JP2559006B2 - 光ヘッド - Google Patents

光ヘッド

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JP2559006B2
JP2559006B2 JP5003757A JP375793A JP2559006B2 JP 2559006 B2 JP2559006 B2 JP 2559006B2 JP 5003757 A JP5003757 A JP 5003757A JP 375793 A JP375793 A JP 375793A JP 2559006 B2 JP2559006 B2 JP 2559006B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は光ディスクに情報を光学
的に記録または再生する光ディスク装置の光ヘッドに関
するものである。
【0002】
【従来の技術】半導体レーザを用いた光ヘッドとして、
一般的なもの図8に示す。図8において、半導体レー
ザ21から出射した光は集光レンズ22により平行光2
3となる。平行光23は偏光ビームスプリッター24に
P偏光で入射することによりここを直進して、1/4波
長板25を通り、反射ミラー26で光路を曲げられ対物
レンズ27に入射する。対物レンズ27に入射した光は
結像点pに絞り込まれ、光ディスク28の情報記録媒体
面上に光スポット29を形成する。次に、光ディスク2
8で反射した反射光30は、再び対物レンズ27と反射
ミラー26および1/4波長板25を通って、偏光ビー
ムスプリッター24に入射する。この反射光30は1/
4波長板25の作用によりS偏光になるため、偏光ビー
ムスプリッター24で反射して絞りレンズ31とシリン
ドリカルレンズ32を通り、光検出器33に受光され
る。光検出器33は、再生信号を検出すると共に、いわ
ゆる非点収差法によりフォーカス制御信号を、プッシュ
プル法によりトラッキング制御信号を検出するように構
成されている。
【0003】このような構成の光ヘッドに用いられる対
物レンズ27は光ディスク28の厚みを考慮して設計さ
れており、この設計値と異なる厚みの光ディスクに対し
ては、球面収差が生じて結像性能が劣化し、記録や再生
をすることができなくなる。従来、コンパクトディスク
やビデオディスクあるいはデータ用のISO規格光磁気
ディスク装置等に用いられる光ディスクの厚みは、ほぼ
同一(約1.2mm)であった。このため、1つの光ヘ
ッドで種類の異なる光ディスク(コンパクトディスク、
ビデオディスク、光磁気ディスク等)を記録再生するこ
とが可能であった。
【0004】一方、近年、より高密度化を図るために、
対物レンズの開口数を大きくすることが検討されてい
る。対物レンズの開口数を大きくすると光学的な分解能
が向上し、記録再生のできる周波数帯域を広げることが
できるが、結像した光スポット29のコマ収差が増加す
るという問題がある。光ディスク28には製造過程で生
じるそりと、経年変化で生じるそりがあり、このそりが
主な原因で光ディスク28に傾きが生じる。光ディスク
が傾くと光スポット29にコマ収差が発生し、開口数を
上げても結像性能が向上しなくなる。そこで、対物レン
ズの開口数を上げても結像性能が向上しなくなる。そこ
で、対物レンズの開口数を大きくしてもコマ収差が大き
くならないように、厚みの薄い光ディスクを用いる試み
がなされている。前記光ディスク28と対物レンズ27
の傾きによるコマ収差は、光ディスクの厚みを薄くする
と図9のようになる。図9の横軸は光ディスクの厚み
を、縦軸は開口数を表しており、光ディスクと対物レン
ズが0.2°傾いた場合の、光スポット29の光強度分
布のピーク値の劣化が等しくなる点を計算したものであ
る。図から開口数が0.5で光ディスクの厚みが1.2
mmの場合と、開口数が0.62で光ディスクの厚みが
0.6mmの場合は前記ピーク値の劣化がほぼ同等であ
ることが判る。従って、開口数を大きくする場合、光デ
ィスクの厚みを薄くすることにより、前記光ディスクの
傾きにより発生するコマ収差は、従来なみに抑えること
ができる。
【0005】しかし、光ディスクの厚みを薄くした場
合、その光ディスクを記録再生する対物レンズでは従来
の光ディスクを記録再生するに際しては、球面収差が増
大し、結像点が広がってしまい、記録再生が困難とな
る。したがって、従来の光ディスクとの間で互換性を保
つことができなくなり、光ヘッドを2個使い薄型光ディ
スクと従来型光ディスクを別々の光ヘッドで記録再生せ
ざるをえない。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】この様な従来の光ヘッ
ドにおいては、1個の光ヘッドで厚みの異なる光ディス
クを記録再生することはできない。このため、対物レン
ズの開口数を上げて高密度化を図るには、従来の光ディ
スクとの互換性を犠牲にせざるをえないという問題があ
った。本発明はかかる課題を解決するため、対物レンズ
の結像点を2つ設けて、2つの光ディスク厚みに対応す
ることにより、従来の光ディスクと高密度化のための薄
型の光ディスク両方に対して、記録再生できるようにし
た光ヘッドを提供するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は半導体レーザ光
源と、このレーザ光源からの出射光を部分的に異なる焦
点距離を有して2つの結像点に収束させる対物レンズ
と、光ディスクからの反射光を検出する信号検出手段と
を設け、前記2つの結像点のいずれか一方を前記光ディ
スク上に形成するよう構成したものである。
【0008】また、半導体レーザ光源と、このレーザ光
源からの出射光を部分的に異なる開口数と焦点距離を有
し2つの結像点に収束する対物レンズと、光ディスクか
らの反射光を検出する信号検出手段とを設け、前記2つ
の結像点のいずれか一方を前記光ディスク上に形成する
よう構成したものである。
【0009】
【作用】上記の構成により、対物レンズにより形成され
る結像点2つ設けられ、厚みの異なる2種類の光ディ
スクに対応することができる。従って、対物レンズの開
口数を上げて高密度化を図った薄型の光ディスクと、従
来の光ディスク両方に対して記録再生ができ、互換性を
犠牲にすること無く高密度化を図ることができる。
【0010】
【実施例】本発明の1実施例を図1、図2、図3を用い
て説明する。図1において、半導体レーザ1からのレー
ザ光は集光レンズ2により平行光3となる。この平行光
3は偏光ビームスプリッター4にP偏光で入射すること
によりここを直進し、1/4波長板5を通り反射ミラー
6で光路をまげられ、対物レンズ7に入射する。
【0011】この対物レンズ7は図2のような構成にな
っている。対物レンズ7の内周部7aと外周部7bは、
曲率、非球面係数等が異なり、焦点距離が2つ存在す
る。内周部7aに入射する光は、結像点p1に絞り込ま
れ光スポット9aを形成し、対物レンズ7の外周部7b
に入射する光は、結像点p2に絞り込まれ光スポット9
bを形成する。この内周部7aは厚さTaの光ディスク
8aを記録再生するためのもので、外周部7bは厚さT
bの光ディスク8bを記録再生するためのものである。
図2は光ディスク8aの情報記録媒体面上に光スポット
9aが形成された状態を示し、図3は光ディスク8bの
情報記録媒体面上に光スポット9bが形成された状態を
示している。つまり、厚さTaの光ディスク8aを記録
再生する場合は、光スポット9aが光ディスク8aの記
録媒体面上にくるようにし、厚さTbの光ディスク8b
を記録再生する場合は、光スポット9bが光ディスク8
bの記録媒体面上にくるようにすることによって、厚み
の異なる光ディスク8a、8bを1つの対物レンズで記
録再生することができるようになっている。
【0012】次に、光ディスク8aもしくは8bから反
射した反射光10aまたは10b(図3)は、再び対物
レンズ7と反射ミラー6および1/4波長板5を通り、
偏光ビームスプリッター4に入射する。この反射光10
a、10bは1/4波長板5の作用によりS偏光になる
ため、偏光ビームスプリッター4で反射して、絞りレン
ズ11とシリンドリカルレンズ12を通り、検出器1
3に受光される。光検出器13は従来例同様に、再生信
号を検出すると共に、フォーカス制御信号とトラッキン
グ制御信号を検出するように構成されている。
【0013】なお、光スポット9aで光ディスク8aを
記録再生している時は、対物レンズ7の外周部7bで収
束した光は光ディスク8aの記録媒体面上では拡散し、
光スポット9bで光ディスク8bを記録再生している時
は、対物レンズ7の内周部7aで収束された光は光ディ
スク8bの記録媒体面上では拡散しているため、各々信
号としては検出されない。
【0014】以上のような構成において、光ディスクの
厚さに応じて結像点p1、p2を切り替えることにより
厚さの異なる光ディスクの記録再生が可能になる。一例
として、コンパクトディスクやビデイディスクあるいは
ISO規格の光磁気ディスク等の従来の光ディスクを記
録再生するときには、対物レンズ7の内周部7aを用
い、高密度化のためにの薄型の光ディスクを記録再生す
るときには、対物レンズの外周部7bを用いると、上記
光ディスク8aの厚みTaは約1.2mmになり、光デ
ィスク8bの厚みTbは薄型の光ディスクの厚み(例え
ば0.6mm等)になる。このときの内周部7aの開口
数としては0.45〜0.55の範囲が考えられ、外周
部の開口数としては高密度化に必要な開口数、例えば
0.6〜0.7程度が考えられる。
【0015】また、他の実施例を図4、図5に示す。図
4、図5は対物レンズ7部の構成図で、その他は図1と
同様である。この実施例は高密度化のため薄型の光ディ
スクを記録再生するときには、内周部7aを用い、従来
の光ディスクを記録再生するときには、外周部7bを用
いるもので、上記光ディスク8aの記録媒体面上に光ス
ポット9bを形成し、光ディスク8bの記録媒体面上に
光スポット9aを形成する。従って内周部7aの開口数
が0.6〜0.7程度、外周部7bの開口数が0.45
〜0.55程度が考えられ、結像点p1、p2の間隔は
前記の例よりも拡大する。いずれにしても、開口数を上
げて薄型の光ディスクを記録再生し、従来並の開口数で
従来の光ディスクを記録再生するよう構成されている。
【0016】なお、対物レンズ7の外周部7bにより絞
られた光スポット9bの光強度分布は、図6に示すよう
になる。つまり、中心部の光ビーム径は光スポット9a
に比べて小さくなり、周辺部の光強度は大きくなる。高
密度化のために、中心部の光ビーム径を小さくする場合
は図2、図3のような構成がよい。また、高密度化のた
めに周辺部の光強度を小さくしクロストークの増加を抑
えるのであれば、図4、図5のような構成にし、従来の
光ディスクを内周部7bで記録再生する構成がよい。
【0017】次に、他の実施例を図7に示す。図7は対
物レンズ7を放射線状に分割し、分割部7c、7dの結
像点がp1、p2になるよう構成したものであり、分割
部7c、7dの開口数は等しくなる。従って、光ディス
クの厚みだけが異なり、開口数が同じ光ディスクを記録
再生することができる。
【0018】
【発明の効果】レーザ光源からの出射光を2つの結像点
に収束するよう構成したことによって、コンパクトディ
スク、ビデオディスク、ISO規格光磁気ディスク等の
従来型の光ディスクと、高密度化を図った薄型光ディス
ク両方に記録再生が可能になる。
【0019】従って、従来の光ディスクに対して互換性
を持った高密度光ディスク装置を開発することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明光ヘッドの一実施例の構成を示す図
【図2】一実施例の対物レンズ部構成を示す図
【図3】1構成例を示す図
【図4】本発明の他の実施例の対物レンズ部構成を示す
【図5】本発明の他の実施例の対物レンズ部構成を示す
【図6】光スポットの説明図
【図7】本発明の他の実施例の対物レンズ部構成を示す
【図8】従来の光ヘッドの構成を示す図
【図9】光ディスクの厚みと結像性能の説明図
【符号の説明】
1 半導体レーザ 2 集光レンズ 3 平行光 7 対物レンズ 7a 内周部 7b 外周部 8a 光ディスク 8b 光ディスク 9a 光スポット 9b 光スポット

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体レーザ光源と、 部分的に異なる焦点距離を有し、前記半導体レーザ光源
    からの出射光を同時に2つの結像点に収束させる対物レ
    ンズと、 使用される光ディスクの厚みに応じて前記結像点の一つ
    が使用される光ディスクの情報記録面に合焦されるよう
    に前記対物レンズの位置を制御する制御手段と、 使用された光ディスクの情報記録面からの反射光を検出
    する検出手段を有し、前記制御手段は、厚い光ディスク
    が使用されるときには前記2つの結像点のうち対物レン
    ズから遠い方が合焦されるように制御し、薄い光ディス
    クが使用されるときには前記2つの結像点うち対物レン
    ズから近いほうが合焦されるように制御することを特徴
    とする光ディスク装置に用いる光学ヘッド。
  2. 【請求項2】 半導体レーザ光源と、 部分的に異なる焦点距離を有し、前記半導体レーザ光源
    からの出射光を同時に2つの結像点に収束する対物レン
    ズと、 使用される光ディスクの厚みに応じて前記結像点の一つ
    が使用される光ディスクの情報記録面に合焦されるよう
    に前記対物レンズの位置を制御する制御手段と、 使用された光ディスクの情報記録面からの反射光を検出
    する検出手段を有し、前記制御手段は、厚い光ディスク
    が使用されるときには前記2つの結像点のうち対物レン
    ズから遠い方が合焦されるように制御し、薄い光ディス
    クが使用されるときには前記2つの結像点の内対物レン
    ズから近いほうが合焦されるように制御することを特徴
    とする光学ヘッドを備えた光ディスク装置。
  3. 【請求項3】 対物レンズの内周面と外周面の焦点距離
    を変えたことを特徴とする請求項1記載の光学ヘッド。
  4. 【請求項4】 対物レンズの内周面と外周面の焦点距離
    を変えたことを特徴とする請求項2記載の光ディスク装
    置。
  5. 【請求項5】 対物レンズの内周面と外周面の開口数を
    変えたことを特徴とする請求項1記載の光学ヘッド。
  6. 【請求項6】 対物レンズの内周面と外周面の開口数を
    変えたことを特徴とする請求項2記載の光ディスク装
    置。
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