JPH1027373A - Optical head and optical disk device - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To converge luminous fluxes different in wavelengths by using a single objective lend and to record/reproduce an optical disk different in optimally reproducing wavelength for every substrate thickness by correcting a spherical avrratsion generated on a converged spot due to the difference of disk substrate thickness and wavelength. SOLUTION: Light beams emitted from a semiconductor laser 1a of 650nm wavelength pass through a wavelength selective aperture filter 8 and a wavefront correction plate 9 and are converged by a lens 10 to form a spot SPa on an optical disk 12a of 0.6mm substrate thickness. Similarly, light beams emitted from a semiconductor laser 1b of 780nm wavelength pass through the filter 8 and correction plate 9 and are converged by the lens 10 to form spot SPb on an optical disk of 1.2mm substrate thickness. By the correction plate 9 comprising two kinds of materials n1, n2, the wavefront of the transmission light is hardly affected at almost 560nm wavelength. At almost 780nm wavelength, a luminous flux surface emitted from the correction plate 9 offsets spherical aberration generated by the deviation of the substrate thickness of the optical disk 7.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光記録媒体ヘ情報
を記録、あるいは光記録媒体から光学的に情報を再生す
る光ディスク装置に係り、特に、基板厚さ、あるいは最
適な再生信号の得られる波長の異なる光記録媒体に対し
て、記録あるいは再生を行なう光ヘッドに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical disk apparatus for recording information on an optical recording medium or optically reproducing information from the optical recording medium, and in particular, for obtaining a substrate thickness or an optimum reproduction signal. The present invention relates to an optical head that performs recording or reproduction on optical recording media having different wavelengths.

【０００２】[0002]

【従来の技術】光ディスクは大容量であり、かつ媒体可
換な情報記録メディアとして進歩してきたが、記録方式
やディスクサイズなどが多岐にわたり、それらの互換性
確保が重要な課題になっている。これまで、ＣＤ(Compa
ct Disc)の記録方式を基本にした、ＣＤ−ＲＯＭ(Compa
ct Disc - Read Only Memory)、ＣＤ−Ｒ(Compact Disc
- Rewitable)などが広く普及しており、新たな光ディス
クの開発にあたっては上記の媒体との互換性確保に関す
る要求が高まっている。2. Description of the Related Art Optical discs have been developed as large-capacity and medium-replaceable information recording media, but their recording methods and disc sizes are diversified, and their compatibility has become an important issue. Until now, CD (Compa
ct Disc) based on the CD-ROM (Compa
ct Disc-Read Only Memory), CD-R (Compact Disc)
-Rewitable) has become widespread, and there is a growing demand for ensuring compatibility with the above media when developing new optical discs.

【０００３】現在、次世代高密度光ディスクとしてＤＶ
Ｄが提案されている。ここでは、対物レンズの開口数(N
umerical Aperture : ＮＡ)を従来ＣＤの０．４５に対
して０．６に上げるとともに、使用する光源の波長を従
来ＣＤの７８０ｎｍから６５０ｎｍへと短波長化するこ
とにより、絞り込みスポットを微小化させて記録密度の
向上を図っている。At present, as a next-generation high-density optical disk, DV
D has been proposed. Here, the numerical aperture of the objective lens (N
By increasing the numerical aperture (NA) to 0.6 from 0.45 of the conventional CD, and shortening the wavelength of the light source to be used from 780 nm of the conventional CD to 650 nm, the aperture spot can be miniaturized. The recording density is improved.

【０００４】対物レンズのＮＡを大きくするとディスク
が傾いたときに発生するコマ収差が急激に増大するた
め、絞り込みスポットの集光特性が劣化しやすくなると
いう問題点がある。ディスク傾きにより発生するコマ収
差はディスク基板厚に比例するため、ディスク基板厚を
薄くすることによりＮＡを大きくすることにともなうコ
マ収差の増大を抑制することが可能である。この考え方
に基づいて、ＤＶＤにおいてはディスク基板厚を従来Ｃ
Ｄの１．２ｍｍから０．６ｍｍへと薄型化することが提
案されている。[0004] When the NA of the objective lens is increased, the coma aberration generated when the disk is tilted sharply increases, so that there is a problem that the light condensing characteristic of the narrowed spot is easily deteriorated. Since the coma caused by the tilt of the disk is proportional to the thickness of the disk substrate, it is possible to suppress an increase in coma due to an increase in NA by reducing the thickness of the disk substrate. Based on this concept, the disk substrate thickness of DVD
It has been proposed to reduce the thickness of D from 1.2 mm to 0.6 mm.

【０００５】一方、ディスク基板厚が異なると、ディス
クの互換性確保が困難になるという問題がある。通常対
物レンズは特定のディスク基板厚を想定して設計されて
おり、設計基板厚と大幅に異なるディスクに対しては、
絞り込みスポットに球面収差が発生し、絞り込みスポッ
トの集光特性が劣化する。この問題を解決するための従
来技術としては、例えばオプティカル・レビュー第１巻
第１号（１９９４年）２７−２９頁(OPTICAL REVIEW, V
ol.1, No.1,(1994) pp.27-29)、および三菱電機ニュー
ス・リリース 開発Ｎｏ．９５０７（１９９５年６月２
１日）に記載されている。前者は、基板厚さ０．６ｍｍ
用の対物レンズ表面にホログラムを形成し、その回折光
によってＣＤを再生し、透過光によってＤＶＤを再生す
るというものである。ここでは、ＣＤを再生するときに
生じる球面収差を補償するようにホログラムのパタンを
あらかじめ設計しておく。後者は、基板厚０．６ｍｍ用
の対物レンズと１．２ｍｍ用の対物レンズを両方光ヘッ
ドに搭載し、アクチュエータによって前記２つのレンズ
を切り替えて使用するものである。On the other hand, if the disk substrate thickness is different, there is a problem that it is difficult to ensure disk compatibility. Usually, the objective lens is designed assuming a specific disk substrate thickness, and for disks that differ significantly from the design substrate thickness,
Spherical aberration occurs in the narrowed-down spot, and the light-collecting characteristics of the narrowed-down spot deteriorate. Conventional techniques for solving this problem include, for example, Optical Review Vol. 1, No. 1 (1994), pp. 27-29 (OPTICAL REVIEW, V).
ol.1, No.1, (1994) pp.27-29), and Mitsubishi Electric News Release Development No. 9507 (June 2, 1995
1). The former has a substrate thickness of 0.6 mm
A hologram is formed on the surface of the objective lens, and a CD is reproduced by diffracted light and a DVD is reproduced by transmitted light. Here, the hologram pattern is designed in advance so as to compensate for the spherical aberration that occurs when reproducing a CD. In the latter, both an objective lens for a substrate thickness of 0.6 mm and an objective lens for a 1.2 mm substrate are mounted on an optical head, and the two lenses are switched and used by an actuator.

【０００６】さらに、光源の波長が異なると、ディスク
の互換性確保が困難になるという問題も発生する。例え
ば、ＣＤ−Ｒは、光源の波長として約７８０ｎｍを想定
して設計されており、光源波長が６５０ｎｍとなると記
録媒体の反射率や吸収率の違いから再生信号が劣化して
しまう。この問題を解決するための従来技術としては、
例えば、第４３回応用物理学関係連合講演会 講演番号
２８ａＦ−７(同講演予稿集No.3 1084頁)、あるいは特
開平８−５５３６３公報記載の方法が提案されている。
前者は、６５０ｎｍと７８０ｎｍの波長を有する２光源
を使用し、対物レンズに入射する前の光束中に波長７８
０ｎｍの光束のみに対して作用するホログラム素子を配
置することによって基板厚の違いによる球面収差を補正
している。後者は、前者同様に６５０ｎｍと７８０ｎｍ
の波長を有する２光源を使用し、波長７８０ｎｍの光の
み若干発散光とすることによって基板厚の違いによる球
面収差を補正しようとするもにである。Further, if the wavelength of the light source is different, there arises a problem that it is difficult to ensure the compatibility of the disk. For example, the CD-R is designed on the assumption that the wavelength of the light source is about 780 nm. When the wavelength of the light source becomes 650 nm, the reproduction signal is deteriorated due to the difference in the reflectance and the absorptivity of the recording medium. Conventional techniques for solving this problem include:
For example, a method described in the 43rd Lecture Meeting on Applied Physics, Lecture No. 28aF-7 (Preprint of the Lecture No. 3, p. 1084) or Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-55363 has been proposed.
The former uses two light sources having wavelengths of 650 nm and 780 nm, and has a wavelength of 78 in the light flux before entering the objective lens.
By arranging a hologram element acting only on a light beam of 0 nm, spherical aberration due to a difference in substrate thickness is corrected. The latter is 650 nm and 780 nm like the former.
The use of two light sources having the following wavelengths and only slightly diverging light at a wavelength of 780 nm attempts to correct spherical aberration due to differences in substrate thickness.

【０００７】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上記の従来技術には以
前として若干の問題点があり、ＣＤ、ＣＤ−ＲＯＭ、Ｃ
Ｄ−Ｒ等とＤＶＤの互換性を確保するには必ずしも十分
とはいえない。すなわち、ホログラム素子を使用する場
合は、その形状の制御性や加工性、あるいは波長ずれな
どの観点から必ずしも十分な特性が得られるとは限らな
い。また、２個の対物レンズを使用する場合は、対物レ
ンズアクチュエータ可動部の大型化および重量増加のた
め、ディスク高速回転への対応が難しくなり、転送速度
向上あるいはアクセス時間短縮の観点から不利となる。
さらに、２つの異なる波長を使用し、１つの対物レンズ
に入射する光束として、一方の波長の光束を略平行光と
し他方の波長の光束を発散光にする場合は、対物レンズ
の設計が至難となる。すなわち、例えばマックス・ベレ
ーク著「レンズ設計の原理」（三宅和夫訳 講談社刊１
９７０年）１２２−１２４頁に記載されているように、
光ディスクのように軽量性が要求される場合に用いられ
る単レンズの時は、一方の波長の平行光束が入射する場
合で考えると、収差を最小にするレンズ形状がほぼ一意
に決定されてしまう。非球面形状などの補正手段を講じ
たとしても、平行光束でコマ収差および非点収差が補正
された条件で、他方の波長の発散光が入射した場合、両
方の収差を同時に補正することができないため、発散光
で入射する光束による絞り込みスポットの集光特性劣化
が避けられない。The above-mentioned prior art has some problems as before, such as CDs, CD-ROMs, and CDs.
It is not always sufficient to ensure compatibility between the DVD and the DR. That is, when a hologram element is used, sufficient characteristics are not necessarily obtained from the viewpoint of controllability of the shape, workability, or wavelength shift. When two objective lenses are used, it is difficult to cope with high-speed rotation of the disk due to an increase in the size and weight of the movable portion of the objective lens actuator, which is disadvantageous from the viewpoint of improving the transfer speed or shortening the access time. .
Further, when two different wavelengths are used and the light flux incident on one objective lens is substantially parallel light of one wavelength and divergent light of the other wavelength, it is extremely difficult to design the objective lens. Become. That is, for example, the principle of lens design by Max Belek (translated by Kazuo Miyake, Kodansha 1
970), pages 122-124,
In the case of a single lens used when lightness is required like an optical disc, when considering a case where a parallel light beam of one wavelength is incident, a lens shape that minimizes aberration is almost uniquely determined. Even if correction means such as an aspherical shape is taken, when divergent light of the other wavelength enters under the condition that the coma aberration and the astigmatism are corrected by the parallel light flux, both aberrations cannot be corrected simultaneously. Therefore, it is inevitable that the light-collecting characteristic of the narrowed-down spot is degraded by the luminous flux incident as the divergent light.

【０００８】本発明の目的は、上記の問題点を解決し、
１つの対物レンズ用いて波長の異なる光束を集光すると
ともに、ディスク基板厚および再生に最適な波長の異な
る光ディスクに対して、記録再生特性が可能な光ヘッド
実現することにある。An object of the present invention is to solve the above problems,
It is an object of the present invention to realize an optical head capable of condensing light beams having different wavelengths using one objective lens and recording and reproducing characteristics with respect to optical disks having different wavelengths that are optimal for reproduction and thickness of a disk substrate.

【０００９】[0009]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明では、第１の波長を有する第１の光源と、第
１の光源と異なる第２の波長を有する第２の光源と、前
記２つの光源からの光束を合成させる光ビーム合成手段
と、前記光ビーム合成手段から出射する光束を透明基板
越しに光記録媒体上に絞り込む１つの対物レンズと、前
記光記録媒体からの反射光を、それぞれ前記第１の波長
あるいは第２の波長のみを有する光束に分離する光ビー
ム分離手段と、前記光ビーム分離手段によって分離され
た光束のそれぞれを受光し、光電変換する光検出手段を
少なくとも有する光ヘッドであって、前記光合成手段と
前記対物レンズとの間の光軸上に、屈折率の波長依存性
が相異なる２種類の材料を張り合わせた、光波面の補償
手段を配置する。According to the present invention, a first light source having a first wavelength and a second light source having a second wavelength different from the first light source are provided. A light beam combining means for combining light beams from the two light sources, one objective lens for narrowing a light beam emitted from the light beam combining means onto an optical recording medium through a transparent substrate, and reflection from the optical recording medium. A light beam separating unit that separates light into light beams having only the first wavelength or the second wavelength, and a light detecting unit that receives each of the light beams separated by the light beam separating unit and performs photoelectric conversion. An optical head having at least a light wavefront compensating unit in which two kinds of materials having different wavelength dependences of refractive index are stuck on an optical axis between the light combining unit and the objective lens.

【００１０】この光波面の補償手段における２種類の材
料の張り合わせ面は略４次曲面となっており、２種類の
材料の屈折率は、前記２種類の波長のうち一方の波長に
おいてはほぼ等しくなっている。The bonding surface of the two types of materials in the optical wavefront compensating means is a substantially fourth-order curved surface, and the refractive indices of the two types of materials are substantially equal at one of the two wavelengths. Has become.

【００１１】また、この光波面の補償手段と前記２光源
の間には、第１の波長を有する光束によって記録あるい
は再生を行なう場合と、第２の波長を有する光束によっ
て記録あるいは再生を行なう場合とで、前記対物レンズ
の実効的な開口数を変化させるための波長選択性を有す
るフィルタを配置する。In addition, between the light wavefront compensating means and the two light sources, recording or reproduction is performed by a light beam having a first wavelength, and recording or reproduction is performed by a light beam having a second wavelength. Thus, a filter having wavelength selectivity for changing the effective numerical aperture of the objective lens is disposed.

【００１２】さらに、前記光波面補償手段における張り
合わせ面が、前記第１の波長を有する光束に対応する開
口数と前記第２の波長を有する光束に対応する開口数の
うち、小さい開口数に相当する光束の領域のみ略４次曲
面となるよに形成する。Further, the bonding surface in the light wavefront compensating means corresponds to a smaller numerical aperture among a numerical aperture corresponding to the light beam having the first wavelength and a numerical aperture corresponding to the light beam having the second wavelength. Only the region of the luminous flux is formed so as to have a substantially fourth-order curved surface.

【００１３】このような構成をとることによって、ディ
スク基板厚さおよび波長の違いによって絞り込みスポッ
トに発生する球面収差を補償することができる。By adopting such a configuration, it is possible to compensate for the spherical aberration generated in the narrowed spot due to the difference in the thickness and wavelength of the disk substrate.

【００１４】すなわち、前記光波面補償手段における２
種類の材料として、第１の基板厚を有する光ディスクを
記録再生する第１の波長において、屈折率がほぼ等しく
なるように選定しておけば、前記第１の波長の光波面に
対しては前記光波面補償手段は影響をおよぼさない。し
たがって、対物レンズを、前記第１の波長と前記第１の
基板厚を想定して設計すれば、前記第１の波長を有する
光束に対しては良好な集光特性が得られる。一方、前記
の対物レンズによって、第２の波長を用いて第２の基板
厚を有する光ディスクを記録再生する場合、本発明のよ
うな光波面補償手段を用いなければ、基板厚ずれによる
球面収差が発生し、第２の波長を有する光束の集光特性
は劣化する。一般に、球面収差による光波面の歪みは略
４次曲面となることが知られている。したがって、前記
光波面補償手段における２種類の材質の屈折率が前記第
２の波長において所定の値となるように、波長依存性に
差異のある材質を選定するとともに、前記２種類の材質
の張り合わせ面形状を略４次曲面としておけば、球面収
差によって発生した、略４次曲面をもつ光波面の歪みを
補償することができる。これによって、１つの対物レン
ズ用いて波長の異なる光束を集光するとともに、ディス
ク基板厚および再生に最適な波長の異なる光ディスクに
対して、記録再生特性が可能な光ヘッド実現することが
できる。That is, 2 in the optical wavefront compensating means.
If the kind of material is selected so that the refractive index is substantially equal at the first wavelength for recording and reproducing the optical disc having the first substrate thickness, the light wavefront of the first wavelength is The light wavefront compensator has no effect. Therefore, if the objective lens is designed on the assumption of the first wavelength and the first substrate thickness, good focusing characteristics can be obtained for a light beam having the first wavelength. On the other hand, when recording / reproducing an optical disk having a second substrate thickness using the second wavelength using the objective lens, spherical aberration due to the substrate thickness deviation may occur unless the optical wavefront compensating means as in the present invention is used. The light-collecting characteristics of the generated light beam having the second wavelength are deteriorated. In general, it is known that distortion of an optical wavefront due to spherical aberration is a substantially fourth-order curved surface. Therefore, materials having different wavelength dependencies are selected so that the refractive indexes of the two materials in the optical wavefront compensating means have a predetermined value at the second wavelength, and the two materials are bonded together. If the surface shape is a substantially fourth-order curved surface, it is possible to compensate for distortion of an optical wavefront having a substantially fourth-order curved surface caused by spherical aberration. Thus, it is possible to realize an optical head capable of condensing light beams having different wavelengths using one objective lens and recording and reproducing characteristics with respect to an optical disk having a disk substrate thickness and a wavelength optimal for reproduction.

【００１５】[0015]

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１の実施例を説
明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described.

【００１６】図１（ａ）は、本発明において、波長６５
０ｎｍの半導体レーザ１ａによって基板厚０．６ｍｍの
光ディスク１２ａを記録再生する場合を示しており、図
１（ｂ）は、波長７８０ｎｍの半導体レーザ１ｂによっ
て基板厚１．２ｍｍの光ディスク１２ｂを記録再生する
場合を示している。図１（ａ）において、波長６５０ｎ
ｍの半導体レーザ１ａから出射した光は、コリメートレ
ンズ２ａによって略平行光束となり、ビーム強度分布の
整形光学系３ａ、ビームスプリッタ４ａ、波長フィルタ
５、ミラー７、波長選択性開口フィルタ８、光波面補償
板９を通過し、対物レンズ１０によって基板厚０．６ｍ
ｍの光ディスク１２ａに絞り込まれて、スポットＳＰａ
を形成する。対物レンズ１０はアクチュエータ１１に搭
載されており、ディスクの上下振れあるいは情報トラッ
クの偏心に対して対物レンズ１０を追従させる。FIG. 1 (a) shows a wavelength 65 in the present invention.
FIG. 1B shows a case where the optical disk 12a having a substrate thickness of 0.6 mm is recorded / reproduced by a semiconductor laser 1a having a wavelength of 780 nm. Shows the case. In FIG. 1A, the wavelength is 650n.
The light emitted from the m semiconductor laser 1a is converted into a substantially parallel light beam by the collimating lens 2a, and the beam intensity distribution shaping optical system 3a, the beam splitter 4a, the wavelength filter 5, the mirror 7, the wavelength selective aperture filter 8, the light wavefront compensation. Passing through the plate 9, the substrate thickness is 0.6 m by the objective lens 10.
m is narrowed down to the optical disc 12a, and the spot SPa
To form The objective lens 10 is mounted on the actuator 11, and causes the objective lens 10 to follow up and down of the disk or eccentricity of the information track.

【００１７】波長選択性開口フィルタ８は、６５０ｎｍ
付近の波長に対しては透過性を有しており、光束は遮蔽
されることなく透過する。一方、光波面補償板９は屈折
率の波長依存性が相異なる２種類の材料を張り合わせた
もので、その張り合わせ面形状は略４次曲面をしてい
る。その作用については後述するが、張り合わされた２
種類の材料は、その屈折率が６５０ｎｍ付近の波長では
ほぼ等しくなるように選定されており、したがって、６
５０ｎｍ付近の波長に対しては透過光の波面はほとんど
影響を受けない。また、上記対物レンズ１０の開口数
は、上記６５０ｎｍ付近の波長を有する光束に対しては
０．６以上となるように設定されている。The wavelength-selective aperture filter 8 has a wavelength of 650 nm.
It is transparent to nearby wavelengths and transmits light without being blocked. On the other hand, the optical wavefront compensating plate 9 is formed by laminating two kinds of materials having different wavelength dependences of the refractive index, and the laminating surface has a substantially quadratic curved surface. The operation will be described later.
The types of materials are chosen such that their refractive indices are approximately equal at wavelengths around 650 nm, and therefore,
The wavefront of the transmitted light is hardly affected for wavelengths around 50 nm. The numerical aperture of the objective lens 10 is set to be 0.6 or more for a light beam having a wavelength near 650 nm.

【００１８】光ディスク１２ａからの反射光は、対物レ
ンズ１０、光波面補償板９、波長選択性開口フィルタ
８、ミラー７、波長フィルタ５を通過し、ビームスプリ
ッタ４ａによって反射され、再生信号検出光学系１３ａ
に入射する。再生信号検出光学系１３ａでは、従来公知
の種々の光学系により、自動焦点あるいはトラック追従
といった光点制御信号、および光ディスクに記録された
情報信号の再生が行なわれる。The reflected light from the optical disk 12a passes through an objective lens 10, an optical wavefront compensator 9, a wavelength-selective aperture filter 8, a mirror 7, and a wavelength filter 5, is reflected by a beam splitter 4a, and is provided with a reproduction signal detection optical system. 13a
Incident on. In the reproduction signal detecting optical system 13a, a light point control signal such as automatic focus or track following and an information signal recorded on an optical disk are reproduced by various conventionally known optical systems.

【００１９】上記の光学系において、ビーム強度分布の
整形光学系３ａは、半導体レーザ１ａから出射された楕
円形強度分布をもつ光束を、略円形の強度分布に整形す
る機能を有しており、１つの三角プリズム、張り合わさ
れた三角プリズムあるいは２個の独立して配置された三
角プリズム等、従来公知の光学系によって構成されてい
る。ただし、ビーム強度分布の整形光学系３ａを使用し
なくても、本発明における効果を損なうものではない。In the above optical system, the beam intensity distribution shaping optical system 3a has a function of shaping a light beam having an elliptical intensity distribution emitted from the semiconductor laser 1a into a substantially circular intensity distribution. It is constituted by a conventionally known optical system such as one triangular prism, a laminated triangular prism, or two independently arranged triangular prisms. However, even if the shaping optical system 3a for beam intensity distribution is not used, the effect of the present invention is not impaired.

【００２０】次に、図１（ｂ）により、波長７８０ｎｍ
の半導体レーザ１ｂによって基板厚１．２ｍｍのディス
ク１２ｂを記録再生する場合を説明する。波長７８０ｎ
ｍの半導体レーザ１ｂから出射した光は、コリメートレ
ンズ２ｂによって略平行光束となり、ビーム強度分布の
整形光学系３ｂ、ビームスプリッタ４ｂ、ミラー６を通
過し、波長フィルタ５によって波長６５０ｎｍの光束と
光軸を合成された後、ミラー７、波長選択性開口フィル
タ８、光波面補償板９を通過し、対物レンズ１０によっ
て基板厚１．２ｍｍの光ディスク１２ｂに絞り込まれ
て、スポットＳＰｂを形成する。Next, according to FIG. 1B, the wavelength is 780 nm.
The case of recording / reproducing a disk 12b having a substrate thickness of 1.2 mm by the semiconductor laser 1b described above will be described. Wavelength 780n
The light emitted from the semiconductor laser 1b of m is converted into a substantially parallel light beam by the collimating lens 2b, passes through the shaping optical system 3b of the beam intensity distribution, the beam splitter 4b, and the mirror 6, and is emitted by the wavelength filter 5 to the light beam having the wavelength of 650 nm. After being combined, the light passes through a mirror 7, a wavelength-selective aperture filter 8, and an optical wavefront compensator 9, and is narrowed down by an objective lens 10 to an optical disk 12b having a substrate thickness of 1.2 mm to form a spot SPb.

【００２１】波長７８０ｎｍ付近の光束は、波長選択性
開口フィルタ８によって、対物レンズ１０の開口数が実
質的に波長６５０ｎｍの光束の場合より小さく、基板厚
１．２ｍｍの光ディスクを記録再生する場合に最適とな
るように光束径の制限をうける。例えば、波長７８０ｎ
ｍ付近の光束によって、ＣＤ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ
等を記録あるいは再生することを考慮すると、対物レン
ズ１０の実質的な開口数としては０．４５あるいはそれ
以下に設定することが好ましい。The luminous flux near the wavelength of 780 nm is reduced by the wavelength-selective aperture filter 8 when the numerical aperture of the objective lens 10 is substantially smaller than that of the luminous flux having a wavelength of 650 nm. The beam diameter is restricted to be optimal. For example, wavelength 780n
CD, CD-ROM, CD-R
In consideration of recording or reproducing the data, it is preferable to set the substantial numerical aperture of the objective lens 10 to 0.45 or less.

【００２２】さて、光波面補償板９は屈折率の波長依存
性が相異なる２種類の材料を張り合わせたもので、その
張り合わせ面形状は略４次曲面をしていることはすでに
述べたが、張り合わされた２種類の材料は屈折率の波長
分散が互いに異なっており、７８０ｎｍ付近の波長で
は、屈折率に差が生じる。作用の詳細は後述するが、上
記の張り合わせ面形状と２種類の材料の屈折率差によっ
て、波長７８０ｎｍ付近の光束を基板厚１．２ｍｍの光
ディスク１２ｂに絞り込んだ時に発生する球面収差が補
正される。これによって、スポットＳＰｂも良好な集光
特性を得ることができる。The optical wavefront compensator 9 is formed by laminating two kinds of materials having different wavelength dependences of the refractive index, and the laminating surface has a substantially fourth-order curved surface, as described above. The two kinds of materials bonded to each other have different wavelength dispersions of the refractive index, and there is a difference in the refractive index at a wavelength near 780 nm. Although the details of the operation will be described later, the spherical aberration generated when a light beam having a wavelength of about 780 nm is narrowed down to the optical disk 12b having a substrate thickness of 1.2 mm is corrected by the above-described bonding surface shape and the refractive index difference between the two materials. . Thereby, the spot SPb can also obtain good light-collecting characteristics.

【００２３】光ディスク１２ｂからの反射光は、対物レ
ンズ１０、光波面補償板９、波長選択性開口フィルタ
８、ミラー７を通過し、波長フィルタ５で波長分離され
る。その後、ミラー６を経て、ビームスプリッタ４ｂに
よって反射され、再生信号検出光学系１３ｂに入射す
る。再生信号検出光学系１３ｂでは、再生信号検出光学
系１３ａ同様、従来公知の種々の光学系により、自動焦
点あるいはトラック追従といった光点制御信号、および
光ディスクに記録された情報信号の再生が行なわれる。The reflected light from the optical disk 12b passes through the objective lens 10, the optical wavefront compensator 9, the wavelength-selective aperture filter 8, and the mirror 7, and is wavelength-separated by the wavelength filter 5. Thereafter, the light is reflected by the beam splitter 4b via the mirror 6, and enters the reproduction signal detection optical system 13b. In the reproduction signal detection optical system 13b, similarly to the reproduction signal detection optical system 13a, light point control signals such as automatic focus or track following and information signals recorded on the optical disk are reproduced by various conventionally known optical systems.

【００２４】上記の光学系において、ビーム強度分布の
整形光学系３ｂは、半導体レーザ１ｂから出射された楕
円形強度分布をもつ光束を、略円形の強度分布に整形す
る機能を有しており、ビーム強度分布の整形光学系３ａ
同様、１つの三角プリズム、張り合わされた三角プリズ
ムあるいは２個の独立して配置された三角プリズム等、
従来公知の光学系によって構成されている。ただし、ビ
ーム強度分布の整形光学系３ｂを使用しなくても、本発
明における効果を損なうものではない。In the above optical system, the beam intensity distribution shaping optical system 3b has a function of shaping a light beam having an elliptical intensity distribution emitted from the semiconductor laser 1b into a substantially circular intensity distribution. Beam shaping optical system 3a
Similarly, one triangular prism, a laminated triangular prism or two independently arranged triangular prisms,
It is constituted by a conventionally known optical system. However, even if the shaping optical system 3b of the beam intensity distribution is not used, the effect of the present invention is not impaired.

【００２５】また、図１の光学系において、対物レンズ
１０がディスク偏心に追従することにともない、同対物
レンズ１０がへの入射光束にけられが発生することが懸
念される場合、対物レンズ１０、光波面補償板９、波長
選択性開口フィルタ８を一体化して、アクチュエータ１
１によって駆動させることが効果的である。In the optical system shown in FIG. 1, if there is a concern that the objective lens 10 may be affected by the eccentricity of the light beam incident on the objective lens 10 due to the eccentricity of the disk, , The optical wavefront compensator 9 and the wavelength-selective aperture filter 8 are integrated, and the actuator 1
Driving by 1 is effective.

【００２６】ここで、図２により、本発明における波長
選択性開口フィルタ８と光波面補償板９の作用について
説明する。図２（ａ）は、波長６５０ｎｍの光束によっ
て基板厚０．６ｍｍの光ディスク１２ａを記録再生する
場合を示しており、図２（ｂ）は、波長７８０ｎｍの光
束によって基板厚１．２ｍｍの光ディスク１２ｂを記録
再生する場合を示している。Here, the operation of the wavelength-selective aperture filter 8 and the optical wavefront compensator 9 in the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 2A shows a case where the optical disk 12a having a substrate thickness of 0.6 mm is recorded / reproduced by a light beam having a wavelength of 650 nm, and FIG. 2B shows an optical disk 12b having a substrate thickness of 1.2 mm using a light beam having a wavelength of 780 nm. Is shown for recording and playback.

【００２７】図２（ａ）において、波長選択性開口フィ
ルタ８は、６５０ｎｍ付近の波長に対しては透過性を有
しているため、光束は遮蔽されることなく透過する。光
波面補償板９は図示のように屈折率の波長依存性が相異
なる２種類の材料を張り合わせたもので、その張り合わ
せ面形状は略４次曲面をしている。上記２種類の材質の
屈折率ｎ１およびｎ２は６５０ｎｍ付近の波長ではほぼ
等しくなるように選定されているため、略平行光で光波
面補償板９に入射する６５０ｎｍ付近の波長に対して
は、透過光の波面はほとんど影響を受けない。対物レン
ズ１０は６５０ｎｍ付近の波長で基板厚０．６ｍｍの光
ディスクに絞り込んだ場合に対して最適設計されてお
り、波長６５０ｎｍ付近の光束径に対応した開口数（本
実施例の場合あは０．６）で絞り込まれた光スポットＳ
Ｐａに対して良好な集光特性が得られる。In FIG. 2A, since the wavelength-selective aperture filter 8 has a transmittance for a wavelength near 650 nm, the light beam is transmitted without being shielded. As shown in the figure, the light wavefront compensator 9 is formed by laminating two kinds of materials having different wavelength dependences of the refractive index, and has a substantially quadratic curved surface. The refractive indices n1 and n2 of the above two materials are selected so as to be substantially equal at a wavelength near 650 nm, so that the light is transmitted at a wavelength near 650 nm incident on the optical wavefront compensator 9 as substantially parallel light. The light wavefront is hardly affected. The objective lens 10 is optimally designed for a case where the aperture is narrowed down to an optical disk having a substrate thickness of 0.6 mm at a wavelength around 650 nm, and has a numerical aperture corresponding to the light beam diameter around the wavelength of 650 nm (in the case of this embodiment, the numerical aperture is 0.1 mm). Light spot S narrowed down in 6)
Good light-collecting characteristics with respect to Pa are obtained.

【００２８】一方、図２（ｂ）の場合、波長７８０ｎｍ
付近の光束は、波長選択性開口フィルタ８によって、対
物レンズ１０の開口数が実質的に波長６５０ｎｍの光束
の場合より小さく、基板厚１．２ｍｍの光ディスクを記
録再生する場合に最適となるように光束径の制限をうけ
る。光波面補償板９においては、２種類の材質の張り合
わせ面のうち、上記波長選択性開口フィルタ８によって
制限をうけた光束が入射する部分のみが略４次曲面とな
っている。これは、波長７８０ｎｍ付近の光束はのみ光
波面の補償を行なうためであり、後述するように、半導
体レーザの特性差や発光出力、あるいは周囲の環境温度
などの違いによって生じる波長の変動やばらつきを考慮
したした場合必要な構成となる。On the other hand, in the case of FIG.
The luminous flux in the vicinity is adjusted by the wavelength-selective aperture filter 8 so that the numerical aperture of the objective lens 10 is substantially smaller than that of a luminous flux having a wavelength of 650 nm, and becomes optimal when recording / reproducing an optical disk having a substrate thickness of 1.2 mm. Restricted beam diameter. In the optical wavefront compensating plate 9, only a portion of the two surfaces bonded to each other where the light beam restricted by the wavelength-selective aperture filter 8 is incident is a substantially fourth-order curved surface. This is for compensating the light wavefront only for a light beam having a wavelength of around 780 nm. As described later, fluctuations and variations in wavelength caused by differences in the characteristics of semiconductor lasers, light emission output, and ambient environmental temperature are considered. The required configuration is taken into account.

【００２９】光波面補償板９は、図示のように、光束中
心部分に対してその外周部分の厚さが厚い材料９−１
（屈折率ｎ１）と外周部分の厚さが薄い材料９−２（屈
折率ｎ２）が張り合わされており、その張り合わせ面形
状は前述のように略４次曲面をしている。今、波長７８
０ｎｍ付近において、ｎ１がｎ２より大きくなるような
材質を選定し、図示のように材料９−１が対物レンズに
向かって凸となるように配置すれば、光波面補償板９か
ら出射する光束の波面は、図示のように平行平面波から
若干ずれる。この波面のずれは略４次曲面に沿ったもの
であり、光ディスクの基板厚ずれによって発生する球面
収差（略４次曲面に沿った波面の歪みとなる）と逆方向
となる。したがって、屈折率ｎ１とｎ２の差が所定の値
となるように材料を選定すれば、光ディスクの基板厚ず
れによって発生する球面収差を相殺させることができ
る。後述するように、上記の内容を実現する材料の選定
は可能であり、したがって、波長６８０ｎｍ付近で基板
厚０．６ｍｍのディスクに対応するために設計された対
物レンズを用いても、波長７８０ｎｍ付近の光束を基板
厚１．２ｍｍの光ディスクに絞り込んだ場合でも、良好
な集光特性を得ることができる。As shown, the light wavefront compensator 9 is made of a material 9-1 having a thicker outer peripheral portion with respect to the central portion of the light beam.
The (refractive index n1) and the material 9-2 (refractive index n2) having a small thickness at the outer peripheral portion are bonded together, and the bonding surface shape is a substantially fourth-order curved surface as described above. Now, wavelength 78
In the vicinity of 0 nm, if a material is selected such that n1 is larger than n2 and the material 9-1 is arranged so as to be convex toward the objective lens as shown in FIG. The wavefront deviates slightly from the parallel plane wave as shown. The shift of the wavefront is substantially along the fourth-order curved surface, and is in a direction opposite to the spherical aberration (which causes distortion of the wavefront along the substantially fourth-order curved surface) caused by the substrate thickness shift of the optical disk. Therefore, if the material is selected so that the difference between the refractive indices n1 and n2 becomes a predetermined value, it is possible to cancel the spherical aberration caused by the substrate thickness deviation of the optical disk. As will be described later, it is possible to select a material that realizes the above contents. Therefore, even if an objective lens designed to support a disk with a substrate thickness of 0.6 mm near the wavelength of 680 nm is used, a wavelength of about 780 nm is used. Even when the luminous flux is narrowed down to an optical disk having a substrate thickness of 1.2 mm, good light-collecting characteristics can be obtained.

【００３０】以上の説明において、図２（ｂ）と同じ方
向に波面を変化させるための光波面補償板９の構成は唯
一ではなく、材料９−１および材料９−２のうち波長７
８０ｎｍ付近で屈折率のより大きい材料の形状を、光束
中心部分に対してその外周部分の厚さが厚くなるように
成形すれば、同材料の配置は、図２（ｂ）のように配置
しても、また逆に波長選択性開口フィルタ８に向かって
凸となるように配置しても発明の効果としては変わらな
い。In the above description, the configuration of the optical wavefront compensating plate 9 for changing the wavefront in the same direction as that of FIG.
If the shape of the material having a larger refractive index near 80 nm is formed so that the thickness of the outer peripheral portion is thicker than the central portion of the light beam, the same material is arranged as shown in FIG. However, the effect of the present invention does not change even if it is arranged so as to be convex toward the wavelength selective aperture filter 8.

【００３１】図３に本発明の効果を確認する原理検討結
果を示す。同図は、波長５８８ｎｍで基板厚０．６ｍｍ
の光ディスクに無収差で絞り込む集光光学系を設定した
場合において、同光学系を用いて波長７８０ｎｍで基板
厚１．２ｍｍの光ディスクに絞り込んだ時の集光特性を
示している。光波面補償板としてＮｂＦＤ１３とＦＤ６
の張り合わせ板を用い、張り合わせ面を４次曲面とする
とともに同曲面の係数を変化させて、集光スポット径を
計算した。ＮｂＦＤ１３とＦＤ６の各波長に対する屈折
率は、ＨＯＹＡ（株）製のガラス材料特性表によれば、
同図中の表に示したように波長５８８ｎｍにおいてはほ
ぼ等しく、波長７８０ｎｍにおいては０．００８５程度
の差がある。グラフからわかるように４次曲面の係数を
適当に設定すれば、波長７８０ｎｍで基板厚１．２ｍｍ
の光ディスクに絞り込んだ場合においても良好な集光特
性を得ることができる。FIG. 3 shows the results of a principle study for confirming the effects of the present invention. The figure shows a substrate thickness of 0.6 mm at a wavelength of 588 nm.
In the case where a condensing optical system for narrowing down an optical disc with no aberration is set, the light condensing characteristics when the optical disc is narrowed down to an optical disc having a wavelength of 780 nm and a substrate thickness of 1.2 mm using the optical system is shown. NbFD13 and FD6 as optical wavefront compensators
The diameter of the condensed spot was calculated by using a bonding plate of No. 4 and changing the bonding surface to a quartic curved surface and changing the coefficient of the curved surface. According to the glass material property table manufactured by HOYA Corporation, the refractive index for each wavelength of NbFD13 and FD6 is
As shown in the table in the figure, there is almost the same difference at the wavelength of 588 nm and about 0.0085 at the wavelength of 780 nm. As can be seen from the graph, if the coefficient of the fourth-order curved surface is appropriately set, the substrate thickness is 1.2 mm at a wavelength of 780 nm.
Good light-collecting characteristics can be obtained even when the aperture is narrowed down to an optical disk.

【００３２】図４に本発明における光波面補償板９に関
する他の実施例を示す。FIG. 4 shows another embodiment of the optical wavefront compensator 9 in the present invention.

【００３３】すでに述べたように、所定の第１の波長に
対しては、光波面補償板９を構成する材料９−１と材料
９−２の屈折率は互いにほぼ等しい。したがって、その
境界面９−３がどのような形状であっても、上記第１の
波長の光束に対しては波面を変化させることはない。し
かしながら、実際の光ヘッドにおいては、半導体レーザ
光源の波長ばらつきや温度変化にともなう波長変動によ
り、本来目的とする波長に対して１０〜２０ｎｍ程度の
波長ずれが生じる恐れがある。このように実際の波長が
目標値からずれてしまう場合には、当然材料９−１と材
料９−２の屈折率に差があらわれるため、光波面補償板
９を透過した光は波面が変形し、不要な波面収差が生じ
てしまう。As described above, for a predetermined first wavelength, the refractive indices of the material 9-1 and the material 9-2 forming the optical wavefront compensator 9 are substantially equal to each other. Therefore, no matter what shape the boundary surface 9-3 has, the wavefront does not change for the light beam of the first wavelength. However, in an actual optical head, there is a possibility that a wavelength shift of about 10 to 20 nm may occur with respect to an originally intended wavelength due to a wavelength variation of a semiconductor laser light source or a temperature variation due to a temperature change. If the actual wavelength deviates from the target value in this way, a difference appears in the refractive index between the material 9-1 and the material 9-2, so that the light transmitted through the optical wavefront compensator 9 deforms the wavefront. This causes unnecessary wavefront aberration.

【００３４】この波長ずれによる波面収差をできるだけ
小さくするため、図４（ａ）の実施例では、第１の波長
とは異なる第２の波長を有する光束が通過する中央の領
域９−４の外側にある輪帯状領域９−５では、材料９−
１と材料９−２の境界面を平面にし、かつこの輪帯状領
域９−５における材料９−１の板厚と材料９−２の板厚
が、それぞれ中央領域９−４における材料９−１の平均
板厚および材料９−２の平均板厚に略一致するように境
界面９−３の形状を定めている。In order to minimize the wavefront aberration caused by the wavelength shift, in the embodiment shown in FIG. 4A, the light beam having the second wavelength different from the first wavelength passes outside the central area 9-4. In the annular zone 9-5 in
1 and the material 9-2 are made flat, and the plate thickness of the material 9-1 and the plate thickness of the material 9-2 in the annular zone 9-5 are respectively set to the material 9-1 in the central region 9-4. The shape of the boundary surface 9-3 is determined so as to substantially coincide with the average plate thickness of the material 9-2.

【００３５】また、図４（ｂ）の実施例では、図４
（ａ）の実施例のように境界面９−３に極端な変曲点を
作ることなく、領域９−４および９−５全体にわたって
材料９−１と材料９−２の平均板厚をほぼ一定にするた
め、材料９−１を中央領域９−４において所定深さｄだ
け掘り下げ、そのあとに材料９−２をはめ込むととも
に、材料９−２を輪帯領域９−５において同様に深さｄ
だけ掘り下げ、そのあとに材料９−１をはめ込む構造と
なっている。このように、第２の波長の光束に関し、そ
の波面の変形に寄与しない部分の境界面を平面とし、か
つ各材料の平均板厚を光波面補償板全体にわたって一致
させることにより、第１の波長に対して波長ずれがあっ
た場合にも、不要な波面の歪みを防止し、波面収差の増
加を最小限にすることができる。Further, in the embodiment of FIG.
The average plate thickness of the material 9-1 and the material 9-2 is substantially reduced over the entire regions 9-4 and 9-5 without forming an extreme inflection point on the boundary surface 9-3 as in the embodiment of FIG. In order to make the material constant, the material 9-1 is dug down by a predetermined depth d in the central region 9-4, and thereafter, the material 9-2 is inserted thereinto, and the material 9-2 is similarly deepened in the annular region 9-5. d
The structure is such that the material 9-1 is inserted after that. As described above, regarding the light beam of the second wavelength, the boundary surface of the portion that does not contribute to the deformation of the wavefront is made flat, and the average plate thickness of each material is made to match over the entire optical wavefront compensator, so that the first wavelength Therefore, even if there is a wavelength shift, unnecessary wavefront distortion can be prevented, and an increase in wavefront aberration can be minimized.

【００３６】図５に、本発明における光波面補償板９、
波長選択性開口フィルタ８に関する他の実施例を示す。
図５（ａ）は、光波面補償板９上に蒸着等の方法により
波長選択性開口フィルタ８を直接形成し対物レンズ１０
と一体駆動する。図５（ｂ）は、対物レンズ１０上に蒸
着等の方法により波長選択性開口フィルタ８を直接形成
し対物レンズ１０と一体駆動する。図５（ｃ）は、対物
レンズ１０それ自体を光波面補償板９として２種類の材
料での張り合わせ構造で形成し、レンズ表面に波長選択
性開口フィルタ８を直接形成するものである。いずれ
も、波長選択性開口フィルタ８により開口制限を受ける
領域と光波面補償板９によって波面の補償を行なう領域
の位置ずれを抑制し、さらに対物レンズ１０が情報記録
トラックの偏心に追従することにともなう光束のけられ
の影響を低減させることができる。FIG. 5 shows an optical wavefront compensator 9 according to the present invention.
Another embodiment relating to the wavelength selective aperture filter 8 will be described.
FIG. 5A shows an objective lens 10 in which a wavelength-selective aperture filter 8 is directly formed on a light wavefront compensator 9 by a method such as vapor deposition.
And drive together. In FIG. 5B, the wavelength-selective aperture filter 8 is directly formed on the objective lens 10 by a method such as vapor deposition, and is driven integrally with the objective lens 10. In FIG. 5C, the objective lens 10 itself is formed as an optical wavefront compensator 9 with a laminated structure of two kinds of materials, and the wavelength-selective aperture filter 8 is directly formed on the lens surface. In any case, it is possible to suppress the positional deviation between the area which is limited by the wavelength-selective aperture filter 8 and the area where the wavefront is compensated by the optical wavefront compensator 9, and the objective lens 10 follows the eccentricity of the information recording track. Accordingly, the influence of the eclipse of the luminous flux can be reduced.

【００３７】図６は対物レンズ１０と光波面補償板９と
の組合せに関する他の実施例を示している。光波面補償
板９における２種類の材料の選び方によっては、一方の
波長において材料９−１の屈折率ｎ１と材料９−２の屈
折率ｎ２を等しく設定できないことも考えられる。その
ような場合、光波面補償板９を透過した光束に不要な波
面収差が生じてしまう。図６（ａ）は、上記のような屈
折率差を補正するために、対物レンズ１０の形状を若干
変化させる例を示している。対物レンズ１０と光波面補
償板９の双方を考慮して、最適な集光特性が得られるよ
うな集光光学系を設計することは可能であり、図６
（ａ）のように対物レンズ１０の一面だけでなく、入出
射両面を使用して形状補正を行なってもかまわない。ま
た、図６（ｂ）のように、光波面補償板９の端面を、例
えば若干非球面形状とすることによって補正することも
可能である。FIG. 6 shows another embodiment relating to the combination of the objective lens 10 and the optical wavefront compensator 9. Depending on how two kinds of materials are selected for the optical wavefront compensator 9, it may be considered that the refractive index n1 of the material 9-1 and the refractive index n2 of the material 9-2 cannot be set to be equal at one wavelength. In such a case, unnecessary wavefront aberration occurs in the light flux transmitted through the light wavefront compensator 9. FIG. 6A shows an example in which the shape of the objective lens 10 is slightly changed in order to correct the refractive index difference as described above. Considering both the objective lens 10 and the optical wavefront compensator 9, it is possible to design a condensing optical system that can obtain optimum condensing characteristics.
The shape correction may be performed using not only one surface of the objective lens 10 but also both the input and output surfaces as shown in FIG. Further, as shown in FIG. 6B, the end face of the optical wavefront compensating plate 9 can be corrected by, for example, making the end face slightly aspherical.

【００３８】図７に、本発明による種々の光ヘッド構成
を示す。FIG. 7 shows various optical head configurations according to the present invention.

【００３９】図７（ａ）は、波長６５０ｎｍの半導体レ
ーザ１ａから出射する光束に対してはビーム整形光学系
３ａを挿入し、さらに、１／４波長板１４を使用するこ
とによって、円偏光の光束をディスク１２に集光させる
例である。ディスクからの反射光は再度１／４波長板１
４を通過することにより半導体レーザ１ａから出射する
光束に対して偏光方向が９０度回転するので、ビームス
プリッタ４ａを偏光ビームスプリッタとしておけば、半
導体レーザ１ａからディスクにいたる光学系の光利用率
を高められるとともに、信号検出系１３ａに導かれる光
量を大きくすることができるという特徴がある。一方、
波長７８０ｎｍの半導体レーザ１ｂから出射する光束に
対してはビーム整形は行わず、ビームスプリッタ４ｂを
半導体レーザ１ｂとコリメートレンズ２ｂの間に挿入す
ることにより、光学系の小型化を図ることができる。上
記の光学系は、例えば波長６５０ｎｍで情報の書き替え
が可能なＤＶＤ−ＲＡＭの記録再生を行ない、波長７８
０ｎｍでＣＤ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ等を再生する場
合に適している。FIG. 7A shows that a beam shaping optical system 3a is inserted for a light beam emitted from a semiconductor laser 1a having a wavelength of 650 nm, and a quarter-wave plate 14 is used to produce circularly polarized light. This is an example in which a light beam is focused on the disk 12. The reflected light from the disk is again １ ／ wavelength plate 1
4, the polarization direction is rotated by 90 degrees with respect to the light beam emitted from the semiconductor laser 1a. If the beam splitter 4a is used as a polarization beam splitter, the light utilization of the optical system from the semiconductor laser 1a to the disk can be reduced. In addition to being enhanced, the amount of light guided to the signal detection system 13a can be increased. on the other hand,
The beam shaping is not performed on the light beam emitted from the semiconductor laser 1b having a wavelength of 780 nm, and the beam splitter 4b is inserted between the semiconductor laser 1b and the collimating lens 2b, so that the size of the optical system can be reduced. The optical system described above performs recording / reproduction of a DVD-RAM in which information can be rewritten at a wavelength of 650 nm, and a wavelength of 78 nm.
It is suitable for reproducing a CD, CD-ROM, CD-R or the like at 0 nm.

【００４０】図７（ｂ）は、図７（ａ）から１／４波長
板１４を取り除いた構成である。この場合、ビームスプ
リッタ４ａとしては、例えば無偏光のハーフビームスプ
リッタを用いる。半導体レーザ１ａからディスクにいた
る光学系の光利用率は図７（ａ）の場合ほど高くはない
ものの、無偏光のハーフビームスプリッタといった安価
な部品を使用することができる。この光学系は、例えば
波長６５０ｎｍで再生専用のＤＶＤ−ＲＯＭの再生を行
ない、波長７８０ｎｍでＣＤ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ
等を再生する場合に適している。FIG. 7B shows a configuration in which the quarter-wave plate 14 is removed from FIG. 7A. In this case, for example, a non-polarized half beam splitter is used as the beam splitter 4a. Although the light utilization rate of the optical system from the semiconductor laser 1a to the disk is not as high as in FIG. 7A, inexpensive components such as a non-polarized half beam splitter can be used. This optical system reproduces, for example, a read-only DVD-ROM at a wavelength of 650 nm and a CD, CD-ROM, CD-R at a wavelength of 780 nm.
It is suitable for playing back etc.

【００４１】図８（ａ）は、いずれの波長の系に対して
もビーム整形を行なわない場合であり、光ヘッドの小型
化および低価格化に適している。FIG. 8A shows a case where beam shaping is not performed for a system of any wavelength, which is suitable for reducing the size and cost of an optical head.

【００４２】図８（ｂ）は、いずれの波長の系に対して
も、コリメートレンズと半導体レーザ間にビームスプリ
ッタを配置した構成であり、図８（ａ）の構成より小型
化に適している。また、従来公知のホログラム素子等を
用いて半導体レーザ１ａ、１ｂと信号検出光学系１３
ａ、１３ｂを一体化したモジュール構造とすればさらに
小型化が可能である。FIG. 8B shows a configuration in which a beam splitter is disposed between the collimator lens and the semiconductor laser for any wavelength system, and is more suitable for miniaturization than the configuration of FIG. 8A. . Further, the semiconductor lasers 1a and 1b and the signal detection optical system 13 are formed using a conventionally known hologram element or the like.
If the module structures a and 13b are integrated, the size can be further reduced.

【００４３】図９（ａ）（ｂ）は、それぞれ、図７
（ａ）（ｂ）において、波長選択性開口フィルタ８と光
波面補償板９を対物レンズ１０から離して配置した構成
である。アクセス時間の短縮や転送速度向上のためのデ
ィスク回転高速化に対応する上で、対物レンズ１０を含
むアクチュエータ１１の可動部軽量化は重要である。図
１に示した本発明における第１の実施例においては、波
長選択性開口フィルタ８、光波面補償板９および対物レ
ンズ１０を一体駆動することが好ましいと述べたが、上
記のアクセス時間短縮や転送速度向上の観点からは不利
である。波長選択性開口フィルタ８と光波面補償板９を
対物レンズ１０から離して配置した場合でも、対物レン
ズ１０がディスクの偏心に追従して移動しても光束のけ
られや開口制限される領域とのずれを抑えるためには、
ディスクの偏心に追従して光ヘッド全体あるいは対物レ
ンズアクチュエータ部分のみを移動させる、いわゆる２
段サーボ方式を採用すればよい。FIGS. 9A and 9B respectively show FIGS.
3A and 3B, the wavelength-selective aperture filter 8 and the optical wavefront compensator 9 are arranged apart from the objective lens 10. It is important to reduce the weight of the movable part of the actuator 11 including the objective lens 10 in order to reduce the access time and increase the disk rotation speed for improving the transfer speed. In the first embodiment of the present invention shown in FIG. 1, it has been described that it is preferable to drive the wavelength-selective aperture filter 8, the light wavefront compensator 9 and the objective lens 10 integrally. This is disadvantageous from the viewpoint of improving the transfer speed. Even when the wavelength-selective aperture filter 8 and the optical wavefront compensator 9 are arranged at a distance from the objective lens 10, even if the objective lens 10 moves following the eccentricity of the disk, the area where light flux is blocked or the aperture is limited. In order to suppress the deviation,
A so-called 2 is to move the entire optical head or only the objective lens actuator portion following the eccentricity of the disk.
What is necessary is just to employ a step servo system.

【００４４】図１０は、図８（ａ）の構成においてコリ
メートレンズを共通化したものであり、光ヘッドの小型
化に対する一方策である。FIG. 10 shows a configuration in which a collimator lens is shared in the configuration of FIG. 8A, and is one measure for reducing the size of the optical head.

【００４５】以上述べてきた本発明の実施例において
は、ＤＶＤ、ＣＤ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒなどを中心
に説明してきたが、本発明の内容は光磁気ディスクにも
適用可能であり、例えば再生信号検出光学系１３として
光磁気信号検出光学系を配置すればよい。In the embodiments of the present invention described above, DVDs, CDs, CD-ROMs, CD-Rs and the like have been mainly described. However, the present invention is applicable to a magneto-optical disk. For example, a magneto-optical signal detection optical system may be provided as the reproduction signal detection optical system 13.

【００４６】[0046]

【発明の効果】本発明により、ディスク基板厚さおよび
波長の違いによって絞り込みスポットに発生する球面収
差を補償することができるので、１つの対物レンズを用
いて波長の異なる光束を集光するとともに、ディスク基
板厚および再生に最適な波長の異なる光ディスクに対し
て、記録再生特性が可能な光ヘッド実現することができ
る。According to the present invention, it is possible to compensate for the spherical aberration that occurs in the narrowed spot due to the difference in the thickness and wavelength of the disk substrate, so that one objective lens can be used to collect light beams having different wavelengths. It is possible to realize an optical head capable of recording and reproducing characteristics for optical disks having different disk substrate thicknesses and optimal wavelengths for reproduction.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明の一実施例を示す光学系ブロック図、FIG. 1 is an optical system block diagram showing one embodiment of the present invention;

【図２】本発明における光波面補償板の作用を説明する
模式図、FIG. 2 is a schematic diagram illustrating the operation of the optical wavefront compensator in the present invention;

【図３】本発明における光波面補償板の効果を説明する
模式図、FIG. 3 is a schematic diagram illustrating the effect of the optical wavefront compensator in the present invention;

【図４】本発明における光波面補償板の他の実施例を示
す側面図、FIG. 4 is a side view showing another embodiment of the optical wavefront compensator according to the present invention;

【図５】本発明における光波面補償板、波長選択性開口
フィルタおよび対物レンズの一体化構成を説明する模式
図、FIG. 5 is a schematic diagram illustrating an integrated configuration of an optical wavefront compensator, a wavelength-selective aperture filter, and an objective lens according to the present invention;

【図６】光波面補償板における張り合わせ材料の屈折率
差の影響を補正する方法を示す模式図、FIG. 6 is a schematic diagram showing a method for correcting the influence of the refractive index difference of the bonding material in the optical wavefront compensator,

【図７】本発明の他の実施例を示す光学系ブロック図。FIG. 7 is an optical system block diagram showing another embodiment of the present invention.

【図８】本発明の他の実施例を示す光学系ブロック図。FIG. 8 is an optical system block diagram showing another embodiment of the present invention.

【図９】本発明の他の実施例を示す光学系ブロック図。FIG. 9 is an optical system block diagram showing another embodiment of the present invention.

【図１０】本発明の他の実施例を示す光学系ブロック
図。FIG. 10 is an optical system block diagram showing another embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ａ、１ｂ…半導体レーザ、 ２ａ、２ｂ…コリメートレンズ、 ３ａ、３ｂ…ビーム整形光学系、 ４ａ、４ｂ…ビームスプリッタ、 ５…波長フィルタ、 ６、７…ミラー ８…波長選択性開口フィルタ ９…光波面補償板 １０…対物レンズ、 １１…アクチュエータ、 １２ａ、１２ｂ…光ディスク １３ａ、１３ｂ…再生信号検出光学系、 １４…１／４波長板。 1a, 1b: semiconductor laser, 2a, 2b: collimating lens, 3a, 3b: beam shaping optical system, 4a, 4b: beam splitter, 5: wavelength filter, 6, 7: mirror 8, wavelength selective aperture filter 9, light wave Surface compensator 10: Objective lens, 11: Actuator, 12a, 12b: Optical disk 13a, 13b: Reproduction signal detection optical system, 14: 1/4 wavelength plate.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大西 邦一 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所マルチメディアシステム 開発本部 (72)発明者 井上 雅之 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所マルチメディアシステム 開発本部 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Kuniichi Onishi, 292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture Multimedia Systems Development Division, Hitachi, Ltd. (72) Masayuki Inoue Masayuki Inoue Yoshidacho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa 292 Hitachi Ltd. Multimedia System Development Division

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】第１の波長を有する第１の光源と、第１の
光源と異なる第２の波長を有する第２の光源と、前記２
つの光源からの光束を合成させる光ビーム合成手段と、
前記光ビーム合成手段から出射する光束を透明基板越し
に光記録媒体上に絞り込む１つの対物レンズと、前記対
物レンズを前記光記録媒体の上下振れおよび回転偏心に
追従させるための駆動手段と、前記光記録媒体からの反
射光を、それぞれ前記第１の波長あるいは第２の波長の
みを有する光束に分離する光ビーム分離手段と、前記光
ビーム分離手段によって分離された光束のそれぞれを受
光し、光電変換する光検出手段を少なくとも有する光ヘ
ッドであって、前記光合成手段と前記対物レンズとの間
の光軸上に、屈折率の波長依存性が相異なる２種類の材
料を張り合わせた、光波面の補償手段を配置することを
特徴とする光ヘッド。A first light source having a first wavelength; a second light source having a second wavelength different from the first light source;
Light beam combining means for combining light beams from the two light sources;
One objective lens for narrowing a light beam emitted from the light beam synthesizing means onto an optical recording medium through a transparent substrate, and a driving means for causing the objective lens to follow up and down and rotational eccentricity of the optical recording medium; A light beam separating unit that separates the reflected light from the optical recording medium into a light beam having only the first wavelength or the second wavelength; and a light beam separated by the light beam separating unit. An optical head having at least a light detecting means for converting, wherein two kinds of materials having different wavelength dependences of refractive index are stuck on an optical axis between the light combining means and the objective lens. An optical head comprising a compensation means. 【請求項２】請求項１に記載の光ヘッドにおいて、第１
の波長を有する光束によって記録あるいは再生を行なう
光記録媒体と、第２の波長を有する光束によって記録あ
るいは再生を行なう光記録媒体とでは、透明基板の厚さ
が異なることを特徴とする光ヘッド。2. The optical head according to claim 1, wherein:
An optical head characterized in that the thickness of a transparent substrate is different between an optical recording medium that performs recording or reproduction with a light beam having a wavelength of 2 and a optical recording medium that performs recording or reproduction with a light beam having a second wavelength. 【請求項３】請求項１または２に記載の光ヘッドにおい
て、前記光波面補償手段における２種類の材料の張り合
わせ面形状が略４次曲面であることを特徴とする光ヘッ
ド。3. An optical head according to claim 1, wherein said optical wavefront compensating means has a substantially quadratic curved surface formed by bonding two types of materials. 【請求項４】請求項１、２および３のうちいずれかに記
載の光ヘッドにおいて、第１の波長を有する光束によっ
て記録あるいは再生を行なう場合と、第２の波長を有す
る光束によって記録あるいは再生を行なう場合とで、前
記対物レンズの実効的な開口数を変化させる手段を有す
ることを特徴とする光ヘッド。4. An optical head according to claim 1, wherein recording or reproduction is performed by a light beam having a first wavelength, and recording or reproduction is performed by a light beam having a second wavelength. An optical head comprising means for changing an effective numerical aperture of the objective lens when performing the above. 【請求項５】請求項４に記載の光ヘッドにおいて、開口
数を変化させる手段が、波長選択性を有するフィルタで
あることを特徴とする光ヘッド。5. The optical head according to claim 4, wherein the means for changing the numerical aperture is a filter having wavelength selectivity. 【請求項６】請求項３または４に記載の光ヘッドにおい
て、前記光波面補償手段における張り合わせ面が、前記
第１の波長を有する光束に対応する開口数と前記第２の
波長を有する光束に対応する開口数のうち、小さい開口
数に相当する光束の領域のみ略４次曲面であることを特
徴とする光ヘッド。6. The optical head according to claim 3, wherein the bonding surface of the optical wavefront compensating means has a numerical aperture corresponding to the light beam having the first wavelength and a light beam having the second wavelength. An optical head characterized in that only a region of a light beam corresponding to a small numerical aperture among corresponding numerical apertures has a substantially fourth-order curved surface. 【請求項７】請求項６に記載の光ヘッドにおいて、前記
第１の波長を有する光束に対応する開口数と前記第２の
波長を有する光束に対応する開口数のうち、大きい方の
開口数が０．６以上であることを特徴とする光ヘッド。7. The optical head according to claim 6, wherein a numerical aperture of a numerical aperture corresponding to the luminous flux having the first wavelength and a numerical aperture of a numerical aperture corresponding to the luminous flux having the second wavelength are larger. Is 0.6 or more. 【請求項８】請求項６に記載の光ヘッドにおいて、前記
第１の波長を有する光束に対応する開口数と前記第２の
波長を有する光束に対応する開口数のうち、小さい方の
開口数が０．４５以下であることを特徴とする光ヘッ
ド。8. The optical head according to claim 6, wherein a numerical aperture corresponding to a light flux having the first wavelength and a numerical aperture corresponding to a light flux having the second wavelength are smaller. Is 0.45 or less. 【請求項９】請求項１、２、３および４のうちいずれか
に記載の光ヘッドにおいて、前記対物レンズ、前記光波
面補償手段および前記開口数を変化させる手段が、一体
化されて前記光記録媒体の上下振れおよび回転偏心に追
従させるための駆動手段に搭載されていることを特徴と
する光ヘッド。9. The optical head according to claim 1, wherein said objective lens, said light wavefront compensating means and said means for changing said numerical aperture are integrated into said optical head. An optical head mounted on a drive unit for following up and down deflection and rotation eccentricity of a recording medium. 【請求項１０】請求項１、２、３および４のうちいずれ
かに記載の光ヘッドにおいて、前記光学的補償手段にお
ける２種類の材料の屈折率は、前記２種類の波長のうち
一方の波長においてはほぼ等しいことを特徴とする光ヘ
ッド。10. An optical head according to claim 1, wherein the refractive index of two kinds of materials in said optical compensation means is one of the two kinds of wavelengths. An optical head characterized in that: 【請求項１１】請求項１、２および４のうちいずれかに
記載の光ヘッドにおいて、前記対物レンズは、前記２種
類の波長および前記２種類の基板厚さのうち、一方の波
長と一方の基板厚さを組み合わせた場合に最適な集光特
性が得られることを特徴とする光ヘッド。11. An optical head according to claim 1, wherein said objective lens has one wavelength and one of said two wavelengths and said two substrate thicknesses. An optical head characterized in that optimal light collecting characteristics are obtained when substrate thicknesses are combined. 【請求項１２】請求項１、２および４のうちいずれかに
記載の光ヘッドにおいて、前記対物レンズが前記光波面
補償手段で構成されていることを特徴とする光ヘッド。12. An optical head according to claim 1, wherein said objective lens is constituted by said optical wavefront compensating means. 【請求項１３】請求項１、２および４のうちいずれかに
記載の光ヘッドにおいて、前記開口数を変化させる手段
が、前記光波面補償手段上に形成されていることを特徴
とする光ヘッド。13. An optical head according to claim 1, wherein said means for changing the numerical aperture is formed on said optical wavefront compensating means. . 【請求項１４】第１の波長を有する第１の光源と、第１
の光源と異なる第２の波長を有する第２の光源と、前記
２つの光源からの光束を合成させる光ビーム合成手段
と、前記光ビーム合成手段から出射する光束を透明基板
越しに光記録媒体上に絞り込む１つの対物レンズと、前
記対物レンズを前記光記録媒体の上下振れおよび回転偏
心に追従させるための駆動手段と、前記光記録媒体から
の反射光を、それぞれ前記第１の波長あるいは第２の波
長のみを有する光束に分離する光ビーム分離手段と、前
記光ビーム分離手段によって分離された光束のそれぞれ
を受光し、光電変換する光検出手段を少なくとも有する
光ディスク装置であって、前記光合成手段と前記対物レ
ンズとの間の光軸上に、屈折率の波長依存性が相異なる
２種類の材料を張り合わせた、光波面の補償手段を配置
することを特徴とする光ディスク装置。14. A first light source having a first wavelength and a first light source having a first wavelength.
A second light source having a second wavelength different from that of the first light source, a light beam combining means for combining light beams from the two light sources, and a light beam emitted from the light beam combining means on an optical recording medium through a transparent substrate. One objective lens, a driving unit for causing the objective lens to follow up-and-down swing and rotational eccentricity of the optical recording medium, and reflected light from the optical recording medium to the first wavelength or the second wavelength, respectively. A light beam separating unit that separates into a light beam having only the wavelength of the light beam, and an optical disk device having at least a light detecting unit that receives each of the light beams separated by the light beam separating unit and performs photoelectric conversion, An optical wavefront compensating means in which two kinds of materials having different wavelength dependences of the refractive index are laminated on an optical axis between the objective lens and the objective lens. The optical disk device.