the L1 layer that are not corrected for spherical aberration, at least spherical aberration remains, so that the optimum recording / reproducing characteristics are not obtained. It is necessary to correct spherical aberration for the recording layer. In particular, in an optical head device configured by a compatible optical system and using a common spherical aberration correction means, such as the optical head device of the present invention, it is desired to perform spherical aberration correction for both standards.
実施の形態5の光ヘッド装置の特徴について述べる。図19は、上記実施の形態3で説明した図11と同様に、実施の形態5の光ヘッド装置の各種光ディスクに対するコリメータレンズの球面収差補正特性を示した図である。 The characteristics of the optical head device according to the fifth embodiment will be described. FIG. 19 is a diagram showing the spherical aberration correction characteristics of the collimator lens for various optical disks of the optical head device of the fifth embodiment, similar to FIG. 11 described in the third embodiment.
実施の形態5の光ヘッド装置は、図19に示されるように、球面収差補正手段の駆動ストロークが大きい規格Aの駆動ストローク範囲内に、他方の規格Bの駆動ストロークが収まるように、構成されている。球面収差補正手段の駆動ストロークが大きい規格Aの駆動ストローク範囲内に、他方の規格Bの駆動ストロークが収まるようにするため、対物レンズに平行光束が入射される条件(PLI)で、情報記録層L0(DISC1)及び情報記録層L1(DISC1)の間のいずれかの位置に光を集光できる規格Aの光ディスク用の対物レンズを搭載する。すなわち、規格AのSLディスクの情報記録層SL(DISC1)(又は規格AのDLディスクの情報記録層L0(DISC1))に光を集光させるときに、対物レンズへの入射光束を非平行光束とし、且つ、規格BのSLディスクのSL層に光を集光されるときは対物レンズへの入射光束を平行光束とする点を特徴としている。このような対物レンズの組合せにより互換光学系を構成することにより、両規格で共通に使用する球面収差補正手段の駆動ストロークを小さくできる。 As shown in FIG. 19, the optical head device of the fifth embodiment is configured such that the driving stroke of the other standard B falls within the driving stroke range of the standard A where the driving stroke of the spherical aberration correcting means is large. ing. The information recording layer under the condition (PLI) in which a parallel light beam is incident on the objective lens so that the driving stroke of the other standard B falls within the driving stroke range of the standard A where the driving stroke of the spherical aberration correcting means is large. An objective lens for a standard A optical disc capable of condensing light is mounted at any position between L0 (DISC1) and the information recording layer L1 (DISC1). That is, when the light is condensed on the information recording layer SL (DISC1) of the standard A SL disk (or the information recording layer L0 (DISC1) of the standard A DL disk), the incident light beam to the objective lens is a non-parallel light beam. And when the light is condensed on the SL layer of the SL disk of the standard B, the incident light beam to the objective lens is a parallel light beam. By constructing a compatible optical system by combining such objective lenses, the driving stroke of the spherical aberration correcting means used in common in both standards can be reduced.
以下に、比較のために、球面収差補正手段の駆動ストロークが大きく設定されてしまう比較例を説明する。 Hereinafter, for comparison, a comparative example in which the driving stroke of the spherical aberration correcting unit is set large will be described.
図20は、比較例の光ヘッド装置によって情報記録層が単層の光ディスクDISC1ーSL、情報記録層が2層の光ディスクDISC1ーDL、情報記録層が単層の他の光ディスクDISC2ーSL、及び情報記録層が2層の他の光ディスクDISC1ーDLに光ビーム照射するときのコリメータレンズの位置を示す図である。図20は、規格Aの対物レンズを平行光束入射条件(PLI)にてSL層であるSL(DISC1)とL0層であるDL(DISC1)に光を集光する特性にした場合のコリメータレンズの球面収差補正特性を示している。規格Aの光ディスクの情報記録層L0(DISC1)(又は情報記録層SL(DISC1))及び情報記録層L1(DISC1)にて球面収差を補正するときのコリメータレンズの駆動ストロークをLaとする。また、規格Aの光ディスクの情報記録層L0(DISC1)(又は情報記録層SL(DISC1))にて球面収差を補正するときのコリメータレンズの位置と、規格Bの光ディスクの情報記録層L0(DISC2)又は情報記録層L1(DISC2)にて球面収差を補正したときのコリメータレンズの位置との距離差Labとする。このとき、規格A及び規格Bでのトータル駆動ストロークは、規格Aだけで考えた駆動ストロークLaよりも必然的に大きくなる。ここで、図20は、規格Aと規格Bで使用される光の波長が異なる場合を表したものであり、図20の規格AのSLディスクのSL層(又は規格AのDLディスクのL0層)にて球面収差を補正したときのコリメータレンズの位置と規格BのSLディスクのSL層にて球面収差を補正したときのコリメータレンズの位置との距離差Lb0が使用波長差によるコリメータレンズの焦点距離の差として生じる様子を示している。 FIG. 20 shows an optical disc device having a single information recording layer, an optical disc DISC1-DL having two information recording layers, another optical disc DISC2-SL having a single information recording layer, and an optical head device of a comparative example. It is a figure which shows the position of a collimator lens when an information recording layer irradiates a light beam to the other two optical disks DISC1-DL. FIG. 20 shows a collimator lens in a case where the standard A objective lens has a characteristic of condensing light on SL (DISC1) which is an SL layer and DL (DISC1) which is an L0 layer under parallel light beam incidence conditions (PLI). The spherical aberration correction characteristic is shown. A driving stroke of the collimator lens when correcting spherical aberration in the information recording layer L0 (DISC1) (or information recording layer SL (DISC1)) and the information recording layer L1 (DISC1) of the optical disc of standard A is defined as La. Also, the position of the collimator lens when spherical aberration is corrected in the information recording layer L0 (DISC1) (or information recording layer SL (DISC1)) of the standard A optical disc, and the information recording layer L0 (DISC2 of the standard B optical disc). ) Or the distance difference Lab from the position of the collimator lens when spherical aberration is corrected by the information recording layer L1 (DISC2). At this time, the total driving stroke in the standard A and the standard B is necessarily larger than the driving stroke La considered only in the standard A. Here, FIG. 20 shows a case where the wavelengths of light used in the standard A and the standard B are different, and the SL layer of the SL disk of the standard A in FIG. 20 (or the L0 layer of the DL disk of the standard A). The distance difference Lb0 between the position of the collimator lens when the spherical aberration is corrected in (1) and the position of the collimator lens when the spherical aberration is corrected by the SL layer of the standard B SL disk is the focal point of the collimator lens due to the wavelength difference used. It shows how it occurs as a difference in distance.
よって、もし規格Aと規格Bで使用される光の波長が同じ場合には、図20の距離差Lb0がゼロとなり、規格BのSLディスクのSL層及び規格BのDLディスクのL0層とL1層の球面収差が補正されるコリメータレンズの位置がLb0だけ図20の左にシフトした状態で考えればよく、結果的には上記と同様に、規格A及び規格Bでのトータル駆動ストロークTLは、規格Aだけで考えた駆動ストロークLaよりも大きくなってしまう。前述の図19も、図20と同様に、規格Aと規格Bで使用される光の波長が異なる場合を表したものであり、図20と同様な考え方をする。 Therefore, if the wavelengths of light used in the standards A and B are the same, the distance difference Lb0 in FIG. 20 becomes zero, and the SL layer of the SL disk of the standard B and the L0 layer and L1 of the DL disk of the standard B The position of the collimator lens for correcting the spherical aberration of the layer may be considered in a state shifted to the left in FIG. 20 by Lb0. As a result, the total drive stroke TL in the standards A and B is as follows. It becomes larger than the drive stroke La considered only by the standard A. Similarly to FIG. 20, FIG. 19 described above shows a case where the wavelengths of light used in the standards A and B are different, and the same concept as FIG. 20 is used.
これに対して、実施の形態5の光ヘッド装置は、図19に示したように、規格AのSLディスクのSL層(又は規格AのDLディスクのL0層)に光を集光させる場合に、規格Aの対物レンズへの入射光束を非平行光束にして入射させるので、上記の球面収差補正手段の駆動ストロークの増加を抑制でき、球面収差補正手段のサイズを小さくできるほか、情報記録層の切り替えを行なうのに要する時間を短くできる。 On the other hand, the optical head device of the fifth embodiment, as shown in FIG. 19, focuses light on the SL layer of the standard A SL disk (or the L0 layer of the standard A DL disk). Since the incident light beam to the standard A objective lens is incident as a non-parallel light beam, an increase in the driving stroke of the spherical aberration correcting unit can be suppressed, and the size of the spherical aberration correcting unit can be reduced. The time required for switching can be shortened.
また、規格AのSLディスクのSL層(又は規格AのDLディスクのL0層)に光を集光させる場合に、対物レンズへの入射光束を非平行光束にして入射させ且つ規格BのSLディスクのSL層に光を集光させる場合に対物レンズへの入射光束を平行光束にして入射させる規格A及び規格Bの互換対物レンズを用いてもよく、上記と同様に球面収差補正手段の駆動ストロークを小さくすることができ、光ヘッド装置全体の光学系を小型化できる。 Further, when condensing light on the SL layer of the standard A SL disk (or the L0 layer of the standard A DL disk), the incident light to the objective lens is made incident as a non-parallel light beam, and the standard B SL disk. When condensing light on the SL layer, a compatible objective lens of standard A and standard B that allows the incident light beam to be incident on the objective lens as a parallel light beam may be used, and the driving stroke of the spherical aberration correcting means is the same as described above. The optical system of the entire optical head device can be reduced in size.
上記の説明では、規格Bに対しては、SLディスクのSL層へ集光させる場合に対物レンズへの入射光が平行光束であるとしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、非平行光束であってもよい。その際の規格Aと規格BのSL層に光を集光させる際の非平行光束の広がり角は異なっていることが必要となる。ただし、一般に、対物レンズに非平行光束で入射させる場合には、対物レンズが光軸と垂直な方向にシフトした場合に像高収差が発生するので、少なくとも一つの規格に対しては平行光束にて入射させて使用することは性能マージンの確保の点から望ましく有利である。 In the above description, with respect to the standard B, the incident light to the objective lens is a parallel light flux when condensing on the SL layer of the SL disk, but the present invention is not limited to this. A non-parallel light beam may be used. In this case, the spread angles of the non-parallel light beams when the light is condensed on the standard A and standard B SL layers must be different. However, in general, when a non-parallel light beam is incident on an objective lens, image height aberration occurs when the objective lens is shifted in a direction perpendicular to the optical axis. It is desirable and advantageous from the viewpoint of securing a performance margin.
さらに、規格AのSLディスクのSL層と規格BのSLディスクのSL層に光を集光させる際の前記非平行光束の広がり角に違いを持たせるために、少なくとも一つの規格において、対物レンズと球面収差の間に、実施の形態2で述べた光束の発散角又は収束角を変化させる位相光学素子を挿入してもよい。また、規格に応じて位相光学素子を切り替えてもよい。 Further, in order to make a difference in the divergence angle of the non-parallel light beam when the light is condensed on the SL layer of the standard A SL disk and the SL layer of the standard B SL disk, A phase optical element that changes the divergence angle or the convergence angle of the light beam described in the second embodiment may be inserted between the spherical aberration and the spherical aberration. Further, the phase optical element may be switched according to the standard.
さらにまた、位相光学素子は、対応する規格の対物レンズと一体に駆動できる構成であってもよい。 Furthermore, the phase optical element may be configured to be driven integrally with a corresponding standard objective lens.
以上の説明においては、規格A及び規格Bの2種類の規格の光ディスクに対して情報の記録再生を行うことができる光ディスク装置を説明したが、本発明は、これに限るものではなく、規格Aと規格Bに加えて、規格Cの光ディスクに対しても情報の記録再生を行うことができる光ディスク装置であってよい。 In the above description, the optical disc apparatus capable of recording and reproducing information with respect to the optical discs of the two types of standards A and B has been described. However, the present invention is not limited to this, and the standard A In addition to the standard B, it may be an optical disk apparatus capable of recording / reproducing information on a standard C optical disk.
なお、実施の形態5においても、実施の形態3と同様に、システムが動作する上で必要となるシステムデータが格納されているシステム情報記録領域や記録動作前の記録パワー調整に使われる記録パワー調整領域などを有する特定の記録層(ここでは、L0層及びSL層)における球面収差が最小となるコリメータレンズ(球面収差補正用レンズ)の位置が、複数の異なる規格の光ディスク間で近接するように構成すれば、実施の形態3と同様にその効果を得ることが可能である。すなわち、図19のL0(DISC1)とL1(DISC1)の中間位置よりも、L0(DISC1)に近い範囲に、他方の規格BのL0(DISC2)とL1(DISC2)が位置するように設定されており、実施の形態3と同様な効果が得られる。 In the fifth embodiment, similarly to the third embodiment, the system information recording area in which system data necessary for system operation is stored and the recording power used for recording power adjustment before the recording operation are stored. The position of a collimator lens (spherical aberration correction lens) that minimizes spherical aberration in a specific recording layer (here, L0 layer and SL layer) having an adjustment area or the like is close between a plurality of optical discs of different standards. If it is configured, it is possible to obtain the same effect as in the third embodiment. That is, it is set so that L0 (DISC2) and L1 (DISC2) of the other standard B are located in a range closer to L0 (DISC1) than an intermediate position between L0 (DISC1) and L1 (DISC1) in FIG. Thus, the same effect as in the third embodiment can be obtained.
Claims (14)
所定の波長の光を照射する光源と、
前記光源からの光を光ディスク上に集光させる対物レンズと、
複数の異なる規格の光ディスクに対して共通に使用され、前記光源から出射される光の光路上に設置され、光軸方向に移動させることにより前記光源から出射された光の発散角又は収束角を変化させて、前記光ディスクの情報記録層における球面収差を補正する球面収差補正手段と、
前記球面収差補正手段を光軸方向に移動させる駆動手段とを備え、
前記複数の異なる規格の光ディスクのうち、前記球面収差補正手段の移動距離が最大となる規格の光ディスクに対する前記球面収差補正手段の移動範囲内に、他の規格の光ディスクに対する前記球面収差補正手段の移動範囲が含まれるという、前記球面収差補正手段の移動範囲条件を満たすように前記対物レンズ及び前記球面収差補正手段を構成した
ことを特徴とする光ヘッド装置。An optical head device capable of recording and / or reproducing information on a plurality of optical discs of different standards,
A light source that emits light of a predetermined wavelength;
An objective lens for condensing the light from the light source on the optical disc;
Commonly used for a plurality of optical discs of different standards, installed on the optical path of the light emitted from the light source, and moved in the optical axis direction to change the divergence angle or convergence angle of the light emitted from the light source. A spherical aberration correction means for correcting the spherical aberration in the information recording layer of the optical disc,
Drive means for moving the spherical aberration correction means in the optical axis direction,
Among the plurality of different standard optical discs, the movement of the spherical aberration correction unit with respect to another standard optical disc is within the movement range of the spherical aberration correction unit with respect to the standard optical disc with the maximum movement distance of the spherical aberration correction unit. An optical head device, wherein the objective lens and the spherical aberration correcting means are configured so as to satisfy a movement range condition of the spherical aberration correcting means that a range is included.
前記複数台の対物レンズのいずれかを選択的に光路上に置く対物レンズ切換手段を有し、
前記複数台の対物レンズのうちの少なくとも一つの開口数が、0.7以上である
ことを特徴とする請求の範囲1に記載の光ヘッド装置。A plurality of the objective lenses;
Objective lens switching means for selectively placing any one of the plurality of objective lenses on the optical path;
The optical head device according to claim 1, wherein a numerical aperture of at least one of the plurality of objective lenses is 0.7 or more.
第1の規格の光ディスクと、
第2の規格の光ディスクとを含み、
前記第1の規格の光ディスクは、
情報記録層が単層である第1の規格の単層ディスクと、
2層の情報記録層を有する第1の規格の2層ディスクとを含み、
前記第1の規格の2層ディスクは、
光ディスク表面から前記情報記録層までの透明層深さが前記単層ディスクの表面から情報記録層までの透明層深さが等しく、且つ、光ディスクのシステム情報記録領域又はディスク識別データ領域又は記録パワー調整領域が存在した特定の情報記録層を含む2層の情報記録層を有し、
前記第2の規格の光ディスクは、
情報記録層が単層である第2の規格の単層ディスクと、
2層の情報記録層を有する第2の規格の2層ディスクとを含み、
前記第2の規格の2層ディスクは、
光ディスク表面から前記情報記録層までの透明層深さが前記単層ディスクの表面から情報記録層までの透明層深さより小さな透明層深さに設定される第1の情報記録層と、
前記単層ディスクの表面から情報記録層までの透明層深さより大きな透明層深さに設定される第2の情報記録層とを有するとともに、
前記第1の情報記録層又は前記第2の情報記録層のいずれかに光ディスクのシステム情報記録領域又はディスク識別データ領域又は記録パワー調整領域が存在した特定の情報を記録し、
第1の規格の光ディスクの単層ディスクに対する情報の記録再生を行うときに前記対物レンズへ入射する光の発散角又は収束角と、第2の規格の光ディスクの単層ディスクに対して情報の記録再生を行うときの前記対物レンズへ入射する光ビームの発散角又は収束角が異なる
ことを特徴とする請求の範囲1に記載の光ヘッド装置。The optical discs of the plurality of different standards are
A first standard optical disc;
A second standard optical disc,
The optical disc of the first standard is
A single-layer disc of the first standard in which the information recording layer is a single layer;
Including a first standard dual-layer disc having two information recording layers,
The first standard double-layer disc is:
The transparent layer depth from the optical disc surface to the information recording layer is the same as the transparent layer depth from the single-layer disc surface to the information recording layer, and the system information recording area or disc identification data area or recording power adjustment of the optical disc Having two information recording layers including a specific information recording layer in which the area exists,
The optical disc of the second standard is
A single-layer disc of the second standard in which the information recording layer is a single layer;
Including a second-layer disc of the second standard having two information recording layers,
The dual-layer disc of the second standard is
A first information recording layer in which a transparent layer depth from the surface of the optical disc to the information recording layer is set to a transparent layer depth smaller than a transparent layer depth from the surface of the single-layer disc to the information recording layer;
A second information recording layer set to a transparent layer depth larger than the transparent layer depth from the surface of the single-layer disc to the information recording layer,
Recording specific information in which the system information recording area or the disc identification data area or the recording power adjustment area of the optical disc exists in either the first information recording layer or the second information recording layer,
Information recording / recording on the single-layer disc of the second standard optical disc and the divergence angle or convergence angle of the light incident on the objective lens when recording / reproducing information on the single-layer disc of the first standard optical disc 2. The optical head device according to claim 1, wherein a divergence angle or a convergence angle of a light beam incident on the objective lens during reproduction is different.
前記光ディスクのシステム情報記録領域又はディスク識別データ領域又は記録パワー調整領域が存在した特定の情報記録層を含む情報記録層における球面収差が最小となる前記球面収差補正手段の位置が、前記複数の異なる規格に光ディスク間で近接するように構成した
ことを特徴とする請求の範囲1に記載の光ヘッド装置。Each of the plurality of different standard optical disks has an information recording layer including a specific information recording layer in which a system information recording area or a disk identification data area or a recording power adjustment area of the optical disk exists,
The positions of the spherical aberration correcting means that minimize the spherical aberration in the information recording layer including the specific information recording layer in which the system information recording area, the disc identification data area, or the recording power adjustment area of the optical disc is present are different from each other. The optical head device according to claim 1, wherein the optical head device is configured to be close to a standard between optical discs.
光ディスクの規格に応じて使用される光ビームの波長が同じである
ことを特徴とする請求の範囲1に記載の光ヘッド装置。The light source emits a light beam of a single wavelength;
The optical head device according to claim 1, wherein the wavelengths of the light beams used according to the standard of the optical disc are the same.
光ディスクの規格に応じて使用される光ビームの波長が異なる
ことを特徴とする請求の範囲1に記載の光ヘッド装置。The light source emits light beams of different wavelengths;
The optical head device according to claim 1, wherein the wavelength of the light beam used differs according to the standard of the optical disc.
前記波長が互いに異なる複数の規格の光ディスクに対する球面収差補正手段の移動範囲は、前記波長の違いにより生じる前記球面収差補正手段による光路差を考慮して設定されている
ことを特徴とする請求の範囲1に記載の光ヘッド装置。It has a photodetector that receives the return light from optical discs with different wavelengths and generates a reproduction signal,
The range of movement of the spherical aberration correcting means for a plurality of optical discs of different standards having different wavelengths is set in consideration of the optical path difference due to the spherical aberration correcting means caused by the difference in wavelength. 2. An optical head device according to 1.
前記光ディスクの種類を検出するディスク判別手段と、
前記ディスク判別手段によって検出された光ディスクの種類に応じて、前記光ヘッド装置の前記複数の対物レンズのいずれかを選択して前記対物レンズ切換手段によって光路上に移動させるための制御、及び、前記光ヘッド装置の前記球面収差補正手段を前記駆動手段によって移動させるための制御を行う制御手段と
を有することを特徴とする光ディスク装置。A recording / reproducing means for recording and / or reproducing information with respect to an optical disc, comprising the optical head device according to claim 4;
Disc discriminating means for detecting the type of the optical disc;
Control for selecting any of the plurality of objective lenses of the optical head device according to the type of the optical disc detected by the disc discriminating means and moving it on the optical path by the objective lens switching means, and An optical disc apparatus comprising: control means for performing control for moving the spherical aberration correcting means of the optical head device by the driving means.
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