JP2005174491A - 光ピックアップ装置 - Google Patents
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Abstract
【選択図】図1
Description
図19は従来例2の光ピックアップ装置の光学系を模式的に示した図、
図20は従来例3の光ピックアップ装置の光学系を模式的に示した図、
図21は従来例4の光ピックアップ装置の光学系を模式的に示した図、
図22は従来例5の光ピックアップ装置の光学系を模式的に示した図である。
前記第1光記録媒体に対応して波長が450nm以下の第1レーザー光を出射させる第1レーザー光源と、
前記第2光記録媒体に対応して前記第1レーザー光よりも波長が長い第2レーザー光を出射させる第2レーザー光源と、
第1光記録媒体用として開口数(NA)が0.75以上に設定され、且つ、互いに対向する各面のうち少なくとも一方の面が非球面に形成されて、前記第1,第2レーザー光を前記第1,第2光記録媒体の各信号面に集光させる対物レンズと、
前記第1,第2レーザー光源側と前記対物レンズとの間に設けられ、且つ、前記第1,第2光記録媒体の基板厚さの異なりによって生じる球面収差を補正するための位相光学素子とを少なくとも備え、
前記位相光学素子は、前記第1レーザー光の基準波長λ1と同じ値の波長を設計波長λとして第1,第2の位相関数によって第1,第2の位相関数曲線をそれぞれ求めた上で、一方の面の内周領域に前記第1の位相関数曲線に基づいて内周側階段状位相差パターン部を輪帯状に形成し、且つ、前記内周側階段状位相差パターン部より外側の外周領域に前記第2の位相関数曲線に基づいて外周側階段状位相差パターン部を輪帯状に形成すると共に、前記内周側階段状位相差パターン部の階段の段差ピッチを略1λの位相差に相当する高さに設定する一方、前記外周側階段状位相差パターン部の階段の段差ピッチを略mλ(但し、mは0を含まない自然数)の位相差に相当する高さもしくは各段ごとにmの値を変化させて略mλの位相差に相当する高さに設定したことを特徴とする光ピックアップ装置である。
前記第2の位相関数に、前記第1の位相関数が作る波面の平均値に近く且つ前記設計波長λの略整数倍の位相差を付加することで、前記位相光学素子の前記外周側階段状位相差パターン部の全体高さと、前記内周側階段状位相差パターン部の全体高さとの間にオフセットを与え、このことにより、前記第1レーザー光の基準波長近傍で波長が変化した時の前記内周側階段状位相差パターン部を出射した光の平均波面と、前記外周側階段状位相差パターン部を出射した光の波面との間の位相差を減少させたことを特徴とする光ピックアップ装置である。
前記第1レーザー光源側と前記位相光学素子との間に、色収差を補正する色収差補正素子を配置したことを特徴とする光ピックアップ装置である。
前記色収差補正素子が、前記第1レーザー光に対してのみ作用するように配置したことを特徴とする光ピックアップ装置である。
アプラナートな特性、又は、アプラナートに近い特性を持った単玉レンズを用いている。尚、ここで言うアプラナートとは、軸上の球面収差を完全に補正しつつ正弦条件(軸外でコマ収差を発生しない条件)を満足したものである。
図3は位相光学素子の内周側階段状位相差パターン部を作製する際に用いられる第1の位相関数Φ(h)により求めた内周側位相関数曲線(第1の位相関数曲線)を説明するための図、
図4は位相光学素子を作製する際に用いられる第2の位相関数Φ’(h)により求めた外周側位相関数曲線(第2の位相関数曲線)を説明するための図、
図5は図3(又は図4)で得られた内周側位相関数曲線(又は外周側位相関数曲線)に基づいて位相光学素子の内周側階段状位相差パターン部(又は外周側階段状位相差パターン部)を形成する状態を説明するための図、
図6は位相光学素子の内周側階段状位相差パターン部及び外周側階段状位相差パターン部の階段の段差ピッチを共に略1λの位相差に相当する高さに設定した場合を模式的に示した図、
図7は位相光学素子の内周側階段状位相差パターン部の階段の段差ピッチを略1λの位相差に相当する高さに設定し、且つ、外周側階段状位相差パターン部の階段の段差ピッチを略2λの位相差に相当する高さに設定した場合を模式的に示した図、
図8は位相光学素子の内周側階段状位相差パターン部の階段の段差ピッチを略1λの位相差に相当する高さに設定し、且つ、外周側階段状位相差パターン部の階段の段差ピッチを非周的位相構造に形成した場合を模式的に示した図、
図9は位相光学素子の内周側階段状位相差パターン部の階段の段差ピッチを略1λの位相差に相当する高さに設定し、且つ、外周側階段状位相差パターン部の階段の段差ピッチを非周的位相構造に形成すると共に外周側階段状位相差パターン部の全体高さを図8の場合よりも低く設定した場合を模式的に示した図、
図10は図8に示した位相位相光学素子を用いた時のBlu−ray Discでの波面収差図、
図11は図9に示した位相位相光学素子を用いた時のBlu−ray Discでの波面収差図である。
図13はBlu−ray Discでの内周側縦収差図、
図14はBlu−ray Discでの外周側縦収差図、
図15はBlu−ray Discでの内周側縦収差と外周側縦収差とを合成した縦収差図、
図16はDVDでの光路図、
図17はDVDでの縦収差図である。
1a…レーザービーム入射面、1b…信号面、
2…第2光記録媒体(DVD)、2a…レーザービーム入射面、2b…信号面、
5…光ディスク駆動装置、6…スピンドルモータ、7…ターンテーブル、
10…光ピックアップ装置、
11…第1レーザー光源(青色半導体レーザー)、
12…回折格子(グレーティング)、13…偏光ビームスプリッタ、
14…コリメーターレンズ、
15…球面収差補正手段、
15A…凹レンズ、15B…凸レンズ、15C…アクチュエータ、
16…波長板、
17…色収差補正素子、
17A…凹レンズ、17B…凸レンズ、17C…凹レンズ、
18…ダイクロイックプリズム、19…レンズホルダ、
20…位相光学素子、
20a1…階段の段差ピッチが略1λの内周側階段状位相差パターン部、
20a2…階段の段差ピッチが略1λの外周側階段状位相差パターン部、
20a3…階段の段差ピッチが略2λの外周側階段状位相差パターン部、
20a4…階段の段差ピッチが非周期の外周側階段状位相差パターン部、
20a5…階段の段差ピッチが非周期で且つ全体高さを低く設定した外周側階段状位相差パターン部、
20b…下面,20b1…第2レーザー光用開口制限部、
21…対物レンズ、
22…フォーカスコイル、23…トラッキングコイル、
24…シリンドリカルレンズ、25…第1光検出器、
30…DVD用集積デバイス、31…第2レーザー光源(赤色半導体レーザー)、
32…第2光検出器、33…ホログラム素子、
L1,L2…第1,第2レーザー光、
λ1,λ2…第1,第2レーザー光の各基準波長、
λ…位相光学素子の設計波長、
d1,d2…第1,第2光記録媒体の基板厚さ。
Claims (5)
- 第1光記録媒体と、前記第1光記録媒体よりも記録密度が低く且つ前記第1光記録媒体よりも基板厚さが厚い第2光記録媒体と、前記第1,第2光記録媒体の各信号面を組み合わせて一体的に積層した組み合わせ型光記録媒体とを選択的に記録又は再生する光ピックアップ装置において、
前記第1光記録媒体に対応して波長が450nm以下の第1レーザー光を出射させる第1レーザー光源と、
前記第2光記録媒体に対応して前記第1レーザー光よりも波長が長い第2レーザー光を出射させる第2レーザー光源と、
第1光記録媒体用として開口数(NA)が0.75以上に設定され、且つ、互いに対向する各面のうち少なくとも一方の面が非球面に形成されて、前記第1,第2レーザー光を前記第1,第2光記録媒体の各信号面に集光させる対物レンズと、
前記第1,第2レーザー光源側と前記対物レンズとの間に設けられ、且つ、前記第1,第2光記録媒体の基板厚さの異なりによって生じる球面収差を補正するための位相光学素子とを少なくとも備え、
前記位相光学素子は、前記第1レーザー光の基準波長λ1と同じ値の波長を設計波長λとして第1,第2の位相関数によって第1,第2の位相関数曲線をそれぞれ求めた上で、一方の面の内周領域に前記第1の位相関数曲線に基づいて内周側階段状位相差パターン部を輪帯状に形成し、且つ、前記内周側階段状位相差パターン部より外側の外周領域に前記第2の位相関数曲線に基づいて外周側階段状位相差パターン部を輪帯状に形成すると共に、前記内周側階段状位相差パターン部の階段の段差ピッチを略1λの位相差に相当する高さに設定する一方、前記外周側階段状位相差パターン部の階段の段差ピッチを略mλ(但し、mは0を含まない自然数)の位相差に相当する高さもしくは各段ごとにmの値を変化させて略mλの位相差に相当する高さに設定したことを特徴とする光ピックアップ装置。 - 請求項1記載の光ピックアップ装置において、
前記第2の位相関数に、前記第1の位相関数が作る波面の平均値に近く且つ前記設計波長λの略整数倍の位相差を付加することで、前記位相光学素子の前記外周側階段状位相差パターン部の全体高さと、前記内周側階段状位相差パターン部の全体高さとの間にオフセットを与え、このことにより、前記第1レーザー光の基準波長近傍で波長が変化した時の前記内周側階段状位相差パターン部を出射した光の平均波面と、前記外周側階段状位相差パターン部を出射した光の波面との間の位相差を減少させたことを特徴とする光ピックアップ装置。 - 請求項1記載又は請求項2記載の光ピックアップ装置において、
前記位相光学素子は、前記外周側階段状位相差パターン部の階段の段差ピッチを略mλ=略1λに設定した場合に、前記外周側階段状位相差パターン部と対向して前記第2レーザー光に対して前記対物レンズへの開口数(NA)を制限するための第2レーザー光用開口制限部を他方の面に形成したことを特徴とする光ピックアップ装置。 - 請求項1〜請求項3のうちいずれか1項記載の光ピックアップ装置において、
前記第1レーザー光源側と前記位相光学素子との間に、色収差を補正する色収差補正素子を配置したことを特徴とする光ピックアップ装置。 - 請求項4記載の光ピックアップ装置において、
前記色収差補正素子が、前記第1レーザー光に対してのみ作用するように配置したことを特徴とする光ピックアップ装置。
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