JPH11167012A - 回折型フィルタ - Google Patents
回折型フィルタInfo
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- JPH11167012A JPH11167012A JP9348627A JP34862797A JPH11167012A JP H11167012 A JPH11167012 A JP H11167012A JP 9348627 A JP9348627 A JP 9348627A JP 34862797 A JP34862797 A JP 34862797A JP H11167012 A JPH11167012 A JP H11167012A
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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
- G11B7/1353—Diffractive elements, e.g. holograms or gratings
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- G—PHYSICS
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- G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
- G11B7/139—Numerical aperture control means
-
- 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】
【目的】 波長選択性を有する回折格子をフィルタ周辺
領域に設け、光束径を絞りたい波長の光についてのみこ
の回折格子において光を側方に回折させることにより、
電気制御系を複雑にすることなく、また照射光の振動方
向も制限されることなく、簡易な構成で照射光の光束径
を変化させる。 【構成】 ガラス基板１０上に、回折格子１２Ａを有さ
ない第１の領域１１と断面矩形状の回折格子１２Ａを有
する第２の領域１２が配されている。この第２の領域１
２は、断面矩形状の回折格子１２Ａを直線状に配列して
なる。また、回折格子１２Ａの厚み（高さ）ｈは、ＣＤ
−Ｒに用いられる波長780nmの光に対して±１次回折光
の割合を大とするとともに、ＤＶＤに用いられる波長63
5nmの光に対して０次回折光の割合を略１００％とする
ような値に設定されている。
領域に設け、光束径を絞りたい波長の光についてのみこ
の回折格子において光を側方に回折させることにより、
電気制御系を複雑にすることなく、また照射光の振動方
向も制限されることなく、簡易な構成で照射光の光束径
を変化させる。 【構成】 ガラス基板１０上に、回折格子１２Ａを有さ
ない第１の領域１１と断面矩形状の回折格子１２Ａを有
する第２の領域１２が配されている。この第２の領域１
２は、断面矩形状の回折格子１２Ａを直線状に配列して
なる。また、回折格子１２Ａの厚み（高さ）ｈは、ＣＤ
−Ｒに用いられる波長780nmの光に対して±１次回折光
の割合を大とするとともに、ＤＶＤに用いられる波長63
5nmの光に対して０次回折光の割合を略１００％とする
ような値に設定されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明の回折型フィルタは、
２種以上の光記録媒体に共用し得る光ピックアップ装置
において、該光記録媒体への照射光が光記録媒体の種類
に応じて互いに波長の異なる光とされている場合に、各
光を対応する光記録媒体上に効率良く集束させることの
できる回折型フィルタに関するものである。
２種以上の光記録媒体に共用し得る光ピックアップ装置
において、該光記録媒体への照射光が光記録媒体の種類
に応じて互いに波長の異なる光とされている場合に、各
光を対応する光記録媒体上に効率良く集束させることの
できる回折型フィルタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、種々の光記録媒体が開発されてお
り、複数種の光記録媒体を共用して記録、再生し得る光
ピックアップ装置が知られている。例えば、ＤＶＤ（デ
ジタル・ビデオ・ディスク）とＣＤ−Ｒ（追記型光ディ
スク）を１つの光ピックアップ装置を用いて記録、再生
することが考えられるが、この場合各記録媒体に対する
開口数ＮＡの値は規格で定められており、ＤＶＤの開口
数が例えば0.6と明るさが必要であるのに対し、ＣＤ−
Ｒの開口数は例えば0.45と明るさが押さえられたものと
なっている。
り、複数種の光記録媒体を共用して記録、再生し得る光
ピックアップ装置が知られている。例えば、ＤＶＤ（デ
ジタル・ビデオ・ディスク）とＣＤ−Ｒ（追記型光ディ
スク）を１つの光ピックアップ装置を用いて記録、再生
することが考えられるが、この場合各記録媒体に対する
開口数ＮＡの値は規格で定められており、ＤＶＤの開口
数が例えば0.6と明るさが必要であるのに対し、ＣＤ−
Ｒの開口数は例えば0.45と明るさが押さえられたものと
なっている。
【０００３】したがって、同一の対物レンズを用いて上
記両者の記録、再生を行なおうとすると両者の記録、再
生操作の間でピックアップ光学系の開口数を切り替える
必要が生じる。開口数の大小の切替えは、光束径を変化
させることによるものが一般的であるが、例えば、上記
両者の記録、再生の操作切替のタイミングに同期して液
晶シャッタを駆動し、このシャッタを通過する光束の径
を変化させるようにすることが考えられる。
記両者の記録、再生を行なおうとすると両者の記録、再
生操作の間でピックアップ光学系の開口数を切り替える
必要が生じる。開口数の大小の切替えは、光束径を変化
させることによるものが一般的であるが、例えば、上記
両者の記録、再生の操作切替のタイミングに同期して液
晶シャッタを駆動し、このシャッタを通過する光束の径
を変化させるようにすることが考えられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、光束径
を変化させるために液晶シャッタを用いた場合には、液
晶シャッタをコントロールするための電気制御系が必要
となり、製造コストが上昇する。また、液晶シャッタを
通過し得る光は、所定の振動方向を有する偏光のみであ
るから、照射光を効率良く通過させるためにはこの照射
光の振動方向を考慮して設計を行なう必要があり、設計
の自由度が制限されるという問題もある。
を変化させるために液晶シャッタを用いた場合には、液
晶シャッタをコントロールするための電気制御系が必要
となり、製造コストが上昇する。また、液晶シャッタを
通過し得る光は、所定の振動方向を有する偏光のみであ
るから、照射光を効率良く通過させるためにはこの照射
光の振動方向を考慮して設計を行なう必要があり、設計
の自由度が制限されるという問題もある。
【０００５】なお、上述した２つの光記録媒体において
は、ＤＶＤについては、記録密度の向上を図るため、例
えば635nm程度の可視光を使用することとなっているの
に対し、ＣＤ−Ｒについては、可視光領域の光に対して
感度を有さないため、780nm程度の近赤外光を使用する
必要があり、これら両者に対して共用し得る光ピックア
ップ装置では２つの異なる波長の光を照射光として用い
る、いわゆる２波長ビーム方式によることとなる。この
ため、この照射光の波長の相違を利用してこれら２つの
照射光の光束径を変化させることが考えられる。
は、ＤＶＤについては、記録密度の向上を図るため、例
えば635nm程度の可視光を使用することとなっているの
に対し、ＣＤ−Ｒについては、可視光領域の光に対して
感度を有さないため、780nm程度の近赤外光を使用する
必要があり、これら両者に対して共用し得る光ピックア
ップ装置では２つの異なる波長の光を照射光として用い
る、いわゆる２波長ビーム方式によることとなる。この
ため、この照射光の波長の相違を利用してこれら２つの
照射光の光束径を変化させることが考えられる。
【０００６】本発明は上記事情に鑑みなされたもので、
電気制御系を複雑にすることなく、また照射光の振動方
向も制限されることなく、照射光の光束径を変化させる
ことができる構成簡易な回折型フィルタを提供すること
を目的とするものである。
電気制御系を複雑にすることなく、また照射光の振動方
向も制限されることなく、照射光の光束径を変化させる
ことができる構成簡易な回折型フィルタを提供すること
を目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の回折型フィルタ
は、光束中に配される波長選択性を有する回折型フィル
タであって、該フィルタの中央部分を構成する第１の領
域と、該フィルタ中央部分の外側に位置する第２の領域
とを有し、前記第１の領域は互いに異なる２つの波長λ
1、λ2の光に対して回折作用を有さず、前記第２の領域
は該２つの波長λ1、λ2の光のうち一方の光のみに対し
て回折作用を有する回折格子を形成されてなることを特
徴とするものである。
は、光束中に配される波長選択性を有する回折型フィル
タであって、該フィルタの中央部分を構成する第１の領
域と、該フィルタ中央部分の外側に位置する第２の領域
とを有し、前記第１の領域は互いに異なる２つの波長λ
1、λ2の光に対して回折作用を有さず、前記第２の領域
は該２つの波長λ1、λ2の光のうち一方の光のみに対し
て回折作用を有する回折格子を形成されてなることを特
徴とするものである。
【０００８】また、前記回折格子は、断面矩形状の一方
向に連続する凸部を所定ピッチで配列されてなることを
特徴とするものである。また、前記回折型フィルタに入
射する光束は略平行光束とされていることが好ましい。
また、前記回折格子の高さｈが、以下の条件式（１）、
（２）を満足するように構成される。
向に連続する凸部を所定ピッチで配列されてなることを
特徴とするものである。また、前記回折型フィルタに入
射する光束は略平行光束とされていることが好ましい。
また、前記回折格子の高さｈが、以下の条件式（１）、
（２）を満足するように構成される。
【０００９】 ｈ=Ｌλ1／（ｎ1−１）・・・（１） ｈ=Ｍλ2／（ｎ2−１）＋Ｋλ2／２（ｎ2−１）・・・（２） ただし、 λ1、λ2 ２つの入射光の波長 ｎ1 波長λ1の光に対する回折格子の屈折率 ｎ2 波長λ2の光に対する回折格子の屈折率 Ｌ 正の整数 Ｍ ｈ＞Ｍλ2／（ｎ2−１）なる条件式を満足す
る、０および正の整数のうちの最大値 Ｋ 0.65以上、1.35以下の数値
る、０および正の整数のうちの最大値 Ｋ 0.65以上、1.35以下の数値
【００１０】また、この回折型フィルタは前記光束を集
束せしめる集束レンズの前段に配されるように構成され
る。さらに、２種以上の光記録媒体が配される位置に前
記光束が集束せしめられるようになっており、２種以上
の光記録媒体のうち少なくとも１種は波長λ1の光によ
り記録もしくは再生がなされ、その余は該波長λ1とは
異なる波長λ2の光により記録もしくは再生がなされ、
前記回折格子は該２つの波長の光のうち一方の光のみ
を、該集束レンズによる光集束方向とは異なる方向に回
折せしめるものであるように構成される。
束せしめる集束レンズの前段に配されるように構成され
る。さらに、２種以上の光記録媒体が配される位置に前
記光束が集束せしめられるようになっており、２種以上
の光記録媒体のうち少なくとも１種は波長λ1の光によ
り記録もしくは再生がなされ、その余は該波長λ1とは
異なる波長λ2の光により記録もしくは再生がなされ、
前記回折格子は該２つの波長の光のうち一方の光のみ
を、該集束レンズによる光集束方向とは異なる方向に回
折せしめるものであるように構成される。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を用いて説明する。まず、図６を用いて本発明の実
施形態に係る回折型フィルタを用いた光ピックアップ装
置について説明する。
図面を用いて説明する。まず、図６を用いて本発明の実
施形態に係る回折型フィルタを用いた光ピックアップ装
置について説明する。
【００１２】この光ピックアップ装置では、ＬＤ電源１
Ａからの電力供給により半導体レーザ１Ｂ、１Ｃから出
力されたレーザ光２がハーフミラー３により反射され、
コリメータレンズ４により平行光とされ、対物レンズ５
により集束光とされて光ディスク６の記録領域６Ａ上に
照射される。なお、半導体レーザ１Ｂは、ＣＤ−Ｒ（追
記型光ディスク）用の、波長780nmの近赤外域のレーザ
光を出力する光源であり、半導体レーザ１Ｃは、ＤＶＤ
（ディジタルビデオディスク）用の、例えば波長635nm
の可視域のレーザ光を出力する光源であり、ハーフミラ
ー１Ｄを介していずれかの半導体レーザ１Ｂ、１Ｃから
出力されたレーザ光２がハーフミラー３に照射されるよ
うになっている。また、ＬＤ電源１Ａと半導体レーザ１
Ｂ、１Ｃとの間には切替スイッチ１Ｅが配されており、
この切替スイッチ１Ｅの操作によりいずれかの半導体レ
ーザ１Ｂ、１Ｃに電力が供給されるようになっている。
Ａからの電力供給により半導体レーザ１Ｂ、１Ｃから出
力されたレーザ光２がハーフミラー３により反射され、
コリメータレンズ４により平行光とされ、対物レンズ５
により集束光とされて光ディスク６の記録領域６Ａ上に
照射される。なお、半導体レーザ１Ｂは、ＣＤ−Ｒ（追
記型光ディスク）用の、波長780nmの近赤外域のレーザ
光を出力する光源であり、半導体レーザ１Ｃは、ＤＶＤ
（ディジタルビデオディスク）用の、例えば波長635nm
の可視域のレーザ光を出力する光源であり、ハーフミラ
ー１Ｄを介していずれかの半導体レーザ１Ｂ、１Ｃから
出力されたレーザ光２がハーフミラー３に照射されるよ
うになっている。また、ＬＤ電源１Ａと半導体レーザ１
Ｂ、１Ｃとの間には切替スイッチ１Ｅが配されており、
この切替スイッチ１Ｅの操作によりいずれかの半導体レ
ーザ１Ｂ、１Ｃに電力が供給されるようになっている。
【００１３】上記記録領域６Ａには信号情報を担持した
ピットがトラック状に配列されるようになっており、こ
の記録領域６Ａからの上記レーザ光２の再生反射光は信
号情報を担持した状態で対物レンズ５およびコリメータ
レンズ４を介してハーフミラー３に入射し、このハーフ
ミラー３を透過して４分割のフォトダイオード７に入射
する。このフォトダイオード７では分割された４つのダ
イオード位置の各受光量を演算してデータ信号、および
フォーカスとトラッキングの各エラー信号を得る。
ピットがトラック状に配列されるようになっており、こ
の記録領域６Ａからの上記レーザ光２の再生反射光は信
号情報を担持した状態で対物レンズ５およびコリメータ
レンズ４を介してハーフミラー３に入射し、このハーフ
ミラー３を透過して４分割のフォトダイオード７に入射
する。このフォトダイオード７では分割された４つのダ
イオード位置の各受光量を演算してデータ信号、および
フォーカスとトラッキングの各エラー信号を得る。
【００１４】なお、ハーフミラー３は光ディスク６から
の戻り光の光路に対して45°傾いた状態で挿入されてい
るのでシリンドリカルレンズと同等の作用をなし、この
ハーフミラー平面板３を透過した光ビームは非点収差を
有することとなり、４分割のフォトダイオード７上にお
けるこの戻り光のビームスポットの形状に応じてフォー
カスのエラー量が決定されることとなる。なお、上記コ
リメータレンズ４は状況に応じて省略することも可能で
あり、さらに半導体レーザ１Ｂ、１Ｃとハーフミラー３
との間にグレーティングを挿入して３ビームによりトラ
ッキングエラーを検出することも可能である。
の戻り光の光路に対して45°傾いた状態で挿入されてい
るのでシリンドリカルレンズと同等の作用をなし、この
ハーフミラー平面板３を透過した光ビームは非点収差を
有することとなり、４分割のフォトダイオード７上にお
けるこの戻り光のビームスポットの形状に応じてフォー
カスのエラー量が決定されることとなる。なお、上記コ
リメータレンズ４は状況に応じて省略することも可能で
あり、さらに半導体レーザ１Ｂ、１Ｃとハーフミラー３
との間にグレーティングを挿入して３ビームによりトラ
ッキングエラーを検出することも可能である。
【００１５】この光ピックアップ装置ではＣＤ−ＲとＤ
ＶＤのいずれの光ディスク６についても信号の記録再生
が可能となるように構成されている。また、ＣＤ−Ｒは
幾何学的厚みが1.2 ｍｍに規格統一されており、また、
ＤＶＤは幾何学的厚みが0.6 ｍｍのものに規格統一され
ているが、これらいずれの光ディスク６についても確実
にフォーカシングがなされるようになっている。なお、
ＣＤ−Ｒ，ＤＶＤは共にＰＣ（ポリカーボネート；屈折
率ｎD ＝1.514）からなる保護板を有している。
ＶＤのいずれの光ディスク６についても信号の記録再生
が可能となるように構成されている。また、ＣＤ−Ｒは
幾何学的厚みが1.2 ｍｍに規格統一されており、また、
ＤＶＤは幾何学的厚みが0.6 ｍｍのものに規格統一され
ているが、これらいずれの光ディスク６についても確実
にフォーカシングがなされるようになっている。なお、
ＣＤ−Ｒ，ＤＶＤは共にＰＣ（ポリカーボネート；屈折
率ｎD ＝1.514）からなる保護板を有している。
【００１６】ところで、上述したＣＤ−ＲとＤＶＤでは
光学系に要求される開口数ＮＡが異なっており、前者が
0.45、後者が0.6となるように設定されている。このた
め、本光ピックアップ装置のように同一の対物レンズ５
を使用する場合にはＣＤ−ＲとＤＶＤのいずれを記録再
生するかによって、その記録媒体に応じたＮＡに切り替
える必要がある。
光学系に要求される開口数ＮＡが異なっており、前者が
0.45、後者が0.6となるように設定されている。このた
め、本光ピックアップ装置のように同一の対物レンズ５
を使用する場合にはＣＤ−ＲとＤＶＤのいずれを記録再
生するかによって、その記録媒体に応じたＮＡに切り替
える必要がある。
【００１７】そこで、上記光ピックアップ装置において
は、ＣＤ−Ｒの記録再生を行う際にのみ、光源からのレ
ーザ光の光束径を絞ることのできる回折型フィルタ８を
コリメータレンズ４と対物レンズ５の間に配し、記録再
生する光ディスク６の種類に応じて光学系のＮＡを切り
替えるようにしている。
は、ＣＤ−Ｒの記録再生を行う際にのみ、光源からのレ
ーザ光の光束径を絞ることのできる回折型フィルタ８を
コリメータレンズ４と対物レンズ５の間に配し、記録再
生する光ディスク６の種類に応じて光学系のＮＡを切り
替えるようにしている。
【００１８】すなわち、この回折型フィルタ８は図１に
示すように、中央円形部分からなる第１の領域１１と、
その周辺部分からなる第２の領域１２により構成されて
いる。この第１の領域１１はいずれの波長の光もそのま
ま透過させる領域であり、一方第２の領域１２は波長63
5nmの光をそのまま透過させるとともに波長780nmの光の
大部分を側方に回折させる、波長選択性を有する回折格
子が設けられた領域である。
示すように、中央円形部分からなる第１の領域１１と、
その周辺部分からなる第２の領域１２により構成されて
いる。この第１の領域１１はいずれの波長の光もそのま
ま透過させる領域であり、一方第２の領域１２は波長63
5nmの光をそのまま透過させるとともに波長780nmの光の
大部分を側方に回折させる、波長選択性を有する回折格
子が設けられた領域である。
【００１９】この回折型フィルタ８の作用を図２を用い
て説明する。すなわち、図２（Ａ）に示されるようにＣ
Ｄ−Ｒ２６が所定位置（ターンテーブル上）に配されて
その記録再生が行われる場合には、半導体レーザ１Ｂか
らの波長780nmのレーザ光２が略平行とされた状態で回
折型フィルタ８に入射することになるが、入射するレー
ザ光２の径は、この回折型フィルタ８の第１の領域１１
の径よりも大きく設定されているので、光ビーム周辺部
分は回折型フィルタ８の第２の領域１２に入射すること
になる。
て説明する。すなわち、図２（Ａ）に示されるようにＣ
Ｄ−Ｒ２６が所定位置（ターンテーブル上）に配されて
その記録再生が行われる場合には、半導体レーザ１Ｂか
らの波長780nmのレーザ光２が略平行とされた状態で回
折型フィルタ８に入射することになるが、入射するレー
ザ光２の径は、この回折型フィルタ８の第１の領域１１
の径よりも大きく設定されているので、光ビーム周辺部
分は回折型フィルタ８の第２の領域１２に入射すること
になる。
【００２０】この光ビームのうち第１の領域１１に入射
した中央部分はそのままこの回折型フィルタ８を透過す
るが、第２の領域１２に入射した周辺部分は、この第２
の領域１２の回折格子の作用により両側方に回折され
る。したがって、ＣＤ−Ｒ２６の記録領域２６Ａにおい
て記録再生に有効に寄与するレーザ光２は、回折型フィ
ルタ８の第１の領域１１に入射した部分のみであり、実
質的にビーム径が絞られたことになり、開口数ＮＡが小
さくなる。なお、波長780nmの光に対する上記第２の領
域１２における回折作用は、０次回折光の割合よりも、
±１次の回折光の割合を大とするものである。
した中央部分はそのままこの回折型フィルタ８を透過す
るが、第２の領域１２に入射した周辺部分は、この第２
の領域１２の回折格子の作用により両側方に回折され
る。したがって、ＣＤ−Ｒ２６の記録領域２６Ａにおい
て記録再生に有効に寄与するレーザ光２は、回折型フィ
ルタ８の第１の領域１１に入射した部分のみであり、実
質的にビーム径が絞られたことになり、開口数ＮＡが小
さくなる。なお、波長780nmの光に対する上記第２の領
域１２における回折作用は、０次回折光の割合よりも、
±１次の回折光の割合を大とするものである。
【００２１】これに対し、図２（Ｂ）に示すように、Ｄ
ＶＤ３６が所定位置（ターンテーブル上）に配されてそ
の記録再生が行われる場合には、半導体レーザ１Ｃから
の波長635nmのレーザ光２が略平行光とされた状態で回
折型フィルタ８に入射することになるが、入射する光ビ
ーム２の径が、この回折型フィルタ８の第１の領域１１
の径よりも大きく設定されていても、第２の領域１２の
回折格子はこの波長635nmの光に対して回折作用を有さ
ない（０次回折光の割合が略１００％）ので、ビーム周
辺部分はビーム中央部分と同様にこの回折型フィルタ８
をそのまま透過することとなり、光ビーム２の径は変化
することなくＤＶＤ３６の記録領域３６Ａに集束せしめ
られる。
ＶＤ３６が所定位置（ターンテーブル上）に配されてそ
の記録再生が行われる場合には、半導体レーザ１Ｃから
の波長635nmのレーザ光２が略平行光とされた状態で回
折型フィルタ８に入射することになるが、入射する光ビ
ーム２の径が、この回折型フィルタ８の第１の領域１１
の径よりも大きく設定されていても、第２の領域１２の
回折格子はこの波長635nmの光に対して回折作用を有さ
ない（０次回折光の割合が略１００％）ので、ビーム周
辺部分はビーム中央部分と同様にこの回折型フィルタ８
をそのまま透過することとなり、光ビーム２の径は変化
することなくＤＶＤ３６の記録領域３６Ａに集束せしめ
られる。
【００２２】なお、波長635nmのレーザ光に対する上記
第２の領域１２における回折作用は、０次回折光の割合
を略１００％とし、±１次以上の高次回折光の割合を略
０とするものである。図３は、上述した回折型フィルタ
８の断面構造を示すものであり、ガラス基板１０上に、
回折格子１２Ａを有さない第１の領域１１と断面矩形状
の回折格子１２Ａを有する第２の領域１２が示されてい
る。
第２の領域１２における回折作用は、０次回折光の割合
を略１００％とし、±１次以上の高次回折光の割合を略
０とするものである。図３は、上述した回折型フィルタ
８の断面構造を示すものであり、ガラス基板１０上に、
回折格子１２Ａを有さない第１の領域１１と断面矩形状
の回折格子１２Ａを有する第２の領域１２が示されてい
る。
【００２３】この第２の領域１２は、図示する断面矩形
状の回折格子１２Ａを直線状に配列してなるもので、そ
のピッチは回折現象が生じ、かつ、製造性が良好となる
範囲に設定されており、例えば１０〜２０μｍとされ
る。また、回折格子１２Ａの厚み（高さ）ｈは、ＣＤ−
Ｒに用いられる波長780nmの光に対して±１次の回折光
の割合を大とするとともに、ＤＶＤに用いられる波長63
5nmの光に対して０次回折光の割合を略１００％とする
ような値に設定されている。
状の回折格子１２Ａを直線状に配列してなるもので、そ
のピッチは回折現象が生じ、かつ、製造性が良好となる
範囲に設定されており、例えば１０〜２０μｍとされ
る。また、回折格子１２Ａの厚み（高さ）ｈは、ＣＤ−
Ｒに用いられる波長780nmの光に対して±１次の回折光
の割合を大とするとともに、ＤＶＤに用いられる波長63
5nmの光に対して０次回折光の割合を略１００％とする
ような値に設定されている。
【００２４】すなわち、以下の条件式（１）、（２）を
満足する。 ｈ=Ｌλ1／（ｎ1−１）・・・（１） ｈ=Ｍλ2／（ｎ2−１）＋Ｋλ2／２（ｎ2−１）・・・（２） ただし、 λ1、λ2 ２つの入射光の波長 ｎ1 波長λ1の光に対する回折格子の屈折率 ｎ2 波長λ2の光に対する回折格子の屈折率 Ｌ 正の整数 Ｍ ｈ＞Ｍλ2／（ｎ2−１）なる条件式を満足す
る、０および正の整数のうちの最大値 Ｋ 0.65以上、1.35以下の数値 上記条件式（１）は、波長λ1の光（ＤＶＤ用の波長635
nmの光）に対して０次回折光の回折効率を１００％とす
るための条件を規定したものであり、一方、上記条件式
（２）は、波長λ2の光（ＣＤ用の波長780nmの光）に対
して±１次回折光の回折効率が０次回折光の回折効率を
上回るための条件を規定したものである。
満足する。 ｈ=Ｌλ1／（ｎ1−１）・・・（１） ｈ=Ｍλ2／（ｎ2−１）＋Ｋλ2／２（ｎ2−１）・・・（２） ただし、 λ1、λ2 ２つの入射光の波長 ｎ1 波長λ1の光に対する回折格子の屈折率 ｎ2 波長λ2の光に対する回折格子の屈折率 Ｌ 正の整数 Ｍ ｈ＞Ｍλ2／（ｎ2−１）なる条件式を満足す
る、０および正の整数のうちの最大値 Ｋ 0.65以上、1.35以下の数値 上記条件式（１）は、波長λ1の光（ＤＶＤ用の波長635
nmの光）に対して０次回折光の回折効率を１００％とす
るための条件を規定したものであり、一方、上記条件式
（２）は、波長λ2の光（ＣＤ用の波長780nmの光）に対
して±１次回折光の回折効率が０次回折光の回折効率を
上回るための条件を規定したものである。
【００２５】また、上記条件式（２）において、Ｋの値
が1.0に近くなる程、０次回折光の回折効率が小さくな
り、Ｋ＝1.0のときに０次回折光の回折効率は０とな
る。図４は、上記条件式（２）を用いた場合に、Ｋの値
に応じて０次回折光と±１次回折光の割合が変化する様
子を表しており、0.65≦Ｋ≦1.35の範囲において±１次
回折光の割合が０次回折光の割合以上となることを表わ
している。
が1.0に近くなる程、０次回折光の回折効率が小さくな
り、Ｋ＝1.0のときに０次回折光の回折効率は０とな
る。図４は、上記条件式（２）を用いた場合に、Ｋの値
に応じて０次回折光と±１次回折光の割合が変化する様
子を表しており、0.65≦Ｋ≦1.35の範囲において±１次
回折光の割合が０次回折光の割合以上となることを表わ
している。
【００２６】また、上記回折格子１２Ａはガラス基板１
０上に２酸化チタン（ＴｉＯ2）を蒸着することにより
形成されている。なお、２酸化チタンの屈折率は波長63
5nmの光に対して2.349であり、波長780nmの光に対して
は2.299である。また、上記第１の領域１１には図５に
示すような凸部１１Ａを形成することが可能である。こ
の場合には、その高さおよび形成材料を回折格子１２Ａ
の高さおよび形成材料と同程度とする。この場合にも第
１の領域１１においては回折現象が生じないで、上述し
た実施例のものと同様の作用効果を得ることができる。
０上に２酸化チタン（ＴｉＯ2）を蒸着することにより
形成されている。なお、２酸化チタンの屈折率は波長63
5nmの光に対して2.349であり、波長780nmの光に対して
は2.299である。また、上記第１の領域１１には図５に
示すような凸部１１Ａを形成することが可能である。こ
の場合には、その高さおよび形成材料を回折格子１２Ａ
の高さおよび形成材料と同程度とする。この場合にも第
１の領域１１においては回折現象が生じないで、上述し
た実施例のものと同様の作用効果を得ることができる。
【００２７】また、回折型フィルタ８、８Ａに入射する
際における、上述した２つの波長のレーザ光２のビーム
径は両者が第１の領域１１の径よりも大きく設定されて
いればよく、両者の径の大小は適宜設定し得る。なお、
本発明の回折型フィルタとしては上述した実施形態のも
のに限られず種々の態様の変更が可能であり、基板を形
成する材料としては、例えばプラスチック材料を使用す
ることができ、また、回折格子の形成材料としては、そ
の他の種々の材料、例えば金属、金属酸化物さらには非
金属を使用可能である。また、基板と回折格子をプラス
ッチックにより一体成型することも可能である。
際における、上述した２つの波長のレーザ光２のビーム
径は両者が第１の領域１１の径よりも大きく設定されて
いればよく、両者の径の大小は適宜設定し得る。なお、
本発明の回折型フィルタとしては上述した実施形態のも
のに限られず種々の態様の変更が可能であり、基板を形
成する材料としては、例えばプラスチック材料を使用す
ることができ、また、回折格子の形成材料としては、そ
の他の種々の材料、例えば金属、金属酸化物さらには非
金属を使用可能である。また、基板と回折格子をプラス
ッチックにより一体成型することも可能である。
【００２８】また、この格子の形成手法としては蒸着に
限られるものではなく、スパッタリング、メッキ、ロー
ルコーティング等の種々の手法を用いることができる。
また、光ピックアップ装置に適用した場合にも、記録、
再生対象となる光記録媒体としてはＤＶＤとＣＤ−Ｒに
限られず、使用波長域およびＮＡの仕様が互いに異なる
２つの光記録媒体を共通の光ピックアップ装置で記録、
再生する場合に適用できる。さらに、上述した条件式
（１）におけるＬの値を実用上問題とされない範囲で整
数と異なる値に設定し、Ｋの値を0.65以上、1.35以下の
値となるように設定することも可能である。
限られるものではなく、スパッタリング、メッキ、ロー
ルコーティング等の種々の手法を用いることができる。
また、光ピックアップ装置に適用した場合にも、記録、
再生対象となる光記録媒体としてはＤＶＤとＣＤ−Ｒに
限られず、使用波長域およびＮＡの仕様が互いに異なる
２つの光記録媒体を共通の光ピックアップ装置で記録、
再生する場合に適用できる。さらに、上述した条件式
（１）におけるＬの値を実用上問題とされない範囲で整
数と異なる値に設定し、Ｋの値を0.65以上、1.35以下の
値となるように設定することも可能である。
【００２９】
【実施例】以下、本発明の回折型フィルタについて具体
的な数値を用いた実施例によりさらに説明する。
的な数値を用いた実施例によりさらに説明する。
【００３０】＜実施例１＞回折格子の形成材料を２酸化
チタン（ＴｉＯ2）とし、ＤＶＤに照射する光の波長λ1
を635nmとした。これにより２酸化チタンのこの光に対
する屈折率ｎ1は2.349となった。次に、上記条件式
（１）においてＬ＝２とすると、回折格子の高さｈは0.
94144μｍとなった。ここで、ＣＤ−Ｒに照射する光の
波長λ2を780nmとすると、上記２酸化チタンのこの光に
対する屈折率は2.299となった。
チタン（ＴｉＯ2）とし、ＤＶＤに照射する光の波長λ1
を635nmとした。これにより２酸化チタンのこの光に対
する屈折率ｎ1は2.349となった。次に、上記条件式
（１）においてＬ＝２とすると、回折格子の高さｈは0.
94144μｍとなった。ここで、ＣＤ−Ｒに照射する光の
波長λ2を780nmとすると、上記２酸化チタンのこの光に
対する屈折率は2.299となった。
【００３１】また、この場合、上記条件式（２）におい
てＭ＝1、Ｋ＝1.136となった。このときの回折効率は、
波長635nmの光に対しては、０次回折光の割合が１００
％となった。また、波長780nmの０次回折光の割合は4.5
％であり、±１次回折光の割合は38.7％であった。
てＭ＝1、Ｋ＝1.136となった。このときの回折効率は、
波長635nmの光に対しては、０次回折光の割合が１００
％となった。また、波長780nmの０次回折光の割合は4.5
％であり、±１次回折光の割合は38.7％であった。
【００３２】＜実施例２＞回折格子の形成材料、ＤＶＤ
に照射する光の波長λ1および形成材料の屈折率ｎ1につ
いては実施例１と同様であるが、上記条件式（１）にお
いてＬ＝３とした。これにより回折格子の高さｈは1.41
216μｍとなった。ＣＤ−Ｒに照射する光の波長λ2も実
施例１と同様とすると、条件式（２）においてＭ＝2、
Ｋ＝0.704となった。
に照射する光の波長λ1および形成材料の屈折率ｎ1につ
いては実施例１と同様であるが、上記条件式（１）にお
いてＬ＝３とした。これにより回折格子の高さｈは1.41
216μｍとなった。ＣＤ−Ｒに照射する光の波長λ2も実
施例１と同様とすると、条件式（２）においてＭ＝2、
Ｋ＝0.704となった。
【００３３】このときの回折効率は、波長635nmの光に
対しては、０次回折光の割合が１００％となった。ま
た、波長780nmの０次回折光の割合は20.2％であり、±
１次回折光の割合は32.4％であった。
対しては、０次回折光の割合が１００％となった。ま
た、波長780nmの０次回折光の割合は20.2％であり、±
１次回折光の割合は32.4％であった。
【００３４】＜実施例３＞回折格子の形成材料、ＤＶＤ
に照射する光の波長λ1および形成材料の屈折率ｎ1につ
いては実施例１と同様であるが、上記条件式（１）にお
いてＬ＝１１とした。これにより回折格子の高さｈは5.
17791μｍとなった。ＣＤ−Ｒに照射する光の波長λ2も
実施例１と同様とすると、条件式（２）においてＭ＝
8、Ｋ＝1.246となった。
に照射する光の波長λ1および形成材料の屈折率ｎ1につ
いては実施例１と同様であるが、上記条件式（１）にお
いてＬ＝１１とした。これにより回折格子の高さｈは5.
17791μｍとなった。ＣＤ−Ｒに照射する光の波長λ2も
実施例１と同様とすると、条件式（２）においてＭ＝
8、Ｋ＝1.246となった。
【００３５】このときの回折効率は、波長635nmの光に
対しては、０次回折光の割合が１００％となった。ま
た、波長780nmの０次回折光の割合は14.3％であり、±
１次回折光の割合は34.8％であった。
対しては、０次回折光の割合が１００％となった。ま
た、波長780nmの０次回折光の割合は14.3％であり、±
１次回折光の割合は34.8％であった。
【００３６】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明の回折型
フィルタによれば、波長選択性を有する回折格子をフィ
ルタ周辺領域に設け、光束径を絞りたい波長の光につい
てのみこの回折格子において光を側方に回折させるよう
にしている。
フィルタによれば、波長選択性を有する回折格子をフィ
ルタ周辺領域に設け、光束径を絞りたい波長の光につい
てのみこの回折格子において光を側方に回折させるよう
にしている。
【００３７】したがって、この回折型フィルタに照射さ
れる光のうち、光束径を絞る必要のない波長の光に対し
てはそのままの光束径で透過させることにより光学系の
ＮＡを大きな値に維持し、一方、光束径を絞りたい波長
の光に対しては、フィルタ中央領域に照射された光束部
分のみをそのまま透過させることにより光束径を絞り、
光学系のＮＡが小さな値となるようにしている。
れる光のうち、光束径を絞る必要のない波長の光に対し
てはそのままの光束径で透過させることにより光学系の
ＮＡを大きな値に維持し、一方、光束径を絞りたい波長
の光に対しては、フィルタ中央領域に照射された光束部
分のみをそのまま透過させることにより光束径を絞り、
光学系のＮＡが小さな値となるようにしている。
【００３８】これにより、ＮＡの大きさを切り替える必
要が生じるＤＶＤとＣＤ−Ｒの共用光ピックアップ装置
において、各光記録媒体に使用される光の波長が各々異
なることに着目してなされた本発明を適用することが極
めて有効である。すなわち、従来の光ピックアップ装置
の構成を略そのまま利用し、所定位置に本発明の回折型
フィルタを挿入するだけで各光記録媒体に対応したＮＡ
に切り替えることが可能であるから、液晶シャッタを用
いて光束径を変化させる場合のように液晶パネルをコン
トロールするための電気制御系が不用であって製造コス
トを低減でき、また、照射光の振動方向が制限されて設
計の自由度が低下する虞れもなく、その実用上の価値は
極めて高いものがある。
要が生じるＤＶＤとＣＤ−Ｒの共用光ピックアップ装置
において、各光記録媒体に使用される光の波長が各々異
なることに着目してなされた本発明を適用することが極
めて有効である。すなわち、従来の光ピックアップ装置
の構成を略そのまま利用し、所定位置に本発明の回折型
フィルタを挿入するだけで各光記録媒体に対応したＮＡ
に切り替えることが可能であるから、液晶シャッタを用
いて光束径を変化させる場合のように液晶パネルをコン
トロールするための電気制御系が不用であって製造コス
トを低減でき、また、照射光の振動方向が制限されて設
計の自由度が低下する虞れもなく、その実用上の価値は
極めて高いものがある。
【図１】本発明の実施形態に係る回折型フィルタを示す
平面図
平面図
【図２】図１に示す回折型フィルタの作用を説明するた
めの概略図
めの概略図
【図３】図１に示す回折型フィルタの形状を示す断面図
【図４】図３に示す回折格子の回折効率を示すグラフ
【図５】図１に示す回折型フィルタとは別の実施形態の
回折型フィルタの形状を示す断面図
回折型フィルタの形状を示す断面図
【図６】図１に示す回折型フィルタを適用した光ピック
アップ装置を示す概略図
アップ装置を示す概略図
１Ａ ＬＤ電源 １Ｂ、１Ｃ 半導体レーザ １Ｄ、３ ハーフミラー ４ コリメータレンズ ５ 対物レンズ ６ 光ディスク ６Ａ、２６Ａ、３６Ａ 記録領域 ８、８Ａ 回折型フィルタ １０ ガラス基板 １１ 第１の領域 １２ 第２の領域 １２Ａ 回折格子 ２６ ＣＤ−Ｒ ３６ ＤＶＤ
Claims (6)
- 【請求項１】 光束中に配される波長選択性を有する回
折型フィルタであって、該フィルタの中央部分を構成す
る第１の領域と、該フィルタ中央部分の外側に位置する
第２の領域とを有し、前記第１の領域は互いに異なる２
つの波長λ1、λ2の光に対して回折作用を有さず、前記
第２の領域は該２つの波長λ1、λ2の光のうち一方の光
のみに対して回折作用を有する回折格子を形成されてな
ることを特徴とする回折型フィルタ。 - 【請求項２】 前記回折格子は、断面矩形状の一方向に
連続する凸部を所定ピッチで配列されてなることを特徴
とする請求項１記載の回折型フィルタ。 - 【請求項３】 前記回折型フィルタに入射する光束は略
平行光束とされていることを特徴とする請求項２記載の
回折型フィルタ。 - 【請求項４】 前記回折格子の高さｈが、以下の条件式
（１）、（２）を満足することを特徴とする請求項３記
載の回折型フィルタ。 ｈ=Ｌλ1／（ｎ1−１）・・・（１） ｈ=Ｍλ2／（ｎ2−１）＋Ｋλ2／２（ｎ2−１）・・・（２） ただし、 λ1、λ2 ２つの入射光の波長 ｎ1 波長λ1の光に対する回折格子の屈折率 ｎ2 波長λ2の光に対する回折格子の屈折率 Ｌ 正の整数 Ｍ ｈ＞Ｍλ2／（ｎ2−１）なる条件式を満足す
る、０および正の整数のうちの最大値 Ｋ 0.65以上、1.35以下の数値 - 【請求項５】 前記光束を集束せしめる集束レンズの前
段に配されることを特徴とする請求項１〜４のうちいず
れか１項記載の回折型フィルタ。 - 【請求項６】 ２種以上の光記録媒体が配される位置に
前記光束が集束せしめられるようになっており、２種以
上の光記録媒体のうち少なくとも１種は波長λ1の光に
より記録もしくは再生がなされ、その余は該波長λ1と
は異なる波長λ2の光により記録もしくは再生がなさ
れ、前記回折格子は該２つの波長の光のうち一方の光の
みを、該集束レンズによる光集束方向とは異なる方向に
回折せしめるものであることを特徴とする請求項５記載
の回折型フィルタ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9348627A JPH11167012A (ja) | 1997-12-03 | 1997-12-03 | 回折型フィルタ |
| US09/161,728 US6094308A (en) | 1997-12-03 | 1998-09-29 | Diffraction type filter having a wavelength selectivity |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9348627A JPH11167012A (ja) | 1997-12-03 | 1997-12-03 | 回折型フィルタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11167012A true JPH11167012A (ja) | 1999-06-22 |
Family
ID=18398272
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9348627A Pending JPH11167012A (ja) | 1997-12-03 | 1997-12-03 | 回折型フィルタ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6094308A (ja) |
| JP (1) | JPH11167012A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6342976B1 (en) * | 1999-01-29 | 2002-01-29 | Fuji Photo Optical Co., Ltd. | Luminous flux diameter variable type objective lens and optical apparatus using the same |
| JP2002350625A (ja) * | 2001-05-30 | 2002-12-04 | Asahi Glass Co Ltd | 波長選択性回折素子および光ヘッド装置 |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6449237B1 (en) * | 1996-08-29 | 2002-09-10 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Optical recording and pickup head for digital versatile disc compatible with read-writable compact disc by adopting flat plate lens having staircase type diffraction grating structure |
| KR100604788B1 (ko) * | 1998-10-23 | 2006-07-26 | 삼성전자주식회사 | 호환형 광픽업장치 |
| JP2001014717A (ja) * | 1999-04-28 | 2001-01-19 | Matsushita Electronics Industry Corp | 光学装置 |
| US6975576B1 (en) * | 1999-07-13 | 2005-12-13 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Optical head device and disk drive system having first and second light sources for emitting light beams of different wavelengths |
| US20020097660A1 (en) * | 2000-11-16 | 2002-07-25 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Diffraction grating body, optical pick-up, semiconductor laser apparatus and optical information apparatus |
| JP4345256B2 (ja) * | 2001-02-14 | 2009-10-14 | 旭硝子株式会社 | 波長選択性回折素子および光ヘッド装置 |
| JP2004279981A (ja) * | 2003-03-18 | 2004-10-07 | Fuji Photo Optical Co Ltd | 開口制限素子およびこれを用いた光ピックアップ装置 |
| US7817524B2 (en) * | 2006-10-06 | 2010-10-19 | Panasonic Corporation | Optical head device with multiple diffracting planes, and an optical information apparatus, computer, video recording/reproducing apparatus, video reproducing apparatus, server, and car navigation system including the same |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4940308A (en) * | 1988-06-27 | 1990-07-10 | Eastman Kodak Company | Laser beam stop |
| US5363226A (en) * | 1992-04-06 | 1994-11-08 | Eastman Kodak Company | Apparatus and method for dispersion compensation for a grating coupler using a surface relief reflection grating |
| US5815293A (en) * | 1993-02-01 | 1998-09-29 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Compound objective lens having two focal points |
| US5682265A (en) * | 1994-02-18 | 1997-10-28 | Massachusetts Institute Of Technology | Diffractive microstructures for color separation and fusing |
| DE69635559T2 (de) * | 1995-06-05 | 2006-06-14 | Nec Corp | Optische Wiedergabekopfvorrichtung für verschiedene Plattentypen |
-
1997
- 1997-12-03 JP JP9348627A patent/JPH11167012A/ja active Pending
-
1998
- 1998-09-29 US US09/161,728 patent/US6094308A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6342976B1 (en) * | 1999-01-29 | 2002-01-29 | Fuji Photo Optical Co., Ltd. | Luminous flux diameter variable type objective lens and optical apparatus using the same |
| JP2002350625A (ja) * | 2001-05-30 | 2002-12-04 | Asahi Glass Co Ltd | 波長選択性回折素子および光ヘッド装置 |
| JP4691830B2 (ja) * | 2001-05-30 | 2011-06-01 | 旭硝子株式会社 | 波長選択性回折素子および光ヘッド装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6094308A (en) | 2000-07-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20030515 |