JPH11271611A - 二種類の光学ディスクの駆動能力を有する光学ディスクドライブのピックアップヘッド用プリズム型対物レンズ - Google Patents

二種類の光学ディスクの駆動能力を有する光学ディスクドライブのピックアップヘッド用プリズム型対物レンズ

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JPH11271611A
JPH11271611A JP10191354A JP19135498A JPH11271611A JP H11271611 A JPH11271611 A JP H11271611A JP 10191354 A JP10191354 A JP 10191354A JP 19135498 A JP19135498 A JP 19135498A JP H11271611 A JPH11271611 A JP H11271611A
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 CD(コンパクトディスク)やDVD(デジ
タルビデオディスク)のような二種類の光学ディスクの
駆動能力を有する光学ディスクドライブのピックアップ
ヘッド用プリズム型対物レンズを提供する。 【解決手段】 プリズム型対物レンズは、実質的に直角
三角形の断面を有するプリズム、プリズムの該直角三角
形の斜辺以外の第1側辺を含む平面に取り付けられる前
方非球面平凸レンズ、およびプリズムの該直角三角形の
斜辺以外の第2側辺を含む平面に取り付けられる後方非
球面平凸レンズでなる。プリズムの該直角三角形の斜辺
を含む平面(斜面)には、異なる反射率を有する層が被
覆されてなる2つの開口領域が設けられている。あるい
は、プリズムの該直角三角形の斜辺を含む平面(斜面)
にHOE反射層が設けられ、HOE反射層に入射してそ
こから反射するレーザービームを2つのビームに回折
し、これらのビームは異なる点で焦点を結ぶ。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光学ディスクドラ
イブ、特にCD(コンパクトディスク)やDVD(デジ
タルビデオディスク)のような少なくとも2種類の光学
ディスクの駆動能力を有する光学ディスクドライブのピ
ックアップヘッド用プリズム型対物レンズに関するもの
である。このプリズム型対物レンズは、ピックアップヘ
ッドをよりコンパクトにするとともにその構造複雑性を
緩和する。
【0002】
【従来の技術】マルチメディア時代において、光学ディ
スクドライブはパーソナルコンピューターシステムに欠
くことのできないデバイスである。これまでの光学ディ
スクドライブはコンパクトディスクとして広く知られて
いる低密度光学ディスクからデータを読み出すために設
計されている。しかしながら、光学技術の進歩に伴って
DVD(デジタルビデオディスク)と呼ばれる新しいタ
イプの高密度光学ディスクは従来のCDに比べて多量の
データを保持可能である。新しいタイプの光学ディスク
ドライブは通常これら両方のタイプの光学ディスクから
データを読み出せるように設計されている。ノートブッ
ク型コンピューターの普及につれて、DVD/CD光学
ディスクドライブをこの種のコンピューターに標準装備
できるように十分コンパクトに作る必要がある。現在、
高さ寸法が6.7mmのピックアップヘッドがあるが、
ノートブック型コンピューターに収納されるDVD/C
Dドライブとして使用するには依然として厚すぎるとみ
なされている。また、従来の光学式ドライブにおいて
は、一つの光学部品が一つの光学機能のみを備えるとい
う事実のため構造的に非常に複雑になっている。例え
ば、フォールディングミラーは入射する光を他の方向に
反射させるためだけに使用されているし、コリメーター
はそれを通過する光を平行にするためだけに使用されて
いる。結果として、ピックアップヘッドを構成する光学
部品数が多くなり、ピックアップヘッドの光学システム
の構造複雑性を増加させている。多くの光学部品を使用
している従来の光学ディスクドライブの幾つかについて
以下に添付図面を参照しながら紹介する。
【0003】図1(a)および図1(b)はサンヨー電
機(株)によって製造されているDVDピックアップヘ
ッドの上面概略図および側面概略図である。このDVD
ピックアップヘッドは、所望の開口数(NA)をセット
するために液晶(LC)シャッターを使用するタイプで
あり、レーザーダイオード15、回折格子14、光検出
器プリアンプIC、ボードスプリッター11、コリメー
ター12、対物レンズ13、フォールディングミラー1
6および偏向プリズム17を含む。動作時、レーザーダ
イオード15はレーザービームを生成する。レーザービ
ームは回折格子14を通過してボードスプリッターに向
かう。レーザービームの一部はボードスプリッター11
でコリメーター12に向かって反射され、ここで平行に
される。コリメーター12からの出力光はフォールディ
ングミラー16によって偏向プリズム17に向かって反
射される。偏向プリズム17からの出力光は対物レンズ
13によって情報が読み出されるべき光学ディスクの表
面に焦点が合わされる。光学ディスクから反射された光
が偏向プリズム17、フォールディングミラー16およ
びコリメーター12を介してボードスプリッター11に
逆方向に進行する。ボードスプリッター11によって、
その反射光の一部は光検出器プリアンプIC10に直行
する。光検出器プリアンプIC10は反射光に応じて光
電気信号を生成する。その信号は従来法によって処理さ
れて光学ディスク上に記録されている情報が再現され
る。
【0004】図2(a)および図2(b)はパイオニア
(株)によって製造されているDVDピックアップヘッ
ドの上面概略図および側面概略図である。このDVDピ
ックアップヘッドは、レーザーダイオード20、回折格
子21、第1折畳み式ミラー22、ボードスプリッター
23、四分の一波長板24、コリメーター25、第2フ
ォールディングミラー26、ホログラフ光学素子(HO
E)27、対物レンズ28および光検出器プリアンプI
C29を含む。動作時、レーザーダイオード20は波長
が650nmのレーザービームを生成する。レーザーダ
イオード20からのレーザービームは回折格子21を通
過して第1フォールディングミラー22に向かう。そこ
でレーザービームはボードスプリッター23に向かって
反射される。レーザービームの一部はボードスプリッタ
ー23を介して四分の一波長板24に直進する。四分の
一波長板24からの光出力はコリメーター25によって
平行にされ、その後第2フォールディングミラー26に
よってHOE27に向かって反射される。HOE27か
らの出力光は対物レンズ28によって情報が読み出され
るべき光学ディスクの表面に焦点が合わされる。このD
VDピックアップヘッドは、CDあるいはDVDのいず
れかの情報を読み出すために選択的に設定可能である。
光学ディスクから反射された光がHOE27、第2フォ
ールディングミラー26、コリメーター25、四分の一
波長板24を介してボードスプリッター23に逆方向に
進行する。ボードスプリッター23において、光学ディ
スクからの反射光の一部が光検出器プリアンプIC29
に送られる。光検出器プリアンプIC29は反射光に応
じて光電気信号を生成し、その信号は従来法によって処
理されて光学ディスク上に記録されている情報が再現さ
れる。
【0005】図3(a)および図3(b)はパナソニッ
ク社によって製造されているDVDピックアップヘッド
の上面概略図および側面概略図である。このDVDピッ
クアップヘッドは、レーザーダイオード30、回折格子
31、コリメーター32、ボードスプリッター33、第
1折畳ミラー34、内蔵HOEを有する対物レンズ3
5、第2フォールディングミラー36および光検出器プ
リアンプIC37を含む。動作時、レーザーダイオード
30はレーザービームを生成し、そのレーザービームは
回折格子31およびコリメーター32を通過してボード
スプリッター33に向かう。レーザービームの一部はボ
ードスプリッター33を介して第1フォールディングミ
ラー34に直進する。そこでレーザービームは対物レン
ズ35に向かって反射される。対物レンズの内蔵HOE
は、レーザービームにホログラフィー効果を引き起こ
し、その後対物レンズ35は情報が読み出されるべき光
学ディスクの表面にレーザービームの焦点を合わせる。
このDVDピックアップヘッドは、CDあるいはDVD
のいずれかの情報を読み出すために選択的に設定可能で
ある。光学ディスクから反射された光が対物レンズ35
および第1フォールディングミラー34を介してボード
スプリッター33に逆方向に進行する。ボードスプリッ
ター33において、光学ディスクからの反射光の一部が
第2フォールディングミラー36に送られ、第2フォー
ルディングミラー36はビームを光検出器プリアンプI
C37に向かって反射する。光検出器プリアンプIC3
7は反射光に応じて光電気信号を生成し、その信号は従
来法によって処理されて光学ディスク上に記録されてい
る情報が再現される。
【0006】図4(a)および図4(b)はサンヨー電
機(株)によって製造されているDVDピックアップヘ
ッドの上面概略図および側面概略図である。このDVD
ピックアップヘッドは、レーザーダイオード40、回折
格子41、ボードスプリッター42、フォールディング
ミラー43、コリメーター44、DVD用対物レンズ4
5とCD用対物レンズ46との間を切り替え可能なレン
ズユニットおよび光検出器プリアンプIC47を含む。
レンズユニットにおいて、DVDの情報を読み出す場合
はDVD用対物レンズ45が所定ポジションにセットさ
れ、CDの情報を読み出す場合にはCD用対物レンズ4
6が所定ポジションにセットされる。動作時、レーザー
ダイオード40はレーザービームを生成し、そのレーザ
ービームは回折格子41を通過してボードスプリッター
42に向かう。レーザービームの一部はボードスプリッ
ター42を介してフォールディングミラー43に直進す
る。そこでレーザービームはコリメーター44に向かっ
て反射される。光学ディスクドライブに挿入される光学
ディスクの種類に応じて、DVD用対物レンズ45とC
D用対物レンズ46のいずれかがコリメーター44の光
学軸にセットされる。コリメーター44からの出力光は
対応する対物レンズによって情報が読み出されるべき光
学ディスクの表面に焦点が合わされる。光学ディスク
(図示せず)から反射された光が対物レンズ45あるい
は46、コリメーター44、フォールディングミラー4
3を介してボードスプリッター42に逆方向に進行す
る。ボードスプリッター42によって、その反射光の一
部は光検出器プリアンプIC47に送られる。光検出器
プリアンプIC47は反射光に応じて光電気信号を生成
する。その信号は従来法によって処理されて光学ディス
ク上に記録されている情報が再現される。
【0007】図5(a)および図5(b)はSAMSU
NG社によって製造されているDVDピックアップヘッ
ドの上面概略図および側面概略図である。このDVDピ
ックアップヘッドは、レーザーダイオード50、回折格
子51、ボードスプリッター52、フォールディングミ
ラー53、コリメーター54、対物レンズ55および光
検出器プリアンプIC56を含む。特に、対物レンズ5
5は環状マスク型である。動作時、レーザーダイオード
50はレーザービームを生成する。レーザービームは回
折格子51を通過してボードスプリッター52に向か
う。レーザービームの一部はボードスプリッター52を
介してフォールディングミラー53直行し、そこでレー
ザービームはコリメーター54に向かって反射される。
コリメーター54からの平行光は対物レンズ55によっ
て情報が読み出されるべき光学ディスクの表面に焦点が
合わされる。このDVDピックアップヘッドは、CDあ
るいはDVDのいずれかの情報を読み出すために選択的
に設定可能である。光学ディスクから反射された光が対
物レンズ55、コリメーター54およびフォールディン
グミラー53を介してボードスプリッター52に逆方向
に進行する。ボードスプリッター52によって、その反
射光の一部は光検出器プリアンプIC56に送られる。
光検出器プリアンプIC56は反射光に応じて光電気信
号を生成する。その信号は従来法によって処理されて光
学ディスク上に記録されている情報が再現される。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上記した5つの従来モ
デルのDVDピックアップヘッドにおいて共通の設計理
念は、対物レンズと対物レンズに向かってレーザーを反
射させるためのフォールディングミラーの位置関係であ
る。この設計における一つの欠点は、対物レンズとフォ
ールディングミラーが別個の構成部品であるためピック
アップヘッド全体の寸法を大きくしてしまうことであ
る。さらに、ボードスプリッター、偏向プリズムおよび
回折格子の使用が従来のピックアップヘッドの寸法を大
きくしてしまうとともにその構造を複雑にしている。こ
のように、これらの欠点が従来モデルのピックアップヘ
ッドの小型化を妨げ、結果的にノートブック型コンピュ
ーター用の光学ディスクドライブにとって相応しくない
ものにしている。
【0009】
【課題を解決するための手段】したがって、本発明の目
的は、光学ディスクドライブのピックアップヘッドに使
用され、ピックアップヘッドをよりコンパクトにすると
ともにその構造複雑性を緩和できるプリズム型対物レン
ズを提供することである。
【0010】また、CDとDVDのような2つのタイプ
の光学ディスクから情報を読み出すための光学ディスク
ドライブのピックアップヘッド用プリズム型対物レンズ
を提供することである。
【0011】本発明の目的に基づいて、少なくとも2種
類の光学ディスクの駆動能力を有する光学ディスクドラ
イブのピックアップヘッド用プリズム型対物レンズを提
供する。このプリズム型対物レンズは、実質的に直角三
角形の断面を有するプリズム、プリズムの該直角三角形
の斜辺以外の第1側辺を含む平面に取り付けられる前方
非球面平凸レンズ、およびプリズムの該直角三角形の斜
辺以外の第2側辺を含む平面に取り付けられる後方非球
面平凸レンズでなる。
【0012】プリズムの直角三角形の斜辺を含む平面
(斜面)は、内部反射層が形成される内部開口領域と内
部開口領域を囲むように外部反射層が形成される外部開
口領域とでなる。好ましい例として、内部開口領域にお
ける開口数(NA)が0.43であり、外部開口領域に
おける開口数(NA)が0.6である。さらに、内部反
射層は650nmの波長の第1レーザー光を反射し、外
部反射層は650nm〜780nmの波長の第2レーザ
ー光を反射することが好ましい。このように、2つの異
なるタイプの光学ディスクから情報を読み出すために、
異なる開口数(NA)を有する2つの開口領域を本発明
のプリズム型対物レンズに設けることができる。
【0013】また、その代わりとしてプリズムの直角三
角形の斜辺を含む平面(斜面)にHOE反射層を設けて
も良い。HOE反射層は、HOE反射層に入射してそこ
から反射するレーザービームを2つのビームに回折し、
これらのビームは2つの異なるタイプの光学ディスクか
ら情報を読み出すために異なる点で焦点を結ぶ。
【0014】
【発明の実施の形態】本発明は、図6(a)に示すよう
に、プリズム型対物レンズを提供する。この対物レンズ
は、実質的に直角三角形の断面を有するプリズム60、
前方非球面平凸レンズ62、および後方非球面平凸レン
ズ64でなる。本発明は、さらにCDおよびDVDから
情報を読み出すのに相応しいとされる2つの方法を提供
する。
【0015】図6(b)に示すように、プリズム60の
直角三角形の斜辺を含む平面(斜面)60’には、被覆
された内部開口領域66aと内部開口領域66aを囲む
ように被覆された外部開口領域66bが設けられてい
る。内部開口領域における開口数(NA)が0.43で
あり、650nmの波長のレーザー光を反射する。一
方、外部開口領域における開口数(NA)は0.6であ
り、650nm〜780nmの波長のレーザー光を反射
する。これら2つのレーザー光は、2つの異なるタイプ
の光学ディスクから情報を読み出すために異なる点で焦
点を結ぶ。
【0016】図6(c)に示すように、プリズム60の
直角三角形の斜辺を含む平面(斜面)にHOE反射層6
8を設けることも可能である。HOE反射層は、HOE
反射層に入射してそこから反射するレーザービームを2
つのビームに回折し、これらのビームは2つの異なるタ
イプの光学ディスクから情報を読み出すために異なる点
で焦点を結ぶ。
【0017】以下に本発明のプリズム型対物レンズを使
用したピックアップヘッドの第1実施例を説明する。
【0018】図7は、本発明のプリズム型対物レンズを
採用しているピックアップヘッドの第1実施例を示す概
略図である。このピックアップヘッドは、780nmの
波長のレーザー光を生成する第1レーザーダイオード7
0aおよび650nmの波長のレーザー光を生成する第
2レーザーダイオード70bを有する。これらのダイオ
ードは、CDおよびDVDのような光学ディスク78か
ら選択的に情報を読み出すために使用される。ピックア
ップヘッドはさらに第1ボードスプリッター72、第2
ボードスプリッター71、コリメーター73、光検出器
プリアンプIC79を含む。本発明のプリズム型対物レ
ンズはコリメーター73と光学ディスク78との間に配
置されており、プリズム75、前方非球面平凸レンズ7
4a、および後方非球面平凸レンズ74bでなる。
【0019】ピックアップヘッドは、CDおよびDVD
のような光学ディスク78から選択的に情報を読み出す
ために考案されている。光学ディスクがCDである場合
は、第1レーザーダイオード70aが780nmのレー
ザービームを生成する。このレーザービームは第1ボー
ドスプリッター72に進行し、そこでコリメーター73
に向かって反射される。一方、光学ディスクがDVDで
ある場合は、第2レーザーダイオード70bが650n
mのレーザービームを生成する。このレーザービームは
第2ボードスプリッター71に進行し、そこでコリメー
ター73に向かって反射される。
【0020】いずれの場合においても、コリメーターに
送られたレーザービームはそれによって平行にされる。
コリメーターから提供される平行光は前方非球面平凸レ
ンズ74aを通過してプリズム75内に入る。そしてプ
リズム75の直角三角形の斜辺を含む平面(斜面)76
に到達するまでプリズム75内を進む。この斜面76で
レーザービームは後方非球面平凸レンズ74bに向かっ
て反射される。反射されたレーザービームは光学ディス
ク78の表面上に焦点を結ぶ。
【0021】本発明に基づいて、プリズム75の直角三
角形の斜辺を含む平面(斜面)76には、二つの円形領
域、すなわち、内部開口領域77aと外部開口領域77
bが設けられている。内部開口領域77aは、0.43
の開口数(NA)を有し、650nm〜780nmの範
囲の波長のレーザービームを反射する反射層で被覆され
ている。外部開口領域77bは0.6の開口数(NA)
を有し、780nmの波長のレーザービームを通過させ
るとともに650nmの波長のレーザービームを反射す
る反射層で被覆されている。したがって、780nmの
レーザービームが使用されるCDから情報を読み出す場
合には、本発明のプリズム型対物レンズの出力は0.4
3の開口数(NA)を有する。この開口数は1.2mm
光学ディスクであるCDから情報を読み出すのに適して
いる。650nmのレーザービームが使用されるDVD
から情報を読み出す場合には、本発明のプリズム型対物
レンズの出力は0.6の開口数(NA)を有する。この
開口数は0.6mm光学ディスクであるDVDから情報
を読み出すのに適している。
【0022】本発明のプリズム型対物レンズから出力さ
れる光は、光学ディスク78の情報が記録されている表
面上に焦点を結ぶ。光学ディスク78からの反射光は、
後方非球面平凸レンズ74b、プリズム75、前方非球
面平凸レンズ74a、コリメーター73、第1ボードス
プリッター72、および第2ボードスプリッター71を
介して逆向きに光検出器プリアンプIC79に向かって
進行する。光検出器プリアンプIC79は反射光に応じ
て光電気信号を生成する。その信号は従来法によって処
理されて光学ディスク上に記録されている情報が再現さ
れる。
【0023】以下に本発明のプリズム型対物レンズを使
用しているピックアップヘッドの第2実施例を説明す
る。
【0024】図8は、本発明のプリズム型対物レンズを
採用しているピックアップヘッドの第2実施例を示す概
略図である。このピックアップヘッドは、780nmの
波長のレーザー光を生成する第1レーザーダイオード8
0aおよび650nmの波長のレーザー光を生成する第
2レーザーダイオード80bを有する。これらのダイオ
ードは、CDおよびDVDのような光学ディスク87か
ら選択的に情報を読み出すために使用される。ピックア
ップヘッドは二分ビームスプリッター81およびコリメ
ーター82を含む。このピックアップヘッドにおいて、
光検出手段はレーザーダイオード80aおよび80bに
内蔵されている。本発明のプリズム型対物レンズはコリ
メーター82と光学ディスク87との間に配置されてお
り、プリズム84、前方非球面平凸レンズ83a、およ
び後方非球面平凸レンズ83bでなる。
【0025】ピックアップヘッドは、CDおよびDVD
のような光学ディスク87から選択的に情報を読み出す
ために考案されている。光学ディスク87がCDである
場合は、第1レーザーダイオード80aが780nmの
レーザービームを生成する。このレーザービームは二分
ビームスプリッター81に進行し、そこでコリメーター
82に向かって反射される。一方、光学ディスク87が
DVDである場合は、第2レーザーダイオード80bが
650nmのレーザービームを生成する。このレーザー
ビームは二分ビームスプリッター81を通過して、コリ
メーター82に直進する。
【0026】いずれの場合においても、コリメーター8
2に送られたレーザービームはそれによって平行にされ
る。コリメーター82から提供される平行光は前方非球
面平凸レンズ83aを通過してプリズム84内に入る。
そしてプリズム84の直角三角形の斜辺を含む平面(斜
面)85に到達するまでプリズム84内を進む。そこで
レーザービームは後方非球面平凸レンズ83bに向かっ
て反射される。反射されたレーザービームは光学ディス
ク87の情報が記録されている表面上に焦点を結ぶ。
【0027】本発明に基づいて、プリズム84の直角三
角形の斜辺を含む平面(斜面)85には、二つの円形領
域、すなわち、内部開口領域86aと外部開口領域86
bが設けられている。内部開口領域86aは、0.43
の開口数(NA)を有し、650nm〜780nmの範
囲の波長のレーザービームを反射する反射層で被覆され
ている。外部開口領域86bは0.6の開口数(NA)
を有し、780nmの波長のレーザービームを通過させ
るとともに650nmの波長のレーザービームを反射す
る反射層で被覆されている。したがって、780nmの
レーザービームが使用されるCDから情報を読み出す場
合には、本発明のプリズム型対物レンズの出力は0.4
3の開口数(NA)を有する。この開口数は1.2mm
光学ディスクであるCDから情報を読み出すのに適して
いる。また、650nmのレーザービームが使用される
DVDから情報を読み出す場合には、本発明のプリズム
型対物レンズの出力は0.6の開口数(NA)を有す
る。この開口数は0.6mm光学ディスクであるDVD
から情報を読み出すのに適している。
【0028】本発明のプリズム型対物レンズから出力さ
れる光は、光学ディスク87の情報が記録されている表
面上に焦点を結ぶ。光学ディスク87からの反射光は、
後方非球面平凸レンズ83b、プリズム84、前方非球
面平凸レンズ83a、コリメーター82、二分ビームス
プリッター81を介して逆向きに第1レーザーダイオー
ド80aあるいは第2レーザーダイオード80bに向か
って進行する。反射光に応じて第1レーザーダイオード
80aあるいは第2レーザーダイオード80bに内蔵さ
れたいずれかの光検出器が光電気信号を生成する。その
信号は従来法によって処理されて光学ディスク上に記録
されている情報が再現される。
【0029】以下に本発明のプリズム型対物レンズを使
用しているピックアップヘッドの第3実施例を説明す
る。
【0030】図9は、本発明のプリズム型対物レンズを
採用しているピックアップヘッドの第3実施例を示す概
略図である。このピックアップヘッドにおいては、ホロ
グラフ光学素子(HOE)および光検出器(図示せず)
を内蔵している単独のレーザーダイオード90が使用さ
れている。このピックアップヘッドにおいて、本発明の
プリズム型対物レンズはレーザーダイオード90と光学
ディスク94との間に配置されており、プリズム92、
前方非球面平凸レンズ91a、後方非球面平凸レンズ9
1bおよびプリズム92の直角三角形の斜辺を含む平面
(斜面)に設けられたHOE反射層93でなる。
【0031】動作時、レーザーダイオード90はレーザ
ービームを生成し、このレーザービームは本発明のプリ
ズム型対物レンズに直接入射する。レーザービームはま
ずプリズムの直角三角形の斜辺以外の側辺を含む平面に
ある前方非球面平凸レンズ91aによって集束され、H
OE反射層により後方非球面平凸レンズ91bに向かっ
て反射される。この後方非球面平凸レンズ91bはレー
ザービームを光学ディスク94の情報が記録されている
表面上に焦点を結ばせる。HOE反射層93は、HOE
反射層に入射してそこから反射するレーザービームを2
つのビームに回折する。これらのビームは2つの異なる
タイプの光学ディスク94から情報を読み出すために異
なる点で焦点を結ぶ。
【0032】光学ディスク94からの反射光は、後方非
球面平凸レンズ91b、プリズム92、HOE反射層9
3、前方非球面平凸レンズ91aを介して逆向きにレー
ザーダイオード90に向かって進行する。反射光に応じ
てレーザーダイオード90に内蔵された光検出器が光電
気信号を生成し、その信号を従来法によって処理するこ
とにより光学ディスク上に記録されている情報が再現さ
れる。
【0033】以上を要約すると、本発明のプリズム型対
物レンズは、実質的に直角三角形の断面を有するプリズ
ム、プリズムの直角三角形の斜辺以外の第1側辺を含む
平面に取り付けられる前方非球面平凸レンズ、およびプ
リズムの直角三角形の斜辺以外の第2側辺を含む平面に
取り付けられる後方非球面平凸レンズでなる。これらの
3つの構成部品は同じ光学材料で作成されても良いし、
異なる光学材料で作成されても良い。さらに、これらの
構成部品を、別々に作成してから一体に組み立てても良
いし、あるいは一体成形により本発明のプリズム型対物
レンズを作成しても良い。
【0034】図7〜図9に示される実施例から理解され
るように、本発明のプリズム型対物レンズを使用してい
るピックアップヘッドは従来のものに比して光学部品数
を低減できる。さらに本発明のプリズム型対物レンズの
使用は、従来よりもコンパクトなサイズのピックアップ
ヘッドを可能にする。
【0035】ここで、非球面平凸レンズの平面をX−Y
平面と仮定すると一般則により非球面レンズ表面はZ座
標の式として次式1により表される:
【0036】
【式1】 ここに、 c:非球面の曲率である。 k:非球面の円錐係数である。k=0の時、レンズ表面
は球面である。-1<K<0の時、レンズ表面は楕円表
面である(非球面)。K=-1の時、レンズ表面はパラ
ボラ表面である(非球面)。K<-1の時、レンズ表面
は双曲表面である(非球面)。 A,B,C,D,E,F,G,H,J:各次数(4,
6,8,10,12,14,16,18,20)のそれ
ぞれに対応する非球面係数。
【0037】式1におけるhは次式2によって表され
る:
【0038】
【式2】 ここに、XおよびYは、レンズ表面上の各点Zにおける
X座標およびY座標である。
【0039】前方非球面平凸レンズ(図7の74a、図
8の83a、図9の91a)が焦点距離f1および曲率
半径r1を有し、後方非球面平凸レンズ(図7の74
b、図8の83b、図9の91b)が焦点距離f2およ
び曲率半径r2を有すると仮定する。f1、f2、r1
およびr2が以下の条件を満たす場合、本発明のプリズ
ム型対物レンズは製造しやすい。 (1)f1>f2 (2)0.6<r2/r1<0.2 焦点距離および曲率半径に関するこれらの条件は前方非
球面平凸レンズおよび後方非球面平凸レンズの両方の凸
面(すなわち、非球面)を大きな曲率半径で作成できる
ようにする。これは製造過程において、前方非球面平凸
レンズおよび後方非球面平凸レンズの非球面を作成しや
すいことを意味する。しかしながら、これらの条件は本
発明範囲を限定するものではない。これらの条件から外
れる場合、本発明のプリズム型対物レンズの形成を作成
し難いかも知れないが、本発明の効果を達成できるとい
う点で依然として本発明範囲に含まれる。本発明におい
ては、プリズム、前方非球面平凸レンズおよび後方非球
面平凸レンズを一つの光学部品として提供できるので、
本発明のプリズム型対物レンズを使用するピックアップ
ヘッドをコンパクトなサイズに作成できる。
【0040】さらに、本発明のプリズム型対物レンズを
使用することにより、CDおよびDVDのような2つの
異なるタイプの光学ディスクから選択的に情報を読み出
すせるピックアップヘッドを提供することができる。
【0041】上記説明は本発明の好ましい実施形態につ
いて説明がなされている。したがって、本発明がそれら
によって限定されないことは言うまでもない。むしろそ
れらは種々の変更、類似の配置をもカバーするものであ
る。このように、請求項の内容は発明の思想に影響しな
い種々の変更や類似の配置を包含するような広い意味で
解釈されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)はサンヨー電機(株)によって製造され
ているDVDピックアップヘッドの上面概略図、(b)
はその側面概略図である。
【図2】(a)はパイオニア(株)よって製造されてい
るDVDピックアップヘッドの上面概略図、(b)はそ
の側面概略図である。
【図3】(a)はパナソニック社によって製造されてい
るDVDピックアップヘッドの上面概略図、(b)はそ
の側面概略図である。
【図4】(a)はサンヨー電機(株)によって製造され
ているDVDピックアップヘッドの上面概略図、(b)
はその側面概略図である。
【図5】(a)はSAMSUNG社によって製造されて
いるDVDピックアップヘッドの上面概略図、(b)は
その側面概略図である。
【図6】(a)は本発明のプリズム型対物レンズの概略
図、(b)は断面が直角三角形であるプリズムの斜辺を
含む平面(斜面)上に2つのコーティング層を有する本
発明のプリズム型対物レンズの概略図、(c)は断面が
直角三角形であるプリズムの斜辺を含む平面(斜面)上
にHOE反射層を有する本発明のプリズム型対物レンズ
の概略図である。
【図7】本発明のプリズム型対物レンズを使用したピッ
クアップヘッドの第1実施例を示す概略図である。
【図8】本発明のプリズム型対物レンズを使用したピッ
クアップヘッドの第2実施例を示す概略図である。
【図9】本発明のプリズム型対物レンズを使用したピッ
クアップヘッドの第3実施例を示す概略図である。
【符号の説明】
70a 第1レーザーダイオード 70b 第2レーザーダイオード 71 第2ボードスプリッター 72 第1ボードスプリッター 73 コリメーター 74a 前方非球面平凸レンズ 74b 後方非球面平凸レンズ 75 プリズム 76 プリズムの直角三角形の斜辺を含む平面(斜面) 77a 内部開口領域 77b 外部開口領域 78 光学ディスク 79 光検出器プリアンプIC
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成11年6月28日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0011
【補正方法】変更
【補正内容】
【0011】本発明の目的に基づいて、少なくとも2種
類の光学ディスクの駆動能力を有する光学ディスクドラ
イブのピックアップヘッド用プリズム型対物レンズを提
供する。このプリズム型対物レンズは、実質的に直角三
角形の断面を有し、該直角三角形の斜辺を含む平面(斜
面)に異なる波長の複数のレーザー光を反射可能な光学
部材を備えたプリズム、プリズムの該直角三角形の斜辺
以外の第1側辺を含む平面に取り付けられる前方非球面
平凸レンズ、およびプリズムの該直角三角形の斜辺以外
の第2側辺を含む平面に取り付けられる後方非球面平凸
レンズでなる。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0012
【補正方法】変更
【補正内容】
【0012】プリズムの直角三角形の斜辺を含む平面
(斜面)は、第1の波長のレーザー光を反射するための
内部反射層が形成される内部開口領域と内部開口領域を
囲むように第1の波長とは異なる第2の波長の光を反射
するための外部反射層が形成される外部開口領域とでな
る。好ましい例として、内部開口領域における開口数
(NA)が0.43であり、外部開口領域における開口
数(NA)が0.6である。さらに、内部反射層は65
0nm〜780nmの波長の第1レーザー光を反射し、
外部反射層は650nmの波長の第2レーザー光を反射
することが好ましい。このように、2つの異なるタイプ
の光学ディスクから情報を読み出すために、異なる開口
数(NA)を有する2つの開口領域を本発明のプリズム
型対物レンズに設けることができる。

Claims (22)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 実質的に直角三角形の断面を有するプリ
    ズム、プリズムの該直角三角形の斜辺以外の第1側辺を
    含む平面に取り付けられる前方非球面平凸レンズ、およ
    びプリズムの該直角三角形の斜辺以外の第2側辺を含む
    平面に取り付けられる後方非球面平凸レンズでなること
    を特徴とする光学ディスクドライブのピックアップヘッ
    ド用プリズム型対物レンズ。
  2. 【請求項2】 前方非球面平凸レンズは、後方非球面平
    凸レンズよりも長い焦点距離を有することを特徴とする
    請求項1のプリズム型対物レンズ。
  3. 【請求項3】 前方非球面平凸レンズの凸側の曲率半径
    に対する後方非球面平凸レンズの凸側の曲率半径の比
    は、0.2〜0.6の範囲内であること特徴とする請求項
    1のプリズム型対物レンズ。
  4. 【請求項4】 プリズムの該直角三角形の斜辺を含む平
    面(斜面)は、内部反射層が形成される内部開口領域と
    内部開口領域を囲むように外部反射層が形成される外部
    開口領域とでなることを特徴とする請求項1のプリズム
    型対物レンズ。
  5. 【請求項5】 内部反射層は650nmの波長の第1レ
    ーザー光を反射し、外部反射層は650nm〜780n
    mの波長の第2レーザー光を反射することを特徴とする
    請求項4のプリズム型対物レンズ。
  6. 【請求項6】 プリズムの該直角三角形の斜辺を含む平
    面は、HOE反射層でなることを特徴とする請求項1の
    プリズム型対物レンズ。
  7. 【請求項7】 前記プリズム、前方非球面平凸レンズ、
    および後方非球面平凸レンズは異なる光学材料で作成さ
    れていることを特徴とする請求項1のプリズム型対物レ
    ンズ。
  8. 【請求項8】 前記プリズム、前方非球面平凸レンズ、
    および後方非球面平凸レンズは同じ光学材料で作成され
    ていることを特徴とする請求項1のプリズム型対物レン
    ズ。
  9. 【請求項9】 前記プリズム、前方非球面平凸レンズ、
    および後方非球面平凸レンズは一体に成形されることを
    特徴とする請求項8のプリズム型対物レンズ。
  10. 【請求項10】 実質的に直角三角形の断面を有し、内
    部反射層が形成される内部開口領域と内部開口領域を囲
    むように外部反射層が形成される外部開口領域とが該直
    角三角形の斜辺を含む平面(斜面)に備えられたプリズ
    ム、プリズムの該直角三角形の斜辺以外の第1側辺を含
    む平面に取り付けられる前方非球面平凸レンズ、および
    プリズムの該直角三角形の斜辺以外の第2側辺を含む平
    面に取り付けられる後方非球面平凸レンズでなることを
    特徴とする光学ディスクドライブのピックアップヘッド
    用プリズム型対物レンズ。
  11. 【請求項11】 内部反射層は650nmの波長の第1
    レーザー光を反射し、外部反射層は650nm〜780
    nmの波長の第2レーザー光を反射することを特徴とす
    る請求項10のプリズム型対物レンズ。
  12. 【請求項12】 前方非球面平凸レンズは、後方非球面
    平凸レンズよりも長い焦点距離を有することを特徴とす
    る請求項10のプリズム型対物レンズ。
  13. 【請求項13】 前方非球面平凸レンズの凸側の曲率半
    径に対する後方非球面平凸レンズの凸側の曲率半径の比
    は、0.2〜0.6の範囲内であること特徴とする請求項
    10のプリズム型対物レンズ。
  14. 【請求項14】 前記プリズム、前方非球面平凸レン
    ズ、および後方非球面平凸レンズは異なる光学材料で作
    成されていることを特徴とする請求項10のプリズム型
    対物レンズ。
  15. 【請求項15】 前記プリズム、前方非球面平凸レン
    ズ、および後方非球面平凸レンズは同じ光学材料で作成
    されていることを特徴とする請求項10のプリズム型対
    物レンズ。
  16. 【請求項16】 前記プリズム、前方非球面平凸レン
    ズ、および後方非球面平凸レンズは一体に成形されるこ
    とを特徴とする請求項15のプリズム型対物レンズ。
  17. 【請求項17】 実質的に直角三角形の断面を有し、該
    直角三角形の斜辺を含む平面(斜面)にHOE反射層が
    設けられているプリズム、プリズムの該直角三角形の斜
    辺以外の第1側辺を含む平面に取り付けられる前方非球
    面平凸レンズ、およびプリズムの該直角三角形の斜辺以
    外の第2側辺を含む平面に取り付けられる後方非球面平
    凸レンズでなることを特徴とする光学ディスクドライブ
    のピックアップヘッド用プリズム型対物レンズ。
  18. 【請求項18】 前方非球面平凸レンズは、後方非球面
    平凸レンズよりも長い焦点距離を有することを特徴とす
    る請求項17のプリズム型対物レンズ。
  19. 【請求項19】 前方非球面平凸レンズの凸側の曲率半
    径に対する後方非球面平凸レンズの凸側の曲率半径の比
    は、0.2〜0.6の範囲内であること特徴とする請求項
    17のプリズム型対物レンズ。
  20. 【請求項20】 前記プリズム、前方非球面平凸レン
    ズ、および後方非球面平凸レンズは異なる光学材料で作
    成されていることを特徴とする請求項17のプリズム型
    対物レンズ。
  21. 【請求項21】 前記プリズム、前方非球面平凸レン
    ズ、および後方非球面平凸レンズは同じ光学材料で作成
    されていることを特徴とする請求項17のプリズム型対
    物レンズ。
  22. 【請求項22】 前記プリズム、前方非球面平凸レン
    ズ、および後方非球面平凸レンズは一体に成形されるこ
    とを特徴とする請求項21のプリズム型対物レンズ。
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