JPH09251657A - 記録媒体記録再生装置および記録媒体記録再生方法 - Google Patents
記録媒体記録再生装置および記録媒体記録再生方法Info
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- JPH09251657A JPH09251657A JP8058868A JP5886896A JPH09251657A JP H09251657 A JPH09251657 A JP H09251657A JP 8058868 A JP8058868 A JP 8058868A JP 5886896 A JP5886896 A JP 5886896A JP H09251657 A JPH09251657 A JP H09251657A
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- objective lens
- thickness
- disc
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 SD規格のDVDとCDを同一の光ピックア
ップを用いて再生する。 【解決手段】 SD規格のDVDの情報記録面に光ビー
ムを集光したときに発生するクロストークが-30dBとな
る開口数0.482と、そのときに発生する球面収差がマレ
シャルの許容量の0.07λrmsとなるように設計された
(基板の厚さが0.83mmのディスクに対して最適化され
た)対物レンズ41を有する光ピックアップを用いて、
CDの情報記録面に光ビームを集光させる。そのとき、
発生する残留球面収差によるRF信号帯域の変調度の低
下をフォーカシングアクチュエータ46におけるデフォ
ーカス処理により補正する。
ップを用いて再生する。 【解決手段】 SD規格のDVDの情報記録面に光ビー
ムを集光したときに発生するクロストークが-30dBとな
る開口数0.482と、そのときに発生する球面収差がマレ
シャルの許容量の0.07λrmsとなるように設計された
(基板の厚さが0.83mmのディスクに対して最適化され
た)対物レンズ41を有する光ピックアップを用いて、
CDの情報記録面に光ビームを集光させる。そのとき、
発生する残留球面収差によるRF信号帯域の変調度の低
下をフォーカシングアクチュエータ46におけるデフォ
ーカス処理により補正する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、記録媒体記録再生
装置および記録媒体記録再生方法に関し、特に、異なる
基板厚みを有するディスクに対して、開口数等を変化す
ることなく情報を記録または再生できるようにした記録
媒体記録再生装置および記録媒体記録再生方法に関す
る。
装置および記録媒体記録再生方法に関し、特に、異なる
基板厚みを有するディスクに対して、開口数等を変化す
ることなく情報を記録または再生できるようにした記録
媒体記録再生装置および記録媒体記録再生方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】近年、MPEG(MOVING PICTURE EXPER
T GROUP)方式により、映像信号や音声信号を高密度に
圧縮して記録媒体に記録再生する技術が実用化されつつ
ある。光ディスクの情報記録媒体としては、AV(AUDI
O VISUAL)の分野においては、DVD(DIGITAL VIDEO
DISK)が、コンピュータの分野においては、HS(Hyper
Storage)(商標)などのHD(High Density)-CDRO
Mが、それぞれ次世代の記録媒体として注目されてい
る。DVDには、映像信号と音声信号をMPEG方式に
準拠して記録し、HD-CDROMには、従来にない大
容量のデータを記録することが提案されている。
T GROUP)方式により、映像信号や音声信号を高密度に
圧縮して記録媒体に記録再生する技術が実用化されつつ
ある。光ディスクの情報記録媒体としては、AV(AUDI
O VISUAL)の分野においては、DVD(DIGITAL VIDEO
DISK)が、コンピュータの分野においては、HS(Hyper
Storage)(商標)などのHD(High Density)-CDRO
Mが、それぞれ次世代の記録媒体として注目されてい
る。DVDには、映像信号と音声信号をMPEG方式に
準拠して記録し、HD-CDROMには、従来にない大
容量のデータを記録することが提案されている。
【0003】このように、例えばDVDでは、ディスク
上にデジタルデータを高密度で記録するため、光ビーム
のスポットサイズを、従来の記録媒体(例えばCD:COM
PACTDISK)に対するそれよりも、小さくすることが必要
である。
上にデジタルデータを高密度で記録するため、光ビーム
のスポットサイズを、従来の記録媒体(例えばCD:COM
PACTDISK)に対するそれよりも、小さくすることが必要
である。
【0004】光ビームのスポットサイズの半径をR、対
物レンズの射出角をθ、および光ビームの波長をλとす
ると、光ビームのスポットサイズの半径Rは、ほぼ、式
(1)で表される。 R=0.32λ/SINθ (1)
物レンズの射出角をθ、および光ビームの波長をλとす
ると、光ビームのスポットサイズの半径Rは、ほぼ、式
(1)で表される。 R=0.32λ/SINθ (1)
【0005】式(1)から判るように、光ビームのスポ
ットサイズを小さくするためには、光ビームの波長λを
小さくし、開口数(SINθ(=n*SINθ:空気中の場合、屈
折率nは1))を大きくすればよい。
ットサイズを小さくするためには、光ビームの波長λを
小さくし、開口数(SINθ(=n*SINθ:空気中の場合、屈
折率nは1))を大きくすればよい。
【0006】しかしながら、開口数NAを大きくする
と、ディスクスキュー(光ディスクの情報記録面と光ピ
ックアップの光軸が垂直からずれる角度)に対して発生
するコマ収差も大きくなる。このコマ収差により、ディ
スク記録面でのスポット形状が歪むため、クロストーク
が増大し、その結果、信号が劣化してしまう。
と、ディスクスキュー(光ディスクの情報記録面と光ピ
ックアップの光軸が垂直からずれる角度)に対して発生
するコマ収差も大きくなる。このコマ収差により、ディ
スク記録面でのスポット形状が歪むため、クロストーク
が増大し、その結果、信号が劣化してしまう。
【0007】このコマ収差は、開口数NAの3乗、ディ
スクスキュー量、およびディスクの厚みに比例するた
め、開口数NAをあまり大きくすることはできない。開
口数NAが大きいとき、ディスクスキューが0.5乃至1度
であるポリカーボネイトのような基板を使用すると、こ
のコマ収差が増大し、ディスク上の結像スポットが非対
称となり符号間干渉が増加し、再生RF(Radio Freque
ncy)信号に大きな歪が生じる。
スクスキュー量、およびディスクの厚みに比例するた
め、開口数NAをあまり大きくすることはできない。開
口数NAが大きいとき、ディスクスキューが0.5乃至1度
であるポリカーボネイトのような基板を使用すると、こ
のコマ収差が増大し、ディスク上の結像スポットが非対
称となり符号間干渉が増加し、再生RF(Radio Freque
ncy)信号に大きな歪が生じる。
【0008】このコマ収差は、上述したように基板の厚
さに比例するため、基板の厚さを半分にすればコマ収差
も半分にすることができる。そこで、基板の厚さを半分
(0.6mm)にすることで開口数NAを従来のCD(NA=
0.45、基板の厚さは1.2mm)における場合より大きくし
(NA=0.6)、記録密度を高めた第1の規格(例えば、
SD規格)のDVDが考えられている。
さに比例するため、基板の厚さを半分にすればコマ収差
も半分にすることができる。そこで、基板の厚さを半分
(0.6mm)にすることで開口数NAを従来のCD(NA=
0.45、基板の厚さは1.2mm)における場合より大きくし
(NA=0.6)、記録密度を高めた第1の規格(例えば、
SD規格)のDVDが考えられている。
【0009】ここで、CDと第1の規格のDVDの構造
を比較する。図27は、CDの断面を表している。
を比較する。図27は、CDの断面を表している。
【0010】CDにおいては、ポリカーボネイトなどの
ような透明なプラスチック等で構成される基板S1−1
の上に、アルミニウム薄膜で構成される情報記録層S2
−1が形成され、さらにその上に、保護層S3−1が形
成されて構成されている。
ような透明なプラスチック等で構成される基板S1−1
の上に、アルミニウム薄膜で構成される情報記録層S2
−1が形成され、さらにその上に、保護層S3−1が形
成されて構成されている。
【0011】光源からの光ビームは、1.2mmの厚さの基
板S1−1を介して情報記録層S2−1に照射され、そ
の反射光から情報記録層S2−1のデータを読み取るよ
うになされている。
板S1−1を介して情報記録層S2−1に照射され、そ
の反射光から情報記録層S2−1のデータを読み取るよ
うになされている。
【0012】図28は、第1の規格のDVDの断面を表
している。
している。
【0013】第1の規格のDVDは、両面構造とされ、
基板S1−21の上に情報記録層S2−21が形成さ
れ、その上に保護層S3−21が形成されたものと、基
板S1−22の上に情報記録層S2−22が形成され、
その上に保護層S3−22が形成されたものが、保護層
同士を接着して構成されている。
基板S1−21の上に情報記録層S2−21が形成さ
れ、その上に保護層S3−21が形成されたものと、基
板S1−22の上に情報記録層S2−22が形成され、
その上に保護層S3−22が形成されたものが、保護層
同士を接着して構成されている。
【0014】光源からの光ビームは、0.6mmの厚さの基
板S1−21(または基板S1−22)を介して情報記
録層S2−21(または情報記録層S2−22)に照射
され、情報記録層S2−21(または情報記録層S2−
22)の反射光からそのデータを読み取るようになされ
ている(以後、基板S1−1、基板S1−21、または
基板S1−22の厚さ(光ビームの入射面から情報記録
層S2−1、情報記録層S2−21、または情報記録層
S2−22までの光学的な距離)を単に基板の厚さと称
する)。
板S1−21(または基板S1−22)を介して情報記
録層S2−21(または情報記録層S2−22)に照射
され、情報記録層S2−21(または情報記録層S2−
22)の反射光からそのデータを読み取るようになされ
ている(以後、基板S1−1、基板S1−21、または
基板S1−22の厚さ(光ビームの入射面から情報記録
層S2−1、情報記録層S2−21、または情報記録層
S2−22までの光学的な距離)を単に基板の厚さと称
する)。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、例え
ば、第1の規格のDVD(基板の厚さは0.6mm、開口数
NAは0.6)に対して最適になるように設計された対物
レンズを有する従来の光ピックアップで、従来のCD
(基板の厚さは1.2mm、規格値の開口数NAは0.45)の
情報記録層に光ビームを集光させる場合、基板の厚さの
違いにより光学的条件が変わり、その結果、大きな球面
収差が発生する。
ば、第1の規格のDVD(基板の厚さは0.6mm、開口数
NAは0.6)に対して最適になるように設計された対物
レンズを有する従来の光ピックアップで、従来のCD
(基板の厚さは1.2mm、規格値の開口数NAは0.45)の
情報記録層に光ビームを集光させる場合、基板の厚さの
違いにより光学的条件が変わり、その結果、大きな球面
収差が発生する。
【0016】このとき発生する球面収差は、ディスクの
厚み、開口数NAの4乗、および高次のその他の要素に
比例するため、著しい球面収差となり、記録情報を読み
取ることが困難になる。
厚み、開口数NAの4乗、および高次のその他の要素に
比例するため、著しい球面収差となり、記録情報を読み
取ることが困難になる。
【0017】そこで、この球面収差が、開口数NAの4
乗に比例することから、開口数NAを小さくして球面収
差を小さくすることが考えられるが、球面収差の影響を
無視することができる程度まで、開口数NAを小さくし
た場合、カットオフ空間周波数の低下、カップリング効
率(レーザの出射パワーと対物レンズより出射される光
のパワーとの比)の低下、およびスポットサイズが大き
くなることによるクロストークの増大等が発生し、その
結果、逆に再生信号が劣化する。
乗に比例することから、開口数NAを小さくして球面収
差を小さくすることが考えられるが、球面収差の影響を
無視することができる程度まで、開口数NAを小さくし
た場合、カットオフ空間周波数の低下、カップリング効
率(レーザの出射パワーと対物レンズより出射される光
のパワーとの比)の低下、およびスポットサイズが大き
くなることによるクロストークの増大等が発生し、その
結果、逆に再生信号が劣化する。
【0018】従って、ディスクの厚みが異なる複数の種
類のディスク(例えば、第1の規格のDVD、HS、お
よびCD(基板の厚さは、それぞれ、0.6mm,0.8mm,1.2m
m))を、1つの光ピックアップで再生することは困難で
ある課題があった。
類のディスク(例えば、第1の規格のDVD、HS、お
よびCD(基板の厚さは、それぞれ、0.6mm,0.8mm,1.2m
m))を、1つの光ピックアップで再生することは困難で
ある課題があった。
【0019】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
ものであり、開口数を変化させる等の光学的条件を変え
ることなく、例えば、光ピックアップを異なる基板の厚
さに対応して開口数を変化させるための駆動機構を設け
ることなく、簡易な構成の光ピックアップを用いて、複
数の厚さの基板を有する記録媒体に対して情報を記録ま
たは再生することができるようにしたものである。
ものであり、開口数を変化させる等の光学的条件を変え
ることなく、例えば、光ピックアップを異なる基板の厚
さに対応して開口数を変化させるための駆動機構を設け
ることなく、簡易な構成の光ピックアップを用いて、複
数の厚さの基板を有する記録媒体に対して情報を記録ま
たは再生することができるようにしたものである。
【0020】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の記録媒
体記録再生装置は、対物レンズの開口数NAが、第1の
基板の屈折率をN、光源の波長をλとするとき、 0.55λ/TP1≦NA t2-t1≦7.513(λ/NA^4)(N^3/(N^2-1)) を満足するように設定されていることを特徴とする。
体記録再生装置は、対物レンズの開口数NAが、第1の
基板の屈折率をN、光源の波長をλとするとき、 0.55λ/TP1≦NA t2-t1≦7.513(λ/NA^4)(N^3/(N^2-1)) を満足するように設定されていることを特徴とする。
【0021】請求項5に記載の記録媒体記録再生方法
は、対物レンズの開口数NAが、第1の基板の屈折率を
N、光源の波長をλとするとき、 0.55λ/TP1≦NA t2-t1≦7.513(λ/NA^4)(N^3/(N^2-1)) を満足するように設定されていることを特徴とする。
は、対物レンズの開口数NAが、第1の基板の屈折率を
N、光源の波長をλとするとき、 0.55λ/TP1≦NA t2-t1≦7.513(λ/NA^4)(N^3/(N^2-1)) を満足するように設定されていることを特徴とする。
【0022】請求項1に記載の記録媒体記録再生装置に
おいては、対物レンズの開口数NAが、第1の基板の屈
折率をN、前記光源の波長をλとするとき、 0.55λ/TP1≦NA t2-t1≦7.513(λ/NA^4)(N^3/(N^2-1)) を満足するように設定されている。
おいては、対物レンズの開口数NAが、第1の基板の屈
折率をN、前記光源の波長をλとするとき、 0.55λ/TP1≦NA t2-t1≦7.513(λ/NA^4)(N^3/(N^2-1)) を満足するように設定されている。
【0023】請求項5に記載の記録媒体記録再生方法に
おいては、対物レンズの開口数NAが、第1の基板の屈
折率をN、光源の波長をλとするとき、 0.55λ/TP1≦NA t2-t1≦7.513(λ/NA^4)(N^3/(N^2-1)) を満足するように設定されている。
おいては、対物レンズの開口数NAが、第1の基板の屈
折率をN、光源の波長をλとするとき、 0.55λ/TP1≦NA t2-t1≦7.513(λ/NA^4)(N^3/(N^2-1)) を満足するように設定されている。
【0024】
【発明の実施の形態】図1は本発明の記録媒体記録再生
装置を応用した記録媒体再生装置1の一実施例の構成を
示すブロック図である。
装置を応用した記録媒体再生装置1の一実施例の構成を
示すブロック図である。
【0025】スピンドルモータ21は、回転制御回路2
2からの指示に従い、ディスク2を回転させるようにな
されている。回転制御回路22は、コントロール回路2
8からの指示に従い、スピンドルモータ21を駆動する
ようになされている。
2からの指示に従い、ディスク2を回転させるようにな
されている。回転制御回路22は、コントロール回路2
8からの指示に従い、スピンドルモータ21を駆動する
ようになされている。
【0026】光ピックアップ23は、ディスク2の情報
記録層に光ビームを集光し、ディスク2の情報記録層か
らの反射光を再生信号に変換し、電気フィルタ30を介
して信号処理回路27に出力するようになされている。
記録層に光ビームを集光し、ディスク2の情報記録層か
らの反射光を再生信号に変換し、電気フィルタ30を介
して信号処理回路27に出力するようになされている。
【0027】スレッドモータ24は、光ピックアップ2
3をディスク2の情報記録層の目標とするトラック位置
へ移動させるようになされている。
3をディスク2の情報記録層の目標とするトラック位置
へ移動させるようになされている。
【0028】スレッドモータ制御回路25は、コントロ
ール回路28からの指示に対応して、スレッドモータ2
4を駆動するようになされている。
ール回路28からの指示に対応して、スレッドモータ2
4を駆動するようになされている。
【0029】ピックアップ制御回路26は、コントロー
ル回路28からの指示信号に対応して、光ピックアップ
23内のフォーカシングアクチュエータとトラッキング
アクチュエータの制御を行うようになされている。
ル回路28からの指示信号に対応して、光ピックアップ
23内のフォーカシングアクチュエータとトラッキング
アクチュエータの制御を行うようになされている。
【0030】信号処理回路27は、電気フィルタ30を
介して入力される光ピックアップ23からの再生信号に
復調処理、エラー処理等を施すと共に、例えば、RF信
号のレベルからディスク2の基板の厚さ(ディスクの種
類)を検出し、その検出信号をコントロール回路28に
出力するようになされている。
介して入力される光ピックアップ23からの再生信号に
復調処理、エラー処理等を施すと共に、例えば、RF信
号のレベルからディスク2の基板の厚さ(ディスクの種
類)を検出し、その検出信号をコントロール回路28に
出力するようになされている。
【0031】コントロール回路28は、外部インタフェ
ース29を介して入力される指示信号に対応して、上記
の各種回路に対し、指示命令を出力するようになされて
いる。また、コントロール回路28は、信号処理回路2
7より入力される再生信号を外部インタフェース29を
介して、外部装置に出力するようになされている。
ース29を介して入力される指示信号に対応して、上記
の各種回路に対し、指示命令を出力するようになされて
いる。また、コントロール回路28は、信号処理回路2
7より入力される再生信号を外部インタフェース29を
介して、外部装置に出力するようになされている。
【0032】電気フィルタ30(補正手段)は、所定の
厚さの基板を有するディスクに対応して発生する残留球
面収差を補正するようになされている。
厚さの基板を有するディスクに対応して発生する残留球
面収差を補正するようになされている。
【0033】図2は、光ピックアップ23の一実施例の
構成を示す図である。
構成を示す図である。
【0034】光ピックアップ23においては、レーザダ
イオード42から出射された光ビームは、ビームスプリ
ッタ43で反射され、対物レンズ41によりディスク2
の情報記録面に集光されるようになされている。
イオード42から出射された光ビームは、ビームスプリ
ッタ43で反射され、対物レンズ41によりディスク2
の情報記録面に集光されるようになされている。
【0035】また、ディスク2の情報記録面に記録され
たデジタルデータは、上述の光ビームの反射光が、対物
レンズ41とビームスプリッタ43を介して共役点に位
置するフォトディテクタ44に集光されることにより、
再生信号に変換されるようになされている。
たデジタルデータは、上述の光ビームの反射光が、対物
レンズ41とビームスプリッタ43を介して共役点に位
置するフォトディテクタ44に集光されることにより、
再生信号に変換されるようになされている。
【0036】対物レンズ41は、厚さ0.83mmの基板を有
するディスクの情報記録面に開口数NAが0.482となる
光を集光させたときに発生する球面収差が最小となるよ
うに設計されている。
するディスクの情報記録面に開口数NAが0.482となる
光を集光させたときに発生する球面収差が最小となるよ
うに設計されている。
【0037】トラッキングアクチュエータ45とフォー
カシングアクチュエータ46(補正手段)は、それぞ
れ、ディスク2の回転に伴うフォーカスエラーやトラッ
キングエラーを補正するようになされている。また、フ
ォーカシングアクチュエータはディスクの種類に対応し
て発生する残留球面収差をデフォーカスを加えて補正す
るようにもなされている。
カシングアクチュエータ46(補正手段)は、それぞ
れ、ディスク2の回転に伴うフォーカスエラーやトラッ
キングエラーを補正するようになされている。また、フ
ォーカシングアクチュエータはディスクの種類に対応し
て発生する残留球面収差をデフォーカスを加えて補正す
るようにもなされている。
【0038】図3は、光ピックアップ23を用いて、デ
ィスク2−1(基板の厚さが0.6mmの基板を有し、トラ
ックピッチTpが0.725μmであり、規格値の開口数NA
が0.6の第1の規格のDVD)の情報記録面に光ビーム
を集光させた状態を表している。
ィスク2−1(基板の厚さが0.6mmの基板を有し、トラ
ックピッチTpが0.725μmであり、規格値の開口数NA
が0.6の第1の規格のDVD)の情報記録面に光ビーム
を集光させた状態を表している。
【0039】図3において、図2の場合と対応する部分
には同一の符号を付してあり、その説明は適宜省略す
る。
には同一の符号を付してあり、その説明は適宜省略す
る。
【0040】対物レンズ41は、上述のように0.83mmの
厚さの基板を有するディスクに対し開口数NAが0.482
となる光ビームを照射したとき発生する球面収差が最小
となるように設計されている。ここで、この対物レンズ
41を用いてディスク2−1(第1の規格のDVD)の
情報記録面に光ビームを集光したとき発生するクロスト
ークと球面収差につて説明する。まず始めに、ディスク
2−1より再生される再生信号に含まれるクロストーク
について、図4乃至図7を参照して説明する。
厚さの基板を有するディスクに対し開口数NAが0.482
となる光ビームを照射したとき発生する球面収差が最小
となるように設計されている。ここで、この対物レンズ
41を用いてディスク2−1(第1の規格のDVD)の
情報記録面に光ビームを集光したとき発生するクロスト
ークと球面収差につて説明する。まず始めに、ディスク
2−1より再生される再生信号に含まれるクロストーク
について、図4乃至図7を参照して説明する。
【0041】図4は、ディスクの情報記録面に所定の対
物レンズを介して光ビームを集光したときの光の強度分
布を立体的に表したものである。
物レンズを介して光ビームを集光したときの光の強度分
布を立体的に表したものである。
【0042】図4には、トラック(n-1)乃至トラック
(n+1)が示されている。そして、この図に示す状態にお
いては、トラックn上に光ビームが集光されており、こ
の図に示す立体的な高さは、光ビームの強度を表してい
る。この図より、光ビームの中心近傍にエネルギーが集
中していることが判る。
(n+1)が示されている。そして、この図に示す状態にお
いては、トラックn上に光ビームが集光されており、こ
の図に示す立体的な高さは、光ビームの強度を表してい
る。この図より、光ビームの中心近傍にエネルギーが集
中していることが判る。
【0043】図5は、図4において光ビームをトラック
nのトラック方向に移動させた場合の全反射光の光量
(所定のピット内で光ビームの強度をトラック方向に積
分して求めた量)を縦軸に、トラックnの中心からの距
離(トラック方向と垂直方向への距離)を横軸にプロッ
トしたグラフである。
nのトラック方向に移動させた場合の全反射光の光量
(所定のピット内で光ビームの強度をトラック方向に積
分して求めた量)を縦軸に、トラックnの中心からの距
離(トラック方向と垂直方向への距離)を横軸にプロッ
トしたグラフである。
【0044】前述のように、光ビームのスポットサイズ
は、λ/NAに比例するため、図5における横軸の距離
は、λ/NAを乗じたとき元の距離となる値で示されて
いる。
は、λ/NAに比例するため、図5における横軸の距離
は、λ/NAを乗じたとき元の距離となる値で示されて
いる。
【0045】この図から判るように、トラックnの中心
をピークに光ビームの反射光の光量が急激に低下してい
る。また、横軸が0.50乃至1.00(または、-1.00乃至-0.
50)の範囲においては第2のピークが存在している。横
軸が-1.00以下と1.00以上の範囲では、全反射光の光量
は、ほぼ0であるとみなすことができる。
をピークに光ビームの反射光の光量が急激に低下してい
る。また、横軸が0.50乃至1.00(または、-1.00乃至-0.
50)の範囲においては第2のピークが存在している。横
軸が-1.00以下と1.00以上の範囲では、全反射光の光量
は、ほぼ0であるとみなすことができる。
【0046】従って、クロストークを考慮する場合、横
軸が-1.00乃至1.00で表される範囲に存在するトラック
からの反射光を考慮すればよい。
軸が-1.00乃至1.00で表される範囲に存在するトラック
からの反射光を考慮すればよい。
【0047】図6は、図5に示すグラフに、クロストー
クを考慮するための3つのトラック(n-1)乃至(n+1)を
図示したものであり、再生信号が、トラックnからの反
射光の他、隣接するトラック(n-1)とトラック(n+1)か
らの反射光から構成されている状態を示している。すな
わち、この場合、再生信号は、本来のトラックnからの
再生信号とその両側のトラックからの再生信号とで構成
されている。
クを考慮するための3つのトラック(n-1)乃至(n+1)を
図示したものであり、再生信号が、トラックnからの反
射光の他、隣接するトラック(n-1)とトラック(n+1)か
らの反射光から構成されている状態を示している。すな
わち、この場合、再生信号は、本来のトラックnからの
再生信号とその両側のトラックからの再生信号とで構成
されている。
【0048】トラックnのピット幅(トラック幅)D内
から反射される全光量をSMとし、トラック(n-1)また
はトラック(n+1)のうち、いづれか1つのトラックのピ
ット幅D内から反射される全光量をSCとすると、クロ
ストークKは式(2)で表される。 K=SC/SM (2)
から反射される全光量をSMとし、トラック(n-1)また
はトラック(n+1)のうち、いづれか1つのトラックのピ
ット幅D内から反射される全光量をSCとすると、クロ
ストークKは式(2)で表される。 K=SC/SM (2)
【0049】また、第1の規格のDVDにおけるピット
巾DとトラックピッチTPの比率が、CDにおけるそれ
とほぼ等しいと仮定すると、式(2)で表されるクロス
トークKは、TP/(λ/NA)の値から一義的に求めるこ
とができる。このことを利用して横軸にTP/(λ/NA)
をとり、縦軸にクロストークKをプロットしたグラフを
図7に示す。
巾DとトラックピッチTPの比率が、CDにおけるそれ
とほぼ等しいと仮定すると、式(2)で表されるクロス
トークKは、TP/(λ/NA)の値から一義的に求めるこ
とができる。このことを利用して横軸にTP/(λ/NA)
をとり、縦軸にクロストークKをプロットしたグラフを
図7に示す。
【0050】図7は、CDのピット巾D(0.5μm)とト
ラックピッチTP(1.6μm)の値より比率TP/Dを求
め、入射光は一様円形開口であるとした場合におけるク
ロストークKの計算値をプロットしたものである。
ラックピッチTP(1.6μm)の値より比率TP/Dを求
め、入射光は一様円形開口であるとした場合におけるク
ロストークKの計算値をプロットしたものである。
【0051】クロストークKは、例えば-30dB以下であ
れば再生信号に与える影響は少ないと判断することがで
きる。図7のグラフから、クロストークが-30dBとなる
TP/(λ/NA)の値を求めると、0.55となる。このこと
を利用して図3に示す状態(光ピックアップ23でディ
スク2−1を再生する状態)で発生するクロストークが
ー30dB以下となるための開口数NAを求めることができ
る。TP/(λ/NA)=0.55の式に、第1の規格のDVD
のトラックピッチTPの値である0.725μmと、光ビーム
の波長λの値である635nmとを代入して、クロストーク
Kが-30dBになる開口数NAを求めると、0.482となる。
れば再生信号に与える影響は少ないと判断することがで
きる。図7のグラフから、クロストークが-30dBとなる
TP/(λ/NA)の値を求めると、0.55となる。このこと
を利用して図3に示す状態(光ピックアップ23でディ
スク2−1を再生する状態)で発生するクロストークが
ー30dB以下となるための開口数NAを求めることができ
る。TP/(λ/NA)=0.55の式に、第1の規格のDVD
のトラックピッチTPの値である0.725μmと、光ビーム
の波長λの値である635nmとを代入して、クロストーク
Kが-30dBになる開口数NAを求めると、0.482となる。
【0052】すなわち、開口数NAが0.482となる光ピ
ックアップ23(対物レンズ41)を用いて、ディスク
2−1(第1の規格のDVD)を再生してもスポットサ
イズの大きさに起因して発生するクロストークは-30dB
であり、再生信号へのクロストークの影響は無視するこ
とができる。
ックアップ23(対物レンズ41)を用いて、ディスク
2−1(第1の規格のDVD)を再生してもスポットサ
イズの大きさに起因して発生するクロストークは-30dB
であり、再生信号へのクロストークの影響は無視するこ
とができる。
【0053】次に、開口数NAが0.482で、0.83mmの厚
さの基板を有するディスクに対して最適化(球面収差が
最小となるように設計)された対物レンズ41で、0.6m
mの厚さの基板を有するディスク2−1の情報記録面に
光ビームを集光させた場合(図3に示す場合)に発生す
る球面収差についての説明を行う。
さの基板を有するディスクに対して最適化(球面収差が
最小となるように設計)された対物レンズ41で、0.6m
mの厚さの基板を有するディスク2−1の情報記録面に
光ビームを集光させた場合(図3に示す場合)に発生す
る球面収差についての説明を行う。
【0054】基板の厚さがt0のディスクに対して最適
化された開口数がNAの対物レンズで、基板の厚さがt
のディスクに波長がλの光ビームを集光させた場合に発
生する球面収差W40は、基板の屈折率をNとすると、式
(3)で表される。 W40={1/((√5)*6*8)}*{(((N)^2)-1)/((N)^3)} *{(NA)^4}*(t-t0)*(1/λ) (3)
化された開口数がNAの対物レンズで、基板の厚さがt
のディスクに波長がλの光ビームを集光させた場合に発
生する球面収差W40は、基板の屈折率をNとすると、式
(3)で表される。 W40={1/((√5)*6*8)}*{(((N)^2)-1)/((N)^3)} *{(NA)^4}*(t-t0)*(1/λ) (3)
【0055】式(3)において、^はべき乗を表す。
【0056】この球面収差が、例えば、像の中心強度が
完全無収差の場合の80%以上となるMarechaのcriterion
(マレシャルの許容量)である0.07λrms(root mean sq
uare)以下であれば、再生信号に与える影響は少ないと
判断することができる。従って、上述の開口数NAの値
(0.482)、光ビームの波長λ(635nm)、および基板の
屈折率N(1.58)を用いて上述の条件を満たす基板の厚
さの差δ(=t-t0)を求めることがでる。そして、この
条件を満たすδを計算すると、0.233mm以下となる。つ
まり、開口数NAが0.482で、0.83mmの厚さの基板を有
するディスクに対して最適化された対物レンズ41を用
いた場合、開口数NAが0.482で、基板の厚さが0.597(=
0.83-0.233)mm乃至1.063(=0.83+0.233)mmのディスクに
光を照射した場合に発生する球面収差が無視できること
になる。
完全無収差の場合の80%以上となるMarechaのcriterion
(マレシャルの許容量)である0.07λrms(root mean sq
uare)以下であれば、再生信号に与える影響は少ないと
判断することができる。従って、上述の開口数NAの値
(0.482)、光ビームの波長λ(635nm)、および基板の
屈折率N(1.58)を用いて上述の条件を満たす基板の厚
さの差δ(=t-t0)を求めることがでる。そして、この
条件を満たすδを計算すると、0.233mm以下となる。つ
まり、開口数NAが0.482で、0.83mmの厚さの基板を有
するディスクに対して最適化された対物レンズ41を用
いた場合、開口数NAが0.482で、基板の厚さが0.597(=
0.83-0.233)mm乃至1.063(=0.83+0.233)mmのディスクに
光を照射した場合に発生する球面収差が無視できること
になる。
【0057】従って、対物レンズ41を有する光ピック
アップ23を用いて、0.6mmの厚さ(0.597<0.6<1.063の
範囲、すなわち、球面収差を無視できる範囲の厚さ)の
基板を有するディスク2−1(第1の規格のDVD)の
情報記録面に、開口数NAが0.482の光ビームを集光さ
せた場合(図3に示す場合)に発生する球面収差は、無
視することができる程度のものとなる。
アップ23を用いて、0.6mmの厚さ(0.597<0.6<1.063の
範囲、すなわち、球面収差を無視できる範囲の厚さ)の
基板を有するディスク2−1(第1の規格のDVD)の
情報記録面に、開口数NAが0.482の光ビームを集光さ
せた場合(図3に示す場合)に発生する球面収差は、無
視することができる程度のものとなる。
【0058】すなわち、図3に示すように、対物レンズ
41を用いてディスク2−1(第1の規格のDVD)を
再生する場合、その再生信号はクロストークや球面収差
による影響が少ない、十分に実用に耐え得る再生信号と
なる。
41を用いてディスク2−1(第1の規格のDVD)を
再生する場合、その再生信号はクロストークや球面収差
による影響が少ない、十分に実用に耐え得る再生信号と
なる。
【0059】このようにして、第1の規格のDVDを再
生する場合に、その規格値(開口数NAが0.6で、基板
の厚さが0.6mm)に最適化された対物レンズを用いる代
わりに、開口数NAが0.482で、基板の厚さが0.83mmに
最適化された対物レンズ41を用いるようにしても、実
用に耐え得る再生信号を得ることができる。
生する場合に、その規格値(開口数NAが0.6で、基板
の厚さが0.6mm)に最適化された対物レンズを用いる代
わりに、開口数NAが0.482で、基板の厚さが0.83mmに
最適化された対物レンズ41を用いるようにしても、実
用に耐え得る再生信号を得ることができる。
【0060】次に、開口数NAが0.482で、0.83mmの厚
さの基板を有するディスクに対して最適化(球面収差が
最小となるように設計)された対物レンズ41で、1.2m
mの厚さの基板を有するディスク2−2(CD)の情報
記録面に光ビームを集光させた場合に発生する球面収差
についての説明を行う。図8は、対物レンズ41を有す
る光ピックアップ23でディスク2−2の情報記録面に
光ビームを集光させた状態を示している。
さの基板を有するディスクに対して最適化(球面収差が
最小となるように設計)された対物レンズ41で、1.2m
mの厚さの基板を有するディスク2−2(CD)の情報
記録面に光ビームを集光させた場合に発生する球面収差
についての説明を行う。図8は、対物レンズ41を有す
る光ピックアップ23でディスク2−2の情報記録面に
光ビームを集光させた状態を示している。
【0061】図8に示す状態においては、開口数NAが
0.482であり、この値は、ディスク2−2(CD)の規
格値の開口数NA(0.45)より大きな値であるため、再生
時に発生するクロストークは少なく、再生の障害とはな
らない。従って、以下、図8の状態において、再生時に
発生する球面収差についての説明を行う。
0.482であり、この値は、ディスク2−2(CD)の規
格値の開口数NA(0.45)より大きな値であるため、再生
時に発生するクロストークは少なく、再生の障害とはな
らない。従って、以下、図8の状態において、再生時に
発生する球面収差についての説明を行う。
【0062】ここで、ディスク2−1(第1の規格のD
VD)を再生することができる対物レンズについて、開
口数と基板の厚さの最適化の範囲を図9を参照して説明
する。
VD)を再生することができる対物レンズについて、開
口数と基板の厚さの最適化の範囲を図9を参照して説明
する。
【0063】図9は、第1の規格のDVDを再生する場
合において、十分な再生信号が得られるようにするため
の対物レンズの開口数と基板の厚さの最適化の範囲を示
す図である。図9においては、横軸に開口数NA、縦軸
に基板の厚さtがとられている。
合において、十分な再生信号が得られるようにするため
の対物レンズの開口数と基板の厚さの最適化の範囲を示
す図である。図9においては、横軸に開口数NA、縦軸
に基板の厚さtがとられている。
【0064】上述のように、ディスク2−1(第1の規
格のDVD)を再生するためのクロストークの条件よ
り、開口数NAは0.482以上とする必要がある。一方、
最適化する基板の厚さをt0であるとすると、厚さtの
基板において発生する球面収差W40は、式(3)に示す
ように、(t-t0)で表される基板の厚さの差に比例し、
その値はマレシャルの許容量である0.07λrms以下とす
る必要がある。式(3)に、光ビームの波長λ(635nm)
と基板の屈折率N(1.58)を代入して、開口数NAと基板
の厚さの差(t-t0)との関係を求め、さらに、t0=0.6m
mを代入すると、式(4)が得られる。 0.01267/((NA^4))≧t-0.6 (4)
格のDVD)を再生するためのクロストークの条件よ
り、開口数NAは0.482以上とする必要がある。一方、
最適化する基板の厚さをt0であるとすると、厚さtの
基板において発生する球面収差W40は、式(3)に示す
ように、(t-t0)で表される基板の厚さの差に比例し、
その値はマレシャルの許容量である0.07λrms以下とす
る必要がある。式(3)に、光ビームの波長λ(635nm)
と基板の屈折率N(1.58)を代入して、開口数NAと基板
の厚さの差(t-t0)との関係を求め、さらに、t0=0.6m
mを代入すると、式(4)が得られる。 0.01267/((NA^4))≧t-0.6 (4)
【0065】これら2つの条件を満たす開口数NAと基
板の厚さtの範囲は図9の斜線部分に示す範囲となる。
換言すれば、この斜線部分の範囲は、規格1のDVDを
再生する場合に、対物レンズを最適化することが可能な
範囲を表している。
板の厚さtの範囲は図9の斜線部分に示す範囲となる。
換言すれば、この斜線部分の範囲は、規格1のDVDを
再生する場合に、対物レンズを最適化することが可能な
範囲を表している。
【0066】すなわち、対物レンズを最適化するとき、
その開口数NAを、図9の斜線部分の開口数NAの値と
し、また、その基板の厚さt0を、図9の斜線部分の厚
さtの値とすれば、開口数NAが0.482以上であり、か
つ、球面収差がマレシャルの許容量以下となる条件を満
たしており、第1の規格のDVDを再生するとき十分な
再生信号を得ることができる。
その開口数NAを、図9の斜線部分の開口数NAの値と
し、また、その基板の厚さt0を、図9の斜線部分の厚
さtの値とすれば、開口数NAが0.482以上であり、か
つ、球面収差がマレシャルの許容量以下となる条件を満
たしており、第1の規格のDVDを再生するとき十分な
再生信号を得ることができる。
【0067】例えば、図3の例(開口数NAが0.482
で、基板の厚さが0.83mm(=t0)に最適化された対物レン
ズ41を用いて第1の規格のDVDを再生する場合)
は、図9の点aに対応しており、点aは斜線部分の領域
に含まれるため、この条件で第1の規格のDVDを再生
した場合、十分な再生信号が得られることになる。
で、基板の厚さが0.83mm(=t0)に最適化された対物レン
ズ41を用いて第1の規格のDVDを再生する場合)
は、図9の点aに対応しており、点aは斜線部分の領域
に含まれるため、この条件で第1の規格のDVDを再生
した場合、十分な再生信号が得られることになる。
【0068】ここで、この斜線部分内(第1の規格のD
VDを問題なく再生できる範囲)の点を幾つか選択し、
その範囲の条件において、CD(基板の厚さが1.2mm
で、規格値の開口数が0.45)を再生する場合に発生する
球面収差を図10を参照して説明する。
VDを問題なく再生できる範囲)の点を幾つか選択し、
その範囲の条件において、CD(基板の厚さが1.2mm
で、規格値の開口数が0.45)を再生する場合に発生する
球面収差を図10を参照して説明する。
【0069】図10においては、点a乃至点hで示され
る各条件でCDを再生した場合に発生する球面収差が、
図中、四角で囲んだ数字(単位はλrms)で表されてい
る。
る各条件でCDを再生した場合に発生する球面収差が、
図中、四角で囲んだ数字(単位はλrms)で表されてい
る。
【0070】例えば、点bに示す条件(開口数が0.482
で、基板の厚さが0.6mmに最適化した対物レンズを使用
する条件)で、CDを再生した場合に発生する球面収差
は、0.18λrmsである。
で、基板の厚さが0.6mmに最適化した対物レンズを使用
する条件)で、CDを再生した場合に発生する球面収差
は、0.18λrmsである。
【0071】ここで、点fの条件でディスク2−1(第
1の規格のDVD)を再生する場合とディスク2−2
(CD)を再生する場合を、それぞれ、図11と図12
を参照して説明する。点fの条件は、開口数NAが0.6
で、基板の厚さが0.6mmに対して最適化された対物レン
ズを用いた場合であり、図11には、そのように設計さ
れた対物レンズ51を用いてディスク2−1(第1の規
格のDVD)の情報記録面に光ビームを集光させた状態
を表している。
1の規格のDVD)を再生する場合とディスク2−2
(CD)を再生する場合を、それぞれ、図11と図12
を参照して説明する。点fの条件は、開口数NAが0.6
で、基板の厚さが0.6mmに対して最適化された対物レン
ズを用いた場合であり、図11には、そのように設計さ
れた対物レンズ51を用いてディスク2−1(第1の規
格のDVD)の情報記録面に光ビームを集光させた状態
を表している。
【0072】図11に示す状態では、対物レンズ51が
ディスク2−1に対して最適化されているため(点fは
図9と図10の斜線部分に含まれるため)、最も良好な
再生信号が得られる。
ディスク2−1に対して最適化されているため(点fは
図9と図10の斜線部分に含まれるため)、最も良好な
再生信号が得られる。
【0073】図12は、対物レンズ51を用いてディス
ク2−2(基板の厚さが1.2mmの基板を有し、規格値の
開口数NAが0.45のCD)の情報記録面に光ビームを集
光させた状態を示している。
ク2−2(基板の厚さが1.2mmの基板を有し、規格値の
開口数NAが0.45のCD)の情報記録面に光ビームを集
光させた状態を示している。
【0074】図12に示す場合においては、対物レンズ
51がディスク2−2(CD)に対応していないため、
大きな球面収差が発生し、その結果、再生信号の読み取
りが困難となる。このことは、図10の点fの状態でC
Dを再生したときに発生する球面収差が0.43である(マ
レシャルの許容範量0.07より相当大きい)ことから明か
である。
51がディスク2−2(CD)に対応していないため、
大きな球面収差が発生し、その結果、再生信号の読み取
りが困難となる。このことは、図10の点fの状態でC
Dを再生したときに発生する球面収差が0.43である(マ
レシャルの許容範量0.07より相当大きい)ことから明か
である。
【0075】そこで、開口数NAが0.6で、基板の厚さ
が0.7mmに対して最適化された対物レンズを用いてディ
スク2−2(CD)を再生する場合を考える。この場合
の条件は、図10の点eで示す条件であり、点eは斜線
部分内の点であるため、当然ディスク2−1(第1の規
格のDVD)を良好に再生することができる。また、こ
の条件で、ディスク2−2(CD)を再生したときに発
生する球面収差は0.36である。点fと点eを比較して判
るように、両ディスクを再生する場合、点fの条件より
点eの条件の方が、ディスク2−2(CD)を再生する
ときに発生する球面収差を軽減させることができる。つ
まり、同じ開口数(0.6)である場合、より厚い基板に対
して最適化した対物レンズを用いる方が、CDを再生す
る場合に発生する球面収差を、より軽減させることがで
きる。
が0.7mmに対して最適化された対物レンズを用いてディ
スク2−2(CD)を再生する場合を考える。この場合
の条件は、図10の点eで示す条件であり、点eは斜線
部分内の点であるため、当然ディスク2−1(第1の規
格のDVD)を良好に再生することができる。また、こ
の条件で、ディスク2−2(CD)を再生したときに発
生する球面収差は0.36である。点fと点eを比較して判
るように、両ディスクを再生する場合、点fの条件より
点eの条件の方が、ディスク2−2(CD)を再生する
ときに発生する球面収差を軽減させることができる。つ
まり、同じ開口数(0.6)である場合、より厚い基板に対
して最適化した対物レンズを用いる方が、CDを再生す
る場合に発生する球面収差を、より軽減させることがで
きる。
【0076】次に、開口数が0.482で、基板の厚さが0.6
mm(=t0)に対して最適化された対物レンズを用いてディ
スク2−2(CD)を再生場合を考える。この場合の条
件は、図10の点bで示す条件であり、点bの斜線部分
内の点であるため、ディスク2−1(第1の規格のDV
D)を良好に再生することができる。この条件で、ディ
スク2−2(CD)を再生したときに発生する球面収差
は、図10に示すように、0.18である。点fと点bを比
較して判るように、点fの条件より、点bの条件の方
が、ディスク2−2(CD)を再生したときに発生する
球面収差を、より軽減させることができる。つまり、同
じ基板の厚さ(0.6mm)に最適化された対物レンズを用い
る場合、より小さい開口数を用いる方が、ディスク2−
2(CD)を再生するときに発生する球面収差を、より
軽減させることができる。
mm(=t0)に対して最適化された対物レンズを用いてディ
スク2−2(CD)を再生場合を考える。この場合の条
件は、図10の点bで示す条件であり、点bの斜線部分
内の点であるため、ディスク2−1(第1の規格のDV
D)を良好に再生することができる。この条件で、ディ
スク2−2(CD)を再生したときに発生する球面収差
は、図10に示すように、0.18である。点fと点bを比
較して判るように、点fの条件より、点bの条件の方
が、ディスク2−2(CD)を再生したときに発生する
球面収差を、より軽減させることができる。つまり、同
じ基板の厚さ(0.6mm)に最適化された対物レンズを用い
る場合、より小さい開口数を用いる方が、ディスク2−
2(CD)を再生するときに発生する球面収差を、より
軽減させることができる。
【0077】これらのことから、ディスク2−1(第1
の規格のDVD)を良好に再生できる対物レンズのう
ち、最も小さい開口数で、最も厚い基板に対して最適化
された対物レンズは、点aの条件であることが判る。す
なわち、ディスク2−1(第1の規格のDVD)を良好
に再生することができる対物レンズの中では、対物レン
ズ41がCDを再生するとき発生する球面収差を最も軽
減させることができる。
の規格のDVD)を良好に再生できる対物レンズのう
ち、最も小さい開口数で、最も厚い基板に対して最適化
された対物レンズは、点aの条件であることが判る。す
なわち、ディスク2−1(第1の規格のDVD)を良好
に再生することができる対物レンズの中では、対物レン
ズ41がCDを再生するとき発生する球面収差を最も軽
減させることができる。
【0078】このことは、ディスク2−1(第1の規格
のDVD)を再生することができるピックアップの中で
は、図8に示すように、図2に示す対物レンズ41を有
する光ピックアップ23を用いて、ディスク2−2(C
D)を再生するようにすると、発生する球面収差を最も
軽減させることができることを意味する。
のDVD)を再生することができるピックアップの中で
は、図8に示すように、図2に示す対物レンズ41を有
する光ピックアップ23を用いて、ディスク2−2(C
D)を再生するようにすると、発生する球面収差を最も
軽減させることができることを意味する。
【0079】以上のようにして、ディスク2−1(第1
の規格のDVD)とディスク2−2(CD)の両ディス
クを再生する場合、光ピックアップ23(対物レンズ4
1)を用いることにより、発生する球面収差を最も軽減
させることができる。
の規格のDVD)とディスク2−2(CD)の両ディス
クを再生する場合、光ピックアップ23(対物レンズ4
1)を用いることにより、発生する球面収差を最も軽減
させることができる。
【0080】しかしながら、図10の点aに示した数値
からも判るように、光ピックアップ23(対物レンズ4
1)を用いるようにしても、ディスク2−2(CD)を
再生する場合(図8の場合)に発生する球面収差は0.11
と、マレシャルの許容量0.07より大きく、再生信号への
影響を無視することはできない(球面収差が残留す
る)。
からも判るように、光ピックアップ23(対物レンズ4
1)を用いるようにしても、ディスク2−2(CD)を
再生する場合(図8の場合)に発生する球面収差は0.11
と、マレシャルの許容量0.07より大きく、再生信号への
影響を無視することはできない(球面収差が残留す
る)。
【0081】図13は、図10に示す各点の状態でディ
スク2−2(CD)を再生したときの光学系の伝達関数
MTF(Modulation Transfer Function)と空間周波数と
の関係を示している(横軸の目盛りに1154を乗じて得ら
れる値が実際の空間周波数を示し、単位はlp(ラインペ
ア)/mmである)。
スク2−2(CD)を再生したときの光学系の伝達関数
MTF(Modulation Transfer Function)と空間周波数と
の関係を示している(横軸の目盛りに1154を乗じて得ら
れる値が実際の空間周波数を示し、単位はlp(ラインペ
ア)/mmである)。
【0082】図中、曲線Xは、CD(規格値は開口数N
Aが0.45、波長λが780nm)用の光ピックアップ(開口
数NAが0.366(CDの場合、実際の開口数はこの程度
で十分な再生信号が得られる)の特性であり、1.2mmの
厚さの基板に対して最適化された対物レンズを有する光
ピックアップ)を用いてCDを再生したときのMTFを
示す曲線である。また、曲線Yは、第1の規格のDVD
(規格値は、開口数NAが0.6、波長λが635nm)用の光
ピックアップ(開口数NAが0.6であり、0.6mmの厚さの
基板に対して最適化された対物レンズを有する光ピック
アップ)を用いて第1の規格のDVDを再生したときの
MTFを示す曲線である。
Aが0.45、波長λが780nm)用の光ピックアップ(開口
数NAが0.366(CDの場合、実際の開口数はこの程度
で十分な再生信号が得られる)の特性であり、1.2mmの
厚さの基板に対して最適化された対物レンズを有する光
ピックアップ)を用いてCDを再生したときのMTFを
示す曲線である。また、曲線Yは、第1の規格のDVD
(規格値は、開口数NAが0.6、波長λが635nm)用の光
ピックアップ(開口数NAが0.6であり、0.6mmの厚さの
基板に対して最適化された対物レンズを有する光ピック
アップ)を用いて第1の規格のDVDを再生したときの
MTFを示す曲線である。
【0083】図13には、図10に示した点のうち、点
b、点d、点f、および点hで示す条件でCDを再生し
たときのMTFが、対応するアルファベット文字の曲線
で示されている。
b、点d、点f、および点hで示す条件でCDを再生し
たときのMTFが、対応するアルファベット文字の曲線
で示されている。
【0084】このグラフから判るように、球面収差が残
留しているので、点b、点d、点f、および点hで示す
条件でCDを再生したときの曲線は、曲線Xからのずれ
が大きく、このままでは良質の再生信号を得ることがで
きない。
留しているので、点b、点d、点f、および点hで示す
条件でCDを再生したときの曲線は、曲線Xからのずれ
が大きく、このままでは良質の再生信号を得ることがで
きない。
【0085】そこで、図10に示す各点(点a乃至点
h)の状態において、所定のデフォーカス処理を施した
後のMTFの値をプロットしたものを図14に示す。ま
た、図14のグラフを点a乃至点hの状態のそれぞれに
ついて、拡大したものを図15乃至図22に示す。
h)の状態において、所定のデフォーカス処理を施した
後のMTFの値をプロットしたものを図14に示す。ま
た、図14のグラフを点a乃至点hの状態のそれぞれに
ついて、拡大したものを図15乃至図22に示す。
【0086】図15の曲線aは、点aの状態において、
デフォーカスW20を0.18λrmsにしたときのものであ
る。同様に、図16乃至図22の曲線b乃至曲線hは、
それぞれ、点b乃至点hの状態において、デフォーカス
W20を0.29,0.42,0.56,0.90,1.08,1.41,または1.50(λr
ms)としたときのものである。
デフォーカスW20を0.18λrmsにしたときのものであ
る。同様に、図16乃至図22の曲線b乃至曲線hは、
それぞれ、点b乃至点hの状態において、デフォーカス
W20を0.29,0.42,0.56,0.90,1.08,1.41,または1.50(λr
ms)としたときのものである。
【0087】これらの図から判るように、所定のデフォ
ーカス処理を施すことにより、各点に対応する条件にお
けるMTFの曲線は、CD用の光ピックアップを用いた
ときのMTFの曲線Xからのずれが小さくなる。特に、
点aの状態においては、デフォーカスW20は0.18と、比
較的小さな値で球面収差を補正することができる。
ーカス処理を施すことにより、各点に対応する条件にお
けるMTFの曲線は、CD用の光ピックアップを用いた
ときのMTFの曲線Xからのずれが小さくなる。特に、
点aの状態においては、デフォーカスW20は0.18と、比
較的小さな値で球面収差を補正することができる。
【0088】すなわち、CDと第1の規格のDVDとを
共通の光ピックアップを用いて再生する場合、基板の厚
さが0.6mmより厚い、例えば、開口数NAが0.482で、0.
83mmの基板の厚さに対して最適化された対物レンズ41
を用いることにより、第1の規格のDVDを再生するこ
とができ、また、ディスク2−2(CD)は、小さなデ
フォーカスを施すことでその再生が可能となる。
共通の光ピックアップを用いて再生する場合、基板の厚
さが0.6mmより厚い、例えば、開口数NAが0.482で、0.
83mmの基板の厚さに対して最適化された対物レンズ41
を用いることにより、第1の規格のDVDを再生するこ
とができ、また、ディスク2−2(CD)は、小さなデ
フォーカスを施すことでその再生が可能となる。
【0089】従って、図2に示す光ピックアップ23で
は、図3に示すように、ディスク2−1(第1の規格の
DVD)を再生する場合は、なんら光学系に対して特定
の処理を行わずに再生することができる。また、図8に
示すように、ディスク2−2(CD)を再生する場合
は、フォーカシングアクチュエータ46により小さなデ
フォーカス(0.18)を行うことで、再生が可能となる。
は、図3に示すように、ディスク2−1(第1の規格の
DVD)を再生する場合は、なんら光学系に対して特定
の処理を行わずに再生することができる。また、図8に
示すように、ディスク2−2(CD)を再生する場合
は、フォーカシングアクチュエータ46により小さなデ
フォーカス(0.18)を行うことで、再生が可能となる。
【0090】より最適値に近い条件のディスク2−1
(第1の規格のDVD)を再生する場合の方が、ディス
ク2−2(CD)を再生する場合より、大きなレベルの
RF信号が得られる。そこで、RF信号のレベルを信号
処理回路27で検出し、コントロール回路28は、信号
処理回路27の出力から、ディスク2−2の再生時と判
断されるとき、ピックアップ制御回路26を介してフォ
ーカシングアクチュエータ46に所定のデフォーカスを
与えるためのオフセットを供給する。
(第1の規格のDVD)を再生する場合の方が、ディス
ク2−2(CD)を再生する場合より、大きなレベルの
RF信号が得られる。そこで、RF信号のレベルを信号
処理回路27で検出し、コントロール回路28は、信号
処理回路27の出力から、ディスク2−2の再生時と判
断されるとき、ピックアップ制御回路26を介してフォ
ーカシングアクチュエータ46に所定のデフォーカスを
与えるためのオフセットを供給する。
【0091】また、0.8mmの厚さの基板を有するHSな
ども、光学系に対して特定の処理を行わずに光ピックア
ップ23(対物レンズ41)を用いて再生することがで
きるのは勿論である。
ども、光学系に対して特定の処理を行わずに光ピックア
ップ23(対物レンズ41)を用いて再生することがで
きるのは勿論である。
【0092】なお、残留球面収差(それに起因するRF
信号帯域の変調度の低下)はデフォーカスを行わず、電
気フィルタ30を所定の特性に設定することで補正する
こともできる。
信号帯域の変調度の低下)はデフォーカスを行わず、電
気フィルタ30を所定の特性に設定することで補正する
こともできる。
【0093】ディスク2−1(第1の規格のDVD)に
対して最適化された対物レンズを用いて両ディスク(第
1の規格のDVDとCD)を再生するときの球面収差に
ついては、図11と図12を参照して説明したが、次
に、ディスク2−2(CD)に対して最適化された対物
レンズを用いてディスク2−1(第1の規格のDVD)
を再生する場合について、図23と図24を参照して説
明する。
対して最適化された対物レンズを用いて両ディスク(第
1の規格のDVDとCD)を再生するときの球面収差に
ついては、図11と図12を参照して説明したが、次
に、ディスク2−2(CD)に対して最適化された対物
レンズを用いてディスク2−1(第1の規格のDVD)
を再生する場合について、図23と図24を参照して説
明する。
【0094】図23と図24は、開口数NAが0.45で、
基板の厚さが1.2mmに対して最適化された対物レンズ6
1を用いて、ディスク2−2(CD)の情報記録面に光
ビームを集光させた状態と、ディスク2−1(第1の規
格のDVD)の情報記録面に光ビームを集光させた状態
とを、それぞれ、示している。図23に示す状態におい
ては、対物レンズ61がディスク2−2(CD)に対し
て最適化されているので、良質の再生信号が得られる
が、図24に示す状態においては、対物レンズ61がデ
ィスク2−1(第1の規格のDVD)に対応していない
ため、図12の場合と同様に大きな球面収差が発生す
る。
基板の厚さが1.2mmに対して最適化された対物レンズ6
1を用いて、ディスク2−2(CD)の情報記録面に光
ビームを集光させた状態と、ディスク2−1(第1の規
格のDVD)の情報記録面に光ビームを集光させた状態
とを、それぞれ、示している。図23に示す状態におい
ては、対物レンズ61がディスク2−2(CD)に対し
て最適化されているので、良質の再生信号が得られる
が、図24に示す状態においては、対物レンズ61がデ
ィスク2−1(第1の規格のDVD)に対応していない
ため、図12の場合と同様に大きな球面収差が発生す
る。
【0095】次に、図3と図8に示した場合を応用し、
基板の厚さが1.2mmより薄いディスクに対して最適化さ
れたディスク2−2(CD)を良好に再生することがで
きる対物レンズ、例えば、開口数NAが0.482で、基板
の厚さが0.97(≒0.967=1.20-0.233)mmに対して最適化さ
れた対物レンズを用いて、両ディスク(第1の規格のD
VDとCD)を再生する場合を考える。
基板の厚さが1.2mmより薄いディスクに対して最適化さ
れたディスク2−2(CD)を良好に再生することがで
きる対物レンズ、例えば、開口数NAが0.482で、基板
の厚さが0.97(≒0.967=1.20-0.233)mmに対して最適化さ
れた対物レンズを用いて、両ディスク(第1の規格のD
VDとCD)を再生する場合を考える。
【0096】図25は、開口数NAが0.482で、基板の
厚さが0.97mmに対して最適化された対物レンズ71を用
いて、ディスク2−2(CD)の情報記録面に光ビーム
を集光させた状態を示している。
厚さが0.97mmに対して最適化された対物レンズ71を用
いて、ディスク2−2(CD)の情報記録面に光ビーム
を集光させた状態を示している。
【0097】このときの開口数NA(0.482)は、CDの
規格値の開口数(0.45)より大きい値であるため、再生時
に発生するクロストークは少なく、再生の障害とはなら
ない。また、開口数NAが0.482、光ビームの波長λが6
35nm、および基板の屈折率Nが1.58であるとき、基板の
厚さの差により発生する球面収差について、マレシャル
の許容量を満たす基板の厚さの差は、既に求めたように
0.233mmである。つまり、0.967(=1.20-0.233)乃至1.433
(=1.20+0.233)の厚さの基板に対して最適化された対物
レンズを用いるようにすれば、再生時に発生する球面収
差は無視することができる。図25に示す対物レンズ7
1はこの条件を満たしており、ディスク2−2(CD)
を良好に再生することができる。
規格値の開口数(0.45)より大きい値であるため、再生時
に発生するクロストークは少なく、再生の障害とはなら
ない。また、開口数NAが0.482、光ビームの波長λが6
35nm、および基板の屈折率Nが1.58であるとき、基板の
厚さの差により発生する球面収差について、マレシャル
の許容量を満たす基板の厚さの差は、既に求めたように
0.233mmである。つまり、0.967(=1.20-0.233)乃至1.433
(=1.20+0.233)の厚さの基板に対して最適化された対物
レンズを用いるようにすれば、再生時に発生する球面収
差は無視することができる。図25に示す対物レンズ7
1はこの条件を満たしており、ディスク2−2(CD)
を良好に再生することができる。
【0098】図26は、この対物レンズ71を用いて、
ディスク2−1(第1の規格のDVD)の情報記録面に
光ビームを集光させた状態を示している。
ディスク2−1(第1の規格のDVD)の情報記録面に
光ビームを集光させた状態を示している。
【0099】このとき発生する球面収差は、、例えば、
図24に示す場合と比較すると、より小さい値のものと
なる。しかしながら、図9のグラフから判るように、第
1の規格のDVDを良好に再生することのできる対物レ
ンズの条件は、基板の厚さt0が0.83mm以下で最適化さ
れている必要があり、対物レンズ71は、この条件を満
足していない。
図24に示す場合と比較すると、より小さい値のものと
なる。しかしながら、図9のグラフから判るように、第
1の規格のDVDを良好に再生することのできる対物レ
ンズの条件は、基板の厚さt0が0.83mm以下で最適化さ
れている必要があり、対物レンズ71は、この条件を満
足していない。
【0100】そこで、図8に示す場合と同様に、再生時
に発生する残留球面収差を所定のデフォーカスを加えて
補正するようにする。
に発生する残留球面収差を所定のデフォーカスを加えて
補正するようにする。
【0101】すなわち、対物レンズ71を用いてディス
ク2−2(CD)を再生する場合、なんら光学系に対し
て特定の処理を行わずに再生することができ、ディスク
2−1(第1の規格のDVD)を再生する場合、図26
に示すように、フォーカシングアクチュエータ46によ
る比較的小さなデフォーカスを行うことで再生が可能と
なる。
ク2−2(CD)を再生する場合、なんら光学系に対し
て特定の処理を行わずに再生することができ、ディスク
2−1(第1の規格のDVD)を再生する場合、図26
に示すように、フォーカシングアクチュエータ46によ
る比較的小さなデフォーカスを行うことで再生が可能と
なる。
【0102】以上のようにして、開口数等を変化させる
ことなく、1つの光ピックアップで、種々の異なる規格
の記録媒体に対してデータを記録または再生することが
できる。
ことなく、1つの光ピックアップで、種々の異なる規格
の記録媒体に対してデータを記録または再生することが
できる。
【0103】また、光ピックアップ23は、種々の規格
に対応するための特殊な構造、例えば、開口数を変化さ
せるための駆動機構などの特殊な構造を持たないため、
安価、かつ、簡易な構成で、容易に実現することができ
る。
に対応するための特殊な構造、例えば、開口数を変化さ
せるための駆動機構などの特殊な構造を持たないため、
安価、かつ、簡易な構成で、容易に実現することができ
る。
【0104】なお、本発明は、情報を記録する場合に
も、さらに、ディスク以外の記録媒体に対して情報を記
録または再生する場合にも適用することができる。
も、さらに、ディスク以外の記録媒体に対して情報を記
録または再生する場合にも適用することができる。
【0105】
【発明の効果】以上のように請求項1に記載の記録媒体
記録再生装置および請求項5に記載の記録媒体記録再生
方法によれば、対物レンズの開口数NAが、第1の基板
の屈折率をN、光源の波長をλとするとき、 0.55λ/TP1≦NA t2-t1≦7.513(λ/NA^4)(N^3/(N^2-1)) を満足するように設定されているので、異なる基板の厚
さを有する個々の記録媒体に対し、簡易な構造の光ピッ
クアップを用いて記録媒体の情報記録層に良好な結像を
得ることができる。
記録再生装置および請求項5に記載の記録媒体記録再生
方法によれば、対物レンズの開口数NAが、第1の基板
の屈折率をN、光源の波長をλとするとき、 0.55λ/TP1≦NA t2-t1≦7.513(λ/NA^4)(N^3/(N^2-1)) を満足するように設定されているので、異なる基板の厚
さを有する個々の記録媒体に対し、簡易な構造の光ピッ
クアップを用いて記録媒体の情報記録層に良好な結像を
得ることができる。
【図1】本発明の記録媒体記録再生装置を応用した記録
媒体再生装置1の一実施例の構成を示すブロック図であ
る。
媒体再生装置1の一実施例の構成を示すブロック図であ
る。
【図2】光ピックアップ23の一実施例の構成を示す図
である。
である。
【図3】光ピックアップ23を用いてディスク2−1
(第1の規格のDVD)に光ビームを集光させた状態を
示す図である。
(第1の規格のDVD)に光ビームを集光させた状態を
示す図である。
【図4】記録媒体のトラックnに光ビームを集光させた
状態を示す図である。
状態を示す図である。
【図5】光ビームをトラックn上でトラック方向に移動
させて得られる反射光の光量と、トラックnの中心から
の距離との関係を示すグラフである。
させて得られる反射光の光量と、トラックnの中心から
の距離との関係を示すグラフである。
【図6】図5のグラフにおいて、トラック(n-1)乃至ト
ラック(n+1)からの反射光の光量を示した図である。
ラック(n+1)からの反射光の光量を示した図である。
【図7】クロストークとTP/(λ/NA)との関係を示す
グラフである。
グラフである。
【図8】光ピックアップ23を用いてディスク2−2
(CD)に光ビームを集光させた状態を示す図である。
(CD)に光ビームを集光させた状態を示す図である。
【図9】第1の規格のDVDを再生することができる対
物レンズについて、開口数と基板の厚さの最適化の範囲
を示す図である。
物レンズについて、開口数と基板の厚さの最適化の範囲
を示す図である。
【図10】図9の斜線部分内の各点に対応する条件でC
Dを再生したとき発生する球面収差を示す図である。
Dを再生したとき発生する球面収差を示す図である。
【図11】ディスク2−1(第1の規格のDVD)に最
適化された対物レンズ51でディスク2−1(第1の規
格のDVD)に光ビームを集光させた状態を示す図であ
る。
適化された対物レンズ51でディスク2−1(第1の規
格のDVD)に光ビームを集光させた状態を示す図であ
る。
【図12】ディスク2−1(第1の規格のDVD)に最
適化された対物レンズ51でディスク2−2(CD)に
光ビームを集光させた状態を示す図である。
適化された対物レンズ51でディスク2−2(CD)に
光ビームを集光させた状態を示す図である。
【図13】図10の各点に対応する条件でCDを再生す
るときのMTFと空間周波数との関係を示すグラフであ
る。
るときのMTFと空間周波数との関係を示すグラフであ
る。
【図14】図10の各点に対応する条件でデフォーカス
を加えたときのMTFと空間周波数との関係を示すグラ
フである。
を加えたときのMTFと空間周波数との関係を示すグラ
フである。
【図15】図10の点aに対応する条件でデフォーカス
を加えたときのMTFと空間周波数との関係を示すグラ
フである。
を加えたときのMTFと空間周波数との関係を示すグラ
フである。
【図16】図10の点bに対応する条件でデフォーカス
を加えたときのMTFと空間周波数との関係を示すグラ
フである。
を加えたときのMTFと空間周波数との関係を示すグラ
フである。
【図17】図10の点cに対応する条件でデフォーカス
を加えたときのMTFと空間周波数との関係を示すグラ
フである。
を加えたときのMTFと空間周波数との関係を示すグラ
フである。
【図18】図10の点dに対応する条件でデフォーカス
を加えたときのMTFと空間周波数との関係を示すグラ
フである。
を加えたときのMTFと空間周波数との関係を示すグラ
フである。
【図19】図10の点eに対応する条件でデフォーカス
を加えたときのMTFと空間周波数との関係を示すグラ
フである。
を加えたときのMTFと空間周波数との関係を示すグラ
フである。
【図20】図10の点fに対応する条件でデフォーカス
を加えたときのMTFと空間周波数との関係を示すグラ
フである。
を加えたときのMTFと空間周波数との関係を示すグラ
フである。
【図21】図10の点gに対応する条件でデフォーカス
を加えたときのMTFと空間周波数との関係を示すグラ
フである。
を加えたときのMTFと空間周波数との関係を示すグラ
フである。
【図22】図10の点hに対応する条件でデフォーカス
を加えたときのMTFと空間周波数との関係を示すグラ
フである。
を加えたときのMTFと空間周波数との関係を示すグラ
フである。
【図23】ディスク2−2(CD)に最適化された対物
レンズ61でディスク2−2(CD)に光ビームを集光
させた状態を示す図である。
レンズ61でディスク2−2(CD)に光ビームを集光
させた状態を示す図である。
【図24】ディスク2−2(CD)に最適化された対物
レンズ61でディスク2−1(第1の規格のDVD)に
光ビームを集光させた状態を示す図である。
レンズ61でディスク2−1(第1の規格のDVD)に
光ビームを集光させた状態を示す図である。
【図25】ディスク2−2(CD)を良好に再生できる
対物レンズ71を用いてディスク2−2(CD)に光ビ
ームを集光させた状態を示す図である。
対物レンズ71を用いてディスク2−2(CD)に光ビ
ームを集光させた状態を示す図である。
【図26】ディスク2−2(CD)を良好に再生できる
対物レンズ71を用いてディスク2−1(第1の規格の
DVD)に光ビームを集光させた状態を示す図である。
対物レンズ71を用いてディスク2−1(第1の規格の
DVD)に光ビームを集光させた状態を示す図である。
【図27】CDの断面を示す図である。
【図28】第1の規格のDVDの断面を示す図である。
1 記録媒体再生装置, 2,2−1,2−2 ディス
ク, 21 スピンドルモータ, 22 回転制御回
路, 23 光ピックアップ, 24 スレッドモー
タ, 25 スレッドモータ制御回路, 26 ピック
アップ制御回路,27 信号処理回路, 28 コント
ロール回路, 29 外部インタフェース, 30 電
気フィルタ, 41 対物レンズ, 42 レーザダイ
オード,43 ビームスプリッタ, 44 フォトディ
テクタ, 45 トラッキングアクチュエータ, 46
フォーカシングアクチュエータ, 51,61,71
対物レンズ
ク, 21 スピンドルモータ, 22 回転制御回
路, 23 光ピックアップ, 24 スレッドモー
タ, 25 スレッドモータ制御回路, 26 ピック
アップ制御回路,27 信号処理回路, 28 コント
ロール回路, 29 外部インタフェース, 30 電
気フィルタ, 41 対物レンズ, 42 レーザダイ
オード,43 ビームスプリッタ, 44 フォトディ
テクタ, 45 トラッキングアクチュエータ, 46
フォーカシングアクチュエータ, 51,61,71
対物レンズ
Claims (5)
- 【請求項1】 光を発生する光源と前記光源からの光を
集光する対物レンズとを備えるピックアップを用いて、
第1の厚さt1の基板と、第1の幅のトラックピッチT
P1を有する第1の記録媒体と、前記第1の厚さt1より
厚い第2の厚さt2の基板と、前記第1の幅のトラック
ピッチTP1より広い第2の幅のトラックピッチTP2を
有する第2の記録媒体に対して、選択的に、情報を記録
または再生する記録媒体記録再生装置において、 前記対物レンズの開口数NAが、前記第1の基板の屈折
率をN、前記光源の波長をλとするとき、 0.55λ/TP1≦NA t2-t1≦7.513(λ/NA^4)(N^3/(N^2-1)) を満足するように設定されていることを特徴とする記録
媒体記録再生装置。 - 【請求項2】 前記第2の記録媒体を再生するとき発生
する残留球面収差を電気的に補正する補正手段をさらに
備えることを特徴とする請求項1に記載の記録媒体記録
再生装置。 - 【請求項3】 前記第2の記録媒体を再生するとき発生
する残留球面収差をデフォーカスを加えることにより補
正する補正手段をさらに備えることを特徴とする請求項
1に記載の記録媒体記録再生装置。 - 【請求項4】 前記第1の厚さt1は0.6mmであり、前記
第2の厚さt2は1.2mmであり、前記第1のトラックピッ
チTP1は0.725μmであり、前記第2のトラックピッチ
TP2は1.6μmであることを特徴とする請求項1に記載
の記録媒体記録再生装置。 - 【請求項5】 光を発生する光源と前記光源からの光を
集光する対物レンズとを備えるピックアップを用いて、
第1の厚さt1の基板と、第1の幅のトラックピッチT
P1を有する第1の記録媒体と、前記第1の厚さt1より
厚い第2の厚さt2の基板と、前記第1の幅のトラック
ピッチTP1より広い第2の幅のトラックピッチTP2を
有する第2の記録媒体に対して、選択的に、情報を記録
または再生する記録媒体記録再生方法において、前記対
物レンズの開口数NAが、前記第1の基板の屈折率を
N、前記光源の波長をλとするとき、 0.55λ/TP1≦NA t2-t1≦7.513(λ/NA^4)(N^3/(N^2-1)) を満足するように設定されていることを特徴とする記録
媒体記録再生方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8058868A JPH09251657A (ja) | 1996-03-15 | 1996-03-15 | 記録媒体記録再生装置および記録媒体記録再生方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8058868A JPH09251657A (ja) | 1996-03-15 | 1996-03-15 | 記録媒体記録再生装置および記録媒体記録再生方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09251657A true JPH09251657A (ja) | 1997-09-22 |
Family
ID=13096726
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8058868A Withdrawn JPH09251657A (ja) | 1996-03-15 | 1996-03-15 | 記録媒体記録再生装置および記録媒体記録再生方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH09251657A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002073610A1 (fr) * | 2001-03-12 | 2002-09-19 | Sony Corporation | Tete optique, dispositif optique, et element de correction d'aberration |
-
1996
- 1996-03-15 JP JP8058868A patent/JPH09251657A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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