JP3068480B2 - 光学装置 - Google Patents
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Description
に適用される光学装置に係り、特に厚さの異なる光ディ
スクに対して情報の読出及び書込が可能な光学装置に関
する。
ディスクの記録面に対面するように位置されており、情
報の載せられている光をディスクの記録面に集束させた
りディスクから反射された光を受取るレンズである。最
近、1つのドライブに厚さの異なるディスクを使用可能
にするための研究が進行されているが、その1つの結果
としてホログラムレンズと屈折形レンズを適用したレン
ズ装置が提案された。
る薄いディスクと、厚いディスクに対する入射光の集束
状態を示す。部材番号3a,3bは情報記録対象のディ
スクである。このディスク3a,3bに向かう光進行経
路上に屈折形レンズ2とホログラムレンズ1とがその順
序通り備えられている。前記ホログラムレンズ1は格子
パターン11を有するので、これを通過した光は回折さ
れる。従って、光源(図示せず)からの光4はホログラ
ムレンズ1を通過しながら各々回折された1次光41と
回折されない0次光40とに分離される。回折された1
次光41と回折されない0次光40は対物レンズ2を通
過しながら相異なる強度で集束されることにより厚いデ
ィスク3bと薄いディスク3aとに共に焦点を形成す
る。
を用いて相異なる厚さのディスクに対する情報の貯蔵及
び読出が可能であるが、入射光を0次光と1次光とに分
離することにより光利用効率が低下される欠点がある。
即ち、入射光がホログラムレンズ1により0次光と1次
光とに分離されるので実際情報の記録に使用される光は
15%内外となる。そして情報の再生時、0次または1
次光の中何れか1つにのみ情報が載せられているので、
情報が載せられていない1次光または0次光が光検出器
で検出されて実効情報のノイズとして作用する恐れがあ
る。一方、前記レンズ装置のホログラムレンズを加工す
るにおいて微細なホログラムパターンの蝕刻過程には高
精度の工程が要求されるので製作コストの上昇が必然的
に伴う。
安く、部品の製作及び組立が容易な光学装置を提供する
ことにその目的がある。また本発明は光利用効率が高
く、低い球面収差を有する光学装置を提供することにそ
の目的がある。
本発明による光学装置は、ディスクに対面する胴体の光
通過領域が入射光の近軸領域及び遠軸領域各々に対応し
た中央領域及び周辺領域と、当該近軸領域と遠軸領域と
の間に位置する中間領域とに区分され、前記中央領域を
通過する光の焦点を厚いディスクに合わせた場合に前記
中間領域は厚いディスクに対して最適化された面を有
し、薄いディスクに合わせた場合に前記周辺領域は薄い
ディスクに最適化されている面を有する対物レンズと、
前記対物レンズを通過して前記ディスクに光を照射する
光源と、前記ディスクから反射された光を検出する光検
出器と、前記対物レンズと前記光源との間に備えられ、
前記光源からの光を前記対物レンズ側に透過または反射
させ、前記ディスクから反射された光は前記光検出器側
に反射または透過させる光分割器とを具備することを特
徴とする。
ち近軸領域の光と、近軸から遠い遠軸領域との間の中間
領域の光が厚いディスクから情報を再生する際、球面収
差が発生しないように光の中間領域に対応するレンズの
中間領域の曲率を厚いディスクに対して最適化させると
共に、光検出器の受光面積は厚いディスクから情報を再
生する際、遠軸領域の光が到達しない大きさに設定され
る。ここで、近軸領域とは実用上無視できないほどの収
差を有するレンズの中心軸の回りの領域を意味し、遠軸
領域は近軸領域より光軸から相対的に遠い部分の領域を
意味し、そして中間領域は近軸領域と遠軸領域との間の
領域を意味する。
図である。一般的な光学装置でのようにディスク30と
光検出器90との間の光経路上に対物レンズ20、光分
割器60及び検出レンズ40が備えられ、光分割器60
から分岐された光経路上には光源80が位置している。
前述したような構造の本発明の光学装置において、前記
対物レンズ20は図2と図3に示されたように特徴的な
形を有する。
過領域に対する全体有効直径より小さな外径を有するド
ーナッツ状または輪状の中間領域A2が備えられてい
る。そして、中間領域A2の内側に中央領域A1が、そ
して外側に周辺領域A3が備えられる。前記中央領域A
1と周辺領域A3は薄いDVD(digital video disk)
に対して曲率が最適化されており、中間領域A2の曲率
は厚いCD(compact disk)に対して最適化されてい
る。この中間領域A2は、場合によって多数個に分離さ
れた形に備えられる。そして、前記光検出器90は厚い
ディスクから情報を再生する際に遠軸領域の光が到達さ
れないように、即ち対物レンズの中央領域A1と中間領
域A2にのみ光が到達されうるように設計されることが
望ましい。
に厚いCD30bから情報を再生する際には点線の内側
の光のみがCD30bに集束される。この際、近軸領域
に対応する中央領域A1の曲率がたとい薄いDVD30
aに対して最適化されているとしてもレンズの中心軸付
近の近軸光が通過するので球面収差の発生が少ない。そ
して、DVD30aから情報を再生する際には光が薄い
ディスクに最適化された曲率を有する中央領域A1と周
辺領域A3を通過して薄いディスク30aの情報面に焦
点を形成する。
遠軸領域とに該当する領域の開口数を0.4より小さく
すれば厚いディスクにも小さなスポットが形成でき、よ
ってCDディスクに最適化された大きさのスポットを形
成しうる。実験によれば、前記輪状の中間領域の幅は5
0μm以上に設定することが薄いディスクの再生時、安
定した再生特性を得るに適する。また、CD及びDVD
ディスクに対して最適化された前記領域のレンズのデー
タは次の表1及び表2のようである。
と薄いDVDディスクを互換して使用でき、特にディス
クの厚さに関係なく良好な信号の検出が可能である。ま
た、本発明による対物レンズを一般的な圧縮成形または
射出成形等により手軽く製作しうるので製作コストを低
減しうる。
る。
ズの斜視図である。
ズの正面図である。
進行経路を示す。
の概略図であって、薄いディスクに光が集束される状態
を示す。
的に厚いディスクに光が集束される状態を示す。
Claims (4)
- 【請求項1】 ディスクに対面する胴体の光通過領域が
入射光の近軸領域及び遠軸領域各々に対応した中央領域
及び周辺領域と、当該近軸領域と遠軸領域との間に位置
する中間領域とに区分され、前記中央領域を通過する光
の焦点を厚いディスクに合わせた場合に前記中間領域は
厚いディスクに対して最適化された面を有し、薄いディ
スクに合わせた場合に前記周辺領域は薄いディスクに最
適化されている面を有する対物レンズと、 前記対物レンズを通過して前記ディスクに光を照射する
光源と、 前記ディスクから反射された光を検出する光検出器と、 前記対物レンズと前記光源との間に備えられ、前記光源
からの光を前記対物レンズ側に透過または反射させ、前
記ディスクから反射された光は前記光検出器側に反射ま
たは透過させる光分割器とを具備することを特徴とする
光学装置。 - 【請求項2】 前記光検出器は、厚いディスクから情報
を再生する際、近軸領域と中間領域の光のみが到達され
るようになったことを特徴とする請求項1記載の光学装
置。 - 【請求項3】 前記中間領域は、輪状であることを特徴
とする請求項1記載の光学装置。 - 【請求項4】 前記対物レンズの中間領域は、前記対物
レンズの少なくとも一側に形成されることを特徴とする
請求項1記載の光学装置。
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