JP2001043553A - 光ピックアップ及びそれを用いた光学的情報再生装置 - Google Patents
光ピックアップ及びそれを用いた光学的情報再生装置Info
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- JP2001043553A JP2001043553A JP11213161A JP21316199A JP2001043553A JP 2001043553 A JP2001043553 A JP 2001043553A JP 11213161 A JP11213161 A JP 11213161A JP 21316199 A JP21316199 A JP 21316199A JP 2001043553 A JP2001043553 A JP 2001043553A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】2つの異なる波長の半導体レーザ光源を用いた
光ディスク装置用の光ピックアップの光学系構成におい
ては、光路合成部分に高価なプリズムを用いて光路の共
用化を図るのが一般的であるが、光ピックアップの低コ
スト化の上では問題があった。 【解決手段】上記課題を開発するために、平行平板から
なるダイクロミラーを発散光中に配置し、平行平板を透
過する光にて発生する非点収差を半導体レーザにて発生
する非点隔差とでキャンセルさせることにより、光ディ
スク上での光スポットの非点収差を最適化し良好な再生
信号を得る。
光ディスク装置用の光ピックアップの光学系構成におい
ては、光路合成部分に高価なプリズムを用いて光路の共
用化を図るのが一般的であるが、光ピックアップの低コ
スト化の上では問題があった。 【解決手段】上記課題を開発するために、平行平板から
なるダイクロミラーを発散光中に配置し、平行平板を透
過する光にて発生する非点収差を半導体レーザにて発生
する非点隔差とでキャンセルさせることにより、光ディ
スク上での光スポットの非点収差を最適化し良好な再生
信号を得る。
Description
【0001】
【発明の属する利用分野】本発明は光学的情報記録媒体
(以下、光ディスクと記す)に記録された情報信号を再
生するために用いられる光学的情報再生装置(以下、光
ディスク装置と記す)に関する。
(以下、光ディスクと記す)に記録された情報信号を再
生するために用いられる光学的情報再生装置(以下、光
ディスク装置と記す)に関する。
【0002】
【従来の技術】光ディスク装置は、非接触、大容量、高
速アクセス、低コストメディアを特徴とする情報記録再
生装置であり、これらの特徴を生かしてディジタルオー
ディオ信号の記録再生装置として、あるいはコンピュー
タの外部記憶装置として利用されている。
速アクセス、低コストメディアを特徴とする情報記録再
生装置であり、これらの特徴を生かしてディジタルオー
ディオ信号の記録再生装置として、あるいはコンピュー
タの外部記憶装置として利用されている。
【0003】現在、光ディスクにおいては、基板厚さの
違いや対応波長の違いによっても様々な種類の光ディス
クが存在する。例えばCDやCD−Rなどのディスク基
板厚さ1.2mmで記録、再生に最適なレーザ光の波長
は780nm帯であるのに対し、近年規格化されたDV
D−ROMあるいはDVD−RAMなどはディスク基板
厚さ0.6mmで対応波長は650nm帯である。その
ため、近年普及し始めたDVD用の光ピックアップで
は、既に普及してるCD系の光ディスクとの互換を考慮
して780nmと650nmの2つの波長の半導体レー
ザを搭載したものが主流となっている。
違いや対応波長の違いによっても様々な種類の光ディス
クが存在する。例えばCDやCD−Rなどのディスク基
板厚さ1.2mmで記録、再生に最適なレーザ光の波長
は780nm帯であるのに対し、近年規格化されたDV
D−ROMあるいはDVD−RAMなどはディスク基板
厚さ0.6mmで対応波長は650nm帯である。その
ため、近年普及し始めたDVD用の光ピックアップで
は、既に普及してるCD系の光ディスクとの互換を考慮
して780nmと650nmの2つの波長の半導体レー
ザを搭載したものが主流となっている。
【0004】一方、これら光ディスクの利用の拡大に伴
い、光ディスク装置の小型化・低価格化が進められてお
り、それには光ピックアップの小形化・簡略化技術が不
可欠である。光学ピックアップの小型化・簡略化には、
光学系を構成する部品数を低減したり、低コストの部品
を用いた構成にするなどの手段が有効である。特に、複
数種類の光ディスクへの対応を考慮した場合、それぞれ
の光ディスクに対応する光学系が必要となるが、光学部
品の共用化による光学系の簡素化あるいは部品数の低減
化は、光ピックアップの小型化、低コスト化に有効であ
る。一例として、特開平8−55363公報や特開平9
−54977号公報では、複数種類の光ディスクの再生
を可能とするために、2つの異なる波長のレーザ光を途
中の光路上で合成し、1つの対物レンズにより情報の再
生を可能にする技術が開示されている。
い、光ディスク装置の小型化・低価格化が進められてお
り、それには光ピックアップの小形化・簡略化技術が不
可欠である。光学ピックアップの小型化・簡略化には、
光学系を構成する部品数を低減したり、低コストの部品
を用いた構成にするなどの手段が有効である。特に、複
数種類の光ディスクへの対応を考慮した場合、それぞれ
の光ディスクに対応する光学系が必要となるが、光学部
品の共用化による光学系の簡素化あるいは部品数の低減
化は、光ピックアップの小型化、低コスト化に有効であ
る。一例として、特開平8−55363公報や特開平9
−54977号公報では、複数種類の光ディスクの再生
を可能とするために、2つの異なる波長のレーザ光を途
中の光路上で合成し、1つの対物レンズにより情報の再
生を可能にする技術が開示されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記のように2つの半
導体レーザを搭載した光ピックアップにおいては、光ピ
ックアップ自体の小型化及び低コスト化を目的として、
対物レンズやコリメートレンズなどの集光光学系部分を
共通とした光学系構成としているものが多く、2つの光
ビームを共通光学系とするための光路合成用の光学素子
として波長選択性のプリズムがよく用いられている。こ
のような従来の光学系構成を図1(a)、(b)に示
す。波長選択性プリズムは、ある特定波長のレーザ光は
ほぼ全光量が透過し、異なる波長のレーザ光に対しては
内部反射膜での反射によりミラーとして作用する素子で
ある。しかしながら、この波長選択性プリズムは張合わ
せ部品であるために部品コストがかかるため、光ピック
アップの更なる低コスト化に対する大きな障害となって
いた。
導体レーザを搭載した光ピックアップにおいては、光ピ
ックアップ自体の小型化及び低コスト化を目的として、
対物レンズやコリメートレンズなどの集光光学系部分を
共通とした光学系構成としているものが多く、2つの光
ビームを共通光学系とするための光路合成用の光学素子
として波長選択性のプリズムがよく用いられている。こ
のような従来の光学系構成を図1(a)、(b)に示
す。波長選択性プリズムは、ある特定波長のレーザ光は
ほぼ全光量が透過し、異なる波長のレーザ光に対しては
内部反射膜での反射によりミラーとして作用する素子で
ある。しかしながら、この波長選択性プリズムは張合わ
せ部品であるために部品コストがかかるため、光ピック
アップの更なる低コスト化に対する大きな障害となって
いた。
【0006】以上の状況を鑑み、本発明が解決すべき課
題は、複数の半導体レーザを用いることにより複数の種
類の異なる光ディスクに対応した光ピックアップにおい
て、小型化に対して有利な光学系構成でありながら、更
なる低コスト化を図った光ピックアップ及び光ディスク
装置を提供することにある。
題は、複数の半導体レーザを用いることにより複数の種
類の異なる光ディスクに対応した光ピックアップにおい
て、小型化に対して有利な光学系構成でありながら、更
なる低コスト化を図った光ピックアップ及び光ディスク
装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに本発明では、2つの半導体レーザ光源と、該半導体
レーザ光源のうち1つの半導体レーザ光源から出射され
た光ビームを透過すると同時に他方の半導体レーザ光源
から出射された光ビームを反射する光学素子と、該光学
素子を透過あるいは反射した光ビームを集光し光学的情
報記録媒体上の所定位置に光スポットを照射する集光光
学系とを備える光学的情報再生装置において、前記光学
素子を平行平板により構成すると同時に、前記半導体レ
ーザ光源からの出射する光ビームが発散光状態にある位
置において透過するように前記光学素子を配置する。
めに本発明では、2つの半導体レーザ光源と、該半導体
レーザ光源のうち1つの半導体レーザ光源から出射され
た光ビームを透過すると同時に他方の半導体レーザ光源
から出射された光ビームを反射する光学素子と、該光学
素子を透過あるいは反射した光ビームを集光し光学的情
報記録媒体上の所定位置に光スポットを照射する集光光
学系とを備える光学的情報再生装置において、前記光学
素子を平行平板により構成すると同時に、前記半導体レ
ーザ光源からの出射する光ビームが発散光状態にある位
置において透過するように前記光学素子を配置する。
【0008】また、上記の課題を解決するために本発明
では、2つの半導体レーザ光源と、該半導体レーザ光源
のうち1つの半導体レーザ光源から出射された光ビーム
が発散光状態で透過すると同時に他方の半導体レーザ光
源から出射された光ビームを反射する平行平板からなる
光学素子と、該光学素子を透過あるいは反射した光ビー
ムを集光し光学的情報記録媒体上の所定位置に光スポッ
トを照射する集光光学系とを備える光学的情報再生装置
において、前記光学素子と前記半導体レーザ光源との間
に、前記光学素子を光ビームが透過することにより発生
する非点収差あるいはコマ収差あるいはその両方を補正
する光学素子を配置する。
では、2つの半導体レーザ光源と、該半導体レーザ光源
のうち1つの半導体レーザ光源から出射された光ビーム
が発散光状態で透過すると同時に他方の半導体レーザ光
源から出射された光ビームを反射する平行平板からなる
光学素子と、該光学素子を透過あるいは反射した光ビー
ムを集光し光学的情報記録媒体上の所定位置に光スポッ
トを照射する集光光学系とを備える光学的情報再生装置
において、前記光学素子と前記半導体レーザ光源との間
に、前記光学素子を光ビームが透過することにより発生
する非点収差あるいはコマ収差あるいはその両方を補正
する光学素子を配置する。
【0009】また、本発明では前記補正用の光学素子を
円筒レンズあるいは平行平板あるいは非球面レンズによ
り構成する。
円筒レンズあるいは平行平板あるいは非球面レンズによ
り構成する。
【0010】さらに、本発明では、前記平行平板からな
る光学素子の板厚を1mm以下に設定する。
る光学素子の板厚を1mm以下に設定する。
【0011】また、本発明では、平行平板からなる前記
光学素子の透過面法線の子午面と前記半導体レーザ光源
の活性層に平行な方向が平行となるように前記光学素子
を配置する。
光学素子の透過面法線の子午面と前記半導体レーザ光源
の活性層に平行な方向が平行となるように前記光学素子
を配置する。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の第1の実施形態と
しての光ピックアップの構成ならびに動作を図面を参照
しながら説明する。
しての光ピックアップの構成ならびに動作を図面を参照
しながら説明する。
【0013】図2(a)、(b)は本発明の第1の実施
形態としての光ピックアップの概略構成図であり、それ
ぞれ異なる種類の光ディスク1及び光ディスク2を再生
している状態を示している。図2(a)において、ホロ
グラムユニット3は、例えば650nmの波長で発振す
る半導体レーザ10とホログラム11と光検出器12が
一体に構成されたものである。ホログラムユニット3内
の半導体レーザ10より出射した光束は、ホログラム1
1を透過するように構成されている。ダイクロミラー4
は平行平板の形状を持つ光学素子であり、表面に650
nm波長のレーザ光を反射する反射膜を形成してある。
ホログラムユニット3より出射した光束は、その光軸に
対して45°の角度をなして配置されているダイクロミ
ラー4の表面の反射膜において反射した後、コリメート
レンズ5によって平行光束に変換され、対物レンズ6に
達する。対物レンズ6はアクチュエータ7に一体に保持
されており、駆動コイル8に通電することにより、例え
ばDVD−ROMなどの光ディスク1の情報記録面上に
光束を合焦し光スポットを形成することが可能である。
光ディスク1を反射した光束は、往路光と同様の光路を
逆にたどって対物レンズ6、コリメートレンズ5、ダイ
クロミラー4を経て、ホログラムユニット3に到達す
る。ホログラム11には格子溝(図示せず)が形成され
ており、光ディスク1を反射してきた光束を格子溝によ
り回折し、光検出器12a、12bに導くようになって
いる。尚、ホログラムユニット3を構成する個々の部品
に関しては、既存の部品と同等のものを用いればよいた
め、詳細な説明はここでは省略する。
形態としての光ピックアップの概略構成図であり、それ
ぞれ異なる種類の光ディスク1及び光ディスク2を再生
している状態を示している。図2(a)において、ホロ
グラムユニット3は、例えば650nmの波長で発振す
る半導体レーザ10とホログラム11と光検出器12が
一体に構成されたものである。ホログラムユニット3内
の半導体レーザ10より出射した光束は、ホログラム1
1を透過するように構成されている。ダイクロミラー4
は平行平板の形状を持つ光学素子であり、表面に650
nm波長のレーザ光を反射する反射膜を形成してある。
ホログラムユニット3より出射した光束は、その光軸に
対して45°の角度をなして配置されているダイクロミ
ラー4の表面の反射膜において反射した後、コリメート
レンズ5によって平行光束に変換され、対物レンズ6に
達する。対物レンズ6はアクチュエータ7に一体に保持
されており、駆動コイル8に通電することにより、例え
ばDVD−ROMなどの光ディスク1の情報記録面上に
光束を合焦し光スポットを形成することが可能である。
光ディスク1を反射した光束は、往路光と同様の光路を
逆にたどって対物レンズ6、コリメートレンズ5、ダイ
クロミラー4を経て、ホログラムユニット3に到達す
る。ホログラム11には格子溝(図示せず)が形成され
ており、光ディスク1を反射してきた光束を格子溝によ
り回折し、光検出器12a、12bに導くようになって
いる。尚、ホログラムユニット3を構成する個々の部品
に関しては、既存の部品と同等のものを用いればよいた
め、詳細な説明はここでは省略する。
【0014】図2(b)において、ホログラムユニット
9は、例えば785nmの波長で発振する半導体レーザ
13とホログラム14と光検出器15が一体に構成され
たものである。ホログラムユニット9内の半導体レーザ
13より出射した光束は、ホログラム14を透過するよ
うに構成されている。ダイクロミラー4は785nm波
長のレーザ光を透過させる特性を備えているため、ホロ
グラムユニット9の半導体レーザ13より出射した光束
はダイクロミラー4を透過し、コリメートレンズ5によ
って平行光束に変換され、対物レンズ6に達する。対物
レンズ6は、例えばCD−ROMなどの光ディスク2に
対しても、半導体レーザ13より出射された光束を光デ
ィスク上の情報記録面に集光可能なレンズであり、光デ
ィスク2の情報記録面上に光スポットを形成している。
9は、例えば785nmの波長で発振する半導体レーザ
13とホログラム14と光検出器15が一体に構成され
たものである。ホログラムユニット9内の半導体レーザ
13より出射した光束は、ホログラム14を透過するよ
うに構成されている。ダイクロミラー4は785nm波
長のレーザ光を透過させる特性を備えているため、ホロ
グラムユニット9の半導体レーザ13より出射した光束
はダイクロミラー4を透過し、コリメートレンズ5によ
って平行光束に変換され、対物レンズ6に達する。対物
レンズ6は、例えばCD−ROMなどの光ディスク2に
対しても、半導体レーザ13より出射された光束を光デ
ィスク上の情報記録面に集光可能なレンズであり、光デ
ィスク2の情報記録面上に光スポットを形成している。
【0015】光ディスク2を反射した光束は、往路光と
同様の光路を逆にたどって対物レンズ6、コリメートレ
ンズ5、ダイクロミラー4を経て、ホログラムユニット
9に到達する。ホログラム14には格子溝(図示せず)
が形成されており、光ディスク2を反射してきた光束を
格子溝により回折し、光検出器15a、15bに導くよ
うになっている。尚、ホログラムユニット9を構成する
個々の部品に関しても、既存の部品と同等のものを用い
ればよいため、詳細な説明はここでは省略する。
同様の光路を逆にたどって対物レンズ6、コリメートレ
ンズ5、ダイクロミラー4を経て、ホログラムユニット
9に到達する。ホログラム14には格子溝(図示せず)
が形成されており、光ディスク2を反射してきた光束を
格子溝により回折し、光検出器15a、15bに導くよ
うになっている。尚、ホログラムユニット9を構成する
個々の部品に関しても、既存の部品と同等のものを用い
ればよいため、詳細な説明はここでは省略する。
【0016】本発明の第1の実施形態においては、光ピ
ックアップの部品点数を低減するために、コリーメート
レンズ5から対物レンズに至る6光学系を2つの異なる
レーザ波長に対して共用化している構成である。そのた
め、既に説明したように2つのレーザ光を光路上で合成
するダイクロミラー4は、第1の半導体レーザ10から
の光束は反射し、かつ第2の半導体レーザ13からの光
束は透過するように、いづれも発散状態の光束が入射す
る構成となっている。
ックアップの部品点数を低減するために、コリーメート
レンズ5から対物レンズに至る6光学系を2つの異なる
レーザ波長に対して共用化している構成である。そのた
め、既に説明したように2つのレーザ光を光路上で合成
するダイクロミラー4は、第1の半導体レーザ10から
の光束は反射し、かつ第2の半導体レーザ13からの光
束は透過するように、いづれも発散状態の光束が入射す
る構成となっている。
【0017】ここで、発散光中にある傾斜した平行平板
では非点収差やコマ収差を発生することが知られてい
る。そのため、図2(b)の状態におけるダイクロミラ
ー4を透過した光束には、非点収差やコマ収差が発生す
ることになる。ダイクロミラー4の板厚t、媒質の屈折
率N、光軸となす角度θ、及びダイクロミラー4を透過
する発散光の広がり角度α、レーザ波長λを用いると、
非点隔差ΔZ、非点収差AS、コマ波面収差係数W3
1、コマ収差COMAは以下の式で表せることが知られ
ている。
では非点収差やコマ収差を発生することが知られてい
る。そのため、図2(b)の状態におけるダイクロミラ
ー4を透過した光束には、非点収差やコマ収差が発生す
ることになる。ダイクロミラー4の板厚t、媒質の屈折
率N、光軸となす角度θ、及びダイクロミラー4を透過
する発散光の広がり角度α、レーザ波長λを用いると、
非点隔差ΔZ、非点収差AS、コマ波面収差係数W3
1、コマ収差COMAは以下の式で表せることが知られ
ている。
【0018】
【数1】
【0019】また、一般に半導体レーザには非点隔差Δ
Zが存在する。図3は半導体レーザの概略構成及び出射
されるレーザ光の様子を示したものである。図3に示す
ように、半導体レーザ13より出射された光束の強度分
布16は、活性層17の接合面に対して垂直な方向(以
下、この方向をθ⊥と記す。)と、このθ⊥に垂直な方
向すなわち前記接合面に対して平行な方向(以下、この
方向をθ‖と記す。)で異なる強度分布をもっており、
θ⊥方向が長手方向となるような強度分布となってい
る。この強度分布16が生じる要因は、出射光のビーム
ウェストの位置が、θ⊥方向では活性層17の共振器端
面上にあり、θ‖方向では活性層17の共振器内にある
ためである。尚、半導体レーザ13の非点隔差ΔZは、
θ⊥方向とθ‖方向のビームウェストの間隔として定義
される。
Zが存在する。図3は半導体レーザの概略構成及び出射
されるレーザ光の様子を示したものである。図3に示す
ように、半導体レーザ13より出射された光束の強度分
布16は、活性層17の接合面に対して垂直な方向(以
下、この方向をθ⊥と記す。)と、このθ⊥に垂直な方
向すなわち前記接合面に対して平行な方向(以下、この
方向をθ‖と記す。)で異なる強度分布をもっており、
θ⊥方向が長手方向となるような強度分布となってい
る。この強度分布16が生じる要因は、出射光のビーム
ウェストの位置が、θ⊥方向では活性層17の共振器端
面上にあり、θ‖方向では活性層17の共振器内にある
ためである。尚、半導体レーザ13の非点隔差ΔZは、
θ⊥方向とθ‖方向のビームウェストの間隔として定義
される。
【0020】図4は本発明の第1の実施形態における半
導体レーザ13とダイクロミラー4の位置関係を示した
ものである。図4に示すように、第1の実施形態におい
ては、半導体レーザ13のθ‖方向と光軸を含む面内
と、ダイクロミラー4の傾斜面の法線の子午面は同一面
となるように設定してあるために、半導体レーザ13で
の非点隔差ΔZの方向とダイクロミラー4での非点隔差
の方向が一致している。そのため、ダイクロミラー4の
板厚tや傾斜角度θの設定値に応じてダイクロミラー4
での非点隔差を変化させ、ダイクロミラー4を透過した
後の光束の非点収差を変化させることが可能である。
導体レーザ13とダイクロミラー4の位置関係を示した
ものである。図4に示すように、第1の実施形態におい
ては、半導体レーザ13のθ‖方向と光軸を含む面内
と、ダイクロミラー4の傾斜面の法線の子午面は同一面
となるように設定してあるために、半導体レーザ13で
の非点隔差ΔZの方向とダイクロミラー4での非点隔差
の方向が一致している。そのため、ダイクロミラー4の
板厚tや傾斜角度θの設定値に応じてダイクロミラー4
での非点隔差を変化させ、ダイクロミラー4を透過した
後の光束の非点収差を変化させることが可能である。
【0021】次に光ディスク上での光スポットの様子に
ついて説明する。図5は光ディスク2上での光スポット
の強度分布16bを示している。光ディスク2上の情報
記録面には、ピット18が並んで配置されており、それ
らは光ディスクの接線方向に記録トラック列を形成して
いる。本発明の第1の実施形態によれば、光ディスク2
に対する光スポットの強度分布16bに関して、θ‖方
向がディスク半径方向と略一致するように半導体レーザ
13の光軸に対する取付け角度を設定してある。これ
は、情報を再生しようとする記録トラックに隣接する記
録トラックからのクロストークの影響を低減することを
目的としているものである。
ついて説明する。図5は光ディスク2上での光スポット
の強度分布16bを示している。光ディスク2上の情報
記録面には、ピット18が並んで配置されており、それ
らは光ディスクの接線方向に記録トラック列を形成して
いる。本発明の第1の実施形態によれば、光ディスク2
に対する光スポットの強度分布16bに関して、θ‖方
向がディスク半径方向と略一致するように半導体レーザ
13の光軸に対する取付け角度を設定してある。これ
は、情報を再生しようとする記録トラックに隣接する記
録トラックからのクロストークの影響を低減することを
目的としているものである。
【0022】ここで、光ディスク上の光スポットにおけ
る非点収差と再生性能について説明する。例えばCDな
どの光ディスクを図5で示したような光スポットの状態
にて再生した場合では、光ディスク上の非点収差と3T
ジッタの間には、一例として図6に示すような関係があ
ることが実験によりわかっている。図6においては示す
ように、θ⊥方向に0.04λrms程度の非点収差が
ある場合のジッタ性能が最もよい。また、光ディスク装
置として良好な再生信号が得られる25ns以下の条件
としては、光ディスク上の非点収差が、θ⊥方向に0.
1λrms以下もしくはθ‖方向に0.02λrms以
下であれば良いことがわかる。
る非点収差と再生性能について説明する。例えばCDな
どの光ディスクを図5で示したような光スポットの状態
にて再生した場合では、光ディスク上の非点収差と3T
ジッタの間には、一例として図6に示すような関係があ
ることが実験によりわかっている。図6においては示す
ように、θ⊥方向に0.04λrms程度の非点収差が
ある場合のジッタ性能が最もよい。また、光ディスク装
置として良好な再生信号が得られる25ns以下の条件
としては、光ディスク上の非点収差が、θ⊥方向に0.
1λrms以下もしくはθ‖方向に0.02λrms以
下であれば良いことがわかる。
【0023】以上より、式(1)から式(4)を用い
て、ダイクロミラー4の板厚t及び傾き角度θと光スポ
ットの収差量の関係を計算すると、図7(a)及び
(b)のようになる。図7(a)に非点収差、図7
(b)にコマ収差の計算結果を示している。ここで、半
導体レーザの波長=785nm、レーザのNA(sin
α)=0.1としている。また、半導体レーザでの非点
隔差ΔZについては、0μmから35μm程度が考えら
れるが、代表値として12μmとして計算してある。前
述したように半導体レーザ13の非点隔差とダイクロミ
ラー4での非点収差が互いにキャンセルするようにして
計算している。図7(a)及び(b)によると、ダイク
ロミラー4の板厚tを小さくする、あるいはダイクロミ
ラー4の傾斜角度θを小さくすることにより、非点収差
やコマ収差を小さくすることが可能である。さらに、図
6において説明したように非点収差の許容値を0.1λ
rms以下に設定するとすると、ダイクロミラー4の板
厚tは、変形などの問題が発生しない範囲であれば1m
m以下の値とすることで実現できる。コマ収差に関して
は、0.02λrmsを許容値とした場合においても、
ダイクロミラーの板厚t=1.5mm程度は確保でき、
本第1の実施形態においては透過側にある半導体レーザ
13の発光点を光軸に対して直交する面内にて移動する
ことによりコマ収差の補正が可能である。
て、ダイクロミラー4の板厚t及び傾き角度θと光スポ
ットの収差量の関係を計算すると、図7(a)及び
(b)のようになる。図7(a)に非点収差、図7
(b)にコマ収差の計算結果を示している。ここで、半
導体レーザの波長=785nm、レーザのNA(sin
α)=0.1としている。また、半導体レーザでの非点
隔差ΔZについては、0μmから35μm程度が考えら
れるが、代表値として12μmとして計算してある。前
述したように半導体レーザ13の非点隔差とダイクロミ
ラー4での非点収差が互いにキャンセルするようにして
計算している。図7(a)及び(b)によると、ダイク
ロミラー4の板厚tを小さくする、あるいはダイクロミ
ラー4の傾斜角度θを小さくすることにより、非点収差
やコマ収差を小さくすることが可能である。さらに、図
6において説明したように非点収差の許容値を0.1λ
rms以下に設定するとすると、ダイクロミラー4の板
厚tは、変形などの問題が発生しない範囲であれば1m
m以下の値とすることで実現できる。コマ収差に関して
は、0.02λrmsを許容値とした場合においても、
ダイクロミラーの板厚t=1.5mm程度は確保でき、
本第1の実施形態においては透過側にある半導体レーザ
13の発光点を光軸に対して直交する面内にて移動する
ことによりコマ収差の補正が可能である。
【0024】以上により、本発明の第1の実施形態によ
れば、図1に示した従来の光学系構成と比較して、2つ
の光路の合成部分に低コスト化の図れる平行平板からな
るダイクロミラー4を配置することができ、かつ良好な
再生信号を得ることが可能となっている。
れば、図1に示した従来の光学系構成と比較して、2つ
の光路の合成部分に低コスト化の図れる平行平板からな
るダイクロミラー4を配置することができ、かつ良好な
再生信号を得ることが可能となっている。
【0025】次に本発明の第2の実施形態について、図
8(a)、(b)を用いて説明する。
8(a)、(b)を用いて説明する。
【0026】図8においては、ダイクロミラー4は透過
する発散光の光軸に対して45°以下の角度をなすよう
に配置されている点が図2と異なる点である。前述した
ように、発散光中の傾斜したダイクロミラー4にて発生
する非点収差及びコマ収差はダイクロミラー4の傾斜角
度θに略比例しているため、図4と比較して光ディスク
上で発生する収差を小さく設定できることとなる。その
ため、ダイクロミラー4を反射側で用いる光学系の構成
に問題ない傾斜角度であれば、ダイクロミラー4の板厚
tを大きく設定することが可能となり、第1の実施形態
を同様の効果を得ることができる。
する発散光の光軸に対して45°以下の角度をなすよう
に配置されている点が図2と異なる点である。前述した
ように、発散光中の傾斜したダイクロミラー4にて発生
する非点収差及びコマ収差はダイクロミラー4の傾斜角
度θに略比例しているため、図4と比較して光ディスク
上で発生する収差を小さく設定できることとなる。その
ため、ダイクロミラー4を反射側で用いる光学系の構成
に問題ない傾斜角度であれば、ダイクロミラー4の板厚
tを大きく設定することが可能となり、第1の実施形態
を同様の効果を得ることができる。
【0027】次に、本発明の第3の実施形態を図9を用
いて説明する。
いて説明する。
【0028】図9においては、ダイクロミラー4と半導
体レーザの間にシリンドリカルレンズ20が追加配置さ
れている点が、図2(b)と異なる点である。発散光中
にあるシリンドリカルレンズ20は、レンズ作用のある
方向とレンズ作用のない方向で非点収差を発生させるこ
とが可能であるため、ダイクロミラー4にて発生する非
点収差をキャンセルすることが可能である。これによ
り、ダイクロミラー4の板厚tを従来同様に確保した場
合においても、容易に非点収差のキャンセルが可能とな
る。また、コマ収差は第1の実施形態と同様に半導体レ
ーザ13の発光点の移動によりキャンセル可能である。
体レーザの間にシリンドリカルレンズ20が追加配置さ
れている点が、図2(b)と異なる点である。発散光中
にあるシリンドリカルレンズ20は、レンズ作用のある
方向とレンズ作用のない方向で非点収差を発生させるこ
とが可能であるため、ダイクロミラー4にて発生する非
点収差をキャンセルすることが可能である。これによ
り、ダイクロミラー4の板厚tを従来同様に確保した場
合においても、容易に非点収差のキャンセルが可能とな
る。また、コマ収差は第1の実施形態と同様に半導体レ
ーザ13の発光点の移動によりキャンセル可能である。
【0029】次に本発明の第4の実施形態を図10を用
いて説明する。
いて説明する。
【0030】図10においては、シリンドリカルレンズ
20の代わりに平行平板21を配置している点が、図9
と異なる点である。この平行平板21の光軸に対する傾
斜方向は、ダイクロミラー4の光軸に対する傾斜方向に
対して直交する面内に設定してある。前述したように、
発散光中にある平行平板では非点収差が発生するため、
ダイクロミラー4と合わせて2つの平行平板の組み合せ
により、非点収差量の最適化を図ることが可能である。
これにより、ダイクロミラー4の傾斜角度θや板厚tの
自由度を大きくすることが可能となる。
20の代わりに平行平板21を配置している点が、図9
と異なる点である。この平行平板21の光軸に対する傾
斜方向は、ダイクロミラー4の光軸に対する傾斜方向に
対して直交する面内に設定してある。前述したように、
発散光中にある平行平板では非点収差が発生するため、
ダイクロミラー4と合わせて2つの平行平板の組み合せ
により、非点収差量の最適化を図ることが可能である。
これにより、ダイクロミラー4の傾斜角度θや板厚tの
自由度を大きくすることが可能となる。
【0031】次に本発明の第5の実施形態を図11を用
いて説明する。
いて説明する。
【0032】図11においては、シリンドリカルレンズ
の代わりに非球面レンズ22を配置している点が、図9
と異なる点である。この非球面レンズ22は、ダイクロ
ミラー4にて発生する非点収差及びコマ収差をキャンセ
ル可能なようなレンズ形状となっている。そのため、光
ディスク上における非点収差を最適化可能であると同時
にコマ収差のない光学系を構成可能である。
の代わりに非球面レンズ22を配置している点が、図9
と異なる点である。この非球面レンズ22は、ダイクロ
ミラー4にて発生する非点収差及びコマ収差をキャンセ
ル可能なようなレンズ形状となっている。そのため、光
ディスク上における非点収差を最適化可能であると同時
にコマ収差のない光学系を構成可能である。
【0033】次に本発明の第6の実施形態を図12を用
いて説明する。
いて説明する。
【0034】図12において、例えばCD用の半導体レ
ーザ23より出射した光束は、回折格子24、補正レン
ズ25、ダイクロミラー4を透過した後、ハーフミラー
26にて反射されている。その後、コリメートレンズ5
により平行光となり、対物レンズ6により光ディスク2
に集光している。光ディスク2を反射した光は、往路と
逆の経路をたどり、ハーフミラー26を透過した後、光
検出器30に集光するようになっている。ここで、回折
格子24は光ディスク2上に3つの光スポットを生成す
るためのものであり、補正レンズ25は対物レンズ6の
移動に伴う収差の発生を補正するものである。さらに、
半導体レーザ23から出射された光束の一部はハーフミ
ラー26をそのまま透過し、フロントモニタ29により
光強度を検出するしくみとなっている。一方、半導体レ
ーザ23とは異なる波長の例えばDVD用の半導体レー
ザ27より出射した光束は、回折格子28を透過した
後、ダイクロミラー4にて反射し、CD系と同様の光路
とたどって、光検出器30に至る構成となっている。こ
こで、回折格子28は、図示しない光ディスク1上に3
つの光スポットを生成するためのものである。ここで、
ダイクロミラー4を透過する発散光にて発生する非点収
差と半導体レーザ23にて発生する非点隔差は互いにキ
ャンセルするように配置してあるために、図2にて説明
したように光ディスク2上にて良好な光スポットを得る
ことが可能である。
ーザ23より出射した光束は、回折格子24、補正レン
ズ25、ダイクロミラー4を透過した後、ハーフミラー
26にて反射されている。その後、コリメートレンズ5
により平行光となり、対物レンズ6により光ディスク2
に集光している。光ディスク2を反射した光は、往路と
逆の経路をたどり、ハーフミラー26を透過した後、光
検出器30に集光するようになっている。ここで、回折
格子24は光ディスク2上に3つの光スポットを生成す
るためのものであり、補正レンズ25は対物レンズ6の
移動に伴う収差の発生を補正するものである。さらに、
半導体レーザ23から出射された光束の一部はハーフミ
ラー26をそのまま透過し、フロントモニタ29により
光強度を検出するしくみとなっている。一方、半導体レ
ーザ23とは異なる波長の例えばDVD用の半導体レー
ザ27より出射した光束は、回折格子28を透過した
後、ダイクロミラー4にて反射し、CD系と同様の光路
とたどって、光検出器30に至る構成となっている。こ
こで、回折格子28は、図示しない光ディスク1上に3
つの光スポットを生成するためのものである。ここで、
ダイクロミラー4を透過する発散光にて発生する非点収
差と半導体レーザ23にて発生する非点隔差は互いにキ
ャンセルするように配置してあるために、図2にて説明
したように光ディスク2上にて良好な光スポットを得る
ことが可能である。
【0035】次に本発明の第7の実施形態を図13を用
いて説明する。図13においては、フロントモニタ29
がダイクロミラー4の透過面側を反射した位置に配置し
てあり、この点が図2と異なる構成である。ダイクロミ
ラー4の透過側の面では、10%程度の光が反射するよ
うにダイクロミラー4は設計されており、これによりフ
ロントモニタ29にて半導体レーザ13のレーザ強度を
測定可能である。これにより、特にCD−Rなどの記録
型光ディスクに対して最適な記録パワーの設定が可能と
なっている。
いて説明する。図13においては、フロントモニタ29
がダイクロミラー4の透過面側を反射した位置に配置し
てあり、この点が図2と異なる構成である。ダイクロミ
ラー4の透過側の面では、10%程度の光が反射するよ
うにダイクロミラー4は設計されており、これによりフ
ロントモニタ29にて半導体レーザ13のレーザ強度を
測定可能である。これにより、特にCD−Rなどの記録
型光ディスクに対して最適な記録パワーの設定が可能と
なっている。
【0036】以上、本発明を複数の実施形態を用いて説
明してきたが、本発明を用いた光ピックアップの光学系
はにおいて、対物レンズの数は1つに限定するものでは
なく、複数の対物レンズを用いてもよい。また、半導体
レーザの数も3つ以上の構成であっても良い。
明してきたが、本発明を用いた光ピックアップの光学系
はにおいて、対物レンズの数は1つに限定するものでは
なく、複数の対物レンズを用いてもよい。また、半導体
レーザの数も3つ以上の構成であっても良い。
【0037】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、2つ
の異なる半導体レーザを光路途中で合成して用いる光ピ
ックアップの光学系構成において、2つの光路を合成す
る部分の光学部品を平行平板であるダイクロミラーで構
成することにより部品数低減や低コスト化を図ると同時
に、半導体レーザにて発生する非点隔差をキャンセルさ
せることにより光ディスク上での非点収差を最適化し良
好な再生信号を得ることが可能である。
の異なる半導体レーザを光路途中で合成して用いる光ピ
ックアップの光学系構成において、2つの光路を合成す
る部分の光学部品を平行平板であるダイクロミラーで構
成することにより部品数低減や低コスト化を図ると同時
に、半導体レーザにて発生する非点隔差をキャンセルさ
せることにより光ディスク上での非点収差を最適化し良
好な再生信号を得ることが可能である。
【図1】従来の光ピックアップの構成図である。
【図2】本発明の第1の実施形態における光ピックアッ
プの構成図である。
プの構成図である。
【図3】半導体レーザにおける非点隔差を示す図であ
る。
る。
【図4】本発明によるダイクロミラーと非点隔差の位置
関係を示す図である。
関係を示す図である。
【図5】光ディスク上の光スポットの強度分布を示す図
である。
である。
【図6】光ディスク上の光スポットの非点収差と3Tジ
ッタの関係を示す実験結果である。
ッタの関係を示す実験結果である。
【図7】ダイクロミラーの傾斜角度及び板厚と収差の関
係の計算結果である。
係の計算結果である。
【図8】本発明の第2の実施形態における光ピックアッ
プの構成図である。
プの構成図である。
【図9】本発明の第3の実施形態における光ピックアッ
プの構成図である。
プの構成図である。
【図10】本発明の第4の実施形態における光ピックア
ップの構成図である。
ップの構成図である。
【図11】本発明の第5の実施形態における光ピックア
ップの構成図である。
ップの構成図である。
【図12】本発明の第6の実施形態における光ピックア
ップの構成図である。
ップの構成図である。
【図13】本発明の第7の実施形態における光ピックア
ップの構成図である。
ップの構成図である。
1、2……光ディスク 3、9……ホログラムユニ
ット、4……ダイクロミラー 5……コリメートレ
ンズ、6……対物レンズ、 7……アクチュエー
タ、8……駆動コイル、 10、13、23、27
……半導体レーザ、11、14……ホログラム、
15、30……光検出器、16……強度分布、 1
7……活性層、18……ピット、 19……プリズ
ム、20……シリンドリカルレンズ、 21……平
行平板、22……非球面レンズ、 24、28……
回折格子、25……補正レンズ、 26……ハーフ
ミラー、29……フロントモニタ
ット、4……ダイクロミラー 5……コリメートレ
ンズ、6……対物レンズ、 7……アクチュエー
タ、8……駆動コイル、 10、13、23、27
……半導体レーザ、11、14……ホログラム、
15、30……光検出器、16……強度分布、 1
7……活性層、18……ピット、 19……プリズ
ム、20……シリンドリカルレンズ、 21……平
行平板、22……非球面レンズ、 24、28……
回折格子、25……補正レンズ、 26……ハーフ
ミラー、29……フロントモニタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 末永 秀夫 岩手県水沢市真城字北野1番地 株式会社 日立メディアエレクトロニクス内 (72)発明者 小笠原 浩 岩手県水沢市真城字北野1番地 株式会社 日立メディアエレクトロニクス内 (72)発明者 佐々木 徹 岩手県水沢市真城字北野1番地 株式会社 日立メディアエレクトロニクス内 (72)発明者 井上 雅之 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所デジタルメディア開発本 部内 (72)発明者 大西 邦一 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所デジタルメディア開発本 部内 Fターム(参考) 5D119 AA03 AA05 AA41 BA01 DA05 EC02 EC04 EC47 FA05 FA08 JA08 JA17
Claims (7)
- 【請求項1】2つの半導体レーザ光源と、該半導体レー
ザ光源のうち1つの半導体レーザ光源から出射された光
ビームを透過すると同時に他方の半導体レーザ光源から
出射された光ビームを反射する光学素子と、該光学素子
を透過あるいは反射した光ビームを集光し光学的情報記
録媒体上の所定位置に光スポットを照射する集光光学系
とを備える光学的情報再生装置において、 前記光学素子を平行平板により構成すると同時に、前記
半導体レーザ光源からの出射する光ビームが発散光状態
にある位置において透過するように前記光学素子を配置
することを特徴とする光ピックアップ及びそれを用いた
光学的情報再生装置。 - 【請求項2】2つの半導体レーザ光源と、該半導体レー
ザ光源のうち1つの半導体レーザ光源から出射された光
ビームが発散光状態で透過すると同時に他方の半導体レ
ーザ光源から出射された光ビームを反射する平行平板か
らなる光学素子と、該光学素子を透過あるいは反射した
光ビームを集光し光学的情報記録媒体上の所定位置に光
スポットを照射する集光光学系とを備える光学的情報再
生装置において、 前記光学素子と前記半導体レーザ光源との間に、前記光
学素子を光ビームが透過することにより発生する非点収
差あるいはコマ収差あるいはその両方を補正する光学素
子を配置することを特徴とする光ピックアップ及びそれ
を用いた光学的情報再生装置。 - 【請求項3】前記補正用の光学素子は、円筒レンズから
なる光学素子であることを特徴とする請求項2に記載の
光ピックアップ及びそれを用いた光学的情報再生装置。 - 【請求項4】前記補正用の光学素子は、平行平板からな
る光学素子であることを特徴とする請求項2に記載の光
ピックアップ及びそれを用いた光学的情報再生装置。 - 【請求項5】前記補正用の光学素子は、非球面レンズか
らなる光学素子であることを特徴とする請求項2に記載
の光ピックアップ及びそれを用いた光学的情報再生装
置。 - 【請求項6】2つの半導体レーザ光源と、該半導体レー
ザ光源のうち1つの半導体レーザ光源から出射された光
ビームが発散光状態で透過すると同時に他方の半導体レ
ーザ光源から出射された光ビームを反射する平行平板か
らなる光学素子と、該光学素子を透過あるいは反射した
光ビームを集光し光学的情報記録媒体上の所定位置に光
スポットを照射する集光光学系とを備える光学的情報再
生装置において、 前記平行平板からなる光学素子の板厚を1mm以下に設
定することを特徴とする請求項1から請求項5に記載の
光ピックアップ及びそれを用いた光学的情報再生装置。 - 【請求項7】2つの半導体レーザ光源と、該半導体レー
ザ光源のうち1つの半導体レーザ光源から出射された光
ビームが発散光状態で透過すると同時に他方の半導体レ
ーザ光源から出射された光ビームを反射する平行平板か
らなる光学素子と、該光学素子を透過あるいは反射した
光ビームを集光し光学的情報記録媒体上の所定位置に光
スポットを照射する集光光学系とを備える光学的情報再
生装置において、 前記光学素子の透過面法線の子午面と前記半導体レーザ
光源の活性層に平行な方向が平行となるように前記光学
素子を配置することを特徴とする請求項1から請求項6
に記載の光ピックアップ及びそれを用いた光学的情報再
生装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11213161A JP2001043553A (ja) | 1999-07-28 | 1999-07-28 | 光ピックアップ及びそれを用いた光学的情報再生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11213161A JP2001043553A (ja) | 1999-07-28 | 1999-07-28 | 光ピックアップ及びそれを用いた光学的情報再生装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001043553A true JP2001043553A (ja) | 2001-02-16 |
Family
ID=16634586
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP11213161A Pending JP2001043553A (ja) | 1999-07-28 | 1999-07-28 | 光ピックアップ及びそれを用いた光学的情報再生装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001043553A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006252773A (ja) * | 2006-06-26 | 2006-09-21 | Hitachi Media Electoronics Co Ltd | 光ピックアップ及び光ディスク装置 |
US7164626B2 (en) | 2003-01-04 | 2007-01-16 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Optical pickup using a wedge type beam splitter |
US7251209B2 (en) | 2002-04-30 | 2007-07-31 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Optical pickup and a wedge beam splitter |
US7321533B2 (en) | 2002-03-20 | 2008-01-22 | Sharp Kabushiki Kaisha | Optical pickup device having a wavelength selecting film and an optical reflector |
JP2011181125A (ja) * | 2010-02-26 | 2011-09-15 | Mitsubishi Electric Corp | 光ピックアップ装置および光ディスク装置 |
-
1999
- 1999-07-28 JP JP11213161A patent/JP2001043553A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7321533B2 (en) | 2002-03-20 | 2008-01-22 | Sharp Kabushiki Kaisha | Optical pickup device having a wavelength selecting film and an optical reflector |
US7251209B2 (en) | 2002-04-30 | 2007-07-31 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Optical pickup and a wedge beam splitter |
US7164626B2 (en) | 2003-01-04 | 2007-01-16 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Optical pickup using a wedge type beam splitter |
JP2006252773A (ja) * | 2006-06-26 | 2006-09-21 | Hitachi Media Electoronics Co Ltd | 光ピックアップ及び光ディスク装置 |
JP2011181125A (ja) * | 2010-02-26 | 2011-09-15 | Mitsubishi Electric Corp | 光ピックアップ装置および光ディスク装置 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040518 |