JP2995003B2 - 光学式再生装置 - Google Patents

光学式再生装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、基板の厚さが厚い光デ
ィスクと薄い光ディスクの両者を再生できる再生装置に
関する。基板の厚さが厚い光ディスクとは、例えば、
１．２ｍｍ程度の厚さの光ディスクであり、薄い光ディ
スクとは、例えば、０．６ｍｍ程度の厚さの光ディスク
である。また、基板の厚さとは、本明細書では、基板表
面と信号記録面の距離をいうものと定義する。したがっ
て、基板表面と信号記録面の距離が０．６ｍｍ程度の光
ディスクを背中合わせに２枚貼り合わせて、全体の厚さ
を１．２ｍｍ程度とした光ディスクも、本明細書では、
基板の厚さが０．６ｍｍ程度の光ディスクと言う。
【０００２】
【従来の技術】マルチメディア情報を扱う再生型の光デ
ィスクとして、ＣＤ−ＲＯＭ等が実用化されている。Ｃ
Ｄ−ＲＯＭは、ディスクの直径が１２ｃｍ、ディスクの
厚さが１．２ｍｍ、トラックピッチが１．６μｍの媒体
であり、片面に５４０Ｍｂｙｔｅの情報を記録できる。
再生型の光ディスクに、ＭＰＥＧ方式等の圧縮技術を用
いて映像情報を記録するディジタルビデオディスク（Ｄ
ＶＤ）の開発が行われている。しかし、現行のＣＤ−Ｒ
ＯＭに、データ転送レートが４Ｍｂｐｓ程度のＭＰＥＧ
２規格の映像データを記録すると、約２０分程度の映像
データしか記録できないため、２時間程度の映画を記録
するには容量不足である。
【０００３】このため、光ディスクの記録密度を標準密
度の数倍に高める高密度技術の開発が行われている。例
えば、直径がＣＤ−ＲＯＭと同じである１２ｃｍのディ
スクに、片面で約５Ｇｂｙｔｅの情報を記録するＳＤが
考案されている。ＳＤは、トラックピッチが約０．７３
μｍ、最短ピット長が約０．４μｍで、且つ、効率の良
い変調方式が採用されたディスクである。ＳＤのディス
クの厚さは０．６ｍｍである。このＳＤを背中合わせに
２枚貼り合わせた場合は、１枚で約１０Ｇｂｙｔｅの情
報を記録できる。映画情報に換算すると４時間程度に相
当する。
【０００４】また、ＣＤ−ＲＯＭと同じ直径１２ｃｍの
ディスクに、片面で約３．７Ｇｂｙｔｅの情報を記録す
るＨＤＭＣＤが提案されている。これは、トラックピッ
チを約０．８４μｍ、最短ピット長を約０．４５μｍと
したディスクである。ＨＤＭＣＤのディスク厚は１．２
ｍｍである。本明細書では、ＣＤ−ＲＯＭと同等の記録
密度を標準密度という。
【０００５】本発明に関連する先行技術としては、特開
平７−５７２７１号公報に開示された技術がある。ま
た、特開平６−２１５４０６号公報には、内周部と外周
部とでレーザビームの結像点が異なるように設計した対
物レンズを用いることにより、基板の厚さの異なる２種
類の光ディスクの各信号記録面に、各々ビームスポット
を集光させることができる光ピックアップが開示されて
いる。また、特開平５−３０３７６６号公報には、光デ
ィスク基板の厚さに応じて、表面が非球面でパワーの無
い光学素子を平行光束中に挿入させ、又は、平行光束中
から退避させることにより、焦点距離を変えることな
く、基板の厚さの相違によって発生する収差を補正する
光ピックアップが開示されている。このようにすること
で、この光ピックアップでは、基板の厚さの異なる各光
ディスクの記録面に各々ビームスポットを集光させてい
る。また、特開平６−２５９８０４号公報には、基板が
厚い標準密度のＣＤの再生用の半導体レーザと、基板が
薄い高密度の光ディスクの記録及び再生用の半導体レー
ザを備え、光ディスクに応じて選択された半導体レーザ
の出力光を、共通の光学系を通して信号記録面に集光さ
せる装置が開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】高密度の光ディスクを
再生する場合には、信号記録面に集光されるレーザビー
ムのスポット径を０．９μｍ程度まで絞る必要がある。
そのためには、レーザビームの波長を短くしたり、対物
レンズの開口数ＮＡを大きくしたりしなければならな
い。
【０００７】しかし、対物レンズの開口数ＮＡを大きく
すると、コマ収差が開口数ＮＡの３乗に比例して増大す
るという事情があるため、レーザビームが光ディスクの
基板表面に垂直に入射しないときにはコマ収差が大きく
なって、再生信号の品質が劣化するという問題が生ず
る。ここで、レーザビームの入射角を垂直でなくならせ
る光ディスクの傾斜は、光ディスク基板の反り等に起因
して発生する。一方、コマ収差は、光ディスク基板の厚
さにも比例するため、光ディスク基板の厚さを薄くする
ことによってコマ収差を減少させ、これにより、光ディ
スク基板の傾斜に起因するコマ収差を抑制することが可
能である。この事情に基づいて、光ディスク基板の傾斜
に起因するコマ収差を抑制しつつ対物レンズの開口数Ｎ
Ａを大きくしてレーザビームのスポット径を０．９μｍ
程度まで絞るために、光ディスク基板の厚さを薄くする
ことが検討されたのである。
【０００８】しかるに、光ピックアップの対物レンズ
は、光ディスク基板の厚さとレーザビームの波長を考慮
して設計されている。このため、記録対象又は再生対象
の光ディスクの基板の厚さが、対物レンズの設計に際し
て想定された基板の厚さと異なる場合には波面収差が発
生する。その結果、その光ディスクの信号記録面にレー
ザビームスポットが集光されなくなって、信号の記録及
び再生が不可能になる。例えば、基板の厚さが０．６ｍ
ｍの光ディスク用に設計された対物レンズを搭載する光
ピックアップを用いた場合には、基板の厚さが１．２ｍ
ｍの光ディスクの信号記録面にレーザビームスポットを
集光させることはできず、その光ディスクに信号を記録
したり、または、その光ディスクの記録信号を再生した
りすることはできない。即ち、基板の厚さの異なる２種
類の光ディスクに対しては、各々に適した対物レンズを
搭載する光ピックアップを用意する必要がある。
【０００９】現行密度で厚さが１．２ｍｍのディスク
（ＣＤ，ＣＤ−ＲＯＭ）と、高密度で厚さが１．２ｍｍ
のディスク（ＨＤＭＣＤ）と、高密度で厚さが０．６ｍ
ｍのディスク（ＳＤ）とが、今後、併存することが予想
される。このため、ＣＤ等とＳＤの両者を記録／再生で
きる光学式再生装置、或いは、ＳＤとＨＤＭＣＤの両者
を記録／再生できる光学式再生装置が望まれる。本発明
の目的は、標準密度で厚い基板の光ディスク（ＣＤ等）
と、高密度で薄い基板の光ディスク（ＳＤ等）の両者
を、単一の光ピックアップを用いて再生できる再生装置
を提供することである。本発明の目的は、高密度で厚い
基板の光ディスク（ＨＤＭＣＤ等）と、高密度で薄い基
板の光ディスク（ＳＤ等）の両者を、単一の光ピックア
ップを用いて再生できる再生装置を提供することであ
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、光ディスクの
信号記録面に対物レンズを通してレーザ光を照射すると
ともに該信号記録面で反射されたレーザ光を光検出器へ
導いて信号を再生する光学式再生装置であって、基板表
面と信号記録面との距離が異なる複数種類の光ディスク
の各々に対応して前記対物レンズの実効的開口数を調整
して当該光ディスクの信号記録面にレーザスポットを合
焦させる調整手段、を備えた光学式再生装置である。つ
まり、上記のように、セットされた光ディスクの基板の
厚さに対応して対物レンズの実効的開口数が調整される
と、該光ディスクの信号記録面に、該光ディスクの記録
密度に適した口径のレーザスポットが合焦される。
【００１１】例えば、前記調整手段として、レーザ光源
と前記対物レンズとの間の光路中に設けられた絞り手段
を備えた装置である。例えば、前記調整手段が、前記距
離が１．１５ｍｍ〜１．２５ｍｍ等の標準距離の光ディ
スクと、前記距離が０．５５ｍｍ〜０．６５ｍｍ等の短
距離の光ディスクに各々対応して、前記調整を行う装置
である。例えば、前記調整手段が、前記距離が１．１５
ｍｍ〜１．２５ｍｍ等の標準距離の光ディスクがセット
されている場合には前記光路の径を絞り、前記距離が
０．５５ｍｍ〜０．６５ｍｍ等の短距離の光ディスクが
セットされている場合には前記光路の径を絞らない、装
置である。
【００１２】また、前記に於いて、偏光方向が互いに直
交する２種類のレーザ光を出力するレーザ光源を有し、
前記調整手段として一方の偏光について前記光路の径を
絞り他方の偏光については光路の径を絞らずに透過する
偏光選択性調整手段を備えた装置である。例えば、前記
偏光選択性調整手段が偏光フィルタの装置である。例え
ば、前記偏光選択性調整手段が偏光選択性ホログラムの
装置である。
【００１３】また、前記調整手段が、前記距離が１．１
５ｍｍ〜１．２５ｍｍ等の標準距離の光ディスクと０．
５５ｍｍ〜０．６５ｍｍ等の短距離の光ディスクに各々
対応して前記調整を行う装置である。また、前記調整手
段が、前記距離が１．１５ｍｍ〜１．２５ｍｍ等の標準
距離の光ディスクがセットされている場合には前記光路
の径を絞られた偏光の反射光を再生し、前記距離が０．
５５ｍｍ〜０．６５ｍｍ等の短距離の光ディスクがセッ
トされている場合には前記光路の径を絞られずに透過さ
れた偏光の反射光を再生する、装置である。
【００１４】また、前記レーザ光源が、出力されるレー
ザ光の偏光方向が互いに直交する２個のレーザダイオー
ドで構成される装置である。また、前記レーザ光源が、
偏光方向が互いに直交する２種類のレーザ光の一方を選
択的に出力する１チップのレーザダイオードで構成され
る装置である。
【００１５】また、前記光路の径を絞られた偏光の反射
光を検出する第１光検出器と、前記光路の径を絞られず
に透過された偏光の反射光を検出する第２光検出器と、
を各々有する光学式再生装置である。また、前記距離が
１．１５ｍｍ〜１．２５ｍｍ等の標準距離の光ディスク
がセットされている場合には前記第１光検出器の検出信
号を再生信号処理部へ送り、前記距離が０．５５ｍｍ〜
０．６５ｍｍ等の短距離の光ディスクがセットされてい
る場合には前記第２光検出器の検出信号を再生信号処理
部へ送る、検出信号切換手段、を有する装置である。
【００１６】また、前記距離が１．１５ｍｍ〜１．２５
ｍｍ等の標準距離の光ディスクがセットされている場合
には前記光路の径を絞られる偏光をレーザ光源から出射
させ、前記距離が０．５５ｍｍ〜０．６５ｍｍ等の短距
離の光ディスクがセットされている場合には前記光路の
径を絞られずに透過される偏光をレーザ光源から出射さ
せる、レーザ光切換手段、を有する装置である。
【００１７】また、本発明は、光ディスクの信号記録面
に対物レンズを通してレーザ光を照射するとともに該信
号記録面で反射されたレーザ光を光検出器へ導いて信号
を再生する光学式再生装置であって、基板表面と信号記
録面との距離が１．１５ｍｍ〜１．２５ｍｍ等の標準距
離の光ディスクと０．５５ｍｍ〜０．６５ｍｍ等の短距
離の光ディスクの各々について信号記録面にレーザスポ
ットが合焦されるように前記対物レンズの実効的開口数
を調整する調整手段と、前記距離が１．１５ｍｍ〜１．
２５ｍｍ等の標準距離で高密度の光ディスクがセットさ
れた場合は前記光検出器から出力される再生信号の高域
成分の強調程度を大きくする手段と、を備えた光学式再
生装置である。
【００１８】また、上記構成に於いて、さらに、前記距
離が１．１５ｍｍ〜１．２５ｍｍ等の標準距離で高密度
の光ディスクがセットされた場合は前記光検出器から出
力されるトラッキングエラー信号のゲインアップの程度
を大きくする手段、を有する光学式再生装置である。ま
たは、上記構成に於いて、さらに、前記距離が１．１５
ｍｍ〜１．２５ｍｍ等の標準距離で高密度の光ディスク
がセットされた場合は前記光検出器から出力される再生
信号のゲインアップの程度を大きくする手段、を有する
光学式再生装置である。または、これらの両者を有する
光学式再生装置である。さらに、前記調整手段がレーザ
光源と前記対物レンズとの光路中に介挿された絞り手段
であり、前記調整手段が前記距離が１．１５ｍｍ〜１．
２５ｍｍ等の標準距離で高密度の光ディスクがセットさ
れている場合には前記光路の径を絞り前記距離が０．５
５ｍｍ〜０．６５ｍｍ等の短距離の光ディスクがセット
されている場合には前記光路の径を絞らない装置であ
る。
【００１９】また、本発明は、光ディスクの信号記録面
にレーザ光を照射するとともに該信号記録面で反射され
たレーザ光を光検出器へ導いて信号を再生する光学式再
生装置であって、内周部と外周部とで焦点距離が異なる
ように、例えば、内周部が外周部より焦点距離が長くな
るように設計された対物レンズと、基板表面と信号記録
面との距離が異なる複数種類の光ディスクの各々につい
て当該光ディスクの信号記録面にレーザスポットが合焦
されるように前記対物レンズの実効的開口数を調整する
調整手段と、を備えた光学式再生装置である。
【００２０】例えば、前記調整手段が、レーザ光源と前
記対物レンズとの光路中に設けられて光路を部分的に遮
光する遮光手段である光学式再生装置である。例えば、
前記遮光手段が、前記距離が１．１５ｍｍ〜１．２５ｍ
ｍ等の標準距離の光ディスクがセットされている場合に
は前記光路の外周部を遮光し、前記距離が０．５５ｍｍ
〜０．６５ｍｍ等の短距離の光ディスクがセットされて
いる場合には前記光路を遮光しない、光学式再生装置で
ある。例えば、前記遮光手段が、前記距離が１．１５ｍ
ｍ〜１．２５ｍｍ等の標準距離の光ディスクがセットさ
れている場合は前記光路の外周部を遮光し、前記距離が
０．５５ｍｍ〜０．６５ｍｍ等の短距離の光ディスクが
セットされている場合は前記光路の内周部を遮光する、
光学式再生装置である。例えば、前記遮光手段により遮
光調整される光路の外周部及び内周部が、前記対物レン
ズの焦点距離の異なる外周部及び内周部に概ね対応す
る、光学式再生装置である。
【００２１】例えば、偏光方向が互いに直交する２種類
のレーザ光を出力するレーザ光源を有し、前記遮光手段
が、一方の偏光については前記光路の外周部を遮光し、
他方の偏光については光路を遮光しない、偏光選択性調
整手段として構成された、光学式再生装置である。例え
ば、偏光方向が互いに直交する２種類のレーザ光を出力
するレーザ光源を有し、前記遮光手段が、一方の偏光に
ついては前記光路の外周部を遮光し、他方の偏光につい
ては光路の内周部を遮光する、偏光選択性調整手段とし
て構成された、光学式再生装置である。例えば、前記遮
光手段により遮光調整される光路の外周部及び内周部
は、前記対物レンズの焦点距離の異なる外周部及び内周
部に概ね対応する、光学式再生装置である。
【００２２】例えば、前記遮光手段が、前記距離が１．
１５ｍｍ〜１．２５ｍｍ等の標準距離の光ディスクがセ
ットされている場合には前記光路の外周部を遮光された
偏光の反射光を再生し、前記距離が０．５５ｍｍ〜０．
６５ｍｍ等の短距離の光ディスクがセットされている場
合には前記光路の外周部を遮光されなかった偏光の反射
光を再生する、光学式再生装置である。例えば、前記光
路の外周部を遮光された偏光の反射光を検出する第１光
検出器と、前記光路の外周部を遮光されなかった偏光の
反射光を検出する第２光検出器と、を各々有する光学式
再生装置である。例えば、前記距離が１．１５ｍｍ〜
１．２５ｍｍ等の標準距離の光ディスクがセットされて
いる場合には前記第１の光検出器の検出信号を再生信号
処理部へ送り、前記距離が０．５５ｍｍ〜０．６５ｍｍ
等の短距離の光ディスクがセットされている場合には前
記第２の光検出器の検出信号を再生信号処理部へ送る、
検出信号切換手段、を有する光学式再生装置である。例
えば、前記距離が１．１５ｍｍ〜１．２５ｍｍ等の標準
距離の光ディスクがセットされている場合には前記光路
の外周部を遮光される偏光をレーザ光源から出力させ、
前記距離が０．５５ｍｍ〜０．６５ｍｍ等の短距離の光
ディスクがセットされている場合には前記光路の外周部
を遮光されない偏光をレーザ光源から出力させる、レー
ザ光切換手段、を有する光学式再生装置である。
【００２３】また、本発明は、光ディスクの信号記録面
にレーザ光を照射するとともに該信号記録面で反射され
たレーザ光を光検出器へ導いて信号を再生する光学式再
生装置であって、内周部が外周部より焦点距離が長くな
るように設計された対物レンズと、基板表面と信号記録
面との距離が１．１５ｍｍ〜１．２５ｍｍ等の標準距離
の光ディスクと０．５５ｍｍ〜０．６５ｍｍ等の短距離
の光ディスクの各々について、信号記録面にレーザスポ
ットが合焦されるように前記対物レンズの実効的開口数
を調整する調整手段と、前記距離が１．１５ｍｍ〜１．
２５ｍｍ等の標準距離で高密度の光ディスクがセットさ
れた場合は前記光検出器から出力される再生信号のゲイ
ンアップの程度と高域成分の強調程度を大きくするとと
もに前記光検出器から出力されるトラッキングエラー信
号のゲインアップの程度を大きくする手段と、を備えた
光学式再生装置である。
【００２４】上記の如く構成された装置では、セットさ
れた光ディスクの基板表面と信号記録面との距離に応じ
て、対物レンズの実効的開口数が調整され、当該光ディ
スクの信号記録面に当該光ディスクに適した径のレーザ
スポットが合焦される。実効的開口数の調整は、例え
ば、レーザ光源と対物レンズとの間の光路に介挿された
絞り手段によって行われる。この絞り手段は、光ディス
クの厚さに応じて絞りを調整されるものである。この絞
り手段としては、例えば、偏光面が互いに直交する２種
類のレーザ光の一方を絞り、他方をそのまま透過する偏
光選択性絞り手段が用いられる。
【００２５】例えば、セットされた光ディスクの基板表
面と信号記録面との距離が１．１５ｍｍ〜１．２５ｍｍ
等の標準距離であるか、又は、０．５５ｍｍ〜０．６５
ｍｍ等の短距離であるかに応じて、対物レンズの実効的
開口数が調整されて、当該光ディスクの信号記録面に当
該光ディスクに適した径のレーザスポットが合焦され
る。さらに、前記距離が１．１５ｍｍ〜１．２５ｍｍ等
の標準距離で高密度の光ディスクの場合には、光検出器
から出力される再生信号の高域成分の強調程度が大きく
される。
【００２６】例えば、基板表面と信号記録面との距離が
１．１５ｍｍ〜１．２５ｍｍ等の標準距離の光ディスク
がセットされた場合には、対物レンズの内周部（＝焦点
距離が長い部分）を通ったレーザ光が信号記録面に合焦
される。また、基板表面と信号記録面との距離が０．５
５ｍｍ〜０．６５ｍｍ等の短距離の光ディスクがセット
された場合には、対物レンズの外周部（＝焦点距離が短
い部分）を通ったレーザ光が信号記録面に合焦される。
その際、対物レンズの内周部が遮光された場合には、超
解像現象によりレーザスポットが更に絞られる。
【００２７】
【実施例】
第１実施例 図１は第１実施例を示す。図中、半導体レーザ11と半導
体レーザ12とは、偏光方向が互いに直交するレーザ光
（細実線が半導体レーザ11からのレーザ光，細破線が半
導体レーザ12からのレーザ光）を出力する。半導体レー
ザ11は厚さ０．６ｍｍの光ディスク51用であり、６３５
ｎｍ±１５ｎｍ（もしくは６５０ｎｍ±１５ｎｍ）の波
長のレーザ光を出力する。±１５ｎｍは許容誤差であ
る。半導体レーザ12は厚さ１．２ｍｍの光ディスク52用
であり、６３５ｎｍ±１５ｎｍ（もしくは６５０ｎｍ±
１５ｎｍ）の波長のレーザ光を出力する。厚さ０．６ｍ
ｍの光ディスク51は高密度のＳＤであり、厚さ１．２ｍ
ｍの光ディスク52は高密度のＨＤＭＣＤ又は標準密度の
ＣＤである。また、対物レンズ24の開口数は、厚さ０．
６ｍｍの光ディスク51に対して０．６となるように設計
されている。
【００２８】厚さ０．６ｍｍの光ディスク51がセットさ
れている場合は、半導体レーザ11がオンされて、半導体
レーザ12はオフされる。半導体レーザ11から出力された
波長６３５ｎｍのレーザ光（Ｐ偏光）は、偏光ビームス
プリッタ21を透過し、コリメータレンズ22で平行光にさ
れ、ハーフミラー23を透過し、偏光フィルタ31で絞られ
ずに透過し、対物レンズ24で集光されて、０．６ｍｍ厚
の光ディスク51の信号記録面51a に合焦される。このと
きのスポット径は０．９μｍである。
【００２９】信号記録面51a で反射されたレーザ光は、
対物レンズ24で平行光にされ、偏光フィルタ31で絞られ
ずに透過し、ハーフミラー23で反射されて９０°方向を
変えられた後、集光レンズ25により集光されて、光検出
器40に結像され、記録情報に対応する信号として検出さ
れる。
【００３０】厚さ１．２ｍｍの光ディスク52がセットさ
れている場合は、半導体レーザ12がオンされて、半導体
レーザ11はオフされる。半導体レーザ12から出力された
波長６３５ｎｍのレーザ光（Ｓ偏光）は、偏光ビームス
プリッタ21で反射され、コリメータレンズ22で平行光に
され、ハーフミラー23を透過し、偏光フィルタ31で周辺
部をカットされて（＝絞られて）中心部を透過された
後、対物レンズ24で集光されて、厚さ１．２ｍｍの光デ
ィスク51の信号記録面52a に合焦される。このときのス
ポット径は１．３μｍである。即ち、偏光フィルタ31で
絞られることで、対物レンズ24の実効的開口数は、略
０．４となっている。
【００３１】偏光フィルタ31は、図１の（ｂ）に示すよ
うに、Ｐ偏光（図で両矢印）は絞らずにそのまま透過す
るが、Ｓ偏光（図で黒丸●印）は絞って径を小さくする
ように作用する偏光選択性フィルタである。対物レンズ
24の開口数が０．６で焦点距離ｆが３．３ｍｍの場合、
レーザビームの有効径（図で外側の円の径）が３．９６
ｍｍのとき、偏光フィルタ31で絞られた後の開口数０．
４相当の径（図で内側の円の径）は２．６４ｍｍであ
る。
【００３２】信号記録面52a で反射されたレーザ光は、
対物レンズ24で平行光にされ、偏光フィルタ31を絞られ
ずに（理由：既に絞られているため）透過し、ハーフミ
ラー23で反射されて９０°方向を変えられた後、集光レ
ンズ25により集光されて、光検出器40に結像され、記録
情報に対応する信号として検出される。
【００３３】上記構成では、偏光フィルタ31を用いてい
るが、これに代えて、偏光選択性ホログラム（一方の偏
光に関して、周辺部を拡散させて中心部のみ透過させる
光学素子）を用いてもよい。
【００３４】また、上記構成では、対物レンズ24の直手
前の位置に偏光フィルタ31を配置して、トラッキングサ
ーボ時にも対物レンズ24と偏光フィルタ31が一体に変位
するように構成することで、集光特性が良好になるよう
にしている。即ち、再生特性が良好になるようにしてい
るが、再生特性が若干劣化することを許容するのであれ
ば、偏光フィルタ31を固定アパーチャとして設けてもよ
い。その場合は、半導体レーザ12〜対物レンズ24の間で
あれば、何れの位置に設けてもよい。さらに、その場合
に於いて半導体レーザ11の光路から外れた部分（つまり
半導体レーザ12〜偏光ビームスプリッタ21間）に設ける
のであれば、偏光フィルタではなく、通常の絞りを用い
ることができる。
【００３５】実効的開口数（ＮＡ）と集光スポット径 次に、図２を参照して、実効的開口数と集光スポット径
の関係について説明する。図２は、実際にＮＡ０．６、
板厚０．６ｍｍ用の対物レンズを用いて、厚さ１．２ｍ
ｍのディスクに集光させ、光路中に絞りを挿入して実効
ＮＡを変化させたときにおける、集光スポット径とＮＡ
の関係を示す。なお、黒丸●印は波長６３５ｎｍのレー
ザ光を用いた場合であり、白丸○印は波長７８０ｎｍの
レーザ光を用いた場合である。
【００３６】実効的開口数が０．４より小さい領域で
は、レーザスポット径はλ／ＮＡに従う。しかし、実効
的開口数が０．４より大きい領域では「設計と異なる厚
さの光ディスクを再生する場合には球面収差が開口数の
４乗に比例して増大する」という現象が効いてくるた
め、開口数が大きくなるにつれてレーザスポット径を絞
ることができなくなる。
【００３７】このため、図示のように、実効的開口数が
０．４程度（０．３５〜０．４）の場合に、レーザスポ
ット径が最小（波長６３５ｎｍでは１．３μｍ，波長７
８０ｎｍでは１．６５μｍ）となる。本発明では、この
ことを利用して、厚さ０．６ｍｍの光ディスクに対して
設計された対物レンズを用いて、厚さ１．２ｍｍの光デ
ィスクを再生することを可能としている。即ち、標準密
度のＣＤと高密度のＳＤの互換（波長６３５ｎｍ±１５
ｎｍ，波長６５０ｎｍ±１５ｎｍ，波長６８０ｎｍ±１
５ｎｍ，波長７８０ｎｍ±１５ｎｍ）を可能としてい
る。なお、半導体レーザ11と半導体レーザ12とは、異な
る波長であってもよい。
【００３８】ＨＤＭＣＤとＳＤの互換 上述のように、波長６３５ｎｍのレーザ光の場合は、厚
さ０．６ｍｍの光ディスクに対して設計された対物レン
ズを用いて、厚さ１．２ｍｍの光ディスクの信号記録面
に、１．３μｍ径のレーザスポットを合焦させることが
可能である。また、波長７８０ｎｍのレーザ光の場合
は、厚さ０．６ｍｍの光ディスクに対して設計された対
物レンズを用いて、厚さ１．２ｍｍの光ディスクの信号
記録面に、１．６５μｍ径のレーザスポットを合焦させ
ることが可能である。
【００３９】現在提供されている標準密度のＣＤでは、
スポット径が１．６μｍ程度の場合に再生が可能であ
る。このため、波長６２０ｎｍ〜８００ｎｍのレーザ光
を上述の如く１．３μｍ〜１．６５μｍ程度に絞ること
により再生できる。しかし、高密度のＨＤＭＣＤの再生
には、スポット径を１．１μｍ程度まで絞ることが必要
なため、上述の構成では再生特性が悪い。
【００４０】このため、高密度のＨＤＭＣＤとＳＤの互
換をとる場合には、図５のような回路構成を採用する。
即ち、ＨＤＭＣＤを再生する場合には、アンプ60a に切
り換えて再生信号のゲインアップの程度と高域成分の強
調程度をＳＤの場合よりも大きくし、これを、再生信号
処理部70へ送る。また、アンプ61a に切り換えてトラッ
キングエラー信号のゲインアップの程度をＳＤの場合よ
りも大きくし、これを、トラッキングサーボ制御回路71
へ送る。また、ＳＤを再生する場合には、アンプ60b に
切り換えて再生信号のゲインアップの程度と高域成分の
強調程度をＨＤＭＣＤの場合よりも小さくし、これを、
再生信号処理部70へ送る。また、アンプ61b に切り換え
てトラッキングエラー信号のゲインアップの程度をＨＤ
ＭＣＤの場合よりも小さくし、これを、トラッキングサ
ーボ制御回路71へ送る。このような回路処理を行うこと
で、ジッタ成分が多く、且つ、ノイズの大きい再生信号
を補償することができる。なお、この構成では、波長６
２０ｎｍ〜６６５ｎｍ程度が要求される。
【００４１】第２実施例 図３は第２実施例を示す。第２実施例では、光検出器と
して、半導体レーザ11から出力されたレーザ反射光を検
出するための光検出器41と、半導体レーザ12から出射さ
れたレーザ反射光を検出するための光検出器42を用いて
いる。また、光検出器41,42 の前方に偏光ビームスプリ
ッタ26を設けている。これにより、光検出器41にはレー
ザダイオード11から出力されたレーザ反射光が集光さ
れ、光検出器42にはレーザダイオード12から出力された
レーザ反射光が集光されるようにしている。このように
２個の光検出器を用いているため、第１の半導体レーザ
（半導体レーザ11又は半導体レーザ12）に対して光検出
器を位置決めした後に、該光検出器に対する第２の半導
体レーザ（半導体レーザ12又は半導体レーザ11）の相対
位置を決めるという動作が不要となる。
【００４２】第２実施例の他の部分の構成は、第１実施
例と同じであるため、同一部分には同一符号を付して、
説明は省略する。
【００４３】第３実施例 図４は第３実施例を示す。第３実施例では、半導体レー
ザとして、１チップの半導体レーザ10を用いている。こ
の半導体レーザ10は、偏光方向が互いに直交するＴＥモ
ードとＴＭモードのレーザ光を出力可能な２個のレーザ
ダイオードを１チップにマウントしたものであり、レー
ザの波長は６３５ｎｍである。このように１チップの構
成を採用して、０．６ｍｍもしくは１．２ｍｍ再生の各
々に対応して選択的にＴＥ又はＴＭモードのレーザ発光
を切り換えるため、図１と図３の偏光ビームスプリッタ
21が不要となっている。
【００４４】第３実施例の他の部分の構成は、第１及び
第２実施例と同じであるため、同一部分には同一符号を
付して、説明は省略する。
【００４５】第４実施例 図６は第４実施例を示す。この第４実施例は、先述の第
１〜第３実施例に於いて、対物レンズ24を対物レンズ24
0 に置換し、偏光フィルタ31を偏光フィルタ310 に置換
したものである。他の構成は第１〜第３実施例と同様で
あるため光学系全体の図示は省略し、対物レンズ240 及
び偏光フィルタ310 を説明する。
【００４６】対物レンズ240 は、レンズの内周部と外周
部とで、焦点距離を変えて設計されている。即ち、レン
ズの内周部を通るレーザ光は、図中細一点鎖線で示すよ
うに厚さ１．２ｍｍのディスクの信号記録面52a に合焦
する。また、外周部を通るレーザ光は、図中細実線で示
すように厚さ０．６ｍｍのディスクの信号記録面51aに
合焦される。即ち、そうなるように、レンズの曲率が内
周部と外周部とで変えられている。
【００４７】偏光フィルタ310 は、ここでは、先述の偏
光フィルタ31と同じく、Ｓ偏光の外周部のみを遮光する
フィルタである。即ち、Ｐ偏光は、図中細実線両矢印と
細破線両矢印とで示すように全て透過する。これに対し
て、Ｓ偏光は、図中黒丸●印で示すように内周部のみを
透過する。
【００４８】厚さ１．２ｍｍのＨＤＭＣＤの再生時に
は、図中黒丸●で示すＳ偏光がレーザ光源から出力さ
れ、その外周部が偏光フィルタ310 により遮光されて、
内周部のみが透過される。これが、対物レンズ240 の内
周部により図中細一点鎖線で示すように１．２ｍｍ厚の
ＨＤＭＣＤの信号記録面52a に合焦されて、情報が読み
出される。
【００４９】厚さ０．６ｍｍのＳＤの再生時には、図中
細実線両矢印と細破線両矢印で示すＰ偏光がレーザ光源
から出射される。このＰ偏光は偏光フィルタ310 による
遮光を受けず、全てが、対物レンズ240 によって集光さ
れる。このうち、対物レンズ240 の外周部を通るレーザ
光が、図中細実線で示すように厚さ０．６ｍｍのＳＤの
信号記録面51a に合焦されて、情報が読み出される。な
お、対物レンズ240 の外周部を通るレーザ光は信号記録
面51a では未だ絞られていないため、その反射光による
悪影響は無視できる程度である。
【００５０】なお、偏光フィルタ310 として、先述の偏
光フィルタ31とは異なり、Ｓ偏光の外周部と、Ｐ偏光の
内周部を遮光するフィルタを用いる実施例も可能であ
る。即ち、Ｐ偏光は図中細実線両矢印で示すように外周
部のみを透過し、Ｓ偏光は図中黒丸●印で示すように内
周部のみを透過するフィルタを用いた構成も可能であ
る。
【００５１】このような構成では、厚さ０．６ｍｍのＳ
Ｄの再生時に於いて、偏光フィルタ310 により内周部を
遮光され、且つ、対物レンズ240 の外周部により集光さ
れるＰ偏光に超解像が生起されるため、信号記録面51a
に合焦されるレーザスポット径が、さらに絞られるとい
う効果がある。
【００５２】他の実施例 上述の各実施例では、偏光選択性光学素子を用いて、一
方の偏光は絞らずに透過し、他方の偏光は絞って実効的
な開口数を減ずることで、本発明の効果を達成している
が、波長選択性光学素子を用いて、或る波長のレーザ光
は絞らずに透過し、他の波長のレーザ光は絞って実効的
な開口数を減ずることで、本発明の効果を達成すること
も可能である。また、上述の各実施例では、波長が４３
０ｎｍ程度の青色レーザや、波長が５３２ｎｍ程度の緑
色レーザについては述べていないが、青色レーザや緑色
レーザを出力するレーザ光源を備えた装置についても、
本発明の構成を適用することにより、同様の効果を達成
することができる。
【００５３】
【発明の効果】本発明では、光ディスクの基板表面と信
号記録面との距離に応じて対物レンズの実効的開口数が
調整され、当該光ディスクの信号記録面に当該光ディス
クに適した径のレーザスポットが合焦されるため、厚さ
の異なる複数種類の光ディスクの記録情報を良好に再生
できる。また、実効的開口数の調整を偏光選択性の絞り
手段によって行う発明では、光ディスクの厚さに応じて
調整を簡易に行うことができる。
【００５４】また、光ディスクの厚さに応じて実効的開
口数を調整し、さらに、厚さ１．１５ｍｍ〜１．２５ｍ
ｍ等の標準厚さで、且つ、高密度のディスクの場合に
は、光検出器から出力される再生信号の高域成分を大き
く強調する発明では、該光ディスクの記録情報も良好に
再生できる。
【００５５】また、対物レンズの焦点距離が、内周部と
外周部とで異なるように構成された発明では、焦点距離
の差異も利用して、厚さ１．１５ｍｍ〜１．２５ｍｍ等
の標準厚さのディスクと、厚さ０．５５ｍｍ〜０．６５
ｍｍ等の薄型のディスクの両者を再生することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は第１実施例の装置の光学系を示す模式
図、（ｂ）は該実施例で用いられる偏光選択性フィルタ
の説明図。
【図２】厚さ０．６ｍｍのＳＤ用に調整した開口数０．
６の対物レンズを用い、光路中に絞りを挿入して実効的
開口数を調整し、厚さ１．２ｍｍのディスクに集光させ
た場合の、スポット径と実効的開口数の関係を示す特性
図。
【図３】第２実施例の装置の光学系を示す模式図。
【図４】第３実施例の装置の光学系を示す模式図。
【図５】ＨＤＭＣＤとＳＤの互換をとる場合の信号処理
部を示すブロック図。
【図６】第４実施例の要部を示す説明図。
【符号の説明】
１０，１１，１２ レーザダイオード ２４，２４０ 対物レンズ ３１，３１０ 偏光フィルタ ４０，４１，４２ 光検出器 ５１ 厚さ０．６ｍｍの光ディスク ５２ 厚さ１．２ｍｍの光ディスク
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−20298（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−242520（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−290485（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−168452（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−259804（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−251439（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−215406（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−124477（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−28704（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−60829（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G11B 7/08 - 7/22

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 基板表面から信号記録面までの距離が異
    なる複数種類の光ディスクの信号記録面に対物レンズを
    通してレーザ光を照射するとともに、該信号記録面で反
    射されたレーザ光を光検出器へ導いて信号を再生する光
    学式再生装置であって、 第１の波長および第１の偏光面を有する第１のレーザ光
    を出射する第１の半導体レーザと、 前記第１の波長より長い第２の波長、および前記第１の
    偏光面と異なる第２の偏光面を有する第２のレーザ光を
    出射する第２の半導体レーザと、 前記第１の半導体レーザから出射された第１のレーザ光
    を透過し、前記第２の半導体レーザから出射された第２
    のレーザ光の外周部を遮光する遮光手段とを含み、 前記遮光手段は、前記第１、および第２のレーザ光の偏
    光面に応じてレーザ光の外周部を遮光する光学式再生装
    置。
  2. 【請求項２】 前記距離が短距離の光ディスクがセット
    されたときは前記第１の半導体レーザを駆動し、 前記距離が標準距離の光ディスクがセットされたときは
    前記第２の半導体レーザを駆動するレーザ光切換手段を
    更に含む請求項１記載の光学式再生装置。
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