JP2000155979A - Aberration-detecting device and optical information recording/reproducing device - Google Patents
Aberration-detecting device and optical information recording/reproducing deviceInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本第1発明は光ディスク等の
光学情報記録媒体(以下、情報担体ということがある)
に情報を記録し、又は記録された情報を再生するための
光学情報記録再生装置に用いられる光学系の収差検出装
置に関する。The first invention relates to an optical information recording medium such as an optical disk (hereinafter sometimes referred to as an information carrier).
The present invention relates to an aberration detection device for an optical system used in an optical information recording / reproducing device for recording information on or reproducing the recorded information.
【0002】本第2発明は、レーザ光を用いて光学情報
記録媒体(情報担体)に大容量の情報を記録し、又は記
録された情報を再生するための光学情報記録再生装置に
関する。特に、複数の記録情報層を有する光ディスク等
の情報担体のための光学情報記録再生装置に関する。[0002] The second invention relates to an optical information recording / reproducing apparatus for recording a large amount of information on an optical information recording medium (information carrier) using a laser beam or reproducing the recorded information. In particular, it relates to an optical information recording / reproducing apparatus for an information carrier such as an optical disk having a plurality of recording information layers.
【0003】[0003]
【従来の技術】[第1発明について]従来、光ディスク
の収差補正手段としては特開平8−212611号公報
に記載されたものが知られている。2. Description of the Related Art Conventionally, as an aberration correcting means for an optical disc, one described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-212611 is known.
【0004】図20に従来の波面収差補正方法の概略構
成を示す。図20において、801は光磁気ディスク、
811は半導体レーザ、812は半導体レーザ811か
らの発散光束を平行光束に変換するコリメータレンズ、
813は光束を断面円形に補正するアナモフィックプリ
ズム、814は反射ミラー、816は反射ミラー、81
7は対物レンズ、818は液晶素子である。また、82
0は複合プリズム、822はレーザー光のパワーを検出
・制御するためのAPCセンサ、825は1/2波長
板、826は偏光ビームスプリッター、829,83
0,833は受光素子、850は液晶制御回路、854
はマイコンである。FIG. 20 shows a schematic configuration of a conventional wavefront aberration correction method. 20, reference numeral 801 denotes a magneto-optical disk,
811 denotes a semiconductor laser, 812 denotes a collimator lens for converting a divergent light beam from the semiconductor laser 811 into a parallel light beam,
Reference numeral 813 denotes an anamorphic prism for correcting a light beam into a circular cross section, 814 a reflection mirror, 816 a reflection mirror, 81
7, an objective lens; and 818, a liquid crystal element. Also, 82
0 is a compound prism, 822 is an APC sensor for detecting and controlling the power of laser light, 825 is a half-wave plate, 826 is a polarizing beam splitter, and 829 and 83.
0,833 is a light receiving element, 850 is a liquid crystal control circuit, 854
Is a microcomputer.
【0005】図20の装置においては、メモリーからの
情報に基づき液晶制御回路850を駆動して、液晶素子
818を制御して収差補正を行う。具体的には、収差が
発生した場合、最も波面収差が少なくなるように液晶の
収差補正素子818の位相をオープンループで制御す
る。また、温度等により波面収差が変化する場合には、
温度検出を行い、検出された温度と予め温度に関連づけ
て記憶された制御情報とに基づいて波面収差の補正を行
う。In the apparatus shown in FIG. 20, a liquid crystal control circuit 850 is driven based on information from a memory to control a liquid crystal element 818 to perform aberration correction. Specifically, when an aberration occurs, the phase of the liquid crystal aberration correction element 818 is controlled in an open loop so as to minimize the wavefront aberration. When the wavefront aberration changes due to temperature or the like,
Temperature detection is performed, and wavefront aberration is corrected based on the detected temperature and control information stored in advance in association with the temperature.
【0006】図20の例では、信号検出用の受光素子8
29、830とエラー信号検出用の受光素子833とか
らの信号がマイコン854に入力され、受光素子の検出
信号が良好になるように液晶制御回路850が液晶素子
818の各要素に印加する印可電圧が決定される。In the example of FIG. 20, the light receiving element 8 for detecting a signal is used.
29, 830 and a signal from the light receiving element 833 for detecting an error signal are inputted to the microcomputer 854, and the liquid crystal control circuit 850 applies an applied voltage to each element of the liquid crystal element 818 so that the detection signal of the light receiving element becomes good. Is determined.
【0007】さらに同公報で収差の検出方法について
は、干渉系を用いる波面収差の測定法が示されている。
また、ディスクの種類と、そのディスクを使用した際に
発生する波面収差を補正するために必要な液晶の制御情
報とを求めて、予め校正されたテーブルに基づいて波面
収差の補正を行うことが開示されている。この為に外部
に干渉系を構築して測定装置を形成し波面収差を測定す
るが、干渉系の具体的な構成は開示されていない。[0007] Further, in the publication, a method of measuring wavefront aberration using an interference system is described as an aberration detection method.
In addition, it is possible to obtain the type of the disc and the control information of the liquid crystal necessary for correcting the wavefront aberration generated when the disc is used, and to correct the wavefront aberration based on a table calibrated in advance. It has been disclosed. For this purpose, an interference system is constructed outside and a measuring device is formed to measure the wavefront aberration, but the specific configuration of the interference system is not disclosed.
【0008】[第2発明について]レーザ光を用いて信
号を再生する、いわゆる再生専用の光学情報記録媒体と
して、コンパクトディスク(CD)と称される光ディス
ク、レーザディスク(LD)と称される光ディスク、デ
ジタルビデオディスクと称される光ディスク等がある。[Second Invention] As a so-called read-only optical information recording medium for reproducing a signal using a laser beam, an optical disk called a compact disk (CD) and an optical disk called a laser disk (LD) And an optical disk called a digital video disk.
【0009】現在、市販されている再生専用の光学情報
記録再生装置のうち、もっとも高密度に信号が記録され
ているものは、現状ではDVD−ROMの4.7GBで
ある。At present, 4.7 GB of DVD-ROM is currently used among the commercially available reproduction-only optical information recording / reproducing apparatuses on which signals are recorded at the highest density.
【0010】直径120mmの再生専用DVDは、ユー
ザ容量が最大で4.7GBの片面読み出し単層タイプ、
同容量が最大9.4GBの両面読み出し単層タイプ、同
容量が最大8.5GBの片面読み出し2層タイプ等のフ
ォーマットが規格で決められている。A read-only DVD having a diameter of 120 mm has a single-side read single-layer type with a maximum user capacity of 4.7 GB.
Formats such as a double-sided reading single-layer type having the same capacity of 9.4 GB at the maximum and a single-sided reading two-layer type of the same capacity at the maximum of 8.5 GB are determined by the standard.
【0011】片面読み出し2層タイプの光ディスクの一
構成例を図21に示す。本光ディスクでは、基板918
側からレーザ光を照射することにより、基板918を介
して第1の記録情報層919及び第2の記録情報層92
1のいずれの層に記録されている信号をも再生できる。
第1の記録情報層919と第2の記録情報層921との
間には、基板918から入射したレーザ光を第1の記録
情報層919と第2の記録情報層921とに光学的に分
離する光学分離層920が設けられている。また、第2
の記録情報層921の下面側には第2の記録情報層92
1を保護する保護基板922が設けられている。なお、
多層構造の再生専用光ディスクを製造する方法は、例え
ば米国特許第5,126,996号公報に示されてい
る。FIG. 21 shows an example of the structure of a single-sided readout two-layer type optical disk. In the present optical disc, the substrate 918 is used.
The first recording information layer 919 and the second recording information layer 92 are irradiated through the substrate 918 by irradiating a laser beam from the side.
Signals recorded in any one layer can be reproduced.
Between the first recording information layer 919 and the second recording information layer 921, the laser beam incident from the substrate 918 is optically separated into the first recording information layer 919 and the second recording information layer 921. An optical separation layer 920 is provided. Also, the second
The second recording information layer 92 is provided on the lower surface side of the recording information layer 921 of FIG.
1 is provided. In addition,
A method of manufacturing a read-only optical disk having a multilayer structure is disclosed in, for example, US Pat. No. 5,126,996.
【0012】また、レーザ光を用いて信号を記録及び再
生することのできる光学情報記録媒体として、相変化型
光ディスク、光磁気ディスク、色素ディスク等がある。Optical information recording media on which signals can be recorded and reproduced using laser light include phase-change optical disks, magneto-optical disks, dye disks, and the like.
【0013】このうち、記録可能な相変化型光ディスク
では、通常、記録薄膜材料としては一般的にカルコゲン
化物が用いられる。一般には、記録薄膜材料が結晶状態
の場合を未記録状態とし、レーザ光を照射し、記録薄膜
材料を溶融・急冷して非晶質状態とすることにより、信
号を記録する。一方、信号を消去する場合は、記録時よ
りも低パワーのレーザ光を照射して、記録薄膜を結晶状
態とする。Of these, in a recordable phase-change optical disk, a chalcogenide is generally used as a recording thin film material. In general, a signal is recorded by setting the recording thin film material in a crystalline state to an unrecorded state, irradiating a laser beam, melting and rapidly cooling the recording thin film material to an amorphous state. On the other hand, when erasing a signal, the recording thin film is brought into a crystalline state by irradiating a laser beam having a lower power than during recording.
【0014】記録可能、或いは記録・消去可能な光ディ
スクの記録密度を向上する観点から、基板表面に設けた
案内溝(グルーブ)と案内溝間(ランド)の双方に信号
を記録する、いわゆるランド&グルーブ記録の提案がな
されている(例えば特開平5−282705号公報)。From the viewpoint of improving the recording density of a recordable or recordable / erasable optical disc, a signal is recorded in both a guide groove (groove) and a guide groove (land) provided on the surface of the substrate. Groove recording has been proposed (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-282705).
【0015】また、記録可能、或いは記録・消去可能な
相変化光ディスクの記録容量を増大する観点から、2層
構成のディスクの提案がなされている(例えば特開平9
−212917号公報)。From the viewpoint of increasing the recording capacity of a recordable or recordable / erasable phase-change optical disc, a disc having a two-layer structure has been proposed (for example, see Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 9 (1998)).
-212917).
【0016】これらのディスクの記録再生密度を高くす
るためには、高い開口率(NA Numerical Aperture)
を有する対物レンズを使用して記録再生をする事が望ま
れる。従来の光ディスク装置では基板の厚さ誤差が問題
となるほど高NAの対物レンズを使用した例はなく、基
板の厚さ誤差は特に問題にされていなかった。In order to increase the recording / reproducing density of these discs, a high numerical aperture (NA Numerical Aperture) is required.
It is desired to perform recording and reproduction using an objective lens having the following. In the conventional optical disk device, there is no example in which an objective lens having a high NA is used so that the thickness error of the substrate becomes a problem, and the thickness error of the substrate is not particularly considered.
【0017】再生装置で2層ディスクの球面収差を補正
するアイディアが特開平7−77031号公報に記載さ
れている。そこでは、対物レンズと2層ディスクを使用
したときに発生する、予知された球面収差の収差量が補
正される。収差補正のための光学的位相差を発生する素
子として液晶層が実施の形態例として記載されている。
低いNAのときにはこの方法でも十分補正は可能であ
る。An idea for correcting the spherical aberration of a two-layer disc by a reproducing apparatus is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-77031. Here, the predicted amount of spherical aberration that occurs when an objective lens and a two-layer disc are used is corrected. A liquid crystal layer is described as an embodiment as an element for generating an optical phase difference for aberration correction.
When the NA is low, the correction can be sufficiently performed by this method.
【0018】即ち、ディスク基板の厚さバラツキは精度
良く作製しても通常30〜60ミクロンであり、CDな
どは100ミクロンくらいの厚さバラツキがある。CD
の再生にはNA=0.4〜0.45のレンズが使用され
る。記録が可能なCD−Rの装置であればNA=0.5
くらいのレンズが使用される。さらにDVDは高密度化
されているのでNA=0.6のレンズが使用されてい
る。このような数十ないし100ミクロンくらいに厚さ
がばらつくディスクに対して、NAが0.6以下の記録
再生系であれば何とか良好な記録再生を行うことができ
る。しかしNAが0.6以上になると基板の厚さバラツ
キとレンズ自身の保有する収差が問題となってくる。That is, the thickness variation of the disk substrate is usually 30 to 60 microns even if it is manufactured with high accuracy, and the thickness of a CD or the like has a variation of about 100 microns. CD
A lens having an NA of 0.4 to 0.45 is used for reproduction of. NA = 0.5 for a recordable CD-R device
A lot of lenses are used. Furthermore, since the density of DVD is increased, a lens having NA = 0.6 is used. A recording / reproducing system with an NA of 0.6 or less can manage and reproduce a disk with a thickness of several tens to 100 microns. However, when the NA is 0.6 or more, variations in the thickness of the substrate and aberrations possessed by the lens itself become problems.
【0019】特開平7−77031号公報に記載の方法
では、基板の厚さが変化するときには変化で発生する球
面収差は補正不可能である。また、補正素子が光学系の
途中に位置しているために、対物レンズの光軸とは異な
る光軸を有する球面収差補正素子となるため、NAの4
乗で変化する球面収差は大きくなり、高いNAの光学系
には適用できない。In the method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-77031, when the thickness of the substrate changes, spherical aberration caused by the change cannot be corrected. Further, since the correcting element is located in the middle of the optical system, it becomes a spherical aberration correcting element having an optical axis different from the optical axis of the objective lens.
The spherical aberration that changes with the power increases and cannot be applied to an optical system with a high NA.
【0020】[0020]
【発明が解決しようとする課題】[第1発明について]
前記した従来の収差補正方法では、信号のS/Nがもっ
とも良くなるように波面収差を試行錯誤的に変化させ、
結果として波面収差が少なるようにクローズドループを
形成する補正方法が示されている。[Problems to be Solved by the Invention] [First Invention]
In the above-described conventional aberration correction method, the wavefront aberration is changed by trial and error so that the S / N of the signal is best,
A correction method for forming a closed loop so as to reduce the wavefront aberration as a result is shown.
【0021】しかし、この方法では信号が良くなるか悪
くなるかを判断しつつ山登り的に(試行錯誤的に)最良
点を求めるので、検出に時間がかかり応答の早いクロー
ズドループによる制御はできない。However, in this method, since the best point is obtained in a hill-climbing manner (by trial and error) while judging whether the signal is good or bad, control is not performed by a closed loop which takes a long time for detection and has a fast response.
【0022】本第1発明は、係る従来の問題点を解決
し、リアルタイムもしくはリアルタイムに準じた時間で
収差を検出して高速のクローズドループで制御すること
を可能にする収差検出装置を提供することを目的とす
る。The first aspect of the present invention solves the above-mentioned conventional problems and provides an aberration detection apparatus which can detect aberrations in real time or time in accordance with real time and perform high-speed closed loop control. With the goal.
【0023】[第2発明について]記録・消去可能な光
ディスクを2層構成として記録容量を倍増させるという
アイデアはすでに提案されている(例えば特開平9−2
12917号公報)が、以下のような課題を解決する方
法が見つかっていなかったため実用化に至っていない。
なお、本発明において、第1の記録情報層とは記録・再
生のためのレーザ光の入射側からみて手前にある記録可
能な層、第2の記録情報層とは記録・再生のためのレー
ザ光の入射側からみて奥にある記録可能な層を指す。[Second Invention] The idea of doubling the recording capacity by making a recordable / erasable optical disk a two-layer structure has already been proposed (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-2).
No. 12917) has not been put to practical use because a method for solving the following problems has not been found.
In the present invention, the first recording information layer is a recordable layer in front of the recording / reproducing laser beam as viewed from the incident side, and the second recording information layer is a recording / reproducing laser. Refers to a recordable layer at the back as viewed from the light incident side.
【0024】1.信号の記録・消去・再生のための光学
系で、高いNAの対物レンズを使用して第1の記録情報
層と第2の記録情報層の双方に同じレベルの良好な記録
再生を行なう手段が見つかっていない。1. An optical system for recording / erasing / reproducing a signal, means for performing good recording / reproducing at the same level on both the first recording information layer and the second recording information layer using an objective lens having a high NA. Not found.
【0025】2.信号の記録・消去・再生のための光学
系で、高いNAの対物レンズを使用して第1の記録情報
層と第2の記録情報層の両方に対し球面収差を少なくす
る手段が見つかっていない。2. An optical system for recording / erasing / reproducing signals, and no means has been found to reduce spherical aberration in both the first recording information layer and the second recording information layer using an objective lens having a high NA. .
【0026】3.第1の記録情報層にも第2の記録情報
層にも高速でオーバライト可能な光学系の構成が見つか
っていない。3. No configuration of an optical system capable of overwriting at high speed has been found in either the first recording information layer or the second recording information layer.
【0027】本発明による光学情報記録媒体の構成は、
基板の上に、第1の記録情報層/光学分離層/第2の記
録情報層/・・・の順に複数の記録情報層を備え、前記
複数の記録情報層は情報の記憶再生が可能な材料を含
む。代表的な材料としてレーザ光の照射によって非晶質
状態と結晶状態の間で可逆的に相変化を生じる記録材料
があり、前記基板を通して照射されるレーザ光の照射に
よって信号を記録・消去・再生可能な材料である。The structure of the optical information recording medium according to the present invention is as follows.
A plurality of recording information layers are provided on a substrate in the order of a first recording information layer / optical separation layer / second recording information layer /..., And the plurality of recording information layers are capable of storing and reproducing information. Including materials. A typical material is a recording material that reversibly changes phase between an amorphous state and a crystalline state by irradiation with a laser beam, and records, erases, and reproduces a signal by irradiating the laser beam through the substrate. It is a possible material.
【0028】上記のような基板を有する光ディスクに記
録再生を行おうとすると、実際の厚さがレンズ設計時に
用いられる設計基板厚さ(以下、単に「設計基板厚さ」
という)からかい離することに依存する収差が発生す
る。When recording or reproducing data on or from an optical disk having the above-described substrate, the actual thickness is determined by the design substrate thickness used in designing the lens (hereinafter simply referred to as “design substrate thickness”).
Aberrations are generated depending on the separation.
【0029】設計基板厚さからの厚さ変化量をt、基板
の屈折率をn、対物レンズの開口率をNAとすると発生
する球面収差W40は次のように表される。The spherical aberration W 40 that occurs when the thickness variation from the designed substrate thickness is t, the refractive index of the substrate is n, and the aperture ratio of the objective lens is NA is expressed as follows.
【0030】 W40=(1/8)(1/n−1/n3)t(NA)4 この収差の量が使用波長をλとしたときに35mλ(ミ
リラムダ)を越えると記録再生特性に大きな悪影響を及
ぼす。W 40 = (1/8) (1 / n−1 / n 3 ) t (NA) 4 If the amount of this aberration exceeds 35 mλ (milli-lambda) when the working wavelength is λ, the recording / reproducing characteristics are degraded. Has a major adverse effect.
【0031】例えばNA=0.60、n=1.5、W40
=35mλとしたとき、t=14.5μmとなる。For example, NA = 0.60, n = 1.5, W 40
= 35 mλ, t = 14.5 μm.
【0032】簡単のため記録情報層を2層有する2層デ
ィスクの例で考えると、設計基板厚さを2層ディスクの
ちょうど中間厚さにした場合に最大厚さ変化は±14.
5μmとなるから、2層間の厚さは29μm以下である
必要がある。一方2層間の厚さが薄いとお互いの層から
の干渉が大きく記録再生特性に悪影響がある。例えば層
間距離が10μmくらいと仮定すると、一方の層を記録
再生するとき他方の層からの迷光でフォーカスサーボが
影響を受け良好な記録再生を行うことができない。For the sake of simplicity, in the case of a two-layer disc having two recording information layers, if the thickness of the design substrate is exactly the middle thickness of the two-layer disc, the maximum thickness change is ± 14.
Since the thickness is 5 μm, the thickness between the two layers needs to be 29 μm or less. On the other hand, if the thickness between the two layers is small, interference from the layers is large, which has an adverse effect on the recording / reproducing characteristics. For example, assuming that the interlayer distance is about 10 μm, when recording / reproducing one layer, the focus servo is affected by stray light from the other layer, and good recording / reproduction cannot be performed.
【0033】従って実質上許容される層間厚さは15μ
m〜29μmである必要があるが、このようなディスク
を実際に製造することは困難になる。Therefore, the substantially allowable interlayer thickness is 15 μm.
m to 29 μm, but it is difficult to actually manufacture such a disk.
【0034】本第2発明は、厚さ誤差に起因する球面収
差を補正することにより、2層以上の記録情報層を有す
る情報担体に対して安定して情報の記録・再生が可能な
光学情報記録再生装置を提供することを目的とする。According to the second aspect of the present invention, the optical information capable of stably recording / reproducing information with respect to an information carrier having two or more recording information layers by correcting spherical aberration caused by a thickness error. An object of the present invention is to provide a recording and reproducing device.
【0035】[0035]
【課題を解決するための手段】[第1発明について]上
記の目的を達成するために、本発明はリアルタイムで収
差を検出できる方法として、ディスクからの反射光の光
分布には収差によって特徴的な分布が発生することに着
目し、この分布を検出することで収差の検出を行うもの
である。収差の量を定量的に把握することは困難でも、
収差の種類と収差がある一定の値以上にあるか否かは比
較的容易に検出することができる。Means for Solving the Problems [First invention] In order to achieve the above object, the present invention provides a method capable of detecting aberrations in real time. Focusing on the occurrence of a random distribution, the aberration is detected by detecting this distribution. Although it is difficult to quantitatively determine the amount of aberration,
It is relatively easy to detect the type of aberration and whether the aberration is above a certain value.
【0036】この収差検出を行って、リアルタアイムも
しくはリアルタイムに準じる時間内に収差補正素子を駆
動して収差を補正し、集光ビームの特性を改善し、結果
として良好な光記録特性や再生信号を得ることができ
る。The aberration is detected, and the aberration correcting element is driven within a time corresponding to a real time or a real time to correct the aberration, thereby improving the characteristics of the condensed beam. Can be obtained.
【0037】本第1発明は以下の構成とする。The first invention has the following configuration.
【0038】本第1発明の第1の構成に係る収差検出装
置は、光ビームを射出する放射光源と、前記光ビームを
情報担体上に集光する対物レンズと、前記情報担体上で
反射され前記対物レンズを通過した復路の光ビームを往
路の光ビームと分離する光ビーム分岐手段と、前記分岐
手段で分離された復路の光ビームを特定領域を通過する
光ビームとそれ以外の領域を通過する光ビームとに分割
して偏向させる光偏向手段と、前記偏向された特定領域
を通過する光ビームを受光する複数の光検出手段とを有
し、前記複数の光検出手段からの信号を比較して収差を
検出することを特徴とする。The aberration detecting device according to the first configuration of the first invention comprises a radiation light source for emitting a light beam, an objective lens for condensing the light beam on an information carrier, and an objective lens reflected on the information carrier. A light beam branching unit that separates the light beam on the return path that has passed through the objective lens from the light beam on the outward path, and the light beam on the return path separated by the branching unit passes through the light beam that passes through a specific region and other regions And a plurality of light detecting means for receiving the light beam passing through the deflected specific area, and comparing signals from the plurality of light detecting means. And detecting aberration.
【0039】また、本第1発明の第2の構成に係る収差
検出装置は、光ビームを射出する放射光源と、前記光ビ
ームを情報担体上に集光する対物レンズと、前記情報担
体上で反射され前記対物レンズを通過した復路の光ビー
ムを特定領域を通過する光ビームとそれ以外の領域を通
過する光ビームとに分割し、前記特定領域を通過する光
ビームを前記放射光源とは異なる方向に偏向させる光偏
向手段と、前記偏向された特定領域を通過する光ビーム
を受光する複数の光検出手段とを有し、前記複数の光検
出手段からの信号を比較して収差を検出することを特徴
とする。Further, the aberration detecting device according to the second configuration of the first invention comprises a radiation light source for emitting a light beam, an objective lens for condensing the light beam on an information carrier, The reflected light beam on the return path that has passed through the objective lens is split into a light beam that passes through a specific region and a light beam that passes through other regions, and the light beam that passes through the specific region is different from the radiation light source. A light deflecting means for deflecting light in a direction, and a plurality of light detecting means for receiving a light beam passing through the deflected specific area, and detecting aberration by comparing signals from the plurality of light detecting means. It is characterized by the following.
【0040】かかる第1及び第2の構成によれば、光学
系の収差をリアルタイムもしくはリアルタイムに近い時
間で検出することができる。従って、検出結果に基づい
て収差補正素子を駆動すれば、光学系の収差を低減させ
ることができる。よって、従来困難であった、大きな面
ぶれを有する情報担体(ディスク)や基材厚の異なる情
報担体(ディスク)の再生が可能となる。また、情報担
体の公差を緩和できるために情報担体の製造が容易とな
る。According to the first and second configurations, the aberration of the optical system can be detected in real time or near real time. Therefore, if the aberration correction element is driven based on the detection result, the aberration of the optical system can be reduced. Therefore, it is possible to reproduce information carriers (disks) having large surface deviations and information carriers (disks) having different substrate thicknesses, which were difficult in the past. Further, since the tolerance of the information carrier can be relaxed, the production of the information carrier becomes easy.
【0041】上記第1及び第2の構成において、前記光
偏向手段が、光ビームを複数に分割して回折させるホロ
グラムであることが好ましい。かかるホログラム素子を
用いることで、光ビームを1つの素子で効率よく分割で
き、光学系をコンパクトに構成することができる。In the first and second configurations, it is preferable that the light deflecting means is a hologram that divides a light beam into a plurality of parts and diffracts the light beam. By using such a hologram element, a light beam can be efficiently split by one element, and the optical system can be made compact.
【0042】上記第1及び第2の構成において、前記複
数の光検出手段は少なくとも2分割された光検出器から
なり、前記特定領域を通過する光ビームが前記2分割さ
れた光検出器の分割線上を照射するように設置されてい
ることが好ましい。かかる構成によれば、収差が発生す
ると光ビームスポットの分布が変化して2分割された光
検出器間の出力に差が生じるため、この差を検出するこ
とで簡単な構成で収差を安定して検出できる。In the first and second configurations, the plurality of light detecting means include at least two divided photodetectors, and a light beam passing through the specific area is divided into the two divided photodetectors. It is preferable to be installed so as to irradiate on a line. According to this configuration, when the aberration occurs, the distribution of the light beam spot changes and a difference occurs in the output between the two divided photodetectors. Therefore, by detecting this difference, the aberration can be stabilized with a simple configuration. Can be detected.
【0043】上記第1及び第2の構成において、前記特
定領域を、前記復路の光ビームが通過する領域を前記光
ビームの光軸を含む平面で2分割して得られる2つの領
域の一方の略中央部分の領域とすることができる。かか
る構成によれば、コマ収差を検出することができる。In the first and second configurations, one of two regions obtained by dividing the region through which the light beam on the return path passes by a plane including the optical axis of the light beam into two parts. It can be a substantially central region. According to such a configuration, coma aberration can be detected.
【0044】また、上記第1及び第2の構成において、
前記特定領域を、前記復路の光ビームの光軸を中心とす
る径が異なる2つの同心円で挟まれた領域を前記光軸を
含む平面で2分割して得られる一方の領域とほぼ一致さ
せることができる。かかる構成によれば、球面収差を検
出することができる。In the first and second configurations,
The specific region is made substantially coincident with one region obtained by dividing a region sandwiched between two concentric circles having different diameters about the optical axis of the light beam on the return path into two planes including the optical axis. Can be. According to such a configuration, spherical aberration can be detected.
【0045】上記第1及び第2の構成において、前記光
偏向手段はブレーズ化されたホログラムであることが好
ましい。かかる構成によれば、通常のホログラムに比べ
高効率の偏向手段とすることができるため、収差の検出
を高感度で行うことができる。In the first and second configurations, it is preferable that the light deflecting means is a blazed hologram. According to this configuration, it is possible to use the deflection unit with higher efficiency than a normal hologram, and thus it is possible to detect aberration with high sensitivity.
【0046】上記第2の構成において、前記複数の光検
出手段は、前記放射光源の近傍に、前記放射光源に対し
て対称に配置されていることが好ましい。かかる構成に
よれば、光偏向手段としてホログラムを用いた際に同じ
回折効率で放射光源に対し対称な位置に現れる+1次回
折光と−1次回折光とを効率よく受光することができる
ので、効率の良い光学系を形成することができる。[0046] In the second configuration, it is preferable that the plurality of light detection means are arranged near the radiation light source and symmetrically with respect to the radiation light source. According to such a configuration, when a hologram is used as the light deflecting means, it is possible to efficiently receive + 1st-order and -1st-order diffracted lights that appear at symmetrical positions with respect to the radiation light source with the same diffraction efficiency. A good optical system can be formed.
【0047】上記第2の構成において、前記光偏向手段
は所定の偏光のみを回折させるホログラムと四分の一波
長板とからなり、前記ホログラムにおいて、前記放射光
源から前記情報担体に向かう往路の光ビームは回折せ
ず、前記復路の光ビームは複数に分割され、異なる方向
に回折することが好ましい。かかる構成によれば、光学
系の光利用効率を高めることができる。In the second configuration, the light deflecting means comprises a hologram for diffracting only a predetermined polarized light and a quarter-wave plate, and in the hologram, an outgoing light from the radiation light source toward the information carrier. Preferably, the beam is not diffracted, and the light beam on the return path is divided into a plurality of parts and diffracted in different directions. According to such a configuration, the light use efficiency of the optical system can be increased.
【0048】[第2発明について]本発明は、球面収差
の影響を取り除き、多層構成の情報担体の記録・再生を
可能とするために、球面収差を補正する光学装置を設け
る。球面収差を補正するには色々な手段がある。ここで
は、レンズ系の光軸方向の位置を調整して球面収差を補
正する方法と、対物レンズに入射する光ビームの光学位
相を補正して球面収差を補正する方法とを提供する。[Second Invention] In the present invention, an optical device for correcting spherical aberration is provided in order to eliminate the influence of spherical aberration and enable recording and reproduction of an information carrier having a multilayer structure. There are various means for correcting spherical aberration. Here, a method for correcting spherical aberration by adjusting the position of the lens system in the optical axis direction and a method for correcting spherical aberration by correcting the optical phase of a light beam incident on the objective lens are provided.
【0049】レンズ間距離を変えるには、マイクロマシ
ン、電磁アクチュエータ、ピエゾ素子、又は超音波モー
タ等を使うことができる。To change the distance between lenses, a micromachine, an electromagnetic actuator, a piezo element, an ultrasonic motor, or the like can be used.
【0050】対物レンズに入射する光ビームの光学位相
を補正するには、光ビームの位相分布を変化させること
が必要である。そのため光ビームの有効瞳内を微小な領
域に分割し、それぞれの領域ごとに位相進み又は位相遅
れを補正する。位相補正を行う素子として例えば液晶素
子を用いることができる。To correct the optical phase of the light beam incident on the objective lens, it is necessary to change the phase distribution of the light beam. Therefore, the inside of the effective pupil of the light beam is divided into minute regions, and the phase advance or phase delay is corrected for each region. For example, a liquid crystal element can be used as the element for performing the phase correction.
【0051】本第2発明は以下の構成とする。The second invention has the following configuration.
【0052】本第2発明の第1の構成に係る光学情報記
録再生装置は、複数の記録情報層と、前記記録情報層間
に挟まれた光学分離層とを有する記録再生可能な情報担
体に情報を記録し、又は記録された情報を再生するため
の光学情報記録再生装置であって、光ビームを射出する
放射光源と、前記放射光源からの光ビームを前記複数の
記録情報層のうちの少なくとも1つの記録情報層上に集
光する光ビーム集光手段と、前記光ビーム集光手段と一
体的に構成された球面収差補正手段とを有することを特
徴とする。かかる構成によれば、設計基板厚さからかい
離した厚さの情報担体であっても、球面収差補正手段で
収差を補正して、記録情報層に対して球面収差を低減す
ることにより、良好な記録再生特性が得られる。これに
より、基板の厚さ誤差で生じる球面収差が発生していて
も、複数の記録情報層を有する情報担体の一方の面側か
ら、各記録情報層に記録・再生を安定して行なうことが
できる。この結果、大容量の光学情報記録媒体と、その
ための光学情報記録再生装置を実現できる。The optical information recording / reproducing apparatus according to the first structure of the second invention is a device for recording / reproducing information on a recordable / reproducible information carrier having a plurality of recording information layers and an optical separation layer sandwiched between the recording information layers. Recording, or an optical information recording and reproducing apparatus for reproducing the recorded information, a radiation light source that emits a light beam, and a light beam from the radiation light source at least of the plurality of recording information layers The light beam condensing means for converging light on one recording information layer and a spherical aberration correcting means integrally formed with the light beam condensing means are provided. According to such a configuration, even if the information carrier has a thickness deviated from the design substrate thickness, the spherical aberration is corrected by the spherical aberration correcting means, and the spherical aberration is reduced with respect to the recording information layer. Recording and reproduction characteristics can be obtained. Thereby, even if spherical aberration caused by a thickness error of the substrate occurs, it is possible to stably perform recording / reproducing on each recording information layer from one surface side of the information carrier having a plurality of recording information layers. it can. As a result, a large-capacity optical information recording medium and an optical information recording / reproducing device therefor can be realized.
【0053】上記第1の構成において、前記光ビーム集
光手段が2群の凸レンズからなり、前記球面収差補正手
段は前記2群の凸レンズ間の距離を変化させる構成とす
ることができる。2群の凸レンズ間の距離を変えると球
面収差が変化する。従って、この距離を光ディスクの記
録可能な記録情報層に対して球面収差がもっとも少なく
するように自動的に調整することにより最適の記録再生
を行なうことができる。In the above-mentioned first configuration, the light beam condensing means may comprise two groups of convex lenses, and the spherical aberration correcting means may change the distance between the two groups of convex lenses. Changing the distance between the two groups of convex lenses changes the spherical aberration. Therefore, by automatically adjusting this distance with respect to the recordable recording information layer of the optical disc so as to minimize spherical aberration, optimal recording and reproduction can be performed.
【0054】また、上記第1の構成において、前記光ビ
ーム集光手段が2枚の非球面レンズからなり、前記球面
収差補正手段は前記2枚の非球面レンズ間の距離を変化
させる構成とすることができる。高NAの対物レンズを
構成するには複数の凸レンズを組み合わせる方法があ
り、上記の構成がその場合に該当するが、非球面レンス
を用いることで2枚にすることができる。この2枚の非
球面レンズ間の距離を最適化することで球面収差を最小
にすることができる。In the above-mentioned first configuration, the light beam focusing means comprises two aspherical lenses, and the spherical aberration correcting means changes the distance between the two aspherical lenses. be able to. There is a method of configuring a high NA objective lens by combining a plurality of convex lenses, and the above configuration corresponds to such a case. However, two lenses can be formed by using an aspheric lens. By optimizing the distance between the two aspheric lenses, spherical aberration can be minimized.
【0055】また、上記第1の構成において、前記光ビ
ーム集光手段が1枚の非球面レンズと1枚の球面レンズ
とからなり、前記球面収差補正手段は前記非球面レンズ
と前記球面レンズとの間の距離を変化させる構成とする
こともできる。高NAの対物レンズを構成するには、非
球面レンスと球面レンズを組み合わせて用いることがで
きる。この非球面レンズと球面レンズ間の距離を最適化
することで球面収差を最小にすることができる。In the first configuration, the light beam condensing means comprises one aspherical lens and one spherical lens, and the spherical aberration correcting means comprises the aspherical lens and the spherical lens. The distance between them may be changed. To construct a high NA objective lens, a combination of an aspheric lens and a spherical lens can be used. By optimizing the distance between the aspherical lens and the spherical lens, spherical aberration can be minimized.
【0056】本第2発明の第2の構成に係る光学情報記
録再生装置は、複数の記録情報層と、前記記録情報層間
に挟まれた光学分離層とを有する記録再生可能な情報担
体に情報を記録し、又は記録された情報を再生するため
の光学情報記録再生装置であって、光ビームを射出する
放射光源と、前記放射光源からの光ビームを前記複数の
記録情報層のうちの少なくとも1つの記録情報層上に集
光する光ビーム集光手段と、前記放射光源と前記光ビー
ム集光手段との間に、前記光ビーム集光手段と一体的に
構成された球面収差補正手段とを有し、前記球面収差補
正手段は、前記光ビーム集光手段の光軸を中心とした円
の周方向に等しくかつ半径方向に異なる光学的位相を変
化させることを特徴とする。かかる構成によれば、球面
収差で発生する光軸を中心とした半径方向の光学位相分
布と反対の極性で同じ量の光学位相を加算することによ
り、全体として瞳内の光分布は均一となり、球面収差を
打ち消し合って低減させることができる。この結果、設
計基板厚さからかい離した厚さの情報担体であっても、
球面収差補正手段で収差を補正して、記録情報層に対し
て球面収差を低減することにより、良好な記録再生特性
が得られる。これにより、基板の厚さ誤差で生じる球面
収差が発生していても、複数の記録情報層を有する情報
担体の一方の面側から、各記録情報層に記録・再生を安
定して行なうことができる。この結果、大容量の光学情
報記録媒体と、そのための光学情報記録再生装置を実現
できる。An optical information recording / reproducing apparatus according to a second configuration of the second invention is characterized in that a recording / reproducing information carrier having a plurality of recording information layers and an optical separation layer sandwiched between the recording information layers is provided with information. Recording, or an optical information recording and reproducing apparatus for reproducing the recorded information, a radiation light source that emits a light beam, and a light beam from the radiation light source at least of the plurality of recording information layers A light beam focusing means for focusing on one recording information layer; a spherical aberration correcting means integrally formed with the light beam focusing means between the radiation light source and the light beam focusing means; Wherein the spherical aberration correcting means changes optical phases which are equal in a circumferential direction of a circle centered on an optical axis of the light beam condensing means and different in a radial direction. According to such a configuration, by adding the same amount of optical phase with the opposite polarity to the optical phase distribution in the radial direction around the optical axis generated by spherical aberration, the light distribution in the pupil becomes uniform as a whole, Spherical aberration can be canceled out and reduced. As a result, even if the information carrier has a thickness deviating from the design board thickness,
By correcting the aberration by the spherical aberration correcting means and reducing the spherical aberration with respect to the recording information layer, good recording / reproducing characteristics can be obtained. Thereby, even if spherical aberration caused by a thickness error of the substrate occurs, it is possible to stably perform recording / reproducing on each recording information layer from one surface side of the information carrier having a plurality of recording information layers. it can. As a result, a large-capacity optical information recording medium and an optical information recording / reproducing device therefor can be realized.
【0057】[0057]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を用いて説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0058】(実施の形態1)図1は実施の形態1の収
差検出装置の概略構成図である。(Embodiment 1) FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an aberration detection apparatus according to Embodiment 1.
【0059】半導体レーザ等の光源101を出射する光
ビームはハーフミラー102を通過してコリメートレン
ズ103で略平行光に変換され、波面変換素子104を
透過して対物レンズ105により光ディスク106の基
板越しに記録再生情報面上に入射する。A light beam emitted from a light source 101 such as a semiconductor laser passes through a half mirror 102, is converted into substantially parallel light by a collimating lens 103, passes through a wavefront conversion element 104, and passes through a substrate of an optical disk 106 by an objective lens 105. At the recording / reproducing information surface.
【0060】記録再生情報面で反射した光ビームは再び
基板を透過し、対物レンズ105、波面変換素子10
4、コリメートレンズ103を透過して、ハーフミラー
102で反射して、ホログラム109を透過して回折さ
れて、信号検出用の光検出器107に入射する。光検出
器107は情報信号、フォーカス信号やトラッキング信
号等の制御信号、及び光ビームの収差を検出するピンダ
イオードなどの光検出素子からなる。これらの検出素子
は、各信号検出ごとに単独に構成される場合と、機能を
統合して複数の機能を兼ねる場合とがある。検出された
収差は信号処理回路108で処理され、波面変換素子1
04を駆動する。The light beam reflected on the recording / reproducing information surface passes through the substrate again, and the objective lens 105, the wavefront conversion element 10
4. The light passes through the collimator lens 103, is reflected by the half mirror 102, is transmitted through the hologram 109, is diffracted, and is incident on the photodetector 107 for signal detection. The photodetector 107 includes an information signal, a control signal such as a focus signal and a tracking signal, and a photodetector such as a pin diode for detecting aberration of the light beam. These detection elements may be configured independently for each signal detection, or may be integrated to have a plurality of functions. The detected aberration is processed by the signal processing circuit 108, and the wavefront conversion element 1
04 is driven.
【0061】波面変換素子104は、例えば以下の方法
を用いることができ、2枚の硝子基板に挟まれた部分に
液晶を封入したものを用いることができる。光ビームが
通過する部分を複数の領域に分け、各々の領域に独立に
電圧を印可すると、それぞれ対応する部分の屈折率を変
化させることができる。この屈折率の変化を利用して波
面の位相を変えることができる。光ビームに収差がある
と、部分的に光ビームの位相が変わるので、この変化し
た位相を補完するように波面変換素子104を駆動する
ことにより収差の補正ができる。電圧を収差の度合いに
応じて印可すると収差補正をより正確に補正することが
可能である。As the wavefront conversion element 104, for example, the following method can be used, and a liquid crystal sealed in a portion sandwiched between two glass substrates can be used. When a portion through which a light beam passes is divided into a plurality of regions, and a voltage is independently applied to each region, the refractive index of each corresponding portion can be changed. By utilizing this change in the refractive index, the phase of the wavefront can be changed. If the light beam has an aberration, the phase of the light beam partially changes. Therefore, the aberration can be corrected by driving the wavefront conversion element 104 so as to complement the changed phase. When the voltage is applied according to the degree of aberration, it is possible to correct the aberration more accurately.
【0062】光学系に収差のない状況では光検出器10
7で収差は検出されず、従って波面変換素子104に変
化はなく、単なるガラス平行平板と同等な素子となる。
しかし、収差が発生したときには、収差の種類によりそ
れぞれ検出信号のでかたが異なる。In a situation where the optical system has no aberration, the photodetector 10
7, no aberration is detected, and therefore, there is no change in the wavefront conversion element 104, and the element becomes equivalent to a simple glass parallel plate.
However, when an aberration occurs, the manner of the detection signal differs depending on the type of the aberration.
【0063】以下代表的な収差の3例について説明す
る。Hereinafter, three typical examples of aberration will be described.
【0064】第1の例として、例えば光ディスク106
が傾くと、光ビームが光ディスクの基板を通過する際に
コマ収差が発生する。このコマ収差を光検出器107で
検出して、コマ収差を打ち消すように波面変換素子10
4を駆動して、収差補正することができる。コマ収差を
補正する波面変換の方式は多分割された液晶で構成され
る波面変換素子を用いる方法を使うことができる。As a first example, for example, the optical disk 106
When tilted, coma occurs when the light beam passes through the substrate of the optical disk. This coma is detected by the photodetector 107, and the wavefront conversion element 10 is set so as to cancel the coma.
4 can be driven to correct aberrations. As a method of wavefront conversion for correcting coma, a method using a wavefront conversion element composed of multi-divided liquid crystal can be used.
【0065】コマ収差の検出方法を以下に説明する。A method for detecting coma will be described below.
【0066】図2はコマ収差が発生しているときの波面
収差を示している。アパーチャーの中の基準波面11に
対して、光軸10を境界として、波面の進み11aと遅
れ11bとがある。基準波面11を集光したとき、その
集光点に対して、進んだ波面11aと遅れた波面11b
が集光する位置はいずれもデフォーカスとなる。従っ
て、この進んだ波面又は遅れた波面のみを取り出してフ
ォーカス状態を検出することでコマ収差の発生状況を知
ることができる。FIG. 2 shows the wavefront aberration when coma aberration occurs. With respect to the reference wavefront 11 in the aperture, there is an advance 11a and a delay 11b of the wavefront with the optical axis 10 as a boundary. When the reference wavefront 11 is converged, the wavefront 11a is advanced and the wavefront 11b is delayed
Are all defocused. Therefore, by detecting only the advanced wavefront or delayed wavefront and detecting the focus state, it is possible to know the state of occurrence of coma.
【0067】図3は、コマ収差を検出するための光学系
の一例を示している。光軸10はX−Y座標系の原点を
通るものとし、Y軸方向にコマ収差が発生する場合を考
える。光ディスクから反射して集光する復路の光ビーム
12において、Y>0の領域の略中央部分13を通過す
る光ビームのみを、領域13以外の領域を通過する光ビ
ームから分離して、2分割された光検出器17a,17
bに集光させ、光スポット14を形成させる。ここで、
収差が発生していないときに、光スポット14は、光検
出器17a,17bの分割線上に合焦して形成されるよ
うに構成されている。Y軸方向にコマ収差が発生してい
るとき、領域13を通過する光ビームはこれ以外の領域
を通過する光ビームに対して位相が進んでいるか、又は
遅れている。換言すれば、位相が進んでいるか又は遅れ
ている光ビームを取り出すことができるように、領域1
3を設定する。図3の例では、領域13は半円形を例示
してあるが、これに限定されず、円形、楕円形、矩形、
円弧形状等であってもよい。FIG. 3 shows an example of an optical system for detecting coma. The optical axis 10 passes through the origin of the XY coordinate system, and a case where coma aberration occurs in the Y-axis direction is considered. In the return light beam 12 that is reflected and condensed from the optical disk, only the light beam that passes through the substantially central portion 13 of the region where Y> 0 is separated from the light beam that passes through the region other than the region 13 to be divided into two. Photodetectors 17a, 17
b, and the light spot 14 is formed. here,
When no aberration occurs, the light spot 14 is formed so as to be focused on the dividing line of the photodetectors 17a and 17b. When coma aberration occurs in the Y-axis direction, the light beam passing through the region 13 has a phase advanced or delayed with respect to the light beam passing through the other regions. In other words, the region 1 is selected so that a light beam whose phase is advanced or delayed can be extracted.
Set 3. In the example of FIG. 3, the region 13 is illustrated as a semicircle, but is not limited thereto, and may be a circle, an ellipse, a rectangle,
It may have an arc shape or the like.
【0068】図4は、2分割光検出器上の光ビーム14
の形状と形成位置を示している。FIG. 4 shows a light beam 14 on a two-segment photodetector.
The shape and the formation position are shown.
【0069】図4(A)は領域13を通過する光ビーム
の位相が遅れている場合であり、該光ビームは光検出器
の検出面より後方に集光するような光ビームとなる。こ
のとき、光ビームは光検出器17a側を通過するので、
光検出器17aの出力が光検出器17bの出力より大き
くなる。FIG. 4A shows a case where the phase of the light beam passing through the area 13 is delayed, and the light beam becomes a light beam condensed behind the detection surface of the photodetector. At this time, since the light beam passes through the photodetector 17a,
The output of the light detector 17a becomes larger than the output of the light detector 17b.
【0070】図4(B)は領域13を通過する光ビーム
の位相の進みや遅れがない場合(すなわち、収差がない
場合)であり、該光ビームは光検出器17a,17bの
検出面上であって、両者の分割線上に集光するような光
ビームとなる。このとき、光検出器17aの出力と光検
出器17bの出力とは同じ大きさとなる。FIG. 4B shows a case where there is no advance or delay of the phase of the light beam passing through the area 13 (that is, when there is no aberration), and the light beam is on the detection surface of the photodetectors 17a and 17b. Thus, the light beam is condensed on the two dividing lines. At this time, the output of the photodetector 17a and the output of the photodetector 17b have the same magnitude.
【0071】図4(C)は領域13を通過する光ビーム
の位相が進んでいる場合であり、該光ビームは光検出器
の検出面より前方に集光するような光ビームとなる。こ
のとき、光ビームは光検出器17b側を通過するので、
光検出器17aの出力が光検出器17bの出力より小さ
くなる。FIG. 4C shows a case where the phase of the light beam passing through the region 13 is advanced, and the light beam becomes a light beam that is focused ahead of the detection surface of the photodetector. At this time, since the light beam passes through the photodetector 17b,
The output of the light detector 17a becomes smaller than the output of the light detector 17b.
【0072】以上より、2分割光検出器17a,17b
のそれぞれの出力信号の差信号を検出することにより、
微小なコマ収差であればコマ収差の量と符号を知ること
ができる。ある程度以上大きな収差が発生すると、差信
号が飽和するので、コマ収差の符号は分かっても、コマ
収差の量を知ることはできなくなる。このような場合に
は、光検出器を多分割して信号を演算することでコマ収
差の量を測定することができる。As described above, the two-split photodetectors 17a and 17b
By detecting the difference signal between the respective output signals of
If the coma is minute, the amount and sign of the coma can be known. When an aberration larger than a certain level occurs, the difference signal is saturated. Therefore, even if the sign of the coma is known, the amount of the coma cannot be known. In such a case, the amount of coma can be measured by calculating the signal by dividing the photodetector into multiple parts.
【0073】第2の例として、図1において、例えば光
ディスク106の厚さが異なると光ビームが基板を通過
する際に球面収差が発生する。この球面収差は検出器1
07で検出して、球面収差を打ち消すように波面変換素
子104を駆動して、収差補正することができる。球面
収差を補正する波面変換の方式は多分割された液晶で構
成される波面変換素子を用いる方式を使うことができ
る。As a second example, in FIG. 1, for example, if the thickness of the optical disk 106 is different, a spherical aberration occurs when the light beam passes through the substrate. This spherical aberration is detected by detector 1
At 07, the wavefront conversion element 104 is driven so as to cancel the spherical aberration, and the aberration can be corrected. As a method of wavefront conversion for correcting spherical aberration, a method using a wavefront conversion element composed of multi-divided liquid crystal can be used.
【0074】球面収差の検出方法を以下に説明する。The method for detecting spherical aberration will be described below.
【0075】図5は球面収差が発生している波面収差を
示している。アパーチャーの中の基準波面21に対し
て、光軸10に対称に波面の遅れ21a,21bがあ
る。基準波面21を集光したとき、その集光点に対し
て、遅れた波面21a,21bが集光する位置はデフォ
ーカスとなる。従って、この遅れた波面のみを取り出し
てフォーカス状態を検出することで波面収差の発生状況
を知ることができる。なお、上記とは逆に、光軸10に
対称に波面の進みが生じる場合にも波面収差が発生す
る。FIG. 5 shows wavefront aberration in which spherical aberration occurs. Wavefront delays 21a and 21b are symmetrical to the optical axis 10 with respect to the reference wavefront 21 in the aperture. When the reference wavefront 21 is converged, the positions where the delayed wavefronts 21a and 21b converge with respect to the converging point are defocused. Therefore, by detecting only the delayed wavefront and detecting the focus state, the occurrence state of the wavefront aberration can be known. Note that, contrary to the above, wavefront aberration also occurs when the wavefront advances symmetrically with respect to the optical axis 10.
【0076】図6は、球面収差を検出するための光学系
の一例を示している。光軸10はX−Y座標系の原点を
通るものとする。光ディスクから反射して集光する復路
の光ビーム22において、光軸10を中心とする径が異
なる2つの同心円で挟まれた領域のうちのY>0の領域
(半リング状領域)23を通過する光ビームのみを、領
域23以外の領域を通過する光ビームから分離して、2
分割された光検出器17a,17bに集光させ、光スポ
ット24を形成させる。ここで、収差が発生していない
ときに、光スポット24は、光検出器17a,17bの
分割線上に合焦して形成されるように構成されている。
球面収差が発生しているとき、領域23を通過する光ビ
ームはこれ以外の領域を通過する光ビームに対して位相
が進んでいるか、又は遅れている。換言すれば、位相が
進んでいるか又は遅れている光ビームを取り出すことが
できるように、領域23を設定する。半リング状の領域
23の該リングの半径とその半径方向の幅は光ビームの
波面収差の状態に応じて設定することができる。FIG. 6 shows an example of an optical system for detecting spherical aberration. The optical axis 10 passes through the origin of the XY coordinate system. The return light beam 22 reflected from the optical disk and condensed passes through a region (semi-ring-shaped region) 23 of Y> 0 of a region between two concentric circles having different diameters centered on the optical axis 10. Is separated from the light beam passing through the area other than the area 23,
The light is condensed on the divided photodetectors 17a and 17b to form a light spot 24. Here, when no aberration occurs, the light spot 24 is formed so as to be focused on the division line of the photodetectors 17a and 17b.
When the spherical aberration occurs, the light beam passing through the region 23 has a phase advanced or delayed with respect to the light beam passing through the other regions. In other words, the region 23 is set so that a light beam whose phase is advanced or delayed can be extracted. The radius of the ring and the width in the radial direction of the semi-ring region 23 can be set according to the state of the wavefront aberration of the light beam.
【0077】図7は、2分割光検出器上の光ビーム24
の形状と形成位置を示している。FIG. 7 shows the light beam 24 on the two-segment photodetector.
The shape and the formation position are shown.
【0078】図7(A)は領域23を通過する光ビーム
の位相が遅れている場合であり、該光ビームは光検出器
の検出面より後方に集光するような光ビームとなる。こ
のとき、光ビームは光検出器17a側を通過するので、
光検出器17aの出力が光検出器17bの出力より大き
くなる。FIG. 7A shows a case where the phase of the light beam passing through the region 23 is delayed, and the light beam becomes a light beam that is focused behind the detection surface of the photodetector. At this time, since the light beam passes through the photodetector 17a,
The output of the light detector 17a becomes larger than the output of the light detector 17b.
【0079】図7(B)は領域23を通過する光ビーム
の位相の進みや遅れがない場合(すなわち、収差がない
場合)であり、該光ビームは光検出器17a,17bの
検出面上であって、両者の分割線上に集光するような光
ビームとなる。このとき、光検出器17aの出力と光検
出器17bの出力とは同じ大きさとなる。FIG. 7B shows a case where there is no advance or delay in the phase of the light beam passing through the area 23 (ie, when there is no aberration), and the light beam is on the detection surface of the photodetectors 17a and 17b. Thus, the light beam is condensed on the two dividing lines. At this time, the output of the photodetector 17a and the output of the photodetector 17b have the same magnitude.
【0080】図7(C)は領域23を通過する光ビーム
の位相が進んでいる場合であり、該光ビームは光検出器
の検出面より前方に集光するような光ビームとなる。こ
のとき、光ビームは光検出器17b側を通過するので、
光検出器17aの出力が光検出器17bの出力より小さ
くなる。FIG. 7C shows a case where the phase of the light beam passing through the region 23 is advanced, and the light beam becomes a light beam that is focused forward of the detection surface of the photodetector. At this time, since the light beam passes through the photodetector 17b,
The output of the light detector 17a becomes smaller than the output of the light detector 17b.
【0081】以上より、2分割光検出器17a,17b
のそれぞれの出力信号の差信号を検出することにより、
微小な球面収差であれば球面収差の量と符号を知ること
ができる。ある程度以上大きな収差が発生すると、差信
号が飽和するので、球面収差の符号は分かっても、球面
収差の量を知ることはできなくなる。このような場合に
は、光検出器を多分割して信号を演算することで球面収
差の量を測定することができる。As described above, the two-split photodetectors 17a and 17b
By detecting the difference signal between the respective output signals of
If the spherical aberration is minute, the amount and sign of the spherical aberration can be known. When an aberration larger than a certain level occurs, the difference signal is saturated, so that the sign of the spherical aberration is known but the amount of the spherical aberration cannot be known. In such a case, the amount of spherical aberration can be measured by calculating the signal by dividing the photodetector into multiple parts.
【0082】第3の例として、図1において、例えば光
ディスク106の複屈折等で光ビームが基板を通過する
際に非点収差が発生する。この非点収差は検出器107
で検出され、非点収差を打ち消すように波面変換素子1
04を駆動して、収差補正することができる。非点収差
を補正する波面変換の方式は多分割された液晶で構成さ
れる波面変換素子を用いる方式を使うことができる。As a third example, in FIG. 1, astigmatism occurs when a light beam passes through a substrate due to, for example, birefringence of the optical disk 106 or the like. This astigmatism is detected by the detector 107
The wavefront conversion element 1 is detected so as to cancel the astigmatism.
04 can be driven to correct aberrations. As a method of wavefront conversion for correcting astigmatism, a method using a wavefront conversion element composed of multi-divided liquid crystal can be used.
【0083】非点収差の検出方法は上記のコマ収差、球
面収差の検出方法と同様の考え方に基づいて行なうこと
ができる。The method for detecting astigmatism can be performed based on the same concept as the method for detecting coma and spherical aberration described above.
【0084】図1において光偏向手段としてのホログラ
ム109をブレーズ化されたホログラムとしてもよい。
これにより、通常のホログラムに比べ高効率の偏向手段
とすることができる。In FIG. 1, the hologram 109 as the light deflecting means may be a blazed hologram.
This makes it possible to use deflection means with higher efficiency than a normal hologram.
【0085】また、光検出器107は情報信号、フォー
カス信号やトラッキング信号等の制御信号、及び光ビー
ムの収差を検出するピンダイオードなどの複数の領域に
分かれた光検出素子であるが、収差を検出する部分も少
なくとも二分割された光検出素子からなり、ホログラム
109で偏向された光ビームが二分割された光検出素子
の分割線上にかかるように設定されている。The photodetector 107 is a photodetector divided into a plurality of areas such as an information signal, a control signal such as a focus signal and a tracking signal, and a pin diode for detecting the aberration of the light beam. The part to be detected also includes at least two divided light detection elements, and is set so that the light beam deflected by the hologram 109 falls on the dividing line of the two divided light detection elements.
【0086】(実施の形態2)図8は実施の形態2の収
差検出装置の概略構成図である。(Embodiment 2) FIG. 8 is a schematic configuration diagram of an aberration detection apparatus according to Embodiment 2.
【0087】半導体レーザ等の光源101を出射する光
ビームはホログラム109を通過してコリメートレンズ
103で略平行光に変換され、波面変換素子104を透
過して対物レンズ105により光ディスク106の基板
越しに記録再生情報面上に入射する。A light beam emitted from a light source 101 such as a semiconductor laser passes through a hologram 109, is converted into substantially parallel light by a collimator lens 103, passes through a wavefront conversion element 104, and passes through an objective lens 105 over a substrate of an optical disk 106. It is incident on the recording / reproducing information surface.
【0088】記録再生情報面で反射した光ビームは再び
基板を透過し、対物レンズ105、波面変換素子10
4、コリメートレンズ103を透過して、ホログラム1
09で回折され信号検出用の光検出器107,111に
入射する。光検出器107,111は情報信号、フォー
カス信号やトラッキング信号等の制御信号、及び光ビー
ムの収差を検出する素子からなる。これらの検出素子
は、各信号検出ごとに単独に構成される場合と、機能を
統合して複数の機能を兼ねる場合とがある。検出された
収差は信号処理回路108で処理され波面変換素子10
4を駆動する。The light beam reflected on the recording / reproducing information surface passes through the substrate again, and the objective lens 105, the wavefront conversion element 10
4. The hologram 1 transmitted through the collimating lens 103
It is diffracted at 09 and enters the photodetectors 107 and 111 for signal detection. Each of the photodetectors 107 and 111 includes an element for detecting an information signal, a control signal such as a focus signal and a tracking signal, and an aberration of a light beam. These detection elements may be configured independently for each signal detection, or may be integrated to have a plurality of functions. The detected aberration is processed by the signal processing circuit 108 and the wavefront conversion element 10
4 is driven.
【0089】光学系に収差のない状況では光検出器10
7,111で収差は検出されず、従って波面変換素子1
04に変化はなく、単なるガラス平行平板と同等な素子
となる。収差が発生したときには、実施の形態1で説明
したと同様の検出方式で検出される。In a situation where the optical system has no aberration, the photodetector 10
No aberration is detected at 7, 111, and therefore the wavefront conversion element 1
04 has no change, and is an element equivalent to a simple glass parallel plate. When an aberration occurs, it is detected by the same detection method as described in the first embodiment.
【0090】本実施に形態によれば、実施の形態1と比
較して、よりコンパクトな収差検出装置が得られる。According to the present embodiment, a more compact aberration detector can be obtained as compared with the first embodiment.
【0091】(実施の形態3)図9にコマ収差検出の具
体的な方式を示す。(Embodiment 3) FIG. 9 shows a specific method of detecting coma aberration.
【0092】ホログラム109は複数の領域109a〜
109dに分割されており各々の領域に対応して光検出
器107a〜107hを設ける。すなわち、領域109
aは光検出器107g,107hに対応し、領域109
bは光検出器107a,107bに対応し、領域109
cは光検出器107e,107fに対応し、領域109
dは光検出器107c,107dに対応する。ホログラ
ム109の領域分割は、図3で説明した考え方に準じて
行なわれている。このように、光ビームを通過する領域
に応じて複数に分割して偏向させるためには、例えばホ
ログラム109の空間周波数(ピッチ)と回折方向とを
領域ごとに適切に設定することにより可能である。The hologram 109 has a plurality of regions 109a to 109a.
The photodetectors 107a to 107h are provided corresponding to the respective regions. That is, the area 109
a corresponds to the photodetectors 107g and 107h,
b corresponds to the photodetectors 107a and 107b,
c corresponds to the photodetectors 107e and 107f,
d corresponds to the photodetectors 107c and 107d. The area division of the hologram 109 is performed according to the concept described with reference to FIG. As described above, in order to deflect the light beam into a plurality of light beams in accordance with the region through which the light beam passes, for example, the spatial frequency (pitch) and the diffraction direction of the hologram 109 can be appropriately set for each region. .
【0093】Y軸方向にコマ収差が発生していると仮定
したとき、検出用ホログラム109の上では領域109
aと領域109bとの間で位相誤差がもっとも大きくな
り領域109cと領域109dでは比較的位相誤差は少
ない。従ってこれらの4領域をそれぞれ検出するとコマ
収差を検出することができる。コマ収差はX軸に関して
対称な収差であるから領域109aと領域109cの組
み合わせから検出することも可能である。同じく領域1
09bと領域109dの組み合わせから検出することも
可能である。Assuming that coma occurs in the Y-axis direction, the area 109 on the detection hologram 109
The phase error is largest between a and the region 109b, and the phase error is relatively small in the regions 109c and 109d. Therefore, when each of these four regions is detected, coma can be detected. Since coma is an aberration symmetric with respect to the X axis, it can be detected from a combination of the region 109a and the region 109c. Area 1
It is also possible to detect from the combination of 09b and the area 109d.
【0094】光検出器107は光ビームの集光点近傍に
ありいわゆるナイフエッジ法と呼ばれる検出方式が用い
られる。The photodetector 107 is located near the light beam converging point and employs a so-called knife-edge method.
【0095】ファーフィールドトラッキング誤差信号の
検出にはホログラムのY>0の部分を通過する光ビーム
とY<0の部分を通過する光ビームの光量差を検出する
ことで得られる。即ちファーフィールドトラッキング信
号TEは、 TE=[(107a)+(107b)+(107c)+
(107d)]−[(107e)+(107f)+(1
07g)+(107h)] の信号を見ることで検出できる。The detection of the far-field tracking error signal can be obtained by detecting the difference in the light amount between the light beam passing through the portion of Y> 0 of the hologram and the light beam passing through the portion of Y <0. That is, the far-field tracking signal TE is given by: TE = [(107a) + (107b) + (107c) +
(107d)]-[(107e) + (107f) + (1
07g) + (107h)].
【0096】図10にナイフエッジ法でフォーカス検出
をする場合の検出器107上の光ビームによる光スポッ
ト(斜線を施した部分)の様子を示す。この場合、コマ
収差がないと仮定すると、図10(B)のように2分割
光検出器の分割線上に全ての光ビームは集光している。
フォーカスがずれて、例えば光ディスク106と対物レ
ンズ105が互いに近づく方向になる場合、図10
(A)のように素子107a、107c、107f、1
07hの出力が大きくなる。光ディスク106と対物レ
ンズ105が互いに遠ざかる方向になる場合、図10
(C)のように素子107b、107d、107e、1
07gの出力が大きくなる。従ってこれらの信号を処理
することで、フォーカス信号を得ることができる。即ち
フォーカス信号FEは、 FE=[(107c)+(107f)]−[(107
d)+(107e)] の信号を見ることで検出できる。FIG. 10 shows a state of a light spot (hatched portion) by a light beam on the detector 107 when focus detection is performed by the knife edge method. In this case, assuming that there is no coma aberration, all the light beams are converged on the dividing line of the two-part photodetector as shown in FIG.
When the focus is shifted and, for example, the optical disc 106 and the objective lens 105 move in a direction approaching each other, FIG.
The elements 107a, 107c, 107f, 1 as shown in FIG.
The output at 07h increases. When the optical disk 106 and the objective lens 105 move away from each other, FIG.
The elements 107b, 107d, 107e, 1 as shown in FIG.
The output of 07g increases. Therefore, a focus signal can be obtained by processing these signals. That is, the focus signal FE is given by FE = [(107c) + (107f)]-[(107
d) + (107e)].
【0097】図11にフォーカスが入ったとき(合焦し
たとき)の光検出器107上の光ビームによる光スポッ
ト(斜線を施した部分)の状態を示す。FIG. 11 shows a state of a light spot (hatched portion) by the light beam on the photodetector 107 when the focus is set (when the focus is achieved).
【0098】コマ収差が発生していないとき、図11
(B)のように全ての光検出器の出力は略等しく変化し
ない。When no coma aberration occurs, FIG.
As shown in (B), the outputs of all the photodetectors do not change substantially equally.
【0099】ある極性のコマ収差が発生すると、図11
(A)のように光検出器107aと107gの出力が増
加し、107bと107hの出力が減少するが、光検出
器107c、107d、107e、107fの出力は変
化しない。When coma of a certain polarity occurs, the coma aberration shown in FIG.
As shown in (A), the outputs of the photodetectors 107a and 107g increase and the outputs of 107b and 107h decrease, but the outputs of the photodetectors 107c, 107d, 107e and 107f do not change.
【0100】反対極性のコマ収差が発生すると、図11
(C)のように光検出器107bと107hの出力が増
加し、107aと107gの出力が減少するが、光検出
器107c、107d、107e、107fの出力は変
化しない。When coma of the opposite polarity occurs, FIG.
As shown in (C), the outputs of the photodetectors 107b and 107h increase and the outputs of 107a and 107g decrease, but the outputs of the photodetectors 107c, 107d, 107e and 107f do not change.
【0101】従ってこれらの信号を処理することで、コ
マ収差検出の信号を得ることができる。即ちコマ収差C
Mは、 CM=[(107a)+(107g)]−[(107
b)+(107h)] の信号を見ることで検出できる。Therefore, by processing these signals, it is possible to obtain a coma aberration detection signal. That is, coma aberration C
M is: CM = [(107a) + (107g)] − [(107
b) + (107h)] can be detected.
【0102】(実施の形態4)図12に球面収差検出の
具体的な方式を示す。(Embodiment 4) FIG. 12 shows a specific method for detecting spherical aberration.
【0103】ホログラム109は複数の領域109e〜
109hに分割されており各々の領域に対応して光検出
器107a〜107hを設ける。すなわち、領域109
eは光検出器107g,107hに対応し、領域109
fは光検出器107a,107bに対応し、領域109
gは光検出器107c,107dに対応し、領域109
hは光検出器107e,107fに対応する。ホログラ
ム109の領域分割は、図6で説明した考え方に準じて
行なわれている。このように、光ビームを通過する領域
に応じて複数に分割して偏向させるためには、例えばホ
ログラム109の空間周波数(ピッチ)と回折方向とを
領域ごとに適切に設定することにより可能である。The hologram 109 has a plurality of areas 109e-
The photodetectors 107a to 107h are provided corresponding to the respective regions. That is, the area 109
e corresponds to the photodetectors 107g and 107h,
f corresponds to the photodetectors 107a and 107b,
g corresponds to the photodetectors 107c and 107d, and
h corresponds to the photodetectors 107e and 107f. The area division of the hologram 109 is performed according to the concept described with reference to FIG. As described above, in order to deflect the light beam into a plurality of light beams depending on the region through which the light beam passes, for example, the spatial frequency (pitch) and the diffraction direction of the hologram 109 can be appropriately set for each region. .
【0104】球面収差が発生していると仮定したとき、
検出用ホログラム109の上では領域109e,109
fと領域109g,107hとの間で位相誤差がもっと
も大きくなる。従ってこれらの2領域をそれぞれ検出す
ると球面収差を検出することができる。球面収差はX軸
やY軸に関して対称な収差であるから領域109eと領
域109g,109hとの組み合わせから検出すること
も可能である。同じく領域109fと領域109g,1
09hとの組み合わせから検出することも可能である。Assuming that spherical aberration has occurred,
On the detection hologram 109, regions 109e, 109
The phase error between f and the regions 109g and 107h is largest. Therefore, when these two regions are respectively detected, spherical aberration can be detected. Since the spherical aberration is an aberration symmetric with respect to the X axis and the Y axis, it can be detected from a combination of the region 109e and the regions 109g and 109h. Similarly, the region 109f and the region 109g, 1
It is also possible to detect from the combination with 09h.
【0105】図13にフォーカスが入ったときの光検出
器107上の光ビームによる光スポット(斜線を施した
部分)の状態を示す。FIG. 13 shows a state of a light spot (shaded portion) by a light beam on the photodetector 107 when the focus is set.
【0106】球面収差が発生していないとき、図13
(B)のように全ての光検出器の出力は略等しく変化し
ない。When no spherical aberration occurs, FIG.
As shown in (B), the outputs of all the photodetectors do not change substantially equally.
【0107】ある極性の球面収差が発生すると、図13
(A)のように図12のホログラム109g,109h
を通過する光ビームの焦点が光検出器107の後方に集
光する。その結果、光検出器107aと107hの出力
が増加し、光検出器107bと107gの出力が減少す
るが、光検出器107c、107d、107e、107
fの出力は変化しない。When a spherical aberration of a certain polarity is generated, FIG.
As shown in FIG. 12A, the holograms 109g and 109h of FIG.
The focal point of the light beam passing through is focused behind the photodetector 107. As a result, the outputs of the photodetectors 107a and 107h increase, and the outputs of the photodetectors 107b and 107g decrease, but the photodetectors 107c, 107d, 107e, 107
The output of f does not change.
【0108】反対極性の球面収差が発生すると、図13
(C)のように図12のホログラム109g,109h
を通過する光ビームの焦点が光検出器107の前方に集
光する。その結果、光検出器107bと107gの出力
が増加し、光検出器107aと107hの出力が減少す
るが、光検出器107c、107d、107e、107
fの出力は変化しない。When spherical aberration of the opposite polarity occurs, FIG.
As shown in FIG. 12C, the holograms 109g and 109h of FIG.
Is focused on the front of the photodetector 107. As a result, the outputs of the photodetectors 107b and 107g increase, and the outputs of the photodetectors 107a and 107h decrease, but the photodetectors 107c, 107d, 107e, 107
The output of f does not change.
【0109】従ってこれらの信号を処理することで、球
面収差検出の信号を得ることができる。即ち球面収差S
Aは、 SA=[(107a)+(107h)]−[(107
b)+(107g)] の信号を見ることで検出できる。Therefore, by processing these signals, a signal for detecting spherical aberration can be obtained. That is, spherical aberration S
A is: SA = [(107a) + (107h)]-[(107
b) + (107 g)].
【0110】ファーフィールドトラッキング誤差信号の
検出にはホログラムのY>0の部分を通過する光ビーム
とY<0の部分を通過する光ビームの光量差を検出する
ことで得られる。即ちファーフィールドトラッキング信
号TEは、 TE=[(107a)+(107b)+(107e)+
(107f)]−[(107c)+(107d)+(1
07g)+(107h)] の信号を見ることで検出できる。The detection of the far-field tracking error signal can be obtained by detecting the difference in light amount between the light beam passing through the portion of Y> 0 of the hologram and the light beam passing through the portion of Y <0. That is, the far-field tracking signal TE is given by: TE = [(107a) + (107b) + (107e) +
(107f)]-[(107c) + (107d) + (1
07g) + (107h)].
【0111】(実施の形態5)本発明の原理を応用して
非点収差の検出を行うことができる。図14に非点収差
検出の具体的な方式を示す。(Embodiment 5) Astigmatism can be detected by applying the principle of the present invention. FIG. 14 shows a specific method of detecting astigmatism.
【0112】ホログラム109は複数の領域109i〜
109m(109lは欠番)に分割されており各々の領
域に対応して光検出器110a〜110m(110lは
欠番)を設ける。すなわち、領域109iは光検出器1
10i,110j,110k,110mに対応し、領域
109jは光検出器110a,110b,110c,1
10dに対応し、領域109kは光検出器110e,1
10fに対応し、領域109mは光検出器110g,1
10hに対応する。ホログラム109の領域分割は、以
下のように行なっている。まず、光軸を中心とする径が
異なる2つの同心円で挟まれた領域(リング状領域)
と、それ以外の領域とに分割する。前者のリング状領域
をさらにX軸及びY軸により4分割し、対向する領域同
士を1組として、2組の検出領域109i,109jと
する。また、後者の領域をY>0の領域とY<0の領域
に分割し、それぞれ109k,109mとする。このよ
うに、光ビームを通過する領域に応じて複数に分割して
偏向させるためには、例えばホログラム109の空間周
波数(ピッチ)と回折方向とを領域ごとに適切に設定す
ることにより可能である。The hologram 109 has a plurality of regions 109i to
109m (109l is a missing number), and photodetectors 110a to 110m (110l is a missing number) are provided corresponding to each area. That is, the region 109i is the photodetector 1
10i, 110j, 110k, and 110m, and the region 109j includes the photodetectors 110a, 110b, 110c, and 1
10d, the region 109k includes the photodetectors 110e, 1
10f, and the region 109m includes the photodetectors 110g and 1g.
10h. The hologram 109 is divided into regions as described below. First, a region (ring-shaped region) sandwiched between two concentric circles having different diameters about the optical axis.
And the other area. The former ring-shaped area is further divided into four parts by the X-axis and the Y-axis, and the opposing areas are set as one set to be two sets of detection areas 109i and 109j. Further, the latter area is divided into an area of Y> 0 and an area of Y <0, and these areas are set to 109k and 109m, respectively. As described above, in order to deflect the light beam into a plurality of light beams depending on the region through which the light beam passes, for example, the spatial frequency (pitch) and the diffraction direction of the hologram 109 can be appropriately set for each region. .
【0113】非点収差が発生していると仮定したとき、
検出用ホログラム109の上では領域109iと領域1
09jとの間で位相誤差がもっとも大きくなり、領域1
09kと領域109mとの間の位相誤差はそれらの中間
の値となる。従ってこれらの3領域をそれぞれ検出する
と非点収差を検出することができる。Assuming that astigmatism has occurred,
On the detection hologram 109, the region 109i and the region 1
09j, the phase error becomes largest, and the region 1
The phase error between 09k and the area 109m has a value intermediate between them. Therefore, when each of these three regions is detected, astigmatism can be detected.
【0114】図15にフォーカスが入ったときの光検出
器110上の光ビームによる光スポット(斜線を施した
部分)の状態を示す。FIG. 15 shows a state of a light spot (hatched portion) of the light beam on the photodetector 110 when the focus is set.
【0115】非点収差が発生していないとき、図15
(B)のように全ての光検出器110の出力は略等しく
変化しない。When no astigmatism occurs, FIG.
As shown in (B), the outputs of all the photodetectors 110 do not change substantially equally.
【0116】ある極性の非点収差が発生すると、図15
(A)のように図14のホログラム109iを通過する
光ビームの焦点が光検出器110の後方に集光し、ホロ
グラム109jを通過する光ビームの焦点が光検出器1
10の前方に集光する。その結果、光検出器110a、
110d、110j、110kの出力が増加し、光検出
器110b、110c、110i、110mの出力が減
少する。光検出器110e、110f、110g、11
0hの出力は変化しない。When astigmatism of a certain polarity occurs, FIG.
14A, the focus of the light beam passing through the hologram 109i in FIG. 14 is focused behind the photodetector 110, and the focus of the light beam passing through the hologram 109j is detected by the photodetector 1.
Light is collected in front of 10. As a result, the photodetectors 110a,
The outputs of 110d, 110j, 110k increase, and the outputs of photodetectors 110b, 110c, 110i, 110m decrease. Photodetectors 110e, 110f, 110g, 11
The output at 0h does not change.
【0117】反対極性の非点収差が発生すると、図15
(C)のように図14のホログラム109jを通過する
光ビームの焦点が光検出器110の後方に集光し、ホロ
グラム109iを通過する光ビームの焦点が光検出器1
10の前方に集光する。その結果、光検出器110a、
110d、110j、110kの出力が減少し、光検出
器110b、110c、110i、110mの出力が増
加する。光検出器110e、110f、110g、11
0hの出力は変化しない。When astigmatism of the opposite polarity occurs, FIG.
As shown in FIG. 14C, the focus of the light beam passing through the hologram 109j in FIG. 14 is focused behind the photodetector 110, and the focus of the light beam passing through the hologram 109i is detected by the photodetector 1.
Light is collected in front of 10. As a result, the photodetectors 110a,
The outputs of 110d, 110j, 110k decrease, and the outputs of photodetectors 110b, 110c, 110i, 110m increase. Photodetectors 110e, 110f, 110g, 11
The output at 0h does not change.
【0118】従ってこれらの信号を処理することで、非
点収差検出の信号を得ることができる。即ち非点収差A
Sは、 AS=[(110a)+(110d)+(110j)+
(110k)]−[(110b)+(110c)+(1
10i)+(110m)] の信号を見ることで検出できる。Therefore, by processing these signals, a signal for detecting astigmatism can be obtained. That is, astigmatism A
S is: AS = [(110a) + (110d) + (110j) +
(110k)]-[(110b) + (110c) + (1
10i) + (110m)].
【0119】以上のホログラムを使った各実施形態は、
光検出器の簡略化のため+1次回折光又は−1次回折光
の光を利用した例について述べてある。ブレーズ化した
ホログラムを用いることもでき、その場合この形態でそ
のまま収差検出装置を形成できる。ブレーズ化したホロ
グラムを用いることにより、光検出器の受光量が増える
ので、高感度の収差検出を行なうことができる。ブレー
ズ化しないホログラムの場合も当然上記方式を用いるこ
とができる。このときには+1次と−1次の回折光が干
渉しないように光検出器を設計することが必要である。Each embodiment using the above hologram is
An example in which + 1st-order diffracted light or -1st-order diffracted light is used for simplification of a photodetector is described. A blazed hologram can also be used, and in this case, the aberration detection device can be formed as it is in this mode. By using a blazed hologram, the amount of light received by the photodetector increases, so that highly sensitive aberration detection can be performed. In the case of a hologram that is not blazed, the above method can be used naturally. In this case, it is necessary to design the photodetector so that the + 1st-order and -1st-order diffracted light do not interfere with each other.
【0120】また、実施の形態2(図8)において、ホ
ログラム109としてブレーズ化しないホログラムを用
いた場合、光源101の両側近傍の略対称となる位置
に、+1次回折光と−1次回折光を受光できるように光
検出器107,111を設置して、光検出器107,1
11の両方で上記の収差検出を行なう構成とすることも
できる。このような構成とすれば、一方の光検出器のみ
で収差検出する場合にい比べて、受光する光量が2倍に
なり、高S/N比の収差検出信号を得ることができる。In the second embodiment (FIG. 8), when a hologram that is not blazed is used as the hologram 109, the + 1st-order and -1st-order diffracted lights are received at substantially symmetric positions near both sides of the light source 101. The photodetectors 107 and 111 are installed so that they can be
11 may be configured to perform the above-described aberration detection. With such a configuration, the amount of received light is doubled as compared with the case where aberration is detected by only one of the photodetectors, and an aberration detection signal with a high S / N ratio can be obtained.
【0121】あるいは、実施の形態2(図8)におい
て、ホログラム109として偏光のみを回折させる偏光
ホログラムを用い、これと4分の1波長板とで光偏向手
段を構成してもよい。すなわち、図16に示すように、
光源101として偏光を射出する放射光源を用い、射出
された偏光が透過する方向に偏光ホログラム109を設
置する。また、4分の1波長板115を波面変換素子1
04と対物レンズ105の間に設置する。偏光放射光源
101から出射した光ビームは偏光ホログラム109を
透過し、4分の1波長板115で円偏光となる。ディス
ク106で反射した円偏光ビームは4分の1波長板11
5を再度通過することで往路の光ビームの偏光方向と垂
直方向に偏光した光ビームとなる。この光ビームは偏光
ホログラム109に入射するとほとんどの光ビームが回
折されて光検出器107,111に入射する。ここで、
光検出器107,111は、光源101の両側近傍の略
対称となる位置に設置されている。収差検出は、光検出
器107,111の両方からの信号を用いて行なう。こ
のように、偏光ホログラムと4分の1波長板とを用いる
ことで、光検出器に入射する光ビームの利用効率を向上
させることができ、高いS/N比の収差検出信号を得る
ことができる。Alternatively, in the second embodiment (FIG. 8), a polarization hologram that diffracts only polarized light may be used as hologram 109, and this and a quarter-wave plate may constitute an optical deflection unit. That is, as shown in FIG.
A radiation light source that emits polarized light is used as the light source 101, and the polarization hologram 109 is set in a direction in which the emitted polarized light is transmitted. Also, the quarter-wave plate 115 is connected to the wavefront conversion element 1.
It is installed between the object lens 04 and the objective lens 105. The light beam emitted from the polarized light source 101 is transmitted through the polarization hologram 109 and becomes a circularly polarized light by the quarter-wave plate 115. The circularly polarized beam reflected by the disk 106 is applied to the quarter wave plate 11
5 again, the light beam becomes a light beam polarized in a direction perpendicular to the polarization direction of the outward light beam. When this light beam enters the polarization hologram 109, most of the light beam is diffracted and enters the photodetectors 107 and 111. here,
The light detectors 107 and 111 are installed at substantially symmetric positions near both sides of the light source 101. Aberration detection is performed using signals from both the photodetectors 107 and 111. As described above, by using the polarization hologram and the quarter-wave plate, the utilization efficiency of the light beam incident on the photodetector can be improved, and an aberration detection signal with a high S / N ratio can be obtained. it can.
【0122】また、上記の各実施形態では二分割の光検
出器を用いて高速に収差検出する方法を述べたが、光検
出器の応答速度を速くできれば、二分割と同じ方向に複
数に分割した光検出器を用いてより精度の高い収差検出
を行うことができる。図10、図11、図13、図15
からも明らかなように、収差が発生すると光検出器上の
光分布は大きく広がる。この拡がりの大きさは、収差の
大きさに比例する。従って光ビーム光軸の中心から離れ
た光検出器に出力が出るほど大きな収差が発生している
ことになる。複数の光検出器から出力される信号を処理
をして、収差補正装置(波面変換素子104)をアナロ
グ値で段階的に制御駆動して、より精度の高い収差補正
を行うことも可能である。収差補正装置に用いられる液
晶は印加される電圧に略比例して屈折率を変化させるこ
とができる為、アナログ値で段階的に制御する装置とし
て適している。In each of the above embodiments, the method of detecting aberrations at high speed by using a two-divided photodetector has been described. However, if the response speed of the photodetector can be increased, a plurality of photodetectors can be divided in the same direction as the two-division A more accurate aberration detection can be performed using the photodetector described above. 10, 11, 13, and 15
As is clear from FIG. 7, when the aberration occurs, the light distribution on the photodetector is greatly expanded. The magnitude of the spread is proportional to the magnitude of the aberration. Therefore, the larger the output is, the more the output is output from the photodetector away from the center of the optical axis of the light beam. It is also possible to process signals output from a plurality of photodetectors and control and drive the aberration correction device (wavefront conversion element 104) stepwise with analog values to perform more accurate aberration correction. . Since the liquid crystal used in the aberration correction device can change the refractive index substantially in proportion to the applied voltage, it is suitable as a device for controlling in a stepwise manner with an analog value.
【0123】また、上記の実施形態ではトラッキング方
式としてファーフィールドトラッキング方式を用いた場
合のみを説明したが、通常使用されている位相差検出ト
ラッキング方式、3ビームトラッキング方式等をそれほ
ど難しくない設計で組み合わせることも可能である。In the above embodiment, only the case where the far-field tracking method is used as the tracking method has been described. However, the phase difference detection tracking method, the three-beam tracking method, etc., which are usually used, are combined in a design that is not so difficult. It is also possible.
【0124】次に、上記の収差検出装置を光学情報記録
再生装置に応用した実施形態を説明する。Next, an embodiment in which the above-described aberration detecting device is applied to an optical information recording / reproducing device will be described.
【0125】(実施の形態6)図17は第6の実施の形
態に係る光学情報記録装置の構成の概略を示す。(Embodiment 6) FIG. 17 shows a schematic configuration of an optical information recording apparatus according to a sixth embodiment.
【0126】図17において、半導体レーザ201を出
射する光ビーム202はコリメートレンズ220で略平
行光に変換され、2枚の非球面レンズ203,204か
らなる対物レンズ205を透過し、第1の記録可能な記
録情報層206と第2の記録可能な記録情報層208と
両記録情報層の間にある光学分離層207とからなる情
報担体209に入射する。2枚の非球面レンズ203と
204の間には両非球面レンズ間の距離を変化させるこ
とができる距離調整機構210がある。本実施の形態で
はピエゾ素子を用いており、電圧を高く印加することで
2枚の非球面レンズ203,204の間の距離は長くな
り、電圧を低くすることで2枚の非球面レンズ203,
204の間の距離は短くなる。対物レンズ205で収束
された光ビームが第1の記録可能な記録情報層206上
に集光するときには、ピエゾ素子に印加する電圧を低く
して2枚の非球面レンズ203,204間の距離を短く
して球面収差を補正する。対物レンズ205で収束され
た光ビームが第2の記録可能な記録情報層208上に集
光するときには、ピエゾ素子に印加する電圧を高くして
2枚の非球面レンズ203,204間の距離を長くして
球面収差を補正する。かかる方法により記録情報層に対
し球面収差を低減することで、良好な記録再生特性が得
られる。In FIG. 17, a light beam 202 emitted from a semiconductor laser 201 is converted into substantially parallel light by a collimating lens 220, transmitted through an objective lens 205 composed of two aspheric lenses 203 and 204, and subjected to first recording. It is incident on an information carrier 209 comprising a possible recordable information layer 206, a second recordable recordable information layer 208 and an optical separation layer 207 between the two recordable information layers. A distance adjustment mechanism 210 that can change the distance between the two aspheric lenses 203 and 204 is provided between the two aspheric lenses 203 and 204. In the present embodiment, a piezo element is used, and when a high voltage is applied, the distance between the two aspheric lenses 203 and 204 is increased, and when the voltage is reduced, the two aspheric lenses 203 and 204 are reduced.
The distance between 204 becomes shorter. When the light beam converged by the objective lens 205 is converged on the first recordable recording information layer 206, the voltage applied to the piezo element is reduced to reduce the distance between the two aspheric lenses 203 and 204. Shorten to correct spherical aberration. When the light beam converged by the objective lens 205 is focused on the second recordable recording information layer 208, the voltage applied to the piezo element is increased to increase the distance between the two aspheric lenses 203 and 204. Lengthen to correct spherical aberration. By reducing spherical aberration with respect to the recording information layer by such a method, good recording / reproducing characteristics can be obtained.
【0127】第6の実施形態において、ピエゾ素子の代
わりに電磁駆動のアクチュエータやモータを使用するこ
ともできる。また、ピエゾ素子の代わりに超音波で駆動
されるアクチュエータを使用することもできる。In the sixth embodiment, an electromagnetically driven actuator or motor can be used instead of the piezo element. Also, an actuator driven by ultrasonic waves can be used instead of the piezo element.
【0128】また、2枚の非球面レンズ203,204
を用いる代わりに2つの凸レンズ群、又は1枚の非球面
レンズと1枚の球面レンズとを用いることもできる。Also, the two aspheric lenses 203 and 204
May be used instead of two convex lens groups, or one aspherical lens and one spherical lens.
【0129】(実施の形態7)図18は第7の実施の形
態に係る光学情報記録装置の構成の概略を示す。(Embodiment 7) FIG. 18 shows a schematic configuration of an optical information recording apparatus according to a seventh embodiment.
【0130】図18において、半導体レーザ201を出
射する光ビーム202はコリメートレンズ220で略平
行光に変換され、2枚の非球面レンズ203,204か
らなる対物レンズ205を透過し、第1の記録可能な記
録情報層206と第2の記録可能な記録情報層208と
両記録情報層の間にある光学分離層207とからなる情
報担体209に入射する。対物レンズ205と半導体レ
ーザ201との間には、対物レンズ205の光軸を中心
とした円の周方向に等しくかつ半径方向に異なる光学的
位相を変化させることのできる球面収差補正素子230
が対物レンズ205と一体的に配置されている。In FIG. 18, a light beam 202 emitted from a semiconductor laser 201 is converted into substantially parallel light by a collimating lens 220, passes through an objective lens 205 composed of two aspheric lenses 203 and 204, and performs first recording. It is incident on an information carrier 209 comprising a possible recordable information layer 206, a second recordable recordable information layer 208 and an optical separation layer 207 between the two recordable information layers. Between the objective lens 205 and the semiconductor laser 201, a spherical aberration correction element 230 capable of changing the optical phase that is equal in the circumferential direction of the circle around the optical axis of the objective lens 205 and different in the radial direction.
Are arranged integrally with the objective lens 205.
【0131】基材の厚さ誤差により光軸を中心として点
対称な位相誤差が発生するので、球面収差で発生する半
径方向に異なる光学位相と反対の極性で同じ量の光学位
相を加算することにより、記録情報層に集光する光ビー
ムの球面収差を打ち消し合わせることができる。Since a phase error symmetric with respect to the optical axis occurs due to a thickness error of the base material, the same amount of optical phase having the opposite polarity to the optical phase different in the radial direction due to spherical aberration and having the opposite polarity is added. Thereby, the spherical aberration of the light beam focused on the recording information layer can be canceled.
【0132】本実施の形態では球面収差補正素子230
は光軸を中心とする同心円により半径方向に3〜7個の
複数の領域に分割された液晶素子であり、発生した球面
収差の量に応じて複数の領域に印加する電圧を制御して
位相差を最適化する。In this embodiment, the spherical aberration correction element 230
Is a liquid crystal element divided into a plurality of three to seven regions in the radial direction by a concentric circle centered on the optical axis, and controls the voltage applied to the plurality of regions according to the amount of generated spherical aberration. Optimize phase differences.
【0133】本実施の形態において、2枚の非球面レン
ズ203,204を用いる代わりに2つの凸レンズ群、
又は1枚の非球面レンズと1枚の球面レンズとを用いる
こともできる。In this embodiment, instead of using two aspheric lenses 203 and 204, two convex lens groups are used.
Alternatively, one aspherical lens and one spherical lens can be used.
【0134】(実施の形態8)実施の形態6,7におい
て、球面収差の検出にはホログラムを用いた球面収差の
検出方式を使うことができる。図19を用いて光ディス
クの球面収差を検出する方法を述べる。(Embodiment 8) In Embodiments 6 and 7, a spherical aberration detection method using a hologram can be used for detecting spherical aberration. A method for detecting the spherical aberration of the optical disk will be described with reference to FIG.
【0135】図19において半導体レーザ201を出射
する光ビーム202はコリメートレンズ220で略平行
光とされ、2枚の非球面レンズ203,204からなる
対物レンズ205を透過し、第1の記録可能な記録情報
層206と第2の記録可能な記録情報層208と両記録
情報層の間にある光学分離層207とからなる情報担体
209に入射する。2枚の非球面レンズ203と204
の間には両非球面レンズ間の距離を一定にする距離調整
機構210がある。距離調整機構210として本実施の
形態ではピエゾ素子を用いている。In FIG. 19, a light beam 202 emitted from a semiconductor laser 201 is made substantially collimated by a collimator lens 220, passes through an objective lens 205 composed of two aspheric lenses 203 and 204, and performs first recording. The light is incident on an information carrier 209 comprising a recording information layer 206, a second recordable recording information layer 208, and an optical separation layer 207 between both recording information layers. Two aspheric lenses 203 and 204
Between them, there is a distance adjusting mechanism 210 for keeping the distance between both aspheric lenses constant. In this embodiment, a piezo element is used as the distance adjusting mechanism 210.
【0136】ディスクから反射した光ビームはハーフミ
ラー302で反射され収差検出用のホログラム309を
透過して光検出器307に入射する。検出された信号は
信号増幅処理回路308で処理されピエゾ素子210を
駆動する。検出信号に応じて電圧を高く印加することで
2枚の非球面レンズ203と204の間の距離は長くな
り、電圧を低くすることで2枚の非球面レンズ203と
204の間の距離は短くなる。The light beam reflected from the disk is reflected by the half mirror 302, passes through the hologram 309 for detecting aberration, and enters the photodetector 307. The detected signal is processed by the signal amplification processing circuit 308 to drive the piezo element 210. By applying a high voltage in accordance with the detection signal, the distance between the two aspheric lenses 203 and 204 increases, and by decreasing the voltage, the distance between the two aspheric lenses 203 and 204 decreases. Become.
【0137】対物レンズ205で収束された光ビームが
第1の記録可能な記録情報層206上に集光するときに
は、球面収差検出信号は検出され、ピエゾ素子210に
印加する電圧を低くして2枚の非球面レンズ間の距離を
短くして球面収差を補正する。When the light beam converged by the objective lens 205 converges on the first recordable recording information layer 206, a spherical aberration detection signal is detected, and the voltage applied to the piezo element 210 is reduced to 2 The distance between the aspherical lenses is shortened to correct the spherical aberration.
【0138】対物レンズ205で収束された光ビームが
第2の記録可能な記録情報層208上に集光するときに
は、球面収差検出信号は上記と逆の極性で検出され、ピ
エゾ素子210に印加する電圧を大きくして2枚の非球
面レンズ間の距離を長くして球面収差を補正する。When the light beam converged by the objective lens 205 is converged on the second recordable recording information layer 208, the spherical aberration detection signal is detected with the opposite polarity to the above and applied to the piezo element 210. The voltage is increased to increase the distance between the two aspheric lenses to correct spherical aberration.
【0139】球面収差検出の具体的な方式は、上記の図
5〜図7又は実施の形態4で説明した方式を使用するこ
とができる。As a specific method for detecting spherical aberration, the method described in FIGS. 5 to 7 or the fourth embodiment can be used.
【0140】本実施の形態において、2枚の非球面レン
ズ203,204を用いる代わりに2つの凸レンズ群、
又は1枚の非球面レンズと1枚の球面レンズとを用いる
こともできる。In this embodiment, instead of using two aspheric lenses 203 and 204, two convex lens groups are used.
Alternatively, one aspherical lens and one spherical lens can be used.
【0141】本実施の形態では、実施の形態6の光学情
報記録装置に球面収差検出装置を組み合わせた例を説明
したが、実施の形態7の光学情報記録装置に球面収差検
出装置を組み合わせることもできる。In the present embodiment, an example in which the spherical aberration detecting device is combined with the optical information recording device of the sixth embodiment has been described. However, the optical information recording device of the seventh embodiment may be combined with the spherical aberration detecting device. it can.
【0142】また、本実施の形態では、図1の構成を有
する球面収差検出装置を組み合わせる場合を説明した
が、同様に図2の構成を有する球面収差検出装置を組み
合わせることもできる。Further, in the present embodiment, the case where the spherical aberration detecting device having the configuration shown in FIG. 1 is combined has been described, but the spherical aberration detecting device having the configuration shown in FIG. 2 can be similarly combined.
【0143】以上に説明した本発明は、図面によって具
体的に表される構成に限定されるものではなく色々なバ
リエーションが想定できる。The present invention described above is not limited to the configuration specifically shown in the drawings, and various variations can be assumed.
【0144】[0144]
【発明の効果】本第1発明によれば、光学系の収差をリ
アルタイムもしくはリアルタイムに近い時間で検出する
ことができる。従って、検出結果に基づいて収差補正素
子を駆動すれば、光学系の収差を低減させることができ
る。よって、従来困難であった、大きな面ぶれを有する
情報担体(ディスク)や基材厚の異なる情報担体(ディ
スク)の再生が可能となる。また、情報担体の製造が容
易となる。According to the first aspect of the present invention, the aberration of the optical system can be detected in real time or near real time. Therefore, if the aberration correction element is driven based on the detection result, the aberration of the optical system can be reduced. Therefore, it is possible to reproduce information carriers (disks) having large surface deviations and information carriers (disks) having different substrate thicknesses, which were difficult in the past. Further, the production of the information carrier is facilitated.
【0145】また、本第2発明によれば、設計基板厚さ
からかい離した厚さの情報担体であっても、球面収差補
正手段で収差を補正して、記録情報層に対して球面収差
を低減することにより、良好な記録再生特性が得られ
る。これにより、基板の厚さ誤差で生じる球面収差が発
生していても、複数の記録情報層を有する情報担体の一
方の面側から、各記録情報層に記録・再生を安定して行
なうことができる。この結果、大容量の光学情報記録媒
体と、そのための光学情報記録再生装置を実現できる。Further, according to the second aspect of the invention, even if the information carrier has a thickness deviating from the design substrate thickness, the spherical aberration is corrected by the spherical aberration correcting means, and the spherical aberration is reduced with respect to the recording information layer. By reducing, good recording / reproducing characteristics can be obtained. Thereby, even if spherical aberration caused by a thickness error of the substrate occurs, it is possible to stably perform recording / reproducing on each recording information layer from one surface side of the information carrier having a plurality of recording information layers. it can. As a result, a large-capacity optical information recording medium and an optical information recording / reproducing device therefor can be realized.
【図1】本発明の実施の形態1の収差検出装置の概略構
成図FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an aberration detection device according to a first embodiment of the present invention.
【図2】コマ収差が発生しているときの波面収差を示し
た概念図FIG. 2 is a conceptual diagram illustrating a wavefront aberration when a coma aberration occurs.
【図3】コマ収差を検出するための光学系の一例を示し
た概略構成図FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing an example of an optical system for detecting coma aberration.
【図4】図3の2分割光検出器上に形成される光ビーム
スポットの形状と形成位置を示した説明図4 is an explanatory diagram showing the shape and formation position of a light beam spot formed on the two-segment photodetector in FIG.
【図5】球面収差が発生しているときの波面収差を示し
た概念図FIG. 5 is a conceptual diagram showing wavefront aberration when spherical aberration occurs.
【図6】球面収差を検出するための光学系の一例を示し
た概略構成図FIG. 6 is a schematic configuration diagram showing an example of an optical system for detecting spherical aberration.
【図7】図6の2分割光検出器上に形成される光ビーム
スポットの形状と形成位置を示した説明図FIG. 7 is an explanatory diagram showing the shape and formation position of a light beam spot formed on the two-segment photodetector in FIG.
【図8】本発明の実施の形態2の収差検出装置の概略構
成図FIG. 8 is a schematic configuration diagram of an aberration detection device according to a second embodiment of the present invention.
【図9】本発明の実施の形態3のコマ収差の検出原理を
示す構成図FIG. 9 is a configuration diagram showing a principle of detecting coma aberration according to the third embodiment of the present invention.
【図10】ナイフエッジ法でフォーカス検出をする場合
の図9の光検出器上の光ビームスポットの形成状態を示
した説明図FIG. 10 is an explanatory diagram showing a state of forming a light beam spot on the photodetector of FIG. 9 when focus detection is performed by the knife edge method.
【図11】コマ収差発生時の図9の光検出器上の光ビー
ムスポットの形成状態を示した説明図FIG. 11 is an explanatory diagram showing a state of formation of a light beam spot on the photodetector in FIG. 9 when coma aberration occurs.
【図12】本発明の実施の形態4の球面収差の検出原理
を示す構成図FIG. 12 is a configuration diagram illustrating a principle of detecting spherical aberration according to the fourth embodiment of the present invention.
【図13】球面収差発生時の図12の光検出器上の光ビ
ームスポットの形成状態を示した説明図FIG. 13 is an explanatory diagram showing a state of forming a light beam spot on the photodetector in FIG. 12 when spherical aberration occurs.
【図14】本発明の実施の形態5の非点収差の検出原理
を示す構成図FIG. 14 is a configuration diagram showing a principle of detecting astigmatism according to the fifth embodiment of the present invention;
【図15】非点収差発生時の図14の光検出器上の光ビ
ームスポットの形成状態を示した説明図FIG. 15 is an explanatory diagram showing a state of forming a light beam spot on the photodetector in FIG. 14 when astigmatism occurs.
【図16】本発明の収差検出装置の別の構成例を示した
概略構成図FIG. 16 is a schematic configuration diagram showing another configuration example of the aberration detection device of the present invention.
【図17】本発明の実施の形態6に係る光学情報記録装
置の概略構成図FIG. 17 is a schematic configuration diagram of an optical information recording apparatus according to Embodiment 6 of the present invention.
【図18】本発明の実施の形態7に係る光学情報記録装
置の概略構成図FIG. 18 is a schematic configuration diagram of an optical information recording device according to a seventh embodiment of the present invention.
【図19】本発明の実施の形態8に係る光学情報記録装
置の概略構成図FIG. 19 is a schematic configuration diagram of an optical information recording apparatus according to Embodiment 8 of the present invention.
【図20】従来の波面収差補正方法を示した概略構成図FIG. 20 is a schematic configuration diagram showing a conventional wavefront aberration correction method.
【図21】片面読み出し2層タイプの光ディスクの一構
成例を示した断面図FIG. 21 is a sectional view showing a configuration example of a single-sided readout two-layer type optical disc.
101 光源 102 ハーフミラー 103 コリメートレンズ 104 波面変換素子 105 対物レンズ 106 光ディスク 107 光検出器 108 収差の信号処理回路 109 ホログラム 111 光検出器 115 4分の1波長板 201 半導体レーザ 202 光ビーム 203 第1のレンズ 204 第2のレンズ 205 対物レンズ 206 第1の記録情報層 207 光学分離層 208 第2の記録情報層 209 情報担体 210 距離調整機構(ピエゾ素子) 220 コリメートレンズ 230 液晶球面収差補正素子 302 ハーフミラー 307 光検出器 308 信号増幅処理回路 309 ホログラム Reference Signs List 101 light source 102 half mirror 103 collimating lens 104 wavefront conversion element 105 objective lens 106 optical disk 107 photodetector 108 aberration signal processing circuit 109 hologram 111 photodetector 115 quarter-wave plate 201 semiconductor laser 202 light beam 203 first Lens 204 Second lens 205 Objective lens 206 First recording information layer 207 Optical separation layer 208 Second recording information layer 209 Information carrier 210 Distance adjustment mechanism (piezo element) 220 Collimating lens 230 Liquid crystal spherical aberration correction element 302 Half mirror 307 Photodetector 308 Signal amplification processing circuit 309 Hologram
Claims (14)
路の光ビームを往路の光ビームと分離する光ビーム分岐
手段と、 前記分岐手段で分離された復路の光ビームを特定領域を
通過する光ビームとそれ以外の領域を通過する光ビーム
とに分割して偏向させる光偏向手段と、 前記偏向された特定領域を通過する光ビームを受光する
複数の光検出手段とを有し、 前記複数の光検出手段からの信号を比較して収差を検出
することを特徴とする収差検出装置。A radiation source for emitting a light beam; an objective lens for condensing the light beam on an information carrier; and a forward light beam reflected on the information carrier and passing through the objective lens. A light beam branching unit that separates the light beam from the light beam, and a light deflecting unit that divides and deflects the light beam on the return path separated by the branching unit into a light beam passing through a specific region and a light beam passing through other regions. A plurality of light detecting means for receiving a light beam passing through the deflected specific region, and detecting aberration by comparing signals from the plurality of light detecting means. .
路の光ビームを特定領域を通過する光ビームとそれ以外
の領域を通過する光ビームとに分割し、前記特定領域を
通過する光ビームを前記放射光源とは異なる方向に偏向
させる光偏向手段と、 前記偏向された特定領域を通過する光ビームを受光する
複数の光検出手段とを有し、 前記複数の光検出手段からの信号を比較して収差を検出
することを特徴とする収差検出装置。2. A radiation source for emitting a light beam, an objective lens for condensing the light beam on an information carrier, and a return light beam reflected on the information carrier and passing through the objective lens to a specific area. A light deflecting unit that divides the passing light beam into a light beam that passes through the other region and deflects the light beam that passes through the specific region in a direction different from that of the radiation light source. An aberration detection device, comprising: a plurality of light detection units that receive a passing light beam; and detecting aberration by comparing signals from the plurality of light detection units.
割して回折させるホログラムである請求項1又は2に記
載の収差検出装置。3. The aberration detecting device according to claim 1, wherein the light deflecting unit is a hologram that divides a light beam into a plurality of beams and diffracts the light beam.
割された光検出器からなり、前記特定領域を通過する光
ビームが前記2分割された光検出器の分割線上を照射す
るように設置されている請求項1又は2に記載の収差検
出装置。4. The plurality of photodetectors comprise at least two photodetectors, and are installed so that a light beam passing through the specific area irradiates a split line of the two photodetectors. The aberration detection device according to claim 1 or 2, wherein
通過する領域を前記光ビームの光軸を含む平面で2分割
して得られる2つの領域の一方の略中央部分の領域であ
る請求項1又は2に記載の収差検出装置。5. The specific region is a substantially central portion of one of two regions obtained by dividing a region through which the light beam on the return path passes by a plane including an optical axis of the light beam into two. Item 3. The aberration detection device according to item 1 or 2.
光軸を中心とする径が異なる2つの同心円で挟まれた領
域を前記光軸を含む平面で2分割して得られる一方の領
域とほぼ一致する請求項1又は2に記載の収差検出装
置。6. The one area obtained by dividing the area sandwiched by two concentric circles having different diameters centered on the optical axis of the light beam on the return path into two on a plane including the optical axis. The aberration detection device according to claim 1, wherein the aberration detection device substantially corresponds to:
グラムである請求項1又は2に記載の収差検出装置。7. The aberration detecting device according to claim 1, wherein the light deflecting unit is a blazed hologram.
の近傍に、前記放射光源に対して対称に配置されている
請求項2に記載の収差検出装置。8. The aberration detection device according to claim 2, wherein the plurality of light detection units are arranged near the radiation light source and symmetrically with respect to the radiation light source.
させるホログラムと四分の一波長板とからなり、前記ホ
ログラムにおいて、前記放射光源から前記情報担体に向
かう往路の光ビームは回折せず、前記復路の光ビームは
複数に分割され、異なる方向に回折する請求項2に記載
の収差検出装置。9. The light deflecting means includes a hologram for diffracting only predetermined polarized light and a quarter-wave plate, and the hologram does not diffract an outgoing light beam from the radiation light source to the information carrier. 3. The aberration detecting apparatus according to claim 2, wherein the light beam on the return path is divided into a plurality of beams and diffracts in different directions.
間に挟まれた光学分離層とを有する記録再生可能な情報
担体に情報を記録し、又は記録された情報を再生するた
めの光学情報記録再生装置であって、 光ビームを射出する放射光源と、 前記放射光源からの光ビームを前記複数の記録情報層の
うちの少なくとも1つの記録情報層上に集光する光ビー
ム集光手段と、 前記光ビーム集光手段と一体的に構成された球面収差補
正手段とを有することを特徴とする光学情報記録再生装
置。10. Optical information for recording information on a recordable / reproducible information carrier having a plurality of recording information layers and an optical separation layer sandwiched between the recording information layers, or reproducing the recorded information. A recording / reproducing apparatus, comprising: a radiation light source that emits a light beam; and a light beam focusing unit that focuses a light beam from the radiation light source on at least one recording information layer of the plurality of recording information layers. An optical information recording / reproducing apparatus comprising: a light beam condensing means; and a spherical aberration correcting means integrally formed.
ズからなり、前記球面収差補正手段は前記2群の凸レン
ズ間の距離を変化させる請求項10に記載の光学情報記
録再生装置。11. The optical information recording / reproducing apparatus according to claim 10, wherein said light beam focusing means comprises two groups of convex lenses, and said spherical aberration correcting means changes a distance between said two groups of convex lenses.
レンズからなり、前記球面収差補正手段は前記2枚の非
球面レンズ間の距離を変化させる請求項10に記載の光
学情報記録再生装置。12. The optical information recording / reproducing apparatus according to claim 10, wherein said light beam condensing means comprises two aspherical lenses, and said spherical aberration correcting means changes a distance between said two aspherical lenses. apparatus.
レンズと1枚の球面レンズとからなり、前記球面収差補
正手段は前記非球面レンズと前記球面レンズとの間の距
離を変化させる請求項10に記載の光学情報記録再生装
置。13. The light beam condensing means comprises one aspherical lens and one spherical lens, and the spherical aberration correcting means changes a distance between the aspherical lens and the spherical lens. The optical information recording / reproducing device according to claim 10.
間に挟まれた光学分離層とを有する記録再生可能な情報
担体に情報を記録し、又は記録された情報を再生するた
めの光学情報記録再生装置であって、 光ビームを射出する放射光源と、 前記放射光源からの光ビームを前記複数の記録情報層の
うちの少なくとも1つの記録情報層上に集光する光ビー
ム集光手段と、 前記放射光源と前記光ビーム集光手段との間に、前記光
ビーム集光手段と一体的に構成された球面収差補正手段
とを有し、 前記球面収差補正手段は、前記光ビーム集光手段の光軸
を中心とした円の周方向に等しくかつ半径方向に異なる
光学的位相を変化させることを特徴とする光学情報記録
再生装置。14. Optical information for recording information on a recordable / reproducible information carrier having a plurality of recording information layers and an optical separation layer sandwiched between the recording information layers, or reproducing the recorded information. A recording / reproducing apparatus, comprising: a radiation light source that emits a light beam; and a light beam focusing unit that focuses a light beam from the radiation light source on at least one recording information layer of the plurality of recording information layers. And a spherical aberration correcting means integrally formed with the light beam condensing means between the radiation light source and the light beam condensing means. An optical information recording / reproducing apparatus characterized by changing optical phases which are equal in a circumferential direction of a circle centered on an optical axis of the means and different in a radial direction.
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