JP2002311219A - 光学部材及びこれを用いた光ピックアップ - Google Patents
光学部材及びこれを用いた光ピックアップInfo
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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
- G11B7/1353—Diffractive elements, e.g. holograms or gratings
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- G11B7/1275—Two or more lasers having different wavelengths
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- G11B2220/20—Disc-shaped record carriers
- G11B2220/25—Disc-shaped record carriers characterised in that the disc is based on a specific recording technology
- G11B2220/2537—Optical discs
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Head (AREA)
- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
- Optical Recording Or Reproduction (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来の光学部材では、波長λ１のレーザ光用
の回折格子１ａを、波長λ２のレーザ光に依存して設計
するとλ１のレーザ光の効率が低下し、逆に波長λ２の
レーザ光用の回折格子１ｂを、波長λ１のレーザ光に依
存して設計するとλ２のレーザ光の効率が低下する問題
があった。 【解決手段】 回折格子１ａ，１ｂは、その表面に凸部
１ａ１，１ｂ１と凹部１ａ２，１ｂ２がそれぞれ交互に
形成され、凸部１ａ１，１ｂ１の幅寸法と凹部１ａ２，
１ｂ２の幅寸法とが異なるように形成されている。凸部
幅／（凸部幅＋凹部幅）をＤＵＴＹ比としてこのＤＵＴ
Ｙ比を変えた設計をすることで、レーザ光の０次回折光
と１次回折光の効率を変えた設計が可能になる。
の回折格子１ａを、波長λ２のレーザ光に依存して設計
するとλ１のレーザ光の効率が低下し、逆に波長λ２の
レーザ光用の回折格子１ｂを、波長λ１のレーザ光に依
存して設計するとλ２のレーザ光の効率が低下する問題
があった。 【解決手段】 回折格子１ａ，１ｂは、その表面に凸部
１ａ１，１ｂ１と凹部１ａ２，１ｂ２がそれぞれ交互に
形成され、凸部１ａ１，１ｂ１の幅寸法と凹部１ａ２，
１ｂ２の幅寸法とが異なるように形成されている。凸部
幅／（凸部幅＋凹部幅）をＤＵＴＹ比としてこのＤＵＴ
Ｙ比を変えた設計をすることで、レーザ光の０次回折光
と１次回折光の効率を変えた設計が可能になる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、２波長のレーザ光
が発光可能なディスク装置に搭載される光学部材に係
り、特にレーザ光の波長に応じて独立に回折させること
ができる光学部材に関する。
が発光可能なディスク装置に搭載される光学部材に係
り、特にレーザ光の波長に応じて独立に回折させること
ができる光学部材に関する。
【０００２】
【従来の技術】光ディスク装置には、ＣＤ（Ｃｏｍｐａ
ｃｔ Ｄｉｓｋ）系のディスクとＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａ
ｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）系のディスクの再
生に対応した光ピックアップが搭載されているものがあ
る。ＤＶＤは、ＣＤに比べて高密度記録が可能であり、
ディスクの記録密度が高く形成されるなどディスク内の
構造が異なっている。そのため、ＣＤとＤＶＤ兼用の光
ディスク装置には、波長の異なるレーザ光源が搭載さ
れ、ＣＤでは約７８０ｎｍ（λ１）のレーザ光が、ＤＶ
Ｄではより短波長の約６５０ｎｍ（λ２）のレーザ光が
利用されている。
ｃｔ Ｄｉｓｋ）系のディスクとＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａ
ｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）系のディスクの再
生に対応した光ピックアップが搭載されているものがあ
る。ＤＶＤは、ＣＤに比べて高密度記録が可能であり、
ディスクの記録密度が高く形成されるなどディスク内の
構造が異なっている。そのため、ＣＤとＤＶＤ兼用の光
ディスク装置には、波長の異なるレーザ光源が搭載さ
れ、ＣＤでは約７８０ｎｍ（λ１）のレーザ光が、ＤＶ
Ｄではより短波長の約６５０ｎｍ（λ２）のレーザ光が
利用されている。
【０００３】例えば、前記のような光ディスク装置とし
て、ＣＤ用のレーザ光源とＤＶＤ用のレーザ光源とがそ
れぞれ別個に設けられたものがある。ＣＤ用のレーザ光
源から発せられた波長λ１のレーザ光が２焦点の対物レ
ンズへ導かれ、ディスクに反射した戻り光がフォトダイ
オードで検出される。またＤＶＤ用のレーザ光源から発
せられた波長λ２のレーザ光が２焦点の対物レンズへ導
かれ、ディスクに反射した戻り光が前記と共通のフォト
ダイオードで検出される。
て、ＣＤ用のレーザ光源とＤＶＤ用のレーザ光源とがそ
れぞれ別個に設けられたものがある。ＣＤ用のレーザ光
源から発せられた波長λ１のレーザ光が２焦点の対物レ
ンズへ導かれ、ディスクに反射した戻り光がフォトダイ
オードで検出される。またＤＶＤ用のレーザ光源から発
せられた波長λ２のレーザ光が２焦点の対物レンズへ導
かれ、ディスクに反射した戻り光が前記と共通のフォト
ダイオードで検出される。
【０００４】前記光ディスク装置でのＣＤ用の検出方法
として、レーザ光を１本の主ビームと２本のサブビーム
にして検出する３ビーム法が適用され、ＤＶＤ用の検出
方法としては１ビームのみで検出させるＤＰＤ法（Ｄｉ
ｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｐｈａｓｅ Ｄｅｔｅｃｔｉｏ
ｎ；位相差法）が適用されている。
として、レーザ光を１本の主ビームと２本のサブビーム
にして検出する３ビーム法が適用され、ＤＶＤ用の検出
方法としては１ビームのみで検出させるＤＰＤ法（Ｄｉ
ｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｐｈａｓｅ Ｄｅｔｅｃｔｉｏ
ｎ；位相差法）が適用されている。
【０００５】またＤＶＤ用として書き換えが可能なＤＶ
Ｄ−ＲＡＭ（ＤＶＤ−ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓ Ｍｅ
ｍｏｒｙ）では、１ビームで検出できる前記ＤＰＤ法を
採用することができない。そこで、前記ＤＰＤ法に代え
てディファレンシャルプッシュプル（ＤＰＰ）法が採用
されている。このＤＰＰ法ではＤＶＤのレーザ光をＣＤ
の場合と同様に３ビームに変換する必要がある。
Ｄ−ＲＡＭ（ＤＶＤ−ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓ Ｍｅ
ｍｏｒｙ）では、１ビームで検出できる前記ＤＰＤ法を
採用することができない。そこで、前記ＤＰＤ法に代え
てディファレンシャルプッシュプル（ＤＰＰ）法が採用
されている。このＤＰＰ法ではＤＶＤのレーザ光をＣＤ
の場合と同様に３ビームに変換する必要がある。
【０００６】光ディスク装置のコストダウンを図るべ
く、ＣＤ用のレーザ光源とＤＶＤ用のレーザ光源とを同
一の筐体（管）内に設けて一体化したものが既に製品化
されている。この場合に各レーザ光を３ビームにするた
めの回折格子（光学部材）が必要になる。
く、ＣＤ用のレーザ光源とＤＶＤ用のレーザ光源とを同
一の筐体（管）内に設けて一体化したものが既に製品化
されている。この場合に各レーザ光を３ビームにするた
めの回折格子（光学部材）が必要になる。
【０００７】このような回折格子としては、レーザ光の
一方の面（入射側）にλ１のレーザ光を３ビームにする
第１の回折格子が設けられ、他方の面（出射側）にλ２
のレーザ光を３ビームにする第２の回折格子が設けられ
ているものがある。この場合に、第１の回折格子ではλ
１の波長のレーザ光を３ビームにさせるとともにλ２の
波長のレーザ光を１ビームのまま透過させ、また第２の
回折格子では、λ１の波長のレーザ光を透過させるとと
もにλ２の波長のレーザ光を３ビームに変換させる必要
がある。
一方の面（入射側）にλ１のレーザ光を３ビームにする
第１の回折格子が設けられ、他方の面（出射側）にλ２
のレーザ光を３ビームにする第２の回折格子が設けられ
ているものがある。この場合に、第１の回折格子ではλ
１の波長のレーザ光を３ビームにさせるとともにλ２の
波長のレーザ光を１ビームのまま透過させ、また第２の
回折格子では、λ１の波長のレーザ光を透過させるとと
もにλ２の波長のレーザ光を３ビームに変換させる必要
がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記従来の回
折格子では、第１の回折格子をλ２のレーザ光が通過し
たときに１ビームのまま透過させるように回折格子を設
計すると、この第１の回折格子にλ１のレーザ光が入射
したときの０次回折光（主ビーム）の効率が低下し且つ
１次回折光（サブビーム）の効率が必要以上に大きくな
り過ぎる。
折格子では、第１の回折格子をλ２のレーザ光が通過し
たときに１ビームのまま透過させるように回折格子を設
計すると、この第１の回折格子にλ１のレーザ光が入射
したときの０次回折光（主ビーム）の効率が低下し且つ
１次回折光（サブビーム）の効率が必要以上に大きくな
り過ぎる。
【０００９】また第２の回折格子をλ１のレーザ光が通
過したときに回折させずに１ビームのまま透過させるよ
うに設計すると、第２の回折格子にλ２のレーザ光が入
射したときに、λ２のレーザ光の０次回折光の効率が低
下し且つ１次回折光の効率が大きくなり過ぎる。
過したときに回折させずに１ビームのまま透過させるよ
うに設計すると、第２の回折格子にλ２のレーザ光が入
射したときに、λ２のレーザ光の０次回折光の効率が低
下し且つ１次回折光の効率が大きくなり過ぎる。
【００１０】この点について図８の線図を参照して詳述
する。ただし、図８に示す効率とは、入射したレーザ光
を１としたときの通過後の０次回折光の割合を示す。ま
た周期（ｐ）とは、回折格子の凸部から隣接する凸部ま
での距離を示し、図８に示すものは周期（ｐ）が２０μ
ｍ、屈折率（ｎ）が１．５である。
する。ただし、図８に示す効率とは、入射したレーザ光
を１としたときの通過後の０次回折光の割合を示す。ま
た周期（ｐ）とは、回折格子の凸部から隣接する凸部ま
での距離を示し、図８に示すものは周期（ｐ）が２０μ
ｍ、屈折率（ｎ）が１．５である。
【００１１】図８に示すように、第１の回折格子でλ２
の１次回折光を出力させないためには、図８のＱ１点で
示す格子深さが１．３付近となるように設計する必要が
あるが、これではλ１のレーザ光が通過したときの０次
回折光の効率が６割程度まで低下し且つ１次回折光の効
率が１割程度と必要以上に大きくなってしまう。また第
２の回折格子でλ１の１次回折光を出力させないために
は、図８のＱ２点で示す格子深さが１．６程度となるよ
うに設計する必要があるが、これではλ２のレーザ光が
通過したときの０次回折光の効率が６割以下に低下し且
つ１次回折光の効率が１割以上と必要以上に大きくなり
過ぎる。０次回折光の効率が低いと、信号光のＳ／Ｎ比
が悪くなる。また第１の回折格子でのλ１の１次回折光
をトラッキングサーボに使うときに第２の回折格子でサ
ブビーム（１次回折光）が生じると、トラッキング信号
にオフセットが生じる。同様にλ２についても第２の回
折格子の１次回折光をトラッキングサーボに使用する
が、この場合にも第１の回折格子でλ２のサブビーム
（１次回折光）が生じるとトラッキング信号にオフセッ
トが生じる。
の１次回折光を出力させないためには、図８のＱ１点で
示す格子深さが１．３付近となるように設計する必要が
あるが、これではλ１のレーザ光が通過したときの０次
回折光の効率が６割程度まで低下し且つ１次回折光の効
率が１割程度と必要以上に大きくなってしまう。また第
２の回折格子でλ１の１次回折光を出力させないために
は、図８のＱ２点で示す格子深さが１．６程度となるよ
うに設計する必要があるが、これではλ２のレーザ光が
通過したときの０次回折光の効率が６割以下に低下し且
つ１次回折光の効率が１割以上と必要以上に大きくなり
過ぎる。０次回折光の効率が低いと、信号光のＳ／Ｎ比
が悪くなる。また第１の回折格子でのλ１の１次回折光
をトラッキングサーボに使うときに第２の回折格子でサ
ブビーム（１次回折光）が生じると、トラッキング信号
にオフセットが生じる。同様にλ２についても第２の回
折格子の１次回折光をトラッキングサーボに使用する
が、この場合にも第１の回折格子でλ２のサブビーム
（１次回折光）が生じるとトラッキング信号にオフセッ
トが生じる。
【００１２】図９は、屈折率ｎ＝１．５４のときの図８
の範囲Ｓの部分を拡大した線図であり、図９の×印は、
λ１の１次回折光の効率をλ１の０次回折光の効率で除
した割合である。またこの場合、前記×印で示した割合
は、再生用のＣＤの場合に１０以上１５以下に設定する
ことが一般的となっている。
の範囲Ｓの部分を拡大した線図であり、図９の×印は、
λ１の１次回折光の効率をλ１の０次回折光の効率で除
した割合である。またこの場合、前記×印で示した割合
は、再生用のＣＤの場合に１０以上１５以下に設定する
ことが一般的となっている。
【００１３】図１０は、屈折率ｎ＝１．５４のときの図
８の範囲Ｓの拡大図であり、波長λ２の１次回折光にお
ける格子深さと効率との関係を示している。ただし、縦
軸の効率は指数で表わしたものである。
８の範囲Ｓの拡大図であり、波長λ２の１次回折光にお
ける格子深さと効率との関係を示している。ただし、縦
軸の効率は指数で表わしたものである。
【００１４】図１０に示すように、第１の回折格子でλ
２の１次回折光が出力されないようにする最適な格子深
さとしては、図１０のＴで示す範囲であるが、このよう
にＴで示す狭い範囲に限定されてしまい、（１次回折光
の効率）／（０次回折光の効率）が１０以上１５以下の
範囲内で設計できるにも拘わらず、１次回折光の効率を
変えた設計ができなくなり、設計の自由度が制限され
る。
２の１次回折光が出力されないようにする最適な格子深
さとしては、図１０のＴで示す範囲であるが、このよう
にＴで示す狭い範囲に限定されてしまい、（１次回折光
の効率）／（０次回折光の効率）が１０以上１５以下の
範囲内で設計できるにも拘わらず、１次回折光の効率を
変えた設計ができなくなり、設計の自由度が制限され
る。
【００１５】本発明は上記課題を解決するものであり、
双方の波長のレーザ光に対して最適な設計をすることが
でき、しかも１次回折光の効率を変化させた設計が可能
な光学部材を提供することを目的とする。
双方の波長のレーザ光に対して最適な設計をすることが
でき、しかも１次回折光の効率を変化させた設計が可能
な光学部材を提供することを目的とする。
【００１６】また本発明は、構造を簡略化してコストダ
ウンが可能な光ピックアップを提供することを目的とし
ている。
ウンが可能な光ピックアップを提供することを目的とし
ている。
【００１７】
【課題を解決するための手段】本発明は、第１の波長λ
１と、第２の波長λ２のレーザ光が入射する透明部材の
一方の面に、前記第１の波長λ１のレーザ光を回折させ
るとともに前記第２の波長λ２のレーザ光を回折させな
い第１の回折格子が、他方の面に前記第２の波長λ２の
レーザ光を回折させるとともに、前記第１の波長λ１の
レーザ光を回折させない第２の回折格子が設けられた光
学部材において、前記第１の回折格子の深さが、前記第
２の波長λ２のレーザ光に依存するとともに、前記第１
の回折格子の凸部の幅寸法と、凹部の幅寸法が、回折さ
れる前記第１の波長λ１のレーザ光の０次回折光と１次
回折光との割合が所定の範囲内に収まるよう形成され、
前記第２の回折格子の深さが、前記第１の波長λ１のレ
ーザ光に依存するとともに、前記第２の回折格子の凸部
の幅寸法と、凹部の幅寸法が、回折される前記第２の波
長λ２のレーザ光の０次回折光と１次回折光との割合が
所定の範囲内に収まるように形成されていることを特徴
とするものである。
１と、第２の波長λ２のレーザ光が入射する透明部材の
一方の面に、前記第１の波長λ１のレーザ光を回折させ
るとともに前記第２の波長λ２のレーザ光を回折させな
い第１の回折格子が、他方の面に前記第２の波長λ２の
レーザ光を回折させるとともに、前記第１の波長λ１の
レーザ光を回折させない第２の回折格子が設けられた光
学部材において、前記第１の回折格子の深さが、前記第
２の波長λ２のレーザ光に依存するとともに、前記第１
の回折格子の凸部の幅寸法と、凹部の幅寸法が、回折さ
れる前記第１の波長λ１のレーザ光の０次回折光と１次
回折光との割合が所定の範囲内に収まるよう形成され、
前記第２の回折格子の深さが、前記第１の波長λ１のレ
ーザ光に依存するとともに、前記第２の回折格子の凸部
の幅寸法と、凹部の幅寸法が、回折される前記第２の波
長λ２のレーザ光の０次回折光と１次回折光との割合が
所定の範囲内に収まるように形成されていることを特徴
とするものである。
【００１８】上記本発明は、２波長のレーザ光をそれぞ
れ独立に回折させることができ、しかも０次回折光と１
次回折光の割合に幅を持たせることが可能となるので、
設計の自由度を広げることができる。その結果、トラッ
クエラーの検出精度を高めることができる。
れ独立に回折させることができ、しかも０次回折光と１
次回折光の割合に幅を持たせることが可能となるので、
設計の自由度を広げることができる。その結果、トラッ
クエラーの検出精度を高めることができる。
【００１９】例えば、前記第１の波長または前記第２の
波長の０次回折光の光量に対する１次回折光の光量の割
合（１次回折光／０次回折光）が、５以上１５以下に設
定されるように構成できる。例えば、再生用ＣＤとして
使用する場合には、１０以上１５以下の範囲で使用する
ことが好ましい。また記録用ＣＤとして使用する場合に
は、５以上１５以下の範囲で使用することが好ましく、
さらに好ましくは５以上１０以下の範囲である。
波長の０次回折光の光量に対する１次回折光の光量の割
合（１次回折光／０次回折光）が、５以上１５以下に設
定されるように構成できる。例えば、再生用ＣＤとして
使用する場合には、１０以上１５以下の範囲で使用する
ことが好ましい。また記録用ＣＤとして使用する場合に
は、５以上１５以下の範囲で使用することが好ましく、
さらに好ましくは５以上１０以下の範囲である。
【００２０】また前記凸部が凹部より幅広に形成されて
いることで、型成型する際に型側の凹部から抜け易くな
り、型成型が容易になる。
いることで、型成型する際に型側の凹部から抜け易くな
り、型成型が容易になる。
【００２１】また前記第１の波長λ１はほぼ７８０ｎｍ
であり、前記第２の波長λ２はほぼ６５０ｎｍであるも
のとして構成できる。これにより、ＣＤとＤＶＤの双方
に対応が可能となる。
であり、前記第２の波長λ２はほぼ６５０ｎｍであるも
のとして構成できる。これにより、ＣＤとＤＶＤの双方
に対応が可能となる。
【００２２】また、前記第１の回折格子と第２の回折格
子の少なくとも一方の表面には、前記第１と第２の波長
のレーザ光の波長より小さい周期の微小回折格子が形成
されていることが好ましい。このような微小回折格子を
設けることで、高価な反射防止膜と同等な反射防止効果
を発揮することができ、光の反射ロスを低減できる。
子の少なくとも一方の表面には、前記第１と第２の波長
のレーザ光の波長より小さい周期の微小回折格子が形成
されていることが好ましい。このような微小回折格子を
設けることで、高価な反射防止膜と同等な反射防止効果
を発揮することができ、光の反射ロスを低減できる。
【００２３】また本発明の光ピックアップは、前記光学
部材と、前記光学部材に向けて異なる波長のレーザ光を
発する発光素子と、対物レンズと、記録媒体に反射した
戻り光を受光する受光部を含む光学系が設けられている
ことを特徴とするものである。このような構成とするこ
とで、ひとつの光学部材で２波長のレーザ光をそれぞれ
独立して回折させることができるので、部品点数を減ら
して構造を簡略化でき、コストダウンが可能となる。
部材と、前記光学部材に向けて異なる波長のレーザ光を
発する発光素子と、対物レンズと、記録媒体に反射した
戻り光を受光する受光部を含む光学系が設けられている
ことを特徴とするものである。このような構成とするこ
とで、ひとつの光学部材で２波長のレーザ光をそれぞれ
独立して回折させることができるので、部品点数を減ら
して構造を簡略化でき、コストダウンが可能となる。
【００２４】
【発明の実施の形態】図１は本発明の光ピックアップの
一例を示す概略図、図２は光学部材の形状を示す一部省
略平面図、図３は７８５ｎｍの１次回折光と０次回折光
の割合とＤＵＴＹ比との関係を示す線図、図４は図３に
示す場合の６５８ｎｍの１次回折光と最適な格子深さを
示す線図、図５は６５８ｎｍの１次回折光と０次回折光
の割合とＤＵＴＹ比との関係を示す線図、図６は図５に
示す場合の６５８ｎｍの１次回折光と最適な格子深さを
示す線図である。なお、ＤＵＴＹ比とは格子の幅（凹部
と凸部を足した幅）に対する凸部の幅の比としている。
一例を示す概略図、図２は光学部材の形状を示す一部省
略平面図、図３は７８５ｎｍの１次回折光と０次回折光
の割合とＤＵＴＹ比との関係を示す線図、図４は図３に
示す場合の６５８ｎｍの１次回折光と最適な格子深さを
示す線図、図５は６５８ｎｍの１次回折光と０次回折光
の割合とＤＵＴＹ比との関係を示す線図、図６は図５に
示す場合の６５８ｎｍの１次回折光と最適な格子深さを
示す線図である。なお、ＤＵＴＹ比とは格子の幅（凹部
と凸部を足した幅）に対する凸部の幅の比としている。
【００２５】以下では、本発明の光学部材１と、この光
学部材１が搭載された光ピックアップ１０について説明
する。また前記光ピックアップ１０は、例えば読み取り
専用のＣＤ（ＣＤ−ＲＯＭ）と書き換え可能なＤＶＤ
（ＤＶＤ−ＲＡＭ）のように双方とも３ビーム法により
検出が行われる光ディスク装置に搭載される。
学部材１が搭載された光ピックアップ１０について説明
する。また前記光ピックアップ１０は、例えば読み取り
専用のＣＤ（ＣＤ−ＲＯＭ）と書き換え可能なＤＶＤ
（ＤＶＤ−ＲＡＭ）のように双方とも３ビーム法により
検出が行われる光ディスク装置に搭載される。
【００２６】図１に示す光ピックアップ１０は、ＣＤ用
として約７８０ｎｍの波長λ１のレーザ光を発光する発
光素子２ａと、ＤＶＤ用として約６５０ｎｍの波長λ２
のレーザ光を発光する発光素子２ｂが微小間隔離れた状
態で、単一の筐体内に設けられて光源（発光部）２とし
て構成されている。
として約７８０ｎｍの波長λ１のレーザ光を発光する発
光素子２ａと、ＤＶＤ用として約６５０ｎｍの波長λ２
のレーザ光を発光する発光素子２ｂが微小間隔離れた状
態で、単一の筐体内に設けられて光源（発光部）２とし
て構成されている。
【００２７】前記光ピックアップ１０には、光学系とし
て、光学部材１が前記光源２の発光側の前方に配置さ
れ、その他ビームスプリッタ３、コリメータレンズ４、
対物レンズ５及び受光部６が所定の位置に配置されてい
る。
て、光学部材１が前記光源２の発光側の前方に配置さ
れ、その他ビームスプリッタ３、コリメータレンズ４、
対物レンズ５及び受光部６が所定の位置に配置されてい
る。
【００２８】前記光源２の発光素子２ａ，２ｂの一方か
ら発せられたレーザ光は、前記光学部材１を通過してビ
ームスプリッタ３でディスクＤ側へ反射した後に、コリ
メータレンズ４で平行光に調整され、対物レンズ５を通
って、ディスクＤの表面にレーザ光のスポット光を形成
する。そして、ディスクＤに反射して戻った戻り光は、
対物レンズ５とコリメータレンズ４を通り、ビームスプ
リッタ３を直進して通過して、受光部６の受光素子へ導
かれる。
ら発せられたレーザ光は、前記光学部材１を通過してビ
ームスプリッタ３でディスクＤ側へ反射した後に、コリ
メータレンズ４で平行光に調整され、対物レンズ５を通
って、ディスクＤの表面にレーザ光のスポット光を形成
する。そして、ディスクＤに反射して戻った戻り光は、
対物レンズ５とコリメータレンズ４を通り、ビームスプ
リッタ３を直進して通過して、受光部６の受光素子へ導
かれる。
【００２９】前記受光部６の受光素子はピンフォトダイ
オードで形成されており、この素子で検知された信号に
応じて対物レンズ５をディスク面に沿うトラッキング方
向へ補正し、またディスク面に直交するフォーカシング
方向へ補正することができる。
オードで形成されており、この素子で検知された信号に
応じて対物レンズ５をディスク面に沿うトラッキング方
向へ補正し、またディスク面に直交するフォーカシング
方向へ補正することができる。
【００３０】また、図示していないが、前記光ピックア
ップ１０には前記対物レンズ５を微動自在に支持するレ
ンズホルダが設けられ、このレンズホルダを微駆動させ
る駆動手段が設けられている。前記駆動手段による動力
により、対物レンズ５がトラッキング方向とフォーカシ
ング方向へ微駆動可能とされている。
ップ１０には前記対物レンズ５を微動自在に支持するレ
ンズホルダが設けられ、このレンズホルダを微駆動させ
る駆動手段が設けられている。前記駆動手段による動力
により、対物レンズ５がトラッキング方向とフォーカシ
ング方向へ微駆動可能とされている。
【００３１】前記光学部材１は、ガラス、合成樹脂また
はこれらの複合材からなる光透過性の透明部材であり金
型を用いて成型される。また光学部材１には、前記光源
２から発せられるレーザ光の入射面側にＣＤ用としての
７８５ｎｍ（λ１）の波長のレーザ光を３ビームに回折
する第１の回折格子１ａが形成され、前記光学部材１の
射出面側にＤＶＤ用としての６５８ｎｍ（λ２）の波長
のレーザ光を３ビームに回折する第２の回折格子１ｂが
形成されている。これら第１の回折格子１ａと第２の回
折格子１ｂは、一体に形成されたものであってもよく、
各回折格子１ａ，１ｂがそれぞれ別体で形成されて、透
明樹脂製の接着剤などで固定されたものであってもよ
い。
はこれらの複合材からなる光透過性の透明部材であり金
型を用いて成型される。また光学部材１には、前記光源
２から発せられるレーザ光の入射面側にＣＤ用としての
７８５ｎｍ（λ１）の波長のレーザ光を３ビームに回折
する第１の回折格子１ａが形成され、前記光学部材１の
射出面側にＤＶＤ用としての６５８ｎｍ（λ２）の波長
のレーザ光を３ビームに回折する第２の回折格子１ｂが
形成されている。これら第１の回折格子１ａと第２の回
折格子１ｂは、一体に形成されたものであってもよく、
各回折格子１ａ，１ｂがそれぞれ別体で形成されて、透
明樹脂製の接着剤などで固定されたものであってもよ
い。
【００３２】図２に示すように、前記光学部材１に形成
された第１の回折格子１ａは、凸部１ａ１と凹部１ａ２
が交互に繰り返し形成された凹凸形状である。また回折
格子１ａの各凸部１ａ１の幅寸法Ｗ１はいずれも同一寸
法であり、各凹部１ａ２の幅寸法Ｗ２もいずれも同一寸
法である。また前記光学部材１に形成された第２の回折
格子１ｂは、凸部１ｂ１と凹部１ｂ２が交互に繰り返し
形成された凹凸形状であり、各凸部１ｂ１の幅寸法Ｗ３
はいずれも同一寸法であり、各凹部１ｂ２の幅寸法Ｗ４
いずれも同一寸法である。ただし、Ｗ１≠Ｗ２、Ｗ３≠
Ｗ４である。また凸部１ａ１，１ｂ１の幅寸法と凹部１
ａ２，１ｂ２の幅寸法では、凸部が凹部より幅広に形成
されることが好ましく、これにより金型側の凹部が形成
し易くなり、また成形時の抜けが良好になる。
された第１の回折格子１ａは、凸部１ａ１と凹部１ａ２
が交互に繰り返し形成された凹凸形状である。また回折
格子１ａの各凸部１ａ１の幅寸法Ｗ１はいずれも同一寸
法であり、各凹部１ａ２の幅寸法Ｗ２もいずれも同一寸
法である。また前記光学部材１に形成された第２の回折
格子１ｂは、凸部１ｂ１と凹部１ｂ２が交互に繰り返し
形成された凹凸形状であり、各凸部１ｂ１の幅寸法Ｗ３
はいずれも同一寸法であり、各凹部１ｂ２の幅寸法Ｗ４
いずれも同一寸法である。ただし、Ｗ１≠Ｗ２、Ｗ３≠
Ｗ４である。また凸部１ａ１，１ｂ１の幅寸法と凹部１
ａ２，１ｂ２の幅寸法では、凸部が凹部より幅広に形成
されることが好ましく、これにより金型側の凹部が形成
し易くなり、また成形時の抜けが良好になる。
【００３３】図３に示すように、前記回折格子１ａにお
いて、凸部１ａ１の幅寸法と凹部１ａ２の幅寸法の割合
をＤＵＴＹ比（凸部幅（Ｗ１）／１周期幅（Ｗ１＋Ｗ
２））として表わすと、このＤＵＴＹ比を変化させたと
き、６５８ｎｍの１次回折光が最小となる格子深さにす
るという条件で計算すると、７８５ｎｍ（λ１）の０次
回折光の変化が○印で表わされ、７８５ｎｍの１次回折
光の変化が◇印で表わされる。なお、図３に示す回折格
子１ａは周期（ｐ）が３０μｍで、屈折率が１．５４の
場合であり、図８ないし図１０で示した回折格子で設定
された周期（ｐ＝２０μｍ）とは異なっているが、周期
が２０μｍの回折格子と周期が３０μｍの回折格子とで
は若干ピークが異なるだけでほぼ同じ波形が得られる。
いて、凸部１ａ１の幅寸法と凹部１ａ２の幅寸法の割合
をＤＵＴＹ比（凸部幅（Ｗ１）／１周期幅（Ｗ１＋Ｗ
２））として表わすと、このＤＵＴＹ比を変化させたと
き、６５８ｎｍの１次回折光が最小となる格子深さにす
るという条件で計算すると、７８５ｎｍ（λ１）の０次
回折光の変化が○印で表わされ、７８５ｎｍの１次回折
光の変化が◇印で表わされる。なお、図３に示す回折格
子１ａは周期（ｐ）が３０μｍで、屈折率が１．５４の
場合であり、図８ないし図１０で示した回折格子で設定
された周期（ｐ＝２０μｍ）とは異なっているが、周期
が２０μｍの回折格子と周期が３０μｍの回折格子とで
は若干ピークが異なるだけでほぼ同じ波形が得られる。
【００３４】また図３に示すように、７８５ｎｍの０次
回折光と７８５ｎｍの１次回折光により、７８５ｎｍに
対する１次回折光と０次回折光との割合（１次回折光の
効率／０次回折光の効率）を表わすと、図中の×印で示
す波形となる。またこのときのλ２の１次回折光の効率
は図４の◆で示す波形となる。ただし、図４の縦軸の効
率は指数で表わしている。
回折光と７８５ｎｍの１次回折光により、７８５ｎｍに
対する１次回折光と０次回折光との割合（１次回折光の
効率／０次回折光の効率）を表わすと、図中の×印で示
す波形となる。またこのときのλ２の１次回折光の効率
は図４の◆で示す波形となる。ただし、図４の縦軸の効
率は指数で表わしている。
【００３５】図３及び図４より、ＤＵＴＹ比を約０．３
５〜０．６５の範囲内で変動させることで、λ１（７８
５ｎｍ）の０次回折光と１次回折光の割合を１０％から
１５％までの範囲内で変動させることができる。しかも
この範囲内ではλ２（６５８ｎｍ）の１次回折光の効率
を十分に低く抑えることができる。
５〜０．６５の範囲内で変動させることで、λ１（７８
５ｎｍ）の０次回折光と１次回折光の割合を１０％から
１５％までの範囲内で変動させることができる。しかも
この範囲内ではλ２（６５８ｎｍ）の１次回折光の効率
を十分に低く抑えることができる。
【００３６】よって、波長が７８５ｎｍのレーザ光で再
生処理が行われる光ディスク装置では、ＤＵＴＹ比を約
０．３５〜０．６５の範囲内で変更すると、１次回折光
／０次回折光を１０以上１５以下の範囲内で変更できる
ので、７８５ｎｍのレーザ光の１次回折光の効率を変更
した設計が可能になる。
生処理が行われる光ディスク装置では、ＤＵＴＹ比を約
０．３５〜０．６５の範囲内で変更すると、１次回折光
／０次回折光を１０以上１５以下の範囲内で変更できる
ので、７８５ｎｍのレーザ光の１次回折光の効率を変更
した設計が可能になる。
【００３７】また、波長が７８５ｎｍのレーザ光を使用
した書き込み可能な光ディスク装置では、ＤＵＴＹ比を
約０．２２〜０．３５及び約０．６５〜０．７７の範囲
で変更することで、１次回折光／０次回折光を５以上１
０以下の範囲内で変更でき、７８５ｎｍのレーザ光の１
次回折光の効率を下げた設計が可能となる。ただし、こ
の場合１次回折光／０次回折光が５以上１５以下に設定
されてもよい。
した書き込み可能な光ディスク装置では、ＤＵＴＹ比を
約０．２２〜０．３５及び約０．６５〜０．７７の範囲
で変更することで、１次回折光／０次回折光を５以上１
０以下の範囲内で変更でき、７８５ｎｍのレーザ光の１
次回折光の効率を下げた設計が可能となる。ただし、こ
の場合１次回折光／０次回折光が５以上１５以下に設定
されてもよい。
【００３８】なお、図４の□印は、ＤＵＴＹ比を変化さ
せたときの回折格子１ａの格子深さの最適値を示してい
る。
せたときの回折格子１ａの格子深さの最適値を示してい
る。
【００３９】このように、第１の回折格子１ａの凹部１
ａ２と凸部１ａ１の幅寸法を変えた設計をすることで、
波長７８５ｎｍ（λ１）のレーザ光が入射したときには
３ビームに回折させることができ、波長６５８ｎｍ（λ
２）のレーザ光が入射したときには３ビームに回折させ
ることなく１ビームのまま透過させることができる。
ａ２と凸部１ａ１の幅寸法を変えた設計をすることで、
波長７８５ｎｍ（λ１）のレーザ光が入射したときには
３ビームに回折させることができ、波長６５８ｎｍ（λ
２）のレーザ光が入射したときには３ビームに回折させ
ることなく１ビームのまま透過させることができる。
【００４０】一方、図５では、前記回折格子１ｂでのＤ
ＵＴＹ比（Ｗ３／（Ｗ３＋Ｗ４））を変化させたとき、
７８５ｎｍの１次回折光が最小となる格子深さにすると
いう条件で計算すると、６５８ｎｍの０次回折光の変化
が●印で示され、６５８ｎｍの１次回折光の変化が◆印
で示される。なお、回折格子１ｂは前記回折光格子１ａ
と同じ周期（ｐ）と屈折率が設定されているが、実際に
適用するときには周期が異なっていてもよい。
ＵＴＹ比（Ｗ３／（Ｗ３＋Ｗ４））を変化させたとき、
７８５ｎｍの１次回折光が最小となる格子深さにすると
いう条件で計算すると、６５８ｎｍの０次回折光の変化
が●印で示され、６５８ｎｍの１次回折光の変化が◆印
で示される。なお、回折格子１ｂは前記回折光格子１ａ
と同じ周期（ｐ）と屈折率が設定されているが、実際に
適用するときには周期が異なっていてもよい。
【００４１】図５に示す６５８ｎｍ（λ２）の０次回折
光と６５８ｎｍの１次回折光から、６５８ｎｍに対する
１次回折光と０次回折光との割合（１次回折光の効率／
０次回折光の効率）を表わすと、図５の×印で示す波形
となる。またこのときのλ１の１次回折光の効率は図６
の◇で示す波形となる。ただし、図６の縦軸の効率は指
数で表わしている。
光と６５８ｎｍの１次回折光から、６５８ｎｍに対する
１次回折光と０次回折光との割合（１次回折光の効率／
０次回折光の効率）を表わすと、図５の×印で示す波形
となる。またこのときのλ１の１次回折光の効率は図６
の◇で示す波形となる。ただし、図６の縦軸の効率は指
数で表わしている。
【００４２】図５及び図６より、ＤＵＴＹ比を約０．２
５〜０．３３と約０．６５〜０．７２の範囲内で変動さ
せることで、λ２（６５８ｎｍ）の０次回折光と１次回
折光の割合を１０〜１５の範囲内で変動できる。しかも
この範囲内ではλ１（７８５ｎｍ）の１次回折光の効率
を十分に低く抑えることができる（図６参照）。
５〜０．３３と約０．６５〜０．７２の範囲内で変動さ
せることで、λ２（６５８ｎｍ）の０次回折光と１次回
折光の割合を１０〜１５の範囲内で変動できる。しかも
この範囲内ではλ１（７８５ｎｍ）の１次回折光の効率
を十分に低く抑えることができる（図６参照）。
【００４３】よって、波長が６５８ｎｍのレーザ光で再
生処理が行われる光ディスク装置では、ＤＵＴＹ比を変
更した設計を行うことで、６５８ｎｍのレーザ光の１次
回折光の効率を調節した設計が可能になる。
生処理が行われる光ディスク装置では、ＤＵＴＹ比を変
更した設計を行うことで、６５８ｎｍのレーザ光の１次
回折光の効率を調節した設計が可能になる。
【００４４】また、波長が６５８ｎｍのレーザ光を使用
した書き込み可能な光ディスク装置では、ＤＵＴＹ比を
約０．１７〜０．２５と約０．７２〜０．８の範囲で変
更すると、１次回折光／０次回折光を５以上１０以下に
設定できるので、６５８ｎｍのレーザ光の１次回折光の
効率を下げた設計が可能となる。ただし、５以上１０以
下ではなく、５以上１５以下に設定されるものであって
もよい。
した書き込み可能な光ディスク装置では、ＤＵＴＹ比を
約０．１７〜０．２５と約０．７２〜０．８の範囲で変
更すると、１次回折光／０次回折光を５以上１０以下に
設定できるので、６５８ｎｍのレーザ光の１次回折光の
効率を下げた設計が可能となる。ただし、５以上１０以
下ではなく、５以上１５以下に設定されるものであって
もよい。
【００４５】なお、図６に示す□印はＤＵＴＹ比を変化
させたときの回折格子１ｂの格子深さの最適値を示して
いる。
させたときの回折格子１ｂの格子深さの最適値を示して
いる。
【００４６】このように回折格子１ｂと１ａの凹部と凸
部の幅寸法を変更した設計をすることで、波長６５８ｎ
ｍのレーザ光が入射したときには回折格子１ｂで３ビー
ムに回折させることができ、回折格子１ａでは回折しな
いのでそのまま３ビームで出射し、波長７８５ｎｍのレ
ーザ光が入射したときには回折格子１ａで３ビームに回
折させることができ、回折格子１ｂでは回折しないので
そのまま３ビームで出射させることができる。さらにＤ
ＵＴＹ比を変えた設計を行うことで、レーザ光の０次回
折光や１次回折光の効率を変えた設計が可能となる。
部の幅寸法を変更した設計をすることで、波長６５８ｎ
ｍのレーザ光が入射したときには回折格子１ｂで３ビー
ムに回折させることができ、回折格子１ａでは回折しな
いのでそのまま３ビームで出射し、波長７８５ｎｍのレ
ーザ光が入射したときには回折格子１ａで３ビームに回
折させることができ、回折格子１ｂでは回折しないので
そのまま３ビームで出射させることができる。さらにＤ
ＵＴＹ比を変えた設計を行うことで、レーザ光の０次回
折光や１次回折光の効率を変えた設計が可能となる。
【００４７】図７は、前記光学部材１を変形した光学部
材１Ａを示す部分拡大平面図である。
材１Ａを示す部分拡大平面図である。
【００４８】この光学部材１Ａは、凸部１ａ１，凹部１
ａ２の表面にそれぞれ微小回折格子１１，１２が設けら
れている。この微小回折格子１１は、ギザギザ状に凹凸
が形成されており、前記微小回折格子１１の凸部から隣
接する凸部までを１周期とすると、この１周期がレーザ
光の波長（λ１，λ２）より短く形成されていることが
好ましい。このように回折格子１ａの凸部１ａ１と凹部
１ａ２に重ねて前記微小回折格子１１，１２を形成する
ことで反射防止効果が発揮され、レーザ光の反射による
ロスを低減できる。なお、前記微小回折格子１１，１２
が前記回折格子１ａとともに前記回折格子１ｂ側に設け
られていてもよく、あるいは回折格子１ａ，１ｂのいず
れか一方に設けられているものであってもよい。
ａ２の表面にそれぞれ微小回折格子１１，１２が設けら
れている。この微小回折格子１１は、ギザギザ状に凹凸
が形成されており、前記微小回折格子１１の凸部から隣
接する凸部までを１周期とすると、この１周期がレーザ
光の波長（λ１，λ２）より短く形成されていることが
好ましい。このように回折格子１ａの凸部１ａ１と凹部
１ａ２に重ねて前記微小回折格子１１，１２を形成する
ことで反射防止効果が発揮され、レーザ光の反射による
ロスを低減できる。なお、前記微小回折格子１１，１２
が前記回折格子１ａとともに前記回折格子１ｂ側に設け
られていてもよく、あるいは回折格子１ａ，１ｂのいず
れか一方に設けられているものであってもよい。
【００４９】
【発明の効果】以上説明した本発明は、２波長のレーザ
光をそれぞれ独立に回折させることができ、しかもレー
ザ光の０次回折光と１次回折光の比率を変えた設計を行
うことができるようになる。その結果、設計上の制約を
緩和して受光部での検出精度を高めることが可能にな
る。
光をそれぞれ独立に回折させることができ、しかもレー
ザ光の０次回折光と１次回折光の比率を変えた設計を行
うことができるようになる。その結果、設計上の制約を
緩和して受光部での検出精度を高めることが可能にな
る。
【００５０】また、凸部が凹部より幅広に形成されるこ
とで、型側の凹部が形成し易くなるので、型成型が容易
になり、成型時の抜けも向上する。
とで、型側の凹部が形成し易くなるので、型成型が容易
になり、成型時の抜けも向上する。
【００５１】また、回折格子の表面に微小回折格子を設
けることで、反射防止効果を与えることができる。よっ
て、高価な反射防止膜を設ける必要がないので、コスト
ダウンが図れる。
けることで、反射防止効果を与えることができる。よっ
て、高価な反射防止膜を設ける必要がないので、コスト
ダウンが図れる。
【００５２】また本発明の光ピックアップは、部品点数
を減らして構造を簡略化できるので、コストダウンが可
能になる。
を減らして構造を簡略化できるので、コストダウンが可
能になる。
【図１】本発明の光学部材が搭載された光ピックアップ
装置を示す概略図、
装置を示す概略図、
【図２】光学部材の形状を示す一部省略平面図、
【図３】７８５ｎｍの１次回折光と０次回折光の割合と
ＤＵＴＹ比との関係を示す線図、
ＤＵＴＹ比との関係を示す線図、
【図４】図３に示す場合の６５８ｎｍの１次回折光と最
適な格子深さを示す線図、
適な格子深さを示す線図、
【図５】６５８ｎｍの１次回折光と０次回折光の割合と
ＤＵＴＹ比との関係を示す線図、
ＤＵＴＹ比との関係を示す線図、
【図６】図５に示す場合の６５８ｎｍの１次回折光と最
適な格子深さを示す線図、
適な格子深さを示す線図、
【図７】本発明の光学部材の変形例を示す部分拡大平面
図、
図、
【図８】格子深さと各回折光の効率との関係を示す線
図、
図、
【図９】図８の一部を拡大した線図、
【図１０】格子深さに対する６５８ｎｍの１次回折光の
効率変化を示す線図、
効率変化を示す線図、
１ 光学部材 １ａ 第１の回折格子 １ｂ 第２の回折格子 ２ 光源 ２ａ，２ｂ 発光素子 ４ コリメータレンズ ５ 対物レンズ ６ 受光部 １０ 光ピックアップ １１，１２ 微小回折格子
Claims (7)
- 【請求項１】 第１の波長λ１と、第２の波長λ２のレ
ーザ光が入射する透明部材の一方の面に、前記第１の波
長λ１のレーザ光を回折させるとともに前記第２の波長
λ２のレーザ光を回折させない第１の回折格子が、他方
の面に前記第２の波長λ２のレーザ光を回折させるとと
もに、前記第１の波長λ１のレーザ光を回折させない第
２の回折格子が設けられた光学部材において、 前記第１の回折格子の深さが、前記第２の波長λ２のレ
ーザ光に依存するとともに、前記第１の回折格子の凸部
の幅寸法と、凹部の幅寸法が、回折される前記第１の波
長λ１のレーザ光の０次回折光と１次回折光との割合が
所定の範囲内に収まるよう形成され、 前記第２の回折格子の深さが、前記第１の波長λ１のレ
ーザ光に依存するとともに、前記第２の回折格子の凸部
の幅寸法と、凹部の幅寸法が、回折される前記第２の波
長λ２のレーザ光の０次回折光と１次回折光との割合が
所定の範囲内に収まるように形成されていることを特徴
とする光学部材。 - 【請求項２】 前記第１の波長λ１または前記第２の波
長λ２の０次回折光の光量に対する１次回折光の光量の
割合（１次回折光／０次回折光）が、５以上１５以下で
ある請求項１記載の光学部材。 - 【請求項３】 前記割合が５以上１０以下である請求項
２記載の光学部材。 - 【請求項４】 前記凸部が前記凹部より幅広に形成され
ている請求項１ないし３のいずれかに記載の光学部材。 - 【請求項５】 前記第１の波長λ１はほぼ７８０ｎｍで
あり、前記第２の波長λ２はほぼ６５０ｎｍである請求
項１ないし４のいずれかに記載の光学部材。 - 【請求項６】 前記第１の回折格子と第２の回折格子の
少なくとも一方の表面には、前記第１の波長と第２の波
長のレーザ光の波長より小さい周期の微小回折格子が形
成されている請求項１ないし５のいずれかに記載の光学
部材。 - 【請求項７】 請求項１ないし６のいずれかに記載の光
学部材と、前記光学部材に向けて異なる波長のレーザ光
を発する光源と、対物レンズと、記録媒体に反射した戻
り光を受光する受光部を含む光学系が設けられているこ
とを特徴とする光ピックアップ。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001119641A JP2002311219A (ja) | 2001-04-18 | 2001-04-18 | 光学部材及びこれを用いた光ピックアップ |
| KR10-2002-0020861A KR100466667B1 (ko) | 2001-04-18 | 2002-04-17 | 광학 부재 및 이를 사용한 광픽업 |
| CNB021180016A CN1176461C (zh) | 2001-04-18 | 2002-04-18 | 光学构件和使用该光学构件的光拾波器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001119641A JP2002311219A (ja) | 2001-04-18 | 2001-04-18 | 光学部材及びこれを用いた光ピックアップ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002311219A true JP2002311219A (ja) | 2002-10-23 |
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ID=18969826
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001119641A Withdrawn JP2002311219A (ja) | 2001-04-18 | 2001-04-18 | 光学部材及びこれを用いた光ピックアップ |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002311219A (ja) |
| KR (1) | KR100466667B1 (ja) |
| CN (1) | CN1176461C (ja) |
Cited By (8)
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