JP2004079010A - 光ピックアップ装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】二種類以上の光情報記録媒体の情報の再生及び/又は記録を、それぞれ異なる波長の光束を用いて行う光ピックアップ装置で、使用波長に応じてレーザの入射径を変化させることができるものを提供する。
【解決手段】二種類以上の光情報記録媒体M1,M2の情報の再生及び/又は記録を、それぞれ異なる波長λ1,λ2の光束を用いて行う光ピックアップ装置1で、対物光学素子を通過する光束のうち、集光スポットを形成するために必要な径より外側を通過する光束を、開口制限素子で遮断するか又は波長選択性素子で減少させる。
【選択図】 図2
【解決手段】二種類以上の光情報記録媒体M1,M2の情報の再生及び/又は記録を、それぞれ異なる波長λ1,λ2の光束を用いて行う光ピックアップ装置1で、対物光学素子を通過する光束のうち、集光スポットを形成するために必要な径より外側を通過する光束を、開口制限素子で遮断するか又は波長選択性素子で減少させる。
【選択図】 図2
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、二種類以上の光情報記録媒体の情報の再生及び/又は記録を、それぞれ異なる波長の光束を用いて行う光ピックアップ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
光情報記録媒体(光ディスク、光磁気ディスク)は、記録密度が大きく大容量であること、さらにはランダムアクセスに優れていること等から種々の記録媒体として使用されている。
【0003】
光情報記録媒体の種類は、用途などに応じて種々開発されており、互いに規格(情報の記録密度、情報の再生/記録に用いるレーザの波長、保護基板の厚さなど)が異なるものが存在する。現在市場に出ているものとしては、CDやDVDなどが挙げられ、開発途上のものとしては、高密度DVDなどが挙げられる。
【0004】
このような各種の光情報記録媒体に対して、情報の再生/記録を行う光ピックアップ装置は、光情報記録媒体の種類にかかわらず、基本的にほぼ同様の構成であるため、一つの光ピックアップ装置を用いて複数種類の光ディスクの情報の再生/記録を実行可能なディスク装置も開発されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
この種のディスク装置では、対物光学素子(対物レンズ)の開口数NAの値を、光情報記録媒体の種類に応じて可変とする必要がある。
【0006】
本発明の課題は、二種類以上の光情報記録媒体の情報の再生及び/又は記録を、それぞれ異なる波長の光束を用いて行う光ピックアップ装置で、使用波長に応じてレーザの入射径を変化させることができるものを提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するため、請求項1に記載の発明は、例えば図1、図2に示すように、第一の光情報記録媒体(高密度DVD)M1に対して、第一の光源(波長λ1)(半導体レーザダイオード)LD1からの光束(レーザ)L1を集光させて情報の再生及び/又は記録を行うとともに、第二の光情報記録媒体(DVD)M2に対して、第二の光源(波長λ2、但しλ2>λ1)(半導体レーザダイオード)LD2からの光束(レーザ)L2を集光させて情報の再生及び/又は記録を行うために用いられる光ピックアップ装置1において、
前記光束L1,L2を各光情報記録媒体M1,M2の情報記録面M1r,M2r上に集光してこれら情報記録面M1r,M2rに対する情報の読み書きに対応する大きさの集光スポットを形成する対物光学素子(対物レンズ)OLが備えられ、
前記第一の光情報記録媒体M1に対して情報の再生又は記録を行うために用いられる光束が通過する、前記対物光学素子OLの最も光源LD1側の光学面S1上の領域を第一の領域S1aとして、その面積をR1とし、
前記第二の光情報記録媒体M2に対して情報の再生又は記録を行うために用いられる光束が通過する、前記対物光学素子OLの最も光源LD2側の光学面S1上の領域を第二の領域S1bとして、その面積をR2としたとき、
R1<R2<1.1・R1
に設定され、
前記対物光学素子OLの光源LD1,LD2側に、前記第一の光源LD1からの光束L1に対し開口制限の機能を果たす開口制限素子(ダイクロイックフィルタ)DFを有すること
を特徴とする。
ここで、開口制限素子としては、絞りや、ダイクロイックフィルタなどを適用することができる。
また、上記第一の領域の面積R1、第二の領域の面積R2は、対物光学素子の光学面S1を光源側から光軸に沿う方向に見たときの面積のことを指すものとする。
【0008】
請求項1に記載の発明によれば、対物光学素子の光源側に、第一の光源からの光束に対し開口制限の機能を果たす開口制限素子を有するので、第一の領域よりも外側の領域を通過する波長λ1の光を、この開口制限素子により遮断することで第一の光情報記録媒体の情報の再生/記録時に、集光スポットの性能の劣化を抑えることができる。
【0009】
請求項2に記載の発明は、例えば図1、図2に示すように、第一の光情報記録媒体(高密度DVD)M1に対して、第一の光源(波長λ1)(半導体レーザダイオード)LD1からの光束(レーザ)L1を集光させて情報の再生及び/又は記録を行うとともに、第二の光情報記録媒体(DVD)M2に対して、第二の光源(波長λ2、但しλ2>λ1)(半導体レーザダイオード)LD2からの光束(レーザ)L2を集光させて情報の再生及び/又は記録を行うために用いられる光ピックアップ装置1において、
前記光束L1,L2を各光情報記録媒体M1,M2の情報記録面M1r,M2r上に集光してこれら情報記録面M1r,M2rに対する情報の読み書きに対応する大きさの集光スポットを形成する対物光学素子(対物レンズ)OLが備えられ、
前記第一の光情報記録媒体M1に対して情報の再生又は記録を行うために用いられる光束が通過する、前記対物光学素子OLの最も光源LD1側の光学面S1上の領域を第一の領域S1aとして、その面積をR1とし、
前記第二の光情報記録媒体M2に対して情報の再生又は記録を行うために用いられる光束が通過する、前記対物光学素子OLの最も光源LD2側の光学面S1上の領域を第二の領域S1bとして、その面積をR2としたとき、
R1<R2<1.1・R1
に設定され、
前記対物光学素子OLの光源LD1,LD2側には波長選択性素子(ダイクロイックフィルタ)DFが配置され、
前記波長選択性素子DFの前記第一の領域S1aより外側の領域では、前記第一の光源LD1からの光束L1の透過率よりも前記第二の光源LD2からの光束L2の透過率が高いこと
を特徴とする。
ここで、波長選択性素子としては、ダイクロイックフィルタなどを適用することができる。
また、上記第一の領域の面積R1、第二の領域の面積R2は、対物光学素子の光学面S1を光源側から光軸に沿う方向に見たときの面積のことを指すものとする。
【0010】
請求項2に記載の発明によれば、対物光学素子の光源側には波長選択性素子が配置され、波長選択性素子の第一の領域より外側の領域では、第一の光源からの光束の透過率よりも第二の光源からの光束の透過率が高いので、第一の領域よりも外側の領域を通過する波長λ1の光を、この開口制限素子により遮断することで第一の光情報記録媒体の情報の再生/記録時に、集光スポットの性能の劣化を抑えることができる。
【0011】
請求項3に記載の発明は、請求項1に記載の光ピックアップ装置1において、
前記開口制限素子DFはダイクロイックフィルタであること
を特徴とする。
【0012】
請求項4に記載の発明は、請求項2に記載の光ピックアップ装置1において、前記波長選択性素子DFはダイクロイックフィルタであること
を特徴とする。
【0013】
請求項5に記載の発明は、請求項3又は4に記載の光ピックアップ装置において、
前記第一の光情報記録媒体に対する集光スポットの開口数NA1が、
NA1=0.65
であることを特徴とする。
ここで、開口数NAとは、光源からの光束が光情報記録媒体の情報記録面上に収差なく集光した場合の集光スポット径(直径)をΦとして、下式
Φ=1.22・λ/NA
から求められる。
【0014】
請求項6に記載の発明は、請求項3又は4に記載の光ピックアップ装置において、
前記第二の光情報記録媒体に対する集光スポットの開口数NA2が、
0.65≦NA2≦0.676
であることを特徴とする。
【0015】
請求項7に記載の発明は、請求項3又は4に記載の光ピックアップ装置において、
前記波長λ1、λ2は、
380nm≦λ1≦450nm
600nm≦λ2≦700nm
であることを特徴とする。
【0016】
請求項8に記載の発明は、請求項7に記載の光ピックアップ装置において、
前記第一の光情報記録媒体の保護基板の厚さをt1、前記第二の光情報記録媒体の保護基板の厚さをt2として、
t1=t2=0.6mm
であることを特徴とする。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図1は、本実施の形態の光ピックアップ装置1の概略図である。この光ピックアップ装置1は、保護基板の厚さM1t,M2tが0.6mmの高密度DVD(光情報記録媒体)(M1)とDVD(光情報記録媒体)(M2)の双方について、前者については波長λ1(407nm)の光束を用いて、後者については波長λ2(655nm)の光束を用いて、情報の再生及び記録を実施可能に構成されている。
【0018】
各光ピックアップ装置1は、半導体レーザダイオード(光源)LD1から出射される波長λ1(407nm)のレーザ(光束)と、半導体レーザダイオード(光源)LD2から出射される波長λ2(655nm)のレーザを、補正板P1(P2)、ビームスプリッタBS1,BS2、コリメータレンズCoL、ダイクロイックフィルタ(開口制限素子/波長選択性素子)DF、対物レンズ(対物光学素子)OLを通過させて、光軸X上で高密度DVD(光情報記録媒体)(M1)又はDVD(光情報記録媒体)(M2)の情報記録面M1r,M2rに集めて集光スポットを形成し、この情報記録面M1r,M2rからの反射光を、ビームスプリッタBS2で取り込み、シリンドリカルレンズCyL、カップリングレンズCLを通過させて、光センサPDの受光面に再びビームスポットを形成するものである。
対物レンズOLは、アクチュエータ(図示省略)によって、光軸X方向に可動とされている。
【0019】
図2は、本実施の形態における対物レンズ(対物光学素子)OL及びダイクロイックフィルタ(開口制限素子/波長選択性素子)の概略を示すもので、(a)は正面図、(b)は断面図である。図2において、S1,S2はそれぞれ、レーザの入射面、出射面である。
【0020】
本実施の形態の対物レンズOLは、半導体レーザダイオードLD1から発振された波長λ1(407nm)のレーザを、入射面S1の回折構造で回折させ、その3次回折光を高密度DVD(M1)の情報記録面M1r上に集光させる。また、半導体レーザダイオードLD2から発振された波長λ2(655nm)のレーザを、光学面S1の回折構造(後述)で回折させ、その2次回折光をDVD(M2)の情報記録面M2r上に集光させるように設計されている。
【0021】
表1に、対物レンズOLのレンズデータを示す。また、表2に、対物レンズOLから高密度DVD(M1)に至る光学系、及び、対物レンズOLからDVD(M2)に至る光学系のデータを示す。ここで、例えば「7.060143E−03」は「7.060143×10−3」を意味する。
対物レンズOLの開口数は、高密度DVD(M1)に対して0.65、DVD(M2)に対して0.67に設定されている。
また、対物レンズOLの焦点距離は、高密度DVD(M1)に対応する波長λ1の光束に対して2.4mm、DVD(M2)に対応する波長λ2の光束に対して2.46mmである。
【0022】
【表1】
【0023】
【表2】
【0024】
対物レンズOLの、光源LD1,LD2側の光学面S1(表6における第1面)、光情報記録媒体M1,M2側の光学面S2(表6における第2面)の形状は、下記(1)式に、〔表1〕に示した係数A2iを代入した非球面状に形成されている。
【0025】
【数1】
【0026】
ここで、Xは光軸方向の軸(光の進行方向を正とする)、hは光軸と垂直方向の軸(光軸からの高さ)、Rは近軸曲率半径、κは円錐係数、A2iは非球面係数である。
【0027】
また、対物レンズOLの光学面S1には、光軸Xを中心とする輪帯状の回折構造が形成されている。
回折構造のピッチは、光路差関数を使って定義される。具体的には、光路差関数Φ(h)は、単位をmmとして、下記(2)式に、〔表1〕に示した係数C2iを代入して表される。
【0028】
【数2】
【0029】
ここで、Φ(h)は(1)式で表された非球面からの光軸方向のシフト量(光の進行方向を正とする)、hは光軸と垂直方向の軸(光軸からの高さ)、C2iは光路差関数の係数、λは波長、Kは回折次数である。
【0030】
ダイクロイックフィルタDFは、光軸からの高さhについて、第一の領域DFa(0mm≦h≦1.56mm)と、それより外側の領域(1.56mm≦h)とに区分されて設計されている(図2(a)参照)。
ダイクロイックフィルタの第一の領域DFaでは、あらゆる波長の光束が透過され、それより外側の領域では、波長λ1の光束はほぼ完全に遮断されるとともに波長λ2の光束はほぼ完全に透過されるようになっている。
【0031】
半導体レーザダイオードLD1からのレーザL1は、ダイクロイックフィルタDFの第一の領域DFa内を通過し、対物レンズOLの第一の領域S1aに入射する。
半導体レーザダイオードLD2からのレーザL2は、ダイクロイックフィルタDFのほぼ全領域を通過し、対物レンズOLの第二の領域S1bに入射する。つまり、DVD(M2)の情報の再生又は記録時には、光学面S1のほぼ全面を通過するレーザが利用される。
【0032】
図3に、半導体レーザダイオードLD1からのレーザが対物レンズOLによって高密度DVD(M1)の情報記録面M1r上に集光されたときの、縦球面収差図を示す。
また、図4に、半導体レーザダイオードLD2からのレーザが対物レンズOLによってDVD(M2)の情報記録面M2r上に集光されたときの、縦球面収差図を示す。
【0033】
図3に示すように、高密度DVD(M1)の再生又は記録時には、第一の領域S1aより外側を通過するレーザが、ダイクロイックフィルタDFにより遮断され、集光スポットの形成に寄与しないようになっている。
これにより、各光情報記録媒体の種類に応じて自動的に開口の切り替えが行われるので、別途開口切替手段(絞りなど)を設ける必要がない。
【0034】
なお、本発明の光ピックアップ装置は、上記の各実施の形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の改良ならびに設計の変更を行ってもよい。
例えば、上記の実施の形態では、対物光学素子はそれぞれ単レンズで構成されているが、複数の光学素子を組み合わせて本発明に係る対物光学素子を構成しても良い。
また、三種類以上の光情報記録媒体の情報の再生/記録について互換性を持つ光ピックアップ装置を構成することも可能である。
また、具体的な細部構造についても適宜に変更可能であることは勿論である。
【0035】
【発明の効果】
請求項1に記載の発明によれば、対物光学素子の光源側に、第一の光源からの光束に対し開口制限の機能を果たす開口制限素子を有するので、第一の領域よりも外側の領域を通過する波長λ1の光を、この開口制限素子により遮断することで第一の光情報記録媒体の情報の再生/記録時に、集光スポットの性能の劣化を抑えることができる。
【0036】
請求項2に記載の発明によれば、対物光学素子の光源側には波長選択性素子が配置され、波長選択性素子の第一の領域より外側の領域では、第一の光源からの光束の透過率よりも第二の光源からの光束の透過率が高いので、第一の領域よりも外側の領域を通過する波長λ1の光を、この開口制限素子により遮断することで第一の光情報記録媒体の情報の再生/記録時に、集光スポットの性能の劣化を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る光ピックアップ装置の一例の全体構成を示す概略図である。
【図2】本発明に係る光ピックアップ装置の一例の部分拡大図である。
【図3】本発明に係る光ピックアップ装置によって波長λ1の光束が第一の光情報記録媒体の情報記録面上に集光されたときの縦球面収差図である。
【図4】本発明に係る光ピックアップ装置によって波長λ2の光束が第二の光情報記録媒体の情報記録面上に集光されたときの縦球面収差図である。(縦球面収差図)
【符号の説明】
1 光ピックアップ装置
OL 対物光学素子(対物レンズ)
DF 開口制限素子/波長選択性素子(ダイクロイックフィルタ)
LD1,LD2 光源(半導体レーザダイオード)
S1a (光学面上の)第一の領域
S1b (光学面上の)第二の領域
M1 光情報記録媒体(高密度DVD)
M2 光情報記録媒体(DVD)
M1r,M2r 情報記録面
M1t,M2t 保護基板の厚さ
【発明の属する技術分野】
本発明は、二種類以上の光情報記録媒体の情報の再生及び/又は記録を、それぞれ異なる波長の光束を用いて行う光ピックアップ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
光情報記録媒体(光ディスク、光磁気ディスク)は、記録密度が大きく大容量であること、さらにはランダムアクセスに優れていること等から種々の記録媒体として使用されている。
【0003】
光情報記録媒体の種類は、用途などに応じて種々開発されており、互いに規格(情報の記録密度、情報の再生/記録に用いるレーザの波長、保護基板の厚さなど)が異なるものが存在する。現在市場に出ているものとしては、CDやDVDなどが挙げられ、開発途上のものとしては、高密度DVDなどが挙げられる。
【0004】
このような各種の光情報記録媒体に対して、情報の再生/記録を行う光ピックアップ装置は、光情報記録媒体の種類にかかわらず、基本的にほぼ同様の構成であるため、一つの光ピックアップ装置を用いて複数種類の光ディスクの情報の再生/記録を実行可能なディスク装置も開発されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
この種のディスク装置では、対物光学素子(対物レンズ)の開口数NAの値を、光情報記録媒体の種類に応じて可変とする必要がある。
【0006】
本発明の課題は、二種類以上の光情報記録媒体の情報の再生及び/又は記録を、それぞれ異なる波長の光束を用いて行う光ピックアップ装置で、使用波長に応じてレーザの入射径を変化させることができるものを提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するため、請求項1に記載の発明は、例えば図1、図2に示すように、第一の光情報記録媒体(高密度DVD)M1に対して、第一の光源(波長λ1)(半導体レーザダイオード)LD1からの光束(レーザ)L1を集光させて情報の再生及び/又は記録を行うとともに、第二の光情報記録媒体(DVD)M2に対して、第二の光源(波長λ2、但しλ2>λ1)(半導体レーザダイオード)LD2からの光束(レーザ)L2を集光させて情報の再生及び/又は記録を行うために用いられる光ピックアップ装置1において、
前記光束L1,L2を各光情報記録媒体M1,M2の情報記録面M1r,M2r上に集光してこれら情報記録面M1r,M2rに対する情報の読み書きに対応する大きさの集光スポットを形成する対物光学素子(対物レンズ)OLが備えられ、
前記第一の光情報記録媒体M1に対して情報の再生又は記録を行うために用いられる光束が通過する、前記対物光学素子OLの最も光源LD1側の光学面S1上の領域を第一の領域S1aとして、その面積をR1とし、
前記第二の光情報記録媒体M2に対して情報の再生又は記録を行うために用いられる光束が通過する、前記対物光学素子OLの最も光源LD2側の光学面S1上の領域を第二の領域S1bとして、その面積をR2としたとき、
R1<R2<1.1・R1
に設定され、
前記対物光学素子OLの光源LD1,LD2側に、前記第一の光源LD1からの光束L1に対し開口制限の機能を果たす開口制限素子(ダイクロイックフィルタ)DFを有すること
を特徴とする。
ここで、開口制限素子としては、絞りや、ダイクロイックフィルタなどを適用することができる。
また、上記第一の領域の面積R1、第二の領域の面積R2は、対物光学素子の光学面S1を光源側から光軸に沿う方向に見たときの面積のことを指すものとする。
【0008】
請求項1に記載の発明によれば、対物光学素子の光源側に、第一の光源からの光束に対し開口制限の機能を果たす開口制限素子を有するので、第一の領域よりも外側の領域を通過する波長λ1の光を、この開口制限素子により遮断することで第一の光情報記録媒体の情報の再生/記録時に、集光スポットの性能の劣化を抑えることができる。
【0009】
請求項2に記載の発明は、例えば図1、図2に示すように、第一の光情報記録媒体(高密度DVD)M1に対して、第一の光源(波長λ1)(半導体レーザダイオード)LD1からの光束(レーザ)L1を集光させて情報の再生及び/又は記録を行うとともに、第二の光情報記録媒体(DVD)M2に対して、第二の光源(波長λ2、但しλ2>λ1)(半導体レーザダイオード)LD2からの光束(レーザ)L2を集光させて情報の再生及び/又は記録を行うために用いられる光ピックアップ装置1において、
前記光束L1,L2を各光情報記録媒体M1,M2の情報記録面M1r,M2r上に集光してこれら情報記録面M1r,M2rに対する情報の読み書きに対応する大きさの集光スポットを形成する対物光学素子(対物レンズ)OLが備えられ、
前記第一の光情報記録媒体M1に対して情報の再生又は記録を行うために用いられる光束が通過する、前記対物光学素子OLの最も光源LD1側の光学面S1上の領域を第一の領域S1aとして、その面積をR1とし、
前記第二の光情報記録媒体M2に対して情報の再生又は記録を行うために用いられる光束が通過する、前記対物光学素子OLの最も光源LD2側の光学面S1上の領域を第二の領域S1bとして、その面積をR2としたとき、
R1<R2<1.1・R1
に設定され、
前記対物光学素子OLの光源LD1,LD2側には波長選択性素子(ダイクロイックフィルタ)DFが配置され、
前記波長選択性素子DFの前記第一の領域S1aより外側の領域では、前記第一の光源LD1からの光束L1の透過率よりも前記第二の光源LD2からの光束L2の透過率が高いこと
を特徴とする。
ここで、波長選択性素子としては、ダイクロイックフィルタなどを適用することができる。
また、上記第一の領域の面積R1、第二の領域の面積R2は、対物光学素子の光学面S1を光源側から光軸に沿う方向に見たときの面積のことを指すものとする。
【0010】
請求項2に記載の発明によれば、対物光学素子の光源側には波長選択性素子が配置され、波長選択性素子の第一の領域より外側の領域では、第一の光源からの光束の透過率よりも第二の光源からの光束の透過率が高いので、第一の領域よりも外側の領域を通過する波長λ1の光を、この開口制限素子により遮断することで第一の光情報記録媒体の情報の再生/記録時に、集光スポットの性能の劣化を抑えることができる。
【0011】
請求項3に記載の発明は、請求項1に記載の光ピックアップ装置1において、
前記開口制限素子DFはダイクロイックフィルタであること
を特徴とする。
【0012】
請求項4に記載の発明は、請求項2に記載の光ピックアップ装置1において、前記波長選択性素子DFはダイクロイックフィルタであること
を特徴とする。
【0013】
請求項5に記載の発明は、請求項3又は4に記載の光ピックアップ装置において、
前記第一の光情報記録媒体に対する集光スポットの開口数NA1が、
NA1=0.65
であることを特徴とする。
ここで、開口数NAとは、光源からの光束が光情報記録媒体の情報記録面上に収差なく集光した場合の集光スポット径(直径)をΦとして、下式
Φ=1.22・λ/NA
から求められる。
【0014】
請求項6に記載の発明は、請求項3又は4に記載の光ピックアップ装置において、
前記第二の光情報記録媒体に対する集光スポットの開口数NA2が、
0.65≦NA2≦0.676
であることを特徴とする。
【0015】
請求項7に記載の発明は、請求項3又は4に記載の光ピックアップ装置において、
前記波長λ1、λ2は、
380nm≦λ1≦450nm
600nm≦λ2≦700nm
であることを特徴とする。
【0016】
請求項8に記載の発明は、請求項7に記載の光ピックアップ装置において、
前記第一の光情報記録媒体の保護基板の厚さをt1、前記第二の光情報記録媒体の保護基板の厚さをt2として、
t1=t2=0.6mm
であることを特徴とする。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図1は、本実施の形態の光ピックアップ装置1の概略図である。この光ピックアップ装置1は、保護基板の厚さM1t,M2tが0.6mmの高密度DVD(光情報記録媒体)(M1)とDVD(光情報記録媒体)(M2)の双方について、前者については波長λ1(407nm)の光束を用いて、後者については波長λ2(655nm)の光束を用いて、情報の再生及び記録を実施可能に構成されている。
【0018】
各光ピックアップ装置1は、半導体レーザダイオード(光源)LD1から出射される波長λ1(407nm)のレーザ(光束)と、半導体レーザダイオード(光源)LD2から出射される波長λ2(655nm)のレーザを、補正板P1(P2)、ビームスプリッタBS1,BS2、コリメータレンズCoL、ダイクロイックフィルタ(開口制限素子/波長選択性素子)DF、対物レンズ(対物光学素子)OLを通過させて、光軸X上で高密度DVD(光情報記録媒体)(M1)又はDVD(光情報記録媒体)(M2)の情報記録面M1r,M2rに集めて集光スポットを形成し、この情報記録面M1r,M2rからの反射光を、ビームスプリッタBS2で取り込み、シリンドリカルレンズCyL、カップリングレンズCLを通過させて、光センサPDの受光面に再びビームスポットを形成するものである。
対物レンズOLは、アクチュエータ(図示省略)によって、光軸X方向に可動とされている。
【0019】
図2は、本実施の形態における対物レンズ(対物光学素子)OL及びダイクロイックフィルタ(開口制限素子/波長選択性素子)の概略を示すもので、(a)は正面図、(b)は断面図である。図2において、S1,S2はそれぞれ、レーザの入射面、出射面である。
【0020】
本実施の形態の対物レンズOLは、半導体レーザダイオードLD1から発振された波長λ1(407nm)のレーザを、入射面S1の回折構造で回折させ、その3次回折光を高密度DVD(M1)の情報記録面M1r上に集光させる。また、半導体レーザダイオードLD2から発振された波長λ2(655nm)のレーザを、光学面S1の回折構造(後述)で回折させ、その2次回折光をDVD(M2)の情報記録面M2r上に集光させるように設計されている。
【0021】
表1に、対物レンズOLのレンズデータを示す。また、表2に、対物レンズOLから高密度DVD(M1)に至る光学系、及び、対物レンズOLからDVD(M2)に至る光学系のデータを示す。ここで、例えば「7.060143E−03」は「7.060143×10−3」を意味する。
対物レンズOLの開口数は、高密度DVD(M1)に対して0.65、DVD(M2)に対して0.67に設定されている。
また、対物レンズOLの焦点距離は、高密度DVD(M1)に対応する波長λ1の光束に対して2.4mm、DVD(M2)に対応する波長λ2の光束に対して2.46mmである。
【0022】
【表1】
【0023】
【表2】
【0024】
対物レンズOLの、光源LD1,LD2側の光学面S1(表6における第1面)、光情報記録媒体M1,M2側の光学面S2(表6における第2面)の形状は、下記(1)式に、〔表1〕に示した係数A2iを代入した非球面状に形成されている。
【0025】
【数1】
【0026】
ここで、Xは光軸方向の軸(光の進行方向を正とする)、hは光軸と垂直方向の軸(光軸からの高さ)、Rは近軸曲率半径、κは円錐係数、A2iは非球面係数である。
【0027】
また、対物レンズOLの光学面S1には、光軸Xを中心とする輪帯状の回折構造が形成されている。
回折構造のピッチは、光路差関数を使って定義される。具体的には、光路差関数Φ(h)は、単位をmmとして、下記(2)式に、〔表1〕に示した係数C2iを代入して表される。
【0028】
【数2】
【0029】
ここで、Φ(h)は(1)式で表された非球面からの光軸方向のシフト量(光の進行方向を正とする)、hは光軸と垂直方向の軸(光軸からの高さ)、C2iは光路差関数の係数、λは波長、Kは回折次数である。
【0030】
ダイクロイックフィルタDFは、光軸からの高さhについて、第一の領域DFa(0mm≦h≦1.56mm)と、それより外側の領域(1.56mm≦h)とに区分されて設計されている(図2(a)参照)。
ダイクロイックフィルタの第一の領域DFaでは、あらゆる波長の光束が透過され、それより外側の領域では、波長λ1の光束はほぼ完全に遮断されるとともに波長λ2の光束はほぼ完全に透過されるようになっている。
【0031】
半導体レーザダイオードLD1からのレーザL1は、ダイクロイックフィルタDFの第一の領域DFa内を通過し、対物レンズOLの第一の領域S1aに入射する。
半導体レーザダイオードLD2からのレーザL2は、ダイクロイックフィルタDFのほぼ全領域を通過し、対物レンズOLの第二の領域S1bに入射する。つまり、DVD(M2)の情報の再生又は記録時には、光学面S1のほぼ全面を通過するレーザが利用される。
【0032】
図3に、半導体レーザダイオードLD1からのレーザが対物レンズOLによって高密度DVD(M1)の情報記録面M1r上に集光されたときの、縦球面収差図を示す。
また、図4に、半導体レーザダイオードLD2からのレーザが対物レンズOLによってDVD(M2)の情報記録面M2r上に集光されたときの、縦球面収差図を示す。
【0033】
図3に示すように、高密度DVD(M1)の再生又は記録時には、第一の領域S1aより外側を通過するレーザが、ダイクロイックフィルタDFにより遮断され、集光スポットの形成に寄与しないようになっている。
これにより、各光情報記録媒体の種類に応じて自動的に開口の切り替えが行われるので、別途開口切替手段(絞りなど)を設ける必要がない。
【0034】
なお、本発明の光ピックアップ装置は、上記の各実施の形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の改良ならびに設計の変更を行ってもよい。
例えば、上記の実施の形態では、対物光学素子はそれぞれ単レンズで構成されているが、複数の光学素子を組み合わせて本発明に係る対物光学素子を構成しても良い。
また、三種類以上の光情報記録媒体の情報の再生/記録について互換性を持つ光ピックアップ装置を構成することも可能である。
また、具体的な細部構造についても適宜に変更可能であることは勿論である。
【0035】
【発明の効果】
請求項1に記載の発明によれば、対物光学素子の光源側に、第一の光源からの光束に対し開口制限の機能を果たす開口制限素子を有するので、第一の領域よりも外側の領域を通過する波長λ1の光を、この開口制限素子により遮断することで第一の光情報記録媒体の情報の再生/記録時に、集光スポットの性能の劣化を抑えることができる。
【0036】
請求項2に記載の発明によれば、対物光学素子の光源側には波長選択性素子が配置され、波長選択性素子の第一の領域より外側の領域では、第一の光源からの光束の透過率よりも第二の光源からの光束の透過率が高いので、第一の領域よりも外側の領域を通過する波長λ1の光を、この開口制限素子により遮断することで第一の光情報記録媒体の情報の再生/記録時に、集光スポットの性能の劣化を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る光ピックアップ装置の一例の全体構成を示す概略図である。
【図2】本発明に係る光ピックアップ装置の一例の部分拡大図である。
【図3】本発明に係る光ピックアップ装置によって波長λ1の光束が第一の光情報記録媒体の情報記録面上に集光されたときの縦球面収差図である。
【図4】本発明に係る光ピックアップ装置によって波長λ2の光束が第二の光情報記録媒体の情報記録面上に集光されたときの縦球面収差図である。(縦球面収差図)
【符号の説明】
1 光ピックアップ装置
OL 対物光学素子(対物レンズ)
DF 開口制限素子/波長選択性素子(ダイクロイックフィルタ)
LD1,LD2 光源(半導体レーザダイオード)
S1a (光学面上の)第一の領域
S1b (光学面上の)第二の領域
M1 光情報記録媒体(高密度DVD)
M2 光情報記録媒体(DVD)
M1r,M2r 情報記録面
M1t,M2t 保護基板の厚さ
Claims (8)
- 第一の光情報記録媒体に対して、第一の光源(波長λ1)からの光束を集光させて情報の再生及び/又は記録を行うとともに、第二の光情報記録媒体に対して、第二の光源(波長λ2、但しλ2>λ1)からの光束を集光させて情報の再生及び/又は記録を行うために用いられる光ピックアップ装置において、
前記光束を各光情報記録媒体の情報記録面上に集光してこれら情報記録面に対する情報の読み書きに対応する大きさの集光スポットを形成する対物光学素子が備えられ、
前記第一の光情報記録媒体に対して情報の再生又は記録を行うために用いられる光束が通過する、前記対物光学素子の最も光源側の光学面上の領域を第一の領域として、その面積をR1とし、
前記第二の光情報記録媒体に対して情報の再生又は記録を行うために用いられる光束が通過する、前記対物光学素子の最も光源側の光学面上の領域を第二の領域として、その面積をR2としたとき、
R1<R2<1.1・R1
に設定され、
前記対物光学素子の光源側に、前記第一の光源からの光束に対し開口制限の機能を果たす開口制限素子を有すること
を特徴とする光ピックアップ装置。 - 第一の光情報記録媒体に対して、第一の光源(波長λ1)からの光束を集光させて情報の再生及び/又は記録を行うとともに、第二の光情報記録媒体に対して、第二の光源(波長λ2、但しλ2>λ1)からの光束を集光させて情報の再生及び/又は記録を行うために用いられる光ピックアップ装置において、
前記光束を各光情報記録媒体の情報記録面上に集光してこれら情報記録面に対する情報の読み書きに対応する大きさの集光スポットを形成する対物光学素子が備えられ、
前記第一の光情報記録媒体に対して情報の再生又は記録を行うために用いられる光束が通過する、前記対物光学素子の最も光源側の光学面上の領域を第一の領域として、その面積をR1とし、
前記第二の光情報記録媒体に対して情報の再生又は記録を行うために用いられる光束が通過する、前記対物光学素子の最も光源側の光学面上の領域を第二の領域として、その面積をR2としたとき、
R1<R2<1.1・R1
に設定され、
前記対物光学素子の光源側には波長選択性素子が配置され、
前記波長選択性素子の前記第一の領域より外側の領域では、前記第一の光源からの光束の透過率よりも前記第二の光源からの光束の透過率が高いこと
を特徴とする光ピックアップ装置。 - 請求項1に記載の光ピックアップ装置において、
前記開口制限素子はダイクロイックフィルタであること
を特徴とする光ピックアップ装置。 - 請求項2に記載の光ピックアップ装置において、
前記波長選択性素子はダイクロイックフィルタであること
を特徴とする光ピックアップ装置。 - 請求項3又は4に記載の光ピックアップ装置において、
前記第一の光情報記録媒体に対する集光スポットの開口数NA1が、
NA1=0.65
であることを特徴とする光ピックアップ装置。 - 請求項3又は4に記載の光ピックアップ装置において、
前記第二の光情報記録媒体に対する集光スポットの開口数NA2が、
0.65≦NA2≦0.676
であることを特徴とする光ピックアップ装置。 - 請求項3又は4に記載の光ピックアップ装置において、
前記波長λ1、λ2は、
380nm≦λ1≦450nm
600nm≦λ2≦700nm
であることを特徴とする光ピックアップ装置。 - 請求項7に記載の光ピックアップ装置において、
前記第一の光情報記録媒体の保護基板の厚さをt1、前記第二の光情報記録媒体の保護基板の厚さをt2として、
t1=t2=0.6mm
であることを特徴とする光ピックアップ装置。
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JP2002233606A JP2004079010A (ja) | 2002-08-09 | 2002-08-09 | 光ピックアップ装置 |
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JP2002233606A JP2004079010A (ja) | 2002-08-09 | 2002-08-09 | 光ピックアップ装置 |
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JP2002233606A Pending JP2004079010A (ja) | 2002-08-09 | 2002-08-09 | 光ピックアップ装置 |
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JP (1) | JP2004079010A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP1693839A2 (en) * | 2005-02-16 | 2006-08-23 | Epson Toyocom Corporation | A numerical aperture controlling filter and a method for manufacturing the same |
-
2002
- 2002-08-09 JP JP2002233606A patent/JP2004079010A/ja active Pending
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EP1693839A2 (en) * | 2005-02-16 | 2006-08-23 | Epson Toyocom Corporation | A numerical aperture controlling filter and a method for manufacturing the same |
EP1693839A3 (en) * | 2005-02-16 | 2007-08-08 | Epson Toyocom Corporation | A numerical aperture controlling filter and a method for manufacturing the same |
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