JPH05313100A - ビーム集光方法および光学式情報読取装置 - Google Patents

ビーム集光方法および光学式情報読取装置

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JPH05313100A
JPH05313100A JP4123186A JP12318692A JPH05313100A JP H05313100 A JPH05313100 A JP H05313100A JP 4123186 A JP4123186 A JP 4123186A JP 12318692 A JP12318692 A JP 12318692A JP H05313100 A JPH05313100 A JP H05313100A
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objective lens
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敏正 浜田
Takahiro Funakoshi
貴博 船越
Shoshichi Kato
昭七 加藤
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 集光ビームの光パワーを弱めることなく集光
スポットを小さくすることができるビーム集光方法およ
び光学式情報読取装置を提供する。 【構成】 位相シフト用フィルタ1は、透明基板2と位
相シフト用の薄膜3とを備えている。薄膜3は環状に設
けられている。位相のシフトした光は対物レンズ4によ
り集光される。この対物レンズ4は、中央部5および環
状部6の2つの部分に分かれている。そして、位相シフ
トを受けない中央部5の光はa点に集まり、位相シフト
を受けた環状部6の光はa点のまわりの円環bに集光す
る。対物レンズ4は、フィルタ1を用いることなく対物
レンズ4のみで集光した場合に、a、bで同じ位相にな
るように、連続した形状になっている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、ビーム集光方法およ
び光学式情報読取装置に関するものであり、さらに詳し
くは、干渉性を有する光を集光するための集光光学系に
おけるビーム集光方法と、コンパクトディスク、ビデオ
ディスク、光ディスクなどに用いられる光学式情報読取
装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の光ディスク用ピックアップとし
て、コンパクトディスク(CD)のピックアップを例に
とって説明を行う。図6に示すように、通常、CDのピ
ックアップでは、半導体レーザなどの発光素子11から
発せられた光を回折格子12およびビームスプリッタ1
3を介して通過させ、対物レンズ14に導いて集光す
る。そして、光ディスク15に光ビームを当て、光ディ
スク15からの戻り光(反射光)をビームスプリッタ1
3および誤差信号検出用光学素子16を介して受光素子
17で検出する構成を採っている。
【0003】一般に、半導体レーザからの出射光をコリ
メートレンズで平行光にし、対物レンズ14で集光する
と、集光位置においては、次式で表されるスポットサイ
ズ(spot size)が得られる。 spot size = k1 ×λ/NA k1 : 比例定数 λ : 発光素子の波長 NA: 対物レンズの開口数
【0004】また、焦点深度(depth of fo
cus)は次式で表される。 depth of focus = k2 ×λ/NA22 : 比例定数
【0005】通常、CD用の光学系では、集光スポット
を 1.6μm以下にするために、開口数NA=0.43〜0.53
程度の対物レンズが使用されている。また、実際の対物
レンズは、トラッキングサーボやフォーカシングサーボ
を行うために、磁気駆動方式のアクチュエータに搭載さ
れている。
【0006】フォーカシングサーボについては、焦点深
度が大きければ感度の余裕ができ、仕様を緩和できる。
焦点深度を大きくするためには、対物レンズの開口数N
Aを小さくすればよい。しかし、集光スポットの制限か
ら、この開口数NAは上記の数値(0.43〜0.53)より小
さくすることはできない。
【0007】このような問題点を改善するため、対物レ
ンズで集光する前に、振幅フィルタを通して集光ビーム
の形状を変えることが可能である。そのようなフィルタ
の一例を図7に示す。また、このようなフィルタを通さ
ずに対物レンズで集光したときの集光スポットにおけ
る、スポット半径と光パワーとの関係および、図7のフ
ィルタを通した後で集光したときの集光スポットにおけ
る、スポット半径と光パワーとの関係を、図8に示す。
図8によれば、このような振幅フィルタを通した後で対
物レンズにより集光すると、集光スポットを小さくする
ことができる、ということがわかる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】図7のような振幅フィ
ルタを使用すると、集光スポットは上記のように小さく
できるが、入射光の一部が同フィルタによって吸収され
る。このため、集光ビームの光パワーが弱くなってしま
う。そして、光ディスクからの反射光も弱くなり、受光
素子で検出する信号光が減少する。信号を検出する受光
素子にはさまざまな雑音光が入って来るので、信号光が
減少すると信号のSN比が低下し、検出上の誤りが生じ
るおそれがあった。
【0009】
【課題を解決するための手段】この発明は、干渉性を有
する光を集光するための集光光学系における光路中で光
ビームの位相を部分的に変化させ、位相を変化させた部
分の集光位置と、変化させない部分の集光位置とを相対
的にシフトさせることにより、集光スポットの形状を変
化させるビーム集光方法である。
【0010】すなわち、この発明のビーム集光方法は、
まず、対物レンズで集光する前に光の一部の位相を変化
させる。このために、対物レンズの前方に位相シフト用
のフィルタを配置する。さらに、位相を変化させた部分
と変化させない部分とで集光位置をずらすように、分割
状の対物レンズを用いる。そして、上記フィルタを通し
て対物レンズにより集光する。これにより、集光スポッ
トを小さくすることができる。
【0011】
【作用】上記の、位相シフト用のフィルタと焦点位置を
ずらせた分割状の対物レンズとを用いることにより、各
焦点位置で位相の異なる光が重なる。したがって、集光
スポットを小さくすることができる。また、振幅フィル
タを使用しないため、光ビームのパワーが減少すること
がない。つまり、受光素子で検出する信号のSN比の低
下を防ぐことができる。
【0012】この手法をCDのピックアップに適用する
場合、集光スポットが 1.6μmになるまで、対物レンズ
の開口数NAを小さくすることができる。したがって、
焦点深度が大きくなり、フォーカシングサーボに要求さ
れる仕様が緩和される。
【0013】
【実施例】以下、図面に示す2つの実施例に基づいてこ
の発明を詳述する。なお、これらによってこの発明が限
定されるものではない。
【0014】実施例1 図1において、位相シフト用フィルタ1は、透明基板2
と位相シフト用の薄膜3とを備えている。透明基板2
は、ガラスまたは、ポリカーボネート(PC)やポリメ
タクリレート(PMMA)などのプラスチック材料から
なっている。薄膜3はSiO2 などの材料からなってい
る。
【0015】位相を180°変化させる場合には、薄膜
3の膜厚dを次式のように選べばよい。 d = λ/2(n−1) λ : 波長 n : 薄膜の屈折率
【0016】フィルタ1を光の入射側から見た図を図2
に示す。図2からわかるように、薄膜3は環状に設けら
れている。このため、入射した光は、環状部では中央部
に比べて膜厚dに相当する位相の変化を受ける。
【0017】位相のシフトした光は対物レンズ4により
集光される。この対物レンズ4は、図1で示すように、
中央部5および環状部6の2つの部分に分かれている。
そして、位相シフトを受けない中央部5の光はa点に集
まり、位相シフトを受けた環状部6の光はa点のまわり
の円環bに集光する。この対物レンズ4は、フィルタ1
を用いることなく対物レンズ4のみで集光した場合に、
a、bで同じ位相になるように、連続した形状になって
いる。なお、ここで対物レンズ4は、図4に示すような
中央部15および環状部16からなるフレネルレンズの
ように構成し、位相を2πの整数倍変化させて、同位相
にしてもよい。
【0018】次に、このような構成によって集光した場
合の集光スポットについて、図3に基づいて説明する。
対物レンズ4の中央部5を通って集光された光のa点付
近での光の振幅は、図3の(1)に示されている。次
に、対物レンズ4の環状部6を通って円環bに集光され
た光は、位相シフトを受けるので、図3の(2)のよう
な振幅になる。したがって、全体としての集光スポット
は、図3の(3)のようになる。このようにすれば、集
光スポットを小さくすることができる。また、入射光を
吸収するフィルタは挿入配置されていないので、集光ビ
ームのパワーが弱まることもない。
【0019】実施例2 図5において7は対物レンズである。この例では、上記
実施例1中の位相シフト用フィルタの機能をこの対物レ
ンズ7に持たせている。つまり、対物レンズ7の中央部
8と環状部9とで位相がπの奇数倍変化するようにして
おく。すると、実施例1の場合と同様に、a、bで位相
が反転し、図3に示すような集光スポットが得られる。
このようにすれば、部品点数を増やすことなく集光スポ
ットを小さくすることができる。
【0020】
【発明の効果】この発明によれば、上記のように、位相
シフト用フィルタおよび、中央部と環状部とで焦点位置
を変えた対物レンズを用いることで、集光ビームの光パ
ワーを弱めることなく集光スポットを小さくすることが
できる。光パワーが弱くならないので、集光スポットを
小さくしても受光素子での検出信号のSN比の低下は生
じない。また、CDのピックアップに適用する場合、集
光スポットが 1.6μmになるまで対物レンズの開口数を
小さくすれば、焦点深度が大きくなり、フォーカシング
サーボに要求される仕様が緩和される。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例1に係るビーム集光方法を説
明する概略説明図。
【図2】その実施例における位相シフト用フィルタの薄
膜を入射方向から見た平面図。
【図3】その実施例における振幅を説明する説明図。
【図4】その実施例における対物レンズを取り替えた場
合の概略図。
【図5】この発明の実施例2に係るビーム集光方法を説
明する概略説明図。
【図6】従来の光ディスクにおける光学式情報読取系を
説明する概略説明図。
【図7】その情報読取系に適用される振幅フィルタの透
過率を説明する説明図。
【図8】その振幅フィルタを用いたときの集光スポット
を説明する説明図。
【符号の説明】
1 位相シフト用フィルタ 2 透明基板 3 薄膜 4 対物レンズ 5 中央部 6 環状部 7 対物レンズ 8 中央部 9 環状部

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 干渉性を有する光を集光するための集光
    光学系における光路中で光ビームの位相を部分的に変化
    させ、位相を変化させた部分の集光位置と、変化させな
    い部分の集光位置とを相対的にシフトさせることによ
    り、集光スポットの形状を変化させるビーム集光方法。
  2. 【請求項2】 環状の位相シフト用フィルタと、このフ
    ィルタの後方で同一光軸となるように配されかつ周辺部
    と中央部とで焦点距離の異なる集光レンズとを用いて、
    集光スポットの形状を小さくする請求項1記載のビーム
    集光方法。
  3. 【請求項3】 周辺部と中央部とで焦点距離が異なり、
    それぞれの焦点における位相が変化する集光レンズを用
    いて、集光スポットの形状を小さくする請求項1記載の
    ビーム集光方法。
  4. 【請求項4】 環状の位相シフト用フィルタと集光レン
    ズとを備えてなる光学式情報読取装置。
  5. 【請求項5】 周辺部と中央部とで焦点距離が異なり、
    それぞれの焦点における位相が変化する集光レンズを備
    えてなる光学式情報読取装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6791933B1 (en) 1996-08-29 2004-09-14 Samsung Electronics Co., Ltd. Optical pickup using an optical phase plate
CN102830491A (zh) * 2012-09-06 2012-12-19 安徽工业大学 用于高斯光束聚焦成像的二环相位型光瞳滤波器
EP3364220B1 (en) * 2004-08-16 2024-05-01 Brien Holden Vision Institute Method and system for extending the depth of focus

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6429784U (ja) * 1987-08-17 1989-02-22
JPH04123016A (ja) * 1990-09-14 1992-04-23 Canon Inc レーザ装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6429784U (ja) * 1987-08-17 1989-02-22
JPH04123016A (ja) * 1990-09-14 1992-04-23 Canon Inc レーザ装置

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6791933B1 (en) 1996-08-29 2004-09-14 Samsung Electronics Co., Ltd. Optical pickup using an optical phase plate
US6985293B2 (en) 1996-08-29 2006-01-10 Samsung Electronics Co., Ltd. Optical pickup using an optical phase plate and which is compatible with optical media for different types
US7072114B2 (en) 1996-08-29 2006-07-04 Samsung Electronics Co., Ltd. Optical pickup using an optical phase plate and which is compatible with optical recording media of different types
EP3364220B1 (en) * 2004-08-16 2024-05-01 Brien Holden Vision Institute Method and system for extending the depth of focus
CN102830491A (zh) * 2012-09-06 2012-12-19 安徽工业大学 用于高斯光束聚焦成像的二环相位型光瞳滤波器

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