JPH10208276A - 光ピックアップ装置 - Google Patents
光ピックアップ装置Info
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- JPH10208276A JPH10208276A JP9014162A JP1416297A JPH10208276A JP H10208276 A JPH10208276 A JP H10208276A JP 9014162 A JP9014162 A JP 9014162A JP 1416297 A JP1416297 A JP 1416297A JP H10208276 A JPH10208276 A JP H10208276A
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- G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
- G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
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- G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
- G11B7/1398—Means for shaping the cross-section of the beam, e.g. into circular or elliptical cross-section
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- G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
- G11B2007/0003—Recording, reproducing or erasing systems characterised by the structure or type of the carrier
- G11B2007/0006—Recording, reproducing or erasing systems characterised by the structure or type of the carrier adapted for scanning different types of carrier, e.g. CD & DVD
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 読み取り信号の折り返しの発生を抑えること
ができる２焦点複合対物レンズを有する光ピックアップ
装置を提供する。 【解決手段】 光源から放射された光ビームを集光する
集光レンズ部と集光レンズ部の光軸に同軸に配置され該
光ビームを回折するホログラムレンズ部とからなる複合
対物レンズを有し、光情報記録媒体の記録面に光スポッ
トを形成し、該記録面上の記録部のトラックに対する光
スポットの相対的な位置の制御を行なう光ピックアップ
装置であって、ホログラムレンズ部は、記録面に集光す
るホログラムレンズ部による光ビームの１次回折光にお
けるトラック伸長方向に交差する方向の開口数が該トラ
ック伸長方向の開口数より小とする回折格子パターンを
有する。
ができる２焦点複合対物レンズを有する光ピックアップ
装置を提供する。 【解決手段】 光源から放射された光ビームを集光する
集光レンズ部と集光レンズ部の光軸に同軸に配置され該
光ビームを回折するホログラムレンズ部とからなる複合
対物レンズを有し、光情報記録媒体の記録面に光スポッ
トを形成し、該記録面上の記録部のトラックに対する光
スポットの相対的な位置の制御を行なう光ピックアップ
装置であって、ホログラムレンズ部は、記録面に集光す
るホログラムレンズ部による光ビームの１次回折光にお
けるトラック伸長方向に交差する方向の開口数が該トラ
ック伸長方向の開口数より小とする回折格子パターンを
有する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光情報記録媒体か
らの信号の記録再生に用いる光学式情報記録再生装置に
おける光ピックアップ装置に関し、特に２焦点対物レン
ズを有する光ピックアップ装置に関する。
らの信号の記録再生に用いる光学式情報記録再生装置に
おける光ピックアップ装置に関し、特に２焦点対物レン
ズを有する光ピックアップ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】光情報記録媒体には、ＬＤ(laser dis
c)、ＣＤ(compact disc)、ＤＶＤ(digital video disc)
等の光ディスクが知られている。これら光ディスクで
は、基板厚さなどの異なる仕様で設計されている。ま
た、ＤＶＤ仕様に含まれる多層構造の光ディスクでは、
各層毎に実効上の光ディスクの厚みが異なる。さらに、
異なる光ディスクにおいては、それぞれ読み取り対物レ
ンズの最適な開口数ＮＡも異なっている。
c)、ＣＤ(compact disc)、ＤＶＤ(digital video disc)
等の光ディスクが知られている。これら光ディスクで
は、基板厚さなどの異なる仕様で設計されている。ま
た、ＤＶＤ仕様に含まれる多層構造の光ディスクでは、
各層毎に実効上の光ディスクの厚みが異なる。さらに、
異なる光ディスクにおいては、それぞれ読み取り対物レ
ンズの最適な開口数ＮＡも異なっている。
【０００３】例えば、ＣＤとＤＶＤのいずれかからでも
記録情報を読み取りできる光学式情報読み取り装置光ピ
ックアップ装置（以下、コンビプレーヤという）が求め
られている。ＣＤ再生時の光学系とＤＶＤ再生時の光学
系では以下のような違いがある。 (1)開口数ＮＡの違い。（ＤＶＤ再生時が０．６に対し
て、ＣＤ再生時は０．３７である） (2) 光ディスク厚みの違い。（ＤＶＤ再生時が０．６ｍ
ｍに対して、ＣＤ再生時は１．２ｍｍである） 従って、ＣＤ／ＤＶＤコンビプレーヤの光ピックアップ
を実現するためには、最低限上記の２つの違いを補正す
る必要がある。
記録情報を読み取りできる光学式情報読み取り装置光ピ
ックアップ装置（以下、コンビプレーヤという）が求め
られている。ＣＤ再生時の光学系とＤＶＤ再生時の光学
系では以下のような違いがある。 (1)開口数ＮＡの違い。（ＤＶＤ再生時が０．６に対し
て、ＣＤ再生時は０．３７である） (2) 光ディスク厚みの違い。（ＤＶＤ再生時が０．６ｍ
ｍに対して、ＣＤ再生時は１．２ｍｍである） 従って、ＣＤ／ＤＶＤコンビプレーヤの光ピックアップ
を実現するためには、最低限上記の２つの違いを補正す
る必要がある。
【０００４】コンビプレーヤにおいては、二つの焦点を
有する対物レンズがあると都合がよい。即ち、１つの焦
点を有する対物レンズでは、一方の光ディスクに対して
最適な開口数ＮＡは他方の光ディスクには不適となり、
不適な光ディスクに対しては、球面収差などの収差が発
生するからである。ホログラムレンズを用いた２焦点ピ
ックアップが開発されている（特開平７−９８４３１号
公報）。この２焦点ピックアップは、図１（ａ）（ｂ）
に示すように凸対物レンズ１とホログラムレンズ２とか
らなる複合対物レンズを有する。ホログラムレンズ２に
は、ＣＤ用の開口数ＮＡに相当する領域にわたって複数
の同心円の回折溝３が形成されている。この回折溝３に
よって光源からの光ビームを回折して、この０次回折光
と１次回折光に分割して対物レンズ１への入射角度を異
ならしめることによって、各光ディスクに応じ記録面上
で焦点を結ばせる。この際、回折溝３の形成されていな
い領域からは光ビームがそのまま透過し０次回折光とと
もに対物レンズ１で集光されるから、該透過光及び０次
回折光と１次回折光とで開口数が変わることになる。図
１（ａ）に示すように回折溝３によって回折された１次
回折光は開口数の小さいＣＤ４の読み取り用として利用
され、図１（ｂ）に示すように開口数の大きくなる透過
光及び０次回折光はＤＶＤ５の読み取り用として利用さ
れる。
有する対物レンズがあると都合がよい。即ち、１つの焦
点を有する対物レンズでは、一方の光ディスクに対して
最適な開口数ＮＡは他方の光ディスクには不適となり、
不適な光ディスクに対しては、球面収差などの収差が発
生するからである。ホログラムレンズを用いた２焦点ピ
ックアップが開発されている（特開平７−９８４３１号
公報）。この２焦点ピックアップは、図１（ａ）（ｂ）
に示すように凸対物レンズ１とホログラムレンズ２とか
らなる複合対物レンズを有する。ホログラムレンズ２に
は、ＣＤ用の開口数ＮＡに相当する領域にわたって複数
の同心円の回折溝３が形成されている。この回折溝３に
よって光源からの光ビームを回折して、この０次回折光
と１次回折光に分割して対物レンズ１への入射角度を異
ならしめることによって、各光ディスクに応じ記録面上
で焦点を結ばせる。この際、回折溝３の形成されていな
い領域からは光ビームがそのまま透過し０次回折光とと
もに対物レンズ１で集光されるから、該透過光及び０次
回折光と１次回折光とで開口数が変わることになる。図
１（ａ）に示すように回折溝３によって回折された１次
回折光は開口数の小さいＣＤ４の読み取り用として利用
され、図１（ｂ）に示すように開口数の大きくなる透過
光及び０次回折光はＤＶＤ５の読み取り用として利用さ
れる。
【０００５】この複合対物レンズのホログラムレンズ
は、透明平面板に同心円状の輪帯凹凸すなわち回折溝３
の回折格子を設けて、これに凹レンズ作用を持たせたも
のである。
は、透明平面板に同心円状の輪帯凹凸すなわち回折溝３
の回折格子を設けて、これに凹レンズ作用を持たせたも
のである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ピックアッ
プ光源として用いられる半導体レーザから放射される光
ビームのファーフィールドパターンは楕円形状で、
プ光源として用いられる半導体レーザから放射される光
ビームのファーフィールドパターンは楕円形状で、
【外１】 つまり、垂直横モードの幅に比べて水平横モードの幅が
小さい。また、ＤＶＤは、従来のＣＤ等に比べて記録ピ
ットのトラックピッチが狭いため、隣接トラックからの
クロストークの影響が大きくなる。これに鑑み、光ピッ
クアップにおいて通常、水平横モードが光ディスクのト
ラック接線方向（ＴＡＮ方向）に、垂直横モードが光デ
ィスク半径方向（ＲＡＤ方向）に対応するように半導体
レーザが配置される。この配置により、図２に示すよう
に光ディスク記録面１０上のピット１１に集光された光
ビームのＤＶＤ用光スポット１２は、ＴＡＮ方向に長い
楕円形状となる。
小さい。また、ＤＶＤは、従来のＣＤ等に比べて記録ピ
ットのトラックピッチが狭いため、隣接トラックからの
クロストークの影響が大きくなる。これに鑑み、光ピッ
クアップにおいて通常、水平横モードが光ディスクのト
ラック接線方向（ＴＡＮ方向）に、垂直横モードが光デ
ィスク半径方向（ＲＡＤ方向）に対応するように半導体
レーザが配置される。この配置により、図２に示すよう
に光ディスク記録面１０上のピット１１に集光された光
ビームのＤＶＤ用光スポット１２は、ＴＡＮ方向に長い
楕円形状となる。
【０００７】２焦点ピックアップでは、１つの光ビーム
をＣＤとＤＶＤとで共用するため、図３に示すように、
同様に配置された半導体レーザから生成され複合対物レ
ンズにて集光される１次回折光のＣＤ上での光ビームの
ＣＤ用光スポット１３の形状もＴＡＮ方向に長い楕円形
状となる。一方、高記録密度のＤＶＤに対して良好な再
生を行うために、コンビプレーヤでは、半導体レーザの
波長を従来の７８０ｎｍよりも短い波長（630〜680ｎ
ｍ）のものを採用する必要がある。このため、ＣＤ用の
対物レンズの開口数は、波長に合わせて従来のＣＤプレ
ーヤの対物レンズの開口数より小さくするのであるが、
２焦点ピックアップにおいて１次回折光として得られる
ＣＤ用光ビームは、開口数が小さくなることにより光量
も小さくなるため、波長の変化に比例して決まる開口数
よりも、多少大きめに設定する必要がある。したがっ
て、２焦点ピックアップによるＣＤ上のビームウエスト
径は従来のＣＤ用のものよりも絞られて小さくなる。よ
って、図４に示すように、１次回折光を集光照射し光ス
ポット１３をＣＤの幅広ピット１１上を走査したとき、
その読み取り信号に折り返しＡが発生する場合があり、
良好な信号が得られなくなるという問題がある。
をＣＤとＤＶＤとで共用するため、図３に示すように、
同様に配置された半導体レーザから生成され複合対物レ
ンズにて集光される１次回折光のＣＤ上での光ビームの
ＣＤ用光スポット１３の形状もＴＡＮ方向に長い楕円形
状となる。一方、高記録密度のＤＶＤに対して良好な再
生を行うために、コンビプレーヤでは、半導体レーザの
波長を従来の７８０ｎｍよりも短い波長（630〜680ｎ
ｍ）のものを採用する必要がある。このため、ＣＤ用の
対物レンズの開口数は、波長に合わせて従来のＣＤプレ
ーヤの対物レンズの開口数より小さくするのであるが、
２焦点ピックアップにおいて１次回折光として得られる
ＣＤ用光ビームは、開口数が小さくなることにより光量
も小さくなるため、波長の変化に比例して決まる開口数
よりも、多少大きめに設定する必要がある。したがっ
て、２焦点ピックアップによるＣＤ上のビームウエスト
径は従来のＣＤ用のものよりも絞られて小さくなる。よ
って、図４に示すように、１次回折光を集光照射し光ス
ポット１３をＣＤの幅広ピット１１上を走査したとき、
その読み取り信号に折り返しＡが発生する場合があり、
良好な信号が得られなくなるという問題がある。
【０００８】本発明は、上記問題に鑑みなされたもので
あり、ＣＤ再生時における読み取り信号の折り返しの発
生を抑えることができる２焦点ピックアップ装置を提供
することを目的とする。
あり、ＣＤ再生時における読み取り信号の折り返しの発
生を抑えることができる２焦点ピックアップ装置を提供
することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の光ピックアップ
装置は、光源から放射された光ビームを集光する集光レ
ンズ部と前記集光レンズ部の光軸に同軸に配置され該光
ビームを回折するホログラムレンズ部とからなる複合対
物レンズを有し、光情報記録媒体の記録面に光スポット
を形成し、該記録面上の記録部のトラックに対する光ス
ポットの相対的な位置の制御を行なう光ピックアップ装
置であって、前記ホログラムレンズ部は、前記記録面に
集光する前記ホログラムレンズ部による光ビームの１次
回折光におけるトラック伸長方向に交差する方向の開口
数が該トラック伸長方向の開口数より小とする回折格子
パターンを有することを特徴とする。
装置は、光源から放射された光ビームを集光する集光レ
ンズ部と前記集光レンズ部の光軸に同軸に配置され該光
ビームを回折するホログラムレンズ部とからなる複合対
物レンズを有し、光情報記録媒体の記録面に光スポット
を形成し、該記録面上の記録部のトラックに対する光ス
ポットの相対的な位置の制御を行なう光ピックアップ装
置であって、前記ホログラムレンズ部は、前記記録面に
集光する前記ホログラムレンズ部による光ビームの１次
回折光におけるトラック伸長方向に交差する方向の開口
数が該トラック伸長方向の開口数より小とする回折格子
パターンを有することを特徴とする。
【００１０】本発明の光ピックアップ装置によれば、Ｃ
Ｄ再生時に、ＲＡＤ方向の開口数ＮＡを下げ、異方性分
布の光スポットを形成して、ピット周囲のＲＡＤ方向の
強度分布を広げるので、部品点数を増やすこと無くＣＤ
再生時における折り返しの影響のない光スポットを形成
できる。複合対物レンズのホログラムレンズ部にて、楕
円パターン、長円パターン、両側カット円パターン等の
ＲＡＤ及びＴＡＮ方向の非等方的パターンを設け、光ス
ポットのＲＡＤ方向の強度分布を広げることを実現す
る。
Ｄ再生時に、ＲＡＤ方向の開口数ＮＡを下げ、異方性分
布の光スポットを形成して、ピット周囲のＲＡＤ方向の
強度分布を広げるので、部品点数を増やすこと無くＣＤ
再生時における折り返しの影響のない光スポットを形成
できる。複合対物レンズのホログラムレンズ部にて、楕
円パターン、長円パターン、両側カット円パターン等の
ＲＡＤ及びＴＡＮ方向の非等方的パターンを設け、光ス
ポットのＲＡＤ方向の強度分布を広げることを実現す
る。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を参
照しつつ説明する。図５は、実施例の光ピックアップ装
置の一例を示す。ピックアップボディ内には、光源であ
る半導体レーザ２１、ハーフミラー２２、光ビームを平
行光線とするコリメータレンズ２３、光ビームを光ディ
スク３０へ集光し光スポットを形成する複合対物レンズ
２４、及び光スポットからの反射光を受光する光検出器
２５が設けられている。複合対物レンズ２４は、光ビー
ムを集光する凸レンズの集光レンズ部２４ａと、集光レ
ンズ部の光軸に同軸に配置され該光ビームを回折する複
数の楕円溝からなる回折格子パターンが形成された透光
平板のホログラムレンズ部２４ｂとからなる。集光レン
ズ部２４ａ及びホログラムレンズ部２４ｂは筒状ホルダ
に所定距離離間して設けられている。
照しつつ説明する。図５は、実施例の光ピックアップ装
置の一例を示す。ピックアップボディ内には、光源であ
る半導体レーザ２１、ハーフミラー２２、光ビームを平
行光線とするコリメータレンズ２３、光ビームを光ディ
スク３０へ集光し光スポットを形成する複合対物レンズ
２４、及び光スポットからの反射光を受光する光検出器
２５が設けられている。複合対物レンズ２４は、光ビー
ムを集光する凸レンズの集光レンズ部２４ａと、集光レ
ンズ部の光軸に同軸に配置され該光ビームを回折する複
数の楕円溝からなる回折格子パターンが形成された透光
平板のホログラムレンズ部２４ｂとからなる。集光レン
ズ部２４ａ及びホログラムレンズ部２４ｂは筒状ホルダ
に所定距離離間して設けられている。
【００１２】また、ピックアップボディにはトラッキン
グアクチュエータ及びフォーカスアクチュエータを含む
対物レンズ駆動機構２６が設けられている。この対物レ
ンズ駆動機構におけるフォーカスアクチュエータは複合
対物レンズ２４を光ディスク３０の記録面に対して垂直
な方向に移動し、またトラッキングアクチュエータは複
合対物レンズ２４を光ディスク３０の半径方向に移動す
る。また、光検出器２５の上流には収束、集光或いは収
差作用をなす受光用光学系２７を設ける場合もある。
グアクチュエータ及びフォーカスアクチュエータを含む
対物レンズ駆動機構２６が設けられている。この対物レ
ンズ駆動機構におけるフォーカスアクチュエータは複合
対物レンズ２４を光ディスク３０の記録面に対して垂直
な方向に移動し、またトラッキングアクチュエータは複
合対物レンズ２４を光ディスク３０の半径方向に移動す
る。また、光検出器２５の上流には収束、集光或いは収
差作用をなす受光用光学系２７を設ける場合もある。
【００１３】半導体レーザからのレーザビームは、ハー
フミラー２２にてコリメータレンズ２３へ反射され、コ
リメータレンズ２３で平行ビームにされ、複合対物レン
ズ２４に導かれる。ここでホログラムレンズ部２４ｂは
その回折作用によって、半導体レーザからの単一光ビ―
ムを０次回折光及び１次回折光に主に分割する。これら
回折光は集光レンズ部２４ａによって光ディスク３０に
向けて集光され、光ディスク３０の情報記録面のピット
列上に光スポットを形成する。
フミラー２２にてコリメータレンズ２３へ反射され、コ
リメータレンズ２３で平行ビームにされ、複合対物レン
ズ２４に導かれる。ここでホログラムレンズ部２４ｂは
その回折作用によって、半導体レーザからの単一光ビ―
ムを０次回折光及び１次回折光に主に分割する。これら
回折光は集光レンズ部２４ａによって光ディスク３０に
向けて集光され、光ディスク３０の情報記録面のピット
列上に光スポットを形成する。
【００１４】ＤＶＤ再生時には、ホログラムレンズ部２
４ｂにより回折された０次回折光はホログラムレンズ部
を平行平板ガラスの如く周囲透過光と共に透過し、対物
レンズ及び光ディスク間距離の設定で光ディスクに図２
に示すように集光される。よって、ＤＶＤ再生時におけ
るクロストークの影響を抑えることができる。ＣＤ再生
時には、ホログラムレンズ部２４ｂにより回折された１
次回折光を用いて、ホログラムレンズ部２４ｂは凹トー
リックレンズとして機能し、複合対物レンズに非点収差
を与え、光ディスク３０の半径方向に拡大した光スポッ
トを形成する。
４ｂにより回折された０次回折光はホログラムレンズ部
を平行平板ガラスの如く周囲透過光と共に透過し、対物
レンズ及び光ディスク間距離の設定で光ディスクに図２
に示すように集光される。よって、ＤＶＤ再生時におけ
るクロストークの影響を抑えることができる。ＣＤ再生
時には、ホログラムレンズ部２４ｂにより回折された１
次回折光を用いて、ホログラムレンズ部２４ｂは凹トー
リックレンズとして機能し、複合対物レンズに非点収差
を与え、光ディスク３０の半径方向に拡大した光スポッ
トを形成する。
【００１５】記録面で反射された光スポットからの反射
光は対物レンズ２４を介してハーフミラー２２に入射
し、これを経て光検出器２５の受光部に入る。ここで例
えば、受光用光学系２７に非点収差発生素子を用い、光
検出器２５に４分割光検出器を用い、受光面中心付近に
スポット像を形成するとすると、４分割光検出器は、４
つの各受光面に結像されたスポット像に応じて電気信号
を復調回路３２ａ及びエラー検出回路３２ｂに供給す
る。復調回路３２ａは、その電気信号に基づいて記録信
号を生成する。エラー検出回路３２ｂは、その電気信号
に基づいてフォーカスエラー信号やトラッキングエラー
信号を生成し、アクチュエータ駆動回路３３を介して各
駆動信号を各アクチュエータに供給し、これらが各駆動
信号に応じて複合対物レンズ２４をサ−ボ制御駆動す
る。
光は対物レンズ２４を介してハーフミラー２２に入射
し、これを経て光検出器２５の受光部に入る。ここで例
えば、受光用光学系２７に非点収差発生素子を用い、光
検出器２５に４分割光検出器を用い、受光面中心付近に
スポット像を形成するとすると、４分割光検出器は、４
つの各受光面に結像されたスポット像に応じて電気信号
を復調回路３２ａ及びエラー検出回路３２ｂに供給す
る。復調回路３２ａは、その電気信号に基づいて記録信
号を生成する。エラー検出回路３２ｂは、その電気信号
に基づいてフォーカスエラー信号やトラッキングエラー
信号を生成し、アクチュエータ駆動回路３３を介して各
駆動信号を各アクチュエータに供給し、これらが各駆動
信号に応じて複合対物レンズ２４をサ−ボ制御駆動す
る。
【００１６】このようにして、光ピックアップ装置は、
光情報記録媒体の記録面に光スポットを形成し、該記録
面上の記録部のトラックに対する光スポットの相対的な
位置の制御を行なう。次に、ホログラムレンズ部２４ｂ
の回折作用、即ち、記録面に集光する１次回折光におけ
るトラック伸長方向に交差するＲＡＤ方向の開口数が該
トラック伸長方向（ＴＡＮ方向）の開口数より小とする
回折格子パターンを説明する。
光情報記録媒体の記録面に光スポットを形成し、該記録
面上の記録部のトラックに対する光スポットの相対的な
位置の制御を行なう。次に、ホログラムレンズ部２４ｂ
の回折作用、即ち、記録面に集光する１次回折光におけ
るトラック伸長方向に交差するＲＡＤ方向の開口数が該
トラック伸長方向（ＴＡＮ方向）の開口数より小とする
回折格子パターンを説明する。
【００１７】図６及び図７はホログラムレンズ部２４ｂ
の光軸方向から見た正面図及びその断面図を示す。図に
示されるように、透光平板のホログラムレンズ部２４ｂ
の一面には、その対称中心が集光レンズ部の光軸に同軸
に配置された複数の楕円溝からなる楕円回折格子パター
ン２４１が形成され、楕円回折格子パターンが無くこれ
を挾む透光部２４２が配置されている。この楕円溝の断
面は鋸歯状をなし、凹トーリックレンズのマイクロフレ
ネルレンズとなっている。この一対の透光部２４２は、
対応するＲＡＤ方向における幅Ｗ1がＴＡＮ方向におけ
る幅Ｗ2より大となるように、光ビームの光軸に関して
回折格子パターン２４１を挾むように配置されている。
の光軸方向から見た正面図及びその断面図を示す。図に
示されるように、透光平板のホログラムレンズ部２４ｂ
の一面には、その対称中心が集光レンズ部の光軸に同軸
に配置された複数の楕円溝からなる楕円回折格子パター
ン２４１が形成され、楕円回折格子パターンが無くこれ
を挾む透光部２４２が配置されている。この楕円溝の断
面は鋸歯状をなし、凹トーリックレンズのマイクロフレ
ネルレンズとなっている。この一対の透光部２４２は、
対応するＲＡＤ方向における幅Ｗ1がＴＡＮ方向におけ
る幅Ｗ2より大となるように、光ビームの光軸に関して
回折格子パターン２４１を挾むように配置されている。
【００１８】図８に示すように、楕円回折格子パターン
のホログラムレンズ部２４ｂを用いることによって、光
ディスクの記録面１０上のピット１１周囲のＲＡＤ方向
の強度分布を広めた光スポット１３ａが形成される。す
なわち、複合対物レンズ２４のホログラムレンズ部２４
ｂはＴＡＮ方向平面からＲＡＤ方向平面までにわたって
次第に曲率の減少する凹トーリックレンズと同じ作用を
なし、これと凸レンズの集光レンズ部２４ａとの組み合
わせによって、図９（ａ）に示されるように、ＴＡＮ方
向平面における開口数ＮＡTANは、図９（ｂ）に示され
るように、ＲＡＤ方向平面における開口数ＮＡRADより
も小となるからである。 （複合対物レンズの開口数ＮＡRAD，ＮＡTANの計算例）
ＤＶＤシステムにおける対物レンズ入射瞳周辺の光強度
分布を示すσ値を考える。ガウス分布のレーザ射出光
が、対物レンズの瞳に入射するとき、中心光強度＝Ｉ0
（≡１）、瞳周辺の光強度＝Ｉｍとする。
のホログラムレンズ部２４ｂを用いることによって、光
ディスクの記録面１０上のピット１１周囲のＲＡＤ方向
の強度分布を広めた光スポット１３ａが形成される。す
なわち、複合対物レンズ２４のホログラムレンズ部２４
ｂはＴＡＮ方向平面からＲＡＤ方向平面までにわたって
次第に曲率の減少する凹トーリックレンズと同じ作用を
なし、これと凸レンズの集光レンズ部２４ａとの組み合
わせによって、図９（ａ）に示されるように、ＴＡＮ方
向平面における開口数ＮＡTANは、図９（ｂ）に示され
るように、ＲＡＤ方向平面における開口数ＮＡRADより
も小となるからである。 （複合対物レンズの開口数ＮＡRAD，ＮＡTANの計算例）
ＤＶＤシステムにおける対物レンズ入射瞳周辺の光強度
分布を示すσ値を考える。ガウス分布のレーザ射出光
が、対物レンズの瞳に入射するとき、中心光強度＝Ｉ0
（≡１）、瞳周辺の光強度＝Ｉｍとする。
【００１９】そして、Ｉｍ／Ｉ0＝Ｉｍ＝exp（−σ）を
満たすσが光強度を示すとする。ガウス分布をψ（γ）
＝exp（−２γ2）とすると、強度分布０．５（半値）の
とき、ψ（γ）＝０．５であるから、γ0＝［−（ln
０．５）／２］1/2となる。半導体レーザの光ビームの
放射角θｏを、半値半幅として定義する。上記γは、放
射角θに対してＮＡ＝ｓｉｎθ∝γと書ける。
満たすσが光強度を示すとする。ガウス分布をψ（γ）
＝exp（−２γ2）とすると、強度分布０．５（半値）の
とき、ψ（γ）＝０．５であるから、γ0＝［−（ln
０．５）／２］1/2となる。半導体レーザの光ビームの
放射角θｏを、半値半幅として定義する。上記γは、放
射角θに対してＮＡ＝ｓｉｎθ∝γと書ける。
【００２０】ここで、ＮＡ0＝ｓｉｎθ0∝γ0とし、光
ビームの半値半幅がθ0のとき、任意のθでの光強度を
考える。
ビームの半値半幅がθ0のとき、任意のθでの光強度を
考える。
【００２１】
【数１】 ＮＡ0：γ0＝ＮＡ：γより、 γ＝γ0×ＮＡ／ＮＡ0 ∴σ＝２γ2 ＝２γ2×（ＮＡ／ＮＡ0）2 ＝２×［−ln（０．５）／２］×（ＮＡ／ＮＡ0）2 ＝−ln０．５×（ＮＡ／Ａ0）2 となる。
【００２２】半導体レーザの光ビームの放射角は、一般
には、半値半幅で
には、半値半幅で
【００２３】
【数２】 程度と考えられる。一方、光ディスク側開口数ＮＡobj
＝０．６、半導体レーザ側開口数ＮＡLD＝０．１０４と
し、光ディスク側焦点距離ｆ′obj＝３．３、半導体レ
ーザ側焦点距離f′LD＝１９．０９とすると、
＝０．６、半導体レーザ側開口数ＮＡLD＝０．１０４と
し、光ディスク側焦点距離ｆ′obj＝３．３、半導体レ
ーザ側焦点距離f′LD＝１９．０９とすると、
【００２４】
【数３】 ＮＡLD＝ＮＡobj×ｆ′obj／ｆ′LD ＝０．１０３７ を得る。このとき、ＴＡＮ方向での対物レンズ入射瞳周
辺での光強度分布を示すσ値は
辺での光強度分布を示すσ値は
【００２５】
【数４】 σ＝−ln０．５×（０．１０３７／ｓｉｎ４）2 ＝１．５３２ ≡ σTAN を得る。同様にＲＡＤ方向でのσ値はσRAD＝０．１０
４を得る。
４を得る。
【００２６】ここで、周辺光量は、
【００２７】
【数５】 ＩｍTAN＝exp（−σTAN）＝０．２１６ ＩｍRAD＝exp（−σRAD）＝０．９０１ となる。即ち、図２のように、ＴＡＮ方向ＲＡＤ方向で
異方性分布となる。この異方性分布が対物レンズに入射
して、集光後の光ディスク上での光強度分布は、ＲＡＤ
方向に狭く、ＴＡＮ方向に広い分布となる。
異方性分布となる。この異方性分布が対物レンズに入射
して、集光後の光ディスク上での光強度分布は、ＲＡＤ
方向に狭く、ＴＡＮ方向に広い分布となる。
【００２８】一方、ＣＤシステムにおいては、対物レン
ズへの入射光分布（ファーフィールドパターン）が上と
同一で、ＣＤを再生する時、ＮＡ＝０．３７５として考
えると、σ値も同時に変化し、
ズへの入射光分布（ファーフィールドパターン）が上と
同一で、ＣＤを再生する時、ＮＡ＝０．３７５として考
えると、σ値も同時に変化し、
【００２９】
【数６】 σTAN＝０．５９９ σRAD＝０．０４１ となる。この時、周辺強度は、
【００３０】
【数７】 ＩｍTAN＝exp（−０．５９９）＝０．５５０ ＩｍRAD＝exp（−０．０４１）＝０．９６０ である。この時光ディスク上の光分布は、多少ＴＡＮ方
向に広い異方性分布となる。
向に広い異方性分布となる。
【００３１】ＣＤピットに対しては、この状態で幅広ピ
ットを再生した時、光強度が狭いため、図４に示すよう
に信号の折り返しが発生する。ＲＡＤ方向の集光スポッ
ト幅をＴＡＮ方向より大きくするように、回折格子パタ
ーンのＲＡＤ方向の溝ピッチをＴＡＮ方向より大きくし
て、光ディスク側のＮＡを、
ットを再生した時、光強度が狭いため、図４に示すよう
に信号の折り返しが発生する。ＲＡＤ方向の集光スポッ
ト幅をＴＡＮ方向より大きくするように、回折格子パタ
ーンのＲＡＤ方向の溝ピッチをＴＡＮ方向より大きくし
て、光ディスク側のＮＡを、
【００３２】
【数８】 ＮＡTAN＝０．３７５ ＮＡRAD＝０．２５ とＴＡＮ及びＲＡＤ方向にて非等方的にする。すると、
以下の値を得る。
以下の値を得る。
【００３３】
【数９】 σTAN＝０．５９９ σRAD＝０．０１８ ＩｍTAN＝０．５５０ ＩｍRAD＝０．９８２ この時、光ディスク上の光スポットの所定強度分布は、
図８のようになり、ピット幅に対して充分広くなり、読
み取り信号の折り返しがなくなる。 （他のホログラムレンズ部の例）上記実施例では、複数
の楕円溝からなる回折格子パターンが形成された透光平
板のホログラムレンズ部２４ｂを用いている。この楕円
パターンに加えて、図１０に示すようにＲＡＤ及びＴＡ
Ｎ方向に配置された長円パターン２４１ａの非等方的パ
ターンを、また図１１に示すようにＲＡＤ及びＴＡＮ方
向に配置された、光軸に対称に両側を削除した非等方的
円パターン２４１ｂを設け、光スポットのＲＡＤ方向の
強度分布を広げることができる。光スポットの強度分布
を、複合対物レンズのホログラムレンズ部の回折格子パ
ターン形状を適宜設計することで補正することができ
る。
図８のようになり、ピット幅に対して充分広くなり、読
み取り信号の折り返しがなくなる。 （他のホログラムレンズ部の例）上記実施例では、複数
の楕円溝からなる回折格子パターンが形成された透光平
板のホログラムレンズ部２４ｂを用いている。この楕円
パターンに加えて、図１０に示すようにＲＡＤ及びＴＡ
Ｎ方向に配置された長円パターン２４１ａの非等方的パ
ターンを、また図１１に示すようにＲＡＤ及びＴＡＮ方
向に配置された、光軸に対称に両側を削除した非等方的
円パターン２４１ｂを設け、光スポットのＲＡＤ方向の
強度分布を広げることができる。光スポットの強度分布
を、複合対物レンズのホログラムレンズ部の回折格子パ
ターン形状を適宜設計することで補正することができ
る。
【００３４】ホログラムレンズ部はＰＭＭＡなどのプラ
スチック、光学ガラスから形成され、そのレプリカは、
ダイヤモンドターニングマシーンなどの超精密旋盤で回
折格子パターンの金型を製作し、これを用いて、射出成
形法、フォトポリマー法によって、製造される。さら
に、上記実施例では、ホログラムレンズ部を離間配置し
た別個の集光レンズ部の組み合わせの複合対物レンズと
したが、一面に集光レンズ部を形成しかつ、他面に収差
補正された屈折面のホログラムレンズ部を形成した一体
型の複合対物レンズとしてもよい。
スチック、光学ガラスから形成され、そのレプリカは、
ダイヤモンドターニングマシーンなどの超精密旋盤で回
折格子パターンの金型を製作し、これを用いて、射出成
形法、フォトポリマー法によって、製造される。さら
に、上記実施例では、ホログラムレンズ部を離間配置し
た別個の集光レンズ部の組み合わせの複合対物レンズと
したが、一面に集光レンズ部を形成しかつ、他面に収差
補正された屈折面のホログラムレンズ部を形成した一体
型の複合対物レンズとしてもよい。
【００３５】更に、この光ピックアップ光学系よれば、
ＤＶＤシステムによる、２層の記録層を有する光ディス
クに同時に２つの光ビームを集光できる。このように、
本発明の光ピックアップ光学系は、入射側に配置される
ホログラムレンズ部及び光ビームの光軸にわたってその
ホログラムレンズ部を挾む透光部からなるホログラムレ
ンズ、並びに集光レンズを含み、ホログラムレンズ及び
集光レンズをそれらの主面の法線が入射光線の光軸に一
致させ配置されている。入射光線が透光部へ直接入射す
るようにホログラムレンズ部の横断面面積が入射光線の
横断面面積より小である。
ＤＶＤシステムによる、２層の記録層を有する光ディス
クに同時に２つの光ビームを集光できる。このように、
本発明の光ピックアップ光学系は、入射側に配置される
ホログラムレンズ部及び光ビームの光軸にわたってその
ホログラムレンズ部を挾む透光部からなるホログラムレ
ンズ、並びに集光レンズを含み、ホログラムレンズ及び
集光レンズをそれらの主面の法線が入射光線の光軸に一
致させ配置されている。入射光線が透光部へ直接入射す
るようにホログラムレンズ部の横断面面積が入射光線の
横断面面積より小である。
【図１】 二焦点複合対物レンズの概略構成図。
【図２】 ＤＶＤの記録面の拡大平面図。
【図３】 ＣＤの記録面の拡大平面図。
【図４】 読み取り信号のグラフ。
【図５】 実施例の二焦点複合対物レンズを有する光ピ
ックアップ装置の概略構成図。
ックアップ装置の概略構成図。
【図６】 実施例の二焦点複合対物レンズのホログラム
レンズ部の光軸方向から見た正面図。
レンズ部の光軸方向から見た正面図。
【図７】 図６線ＢＢの断面図。
【図８】 ＣＤの記録面の拡大平面図。
【図９】 実施例の二焦点複合対物レンズの概略構成
図。
図。
【図１０】 他の実施例の二焦点複合対物レンズのホロ
グラムレンズ部の光軸方向から見た正面図。
グラムレンズ部の光軸方向から見た正面図。
【図１１】 他の実施例の二焦点複合対物レンズのホロ
グラムレンズ部の光軸方向から見た正面図。
グラムレンズ部の光軸方向から見た正面図。
２１ 半導体レーザ ２２ ハーフミラー ２３ コリメータレンズ ２４ 複合対物レンズ ２４ａ 集光レンズ部 ２４ｂ ホログラムレンズ部 ２５ ４分割光検出器 ２６ アクチュエータ ３０ 光ディスク ３２ エラー検出回路 ３２ａ 復調回路 ３３ アクチュエータ駆動回路 ２４１ 楕円回折格子パターン ２４２ 透光部
Claims (6)
- 【請求項１】 光源から放射された光ビームを集光する
集光レンズ部と前記集光レンズ部の光軸に同軸に配置さ
れ該光ビームを回折するホログラムレンズ部とからなる
複合対物レンズを有し、光情報記録媒体の記録面に光ス
ポットを形成し、該記録面上の記録部のトラックに対す
る光スポットの相対的な位置の制御を行なう光ピックア
ップ装置であって、 前記ホログラムレンズ部は、前記記録面に集光する前記
ホログラムレンズ部による光ビームの１次回折光におけ
るトラック伸長方向に交差する方向の開口数が該トラッ
ク伸長方向の開口数より小とする回折格子パターンを有
することを特徴とする光ピックアップ装置。 - 【請求項２】 前記回折格子パターンは楕円パターンで
あることを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ装
置。 - 【請求項３】 前記回折格子パターンは長円パターンで
あることを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ装
置。 - 【請求項４】 前記回折格子パターンは前記光ビームの
光軸に対して両側を削除した円パターンであることを特
徴とする請求項１記載の光ピックアップ装置。 - 【請求項５】 前記複合対物レンズは前記ホログラムレ
ンズ部を挾む透光部を有することを特徴とする請求項１
記載の光ピックアップ装置。 - 【請求項６】 前記透光部は、対応する前記トラック伸
長方向に交差する方向における幅が前記トラック伸長方
向における幅より大となるように、前記光ビームの光軸
に関して配置されていることを特徴とする請求項５記載
の光ピックアップ装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01416297A JP3743732B2 (ja) | 1997-01-28 | 1997-01-28 | 光ピックアップ装置 |
| US09/005,808 US6055076A (en) | 1997-01-28 | 1998-01-12 | Optical pickup device including a hologram lens section with an ellipsoidal diffraction grating pattern concentrically and symmetrically formed with respect to an optical axis |
| US09/519,985 US6172779B1 (en) | 1997-01-28 | 2000-03-07 | Optical pickup device including a hologram lens section with an oval diffraction grating pattern |
| US09/520,662 US6160646A (en) | 1997-01-28 | 2000-03-07 | Optical pickup device including a holographic lens section with a double side cut circular diffraction grating pattern |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01416297A JP3743732B2 (ja) | 1997-01-28 | 1997-01-28 | 光ピックアップ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10208276A true JPH10208276A (ja) | 1998-08-07 |
| JP3743732B2 JP3743732B2 (ja) | 2006-02-08 |
Family
ID=11853462
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01416297A Expired - Fee Related JP3743732B2 (ja) | 1997-01-28 | 1997-01-28 | 光ピックアップ装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
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| JP (1) | JP3743732B2 (ja) |
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| EP1056075A1 (en) * | 1999-05-27 | 2000-11-29 | Konica Corporation | Optical pick-up apparatus and correction lens for use in the apparatus |
| JP2009300679A (ja) * | 2008-06-12 | 2009-12-24 | Ricoh Co Ltd | 光走査装置及び画像形成装置 |
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| JP2000222759A (ja) * | 1999-01-29 | 2000-08-11 | Pioneer Electronic Corp | 光ピックアップ装置 |
| US6738326B1 (en) * | 1999-07-07 | 2004-05-18 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Apparatus and method for reproducing information from two types of optical disks having discrimination marks formed along tracks thereof |
| US6181478B1 (en) * | 1999-07-16 | 2001-01-30 | Michael Mandella | Ellipsoidal solid immersion lens |
| KR100403622B1 (ko) * | 2001-04-12 | 2003-10-30 | 삼성전자주식회사 | 광픽업장치 및 광스폿의 최적 포커싱 방법 |
| US8741356B2 (en) * | 2001-05-04 | 2014-06-03 | Burcon Nutrascience (Mb) Corp. | Production of oil seed protein isolate |
| US6738324B2 (en) * | 2001-05-29 | 2004-05-18 | Matsushita Electric Industrial Co. | Recording and/or reproduction apparatus |
| US7061834B2 (en) * | 2001-11-12 | 2006-06-13 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optical head and disk recording and reproducing apparatus |
| US20040228236A1 (en) * | 2003-05-13 | 2004-11-18 | Sharp Kabushiki Kaisha | Optical pickup device |
| US7122216B2 (en) * | 2003-06-16 | 2006-10-17 | I.P. Holdings, L.L.C. | Vegetable oil extraction methods |
| WO2005076263A1 (en) * | 2004-02-05 | 2005-08-18 | Arima Devices Corporation | Optical device for recording and reproducing |
| CA2564400C (en) | 2004-05-07 | 2012-02-28 | Burcon Nutrascience (Mb) Corp. | Protein isolation procedures for reducing phytic acid |
| US7522484B2 (en) * | 2004-11-17 | 2009-04-21 | Panaosnic Corporation | Optical information processor |
| JP2008052826A (ja) * | 2006-08-24 | 2008-03-06 | Funai Electric Co Ltd | 光ピックアップ装置 |
| JP2008176903A (ja) * | 2006-12-18 | 2008-07-31 | Sanyo Electric Co Ltd | 光ピックアップ装置 |
| US8315526B2 (en) * | 2007-06-18 | 2012-11-20 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Misalignment tolerant free space optical transceiver |
| DE102008048333B4 (de) * | 2008-09-22 | 2018-12-27 | Pentacon Gmbh Foto- Und Feinwerktechnik | Formteil für optische Zwecke und zugehöriges Herstellungsverfahren |
| WO2013105974A1 (en) * | 2012-01-13 | 2013-07-18 | Empire Technology Development Llc | Simple diffraction gratings for product identification |
| CN117255959A (zh) * | 2021-12-09 | 2023-12-19 | 瑞仪(广州)光电子器件有限公司 | 光学元件、光源模组与显示装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US5490133A (en) * | 1990-10-05 | 1996-02-06 | Hitachi, Ltd. | Optical information processing apparatus and method of controlling position of optical spot and reproducing signals |
| US5361244A (en) * | 1991-04-10 | 1994-11-01 | Hitachi, Ltd. | Optical head and information recording apparatus |
| US5377177A (en) * | 1991-09-27 | 1994-12-27 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optical pickup having first and second reflecting surfaces and hologram |
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| JP2806422B2 (ja) * | 1996-01-19 | 1998-09-30 | 日本電気株式会社 | 光ディスク用集光レンズ |
-
1997
- 1997-01-28 JP JP01416297A patent/JP3743732B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-01-12 US US09/005,808 patent/US6055076A/en not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-03-07 US US09/519,985 patent/US6172779B1/en not_active Expired - Fee Related
- 2000-03-07 US US09/520,662 patent/US6160646A/en not_active Expired - Fee Related
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