(57)【要約】  光ディスクシステムでは、被覆層厚さが変化する結果生じる球面収差のため、又はディスクが複数の層で構成されているため、読み取りには困難が伴う。本発明の球面収差補正装置(1)は、係る光学的収差を補正するように備えられている。従って収差補正装置(1)は、それぞれが異なる屈折率を有する第1流体(5)及び第2流体(6)を含む流体チャンバを有する。第1流体(5)と第2流体(6)とは、屈折面として機能するメニスカス(7)上で接している。メニスカス(7)の形状は、励磁コイル(20)によって発生する磁場による影響を受けて良い。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光記憶システムでの光学収差を補正する収差補正装置であって：
少なくとも部分的に透明な側壁を有する流体チャンバであって、前記少なくとも部分的に透明な側壁によって放射線ビームによって照射されることが可能となる流体チャンバ；
少なくとも前記流体チャンバの領域内に磁場を発生させる磁場発生素子；
それぞれ異なる屈折率を有する第1流体、及び少なくとも第2流体；
を有し、
前記流体チャンバは前記第1流体及び前記第2流体を含み、
前記第1流体と前記第2流体とは少なくとも実質的に非混和であり、かつ前記放射線ビームの屈折面として機能するメニスカス上で接し、かつ
前記第2流体は、前記磁場発生素子によって発生する前記磁場の影響によって少なくとも部分的に可動であることで、前記メニスカスの形状に影響を及ぼす、
収差補正装置。
【請求項２】
前記第2流体は少なくとも、前記磁場発生素子によって発生する前記磁場の影響によって、前記流体チャンバ内部で、前記第1流体に対して最大限に可動であることを特徴とする、請求項1に記載の収差補正装置。
【請求項３】
前記流体チャンバが前記透明な側壁と対向する別の透明な側壁を有し、かつ、
前記放射線ビームが、前記透明な側壁を介して前記流体チャンバへ入射し、前記第1流体、前記第2流体、及び該第1流体と該第2流体との間に形成される前記メニスカスを通過し、かつ前記別の透明な側壁を介して前記流体チャンバから放出される、
ことを特徴とする、請求項1に記載の収差補正装置。
【請求項４】
前記収差補正装置は、
前記放射線ビームが、前記流体チャンバの軸と少なくともほぼ平行な方向に前記流体チャンバへ入射する場合には、前記流体チャンバの前記軸と少なくともほぼ平行な方向に前記流体チャンバから放出される、
ように備えられている、
ことを特徴とする、請求項3に記載の収差補正装置。
【請求項５】
前記磁場発生素子が少なくとも励磁コイルを有することを特徴とする、請求項1に記載の収差補正装置。
【請求項６】
前記励磁コイルが前記流体チャンバを取り囲むことを特徴とする、請求項5に記載の収差補正装置。
【請求項７】
前記第2流体が磁化可能な流体であることを特徴とする、請求項1に記載の収差補正装置。
【請求項８】
前記第2流体が、キャリア流体中で被覆された磁化可能粒子を有することを特徴とする、請求項7に記載の収差補正装置。
【請求項９】
前記第2流体が磁性流体であることを特徴とする、請求項1に記載の収差補正装置。
【請求項１０】
前記第2流体が、キャリア流体中で被覆された磁化可能粒子を有することを特徴とする、請求項9に記載の収差補正装置。
【請求項１１】
前記第1流体が非磁性流体であることを特徴とする、請求項1に記載の収差補正装置。
【請求項１２】
制御ユニットが、前記磁場発生素子によって発生する前記磁場の強度を制御する前記磁場発生素子と接続し、
前記制御ユニットは、前記磁場の前記強度が少なくとも2の異なる所定値の間で切り換えられるようにして、前記磁場発生素子を制御するように備えられている、
ことを特徴とする、請求項1に記載の収差補正装置。
【請求項１３】
前記磁場が少なくとも、前記異なる所定値のうちの1で消えることを特徴とする、請求項1に記載の収差補正装置。
【請求項１４】
前記放射線ビームのデフォーカスを補正する集光レンズによって特徴づけられる、請求項1に記載の収差補正装置。
【請求項１５】
前記流体チャンバが内部に備えられる覆いによって特徴づけられる収差補正装置であって、
前記覆いは少なくとも凹部を有し、
該凹部は、たとえば回折格子、1/4/半波長板又は集光レンズのような光学活性素子をマウントするように備えられている、
請求項1に記載の収差補正装置。
【請求項１６】
請求項1から15までのいずれか1つに記載の収差補正装置を有する光データ記憶用光データ記憶装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光記憶システムにおいて光学収差を補正する収差補正装置に関する。より詳細には本発明は、球面収差を補正する収差補正装置、及び、コンパクトディスク、デジタル多目的ディスク又はブルーレイディスクを用いる光データ記憶の用途に用いられる収差補正装置を有する光データ記憶装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
最先端技術について記載されている特許文献1は、光ピックアップ、並びに、情報記録媒体へ向けて照射され、かつその媒体上で集光される光ビーム中に生じる収差を補正する方法及び装置について説明している。それによると、駆動装置によって機械的に可動である収差補正装置が供される。光ピックアップ、並びに特許文献1から既知となっている方法及び装置は、高コストであり、かつエラーを起こしやすいという欠点を有する。
【特許文献１】米国特許出願公開第2004/0085885号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、光学収差を補正する収差補正装置、及び信頼性の増大した当該収差補正装置を有する光データ記憶装置の提供である。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この目的は、請求項1で定義された収差補正装置、及び請求項16で定義された光データ記憶装置によって解決される。本発明の有利な発展型は、従属請求項で言及される。
【０００５】
請求項2で定義される手段は、第1流体と第2流体の両方が流体チャンバ内部に含まれることで外付けの液体用容器を省略できる、という利点を有する。
【０００６】
請求項3及び4で定義される手段は、放射線ビームが直接流体チャンバを通過できるという利点を有する。それにより、中心から縁までの全領域が放射線ビームに対してほぼ透明となって良い。特に収差補正装置が、流体チャンバ内部に、たとえばワイヤのような、如何なる干渉部位をも有していない状態で、放射線ビームに対してほぼ完全に透明となるように備えられて良い。そのように備えられることで、当該収差補正装置は、別な方法によって光路を干渉させる。
【０００７】
請求項5及び6で定義される手段は、メニスカスの少なくともほぼ対称な形状は励磁コイルを流れる電流によって実現され、それによって球面収差補正が供される、という利点を有する。
【０００８】
請求項7及び8で定義される手段は、磁力が少なくとも第2流体に作用する。それにより第1流体もまた、異なる透磁率を有する磁化可能な流体となって良い。請求項9及び10で定義される手段は、第2流体に作用する磁力が増大するという利点を有する。さらに請求項11で定義される手段は、効率がさらに増大するという利点を有する。効率が増大する理由は、メニスカスの適切な形状が、従来よりも小さな磁場、つまりより小さな励磁コイルに流れる電流で実現できるように、磁場が第2流体にのみ影響を及ぼすためである。
【０００９】
請求項12及び13で定義される手段は、たとえば収差補正装置の動作のような特定の動作について、メニスカスの適切な形状が短時間でかつ動作中に測定をすることなく実現されるという利点を有する。それにより、磁場発生素子の制御が光データ記憶装置の動作状態に基づくことは有利である。たとえば、複数の層を有するディスクを用いる光ディスクシステムでは、その複数の層の各々について、磁場発生素子によって発生する磁場強度の値が事前に決定されて良い。
【００１０】
本発明のこれら及び他の態様は、以降で説明する実施例を参照することで明らかとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明は、添付の図を参照しながらなされる、本発明の好適実施例についての説明からすぐに明らかとなる。図において、同様の部分には、同様の符号が付されている。
【００１２】
図1は、本発明の好適実施例に従った収差補正装置を図示している。収差補正装置1は、光記憶システム内で用いられて良く、特にコンパクトディスク、デジタル多目的ディスク又はブルーレイディスクを用いる光データ記憶用に用いられて良い。係る光記憶システムでは、球面収差、コマ収差及び非点収差のような収差が生じる恐れがある。特に光ディスクシステムでは、被覆層の厚さが変化する結果球面収差が生じ、又はディスクが複数の層で構成されているため、データの読み取りに困難が伴う。本発明の収差補正装置は、これらの収差を補正できる調節可能な収差補正を供する。本発明に係る収差補正装置1はここで述べたデータ記憶システムに限定されず、他の用途にも利用可能であることに留意して欲しい。
【００１３】
図1に図示されているように、収差補正装置1は流体チャンバ2を有する。流体チャンバ2は、第1透明側壁3、及び、該第1透明側壁3と対向する第2透明側壁4を有する。流体チャンバ2は、第１流体5及び第2流体6を含む。第１流体5と第2流体6とは非混和であり、かつメニスカス7上で接している。第１流体5は非磁性流体である。第2流体6はキャリア流体中に被覆された磁性粒子を有する。磁性粒子は非常に小さいことが好ましい。図示方法だけ考慮すれば、図1には典型的な磁性粒子8を1つだけ図示することが好ましい。第2流体6が強磁性流体となるように、磁性粒子8が強磁性粒子であることは有利である。
【００１４】
収差補正装置1は覆い9を有する。その覆い9内に、流体チャンバ2が備えられている。覆い9は、収差補正装置1の覆い9の軸11と平行な方向10に入射する放射線ビームが流体チャンバ2を通過するように備えられている。その放射線ビームは、最初に第1透明側壁3を通過し、続いて第1流体5及び第2流体6を通過して、第2透明側壁4を通過する。覆い9の凹部15及び凹部16は、放射線ビームが覆い9を通り抜けることができるように供される。凹部15及び凹部16は、他の機能を有して良い。たとえばそれら凹部の表面は、図3に図示されている回折格子、半/1/4波長版、集光レンズ31等の光学活性素子を有するように構築されても良い。
【００１５】
収差補正装置1は励磁コイル20を有する。励磁コイル20は、覆い9内部に備えられていて、かつ流体チャンバ2を取り囲む。励磁コイル20は、ライン21を介して接続点22と接続する。その接続点は、収差補正装置1の制御ユニット23と励磁コイル20とをライン24を介して接続する役割をする。制御ユニット23はたとえば、励磁コイル20を流れる電流を制御する。励磁コイル20は磁場発生素子20を形成する。前記流体チャンバ2の領域17内で励磁コイル20によって発生する磁場の強度は、制御ユニット23によって制御される。それにより、制御ユニット23は励磁コイル20を流れる電流を制御する。磁力線の進路は磁場発生素子20の具体的配置によって影響される。よって、2以上の励磁コイル20又は別な永久磁石を備えることが可能である。
【００１６】
電流が励磁コイル20を流れるとき、強磁性流体である第2流体6は、励磁コイル20へ引きつけられて、図1に図示されているようなメニスカス7の形状となる。電流が消えるとき、メニスカス7は、少なくともほぼ平坦な第1流体5と第2流体6との間での接触面を形成する。その接触面は軸11に少なくともほぼ垂直である。従って、球面収差補正装置1によるデフォーカスと共に球面収差がビームに加えられて良い。球面収差の大きさは、所定値の電流を印加することによって、特定の値の間で切り換えられて良い。
【００１７】
第2流体6は、キャリア流体中の被覆された強磁性流体のナノ粒子及び分散剤で構成される。第2流体6は水ベース又はオイルベースであって良い。第2流体6が水ベースの場合には、第1流体5はたとえばシリコーンオイル又はアルケンであって良い。第2流体6がオイルベースの場合には、第1流体5はたとえば水又はエチレングリコールであって良い。
【００１８】
第1流体5、第2流体6、及び流体チャンバ2の側壁25の材料を選ぶことによって、メニスカス7と側壁25との間の接触角αを選択することができる。励磁コイル20に電流が流れないときには、デフォーカスを与えないように、接触角αは90°であることが好ましい。側壁25での接触エネルギーを大きくすることで、側壁25での界面は固定されて良い。それにより、加えられるデフォーカスの大きさは減少し、密度変化の効果が減少する。
【００１９】
第1透明側壁3及び第2透明側壁4が有する、第1流体5及び/又は第2流体6との接触エネルギーは小さいことが好ましい。
【００２０】
図2は、本発明の好適実施例に係る収差補正装置1の効果を表すダイヤグラムを図示している。座標軸26は軸11からの半径方向の距離を表す。この距離はたとえば1mmの単位で測定されて良い。座標軸27は初期位置（電流が流れていない状態）からの変動距離を表す。この距離はたとえば1μmの単位で測定されて良い。実線28は、電流が励磁コイル20に印加されるときのメニスカス7の形状を示す。この電流は、接触角αが90°未満となるように、図1に図示されているメニスカス7を形成するのに印加される電流よりも大きい。不連続線29は、方向10で流体チャンバ2を通過する放射線ビームに加えられる球面収差を示す。第1流体5及び第2流体6は、それぞれ異なる屈折率を有する。従って線28で示されるメニスカス7は屈折面として機能する。従って放射線ビームの収差は、収差補正装置1によって補正されて良い。
【００２１】
破線30は、放射線ビームへさらに加えられるデフォーカスを図示している。必要な場合には、このデフォーカスは、図3に図示されているように、たとえば適切な集光レンズ31のような他の光学素子によって補正されて良い。
【００２２】
図3は、本発明の好適実施例に従った光データ記憶装置14を図示している。
【００２３】
光データ記憶装置14は、コンパクトディスク、デジタル多目的ディスク、ブルーレイディスク又は他の光記憶媒体上に記憶されたデータを読み取る光ピックアップ装置35を有する。光ピックアップ装置35は、収差補正装置1へ放射線ビーム36を出力する。収差補正装置1へ入力される放射線ビームの収差は、その収差補正装置1で補正され、収差が補正された放射線ビーム37が出力される。上述のように、収差補正装置1では、ある程度の大きさのデフォーカスが放射線ビーム37に加えられる。この程度の大きさのデフォーカスは集光レンズ31で補正される。収差補正されかつ集光された放射線ビーム38は解読ユニット39へ入力される。入力されることで、その放射線ビーム中の解読された情報はデジタルデータへ変換される。
【００２４】
本発明は以下のように要約することができる。特に光ディスクシステムでは、被覆層の厚さが変化する結果球面収差が生じ、又はディスクが複数の層で構成されているため、データの読み取りに困難が伴う。本発明の収差補正装置は、係る収差を補正するように備えられている。従って収差補正装置1は流体チャンバを有する。その流体チャンバは、それぞれが異なる屈折率を有する第１流体及び第2流体を含む。第1流体5と第2流体6とは、屈折表面として機能するメニスカス7上で接している。メニスカス7の形状は、励磁コイル20によって発生する磁場による影響を受けて良い。
【００２５】
たとえ本発明の典型的実施例について説明されているとしても、本発明の技術的範囲及び技術的思想から逸脱することなく様々な変化型及び修正型が可能であることは明らかである。本発明を本明細書で説明した特定形態に限定することは意図していない。本発明の基本構想についてするそのような修正は、「特許請求の範囲」に記載された請求項によって網羅されていると解される。また放射線ビームの波長は可視スペクトルに限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の好適実施例に従った収差補正装置を図示している。
【図２】本発明の好適実施例に係る収差補正装置の効果を表すグラフを示す。
【図３】図1に図示された収差補正装置を有する光データ記憶装置を図示している。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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