JP2002277732A - 回折型光ピックアップレンズおよびこれを用いた光ピックアップ装置 - Google Patents
回折型光ピックアップレンズおよびこれを用いた光ピックアップ装置Info
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- 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
Abstract
(57)【要約】
【目的】 屈折力は収束レンズの形状に負担させ、第１
の光記録媒体の記録再生を行うための波長λ１の光束を
良好に収束させるために非球面形状を用い、第２の光記
録媒体の記録再生を行うための波長λ２の光束を良好に
収束させるためにゾーンプレートを用いることで、光軸
から離れたレンズ周辺部においても回折格子の格子ピッ
チを加工が容易な程度の大きさのものとする。 【構成】 波長650nm（λ１）のレーザ光２は、レンズ
８の凸面形状およびレンズ両表面に形成された非球面形
状によってＤＶＤ３６の記録面３６Ａ上に良好に収束せ
しめられる。一方、波長780nm（λ２）のレーザ光２
も、非球面が形成されたレンズ８によってＣＤ−Ｒ２６
の記録面２６Ａ上に収束せしめられることになるが、レ
ンズ８の光源側の面に形成された波長選択性を有するゾ
ーンプレート１２により収差補正された状態で収束せし
められる。
の光記録媒体の記録再生を行うための波長λ１の光束を
良好に収束させるために非球面形状を用い、第２の光記
録媒体の記録再生を行うための波長λ２の光束を良好に
収束させるためにゾーンプレートを用いることで、光軸
から離れたレンズ周辺部においても回折格子の格子ピッ
チを加工が容易な程度の大きさのものとする。 【構成】 波長650nm（λ１）のレーザ光２は、レンズ
８の凸面形状およびレンズ両表面に形成された非球面形
状によってＤＶＤ３６の記録面３６Ａ上に良好に収束せ
しめられる。一方、波長780nm（λ２）のレーザ光２
も、非球面が形成されたレンズ８によってＣＤ−Ｒ２６
の記録面２６Ａ上に収束せしめられることになるが、レ
ンズ８の光源側の面に形成された波長選択性を有するゾ
ーンプレート１２により収差補正された状態で収束せし
められる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、２種以上の光記録
媒体に共用し得る光ピックアップ装置において、該光記
録媒体への照射光が光記録媒体の種類に応じて互いに波
長の異なる光とされている場合に、各光を対応する光記
録媒体上に良好に収束させることのできる回折型光ピッ
クアップレンズおよびこれを用いた光ピックアップ装置
に関するものである。
媒体に共用し得る光ピックアップ装置において、該光記
録媒体への照射光が光記録媒体の種類に応じて互いに波
長の異なる光とされている場合に、各光を対応する光記
録媒体上に良好に収束させることのできる回折型光ピッ
クアップレンズおよびこれを用いた光ピックアップ装置
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、種々の光記録媒体が開発されてお
り、複数種の光記録媒体を共用して記録、再生し得る光
ピックアップ装置が知られている。例えば、ＤＶＤ（デ
ィジタル・バーサタイル・ディスク）とＣＤ−Ｒ（追記
型光ディスク）を１つの光ピックアップ装置を用いて記
録、再生する装置が知られている。
り、複数種の光記録媒体を共用して記録、再生し得る光
ピックアップ装置が知られている。例えば、ＤＶＤ（デ
ィジタル・バーサタイル・ディスク）とＣＤ−Ｒ（追記
型光ディスク）を１つの光ピックアップ装置を用いて記
録、再生する装置が知られている。
【０００３】ところで、このような２つの光記録媒体に
おいては、ＤＶＤについては、記録密度の向上を図るた
め、例えば650nm程度の可視光を使用することとなって
いるのに対し、ＣＤ−Ｒについては、可視光領域の光に
対して感度を有さないため、780nm程度の近赤外光を使
用する必要があり、これら両者に対して共用し得る光ピ
ックアップ装置では２つの異なる波長の光を照射光とし
て用いる、いわゆる２波長ビーム方式によることとな
る。
おいては、ＤＶＤについては、記録密度の向上を図るた
め、例えば650nm程度の可視光を使用することとなって
いるのに対し、ＣＤ−Ｒについては、可視光領域の光に
対して感度を有さないため、780nm程度の近赤外光を使
用する必要があり、これら両者に対して共用し得る光ピ
ックアップ装置では２つの異なる波長の光を照射光とし
て用いる、いわゆる２波長ビーム方式によることとな
る。
【０００４】しかしながら、上述した２つの光記録媒体
におけるディスク厚、さらには開口数が互いに異なる場
合には、このような光ピックアップ装置において、再生
または記録を行うための各波長の光に対し互いに異なる
収束作用とする必要がある。
におけるディスク厚、さらには開口数が互いに異なる場
合には、このような光ピックアップ装置において、再生
または記録を行うための各波長の光に対し互いに異なる
収束作用とする必要がある。
【０００５】このような要求に対応するため、再生また
は記録を行う光記録媒体に応じて、収束作用が互いに異
なる２つの対物レンズを交換可能とするシステムが知ら
れているが、これでは光ピックアップ装置の構造が複雑
となり、コンパクト化および低廉化の要請にも反する。
は記録を行う光記録媒体に応じて、収束作用が互いに異
なる２つの対物レンズを交換可能とするシステムが知ら
れているが、これでは光ピックアップ装置の構造が複雑
となり、コンパクト化および低廉化の要請にも反する。
【０００６】近年、このような要求を満たすものとし
て、両面に非球面を有する収束レンズの一方の面に、光
軸を中心とした輪帯状の回折格子を設けたものが知られ
ている（特開2000-81566公報）。しかしながら、この回
折型レンズは、２つの波長の光に対して同一次数の回折
光が有効な記録再生光として利用されるようにしている
ため、波長選択性を有する回折格子として機能するもの
ではない。したがって、この公報記載の回折型レンズに
よっては収束位置設定の自由度は大幅に減少し、実際に
２つの波長の光束を互いに異なる位置に収束させること
が困難となる場合も生じ得る。
て、両面に非球面を有する収束レンズの一方の面に、光
軸を中心とした輪帯状の回折格子を設けたものが知られ
ている（特開2000-81566公報）。しかしながら、この回
折型レンズは、２つの波長の光に対して同一次数の回折
光が有効な記録再生光として利用されるようにしている
ため、波長選択性を有する回折格子として機能するもの
ではない。したがって、この公報記載の回折型レンズに
よっては収束位置設定の自由度は大幅に減少し、実際に
２つの波長の光束を互いに異なる位置に収束させること
が困難となる場合も生じ得る。
【０００７】一方、本願出願人は、対物レンズの光源側
に、各波長の光のみに対して作用する、波長選択性を有
する２つのゾーンプレートをガラス平板の各面に形成し
た回折型レンズを既に開示している（特願2000-84487号
明細書、特願2000-84488号明細書）。
に、各波長の光のみに対して作用する、波長選択性を有
する２つのゾーンプレートをガラス平板の各面に形成し
た回折型レンズを既に開示している（特願2000-84487号
明細書、特願2000-84488号明細書）。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本出願人が開示した上
記技術は、波長選択性を有するゾーンプレートを用いる
ことにより、２つの波長の光を異なる厚み、異なるＮＡ
の光記録媒体上に容易に収束可能という点において極め
て優れたものである。
記技術は、波長選択性を有するゾーンプレートを用いる
ことにより、２つの波長の光を異なる厚み、異なるＮＡ
の光記録媒体上に容易に収束可能という点において極め
て優れたものである。
【０００９】しかしながら、その一方で、平板自体が屈
折力を有してはいないため、この平板に入射する平行光
束を収束させる作用を有する回折格子によって全ての収
束機能および収差補正機能を負担する必要が生じ、光軸
付近における格子ピッチについてはある程度の間隔がと
れても、周辺付近では格子ピッチが小さいものとなって
しまい、格子の加工、特に階段状格子の加工が容易では
ないという問題があった。勿論、微細な格子の加工技術
が向上すればそれほど大きな問題ではなくなると考えら
れるが、少なくとも現時点においては回折格子の加工に
要する時間およびコストを考慮すると、その解決策を早
急に見出すことが求められる。
折力を有してはいないため、この平板に入射する平行光
束を収束させる作用を有する回折格子によって全ての収
束機能および収差補正機能を負担する必要が生じ、光軸
付近における格子ピッチについてはある程度の間隔がと
れても、周辺付近では格子ピッチが小さいものとなって
しまい、格子の加工、特に階段状格子の加工が容易では
ないという問題があった。勿論、微細な格子の加工技術
が向上すればそれほど大きな問題ではなくなると考えら
れるが、少なくとも現時点においては回折格子の加工に
要する時間およびコストを考慮すると、その解決策を早
急に見出すことが求められる。
【００１０】本発明は上記事情に鑑みなされたもので、
２つの波長の光を各々、ディスク厚の異なる光記録媒体
の記録面に収束させ得る回折型光ピックアップレンズお
よびこれを用いた光ピックアップ装置において、光ピッ
クアップ装置の構造を複雑にすることなく、光軸から離
れたレンズ周辺部においても回折格子の格子ピッチを加
工が容易な程度の大きさのものとしうる収差補正良好な
回折型光ピックアップレンズおよび光ピックアップ装置
を提供することを目的とするものである。
２つの波長の光を各々、ディスク厚の異なる光記録媒体
の記録面に収束させ得る回折型光ピックアップレンズお
よびこれを用いた光ピックアップ装置において、光ピッ
クアップ装置の構造を複雑にすることなく、光軸から離
れたレンズ周辺部においても回折格子の格子ピッチを加
工が容易な程度の大きさのものとしうる収差補正良好な
回折型光ピックアップレンズおよび光ピックアップ装置
を提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の回折型光ピック
アップレンズは、収束レンズの少なくとも一方の面に、
波長λ１の光束を第１の所定位置に収束せしめるような
非球面が形成され、前記収束レンズの少なくとも一方の
面に、波長λ２の光束を第２の所定位置に収束せしめ、
かつ前記波長λ１の光束をそのまま透過させるような波
長選択性を有するゾーンプレートが形成され、前記収束
レンズは前記波長λ１および前記波長λ２の光束に対し
て透明とされていることを特徴とするものである。
アップレンズは、収束レンズの少なくとも一方の面に、
波長λ１の光束を第１の所定位置に収束せしめるような
非球面が形成され、前記収束レンズの少なくとも一方の
面に、波長λ２の光束を第２の所定位置に収束せしめ、
かつ前記波長λ１の光束をそのまま透過させるような波
長選択性を有するゾーンプレートが形成され、前記収束
レンズは前記波長λ１および前記波長λ２の光束に対し
て透明とされていることを特徴とするものである。
【００１２】また、前記ゾーンプレートは、断面形状が
階段状の同心円格子からなることが好ましい。また、前
記階段状の同心円格子の階段段数が３であることが好ま
しい。
階段状の同心円格子からなることが好ましい。また、前
記階段状の同心円格子の階段段数が３であることが好ま
しい。
【００１３】また、前記収束レンズの両方の面に、波長
λ２の光束を第２の所定位置に収束せしめるようなゾー
ンプレートが形成されていることが好ましい。
λ２の光束を第２の所定位置に収束せしめるようなゾー
ンプレートが形成されていることが好ましい。
【００１４】また、前記収束レンズの両方の面に、前記
波長λ１の光束を第１の所定位置に収束せしめるような
非球面が形成されていることが好ましい。
波長λ１の光束を第１の所定位置に収束せしめるような
非球面が形成されていることが好ましい。
【００１５】また、本発明の光ピックアップ装置は、上
述した、いずれかの回折型光ピックアップレンズを備
え、厚みが互いに異なる２種の光記録媒体を記録もしく
は再生するようになっており、一方の光記録媒体は前記
波長λ２の光束により記録もしくは再生がなされ、他方
の光記録媒体は前記波長λ１の光により記録もしくは再
生がなされるものであることを特徴とするものである。
述した、いずれかの回折型光ピックアップレンズを備
え、厚みが互いに異なる２種の光記録媒体を記録もしく
は再生するようになっており、一方の光記録媒体は前記
波長λ２の光束により記録もしくは再生がなされ、他方
の光記録媒体は前記波長λ１の光により記録もしくは再
生がなされるものであることを特徴とするものである。
【００１６】また、前記回折型光ピックアップレンズに
入射する光束は略平行光束とされていることが好まし
い。
入射する光束は略平行光束とされていることが好まし
い。
【００１７】また、前記一方の光記録媒体用の光束に対
するＮＡが、前記他方の光記録媒体用の光束に対するＮ
Ａよりも小さく設定されており、前記回折格子が光源側
の面に形成されていることが好ましい。
するＮＡが、前記他方の光記録媒体用の光束に対するＮ
Ａよりも小さく設定されており、前記回折格子が光源側
の面に形成されていることが好ましい。
【００１８】また、前記一方の光記録媒体は、例えばＣ
Ｄ−Ｒであり、前記他方の光記録媒体は、例えばＤＶＤ
である。
Ｄ−Ｒであり、前記他方の光記録媒体は、例えばＤＶＤ
である。
【００１９】
【作用】本発明の回折型光ピックアップレンズにおいて
は、波長選択性を有するゾーンプレートを収束レンズの
少なくとも一方の面に形成し、また、この収束レンズの
少なくとも一方の面を非球面に形成している。
は、波長選択性を有するゾーンプレートを収束レンズの
少なくとも一方の面に形成し、また、この収束レンズの
少なくとも一方の面を非球面に形成している。
【００２０】収束レンズの少なくとも一方の面に、波長
λ１の光束を第１の所定位置に収束せしめるような非球
面を形成することで、波長λ１の光束を第１の光記録媒
体の記録面に収差を良好なものとしつつ収束せしめるこ
とが可能となるが、その一方で、第１の光記録媒体とは
厚みの異なる第２の光記録媒体の記録面上における波長
λ２の光束の収束状態は、上記厚みの違いおよび上記波
長の違いによって余り良好なものではなく、収差が大き
なものとなってしまう。そこで、波長λ２の光束に対し
ては、収束レンズの少なくとも一方の面に形成した、波
長λ２の光束のみに作用するゾーンプレートによって、
この波長λ２の光束を第２の光記録媒体の記録面上に収
差が小さな状態で収束させるようにしている。
λ１の光束を第１の所定位置に収束せしめるような非球
面を形成することで、波長λ１の光束を第１の光記録媒
体の記録面に収差を良好なものとしつつ収束せしめるこ
とが可能となるが、その一方で、第１の光記録媒体とは
厚みの異なる第２の光記録媒体の記録面上における波長
λ２の光束の収束状態は、上記厚みの違いおよび上記波
長の違いによって余り良好なものではなく、収差が大き
なものとなってしまう。そこで、波長λ２の光束に対し
ては、収束レンズの少なくとも一方の面に形成した、波
長λ２の光束のみに作用するゾーンプレートによって、
この波長λ２の光束を第２の光記録媒体の記録面上に収
差が小さな状態で収束させるようにしている。
【００２１】このように、屈折力は収束レンズの形状に
負担させ、第１の光記録媒体の記録再生を行うための波
長λ１の光束を良好に収束させるために非球面形状を用
い、第２の光記録媒体の記録再生を行うための波長λ２
の光束を良好に収束させるためにゾーンプレートを用い
るという構成とすることにより、ゾーンプレートを構成
する回折格子のピッチを周辺部においてもある程度の大
きさを確保することが可能となる。
負担させ、第１の光記録媒体の記録再生を行うための波
長λ１の光束を良好に収束させるために非球面形状を用
い、第２の光記録媒体の記録再生を行うための波長λ２
の光束を良好に収束させるためにゾーンプレートを用い
るという構成とすることにより、ゾーンプレートを構成
する回折格子のピッチを周辺部においてもある程度の大
きさを確保することが可能となる。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を用いて説明する。まず、図２を用いて本発明の実
施形態に係る回折型光ピックアップレンズを用いた光ピ
ックアップ装置について説明する。
図面を用いて説明する。まず、図２を用いて本発明の実
施形態に係る回折型光ピックアップレンズを用いた光ピ
ックアップ装置について説明する。
【００２３】この光ピックアップ装置では、ＬＤ電源１
Ａからの電力供給により半導体レーザ１Ｂ、１Ｃから出
力されたレーザ光２がハーフミラー３により反射され、
コリメータレンズ４により平行光とされ、対物レンズと
して機能する回折型光ピックアップレンズ８により収束
光とされて光ディスク６の記録領域６Ａ上に照射され
る。なお、半導体レーザ１Ｂは、ＣＤ−Ｒ（追記型光デ
ィスク）用の、波長780nmの近赤外域のレーザ光を出力
する光源であり、半導体レーザ１Ｃは、ＤＶＤ（ディジ
タル・バーサタイル・ディスク）用の、例えば波長650n
mの可視域のレーザ光を出力する光源であり、ハーフミ
ラー１Ｄを介していずれかの半導体レーザ１Ｂ、１Ｃか
ら出力されたレーザ光２がハーフミラー３に照射される
ようになっている。また、ＬＤ電源１Ａと半導体レーザ
１Ｂ、１Ｃとの間には切替スイッチ１Ｅが配されてお
り、この切替スイッチ１Ｅの操作によりいずれかの半導
体レーザ１Ｂ、１Ｃに電力が供給されるようになってい
る。
Ａからの電力供給により半導体レーザ１Ｂ、１Ｃから出
力されたレーザ光２がハーフミラー３により反射され、
コリメータレンズ４により平行光とされ、対物レンズと
して機能する回折型光ピックアップレンズ８により収束
光とされて光ディスク６の記録領域６Ａ上に照射され
る。なお、半導体レーザ１Ｂは、ＣＤ−Ｒ（追記型光デ
ィスク）用の、波長780nmの近赤外域のレーザ光を出力
する光源であり、半導体レーザ１Ｃは、ＤＶＤ（ディジ
タル・バーサタイル・ディスク）用の、例えば波長650n
mの可視域のレーザ光を出力する光源であり、ハーフミ
ラー１Ｄを介していずれかの半導体レーザ１Ｂ、１Ｃか
ら出力されたレーザ光２がハーフミラー３に照射される
ようになっている。また、ＬＤ電源１Ａと半導体レーザ
１Ｂ、１Ｃとの間には切替スイッチ１Ｅが配されてお
り、この切替スイッチ１Ｅの操作によりいずれかの半導
体レーザ１Ｂ、１Ｃに電力が供給されるようになってい
る。
【００２４】上記記録領域６Ａには信号情報を担持した
ピットがトラック状に配列されるようになっており、こ
の記録領域６Ａからの上記レーザ光２の反射光は信号情
報を担持した状態で回折型光ピックアップレンズ８およ
びコリメータレンズ４を介してハーフミラー３に入射
し、このハーフミラー３を透過して４分割のフォトダイ
オード７に入射する。このフォトダイオード７では分割
された４つのダイオード位置の各受光量が電気信号の形
態で得られるから、この受光量に基づき図示されない演
算手段において所定の演算がなされ、データ信号、およ
びフォーカスとトラッキングの各エラー信号が得られる
ことになる。
ピットがトラック状に配列されるようになっており、こ
の記録領域６Ａからの上記レーザ光２の反射光は信号情
報を担持した状態で回折型光ピックアップレンズ８およ
びコリメータレンズ４を介してハーフミラー３に入射
し、このハーフミラー３を透過して４分割のフォトダイ
オード７に入射する。このフォトダイオード７では分割
された４つのダイオード位置の各受光量が電気信号の形
態で得られるから、この受光量に基づき図示されない演
算手段において所定の演算がなされ、データ信号、およ
びフォーカスとトラッキングの各エラー信号が得られる
ことになる。
【００２５】なお、ハーフミラー３は光ディスク６から
の戻り光の光路に対して45°傾いた状態で挿入されてい
るのでシリンドリカルレンズと同等の作用をなし、この
ハーフミラー３を透過した光ビームは非点収差を有する
こととなり、４分割のフォトダイオード７上におけるこ
の戻り光のビームスポットの形状に応じてフォーカスの
エラー量が決定されることとなる。なお、上記コリメー
タレンズ４は状況に応じて省略することも可能であり、
さらに半導体レーザ１Ｂ、１Ｃとハーフミラー３との間
にグレーティングを挿入して３ビームによりトラッキン
グエラーを検出することも可能である。
の戻り光の光路に対して45°傾いた状態で挿入されてい
るのでシリンドリカルレンズと同等の作用をなし、この
ハーフミラー３を透過した光ビームは非点収差を有する
こととなり、４分割のフォトダイオード７上におけるこ
の戻り光のビームスポットの形状に応じてフォーカスの
エラー量が決定されることとなる。なお、上記コリメー
タレンズ４は状況に応じて省略することも可能であり、
さらに半導体レーザ１Ｂ、１Ｃとハーフミラー３との間
にグレーティングを挿入して３ビームによりトラッキン
グエラーを検出することも可能である。
【００２６】この光ピックアップ装置ではＣＤ−ＲとＤ
ＶＤのいずれの光ディスク６についても信号の記録再生
が可能となるように構成されている。なお、ＣＤ−Ｒ，
ＤＶＤは共にＰＣ（ポリカーボネート；屈折率ｎＤ＝1.
514 ）からなる保護板を有している。
ＶＤのいずれの光ディスク６についても信号の記録再生
が可能となるように構成されている。なお、ＣＤ−Ｒ，
ＤＶＤは共にＰＣ（ポリカーボネート；屈折率ｎＤ＝1.
514 ）からなる保護板を有している。
【００２７】ところで、上記ＣＤ−Ｒは幾何学的厚みが
1.2 ｍｍに規格統一されており、また、上記ＤＶＤは幾
何学的厚みが0.6 ｍｍのものに略規格統一されているた
め、これらいずれの光ディスク６についても確実にフォ
ーカシングをなすべく、記録再生を行うための各波長の
光に対し互いに異なる収束作用を有する構成を設ける必
要がある。
1.2 ｍｍに規格統一されており、また、上記ＤＶＤは幾
何学的厚みが0.6 ｍｍのものに略規格統一されているた
め、これらいずれの光ディスク６についても確実にフォ
ーカシングをなすべく、記録再生を行うための各波長の
光に対し互いに異なる収束作用を有する構成を設ける必
要がある。
【００２８】また、これらＣＤ−ＲとＤＶＤとでは記録
再生光のＮＡが異なり、前者では0.45、後者では0.60と
なっており、ＮＡのより大きいＤＶＤの記録再生光に対
しては球面収差の影響を考慮する必要がある。
再生光のＮＡが異なり、前者では0.45、後者では0.60と
なっており、ＮＡのより大きいＤＶＤの記録再生光に対
しては球面収差の影響を考慮する必要がある。
【００２９】そこで、上記光ピックアップ装置において
は、図１に示す回折型光ピックアップレンズ８の如く、
光源側の面８ａに波長選択性を有するゾーンプレート１
２を設けるとともに回折型光ピックアップレンズ８の両
面８ａ、８ｂを非球面として、ＣＤ−ＲおよびＤＶＤの
記録再生が良好に行われるように構成している。これに
より、図３（Ａ）に示されるようにＣＤ−Ｒ２６が所定
位置（ターンテーブル上）に配されてその記録再生が行
われる場合には、半導体レーザ１Ｂからの波長780nm
（λ２）のレーザ光２が略平行とされた状態で回折型光
ピックアップレンズ８に入射することになり、入射する
レーザ光２は、この回折型光ピックアップレンズ８によ
ってＣＤ−Ｒ２６の記録面２６Ａ上に収束せしめられる
ことになるが、回折型光ピックアップレンズ８の光源側
の面（以下第１面と称する）８ａに形成されたゾーンプ
レート１２により収差補正された状態で収束せしめられ
ることになる。
は、図１に示す回折型光ピックアップレンズ８の如く、
光源側の面８ａに波長選択性を有するゾーンプレート１
２を設けるとともに回折型光ピックアップレンズ８の両
面８ａ、８ｂを非球面として、ＣＤ−ＲおよびＤＶＤの
記録再生が良好に行われるように構成している。これに
より、図３（Ａ）に示されるようにＣＤ−Ｒ２６が所定
位置（ターンテーブル上）に配されてその記録再生が行
われる場合には、半導体レーザ１Ｂからの波長780nm
（λ２）のレーザ光２が略平行とされた状態で回折型光
ピックアップレンズ８に入射することになり、入射する
レーザ光２は、この回折型光ピックアップレンズ８によ
ってＣＤ−Ｒ２６の記録面２６Ａ上に収束せしめられる
ことになるが、回折型光ピックアップレンズ８の光源側
の面（以下第１面と称する）８ａに形成されたゾーンプ
レート１２により収差補正された状態で収束せしめられ
ることになる。
【００３０】一方、図３（Ｂ）に示されるようにＤＶＤ
３６が所定位置（ターンテーブル上）に配されてその記
録再生が行われる場合には、半導体レーザ１Ｃからの波
長650nm（λ１）のレーザ光２が略平行とされた状態で
回折型光ピックアップレンズ８に入射され、回折型光ピ
ックアップレンズ８の凸面形状およびレンズ両表面８
ａ、８ｂに形成された非球面形状によってＤＶＤ３６の
記録面３６Ａ上に良好に収束せしめられることになる。
３６が所定位置（ターンテーブル上）に配されてその記
録再生が行われる場合には、半導体レーザ１Ｃからの波
長650nm（λ１）のレーザ光２が略平行とされた状態で
回折型光ピックアップレンズ８に入射され、回折型光ピ
ックアップレンズ８の凸面形状およびレンズ両表面８
ａ、８ｂに形成された非球面形状によってＤＶＤ３６の
記録面３６Ａ上に良好に収束せしめられることになる。
【００３１】なお、上記第１面８ａに形成されたゾーン
プレート１２は波長650nm（λ１）のレーザ光２に対し
ては収束作用を有さない（０次回折光が100％となる）
ため、波長650nm（λ１）のレーザ光２はこのレンズ８
の元々の形状にしたがって屈折することになる。
プレート１２は波長650nm（λ１）のレーザ光２に対し
ては収束作用を有さない（０次回折光が100％となる）
ため、波長650nm（λ１）のレーザ光２はこのレンズ８
の元々の形状にしたがって屈折することになる。
【００３２】図１（ｃ）は、上述した回折型光ピックア
ップレンズ８の第１面８ａの断面構造を示すものであ
り、ガラス製の収束レンズ８の第１面８ａに、断面形状
が、歪んだ片側階段状（ステップの高さｈ；底面は第１
面８ａの元々の形状の輪郭線）のゾーンプレート１２Ａ
が形成されている様子が示されている。１段当りの高さ
がｈであり、階段段数は３（４ステップ）であるから、
階段全体の高さは３ｈとなる。
ップレンズ８の第１面８ａの断面構造を示すものであ
り、ガラス製の収束レンズ８の第１面８ａに、断面形状
が、歪んだ片側階段状（ステップの高さｈ；底面は第１
面８ａの元々の形状の輪郭線）のゾーンプレート１２Ａ
が形成されている様子が示されている。１段当りの高さ
がｈであり、階段段数は３（４ステップ）であるから、
階段全体の高さは３ｈとなる。
【００３３】なお、光記録媒体側の面（以下第２面と称
する）８ｂについても、図４に示すように、図１に示す
階段形状と略同様の形状をなすゾーンプレート１２Ｂを
形成することが可能である。このように回折型光ピック
アップレンズ８の両面にゾーンプレート８ａ、８ｂを形
成することにより、より収差補正が容易となる。
する）８ｂについても、図４に示すように、図１に示す
階段形状と略同様の形状をなすゾーンプレート１２Ｂを
形成することが可能である。このように回折型光ピック
アップレンズ８の両面にゾーンプレート８ａ、８ｂを形
成することにより、より収差補正が容易となる。
【００３４】また、上記ゾーンプレート１２Ａ、１２Ｂ
の具体的な格子ピッチはＤＶＤやＣＤ-Ｒで要求されて
いるレンズのＮＡ等を考慮して決定する。
の具体的な格子ピッチはＤＶＤやＣＤ-Ｒで要求されて
いるレンズのＮＡ等を考慮して決定する。
【００３５】また、上記階段の各ステップの高さｈは、
ＣＤ−Ｒを記録再生する波長780nm（λ２）のレーザ光
２に対する１次回折光の割合を大とするとともに、ＤＶ
Ｄを記録再生する波長650nm（λ１）に対する０次回折
光の割合を100％とするような値に設定されている。
ＣＤ−Ｒを記録再生する波長780nm（λ２）のレーザ光
２に対する１次回折光の割合を大とするとともに、ＤＶ
Ｄを記録再生する波長650nm（λ１）に対する０次回折
光の割合を100％とするような値に設定されている。
【００３６】なお、このように、各ゾーンプレート１２
Ａ、１２Ｂの断面形状を、単純な矩形ではなく一方に階
段状部分を設けるような形状とすることにより、±１次
回折光のうち一方のみの回折光を出力させることが可能
であり、これにより、使用されなかった方の回折光が無
用のノイズの原因となることを防止することが可能とな
る。
Ａ、１２Ｂの断面形状を、単純な矩形ではなく一方に階
段状部分を設けるような形状とすることにより、±１次
回折光のうち一方のみの回折光を出力させることが可能
であり、これにより、使用されなかった方の回折光が無
用のノイズの原因となることを防止することが可能とな
る。
【００３７】また、上記ゾーンプレート１２Ａ、１２Ｂ
は、ガラスを用い、レンズ基材と一体的に成形する。
は、ガラスを用い、レンズ基材と一体的に成形する。
【００３８】また、図５および図６は上述した回折型光
ピックアップレンズ８の異なる実施形態を各々示すもの
である。すなわち、図５は、上述した回折型光ピックア
ップレンズ８の第１面８ａのゾーンプレート１２Ａの断
面構造の変更例を示すものであり、図１に示すゾーンプ
レート１２Ａとは階段が形成されている方向が互いに逆
向きとなっている。また、図６は上述した回折型光ピッ
クアップレンズ８の第２面８ｂのゾーンプレート１２Ｂ
の断面構造の変更例を示すものであり、図４に示すゾー
ンプレート１２Ｂとは階段が形成されている方向が互い
に逆向きとなっている。
ピックアップレンズ８の異なる実施形態を各々示すもの
である。すなわち、図５は、上述した回折型光ピックア
ップレンズ８の第１面８ａのゾーンプレート１２Ａの断
面構造の変更例を示すものであり、図１に示すゾーンプ
レート１２Ａとは階段が形成されている方向が互いに逆
向きとなっている。また、図６は上述した回折型光ピッ
クアップレンズ８の第２面８ｂのゾーンプレート１２Ｂ
の断面構造の変更例を示すものであり、図４に示すゾー
ンプレート１２Ｂとは階段が形成されている方向が互い
に逆向きとなっている。
【００３９】なお、これら２つのゾーンプレート１２
Ａ、１２Ｂは、いずれか一方を採用することが可能であ
る。
Ａ、１２Ｂは、いずれか一方を採用することが可能であ
る。
【００４０】さらに、図１に示すゾーンプレート１２Ａ
と図４または図６に示すゾーンプレート１２Ｂの組合
せ、あるいは図５に示すゾーンプレート１２Ａと、図４
または図６に示すゾーンプレート１２Ｂの組合せを採用
することが可能である。
と図４または図６に示すゾーンプレート１２Ｂの組合
せ、あるいは図５に示すゾーンプレート１２Ａと、図４
または図６に示すゾーンプレート１２Ｂの組合せを採用
することが可能である。
【００４１】また、上記ゾーンプレート１２Ａ、１２Ｂ
の最外径は入射する２つの波長のレーザ光２のビーム径
を勘案して設定すればよく、両者の最外径の大小はレン
ズのＮＡを考慮して適宜設定し得る。
の最外径は入射する２つの波長のレーザ光２のビーム径
を勘案して設定すればよく、両者の最外径の大小はレン
ズのＮＡを考慮して適宜設定し得る。
【００４２】なお、本発明の回折型レンズとしては、上
述した実施形態のガラスによる一体成形に限るものでな
く、材料としてプラスチックを用いての一体成形によっ
て得ることも可能である。さらに、回折型レンズの製造
方法としてはレンズ基材としてガラスあるいはプラスチ
ックを用い、そのレンズ基材上にゾーンプレートを２酸
化チタン（ＴｉＯ２）を蒸着、あるいは２酸化チタン
（ＴｉＯ２）に替えて種々の材料、例えば金属、他の金
属酸化物さらには非金属を蒸着して形成することも可能
である。また、蒸着でなく、スパッタリング、メッキ、
ロールコーティングなどで形成することも可能である。
述した実施形態のガラスによる一体成形に限るものでな
く、材料としてプラスチックを用いての一体成形によっ
て得ることも可能である。さらに、回折型レンズの製造
方法としてはレンズ基材としてガラスあるいはプラスチ
ックを用い、そのレンズ基材上にゾーンプレートを２酸
化チタン（ＴｉＯ２）を蒸着、あるいは２酸化チタン
（ＴｉＯ２）に替えて種々の材料、例えば金属、他の金
属酸化物さらには非金属を蒸着して形成することも可能
である。また、蒸着でなく、スパッタリング、メッキ、
ロールコーティングなどで形成することも可能である。
【００４３】さらに、このゾーンプレートの回折格子と
しては階段段数が３以外の種々の段数のものが採用可能
であり、階段段数が３以上、あるいは断面矩形状のもの
を採用可能である。
しては階段段数が３以外の種々の段数のものが採用可能
であり、階段段数が３以上、あるいは断面矩形状のもの
を採用可能である。
【００４４】また、上記実施形態のものにおいては、ゾ
ーンプレートに一方の波長の光束に対する収差補正機能
をもたせているが、収差補正機能とあわせて光束屈折機
能も持たせ、面形状による屈折力の一部を負担させるよ
うにしてもよい。
ーンプレートに一方の波長の光束に対する収差補正機能
をもたせているが、収差補正機能とあわせて光束屈折機
能も持たせ、面形状による屈折力の一部を負担させるよ
うにしてもよい。
【００４５】また、上述した実施形態のものにおいては
レンズ基材の両面を非球面としているが、一方の面のみ
を非球面とすることが可能である。
レンズ基材の両面を非球面としているが、一方の面のみ
を非球面とすることが可能である。
【００４６】また、本発明の光ピックアップ装置として
も、記録、再生対象となる光記録媒体としてはＤＶＤと
ＣＤ−Ｒに限られず、使用波長域の仕様が互いに異なる
２つの光記録媒体を共通の光ピックアップ装置で記録、
再生する場合に適用できる。
も、記録、再生対象となる光記録媒体としてはＤＶＤと
ＣＤ−Ｒに限られず、使用波長域の仕様が互いに異なる
２つの光記録媒体を共通の光ピックアップ装置で記録、
再生する場合に適用できる。
【００４７】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明の回折型
光ピックアップレンズおよび光ピックアップ装置によれ
ば、収束レンズの少なくとも一方の面に、波長λ１の光
束を第１の所定位置に収束せしめるような非球面を形成
することで、波長λ１の光束を第１の光記録媒体の記録
面に収差を良好なものとしつつ収束せしめることを可能
としている。一方、上記第１の光記録媒体とは厚みの異
なる第２の光記録媒体の記録面上における波長λ２の光
束の収束状態は、収束レンズの元々の形状および非球面
の各作用によっては、上記厚みの違いおよび上記波長の
違いによって余り良好なものとはならないが、収束レン
ズの少なくとも一方の面に形成した、波長λ２の光束の
みに作用するゾーンプレートによって、この波長λ２の
光束を第２の光記録媒体の記録面上に収差が小さな状態
で収束させるようにしている。
光ピックアップレンズおよび光ピックアップ装置によれ
ば、収束レンズの少なくとも一方の面に、波長λ１の光
束を第１の所定位置に収束せしめるような非球面を形成
することで、波長λ１の光束を第１の光記録媒体の記録
面に収差を良好なものとしつつ収束せしめることを可能
としている。一方、上記第１の光記録媒体とは厚みの異
なる第２の光記録媒体の記録面上における波長λ２の光
束の収束状態は、収束レンズの元々の形状および非球面
の各作用によっては、上記厚みの違いおよび上記波長の
違いによって余り良好なものとはならないが、収束レン
ズの少なくとも一方の面に形成した、波長λ２の光束の
みに作用するゾーンプレートによって、この波長λ２の
光束を第２の光記録媒体の記録面上に収差が小さな状態
で収束させるようにしている。
【００４８】このように、屈折力は収束レンズの形状に
負担させ、第１の光記録媒体の記録再生を行うための波
長λ１の光束を良好に収束させるために非球面形状を用
い、第２の光記録媒体の記録再生を行うための波長λ２
の光束を良好に収束させるためにゾーンプレートを用い
るという巧みな手法により、ゾーンプレートを構成する
回折格子のピッチを周辺部においてもある程度の大きさ
を確保しつつ、２つの厚みの異なる光記録媒体に対して
の良好な記録再生を１つの光ピックアップレンズを用い
て行い得るようにしている。
負担させ、第１の光記録媒体の記録再生を行うための波
長λ１の光束を良好に収束させるために非球面形状を用
い、第２の光記録媒体の記録再生を行うための波長λ２
の光束を良好に収束させるためにゾーンプレートを用い
るという巧みな手法により、ゾーンプレートを構成する
回折格子のピッチを周辺部においてもある程度の大きさ
を確保しつつ、２つの厚みの異なる光記録媒体に対して
の良好な記録再生を１つの光ピックアップレンズを用い
て行い得るようにしている。
【図１】本発明の実施形態に係る回折型光ピックアップ
レンズを示す正面図、側面図および拡大断面図
レンズを示す正面図、側面図および拡大断面図
【図２】本発明の実施形態に係る回折型光ピックアップ
レンズを用いた光ピックアップ装置を示す概略図
レンズを用いた光ピックアップ装置を示す概略図
【図３】図１に示す回折型光ピックアップレンズの作用
を示す図
を示す図
【図４】本発明の実施形態に係る回折型光ピックアップ
レンズを示す正面図、側面図および拡大断面図
レンズを示す正面図、側面図および拡大断面図
【図５】本発明の他の実施形態に係る回折型光ピックア
ップレンズを示す正面図、側面図および拡大断面図
ップレンズを示す正面図、側面図および拡大断面図
【図６】本発明の他の実施形態に係る回折型光ピックア
ップレンズを示す正面図、側面図および拡大断面図
ップレンズを示す正面図、側面図および拡大断面図
１Ａ ＬＤ電源 １Ｂ、１Ｃ 半導体レーザ １Ｄ、３ ハーフミラー ４ コリメータレンズ ６ 光ディスク ６Ａ、２６Ａ、３６Ａ 記録領域（記録面） ８ 回折型光ピックアップレンズ ８ａ 光源側の面（第１面） ８ｂ 光記録媒体側の面（第２面） １２、１２Ａ、１２Ｂ ゾーンプレート ２６ ＣＤ−Ｒ ３６ ＤＶＤ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 勝間 敏明 埼玉県大宮市植竹町１丁目324番地 富士 写真光機株式会社内 Ｆターム(参考） 2H087 KA13 LA01 NA01 PA01 PA17 PB01 QA02 QA07 QA14 RA03 RA12 RA13 RA47 5D119 AA38 AA41 BA01 CA16 EC45 EC47 JA44 JA46 JB02
Claims (9)
- 【請求項１】 収束レンズの少なくとも一方の面に、波
長λ１の光束を第１の所定位置に収束せしめるような非
球面が形成され、 前記収束レンズの少なくとも一方の面に、波長λ２の光
束を第２の所定位置に収束せしめ、かつ前記波長λ１の
光束をそのまま透過させるような波長選択性を有するゾ
ーンプレートが形成され、 前記収束レンズは前記波長λ１および前記波長λ２の光
束に対して透明とされていることを特徴とする回折型光
ピックアップレンズ。 - 【請求項２】 前記ゾーンプレートは、断面形状が階段
状の同心円格子からなることを特徴とする請求項１記載
の回折型光ピックアップレンズ。 - 【請求項３】 前記階段状の同心円格子の階段段数が３
であることを特徴とする請求項１または２記載の回折型
光ピックアップレンズ。 - 【請求項４】 前記収束レンズの両方の面に、波長λ２
の光束を第２の所定位置に収束せしめるようなゾーンプ
レートが形成されていることを特徴とする請求項１〜３
のうちいずれか１項記載の回折型光ピックアップレン
ズ。 - 【請求項５】 前記収束レンズの両方の面に、前記波長
λ１の光束を第１の所定位置に収束せしめるような非球
面が形成されていることを特徴とする請求項１〜４のう
ちいずれか１項記載の回折型光ピックアップレンズ。 - 【請求項６】 請求項１〜５のうちいずれか１項記載の
回折型光ピックアップレンズを備え、厚みが互いに異な
る２種の光記録媒体を記録もしくは再生するようになっ
ており、一方の光記録媒体は前記波長λ２の光束により
記録もしくは再生がなされ、他方の光記録媒体は前記波
長λ１の光により記録もしくは再生がなされるものであ
ることを特徴とする光ピックアップ装置。 - 【請求項７】 前記回折型光ピックアップレンズに入射
する光束は略平行光束とされていることを特徴とする請
求項６記載の光ピックアップ装置。 - 【請求項８】 前記一方の光記録媒体用の光束に対する
ＮＡが、前記他方の光記録媒体用の光束に対するＮＡよ
りも小さく設定されており、前記回折格子が光源側の面
に形成されていることを特徴とする請求項６または７記
載の光ピックアップ装置。 - 【請求項９】 前記一方の光記録媒体がＣＤ−Ｒであ
り、前記他方の光記録媒体がＤＶＤであることを特徴と
する請求項８記載の光ピックアップ装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001073040A JP2002277732A (ja) | 2001-03-14 | 2001-03-14 | 回折型光ピックアップレンズおよびこれを用いた光ピックアップ装置 |
| US10/075,345 US7072272B2 (en) | 2001-03-14 | 2002-02-15 | Diffraction type optical pickup lens and optical pickup apparatus using the same |
| DE10206923A DE10206923A1 (de) | 2001-03-14 | 2002-02-19 | Optische Abtastbeugungslinse und eine diese Linse verwendende optische Abtastvorrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001073040A JP2002277732A (ja) | 2001-03-14 | 2001-03-14 | 回折型光ピックアップレンズおよびこれを用いた光ピックアップ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002277732A true JP2002277732A (ja) | 2002-09-25 |
Family
ID=18930523
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001073040A Pending JP2002277732A (ja) | 2001-03-14 | 2001-03-14 | 回折型光ピックアップレンズおよびこれを用いた光ピックアップ装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7072272B2 (ja) |
| JP (1) | JP2002277732A (ja) |
| DE (1) | DE10206923A1 (ja) |
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| KR101845379B1 (ko) * | 2016-09-07 | 2018-05-18 | (주)에스제이엔 | Doe 패턴 가공설비 및 그 가공방법 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7440382B2 (en) * | 2002-12-26 | 2008-10-21 | Konica Minolta Holdings, Inc. | Objective optical element with multiple diffractive surfaces and optical pickup device |
| JP2004264659A (ja) * | 2003-03-03 | 2004-09-24 | Mitsubishi Electric Corp | 光送受信モジュール |
| US7619811B2 (en) * | 2004-10-07 | 2009-11-17 | The United States of America as represented by the Secretary of the Army Pentagon | Zonal lenslet array |
| GB0718706D0 (en) | 2007-09-25 | 2007-11-07 | Creative Physics Ltd | Method and apparatus for reducing laser speckle |
| CN101443846A (zh) * | 2006-05-12 | 2009-05-27 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | 光学扫描设备 |
| US8121012B2 (en) * | 2008-11-19 | 2012-02-21 | Hoya Corporation | Objective lens and optical information recording/reproducing apparatus |
| US9335604B2 (en) | 2013-12-11 | 2016-05-10 | Milan Momcilo Popovich | Holographic waveguide display |
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| US8233204B1 (en) | 2009-09-30 | 2012-07-31 | Rockwell Collins, Inc. | Optical displays |
| US11300795B1 (en) | 2009-09-30 | 2022-04-12 | Digilens Inc. | Systems for and methods of using fold gratings coordinated with output couplers for dual axis expansion |
| US10795160B1 (en) | 2014-09-25 | 2020-10-06 | Rockwell Collins, Inc. | Systems for and methods of using fold gratings for dual axis expansion |
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| US9274349B2 (en) | 2011-04-07 | 2016-03-01 | Digilens Inc. | Laser despeckler based on angular diversity |
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