JPH10188322A - 光ヘッド - Google Patents
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- JPH10188322A JPH10188322A JP8347216A JP34721696A JPH10188322A JP H10188322 A JPH10188322 A JP H10188322A JP 8347216 A JP8347216 A JP 8347216A JP 34721696 A JP34721696 A JP 34721696A JP H10188322 A JPH10188322 A JP H10188322A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 異なる基板厚を有する光ディスク媒体に対し
再生を行うことのできる光ヘッドであって、特に高い光
利用率と大きい開口数を確保することができるものを提
供すること。 【解決手段】 波長λのレーザ光源１と、このレーザ光
源１からの射出光を所定厚みの光ディスク基板を透過し
光ディスク記録面に微小スポットとして集光させる対物
レンズ３と、光ディスク記録面からの反射光を検出する
光学系２，５とを備えた光ヘッドにおいて、対物レンズ
３ヘの入射ビームの光軸に対し対称な環状の領域に沿っ
て，当該入射ビームに０．３λ以下の位相シフトを生じ
させる透光性のある位相シフト手段４を装備したこと。
再生を行うことのできる光ヘッドであって、特に高い光
利用率と大きい開口数を確保することができるものを提
供すること。 【解決手段】 波長λのレーザ光源１と、このレーザ光
源１からの射出光を所定厚みの光ディスク基板を透過し
光ディスク記録面に微小スポットとして集光させる対物
レンズ３と、光ディスク記録面からの反射光を検出する
光学系２，５とを備えた光ヘッドにおいて、対物レンズ
３ヘの入射ビームの光軸に対し対称な環状の領域に沿っ
て，当該入射ビームに０．３λ以下の位相シフトを生じ
させる透光性のある位相シフト手段４を装備したこと。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ヘッドに係り、
特に、コンパクトディスク等の光ディスク装置において
異なる基板厚さを有する光ディスクを記録再生すること
が可能な光ヘッドに関する。
特に、コンパクトディスク等の光ディスク装置において
異なる基板厚さを有する光ディスクを記録再生すること
が可能な光ヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来一般的な光ディスク媒体では、ミク
ロンオーダーの記録媒体面を保護するため、媒体面に所
定厚みの透明基板が積層されている。光ヘッドの照射光
は、この透明基板を透過して記録媒体面に微小スポット
を形成する。
ロンオーダーの記録媒体面を保護するため、媒体面に所
定厚みの透明基板が積層されている。光ヘッドの照射光
は、この透明基板を透過して記録媒体面に微小スポット
を形成する。
【０００３】この種の記録媒体では、平行平板である透
明基板内を収束ビームが透過するため、透過するビーム
には平行平板の厚さに依存した波面収差が発生する。こ
こで、波面収差とは、収束ビームの等位相面の球面から
のずれを示すものである。このずれが大きいと、収束ス
ポットが回折限界より拡大してしまい良好な記録再生特
性が得られない。
明基板内を収束ビームが透過するため、透過するビーム
には平行平板の厚さに依存した波面収差が発生する。こ
こで、波面収差とは、収束ビームの等位相面の球面から
のずれを示すものである。このずれが大きいと、収束ス
ポットが回折限界より拡大してしまい良好な記録再生特
性が得られない。
【０００４】そこで、回折限界に近い微小スポットを記
録媒体面に形成するため、光ヘッド光学系においてこの
波面収差を補正するようレンズ設計がなされている。
録媒体面に形成するため、光ヘッド光学系においてこの
波面収差を補正するようレンズ設計がなされている。
【０００５】ところで、光ディスクの基板厚さは利用目
的によって異なっている。基板厚さが異なると上記波面
収差補正量が異なるため、従来の光ヘッドにおいては特
定の基板厚さの光ディスク媒体の記録再生のみしかでき
ず、２種以上の記録面までの厚さが異なる光ディスク媒
体に対し記録再生を行うという要請に応えることができ
なかった。
的によって異なっている。基板厚さが異なると上記波面
収差補正量が異なるため、従来の光ヘッドにおいては特
定の基板厚さの光ディスク媒体の記録再生のみしかでき
ず、２種以上の記録面までの厚さが異なる光ディスク媒
体に対し記録再生を行うという要請に応えることができ
なかった。
【０００６】このような不都合に対応する方法の一つと
して、図７に示すように、対物レンズ５１に遮光領域５
２を形成する方法が提案されている。
して、図７に示すように、対物レンズ５１に遮光領域５
２を形成する方法が提案されている。
【０００７】この方法では、対物レンズ５１自体は、第
一の基板厚さを有する第一の光ディスク５３に対し最適
なスポットを形成するように設計されている。このた
め、このレンズ５１で第二の基板厚さを有する光ディス
ク５４を再生する場合、基板厚さの違いによりレンズ外
周部ほど大きな収差を発生する。そこで、収差が大きく
なりはじめる領域を環状の遮光領域５２で遮光する。こ
の遮光領域の内側を通過する光は、第二の光ディスクに
対しても良好なスポットを形成することができる。ま
た、遮光領域の外側の光は大きな収差によって散乱光と
なり、スポットの形状への影響がほとんどなくなる。
一の基板厚さを有する第一の光ディスク５３に対し最適
なスポットを形成するように設計されている。このた
め、このレンズ５１で第二の基板厚さを有する光ディス
ク５４を再生する場合、基板厚さの違いによりレンズ外
周部ほど大きな収差を発生する。そこで、収差が大きく
なりはじめる領域を環状の遮光領域５２で遮光する。こ
の遮光領域の内側を通過する光は、第二の光ディスクに
対しても良好なスポットを形成することができる。ま
た、遮光領域の外側の光は大きな収差によって散乱光と
なり、スポットの形状への影響がほとんどなくなる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例にあっては、遮光領域が常に存在するため第一の光
ディスクに対しても遮光されて、光利用率が低下する不
都合があった。
来例にあっては、遮光領域が常に存在するため第一の光
ディスクに対しても遮光されて、光利用率が低下する不
都合があった。
【０００９】また、第二の光ディスクに対しては、遮光
領域の内側の透過光しか使用できないため、開口数が小
さな条件でしか使用できないという制限もあった。
領域の内側の透過光しか使用できないため、開口数が小
さな条件でしか使用できないという制限もあった。
【００１０】
【発明の目的】本発明は、かかる従来例の有する不都合
を改善し、特に、異なる基板厚を有する光ディスク媒体
に対し再生を行うことのできる光ヘッドであって、特に
高い光利用率と大きい開口数を確保することができるも
のを提供することを、その目的とする。
を改善し、特に、異なる基板厚を有する光ディスク媒体
に対し再生を行うことのできる光ヘッドであって、特に
高い光利用率と大きい開口数を確保することができるも
のを提供することを、その目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的に関する研究過
程において、発明者は以下の考察を得た。
程において、発明者は以下の考察を得た。
【００１２】ディスク基板の厚さの違いによって球面収
差が発生した場合、集光されるスポット像の最小となる
位置が、フォーカス方向において対物レンズの設計焦点
位置からずれてくる。これは、球面収差の一部が焦点ず
れによって発生する収差により補正されるためである。
差が発生した場合、集光されるスポット像の最小となる
位置が、フォーカス方向において対物レンズの設計焦点
位置からずれてくる。これは、球面収差の一部が焦点ず
れによって発生する収差により補正されるためである。
【００１３】略最小のスポット像が得られる条件下にお
いて、基板厚の影響による球面収差と焦点ずれによる収
差との合成収差は、図７の実線で示す曲線となる。図７
では、対物レンズの中心位置を原点としてレンズ開口半
径を横軸に採っている。合成収差は、収差のない理想波
面からの位相ずれ量（位相差量）で表され、レンズ開口
半径の中心付近で最大値を示す。従って、図中ハッチン
グで示す範囲で、ある一定量の収差補正を行えば、レン
ズ全体における収差発生量をかなり低減できることがわ
かる。ここで、図７の例では、ＮＡ０．６の対物レンズ
と、０．６ｍｍの基板厚さ変化を前提としている。
いて、基板厚の影響による球面収差と焦点ずれによる収
差との合成収差は、図７の実線で示す曲線となる。図７
では、対物レンズの中心位置を原点としてレンズ開口半
径を横軸に採っている。合成収差は、収差のない理想波
面からの位相ずれ量（位相差量）で表され、レンズ開口
半径の中心付近で最大値を示す。従って、図中ハッチン
グで示す範囲で、ある一定量の収差補正を行えば、レン
ズ全体における収差発生量をかなり低減できることがわ
かる。ここで、図７の例では、ＮＡ０．６の対物レンズ
と、０．６ｍｍの基板厚さ変化を前提としている。
【００１４】一方、対物レンズが設計された基準である
第一の光ディスクについては、この新たに追加する収差
補正分だけレンズ全体の収差量が増加することになる。
この点につき、実際に収差補正を行い、第一の光ディス
クについて再生特性を実験的に評価したところ、位相シ
フト量（収差補正量）の絶対値をレーザ波長λとして
０．３入以下に設定すれば、大きな特性の劣化を生じな
いことが明らかになった。
第一の光ディスクについては、この新たに追加する収差
補正分だけレンズ全体の収差量が増加することになる。
この点につき、実際に収差補正を行い、第一の光ディス
クについて再生特性を実験的に評価したところ、位相シ
フト量（収差補正量）の絶対値をレーザ波長λとして
０．３入以下に設定すれば、大きな特性の劣化を生じな
いことが明らかになった。
【００１５】そこで、請求項１記載の発明では、波長λ
のレーザ光源と、このレーザ光源からの射出光を所定厚
みの光ディスク基板を透過し光ディスク記録面に微小ス
ポットとして集光させる対物レンズと、光ディスク記録
面からの反射光を検出する光学系とを備えた光ヘッドに
おいて、対物レンズヘの入射ビームの光軸に対し対称な
環状の領域に沿って，当該入射ビームに０．３λ以下の
位相シフトを生じさせる透光性のある位相シフト手段を
装備した、という構成を採っている。
のレーザ光源と、このレーザ光源からの射出光を所定厚
みの光ディスク基板を透過し光ディスク記録面に微小ス
ポットとして集光させる対物レンズと、光ディスク記録
面からの反射光を検出する光学系とを備えた光ヘッドに
おいて、対物レンズヘの入射ビームの光軸に対し対称な
環状の領域に沿って，当該入射ビームに０．３λ以下の
位相シフトを生じさせる透光性のある位相シフト手段を
装備した、という構成を採っている。
【００１６】請求項２記載の発明では、レーザ光源と、
このレーザ光源からの射出光を所定厚みの光ディスク基
板を透過し光ディスク記録面に微小スポットとして集光
させる対物レンズと、光ディスク記録面からの反射光を
検出する光学系とを備えた光ヘッドにおいて、対物レン
ズヘの入射ビームの光軸に対して対称な環状の領域に沿
って，外部信号に応じて位相シフト量を零又は零でない
所定値に可変可能な透光性のある位相シフト手段を装備
した、という構成を採っている。
このレーザ光源からの射出光を所定厚みの光ディスク基
板を透過し光ディスク記録面に微小スポットとして集光
させる対物レンズと、光ディスク記録面からの反射光を
検出する光学系とを備えた光ヘッドにおいて、対物レン
ズヘの入射ビームの光軸に対して対称な環状の領域に沿
って，外部信号に応じて位相シフト量を零又は零でない
所定値に可変可能な透光性のある位相シフト手段を装備
した、という構成を採っている。
【００１７】請求項３記載の発明では、第一の基板厚さ
を有する光ディスクを再生する第一波長のレーザ光源
と、第二の基板厚さを有する光ディスクを再生する第二
波長のレーザ光源と、これら２つのレーザ光源の射出光
を同一方向に進行させる波長合成器と、この波長合成器
からの光を所定厚みの光ディスク基板を透過し光ディス
ク記録面に微小スポットとして集光させる対物レンズ
と、光ディスク記録面からの反射光を検出する光学系と
を備える。また、対物レンズヘの入射ビームの光軸に対
して対称な環状の領域に沿って，第一波長のレーザ光で
は位相シフト量がほぼ零に、第二波長のレーザ光では零
でない位相シフト量を発生する透光性のある位相シフト
手段を装備した、という構成を採っている。
を有する光ディスクを再生する第一波長のレーザ光源
と、第二の基板厚さを有する光ディスクを再生する第二
波長のレーザ光源と、これら２つのレーザ光源の射出光
を同一方向に進行させる波長合成器と、この波長合成器
からの光を所定厚みの光ディスク基板を透過し光ディス
ク記録面に微小スポットとして集光させる対物レンズ
と、光ディスク記録面からの反射光を検出する光学系と
を備える。また、対物レンズヘの入射ビームの光軸に対
して対称な環状の領域に沿って，第一波長のレーザ光で
は位相シフト量がほぼ零に、第二波長のレーザ光では零
でない位相シフト量を発生する透光性のある位相シフト
手段を装備した、という構成を採っている。
【００１８】請求項４記載の発明では、レーザ光源と、
このレーザ光源からの射出光を所定厚みの光ディスク基
板を透過し光ディスク記録面に微小スポットとして集光
させる対物レンズと、光ディスク記録面からの反射光を
検出する光学系とを備えた光ヘッドにおいて、対物レン
ズヘの入射ビームの光軸に対して対称な環状の領域に沿
って，入射ビームに与える位相シフト量が異なる複数の
位相シフト手段を配置した、という構成を採っている。
このレーザ光源からの射出光を所定厚みの光ディスク基
板を透過し光ディスク記録面に微小スポットとして集光
させる対物レンズと、光ディスク記録面からの反射光を
検出する光学系とを備えた光ヘッドにおいて、対物レン
ズヘの入射ビームの光軸に対して対称な環状の領域に沿
って，入射ビームに与える位相シフト量が異なる複数の
位相シフト手段を配置した、という構成を採っている。
【００１９】請求項５記載の発明では、上記発明におけ
る位相シフト手段を、対物レンズのレンズ面に設けた、
という構成を採っている。
る位相シフト手段を、対物レンズのレンズ面に設けた、
という構成を採っている。
【００２０】請求項６記載の発明では、上記発明におけ
る位相シフト手段が誘電体膜である、という構成を採っ
ている。
る位相シフト手段が誘電体膜である、という構成を採っ
ている。
【００２１】これらにより、前述した目的を達成しよう
とするものである。
とするものである。
【００２２】本発明では、透光性のある位相シフト手段
を用いて厚みの異なる光ディスクの再生を実現するた
め、遮光領域を設ける従来技術のように光量の損失がな
く、また、基板厚さの異なる第二の光ディスクについて
も、第一の光ディスクと同程度の開口数が確保される。
を用いて厚みの異なる光ディスクの再生を実現するた
め、遮光領域を設ける従来技術のように光量の損失がな
く、また、基板厚さの異なる第二の光ディスクについて
も、第一の光ディスクと同程度の開口数が確保される。
【００２３】
【００２４】〔第１実施形態〕以下、本発明の一実施形
態を図１乃至図２に基づいて説明する。
態を図１乃至図２に基づいて説明する。
【００２５】図１は、本実施形態にかかる光ヘッドの一
部省略した概略構成図である。この図１において、レー
ザ光源１の光照射方向には、ビームスプリッタ２及び対
物レンズ３がこの順に配置されている。符号５は、ビー
ムスプリッタ２からの反射光を受光する光検出器を示
す。また、符号６，７はそれぞれ厚みの異なる光ディス
ク媒体を示す。
部省略した概略構成図である。この図１において、レー
ザ光源１の光照射方向には、ビームスプリッタ２及び対
物レンズ３がこの順に配置されている。符号５は、ビー
ムスプリッタ２からの反射光を受光する光検出器を示
す。また、符号６，７はそれぞれ厚みの異なる光ディス
ク媒体を示す。
【００２６】対物レンズ３のレーザ光源１側の表面に
は、当該対物レンズ３ヘの入射ビームの光軸に対して対
称な環状の領域に沿って位相シフト手段４が設けられて
いる。この位相シフト手段４は、図２に示すように、透
光性を有する誘電体膜によって形成されている。本実施
形態では、特に、位相シフト手段４を正円に沿って配置
した。ここで、位相シフト手段４の位相シフト量は、レ
ーザ波長をλとして０．３λ以下に設定した。対物レン
ズは、厚さが薄い第一の光ディスクを基準に設計した。
は、当該対物レンズ３ヘの入射ビームの光軸に対して対
称な環状の領域に沿って位相シフト手段４が設けられて
いる。この位相シフト手段４は、図２に示すように、透
光性を有する誘電体膜によって形成されている。本実施
形態では、特に、位相シフト手段４を正円に沿って配置
した。ここで、位相シフト手段４の位相シフト量は、レ
ーザ波長をλとして０．３λ以下に設定した。対物レン
ズは、厚さが薄い第一の光ディスクを基準に設計した。
【００２７】レーザ光源１からの射出光は、位相シフト
手段４が設けられた対物レンズ３に入射し所定量の位相
シフトを生じた後、第一の光ディスク６又は第２の光デ
ィスク７に集光される。例えば、位相シフト手段を形成
する誘電体膜として屈折率１．５の誘電体材料を厚さ
０．２６μｍ積層すると、波長λ＝０．６５μｍの光源
に対し、０．２λの位相シフトを生じる。一方、ディス
クからの反射光は、ビームスプリッ夕２で分離され光検
出器５に導かれる。スポット位置ずれや情報信号は従来
一般的な光学系により検出される。
手段４が設けられた対物レンズ３に入射し所定量の位相
シフトを生じた後、第一の光ディスク６又は第２の光デ
ィスク７に集光される。例えば、位相シフト手段を形成
する誘電体膜として屈折率１．５の誘電体材料を厚さ
０．２６μｍ積層すると、波長λ＝０．６５μｍの光源
に対し、０．２λの位相シフトを生じる。一方、ディス
クからの反射光は、ビームスプリッ夕２で分離され光検
出器５に導かれる。スポット位置ずれや情報信号は従来
一般的な光学系により検出される。
【００２８】この構成により実施試験を行ったところ、
低収差で厚さの異なる光ディスクを再生することができ
た。また、位相シフト手段が透光性を有するので各媒体
について十分な光利用率と開口率を確保することがで
き、良好な再生信号特性を得ることができた。
低収差で厚さの異なる光ディスクを再生することができ
た。また、位相シフト手段が透光性を有するので各媒体
について十分な光利用率と開口率を確保することがで
き、良好な再生信号特性を得ることができた。
【００２９】ここで、第一の光ディスクと第二の光ディ
スクの中間の基板厚さを有するディスクは、両者の中間
の収差発生量となることから、上記構成により再生可能
であることは明らかである。レンズ系が、コリメートレ
ンズと対物レンズとに分かれている光学系であっても同
様である。また、モールド成形を行う対物レンズに上記
位相シフト手段を設ける場合は、型に位相シフト手段の
形状に応じた段差を予め設けておくことで、対物レンズ
と一体的に成形することができる。また、位相シフト手
段による位相シフト量を可変出来れば、常に最適に近い
状態での再生が可能となる。
スクの中間の基板厚さを有するディスクは、両者の中間
の収差発生量となることから、上記構成により再生可能
であることは明らかである。レンズ系が、コリメートレ
ンズと対物レンズとに分かれている光学系であっても同
様である。また、モールド成形を行う対物レンズに上記
位相シフト手段を設ける場合は、型に位相シフト手段の
形状に応じた段差を予め設けておくことで、対物レンズ
と一体的に成形することができる。また、位相シフト手
段による位相シフト量を可変出来れば、常に最適に近い
状態での再生が可能となる。
【００３０】〔第２実施形態〕一方、上記実施形態によ
らず、対物レンズとは別個に位相シフト領域を設けるこ
とも可能である。この場合、図１の対物レンズ３とビー
ムスプリッタ２との間に位相シフト手段を配置すると良
い。かかる場合、ホログラムの回折による位相差を利用
することも可能となる。以下、この種の位相シフト手段
の一実施形態を図３に基づいて説明する。
らず、対物レンズとは別個に位相シフト領域を設けるこ
とも可能である。この場合、図１の対物レンズ３とビー
ムスプリッタ２との間に位相シフト手段を配置すると良
い。かかる場合、ホログラムの回折による位相差を利用
することも可能となる。以下、この種の位相シフト手段
の一実施形態を図３に基づいて説明する。
【００３１】図３に示す位相シフト手段は、液晶素子８
により板状に形成されている。また、液晶素子８の板面
には、環状の透明電極領域９が形成されている。この透
明電極領域９は、対物レンズヘの入射ビームの光軸に対
し対称な環状の領域に沿って設けられている。そして、
光ディスクの再生にあたっては、液晶素子８を透過する
光の位相シフト量が当該液晶素子８への印加電圧に応じ
て変化することを利用し、第一の光ディスクの記録再生
時には印加電圧を零にして位相シフトを無くし、第二の
光ディスクの記録再生時には電圧を印加し環状領域に総
体的な位相差を発生させる。ここで、対物レンズは第一
の光ディスクの基板厚さを基準に設計した。
により板状に形成されている。また、液晶素子８の板面
には、環状の透明電極領域９が形成されている。この透
明電極領域９は、対物レンズヘの入射ビームの光軸に対
し対称な環状の領域に沿って設けられている。そして、
光ディスクの再生にあたっては、液晶素子８を透過する
光の位相シフト量が当該液晶素子８への印加電圧に応じ
て変化することを利用し、第一の光ディスクの記録再生
時には印加電圧を零にして位相シフトを無くし、第二の
光ディスクの記録再生時には電圧を印加し環状領域に総
体的な位相差を発生させる。ここで、対物レンズは第一
の光ディスクの基板厚さを基準に設計した。
【００３２】これによると、厚みの異なる光ディスクに
ついて夫々位相シフト量を最適化することができたの
で、より良好な再生信号を得ることができた。
ついて夫々位相シフト量を最適化することができたの
で、より良好な再生信号を得ることができた。
【００３３】よって、この場合は、位相シフト手段によ
って補正される位相シフト量が０．３λ以上であっても
良い。また、液晶以外にも電気光学結晶による位相シフ
ト量の変化を利用することも可能である。
って補正される位相シフト量が０．３λ以上であっても
良い。また、液晶以外にも電気光学結晶による位相シフ
ト量の変化を利用することも可能である。
【００３４】〔第３実施形態〕本発明の他の実施形態を
図４に基づいて説明する。
図４に基づいて説明する。
【００３５】図４において、第一のレーザ光源１０の光
射出方向には、波長合成器１２，ビームスプリッタ２及
び対物レンズ３がこの順で配設されている。また、波長
合成器１２に第一のレーザ光源１０から射出される光軸
と直行する光軸を入射する第２のレーザ光源１１が設け
られている。符号５は光検出器、符号６，７は第一の光
ディスク及び第二の光ディスクを示す。
射出方向には、波長合成器１２，ビームスプリッタ２及
び対物レンズ３がこの順で配設されている。また、波長
合成器１２に第一のレーザ光源１０から射出される光軸
と直行する光軸を入射する第２のレーザ光源１１が設け
られている。符号５は光検出器、符号６，７は第一の光
ディスク及び第二の光ディスクを示す。
【００３６】第一のレーザ光源１０は、第一の光ディス
ク６を再生する際に駆動されるようになっている。一
方、第二のレーザ光源１１は、第二の光ディスク７を再
生する際に駆動されるようになっている。波長合成板１
２は、第一及び第二のレーザ光源１０，１１から射出さ
れた光を共に対物レンズ３に導く向きに設定されてい
る。
ク６を再生する際に駆動されるようになっている。一
方、第二のレーザ光源１１は、第二の光ディスク７を再
生する際に駆動されるようになっている。波長合成板１
２は、第一及び第二のレーザ光源１０，１１から射出さ
れた光を共に対物レンズ３に導く向きに設定されてい
る。
【００３７】対物レンズ３の光源側の表面には、当該対
物レンズ３ヘの入射ビームの光軸に対し対称な環状の領
域に沿って位相シフト手段１３が設けられている。
物レンズ３ヘの入射ビームの光軸に対し対称な環状の領
域に沿って位相シフト手段１３が設けられている。
【００３８】そして、第一のレーザ光源１０からの射出
光も、第二のレーザ光源１１からの射出光も、波長合成
器１２を介し共に対物レンズ３に導かれる。対物レンズ
３への入射光は、位相シフト手段１３により所定量の位
相シフトを生じ光ディスク上に集光される。その反射光
は、ビームスプリッタ２で分離され光検出器５で検出さ
れる。
光も、第二のレーザ光源１１からの射出光も、波長合成
器１２を介し共に対物レンズ３に導かれる。対物レンズ
３への入射光は、位相シフト手段１３により所定量の位
相シフトを生じ光ディスク上に集光される。その反射光
は、ビームスプリッタ２で分離され光検出器５で検出さ
れる。
【００３９】位相シフト手段１３は、第一のレーザ光源
１０の波長λ１に対し、位相シフト量が波長λ１の整数
倍となる誘電体膜で形成する。例えば、第一のレーザ光
源１０の波長λ１を０．６５μｍとし、第二のレーザ光
源１１の波長λ２を０．７８μｍとし、位相シフト手段
１３として屈折率１．５の誘電体材料を対物レンズ３に
１．３μｍ積層すれば、波長０．６５μｍの光に対して
は、位相シフト量が波長の整数倍となるため位相シフト
零と等価となり、波長０．７８μｍの光に対しては約−
０．１７λの位相シフトを生じる。ただし、この場合は
対物レンズ３を第一のレーザ光源に合わせて設計するも
のとする。
１０の波長λ１に対し、位相シフト量が波長λ１の整数
倍となる誘電体膜で形成する。例えば、第一のレーザ光
源１０の波長λ１を０．６５μｍとし、第二のレーザ光
源１１の波長λ２を０．７８μｍとし、位相シフト手段
１３として屈折率１．５の誘電体材料を対物レンズ３に
１．３μｍ積層すれば、波長０．６５μｍの光に対して
は、位相シフト量が波長の整数倍となるため位相シフト
零と等価となり、波長０．７８μｍの光に対しては約−
０．１７λの位相シフトを生じる。ただし、この場合は
対物レンズ３を第一のレーザ光源に合わせて設計するも
のとする。
【００４０】このように、位相シフト手段１３は、第一
のレーザ光源１０には位相シフトを生じさせないが、第
二のレーザ光源１１に対しては位相シフトを生じさせ
る。そこで、再生する光ディスクの基板厚さに応じて駆
動するレーザ光源を切り替えると、それぞれの光ディス
クについて個別に収差量の減少を図ることができ、基板
厚さの異なる数種類の光ディスクを特に良好に再生する
ことができる。しかも、位相シフト手段が透光性を有す
るから再生光量の減少を伴わず、また、十分な開口率を
確保することもできる。
のレーザ光源１０には位相シフトを生じさせないが、第
二のレーザ光源１１に対しては位相シフトを生じさせ
る。そこで、再生する光ディスクの基板厚さに応じて駆
動するレーザ光源を切り替えると、それぞれの光ディス
クについて個別に収差量の減少を図ることができ、基板
厚さの異なる数種類の光ディスクを特に良好に再生する
ことができる。しかも、位相シフト手段が透光性を有す
るから再生光量の減少を伴わず、また、十分な開口率を
確保することもできる。
【００４１】ここで、更に大きな位相シフト量を生じさ
せたい場合は、位相シフト手段１３を構成する誘電体の
層厚さを増加させたり、レーザ波長に応じて誘電率が異
なる材料を使用すれば良い。また、波長合成器１２とビ
ームスプリッタ２の配置順番を入れ替え、それぞれの光
源に対応した光検出器により再生信号を取り出しても良
い。また、位相シフト量は相対的な値で決まるため、本
実施形態のように環状の位相シフト領域に誘電体膜を形
成する場合だけでなく、当該位相シフト領域を除く部分
に誘電体膜を形成しても良い。これによると、見かけ上
は位相シフト領域に上述の０．１７λの位相シフト量を
生じたのと等価になるからである。
せたい場合は、位相シフト手段１３を構成する誘電体の
層厚さを増加させたり、レーザ波長に応じて誘電率が異
なる材料を使用すれば良い。また、波長合成器１２とビ
ームスプリッタ２の配置順番を入れ替え、それぞれの光
源に対応した光検出器により再生信号を取り出しても良
い。また、位相シフト量は相対的な値で決まるため、本
実施形態のように環状の位相シフト領域に誘電体膜を形
成する場合だけでなく、当該位相シフト領域を除く部分
に誘電体膜を形成しても良い。これによると、見かけ上
は位相シフト領域に上述の０．１７λの位相シフト量を
生じたのと等価になるからである。
【００４２】〔第４実施形態〕一方、ディスク基板厚さ
の違いによる収差量を更に低減したい場合、上記各実施
形態にける環状の位相シフト領域を半径方向に分割し、
その分割した各々の環状領域で異なる位相シフト量を設
定すると良い。この例を図６を参照して説明する。図６
において、原点は環状に形成された位相シフト手段の中
心位置に該当し、そこを基点に横軸にレンズ開口半径位
置を、縦軸に位相差量をとっている。また、図中のハッ
チング部分は環状に形成された位相シフト手段の断面を
示している。
の違いによる収差量を更に低減したい場合、上記各実施
形態にける環状の位相シフト領域を半径方向に分割し、
その分割した各々の環状領域で異なる位相シフト量を設
定すると良い。この例を図６を参照して説明する。図６
において、原点は環状に形成された位相シフト手段の中
心位置に該当し、そこを基点に横軸にレンズ開口半径位
置を、縦軸に位相差量をとっている。また、図中のハッ
チング部分は環状に形成された位相シフト手段の断面を
示している。
【００４３】この図６に示すように、大きめのハッチン
グで示す位相シフト膜を形成した後、より細かいハッチ
ングで示す他の位相シフト膜を積層し、レンズ開口半径
方向に見て、位相シフト量（膜厚さ）が不連続な５つの
領域に分割することで、残留収差量をより小さい値にす
ることができる。
グで示す位相シフト膜を形成した後、より細かいハッチ
ングで示す他の位相シフト膜を積層し、レンズ開口半径
方向に見て、位相シフト量（膜厚さ）が不連続な５つの
領域に分割することで、残留収差量をより小さい値にす
ることができる。
【００４４】ここで、上記各実施形態では、第一の光デ
ィスクの基板厚さが、第二の光ディスクの基板厚さより
薄い場合を想定して説明したが、逆の場合も必要な位相
シフト量の符号が反転するだけで同様に考えることがで
きる。
ィスクの基板厚さが、第二の光ディスクの基板厚さより
薄い場合を想定して説明したが、逆の場合も必要な位相
シフト量の符号が反転するだけで同様に考えることがで
きる。
【００４５】また、既に第３実施形態において説明した
ように、位相シフト量は相対的な値であるため、環状の
領域を除いた周囲の部分に位相シフトを発生させる手段
を設ければ、位相シフト領域に負の位相シフトを発生さ
せることと等価となる。
ように、位相シフト量は相対的な値であるため、環状の
領域を除いた周囲の部分に位相シフトを発生させる手段
を設ければ、位相シフト領域に負の位相シフトを発生さ
せることと等価となる。
【００４６】また、上記各実施形態において、位相シフ
ト手段として誘電体膜を積層するのでなく、レンズ面や
適当な透明板を環状にエッチングし溝を形成することに
よっても（負の）位相シフトを発生させることができ
る。
ト手段として誘電体膜を積層するのでなく、レンズ面や
適当な透明板を環状にエッチングし溝を形成することに
よっても（負の）位相シフトを発生させることができ
る。
【００４７】更に、上記各実施形態において、位相シフ
ト手段は、図８に示すように、楕円形状であっても良
い。この場合、光ディスクのトラック方向とトラック直
交方向とで異なるビーム形状を発生させることが可能と
なる。トラックピッチやトラック線密度によって、それ
ぞれ最適な位相シフト条件を設定することが可能であ
る。
ト手段は、図８に示すように、楕円形状であっても良
い。この場合、光ディスクのトラック方向とトラック直
交方向とで異なるビーム形状を発生させることが可能と
なる。トラックピッチやトラック線密度によって、それ
ぞれ最適な位相シフト条件を設定することが可能であ
る。
【００４８】
【発明の効果】本発明は、以上のように構成され機能す
るので、これによると、透光性を有する位相シフト手段
の機能によりディスク基板厚さの違いにより生じる収差
を低減するので、基板厚さの異なる光ディスク媒体を有
効に再生できることに加え、再生信号の光量とレンズの
開口率を十分に確保することができ、これがため、良好
な再生信号特性を得ることができる。
るので、これによると、透光性を有する位相シフト手段
の機能によりディスク基板厚さの違いにより生じる収差
を低減するので、基板厚さの異なる光ディスク媒体を有
効に再生できることに加え、再生信号の光量とレンズの
開口率を十分に確保することができ、これがため、良好
な再生信号特性を得ることができる。
【００４９】また、請求項２記載の発明では、再生する
光ディスクの基板厚さに応じて位相シフト手段における
位相シフト量を最適値に可変可能なので、より良好な再
生信号特性を得ることができる。
光ディスクの基板厚さに応じて位相シフト手段における
位相シフト量を最適値に可変可能なので、より良好な再
生信号特性を得ることができる。
【００５０】更に、請求項３記載の発明では、波長が異
なる２種のレーザ光源を、再生する光ディスクの基板厚
さに応じて切り替えることにより、位相シフト手段にお
けるシフト量が再生する光ディスクについて収差を有効
に抑制する最適値に設定可能なので、更に良好な再生信
号を得ることが可能となる。
なる２種のレーザ光源を、再生する光ディスクの基板厚
さに応じて切り替えることにより、位相シフト手段にお
けるシフト量が再生する光ディスクについて収差を有効
に抑制する最適値に設定可能なので、更に良好な再生信
号を得ることが可能となる。
【００５１】これに加え、請求項４記載の発明では、位
相シフト領域に位相シフト量が異なる複数の位相シフト
手段を配置するので、対物レンズのレンズ開口半径方向
における収差量の分布に合わせて収差を柔軟に軽減する
ことが可能となる。
相シフト領域に位相シフト量が異なる複数の位相シフト
手段を配置するので、対物レンズのレンズ開口半径方向
における収差量の分布に合わせて収差を柔軟に軽減する
ことが可能となる。
【００５２】また、請求項５記載の発明では、位相シフ
ト手段を対物レンズのレンズ面に設けることで光ヘッド
の小型化を図ることが可能となる。
ト手段を対物レンズのレンズ面に設けることで光ヘッド
の小型化を図ることが可能となる。
【００５３】更に、請求項６記載の発明では、位相シフ
ト手段を誘電体膜により形成することで、比較的安価に
製造することが可能となる、という従来にない優れた光
ヘッドを提供することができる。
ト手段を誘電体膜により形成することで、比較的安価に
製造することが可能となる、という従来にない優れた光
ヘッドを提供することができる。
【図１】本発明の第１実施形態を示す概略構成図であ
る。
る。
【図２】図１の実施形態における位相シフト手段の配置
状態を示す構成図である。
状態を示す構成図である。
【図３】本発明の第２実施形態における位相シフト手段
の構成図である。
の構成図である。
【図４】本発明の第３実施形態を示す概略構成図であ
る。
る。
【図５】本発明の第４実施形態を説明するための説明図
である。
である。
【図６】本発明の第５実施形態における位相シフト手段
の配置状態を示す構成図である。
の配置状態を示す構成図である。
【図７】対物レンズのレンズ開口半径位置と当該位置に
おいて生じる位相差量との関係を示す関係図である。
おいて生じる位相差量との関係を示す関係図である。
【図８】従来例を示す概略構成図である。
１ レーザ光源 ２ ビームスプリッタ ３ 対物レンズ ４，１３ 位相シフト手段 ５ 光検出器 ６ 第一の光ディスク ７ 第二の光ディスク ８ 液晶素子 ９ 電極領域 １０ 第一のレーザ光源 １１ 第二のレーザ光源 １２ 波長合成器
Claims (6)
- 【請求項１】 波長λのレーザ光源と、このレーザ光源
からの射出光を所定厚みの光ディスク基板を透過し光デ
ィスク記録面に微小スポットとして集光させる対物レン
ズと、前記光ディスク記録面からの反射光を検出する光
学系とを備えた光ヘッドにおいて、 前記対物レンズヘの入射ビームの光軸に対し対称な環状
の領域に沿って，当該入射ビームに０．３λ以下の位相
シフトを生じさせる透光性のある位相シフト手段を装備
したことを特徴とする光ヘッド。 - 【請求項２】 レーザ光源と、このレーザ光源からの射
出光を所定厚みの光ディスク基板を透過し光ディスク記
録面に微小スポットとして集光させる対物レンズと、前
記光ディスク記録面からの反射光を検出する光学系とを
備えた光ヘッドにおいて、 前記対物レンズヘの入射ビームの光軸に対して対称な環
状の領域に沿って，外部信号に応じて位相シフト量を零
又は零でない所定値に可変可能な透光性のある位相シフ
ト手段を装備したことを特徴とする光ヘッド。 - 【請求項３】 第一の基板厚さを有する光ディスクを再
生する第一波長のレーザ光源と、第二の基板厚さを有す
る光ディスクを再生する第二波長のレーザ光源と、これ
ら２つのレーザ光源の射出光を同一方向に進行させる波
長合成器と、この波長合成器からの光を所定厚みの光デ
ィスク基板を透過し光ディスク記録面に微小スポットと
して集光させる対物レンズと、前記光ディスク記録面か
らの反射光を検出する光学系とを備えると共に、 前記対物レンズヘの入射ビームの光軸に対して対称な環
状の領域に沿って，前記第一波長のレーザ光では位相シ
フト量がほぼ零に、前記第二波長のレーザ光では零でな
い位相シフト量を発生する透光性のある位相シフト手段
を装備したことを特徴とする光ヘッド。 - 【請求項４】 レーザ光源と、このレーザ光源からの射
出光を所定厚みの光ディスク基板を透過し光ディスク記
録面に微小スポットとして集光させる対物レンズと、前
記光ディスク記録面からの反射光を検出する光学系とを
備えた光ヘッドにおいて、 前記対物レンズヘの入射ビームの光軸に対して対称な環
状の領域に沿って，入射ビームに与える位相シフト量が
異なる複数の位相シフト手段を配置したことを特徴とす
る光ヘッド。 - 【請求項５】 前記位相シフト手段を、前記対物レンズ
のレンズ面に設けたことを特徴とする請求項１，２，３
又は４記載の光ヘッド。 - 【請求項６】 前記位相シフト手段が誘電体膜である請
求項１，２，３，４又は５記載の光ヘッド。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8347216A JPH10188322A (ja) | 1996-12-26 | 1996-12-26 | 光ヘッド |
| US08/994,579 US6205108B1 (en) | 1996-12-26 | 1997-12-19 | Optical head for reproducing or recording a compact or similar disk |
| EP97403159A EP0851415A1 (en) | 1996-12-26 | 1997-12-24 | Optical head for an optical disk drive |
| US09/731,384 US20010000134A1 (en) | 1996-12-26 | 2000-12-06 | Optical head for an optical disk drive |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8347216A JPH10188322A (ja) | 1996-12-26 | 1996-12-26 | 光ヘッド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10188322A true JPH10188322A (ja) | 1998-07-21 |
Family
ID=18388716
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8347216A Pending JPH10188322A (ja) | 1996-12-26 | 1996-12-26 | 光ヘッド |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US6205108B1 (ja) |
| EP (1) | EP0851415A1 (ja) |
| JP (1) | JPH10188322A (ja) |
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- 1996-12-26 JP JP8347216A patent/JPH10188322A/ja active Pending
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1997
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2000
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