JP2001297479A - 対物レンズ装置及びこれを採用した光ピックアップ装置 - Google Patents
対物レンズ装置及びこれを採用した光ピックアップ装置Info
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- Lenses (AREA)
- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 対物レンズ装置及びこれを採用した光ピック
アップ装置を提供する。 【解決手段】 対物レンズ装置は、ディスクに対面する
ものであって、所定の第１焦点距離及び所定の開口数を
もつ非球面レンズ要素と、非球面レンズ要素に隣接して
設けられるものであって、第１焦点距離に比べて長い第
２焦点距離をもち、６７０ｎｍ以下の波長をもつレーザ
ー光の波長変化による色収差を補償するための回折格子
をもつホログラムレンズとを具備する。対物レンズ装置
によれば、ＤＶＤやＨＤ-ＤＶＤに対する記録／再生切
り換え時に、レーザー光のパワー変化による波長変化及
びこれによる収差が効率良く補償される。この対物レン
ズ装置は、一つの非球面レンズ要素及び一つのホログラ
ムレンズ要素により構成されるので、各レンズ要素の材
料の選択に対する困難さがなく、これを採用する光ピッ
クアップ装置の構造をコンパクト化できる。
アップ装置を提供する。 【解決手段】 対物レンズ装置は、ディスクに対面する
ものであって、所定の第１焦点距離及び所定の開口数を
もつ非球面レンズ要素と、非球面レンズ要素に隣接して
設けられるものであって、第１焦点距離に比べて長い第
２焦点距離をもち、６７０ｎｍ以下の波長をもつレーザ
ー光の波長変化による色収差を補償するための回折格子
をもつホログラムレンズとを具備する。対物レンズ装置
によれば、ＤＶＤやＨＤ-ＤＶＤに対する記録／再生切
り換え時に、レーザー光のパワー変化による波長変化及
びこれによる収差が効率良く補償される。この対物レン
ズ装置は、一つの非球面レンズ要素及び一つのホログラ
ムレンズ要素により構成されるので、各レンズ要素の材
料の選択に対する困難さがなく、これを採用する光ピッ
クアップ装置の構造をコンパクト化できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は対物レンズ装置及び
これを採用した光ピックアップ装置に係り、より詳細に
は、モードの切り換え時に光源の出力変動に応じて対物
レンズで発生する色収差を効率良く補償するようになっ
た対物レンズ装置及びこれを採用した光ピックアップ装
置に関する。
これを採用した光ピックアップ装置に係り、より詳細に
は、モードの切り換え時に光源の出力変動に応じて対物
レンズで発生する色収差を効率良く補償するようになっ
た対物レンズ装置及びこれを採用した光ピックアップ装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】光貯蔵装置の貯蔵容量が増大するに伴
い、再生信号の品質が再生条件に一層敏感になる。最近
開発中にある青色レーザー光源を採用する光ピックアッ
プの場合、使用波長の短波長化のために対物レンズで発
生する色収差が原因となって、さらなる再生信号の劣化
が見られる。
い、再生信号の品質が再生条件に一層敏感になる。最近
開発中にある青色レーザー光源を採用する光ピックアッ
プの場合、使用波長の短波長化のために対物レンズで発
生する色収差が原因となって、さらなる再生信号の劣化
が見られる。
【０００３】一般に、光ピックアップ装置において、対
物レンズの材料として用いられるガラス及びプラスチッ
クは、光源の短波長化が進むにつれて屈折率が増大し、
しかも、波長変化による屈折率の変化比率も増大し、そ
の結果、波長変化量に対応する色収差の発生量も増大す
る。通常、光貯蔵装置の光ピックアップ装置に用いられ
る対物レンズはプラスチック又はガラスによる非球面単
レンズであるため、今後４００ｎｍ帯域の青色レーザー
光源を採用する光ピックアップ装置において、レーザー
光源の波長変化による色収差の影響により再生信号の品
質の劣化が避けられない。
物レンズの材料として用いられるガラス及びプラスチッ
クは、光源の短波長化が進むにつれて屈折率が増大し、
しかも、波長変化による屈折率の変化比率も増大し、そ
の結果、波長変化量に対応する色収差の発生量も増大す
る。通常、光貯蔵装置の光ピックアップ装置に用いられ
る対物レンズはプラスチック又はガラスによる非球面単
レンズであるため、今後４００ｎｍ帯域の青色レーザー
光源を採用する光ピックアップ装置において、レーザー
光源の波長変化による色収差の影響により再生信号の品
質の劣化が避けられない。
【０００４】図１は、レンズ材料別の波長変化による屈
折率の変化を示したグラフである。図１を参照すれば、
波長が短くなるにつれて、各材料別の屈折率の変化が激
しくなることが分かる。このような波長変化による屈折
率の変化が、光貯蔵装置に用いられる対物レンズの性能
に多く影響する。レーザー光の発振波長の変化による収
差は対物レンズとディスクとの作用距離を変え、その結
果、波長変化による収差の補償が可能である。
折率の変化を示したグラフである。図１を参照すれば、
波長が短くなるにつれて、各材料別の屈折率の変化が激
しくなることが分かる。このような波長変化による屈折
率の変化が、光貯蔵装置に用いられる対物レンズの性能
に多く影響する。レーザー光の発振波長の変化による収
差は対物レンズとディスクとの作用距離を変え、その結
果、波長変化による収差の補償が可能である。
【０００５】再生及び記録可能な光貯蔵装置に適用する
場合、再生及び記録時に用いられるレーザー光のパワー
が異なってくるが、このようなパワーの変化によってレ
ーザー光の基準波長に対し約±２ｎｍの波長変化が発生
し、その結果、基準波長に対して設計された対物レンズ
で波長変化による収差が発生する。このような収差は、
対物レンズとディスクとの作動距離を調節することによ
り補償できる。このような作動距離の調節は、フォーカ
スサーボメカニズムによる再生信号の最適化過程でなさ
れる。しかし、収差発生後に、フォーカスサーボメカニ
ズムが回路的に動作するのに要される時間は約数十μｓ
であり、この間に再生または記録される信号の品質が悪
くなる。
場合、再生及び記録時に用いられるレーザー光のパワー
が異なってくるが、このようなパワーの変化によってレ
ーザー光の基準波長に対し約±２ｎｍの波長変化が発生
し、その結果、基準波長に対して設計された対物レンズ
で波長変化による収差が発生する。このような収差は、
対物レンズとディスクとの作動距離を調節することによ
り補償できる。このような作動距離の調節は、フォーカ
スサーボメカニズムによる再生信号の最適化過程でなさ
れる。しかし、収差発生後に、フォーカスサーボメカニ
ズムが回路的に動作するのに要される時間は約数十μｓ
であり、この間に再生または記録される信号の品質が悪
くなる。
【０００６】したがって、再生及び記録可能な光貯蔵装
置において、モード切り換えによってレーザー光の波長
が少なくとも±２ｎｍの範囲で変わるとしても、これに
よる収差の発生を抑制又は補償できる対物レンズが望ま
れる。
置において、モード切り換えによってレーザー光の波長
が少なくとも±２ｎｍの範囲で変わるとしても、これに
よる収差の発生を抑制又は補償できる対物レンズが望ま
れる。
【０００７】図２は、従来の光貯蔵装置用光ピックアッ
プ装置に採用される単一対物レンズの構造を示したもの
であり、図３は、対物レンズとディスクとの作動距離が
固定された状態での対物レンズの波長別の収差特性を示
したものである。ここで、前記対物レンズはＤＶＤ用で
あって、基準波長が６５０ｎｍであり、開口数ＮＡが
０．６に設計された構造をもつものとする。図３から明
らかなように、波長が基準波長６５０ｎｍに対して約±
２ｎｍ変化しても、焦点調節無しにＲＭＳ収差が０．０
４λ以下であって、光ピックアップ装置の性能には別に
問題ない。下記表１には、ディスク及び前記対物レンズ
の各面のデータが示されており、下記表２には、波長別
のデフォーカス量及び波面収差が示されている。
プ装置に採用される単一対物レンズの構造を示したもの
であり、図３は、対物レンズとディスクとの作動距離が
固定された状態での対物レンズの波長別の収差特性を示
したものである。ここで、前記対物レンズはＤＶＤ用で
あって、基準波長が６５０ｎｍであり、開口数ＮＡが
０．６に設計された構造をもつものとする。図３から明
らかなように、波長が基準波長６５０ｎｍに対して約±
２ｎｍ変化しても、焦点調節無しにＲＭＳ収差が０．０
４λ以下であって、光ピックアップ装置の性能には別に
問題ない。下記表１には、ディスク及び前記対物レンズ
の各面のデータが示されており、下記表２には、波長別
のデフォーカス量及び波面収差が示されている。
【０００８】
【表１】
【０００９】
【表２】
【００１０】前記表２において、デフォーカス量は対物
レンズとディスクとの距離が最小の波面収差になるよう
に表１の距離（３．３２ｍｍ）で調整される距離の変化
量である。図４は、波長４０５ｎｍ、開口数０．６の条
件で設計された対物レンズに対する波長別収差特性を示
したものである。図４に示されたように、基準波長であ
る４０５ｎｍにおいて±２ｎｍ程度の変化にもＲＭＳ波
面収差が０．１波長以上に増大した。このような波面収
差は、結果として光貯蔵装置の光ピックアップに採用で
きないことを表わす。下記表３にこのような光学的設計
による各面のデータを示したし、下記表４に波長別のデ
フォーカス量及び波面収差を示した。
レンズとディスクとの距離が最小の波面収差になるよう
に表１の距離（３．３２ｍｍ）で調整される距離の変化
量である。図４は、波長４０５ｎｍ、開口数０．６の条
件で設計された対物レンズに対する波長別収差特性を示
したものである。図４に示されたように、基準波長であ
る４０５ｎｍにおいて±２ｎｍ程度の変化にもＲＭＳ波
面収差が０．１波長以上に増大した。このような波面収
差は、結果として光貯蔵装置の光ピックアップに採用で
きないことを表わす。下記表３にこのような光学的設計
による各面のデータを示したし、下記表４に波長別のデ
フォーカス量及び波面収差を示した。
【００１１】
【表３】
【００１２】
【表４】
【００１３】以上のような波長変化による色収差を補償
する方法として、従来より、相異なる材料よりなる２枚
の非球面レンズ要素が一つに組み合わせられた対物レン
ズ装置が広く使用されたが、これは二枚の非球面レンズ
要素をそれぞれ射出成形した後に一つに接合しなければ
ならないという製作上の困難さがある。特に、二枚の非
球面レンズで色収差を補償しようとする場合、フリント
系のガラス及びクラウン系のガラスを使って正のパワー
をもつ低分散のレンズ及び負のパワーをもつ高分散のレ
ンズを製作し、これらの各々のレンズを接合または一定
の空気間隔で組み合わせる。しかし、このような対物レ
ンズ装置において、各非球面レンズ要素間の分散差が３
０以上にならなければならないが、実際に、モールドに
より各非球面レンズ要素を射出成形できる材料の種類が
極めて制限的なので、各レンズ要素のための材料の選択
に難しさがある。
する方法として、従来より、相異なる材料よりなる２枚
の非球面レンズ要素が一つに組み合わせられた対物レン
ズ装置が広く使用されたが、これは二枚の非球面レンズ
要素をそれぞれ射出成形した後に一つに接合しなければ
ならないという製作上の困難さがある。特に、二枚の非
球面レンズで色収差を補償しようとする場合、フリント
系のガラス及びクラウン系のガラスを使って正のパワー
をもつ低分散のレンズ及び負のパワーをもつ高分散のレ
ンズを製作し、これらの各々のレンズを接合または一定
の空気間隔で組み合わせる。しかし、このような対物レ
ンズ装置において、各非球面レンズ要素間の分散差が３
０以上にならなければならないが、実際に、モールドに
より各非球面レンズ要素を射出成形できる材料の種類が
極めて制限的なので、各レンズ要素のための材料の選択
に難しさがある。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の第１目的は、
波長変化による収差補正が可能ながらも、製作組立てが
容易な光ピックアップ装置を提供することである。本発
明の第２目的は、波長変化による収差補正のためのレン
ズ要素の材料の選択が容易な光ピックアップ装置を提供
することである。
波長変化による収差補正が可能ながらも、製作組立てが
容易な光ピックアップ装置を提供することである。本発
明の第２目的は、波長変化による収差補正のためのレン
ズ要素の材料の選択が容易な光ピックアップ装置を提供
することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明によれば、ディスクに対面するものであっ
て、所定の第１焦点距離及び所定の開口数をもつ非球面
レンズ要素と、前記非球面レンズ要素に隣接して設けら
れるものであって、前記第１焦点距離に比べて長い第２
焦点距離をもち、６７０ｎｍ以下の波長をもつレーザー
光の波長変化による色収差を補償するための回折格子を
もつホログラムレンズと、を具備することを特徴とする
対物レンズ装置が提供される。
に、本発明によれば、ディスクに対面するものであっ
て、所定の第１焦点距離及び所定の開口数をもつ非球面
レンズ要素と、前記非球面レンズ要素に隣接して設けら
れるものであって、前記第１焦点距離に比べて長い第２
焦点距離をもち、６７０ｎｍ以下の波長をもつレーザー
光の波長変化による色収差を補償するための回折格子を
もつホログラムレンズと、を具備することを特徴とする
対物レンズ装置が提供される。
【００１６】また、前記目的を達成するために、本発明
によれば、ディスクに向けて進行するレーザー光を発生
する光源と、前記ディスクに対面するものであって、所
定の第１焦点距離及び所定の開口数をもつ非球面レンズ
要素と、前記非球面レンズ要素に隣接して設けられるも
のであって、前記第１焦点距離に比べて長い第２焦点距
離をもち、６７０ｎｍ以下の波長をもつレーザー光の波
長変化による色収差を補償するための回折格子をもつホ
ログラムレンズと、を具備する対物レンズ装置と、前記
光源と対物レンズ装置との間に設けられるビームスプリ
ッタと、前記ディスクから反射されて前記ビームスプリ
ッタを通過した光を受光する光検出器と、を具備するこ
とを特徴とする光ピックアップ装置が提供される。
によれば、ディスクに向けて進行するレーザー光を発生
する光源と、前記ディスクに対面するものであって、所
定の第１焦点距離及び所定の開口数をもつ非球面レンズ
要素と、前記非球面レンズ要素に隣接して設けられるも
のであって、前記第１焦点距離に比べて長い第２焦点距
離をもち、６７０ｎｍ以下の波長をもつレーザー光の波
長変化による色収差を補償するための回折格子をもつホ
ログラムレンズと、を具備する対物レンズ装置と、前記
光源と対物レンズ装置との間に設けられるビームスプリ
ッタと、前記ディスクから反射されて前記ビームスプリ
ッタを通過した光を受光する光検出器と、を具備するこ
とを特徴とする光ピックアップ装置が提供される。
【００１７】さらに、前記目的を達成するために、本発
明によれば、ディスクに向けて進行する相異なる波長の
レーザー光をそれぞれ発生する第１光源及び第２光源
と、前記ディスクに対面するものであって、所定の第１
焦点距離及び所定の開口数をもつ非球面レンズ要素と、
前記非球面レンズ要素に隣接して設けられるものであっ
て、前記第１焦点距離に比べて長い第２焦点距離をも
ち、６７０ｎｍ以下の波長をもつレーザー光の波長変化
による色収差を補償するための回折格子をもつホログラ
ムレンズと、を具備する対物レンズ装置と、前記第１光
源と対物レンズ装置との間に設けられるものであって、
前記第１光源及び第２光源からのレーザー光を前記ディ
スクに通過させる第１ビームスプリッタと、前記第１ビ
ームスプリッタと前記第１光源との間に設けられるもの
であって、前記第２光源からのレーザーを前記ディスク
に反射させる第２ビームスプリッタと、前記ディスクか
ら反射されて前記第１ビームスプリッタを通過したレー
ザー光を受光する光検出器と、を具備することを特徴と
する光ピックアップ装置が提供される。
明によれば、ディスクに向けて進行する相異なる波長の
レーザー光をそれぞれ発生する第１光源及び第２光源
と、前記ディスクに対面するものであって、所定の第１
焦点距離及び所定の開口数をもつ非球面レンズ要素と、
前記非球面レンズ要素に隣接して設けられるものであっ
て、前記第１焦点距離に比べて長い第２焦点距離をも
ち、６７０ｎｍ以下の波長をもつレーザー光の波長変化
による色収差を補償するための回折格子をもつホログラ
ムレンズと、を具備する対物レンズ装置と、前記第１光
源と対物レンズ装置との間に設けられるものであって、
前記第１光源及び第２光源からのレーザー光を前記ディ
スクに通過させる第１ビームスプリッタと、前記第１ビ
ームスプリッタと前記第１光源との間に設けられるもの
であって、前記第２光源からのレーザーを前記ディスク
に反射させる第２ビームスプリッタと、前記ディスクか
ら反射されて前記第１ビームスプリッタを通過したレー
ザー光を受光する光検出器と、を具備することを特徴と
する光ピックアップ装置が提供される。
【００１８】前記本発明の対物レンズ装置及びこれを採
用した光ピックアップ装置において、前記ディスクはＤ
ＶＤ又はＨＤ−ＤＶＤであり、２つの光源をもつ前記光
ピックアップ装置において、好ましくは、前記第１光源
は３９０ないし４２０ｎｍ範囲内の波長をもつレーザー
光を発射し、第２光源は６３０ないし６７０ｎｍ範囲内
の波長をもつレーザー光を発射する。また、前記本発明
の対物レンズ装置及びこれを採用した光ピックアップ装
置において、好ましくは、前記非球面レンズ要素は正の
パワーをもち、前記ホログラムレンズ要素は正又は負の
パワーをもつ。
用した光ピックアップ装置において、前記ディスクはＤ
ＶＤ又はＨＤ−ＤＶＤであり、２つの光源をもつ前記光
ピックアップ装置において、好ましくは、前記第１光源
は３９０ないし４２０ｎｍ範囲内の波長をもつレーザー
光を発射し、第２光源は６３０ないし６７０ｎｍ範囲内
の波長をもつレーザー光を発射する。また、前記本発明
の対物レンズ装置及びこれを採用した光ピックアップ装
置において、好ましくは、前記非球面レンズ要素は正の
パワーをもち、前記ホログラムレンズ要素は正又は負の
パワーをもつ。
【００１９】
【発明の実施の形態】本発明においては、一つの非球面
レンズ要素及び一つのホログラムレンズ要素により対物
レンズ装置が構成される。このような本発明の対物レン
ズにおいて、ホログラムレンズ要素は分散が−３．５で
あって負の分散をもち、非球面レンズ要素は分散が約６
０のガラス材料として、例えば、ＨＯＹＡ社のＢＡＣＤ
５により作製される。本発明によれば、本発明の対物レ
ンズ装置の各レンズ要素は材料の選択が容易であり、し
かも６７０ｎｍ以下、特に４００ｎｍ前後の短波長のレ
ーザー光の色収差を効率良く補償できる。
レンズ要素及び一つのホログラムレンズ要素により対物
レンズ装置が構成される。このような本発明の対物レン
ズにおいて、ホログラムレンズ要素は分散が−３．５で
あって負の分散をもち、非球面レンズ要素は分散が約６
０のガラス材料として、例えば、ＨＯＹＡ社のＢＡＣＤ
５により作製される。本発明によれば、本発明の対物レ
ンズ装置の各レンズ要素は材料の選択が容易であり、し
かも６７０ｎｍ以下、特に４００ｎｍ前後の短波長のレ
ーザー光の色収差を効率良く補償できる。
【００２０】下記表５には、図５の本発明の対物レンズ
装置において、各光学的部品の各面に対する光学的デー
タ及びホログラムレンズ素子の光学的データが示されて
いる。そして、図６には、正のパワーをもつ非球面レン
ズ要素及び正又は負のパワーをもつホログラムレンズ要
素をもつ本発明による対物レンズ装置の収差特性が示さ
れている。
装置において、各光学的部品の各面に対する光学的デー
タ及びホログラムレンズ素子の光学的データが示されて
いる。そして、図６には、正のパワーをもつ非球面レン
ズ要素及び正又は負のパワーをもつホログラムレンズ要
素をもつ本発明による対物レンズ装置の収差特性が示さ
れている。
【００２１】下記表５は、基準波長λが４０５ｎｍであ
り、開口数ＮＡが０．６である光学的設計基準によるも
のである。
り、開口数ＮＡが０．６である光学的設計基準によるも
のである。
【００２２】
【表５】
【００２３】下記表６は、表５による対物レンズ装置の
デフォーカス量及び波面収差を示したものである。
デフォーカス量及び波面収差を示したものである。
【００２４】
【表６】 前記ホログラムレンズ素子の光学的係数の定義は、ホロ
グラム面の中心を原点とする直角座標系（Ｘ，Ｙ）にお
いて波面の位相変化は、下記式１の通りである。
グラム面の中心を原点とする直角座標系（Ｘ，Ｙ）にお
いて波面の位相変化は、下記式１の通りである。
【００２５】
【数１】
【００２６】対物レンズ装置のデフォーカス量が、光貯
蔵装置で許容されるデフォーカス量である対物レンズの
焦点深度（Ｆｄ）内でなければならない。前述した本発
明による対物レンズ装置において、開口数が０．６であ
り、波長が４０５ｎｍである場合、焦点深度は０．５６
μｍであって、表６の結果でのように、焦点深度内で±
２ｎｍの波長変化に０．０１λ以下の優れた波面収差を
示す。
蔵装置で許容されるデフォーカス量である対物レンズの
焦点深度（Ｆｄ）内でなければならない。前述した本発
明による対物レンズ装置において、開口数が０．６であ
り、波長が４０５ｎｍである場合、焦点深度は０．５６
μｍであって、表６の結果でのように、焦点深度内で±
２ｎｍの波長変化に０．０１λ以下の優れた波面収差を
示す。
【００２７】
【数２】
【００２８】以上述べたように、本発明による対物レン
ズ装置、すなわち、一つの非球面レンズ要素及び一つの
ホログラムレンズ要素をもつ対物レンズ装置は、基準波
長に対して±２ｎｍの波長変化に０．０１λ以下の低い
波面収差をもつので、４００ｎｍ前後のレーザー光を採
用する光ピックアップ装置に適している。このような本
発明の対物レンズ装置を採用した光ピックアップ装置の
一実施形態が、図７に示されている。
ズ装置、すなわち、一つの非球面レンズ要素及び一つの
ホログラムレンズ要素をもつ対物レンズ装置は、基準波
長に対して±２ｎｍの波長変化に０．０１λ以下の低い
波面収差をもつので、４００ｎｍ前後のレーザー光を採
用する光ピックアップ装置に適している。このような本
発明の対物レンズ装置を採用した光ピックアップ装置の
一実施形態が、図７に示されている。
【００２９】図７を参照すれば、ディスク１０に本発明
による対物レンズ装置２０が近づいている。対物レンズ
装置２０と光源５０との光進行軸上にコリメーターレン
ズ３０及びビームスプリッタ４０が位置づけられてい
る。前記ビームスプリッタ４０の反射光進行軸上に受光
部レンズ６０及び光検出器７０が位置づけられている。
による対物レンズ装置２０が近づいている。対物レンズ
装置２０と光源５０との光進行軸上にコリメーターレン
ズ３０及びビームスプリッタ４０が位置づけられてい
る。前記ビームスプリッタ４０の反射光進行軸上に受光
部レンズ６０及び光検出器７０が位置づけられている。
【００３０】ここで、前記対物レンズ装置２０は、前記
表５に示されたような光学的構造をもつ。このような構
造の光ピックアップ装置は１種類のディスク、例えばＤ
ＶＤや現在開発中にある所謂ＨＤ(High Definition)-Ｄ
ＶＤであり得る。７８０ｎｍの波長のレーザー光を採用
するＣＤに対しては、その効果があまり大でない。しか
し、ある場合においては、本発明の光ピックアップ装置
がＣＤ用光ピックアップ装置として適用できる。
表５に示されたような光学的構造をもつ。このような構
造の光ピックアップ装置は１種類のディスク、例えばＤ
ＶＤや現在開発中にある所謂ＨＤ(High Definition)-Ｄ
ＶＤであり得る。７８０ｎｍの波長のレーザー光を採用
するＣＤに対しては、その効果があまり大でない。しか
し、ある場合においては、本発明の光ピックアップ装置
がＣＤ用光ピックアップ装置として適用できる。
【００３１】ＤＶＤの場合にはレーザー光の波長が６５
０ｎｍであり、ＨＤ-ＤＶＤの場合にはこれより短い４
００ｎｍ前後の波長をもつ。したがって、前記本発明の
光ピックアップ装置の光源はディスクの種類に対応する
波長のレーザー光を発生し、またこの波長に対応してビ
ームスプリッタ、コリメーターレンズなどの光学的特性
が適宜に対応しなければならない。
０ｎｍであり、ＨＤ-ＤＶＤの場合にはこれより短い４
００ｎｍ前後の波長をもつ。したがって、前記本発明の
光ピックアップ装置の光源はディスクの種類に対応する
波長のレーザー光を発生し、またこの波長に対応してビ
ームスプリッタ、コリメーターレンズなどの光学的特性
が適宜に対応しなければならない。
【００３２】しかし、本発明の対物レンズ装置及びこれ
を採用した光ピックアップ装置は、ＤＶＤまたはＨＤ-
ＤＶＤ用として適用されることが好ましく、さらには、
ＤＶＤ／ＨＤ−ＤＶＤに互換可能な構造に設計されるこ
とがより好ましい。図８は、二枚のディスク、例えばＤ
ＶＤ及びＨＤ-ＤＶＤに互換可能な構造の本発明による
光ピックアップ装置を示したものである。
を採用した光ピックアップ装置は、ＤＶＤまたはＨＤ-
ＤＶＤ用として適用されることが好ましく、さらには、
ＤＶＤ／ＨＤ−ＤＶＤに互換可能な構造に設計されるこ
とがより好ましい。図８は、二枚のディスク、例えばＤ
ＶＤ及びＨＤ-ＤＶＤに互換可能な構造の本発明による
光ピックアップ装置を示したものである。
【００３３】図８を参照すれば、ディスク１０に本発明
による対物レンズ装置２０が近づいている。対物レンズ
装置２０と第１光源５１との直線的な光進行軸上にコリ
メーターレンズ３０、第１ビームスプリッタ４１及び第
２ビームスプリッタが位置づけられている。前記第１ビ
ームスプリッタ４１の反射光進行軸上に受光部レンズ６
０及び光検出器７０が位置づけられている。そして、第
２ビームスプリッタ４２の一側には第２ビームスプリッ
タ４２を介してレーザー光を前記ディスク１０に照射す
る第２光源５２が位置づけられている。
による対物レンズ装置２０が近づいている。対物レンズ
装置２０と第１光源５１との直線的な光進行軸上にコリ
メーターレンズ３０、第１ビームスプリッタ４１及び第
２ビームスプリッタが位置づけられている。前記第１ビ
ームスプリッタ４１の反射光進行軸上に受光部レンズ６
０及び光検出器７０が位置づけられている。そして、第
２ビームスプリッタ４２の一側には第２ビームスプリッ
タ４２を介してレーザー光を前記ディスク１０に照射す
る第２光源５２が位置づけられている。
【００３４】前記第１ビームスプリッタ４１は第１光源
５１及び第２光源５２からのレーザー光を対物レンズ装
置２０に向けて通過させ、ディスク１０から反射された
レーザー光は反射させて受光部レンズ６０を介して光検
出器７０に入射させる。前記第２ビームスプリッタ４２
は第１光源５１からのレーザー光を第１ビームスプリッ
タ４１に通過させ、また第２光源５２からのレーザー光
は第１ビームスプリッタ側に反射させる。
５１及び第２光源５２からのレーザー光を対物レンズ装
置２０に向けて通過させ、ディスク１０から反射された
レーザー光は反射させて受光部レンズ６０を介して光検
出器７０に入射させる。前記第２ビームスプリッタ４２
は第１光源５１からのレーザー光を第１ビームスプリッ
タ４１に通過させ、また第２光源５２からのレーザー光
は第１ビームスプリッタ側に反射させる。
【００３５】前記第１光源５０１はＨＤ-ＤＶＤに対応
する波長、例えば、４０５ｎｍの波長をもつレーザー光
を発射し、第２光源５０２はＤＶＤに対応する６５０ｎ
ｍの波長をもつレーザー光を発射する。したがって、Ｈ
Ｄ-ＤＶＤに対する再生及び記録時には第１光源５０１
からのレーザー光が使用され、ＤＶＤに対する再生及び
記録時には第２光源５０２からのレーザー光が使用され
る。
する波長、例えば、４０５ｎｍの波長をもつレーザー光
を発射し、第２光源５０２はＤＶＤに対応する６５０ｎ
ｍの波長をもつレーザー光を発射する。したがって、Ｈ
Ｄ-ＤＶＤに対する再生及び記録時には第１光源５０１
からのレーザー光が使用され、ＤＶＤに対する再生及び
記録時には第２光源５０２からのレーザー光が使用され
る。
【００３６】前述したようなＤＶＤ／ＨＤ−ＤＶＤ互換
型光ピックアップ装置は、二つの光源及び一つの光検出
器をもつ点にその特徴がある。下記表７には前記ＤＶＤ
／ＨＤ−ＤＶＤ互換型光ピックアップ装置に採用される
対物レンズ装置の光学的データが示されており、下記表
８には使用波長によるデフォーカス量及び波面収差が示
されている。
型光ピックアップ装置は、二つの光源及び一つの光検出
器をもつ点にその特徴がある。下記表７には前記ＤＶＤ
／ＨＤ−ＤＶＤ互換型光ピックアップ装置に採用される
対物レンズ装置の光学的データが示されており、下記表
８には使用波長によるデフォーカス量及び波面収差が示
されている。
【００３７】
【表７】
【００３８】
【表８】
【００３９】前述したＤＶＤ／ＨＤ-ＤＶＤ互換型光ピ
ックアップ装置により、ＤＶＤから情報を再生するとき
には、対物レンズ装置の非球面レンズ要素とディスクと
の距離がＨＤ-ＤＶＤに比べて１５μｍ程度に近づくよ
うにフォーカスサーボメカニズムで調整され、ＨＤ-Ｄ
ＶＤ再生及び記録の変換時に発生するレーザーダイオー
ドの波長変化±２ｎｍに対しては別途の調整無しに対物
レンズ装置の焦点深度内で良好な記録／再生がなされ
る。図９は、本発明による互換型光ピックアップ装置の
対物レンズ装置とディスクとの作動距離がＨＤ-ＤＶＤ
に最適化するように調整した後の収差特性を示したもの
であって、ＨＤ-ＤＶＤの４００ｎｍ収差は０．０１λ
以下の値を示し、６５０ｎｍのＤＶＤ収差は極めて大き
いということが分かる。一方、図１０は、ＤＶＤに対す
る収差が最適化するように作動距離が調整された後の収
差特性を示したものであって、この場合にはＨＤ-ＤＶ
Ｄ収差が０．１λ以上に大きい。したがって、ＨＤ-Ｄ
ＶＤ使用時及びＤＶＤ記録／再生時に作動距離を調整す
ることにより、各々の場合、０．０１λ以下の優れた性
能が得られる。
ックアップ装置により、ＤＶＤから情報を再生するとき
には、対物レンズ装置の非球面レンズ要素とディスクと
の距離がＨＤ-ＤＶＤに比べて１５μｍ程度に近づくよ
うにフォーカスサーボメカニズムで調整され、ＨＤ-Ｄ
ＶＤ再生及び記録の変換時に発生するレーザーダイオー
ドの波長変化±２ｎｍに対しては別途の調整無しに対物
レンズ装置の焦点深度内で良好な記録／再生がなされ
る。図９は、本発明による互換型光ピックアップ装置の
対物レンズ装置とディスクとの作動距離がＨＤ-ＤＶＤ
に最適化するように調整した後の収差特性を示したもの
であって、ＨＤ-ＤＶＤの４００ｎｍ収差は０．０１λ
以下の値を示し、６５０ｎｍのＤＶＤ収差は極めて大き
いということが分かる。一方、図１０は、ＤＶＤに対す
る収差が最適化するように作動距離が調整された後の収
差特性を示したものであって、この場合にはＨＤ-ＤＶ
Ｄ収差が０．１λ以上に大きい。したがって、ＨＤ-Ｄ
ＶＤ使用時及びＤＶＤ記録／再生時に作動距離を調整す
ることにより、各々の場合、０．０１λ以下の優れた性
能が得られる。
【００４０】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、Ｄ
ＶＤやＨＤ-ＤＶＤに対する記録／再生切り換え時にレ
ーザー光のパワー変化による波長変化及びこれによる収
差が効率良く補償される。さらに、本発明の対物レンズ
装置は一つの非球面レンズ要素及び一つのホログラムレ
ンズ要素により構成されるので、各レンズ要素の材料の
選択に対する困難さがなく、しかもこれを採用する光ピ
ックアップ装置の構造をコンパクト化できる。
ＶＤやＨＤ-ＤＶＤに対する記録／再生切り換え時にレ
ーザー光のパワー変化による波長変化及びこれによる収
差が効率良く補償される。さらに、本発明の対物レンズ
装置は一つの非球面レンズ要素及び一つのホログラムレ
ンズ要素により構成されるので、各レンズ要素の材料の
選択に対する困難さがなく、しかもこれを採用する光ピ
ックアップ装置の構造をコンパクト化できる。
【００４１】本発明は図面に示された実施形態を参考と
して説明されたが、これは単なる例示的なものに過ぎ
ず、当該分野における通常の知識を有した者なら、これ
より各種の変形及び均等な他実施例が可能なのは言うま
でもない。よって、本発明の真の技術的保護範囲は特許
請求の範囲によって定まるべきである。
して説明されたが、これは単なる例示的なものに過ぎ
ず、当該分野における通常の知識を有した者なら、これ
より各種の変形及び均等な他実施例が可能なのは言うま
でもない。よって、本発明の真の技術的保護範囲は特許
請求の範囲によって定まるべきである。
【図１】 一般的に用いられるレンズ材料別波長変化に
よる屈折率の変化を示したグラフである。
よる屈折率の変化を示したグラフである。
【図２】 従来の光貯蔵装置用光ピックアップ装置に採
用される単一対物レンズの構造を示した図である。
用される単一対物レンズの構造を示した図である。
【図３】 従来の対物レンズとディスクとの作動距離が
固定された状態での対物レンズの波長別収差特性を示し
た図である。
固定された状態での対物レンズの波長別収差特性を示し
た図である。
【図４】 波長４０５ｎｍ、開口数０．６の条件で設計
された従来の対物レンズに対する波長別収差特性を示し
た図である。
された従来の対物レンズに対する波長別収差特性を示し
た図である。
【図５】 本発明の対物レンズ装置による一実施形態の
概略的な構成図である。
概略的な構成図である。
【図６】 図５に示された本発明による対物レンズ装置
の収差特性を示したグラフである。
の収差特性を示したグラフである。
【図７】 本発明による対物レンズ装置が採用された本
発明の光ピックアップ装置による一実施形態の概略構成
図である。
発明の光ピックアップ装置による一実施形態の概略構成
図である。
【図８】 本発明による対物レンズ装置が採用された本
発明の光ピックアップ装置による他の実施形態の概略構
成図である。
発明の光ピックアップ装置による他の実施形態の概略構
成図である。
【図９】 本発明による対物レンズ装置とディスクとの
作動距離がＨＤ-ＤＶＤに最適化するように調整された
後の収差特性を示した図である。
作動距離がＨＤ-ＤＶＤに最適化するように調整された
後の収差特性を示した図である。
【図１０】 本発明による対物レンズ装置とディスクと
の作動距離がＤＶＤに最適化するように調整された後の
収差特性を示した図である。
の作動距離がＤＶＤに最適化するように調整された後の
収差特性を示した図である。
１０ ディスク ２０ 対物レンズ装置 ３０ コリメーターレンズ ４０ ビームスプリッタ ４１ 第１ビームスプリッタ ４２ 第２ビームスプリッタ ５０ 光源 ５１ 第１光源 ５２ 第２光源 ６０ 受光部レンズ ７０ 光検出器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安 栄万 大韓民国京畿道水原市八達区靈通洞969− １番地泰栄アパート931棟901号 (72)発明者 徐 偕貞 大韓民国京畿道城南市中院区上大院３洞 1852番地 Ｆターム(参考） 2H049 CA05 CA09 CA20 2H087 KA13 NA14 PA01 PA17 PB01 QA02 QA07 QA14 QA34 RA05 RA12 RA13 RA46 5D119 AA38 AA41 BA01 DA01 DA05 EC03 EC45 EC47 FA05 FA08 JA44 JA47 JB01 JB02
Claims (14)
- 【請求項１】 ディスクに対面するものであって、所定
の第１焦点距離及び所定の開口数をもつ非球面レンズ要
素と、 前記非球面レンズ要素に隣接して設けられるものであっ
て、前記第１焦点距離に比べて長い第２焦点距離をも
ち、６７０ｎｍ以下の波長をもつレーザー光の波長変化
による色収差を補償するための回折格子をもつホログラ
ムレンズと、を具備することを特徴とする対物レンズ装
置。 - 【請求項２】 前記ディスクは、ＤＶＤ及びＨＤ-ＤＶ
Ｄのいずれかであることを特徴とする請求項１に記載の
対物レンズ装置。 - 【請求項３】 前記非球面レンズ要素は正のパワーをも
ち、前記ホログラムレンズ要素は正又は負のパワーをも
つことを特徴とする請求項１又は２に記載の対物レンズ
装置。 - 【請求項４】 ディスクに向けて進行するレーザー光を
発生する光源と、前記ディスクに対面するものであっ
て、所定の第１焦点距離及び所定の開口数をもつ非球面
レンズ要素と、前記非球面レンズ要素に隣接して設けら
れるものであって、前記第１焦点距離に比べて長い第２
焦点距離をもち、６７０ｎｍ以下の波長をもつレーザー
光の波長変化による色収差を補償するための回折格子を
もつホログラムレンズと、を具備する対物レンズ装置
と、 前記光源と対物レンズ装置との間に設けられるビームス
プリッタと、 前記ディスクから反射されて前記ビームスプリッタを通
過した光を受光する光検出器と、を具備することを特徴
とする光ピックアップ装置。 - 【請求項５】 前記ディスクは、ＤＶＤ及びＨＤ-ＤＶ
Ｄのいずれかであることを特徴とする請求項４に記載の
光ピックアップ装置。 - 【請求項６】 前記光源は、３９０〜４２０ｎｍ範囲内
の波長をもつレーザー光を発射することを特徴とする請
求項３又は４に記載の光ピックアップ装置。 - 【請求項７】 前記非球面レンズ要素は正のパワーをも
ち、前記ホログラムレンズ要素は正又は負のパワーをも
つことを特徴とする請求項３又は４に記載の光ピックア
ップ装置。 - 【請求項８】 前記非球面レンズ要素は正のパワーをも
ち、前記ホログラムレンズ要素は正又は負のパワーをも
つことを特徴とする請求項５に記載の光ピックアップ装
置。 - 【請求項９】 相異なる２種類のディスクから選ばれた
一方のディスクに向けて進行する相異なる波長のレーザ
ー光をそれぞれ発生する第１光源及び第２光源と、 前記ディスクに対面するものであって、所定の第１焦点
距離及び所定の開口数をもつ非球面レンズ要素と、前記
非球面レンズ要素に隣接して設けられるものであって、
前記第１焦点距離に比べて長い第２焦点距離をもち、６
７０ｎｍ以下の波長をもつレーザー光の波長変化による
色収差を補償するための回折格子をもつホログラムレン
ズと、を具備する対物レンズ装置と、 前記第１光源と対物レンズ装置との間に設けられるもの
であって、前記第１光源及び第２光源からのレーザー光
を前記ディスクに通過させる第１ビームスプリッタと、 前記第１ビームスプリッタと前記第１光源との間に設け
られるものであって、前記第２光源からのレーザーを前
記ディスクに反射させる第２ビームスプリッタと、 前記ディスクから反射されて前記第１ビームスプリッタ
を通過したレーザー光を受光する光検出器と、を具備す
ることを特徴とする光ピックアップ装置。 - 【請求項１０】 前記相異なる２種類のディスクは、Ｄ
ＶＤ及びＨＤ-ＤＶＤであることを特徴とする請求項９
に記載の光ピックアップ装置。 - 【請求項１１】 前記第１光源は３９０〜４２０ｎｍ範
囲内の波長をもつレーザー光を発射し、第２光源は６３
０〜６７０ｎｍ範囲内の波長をもつレーザー光を発射す
ることを特徴とする請求項９又は１０に記載の光ピック
アップ装置。 - 【請求項１２】 前記第１光源は４０５ｎｍの波長をも
つレーザー光を発射し、第２光源は６５０ｎｍの波長を
もつレーザー光を発射することを特徴とする請求項１１
に記載の光ピックアップ装置。 - 【請求項１３】 前記非球面レンズ要素は正のパワーを
もち、前記ホログラムレンズ要素は正又は負のパワーを
もつことを特徴とする請求項９、１０及び１２のいずれ
かに記載の光ピックアップ装置。 - 【請求項１４】 前記非球面レンズ要素は正のパワーを
もち、前記ホログラムレンズ要素は正又は負のパワーを
もつことを特徴とする請求項１１に記載の光ピックアッ
プ装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020000020069A KR100694032B1 (ko) | 2000-04-17 | 2000-04-17 | 대물렌즈장치 및 이를 적용한 광픽업 장치 |
| KR200020069 | 2000-04-17 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001297479A true JP2001297479A (ja) | 2001-10-26 |
Family
ID=19664818
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000393611A Withdrawn JP2001297479A (ja) | 2000-04-17 | 2000-12-25 | 対物レンズ装置及びこれを採用した光ピックアップ装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6678233B2 (ja) |
| EP (1) | EP1158502B1 (ja) |
| JP (1) | JP2001297479A (ja) |
| KR (1) | KR100694032B1 (ja) |
| CN (1) | CN1139822C (ja) |
| DE (1) | DE60019563T2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|---|
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| KR100940205B1 (ko) | 2003-07-01 | 2010-02-10 | 삼성전자주식회사 | 호환형 광픽업 |
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