JPH09106564A - 光学ピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板厚みが０．６ｍｍのディスク状光記録媒
体に最適化された対物レンズを使って、基板厚みが１．
２ｍｍのディスク状光記録媒体に情報信号を記録再生す
るのは困難であった。 【解決手段】 レーザダイオード１は光ディスク５及び
７に再生用のレーザ光を出射する。対物レンズ４は上記
再生用のレーザ光を上記光ディスク５及び７の信号記録
面に集光する。開口可変機構３は、上記基板厚みが０．
６ｍｍの光ディスク５に対しての対物レンズ４の開口数
ＮＡを０．６とし、上記基板厚みが１．２ｍｍの光ディ
スク７に対しての対物レンズ４の開口数ＮＡ₀を、上記
レーザダイオード１の出射するレーザ光の波長をλ（μ
ｍ）としたとき、（０．４５／０．７８）×λ以下とす
る。フォトディテクタ６は光ディスク５及び７からの戻
り光を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光源からの光を対
物レンズによって信号記録面に集光し、該信号記録面か
らの戻り光を光検出手段によって検出する光学ピックア
ップ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】光ディスクや光磁気ディスク等のディス
ク状光記録媒体に光信号や光磁気信号を記録／再生する
際には、記録媒体にレーザ光を照射すると共に該ディス
ク状光記録媒体からの戻り光を検出する光学ピックアッ
プ装置が用いられている。

【０００３】この光学ピックアップ装置の一般的な構成
を、例えば光磁気ディスクから光磁気信号を検出する従
来の光学ピックアップ装置として図１７に示す。光源で
あるレーザダイオード７１からのレーザ光を対物レンズ
７３によって光磁気ディスク７４の信号記録面に集光
し、該信号記録面からの戻り光を光検出手段であるフォ
トディテクタ７５で検出し、サーボ信号とＲＦ信号を得
る光学ピックアップ装置であり、コリメータレンズを省
いた有限倍率のシンプルな構成とされている。特に、こ
の光学ピックアップ装置は、上記対物レンズ７３と上記
フォトディテクタ７５との間にビームスプリッタ７２を
斜めに配設してなる。

【０００４】この光学ピックアップ装置は、レーザダイ
オード７１から出射されたレーザ光を、対物レンズ７３
とフォトディテクタ７５との間に斜めに配設されたビー
ムスプリッタ７２の表面で一部反射して、対物レンズ７
３に導いている。対物レンズ７３は、上記レーザ光を集
光して光磁気ディスク７４の信号記録面に照射する。

【０００５】また、光磁気ディスク７４上の信号記録面
で反射された戻り光は、対物レンズ７３を介して再びビ
ームスプリッタ７２に達する。ここで、ビームスプリッ
タ７２は、上記戻り光の一部を透過させ、フォトディテ
クタ７５に入射させる。フォトディテクタ７５に入射し
た光は、電気ベクトルの方向が紙面に垂直な常光である
Ｓ偏光と、電気ベクトルの方向が紙面に平行な異常光で
あるＰ偏光という２つの偏光成分に空間分離されてい
る。このＰ偏光とＳ偏光の差動信号が光磁気のＲＦ信号
として使われる。ビームスプリッタ７２の表面には、Ｐ
偏光を例えば７０％反射する一方、例えば３０％透過さ
せると共に、Ｓ偏光を例えば１００％透過させるような
偏光膜コーティングが施されている。

【０００６】ところで、情報の増大する現在、コンピュ
ータの記憶装置、コンパクトディスク、ビディオディス
ク等の音楽、画像情報のパッケージメディアとしての上
記ディスク状光記録媒体は広範囲に普及すると共に、高
密度化も進んでいる。

【０００７】高密度化の１つの方法として、対物レンズ
の開口数（Numerical Aperture、以下ＮＡという。）を
従来の例えばコンパクトディスクプレーヤで使用されて
いる光ピックアップ装置のＮＡより大きくすることが考
えられる。ＮＡを大きくすると、コンパクトディスク上
に形成されるビームスポットが小となるため、分解能が
良くなり、高密度化が可能となる。しかし、ＮＡを大き
くすると、ディスクの傾きに対して許容範囲が狭くな
る。

【０００８】例えば、光ディスク再生装置は、コンパク
トディスクプレーヤに代表されるように、１．２ｍｍ程
度の厚みを有する透明基板を介して信号記録面である反
射面に記録されている信号を再生する。したがって、デ
ィスクが対物レンズ光軸に対して傾くと、開口数ＮＡの
約３乗とスキュー量θの約１乗に比例して発生する３次
のコマ収差が支配的となる。発生する波面Ｗは、

【０００９】

【数１】

【００１０】となる。

【００１１】また、３次のザイデル（Seidel）のコマ収
差係数Ｗ₃₁は、θが十分小さいので、

【００１２】

【数２】

【００１３】となる。単位は波長λで規格化する。

【００１４】ここで、ｔはディスク基板の厚み、ｎはデ
ィスク基板屈折率、θはディスク・スキュー量、NAは対
物レンズの開口数ＮＡである。

【００１５】開口数ＮＡが例えば０．６の様に、従来の
コンパクトディスクプレーヤの光ピックアップ装置に用
いられる対物レンズの開口数ＮＡ（＝０．４５）の１．
３３倍もあるような系では、従来のコンパクトディスク
と同じディスクスキュー量では波長λで規格化されるた
め３．５倍もコマ収差が発生することになる。

【００１６】例えば、安価に大量生産されているポリカ
ーボネイト基板のようなディスク・スキューが±０．５
〜１度もあるようなディスクを用いると、この様な波面
の歪によりディスク上での結像スポットが非対称になり
符号間干渉を著しく増加させ、波形歪が大きく、十分に
信号を抜き取ることが困難となる。

【００１７】そこで、ディスク基板厚みｔを例えば、
１．２ｍｍから例えば半分の０．６ｍｍにして、上記３
次のコマ収差係数Ｗ₃₁を半分にすることが考えられる。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ディスク基
板が上述したように薄い時に最適化された対物レンズで
従来から存在する例えばコンパクトディスク、追記型光
ディスク、相変化型光ディスク、光磁気ディスク等のデ
ィスク状光記録媒体を再生すると、基板厚みが異なるた
め良質なＲＦ信号を再生できなくなる。

【００１９】一般的に、収束光束中における平行平板で
発生する波長で規格化された４次の球面収差量は対物レ
ンズの開口数ＮＡの４乗に比例し、波長の逆数に比例す
ることが知られている。基板厚みをｔと基板屈折率をｎ
とすると波面Ｗは、

【００２０】

【数３】

【００２１】で表される。

【００２２】また、４次のザイデル球面収差係数Ｗ
₄₀は、

【００２３】

【数４】

【００２４】で表される。

【００２５】したがって、例えば基板厚みｔ＝０．６ｍ
ｍのディスクで最適化された開口数０．６の対物レンズ
で、基板厚みｔ＝１．２ｍｍのコンパクトディスクを再
生したとき、発生する球面収差量は４次のザイデル球面
収差係数Ｗ₄₀で３．６μｍにも達する。これは０．２６
８rmsμｍである。比較までに、波長λが０．６３５μ
ｍでは０．４２rmsλ、波長λが０．６８μｍでは０．
４rmsλである。

【００２６】光ディスクでは、一般的に全ての光学系の
収差の２乗平均総和がマルシャルの許容値０．０７rms
λ以下であることが求められる。したがって、ディスク
基板だけで０．４rmsλ〜０．４２rmsλも発生していて
はシステムが成立しなくなる。

【００２７】すなわち、基板厚みが０．６ｍｍのディス
ク状光記録媒体に最適化された対物レンズで、基板厚み
が１．２ｍｍのディスク状光記録媒体に情報信号を記録
再生するのは困難であった。

【００２８】本発明は、上記実情に鑑みてなされたもの
であり、基板厚みが０．６ｍｍのディスク状光記録媒体
に最適化された対物レンズを使って、基板厚みが１．２
ｍｍのディスク状光記録媒体に対しても情報信号の記録
再生を実現する光学ピックアップ装置の提供を目的とす
る。

【００２９】

【課題を解決するための手段】本発明に係る光学ピック
アップ装置は、基板厚みが０．６ｍｍ及び１．２ｍｍの
ディスク状記録媒体に対物レンズを介して光源から光を
照射して情報信号を記録／再生する際に、上記基板厚み
が０．６ｍｍのディスク状記録媒体に対しての上記対物
レンズの開口数ＮＡを０．６とし、上記基板厚みが１．
２ｍｍのディスク状記録媒体に対しての上記対物レンズ
の開口数ＮＡ₀を、上記光源の出射する光の波長をλ
（μｍ）としたとき、（０．４５／０．７８）×λ以下
とする開口可変手段を備える。

【００３０】ここで、上記式の０．４５という値は例え
ばコンパクトディスクのように基板厚みが１．２ｍｍの
ディスク状記録媒体の記録／再生に使われる対物レンズ
の一般的な開口数であり、上記０．７８という値はその
際に使われる光源からの光の一般的な波長（μｍ）であ
る。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る光学ピックア
ップ装置のいくつかの実施の形態について図面を参照し
ながら説明する。

【００３２】先ず、第１の実施の形態について説明す
る。この第１の実施の形態は、図１に示すように、基板
厚みが０．６ｍｍ及び１．２ｍｍの光ディスク５及び７
から情報信号を再生する光学ピックアップ装置８であ
り、上記光ディスク５及び７に再生用のレーザ光を出射
するレーザダイオード１と、このレーザダイオード１か
らの上記再生用のレーザ光を上記光ディスク５及び７の
信号記録面に集光する対物レンズ４と、上記基板厚みが
０．６ｍｍの光ディスク５に対しての対物レンズ４の開
口数ＮＡを０．６とし、上記基板厚みが１．２ｍｍの光
ディスク７に対しての対物レンズ４の開口数ＮＡ₀を、
上記レーザダイオード１の出射するレーザ光の波長をλ
（μｍ）としたとき、（０．４５／０．７８）×λ以下
とする開口可変機構３と、光ディスク５及び７からの戻
り光を検出するフォトディテクタ６とを備える。また、
開口可変機構３は、対物レンズ４とレーザダイオード１
との間に配置されている。

【００３３】ここで、上記式の０．４５という値は例え
ばコンパクトディスクのように基板厚みが１．２ｍｍの
ディスク状記録媒体の記録／再生に使われる対物レンズ
の一般的な開口数であり、上記０．７８という値はその
際に使われる光源からの光の一般的な波長（μｍ）であ
る。

【００３４】そして、この光学ピックアップ装置８は、
レーザダイオード１から出射されたレーザ光の一部をビ
ームスプリッタ２によって反射させ、開口可変機構３及
び対物レンズ４を介して光ディスク５及び７の信号記録
面に集光する。光ディスク５及び７の信号記録面からの
戻り光は、対物レンズ４、開口可変機構３を介してビー
ムスプリッタ２に入射する。このビームスプリッタ２
は、上記戻り光の一部を透過し、フォトディテクタ６に
入射させる。フォトディテクタ６は、上記戻り光の光量
を電気信号に変換する。このため、この実施例は、サー
ボ信号とＲＦ信号を得る。なお、この実施の形態の光学
ピックアップ装置８は、コリメータレンズを省いた有限
倍率のシンプルな構成とされている。ビームスプリッタ
２で反射されたレーザダイオード１からの出射レーザ光
は、上述したように、開口可変機構３を通って対物レン
ズ４に入射する。このとき、対物レンズ４とレーザダイ
オード１との間に配設された開口可変機構３は、光ディ
スク５及び７の基板厚みに応じて、その開口の大きさを
変えられる開口可変手段であり、結果的に対物レンズ４
の開口数を変える。

【００３５】この光学ピックアップ装置８は、基板厚み
が０．６ｍｍ及び１．２ｍｍの光ディスク５及び７の該
基板厚みの違いを図示しない基板厚み検出手段にて判別
することができる。この基板厚み検出手段としては、再
生信号の変調度、大小等を用いて検出するものや、光デ
ィスクがカートリッジに収納されているか否かを機械
的、光学的又は磁気的に検出するものや、光ディスクに
例えばバーコードで記録された基板厚みに関する情報を
レーザダイオード、ＬＥＤ、ランプ等の光源を用いて検
出するものがある。

【００３６】開口可変機構３は、上述したように、上記
基板厚みが１．２ｍｍの光ディスク７に対しての対物レ
ンズ４の開口数ＮＡ₀を、上記レーザダイオードの出射
するレーザ光の波長をλ（μｍ）としたとき、（０．４
５／０．７８）×λ以下とするので、レーザダイオード
１から出射されるレーザ光の波長λが例えば０．６３５
μｍであれば、開口数ＮＡ₀を０．３６６以下とする。

【００３７】例えば、レーザ光の波長λが０．６３５μ
ｍのとき、０．６ｍｍの基板厚みのカバーガラスで最適
化された対物レンズを用いて、１．２ｍｍ基板厚のカバ
ーガラスにレーザ光を照射したときの球面収差（rms
λ）と開口数（ＮＡ）の関係を図２に示す。この場合、
球面収差は開口数の約４乗に比例して大きくなる。

【００３８】例えばコンパクトディスクのような光ディ
スクの再生光学系の一般的な遮断周波数は１１５３本／
ｍｍである。光源波長０．６３５μｍでこの遮断周波数
を得る開口数は０．３６６である。この開口数より小さ
い値、例えば０．３０、０．３３、０．３６で、上記光
ディスクを再生した場合をミュレーションすると、

【００３９】

【表１】

【００４０】のような球面収差が得られた。ここで、各
開口数については、スキューが０゜のとき、タンジェン
シャルスキューが１゜のとき（t1゜と記す。）、ラディ
アルスキューが１゜のとき（r1゜と記す。）の３ケース
の場合を想定している。なお、この表１には、比較のた
め、光源波長が７８０ｎｍのレーザ光に対する開口数
０．４５の対物レンズの上記スキュー３ケースの場合の
各球面収差も示す。また、この表１は、シミュレーショ
ンによって得られたアイダイアグラムを波形等価する前
と後とで、同じ値となる。

【００４１】すなわち、この表１から開口数が０．３６
６以下であれば、光源波長が７８０ｎｍのレーザ光に対
する開口数０．４５の対物レンズの上記スキュー３ケー
スの場合と同様、各球面収差がマルシャルの許容値０．
０７rmsλ以下であることが分かる。

【００４２】次に、図３にディスクスキューを０゜とし
た場合における各開口数０．３０、０．３３、０．３６
でのジッタ量の変化を示す。実線が波形等価をする前の
ジッタ量の変化特性であり、破線が波形等価をした後の
ジッタ量の変化特性である。

【００４３】また、図４に摂動として寄与率の大きいタ
ンジェンシャルディスクスキュー１゜における、各開口
数０．３０、０．３３、０．３６でのジッタ量の変化を
示す。実線が波形等価をする前のジッタ量の変化特性で
あり、破線が波形等価をした後のジッタ量の変化特性で
ある。

【００４４】したがって、上記図３及び図４から開口数
が０．３３の場合、波形等価の前後でジッタ量が最小と
なることが分かり、上記表１に示した収差の値も考慮す
ると、１．２ｍｍ基板厚の光ディスクの再生には開口数
０．３３としたときが最も適していることが分かる。

【００４５】このことは、光源波長０．６３５μｍに限
らずどの波長でもいえる。つまり対物レンズの開口数を
ＮＡ₀以下にすることにより、基板厚み１．２ｍｍの光
ディスクの再生を可能とする。すなわち、上記レーザダ
イオードの出射するレーザ光の波長をλ（μｍ）とした
とき、ＮＡ₀≦（０．４５／０．７８）×λであればよ
い。

【００４６】したがって、波長λが０．６５μｍであれ
ば開口数ＮＡ₀は０．３７５以下、波長λが０．６８で
あれば開口数ＮＡ₀は０．３９２以下であればよい。最
適値を探すには、上述したように、球面収差と、ジッタ
ー量を求めて考慮すればよい。

【００４７】光源波長０．６３５μｍのときの、光学ピ
ックアップ装置８の対物レンズ４の光軸上での波面収差
を図５及び図６に示す。図５は基板厚みｔ₁＝０．６ｍ
ｍの光ディスク５に対する対物レンズ４の開口数がＮＡ
＝０．６であるときの収差を示す。また、図６は基板厚
みｔ₂＝１．２ｍｍの光ディスク７に対する対物レンズ
４の開口数がＮＡ₀＝０．３３であるときの収差を示
す。

【００４８】基板厚みｔ₁＝０．６ｍｍの光ディスク５
に対しては、対物レンズ４の開口数がＮＡ＝０．６のと
き光学系の収差が０．００１rmsλとなり、基板厚みｔ₂
＝１．２ｍｍの光ディスク７に対しては、対物レンズ４
の開口数がＮＡ₀＝０．３３のとき０．０４２rmsλとな
った。どちらの場合でも、十分にマルシャルの許容値
０．０７rmsλ以下となった。

【００４９】このため、この第１の実施の形態となる光
学ピックアップ装置８は、ディスク基板厚みｔ₁＝０．
６ｍｍ及びｔ₂＝１．２ｍｍの異なった２種類の光ディ
スク５及び７から良質な再生を実現できることが分か
る。。

【００５０】そして、この光学ピックアップ装置８は、
基板厚みｔ₁が０．６ｍｍの光ディスク５から情報信号
を再生する場合には、図７に示すように、対物レンズ４
の開口数を０．６にするように、開口可変機構３の絞り
を調整し、対物レンズ４の開口直径を４．３２ｍｍとし
ている。また、光学ピックアップ装置８は、基板厚みｔ
₂が１．２ｍｍの光ディスク７から情報信号を再生する
場合には、図８に示すように、対物レンズ４の開口数を
０．３３にするように、開口可変機構３の絞りを調整
し、対物レンズ４の開口直径を２．３８ｍｍとしてい
る。このとき、対物レンズ４は、レーザダイオード１か
らの波長６３５ｎｍのレーザ光を焦点距離３．６ｍｍで
光ディスクに照射している。

【００５１】開口可変機構３は、図９に示すように、複
数の羽根部２１ａ、２１ｂ、２１ｃ及び２１ｄよりなる
絞り機構の各羽根部を回転させて絞りを可変し、開口部
２５の大きさを変えるような機構である。開口部２５を
小さくする場合には図９の（Ａ）に示すように回動部２
０上に植立されたピン２２ａ、２２ｂ、２２ｃ及び２２
ｄが図中矢印Ｒ方向に移動するように回動部２０を矢印
Ｒ方向に回動する。すると、ピン２２ａ、２２ｂ、２２
ｃ及び２２ｄに長穴２３ａ、２３ｂ、２３ｃ及び２３ｄ
が係合されている羽根部２１ａ、２１ｂ、２１ｃ及び２
１ｄは、それぞれ一方の端部が支持部２４ａ、２４ｂ、
２４ｃ及び２４ｄで支持されているためそれぞれの他方
の端部をこの開口可変機構３の内周側に向かわせる。こ
のため、開口部２５が絞られ、小さくなる。

【００５２】また、開口部２５を大きくする場合には、
図９の（Ｂ）に示すように、回動部２０を図中矢印Ｌ方
向に回動する。すると、羽根部２１ａ、２１ｂ、２１ｃ
及び２１ｄは、他方の端部を外周に向かわせる。このた
め、開口部２５が大きくなる。

【００５３】なお、この第１の実施の形態は、開口可変
機構３を、図９に示した構成の他、図１０、図１１、図
１２に示すような構成としてもよい。

【００５４】図１０に示す開口可変機構３は、液晶シャ
ッター部１４を用いて開口の大きさを変える。図１０の
（Ａ）は、液晶シャッター部１４が閉の状態で、小開口
１５を実現している状態である。また、図１０の（Ｂ）
は、液晶シャッター部１４が開の状態で、大開口１６を
実現している状態である。

【００５５】また、図１１に示す開口可変機構３は、予
め小開口１７と大開口１８を設けた板を矢印Ｌ方向に移
動して開口部を切り換えることにより開口の大きさを変
える。

【００５６】また、図１２に示す開口可変機構３は、予
め小開口１７と大開口１８を設けた円板を矢印Ｒ方向に
回転して開口部を切り換えることで、開口の大きさを変
える。

【００５７】また、上記開口可変機構は、対物レンズ４
及び１０の表面に設けてもよい。さらに、対物レンズ４
及び１０の内部に用いてよい。

【００５８】次に、第２の実施の形態について説明す
る。この第２の実施の形態も、上記光学ピックアップ装
置８と同様に、図１３に示すように基板厚みが０．６ｍ
ｍ及び１．２ｍｍの光ディスク５及び７から情報信号を
再生できる光学ピックアップ装置３０である。

【００５９】すなわち、この光学ピックアップ装置３０
は、光ディスク５及び７に再生用のレーザ光を出射する
レーザダイオード１と、このレーザダイオード１からの
上記再生用のレーザ光を上記光ディスク５及び７の信号
記録面に集光する対物レンズ４と、上記基板厚みが０．
６ｍｍの光ディスク５に対しての対物レンズ４の開口数
ＮＡを０．６とし、上記基板厚みが１．２ｍｍの光ディ
スク７に対しての対物レンズ４の開口数ＮＡ₀を、上記
レーザダイオード１の出射するレーザ光の波長をλ（μ
ｍ）としたとき、（０．４５／０．７８）×λ以下とす
る開口可変機構３と、光ディスク５及び７からの戻り光
を検出するフォトディテクタ６とを備えてなるが、開口
可変機構３をレーザダイオード１とビームスプリッタ２
との間に配置している。

【００６０】この光学ピックアップ装置３０は、レーザ
ダイオード１から出射され、開口可変機構３を透過した
レーザ光の一部をビームスプリッタ２によって反射さ
せ、対物レンズ４で光ディスク５及び７の信号記録面に
集光する。光ディスク５及び７の信号記録面からの戻り
光は、対物レンズ４を介してビームスプリッタ２に入射
する。このビームスプリッタ２は、上記戻り光の一部を
透過し、フォトディテクタ６に入射させる。フォトディ
テクタ６は、上記戻り光の光量を電気信号に変換する。
このため、この光学ピックアップ装置３０は、サーボ信
号とＲＦ信号を得る。なお、この光学ピックアップ装置
３０も、コリメータレンズを省いた有限倍率のシンプル
な構成とされている。

【００６１】レーザダイオード１とビームスプリッタ２
との間に配置した開口可変機構３は、上記第１の実施の
形態と同様に、光ディスク５及び７の基板厚みに応じ
て、その開口の大きさを変えられる開口可変手段であ
り、結果的に対物レンズ４の開口数を変える。

【００６２】この光学ピックアップ装置３０も、上記第
１の実施の形態と同様に、基板厚みが０．６ｍｍ及び
１．２ｍｍの光ディスク５及び７の該基板厚みの違いを
図示しない基板厚み検出手段にて判別することができ
る。この基板厚み検出手段の詳細については、説明を省
略する。また、この光学ピックアップ装置の開口可変機
構３の動作原理、詳細な機構についても説明を省略す
る。

【００６３】この第２の実施の形態となる光学ピックア
ップ装置３０も、ディスク基板厚みｔ₁＝０．６ｍｍ及
びｔ₂＝１．２ｍｍの異なった２種類の光ディスク５及
び７から良質な再生を実現できる。

【００６４】次に、第３の実施の形態について説明す
る。この第３の実施の形態も図１４に示すように基板厚
みが０．６ｍｍ及び１．２ｍｍの光ディスク３７及び３
８から情報信号を再生できる光学ピックアップ装置４１
であり、上記光ディスク３７及び３８に再生用のレーザ
光を出射するレーザダイオード３１と、このレーザダイ
オード３１からの上記再生用のレーザ光を上記光ディス
ク３７及び３８の信号記録面に集光する対物レンズ３６
と、上記基板厚みが０．６ｍｍの光ディスク３７に対し
ての対物レンズ３６の開口数ＮＡを０．６とし、上記基
板厚みが１．２ｍｍの光ディスク３８に対しての対物レ
ンズ３６の開口数ＮＡ₀を、上記レーザダイオード３１
の出射するレーザ光の波長をλ（μｍ）としたとき、
（０．４５／０．７８）×λ以下とする開口可変機構３
５と、光ディスク３７及び３８からの戻り光を検出する
フォトディテクタ４０とを備えてなり、開口可変機構３
５を対物レンズ３６とレーザダイオード３１との間に配
置している。

【００６５】そして、この光学ピックアップ装置４１は
レーザダイオード３１から出射されたレーザ光をコリメ
ータレンズ３２で平行レーザ光とし、回折格子３３で０
次光、±１次光の３つに分離し、ビームスプリッタ３
４、開口可変機構３５を介して対物レンズ３６に導き、
該対物レンズ３６により光ディスク３７及び３８の信号
記録面に集光している。光ディスク３７及び３８の信号
記録面からの戻り光は、対物レンズ３６、開口可変機構
３５を介してビームスプリッタ３４に入射する。このビ
ームスプリッタ３４は、上記戻り光の一部をマルチレン
ズ３９の方向に反射面３４Ｒで反射する。マルチレンズ
３９は、上記戻り光をフォトディテクタ４０に入射させ
る。フォトディテクタ４０は、上記戻り光の光量を電気
信号に変換する。このため、この光学ピックアップ装置
４１は、サーボ信号とＲＦ信号を得る。なお、この光学
ピックアップ装置４１の対物レンズ３６は、無限倍率対
物レンズである。

【００６６】ビームスプリッタ３４を透過したレーザダ
イオード３１からのレーザ光は、上述したように、開口
可変機構３５を通って対物レンズに入射する。

【００６７】このとき、対物レンズ３６とレーザダイオ
ード３１との間に配設された開口可変機構３５は、光デ
ィスク３７及び３８の基板厚みに応じて、その開口の大
きさを変えられる開口可変手段であり、結果的に対物レ
ンズ３６の開口数を変える。

【００６８】この光学ピックアップ装置４１も、上記第
１、第２の実施の形態と同様に、基板厚みが０．６ｍｍ
及び１．２ｍｍの光ディスク３７及び３８の該基板厚み
の違いを図示しない基板厚み検出手段にて判別すること
ができる。この基板厚み検出手段の詳細については説明
を省略する。また、この光学ピックアップ装置４１の開
口可変機構３５の動作原理、詳細な機構については、上
述した通りであるのでここでは省略する。

【００６９】そして、この第３の実施の形態となる光学
ピックアップ装置４１も、ディスク基板厚みｔ₁＝０．
６ｍｍ及びｔ₂＝１．２ｍｍの異なった２種類の光ディ
スク３７及び３８から良質な再生を実現できる。

【００７０】次に、第４の実施の形態について説明す
る。この第４の実施の形態も図１５に示すように基板厚
みが０．６ｍｍ及び１．２ｍｍの光ディスク３７及び３
８から情報信号を再生できる光学ピックアップ装置４２
であり、上記光ディスクに再生用のレーザ光を出射する
レーザダイオード３１と、このレーザダイオード３１か
らの上記再生用のレーザ光を上記光ディスク３７及び３
８の信号記録面に集光する対物レンズ３６と、上記基板
厚みが０．６ｍｍの光ディスク３７に対しての対物レン
ズ３６の開口数ＮＡを０．６とし、上記基板厚みが１．
２ｍｍの光ディスク３８に対しての対物レンズ３６の開
口数ＮＡ₀を、上記レーザダイオード３１の出射するレ
ーザ光の波長をλ（μｍ）としたとき、（０．４５／
０．７８）×λ以下とする開口可変機構３５と、光ディ
スク３１からの戻り光を検出するフォトディテクタ４０
とを備えてなり、開口可変機構３５を対物レンズ３６と
レーザダイオード３１との間に配置している。

【００７１】そして、この光学ピックアップ装置４２は
レーザダイオード３１から出射されたレーザ光をコリメ
ータレンズ３２で平行レーザ光とし、回折格子３３で０
次光、±１次光の３つに分離し、開口可変機構３５、ビ
ームスプリッタ３４を介して対物レンズ３６に導き、該
対物レンズ３６により光ディスク３７及び３８の信号記
録面に集光している。光ディスク３７及び３８の信号記
録面からの戻り光は、対物レンズ３６を介してビームス
プリッタ３４に入射する。このビームスプリッタ３４
は、上記戻り光の一部をマルチレンズ３９の方向に反射
面３４Ｒで反射する。マルチレンズ３９は、上記戻り光
をフォトディテクタ４０に入射させる。フォトディテク
タ４０は、上記戻り光の光量を電気信号に変換する。こ
のため、この光学ピックアップ装置４２は、サーボ信号
とＲＦ信号を得る。なお、この光学ピックアップ装置４
２の対物レンズ３６は、無限倍率対物レンズである。

【００７２】レーザダイオード３１からのレーザ光は、
上述したように、コリメータレンズ３２、回折格子３３
を通過したのち、開口可変機構３５を通り、ビームスプ
リッタ３４を介して対物レンズ３６に入射する。

【００７３】このとき、回折格子３３とビームスプリッ
タ３４との間に配設されたこの開口可変機構３５は、光
ディスク３７及び３８の基板厚みに応じて、その開口の
大きさを変えられる開口可変手段であり、結果的に対物
レンズ３６の開口数を変える。

【００７４】この光学ピックアップ装置４２も、上記第
１、第２及び第３の実施の形態と同様に、基板厚みが
０．６ｍｍ及び１．２ｍｍの光ディスクの該基板厚みの
違いを図示しない基板厚み検出手段にて判別することが
できる。この基板厚み検出手段の詳細については説明を
省略する。また、この光学ピックアップ装置４２の開口
可変機構の動作原理、詳細な機構についても上述してあ
るので省略する。

【００７５】そして、この第４の実施の形態となる光学
ピックアップ装置４２も、ディスク基板厚みｔ₁＝０．
６ｍｍ及びｔ₂＝１．２ｍｍの異なった２種類の光ディ
スク３７及び３８から良質な再生を実現できる。

【００７６】次に、第５の実施の形態について説明す
る。この第５の実施の形態も図１６に示すように基板厚
みが０．６ｍｍ及び１．２ｍｍの光ディスク３７及び３
８から情報信号を再生できる光学ピックアップ装置４４
であり、上記光ディスク３７及び３８に再生用のレーザ
光を出射するレーザダイオード３１と、このレーザダイ
オード３１からの上記再生用のレーザ光を上記光ディス
クの信号記録面に集光する対物レンズ３６と、上記基板
厚みが０．６ｍｍの光ディスク３７に対しての対物レン
ズ３６の開口数ＮＡを０．６とし、上記基板厚みが１．
２ｍｍの光ディスク３８に対しての対物レンズ３６の開
口数ＮＡ₀を、上記レーザダイオード３１の出射するレ
ーザ光の波長をλ（μｍ）としたとき、（０．４５／
０．７８）×λ以下とする開口可変機構４３と、光ディ
スク３７及び３８からの戻り光を検出するフォトディテ
クタ４０とを備えてなる。

【００７７】特に、この第５の実施の形態では開口可変
機構４３を、対物レンズ３６とレーザダイオード３１と
の間、具体的にはコリメータレンズ３２と回折格子３３
との間に配設し、かつコリメータレンズ３２の開口部に
出し入れできる機構としている。

【００７８】そして、この光学ピックアップ装置４４は
レーザダイオード３１から出射されたレーザ光をコリメ
ータレンズ３２で平行レーザ光としてから、出し入れで
きる開口可変機構４３を通した後、回折格子３３で０次
光、±１次光の３つに分離し、ビームスプリッタ３４を
介して対物レンズ３６に導き、該対物レンズ３６により
光ディスク３７及び３８の信号記録面に集光している。
光ディスク３７及び３８の信号記録面からの戻り光は、
対物レンズ３６を介してビームスプリッタ３４に入射す
る。このビームスプリッタ３４は、上記戻り光の一部を
マルチレンズ３９の方向に反射面３４Ｒで反射する。マ
ルチレンズ３９は、上記戻り光をフォトディテクタ４０
に入射させる。フォトディテクタ４０は、上記戻り光の
光量を電気信号に変換する。このため、この光学ピック
アップ装置４４は、サーボ信号とＲＦ信号を得る。な
お、この光学ピックアップ装置４４の対物レンズ３６
は、無限倍率対物レンズである。

【００７９】レーザダイオード３１からのレーザ光は、
上述したように、コリメータレンズ３２を通過した後、
出し入れできる開口可変機構４３を介し、回折格子３３
を通過した後、ビームスプリッタ３４を介して対物レン
ズ３６に入射する。

【００８０】このとき、コリメータレンズ３２と回折格
子３３との間に出し入れ可能に配設されたこの開口可変
機構３は、光ディスク５の基板厚みに応じて、その開口
の大きさを変えられる開口可変手段であり、結果的に対
物レンズ５の開口数を変える。

【００８１】この光学ピックアップ装置４４も、上記第
１、第２及び第３の実施の形態と同様に、基板厚みが
０．６ｍｍ及び１．２ｍｍの光ディスクの該基板厚みの
違いを図示しない基板厚み検出手段にて判別することが
できる。この基板厚み検出手段の詳細については、説明
を省略する。

【００８２】そして、この第５の実施の形態となる光学
ピックアップ装置４４も、ディスク基板厚みｔ₁＝０．
６ｍｍ及びｔ₂＝１．２ｍｍの異なった２種類の光ディ
スク３７及び３８から良質な再生を実現できる。

【００８３】なお、本発明に係る光学ピックアップ装置
は、上記実施の形態にのみ限定されるものではなく、光
学ディスクに情報信号を記録する光学ピックアップ装置
に適用してもよい。

【００８４】

【発明の効果】本発明に係る光学ピックアップ装置は、
基板厚みに応じて、開口可変手段が開口の大きさを変
え、最良の光学性能を持つことができるので、例えば基
板厚みが０．６ｍｍの薄型基板で設計された対物レンズ
を用いたシステムでも従来から存在する基板厚み１．２
ｍｍのディスク状記録媒体を記録再生することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光学ピックアップ装置の第１の実
施の形態についての概略構成図である。

【図２】レーザ光の波長λが０．６３５μｍのとき、
０．６ｍｍの基板厚みのカバーガラスで最適化された対
物レンズを用いて、１．２ｍｍ基板厚のカバーガラスに
レーザ光を照射したときの球面収差（rmsλ）と開口数
（ＮＡ）の関係を示す特性図である。

【図３】ディスクスキューを０゜とした場合における各
開口数０．３０、０．３３、０．３６でのジッタ量の変
化を示す特性図である。

【図４】タンジェンシャルディスクスキュー１゜におけ
る各開口数０．３０、０．３３、０．３６でのジッタ量
の変化を示す特性図である。

【図５】基板厚みｔ₁＝０．６ｍｍの光ディスク５に対
する開口数がＮＡ＝０．６の対物レンズの収差を示す特
性図である。

【図６】基板厚みｔ₂＝１．２ｍｍの光ディスク７に対
する開口数がＮＡ₀＝０．３３の対物レンズの収差を示
す特性図である。

【図７】対物レンズ４の開口数を０．６にする場合の開
口可変機構３の絞り調整を示す模式図である。

【図８】対物レンズ４の開口数を０．３３にする場合の
開口可変機構３の絞り調整を示す模式図である。

【図９】複数の羽根部を回転させて開口の大きさを変え
る開口可変機構３の構成図である。

【図１０】液晶シャッターを用いて開口の大きさを変え
る開口可変機構３の構成図である。

【図１１】予め二つの開口を設けた板を移動させて開口
の大きさを変える可変開口機構の構成図である。

【図１２】予め二つの開口を設けた板を回転させて開口
の大きさを変える可変開口機構の構成図である。

【図１３】本発明に係る光学ピックアップ装置の第２の
実施の形態の概略構成図である。

【図１４】本発明に係る光学ピックアップ装置の第３の
実施の形態の概略構成図である。

【図１５】本発明に係る光学ピックアップ装置の第４の
実施の形態の概略構成図である。

【図１６】本発明に係る光学ピックアップ装置の第５の
実施の形態の概略構成図である。

【図１７】従来の光学ピックアップ装置の概略構成図で
ある。

【符号の説明】 １ レーザダイオード ３ 開口可変機構 ４ 対物レンズ ５ 基板厚み０．６ｍｍの光ディスク ６ フォトディテクタ ７ 基板厚み１．２ｍｍの光ディスク

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板厚みが０．６ｍｍ及び１．２ｍｍの
   ディスク状記録媒体に応じた記録／再生を行う光学ピッ
   クアップ装置において、 上記ディスク状記録媒体に記録／再生用の光を出射する
   光源と、 上記光源からの記録／再生用の光を上記ディスク状記録
   媒体に集光する対物レンズと、 上記基板厚みが０．６ｍｍのディスク状記録媒体に対し
   ての上記対物レンズの開口数ＮＡを０．６とし、上記基
   板厚みが１．２ｍｍのディスク状記録媒体に対しての上
   記対物レンズの開口数ＮＡ₀を、上記光源の出射する光
   の波長をλ（μｍ）としたとき、 ＮＡ₀≦（０．４５／０．７８）×λ とする開口可変手段と、 上記ディスク状記録媒体からの戻り光を検出する光検出
   手段とを備えることを特徴とする光学ピックアップ装
   置。
2. 【請求項２】 上記開口可変手段を上記対物レンズと上
   記光源との間に配置してなることを特徴とする請求項１
   記載の光学ピックアップ装置。
3. 【請求項３】 上記開口可変手段を上記対物レンズと上
   記ディスク状記録媒体との間に配置してなることを特徴
   とする請求項１記載の光学ピックアップ装置。
4. 【請求項４】 上記開口可変手段を上記対物レンズの表
   面に配置してなることを特徴とする請求項１記載の光学
   ピックアップ装置。
5. 【請求項５】 上記開口可変手段を上記対物レンズの内
   部に配置してなることを特徴とする請求項１記載の光学
   ピックアップ装置。
6. 【請求項６】 上記開口可変手段は、上記ディスク状記
   録媒体の基板厚みの違いに応じて上記対物レンズの開口
   を変化させることを特徴とする請求項１記載の光学ピッ
   クアップ装置。
7. 【請求項７】 上記開口可変手段は、複数の羽根部によ
   り成る絞り機構の各羽根部を回転して、開口の大きさを
   変えることを特徴とする請求項１記載の光学ピックアッ
   プ装置。
8. 【請求項８】 上記開口可変手段は、液晶シャッターを
   用いて開口の大きさを変えることを特徴とする請求項１
   記載の光学ピックアップ装置。
9. 【請求項９】 上記開口可変手段は、予め二つの開口部
   を設けた板を移動して開口部を切り換えることにより開
   口の大きさを変えることを特徴とする請求項１記載の光
   学ピックアップ装置。
10. 【請求項１０】 上記開口可変手段は、予め二つの開口
    部を設けた板を回転して開口部を切り換えることにより
    開口の大きさを変えることを特徴とする請求項９記載の
    光学ピックアップ装置。
11. 【請求項１１】 上記ディスク状記録媒体がカートリッ
    ジに収納されているか否かを機械的、光学的又は磁気的
    に検出した結果に応じて、上記開口可変手段は、上記対
    物レンズの開口を変化させることを特徴とする請求項１
    記載の光学ピックアップ装置。
12. 【請求項１２】 上記ディスク状記録媒体に記録された
    基板厚みに関する情報に応じて、上記開口可変手段は、
    上記対物レンズの開口を変化させることを特徴とする請
    求項１記載の光学ピックアップ装置。