JP3200171B2 - 光ディスクプレーヤ - Google Patents

光ディスクプレーヤ

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JP3200171B2
JP3200171B2 JP17506092A JP17506092A JP3200171B2 JP 3200171 B2 JP3200171 B2 JP 3200171B2 JP 17506092 A JP17506092 A JP 17506092A JP 17506092 A JP17506092 A JP 17506092A JP 3200171 B2 JP3200171 B2 JP 3200171B2
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    • G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
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    • G11B2007/0006—Recording, reproducing or erasing systems characterised by the structure or type of the carrier adapted for scanning different types of carrier, e.g. CD & DVD

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、異なる波長のレーザ光
を用いることによって通常の記録密度の光ディスクに限
らず、高密度ディスクに対しても情報の記録再生が可能
な光ディスクプレーヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、光ディスクに対する情報の書込み
及び読取りをより高密度に行うことができる光ディスク
プレーヤが開発されている。
【０００３】光ディスクに対する情報の書込み及び読取
りをより高密度に行う手段として、２次高調波発生装置
や緑、青等の短波長の光を発振するレーザ素子が開発さ
れている。
【０００４】このような短い波長を用いたピックアップ
装置では、たとえば青色の短波長の光を発振するレーザ
素子を使用する新たな規格に基づいて高密度に記録され
たディスクの情報を正確に読み出すことはもちろんであ
り、同時に従来から存在する赤外レーザ装置の波長で読
み出す規格で記録された、たとえばレーザディスクやコ
ンパクトディスク等のディスクの情報をも読み出せるよ
うに構成した、いわゆるコンパチビィリティを備えてい
ることが望ましい。
【０００５】然るに、赤外光で読み出すように作られた
ディスクを、たとえば青色の短波長のレーザで読み出し
た場合、光スポットがディスク上で絞られ過ぎ、ピット
の深さによって与えられる位相差も波長によって異なる
ために、信号レベルの低下や信号歪みの増大等の問題が
多く発生し、良好な信号を得ることが難しい。
【０００６】このような不具合を解消するための確実な
方法の一つとして、ピックアップに青色と赤外の２つの
波長の光源を備え、それぞれのディスクの規格に合わせ
た波長で読み出しを行うことが考えられる。
【０００７】特に、２次高調波発生装置（ＳＨＧ）を光
源として用いる場合には、半導体レーザによって発生さ
れる赤外の波長の光と、光非線形性によって生成される
この半分の波長の青色の光の２つが得られ、従来からの
規格のディスクを読み出すには、この赤外の光を用いる
方が好都合である。
【０００８】このような構成によるピックアップ装置の
例を図１に示す。同図に示すように、赤外光を発する半
導体レーザ１からの出射光は、非線形共振器２によって
その一部が青色光に変換される。非線形共振器２を経た
赤外光及び青色光は、ビームスプリッタ３によってコリ
メータレンズ４側に折り返される。
【０００９】コリメータレンズ４によって平行光とされ
た出射光は、対物レンズ５によって光ディスク６上に集
光される。ここで、光ディスク６上へは略回折限界とさ
れる小さなスポットが集光される。
【００１０】光ディスク６からの反射光は、対物レンズ
５、コリメータレンズ４、ビームスプリッタ３を経てダ
イクロイックミラー７側に導かれる。ここで、反射光
は、ビームスプリッタ３にて非点収差が与えられる。
【００１１】ダイクロイックミラー７は、光ディスク６
からの反射光を波長毎に分離する。分離された青色の波
長は、フォトディテクタ８の検出面に集光される。分離
された赤外の光はフォトディテクタ９の検出面に集光さ
れる。
【００１２】ここで、フォトディテクタ９は低密度ディ
スクの読取りに対応し、フォトディテクタ８は高密度デ
ィスクの読取りに対応している。
【００１３】フォトディテクタ８及びフォトディテクタ
９におけるフォーカスエラー信号は、非点収差法によっ
て得られる。また、フォトディテクタ８及びフォトディ
テクタ９におけるトラッキングエラー信号は、プッシュ
プル法によって得られる。
【００１４】このように、フォトディテクタ８及びフォ
トディテクタ９によって青色光及び赤外光をそれぞれ個
別に受光するようにしているので、コンパチビィリティ
のある再生装置が得られる。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の再生装置では、コンパチビィリティを得るため
に、コリメータレンズ４及び対物レンズ５に対し、赤外
と青色の２つの波長で回折限界の性能を持つように構成
する、いわゆる色収差の少ないレンズであることが必要
条件とされている。
【００１６】このため、１波長だけで回折限界を達成す
る対物レンズ５のように、樹脂による一体整形のレンズ
を用いることが困難になり、たとえば３枚貼り合わせた
構成のガラスレンズ等によって構成する必要があった。
【００１７】コリメータレンズ４については、波長毎に
別々に平行光にしてから組み合わせるという光路構成を
とることによって、波長毎に異なるものを用いることも
可能であるが、対物レンズ５との相互作用が必要となる
ため、レンズ自体が大きくなってしまう。このことはコ
ストアップを招く原因となったり、対物レンズ５を駆動
するためのアクチュエータが大型になり、電力の消費が
増大してしまうという不具合を招く要因となる。
【００１８】また、フォトディテクタ８，９を個別に設
けていることから、それぞれのフォトディテクタ８，９
の位置調整を行う必要がある。この位置調整は、フォト
ディテクタ８及びフォトディテクタ９を光学系に組み込
む際に極めて高い精度を要することから、組み込み作業
が煩雑なものとなっている。
【００１９】本発明は、このような事情に対処してなさ
れたもので、色収差を補正するホログラム素子を光路中
に挿入することによって、簡単な構成で１波長用に設計
された対物レンズを用いても容易にコンパチビィリティ
を実現させることができる光ディスクプレーヤを提供す
ることを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】本発明の光ディスクプレ
ーヤは、上記目的を達成するため、第１の波長を有する
第１光と第１光より長い波長の第２光とを入射し光ディ
スク上に集光させる集光レンズと、集光レンズの入射側
に配置された位相回折素子と、集光された光によって生
じる光ディスクからの反射光を受光する受光部と、を有
する光ディスクプレーヤであって、位相回折素子の位相
回折パターンは、第１光に対して位相差２ｍπ（ｍは整
数）を与えると共に、第２光に対して集光レンズの発生
する色収差を補正する収差を与え、且つ、光ディスクか
らの第１光に対応する反射光と第２光に対応する反射光
との受光部上における受光位置を異ならしめる形状であ
ることを特徴とする。
【００２１】
【作用】本発明の光ディスクプレーヤでは、位相回折格
子により第１光に対して与えるべき位相差を２ｍπ（ｍ
は整数）とし、集光レンズの発生する色収差を補正する
ようにしたので、２波長に対して１波長用に設計された
対物レンズを用いることができる。
【００２２】また、位相回折格子により色収差逆補正を
行わせることにより、従来設けられていたダイクロイッ
クミラーが不要となるとともに、フォトディテクタを１
個とすることができる。
【００２３】
【実施例】以下、本発明の実施例の詳細を図面に基づい
て説明する。なお、以下に説明する図において、図１と
共通する部分には同一符号を付し重複する説明を省略す
る。
【００２４】図２は、本発明の光ディスクプレーヤの一
実施例に係る光学系を示すもので、非線形共振器２とビ
ームスプリッタ３との間には色収差逆補正を行うホログ
ラム素子１１が介在されている。また、ホログラム素子
１１によって色収差逆補正を行わせることにより、従来
設けられていたダイクロイックミラー７が不要となると
ともに、フォトディテクタ１０を１個とする構成がとら
れている。これについては後述する。
【００２５】このような構成の光学系では、赤外光を発
する半導体レーザ１からの出射光は、非線形共振器２に
よってその一部が青色光に変換される。ここで、半導体
レーザ１からの出射光は、たとえば８６０ｎｍの波長で
ある。非線形共振器２はその一部を２次高調波発生によ
って波長４３０ｎｍの青色光に変換する。
【００２６】非線形共振器２を経た出射光は、ホログラ
ム素子１１によって色収差逆補正が行われる。ここで、
ホログラム素子１１は、位相深さによる周期構造を持っ
た位相型ホログラム素子であり、たとえば図３に示す形
状パターンとされている。
【００２７】このような形状パターンにより、青色に対
してはこの位相深さが２πの整数倍になるようにとられ
ている。すなわち位相差を与えないようにすることによ
り、波面に殆ど影響を与えないように構成されている。
【００２８】但し、赤外光の波長に対しては、非線形共
振器２が２次高調波発生に基づくものであれば位相深さ
がπになるので、ホログラム素子１１の形状パターンに
基づく波面の情報を持つようになる。このホログラム素
子１１には、非線形共振器２から出るべき光の光源が図
のｘの位置にあって、集光レンズの色収差及び像高によ
る収差を補正するような波面を発すべき記録がなされて
いる。
【００２９】対物レンズ５の球面収差は、一般に波長が
長くなることにより大きくなるので、ホログラム素子１
１には負の球面収差を与えるように構成されている。
【００３０】ホログラム素子１１を経た出射光は、ビー
ムスプリッタ３によってコリメータレンズ４側に折り返
される。
【００３１】コリメータレンズ４によって平行光とされ
た出射光は、対物レンズ５によって光ディスク６上に集
光される。ここで、コリメータレンズ４及び対物レンズ
５においては、それぞれ青色の光に対して収差が最少と
なるように構成されている。
【００３２】すなわち、ホログラム素子１１は、青色の
光に対してその波面を変換する作用を有しないので、本
来の設計どおりに回折限界のスポットが形成される。赤
外光に対しては、ホログラム素子１１が色収差を補正し
ているので、回折限界のスポットを得ることができる。
【００３３】ここで、図３に示したホログラム素子１１
における黒い部分と白い部分との位相差は、波長λ1 に
対して２ｍπとされている。つまり、ホログラム素子１
１は、波長λ1 ，λ2 のどちらも透過させるが黒い部分
と白い部分との厚さが異なっている。なお、図３におけ
る黒い部分と白い部分とは説明の便宜上表現しているも
のである。
【００３４】上記の収差の中には、Ｗ２０として表され
る焦点ズレを含むこともできる。また、Ｗ２０は光源位
置の波長の相違による補正や、焦点合わせのサーボ目標
点を変えることによる補正を行わないので、構成するこ
とも可能である。
【００３５】光ディスク６からの反射光は、対物レンズ
５、コリメータレンズ４、ビームスプリッタ３を経てフ
ォトディテクタ１０の検出面に集光される。
【００３６】ここで、赤外の光の光源の虚像位置は、上
述したように、ホログラム素子１１の作用により非線形
共振器２のｘの位置になっている。このため、フォトデ
ィテクタ１０上での像の位置もこれに応じて異なること
になる。
【００３７】このような場合でも、いわゆる非点収差法
の焦点位置検出が可能であり、またプッシュプル法とし
て知られるトラッキング位置検出も行うことができる。
【００３８】ここで、たとえば青色の光は信号を読み取
るだけの動作に用い、サーボ信号は青色スポットに対し
て所定の位置に集光された赤外のスポットからの信号の
みから得るようにすることも可能である。
【００３９】このように、本実施例においては、ホログ
ラム素子１１により赤外光に対して与えるべき位相差を
２ｍπ（ｍは整数）とし、コリメータレンズ４及び対物
レンズ５の発生する色収差を補正するようにしたので、
２波長に対して１波長用に設計された対物レンズ５を用
いることができる。
【００４０】また、ホログラム素子１１により色収差逆
補正を行わせることにより、従来設けられていたダイク
ロイックミラー７が不要となるとともに、フォトディテ
クタ１０を１個とすることができる。
【００４１】なお、本実施例においては、トラッキング
エラーをいわゆるプッシュプル法によって得る構成を示
したが、これは３ビーム法、時間差法、ヘテロダイン法
等、どのような方式も同様に適用することができる。
【００４２】また、本実施例においては、２波長を発生
する光源として２次高調波発生によるものを示したが、
これは和周波生成等、他の光非線形現象を用いた光源や
２波長の光源を組み合わせて構成したものであってもよ
い。
【００４３】２波長の光源を組み合わせた場合には、波
長によってその光源位置が異なるが、ホログラム素子１
１にはこの位置によるレンズの像高による収差の変化分
を予め補正するように記録を行うことによって、光源位
置が異なることによる影響も同時に軽減することが可能
となる。
【００４４】更に、本実施例では、光ディスク６の記録
方式について特定していないが、これはピットと称され
る細かい凹みによって記録を行った読取り専用のもの
や、相変化によって反射率を変化させて情報を記録する
もの、光磁気効果を利用して情報を記録するもの等、様
々な記録形式のディスクに適用が可能である。
【００４５】また、本実施例では、非点収差によって４
分割光検出器の対角成分の差から焦点誤差信号を得る方
法を用いて説明したが、これはナイフエッジ法、フーコ
ープリズム法、臨界角法等、他の方法を同様に用いるこ
とができる。更には、光カード等において、フォーカス
制御手段自体を用いないような方式であっても同様に適
用が可能となる。
【００４６】更に、本実施例では、１個のフォトディテ
クタ１０によって異なる波長の反射光を受光する場合に
ついて説明したが、この例に限らず個々に調整可能な状
態とし別体に設けるようにしてもよい。
【００４７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の光ディス
クプレーヤでは、位相回折格子により第１光に対して与
えるべき位相差を２ｍπ（ｍは整数）とし、集光レンズ
の発生する色収差を補正するようにしたので、２波長に
対して１波長用に設計された対物レンズを用いることが
できる。
【００４８】また、位相回折格子により色収差逆補正を
行わせることにより、従来設けられていたダイクロイッ
クミラーが不要となるとともに、フォトディテクタを１
個とすることができる。
【００４９】したがって、簡単な構成で１波長用に設計
された対物レンズを用いても容易にコンパチビィリティ
を実現させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の高密度の記録再生が可能な光ディスクプ
レーヤの光学系の一例を示す図である。
【図２】本発明のディスクプレーヤの一実施例に係る光
学系の構成を示す図である。
【図３】図２のホログラム素子の形状パターンの一例を
示す図である。
【符号の説明】
１ 光源 ２ 非線形共振器 ３ ビームスプリッタ ４ コリメータレンズ ５ 対物レンズ ６ 光ディスク １０ フォトディテクタ
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−129040（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−132024（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−260434（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−54434（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−195534（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G11B 7/12 - 7/22

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】第１の波長を有する第１光と前記第１光よ
    り長い波長の第２光とを入射し光ディスク上に集光させ
    る集光レンズと、前記集光レンズの入射側に配置された
    位相回折素子と、前記集光された光によって生じる光デ
    ィスクからの反射光を受光する受光部と、を有する光デ
    ィスクプレーヤであって、前記位相回折素子の位相回折パターンは、 前記第１光に
    対して位相差２ｍπ（ｍは整数）を与えると共に、前記
    第２光に対して前記集光レンズの発生する色収差を補正
    する収差を与え、且つ、前記光ディスクからの前記第１
    光に対応する反射光と第２光に対応する反射光との前記
    受光部上における受光位置を異ならしめる形状であるこ
    とを特徴とする光ディスクプレーヤ。
JP17506092A 1992-06-10 1992-06-10 光ディスクプレーヤ Expired - Lifetime JP3200171B2 (ja)

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