DE69627944T2

DE69627944T2 - Aufzeichnungs-/Wiedergabegerät für optische Platten zur Aufzeichnung/Wiedergabe von Information auf/aus unterschiedlichen optischen Platten

Info

Publication number: DE69627944T2
Application number: DE69627944T
Authority: DE
Inventors: Yoichi Hashima-shi Tsuchiya; Seiji Ibi-gun Kajiyama; Yasuyuki Hashima-shi Kanou; Shuichi Hashima-shi Ichiura
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1995-08-31
Filing date: 1996-02-29
Publication date: 2004-04-22
Anticipated expiration: 2016-03-01
Also published as: EP0762398B1; TW307001B; EP0762398A1; KR970012343A; CN1145515A; US5787061A; CN1113336C; DE69627944D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft Optical-Disc-Aufzeichnungs-/Wiedergabevorrichtungen, und, genauer ausgedrückt, eine Optical-Disc-Aufzeichnungs-/Wiedergabevorrichtung, die Informationen auf/von Optical-Discs mit unterschiedlichen Substratdicken oder Aufzeichnungsdichten aufzeichnen wiedergeben kann.
Beschreibung der Hintergrundtechnik
Es ist vor kurzem eine Optical-Disc-Wiedergabevorrichtung geschaffen worden, die Informationen liest, die auf eine Optical-Disc mit einer Dicke von ungefähr 1,2 mm, wie z. B. eine CD (Kompaktdisk) und eine CD-Rom, mit einem Halbleiterlaser aufgezeichnet wurde. Bei einer solchen Optical-Disc-Wiedergabevorrichtung werden Fokussiervotechnik und Spurfolgeservotechnik in bezug zu einer Objektivlinse für das Abspielen durchgeführt. Ein Laserstrahl wird auf eine Einbrenngrubenspur auf einer Aufzeichnungsfläche gerichtet, wodurch ein Signal wie zum Beispiel Ton, Video und Daten wiedergegeben werden.
Zum Aufzeichnen eines langen Films auf einer solchen Optical-Disc, ist eine Technik in den letzten Jahren weiterentwickelt worden, die Aufzeichnungsdichte hoch zu gestalten. Zum Beispiel wird ein SD- (Super Density; Superdichte) Standard vorgeschlagen, der Informationen für ungefähr 5 Gigabyte auf einer Seite einer Optical-Disc mit dem gleichen Durchmesser wie dem einer CD-ROM (12 cm) aufzeichnet. Dem SD-Standard zufolge, beträgt die Dicke der Optical-Disc ungefähr 0,6 mm. Informationen für ungefähr 10 Gigabytes können auf einer Optical-Disc aufgezeichnet werden, die zwei SD-spezifizierte Disc-Substrate geschichtet mit ihren Signaloberflächen dazwischen umfasst. Andererseits wird ein eine einschichtige Struktur verwendender MMCD- (Multimedia Compact Disc) Standard vorgeschlagen, der Informationen für ungefähr 3,7 Gigabytes auf eine Seite einer Optical-Disc mit dem gleichen Durchmesser wie dem der CD-ROM (12 cm) aufzeichnet. Dem MMCD-Standard zufolge, beträgt die Dicke einer Optical-Disc ungefähr 1,2 mm. Informationen für ungefähr 7,4 Gigabytes können auf einer Seite einer Optical-Disc gemäß dem MMCD-Standard aufgezeichnet werden, der eine zweischichtige Struktur verwendet.
Eine Objektivlinse für Abnahme ist unter Berücksichtigung der Dicke eines Substrats einer zu lesenden Optical-Disc und der Wellenlänge eines zu verwendenden Halbleiterlasers ausgelegt. Deshalb kann eine Optical-Disc mit einer anderen Substratdicke als der der Auslegung nicht gelesen werden, da der Leuchtpunkt eines Laserstrahls nicht auf einer Aufzeichnungsfläche der Optical-Disc konvergiert werden kann. Zum Beispiel kann eine Objektivlinse, die ausgelegt ist, um an eine Optical-Disc mit einem Substrat einer Dicke von 1,2 mm angepasst zu werden, nicht den Leuchtpunkt eines Laserstrahls auf einer Aufzeichnungsfläche einer Optical-Disc mit einem Substrat einer Dicke von 0,6 mm konvergieren, und kann keine auf einer solchen Optical-Disc aufgezeichneten Informationen wiedergeben.
Tanaka et al. offenbart in dem japanischen offengelegten Patent Nr. 5-303766 einen optischen Kopf, der ein asphärisches optisches Element umfasst, um Aberration zu korrigieren, die durch den Unterschied in der Substratdicke einer Optical-Disc verwsacht wird. Dieses optische Element kann eine Funktion zum Ändern der nummerischen Apertw (NA) einer Objektivlinse haben.
Eine Objektivlinse wird allgemein in einer Richtung (Spurfolgerichtung) senkrecht zu der optischen Achse eines Laserstrahls durch Spurfolgesteuerung verschoben. Die durch Tanaka et al. offenbarte Apertw ist jedoch auf die optische Achse des Laserstrahls fixiert, ungeachtet von Spurfolgesteuerung. Wenn die Objektivlinse in einem ähnlichen Spurfolgebereich wie dem in dem Fall verschoben wird, wenn keine Apertw vorgesehen ist, nimmt daher die Verformung des Leuchtpunkts des auf die Aufzeichnungsfläche gerichteten Laserstrahls entsprechend der Verschiebungsgröße der optischen Achse der Objektivlinse in bezug zu der des Laserstrahls zu. Dies liegt darin begründet, dass der Durchmesser des durch die Apertw reduzierten Laserstrahls eine große Verformung des Leuchtpunkts des Laserstrahls verursacht, als wenn die Verschiebungsgröße der Objektivlinse relativ vergrößert wird.
Ein solcher Strahlleuchtpunkt verformt sich nicht nur in der Spurrichtung, sondern auch in der Spurfolgerichtung senkrecht zu dieser. Die Verformung des Strahlleuchtpunkts in der Spurrichtung verursacht eine Verschlechterung von Jitter. Die Verformung des Strahlleuchtpunkts in der Spurfolgerichtung verursacht Nebensprechstörung. Deshalb kann eine Optical-Disc mit einem Substrat einer Dicke von ungefähr 1,2 mm nicht stabil gelesen werden. Außerdem kann eine Optical-Disc gemäß dem MMCD-Standard nicht gelesen werden.
In der Zukunft wird eine gemeinsame Existenz einer Optical-Disc mit der momentanen Dichte und einer Substratdicke von ungefähr 1,2 mm (CD, CD-ROM), einer Optical-Disc gemäß dem MMCD-Standard mit einer hohen Dichte und einer Substratdicke von ungefähr 1,2 mm, und eine Optical-Disc gemäß dem SD-Standard mit einer hohen Dichte und einer Substratdicke von ungefähr 0,6 mm erwartet. Die Optical-Discs gemäß den MMCD- und SD-Standards werden als digitale Videodisks (DVD) bezeichnet, um sie von der CD und der CD-ROM zu unterscheiden.
MMCD und SD sind temporäre Namen. Sie können in der Zukunft geändert werden. In der vorliegenden Anmeldung werden der MMCD- und SD-Standard zum Bestimmen physikalischer Eigenschaften einer Optical-Disc wie zum Beispiel Substratdicke und Aufzeichnungsdichte verwendet.
US-A-5 281 797 offenbart eine Optical-Disc-Aufzeichnungs-/Wiedergabevorrichtung wie in der Präambel von Anspruch 1 ausgeführt ist. In dieser Vorrichtung des Standes der Technik ist eine Halbwellenplatte zum Ändern der Polarisationsrichtung in einem Kopf einer Optical-Disc eingeschlossen, die zum Folgen der Einbrenngrubenspur einer Optical-Disc gesteuert werden kann. Einschließen einer Halbwellenplatte oder eines anderen schweren Objekts zum Ändern der Polarisationsrichtung in dem spurverfolgenden Kopf einer Optical-Disc birgt den Nachteil, dass diese die Masse vergrößert, die für die Spurfolgebewegung gesteuert werden muss.
EP-A-0 731 457 (Stand der Technik unter Art. 54 (3) EPC) offenbart eine optische Abnahmevorrichtung, die Daten von verschiedenen Typen von Discs lesen kann, und eine Steuereinheit der nummerischen Apertur, die Mittel zum Ändern der Polarisationsebene angebracht an der Verschiebungseinheit aufweist, welche die Objektivlinse trägt. Auch in diesem Fall muss das Mittel zum Ändern der Polarisationsebene der Spurfolgebewegung der Objektivlinse folgen.
EP-A-0 742 554 und EP-A-0 747 893 (beide Stand der Technik unter Art. 54(3) EPC) offenbaren eine Optical-Disc-Lesevorrichtung mit Apertursteuermitteln zum Ändern der nummerischen Apertw abhängig vom Typ der Disc. Diese Vorrichtungen des Standes der Technik verwenden kein Mittel zum Ändern der Polarisationsebene.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Optical-Disc-Aufzeichnungs-/Wiedergabevorrichtung zu schaffen, die Informationen auf/von Optical-Discs mit voneinander verschiedenen Standards, zum Beispiel digitalen Video-Discs und Kompakt-Discs, stabil mit einer optischen Abnahmeeinrichtung aufzeichnen/wiedergeben kann.
Der vorliegenden Erfindung zufolge, wird die vorgenannte Aufgabe mit einer Optical-Disc-Aufzeichnungs-/Wiedergabevorrichtung gelöst, wie sie in Anspruch 1 definiert ist.
Die abhängigen Ansprüche definieren weitere vorteilhafte Merkmale der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Die Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der vorliegenden Erfindung deutlicher werden, wenn diese in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen betrachtet wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Blockdiagramm, das schematisch die Struktur einer Optical-Disc-Wiedergabevorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist ein schematisches Diagramm, dass die optische Struktur einer optischen Abnahmeeinrichtung in 1 zeigt.
3 ist eine Querschnittansicht, die die Struktur eines Polarisationsfilters in 2 zeigt.
4 ist eine Vorderansicht des in 3 gezeigten Polarisationsfilters.
5 ist ein schematisches Diagramm zum Beschreiben der Operation, wenn eine digitale Video-Disc unter Verwendung der optischen Abnahmeeinrichtung in 2 gelesen wird.
6 ist ein schematisches Diagramm zum Beschreiben der Operation, wenn eine Kompakt-Disc unter Verwendung der Abnahmeeinrichtung von 2 gelesen wird.
7 ist ein Kurvenbild, das das Verhältnis zwischen sphärischer Abenation und nummerischer Apertur zeigt.
8 ist ein Konzeptdiagramm einer Objektivlinse mit einer Funktion zum Korrigieren von Abenation.
9A bis 9G sind Vorderansichten, die andere Beispiele des Polarisationsfilters von 4 zeigen.
10A bis 10D sind Vorderansichten, die weitere Beispiele des Polarisationsfilters von 4 zeigen.
11A ist eine Vorderansicht zum Beschreiben von Polarisationsglas, und 11B ist eine Vorderansicht des Polarisationsglases, das anstelle des Polarisationsfilters von 2 verwendet werden kann.
12 ist ein schematisches Diagramm, das ein optisches System einer optischen Abnahmeeinrichtung in einer Optical-Disc-Wiedergabevorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
13 ist ein schematisches Diagramm, das ein optisches System einer optischen Abnahmeeinrichtung in einer Optical-Disc-Wiedergabevorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
14 ist ein Diagramm zum Beschreiben der Operation, wenn eine digitale Video-Disc unter Verwendung der optischen Abnahmeeinrichtung von 13 gelesen wird.
15 ist ein Diagramm zum Beschreiben der Operation, wenn eine Kompakt-Disc unter Verwendung der optischen Abnahmeeinrichtung von 13 gelesen wird.
16 ist ein schematisches Diagramm, das ein optisches System einer optischen Abnahmeeinrichtung in einer Optical-Disc-Wiedergabevorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
17 ist ein schematisches Diagramm, das ein optisches System einer optischen Abnahmeeinrichtung in einer Optical-Disc-Wiedergabevorrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
18 ist ein Blockdiagramm, das ein Signalverarbeitungssystem in einer optical-Disc-Wiedergabevorrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
19 ist ein Blockdiagramm, das die schematische Struktur der Optical-Disc-Wiedergabevorrichtung gemäß der sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
20 ist eine Vorderansicht, die die Struktur eines Flüssigkristalls von TN-Typ zeigt, der in einer optischen Abnahmeeinrichtung in 21 verwendet wird.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sollen im folgenden ausführlich unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben werden. In den Zeichnungen kennzeichnen die gleichen Bezugsziffern die gleichen oder entsprechende Teile.
Erste Ausführungsform
Tabelle 1 zeigt Nennwerte und Wiedergabebedingungen von zwei Arten von Optical-Discs, die in der optischen Wiedergabevorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform gelesen werden können.
Tabelle 1
Wie aus dieser Tabelle deutlich wird, kann die Optical-Disc-Wiedergabevorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform sowohl eine digitale Video-Disc gemäß dem SD-Standard mit einer hohen Dichte und einem dünnen Substrat als auch eine Kompakt-Disc (einschließlich CD-ROM) mit einer Standarddichte und einer Standardsubstratdicke lesen. Die digitale Video-Disc gemäß dem SD-Standard weist eine Substratdicke von 0,6 (Toleranzbereich 0,55–0,65) mm, eine kürzeste Einbrenngrubenlänge von 0,4 (Toleranzbereich 0,3–0,5) μm, und einen Sparabstand von 0,74 (Toleranzbereich 0,73-0,75) μm auf. Andererseits weist die Kompakt-Disc eine Substratdicke von 1,2 (Tole ranzbereich 1,1–1,3) mm, die kürzeste Einbrenngrubenlänge von 0,83 (Toleranzbereich 0,80–0,90) μm, und einen Sparabstand von 1,6 (Toleranzbereich 1,5–1,7) μm auf.
Diese Optical-Disc-Wiedergabevorrichtung liest sowohl die digitale Video-Disc als auch die Kompakt-Disc unter Verwendung einer einzigen Laserwellenlänge von 635 (Toleranzbereich 585–685, vorzugsweise 620–650) nm. Anstelle der Laserwellenlänge von 635 nm kann eine Laserwellenlänge von 650 (Toleranzbereich 600–700, vorzugsweise 635–665) nm verwendet werden. In dieser Ausführungsform ist eine Objektivlinse in Anpassung an die digitale Video-Disc ausgelegt. Die nummerische Apertur der Objektivlinse wird auf 0,60 (Toleranzbereich 0,55–0,65) für die digitale Video-Disc eingestellt. Der Lichtstrom wird beim Lesen der Kompakt-Disc so abgeblendet, dass die effektive nummerische Apertur der Objektivlinse auf 0,35 (Toleranzbereich 0,30–0,40) für die Kompakt-Disc geändert wird.
Bezugnehmend auf 1, umfasst eine Optical-Disc-Wiedergabevorrichtung 14 der ersten Ausführungsform eine optische Abnahmeeinrichtung 15, die auf einer Optical-Disc 13 aufgezeichnete Informationen abnimmt, eine Bestimmungsschaltung 16, die die Dicke eines Substrats 7 der Optical-Disc 13 bestimmt, eine Verarbeitungsschaltung 17 für ein Wiedergabesignal, die ein Wiedergabesignal von der optischen Abnahmeeinrtchtung 15 verarbeitet, und eine Sparfolge-Steuerschaltung 18, die Spurfolge-Steuerung für ein Bedienelement (nicht gezeigt) in der optischen Abnahmeeinrichtung 15 als Reaktion auf ein Sparfolge-Fehlersignal von der optischen Abnahmeeinrichtung 15 durchführt.
Wie in 2 gezeigt ist, umfasst die optische Abnahmeeinrtchtung 15 einen Halbleiterlaser 1, der einen Laserstrahl mit einer Wellenlänge von 635 (Toleranz ±15) nm erzeugt, ein Halbprisma 2, eine Kollimatorlinse 3, eine Einheit 4 zum Drehen der Polarisationsebene, einen Polartsationsfilter 5, eine Objektivlinse 6, die den Laserstrahl auf die Optical-Disc 13 fokussiert, einen Linsenhalter 19, der die Objektivlinse 6 und den Polarisationsfilter 5 zusammenhält, eine Sammellinse 8 und einen Photodetektor 9. Deshalb wird der Laserstrahl von dem Halbleiterlaser 1 durch das Halbprisma 2 reflek tiert, durch die Kollimatorlinse 3 parallel gemacht, und tritt in die Objektivlinse 6 durch die Einheit 4 zum Drehen der Polarisationsebene und den Polarisationsfilter 5 ein. Die Objektivlinse 6 zusammen mit dem daran befestigten Polarisationsfilter 5 werden in der Spurfolgerichtung durch die Sparfolge-Steuerschaltung 18 in 1 verschoben, und in Richtung ihrer optischen Achse (Fokusrichtung) durch einen Fokussteuermechanismus (nicht gezeigt) verschoben. Der Laserstrahl durch die Objektivlinse 6 wird konvergiert, um auf eine Aufzeichnungsfläche 7a einer Optical-Disc 13 durch ein aus Polycarbonat bestehendes Substrat gerichtet zu werden. Der durch die Aufzeichnungsfläche 7a reflektierte Laserstrahl tritt in die Sammellinse 8 durch das Substrat 7, die Objektivlinse 6, den Polarisationsfilter 5, die Einheit 4 zum Drehen der Polarisationsebene, die Kollimatorlinse 3 und das Halbprisma 2 ein. Der durch die Sammellinse 8 hindurchgehende Laserstrahl wird konvergiert, um auf den Photodetektor 9 gerichtet zu werden. Als Reaktion auf den gerichteten Laserstrahl, erzeugt der Photodetektor 9 ein Wiedergabesignal und ein Sparfolge-Fehlersignal. In dieser Ausführungsform ist die Objektivlinse 6 vorzugsweise ausgelegt, um Aberration aufgrund der Differenz in der Dicke des Substrats 7 klein zu gestalten.
Die Einheit 4 zum Drehen der Polarisationsebene umfasst einen Flüssigkristall 44 vom TN- (Twisted-Nematic) Typ, und zwei transparente Elektrodenplatten 45, zwischen denen der Flüssigkristall 44 sandwichartig angeordnet ist. Da keine Spannung an die transparenten Elektrodenplatten 45 beim Lesen der digitalen Video-Disc angelegt wird, dreht die Einheit 4 zum Drehen der Polarisationsebene die Polarisationsebene des Laserstrahls um 90°. Da andererseits eine vorbestimmte Spannung an die transparenten Elektrodenplatten 45 beim Lesen der Kompakt-Disc angelegt wird, dreht die Einheit 4 zum Drehen der Polarisationsebene die Polarisationsebene des Laserstrahls nicht. Deshalb geht der eintretende Laserstrahl direkt durch die Einheit 4 zum Drehen der Polarisationsebene hindurch.
Wie in 3 gezeigt ist, umfasst der Polarisationsfilter 5 einen ringförmigen Polarisationsfilm 51, zwei Glasplatten 52, zwischen denen der Film 51 sandwichartig angeordnet ist, und einen Filter 53 ohne Polarisationscharakteristiken, der auf die Oberfläche der Glasplatte 52 auf der Seite der Objektivlinse 6 geschichtet ist. Der Polarisationsfilm 51 blendet einen Laserstrahl ab, der die Polartsationsebene senkrecht zu der Oberfläche von Papier aufweist, auf dem die Fig. gezeichnet ist (im folgenden als eine "Papieroberfläche" bezeichnet). Deshalb überträgt der Polartsationsfilm 51 einen Laserstrahl, der die Polarisationsebene parallel zu der Papieroberfläche aufweist, mit einer Durchlässigkeit von ungefähr 70 bis 90%. Wenn der Laserstrahl, dessen Polartsationsebene parallel zur Papieroberfläche verläuft, gerichtet wird, ohne dass der Filter 53 vorgesehen ist, könnte eine Differenz in der Durchlässigkeit zwischen dem Mittelteil und dem Umfangsteil des Polarisationsfilters 5 vorliegen. Um dies zu vermeiden, weist der Filter 53 eine Durchlässigkeit von ungefähr 70 bis 90% auf, und gestaltet die Durchlässigkeit des Polarisationsfilters 5 in der gesamten Oberfläche desselben gleich, wenn der Laserstrahl mit der Polartsationsebene parallel zur Papieroberfläche gerichtet wird. Soweit es transparent ist und hervorragende optische Charakteristiken aufweist, kann ein jegliches Material für die Glasplatte 52 verwendet werden. Polycarbonat und ein Harz so wie PMMA, zum Beispiel, können anstelle von Glas verwendet werden. Da der Polartsationsfilter 5 an der Objektivlinse 6 befestigt ist, gilt, je leichter der Polarisationsfilter 5 ist, desto stabiler können Sparfolge-Steuerung und Fokussteuerung der Objektivlinse 6 durchgeführt werden.
Wenn ein Polartsationselement mit einer kleinen Differenz in der Durchlässigkeit zwischen seinem Mittelteil und seinem Umfangsteil verwendet wird, wird der Filter 53 nicht benötigt.
Die Polarisationscharakteristiken des Polarisationsfilters 5 sind in 4 gezeigt. Ein Umfangsteil 5a des Polarisationsfilters 5 überträgt nur einen Laserstrahl, der in der Längsrichtung der Figur polarisiert. Ein Mittelteil (transparente Apertur) 5b des Polarisationsfilters 5 überträgt einen in eine jegliche Richtung polarisierenden Laserstrahl. Wenn die nummerische Apertur der Objektivlinse 6 0,6 (Toleranz ±0,05 ) und der effektive Durchmesser der Objektivlinse 6 4 mm betragen, wird der Durchmesser des Mittelteils 5b des Polarisationsfilters 5 auf 2,3 mm festgelegt (Toleranz ± 0,2 mm), so dass die effektive nummerische Apertur der Objektivlinse 6 0,35 (Toleranz ± 0,05) wird. Wenn der effektive Durchmesser der Objektivlinse 6 anders als 4 mm ist, kann der Durchmesser des Mittelteils 5b des Polarisationsfilters 5 so eingestellt werden, dass die effektive nummerische Apertur der Objektivlinse 6 0,35 beträgt.
Es soll nun die Funktionsweise der ersten Ausführungsform beschrieben werden. Zuerst stellt die Bestimmungsschaltung 16 in 1 die Dicke des Substrats 7 der zu lesenden Optical-Disc 13 fest, und legt ein die festgestellte Dicke anzeigendes Bestimmungssignal an die optische Abnahmeeinrichtung 15 an. Als Reaktion auf das Bestimmungssignal wird die optische Abnahmeeinrichtung 15 so eingestellt, dass der Laserstrahl auf die Aufzeichnungsfläche 7a der Optical-Disc 13 konvergiert wird.
Beim Lesen der digitalen Video-Disc gemäß dem SD-Standard wird keine Spannung an die transparenten Elektrodenplatten 45 der Einheit 4 zum Drehen der Polarisationsebene angelegt. Deshalb dreht der Flüssigkristall 44 vom TN-Typ die Polarisationsebene des Laserstrahls um 90°, wie in 5 gezeigt ist, so dass ein Laserstrahl 20 mit der Polarisationsebene senkrecht zu der Papieroberfläche von der Kollimatorlinse 3 vollständig in einen Laserstrahl 38 geändert wird, dessen Polarisationsebene parallel zur Papieroberfläche ist. Da der Mittelteil des Polarisationsfilters 5 keine Polarisationscharakteristik aufweist, geht der Laserstrahl 38 durch den Mittelteil hindurch. Der Umfangsteil des Polarisationsfilters 5 weist zwar die Polarisationscharakteristik auf, jedoch passt die Polarisationsrichtung zu der des Laserstrahls 21. Deshalb geht der Laserstrahl in gleicher Weise sowohl durch den Umfangsteil als auch durch den Mittelteil hindurch. Der gesamte Laserstrahl 38 tritt in die Objektivlinse 6 ein, ohne durch den Polarisationsfilter 5 abgeblendet zu werden. Der Laserstrahl wird auf einer Aufzeichnungsfläche 70a einer digitalen Video-Disc 70 durch die Objektivlinse konvergiert. Der Durchmesser des auf der Aufzeichnungsfläche 70a ausgebildeten Leuchtpunkts beträgt 0,9 (Toleranz ± 0,1) μm.
Beim Lesen der Kompakt-Disc wird eine vorbestimmte Spannung an die transparenten Elektrodenplatten 45 der Einheit 4 zum Drehen der Polarisationsebene angelegt. Deshalb überträgt der Flüssigkristall 44 vom TN-Typ den Laserstrahl 20 direkt, ohne seine Polarisationsebene zu drehen, wie in 6 gezeigt ist. Infolgedessen weist der Laserstrahl 20 von der Einheit 4 zum Drehen der Polarisationsebene die Polarisationsebene senkrecht zur Papieroberfläche auf, welche die gleiche wie die des Laserstrahls 20 von der Kollimatorlinse 3 ist. Da der Mittelteil des Polarisationsfilters 5 keine Polarisationscharakteristik aufweist, geht der Laserstrahl 20 durch den Mittelteil hindurch. Da der Umfangsbereich des Polartsationsfilters 5 die Polarisationscharakteristik in der Richtung senkrecht zum Laserstrahl 20 aufweist, wird der Laserstrahl 20 jedoch im Umfangsbereich abgeblendet. Deshalb tritt der Laserstrahl 20 in die Objektivlinse 6 nur durch den Mittelteil des Polarisationsfilters 5 ein. Dieser Laserstrahl 20 wird auf einer Aufzeichnungsfläche 71a einer Kompakt-Disc durch die Objektivlinse 6 konvergiert. Der Durchmesser des auf der Aufzeichnungsfläche 71a gebildeten Strahlleuchtpunkts beträgt 1,5 (Toleranz ±0,1)μm.
Wie oben beschrieben, ist bei der ersten Ausführungsform die Objektivlinse 6 so ausgelegt, dass sie an die digitale Video-Disc gemäß dem SD-Standard mit einem Substrat 70 von 0,6 mm Dicke angepasst ist. Deshalb hat diese Objektivlinse 6 eine nummerische Apertw von 0,6 (Toleranz ±0,05). Allgemein ist die sphärische Abenation, wie in 7 gezeigt, proportional zu dem Biquadrat der nummerischen Apertur. Dies liegt darin begründet, dass eine Differenz in dem Lichtweg zwischen einem die Aufzeichnungsfläche 70a durch die Mitte der Objektivlinse 6 erreichenden Laserstrahl und einem die Aufzeichnungsfläche 70a durch den äußersten Umfang der Objektivlinse 6 eneichenden Laserstrahls vorliegt, wie in 8 gezeigt ist. Deshalb ist die Objektivlinse 6 so ausgelegt, um eine solche sphärische Abenation zu minimieren. Genauer ausgedrückt, ist der Mittelteil der Objektivlinse 6 so ausgelegt, um Abenation beim Lesen einer Optical-Disc einer Dicke von etwas mehr als 0,6 mm zu minimieren. Da Abenation des Mittelteils der Objektivlinse 6 beim Lesen einer Optical-Disc einer Dicke von 0,6 mm in diesem Fall etwas größer wird, ist es erwünscht, dass der Umfangsteil der Objektivlinse 6 ausgelegt ist, um die Aberration zu reduzieren.
Beim Lesen einer Kompakt-Disc mit einem Substrat 71 einer Dicke von 1,2 mm unter Verwendung der für eine digitale Video-Disc ausgelegten Objektivlinse 6, ist die effek tive nummerische Apertur der Objektivlinse 6 0,35 (Toleranz ±0,05), da der Polarisationsfilter 5 den Laserstrahl auf dem Umfangsteil der Objektivlinse 6 wie oben beschrieben abblendet.
Da der Laserstrahl nicht in den Umfangsteil der für eine digitale Video-Disc ausgelegten Objektivlinse 6 eintritt, kann die Objektivlinse 6 den Laserstrahl auf der Aufzeichnungsfläche 71a der Kompakt-Disc konvergieren. Deshalb konvergiert beim Lesen der digitalen Video-Disc die Objektivlinse 6 den auf ihren gesamten Teil auftreffenden Laserstrahl auf der Aufzeichnungsfläche 70a der digitalen Video-Disc. Beim Lesen der Kompakt-Disc konvergiert die Objektivlinse 6 nur den auf den Mittelteil auf der Aufzeichnungsfläche 71a der Kompakt-Disc auftreffenden Laserstrahl.
Wie oben beschrieben ist, wird gemäß der ersten Ausführungsform die effektive nummerische Apertur der Objektivlinse 6 kleiner, da der Polarisationsfilter 5 selektiv den Umfangsteil des Laserstrahls abblendet. Infolgedessen kann diese Optical-Disc-Wiedergabevorrichtung nicht nur die digitale Video-Disc, sondern auch die Kompakt-Disc lesen.
Obwohl die Optical-Disc-Wiedergabevorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform einen reflektierenden Spiegel zum Ändern des Lichtwegs des Laserstrahls um 90° zwischen der Kollimatorlinse 3 und dem Polarisationsfilter 5 umfasst, ist dieser Spiegel nicht gezeigt. Dieser reflektierende Spiegel gestaltet die optische Abnahmeeinrichtung dünn, indem er den Lichtweg wie oben beschrieben ändert.
Während bei der ersten Ausführungsform sich die effektive nummerische Apertur der Objektivlinse 6 entsprechend der Dicke des Substrats 7 ändert, kann die effektive nummerische Apertur sich auch entsprechend der Aufzeichnungsdichte anstelle der Dicke des Substrats 7 ändern.
Bei der ersten Ausführungsform ist die Einheit 4 zum Drehen der Polarisationsebene zwischen der Kollimatorlinse 3 und dem Polarisationsfilter 5 positioniert. Die Einheit 4 zum Drehen der Polarisationsebene kann jedoch auch zwischen dem Halbleiterlaser 1 und dem Halbprisma 2, oder zwischen dem Halbprisma 2 und der Kollimatorlinse 3 positioniert sein.
Ferner kann, obwohl der Polarisationsfilter 5 eine kreisförmige transparente Apertw an seinem Mittelteil aufweist, wie in 4 gezeigt ist, der Polarisationsfilter 5 auch eine polygonale transparente Apertw wie z. B. ein Dreieck und ein Achteck anstelle einer solchen kreisförmigen transparenten Apertur aufweisen, wie in den 9A bis 9G gezeigt.
Wenn der Polarisationsfilter 5 an der Objektivlinse 6 wie in der oben beschriebenen ersten Ausführungsform befestigt ist, entspricht die optische Achse der Objektivlinse 6 immer der Mitte der transparenten Apertw des Polarisationsfilters 5. Deshalb verwsacht eine Verschiebung der Objektivlinse 6 in der Spurfolgerichtung keine Änderung des Lichtstroms des Laserstrahls. Der Polarisationsfilter 5 kann jedoch unabhängig von der Objektivlinse 6 entfernt vorgesehen werden. Der Polarisationsfilter 5 muss nicht unbedingt an der Objektivlinse 6 befestigt sein. In diesem Fall ist die Objektivlinse 6 vorzugsweise an der optischen Achse des Laserstrahls befestigt. Wenn eine zufriedenstellende Wiedergabe nicht durchgeführt werden kann, kann die transparente Apertw in der Bewegungsrichtung der Objektivlinse 6 erweitert werden. Da die Objektivlinse 6 und der Polarisationsfilter 5 in der Spurfolgerichtung durch die Sparfolge-Steuerschaltung 18 verschoben werden, kann die transparente Apertw von Seite zu Seite länger sein, wie zum Beispiel in den 10A bis 10D gezeigt ist. Bei der in 10A gezeigten rechteckigen transparenten Apertw, beträgt die kürzere Seite 2,3 mm, und die längere Seite ist 2,5 bis 3,3 mm. Ferner kann die transparente Apertw asymmetrisch sein. Da ein Wiedergabe unter Verwendung der transparenten Apertw durchführender CD-Spieler Informationen von innen nach außen einer Disc wiedergibt, wird die transparente Apertw in der nach außen verlaufenden Spurfolgerichtung der Disc verlängert.
Ferner kann ein Hologrammelement mit den Polarisationscharakteristiken oder Polarisationsglas, gezeigt in den 11A und 11B, anstelle des Polarisationsfilters 5 ver wendet werden. Außerdem kann anstelle des Polarisationsfilters 5 ein optischer Dünnfilm mit den Polarisationscharakteristiken auf der Oberfläche einer optischen Komponente wie z. B. einem reflektierenden Spiegel gebildet werden, der zwischen der Einheit 4 zum Drehen der Polarisationsebene und der Objektivlinse 6 positioniert wird.
Polarisierendes Glas wird durch Ausrichtung von Silberverbindungen in Glas in einer vorbestimmten Richtung und Reduktion der Oberfläche zum Ausbringen von Silber wie in 11A gezeigt hergestellt. Der reduzierte Silbeifilm weist die Polarisationscharaktertstik auf.
Deshalb wird Silber in dem anstelle des Polarisationsfilters 5 verwendeten Polarisationsglas nur am Umfangsteil 5a aufgebracht, und im Mittelteil 5b wird Silber nicht aufgebracht, wie in 11B gezeigt ist. Deshalb weist der Umfangsteil 5a des polartsierenden Glases die Polartsationscharakteristik auf, während der Mittelteil 5b nicht die Polartsationscharaktertstik aufweist.
Da Silber für das polarisierende Glas verwendet wird, kann der Laserstrahl mit der gleichen Polarisationsebene wie den Polarisationscharakteristiken des Umfangsteils 5a durch den Umfangsteil 5a um 100% hindurchgehen. Deshalb ist es nicht erforderlich, den Filter 53 zum Senken der Durchlässigkeit an dem Mittelteil wie in 3 gezeigt vorzusehen. Selbst wenn der Lichtstrom des Laserstrahls abgeblendet wird, kann eine ausreichende Menge von Licht erhalten werden. Es ist erwünscht, Silber als ein Material zum Bereitstellen des polarisierenden Glases mit der Polarisationscharaktertstik zu verwenden. Es kann jedoch ein jegliches anderes Metallmatertal verwendet werden, solange es die Polarisationscharakteristik bereitstellt.
In der oben beschriebenen ersten Ausführungsform wird ein Flüssigkristal 144 vom TN-Typ zum elektrischen Drehen der Polartsationsebene verwendet. Es kann jedoch stattdessen ein Flüssigkristall vom STN- (Super-Twisted-Nematic) Typ verwendet werden.
Der fenoelektrische Flüssigkristall dreht die Polarisationsebene des Laserstrahls um 45° als Reaktion auf die Anlegung einer positiven Spannung in einer kurzen Zeit, und hält einen solchen Zustand aufrecht. Andererseits dreht der fenoelektrische Flüssigkristall als Reaktion auf die Anlegung einer negativen Spannung in einer kurzen Zeit die Polarisationsebene des Laserstrahls um 45° in der Richtung entgegengesetzt derjenigen bei Anlegung der positiven Spannung und hält einen solchen Zustand aufrecht. Deshalb kann durch Anlegen der positiven Spannung beim Lesen der digitalen Video-Disc und der negativen Spannung beim Lesen der Kompakt-Disc, zum Beispiel, der fenoelektrische Flüssigkristall die Polarisationsebene des Laserstrahls um 90° drehen. Die Verwendung eines solchen fenoelektrischen Flüssigkristalls verkürzt eine Spannungsanlegungszeit zum Drehen der Polarisationsebene, was zu einer Senkung des Energieverbrauchs führt.
In der oben beschriebenen ersten Ausführungsform wird ein Halbprisma 2 verwendet. Ein polarisierender Strahlteiler kann jedoch anstelle des Halbprismas 2 verwendet werden, und eine Vierteilwellenplatte kann zwischen dem Polarisationsfilter 5 und der Objektivlinse 6 eingefügt werden. Einer solchen Struktur zufolge, wird die Verwendungswirksamkeit des Laserstrahls verbessert.
In der oben beschriebenen Ausführungsform wird der Laserstrahl einer Wellenlänge von 635 nm verwendet. Es kann jedoch ein Laserstrahl einer Wellenlänge von 650 (Toleranz ±15) nm verwendet werden. Obwohl in diesem Fall der Leuchtpunktdurchmesser des Laserstrahls sich um ungefähr 0,1 μm vergrößert, kann zufriedenstellende Wiedergabe durchgeführ werden. Wenn die Toleranz der Wellenlänge 635 nm ± 50 nm beträgt, oder wenn die Toleranz der Wellenlänge 650 nm ± 50 nm beträgt, kann zufriedenstellende Wiedergabe durchgeführt werden.
Bei der oben beschriebenen ersten Ausführungsform weist die Objektivlinse 6 eine nummerische Apertur von 0,6 auf, um so an die digitale Video-Disc gemäß dem SD-Standard angepasst zu sein. Wenn die Objektivlinse 6 jedoch eine nummerische Apertw von 0,52 aufweist, um so an das Substrat einer Dicke von 1,2 mm angepasst zu sein, können sowohl die Kompakt-Disc als auch die digitale Video-Disc gemäß dem MMCD-Standard gelesen werden. Dem MMCD-Standard zufolge, weist eine Optical-Disc ein Substrat einer Dicke von 1,2 (Toleranz ±0,05) mm und eine hohe Aufzeichnungsdichte auf. In diesem Fall kann die Kompakt-Disc sogar dann gelesen werden, wenn die effektive nummerische Apertur der Objektivlinse nicht 0,35 beträgt. Wenn die effektive nummerische Apertw der Objektivlinse 6 jedoch 0,35 beträgt, wird durch die Neigung oder Verziehung des Substrats erzeugtes Koma verringert, was eine günstigere Wiedergabe ermöglicht.
Bei der oben beschriebenen ersten Ausführungsform wird ein Polarisationsfilm 51 verwendet, der nur den Laserstrahl mit der Polarisationsebene parallel zu der Papieroberfläche verwendet. Wenn jedoch der Laserstrahl mit der Polarisationsebene parallel zu der Papieroberfläche auf die Einheit 4 zum Drehen der Polarisationsebene einfällt, kann stattdessen ein Polarisationsfilm verwendet werden, der nur den Laserstrahl mit der Polarisationsebene senkrecht zu der Papieroberfläche aufweist.
Ersetzung, Abwandlung und dergleichen der oben beschriebenen Komponenten kann auch auf die später zu beschreibenden Ausführungsformen angewendet werden.
Zweite Ausführungsform
Bezugnehmend auf 14, wird in der Optical-Disc-Wiedergabevorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der Polarisationsfilter 5 in 2 auf die Oberfläche der Objektivlinse 6 laminiert, wodurch der Polarisationsfilter 5 auf der Objektivlinse 6 befestigt wird. Die zweite Ausführungsform ist kompakter als die erste Ausführungsform ausgelegt. Ein optischer Dünnfilm mit den Polarisationscharakteristiken kann auf der Oberfläche der Objektivlinse 6 anstelle des Polarisationsfilters 5 ausgebildet werden.
Dritte Ausführengsform
Bezugnehmend auf 13, umfasst die Optical-Disc-Wiedergabevorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform, anders als die erste Ausführungsform, eine Objektivlinse 37, die ausgelegt ist, um an ein Substrat einer Dicke von 0,8 mm angepasst zu sein, und eine Platte 10 zur Korrektur der sphärischen Abenation einer asphärischen Form, die zwischen der Kollimatorlinse 3 und der Einheit 4 zum Drehen der Polarisationsebene eingefügt ist. Diese Optical-Disc-Wiedergabevorrichtung kann Informationen wiedergeben, die auf der digitalen Video-Disc gemäß dem SD-Standard, der Kompakt-Disc und der digitalen Video-Disc gemäß dem MMCD-Standard aufgezeichnet sind. Die Platte 10 zur Korrektur sphärischer Abenation korrigiert die sphärische Abenation der Objektivlinse 37 entsprechend dem Typ der zu lesenden Optical-Disc. Die Platte 10 zur Korrektutr sphärischer Abenation ist zum Beispiel aus einem Hologrammelement, einem Beugungsgitter und dergleichen gebildet.
Beim Lesen der digitalen Video-Disc gemäß dem SD-Standard wird eine Platte 100 zur Korrektur sphärischer Abenation für ein dünnes Substrat eingesetzt, und keine Spannung wird an transparente Elektrodenplatten 45 der Einheit 4 zum Drehen der Polarisationsebene angelegt, wie in 14 gezeigt ist. Da die Einheit 4 zum Drehen der Polarisationsebene die Polarisationsebene des Laserstrahls 20 um 90° ähnlich wie in der ersten Ausführungsform dreht, wird der gesamte durch die Einheit 4 zum Drehen der Polarisationsebene hindurchgehende Laserstrahl 38 durch den Polarisationsfilter 5 übertragen.
Da die Objektivlinse 37 in der siebten Ausführungsform ausgelegt ist, um an ein Substrat von 0,8 mm Dicke wie oben beschrieben angepasst zu sein, würde ohne die Platte 100 zur Korrektur sphärischer Abenation eine sphärische Abenation erzeugt werden. Da jedoch bei der siebten Ausführungsform die Platte 100 zur Korrektur der sphärischen Abenation eingesetzt wird, konvergiert die Objektivlinse 37 den Laserstrahl 38 auf die Aufzeichnungsfläche 70a der digitalen Video-Disc gemäß dem SD-Standard ohne Erzeugen von sphärischer Abenation.
Andererseits wird beim Lesen der Kompakt-Disc oder der digitalen Video-Disc gemäß dem MMCD-Standard eine Platte 101 zur Korrektur sphärischer Abenation für ein Substrat einer Standarddicke eingesetzt, und eine vorbestimmte Spannung wird an die transparenten Elektrodenplatten 45 der Einheit 4 zum Drehen der Polarisationsebene angelegt, wie in 15 gezeigt ist. Deshalb überträgt die Einheit 4 zum Drehen der Polarisationsebene, ähnlich wie in dem Fall der ersten Ausführungsform, den Laserstrahl 20 ohne Drehung der Polarisationsebene. Der Polarisationsfilter 5 blendet den Umfangsteil des Laserstrahls 20 ab, und überträgt nur den Mittelteil des Laserstrahls 20.
Da die Platte 101 zur Korrektur sphärischer Abenation für ein Substrat einer Standarddicke in dieser Ausführungsform eingesetzt wird, konvergiert die Objektivlinse 37 den Laserstrahl 20 auf der Aufzeichnungsfläche 71a der Kompakt-Disc oder der digitalen Video-Disc gemäß dem MMCD-Standard ohne Erzeugung sphärischer Abenation.
Bei der dritten Ausführungsform ist die Einheit 4 zum Drehen der Polarisationsebene zwischen der Platte 10 zur Korrektur sphärischer Abenation und dem Polarisationsfilter 5 vorgesehen, und die Platte 10 zur Korrektur sphärischer Abenation ist zwischen der Kollimatorlinse 3 und der Einheit 4 zum Drehen der Polarisationsebene vorgesehen. Die Einheit 4 zum Drehen der Polarisationsebene und die Platte 10 zur Korrektur sphärischer Abenation können jedoch auch zwischen dem Halbleiterlaser 1 und dem Halbprisma 2 oder zwischen der Kollimatorlinse 3 und dem Polarisationsfilter 5 vorgesehen werden. Die Platte 10 zur Korrektur sphärischer Abenation kann auch zwischen dem Halbprisma 2 und der Kollimatorlinse 3 oder zwischen der Kollimatorlinse 3 und dem Polarisationsfilter 5 vorgesehen werden. Genauer ausgedrückt, können die Einheit 4 zum Drehen der Polarisationsebene und die Platte 10 zur Korrektur sphärischer Abenation überall positioniert werden, solange sie näher zum Halbleiterlaser 1 als der Po1lrisationsfilter 5 sind. Die Einheit 4 zum Drehen der Polarisationsebene und die Platte 10 zur Korrektur sphärischer Abenation können entgegengesetzt zu dem Fall von 13 positioniert werden.
Obwohl die Objektivlinse 37 ausgelegt ist, um in der siebten Ausführungsform an das Substrat 7 einer Dicke von 0,8 mm angepasst zu sein, kann die Objektivlinse 37 auch ausgelegt sein, um an ein Substrat einer anderen Dicke als 0,8 mm angepasst zu sein, zum Beispiel einer Dicke von 0,6 bis 1,2 mm. Wenn die Objektivlinse ausgelegt ist, um ungefähr an ein Substrat einer Dicke von 0,6 mm angepasst zu sein, kann die digitale Video-Disc gemäß dem SD-Standard mit einem Substrat 70 von 0,6 mm Dicke stabil gelesen werden. Wenn die Objektivlinse ausgelegt ist, um ungefähr an ein Substrat einer Dicke von 1,2 mm angepasst zu sein, kann die Kompakt-Disc oder die digitale Video-Disc gemäß dem MMCD-Standard mit dem Substrat 71 der Dicke von 1,2 mm stabil gelesen werden.
Wenn die Objektivlinse ausgelegt ist, um an das Substrat 70 einer Dicke von 0,6 mm angepasst zu sein, muss die Platte 100 zur Korrektur sphärischer Aberration für ein dünnes Substrat in 14 nicht eingesetzt werden. Wenn die Objektivlinse ausgelegt ist, um an ein Substrat 71 einer Dicke von 1,2 mm angepasst zu werden, muss die Platte 101 zur Korrektur sphärischer Abenation für ein Substrat einer Standarddicke in 15 nicht eingesetzt werden.
Vierte Ausführengsform
Die Optical-Disc-Wiedergabevorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform umfasst eine halbe Spiegelplatte 48 anstelle des Halbprismas 2, wie in 16 gezeigt ist. Eine nichtgemusterte Einheit 4 zum Drehen der Polarisationsebene wird zwischen der halben Spiegelplatte 48 und dem Beugungsgitter 47 eingesetzt. Da die Einheit 4 zum Drehen der Polarisationsebene nicht wie bei der neunten Ausführungsform gemustert ist, ist der Polarisationsfilter 5 gemustert. In 34 ist der reflektierende Spiegel nicht gezeigt.
Fünfte Ausführungsform
Bei der Optical-Disc-Wiedergabevorrichtung gemäß der fünften Ausführungsform sind die Einheit 4 zum Drehen der Polarisationsebene und das Beugungsgitter 47 entgegen gesetzt zu denjenigen in 16 positioniert, wie in 17 gezeigt ist. Wie in dieser Ausführungsform kann die Einheit 4 zum Drehen der Polarisationsebene zwischen dem Beugungsgitter 47 und dem Halbleiterlaser 1 eingesetzt werden.
Sechste Ausführungform
In der Optical-Disc-Wiedergabevorrichtung, die die digitale Video-Disc gemäß dem MMCD-Standard unter denjenigen der obigen Ausführungsformen lesen kann, umfasst eine Wiedergabesignal-Verarbeitungsschaltung 17 von 1 vorzugsweise einen Verstärker 90a für MMCD und einen Verstärker 90b für SD oder CD. Ferner umfasst die Sparfolge-Steuerschaltung 18 in 1 vorzugsweise einen Verstärker 91a für MMCD und einen Verstärker 91b für SD oder CD.
Bei der sechsten Ausführungsform wird das durch den Photodetektor erzeugte Wiedergabesignal durch den Verstärker 90a oder 90b verstärkt, und das verstärkte Wiedergabesignal wird an einen Wiedergabesignal-Verarbeitungsteil 90c angelegt. Das gleichzeitig durch den Photodetektor erzeugte Sparfolge-Fehlersignal wird durch den Verstärker 91a oder 91b verstärkt, und das verstärkte Sparfolge-Fehlersignal wird an einen Spurfolge-Steuerteil 91c angelegt.
Der Verstärker 91a für MMCD weist eine größere Verstärkung als der Verstärker 90b für SD oder CD auf. Der Verstärker 90a weist eine große Verstärkung insbesondere in einer Hochfrequenzkomponente des Wiedergabesignals auf. Der Verstärker 90a für MMCD wird beim Lesen der digitalen Video-Disc gemäß dem MMCD-Standard aktiviert, und der Verstärker 90b für SD oder CD wird beim Lesen der digitalen Video-Disc gemäß dem SD-Standard oder der Kompakt-Disc aktiviert.
Der Verstärker 91a für MMCD weist eine größere Verstärkung als der Verstärker 91b für SD oder CD auf. Der Verstärker 91a für MMCD wird beim Lesen der digitalen Video-Disc gemäß dem MMCD-Standard aktiviert, und der Verstärker 91b für SD oder CD wird beim Lesen der digitalen Video-Disc gemäß dem SD-Standard oder der Kompakt-Disc aktiviert.
Deshalb wird beim Lesen der digitalen Video-Disc gemäß dem MMCD-Standard das Wiedergabesignal durch den Verstärker 90a für MMCD stärker als beim Lesen der digitalen Video-Disc gemäß dem SD-Standard oder der Kompakt-Disc verstärkt, um an den Wiedergabesignal-Verarbeitungstei190c angelegt zu werden. Andererseits wird das Spurfolge-Fehlersignal durch den Verstärker 91a für MMCD stärker beim Lesen der digitalen Video-Disc gemäß dem MMCD-Standard als beim Lesen der digitalen Video-Disc gemäß dem SD-Standard oder der Kompakt-Disc verstärkt, um an den Spurfolge-Steuerteil 91c angelegt zu werden. Infolgedessen können Jitter und Rauschen des Wiedergabesignals und des Sparfolge-Fehlersignals, die von der digitalen Video-Disc gemäß dem MMCD-Standard erhalten werden, reduziert werden. In ähnlicher Weise zu dem Wiedergabesignal und dem Sparfolge-Fehlersignal wird ein Fokusfehlersignal vorzugsweise stärker beim Lesen der digitalen Video-Disc gemäß dem MMCD-Standard als beim Lesen der digitalen Video-Disc gemäß dem SD-Standard oder der Kompakt-Disc verstärkt.
Siebte Ausführungform
Bei den obigen Ausführungsformen wird ein Laserstrahl mit einer Wellenlänge von 585 bis 685 nm oder 600 bis 700 nm verwendet. Es gibt jedoch keine Begrenzung bezüglich der Wellenlänge des Laserstrahls. Zum Beispiel kann ein Laserstrahl auch mit einer kurzen Wellenlänge verwendet werden. Ein Laserstrahl mit einer Wellenlänge im Bereich von 350 bis 700 nm kann verwendet werden. Die effektive nummerische Apertur der Öbjektivlinse ist nicht auf die in den obigen Ausführungsformen gezeigten begrenzt. Die effektive nummerische Apertur kann im Bereich von 0,20 bis 0,65 eingestellt werden. Obwohl bei den obigen Ausführungsformen die Dicke des Substrats der zu lesenden Optical-Disc 1,2 mm und 0,6 mm beträgt, ist die Dicke nicht darauf begrenzt.
Die folgende Tabelle 2 zeigt Nennwerte und Wiedergabebedingungen jeder der Optical-Discs, wenn die digitale Video-Disc gemäß dem SD-Standard, die Kompakt-Disc und eine digitale Video-Disc hoher Dichte (HD) unter Verwendung eines blauen Lasers gelesen werden (Wellenlänge: 350–450 nm, typische Wellenlänge: 415–445 nm).
Tabelle 2
In der digitalen HD-Video-Disc beträgt die Dicke des Substrats 0,6 (Toleranz ±0,05) mm, die Einbrenngrubenlänge ist 0,25 ((Toleranz ±0,05) μm, die Einbrenngrubentiefe ist 72 (Toleranz ±10) nm, und der Sparabstand ist 0,50 (Toleranz ±0,08 μm). Deshalb weist die digitale HD-Video-Disc eine höhere Aufzeichnungsdichte als die digitale Video-Disc gemäß dem SD-Standard auf.
Wie aus Tabelle 2 deutlich wird, wird zum Lesen der oben beschriebenen drei Arten von Optical-Discs mit einem blauen Laser die effektive nummerische Apertur der Objektivlinse auf 0,20–0,30 beim Lesen der Kompakt-Disc, auf 0,36–0,46 beim Lesen der digitalen Video-Disc gemäß dem SD-Standard, und auf 0,55–0,65 beim Lesen der digitalen HD-Video-Disc eingestellt. Die Objektivlinse ist vorzugsweise auslegt, um an die digitale HD-Video-Disc angepasst zu sein, und weist die nummerische Apertur von 0,55–0,65 auf. In diesem Fall kann die effektive nummerische Apertur der Objektivlinse auf 0,36–0,46 oder 0,20–0,30 geändert werden. Alternativ ist die Objektivlinse vorzugsweise ausgelegt, um an die digitale Video-Disc gemäß dem SD-Standard angepasst zu sein, und weist die nummerische Apertur von 0,36–0,60 auf. In diesem Fall kann die effektive nummerische Apertur der Objektivlinse auf 0,20–0,30 geändert werden. Die effektive nummerische Apertur der Objektivlinse kann mit dem in den obigen Ausführungsformen angezeigten Verfahren geändert werden. Obwohl die digitale Video-Disc gemäß dem SD-Standard, die Kompakt-Disc und die digitale HD-Video-Disc mit dem blauen Laser gelesen werden können, ist daher der blaue Laser zum Lesen der digitalen Video-Disc gemäß dem SD-Standard und der digitalen HD-Video-Disc geeignet.
Die folgende Tabelle 3 zeigt Nennwerte und Wiedergabebedingungen jeweiliger Optical-Discs, wenn die oben beschriebenen Arten von Optical-Discs mit einem grünen Laser gelesen werden (Wellenlänge: 450–550 nm, typische Wellenlänge: 517–547 nm).
Tabelle 3
Tabelle 3 deutlich wird, wird zum Lesen der drei Arten von Optical-Discs unter Verwendung des grünen Lasers die effektive nummerische Apertur der Objektivlinse auf 0,25–0,35 beim Lesen der Kompakt-Disc, auf 0,45 – 0,55 beim Lesen der digitalen Video-Disc gemäß dem SD-Standard, und auf 0,55–0,65 beim Lesen der digitalen HD-Video-Disc eingestellt. Die Objektivlinse ist vorzugsweise ausgelegt, um an die digitale HD-Video-Disc angepasst zu sein, und weist die nummerische Apertur von 0,55–0,65 auf. In diesem Fall kann die effektive nummerische Apertur der Objektivlinse auf 0,45-0,55 oder 0,25–0,35 geändert werden.
Alternativ ist die Objektivlinse vorzugsweise ausgelegt, um an die digitale Video-Disc gemäß dem SD-Standard angepasst zu sein, und weist die nummerische Apertur von 0,45–0,60 auf. In diesem Fall kann die effektive nummerische Apertur der Objektivlinse auf 0,25–0,35 geändert werden. Die effektive nummerische Apertur der Objektivlinse kann auch mit dem in den obigen Ausführungsformen angeführten Verfahren geändert werden. Obwohl der grüne Laser zum Lesen der digitalen Video-Disc gemäß dem SD-Standard und der Kompakt-Disc geeignet ist, kann der grüne Laser auch die digitale HD-Video-Disc lesen.
Nur zwei Arten von Discs, die digitale Video-Discs gemäß dem SD-Standard und die Kompakt-Disc können mit dem blauen Laser gelesen werden. In diesem Fall kann die nummerische Apertur der Objektivlinse auf 0,36–0,60 eingestellt werden, und die effektive nummerische Apertw der transparenten Apertur kann selektiv in dem Bereich von 0,25–0,35 umgeschaltet werden. Wenn andererseits nur zwei Arten von Discs, das heißt die digitale Video-Disc gemäß dem SD-Standard und die Kompakt-Disc mit dem grünen Laser gelesen werden, kann die nummerische Apertur der Objektivlinse auf 0,45 –0,60 eingestellt werden, und die effektive nummerische Apertur der transparenten Apertur kann selektiv im Bereich von 0,20–0,30 umgeschaltet werden.
Achte Ausführengsform
Obwohl bei den obigen Ausführungsformen nur die Wiedergabe von Informationen auf der Optical-Disc beschrieben wurde, kann die vorliegende Erfindung auch auf das Aufzeichnen von Informationen auf der Optical-Disc angewendet werden. Durch Verwendung eines Halbleiterlasers mit einer Wellenlänge von 680 (Toleranz ±15) nm, 650 (Toleranz ±50) nm, 635 (Toleranz ±50) nm, 500 (Toleranz ±50) nm oder 400 (Toleranz ±50) nm und einer Leistung von 30 mW, zum Beispiel, können Informationen auf der digitalen Video-Disc gemäß dem SD-Standard, der Kompakt-Disc, und der digitalen HD-Video-Disc aufgezeichnet werden. In diesem Fall wird die effektive nummerische Apertur der Objektivlinse so eingestellt, um an die jeweiligen Optical-Discs und die jeweiligen Wellenlängen angepasst zu sein.
Neunte Ausführungsform
Bei den obigen Ausführungsformen wird die effektive nummerische Apertur der Objektivlinse gemäß der Substratdicke oder der Aufzeichnungsdichte der Optical-Disc geändert. Die effektive nummerische Apertur der Objektivlinse kann jedoch auch mehrstufig gemäß einer Fehlerrate des ermittelten Wiedergabesignals geändert werden. Wie in 19 gezeigt ist, umfasst eine Optical-Disc-Wiedergabevorrichtung 56 gemäß der neunten Ausführungsform eine optische Abnahmeeinrichtung 201, einen Verstärker 207, der das Wiedergabesignal von der optischen Abnahmeeinrichtung 201 verstärkt, eine Signalverarbeitungsschaltung 202, die das verstärkte Wiedergabesignal verarbeitet, eine Fehlenate-Berechnungsschaltung 204, die eine Fehlerrate berechnet, welche in einer vorbestimmten Zeitspanne basierend auf der Ausgabe einer Fehler-Ermittlungsschaltung 203 in der Signalverarbeitungsschaltung 202 erzeugt wird, eine Flüssigkristall-Treiberschaltung 206, die eine solche Einheit 57 zum Drehen der Polarisationsebene wie in 20 gezeigt in einer optischen Abnahmeeinrtchtung 201 antreibt, und einen Kontroller 205, der die Flüssigkristall-Treiberschaltung 206 entsprechend der Fehlerrate von der Fehlenate-Berechnungsschaltung 204 antreibt. Die Einheit 57 zum Drehen der Polarisationsebene weist eine Mehrzahl transparenter Aperturen 58 auf, die einen ande ren Durchmesser wie in 20 gezeigt aufweisen. Eine der Mehrzahl transparenter Aperturen 58 wird ausgewählt. Die Polarisationsebene des durch die ausgewählte transparente Apertw hindurchgehenden Laserstrahls wird gedreht. Die Polarisationsebene des durch die Einheit 57 zum Drehen der Polarisationsebene hindurchgehenden Laserstrahls ausschließlich der ausgewählten transparenten Apertur 58 wird jedoch nicht gedreht.
Der elften Ausführungsform zufolge, wird der Durchmesser der transparenten Apertw 58 entsprechend der Fehlerrate geändert. Deshalb kann der Durchmesser der transparenten Apertw 58 einfach so eingestellt werden, dass die mit der Größe von Jitter korrelierende Fehlerrate minimiert wird.

Claims

Optical-Disc-Aufzeichnungs/Wiedergabevorrichtung zum Bestrahlen einer optical Disc mit einem Laserstrahl zum Aufzeichnen/Wiedergeben von Informationen auf/von der optical Disc, umfassend: einen Laser (1, 27, 11, 12) zum Erzeugen eines Laserstrahls, der auf die optical Disc (7) zu richten ist; eine Objektivlinse (6) zum Fokussieren des Laserstrahls von dem Laser auf die optical Disc; und eine Einrichtung zum Ändern der effektiven numerischen Apertur der Objektivlinse (6), wobei die Einrichtung umfaßt: Mittel (4) zum Drehen der Polarisationsebene für das selektive Drehen der Polarisationsebene des Laserstrahls; Ausblendmittel (5) zum selektiven Abblenden eines Randbereiches des Laserstrahls je nachdem, ob die Polarisationsebene des Laserstrahls gedreht wurde oder nicht, wobei die Ausblendmittel ein Polarisationsfilter (51) umfassen mit einem Randbereich (5a), der nur in einer bestimmten Richtung polarisiertes Laserlicht durchlässt, und einen Mittelbereich (5b), der in beliebiger Richtung polarisiertes Laserlicht durchlässt, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (4) zum Drehen der Polarisationsebene einen Flüssigkristall (44) umfassen, der zwischen zwei transparenten Elektrodenplatten (45) angeordnet ist, und dass die Objektivlinse (6) zusammen mit dem daran befestigten Polarisationsfilter (5) durch Sparfolge-Steuermittel (18) in der Spurfolgerichtung verschiebbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Ausblendmittel (5) auf einer Oberfläche der Objektivlinse (6) vorgesehen sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Objektivlinse (6) zum Reduzieren ihrer Aberration ausgelegt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Flüssigkristall von einem Twisted-Nematic-Typ ist oder einem Supertwisted-Nematic-Typ ist oder eine ferroelektrtsche Charaktertstik aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Laser umfasst: ein erstes lichtemittierendes Element (28, 31, 11) zum Erzeugen des Laserstrahls mit der Polartsationsebene in einer ersten Richtung, und ein zweites lichtemittierendes Element (29, 32, 12) zum Erzeugen des Laserstrahls mit der Polartsationsebene in einer zweiten Richtung, die sich von der ersten Richtung unterscheidet, wobei die Mittel zum Drehen der Polartsationsebene selektiv das erste und zweite lichtemittierende Element aktivieren.
Vorrichtung nach Anspruch 5, bei der der Laser ferner eine Subhalterung (30) umfasst; und das erste und das zweite lichtemittierende Element an dieser Subhalterung angebracht sind.
Vorrichtung nach Anspruch 5, bei der der Laser ferner ein Halbleitersubstrat (33) umfasst, und das erste und das zweite lichtemittierende Element auf dem Halbleitersubstrat ausgebildet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Mittel zum Drehen der Polarisationsebene den Laser um seine optische Achse drehen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Ausblendmittel eine kreisförmige oder polygonale transparente Apertur in ihrer Mitte aufweisen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Laserstrahl eine Wellenlänge von 350 nm bis 700 nm aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Objektivlinse eine effektive numerische Apertur von 0,20 bis 0,65 aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Objektivlinse so ausgelegt ist, dass an die Dicke eines Substrats einer digitalen Video-Disc angepasst zu werden, und die Ausblendmittel einen Randbereich des Laserstrahls beim Lesen einer Kompakt-Disc abblenden.
Vorrichtung nach Anspruch 12, bei der die Dicke des Substrats der digitalen Video-Disc 0,55 mm bis 0, 65 mm beträgt, und die Kompakt-Disc ein Substrat mit einer Dicke von 1,1 mm bis 1,3 mm aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 13, bei der der Laserstrahl eine Wellenlänge von 350 nm bis 450 nm aufweist, die Objektivlinse eine numerische Apertur von 0,55 bis 0,65 aufweist, und die Ausblendmittel die effektive numerische Apertur der Objektivlinse auf 0,36 bis 0,46 oder 0,20 bis 0,30 ändern.
Vorrichtung nach Anspruch 13, bei der der Laserstrahl eine Wellenlänge von 350 nm bis 450 nm aufweist, die Objektivlinse eine numerische Apertw von 0,36 bis 0,60 aufweist, und die Ausblendmittel die effektive numerische Apertw der Objektivlinse auf 0,20 bis 0,30 ändern.
Vorrichtung nach Anspruch 13, bei der der Laserstrahl eine Wellenlänge von 415 nm bis 445 nm aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 13, bei der der Laserstrahl eine Wellenlänge von 450 nm bis 550 nm aufweist, die Objektivlinse eine numerische Apertw von 0,55 bis 0,65 aufweist, und die Ausblendmittel die effektive numerische Apertw der Objektivlinse auf 0,45 bis 0,55 oder 0,25 bis 0,35 ändern.
Vorrichtung nach Anspruch 13, bei der der Laserstrahl eine Wellenlänge von 450 nm bis 550 nm aufweist, die Objektivlinse eine numerische Apertw von 0,45 bis 0,60 aufweist, und die Ausblendmittel die effektive numerische Apertw der Objektivlinse auf 0,25 bis 0,35 ändern.
Vorrichtung nach Anspruch 13, bei der der Laserstrahl eine Wellenlänge von 517 nm bis 547 nm aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 13, bei der der Laserstrahl eine Wellenlänge von 585 nm bis 685 nm aufweist, die Objektivlinse eine numerische Apertw von 0,55 bis 0,65 aufweist, und die Ausblendmittel die effektive numerische Apertw der Objektivlinse auf 0,30 bis 0,40 ändern.
Vorrichtung nach Anspruch 20, bei der der Laserstrahl eine Wellenlänge von 620 nm bis 650 nm aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 13, bei der der Laserstrahl eine Wellenlänge von 600 nm bis 700 nm aufweist, die Objektivlinse eine numerische Apertur von 0,55 bis 0,65 aufweist, und die Ausblendmittel die effektive numerische Apertur der Objektivlinse auf 0,30 bis 0,40 ändern.
Vorrichtung nach Anspruch 22, bei der der Laserstrahl eine Wellenlänge von 635 nm bis 665 nm aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 13, ferner umfassend: ein Fotodetektionsmittel (9) zum Ermitteln von von der optical Disc reflektiertem Licht, um ein Wiedergabesignal zu erzeugen; ein erstes Verstärkungsmittel zum Verstärken des Wiedergabesignals von den Fotodetektionsmitteln; und ein Mittel zum Erhöhen der Verstärkung des ersten Verstärkungsmittels beim Lesen der digitalen Video-Disc, die ein Substrat einer Dicke von 1,15 mm bis 1,25 mm aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 24, bei der das Fotodetektionsmittel ferner ein Spurfolgefehlersignal zum Steuern der Objektlinse erzeugt, um den Laserstrahl zu veranlassen, eine Spur der optical Disc zu verfolgen, wobei die optical Disc-Aufzeichnungs/Wiedergabevorrichtung umfasst: ein zweites Verstärkungsmittel zum Verstärken des Spurfolgefehlersignals von dem Fotodetektionsmittel; und ein Mittel zum Erhöhen der Verstärkung des zweiten Verstärkungsmittels beim Lesen der digitalen Video-Disc, die ein Substrat mit einer Dicke von 1,15 mm bis 1,25 mm aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 24, ferner umfassend: ein Mittel zum Erhöhen der Verstärkung des ersten Verstärkungsmittels bezüglich einer Hochfrequenzkomponente des Wiedergabesignals beim Lesen der digitalen Video-Disc, die ein Substrat einer Dicke von 1,15 mm bis 1,25 mm aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Objektivlinse (6; 37) ausgelegt ist, um an die Dicke eines Substrats einer ersten digitalen Video-Disc mit einer ersten Aufzeichnungsdichte angepasst zu werden, und die Ausblendmittel beim Lesen der ersten digitalen Video-Disc den Laserstrahl nicht abblenden und beim Lesen einer zweiten digitalen Video-Disc mit einer zweiten Aufzeichnungsdichte, die niedriger als die erste Auszeichnungsdichte ist, einen Randbereich des Laserstrahls abblenden.
Vorrichtung nach Anspruch 27, bei der die erste und zweite digitale Video-Disc jeweils ein Substrat einer Dicke von 0,55 mm bis 0,65 mm aufweisen.
Vorrichtung nach Anspruch 28, bei der die erste digitale Video-Disc eine Einbrenngrubentiefe von 62 nm bis 82 nm, eine Einbrenngrubenlänge von 0,20 μm bis 0,30 μm, und einen Spurabstand von 0,42 μm bis 0,58 μm aufweist, und die zweite digitale Video-Disc eine Einbrenngrubentiefe von 95 nm bis 115 nm, eine Einbrenngrubenlänge von 0,38 μm bis 0,42 μm und einen Sparabstand von 0,69 μm bis 0,79 μm aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 29, bei der der Laserstrahl eine Wellenlänge von 350 nm bis 450 nm aufweist, die Objektivlinse eine numerische Apertur von 0,55 bis 0,65 aufweist, und die Ausblendmittel die effektive numerische Apertur der Objektivlinse auf 0,36 bis 0,46 ändern.
Vorrichtung nach Anspruch 29, bei der der Laserstrahl eine Wellenlänge von 415 nm bis 445 nm aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 28, bei der die erste digitale Video-Disc eine Einbrenngrubentiefe von 78 nm bis 98 nm, eine Einbrenngrubenlänge von 0,20 μm bis 0,30 μm, und einen Sparabstand von 0,42 μm bis 0,58 μm aufweist, und die zweite digitale Video-Disc eine Einbrenngrubentiefe von 95 nm bis 115 nm, eine Einbrenngrubenlänge von 0,38 μm bis 0,42 μm und einen Sparabstand von 0,69 μm bis 0,79 μm aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 32, bei der der Laserstrahl eine Wellenlänge von 450 nm bis 550 nm aufweist, die Objektivlinse eine numerische Apertur von 0,55 bis 0,65 aufweist, und die Ausblendmittel die effektive numerische Apertur der Objektivlinse auf 0,45 bis 0,55 ändern.
Vorrichtung nach Anspruch 33, bei der der Laserstrahl eine Wellenlänge von 517 nm bis 547 nm aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend: Bestimmungsmittel (16) zum Bestimmen eines Standards der optical Disc, um ein den bestimmten Standard anzeigendes Bestimmungssignal zu erzeugen; und Mittel (4, 5, 24, 35, 36, 39, 40) zum Ändern der numerischen Apertur zum Ändern der effektiven numerischen Apertur der Objektivlinse als Reaktion auf das Bestimmungssignal von den Bestimmungsmitteln, wobei der durch die Bestimmungsmittel bestimmte Standard die Dicke des Substrats der optical Disc oder die Aufzeichnungsdichte der optical Disc ist.