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JP3077937B2 - 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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JP3077937B2
JP3077937B2 JP10191354A JP19135498A JP3077937B2 JP 3077937 B2 JP3077937 B2 JP 3077937B2 JP 10191354 A JP10191354 A JP 10191354A JP 19135498 A JP19135498 A JP 19135498A JP 3077937 B2 JP3077937 B2 JP 3077937B2
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convex lens
plano
objective lens
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耕華 林
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Industrial Technology Research Institute ITRI
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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
外部開口領域とを該直角三角形の斜辺を含む平面（斜
面）に備えたプリズム、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。
【００１２】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〜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。
【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
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−266230（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−203045（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−306023（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−62493（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−64099（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−98431（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−81602（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02B 9/00 - 17/08 G02B 21/02 - 21/04 G02B 25/00 - 25/04 G11B 7/12 - 7/22

Claims (13)

    (57)【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を該直角
    三角形の斜辺を含む平面（斜面）に備えたプリズム、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】 内部反射層は６５０ｎｍ〜７８０ｎｍの
    波長の第１レーザー光を反射し、外部反射層は６５０ｎ
    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。
  4. 【請求項４】 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。
  5. 【請求項５】 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。
  6. 【請求項６】 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。
  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一体に成形されることを
    特徴とする請求項６のプリズム型対物レンズ。
  8. 【請求項８】 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。
  9. 【請求項９】 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８のプリズム型対物レンズ。
  10. 【請求項１０】 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
    ８のプリズム型対物レンズ。
  11. 【請求項１１】 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８のプリズム型対
    物レンズ。
  12. 【請求項１２】 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８のプリズム型対物
    レンズ。
  13. 【請求項１３】 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１２のプリズム型対物レンズ。
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