CN1201230A - 物镜、再现装置及再现方法 - Google Patents

物镜、再现装置及再现方法 Download PDF

Info

Publication number
CN1201230A
CN1201230A CN98107041A CN98107041A CN1201230A CN 1201230 A CN1201230 A CN 1201230A CN 98107041 A CN98107041 A CN 98107041A CN 98107041 A CN98107041 A CN 98107041A CN 1201230 A CN1201230 A CN 1201230A
Authority
CN
China
Prior art keywords
lens
object lens
light
thickness
signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN98107041A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1162851C (zh
Inventor
菊池信恭
山川明郎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Publication of CN1201230A publication Critical patent/CN1201230A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1162851C publication Critical patent/CN1162851C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
    • G11B7/1392—Means for controlling the beam wavefront, e.g. for correction of aberration
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
    • G11B7/1372—Lenses
    • G11B7/1374—Objective lenses
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B9/00—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or -
    • G02B9/12—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or - having three components only
    • G02B9/14—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or - having three components only arranged + - +
    • G02B9/18—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or - having three components only arranged + - + only one component having a compound lens
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/125—Optical beam sources therefor, e.g. laser control circuitry specially adapted for optical storage devices; Modulators, e.g. means for controlling the size or intensity of optical spots or optical traces
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/13—Optical detectors therefor
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
    • G11B7/139—Numerical aperture control means
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
    • G11B7/1395—Beam splitters or combiners
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B2007/0003—Recording, reproducing or erasing systems characterised by the structure or type of the carrier
    • G11B2007/0006—Recording, reproducing or erasing systems characterised by the structure or type of the carrier adapted for scanning different types of carrier, e.g. CD & DVD
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
    • G11B7/1372—Lenses
    • G11B2007/13727—Compound lenses, i.e. two or more lenses co-operating to perform a function, e.g. compound objective lens including a solid immersion lens, positive and negative lenses either bonded together or with adjustable spacing

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optical Head (AREA)
  • Optical Recording Or Reproduction (AREA)

Abstract

本发明可以得到一种物镜、使用无需附加任何外围部件也可读取CD盘的DVD盘的单一物镜的再现装置和再现方法。在一种物镜中,它被布置成通过一个普通物镜(8)使从普通光源(11)发出的光束可被聚焦在具有不同厚度透光层(1c)、(2c)的DVD盘(2)和CD盘(1)的各信号记录表面(1a)、(2a)上,在离光轴从0到0.3—0.4的数值孔径NA内,将对于DVD盘(2)的物镜(8)透光区加工形成校正透镜表面,用以校正通过对于DVD盘(2)的物镜读取CD盘(1)时发生的象差,从而能够通过对于DVD盘的物镜来读取CD盘。

Description

物镜、再现装置及再现方法
本发明涉及一种物镜、一种使用此种物镜的再现装置及再现方法，安排所述物镜，可使自普通激光源发射的光束通过单独一个透镜被聚焦在具有不同厚度透光层的两个以上光盘的各记录表面上，供以选择方式再现所述光盘。
以往，小型盘(以下简称CD盘)已被广泛地用为光盘，作为用激光再现记录信息的记录媒体。不过，以数字方式再现大量视频资料的新记录媒体或者类似的数字视频(通用型)磁盘(以下简称DVD盘)近来已得到发展。
当有如上述那样拟用激光束读出记录媒体的数字信息时，使一束激光照射在记录媒体之磁轨上的坑点处并探测它的反射光，通过再现处理单元等计算反射光的程度，并将其转换成二进制数据，从而可使所记录的信息得以再现。
图1表示用于CD盘的光学磁头结构的一个实例。构成激光源的激光二极管21发射一束波长为780nm的激光。光栅22被安排用于将所述激光二极管21发射的激光束分成多束激光(实际为三束)，这三束激光之一用于读出数据和用于聚焦伺服系统，其余两束激光用于使伺服系统寻迹。
分束器23是一个由多块透明的平行平板制成的分光光谱装置，它向着物镜24反射所述激光二极管21发射并通过光栅22入射于其上的激光。该分束器还对由CD盘100反射且已通过物镜24返回的(会聚)光提供象散，并使该光透过，到达光电二极管25。
物镜24会聚所述激光，使其照射于CD盘100的信息记录层102上，其上排布有多个细坑。物镜24还会聚自CD盘100的信息记录层102上反射的光，使其通过分束器23入射于光电二极管25上。
另外与物镜24有关的是，随着它的数值孔径(NA)变得越大，光的会聚角变得越大，从而能够使光被会聚在较小的区域上。本例中，采用NA为0.45的物镜作为物镜24。
光电二极管25被安排用来检测由激光二极管21照射于CD盘100上而被返回的激光。由于所述激光被光栅22分成三束光，光电二极管25上还有三个相应的光接收部分。光电二极管25的这三部分之一是用于接收具有读出数据之激光的光接收部。其余两个部分被用来接收两束激光，以根据受光量追踪和控制物镜24的寻迹，从而可使读取数据的激光照射于预定的磁轨上。
被信息记录层102反射的激光随后再入射于光电二极管25上，该激光包含着象差，因为它作为会聚光通过分束器23。利用这种象差，将使聚焦伺服操作受到影响。
作为记录媒体的CD100包括：在基底101上形成的信息记录层102，所述基底101是一个厚度t为1.2mm的透光层，还包括在信息记录层102上形成的保护膜103。激光二极管21发射的激光穿过透明的基底101并照射信息记录层102。信息记录层102具有与所记录的信息对应的许多凹坑。当激光照射这些麻点时，产生衍射，以致会使返回光(在记录媒体上被反射，然后又入射于光电二极管25上)的强度被减弱。当激光照射不带凹坑的部分时，会被原封不动地反射，以致将使返回光的强度增强。光电二极管25检测这样的返回光，并将该返回光的强度转换成二进制数字“1”和“0”。从而读出作为凹坑而被记录于CD100上的数据。
按照上述方式，通过使激光照射CD盘的凹坑而实现寻迹，伺服和聚焦伺服，然后再检测其返回光，使所记录的信息得以被读出。
另一方面，近来已提出具有如图2所示结构的DVD200。CD100具有只被记录于其一侧表面上的信息，而DVD200具有被记录于其两个侧表面上的信息。特别是，DVD盘由两部分组成，其中一部分中的信息记录层202形成于基底201上，保护膜203形成于信息记录层202上，而其中的另一部分中的息记录层302形成于基底301上，保护膜303形成于信息记录层302上。通过连接两个保护膜203和303而使这两部分靠紧。
在DVD200中，由于信息是以高密度被记录的，与CD100相比，可将基底201和301的厚度做得更小，以减轻弯曲、基底厚度误差等的影响。换句话说，CD100的基底101被制成1.2mm厚，而将DVD200的基底201和301分别被制成0.6mm厚。另外，还使DVD200中麻点宽度及各凹坑间的间隔被做得都比CD100的小。
由于这种DVD200的记录密度比CD100的记录密度是如此之大，所以产生波长比激光二极管21的波长短的(635至650nm)激光的激光二极管被用为DVD光学头的激光二极管41。此外，除激光二极管外，光栅42、分束器43、物镜44和光电二极管45都具有与CD的光学头相同的结构。
不过，与CD100相比，由于DVD200具有微细的凹坑，所以使用数值孔径NA比CD100的物镜24的数值孔径(NA＝0.45)大，即NA＝0.6的物镜作为DVD200的物镜44。通过采用这种数值孔径较大的物镜44，可将激光会聚于较小的面积，以读取各微细的凹坑。
如上所述，由于CD100与DVD200间的物镜结构不同，所以，为读取记录媒体的信息，通常需要采用不同的光学头。例如，当把DVD的光学头用于CD时，则由于CD100的基底101的厚度与DVD200的基底201和301的厚度间的不同，以及数值孔径间的不同，会产生球差的影响。
例如，当通过具有数值孔径0.6(这是具有厚度为0.6mm之基底的DVD200所首选的)的物镜在具有厚度为1.2mm之基底的CD盘上进行再现时，按四级赛德耳球差系数W40所发生的球差的量恰为3.6μm。用均方根值(rms)表示这个，就是0.268rms·μs(如用波长λ(＝650nm)归一化，则为0.412rms·λ)。为此缘故，光盘中通常需要所有光学系统象差的均方根值总和要小于Marechal标准值0.07rms·λ。因此，要以DVD的光学头从CD100读取数据是困难的。
于是，本发明的申请人在譬如专利申请No.277400/1994中提出，通过根据记录媒体的种类调整物镜的NA，可将DVD的光学头应用于CD盘。
图3和图4表示上述原理。如图3和4所示，除了图16所示的DVD所用光学头的结构外，这种结构还包括光阑51、用以驱动该光阑51的驱动装置53，以及用于识别记录媒体种类的识别装置52。
当识别装置52识别记录媒体的种类，然后驱动装置53相应于识别的结果而工作，从DVD200读取数据时，使光阑51相应地打开，以致如图3所示那样，使物镜44的NA可为0.6。与此相反，当从CD100读取数据时，驱动装置53使光阑51稍小于上述地地打开，以致如图4所示那样，使物镜44的NA可为0.45。换句话说，当从CD100读取数据时，可通过减小物镜44的数值孔径而实行读取操作，以减小球差的影响(VV40与数值孔径的四次方成正比)。
但是，如果像上面所说的那样，新提供这样的光阑51，将使光学头的部件数目增加，致其价格昂贵，而且整个装置的尺寸也会变大。进而，由于光阑51是机械驱动的，所以往往会敏感地受到振动的影响。此外，也难于动作敏捷，这就产生往往会造成麻烦的问题。
虽然未示出可供选择的装置，但已提出一种光学系统，其中通过使一全息透镜与所述物镜结合，也使CD盘的读取得到保证。但在这种情况下，存在一个问题，即增加全息透镜会使成本增加，尤其是将很难控制光学系统的象差。
考虑到这种情况，本发明的目的在于得到一种物镜，一种使用这种物镜的再现装置和再现方法，能够保证通过单独一个透镜读取DVD盘和CD盘，而无需附加任何外围部件。
为实现上述目的，本发明提供一种物镜，它被布置成使从普通光源发出的光束可通过普通透镜被聚焦在具有不同厚度之透光层的两个以上记录媒体的各记录表面上，其中所述物镜包括单独一个透镜，并被制成具有校正透镜表面，用以校正读取具有不同厚度透光层之记录媒体时所产生的象差。
本发明还包括一种再现装置，它包括：一个光学头，用以使光束照射从光入射面到信号记录表面具有不同厚度之透光层的至少两个记录媒体的各信号记录表面，然后再将自其反射的光转换成电信号；再现处理单元，用以根据该电信号再现所述信号记录表面上记录的信息信号。其中所述光学头包括一个发射普通光束的光源；一个光学分束装置，用以通过反射和透射分开所述光束；一个物镜，其中用一个透镜制成普通透镜，用以将被光学分束装置反射的普通光束聚焦在具有不同厚度之透光层的两个以上记录媒体的各信号记录表面上，并且具有校正透镜表面，用以校正读取具有不同厚度透光层之记录媒体时所产生的象差；以及光检测装置，它接收自两个以上记录媒体的各信号记录表面反射的光，并透过光学分束装置，将其转换成电信号；其中所述再现处理单元被布置成，根据由所述光检测装置自记录媒体的各信号记录表面检测到的反射光用来处理再现所述电信号。
此外，本发明提供一种再现方法，包括如下步骤：使光束会聚，以便透过单独一个普通透镜照射从光入射面到各信号记录表面具有不同厚度透光层的两个以上记录媒体的各信号记录表面；将反射光转换成电信号；以及根据该电信号再现各信号记录表面上记录的信息信号；其中由单独一个透镜形成使光束照射所述记录媒体的各信号记录表面的透镜；使用一个物镜，它具有校正透镜表面，用于校正读取具有不同厚度透光层之记录媒体时所产生的象差；用被物镜的整个表面聚光的光束读取所述具有厚度较薄之透光层的记录媒体的信号记录表面，而具有厚度较厚的透光层的记录媒体的信号记录表面由通过校正透镜表面被聚光的光束读取。
图1是表示利用普通CD光学头读取CD盘的结构示意图；
图2是表示利用普通DVD光学头读取DVD盘的结构示意图；
图3是表示利用对DVD和CD通用的普通光学头读取DVD盘的结构示意图；
图4是表示利用有如图3同样的光学头读取CD盘工作过程的示意图；
图5是使用本发明物镜的光盘再现装置的结构方框图；
图6是光学头的结构示意图；
图7表示当使光束聚光于DVD盘上和没有光盘时一束光各轨迹的聚光示意图，整个物镜的数值孔径NA＝0.6；
图8是表示图7中没有光盘存在时所产生的光束球差的示意图；
图9表示当使光束通过数值孔径NA＝0.6的物镜聚光于DVD盘和CD盘上时光束踪迹的聚光示意图；
图10是表示为得到本发明物镜的所述光束踪迹的聚光示意图；
图11是表示为得到图10条件的球差示意图；
图12通过DVD物镜读取DVD盘时，在控制光轴的中央侧上产生的波阵面象差示意图；
图13是表示当整个DVD物镜透光层移动0.6mm时，象差的示意图；
图14是表示在图13条件下，在几乎为最佳位置时的象差示意图；
图15是表示通过DVD物镜读取CD盘的零象差理想情况示意图；
图16是本发明物镜的外观透视图；
图17是表示用本发明物镜读取DVD盘和CD盘的工作过程示意图。
以下参照附图，通过一个实例描述本发明物镜、再现装置和再现方法的一个具体实施例，该实例可使用DVD1的光学头读取CD盘。
图5表示光盘再现装置构造的一个实例，其中的光盘由两个各具不同厚度之透光层的光盘，即CD1和DVD2构成，它们分别具有信号记录表面1a和2a。
CD1从光入射面1b到信号记录表面1a的透光层1c的厚度为t1，它比DVD2从光入射面2b到信号记录表面2a的透光层2c的厚度为t2大。在这种情况下，比如厚度t1是1.2mm，而厚度t2是0.6mm。
具体地说，所述光盘再现装置包括：光学头3，它用以产生例如波长为650nm的光束，通过照射具有不同厚度t1或t2的透光层1c或2c的信号记录表面1a或2a，并将自CD1或DVD2反射的光转换成电信号；再现处理单元4，它用于根据由光学头3驱动的电信号再现记录表面1a或2a上的信息信号。
再现处理单元4根据光学头3测得的电信号进行计算处理，并产生再现信号，如RF信号、寻迹误差信号、聚焦误差信号等。与读取RF信号的同时，根据该RF信号实行EFM解调、CIRC解码等，以获得被再现的数字数据。此外，对于直径为64mm的光盘而言，为得到再现的数字数据，还将进一步进行音频压缩解码等。自再现处理单元4输出的再现数字数据经数-模(D/A)转换器5被转换成L通道和R通道的模拟音频数据，然后从输出端6输出。
寻迹误差信号和聚焦误差信号被加到伺服电路7。伺服电路7按照这些信号实行寻迹误差控制、聚焦误差控制和滑动控制。具体地说，通过将一聚焦驱动信号加给光学头3中一个保持物镜8的两轴机构9，物镜8受到驱动，沿着接近或者离开光盘1或2的方向移动，以进行聚焦控制。进而，通过取出一个寻迹误差信号的低频带分量，以驱动一滑动机构，而产生一个滑动驱动信号，从而引起整个光学头3沿着光盘1或2的径向方向移动。
此外，再现处理单元4通过将再现数据加给PLL电路而驱动的时钟产生一个主轴误差信号。将此主轴误差信号加给控制主轴电机10转动的伺服电路7，以便保持恒定的速度(CLV)。
按照这种情况，如图2所示，光学头3包括一个譬如激光二极管类的光源11，用以将一束普通光束(波长＝650nm)发射到CD1或DVD2的信号记录表面1a或2a上；分束器13用于接收自光源11发出通过光栅12的激光束，并通过使其透视和反射而分开该光束；物镜8用于将被分束器13反射的光束聚焦于CD1或DVD2的信号记录表面1a或2a上；以及诸如光电二极管类的光电探测器16，它用于接收来自信号记录表面1a或2a并通过分束器13的反射光，并将其转换成电信号。
以下将详细描述可将光束聚焦于CD1或DVD2的信号记录表面1a或2a上的物镜8。
首先描述用以得到可将光束聚焦于CD1或DVD2的信号记录表面1a或2a上的最佳物镜。
图7是一个示意图，它表示在把波长为650nm的光束发射到DVD盘2的情况下光束的各踪迹，所述DVD盘2具有从光入射面2b到信号记录表面2a厚度为0.6mm的透光层2c，整个物镜的数值孔径NA＝0.6(NA按每隔0.1被分开)，而且还表示除了DVD2未存在的类似情况下，各轨迹关于光轴L每个半边的光束踪迹。
从这些踪迹可以看出，穿过DVD盘2的光束对于光轴L聚焦于信号记录表面2a上，从而能够读取DVD盘2的信号记录表面2a，而在DVD2未存在的情况下，由于球差(与数值孔径NA的平方成正比)而使所述光束被短聚焦在50μm范围内。这时的球差情况被示于图8中。
另一方面，图9是一个示意图，它表示类似情况下，拟在把波长为650nm的光束发射到DVD盘2上时得到光束的各踪迹，所述DVD盘2具有从光入射面2b到信号记录表面2a厚度为0.6mm的透光层2c，整个物镜的数值孔径NA＝0.6(NA按每隔0.1被分开)，而且还表示在把波长为650nm的光束发射到CD盘1上的情况下光束的各踪迹，所述CD盘1具有从光入射面1b到信号记录表面1a厚度为1.2mm的透光层1c，整个物镜的数值孔径NA＝0.6，图中示出各轨迹对于光轴L每半边的情况。
在此情况下，光束并未被聚光于CD盘1的信号记录表面1a上，并且与图8相反方向的球差发生在信号记录表面1a的后侧，因而不可能读取CD盘1的信号记录表面1a。
因此，本发明人的注意这样的要点在于，如果像表示光束轨迹的图10所示那样，将物镜设计成既在DVD盘2的聚光位置又在CD盘1的聚光位置产生有如图11所示的球差，则通过一个单独的物镜可使光束聚焦于DVD盘2和CD盘1各自的信号记录表面2a和1a上。
具体地说，在DVD盘2情况下，采用被聚光于物镜整个透镜表面的光束实现信号记录表面2a的读取，而且此时安排成当对于中央侧NA是0.35时，可使球差发生于聚焦点后侧的大约17μm的范围内。而在CD盘1的情况下，采用被聚光对于物镜整个中央部分的光束实现信号记录表面1a的读取，其中NA在0到0.35范围内，并且此时安排成当NA在0.35到0.6范围内时，可使球差发生于聚焦点后侧的大约33μm的范围内。
当光束聚焦于DVD盘2的信号记录表面2a上时所发生的波阵面象差被示于图12中。由此可以理解，在DVD盘2的读取时，所述光束无疑是在0.35到0.6的NA范围内被聚焦。进而，在离与DVD盘2的读取无关的中心大约0.35的NA范围内发生的波阵面象差是一个约为1/6λ的较小值，以致这将不会影响读取DVD盘2。
另一方面，当使光束被聚焦于CD盘1的信号记录表面1a上时，换句话说，当透光层厚度由0.6mm移动时的波阵面象差W被示于图13中。这里的a1是与NA的四次方成正比的球差(NA4)，a2是散焦时的球差(NA2)。从波阵面a1中减去散焦量的象差a2，则所得波阵面是上述波阵面象差W。不过，由于在此位置处发生较大的波阵面象差W，所以不可能读取CD盘1的信号记录表面1a。
人们发现在离开发生波阵面象差W的位置这一侧(约17μm位置)存在读取CD盘1的最佳聚焦位置。换句话说，通过从球差a1(NA4)中减去散焦量1/3λ，人们发现存在一个有如图14所示那样以高斯成象平面看到的波阵面。
在0到0.35的NA范围内，这个波阵面具有非常小的波前，以致能够读取CD盘1的信号记录表面1a。通过有如图15所示那样使所述波阵面成为平坦的，以便进一步优选化，就能够实现理想的读取。
具体地说，为使有如图15所示那样在大约NA＝0-0.35范围内平坦化，可加工所述物镜的透镜表面，使图14所示的波阵面得以校正。
这里假设透镜的折射率n等于1.5，这将使位相漂移n-1/n。换句话说，所述波阵面漂移0.5/1.5＝1/3·Δt。所以将物镜的透镜表面加工成校正透镜表面8a是足够的，使所述校正透镜表面8a相对于图14所示波阵面深三倍λ/2。按照这种方式加工的物镜8的透镜表面形状被示于图16中。
按照本发明的这种方式，有如图17所示那样，使用DVD盘的具有校正透镜表面8a的物镜8，能够读取DVD盘2的信号记录表面2a以及CD盘1的信号记录表面1a。
此外，当用DVD的物镜读取CD盘1的信号记录表面1a时，由于CD盘1的透光层比DVD盘2的透光层厚0.6mm，由于透镜折射率的影响，必须使物镜靠近CD盘1。这就是说，假设透镜的折射率n为1.5，为能够读取CD盘1，应使之靠近0.6/1.5＝0.4mm。因此，具有所述物镜的光学头包括一个未予示出的可沿光轴方向移动0.4mm的驱动机构。
上面描述了本发明的优选实施例，其中在面对记录媒体的透镜表面上形成物镜8的校正透镜表面8a，通过在对着记录媒体的所述透镜表面的相对一侧，或者在透镜的两个表面上形成校正透镜表面，也能得到与上述同样学效果。
另外，已然描述了该实施例中的物镜既可读取DVD盘的信号记录表面，又可读取CD盘的信号记录表面，本发明还可被广泛地用为其它物镜，读取具有不同厚度透光层的多个记录媒体。
此外，在从除光盘以外的记录媒体再现时，可将本发明用为物镜。
如上所述，本发明的物镜是由单独一个透镜部件制成的，并且被布置成具有校正透镜表面，用以校正读取具有不同厚度透光层之记录媒体时所引起的象差，从而能通过物镜使光束聚焦于具有不同厚度透光层之记录媒体的信号记录表面上，以保证读取，而且由于无需对所述物镜的外围部分附加任何新的部件，所以易于控制光学系统的象差。
再有，本发明的再现装置包括发射普通光束的光源，通过反射和透射使所述光束分开的光学分束装置。还包括物镜，它是一个普通透镜，用以将被光学分束装置反射的普通光束聚焦在具有不同厚度透光层的两个以上记录媒体的各信号记录表面上，而且它具有校正透镜表面，用以校正通过所述透镜读取具有不同厚度透光层之媒体时所产生的象差。还包括光检测装置，用以接收从两个以上记录媒体的各信号记录表面反射并透过所述光学分束装置的光，其中再现处理单元被布置成根据由所述光检测装置测得的自所述记录媒体的各信号记录表面反射的光处理再现的电信号，以致能够通过单一的物镜使其聚焦于具有不同厚度透光层之记录媒体的各信号记录表面上，从而确保读取，这使其成为可靠性高的再现装置。另外，可以实现装置的最小化，并降低其成本。
此外，本发明的再现方法使用具有校正透镜表面的物镜，用以校正读取具有不同厚度透光层之媒体时所产生的象差，以该物镜作为使光束被聚焦于记录媒体的各信号记录表面的透镜，对于具有较薄透光层的记录媒体而言，由通过所述物镜整个表面被聚光的光束读取信号记录表面，而对于具有较厚透光层的记录媒体而言，由通过所述校正透镜表面被聚光的光束读取其信号记录表面，以致可使有不同焦距的光束能够被聚焦于具有不同厚度透光层之两种以上记录媒体的各信号记录表面上，从而能使具有不同厚度透光层之记录媒体的信号记录表面被准确地读取。
与参照附图描述本发明的优选实施例的同时，可以理解本发明并不仅限于上述实施例，对于熟悉本领域的人而言，各种变化和改型都可以是有效的，而不致脱离有如各权利要求所限定之本发明的精髓和范围。

Claims (7)

1.一种物镜，被布置成使从普通光源发出的光束可通过普通透镜聚焦在具有不同厚度之透光层的两个以上记录媒体的各记录表面上，它包括：一个单一的透镜部件形成所述物镜，并且在所述物镜的至少一个透镜表面上具有校正透镜表面，用以校正读取具有不同厚度透光层之记录媒体时所产生的象差。
2.一种如权利要求1所述的物镜，其特征在于，所述透光层厚度分别为1.2mm和0.6mm，并且当通过一个读取具有厚度为0.6mm透光层之记录媒体的信号记录表面的物镜读取具有厚度为1.2mm透光层之记录媒体的信号记录表面时所产生的象差受到所述校正透镜表面的校正。
3.一种如权利要求1所述的物镜，其特征在于，所述物镜的数值孔径NA为0.6，所述校正透镜表面的数值孔径NA位于从0到0.3-0.4的范围内。
4.一种再现装置，包括：一个光学头，用以使光束照射从光入射面到信号记录表面具有不同厚度之透光层的两个以上记录媒体的各信号记录表面，然后再将自其反射的光转换成电信号；
再现处理单元，用以根据所述电信号再现所述信号记录表面上记录的信息信号，其特征在于所述光学头包括一个发射普通光束的光源；一个光学分束装置，用以通过反射和透射分开所述光束；一个物镜，它是一个普通透镜，用以将被所述光学分束装置反射的普通光束聚焦在两个以上记录媒体的各信号记录表面上，并且至少在它的一个透镜表面上具有校正透镜表面，用以校正读取具有不同厚度透光层之记录媒体时所产生的象差；以及一个光检测装置，用以接收自两个以上记录媒体的各信号记录表面反射并透过光学分束装置的光，将其转换成电信号；其中所述再现处理单元被布置成，根据由所述光检测装置自记录媒体的各信号记录表面检测到的反射光用来处理用以再现的电信号。
5.一种如权利要求4所述的再现装置，其特征在于，所述至少两种记录媒体所具有的透光层厚度分别是1.2mm和0.6mm。
6.一种再现方法，通过一个单一的普通透镜使光束照射从光入射面到信号记录表面具有不同厚度透光层之两个以上记录媒体的各信号记录表面上，同时将其反射光转换成电信号，并根据所述电信号再现各信号记录表面上所记录的信息信号，所述方法包括如下步骤：
使用一个透镜作为物镜，用以使光束照射在所述记录媒体的各信号记录表面上，所述物镜在其至少一个透镜表面上具有校正透镜表面，用以校正读取具有不同厚度透光层之记录媒体时所产生的象差；
以通过所述物镜的整个表面被聚光的光束读取具有较薄透光层之记录媒体的信号记录表面；
以被所述校正透镜表面聚光的光束读取具有较厚透光层之记录媒体的信号记录表面由通过校正透镜表面被聚光的光束读取。
7.一种如权利要求6所述的再现方法，其特征在于，所述具有不同厚度透光层的记录媒体是分别具有厚度为1.2mm和0.6mm之透光层的记录媒体，而且当读取具有较厚透光层的记录媒体时，使所述物镜比较靠近，以便利用所述透光层不同折射率的大小来读取。
CNB981070418A 1997-02-17 1998-02-17 物镜、再现装置及再现方法 Expired - Fee Related CN1162851C (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP32256/97 1997-02-17
JP03225697A JP3644179B2 (ja) 1997-02-17 1997-02-17 対物レンズ、再生装置及び再生方法
JP32256/1997 1997-02-17

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1201230A true CN1201230A (zh) 1998-12-09
CN1162851C CN1162851C (zh) 2004-08-18

Family

ID=12353944

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB981070418A Expired - Fee Related CN1162851C (zh) 1997-02-17 1998-02-17 物镜、再现装置及再现方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US6104688A (zh)
EP (1) EP0859357B1 (zh)
JP (1) JP3644179B2 (zh)
KR (1) KR100497705B1 (zh)
CN (1) CN1162851C (zh)
DE (1) DE69817893T2 (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100380469C (zh) * 2003-11-14 2008-04-09 船井电机株式会社 光拾取器
CN100444259C (zh) * 2003-06-30 2008-12-17 皇家飞利浦电子有限公司 光学系统、拾取装置、记录和/或再现数据的装置
CN101587244B (zh) * 2008-05-20 2011-10-05 台睿科技股份有限公司 光学系统组装校正装置与方法

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000090477A (ja) * 1998-09-09 2000-03-31 Pioneer Electronic Corp 光ピックアップ、情報再生装置及び情報記録装置
JP3370612B2 (ja) * 1998-09-14 2003-01-27 富士通株式会社 光強度変換素子、コリメートレンズ、対物レンズ及び光学装置
KR100404311B1 (ko) 1999-06-23 2003-11-05 마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤 광디스크용 대물 렌즈, 그것을 사용한 광 헤드 장치 및광학 정보 기록 재생 장치, 및 렌즈 성형용 금형, 렌즈성형용 금형의 가공 방법 및 형상 계측 장치
WO2001026104A1 (fr) * 1999-10-06 2001-04-12 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Lentille, tete optique, appareil d'enregistrement/de reproduction d'informations optiques, et procede d'enregistrement/de reproduction d'informations optiques a enregistrer/enregistrees sur un support
TW556178B (en) * 2000-10-26 2003-10-01 Konishiroku Photo Ind Optical pickup apparatus and objective lens
EP1380030A1 (en) * 2001-04-05 2004-01-14 Koninklijke Philips Electronics N.V. Optical scanning device
JP2005166173A (ja) * 2003-12-03 2005-06-23 Konica Minolta Opto Inc 光ピックアップ装置及び光情報記録再生装置
KR100577708B1 (ko) * 2004-06-15 2006-05-10 삼성전자주식회사 단일파장을 이용한 광디스크 재생방법

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08248307A (ja) * 1995-03-10 1996-09-27 Sony Corp 対物レンズ、光ヘッド装置及び光ディスク再生装置
US5757758A (en) * 1995-12-19 1998-05-26 Konica Corporation Optical pickup apparatus objective lens and converging optical system for optical pickup and optical disk apparatus
US5867468A (en) * 1996-03-11 1999-02-02 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Optical pickup with a vertically movable aperture means
US5933401A (en) * 1996-06-07 1999-08-03 Samsung Electronics Co., Ltd. Optical pickup having plural optical sources and plural optical detectors

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100444259C (zh) * 2003-06-30 2008-12-17 皇家飞利浦电子有限公司 光学系统、拾取装置、记录和/或再现数据的装置
CN100380469C (zh) * 2003-11-14 2008-04-09 船井电机株式会社 光拾取器
CN101587244B (zh) * 2008-05-20 2011-10-05 台睿科技股份有限公司 光学系统组装校正装置与方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP0859357B1 (en) 2003-09-10
KR100497705B1 (ko) 2005-09-30
CN1162851C (zh) 2004-08-18
EP0859357A2 (en) 1998-08-19
JPH10228667A (ja) 1998-08-25
DE69817893D1 (de) 2003-10-16
JP3644179B2 (ja) 2005-04-27
EP0859357A3 (en) 1999-03-10
DE69817893T2 (de) 2004-07-08
US6104688A (en) 2000-08-15
KR19980071391A (ko) 1998-10-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1103991C (zh) 光学拾象器
US5737294A (en) Objective lens with two numerical apertures for reading/writing two optical discs
CN1649006A (zh) 光学拾取器和记录/重放设备
CN1162851C (zh) 物镜、再现装置及再现方法
US5909424A (en) Optical pickup device and method to read from and record information to disks of different thicknesses
CN1311508A (zh) 用于高密度记录/再现的兼容的光学头
JPH10255307A (ja) 多焦点光ビーム生成装置、多焦点ピックアップ及び情報再生装置
JP2633535B2 (ja) 光学ピツクアツプ装置
US5892748A (en) Optical pickup for reading or recording information on a recording surface
KR20090053704A (ko) 광 픽업 및 광 디스크 장치
CN1181477C (zh) 光头和光盘装置
US20030193877A1 (en) Recording/reproducing apparatus having an optical pickup device to read from and record information to disks of different thicknesses
JP3919276B2 (ja) 光ヘッドおよび光ディスク装置
US6411573B1 (en) Multi-beam optical pickup
JP3454017B2 (ja) 光学ピックアップ及び光ディスク装置
JPH11273100A (ja) フォーカス誤差信号のオフセット調整可能な光ピックアップ装置
KR100687667B1 (ko) 광 픽업 장치 및 그 장치에 사용되는 보정 렌즈
US20060140104A1 (en) Optical pickup and optical disk apparatus
KR100370205B1 (ko) 호환형 광픽업장치
JP4126799B2 (ja) 光ディスク装置
KR100260704B1 (ko) 전반사프리즘을 사용한 슬림형 광픽업
KR100265734B1 (ko) 호환형광픽업장치
JPH1114828A (ja) 光ビーム偏光成分分離手段、集積素子、光ピックアップおよび光ディスク装置
JPH10162409A (ja) 光学素子及び光学ピックアップ装置
JP2000251311A (ja) 光ピックアップ及び光ディスク装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20040818

Termination date: 20130217