JP2001209967A - 光ヘッドおよびそれを用いた光学的情報記録再生装置 - Google Patents
光ヘッドおよびそれを用いた光学的情報記録再生装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明の目的は、上記の問題を解決し、波長の
異なる2つレーザ光源を搭載した小型のDVD/CD互
換光ヘッドを提供することにある。 【解決手段】上記の目的は、異なる波長で発振する2つ
のレーザ光源と、前記2光源から出射された光束の発散
角を縮小するコリメートレンズと間の光路中に前記2光
源から出射される光束の光路を合成する手段を配置する
と共に、前記光路合成手段と前記2光源との間の光路中
に、それぞれの光源から出射される光束の発散角をそれ
ぞれ所定の角度に縮小する補助光学系を配置することに
よって実現される。
異なる2つレーザ光源を搭載した小型のDVD/CD互
換光ヘッドを提供することにある。 【解決手段】上記の目的は、異なる波長で発振する2つ
のレーザ光源と、前記2光源から出射された光束の発散
角を縮小するコリメートレンズと間の光路中に前記2光
源から出射される光束の光路を合成する手段を配置する
と共に、前記光路合成手段と前記2光源との間の光路中
に、それぞれの光源から出射される光束の発散角をそれ
ぞれ所定の角度に縮小する補助光学系を配置することに
よって実現される。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスク等の光
学的情報記録再生装置における光ヘッドに係わり、特に
DVDおよびCD等のように異なる種類の光ディスクを
共に記録あるいは再生可能な小型光ヘッドに関するもの
である。
学的情報記録再生装置における光ヘッドに係わり、特に
DVDおよびCD等のように異なる種類の光ディスクを
共に記録あるいは再生可能な小型光ヘッドに関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】光ディスク装置は、非接触、大容量、高
速アクセス、低コスト等を特徴とする情報記録再生装置
であり、これらの特徴を生かしてディジタルオーディオ
信号の記録再生装置として、あるいはコンピュータの外
部記憶装置として利用されている。応用分野の拡大に伴
ない光ディスク装置の小型化・低価格化が進められてい
るが、キー・コンポーネントである光ヘッドの小型化・
簡略化が必要不可欠である。
速アクセス、低コスト等を特徴とする情報記録再生装置
であり、これらの特徴を生かしてディジタルオーディオ
信号の記録再生装置として、あるいはコンピュータの外
部記憶装置として利用されている。応用分野の拡大に伴
ない光ディスク装置の小型化・低価格化が進められてい
るが、キー・コンポーネントである光ヘッドの小型化・
簡略化が必要不可欠である。
【0003】従来、小型光ヘッドに関する例として、例
えば特開昭62−62441号公報および特開昭64−
62848号公報記載のように、レーザ光源と対物レン
ズの間にコリメートレンズを配置し、レーザ光源から出
射する光の発散角を変化させる構成が提案されている。
また、「光メモリシンポジウム‘92 論文集」第9頁
〜第10頁に記載のように、有効光束径を縮小すること
によって光ヘッドの小型化を図っている構成も提案され
ている。
えば特開昭62−62441号公報および特開昭64−
62848号公報記載のように、レーザ光源と対物レン
ズの間にコリメートレンズを配置し、レーザ光源から出
射する光の発散角を変化させる構成が提案されている。
また、「光メモリシンポジウム‘92 論文集」第9頁
〜第10頁に記載のように、有効光束径を縮小すること
によって光ヘッドの小型化を図っている構成も提案され
ている。
【0004】ところで、最近、高密度の情報記録媒体と
してDVDが急速に普及しつつある。一方、すでに市場
にはCD、CD−ROM、CD−Rといった再生専用光
ディスクが広く普及している。したがって、今後の光デ
ィスク装置には、これら多種の光ディスクに対する記録
および再生機能が強く要求される。しかしながら、DV
Dはディスク基板厚が0.6mmであるのに対して、例
えばCDのディスク基板厚は1.2mmである。また、
CD−Rのように、情報の記録再生を行なう光源波長が
特定の値に限定されているディスクも存在する。これら
複数の異なるディスクに対応する互換技術としては、大
別して2種類の方式が提案および製品化されている。
してDVDが急速に普及しつつある。一方、すでに市場
にはCD、CD−ROM、CD−Rといった再生専用光
ディスクが広く普及している。したがって、今後の光デ
ィスク装置には、これら多種の光ディスクに対する記録
および再生機能が強く要求される。しかしながら、DV
Dはディスク基板厚が0.6mmであるのに対して、例
えばCDのディスク基板厚は1.2mmである。また、
CD−Rのように、情報の記録再生を行なう光源波長が
特定の値に限定されているディスクも存在する。これら
複数の異なるディスクに対応する互換技術としては、大
別して2種類の方式が提案および製品化されている。
【0005】一方は、特開平8−55363号公報記載
のように、DVD専用の対物レンズを用い、CD再生時
にはその有効開口径を制限しかつ対物レンズ入射光を所
定の発散光とすることにより、CD再生にDVDとCD
の基板厚差によって生じる球面収差を低減させる方式で
ある。他方は、特開平10−255305号公報記載の
ように、特殊なレンズ面形状を有する対物レンズを用い
る方式である。
のように、DVD専用の対物レンズを用い、CD再生時
にはその有効開口径を制限しかつ対物レンズ入射光を所
定の発散光とすることにより、CD再生にDVDとCD
の基板厚差によって生じる球面収差を低減させる方式で
ある。他方は、特開平10−255305号公報記載の
ように、特殊なレンズ面形状を有する対物レンズを用い
る方式である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術のうち、
レーザ光源と対物レンズの間にコリメートレンズを配置
し、レーザ光源から出射する光の発散角を変化させる方
式については、いずれもいわゆる有限系光学系であると
ともに、波長の異なる2つのレーザ光源に対応したもの
ではなかった。加えて、有効光束径を縮小していった場
合、後述するようにコリメートレンズを配置可能な空間
的余裕がなくなるという問題もある。また、DVD/C
D互換光ヘッドの従来技術においても、上記のような有
効光束径が縮小された場合に関する配慮がなされていな
かった。
レーザ光源と対物レンズの間にコリメートレンズを配置
し、レーザ光源から出射する光の発散角を変化させる方
式については、いずれもいわゆる有限系光学系であると
ともに、波長の異なる2つのレーザ光源に対応したもの
ではなかった。加えて、有効光束径を縮小していった場
合、後述するようにコリメートレンズを配置可能な空間
的余裕がなくなるという問題もある。また、DVD/C
D互換光ヘッドの従来技術においても、上記のような有
効光束径が縮小された場合に関する配慮がなされていな
かった。
【0007】本発明の目的は、上記の問題を解決し、波
長の異なる2つレーザ光源を搭載した小型のDVD/C
D互換光ヘッドを提供することにある。
長の異なる2つレーザ光源を搭載した小型のDVD/C
D互換光ヘッドを提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の目的は、異なる波
長で発振する2つのレーザ光源と、前記2光源から出射
された光束の発散角を縮小するコリメートレンズと間の
光路中に前記2光源から出射される光束の光路を合成す
る手段を配置すると共に、前記光路合成手段と前記2光
源との間の光路中に、それぞれの光源から出射される光
束の発散角をそれぞれ所定の角度に縮小する補助光学系
を配置することによって実現される。なお、作用の詳細
については後述する。
長で発振する2つのレーザ光源と、前記2光源から出射
された光束の発散角を縮小するコリメートレンズと間の
光路中に前記2光源から出射される光束の光路を合成す
る手段を配置すると共に、前記光路合成手段と前記2光
源との間の光路中に、それぞれの光源から出射される光
束の発散角をそれぞれ所定の角度に縮小する補助光学系
を配置することによって実現される。なお、作用の詳細
については後述する。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、図を用いて本発明の実施例
を詳細に説明する。
を詳細に説明する。
【0010】図1および図2に本発明の第1実施例を示
す。本実施例においては、光源として半導体レーザと光
検出器が同一基板上に形成されている、いわゆるレーザ
/検出器ユニットを用いた構成について説明する。本光
ヘッドは、660nm付近の波長で発振する半導体レー
ザ光源1aを内蔵するレーザ/検出器ユニット部4aと
780nm付近の波長で発振する半導体レーザ光源1b
を内蔵するレーザ/検出器ユニット部4bを有する。
す。本実施例においては、光源として半導体レーザと光
検出器が同一基板上に形成されている、いわゆるレーザ
/検出器ユニットを用いた構成について説明する。本光
ヘッドは、660nm付近の波長で発振する半導体レー
ザ光源1aを内蔵するレーザ/検出器ユニット部4aと
780nm付近の波長で発振する半導体レーザ光源1b
を内蔵するレーザ/検出器ユニット部4bを有する。
【0011】まず図1では、発振波長660nmの光束
について説明する。半導体レーザ光源1aと光検出器2
aは、同一の基板部材3a上に配置あるいは形成されて
おり、第1のレーザ/検出器ユニット4aを構成してい
る。半導体レーザ光源1aの波長は約660nmであ
り、発光点101aから出射した光は補助レンズ5aに
よってその発散角が縮小される。補助レンズ5aを出射
した発散光はダイクロイックプリズム6を通過し、コリ
メートレンズ7によって平行光束となる。その後、偏光
性回折格子8、波長板9、波長選択フィルタ10を順次
通過する。偏光性回折格子8は、半導体レーザ光源側か
ら偏光性回折格子8へ入射する光(直線偏光)に対して
は格子として作用しないように設定されている。
について説明する。半導体レーザ光源1aと光検出器2
aは、同一の基板部材3a上に配置あるいは形成されて
おり、第1のレーザ/検出器ユニット4aを構成してい
る。半導体レーザ光源1aの波長は約660nmであ
り、発光点101aから出射した光は補助レンズ5aに
よってその発散角が縮小される。補助レンズ5aを出射
した発散光はダイクロイックプリズム6を通過し、コリ
メートレンズ7によって平行光束となる。その後、偏光
性回折格子8、波長板9、波長選択フィルタ10を順次
通過する。偏光性回折格子8は、半導体レーザ光源側か
ら偏光性回折格子8へ入射する光(直線偏光)に対して
は格子として作用しないように設定されている。
【0012】偏光性回折格子8を通過した光束は、波長
板9に入射する。波長板9は、波長650nmの光に対
して略5/4波長板として作用するように設定されてお
り、実質的には1/4波長板として作用することになる
ので、波長板9の出射光は略円偏光となる。なお、波長
660nmの光における5/4波長に相当する位相差は
波長780nmの光に対しては概ね1波長に相当する位
相差となる。したがって、波長板9は後述する波長78
0nmの光に対しては位相差をほとんど発生させず、波
長板9を通過する波長780nm光の偏光状態はほとん
ど変化しない。
板9に入射する。波長板9は、波長650nmの光に対
して略5/4波長板として作用するように設定されてお
り、実質的には1/4波長板として作用することになる
ので、波長板9の出射光は略円偏光となる。なお、波長
660nmの光における5/4波長に相当する位相差は
波長780nmの光に対しては概ね1波長に相当する位
相差となる。したがって、波長板9は後述する波長78
0nmの光に対しては位相差をほとんど発生させず、波
長板9を通過する波長780nm光の偏光状態はほとん
ど変化しない。
【0013】波長板9を通過した光束は波長選択フィル
タ10を通過する。波長選択フィルタ10は波長660
nmの光は全透過するように設定されている。波長選択
フィルタ10を透過した光束は対物レンズ11により光
ディスク12aに絞り込まれ光スポット13aを形成す
る。光ディスク12aは基板厚さ0.6mmのいわゆる
DVDであり、対物レンズ11の絞り込み時開口数(N
A)は0.6である。光ディスク12aはディスク基板
1201、記録膜1202、保護層1203から構成さ
れている。本実施例においては上記のように単板の光デ
ィスクを示したが、光ディスク12aの構成は、張り合
わせ型あるいは複数記録膜を有する構造等、本実施例と
異なる構成であっても良い。
タ10を通過する。波長選択フィルタ10は波長660
nmの光は全透過するように設定されている。波長選択
フィルタ10を透過した光束は対物レンズ11により光
ディスク12aに絞り込まれ光スポット13aを形成す
る。光ディスク12aは基板厚さ0.6mmのいわゆる
DVDであり、対物レンズ11の絞り込み時開口数(N
A)は0.6である。光ディスク12aはディスク基板
1201、記録膜1202、保護層1203から構成さ
れている。本実施例においては上記のように単板の光デ
ィスクを示したが、光ディスク12aの構成は、張り合
わせ型あるいは複数記録膜を有する構造等、本実施例と
異なる構成であっても良い。
【0014】偏光性回折格子8、波長板9、波長選択フ
ィルタ10、対物レンズ11はアクチュエータ14に搭
載され一体駆動される。補助レンズ5aの焦点距離およ
び補助レンズ5aとコリメートレンズ7の位置関係は、
補助レンズ5aにおける半導体レーザ光源1a側の開口
数(NA)が概ね0.1となるように設定されている。
ィルタ10、対物レンズ11はアクチュエータ14に搭
載され一体駆動される。補助レンズ5aの焦点距離およ
び補助レンズ5aとコリメートレンズ7の位置関係は、
補助レンズ5aにおける半導体レーザ光源1a側の開口
数(NA)が概ね0.1となるように設定されている。
【0015】本実施例においては、コリメートレンズ7
から偏光性回折格子8に至る光束は直進した構成をとっ
ているが、同光路中にミラーやプリズム等の光学部品を
配置して光路を折り曲げた構成であってもかまわない。
から偏光性回折格子8に至る光束は直進した構成をとっ
ているが、同光路中にミラーやプリズム等の光学部品を
配置して光路を折り曲げた構成であってもかまわない。
【0016】光ディスク12aからの反射光は再び対物
レンズ11を通過し、波長板9を通過後再び直線偏光と
なる。ただし、5/4波長板を2回通過することになる
ので、復路における直線偏光の偏光方向は、往路の偏光
方向に対して直交する。この直線偏光に対しては偏光性
回折格子8が格子として作用する。偏光性回折格子8で
回折された光束はレーザ/検出器ユニット部4aに導か
れ、フォーカスエラーおよびトラックエラーといった光
点制御信号、あるいは光ディスク12a上に記録されて
いる情報信号を検出、再生する。光点制御信号検出方式
としては従来公知の各種方式を用いることができ、光検
出器2aは特定の形状に限定されるものではない。ま
た、偏光性回折格子8における格子パターンも光点制御
信号検出方式によって異なるため、特定のパターンに限
定されるものではない。
レンズ11を通過し、波長板9を通過後再び直線偏光と
なる。ただし、5/4波長板を2回通過することになる
ので、復路における直線偏光の偏光方向は、往路の偏光
方向に対して直交する。この直線偏光に対しては偏光性
回折格子8が格子として作用する。偏光性回折格子8で
回折された光束はレーザ/検出器ユニット部4aに導か
れ、フォーカスエラーおよびトラックエラーといった光
点制御信号、あるいは光ディスク12a上に記録されて
いる情報信号を検出、再生する。光点制御信号検出方式
としては従来公知の各種方式を用いることができ、光検
出器2aは特定の形状に限定されるものではない。ま
た、偏光性回折格子8における格子パターンも光点制御
信号検出方式によって異なるため、特定のパターンに限
定されるものではない。
【0017】次に図2によって、発振波長780nmの
光束について説明する。半導体レーザ光源1bと光検出
器2bは、同一の基板部材3b上に配置あるいは形成さ
れており、第2のレーザ/検出器ユニット部4bを構成
している。半導体レーザ光源1bの波長は約780nm
であり、発光点101bから出射した光は補助レンズ5
bによってその発散角が縮小される。補助レンズ5bを
出射した発散光はダイクロイックプリズム6で反射さ
れ、コリメートレンズ7によって所定の発散光束とな
る。その後、偏光性回折格子8、波長板9、波長選択フ
ィルタ10を順次通過する。波長780nmの光束の偏
光方向は波長660nmの光束の偏光方向と一致させて
おく。
光束について説明する。半導体レーザ光源1bと光検出
器2bは、同一の基板部材3b上に配置あるいは形成さ
れており、第2のレーザ/検出器ユニット部4bを構成
している。半導体レーザ光源1bの波長は約780nm
であり、発光点101bから出射した光は補助レンズ5
bによってその発散角が縮小される。補助レンズ5bを
出射した発散光はダイクロイックプリズム6で反射さ
れ、コリメートレンズ7によって所定の発散光束とな
る。その後、偏光性回折格子8、波長板9、波長選択フ
ィルタ10を順次通過する。波長780nmの光束の偏
光方向は波長660nmの光束の偏光方向と一致させて
おく。
【0018】これにより、波長780nmの光束も半導
体レーザ光源側から偏光性回折格子8へ入射する光(直
線偏光)は回折されない。偏光性回折格子8を通過した
光束は、波長板9に入射する。前述のように、波長板9
は波長780nmの光に対して位相差をほとんど発生さ
せないため、波長板9を通過する波長780nmの光束
は直線偏光のままである。波長板9を通過した光束は波
長選択フィルタ10を通過する。波長選択フィルタ10
は波長780nmの光束の外周部分を遮光して、対物レ
ンズ11による絞り込み時開口数(NA)が波長660
nmの光束を絞り込む時よりも小さくなるように設定さ
れている。例えば、波長660nmの光束に対して絞り
込み時NAを0.6として、波長780nmの光束に対
しては絞り込み時NAを0.45〜0.5程度となるよ
うに光束径を縮小させる。
体レーザ光源側から偏光性回折格子8へ入射する光(直
線偏光)は回折されない。偏光性回折格子8を通過した
光束は、波長板9に入射する。前述のように、波長板9
は波長780nmの光に対して位相差をほとんど発生さ
せないため、波長板9を通過する波長780nmの光束
は直線偏光のままである。波長板9を通過した光束は波
長選択フィルタ10を通過する。波長選択フィルタ10
は波長780nmの光束の外周部分を遮光して、対物レ
ンズ11による絞り込み時開口数(NA)が波長660
nmの光束を絞り込む時よりも小さくなるように設定さ
れている。例えば、波長660nmの光束に対して絞り
込み時NAを0.6として、波長780nmの光束に対
しては絞り込み時NAを0.45〜0.5程度となるよ
うに光束径を縮小させる。
【0019】波長選択フィルタ10を透過した光束は対
物レンズ11により光ディスク12bに絞り込まれ光ス
ポット13bを形成する。光ディスク12bは基板厚さ
1.2mmの例えばCD等である。対物レンズ11に所
定の発散光を入射させることにより、異なる基板厚さの
光ディスク12a,12bに対して同一の対物レンズを
使用する場合に発生する球面収差を低減させることがで
きる。光ディスク12bからの反射光は、上記と逆の経
路を通ってレーザ/検出器ユニット部4bに導かれ、フ
ォーカスエラーおよびトラックエラーといった光点制御
信号、あるいは光ディスク12b上に記録されている情
報信号を検出、再生する。
物レンズ11により光ディスク12bに絞り込まれ光ス
ポット13bを形成する。光ディスク12bは基板厚さ
1.2mmの例えばCD等である。対物レンズ11に所
定の発散光を入射させることにより、異なる基板厚さの
光ディスク12a,12bに対して同一の対物レンズを
使用する場合に発生する球面収差を低減させることがで
きる。光ディスク12bからの反射光は、上記と逆の経
路を通ってレーザ/検出器ユニット部4bに導かれ、フ
ォーカスエラーおよびトラックエラーといった光点制御
信号、あるいは光ディスク12b上に記録されている情
報信号を検出、再生する。
【0020】図1の場合同様、光点制御信号検出方式と
しては従来公知の各種方式を用いることができ、光検出
器2bは特定の形状に限定されるものではない。一般に
CD等を再生する場合、トラックエラー信号検出方式と
してはいわゆる3スポット方が用いられる。この場合、
図2に示すように、レーザ/検出器ユニット部4b上に
回折格子15を配置して光束を3本に分割することによ
り、トラックエラー信号検出用の3スポットを形成すれ
ばよい。
しては従来公知の各種方式を用いることができ、光検出
器2bは特定の形状に限定されるものではない。一般に
CD等を再生する場合、トラックエラー信号検出方式と
してはいわゆる3スポット方が用いられる。この場合、
図2に示すように、レーザ/検出器ユニット部4b上に
回折格子15を配置して光束を3本に分割することによ
り、トラックエラー信号検出用の3スポットを形成すれ
ばよい。
【0021】CD−R等の記録を行なう場合、波長78
0nm光束の光利用率を高く設定する必要がある。その
ため、補助レンズ5bの焦点距離および補助レンズ5b
とコリメートレンズ7の位置関係は、補助レンズ5bに
おける半導体レーザ光源1b側の開口数(NA)が概ね
0.15となるように設定されている。
0nm光束の光利用率を高く設定する必要がある。その
ため、補助レンズ5bの焦点距離および補助レンズ5b
とコリメートレンズ7の位置関係は、補助レンズ5bに
おける半導体レーザ光源1b側の開口数(NA)が概ね
0.15となるように設定されている。
【0022】図3に、本発明における第2の実施例を示
す。これは、対物レンズとして特開平10−25530
5号公報記載のような特殊なレンズ面形状を有する特殊
対物レンズ16を用いた場合の構成である。特殊対物レ
ンズ16を用いた場合、レーザ/検出器ユニット部4a
および4bといずれの出射光束も、コリメートレンズ7
からの出射光が平行光束となるように補助レンズ5a,
5bおよびレーザ/検出器ユニット部4a,4bを配置
する。なお、特殊対物レンズ16を使用した場合は、波
長選択フィルタ10による有効開口径の制限は行なわな
い。
す。これは、対物レンズとして特開平10−25530
5号公報記載のような特殊なレンズ面形状を有する特殊
対物レンズ16を用いた場合の構成である。特殊対物レ
ンズ16を用いた場合、レーザ/検出器ユニット部4a
および4bといずれの出射光束も、コリメートレンズ7
からの出射光が平行光束となるように補助レンズ5a,
5bおよびレーザ/検出器ユニット部4a,4bを配置
する。なお、特殊対物レンズ16を使用した場合は、波
長選択フィルタ10による有効開口径の制限は行なわな
い。
【0023】本実施例はいわゆるビーム整形光学系の配
置が容易であるという効果を有している。レーザ光源か
ら出射される光束は略楕円形の発光強度分布をもってい
る。これを略円形の発光強度分布に整形して光学系の光
利用率を向上させることは従来から実施されている技術
であり、一方向のみ光束を拡大する手段として三角プリ
ズム等が一般に使用されている。しかしながら、発散光
中でビーム整形を行なうと、非点収差が発生するという
問題があった。第1実施例の場合、ビーム整形光学系の
配置位置としてはコリメートレンズ7から偏光回折格子
8の間の光路中が考えられる。しかしながら、波長78
0nmの光束が発散光であるため同光束に対しては非点
収差が発生してしまうという問題があ。これに対して第
2実施例では、コリメートレンズ7出射光束は両波長と
も平行光束であるため、ビーム整形光学系を配置しても
非点収差発生の問題は基本的に回避できる。
置が容易であるという効果を有している。レーザ光源か
ら出射される光束は略楕円形の発光強度分布をもってい
る。これを略円形の発光強度分布に整形して光学系の光
利用率を向上させることは従来から実施されている技術
であり、一方向のみ光束を拡大する手段として三角プリ
ズム等が一般に使用されている。しかしながら、発散光
中でビーム整形を行なうと、非点収差が発生するという
問題があった。第1実施例の場合、ビーム整形光学系の
配置位置としてはコリメートレンズ7から偏光回折格子
8の間の光路中が考えられる。しかしながら、波長78
0nmの光束が発散光であるため同光束に対しては非点
収差が発生してしまうという問題があ。これに対して第
2実施例では、コリメートレンズ7出射光束は両波長と
も平行光束であるため、ビーム整形光学系を配置しても
非点収差発生の問題は基本的に回避できる。
【0024】第1および第2実施例においては、レーザ
/検出器ユニット部4aから出射する波長660nmの
光束がダイクロイックプリズム6を直進透過し、レーザ
/検出器ユニット部4bから出射する波長780nmの
光束がダイクロイックプリズム6内部の反射面によって
反射する構成をとっているが、直進および反射の関係が
逆であっても本発明の効果は有効である。また、補助レ
ンズ5aおよび5bとしては両凸レンズを表示している
が、これはあくまで模式的な表現であり、平凸レンズ、
非球面レンズ、メニスカス形状のレンズ、およびそれら
の張り合わせレンズ等を用いてもかまわない。さらに、
レーザ光源から出射する光束の発散角を縮小させる効果
を有していればよいので、ホログラム素子やグレーティ
ングレンズ等を用いることも可能である。
/検出器ユニット部4aから出射する波長660nmの
光束がダイクロイックプリズム6を直進透過し、レーザ
/検出器ユニット部4bから出射する波長780nmの
光束がダイクロイックプリズム6内部の反射面によって
反射する構成をとっているが、直進および反射の関係が
逆であっても本発明の効果は有効である。また、補助レ
ンズ5aおよび5bとしては両凸レンズを表示している
が、これはあくまで模式的な表現であり、平凸レンズ、
非球面レンズ、メニスカス形状のレンズ、およびそれら
の張り合わせレンズ等を用いてもかまわない。さらに、
レーザ光源から出射する光束の発散角を縮小させる効果
を有していればよいので、ホログラム素子やグレーティ
ングレンズ等を用いることも可能である。
【0025】さてここで、本発明の効果について、第2
の実施例をもとに定量的に説明する。図4は本発明を用
いない場合におけるコリメートレンズ7、ダイクロプリ
ズム6等の光学部品配置を示している。コリメートレン
ズ7から対物レンズ16に至る光学系については省略し
てある。また、光ヘッドの小型化をの観点から有効光束
径は3mmに設定している。
の実施例をもとに定量的に説明する。図4は本発明を用
いない場合におけるコリメートレンズ7、ダイクロプリ
ズム6等の光学部品配置を示している。コリメートレン
ズ7から対物レンズ16に至る光学系については省略し
てある。また、光ヘッドの小型化をの観点から有効光束
径は3mmに設定している。
【0026】図4(a)はDVDの記録再生に使用する
波長660nmのレーザ光源1aに関する配置図であ
る。DVDを記録再生する場合、レーザ光源の出力にも
依存するが、コリメートレンズ7におけるレーザ光源側
の開口数(以後「取り込みNA」と称す)は概ね0.1
程度が一般的である。したがって、コリメートレンズ7
の焦点距離は15mmである。コリメートレンズ7とレ
ーザ光源1aの間に厚さ4mm、屈折率n=1.52の
ダイクロイックプリズム6を配置すると、実用的には同
図のような配置となる。レーザ光源1aとダイクロイッ
クプリズム6の間は7mm以上の間隔があるので部品配
置に関しては特に問題は生じない。
波長660nmのレーザ光源1aに関する配置図であ
る。DVDを記録再生する場合、レーザ光源の出力にも
依存するが、コリメートレンズ7におけるレーザ光源側
の開口数(以後「取り込みNA」と称す)は概ね0.1
程度が一般的である。したがって、コリメートレンズ7
の焦点距離は15mmである。コリメートレンズ7とレ
ーザ光源1aの間に厚さ4mm、屈折率n=1.52の
ダイクロイックプリズム6を配置すると、実用的には同
図のような配置となる。レーザ光源1aとダイクロイッ
クプリズム6の間は7mm以上の間隔があるので部品配
置に関しては特に問題は生じない。
【0027】一方、図4(b)は同じ光ヘッドにおいて
CD再生およびCD−R記録再生に使用する波長780
nmのレーザ光源1bに関する配置を示している。図1
および図2に示したように、実際の光ヘッドにおいて
は、レーザ光源1bの出射光束はダイクロイックプリズ
ム6で反射される構成をとっているが、図4(b)では
便宜上ダイクロイックプリズム6を直進透過するように
表示している。ダイクロイックプリズム6部材内部で光
束が通過する距離が同じであれば、透過と反射で光学的
には同等である。 CD−Rを記録再生する場合、レー
ザ光源の出力にも依存するが、コリメートレンズ7にお
けるレーザ光源側の取り込みNAは概ね0.15程度が
一般的である。したがって、実効的なコリメートレンズ
7の焦点距離は10mmとなる必要がある。
CD再生およびCD−R記録再生に使用する波長780
nmのレーザ光源1bに関する配置を示している。図1
および図2に示したように、実際の光ヘッドにおいて
は、レーザ光源1bの出射光束はダイクロイックプリズ
ム6で反射される構成をとっているが、図4(b)では
便宜上ダイクロイックプリズム6を直進透過するように
表示している。ダイクロイックプリズム6部材内部で光
束が通過する距離が同じであれば、透過と反射で光学的
には同等である。 CD−Rを記録再生する場合、レー
ザ光源の出力にも依存するが、コリメートレンズ7にお
けるレーザ光源側の取り込みNAは概ね0.15程度が
一般的である。したがって、実効的なコリメートレンズ
7の焦点距離は10mmとなる必要がある。
【0028】図4(b)では、焦点距離4.8mmの補
助レンズ5bを図示のように配置する。これにより、コ
リメートレンズ7と補助レンズ5bの合成焦点距離が1
0mmとなるので、実質的な取り込みNAは0.15と
することができる。しかしながら、同図の配置ではレー
ザ光源1bと補助レンズ5bの間隔が非常に狭いので、
実際にはレーザ光源1bを配置することが困難である。
加えて、本発明の第1実施例に示したように、波長78
0nmの光束を所定の発散光とする場合は、レーザ光源
1bと補助レンズ5bの間隔をさらに縮小する必要があ
る。このように、光ヘッドを小型化するために有効光束
径を縮小すると、光学系の設計自由度が低下するととも
に、事実上光学部品の配置が困難になるという問題が生
じる。
助レンズ5bを図示のように配置する。これにより、コ
リメートレンズ7と補助レンズ5bの合成焦点距離が1
0mmとなるので、実質的な取り込みNAは0.15と
することができる。しかしながら、同図の配置ではレー
ザ光源1bと補助レンズ5bの間隔が非常に狭いので、
実際にはレーザ光源1bを配置することが困難である。
加えて、本発明の第1実施例に示したように、波長78
0nmの光束を所定の発散光とする場合は、レーザ光源
1bと補助レンズ5bの間隔をさらに縮小する必要があ
る。このように、光ヘッドを小型化するために有効光束
径を縮小すると、光学系の設計自由度が低下するととも
に、事実上光学部品の配置が困難になるという問題が生
じる。
【0029】図5に本発明を実施した場合の光学部品配
置を示す。図5(a)は図4(a)同様、DVDの記録
再生に使用する波長660nmのレーザ光源1aに関す
る配置図である。図4(a)で示したように、取り込み
NAを0.1とするためにはコリメートレンズ7の焦点
距離は15mmであるが、本発明ではそれより長い焦点
距離を設定する。例えばコリメートレンズ7の焦点距離
を25mmに設定するとともに、焦点距離18.6mm
の補助レンズ5aを図示のように配置すればコリメート
レンズ7と補助レンズ5aの合成焦点距離が15mmと
なるので、実質的な取り込みNAは0.1とすることが
できる。レーザ光源1aと補助レンズ5aとの間隔も、
それぞれ部品を配置する上では充分余裕があるといえ
る。
置を示す。図5(a)は図4(a)同様、DVDの記録
再生に使用する波長660nmのレーザ光源1aに関す
る配置図である。図4(a)で示したように、取り込み
NAを0.1とするためにはコリメートレンズ7の焦点
距離は15mmであるが、本発明ではそれより長い焦点
距離を設定する。例えばコリメートレンズ7の焦点距離
を25mmに設定するとともに、焦点距離18.6mm
の補助レンズ5aを図示のように配置すればコリメート
レンズ7と補助レンズ5aの合成焦点距離が15mmと
なるので、実質的な取り込みNAは0.1とすることが
できる。レーザ光源1aと補助レンズ5aとの間隔も、
それぞれ部品を配置する上では充分余裕があるといえ
る。
【0030】一方、図5(b)は同じ光ヘッドにおいて
CD再生およびCD−R記録再生に使用する波長780
nmのレーザ光源1bに関する配置を示している。焦点
距離8.3mmの補助レンズ5bを図示のように配置す
れば、コリメートレンズ7と補助レンズ5bの合成焦点
距離が10mmとなるので、実質的な取り込みNAは
0.15とすることができる。さらに、補助レンズ5b
とレーザ光源1bとの距離は図4(b)の場合に比べて
大幅に拡大することができる。
CD再生およびCD−R記録再生に使用する波長780
nmのレーザ光源1bに関する配置を示している。焦点
距離8.3mmの補助レンズ5bを図示のように配置す
れば、コリメートレンズ7と補助レンズ5bの合成焦点
距離が10mmとなるので、実質的な取り込みNAは
0.15とすることができる。さらに、補助レンズ5b
とレーザ光源1bとの距離は図4(b)の場合に比べて
大幅に拡大することができる。
【0031】本発明ではレーザ光源からコリメートレン
ズまでの距離が図4に示した構成に比べて若干拡大する
ことになるが、光学部品の配置に余裕ができるとともに
光学系の設計自由度が増するという効果がある。また、
本発明によらない構成に比べて、ダイクロイックプリズ
ム6への入射角度を小さく設定することができる。一般
にダイクロイックプリズムは反射率透過率の入射角依存
性を制御することが難しい。したがって、ダイクロイッ
クプリズムを発散あるいは収束光束中に配置して使用す
る場合、発散あるいは収束の角度はできるだけ小さい方
が素子の性能確保の観点から好ましいといえる。
ズまでの距離が図4に示した構成に比べて若干拡大する
ことになるが、光学部品の配置に余裕ができるとともに
光学系の設計自由度が増するという効果がある。また、
本発明によらない構成に比べて、ダイクロイックプリズ
ム6への入射角度を小さく設定することができる。一般
にダイクロイックプリズムは反射率透過率の入射角依存
性を制御することが難しい。したがって、ダイクロイッ
クプリズムを発散あるいは収束光束中に配置して使用す
る場合、発散あるいは収束の角度はできるだけ小さい方
が素子の性能確保の観点から好ましいといえる。
【0032】一方、第1実施例では、波長780nmの
光束はディスク基板厚の違いによって発生する球面収差
を低減させるために所定の発散光束となっている。しか
しながら、発散光束にするだけでは高次の球面収差は低
減困難であり、特に対物レンズの絞り込み開口数(N
A)が高くなると影響が顕著に現れる。具体的には、球
面収差は絞り込みNAの4乗に比例して増大するので、
CDを再生する際に使用するNA0.45とCD−Rを
記録再生する際に使用するNA0.5とでは後者の方が
1.5倍影響が大きい。この問題を解決するため、補助
レンズの形状を単純な球面から適当な非球面に変えるこ
とによって、高次の残存球面収差を低減させることも可
能である。
光束はディスク基板厚の違いによって発生する球面収差
を低減させるために所定の発散光束となっている。しか
しながら、発散光束にするだけでは高次の球面収差は低
減困難であり、特に対物レンズの絞り込み開口数(N
A)が高くなると影響が顕著に現れる。具体的には、球
面収差は絞り込みNAの4乗に比例して増大するので、
CDを再生する際に使用するNA0.45とCD−Rを
記録再生する際に使用するNA0.5とでは後者の方が
1.5倍影響が大きい。この問題を解決するため、補助
レンズの形状を単純な球面から適当な非球面に変えるこ
とによって、高次の残存球面収差を低減させることも可
能である。
【0033】図6に、本発明の第3の実施例である光学
的情報記録再生装置200の斜視図を示す。本実施例で
は、本発明の第1および第2実施例で説明した光ヘッド
をキャリッジ17に搭載し、キャリッジ移動機構18に
よって光ディスク12の半径方向に移動させる。キャリ
ッジ17には、レーザ/検出器ユニット4、補助レンズ
5、ダイクロイックプリズム6、コリメートレンズ7、
偏光性回折格子8、波長板9、波長選択フィルタ10、
対物レンズ11、アクチュエータ14、回折格子15等
が搭載されている。光ディスク12は開閉可能なシャッ
タ19および防塵機能を有するカートリッジ20に挿入
されており、装置200の開口部21より装置内に挿入
され、スピンドルモータ22によって回転する。装置全
体は防塵ケース23によって覆われている。
的情報記録再生装置200の斜視図を示す。本実施例で
は、本発明の第1および第2実施例で説明した光ヘッド
をキャリッジ17に搭載し、キャリッジ移動機構18に
よって光ディスク12の半径方向に移動させる。キャリ
ッジ17には、レーザ/検出器ユニット4、補助レンズ
5、ダイクロイックプリズム6、コリメートレンズ7、
偏光性回折格子8、波長板9、波長選択フィルタ10、
対物レンズ11、アクチュエータ14、回折格子15等
が搭載されている。光ディスク12は開閉可能なシャッ
タ19および防塵機能を有するカートリッジ20に挿入
されており、装置200の開口部21より装置内に挿入
され、スピンドルモータ22によって回転する。装置全
体は防塵ケース23によって覆われている。
【0034】キャリッジ移動機構18としては、ギア、
スクリューねじ、ステップモータ、リニアモータ等従来
公知の各種方式いずれを使用してもかまわない。また、
光ディスク12としてカートリッジ20を用いた場合を
説明したが、同カートリッジ20は使用しなくてもかま
わない。さらに、光ディスク12挿入にための機構は図
示していないが、光ディスク12をトレイに載せて挿入
する方式、光ディスク12あるいはカートリッジ20そ
れ自体を自動あるいは手動によって挿入する方式等、従
来公知の各種方式を用いることができる。
スクリューねじ、ステップモータ、リニアモータ等従来
公知の各種方式いずれを使用してもかまわない。また、
光ディスク12としてカートリッジ20を用いた場合を
説明したが、同カートリッジ20は使用しなくてもかま
わない。さらに、光ディスク12挿入にための機構は図
示していないが、光ディスク12をトレイに載せて挿入
する方式、光ディスク12あるいはカートリッジ20そ
れ自体を自動あるいは手動によって挿入する方式等、従
来公知の各種方式を用いることができる。
【0035】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、波
長の異なる2つのレーザ光源を搭載したDVD/CD互
換光ヘッドにおいて、DVDおよびCDそれぞれにとっ
て好適な取り込みNAを実現できるとともに、光学系の
設計自由度が増加する。これによって、有効光束径を縮
小していった場合においても余裕をもってコリメートレ
ンズ等の光学部品が配置可能となり、小型のDVD/C
D互換光ヘッドを実現することができる。
長の異なる2つのレーザ光源を搭載したDVD/CD互
換光ヘッドにおいて、DVDおよびCDそれぞれにとっ
て好適な取り込みNAを実現できるとともに、光学系の
設計自由度が増加する。これによって、有効光束径を縮
小していった場合においても余裕をもってコリメートレ
ンズ等の光学部品が配置可能となり、小型のDVD/C
D互換光ヘッドを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例において第1のレーザ光
源を使用した場合の構成を説明する図。
源を使用した場合の構成を説明する図。
【図2】本発明の第1の実施例において第2のレーザ光
源を使用した場合の構成を説明する図。
源を使用した場合の構成を説明する図。
【図3】本発明の第2の実施例を説明する構成図。
【図4】従来技術の問題点を説明する図。
【図5】本発明の効果を説明する光源の図。
【図6】本発明の第3の実施例である光学的情報記録再
生装置を示す斜視図。
生装置を示す斜視図。
1a,1b…半導体レーザ光源、2a,2b…光検出
器、3a,3b…基板部材、4a,4b…レーザ/検出
器ユニット部、5a,5b…補助レンズ、6…ダイクロ
イックプリズム、7…コリメートレンズ、8…偏光性回
折格子、9…波長板、10…波長選択フィルタ、11…
対物レンズ、12,12a,12b…光ディスク、1
3,13a,13b…光スポット、14…アクチュエー
タ、15…回折格子、16…特殊対物レンズ、17…キ
ャリッジ、18…キャリッジ移動機構、19…シャッ
タ、20…カートリッジ、21…装置開口部、22…ス
ピンドルモータ、23…防塵ケース、200…光学的情
報記録再生装置。
器、3a,3b…基板部材、4a,4b…レーザ/検出
器ユニット部、5a,5b…補助レンズ、6…ダイクロ
イックプリズム、7…コリメートレンズ、8…偏光性回
折格子、9…波長板、10…波長選択フィルタ、11…
対物レンズ、12,12a,12b…光ディスク、1
3,13a,13b…光スポット、14…アクチュエー
タ、15…回折格子、16…特殊対物レンズ、17…キ
ャリッジ、18…キャリッジ移動機構、19…シャッ
タ、20…カートリッジ、21…装置開口部、22…ス
ピンドルモータ、23…防塵ケース、200…光学的情
報記録再生装置。
フロントページの続き Fターム(参考) 5D119 AA41 BA01 CA09 CA16 DA01 DA05 EA02 EA03 EC45 EC47 FA08 JA09 JA70 JB02 LB07
Claims (9)
- 【請求項1】第1の波長で発振する第1のレーザ光源
と、第2の波長で発振する第2のレーザ光源と、前記第
1および第2のレーザ光源から出射された光束の発散角
を縮小するコリメートレンズと、前記コリメートレンズ
から出射した第1あるいは第2の波長を有する光束を情
報記録媒体に集光する対物レンズと、前記情報記録媒体
からの反射光を検出し、前記情報記録媒体に記録されて
いる情報信号および前記情報記録媒体に集光された光ス
ポットの光点制御信号を検出する光検出手段とを少なく
とも有する光ヘッドであって、前記第1および第2のレ
ーザ光源と前記コリメートレンズとの間の光路中に前記
第1および第2のレーザ光源から出射される光束の光路
を合成する手段を有すると共に、前記光路合成手段と前
記第1および第2のレーザ光源との間の光路中に、それ
ぞれのレーザ光源から出射される光束の発散角をそれぞ
れ所定の角度に縮小する補助光学系をそれぞれ具備した
ことを特徴とする光ヘッド。 - 【請求項2】前記補助光学系が、それぞれ焦点距離の異
なる所定のレンズから構成されることを特徴とする請求
項1に記載の光ヘッド。 - 【請求項3】前記2つのレーザ光源のうち少なくとも一
方のレーザ光源と前記光検出手段が同一の基板部材上に
配置・形成されていることを特徴とする請求項1又は2
に記載の光ヘッド。 - 【請求項4】前記2つのレーザ光源と前記対物レンズと
の間の光路中に波長選択機能を有するフィルタが配置さ
れており、前記2つのレーザ光源の発振波長によって、
前記フィルタを透過する光束径が異なることを特徴とす
る請求項1ないし3のいずれか1項に記載の光ヘッド。 - 【請求項5】前記対物レンズに入射する前記2つのレー
ザ光源からの光束うち、一方が略平行光であり、他方が
所定の発散光であることを特徴とする請求項1ないし4
のいずれか1項に記載の光ヘッド。 - 【請求項6】前記略平行光によって情報の記録再生を行
なう情報記録媒体の基板厚と、前記弱発散光によって情
報の記録再生を行なう情報記録媒体の基板厚が異なるこ
とを特徴とする請求項5に記載の光ヘッド。 - 【請求項7】前記第1のレーザ光源波長が略660nm
であり、同レーザ光源から出射する光束が基板厚約0.
6mmの光学的情報記録媒体に集光されると共に、前記
第2のレーザ光源波長が780nm乃至790nmであ
り、同レーザ光源から出射する光束が基板厚約1.2m
mの光学的情報記録媒体に集光されることを特徴とする
請求項1から6のいずれか1項に記載の光ヘッド。 - 【請求項8】前記波長選択性フィルタは、前記第1のレ
ーザ光源から出射される光束に対しては前記光学的情報
記録媒体への絞り込み開口数が0.6以上となるととも
に、前記第2のレーザ光源から出射される光束に対して
は前記光学的情報記録媒体への絞り込み開口数が0.4
5以上0.5以下となるように、透過する光束の波長に
よって透過する光束径が異なることを特徴とする請求項
4に記載の光ヘッド。 - 【請求項9】請求項1から8のいずれか1項に記載され
た光ヘッドを用いた光学的情報記録再生装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000018005A JP2001209967A (ja) | 2000-01-25 | 2000-01-25 | 光ヘッドおよびそれを用いた光学的情報記録再生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000018005A JP2001209967A (ja) | 2000-01-25 | 2000-01-25 | 光ヘッドおよびそれを用いた光学的情報記録再生装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001209967A true JP2001209967A (ja) | 2001-08-03 |
Family
ID=18544913
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000018005A Pending JP2001209967A (ja) | 2000-01-25 | 2000-01-25 | 光ヘッドおよびそれを用いた光学的情報記録再生装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001209967A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7492694B2 (en) | 2002-04-15 | 2009-02-17 | Ricoh Company, Ltd. | Optical pickup device and optical disk drive using the same |
-
2000
- 2000-01-25 JP JP2000018005A patent/JP2001209967A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7492694B2 (en) | 2002-04-15 | 2009-02-17 | Ricoh Company, Ltd. | Optical pickup device and optical disk drive using the same |
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