JPH10255307A - 多焦点光ビーム生成装置、多焦点ピックアップ及び情報再生装置 - Google Patents

多焦点光ビーム生成装置、多焦点ピックアップ及び情報再生装置

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JPH10255307A
JPH10255307A JP9059625A JP5962597A JPH10255307A JP H10255307 A JPH10255307 A JP H10255307A JP 9059625 A JP9059625 A JP 9059625A JP 5962597 A JP5962597 A JP 5962597A JP H10255307 A JPH10255307 A JP H10255307A
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JP
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light
light beam
reflected
incident
multifocal
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JP9059625A
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Inventor
Akira Miura
章 三浦
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Pioneer Corp
Original Assignee
Pioneer Electronic Corp
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
    • G11B7/1362—Mirrors
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B2007/0003—Recording, reproducing or erasing systems characterised by the structure or type of the carrier
    • 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

Abstract

(57)【要約】 【課題】 不要な光ビームの反射光が光検出器に照射さ
れることなくＣＤとＤＶＤの双方の再生が可能な複数の
焦点を有する光ビームを出射する多焦点光ビーム生成装
置及び多焦点ピックアップ並びに情報再生装置を提供す
る。 【解決手段】 外部から入射した光ビームＬの一部を部
分光ビームＬ1として反射して対物レンズ１１に入射さ
せてＤＶＤ１上に集光させると共に、光ビームＬの他の
一部を部分光ビームＬ2として透過するハーフミラー面
ＨＭと、部分光ビームＬ2を反射し、対物レンズ１１に
入射させてＣＤ２上に集光させる反射面ＲＭと、を備え
た二焦点ミラー１０を備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＣＤ（Compact Di
sk）とＤＶＤ（ＣＤと同じ大きさで記憶容量を飛躍的に
向上させた高記録密度ディスク）のように、ディスク表
面から情報記録面までの保護層の厚さが相互に異なる複
数種類のディスクを一の情報再生装置で取り扱うため
の、相互に異なる位置に焦点を形成する複数の光ビーム
を生成する光ピックアップの技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】近年、従来のＣＤよりも記憶容量を飛躍
的に向上させ、一本の映画等が記録可能な高密度記録媒
体であるＤＶＤの開発が盛んに行われており、この中
で、ＤＶＤとＣＤの双方を再生することが可能なＣＤ／
ＤＶＤコンパチブル再生機の開発が活発である。
【０００３】ここで、ＣＤとＤＶＤの構造を比較する
と、高密度化の要請から、ＤＶＤの保護層の厚さはＣＤ
の保護層の約半分の厚さ（０．６ｍｍ）とされている。
従って、一焦点の光ピックアップを用いて双方のディス
クを再生しようとすると、例えば、ＤＶＤに最適となる
ように集光すると、ＣＤに対しては光ビームが通過する
保護層がＤＶＤより厚いので、光ビームに球面収差等の
収差が著しく発生し、これによりＣＤに対して最適に集
光することができないという問題点がある。
【０００４】また、ＣＤとＤＶＤでは、記録のために形
成されている情報ピットの大きさが異なる（より具体的
には、ＣＤに形成されている情報ピットのうち、最短ピ
ットの長さが約０．８７μｍであるのに対し、ＤＶＤで
は最短ピット長は約０．４μｍとなる。）ので、夫々の
情報ピットを正確に読み取るためには、夫々の情報ピッ
トの大きさに対して最適な大きさの光スポットをＣＤ又
はＤＶＤ上に形成する必要がある。
【０００５】ここで、光スポットの大きさ（直径）は、
光ビームの波長と当該光ビームを情報記録面に集光する
ための対物レンズの開口数との比に比例する。すわな
ち、光ビームの波長を一定とすると、開口数が大きくな
るほど光スポットの大きさは小さくなる。従って、一焦
点の光ピックアップでＣＤ及びＤＶＤを再生する場合、
光ビームの波長を一定として、開口数を、例えばＤＶＤ
の情報ピットに適合するようにすると、ＣＤの情報ピッ
トに対しては、光スポットが小さくなりすぎ、当該ＣＤ
を再生する際の再生信号に歪が生じてしまい、正確な読
み取りができないという問題点がある。
【０００６】そこで、上記の各問題点を解決するため
に、同一直線上の異なる位置に焦点を結ぶと共に、各情
報ピットの大きさに対応して適切な大きさの光スポット
を形成する二つの光ビームを照射することが可能な二焦
点レンズを備える二焦点光ピックアップが開発されてい
る。この二焦点レンズについて、図５を用いて説明す
る。
【０００７】図５（ａ）に示すように、二焦点レンズ
は、ホログラム回折素子等の回折素子Ｈと対物レンズＲ
を同一光路上に配置したもので、コリメータレンズＣで
平行光線とされた光ビームＬを回折素子Ｈにより０次光
と±１次光の三つの光ビームに分離し、このうち０次光
と＋１次光の対物レンズＲに対する仮想的な発光点位置
（対物レンズＲのＤＶＤ又はＣＤ側から視た場合の、分
離後の０次光と＋１次光夫々の発光点の位置。当該０次
光の進路と＋１次光の進路とが異なっていることから、
分離後の進路に基づいて設定される夫々の光ビームの発
光点は異なっているように仮想できる。）が異なること
を利用して、当該０次光と＋１次光を同一直線上の異な
る位置に焦点を結ばせるものである。このとき、光ビー
ムＬのうち、回折素子Ｈを透過した光ビームが０次光と
なり、回折素子Ｈの回折パターンによって回折された光
ビームが＋１次光となる。
【０００８】焦点位置についてより具体的には、通常、
０次光と比較して＋１次光の方が対物レンズＲから遠い
位置に焦点を結ぶように構成され、０次光がＤＶＤの情
報記録面に最適に集光すると共に、図５（ｂ）に示すよ
うに＋１次光がＣＤの情報記録面に最適に集光するよう
に設定される。
【０００９】この二焦点レンズを用いると、一の光ピッ
クアップを用いてＣＤとＤＶＤの双方を再生することが
できる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来の二焦点ピックアップにおいては、回折格子Ｈによ
り光ビームＬを分離しているため、本来ＣＤ又はＤＶＤ
に照射すべき０次光又は＋１次光以外に−１次光やそれ
以外の高次光等の不要光が発生する。また、ＤＶＤを再
生する際には＋１次光も不要光となり、反対にＣＤを再
生する際には０次光が不要光となる。そして、これらの
不要光が、本来検出すべき光ビーム以外のいわゆる迷光
として、ＣＤ又はＤＶＤからの反射光を検出する光検出
器に戻る場合が生じ、このときには当該迷光による検出
出力が雑音として本来検出すべき検出信号に混入し、正
確な情報再生ができなくなる場合があるという問題点が
あった。
【００１１】そこで、本発明は、上記の問題点に鑑みて
為されたもので、その課題は、不要な光ビームの反射光
による迷光が光検出器に照射されることなくＣＤとＤＶ
Ｄの双方を再生するための複数の焦点を有する光ビーム
を出射することが可能な多焦点光ビーム生成装置及びそ
れを用いた多焦点ピックアップ並びにそれらを用いた情
報再生装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１に記載の発明は、外部から入射した入射
光ビームの一部を反射光として第１の方向に反射して集
光手段に入射させると共に、前記入射光ビームの他の一
部を透過光として透過するハーフミラー面と、前記透過
光を前記第１の方向と異なる方向に夫々反射し、前記集
光手段に入射させる一又は複数の反射面と、を備えた二
焦点ミラー等のミラーと、前記反射光の集光位置及び夫
々の前記反射面で反射された透過光の集光位置が相互に
異なるように、当該反射光と当該透過光とを夫々別個に
集光させる対物レンズ等の前記集光手段と、を備える。
【００１３】請求項１に記載の発明の作用によれば、ミ
ラーに含まれるハーフミラー面は、入射光ビームの一部
を反射光として第１の方向に反射して集光手段に入射さ
せると共に、当該入射光ビームの他の一部を透過光とし
て透過する。
【００１４】そして、ミラーに含まれる一又は複数の反
射面は、透過光を第１の方向と異なる方向に夫々反射
し、集光手段に入射させる。
【００１５】これらにより、上記集光手段は、反射光の
集光位置及び夫々の反射面で反射された透過光の集光位
置が相互に異なるように、当該反射光と当該透過光とを
夫々別個に集光させる。
【００１６】よって、ハーフミラー面で分離された反射
光と透過光を用いて相互に異なる焦点位置を有する複数
の光ビームを生成できるので、入射光を回折格子等によ
り回折させて異なる焦点位置の光ビームを生成する場合
に比して不要な回折光の発生を伴わずに異なる焦点位置
を有する複数の光ビームを生成することができる。
【００１７】上記の課題を解決するために、請求項２に
記載の発明は、外部から入射した入射光ビームの一部を
第１反射光として第１の方向に反射して集光手段に入射
させると共に、前記入射光ビームの他の一部を透過光と
して透過するハーフミラー面と、少なくとも前記透過光
の一部を第２反射光として前記第１の方向と異なる第２
の方向に反射し、前記集光手段に入射させる反射面と、
を備えた二焦点レンズ等のミラーと、前記第１反射光の
集光位置と前記第２反射光の集光位置とが異なるよう
に、当該第１反射光と当該第２反射光とを夫々別個に集
光させる対物レンズ等の前記集光手段と、を備える。
【００１８】請求項２に記載の発明の作用によれば、ミ
ラーに含まれるハーフミラー面は、入射光ビームの一部
を第１反射光として第１の方向に反射して集光手段に入
射させると共に、当該入射光ビームの他の一部を透過光
として透過する。
【００１９】そして、ミラーに含まれる反射面は、少な
くとも透過光の一部を第２反射光として第１の方向と異
なる第２の方向に反射し、集光手段に入射させる。
【００２０】これらにより、集光手段は、第１反射光の
集光位置と第２反射光の集光位置とが異なるように、当
該第１反射光と当該第２反射光とを夫々別個に集光させ
る。
【００２１】よって、ハーフミラー面で分離された第１
反射光と反射面で反射された第２反射光を用いて相互に
異なる焦点位置の光ビームを生成できるので、入射光を
回折格子等により回折させて異なる焦点位置の光ビーム
を生成する場合に比して不要な回折光の発生を伴わずに
異なる焦点位置の光ビームを生成することができる。
【００２２】上記の課題を解決するために、請求項３に
記載の発明は、請求項１又は２に記載の多焦点光ビーム
生成装置において、前記ハーフミラー面と前記反射面と
は、夫々の曲率が相互に異なって前記ミラーを形成して
いるように構成される。
【００２３】請求項３に記載の発明の作用によれば、請
求項１又は２に記載の発明の作用に加えて、ハーフミラ
ー面と反射面とは、夫々の曲率が相互に異なってミラー
を形成しているので、確実に第１の方向と第２の方向と
を異ならせることができる。
【００２４】上記の課題を解決するために、請求項４に
記載の発明は、請求項３に記載の多焦点光ビーム生成装
置において、前記反射面は、前記入射光ビームに対し
て、当該入射光ビームの発散角を小とする曲率を有する
凹面であることように構成される。
【００２５】請求項４に記載の発明の作用によれば、請
求項３に記載の発明の作用に加えて、反射面が入射光ビ
ームに対して、当該入射光ビームの発散角を小とする曲
率を有する凹面であるので、ミラーと入射光ビームの発
散角を小とする（すなわち、入射光ビームをより平行光
線に近づける）コリメータレンズ（或は凸レンズ）とを
兼用とすることができる。
【００２６】上記の課題を解決するために、請求項５に
記載の発明は、請求項１、３又は４のいずれか一項に記
載の多焦点光ビーム生成装置と、前記入射光ビームを出
射するレーザダイオード等の出射手段と、光ディスク等
の情報記録媒体上に前記反射光又は前記透過光のうちい
ずれか一方を集光させる前記集光手段と、前記反射光又
は前記透過光の前記情報記録媒体からの戻り光を夫々受
光して検出信号を出力するディテクタ等の受光手段と、
を備える。
【００２７】請求項５に記載の発明の作用によれば、請
求項１、３又は４のいずれか一項に記載の多焦点光ビー
ム生成装置は、焦点位置の異なる複数の光ビームを生成
する。
【００２８】このとき、出射手段は、上記入射光ビーム
を出射する。
【００２９】また、集光手段は、情報記録媒体上に反射
光又は透過光のうちいずれか一方を集光させる。
【００３０】そして、受光手段は、反射光又は透過光の
情報記録媒体からの戻り光を夫々受光して検出信号を出
力する。
【００３１】よって、不要な回折光の発生を伴わずに生
成された焦点位置の異なる複数の光ビームの戻り光に基
づいて検出信号が出力されるので、当該検出信号に不要
な回折光の戻り光に基づく雑音成分が混入することがな
く、検出信号の品質を向上させることができる。
【００３２】また、入射光ビームを情報記録媒体の方向
へ指向するミラーと、異なる焦点距離の複数の光ビーム
を生成するミラーとを兼用できるので、ピックアップの
構成を簡略化できる。
【００３３】上記の課題を解決するために、請求項６に
記載の発明は、請求項２から４のいずれか一項に記載の
多焦点光ビーム生成装置と、前記入射光ビームを出射す
るレーザダイオード等の出射手段と、光ディスク等の情
報記録媒体上に前記第１反射光又は前記第２反射光のう
ちいずれか一方を集光させる前記集光手段と、集光され
た前記第１反射光又は前記第２反射光の情報記録媒体か
らの夫々の戻り光を受光して検出信号を出力するディテ
クタ等の受光手段と、を備える。
【００３４】請求項６に記載の発明の作用によれば、請
求項２から４のいずれか一項に記載の多焦点光ビーム生
成装置は、焦点位置の異なる第１反射光と第２反射光の
二つの光ビームを生成する。
【００３５】このとき、出射手段は、上記入射光ビーム
を出射する。
【００３６】また、集光手段は、情報記録媒体上に第１
反射光又は第２反射光のうちいずれか一方を集光させ
る。
【００３７】そして、受光手段は、第１反射光又は第２
反射光の情報記録媒体からの夫々の戻り光を受光して検
出信号を出力する。
【００３８】よって、不要な回折光の発生を伴わずに生
成された焦点位置の異なる二つの光ビームの戻り光に基
づいて検出信号が出力されるので、当該検出信号に不要
な回折光の戻り光に基づく雑音成分が混入することがな
く、検出信号の品質を向上させることができる。
【００３９】また、入射光ビームを情報記録媒体の方向
へ指向するミラーと、異なる焦点距離の複数の光ビーム
を生成するミラーとを兼用できるので、ピックアップの
構成を簡略化できる。
【００４０】上記の課題を解決するために、請求項７に
記載の発明は、請求項５又は６に記載の多焦点ピックア
ップと、前記検出信号に基づいて、前記情報記録媒体に
記録されている情報に対応する再生信号を出力する再生
回路等の再生手段と、を備える。
【００４１】請求項７に記載の発明の作用によれば、請
求項５又は６に記載の多焦点ピックアップは夫々の作用
に従って上記検出信号を出力するそして、再生手段は、
検出信号に基づいて、情報記録媒体に記録されている情
報に対応する再生信号を出力する。
【００４２】よって、検出信号に不要な回折光の戻り光
に基づく雑音成分が混入することがないので、再生信号
の品質を向上させることができる。
【００４３】
【発明の実施の形態】次に、本発明に好適な実施の形態
について、図面に基づいて説明する。
【００４４】（Ｉ）第１実施形態 始めに、図１を用いて、第１実施形態に係る光学式情報
再生装置の構成について説明する。ここで、図１に示す
光学式情報再生装置Ｓは、ＤＶＤからの情報再生とＣＤ
からの情報再生とで共通とされ、図１（ａ）はＤＶＤ１
からの情報再生の場合について示し、図１（ｂ）はＣＤ
２からの情報再生の場合について示している。
【００４５】図１に示すように、第１実施形態に係る光
学式情報再生装置Ｓは、出射手段としてのレーザダイオ
ードＤと、ハーフミラーＭと、コリメータレンズＣと、
二焦点ミラー１０と、集光手段としての対物レンズ１１
と、受光手段としてのフォトディテクタ１３と、再生手
段としての再生回路１４とにより構成されている。
【００４６】また、二焦点ミラー１０は、入射した光ビ
ームＬの一部を部分光ビームＬ1として反射すると共
に、当該光ビームＬの他の一部を部分光ビームＬ2とし
て透過するハーフミラー面ＨＭと、ハーフミラー面ＨＭ
を透過した部分光ビームＬ2を全反射する反射面ＲＭと
により構成されている。
【００４７】次に動作を説明する。
【００４８】先ず、図１（ａ）を用いてＤＶＤ１からの
情報再生の場合の動作について説明する。
【００４９】レーザダイオードＤから出射された光ビー
ムＬは、ハーフミラーＭによりその一部が反射され、コ
リメータレンズＣによって平行な光束にされた後、二焦
点ミラー１０に入射する。
【００５０】そして、二焦点ミラー１０に入射した光ビ
ームＬのうち、その一部がハーフミラー面ＨＭにおいて
反射され、部分光ビームＬ1として対物レンズ１１に照
射され、当該対物レンズ１１において集光されてＤＶＤ
１の情報記録面上に集光されて当該情報記録面により反
射される。そして、当該反射光が部分光ビームＬ1の情
報記録面に到達するまでの光路と同じ光路を通過して再
び二焦点ミラー１０に入射し、その後、コリメータレン
ズＣを通ってハーフミラーＭによりその一部が透過され
ることによって部分光ビームＬ1に対して非点収差が与
えられた後に当該部分光ビームＬ1がフォトディテクタ
１３に入射し、当該反射光に対応する受光信号Ｓrが出
力される。フォトディテクタ１３から出力された受光信
号Ｓrは再生回路１４において、Ｄ／Ａ変換、デインタ
ーリーブ、復調等の必要な処理が行われ、再生出力とし
て出力される。
【００５１】ここで、フォトディテクタ１３は、十文字
型の分割線により四つに分割されており、分割された夫
々の受光素子のうち、対向する二つづつの受光素子から
出力される受光信号が加算されて非点収差法によるフォ
ーカスサーボ制御に用いられ、また、四つの受光素子の
受光信号を全て加算した信号（上記受光信号Ｓr）に基
づいて再生回路１４においてＲＦ（Radio Frequency ）
信号が生成され、このＲＦ信号が再生出力として出力さ
れる。
【００５２】次に、図１（ｂ）を用いてＣＤ２からの情
報再生の場合の動作について説明する。
【００５３】図１（ａ）の場合と同様に、レーザダイオ
ードＤから出射された光ビームＬは、ハーフミラーＭ及
びコリメータレンズＣを介して二焦点ミラー１０に入射
する。
【００５４】そして、二焦点ミラー１０に入射した光ビ
ームＬのうち、ハーフミラー面ＨＭを透過した部分光ビ
ームＬ2が反射面ＲＭにおいて全反射されて対物レンズ
１１に照射され、当該対物レンズ１１において集光され
てＣＤ２の情報記録面上に集光されて当該情報記録面に
より反射される。そして、当該反射光が部分光ビームＬ
2の情報記録面に到達するまでの光路と同じ光路を通過
して再び二焦点ミラー１０に入射し、その後、図１
（ａ）の場合と同様に、コリメータレンズＣ、ハーフミ
ラーＭを介してフォトディテクタ１３に入射し、当該反
射光に対応する受光信号Ｓrが出力される。その後、再
生回路１４において再生処理が施され、再生出力が出力
される。
【００５５】この動作において、二焦点ミラー１０内の
ハーフミラー面ＨＭの角度及び配置位置は、反射した部
分光ビームＬ1が対物レンズ１１によって集光された時
ＤＶＤ１の情報記録面上に最適集光する位置とされてい
る。
【００５６】一方、二焦点ミラー１０内の反射面ＲＭの
曲率、角度及び配置位置は、反射した部分光ビームＬ2
が対物レンズ１１によって集光された時ＣＤ２の情報記
録面上で球面収差が補正され、最適集光するような曲
率、角度及び配置位置とされている。
【００５７】更に、上記図１（ａ）に示す場合（ＤＶＤ
１からの情報再生）においては、上記部分光ビームＬ1
の他に当然に部分光ビームＬ2（図１（ａ）中点線で示
す。）が生成されて反射面ＲＭにより全反射され、対物
レンズ１１を介してＤＶＤ１の情報記録面に到達するこ
ととなるが、この部分光ビームＬ2は、集光する前に当
該情報記録面で反射されることとなるので、その反射光
の光路が上記部分光ビームＬ1の光路と重なることはな
く、従って、当該部分光ビームＬ2の反射光がフォトデ
ィテクタ１３上で集光することはない。
【００５８】また、上記図１（ｂ）に示す場合（ＣＤ２
からの情報再生）においては、上記部分光ビームＬ2の
他に当然に部分光ビームＬ1（図１（ｂ）中点線で示
す。）が生成されて対物レンズ１１を介してＣＤ２の情
報記録面に到達することとなるが、この部分光ビームＬ
1は、集光した後に当該情報記録面で反射されることと
なるので、その反射光の光路が上記部分光ビームＬ2の
光路と重なることはなく、従って、当該部分光ビームＬ
1の反射光がフォトディテクタ１３上で集光することは
ない。
【００５９】次に、上記二焦点ミラー１０の具体的な構
成について、図２を用いて説明する。
【００６０】二焦点ミラー１０の具体的な構成としては
種々のものが考えられるが、例えば、一体成形で二焦点
ミラー１０を構成する場合には、図２（ａ）に示すよう
に、樹脂又はガラスにより、一方の面が平面で、他方の
面が上記反射面ＲＭとしての球面を備える二焦点ミラー
１０を形成し、当該平面部の表面にハーフミラーコート
を施すことにより当該平面部をハーフミラー面ＨＭと
し、球面部の表面に反射コートを施すことにより当該球
面部を反射面ＲＭとすることができる。
【００６１】また、二種類の異なる材料により構成する
場合には、図２（ｂ）に示すように、平面形状のガラス
部１０Ａと、一方の面が平面で、他方の面が上記反射面
ＲＭとしての球面を備える樹脂部１０Ｂを接合すること
により二焦点ミラー１０を形成し、ガラス部１０Ａの接
合されていない面の表面にハーフミラーコートを施すこ
とによりハーフミラー面ＨＭとし、樹脂部１０Ｂの接合
されていない面の表面に反射コートを施すことにより反
射面ＲＭとすることができる。
【００６２】更に、二枚のレンズを接合して二焦点ミラ
ー１０を構成する場合には、図２（ｃ）に示すように、
ガラス又は樹脂により形成された平面レンズ１０Ｃと、
一方の面が平面で、他方の面が上記反射面ＲＭとしての
球面を備え、ガラス又は樹脂により形成された球面レン
ズ１０Ｄを透明な接着剤１０Ｅにより接合することによ
り二焦点ミラー１０を形成し、平面レンズ１０Ｃの接合
されていない面の表面にハーフミラーコートを施すこと
によりハーフミラー面ＨＭとし、球面レンズ１０Ｂの接
合されている面に反射コートを施すことにより反射面Ｒ
Ｍとすることができる。
【００６３】次に、ハーフミラー面ＨＭと反射面ＲＭの
形状の設計方法について、図１を用いて説明する。
【００６４】始めに、ハーフミラー面ＨＭについては、
部分光ビームＬ1が対物レンズ１１とＤＶＤ１の保護層
（具体的には、厚さ０．６mm、屈折率約１．５８であ
る。）を透過すると共に夫々において屈折され、ＤＶＤ
１の情報記録面に到達した時に収差（特に球面収差）が
最小となるように当該ハーフミラー面ＨＭの形状（第１
実施形態においては平面であるとしたが、これに限ら
ず、上記条件を満たすのであれば球面形状でもよい。）
が決定される。
【００６５】同様に、反射面ＲＭについては、部分光ビ
ームＬ2が対物レンズ１１とＣＤ２の保護層（具体的に
は、厚さ1．２mm、屈折率約１．５８である。）と、ハ
ーフミラー面ＨＭと反射面ＲＭの間の透明材料（一般的
には、樹脂又はガラス）を透過すると共に夫々において
屈折され、ＣＤ２の情報記録面に到達した時に収差（特
に球面収差）が最小となるように当該反射面ＲＭの球面
形状が決定される。
【００６６】なお、実際には、ハーフミラー面ＨＭと反
射面ＲＭの形状の設計において考慮すべき要素は、上記
の他に、対物レンズ１１の形状、夫々のディスク上のピ
ット形状等がある。
【００６７】以上説明したように、第１実施形態の光学
式情報再生装置Ｓによれば、ハーフミラー面ＨＭで分離
された部分光ビームＬ1と部分光ビームＬ2を用いて相互
に異なる焦点位置を有する光ビームを生成できるので、
光ビームＬを回折格子等により回折させて異なる焦点位
置の光ビームを生成する場合に比して不要な回折光の発
生を伴わずに異なる焦点位置を有する複数の光ビームを
生成することができる。
【００６８】また、ハーフミラー面ＨＭと反射面ＲＭと
は、夫々の曲率が相互に異なってミラーを形成している
ので、確実に部分光ビームＬ1の反射方向と部分光ビー
ムＬ2の反射方向とを異ならせることができる。
【００６９】更に、不要な回折光の発生を伴わずに生成
された焦点位置の異なる複数の光ビームの反射光に基づ
いて検出信号Ｓrが出力されるので、当該検出信号Ｓrに
不要な回折光の反射光に基づく雑音成分が混入すること
がなく、検出信号Ｓrの品質を向上させることができ
る。
【００７０】また、光ビームＬをＤＶＤ１又はＣＤ２の
方向へ指向するミラーと、異なる焦点位置の複数の光ビ
ームを生成するミラーとを兼用できるので、ピックアッ
プの構成を簡略化できる。
【００７１】更にまた、検出信号Ｓrに不要な回折光の
反射光に基づく雑音成分が混入することがないので、再
生信号の品質を向上させることができる。
【００７２】ここで、特に、光ビームＬを回折格子等に
より回折させて異なる焦点位置の光ビームを生成する場
合と本実施形態の場合との効果について比較説明する。
【００７３】一般に、回折格子により光ビームＬを回折
させて生成される異なる焦点位置の光ビームは、例え
ば、０次光又は＋１次光と呼ばれているが、この０次光
又は＋１次光を得るためには、回折格子の断面形状を、
例えば、鋸歯状、矩形状又はいわゆるブレーズ状（階段
状）とすることが必要であるが、このような断面形状を
有する透過型の回折格子を製作するには高度な技術が必
要になってくる。
【００７４】また、回折格子により生成された０次光又
は＋１次光夫々の効率については、矩形状パターンでは
５８％、鋸歯状パターンでは８１％、ブレーズパターン
では７７％が夫々の理論最大値である。
【００７５】更に、回折格子により０次光又は＋１次光
を生成する際には、上述にように、迷光としての高次光
が必ず発生して再生出力に悪影響を与えてしまう。
【００７６】これに対して、本実施形態の二焦点ミラー
１０におけるハーフミラー面ＨＭ及び反射面ＲＭは現在
確立されている技術で容易に形成できると共に、効率に
ついては、部分光ビームＬ1及びＬ2の光量を等しくする
場合を考えると、ハーフミラー面ＨＭの透過率を６２％
とし、反射面ＲＭの約１００％とすることにより、夫々
の効率を約７６％とすることができ、従って、簡易な加
工工程により上記ブレーズパターンの場合と同等の効率
を得ることができる。
【００７７】更に、二焦点ミラー１０によれば、上述の
ように部分光ビームＬ1又はＬ2が相互に迷光となること
もない。
【００７８】（Ｉ）第２実施形態 次に、図３を用いて、本発明に係る他の実施形態である
第２実施形態に係る光学式情報再生装置の構成について
説明する。
【００７９】なお、上述の第１実施形態においては、コ
リメータレンズＣを含む構成について説明したが、以下
に説明する第２実施形態は、当該コリメータレンズＣの
機能をも二焦点ミラー１０に担わせた実施形態である。
ここで、図３に示す光学式情報再生装置Ｓ’は、ＤＶＤ
からの情報再生とＣＤからの情報再生とで共通とされ、
図３（ａ）はＣＤ２からの情報再生の場合について示
し、図３（ｂ）はＤＶＤ１からの情報再生の場合につい
て示している。
【００８０】図３に示すように、第２実施形態に係る光
学式情報再生装置Ｓ’は、第１実施形態の光学式情報再
生装置ＳからコリメータレンズＣを除くと共に、第１実
施形態の二焦点ミラー１０を二焦点ミラー１０’とした
構成となっている。これにより、ハーフミラーＭで反射
された光ビームＬは発散しつつ二焦点ミラー１０’に入
射することとなる。
【００８１】一方、二焦点ミラー１０’は、発散しつつ
入射した光ビームＬの一部を部分光ビームＬ1として反
射してＣＤ２上に集光させると共に、当該光ビームＬの
他の一部を部分光ビームＬ2として透過するハーフミラ
ー面ＨＭと、ハーフミラー面ＨＭを透過した部分光ビー
ムＬ2を全反射してＤＶＤ１上に集光させる反射面Ｒ
Ｍ’とにより構成されている。ここで、上記反射面Ｒ
Ｍ’は、発散しつつ当該反射面ＲＭ’に入射する部分光
ビームＬ2の発散角（部分光ビームＬ2を円錐状に発散し
つつ進行する光ビームと看做した場合の当該円錐の頂角
の半分）を小さくして当該部分光ビームＬ2をより平行
光束に近づけるために、当該部分光ビームＬ2に対して
凹面形状とされている。
【００８２】次に動作を説明する。
【００８３】先ず、図３（ａ）を用いてＣＤ２からの情
報再生の場合の動作について説明する。
【００８４】レーザダイオードＤから出射された光ビー
ムＬは、ハーフミラーＭによりその一部が反射され、そ
のまま二焦点ミラー１０’に入射する。
【００８５】そして、二焦点ミラー１０’に入射した光
ビームＬのうち、その一部がハーフミラー面ＨＭにおい
て反射され、部分光ビームＬ1として対物レンズ１１に
照射され、当該対物レンズ１１において集光されてＣＤ
２の情報記録面上に集光されて当該情報記録面により反
射される。そして、当該反射光が部分光ビームＬ1の情
報記録面に到達するまでの光路と同じ光路を通過して再
び二焦点ミラー１０’に入射し、その後ハーフミラーＭ
によりその一部が透過され、部分光ビームＬ1に対して
非点収差が与えられた後に当該部分光ビームＬ1がフォ
トディテクタ１３に入射し、当該反射光に対応する受光
信号Ｓrが出力され、再生回路１４において再生処理が
施されて再生出力として出力される。
【００８６】次に、図３（ｂ）を用いてＤＶＤ１からの
情報再生の場合の動作について説明する。
【００８７】図３（ａ）の場合と同様に、レーザダイオ
ードＤから出射された光ビームＬは、ハーフミラーＭを
介して二焦点ミラー１０’に入射する。
【００８８】そして、二焦点ミラー１０’に入射した光
ビームＬのうち、ハーフミラー面ＨＭを透過した部分光
ビームＬ2が反射面ＲＭ’において全反射されて対物レ
ンズ１１に照射され、当該対物レンズ１１において集光
されてＤＶＤ１の情報記録面上に集光されて当該情報記
録面により反射される。そして、当該反射光が部分光ビ
ームＬ2の情報記録面に到達するまでの光路と同じ光路
を通過して再び二焦点ミラー１０’に入射し、その後、
図３（ａ）の場合と同様に、ハーフミラーＭを介してフ
ォトディテクタ１３に入射し、当該反射光に対応する受
光信号Ｓrが出力される。その後、再生回路１４におい
て再生処理が施され、再生出力が出力される。
【００８９】この動作において、二焦点ミラー１０’内
のハーフミラー面ＨＭの角度及び配置位置は、反射した
部分光ビームＬ1が対物レンズ１１によって集光された
時ＣＤ２の情報記録面上に最適集光する位置とされてい
る。
【００９０】一方、二焦点ミラー１０’内の反射面Ｒ
Ｍ’の凹面鏡としての曲率、角度及び配置位置は、反射
した部分光ビームＬ2が対物レンズ１１によって集光さ
れた時ＤＶＤ１の情報記録面上に最適集光するような曲
率、角度及び配置位置とされている。
【００９１】更に、上記図３（ａ）に示す場合（ＣＤ２
からの情報再生）においては、第１実施形態と同様に、
上記部分光ビームＬ1の他に部分光ビームＬ2（図３
（ａ）中点線で示す。）が生成されて反射面ＲＭ’によ
り全反射され、対物レンズ１１を介してＣＤ２の情報記
録面に到達することとなるが、この部分光ビームＬ
2は、集光した後に当該情報記録面で反射されることと
なるので、その反射光の光路が上記部分光ビームＬ1の
光路と重なることはなく、従って、当該部分光ビームＬ
2の反射光がフォトディテクタ１３上で集光することは
ない。
【００９２】また、上記図３（ｂ）に示す場合（ＤＶＤ
１からの情報再生）においては、上記部分光ビームＬ2
の他に部分光ビームＬ1（図３（ｂ）中点線で示す。）
が生成されて対物レンズ１１を介してＤＶＤ１の情報記
録面に到達することとなるが、この部分光ビームＬ
1は、集光する前に当該情報記録面で反射されることと
なるので、その反射光の光路が上記部分光ビームＬ2の
光路と重なることはなく、従って、当該部分光ビームＬ
1の反射光がフォトディテクタ１３に到達することはな
い。
【００９３】次に、ハーフミラー面ＨＭと反射面ＲＭ’
の形状の設計方法について、図３を用いて説明する。
【００９４】始めに、ハーフミラー面ＨＭについては、
部分光ビームＬ1が対物レンズ１１とＣＤ２の保護層
（具体的には、厚さ１．２mm、屈折率約１．５８であ
る。）を透過すると共に夫々において屈折され、ＣＤ２
の情報記録面に到達した時に収差（特に球面収差）が最
小となるように当該ハーフミラー面ＨＭの形状（第２実
施形態においては平面であるとしたが、これに限らず、
上記条件を満たすのであれば球面形状でもよい。）が決
定される。
【００９５】同様に、反射面ＲＭ’については、部分光
ビームＬ2が対物レンズ１１とＤＶＤ１の保護層（具体
的には、厚さ０．６mm、屈折率約１．５８である。）
と、ハーフミラー面ＨＭと反射面ＲＭの間の透明材料
（一般的には、樹脂又はガラス）を透過すると共に夫々
において屈折され、ＤＶＤ１の情報記録面に到達した時
に収差（特に球面収差）が最小となるように当該反射面
ＲＭ’の球面形状が決定される。
【００９６】なお、二焦点ミラー１０’の具体的な構成
については、例えば、第１実施形態において図２に示し
たように、種々の構成とすることができる。
【００９７】以上説明したように、第２実施形態の光学
式情報再生装置Ｓ’によれば、第１実施形態の光学式情
報再生装置Ｓの効果に加えて、二焦点ミラー１０’がコ
リメータレンズ等の凸レンズとしての機能をも備えてい
るので、光学式情報再生装置の構成をより簡略化するこ
とができる。
【００９８】なお、上述の各実施形態においては、相互
に異なる焦点位置を有する二つの光ビームを生成する場
合について説明したが、本発明によれば、これに限ら
ず、相互に異なる焦点位置を有する三以上の光ビームを
生成することも可能である。
【００９９】例えば、相互に異なる焦点位置を有する四
つの光ビームを生成する場合には、図４に示すように、
ハーフミラー面ＨＭ1、ＨＭ2及びＨＭ3並びに反射面Ｒ
Ｍ”を備えた多焦点ミラー１０”を用い、ハーフミラー
面ＨＭ1によって反射された部分光ビームにより焦点Ｆ1
を形成し、ハーフミラー面ＨＭ2によって反射された部
分光ビームにより焦点Ｆ2を形成し、ハーフミラー面Ｈ
Ｍ3によって反射された部分光ビームにより焦点Ｆ3を形
成し、反射面ＲＭ”によって全反射された部分光ビーム
により焦点Ｆ4を形成するように構成すればよい。
【０１００】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
発明によれば、ハーフミラー面で分離された反射光と透
過光を用いて相互に異なる焦点位置を有する複数の光ビ
ームを生成できるので、入射光を回折格子等により回折
させて異なる焦点位置の光ビームを生成する場合に比し
て不要な回折光の発生を伴わずに異なる焦点位置を有す
る複数の光ビームを生成することができる。
【０１０１】よって、当該光ビームの情報記録媒体から
の戻り光に基づいて情報を再生すれば、不要な回折光の
戻り光に伴う雑音の影響を受けずに情報の再生ができる
ので、品質の良い情報再生が可能となる。
【０１０２】請求項２に記載の発明によれば、ハーフミ
ラー面で分離された第１反射光と反射面で反射された第
２反射光を用いて相互に異なる焦点位置の光ビームを生
成できるので、入射光を回折格子等により回折させて異
なる焦点位置の光ビームを生成する場合に比して不要な
回折光の発生を伴わずに異なる焦点位置の光ビームを生
成することができる。
【０１０３】よって、当該光ビームの情報記録媒体から
の戻り光に基づいて情報を再生すれば、不要な回折光の
戻り光に伴う雑音の影響を受けずに情報の再生ができる
ので、品質の良い情報再生が可能となる。
【０１０４】請求項３に記載の発明によれば、請求項１
又は２に記載の発明の効果に加えて、ハーフミラー面と
反射面とは、夫々の曲率が相互に異なってミラーを形成
しているので、確実に第１の方向と第２の方向とを異な
らせることができる。
【０１０５】請求項４に記載の発明によれば、請求項３
に記載の発明の効果に加えて、反射面が入射光ビームに
対して、当該入射光ビームの発散角を小とする曲率を有
する凹面であるので、ミラーと入射光ビームの発散角を
小とするコリメータレンズとを兼用とすることができ
る。
【０１０６】従って、ミラーに対してコリメータレンズ
の役割をも担わせることができるので、ピックアップ及
び情報再生装置の構成をより簡略化できる。
【０１０７】請求項５に記載の発明によれば、請求項
１、３又は４のいずれか一項に記載の発明の効果に加え
て、集光手段が情報記録媒体上に反射光又は透過光のう
ちいずれか一方を集光させ、受光手段が反射光及び透過
光の情報記録媒体からの夫々の戻り光を受光して検出信
号を出力するので、不要な回折光の発生を伴わずに生成
された焦点位置の異なる複数の光ビームの戻り光に基づ
いて検出信号が出力されることとなり、当該検出信号に
不要な回折光の戻り光に基づく雑音成分が混入すること
がなく、検出信号の品質を向上させることができる。
【０１０８】また、入射光ビームを情報記録媒体の方向
へ指向するミラーと、異なる焦点距離の複数の光ビーム
を生成するミラーとを兼用できるので、ピックアップの
構成を簡略化できる。
【０１０９】請求項６に記載の発明によれば、請求項２
から４のいずれか一項に記載の発明の効果に加えて、集
光手段が情報記録媒体上に第１反射光又は第２反射光の
うちいずれか一方を集光させ、受光手段が第１反射光又
は第２反射光の情報記録媒体からの夫々の戻り光を受光
して検出信号を出力するので、不要な回折光の発生を伴
わずに生成された焦点位置の異なる二つの光ビームの戻
り光に基づいて検出信号が出力されることとなり、当該
検出信号に不要な回折光の戻り光に基づく雑音成分が混
入することがなく、検出信号の品質を向上させることが
できる。
【０１１０】また、入射光ビームを情報記録媒体の方向
へ指向するミラーと、異なる焦点距離の複数の光ビーム
を生成するミラーとを兼用できるので、ピックアップの
構成を簡略化できる。
【０１１１】請求項７に記載の発明によれば、請求項５
又は６に記載の発明の効果に加えて、再生手段が、検出
信号に基づいて情報記録媒体に記録されている情報に対
応する再生信号を出力するので、検出信号に不要な回折
光の戻り光に基づく雑音成分が混入することがなく、再
生信号の品質を向上させることができる。
【０１１２】よって、品質の良い情報再生が可能とな
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態の光学式情報再生装置の概要構成
を示す図であり、（ａ）はＤＶＤから情報を再生する際
の構成を示す図であり、（ｂ）はＣＤから情報を再生す
る際の構成を示す図である。
【図２】二焦点レンズの具体的構成を示す断面図であ
り、（ａ）は一体成形により構成する場合の断面図であ
り、（ｂ）は異なる二種類の材料により構成する場合の
断面図であり、（ｃ）は二つのレンズを接合して構成す
る場合の断面図である。
【図３】第２実施形態の光学式情報再生装置の概要構成
を示す図であり、（ａ）はＣＤから情報を再生する際の
構成を示す図であり、（ｂ）はＤＶＤから情報を再生す
る際の構成を示す図である。
【図４】異なる焦点位置を有する四の光ビームを生成す
る場合の二焦点レンズの構成を示す図である。
【図５】従来の二焦点レンズの構成を示す図である。
【符号の説明】
１…ＤＶＤ ２…ＣＤ １０、１０’…二焦点ミラー １０”…多焦点ミラー １０Ａ…ガラス部 １０Ｂ…樹脂部 １０Ｃ…平面レンズ １０Ｄ…球面レンズ １０Ｅ…接着剤 １１、Ｒ…対物レンズ １２…シリンドリカルレンズ １３…フォトディテクタ １４…再生回路 Ｓr…検出信号 ＨＭ、ＨＭ1、ＨＭ2、ＨＭ3…ハーフミラー面 ＲＭ、ＲＭ’、ＲＭ”…反射面 Ｍ…ハーフミラー Ｃ…コリメートレンズ Ｄ…レーザダイオード Ｌ…光ビーム Ｌ1、Ｌ2…部分光ビーム Ｈ…回折格子

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 外部から入射した入射光ビームの一部を
    反射光として第１の方向に反射して集光手段に入射させ
    ると共に、前記入射光ビームの他の一部を透過光として
    透過するハーフミラー面と、 前記透過光を前記第１の方向と異なる方向に夫々反射
    し、前記集光手段に入射させる一又は複数の反射面と、 を備えたミラーと、 前記反射光の集光位置及び夫々の前記反射面で反射され
    た透過光の集光位置が相互に異なるように、当該反射光
    と当該透過光とを夫々別個に集光させる前記集光手段
    と、 を備えたことを特徴とする多焦点光ビーム生成装置。
  2. 【請求項２】 外部から入射した入射光ビームの一部を
    第１反射光として第１の方向に反射して集光手段に入射
    させると共に、前記入射光ビームの他の一部を透過光と
    して透過するハーフミラー面と、 少なくとも前記透過光の一部を第２反射光として前記第
    １の方向と異なる第２の方向に反射し、前記集光手段に
    入射させる反射面と、 を備えたミラーと、 前記第１反射光の集光位置と前記第２反射光の集光位置
    とが異なるように、当該第１反射光と当該第２反射光と
    を夫々別個に集光させる前記集光手段と、 を備えたことを特徴とする多焦点光ビーム生成装置。
  3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載の多焦点光ビーム
    生成装置において、 前記ハーフミラー面と前記反射面とは、夫々の曲率が相
    互に異なって前記ミラーを形成していることを特徴とす
    る多焦点光ビーム生成装置。
  4. 【請求項４】 請求項３に記載の多焦点光ビーム生成装
    置において、 前記反射面は、前記入射光ビームに対して、当該入射光
    ビームの発散角を小とする曲率を有する凹面であること
    を特徴とする多焦点光ビーム生成装置。
  5. 【請求項５】 請求項１、３又は４のいずれか一項に記
    載の多焦点光ビーム生成装置と、 前記入射光ビームを出射する出射手段と、 情報記録媒体上に前記反射光又は前記透過光のうちいず
    れか一方を集光させる前記集光手段と、 前記反射光又は前記透過光の前記情報記録媒体からの戻
    り光を夫々受光して検出信号を出力する受光手段と、 を備えたことを特徴とする多焦点ピックアップ。
  6. 【請求項６】 請求項２から４のいずれか一項に記載の
    多焦点光ビーム生成装置と、 前記入射光ビームを出射する出射手段と、 情報記録媒体上に前記第１反射光又は前記第２反射光の
    うちいずれか一方を集光させる前記集光手段と、 集光された前記第１反射光又は前記第２反射光の前記情
    報記録媒体からの戻り光を夫々受光して検出信号を出力
    する受光手段と、 を備えたことを特徴とする多焦点ピックアップ。
  7. 【請求項７】 請求項５又は６に記載の多焦点ピックア
    ップと、 前記検出信号に基づいて、前記情報記録媒体に記録され
    ている情報に対応する再生信号を出力する再生手段と、 を備えたことを特徴とする情報再生装置。
JP9059625A 1997-03-13 1997-03-13 多焦点光ビーム生成装置、多焦点ピックアップ及び情報再生装置 Pending JPH10255307A (ja)

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