JP2008103016A - Optical pickup device and optical information recording and reproducing device - Google Patents
Optical pickup device and optical information recording and reproducing device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008103016A JP2008103016A JP2006284485A JP2006284485A JP2008103016A JP 2008103016 A JP2008103016 A JP 2008103016A JP 2006284485 A JP2006284485 A JP 2006284485A JP 2006284485 A JP2006284485 A JP 2006284485A JP 2008103016 A JP2008103016 A JP 2008103016A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical
- light beam
- light source
- pickup device
- light
- 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
Links
Images
Landscapes
- Optical Head (AREA)
Abstract
Description
本発明は、光ピックアップ装置及び光情報記録再生装置に関し、特に高密度光ディスクに対して情報の記録及び/又は再生を行うのに好適な光ピックアップ装置及び光情報記録再生装置に関する。 The present invention relates to an optical pickup apparatus and an optical information recording / reproducing apparatus, and more particularly to an optical pickup apparatus and an optical information recording / reproducing apparatus suitable for recording and / or reproducing information on a high-density optical disc.
光ディスクの記録及び/又は再生を行う光ピックアップ装置において、光源から出射された光束の光路に対して、光ディスク上で反射された光束の光路を分岐させて光検出器に入射させるために、一般的にλ/4波長板と偏光ビームスプリッタの組み合わせが用いられている(特許文献1参照)。
しかしながら、光ピックアップ装置は、よりいっそうの小型化及びコストの低減が求められており、できるだけ部品点数を減らしたいという要求がある。特に偏光ビームスプリッタは、ある程度光軸方向の寸法を必要とするため、これを設置することで光路長が長くなる傾向がある。これに対し、光ピックアップ装置から偏光ビームスプリッタを省略することが出来れば、λ/4波長板も不要となり光ピックアップ装置の小型化及びコスト低減に寄与できる。しかしながら、現在の技術では、光源と光検出器とを兼用することはできないため、λ/4波長板と偏光ビームスプリッタを省略するためには、その代わりに光路を分岐する何らかの技術が技術が必要となる。 However, the optical pickup device is required to be further reduced in size and cost, and there is a demand for reducing the number of parts as much as possible. In particular, since the polarization beam splitter requires a certain dimension in the optical axis direction, the optical path length tends to be increased by installing it. On the other hand, if the polarizing beam splitter can be omitted from the optical pickup device, a λ / 4 wavelength plate is not required, which can contribute to downsizing and cost reduction of the optical pickup device. However, since the current technology cannot be used as both a light source and a photodetector, in order to omit the λ / 4 wavelength plate and the polarization beam splitter, some technology for branching the optical path is required instead. It becomes.
本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、コンパクト且つ低コストでありながら光ディスクに対して情報の記録及び/又は再生を行えるピックアップ装置及び光情報記録再生装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the problems of the prior art, and provides a pickup apparatus and an optical information recording / reproducing apparatus capable of recording and / or reproducing information with respect to an optical disc while being compact and low in cost. For the purpose.
請求項1に記載の光ピックアップ装置は、光束を射出する光源と、前記光束を厚さt1の保護基板を有する第1光ディスクの情報記録面上に集光させるための対物光学素子と、前記第1光ディスクの情報記録面上で反射した光束を受光する光検出器とを有し、前記対物光学素子が、前記光源からの光束を、前記保護基板を介して前記第1光ディスクの情報記録面に集光させることによって、情報の記録及び/又は再生を行うことが可能となっている光ピックアップ装置であって、
前記光源及び前記光検出器は、前記対物光学素子の光軸外に配置され、
前記光源と前記光検出器は、前記対物光学素子の光軸に直交する同一の平面上に、前記光軸を中心に点対称となるように配置されていることを特徴とする。
The optical pickup device according to claim 1, a light source for emitting a light beam, an objective optical element for condensing the light beam on an information recording surface of a first optical disk having a protective substrate having a thickness t1, and the first optical device. A light detector that receives the light beam reflected on the information recording surface of the optical disc, and the objective optical element transmits the light beam from the light source to the information recording surface of the first optical disc via the protective substrate. An optical pickup device capable of recording and / or reproducing information by collecting light,
The light source and the photodetector are disposed outside the optical axis of the objective optical element,
The light source and the photodetector are arranged on the same plane orthogonal to the optical axis of the objective optical element so as to be point-symmetric about the optical axis.
本発明によれば、前記光源及び前記光検出器は、前記対物光学素子の光軸外に配置されているので、前記第1光ディスクの情報記録面に入射する光束の主光線の入射方向と、情報記録面から反射する光束の主光線の反射方向とが異なるため、前記光源と前記光検出器とを光軸に直交する平面内で異なる位置に配置でき、それにより偏光ビームスプリッタ等を省略できて、コンパクトな光ピックアップ装置を提供できる。光源と光検出器を1パッケージにして、一体化しても良い。尚、「対物光学素子の光軸外」とは、例えば立ち上げミラー等で対物光学素子の光軸が折り曲げられたような場合には、折り曲げられた光軸が通過しない位置をいうものとする。 According to the present invention, since the light source and the photodetector are disposed outside the optical axis of the objective optical element, the incident direction of the principal ray of the light beam incident on the information recording surface of the first optical disc; Since the reflection direction of the principal ray of the light beam reflected from the information recording surface is different, the light source and the photodetector can be arranged at different positions in a plane orthogonal to the optical axis, thereby eliminating the polarization beam splitter and the like. Thus, a compact optical pickup device can be provided. The light source and the light detector may be integrated into one package. Note that “outside the optical axis of the objective optical element” means a position where the optical axis of the objective optical element does not pass when the optical axis of the objective optical element is bent by a rising mirror or the like. .
請求項2に記載の光ピックアップ装置は、請求項1に記載の発明において、前記第1光ディスクの情報記録面で反射した光束は、前記光源から出射した光束が最初に入射した光学素子の入射面から、前記光検出器に向かって出射されることを特徴とするので、光路を折り曲げる偏光ビームスプリッタ等を設ける必要がなく、コンパクトな光ピックアップ装置を提供できる。 According to a second aspect of the present invention, there is provided the optical pickup device according to the first aspect, wherein the light beam reflected by the information recording surface of the first optical disc is the incident surface of the optical element on which the light beam emitted from the light source is first incident. Therefore, it is not necessary to provide a polarizing beam splitter or the like that bends the optical path, and a compact optical pickup device can be provided.
請求項3に記載の光ピックアップ装置は、請求項1又は2に記載の発明において、前記対物光学素子は、前記光源からの光束を、厚さt2(t1<t2)の保護基板を有する第2光ディスクの情報記録面に集光させることによって、情報の記録及び/又は再生を行うことが可能となっており、
前記光束の偏光方向を第1の偏光方向又は第2の偏光方向に選択的に切り換える偏光面切換素子と、前記第1の偏光方向の光束が通過したときに第1の量の収差を発生させ、前記第2の偏光方向の光束が通過したときと前記第1の量とは異なる第2の量の収差を発生させる収差補正素子とを有し、
前記第1光ディスクに対して情報の記録及び/又は再生を行う際は、前記光源から出射された光束は、前記偏光面切換素子を通過した後に第1の偏光方向を向き、更に前記収差補正素子を通過するようになっており、
前記第2光ディスクに対して情報の記録及び/又は再生を行う際は、前記光源から出射された光束は、前記偏光面切換素子を通過した後に第2の偏光方向を向き、更に前記収差補正素子を通過するようになっていることを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, there is provided the optical pickup device according to the first or second aspect, wherein the objective optical element has a protective substrate having a thickness t2 (t1 <t2) for the light beam from the light source. By focusing on the information recording surface of the optical disc, it is possible to record and / or reproduce information.
A polarization plane switching element that selectively switches the polarization direction of the light beam to the first polarization direction or the second polarization direction, and a first amount of aberration when the light beam in the first polarization direction passes. An aberration correction element that generates a second amount of aberration different from the first amount when the light flux in the second polarization direction passes,
When recording and / or reproducing information with respect to the first optical disc, a light beam emitted from the light source is directed to the first polarization direction after passing through the polarization plane switching element, and further the aberration correction element. Is supposed to pass through
When recording and / or reproducing information with respect to the second optical disk, the light beam emitted from the light source is directed to the second polarization direction after passing through the polarization plane switching element, and further the aberration correction element. It is characterized by passing through.
近年、光ピックアップ装置において、光ディスクに記録された情報の再生や、光ディスクへの情報の記録のための光源として使用されるレーザ光源の短波長化が進み、例えば、青紫色半導体レーザや、第2高調波を利用して赤外半導体レーザの波長変換を行う青色SHGレーザ等、波長400〜420nmのレーザ光源が実用化されつつある。これら青紫色レーザ光源を使用すると、DVD(デジタルバーサタイルディスク)と同じ開口数(NA)の対物レンズを使用する場合(HD DVD、以下HDという)には、直径12cmの光ディスクに対して、15〜20GBの情報の記録が可能となり、対物レンズのNAを0.85にまで高めた場合(Blu−ray Disc、以下BDという)には、直径12cmの光ディスクに対して、23〜25GBの情報の記録が可能となる。以下、本明細書では、青紫色レーザ光源を使用する光ディスク及び光磁気ディスクを総称して「高密度光ディスク」という。 In recent years, in an optical pickup device, a laser light source used as a light source for reproducing information recorded on an optical disc and recording information on the optical disc has been shortened. For example, a blue-violet semiconductor laser, Laser light sources with wavelengths of 400 to 420 nm, such as blue SHG lasers that perform wavelength conversion of infrared semiconductor lasers using harmonics, are being put into practical use. When these blue-violet laser light sources are used, when an objective lens having the same numerical aperture (NA) as that of a DVD (digital versatile disk) is used (HD DVD, hereinafter referred to as HD), it is 15 to 15 cm for an optical disk having a diameter of 12 cm. When 20 GB of information can be recorded and the NA of the objective lens is increased to 0.85 (Blu-ray Disc, hereinafter referred to as BD), 23 to 25 GB of information can be recorded on an optical disk having a diameter of 12 cm. Is possible. Hereinafter, in this specification, an optical disk and a magneto-optical disk using a blue-violet laser light source are collectively referred to as a “high density optical disk”.
ここで、BDとHDとは同じ青紫色レーザ光を使用するにも関わらず、保護基板の厚さが異なる(BDは約0.1mm、HDは約0.6mm)ため、共通の集光光学系を用いた場合、例えばBD使用時の球面収差を最適に抑えた設計とすると、HD使用時に無視できない球面収差が生じてしまうこととなる。そこで本発明によれば、例えばBD使用時には、前記光源から出射された光束に対して、前記偏光面切換素子により第1の偏光方向を与え、更に前記収差補正素子で第1の量(ゼロを含む)の収差を発生させ、一方、HD使用時には、前記光源から出射された光束に対して、前記偏光面切換素子により第2の偏光方向を与え、更に前記収差補正素子で前記第1の量とは異なる第2の量(ゼロを含むが、第1の量がゼロの場合は、第2の量はゼロとはならない)の収差を発生させることにより、第1の収差量と第2の収差量との差を利用して、同一波長の光源を用いるにも拘わらず、保護基板厚さの差に起因する球面収差を補正することができ、いずれの光ディスクに対しても高い光利用効率で適切に情報の記録及び/又は再生を行うことができる。又、開口数NAが異なる場合にも、例えば前記第2の偏光方向の光束のみ前記収差補正素子を介して要求開口数以上の光束をフレア化させることで、絞りの効果を与えることもできる。この様な偏光方向に依存する収差補正素子を、従来のような偏光ビームスプリッタとλ/4波長板で光ディスクからの反射光を分離し光検出器に入射させる光ピックアップ装置に用いると、即ち偏光依存の収差補正素子の後方にλ/4波長板を配置すると、光ディスクからの反射光が再度波長板を通過する際に、偏光方向が90度回転することになり、光検出器に入射させる光に余分な第1の収差または第2の収差が発生することになる。 Here, although the BD and HD use the same blue-violet laser light, the thickness of the protective substrate is different (BD is about 0.1 mm, HD is about 0.6 mm). When the system is used, for example, if the design is such that the spherical aberration when using BD is optimally suppressed, spherical aberration that cannot be ignored when using HD will occur. Therefore, according to the present invention, for example, when using a BD, a first polarization direction is given to the light beam emitted from the light source by the polarization plane switching element, and a first amount (zero is set by the aberration correction element). On the other hand, when the HD is used, the second polarization direction is given to the light beam emitted from the light source by the polarization plane switching element, and the aberration correction element further applies the first amount. By generating an aberration of a second amount different from (including zero, but if the first amount is zero, the second amount will not be zero), the first aberration amount and the second Spherical aberration due to the difference in the thickness of the protective substrate can be corrected despite the use of the light source of the same wavelength by utilizing the difference from the aberration amount, and high light utilization efficiency for any optical disk Can record and / or reproduce information appropriately. That. In addition, even when the numerical aperture NA is different, for example, only the light beam in the second polarization direction can be flared with the light beam having the required numerical aperture or more through the aberration correction element, so that a diaphragm effect can be provided. When such an aberration correction element that depends on the polarization direction is used in an optical pickup device that separates the reflected light from the optical disk by a polarization beam splitter and a λ / 4 wavelength plate as in the prior art and enters the photodetector, that is, polarization If a λ / 4 wavelength plate is arranged behind the dependent aberration correction element, the polarization direction is rotated by 90 degrees when the reflected light from the optical disk passes through the wavelength plate again, and the light incident on the photodetector Therefore, an excessive first aberration or second aberration occurs.
偏光面切換素子の例としては、以下が挙げられる。
(1)TN(ツイスト・ネマティック)型液晶
紙面に平行な方向(第1の偏光方向)に偏光する光束がTN型液晶に入射するものとした場合、液晶に電圧を加えないときは、図1(a)に示すように、入射した光束は、TN型液晶により偏光方向を90度変えられ紙面に垂直な方向(第2の偏光方向)に偏光方向を変えて出射するようになる。一方で、液晶に電圧を加えたときは、図1(b)に示すように、入射した光束は、TN型液晶により偏光方向を変えられずに、紙面に平行な方向(第1の偏光方向)のまま透過する。
(2)λ/2板
BDの使用時には、HDの使用時の状態から光軸回りに45度回転させることで、偏光方向を90度変えられる。
Examples of the polarization plane switching element include the following.
(1) TN (twisted nematic) type liquid crystal When a light beam polarized in a direction parallel to the paper surface (first polarization direction) is incident on the TN type liquid crystal, no voltage is applied to the liquid crystal. As shown in (a), the incident light flux is emitted with the polarization direction changed by 90 degrees by the TN liquid crystal and the polarization direction changed to the direction perpendicular to the paper surface (second polarization direction). On the other hand, when a voltage is applied to the liquid crystal, as shown in FIG. 1B, the incident light beam is not changed in polarization direction by the TN type liquid crystal and is parallel to the paper surface (first polarization direction). ) To pass through.
(2) λ / 2 plate When using the BD, the polarization direction can be changed by 90 degrees by rotating 45 degrees around the optical axis from the state of using the HD.
収差補正素子の例としては、光束の偏光方向によって選択的に光束を回折させ、与える収差量を異ならせることができる「偏光回折素子」が挙げられる。第2の光ディスクを用いている場合は、所定の開口数の外を通る光束はフレアにし、第1の光ディスクを用いている場合は、所定の開口数の外を通る光束も情報記録面上に集光できるように収差付与することが好ましい。また、収差補正素子は、第1の光ディスクと第2の光ディスクの保護基板の厚さの差に基づいて発生する球面収差も補正することが好ましい。例えば、第1の光ディスクを用いる際には、収差補正素子から出射された光束は平行光として対物レンズに入射し、第2の光ディスクを用いる際には、収差補正素子から出射された光束は発散光として対物レンズに入射するようにしてもよい。 As an example of the aberration correction element, there is a “polarization diffraction element” that can selectively diffract the light beam depending on the polarization direction of the light beam and vary the amount of aberration to be given. When the second optical disk is used, the light beam passing outside the predetermined numerical aperture is flare, and when the first optical disk is used, the light beam passing outside the predetermined numerical aperture is also on the information recording surface. It is preferable to provide aberration so that light can be condensed. In addition, it is preferable that the aberration correction element corrects spherical aberration that occurs based on a difference in thickness between the protective substrates of the first optical disc and the second optical disc. For example, when using the first optical disk, the light beam emitted from the aberration correction element enters the objective lens as parallel light, and when using the second optical disk, the light beam emitted from the aberration correction element is divergent. You may make it inject into an objective lens as light.
偏光回折素子の具体例としては、例えば等方性媒質と複屈折媒質とを回折状に組み合わせた偏光ホログラム素子が挙げられる。偏光ホログラム素子は、図2に示す光軸直交方向部分断面形状を有している。図2において、偏光ホログラム素子は、等方性媒質H2と複屈折媒質H3とこれらを挟むようにして配置された一対のガラス板H1、H1とからなる。複屈折媒質H3は、図2に示すように入射光の進行方向での断面が鋸歯状に形成され、円心部から円周に同心円に多数形成された形状とされた回折構造を有している。その具体的な形状は図示のものに限定されない。他の鋸歯状であっても良く、鋸歯の斜面を階段状にしても良い。等方性媒質H2はこの複屈折媒質H3と相補的な形状であり、複屈折媒質の鋸歯状に形成された面に密着している。等方性媒質H2は、入射光に対して屈折率nを持つ物質であり、複屈折媒質H3は入射光の偏光面が所定の方向である場合には屈折率n、入射光の偏光面が所定の方向に直交する場合には屈折率n’となる特性を有している。すなわち、偏光面切換素子を通過した光束が所定の偏光状態で偏光ホログラム素子に入射する際に、偏光ホログラム素手が、0以外の所定の回折次数で回折効率が最大となる回折光を発生させるようになっている。 Specific examples of the polarization diffraction element include a polarization hologram element in which an isotropic medium and a birefringence medium are combined in a diffractive manner. The polarization hologram element has a partial cross-sectional shape in the direction perpendicular to the optical axis shown in FIG. In FIG. 2, the polarization hologram element includes an isotropic medium H2, a birefringent medium H3, and a pair of glass plates H1 and H1 arranged so as to sandwich them. As shown in FIG. 2, the birefringent medium H3 has a diffractive structure in which a cross section in the traveling direction of incident light is formed in a sawtooth shape, and a large number of concentric circles are formed from the center to the circumference. Yes. The specific shape is not limited to that shown in the figure. Other sawtooth shapes may be used, and the slope of the sawtooth may be stepped. The isotropic medium H2 has a complementary shape to the birefringent medium H3, and is in close contact with the surface of the birefringent medium formed in a sawtooth shape. The isotropic medium H2 is a substance having a refractive index n with respect to incident light, and the birefringent medium H3 has a refractive index n when the polarization plane of the incident light is in a predetermined direction, and the polarization plane of the incident light. When orthogonal to a predetermined direction, it has a characteristic of a refractive index n ′. That is, when the light beam that has passed through the polarization plane switching element enters the polarization hologram element in a predetermined polarization state, the polarization hologram bare hand generates diffracted light that maximizes the diffraction efficiency at a predetermined diffraction order other than zero. It has become.
光源から出射された光束は、例えば偏光面切換素子であるTN型液晶を通過することにより、例えばBDの記録再生を行う場合と、HDの記録再生を行う場合とで、偏光面を90度異ならせており、BDの記録再生を行う際の光束の偏光面を所定の方向とすると、偏光ホログラム素子を通過しても均質な平行平面媒質を通過したのと同じであるため発散角は変更されず、そのままの状態で対物レンズに入射するので、0.1mmの保護層を有するBDに対して、適切な情報の記録及び/又は再生を行える。 The light beam emitted from the light source passes through a TN type liquid crystal, which is a polarization plane switching element, for example, so that the polarization plane is 90 degrees different between when recording and reproducing BD and when recording and reproducing HD. If the polarization plane of the light beam when recording / reproducing BD is a predetermined direction, the divergence angle is changed because it passes through the polarization hologram element and is the same as passing through a homogeneous parallel plane medium. However, since it is incident on the objective lens as it is, appropriate information can be recorded and / or reproduced with respect to a BD having a protective layer of 0.1 mm.
一方、HDの記録再生を行う際には、光束は偏光ホログラム素子内の屈折率n、n’の媒質を通過するため、その境界面の回折構造で正レンズの回折効果が生じ、発散角や球面収差を変更して対物レンズに入射するので、同じ対物レンズを用いた場合でも、0.6mmの保護層を有するHDに対して、球面収差を補正して適切な情報の記録及び/又は再生を行える。 On the other hand, when recording / reproducing HD, the light beam passes through a medium having a refractive index n and n ′ in the polarization hologram element, so that the diffraction effect of the positive lens is produced in the diffractive structure of the boundary surface, and the divergence angle or Since the spherical aberration is changed and incident on the objective lens, even when the same objective lens is used, the spherical aberration is corrected and appropriate information is recorded and / or reproduced for the HD having a protective layer of 0.6 mm. Can be done.
更に、HD使用時には偏光ホログラムの選択的回折作用により、有効径の外側の光束がスポット結像に寄与しないようにフレア化させることで、偏光ホログラム素子に絞り機能を持たせることもできる。このとき、偏光ホログラム素子が、偏光面が互いに直交する所定の波長の入射光に対し、少なくとも一方の入射光に対し回折効率が85%以上で回折する回折光を発生させることが好ましい。 Further, when HD is used, the polarizing hologram element can have a diaphragm function by flaring so that the light beam outside the effective diameter does not contribute to spot imaging by the selective diffraction action of the polarization hologram. At this time, it is preferable that the polarization hologram element generates diffracted light that is diffracted at a diffraction efficiency of 85% or more for at least one incident light with respect to incident light having a predetermined wavelength whose polarization planes are orthogonal to each other.
光源波長の好ましい範囲は、350〜440nmである。又、前記第1光ディスクの好ましい例はBDであり、前記2光ディスクの好ましい例はHDである。従って、前記第1の光ディスクの保護基板における厚さt1の好ましい範囲は、0.0750≦t1(mm)≦0.1125であり、前記第2の光ディスクの保護基板における厚さt2の好ましい範囲は、0.5≦t2(mm)≦0.7である。 A preferable range of the light source wavelength is 350 to 440 nm. A preferred example of the first optical disc is BD, and a preferred example of the second optical disc is HD. Therefore, a preferable range of the thickness t1 in the protective substrate of the first optical disc is 0.0750 ≦ t1 (mm) ≦ 0.1125, and a preferable range of the thickness t2 in the protective substrate of the second optical disc is 0.5 ≦ t2 (mm) ≦ 0.7.
請求項4に記載の光ピックアップ装置は、請求項1乃至3に記載の発明において、前記光源から出射され前記光ディスク上に照射される前記光束の中心光線が、前記光ディスクの半径方向の直線と前記光ディスクの法線を含む面内に含まれるように、前記光源と前記光検出器が配置されていることを特徴とする。光ピックアップ装置において、トラッキング変位に比べて、ディスクチルトの方が読み取り精度に対する影響が大きい場合、図3の白丸に示す位置関係で、光源LDと光検出器PDとを配置することが好ましい。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the optical pickup device according to any one of the first to third aspects, wherein a central ray of the light beam emitted from the light source and irradiated on the optical disc is a straight line in the radial direction of the optical disc and the optical disc. The light source and the photodetector are arranged so as to be included in a plane including the normal line of the optical disc. In the optical pickup device, when the disc tilt has a larger influence on the reading accuracy than the tracking displacement, it is preferable to arrange the light source LD and the photodetector PD in the positional relationship shown by the white circles in FIG.
請求項5に記載の光ピックアップ装置は、請求項1乃至3に記載の発明において、前記光源から出射され前記光ディスク上に照射される前記光束の中心光線が、前記光ディスクの半径方向に直交する直線と前記光ディスクの法線を含む面内に含まれるように、前記光源と前記光検出器が配置されていることを特徴とする。光ピックアップ装置において、ディスクチルトに比べて、トラッキング変位の方が読み取り精度に与える影響が大きい場合、図3の黒丸に示す位置関係で、光源LDと光検出器PDとを配置することが好ましい。 According to a fifth aspect of the present invention, in the optical pickup device according to the first to third aspects, a central ray of the light beam emitted from the light source and irradiated onto the optical disc is a straight line perpendicular to the radial direction of the optical disc. The light source and the photodetector are arranged so as to be included in a plane including the normal line of the optical disc. In the optical pickup device, when the tracking displacement has a larger influence on the reading accuracy than the disc tilt, it is preferable to arrange the light source LD and the photodetector PD in the positional relationship shown by the black circles in FIG.
請求項6に記載の光情報記録再生装置は、請求項1乃至5のいずれかに記載の光ピックアップ装置を用いたことを特徴とする。 An optical information recording / reproducing apparatus according to a sixth aspect uses the optical pickup apparatus according to any one of the first to fifth aspects.
本発明によれば、コンパクト且つ低コストでありながら光ディスクに対して情報の記録及び/又は再生を行えるピックアップ装置及び光情報記録再生装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a pickup apparatus and an optical information recording / reproducing apparatus capable of recording and / or reproducing information with respect to an optical disc while being compact and low in cost.
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図4は、光ディスクDSC(BD、HD、DVD、CDのいずれでも良い)に対して適切に情報の記録/再生を行える本実施の形態の光ピックアップ装置PU1の構成を概略的に示す図である。かかる光ピックアップ装置PU1は、光情報記録再生装置に搭載できる。本実施の形態において、対物レンズの光軸に対して直交する平面に取り付けられた半導体レーザLDと光検出器PDとは、対物レンズOBJの光軸外に配置されており、その中心位置は光軸から等距離にある。なお、半導体レーザLDと光検出器PDとは、対物レンズOBJの光軸を中心とし、互いに点対称に配置されている。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 4 is a diagram schematically showing a configuration of the optical pickup device PU1 of the present embodiment that can appropriately record / reproduce information with respect to the optical disc DSC (which may be any of BD, HD, DVD, and CD). . Such an optical pickup device PU1 can be mounted on an optical information recording / reproducing device. In the present embodiment, the semiconductor laser LD and the photodetector PD mounted on a plane orthogonal to the optical axis of the objective lens are disposed outside the optical axis of the objective lens OBJ, and the center position thereof is light. Equidistant from the axis. The semiconductor laser LD and the photodetector PD are arranged symmetrically with respect to each other about the optical axis of the objective lens OBJ.
光源としての半導体レーザLDから出射された光束は、最初に入射する光学素子であるコリメータCLで平行光束とされた後、不図示の絞りを通過し、対物レンズOBJにより、その光軸に対して傾いた所定の入射角で、光ディスクDSCに入射し、その保護基板を介してその情報記録面に集光され、ここに集光スポットを形成する。 A light beam emitted from a semiconductor laser LD serving as a light source is converted into a parallel light beam by a collimator CL, which is an optical element that is incident first, and then passes through a stop (not shown). The light enters the optical disc DSC at a tilted predetermined incident angle and is condensed on the information recording surface via the protective substrate, thereby forming a condensing spot.
そして情報記録面で情報ピットにより変調され、対物レンズOBJの光軸に対して傾いた所定の出射角で反射した光束は、再び対物レンズOBJ、不図示の絞り、コリメータCLを透過し、半導体レーザLDの光束が入射したコリメータ入射面から光検出器PDに向かって出射され、更に光検出器PDの受光面に入射するので、その出力信号を用いて、光ディスクDSCに情報記録された情報の読み取り信号が得られる。 The light beam modulated by the information pits on the information recording surface and reflected at a predetermined emission angle inclined with respect to the optical axis of the objective lens OBJ is transmitted again through the objective lens OBJ, a diaphragm (not shown), and a collimator CL, and the semiconductor laser. Since the light beam of the LD is emitted from the collimator incident surface on which it is incident toward the photodetector PD and further incident on the light receiving surface of the photodetector PD, the output signal is used to read the information recorded on the optical disk DSC. A signal is obtained.
また、光検出器PD上でのスポットの形状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行う。この検出に基づいて、不図示のアクチュエータが、半導体レーザLDからの光束を光ディスクDSCの情報記録面上に結像するように対物レンズOBJを移動させるようになっている。 In addition, focus detection and track detection are performed by detecting a change in the amount of light due to a change in the shape and position of the spot on the photodetector PD. Based on this detection, an actuator (not shown) moves the objective lens OBJ so as to form an image of the light beam from the semiconductor laser LD on the information recording surface of the optical disk DSC.
本実施の形態によれば、光ピックアップ装置PU1は、従来技術で用いていた偏光ビームスプリッタ、λ/4波長板を省略できるので、半導体レーザLDと光ディスクDSCとの距離を大幅に縮めることができ、コンパクト且つ低コストな光ピックアップ装置を提供できる。尚、コリメータを省略して、対物レンズOBJに直接半導体レーザLDからの光束を入射させ、対物レンズOBJから出射された情報記録面からの反射光を光検出器PDに直接入射させても良い。 According to the present embodiment, the optical pickup device PU1 can omit the polarizing beam splitter and the λ / 4 wavelength plate used in the prior art, so that the distance between the semiconductor laser LD and the optical disc DSC can be greatly reduced. A compact and low-cost optical pickup device can be provided. Note that the collimator may be omitted, the light beam from the semiconductor laser LD may be directly incident on the objective lens OBJ, and the reflected light from the information recording surface emitted from the objective lens OBJ may be directly incident on the photodetector PD.
図5は、光ディスクDSC1,DSC2(ここではBD、HD)に対して適切に情報の記録/再生を行える本実施の形態の光ピックアップ装置PU2の構成を概略的に示す図である。かかる光ピックアップ装置PU2は、光情報記録再生装置に搭載できる。本実施の形態においても、対物レンズの光軸に対して直交する平面に取り付けられた半導体レーザLDと光検出器PDとは、対物レンズOBJの光軸外に配置されており、その中心位置は光軸から等距離にある。なお、半導体レーザLDと光検出器PDとは、対物レンズOBJの光軸を中心とし、互いに点対称に配置されている。又、本実施の形態においては、コリメータCLと対物レンズOBJとの間に、偏光面切換素子としてTN型液晶TNと、収差補正素子として偏光回折素子HOEが配置されている。TN型液晶TNと偏光回折素子HOEの構成については上述しているので、その説明は省略する。 FIG. 5 is a diagram schematically showing a configuration of the optical pickup device PU2 of the present embodiment that can appropriately record / reproduce information with respect to the optical discs DSC1, DSC2 (here, BD, HD). Such an optical pickup device PU2 can be mounted on an optical information recording / reproducing device. Also in the present embodiment, the semiconductor laser LD and the photodetector PD mounted on a plane orthogonal to the optical axis of the objective lens are arranged outside the optical axis of the objective lens OBJ, and the center position thereof is It is equidistant from the optical axis. The semiconductor laser LD and the photodetector PD are arranged symmetrically with respect to each other about the optical axis of the objective lens OBJ. In the present embodiment, a TN liquid crystal TN as a polarization plane switching element and a polarization diffraction element HOE as an aberration correction element are arranged between the collimator CL and the objective lens OBJ. Since the configurations of the TN liquid crystal TN and the polarization diffraction element HOE have been described above, description thereof will be omitted.
第1光ディスクDSC1に対して情報の記録/再生を行う場合、TN型液晶TNに所定の電圧を加える。図5(a)において、半導体レーザLD(ここで、波長λ1=405nm)から出射された光束は、第1の偏光方向を有しており、コリメータCLで平行光束とされた後、TN型液晶TNに入射するが、図1(b)で説明したように、偏光方向は変わらない。従って、第1の偏光方向のままTN型液晶TNを出射した光束は、偏光回折素子HOEは平行平板として機能する(第1の収差量=0)ため、平行光束のまま開口数NAが0.85の対物レンズOBJに入射し、その光軸に対して傾いた所定の入射角で、第1光ディスクDSC1の保護層(ここで、厚さt1=0.1mm)を介してその情報記録面に集光されここに集光スポットを形成する。 When recording / reproducing information with respect to the first optical disc DSC1, a predetermined voltage is applied to the TN type liquid crystal TN. In FIG. 5A, a light beam emitted from a semiconductor laser LD (here, wavelength λ1 = 405 nm) has a first polarization direction and is converted into a parallel light beam by a collimator CL, and then a TN type liquid crystal. Although it is incident on the TN, the polarization direction does not change as described with reference to FIG. Therefore, the light beam emitted from the TN liquid crystal TN with the first polarization direction functions as a parallel plate (the first aberration amount = 0) with the polarization diffraction element HOE, and therefore the numerical aperture NA is 0. The light is incident on the 85 objective lens OBJ and is incident on the information recording surface through a protective layer (thickness t1 = 0.1 mm) of the first optical disc DSC1 at a predetermined incident angle inclined with respect to the optical axis. The light is condensed and a condensing spot is formed here.
そして情報記録面で情報ピットにより変調され、対物レンズOBJの光軸に対して傾いた所定の出射角で反射した光束は、再び対物レンズOBJ、偏光回折素子HOE、TN型液晶TN、コリメータCLを透過し、半導体レーザLDの光束が入射したコリメータ入射面から光検出器PDに向かって出射され、更に光検出器PDの受光面に入射するので、その出力信号を用いて、第1光ディスクDSC1に情報記録された情報の読み取り信号が得られる。 Then, the light beam modulated by the information pits on the information recording surface and reflected at a predetermined emission angle inclined with respect to the optical axis of the objective lens OBJ again passes through the objective lens OBJ, the polarization diffraction element HOE, the TN liquid crystal TN, and the collimator CL. Since it is transmitted and emitted from the collimator incident surface on which the light beam of the semiconductor laser LD is incident toward the photodetector PD and further incident on the light receiving surface of the photodetector PD, the output signal is used to enter the first optical disc DSC1. A read signal of the recorded information is obtained.
また、光検出器PD上でのスポットの形状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行う。この検出に基づいて、不図示のアクチュエータが、半導体レーザLDからの光束を第1光ディスクDSC1の情報記録面上に結像するように対物レンズOBJを移動させるようになっている。 In addition, focus detection and track detection are performed by detecting a change in the amount of light due to a change in the shape and position of the spot on the photodetector PD. Based on this detection, an actuator (not shown) moves the objective lens OBJ so that the light beam from the semiconductor laser LD is imaged on the information recording surface of the first optical disk DSC1.
次に、第2光ディスクDSC2に対して情報の記録/再生を行う場合、TN型液晶TNに所定の電圧を加えない。図5(b)において、半導体レーザLDから出射された光束は、第1の偏光方向を有しており、コリメータCLで平行光束とされた後、TN型液晶TNに入射するが、図1(a)で説明したように、ここで偏光方向が90度異なる第2の偏光方向となる。従って、第2の偏光方向の状態でTN型液晶TNを出射し偏光回折素子HOEに入射した光束は、偏光回折素子HOEが回折作用を発揮する(第2の収差量≠0)ため、有効径外(ここでは、NA0.65より大きい部分)を通過する光束は回折作用によりフレア光となり、有効径内(ここでは、NA0.65以下の部分)の光束が回折作用により発散光とされ、当該発散光束が対物レンズOBJに入射し、その光軸に対して傾いた所定の入射角で、第2光ディスクDSC2の保護層(ここで、厚さt2=0.6mm)を介してその情報記録面に集光されここに集光スポットを形成する。 Next, when recording / reproducing information with respect to the second optical disk DSC2, a predetermined voltage is not applied to the TN liquid crystal TN. In FIG. 5B, the light beam emitted from the semiconductor laser LD has the first polarization direction, and is converted into a parallel light beam by the collimator CL and then enters the TN liquid crystal TN. As described in a), the polarization direction is a second polarization direction that differs by 90 degrees. Therefore, the light beam that has exited the TN liquid crystal TN in the state of the second polarization direction and entered the polarization diffraction element HOE has an effective diameter because the polarization diffraction element HOE exhibits a diffraction effect (second aberration amount ≠ 0). The light beam that passes outside (here, the portion larger than NA 0.65) becomes flare light by the diffraction action, and the light beam within the effective diameter (here, the portion of NA 0.65 or less) becomes the divergent light by the diffraction action. A divergent light beam enters the objective lens OBJ, and the information recording surface of the second optical disc DSC2 through a protective layer (thickness t2 = 0.6 mm) at a predetermined incident angle inclined with respect to the optical axis. And a condensed spot is formed here.
そして情報記録面で情報ピットにより変調され、対物レンズOBJの光軸に対して傾いた所定の出射角で反射した光束は、再び対物レンズOBJ、偏光回折素子HOE、TN型液晶TN、コリメータCLを透過し、半導体レーザLDの光束が入射したコリメータ入射面から光検出器PDに向かって出射され、更に光検出器PDの受光面に入射するので、その出力信号を用いて、第2光ディスクDSC2に情報記録された情報の読み取り信号が得られる。 Then, the light beam modulated by the information pits on the information recording surface and reflected at a predetermined emission angle inclined with respect to the optical axis of the objective lens OBJ again passes through the objective lens OBJ, the polarization diffraction element HOE, the TN liquid crystal TN, and the collimator CL. Since it is transmitted and emitted from the collimator incident surface on which the light beam of the semiconductor laser LD is incident toward the photodetector PD, and further incident on the light receiving surface of the photodetector PD, the output signal is used to enter the second optical disc DSC2. A read signal of the recorded information is obtained.
また、光検出器PD上でのスポットの形状変化、位置変化による光量変化を検出して、合焦検出やトラック検出を行う。この検出に基づいて、不図示のアクチュエータが、半導体レーザLDからの光束を第2光ディスクDSC2の情報記録面上に結像するように対物レンズOBJを移動させるようになっている。 In addition, focus detection and track detection are performed by detecting a change in the amount of light due to a change in the shape and position of the spot on the photodetector PD. Based on this detection, an actuator (not shown) moves the objective lens OBJ so that the light beam from the semiconductor laser LD is imaged on the information recording surface of the second optical disc DSC2.
本実施の形態によれば、TN型液晶TNのオンオフを行うだけで、例えば同じ青紫レーザ光束を用いた場合でも、保護基板厚さ及び開口数が異なるBDとHDとに対して、適切に情報の記録/再生を行うことができる。 According to the present embodiment, the TN type liquid crystal TN is simply turned on and off. For example, even when the same bluish-violet laser beam is used, information is appropriately applied to BD and HD having different protective substrate thicknesses and numerical apertures. Can be recorded / reproduced.
以上の実施の形態において、レーザ光源LDと光検出器PDとを結んだ直線の方向が、使用する光ディスクの直径方向と―致又は略一致するようにしても良く、或いは使用する光ディスクの直径方向と直交又は略直交するようにしても良い。 In the above embodiment, the direction of the straight line connecting the laser light source LD and the photodetector PD may be matched or substantially coincides with the diameter direction of the optical disk to be used, or the diameter direction of the optical disk to be used. And may be orthogonal or substantially orthogonal.
CL コリメータ
DSC 光ディスク
DSC1 第1の光ディスク
DSC2 第2の光ディスク
H1 ガラス板
H2 等方性媒質
H3 複屈折媒質
HOE 偏光回折素子
LD レーザ光源
LD 半導体レーザ
OBJ 対物レンズ
PD 光検出器
PU1 光ピックアップ装置
PU2 光ピックアップ装置
TN TN型液晶
CL collimator DSC optical disc DSC1 first optical disc DSC2 second optical disc H1 glass plate H2 isotropic medium H3 birefringent medium HOE polarization diffraction element LD laser light source LD semiconductor laser OBJ objective lens PD photodetector PU1 optical pickup device PU2 optical pickup Device TN TN type liquid crystal
Claims (6)
前記光源及び前記光検出器は、前記対物光学素子の光軸外に配置され、
前記光源と前記光検出器は、前記対物光学素子の光軸に直交する同一の平面上に、前記光軸を中心に点対称となるように配置されていることを特徴とする光ピックアップ装置。 A light source that emits a light beam, an objective optical element that focuses the light beam on an information recording surface of a first optical disk having a protective substrate having a thickness t1, and a light beam reflected on the information recording surface of the first optical disk And the objective optical element focuses the light beam from the light source on the information recording surface of the first optical disc through the protective substrate, thereby recording and / or recording information. Or an optical pickup device capable of reproducing,
The light source and the photodetector are disposed outside the optical axis of the objective optical element,
The optical pickup device, wherein the light source and the photodetector are arranged so as to be point-symmetric about the optical axis on the same plane orthogonal to the optical axis of the objective optical element.
前記光束の偏光方向を第1の偏光方向又は第2の偏光方向に選択的に切り換える偏光面切換素子と、前記第1の偏光方向の光束が通過したときに第1の量の収差を発生させ、前記第2の偏光方向の光束が通過したときと前記第1の量とは異なる第2の量の収差を発生させる収差補正素子とを有し、
前記第1光ディスクに対して情報の記録及び/又は再生を行う際は、前記光源から出射された光束は、前記偏光面切換素子を通過した後に第1の偏光方向を向き、更に前記収差補正素子を通過するようになっており、
前記第2光ディスクに対して情報の記録及び/又は再生を行う際は、前記光源から出射された光束は、前記偏光面切換素子を通過した後に第2の偏光方向を向き、更に前記収差補正素子を通過するようになっていることを特徴とする請求項1又は2に記載の光ピックアップ装置。 The objective optical element records and / or reproduces information by condensing a light beam from the light source on an information recording surface of a second optical disc having a protective substrate having a thickness t2 (t1 <t2). Is possible,
A polarization plane switching element that selectively switches a polarization direction of the light beam to a first polarization direction or a second polarization direction; and a first amount of aberration is generated when the light beam of the first polarization direction passes. An aberration correction element that generates a second amount of aberration different from the first amount when the light flux in the second polarization direction passes,
When recording and / or reproducing information with respect to the first optical disc, a light beam emitted from the light source is directed to the first polarization direction after passing through the polarization plane switching element, and further the aberration correction element. Is supposed to pass through
When recording and / or reproducing information with respect to the second optical disk, the light beam emitted from the light source is directed to the second polarization direction after passing through the polarization plane switching element, and further the aberration correction element. The optical pickup device according to claim 1, wherein the optical pickup device passes through the optical pickup.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006284485A JP2008103016A (en) | 2006-10-19 | 2006-10-19 | Optical pickup device and optical information recording and reproducing device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006284485A JP2008103016A (en) | 2006-10-19 | 2006-10-19 | Optical pickup device and optical information recording and reproducing device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2008103016A true JP2008103016A (en) | 2008-05-01 |
Family
ID=39437227
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2006284485A Pending JP2008103016A (en) | 2006-10-19 | 2006-10-19 | Optical pickup device and optical information recording and reproducing device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2008103016A (en) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61153834A (en) * | 1984-12-27 | 1986-07-12 | Canon Inc | Optical information recording and reproducing device |
| JP2006252614A (en) * | 2005-03-08 | 2006-09-21 | Ricoh Co Ltd | Optical pickup device and optical disk drive device using the same |
-
2006
- 2006-10-19 JP JP2006284485A patent/JP2008103016A/en active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61153834A (en) * | 1984-12-27 | 1986-07-12 | Canon Inc | Optical information recording and reproducing device |
| JP2006252614A (en) * | 2005-03-08 | 2006-09-21 | Ricoh Co Ltd | Optical pickup device and optical disk drive device using the same |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3823425B2 (en) | Optical pickup device and optical pickup device correction element | |
| CN101131826A (en) | optical pickup | |
| JP4573117B2 (en) | Optical pickup device | |
| KR100803592B1 (en) | Compatible optical pickups and optical recording and / or reproducing apparatus employing the same | |
| KR20060088827A (en) | Optical pickup | |
| JP2008103016A (en) | Optical pickup device and optical information recording and reproducing device | |
| CN102194482A (en) | Optical beam forming apparatus | |
| KR100289719B1 (en) | Compatibel optical pickup apparatus | |
| JP2008108392A (en) | Optical pickup device and optical information recording and reproducing apparatus | |
| JP2006134547A (en) | Chromatic aberration-correcting optical system and optical pickup device using the same | |
| US20100214891A1 (en) | Optical pickup device, optical disc device, computer, optical disc player, and optical disc recorder | |
| JP2008108393A (en) | Optical pickup device and optical information recording and reproducing apparatus | |
| JP2008257797A (en) | Optical pickup device and optical disk device | |
| JP4742159B2 (en) | Optical information reproduction method | |
| KR100655547B1 (en) | Optical pickup | |
| KR20110090648A (en) | Optical pickup | |
| JP2000195091A (en) | Optical head device | |
| JP2009015986A (en) | Optical pickup device | |
| JP2009217924A (en) | Optical pickup device | |
| JP2008130196A (en) | Optical pickup device and optical disk device using the same | |
| JP2004227726A (en) | Objective lens of optical pickup device, and optical pickup device | |
| JP2007220175A (en) | Optical pickup device | |
| US20120176881A1 (en) | Optical pickup device and optical disc apparatus applying the same | |
| JP2015156242A (en) | optical pickup device | |
| WO2006001215A1 (en) | Optical pickup system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20090818 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20110112 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110314 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20110706 |