JP2004171695A - Optical head system and optical information recording/reproducing apparatus - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical head system which can perform successful recording and reproducing of a plurality of kinds of optical recording media, and an optical information recording/reproducing apparatus. <P>SOLUTION: The light from a semiconductor laser of a wavelength 650 nm within an optical system 1b is focused on an optical disk 4b of DVD (Digital Versatile Disk) standards by an objective lens 3a and the reflected light from the optical disk 4b is received by a photodetector within the optical system 1b. Also, the light from a semiconductor laser of a wavelength 780 nm within an optical system 1c is focused on an optical disk 4c of CD (Compact Disk) standards by the objective lens 3a and the reflected light from the optical disk 4c is received by a photodetector within the optical system 1c. The objective lens 3a is so installed that the direction of the comatic aberration caused by the decenter and tilt between faces is aligned to the tangent direction or radial direction of the optical disks 4b and 4c. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ヘッド装置、及び、光学的情報記録・再生装置に関し、更に詳しくは、記録密度が相互に異なる複数の光記録媒体の記録・再生（記録及び再生、記録又は再生）を行う光ヘッド装置、及び、光学的情報記録・再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年では、光記録媒体にレーザ光を照射して情報を記録・再生する光学的情報記録・再生装置が広く普及し、使用される光記録媒体の種類（規格）も増えてきている。図６は、一般的な光学的情報記録・再生装置で使用される光ヘッド装置の構成を示している。半導体レーザ９からの出射光は、コリメータレンズ１０で平行光となって、Ｐ偏光を透過する偏光ビームスプリッタ１１に入射する。偏光ビームスプリッタ１１を透過した光束は、１／４波長板１２に入射し、直線偏光から円偏光に変換される。円偏光となった半導体レーザ９からの光束は、対物レンズ３によって集光され、光記録媒体である光ディスク４上に光スポットを形成する。
【０００３】
光ディスク４で反射した光束は、半導体レーザ９からの光束とは逆向きに対物レンズ３を透過し、１／４波長板１２によって円偏光から直線偏光に変換される。この直線偏光の偏光方向は、半導体レーザ９からの光束の偏光方向と直交した向き（Ｓ偏光）となる。Ｓ偏光となった光ディスク４からの反射光束は、偏光ビームスプリッタ１１で反射し、円筒レンズ１３、及び、レンズ１４を透過して光検出器１５上に光スポットを形成する。光検出器１５では、フォーカス誤差信号、トラック誤差信号、及び、ＲＦ信号（再生信号）が得られる。対物レンズ３は、図示しないアクチュエータによって駆動可能であり、光検出器１５からの誤差信号に基づいて、光軸方向（フォーカス方向）及び光ディスク４の半径方向（ラジアル方向）に駆動される。
【０００４】
図７（ａ）、（ｂ）は、一般的な対物レンズの断面形状を示し、同図（ａ）は面間のディセンタが生じた対物レンズ３の様子を示し、同図（ｂ）は面間のチルトが生じた対物レンズ３の様子を示している。また、同図（ｃ）は、面間のディセンタ又はチルトの量と、それにより生じるコマ収差との関係をグラフとして示している。一般に、対物レンズ３は、同図（ａ）、（ｂ）に示すように、光軸方向に対向する２つの面（第１面（１６）、及び、第２面（１７））を有し、対物レンズ３には、製造誤差等により、第１面（１６）及び第２面（１７）の中心が光軸と垂直な方向にずれるディセンタ（同図（ａ））や、第１面（１６）及び第２面（１７）の少なくとも一方の法線方向が光軸方向と異なる方向に傾くチルト（同図（ｂ））が生じる。
【０００５】
半導体レーザ９からの光束、又は、光ディスク４からの反射光束は、第１面（１６）及び第２面（１７）を光軸方向に通過する。このとき、図７（ａ）又は（ｂ）に示すように、対物レンズ３の第１面（１６）及び第２面（１７）の間にディセンタやチルトが生じていると、対物レンズ３を透過する光束には、ディセンタやチルトが生じている方向にコマ収差が発生する。コマ収差の発生量は、同図（ｃ）に示すように、第１面（１６）及び第２面（１７）の中心間の距離（面間ディセンタ量）や、光軸からの傾き角（面間チルト量）に比例して大きくなる。コマ収差が発生すると、光ディスク４上に形成される集光スポットの形状が乱れ、光ディスク４に対する記録・再生特性が悪化する。
【０００６】
ここで、図８（ａ）は、対物レンズ２０３の光軸方向と、光ディスク２０４の記録面に垂直な方向との傾きを示し、同図（ｂ）は、対物レンズ２０３の傾きの量とコマ収差との関係を示している。対物レンズ２０３に面間のディセンタやチルトが生じていなければ、対物レンズ２０３の光軸方向と、光ディスク２０４の記録面に垂直な方向との傾き（レンズチルト量）を「０」にするように対物レンズ２０３を配置した場合には、コマ収差は発生しない。対物レンズ２０３を、同図（ａ）に示すように光ディスク２０４の記録面に垂直な方向に対して傾けて配置すると、コマ収差が発生し、そのコマ収差は、同図（ｂ）に示すように、レンズチルト量に比例して大きくなる。
【０００７】
図９は、対物レンズ３の面間のディセンタ又はチルト量と、それに起因して発生するコマ収差を打ち消すためのレンズチルト量との関係を示している。対物レンズ３に、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、面間のディセンタやチルトが生じているときには、対物レンズ３全体をアクチュエータと一体に、面間のディセンタやチルトがある方向（コマ収差発生方向）へ所定角度だけ傾けて配置する。これにより、光学的情報記録・再生装置では、対物レンズ３の面間のディセンタやチルトにより発生するコマ収差が打ち消され、光ディスク４の良好な記録・再生が可能となる。図７（ｃ）に示すように、面間のディセンタ又はチルト量に比例して、それに起因して発生するコマ収差が大きくなり、図８（ｂ）に示すように、レンズチルト量に比例してコマ収差が大きくなる。このため、面間のディセンタやチルトに起因するコマ収差を打ち消すためのレンズチルト量は、図９に示すように、面間のディセンタ又はチルト量に比例して大きくなる。
【０００８】
図１０（ａ）は、光ディスク２０４の記録面と、対物レンズ２０３の光軸に垂直な方向との傾きを示し、同図（ｂ）は、光ディスク２０４の傾きの量とコマ収差との関係を示している。同図（ａ）に示すように、光ディスク２０４の記録面が、対物レンズ２０３の光軸に垂直な方向（基準面の方向）から傾くと、光ディスク２０４の傾き（ディスクチルト）に起因するコマ収差が発生する。ディスクチルトの量と、コマ収差との関係は、同図（ｂ）に示すように比例関係となる。ディスクチルト量が大きいと、それにより発生するコマ収差が大きくなり、光ディスク２０４の記録や再生に支障が生じる。光学的情報記録・再生装置では、対物レンズ２０３のレンズアクチュエータを駆動し、対物レンズ２０３の傾きを変化させる構成を採用することで、ディスクチルトに起因するコマ収差を補正することができる。
【０００９】
ところで、光学的情報記録・再生装置で記録・再生される光記録媒体としては、使用レーザ波長や記録容量が異なる複数種類の規格が提唱されている。一般に、光学的情報記録・再生装置における記録密度は、光ヘッド装置が光記録媒体上に形成する集光スポットの径の２乗に反比例する。言い換えれば、集光スポットの径が小さいほど記録密度は高くなる。集光スポットの径は光ヘッド装置における光源の波長に比例し、対物レンズの開口数に反比例する。つまり、光源の波長が短く対物レンズの開口数が高いほど集光スポットの径は小さくなり、密度の高い記録が可能となる。
【００１０】
一方、光記録媒体の傾きにより発生するコマ収差は光源の波長に反比例し、対物レンズの開口数の３乗、及び、光記録媒体の保護層の厚さに比例する。このため、光記録媒体の保護層の厚さが同じ場合には、光源の波長が短く、対物レンズの開口数が高いほど記録・再生特性に対する光記録媒体の傾きのマージンは狭くなる。記録密度を高めるために光源の波長を短くし、対物レンズの開口数を高くした光学的情報記録・再生装置では、記録・再生特性に対する光記録媒体の傾きのマージンを確保するために、光記録媒体の保護層の厚さを薄くしている。
【００１１】
例えば、容量６５０ＭＢのＣＤ（コンパクトディスク）規格では、光源の波長は７８０ｎｍ、対物レンズの開口数は０．４５、ディスクの保護層の厚さは１．２ｍｍであるが、容量４．７ＧＢのＤＶＤ（ディジタルバーサタイルディスク）規格では、光源の波長は６５０ｎｍ、対物レンズの開口数は０．６、ディスクの保護層の厚さは０．６ｍｍであり、保護層の厚さが半分になっている。更に、最近提案された容量２３．３ＧＢのＢｒＤ（ブルーレイディスク）規格では、光源の波長は４０５ｎｍ、対物レンズの開口数は０．８５、ディスクの保護層の厚さは０．１ｍｍであり、保護層の厚さが更に薄くなる。
【００１２】
近年、ＢｒＤ規格や、ＤＶＤ規格、ＣＤ規格など、使用レーザ波長や記録密度が異なる複数種類の光記録媒体を、同じ光学的情報記録・再生装置を用いて記録・再生する技術が提案されている。このような光学的情報記録・再生装置で、同じ対物レンズを用いて、記録密度が異なる複数種類の光記録媒体の記録・再生を行う場合には、何れの記録媒体の記録・再生についても、コマ収差が精度よく補正されている必要がある。
【００１３】
複数種類の光記録媒体の記録・再生を同じ装置で行う技術として、特開２００１−２４３６５１号公報には、波長が短い方の光源を対物レンズの中心軸に合わせて配置し、波長が長い方の光源に対して対物レンズのコマ収差を補正することで、何れの光記録媒体についても良好な記録・再生が可能となる技術が記載されている。この技術では、波長が長い方の光源が対物レンズの中心軸の外に配置されることになり、それに起因して非点収差が発生するが、その非点収差は、記録密度が低い、長波長光源で記録・再生される光記録媒体に対しては大きな問題とならないため、記録密度が異なる複数種類の光記録媒体の良好な記録・再生が可能となる。
【００１４】
【特許文献１】
特開２００１−２４３６５１号公報
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、光学的情報記録・再生装置が複数種類の光記録媒体の記録・再生を行う場合についても、対物レンズの面間のディセンタやチルトに起因するコマ収差を補正する必要がある。この場合、対物レンズを面間のディセンタやチルトに起因するコマ収差の発生方向に傾けることで、コマ収差が補正できるものの、その傾きの量は、以下に示すように、使用光源波長や、対物レンズの開口数、保護層の厚さによって異なる。
【００１６】
図１１は、対物レンズの面間のディセンタ又はチルトと、それにより発生するコマ収差を打ち消すためのレンズチルトとの関係を示している。グラフ（ａ）はＢｒＤ規格の光記録媒体を使用する場合についての、面間のディセンタやチルトにより生じるコマ収差を補正するためのレンズチルト量を示している。また、グラフ（ｂ）はＤＶＤ規格の光記録媒体を使用する場合についてのレンズチルト量を示し、グラフ（ｃ）はＣＤ規格の光記録媒体を使用する場合についてのレンズチルト量を示している。対物レンズの面間のディセンタやチルトにより発生するコマ収差は、光源の波長に反比例し、対物レンズの開口数の３乗に比例する。また、レンズチルトにより変化するコマ収差は光源の波長に反比例し、対物レンズの開口数の３乗及び光記録媒体の保護層の厚さに比例する。
【００１７】
図１１に示すように、対物レンズの面間のディセンタ又はチルトの量が同じ場合には、それに起因して発生するコマ収差を打ち消すためのレンズチルトの量は、光記録媒体の保護層の厚さが厚いほど小さくなる。このことは、特定種類の光記録媒体に対し、対物レンズの面間のディセンタやチルトにより発生するコマ収差を打ち消すように対物レンズを傾けると、別の種類の光記録媒体に対しては、面間のディセンタやチルトにより発生するコマ収差が打ち消されずに残留することを意味する。残留するコマ収差は、光記録媒体の傾きにより発生するコマ収差に加算されるため、記録・再生特性に対する光記録媒体の傾きのマージンはその分だけ狭くなり、記録や再生を正しく行うことができなくなる恐れがある。
【００１８】
本発明は、上記課題を解決し、特定種類の光記録媒体に対し、対物レンズの面間のディセンタやチルトにより発生するコマ収差を打ち消すように対物レンズを傾けた場合であっても、複数種類の光記録媒体に対して記録や再生を良好に行うことができる光ヘッド装置、及び、光学的情報記録・再生装置を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の光ヘッド装置は、光源と、該光源からの出射光を光記録媒体に集光する対物レンズを有し、複数種類の光記録媒体に対して記録又は再生を行う光ヘッド装置において、前記対物レンズは、コマ収差発生方向が特定の方向とほぼ一致するように設置されていることを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の光学的情報記録・再生装置は、光源と、該光源からの出射光を光記録媒体に集光する対物レンズと、前記光源を発光させる光源駆動回路とを有し、複数種類の光記録媒体に対して記録又は再生を行う光学的情報記録・再生装置において、前記対物レンズは、コマ収差発生方向が特定の方向とほぼ一致するように設置されていることを特徴とする。
【００２１】
本発明の光ヘッド装置では、記録特性や再生特性に対する光記録媒体の傾きのマージンに余裕がある特定の方向と、対物レンズのコマ収差発生方向とが一致するように、対物レンズを配置する。このため、対物レンズの面間にディセンタやチルトが生じており、それにより発生するコマ収差が、光記録媒体の傾きに起因するコマ収差に加えられても、光記録媒体の記録特性や再生特性に与える影響が低く抑えられる。このため、上記本発明の光ヘッド装置を搭載する光学的情報記録・再生装置では、複数種類の何れの光記録媒体についても、良好な記録や再生が可能となる。
【００２２】
本発明の光ヘッド装置では、前記光源を、前記複数種類の光記録媒体に対応した複数の光源で構成することができ、本発明の光学的情報記録・再生装置では、前記光源を、前記複数種類の光記録媒体に対応した複数の光源として構成し、前記光源駆動回路を、前記複数の光源に対応した複数の光源駆動回路として構成することができる。光ヘッド装置は、異なる記録密度の光記録媒体に対応して、波長が異なる複数の光源を備えることができ、光学的情報記録・再生装置は、光源を駆動するための光源駆動回路を、複数の光源のそれぞれに対応して備えることができる。
【００２３】
本発明の光ヘッド装置では、前記特定の方向のコマ収差を変化させるコマ収差変化手段を更に有することが好ましく、本発明の光学的情報記録・再生装置では、前記特定の方向のコマ収差を変化させるコマ収差変化手段と、該コマ収差変化手段を駆動する駆動手段とを更に有することが好ましい。この場合、コマ収差変化手段は、その駆動手段によって、光記録媒体の種類に応じて、残留する対物レンズのコマ収差を打ち消すように、光記録媒体の接線方向又は半径方向における対物レンズの傾きを変化させる。これにより、何れの種類の光記録媒体についても、残留するコマ収差を動的に打ち消すことができる。
【００２４】
本発明の光ヘッド装置及び光学的情報記録・再生装置では、前記特定の方向を、前記光記録媒体の接線方向とすることができる。複数種類の光記録媒体のうち、何れか一の光記録媒体に対して、対物レンズのコマ収差が打ち消されるように対物レンズを傾けて配置した場合には、その他の種類の光記録媒体では、使用光源波長や保護層の厚さの違いにより、光記録媒体の接線方向（タンジェンシャル方向）にコマ収差が残留する。しかし、光記録媒体の接線方向では、光記録媒体の傾きの変動が少ないため、傾きに対するマージンが大きく、他の種類の光記録媒体に対して残留するコマ収差は問題とならない。このため、複数種類の何れの光記録媒体についても、良好な記録や再生が可能となる。
【００２５】
本発明の光ヘッド装置及び光学的情報記録・再生装置では、上記に代えて、前記特定の方向を、前記光記録媒体の半径方向とすることができる。複数種類の光記録媒体のうち、何れか一の光記録媒体に対して対物レンズのコマ収差が打ち消されるように対物レンズを傾けて配置した場合には、その他の種類の光記録媒体では、使用光源波長や保護層の厚さの違いにより、光記録媒体の半径方向（ラジアル方向）にコマ収差が残留する。しかし、例えば、光学的情報記録・再生装置が、光記録媒体の傾きを検出して対物レンズのラジアル方向の傾きを制御するラジアルチルト機構によって、光記録媒体の傾きの影響を低減するときには、光記録媒体の半径方向の傾きに対するマージンが広がり、他の種類の光記録媒体に対して残留するコマ収差は問題とならない。このため、複数種類の何れの光記録媒体についても、良好な記録や再生が可能となる。
【００２６】
本発明の光ヘッド装置及び光学的情報記録・再生装置では、前記対物レンズには、前記コマ収差発生方向を示すマーキング部が形成されていることが好ましい。この場合には、対物レンズのコマ収差発生方向が容易に視認でき、光ヘッド装置への搭載が容易となる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照し、本発明の実施形態例に基づいて、本発明を更に詳細に説明する。図１は、本発明の第１実施形態例の光ヘッド装置の構成を示している。この光ヘッド装置１００Ａは、記録密度が相互に異なる光ディスク４ｂ、４ｃを記録・再生（記録及び再生、記録又は再生）し、一方の光ディスク４ｂを記録・再生するための光学系１ｂ、他方の光ディスク４ｃを記録・再生するための光学系１ｃ、光学系１ｂと光学系１ｃとを分離するための干渉フィルタ２ｂ、及び、光学系１ｂ、１ｃの双方に共通の対物レンズ３ａを備える。一方の光ディスク４ｂは、記録密度が高い光ディスクとして構成され、例えば、保護層の厚さが０．６ｍｍのＤＶＤ規格の光ディスクとして構成される。他方の光ディスク４ｃは、記録密度が低い光ディスクとして構成され、例えば、保護層の厚さが１．２ｍｍのＣＤ規格の光ディスクとして構成される。
【００２８】
光ヘッド装置１００Ａは、記録・再生の対象となる光ディスクの種類に応じて、光学系１ｂ、１ｃの何れか一方を活性化する。光学系１ｂ、１ｃは、それぞれ、図６に示す一般的な光学系１と同様であり、対象とする光ディスク４ｂ、４ｃの記録・再生に使用する波長の半導体レーザ９、コリメータレンズ１０、偏光ビームスプリッタ１１、１／４波長板１２、円筒レンズ１３、レンズ１４、及び、光ディスクからの反射光を受光する光検出器１５を備える。例えば、一方の光ディスク４ｂがＤＶＤ規格の光ディスクであれば、一方の光学系１ｂは、波長が６５０ｎｍの半導体レーザを備え、他方の光ディスク４ｃがＣＤ規格の光ディスクであれば、他方の光学系１ｃは、波長が７８０ｎｍの半導体レーザを備える。
【００２９】
各光学系１ｂ、１ｃの半導体レーザ９から出射した光束は、それぞれ、コリメータレンズ１０で平行光化され、偏光ビームスプリッタ１１にＰ偏光として入射してほぼ完全に透過し、１／４波長板１２を透過して直線偏光から円偏光に変換されて、干渉フィルタ２ｂに入射する。干渉フィルタ２ｂは、一方の光学系１ｂの半導体レーザからの光束、例えば波長６５０ｎｍの光束を透過し、他方の光学系１ｃの半導体レーザからの光束、例えば波長７８０ｎｍの光束を反射する。
【００３０】
一方の光学系１ｂ内の半導体レーザから出射した光束は、干渉フィルタ２ｂを透過し、対物レンズ３ａにより一方の光ディスク４ｂ上に集光スポットを形成する。一方の光ディスク４ｂからの反射光は、対物レンズ３ａを半導体レーザからの出射光に対して逆向きに透過し、干渉フィルタ２ｂを透過して、一方の光学系１ｂに入射する。他方の光学系１ｃ内の半導体レーザから出射した光束は、干渉フィルタ２ｂで反射して向きを変え、対物レンズ３ａにより他方の光ディスク４ｃ上に集光スポットを形成する。他方の光ディスク４ｃからの反射光は、対物レンズ３ａを半導体レーザからの出射光に対して逆向きに透過し、干渉フィルタ２ｂで反射して向きを変え、他方の光学系１ｃに入射する。
【００３１】
光学系１ｂ、１ｃに入射した光ディスク４ｂ又は４ｃからの反射光は、それぞれ、１／４波長板１２を透過して円偏光から、半導体レーザからの出射光の偏光方向とは直交した直線偏光に変換され、偏光ビームスプリッタ１１にＳ偏光として入射してほぼ完全に反射し、円筒レンズ１３、レンズ１４を透過して光検出器１５で受光される。各光学系１ｂ、１ｃ内の光検出器１５では、フォーカス誤差信号、トラック誤差信号及びＲＦ信号が得られる。対物レンズ３ａは、フォーカス誤差信号や、トラック誤差信号に基づいて、図示しないアクチュエータにより、光軸方向（フォーカス方向）及び光ディスク４ｂ、４ｃの半径方向（ラジアル方向）に駆動される。
【００３２】
対物レンズ３ａとしては、例えば「オプティカル・デザイン・アンド・ファブリケーション２０００プロシーディングズ」の第９３頁〜第９６頁に記載されているような、回折・屈折複合レンズが用いられる。対物レンズ３ａは、光ディスク４ｂ、４ｃの双方に対してバランス良く設計され、例えば対物レンズ３ａの波長６５０ｎｍ、７８０ｎｍの光に対する開口数は、それぞれ０．６、０．４５となるように設計される。
【００３３】
図２は、対物レンズ３ａを光ディスク側から見た平面図として示している。対物レンズ３ａの面間にディセンタやチルトが生じている場合、対物レンズ３ａの収差を干渉計で測定すると、同図（ａ）、（ｂ）中に示すような、Ｓ字状の干渉縞が観測される。例えば、観測されるＳ字状の干渉縞が、同図（ａ）に示すように、上下方向に見てＳ字状になっているときには、面間のディセンタやチルトが生じている方向（コマ収差発生方向）は、同図（ａ）中に矢印で示す上下方向となる。対物レンズ３ａには、コマ収差発生方向が視認できるように、コマ収差発生方向の一方にマーキング部５を形成することができる。
【００３４】
対物レンズ３ａは、図２（ａ）に示すように、光ディスク４ｂ、４ｃの接線方向（タンジェンシャル方向）と、コマ収差発生方向とが平行になる向きで、アクチュエータに搭載される、或いは、同図（ｂ）に示すように、光ディスク４ｂ、４ｃの半径方向（ラジアル方向）と、コマ収差発生方向とが平行になる向きでアクチュエータに搭載される。このとき、対物レンズ３ａにマーキング部５が形成されていると、アクチュエータへの搭載が容易となる。
【００３５】
一般に、光ディスクは、その断面が上に凸又は下に凸の形状に反っている。このため、光ディスクの半径方向の傾きは、光ディスクの内周部と外周部とで変動が大きいが、光ディスクの接線方向の傾きの変動は比較的小さい。一方、記録・再生特性に対する光ディスクの傾きのマージンは、対物レンズにコマ収差が残留していない場合には、光ディスクの半径方向と接線方向とで同程度である。従って、光ディスクの傾きのマージンは、半径方向には光ディスクが傾く分だけ余裕がないが、接線方向には余裕があるといえる。
【００３６】
図２（ａ）に示すように、コマ収差発生方向と光ディスクの接線方向とが平行になるように対物レンズ３ａを搭載する場合には、光ディスクの半径方向にはコマ収差が生じないため、記録密度が相互に異なる光ディスク４ｂ、４ｃの何れについても、半径方向にはコマ収差が残留しない。このため、光ディスク４ｂ、４ｃの半径方向の傾きの変動が大きく、傾きに対するマージンに余裕がない場合であっても、光ディスクの半径方向では、残留するコマ収差によって更にマージンが狭まることがなく、記録・再生特性に支障が生じない。このとき、対物レンズ３ａを、アクチュエータと一体に、記録密度が高い方の光ディスク４ｂを記録・再生する際に、面間のディセンタやチルトに起因して発生するコマ収差が打ち消されるように、光ディスクの接線方向に傾けて、光ヘッド装置１００Ａに搭載する。
【００３７】
光ディスクの接線方向では、記録密度が高い方の光ディスク４ｂに対してコマ収差が発生しないように対物レンズ３ａが傾けて搭載されるため、記録密度が低い方の光ディスク４ｃに対しては、使用レーザ波長や保護層の厚さの違いにより、コマ収差が打ち消されずに残留する。この残留するコマ収差は、光ディスク４ｃの傾きに起因して発生するコマ収差に加算されるため、光ディスク４ｃの接線方向の傾きのマージンはその分だけ狭くなる。しかしながら、光ディスクの接線方向では傾きの変動が小さく元のマージンに余裕があるため、光ディスク４ｃの記録・再生には支障が生じない。
【００３８】
上記とは逆に、対物レンズ３ａを、記録密度が低い方の光ディスク４ｃを記録・再生する際に、面間のディセンタやチルトに起因するコマ収差が打ち消されるように、光ディスクの接線方向に傾けて配置することもできる。この場合、記録密度が高い方の光ディスク４ｂに対しては、接線方向にコマ収差が残留するが、上記と同様な理由により、光ディスクの接線方向では傾きの変動が小さく元のマージンに余裕があるため、光ディスク４ｂの記録・再生には支障が生じない。
【００３９】
図２（ｂ）に示すように、コマ収差発生方向と光ディスクの半径方向とが平行になるように対物レンズ３ａを搭載するときには、光ディスクの接線方向にはコマ収差が生じないため、記録密度が相互に異なる光ディスク４ｂ、４ｃの何れについても、接線方向にはコマ収差が残留しない。このとき、対物レンズ３ａを、アクチュエータと一体に、記録密度が高い方の光ディスク４ｂを記録・再生する際に、面間のディセンタやチルトに起因して発生するコマ収差が打ち消されるように、光ディスクの半径方向に傾けて、光ヘッド装置１００Ａに搭載する。
【００４０】
光ディスクの半径方向では、記録密度が高い方の光ディスク４ｂに対してコマ収差が発生しないように対物レンズ３ａが傾けて搭載されるため、記録密度が低い方の光ディスク４ｃに対しては、使用レーザ波長や保護層の厚さの違いにより、コマ収差が打ち消されずに残留する。この残留するコマ収差は、光ディスク４ｃの傾きに起因して発生するコマ収差に加算されるため、光ディスク４ｃの半径方向の傾きのマージンはその分だけ更に狭くなる。
【００４１】
ここで、例えば、光ヘッド装置１００Ａが、光ディスク４ｂ、４ｃの半径方向の傾きに基づいて対物レンズ３ａを光ディスクの半径方向に傾けるラジアルチルト制御を行う場合には、光ディスクの傾きに起因するコマ収差が減少して、半径方向の傾きのマージンが大きくなる。ラジアルチルト制御では、チルトセンサ等により検出した光ディスク４ｂ、４ｃの半径方向の傾きに応じて、アクチュエータが、対物レンズ３ａを光ディスクの半径方向に傾け、光ディスクの傾きに起因するコマ収差を補正して、半径方向の傾きのマージンに余裕を持たせる。
【００４２】
ラジアルチルト制御により、光ディスクの傾きに伴うコマ収差を補正すると共に、対象とする光ディスクの種類（使用レーザ波長や、対物レンズ開口数、保護層の厚さ）に応じた補正量で対物レンズ３ａの傾き角を更に制御して、複数種類の光ディスクについて、面間のディセンタやチルトに起因するコマ収差をそれぞれ補正することができる。この場合には、記録密度が相互に異なる光ディスク４ｂ、４ｃの何れについてもコマ収差を動的に打ち消すことができ、残留するコマ収差によって、光ディスク４ｃの記録・再生には支障が生じない。
【００４３】
上記とは逆に、対物レンズ３ａを、記録密度が低い方の光ディスク４ｃを記録・再生する際に、面間のディセンタやチルトに起因するコマ収差が打ち消されるように、光ディスクの半径方向に傾けて配置することもできる。この場合、記録密度が高い方の光ディスク４ｂに対しては、半径方向にコマ収差が残留するが、上記と同様な理由により、光ディスクの半径方向のマージンを広げることができ、光ディスク４ｂの記録・再生には支障が生じない。
【００４４】
図３は、図１の光ヘッド装置１００Ａを搭載する光学的情報記録・再生装置の構成を示している。光学的情報記録・再生装置１０１Ａは、光ヘッド装置１００Ａと、光学系１ｂ、１ｃをそれぞれ駆動する光学系駆動回路７ｂ、７ｃと、対物レンズ駆動回路８とを備える。一方の光学系駆動回路７ｂは、光ディスク４ｂの記録・再生に際して一方の光学系１ｂを駆動し、光学系１ｂ内の半導体レーザを発光させる。他方の光学系駆動回路７ｃは、光ディスク４ｃの記録・再生に際して他方の光学系１ｃを駆動し、光学系１ｃ内の半導体レーザを発光させる。光学系駆動回路７ｂ、７ｃは、記録・再生の対象となる光ディスクに応じて何れか１つが活性化される。
【００４５】
対物レンズ駆動回路８は、対物レンズ３ａを駆動するための図示しないアクチュエータを駆動し、フォーカス誤差信号やトラック誤差信号に基づいて、対物レンズ３ａを、光軸方向及び光ディスク４ｂ、４ｃの半径方向に移動させる。また、光ヘッド装置１００Ａがラジアルチルト制御を行う場合には、更に、光ディスク４ｂ、４ｃの傾きを検出する図示しないチルトセンサの傾き検出値に基づいて、対物レンズ３ａの光ディスク半径方向の傾きを制御する。ラジアルチルト制御により対物レンズ３ａの光ディスク半径方向の傾きを制御し、対物レンズ３ａをコマ収差発生方向と光ディスクの半径方向とが平行になるように搭載する場合には、光ディスクの種類に応じた補正量で、対物レンズ３ａの光ディスク半径方向の傾きを更に制御し、対物レンズ３ａの面間のディセンタやチルトに起因するコマ収差を補正することができる。
【００４６】
本実施形態例では、対物レンズ３ａを、コマ収差発生方向が光ディスクの接線方向と平行になるように、或いは、光ディスクの半径方向と平行となるように、アクチュエータ上に搭載する。対物レンズ３ａをこのように搭載することで、面間のディセンタやチルトに起因して発生するコマ収差の発生方向を、特定の方向に限定することができる。このとき、一の種類の光ディスクに対してコマ収差を打ち消すように対物レンズを傾けると、その他の種類の光ディスクに対してはコマ収差が残留し、光ディスクの特定方向の傾きのマージンが、残留するコマ収差の分だけ狭くなるが、特定の方向に関しては、元のマージンに余裕がある、或いは、マージンを広げることができるため、対物レンズ３ａの面間のディセンタやチルトに起因するコマ収差の残留は問題とならない。
【００４７】
例えば、コマ収差発生方向と光ディスクの接線方向とが平行となるように対物レンズ３ａを搭載するときには、面間のディセンタやチルトに起因するコマ収差は、光ディスクの接線方向で発生する。このとき、光ディスク４ｂ、４ｃの一方に対してコマ収差を補正するように、対物レンズ３ａを光ディスクの接線方向に傾けて搭載すれば、他方の光ディスクではコマ収差が残留するが、光ディスクの接線方向の傾きに対するマージンには余裕があるため、光ディスク４ｂ、４ｃの何れについても、記録・再生には支障が生じない。
【００４８】
また、コマ収差発生方向と光ディスクの半径方向とが平行となるように対物レンズ３ａを搭載するときには、面間のディセンタやチルトに起因するコマ収差は、光ディスクの半径方向で発生する。このとき、光ディスク４ｂ、４ｃの一方に対してコマ収差を補正するように、対物レンズ３ａを光ディスクの半径方向に傾けて搭載すれば、他方の光ディスクではコマ収差が残留するが、例えばラジアルチルト制御により、光ディスクの傾きに起因するコマ収差を減少することで、光ディスクの半径方向の傾きマージンを広げることができ、光ディスク４ｂ、４ｃの何れについても、記録・再生には支障が生じない。また、対物レンズ３ａの傾きを、記録・再生の対象とする光ディスクの種類に応じて、異なる量に制御する場合には、何れの光ディスク４ｂ、４ｃについても、残留するコマ収差を動的に打ち消すことができ、記録・再生に支障が生じない。
【００４９】
図４は、本発明の第２実施形態例の光ヘッド装置の構成を示している。本実施形態例の光ヘッド装置１００Ｂは、光ディスク４ａに対応する光学系１ａを備え、記録密度が相互に異なる光ディスク４ａ、４ｂ、４ｃの記録・再生を行う点で、第１実施形態例と相違する。対物レンズ３ｂは、図２に示す対物レンズ３ａと同様に、コマ収差発生方向が光ディスクの接線方向又は半径方向と平行になるように搭載される。光ディスク４ａは、例えば保護層の厚さが０．１ｍｍのＢｒＤ規格の光ディスクとして構成される。光学系１ａは、波長４０５ｎｍのレーザ光を光ディスク４ａに向けて出射し、光ディスク４ａからの反射光を受光する。
【００５０】
第１の干渉フィルタ２ａは、光学系１ａ、１ｂのレーザ光を分離し、例えば波長４０５ｎｍのレーザ光を透過し、波長６５０ｎｍのレーザ光を反射する。第２の干渉フィルタ２ｂは、光学系１ａ、１ｂと、光学系１ｃのレーザ光を分離し、例えば波長が４０５ｎｍ及び６５０ｎｍのレーザ光を透過し、波長７８０ｎｍの光を反射する。波長選択開口６は、入射するレーザ光の波長により、実効的な開口数を変化させる。
【００５１】
波長選択開口６としては、例えば「ジョイント・インターナショナル・シンポジウム・オン・オプティカル・メモリー・アンド・オプティカル・データ・ストレージ２００２テクニカルダイジェスト」の第１６８頁〜第１７０頁に記載されているような、同心円状の干渉フィルタパタンを有する素子が用いられる。波長選択開口６では、例えば、波長４０５ｎｍのレーザ光に対する対物レンズ３ｂの開口数を０．８５とし、波長６５０ｎｍ、７８０ｎｍのレーザ光に対する実効的な開口数を、それぞれ０．６、０．４５に制限する。
【００５２】
対物レンズ３ｂとしては、例えば「インターナショナル・シンポジウム・オン・オプティカル・メモリー２００１テクニカルダイジェスト」の第２６頁〜第２７頁に記載されているような、両面非球面単レンズが用いられる。対物レンズ３ｂは、例えば平行光として入射した波長４０５ｎｍのレーザ光が光ディスク４ａの保護層（厚さ０．１ｍｍ）を透過する際に球面収差が発生しないように設計される。このとき、対物レンズ３ｂに、波長６５０ｎｍのレーザ光を平行光として入射すると、光ディスク４ｂの保護層（厚さ０．６ｍｍ）を透過する際に球面収差が残留するが、発散光として入射すると、残留する球面収差が低減される。同様に、対物レンズ３ｂに、波長７８０ｎｍの光を平行光として入射すると、光ディスク４ｃの保護層（厚さ１．２ｍｍ）を透過する際に球面収差が残留するが、発散光として入射すると残留する球面収差が低減される。
【００５３】
光学系１ａ内の半導体レーザから出射した光束は、干渉フィルタ２ａ、干渉フィルタ２ｂを透過して、波長選択開口６に入射する。波長選択開口６を透過した光束は、平行光として対物レンズ３ｂに入射し、対物レンズ３ｂにより光ディスク４ａ上に集光スポットを形成する。光ディスク４ａからの反射光束は、対物レンズ３ｂ、波長選択開口６を、半導体レーザからの出射光とは逆の向きに透過し、干渉フィルタ２ｂ、干渉フィルタ２ａを透過して、光学系１ａ内の光検出器で受光される。
【００５４】
光学系１ｂ内の半導体レーザから出射した光束は、干渉フィルタ２ａで反射し、干渉フィルタ２ｂを透過して、波長選択開口６に入射する。波長選択開口６を透過した光束は、発散光として対物レンズ３ｂに入射し、対物レンズ３ｂにより光ディスク４ｂ上に集光スポットを形成する。光ディスク４ｂからの反射光束は、対物レンズ３ｂ、波長選択開口６を半導体レーザからの出射光とは逆の向きに透過し、干渉フィルタ２ｂを透過し、干渉フィルタ２ａで反射して、光学系１ｂ内の光検出器で受光される。
【００５５】
光学系１ｃ内の半導体レーザから出射した光束は、干渉フィルタ２ｂで反射し、波長選択開口６に入射する。波長選択開口６を透過した光束は、発散光として対物レンズ３ｂに入射し、対物レンズ３ｂにより光ディスク４ｃ上に集光スポットを形成する。光ディスク４ｃからの反射光束は、対物レンズ３ｂ、波長選択開口６を半導体レーザからの出射光とは逆の向きに透過し、干渉フィルタ２ｂで反射して、光学系１ｃ内の光検出器で受光される。各光学系１ａ、１ｂ、１ｃ内の光検出器では、光ディスクからの反射光に基づいて、フォーカス誤差信号や、トラッキング誤差信号、再生信号が生成される。
【００５６】
図５は、図４の光ヘッド装置１００Ｂを搭載する光学的情報記録・再生装置の構成を示している。光学的情報記録・再生装置１０１Ｂは、光学系１ａ、１ｂ、１ｃをそれぞれ駆動する光学系駆動回路７ａ、７ｂ、７ｃと、対物レンズ駆動回路８とを備える。第１の光学系駆動回路７ａは、光ディスク４ａの記録・再生に際して第１の光学系１ａを駆動し、光学系１ａ内の半導体レーザを発光させる。第２の光学系駆動回路７ｂは、光ディスク４ｂの記録・再生に際して第２の光学系１ｂを駆動し、光学系１ｂ内の半導体レーザを発光させる。第３の駆動回路７ｃは、光ディスク４ｃの記録・再生に際して第３の光学系１ｃを駆動し、光学系１ｃ内の半導体レーザを発光させる。光学系駆動回路７ａ、７ｂ、７ｃは、記録・再生の対象となる光ディスクに応じて、何れか１つが活性化される。
【００５７】
対物レンズ駆動回路８は、対物レンズ３ｂを駆動するための図示しないアクチュエータを駆動し、フォーカス誤差信号やトラック誤差信号に基づいて、対物レンズ３ｂを、光軸方向及び光ディスク４ａ、４ｂ、４ｃの半径方向に移動させる。また、光ヘッド装置１００Ｂがラジアルチルト制御を行う場合には、更に、光ディスク４ａ、４ｂ、４ｃの傾きを検出する図示しないチルトセンサの傾き検出値に基づいて、対物レンズ３ｂの光ディスク半径方向の傾きを制御する。ラジアルチルト制御により対物レンズ３ｂの光ディスク半径方向の傾きを制御し、対物レンズ３ｂをコマ収差発生方向と光ディスクの半径方向とが平行になるように搭載する場合には、光ディスクの種類に応じた補正量で、対物レンズ３ｂの光ディスク半径方向の傾きを更に制御し、対物レンズ３ｂの面間のディセンタやチルトに起因するコマ収差を補正することができる。
【００５８】
本実施形態例では、第１実施形態例と同様に、対物レンズ３ｂを、コマ収差発生方向が光ディスクの接線方向又は半径方向と平行になるように、アクチュエータ上に搭載する。このため、一の種類の光ディスクに対してコマ収差を打ち消すように対物レンズを傾けると、その他の種類の光ディスクに対してはコマ収差が残留し、光ディスクの特定方向の傾きのマージンが、残留するコマ収差の分だけ狭くなるが、上記実施形態例と同様に、特定方向に関しては、元のマージンに余裕がある、或いは、マージンを広げることができるため、対物レンズ３ｂの面間のディセンタやチルトに起因するコマ収差の残留は問題とならない。このため、相互に記録密度が異なる光ディスクの何れについても、記録・再生を良好に行うことができる。
【００５９】
なお、上記実施形態例では、光ヘッド装置がラジアルチルト制御を行う場合には、対物レンズを光ディスクの半径方向に傾けることで、光ディスクの傾きに起因するコマ収差を補正する例について説明したが、これに代えて、半導体レーザから対物レンズまでの光学系中に液晶光学素子を設け、光ディスクの傾きに起因するコマ収差を、その液晶光学素子に電圧を印加することで補正する構成を採用することもできる。また、対物レンズは、フォーカス方向やラジアル方向に加えて、タンジェンシャル方向に駆動可能に構成してもよく、その場合には、対物レンズのコマ収差発生方向を光ディスクの接線方向と平行にした場合についても、光ディスクの種類で異なる発生量のコマ収差を、動的に打ち消すことができる。
【００６０】
以上、本発明をその好適な実施形態例に基づいて説明したが、本発明の光ヘッド装置、及び、光学的情報記録・再生装置は、上記実施形態例にのみ限定されるものではなく、上記実施形態例の構成から種々の修正及び変更を施した光ヘッド装置、及び、光学的情報記録・再生装置も、本発明の範囲に含まれる。
【００６１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の光ヘッド装置、及び、光学的情報記録・再生装置では、対物レンズが、そのコマ収差発生方向と、特定の方向、例えば光記録媒体の接線方向又は半径方向とが一致するように配置される。特定の方向を、記録特性や再生特性に対する光記録媒体の傾きのマージンに余裕がある方向と一致させることで、対物レンズのコマ収差が、光記録媒体の傾きに起因するコマ収差に加えられても、光記録媒体の記録特性や再生特性に与える影響が少なく、複数種類の何れの光記録媒体についても、良好な記録や再生が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態例の光ヘッド装置の構成を示すブロック図。
【図２】対物レンズ３ａを光ディスク側から見た平面図。
【図３】図１の光ヘッド装置を搭載する光学的情報記録・再生装置の構成を示すブロック図。
【図４】本発明の第２実施形態例の光ヘッド装置の構成を示すブロック図。
【図５】図４の光ヘッド装置を搭載する光学的情報記録・再生装置の構成を示すブロック図。
【図６】一般的な光学的情報記録・再生装置で使用される光ヘッド装置の構成を示すブロック図。
【図７】（ａ）は、面間のディセンタが生じた対物レンズの様子を示す断面図、（ｂ）は、面間のチルトが生じた対物レンズの様子を示す断面図、（ｃ）は、面間のディセンタ又はチルトの量と、それにより生じるコマ収差との関係を示すグラフ。
【図８】（ａ）は、対物レンズ２０３の光軸方向と、光ディスク２０４の記録面に垂直な方向との傾きを示す断面図、（ｂ）は、対物レンズ２０３の傾きの量とコマ収差との関係を示すグラフ。
【図９】対物レンズの面間のディセンタ又はチルト量と、それに起因して発生するコマ収差を打ち消すためのレンズチルト量との関係を示すグラフ。
【図１０】（ａ）は、光ディスク２０４の記録面と、対物レンズ２０３の光軸に垂直な方向との傾きを示す断面図、（ｂ）は、光ディスク２０４の傾きの量とコマ収差との関係を示すグラフ。
【図１１】対物レンズの面間のディセンタ又はチルト量と、それに起因して発生するコマ収差を打ち消すためのレンズチルト量との関係を示すグラフ。
【符号の説明】
１：光学系
２：干渉フィルタ
３：対物レンズ
４：光ディスク（光記録媒体）
５：マーキング部
６：波長選択開口
７：光学系駆動回路
８：対物レンズ駆動回路
１００：光ヘッド装置
１０１：光学的情報記録・再生装置[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical head device and an optical information recording / reproducing device, and more particularly, to a light beam for recording / reproducing (recording and reproducing, recording or reproducing) a plurality of optical recording media having different recording densities. The present invention relates to a head device and an optical information recording / reproducing device.
[0002]
[Prior art]
In recent years, optical information recording / reproducing apparatuses for recording / reproducing information by irradiating a laser beam onto an optical recording medium have become widespread, and the types (standards) of optical recording media used have been increasing. FIG. 6 shows a configuration of an optical head device used in a general optical information recording / reproducing device. Light emitted from the semiconductor laser 9 is converted into parallel light by a collimator lens 10 and enters a polarization beam splitter 11 that transmits P-polarized light. The light beam transmitted through the polarization beam splitter 11 is incident on the quarter-wave plate 12, and is converted from linearly polarized light to circularly polarized light. The circularly polarized light beam from the semiconductor laser 9 is condensed by the objective lens 3 and forms a light spot on the optical disk 4 as an optical recording medium.
[0003]
The light beam reflected by the optical disk 4 passes through the objective lens 3 in the opposite direction to the light beam from the semiconductor laser 9, and is converted from circularly polarized light to linearly polarized light by the １ ／ wavelength plate 12. The polarization direction of the linearly polarized light is a direction (S-polarized light) orthogonal to the polarization direction of the light beam from the semiconductor laser 9. The S-polarized light beam reflected from the optical disk 4 is reflected by the polarization beam splitter 11, passes through the cylindrical lens 13 and the lens 14, and forms a light spot on the photodetector 15. In the photodetector 15, a focus error signal, a track error signal, and an RF signal (reproduction signal) are obtained. The objective lens 3 can be driven by an actuator (not shown), and is driven in the optical axis direction (focus direction) and the radial direction (radial direction) of the optical disc 4 based on an error signal from the photodetector 15.
[0004]
FIGS. 7A and 7B show a cross-sectional shape of a general objective lens, FIG. 7A shows a state of the objective lens 3 in which decenter occurs between surfaces, and FIG. The state of the objective lens 3 in which a tilt has occurred is shown. FIG. 3C is a graph showing the relationship between the amount of decenter or tilt between surfaces and the resulting coma. Generally, the objective lens 3 has two surfaces (a first surface (16) and a second surface (17)) facing each other in the optical axis direction, as shown in FIGS. The center of the first surface (16) and the center of the second surface (17) are shifted in a direction perpendicular to the optical axis due to a manufacturing error or the like, and the first lens ( 16) and a tilt occurs in which the normal direction of at least one of the second surface (17) and the optical axis direction is inclined in a direction different from the optical axis direction.
[0005]
A light beam from the semiconductor laser 9 or a reflected light beam from the optical disk 4 passes through the first surface (16) and the second surface (17) in the optical axis direction. At this time, as shown in FIG. 7A or 7B, if a decenter or a tilt occurs between the first surface (16) and the second surface (17) of the objective lens 3, the objective lens 3 is moved. The transmitted light beam has a coma aberration in a direction in which decentering and tilting occur. As shown in FIG. 3C, the amount of generation of coma aberration is the distance between the centers of the first surface (16) and the second surface (17) (inter-plane decenter amount) and the inclination angle from the optical axis ( (The amount of tilt between surfaces). When coma aberration occurs, the shape of the condensed spot formed on the optical disk 4 is disturbed, and the recording / reproducing characteristics for the optical disk 4 deteriorate.
[0006]
Here, FIG. 8A shows the inclination between the optical axis direction of the objective lens 203 and the direction perpendicular to the recording surface of the optical disk 204, and FIG. 8B shows the inclination amount of the objective lens 203 and the frame amount. The relationship with aberration is shown. If there is no decenter or tilt between the surfaces of the objective lens 203, the inclination (lens tilt amount) between the optical axis direction of the objective lens 203 and the direction perpendicular to the recording surface of the optical disc 204 is set to “0”. When the objective lens 203 is arranged, no coma aberration occurs. When the objective lens 203 is arranged to be inclined with respect to the direction perpendicular to the recording surface of the optical disc 204 as shown in FIG. 3A, coma aberration occurs, and the coma aberration is reduced as shown in FIG. In addition, it increases in proportion to the lens tilt amount.
[0007]
FIG. 9 shows the relationship between the decenter or tilt amount between the surfaces of the objective lens 3 and the lens tilt amount for canceling the coma generated due to the decenter or tilt amount. As shown in FIGS. 7A and 7B, when the object lens 3 is decentered or tilted between the surfaces, the entire objective lens 3 is integrated with the actuator and the direction in which the decentering or tilting between the surfaces is present. (The direction of coma aberration generation) is arranged at a predetermined angle. As a result, in the optical information recording / reproducing apparatus, coma aberration generated due to decentering or tilt between the surfaces of the objective lens 3 is canceled, and good recording / reproducing of the optical disc 4 becomes possible. As shown in FIG. 7C, in proportion to the decenter or tilt amount between the surfaces, the coma generated due thereto increases, and as shown in FIG. 8B, the coma aberration increases in proportion to the lens tilt amount. The coma aberration increases. Therefore, the amount of lens tilt for canceling coma caused by decenter or tilt between surfaces increases in proportion to the amount of decenter or tilt between surfaces as shown in FIG.
[0008]
10A shows the inclination between the recording surface of the optical disk 204 and the direction perpendicular to the optical axis of the objective lens 203, and FIG. 10B shows the relationship between the amount of inclination of the optical disk 204 and coma. Is shown. As shown in FIG. 3A, when the recording surface of the optical disk 204 is tilted from a direction perpendicular to the optical axis of the objective lens 203 (direction of the reference plane), coma caused by the tilt (disk tilt) of the optical disk 204 is generated. Occurs. The relationship between the amount of disc tilt and coma is in a proportional relationship as shown in FIG. When the disc tilt amount is large, the coma aberration generated thereby becomes large, and the recording and reproduction of the optical disc 204 are hindered. In the optical information recording / reproducing apparatus, by adopting a configuration in which the lens actuator of the objective lens 203 is driven to change the inclination of the objective lens 203, coma aberration caused by disc tilt can be corrected.
[0009]
By the way, as an optical recording medium recorded / reproduced by an optical information recording / reproducing apparatus, a plurality of types of standards having different laser wavelengths and different recording capacities have been proposed. Generally, the recording density in an optical information recording / reproducing apparatus is inversely proportional to the square of the diameter of a converging spot formed on an optical recording medium by an optical head device. In other words, the smaller the diameter of the focused spot, the higher the recording density. The diameter of the focused spot is proportional to the wavelength of the light source in the optical head device, and is inversely proportional to the numerical aperture of the objective lens. In other words, the shorter the wavelength of the light source and the higher the numerical aperture of the objective lens, the smaller the diameter of the condensed spot and the higher the recording density.
[0010]
On the other hand, coma caused by the inclination of the optical recording medium is inversely proportional to the wavelength of the light source, and is proportional to the cube of the numerical aperture of the objective lens and the thickness of the protective layer of the optical recording medium. For this reason, when the protective layer of the optical recording medium has the same thickness, the wavelength of the light source is short, and the higher the numerical aperture of the objective lens, the narrower the margin of the inclination of the optical recording medium with respect to the recording / reproducing characteristics. In an optical information recording / reproducing apparatus in which the wavelength of the light source is shortened to increase the recording density and the numerical aperture of the objective lens is increased, in order to secure a margin of the inclination of the optical recording medium with respect to the recording / reproducing characteristics, optical recording is performed. The thickness of the protective layer of the medium is reduced.
[0011]
For example, in the CD (Compact Disc) standard having a capacity of 650 MB, the wavelength of the light source is 780 nm, the numerical aperture of the objective lens is 0.45, and the thickness of the protective layer of the disc is 1.2 mm. According to the (digital versatile disk) standard, the wavelength of the light source is 650 nm, the numerical aperture of the objective lens is 0.6, the thickness of the protective layer of the disk is 0.6 mm, and the thickness of the protective layer is halved. Furthermore, in the recently proposed BrD (Blu-ray Disc) standard having a capacity of 23.3 GB, the wavelength of the light source is 405 nm, the numerical aperture of the objective lens is 0.85, and the thickness of the protective layer of the disc is 0.1 mm. The thickness of the layer is further reduced.
[0012]
In recent years, there has been proposed a technique for recording / reproducing a plurality of types of optical recording media having different laser wavelengths and recording densities, such as BrD standard, DVD standard, and CD standard, using the same optical information recording / reproducing apparatus. . In such an optical information recording / reproducing apparatus, when performing recording / reproduction of a plurality of types of optical recording media having different recording densities using the same objective lens, for recording / reproduction of any recording medium, Coma must be accurately corrected.
[0013]
As a technique for performing recording / reproduction of a plurality of types of optical recording media with the same apparatus, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-243661 discloses a technique in which a light source having a shorter wavelength is arranged in accordance with the center axis of an objective lens, A technique is described that corrects coma aberration of an objective lens with respect to the above light source to enable satisfactory recording / reproduction with any optical recording medium. In this technique, a light source having a longer wavelength is disposed outside the central axis of the objective lens, which causes astigmatism. Since this does not cause a serious problem for an optical recording medium recorded / reproduced by a wavelength light source, good recording / reproducing of a plurality of types of optical recording media having different recording densities becomes possible.
[0014]
[Patent Document 1]
JP 2001-243651 A
[0015]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, even when the optical information recording / reproducing apparatus records / reproduces a plurality of types of optical recording media, it is necessary to correct coma aberration caused by decenter and tilt between the surfaces of the objective lens. In this case, the coma aberration can be corrected by tilting the objective lens in the direction in which coma aberration occurs due to decenter and tilt between the surfaces, but the amount of the tilt depends on the wavelength of the light source used and the objective lens as shown below. It depends on the numerical aperture of the lens and the thickness of the protective layer.
[0016]
FIG. 11 shows the relationship between the decenter or tilt between the surfaces of the objective lens and the lens tilt for canceling the coma generated thereby. The graph (a) shows the amount of lens tilt for correcting coma caused by decenter and tilt between surfaces when using an optical recording medium of the BrD standard. Graph (b) shows the amount of lens tilt when a DVD-standard optical recording medium is used, and graph (c) shows the lens tilt amount when a CD-standard optical recording medium is used. Coma generated by decentering or tilting between the surfaces of the objective lens is inversely proportional to the wavelength of the light source and proportional to the cube of the numerical aperture of the objective lens. Also, the coma aberration that changes due to lens tilt is inversely proportional to the wavelength of the light source, and is proportional to the cube of the numerical aperture of the objective lens and the thickness of the protective layer of the optical recording medium.
[0017]
As shown in FIG. 11, when the amount of decenter or tilt between the surfaces of the objective lens is the same, the amount of lens tilt for canceling the coma caused by the same is determined by the thickness of the protective layer of the optical recording medium. Thicker, smaller. This means that if the objective lens is tilted so as to cancel the coma generated by decentering or tilting between the surfaces of the objective lens with respect to a specific type of optical recording medium, the surface can be tilted with respect to another type of optical recording medium. This means that the coma generated due to the decenter or the tilt between them remains without being cancelled. The remaining coma is added to the coma caused by the tilt of the optical recording medium, so that the margin of the tilt of the optical recording medium with respect to the recording / reproducing characteristics is narrowed accordingly, and the recording and reproducing can be performed correctly. There is a risk of disappearing.
[0018]
The present invention solves the above-described problems, and provides a plurality of types of optical recording media, even when the objective lens is tilted so as to cancel coma generated by decenter or tilt between the surfaces of the objective lens for a specific type of optical recording medium. It is an object of the present invention to provide an optical head device and an optical information recording / reproducing apparatus which can perform recording and reproduction on and from the optical recording medium satisfactorily.
[0019]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an optical head device of the present invention has a light source and an objective lens for condensing light emitted from the light source on an optical recording medium, and performs recording or recording on a plurality of types of optical recording media. In an optical head device for performing reproduction, the objective lens is provided such that a coma aberration generation direction substantially coincides with a specific direction.
[0020]
Further, an optical information recording / reproducing apparatus according to the present invention includes a light source, an objective lens for condensing light emitted from the light source on an optical recording medium, and a light source driving circuit for causing the light source to emit light. In an optical information recording / reproducing apparatus for recording or reproducing information on or from an optical recording medium, the objective lens is provided such that a coma aberration generation direction substantially coincides with a specific direction.
[0021]
In the optical head device of the present invention, the objective lens is arranged such that a specific direction in which the margin of the inclination of the optical recording medium with respect to the recording characteristics and the reproduction characteristics has a margin and the direction in which the coma aberration occurs in the objective lens coincide. For this reason, decentering and tilting occur between the surfaces of the objective lens, and even if the coma caused by the decentering or tilting is added to the coma caused by the inclination of the optical recording medium, the recording characteristics and the reproduction characteristics of the optical recording medium can be improved. The effect on the power is kept low. For this reason, in the optical information recording / reproducing apparatus equipped with the optical head device of the present invention, good recording and reproducing can be performed for any of a plurality of types of optical recording media.
[0022]
In the optical head device of the present invention, the light source may be constituted by a plurality of light sources corresponding to the plurality of types of optical recording media. In the optical information recording / reproducing device of the present invention, the light source may include the plurality of light sources. The light source drive circuit may be configured as a plurality of light source drive circuits corresponding to the plurality of light sources. The optical head device can include a plurality of light sources having different wavelengths corresponding to optical recording media having different recording densities, and the optical information recording / reproducing device has a plurality of light source driving circuits for driving the light sources. , Respectively.
[0023]
It is preferable that the optical head device of the present invention further includes a coma aberration changing unit that changes the coma aberration in the specific direction. In the optical information recording / reproducing device of the present invention, the coma aberration in the specific direction is changed. It is preferable to further include a coma aberration changing means for driving the light and a driving means for driving the coma aberration changing means. In this case, the coma aberration changing means adjusts the inclination of the objective lens in the tangential direction or the radial direction of the optical recording medium so that the driving means cancels the remaining coma aberration of the objective lens according to the type of the optical recording medium. Change. This makes it possible to dynamically cancel the remaining coma aberration in any type of optical recording medium.
[0024]
In the optical head device and the optical information recording / reproducing device of the present invention, the specific direction may be a tangential direction of the optical recording medium. Of the plurality of types of optical recording media, for any one of the optical recording media, if the objective lens is arranged to be inclined so that the coma of the objective lens is canceled, the other types of optical recording media, Coma remains in the tangential direction (tangential direction) of the optical recording medium due to differences in the wavelength of the light source used and the thickness of the protective layer. However, in the tangential direction of the optical recording medium, the fluctuation of the tilt of the optical recording medium is small, so that the margin for the tilt is large, and the coma remaining on other types of optical recording medium does not pose a problem. Therefore, good recording and reproduction can be performed for any of the plural types of optical recording media.
[0025]
In the optical head device and the optical information recording / reproducing device of the present invention, the specific direction may be a radial direction of the optical recording medium instead of the above. In the case where the objective lens is arranged to be inclined such that the coma of the objective lens is canceled with respect to any one of the plurality of types of optical recording media, the other types of optical recording media may not be used. Due to differences in the wavelength of the light source and the thickness of the protective layer, coma remains in the radial direction (radial direction) of the optical recording medium. However, for example, when the optical information recording / reproducing apparatus reduces the influence of the tilt of the optical recording medium by a radial tilt mechanism that detects the tilt of the optical recording medium and controls the tilt of the objective lens in the radial direction, The margin for the tilt in the radial direction of the recording medium is widened, and the coma remaining on other types of optical recording medium does not cause a problem. Therefore, good recording and reproduction can be performed for any of the plural types of optical recording media.
[0026]
In the optical head device and the optical information recording / reproducing device according to the present invention, it is preferable that the objective lens is provided with a marking portion that indicates the direction in which the coma aberration occurs. In this case, the direction in which the coma aberration occurs in the objective lens can be easily visually recognized, and mounting on the optical head device becomes easy.
[0027]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on embodiments of the present invention with reference to the drawings. FIG. 1 shows a configuration of an optical head device according to a first embodiment of the present invention. This optical head device 100A includes an optical system 1b for recording and reproducing (recording and reproducing, recording or reproducing) optical disks 4b and 4c having different recording densities, and an optical system 1b for recording and reproducing one optical disk 4b. An optical system 1c for recording / reproducing the optical system 4c, an interference filter 2b for separating the optical system 1b from the optical system 1c, and an objective lens 3a common to both the optical systems 1b and 1c are provided. The optical disk 4b is configured as an optical disk having a high recording density, for example, as a DVD standard optical disk having a protective layer thickness of 0.6 mm. The other optical disk 4c is configured as an optical disk having a low recording density, for example, as a CD standard optical disk having a protective layer thickness of 1.2 mm.
[0028]
The optical head device 100A activates one of the optical systems 1b and 1c in accordance with the type of the optical disc to be recorded / reproduced. The optical systems 1b and 1c are the same as the general optical system 1 shown in FIG. 6, respectively, and include a semiconductor laser 9, a collimator lens 10, and a polarized beam of a wavelength used for recording / reproducing the target optical disks 4b and 4c. The optical system includes a splitter 11, a quarter-wave plate 12, a cylindrical lens 13, a lens 14, and a photodetector 15 that receives light reflected from an optical disc. For example, if one optical disk 4b is a DVD standard optical disk, one optical system 1b includes a semiconductor laser having a wavelength of 650 nm, and if the other optical disk 4c is a CD standard optical disk, the other optical system 1c is And a semiconductor laser having a wavelength of 780 nm.
[0029]
The light beams emitted from the semiconductor lasers 9 of the optical systems 1b and 1c are collimated by the collimator lens 10, incident on the polarizing beam splitter 11 as P-polarized light, and transmitted almost completely. , And is converted from linearly polarized light to circularly polarized light, and enters the interference filter 2b. The interference filter 2b transmits a light beam from the semiconductor laser of one optical system 1b, for example, a light beam with a wavelength of 650 nm, and reflects a light beam from the semiconductor laser of the other optical system 1c, for example, a light beam with a wavelength of 780 nm.
[0030]
The light beam emitted from the semiconductor laser in one optical system 1b passes through the interference filter 2b, and forms a condensed spot on one optical disk 4b by the objective lens 3a. The reflected light from one optical disc 4b passes through the objective lens 3a in the opposite direction to the light emitted from the semiconductor laser, passes through the interference filter 2b, and enters the one optical system 1b. The light beam emitted from the semiconductor laser in the other optical system 1c is reflected by the interference filter 2b to change its direction, and a focused spot is formed on the other optical disk 4c by the objective lens 3a. The reflected light from the other optical disc 4c passes through the objective lens 3a in the opposite direction to the light emitted from the semiconductor laser, is reflected by the interference filter 2b, changes its direction, and enters the other optical system 1c.
[0031]
The reflected light from the optical disk 4b or 4c incident on the optical systems 1b and 1c passes through the quarter-wave plate 12 and changes from circularly polarized light to linearly polarized light orthogonal to the polarization direction of the light emitted from the semiconductor laser. The light is converted, enters the polarization beam splitter 11 as S-polarized light, is almost completely reflected, passes through the cylindrical lenses 13 and 14, and is received by the photodetector 15. The photodetector 15 in each of the optical systems 1b and 1c obtains a focus error signal, a track error signal, and an RF signal. The objective lens 3a is driven in the optical axis direction (focus direction) and the radial direction (radial direction) of the optical discs 4b and 4c by an actuator (not shown) based on the focus error signal and the track error signal.
[0032]
As the objective lens 3a, for example, a diffractive / refractive composite lens as described on pages 93 to 96 of "Optical Design and Fabrication 2000 Proceedings" is used. The objective lens 3a is designed with good balance for both the optical disks 4b and 4c. For example, the numerical aperture of the objective lens 3a for light having wavelengths of 650 nm and 780 nm is designed to be 0.6 and 0.45, respectively. .
[0033]
FIG. 2 shows the objective lens 3a as a plan view seen from the optical disk side. When decentering or tilting occurs between the surfaces of the objective lens 3a, when the aberration of the objective lens 3a is measured by an interferometer, an S-shaped interference fringe as shown in FIGS. Observed. For example, when the observed S-shaped interference fringes are S-shaped when viewed in the vertical direction, as shown in FIG. The aberration generation direction) is the vertical direction indicated by the arrow in FIG. In the objective lens 3a, a marking portion 5 can be formed in one of the coma aberration generation directions so that the coma aberration generation direction can be visually recognized.
[0034]
As shown in FIG. 2A, the objective lens 3a is mounted on the actuator or in a direction in which the tangential direction (tangential direction) of the optical disks 4b and 4c is parallel to the direction in which coma is generated. As shown in FIG. 5B, the optical discs 4b and 4c are mounted on the actuator in a direction in which the radial direction (radial direction) of the optical discs 4b and 4c is parallel to the direction in which the coma aberration occurs. At this time, if the marking portion 5 is formed on the objective lens 3a, mounting on the actuator becomes easy.
[0035]
In general, an optical disc has a cross section warping upward or downward. For this reason, the radial inclination of the optical disk varies greatly between the inner and outer peripheral portions of the optical disk, but the variation in the tangential inclination of the optical disk is relatively small. On the other hand, the margin of the tilt of the optical disk with respect to the recording / reproducing characteristics is substantially the same in the radial direction and the tangential direction of the optical disk when no coma aberration remains in the objective lens. Therefore, it can be said that the margin of the tilt of the optical disk has no margin in the radial direction by the amount of the tilt of the optical disk, but has a margin in the tangential direction.
[0036]
As shown in FIG. 2A, when the objective lens 3a is mounted so that the coma aberration generation direction and the tangential direction of the optical disk are parallel, no coma aberration occurs in the radial direction of the optical disk. Coma does not remain radially in any of the optical disks 4b and 4c having different densities. For this reason, even when the tilt of the optical discs 4b and 4c in the radial direction fluctuates greatly and there is no margin for the tilt, in the radial direction of the optical disc, the margin is not further narrowed by the remaining coma aberration, and the recording is not performed. -There is no problem in the reproduction characteristics. At this time, the objective lens 3a is integrated with the actuator so that when recording / reproducing the optical disk 4b having a higher recording density, the coma aberration generated due to decenter and tilt between surfaces is canceled. And mounted on the optical head device 100A.
[0037]
In the tangential direction of the optical disc, the objective lens 3a is mounted at an angle so that coma does not occur with respect to the optical disc 4b having a higher recording density. Due to the difference in the wavelength and the thickness of the protective layer, the coma remains without being cancelled. Since the remaining coma is added to the coma generated due to the tilt of the optical disc 4c, the margin of the tilt in the tangential direction of the optical disc 4c is narrowed accordingly. However, in the tangential direction of the optical disk, the change in the inclination is small and the original margin has a margin, so that there is no trouble in recording / reproducing on the optical disk 4c.
[0038]
Contrary to the above, the objective lens 3a is tilted in the tangential direction of the optical disc so as to cancel coma caused by decenter and tilt between surfaces when recording / reproducing the optical disc 4c having a lower recording density. Can also be placed. In this case, coma aberration remains in the tangential direction on the optical disk 4b having a higher recording density, but for the same reason as described above, the variation of the inclination is small in the tangential direction of the optical disk and the original margin has room. Therefore, there is no trouble in recording / reproducing the optical disc 4b.
[0039]
As shown in FIG. 2B, when the objective lens 3a is mounted so that the coma aberration generation direction and the radial direction of the optical disk are parallel, no coma aberration occurs in the tangential direction of the optical disk. No coma remains in the tangential direction for any of the optical disks 4b and 4c different from each other. At this time, the objective lens 3a is integrated with the actuator so that when recording / reproducing the optical disk 4b having a higher recording density, the coma aberration generated due to decenter and tilt between surfaces is canceled. And mounted on the optical head device 100A.
[0040]
In the radial direction of the optical disc, the objective lens 3a is mounted at an angle so that coma does not occur with respect to the optical disc 4b having a higher recording density. Due to the difference in the wavelength and the thickness of the protective layer, the coma remains without being cancelled. Since the remaining coma is added to the coma generated due to the tilt of the optical disc 4c, the margin of the tilt of the optical disc 4c in the radial direction is further reduced accordingly.
[0041]
Here, for example, when the optical head device 100A performs the radial tilt control in which the objective lens 3a is tilted in the radial direction of the optical disk based on the tilt of the optical disks 4b and 4c in the radial direction, the coma aberration caused by the tilt of the optical disk Is reduced, and the margin for the radial inclination is increased. In the radial tilt control, the actuator tilts the objective lens 3a in the radial direction of the optical disc in accordance with the radial tilt of the optical discs 4b and 4c detected by the tilt sensor or the like, and corrects coma caused by the tilt of the optical disc. In addition, a margin is provided for the inclination in the radial direction.
[0042]
The radial tilt control corrects the coma due to the tilt of the optical disk, and corrects the objective lens 3a with a correction amount corresponding to the type of the target optical disk (used laser wavelength, numerical aperture of the objective lens, thickness of the protective layer). By further controlling the tilt angle, coma aberration caused by decenter and tilt between surfaces can be corrected for each of a plurality of types of optical discs. In this case, coma aberration can be dynamically canceled for any of the optical disks 4b and 4c having different recording densities, and the remaining coma does not hinder recording / reproduction of the optical disk 4c.
[0043]
Contrary to the above, the objective lens 3a is tilted in the radial direction of the optical disc so that when recording / reproducing the optical disc 4c having a lower recording density, coma caused by decenter and tilt between surfaces is canceled. Can also be placed. In this case, coma remains in the radial direction with respect to the optical disk 4b having a higher recording density. However, for the same reason as described above, the radial margin of the optical disk can be increased, and the recording / recording of the optical disk 4b can be performed. There is no hindrance to regeneration.
[0044]
FIG. 3 shows a configuration of an optical information recording / reproducing apparatus equipped with the optical head device 100A of FIG. The optical information recording / reproducing apparatus 101A includes an optical head device 100A, optical system driving circuits 7b and 7c for driving the optical systems 1b and 1c, respectively, and an objective lens driving circuit 8. The one optical system drive circuit 7b drives the one optical system 1b when recording / reproducing the optical disk 4b, and causes the semiconductor laser in the optical system 1b to emit light. The other optical system driving circuit 7c drives the other optical system 1c when recording / reproducing the optical disk 4c, and causes the semiconductor laser in the optical system 1c to emit light. One of the optical system driving circuits 7b and 7c is activated according to the optical disk to be recorded / reproduced.
[0045]
The objective lens driving circuit 8 drives an actuator (not shown) for driving the objective lens 3a, and moves the objective lens 3a in the optical axis direction and the radial direction of the optical discs 4b and 4c based on the focus error signal and the track error signal. Move. When the optical head device 100A performs the radial tilt control, the tilt of the objective lens 3a in the radial direction of the optical disk is further controlled based on the tilt detection value of a tilt sensor (not shown) that detects the tilt of the optical disks 4b and 4c. I do. When the tilt of the objective lens 3a in the radial direction of the optical disc is controlled by the radial tilt control, and the objective lens 3a is mounted so that the coma aberration generation direction and the radial direction of the optical disc are parallel, correction according to the type of the optical disc is performed. With the amount, the tilt of the objective lens 3a in the radial direction of the optical disk can be further controlled, and coma aberration caused by decenter or tilt between the surfaces of the objective lens 3a can be corrected.
[0046]
In the present embodiment, the objective lens 3a is mounted on the actuator such that the coma aberration generation direction is parallel to the tangential direction of the optical disc or parallel to the radial direction of the optical disc. By mounting the objective lens 3a in this manner, the direction in which coma aberration occurs due to decenter or tilt between surfaces can be limited to a specific direction. At this time, if the objective lens is tilted so as to cancel the coma aberration with respect to one type of optical disk, the coma aberration will remain with respect to the other types of optical disks, and the margin for tilting the optical disk in a specific direction will remain. Although it is narrowed by the amount of coma aberration, in a specific direction, there is a margin in the original margin or the margin can be expanded, so that the residual comatic aberration due to decenter and tilt between the surfaces of the objective lens 3a. Does not matter.
[0047]
For example, when the objective lens 3a is mounted so that the direction in which coma aberration occurs and the tangential direction of the optical disk are parallel, coma aberration due to decenter or tilt between surfaces occurs in the tangential direction of the optical disk. At this time, if the objective lens 3a is mounted to be inclined in the tangential direction of the optical disc so as to correct the coma aberration with respect to one of the optical discs 4b and 4c, the coma aberration remains in the other optical disc, but the tangential direction of the optical disc remains. Since there is a margin for the inclination of the optical disks 4b and 4c, there is no problem in recording / reproducing with respect to any of the optical disks 4b and 4c.
[0048]
When the objective lens 3a is mounted so that the direction in which the coma aberration occurs and the radial direction of the optical disk are parallel, coma aberration due to decenter and tilt between the surfaces occurs in the radial direction of the optical disk. At this time, if the objective lens 3a is mounted to be tilted in the radial direction of the optical disc so as to correct the coma with respect to one of the optical discs 4b and 4c, the coma aberration remains in the other optical disc. Thus, the coma aberration caused by the tilt of the optical disk is reduced, so that the tilt margin in the radial direction of the optical disk can be widened, and no trouble occurs in the recording / reproduction of any of the optical disks 4b and 4c. Further, when the inclination of the objective lens 3a is controlled to a different amount according to the type of the optical disc to be recorded / reproduced, the remaining coma aberration is dynamically canceled in any of the optical discs 4b and 4c. Recording / reproduction is not hindered.
[0049]
FIG. 4 shows the configuration of the optical head device according to the second embodiment of the present invention. The optical head device 100B of the present embodiment is different from the first embodiment in that the optical head device 100B includes an optical system 1a corresponding to the optical disk 4a and performs recording / reproduction on the optical disks 4a, 4b, and 4c having different recording densities. I do. The objective lens 3b is mounted so that the coma aberration generation direction is parallel to the tangential direction or the radial direction of the optical disk, similarly to the objective lens 3a shown in FIG. The optical disk 4a is configured as, for example, an optical disk of BrD standard having a protective layer thickness of 0.1 mm. The optical system 1a emits laser light having a wavelength of 405 nm toward the optical disk 4a, and receives reflected light from the optical disk 4a.
[0050]
The first interference filter 2a separates the laser beams of the optical systems 1a and 1b and transmits, for example, a laser beam having a wavelength of 405 nm and reflects a laser beam having a wavelength of 650 nm. The second interference filter 2b separates the laser beams of the optical systems 1a and 1b and the optical system 1c, and transmits, for example, laser beams having wavelengths of 405 nm and 650 nm and reflects light having a wavelength of 780 nm. The wavelength selection aperture 6 changes the effective numerical aperture according to the wavelength of the incident laser light.
[0051]
As the wavelength selection aperture 6, for example, concentric circles as described on pages 168 to 170 of “Joint International Symposium on Optical Memory and Optical Data Storage 2002 Technical Digest” An element having the interference filter pattern described above is used. In the wavelength selection aperture 6, for example, the numerical aperture of the objective lens 3b for a laser beam of a wavelength of 405 nm is 0.85, and the effective numerical apertures for a laser beam of a wavelength of 650 nm and 780 nm are 0.6 and 0.45, respectively. Restrict.
[0052]
As the objective lens 3b, for example, a double-sided aspheric single lens as described on pages 26 to 27 of "International Symposium on Optical Memory 2001 Technical Digest" is used. The objective lens 3b is designed so that, for example, when a laser beam having a wavelength of 405 nm, which is incident as parallel light, passes through the protective layer (thickness 0.1 mm) of the optical disk 4a, spherical aberration does not occur. At this time, when laser light having a wavelength of 650 nm is incident on the objective lens 3b as parallel light, spherical aberration remains when transmitted through the protective layer (thickness 0.6 mm) of the optical disk 4b. The remaining spherical aberration is reduced. Similarly, when light having a wavelength of 780 nm is incident on the objective lens 3b as parallel light, spherical aberration remains when the light passes through the protective layer (1.2 mm thick) of the optical disk 4c, but remains when emitted as divergent light. Spherical aberration is reduced.
[0053]
The light beam emitted from the semiconductor laser in the optical system 1a passes through the interference filters 2a and 2b and enters the wavelength selection aperture 6. The light beam transmitted through the wavelength selection aperture 6 enters the objective lens 3b as parallel light, and forms a condensed spot on the optical disk 4a by the objective lens 3b. The light beam reflected from the optical disk 4a passes through the objective lens 3b and the wavelength selection aperture 6 in the direction opposite to the direction of the light emitted from the semiconductor laser, passes through the interference filters 2b and 2a, and passes through the optical system 1a. The light is received by the photodetector.
[0054]
The light beam emitted from the semiconductor laser in the optical system 1b is reflected by the interference filter 2a, passes through the interference filter 2b, and enters the wavelength selection aperture 6. The light beam transmitted through the wavelength selection aperture 6 enters the objective lens 3b as divergent light, and forms a converged spot on the optical disk 4b by the objective lens 3b. The light beam reflected from the optical disk 4b passes through the objective lens 3b and the wavelength selection aperture 6 in the direction opposite to the direction of the light emitted from the semiconductor laser, passes through the interference filter 2b, is reflected by the interference filter 2a, and is reflected by the optical system 1b. The light is received by the photodetector inside.
[0055]
The light beam emitted from the semiconductor laser in the optical system 1c is reflected by the interference filter 2b and enters the wavelength selection aperture 6. The light beam transmitted through the wavelength selection aperture 6 enters the objective lens 3b as divergent light, and forms a condensed spot on the optical disk 4c by the objective lens 3b. The light beam reflected from the optical disk 4c passes through the objective lens 3b and the wavelength selection aperture 6 in the direction opposite to the direction of the light emitted from the semiconductor laser, is reflected by the interference filter 2b, and is received by the photodetector in the optical system 1c. Is done. The photodetectors in each of the optical systems 1a, 1b, and 1c generate a focus error signal, a tracking error signal, and a reproduction signal based on the reflected light from the optical disk.
[0056]
FIG. 5 shows a configuration of an optical information recording / reproducing apparatus equipped with the optical head device 100B of FIG. The optical information recording / reproducing apparatus 101B includes optical system driving circuits 7a, 7b, 7c for driving the optical systems 1a, 1b, 1c, respectively, and an objective lens driving circuit 8. The first optical system drive circuit 7a drives the first optical system 1a when recording / reproducing the optical disk 4a, and causes the semiconductor laser in the optical system 1a to emit light. The second optical system drive circuit 7b drives the second optical system 1b when recording / reproducing the optical disk 4b, and causes the semiconductor laser in the optical system 1b to emit light. The third drive circuit 7c drives the third optical system 1c when recording / reproducing the optical disc 4c, and causes the semiconductor laser in the optical system 1c to emit light. Any one of the optical system driving circuits 7a, 7b, and 7c is activated according to the optical disk to be recorded / reproduced.
[0057]
The objective lens driving circuit 8 drives an actuator (not shown) for driving the objective lens 3b, and moves the objective lens 3b in the optical axis direction and the radius of the optical discs 4a, 4b, 4c based on the focus error signal and the track error signal. Move in the direction. When the optical head device 100B performs the radial tilt control, the tilt of the objective lens 3b in the radial direction of the optical disk is further determined based on the tilt detection value of a tilt sensor (not shown) that detects the tilt of the optical disks 4a, 4b, and 4c. Control. When the tilt of the objective lens 3b in the radial direction of the optical disk is controlled by the radial tilt control, and the objective lens 3b is mounted so that the direction in which the coma aberration is generated and the radial direction of the optical disk are parallel, correction according to the type of the optical disk is performed. With the amount, the tilt of the objective lens 3b in the radial direction of the optical disk can be further controlled, and coma aberration caused by decenter or tilt between the surfaces of the objective lens 3b can be corrected.
[0058]
In the present embodiment, as in the first embodiment, the objective lens 3b is mounted on the actuator such that the coma aberration generation direction is parallel to the tangential direction or the radial direction of the optical disk. Therefore, if the objective lens is tilted so as to cancel the coma aberration with respect to one type of optical disk, the coma aberration remains with respect to the other types of optical disks, and the margin of the tilt of the optical disk in a specific direction remains. Although it is narrowed by the amount of coma, the original margin has a margin in the specific direction or the margin can be widened in the specific direction as in the above-described embodiment, so that decentering and tilting between the surfaces of the objective lens 3b are possible. The residual coma caused by the above does not matter. Therefore, recording and reproduction can be favorably performed on any of the optical disks having different recording densities.
[0059]
In the above-described embodiment, an example has been described in which, when the optical head device performs radial tilt control, the objective lens is tilted in the radial direction of the optical disc to correct coma aberration caused by the tilt of the optical disc. Instead, a liquid crystal optical element is provided in the optical system from the semiconductor laser to the objective lens, and a coma aberration caused by the tilt of the optical disk is corrected by applying a voltage to the liquid crystal optical element. You can also. The objective lens may be configured to be drivable in the tangential direction in addition to the focus direction and the radial direction. In this case, the coma aberration generation direction of the objective lens is set to be parallel to the tangential direction of the optical disc. Also, the coma aberration of an amount different depending on the type of the optical disk can be dynamically canceled.
[0060]
As described above, the present invention has been described based on the preferred embodiment. However, the optical head device and the optical information recording / reproducing device of the present invention are not limited to only the above-described embodiment. An optical head device obtained by making various modifications and changes from the configuration of the embodiment and an optical information recording / reproducing device are also included in the scope of the present invention.
[0061]
【The invention's effect】
As described above, in the optical head device of the present invention, and the optical information recording / reproducing device, the objective lens has a coma aberration generation direction and a specific direction, for example, a tangential direction or a radial direction of the optical recording medium. Are arranged so as to match. By making the specific direction coincide with the direction in which the margin of the inclination of the optical recording medium with respect to the recording characteristics and the reproduction characteristics has a margin, the coma of the objective lens is added to the coma caused by the inclination of the optical recording medium. In addition, the recording and reproduction characteristics of the optical recording medium are less affected, and good recording and reproduction can be performed for any of a plurality of types of optical recording media.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an optical head device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view of the objective lens 3a viewed from the optical disk side.
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of an optical information recording / reproducing device equipped with the optical head device of FIG. 1;
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of an optical head device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of an optical information recording / reproducing device equipped with the optical head device of FIG. 4;
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of an optical head device used in a general optical information recording / reproducing device.
7A is a cross-sectional view illustrating a state of an objective lens in which decenter between planes has occurred, FIG. 7B is a cross-sectional view illustrating a state of an objective lens in which a tilt between planes has occurred, and FIG. 7 is a graph showing the relationship between the amount of decenter or tilt between surfaces and coma caused by the amount.
FIG. 8A is a cross-sectional view showing the inclination between the optical axis direction of the objective lens 203 and the direction perpendicular to the recording surface of the optical disc 204, and FIG. The graph which shows the relationship with.
FIG. 9 is a graph showing a relationship between a decenter or tilt amount between surfaces of an objective lens and a lens tilt amount for canceling coma generated due to the decenter or tilt amount.
10A is a cross-sectional view illustrating the inclination between the recording surface of the optical disk 204 and a direction perpendicular to the optical axis of the objective lens 203. FIG. 10B is a graph illustrating the relationship between the amount of inclination of the optical disk 204 and coma aberration. Graph showing the relationship.
FIG. 11 is a graph showing a relationship between a decenter or tilt amount between surfaces of an objective lens and a lens tilt amount for canceling coma generated due to the decenter or tilt amount.
[Explanation of symbols]
1: Optical system
2: Interference filter
3: Objective lens
4: Optical disk (optical recording medium)
5: Marking part
6: wavelength selection aperture
7: Optical system drive circuit
8: Objective lens drive circuit
100: Optical head device
101: Optical information recording / reproducing device

Claims (12)

光源と、該光源からの出射光を光記録媒体に集光する対物レンズを有し、複数種類の光記録媒体に対して記録又は再生を行う光ヘッド装置において、
前記対物レンズは、コマ収差発生方向が特定の方向とほぼ一致するように設置されていることを特徴とする光ヘッド装置。A light source and an optical head device that has an objective lens that focuses light emitted from the light source on an optical recording medium and performs recording or reproduction on a plurality of types of optical recording media.
The optical head device, wherein the objective lens is installed such that a coma aberration generation direction substantially coincides with a specific direction. 前記光源は、前記複数種類の光記録媒体に対応した複数の光源を含むことを特徴とする、請求項１に記載の光ヘッド装置。The optical head device according to claim 1, wherein the light source includes a plurality of light sources corresponding to the plurality of types of optical recording media. 前記特定の方向は、前記光記録媒体の接線方向であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の光ヘッド装置。The optical head device according to claim 1, wherein the specific direction is a tangential direction of the optical recording medium. 前記特定の方向は、前記光記録媒体の半径方向であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の光ヘッド装置。3. The optical head device according to claim 1, wherein the specific direction is a radial direction of the optical recording medium. 前記特定の方向のコマ収差を変化させるコマ収差変化手段を更に有することを特徴とする、請求項１から４の何れかに記載の光ヘッド装置。The optical head device according to claim 1, further comprising a coma aberration changing unit that changes coma aberration in the specific direction. 前記対物レンズには、前記コマ収差発生方向を示すマーキング部が形成されていることを特徴とする、請求項１から５の何れかに記載の光ヘッド装置。The optical head device according to any one of claims 1 to 5, wherein the objective lens is provided with a marking portion indicating the coma aberration generation direction. 光源と、該光源からの出射光を光記録媒体に集光する対物レンズと、前記光源を発光させる光源駆動回路とを有し、複数種類の光記録媒体に対して記録又は再生を行う光学的情報記録・再生装置において、
前記対物レンズは、コマ収差発生方向が特定の方向とほぼ一致するように設置されていることを特徴とする光学的情報記録・再生装置。An optical lens that has a light source, an objective lens that focuses light emitted from the light source on an optical recording medium, and a light source driving circuit that causes the light source to emit light, and performs recording or reproduction on a plurality of types of optical recording media. In an information recording / reproducing device,
The optical information recording / reproducing apparatus according to claim 1, wherein the objective lens is provided such that a coma aberration generation direction substantially coincides with a specific direction. 前記光源は、前記複数種類の光記録媒体に対応した複数の光源を含み、前記光源駆動回路は、前記複数の光源に対応した複数の光源駆動回路を含むことを特徴とする、請求項７に記載の光学的情報記録・再生装置。The light source according to claim 7, wherein the light source includes a plurality of light sources corresponding to the plurality of types of optical recording media, and the light source driving circuit includes a plurality of light source driving circuits corresponding to the plurality of light sources. The optical information recording / reproducing device according to the above. 前記特定の方向は、前記光記録媒体の接線方向であることを特徴とする、請求項７又は８に記載の光学的情報記録・再生装置。9. The optical information recording / reproducing apparatus according to claim 7, wherein the specific direction is a tangential direction of the optical recording medium. 前記特定の方向は、前記光記録媒体の半径方向であることを特徴とする、請求項７又は８に記載の光学的情報記録・再生装置。9. The optical information recording / reproducing apparatus according to claim 7, wherein the specific direction is a radial direction of the optical recording medium. 前記特定の方向のコマ収差を変化させるコマ収差変化手段と、該コマ収差変化手段を駆動する駆動手段とを有することを特徴とする、請求項７から１０の何れかに記載の光学的情報記録・再生装置。11. The optical information recording according to claim 7, further comprising: a coma aberration changing unit that changes the coma aberration in the specific direction; and a driving unit that drives the coma aberration changing unit.・ Playback device. 前記対物レンズには、前記コマ収差発生方向を示すマーキング部が形成されていることを特徴とする、請求項７から１１の何れかに記載の光学的情報記録・再生装置。The optical information recording / reproducing apparatus according to any one of claims 7 to 11, wherein the objective lens is provided with a marking portion indicating the coma aberration generation direction.

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