JPH0963108A - 光学ピックアップ装置 - Google Patents

光学ピックアップ装置

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JPH0963108A
JPH0963108A JP7219218A JP21921895A JPH0963108A JP H0963108 A JPH0963108 A JP H0963108A JP 7219218 A JP7219218 A JP 7219218A JP 21921895 A JP21921895 A JP 21921895A JP H0963108 A JPH0963108 A JP H0963108A
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JP
Japan
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optical
aberration correction
aberration
optically transparent
transparent layer
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JP7219218A
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Junichi Suzuki
潤一 鈴木
Michiko Naka
道子 中
Junichi Ishibashi
淳一 石橋
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Original Assignee
Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 光学的透明層の厚みが異なる光学記録媒体を
それぞれ収差の無い状態で再生及び/又は記録する。 【解決手段】 光源のレーザダイオード11からのレー
ザ光が、ビームスプリッタ13などを介し、収差補正機
構16を介して集光レンズ14に供給される。集光レン
ズ14は光学記録媒体の記録面上に微小スポットを形成
する。光学記録媒体として、光学的透明層22A、22
Bの厚みが、例えば1.2mmと0.6mmとで互いに異な
る光ディスク21A、21Bが用いられ、光ディスク2
1Aに記録された情報を読み取る際には、収差補正機構
16の収差補正レンズ17aを切換選択し、光学的透明
層22Aによる集光レンズ14の球面収差を補正する。
光ディスク21Bに記録された情報を読み取る際には、
収差補正機構16の収差補正レンズ17bを切換選択す
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、記録面側の光学的
透明層の厚みの異なる光ディスク等の光学記録媒体に記
録された信号を読み取るための光学ピックアップ装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】近年において、光ディスク等の光学記録
媒体の記録層に記録された情報あるいはこれから記録す
る情報を保護するためと、外部からのごみやほこり等の
汚れに対して情報の読み取り特性や記録特性の劣化を防
止するために、光学的に透明な保護層が記録層の上に被
覆形成されている。
【0003】従って、光ディスク等の保護層のような光
学的な透明層を介して信号の記録、再生が行われること
になるため、光学ピックアップ装置の集光レンズ等は、
この光学的透明層に対応して光学特性が最適となるよう
に設計されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記光学的
透明層の厚みが異なる複数の光学記録媒体を1つの光学
ピックアップ装置で再生しようとする場合には、一方の
厚みの透明層に対応して最適光学特性となるように設計
された光学ピックアップの集光レンズを用いて、他方の
厚みの透明層を有する光学記録媒体を再生しようとした
場合、本来の読み取り性能を発揮できず、極端な場合に
は情報が読み出せない。
【0005】具体的には例えば光学的透明層の厚みが
1.2mmと0.6mmとで互いに異なるフォーマットの光
ディスクを再生可能ないわゆる互換機を提供しようとす
る場合に、一方の種類の光ディスクの透明層の厚み、例
えば1.2mmに対応して設計された光学ピックアップを
用いて他方の種類の光ディスク、例えば透明層の厚みが
0.6mmの光ディスクを再生しようとすると、本来の読
み取り性能が得られず、極端な場合には情報が読み出せ
ないこともある。
【0006】すなわち、このような光学的透明層の厚み
の違いで生じる性能劣化は、いわゆる球面収差W40によ
るものであり、この球面収差W40は、集光レンズの開口
率をNAとし、光学的透明層の厚みをΔtとするとき、 W40 ∝ (NA)4・Δt と表せる。
【0007】本発明は上述したような実情に鑑みてなさ
れたものであり、厚みの異なる光学的透明層を有する複
数種類の光学記録媒体から情報を読み取る際の収差を補
正し得るような光学ピックアップ装置を提供することを
目的とする。
【0008】
【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、本発明は、光学記録媒体の上記記録面上に上記光
学的透明層を介して微小スポットを形成するための集光
レンズと、上記集光レンズの球面収差の補正を行うため
の収差補正手段を上記光学記録媒体の光学的透明層の厚
みに応じて切換選択する収差補正機構とを有することを
特徴とする。
【0009】ここで、上記収差補正機構は、上記集光レ
ンズの入射瞳側に配置することが好ましい。また、上記
集光レンズは、互いに異なる複数の厚みの光学的透明層
を有する複数種類の光学記録媒体の1つの種類の光学記
録媒体の光学的透明層の厚みに対応して設計されてお
り、上記収差補正機構は、他の種類の光学記録媒体の光
学的透明層により生じる球面収差と同量で逆極性の収差
を形成した収差補正手段を切換選択することが望まし
い。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態について図面を参照しながら説明する。
【0011】図1は、本発明の実施の形態が適用される
構成の一例を概略的に示すブロック図である。この実施
の形態においては、記録面側の光学的透明層の厚み(以
下、透明層厚みともいう。)の異なる複数種類の光学記
録媒体、例えば、光ディスク21A、21Bを例示して
いる。これらの光ディスク21A、21Bは、それぞれ
の光学的透明層22A、22Bの厚みが、例えば1.2
mmと0.6mmとで互いに異なっている。
【0012】図1に示す光学ピックアップ装置は、光源
となるレーザダイオード11と、光学記録媒体の記録面
の表面からの反射光を分岐してフォトディテクタ12に
導くビームスプリッタ13と、光学記録媒体の記録面に
微小スポットを形成する集光レンズ14と、媒体記録面
上の情報ピット等からの反射光の変化を電気信号に変換
する光電気変換素子であるフォトディテクタ12と、収
束光と平行光との変換を行うコリメータレンズ15と、
集光レンズ14の球面収差を補正するための収差補正機
構16とを少なくとも有して成っている。
【0013】この図1の例において、集光レンズ14
は、光ディスク21A、21Bの各光学的透明層22
A、22Bの厚みである1.2mm、0.6mmの中間の厚
み、例えば0.8mmの厚みの透明層に合わせて設計され
ており、収差補正機構16は、各光学的透明層22A、
22Bを介して記録面にレーザ光を照射する際に、それ
ぞれの透明層によって生じる球面収差を同量で逆極性の
収差を持った収差補正レンズ17a、17bに切り換え
ることによって、適切な収差補正を行うようにしてい
る。
【0014】また、集光レンズ14の開口数NAは、各
光ディスク21A、21Bを用いたそれぞれのディスク
システムあるいは規格において必要とされるNAの内の
最大NAで設計されている。例えば、透明層厚み1.2
mmの光ディスク21Aのシステムで必要とされるNAが
0.52で、透明層厚み0.6mmの光ディスク21Bの
システムで必要とされるNAが0.6のとき、集光レン
ズ14の開口数NAを0.6としている。そして、透明
層厚み1.2mmの光ディスク21Aを読み取る際に収差
補正レンズ17aが切換選択されることで、上記開口数
NAも0.52に可変せられるようになっている。これ
は、収差補正機構16の各収差補正レンズ17a、17
bを切換選択することにより、集光レンズ14の実質的
な開口数NAがそれぞれ0.52、0.6となるよう
に、各収差補正レンズ17a、17bの開口径を設計す
ることで実現できる。
【0015】ここで、光学記録媒体の光学的透明層の厚
みと集光レンズの球面収差との関係について、上記図1
の収差補正機構16を除いた図2の構成を参照しながら
説明する。
【0016】この図2は、一般の光学ピックアップ装置
の基本構成を示しており、上記図1と対応する部分には
同じ指示符号を付している。この図2において、光源と
なるレーザダイオード11からのレーザ光は、ビームス
プリッタ13で反射され、コリメータレンズ15に供給
されて平行光とされ、この平行光が集光レンズ14に入
射される。集光レンズ14は、収差補正機構16の収差
補正レンズからの光を集光し、光学記録媒体である例え
ば光ディスク21の光学的透明層22を介して記録面、
すなわち記録層23の表面に照射する。集光レンズ14
は対物レンズとも称される。光ディスク21の記録面か
らの反射光は、光学的透明層22を介し、集光レンズ1
4、コリメータレンズ15、ビームスプリッタ13をそ
れぞれ介して光電気変換素子であるフォトディテクタ1
2に入射される。なお、この他に、光ディスクの面ブ
レ、ディスク回転に伴うトラックずれ等に対して集光レ
ンズ14によって作られる微小スポットを追従させるい
わゆるフォーカスサーボ、トラッキングサーボのための
構成については、本例の説明に必要ないため、図示及び
説明を省略する。
【0017】この図2の構成の光学ピックアップ装置に
おいて、集光レンズが、光ディスクの光学的透明層に例
えば厚み1.2mmのポリカーボネート材を用いたものに
対応して最適に設計されているとき、この集光レンズの
軸上の球面収差W40は、図3の曲線aのように表され
る。この図3の曲線aは、横軸に光ディスク21の光学
的透明層22の厚みを、縦軸に球面収差W40をとってお
り、このような透明層厚み1.2mmに対応して設計され
た集光レンズを用いて、透明層厚みが0.6mmの光ディ
スクから情報を読み出そうとした場合、発生する球面収
差W40は、 W40 ≒ 0.4λrms となり、情報が読み出せなくなる。また、透明層厚み
0.6mmに対応して設計された集光レンズを用いる場合
には、軸上の球面収差W40は図3の曲線bのようにな
る。
【0018】また、図4は、光学的透明層の厚みが上記
0.6mmと1.2mmとの平均値である0.9mmとして設
計された集光レンズを用いる場合の球面収差W40を示し
ている。
【0019】ここで、所定の厚みの光学的透明層に対し
て設計された集光レンズを用いて任意の厚みの光ディス
クから情報を読み出そうとする場合の光学的透明層の厚
みの差をΔtとするとき、集光レンズの球面収差W
40は、 W40 ≒ A×(NA)4Δt/λ ただし、Aは比例定数、NAは集光レンズの開口数、λ
は光源のレーザ光の波長となる。この球面収差W40を補
正するために、W40と同じ量で極性が逆の収差を持った
光学部品を収差補正手段として用いるわけである。
【0020】上記図1の例では、集光レンズ14を設計
する際の光学的透明層の厚みを、上記0.6mmと1.2
mmとのほぼ中間の値、例えば0.8mmに設定している。
なお、集光レンズ14の開口率NAは0.6としてい
る。
【0021】このような集光レンズ14を用いて、厚み
1.2mmの光学的透明層22Aを有する光ディスク21
Aを再生しようとするとき、球面収差は0.212λrm
s 発生する。これに対して、図5の(A)に示すような
非球面凹レンズ形状の収差補正レンズ17aを用いて収
差補正を行う。この収差補正レンズ17aの非球面の凹
面の曲率半径Raを30.7mm、レンズ中央の厚みLa
を2mmとして、図1の(A)に示すように集光レンズ1
4の入射瞳側、例えば集光レンズ14とコリメータレン
ズ15との間に収差補正レンズ17aを挿入することに
より、全収差を0.0127λrms にすることができ
る。
【0022】また上記集光レンズ14を用いて、厚み
0.6mmの光学的透明層22Bを有する光ディスク21
Bを再生しようとするとき、球面収差は−0.1977
λrms発生する。これに対して、図5の(B)に示すよ
うな非球面凸レンズ形状の収差補正レンズ17bを用い
る。この収差補正レンズ17bの非球面の凸面の曲率半
径Raを65.4mm、レンズ中央の厚みLaを2.6mm
として、図1の(B)に示すように集光レンズ14の入
射瞳側に収差補正レンズ17bを挿入することにより、
全収差を0.0061λrms にすることができる。
【0023】ところで、図1は、コリメータレンズ15
を用いて平行光とされた位置に収差補正機構16を配置
した例を示しているが、コリメータレンズを用いない図
6のような有限レンズ系の場合にも本発明を適用するこ
とができる。
【0024】この図6において、図1と対応する部分に
は同じ指示符号を付しており、対物レンズである集光レ
ンズ24は、光源のレーザダイオード11からの発散光
を集光して光ディスクの記録面上に微小スポットを形成
する。この集光レンズ24の入射瞳側に収差補正機構2
6を配置しており、この収差補正機構26は、厚みが
1.2mmの光学的透明層22Aを有する光ディスク21
Aを再生するときには凹レンズの収差補正レンズ27a
を光路中に配置し、厚みが0.6mmの光学的透明層22
Bを有する光ディスク21Bを再生するときには凸レン
ズの収差補正レンズ27bを光路中に配置するように切
り換えられる。
【0025】次に、図7は厚みが1.2mmの光学的透明
層22Aを有する光ディスク21Aに対して最適にすな
わち球面収差が最小となるように設計された集光レンズ
34を用いた光学ピックアップ装置の実施の形態を示し
ている。この図7においても、上記図1と対応する部分
に同じ指示符号を付して説明を省略する。
【0026】図7において、集光レンズ34の入射瞳側
には収差補正機構36が配設されており、この収差補正
機構36は、図中の矢印方向に移動する板状部材に開口
部37aと補正レンズ37bとが設けられて成ってい
る。開口部37aには光学的透明板が嵌め込まれていて
もよい。
【0027】集光レンズ34は、上記2種類の光ディス
ク21A、21Bに対応する規格あるいはディスクシス
テムのそれぞれの必要な開口数NAの内、その最大NA
で設計されている。例えば、上記光学的透明層の厚み
(以下透明層厚みともいう)が1.2mmの光ディスク2
1Aのシステムで必要とされる開口数NAが0.52、
透明層厚み0.6mmの光ディスク21Bのシステムで必
要とされるNAが0.6のとき、図7の集光レンズ34
は、開口数NAが0.6で、透明層厚み1.2mmに対し
て球面収差が最小となるように設計されている。すなわ
ち、上記図3の曲線aに示すような集光レンズ軸上球面
収差となっており、透明層厚み1.2mmの光ディスク2
1Aを読み取る際には、図7の(A)に示すように、収
差補正機構36の開口部37aが切換選択されることに
よって、収差補正は行われないが、開口部37aの径等
の寸法は、集光レンズ34の実質的な開口数NAが0.
52とされるように設計されている。また、透明層厚み
0.6mmの光ディスク21Bを読み取る際には、図7の
(B)に示すように、収差補正機構36では収差補正レ
ンズ37bが切換選択され、この収差補正レンズ37b
は、上記図3の曲線aの透明層厚み0.6mmに対応する
球面収差である略々−0.4λrms と同量で逆極性の収
差である略々+0.4λrms を形成するように設計され
ている。
【0028】以上説明したような実施の形態によれば、
収差補正機構の収差補正手段を切り換えるだけの簡単な
構成により、複数種類、例えば2種類の透明層厚みが異
なる光ディスク21A、21Bを1つの光学ピックアッ
プ装置を用いて再生することができ、2種類のディスク
システムに対して互換性のある再生装置を安価に提供す
ることができる。
【0029】また、収差補正機構の収差補正手段はレン
ズや開口部あるいは透明板のような透明光学部品である
ため、光源からディスク上への光量を減少させることが
無く、光源からの出力を有効利用できる。
【0030】また、上記図7の例では、収差補正機構3
6には1個の収差補正レンズ37bを用いるのみでよい
ため、安価である。これに対して、上記図1の例では、
収差補正機構16に2個の収差補正レンズ17a、17
bが用いられているが、収差補正量が少なくて済むた
め、収差補正の精度を高くとることができる。
【0031】なお、本発明は、上述した実施の形態の例
のみに限定されるものではなく、例えば、記録情報を読
み取るための光学ピックアップ装置について説明した
が、記録再生用光学ピックアップ装置や、記録用光学ピ
ックアップ装置などにも容易に適用可能である。また、
光学的透明層の厚みの異なる光ディスクの種類は2種類
に限定されず、3種類以上としてもよく、また光ディス
ク以外の種々の光学記録媒体を用いてもよいことは勿論
である。
【0032】
【発明の効果】本発明によれば、複数の互いに異なる光
学的透明層の厚みを有する光学記録媒体を、1つの光学
ピックアップ装置で再生及び/又は記録することがで
き、しかも、収差補正機構により収差補正レンズ等の収
差補正手段を切換選択することにより、互換性を持った
光学ピックアップ装置を安価に供給できる。
【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実施の形
態の一例の概略構成を示す図である。
【図2】一般の光学ピックアップ装置の一例の概略構成
を示す図である。
【図3】集光レンズ軸上収差の例を示す図である。
【図4】集光レンズ軸上収差の他の例を示す図である。
【図5】収差補正手段となる収差補正レンズの具体例を
示す図である。
【図6】本発明に係る光学ピックアップ装置の実施の形
態の他の例の概略構成を示す図である。
【図7】本発明に係る光学ピックアップ装置の実施の形
態のさらに他の例の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
11 レーザダイオード 12 フォトディテクタ 13 ビームスプリッタ 14、24、34 集光レンズ 15 コリメータレンズ 16、26、36 収差補正機構 17a、17b、27a、27b、37b 収差補正レ
ンズ 37a 開口部 21A、21B 光ディスク 22A、22B 光学的透明層 23A、23B 記録層

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光源からの光を光学記録媒体の光学的透
    明層を介して記録面に照射し、その反射光を受光手段で
    受光する光学ピックアップ装置において、 上記光学記録媒体の上記記録面上に上記光学的透明層を
    介して微小スポットを形成するための集光レンズと、 上記集光レンズの球面収差の補正を行うための収差補正
    手段を上記光学記録媒体の光学的透明層の厚みに応じて
    切換選択する収差補正機構とを有することを特徴とする
    光学ピックアップ装置。
  2. 【請求項2】 上記収差補正機構は、上記集光レンズの
    入射瞳側に配置す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】 上記集光レンズは、互いに異なる複数の
    厚みの光学的透明層を有する複数種類の光学記録媒体の
    1つの種類の光学記録媒体の光学的透明層の厚みに対応
    して設計されており、 上記収差補正機構は、他の種類の光学記録媒体の光学的
    透明層により生じる球面収差と同量で逆極性の収差を形
    成した収差補正手段を切換選択す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】 上記集光レンズは、互いに異なる複数の
    厚みの光学的透明層を有する複数種類の光学記録媒体の
    各厚みの中間の値の厚みに対応して設計されており、 上記収差補正機構は、上記各種類の光学記録媒体の光学
    的透明層により生じる球面収差と同量で逆極性の収差を
    形成した収差補正手段を切換選択す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】 上記集光レンズは、互いに異なる複数の
    厚みの光学的透明層を有する複数種類の光学記録媒体に
    対して必要とされる開口数の内の最大の開口数を有し、 上記収差補正機構の上記収差補正手段は、上記各種類の
    光学記録媒体に対して必要とされる開口数を実現する開
    口を有す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。
JP7219218A 1995-08-28 1995-08-28 光学ピックアップ装置 Withdrawn JPH0963108A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6115336A (en) * 1997-06-04 2000-09-05 Nec Corporation Apparatus for optically recording data into a disc
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