JPH1091969A - 光ヘッド装置 - Google Patents
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- Moving Of The Head For Recording And Reproducing By Optical Means (AREA)
Abstract
された対物レンズにより基板厚さが異なる第2の光ディ
スクに光スポットを形成する場合、レーザ光源の光軸位
置を収差が最小になる位置に設定すると、光軸からのず
れによる収差特性の悪化が顕著になる。 【解決手段】 第1の光ディスク3の基板厚さに対応し
て設計されている対物レンズ2に対応して設定される光
軸上の第1の位置P1と、この第1の光ディスクと異な
る基板厚さを有する第2の光ディスク4に対する収差が
最小となる光軸上の第2の位置P2との間の第3の位置
P3にレーザ光源1を移動設定可能に構成する。この第
3の位置P3として、第2の光ディスク4の収差を低減
する一方で横ずれ許容量が顕著に低下されることがない
位置を設定することで、レーザ光源の光軸からの位置ず
れによっても収差特性が顕著に悪化されることはない。
Description
いて、DVD(デジタルビデオディスク)やCD(コン
パクトディスク)等のように異なる基板厚さを有する光
ディスク媒体を記録再生することが可能な光ヘッド装置
に関するものである。
スク装置においては、ミクロンオーダーの記録媒体面を
保護するため、透明基板を透過して記録媒体面に微小ス
ポットを形成する光ヘッドが用いられている。このよう
な構成においては、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とになる。ここでい
う波面収差とは、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。したがって、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に、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。特に、最近では、1枚の非球面対物レンズでこのよ
うな補正機能を含むことが可能となっている。
に、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。このように基板厚さが異なると、前記した波面収
差補正量が異なるため、特定の光ディスクの基板厚さに
対応して設計された光ヘッドにおいては、これと基板厚
さの異なる光ディスク媒体に対しては波面収差の補正が
できず、この光ディスク媒体に対する記録、再生ができ
なくなるという問題が生じる。この問題を解決するため
に、従来では、図4に示すように、レーザ光源1と対物
レンズ2の距離を変えることで、基板厚さの違いによる
収差を低減可能とした技術が提案されている。この例で
は、第1の位置P1にあるレーザ光源1からの出射光
は、対物レンズ2を介して第1の光ディスク3に集光さ
れる。基板厚さの異なる第2の光ディスク4の場合は、
この光ディスク4の基板厚さに対して収差が最小となる
第2の位置P2にレーザ光源1を移動することで、微小
スポットによる光ディスク再生が可能となる。
ヘッド装置では、光ディスク2に対して収差が最小とな
る第2の位置P2にレーザ光源1を移動する際に、その
移動位置の誤差によって収差特性が逆に悪化することが
ある。すなわち、図3はレーザ光源の位置変化と、その
際における対物レンズを含む光学系の総合波面収差と横
ずれ(光軸からは外れ量)許容量との関係を示す図であ
る。これをみると、レーザ光源の位置変化によって総合
波面収差が最小となる位置が存在するが、これに伴って
横ずれ許容量が低下されてしまう。このため、図4の第
2の位置P2にレーザ光源1が移動された場合に、その
収差は最小とされるが、その際の許容誤差の低減によっ
て逆に収差特性が急速に悪化されてしまうことになる。
し、収差特性が悪化されることなく基板厚の異なる光デ
ィスクに対応できる光ヘッド装置を提供することにあ
る。
出射光を光ディスクに微小スポットとして集光するため
の対物レンズは、第1の光ディスクの基板厚さに対応し
て設計され、かつレーザ光源は、この対物レンズに対応
して設定される光軸上の第1の位置と、前記第1の光デ
ィスクと異なる基板厚さを有する第2の光ディスクに対
する収差が最小となる光軸上の第2の位置との間の所要
位置に設定される光軸上の第3の位置に移動設定可能に
構成したことを特徴とする。この第3の位置は、第2の
光ディスクに対して第1の位置よりも波面収差が低減さ
れるも、横ずれ許容量の低下が顕著でない位置に設定さ
れる。
て光軸上で移動可能に構成される。あるいは、レーザ光
源と対物レンズとの間に2つの球面波の干渉によって形
成されるホログラム素子を介挿し、このホログラム素子
の透過光と回折光を選択することでレーザ光源の見かけ
上の光軸位置を第1の位置と第3の位置とで変化させ
る。さらには、レーザ光源と対物レンズとの間に特定の
偏光方向成分のみを回折する偏光性ホログラム素子を介
挿し、このホログラム素子から出射される偏光を選択す
ることでレーザ光源の見かけ上の光軸位置を第1の位置
と第3の位置とで変化させる。
図面を参照して説明する。図1は本発明の実施形態を説
明するための構成図である。光学系の光軸O上の第1の
位置P1にあるレーザ光源1からの出射光は、対物レン
ズ2を介して第1の光ディスク3に集光される。そし
て、図には示されないが、第1の光ディスク3からの反
射光はビームスリッタやハーフミラーにより反射され、
光検出器により検出され、再生が行われる。一方、前記
第1の光ディスク3とは基板厚さの異なる第2の光ディ
スク4の場合は、前記レーザ光源1を光軸上に沿って移
動させた位置に設定する。このとき、同図の破線で示す
第2の位置P2は、図4の場合と同様に第2の光ディス
ク4の基板厚さに対して収差が最小となる位置である
が、本発明においては前記第2の位置P2には達しない
その中間の第3の位置P3にレーザ光源1を位置させて
いる。
た光源位置の変化に対する総合波面収差と横ずれ許容量
の特性を用いて説明する。なお、この特性は基板厚さが
対物レンズの設計値より厚い場合を示している。同図に
実線で示すように、光源を対物レンズの側に移動してい
くと、ある距離において収束ビームに発生する全ての収
差を足し合わせた総合波面収差は最小値となる。一方、
破線で示す光軸位置からの横ずれに対する許容量は小さ
くなってしまう。そこで、本発明では、総合波面収差が
あまり劣化しない範囲で、横ずれ許容量がある程度確保
できるような位置、ここでは同図の縦破線で示す位置を
第3の位置P3に設定し、この第3の位置に光源を移動
させる構成としている。
mmの光ディスクに対して最適化されたNA0.6で焦
点距離3.3mm、対物レンズと光源との設計距離が3
3mmの対物レンズにおいて、1.2mmの基板厚さの
光ディスクに対応することを考える。対物レンズと光源
の距離を25mmとすると、rmsで0.004λ程度
の最小の収差量を得ることができる。しかし、この位置
においては横ずれの許容量は、0.05λ以下を許容範
囲とすると、0.3mm以下と狭い値になってしまう。
一方、対物レンズと光源の距離を23mmとすると、光
軸上においても収差量は0.02λ程度と多少劣化す
る。しかし、横ずれ許容量は0.5mmと拡大すること
ができる。
ィスク4に対応する場合には、レーザ光源1を第1の位
置P1から第3の位置P3に移動させることで、この第
2の光ディスク4に対する波面収差を低減するととも
に、その際の横ずれ許容量の低減を抑制することができ
る。したがって、第3の位置P3においてレーザ光源1
が、光軸から外れた場合にあってもその許容量がある程
度に確保されているため、収差特性が極端に悪化される
ことはなく、良好な再生が可能となる。
はなく、コリメートレンズと無限系レンズを組み合わせ
たものであってもよい。また、レーザ光源1を光軸Oに
沿って移動させるための構成については、機械的に移動
することも可能であるが、間に光学部品を設置し、等価
的な光学距離を変化させてもよい。
実施形態であり、図1と同一部分には同一符号を付して
ある。ここでは、ホログラム素子5の透過光を第1の光
ディスク3に対応させ、ホログラム素子5の回折光を第
2の光ディスク4に対応させており、回折光を使用する
際には、対物レンズ2に対しては第1の位置P1のレー
ザ光源からの光が仮想上の第3の位置P3に移動され
て、その位置から出射されたのと等価なものとなる。こ
れにより、レーザ光源1を実際に移動させなくとも波面
収差を緩和でき、かつその際の横ずれの許容量の低減が
防止できる。この実施形態では、第1の位置P1のレー
ザ光源1が光軸Oからずれている場合でも、第2の光デ
ィスク4に対して再生を行う際における収差特性の悪化
を防止することが可能となる。また、この構成では、レ
ーザ光源は実際に移動されることがないため、その移動
機構は不要であり光ヘッドの構成を簡略化することがで
きる。
ンは、第1の位置P1からの球面波と、第3の位置P3
からの球面波の干渉パターンとして形成でき、容易に作
製することができる。さらに特定の偏光成分のみ回折す
る偏光性ホログラム素子であれば、ホログラム素子に入
射する偏光方向を、1/2波長板や液晶素子等で切り替
えることで、対応する光ディスクに対して実効的なレー
ザ光源位置を第1の位置と第3の位置とに切り替えるこ
とが可能となる。
1の光ディスクの基板厚さに対応して設計されている対
物レンズに対応して設定される光軸上の第1の位置と、
前記第1の光ディスクと異なる基板厚さを有する第2の
光ディスクに対する収差が最小となる光軸上の第2の位
置との間の第3の位置にレーザ光源を移動設定可能に構
成しているので、この第3の位置として、収差を低減す
る一方で横ずれ許容量が顕著に低下されることがない位
置を設定することで、異なる基板厚さの光ディスクに対
する好適な光スポットの形成が可能とされるとともに、
レーザ光源の光軸からの位置ずれによっても収差特性が
劣化されることがない光ヘッド装置が実現できる効果が
ある。
係を示す図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 レーザ光源の出射光を、対物レンズを介
して光ディスクに微小スポットとして集光する光ヘッド
装置において、前記対物レンズは第1の光ディスクの基
板厚さに対応して設計され、かつ前記レーザ光源は、前
記対物レンズに対応して設定される光軸上の第1の位置
と、前記第1の光ディスクと異なる基板厚さを有する第
2の光ディスクに対する収差が最小となる光軸上の第2
の位置との間の所要位置に設定される光軸上の第3の位
置に移動設定可能に構成したことを特徴とする光ヘッド
装置。 - 【請求項2】 第3の位置は、第2の光ディスクに対し
て第1の位置よりも波面収差が低減されるも、横ずれ許
容量の低下が顕著でない位置である請求項1の光ヘッド
装置。 - 【請求項3】 レーザ光源は機械的な構成によって光軸
上で移動可能に構成される請求項1または2の光ヘッド
装置。 - 【請求項4】 レーザ光源と対物レンズとの間に2つの
球面波の干渉によって形成されるホログラム素子を介挿
し、このホログラム素子の透過光と回折光を選択するこ
とでレーザ光源の見かけ上の光軸位置を第1の位置と第
3の位置とで変化させる請求項1または2の光ヘッド装
置。 - 【請求項5】 レーザ光源と対物レンズとの間に特定の
偏光方向成分のみを回折する偏光性ホログラム素子を介
挿し、このホログラム素子から出射される偏光を選択す
ることでレーザ光源の見かけ上の光軸位置を第1の位置
と第3の位置とで変化させる請求項1または2の光ヘッ
ド装置。
Priority Applications (4)
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