JP2010218621A - Optical pickup device, and optical disk apparatus using the same - Google Patents
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Abstract
【課題】非点収差を補正するために、電力や特別なシステムを必要とせず、光ディスクへ向かうレーザ光はもちろん光ディスクへ向かうレーザ光とは偏光方向が異なる光ディスクの反射光においても非点収差を制御することができる光ピックアップ装置を提供する。
【解決手段】コリメータレンズ8と対物レンズ13の間に、異なる材料で中央部と位相変調部を構成した位相板19をレーザ光に対して垂直に配置し、位相板19を通過するレーザ光のうち位相変調部を通過するレーザ光と通過しないレーザ光とで光路長が異なるようにし、非点収差の原因となるレーザ光が立ち上げミラー9を通過するときに発生するタンジェンシャル方向とラジアル方向の光路長の差を位相板19によって生じる光路長の差によって相殺し非点収差を補正する。
【選択図】図1In order to correct astigmatism, no power or special system is required, and astigmatism is also reflected in the reflected light of an optical disc having a polarization direction different from that of the laser light toward the optical disc as well as the laser beam toward the optical disc. An optical pickup device that can be controlled is provided.
A phase plate having a central portion and a phase modulation portion made of different materials is arranged perpendicularly to a laser beam between a collimator lens and an objective lens, and the laser beam passing through the phase plate is transmitted. Of these, the optical path length is made different between the laser light that passes through the phase modulation section and the laser light that does not pass through, and the tangential direction and radial direction that are generated when the laser light that causes astigmatism passes through the rising mirror 9. Astigmatism is corrected by offsetting the difference in optical path length by the difference in optical path length caused by the phase plate 19.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、光ディスクに情報の記録または再生の少なくともいずれか一方を行う光ピックアップ装置及びこれを用いた光ディスク装置に関するものである。 The present invention relates to an optical pickup device that performs at least one of recording and reproduction of information on an optical disc and an optical disc device using the same.
本発明の適用分野の1つである光ディスクにはCD、DVD、BD(ブルーレイディスク)がある。ユーザー利便性の観点から、これら3種類の光ディスクを1つの光ディスク装置で記録、再生することが求められている。また、近年ではBDよりさらに高密度化を図った多層ディスクが提案され、信号が記録される記録層を4層や8層とした光ディスクがある。このような多層ディスクの記録層は中間層によって分離されているため、記録または再生する層によって光ディスクの表面から記録層までの厚み、つまり基材厚が大きく変化することになる。この基材厚の変化によって球面収差が発生する。 There are CD, DVD, and BD (Blu-ray Disc) as optical discs which are one of the application fields of the present invention. From the viewpoint of user convenience, it is required to record and reproduce these three types of optical disks with one optical disk device. In recent years, multilayer discs with higher density than BD have been proposed, and there are optical discs with four or eight recording layers for recording signals. Since the recording layers of such a multilayer disc are separated by an intermediate layer, the thickness from the surface of the optical disc to the recording layer, that is, the thickness of the substrate, varies greatly depending on the recording or reproducing layer. Spherical aberration occurs due to this change in substrate thickness.
図21は従来の光ピックアップ装置における光学系の一部を示す図である。この球面収差は、対物レンズ104に入射するレーザ光をコリメータレンズ100の移動によって収束光や発散光に変えることで補正することができる。レーザ光はコリメータレンズ100を通過すると、立ち上げミラー101を通過し、立ち上げミラー102によって略垂直に反射される。その後、色消し回折レンズ103を通過し、対物レンズ104によって光ディスク105に集光される。しかしながら、レーザ光が立ち上げミラー101を通過するときに、非点収差が発生してしまう。
FIG. 21 is a diagram showing a part of an optical system in a conventional optical pickup device. This spherical aberration can be corrected by changing the laser light incident on the
この非点収差の発生は、次のような理由によるものである。図22は非点収差を説明するために傾いた立ち上げミラー101を通過する光の光路長を示す図であり、図22(a)はx軸方向から見たときの光の光路長を示す図、図22(b)はy軸方向から見たときの光の光路長を示す図である。図22(a)、図22(b)に示すように、平板中のyz平面内の光路長は平板中のxz平面内の光路長よりも長くなる。このyz平面内の光路長とxz平面内の光路長との差によって非点収差が発生する。
The occurrence of this astigmatism is due to the following reason. FIG. 22 is a diagram showing the optical path length of the light passing through the tilted raising
このように、図21に示されるような従来の光ピックアップ装置の立ち上げミラー101においても同様の理由で非点収差が発生する。すなわち、図22に示すx軸とy軸は、図21においてx軸方向がラジアル方向、y軸方向がタンジェンシャル方向となり、図21に示す従来の光ピックアップ装置では図22を用いて説明したようにラジアル方向とタンジェンシャル方向でレーザ光の光路長に差が生じる。なお、光ディスク105の半径方向をラジアル方向とし、光ディスク105の円周方向をタンジェンシャル方向としている。このレーザ光のラジアル方向における光路長とタンジェンシャル方向における光路長との差により非点収差が発生する。特に、例えば記録層を8層以上持つような光ディスク105においては、光ディスク105に記録または再生をする際の基材厚誤差が大きくなり、コリメータレンズ100の移動距離を大きくすることで光の収束発散度合いを大きくする必要がある。その結果、傾いた立ち上げミラー101を透過したレーザ光に生じる非点収差が大きくなり、多層構造の光ディスク105の正常な記録または再生ができなくなってしまう。
Thus, astigmatism also occurs in the rising
これらの問題を解決するために、従来のピックアップ装置では以下のような技術が開発されている。図23は立ち上げプリズムを設けた従来の光ピックアップ装置における光学系の一部を示す図であり、図24は図23に示されるような従来の光ピックアップ装置における非点収差の補正を行う液晶装置を示す図である。 In order to solve these problems, the following technology has been developed in the conventional pickup device. FIG. 23 is a view showing a part of an optical system in a conventional optical pickup device provided with a rising prism, and FIG. 24 is a liquid crystal for correcting astigmatism in the conventional optical pickup device as shown in FIG. It is a figure which shows an apparatus.
図23に示すような従来の光ピックアップ装置では、光源110から出射されたレーザ光はビームスプリッタ111を通過し、コリメータレンズ112の移動によって収束光や発散光に変換される。その後、非点収差補正素子113を通過し、立ち上げプリズム114によって1/4波長板115と対物レンズ116に向けて反射され、光ディスク117に入射する。光ディスク117に反射されたレーザ光は、対物レンズ116、1/4波長板115を通過して立ち上げプリズム114に入射し、立ち上げプリズム114によって非点収差補正素子113やコリメータレンズ112に向かって反射され、ビームスプリッタ111に入射する。ビームスプリッタ111は光ディスク117からの反射光のみを略垂直に反射することができるので、レーザ光はレンズ118に向かって反射され、レンズ118によって信号検出系119に集光される。このように立ち上げプリズム114を使用すると、BD用のレーザ光が立ち上げミラーを通過した際と同様に非点収差が発生する。このとき、例えば液晶装置によって構成される非点収差補正素子113を制御することで非点収差を補正する(例えば特許文献1参照)。
In the conventional optical pickup device as shown in FIG. 23, the laser light emitted from the
この液晶装置に関しては、図24に示すように液晶パネルの透明電極210を9つのパターン電極200〜208に分割している技術が開示されている。対物レンズの瞳に対応する光ビームの入射範囲209の中心部分は円形のパターン電極200が形成され、その外周部には放射状に分割された互いに似たパターン電極201〜208が形成されている。光学系に起因する非点収差の方向性に対応して外周部のパターン電極201〜208に印加する駆動パターンと駆動電圧を適切に制御し、この状態で光ビームを通過させて屈折率の違いに基づく位相差を付与することにより、非点収差を補正する(例えば特許文献2参照)。
しかしながら上記の構成では、光ディスクへ向かうレーザ光の偏光方向における非点収差を補正することができても、偏光方向が直角に変化した光ディスクからの反射光における非点収差を補正することができない。すなわち、図21に示される色消し回折レンズ103には二度(往路と復路)通過した短波長のレーザ光の偏光方向を略90度回転させる波長板が設けられており、液晶は偏光依存性を有するので偏光方向が変化した光ディスク105からの反射光の非点収差を制御することができない。さらに、液晶装置を駆動するためには電力の消費と液晶装置を制御するためのシステムが必要となってしまう。
However, with the above configuration, even if the astigmatism in the polarization direction of the laser light toward the optical disk can be corrected, the astigmatism in the reflected light from the optical disk whose polarization direction has changed to a right angle cannot be corrected. That is, the achromatic
そこで本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、立ち上げミラーもしくは立ち上げプリズム等に起因する非点収差を補正する際に電力や特別なシステムを必要とせずに、光ディスクへ向かうレーザ光はもちろん、光ディスクへ向かうレーザ光とは偏光方向が略90度異なる光ディスクの反射光においても非点収差を補正することができる光ピックアップ装置を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and laser light directed to an optical disc without requiring power or a special system when correcting astigmatism caused by a rising mirror or a rising prism or the like. Of course, an object of the present invention is to provide an optical pickup device capable of correcting astigmatism even in the reflected light of an optical disk whose polarization direction is approximately 90 degrees different from the laser light directed to the optical disk.
本発明は上記目的を達成するためになされたものであり、レーザ光を出射する光源と、前記レーザ光を収束光または発散光に変換する移動可能な集光レンズと、前記集光レンズを通過したレーザ光の光軸を略垂直方向に変換する立ち上げプリズムまたは立ち上げミラーと、前記立ち上げプリズムまたは前記立ち上げミラーによって光軸を変換されたレーザ光を光ディスクに集光する対物レンズとを備え、前記集光レンズと前記対物レンズとの間に異なる屈折率の材料で構成した中央部と位相変調部からなる位相板を備え、一定以上の大きさをしたレーザ光の一部を前記位相板の位相変調部を通過させることによって位相変調部を通過するレーザ光と通過しないレーザ光とで光路長を異ならせて前記立ち上げプリズムまたは立ち上げミラーに起因する非点収差を補正することを特徴とする光ピックアップ装置である。 The present invention has been made to achieve the above object, and includes a light source that emits laser light, a movable condenser lens that converts the laser light into convergent light or divergent light, and passing through the condenser lens. A rising prism or a rising mirror that converts the optical axis of the laser beam into a substantially vertical direction, and an objective lens that condenses the laser light whose optical axis has been converted by the rising prism or the rising mirror onto an optical disc. A phase plate composed of a central part and a phase modulation part made of materials having different refractive indexes between the condenser lens and the objective lens, and a part of the laser beam having a certain size or more is included in the phase By passing through the phase modulation part of the plate, the optical path length is different between the laser light that passes through the phase modulation part and the laser light that does not pass through the phase modulation part. An optical pickup device and correcting the astigmatism.
以上の構成により本発明は、立ち上げミラーもしくは立ち上げプリズム等に起因する非点収差を制御する際に電力や特別なシステムを必要とせずに、光ディスクへ向かうレーザ光はもちろん、位相板は偏光依存性を有しないことから光ディスクへ向かうレーザ光とは偏光方向が略90度異なる光ディスクの反射光においても非点収差を補正することができる効果を有するものである。また、位相板の位相変調部と中央部を異なる材料で構成することによって様々な材料の組み合わせや形状の位相板を構成することができ、設計の自由度が増すので、レーザ光の光路長の制御、位相板の薄型化、非点収差の精密な補正などがしやすくなる。 With the above configuration, the present invention enables the phase plate to polarize not only the laser beam toward the optical disc but also the laser beam toward the optical disc without controlling the astigmatism caused by the rising mirror or the rising prism. Since there is no dependency, the laser beam directed to the optical disk has an effect of correcting astigmatism even in the reflected light of the optical disk whose polarization direction is approximately 90 degrees different. In addition, by configuring the phase modulation part and the central part of the phase plate with different materials, it is possible to configure phase plates with various material combinations and shapes, which increases the degree of design freedom, so that the optical path length of the laser light can be increased. Control, thinning of the phase plate, precise correction of astigmatism, etc. are facilitated.
本発明における請求項1に記載の発明は、レーザ光を出射する光源と、前記レーザ光を収束光または発散光に変換する移動可能な集光レンズと、前記集光レンズを通過したレーザ光の光軸を略垂直方向に変換する立ち上げプリズムまたは立ち上げミラーと、前記立ち上げプリズムまたは前記立ち上げミラーによって光軸を変換されたレーザ光を光ディスクに集光する対物レンズとを備え、前記集光レンズと前記対物レンズとの間に異なる屈折率の材料で構成した中央部と位相変調部からなる位相板を備え、一定以上の大きさをしたレーザ光の一部を前記位相板の位相変調部を通過させることによって位相変調部を通過するレーザ光と通過しないレーザ光とで光路長を異ならせて前記立ち上げプリズムまたは立ち上げミラーに起因する非点収差を補正することを特徴とする光ピックアップ装置であって、立ち上げミラーもしくは立ち上げプリズム等に起因する非点収差を制御する際に電力や特別なシステムを必要とせずに、光ディスクへ向かうレーザ光はもちろん、位相板は偏光依存性を有しないことから光ディスクへ向かうレーザ光とは偏光方向が略90度異なる光ディスクの反射光においても非点収差を補正することができる。また、位相板の位相変調部と中央部を異なる材料で構成することによって様々な材料の組み合わせや形状の位相板を構成することができ、設計の自由度が増すので、レーザ光の光路長の制御、位相板の薄型化、非点収差の精密な補正などがしやすくなる。
The invention according to
本発明における請求項2に記載の発明は、前記位相板を、平坦な基体と結合材を積層して構成したことを特徴とする請求項1に記載の光ピックアップ装置であって、基体と結合材という異なる材料で位相板の位相変調部と中央部を構成することによって非点収差を補正することができる上、様々な材料の組み合わせや形状の位相板を構成することができ、設計の自由度が増すのでレーザ光の光路長の制御、位相板の薄型化、非点収差の精密な補正などがしやすくなる。
The invention according to
本発明における請求項3に記載の発明は、前記位相板の位相変調部を、平坦な基体の相対向する側に結合材を積層して構成したことを特徴とする請求項2に記載の光ピックアップ装置であって、位相板が簡単な構成となり容易に形成することができる上、設計しやすい。 According to a third aspect of the present invention, in the light according to the second aspect, the phase modulation portion of the phase plate is formed by laminating a binder on opposite sides of a flat substrate. In the pickup device, the phase plate has a simple configuration and can be easily formed, and is easy to design.
本発明における請求項4に記載の発明は、前記位相板の中央部を、平坦な基体の中央部分に結合材を積層して構成したことを特徴とする請求項2に記載の光ピックアップ装置であって、位相板が簡単な構成となり容易に形成することができる上、設計しやすい。 According to a fourth aspect of the present invention, in the optical pickup device according to the second aspect, the central portion of the phase plate is formed by laminating a binder on the central portion of a flat substrate. Thus, the phase plate has a simple configuration and can be easily formed, and is easy to design.
本発明における請求項5に記載の発明は、前記位相板の位相変調部を、相対向する側を肉薄に形成した基体の肉薄部に結合材を積層して構成したことを特徴とする請求項2に記載の光ピックアップ装置であって、基体の肉厚部と肉薄部の境にある段差が結合材の取り付け基準となり、結合材の位置出しが容易となって位相板を容易に形成することができる。 The invention according to claim 5 of the present invention is characterized in that the phase modulation portion of the phase plate is configured by laminating a binder on a thin portion of a base body that is formed thin on opposite sides. 2. The optical pickup device according to 2, wherein the step at the boundary between the thick part and the thin part of the substrate serves as a reference for attaching the binding material, and the positioning of the binding material is facilitated to easily form the phase plate. Can do.
本発明における請求項6に記載の発明は、前記位相板の中央部を、基体の肉薄部に結合材を積層して構成したことを特徴とする請求項2に記載の光ピックアップ装置であって、基体の肉厚部と肉薄部の境にある段差が結合材の取り付け基準となり、結合材の位置出しが容易となって位相板を容易に形成することができる。
The invention according to
本発明における請求項7に記載の発明は、前記位相板の結合材を、複数の異なる屈折率の材料を前記位相板の厚さ方向に積層して構成したことを特徴とする請求項2に記載の光ピックアップ装置であって、設計の自由度が増え、位相変調部を通過するレーザ光の光路長を制御しやすくなる。
The invention according to
本発明における請求項8に記載の発明は、前記位相板の位相変調部を形成する結合材を、複数の異なる屈折率の材料を前記位相板の端部に近づくほど屈折率が大きくなる又は小さくなるように前記位相板の中心側から外形端部の方向に積層して構成したことを特徴とする請求項3または5のいずれか1つに記載の光ピックアップ装置であって、位相板に入射するレーザ光の径の大きさは光ディスクの複数の記録面の基材厚ごとに段階的に変化するので、位相変調部を異なる屈折率の物質によって複数設けることによってより精度の高い非点収差の補正を行うことができる。
The invention according to
本発明における請求項9に記載の発明は、前記位相板の位相変調部を形成する結合材を、断面が階段状で前記位相板の端部に近づくほど肉厚になるように構成したことを特徴とする請求項3または5のいずれか1つに記載の光ピックアップ装置であって、位相板に入射するレーザ光の径の大きさは光ディスクの複数の記録面の基材厚ごとに段階的に変化するので、位相変調部を階段状に構成することによって、より精度の高い非点収差の補正を行うことができる。また、結合材を1つの物質で構成しているため、階段状の段差を精度良く形成することが容易にできる。
According to a ninth aspect of the present invention, the binder forming the phase modulation portion of the phase plate is configured such that the cross section is stepped and becomes thicker toward the end of the phase plate. 6. The optical pickup device according to
本発明における請求項10に記載の発明は、前記位相板の位相変調部を形成する結合材を、断面が階段状で前記位相板の端部に近づくほど肉厚または肉薄になるように複数の異なる屈折率の材料を前記位相板の厚さ方向または中心側から外形端部の方向に積層して構成したことを特徴とする請求項3または5のいずれか1つに記載の光ピックアップ装置であって、位相板に入射するレーザ光の径の大きさは光ディスクの複数の記録面の基材厚ごとに段階的に変化するので、位相変調部を階段状に構成することによって、より精度の高い非点収差の補正を行うことができる。さらに、位相変調部を複数の異なる屈折率の材料で形成しているため、設計の自由度が増えて位相変調部を通過するレーザ光の光路長を制御しやすくなる。
In the invention according to claim 10 of the present invention, the binder forming the phase modulation portion of the phase plate has a plurality of sections such that the cross section is stepped and becomes thicker or thinner toward the end of the phase plate. 6. The optical pickup device according to
本発明における請求項11に記載の発明は、前記位相板の位相変調部を、基材の相対向する側の断面が階段状で位相板の端部に近づくほど肉厚または肉薄になるように形成した部分で構成したことを特徴とする請求項4または6のいずれか1つに記載の光ピックアップ装置であって、位相板に入射するレーザ光の径の大きさは光ディスクの複数の記録面の基材厚ごとに段階的に変化するので、位相変調部を階段状に構成することによってより精度の高い非点収差の補正を行うことができる。
The invention according to claim 11 of the present invention is such that the phase modulation portion of the phase plate is thicker or thinner as the cross-sections on the opposite sides of the base material are stepped and approach the end of the phase plate. 7. The optical pickup device according to
本発明における請求項12に記載の発明は、前記位相板の結合材を、膜を基体にコーティングして形成したことを特徴とする請求項2に記載の光ピックアップ装置であって、基体に膜をコーティングするという簡単な工程によって容易に位相板を形成することができる上、位相変調部や中央部の膜厚も容易にコントロールすることができる。
The invention according to claim 12 of the present invention is the optical pickup device according to
本発明における請求項13に記載の発明は、前記位相板を、中央部の相対向する側の外側面に位相変調部を連結して構成したことを特徴とする請求項1に記載の光ピックアップ装置であって、位相板を薄型化することができる上、位相板の対称性が保たれるので、そり、収差が小さくなり、精度の高い非点収差の補正が可能となる。 According to a thirteenth aspect of the present invention, in the optical pickup according to the first aspect, the phase plate is formed by connecting a phase modulation section to the outer side surfaces of the central portion on the opposite sides. In this apparatus, the phase plate can be made thin, and the symmetry of the phase plate is maintained, so that warpage and aberration are reduced, and astigmatism can be corrected with high accuracy.
本発明における請求項14に記載の発明は、前記位相板の位相変調部を、複数の異なる屈折率の材料を前記位相板の端部に近づくほど屈折率が大きくなる又は小さくなるように前記位相板の中心側から外形端部の方向に積層して構成したことを特徴とする請求項13に記載の光ピックアップ装置であって、位相板に入射するレーザ光の径の大きさは光ディスクの複数の記録面の基材厚ごとに段階的に変化するので、位相変調部を異なる屈折率の物質によって複数設けることによってより精度の高い非点収差の補正を行うことができる上、位相板を薄型化すると同時に位相板の対称性が保たれるので、そり、収差が小さくなり、更に精度の高い非点収差の補正が可能となる。
According to a fourteenth aspect of the present invention, the phase modulation unit of the phase plate is configured such that the refractive index increases or decreases as the plurality of materials having different refractive indexes approach the end of the phase plate. 14. The optical pickup device according to
本発明における請求項15に記載の発明は、前記位相板の位相変調部を、複数の異なる屈折率の材料を厚さ方向に積層して構成したことを特徴とする請求項13に記載の光ピックアップ装置であって、設計の自由度が増え、位相変調部を通過するレーザ光の光路長を制御しやすくなる上、位相板を薄型化すると同時に位相板の対称性が保たれるので、そり、収差が小さくなり、更に精度の高い非点収差の補正が可能となる。 According to a fifteenth aspect of the present invention, in the light according to the thirteenth aspect, the phase modulation section of the phase plate is configured by laminating a plurality of materials having different refractive indexes in the thickness direction. This pickup device increases the degree of freedom in design, makes it easier to control the optical path length of the laser light passing through the phase modulation section, and reduces the thickness of the phase plate while maintaining the symmetry of the phase plate. As a result, the aberration is reduced, and astigmatism can be corrected with higher accuracy.
本発明における請求項16に記載の発明は、前記位相板の位相変調部を、断面が階段状で前記位相板の端部に近づくほど肉厚または肉薄になるように構成したことを特徴とする請求項13に記載の光ピックアップ装置であって、位相板に入射するレーザ光の径の大きさは光ディスクの複数の記録面の基材厚ごとに段階的に変化するので、位相変調部を階段状に構成することによって、より精度の高い非点収差の補正を行うことができる上、位相板を薄型化すると同時に位相板の対称性が保たれるので、そり、収差が小さくなり、更に精度の高い非点収差の補正が可能となる。
The invention according to claim 16 of the present invention is characterized in that the phase modulation portion of the phase plate is configured to be thicker or thinner as the cross section is stepped and closer to the end of the phase plate. 14. The optical pickup device according to
本発明における請求項17に記載の発明は、前記位相板の位相変調部を、断面が階段状で前記位相板の端部に近づくほど肉厚または肉薄になるように複数の異なる屈折率の材料を前記位相板の厚さ方向または中心側から外形端部の方向に積層して構成したことを特徴とする請求項13に記載の光ピックアップ装置であって、位相板に入射するレーザ光の径の大きさは光ディスクの複数の記録面の基材厚ごとに段階的に変化するので、位相変調部を階段状に構成することによってより精度の高い非点収差の補正を行うことができる上、位相板を薄型化すると同時に位相板の対称性が保たれるので、そり、収差が小さくなり、更に精度の高い非点収差の補正が可能となる。さらに、位相変調部を複数の異なる屈折率の材料で形成しているため、設計の自由度が増えて位相変調部を通過するレーザ光の光路長を制御しやすくなる。
According to a seventeenth aspect of the present invention, the phase modulation portion of the phase plate has a plurality of materials having different refractive indexes so that the cross section is stepped and becomes thicker or thinner as it approaches the end of the phase plate. 14. The optical pickup device according to
本発明における請求項18に記載の発明は、請求項1〜17のいずれかに記載の光ピックアップ装置と、光ディスクを回転させる回転駆動手段と、前記回転駆動手段に対して前記光ピックアップ装置を光ディスクの半径方向に移動させる移動手段とを備えたことを特徴とする光ディスク装置であって、短波長光学ユニットから出射されたレーザ光レーザ光が立ち上げミラーを通過することによって発生するタンジェンシャル方向とラジアル方向の光路長の差を、レーザ光が位相板を通過することによって発生する光路長の差によって相殺し非点収差を補正することができる。また、位相板は液晶とは異なり偏光依存性を有しないので、光ディスクへ向かうレーザ光はもちろん、光ディスクへ向かうレーザ光とは偏光方向が異なる光ディスクの反射光においても非点収差を補正することができる。したがって、多層の光ディスクであっても、情報の記録または再生を冗長になることなく正確に行うことができる。さらに、ガラス等によって構成される位相板を設けただけなので安価である上、電力や特別なシステムなしに非点収差を補正することができる。 According to an eighteenth aspect of the present invention, the optical pickup device according to any one of the first to seventeenth aspects, a rotation driving means for rotating the optical disk, and the optical pickup apparatus with respect to the rotation driving means are arranged on the optical disk. And a tangential direction generated when the laser light emitted from the short wavelength optical unit passes through the rising mirror, and a moving means for moving in the radial direction. Astigmatism can be corrected by canceling out the difference in the optical path length in the radial direction by the difference in optical path length generated when the laser light passes through the phase plate. In addition, since the phase plate does not have polarization dependency unlike the liquid crystal, astigmatism can be corrected not only in the laser beam directed to the optical disc but also in the reflected light of the optical disc having a polarization direction different from that of the laser beam directed toward the optical disc. it can. Therefore, even in a multi-layer optical disc, information can be recorded or reproduced accurately without being redundant. Furthermore, since only a phase plate made of glass or the like is provided, it is inexpensive, and astigmatism can be corrected without power or a special system.
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(実施例1)
図1は、本実施例1における光ピックアップ装置の構成を示す概略図である。なお、光ディスクの径方向をラジアル方向、光ディスク面の円周方向をタンジェンシャル方向という。図2は実際に、図1で示した光ピックアップ装置の光学構成を具現化した例を示す平面図であり、図1に示す各部材とは多少形状などが異なるが、機能などはほぼ同じである。
Example 1
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of an optical pickup device according to the first embodiment. The radial direction of the optical disk is referred to as a radial direction, and the circumferential direction of the optical disk surface is referred to as a tangential direction. FIG. 2 is a plan view showing an example in which the optical configuration of the optical pickup device shown in FIG. 1 is actually realized. Although the shape and the like are slightly different from each member shown in FIG. 1, the functions are almost the same. is there.
1は短波長レーザを出射する短波長光学ユニットである。短波長光学ユニット1から出射されるレーザ光は400nm〜415nmの波長であり、本実施例1では略405nmの光を出射するように構成した。本実施例1においては、短波長のレーザ光を出射する光源部1aと、光ディスク2から反射してきたレーザ光を受光する信号検出用の受光部1bと、光源部1aから出射されたレーザ光の光量をモニターするように設けられた受光部1cと、光学部材1dと、それら構成部材を所定の位置関係に保持する保持部材(図示せず)とを含んでいる。光源部1aには、GaNなどを主成分とする半導体レーザ素子(図示せず)が設けられており、この半導体レーザ素子から出射されたレーザ光は光学部材1dに入射され、入射されたレーザ光の一部は光学部材1dにて反射されモニター用の受光部1cに入る。図示していないが、このモニター用の受光部1cでレーザ光を電気信号に変換し、その電気信号を基に光源部1aから出射されるレーザ光の強さを所望の強度に調整する回路などが設けられている。信号検出用の受光部1bは、レーザ光を電気信号に変換し、その電気信号よりRF信号、トラッキングエラー信号、フォーカスエラー信号などを生成する。光学部材1d中にはフォーカスエラー信号を得ることができるように光ディスク2からの反射光を分離するホログラム1eが設けられている。
3は長波長のレーザを出射する長波長光学ユニットである。長波長光学ユニット3から出射されるレーザ光は、640nm〜800nmの波長であり、一種の波長のレーザ光を単数出射したり、あるいは複数種の波長のレーザ光を複数出射する構成となっている。本実施例1では、略660nmの波長の光束(赤:例えばDVD対応)と略780nmの光束(赤外:例えばCD対応)を出射する構成とした。本実施例1においては、長波長のレーザ光を出射する光源部3aと、光ディスク2から反射してきたレーザ光を受光する信号検出用の受光部3bと、光源部3aから出射されたレーザ光の光量をモニターするように設けられた受光部3cと、光学部材3dと、それら構成部材を所定の位置関係に保持する保持部材(図示せず)とを含んでいる。光源部3aには、半導体レーザ素子(図示せず)が設けられており、この半導体レーザ素子はモノブロックで構成され(モノリシック構造)、このモノブロックの素子から略660nmの波長の光束(赤)と略780nmの光束(赤外)を出射する。なお、本実施例1では、モノブロックの素子で2つの光束を出射する構成としたが、一つのブロック素子で一つの光束を出射する素子を2つ内蔵した構成としてもよい。この半導体レーザ素子から出射された複数の光束は光学部材3dに入射され、入射されたレーザ光の一部は光学部材3dにて反射されモニター用の受光部3cに入る。信号検出用の受光部3bは、レーザ光を電気信号に変換し、その電気信号よりRF信号、トラッキングエラー信号、フォーカスエラー信号などを生成する。なお、光学部材3dには、CD用のフォーカスエラー信号を生成するために光ディスク2からの反射光を複数本に分離して、それぞれ信号検出用の受光部3bの所定の場所に導くホログラム3eが設けられている。
4は短波長光学ユニット1から出射された光と光ディスク2からの反射光とが通過するビーム整形レンズである。ビーム整形レンズ4は、短波長レーザから出射される光の利用効率を高めることと、短波長のレーザ光の非点収差および短波長光学ユニット1から光ディスク2に至る光路中で発生する非点収差を打ち消す目的で設けられている。また、ビーム整形レンズ4の両端にはそれぞれ凸部4a及び凹部4bが設けられており、短波長光学ユニット1から出射された光はまず凸部4aに入射して凹部4bから出射するようにビーム整形レンズ4は配置される。
5は光学部品で、光学部品5は光路上ビーム整形レンズ4の先に配置され、ビーム整形レンズ4の凹部4b側に配置される。すなわち、短波長光学ユニット1から出射されたレーザ光はビーム整形レンズ4を介して光学部品5に入射されて光ディスク2へと導かれ、光ディスク2から反射してきたレーザ光は光学部品5、ビーム整形レンズ4を順に経由して短波長光学ユニット1に入射される。光学部品5にはホログラムなどが設けられており、光ディスク2から反射してきたレーザ光を主にトラッキングエラー信号を生成するように所定の光束に分離させる。
Reference numeral 5 denotes an optical component, and the optical component 5 is arranged at the tip of the
6は長波長光学ユニット3から出射された長波長のレーザ光が通過するリレーレンズで、リレーレンズ6は樹脂やガラスなどの透明部材にて構成される。リレーレンズ6は長波長光学ユニット3から出射された光を効率よく後方の部材に導くように設けられる。
7は光学部材であるビームスプリッタである。ビームスプリッタ7中には少なくとも2つの透明部材7b、7cが接合して設けられており、透明部材7b、7cの間には一つの波長選択膜が設けられた傾斜面7aが設けられている。短波長光学ユニット1から出射されたレーザ光が入り込む透明部材7cの傾斜面7aには波長選択膜が直接形成されており、この波長選択膜が形成された透明部材7cの傾斜面7aに樹脂やガラス等の接合材を介して透明部材7bが接合されている構成となっている。
A
8は移動自在に保持されたコリメータレンズである。レーザ光はコリメータレンズ8を通過することによって発散光から平行光に変換される。コリメータレンズ8はスライダ8bに取り付けられ、スライダ8bは略平行に設けられた1対の支持部材8aに移動可能に取り付けられている。ヘリカル状の溝が設けられたリードスクリュー8cが支持部材8aに対して略平行となるように設けられており、このリードスクリュー8cの溝に入り込む突起がスライダ8bの端部に設けられている。リードスクリュー8cにはギア群8dが結合されており、ギア群8dにはステッピングモータからなる駆動部材8eが連結されている。駆動部材8eの駆動力はギア群8dを介してリードスクリュー8cに伝えられ、しかもその駆動力によってリードスクリュー8cは回転し、その結果スライダ8bは支持部材8aに沿って移動する。このように、コリメータレンズ8をビームスプリッタ7に近づけたり離したりする構成を採用することで、球面収差の調整を容易に行うことができる。本実施例1では、短波長のレーザ光の球面収差の補正を行う構成として駆動部材8eにてコリメータレンズ8を移動させる構成としたが、その他の構成によって、コリメータレンズ8を移動させてもよいし、他の手段を用いて短波長のレーザ光の球面収差を調整する構成としてもよい。
A
9は立ち上げミラーであり、立ち上げミラー9には短波長のレーザ光に対して作用する1/4波長部材9aが設けられている。この1/4波長部材9aとしては、二度(往路と復路で)通過したレーザ光の偏光方向を略90度回転させる1/4波長板が好適に用いられる。立ち上げミラー9において各光学ユニット1、3から出射された光が入射する面には波長選択膜9bが設けられており、長波長光学ユニット3から出射された長波長のレーザ光をほとんど反射し、短波長光学ユニット1から出射された短波長のレーザ光をほとんど透過させる機能を有する。
10は長波長レーザ用の対物レンズで、対物レンズ10は立ち上げミラー9から反射してきたレーザ光を光ディスク2に集光させる。本実施例1では対物レンズ10を用いたが、ホログラム等その他の集光部材で構成してもよい。
11は対物レンズ10と立ち上げミラー9の間に設けられた光学部品で、光学部品11はDVD(略660nmの波長の光)及びCD(略780nmの波長の光)の光ディスク2に対応可能なように必要な開口数を実現するための開口フィルタと、略660nmの波長のレーザ光に対して反応する偏光ホログラムと、1/4波長部材(好適には1/4波長板)を具備している。光学部品11は、誘電体多層膜や回折格子開口手段などで構成される。偏光ホログラムは略660nmの光に対して偏向を加える(略660nmの波長の光をトラッキングエラー信号やフォーカスエラー信号用の光に分離する)。
12は短波長のレーザ光をほとんど反射する立ち上げミラーで、立ち上げミラー12には反射膜が設けられている。
13は対物レンズで、対物レンズ13は立ち上げミラー12から反射してきたレーザ光を光ディスク2に集光させる。本実施例1では対物レンズ13を用いたが、ホログラム等その他の集光部材で構成してもよい。対物レンズ13はガラスで構成されたり、あるいは樹脂で構成されるが、対物レンズ13を樹脂で構成する場合には好ましくは、耐短波長光樹脂(短波長によって劣化しないあるいは劣化しにくい樹脂)で構成される。
14は対物レンズ13と立ち上げミラー12の間に設けられた色消し回折レンズで、色消し回折レンズ14は色収差を補正するという機能を有する。色消し回折レンズ14には短波長の光に対して作用する1/4波長部材が設けられている。この1/4波長部材としては、二度(往路と復路)通過した光の偏光方向を略90度回転させる1/4波長板が好適に用いられる。色消し回折レンズ14は短波長のレーザ光が通過する各光学部品などで生じる色収差を打ち消して低減させるように設けられている。
15は基台で、基台15は上述の各部材が固定あるいは移動可能に取り付けられている。基台15には短波長のレーザ光を出射し受光する短波長光学ユニット1と、長波長のレーザ光を出射し受光する長波長光学ユニット3と、対物レンズ10、13を搭載するレンズ保持部としてのレンズホルダ16とが設けられており、シャフト23、24に移動可能に取り付けられている。基台15は、亜鉛、亜鉛合金、アルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム、マグネシウム合金などの金属あるいは金属合金材料で構成され、量産的な面から好ましくはダイカスト製法などを用いて構成されている。
17はサスペンションホルダで、このサスペンションホルダ17は各種接合手法によって基台15に取り付けられており、レンズホルダ16とサスペンションホルダ17は複数本のサスペンション18を介して結合されており、レンズホルダ16は基台15に対して所定の範囲で移動可能なように支持される。レンズホルダ16には対物レンズ10、13および光学部品11、色消し回折レンズ14(図1参照)等が取り付けられており、レンズホルダ16の移動によって、レンズホルダ16とともに、対物レンズ10、13および光学部品11、色消し回折レンズ14も移動する。19は相対向する側に位相変調部を設けた位相板であり、非点収差を補正する。この位相板19は基体20と結合材21からなり、後に詳しく説明する。23、24は、基台15を半径方向に移動可能とするシャフトである。25は、光ディスク2を載せるスピンドルモータである。
次に、本発明の特徴点である位相板19について詳細に説明する。
Next, the
図3(a)は本実施例1における位相変調部を平坦な基体のタンジェンシャル方向に対して相対向する2辺に結合材を積層して構成した位相板の平面図、図3(b)は図3(a)に示す位相板の側面図である。図4は本実施例1における位相変調部を平坦な基体のラジアル方向に対して相対向する2辺に結合材を積層して構成した位相板の平面図である。図5(a)は本実施例1における中央部を平坦な基体の中央部分に結合材を積層して構成した位相板の平面図、図5(b)は図5(a)に示す位相板の側面図である。図6(a)は本実施例1における位相変調部を相対向する側を肉薄に形成した基体の肉薄部に結合材を積層して構成した位相板の平面図、図6(b)は図6(a)に示す位相板の側面図である。図7(a)は本実施例1における中央部を基体の肉薄部に結合材を積層して構成した位相板の平面図、図7(b)は図7(a)に示す位相板の側面図である。図8(a)は本実施例1における位相板の位相変調部を複数の異なる屈折率の材料を位相板の厚さ方向に積層して構成した位相板の平面図、図8(b)は図8(a)に示す位相板の側面図である。図9(a)は本実施例1において位相板の中央部を複数の異なる屈折率の材料を位相板の厚さ方向に積層して構成した位相板の平面図、図9(b)は図9(a)に示す位相板の側面図である。図10(a)は本実施例1における位相変調部を形成する結合材を複数の異なる屈折率の材料を位相板の端部に近づくほど屈折率が大きくなる又は小さくなるように位相板の中心側から外形端部の方向に積層して構成した位相板の平面図、図10(b)は図10(a)に示す位相板の側面図である。図11(a)は本実施例1における位相変調部を形成する結合材を断面が階段状で位相板の端部に近づくほど肉厚または肉薄になるように構成した位相板の平面図、図11(b)は平坦な基体の端部に近づくほど肉厚となる結合材を積層して構成した場合の図11(a)に示す位相板の側面図、図11(c)は相対向する2辺を肉薄に形成した基体に端部に近づくほど肉薄となる結合材を積層して構成した場合の図11(a)に示す位相板の側面図である。図12(a)は本実施例1における位相変調部を断面が階段状で位相板の端部に近づくほど肉厚または肉薄になるように複数の異なる屈折率の材料を位相板の厚さ方向または中心側から外形端部の方向に積層して構成した位相板の平面図であり、図12(b)は位相変調部を平坦な基体の端部に近づくほど肉厚になるように位相板の厚さ方向に積層して構成した場合の図12(a)に示す位相板の側面図、図12(c)は位相変調部を相対向する2辺を肉薄に形成した基体の端部に近づくほど肉薄になるように位相板の中心側から外形端部の方向に積層して構成した場合の図12(a)に示す位相板の側面図である。図13(a)は本実施例1における基体の中央部分に結合材を積層して中央部とし、位相変調部を基材の相対向する側の断面が階段状で位相板の端部に近づくほど肉厚または肉薄になるように形成した部分で構成した位相板の平面図であり、図13(b)は平坦な基体に結合材を積層して中央部として位相変調部を端部に近づくほど肉薄になるように構成した平坦な基体に積層した場合の図13(a)に示す位相板の側面図、図13(c)は基体の肉薄部に結合材を積層して中央部とし、基体の相対向する側の断面が階段状で位相板の端部に近づくほど肉厚になるように構成した場合の図13(a)に示す位相板の側面図である。 FIG. 3A is a plan view of a phase plate in which the phase modulation unit in the first embodiment is formed by laminating a binder on two sides opposite to each other in the tangential direction of a flat substrate, and FIG. FIG. 4 is a side view of the phase plate shown in FIG. FIG. 4 is a plan view of a phase plate formed by laminating a binder on two sides opposite to each other in the radial direction of a flat substrate in the phase modulation unit in the first embodiment. FIG. 5A is a plan view of a phase plate in which the central portion in the first embodiment is configured by laminating a binder on the central portion of a flat substrate, and FIG. 5B is a phase plate shown in FIG. 5A. FIG. FIG. 6A is a plan view of a phase plate formed by laminating a binder on a thin portion of a substrate in which the opposite sides of the phase modulation portion in Example 1 are formed thin, and FIG. 6B is a diagram. It is a side view of the phase plate shown to 6 (a). 7A is a plan view of a phase plate formed by laminating a binder on the thin portion of the base body in the central portion in Example 1, and FIG. 7B is a side view of the phase plate shown in FIG. 7A. FIG. FIG. 8A is a plan view of a phase plate formed by laminating a plurality of materials having different refractive indexes in the thickness direction of the phase plate, and FIG. FIG. 9 is a side view of the phase plate shown in FIG. FIG. 9A is a plan view of a phase plate formed by laminating a plurality of materials having different refractive indexes in the thickness direction of the phase plate at the center of the phase plate in the first embodiment, and FIG. It is a side view of the phase plate shown to 9 (a). FIG. 10A shows the center of the phase plate so that the refractive index increases or decreases as the binder forming the phase modulation portion in the first embodiment approaches the end of the phase plate with a plurality of different refractive index materials. FIG. 10B is a side view of the phase plate shown in FIG. 10A, and FIG. 10B is a plan view of the phase plate formed by laminating in the direction from the side toward the outer edge. FIG. 11A is a plan view of a phase plate in which the binder forming the phase modulation unit in the first embodiment is configured such that the cross section is stepped and becomes thicker or thinner toward the end of the phase plate. 11 (b) is a side view of the phase plate shown in FIG. 11 (a) in the case where the binder is formed so as to become thicker as it approaches the end of the flat substrate, and FIG. 11 (c) is opposed to each other. FIG. 12 is a side view of the phase plate shown in FIG. 11A in a case where a base material having two sides formed thin is laminated with a binder that becomes thinner toward the end. FIG. 12 (a) shows the phase modulation unit in the first embodiment having a plurality of different refractive indexes in the thickness direction of the phase plate so that the cross section of the phase modulation unit is stepped and becomes thicker or thinner toward the end of the phase plate. Or it is a top view of the phase plate comprised by laminating | stacking from the center side to the direction of an external shape edge part, FIG.12 (b) is a phase plate so that it may become thick, so that the phase modulation part approaches the edge part of a flat base | substrate. FIG. 12A is a side view of the phase plate shown in FIG. 12A in the case where the layers are laminated in the thickness direction, and FIG. 12C shows the phase modulation portion at the end of the substrate formed with two opposing sides thinly formed. FIG. 13 is a side view of the phase plate shown in FIG. 12A in the case of being laminated in the direction from the center side of the phase plate toward the outer edge so as to become thinner as it gets closer. In FIG. 13A, a binder is laminated on the central portion of the base body in the first embodiment to form a central portion, and the phase modulation portion has a step-like cross section on the opposite side of the substrate and approaches the end portion of the phase plate. FIG. 13B is a plan view of a phase plate composed of portions that are formed so as to be thicker or thinner. FIG. 13B is a diagram illustrating a state in which a binder is laminated on a flat substrate and a phase modulation unit is brought close to an end portion as a central portion. FIG. 13A is a side view of the phase plate shown in FIG. 13A when laminated on a flat substrate that is configured to be thin, and FIG. 13C is a central portion obtained by laminating a binder on the thin portion of the substrate. FIG. 14 is a side view of the phase plate shown in FIG. 13A when the cross-sections on opposite sides of the base are stepped and become thicker toward the end of the phase plate.
位相板19はコリメータレンズ8と対物レンズ13の間にレーザ光に対して略垂直に配置される。なお、迷光の影響を避けるために位相板19はレーザ光に対して約4度傾けて配置しても良い。位相板19は平坦な基体20と結合材21によって構成された位相変調部19aと中央部19bからなり、材料としてはBK7などの光学ガラス、または白板ガラス、シリカ、透明な樹脂材料が挙げられ、基体20と結合材21は光学接着剤などによって接着される。位相板19の位相変調部19aと中央部19bを異なる材料からなる基体20と結合材21で構成することによって様々な材料の組み合わせや形状の位相板19を構成することができ、設計の自由度が増すので、レーザ光の光路長の制御、位相板19の薄型化、非点収差の精密な補正などがしやすくなる。
The
前述したように、多層構造の光ディスク2の記録層は各記録層によって基材厚が大きく変化し、その変化によって球面収差が発生する。この球面収差を補正するために、コリメータレンズ8を移動させてレーザ光を収束光や発散光に変える。基材厚が小さくなる場合では、コリメータレンズ8を移動させてレーザ光は大きくなる。また、従来の光ピックアップ装置においては、記録層の基材厚が小さくなるほど非点収差の影響が大きくなる。すなわち、記録層の基材厚が小さくなるほどレーザ光の径が大きくなると同時に非点収差の影響も大きくなる。
As described above, the recording layer of the
本実施例1における光ピックアップ装置においては、非点収差の影響が大きくなるような一定以上の径の大きさをしたレーザ光の一部は位相変調部19aを通過する。位相変調部19aは、位相板19を通過するレーザ光のうち位相変調部19aの部分を通過するレーザ光が位相変調部19aを通過しないレーザ光に対して光路長が異なるように変化させる働きを持つ。レーザ光が位相板19を通過すると、タンジェンシャル方向もしくはラジアル方向の一方向におけるレーザ光の光路長が変化するので、タンジェンシャル方向とラジアル方向に光路長の差が生じる。したがって、非点収差の原因となるレーザ光が立ち上げミラー9を通過することによって発生するタンジェンシャル方向とラジアル方向の光路長の差を、位相板19を通過した際に位相変調部19aを通過するレーザ光と通過しないレーザ光との間に発生するタンジェンシャル方向またはラジアル方向の一方向における光路長の差によって相殺することができる。
In the optical pickup device according to the first embodiment, a part of the laser beam having a diameter of a certain diameter or more so as to increase the influence of astigmatism passes through the
図3(a)、図3(b)に示す位相板19は位相変調部19aを平坦な基体20のタンジェンシャル方向に対して相対向する2辺に結合材21を積層して構成している。このとき、中央部19bは基体20のみの部分である。図4に示す位相板19は位相変調部19aを平坦な基体20のラジアル方向に対して相対向する2辺に結合材21を積層して構成している。この場合も図3の位相板19と同様に中央部19bは基体20のみの部分である。
In the
図3(a)に示すように本実施例1における位相変調部19aの幅Xは、レーザ光の一部が位相変調部19aを通過する最大の光ディスクの基材厚が0.07mmとなるようにしており、基材厚が0.07mm以上である場合ではレーザ光は位相変調部19aを通過しない。すなわち、図3(a)に示す基材厚が0.1mmのときのレーザ光は基材厚が0.07mmのときのレーザ光よりも径が小さく中央部19bのみを通過する。対して基材厚が0.05mmのときのレーザ光は基材厚が0.07mmのときのレーザ光よりも径が大きく一部が位相変調部19aを通過している。したがって、光ディスク2の基材厚が0.07mmよりも大きい記録層における非点収差の大きさは従来の光ピックアップ装置と変わらず、基材厚が0.07mmよりも小さい記録層における非点収差の影響を抑えることができる。なお、レーザ光の一部が位相変調部19aを通過する最大の光ディスク2の基材厚は0.06mm、0.08mm等といった0.07mm以外の値に適宜変更しても良い。
As shown in FIG. 3A, the width X of the
結合材21の屈折率をn、空気の屈折率を1、結合材21の厚みをd1とすると、位相変調部19aを通過するレーザ光が結合材21を通過する際の光路長はd1nであり、位相変調部19aを通過せずに結合材21の厚みの分だけ空気中を通過したレーザ光の光路長はd1であるので、位相変調部19aを通過したレーザ光と中央部19bを通過したレーザ光の光路長には、d1(n−1)の差が生じる。したがって、非点収差の原因となるレーザ光が立ち上げミラー9を通過することによって発生するタンジェンシャル方向とラジアル方向の光路長の差を、レーザ光が位相板19を通過することによって発生するタンジェンシャル方向またはラジアル方向の一方向における光路長の差d1(n−1)によって相殺することができる。なお、光の波長をλ、位相変調部19aを通過するレーザ光に与えるべき位相差をΔとすると、結合材21の厚みd1はΔλ/(n−1)で与えられる。Δλとは位相変調部19aを通過するレーザ光に与えるべき光路長の差を表す。
The refractive index of the binder 21 n, and the refractive index of
図4に示す位相板19においても同様であり、位相変調部19aは図3(a)のように基体20のタンジェンシャル方向に対して相対向する2辺に設けても、図4に示すようにラジアル方向に対して相対向する2辺に設けても良い。ただし、タンジェンシャル方向に対して相対向する2辺に設けると、トラッキング制御等によってレーザ光がラジアル方向に移動した場合でも、位相変調部19aを通過するレーザ光の面積は変化しないので非点収差の補正を支障なく行うことができる。
The same applies to the
このように位相変調部19aを平坦な基体20の相対向する2辺に結合材21を積層して構成することによって中央部19bは基体20の結合材21が積層されていない部分となり、位相板19が簡単な構成となり容易に形成することができる上、設計しやすい。
As described above, the
図5(a)、図5(b)に示す位相板19は、中央部19bを平坦な基体20の中央部分に結合材21を積層して構成したものである。このとき、位相変調部19aは基体20のみで構成されている。
The
位相板19の結合材21の屈折率をn、空気の屈折率を1、結合材21の厚みをd2とすると、中央部19bを通過するレーザ光が結合材21を通過する際の光路長はd2nであり、位相変調部19aを通過して結合材21の厚みの分だけ空気中を通過したレーザ光の光路長はd2であるので、中央部19bを通過したレーザ光と位相変調部19aを通過したレーザ光の光路長には、d2(n−1)の差が生じる。したがって、非点収差の原因となるレーザ光が立ち上げミラー9を通過することによって発生するタンジェンシャル方向とラジアル方向の光路長の差を、レーザ光が位相板19を通過することによって発生するタンジェンシャル方向またはラジアル方向の一方向における光路長の差d2(n−1)によって相殺することができる。なお、光の波長をλ、中央部19bを通過するレーザ光に与えるべき位相差をΔとすると、結合材21の厚みd2はΔλ/(n−1)で与えられる。Δλとは位相変調部19aを通過するレーザ光に与えるべき光路長の差を表す。
N the refractive index of the
なお、位相変調部19aは基体20のタンジェンシャル方向に対して相対向する2辺に設けても、ラジアル方向に対して相対向する2辺に設けても良い。
The
このように中央部19bを平坦な基体20の中央部分に結合材21を積層して構成することによって、位相変調部19aは基体20のみの部分となり、位相板19が簡単な構成となり容易に形成することができる上、設計しやすい。
Thus, by forming the
図6(a)、図6(b)に示す位相板19は位相変調部19aを相対向する側を肉薄に形成した基体20の肉薄部に結合材21を積層して構成している。このとき、中央部19bは基体20の肉厚部である。
The
位相板19の結合材21の屈折率をn1、基体20の屈折率をn2、結合材21の厚みをd3とすると、位相変調部19aを通過するレーザ光が結合材21を通過する際の光路長はd3n1であり、中央部19bである基体20のみを通過するレーザ光が結合材21の厚みの分だけ基体20を通過した際の光路長はd3n2であるので、位相変調部19aを通過したレーザ光と中央部19bのみを通過したレーザ光の光路長には、d3(n1−n2)の差が生じる。したがって、非点収差の原因となるレーザ光が立ち上げミラー9を通過することによって発生するタンジェンシャル方向とラジアル方向の光路長の差を、レーザ光が位相板19を通過することによって発生するタンジェンシャル方向またはラジアル方向の一方向における光路長の差d3(n1−n2)によって相殺することができる。なお、光の波長をλ、位相変調部19aを通過するレーザ光に与えるべき位相差をΔとすると、結合材21の厚みd3はΔλ/(n1−n2)で与えられる。
When the refractive index of the
このように位相変調部19aを相対向する側を肉薄に形成した基体20の肉薄部に結合材21を積層して構成することによって中央部19bは基体20の肉厚部となり、基体20の肉厚部と肉薄部による段差が結合材21の取り付け基準となり、結合材21の位置出しが容易となり位相板19を容易に形成することができる。
In this way, by laminating the
図7(a)、図7(b)に示す位相板19は、中央部19bを基体20の肉薄部に結合材21を積層して構成している。このとき、位相変調部19aは基体20の肉厚部である。
In the
位相板19の基体20の屈折率をn1、結合材21の屈折率をn2、結合材21の厚みをd4とすると、中央部19bを通過するレーザ光が結合材21を通過する際の光路長はd4n2であり、位相変調部19aを通過するレーザ光が結合材21の厚みの分だけ基体20を通過した際の光路長はd4n1であるので、位相変調部19aを通過するレーザ光と中央部19bを通過するレーザ光の光路長には、d4(n1−n2)の差が生じる。したがって、非点収差の原因となるレーザ光が立ち上げミラー9を通過することによって発生するタンジェンシャル方向とラジアル方向の光路長の差を、レーザ光が位相板19を通過することによって発生するタンジェンシャル方向またはラジアル方向の一方向における光路長の差d4(n1−n2)によって相殺することができる。なお、光の波長をλ、位相変調部19aのみを通過するレーザ光と中央部19bを通過するレーザ光との間に与えるべき位相差をΔとすると、結合材21の厚みd4はΔλ/(n1−n2)で与えられる。
When the refractive index of the
このように中央部19bを基体20の肉薄部に結合材21を積層して構成することによって位相変調部19aは基体20の肉厚部となり、基体20の肉厚部と肉薄部による段差が結合材21の取り付け基準となり、結合材21の位置出しが容易となり、位相板19を容易に形成することができる。
In this way, by forming the
次に、位相変調部19aや中央部19bの様々な形態について説明する。
Next, various forms of the
図8(a)、図8(b)に示す位相板19は、位相変調部19aの結合材21を複数の異なる屈折率の材料を位相板19の厚さ方向に積層して構成している。図8(b)に示す位相板19は位相変調部19aを平坦な基体20の相対向する2辺に結合材21を位相板19の厚さ方向に積層して構成しているが、もちろん相対向する側を肉薄に形成した基体20の肉薄部に結合材21を積層して構成してもよい。
In the
また、図9(a)、図9(b)に示す位相板19は、中央部19bの結合材21を複数の異なる屈折率の材料を位相板19の厚さ方向に積層して構成している。図9(b)に示す位相板19は中央部19bを平坦な基体20の中央部分に結合材21を位相板19の厚さ方向に積層して構成しているが、もちろん中央部19bを中央部分が肉薄に形成された基体20の中央部分に結合材を積層して構成してもよい。また、本実施例1においては結合材21を3層に積層したが、位相変調部19aを通過するレーザ光と通過しないレーザ光との間に与えたい光路長差によって適宜変更しても良い。
Further, the
図8、図9に示す位相板19のように結合材21を複数の異なる屈折率の材料を位相板19の厚さ方向に積層して構成することによって、設計の自由度が増え、位相変調部19aまたは中央部19bを通過するレーザ光の光路長を制御しやすくなる。
Like the
図10(a)、図10(b)に示す位相板19は、平坦な基体20に位相変調部19aを形成する結合材21a〜21cを複数の異なる屈折率の材料を位相板19の端部に近づくほど屈折率が大きくなる又は小さくなるように位相板19の中心側から外形端部の方向に積層して構成している。もちろん、相対向する側を肉薄に形成した基体20の肉薄部にこのような結合材21を積層して構成しても良い。
The
図10(a)では位相変調部19aを形成する結合材21a〜21cを、レーザ光の一部が結合材21aを通過する最大の光ディスク2の基材厚が0.1mm、レーザ光の一部が結合材21bを通過する最大の光ディスク2の基材厚が0.07mm、レーザ光の一部が結合材21cを通過する最大の光ディスク2の基材厚が0.05mmとなるように構成している。
In FIG. 10 (a), the
このように位相板19を、平坦な基体20に位相変調部19aを形成する結合材21a〜21cを複数の異なる屈折率の材料を位相板19の端部に近づくほど屈折率が大きくなる又は小さくなるように位相板19の中心側から外形端部の方向に積層して構成することによって、位相変調部19aの屈折率を段階的に大きく又は小さくすることができるのでより精度の高い非点収差の補正を行うことができる。また、このような構成では位相変調部19aの高さを統一することも可能となり、薄型化することも可能である。また、図10に示すように、位相板19に入射するレーザ光の径の大きさは光ディスク2の複数の記録面の基材厚ごとに変化するので、図10(a)に示されるように使用するレーザ光の大きさに応じて結合材21a〜21cを設けると良い。なお、複数の異なる屈折率の材料からなる結合材によって位相変調部19aを構成する場合は、結合材21a〜21cの数を多くした方がより精度の良い非点収差の補正が行える。
As described above, the
図11(a)〜(c)に示される位相板19は、位相変調部19aを形成する結合材21a〜21cを断面が階段状で位相板19の端部に近づくほど肉厚または肉薄になるように構成している。図11(b)に示す位相板19は平坦な基体20の端部に近づくほど肉厚となる結合材21a〜21cを積層して構成しており、図11(c)に示す位相板19は相対向する2辺を肉薄に形成した基体20の端部に近づくほど肉薄となる結合材21a〜21cを積層して構成している。このように、結合材21a〜21cは位相板19の端部に近づくほど肉厚になっても肉薄になってもよく、さらに、基体20は平坦なものでも相対向する2辺を肉薄に形成したものでも良い。
11A to 11C, the
図11(a)では、結合材21a〜21cは、レーザ光の一部が結合材21aを通過する最大の光ディスク2の基材厚が0.1mm、レーザ光の一部が結合材21bを通過する最大の光ディスク2の基材厚が0.07mm、レーザ光の一部が結合材21cを通過する最大の光ディスク2の基材厚が0.05mmとなるように構成されている。
In FIG. 11A, the
位相板19をこのように構成することによって、より精度の高い非点収差の補正を行うことができる。特に、位相板19に入射するレーザ光の径の大きさは、光ディスク2の複数の記録面の基材厚ごとに変化するので、図11(a)に示されるように使用するレーザ光の大きさに応じて結合材21a〜21cを設けると良い。また、結合材21a〜21cを1つの物質で構成しているため、階段状の段差を精度良く形成することが容易にできる。
By configuring the
図12(a)〜(c)に示される位相板19は、位相変調部19aを形成する結合材21a〜21cを断面が階段状で位相板19の端部に近づくほど肉厚または肉薄になるように複数の異なる屈折率の材料を位相板19の厚さ方向または中心側から外形端部の方向に積層して構成している。図12(b)に示す位相板19は位相変調部19aを平坦な基体20の端部に近づくほど肉厚になる結合材21a〜21cを積層して構成しており、図12(c)に示す位相板19は位相変調部19aを相対向する2辺を肉薄に形成した基体20の端部に近づくほど肉薄になる結合材21a〜21cを積層して構成している。このように、位相変調部19aは位相板19の端部に近づくほど肉厚になっても肉薄になってもよく、さらに、基体20は平坦なものでも相対向する2辺を肉薄に形成したものでも良い。さらに、結合材21a〜21cを構成する複数の異なる屈折率の材料は位相板19の厚さ方向に積層しても外形を中心側から大きくする方向に積層しても良い。
12A to 12C, the
図12(a)では、結合材21a〜21cは、レーザ光の一部が結合材21aを通過する最大の光ディスク2の基材厚が0.1mm、レーザ光の一部が結合材21bを通過する最大の光ディスク2の基材厚が0.07mm、レーザ光の一部が結合材21cを通過する最大の光ディスク2の基材厚が0.05mmとなるように構成されている。
In FIG. 12 (a), the
位相板19をこのように構成することによって、位相板19に入射するレーザ光の径の大きさは光ディスク2の複数の記録面の基材厚ごとに段階的に変化するので、結合材21を階段状に構成することによって、より精度の高い非点収差の補正を行うことができる。さらに、結合材21を複数の異なる屈折率の材料で形成しているため、設計の自由度が増えて位相変調部19aを通過するレーザ光の光路長を制御しやすくなる。
By configuring the
図13(a)〜(c)に示す位相板19は、基体20の中央部分に結合材21を積層して中央部19bとし、位相変調部19aを基体20の相対向する側に断面が階段状で位相板19の端部に近づくほど肉厚または肉薄になるような段差20a〜20cによって構成している。図13(b)に示す位相板19は端部に近づくほど肉薄となるような段差20a〜20cを形成しており、図13(c)に示す位相板19は端部に近づくほど肉厚となるような段差20a〜20cを積層して構成している。このように、段差20a〜20cは位相板19の端部に近づくほど肉厚になっても肉薄になってもよく、さらに、基体20は中央部19bが積層される中央部分を肉厚に形成したものでも肉薄に形成したものでも良い。
The
図13(a)では、結合材21a〜21cは、レーザ光の一部が結合材21aを通過する最大の光ディスク2の基材厚が0.1mm、レーザ光の一部が結合材21bを通過する最大の光ディスク2の基材厚が0.07mm、レーザ光の一部が結合材21cを通過する最大の光ディスク2の基材厚が0.05mmとなるように構成されている。
In FIG. 13A, the
位相板19をこのように構成することによって、位相板19に入射するレーザ光の径の大きさは光ディスク2の複数の記録面の基材厚ごとに段階的に変化するので、基体20の端部に段差20a〜20cを形成して階段状に構成することによって、より精度の高い非点収差の補正を行うことができる。
By configuring the
なお、図3〜図13に示す位相板19の形状は略四角形となっているが、もちろん多角形もしくは円形といった他の形状にしても良い。また、図4〜図13に示した位相板19も図3に示した位相板19と同様に位相板19の形状が方形状であるため位相変調部19aを相対向する2辺に設けたが、位相板19の形状を多角形もしくは円形といった他の形状とした場合は、位相変調部19aをタンジェンシャル方向またはラジアル方向において相対向する部分に設ければよい。
The shape of the
次に、本実施例1における光ピックアップ装置の光学系について詳細に説明する。図14は本実施例1における光学系の一部を示す図であり、図14(a)は位相板がコリメータレンズと立ち上げミラーの間に設けられた場合の光学系の一部を表す図、図14(b)は位相板が2つの立ち上げミラーの間に設けられた場合の光学系の一部を表す図、図14(c)は位相板が立ち上げミラーと対物レンズの間に設けられた場合の光学系の一部を表す図である。 Next, the optical system of the optical pickup device in the first embodiment will be described in detail. FIG. 14 is a diagram illustrating a part of the optical system according to the first embodiment, and FIG. 14A illustrates a part of the optical system when the phase plate is provided between the collimator lens and the rising mirror. FIG. 14B shows a part of the optical system when the phase plate is provided between two rising mirrors, and FIG. 14C shows the phase plate between the rising mirror and the objective lens. It is a figure showing a part of optical system at the time of being provided.
図14(a)〜(c)に示されるように短波長光学ユニットから出射されたレーザ光はコリメータレンズ8を通過することによって発散光から略平行のレーザ光に変換され、同時にコリメータレンズ8を移動させることによってレーザ光の収束発散の度合いを制御する。
As shown in FIGS. 14A to 14C, the laser light emitted from the short wavelength optical unit passes through the
図14(a)に示されるように位相板19がコリメータレンズ8と立ち上げミラー9の間に設けられた場合、コリメータレンズ8を通過したレーザ光は位相板19に入射して一部のレーザ光のタンジェンシャル方向における光路長が変化し、レーザ光は立ち上げミラー9に入射する。短波長のレーザ光は立ち上げミラー9をほとんど透過し、その際にタンジェンシャル方向とラジアル方向の光路長に差が生じる。しかし、レーザ光が立ち上げミラー9を通過することによって発生するタンジェンシャル方向とラジアル方向の光路長の差を、レーザ光が位相板19を通過することによって発生するタンジェンシャル方向の光路長の差によって相殺することができる。その後、立ち上げミラー12によって反射されて色消し回折レンズ14を通過し、対物レンズ13に入射する。
When the
図14(b)に示されるように位相板19が2つの立ち上げミラー9と立ち上げミラー12の間に設けられた場合、コリメータレンズ8を通過したレーザ光は、そのまま立ち上げミラー9に入射する。短波長のレーザ光は立ち上げミラー9をほとんど透過し、その際にタンジェンシャル方向とラジアル方向の光路長に差が生じる。その後、レーザ光は位相板19に入射して一部のレーザ光のタンジェンシャル方向における光路長が変化する。したがって、レーザ光が立ち上げミラー9を通過することによって発生するタンジェンシャル方向とラジアル方向の光路長の差を、レーザ光が位相板19を通過することによって発生するタンジェンシャル方向の光路長の差によって相殺することができる。その後、立ち上げミラー12によって反射されて色消し回折レンズ14を通過し、対物レンズ13に入射する。
As shown in FIG. 14B, when the
図14(c)に示されるように位相板19が立ち上げミラー12と対物レンズ13の間に設けられた場合、コリメータレンズ8を通過したレーザ光は、そのまま立ち上げミラー9に入射する。短波長のレーザ光は立ち上げミラー9をほとんど透過し、その際にタンジェンシャル方向とラジアル方向の光路長に差が生じる。その後、立ち上げミラー12によって反射され、色消しレンズ14を通過する前もしくは後にレーザ光は位相板19に入射して一部のレーザ光のタンジェンシャル方向における光路長が変化する。したがって、レーザ光が立ち上げミラー9を通過することによって発生するタンジェンシャル方向とラジアル方向の光路長の差を、レーザ光が位相板19を通過することによって発生するタンジェンシャル方向の光路長の差によって相殺することができる。その後、レーザ光は対物レンズ13に入射する。
When the
ただし、本実施例1における位相変調部19aは、レーザ光の径が基材厚によって変化することを利用して非点収差を補正するので、レーザ光の径の変化が顕著である部分に位相板19を配置した方がより精度の高い非点収差の補正を行うことができる。基材厚の変化によるレーザ光の径の変化は対物レンズ13からより離れた位置においてより顕著である。したがって、位相板19はコリメータレンズ8と対物レンズ13の間、好ましくは図14(a)に示すようにコリメータレンズ8と立ち上げミラー9との間に配置すると、より精度の高い非点収差の補正が可能となる。
However, since the
また、図14(b)、図14(c)に示されるような位相板19の位置の場合は、長波長のレーザ光は位相板19を通過しないので、位相板19の位相変調部19aは短波長のレーザ光のみを考慮して決定すれば良い。図14(a)に示されるような位相板19の位置の場合は、長波長のレーザ光は位相板19を通過する。長波長のレーザ光の大きさを位相板19の位相変調部19aを通過しないような大きさにすれば、長波長のレーザ光は位相変調部19aの影響を受けない。または、長波長のレーザ光が位相変調部19aを通過する大きさの場合であっても、位相変調部19aの厚みを長波長のレーザ光の波長の整数倍にすれば良い。つまり、長波長の光の波長をλ2、波長λ2における位相板19の屈折率をn4、任意の整数をmとすれば、位相変調部19aの厚みdをmλ2/(n4−1)とすれば良い。このようにすれば、長波長のレーザ光は位相変調部19aの影響を受けずに、短波長のレーザ光は非点収差が補正される。
Further, in the case of the position of the
光ディスク2の記録層を多層にすると、基材厚の変化が大きくなるために球面収差が大きくなる。この球面収差を補正するために、従来の光ピックアップ装置ではコリメータレンズ8を移動させてレーザ光の収束発散度合いをより変化させている。その結果、非点収差の影響が大きくなった。しかしながら、本実施例1の光ピックアップ装置においてはコリメータレンズ8と対物レンズ13の間に位相板19を配置し、位相板19の相対向する2辺に位相変調部19aを設けている。したがって、基材厚の小さい記録層に記録または再生する際にレーザ光の径は大きくなるが、位相変調部19aを通過して光路長が変化するレーザ光の面積も大きくなる。したがって、レーザ光が立ち上げミラー9を通過することによって発生するタンジェンシャル方向とラジアル方向の光路長の差を、レーザ光が位相板19を通過することによって位相変調部19aを通過するレーザ光と通過しないレーザ光との間に発生する光路長の差によって相殺して非点収差を補正することができる。
If the recording layer of the
また、位相板19は偏光依存性を有しないので、光ディスク2へ向かうレーザ光はもちろん、光ディスク2へ向かうレーザ光とは偏光方向が異なる光ディスク2の反射光においても非点収差を制御することができる。さらに、本実施例1の光ピックアップ装置では、ガラス等によって構成される位相板19を設けただけなので安価である上、非点収差を補正するために電力や特別なシステムを必要としない。さらに、位相板19の位相変調部19aと中央部19bを異なる材料で構成することによって設計の自由度が増すので、レーザ光の光路長の制御、位相板19の薄型化、非点収差の精密な補正などがしやすくなる。
Further, since the
(実施例2)
本実施例2は、実施例1にて説明した位相板19の構成を変更したものであり、実施例1の図3〜図10に示す結合材21の代わりに、基体20に膜をコーティングして位相板19を形成する。
(Example 2)
In the second embodiment, the configuration of the
本実施例2の位相板19は、BK7などの光学ガラス、または白板ガラス、シリカ、透明な樹脂材料からなる平板状の基体にTA2O5、Nb2O3、Al2O3、SiO2などの光学薄膜をコーティングして位相変調部19aもしくは中央部19bを形成する。光学薄膜をコーティングする方法としてはスパッタリング法、蒸着法等が考えられ、光学薄膜は一度乾燥させることで密着する。
The
図3、図4に示す位相板19の位相変調部19aを形成する結合材21の代わりに、平坦な基体20の相対向する側に膜をコーティングして位相変調部19aを構成することができる。
Instead of the
図5、図13(b)に示す位相板19の中央部19bを形成する結合材21の代わりに、平坦な基体20の中央部分に膜をコーティングして中央部19bを構成することができる。
Instead of the binding
図6に示す位相板19の位相変調部19aを形成する結合材21の代わりに、相対向する側を肉薄に形成した基体20の肉薄部に膜をコーティングして位相変調部19aを構成することができる。
Instead of the binding
図7、図13(c)に示す位相板19の中央部19bを形成する結合材21の代わりに、中央部分を肉薄に形成した基体20の肉薄部に膜をコーティングして中央部19bを構成することができる。
Instead of the binding
図8〜図12に示す位相板19においては、複数の異なる屈折率の膜を積層してコーティングすることで結合材21の代わりとする場合も、階段状に膜を積層してコーティングすることで結合材21の代わりとする場合も、膜は容易に積層して形成することが可能である。
In the
このように位相板19を構成することによって、基体20に膜をコーティングするという簡単な工程によって容易に位相板19を形成することができる上、膜をコーティングして形成する位相変調部19aもしくは中央部19bの厚みも容易にコントロールすることができる。
By configuring the
(実施例3)
本実施例3は、実施例1にて説明した位相板19の構成を変更したものである。
Example 3
In the third embodiment, the configuration of the
図15(a)は本実施例3における中央部の相対向する側の外側面に位相変調部を連結して構成した位相板の平面図、図15(b)は図15(a)に示す位相板の側面図である。図16(a)は本実施例3における位相変調部を複数の異なる屈折率の材料を位相板の端部に近づくほど屈折率が大きくように又は小さくなるように位相板の中心側から外形端部の方向に積層して構成した位相板の平面図、図16(b)は図16(a)に示す位相板の側面図である。図17(a)は本実施例3における位相変調部を複数の異なる屈折率の材料を厚さ方向に積層して構成した位相板の平面図、図17(b)は図17(a)に示す位相板の側面図である。図18(a)は本実施例3における位相変調部を断面が階段状で位相板の端部に近づくほど肉厚または肉薄になるように構成した位相板の平面図、図18(b)は位相変調部を位相板の端部に近づくほど肉薄となるように構成した場合の図18(a)に示す位相板の側面図、図18(c)は位相変調部を位相板の端部に近づくほど肉厚となるように構成した場合の図18(a)に示す位相板の側面図である。図19(a)は本実施例3における位相変調部を断面が階段状で位相板の端部に近づくほど肉厚または肉薄になるように複数の異なる屈折率の材料を位相板の厚さ方向または中心側から外形端部の方向に積層して構成した位相板の平面図、図19(b)は位相変調部を相対向する位相板の端部に近づくほど肉薄になるように位相板の中心側から外形端部の方向に積層して構成した場合の図19(a)に示す位相板の側面図、図19(c)は位相変調部を位相板の端部に近づくほど肉厚になるように位相板の厚さ方向に積層して構成した場合の図19(a)に示す位相板の側面図である。 FIG. 15A is a plan view of a phase plate configured by connecting a phase modulation unit to the outer surface on the opposite side of the central part in the third embodiment, and FIG. 15B is a plan view of FIG. It is a side view of a phase plate. FIG. 16A shows the phase modulation unit according to the third embodiment from the center side of the phase plate so that the refractive index increases or decreases as the material approaches the end of the phase plate. FIG. 16 (b) is a side view of the phase plate shown in FIG. 16 (a). FIG. 17A is a plan view of a phase plate formed by laminating a plurality of materials having different refractive indexes in the thickness direction in the phase modulation unit in the third embodiment, and FIG. 17B is a plan view of FIG. It is a side view of the phase plate shown. FIG. 18A is a plan view of a phase plate in which the phase modulation unit in the third embodiment is configured such that the cross section is stepped and becomes thicker or thinner toward the end of the phase plate, and FIG. FIG. 18A is a side view of the phase plate shown in FIG. 18A when the phase modulation unit is configured to become thinner toward the end of the phase plate. FIG. 18C shows the phase modulation unit at the end of the phase plate. It is a side view of the phase plate shown to Fig.18 (a) at the time of comprising so that it may become thick as it approaches. FIG. 19A shows the phase modulation section in the third embodiment in which the cross section of the phase modulation section has a stepped shape, and a plurality of materials having different refractive indexes are made thicker or thinner toward the end of the phase plate. Alternatively, FIG. 19B is a plan view of a phase plate configured by laminating in the direction from the center side to the outer edge, and FIG. 19B shows the phase plate so that the phase modulation unit becomes thinner as it approaches the opposite end of the phase plate. FIG. 19A is a side view of the phase plate shown in FIG. 19A in the case of being laminated in the direction from the center side to the outer edge, and FIG. 19C shows that the phase modulation unit becomes thicker as it approaches the end of the phase plate. FIG. 20 is a side view of the phase plate shown in FIG. 19A when the phase plate is configured so as to be laminated in the thickness direction.
図15(a)、図15(b)に示す位相板19は中央部19bの相対向する側の外側面に位相変調部19aを連結して構成している。
The
位相板19の位相変調部19aの屈折率をn1、中央部19bの屈折率をn2、位相板19の厚みをd5とすると、位相変調部19aを通過する際のレーザ光の光路長はd5n1であり、中央部19bを通過したレーザ光の光路長はd5n2であるので、位相変調部19aを通過したレーザ光と中央部19bを通過したレーザ光の光路長には、d5(n1−n2)の差が生じる。したがって、非点収差の原因となるレーザ光が立ち上げミラー9を通過することによって発生するタンジェンシャル方向とラジアル方向の光路長の差を、レーザ光が位相板19を通過することによって発生するタンジェンシャル方向またはラジアル方向の一方向における光路長の差d5(n1−n2)によって相殺することができる。なお、光の波長をλ、位相変調部19aを通過するレーザ光に与えるべき位相差をΔとすると、位相板19の厚みd5はΔλ/(n1−n2)で与えられる。
When the refractive index of the
このように位相板19を中央部19bの相対向する側の外側面に位相変調部19aを連結して構成することによって、位相板19の薄型化ができる上、位相板19の対称性が保たれるので、そり、収差が小さくなり、精度の高い非点収差の補正が可能となる。
In this manner, the
図16(a)、図16(b)に示す位相板19は位相変調部19c〜19eを複数の異なる屈折率の材料を位相板19の端部に近づくほど屈折率が大きくように又は小さくなるように位相板19の中心側から外形端部の方向に積層して構成している。図16(a)では、位相変調部19c〜19eは、レーザ光の一部が位相変調部19cを通過する最大の光ディスク2の基材厚が0.1mm、レーザ光の一部が位相変調部19dを通過する最大の光ディスク2の基材厚が0.07mm、レーザ光の一部が位相変調部19eを通過する最大の光ディスク2の基材厚が0.05mmとなるように構成している。
In the
このように位相板19を中央部19bの相対向する側の外側面に複数の異なる屈折率の材料を位相板19の端部に近づくほど屈折率が大きくように又は小さくなる位相変調部19c〜19eを設けて構成することによって、位相板19の薄型化と位相板19の対称性が保たれ、そり、収差が小さくなることから非点収差の補正の精度の向上が可能である。さらに、位相変調部19c〜19eを複数の異なる屈折率の材料を位相板19の端部に近づくほど屈折率が大きくように又は小さくなるように配置することによって更に精密な非点収差の補正が可能となる。なお、位相板19に入射するレーザ光の径の大きさは光ディスク2の複数の記録面の基材厚ごとに変化するので、図16(a)に示されるように使用するレーザ光の大きさに応じて位相変調部19c〜19eを設けると良い。また、異なる屈折率の材料からなる位相変調部19c〜19eの数を多くした方がより精度の良い非点収差の補正が行える。
As described above, the
図17(a)、図17(b)に示す位相板19は、位相変調部19aを複数の異なる屈折率の材料を厚さ方向に積層して構成している。本実施例3においては位相変調部19aを3層に積層したが、位相変調部19aを通過するレーザ光と通過しないレーザ光との間に与えたい光路長差によって適宜変更しても良い。
In the
このように中央部19bの相対向する側の外側面に位相変調部19aを複数の異なる屈折率の材料を厚さ方向に積層して構成することによって、位相板19の薄型化と、位相板19の対称性が保て、そり、収差が小さくなることから非点収差の補正の精度の向上が可能となる。さらに、位相変調部19aを複数の異なる屈折率の材料を厚さ方向に積層して構成することによって、設計の自由度が増え、位相変調部19aを通過するレーザ光の光路長を制御しやすくなる。
As described above, the
図18(a)〜(c)に示す位相板19は、位相変調部19c〜19eを断面が階段状で位相板19の端部に近づくほど肉厚または肉薄になるように構成している。すなわち、図18(b)に示す位相板19は位相変調部19c〜19eを位相板19の端部に近づくほど肉薄となるように構成しており、図18(c)に示す位相板19は位相変調部19c〜19eを断面が階段状で位相板19の端部に近づくほど肉厚になるように構成している。
The
図18(a)では、位相変調部19c〜19eは、レーザ光の一部が位相変調部19cを通過する最大の光ディスク2の基材厚が0.1mm、レーザ光の一部が位相変調部19dを通過する最大の光ディスク2の基材厚が0.07mm、レーザ光の一部が位相変調部19eを通過する最大の光ディスク2の基材厚が0.05mmとなるように構成されている。
In FIG. 18A, the
このように位相変調部19c〜19eを断面が階段状で位相板19の端部に近づくほど肉厚または肉薄になるように構成することによって、位相板19に入射するレーザ光の径の大きさは光ディスク2の複数の記録面の基材厚ごとに段階的に変化するので、位相変調部19c〜19eを階段状に構成することによってより精度の高い非点収差の補正を行うことができる。さらに、位相板19を薄型化すると同時に位相板19の対称性が保たれるので、そり、収差が小さくなり、更に精度の高い非点収差の補正が可能となる。
As described above, the
図19(a)〜(c)に示す位相板19は、位相変調部19c〜19eを断面が階段状で位相板19の端部に近づくほど肉厚または肉薄になるように複数の異なる屈折率の材料を位相板19の厚さ方向または中心側から外形端部の方向に積層して構成している。すなわち、図19(b)に示す位相板19は位相変調部19c〜19eを相対向する位相板19の端部に近づくほど肉薄になるように位相板19の中心側から外形端部の方向に積層して構成しており、図19(c)に示す位相板19は位相変調部19c〜19eを位相板19の端部に近づくほど肉厚になるように位相板19の厚さ方向に積層して構成している。このように、位相変調部19c〜19eは位相板19の端部に近づくほど肉厚になっても肉薄になってもよく、さらに、複数の異なる屈折率の材料は位相板19の厚さ方向に積層しても外形を中心側から大きくする方向に積層しても良い。
The
図19(a)では、位相変調部19c〜19eは、レーザ光の一部が位相変調部19cを通過する最大の光ディスク2の基材厚が0.1mm、レーザ光の一部が位相変調部19dを通過する最大の光ディスク2の基材厚が0.07mm、レーザ光の一部が位相変調部19eを通過する最大の光ディスク2の基材厚が0.05mmとなるように構成されている。
In FIG. 19A, the
このように位相変調部19c〜19eを断面が階段状で位相板19の端部に近づくほど肉厚または肉薄になるように複数の異なる屈折率の材料を位相板19の厚さ方向または中心側から外形端部の方向に積層して構成することによって、位相板19に入射するレーザ光の径の大きさは光ディスク2の複数の記録面の基材厚ごとに段階的に変化するので、位相変調部19c〜19eを階段状に構成することによって、より精度の高い非点収差の補正を行うことができる上、位相板19を薄型化すると同時に位相板19の対称性が保たれるので、そり、収差が小さくなり、更に精度の高い非点収差の補正が可能となる。さらに、位相変調部19c〜19eを複数の異なる屈折率の材料で形成しているため、設計の自由度が増えて位相変調部19c〜19eを通過するレーザ光の光路長を制御しやすくなる。
As described above, a plurality of materials having different refractive indexes are arranged in the thickness direction of the
(実施例4)
本実施例4では、実施例1、実施例2、実施例3において説明した光ピックアップ装置を用いた光ディスク装置について説明する。
Example 4
In the fourth embodiment, an optical disk device using the optical pickup device described in the first, second, and third embodiments will be described.
図20は、本実施例4における実施例1、実施例2、実施例3において説明した光ピックアップ装置を用いた光ディスク装置を示す斜視図である。図20に示す光ディスク装置301において、302はカバーで、カバー302は上カバー302aと下カバー302bで構成され、カバー302は一方の端部に開口302cを有した袋状の構成となっている。カバー302には、トレイ303が図20に示すX方向に挿抜自在に保持されており、トレイ303は樹脂材料などの軽量な材料で構成されている。トレイ303にはフロント部分にベゼル304が設けられており、このベゼル304はトレイ303をカバー302内に収納した際に開口302cを塞ぐようになっている。ベゼル304にはイジェクトボタンが表出しており、このイジェクトボタンを押すことで、図示していない機構によって、カバー302からトレイ303が図20に示すX方向にわずかに飛び出し、トレイ303はカバー302に対してX方向に出し入れ可能となる。
FIG. 20 is a perspective view showing an optical disk device using the optical pickup device described in the first, second, and third embodiments in the fourth embodiment. In the
トレイ303には、実施例1、実施例2、実施例3において説明した光ピックアップ装置305が取り付けられている。光ピックアップ装置305には光ディスク2を回転駆動させるスピンドルモータ25が設けられており、更には、スピンドルモータ25に対して近づいたり離れたりする基台15が移動自在に設けられている。基台15には、レンズホルダ16が基台15に対して弾性的に移動可能に取り付けられている。レンズホルダ16には、対物レンズ10、13等が取り付けられている。基台15において、スピンドルモータ25に装着される光ディスクの情報記録面と対向する面には、金属板で構成された基台カバー15fが取り付けられており、基台15に取り付けられたフレキシブル基板やレンズホルダ16等の部品の少なくとも一部を覆っている。これにより、基台15に取り付けられた部品が、光ディスク2に接触することを防ぐことができ、また逆に、これらの部品を埃や電気的ノイズ等から保護することができる。
The
306、307は下カバー302bに保持され、しかもトレイ303の両側部に係合されたレールである。レール306、307は、下カバー302bとトレイ303とに対して、トレイ303を挿抜するX方向に所定の範囲で摺動可能に構成されている。
図20に示される光ディスク装置に本発明の実施例1、実施例2、実施例3における光ピックアップ装置305を搭載することにより、短波長光学ユニット1から出射されたレーザ光が立ち上げミラー9を通過することによって発生するタンジェンシャル方向とラジアル方向の光路長の差を、レーザ光が位相板19を通過することによって発生する光路長の差によって相殺し非点収差を補正することができる。また、位相板19は液晶とは異なり偏光依存性を有しないので、光ディスクへ向かうレーザ光はもちろん、光ディスクへ向かうレーザ光とは偏光方向が異なる光ディスクの反射光においても非点収差を補正することができる。したがって、多層の光ディスクであっても情報の記録または再生を冗長になることなく正確に行うことができる。さらに、本実施例4の光ディスク装置は、ガラス等によって構成される位相板19を設けただけなので安価である上、電力や特別なシステムなしに非点収差を補正することができる。
By mounting the
本発明の光ピックアップ装置及び光ディスク装置は特に多層の光ディスクの記録面に記録または再生を行う際に発生する非点収差を電力や特別なシステムなしに補正し、情報の記録または再生を正確に行うことができる効果を有し、ノートブックパソコンなどの携帯型電子機器や据え置き型のパーソナルコンピュータなどの電子機器等に適応できる。 The optical pickup apparatus and optical disk apparatus of the present invention corrects astigmatism generated when recording or reproducing on the recording surface of a multi-layer optical disk without any power or special system, and accurately records or reproduces information. It can be applied to portable electronic devices such as notebook personal computers and electronic devices such as stationary personal computers.
1 短波長光学ユニット
3 長波長光学ユニット
7 ビームスプリッタ
8 コリメータレンズ
8a 支持部材
8c リードスクリュー
8d ギア群
8e 駆動部材
9,12 立ち上げミラー
10,13 対物レンズ
19 位相板
19a,19c,19d,19e 位相変調部
19b 中央部
20 基体
20a,20b,20c 段差
21,21a,21b,21c 結合材
301 光ディスク装置
302 カバー
303 トレイ
304 ベゼル
305 光ピックアップ装置
DESCRIPTION OF
Claims (18)
前記レーザ光を収束光または発散光に変換する移動可能な集光レンズと、
前記集光レンズを通過したレーザ光の光軸を略垂直方向に変換する立ち上げプリズムまたは立ち上げミラーと、
前記立ち上げプリズムまたは前記立ち上げミラーによって光軸を変換されたレーザ光を光ディスクに集光する対物レンズとを備え、
前記集光レンズと前記対物レンズとの間に異なる屈折率の材料で構成した中央部と位相変調部からなる位相板を備え、一定以上の大きさをしたレーザ光の一部を前記位相板の位相変調部を通過させることによって位相変調部を通過するレーザ光と通過しないレーザ光とで光路長を異ならせて前記立ち上げプリズムまたは立ち上げミラーに起因する非点収差を補正することを特徴とする光ピックアップ装置。 A light source that emits laser light;
A movable condensing lens that converts the laser light into convergent or divergent light;
A rising prism or a rising mirror that converts the optical axis of the laser light that has passed through the condenser lens into a substantially vertical direction;
An objective lens for condensing the laser beam whose optical axis has been converted by the rising prism or the rising mirror onto an optical disc;
A phase plate composed of a center part and a phase modulation part made of materials having different refractive indexes is provided between the condenser lens and the objective lens, and a part of the laser beam having a size larger than a certain level is placed on the phase plate. Astigmatism caused by the rising prism or the rising mirror is corrected by making the optical path length different between the laser light that passes through the phase modulation part and the laser light that does not pass through the phase modulation part. An optical pickup device.
光ディスクを回転させる回転駆動手段と、
前記回転駆動手段に対して前記光ピックアップ装置を光ディスクの半径方向に移動させる移動手段とを備えたことを特徴とする光ディスク装置。 An optical pickup device according to any one of claims 1 to 17,
Rotation driving means for rotating the optical disc;
An optical disc apparatus comprising: moving means for moving the optical pickup device in a radial direction of the optical disc with respect to the rotation driving means.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009063848A JP2010218621A (en) | 2009-03-17 | 2009-03-17 | Optical pickup device, and optical disk apparatus using the same |
| US12/693,676 US20100188962A1 (en) | 2009-01-28 | 2010-01-26 | Optical Pickup Device and Optical Disk Apparatus Using the Same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009063848A JP2010218621A (en) | 2009-03-17 | 2009-03-17 | Optical pickup device, and optical disk apparatus using the same |
Publications (1)
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| JP2010218621A true JP2010218621A (en) | 2010-09-30 |
Family
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP2009063848A Pending JP2010218621A (en) | 2009-01-28 | 2009-03-17 | Optical pickup device, and optical disk apparatus using the same |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JP2010218621A (en) |
-
2009
- 2009-03-17 JP JP2009063848A patent/JP2010218621A/en active Pending
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