JP2011086349A - Optical pickup and optical recording and reproducing device - Google Patents
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Abstract
【課題】近接場法で複数の記録層に記録・再生する場合、ビームエクスパンダーで収束位置を調整すると、大きな球面収差が発生する。また、レンズ透過領域のわずかな変化を利用して、この球面収差を補正するとトラッキング範囲が狭められる。
【解決手段】光源から出射した光の波面を変換する波面変換光学系と、この波面変換光学系から出射した光束を、記録層に収束する対物レンズ光学系とを備え、光源から出射された発散光を収束する第1のレンズ9aと、収束後発散した光を集光する第3のレンズ9cと、第1のレンズと第3のレンズの中間に設けられた第2レンズの9bで波面変換光学系を構成し、収束発散光中の第2のレンズ9bを光軸方向に移動することにより、レンズ表面の光透過領域が大きく変化することを利用して、収束位置の調整と球面収差補正を行う。
【選択図】図11When recording / reproducing on a plurality of recording layers by a near-field method, large spherical aberration occurs when the convergence position is adjusted by a beam expander. Further, when this spherical aberration is corrected using a slight change in the lens transmission region, the tracking range is narrowed.
A wavefront conversion optical system that converts a wavefront of light emitted from a light source, and an objective lens optical system that converges a light beam emitted from the wavefront conversion optical system on a recording layer, the divergence emitted from the light source Wavefront conversion is performed by the first lens 9a for converging light, the third lens 9c for condensing the diverged light after convergence, and the second lens 9b provided between the first lens and the third lens. Convergence position adjustment and spherical aberration correction by using the fact that the light transmission area on the lens surface changes greatly by configuring the optical system and moving the second lens 9b in the convergent divergent light in the optical axis direction. I do.
[Selection] Figure 11
Description
本発明は、光記録媒体へ収束した光を照射することにより、この光記録媒体に対して情報を記録または再生する光ピックアップ及びこれを用いた光記録再生装置に関するものである。 The present invention relates to an optical pickup that records or reproduces information on an optical recording medium by irradiating the converged light onto the optical recording medium, and an optical recording / reproducing apparatus using the same.
従来、映像や音声を初めとする各種の情報を記録する媒体として、CDやDVD、あるいはBD(ブルーレイディスク)といった光ディスクが広く用いられている。このような光記録媒体を用いた光記録再生装置では、光記録媒体に光を照射して情報を記録または再生するため、情報の記録密度は光記録媒体に収束する光スポットの大きさに依存する。従って、記録媒体の大容量化は、光ピックアップにより照射される光スポットを小さくすることによって実現できる。この光スポットの大きさは、対物レンズの開口数に比例し、照射する光の波長に反比例するため、より小さな光スポットを得るには、使用する光の波長を更に短くするか、あるいは、対物レンズの開口数を更に大きくすれば良い。しかし、これまで実用化されている光記録再生装置では、光記録媒体と対物レンズの間が波長に比べて十分大きく離れており、対物レンズに入射する光は開口数が1を超えると、レンズ出射面で全反射するため、記録密度を上げることができなかった。 Conventionally, an optical disc such as a CD, a DVD, or a BD (Blu-ray disc) has been widely used as a medium for recording various information including video and audio. In such an optical recording / reproducing apparatus using an optical recording medium, information is recorded or reproduced by irradiating the optical recording medium with light, so the information recording density depends on the size of the light spot that converges on the optical recording medium. To do. Therefore, the capacity of the recording medium can be increased by reducing the light spot irradiated by the optical pickup. Since the size of this light spot is proportional to the numerical aperture of the objective lens and inversely proportional to the wavelength of the irradiating light, in order to obtain a smaller light spot, the wavelength of the light used can be further shortened, or the objective What is necessary is just to enlarge the numerical aperture of a lens further. However, in an optical recording / reproducing apparatus that has been put to practical use so far, the distance between the optical recording medium and the objective lens is sufficiently large compared to the wavelength, and when the light incident on the objective lens has a numerical aperture exceeding 1, the lens Since the light is totally reflected at the exit surface, the recording density cannot be increased.
そこで、対物レンズの開口数が1を超える光記録再生手法として、SIL(ソリッドイマージョンレンズ)を用いた近接場光記録再生法が開発されている。通常、開口数が1を超えと臨界角以上になるため、この領域の光は、対物レンズの出射端面において全反射される。この全反射する光は出射端面からエバネッセント光がしてしみ出しており、近接場光記録再生法では、このエバネッセント光を伝搬できるようにしたものである。このため、対物レンズの出射端面と光記録媒体表面とのエアギャップを、エバネッセント光の減衰距離より短く維持して、開口数が1を越える範囲の光を対物レンズから光記録媒体に透過させている。 Therefore, a near-field optical recording / reproducing method using SIL (solid immersion lens) has been developed as an optical recording / reproducing method in which the numerical aperture of the objective lens exceeds 1. Usually, when the numerical aperture exceeds 1, the critical angle is exceeded, so that the light in this region is totally reflected at the exit end face of the objective lens. The totally reflected light oozes out from the emission end face. In the near-field optical recording / reproducing method, the evanescent light can be propagated. For this reason, the air gap between the exit end face of the objective lens and the surface of the optical recording medium is maintained shorter than the attenuation distance of the evanescent light, and light having a numerical aperture exceeding 1 is transmitted from the objective lens to the optical recording medium. Yes.
このSILを用いた近接場光記録再生法では、従来、光記録媒体の表面に設けられる記録層にのみ情報を記録していたが、記録容量を更に増加させるため、複数の記録層に情報を記録する方法が検討されている。しかし、近接場光記録再生法で複数の記録層に記録するためには、エアギャップを一定に保つことに加えて、深さの異なる記録層の各々に光の収束位置を合わせ、かつ、各収束位置で発生する球面収差を補正する必要がある。 In the near-field optical recording and reproducing method using SIL, information is conventionally recorded only on the recording layer provided on the surface of the optical recording medium. However, in order to further increase the recording capacity, information is recorded on a plurality of recording layers. Recording methods are being considered. However, in order to record on a plurality of recording layers by the near-field optical recording / reproducing method, in addition to keeping the air gap constant, the light convergence position is adjusted to each of the recording layers having different depths, and It is necessary to correct spherical aberration occurring at the convergence position.
複数の記録層にするため、従来、レンズユニットで収束位置を合わせ、液晶で球面収差を補正するものがあった(例えば、特許文献1参照)。図15は、前記特許文献1に記載された従来の方法を示すものである。図15において光記録媒体50は所定の深さに形成された複数の記録層51を有している。半導体レーザ52から出射した光束53は集光レンズ54で略平行光となり、球面収差補正用の液晶素子55と、収束位置制御用のレンズユニット56を通過して、対物レンズ光学系57に入射する。尚、本明細書において、収束位置とは、収束した光のビームウエスト位置を意味している。対物レンズ光学系57は絞りレンズ57aと、ソリッドイマージョンレンズのSIL57bから成り、SIL57bの出射端面と、それに対向する光記録媒体50の表面との間に存在するエアギャップをエバネッセント減衰長さより短くして、エバネッセント光による光伝播が行われるようにしている。
In order to form a plurality of recording layers, there has conventionally been a lens unit that adjusts the convergence position and corrects spherical aberration with liquid crystal (see, for example, Patent Document 1). FIG. 15 shows a conventional method described in
レンズユニット56は、負のパワーを持つレンズ56aと正のパワーを持つレンズ56bからなり、アクチュエータ(図示せず)によって、レンズ56aと56bの間隔が変化するよう構成されている。このレンズ56aと56bの間隔を変化させることにより、光記録媒体50の内部における光の収束位置を制御し、所望の情報記録層に光を収束させる。ところが、光記録媒体50の内部へ入射させた収束光を、所望の記録層51に収束させると、球面収差が発生し収束状態が悪化する。上述の液晶素子55は、この球面収差を補正するための光学素子であり、同心的な円形状の電極パターンを有しており、それら電極に印加する電圧に応じて、球面収差の補正量と略々等価な波面を発生するようにしたものである。
The
対物レンズ光学系57から射出された収束光は、光記録媒体50の内部へ入射し、レンズユニット56による収束位置制御と液晶素子55の球面収差補正によって、所望の記録層に収束することで、記録層51に情報を記録または再生するよう構成されている。
The convergent light emitted from the objective lens
また、他の従来例としては、3つのレンズを用いたビームエクスパンダーで光の収束位置を合わせ、かつ、収束位置で発生する球面収差を補正したものがある(例えば、特許文献2参照)。図16は、前記特許文献2に記載された従来の方法を示すものである。図16において、光記録媒体60は、所定の深さに形成された複数の記録層61を有している。半導体レーザ62から出射された光は集光レンズ63で略平行光64に変換され、ビームスプリッタ65を通って、ビームエクスパンダー66に入射する。ビームエクスパンダー66は、入射した平行光64を僅かに発散あるいは収束光に変換するもので、負のパワーを持つレンズ66aと66b及び正のパワーを持つレンズ66cの3つで構成されている。レンズ66a及び66bは、光軸と平行な方向に移動自在となるように支持されている。ビームエクスパンダー66で波面を変換された光は対物レンズ光学系67に入射する。対物レンズ光学系67は、1を超える開口数を有するレンズであり、前記特許文献1同様に絞りレンズ67aと、ソリッドイマージョンレンズのSIL67bから構成され、ここに入射した光は収束して光記録媒体60内部の情報記録層61に光スポットを形成する。また、光記録媒体60の表面と、SIL素子67bは、20nm程度のエアギャップがあり、エバネッセント光は光記録媒体60に伝搬される。
As another conventional example, a beam expander using three lenses is used to adjust the light convergence position and correct spherical aberration generated at the convergence position (see, for example, Patent Document 2). FIG. 16 shows a conventional method described in
このような構成で、レンズ66a及び66bが互いの間隔を変化させながら光軸方向に移動すると、対物レンズ光学系67に向けて出射される光が僅かに発散または収束するので、記録層61内部における光の収束位置が変化する。そして、レンズ66a及び66bの間隔の変化に応じて球面収差も変化するよう構成することで、光記録媒体60の表面とSIL66bとの間隔を一定に維持した状態で、所望の記録層61に光を収束させ、球面収差を補正することができる。
With such a configuration, when the
従来の光記録媒体において複数の記録層に情報を記録または再生を行う場合に、光の収束位置の調整は、対物レンズと光記録媒体との距離、すなわち、作動距離を変えることによって達成できた。また、球面収差の補正は、集光レンズを光軸方向に移動して、集光レンズからの出射光を僅かに発散または収束させることによって達成できた。 When recording or reproducing information on a plurality of recording layers in a conventional optical recording medium, the adjustment of the light convergence position can be achieved by changing the distance between the objective lens and the optical recording medium, that is, the working distance. . Further, the correction of the spherical aberration can be achieved by moving the condenser lens in the optical axis direction and slightly diverging or converging the light emitted from the condenser lens.
これに対し、近接場光記録再生法においては、対物レンズと光記録媒体との距離、すなわち、エアギャップを一定に維持する必要があるので、作動距離の変更によって収束位置を調整することはできず、別の調整機構が必要となる。更に、対物レンズの開口数が従来の値より非常に大きいため、光記録媒体の表面からの深さが異なる各記録層に光を収束する場合、収束位置で発生する球面収差が非常に大きくなるため、収束位置に応じて球面収差を補正する必要がある。 On the other hand, in the near-field optical recording / reproducing method, since the distance between the objective lens and the optical recording medium, that is, the air gap needs to be kept constant, the convergence position can be adjusted by changing the working distance. However, another adjustment mechanism is required. Furthermore, since the numerical aperture of the objective lens is much larger than the conventional value, when the light is converged on each recording layer having a different depth from the surface of the optical recording medium, the spherical aberration generated at the convergence position becomes very large. Therefore, it is necessary to correct the spherical aberration according to the convergence position.
上記の特許文献1では、光源と対物レンズとの問に、収束位置を調整するためのビームエクスパンダーと、球面収差を補正するための液晶素子とを設けることによって、近接場光記録再生法において複数の記録層への記録または再生を実現している。しかし、例えば、開口数を1.7、光記録媒体の保護層の屈折率を2.0として、5μm離れた記録層にビームエクスパンダーで収束位置を調整すると、300mλ以上の球面収差が発生する。一般に液晶素子による球面収差補正は100mλ以下であり、300mλを越えるような球面収差は分解能が不足し実用的な補正は困難である。また、ビームエクスパンダーと液晶素子を併用する結果、光学系が複雑になるという問題もあった。
In the
上記の特許文献2では、3つのレンズを用いたビームエキスパンダで光の収束位置を合わせるとともに、収束位置で発生する球面収差も補正し、近接場光記録再生法において複数の記録層への記録または再生を実現している。しかし、平行光でビームエキスパンダに入射する光を、レンズ66a及び66bの間隔の変化で生じる僅かなレンズの使用領域の変化により球面収差を補正している。このため、対物レンズ光学系が移動すると補正領域から外れ大きな収差が発生してしまう。このためトラッキング制御範囲がこの球面収差補正により制限されてしまうという問題がある。本文献に示されたレンズデータを元に、光記録媒体60の表面から7μmの位置に光を収束した場合の、対物レンズ光学系67の移動特性を図17に示す。横軸はレンズ移動量と対物レンズ光学系に入射する光束径の比であり、正規化したレンズ移動量である。これから分かるように、収差が50mλまでの領域を実用的な使用範囲とすると、正規化したレンズ移動量は10μm以下であり、光束径1mmに換算した時のトラッキング制御範囲は非常に狭い。また、6μm離れた記録層をこのビームエクスパンダーで収束位置調整すると、40mλ程度の球面収収差が発生するという問題があった。
In the above-mentioned
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、特に近接場光記録再生法において複数の記録層を有する光記録媒体に対して情報の記録または再生を行うために用いられ、シンプルな構成を有する光ピックアップと、この光ピックアップ光学系を用いた光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 above problems, and is used in particular for recording or reproducing information on an optical recording medium having a plurality of recording layers in a near-field optical recording and reproducing method. An object is to provide an optical pickup having a configuration and an optical recording / reproducing apparatus using the optical pickup optical system.
前記目的を達成するために、本発明に係わる光ピックアップは、収束発散する光路を有する波面変換光学系によって複数の記録層における光の収束位置と球面収差とを補正するものである。 In order to achieve the above object, an optical pickup according to the present invention corrects light convergence positions and spherical aberrations in a plurality of recording layers by a wavefront conversion optical system having a convergent and diverging optical path.
本発明に係わる望ましい第1の構成は、複数の記録層を有する光記録媒体に、光源から出射された光を照射して情報を記録または再生する光ピックアップであって、前記光源から出射された光の波面を変換する波面変換光学系と、この波面変換光学系から出射した光束を、1を越える開口数で前記光記録媒体の記録層に収束する対物レンズ光学系とを備え、前記波面変換光学系は、前記光源から出射された発散光を平行光に変換する集光レンズと、この平行光を収束する第1のレンズと、収束後発散した光を再度集光する第3のレンズと、第1のレンズと第3のレンズの間に設けられた第2のレンズから成り、少なくとも第2のレンズは光軸方向に移動可能に構成され、前記光記録媒体の表面と、この表面に最も近い前記対物レンズ光学系のレンズとの間隔を一定に維持した状態で、少なくとも前記第2のレンズを光軸方向に移動することにより、前記記録層における光の収束位置と球面収差とを補正することを特徴とする。 A desirable first configuration according to the present invention is an optical pickup that records or reproduces information by irradiating light emitted from a light source onto an optical recording medium having a plurality of recording layers. A wavefront conversion optical system for converting a wavefront of light, and an objective lens optical system for converging a light beam emitted from the wavefront conversion optical system on a recording layer of the optical recording medium with a numerical aperture exceeding 1. The optical system includes a condensing lens that converts divergent light emitted from the light source into parallel light, a first lens that converges the parallel light, and a third lens that condenses the divergent light after convergence. A second lens provided between the first lens and the third lens, wherein at least the second lens is configured to be movable in the direction of the optical axis, the surface of the optical recording medium, and the surface Closest lens of the objective lens optical system In the state where the distance between the first and second lenses is kept constant, at least the second lens is moved in the optical axis direction to correct the light convergence position and spherical aberration in the recording layer.
本発明に係わる望ましい第2の構成は、複数の記録層を有する光記録媒体に、光源から出射された光を照射して情報を記録または再生する光ピックアップであって、前記光源から出射された光の波面を変換する波面変換光学系と、この波面変換光学系から出射した光束を、1を越える開口数で前記光記録媒体の記録層に収束する対物レンズ光学系と、前記光記録媒体によって反射された光を、前記光源から前記光記録媒体に至る光路から分離する分離光学系と、前記分離光学系によって分離された光を検出する検出部とを備え、前記波面変換光学系は、前記光源から出射された発散光を平行光に変換する集光レンズと、この平行光を収束する第1のレンズと、収束後発散した光を再度集光する第3のレンズと、第1のレンズと第3のレンズの間に設けられた第2のレンズから成り、少なくとも第2のレンズは光軸方向に移動可能に構成され、前記光記録媒体の表面と、この表面に最も近い前記対物レンズ光学系のレンズとの間隔を一定に維持した状態で、少なくとも前記第2のレンズを光軸方向に移動することにより、前記記録層における光の収束位置と球面収差とを補正することを特徴とする。 A desirable second configuration according to the present invention is an optical pickup that records or reproduces information by irradiating light emitted from a light source onto an optical recording medium having a plurality of recording layers. A wavefront conversion optical system that converts a wavefront of light, an objective lens optical system that converges a light beam emitted from the wavefront conversion optical system on a recording layer of the optical recording medium with a numerical aperture exceeding 1, and the optical recording medium A separation optical system that separates the reflected light from an optical path from the light source to the optical recording medium, and a detection unit that detects the light separated by the separation optical system, and the wavefront conversion optical system includes: A condensing lens that converts divergent light emitted from the light source into parallel light, a first lens that converges the parallel light, a third lens that condenses the divergent light after convergence, and a first lens And the third lens The second lens is provided, and at least the second lens is configured to be movable in the optical axis direction. The distance between the surface of the optical recording medium and the lens of the objective lens optical system closest to the surface is set. The light converging position and spherical aberration in the recording layer are corrected by moving at least the second lens in the optical axis direction while maintaining a constant value.
本発明に係わる望ましい第3の構成は、複数の記録層を有する光記録媒体に、光源から出射された光を照射して情報を記録または再生する光ピックアップであって、前記光源から出射された光の波面を変換する波面変換光学系と、この波面変換光学系から出射した光束を、1を越える開口数で前記光記録媒体の記録層に収束する対物レンズ光学系とを備え、
前記波面変換光学系は、前記光源から出射された発散光を収束する第1のレンズと、収束後発散した光を集光する第3のレンズと、第1のレンズと第3のレンズの間に設けられた第2のレンズから成り、少なくとも第2のレンズは光軸方向に移動可能に構成され、前記光記録媒体の表面と、この表面に最も近い前記対物レンズ光学系のレンズ素子との間隔を一定に維持した状態で、少なくとも前記第2のレンズを光軸方向に移動することにより、前記記録層における光の収束位置と球面収差とを補正することを特徴とする。
A desirable third configuration according to the present invention is an optical pickup that records or reproduces information by irradiating light emitted from a light source onto an optical recording medium having a plurality of recording layers. A wavefront conversion optical system that converts a wavefront of light, and an objective lens optical system that converges a light beam emitted from the wavefront conversion optical system on a recording layer of the optical recording medium with a numerical aperture exceeding 1.
The wavefront conversion optical system includes a first lens for converging diverging light emitted from the light source, a third lens for converging diverging light after convergence, and a space between the first lens and the third lens. And at least the second lens is configured to be movable in the optical axis direction, and includes a surface of the optical recording medium and a lens element of the objective lens optical system closest to the surface. The light convergence position and spherical aberration in the recording layer are corrected by moving at least the second lens in the optical axis direction while maintaining a constant interval.
本発明に係わる望ましい第4の構成は、複数の記録層を有する光記録媒体に、光源から出射された光を照射して情報を記録または再生する光ピックアップであって、前記光源から出射された光の波面を変換する波面変換光学系と、この波面変換光学系から出射した光束を、1を越える開口数で前記光記録媒体の記録層に収束する対物レンズ光学系と、前記光記録媒体によって反射された光を、前記光源から前記光記録媒体に至る光路から分離する分離部と、前記分離部によって分離された光を検出する検出部とを備え、前記波面変換光学系は、前記光源から出射された発散光を収束する第1のレンズと、収束後発散した光を集光する第3のレンズと、第1のレンズと第3のレンズの間に設けられた第2のレンズから成り、少なくとも第2のレンズは光軸方向に移動可能に構成され、前記光記録媒体の表面と、この表面に最も近い前記対物レンズ光学系のレンズ素子との間隔を一定に維持した状態で、少なくとも前記第2のレンズを光軸方向に移動することにより、前記記録層における光の収束位置と球面収差とを補正することを特徴とする。 A desirable fourth configuration according to the present invention is an optical pickup that records or reproduces information by irradiating light emitted from a light source onto an optical recording medium having a plurality of recording layers. A wavefront conversion optical system that converts a wavefront of light, an objective lens optical system that converges a light beam emitted from the wavefront conversion optical system on a recording layer of the optical recording medium with a numerical aperture exceeding 1, and the optical recording medium A separation unit that separates reflected light from an optical path from the light source to the optical recording medium; and a detection unit that detects light separated by the separation unit, and the wavefront conversion optical system includes: The first lens for converging the emitted divergent light, the third lens for condensing the divergent light after convergence, and the second lens provided between the first lens and the third lens. At least the second lens It is configured to be movable in the direction of the optical axis, and at least the second lens is irradiated with light while maintaining a constant distance between the surface of the optical recording medium and the lens element of the objective lens optical system closest to the surface. By moving in the axial direction, the light convergence position and spherical aberration are corrected in the recording layer.
上記のように光ピックアップ構成すれば、波面変換光学系に含まれるレンズの間隔を制御することにより、収束光の収束位置の調整と同時に球面収差が補正される。 If the optical pickup is configured as described above, the spherical aberration is corrected simultaneously with the adjustment of the convergence position of the convergent light by controlling the distance between the lenses included in the wavefront conversion optical system.
尚、本明細書において、「収束位置の調整と球面収差の補正」とは、収束位置及び球面収差を、いずれも光ピックアップとして使用可能な許容範囲内にすることを意味しており、必ずしも両方が光学特性上の最良状態に一致することを意味しているわけではない。 In this specification, “adjustment of convergence position and correction of spherical aberration” means that both the convergence position and spherical aberration are within an allowable range that can be used as an optical pickup, and both of them are not necessarily limited. Does not mean that the optical characteristics coincide with the best state.
本発明によれば、波面変換光学系のビームエクスパンダーのみによって、収束位置の調整と球面収差の補正とが可能となる。また、収束発散光路中で球面収差を補正するため、従来例のように僅かなレンズの使用領域の変化による球面収差を補正と異なり、トラッキング範囲を拡大できる。したがって、シンプルな構成の光ピックアップ及び、これを用いた光記録再生装置を実現できる。 According to the present invention, it is possible to adjust the convergence position and correct the spherical aberration only by the beam expander of the wavefront conversion optical system. Further, since the spherical aberration is corrected in the convergent and divergent optical path, the tracking range can be expanded unlike the correction of the spherical aberration caused by a slight change in the lens use area as in the conventional example. Therefore, an optical pickup having a simple configuration and an optical recording / reproducing apparatus using the same can be realized.
以下本発明の実施の形態について、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.
(実施の形態1)
図1は本発明の第1の実施形態に係わる光ピックアップの構成を示す模式図である。図2は、図1に示される対物レンズ光学系の一部と光記録媒体の詳細を示す模式図である。図3は、図1に示されるビームエクスパンダーの詳細を示す模式図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of an optical pickup according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic diagram showing details of a part of the objective lens optical system and the optical recording medium shown in FIG. FIG. 3 is a schematic diagram showing details of the beam expander shown in FIG.
図1及び図2において、1は波長が略405nmの光を出射する半導体レーザであり、3は集光レンズ、5はビームエクスパンダー、8は対物レンズ光学系である。21は波長が略655nmの光を出射する半導体レーザであり、24は集光レンズである。30は光記録媒であり、31の記録層が形成されている。
1 and 2, 1 is a semiconductor laser that emits light having a wavelength of about 405 nm, 3 is a condenser lens, 5 is a beam expander, and 8 is an objective lens optical system. 21 is a semiconductor laser that emits light having a wavelength of about 655 nm, and 24 is a condenser lens.
半導体レーザ1から発散光として出射した光束2は、集光レンズ3によって集光され略平行光になり、ビームスプリッタ4に入射する。ビームスプリッタ4は偏光面が入射面に平行方向の偏光(以下、S偏光と記す)を反射し、それと直角方向の偏光(以下、P偏光と記す)を透過する偏光分離特性を持っている。半導体レーザ1から出射した光束2は、P偏光でビームスプリッタ4に入射するよう設定されており、ここを透過して、ビームエクスパンダー5に入射する。ビームエクスパンダー5は、正のパワーを持つ第1のレンズ5aと、メニスカスレンズである第2のレンズ5b及び、正のパワーを持つ第3のレンズ5cの3つのレンズから構成されている。更に、本実施形態では、3つのレンズのうち第2のレンズ5bと第3のレンズ5cは、光軸方向に移動自在となるように支持されている。そして、この第2のレンズ5aと第3のレンズ5cは、図示しないアクチュエータによって移動されるよう構成されている。従って、ビームエクスパンダー5に入射した光束2は第1のレンズ5aで一旦収束した後、第2のレンズ5bを透過して、第3のレンズ5cで再び集光される。ビームエクスパンダーを出射した光束2は、平行光か僅かな発散光あるいは収束光となり、波長板6によってP偏光から円偏光に変換され、ビームスプリッタ7に入射する。ビームスプリッタ7は、波長405nmの光を透過し、波長655nmの光を反射する波長選択性を持っており、波長405nmの光束2はここを透過して、対物レンズ光学系8に入射する。対物レンズ光学系8は、1を超える開口数を有するレンズであり、入射光を収束して光記録媒体30内部の記録層31に光スポットを形成する。より詳細には、対物レンズ光学系8は、入射した光束2を収束させる正のパワーを持つレンズ8aと、レンズ8aによって収束された光を更に収束し、その出射端面からエバネッセント光を出射するSIL8bとから構成されている。SIL8bは、いわゆるソリッドイマージョンレンズで、図2に示すように、球形レンズの一部を切り取って、半球を超える大きさの部分を残した形状の超半球形状であり、球面側から入射した光束2を屈折させて平面側に収束する。SIL8bは入射側の球面で屈折作用を利用するため、SIL8bと組み合わせるレンズ8aの開口数は0.45程度に抑えることができる。そして、レンズ8aとSIL8bは、鏡筒(図示せず)に固定され対物レンズ光学系8を構成している。
A
図2に示すように、光記録媒体30には、所定の深さに複数の記録層31が形成され、表面には保護層30aが設けられている。記録層31は第1の記録層31a、第2の記録層31b、第3の記録層31cからなり、各記録層は光の一部を透過し、一部を吸収、一部を反射する特性を有している。記録層31は、等間隔で積層されても良いし、等間隔ではない所定の間隔で積層されても良い。また、保護層30aは、使用時に対物レンズ光学系8と光記録媒体30とが衝突した場合でも、記録層31に記録された情報を保護できるように設けられているものである。SIL8bの出射端面と光記録媒体30の保護層30aとの間は20〜30nm程度のエアギャップが生じるように配置される。このエアギャップにより、SIL8bと光記録媒体30とは接触せず、かつ、SIL8bから出射するエバネッセント光が光記録媒体30に伝搬されることになる。従って、光束2はSIL8bの出射端面において、臨界角以下の光は通常に光記録媒体30に伝搬し、臨界角以上の光はエバネッセント光として光記録媒体30に伝搬される。光記録媒体30に伝搬した光束2は、保護層30aを透過し、所望の記録層31上に収束する。収束した光の一部は、その記録層31によって反射され、対物レンズ光学系8、ビームスプリッタ7を通って、波長板6に入射する。波長板6に入射した光束2は円偏光から往路と直交するS偏光に変換され、ビームエクスパンダー5を通って、ビームスプリッタ4に入射する。ビームスプリッタ4はS偏光を反射するため、光束2はここで反射される。更に、光束2は検出レンズ9によって非点収差が与えられ、光検出器10に入射する。光検出器10の出力を演算することによって、フォーカス制御とトラッキング制御に用いるサーボ信号及び情報信号を得ることができる。フォーカス信号は例えば非点収差法、トラッキング信号は例えばプッシュプル法によって検出することができる。
As shown in FIG. 2, in the
一方、エアギャップを一定に保つための制御方法は、様々な方法が利用できるが、本実施形態では、半導体レーザを用いてSIL8bから出射するエバネッセント光の反射光を利用している。半導体レーザ21から出射した光束22はビームスプリッタ23に入射する。ビームスプリッタ23はS偏光を反射し、P偏光を透過する偏光分離特性を持っている。半導体レーザ21から出射した光束22は、P偏光でビームスプリッタ23に入射するよう設定されており、ここを透過して、集光レンズ24によって略平行光となる。平行光となった光束12は、波長板25を通ってP偏光から円偏光に変換され、ビームスプリッタ7に入射する。ビームスプリッタ7は、前記のように、波長655nmの光を反射する波長選択性を持っており、波長655nmの光束22はここを反射して、対物レンズ光学系8に入射する。対物レンズ光学系8に入射した光束22は、レンズ8aによって収束され、SIL8bの出射端面からエバネッセント光を出射する。このエバネッセント光は、光記録媒体30に伝搬する光とSIL8bの出射端面で反射する光に別れ、SIL8bの出射端面で反射した光は、レンズ8aを通り、ビームスプリッタ7で反射し、波長板25に入射する。波長板25に入射した光束22は円偏光から往路と直交するS偏光に変換されて、ビームスプリッタ23に入射する。ビームスプリッタ23はS偏光を反射するため、光束22はここで反射され光検出器26に入射する。なお、光記録媒体30に入射した一部の光束22は、記録層31で反射して光検出器26の方向に戻ってくるが、拡散するため光検出器にはほとんど入射しない。
On the other hand, various methods can be used as a control method for keeping the air gap constant. In this embodiment, reflected light of evanescent light emitted from the
SIL8bの出射端面から出射するエバネッセント光のうち、光記録媒体30に伝搬する光と、SIL8bの出射端面で反射する光の割合は、エアギャップの大きさによって変化する。図4はエアギャップと反射光の関係を示した一例であり、対物レンズ光学系の開口数を1.7、波長を405nmとし、円偏光を入射させた場合の平均反射率を計算したものである。図4よりエアギャップが大きくなるとエバネッセント光の反射率が増加し、エアギャップが小さくなるとエバネッセント光の反射率が低下する。このため、SIL8bの出射端面で反射する光束22を光検出器16で検出することによって、エアギャップの大きさを求めることができ、これよりエアギャップを制御するためのサーボ信号が得られる。
Of the evanescent light emitted from the exit end face of the
次に、本実施形態に係る光ピックアップの機能について図3を用いて説明する。図3(a)は、ビームエクスパンダー5を構成する3つのレンズのうち第2のレンズ5bが、第1のレンズ5aと第3のレンズ5cの中間位置にある状態を示している。第2のレンズ5bがこの位置にある時、ビームエクスパンダー5から出射する光束2は平行光となり、光記録媒体30内部の第2の記録層31bに収束する。図3(b)は、ビームエクスパンダー5を構成する3つのレンズのうち第2のレンズ5bが第3のレンズ5cの方向に一定量移動した状態を示している。第2のレンズ5bがこの位置にある時、ビームエクスパンダー5から出射する光束2は僅かに収束光となり、光記録媒体30内の光の収束位置が変化して、第1の記録層31aに収束する。この時に発生する球面収差は、主に第2のレンズ5bの一方のレンズ面5b1を非球面にすることにより補正している。次に、図3(c)は、ビームエクスパンダー5を構成する3つのレンズのうち第2のレンズ5bが第1のレンズ5aの方向に一定量移動した状態を示している。第2のレンズ5bがこの位置にある時、ビームエクスパンダー5から出射する光束2は僅かに発散光となり、光記録媒体30内の光の収束位置が変化して、第3の記録層31cに収束する。この時に発生する球面収差は、主に第2のレンズ5bのもう一方のレンズ面5b2を非球面にすることにより補正している。
Next, functions of the optical pickup according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 3A shows a state in which the
このように、第2のレンズ5bを光軸方向に移動すると、対物レンズ光学系8に向けて出射される光が僅かに発散または収束する。このため、光記録媒体30内部における収束位置を変化でき、第2のレンズ5bを通過する光のレンズ面における領域変化を利用して、球面収差を補正することができる。よって、光記録媒体30の表面とSIL8bとのエアギャップを一定にした状態で、所望の記録層31に光を収束させることが可能となる。
In this way, when the
本実施形態に係るビームエクスパンダー5では、光束2が第2のレンズ5bの通過する際、レンズ面の透過領域が大きく変化するため、球面収差を十分補正できるよう設計できる。よって、対物レンズ光学系がトラッキング方向に移動しても補正領域から外れることはなく、球面収差補正に伴ってトラッキング制御範囲を制限することはない。
The
本実施形態に係る光ピックアップにおいて、光記録媒体30に記録または再生する場合、光束2が所望の記録層31に対して収束するよう、第2のレンズ5bをあらかじめ決められた位置に設定しても良いし、前記のフォーカス信号を用いて、光束2が所望の記録層31に対して常に収束するよう第2のレンズ5bを制御しても良い。
In the optical pickup according to this embodiment, when recording or reproducing on the
なお、これまでの説明では、ビームエクスパンダー5を構成する3つのレンズのうち第2のレンズ5bを光軸方向に移動して、収束位置の調整と球面収差を補正したが、第2のレンズ5bを光軸方向に移動するとともに、第3のレンズ5cを僅かに光軸方向に移動することにより、記録層31以外の位置における更なる球面収差の低減と、波長の変化に対する球面収差の低減を図ることができる。このように、第2のレンズ5bと5cを光軸方向に移動して収束位置の調整と球面収差の補正を行う場合、同時に行っても良いし、順にあるいは段階的に行っても良い。
In the description so far, the
次に、具体的な設計例について説明する。第1〜第3の記録層31a、31b、31cは、それぞれ光記録媒体の表面から深さ1μm、4μm及び7μmの位置に設けられている場合を想定する。設計例では、光源波長を405nm、対物レンズ光学系8の開口数を1.7、対物レンズ光学系の焦点距離を0.708として、光ピックアップを設計した。また、第1のレンズ5aと第3のレンズ5cは正のパワーを持つレンズ、第2のレンズ5bはメニスカスレンズとし、屈折率はともに1.6239とした。
Next, a specific design example will be described. It is assumed that the first to
第1のレンズ5aと第3のレンズ5cの焦点距離は各々6mmとし、第2のレンズ5bのレンズ面5b2は曲率半径が2.912mmで負のパワーを持ち、レンズ面5b1は曲率半径が3.5mmで正のパワーを持つものとする。また、第2のレンズ5bのレンズ厚は2.8mmとした。第1のレンズ5aと5cの非球面係数は、図3(a)のように、第2のレンズ5bが中間位置にあって、光束2が第2の記録層31bに収束するときに収差が小さくなるように設定されている。第2のレンズ5bのレンズ面5b1の非球面係数は、図3(b)のように、第2のレンズ5bのレンズ面5b2が第1のレンズ5aの焦点位置近傍にあって、光束2が第1の記録層31aに収束するときに収差が小さくなるよう設定されている。第2のレンズ5bのレンズ面5b2の非球面係数は、図3(c)のように、第2のレンズ5bのレンズ面5b1が第3のレンズ5cの焦点位置近傍にあって、光束2が第3の記録層31cに収束するときに収差が小さくなるよう設定されている。
The focal lengths of the
図5、図6は、本実施例に係る光ピックアップの球面収差を示すグラフである。図5において(a)は、深さ1μmの第1の記録層31aに収束した状態に対応し、(b)は、深さ4μmの第2の記録層31bに収束した状態に対応し、(c)は、深さ7μmの第3の記録層31cに収束した状態に対応する。このグラフから分かるように、光記録媒体30からの深さが1μm、4μm及び7μmの3点の記録層で、球面収差は良く補正されている。一方、図6は、任意の深さに収束した状態の球面収差を示している。図6において(a)は第2のレンズ5bのみを光軸方向に移動して、収束位置を変化させたときの球面収差を表している。(b)は第2のレンズ5bと第3のレンズ5cを光軸方向に移動して、収束位置を変化させたときの球面収差を表している。このグラフより、第3のレンズ5cを動かすことにより任意の深さで更に球面収差を低減できることが分かる。しかし、第2のレンズ5bのみを光軸方向に移動した場合でも、球面収差の最大値は30mλ程度であり、任意の位置で十分に実用範囲にある。第2のレンズ5bと第3のレンズ5cを光軸方向に移動した場合は、更に半導体レーザ1の波長が変化することによる収差も、良好に補正することができる。
5 and 6 are graphs showing the spherical aberration of the optical pickup according to the present embodiment. 5A corresponds to the state of convergence on the
図7は、ビームエクスパンダー5を構成する第2のレンズ5bを光軸方向に移動した時の、記録層の深さとレンズ移動量の対応関係を示している。図7において、記録層の深4μmを中心に±3μm変えるには、第2のレンズ5bを−0.87mmから0.85mm移動することになり、光路長としては略±1.4mm変化することになる。このため、第2のレンズ5bのレンズ面5b2が第1のレンズ5aの焦点位置近傍で、レンズ面5b1が第3のレンズ5cの焦点位置近傍になっている。
FIG. 7 shows the correspondence between the depth of the recording layer and the amount of lens movement when the
図8は、ビームエクスパンダー5を構成する第2のレンズ5bと第3のレンズ5cを光軸方向に移動した時の、記録層の深さとレンズ移動量の対応関係を示している。図8(a)は第2のレンズ5bの移動量、図8(b)は第3のレンズ5cの移動量との関係を示している。図8において、第2のレンズ5bを大きく移動し、第3のレンズ5cを僅かに移動することで、光記録媒体内の光スポットを任意の位置に形成することができる。
FIG. 8 shows the correspondence between the depth of the recording layer and the amount of lens movement when the
図9は、第3の記録層31cに光束2を収束した場合の、対物レンズ光学系の移動特性を示す。横軸はレンズ移動量と対物レンズ光学系に入射する光束径の比であり、正規化した対物レンズ光学系の移動量である。これから分かるように、正規化した対物レンズ光学系移動量に対する収差は、従来例の半分程度に改善されている。このためトラッキング制御範囲が拡大し、より制御性能を向上させることができる。
FIG. 9 shows the movement characteristics of the objective lens optical system when the
第1の実施形態に係わる光ピックアップでは、光束2を第1の記録層31aに収束させる時は、レンズ面5b2が第1のレンズ5aの焦点位置近傍になり、第3の記録層31cに収束させる時は、レンズ面5b1が第3のレンズ5cの焦点位置近傍になるよう設定した。しかし、第2のレンズ5bのレンズ面5b1、5b2はこの位置に限定されるものではない。第2のレンズ5bは第1、第3のレンズ5a、5cの間であれば任意の位置で良く、その位置に置いて球面収差が小さくなるように設計すれば良い。ただしレンズ面5b1、5b2が第3、第1のレンズの焦点位置から大きく離れる場合、第1の記録層31aと第3の記録層3cの球面収差を補正するには、レンズ面5b1と5b2の非球面係数を合わせて設計する必要がある。
In the optical pickup according to the first embodiment, when the
また、ビームエクスパンダー5を構成する少なくとも1つのレンズ表面に、色収差を補正するホログラムを形成することにより、半導体レーザ1の波長が変化した場合に発生する球面収差を抑えることができる。図10は第1のレンズ5aに色収差補正用のホログラム5a1を形成した模式図である。図10においてホログラム5a1は同心円状に形成され、そのピッチは中心から外周に向かって順次小さくなるよう構成されている。更に回折効率を良くするため、断面形状は鋸歯状になっている。レンズは波長が短くなると、屈折率が大きくなり、屈折角が大きくなるが、ホログラムは波長が短くなると、回折角が小さくなり、波長変化による球面収差を打ち消すことができる。
Further, by forming a hologram for correcting chromatic aberration on the surface of at least one lens constituting the
以上、説明したように、本実施形態に係るビームエクスパンダー5では、光記録媒体30内における収束位置の調整と同時に球面収差を補正することができる。したがって、本実施形態によれば、記録層の深さの違いに起因する球面収差や、対物レンズ系が有する球面収収差を補正するために液晶素子のような別途の光学素子を設ける必要がなく、シンプル構成で光ピックアップを実現できる。また、対物レンズ光学系がトラッキング方向に移動しても補正領域から外れるようなことはない。このような光ピックアップは、近接場光記録再生方式のように、対物レンズ光学系8の作動距離を一定の範囲内に厳密に維持する必要がある場合に特に有用である。
As described above, the
(実施の形態2)
図11は、本発明の第2の実施形態に係る光ピックアップの構成を示す模式図である。本実施形態が第1の実施形態と異なるのは、ビームエクスパンダー9と集光レンズが一体化されている点であり、それ以外は、第1の実施形態と同様である。従って、本実施形態において、第1の実施形態と同一符号を付与している構成部材については、特に説明のない限り、第1の実施形態と同様の機能を持つものとする。図11において、9はビームエクスパンダーで、正のパワーを持つ第1のレンズ9aと第3のレンズ9c及びメニスカスレンズである第2のレンズ9bの3つのレンズから構成されている。
(Embodiment 2)
FIG. 11 is a schematic diagram showing a configuration of an optical pickup according to the second embodiment of the present invention. This embodiment is different from the first embodiment in that the
半導体レーザ1から発散光として出射した光束2は、偏光分離特性を持つビームスプリッタ12にP偏光で入射し、ここを透過してビームエクスパンダー9に入射する。ビームエクスパンダー9の3つのレンズのうち第2のレンズ5bと第3のレンズ5cは、光軸方向に移動自在となるように支持されて、図示しないアクチュエータによって移動されるよう構成されている。ビームエクスパンダー9に入射した光束2は第1のレンズ9aにより発散光から収束光に変換され、第2のレンズ9bを透過して、再び発散光となり第3のレンズ9cで集光される。ビームエクスパンダー9を出射した光束2は、平行光か僅かな発散光あるいは収束光となり、波長板6、ビームスプリッタ7を透過して、対物レンズ光学系8に入射する。エバネッセント光を伝搬することにより、1を越える開口数を持たせた対物レンズ光学系8により、入射光を収束して光記録媒体30内部の記録層31に光スポットを形成する。光の一部は、記録層31によって反射され、対物レンズ光学系8、ビームスプリッタ7、波長板6、ビームエクスパンダー5を通って、ビームスプリッタ12に入射する。波長板6の作用によりS偏光に変換された光束2は、このビームスプリッタ12で反射され、非点収差を付与する検出レンズ13を通って光検出器10に入射する。光検出器10よりフォーカス制御とトラッキング制御に用いるサーボ信号及び情報信号を得ることができる。
A
また、半導体レーザ21から出射した光束22は、ビームスプリッタ23、集光レンズ24、波長板25を通り、ビームスプリッタ7で反射して、対物レンズ光学系8に入射する。対物レンズ光学系8に入射した光束22の一部は、SIL8bの出射端面で反射され、レンズ8a、ビームスプリッタ7、波長板25、ビームスプリッタ23を通り、光検出器26に入射する。第1の実施形態と同様に、ここで検出された信号より、光記録媒体の表面と、SIL8bのエアギャップを一定に保つための制御信号が得られる。
The
本実施形態に係る光ピックアップでは、ビームエクスパンダー9を構成する3つのレンズのうち、第1のレンズ9aが第1の実施形態における集光レンズ3と第1のレンズ5aを兼ねおり、光学系をより簡素に構成することができる。なお、ビームスプリッタ12は半導体レーザ1から出射し光記録媒体30に向かう光と、光記録媒体30で反射し光検出器11に向かう光を発散光路中で分離する必要があり、角度依存性の少ない偏光分離特性が求められる。ビームエクスパンダー9の動作は、第1の実施形態と同様であり、第2のレンズ9bが第1のレンズ9aと第3のレンズ9cの中間位置にある時、ビームエクスパンダー9から出射する光束2は平行光となり、光記録媒体30内部の第2の記録層31bに収束する。第2のレンズ9bが第3のレンズ9cの方向に一定量移動すると、ビームエクスパンダー9から出射する光束2は僅かに収束光となり、光記録媒体30における光の収束位置が変化して、第1の記録層31aに収束する。この時に発生する球面収差は、主に第2のレンズ9bの一方のレンズ面9b1を非球面にすることにより補正している。第2のレンズ9bが第1のレンズ9aの方向に一定量移動すると、ビームエクスパンダー9から出射する光束2は僅かに発散光となり、光記録媒体30における光の収束位置が変化して、第3の記録層31cに収束する。この時に発生する球面収差は、主に第2のレンズ9bのもう一方のレンズ面9b2を非球面にすることにより補正している。
In the optical pickup according to the present embodiment, of the three lenses constituting the
このように、レンズ9bを光軸方向に移動すると、対物レンズ光学系8に向けて出射される光が僅かに発散または収束する。これにより、光記録媒体30内部における光束の収束位置を変化でき、光束2が第2のレンズ9bの通過する際、レンズ面の透過領域が大きく変化ため、球面収差を十分補正できるよう設計できる。また、対物レンズ光学系がトラッキング方向に移動しても補正領域から外れることはなく、トラッキング制御範囲を制限することはない。よって、光記録媒体30の表面とSIL8bとのエアギャップを一定にした状態で、所望の記録層31に光を収束させることが可能とる。
Thus, when the
本実施形態に係る光ピックアップで、光記録媒体30に記録または再生する場合、光束2が所望の各記録層31に対して収束するよう、第2のレンズ9bをあらかじめ決められた位置に設定しても良いし、前記のフォーカス信号を用いて、光束2が所望の記録層31に対して常に収束するよう第2のレンズ5bを制御しても良い。
When recording or reproducing on the
なお、これまでの説明では、ビームエクスパンダー9を構成する3つのレンズのうち第2のレンズ9bを光軸方向に移動して、収束位置の調整と球面収差を補正したが、第2のレンズ9bを光軸方向に移動するとともに、第3のレンズ9cを僅かに光軸方向に移動することにより、記録層31以外の位置における更なる球面収差の低減と、波長の変化に対する球面収差の低減を図ることができる。このように、第2のレンズ9bと第3のレンズ9cを光軸方向に移動して収束位置の調整と球面収差の補正を行う場合、同時に行っても良いし、順にあるいは段階的に行っても良い。
In the description so far, the
また、第1の実施形態同様に、光束2を第1および第3の記録層31a、31cに収束させる場合、レンズ面9b2、9b1は、それぞれ第1および第3のレンズ9a、9cの焦点位置近傍に限定されるものではない。任意の位置において設計することが可能であり、さらに、ビームエクスパンダー9を構成する少なくとも1つのレンズの表面に、色収差を補正するホログラムを形成することにより、半導体レーザ1の波長が変化した場合に発生する球面収差を抑えることができる。
Similarly to the first embodiment, when the
本実施形態に係る光ピックアップでは、球面収収差を補正するために液晶素子のような別途の光学素子を設ける必要がなく、シンプルな光ピックアップを実現できる。また、対物レンズ光学系がトラッキング方向に移動しても補正領域から外れるようなことはない。このような光ピックアップ光学系は、近接場光記録再生方式のように、対物レンズ光学系8の作動距離を一定の範囲内に厳密に維持する必要がある場合に特に有用である。
In the optical pickup according to the present embodiment, it is not necessary to provide a separate optical element such as a liquid crystal element in order to correct spherical aberration, and a simple optical pickup can be realized. Further, even if the objective lens optical system moves in the tracking direction, it does not deviate from the correction area. Such an optical pickup optical system is particularly useful when the working distance of the objective lens
第1及び第2の実施形態に係わる光ピックアップでは、対物レンズ光学系8のSIL8bは、球形レンズの一部を切り取って、半球を超える大きさの部分を残した形状の超半球形状で、その入射側の面から入射した光束2を屈折させて出射面に収束した。しかし、SIL8bを半球形状にして、入射側の面から入射した光束を屈折させることなく出射面に集光してもよい。超半球形状をスーパソリッドイマージョンレンズ、半球形状をソリッドイマージョンレンズと呼んで区別することがあるが、本明細書では両者を区別せずにソリッドイマージョンレンズとした。また、SIL8bを半球形状にした場合、対物レンズ光学系の開口数を上げるには、レンズ8aに求められる開口数は超半球形状を用いた場合より大きくなる。
In the optical pickups according to the first and second embodiments, the
また、第1及び第2の実施形態では、3層の記録層を有する光記録媒体を例に説明したが、当然、記録層は3層に限定されるものではない。また、ここで用いる光記録媒体は、書き換え可能な相変化型光ディスク、再生専用光ディスク、光磁気ディスク等、情報の記録・再生、消去の少なくとも1つにおいて光が照射されるものであれば良く、様々な規格の媒体が利用できる。 In the first and second embodiments, the optical recording medium having three recording layers has been described as an example, but the recording layer is not limited to three layers. Further, the optical recording medium used here may be a rewritable phase change optical disc, a read-only optical disc, a magneto-optical disc, etc., as long as it is irradiated with light in at least one of information recording / reproduction and erasure, Various standard media can be used.
(実施の形態3)
本発明の光ピックアップを用いた光記録再生装置の実施の形態を図12に示す。図12において光記録媒体100は、ターンテーブル105に搭載され、モータ104によって回転される。第1、第2の実施形態に示した光ピックアップ102は、光記録媒体100の所望の情報の存在するトラックのところまで、駆動装置101によって移送される。
(Embodiment 3)
An embodiment of an optical recording / reproducing apparatus using the optical pickup of the present invention is shown in FIG. In FIG. 12, an
光ピックアップ102は、光記録媒体100との位置関係に対応して、フォーカスエラー信号やトラッキングエラー信号を電気回路103へ送る。電気回路103はこの信号に対応して、光ヘッド102へ、対物レンズを駆動させるための信号を送る。この信号によって、光ピックアップ102は、光記録媒体100に対してフォーカス制御とトラッキング制御とを行い、情報の読み出し、書き込み又は消去を行う。
The
以上の説明において、搭載する光記録媒体100は、近接場光により記録再生のための複数の記録層を有す光記録媒体である。本実施の形態の光記録再生装置107は、前記本発明の光ピックアップを用いることにより、1つの光ピックアップで、複数の記録層に記録または再生することができる。
In the above description, the mounted
(実施の形態4)
本実施の形態は、前記実施形態3に係る光記録再生装置107を具備したコンピュータ装置の実施の形態である。図13は、本実施の形態に係るコンピュータの斜視図である。図13に示したコンピュータ109は、実施形態3に係る光記録再生装置107と、情報の入力を行うためのキーボード111とマウス112などの入力装置と、入力装置から入力された情報や、光記録再生装置107から読み出した情報などに基づいて演算を行うCPUなどの演算装置108と、演算装置108によって演算された結果の情報を表示するブラウン管や、液晶表示装置などの出力装置110とを備えている。
(Embodiment 4)
The present embodiment is an embodiment of a computer apparatus provided with the optical recording / reproducing
本実施の形態に係るコンピュータ装置は、前記実施形態3に係る光記録再生装置107を具備しており、近接場光により記録再生のための複数の記録層を持つ光記録媒体を安定に記録又は再生できるので、広い用途に使用できる。
The computer apparatus according to the present embodiment includes the optical recording / reproducing
(実施の形態5)
本実施の形態は、前記実施形態3に係る光記録再生装置107を具備した光ディスクレコーダの実施の形態である。図14は、本実施の形態に係る光ディスクレコーダの斜視図である。図14に示した光ディスクレコーダ115は、実施形態3に係る光記録再生装置107と、画像信号を光記録再生装置107によって、光記録媒体へ記録する情報信号に変換する記録信号処理回路113を備えている。
(Embodiment 5)
The present embodiment is an embodiment of an optical disc recorder provided with the optical recording / reproducing
光記録再生装置107から得られる情報信号を、画像信号に変換する再生信号処理回路114も有することが望ましい。この構成によれば、既に記録した部分を再生することも可能となる。更に、情報を表示するブラウン管、液晶表示装置などの出力装置110を備えてもよい。
It is also desirable to have a reproduction
本実施の形態に係る光ディスクレコーダは、前記実施形態3に係る光記録再生装置107を具備しており、近接場光により記録再生のための複数の記録層を持つ光記録媒体を安定を安定に記録又は再生できるので、広い用途に使用できる。
The optical disc recorder according to the present embodiment includes the optical recording / reproducing
本発明に係る光ピックアップ及び光記録再生装置は、近接場光記録再生法において安定した情報の記録または再生ができ光記録媒体への高密度記録が可能になる。よって、この応用機器である大容量の光ディスクレコーダやコンピュータ用メモリ装置などに利用することができる。 The optical pickup and optical recording / reproducing apparatus according to the present invention can stably record or reproduce information in the near-field optical recording / reproducing method, and can perform high-density recording on an optical recording medium. Therefore, it can be used for a large-capacity optical disk recorder, a computer memory device, and the like, which are applied devices.
1 半導体レーザ
2 光束
3 集光レンズ
5 ビームエクスパンダ−
5a 第1のレンズ
5b 第2のレンズ
5c 第3のレンズ
8 対物レンズ光学系
8a レンズ
8b SIL(ソリッドドイマージョンレンズ)
9 ビームエクスパンダ−
9a 第1のレンズ
9b 第2のレンズ
9c 第3のレンズ
10 検出レンズ
11 光検出器
13 光検出器
21 半導体レーザ
30 光記録媒体
30a 保護層
31 記録層
31a 第1の記録層
31a 第2の記録層
31a 第3の記録層
107 光記録再生装置
109 コンピュータ装置
115 光ディスクレコーダ
DESCRIPTION OF
9 Beam expander
9a
Claims (13)
前記光源から出射された光の波面を変換する波面変換光学系と、この波面変換光学系から出射した光束を、1を越える開口数で前記光記録媒体の記録層に収束する対物レンズ光学系とを備え、
前記波面変換光学系は、前記光源から出射された発散光を平行光に変換する集光レンズと、この平行光を収束する第1のレンズと、収束後発散した光を再度集光する第3のレンズと、第1のレンズと第3のレンズの間に設けられた第2のレンズから成り、少なくとも第2のレンズは光軸方向に移動可能に構成され、
前記光記録媒体の表面と、この表面に最も近い前記対物レンズ光学系のレンズとの間隔を一定に維持した状態で、少なくとも前記第2のレンズを光軸方向に移動することにより、前記記録層における光の収束位置と球面収差とを補正することを特徴とする光ピックアップ。 An optical pickup that records or reproduces information by irradiating an optical recording medium having a plurality of recording layers with light emitted from a light source,
A wavefront conversion optical system that converts a wavefront of light emitted from the light source, and an objective lens optical system that converges a light beam emitted from the wavefront conversion optical system on a recording layer of the optical recording medium with a numerical aperture exceeding 1. With
The wavefront conversion optical system includes a condenser lens that converts divergent light emitted from the light source into parallel light, a first lens that converges the parallel light, and a third lens that condenses the divergent light after convergence. And a second lens provided between the first lens and the third lens, and at least the second lens is configured to be movable in the optical axis direction,
The recording layer is moved by moving at least the second lens in the optical axis direction while maintaining a constant distance between the surface of the optical recording medium and the lens of the objective lens optical system closest to the surface. An optical pickup which corrects the light convergence position and spherical aberration in the lens.
前記光源から出射された光の波面を変換する波面変換光学系と、この波面変換光学系から出射した光束を、1を越える開口数で前記光記録媒体の記録層に収束する対物レンズ光学系と、前記光記録媒体によって反射された光を、前記光源から前記光記録媒体に至る光路から分離する分離光学系と、前記分離光学系によって分離された光を検出する検出部とを備え、
前記波面変換光学系は、前記光源から出射された発散光を平行光に変換する集光レンズと、この平行光を収束する第1のレンズと、収束後発散した光を再度集光する第3のレンズと、第1のレンズと第3のレンズの間に設けられた第2のレンズから成り、少なくとも第2のレンズは光軸方向に移動可能に構成され、
前記光記録媒体の表面と、この表面に最も近い前記対物レンズ光学系のレンズとの間隔を一定に維持した状態で、少なくとも前記第2のレンズを光軸方向に移動することにより、前記記録層における光の収束位置と球面収差とを補正することを特徴とする光ピックアップ。 An optical pickup that records or reproduces information by irradiating an optical recording medium having a plurality of recording layers with light emitted from a light source,
A wavefront conversion optical system that converts a wavefront of light emitted from the light source, and an objective lens optical system that converges a light beam emitted from the wavefront conversion optical system on a recording layer of the optical recording medium with a numerical aperture exceeding 1. A separation optical system for separating the light reflected by the optical recording medium from an optical path from the light source to the optical recording medium, and a detection unit for detecting the light separated by the separation optical system,
The wavefront conversion optical system includes a condenser lens that converts divergent light emitted from the light source into parallel light, a first lens that converges the parallel light, and a third lens that condenses the divergent light after convergence. And a second lens provided between the first lens and the third lens, and at least the second lens is configured to be movable in the optical axis direction,
The recording layer is moved by moving at least the second lens in the optical axis direction while maintaining a constant distance between the surface of the optical recording medium and the lens of the objective lens optical system closest to the surface. An optical pickup which corrects the light convergence position and spherical aberration in the lens.
前記光源から出射された光の波面を変換する波面変換光学系と、この波面変換光学系から出射した光束を、1を越える開口数で前記光記録媒体の記録層に収束する対物レンズ光学系とを備え、
前記波面変換光学系は、前記光源から出射された発散光を収束する第1のレンズと、収束後発散した光を集光する第3のレンズと、第1のレンズと第3のレンズの間に設けられた第2のレンズから成り、少なくとも第2のレンズは光軸方向に移動可能に構成され、
前記光記録媒体の表面と、この表面に最も近い前記対物レンズ光学系のレンズ素子との間隔を一定に維持した状態で、少なくとも前記第2のレンズを光軸方向に移動することにより、前記記録層における光の収束位置と球面収差とを補正することを特徴とする光ピックアップ。 An optical pickup that records or reproduces information by irradiating an optical recording medium having a plurality of recording layers with light emitted from a light source,
A wavefront conversion optical system that converts a wavefront of light emitted from the light source, and an objective lens optical system that converges a light beam emitted from the wavefront conversion optical system on a recording layer of the optical recording medium with a numerical aperture exceeding 1. With
The wavefront conversion optical system includes a first lens for converging diverging light emitted from the light source, a third lens for converging diverging light after convergence, and a space between the first lens and the third lens. And at least the second lens is configured to be movable in the direction of the optical axis,
By moving at least the second lens in the optical axis direction while maintaining a constant distance between the surface of the optical recording medium and the lens element of the objective lens optical system closest to the surface, the recording An optical pickup which corrects a light convergence position and spherical aberration in a layer.
前記光源から出射された光の波面を変換する波面変換光学系と、この波面変換光学系から出射した光束を、1を越える開口数で前記光記録媒体の記録層に収束する対物レンズ光学系と、前記光記録媒体によって反射された光を、前記光源から前記光記録媒体に至る光路から分離する分離部と、前記分離部によって分離された光を検出する検出部とを備え、
前記波面変換光学系は、前記光源から出射された発散光を収束する第1のレンズと、収束後発散した光を集光する第3のレンズと、第1のレンズと第3のレンズの間に設けられた第2のレンズから成り、少なくとも第2のレンズは光軸方向に移動可能に構成され、
前記光記録媒体の表面と、この表面に最も近い前記対物レンズ光学系のレンズ素子との間隔を一定に維持した状態で、少なくとも前記第2のレンズを光軸方向に移動することにより、前記記録層における光の収束位置と球面収差とを補正することを特徴とする光ピックアップ。 An optical pickup that records or reproduces information by irradiating an optical recording medium having a plurality of recording layers with light emitted from a light source,
A wavefront conversion optical system that converts a wavefront of light emitted from the light source, and an objective lens optical system that converges a light beam emitted from the wavefront conversion optical system on a recording layer of the optical recording medium with a numerical aperture exceeding 1. A separation unit for separating the light reflected by the optical recording medium from an optical path from the light source to the optical recording medium, and a detection unit for detecting the light separated by the separation unit,
The wavefront conversion optical system includes a first lens for converging diverging light emitted from the light source, a third lens for converging diverging light after convergence, and a space between the first lens and the third lens. Comprising at least a second lens, and at least the second lens is configured to be movable in the optical axis direction.
By moving at least the second lens in the optical axis direction while maintaining a constant distance between the surface of the optical recording medium and the lens element of the objective lens optical system closest to the surface, the recording An optical pickup which corrects a light convergence position and spherical aberration in a layer.
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| JP2009239045A JP2011086349A (en) | 2009-10-16 | 2009-10-16 | Optical pickup and optical recording and reproducing device |
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