JP2001330770A - 可変開口分離フィルタ機能を備えたレンズおよびこれを用いた光ピックアップ - Google Patents
可変開口分離フィルタ機能を備えたレンズおよびこれを用いた光ピックアップInfo
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- JP2001330770A JP2001330770A JP2000150437A JP2000150437A JP2001330770A JP 2001330770 A JP2001330770 A JP 2001330770A JP 2000150437 A JP2000150437 A JP 2000150437A JP 2000150437 A JP2000150437 A JP 2000150437A JP 2001330770 A JP2001330770 A JP 2001330770A
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- Lenses (AREA)
- Optical Filters (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 可変開口分離フィルタの機能を兼ね備え且つ
製造が容易なレンズおよびこのレンズを用いた光ピック
アップを提供する。 【解決手段】 本発明のレンズは、所望の焦点距離を有
するレンズ本体と、このレンズ本体の入射面に形成さ
れ、第１の波長より長い第２の波長より長い遮断波長に
満たない光は透過するが前記遮断波長を超える光は反射
する短波長通過フィルタの膜とからなる。第２の波長の
入射光の前記膜への入射角が大きくなるにつれて入射光
が反射されて透過しなくなる入射角を臨界入射角とす
る。入射角が臨界入射角より小さい前記レンズの範囲が
第２の波長に対する所望の開口数となるようにレンズの
入射側の曲率を調節する。これにより、第１の波長の光
は入射角に関わらず透過し、第２の波長の光に対しては
所望の開口数を有する可変開口分離フィルタ機能を備え
たレンズ。このレンズを対物レンズとして使用すること
により、可変開口分離フィルタは不要となる。
製造が容易なレンズおよびこのレンズを用いた光ピック
アップを提供する。 【解決手段】 本発明のレンズは、所望の焦点距離を有
するレンズ本体と、このレンズ本体の入射面に形成さ
れ、第１の波長より長い第２の波長より長い遮断波長に
満たない光は透過するが前記遮断波長を超える光は反射
する短波長通過フィルタの膜とからなる。第２の波長の
入射光の前記膜への入射角が大きくなるにつれて入射光
が反射されて透過しなくなる入射角を臨界入射角とす
る。入射角が臨界入射角より小さい前記レンズの範囲が
第２の波長に対する所望の開口数となるようにレンズの
入射側の曲率を調節する。これにより、第１の波長の光
は入射角に関わらず透過し、第２の波長の光に対しては
所望の開口数を有する可変開口分離フィルタ機能を備え
たレンズ。このレンズを対物レンズとして使用すること
により、可変開口分離フィルタは不要となる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、概して種類の異な
る光ディスクに対応した光ディスク装置に用いられる可
変開口分離フィルタの機能を兼ね備えたレンズに関す
る。
る光ディスクに対応した光ディスク装置に用いられる可
変開口分離フィルタの機能を兼ね備えたレンズに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】光ディスクには、基板厚が０．６ｍｍの
ＤＶＤ（Digital Versatile or VideoDisk）、１．２ｍ
ｍのＣＤ（Compact Disk）というように基板厚が異なる
ものがある。コストや効率の面からは１つの光ピックア
ップ（または光ヘッド）で種々の光ディスクに対応でき
る方が好ましい。このために、再生するディスクの基板
厚に応じて光ヘッドの対物レンズの球面収差を調節でき
るように可変開口分離フィルタを対物レンズの前に配置
した光ヘッドが提案されている。例えば、発明者は、特
開平１１−３２８７１５において可変開口分離フィルタ
とともにこれを用いた光ヘッドの構成も開示した。図６
は、可変開口分離フィルタの構造を概略的に示す図であ
る。図６（ａ）は、斜視図、（ｂ）は図６（ａ）の可変
開口分離フィルタのｘｙ平面に関する断面図である。可
変開口分離フィルタ９０は、ガラス基板９１とガラス基
板９１の中央部分に形成された円形の膜９２、およびガ
ラス基板９１上に膜９２の周囲に形成された外周の膜９
３からなる。円形の膜９２と外周の膜９３は、フォトリ
ソグラフィ技術によって形成したものであり、それぞれ
低屈折率層と高屈折率層を交互に積み重ねた多層構造を
有し、ＤＶＤ用の６５５ｎｍの光は膜９２および９３を
共に透過するが、ＣＤ用の７９０ｎｍの光は円形の膜９
２は透過するが外周の膜９３は透過しないように各層の
厚さが調節される。これにより、対物レンズに入射する
光束の径が変化し、実質的にレンズの開口数が変わるこ
とにより、それぞれの光の焦点距離が異なることにな
り、基板厚の異なるメディアを単一のピックアップにて
読み取り、書き込みできるようになる。
ＤＶＤ（Digital Versatile or VideoDisk）、１．２ｍ
ｍのＣＤ（Compact Disk）というように基板厚が異なる
ものがある。コストや効率の面からは１つの光ピックア
ップ（または光ヘッド）で種々の光ディスクに対応でき
る方が好ましい。このために、再生するディスクの基板
厚に応じて光ヘッドの対物レンズの球面収差を調節でき
るように可変開口分離フィルタを対物レンズの前に配置
した光ヘッドが提案されている。例えば、発明者は、特
開平１１−３２８７１５において可変開口分離フィルタ
とともにこれを用いた光ヘッドの構成も開示した。図６
は、可変開口分離フィルタの構造を概略的に示す図であ
る。図６（ａ）は、斜視図、（ｂ）は図６（ａ）の可変
開口分離フィルタのｘｙ平面に関する断面図である。可
変開口分離フィルタ９０は、ガラス基板９１とガラス基
板９１の中央部分に形成された円形の膜９２、およびガ
ラス基板９１上に膜９２の周囲に形成された外周の膜９
３からなる。円形の膜９２と外周の膜９３は、フォトリ
ソグラフィ技術によって形成したものであり、それぞれ
低屈折率層と高屈折率層を交互に積み重ねた多層構造を
有し、ＤＶＤ用の６５５ｎｍの光は膜９２および９３を
共に透過するが、ＣＤ用の７９０ｎｍの光は円形の膜９
２は透過するが外周の膜９３は透過しないように各層の
厚さが調節される。これにより、対物レンズに入射する
光束の径が変化し、実質的にレンズの開口数が変わるこ
とにより、それぞれの光の焦点距離が異なることにな
り、基板厚の異なるメディアを単一のピックアップにて
読み取り、書き込みできるようになる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】したがって、単純に考
えると、外側の膜９２または膜９２と９３の両方を対物
レンズの表面に直に形成すれば、部品点数を減らすこと
ができるので、小型化には役立つと思われる。しかし、
これにはフォトリソグラフィ処理が伴うので、あまり組
立工数の節約にはならない。さらに、２つの異なるフィ
ルタ膜の境界線は厳密な寸法精度が要求される。平板ガ
ラスならばフォトリソグラフィ技術を用いて寸法精度を
制御できるが、球面のレンズ上ではそのような加工は困
難である。また、平板ガラスであれば、大きめのガラス
に複数のフィルタを作った後で、切断して個片にすると
いうバッチ処理も可能であるが、レンズは予め個片で供
給されるので、個々のレンズに困難なフォトリソ加工を
施すことになり、その分コストが掛かることになる。し
たがって、本発明の目的は、可変開口分離フィルタの機
能を兼ね備え且つ製造が容易なレンズを提供することで
ある。また、本発明のさらなる目的は、そのようなレン
ズを用いることによりサイズおよびコストの両方を削減
した光ピックアップを提供することである。
えると、外側の膜９２または膜９２と９３の両方を対物
レンズの表面に直に形成すれば、部品点数を減らすこと
ができるので、小型化には役立つと思われる。しかし、
これにはフォトリソグラフィ処理が伴うので、あまり組
立工数の節約にはならない。さらに、２つの異なるフィ
ルタ膜の境界線は厳密な寸法精度が要求される。平板ガ
ラスならばフォトリソグラフィ技術を用いて寸法精度を
制御できるが、球面のレンズ上ではそのような加工は困
難である。また、平板ガラスであれば、大きめのガラス
に複数のフィルタを作った後で、切断して個片にすると
いうバッチ処理も可能であるが、レンズは予め個片で供
給されるので、個々のレンズに困難なフォトリソ加工を
施すことになり、その分コストが掛かることになる。し
たがって、本発明の目的は、可変開口分離フィルタの機
能を兼ね備え且つ製造が容易なレンズを提供することで
ある。また、本発明のさらなる目的は、そのようなレン
ズを用いることによりサイズおよびコストの両方を削減
した光ピックアップを提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
め、請求項１記載の可変開口分離フィルタは、第１の波
長はその入射角に拘わらず透過し、前記第１の波長より
長い第２の波長の光は入射角に応じて透過率が変化する
ような短波長通過膜をレンズの一面に形成すると共に、
第２の波長の光がレンズの所望領域を透過するよう前記
短波長通過膜が形成されたレンズ面の曲率を設定したこ
とを特徴とする。請求項２記載の可変開口分離フィルタ
機能を備えたレンズは、所望の焦点距離を有するレンズ
本体と、このレンズ本体の入射面に形成され、第１の波
長より長い第２の波長より長い遮断波長に満たない光は
透過するが前記遮断波長を超える光は反射する短波長通
過フィルタの膜とからなり、前記第２の波長の入射光の
前記膜への入射角が大きくなるにつれて前記入射光が反
射されて透過しなくなる入射角を臨界入射角とした場
合、前記入射角が前記臨界入射角より小さい前記レンズ
の範囲が前記第２の波長に対する所望の開口数となるよ
うに前記レンズの入射側の曲率を調節することにより、
前記第１の波長の光は入射角に関わらず透過し、前記第
２の波長の光に対しては前記所望の開口数を有すること
を特徴とする。請求項３記載のレンズは、請求項１又は
２記載のレンズにおいて、前記膜は、比較的屈折率の低
い層と比較的屈折率の高い層とを交互に積み重ねたもの
であることを特徴とする。請求項４記載のレンズは、請
求項１又は２記載のレンズにおいて、前記遮断波長が、
前記第２の波長の近くに設定されていることを特徴とす
る。さらなる目的を達成するため、請求項５記載の光ピ
ックアップは、基板厚の比較的薄い第１の光ディスクと
基板厚の比較的厚い第２の光ディスクの両方に対応し、
第１の光ディスクには第１の波長を用い、第２の光ディ
スクには前記第１の波長より長い第２の波長を用いる光
ピックアップであり、該光ピックアップが、前記第１の
波長の第１の光または前記第２の波長の第２の光を前記
第１の光ディスクまたは前記第２の光ディスクにそれぞ
れ集光させる対物レンズと、前記第１の光を発する第１
の光源と、前記第１の光を前記対物レンズに入射させる
第１の手段と、前記第２の光を発する第２の光源と、前
記第２の光を前記対物レンズに入射させる第２の手段と
を備え、前記対物レンズが、所望の焦点距離を有するレ
ンズ本体と、このレンズ本体の入射面に形成され、前記
第２の波長より長い遮断波長に満たない光は透過するが
前記遮断波長を超える光は反射する短波長通過フィルタ
の膜とからなり、前記第２の光の前記膜への入射角が大
きくなるにつれて前記入射光が反射されて透過しなくな
る入射角を臨界入射角とした場合、前記入射角が前記臨
界入射角より小さい前記レンズの範囲が前記第２の波長
に対する所望の開口数となるように前記レンズの入射側
の曲率を調節することにより、前記第１の波長の光は入
射角に関わらず透過し、前記第２の波長の光に対しては
前記所望の開口数を有することを特徴とする光ピックア
ップ。請求項６記載の光ピックアップは、請求項４記載
の光ピックアップにおいて、前記膜は、比較的屈折率の
低い層と比較的屈折率の高い層とを交互に積み重ねたも
のであることを特徴とする。請求項７記載の光ピックア
ップは、請求項５記載の光ピックアップにおいて、前記
遮断波長が、前記第２の波長の近くに設定されているこ
とを特徴とする。請求項８記載の光ピックアップは、請
求項５記載の光ピックアップにおいて、前記第２の手段
が、前記第２の光を所望の開口角の発散光として前記対
物レンズに入射させる手段を含むことを特徴とする。請
求項９記載の光ピックアップは、請求項５記載の光ピッ
クアップにおいて、前記第１の光源と前記第２の光源と
が単一の手段から成ることを特徴とする。
め、請求項１記載の可変開口分離フィルタは、第１の波
長はその入射角に拘わらず透過し、前記第１の波長より
長い第２の波長の光は入射角に応じて透過率が変化する
ような短波長通過膜をレンズの一面に形成すると共に、
第２の波長の光がレンズの所望領域を透過するよう前記
短波長通過膜が形成されたレンズ面の曲率を設定したこ
とを特徴とする。請求項２記載の可変開口分離フィルタ
機能を備えたレンズは、所望の焦点距離を有するレンズ
本体と、このレンズ本体の入射面に形成され、第１の波
長より長い第２の波長より長い遮断波長に満たない光は
透過するが前記遮断波長を超える光は反射する短波長通
過フィルタの膜とからなり、前記第２の波長の入射光の
前記膜への入射角が大きくなるにつれて前記入射光が反
射されて透過しなくなる入射角を臨界入射角とした場
合、前記入射角が前記臨界入射角より小さい前記レンズ
の範囲が前記第２の波長に対する所望の開口数となるよ
うに前記レンズの入射側の曲率を調節することにより、
前記第１の波長の光は入射角に関わらず透過し、前記第
２の波長の光に対しては前記所望の開口数を有すること
を特徴とする。請求項３記載のレンズは、請求項１又は
２記載のレンズにおいて、前記膜は、比較的屈折率の低
い層と比較的屈折率の高い層とを交互に積み重ねたもの
であることを特徴とする。請求項４記載のレンズは、請
求項１又は２記載のレンズにおいて、前記遮断波長が、
前記第２の波長の近くに設定されていることを特徴とす
る。さらなる目的を達成するため、請求項５記載の光ピ
ックアップは、基板厚の比較的薄い第１の光ディスクと
基板厚の比較的厚い第２の光ディスクの両方に対応し、
第１の光ディスクには第１の波長を用い、第２の光ディ
スクには前記第１の波長より長い第２の波長を用いる光
ピックアップであり、該光ピックアップが、前記第１の
波長の第１の光または前記第２の波長の第２の光を前記
第１の光ディスクまたは前記第２の光ディスクにそれぞ
れ集光させる対物レンズと、前記第１の光を発する第１
の光源と、前記第１の光を前記対物レンズに入射させる
第１の手段と、前記第２の光を発する第２の光源と、前
記第２の光を前記対物レンズに入射させる第２の手段と
を備え、前記対物レンズが、所望の焦点距離を有するレ
ンズ本体と、このレンズ本体の入射面に形成され、前記
第２の波長より長い遮断波長に満たない光は透過するが
前記遮断波長を超える光は反射する短波長通過フィルタ
の膜とからなり、前記第２の光の前記膜への入射角が大
きくなるにつれて前記入射光が反射されて透過しなくな
る入射角を臨界入射角とした場合、前記入射角が前記臨
界入射角より小さい前記レンズの範囲が前記第２の波長
に対する所望の開口数となるように前記レンズの入射側
の曲率を調節することにより、前記第１の波長の光は入
射角に関わらず透過し、前記第２の波長の光に対しては
前記所望の開口数を有することを特徴とする光ピックア
ップ。請求項６記載の光ピックアップは、請求項４記載
の光ピックアップにおいて、前記膜は、比較的屈折率の
低い層と比較的屈折率の高い層とを交互に積み重ねたも
のであることを特徴とする。請求項７記載の光ピックア
ップは、請求項５記載の光ピックアップにおいて、前記
遮断波長が、前記第２の波長の近くに設定されているこ
とを特徴とする。請求項８記載の光ピックアップは、請
求項５記載の光ピックアップにおいて、前記第２の手段
が、前記第２の光を所望の開口角の発散光として前記対
物レンズに入射させる手段を含むことを特徴とする。請
求項９記載の光ピックアップは、請求項５記載の光ピッ
クアップにおいて、前記第１の光源と前記第２の光源と
が単一の手段から成ることを特徴とする。
【０００５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態例と添
付図面により本発明を詳細に説明する。なお、複数の図
面に同じ要素を示す場合には同一の参照符号を付ける。 （実施の形態１）図１は、本発明の可変開口分離フィル
タ機能を備えたレンズを用いた光ピックアップの実施の
一形態を示す。図１において、光ピックアップ１は、波
長６５５ｎｍのレーザビームを発生するレーザダイオー
ド１２、偏光ビームスプリッタ１６、レーザダイオード
１２からのレーザビームを平行光にするコリメートレン
ズ（平行光レンズ）１７、波長分離プリズム１８、１／
４波長板２０、本発明の可変開口分離フィルタ機能を備
えた対物レンズ３０、波長６５５ｎｍのレーザビームが
焦点の位置で（例えば、厚さ０．６ｍｍの光ディスク
（例えば、ＤＶＤ）等により）反射されるものとして、
この時の戻り光を検出する光検出器２２、波長７９０ｎ
ｍのレーザビームを発生するレーザダイオード４０、偏
光ビームスプリッタ４４、コリメートレンズ４６、波長
７９０ｎｍのレーザビームが焦点の位置で（例えば、厚
さ１．２ｍｍの光ディスク（例えば、ＣＤ）によって）
反射されるものとして、この時の戻り光を検出する光検
出器４８などにより構成されている。図２は、図１の対
物レンズ３０が可変開口分離フィルタの機能を果たすこ
とを示す図である。図２において、本発明の可変開口分
離フィルタを備えたレンズ３０は、ガラスのレンズ３２
とレンズの入射面に一様な厚さに形成された短波長（通
過）フィルタ（ＳＷＰＦ）膜３４からなる。本発明によ
れば、短波長フィルタ膜３４は、入射角θが０°の光に
対する遮断波長（これより短い波長は通すが、長い波長
は反射する波長でλｃｏで表す）をＣＤ用の波長、即ち
７９０ｎｍより長く設定する。このような、短波長フィ
ルタ膜３４の透過特性を表すグラフを図３に示す。
付図面により本発明を詳細に説明する。なお、複数の図
面に同じ要素を示す場合には同一の参照符号を付ける。 （実施の形態１）図１は、本発明の可変開口分離フィル
タ機能を備えたレンズを用いた光ピックアップの実施の
一形態を示す。図１において、光ピックアップ１は、波
長６５５ｎｍのレーザビームを発生するレーザダイオー
ド１２、偏光ビームスプリッタ１６、レーザダイオード
１２からのレーザビームを平行光にするコリメートレン
ズ（平行光レンズ）１７、波長分離プリズム１８、１／
４波長板２０、本発明の可変開口分離フィルタ機能を備
えた対物レンズ３０、波長６５５ｎｍのレーザビームが
焦点の位置で（例えば、厚さ０．６ｍｍの光ディスク
（例えば、ＤＶＤ）等により）反射されるものとして、
この時の戻り光を検出する光検出器２２、波長７９０ｎ
ｍのレーザビームを発生するレーザダイオード４０、偏
光ビームスプリッタ４４、コリメートレンズ４６、波長
７９０ｎｍのレーザビームが焦点の位置で（例えば、厚
さ１．２ｍｍの光ディスク（例えば、ＣＤ）によって）
反射されるものとして、この時の戻り光を検出する光検
出器４８などにより構成されている。図２は、図１の対
物レンズ３０が可変開口分離フィルタの機能を果たすこ
とを示す図である。図２において、本発明の可変開口分
離フィルタを備えたレンズ３０は、ガラスのレンズ３２
とレンズの入射面に一様な厚さに形成された短波長（通
過）フィルタ（ＳＷＰＦ）膜３４からなる。本発明によ
れば、短波長フィルタ膜３４は、入射角θが０°の光に
対する遮断波長（これより短い波長は通すが、長い波長
は反射する波長でλｃｏで表す）をＣＤ用の波長、即ち
７９０ｎｍより長く設定する。このような、短波長フィ
ルタ膜３４の透過特性を表すグラフを図３に示す。
【０００６】図３は、入射角θ＝０°、４０．７°およ
び６３．７°の場合について、波長と透過率の関係を示
す。図３の例では、入射角θが、０°、４０．７°およ
び６３．７°と増加すると共に、遮断波長λｃｏは８１
０ｎｍ付近から、７７５ｎｍ、７２５ｎｍという具合
に、徐々に短い方へと変化する。例えば、θ＝４０．７
°の場合、波長７９０ｎｍの光の透過率は５％未満であ
る。したがって、ＣＤに用いられる波長７９０ｎｍの光
に対し、４０．７°より僅かに大きい入射角で光が殆ど
反射されて透過しなくなると見なされる入射角度が存在
する。このような角度を仮に波長７９０に対する臨界入
射角と称し、θｃで表すことにする。この例では、図３
から分かるように、この短波長フィルタ膜３４のλ＝７
９０ｎｍに対する臨界入射角θｃが４０°より僅かに大
きい値となるような膜を用いているが、λ＝７９０ｍｍ
に対するθｃが大きくなるとレンズの焦点距離等を所望
の値に設定することが困難となるため、θｃがあまり大
きくならないように、入射角θ＝０に対する遮断波長λ
ｃｏを７９０ｎｍの近くに設定する方が好ましいと言え
る。（以降、単に「遮断波長」と記した場合は、入射角
θ＝０に対する遮断波長を指すものとする。）短波長フ
ィルタ膜３４で開口数を調節しようとする波長（この例
ではＣＤ用の７９０ｎｍ）の臨界入射角θｃを決定した
後、レンズ３０の入射側の曲率を調節することにより開
口数を調節することができる。再び、図２において、７
９０ｎｍの入射光を考える。臨界入射角θｃより小さい
入射角θ１の光は短波長フィルタ膜３４を透過し、θｃ
より大きい入射角θ２の光は短波長フィルタ膜３４で反
射され透過しない。したがって、波長７９０ｎｍの光に
対する開口は、入射角θが臨界入射角θｃより小さくな
るような、レンズ３０の範囲である。換言すれば、所望
の開口が得られるように、レンズ３０の入射側の曲率を
調節すればよい。勿論、レンズ３０は、対物レンズとし
て機能しなければならないので、集光のために必要な焦
点距離を勘案して出射側の曲率も適切に設定する必要が
ある。
び６３．７°の場合について、波長と透過率の関係を示
す。図３の例では、入射角θが、０°、４０．７°およ
び６３．７°と増加すると共に、遮断波長λｃｏは８１
０ｎｍ付近から、７７５ｎｍ、７２５ｎｍという具合
に、徐々に短い方へと変化する。例えば、θ＝４０．７
°の場合、波長７９０ｎｍの光の透過率は５％未満であ
る。したがって、ＣＤに用いられる波長７９０ｎｍの光
に対し、４０．７°より僅かに大きい入射角で光が殆ど
反射されて透過しなくなると見なされる入射角度が存在
する。このような角度を仮に波長７９０に対する臨界入
射角と称し、θｃで表すことにする。この例では、図３
から分かるように、この短波長フィルタ膜３４のλ＝７
９０ｎｍに対する臨界入射角θｃが４０°より僅かに大
きい値となるような膜を用いているが、λ＝７９０ｍｍ
に対するθｃが大きくなるとレンズの焦点距離等を所望
の値に設定することが困難となるため、θｃがあまり大
きくならないように、入射角θ＝０に対する遮断波長λ
ｃｏを７９０ｎｍの近くに設定する方が好ましいと言え
る。（以降、単に「遮断波長」と記した場合は、入射角
θ＝０に対する遮断波長を指すものとする。）短波長フ
ィルタ膜３４で開口数を調節しようとする波長（この例
ではＣＤ用の７９０ｎｍ）の臨界入射角θｃを決定した
後、レンズ３０の入射側の曲率を調節することにより開
口数を調節することができる。再び、図２において、７
９０ｎｍの入射光を考える。臨界入射角θｃより小さい
入射角θ１の光は短波長フィルタ膜３４を透過し、θｃ
より大きい入射角θ２の光は短波長フィルタ膜３４で反
射され透過しない。したがって、波長７９０ｎｍの光に
対する開口は、入射角θが臨界入射角θｃより小さくな
るような、レンズ３０の範囲である。換言すれば、所望
の開口が得られるように、レンズ３０の入射側の曲率を
調節すればよい。勿論、レンズ３０は、対物レンズとし
て機能しなければならないので、集光のために必要な焦
点距離を勘案して出射側の曲率も適切に設定する必要が
ある。
【０００７】なお、入射角θは、レンズ自体３２の曲率
だけでなく、レンズ３０の光軸と入射光の成す角度であ
る開口角（図示せず）の関数でもある。従って、開口数
調節の対象となる光は、レンズ３０に対して発散光とし
て入射させることにより、レンズ側の曲率を比較的大き
く設定することが可能となる。図１の光ピックアップ１
の例では、波長７９０ｎｍの光の開口角の調節はレンズ
４６によって調節する。このように、本発明によれば、
レンズが、開口数調節の対称となる光（対象光）の波長
より長い遮断波長λｃｏを有する短波長フィルタ膜を入
射面に有し、且つ対象光の入射角θが遮断波長λｃｏに
対する臨界入射角θｃより小さい範囲が所望の開口範囲
となるような曲率を入射側に有することにより、対象光
に対する開口を調節することができる。図３の透過特性
を有する短波長フィルタ膜３４の具体的な例を図４に示
す。図３から分かるように、短波長フィルタ膜３４は、
ガラスのレンズ３２の入射側の表面に、例えば、ＳｉＯ
２などの比較的屈折率の低い材料とＴｉＯ２などの比較
的屈折率の高い材料とを交互に３３層蒸着したものであ
る。各層の屈折率と膜厚をそれぞれ示す。このように、
本発明の可変開口フィルタ機能を備えたレンズ３０は、
一様な厚さに蒸着するだけで、ホトリソグラフィ加工を
必要としないので、製造が容易で量産にも適している。
だけでなく、レンズ３０の光軸と入射光の成す角度であ
る開口角（図示せず）の関数でもある。従って、開口数
調節の対象となる光は、レンズ３０に対して発散光とし
て入射させることにより、レンズ側の曲率を比較的大き
く設定することが可能となる。図１の光ピックアップ１
の例では、波長７９０ｎｍの光の開口角の調節はレンズ
４６によって調節する。このように、本発明によれば、
レンズが、開口数調節の対称となる光（対象光）の波長
より長い遮断波長λｃｏを有する短波長フィルタ膜を入
射面に有し、且つ対象光の入射角θが遮断波長λｃｏに
対する臨界入射角θｃより小さい範囲が所望の開口範囲
となるような曲率を入射側に有することにより、対象光
に対する開口を調節することができる。図３の透過特性
を有する短波長フィルタ膜３４の具体的な例を図４に示
す。図３から分かるように、短波長フィルタ膜３４は、
ガラスのレンズ３２の入射側の表面に、例えば、ＳｉＯ
２などの比較的屈折率の低い材料とＴｉＯ２などの比較
的屈折率の高い材料とを交互に３３層蒸着したものであ
る。各層の屈折率と膜厚をそれぞれ示す。このように、
本発明の可変開口フィルタ機能を備えたレンズ３０は、
一様な厚さに蒸着するだけで、ホトリソグラフィ加工を
必要としないので、製造が容易で量産にも適している。
【０００８】以上の説明を基に図１の光ピックアップの
動作を説明する。図１の光路に記した一点鎖線と破線は
波長６５５ｎｍと７９０ｎｍの光線を表す。レーザダイ
オード１２を出射した波長６５５ｎｍの光は要素１６、
１７、１８および２０を通ってレンズ３０に入射する。
レンズ３０の短波長フィルタ膜３４は、図３から明らか
なように波長６５５ｎｍの光は入射角に関わらず透過す
るので、この光に対する開口数はレンズ３０の大きさに
よって決まる。通過した光は、光ディスクなど（図示せ
ず）で反射され、記録された情報に応じた光信号として
レンズ３０、１／４波長板２０、波長分離プリズム１８
及びコリメータレンズ１７を通り偏光ビームスプリッタ
１６に至る。光信号は、この偏光ビームスプリッタ１６
を透過して光検出器２２で検出される。一方、レーザダ
イオード４０を出射した波長７９０ｎｍの光は要素４
４、４６、１８および２０を通ってレンズ３０に平行光
として入射する。レンズ３０の短波長フィルタ膜３４
は、図２から明らかなように波長７９０ｎｍの光は入射
角θが臨界入射角θｃより小さいものだけを透過するの
で、入射角θが臨界入射角θｃより小さいレンズ３０範
囲が、波長７９０ｎｍに対する開口となる。このように
して通過した光（この最も外側の光線を内側の破線で示
してある）は、光ディスクなど（図示せず）で反射さ
れ、記録された情報に応じた光信号として、要素３０、
２０、１８、４６および４４を経て光検出器４８によっ
て検出される。なお、同図において、レーザダイオード
４０から出射するレーザビームは、レンズ３０の短波長
フィルタ膜３４を通過しないようすを示すため、レンズ
３０に入射する際、光束が波長７９０ｎｍに対する開口
より広く図示した。しかし、光ピックアップの実際の設
計では、波長７９０ｎｍのレーザ光量がレンズ３０で減
削されて利用効率が低下するのを避けるために、光束が
短波長フィルタ膜３４による開口と一致するように、レ
ーザダイオード４０とレンズ４６を配置することが好ま
しいと言える。このように、本発明による可変開口フィ
ルタ機能を備えたレンズ３０を用いることにより、可変
開口フィルタを個別部品として持つ必要が無くなるの
で、小型で低コストの光ピックアップを容易に作ること
ができる。
動作を説明する。図１の光路に記した一点鎖線と破線は
波長６５５ｎｍと７９０ｎｍの光線を表す。レーザダイ
オード１２を出射した波長６５５ｎｍの光は要素１６、
１７、１８および２０を通ってレンズ３０に入射する。
レンズ３０の短波長フィルタ膜３４は、図３から明らか
なように波長６５５ｎｍの光は入射角に関わらず透過す
るので、この光に対する開口数はレンズ３０の大きさに
よって決まる。通過した光は、光ディスクなど（図示せ
ず）で反射され、記録された情報に応じた光信号として
レンズ３０、１／４波長板２０、波長分離プリズム１８
及びコリメータレンズ１７を通り偏光ビームスプリッタ
１６に至る。光信号は、この偏光ビームスプリッタ１６
を透過して光検出器２２で検出される。一方、レーザダ
イオード４０を出射した波長７９０ｎｍの光は要素４
４、４６、１８および２０を通ってレンズ３０に平行光
として入射する。レンズ３０の短波長フィルタ膜３４
は、図２から明らかなように波長７９０ｎｍの光は入射
角θが臨界入射角θｃより小さいものだけを透過するの
で、入射角θが臨界入射角θｃより小さいレンズ３０範
囲が、波長７９０ｎｍに対する開口となる。このように
して通過した光（この最も外側の光線を内側の破線で示
してある）は、光ディスクなど（図示せず）で反射さ
れ、記録された情報に応じた光信号として、要素３０、
２０、１８、４６および４４を経て光検出器４８によっ
て検出される。なお、同図において、レーザダイオード
４０から出射するレーザビームは、レンズ３０の短波長
フィルタ膜３４を通過しないようすを示すため、レンズ
３０に入射する際、光束が波長７９０ｎｍに対する開口
より広く図示した。しかし、光ピックアップの実際の設
計では、波長７９０ｎｍのレーザ光量がレンズ３０で減
削されて利用効率が低下するのを避けるために、光束が
短波長フィルタ膜３４による開口と一致するように、レ
ーザダイオード４０とレンズ４６を配置することが好ま
しいと言える。このように、本発明による可変開口フィ
ルタ機能を備えたレンズ３０を用いることにより、可変
開口フィルタを個別部品として持つ必要が無くなるの
で、小型で低コストの光ピックアップを容易に作ること
ができる。
【０００９】（実施の形態２）本発明の可変開口分離フ
ィルタ機能を備えたレンズの第２の実施の形態を図５に
示す。入射角θが臨界入射角θｃより大きくなるレンズ
３２の範囲に限り短波長フィルタ（ＳＷＰＦ）膜３４ａ
を形成しても同様の可変開口フィルタ機能を備えたレン
ズ３０ａを得ることができる。この場合、ＳＷＰＦ膜３
４ａの形成は、θ＜θｃとなる領域にマスクをした状態
で蒸着するか、又はフォトリソグラフィ処理により前記
の領域にレジストパターンを形成してから、ＳＷＰＦ膜
３４ａを蒸着したのちに、レジストを除去することによ
り行う。しかし、図５に示したような形式のＳＷＰＦ膜
を形成するのであれば、ＳＷＰＦ膜の遮断波長を６５５
ｍｍと７９０ｍｍとの間に設定する方が、可変開口分離
フィルタ機能を持たせるためにわざわざレンズの曲率を
調節する必要は無くなるので、製造および設計の自由度
の点から前段の方法よりは好ましいと思われる。なお、
図１の光ピックアップ１は、本発明の可変開口フィルタ
機能を備えたレンズを用いた光ピックアップの例として
説明したに過ぎない。従って、レンズ３０以外はの部分
は、種々の構成が可能である。例えば、レーザダイオー
ド１２および４０は、個別部品として説明したが、複数
の異なる波長のレーザを発振可能な単一の素子で代用す
ることができる。また、波長７９０ｎｍの光は発散光と
してレンズ３０に入射させても良いし、平行光としてレ
ンズ３０に入射させても良い。この調節は、レーザダイ
オード４０とレンズ４６により行う。上述の例では、６
５５ｎｍと７９０ｎｍの光の場合について説明したが、
その他の波長を扱う場合も本発明は同様に適用すること
ができる。以上は、本発明の説明のために実施の形態の
例を掲げたに過ぎない。したがって、本発明の技術思想
または原理に沿って上述の実施の形態に種々の変更、修
正または追加を行うことは、当業者には容易である。故
に、本発明は、以上述べた実施の形態に捕らわれること
なく、ただ特許請求の範囲の記載に従って解釈するべき
である。
ィルタ機能を備えたレンズの第２の実施の形態を図５に
示す。入射角θが臨界入射角θｃより大きくなるレンズ
３２の範囲に限り短波長フィルタ（ＳＷＰＦ）膜３４ａ
を形成しても同様の可変開口フィルタ機能を備えたレン
ズ３０ａを得ることができる。この場合、ＳＷＰＦ膜３
４ａの形成は、θ＜θｃとなる領域にマスクをした状態
で蒸着するか、又はフォトリソグラフィ処理により前記
の領域にレジストパターンを形成してから、ＳＷＰＦ膜
３４ａを蒸着したのちに、レジストを除去することによ
り行う。しかし、図５に示したような形式のＳＷＰＦ膜
を形成するのであれば、ＳＷＰＦ膜の遮断波長を６５５
ｍｍと７９０ｍｍとの間に設定する方が、可変開口分離
フィルタ機能を持たせるためにわざわざレンズの曲率を
調節する必要は無くなるので、製造および設計の自由度
の点から前段の方法よりは好ましいと思われる。なお、
図１の光ピックアップ１は、本発明の可変開口フィルタ
機能を備えたレンズを用いた光ピックアップの例として
説明したに過ぎない。従って、レンズ３０以外はの部分
は、種々の構成が可能である。例えば、レーザダイオー
ド１２および４０は、個別部品として説明したが、複数
の異なる波長のレーザを発振可能な単一の素子で代用す
ることができる。また、波長７９０ｎｍの光は発散光と
してレンズ３０に入射させても良いし、平行光としてレ
ンズ３０に入射させても良い。この調節は、レーザダイ
オード４０とレンズ４６により行う。上述の例では、６
５５ｎｍと７９０ｎｍの光の場合について説明したが、
その他の波長を扱う場合も本発明は同様に適用すること
ができる。以上は、本発明の説明のために実施の形態の
例を掲げたに過ぎない。したがって、本発明の技術思想
または原理に沿って上述の実施の形態に種々の変更、修
正または追加を行うことは、当業者には容易である。故
に、本発明は、以上述べた実施の形態に捕らわれること
なく、ただ特許請求の範囲の記載に従って解釈するべき
である。
【００１０】
【発明の効果】本発明によれば、可変開口分離フィルタ
の機能を兼ね備え且つ製造が容易なレンズが得られる。
また、このようなレンズを用いることによりサイズおよ
びコストの両方を削減した光ピックアップを得ることが
できる。
の機能を兼ね備え且つ製造が容易なレンズが得られる。
また、このようなレンズを用いることによりサイズおよ
びコストの両方を削減した光ピックアップを得ることが
できる。
【図１】本発明の可変開口分離フィルタ機能を備えたレ
ンズを用いた光ピックアップの実施の一形態を示す図で
ある。
ンズを用いた光ピックアップの実施の一形態を示す図で
ある。
【図２】図１の対物レンズ３０が可変開口分離フィルタ
の機能を果たすことを示す図である。
の機能を果たすことを示す図である。
【図３】図２のレンズ３０の短波長フィルタ膜３４の典
型的な透過特性を表すグラフ図である。
型的な透過特性を表すグラフ図である。
【図４】本発明の可変開口分離フィルタ機能を備えたレ
ンズの第２の実施の形態を示す図である。
ンズの第２の実施の形態を示す図である。
【図５】従来技術の可変開口分離フィルタを示す図であ
る。
る。
１：光ディスク １２、４０：レーザダイオード １
７、４６：コリメートレンズ １６、４４：偏光ビーム
スプリッタ １８：波長分離プリズム２０：１／４波長
板 ２２、４８：光検出器 ３０：本発明の可変開口分
離フィルタを備えたレンズ ３２：レンズ本体 ３４、
３４ａ：短波長フィルタ膜
７、４６：コリメートレンズ １６、４４：偏光ビーム
スプリッタ １８：波長分離プリズム２０：１／４波長
板 ２２、４８：光検出器 ３０：本発明の可変開口分
離フィルタを備えたレンズ ３２：レンズ本体 ３４、
３４ａ：短波長フィルタ膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 門馬 哲 神奈川県高座郡寒川町小谷二丁目１番１号 東洋通信機株式会社内 (72)発明者 白根 重晴 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 藤本 三直 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 Ｆターム(参考） 2H048 GA01 GA04 GA09 GA19 GA33 GA51 GA61 2H087 KA13 LA01 NA03 PA01 PA17 PB01 RA42 RA43 5D119 AA01 AA40 AA41 EC45 EC47 FA08 JA44 JA63
Claims (9)
- 【請求項１】 第１の波長はその入射角に拘わらず透過
し、前記第１の波長より長い第２の波長の光は入射角に
応じて透過率が変化するような短波長通過膜をレンズの
一面に形成すると共に、第２の波長の光がレンズの所望
領域を透過するよう前記短波長通過膜が形成されたレン
ズ面の曲率を設定したことを特徴とする可変開口分離フ
ィルタ。 - 【請求項２】 所望の焦点距離を有するレンズ本体と、
このレンズ本体の入射面に形成され、第１の波長より長
い第２の波長より長い遮断波長に満たない光は透過する
が前記遮断波長を超える光は反射する短波長通過フィル
タの膜とからなるレンズであり、 前記第２の波長の入射光の前記膜への入射角が大きくな
るにつれて前記入射光が反射されて透過しなくなる入射
角を臨界入射角とした場合、前記入射角が前記臨界入射
角より小さい前記レンズの範囲が前記第２の波長に対す
る所望の開口数となるように前記レンズの入射側の曲率
を調節することにより、前記第１の波長の光は入射角に
関わらず透過し、前記第２の波長の光に対しては前記所
望の開口数を有することを特徴とする可変開口分離フィ
ルタ機能を備えたレンズ。 - 【請求項３】 前記膜は、比較的屈折率の低い層と比較
的屈折率の高い層とを交互に積み重ねたものであること
を特徴とする請求項１又は２記載の可変開口分離フィル
タ機能を備えたレンズ。 - 【請求項４】 前記遮断波長が、前記第２の波長の近く
に設定されていることを特徴とする請求項１又は２記載
の可変開口分離フィルタ機能を備えたレンズ。 - 【請求項５】 基板厚の比較的薄い第１の光ディスクと
基板厚の比較的厚い第２の光ディスクの両方に対応し、
第１の光ディスクには第１の波長を用い、第２の光ディ
スクには前記第１の波長より長い第２の波長を用いる光
ピックアップであり、 該光ピックアップが、前記第１の波長の第１の光または
前記第２の波長の第２の光を前記第１の光ディスクまた
は前記第２の光ディスクにそれぞれ集光させる対物レン
ズと、前記第１の光を発する第１の光源と、前記第１の
光を前記対物レンズに入射させる第１の手段と、前記第
２の光を発する第２の光源と、前記第２の光を前記対物
レンズに入射させる第２の手段とを備え、 前記対物レンズが、所望の焦点距離を有するレンズ本体
と、このレンズ本体の入射面に形成され、前記第２の波
長より長い遮断波長に満たない光は透過するが前記遮断
波長を超える光は反射する短波長通過フィルタの膜とか
らなり、 前記第２の光の前記膜への入射角が大きくなるにつれて
前記入射光が反射されて透過しなくなる入射角を臨界入
射角とした場合、前記入射角が前記臨界入射角より小さ
い前記レンズの範囲が前記第２の波長に対する所望の開
口数となるように前記レンズの入射側の曲率を調節する
ことにより、前記第１の波長の光は入射角に関わらず透
過し、前記第２の波長の光に対しては前記所望の開口数
を有することを特徴とする光ピックアップ。 - 【請求項６】 前記膜は、比較的屈折率の低い層と比較
的屈折率の高い層とを交互に積み重ねたものであること
を特徴とする請求項５記載の光ピックアップ。 - 【請求項７】 前記遮断波長が、前記第２の波長の近く
に設定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。 - 【請求項８】 前記第２の手段が、前記第２の光を所望
の開口角の発散光として前記対物レンズに入射させる手
段を含むことを特徴とする請求項５記載の光ピックアッ
プ。 - 【請求項９】 前記第１の光源と前記第２の光源とが単
一の手段から成ることを特徴とする請求項５記載の光ピ
ックアップ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000150437A JP2001330770A (ja) | 2000-05-22 | 2000-05-22 | 可変開口分離フィルタ機能を備えたレンズおよびこれを用いた光ピックアップ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000150437A JP2001330770A (ja) | 2000-05-22 | 2000-05-22 | 可変開口分離フィルタ機能を備えたレンズおよびこれを用いた光ピックアップ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001330770A true JP2001330770A (ja) | 2001-11-30 |
Family
ID=18656153
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000150437A Pending JP2001330770A (ja) | 2000-05-22 | 2000-05-22 | 可変開口分離フィルタ機能を備えたレンズおよびこれを用いた光ピックアップ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001330770A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006012371A (ja) * | 2004-05-25 | 2006-01-12 | Konica Minolta Opto Inc | 対物光学素子及び光ピックアップ装置 |
-
2000
- 2000-05-22 JP JP2000150437A patent/JP2001330770A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006012371A (ja) * | 2004-05-25 | 2006-01-12 | Konica Minolta Opto Inc | 対物光学素子及び光ピックアップ装置 |
| US7512055B2 (en) | 2004-05-25 | 2009-03-31 | Konica Minolta Opto, Inc. | Objective optical element and optical pickup apparatus |
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