JP2000030299A - Recording medium and optical head device applicable to device for recording and reproducing information suitable therefor - Google Patents
Recording medium and optical head device applicable to device for recording and reproducing information suitable thereforInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、光ビームを用い
て情報を記録する記録媒体およびこの記録媒体に情報を
記録し、または記録媒体から情報を再生する情報記録再
生装置に関する。[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a recording medium for recording information using a light beam and an information recording / reproducing apparatus for recording information on the recording medium or reproducing information from the recording medium.
【0002】[0002]
【従来の技術】現在、約2時間の動画再生を可能とした
高密度のDVD(Digital VersatileDisk)タイプの光
ディスクが実用化され、その技術はパーソナルコンピュ
ータ等に用いられる補助記憶装置にも応用されている。2. Description of the Related Art At present, a high-density DVD (Digital Versatile Disk) type optical disk capable of reproducing moving images for about 2 hours has been put to practical use, and the technology has been applied to an auxiliary storage device used in a personal computer and the like. I have.
【0003】また、上述したDVDタイプの光ディスク
であって情報の記録および書き換えが可能なDVD−R
AMディスクについても多くの提案がある。なお、さら
なる高密度化も要望されており、これを実現するための
各種の要素技術の開発も進められている。The above-mentioned DVD-type optical disk, which is capable of recording and rewriting information, is a DVD-R.
There are many proposals for AM disks. In addition, there is a demand for further densification, and development of various elemental technologies for realizing this is also in progress.
【0004】ところで、記録密度を高めるためには、デ
ィスクの記録面に、より微小な記録マークを形成するこ
とが有効である。なお、記録マークの大きさは、ディス
クの記録面に照射される光ビーム(可干渉性の光であっ
て、主としてレーザビームが用いられる)を対物レンズ
(レンズ装置)により集光して得られる集光スポットの
サイズにより、規定される。In order to increase the recording density, it is effective to form finer recording marks on the recording surface of the disk. The size of the recording mark is obtained by condensing a light beam (coherent light, mainly using a laser beam) applied to the recording surface of the disk by an objective lens (lens device). It is defined by the size of the focused spot.
【0005】しかしながら、集光スポットの大きさは、
よく知られているように、光源から放射されるレーザビ
ームの波長に比例し、対物レンズの開口数NAに反比例
することから、記録密度を高めるためには、光源から放
射される光の波長を短くする必要がある。波長に関して
は、光ディスクの初期製品であるコンパクトディスクで
は780ないし830nmであり、現在は赤色域に属す
る685ないし635nmのものが実用化されている。
なお、現在では、青紫色ないし青色の波長域のレーザビ
ームを出射可能な半導体レーザ素子も数多く提案されて
いる。[0005] However, the size of the focused spot is
As is well known, since the wavelength is proportional to the wavelength of the laser beam emitted from the light source and inversely proportional to the numerical aperture NA of the objective lens, the wavelength of the light emitted from the light source must be increased in order to increase the recording density. Must be shorter. The wavelength is 780 to 830 nm for a compact disk, which is an initial product of an optical disk, and the wavelength of 685 to 635 nm belonging to the red region is currently in practical use.
At present, many semiconductor laser devices capable of emitting a laser beam in a blue-violet or blue wavelength range have been proposed.
【0006】一方、記録密度を高めるには、対物レンズ
の開口数NAを大きくする必要があり、International
Symposium on Optical Memory and Optical Data Stora
ge,345-347, (OFA2-1) 1996 に開示されているよう
に、2つのレンズを用いて対物レンズを構成し、高い開
口数を得る方法などが提案されている。On the other hand, in order to increase the recording density, it is necessary to increase the numerical aperture NA of the objective lens.
Symposium on Optical Memory and Optical Data Stora
ge, 345-347, (OFA2-1) 1996, a method has been proposed in which an objective lens is constructed using two lenses to obtain a high numerical aperture.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た開口数NAを大きくする方法においては、ディスクの
保護層である透明層の厚みの最適値が定義されておら
ず、量産向けのディスクに広く用いられる材質であるポ
リカーボネイトやアクリル等に代表される樹脂材料を射
出成形によりディスクに加工する場合、透明層の厚みに
は、一定の製造誤差が含まれる問題がある。However, in the method of increasing the numerical aperture NA described above, the optimum value of the thickness of the transparent layer, which is the protective layer of the disk, is not defined, and the method is widely used for mass-production disks. When a resin material typified by polycarbonate, acrylic, or the like is processed into a disk by injection molding, there is a problem that a certain manufacturing error is included in the thickness of the transparent layer.
【0008】この厚み誤差は、集光スポットに球面収差
を与えることから、再生および記録特性を劣化させる。
なお、球面収差は、透明層の厚みに比例するとともに開
口数NAの4乗に比例して増大するので、大きな開口数
NAの対物レンズを用いる光ディスク装置においては、
透明層の僅かな厚みの変動で、再生および記録特性が大
きく変動する問題がある。[0008] The thickness error gives a spherical aberration to the condensed spot, and thus deteriorates the reproduction and recording characteristics.
Since the spherical aberration increases in proportion to the thickness of the transparent layer and in proportion to the fourth power of the numerical aperture NA, in an optical disc apparatus using an objective lens having a large numerical aperture NA,
There is a problem that reproduction and recording characteristics are largely changed by a slight change in thickness of the transparent layer.
【0009】この発明の目的は、上述した問題点を解決
するものであり、対物レンズの開口数NAを大きくして
スポットサイズを小さくすることで記録密度を高める方
式において、記録材料を保護する透明層の厚みの誤差の
影響を受けない対物レンズの開口数、透明層の厚みおよ
び屈折率との関係を容易に設定可能な光ディスクの製造
条件、および情報記録再生装置のための光ヘッド装置の
要件を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems. In a system for increasing the recording density by increasing the numerical aperture NA of an objective lens and decreasing the spot size, a transparent material for protecting a recording material is used. Manufacturing conditions of optical discs that can easily set the relationship between the numerical aperture of the objective lens, the thickness of the transparent layer and the refractive index that are not affected by errors in the thickness of the layer, and the requirements of an optical head device for an information recording / reproducing device Is to provide.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】この発明は、上述した問
題点に基づきなされたもので、基板の一方の面に記録材
料が設けられ、この記録材料に、レンズ装置を介して供
給される可干渉性の光を照射することにより、情報の再
生および記録が可能な記録媒体において、前記記録材料
を保護する透明な保護層の上記光が入射する側の面と前
記記録材料との間の距離をd、前記レンズ装置の開口数
をNAとしたとき、 NA4 ×d ≦0.0744 を
満たすことを特徴とする記録媒体を提供するものであ
る。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made based on the above-mentioned problems. A recording material is provided on one surface of a substrate, and the recording material is supplied to the recording material via a lens device. By irradiating coherent light, in a recording medium capable of reproducing and recording information, a distance between a surface of the transparent protective layer that protects the recording material on the side where the light is incident and the recording material Where d is the numerical aperture of the lens device and NA is the numerical aperture of the lens device, wherein NA 4 × d ≦ 0.0744 is satisfied.
【0011】また、この発明は、基板の一方の面に記録
材料が設けられ、この記録材料に、レンズ装置を介して
供給される可干渉性の光を照射することにより、情報の
再生および記録が可能な記録媒体において、前記記録材
料を保護する透明な保護層のの上記光が入射する側の面
と前記記録材料との間の距離dと前記保護層に利用され
る材料の屈折率nは、前記レンズ装置の開口数をNAと
したとき、 (n2 −1)/8n3 ×NA4 ×d ≦
3.52×10-3 を満たすことを特徴とする記録媒体
を提供するものである。Further, according to the present invention, a recording material is provided on one surface of a substrate, and the recording material is irradiated with coherent light supplied through a lens device to reproduce and record information. A distance d between the surface of the transparent protective layer that protects the recording material on the light incident side and the recording material, and a refractive index n of the material used for the protective layer. Is expressed as: (n 2 −1) / 8n 3 × NA 4 × d ≦ where NA is the numerical aperture of the lens device.
A recording medium characterized by satisfying 3.52 × 10 −3 is provided.
【0012】さらに、この発明は、基板の一方の面に記
録材料が設けられ、この記録材料に、レンズ装置を介し
て供給される可干渉性の光を照射することにより、情報
の再生および記録が可能な記録媒体において、前記レン
ズ装置の開口数をNAは、前記記録材料を保護する透明
な保護層の上記光が入射する側の面と前記記録材料との
間の距離をd、前記保護層に利用される材料の屈折率を
nとしたとき、 (n2 −1)/8n3 ×NA4 ×d
≦ 3.52×10-3 を満たすことを特徴とする記録
媒体を提供するものである。Further, according to the present invention, a recording material is provided on one surface of a substrate, and the recording material is irradiated with coherent light supplied through a lens device to reproduce and record information. In a recording medium capable of recording, the numerical aperture of the lens device is NA, the distance between the light incident surface of the transparent protective layer for protecting the recording material and the recording material is d, When the refractive index of the material used for the layer is n, (n 2 -1) / 8n 3 × NA 4 × d
≦ 3.52 × 10 −3 is provided.
【0013】またさらに、この発明は、光ビームが照射
されることにより状態が変化され、前記光ビームの光強
度の差に応じて選択的に情報が記録される記録材料と、
この記録材料を支持する支持体に対し記録材料を覆うよ
うに設けられた透明な保護層と、を有する記録媒体に光
ビームを照射する光ヘッド装置において、光ヘッド装置
の対物レンズの開口数NAは、前記記録媒体の保護層の
上記光が入射する側の面と前記記録材料との間の距離d
に対して、 NA4 × d ≦ 0.0744 を満
足するよう設定されていることを特徴とする光ヘッド装
置を提供するものである。Still further, according to the present invention, there is provided a recording material in which a state is changed by irradiating a light beam, and information is selectively recorded according to a difference in light intensity of the light beam;
In an optical head device for irradiating a recording medium having a transparent protective layer provided so as to cover the recording material with respect to a support supporting the recording material, a numerical aperture NA of an objective lens of the optical head device is provided. Is a distance d between the surface of the protective layer of the recording medium on the side where the light is incident and the recording material.
The optical head device is set to satisfy NA 4 × d ≦ 0.0744.
【0014】さらにまた、この発明は、光ビームが照射
されることにより状態が変化され、前記光ビームの光強
度の差に応じて選択的に情報が記録される記録材料と、
この記録材料を支持する支持体に対し記録材料を覆うよ
うに設けられた透明な保護層と、を有する記録媒体に光
ビームを照射する光ヘッド装置において、光ヘッド装置
の対物レンズの開口数NAは、前記記録材料を保護する
透明な保護層の上記光が入射する側の面と前記記録材料
との間の距離をd、前記保護層に利用される材料の屈折
率をnとしたとき、 (n2 −1)/8n3 ×NA4 ×
d ≦ 3.52×10-3 を満足するよう設定されて
いることを特徴とする光ヘッド装置を提供するものであ
る。Still further, according to the present invention, there is provided a recording material in which a state is changed by irradiating a light beam, and information is selectively recorded according to a difference in light intensity of the light beam;
In an optical head device for irradiating a recording medium having a transparent protective layer provided so as to cover the recording material with respect to a support supporting the recording material, a numerical aperture NA of an objective lens of the optical head device is provided. Is the distance between the recording material and the surface of the transparent protective layer that protects the recording material, on the side where the light is incident, where d is the refractive index of the material used for the protective layer, (N 2 -1) / 8n 3 × NA 4 ×
An optical head device characterized by being set so as to satisfy d ≦ 3.52 × 10 −3 .
【0015】[0015]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施の形態を詳細に説明する。図1は、この発明の実
施の形態が適用される光ディスク装置の概略を示すもの
で、光ディスク装置1は、記録媒体である光ディスクD
の記録面に、可干渉性の光、例えばレーザビームを照射
して情報を書き込みまたは光ディスクDから既に記録さ
れている情報を読みとる光ヘッド装置3と、光ヘッド装
置3により光ディスクDから読みとった情報に対応する
信号、光ヘッド装置3の位置や光ヘッド装置3の対物レ
ンズと光ディスクDとの位置関係を制御するための制御
信号および光ディスクDに情報を書き込むために記録す
べき情報を記録信号に変換する信号処理部5と、光ディ
スクDを所定速度で回転するディスクモータ7と、光ヘ
ッド装置3の位置や光ヘッド装置3の対物レンズと光デ
ィスクDとの位置関係およびディスクモータ7の回転数
等を制御する制御部9と、からなる。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 schematically shows an optical disk device to which an embodiment of the present invention is applied. An optical disk device 1 includes an optical disk D as a recording medium.
An optical head device 3 for writing information by reading coherent light, for example, a laser beam, or reading information already recorded from the optical disk D, and information read from the optical disk D by the optical head device 3 , A control signal for controlling the position of the optical head device 3 and the positional relationship between the objective lens of the optical head device 3 and the optical disc D, and information to be recorded for writing information on the optical disc D are recorded signals. A signal processing unit 5 for conversion; a disk motor 7 for rotating the optical disk D at a predetermined speed; a position of the optical head device 3; a positional relationship between the objective lens of the optical head device 3 and the optical disk D; And a control unit 9 for controlling
【0016】光ヘッド装置3は、制御部9の制御によ
り、光ディスクDに照射するレーザビームの照射位置す
なわち後段に詳述する対物レンズの位置が制御されなが
ら信号処理部5との間で所定の信号をやり取りすること
で、光ディスクDに情報を記録し、または光ディスクD
から情報を取り出す。The optical head device 3 controls the irradiation position of the laser beam irradiating the optical disk D, that is, the position of the objective lens described later in detail, under the control of the control unit 9, and communicates with the signal processing unit 5 in a predetermined manner. By exchanging signals, information is recorded on the optical disc D or the optical disc D
Extract information from
【0017】信号処理部5は、光ヘッド装置3、制御部
9および、例えばホストコンピュータに代表される外部
装置99と電気的に接続され、外部装置99からの命令
信号に基づいて、光ディスクDに記録されている情報の
取り出しまたは光ディスクDへの情報の書き込み記録の
ために光ヘッド装置3から光ディスクDに照射されるレ
ーザビームおよび光ディスクDで反射されたレーザビー
ムを、光ヘッド装置3の後段に詳述する光検出器(フォ
トディテクタ)に案内可能に光ヘッド装置3の位置を制
御するための位置制御を出力し、ディスクモータ7によ
って回転される光ディスクDの回転速度を制御部9が制
御可能に指示信号を制御部9に伝送する。また、信号処
理部5は、光ヘッド装置3により光ディスクDから得た
情報信号に基づいて、レーザビームの照射位置およびデ
ィスクモータ7による光ディスクDの回転制御をさらに
行うように制御部9に指示信号を出すとともに、光ディ
スクDからの情報信号に、例えば復号等の所定の信号処
理を施した後に外部装置99へ伝送する。The signal processing unit 5 is electrically connected to the optical head device 3, the control unit 9, and an external device 99 represented by, for example, a host computer. A laser beam emitted from the optical head device 3 to the optical disk D and a laser beam reflected by the optical disk D for taking out recorded information or writing and recording information on the optical disk D are transmitted to the subsequent stage of the optical head device 3. The control unit 9 outputs a position control for controlling the position of the optical head device 3 to a photodetector (photodetector) to be described in detail so that the position of the optical head device 3 can be controlled, and the control unit 9 can control the rotation speed of the optical disk D rotated by the disk motor 7. The instruction signal is transmitted to the control unit 9. The signal processing unit 5 also instructs the control unit 9 to further control the irradiation position of the laser beam and the rotation of the optical disk D by the disk motor 7 based on the information signal obtained from the optical disk D by the optical head device 3. At the same time, the information signal from the optical disc D is subjected to predetermined signal processing such as decoding, and then transmitted to the external device 99.
【0018】制御部9は、光ヘッド装置3、信号処理部
5およびディスクモータ7のそれぞれと電気的に接続さ
れ、信号処理部5からの指示信号に基づいて、光ヘッド
装置3およびディスクモータ7に制御信号を伝送すると
ともに、光ヘッド装置3から光ディスクDに照射される
レーザビームの照射位置およびディスクモータ7による
光ディスクDの回転速度を制御する。The control unit 9 is electrically connected to each of the optical head device 3, the signal processing unit 5 and the disk motor 7, and based on an instruction signal from the signal processing unit 5, Control signal is transmitted to the optical disk D, and the irradiation position of the laser beam emitted from the optical head device 3 to the optical disk D and the rotation speed of the optical disk D by the disk motor 7 are controlled.
【0019】ディスクモータ7は、制御部9に電気的に
接続され、制御部9からの制御信号に基づいて、光ディ
スクDを所定の回転速度で回転させる。上述した光ディ
スク装置1においては、信号処理部5が外部装置99か
らの光ディスクDに対する情報の再生または記録に関す
る命令信号を受ける。この命令信号に基づいて、信号処
理部5は、光ヘッド装置3との間で電気信号をやりとり
し、さらに制御部9に制御信号を伝送する。この伝送さ
れた制御信号をもとに、制御部9は、光ヘッド装置3の
位置を制御して光ディスクDの所定の位置にレーザビー
ムの照射させるとともに、ディスクモータ7を所定の速
度で回転させる。The disk motor 7 is electrically connected to the control unit 9 and rotates the optical disk D at a predetermined rotation speed based on a control signal from the control unit 9. In the optical disk device 1 described above, the signal processing unit 5 receives a command signal for reproducing or recording information on the optical disk D from the external device 99. Based on the command signal, the signal processing unit 5 exchanges an electric signal with the optical head device 3 and transmits a control signal to the control unit 9. Based on the transmitted control signal, the control unit 9 controls the position of the optical head device 3 to irradiate a predetermined position of the optical disk D with a laser beam and rotates the disk motor 7 at a predetermined speed. .
【0020】光ヘッド装置3は、上述した所定の位置に
おいて、信号処理部5との間でやりとりされる制御信号
に基づいて、光ディスクDにレーザビームを照射し、情
報の記録においては、光ディスクDの所定の位置に、記
録情報であるピット列を形成する。一方、情報の再生
(読み出し)においては、光ディスクDで反射されたレ
ーザビームを受光して、受光したレーザビームの光強度
に対応する電気信号を、信号処理部5に出力する。The optical head device 3 irradiates the optical disk D with a laser beam at the above-mentioned predetermined position based on a control signal exchanged with the signal processing unit 5, and records information on the optical disk D. A pit row, which is recording information, is formed at a predetermined position. On the other hand, in reproducing (reading) information, the laser beam reflected by the optical disk D is received, and an electric signal corresponding to the light intensity of the received laser beam is output to the signal processing unit 5.
【0021】信号処理部5は、光ヘッド装置3を経由し
て光ディスクDから得られた情報および光ディスクDで
反射されたレーザビームに対応する出力信号から、光デ
ィスクDに記録されていた情報およびレーザビームの照
射位置に関する情報を受け取り、光ヘッド装置3の位置
および対物レンズの位置、光ディスクDの回転速度等を
最適に設定するために、制御部9に、所定の制御信号を
送るとともに、光ディスクDに記録されていた情報に対
応した電気信号に復号などの処理を施して、処理済みの
電気信号は、外部装置99へ出力する。The signal processing unit 5 converts the information recorded on the optical disc D and the laser beam from the information obtained from the optical disc D via the optical head device 3 and the output signal corresponding to the laser beam reflected by the optical disc D. In order to receive information on the beam irradiation position, and to optimally set the position of the optical head device 3 and the position of the objective lens, the rotation speed of the optical disk D, and the like, the control unit 9 sends a predetermined control signal to the control unit 9. The electric signal corresponding to the information recorded in the electronic device is subjected to processing such as decoding, and the processed electric signal is output to the external device 99.
【0022】光ディスクDに記録されていた情報に対応
した電気信号を信号処理部5から受けた外部装置99
は、この出力信号に基づいて、光ディスク装置1に必要
な指示を促して動作させるように、信号処理部5へ指示
信号を再び伝送する。An external device 99 receiving an electric signal corresponding to the information recorded on the optical disc D from the signal processing unit 5
Transmits an instruction signal to the signal processing unit 5 again so as to prompt the optical disk apparatus 1 to operate based on the output signal.
【0023】以上のような一連の動作の繰り返しによっ
て、光ディスク装置1は光ディスクDに情報を記録し、
もしくは光ディスクDから情報を再生する。次に、図2
および図3を参照しながら光ヘッド装置3の構造を説明
する。By repeating a series of operations as described above, the optical disc apparatus 1 records information on the optical disc D,
Alternatively, information is reproduced from the optical disc D. Next, FIG.
The structure of the optical head device 3 will be described with reference to FIG.
【0024】光ヘッド装置3は、ベース31上に固定さ
れ、図4を用いて後段に詳述するような構成が与えられ
たレーザ光発光受光ユニット(以下固定光学系と示す)
31aと、図2を用いて以下に示すアクチュエータ31
bとを有している。The optical head device 3 is fixed on a base 31 and has a laser light emitting / receiving unit (hereinafter, referred to as a fixed optical system) provided with a structure described in detail later with reference to FIG.
31a and an actuator 31 shown below with reference to FIG.
b.
【0025】アクチュエータ31bは、ベース31と平
行に配列された一対のガイドレール32に沿って移動可
能に形成されたスライダベース33とスライダベース3
3上の所定の位置に設けられ、固定光学系31aからの
レーザビームを光ディスクDの記録面に向けて反射する
立ち上げミラー35、立ち上げミラー35により反射さ
れたレーザビームを光ディスクDの記録面の所定位置お
よび深度に収束させる対物レンズ36および対物レンズ
36を光ディスクDの記録面と平行かつ記録面に形成さ
れている案内溝(またはピット列)を横切る方向に移動
可能に保持するレンズホルダ37を有している。なお、
対物レンズ36の開口数NAは、図7を用いて後段に説
明する光ディスクDの保護層(図6に示す光ディスクの
記録層と対物レンズとの間に設けられる透明基板)の厚
みすなわちレーザビームが入射する側の面と記録層との
間の距離dに基づいて、所定の開口数に設定されてい
る。また、スライダベース33は、図3に示すように、
コイル34と図示しないヨークから提供される推進力に
より、ガイドレール32に沿って、光ディスクDの径方
向に移動可能に構成されている。The actuator 31b includes a slider base 33 and a slider base 3 which are movable along a pair of guide rails 32 arranged in parallel with the base 31.
3, a rising mirror 35 that reflects the laser beam from the fixed optical system 31a toward the recording surface of the optical disk D, and reflects the laser beam reflected by the rising mirror 35 on the recording surface of the optical disk D. And a lens holder 37 for holding the objective lens 36 movably in a direction parallel to the recording surface of the optical disc D and across a guide groove (or pit row) formed on the recording surface. have. In addition,
The numerical aperture NA of the objective lens 36 is determined by the thickness of the protective layer of the optical disk D (a transparent substrate provided between the recording layer of the optical disk and the objective lens shown in FIG. 6), which will be described later with reference to FIG. The predetermined numerical aperture is set based on the distance d between the incident surface and the recording layer. The slider base 33 is, as shown in FIG.
It is configured to be movable in the radial direction of the optical disk D along the guide rail 32 by a propulsive force provided by a coil 34 and a yoke (not shown).
【0026】固定光学系31aは、図4に示すように、
例えばアルミニウム(Al)により形成されたハウジン
グ10を有している。ハウジング10の一端には、所定
波長、例えば概ね650nmのレーザビームLを発生す
るレーザ素子(半導体レーザ)11が固定されている。The fixed optical system 31a, as shown in FIG.
It has a housing 10 made of, for example, aluminum (Al). A laser element (semiconductor laser) 11 that generates a laser beam L having a predetermined wavelength, for example, about 650 nm is fixed to one end of the housing 10.
【0027】半導体レーザ11から出射されたレーザビ
ームLが進行する方向には、発散性のレーザビームLを
コリメートするコリメータレンズ12が配置されてい
る。コリメータレンズ12によりコリメートされたレー
ザビームLが案内される方向には、レーザビームLに固
有のアスペクト比に関連して楕円で出射されたレーザビ
ームLの断面ビーム形状を楕円から円形に補正する楕円
補正プリズム13aと一体に形成され、断面形状が概ね
円形に補正されたレーザビームLをアクチュエータ31
bすなわち光ディスクDに向けて通過させるとともに光
ディスクDの図示しない記録面で反射された反射レーザ
ビームL′を光ディスクDに向かうレーザビームLと分
離する第1のビームスプリッタ13およびビームスプリ
ッタ13を通過されてアクチュエータ31bに向けられ
たレーザビームLの偏光面の方向を直線偏光から円偏光
に変換するとともに光ディスクDで反射された反射レー
ザビームL′の偏光面の方向を円偏光からアクチュエー
タ31bに向けられたレーザビームLの偏光面の方向に
対して偏光の方向が90°回転された直線偏光に変換す
るλ/4板(リターダ)14が、順に配置されている。
なお、ビームスプリッタ13は、周知の偏光ビームスプ
リッタである。In the direction in which the laser beam L emitted from the semiconductor laser 11 travels, a collimator lens 12 for collimating the divergent laser beam L is arranged. In the direction in which the laser beam L collimated by the collimator lens 12 is guided, an ellipse for correcting the cross-sectional beam shape of the laser beam L emitted in an ellipse from an ellipse to a circle in relation to an aspect ratio specific to the laser beam L The laser beam L formed integrally with the correction prism 13a and having a cross-sectional shape corrected to be substantially circular
b, that is, the light is passed through the first beam splitter 13 and the beam splitter 13 for passing the laser beam L ′ reflected by the recording surface (not shown) of the optical disk D from the laser beam L traveling toward the optical disk D while passing the laser beam L ′ toward the optical disk D. The direction of the plane of polarization of the laser beam L directed to the actuator 31b is changed from linearly polarized light to circularly polarized light, and the direction of the plane of polarization of the reflected laser beam L 'reflected by the optical disk D is directed from the circularly polarized light to the actuator 31b. A λ / 4 plate (retarder) 14 for converting linearly polarized light whose polarization direction is rotated by 90 ° with respect to the direction of the polarization plane of the laser beam L is arranged in order.
The beam splitter 13 is a known polarization beam splitter.
【0028】ビームスプリッタ13により光ディスクD
に向かうレーザビームLから分離された反射レーザビー
ムL′が案内される方向には、反射レーザビームL′
を、さらに2つの反射レーザビームL′aおよびL′b
に分割するハーフミラータイプの第2のビームスプリッ
タ15が配置されている。The optical disk D by the beam splitter 13
In the direction in which the reflected laser beam L 'separated from the laser beam L traveling toward
And two reflected laser beams L′ a and L′ b
A second beam splitter 15 of a half mirror type for splitting into two is arranged.
【0029】ビームスプリッタ15により2つに分割さ
れたうちの一方の反射レーザビームL′aが導かれる方
向には、反射レーザビームL′aに所定の結像特性と収
束性を与える収束レンズ16が配置されている。In the direction in which one of the two reflected laser beams L'a split by the beam splitter 15 is guided, a converging lens 16 for giving the reflected laser beam L'a predetermined image forming characteristics and convergence. Is arranged.
【0030】収束レンズ16により収束性と所定の結像
特性が与えられた反射レーザビームL′aが進行する方
向には、収束レンズ16により反射レーザビームL′a
に与えられた収束性による収差を改善する凹レンズ1
7、凹レンズ17を通過された反射レーザビームL′a
に、後段に説明するフォーカスずれ検出のための所定の
結像特性を与えるシリンドリカルレンズ18、シリンド
リカルレンズ18により所定の結像特性が与えられた反
射レーザビームL′aを受光して、その反射レーザビー
ムL′aの光強度に対応する出力信号を出力する第1の
フォトディテクタ19が、順に配置されている。In the direction in which the reflected laser beam L'a, which has been given convergence and predetermined imaging characteristics by the converging lens 16, travels, the converging lens 16 reflects the reflected laser beam L'a.
Lens 1 for improving aberration due to convergence given to lens
7. Reflected laser beam L'a passed through concave lens 17
In addition, a cylindrical lens 18 for providing a predetermined imaging characteristic for detecting a focus shift described later, and a reflected laser beam L′ a having a predetermined imaging characteristic given by the cylindrical lens 18 are received, and the reflected laser beam A first photodetector 19 that outputs an output signal corresponding to the light intensity of the beam L'a is arranged in order.
【0031】ビームスプリッタ15により2つに分割さ
れた反射レーザビームL′bが導かれる方向には、光デ
ィスクDで反射された反射レーザビームL′bを所定の
方向に導くミラー(直角プリズム)20が配置されてい
る。In a direction in which the reflected laser beam L'b split into two by the beam splitter 15 is guided, a mirror (right-angle prism) 20 for guiding the reflected laser beam L'b reflected on the optical disk D in a predetermined direction. Is arranged.
【0032】ミラー20により折り曲げられた反射レー
ザビームL′bが進行する方向には、反射レーザビーム
L′bに、所定の収束性を与える収束レンズ21が配置
されている。In the direction in which the reflected laser beam L'b bent by the mirror 20 travels, a converging lens 21 for giving a predetermined convergence to the reflected laser beam L'b is arranged.
【0033】収束レンズ21により所定の収束性が与え
られた反射レーザビームL′bが導かれる方向には、後
段に説明するトラックずれの検出およびオフセット量の
検出に利用されるフォトディテクタ22が、配置されて
いる。In the direction in which the reflected laser beam L'b having a predetermined convergence given by the converging lens 21 is guided, a photodetector 22 used for detecting a track shift and an offset amount described later is arranged. Have been.
【0034】図5は、図2に示したアクチュエータ31
bをより詳細に説明するもので、対物レンズ36を保持
するレンズホルダ37は、軸受部37aを概ね中央に有
し、軸受部37aを中心とした所定の半径の同心円の円
周上に対物レンズ36を保持するレンズ保持面37bと
レンズ保持面37bに対して直交する方向に、一部を切
り欠いた円筒状に形成されている。なお、軸受部37a
は、キャリッジ33の所定の位置に固定されたレンズホ
ルダベース38の概ね中央から延出されている軸39に
軸受部37aが係合されることで、軸39の回りを、回
動自在に形成されている。また、レンズホルダ37の円
筒状部すなわち円筒面37cには、円筒面37cの外周
を、軸受部37aを通る軸線に沿って概ね4等分するよ
う規定される位置に、2組のコイル40,40および4
1,41が設けられている。FIG. 5 shows the actuator 31 shown in FIG.
The lens holder 37 holding the objective lens 36 has a bearing portion 37a substantially at the center, and the objective lens 36 is positioned on the circumference of a concentric circle having a predetermined radius centered on the bearing portion 37a. The lens holding surface 37b holding the lens 36 and a direction perpendicular to the lens holding surface 37b are formed in a cylindrical shape with a part cut away. The bearing 37a
Is formed rotatably around the shaft 39 by engaging a bearing portion 37a with a shaft 39 extending from a substantially center of a lens holder base 38 fixed to a predetermined position of the carriage 33. Have been. Further, two sets of coils 40 and 40 are provided on the cylindrical portion of the lens holder 37, that is, the cylindrical surface 37c, at positions defined so as to divide the outer periphery of the cylindrical surface 37c into approximately four equal parts along an axis passing through the bearing portion 37a. 40 and 4
1, 41 are provided.
【0035】レンズホルダベース38にはまた、軸39
を中心軸としてレンズホルダ37の円筒面37cに比較
して半径が増大された任意の半径で同心円の円周上に対
応する位置で、円筒の一部を切り欠いた形状のヨーク4
2が形成されている。なお、ヨーク42の内壁の所定の
位置には、レンズホルダ37の円筒面37cに向けて所
定方向の磁界を提供する2組の磁石43,43および4
4,44が設けられている。また、磁石43,43は、
対物レンズ36の光軸と直交する面で2分割される形で
N極とS極の着磁がなされていて、磁石44,44は、
対物レンズ36の光軸と平行な面で2分割される形でN
極とS極に着磁されている。The lens holder base 38 also has a shaft 39.
A yoke 4 having a shape in which a part of a cylinder is cut off at a position corresponding to the circumference of a concentric circle with an arbitrary radius whose radius is increased as compared with the cylindrical surface 37c of the lens holder 37 with the center axis as a central axis.
2 are formed. At a predetermined position on the inner wall of the yoke 42, two sets of magnets 43, 43 and 4 for providing a magnetic field in a predetermined direction toward the cylindrical surface 37 c of the lens holder 37.
4, 44 are provided. The magnets 43, 43
The N and S poles are magnetized in such a manner that the N and S poles are divided into two parts by a plane orthogonal to the optical axis of the objective lens 36.
N is divided into two parts by a plane parallel to the optical axis of the objective lens 36.
The pole and the S pole are magnetized.
【0036】なお、対物レンズ36は、レンズホルダ3
7の回動および軸方向への往復動により、光ディスクD
の記録面と平行な方向であって光ディスクDの記録面に
予め形成されている図示しない案内溝と直交するトラッ
キング方向および光ディスクDの記録面と直交するフォ
ーカス方向のそれぞれに移動可能に保持されている。The objective lens 36 is connected to the lens holder 3.
7 and reciprocation in the axial direction, the optical disc D
Are movably held in a direction parallel to the recording surface of the optical disk D and in a tracking direction orthogonal to a guide groove (not shown) formed in advance on the recording surface of the optical disk D and a focus direction orthogonal to the recording surface of the optical disk D. I have.
【0037】また、対物レンズ36は、半導体レーザ1
1が放射するレーザビームLの波長650nmに対して
0.6より高い開口率となる有効径が与えられており、
焦点距離Foは、Fo=3.3mm、有効径は、約4m
mである。なお、使用可能なレーザビームLの波長は、
例えば、635ないし685nmである。The objective lens 36 is a semiconductor laser 1
1 has an effective diameter that gives an aperture ratio higher than 0.6 with respect to the wavelength of 650 nm of the laser beam L emitted from the laser beam L.
Fo = Fo = 3.3mm, effective diameter is about 4m
m. In addition, the wavelength of the usable laser beam L is
For example, 635 to 685 nm.
【0038】ところで、図1ないし図5に示した光ディ
スク装置1に利用可能な光ディスクDとしては、図6
(a)または図6(b)を用いて以下に説明するよう
に、所定の厚さd(概ねd=1.2mm)の透明基板1
01の一方の面にピット列または案内溝102を形成
し、ピット列(案内溝)102上に記録層103を所定
厚さ形成し、記録層103を所定の厚さの樹脂層104
で覆って、ディスク全体の厚さtを、概ね1.2mmと
した構成(図6(a))、あるいは所定の厚みd、例え
ばd=0.58mm程度であって、0.6mm未満の透
明基板111の一方の面に案内溝112を形成し、案内
溝112上に記録層113を所定の厚さ形成した片面記
録媒体114に所定の厚さの接着層115を設け、接着
層115に、同様に透明基板111、案内溝112およ
び記録層113からなる片面記録媒体114を貼り合わ
せて、ディスク全体の厚さtを、概ね1.2mmとした
構成(図6(b))等が、既に提案されている。なお、
透明基板101および111は、それぞれ、樹脂層10
4および接着層115に形成されている記録層103お
よび113の保護層としても機能する。As an optical disk D that can be used in the optical disk apparatus 1 shown in FIGS.
As described below with reference to FIG. 6A or FIG. 6B, the transparent substrate 1 having a predetermined thickness d (approximately d = 1.2 mm) is used.
A pit row or a guide groove 102 is formed on one surface of the recording layer 103, a recording layer 103 is formed on the pit row (guide groove) 102 with a predetermined thickness, and the recording layer 103 is formed on a resin layer 104
And the thickness t of the entire disk is set to approximately 1.2 mm (FIG. 6A), or a predetermined thickness d, for example, d = 0.58 mm, and the transparent thickness of less than 0.6 mm A guide groove 112 is formed on one surface of the substrate 111, and a single-sided recording medium 114 having a recording layer 113 formed on the guide groove 112 with a predetermined thickness is provided with an adhesive layer 115 having a predetermined thickness. Similarly, a single-sided recording medium 114 composed of a transparent substrate 111, a guide groove 112, and a recording layer 113 is attached to each other so that the thickness t of the entire disc is approximately 1.2 mm (FIG. 6B). Proposed. In addition,
The transparent substrates 101 and 111 are respectively
4 and also functions as a protective layer for the recording layers 103 and 113 formed on the adhesive layer 115.
【0039】それぞれの光ディスクDにおける透明基板
101あるいは111のそれぞれの厚みdは、光ヘッド
装置3のアクチュエータ31bの対物レンズ36の開口
率NAと密接に関連しており、開口率NAが高い場合に
は、透明基板101あるいは111の厚みdが、製造時
に、基準となる厚みd0 から変動することにより、透明
基板101または111を透過して記録層103および
113に収束されるレーザビームのビーム径に対して、
球面収差を生じさせる問題がある。また、多くの場合、
透明基板101および111には、例えばPMMA(ア
クリル)あるいはPC(ポリカーボネイト)等に代表さ
れる樹脂材料が用いられることから、材質による屈折率
nの違いは、任意の値に設定される対物レンズ36の開
口率NAに対して、記録層103および113に収束さ
れるレーザビームのビーム径を、変動させる問題があ
る。The thickness d of each of the transparent substrates 101 and 111 in each optical disc D is closely related to the aperture ratio NA of the objective lens 36 of the actuator 31b of the optical head device 3, and when the aperture ratio NA is high. The beam diameter of the laser beam transmitted through the transparent substrate 101 or 111 and converged on the recording layers 103 and 113 when the thickness d of the transparent substrate 101 or 111 fluctuates from the reference thickness d 0 during manufacturing. For
There is a problem of causing spherical aberration. Also, in many cases,
For the transparent substrates 101 and 111, a resin material typified by, for example, PMMA (acryl) or PC (polycarbonate) is used. Therefore, the difference in the refractive index n depending on the material is such that the objective lens 36 is set to an arbitrary value. There is a problem that the beam diameter of the laser beam converged on the recording layers 103 and 113 fluctuates with respect to the aperture ratio NA.
【0040】なお、上述した条件において、光ディスク
Dに形成される記録マークの大きさは、マーク幅(案内
溝の接線方向と直交する方向)で0.4ないし0.44
μm、マーク長(案内溝に沿う方向)で0.63μmな
いし2.31μmで、マークの深さは概ね0.7μm、
案内溝の接線方向のマークの間隔は概ね0.74μmで
ある。Under the above conditions, the size of the recording mark formed on the optical disc D is 0.4 to 0.44 in the mark width (the direction orthogonal to the tangential direction of the guide groove).
μm, the mark length (in the direction along the guide groove) is 0.63 μm to 2.31 μm, and the depth of the mark is approximately 0.7 μm.
The interval between the marks in the tangential direction of the guide groove is approximately 0.74 μm.
【0041】ところで、透明基板101および111の
厚みの誤差Δd、屈折率n、および対物レンズ36の開
口数NAとの間には、文献、例えば「光ディスク技術」
(尾上他、1989年ラジオ技術社)の62ページ他に
も記載されているように、 の関係があり、すなわち、ディスクDに固有の球面収差
係数とみなすことができる。Incidentally, there is a document, for example, “Optical Disc Technology” between the thickness error Δd of the transparent substrates 101 and 111, the refractive index n, and the numerical aperture NA of the objective lens 36.
(Onoe et al., Radio Technology Company, 1989), page 62 and others, That is, it can be regarded as a spherical aberration coefficient unique to the disk D.
【0042】記録密度を高める手法の1つとして、対物
レンズの開口率NAを高めることで記録密度を増大でき
ることが認められるが、(1)式に示されるように、光
ディスクDの記録層に収束されるレーザビームのビーム
径に透明基板が及ぼす球面収差の影響は、対物レンズの
開口率NAの4乗に比例して増大する。As one of the techniques for increasing the recording density, it is recognized that the recording density can be increased by increasing the numerical aperture NA of the objective lens. However, as shown in the equation (1), the recording density is converged on the recording layer of the optical disc D. The effect of the spherical aberration exerted by the transparent substrate on the beam diameter of the laser beam to be emitted increases in proportion to the fourth power of the numerical aperture NA of the objective lens.
【0043】すなわち、記録密度を引き上げるために、
対物レンズ36の開口率NAを高めた場合に、透明基板
101および111の厚みdの管理幅に、高い精度を要
求することになる。なお、厚みdに求められる要件とし
ては、透明基板101,111の厚みdが基準となる厚
みd0 からずれた場合に、透明基板101,111を透
過して記録層103,113に収束されるレーザビーム
のビーム品位に悪影響を与える(特に、球面収差の増大
を引き起こす)ことから、透明基板101,111の厚
みdは、対物レンズ36の開口数NAの関数として上限
値が設定されなければならない。That is, in order to increase the recording density,
When the aperture ratio NA of the objective lens 36 is increased, high precision is required for the management width of the thickness d of the transparent substrates 101 and 111. As a requirement for the thickness d, when the thickness d of the transparent substrates 101 and 111 deviates from the reference thickness d 0 , the light passes through the transparent substrates 101 and 111 and is converged on the recording layers 103 and 113. Since the beam quality of the laser beam is adversely affected (especially, spherical aberration is increased), the upper limit value of the thickness d of the transparent substrates 101 and 111 must be set as a function of the numerical aperture NA of the objective lens 36. .
【0044】ところで、これまでの多くの製品実績のあ
る光ディスク装置においては、対物レンズの開口数NA
は、およそ0.5以下であり、また屈折率nは、例えば
ポリカーボネイト樹脂において、n=1.5740であ
る。By the way, in an optical disk device having a number of product records so far, the numerical aperture NA of an objective lens is large.
Is about 0.5 or less, and the refractive index n is 1.5740 in a polycarbonate resin, for example.
【0045】また、これまで音楽用のコンパクトディス
ク(CD)等の光ディスクDに適用されているディスク
については、透明基板(保護層)の厚さdは、1.2m
mであり、このときの厚みの公差(変動の許容範囲)
は、約0.05mmである。これを基に、単純に計算を
すると、ディスク全体の厚さ1mm当たりに許される厚
みの誤差は、 0.05 × 1.0/1.2 = 0.042mm となる。For a disc which has been used as an optical disc D such as a compact disc for music (CD), the thickness d of the transparent substrate (protective layer) is 1.2 m.
m, the thickness tolerance at this time (allowable range of fluctuation)
Is about 0.05 mm. If this is simply calculated based on this, the allowable thickness error per 1 mm of the total thickness of the disc is 0.05 × 1.0 / 1.2 = 0.042 mm.
【0046】以上の要件から、対物レンズ36の開口数
NAを高めて、記録密度を増大する場合に、ディスク装
置1に対して必要以上に特別な対策を用いることなく、
従来と同等かそれ以上の性能を確保することのできる光
ディスクDの透明基板(保護層)101および111
(図6参照)の厚みdと対物レンズの開口数NAとの関
係を考えてみる。From the above requirements, when the recording density is increased by increasing the numerical aperture NA of the objective lens 36, the disk device 1 can be used without using any special measures unnecessarily.
Transparent substrates (protective layers) 101 and 111 of the optical disc D capable of securing the same or better performance than the conventional ones
Consider the relationship between the thickness d (see FIG. 6) and the numerical aperture NA of the objective lens.
【0047】このことは、製造コストおよび製造難度を
増加させない、および信頼性を低下させない、という観
点からきわめて重要である。ここで、透明基板101お
よび111の材質として、上述したコンパクトディスク
(CD)と同一のものを用いると仮定すると、屈折率n
が等しく対物レンズ36の開口数NAは、0.5である
から、上記(1)式により、 となる。This is extremely important from the viewpoint that the manufacturing cost and the manufacturing difficulty are not increased and the reliability is not reduced. Here, assuming that the same material as the compact disk (CD) described above is used as the material of the transparent substrates 101 and 111, the refractive index n
Are equal and the numerical aperture NA of the objective lens 36 is 0.5. Becomes
【0048】(2)式より、 NA4 × d ≦ 0.0744 ・・・(3) という関係が導き出される。From the equation (2), a relationship of NA 4 × d ≦ 0.0744 (3) is derived.
【0049】(3)式について、開口数NAと透明基板
(保護層)の厚みdのとりうる範囲を、図7に示し、今
後利用されることが見込まれる対物レンズ36の開口数
NAと透明基板の厚みdとの組み合わせを以下に示す。FIG. 7 shows the range of the numerical aperture NA and the thickness d of the transparent substrate (protective layer) with respect to the equation (3). The numerical aperture NA of the objective lens 36 expected to be used in the future and the transparent NA are shown in FIG. The combination with the thickness d of the substrate is shown below.
【0050】すなわち、記録密度を増大するために、対
物レンズ36の開口数NAを高める場合、図7から光デ
ィスクDの透明基板の厚みdは、対物レンズ36の開口
数NAが、例えば NA = 0.95において、0.091mm以下、 NA = 0.90において、0.113mm以下、 NA = 0.85において、0.143mm以下、 NA = 0.80において、0.182mm以下、 NA = 0.75において、0.235mm以下、 NA = 0.70において、0.310mm以下、 NA = 0.65において、0.410mm以下、 の範囲内に設定することで、記録層103および113
(図6参照)のそれぞれにレーザビームを収束させる際
に、収束されたレーザビームのビーム径に対する透明基
板の厚みdの影響による球面収差の発生、およびその程
度を低減することが可能となる。なお、図7から明らか
なように、開口数NAを高めることにより記録密度を増
大する方法においては、透明基板の厚みdは、NAが大
きくなるにつれてを小さく(薄く)なる。That is, when the numerical aperture NA of the objective lens 36 is increased in order to increase the recording density, the thickness d of the transparent substrate of the optical disc D is determined by the fact that the numerical aperture NA of the objective lens 36 is, for example, NA = 0 from FIG. 0.995 mm or less at 0.95, 0.113 mm or less at NA = 0.90, 0.143 mm or less at NA = 0.85, 0.182 mm or less at NA = 0.80, NA = 0.75 Is set to 0.235 mm or less, 0.310 mm or less when NA = 0.70, and 0.410 mm or less when NA = 0.65.
When the laser beam is converged on each of the laser beams (see FIG. 6), it is possible to reduce the occurrence of the spherical aberration due to the influence of the thickness d of the transparent substrate on the beam diameter of the converged laser beam, and to reduce the degree thereof. As is clear from FIG. 7, in the method of increasing the recording density by increasing the numerical aperture NA, the thickness d of the transparent substrate becomes smaller (thinner) as the NA becomes larger.
【0051】ところで、対物レンズ36の開口数NAを
大きくする具体的な方法としては、上述した文献に開示
された方法に加えて、例えば顕微鏡に用いられる対物レ
ンズ(NA=0.9程度まで実用化されている)の設計
手法を流用することで、容易に達成される。As a specific method for increasing the numerical aperture NA of the objective lens 36, in addition to the method disclosed in the above-mentioned document, for example, an objective lens used in a microscope (a practical lens up to about NA = 0.9) is used. It can be easily achieved by using the design method of ().
【0052】一方、透明基板(保護層)の厚さを薄くす
る方法については、ある程度までであれば、今日用いら
れている射出成形が可能であり、さらに薄くする場合に
は、例えば透明性の高いポリカーボネイト樹脂のフィル
ムを(記録層に)貼り付ける等の方法がある。On the other hand, as for the method of reducing the thickness of the transparent substrate (protective layer), injection molding used today can be used up to a certain extent. There is a method such as attaching a high polycarbonate resin film (to the recording layer).
【0053】また、透明基板に利用される材質に、屈折
率nの異なる新規の材料を用いるとすれば、(1)よ
り、 (n2 −1)/8n3 ×NA4 ×d ≦ 3.52×10-3 ・・・(4) という関係が成り立つ。If a new material having a different refractive index n is used as the material used for the transparent substrate, (n 2 -1) / 8n 3 × NA 4 × d ≦ 3 from (1). The relationship of 52 × 10 -3 (4) holds.
【0054】ここで、あらためて球面収差に対する対応
について説明する。透明基板(保護層)の厚みdの誤差
に起因して球面収差が発生する場合、上述した開口数と
厚みdとの関係が必ずしも満足されないとしても、例え
ば発生している球面収差の量に応じて、対物レンズに入
射されるレーザビームを平行ビームから収束光または発
散光状態とすることで、影響を軽減できる。しかしなが
ら、この場合、球面収差の量を正確に検出する機構およ
び平行ビームを所定量だけ収束光あるいは発散光状態に
する機構が要求され、光ヘッド装置3の構成がきわめて
複雑になる点で、部品コストおよび製造の困難さを増大
するとともに、信頼性を低下する問題がある。特に、コ
ストの点で、実用には適さない。Here, the correspondence to the spherical aberration will be described again. When spherical aberration occurs due to an error in the thickness d of the transparent substrate (protective layer), even if the relationship between the numerical aperture and the thickness d described above is not always satisfied, for example, the spherical aberration depends on the amount of the generated spherical aberration. By changing the laser beam incident on the objective lens from a parallel beam to a convergent light or a divergent light, the influence can be reduced. However, in this case, a mechanism for accurately detecting the amount of spherical aberration and a mechanism for converting the parallel beam into a convergent light or a divergent light by a predetermined amount are required, and the configuration of the optical head device 3 becomes extremely complicated. There is a problem that the cost and the manufacturing difficulty increase, and the reliability decreases. In particular, it is not suitable for practical use in terms of cost.
【0055】また、球面収差の発生量を低く抑えるため
に、透明基板(保護層)の厚みdの誤差を小さくするこ
とも有効ではあるが、この場合、製造時の行程管理を厳
しくすることなどによる製造コストの増加が伴ったり、
誤差の小さなもののみを製品として選別することによる
歩留まりの低下、といった問題が生じる。It is also effective to reduce the error in the thickness d of the transparent substrate (protective layer) in order to keep the amount of spherical aberration low, but in this case, it is necessary to strictly control the process during manufacturing. Due to increased manufacturing costs,
There is a problem that the yield is reduced by selecting only products having a small error as products.
【0056】次に、図2ないし図5を用いて説明した光
ヘッド装置3におけるレーザビームの流れについて説明
する。半導体レーザ11から出射されたレーザビームL
は、コリメータレンズ12により平行光束に変換され、
楕円補正プリズム13aにより断面形状が概ね円形に補
正されて、偏光ビームスプリッタ13を透過する。Next, the flow of the laser beam in the optical head device 3 described with reference to FIGS. 2 to 5 will be described. Laser beam L emitted from semiconductor laser 11
Is converted into a parallel light beam by the collimator lens 12,
The cross-sectional shape is corrected to a substantially circular shape by the elliptical correction prism 13a, and the light passes through the polarization beam splitter 13.
【0057】ビームスプリッタ13を透過したレーザビ
ームLは、1/4波長板14を通過することにより偏光
の方向が直線偏光から円偏光に変換されて、アクチュエ
ータ31bの立ち上げミラー35に向けて出射される。The laser beam L transmitted through the beam splitter 13 passes through the quarter-wave plate 14 so that the polarization direction is changed from linearly polarized light to circularly polarized light, and is emitted toward the rising mirror 35 of the actuator 31b. Is done.
【0058】立ち上げミラー35に案内されたレーザビ
ームLは、立ち上げミラー35で、光ディスクDの記録
面と直交する方向に反射され、レンズホルダ37に保持
されている対物レンズ36により所定の収束性および結
像特性が与えられて、光ディスクDの記録面の所定の位
置に照射され、記録面の所定の深さに収束される。The laser beam L guided to the rising mirror 35 is reflected by the rising mirror 35 in a direction perpendicular to the recording surface of the optical disk D, and is converged by the objective lens 36 held in the lens holder 37 to a predetermined degree. The optical disc D is irradiated with light at a predetermined position on the recording surface of the optical disk D and converged to a predetermined depth on the recording surface.
【0059】光ディスクDの記録面に案内され、記録面
で反射された反射レーザビームL′は、対物レンズ36
および立ち上げミラー35を順に戻され、1/4波長板
14により再び円偏光から直線偏光に偏光状態が変換さ
れてビームスプリッタ13に案内される。このとき、反
射レーザビームL′の偏光方向は、半導体レーザ11か
ら出射された当初のレーザビームLの偏光方向に対して
ちょうど90゜異なる向きに回転されているから、反射
レーザビームL′は、ビームスプリッタ13の偏光面に
より、今度は反射される。The reflected laser beam L ′ guided to the recording surface of the optical disk D and reflected by the recording surface
Then, the rising mirror 35 is sequentially returned, and the polarization state is converted from circularly polarized light to linearly polarized light again by the 波長 wavelength plate 14 and guided to the beam splitter 13. At this time, since the polarization direction of the reflected laser beam L 'is rotated by exactly 90 ° with respect to the polarization direction of the original laser beam L emitted from the semiconductor laser 11, the reflected laser beam L' is This time, the light is reflected by the polarization plane of the beam splitter 13.
【0060】ビームスプリッタ13により、半導体レー
ザ11から対物レンズ36に向かうレーザビームLと分
離された反射レーザビームL′は、第2のビームスプリ
ッタ15により、概ね等しい光強度を有する2つの反射
レーザビームL′aとL′bとに、分割される。The reflected laser beam L 'separated from the laser beam L from the semiconductor laser 11 toward the objective lens 36 by the beam splitter 13 is converted into two reflected laser beams having substantially the same light intensity by the second beam splitter 15. It is divided into L'a and L'b.
【0061】ビームスプリッタ15を透過した反射レー
ザビームL′aは、収束レンズ16により所定の結像特
性および収束性が与えられた後、凹レンズ17により収
差特性が改善され、さらにシリンドリカルレンズ18に
よりフォーカスずれ検出のための非点収差性が付与され
て、第1のフォトディテクタ19の図示しない受光面に
照射される。The reflected laser beam L′ a transmitted through the beam splitter 15 is given a predetermined image forming characteristic and convergence by the converging lens 16, then the aberration characteristic is improved by the concave lens 17, and is further focused by the cylindrical lens 18. Astigmatism for displacement detection is given, and the light is irradiated on a light receiving surface (not shown) of the first photodetector 19.
【0062】フォトディテクタ19に照射された反射レ
ーザビームL′aは、フォトディテクタ19により、光
強度に対応した大きさの電気信号に変換され、フォーカ
スエラー信号および再生信号に利用される。なお、フォ
ーカスエラー信号の検出は、この例では、周知の非点収
差方式であるので詳細な説明は省略する。The reflected laser beam L'a applied to the photodetector 19 is converted by the photodetector 19 into an electric signal having a magnitude corresponding to the light intensity, and is used as a focus error signal and a reproduction signal. In this example, the detection of the focus error signal is a well-known astigmatism method, and a detailed description thereof will be omitted.
【0063】フォトディテクタ19により生成されたフ
ォーカスエラー信号をもとに、対物レンズ36で収束さ
れたスポットの焦点と光ディスクDの記録面の光軸方向
のずれをなくすためのフォーカス制御すなわちフォーカ
シングが実施される。On the basis of the focus error signal generated by the photodetector 19, focus control, that is, focusing, for eliminating a deviation between the focal point of the spot converged by the objective lens 36 and the optical axis direction of the recording surface of the optical disk D is performed. You.
【0064】このとき、フォーカスエラー信号に基づい
てコイル40,40に所定の方向の電流が供給されるこ
とで、磁石43,43により提供されている磁界との電
磁界相互作用による吸引または反発の結果、レンズホル
ダ37(対物レンズ36)が光ディスクDの記録面に近
づく方向または離れる方向のいづれかに移動される。な
お、フォーカスずれの検出方法としては、上述した非点
収差法に限らず、ナイフエッジ法などのさまざまな方法
が利用可能である。At this time, by supplying a current in a predetermined direction to the coils 40, 40 based on the focus error signal, attraction or repulsion due to an electromagnetic interaction with the magnetic field provided by the magnets 43, 43 is generated. As a result, the lens holder 37 (objective lens 36) is moved either in a direction approaching or away from the recording surface of the optical disc D. The method of detecting the focus shift is not limited to the above-described astigmatism method, and various methods such as a knife edge method can be used.
【0065】ビームスプリッタ15で反射された残りの
反射レーザビームL′bは、ミラー(直角プリズムの斜
辺)20で所定の方向に反射され、収束レンズ21で所
定の収束性が与えられて、トラックずれの検出の検出に
利用されるフォトディテクタ22の図示しない受光面に
案内される。The remaining reflected laser beam L'b reflected by the beam splitter 15 is reflected in a predetermined direction by a mirror (oblique side of a right-angle prism) 20 and given a predetermined convergence by a converging lens 21 so that a track The light is guided to a light receiving surface (not shown) of the photodetector 22 used for detecting the displacement.
【0066】フォトディテクタ22の図示しない受光領
域により光電変換された出力信号は、例えば周知のプッ
シュ−プル法(たとえば文献「光ディスク技術」(村山
登ら著,1989年ラジオ技術社)等に詳細に説明され
ている)によりトラックずれ信号に利用される。以下、
フォトディテクタ22により生成されたトラックずれ信
号をもとに、対物レンズ36で収束されたスポットの焦
点と光ディスクDの記録面の案内溝の中心との間のずれ
をなくすためのトラック制御すなわちトラッキングが実
施される。The output signal photoelectrically converted by a light-receiving region (not shown) of the photodetector 22 is described in detail in, for example, a well-known push-pull method (for example, a document “Optical Disk Technology” (by Noboru Murayama et al., Radio Technology Company, 1989)). ) Is used for the track shift signal. Less than,
Based on the track shift signal generated by the photodetector 22, track control, that is, tracking is performed to eliminate the shift between the focus of the spot converged by the objective lens 36 and the center of the guide groove on the recording surface of the optical disc D. Is done.
【0067】このとき、フォトディテクタ22の図示し
ない受光領域の出力を、所定の組み合わせで組み合わせ
て差信号を得たトラックずれ信号に基づいて、コイル4
1,41に所定の方向の電流が供給されることで、磁石
44,44により提供されている磁界との電磁界相互作
用による吸引または反発の結果、案内溝と直交する方向
の光ディスクDの半径方向の中心寄りまたは外周寄りの
いづれかに、レンズホルダ37(すなわち対物レンズ3
6)が、光ディスクDの記録面に沿って、移動される。
なお、トラックずれ信号を得る方法としては、例えば主
としてCD(コンパクトディスク)において広く利用さ
れている3ビーム方式等も利用できる。At this time, the output of the light receiving area (not shown) of the photodetector 22 is combined with a predetermined combination to obtain a difference signal to obtain a coil shift signal based on the track shift signal.
When a current is supplied to the optical disc D in a predetermined direction, the magnetic field provided by the magnets 44 causes attraction or repulsion due to an electromagnetic interaction with the magnetic field. The lens holder 37 (that is, the objective lens 3)
6) is moved along the recording surface of the optical disc D.
As a method for obtaining a track shift signal, for example, a three-beam method widely used mainly in CDs (compact disks) can be used.
【0068】以上説明したように、図1ないし図5に示
した光ディスク装置1によれば、図6に示したような厚
みdが与えられた透明基板(保護層)101および11
1により生じる球面収差の影響を受けることなく、記録
密度を高めることができる。また、対物レンズ36の開
口数に合わせて保護層の材質を特定することにより、記
録再生装置としての光ディスク装置1に特別な構成を追
加することなく、記録密度を高めることができる。As described above, according to the optical disk device 1 shown in FIGS. 1 to 5, the transparent substrates (protective layers) 101 and 11 having the thickness d shown in FIG.
The recording density can be increased without being affected by the spherical aberration caused by (1). Further, by specifying the material of the protective layer in accordance with the numerical aperture of the objective lens 36, the recording density can be increased without adding a special configuration to the optical disc device 1 as a recording / reproducing device.
【0069】なお、光ディスクおよび光ディスク装置と
しては、再生専用型でも記録再生型であってもよく、記
録再生型であればその方式は光磁気方式でも相変化方式
であってもよい。また、ディスクの構造としては、案内
溝が設けられているグルーブタイプでも、音楽用ディス
クのようなピットタイプでもかまわない。The optical disk and the optical disk device may be of the read-only type or of the recording / reproducing type, and if they are of the recording / reproducing type, the type may be a magneto-optical type or a phase change type. The disc may be of a groove type provided with a guide groove or a pit type such as a music disc.
【0070】[0070]
【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
光ディスクの記録層と光ヘッド装置の対物レンズとの間
に位置される透明な保護層(透明基板すなわち樹脂層)
の厚みdを、対物レンズの開口数NAに対して、 NA4 × d ≦ 0.0744 の範囲に設定することで今日利用されている光ディスク
装置に特別な構成を付加することなく、記録密度を高め
ることができる。As described above, according to the present invention,
A transparent protective layer (transparent substrate or resin layer) located between the recording layer of the optical disk and the objective lens of the optical head device
Is set in the range of NA 4 × d ≦ 0.0744 with respect to the numerical aperture NA of the objective lens, so that the recording density can be increased without adding a special configuration to an optical disk device used today. Can be enhanced.
【0071】また、この発明によれば、保護層(透明基
板)の厚みをd、保護層の屈折率をn、対物レンズの開
口数をNAとしたときに、 (n2 −1)/8n3 ×NA4 ×d ≦ 3.52×1
0-3 を満足するように、透明基板(保護層)の厚みdと屈折
率nを設定することで、今日利用されている光ディスク
装置に特別な構成を付加することなく、記録密度を高め
ることができる。According to the present invention, when the thickness of the protective layer (transparent substrate) is d, the refractive index of the protective layer is n, and the numerical aperture of the objective lens is NA, (n 2 -1) / 8n 3 x NA 4 x d ≤ 3.52 x 1
0 -3 so as to satisfy, by setting the thickness d and the refractive index n of the transparent substrate (protective layer), without adding a special configuration to the optical disc apparatus in use today, to increase the recording density Can be.
【0072】さらに、この発明によれば、透明基板の厚
みをd、同屈折率をn、対物レンズの開口数をNAとし
たときに、(n2 −1)/8n3 ×NA4 ×d ≦
3.52×10-3を満足するように、対物レンズの開口
数NAを設定することで、今日利用されている光ディス
ク装置を大幅に変更することなく記録密度を高めること
ができる。Further, according to the present invention, when the thickness of the transparent substrate is d, the refractive index is n, and the numerical aperture of the objective lens is NA, (n 2 -1) / 8n 3 × NA 4 × d ≤
By setting the numerical aperture NA of the objective lens so as to satisfy 3.52 × 10 −3 , it is possible to increase the recording density without largely changing the optical disk device used today.
【図1】この発明の実施の形態が適用可能な光ディスク
装置の一例を示す概略図。FIG. 1 is an exemplary diagram showing an example of an optical disk device to which an embodiment of the present invention can be applied;
【図2】図1に示した光ディスク装置に適用可能な光ヘ
ッド装置の一例を示す概略図。FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of an optical head device applicable to the optical disk device shown in FIG.
【図3】図2に示した光ヘッド装置のアクチュエータの
一例を示す概略図。FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of an actuator of the optical head device shown in FIG. 2;
【図4】図2に示した光ヘッド装置の固定光学系の一例
を示す概略図。FIG. 4 is a schematic diagram showing an example of a fixed optical system of the optical head device shown in FIG.
【図5】図3に示したアクチュエータのレンズホルダと
その近傍を説明する概略図。5 is a schematic diagram illustrating a lens holder of the actuator shown in FIG. 3 and its vicinity.
【図6】図1ないし図5に示した光ディスク装置に適用
可能で、記録密度を高めることのできる記録媒体(光デ
ィスク)の構成を示す概略図。FIG. 6 is a schematic diagram showing a configuration of a recording medium (optical disc) applicable to the optical disc apparatus shown in FIGS. 1 to 5 and capable of increasing the recording density.
【図7】光ディスクの記録層に収束されるレーザビーム
のビーム径に影響を与える球面収差の程度が少ない対物
レンズの開口数NAと光ディスクDの保護層の厚みdと
の関係を示すグラフ。FIG. 7 is a graph showing the relationship between the numerical aperture NA of an objective lens having a small degree of spherical aberration affecting the beam diameter of a laser beam converged on a recording layer of an optical disc and the thickness d of a protective layer of the optical disc D;
1 …光ディスク装置、 3 …光ヘッド装置、 36 …対物レンズ、 101 …透明基板(保護層)、 102 …記録マーク(案内溝)、 103 …記録層、 104 …樹脂層、 111 …透明基板(保護層)、 112 …記録マーク(案内溝)、 113 …記録層、 114 …片面記録ディスク、 115 …接着層、 D …光ディスク。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Optical disk device, 3 ... Optical head device, 36 ... Objective lens, 101 ... Transparent substrate (protection layer), 102 ... Recording mark (guide groove), 103 ... Recording layer, 104 ... Resin layer, 111 ... Transparent substrate (Protection) Layer 112, recording marks (guide grooves) 113 recording layer 114 single-sided recording disk 115 adhesive layer D optical disk.
Claims (5)
の記録材料に、レンズ装置を介して供給される可干渉性
の光を照射することにより、情報の再生および記録が可
能な記録媒体において、前記記録材料を保護する透明な
保護層の上記光が入射する側の面と前記記録材料との間
の距離をd、および上記レンズ装置の開口数をNAとす
るとき、 NA4 ×d ≦ 0.0744 を満たすことを特徴とする記録媒体。1. A recording material capable of reproducing and recording information by irradiating a recording material on one surface of a substrate and irradiating the recording material with coherent light supplied through a lens device. In the medium, when the distance between the light incident surface of the transparent protective layer for protecting the recording material and the recording material is d, and the numerical aperture of the lens device is NA, NA 4 × A recording medium characterized by satisfying d ≦ 0.0744.
の記録材料に、レンズ装置を介して供給される可干渉性
の光を照射することにより、情報の再生および記録が可
能な記録媒体において、前記記録材料を保護する透明な
保護層の上記光が入射する側の面と前記記録材料との間
の距離dと前記保護層に利用される材料の屈折率nは、
前記レンズ装置の開口数をNAとしたとき、 (n2 −1)/8n3 ×NA4 ×d ≦ 3.52×1
0-3 を満たすことを特徴とする記録媒体。A recording material is provided on one surface of a substrate, and the recording material is irradiated with coherent light supplied via a lens device to thereby enable recording and reproducing of information. In the medium, the distance d between the surface of the transparent protective layer that protects the recording material and on which the light is incident and the recording material, and the refractive index n of the material used for the protective layer are as follows:
When the numerical aperture of the lens device is NA, (n 2 −1) / 8 n 3 × NA 4 × d ≦ 3.52 × 1
Recording medium and satisfies the 0 -3.
の記録材料に、レンズ装置を介して供給される可干渉性
の光を照射することにより、情報の再生および記録が可
能な記録媒体において、前記レンズ装置の開口数をNA
は、前記記録材料を保護する透明な保護層の上記光が入
射する側の面と前記記録材料との間の距離をd、前記保
護層に利用される材料の屈折率をnとしたとき、 (n2 −1)/8n3 ×NA4 ×d ≦ 3.52×1
0-3 を満たすことを特徴とする記録媒体。3. A recording material capable of reproducing and recording information by irradiating a coherent light supplied via a lens device to the recording material provided on one surface of the substrate. In the medium, the numerical aperture of the lens device is NA
The distance between the recording material and the surface of the transparent protective layer that protects the recording material, on the side where the light is incident, is d, and the refractive index of the material used for the protective layer is n, (N 2 −1) / 8n 3 × NA 4 × d ≦ 3.52 × 1
Recording medium and satisfies the 0 -3.
化され、前記光ビームの光強度の差に応じて選択的に情
報が記録される記録材料と、この記録材料を支持する支
持体に対し記録材料を覆うように設けられた透明な保護
層と、を有する記録媒体に光ビームを照射する光ヘッド
装置において、 光ヘッド装置の対物レンズの開口数NAは、前記記録媒
体の保護層の上記光が入射する側の面と前記記録材料と
の間の距離dに対して、 NA4 × d ≦ 0.0744 を満足するよう設定されていることを特徴とする光ヘッ
ド装置。4. A recording material on which information is selectively recorded in accordance with a difference in light intensity of the light beam when the state is changed by irradiation of the light beam, and a support for supporting the recording material. On the other hand, in an optical head device for irradiating a recording medium having a transparent protective layer provided so as to cover a recording material with a light beam, a numerical aperture NA of an objective lens of the optical head device is equal to that of the protective layer of the recording medium. An optical head device, wherein the distance d between the surface on which the light is incident and the recording material is set to satisfy NA 4 × d ≦ 0.0744.
化され、前記光ビームの光強度の差に応じて選択的に情
報が記録される記録材料と、この記録材料を支持する支
持体に対し記録材料を覆うように設けられた透明な保護
層と、を有する記録媒体に光ビームを照射する光ヘッド
装置において、 光ヘッド装置の対物レンズの開口数NAは、前記記録材
料を保護する透明な保護層の上記光が入射する側の面と
前記記録材料との間の距離をd、前記保護層に利用され
る材料の屈折率をnとしたとき、 (n2 −1)/8n3 ×NA4 ×d ≦ 3.52×1
0-3 を満足するよう設定されていることを特徴とする光ヘッ
ド装置。5. A recording material on which information is selectively recorded in accordance with a difference in light intensity of the light beam, the state being changed by irradiation with the light beam, and a support for supporting the recording material. On the other hand, in an optical head device for irradiating a recording medium having a transparent protective layer provided so as to cover a recording material with a light beam, a numerical aperture NA of an objective lens of the optical head device is such that a transparent material for protecting the recording material is provided. Assuming that the distance between the light-incident side of the protective layer and the recording material is d, and the refractive index of the material used for the protective layer is n, (n 2 -1) / 8n 3 × NA 4 × d ≤ 3.52 × 1
0 -3 optical head apparatus characterized by being configured to satisfy.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10195980A JP2000030299A (en) | 1998-07-10 | 1998-07-10 | Recording medium and optical head device applicable to device for recording and reproducing information suitable therefor |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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---|---|
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ID=16350215
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Country Status (1)
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JP (1) | JP2000030299A (en) |
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- 1998-07-10 JP JP10195980A patent/JP2000030299A/en active Pending
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