JPWO2007108446A1 - OPTICAL HEAD, OPTICAL DISK DEVICE, AND OPTICAL HEAD MANUFACTURING METHOD - Google Patents

OPTICAL HEAD, OPTICAL DISK DEVICE, AND OPTICAL HEAD MANUFACTURING METHOD Download PDF

Info

Publication number
JPWO2007108446A1
JPWO2007108446A1 JP2008506296A JP2008506296A JPWO2007108446A1 JP WO2007108446 A1 JPWO2007108446 A1 JP WO2007108446A1 JP 2008506296 A JP2008506296 A JP 2008506296A JP 2008506296 A JP2008506296 A JP 2008506296A JP WO2007108446 A1 JPWO2007108446 A1 JP WO2007108446A1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical
light
optical axis
objective lens
composite element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2008506296A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
荒井 昭浩
昭浩 荒井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Corp
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Panasonic Corp
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Corp, Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Panasonic Corp
Publication of JPWO2007108446A1 publication Critical patent/JPWO2007108446A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/22Apparatus or processes for the manufacture of optical heads, e.g. assembly
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/135Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
    • G11B7/1353Diffractive elements, e.g. holograms or gratings
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/135Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
    • G11B7/1372Lenses
    • G11B7/1378Separate aberration correction lenses; Cylindrical lenses to generate astigmatism; Beam expanders
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/135Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
    • G11B7/1392Means for controlling the beam wavefront, e.g. for correction of aberration
    • G11B7/13925Means for controlling the beam wavefront, e.g. for correction of aberration active, e.g. controlled by electrical or mechanical means

Abstract

色収差を補正する光学素子の位置が調整された光学ヘッド等を提供する。光学ヘッドは、光を放射する光源と、光を光ディスクに集光する対物レンズを備えた集光光学系と、光源から対物レンズまでの光路上に配置され、光の波長の変動に起因して発生する対物レンズの色収差を補正する補正素子と、光ディスクで反射された光を複数の方向に偏向させる回折格子とを備えている。回折格子および補正素子は、各々の光軸が一致するように一体化された複合素子を構成している。複合素子の位置は、複合素子の光軸と集光光学系の光軸とが一致するよう調整されている。An optical head or the like in which the position of an optical element that corrects chromatic aberration is adjusted is provided. The optical head is disposed on the optical path from the light source to the objective lens and the light collecting optical system including the light source that emits light, the objective lens that collects the light on the optical disk, and is caused by the fluctuation of the wavelength of the light. A correction element that corrects chromatic aberration of the generated objective lens and a diffraction grating that deflects light reflected by the optical disk in a plurality of directions are provided. The diffraction grating and the correction element constitute a composite element that is integrated so that the optical axes thereof coincide with each other. The position of the composite element is adjusted so that the optical axis of the composite element coincides with the optical axis of the condensing optical system.

Description

本発明は、光ディスク等の情報記録媒体に対して光学的に情報の記録および/または再生を行う光学ヘッドの製造方法およびその光学ヘッドに関する。より具体的には、本発明は、光学ヘッド内の光学素子の配置調整方法、および、光学素子の配置が調整された光学ヘッドに関する。   The present invention relates to an optical head manufacturing method for optically recording and / or reproducing information on an information recording medium such as an optical disk, and the optical head. More specifically, the present invention relates to a method for adjusting the arrangement of optical elements in an optical head, and an optical head in which the arrangement of optical elements is adjusted.

記録すべきデータ量の増大に伴って、より高記録密度で大容量の光ディスクが要望されている。   As the amount of data to be recorded increases, there is a demand for optical disks with higher recording density and larger capacity.

光ディスクの記録密度を高めるためには、記録および再生に用いる光の波長を短くし、光スポットのサイズを小さくする必要がある。そこで、近年、CDやDVDに対して用いられてきた波長(約780nm、約650nm)よりも短い波長約405nmの光源と、開口数が0.65〜0.85の比較的大きい対物レンズが用いられるようになってきている。   In order to increase the recording density of the optical disc, it is necessary to shorten the wavelength of light used for recording and reproduction and to reduce the size of the light spot. Therefore, in recent years, a light source having a wavelength of about 405 nm shorter than the wavelengths used for CDs and DVDs (about 780 nm and about 650 nm) and a relatively large objective lens having a numerical aperture of 0.65 to 0.85 are used. It is getting to be.

約405nmもの短い波長に対しては、対物レンズを形成するガラス等の光学材料の分散は大きくなるため、対物レンズの屈折率は大きくなる。また、開口数が大きくなると焦点深度が浅くなる。その結果、光源の波長が変動した場合には軸上色収差の影響が大きく現れ、光学ヘッドの性能を劣化させる原因となる。レーザー光は一般に単一波長であり、軸上色収差は生じないはずであるが、実際には温度変化や出力変化等により波長が数nmの幅で変動する。その結果、軸上色収差が現れる。CDやDVDの波長でも軸上色収差は発生していたが、これらの波長帯域では対物レンズを形成する光学材料の分散は小さいため、軸上色収差の量が無視できるほどに小さかった。しかしながら、波長が短くなると、焦点深度が浅くなるとともに、前記分散が大きくなって軸上色収差の量が増加する。よって、短波長の光源、および、開口数が比較的大きい対物レンズを有する光学ヘッドにおいては、軸上色収差の補正が必要とされる。   For wavelengths as short as about 405 nm, the dispersion of the optical material such as glass forming the objective lens becomes large, so that the refractive index of the objective lens becomes large. In addition, as the numerical aperture increases, the depth of focus decreases. As a result, when the wavelength of the light source fluctuates, the influence of axial chromatic aberration appears greatly, which causes the performance of the optical head to deteriorate. Laser light generally has a single wavelength and no axial chromatic aberration should occur, but in practice the wavelength fluctuates with a width of several nanometers due to temperature changes, output changes, and the like. As a result, axial chromatic aberration appears. Although axial chromatic aberration occurred even at wavelengths of CD and DVD, since the dispersion of the optical material forming the objective lens is small in these wavelength bands, the amount of axial chromatic aberration was negligibly small. However, as the wavelength becomes shorter, the depth of focus becomes shallower and the dispersion becomes larger, increasing the amount of axial chromatic aberration. Therefore, in an optical head having a short wavelength light source and an objective lens having a relatively large numerical aperture, it is necessary to correct axial chromatic aberration.

例えば特許文献1は、対物レンズの軸上色収差が補正された従来の光学ヘッドを開示している。図11は、従来の光学ヘッドの構成を示す。従来の光学ヘッドは、レーザー光源101と、ビームスプリッタ102と、回折一体型コリメータ103と、対物レンズ104と、検出光学系106と、光検出部107とを有している。回折一体型コリメータ103は、例えば屈折面と回折レンズ面とで構成されたレンズであり、回折レンズ面は正のパワーを持っている。ここで、正のパワーとは、凸レンズのパワーと同じ屈折力を意味する。図11には、回折一体型コリメータ103の光軸108が示されている。   For example, Patent Document 1 discloses a conventional optical head in which axial chromatic aberration of an objective lens is corrected. FIG. 11 shows a configuration of a conventional optical head. The conventional optical head includes a laser light source 101, a beam splitter 102, a diffraction integrated collimator 103, an objective lens 104, a detection optical system 106, and a light detection unit 107. The diffractive integrated collimator 103 is a lens composed of, for example, a refractive surface and a diffractive lens surface, and the diffractive lens surface has a positive power. Here, positive power means the same refractive power as the power of the convex lens. FIG. 11 shows the optical axis 108 of the diffraction integrated collimator 103.

レーザー光源101から放射された光はビームスプリッタ103で反射され、回折一体型コリメータ103で概ね平行光に変換され、対物レンズ104によって光ディスク105の情報記録面に集光される。光ディスク105で反射された光は、再び対物レンズ104を通過し、回折一体型コリメータ103で収束光に変換され、ビームスプリッタ102を透過して、検出光学系106により光検出部107に導かれる。   The light emitted from the laser light source 101 is reflected by the beam splitter 103, converted into substantially parallel light by the diffraction integrated collimator 103, and condensed on the information recording surface of the optical disk 105 by the objective lens 104. The light reflected by the optical disk 105 passes through the objective lens 104 again, is converted into convergent light by the diffraction integrated collimator 103, passes through the beam splitter 102, and is guided to the light detection unit 107 by the detection optical system 106.

上述の光学系によって軸上色収差が補正される原理は以下の通りである。   The principle of correcting axial chromatic aberration by the above-described optical system is as follows.

波長が短くなると対物レンズのパワー(屈折力)が増加し、その焦点の位置は対物レンズに近づく。その結果、対物レンズの軸上色収差の影響が大きく現れる。   As the wavelength becomes shorter, the power (refractive power) of the objective lens increases, and the position of the focal point approaches the objective lens. As a result, the influence of axial chromatic aberration of the objective lens appears greatly.

一方、波長が短くなると、回折角は減少するため回折レンズ面のパワーは減少する。回折レンズ面は正のパワーを有しているため、そのパワーが減少すれば、回折一体型コリメータ103全体のパワーも減少し、通過した光は発散光となって対物レンズ104に入射する。発散光は対物レンズの焦点位置を対物レンズから離れる方向に移動させるため、光源の波長が変動した場合の軸上色収差を打ち消す効果を持つ。よって、回折一体型コリメータ103の屈折面と回折レンズ面のパワーを適切に配分することにより、対物レンズ104の軸上色収差を補正することができる。   On the other hand, when the wavelength is shortened, the diffraction angle decreases, so the power of the diffractive lens surface decreases. Since the diffractive lens surface has a positive power, if the power is reduced, the power of the entire diffractive integrated collimator 103 is also reduced, and the light that has passed through is incident on the objective lens 104 as divergent light. Since the divergent light moves the focal position of the objective lens in a direction away from the objective lens, it has the effect of canceling the axial chromatic aberration when the wavelength of the light source fluctuates. Therefore, the axial chromatic aberration of the objective lens 104 can be corrected by appropriately distributing the power of the refracting surface and the diffractive lens surface of the diffractive integrated collimator 103.

なお、この原理は上記構成に限定されるものではない。たとえば対物レンズの1つの面を回折レンズ面としても、同じ原理によって軸上色収差を補正することが可能である。ただし、上述の従来の技術は、加工が容易な形状であるコリメータに回折レンズ面を形成することによって、光学ヘッドの製造コストを抑えている。
日本国特開2001−108894号公報(4−11頁、図1)
This principle is not limited to the above configuration. For example, even if one surface of the objective lens is a diffractive lens surface, it is possible to correct axial chromatic aberration by the same principle. However, the above-described conventional technique suppresses the manufacturing cost of the optical head by forming a diffractive lens surface on a collimator having a shape that can be easily processed.
Japanese Patent Laid-Open No. 2001-108894 (page 4-11, FIG. 1)

しかしながら、従来の技術は、以下に述べる課題を有している。   However, the conventional techniques have the following problems.

一般に、色収差を発生するレンズと色収差を補正するレンズとが相対的に偏心していると(すなわち両者の光軸が一致していないと)、それらの光軸に垂直な方向に偏心量に応じた色収差(以下「横色収差」と呼ぶ。)が発生する。この横色収差は、光学ヘッドにおいては、光ディスクの面内で光スポットの位置が移動する現象として現れる。   In general, if a lens that generates chromatic aberration and a lens that corrects chromatic aberration are relatively decentered (that is, if the optical axes of the two do not match), the amount of decentering is determined in a direction perpendicular to the optical axes. Chromatic aberration (hereinafter referred to as “lateral chromatic aberration”) occurs. This lateral chromatic aberration appears in the optical head as a phenomenon in which the position of the light spot moves in the plane of the optical disk.

レーザー光の波長は出力光量によって変動する。よって、出力光量が比較的少ない情報再生中と出力光量が多い情報記録中とでは波長が異なっている。留意すべきは、記録動作と再生動作との切り替わり時において瞬時に波長変動が生じることである。この波長変動に起因する横色収差により、光スポット位置は瞬時に移動する。この瞬時の移動が光ディスクの情報トラックと垂直な方向(すなわちディスク半径方向)に発生すると、トラッキングサーボが追随できず、トラッキング制御が不安定になる。   The wavelength of the laser light varies depending on the output light amount. Therefore, the wavelength is different between information reproduction with a relatively small amount of output light and information recording with a large amount of output light. It should be noted that the wavelength variation occurs instantaneously when switching between the recording operation and the reproducing operation. Due to the lateral chromatic aberration caused by this wavelength variation, the light spot position moves instantaneously. If this instantaneous movement occurs in a direction perpendicular to the information track of the optical disk (that is, the disk radial direction), the tracking servo cannot follow and the tracking control becomes unstable.

上述の問題は、特に中心波長405nmのレーザー光に対応する光ディスクが多層化され、より高回転によるアクセスが行われるとさらに顕在化する。いずれの場合も、記録動作時はレーザー光の出力光量をより多くしなければならないため再生動作時の出力光量との差が大きくなり、横色収差による光スポット位置の移動量が大きくなるからである。   The above-described problem becomes more apparent when an optical disk corresponding to a laser beam having a center wavelength of 405 nm is multilayered and accessed by higher rotation. In either case, the output light amount of the laser beam must be increased during the recording operation, so the difference from the output light amount during the reproduction operation increases, and the amount of movement of the light spot position due to lateral chromatic aberration increases. .

光学ヘッドの組み立ては、各光学系の光軸が合致するように組み立てるのが望ましい。しかし、特に対物レンズとコリメータの間は光が平行に伝播するため、それらの光軸合わせは難しく、相対的な偏心が残存する。更に、対物レンズは情報トラックへのアクセスのために情報トラックと垂直な方向(光ディスクの半径方向)に移動するため、相対的な偏心量は増加する。従来の光学ヘッドでは、対物レンズの色収差をコリメータで補正していたため、それらの相対的な偏心に起因する横色収差が発生し、トラッキング制御が不安定になっていた。   The optical head is preferably assembled so that the optical axes of the optical systems are matched. However, since light propagates in parallel between the objective lens and the collimator, it is difficult to align their optical axes, and relative eccentricity remains. Furthermore, since the objective lens moves in a direction perpendicular to the information track (radial direction of the optical disk) for accessing the information track, the relative eccentricity increases. In the conventional optical head, since the chromatic aberration of the objective lens is corrected by the collimator, lateral chromatic aberration due to the relative decentration thereof occurs, and tracking control becomes unstable.

本発明の目的は、色収差を補正する光学素子の位置を調整するための構造を提供すること、および、当該構造によって当該光学素子の光軸を対物レンズの光軸に合致させた光学ヘッド、およびその光学ヘッドを備えた光ディスク装置を提供することである。   An object of the present invention is to provide a structure for adjusting the position of an optical element that corrects chromatic aberration, and an optical head that matches the optical axis of the optical element with the optical axis of the objective lens by the structure, and An object of the present invention is to provide an optical disc apparatus provided with the optical head.

本発明による光学ヘッドは、光を放射する光源と、前記光を光ディスクに集光する対物レンズを備えた集光光学系と、前記光源から前記対物レンズまでの光路上に配置され、前記光の波長の変動に起因して発生する前記対物レンズの色収差を補正する補正素子と、前記光ディスクで反射された前記光を複数の方向に偏向させる回折格子とを備えている。前記光学ヘッドにおいては、前記回折格子および前記補正素子は、各々の光軸が一致するように一体化された複合素子を構成しており、かつ、前記複合素子の光軸と前記集光光学系の光軸とが一致するよう調整されている。   An optical head according to the present invention is disposed on an optical path from a light source that emits light, a condensing optical system that includes an objective lens that condenses the light onto an optical disc, and from the light source to the objective lens. A correction element that corrects chromatic aberration of the objective lens caused by wavelength variation; and a diffraction grating that deflects the light reflected by the optical disc in a plurality of directions. In the optical head, the diffraction grating and the correction element constitute a composite element integrated so that their optical axes coincide with each other, and the optical axis of the composite element and the condensing optical system The optical axis is adjusted to match.

前記複合素子の光軸は、前記集光光学系の光軸に直交する平面上の位置のうち、前記集光光学系の光軸と一致する位置に固定されていてもよい。   The optical axis of the composite element may be fixed at a position that coincides with the optical axis of the condensing optical system among positions on a plane orthogonal to the optical axis of the condensing optical system.

前記光学ヘッドは、少なくとも1つの端面が、前記集光光学系の光軸に直交する平面を規定する基台をさらに備え、前記複合素子は、前記少なくとも1つの端面上に固定されていてもよい。   The optical head may further include a base having at least one end face defining a plane perpendicular to the optical axis of the condensing optical system, and the composite element may be fixed on the at least one end face. .

固定された前記複合素子の周辺には、固定される前の前記複合素子が移動可能な空間が存在してもよい。   Around the fixed composite element, there may be a space in which the composite element before being fixed can move.

前記光学ヘッドは、前記光ディスクで反射された光を検出する受光部をさらに備え、前記回折格子は、前記反射された光に基づく前記光ディスク半径方向のプシュプル信号を検出するための複数の回折領域を有していてもよい。   The optical head further includes a light receiving unit that detects light reflected by the optical disc, and the diffraction grating includes a plurality of diffraction regions for detecting a push-pull signal in the radial direction of the optical disc based on the reflected light. You may have.

前記光ディスクは1以上のトラックを有しており、前記回折格子は、前記トラックに沿う方向に対応した分割線によって分割された2つの回折領域を有しており、前記複合素子は、前記平面上の、前記分割線に直交する方向に関して移動可能な範囲のうち、前記複合素子の光軸が前記集光光学系の光軸と一致する位置に調整されて固定されていてもよい。   The optical disc has one or more tracks, the diffraction grating has two diffraction regions divided by a dividing line corresponding to a direction along the tracks, and the composite element is on the plane. Of the range movable in the direction orthogonal to the dividing line, the optical axis of the composite element may be adjusted and fixed at a position that coincides with the optical axis of the condensing optical system.

前記光ディスクは1以上のトラックを有しており、前記回折格子は、前記トラックに沿った方向に対応した第1分割線と、前記第1分割線に直交する第2分割線とによって分割された4つの回折領域を有しており、前記複合素子は、前記平面上の、前記第1分割線に直交する第1方向および前記第2分割線に直交する方向に関して移動可能な範囲のうち、前記複合素子の光軸が前記集光光学系の光軸と一致する位置に調整されて固定されていてもよい。   The optical disc has one or more tracks, and the diffraction grating is divided by a first dividing line corresponding to a direction along the track and a second dividing line orthogonal to the first dividing line. The composite element has four diffractive regions, and the composite element is movable in the first plane perpendicular to the first dividing line and the direction perpendicular to the second dividing line on the plane. The optical axis of the composite element may be adjusted and fixed at a position that coincides with the optical axis of the condensing optical system.

前記複合素子は、前記補正素子、前記回折格子、および前記補正素子と前記回折格子とを物理的に固定する部材から構成されていてもよい。   The composite element may include the correction element, the diffraction grating, and a member that physically fixes the correction element and the diffraction grating.

前記複合素子は、前記補正素子および前記回折格子を接着することによって構成されていてもよい。   The composite element may be configured by adhering the correction element and the diffraction grating.

本発明による光ディスク装置は、上述のいずれかの特徴を備える光学ヘッドと、光ディスクを回転させるモータと、前記光学ヘッドおよび前記モータを制御する制御部とを備えている。前記制御部は、前記光学ヘッドから出力される信号に基づいて、光が継続して前記光ディスクの記録層に集光されるように光学ヘッドを制御し、情報の記録および/または再生を実行する。   An optical disc apparatus according to the present invention includes an optical head having any one of the above-described features, a motor that rotates the optical disc, and a controller that controls the optical head and the motor. The control unit controls the optical head based on a signal output from the optical head so as to continuously collect light on the recording layer of the optical disc, and performs information recording and / or reproduction. .

本発明による光学ヘッドの製造方法は、光を放射する光源と、前記光を光ディスクに集光する対物レンズを備えた集光光学系と、前記光源から前記対物レンズまでの光路上に配置され、前記光の波長の変動に起因して発生する前記対物レンズの色収差を補正する補正素子と、前記光ディスクで反射された前記光を複数の方向に偏向させる回折格子とを備える光学ヘッドを製造するために実施される。前記光学ヘッドの製造方法は、前記集光光学系を用意するステップと、前記回折格子の光軸と前記補正素子の光軸とが一致するように一体化された複合素子を用意するステップと、前記集光光学系の光軸に直交する平面上において、前記複合素子の光軸が前記集光光学系の光軸と一致するよう調整するステップとを包含する。   The method of manufacturing an optical head according to the present invention includes a light source that emits light, a condensing optical system that includes an objective lens that condenses the light on an optical disc, and an optical path from the light source to the objective lens. To produce an optical head comprising a correction element that corrects chromatic aberration of the objective lens caused by fluctuations in the wavelength of the light, and a diffraction grating that deflects the light reflected by the optical disc in a plurality of directions. To be implemented. The optical head manufacturing method includes the steps of preparing the condensing optical system, preparing a composite element integrated so that the optical axis of the diffraction grating and the optical axis of the correction element coincide with each other, Adjusting the optical axis of the composite element to coincide with the optical axis of the condensing optical system on a plane orthogonal to the optical axis of the condensing optical system.

前記調整するステップは、前記平面を有する基台に前記複合素子を接触させながら、前記複合素子の光軸が前記集光光学系の光軸と一致するよう調整してもよい。   The adjusting step may be performed such that an optical axis of the composite element coincides with an optical axis of the condensing optical system while bringing the composite element into contact with a base having the flat surface.

本発明によれば、光学ヘッド内の色収差を発生するレンズと色収差を補正するレンズとの光軸を一致させるため、光学系の偏心によって生じていた横色収差を低減することができる。これにより、急激な波長変化が生じても安定なトラッキング制御が可能な光学ヘッドを製造することができる。   According to the present invention, since the optical axes of the lens that generates chromatic aberration in the optical head and the lens that corrects chromatic aberration coincide with each other, lateral chromatic aberration caused by decentration of the optical system can be reduced. Thereby, an optical head capable of stable tracking control even when a sudden wavelength change occurs can be manufactured.

本発明の実施形態による組み立て中の光学ヘッド50を示す図である。It is a figure which shows the optical head 50 in the assembly by embodiment of this invention. 色収差補正素子4の構成の例を示す図である。3 is a diagram illustrating an example of a configuration of a chromatic aberration correction element 4. FIG. 回折素子3の構成の例を示す図である。3 is a diagram illustrating an example of a configuration of a diffraction element 3. FIG. 基台55、および、対物レンズ7の光軸に直交する平面を規定する基台55の端面(押し当て面)54を示す図である。It is a figure which shows the end surface (pressing surface) 54 of the base 55 which prescribes | regulates the base 55 and the plane orthogonal to the optical axis of the objective lens 7. FIG. (a)は回折素子3を通過する光14の位置を示ず図であり、(b)は信号S12およびS13の各波形を示す図である。(A) is a figure which does not show the position of the light 14 which passes the diffraction element 3, (b) is a figure which shows each waveform of signal S12 and S13. (a)は分割線15によって均等に2分割されている光14を示す図であり、(b)は複合素子の位置を調整したときの信号S12およびS13のレベル変化を示す図である。(A) is a figure which shows the light 14 equally divided into 2 by the dividing line 15, (b) is a figure which shows the level change of signal S12 and S13 when the position of a composite element is adjusted. 組み立て後の光学ヘッド56を示す図である。It is a figure which shows the optical head 56 after an assembly. 2本の分割線20および21を有する回折素子30の構成の例を示す図である。3 is a diagram illustrating an example of the configuration of a diffraction element 30 having two parting lines 20 and 21. FIG. 本発明の実施形態による光ディスク装置90の概略的な構成を示している図である。1 is a diagram showing a schematic configuration of an optical disc device 90 according to an embodiment of the present invention. 突起60を備えた基台の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the base provided with the processus | protrusion 60. FIG. 従来の光学ヘッドの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the conventional optical head.

符号の説明Explanation of symbols

1 光源
2 ビームスプリッタ
3,30 回折素子
4 色収差補正素子
5 コリメータ
6 開口絞り
7 対物レンズ
8 光ディスク
9 集光光学系の主光線
10 コリメータの光軸
11 光検出部
50 光学ヘッド
51 制御回路
52 アクチュエータ
54 端面(押し当て面)
55 基台
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light source 2 Beam splitter 3,30 Diffraction element 4 Chromatic aberration correction element 5 Collimator 6 Aperture stop 7 Objective lens 8 Optical disk 9 Main beam of condensing optical system 10 Optical axis of collimator 11 Optical detection part 50 Optical head 51 Control circuit 52 Actuator 54 End surface (pressing surface)
55 base

以下、添付の図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

図1は、本実施形態による組み立て中の光学ヘッド50を示す。図1では、光学ヘッド50の構成要素が組み込まれ、その配置を調整している工程が示されている。   FIG. 1 shows an optical head 50 during assembly according to this embodiment. FIG. 1 shows a process in which components of the optical head 50 are incorporated and the arrangement thereof is adjusted.

光学ヘッド50は、光源1と、ビームスプリッタ2と、光を分割する回折素子3と、色収差補正素子4と、コリメータ5と、開口絞り6と、対物レンズ7と、光検出器11とを備えている。図1には、参考のために光ディスク8も併せて記載されている。   The optical head 50 includes a light source 1, a beam splitter 2, a diffraction element 3 that splits light, a chromatic aberration correction element 4, a collimator 5, an aperture stop 6, an objective lens 7, and a photodetector 11. ing. In FIG. 1, an optical disk 8 is also shown for reference.

なお、一般の光学ヘッドの光学系としては、さらにフォーカス検出手段、トラッキング検出手段、情報信号検出手段等が必要とされるが、図1ではそれらの記載は省略している。それらの構成については、後に図9を参照しながら説明する。   Note that an optical system of a general optical head further requires a focus detection unit, a tracking detection unit, an information signal detection unit, etc., but these are not shown in FIG. These configurations will be described later with reference to FIG.

図1において、実線9は、光源1から対物レンズ7に至る集光光学系の主光線(光軸)を示す。また、一点鎖線10は、コリメータ5の光軸を示す。   In FIG. 1, a solid line 9 indicates the principal ray (optical axis) of the condensing optical system from the light source 1 to the objective lens 7. A one-dot chain line 10 indicates the optical axis of the collimator 5.

光源1の光軸はコリメータ5の光軸に一致するように組み立てられているが、この光軸は集光光学系の光軸と一致しない。図1は、集光光学系7の光軸とコリメータの光軸10とが偏心している状態を表している。偏心は、対物レンズとコリメータの間は光が平行に伝播するため、それらの光軸合わせが難しいことに起因して発生する。主光線9は、開口絞り6の中心を通っている。一般に、開口絞り6は対物レンズ7に近接して偏心なく配置されるため、主光線9は対物レンズ7の光軸と概ね一致している。以下の説明では、主光線9を対物レンズ7の光軸であるとして説明する。   Although the optical axis of the light source 1 is assembled so as to coincide with the optical axis of the collimator 5, this optical axis does not coincide with the optical axis of the condensing optical system. FIG. 1 shows a state where the optical axis of the condensing optical system 7 and the optical axis 10 of the collimator are decentered. The eccentricity occurs because light propagates in parallel between the objective lens and the collimator and it is difficult to align their optical axes. The chief ray 9 passes through the center of the aperture stop 6. In general, since the aperture stop 6 is arranged close to the objective lens 7 without being decentered, the principal ray 9 substantially coincides with the optical axis of the objective lens 7. In the following description, the principal ray 9 is described as being the optical axis of the objective lens 7.

回折素子3および色収差補正素子4は、ホルダ53によって一体的に保持されている。ホルダ53によって固定される際、回折素子3および色収差補正素子4の各光軸が相互に一致するように調整されており、固定後はその状態が維持される。なお、回折素子3の光軸とは、回折素子3の分割線15(後述する図3)上の点(たとえば分割線15の中点)を通る、紙面に垂直な軸である。   The diffraction element 3 and the chromatic aberration correction element 4 are integrally held by a holder 53. When fixed by the holder 53, the respective optical axes of the diffraction element 3 and the chromatic aberration correction element 4 are adjusted so as to coincide with each other, and the state is maintained after the fixing. The optical axis of the diffractive element 3 is an axis perpendicular to the paper surface passing through a point (for example, the midpoint of the dividing line 15) on the dividing line 15 (FIG. 3 described later) of the diffractive element 3.

以下では、一体化された回折素子3および色収差補正素子4を「複合素子」とも記述する。また、回折素子3および色収差補正素子4の2本の光軸が重なって1本の光軸として認識されるため、以下ではその1本の光軸を「複合素子の光軸」と記述する。   Hereinafter, the integrated diffraction element 3 and chromatic aberration correction element 4 are also referred to as a “composite element”. In addition, since the two optical axes of the diffraction element 3 and the chromatic aberration correction element 4 overlap each other and are recognized as one optical axis, the one optical axis is hereinafter referred to as “optical axis of the composite element”.

ここで、図2および図3を参照しながら、回折素子3および色収差補正素子4のそれぞれの構成を説明する。   Here, the configurations of the diffraction element 3 and the chromatic aberration correction element 4 will be described with reference to FIGS. 2 and 3.

図2は、色収差補正素子4の構成の例を示す。色収差補正素子4は、凹面形状の屈折面と、回折レンズ面とを有する。たとえば、凹面は光源1側に配置される。凹面に対向する回折レンズ面は正のパワーを有する。正のパワーは凹面の負のパワーと相殺するため、色収差補正素子4全体のパワーは小さい。   FIG. 2 shows an example of the configuration of the chromatic aberration correction element 4. The chromatic aberration correcting element 4 has a concave refracting surface and a diffractive lens surface. For example, the concave surface is disposed on the light source 1 side. The diffractive lens surface facing the concave surface has positive power. Since the positive power cancels out the negative negative power, the overall power of the chromatic aberration correction element 4 is small.

波長が短くなると回折レンズ面の正のパワーが減少し、凹面の負のパワーが勝るため、通過する光をより発散させる。従って、波長が短くなると、光源1からの光は色収差補正素子4により発散状態を強められる。その結果、色収差補正素子4から出力され、コリメータ5を通過した光は、発散光となる。これにより、対物レンズ7の軸上色収差が補正される。   When the wavelength is shortened, the positive power of the diffractive lens surface is reduced and the negative power of the concave surface is superior, so that the light passing therethrough is more diverged. Therefore, when the wavelength is shortened, the light from the light source 1 is intensified in the divergence state by the chromatic aberration correction element 4. As a result, the light output from the chromatic aberration correcting element 4 and passing through the collimator 5 becomes divergent light. Thereby, the axial chromatic aberration of the objective lens 7 is corrected.

図3は、回折素子3の構成の例を示す。回折素子3は、周期または方位が異なる回折格子が形成された2つの回折領域12および13を有する。回折領域12および13は分割線15を境界として配置されている。分割線15は、情報トラックと平行な方向(情報トラックに沿った方向)に対応する。参考のため、図3には通過する光14が示されている。なお、複合素子の配置を調整する際には、回折素子3は色収差補正素子4とともに図3の両矢印によって示すX方向に移動される。   FIG. 3 shows an example of the configuration of the diffraction element 3. The diffractive element 3 has two diffractive regions 12 and 13 in which diffraction gratings having different periods or directions are formed. The diffraction regions 12 and 13 are arranged with the dividing line 15 as a boundary. The dividing line 15 corresponds to a direction parallel to the information track (a direction along the information track). For reference, the passing light 14 is shown in FIG. When adjusting the arrangement of the composite elements, the diffractive element 3 is moved together with the chromatic aberration correcting element 4 in the X direction indicated by the double arrow in FIG.

次に、再び図1を参照しながら、光学ヘッド50内を進む光の経路を説明する。光源1から放射されたレーザー光は、ビームスプリッタ2、回折素子3、色収差補正素子4を透過し、コリメータ5で平行光に変換され、開口絞り6を通過し、対物レンズ7により光ディスク8の情報記録面に集光される。   Next, the path of light traveling through the optical head 50 will be described with reference to FIG. 1 again. The laser light emitted from the light source 1 passes through the beam splitter 2, the diffraction element 3, and the chromatic aberration correction element 4, is converted into parallel light by the collimator 5, passes through the aperture stop 6, and is information on the optical disk 8 by the objective lens 7. Focused on the recording surface.

光ディスク8で反射された光は、再び、対物レンズ7、開口絞り6、コリメータ5、色収差補正素子4を経て、回折素子3に入射する。回折素子3は光を分割し、回折させる。回折した光はビームスプリッタ2で反射され、光検出器11に導かれ、分割されたそれぞれの光の量が検出される。   The light reflected by the optical disk 8 enters the diffraction element 3 again through the objective lens 7, the aperture stop 6, the collimator 5, and the chromatic aberration correction element 4. The diffraction element 3 splits and diffracts the light. The diffracted light is reflected by the beam splitter 2, guided to the photodetector 11, and the amount of each divided light is detected.

色収差を発生させる対物レンズ7の光軸と、上述の色収差を補正する機能を有する複合素子の光軸とがずれている(すなわち偏心が発生している)と、偏心量に応じた横色収差がそれらの光軸に垂直な方向に発生する。   If the optical axis of the objective lens 7 that generates chromatic aberration and the optical axis of the composite element having the function of correcting the chromatic aberration described above are deviated (that is, decentration occurs), lateral chromatic aberration corresponding to the decentration amount is generated. It occurs in a direction perpendicular to their optical axes.

そこで、本実施形態においては、ホルダ53を移動させて複合素子の光軸を対物レンズ7の光軸に一致させることを可能とする構成を導入した。具体的には、対物レンズ7の光軸に直交する平面上で、複合素子を移動できるよう、当該平面を有する基台を設けたことにある。   Therefore, in the present embodiment, a configuration has been introduced in which the holder 53 is moved so that the optical axis of the composite element can coincide with the optical axis of the objective lens 7. Specifically, a base having the plane is provided so that the composite element can be moved on a plane orthogonal to the optical axis of the objective lens 7.

図4は、基台55、および、対物レンズ7の光軸に直交する平面を規定する基台55の端面(押し当て面)54を示す。回折素子3および色収差補正素子4からなる複合素子は端面54に接触されて配置されている。ホルダ53がその平面に沿った方向に移動することによって、複合素子の位置が調整される。移動時において複合素子は端面54に押し当てられており、その光軸と対物レンズ7の光軸とは常に平行である。なお、色収差補正素子4が端面54と接触しているが、これは例である。端面54を回折素子3側に設け、回折素子3が端面54と接触するように構成してもよい。   FIG. 4 shows a base 55 and an end surface (pressing surface) 54 of the base 55 that defines a plane orthogonal to the optical axis of the objective lens 7. A composite element composed of the diffraction element 3 and the chromatic aberration correction element 4 is disposed in contact with the end face 54. By moving the holder 53 in the direction along the plane, the position of the composite element is adjusted. At the time of movement, the composite element is pressed against the end face 54, and the optical axis of the composite element and the optical axis of the objective lens 7 are always parallel. The chromatic aberration correcting element 4 is in contact with the end face 54, but this is an example. The end face 54 may be provided on the diffraction element 3 side so that the diffraction element 3 is in contact with the end face 54.

ホルダ53の移動方向は、図3に示す回折素子3が利用される場合には、図4に示すX方向である。図3のX方向と図4のX方向とが同じ方向に対応している。一方、後述の図8に示す回折素子30が利用される場合には、ホルダ53の移動方向は、図8に示すX方向およびY方向である。図8のX方向およびY方向は、それぞれ図4のX方向およびY方向と同じ方向に対応している。   The movement direction of the holder 53 is the X direction shown in FIG. 4 when the diffraction element 3 shown in FIG. 3 is used. The X direction in FIG. 3 and the X direction in FIG. 4 correspond to the same direction. On the other hand, when the diffraction element 30 shown in FIG. 8 to be described later is used, the moving direction of the holder 53 is the X direction and the Y direction shown in FIG. The X direction and the Y direction in FIG. 8 correspond to the same directions as the X direction and the Y direction in FIG. 4, respectively.

なお、回折素子3および色収差補正素子4が移動不可能な構成の例を図10に示す。図10は、突起60を備えた基台の例を示す。突起60は、回折素子3および色収差補正素子4の位置を調整するためのものではなく、回折素子3および色収差補正素子4の位置を決定するためのものである。このような突起60を有する光学ヘッドでは、本発明による位置調整方法は採用され得ない。   An example of a configuration in which the diffraction element 3 and the chromatic aberration correction element 4 are not movable is shown in FIG. FIG. 10 shows an example of a base having a protrusion 60. The protrusion 60 is not for adjusting the positions of the diffraction element 3 and the chromatic aberration correction element 4 but for determining the positions of the diffraction element 3 and the chromatic aberration correction element 4. In the optical head having such a protrusion 60, the position adjusting method according to the present invention cannot be adopted.

ホルダ53の移動は、図1に示す制御回路51およびアクチュエータ52によって行われる。具体的には以下のとおりである。   The holder 53 is moved by the control circuit 51 and the actuator 52 shown in FIG. Specifically, it is as follows.

制御回路51は、光検出器11から出力された少なくとも2つの信号を受ける。各信号のレベルは、光検出器11の異なる受光領域に入射した光の量に対応している。制御回路51は、それらの信号に基づいて制御信号を生成し、アクチュエータ52に出力する。アクチュエータ52は、ホルダ53と物理的に接続されており、制御信号に基づいてホルダ53を移動させる。なお、図1の矢印によって示す方向は、図4のX方向に対応する。   The control circuit 51 receives at least two signals output from the photodetector 11. The level of each signal corresponds to the amount of light incident on a different light receiving area of the photodetector 11. The control circuit 51 generates a control signal based on these signals and outputs it to the actuator 52. The actuator 52 is physically connected to the holder 53 and moves the holder 53 based on a control signal. The direction indicated by the arrow in FIG. 1 corresponds to the X direction in FIG.

次に、複合素子の位置の調整方法を説明する。   Next, a method for adjusting the position of the composite element will be described.

まず、光源1を発光させて、レーザー光を光ディスク8に集光させる。そして、光ディスク8で反射され、回折素子3で分割された光を光検出器11において検出する。なお、レーザー光を光ディスク8に集光させるためには、いわゆるフォーカス制御を行うことが好ましい。よって、組み立て中の光学ヘッド50を、後述する図9と同等の機能を有する装置に組み込んでフォーカス制御を行えばよい。   First, the light source 1 is caused to emit light and the laser light is condensed on the optical disk 8. Then, the light reflected by the optical disk 8 and divided by the diffraction element 3 is detected by the photodetector 11. In order to focus the laser beam on the optical disk 8, so-called focus control is preferably performed. Therefore, the focus control may be performed by incorporating the optical head 50 being assembled into a device having a function equivalent to that of FIG. 9 described later.

複合素子の位置の調整前は、複合素子の光軸と対物レンズ7の光軸とは一致していないため、レーザー光は回折素子3の光軸を外れた位置に入射する。   Before the adjustment of the position of the composite element, the optical axis of the composite element and the optical axis of the objective lens 7 do not coincide with each other, so that the laser light is incident on a position off the optical axis of the diffraction element 3.

たとえば図5(a)は、回折素子3を通過する光14の位置を示す。回折素子3の回折領域12および13を透過した光は、光検出器11においてそれぞれ別々に検出される。いま、回折領域12によって回折された光が光検出器11によって検出され、信号S12が出力されるとする。また回折領域13によって回折された光が光検出器11によって検出され、信号S13が出力されるとする。   For example, FIG. 5A shows the position of the light 14 that passes through the diffraction element 3. The light transmitted through the diffraction regions 12 and 13 of the diffraction element 3 is separately detected by the photodetector 11. Now, it is assumed that the light diffracted by the diffraction region 12 is detected by the photodetector 11 and a signal S12 is output. Further, it is assumed that the light diffracted by the diffraction region 13 is detected by the photodetector 11 and a signal S13 is output.

図5(b)は、信号S12およびS13の各波形を示す。信号S12のレベルはaであり、信号S13のレベルはb(<a)である。図5(a)に示すように、回折領域12を通過する光の量の方が回折領域12を通過する光の量よりも多いため、信号S13よりも信号S12のレベルの方が高い。   FIG. 5B shows the waveforms of the signals S12 and S13. The level of the signal S12 is a, and the level of the signal S13 is b (<a). As shown in FIG. 5A, since the amount of light passing through the diffraction region 12 is larger than the amount of light passing through the diffraction region 12, the level of the signal S12 is higher than that of the signal S13.

制御回路51は、信号S12とS13が同じレベルになるように、アクチュエータ52を制御して複合素子(すなわち回折素子3)の位置を調整する。これは、光が分割線15によって均等に2分割されるように、複合素子の位置を調整することを意味する。   The control circuit 51 adjusts the position of the composite element (that is, the diffraction element 3) by controlling the actuator 52 so that the signals S12 and S13 are at the same level. This means that the position of the composite element is adjusted so that the light is equally divided into two by the dividing line 15.

なお、本実施形態においては、光ディスク8として、ピット/マークが存在しない反射層を備えたディスクを利用している。これは信号S12とS13のレベルの調整がきわめて容易だからである。光ディスク8のピット/マークの波形成分が反射光に重畳されていないため、図5(b)の波形は直線である。ピット/マークが存在するディスクを利用する場合には、信号S12およびS13の両方にピット/マークに起因する波形成分が重畳される。   In the present embodiment, the optical disc 8 is a disc having a reflective layer without pits / marks. This is because the levels of the signals S12 and S13 are very easy to adjust. Since the waveform component of the pit / mark of the optical disk 8 is not superimposed on the reflected light, the waveform in FIG. 5B is a straight line. When a disc having pits / marks is used, a waveform component due to the pits / marks is superimposed on both signals S12 and S13.

図6(a)は、分割線15によって均等に2分割されている光14を示す。図6(b)は、複合素子の位置を調整したときの、信号S12およびS13のレベル変化を示す。複合素子は、図5(a)に示す位置から、図6(a)に示す位置まで移動される。このとき光14自体は変動していない。   FIG. 6A shows the light 14 that is equally divided into two by the dividing line 15. FIG. 6B shows the level change of the signals S12 and S13 when the position of the composite element is adjusted. The composite element is moved from the position shown in FIG. 5A to the position shown in FIG. At this time, the light 14 itself does not fluctuate.

信号S12およびS13のレベルが共にcになったとき、アクチュエータ52の駆動が停止され、複合素子の移動が完了する。この位置において、複合素子は基台55に接着剤等によって固定される。制御回路51およびアクチュエータ52は、調整が完了すると光学ヘッド50から取り外される。   When the levels of the signals S12 and S13 are both c, the driving of the actuator 52 is stopped and the movement of the composite element is completed. At this position, the composite element is fixed to the base 55 with an adhesive or the like. The control circuit 51 and the actuator 52 are removed from the optical head 50 when the adjustment is completed.

図4と図10との対比から明らかなように、図4に示す複合素子が固定されたときはその周辺には空間が存在している。この空間は、固定される前の複合素子が調整時において移動可能であった方向(上述の例ではX方向、後述の例ではX方向およびY方向)に広がっている。なお、図10に示す構成には、複合素子を光路上に導入するための移動空間は存在しているが、複合素子の位置を調整するために移動可能な空間は存在していない。   As is clear from the comparison between FIG. 4 and FIG. 10, when the composite element shown in FIG. 4 is fixed, there is a space around it. This space extends in the direction (X direction in the above example, X direction and Y direction in the example described later) in which the composite element before being fixed was movable during adjustment. In the configuration shown in FIG. 10, there is a moving space for introducing the composite element on the optical path, but there is no movable space for adjusting the position of the composite element.

図7は、組み立て後の光学ヘッド56を示す。上述の調整方法によれば色収差補正素子4は回折素子3と一緒に移動されるため、対物レンズ7の光軸(主光線9の光軸)は色収差補正素子4の光軸とも一致する。これにより、光ディスク8の面内において情報トラックと垂直な方向の偏心成分は除去され、横色収差の発生を抑えることができる。   FIG. 7 shows the optical head 56 after assembly. According to the adjustment method described above, the chromatic aberration correcting element 4 is moved together with the diffractive element 3, so that the optical axis of the objective lens 7 (the optical axis of the principal ray 9) coincides with the optical axis of the chromatic aberration correcting element 4. Thereby, the eccentric component in the direction perpendicular to the information track in the plane of the optical disc 8 is removed, and the occurrence of lateral chromatic aberration can be suppressed.

上述の調整方法によれば、色収差補正素子4の光軸と、主光線9(すなわち対物レンズ7の光軸)とを位置調整することによって、急激な波長変化が生じてもトラッキング制御を不安定にする光スポット移動を発生させない光学ヘッドが実現できる。   According to the adjustment method described above, the position of the optical axis of the chromatic aberration correction element 4 and the principal ray 9 (that is, the optical axis of the objective lens 7) is adjusted so that tracking control becomes unstable even if a sudden wavelength change occurs. Thus, an optical head that does not generate the light spot movement can be realized.

本実施形態においては、ホルダ53は回折素子3および色収差補正素子4を各光軸が一致した状態で保持するための一つの例である。回折素子3および色収差補正素子4を、各光軸が一致した状態で同時に移動させることが可能であれば、他の構成を採用することもできる。たとえば、アームによって回折素子3および色収差補正素子4を固定してもよいし、回折素子3および色収差補正素子4を互いに接着してもよい。   In the present embodiment, the holder 53 is an example for holding the diffraction element 3 and the chromatic aberration correction element 4 in a state where the optical axes coincide with each other. Other configurations may be employed as long as the diffraction element 3 and the chromatic aberration correction element 4 can be simultaneously moved in a state where the optical axes coincide with each other. For example, the diffraction element 3 and the chromatic aberration correction element 4 may be fixed by an arm, or the diffraction element 3 and the chromatic aberration correction element 4 may be bonded to each other.

また、上述の説明では、光学ヘッドの構造物である基台55の一端面を、対物レンズ7の光軸に直交する平面として形成することにより、複合素子の一致光軸と対物レンズ7の光軸とが平行に保たれるとした。しかし、この構造は例である。対物レンズ7の光軸に直交する平面が規定できる限り、基台55を利用しない例を採用してもよい。また、そのような平面に沿って複合素子を移動する限り、制御回路51およびアクチュエータ52等を利用した調整に代えて、人間が調整してもよい。   In the above description, the coincidence optical axis of the composite element and the light of the objective lens 7 are formed by forming one end surface of the base 55 that is a structure of the optical head as a plane orthogonal to the optical axis of the objective lens 7. It was assumed that the axis was kept parallel. However, this structure is an example. As long as a plane orthogonal to the optical axis of the objective lens 7 can be defined, an example in which the base 55 is not used may be adopted. Further, as long as the composite element is moved along such a plane, it may be adjusted by a human instead of using the control circuit 51 and the actuator 52.

上述の説明では、回折素子3の回折領域が1本の分割線によって2つに分割されているとした。しかし、分割線の数は複数であってもよい。   In the above description, the diffraction region of the diffraction element 3 is divided into two by one dividing line. However, the number of dividing lines may be plural.

たとえば、図8は、2本の分割線20および21を有する回折素子30の構成の例を示す。回折素子30は、上述の回折素子3に代えて用いられる。   For example, FIG. 8 shows an example of the configuration of a diffraction element 30 having two dividing lines 20 and 21. The diffraction element 30 is used in place of the diffraction element 3 described above.

2本の分割線20および21によって、回折素子30は4つの領域16、17、18および19に分けられている。各々の領域には、周期または方位が異なる回折格子が形成されている。参考のため、図8には通過する光22が示されている。分割線20は情報トラックと垂直な方向に対応し、分割線21は情報トラックと平行な方向に対応する。   The diffraction element 30 is divided into four regions 16, 17, 18 and 19 by two dividing lines 20 and 21. In each region, diffraction gratings having different periods or orientations are formed. For reference, FIG. 8 shows light 22 passing therethrough. The dividing line 20 corresponds to a direction perpendicular to the information track, and the dividing line 21 corresponds to a direction parallel to the information track.

回折素子30を採用することにより、回折素子30と色収差補正素子4とからなる複合素子の位置は、図4に示すX方向およびY方向のいずれにも調整できる。なお、この回折素子30の光軸と色収差補正素子4の光軸とは一致している。回折素子30の光軸とは、回折素子3の分割線20および21の交点を通る、紙面に垂直な軸である。   By employing the diffractive element 30, the position of the composite element composed of the diffractive element 30 and the chromatic aberration correcting element 4 can be adjusted in both the X direction and the Y direction shown in FIG. The optical axis of the diffractive element 30 and the optical axis of the chromatic aberration correcting element 4 are the same. The optical axis of the diffractive element 30 is an axis perpendicular to the paper surface that passes through the intersection of the dividing lines 20 and 21 of the diffractive element 3.

調整方法は、図5および6に示す調整方法と同様である。すなわち、光ディスク8に光を集光し、反射光が回折素子3で分割されて検出される信号を測定しながら、領域16〜19を通過した光の量を検出して、得られた4つの信号のレベルが等しくなるように、複合素子の位置を調整すればよい。主光線9が分割線20と21の交点を通るように調整されるため、色収差補正素子4の光軸と主光線9、即ち対物レンズ7の光軸を合致させることができる。   The adjustment method is the same as the adjustment method shown in FIGS. That is, by collecting the light on the optical disk 8 and measuring the signal detected by dividing the reflected light by the diffraction element 3, the amount of the light that has passed through the regions 16 to 19 is detected. The position of the composite element may be adjusted so that the signal levels are equal. Since the principal ray 9 is adjusted so as to pass through the intersection of the dividing lines 20 and 21, the optical axis of the chromatic aberration correcting element 4 and the principal ray 9, that is, the optical axis of the objective lens 7 can be matched.

上述の回折素子30を用いることにより、光ディスク8の面内における、情報トラックに垂直な方向と平行な方向のいずれについても横色収差の発生を防止し、急激な波長変化が生じた際に、トラッキング制御及び情報の記録状態を不安定にする光スポット移動を発生させない光学ヘッドを生産できる。   By using the diffractive element 30 described above, the occurrence of lateral chromatic aberration is prevented in both the direction perpendicular to the information track and the direction parallel to the information track in the plane of the optical disc 8, and tracking is performed when a sudden wavelength change occurs. It is possible to produce an optical head that does not generate a light spot movement that makes the recording state of control and information unstable.

上述の説明では、複合素子を光源1とコリメータ5との間に配置した。しかし、複合素子をコリメータ5と対物レンズ7との間に配置しても同様の効果が得られる。   In the above description, the composite element is disposed between the light source 1 and the collimator 5. However, the same effect can be obtained by arranging the composite element between the collimator 5 and the objective lens 7.

上述の実施形態において説明した光学ヘッドは、光ディスク装置に組み込まれるとして説明した。そこで、図9を参照しながら、そのような光学ヘッドを備えた光ディスク装置の構成を説明する。   The optical head described in the above embodiment has been described as being incorporated in the optical disc apparatus. Therefore, the configuration of an optical disc apparatus provided with such an optical head will be described with reference to FIG.

図9は、本実施形態による光ディスク装置90の概略的な構成を示している。光ディスク装置90は、光学ヘッド70と、光ディスク8を回転させるディスクモータ72、および各種の信号処理を行う部分を備えている。   FIG. 9 shows a schematic configuration of the optical disc apparatus 90 according to the present embodiment. The optical disk device 90 includes an optical head 70, a disk motor 72 that rotates the optical disk 8, and a portion that performs various signal processing.

光学ヘッド70は、図7に示す光学ヘッド51、または、光学ヘッド51の回折素子3を、図8の回折素子30に交換した光学ヘッドである。   The optical head 70 is an optical head obtained by replacing the optical head 51 shown in FIG. 7 or the diffraction element 3 of the optical head 51 with the diffraction element 30 shown in FIG.

図9に示す構成例では、光学ヘッド70の出力がフロントエンド信号処理部76を介してエンコーダ/デコーダ78に送られる。エンコーダ/デコーダ78は、データ読み出し時には、光学ヘッド70によって得られる信号に基づいて光ディスク2に記録されているデータを復号する。復号化されたデータは、上位装置(図示せず)に出力される。データ書き込み時には、エンコーダ/デコーダ78はユーザデータを符号化し、光ディスク2に書き込むべき信号を生成し、光学ヘッド70に送出する。   In the configuration example shown in FIG. 9, the output of the optical head 70 is sent to the encoder / decoder 78 via the front end signal processing unit 76. The encoder / decoder 78 decodes data recorded on the optical disc 2 based on a signal obtained by the optical head 70 when reading data. The decrypted data is output to a host device (not shown). At the time of data writing, the encoder / decoder 78 encodes user data, generates a signal to be written on the optical disc 2, and sends it to the optical head 70.

フロントエンド信号処理部76は、光学ヘッド70の出力に基づいて再生信号を生成する一方、フォーカスエラー信号FEやトラッキングエラー信号TEを生成する。フォーカスエラー信号FEやトラッキングエラー信号TEは、サーボ制御部80に送出される。サーボ制御部80は、ドライバアンプ74を介してディスクモータ72を制御する一方、光学ヘッド70内のアクチュエータ(図示せず)を介して対物レンズの位置を制御する。   The front end signal processing unit 76 generates a reproduction signal based on the output of the optical head 70, while generating a focus error signal FE and a tracking error signal TE. The focus error signal FE and the tracking error signal TE are sent to the servo control unit 80. The servo controller 80 controls the disk motor 72 via the driver amplifier 74, and controls the position of the objective lens via an actuator (not shown) in the optical head 70.

具体的には、サーボ制御部80は、フォーカスエラー信号FEに基づいて対物レンズの位置を光ディスク8の情報記録層に垂直な方向に制御する。その結果、光の焦点が継続して再生対象または記録対象の情報記録層上に位置する。またサーボ制御部80は、トラッキングエラー信号TEに基づいて対物レンズの位置を光ディスク8の半径方向に制御する。その結果、光の焦点が継続して再生対象または記録対象の情報記録層のトラックに追従する。エンコーダ/デコーダ78およびサーボ制御部80などの構成要素は、CPU79によって制御される。   Specifically, the servo control unit 80 controls the position of the objective lens in a direction perpendicular to the information recording layer of the optical disc 8 based on the focus error signal FE. As a result, the focus of light continues and is positioned on the information recording layer to be reproduced or recorded. The servo controller 80 controls the position of the objective lens in the radial direction of the optical disc 8 based on the tracking error signal TE. As a result, the focus of light continues to follow the track of the information recording layer to be reproduced or recorded. Components such as the encoder / decoder 78 and the servo controller 80 are controlled by the CPU 79.

本発明の光学ヘッド及びそれを用いた光ディスク装置は、対物レンズの開口数が大きく、軸上色収差の補正が必要なBD(ブルーレイディスク)用またはHD−DVD用の光ディスク装置等に有用である。   The optical head of the present invention and the optical disk apparatus using the same are useful for an optical disk apparatus for BD (Blu-ray Disc) or HD-DVD, etc., in which the objective lens has a large numerical aperture and axial chromatic aberration correction is required.

本発明は、光ディスク等の情報記録媒体に対して光学的に情報の記録および/または再生を行う光学ヘッドの製造方法およびその光学ヘッドに関する。より具体的には、本発明は、光学ヘッド内の光学素子の配置調整方法、および、光学素子の配置が調整された光学ヘッドに関する。   The present invention relates to an optical head manufacturing method for optically recording and / or reproducing information on an information recording medium such as an optical disk, and the optical head. More specifically, the present invention relates to a method for adjusting the arrangement of optical elements in an optical head, and an optical head in which the arrangement of optical elements is adjusted.

記録すべきデータ量の増大に伴って、より高記録密度で大容量の光ディスクが要望されている。   As the amount of data to be recorded increases, there is a demand for optical disks with higher recording density and larger capacity.

光ディスクの記録密度を高めるためには、記録および再生に用いる光の波長を短くし、光スポットのサイズを小さくする必要がある。そこで、近年、CDやDVDに対して用いられてきた波長(約780nm、約650nm)よりも短い波長約405nmの光源と、開口数が0.65〜0.85の比較的大きい対物レンズが用いられるようになってきている。   In order to increase the recording density of the optical disc, it is necessary to shorten the wavelength of light used for recording and reproduction and to reduce the size of the light spot. Therefore, in recent years, a light source having a wavelength of about 405 nm shorter than the wavelengths used for CDs and DVDs (about 780 nm and about 650 nm) and a relatively large objective lens having a numerical aperture of 0.65 to 0.85 are used. It is getting to be.

約405nmもの短い波長に対しては、対物レンズを形成するガラス等の光学材料の分散は大きくなるため、対物レンズの屈折率は大きくなる。また、開口数が大きくなると焦点深度が浅くなる。その結果、光源の波長が変動した場合には軸上色収差の影響が大きく現れ、光学ヘッドの性能を劣化させる原因となる。レーザー光は一般に単一波長であり、軸上色収差は生じないはずであるが、実際には温度変化や出力変化等により波長が数nmの幅で変動する。その結果、軸上色収差が現れる。CDやDVDの波長でも軸上色収差は発生していたが、これらの波長帯域では対物レンズを形成する光学材料の分散は小さいため、軸上色収差の量が無視できるほどに小さかった。しかしながら、波長が短くなると、焦点深度が浅くなるとともに、前記分散が大きくなって軸上色収差の量が増加する。よって、短波長の光源、および、開口数が比較的大きい対物レンズを有する光学ヘッドにおいては、軸上色収差の補正が必要とされる。   For wavelengths as short as about 405 nm, the dispersion of the optical material such as glass forming the objective lens becomes large, so that the refractive index of the objective lens becomes large. In addition, as the numerical aperture increases, the depth of focus decreases. As a result, when the wavelength of the light source fluctuates, the influence of axial chromatic aberration appears greatly, which causes the performance of the optical head to deteriorate. Laser light generally has a single wavelength and no axial chromatic aberration should occur, but in practice the wavelength fluctuates with a width of several nanometers due to temperature changes, output changes, and the like. As a result, axial chromatic aberration appears. Although axial chromatic aberration occurred even at wavelengths of CD and DVD, since the dispersion of the optical material forming the objective lens is small in these wavelength bands, the amount of axial chromatic aberration was negligibly small. However, as the wavelength becomes shorter, the depth of focus becomes shallower and the dispersion becomes larger, increasing the amount of axial chromatic aberration. Therefore, in an optical head having a short wavelength light source and an objective lens having a relatively large numerical aperture, it is necessary to correct axial chromatic aberration.

例えば特許文献1は、対物レンズの軸上色収差が補正された従来の光学ヘッドを開示している。図11は、従来の光学ヘッドの構成を示す。従来の光学ヘッドは、レーザー光源101と、ビームスプリッタ102と、回折一体型コリメータ103と、対物レンズ104と、検出光学系106と、光検出部107とを有している。回折一体型コリメータ103は、例えば屈折面と回折レンズ面とで構成されたレンズであり、回折レンズ面は正のパワーを持っている。ここで、正のパワーとは、凸レンズのパワーと同じ屈折力を意味する。図11には、回折一体型コリメータ103の光軸108が示されている。   For example, Patent Document 1 discloses a conventional optical head in which axial chromatic aberration of an objective lens is corrected. FIG. 11 shows a configuration of a conventional optical head. The conventional optical head includes a laser light source 101, a beam splitter 102, a diffraction integrated collimator 103, an objective lens 104, a detection optical system 106, and a light detection unit 107. The diffractive integrated collimator 103 is a lens composed of, for example, a refractive surface and a diffractive lens surface, and the diffractive lens surface has a positive power. Here, positive power means the same refractive power as the power of the convex lens. FIG. 11 shows the optical axis 108 of the diffraction integrated collimator 103.

レーザー光源101から放射された光はビームスプリッタ103で反射され、回折一体型コリメータ103で概ね平行光に変換され、対物レンズ104によって光ディスク105の情報記録面に集光される。光ディスク105で反射された光は、再び対物レンズ104を通過し、回折一体型コリメータ103で収束光に変換され、ビームスプリッタ102を透過して、検出光学系106により光検出部107に導かれる。   The light emitted from the laser light source 101 is reflected by the beam splitter 103, converted into substantially parallel light by the diffraction integrated collimator 103, and condensed on the information recording surface of the optical disk 105 by the objective lens 104. The light reflected by the optical disk 105 passes through the objective lens 104 again, is converted into convergent light by the diffraction integrated collimator 103, passes through the beam splitter 102, and is guided to the light detection unit 107 by the detection optical system 106.

上述の光学系によって軸上色収差が補正される原理は以下の通りである。   The principle of correcting axial chromatic aberration by the above-described optical system is as follows.

波長が短くなると対物レンズのパワー(屈折力)が増加し、その焦点の位置は対物レンズに近づく。その結果、対物レンズの軸上色収差の影響が大きく現れる。   As the wavelength becomes shorter, the power (refractive power) of the objective lens increases, and the position of the focal point approaches the objective lens. As a result, the influence of axial chromatic aberration of the objective lens appears greatly.

一方、波長が短くなると、回折角は減少するため回折レンズ面のパワーは減少する。回折レンズ面は正のパワーを有しているため、そのパワーが減少すれば、回折一体型コリメータ103全体のパワーも減少し、通過した光は発散光となって対物レンズ104に入射する。発散光は対物レンズの焦点位置を対物レンズから離れる方向に移動させるため、光源の波長が変動した場合の軸上色収差を打ち消す効果を持つ。よって、回折一体型コリメータ103の屈折面と回折レンズ面のパワーを適切に配分することにより、対物レンズ104の軸上色収差を補正することができる。   On the other hand, when the wavelength is shortened, the diffraction angle decreases, so the power of the diffractive lens surface decreases. Since the diffractive lens surface has a positive power, if the power is reduced, the power of the entire diffractive integrated collimator 103 is also reduced, and the light that has passed through is incident on the objective lens 104 as divergent light. Since the divergent light moves the focal position of the objective lens in a direction away from the objective lens, it has the effect of canceling the axial chromatic aberration when the wavelength of the light source fluctuates. Therefore, the axial chromatic aberration of the objective lens 104 can be corrected by appropriately distributing the power of the refracting surface and the diffractive lens surface of the diffractive integrated collimator 103.

なお、この原理は上記構成に限定されるものではない。たとえば対物レンズの1つの面を回折レンズ面としても、同じ原理によって軸上色収差を補正することが可能である。ただし、上述の従来の技術は、加工が容易な形状であるコリメータに回折レンズ面を形成することによって、光学ヘッドの製造コストを抑えている。
特開2001−108894号公報(4−11頁、図1)
This principle is not limited to the above configuration. For example, even if one surface of the objective lens is a diffractive lens surface, it is possible to correct axial chromatic aberration by the same principle. However, the above-described conventional technique suppresses the manufacturing cost of the optical head by forming a diffractive lens surface on a collimator having a shape that can be easily processed.
JP 2001-108894 A (page 4-11, FIG. 1)

しかしながら、従来の技術は、以下に述べる課題を有している。   However, the conventional techniques have the following problems.

一般に、色収差を発生するレンズと色収差を補正するレンズとが相対的に偏心していると(すなわち両者の光軸が一致していないと)、それらの光軸に垂直な方向に偏心量に応じた色収差(以下「横色収差」と呼ぶ。)が発生する。この横色収差は、光学ヘッドにおいては、光ディスクの面内で光スポットの位置が移動する現象として現れる。   In general, when a lens that generates chromatic aberration and a lens that corrects chromatic aberration are relatively decentered (that is, if the optical axes of the two do not match), the amount of decentering is determined in a direction perpendicular to the optical axes. Chromatic aberration (hereinafter referred to as “lateral chromatic aberration”) occurs. This lateral chromatic aberration appears in the optical head as a phenomenon in which the position of the light spot moves in the plane of the optical disk.

レーザー光の波長は出力光量によって変動する。よって、出力光量が比較的少ない情報再生中と出力光量が多い情報記録中とでは波長が異なっている。留意すべきは、記録動作と再生動作との切り替わり時において瞬時に波長変動が生じることである。この波長変動に起因する横色収差により、光スポット位置は瞬時に移動する。この瞬時の移動が光ディスクの情報トラックと垂直な方向(すなわちディスク半径方向)に発生すると、トラッキングサーボが追随できず、トラッキング制御が不安定になる。   The wavelength of the laser light varies depending on the output light amount. Therefore, the wavelength is different between information reproduction with a relatively small amount of output light and information recording with a large amount of output light. It should be noted that the wavelength variation occurs instantaneously when switching between the recording operation and the reproducing operation. Due to the lateral chromatic aberration caused by this wavelength variation, the light spot position moves instantaneously. If this instantaneous movement occurs in a direction perpendicular to the information track of the optical disk (that is, the disk radial direction), the tracking servo cannot follow and the tracking control becomes unstable.

上述の問題は、特に中心波長405nmのレーザー光に対応する光ディスクが多層化され、より高回転によるアクセスが行われるとさらに顕在化する。いずれの場合も、記録動作時はレーザー光の出力光量をより多くしなければならないため再生動作時の出力光量との差が大きくなり、横色収差による光スポット位置の移動量が大きくなるからである。   The above-described problem becomes more apparent when an optical disk corresponding to a laser beam having a center wavelength of 405 nm is multilayered and accessed by higher rotation. In either case, the output light amount of the laser beam must be increased during the recording operation, so the difference from the output light amount during the reproduction operation increases, and the amount of movement of the light spot position due to lateral chromatic aberration increases. .

光学ヘッドの組み立ては、各光学系の光軸が合致するように組み立てるのが望ましい。しかし、特に対物レンズとコリメータの間は光が平行に伝播するため、それらの光軸合わせは難しく、相対的な偏心が残存する。更に、対物レンズは情報トラックへのアクセスのために情報トラックと垂直な方向(光ディスクの半径方向)に移動するため、相対的な偏心量は増加する。従来の光学ヘッドでは、対物レンズの色収差をコリメータで補正していたため、それらの相対的な偏心に起因する横色収差が発生し、トラッキング制御が不安定になっていた。   The optical head is preferably assembled so that the optical axes of the optical systems are matched. However, since light propagates in parallel between the objective lens and the collimator, it is difficult to align their optical axes, and relative eccentricity remains. Furthermore, since the objective lens moves in a direction perpendicular to the information track (radial direction of the optical disk) for accessing the information track, the relative eccentricity increases. In the conventional optical head, since the chromatic aberration of the objective lens is corrected by the collimator, lateral chromatic aberration due to the relative decentration thereof occurs, and tracking control becomes unstable.

本発明の目的は、色収差を補正する光学素子の位置を調整するための構造を提供すること、および、当該構造によって当該光学素子の光軸を対物レンズの光軸に合致させた光学ヘッド、およびその光学ヘッドを備えた光ディスク装置を提供することである。   An object of the present invention is to provide a structure for adjusting the position of an optical element that corrects chromatic aberration, and an optical head that matches the optical axis of the optical element with the optical axis of the objective lens by the structure, and An object of the present invention is to provide an optical disc apparatus provided with the optical head.

本発明による光学ヘッドは、光を放射する光源と、前記光を光ディスクに集光する対物レンズを備えた集光光学系と、前記光源から前記対物レンズまでの光路上に配置され、前記光の波長の変動に起因して発生する前記対物レンズの色収差を補正する補正素子と、前記光ディスクで反射された前記光を複数の方向に偏向させる回折格子とを備えている。前記光学ヘッドにおいては、前記回折格子および前記補正素子は、各々の光軸が一致するように一体化された複合素子を構成しており、かつ、前記複合素子の光軸と前記集光光学系の光軸とが一致するよう調整されている。   An optical head according to the present invention is disposed on an optical path from a light source that emits light, a condensing optical system that includes an objective lens that condenses the light onto an optical disc, and from the light source to the objective lens. A correction element that corrects chromatic aberration of the objective lens caused by wavelength variation; and a diffraction grating that deflects the light reflected by the optical disc in a plurality of directions. In the optical head, the diffraction grating and the correction element constitute a composite element integrated so that their optical axes coincide with each other, and the optical axis of the composite element and the condensing optical system The optical axis is adjusted to match.

前記複合素子の光軸は、前記集光光学系の光軸に直交する平面上の位置のうち、前記集光光学系の光軸と一致する位置に固定されていてもよい。   The optical axis of the composite element may be fixed at a position that coincides with the optical axis of the condensing optical system among positions on a plane orthogonal to the optical axis of the condensing optical system.

前記光学ヘッドは、少なくとも1つの端面が、前記集光光学系の光軸に直交する平面を規定する基台をさらに備え、前記複合素子は、前記少なくとも1つの端面上に固定されていてもよい。   The optical head may further include a base having at least one end face defining a plane perpendicular to the optical axis of the condensing optical system, and the composite element may be fixed on the at least one end face. .

固定された前記複合素子の周辺には、固定される前の前記複合素子が移動可能な空間が存在してもよい。   Around the fixed composite element, there may be a space in which the composite element before being fixed can move.

前記光学ヘッドは、前記光ディスクで反射された光を検出する受光部をさらに備え、前記回折格子は、前記反射された光に基づく前記光ディスク半径方向のプシュプル信号を検出するための複数の回折領域を有していてもよい。   The optical head further includes a light receiving unit that detects light reflected by the optical disc, and the diffraction grating includes a plurality of diffraction regions for detecting a push-pull signal in the radial direction of the optical disc based on the reflected light. You may have.

前記光ディスクは1以上のトラックを有しており、前記回折格子は、前記トラックに沿う方向に対応した分割線によって分割された2つの回折領域を有しており、前記複合素子は、前記平面上の、前記分割線に直交する方向に関して移動可能な範囲のうち、前記複合素子の光軸が前記集光光学系の光軸と一致する位置に調整されて固定されていてもよい。   The optical disc has one or more tracks, the diffraction grating has two diffraction regions divided by a dividing line corresponding to a direction along the tracks, and the composite element is on the plane. Of the range movable in the direction orthogonal to the dividing line, the optical axis of the composite element may be adjusted and fixed at a position that coincides with the optical axis of the condensing optical system.

前記光ディスクは1以上のトラックを有しており、前記回折格子は、前記トラックに沿った方向に対応した第1分割線と、前記第1分割線に直交する第2分割線とによって分割された4つの回折領域を有しており、前記複合素子は、前記平面上の、前記第1分割線に直交する第1方向および前記第2分割線に直交する方向に関して移動可能な範囲のうち、前記複合素子の光軸が前記集光光学系の光軸と一致する位置に調整されて固定されていてもよい。   The optical disc has one or more tracks, and the diffraction grating is divided by a first dividing line corresponding to a direction along the track and a second dividing line orthogonal to the first dividing line. The composite element has four diffractive regions, and the composite element is movable in the first plane perpendicular to the first dividing line and the direction perpendicular to the second dividing line on the plane. The optical axis of the composite element may be adjusted and fixed at a position that coincides with the optical axis of the condensing optical system.

前記複合素子は、前記補正素子、前記回折格子、および前記補正素子と前記回折格子とを物理的に固定する部材から構成されていてもよい。   The composite element may include the correction element, the diffraction grating, and a member that physically fixes the correction element and the diffraction grating.

前記複合素子は、前記補正素子および前記回折格子を接着することによって構成されていてもよい。   The composite element may be configured by adhering the correction element and the diffraction grating.

本発明による光ディスク装置は、上述のいずれかの特徴を備える光学ヘッドと、光ディスクを回転させるモータと、前記光学ヘッドおよび前記モータを制御する制御部とを備えている。前記制御部は、前記光学ヘッドから出力される信号に基づいて、光が継続して前記光ディスクの記録層に集光されるように光学ヘッドを制御し、情報の記録および/または再生を実行する。   An optical disc apparatus according to the present invention includes an optical head having any one of the above-described features, a motor that rotates the optical disc, and a controller that controls the optical head and the motor. The control unit controls the optical head based on a signal output from the optical head so as to continuously collect light on the recording layer of the optical disc, and performs information recording and / or reproduction. .

本発明による光学ヘッドの製造方法は、光を放射する光源と、前記光を光ディスクに集光する対物レンズを備えた集光光学系と、前記光源から前記対物レンズまでの光路上に配置され、前記光の波長の変動に起因して発生する前記対物レンズの色収差を補正する補正素子と、前記光ディスクで反射された前記光を複数の方向に偏向させる回折格子とを備える光学ヘッドを製造するために実施される。前記光学ヘッドの製造方法は、前記集光光学系を用意するステップと、前記回折格子の光軸と前記補正素子の光軸とが一致するように一体化された複合素子を用意するステップと、前記集光光学系の光軸に直交する平面上において、前記複合素子の光軸が前記集光光学系の光軸と一致するよう調整するステップとを包含する。   The method of manufacturing an optical head according to the present invention includes a light source that emits light, a condensing optical system that includes an objective lens that condenses the light on an optical disc, and an optical path from the light source to the objective lens. To produce an optical head comprising a correction element that corrects chromatic aberration of the objective lens caused by fluctuations in the wavelength of the light, and a diffraction grating that deflects the light reflected by the optical disc in a plurality of directions. To be implemented. The optical head manufacturing method includes the steps of preparing the condensing optical system, preparing a composite element integrated so that the optical axis of the diffraction grating and the optical axis of the correction element coincide with each other, Adjusting the optical axis of the composite element to coincide with the optical axis of the condensing optical system on a plane orthogonal to the optical axis of the condensing optical system.

前記調整するステップは、前記平面を有する基台に前記複合素子を接触させながら、前記複合素子の光軸が前記集光光学系の光軸と一致するよう調整してもよい。   The adjusting step may be performed such that an optical axis of the composite element coincides with an optical axis of the condensing optical system while bringing the composite element into contact with a base having the flat surface.

本発明によれば、光学ヘッド内の色収差を発生するレンズと色収差を補正するレンズとの光軸を一致させるため、光学系の偏心によって生じていた横色収差を低減することができる。これにより、急激な波長変化が生じても安定なトラッキング制御が可能な光学ヘッドを製造することができる。   According to the present invention, since the optical axes of the lens that generates chromatic aberration in the optical head and the lens that corrects chromatic aberration coincide with each other, lateral chromatic aberration caused by decentration of the optical system can be reduced. Thereby, an optical head capable of stable tracking control even when a sudden wavelength change occurs can be manufactured.

以下、添付の図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

図1は、本実施形態による組み立て中の光学ヘッド50を示す。図1では、光学ヘッド50の構成要素が組み込まれ、その配置を調整している工程が示されている。   FIG. 1 shows an optical head 50 during assembly according to this embodiment. FIG. 1 shows a process in which components of the optical head 50 are incorporated and the arrangement thereof is adjusted.

光学ヘッド50は、光源1と、ビームスプリッタ2と、光を分割する回折素子3と、色収差補正素子4と、コリメータ5と、開口絞り6と、対物レンズ7と、光検出器11とを備えている。図1には、参考のために光ディスク8も併せて記載されている。   The optical head 50 includes a light source 1, a beam splitter 2, a diffraction element 3 that splits light, a chromatic aberration correction element 4, a collimator 5, an aperture stop 6, an objective lens 7, and a photodetector 11. ing. In FIG. 1, an optical disk 8 is also shown for reference.

なお、一般の光学ヘッドの光学系としては、さらにフォーカス検出手段、トラッキング検出手段、情報信号検出手段等が必要とされるが、図1ではそれらの記載は省略している。それらの構成については、後に図9を参照しながら説明する。   Note that an optical system of a general optical head further requires a focus detection means, a tracking detection means, an information signal detection means, etc., but these are not shown in FIG. These configurations will be described later with reference to FIG.

図1において、実線9は、光源1から対物レンズ7に至る集光光学系の主光線(光軸)を示す。また、一点鎖線10は、コリメータ5の光軸を示す。   In FIG. 1, a solid line 9 indicates the principal ray (optical axis) of the condensing optical system from the light source 1 to the objective lens 7. A one-dot chain line 10 indicates the optical axis of the collimator 5.

光源1の光軸はコリメータ5の光軸に一致するように組み立てられているが、この光軸は集光光学系の光軸と一致しない。図1は、集光光学系7の光軸とコリメータの光軸10とが偏心している状態を表している。偏心は、対物レンズとコリメータの間は光が平行に伝播するため、それらの光軸合わせが難しいことに起因して発生する。主光線9は、開口絞り6の中心を通っている。一般に、開口絞り6は対物レンズ7に近接して偏心なく配置されるため、主光線9は対物レンズ7の光軸と概ね一致している。以下の説明では、主光線9を対物レンズ7の光軸であるとして説明する。   Although the optical axis of the light source 1 is assembled so as to coincide with the optical axis of the collimator 5, this optical axis does not coincide with the optical axis of the condensing optical system. FIG. 1 shows a state where the optical axis of the condensing optical system 7 and the optical axis 10 of the collimator are decentered. The eccentricity occurs because light propagates in parallel between the objective lens and the collimator and it is difficult to align their optical axes. The chief ray 9 passes through the center of the aperture stop 6. In general, since the aperture stop 6 is arranged close to the objective lens 7 without being decentered, the principal ray 9 substantially coincides with the optical axis of the objective lens 7. In the following description, the principal ray 9 is described as being the optical axis of the objective lens 7.

回折素子3および色収差補正素子4は、ホルダ53によって一体的に保持されている。ホルダ53によって固定される際、回折素子3および色収差補正素子4の各光軸が相互に一致するように調整されており、固定後はその状態が維持される。なお、回折素子3の光軸とは、回折素子3の分割線15(後述する図3)上の点(たとえば分割線15の中点)を通る、紙面に垂直な軸である。   The diffraction element 3 and the chromatic aberration correction element 4 are integrally held by a holder 53. When fixed by the holder 53, the respective optical axes of the diffraction element 3 and the chromatic aberration correction element 4 are adjusted so as to coincide with each other, and the state is maintained after the fixing. The optical axis of the diffractive element 3 is an axis perpendicular to the paper surface passing through a point (for example, the midpoint of the dividing line 15) on the dividing line 15 (FIG. 3 described later) of the diffractive element 3.

以下では、一体化された回折素子3および色収差補正素子4を「複合素子」とも記述する。また、回折素子3および色収差補正素子4の2本の光軸が重なって1本の光軸として認識されるため、以下ではその1本の光軸を「複合素子の光軸」と記述する。   Hereinafter, the integrated diffraction element 3 and chromatic aberration correction element 4 are also referred to as a “composite element”. In addition, since the two optical axes of the diffraction element 3 and the chromatic aberration correction element 4 overlap each other and are recognized as one optical axis, the one optical axis is hereinafter referred to as “optical axis of the composite element”.

ここで、図2および図3を参照しながら、回折素子3および色収差補正素子4のそれぞれの構成を説明する。   Here, the configurations of the diffraction element 3 and the chromatic aberration correction element 4 will be described with reference to FIGS. 2 and 3.

図2は、色収差補正素子4の構成の例を示す。色収差補正素子4は、凹面形状の屈折面と、回折レンズ面とを有する。たとえば、凹面は光源1側に配置される。凹面に対向する回折レンズ面は正のパワーを有する。正のパワーは凹面の負のパワーと相殺するため、色収差補正素子4全体のパワーは小さい。   FIG. 2 shows an example of the configuration of the chromatic aberration correction element 4. The chromatic aberration correcting element 4 has a concave refracting surface and a diffractive lens surface. For example, the concave surface is disposed on the light source 1 side. The diffractive lens surface facing the concave surface has positive power. Since the positive power cancels out the negative negative power, the overall power of the chromatic aberration correction element 4 is small.

波長が短くなると回折レンズ面の正のパワーが減少し、凹面の負のパワーが勝るため、通過する光をより発散させる。従って、波長が短くなると、光源1からの光は色収差補正素子4により発散状態を強められる。その結果、色収差補正素子4から出力され、コリメータ5を通過した光は、発散光となる。これにより、対物レンズ7の軸上色収差が補正される。   When the wavelength is shortened, the positive power of the diffractive lens surface is reduced and the negative power of the concave surface is superior, so that the light passing therethrough is more diverged. Therefore, when the wavelength is shortened, the light from the light source 1 is intensified in the divergence state by the chromatic aberration correction element 4. As a result, the light output from the chromatic aberration correcting element 4 and passing through the collimator 5 becomes divergent light. Thereby, the axial chromatic aberration of the objective lens 7 is corrected.

図3は、回折素子3の構成の例を示す。回折素子3は、周期または方位が異なる回折格子が形成された2つの回折領域12および13を有する。回折領域12および13は分割線15を境界として配置されている。分割線15は、情報トラックと平行な方向(情報トラックに沿った方向)に対応する。参考のため、図3には通過する光14が示されている。なお、複合素子の配置を調整する際には、回折素子3は色収差補正素子4とともに図3の両矢印によって示すX方向に移動される。   FIG. 3 shows an example of the configuration of the diffraction element 3. The diffractive element 3 has two diffractive regions 12 and 13 in which diffraction gratings having different periods or directions are formed. The diffraction regions 12 and 13 are arranged with the dividing line 15 as a boundary. The dividing line 15 corresponds to a direction parallel to the information track (a direction along the information track). For reference, the passing light 14 is shown in FIG. When adjusting the arrangement of the composite elements, the diffractive element 3 is moved together with the chromatic aberration correcting element 4 in the X direction indicated by the double arrow in FIG.

次に、再び図1を参照しながら、光学ヘッド50内を進む光の経路を説明する。光源1から放射されたレーザー光は、ビームスプリッタ2、回折素子3、色収差補正素子4を透過し、コリメータ5で平行光に変換され、開口絞り6を通過し、対物レンズ7により光ディスク8の情報記録面に集光される。   Next, the path of light traveling through the optical head 50 will be described with reference to FIG. 1 again. The laser light emitted from the light source 1 passes through the beam splitter 2, the diffraction element 3, and the chromatic aberration correction element 4, is converted into parallel light by the collimator 5, passes through the aperture stop 6, and is information on the optical disk 8 by the objective lens 7. Focused on the recording surface.

光ディスク8で反射された光は、再び、対物レンズ7、開口絞り6、コリメータ5、色収差補正素子4を経て、回折素子3に入射する。回折素子3は光を分割し、回折させる。回折した光はビームスプリッタ2で反射され、光検出器11に導かれ、分割されたそれぞれの光の量が検出される。   The light reflected by the optical disk 8 enters the diffraction element 3 again through the objective lens 7, the aperture stop 6, the collimator 5, and the chromatic aberration correction element 4. The diffraction element 3 splits and diffracts the light. The diffracted light is reflected by the beam splitter 2, guided to the photodetector 11, and the amount of each divided light is detected.

色収差を発生させる対物レンズ7の光軸と、上述の色収差を補正する機能を有する複合素子の光軸とがずれている(すなわち偏心が発生している)と、偏心量に応じた横色収差がそれらの光軸に垂直な方向に発生する。   If the optical axis of the objective lens 7 that generates chromatic aberration and the optical axis of the composite element having the function of correcting the chromatic aberration described above are deviated (that is, decentration occurs), lateral chromatic aberration corresponding to the decentration amount is generated. It occurs in a direction perpendicular to their optical axes.

そこで、本実施形態においては、ホルダ53を移動させて複合素子の光軸を対物レンズ7の光軸に一致させることを可能とする構成を導入した。具体的には、対物レンズ7の光軸に直交する平面上で、複合素子を移動できるよう、当該平面を有する基台を設けたことにある。   Therefore, in the present embodiment, a configuration has been introduced in which the holder 53 is moved so that the optical axis of the composite element can coincide with the optical axis of the objective lens 7. Specifically, a base having the plane is provided so that the composite element can be moved on a plane orthogonal to the optical axis of the objective lens 7.

図4は、基台55、および、対物レンズ7の光軸に直交する平面を規定する基台55の端面(押し当て面)54を示す。回折素子3および色収差補正素子4からなる複合素子は端面54に接触されて配置されている。ホルダ53がその平面に沿った方向に移動することによって、複合素子の位置が調整される。移動時において複合素子は端面54に押し当てられており、その光軸と対物レンズ7の光軸とは常に平行である。なお、色収差補正素子4が端面54と接触しているが、これは例である。端面54を回折素子3側に設け、回折素子3が端面54と接触するように構成してもよい。   FIG. 4 shows a base 55 and an end surface (pressing surface) 54 of the base 55 that defines a plane orthogonal to the optical axis of the objective lens 7. A composite element composed of the diffraction element 3 and the chromatic aberration correction element 4 is disposed in contact with the end face 54. By moving the holder 53 in the direction along the plane, the position of the composite element is adjusted. At the time of movement, the composite element is pressed against the end face 54, and the optical axis of the composite element and the optical axis of the objective lens 7 are always parallel. The chromatic aberration correcting element 4 is in contact with the end face 54, but this is an example. The end face 54 may be provided on the diffraction element 3 side so that the diffraction element 3 is in contact with the end face 54.

ホルダ53の移動方向は、図3に示す回折素子3が利用される場合には、図4に示すX方向である。図3のX方向と図4のX方向とが同じ方向に対応している。一方、後述の図8に示す回折素子30が利用される場合には、ホルダ53の移動方向は、図8に示すX方向およびY方向である。図8のX方向およびY方向は、それぞれ図4のX方向およびY方向と同じ方向に対応している。   The movement direction of the holder 53 is the X direction shown in FIG. 4 when the diffraction element 3 shown in FIG. 3 is used. The X direction in FIG. 3 and the X direction in FIG. 4 correspond to the same direction. On the other hand, when the diffraction element 30 shown in FIG. 8 to be described later is used, the moving direction of the holder 53 is the X direction and the Y direction shown in FIG. The X direction and the Y direction in FIG. 8 correspond to the same directions as the X direction and the Y direction in FIG. 4, respectively.

なお、回折素子3および色収差補正素子4が移動不可能な構成の例を図10に示す。図10は、突起60を備えた基台の例を示す。突起60は、回折素子3および色収差補正素子4の位置を調整するためのものではなく、回折素子3および色収差補正素子4の位置を決定するためのものである。このような突起60を有する光学ヘッドでは、本発明による位置調整方法は採用され得ない。   An example of a configuration in which the diffraction element 3 and the chromatic aberration correction element 4 are not movable is shown in FIG. FIG. 10 shows an example of a base having a protrusion 60. The protrusion 60 is not for adjusting the positions of the diffraction element 3 and the chromatic aberration correction element 4 but for determining the positions of the diffraction element 3 and the chromatic aberration correction element 4. In the optical head having such a protrusion 60, the position adjusting method according to the present invention cannot be adopted.

ホルダ53の移動は、図1に示す制御回路51およびアクチュエータ52によって行われる。具体的には以下のとおりである。   The holder 53 is moved by the control circuit 51 and the actuator 52 shown in FIG. Specifically, it is as follows.

制御回路51は、光検出器11から出力された少なくとも2つの信号を受ける。各信号のレベルは、光検出器11の異なる受光領域に入射した光の量に対応している。制御回路51は、それらの信号に基づいて制御信号を生成し、アクチュエータ52に出力する。アクチュエータ52は、ホルダ53と物理的に接続されており、制御信号に基づいてホルダ53を移動させる。なお、図1の矢印によって示す方向は、図4のX方向に対応する。   The control circuit 51 receives at least two signals output from the photodetector 11. The level of each signal corresponds to the amount of light incident on a different light receiving area of the photodetector 11. The control circuit 51 generates a control signal based on these signals and outputs it to the actuator 52. The actuator 52 is physically connected to the holder 53 and moves the holder 53 based on a control signal. The direction indicated by the arrow in FIG. 1 corresponds to the X direction in FIG.

次に、複合素子の位置の調整方法を説明する。   Next, a method for adjusting the position of the composite element will be described.

まず、光源1を発光させて、レーザー光を光ディスク8に集光させる。そして、光ディスク8で反射され、回折素子3で分割された光を光検出器11において検出する。なお、レーザー光を光ディスク8に集光させるためには、いわゆるフォーカス制御を行うことが好ましい。よって、組み立て中の光学ヘッド50を、後述する図9と同等の機能を有する装置に組み込んでフォーカス制御を行えばよい。   First, the light source 1 is caused to emit light and the laser light is condensed on the optical disk 8. Then, the light reflected by the optical disk 8 and divided by the diffraction element 3 is detected by the photodetector 11. In order to focus the laser beam on the optical disk 8, so-called focus control is preferably performed. Therefore, the focus control may be performed by incorporating the optical head 50 being assembled into a device having a function equivalent to that of FIG. 9 described later.

複合素子の位置の調整前は、複合素子の光軸と対物レンズ7の光軸とは一致していないため、レーザー光は回折素子3の光軸を外れた位置に入射する。   Before the adjustment of the position of the composite element, the optical axis of the composite element and the optical axis of the objective lens 7 do not coincide with each other, so that the laser light is incident on a position off the optical axis of the diffraction element 3.

たとえば図5(a)は、回折素子3を通過する光14の位置を示す。回折素子3の回折領域12および13を透過した光は、光検出器11においてそれぞれ別々に検出される。いま、回折領域12によって回折された光が光検出器11によって検出され、信号S12が出力されるとする。また回折領域13によって回折された光が光検出器11によって検出され、信号S13が出力されるとする。   For example, FIG. 5A shows the position of the light 14 that passes through the diffraction element 3. The light transmitted through the diffraction regions 12 and 13 of the diffraction element 3 is separately detected by the photodetector 11. Now, it is assumed that the light diffracted by the diffraction region 12 is detected by the photodetector 11 and a signal S12 is output. Further, it is assumed that the light diffracted by the diffraction region 13 is detected by the photodetector 11 and a signal S13 is output.

図5(b)は、信号S12およびS13の各波形を示す。信号S12のレベルはaであり、信号S13のレベルはb(<a)である。図5(a)に示すように、回折領域12を通過する光の量の方が回折領域12を通過する光の量よりも多いため、信号S13よりも信号S12のレベルの方が高い。   FIG. 5B shows the waveforms of the signals S12 and S13. The level of the signal S12 is a, and the level of the signal S13 is b (<a). As shown in FIG. 5A, since the amount of light passing through the diffraction region 12 is larger than the amount of light passing through the diffraction region 12, the level of the signal S12 is higher than that of the signal S13.

制御回路51は、信号S12とS13が同じレベルになるように、アクチュエータ52を制御して複合素子(すなわち回折素子3)の位置を調整する。これは、光が分割線15によって均等に2分割されるように、複合素子の位置を調整することを意味する。   The control circuit 51 adjusts the position of the composite element (that is, the diffraction element 3) by controlling the actuator 52 so that the signals S12 and S13 are at the same level. This means that the position of the composite element is adjusted so that the light is equally divided into two by the dividing line 15.

なお、本実施形態においては、光ディスク8として、ピット/マークが存在しない反射層を備えたディスクを利用している。これは信号S12とS13のレベルの調整がきわめて容易だからである。光ディスク8のピット/マークの波形成分が反射光に重畳されていないため、図5(b)の波形は直線である。ピット/マークが存在するディスクを利用する場合には、信号S12およびS13の両方にピット/マークに起因する波形成分が重畳される。   In the present embodiment, the optical disc 8 is a disc having a reflective layer without pits / marks. This is because the levels of the signals S12 and S13 are very easy to adjust. Since the waveform component of the pit / mark of the optical disk 8 is not superimposed on the reflected light, the waveform in FIG. 5B is a straight line. When a disc having pits / marks is used, a waveform component due to the pits / marks is superimposed on both signals S12 and S13.

図6(a)は、分割線15によって均等に2分割されている光14を示す。図6(b)は、複合素子の位置を調整したときの、信号S12およびS13のレベル変化を示す。複合素子は、図5(a)に示す位置から、図6(a)に示す位置まで移動される。このとき光14自体は変動していない。   FIG. 6A shows the light 14 that is equally divided into two by the dividing line 15. FIG. 6B shows the level change of the signals S12 and S13 when the position of the composite element is adjusted. The composite element is moved from the position shown in FIG. 5A to the position shown in FIG. At this time, the light 14 itself does not fluctuate.

信号S12およびS13のレベルが共にcになったとき、アクチュエータ52の駆動が停止され、複合素子の移動が完了する。この位置において、複合素子は基台55に接着剤等によって固定される。制御回路51およびアクチュエータ52は、調整が完了すると光学ヘッド50から取り外される。   When the levels of the signals S12 and S13 are both c, the driving of the actuator 52 is stopped and the movement of the composite element is completed. At this position, the composite element is fixed to the base 55 with an adhesive or the like. The control circuit 51 and the actuator 52 are removed from the optical head 50 when the adjustment is completed.

図4と図10との対比から明らかなように、図4に示す複合素子が固定されたときはその周辺には空間が存在している。この空間は、固定される前の複合素子が調整時において移動可能であった方向(上述の例ではX方向、後述の例ではX方向およびY方向)に広がっている。なお、図10に示す構成には、複合素子を光路上に導入するための移動空間は存在しているが、複合素子の位置を調整するために移動可能な空間は存在していない。   As is clear from the comparison between FIG. 4 and FIG. 10, when the composite element shown in FIG. 4 is fixed, there is a space around it. This space extends in the direction (X direction in the above example, X direction and Y direction in the example described later) in which the composite element before being fixed was movable during adjustment. In the configuration shown in FIG. 10, there is a moving space for introducing the composite element on the optical path, but there is no movable space for adjusting the position of the composite element.

図7は、組み立て後の光学ヘッド56を示す。上述の調整方法によれば色収差補正素子4は回折素子3と一緒に移動されるため、対物レンズ7の光軸(主光線9の光軸)は色収差補正素子4の光軸とも一致する。これにより、光ディスク8の面内において情報トラックと垂直な方向の偏心成分は除去され、横色収差の発生を抑えることができる。   FIG. 7 shows the optical head 56 after assembly. According to the adjustment method described above, the chromatic aberration correcting element 4 is moved together with the diffractive element 3, so that the optical axis of the objective lens 7 (the optical axis of the principal ray 9) coincides with the optical axis of the chromatic aberration correcting element 4. Thereby, the eccentric component in the direction perpendicular to the information track in the plane of the optical disc 8 is removed, and the occurrence of lateral chromatic aberration can be suppressed.

上述の調整方法によれば、色収差補正素子4の光軸と、主光線9(すなわち対物レンズ7の光軸)とを位置調整することによって、急激な波長変化が生じてもトラッキング制御を不安定にする光スポット移動を発生させない光学ヘッドが実現できる。   According to the adjustment method described above, the position of the optical axis of the chromatic aberration correction element 4 and the principal ray 9 (that is, the optical axis of the objective lens 7) is adjusted so that tracking control becomes unstable even if a sudden wavelength change occurs. Thus, an optical head that does not generate the light spot movement can be realized.

本実施形態においては、ホルダ53は回折素子3および色収差補正素子4を各光軸が一致した状態で保持するための一つの例である。回折素子3および色収差補正素子4を、各光軸が一致した状態で同時に移動させることが可能であれば、他の構成を採用することもできる。たとえば、アームによって回折素子3および色収差補正素子4を固定してもよいし、回折素子3および色収差補正素子4を互いに接着してもよい。   In the present embodiment, the holder 53 is an example for holding the diffraction element 3 and the chromatic aberration correction element 4 in a state where the optical axes coincide with each other. Other configurations may be employed as long as the diffraction element 3 and the chromatic aberration correction element 4 can be simultaneously moved in a state where the optical axes coincide with each other. For example, the diffraction element 3 and the chromatic aberration correction element 4 may be fixed by an arm, or the diffraction element 3 and the chromatic aberration correction element 4 may be bonded to each other.

また、上述の説明では、光学ヘッドの構造物である基台55の一端面を、対物レンズ7の光軸に直交する平面として形成することにより、複合素子の一致光軸と対物レンズ7の光軸とが平行に保たれるとした。しかし、この構造は例である。対物レンズ7の光軸に直交する平面が規定できる限り、基台55を利用しない例を採用してもよい。また、そのような平面に沿って複合素子を移動する限り、制御回路51およびアクチュエータ52等を利用した調整に代えて、人間が調整してもよい。   In the above description, the coincidence optical axis of the composite element and the light of the objective lens 7 are formed by forming one end surface of the base 55 that is a structure of the optical head as a plane orthogonal to the optical axis of the objective lens 7. It was assumed that the axis was kept parallel. However, this structure is an example. As long as a plane orthogonal to the optical axis of the objective lens 7 can be defined, an example in which the base 55 is not used may be adopted. Further, as long as the composite element is moved along such a plane, it may be adjusted by a human instead of using the control circuit 51 and the actuator 52.

上述の説明では、回折素子3の回折領域が1本の分割線によって2つに分割されているとした。しかし、分割線の数は複数であってもよい。   In the above description, the diffraction region of the diffraction element 3 is divided into two by one dividing line. However, the number of dividing lines may be plural.

たとえば、図8は、2本の分割線20および21を有する回折素子30の構成の例を示す。回折素子30は、上述の回折素子3に代えて用いられる。   For example, FIG. 8 shows an example of the configuration of a diffraction element 30 having two dividing lines 20 and 21. The diffraction element 30 is used in place of the diffraction element 3 described above.

2本の分割線20および21によって、回折素子30は4つの領域16、17、18および19に分けられている。各々の領域には、周期または方位が異なる回折格子が形成されている。参考のため、図8には通過する光22が示されている。分割線20は情報トラックと垂直な方向に対応し、分割線21は情報トラックと平行な方向に対応する。   The diffraction element 30 is divided into four regions 16, 17, 18 and 19 by two dividing lines 20 and 21. In each region, diffraction gratings having different periods or orientations are formed. For reference, FIG. 8 shows light 22 passing therethrough. The dividing line 20 corresponds to a direction perpendicular to the information track, and the dividing line 21 corresponds to a direction parallel to the information track.

回折素子30を採用することにより、回折素子30と色収差補正素子4とからなる複合素子の位置は、図4に示すX方向およびY方向のいずれにも調整できる。なお、この回折素子30の光軸と色収差補正素子4の光軸とは一致している。回折素子30の光軸とは、回折素子3の分割線20および21の交点を通る、紙面に垂直な軸である。   By employing the diffractive element 30, the position of the composite element composed of the diffractive element 30 and the chromatic aberration correcting element 4 can be adjusted in both the X direction and the Y direction shown in FIG. The optical axis of the diffractive element 30 and the optical axis of the chromatic aberration correcting element 4 are the same. The optical axis of the diffractive element 30 is an axis perpendicular to the paper surface that passes through the intersection of the dividing lines 20 and 21 of the diffractive element 3.

調整方法は、図5および6に示す調整方法と同様である。すなわち、光ディスク8に光を集光し、反射光が回折素子3で分割されて検出される信号を測定しながら、領域16〜19を通過した光の量を検出して、得られた4つの信号のレベルが等しくなるように、複合素子の位置を調整すればよい。主光線9が分割線20と21の交点を通るように調整されるため、色収差補正素子4の光軸と主光線9、即ち対物レンズ7の光軸を合致させることができる。   The adjustment method is the same as the adjustment method shown in FIGS. That is, by collecting the light on the optical disk 8 and measuring the signal detected by dividing the reflected light by the diffraction element 3, the amount of the light that has passed through the regions 16 to 19 is detected. The position of the composite element may be adjusted so that the signal levels are equal. Since the principal ray 9 is adjusted so as to pass through the intersection of the dividing lines 20 and 21, the optical axis of the chromatic aberration correcting element 4 and the principal ray 9, that is, the optical axis of the objective lens 7 can be matched.

上述の回折素子30を用いることにより、光ディスク8の面内における、情報トラックに垂直な方向と平行な方向のいずれについても横色収差の発生を防止し、急激な波長変化が生じた際に、トラッキング制御及び情報の記録状態を不安定にする光スポット移動を発生させない光学ヘッドを生産できる。   By using the diffractive element 30 described above, the occurrence of lateral chromatic aberration is prevented in both the direction perpendicular to the information track and the direction parallel to the information track in the plane of the optical disc 8, and tracking is performed when a sudden wavelength change occurs. It is possible to produce an optical head that does not generate a light spot movement that makes the recording state of control and information unstable.

上述の説明では、複合素子を光源1とコリメータ5との間に配置した。しかし、複合素子をコリメータ5と対物レンズ7との間に配置しても同様の効果が得られる。   In the above description, the composite element is disposed between the light source 1 and the collimator 5. However, the same effect can be obtained by arranging the composite element between the collimator 5 and the objective lens 7.

上述の実施形態において説明した光学ヘッドは、光ディスク装置に組み込まれるとして説明した。そこで、図9を参照しながら、そのような光学ヘッドを備えた光ディスク装置の構成を説明する。   The optical head described in the above embodiment has been described as being incorporated in the optical disc apparatus. Therefore, the configuration of an optical disc apparatus provided with such an optical head will be described with reference to FIG.

図9は、本実施形態による光ディスク装置90の概略的な構成を示している。光ディスク装置90は、光学ヘッド70と、光ディスク8を回転させるディスクモータ72、および各種の信号処理を行う部分を備えている。   FIG. 9 shows a schematic configuration of the optical disc apparatus 90 according to the present embodiment. The optical disk device 90 includes an optical head 70, a disk motor 72 that rotates the optical disk 8, and a portion that performs various signal processing.

光学ヘッド70は、図7に示す光学ヘッド51、または、光学ヘッド51の回折素子3を、図8の回折素子30に交換した光学ヘッドである。   The optical head 70 is an optical head obtained by replacing the optical head 51 shown in FIG. 7 or the diffraction element 3 of the optical head 51 with the diffraction element 30 shown in FIG.

図9に示す構成例では、光学ヘッド70の出力がフロントエンド信号処理部76を介してエンコーダ/デコーダ78に送られる。エンコーダ/デコーダ78は、データ読み出し時には、光学ヘッド70によって得られる信号に基づいて光ディスク2に記録されているデータを復号する。復号化されたデータは、上位装置(図示せず)に出力される。データ書き込み時には、エンコーダ/デコーダ78はユーザデータを符号化し、光ディスク2に書き込むべき信号を生成し、光学ヘッド70に送出する。   In the configuration example shown in FIG. 9, the output of the optical head 70 is sent to the encoder / decoder 78 via the front end signal processing unit 76. The encoder / decoder 78 decodes data recorded on the optical disc 2 based on a signal obtained by the optical head 70 when reading data. The decrypted data is output to a host device (not shown). At the time of data writing, the encoder / decoder 78 encodes user data, generates a signal to be written on the optical disc 2, and sends it to the optical head 70.

フロントエンド信号処理部76は、光学ヘッド70の出力に基づいて再生信号を生成する一方、フォーカスエラー信号FEやトラッキングエラー信号TEを生成する。フォーカスエラー信号FEやトラッキングエラー信号TEは、サーボ制御部80に送出される。サーボ制御部80は、ドライバアンプ74を介してディスクモータ72を制御する一方、光学ヘッド70内のアクチュエータ(図示せず)を介して対物レンズの位置を制御する。   The front end signal processing unit 76 generates a reproduction signal based on the output of the optical head 70, while generating a focus error signal FE and a tracking error signal TE. The focus error signal FE and the tracking error signal TE are sent to the servo control unit 80. The servo controller 80 controls the disk motor 72 via the driver amplifier 74, and controls the position of the objective lens via an actuator (not shown) in the optical head 70.

具体的には、サーボ制御部80は、フォーカスエラー信号FEに基づいて対物レンズの位置を光ディスク8の情報記録層に垂直な方向に制御する。その結果、光の焦点が継続して再生対象または記録対象の情報記録層上に位置する。またサーボ制御部80は、トラッキングエラー信号TEに基づいて対物レンズの位置を光ディスク8の半径方向に制御する。その結果、光の焦点が継続して再生対象または記録対象の情報記録層のトラックに追従する。エンコーダ/デコーダ78およびサーボ制御部80などの構成要素は、CPU79によって制御される。   Specifically, the servo control unit 80 controls the position of the objective lens in a direction perpendicular to the information recording layer of the optical disc 8 based on the focus error signal FE. As a result, the focus of light continues and is positioned on the information recording layer to be reproduced or recorded. The servo controller 80 controls the position of the objective lens in the radial direction of the optical disc 8 based on the tracking error signal TE. As a result, the focus of light continues to follow the track of the information recording layer to be reproduced or recorded. Components such as the encoder / decoder 78 and the servo controller 80 are controlled by the CPU 79.

本発明の光学ヘッド及びそれを用いた光ディスク装置は、対物レンズの開口数が大きく、軸上色収差の補正が必要なBD(ブルーレイディスク)用またはHD−DVD用の光ディスク装置等に有用である。   The optical head of the present invention and the optical disk apparatus using the same are useful for an optical disk apparatus for BD (Blu-ray Disc) or HD-DVD, etc., in which the objective lens has a large numerical aperture and axial chromatic aberration correction is required.

本発明の実施形態による組み立て中の光学ヘッド50を示す図である。It is a figure which shows the optical head 50 in the assembly by embodiment of this invention. 色収差補正素子4の構成の例を示す図である。3 is a diagram illustrating an example of a configuration of a chromatic aberration correction element 4. FIG. 回折素子3の構成の例を示す図である。3 is a diagram illustrating an example of a configuration of a diffraction element 3. FIG. 基台55、および、対物レンズ7の光軸に直交する平面を規定する基台55の端面(押し当て面)54を示す図である。It is a figure which shows the end surface (pressing surface) 54 of the base 55 which prescribes | regulates the base 55 and the plane orthogonal to the optical axis of the objective lens 7. FIG. (a)は回折素子3を通過する光14の位置を示ず図であり、(b)は信号S12およびS13の各波形を示す図である。(A) is a figure which does not show the position of the light 14 which passes the diffraction element 3, (b) is a figure which shows each waveform of signal S12 and S13. (a)は分割線15によって均等に2分割されている光14を示す図であり、(b)は複合素子の位置を調整したときの信号S12およびS13のレベル変化を示す図である。(A) is a figure which shows the light 14 equally divided into 2 by the dividing line 15, (b) is a figure which shows the level change of signal S12 and S13 when the position of a composite element is adjusted. 組み立て後の光学ヘッド56を示す図である。It is a figure which shows the optical head 56 after an assembly. 2本の分割線20および21を有する回折素子30の構成の例を示す図である。3 is a diagram illustrating an example of the configuration of a diffraction element 30 having two parting lines 20 and 21. FIG. 本発明の実施形態による光ディスク装置90の概略的な構成を示している図である。1 is a diagram showing a schematic configuration of an optical disc device 90 according to an embodiment of the present invention. 突起60を備えた基台の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the base provided with the processus | protrusion 60. FIG. 従来の光学ヘッドの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the conventional optical head.

符号の説明Explanation of symbols

1 光源
2 ビームスプリッタ
3,30 回折素子
4 色収差補正素子
5 コリメータ
6 開口絞り
7 対物レンズ
8 光ディスク
9 集光光学系の主光線
10 コリメータの光軸
11 光検出部
50 光学ヘッド
51 制御回路
52 アクチュエータ
54 端面(押し当て面)
55 基台
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light source 2 Beam splitter 3,30 Diffraction element 4 Chromatic aberration correction element 5 Collimator 6 Aperture stop 7 Objective lens 8 Optical disk 9 Main beam of condensing optical system 10 Optical axis of collimator 11 Optical detection part 50 Optical head 51 Control circuit 52 Actuator 54 End surface (pressing surface)
55 base

Claims (12)

光を放射する光源と、
前記光を光ディスクに集光する対物レンズを備えた集光光学系と、
前記光源から前記対物レンズまでの光路上に配置され、前記光の波長の変動に起因して発生する前記対物レンズの色収差を補正する補正素子と、
前記光ディスクで反射された前記光を複数の方向に偏向させる回折格子と
を備えた光学ヘッドであって、
前記回折格子および前記補正素子は、各々の光軸が一致するように一体化された複合素子を構成しており、かつ、前記複合素子の光軸と前記集光光学系の光軸とが一致するよう調整されている、光学ヘッド。
A light source that emits light;
A condensing optical system comprising an objective lens for condensing the light on an optical disc;
A correction element that is arranged on an optical path from the light source to the objective lens and corrects chromatic aberration of the objective lens caused by a variation in the wavelength of the light;
An optical head comprising: a diffraction grating that deflects the light reflected by the optical disc in a plurality of directions;
The diffraction grating and the correction element constitute a composite element that is integrated so that their optical axes coincide with each other, and the optical axis of the composite element coincides with the optical axis of the condensing optical system. An optical head that has been adjusted to.
前記複合素子の光軸は、前記集光光学系の光軸に直交する平面上の位置のうち、前記集光光学系の光軸と一致する位置に固定されている、請求項1に記載の光学ヘッド。   2. The optical axis of the composite element is fixed at a position that coincides with the optical axis of the condensing optical system among positions on a plane orthogonal to the optical axis of the condensing optical system. Optical head. 少なくとも1つの端面が、前記集光光学系の光軸に直交する平面を規定する基台をさらに備え、
前記複合素子は、前記少なくとも1つの端面上に固定されている、請求項2に記載の光学ヘッド。
At least one end surface further comprises a base that defines a plane perpendicular to the optical axis of the condensing optical system,
The optical head according to claim 2, wherein the composite element is fixed on the at least one end face.
固定された前記複合素子の周辺には、固定される前の前記複合素子が移動可能な空間が存在する、請求項3に記載の光学ヘッド。   The optical head according to claim 3, wherein a space in which the composite element before being fixed is movable is present around the fixed composite element. 前記光ディスクで反射された光を検出する受光部をさらに備え、
前記回折格子は、前記反射された光に基づく前記光ディスク半径方向のプシュプル信号を検出するための複数の回折領域を有する、請求項2に記載の光学ヘッド。
A light receiving unit for detecting light reflected by the optical disc;
The optical head according to claim 2, wherein the diffraction grating has a plurality of diffraction regions for detecting a push-pull signal in the radial direction of the optical disk based on the reflected light.
前記光ディスクは1以上のトラックを有しており、
前記回折格子は、前記トラックに沿う方向に対応した分割線によって分割された2つの回折領域を有しており、
前記複合素子は、前記平面上の、前記分割線に直交する方向に関して移動可能な範囲のうち、前記複合素子の光軸が前記集光光学系の光軸と一致する位置に調整されて固定されている、請求項5に記載の光学ヘッド。
The optical disc has one or more tracks;
The diffraction grating has two diffraction regions divided by a dividing line corresponding to a direction along the track,
The composite element is adjusted and fixed at a position where the optical axis of the composite element coincides with the optical axis of the condensing optical system in the movable range in the direction perpendicular to the dividing line on the plane. The optical head according to claim 5.
前記光ディスクは1以上のトラックを有しており、
前記回折格子は、前記トラックに沿った方向に対応した第1分割線と、前記第1分割線に直交する第2分割線とによって分割された4つの回折領域を有しており、
前記複合素子は、前記平面上の、前記第1分割線に直交する第1方向および前記第2分割線に直交する方向に関して移動可能な範囲のうち、前記複合素子の光軸が前記集光光学系の光軸と一致する位置に調整されて固定されている、請求項5に記載の光学ヘッド。
The optical disc has one or more tracks;
The diffraction grating has four diffraction regions divided by a first dividing line corresponding to a direction along the track and a second dividing line orthogonal to the first dividing line,
The composite element has an optical axis of the composite element that is movable with respect to a first direction orthogonal to the first dividing line and a direction orthogonal to the second dividing line on the plane. The optical head according to claim 5, wherein the optical head is adjusted and fixed at a position coinciding with the optical axis of the system.
前記複合素子は、前記補正素子、前記回折格子、および前記補正素子と前記回折格子とを物理的に固定する部材から構成されている、請求項1に記載の光学ヘッド。   The optical head according to claim 1, wherein the composite element includes the correction element, the diffraction grating, and a member that physically fixes the correction element and the diffraction grating. 前記複合素子は、前記補正素子および前記回折格子を接着することによって構成される、請求項1に記載の光学ヘッド。   The optical head according to claim 1, wherein the composite element is configured by bonding the correction element and the diffraction grating. 請求項1に記載の光学ヘッドと、
光ディスクを回転させるモータと、
前記光学ヘッドおよび前記モータを制御する制御部と
を備え、前記制御部は、前記光学ヘッドから出力される信号に基づいて、光が継続して前記光ディスクの記録層に集光されるように光学ヘッドを制御し、情報の記録および/または再生を実行する、光ディスク装置。
An optical head according to claim 1;
A motor for rotating the optical disc;
A control unit that controls the optical head and the motor, and the control unit is configured to optically focus light on the recording layer of the optical disc based on a signal output from the optical head. An optical disc apparatus that controls a head and performs recording and / or reproduction of information.
光を放射する光源と、
前記光を光ディスクに集光する対物レンズを備えた集光光学系と、
前記光源から前記対物レンズまでの光路上に配置され、前記光の波長の変動に起因して発生する前記対物レンズの色収差を補正する補正素子と、
前記光ディスクで反射された前記光を複数の方向に偏向させる回折格子と
を備える光学ヘッドの製造方法であって、
前記集光光学系を用意するステップと、
前記回折格子の光軸と前記補正素子の光軸とが一致するように一体化された複合素子を用意するステップと、
前記集光光学系の光軸に直交する平面上において、前記複合素子の光軸が前記集光光学系の光軸と一致するよう調整するステップと
を包含する、光学ヘッドの製造方法。
A light source that emits light;
A condensing optical system comprising an objective lens for condensing the light on an optical disc;
A correction element that is arranged on an optical path from the light source to the objective lens and corrects chromatic aberration of the objective lens caused by a variation in the wavelength of the light;
A method of manufacturing an optical head comprising: a diffraction grating that deflects the light reflected by the optical disc in a plurality of directions;
Providing the condensing optical system;
Providing a composite element integrated so that the optical axis of the diffraction grating and the optical axis of the correction element coincide;
Adjusting the optical axis of the composite element to coincide with the optical axis of the condensing optical system on a plane orthogonal to the optical axis of the condensing optical system.
前記調整するステップは、前記平面を有する基台に前記複合素子を接触させながら、前記複合素子の光軸が前記集光光学系の光軸と一致するよう調整する、請求項11に記載の光学ヘッドの製造方法。   The optical device according to claim 11, wherein the adjusting step adjusts the optical axis of the composite element to coincide with the optical axis of the condensing optical system while bringing the composite element into contact with a base having the flat surface. Manufacturing method of the head.
JP2008506296A 2006-03-23 2007-03-19 OPTICAL HEAD, OPTICAL DISK DEVICE, AND OPTICAL HEAD MANUFACTURING METHOD Pending JPWO2007108446A1 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006080271 2006-03-23
JP2006080271 2006-03-23
PCT/JP2007/055546 WO2007108446A1 (en) 2006-03-23 2007-03-19 Optical head, optical disc device and optical head manufacturing method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPWO2007108446A1 true JPWO2007108446A1 (en) 2009-08-06

Family

ID=38522475

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008506296A Pending JPWO2007108446A1 (en) 2006-03-23 2007-03-19 OPTICAL HEAD, OPTICAL DISK DEVICE, AND OPTICAL HEAD MANUFACTURING METHOD

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JPWO2007108446A1 (en)
WO (1) WO2007108446A1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110002117A1 (en) * 2009-06-16 2011-01-06 Panasonic Corporation Optical disc drive
DE102019134818A1 (en) 2019-02-16 2020-08-20 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein Method for increasing the strength of a glass substrate

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02270139A (en) * 1989-04-10 1990-11-05 Matsushita Electric Ind Co Ltd Optical pickup device
JPH1139697A (en) * 1997-07-16 1999-02-12 Sankyo Seiki Mfg Co Ltd Optical head device
JP2003323735A (en) * 2002-02-27 2003-11-14 Ricoh Co Ltd Optical pickup, and optical information processing apparatus using the same
JP2004111012A (en) * 2002-07-22 2004-04-08 Ricoh Co Ltd Optical pickup and optical information processor using the same
JP2005093008A (en) * 2003-09-18 2005-04-07 Ricoh Co Ltd Optical pickup device and optical disk drive

Also Published As

Publication number Publication date
WO2007108446A1 (en) 2007-09-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7542382B2 (en) Optical pick-up head, optical information apparatus, and optical information reproducing method
KR20010033409A (en) Optical head and recording/reproducing device
JP3861586B2 (en) Optical pickup device and recording / reproducing device
JP2000171346A (en) Aberration detecting device and optical pickup device
US20100124153A1 (en) Optical pickup and optical information reproducing device
JP4472563B2 (en) Optical unit, optical pickup, and optical information processing apparatus
JP4663614B2 (en) Optical pickup and optical information recording / reproducing apparatus
JPH10134400A (en) Optical head
JP2000057619A (en) Optical pickup device
JPWO2002063619A1 (en) Optical storage device
JPWO2007108446A1 (en) OPTICAL HEAD, OPTICAL DISK DEVICE, AND OPTICAL HEAD MANUFACTURING METHOD
JP2009500783A (en) Scanning multilayer optical record carriers
JP4533178B2 (en) Optical pickup and optical information processing apparatus using the same
US7675833B2 (en) Optical pickup with beam generating and focussing
US20070297731A1 (en) Optical pick-up
US7447136B2 (en) Optical pickup and optical disc apparatus
JP2009146477A (en) Pickup device
JP2005116142A (en) Optical recording medium tilt compensating device, tilt compensation method, and optical information processor using the method
JP2006309903A (en) Optical pickup device
JP2002055024A (en) Aberration detecting method and optical pickup device
JP4308204B2 (en) Optical head device
JP2006294151A (en) Spherical aberration detector and optical pickup and optical information processor provided with it
JPH11283257A (en) Optical disk device and focus servo method therefor
JP2005063572A (en) Optical pickup and optical disk playback device
JP2002039915A (en) Detector and optical pickup device