JPH10208267A

JPH10208267A - 光ヘッドおよび光ディスク装置

Info

Publication number: JPH10208267A
Application number: JP9014973A
Authority: JP
Inventors: Sadao Mizuno; 定夫水野; Hiroaki Yamamoto; 博昭山本
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1997-01-29
Filing date: 1997-01-29
Publication date: 1998-08-07
Anticipated expiration: 2017-01-29
Also published as: JP3919276B2

Abstract

(57)【要約】【課題】基材厚の異なる光ディスクまたは対応波長の異
なる光ディスクの情報を記録または再生するときは、そ
れぞれの光ディスクに対応したした光ヘッドを独立して
用意する必要があった。【解決手段】基材厚０．６ｍｍの光ディスク９、また
は、基材厚１．２ｍｍの光ディスクの情報を記録または
再生するとき、それぞれの光ディスクに対応した波長６
５０ｎｍの光ビーム５、または、波長７８０ｎｍの光ビ
ームを、それぞれの光ディスクの情報記録面に集光し、
それらの情報面からのそれぞれの反射光をそれぞれの波
長の光に対する光検出器１３またはモジュール１４で検
出する光学系２、３、４、６、７中に、波長７８０ｎｍ
の光の光束を開口を制限する開口制限手段７を備えるこ
とにより、１つの光ヘッドで基材厚の異なる光ディスク
または対応波長の異なる光ディスクに対応する

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、情報記憶媒体とし
ての光ディスクに光学的に情報を記録および／または再
生する光ヘッドおよび光ディスク装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】光ヘッドに用いられる対物レンズは光デ
ィスクの基材厚を考慮して設計されており、対応する基
材厚と異なる光ディスクに対しては、球面収差が大きく
なるので、その光ディスクへの収束光の収束性能が劣
り、情報の記録または再生が困難になる。従来、コンパ
クトディスク（ＣＤ）やビデオディスクあるいはデータ
用の光磁気ディスク等の光ディスクの基材厚はすべて
１．２ｍｍであったので、１つの光ヘッドでこれら種類
の異なる光ディスクの情報を記録または再生することが
可能であった。

【０００３】一方、最近規格統一されたデジタルビデオ
ディスク（ＤＶＤ）は記憶する情報の高密度化を図って
いるために、それに対応して、光ヘッドの対物レンズの
開口数を大きくし、使用する光の波長を短くしている。

【０００４】光ヘッドの対物レンズの開口数を大きくす
ると光学的な分解能が向上し、情報の記録または再生で
きる周波数帯域を広げることができる。しかし、光ディ
スクに傾きがあるとコマ収差が増加するという問題が起
こる。光ディスクの傾きは、光ディスク自身のそり以外
に光ディスク装置のターンテーブルの面振れ、さらには
光ディスクとターンテーブルとの間に入った異物によっ
ても発生するため避けられない。光ディスクの傾きによ
るコマ収差は、対物レンズの開口数の３乗と光ディスク
の基材厚に比例するため、同じ基材厚の光ディスクでも
対物レンズの開口数を上げるとコマ収差が増加し光の収
束性能が下がる。そこで、ＤＶＤでは対物レンズの開口
数を大きくしてもコマ収差が大きくならないように、光
ディスクの基材厚を０．６ｍｍまで薄くして対処してい
る。しかし、基材厚が０．６ｍｍの光ディスクの情報を
記録または再生する対物レンズでは、基材厚が１．２ｍ
ｍの従来の光ディスクの情報を記録または再生すること
ができず、従来の光ディスクとの間の互換性を保つこと
ができない。

【０００５】また、光ヘッドの光の波長を短くすると、
対物レンズの開口数を大きくすることと同様に、光学的
な分解能が向上し、情報の記録または再生可能な周波数
帯域を広げることができる。しかし、使用する光の波長
が７８０ｎｍ〜８３０ｎｍに対応している基材厚１．２
ｍｍの従来の光ディスクの情報を、より短波長の半導体
レーザ光で再生した場合、その光ディスクの情報記録面
の光の反射率や吸収率等が波長によって違うので、十分
な情報の再生信号または制御信号が得られない。これ
は、たとえば書き込み可能なＣＤとして規格化されたＣ
Ｄ−Ｒ等で顕著にみられる。ＣＤ−Ｒはもともと、７７
５ｎｍ〜８２０ｎｍの波長の光を用いたとき、情報記録
面からの反射光の反射率が６５％以上であると規定され
ているが、規定範囲外の波長の光を用いると、その反射
率は極端に低下し、情報記録面への光の吸収率が向上す
る。６５０ｎｍ付近の波長の光を用いると、反射率が１
／８、吸収率が８倍程度になるＣＤ−Ｒがあり、規定の
光パワーで情報の再生を試みると、再生はおろか光の吸
収によってあらかじめ記録された情報が消去されること
になる。従来の技術では、６５０ｎｍの波長の光に対応
した高密度光ディスクと、７７５ｎｍ〜８２０ｎｍの波
長の光に対応したＣＤ−Ｒの情報を、１つの光ヘッドで
再生するのは非常に困難であり、高密度光ディスクの記
録または再生用の光ヘッドと、ＣＤ−Ｒの記録または再
生用の光ヘッドをそれぞれ独立に設ける必要があった。

【０００６】このため、図１２に示すような２つの光ヘ
ッドを用いた方法が考えらている。光ヘッド４０は、基
材厚０．６ｍｍの光ディスクの情報を記録または再生す
るためのものである。この光ヘッド４０において、半導
体レーザ４１から出射した波長６５０ｎｍの放射光は、
集光レンズ４２により集光されて略平行な光ビーム４３
となる。この光ビーム４３はハーフミラー４４に入射
し、一部の光ビーム４３はここを透過し、ミラー４５で
反射して対物レンズ４６に入射する。対物レンズ４６の
開口数は０．６に設定され、基材厚０．６ｍｍの光ディ
スクであるＤＶＤ光ディスクに対応している。対物レン
ズ４６に入射した光ビーム４３は、基材厚０．６ｍｍの
光ディスク９の情報面上に絞り込まれ光スポット４７を
形成する。次に、光ディスク９から反射した反射光は再
び対物レンズ４６、ミラー４５を通り、ハーフミラー４
４に入射する。ハーフミラー４４に入射した反射光の一
部はここで反射し、絞りレンズ４８とシリンドリカルレ
ンズ４９を通って、光検出器５０に受光される。光検出
器５０は、情報の記録または再生信号を検出するととも
に、非点収差法によりフォーカス制御信号を、位相差法
によりトラッキング制御信号を検出するように構成され
ている。符号５１は対物レンズ４６をフォーカスおよび
／またはトラッキング制御を安定にする方向に駆動し、
光スポット４７を情報記録媒体面上の情報を記録または
再生するトラックに追従するための対物レンズ駆動装置
を示す。

【０００７】一方、光ヘッド６０は、基材厚１．２ｍｍ
の光ディスクの情報を記録または再生するためのもので
ある。この光ヘッド６０において、半導体レーザ６１か
ら出射した波長７８０ｎｍの放射光は、集光レンズ６２
により集光されて略平行な光ビーム６３となる。この光
ビーム６３はハーフミラー６４に入射し、一部の光ビー
ム６３はここを透過し、ミラー６５で反射して対物レン
ズ６６に入射する。対物レンズ６６の開口数は０．４５
に設定され、基材厚０．６ｍｍの光ディスクであるＣＤ
−Ｒ等の従来の光ディスクに対応している。対物レンズ
６６に入射した光ビーム６３は、基材厚１．２ｍｍの光
ディスク１６の情報面上に絞り込まれ光スポット６７を
形成する。次に、光ディスク１６から反射した反射光は
再び対物レンズ６６、ミラー６５を通り、ハーフミラー
６４に入射する。ハーフミラー６４に入射する反射光の
一部はここで反射し、絞りレンズ６８とシリンドリカル
レンズ６９を通って、光検出器７０に受光される。光検
出器７０は、情報の記録または再生信号を検出するとと
もに、非点収差法によりフォーカス制御信号を、プッシ
ュプル法によりトラッキング制御信号を検出するように
構成されている。符号７１は対物レンズ６６をフォーカ
スおよび／またはトラッキング制御を安定にする方向に
駆動し、光スポット６７を情報記録媒体面上の情報を記
録および再生するトラックに追従するための対物レンズ
駆動装置である。

【０００８】上述した図１２のような構成において、Ｄ
ＶＤのような基材厚０．６ｍｍの光ディスク９の情報を
記録または再生する場合は、光ヘッド４０を起動させ、
光スポット４７が光ディスク９の情報面上に形成される
ように制御し、またＣＤ−Ｒのような基材厚１．２ｍｍ
の光ディスク１６の情報を記録または再生する場合は、
光ヘッド６０を起動させ、光スポット６７が光ディスク
１６の情報面上に形成されるように制御する。これによ
り、厚みの異なる光ディスク９または光ディスク１６に
情報を記録または再生する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】このように従来、基材
厚の異なる光ディスクまたは対応波長の異なる光ディス
クの情報を記録または再生するときは、それぞれの光デ
ィスクに対応した光ヘッドを独立して用意する必要があ
った。

【００１０】本発明はこのような従来の、基材厚の異な
る光ディスクまたは対応波長の異なる光ディスクに対し
て、それぞれの光ディスクに対応した光ヘッドを独立し
て用意する必要があり、それにともなって、コスト高な
り、装置が小型化できないという課題を考慮し、１つの
光ヘッドで基材厚の異なる光ディスクまたは、対応波長
の異なる光ディスクの情報を記録または再生することを
可能とし、低コストで小型の光ヘッドおよびその光ヘッ
ドを用いた光ディスク装置を提供することを目的とする
ものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、請求項１の本発明は、第１の波長の光を出射する第
１の光源と、第２の波長の光を出射する第２の光源と、
対物レンズと、基材厚がｔ１の第１の光ディスクの情報
面に対しては前記第１の波長の光の光束を前記対物レン
ズに入力し、基材厚が前記ｔ１より厚いｔ２の第２の光
ディスクの情報面に対しては前記第２の波長の光の光束
を前記対物レンズに入力するとともに、前記第１の情報
面からの前記第１の波長の反射光を第１の光検出器へ、
また前記第２の情報面からの前記第２の波長の反射光を
第２の光検出器へ導く光学系と、前記光学系の中に配置
され、前記第２の波長の光の光束の開口を制限する開口
制限手段とを備えたことを特徴とする光ヘッドである。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
面を参照して説明する。

【００１３】（実施の形態１）本発明の実施の形態１と
して、１つの光ヘッドで基材厚の異なる光ディスクまた
は、対応波長の異なる光ディスクの情報を記録または再
生することを可能にした光ヘッドの構成をその動作とと
もに述べる。

【００１４】図１は、本発明の実施の形態１の基材厚
０．６ｍｍの光ディスク９の情報を記録または再生する
場合の光ヘッドの光学系を示す構成図である。図２は、
本発明の実施の形態１の基材厚１．２ｍｍの光ディスク
１６の情報を記録または再生する場合の光ヘッドの光学
系を示す構成図である。

【００１５】図１において、半導体レーザ１から出射し
た波長６５０ｎｍの光の一部はハーフミラー２を透過
し、ビームスプリッタ３を透過して、集光レンズ４によ
り集光され略平行な光ビーム５となる。なお、ビームス
プリッタ３は、波長６５０ｎｍの光を透過し、波長７８
０ｎｍの光を反射するものである。光ビーム５はミラー
６で反射し、開口制限手段７を通って対物レンズ８に入
射する。対物レンズ８に入射した光ビーム５は、光ディ
スク９の情報記録面上の結像点ｐに絞り込まれ、光スポ
ット１０を形成する。

【００１６】なお、開口制限手段７は、図３（ａ）に示
すよう、内周部の第１の光学多層膜７ａおよび外周部の
第２の光学多層膜７ｂとからなり、それらの光学特性を
図４〜図６に示す。これにより、波長６５０ｎｍの光
は、開口制限手段７の第１の光学多層膜７ａおよび第２
の光学多層膜７ｂをほとんど光量損失することなく透過
することがわかる。また、開口制限手段７は、波長６５
０ｎｍの光ビーム５の開口を制限しないものとする。な
お、図４または図５において、透過率が０％であること
は、反射率が１００％であることを意味する。

【００１７】対物レンズ８の開口数は０．６に設定し、
ＤＶＤのような基材厚０．６ｍｍの光ディスク９に対応
している。

【００１８】光ディスク９で反射した光ビーム１１は、
再び対物レンズ８、開口制限手段７を通って、ミラー６
で反射し、集光レンズ４に入射する。集光レンズ４に入
射した光ビーム１１は、収束しながらビームスプリッタ
３を透過し、さらにハーフミラー２で一部が反射して、
検出レンズ１２により非点収差を与えられ、光検出器１
３で受光される。光検出器１３は、情報の記録または再
生信号を検出するとともに、非点収差法によりフォーカ
ス制御信号を、位相差法によりトラッキング制御信号を
検出する。

【００１９】他方、図２に示すように、実施の形態１の
光ヘッドは、波長７８０ｎｍの光の光源としての半導体
レーザ１４ａと、光ディスク１６からの反射光を分離し
空間的変化を与えるホログラム１４ｃと、その反射光を
受光する光検出器１４ｂと、カバーガラス１４ｄとが一
体に構成されたモジュール１４を備えている。

【００２０】図２において、モジュール１４の半導体レ
ーザ１４ａから出射した波長７８０ｎｍの光は、カバー
ガラス１４ｄを透過し、波長７８０ｎｍの光を反射する
ビームスプリッタ３で反射して、集光レンズ４により集
光され、若干発散する光ビーム１５となる。光ビーム１
５は、ミラー６で反射し、開口制限手段７を通って対物
レンズ８に入射する。対物レンズ８に入射した光ビーム
１５は、光ディスク１６の情報記録面上の結像点ｐ’に
絞り込まれ、光スポット１７を形成する。

【００２１】なお、図３（ａ）に示すように、開口制限
手段７は、光学特性の異なる内周部の第１の光学多層膜
７ａと外周部の第２の光学多層膜７ｂから形成されてお
り、図４の第１の光学多層膜７ａの光学特性および図５
の第２の光学多層膜７ｂの光学特性が示すように、内周
部は波長７８０ｎｍの光を透過し、外周部は波長７８０
ｎｍの光を反射する構成になっているため、光ビーム１
５は内周部のみを透過する。内周部の開口径は、ここを
透過した光を対物レンズ８で絞ったときに開口数が０．
４５になるように設定され、ＣＤ−Ｒのような基材厚
１．２ｍｍの光ディスク１６に対応している。

【００２２】光ディスク１６で反射した光ビーム１８
は、再び対物レンズ８、開口制限手段７を通って、ミラ
ー６で反射し、集光レンズ４で絞られて、ビームスプリ
ッタ３で反射し、モジュール１４に入射する。モジュー
ル１４に入射した光ビーム１８は、ホログラム１４ｃで
回折され、カバーガラス１４ｄを通って光検出器１４ｂ
に入射する。光検出器１４ｂは、ＳＳＤ（spot size de
tection）法を用いて、光ビーム１５を光ディスク１６
の情報記録面に追従させるためのフォーカス制御信号を
検出するとともに、プッシュプル法を用いて、光ビーム
１５を光ディスク１６の情報記録面上のトラックに追従
させるためのトラッキング制御信号を検出する。なお、
トラッキング制御信号の検出には３ビーム法を用いても
よい。

【００２３】次に、光ディスク９および光ディスク１６
の情報記憶面上で発生する光ビーム５と光ビーム１５の
波面収差について述べる。

【００２４】対物レンズ８は、基材厚０．６ｍｍの光デ
ィスク９の情報記録面上に発生する波長６５０ｎｍの光
ビーム５の波面収差を小さくする構成になっている。こ
のとき、基材厚１．２ｍｍの光ディスク１６の情報記録
面上に発生する波長７８０ｎｍの光ビーム１５の波面収
差を小さくするためには、半導体レーザ１４ａから集光
レンズ４までの距離を調整する必要がある。対物レンズ
８と集光レンズ４の焦点距離をそれぞれ３ｍｍ、２５ｍ
ｍとし、半導体レーザ１４ａから集光レンズ４までの距
離を、半導体レーザ１から集光レンズ４までの距離より
約８ｍｍ短く設定することによって、光ビーム１５を光
ディスク１６の情報記録面上に波面収差１０ｍλ以下で
収束させることができ、光ディスク１６の情報を問題な
く再生することができる。

【００２５】また、開口制限手段７の内周部の第１の光
学多層膜７ａと外周部の第２の光学多層膜７ｂとを独立
に設計すると、内周部を透過した波長６５０ｎｍの光ビ
ーム５と外周部を透過した光ビーム５とに位相差が生じ
る。位相差のある光ビーム５は対物レンズ８で十分に絞
ることができないので、光スポット１０の品質が劣化す
る。仮に、開口制限手段７の内周部と外周部とを透過す
る光ビーム５に、光ビーム５の１／８波長の位相差（４
５゜）があると、光スポット１０近傍では略３０ｍλの
波面収差が発生する。

【００２６】ＤＶＤで用いられる光ディスク９は、基材
厚が薄い場合は０．５６ｍｍ、基材厚が厚い場合は０．
６４ｍｍになる。ＤＶＤ用に設計された光学系では、基
材厚０．６ｍｍに対して４０μｍの厚み誤差があると４
０ｍλの波面収差が生じる。

【００２７】一般に光学設計の限界基準であるマーシャ
ルクライテリア（Ｍarechal criteria)の７０ｍλ以下
にするためには、光ビーム５の開口制限手段７透過前後
の位相差による波面収差と、光ディスク９の厚み誤差に
よって発生する波面収差とを合わせて考える必要がある
ので、光ビーム５の開口制限手段７透過前後の位相差に
よって生じる波面収差は３０ｍλ以下にすることが求め
られる。すなわち、開口制限手段７を透過する光ビーム
５の位相差を光ビーム５の１／８波長以下にする必要が
ある。

【００２８】さらに、半導体レーザ１から出射する光に
は波長のばらつきがあるが、波長がばらついても位相差
は抑えられなければならない。このため、図６に示すよ
うに波長６５０±２０ｎｍの実用的な範囲内において、
開口制限手段７の第１の光学多層膜７ａおよび第２の光
学多層膜７ｂの波長のばらつきに対する位相変化比を略
等しくする必要がある。一例として、図３（ｂ）に示す
第１の光学多層膜７ａの層数ｎ１を２３とし、第２の光
学多層膜７ｂの層数ｎ２を１１として、第１の光学多層
膜７ａを透過する光の波長と、第２の光学多層膜７ｂを
透過する光の波長との位相差がほとんど無く、さらに波
長のばらつきに対するそれぞれの光学多層膜を透過する
光の波長の位相変化率が略等しくなるよう設計すると次
の表１のようになる。なお、開口制限手段７に用いる基
材の屈折率は１．５１とし、光学的膜厚とは物理的な膜
厚に屈折率を掛けたものとする。

【００２９】

【表１】本発明の実施の形態１の表１の構成の第１の光学多層膜
７ａの光の波長変化に対する透過率の計算結果を示す光
学特性図。

【００３０】表１の構成の第１の光学多層膜７ａの光の
波長変化に対する透過率の計算結果を図７に示す。表１
の構成の第２の光学多層膜７ｂの光の波長変化に対する
透過率の計算結果を図８に示す。図９に、表１の構成の
第１の光学多層膜７ａおよび第２の光学多層膜７ｂを透
過する前後の光の波長のずれの計算結果を、位相差によ
って表現した光学特性図を示す。これにより、表１の通
り設計した光学多層膜は光ヘッドの開口制限手段７とし
て用いるのに十分な特性が得られたことがわかる。な
お、図９の位相は図３（ｂ）のＡ面を基準としたときの
Ｂ面の位相である。また、図３（ｂ）のＢ面は２つの光
学多層膜のうち厚い方の光学多層膜の光の出射面とし、
薄い方の光学多層膜を透過する光ビームはδＳの間は空
気中を進むものとした。さらに、上記のδＳをほぼ０に
することもできるが設計事項なので詳細は省略する。

【００３１】以上説明してきた光ヘッドを用いると、波
長６５０ｎｍの光に対応する基材厚０．６ｍｍの光ディ
スク９の情報を記録または再生する場合は、半導体レー
ザ１を点灯させ、光ディスク９の情報記録面上に焦点を
むすび、その反射光を光検出器１３で受光することによ
り、情報記録再生信号および制御信号を得ることができ
る。また、波長７８０ｎｍの光に対応する基材厚１．２
ｍｍの光ディスク１６の情報を記録または再生する場合
は、半導体レーザ１４ａを点灯させ、光ディスク１６の
情報記録面上に焦点をむすび、その反射光を光検出器１
４ｂで受光することにより、情報記録再生信号および制
御信号を得ることができる。

【００３２】なお、基材厚１．２ｍｍの光ディスク再生
時の開口制限はシャッターなどの機械的な動きを必要と
せず、高い信頼性が得られる。さらに、従来のレーザと
検出器を一体にしたモジュールは変更することなくその
まま使用することができる。

【００３３】なお、光ビーム１１を検出するためハーフ
ミラー２を用いたが、反射光量が少ない光ディスク等を
記録または再生する場合は、偏光ビームスプリッタと波
長板を用い半導体レーザ１から出射する光ビームを偏光
ビームスプリッタに対してＰ偏光とし、光ディスク９か
らの反射光を波長板を通すことによりＳ偏光にして分離
すれば光の利用効率を上げることができる。

【００３４】なお、モジュール１４では光ディスク１６
からの反射光を分離する素子をホログラム１４ｃとした
が、同様の効果をプリズムで得ることもできる。

【００３５】（実施の形態２）本発明の実施の形態２と
して、１つの光ヘッドで基材厚の異なる光ディスクまた
は、対応波長の異なる光ディスクの情報を記録または再
生することを可能とし、実施の形態１とは異なる光ヘッ
ドの構成をその動作とともに述べる。

【００３６】図１０は、基材厚０．６ｍｍの光ディスク
９を再生する場合の本発明の実施の形態２の光ヘッドの
光学系を示す構成図である。図１１は、基材厚１．２ｍ
ｍの光ディスク１６を再生する場合の本発明の実施の形
態２の光ヘッドの光学系を示す構成図である。実施の形
態１と同じ番号のものは同じ特性、形状を表す。

【００３７】図１０に示すように、実施の形態２の光ヘ
ッドは、波長６５０ｎｍの光の光源としての半導体レー
ザ２１ａと、光ディスク９からの反射光を分離し空間的
変化を与えるホログラム２１ｃと、その反射光を受光す
る光検出器２１ｂと、カバーガラス２１ｄとが一体に構
成された第１のモジュール２１を備えている。第１のモ
ジュール２１の半導体レーザ２１ａから出射した波長６
５０ｎｍの光ビームはカバーガラス２１ｄを透過し、波
長６５０ｎｍの光を透過するビームスプリッタ２２を透
過し、集光レンズ２３により集光されて略平行な光ビー
ム２４になる。光ビーム２４はミラー２５で反射し、開
口制限手段７を通って対物レンズ８により結像点ｐに絞
り込まれ、光ディスク９の情報記録面上に光スポット２
６を形成する。開口制限手段７は、実施の形態１と同様
に構成されており、波長６５０ｎｍの光ビーム２４を透
過し、その光ビーム２４の開口を制限しないものであ
る。したがって、光ビーム２４は、ほとんど光量損失す
ることなく開口制限手段７を透過する。

【００３８】次に、光ディスク９で反射した光ビーム２
７は、再び対物レンズ８、開口制限手段７を通って、ミ
ラー２５で反射し、集光レンズ２３で絞られてビームス
プリッタ２２に入射する。光ビーム２７は、波長６５０
ｎｍの光を透過するビームスプリッタ２２を直進して、
第１のモジュール２１に入射する。第１のモジュール２
１に入射した光ビーム２７は、ホログラム２１ｃで回折
され、カバーガラス２１ｄを通って光検出器２１ｂに入
射する。光検出器２１ｂは、ＳＳＤ法を用いて、光ビー
ム２４を光ディスク９の情報記録面に追従させるための
フォーカス制御信号を検出するとともに、位相差を用い
て、光ビーム２４を光ディスク９の情報記録面上のトラ
ックに追従させるためのトラッキング制御信号を検出す
る。

【００３９】同様に、図１１に示すように、実施の形態
２の光ヘッドは、波長７８０ｎｍの光の光源としての半
導体レーザ３０ａと、光ディスク１６からの反射光を分
離し空間的変化を与えるホログラム３０ｃと、その反射
光を受光する光検出器３０ｂと、カバーガラス３０ｄと
が一体に構成された第２のモジュール３０を備えてい
る。第２のモジュール３０の半導体レーザ３０ａから出
射した波長７８０ｎｍの光ビームはカバーガラス３０ｄ
を透過し、波長７８０ｎｍの光を反射するビームスプリ
ッタ２２を反射し、集光レンズ２３により集光されて若
干拡散する光ビーム３１になる。光ビーム３１はミラー
２５で反射し、開口制限手段７を通って対物レンズ８に
より結像点ｐ’に絞り込まれ、光ディスク１６の情報記
録面上に光スポット３２を形成する。開口制限手段７は
実施の形態１と同様に構成されており、波長７８０ｎｍ
の光を透過する内周部の第１の光学多層膜７ａと、波長
７８０ｎｍの光を反射する外周部の第２の光学多層膜７
ｂとからなり、光ビーム３１は開口制限され内周部の光
ビームのみが対物レンズ８に入射する。この開口制限手
段７の開口径は、ここを透過した光を対物レンズ８で絞
ったときに開口数が０．４５になるよう設定され、基材
厚１．２ｍｍの光ディスク１６に対応している。

【００４０】次に、光ディスク１６で反射した光ビーム
３３は、再び対物レンズ８、開口制限手段７を通って、
ミラー２５で反射し、集光レンズ２３で絞られてビーム
スプリッタ２２に入射する。光ビーム３３は、波長７８
０ｎｍの光を反射するビームスプリッタ２２で反射し
て、第１のモジュール３０に入射する。第２のモジュー
ル３０に入射した光ビーム３３は、ホログラム３０ｃで
回折され、カバーガラス３０ｄを通って光検出器３０ｂ
に入射する。光検出器３０ｂは、ＳＳＤ法を用いて、光
ビーム３１を光ディスク１６の情報記録面に追従させる
ためのフォーカス制御信号を検出するとともに、プッシ
ュプル法を用いて、光ビーム３１を光ディスク１６の情
報記録面上のトラックに追従させるためのトラッキング
制御信号を検出する。

【００４１】以上のような光学系を用いることにより、
波長６５０ｎｍ対応の高密度の光ディスク９の情報を記
録または再生する場合は、半導体レーザ２１ａを点灯さ
せ、光ディスク９に焦点をむすび、その反射光を光検出
器２１ｂで受光することにより、情報の記録または再生
信号および制御信号を得ることができる。また、波長７
８０ｎｍ対応の光ディスク１６の情報を記録または再生
する場合は、半導体レーザ３０ａを点灯させ、光ディス
ク１６に焦点をむすび、その反射光を光検出器３０ｂで
受光することにより、情報の記録または再生信号および
制御信号を得ることができる。

【００４２】なお、従来のレーザと検出器を一体にした
モジュールを２つ用いることで光学構成をより簡単にす
ることができ、小型で安価な光ヘッドを実現することが
できる。また、シャッターなどの機械的な開口制限手段
を使わないため、信頼性が高い。

【００４３】なお、実施の形態２の第１のモジュール２
１および第２のモジュール３０では、光ディスク９およ
び光ディスク１６からの反射光を分離する素子をホログ
ラム２１ｃおよびホログラム３０ｃとしたが、同様の効
果をプリズムで得ることもできる。

【００４４】なお、本発明の基材厚がｔ１の第１の光デ
ィスクおよび基材厚がｔ１より厚いｔ２の第２の光ディ
スクは、実施の形態１および実施の形態２の０．６ｍ
ｍ、１．２ｍｍの基材厚の光ディスクに限らず、要する
に、基材厚の異なる２種類の光ディスクでありさえすれ
ばよい。

【００４５】なお、本発明の第１の光源の光の波長およ
び第２の光源の光の波長は、実施の形態１および実施の
形態２の６５０ｎｍ、７８０ｎｍに限らず、要するに、
基材厚の異なる２種類の光ディスクに対応した２種類の
波長でありさえすればよい。

【００４６】なお、本発明の対物レンズの開口数は、実
施の形態１および実施の形態２の波長６５０ｎｍの光の
光束の開口数を０．６とするものに限らず、要するに、
基材厚がｔ１の第１の光ディスクに対応した第１の光源
の光をその光ディスクの情報面に収束する開口数であり
さえすればよい。

【００４７】なお、本発明の開口制限手段は、実施の形
態１および実施の形態２の第１の光学膜および第２の光
学膜はともに多層膜であるとし、第１の光学膜は、第１
の光学膜を透過し対物レンズで収束される波長７８０ｎ
ｍの光の光束の開口数を０．４５とするものに限らず、
要するに、基材厚の異なる２種類の光ディスクと、それ
らの光ディスクに対応した２種類の光をそれぞれの光デ
ィスクの情報面に収束する開口制限手段でありさえすれ
ばよい。

【００４８】なお、本発明の光学系は、実施の形態１お
よび実施の形態２のように、ハーフミラー、ビームスプ
リッター、対物レンズ、ミラー、開口制限手段から構成
されるものに限らず、要するに、基材厚がｔ１の第１の
光ディスクの情報面に対しては第１の波長の光の光束を
対物レンズに入力し、基材厚がｔ１より厚いｔ２の第２
の光ディスクの情報面に対しては第２の波長の光の光束
を対物レンズに入力するとともに、第１の情報面からの
第１の波長の反射光を第１の光検出器へ、また第２の情
報面からの第２の波長の反射光を第２の光検出器へ導く
光学系でありさえすればよい。

【００４９】

【発明の効果】以上説明したところから明らかなよう
に、本発明は、１つの光ヘッドで基材厚の異なる光ディ
スク、または、対応波長の異なる光ディスクの情報を記
録または再生することを可能とし、低コストで小型の光
ヘッドを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１の基材厚０．６ｍｍの光
ディスクの情報を記録または再生する場合の光ヘッドの
光学系を示す構成図

【図２】本発明の実施の形態１の基材厚１．２ｍｍの光
ディスクの情報を記録または再生する場合の光ヘッドの
光学系を示す構成図

【図３】本発明の実施の形態１および２の開口制御手段
を示す構成図

【図４】本発明の実施の形態１の第１の光学多層膜７ａ
の光の波長変化に対する透過率を示す光学特性図

【図５】本発明の実施の形態１の第２の光学多層膜７ｂ
の光の波長変化に対する透過率を示す光学特性図

【図６】本発明の実施の形態１の第１の光学多層膜７ａ
および第２の光学多層膜７ｂを透過する前後の光の波長
のずれを位相差によって示す光学特性図

【図７】本発明の実施の形態１の表１の構成の第１の光
学多層膜７ａの光の波長変化に対する透過率の計算結果
を示す光学特性図。

【図８】本発明の実施の形態１の表１の構成の第２の光
学多層膜７ｂの光の波長変化に対する透過率の計算結果
を示す光学特性図。

【図９】本発明の実施の形態１の表１の構成の第１の光
学多層膜７ａおよび第２の光学多層膜７ｂを透過する前
後の光の波長のずれの計算結果を位相差によって示す光
学特性図

【図１０】本発明の実施の形態２の基材厚０．６ｍｍの
光ディスクの情報を記録または再生する場合の光ヘッド
の光学系を示す構成図

【図１１】本発明の実施の形態２の基材厚１．２ｍｍの
光ディスクの情報を記録または再生する場合の光ヘッド
の光学系を示す構成図

【図１２】従来の光ヘッドの光学系を示す構成図

【符号の説明】

１半導体レーザ２ハーフミラー３ビームスプリッタ４集光レンズ５光ビーム６ミラー７開口制限手段７ａ第１の光学多層膜７ｂ第２の光学多層膜８対物レンズ９光ディスク１０光スポット１１光ビーム１２検出レンズ１３光検出器１４モジュール１４ａ半導体レーザ１４ｂ光検出器１４ｃホログラム１４ｄカバーガラス１５光ビーム１６光ディスク１７光スポット１８光ビーム２１第１のモジュール２１ａ半導体レーザ２１ｂ光検出器２１ｃホログラム２１ｄカバーガラス２２ビームスプリッタ２３集光レンズ２４光ビーム２５ミラー２６光スポット２７光ビーム３０第２のモジュール３０ａ半導体レーザ３０ｂ光検出器３０ｃホログラム３０ｄカバーガラス３１光ビーム３２光スポット３３光ビーム４０光ヘッド４１半導体レーザ４２集光レンズ４３光ビーム４４ハーフミラー４５ミラー４６対物レンズ４７光スポット４８絞りレンズ４９シリンドリカルレンズ５０光検出器５１対物レンズ駆動装置６０光ヘッド６１半導体レーザ６２集光レンズ６３光ビーム６４ハーフミラー６５ミラー６６対物レンズ６７光スポット６８絞りレンズ６９シリンドリカルレンズ７０光検出器７１対物レンズ駆動装置ｐ光ディスク９の情報記録面上の結像点ｐ’ 光ディスク１６の情報記録面上の結像点Ａ面基準面Ｂ面２つの光学多層膜のうち厚い方の光学多層膜の
光束出射面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１の波長の光を出射する第１の光源と、
第２の波長の光を出射する第２の光源と、対物レンズ
と、基材厚がｔ１の第１の光ディスクの情報面に対して
は前記第１の波長の光の光束を前記対物レンズに入力
し、基材厚が前記ｔ１より厚いｔ２の第２の光ディスク
の情報面に対しては前記第２の波長の光の光束を前記対
物レンズに入力するとともに、前記第１の情報面からの
前記第１の波長の反射光を第１の光検出器へ、また前記
第２の情報面からの前記第２の波長の反射光を第２の光
検出器へ導く光学系と、前記光学系の中に配置され、前
記第１の波長の光および前記第２の波長の光を透過する
第１の光学膜および、前記第１の光学膜の周囲に存在
し、前記第１の波長の光を透過し前記第２の波長の光を
反射する第２の光学膜を有し、前記第２の波長の光の光
束の開口を制限する開口制限手段とを備えたことを特徴
とする光ヘッド。
【請求項２】前記対物レンズは、前記第１の光ディスク
の情報面に前記第１の波長の光の波面収差を小さくする
ように収束する構成とし、前記第２の光源の位置は、前
記第２の光ディスクの情報面に収束する前記第２の波長
の光の波面収差を小さくする位置であることを特徴とす
る請求項１記載の光ヘッド。
【請求項３】前記第１の波長が６５０±２０ｎｍ、前記
第２の波長が７８０±３０ｎｍまたは８３０±３０ｎｍ
であることを特徴とする請求項１または２のいずれかに
記載の光ヘッド。
【請求項４】前記第１の光ディスクの前記基材厚ｔ１が
実質上０．６ｍｍ、前記第２の光ディスクの前記基材厚
ｔ２が実質上１．２ｍｍであることを特徴とする請求項
１から３のいずれかに記載の光ヘッド。
【請求項５】前記対物レンズは、前記第１の波長の光の
光束の開口数が実質上０．６であるように構成されてい
ることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の
光ヘッド。
【請求項６】前記開口制限手段の前記第１の光学膜は、
その第１の光学膜を透過し前記対物レンズで収束される
前記第２の波長の光の光束の開口数が、実質上０．４５
であるように構成されていることを特徴とする請求項１
から５のいずれかに記載の光ヘッド。
【請求項７】前記開口制限手段は、前記第１の光学膜を
透過した前記第１の波長の光の波長と、前記第２の光学
膜を透過した前記第１の波長の光の波長との位相差を前
記第１の波長の光の１／８波長以下にすることを特徴と
する請求項１から６のいずれかに記載の光ヘッド。
【請求項８】前記第１の光学膜を透過する光の波長の変
化に対するそれら透過した光の透過前後の位相のずれの
割合（変化率）と、前記第２の光学膜を透過する光の波
長の変化に対するそれら透過した光の透過前後の位相の
ずれの割合（変化率）とが、前記第１の波長の近傍の範
囲内で、実質上等しいことを特徴とする請求項１から７
のいずれかに記載の光ヘッド。
【請求項９】前記第１の光学膜および前記第２の光学膜
はそれぞれ独立な多層膜であることを特徴とする請求項
１から８のいずれかに記載の光ヘッド。
【請求項１０】前記第１の光学多層膜の層数が前記第２
の光学多層膜の層数より多いことを特徴とする請求項９
記載の光ヘッド。
【請求項１１】請求項１から１０のいずれかに記載の光
ヘッドを用いることを特徴とする光ディスク装置。