JP4510367B2 - 互換型光ピックアップ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は複数波長の光を使用して相異なるフォーマットを有する複数の光ディスクを記録及び/または再生可能な互換型光ピックアップに係り、特に高密度光ディスクのための記録及び/または再生モード転換時光源の出力変動によって対物レンズから生じる色収差を補正可能な互換型光ピックアップに関する。
【0002】
【従来の技術】
対物レンズにより集束形成された光スポットを用いて光ディスクに/から任意の情報を記録/再生する光記録再生機器において、記録容量は光スポットの大きさにより決定される。光スポットの大きさSは式(3)のように、光の波長λに比例し、対物レンズの開口数(NA、Numerical Aperture)に反比例する。
【0003】
【数1】
したがって、光ディスクの高密度化のために光ディスクに集束される光スポットの大きさを減少させるためには、青紫色レーザーのような短波長光源と開口数0.6以上の対物レンズの採用が必須である。
【0004】
したがって、現在開発されている次世代DVD、いわゆるHD−DVD用の光ピックアップは、光ディスクに集束される光スポットの大きさをさらに縮め、従来のCDやDVD系の光ディスクから得られる情報記録密度に比べて高い情報記録密度を得るように、青紫色光を出射する光源及び0.6以上の開口数を有する対物レンズを採用する予定である。
【0005】
ところが、一般に光ピックアップで対物レンズの材料として使用するガラス及びプラスチックのような光学材料は650nmよりも短波長帯域で非常に激しい屈折率の変化を示す。
【0006】
表1は対物レンズモールディングガラス材料として用いられるHoya社のM−BaCD5Nの波長による屈折率の変化を示す。
【0007】
【表1】
表1から分かるように、光学材料は1nm程度の小さな波長変化に対して、DVD用光ピックアップに使われる赤色波長に比べて短い青紫色波長帯域で4倍程度大きい屈折率の変化を示す。
【0008】
このような短波長での光学材料の急激な屈折率変動は、記録/再生を反復して転換する記録可能な高密度光ピックアップではデフォーカスによる性能劣化の主要な原因となる。すなわち、光ピックアップでは相異なる記録光パワーと再生光パワーとを使用するが、通常光源の出力を高めるとその光源から出射される光の波長は長くなる。記録及び/または再生モード変換時の光出力変化による波長変動により対物レンズから発生する色収差はデフォーカス(モードホッピングによるデフォーカス)を誘発する。ここで、モードホッピング(mode hopping)とは、光源自体の条件、例えば、温度変化時に波長が断続的に増減する現象を意味する。光出力を増加させるために注入電流を増加させれば内部発熱により光源内部の温度が上がるために、前記のようなモードホッピングが起こる。
【0009】
このような波長変動に伴うデフォーカスは、アクチュエータで対物レンズを調整して補正が可能であるが、アクチュエータで対物レンズを駆動して波長変動に追従するのに相対的に長時間がかかるので、この間は再生及び記録信号の品質が劣化される。記録のために光出力を増加させる時のデフォーカスは記録光パワーの不足を誘発し、再生のために出力減少時のデフォーカスはジッタを増加させる。
【0010】
すなわち、光ディスクに情報を記録するために光源の出力を増加させれば光源から出射される光の波長が、例えば406nmと延びて光ディスクに集束される光スポットにデフォーカスが生じてアクチュエータがこれに追従するまでは正しく記録を行えない。そして、再生のために光源の出力を減少させれば、光源の波長が、例えば、405nmに短くなり、この場合にもアクチュエータは延びた波長に合わせて追従した状態であるために、再びデフォーカスが生じる。このようにデフォーカスが生じれば、再生信号にはデフォーカスによってジッタが増加する。
【0011】
したがって、記録/再生が反復される記録可能な高密度用光ピックアップは記録/再生出力変動に伴う光源から出射される光の波長が変わっても、これによる色収差発生を抑制または補償できる光学系構造を有する必要がある。
【0012】
一方、光ディスクの傾斜により生じるコマ収差W31は、光ディスクの傾斜角をθ、光ディスクの屈折率をn、光ディスクの厚さをd、対物レンズの開口数をNAとする時、例えば、式(4)のような関係式で示される。
【0013】
【数2】
ここで、光ディスクの屈折率及び厚さは各々光入射面から記録面に至る光学媒質の屈折率及び厚さを示す。
【0014】
式(4)を考慮すれば、光ディスクの傾斜による公差を確保しようとすれば、高密度化のために対物レンズの開口数を高めることによって光ディスクを薄くする必要がある。CDの1.2mmからDVDの0.6mmに薄くし、次世代DVD、いわゆるHD−DVD(High Definition Digital Versatile Disc)は0.1mmになる可能性が高い。もちろん、CDの場合0.45からDVDの場合0.6に対物レンズの開口数が高まり、HD−DVDの場合には対物レンズの開口数が0.85になる可能性が高い。また、HD−DVDの場合には、記録容量を考慮すれば、青紫色光源が採用される可能性が高い。このように新たな規格の光ディスクを開発するに当たって、問題となるのは既存の光ディスクとの互換性である。
【0015】
例えば、既存の光ディスクのうち一回記録用のDVD−R及びCD−Rは波長によって反射率が顕著に落ちるために、650nmと780nm波長の光源の使用が必須である。したがって、DVD−R及び/またはCD−Rとの互換性を考慮すれば、HD−DVDを記録及び/または再生できる互換型光ピックアップは2つまたは3つの異なる波長の光源を採用する必要がある。
【0016】
この際、異なる波長の複数の光源を採用する互換型光ピックアップは、装置の大きさ、組立性、価格などを考慮する時、単一の対物レンズを備えることが望ましい。
【0017】
ところが、0.85のように高開口数を有する対物レンズを1枚に設計、製作するには相当な技術が要求され、前記のように高開口数を有しつつ作動距離をDVD用対物レンズのように長くするのは難しい。本技術分野では、青紫色光源と0.1mm厚さのHD−DVDに対して、対物レンズは通常0.6mmの作動距離を有するように設計される。DVD用光源及びCD用光源から出射された光をHD−DVDに対して0.6mmの作動距離を有する対物レンズに集束してDVD及びCDに光スポットを形成する時、作動距離は各々0.32mm,−0.03mmとなる。これはCDが対物レンズと衝突することを意味する。
【0018】
CD用光源とコリメーティングレンズとの間の距離を狭めてCD用光源から出射された光を発散光の形に対物レンズに入射させる場合、作動距離を確保しうる。しかし、この場合に光学系は有限光学系になるために、アクチュエータの半径方向への移動による収差特性が急激に劣化されて望ましくない。
【0019】
要約すれば、赤色波長より短波長の光源を用いる記録/再生が反復される記録可能な高密度用光ピックアップは記録及び/または再生モード変換時のデフォーカスを抑制または補償できる光学系構造が必要である。また、高密度用光ピックアップは相対的に低密度のDVD及び/またはCDとの互換性を考慮する時、DVD及び/またはCD用光に対する作動距離を延ばす必要がある。
【0020】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は前記問題点を勘案して案出されたものであって、短波長光源のモードホッピングによるデフォーカスを減らし、短波長光源と少なくとも1つの長波長光源とを採用し、高密度及び相対的に厚い低密度光ディスクを互換する時、長波長光源から出射された光に対して対物レンズと低密度光ディスクとが衝突しないように十分な作動距離を確保できる互換型光ピックアップを提供するところにその目的がある。
【0021】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための本発明に係る互換型光ピックアップは、高密度光ディスクに適した短波長光と少なくとも1種の低密度光ディスクに適した少なくとも1つの長波長光を出射し、前記高密度光ディスク及び低密度光ディスクから反射された光を受光して検出させる光ユニットと、入射される短波長光及び長波長光を集束して高密度光ディスク及び低密度光ディスクに光スポットを形成させる対物レンズと、前記光ユニット側から入射される短波長光を回折させ、前記短波長光の波長変動による色収差を補正する回折素子と、前記光ユニットから前記対物レンズ側に進行する前記長波長光を屈折させ、少なくとも1種の低密度光ディスクに対する作動距離を延ばす発散レンズとを含むことを特徴とする。
【0022】
本発明の特徴によれば、前記短波長光及び長波長光は相互直交する偏光であり、前記回折素子は、一偏光の短波長光は回折させ、これに直交する他の偏光の長波長光はそのまま透過させる偏光ホログラム素子であることが望ましい。
【0023】
この際、前記偏光ホログラム素子は、前記短波長光に対する1次回折効率を高められるようにブレーズタイプよりなることが望ましい。
【0024】
前記低密度光ディスクは、記録密度及び厚さの相異なる第1及び第2低密度光ディスクを含み、前記長波長光は前記第1低密度光ディスクに適した波長λ1を有する第1長波長光と、前記第2低密度光ディスクに適した波長λ2を有する第2長波長光とを含むことが望ましい。
【0025】
本発明の他の特徴によれば、前記回折素子は、階段型構造のパターンが形成されたホログラム素子であり、前記パターンの段差dは前記第1及び第2長波長光の波長λ1、λ2に対して、前記ホログラム素子をなす光学媒質の屈折率をn11,n22とする時、次の式、
(n11−n0’)d=gλ1
(n22−n0”)d=hλ2
ここで、g,hは整数±0.07以内の数であり、n0’,n0”は各々波長λ1、λ2に対する空気領域の屈折率である。
を満たすことが望ましい。
【0026】
この際、前記回折素子にはブレーズタイプのパターンが形成されることが望ましい。一方、前記第1低密度光ディスクはDVD、第2低密度光ディスクはCDであることが望ましく、前記高密度光ディスクは前記第1低密度光ディスクより薄い厚さ、例えば約0.1mmの厚さを有することが望ましい。
【0027】
前記対物レンズは前記高密度光ディスクに適するように0.7以上の開口数を有することが望ましい。
【0028】
前記対物レンズの作動距離は0.7mm以下であることが望ましい。一方、前記第1長波長光及び第2長波長光に対して各々位相差変化を生じ、第1及び第2低密度光ディスク採用時の収差を補正させる第1及び第2位相補正器をさらに備えることが望ましい。
【0029】
前記第1及び第2位相補正器は、複数の位相遅延領域を備え、前記第1位相補正器は、波長λ,λ2の短波長光及び第2長波長光が各々前記第1位相補正器の一位相遅延領域を通過する時の位相遅延量をa、a’、これに隣接した第1位相補正器の他の位相遅延領域を通過する時の位相遅延量をb、b’とする時、次の式(1)、
(a−b)=lλ
(a’−b’)=mλ2 (1)
ここで、l,mは整数±0.07以内の数である。
を満たし、前記第2位相補正器は波長λ,λ1の短波長光及び第1長波長光が各々前記第2位相補正器の一位相遅延領域を通過する時の位相遅延量をc、c’、これに隣接した第2位相補正器の他の位相遅延領域を通過する時の位相遅延量をd、d’とする時、次の式(2)、
(c−d)=pλ
(c’−d’)=qλ1 (2)
ここで、p,qは整数±0.07以内の数である。
を満たすことが望ましい。
【0030】
より具体的に、前記第1位相補正器には階段型構造よりなるパターンが形成されており、前記パターンの階段が前記位相遅延領域に各々対応し、前記階段の段差s1は前記波長λ,λ2に対して前記第1位相補正器をなす光学媒質の屈折率を各々n,n2とする時、次の式、
(n−n0)s1=lλ
(n2−n0”)s1=mλ2
ここで、n0,n0”は各々λ,λ2に対する空気領域の屈折率である。
を満たす。
【0031】
また、前記第2位相補正器には階段型構造よりなるパターンが形成されていて、前記パターンの階段は前記位相遅延領域に各々対応されて、前記階段の段差s2は前記波長λ,λ1に対し前記第2位相補正器をなす光学媒質の屈折率を各々n’、n1’とする時、次の式、
(n’−n0)s2=pλ
(n1’−n0’)s2=qλ1
ここで、n0,n0’は各々λ,λ1に対する空気領域の屈折率である。
を満たすことが望ましい。
【0032】
一方、前記第1及び第2低密度光ディスクのうち何れか1つの低密度光ディスクの記録及び/または再生に適するように、前記第1及び第2長波長光のうち何れか1つの長波長光に対して前記対物レンズの有効開口数を変更させる開口フィルターをさらに備えることが望ましい。
【0033】
前記開口フィルターは、中心部に入射される光はそのまま進行させ、前記中心部の外側に入射される光の進行を波長によって選択的に妨害するように形成された波長選択性コーティング部材及びホログラムタイプの回折部材のうち何れか1つで有り得る。
【0034】
前記開口フィルターは、前記第1及び第2位相補正器のうち何れか1つの位相補正器に一体形成されうる。
【0035】
一方、前記短波長光は青紫色波長領域の光であり、前記第1長波長光は赤色波長領域の光であり、前記第2長波長光は赤外線波長領域の光であることが望ましい。具体的に、前記λは400〜410nm、前記λ1は635及び650nmのうち何れか1つの波長、λ2は約780nmで有り得る。
【0036】
前記光ユニット側から前記回折素子に入射される短波長光が平行光である時、前記発散レンズは、前記回折素子により前記短波長光に加えた光学的なパワーを相殺し、前記対物レンズに平行した短波長光を入射させることが望ましい。
【0037】
前記回折素子及び発散レンズは前記対物レンズと一体駆動されることが望ましい。前記短波長光に対する光効率を高められるように、前記回折素子と対物レンズとの間に波長板をさらに備えることが望ましい。
【0038】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面に基づき、本発明を詳細に説明する。
【0039】
図1を参照すれば、本発明に係る互換型光ピックアップは、光ユニット1と、光ユニット1側から入射される短波長光及び長波長光を集束して高密度光ディスク50a及び低密度光ディスク50b,50cに光スポットを形成させる対物レンズ40と、光ユニット1側から入射される短波長光を回折させる回折素子15と、光ユニット1から対物レンズ40側に進む長波長光を屈折させ少なくとも1種の低密度光ディスク50b,50cに対する作動距離を延ばす発散レンズ17を含んで構成される。
【0040】
光ユニット1は、高密度光ディスク50aと少なくとも1種の低密度光ディスク50b,50cとを互換して記録及び/または再生するように高密度光ディスク50aに適した短波長光1aと少なくとも1種の低密度光ディスク50b,50cに適した少なくとも1つの長波長光1b,1cを出射する。そして、光ユニット1は高密度光ディスク50a及び低密度光ディスク50b,50cから反射された光を受光して情報信号及び誤差信号を検出する。
【0041】
高密度光ディスク50aは、例えば、20GB以上の貯蔵容量を有する次世代DVD系の光ディスク(以下、HD−DVD)であって、DVDより薄く形成しうる。低密度光ディスク50b,50cとしては記録密度及び厚さの相異なる第1及び第2低密度光ディスク50b,50cを備えられる。高密度光ディスク50aがHD−DVDである場合、第1低密度光ディスク50bはDVD系の光ディスク(以下、DVD)、第2低密度光ディスク50cは、CD系の光ディスク(以下、CD)である。
【0042】
本発明に係る互換型光ピックアップが記録密度の相異なる3種の光ディスク、すなわち、高密度光ディスク50a、第1及び第2低密度光ディスク50b,50cを互換して記録及び/または再生させる場合、長波長光1b,1cは第1低密度光ディスク50bに適した波長λ1を有する第1長波長光1bと、第2低密度光ディスク50cに適した波長λ2を有する第2長波長光1cとなる。
【0043】
本発明に係る互換型光ピックアップがCD、DVD、HD−DVDを互換して記録及び/または再生される場合、短波長光1aは青紫色波長領域、例えば、約400〜410nm範囲内の波長の光であり、第1長波長光1bは赤色波長領域、例えば、約635または650nm波長の光であり、第2長波長光1cは赤外線波長領域、例えば、約780nm波長の光であることが望ましい。
【0044】
対物レンズ40は、高密度光ディスク50aを記録及び/または再生できるように、0.7以上、望ましくは0.85の開口数を有する。対物レンズ40は、0.7mm以下の作動距離を有しうる。これは後述するように、発散レンズ17により高密度光ディスク50aより厚い第1及び/または第2低密度光ディスク50b,50cの採用時に作動距離を延ばすことができて、対物レンズ40と第1及び第2低密度光ディスク50b,50cとの衝突を防止できるからである。
【0045】
光ユニット1は相互直交する偏光の短波長光1aと第1及び第2長波長光1b,1cを出射させうる。ここで、例えば、短波長光1aはP偏光を、第1及び第2長波長光1b,1cはS偏光を有する。
【0046】
回折素子15は偏光型回折素子であって、一偏光の短波長光1aは回折させ、これに直交する他の偏光の第1及び第2長波長光1b,1cはそのまま透過させる偏光ホログラム素子を具備しうる。
【0047】
偏光ホログラム素子は、周知の如く透過タイプの場合に特定偏光の光に対しては回折作用を行い、一方これに直交する偏光の光に対しては回折作用無しに透過させる。
【0048】
本実施例において、この偏光ホログラム素子は短波長光1aに対する有効光として用いられる1次回折光に対して回折効率を高められるブレーズタイプ(blazed type)に形成されたことが望ましい。ここで、ブレーズタイプの偏光ホログラム素子は後述する図2に示されたブレーズタイプの非偏光ホログラム素子と類似した構造である。前記ブレーズタイプの偏光ホログラム素子は、例えば偏光によって屈折率の異なる異方性光学材質で形成されうる。
【0049】
代案として、回折素子15は入射光の偏光に関係なく短波長光1aに対してのみ位相差変化を発生させる複数の位相遅延領域を備え、前記複数の位相遅延領域が周期的に反復されて短波長光1aのみを回折させる構造よりなりうる。この際、回折素子15はブレーズタイプで形成され、短波長光1aに対して1次回折光の光効率を向上させうることが望ましい。
【0050】
前記複数の位相遅延領域は、第1及び第2長波長光1b,1cに対して1つの位相遅延領域とそれに隣接した他の位相遅延領域での位相差が各々式(5)のようにほぼ第1長波長光1bの波長λ1と第2長波長光1cの波長λ2の整数倍になることが望ましい。
【0051】
すなわち、第1及び第2長波長光1b,1cが各々回折素子15の一位相遅延領域を通過する時の位相遅延量をI,i’、前記第1及び第2長波長光1b,1cが各々回折素子15の他の位相遅延領域を通過する時の位相遅延量をj、j’とする時、隣接した位相遅延領域間の位相差は式(5)を満たすことが望ましい。
【0052】
(i−j)=gλ1
(i’−j’)=hλ2 (5)
ここで、g,hは整数±0.07以内、望ましくは整数±0.05以内の数である。
【0053】
この場合、回折素子15は第1及び第2長波長光1b,1cを位相変化なしにそのまま透過させうるので、第1及び第2長波長光1b,1cは回折させない。一方、短波長光1aに対しては回折素子15で位相変化が生じ、その複数の位相遅延領域が周期的な反復構造により短波長光1aを回折させる。
【0054】
具体的な実施例として、回折素子15は非偏光型回折素子であって、図2に示されたように、プレート型光学媒質の少なくとも一面に短波長光1aを回折させうるように階段型構造よりなるパターンを周期的に形成したホログラム素子を備えられる。図2は、回折素子15が4階段構造よりなるブレーズタイプのホログラム素子の例を示す。図2において、部材番号15aは回折素子15を製作するのに使われるガラスなどの光学媒質部分であり、16は階段型構造のパターンを形成して光学媒質が除去された空気領域である。また、dは段差の大きさを意味する。
【0055】
この際、回折素子15のパターンの段差の大きさは、第1及び第2長波長光1b,1cをほとんどそのまま透過させるように、式(5)の条件を満たす、第1及び第2長波長光1b,1cの波長λ1、λ2のほぼ整数倍に該当する大きさに形成されることが望ましい。ここで、前記パターンの段階は各々前記位相遅延領域に対応する。
【0056】
回折素子15のパターンの段差の大きさdは式(5)に対応して式(6)を満たすことが望ましい。
【0057】
(n11−n0’)d=gλ1
(n22−n0”)d=hλ2 (6)
ここで、n11、n22は回折素子15をなす光学媒質の第1及び第2長波長光1b,1cの波長λ1、λ2に対する屈折率であり、n0’、n0”は第1及び第2長波長光1b,1cの波長λ1、λ2に対する空気領域の屈折率である。
【0058】
図3は、回折素子15の光学媒質としてM−LaC130_HOYAを使用する時、段差dの大きさによる第1長波長光1bの波長λ1と第2長波長光1cの波長λ2に対する位相差を示すグラフである。図3のグラフは、高密度光ディスク50a、第1及び第2低密度光ディスク50b,50cを各々HD−DVD、DVD、CDとし、短波長光1aの波長λが400nm、第1及び第2長波長光1b,1cの波長λ1、λ2が各々650nm,780nmである場合に得られたものである。ここで、M−LaC130_HOYAの屈折率は波長400nm,650nm,780nmに対して各々1.715566,1.689858,1.684657である。
【0059】
図3を参照すれば、光学媒質としてM−LaC130_HOYAを使用し、段差dが5.66μmである階段型パターンを形成すれば、DVD用第1長波長光1bの波長λ1に対しては整数倍に近い0.007λ1、CD用第2長波長光1cの波長λ2に対しては整数倍に近い0.032λ2の位相差が生じ、HD−DVD用短波長光1aの波長λに対しては0.14λの位相差が生じる。
【0060】
したがって、M−LaC130_HOYAを光学媒質として使用して段差d5.66μmになる複数の階段を有するパターンを周期的に形成すれば、式(6)を満たす回折素子15が得られる。
【0061】
前記のような偏光型または非偏光型回折素子15は、グレーティング方程式から分かるように、同一次数の回折光の回折角が大きくなるにつれて、入射光の波長が延びると焦点距離を短くする。
【0062】
したがって、前記のような回折素子15を備えると、短波長光1aの波長が延びて対物レンズ40の焦点距離が長くなる時、逆に回折素子15では焦点距離が短くなるので、焦点距離の増減が互いに相殺され、高密度光ディスク50aに対して記録及び/または再生モード転換時のモードホッピングによるデフォーカスを減らせる。
【0063】
また、前記のような回折素子15を備えると、短波長光1aに対しては記録及び/または再生モード転換時のモードホッピングによるデフォーカスを減らせ、長波長光1b,1cに対しては回折素子15によりほとんど影響を受けず進行させうる。
【0064】
発散レンズ17は、回折素子15と対物レンズ40との間の光路上に配置されうる。発散レンズ17は、光ユニット1から対物レンズ40側に進行する第1及び第2長波長光1b,1cを屈折させて発散光として対物レンズ40に入射させる。本発明者らは、発散レンズ17を適用する場合、高密度光ディスク50a、すなわちHD−DVDに対して開口数0.85であり、0.6mmの作動距離を有する対物レンズにより、第2長波長光1cを集束する場合、第2低密度光ディスク50c、すなわちCDに対して、例えば0.23mmの作動距離を確保可能なことを確認した。ここで、作動距離0.6mmの対物レンズ40を使用する場合、DVDに対しては問題無いことを前で言及した。
【0065】
このように、対物レンズ40の入射瞳側に発散レンズ17を備えると、HD−DVDに対して普通の作動距離(例えば、0.6mm)を有する対物レンズ40を使用する場合にも、DVDだけでなくCDに対して十分な作動距離を確保しうる。したがって、CD記録及び/または再生時、光ディスクと対物レンズ40との衝突が防止される。
【0066】
一方、発散レンズ17がなければ、回折素子15により回折された短波長光1aは回折角により対物レンズ40に収束光として入射される。しかし、前記の通り対物レンズ40の入射瞳側に発散レンズ17が配置された場合には、回折素子15により回折された短波長光1aはこの発散レンズ17により屈折されて対物レンズ40に略平行光として入射される。これは、図1に示されたように、回折素子15に入射される短波長光1aが平行光である時、発散レンズ17が回折素子15により短波長光1aに加えられた光学的なパワーを相殺するからである。
【0067】
本発明において、回折素子15と発散レンズ17とは、高密度光ディスク50a用短波長光1aに対しては光学的なパワーをほとんど持っていないことが望ましく、このために、回折素子15及び発散レンズ17は、対物レンズ40と一体駆動されることが望ましい。すなわち、回折素子15及び発散レンズ17は、対物レンズ40が設けられるアクチュエータ(図示せず)のボビンに設けられることが望ましい。
【0068】
一方、本発明に係る互換型光ピックアップは、高密度光ディスク50a用短波長光1aに対する効率を向上させるために、波長板19をさらに備えることが望ましい。波長板19は、図1のように回折素子15と対物レンズ40との間に配置される場合、短波長光1aに対しては1/4波長板の役割を行い、第1及び第2長波長光1b,1cに対しては略1/2波長板の役割を行うことが望ましい。
【0069】
ここで、回折素子15として偏光ホログラム素子を備える場合には、波長板19を、図1に示されたように、回折素子15と対物レンズ40との間に配することが望ましい。回折素子15として非偏光型回折素子15を備える場合には、後述する図8に示されたように、波長板(図8の69)の位置が変更しうる。
【0070】
一方、第1及び第2低密度光ディスク50b,50cが高密度光ディスク50aと異なる厚さを有すれば、第1長波長光1bを対物レンズ40に集束して第1低密度光ディスク50bに光スポットを形成する時、高密度光ディスク50aと第1低密度光ディスク50bとの厚さ差による球面収差が生じる。同様に、第2長波長光1cを対物レンズ40に集束して第2低密度光ディスク50cに光スポットを形成する時、高密度光ディスク50aと第2低密度光ディスク50cとの厚さ差による球面収差が生じる。また、第1及び第2長波長光1b,1cを対物レンズ40により集束する時、短波長光1aとの波長差による色収差が生じる。
【0071】
したがって、前記のように、高密度光ディスク50aと第1及び第2低密度光ディスク50b,50cを互換して記録及び/または再生する場合、本発明に係る互換型光ピックアップは、第1及び第2低密度光ディスク50b,50cの採用時の収差を補正可能に第1及び第2位相補正器20,30をさらに備えることが望ましい。
【0072】
第1位相補正器20は、第1低密度光ディスク50bの記録及び/または再生時に第1長波長光1bに対して生じる球面収差及び/または色収差などを補正するためのものである。また、第2位相補正器30は第2低密度光ディスク50cの記録及び/または再生時に第2長波長光1cに対して生じる球面収差及び/または色収差などを補正するためのものである。
【0073】
第1位相補正器20は第1低密度光ディスク50bの記録及び/または再生時に生じる収差を補正するために、第1長波長光1bに対してのみ位相差変化を生じる複数の位相遅延領域を備える。前記複数の位相遅延領域は、図2に基づいて説明した非偏光型回折素子15の場合と類似した原理により特定波長の光に対してのみ位相差変化を生じるように、短波長光1a及び第2長波長光1cに対して一位相遅延領域とそれに隣接した他の位相遅延領域での位相差が各々式(7)のように略短波長光1aの波長λ、第2長波長光1cの波長λ2の整数倍になることが望ましい。
【0074】
すなわち、短波長光1a及び第2長波長光1cが各々第1位相補正器20の一位相遅延領域を通過する時の位相遅延量をa,a’、短波長光1a及び第2長波長光1cが各々第1位相補正器20の他の位相遅延領域を通過する時の位相遅延量をb,b’とする時、隣接した位相遅延領域間の位相差は式(7)を満たすことが望ましい。
【0075】
(a−b)=lλ
(a’−b’)=mλ2 (7)
ここで、l,mは整数±0.07以内、より望ましくは整数±0.05以内の数である。
【0076】
この場合、第1位相補正器20は第1長波長光1bに対しては位相変化を生じつつ短波長光1a及び第2長波長光1cは位相変化無しにそのまま透過させうる。
【0077】
同様に、第2位相補正器30は第2低密度光ディスク50cの記録及び/または再生時に生じる収差を補正するために、入射される第2長波長光1cに対してのみ位相差変化を生じる複数の位相遅延領域を備える。前記複数の位相遅延領域は、短波長光1a及び第1長波長光1bに対して一位相遅延領域とそれに隣接した他の位相遅延領域での位相差が各々略短波長光1aの波長λと第1長波長光1bの波長λ1との整数倍になることが望ましい。すなわち、短波長光1a及び第1長波長光1bが各々第2位相補正器30の一位相遅延領域を通過する時の位相遅延量をc,c’、短波長光1a及び第1長波長光1bが各々第2位相補正器30の他の位相遅延領域を通過する時の位相遅延量をd,d’とする時、隣接した位相遅延領域間の位相差は式(8)を満たすことが望ましい。
【0078】
(c−d)=pλ
(c’−d’)=qλ1 (8)
ここで、p,qは整数±0.07以内、より望ましくは整数±0.05以内の数である。
【0079】
この場合、第2位相補正器30は第2長波長光1cに対しては位相変化を生じつつ短波長光1a及び第1長波長光1bは位相変化なしにそのまま透過させうる。
【0080】
第1及び第2位相補正器20,30は、図4に示されたように、プレート型光学媒質の少なくとも一面に、第1及び第2低密度光ディスク50b,50cの互換時に生じる収差を補正できる位相差変化を生じるように階段型構造よりなるパターンを形成した構造よりなりうる。図4において、部材番号21は第1及び第2位相補正器20,30の製作に用いられるガラスなどの光学媒質部分であり、23は階段型構造のパターンを形成して光学媒質を除去した空気領域である。また、sは段差の大きさを意味する。
【0081】
この際、第1及び第2位相補正器20,30それぞれのパターンの段差大きさは、式(7)及び(8)の条件を満たすように、1波長の光に対してのみ位相差変化を生じる作用を行い、残りの2波長の光をほとんどそのまま透過させるように、略2波長の整数倍に該当する大きさに形成されたことが望ましい。ここで、前記パターンの階段は各々前記位相遅延領域に対応する。
【0082】
すなわち、第1位相補正器20のパターンの段差大きさs1は、式(7)に対応して式(9)を満たすことが望ましい。
【0083】
(n−n0)s1=lλ
(n2−n0”)s1=mλ2 (9)
ここで、n,n2は第1位相補正器20をなす光学媒質の短波長光1a及び第2長波長光1cの波長λ,λ2に対する屈折率であり、n0,n0”は短波長光1a及び第2長波長光1cの波長λ,λ2に対する空気領域の屈折率である。
【0084】
また、第2位相補正器30のパターンの段差の大きさs2は、式(8)に対応して式(10)を満たすことが望ましい。
【0085】
(n’−n0)s2=pλ
(n1’−n0’)s2=qλ1 (10)
ここで、n’,n1’は第2位相補正器30をなす光学媒質の短波長光1a及び第1長波長光1bの波長λ,λ1に対する屈折率であり、n0,n0’は短波長光1a及び第1長波長光1bの波長λ,λ1に対する空気領域の屈折率である。
【0086】
図5は第1位相補正器20の光学媒質としてBK7を使用する時、段差s1の大きさによるHD−DVD用短波長光1aの波長λとCD用第2長波長光1cの波長λ2に対する位相差を示すグラフである。図5のグラフは、高密度光ディスク50a、第1及び第2低密度光ディスク50b,50cを各々HD−DVD,DVD,CDとし、短波長光1aの波長λが400nm、第1及び第2長波長光1b,1cの波長λ1,λ2が各々650nm、780nmである場合に得られたものである。ここで、ガラス材質のBK7の屈折率は各々波長400nm,650nm,780nmに対して1.530849,1.514520,1.511183である。
【0087】
図5を参照すれば、光学媒質としてBK7を使用し、段差s1が1.5μmである階段型パターンを形成すれば、HD−DVD用短波長光1aの波長λに対しては整数倍に近い0.99λの位相差が生じ、CD用第2長波長光1cの波長λ2に対しては整数倍に近い0.98λ2の位相差が生じ、DVD用第1長波長光1bの波長λ1に対しては0.20λ1の位相差が生じる。ここで、位相補正器に形成されたパターンの段差の大きさが所定波長の光に対する位相差の整数倍ということは、その波長の光が位相補正器を通過する時、パターン形状による位相差変化が生じないことを意味する。
【0088】
したがって、BK7を光学媒質として用いて段差s1が1.5μmになるようにパターンを形成すれば、式(7)及び式(9)を満たす第1位相補正器20が得られる。
【0089】
また、第1位相補正器20のように所定の光学媒質に式(10)の条件を満たす階段型構造のパターンを形成すれば、短波長光1a及び第1長波長光1bはほとんどそのまま通過させ、第2長波長光1cに対してのみ位相差変化を生じる第2位相補正器30が得られる。第2位相補正器30の具体例については後述する。
【0090】
前述したように、第1位相補正器20に式(9)を満たす段差s1を有するパターンを形成すれば、短波長光1a及び第2長波長光1cは第1位相補正器20をほとんどそのまま透過するが、第1長波長光1bは第1位相補正器20を通過しつつ、そのパターン形状による位相差変化が生じる。また、第2位相補正器30に式(10)を満たす段差s2を有するパターンを形成すれば、短波長光1a及び第1長波長光1bは第2位相補正器30をほとんどそのまま透過するが、第2長波長光1cは第2位相補正器30を通過しつつそのパターン形状による位相差変化が生じる。
【0091】
したがって、パターンの段差を2波長の整数倍に製作して1波長に対してのみ位相差変化を生じる作用を行う2種の位相補正器、すなわち第1及び第2位相補正器20,30を備えた本発明に係る互換型光ピックアップは、厚さの相異なる3枚の光ディスク50a,50b,50cの互換採用時の収差発生を十分に抑制しうる。
【0092】
また、図1を参照すれば、本発明に係る互換型光ピックアップは第1長波長光1bに対して対物レンズ40の有効開口数を変更させるための第1開口フィルター25と、第2長波長光1cに対して対物レンズ40の有効開口数を変更させるための第2開口フィルター35とをさらに備えることが望ましい。
【0093】
第1及び第2開口フィルター25,35は、中心部に入射される光はそのまま進行させ、その外側のリング部25a,35aに入射される光の進行を波長によって選択的に妨害して対物レンズ40の有効開口数を変更させうる波長選択性コーティング部材またはホログラムタイプの回折部材であることが望ましい。
【0094】
第1及び第2開口フィルター25,35は、図1に示されたように、リング部25a,35aの内側が開口された形よりなり、第1及び第2位相補正器20,30に各々一体形成されたことが望ましい。
【0095】
第1開口フィルター25のリング部25aは、第1長波長光1bの進行だけを遮断し、残りの短波長光1a及び第2長波長光1cはそのまま透過させる。この際、第1開口フィルター25のリング部25aの内径は第1低密度光ディスク50bの記録及び/または再生に適した対物レンズ40の有効開口数を達成可能な大きさに形成されたことが望ましい。例えば、第1低密度光ディスク50bがDVDである場合、第1開口フィルター25のリング部25aの内径は対物レンズ40の有効開口数0.6を達成可能な大きさに形成されたことが望ましい。
【0096】
第2開口フィルター35のリング部35aは第2長波長光1cの進行だけを遮断し、残りの短波長光1a及び第1長波長光1bはそのまま透過させる。この際、第2開口フィルター35のリング部35aの内径は第2低密度光ディスク50cの記録及び/または再生に適した対物レンズ40の有効開口数を達成可能な大きさに形成されたことが望ましい。例えば、第2低密度光ディスク50cがCDである場合、第2開口フィルター35のリング部35aの内径は対物レンズ40の有効開口数0.45を達成可能な大きさに形成されたことが望ましい。
【0097】
一方、本発明の一実施例に係る互換型光ピックアップの光学的構成度を概略的に示す図6を参照すれば、光ユニット1は、高密度光ディスク50aの記録及び/または再生に適した波長λの短波長光1aを出射する第1光源2と、高密度光ディスク50aから反射された光を受光して検出する第1光検出器13と、第1及び第2低密度光ディスク50b,50cの記録及び/または再生に適した波長λ1,λ2の第1及び第2長波長光1b,1cを出射する第1及び第2光モジュール7,8と、第1光源2、第1及び第2光モジュール7,8から出射された短波長光1a、第1及び第2長波長光1b,1cの進行経路を変換するための第1ないし第3光路変換器3,6,4を含んで構成されうる。
【0098】
高密度光ディスク50aとしてHD−DVDを適用する場合、第1光源2としては、例えば400nm波長の短波長光1aを出射する青紫色半導体レーザーを備えられる。
【0099】
第1光モジュール7は第1長波長光1bを出射する光源及び第1低密度光ディスク50bから反射された第1長波長光1bを受光する光検出器が一体化した構造である。同様に、第2光モジュール8は第2長波長光1cを出射する光源及び第2低密度光ディスク50cから反射された第2長波長光1cを受光する光検出器が一体化した構造である。第1及び第2低密度光ディスク50b,50cとしてDVD,CDを適用する場合、第1及び第2光モジュール7,8の光源としては、各々例えば650nm波長の第1長波長光1bを出射する赤色半導体レーザー及び780nm波長の第2長波長光1cを出射する赤外線半導体レーザーを備えられる。
【0100】
ここで、第1及び第2光モジュール7,8の構造は本技術分野において周知のものなので、ここではその詳細な説明及び図示を省略する。
【0101】
図6に示された互換型光ピックアップは、回折素子15として偏光ホログラム素子を備える場合に適した光学的構成であって、第1光源2は、例えばP偏光の短波長光1aを出射し、第1及び第2光モジュール7,8は、例えばS偏光の第1及び第2長波長光1b,1cを出射することが望ましい。
【0102】
第1光路変換器3としては、短波長光1aに対する光効率を高めるために、偏光ビームスプリッタを備えることが望ましい。第2光路変換器10としては第1及び第2光モジュール7,8から出射された第1及び第2長波長光1b,1cを類似した割合で透過及び反射させるように、S偏光に対して、例えば透過率:反射率が5:5であるビームスプリッタを備えられる。第3光路変換器4として、例えば短波長光1aに対して透過率が90%以上と高く、第1及び第2長波長光1b,1cに対してはS偏光に対して90%以上の反射率を有するビームスプリッタを備えられる。
【0103】
一方、光ユニット1は第3光路変換器4と対物レンズ40との間の光路上には第1光源2、第1及び第2光モジュール7,8から出射された短波長光1a、第1及び第2長波長光1b,1cを集束して略平行光に変換させるコリメーティングレンズ5をさらに備えることが望ましい。
【0104】
回折素子15として偏光ホログラム素子を備える場合、波長板19は図6に示されたように、回折素子15と対物レンズ40との間に配置されることが望ましい。本実施例において、波長板19は前述したように、短波長光1aに対しては1/4波長板、第1及び第2長波長光1b,1cに対しては1/2波長板としての役割をする。
【0105】
この場合、図7Aに短波長光1aの偏光変化を例示したように、短波長光1aが光ユニット1側から入射される時はP偏光に偏光ホログラム素子により回折される一方、高密度光ディスク50aから反射されて入射される時はS偏光になって偏光ホログラム素子により回折されない。また、図7B及び図7Cに第1及び第2長波長光1b,1cの偏光変化を例示したように、第1及び第2長波長光1b,1cは光ユニット1側から入射される時と第1及び第2低密度光ディスク50b,50cから反射されて入射される時とが両方S偏光であるために、偏光ホログラム素子により回折されない。
【0106】
一方、図6に示されたように、高密度光ディスク50aから反射されて回折素子15を経た短波長光1aは回折素子15から回折されないために、コリメーティングレンズ5側に戻ってくる短波長光1aは発散光となり、この発散光はコリメーティングレンズ5により概略的に平行光に変わって第3及び第1光路変換器4,3を経て第1光検出器13側に向かう。この際、第1光検出器13側に向かう短波長光1aはほとんど平行光の形であるために、第1光路変換器3と第1光検出器13との間には前記平行光を集束するためのコンデンシングレンズ9をさらに備えることが望ましい。また、コンデンシングレンズ9と第1光検出器13との間にはセンシングレンズ11をさらに備えることが望ましい。センシングレンズ11は周知の如く、フォーカスエラー信号のSカーブのゼロ位置と高密度光ディスク50aの情報面の位置とを一致させるように、光軸に沿って位置調整されるレンズである。
【0107】
図8は、本発明の他の実施例に係る互換型光ピックアップの光学的構成図を概略的に示す図である。図6のような部材番号は実質的に同一または類似した機能を行う部材を示すので、その反復的な説明は省略する。
【0108】
図8を参照すれば、本発明の他の実施例に係る互換型光ピックアップは偏光に関係なく特定波長の光に対してのみ選択的回折が可能な回折素子15(図4及び図5参照)を備える。この場合、図6とは違って波長板69を回折素子15と対物レンズ40との間に配する必要がない。図8は光ユニット1が短波長光1aに対する光効率を高めるために、第1光路変換器3で偏光ビーム分割器を備え、第1光路変換器3と第3光路変換器4との間に波長板69を備えた例を示す。この際、波長板69は短波長光1aの波長に対して1/4波長板であることが望ましい。
【0109】
一方、偏光に関係なく特定波長の光に対してのみ選択的回折が可能な回折素子15を備えれば、高密度光ディスク50aから反射された短波長光1aも回折素子15を通過しつつ回折される。したがって、高密度光ディスク50aで反射された短波長光1aは光ユニット1から出射される時と同一な光路を経て戻り、収束光の形態に第1光検出器13側に進行する。したがって、図6の場合とは違って第1光路変換器3と第1光検出器13との間にコンデンシングレンズを備えなくてもよい。
【0110】
図6及び図8は、本発明に係る互換型光ピックアップの光学的構造の例を示した図であり、他にも多様な光学的構造が本発明に係る互換型光ピックアップに適用されうる。
【0111】
さらに、図6及び図8では立方ビームスプリッタ型光路変換器を備えた例を示したが、本発明がこれに限定されるものではなく、第1ないし第3光路変換器3,10,4に対する多様な変形が可能である。
【0112】
前述したような本発明に係る互換型光ピックアップでの光の進行過程を図6に示した光学的構成について例を挙げて説明すれば次の通りである。
【0113】
まず、高密度光ディスク50aが採用された場合、第1光源2から出射されたP偏光の短波長光1aは第1光路変換器3及び第3光路変換器4を順次に透過した後、コリメーティングレンズ5により平行光に変わって光ユニット1から出射される。この光ユニット1から出射されたP偏光の短波長光1aは回折素子15で回折され、発散レンズ17によりほぼ平行光の形になり、波長板19で一円偏光に変わって第1及び第2位相補正器20,30側に進行する。短波長光1aは第1及び第2位相補正器20,30、第1及び第2開口フィルター25,35をそのまま透過し、対物レンズ40により集束されて高密度光ディスク50aの記録面に光スポットとして収束される。この高密度光ディスク50aで反射されつつ直交する他の円偏光よりなる短波長光1aは順次に対物レンズ40、第1及び第2位相補正器20,30などを経て、波長板19を経つつS偏光になる。このS偏光の短波長光1aは発散レンズ17に入射され、発散レンズ17により発散光の形に変わり、回折素子15をそのまま通過して光ユニット1側に入射される。光ユニット1側に入射された短波長光1aはコリメーティングレンズ5により略平行光の形になり、第3光路変換器4を透過して第1光路変換器3に入射される。短波長光1aは第1光路変換器3から反射されてコンデンシングレンズ9に入射され、コンデンシングレンズ9及びセンシングレンズ11により集束されて第1光検出器13に受光される。
【0114】
第1低密度光ディスク50bが採用された場合、第1光モジュール7から出射されたS偏光の第1長波長光1bは第2光路変換器6を透過して第3光路変換器4に入射される。第1長波長光1bは第3光路変換器4から反射されてコリメーティングレンズ5に入射され、コリメーティングレンズ5により略平行光に変わる。このS偏光の第1長波長光1bは回折素子15をそのまま透過し、発散レンズ17により発散光になる。このS偏光の第1長波長光1bは波長板19を通過しつつ略P偏光の光に変わり、第1位相補正器20に入射される。第1長波長光1bは第1位相補正器20で球面収差及び/または色収差を補正可能に位相差変化が生じ、第1開口フィルター25に入射される。この第1長波長光1bは第1開口フィルター25によりその一部が遮断され、そのリング部25aの内側に進行する部分だけが第1開口フィルター25を通過し、第1低密度光ディスク50bを記録及び/または再生するのに適した有効開口数、例えば0.6の開口数を達成可能な大きさになる。この第1長波長光1bは第2位相補正器30及び第2開口フィルター35をそのまま通過して対物レンズ40に入射され、対物レンズ40により集束されて第1光ディスク50bの記録面に光スポットとして収束される。第1低密度光ディスク50bで反射された第1長波長光1bは波長板19を経つつS偏光になり、前記と反対経路を経て第1光モジュール7に戻る。
【0115】
第2低密度光ディスク50cが採用された場合、第2光モジュール8から出射されたS偏光の第2長波長光1cは第2及び第3光路変換器6,4で順次に反射された後、コリメーティングレンズ5により略平行光に変わる。このS偏光の第2長波長光1cは回折素子15をそのまま透過し、発散レンズ17により発散光になる。このS偏光の第2長波長光1cは波長板19を通過しつつ略P偏光の光に変わり、第1位相補正器20に入射される。第2長波長光1cは第1位相補正器20及び第1開口フィルター25をそのまま通過した後、第2位相補正器30に入射される。第2長波長光1cは第2位相補正器30球面収差及び/または色収差を補正可能に位相差変化が生じ、第2開口フィルター35によりその一部が遮断される。第2長波長光1cのリング部35aの内側に進行する部分だけが第2開口フィルター35を通過し、第2低密度光ディスク50cを記録及び/または再生するのに適した有効開口数、例えば0.45の開口数を達成可能な大きさになる。この第2長波長光1cは対物レンズ40により集束されて第2低密度光ディスク50cの記録面に光スポットとして集束される。第2低密度光ディスク50cから反射されたP偏光の第2長波長光1cは波長板19を経つつS偏光になり、前記と反対経路を経て第2光モジュール8に戻る。
【0116】
以下では前記のような本発明に係る互換型光ピックアップの光学的設計例を説明する。
【0117】
図9Aないし図9Cは、各々図6及び図8の互換型光ピックアップをHD−DVD,DVD,CDの記録及び/または再生に寄与する光学系別に分離し、その時の短波長光1a、第1及び第2長波長光1b,1cの光路を示したものであり、表2は図9Aないし図9Cの光路が得られる設計例を示す。表2において短波長光1a、第1及び第2長波長光1b,1cは各々波長400nm,650nm,780nmの場合である。
【0118】
【表2】
表2において、面S2,S3,S13,S14の厚さ/間隔データは各々上からHD−DVD,DVD,CDに関するものである。面S2とS3との間の厚さは400nm用第1光源2に対してはウィンドウの厚さであり、650nm,780nm用第1及び第2光モジュール7,8に対しては透明部材の厚さである。
【0119】
表2において、Kは前記非球面S2,S3の円錐定数であり、A,B,C,D,E,F,G,H,Jは非球面係数である。非球面S2,S3に対する非球面式は非球面の頂点からの深さをzとする時、式(11)のようである。
【0120】
【数3】
ここで、hは光軸からの高さ、cは曲率、A〜Jは非球面係数である。
【0121】
表2において、面S10は回折素子(ホログラム素子)15の回折面を、C1はパワーを示す係数である。ホログラム素子の位相係数は回転対称形式で示せば式(12)のようである。
【0122】
【数4】
ここで、φは位相差、Cnは係数、rは極座標である。
【0123】
【表3】
表3は表2の設計において光学媒質として使われるガラス材質のBK7_HOYA,M−BaCD5N_HOYA,M−LaC130_HOYA、そして光ディスク媒質の‘CG’の波長400nm,650nm,780nmに対する屈折率、図9Aないし図9Cでの対物レンズ40に入射される400nm波長の短波長光1a、650nm波長の第1長波長光1b、780nm波長の第2長波長光1cが対物レンズ40に入射される入射瞳の直径を示す。
【0124】
表2及び表3の光学的データを有する場合、図9Aから分かるように、0.1mm厚さのHD−DVDに対しては略0.6mmの作動距離が得られる。図9bから分かるように、厚さ0.6mmのDVDに対しては略0.57mmの作動距離が得られる。図9Cから分かるように、厚さ1.2mmのCDに対しては略0.23mmの作動距離が得られる。ここで、図9Aないし図9Cにおいて、HD−DVD,DVD,CDに対する対物レンズ40の作動距離0.6mm,0.57mm,0.23mmは表2に示したHD−DVD,DVD,CDに対する対物レンズ40の作動距離0.641810mm,0.61492mm,0.26732mmから対物レンズ形状による0.04mmを引いた値である。
【0125】
したがって、表2及び表3、図9Aないし図9Cに基づいた具体的な実施例から分かるように、本発明に係る互換型光ピックアップは第1及び第2長波長光1b,1cに対して発散レンズ17により作動距離を延ばせるために、高密度光ディスク50aに対して0.7mm以下の短い作動距離を有するように設計された対物レンズ40を適用する場合にも、高密度光ディスク50aに比べて相当厚い第2低密度光ディスク50cの採用時、対物レンズ40と第2低密度光ディスク50cとが衝突することを防止できる程度に十分な作動距離を確保しうる。
【0126】
また、本発明に係る互換型光ピックアップが、表2及び表3、図9Aないし図9Cに基づいて説明した具体例のような光学的データを有し、前述したような回折素子15を備える場合、表4、図10A及び図10Bから分かるように、短波長光1aの波長変動に対して収差を顕著に減らせる。
【0127】
表4は波長変動のない正常状態と、モードホッピングにより波長が1nmだけ延びた時の、対物レンズ40自体(OL only)による収差及びデフォーカス量、本発明に係る互換型光ピックアップでのように第1光源(LD)2、コリメーティングレンズ(CL)5、回折素子(回折面)15及び対物レンズ(OL)40を全て適用した場合(LD+CL+回折面+OL)の収差及びデフォーカス量を示す。モードホッピングにより波長が1nmだけ延びた時、図10Aは対物レンズ40自体による色収差も、図10Bは第1光源2、コリメーティングレンズ5、回折素子15及び対物レンズ40を全て適用した場合の色収差図を示す。
【0128】
【表4】
表4、図10A及び図10Bから分かるように、本発明に係る互換型光ピックアップのように、回折素子15を備える場合、モードホッピングによる波長変化時の収差及びデフォーカス量が顕著に減少することが分かる。表4では、モードホッピング時のLD+CL+回折面+OLに対する収差量が0.0353λであると示されているが、通常的な収差許容値が0.035λである点を考慮する時、0.0353λ程度の収差量は許容可能な程度である。
【0129】
一方、表4では実際使用条件を考慮し、第1光源(LD)2、コリメーティングレンズ(CL)5、回折素子(回折面)15及び対物レンズ(OL)40を全て適用した場合(LD+CL+回折面+OL)の収差及びデフォーカス量を表示した。
【0130】
ここで、本発明のように回折素子15を備えた時の収差及びデフォーカス変化を観察するために、回折面+OLの結合時の収差及びデフォーカス値を観察すれば次の通りである。回折面+OLである場合、定常状態での収差は0.00651λであり、モードホッピングにより波長が1nm延びた時の収差及びデフォーカスは各々0.02171λ、56nmである。
【0131】
一方、表5を参照すれば、HD−DVD,DVD,CDに採用する時、表2の設計データを有する対物レンズ40の短波長光1a、第1及び第2長波長光1b,1cに対する焦点距離は各々略2.286mm,2.359mm,2.375mmであり、対物レンズ40の有効径(開口数)は短波長光1a、第1及び第2長波長光1b,1cに対して各々略3.9mm(NA=0.85),2.8mm(NA=0.60)、2.1mm(NA=0.45)である。
【0132】
【表5】
一方、表2の設計データで製作された対物レンズ40としてDVD及びCDを互換する時に生じる収差(OPDrms)の大きさを見ると、表5に示したように、対物レンズ40に波長400nmの短波長光1aを集束して厚さ0.1mmのHD−DVD50aに光スポットを形成する時には収差がほとんど生じない。一方、対物レンズ40に波長が650nmの第1長波長光1bを集束して厚さ0.6mmのDVD50bに光スポットを形成する時には0.30λ1の収差、対物レンズ40に波長780nmの第2長波長光1cを集束して厚さ1.2mmのCD50cに光スポットを形成する時には0.18λ2の収差が生じる。すなわち、対物レンズ40にDVD及びCD互換時には発散レンズ17の作用による発散光により一部球面収差が補正されるが、相変らず光ピックアップにおいて通常の収差許容値である0.035λを大きく超えた収差が残存する。
【0133】
しかし、対物レンズ40の入射瞳側に本発明に係る第1及び第2位相補正器20,30を配すれば、後述のようにDVD及びCD互換時に生じる収差を顕著に減らせる。
【0134】
以下では、本発明に係る互換型光ピックアップに適用可能な第1及び第2位相補正器20,30の具体例及びこのような第1及び第2位相補正器20,30を用いると、DVD及びCD互換時に生じる収差を顕著に減らせることを説明する。第1及び第2位相補正器20,30の具体例は高密度光ディスク50a、第1及び第2低密度光ディスク50b,50cが各々HD−DVD,DVD,CDであり、短波長光1a、第1及び第2長波長光1b,1cの波長λ,λ1,λ2が各々400nm,650nm,780nmの場合について説明する。
【0135】
表6は、第1及び第2位相補正器20,30の具体例及びそれによる第1及び第2位相補正器20,30を用いる時の残存収差を示す。図11は、第1位相補正器20の光学媒質としてFCD1を使用する時、段差s1の大きさによるHD−DVD用の短波長光1aの波長λとCD用第2長波長光1cの波長λ2に対する位相差を示すグラフである。図12は、第2位相補正器30の光学媒質としてM−NbFD83を使用する時、段差s2の大きさによるHD−DVD用短波長光1aの波長λとDVD用第1長波長光1bの波長λ1に対する位相差を示すグラフである。表6、図11及び図12のグラフは、HD−DVD用短波長光1aの波長λを400nm、CD用第2長波長光1cの波長λ2を780nm、DVD用第1長波長光1bの波長λ1を650nmとして得られたものである。
【0136】
【表6】
表6及び図11を参照すれば、第1位相補正器20の光学媒質としてFCD1を使用する場合、段差s1が1.57μmである時、HD−DVD用短波長光1aの波長λに対しては整数倍に近い0.99λの位相差が生じ、CD用第2長波長光1cの波長λ2に対しては整数倍に近い0.99λ2の位相差が生じ、DVD用第1長波長光1bの波長λ1に対しては0.20λ1の位相差が生じる。
【0137】
このように、第1位相補正器20の光学媒質としてFCD1を使用して段差s1を1.57μm、パターンを5階段構造で形成すれば、HD−DVD用短波長光1aとCD用第2長波長光1cは第1位相補正器20を通過しつつ位相差変化がほとんど生じない一方、DVD用第1長波長光1bは第1位相補正器20を通過しつつ位相差変化が生じる。したがって、第1位相補正器20にDVD用第1長波長光1bに対する収差を相殺可能な位相差変化を発生させるパターンを形成すれば、DVD用第1長波長光1bに対する収差の補正が可能である。
【0138】
表6及び図12を参照すれば、第2位相補正器30の光学媒質としてM−NbFD83を使用する場合、段差s2が3.2μmである時、HD−DVD用短波長光1aの波長λに対しては整数倍に近い0.99λの位相差が生じ、DVD用第1長波長光1bの波長λ1に対しては整数倍に近い0.00λ1の位相差が生じ、CD用第2長波長光1cの波長λ2に対しては0.29λ2の位相差が生じる。
【0139】
このように、第2位相補正器30の光学媒質としてM−NbFD83を使用して段差s2を3.2μm、パターンを2階段構造で形成すれば、HD−DVD用短波長光1aとDVD用第1長波長光1bとは第2位相補正器30を通過しつつ位相差変化がほとんど生じない一方、CD用第2長波長光1cは第2位相補正器30を通過しつつ位相差変化が生じる。したがって、第2位相補正器30にCD用第2長波長光1cに対して収差を相殺できる位相差変化を生じるようにパターンを形成すれば、CD用第2長波長光1cに対する収差の補正が可能である。
【0140】
一方、図13は、DVDの採用時補正しなければならない球面収差に該当する位相差を2次元で示す図である。図14は、図13に示された位相差(収差)を補正するために5階段構造のパターンが形成された第1位相補正器20で生じる位相差変化を2次元で示す図である。図15は、図13及び図14を重畳させた1次元位相差の断面を示す。図13及び図15に示した補正しなければならない位相差はDVD採用時に生じる収差に対する位相差を逆相で示したものである。図15において、横軸は図13及び図14の横軸と同じスケールを示し、縦軸は位相差を波長の単位で示したものである。
【0141】
図15から分かるように、前述したような本発明に係る第1位相補正器20によれば、DVD採用時に生じる収差を十分に補正できる。
【0142】
この際、第1位相補正器20に形成されるパターンの段差s1の大きさがHD−DVD用短波長光1aの波長λの整数倍の値、CD用第2長波長光1cの波長λ2の整数倍の値とは前述した誤差範囲内で微小な差がある。したがって、CD記録及び/または再生時には図16aに示されたように第1位相補正器20による位相差が残存しうる。また、HD−DVD記録及び/または再生時には、図16Bに示したように第1位相補正器20による位相差が残存しうる。図16A及び図16Bのように短波長光及び第2長波長光1a,1cに対して第1位相補正器20により位相差が残存するが、このような残存する位相差による収差量は表6から分かるように、0.035λより遥かに小さな値であって、十分に許容可能な程度である。ここで、図16A及び図16Bにおいて横軸は図15の横軸と同じスケールを示し、縦軸は位相差を波長の単位で示したものである。
【0143】
例えば、図17は、CD採用時に補正しなければならない球面収差に該当する位相差を2次元で示す図である。図18は、図17の位相差(収差)を補正するために2階段構造のパターンが形成された第2位相補正器30で生じる位相差変化を2次元で示す図である。図19は、図17及び図18を重畳させた1次元位相差の断面を示す。図19において横軸は図17及び図18の横軸と同じスケールを示し、縦軸は位相差を波長単位で示す。
【0144】
図19から分かるように、前述したような本発明に係る第2位相補正器30によれば、CD採用時に生じる収差を十分に補正しうる。
【0145】
この際、第2位相補正器30に形成されるパターンの段差s2の大きさが第1位相補正器20と同様に、HD−DVD用短波長光1aの波長λの整数倍の値と、DVD用第1長波長光1bの波長λ1の整数倍の値とは前述した誤差範囲内で微小な差がある。したがって、DVD記録及び/または再生時には、図20Aに示したように第2位相補正器30による位相差が残存することがある。また、HD−DVD記録及び/または再生時には図20Bに示されたように第2位相補正器30による位相差が残存することがある。図20A及び図20Bのように、短波長光1a及び第1長波長光1bに対して第2位相補正器30により位相差が残存するが、このような残存する位相差による収差量は、表6から分かるように、十分に許容可能な範囲である。ここで、図20A及び図20Bにおいて横軸は図19の横軸と同じスケールを示し、縦軸は位相差を波長単位で示したものである。
【0146】
以上では回折素子15、第1及び第2位相補正器20,30の階段構造のパターンが図2及び図4に基づき、物理的な階段構造よりなるものと説明及び図示したが、本発明に係る回折素子15、第1及び第2位相補正器20,30は物理的な階段構造に対応する位相差変化を生じる屈折率変化構造を有するように形成されても良い。
【0147】
例えば、第1及び第2位相補正器20,30として、式(7)及び(8)の条件を満たすように製作及び駆動され、特定の一波長の光に対しては位相補正機能を行い、残りの2波長の光はほとんどそのまま透過させる液晶パネルを備えることもできる。
【0148】
以上では、本発明に係る互換型光ピックアップが高密度光ディスク50a、第1及び第2低密度光ディスク50b,50cを互換採用するように備えられた場合について説明及び図示したが、本発明が必ずしもこれに限定されるものではない。例えば、本発明に係る互換型光ピックアップは、高密度光ディスク50aと第1低密度光ディスク50bとを互換採用するように備えても良い。この場合、非偏光型回折素子のパターンの段差dは前記第1長波長光の波長λ1に対して、この回折素子をなす光学媒質の屈折率をn11とする時、(n11−n0’)d=gλ1を満たすことが望ましい。この際、gは整数±0.07以内の数であり、n0’は波長λ1に対する空気領域の屈折率である。
【0149】
このように何れか2つのフォーマットの光ディスクを互換するための本発明に係る互換型光ピックアップの光学的構成は前述したように光学的構成を適切に変更することによって得られるので、これについてはその詳細な説明を省略する。
【0150】
以上で使用した光学材質(光学媒質)に対する記号はHOYA社のカタログでそのまま引用したことを明らかにする。
【0151】
【発明の効果】
前述したような本発明に係る互換型光ピックアップは、回折素子を備えることによって、短波長光源のモードホッピングによるデフォーカスを減らせ、発散レンズを備えることによって長波長光源から出射された光に対して対物レンズと低密度光ディスクとの衝突が生じないように十分な作動距離を確保しうる。
【0152】
また、本発明に係る互換型光ピックアップは、相異なる波長の3つの光を使用して高密度光ディスク、第1及び第2低密度光ディスク、例えばHD−DVD,DVD,CDを互換して記録及び/または再生する時、特定波長の光に対しては位相差変化を生じつつ残りの2つの波長の光はほとんどそのまま透過させる1対の位相補正器を備えることによって、第1及び第2低密度光ディスクの記録及び/または再生時に生じる収差を十分に補正しうる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る互換型光ピックアップを概略的に示す図である。
【図2】本発明に係る互換型光ピックアップに適用される非偏光型回折素子の実施例を説明するための図である。
【図3】図2の非偏光型回折素子の光学媒質としてM−LaC130_HOYAを使用する時、段差dの大きさによる第1長波長光の波長λ1と第2長波長光の波長λ2とに対する位相差を示すグラフである。
【図4】本発明に係る互換型光ピックアップに適用される第1及び第2位相補正器である一実施例を説明するための図である。
【図5】第1位相補正器の光学媒質としてBK7を使用する時、段差s1の大きさによるHD−DVD用短波長光の波長λとCD用第2長波長光の波長λ2とに対する位相差を示すグラフである。
【図6】本発明の一実施例に係る互換型光ピックアップの光学的構成図を概略的に示す図である。
【図7A】図1において短波長光と第1及び第2長波長光とが相互直交する偏光であり、偏光型回折素子を備える時、短波長光、第1及び第2長波長光の偏光変化を例示した図である。
【図7B】図1において短波長光と第1及び第2長波長光とが相互直交する偏光であり、偏光型回折素子を備える時、短波長光、第1及び第2長波長光の偏光変化を例示した図である。
【図7C】図1において短波長光と第1及び第2長波長光とが相互直交する偏光であり、偏光型回折素子を備える時、短波長光、第1及び第2長波長光の偏光変化を例示した図である。
【図8】本発明の他の実施例に係る互換型光ピックアップの光学的構成図を概略的に示す図である。
【図9A】図6及び図8に示された互換型光ピックアップをHD−DVD,DVD,CDの記録及び/または再生に寄与する光学系別に分離し、その時の短波長光、第1及び第2長波長光の光路を示す図である。
【図9B】図6及び図8に示された互換型光ピックアップをHD−DVD,DVD,CDの記録及び/または再生に寄与する光学系別に分離し、その時の短波長光、第1及び第2長波長光の光路を示す図である。
【図9C】図6及び図8に示された互換型光ピックアップをHD−DVD,DVD,CDの記録及び/または再生に寄与する光学系別に分離し、その時の短波長光、第1及び第2長波長光の光路を示す図である。
【図10A】モードホッピングにより波長が1nmだけ延びた時、対物レンズ自体による色収差図である。
【図10B】モードホッピングにより波長が1nmだけ延びた時、本発明に係る互換型光ピックアップでの第1光源、コリメーティングレンズ、回折素子及び対物レンズを全て適用した場合の色収差図である。
【図11】第1位相補正器の光学媒質としてFCD1を使用する時、段差s1の大きさによるHD−DVD用短波長光の波長λとCD用第2長波長光の波長λ2とに対する位相差を示すグラフである。
【図12】第2位相補正器の光学媒質としてM−NbFD83を使用する時、段差s2の大きさによるHD−DVD用短波長光の波長λとDVD用第1長波長光の波長λ1とに対する位相差を示すグラフである。
【図13】DVD採用時に補正しなければならない球面収差に該当する位相差を2次元で示す図である。
【図14】図13に示された位相差(収差)を補正するために5階段構造のパターンが形成された第1位相補正器で生じる位相差変化を2次元で示す図である。
【図15】図13及び図14を重畳させた1次元位相差断面である。
【図16A】CD記録及び/または再生時に第1位相補正器により残存する位相差を示す図である。
【図16B】HD−DVD記録及び/または再生時に第1位相補正器により残存する位相差を示す図である。
【図17】CD採用時に補正しなければならない球面収差に該当する位相差を2次元で示す図である。
【図18】図17の位相差(収差)を補正するために2階段構造のパターンが形成された第2位相補正器で生じる位相差変化を2次元で示す図である。
【図19】図17及び図18を重畳させた1次元位相差断面を示す図である。
【図20A】DVD記録及び/または再生時に第2位相補正器により残存する位相差を示す図である。
【図20B】HD−DVD記録及び/または再生時に第2位相補正器により残存する位相差を示す図である。
【符号の説明】
1 光ユニット
15 回折素子
17 発散レンズ
40 対物レンズ
50a 高密度光ディスク
50b,50c 低密度光ディスク
Claims (30)
- 高密度光ディスクに適した第1の偏光である短波長光と、該第1の偏光と直交する第2の偏光であって少なくとも1種の低密度光ディスクに適した少なくとも1つの長波長光を選択的に出射し、前記高密度光ディスク及び低密度光ディスクから反射された光を受光して検出させる光ユニットと、
入射される短波長光及び長波長光を集束して高密度光ディスク及び低密度光ディスクに光スポットを形成させる対物レンズと、
前記光ユニットと前記対物レンズとの間に配置してあり、前記光ユニット側から入射される長波長光はそのまま透過させ、前記光ユニット側から入射される前記短波長光を回折させる偏光ホログラム素子と、
前記偏光ホログラム素子と前記対物レンズとの間に配置してあり、前記光ユニットから前記対物レンズ側に進行する前記短波長光及び長波長光を屈折させる発散レンズとを含み、
前記光ユニットから前記対物レンズ側に進行する長波長光が、前記偏光ホログラム素子で回折されずにそのまま透過し、前記発散レンズで屈折されて、前記対物レンズに入射され、且つ、前記光ユニットから前記対物レンズ側に進行する短波長光が、前記偏光ホログラム素子で回折され、前記発散レンズで屈折されて、略平行光として前記対物レンズに入射され、
前記偏光ホログラム素子と前記対物レンズは、前記短波長光の波長が変動した場合に、前記偏光ホログラム素子における一次回折光の回折角が、前記短波長光の波長の変動に起因して前記対物レンズの焦点距離が変化した分を相殺するように変化する構成としたことを特徴とする互換型光ピックアップ。 - 前記偏光ホログラム素子は、
前記短波長光に対する1次回折効率を高められるようにブレーズタイプよりなることを特徴とする請求項1に記載の互換型光ピックアップ。 - 前記低密度光ディスクは記録密度及び厚さの相異なる第1及び第2低密度光ディスクを含み、
前記長波長光は前記第1低密度光ディスクに適した波長λ1を有する第1長波長光と、前記第2低密度光ディスクに適した波長λ2を有する第2長波長光とを含むことを特徴とする請求項1に記載の互換型光ピックアップ。 - 前記低密度光ディスクは記録密度及び厚さの相異なる第1及び第2低密度光ディスクを含み、
前記長波長光は前記第1低密度光ディスクに適した波長λ1を有する第1長波長光と、前記第2低密度光ディスクに適した波長λ2を有する第2長波長光とを含むことを特徴とする請求項1に記載の互換型光ピックアップ。 - 前記低密度光ディスクは記録密度及び厚さの相異なる第1及び第2低密度光ディスクを含み、
前記長波長光は前記第1低密度光ディスクに適した波長λ1を有する第1長波長光と、前記第2低密度光ディスクに適した波長λ2を有する第2長波長光とを含み、
前記回折素子は、階段型構造のパターンが形成されたホログラム素子であり、前記パターンの段差dは前記第1及び第2長波長光の波長λ1、λ2に対して、前記ホログラム素子をなす光学媒質の屈折率をn11,n22とする時、次の式、
(n11−n0’)d=gλ1
(n22−n0”)d=hλ2
ここで、g,hは整数±0.07以内の数であり、n0’,n0”は各々波長λ1、λ2に対する空気領域の屈折率である。
を満たすことを特徴とする請求項1に記載の互換型光ピックアップ。 - 前記第1低密度光ディスクはDVD系の光ディスクであり、第2低密度光ディスクはCD系の光ディスクであることを特徴とする請求項3ないし5のうち何れか一項に記載の互換型光ピックアップ。
- 前記高密度光ディスクは前記第1低密度光ディスクより薄いことを特徴とする請求項6に記載の互換型光ピックアップ。
- 前記高密度光ディスクは約0.1mmの厚さよりなることを特徴とする請求項7に記載の互換型光ピックアップ。
- 前記対物レンズは前記高密度光ディスクに適するように0.7以上の開口数を有することを特徴とする請求項7に記載の互換型光ピックアップ。
- 前記対物レンズの作動距離は0.7mm以下であることを特徴とする請求項9に記載の互換型光ピックアップ。
- 前記対物レンズは0.85の開口数を有することを特徴とする請求項9に記載の互換型光ピックアップ。
- 前記第1長波長光及び第2長波長光に対して各々位相差変化を生じ、第1及び第2低密度光ディスク採用時の収差を補正させる第1及び第2位相補正器をさらに備えることを特徴とする請求項3ないし5のうち何れか一項に記載の互換型光ピックアップ。
- 前記第1及び第2位相補正器は、複数の位相遅延領域を備え、
前記第1位相補正器は、波長λ,λ2の短波長光及び第2長波長光が各々前記第1位相補正器の一位相遅延領域を通過する時の位相遅延量をa、a’、これに隣接した第1位相補正器の他の位相遅延領域を通過する時の位相遅延量をb、b’とする時、次の式(1)、
(a−b)=lλ
(a’−b’)=mλ2 (1)
ここで、l,mは整数±0.07以内の数である。
を満たし、
前記第2位相補正器は波長λ,λ1の短波長光及び第1長波長光が各々前記第2位相補正器の一位相遅延領域を通過する時の位相遅延量をc、c’、これに隣接した第2位相補正器の他の位相遅延領域を通過する時の位相遅延量をd、d’とする時、次の式(2)、
(c−d)=pλ
(c’−d’)=qλ1 (2)
ここで、p,qは整数±0.07以内の数である。
を満たすことを特徴とする請求項12に記載の互換型光ピックアップ。 - 前記第1位相補正器には階段型構造よりなるパターンが形成されており、前記パターンの階段が前記位相遅延領域に各々対応し、前記階段の段差s1は前記波長λ,λ2に対して前記第1位相補正器をなす光学媒質の屈折率を各々n,n2とする時、次の式、
(n−n0)s1=lλ
(n2−n0”)s1=mλ2
ここで、n0,n0”は各々λ,λ2に対する空気領域の屈折率である。
を満たすことを特徴とする請求項13に記載の互換型光ピックアップ。 - 前記第2位相補正器には階段型構造よりなるパターンが形成されていて、前記パターンの階段は前記位相遅延領域に各々対応されて、前記階段の段差s2は前記波長λ,λ1に対して前記第2位相補正器をなす光学媒質の屈折率を各々n’、n1’とする時、次の式、
(n’−n0)s2=pλ
(n1’−n0’)s2=qλ1
ここで、n0,n0’は各々λ,λ1に対する空気領域の屈折率である。
を満たすことを特徴とする請求項13に記載の互換型光ピックアップ。 - 前記第1及び第2低密度光ディスクのうち何れか1つの低密度光ディスクの記録及び/または再生に適するように、前記第1及び第2長波長光のうち何れか1つの長波長光に対して前記対物レンズの有効開口数を変更させる開口フィルターをさらに備えることを特徴とする請求項12に記載の互換型光ピックアップ。
- 前記開口フィルターは、中心部に入射される光はそのまま進行させ、前記中心部の外側に入射される光の進行を波長によって選択的に妨害するように形成された波長選択性コーティング部材及びホログラムタイプの回折部材のうち何れか1つであることを特徴とする請求項16に記載の互換型光ピックアップ。
- 前記開口フィルターは、前記第1及び第2位相補正器のうち何れか1つの位相補正器に一体形成されたことを特徴とする請求項16に記載の互換型光ピックアップ。
- 前記第1及び第2低密度光ディスクのうち何れか1つの低密度光ディスクの記録及び/または再生に適するように、前記第1及び第2長波長光のうち何れか1つの長波長光に対して前記対物レンズの有効開口数を変更させる開口フィルターをさらに備えることを特徴とする請求項1ないし5のうち何れか一項に記載の互換型光ピックアップ。
- 前記開口フィルターは、中心部に入射される光はそのまま進行させ、前記中心部の外側に入射される光の進行を波長によって選択的に妨害するように形成された波長選択性コーティング部材及びホログラムタイプの回折部材のうち何れか1つであることを特徴とする請求項19に記載の互換型光ピックアップ。
- 前記短波長光は青紫色波長領域の光であり、前記第1長波長光は赤色波長領域の光であり、前記第2長波長光は赤外線波長領域の光であることを特徴とする請求項3ないし5のうち何れか一項に記載の互換型光ピックアップ。
- 前記λは400〜410nmほど、前記λ1は635及び650nmほどのうち何れか1つの波長、λ2は約780nmであることを特徴とする請求項21に記載の互換型光ピックアップ。
- 前記回折素子は、階段型構造のパターンが形成されたホログラム素子であり、前記ホログラム素子のパターンの段差dは前記長波長光の波長λに対して、このホログラム素子をなす光学媒質の屈折率をnとする時、次の式、
(n−n0)d=gλ
ここで、gは整数±0.07以内の数であり、n0は波長λに対する空気領域の屈折率である。
を満たすことを特徴とする請求項1に記載の互換型光ピックアップ。 - 前記ホログラム素子にはブレーズタイプのパターンが形成されることを特徴とする請求項4または23に記載の互換型光ピックアップ。
- 前記光ユニット側から前記回折素子に入射される短波長光が平行光である時、前記発散レンズは、前記回折素子により前記短波長光に加えた光学的なパワーを相殺し、前記対物レンズに平行した短波長光を入射させることを特徴とする請求項1ないし5、23のうち何れか一項に記載の互換型光ピックアップ。
- 前記回折素子及び発散レンズは前記対物レンズと一体駆動されることを特徴とする請求項25に記載の互換型光ピックアップ。
- 前記短波長光に対する光効率を高められるように、前記回折素子と対物レンズとの間に波長板をさらに備えることを特徴とする請求項1ないし3のうち何れか一項に記載の互換型光ピックアップ。
- 前記波長板は前記短波長光に対して約1/4波長板の役割を行い、前記長波長光に対しては約1/2波長の役割を行わせることを特徴とする請求項27に記載の互換型光ピックアップ。
- 前記短波長光に対する光効率を高められるように、前記光ユニットの内部であって、前記短波長光の光路の位置に、波長板、をさらに備えることを特徴とする請求項1、4、5、23のうち何れか一項に記載の互換型光ピックアップ。
- 前記波長板は前記短波長光に対して約1/4波長板の役割を行うことを特徴とする請求項29に記載の互換型光ピックアップ。
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