JPH0944888A - 光学ヘッド - Google Patents
光学ヘッドInfo
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- JPH0944888A JPH0944888A JP7189381A JP18938195A JPH0944888A JP H0944888 A JPH0944888 A JP H0944888A JP 7189381 A JP7189381 A JP 7189381A JP 18938195 A JP18938195 A JP 18938195A JP H0944888 A JPH0944888 A JP H0944888A
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- light beam
- optical
- lens
- objective lens
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 最適な光ビームのスポットサイズの異なる複
数種の光ディスクで良好な再生信号を得ることを目的と
する。 【解決手段】 着脱可能な収差補正（光ディスクの基板
部分で光ビームに生じる波面収差の補正）用レンズを有
する光学ヘッドに於いて、前記収差補償用レンズを着脱
することにより、対物レンズの像側（対物レンズから見
て光ディスク側）のＮＡ、及び光ディスクに集光する光
ビームの波面収差の少なくとも一方を変化させ、光ディ
スクに集光する光ビームのスポットサイズを調整可能と
した光学ヘッド。
数種の光ディスクで良好な再生信号を得ることを目的と
する。 【解決手段】 着脱可能な収差補正（光ディスクの基板
部分で光ビームに生じる波面収差の補正）用レンズを有
する光学ヘッドに於いて、前記収差補償用レンズを着脱
することにより、対物レンズの像側（対物レンズから見
て光ディスク側）のＮＡ、及び光ディスクに集光する光
ビームの波面収差の少なくとも一方を変化させ、光ディ
スクに集光する光ビームのスポットサイズを調整可能と
した光学ヘッド。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】基板表面の凹凸、結晶と非結晶質
の相状態、磁化の方向等により信号を記録する光ディス
クの記録再生に用いられる光ヘッドに係り、特に、基板
厚及び記録密度の異なる光ディスクを同一の装置で記
録、再生するための光ヘッドに関する。
の相状態、磁化の方向等により信号を記録する光ディス
クの記録再生に用いられる光ヘッドに係り、特に、基板
厚及び記録密度の異なる光ディスクを同一の装置で記
録、再生するための光ヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、計算機ソフト、イメージデータフ
ァイル、電子出版等の用途に、種々の仕様の光ディスク
が使用されている。
ァイル、電子出版等の用途に、種々の仕様の光ディスク
が使用されている。
【０００３】かかる光ディスクは、基板表面の凹凸、結
晶と非結晶質の相状態、磁化の方向等による反射率の変
化、反射光の偏波面の回転等を利用したものであり、こ
れらの記録部がポリカーボネート基板上に設けられてい
る。又、光ディスクの基板の厚さや記録密度について
は、複数種の仕様が存在し、今後の高密度化に対応する
ために新規な仕様の提案もなされている。
晶と非結晶質の相状態、磁化の方向等による反射率の変
化、反射光の偏波面の回転等を利用したものであり、こ
れらの記録部がポリカーボネート基板上に設けられてい
る。又、光ディスクの基板の厚さや記録密度について
は、複数種の仕様が存在し、今後の高密度化に対応する
ために新規な仕様の提案もなされている。
【０００４】このような基板厚や記録密度の異なる光デ
ィスクを同一の光学ヘッドで記録、再生するためには、
基板厚の差異に応じた収差補正（光ディスクの基板部分
で光ビームに生じる波面収差の補正）を施す手段や、記
録密度に応じて光ビームのスポットサイズを調整する手
段が必要となる。
ィスクを同一の光学ヘッドで記録、再生するためには、
基板厚の差異に応じた収差補正（光ディスクの基板部分
で光ビームに生じる波面収差の補正）を施す手段や、記
録密度に応じて光ビームのスポットサイズを調整する手
段が必要となる。
【０００５】上記収差補正手段を備えた光学ヘッドとし
ては、透光性補償板（特開平３−２６０９３４号公報）
や補正用レンズ（特開平５−５４４０６号公報）を用い
たものが知られている。
ては、透光性補償板（特開平３−２６０９３４号公報）
や補正用レンズ（特開平５−５４４０６号公報）を用い
たものが知られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記透光性補
償板や補正用レンズで基板厚に応じた収差補正を施した
だけで、記録密度の差異に応じたスポットサイズの調整
は行わなければ、基板厚や記録密度の異なる光ディスク
であっても、ほぼ同一サイズのスポットが形成される。
従って、光ビームのスポットサイズを決定する光ビーム
の波長や光学系の設計が記録密度の大きい光ディスクに
最適化されている光学ヘッドで、記録密度の小さい光デ
ィスクを再生した場合や、記録密度の小さい光ディスク
に最適化されている光学ヘッドで、記録密度の大きい光
ディスクを再生した場合に、良好な再生信号が得られな
い。
償板や補正用レンズで基板厚に応じた収差補正を施した
だけで、記録密度の差異に応じたスポットサイズの調整
は行わなければ、基板厚や記録密度の異なる光ディスク
であっても、ほぼ同一サイズのスポットが形成される。
従って、光ビームのスポットサイズを決定する光ビーム
の波長や光学系の設計が記録密度の大きい光ディスクに
最適化されている光学ヘッドで、記録密度の小さい光デ
ィスクを再生した場合や、記録密度の小さい光ディスク
に最適化されている光学ヘッドで、記録密度の大きい光
ディスクを再生した場合に、良好な再生信号が得られな
い。
【０００７】つまり、記録密度の大きい光ディスクに最
適化されている光学ヘッドでは、記録密度の小さい光デ
ィスクに比してスポットサイズが小さくなるように設計
されているため、記録密度の小さい光ディスクを再生し
た場合には、単位記録部に対してスポットが小さすぎ良
好な再生信号が得られない。一方、記録密度の小さい光
ディスクに最適化されている光学ヘッドでは、記録密度
の大きい光ディスクに比してスポットサイズが大きくな
るように設計されているため、記録密度の小さい光ディ
スクを再生した場合には、単位記録部に対してスポット
が大きすぎ良好な再生信号が得られない。
適化されている光学ヘッドでは、記録密度の小さい光デ
ィスクに比してスポットサイズが小さくなるように設計
されているため、記録密度の小さい光ディスクを再生し
た場合には、単位記録部に対してスポットが小さすぎ良
好な再生信号が得られない。一方、記録密度の小さい光
ディスクに最適化されている光学ヘッドでは、記録密度
の大きい光ディスクに比してスポットサイズが大きくな
るように設計されているため、記録密度の小さい光ディ
スクを再生した場合には、単位記録部に対してスポット
が大きすぎ良好な再生信号が得られない。
【０００８】そこで、本発明は、収差を補正する手段
と、光ディスク上に形成される光ビームのスポットサイ
ズを補正する手段を備え、複数種の光ディスクで良好な
再生信号が得られる光学ヘッドを提供することを目的と
する。
と、光ディスク上に形成される光ビームのスポットサイ
ズを補正する手段を備え、複数種の光ディスクで良好な
再生信号が得られる光学ヘッドを提供することを目的と
する。
【０００９】
【課題を解決するための手段及び作用】請求項１記載の
光学ヘッドは、収差補正（光ディスクの基板部分で光ビ
ームに生じる波面収差の補正）手段を有する光学ヘッド
に於いて、光源から光ディスクまでの光ビームの通過路
中に開口絞調整部を設け、該開口絞調整部より対物レン
ズを通過する光ビームの開口径を変化させることによ
り、対物レンズの像側（対物レンズから見て光ディスク
側）のＮＡを変化させ、光ディスクに集光する光ビーム
のスポットサイズを調整可能とした光学ヘッドを提供す
る。
光学ヘッドは、収差補正（光ディスクの基板部分で光ビ
ームに生じる波面収差の補正）手段を有する光学ヘッド
に於いて、光源から光ディスクまでの光ビームの通過路
中に開口絞調整部を設け、該開口絞調整部より対物レン
ズを通過する光ビームの開口径を変化させることによ
り、対物レンズの像側（対物レンズから見て光ディスク
側）のＮＡを変化させ、光ディスクに集光する光ビーム
のスポットサイズを調整可能とした光学ヘッドを提供す
る。
【００１０】請求項２記載の光学ヘッドは、少なくとも
コリメータレンズ、対物レンズ、ＮＡ調整用レンズのう
ちのいずれかの光学レンズを有する光学ヘッドに於い
て、前記いずれかの光学レンズが交換可能であって、前
記交換可能な光学レンズを交換することにより収差補正
（光ディスクの基板部分で光ビームに生じる波面収差の
補正）を行うと共に、対物レンズの像側（対物レンズか
ら見て光ディスク側）のＮＡ、及び光ディスクに集光す
る光ビームの波面収差の少なくとも一方を変化させ、光
ディスクに集光する光ビームのスポットサイズを調整可
能とした光学ヘッドを提供する。
コリメータレンズ、対物レンズ、ＮＡ調整用レンズのう
ちのいずれかの光学レンズを有する光学ヘッドに於い
て、前記いずれかの光学レンズが交換可能であって、前
記交換可能な光学レンズを交換することにより収差補正
（光ディスクの基板部分で光ビームに生じる波面収差の
補正）を行うと共に、対物レンズの像側（対物レンズか
ら見て光ディスク側）のＮＡ、及び光ディスクに集光す
る光ビームの波面収差の少なくとも一方を変化させ、光
ディスクに集光する光ビームのスポットサイズを調整可
能とした光学ヘッドを提供する。
【００１１】請求項３記載の光学ヘッドは、着脱可能な
収差補正（光ディスクの基板部分で光ビームに生じる波
面収差の補正）用レンズを有する光学ヘッドに於いて、
前記収差補償用レンズを着脱することにより、対物レン
ズの像側（対物レンズから見て光ディスク側）のＮＡ、
及び光ディスクに集光する光ビームの波面収差の少なく
とも一方を変化させ、光ディスクに集光する光ビームの
スポットサイズを調整可能とした光学ヘッド。
収差補正（光ディスクの基板部分で光ビームに生じる波
面収差の補正）用レンズを有する光学ヘッドに於いて、
前記収差補償用レンズを着脱することにより、対物レン
ズの像側（対物レンズから見て光ディスク側）のＮＡ、
及び光ディスクに集光する光ビームの波面収差の少なく
とも一方を変化させ、光ディスクに集光する光ビームの
スポットサイズを調整可能とした光学ヘッド。
【００１２】請求項４記載の光学ヘッドは、着脱可能な
収差補正用レンズを有する光学ヘッドに於いて、光ディ
スクに対して光ビームを集光させる対物レンズとビーム
スプリッタとの間に前記収差補正用レンズを設けた請求
項３記載の光学ヘッドを提供する。
収差補正用レンズを有する光学ヘッドに於いて、光ディ
スクに対して光ビームを集光させる対物レンズとビーム
スプリッタとの間に前記収差補正用レンズを設けた請求
項３記載の光学ヘッドを提供する。
【００１３】請求項５記載の光学ヘッドは、着脱可能な
収差補正用レンズを有する光学ヘッドに於いて、前記収
差補正用レンズを脱したときに、光ディスクに集光する
光ビームのスポットサイズが最小になるようにした請求
項３又は請求項４記載の光学ヘッドを提供する。
収差補正用レンズを有する光学ヘッドに於いて、前記収
差補正用レンズを脱したときに、光ディスクに集光する
光ビームのスポットサイズが最小になるようにした請求
項３又は請求項４記載の光学ヘッドを提供する。
【００１４】上記構成により、対物レンズの像側（対物
レンズから見て光ディスク側）のＮＡ（numerical aper
ture)及び波面収差の双方、又はいずれか一方を調整す
ることにより、光ビームのスポットサイズを調整するこ
とができる。
レンズから見て光ディスク側）のＮＡ（numerical aper
ture)及び波面収差の双方、又はいずれか一方を調整す
ることにより、光ビームのスポットサイズを調整するこ
とができる。
【００１５】
【実施例】まず、図１、図２に示した一般的な光学ヘッ
ドの構成について説明する。
ドの構成について説明する。
【００１６】図１は、光ディスクに照射される光ビーム
が、一旦、平行光に変換された後、対物レンズを介して
光ディスク上に集光する光学ヘッドを示す（以下、無限
系という）。同図で半導体レーザ１から発生した光ビー
ムは、回折格子２で信号再生用及びフォーカスサーボ用
の０次光とトラッキングサーボ用の±１次光に分離され
た後、コリメータレンズ３、ビームスプリッタ４（光ビ
ームは対物レンズ５の方向に反射する）及び対物レンズ
５を介して光ディスク６の記録部の表面に照射される。
このようにして、記録部に照射された光ビームの反射光
は、対物レンズ５、ビームスプリッタ４（光ビームは集
光レンズ７の方向に透過する）、集光レンズ７、シリン
ドリカルレンズ８を介して、受光素子９の受光面上に集
光し電圧信号に変換される。
が、一旦、平行光に変換された後、対物レンズを介して
光ディスク上に集光する光学ヘッドを示す（以下、無限
系という）。同図で半導体レーザ１から発生した光ビー
ムは、回折格子２で信号再生用及びフォーカスサーボ用
の０次光とトラッキングサーボ用の±１次光に分離され
た後、コリメータレンズ３、ビームスプリッタ４（光ビ
ームは対物レンズ５の方向に反射する）及び対物レンズ
５を介して光ディスク６の記録部の表面に照射される。
このようにして、記録部に照射された光ビームの反射光
は、対物レンズ５、ビームスプリッタ４（光ビームは集
光レンズ７の方向に透過する）、集光レンズ７、シリン
ドリカルレンズ８を介して、受光素子９の受光面上に集
光し電圧信号に変換される。
【００１７】図２は、光ディスクに照射される光ビーム
が、平行光に変換されずに、対物レンズを介して光ディ
スク上に集光する光学ヘッドを示す（以下、有限系とい
う）。同図で半導体レーザ１から発生した光ビームは、
回折格子２で信号再生用及びフォーカスサーボ用の０次
光とトラッキングサーボ用の±１次光に分離された後、
カップリングレンズ１０、ビームスプリッタ４（光ビー
ムは対物レンズ５の方向に反射する）及び対物レンズ５
を介して光ディスク６の記録部の表面に照射される。こ
のようにして、記録部に照射された光ビームの反射光
は、対物レンズ５、ビームスプリッタ４（光ビームはシ
リンドリカルレンズ８の方向に透過する）、シリンドリ
カルレンズ８を介して、受光素子９の受光面上に集光し
電圧信号に変換される。
が、平行光に変換されずに、対物レンズを介して光ディ
スク上に集光する光学ヘッドを示す（以下、有限系とい
う）。同図で半導体レーザ１から発生した光ビームは、
回折格子２で信号再生用及びフォーカスサーボ用の０次
光とトラッキングサーボ用の±１次光に分離された後、
カップリングレンズ１０、ビームスプリッタ４（光ビー
ムは対物レンズ５の方向に反射する）及び対物レンズ５
を介して光ディスク６の記録部の表面に照射される。こ
のようにして、記録部に照射された光ビームの反射光
は、対物レンズ５、ビームスプリッタ４（光ビームはシ
リンドリカルレンズ８の方向に透過する）、シリンドリ
カルレンズ８を介して、受光素子９の受光面上に集光し
電圧信号に変換される。
【００１８】上記無限系及び有限系の光学ヘッドでは、
光ディスクに光ビームを照射し、その反射光の変化を検
出することにより信号を再生している。
光ディスクに光ビームを照射し、その反射光の変化を検
出することにより信号を再生している。
【００１９】従って、例えばピットで信号が記録された
光ディスクを再生する場合に、記録部に適宜なスポット
が形成されないと、記録部のピットの有無によって生じ
る反射光の光強度の変化（回折よる光強度の変化）を安
定して検出することができず、ピットで記録された信号
を忠実に再生することができない。
光ディスクを再生する場合に、記録部に適宜なスポット
が形成されないと、記録部のピットの有無によって生じ
る反射光の光強度の変化（回折よる光強度の変化）を安
定して検出することができず、ピットで記録された信号
を忠実に再生することができない。
【００２０】又、同一のレーザ光源から発生した同一波
長の光ビームは、波面収差ΔＷｒｍｓ＜０．０７λ（マ
レシャルの基準による：ここで、λは波長を示す）を満
たしていれば、光ビームは回折限界まで絞り込むことが
できるので、光ディスクの記録部にほぼ同一のサイズの
スポットが形成される。従って、スポットサイズを変更
するためには何らかの手段を、別途設ける必要がある。
長の光ビームは、波面収差ΔＷｒｍｓ＜０．０７λ（マ
レシャルの基準による：ここで、λは波長を示す）を満
たしていれば、光ビームは回折限界まで絞り込むことが
できるので、光ディスクの記録部にほぼ同一のサイズの
スポットが形成される。従って、スポットサイズを変更
するためには何らかの手段を、別途設ける必要がある。
【００２１】そこで、本発明の光学ヘッド及び光記録再
生方法では、基板厚や記録密度が異なる光ディスクに記
録された信号を同一の光学ヘッドで再生するために、光
ディスクの基板厚に応じた収差補正すると共に、下記に
示したスポットサイズの調整を行っている。
生方法では、基板厚や記録密度が異なる光ディスクに記
録された信号を同一の光学ヘッドで再生するために、光
ディスクの基板厚に応じた収差補正すると共に、下記に
示したスポットサイズの調整を行っている。
【００２２】（Ａ）ＮＡによるスポットサイズＤの調整
（実施例１、２） 対物レンズの像側（対物レンズから見て光ディスク側）
のＮＡ（numerical aperture)を変化させることにより
光ビームのスポットサイズを調整する。
（実施例１、２） 対物レンズの像側（対物レンズから見て光ディスク側）
のＮＡ（numerical aperture)を変化させることにより
光ビームのスポットサイズを調整する。
【００２３】（Ｂ）収差によるスポットサイズＤの調整
（実施例３） 記録密度の大きい光ディスク（光ビームのスポットサイ
ズが最小Ｄｍｉｎの光ディスク）に適した設計をし、記
録密度の小さい光ディスク（光ビームのスポットサイズ
Ｄ＞Ｄｍｉｎの光ディスク）を再生する場合には、十分
な収差補正（光ディスクの基板部分で光ビームに生じる
波面収差の補正）を行わず光ディスクに照射される光ビ
ームの波面収差ΔＷｒｍｓが０．０７λ以上（ΔＷ
ｒｍｓ≧０．０７λ：λは光の波長を示す）となるよう
にして光ビームのスポットサイズを調整する。
（実施例３） 記録密度の大きい光ディスク（光ビームのスポットサイ
ズが最小Ｄｍｉｎの光ディスク）に適した設計をし、記
録密度の小さい光ディスク（光ビームのスポットサイズ
Ｄ＞Ｄｍｉｎの光ディスク）を再生する場合には、十分
な収差補正（光ディスクの基板部分で光ビームに生じる
波面収差の補正）を行わず光ディスクに照射される光ビ
ームの波面収差ΔＷｒｍｓが０．０７λ以上（ΔＷ
ｒｍｓ≧０．０７λ：λは光の波長を示す）となるよう
にして光ビームのスポットサイズを調整する。
【００２４】以下に、上記（Ａ）、（Ｂ）の詳細につい
て説明する。
て説明する。
【００２５】尚、下記実施例では、（Ａ）、（Ｂ）を別
々に説明するが、（Ａ）及び（Ｂ）の双方、つまり、Ｎ
Ａ及び波面収差の双方を変化させることにより、スポッ
トサイズを調整してもよい。
々に説明するが、（Ａ）及び（Ｂ）の双方、つまり、Ｎ
Ａ及び波面収差の双方を変化させることにより、スポッ
トサイズを調整してもよい。
【００２６】（実施例１）図３を参照して、対物レンズ
５を通過する光ビームの開口径ｈ１を調整する開口絞調
整部１２を設けた光学ヘッド（無限系の光学ヘッド）の
場合について説明する。
５を通過する光ビームの開口径ｈ１を調整する開口絞調
整部１２を設けた光学ヘッド（無限系の光学ヘッド）の
場合について説明する。
【００２７】上記光学ヘッドで、開口絞調整部１２を調
整し、対物レンズ５を通過する光ビームの開口径ｈ１を
変化させると、それに伴い対物レンズの像側のＮＡ（＝
ｎ・ｓｉｎθ：ｎは屈折率を示す）変化する。一方、光
ビームのスポットサイズＤは下記式で得られる。
整し、対物レンズ５を通過する光ビームの開口径ｈ１を
変化させると、それに伴い対物レンズの像側のＮＡ（＝
ｎ・ｓｉｎθ：ｎは屈折率を示す）変化する。一方、光
ビームのスポットサイズＤは下記式で得られる。
【００２８】 Ｄ＝ｋ・λ／ＮＡ（ｋ：定数、λ：光の波長）・・・（１） 上記式１からも明らかなように、ＮＡを大きくすること
によりスポットサイズＤを小さくすることができ、ＮＡ
を小さくすることによりスポットサイズＤを大きくする
ことができる。一方、ＮＡはθを大きくする（開口径ｈ
１を大きくした場合にθが大きくなる）と大きくなり、
θを小さくする（開口径ｈ１を小さくした場合にθが小
さくなる）と小さくなる。
によりスポットサイズＤを小さくすることができ、ＮＡ
を小さくすることによりスポットサイズＤを大きくする
ことができる。一方、ＮＡはθを大きくする（開口径ｈ
１を大きくした場合にθが大きくなる）と大きくなり、
θを小さくする（開口径ｈ１を小さくした場合にθが小
さくなる）と小さくなる。
【００２９】従って、開口径ｈ１を大きくすることによ
りスポットサイズＤを小さくすることができ、開口径ｈ
１を小さくすることによりスポットサイズＤを大きくす
ることができる。
りスポットサイズＤを小さくすることができ、開口径ｈ
１を小さくすることによりスポットサイズＤを大きくす
ることができる。
【００３０】尚、図３では、無限系の光学ヘッドについ
て示したが、有限系の光学ヘッドであっても同様の効果
が得られる。又、開口絞調整部１２は、光源である半導
体レーザから発生した光ビームが光ディスクに到達する
までの経路中に設けることができる。
て示したが、有限系の光学ヘッドであっても同様の効果
が得られる。又、開口絞調整部１２は、光源である半導
体レーザから発生した光ビームが光ディスクに到達する
までの経路中に設けることができる。
【００３１】（実施例２）図４は、有限系の光学ヘッド
（図２）における対物レンズ５の像側（対物レンズ５か
ら見て光ディスク側）のＮＡ（ＮＡ１）と物体側（対物
レンズ５から見て光ディスクの反対側）のＮＡ（ＮＡ
２）を示す。
（図２）における対物レンズ５の像側（対物レンズ５か
ら見て光ディスク側）のＮＡ（ＮＡ１）と物体側（対物
レンズ５から見て光ディスクの反対側）のＮＡ（ＮＡ
２）を示す。
【００３２】ここで、ＮＡ１は、物点位置を変えＮＡ２
を大きくすると小さくなり、ＮＡ２を小さくすると大き
くなる。従って、例えば、図２に示したような有限系の
光学ヘッドのカップリングレンズ１０の交換により、対
物レンズ５の物体側のＮＡであるＮＡ２を大きくするこ
とにより、実施例１の場合と同様（Ｄ＝ｋ・λ／ＮＡ１
となる）にスポットサイズＤを大きくすることができ、
ＮＡ２を小さくすることによりスポットサイズＤを小さ
くすることができる。
を大きくすると小さくなり、ＮＡ２を小さくすると大き
くなる。従って、例えば、図２に示したような有限系の
光学ヘッドのカップリングレンズ１０の交換により、対
物レンズ５の物体側のＮＡであるＮＡ２を大きくするこ
とにより、実施例１の場合と同様（Ｄ＝ｋ・λ／ＮＡ１
となる）にスポットサイズＤを大きくすることができ、
ＮＡ２を小さくすることによりスポットサイズＤを小さ
くすることができる。
【００３３】上記の場合、カップリングレンズ１０の交
換により、ＮＡ２を変化させているが、対物レンズ５の
交換等により、ＮＡ２を変化させてもよい。又、対物レ
ンズとビームスプリッタとの間に上記ＮＡ２を調整する
レンズを別途挿入しても同様の効果が得られる。
換により、ＮＡ２を変化させているが、対物レンズ５の
交換等により、ＮＡ２を変化させてもよい。又、対物レ
ンズとビームスプリッタとの間に上記ＮＡ２を調整する
レンズを別途挿入しても同様の効果が得られる。
【００３４】（実施例３）図５は、光ビームのスポット
サイズが最小Ｄｍｉｎになる高密度光ディスクに適した
設計をした無限系の光学ヘッドで、スポットサイズＤ＞
Ｄｍｉｎの光ディスクを再生する場合に、補正レンズ１
１で光ディスクに照射される光ビームの波面収差の補正
を十分に行わず（波面収差ΔＷｒｍｓ≧０．０７λとす
る）、残存した波面収差により光ビームのスポットサイ
ズを調整する例を示す。
サイズが最小Ｄｍｉｎになる高密度光ディスクに適した
設計をした無限系の光学ヘッドで、スポットサイズＤ＞
Ｄｍｉｎの光ディスクを再生する場合に、補正レンズ１
１で光ディスクに照射される光ビームの波面収差の補正
を十分に行わず（波面収差ΔＷｒｍｓ≧０．０７λとす
る）、残存した波面収差により光ビームのスポットサイ
ズを調整する例を示す。
【００３５】上記波面収差とスポットサイズの関係につ
いて詳説する。まず、光ビームのスポットの中心におけ
るピーク光強度Ｉは次の近似式で与えられる。
いて詳説する。まず、光ビームのスポットの中心におけ
るピーク光強度Ｉは次の近似式で与えられる。
【００３６】Ｉ＝（１−２π２ＶＷ）２・・・（１） 上記式１で、ＶＷは光ディスクの面上で観測される波面
収差の分散であり、ＶＷの値の増加に伴い、Ｉの値が低
下する。通常、Ｉは、Ｉ≧０．８（つまり４π２ＶＷ＜
０．２でありＶＷはλ２（λは光の波長）を１単位とす
るからＶＷ＜０．００５λ２）に設定され、そのときの
波面収差の分散ＶＷの実行値ΔＷｒｍｓ（＝
ＶＷ １／２）は、ΔＷｒｍｓ＜（０．００５λ２）
１／２＝０．０７λとなる。尚、前記波面収差の限界値
を示したΔＷｒｍｓ＜０．０７λのことを、一般にマレ
シャル規範と呼んでいる。
収差の分散であり、ＶＷの値の増加に伴い、Ｉの値が低
下する。通常、Ｉは、Ｉ≧０．８（つまり４π２ＶＷ＜
０．２でありＶＷはλ２（λは光の波長）を１単位とす
るからＶＷ＜０．００５λ２）に設定され、そのときの
波面収差の分散ＶＷの実行値ΔＷｒｍｓ（＝
ＶＷ １／２）は、ΔＷｒｍｓ＜（０．００５λ２）
１／２＝０．０７λとなる。尚、前記波面収差の限界値
を示したΔＷｒｍｓ＜０．０７λのことを、一般にマレ
シャル規範と呼んでいる。
【００３７】又、ΔＷｒｍｓ＝０のときの光ビームのス
ポットサイズをＤ０とすれば、ΔＷｒｍｓが有限の値を
もつ場合、波面収差によるピーク光強度Ｉの減少がビー
ムウエスト（ビーム径が最小の部分）近傍の光強度分布
に影響を与えないものと仮定すると、中心強度で規格化
されて求められるスポットサイズＤは次の近似式で与え
られる。
ポットサイズをＤ０とすれば、ΔＷｒｍｓが有限の値を
もつ場合、波面収差によるピーク光強度Ｉの減少がビー
ムウエスト（ビーム径が最小の部分）近傍の光強度分布
に影響を与えないものと仮定すると、中心強度で規格化
されて求められるスポットサイズＤは次の近似式で与え
られる。
【００３８】 Ｄ＝［｛ｌｎ（Ｉ×ｅ−２）｝／（−２）］１／２Ｄ０・・・（２） 上記式２で、例えばＩ＝０．８（ΔＷｒｍｓ＝０．０７
λ）のとき、 Ｄ＝１．０５０Ｄ０ となり、Ｉ＝０．０４４（ΔＷｒｍｓ＝０．２０λ）の
とき、 Ｄ＝１．６０１Ｄ０ となる。従って、初期設定をΔＷｒｍｓ＝０．０７λと
した場合、ΔＷｒｍｓ＝０．２０λになると、スポット
サイズは、約１．５２倍になる。
λ）のとき、 Ｄ＝１．０５０Ｄ０ となり、Ｉ＝０．０４４（ΔＷｒｍｓ＝０．２０λ）の
とき、 Ｄ＝１．６０１Ｄ０ となる。従って、初期設定をΔＷｒｍｓ＝０．０７λと
した場合、ΔＷｒｍｓ＝０．２０λになると、スポット
サイズは、約１．５２倍になる。
【００３９】上記ΔＷｒｍｓとＤの関係を、Ｄ０を１と
して（Ｄ／Ｄ０として）示した場合、図６のようにな
る。同図からも明らかなようにΔＷｒｍｓの増加と共
に、Ｄが増加するので、波面収差を調整することにより
スポットサイズを調整することができる。
して（Ｄ／Ｄ０として）示した場合、図６のようにな
る。同図からも明らかなようにΔＷｒｍｓの増加と共
に、Ｄが増加するので、波面収差を調整することにより
スポットサイズを調整することができる。
【００４０】尚、上記の場合、補正レンズの着脱によ
り、波面収差を調整したが、対物レンズ、コリメータレ
ンズ、又はＮＡを調整するカップリングレンズ等の交換
により波面収差を調整してもよい。又、補正レンズ１１
は、光源である半導体レーザから発生した光ビームが光
ディスクに到達するまでの経路中に設けることができる
が、偏光ビームスプリッタと対物レンズとの間に設ける
ことが好ましい。
り、波面収差を調整したが、対物レンズ、コリメータレ
ンズ、又はＮＡを調整するカップリングレンズ等の交換
により波面収差を調整してもよい。又、補正レンズ１１
は、光源である半導体レーザから発生した光ビームが光
ディスクに到達するまでの経路中に設けることができる
が、偏光ビームスプリッタと対物レンズとの間に設ける
ことが好ましい。
【００４１】
【効果】本発明は、上述のような構成により、対物レン
ズの像側（対物レンズから見て光ディスク側）のＮＡ
（numerical aperture)、光ディスクに照射される光ビ
ームの波面収差又はＮＡと波面収差の双方を調整するこ
とが可能になる。その結果、光ビームのスポットサイズ
を調整することが可能となり、最適な光ビームのスポッ
トサイズの異なる複数種の光ディスクで良好な再生信号
を得ることができる。
ズの像側（対物レンズから見て光ディスク側）のＮＡ
（numerical aperture)、光ディスクに照射される光ビ
ームの波面収差又はＮＡと波面収差の双方を調整するこ
とが可能になる。その結果、光ビームのスポットサイズ
を調整することが可能となり、最適な光ビームのスポッ
トサイズの異なる複数種の光ディスクで良好な再生信号
を得ることができる。
【図１】無限系の光学ヘッドの構成を示した図である。
【図２】有限系の光学ヘッドの構成を示した図である。
【図３】開口絞調整部を設けた光学ヘッドを説明するた
めの図である。
めの図である。
【図４】対物レンズ５の像側（対物レンズから見て光デ
ィスク側）のＮＡ（ＮＡ１）と物体側（対物レンズから
見て光ディスクの反対側）のＮＡ（ＮＡ２）の関係を説
明するための図である。
ィスク側）のＮＡ（ＮＡ１）と物体側（対物レンズから
見て光ディスクの反対側）のＮＡ（ＮＡ２）の関係を説
明するための図である。
【図５】補償レンズを有する光学ヘッドを説明するため
の図である。
の図である。
【図６】波面収差とスポットサイズの関係を示したグラ
フである。
フである。
１ 半導体レーザ ２ 回折格子 ３ コリメータレンズ ４ ビームスプリッタ ５ 対物レンズ ６ 光ディスク ７ 集光レンズ ８ シリンドリカルレンズ ９ 受光素子 １０ カップリングレンズ １１ 開口絞調整部 １２ 補正レンズ
Claims (5)
- 【請求項１】 収差補正手段を有する光学ヘッドに於い
て、光源から光ディスクまでの光ビームの通過路中に開
口絞調整部を設け、該開口絞調整部より対物レンズを通
過する光ビームの開口径を変化させることにより、対物
レンズの像側のＮＡを変化させ、光ディスクに集光する
光ビームのスポットサイズを調整可能とした光学ヘッ
ド。 - 【請求項２】 少なくともコリメータレンズ、対物レン
ズ、ＮＡ調整用レンズのうちのいずれかの光学レンズを
有する光学ヘッドに於いて、前記いずれかの光学レンズ
が交換可能であって、前記交換可能な光学レンズを交換
することにより収差補正を行うと共に、対物レンズの像
側のＮＡ、及び光ディスクに集光する光ビームの波面収
差の少なくとも一方を変化させ、光ディスクに集光する
光ビームのスポットサイズを調整可能とした光学ヘッ
ド。 - 【請求項３】 着脱可能な収差補正用レンズを有する光
学ヘッドに於いて、前記収差補償用レンズを着脱するこ
とにより、対物レンズの像側のＮＡ、及び光ディスクに
集光する光ビームの波面収差の少なくとも一方を変化さ
せ、光ディスクに集光する光ビームのスポットサイズを
調整可能とした光学ヘッド。 - 【請求項４】 着脱可能な収差補正用レンズを有する光
学ヘッドに於いて、光ディスクに対して光ビームを集光
させる対物レンズとビームスプリッタとの間に前記収差
補正用レンズを設けた請求項３記載の光学ヘッド。 - 【請求項５】 着脱可能な収差補正用レンズを有する光
学ヘッドに於いて、前記収差補正用レンズを脱したとき
に、光ディスクに集光する光ビームのスポットサイズが
最小になるようにした請求項３又は請求項４記載の光学
ヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7189381A JPH0944888A (ja) | 1995-07-25 | 1995-07-25 | 光学ヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7189381A JPH0944888A (ja) | 1995-07-25 | 1995-07-25 | 光学ヘッド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0944888A true JPH0944888A (ja) | 1997-02-14 |
Family
ID=16240368
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7189381A Withdrawn JPH0944888A (ja) | 1995-07-25 | 1995-07-25 | 光学ヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0944888A (ja) |
-
1995
- 1995-07-25 JP JP7189381A patent/JPH0944888A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20021001 |