JPH08249707A - 光ピックアップ装置 - Google Patents
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- JPH08249707A JPH08249707A JP7051571A JP5157195A JPH08249707A JP H08249707 A JPH08249707 A JP H08249707A JP 7051571 A JP7051571 A JP 7051571A JP 5157195 A JP5157195 A JP 5157195A JP H08249707 A JPH08249707 A JP H08249707A
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Abstract
対してそのいずれにおいても良好に情報を記録し、情報
を再生することができ、構成が簡単で、フォーカス制御
時あるいはトラッキング制御時における駆動も容易とす
る。 【構成】 対物レンズ14は、1次回折光線束L1 に対
して球面収差がほぼ零となるように設計されているとと
もに、ホログラムコリメータレンズ13は、非回折光線
束L0 の対物レンズ14上の球面収差と基板の厚さの差
に起因して対物レンズ14上で発生する球面収差とが予
め設定した所定量だけ互いに打ち消し合うように焦点距
離及び対物レンズとの間の光学的距離を定めているの
で、1次回折光線束L1 と非回折光線束L0 のいずれに
おいても、所定の球面収差に補正されので、基板の厚さ
の異なる2種類の光記録媒体に情報を記録し、あるい
は、光記録媒体から記録情報を再生する場合に、球面収
差の量は所定範囲内となり、良好な記録あるいは再生を
行なえる。
Description
などの光記録媒体に映像信号、音声信号などの情報を記
録し、あるいは、光記録媒体から記録情報を再生する光
ピックアップ装置に係り、特に、光記録媒体を構成する
基板の厚さが異なる複数の光記録媒体のそれぞれに個別
に対応して情報記録及び情報再生が可能な光ピックアッ
プ装置に関する。
ジョン信号を光ディスクに記録するとともに、再生する
光ディスク記録再生装置が知られている。
ては、良好な再生を行なうためには、音声信号のみを記
録した公知のコンパクトディスク方式のディスクよりも
多くの情報を記録する必要がある。すなわち、光ディス
クに高密度に信号を記録し、再生する必要がある。
は、より近接した2点間(微細な構造)を見分けること
ができるような光学分解能を持ったピックアップ装置が
必要となる。
より、以下に述べる二つの方法が主として行なわれてい
た。 (1) レーザ波長を変更する方法 分解能をあげるための第1の方法は、再生に用いるレー
ザー光源の波長を短くすることであり、すでに赤色の半
導体レーザーが実用に供され、また、光非線形性を用い
た青色レーザーも実用段階を迎えつつある。
方法 分解能をあげるための第2の方法は、対物レンズの開口
数を増加させる方法である。
大きくすると、信号は種々の収差の影響を受けやすくな
る。特に光ディスクのそりや傾きによって光ディスクの
記録面が光軸に対して垂直な所定位置に配置されないこ
とにより発生する収差の影響が大きく、これを無視する
ことはできず、開口数を大きくするための妨げとなって
いた。
いたディスク規格を作ることが提案されている。これ
は、例えば、従来1.2mmであった基板厚さを0.6
mmというように半分にするものである。すなわち、デ
ィスクの傾きによって発生する収差の量はディスクの厚
さに伴って増加するので、これを半分にすることによっ
て収差の発生を抑制しようとするものである。
物レンズを用いてディスク上に小さな光スポットを形成
し、高密度に記録された情報を再生することができるの
である。
ーヤ等を構成する場合には、この薄い基板のディスクを
読みとるように作られた対物レンズを用いて、従来の厚
い基板のディスクを読みとる必要がある。
適に調整された基板の厚さよりも厚くなった影響によっ
て球面収差が発生し、光ディスク上でのスポット径が従
来の厚い基板を有する光ディスク上の記録情報を読むこ
ともできないほどに広がってしまい、読みとれないとい
う問題点があった。
がる問題を解決する手段として、ホログラムを用いた2
焦点レンズというものを用いた光ピックアップ装置が提
案されている。
成図を示す。従来の光ピックアップ装置50は、光源で
あるレーザダイオード51と、レーザダイオード51か
らの光を反射して光ディスク16側に導くとともに、光
ディスク56からの光を透過して光検出器57側に導く
ハーフミラー52と、レーザダイオード51からの拡散
光を平行光にするコリメータレンズ53と、コリメータ
レンズ53から入射した平行光を非回折光及び1次回折
光に分離するホログラム素子54と、ホログラム素子5
4と一体に構成され、非回折光及び1次回折光を光ディ
スク56上に集光する対物レンズ55と、光ディスク5
6からの反射光を受光して検出信号として出力する光検
出器57と、を備えて構成されている。
1から射出された光はハーフミラー52により反射さ
れ、コリメータレンズ53によって略平行光とされる。
された光は、ホログラム素子54に入射し、ホログラム
素子54により非回折光である0次光と、回折光である
1次光に分離される。
射され、0次光は薄い基板を持つ光ディスク56Aに対
して収差が補正され、1次光ではこれに球面収差を加え
て厚い基板を持つディスク56Bに対しての収差が補正
される。尚、図中では、ディスク56Aとディスク56
Bとを同時に図示しているが、実際にはいずれか一方の
みが配置される(以下、同様)。
56Aを再生する場合には0次光を用いて光ディスク5
6Aの情報記録面に光が集光し、厚い基板を有する光デ
ィスク56Bを再生する場合には1次光を用いて光ディ
スク56Bの情報記録面に光が集光する。
ィスクに対して、1の光ピックアップ装置で対応できる
ようになっていた。しかし、このような構成を有する光
ピックアップ装置においては、光路の構成が複雑になる
上に、重量がかさむホログラム素子54を対物レンズと
一体として駆動しなければならないので、これを駆動す
るためのアクチュエータに大きな駆動力が要求され、装
置が大掛かりになってしまうという問題点があった。
なる複数種類の光記録媒体に対してそのいずれにおいて
も良好に情報を記録し、あるいは、情報を再生すること
ができるとともに、構成が簡単で、フォーカス制御時あ
るいはトラッキング制御時における駆動も容易なピック
アップ装置を提供することにある。
め、請求項1記載の発明は、互いに厚さの異なる基板を
有する複数種類の光記録媒体に対し、個別に情報を記録
し、あるいは、記録情報を再生するための光ピックアッ
プ装置であって、平行光線束を入射した場合に所定の基
板厚さに対して球面収差がほぼ零となるように設計さ
れ、前記平行光線束を前記所定の厚さの基板を有する光
記録媒体の情報記録面上に集光するとともに、他の入射
光線束を集光する対物レンズと、光源からの記録若しく
は前記再生のための光を1つ又は複数の回折光線束並び
に非回折光線束に分離して、前記回折光線束のうち1つ
の回折光線束をほぼ平行な前記平行光線束として射出す
るとともに、前記非回折光線束の前記対物レンズ上の球
面収差と、前記所定の厚さを有する基板と異なる厚さを
有する基板に対しその厚さの差に起因して前記対物レン
ズで発生する球面収差と、が予め設定した所定量だけ互
いに打ち消し合うように焦点距離及び前記対物レンズと
の間の光学的距離を定めて配置したホログラムコリメー
タレンズと、を備えて構成する。
明において、前記回折光線束として、第(2n+1)次
回折光線束[n:0以上の整数]を用いるように構成す
る。請求項3記載の発明は、請求項1又は請求項2記載
の発明において、前記ホログラムコリメータレンズは、
各々に入射した光を1つ又は複数の回折光線束と非回折
光線束とに分離して、前記分離した回折光線束のうち1
つの回折光線束をほぼ平行な平行光線束として射出する
複数の副ホログラムレンズにより構成する。
る基板を有する2種類の光記録媒体に対し、個別に情報
を記録し、あるいは、記録情報を再生するための光ピッ
クアップ装置であって、平行光線束を入射した場合に第
1の厚さを有する基板に対して球面収差がほぼ零となる
ように設計され、前記平行光線束を前記所定の厚さの基
板を有する光記録媒体の情報記録面上に集光するととも
に、他の入射光線束を集光する対物レンズと、光源から
の記録若しくは前記再生のための光を1次回折光線束並
びに非回折光線束に分離して、前記1次回折光線束をほ
ぼ平行な前記平行光線束として射出するとともに、前記
非回折光線束の前記対物レンズ上の球面収差と、第2の
厚さを有する基板に対しその厚さの差に起因して前記対
物レンズで発生する球面収差と、が予め設定した所定量
だけ互いに打ち消し合うように焦点距離及び前記対物レ
ンズとの間の光学的距離を定めて配置したホログラムコ
リメータレンズと、を備えて構成する。
項4記載の光ピックアップにおいて、前記焦点距離及び
前記対物レンズと前記ホログラムコリメータレンズとの
間の光学的距離は、前記非回折光線束の前記対物レンズ
上の球面収差と前記基板の厚さの差に起因して前記対物
レンズで発生する球面収差とが互いに打ち消し合って球
面収差がほぼ零となるように設定する。
メータレンズは、光源からの記録若しくは前記再生のた
めの光を1つ又は複数の回折光線束並びに非回折光線束
に分離して、前記回折光線束のうち1つの回折光線束を
ほぼ平行な前記平行光線束として射出する。
ズより入射された1つ又は複数の回折光線束及び非回折
光線束を集光する。このとき対物レンズは平行光線束を
入射した場合に所定の基板厚さに対して球面収差がほぼ
零となるように設計され、ホログラムコリメータレンズ
は非回折光線束の対物レンズ上の球面収差と、所定の厚
さを有する基板と異なる厚さを有する基板に対しその厚
さの差に起因して対物レンズで発生する球面収差と、が
予め設定した所定量だけ互いに打ち消し合うように焦点
距離及び対物レンズとの間の光学的距離を定めて配置し
てあるので、1つ又は複数の回折光線束及び非回折光線
束のいずれにおいても所定の球面収差に補正される。
情報を記録し、あるいは、光記録媒体から記録情報を再
生する場合に球面収差の量は所定範囲内となり、良好な
記録あるいは再生を行なえる。
載の発明の作用に加えて、回折光線束として、第(2n
+1)次回折光線束[n:0以上の整数]を用いること
により、光量の制御が容易となり回折光量と非回折光量
の制御が容易となる。
は請求項2記載の発明の作用に加えて、ホログラムコリ
メータレンズは、各々に入射した光を一又は複数の回折
光線束と非回折光線束とに分離して、分離した回折光線
束のうち1つの回折光線束をほぼ平行な平行光線束とし
て射出する複数の副ホログラムレンズにより構成したの
で、より高次の回折光を容易に生成して球面収差の制御
に利用することができる。
コリメータレンズは、光源からの記録若しくは前記再生
のための光を1次回折光線束並びに非回折光線束に分離
して、前記1次回折光線束をほぼ平行な前記平行光線束
として射出する。
ズより入射された1次回折光線束及び非回折光線束を集
光する。このとき対物レンズは、平行光線束を入射した
場合に第1の厚さを有する基板に対して球面収差がほぼ
零となるように設計され、ホログラムコリメータレンズ
は、非回折光線束の対物レンズ上の球面収差と、第2の
厚さを有する基板に対しその厚さの差に起因して対物レ
ンズで発生する球面収差と、が予め設定した所定量だけ
互いに打ち消し合うように焦点距離及び対物レンズとの
間の光学的距離を定めて配置してあるので、1次回折光
線束及び非回折光線束のいずれにおいても所定の球面収
差に補正される。
録媒体に情報を記録し、あるいは、光記録媒体から記録
情報を再生する場合に球面収差の量は所定範囲内とな
り、良好な記録あるいは再生を行なえる。
至請求項4記載の発明の作用に加えて、焦点距離及び対
物レンズとホログラムの距離は、非回折光線束の対物レ
ンズ上の球面収差と基板の厚さの差に起因して対物レン
ズで発生する球面収差とが互いに打ち消し合って球面収
差がほぼ零となるように設定されているので、球面収差
の影響を無視して、記録あるいは再生を行なうことがで
きる。
説明する。第1実施例 光ピックアップ装置10は、光源であるレーザダイオー
ド11と、レーザダイオード11からの光を反射して光
ディスク15(光ディスク15A又は光ディスク15
B)側に導くとともに、光ディスク15からの光を透過
して光検出器17側に導くハーフミラー12と、レーザ
ダイオード11からの光を非回折光L0 及び1次回折光
L1 に分離するとともに、1次回折光L1 を平行光とし
て射出するログラムコリメータレンズ13と、ホログラ
ムコリメータレンズ13を射出した非回折光L0 及び1
次回折光L1 を光ディスク15上に集光する対物レンズ
14と、光ディスク1からの反射光を受光して検出信号
として出力する光検出器16と、を備えて構成されてい
る。
1から射出された光(拡散光)はハーフミラー12によ
り反射され、ホログラムコリメータレンズ13に入射す
る。
したように、光束分離素子としての役割も果たし、レー
ザダイオード11からの光を非回折光L0 及び1次回折
光L 1 に分離するとともに、1次回折光L1 を平行光と
して射出する。
物レンズ14に入射し、基板厚さが厚い光ディスク15
Bの情報記録面上にスポットを形成する。この場合にお
いて、基板厚さが厚い光ディスク15Bとしては、基板
厚さ1.2mmのCDが挙げられる。
オード11までの距離は、対物レンズ11を有限系とし
て使用した場合に、基板厚さが厚い光ディスクで球面収
差が補正される(球面収差がほぼ零となる)ような距離
に設定されているので、基板厚さが厚い光ディスクに球
面収差が補正されたスポットを形成することができる。
メータレンズ13を透過することにより平行光となって
対物レンズ14に入射し、基板厚さの薄い光ディスクを
用いた場合に球面収差が補正されたスポットを形成する
ことができる。この場合において、基板厚さが薄い光デ
ィスク15Aとしては、基板厚さ0.6mmのDVDが
挙げられ、対物レンズ14の開口数NAとしては、0.
6程度のものが用いられる。
び、対物レンズ14及びホログラムコリメータレンズ1
3を透過し、さらにハーフミラー12を透過することに
より光検出器16により受光されて検出信号として出力
される。
15Aを再生(あるいは記録)する場合には1次回折光
L1 を用いることにより光ディスク15Aの情報記録面
に光が集光し、厚い基板を有する光ディスク15Bを再
生(あるいは記録)する場合には非回折光を用いること
により光ディスク15Bの情報記録面に光が集光するこ
ととなる。
行光束として対物レンズに入射しているので、光ディス
クの位置が光軸方向に変動しても収差を悪化させること
がなく、特に高密度に記録されたディスクを再生する場
合に良好な信号を得ることができる。
する光ディスクの場合と、厚い基板を有する光ディスク
における補正後の球面収差の量については、述べていな
かったが、基板の厚さのみが異なり、記録密度あるいは
記録ピットの大きさがほぼ同じものとして説明してい
た。
光ディスクと厚い基板を有する光ディスクの外径がほぼ
同じであり、薄い基板を有する光ディスクのほうが記録
密度が高く、従って、記録ピットの大きさが小さい場合
には、薄い基板を有する光ディスクに対して設定された
スポット径では、厚い基板を有する光ディスクの記録ピ
ットの大きさに対しては小さすぎる場合があり、却っ
て、再生信号に歪が生じてしまう可能性がある。あるい
は記録ピット形状に影響を及ぼす可能性がある。 第2実施例 上記第1実施例は、基板厚さの異なる2種類のディスク
に対して、再生及び記録を行なうものであったが、回折
光線束として、第(2n+1)次回折光線束[n:0以
上の整数]を用いることにより複数種類の基板厚さの異
なるディスクを再生するように構成することが可能であ
る。
光線束[n:0以上の整数]を用いているのは、奇数次
回折光線束は、回折光量の制御が容易だからである。第3実施例 上記各実施例においては、ホログラムコリメータレンズ
を単体として構成していたが、各々に入射した光を1又
は複数の回折光線束と非回折光線束とに分離して、分離
した回折光線束のうち1の回折光線束をほぼ平行な平行
光線束として射出する複数の副ホログラムレンズにより
構成するように構成すれば、より容易に高次の回折光を
生成することができ、複数種類の基板厚さの異なるディ
スクを再生するように構成することが可能である。
の副ホログラムレンズ13A、13Bを用いて光ピック
アップ装置10Aを構成した場合の構成図を示す。図2
において、図1の第1実施例と同一の部分には、同一の
符号を付し、その詳細な説明は省略する。
ホログラムレンズ13Aの非回折光及び1次回折光を用
いて、第2副ホログラムレンズ13Bを介して焦点位置
が異なる4種類の光線束をえることができ、4種類の基
板厚さ(=d1 、d2 、d3、d4 )の異なる光ディス
クの再生、記録を行なうことが可能となる。
であり、従来より知られる光学系と組み合わせて種々の
変形が可能である。いずれの変形においてもホログラム
素子によるコリメータレンズを使用してその回折光と非
回折光で光束を分割し、それぞれの光束が厚さの異なる
ディスクに対応するように設計すれば両方を再生するピ
ックアップを構成することができる。
あるいはトラッキング制御の方法については、特に記載
しなかったが、これは従来より知られる方法を用いれば
よい。加えて、フォーカス制御あるいはトラッキング制
御を行なう場合には、対物レンズのみを駆動すればよい
ので、アクチュエータの駆動力が小さくてすみ、ピック
アップ装置自体の小型化を図ることが可能となる。
を再生あるいは記録する場合を例にとって説明したが、
形成した光スポットによって再生、記録ができるような
光カード等の他の光記録媒体についても、同様の構成で
再生あるいは記録用の光ピックアップ装置を構成するこ
とが可能である。
ズは平行光線束を入射した場合に所定の基板厚さに対し
て球面収差がほぼ零となるように設計され、ホログラム
コリメータレンズは非回折光線束の対物レンズ上の球面
収差と、所定の厚さを有する基板と異なる厚さを有する
基板に対しその厚さの差に起因して対物レンズで発生す
る球面収差と、が予め設定した所定量だけ互いに打ち消
し合うように焦点距離及び対物レンズとの間の光学的距
離を定めて配置してあるので、1つ又は複数の回折光線
束及び非回折光線束のいずれにおいても所定の球面収差
に補正されるので、基板の厚さの異なる光記録媒体に情
報を記録し、あるいは、光記録媒体から記録情報を再生
する場合に球面収差の量は所定範囲内となり、良好な記
録あるいは再生を行なえる。
は、対物レンズのみを駆動すればよいので、アクチュエ
ータの駆動力があまり必要なく、装置を小型化すること
が容易となる。
エータをそのまま用いて、基板厚さが異なる光記録媒体
も再生することができる。また、その光線束の1つを平
行光としたことにより、光記録媒体の情報記録面の位置
が光軸に沿って変化する場合にも球面収差量が変動する
ことを回避でき、少ない部品点数によって複数種類の基
板厚さの光記録媒体を再生できる光ピックアップ装置を
構成することができる。
載の発明の効果に加えて、回折光線束として、回折光量
の制御が容易な第(2n+1)次回折光線束[n:0以
上の整数]を用いるので、容易に球面収差の量を制御し
て、良好な記録あるいは再生を行なえる。
は請求項2記載の発明の効果に加えて、ホログラムコリ
メータレンズは、各々に入射した光を一又は複数の回折
光線束と非回折光線束とに分離して、分離した回折光線
束のうち一の回折光線束をほぼ平行な平行光線束として
射出する複数の副ホログラムレンズにより構成したの
で、非回折光、非回折光の回折光、回折光、回折光の回
折光…等のようにより高次の回折光を容易に生成して球
面収差の量を容易に制御して、良好な記録あるいは再生
を行なえる。
は、平行光線束を入射した場合に第1の厚さを有する基
板に対して球面収差がほぼ零となるように設計され、ホ
ログラムコリメータレンズは、非回折光線束の対物レン
ズ上の球面収差と、第2の厚さを有する基板に対しその
厚さの差に起因して対物レンズで発生する球面収差と、
が予め設定した所定量だけ互いに打ち消し合うように焦
点距離及び対物レンズとの間の光学的距離を定めて配置
してあるので、1次回折光線束及び非回折光線束のいず
れにおいても所定の球面収差に補正されるので、基板の
厚さの異なる2種類の光記録媒体に情報を記録し、ある
いは、光記録媒体から記録情報を再生する場合に球面収
差の量は所定範囲内となり、良好な記録あるいは再生を
行なえる。
は、対物レンズのみを駆動すればよいので、アクチュエ
ータの駆動力があまり必要なく、装置を小型化すること
が容易となる。
エータをそのまま用いて、基板厚さが異なる光記録媒体
も再生することができる。また、その光線束の1つを平
行光としたことにより、光記録媒体の情報記録面の位置
が光軸に沿って変化する場合にも球面収差量が変動する
ことを回避でき、少ない部品点数によって2種類の厚さ
の光記録媒体を再生できる光ピックアップ装置を構成す
ることができる。
至請求項4記載の発明の効果に加えて、焦点距離及び対
物レンズとホログラムの距離は、非回折光線束の対物レ
ンズ上の球面収差と基板の厚さの差に起因して対物レン
ズで発生する球面収差とが互いに打ち消し合って球面収
差がほぼ零となるように設定されているので、球面収差
の影響を無視して、記録あるいは再生を行なうことがで
きる。
である。
である。
る。
Claims (5)
- 【請求項1】 互いに厚さの異なる基板を有する複数種
類の光記録媒体に対し、個別に情報を記録し、あるい
は、記録情報を再生するための光ピックアップ装置であ
って、 平行光線束を入射した場合に所定の基板厚さに対して球
面収差がほぼ零となるように設計され、前記平行光線束
を前記所定の厚さの基板を有する光記録媒体の情報記録
面上に集光するとともに、他の入射光線束を集光する対
物レンズと、 光源からの記録若しくは前記再生のための光を1つ又は
複数の回折光線束並びに非回折光線束に分離して、前記
回折光線束のうち1つの回折光線束をほぼ平行な前記平
行光線束として射出するとともに、前記非回折光線束の
前記対物レンズ上の球面収差と、前記所定の厚さを有す
る基板と異なる厚さを有する基板に対しその厚さの差に
起因して前記対物レンズで発生する球面収差と、が予め
設定した所定量だけ互いに打ち消し合うように焦点距離
及び前記対物レンズとの間の光学的距離を定めて配置し
たホログラムコリメータレンズと、 を備えたことを特徴とする光ピックアップ装置。 - 【請求項2】 請求項1記載の光ピックアップ装置にお
いて、 前記回折光線束として、第(2n+1)次回折光線束
[n:0以上の整数]を用いることを特徴とする光ピッ
クアップ装置。 - 【請求項3】 請求項1又は請求項2記載の光ピックア
ップ装置において、 前記ホログラムコリメータレンズは、各々に入射した光
を1つ又は複数の回折光線束と非回折光線束とに分離し
て、前記分離した回折光線束のうち1つの回折光線束を
ほぼ平行な平行光線束として射出する複数の副ホログラ
ムレンズにより構成されていることを特徴とする光ピッ
クアップ装置。 - 【請求項4】 互いに厚さの異なる基板を有する2種類
の光記録媒体に対し、個別に情報を記録し、あるいは、
記録情報を再生するための光ピックアップ装置であっ
て、 平行光線束を入射した場合に第1の厚さを有する基板に
対して球面収差がほぼ零となるように設計され、前記平
行光線束を前記所定の厚さの基板を有する光記録媒体の
情報記録面上に集光するとともに、他の入射光線束を集
光する対物レンズと、 光源からの記録若しくは前記再生のための光を1次回折
光線束並びに非回折光線束に分離して、前記1次回折光
線束をほぼ平行な前記平行光線束として射出するととも
に、前記非回折光線束の前記対物レンズ上の球面収差
と、第2の厚さを有する基板に対しその厚さの差に起因
して前記対物レンズで発生する球面収差と、が予め設定
した所定量だけ互いに打ち消し合うように焦点距離及び
前記対物レンズとの間の光学的距離を定めて配置したホ
ログラムコリメータレンズと、 を備えたことを特徴とする光ピックアップ装置。 - 【請求項5】 請求項1乃至請求項4記載の光ピックア
ップにおいて、 前記焦点距離及び前記対物レンズと前記ホログラムコリ
メータレンズとの間の光学的距離は、前記非回折光線束
の前記対物レンズ上の球面収差と前記基板の厚さの差に
起因して前記対物レンズで発生する球面収差とが互いに
打ち消し合って球面収差がほぼ零となるように設定され
ていることを特徴とする光ピックアップ装置。
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