JP3186773B2 - レンズ装置及びそれを用いる光ピックアップ装置 - Google Patents
レンズ装置及びそれを用いる光ピックアップ装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明はレンズ装置及びその製造方法、安定したフォ
ーカスサーボ信号を得る方法及びそれを適用する光ピッ
クアップ装置、厚さの異なるディスクを判別する方法及
びそのディスクから情報を再生／記録する方法に関す
る。
ーカスサーボ信号を得る方法及びそれを適用する光ピッ
クアップ装置、厚さの異なるディスクを判別する方法及
びそのディスクから情報を再生／記録する方法に関す
る。
背景技術 光ピックアップ装置は、映像や音響データなどの情報
をディスクなどのような光記録媒体（ディスク）に記録
及び再生する。ディスクは、基板に情報が記録された記
録面が形成されている構造を有する。例えば、基板はプ
ラスチック又はガラスから製作されうる。高密度のディ
スクから情報を読出すか書込むためには、光スポットの
直径を非常に小さくする必要がある。このため、一般に
対物レンズの開口数を大きくし、短波長の光源を用い
る。しかしながら、短波長の光源を用いる場合、光軸に
対するディスクの許容傾斜角は小さくなる。このように
小さくなったディスクの許容傾斜角はディスクの厚さを
縮小することにより増加させることができる。
をディスクなどのような光記録媒体（ディスク）に記録
及び再生する。ディスクは、基板に情報が記録された記
録面が形成されている構造を有する。例えば、基板はプ
ラスチック又はガラスから製作されうる。高密度のディ
スクから情報を読出すか書込むためには、光スポットの
直径を非常に小さくする必要がある。このため、一般に
対物レンズの開口数を大きくし、短波長の光源を用い
る。しかしながら、短波長の光源を用いる場合、光軸に
対するディスクの許容傾斜角は小さくなる。このように
小さくなったディスクの許容傾斜角はディスクの厚さを
縮小することにより増加させることができる。
ディスクの傾斜角をθとするとき、コマ収差係数W31
の大きさは次の式から得られる。
の大きさは次の式から得られる。
この式において、ｄはディスクの厚さ、ｎはディスク
の屈折率を示す。この式から分かるように、コマ収差係
数W31は開口数（NA）NAの三乗に比例する。したがっ
て、従来のCD（コンパクトディスク）に要求される対物
レンズの開口数が0.45、DVD（ディジタルビデオディス
ク）に要求される対物レンズの開口数が0.6であること
を考慮するとき、DVDは与えられた傾斜角に対して同じ
厚さを有するCDに比べて約2.34倍のコマ収差係数を有す
る。したがって、DVDの最大許容傾斜角は従来のCDのも
のに比べて半分に減る。DVDの最大許容傾斜角をCDのも
のに適合させるためには、DVDの厚さｄを減少させる必
要がある。
の屈折率を示す。この式から分かるように、コマ収差係
数W31は開口数（NA）NAの三乗に比例する。したがっ
て、従来のCD（コンパクトディスク）に要求される対物
レンズの開口数が0.45、DVD（ディジタルビデオディス
ク）に要求される対物レンズの開口数が0.6であること
を考慮するとき、DVDは与えられた傾斜角に対して同じ
厚さを有するCDに比べて約2.34倍のコマ収差係数を有す
る。したがって、DVDの最大許容傾斜角は従来のCDのも
のに比べて半分に減る。DVDの最大許容傾斜角をCDのも
のに適合させるためには、DVDの厚さｄを減少させる必
要がある。
しかしながら、非正常的な厚さを有するディスクは正
常的な厚さを有するディスクとの厚さの差に対応する量
の球面収差の影響を受けるので、厚さが縮小しているDV
Dのような高密度の短波長の光源を用いるディスクは、
長波長の光源を用いる従来のCD用のディスクドライブの
ような再生／記録装置には用いられない。球面収差が大
幅に増えると、ディスクに形成されたスポットが情報の
記録に必要な強度を有することができず、正確な情報の
記録が行えない。かつ、情報の再生時には、信号対ノイ
ズの比（S/N（signal/noise）比）が低すぎ、必要な情
報を正確に得ることができない。
常的な厚さを有するディスクとの厚さの差に対応する量
の球面収差の影響を受けるので、厚さが縮小しているDV
Dのような高密度の短波長の光源を用いるディスクは、
長波長の光源を用いる従来のCD用のディスクドライブの
ような再生／記録装置には用いられない。球面収差が大
幅に増えると、ディスクに形成されたスポットが情報の
記録に必要な強度を有することができず、正確な情報の
記録が行えない。かつ、情報の再生時には、信号対ノイ
ズの比（S/N（signal/noise）比）が低すぎ、必要な情
報を正確に得ることができない。
したがって、CDとDVDのように相異なる厚さを有する
ディスクが共に用いられる短波長の光ピックアップ装
置、例えば650nmの波長を有する光源を適用する光ピッ
クアップ装置が必要である。
ディスクが共に用いられる短波長の光ピックアップ装
置、例えば650nmの波長を有する光源を適用する光ピッ
クアップ装置が必要である。
このため、短波長の光源を用い、一つの光ピックアッ
プ装置で厚さの異なる２種のディスクに情報を記録又は
再生可能にする装置に対する研究が行われている。例え
ば、特開平７−98431号には、ホログラムレンズと屈折
レンズとを適用するレンズ装置が提案している。
プ装置で厚さの異なる２種のディスクに情報を記録又は
再生可能にする装置に対する研究が行われている。例え
ば、特開平７−98431号には、ホログラムレンズと屈折
レンズとを適用するレンズ装置が提案している。
図１及び図２は、厚さの異なるディスク3a,3bに０次
の回折光と１次の回折光の集束状態を示す。前記各図面
において、相異なる厚さのディスク3a,3bの前方には、
屈折型の対物レンズ２と、パターン11のあるホログラム
レンズ１が光経路に沿って備えられる。前記パターン11
はホログラムレンズ１を通過した光源（図示せず）から
の光ビームを回折させて、１次の回折光41と０次の光40
とに分離する。したがって、１次の回折光41と０次の光
40は、対物レンズ２により相異なる強度で集束されるこ
とにより、厚いディスク3bと薄いディスク3aに焦点を合
わせる。
の回折光と１次の回折光の集束状態を示す。前記各図面
において、相異なる厚さのディスク3a,3bの前方には、
屈折型の対物レンズ２と、パターン11のあるホログラム
レンズ１が光経路に沿って備えられる。前記パターン11
はホログラムレンズ１を通過した光源（図示せず）から
の光ビームを回折させて、１次の回折光41と０次の光40
とに分離する。したがって、１次の回折光41と０次の光
40は、対物レンズ２により相異なる強度で集束されるこ
とにより、厚いディスク3bと薄いディスク3aに焦点を合
わせる。
しかしながら、このようなレンズ装置においては、入
射光がホログラムレンズ１により二つのビーム（０次の
光と１次の光）に分けられるので、実際の再生光（反射
され、部分的に２回も回折された１次の光）の利用効率
は15％程度で非常に低い。さらに、情報の再生時、０次
又は１次の光のうち、いずれか一つにのみ情報が含まれ
るため、情報を含めていない光はノイズとして検出され
る可能性が高い。一方、前記ホログラムレンズの加工に
おいては、微細なホログラムパターンの食刻過程に採用
される高精度の工程が求められるため、高コストをもた
らす。
射光がホログラムレンズ１により二つのビーム（０次の
光と１次の光）に分けられるので、実際の再生光（反射
され、部分的に２回も回折された１次の光）の利用効率
は15％程度で非常に低い。さらに、情報の再生時、０次
又は１次の光のうち、いずれか一つにのみ情報が含まれ
るため、情報を含めていない光はノイズとして検出され
る可能性が高い。一方、前記ホログラムレンズの加工に
おいては、微細なホログラムパターンの食刻過程に採用
される高精度の工程が求められるため、高コストをもた
らす。
図３は、米国特許公報第5,281,797号に開示されてい
る従来の他の光ピックアップ装置の概略構造図である。
この光ピックアップ装置は、短波長の光ディスクのみな
らず、同じ厚さを有する長波長の光ディスクの上にデー
タを記録し、それから情報を再生するように、開口径を
変更しうる可変絞り1aを備える。可変絞り1aは、対物レ
ンズ２とコリメーティングレンズ５との間に備えられ
る。前記可変絞り1aは、光源９から出射されてビームス
プリッター６を透過した光ビーム４の通過領域の面積、
すなわち開口数を適宜に調節する。可変絞り1aの開口径
は使用されるディスクの厚さに応じて調節されるが、中
心領域の光ビーム4aは常に通過させ、周辺領域の光ビー
ム4bは選択的に通過又は遮断する。図３において、参照
番号７は集束レンズ、８は光検出器である。
る従来の他の光ピックアップ装置の概略構造図である。
この光ピックアップ装置は、短波長の光ディスクのみな
らず、同じ厚さを有する長波長の光ディスクの上にデー
タを記録し、それから情報を再生するように、開口径を
変更しうる可変絞り1aを備える。可変絞り1aは、対物レ
ンズ２とコリメーティングレンズ５との間に備えられ
る。前記可変絞り1aは、光源９から出射されてビームス
プリッター６を透過した光ビーム４の通過領域の面積、
すなわち開口数を適宜に調節する。可変絞り1aの開口径
は使用されるディスクの厚さに応じて調節されるが、中
心領域の光ビーム4aは常に通過させ、周辺領域の光ビー
ム4bは選択的に通過又は遮断する。図３において、参照
番号７は集束レンズ、８は光検出器である。
上述した構造の従来の光学装置において、機械的な可
変絞りはその開口径の変化に応じて機械的な共振特性が
変わるので、対物レンズを駆動するためのアクチュエー
タに装着しにくいという問題がある。このような問題を
解決するため、液晶による絞りを用いることができる。
しかしながら、これは、小型化が困難であり、耐熱性・
耐久性が弱く、コストも高い。
変絞りはその開口径の変化に応じて機械的な共振特性が
変わるので、対物レンズを駆動するためのアクチュエー
タに装着しにくいという問題がある。このような問題を
解決するため、液晶による絞りを用いることができる。
しかしながら、これは、小型化が困難であり、耐熱性・
耐久性が弱く、コストも高い。
他の研究方法がアメリカ特許第5,496,995号に開示さ
れている。同号公報に開示されているように、位相板が
対物レンズの光経路の上に置かれている。前記位相板は
相違なる位相の第1,2光源を形成して、前記第１光源か
らの映像のメインローブの側面の振幅が重なりによる第
２光源の映像のメインローブの振幅により相殺される。
一実施例において、環状の不透明なリングが深さの異な
る溝を分離させるが、前記溝は位相差を示す。この研究
方法に関連する問題点は、溝の深さと光の振幅を注意深
く調節しなければならないということである。例えば、
位相の変化やローブの相殺が適宜に行われるべきであ
る。
れている。同号公報に開示されているように、位相板が
対物レンズの光経路の上に置かれている。前記位相板は
相違なる位相の第1,2光源を形成して、前記第１光源か
らの映像のメインローブの側面の振幅が重なりによる第
２光源の映像のメインローブの振幅により相殺される。
一実施例において、環状の不透明なリングが深さの異な
る溝を分離させるが、前記溝は位相差を示す。この研究
方法に関連する問題点は、溝の深さと光の振幅を注意深
く調節しなければならないということである。例えば、
位相の変化やローブの相殺が適宜に行われるべきであ
る。
そのほか、各ディスクのための別途の対物レンズを備
えてディスクに対して特定の対物レンズを用いるように
することもできる。しかしながら、この場合には、レン
ズの交替に駆動装置が求められるので、構造が複雑にな
り、高コストをもたらす。
えてディスクに対して特定の対物レンズを用いるように
することもできる。しかしながら、この場合には、レン
ズの交替に駆動装置が求められるので、構造が複雑にな
り、高コストをもたらす。
発明の開示 本発明の目的は、低コストであり、部品の製作及び組
立が容易なレンズ装置、安定したフォーカスサーボ信号
を得る方法及びそれを適用する光ピックアップ装置、厚
さの異なるディスクを判別する方法及び厚さの異なるデ
ィスクから情報を再生／記録する方法を提供することに
ある。
立が容易なレンズ装置、安定したフォーカスサーボ信号
を得る方法及びそれを適用する光ピックアップ装置、厚
さの異なるディスクを判別する方法及び厚さの異なるデ
ィスクから情報を再生／記録する方法を提供することに
ある。
かつ、本発明の他の目的は、光の利用効率が高く、収
差が減少したスポットをするレンズ装置、安定したフォ
ーカスサーボ信号を得る方法及びそれを適用する光ピッ
クアップ装置、厚さの異なるディスクを判別する方法及
び前記ディスクから情報を再生／記録する方法を提供す
ることにその他の目的がある。
差が減少したスポットをするレンズ装置、安定したフォ
ーカスサーボ信号を得る方法及びそれを適用する光ピッ
クアップ装置、厚さの異なるディスクを判別する方法及
び前記ディスクから情報を再生／記録する方法を提供す
ることにその他の目的がある。
前記の目的を達成するために本発明によるレンズ装置
は、厚さの相異なるディスク各々に設定された焦点帯に
光を集束し、所定の有効直径を有するレンズと、前記レ
ンズの光径路の上に備えられて前記光経路に対して直交
する方向に所定幅を有する中間領域の光が前記焦点帯の
少なくとも一方に至ることを防ぎ、当該少なくとも一方
の焦点帯に集束される光の収差又は回折によるサイドロ
ーブを減じる光制御手段とを備え、前記中間領域は、前
記光経路の中心を含む近軸領域と前記中間領域から放射
状に外側に位置し、前記焦点帯の少なくとも一方に結像
しない光が通過する遠軸領域との間にあることを特徴と
する。
は、厚さの相異なるディスク各々に設定された焦点帯に
光を集束し、所定の有効直径を有するレンズと、前記レ
ンズの光径路の上に備えられて前記光経路に対して直交
する方向に所定幅を有する中間領域の光が前記焦点帯の
少なくとも一方に至ることを防ぎ、当該少なくとも一方
の焦点帯に集束される光の収差又は回折によるサイドロ
ーブを減じる光制御手段とを備え、前記中間領域は、前
記光経路の中心を含む近軸領域と前記中間領域から放射
状に外側に位置し、前記焦点帯の少なくとも一方に結像
しない光が通過する遠軸領域との間にあることを特徴と
する。
かつ、本発明の他の類型による光ピックアップ装置
は、光源と、前記光源からの光がディスクに至る光経路
の上に備えられて光を厚さの相異なるディスク各々に設
定された焦点帯に集束し、所定の有効直径を有する対物
レンズと、前記レンズの光経路の上に備えられて前記光
経路に対して直交する方向に所定幅を有する中間領域の
光が前記焦点帯の何れかに至ることを防ぎ、当該何れか
の焦点帯に集束される光の収差又は回折によるサイドロ
ーブを減じる光制御手段とを備え、前記中間領域は、前
記光経路の中心を含む近軸領域と前記中間領域から放射
状に外側に位置し、前記焦点帯の少なくとも一方に結像
しない光が通過する遠軸領域との間にあることを特徴と
する。
は、光源と、前記光源からの光がディスクに至る光経路
の上に備えられて光を厚さの相異なるディスク各々に設
定された焦点帯に集束し、所定の有効直径を有する対物
レンズと、前記レンズの光経路の上に備えられて前記光
経路に対して直交する方向に所定幅を有する中間領域の
光が前記焦点帯の何れかに至ることを防ぎ、当該何れか
の焦点帯に集束される光の収差又は回折によるサイドロ
ーブを減じる光制御手段とを備え、前記中間領域は、前
記光経路の中心を含む近軸領域と前記中間領域から放射
状に外側に位置し、前記焦点帯の少なくとも一方に結像
しない光が通過する遠軸領域との間にあることを特徴と
する。
図面の簡単な説明 図１及び図２は、薄いディスクと厚いディスクに光が
集束される状態を示すホログラムレンズを有する従来の
光ピックアップ装置の概略図である。
集束される状態を示すホログラムレンズを有する従来の
光ピックアップ装置の概略図である。
図３は従来の他の光ピックアップ装置の概略図であ
る。
る。
図４及び図５は、薄いディスクと厚いディスクにホロ
グラムレンズを用いず、一般の対物レンズにより光を集
束させたときの光の集束状態を示す。
グラムレンズを用いず、一般の対物レンズにより光を集
束させたときの光の集束状態を示す。
図6Aは、本発明による対物レンズ装置を適用する場合
と適用しない場合の光スポットの大きさの変化を示すグ
ラフであり、図6Bは図6Aの“A"部分の拡大図である。
と適用しない場合の光スポットの大きさの変化を示すグ
ラフであり、図6Bは図6Aの“A"部分の拡大図である。
図7Aは、本発明による光ピックアップ装置の概略構成
図であり、厚さの異なる二枚のディスクの上に光ビーム
が集束された状態を示し、図7B及び図7Cは、図7Aに示し
た焦点をそれぞれ薄いディスクと厚いディスクに示した
拡大図である。
図であり、厚さの異なる二枚のディスクの上に光ビーム
が集束された状態を示し、図7B及び図7Cは、図7Aに示し
た焦点をそれぞれ薄いディスクと厚いディスクに示した
拡大図である。
図８は図7Aに示した本発明による光ピックアップ装置
の対物レンズの斜視図である。
の対物レンズの斜視図である。
図９は、図7Aに示した光ピックアップ装置に適用され
る本発明の一実施例による対物レンズの概略図であり、
ディスクに光ビームが集束される状態を示す。
る本発明の一実施例による対物レンズの概略図であり、
ディスクに光ビームが集束される状態を示す。
図10Aは本発明の他の実施例により表面に光制御膜を
有する対物レンズの断面図であり、図10Bは本発明の他
の実施例による対物レンズの断面図である。
有する対物レンズの断面図であり、図10Bは本発明の他
の実施例による対物レンズの断面図である。
図11は本発明の他の実施例により四角形の光制御溝が
備えられた対物レンズの正面図である。
備えられた対物レンズの正面図である。
図12Aは、本発明の他の実施例による対物レンズ装置
の概略図であり、ディスクに光が集束される状態を示
し、図12Bは本発明のさらに他の実施例による対物レン
ズの断面図である。
の概略図であり、ディスクに光が集束される状態を示
し、図12Bは本発明のさらに他の実施例による対物レン
ズの断面図である。
図13は図12Aに示した対物レンズの斜視図である。
図14A及び図14Bは、図12Aに示した対物レンズの平面
図及び部分拡大図である。
図及び部分拡大図である。
図15Aは本発明の一実施例による対物レンズを製作す
るための金型の側面図であり、図15Bは図15Aに示した金
型の下型の内部を示す平面図であり、図15Cは本発明の
他の実施例による対物レンズを製作するための金型の側
面図であり、図15Dは図15Cに示した金型の下型の内部を
示す平面図であり、図15E〜図15Gは“K"部分を拡大した
様々な実施例を示し、図15H〜図15Iは本発明による対物
レンズを製作する工程を示し、図15J,図15Kは図15Hと図
15Iの工程から得られた対物レンズの側面図である。
るための金型の側面図であり、図15Bは図15Aに示した金
型の下型の内部を示す平面図であり、図15Cは本発明の
他の実施例による対物レンズを製作するための金型の側
面図であり、図15Dは図15Cに示した金型の下型の内部を
示す平面図であり、図15E〜図15Gは“K"部分を拡大した
様々な実施例を示し、図15H〜図15Iは本発明による対物
レンズを製作する工程を示し、図15J,図15Kは図15Hと図
15Iの工程から得られた対物レンズの側面図である。
図16は本発明のさらに他の実施例による対物レンズの
平面図である。
平面図である。
図17及び図18は、本発明の他の実施例による対物レン
ズの概略図であり、平板レンズにより相異なる厚さを有
する二枚のディスクに光が集束される状態を示す。
ズの概略図であり、平板レンズにより相異なる厚さを有
する二枚のディスクに光が集束される状態を示す。
図19及び図20は、厚いディスク及び薄いディスクに本
発明のレンズ装置により光を集束した状態を示す三次元
図である。
発明のレンズ装置により光を集束した状態を示す三次元
図である。
図21及び図22は、本発明による光ピックアップ装置で
厚いディスクと薄いディスクを用いる場合、1.2mmのデ
ィスクと0.6mmのディスクから各々の光検出器に入射さ
れる光の入射状態を示す平面図である。
厚いディスクと薄いディスクを用いる場合、1.2mmのデ
ィスクと0.6mmのディスクから各々の光検出器に入射さ
れる光の入射状態を示す平面図である。
図23は本発明による光ピックアップ装置に適用される
８分割光検出器の平面図である。
８分割光検出器の平面図である。
図24〜図26及び図27〜図29は、薄いディスク及び厚い
ディスクに対する対物レンズの位置に応じて形成される
８分割光検出器の光到達領域を示す平面図である。
ディスクに対する対物レンズの位置に応じて形成される
８分割光検出器の光到達領域を示す平面図である。
図30は、図23に示した８分割光検出器から得られるフ
ォーカス信号を示す。
ォーカス信号を示す。
図31は、二枚の異なる厚さを有するディスクを適用す
る本発明による光ピックアップ装置において、光検出器
により検出されるフォーカス信号の変化を比べる線図で
ある。
る本発明による光ピックアップ装置において、光検出器
により検出されるフォーカス信号の変化を比べる線図で
ある。
図32は本発明による光ピックアップ装置の駆動流れ図
である。
である。
図33は、図32に示した流れ図において、フォーカス電
流の変化による電流−時間の変化線図におけるフォーカ
ス信号の発生位置を示す。
流の変化による電流−時間の変化線図におけるフォーカ
ス信号の発生位置を示す。
図34及び図35は、図32に示した光ピックアップ装置駆
動流れ図において、フォーカス信号を第１基準値及び第
２基準値と比べる時間−信号の変化線図である。
動流れ図において、フォーカス信号を第１基準値及び第
２基準値と比べる時間−信号の変化線図である。
図36は本発明の光ピックアップ装置に用いられるディ
ジタル等化器のブロック図である。
ジタル等化器のブロック図である。
発明を実施するための最良の態様 本発明においては、光経路の中心に位置する軸の周囲
にある中間領域の光が遮断又は遮蔽される。中間領域は
軸の付近にある領域（近軸領域）と軸から遠い領域（遠
軸領域）との間にある。中間領域にある光を遮断する
と、中間領域にある光の干渉を抑制してレンズの焦点帯
に形成された光スポットの周囲のサイドローブを最小と
しながら、近軸及び遠軸領域からの光が小さい光スポッ
トを形成する。
にある中間領域の光が遮断又は遮蔽される。中間領域は
軸の付近にある領域（近軸領域）と軸から遠い領域（遠
軸領域）との間にある。中間領域にある光を遮断する
と、中間領域にある光の干渉を抑制してレンズの焦点帯
に形成された光スポットの周囲のサイドローブを最小と
しながら、近軸及び遠軸領域からの光が小さい光スポッ
トを形成する。
ここで、近軸領域とは、実用上無視可能な程度の収差
を有しており、近軸焦点に隣接するレンズの中心軸（光
学上の軸）の周囲領域であり、遠軸領域とは、近軸領域
より光軸から相対的に遠い部分の領域であり、縁部のフ
ォーカスに隣接する焦点領域を形成する。中間領域は近
軸領域と遠軸領域との間の領域である。
を有しており、近軸焦点に隣接するレンズの中心軸（光
学上の軸）の周囲領域であり、遠軸領域とは、近軸領域
より光軸から相対的に遠い部分の領域であり、縁部のフ
ォーカスに隣接する焦点領域を形成する。中間領域は近
軸領域と遠軸領域との間の領域である。
さらに、近軸領域と遠軸領域は厚いディスクの光学的
な収差の量により定義されることもある。対物レンズは
光学的な収差（例えば、球面収差、歪曲など）は非常に
小さくなるべきである。一般に対物レンズを光ピックア
ップ装置に用いるためには、対物レンズは約0.04λ（λ
はレンズに透過された光の波長）以下の平均収差を有し
なければならない。0.07λ以上の光学的な収差を有する
対物レンズは光ピックアップ装置に用いられないと見な
している。ディスクの厚さが大きくなるほど、光学的な
収差は増大する。したがって、0.04λ以下の光学的な収
差を有する対物レンズが予め定義されるか、あるいは、
薄いディスク（例えば、DVD）に用いられる場合、厚い
ディスク（例えば、CD）に対しては大きい光学的な収差
（主として球面収差）を示す。
な収差の量により定義されることもある。対物レンズは
光学的な収差（例えば、球面収差、歪曲など）は非常に
小さくなるべきである。一般に対物レンズを光ピックア
ップ装置に用いるためには、対物レンズは約0.04λ（λ
はレンズに透過された光の波長）以下の平均収差を有し
なければならない。0.07λ以上の光学的な収差を有する
対物レンズは光ピックアップ装置に用いられないと見な
している。ディスクの厚さが大きくなるほど、光学的な
収差は増大する。したがって、0.04λ以下の光学的な収
差を有する対物レンズが予め定義されるか、あるいは、
薄いディスク（例えば、DVD）に用いられる場合、厚い
ディスク（例えば、CD）に対しては大きい光学的な収差
（主として球面収差）を示す。
その上、光学的な収差が0.04λと0.07λとの間に、図
５に示した望ましくない周辺光（Ｂ）が生ずる。厚いデ
ィスクにおける大きい光学的な収差を補償するため、近
軸領域は0.04λ以下の光学的な収差を有すると定義し、
かつ、遠軸領域は0.07λ以上の光学的な収差を有すると
定義する。したがって、中間領域は球面収差により発生
する干渉を抑制するため、0.04λと0.07λとの間と定義
される。以下、図５をより詳しく説明する。
５に示した望ましくない周辺光（Ｂ）が生ずる。厚いデ
ィスクにおける大きい光学的な収差を補償するため、近
軸領域は0.04λ以下の光学的な収差を有すると定義し、
かつ、遠軸領域は0.07λ以上の光学的な収差を有すると
定義する。したがって、中間領域は球面収差により発生
する干渉を抑制するため、0.04λと0.07λとの間と定義
される。以下、図５をより詳しく説明する。
このため、入射光の経路に沿って近軸領域と遠軸領域
との間の中間領域に光を遮断又は散乱させるドーナツ形
状又は四角形などのような多角形状の光制御手段を備え
る。これは、遠軸領域の光は中心光にはほぼ影響を及ぼ
さず、近軸と遠軸との間の光は中心光に影響を及ぼすと
いうことに基づく。
との間の中間領域に光を遮断又は散乱させるドーナツ形
状又は四角形などのような多角形状の光制御手段を備え
る。これは、遠軸領域の光は中心光にはほぼ影響を及ぼ
さず、近軸と遠軸との間の光は中心光に影響を及ぼすと
いうことに基づく。
図４は、0.6mm±1mmの厚さと1.5の屈折率を有するデ
ィスクに、1.505の屈折率を有する対物レンズで650nmの
波長を有する光を集束させた状態を示す。示したよう
に、光スポットは中心光の強度の1/e2（光の強度:13
％）となる位置で0.85μｍの直径を有する。
ィスクに、1.505の屈折率を有する対物レンズで650nmの
波長を有する光を集束させた状態を示す。示したよう
に、光スポットは中心光の強度の1/e2（光の強度:13
％）となる位置で0.85μｍの直径を有する。
図５は、上述した条件のもとで、1.2mm±1mmの厚さを
有するディスクに光を集束させた状態を示す。図５を参
照すれば、２μｍの直径を有する光スポットは比較的中
心部（Ａ）に集束されるが、その他の部分（Ｂ）にも集
束される。この際、周辺の集束部分（Ｂ）の光強度は中
心部の光強度の５〜10％である。これは、光軸から遠い
領域に入射する光が、ディスクの厚さの変化により球面
収差の影響を受けるからである。
有するディスクに光を集束させた状態を示す。図５を参
照すれば、２μｍの直径を有する光スポットは比較的中
心部（Ａ）に集束されるが、その他の部分（Ｂ）にも集
束される。この際、周辺の集束部分（Ｂ）の光強度は中
心部の光強度の５〜10％である。これは、光軸から遠い
領域に入射する光が、ディスクの厚さの変化により球面
収差の影響を受けるからである。
上述したように、厚いディスクに形成された光スポッ
トは薄いディスクのものに比べて大きくなるが、これは
球面収差のためである。そして、遠軸領域、すなわち、
光軸から比較的遠い領域に入射する光は、光軸とは異な
る領域に集束されて散乱されるので、遠軸領域の光はス
ポットの中心部（Ａ）の光スポットの集束に殆ど影響を
及ぼさない。しかしながら、上述したように、近軸領域
と遠軸領域との間に存する光は近軸領域の光集束に干渉
するので、集束された光の周辺光（Ｂ）の量が多くな
る。すなわち、近軸領域と遠軸領域との中間領域の光
は、図５に示したように、本発明を適用しないとき、中
心光（Ａ）の周辺に周辺光（Ｂ）が発生するように干渉
を起こす。かかる周辺光は通常に中心光の強度の約６〜
７％の強度を有する。これにより、光検出時は、ジッタ
が発生する。このようなジッタは中心光により検出され
た信号の振れ現象を発生させてデータの正確な記録及び
再生を困難にする。
トは薄いディスクのものに比べて大きくなるが、これは
球面収差のためである。そして、遠軸領域、すなわち、
光軸から比較的遠い領域に入射する光は、光軸とは異な
る領域に集束されて散乱されるので、遠軸領域の光はス
ポットの中心部（Ａ）の光スポットの集束に殆ど影響を
及ぼさない。しかしながら、上述したように、近軸領域
と遠軸領域との間に存する光は近軸領域の光集束に干渉
するので、集束された光の周辺光（Ｂ）の量が多くな
る。すなわち、近軸領域と遠軸領域との中間領域の光
は、図５に示したように、本発明を適用しないとき、中
心光（Ａ）の周辺に周辺光（Ｂ）が発生するように干渉
を起こす。かかる周辺光は通常に中心光の強度の約６〜
７％の強度を有する。これにより、光検出時は、ジッタ
が発生する。このようなジッタは中心光により検出され
た信号の振れ現象を発生させてデータの正確な記録及び
再生を困難にする。
図6Aは、本発明による前記光制御手段を適用する場合
と適用しない場合とにおいて、ディスクに形成される光
スポットの大きさ変化を示す線図（ａ〜ｄ）である。図
6Aにおいて、（ｂ）及び（ｃ）は光制御手段を用いる場
合の変化曲線であり、（ａ）及び（ｄ）は用いない場合
の変化曲線である。この際、0.6の開口数（NA）及び2mm
の有効半径を有する対物レンズを用いる。光の遮断又は
散乱のための光制御手段の一例としては、中央部の高さ
が光軸から1.4mm、幅が0.25mmのドーナツ形状の光制御
膜を適用する。
と適用しない場合とにおいて、ディスクに形成される光
スポットの大きさ変化を示す線図（ａ〜ｄ）である。図
6Aにおいて、（ｂ）及び（ｃ）は光制御手段を用いる場
合の変化曲線であり、（ａ）及び（ｄ）は用いない場合
の変化曲線である。この際、0.6の開口数（NA）及び2mm
の有効半径を有する対物レンズを用いる。光の遮断又は
散乱のための光制御手段の一例としては、中央部の高さ
が光軸から1.4mm、幅が0.25mmのドーナツ形状の光制御
膜を適用する。
このような条件において、（ｃ）及び（ｄ）は0.6mm
のディスクを適用する場合の変化曲線であり、（ａ）及
び（ｂ）は1.2mmのディスクを適用する場合の変化曲線
である。ここで、（ｂ）及び（ｃ）は本発明を適用する
場合のスポットの状態を示す。
のディスクを適用する場合の変化曲線であり、（ａ）及
び（ｂ）は1.2mmのディスクを適用する場合の変化曲線
である。ここで、（ｂ）及び（ｃ）は本発明を適用する
場合のスポットの状態を示す。
図５の0.6mmのディスクを適用するとき、光制御膜を
用いる場合と用いない場合、中心部“A"におけるスポッ
ト大きさの差は３％以内であることがわかる。しかしな
がら、1.2mmのディスクを適用するとき、光制御部材を
用いる場合は、図５の“B"部分の大きさが著しく減少す
る。
用いる場合と用いない場合、中心部“A"におけるスポッ
ト大きさの差は３％以内であることがわかる。しかしな
がら、1.2mmのディスクを適用するとき、光制御部材を
用いる場合は、図５の“B"部分の大きさが著しく減少す
る。
したがって、上述したように本発明によれば、中心光
の集束に影響を及ぼすことにより、光スポットの周辺光
の大きさを大きくする近軸領域と遠軸領域との間の領域
を通過する光を制御する。このため、中間領域の光を制
御（遮断、散乱、回折、吸収、屈折など）するための光
制御手段が光経路の上に備えらえる。これにより、光ス
ポットの周辺光の増加を抑制させ、球面収差を取り除く
ことができる。
の集束に影響を及ぼすことにより、光スポットの周辺光
の大きさを大きくする近軸領域と遠軸領域との間の領域
を通過する光を制御する。このため、中間領域の光を制
御（遮断、散乱、回折、吸収、屈折など）するための光
制御手段が光経路の上に備えらえる。これにより、光ス
ポットの周辺光の増加を抑制させ、球面収差を取り除く
ことができる。
図7Aは本発明の第１実施例による対物レンズを採用す
る光ピックアップ装置の概略図であって、薄いディスク
と厚いディスクに対する光の集束状態を比較する。図7B
及び図7Cは、図7Aに示した薄いディスクと厚いディスク
の焦点をそれぞれ拡大する図面である。図7B及び図7Cに
示したように、対物レンズ200を移動させて光を薄いデ
ィスクや厚いディスクに集束させる。
る光ピックアップ装置の概略図であって、薄いディスク
と厚いディスクに対する光の集束状態を比較する。図7B
及び図7Cは、図7Aに示した薄いディスクと厚いディスク
の焦点をそれぞれ拡大する図面である。図7B及び図7Cに
示したように、対物レンズ200を移動させて光を薄いデ
ィスクや厚いディスクに集束させる。
図８は対物レンズ200と光制御手段としての光制御部
材100を示す斜視図である。
材100を示す斜視図である。
図7Aにおいて、図面番号300aは比較的薄い情報の記録
及び再生媒体、例えば0.6mmのディスク、300bは比較的
厚い、例えば1.2mmのディスクであり、薄いディスクと
厚いディスクの直径は同じであるという点に注意すべき
である。かつ、ディスクの底面は、動作時にディスク30
0a,300bを支持・回転させるディスクホルダメカニズム
（図示せず）に応じて他の平面や同じ平面の上にあるこ
ともある。図面は厚さの差を示すために変形している。
レーザ光は従来のようにディスクホルダのアパーチャを
通過する。
及び再生媒体、例えば0.6mmのディスク、300bは比較的
厚い、例えば1.2mmのディスクであり、薄いディスクと
厚いディスクの直径は同じであるという点に注意すべき
である。かつ、ディスクの底面は、動作時にディスク30
0a,300bを支持・回転させるディスクホルダメカニズム
（図示せず）に応じて他の平面や同じ平面の上にあるこ
ともある。図面は厚さの差を示すために変形している。
レーザ光は従来のようにディスクホルダのアパーチャを
通過する。
前記ディスク300a又は300bの正面には一般の対物レン
ズ200が位置する。この対物レンズ200は所定の有効直径
を有するが、前記光源900からの入射光400をディスク30
0a,300bに集束、あるいは、ディスク300a,300bからの反
射光を受け入れる。前記対物レンズの後方には、図９に
示したように、本発明を特徴づける光制御部材100が備
えられている。前記光制御部材100は透明であり、その
表面には入射光を遮断又は拡散させるドーナツ形状の光
制御膜101が形成されている。前記光制御膜101の外径は
前記対物レンズ200の有効直径に比べて小さい。光制御
部材はガラスやプラスチックからなっている。例えば、
クロム（Cr）、酸化クロム（CrO2）又はニッケル（Ni）
などが光制御膜101として用いられる。または、図12〜
図17に基づいて下記で説明される凹凸面のうち、どの形
態も前記光制御部材として用いられる。
ズ200が位置する。この対物レンズ200は所定の有効直径
を有するが、前記光源900からの入射光400をディスク30
0a,300bに集束、あるいは、ディスク300a,300bからの反
射光を受け入れる。前記対物レンズの後方には、図９に
示したように、本発明を特徴づける光制御部材100が備
えられている。前記光制御部材100は透明であり、その
表面には入射光を遮断又は拡散させるドーナツ形状の光
制御膜101が形成されている。前記光制御膜101の外径は
前記対物レンズ200の有効直径に比べて小さい。光制御
部材はガラスやプラスチックからなっている。例えば、
クロム（Cr）、酸化クロム（CrO2）又はニッケル（Ni）
などが光制御膜101として用いられる。または、図12〜
図17に基づいて下記で説明される凹凸面のうち、どの形
態も前記光制御部材として用いられる。
前記光制御部材100と光源900との間には、図7Aに示し
たように、コリメーティングレンズ500とビームスプリ
ッター600が備えられる。ビームスプリッター600からの
反射光の進行経路の上には集束レンズ700と光検出器800
が備えられる。前記光検出器800は基本的に４分割型で
ある。
たように、コリメーティングレンズ500とビームスプリ
ッター600が備えられる。ビームスプリッター600からの
反射光の進行経路の上には集束レンズ700と光検出器800
が備えられる。前記光検出器800は基本的に４分割型で
ある。
かかる構造を有する本発明の光ピックアップ装置で
は、光制御膜101が入射光400のうち、近軸領域と遠軸領
域との間の領域を通過する中間領域の光402を抑制させ
て、図９に示したように、近軸領域と遠軸領域を通過す
る光401,403のみを通過させる。例えば、クロム（Cr）
からなる光制御膜101は光制御部材100を通過する光ビー
ム402を遮断することがある。かつ、光ビーム402は、光
制御膜101の表面粗度に応じて散乱、反射、回折、屈折
されることもある。
は、光制御膜101が入射光400のうち、近軸領域と遠軸領
域との間の領域を通過する中間領域の光402を抑制させ
て、図９に示したように、近軸領域と遠軸領域を通過す
る光401,403のみを通過させる。例えば、クロム（Cr）
からなる光制御膜101は光制御部材100を通過する光ビー
ム402を遮断することがある。かつ、光ビーム402は、光
制御膜101の表面粗度に応じて散乱、反射、回折、屈折
されることもある。
このような機能の光制御膜101は、図10に示したよう
に、対物レンズ200の一側の表面に直接塗布される。図1
1に示したように、光制御膜101′は円形でない、図16に
示した四角形又は五角形などの多角形状に変化されるこ
とがある。かつ、ディスクの厚さに応じて多軸領域を限
定するため、追加に光制御膜101又は101′が備えられる
こともある。例えば、前記対物レンズを薄いディスクに
合わせて最適化して該当する遠軸領域を限定しなければ
ならない。したがって、光制御膜や溝を厚さに応じて薄
いディスクに好適な中間領域を限定するため、追加に備
えることができる。図10Bにおいて、0.9mmの厚さを有す
るディスクを最適化するため、ドーナツ形状の光制御溝
102′が追加して備えられる。したがって、前記対物レ
ンズ200は、例えば0.6mm、0.9mm及び1.2mmの厚さを有す
るディスクに用いられる。
に、対物レンズ200の一側の表面に直接塗布される。図1
1に示したように、光制御膜101′は円形でない、図16に
示した四角形又は五角形などの多角形状に変化されるこ
とがある。かつ、ディスクの厚さに応じて多軸領域を限
定するため、追加に光制御膜101又は101′が備えられる
こともある。例えば、前記対物レンズを薄いディスクに
合わせて最適化して該当する遠軸領域を限定しなければ
ならない。したがって、光制御膜や溝を厚さに応じて薄
いディスクに好適な中間領域を限定するため、追加に備
えることができる。図10Bにおいて、0.9mmの厚さを有す
るディスクを最適化するため、ドーナツ形状の光制御溝
102′が追加して備えられる。したがって、前記対物レ
ンズ200は、例えば0.6mm、0.9mm及び1.2mmの厚さを有す
るディスクに用いられる。
図12A及び図12Bは本発明の他の実施例による対物レン
ズを示す。図13及び図14Aは、図12Aに示した対物レンズ
の斜視図及び正面図である。この実施例においては、光
偏向手段102が対物レンズ200′に備えられている。すな
わち、対物レンズ200′の初期の光入射側面（図12A）と
出射側面（12B）にそれぞれ構造的なパターン、例えば
入射光を部分的に遮断又は散乱させるための前記ドーナ
ツ形状の光制御溝102が備えられる。かつ、溝102は前記
対物レンズ200′の両側面に備えられることもできる。
一方、前記光偏向手段102は、例えば図15Kに示したよう
に、突出又はＶ字形のリブ102の形態を取ることができ
る。Ｖ字形のリブ102は前記対物レンズ200′の一側面や
両側面に置かれることもある。光制御溝又は光制御用の
Ｖ字形のリブ102の外径は前記対物レンズ200′の有効直
径に比べて小さい。
ズを示す。図13及び図14Aは、図12Aに示した対物レンズ
の斜視図及び正面図である。この実施例においては、光
偏向手段102が対物レンズ200′に備えられている。すな
わち、対物レンズ200′の初期の光入射側面（図12A）と
出射側面（12B）にそれぞれ構造的なパターン、例えば
入射光を部分的に遮断又は散乱させるための前記ドーナ
ツ形状の光制御溝102が備えられる。かつ、溝102は前記
対物レンズ200′の両側面に備えられることもできる。
一方、前記光偏向手段102は、例えば図15Kに示したよう
に、突出又はＶ字形のリブ102の形態を取ることができ
る。Ｖ字形のリブ102は前記対物レンズ200′の一側面や
両側面に置かれることもある。光制御溝又は光制御用の
Ｖ字形のリブ102の外径は前記対物レンズ200′の有効直
径に比べて小さい。
前記光制御溝又は光制御用のＶ字形のリブ102は、上
述した光制御膜のように光の近軸領域と遠軸領域との間
の領域に備えられるが、ここに入射する光の集束又は抑
制（遮断）と無関係の方向に再び向ける（反射、屈折又
は散乱）機能を有する。
述した光制御膜のように光の近軸領域と遠軸領域との間
の領域に備えられるが、ここに入射する光の集束又は抑
制（遮断）と無関係の方向に再び向ける（反射、屈折又
は散乱）機能を有する。
前記対物レンズ200′は、前記Ｖ字形のリブ102に対応
するパターンを有する金型を用いて一般の高圧射出成形
法（図示せず）又は図15〜図15Kに示した圧縮成形法な
どにより製造されることができる。
するパターンを有する金型を用いて一般の高圧射出成形
法（図示せず）又は図15〜図15Kに示した圧縮成形法な
どにより製造されることができる。
下部の金型1002aは、図15A及び図15Bに示したよう
に、中間領域の光を散乱させるための光制御リブ102に
対応する加工済みの一つ又は多数の溝を有するパターン
を有することにより、製作されたレンズの表面に突き出
る階段状又はＶ字形の光制御手段を備えるが、前記図12
Aにおいては、溝や回折格子を有する光制御手段として
引き込められると説明する。そして、光制御手段102
は、レンズの表面に彫り、腐食又はスクラッチングされ
る方法により備えられる。かつ、図15C及び図15Dに示し
たように、本発明の他の実施例によるレンズの光制御手
段102は、Ｋ部分に腐食又はエッチング処理による凹凸
面を有する。
に、中間領域の光を散乱させるための光制御リブ102に
対応する加工済みの一つ又は多数の溝を有するパターン
を有することにより、製作されたレンズの表面に突き出
る階段状又はＶ字形の光制御手段を備えるが、前記図12
Aにおいては、溝や回折格子を有する光制御手段として
引き込められると説明する。そして、光制御手段102
は、レンズの表面に彫り、腐食又はスクラッチングされ
る方法により備えられる。かつ、図15C及び図15Dに示し
たように、本発明の他の実施例によるレンズの光制御手
段102は、Ｋ部分に腐食又はエッチング処理による凹凸
面を有する。
図15E及び図15Gは、前記光制御手段102を形成するた
めの凹凸面の様々な例（凹凸面、鋸の歯状の面、出入り
が激しい面）を示すが、これらは一つ又は複合の形態か
ら構成されることができる。
めの凹凸面の様々な例（凹凸面、鋸の歯状の面、出入り
が激しい面）を示すが、これらは一つ又は複合の形態か
ら構成されることができる。
図15Fにおいては、光制御手段102が平坦な階段状の格
子パターンを有することにより、中間領域の入射光を回
折させうる。格子パターンは650nmのレーザ波長に対し
て約200μｍ以下のピッチ（Ｓ）を有する。
子パターンを有することにより、中間領域の入射光を回
折させうる。格子パターンは650nmのレーザ波長に対し
て約200μｍ以下のピッチ（Ｓ）を有する。
図15Hは、ガラスやプラスチックなどのレンズ材料200
mが上部の金型1001と下部の金型1002aとの間に介するこ
とを示す。図15Iに示したように、上部の金型1001と下
部の金型1002aは近接してレンズ材料200mを圧縮成形す
る。すると、図15Jに示したように、上部の金型1001と
下部の金型1002aは分離して対物レンズ200mが得られ
る。
mが上部の金型1001と下部の金型1002aとの間に介するこ
とを示す。図15Iに示したように、上部の金型1001と下
部の金型1002aは近接してレンズ材料200mを圧縮成形す
る。すると、図15Jに示したように、上部の金型1001と
下部の金型1002aは分離して対物レンズ200mが得られ
る。
一方、光制御溝102′は、図14Bに示したように、その
底面を光軸の垂直線に対して所定の角度（θ）ほど斜め
にすることが望ましい。光制御溝102から反射された中
間領域の光を光軸に平行でない方向に散乱又は反射させ
ることが望ましい。
底面を光軸の垂直線に対して所定の角度（θ）ほど斜め
にすることが望ましい。光制御溝102から反射された中
間領域の光を光軸に平行でない方向に散乱又は反射させ
ることが望ましい。
図16は光制御手段として光制御溝を有する対物レンズ
の正面図であり、四角形の光制御溝102′が本発明の他
の実施例により対物レンズ200′に形成された状態を示
す。
の正面図であり、四角形の光制御溝102′が本発明の他
の実施例により対物レンズ200′に形成された状態を示
す。
前記光制御溝102′は四角形などの多角形に形成され
うる。かつ、前記対物レンズは一つ以上の光制御溝で入
射光を制御するように変形されることができる。前記光
制御部材100のような別途の透明部材の上にこのような
凹凸面（例えば、溝、リブ、鋸の歯状の面及び出入りの
激しい面）のうち、いずれか一つを用いることができ
る。
うる。かつ、前記対物レンズは一つ以上の光制御溝で入
射光を制御するように変形されることができる。前記光
制御部材100のような別途の透明部材の上にこのような
凹凸面（例えば、溝、リブ、鋸の歯状の面及び出入りの
激しい面）のうち、いずれか一つを用いることができ
る。
一方、前記実施例においては、凸面レンズを対物レン
ズとして用いるが、この対物レンズはホログラムレンズ
とフレネルレンズなどの回折理論を適用する平板レンズ
に取り替えられる。特に、レンズに光制御手段が備えら
れる場合、図17に示したように、平坦レンズにドーナツ
形状又は四角形などの光制御溝102″を形成するか、図1
8に示したように、ドーナツ形状又は四角形などの光制
御膜101を別途に製作して取り付けるか、塗布すること
ができる。前記光制御溝102″の場合、中間領域の光402
を回折させず、そのまま通過させるか、あるいは、光集
束と無関係の方向に反射させるようにすることにより、
ディスクの光スポットに中間領域の光402が至ることを
防ぐ。
ズとして用いるが、この対物レンズはホログラムレンズ
とフレネルレンズなどの回折理論を適用する平板レンズ
に取り替えられる。特に、レンズに光制御手段が備えら
れる場合、図17に示したように、平坦レンズにドーナツ
形状又は四角形などの光制御溝102″を形成するか、図1
8に示したように、ドーナツ形状又は四角形などの光制
御膜101を別途に製作して取り付けるか、塗布すること
ができる。前記光制御溝102″の場合、中間領域の光402
を回折させず、そのまま通過させるか、あるいは、光集
束と無関係の方向に反射させるようにすることにより、
ディスクの光スポットに中間領域の光402が至ることを
防ぐ。
図18に示した前記光制御膜101は、平板レンズ200″に
入射する中間領域の光402を吸収、散乱又は反射させ、
中間領域の光402がディスクの光スポットに至ることを
防ぐ。例えば、光制御膜に暗い色を用いると、その膜は
光を吸収する。かつ、図17及び図18に示したように、光
制御溝や光制御膜はディスクの厚さに応じて一つ以上の
ドーナツ形状の溝や膜を有するように変形されることも
ある。上述したレンズ装置の構造は光ピックアップ装置
に用いられる対物レンズに限るものでないという点に注
意すべきである。
入射する中間領域の光402を吸収、散乱又は反射させ、
中間領域の光402がディスクの光スポットに至ることを
防ぐ。例えば、光制御膜に暗い色を用いると、その膜は
光を吸収する。かつ、図17及び図18に示したように、光
制御溝や光制御膜はディスクの厚さに応じて一つ以上の
ドーナツ形状の溝や膜を有するように変形されることも
ある。上述したレンズ装置の構造は光ピックアップ装置
に用いられる対物レンズに限るものでないという点に注
意すべきである。
図19は上述した実施例により得られるものであり、1.
2mmの厚さを有するディスク上の光スポットの大きさを
示す。ここで、適用された対物レンズは4mmの有効直径
を有し、近軸領域の直径は2mm、遠軸領域の直径は2.4mm
〜4mmとする。したがって、光制御手段は2mm〜2.4mmの
範囲の光を遮断する。このような条件により形成された
光スポットにおいて、測定の結果、中心光の強度の1/e2
（約13％）となる位置の光スポットの直径は1.3μｍで
あった。図５に示したように、光遮蔽膜を用いない場合
に比べて、光遮蔽膜を用いる本発明の装置の場合は、図
５のＢ部分の光量が70％以上も減少した。
2mmの厚さを有するディスク上の光スポットの大きさを
示す。ここで、適用された対物レンズは4mmの有効直径
を有し、近軸領域の直径は2mm、遠軸領域の直径は2.4mm
〜4mmとする。したがって、光制御手段は2mm〜2.4mmの
範囲の光を遮断する。このような条件により形成された
光スポットにおいて、測定の結果、中心光の強度の1/e2
（約13％）となる位置の光スポットの直径は1.3μｍで
あった。図５に示したように、光遮蔽膜を用いない場合
に比べて、光遮蔽膜を用いる本発明の装置の場合は、図
５のＢ部分の光量が70％以上も減少した。
図20は、上述した条件のもとで、0.6mmの比較的薄い
ディスクに形成された光スポットの状態を示す。測定に
よれば、中心光の強度の1/e2（約13％）となる位置の直
径は0.83μｍであった。
ディスクに形成された光スポットの状態を示す。測定に
よれば、中心光の強度の1/e2（約13％）となる位置の直
径は0.83μｍであった。
上述したように、本発明によれば、最適の状態でディ
スクに光スポットを形成できる。図７に示したように、
ディスクから反射された光は、再び対物レンズ200、光
制御部材100及びコリメーティングレンズ500を透過した
後、ビームスプリッター600から反射されて集束レンズ7
00を通過して光検出器800は非点収差法によりフォーカ
スエラー信号を得るためのものであり、一般に４分割型
である。
スクに光スポットを形成できる。図７に示したように、
ディスクから反射された光は、再び対物レンズ200、光
制御部材100及びコリメーティングレンズ500を透過した
後、ビームスプリッター600から反射されて集束レンズ7
00を通過して光検出器800は非点収差法によりフォーカ
スエラー信号を得るためのものであり、一般に４分割型
である。
以下、本発明による光ピックアップ装置において、光
検出器800の特徴について具体的に説明する。
検出器800の特徴について具体的に説明する。
光検出器800の中央に形成されたスポットは、図21及
び図22に示したように、近軸領域の光に対応する中心部
分901a,901bと遠軸領域の光に対応する周辺部分902a,90
2bを有する。“a",“b"はそれぞれ厚いディスク及び薄
いディスクの光スポットを示す。特に、図21は比較的厚
いディスク、例えば1.2mmのディスクを適用する場合、
図22は比較的薄いディスク、例えば0.6mmのディスクを
適用する場合をそれぞれ示す。近軸領域の光による中心
部分901aはディスクの厚さを問わず、直径の変化が少な
く、光制御部材により遮断された中間部分903aと周辺部
分902a,902bの直径は大幅に変化する。
び図22に示したように、近軸領域の光に対応する中心部
分901a,901bと遠軸領域の光に対応する周辺部分902a,90
2bを有する。“a",“b"はそれぞれ厚いディスク及び薄
いディスクの光スポットを示す。特に、図21は比較的厚
いディスク、例えば1.2mmのディスクを適用する場合、
図22は比較的薄いディスク、例えば0.6mmのディスクを
適用する場合をそれぞれ示す。近軸領域の光による中心
部分901aはディスクの厚さを問わず、直径の変化が少な
く、光制御部材により遮断された中間部分903aと周辺部
分902a,902bの直径は大幅に変化する。
先ず、図21を参照すれば、近軸領域に対応する中心部
分901eは光検出器800の中央に至り、周辺部分902aは光
検出器800の周辺を取り囲む。そして、中心部分901aと
周辺領域902aとの間の中間部分903aは光制御部材により
光が取り除かれた部分である。1.2mmの厚さを有するデ
ィスクから情報を再生するときは、中間領域903aと周辺
部分902aはディスクの反射面が近軸焦点の近くにある本
実施例では球面収差により大幅に拡張されることによ
り、近軸領域の光のみが用いられる。
分901eは光検出器800の中央に至り、周辺部分902aは光
検出器800の周辺を取り囲む。そして、中心部分901aと
周辺領域902aとの間の中間部分903aは光制御部材により
光が取り除かれた部分である。1.2mmの厚さを有するデ
ィスクから情報を再生するときは、中間領域903aと周辺
部分902aはディスクの反射面が近軸焦点の近くにある本
実施例では球面収差により大幅に拡張されることによ
り、近軸領域の光のみが用いられる。
図22を参照すれば、本実施例では、薄いディスクの反
射面がビームの焦点の最小限の円に近くにあるので、中
心（近軸）部分901bと周辺（遠軸）部分902bのいずれも
光検出器800の検出面に形成されている。すなわち、薄
いディスク（0.6mm）から情報を再生するときは、光制
御部材により取り除かれた中間領域の光を除く近軸領域
の光と遠軸領域の光が用いられる。ここで、前記近軸領
域901bの直径はディスクの種類に問わず、比較的一定値
を保持する。
射面がビームの焦点の最小限の円に近くにあるので、中
心（近軸）部分901bと周辺（遠軸）部分902bのいずれも
光検出器800の検出面に形成されている。すなわち、薄
いディスク（0.6mm）から情報を再生するときは、光制
御部材により取り除かれた中間領域の光を除く近軸領域
の光と遠軸領域の光が用いられる。ここで、前記近軸領
域901bの直径はディスクの種類に問わず、比較的一定値
を保持する。
上述したように、本発明による光ピックアップ装置
は、厚さの異なるディスクから情報を読出すため、厚い
ディスクから情報を読出すときは、光検出器に近軸領域
の光のみが至り、薄いディスクから情報を読出すとき
は、近軸領域と遠軸領域の光が至るように設計している
光検出器800を適用する。したがって、光検出器800によ
り厚いディスクを用いるときは、近軸領域の光に対応す
る信号を得るが、薄いディスクを用いるときは、全ての
領域、すなわち近軸領域と遠軸領域の光に対応する相対
的に高い信号を得る。
は、厚さの異なるディスクから情報を読出すため、厚い
ディスクから情報を読出すときは、光検出器に近軸領域
の光のみが至り、薄いディスクから情報を読出すとき
は、近軸領域と遠軸領域の光が至るように設計している
光検出器800を適用する。したがって、光検出器800によ
り厚いディスクを用いるときは、近軸領域の光に対応す
る信号を得るが、薄いディスクを用いるときは、全ての
領域、すなわち近軸領域と遠軸領域の光に対応する相対
的に高い信号を得る。
図23は光検出器810の他の形態を示すものであり、こ
れは、第２検出領域812が、中心に位置し、図21に示し
た４分割型の光検出器800に相応する第１検出領域811の
周囲に備えられている８分割型の構造を有する。ここ
で、前記第１検出領域811は、四つの四角形の第１受光
要素A1,B1,C1,D1を備え、第２検出領域812は四つのＬ型
の第２受光要素A2,B2,C2,D2を備える。
れは、第２検出領域812が、中心に位置し、図21に示し
た４分割型の光検出器800に相応する第１検出領域811の
周囲に備えられている８分割型の構造を有する。ここ
で、前記第１検出領域811は、四つの四角形の第１受光
要素A1,B1,C1,D1を備え、第２検出領域812は四つのＬ型
の第２受光要素A2,B2,C2,D2を備える。
厚いディスクから情報を読出すとき、８分割型の光検
出器810を用いて得られたフォーカスエラー信号を図30
に示している。ここで、第１受光領域811からの信号は
実線Ａ、第１及び第２受光領域811,812からの信号は点
線Ｂで示す。
出器810を用いて得られたフォーカスエラー信号を図30
に示している。ここで、第１受光領域811からの信号は
実線Ａ、第１及び第２受光領域811,812からの信号は点
線Ｂで示す。
図24〜図26は、薄いディスク（ディジタルビデオディ
スク）を用いる場合の光検出器の受光状態を示す。図27
〜図29は、厚いディスクを用いる場合の光検出器の受光
状態を示す。
スク）を用いる場合の光検出器の受光状態を示す。図27
〜図29は、厚いディスクを用いる場合の光検出器の受光
状態を示す。
前記第１検出領域811は厚いディスクから情報を読出
すとき、近軸領域の光を損失することなく受光すること
ができると共に、遠軸領域の光は受光しない程度の厚さ
を有するように設計される。かつ、第１、第２検出領域
811,812は薄いディスクから情報を読出すときは、図24
に示したように、近軸と遠軸領域の光ビームをいずれも
受光するように設計される。厚いディスクから情報を読
出すときは、図27に示したように、遠軸領域の光が第２
受光領域812に至るようにする。
すとき、近軸領域の光を損失することなく受光すること
ができると共に、遠軸領域の光は受光しない程度の厚さ
を有するように設計される。かつ、第１、第２検出領域
811,812は薄いディスクから情報を読出すときは、図24
に示したように、近軸と遠軸領域の光ビームをいずれも
受光するように設計される。厚いディスクから情報を読
出すときは、図27に示したように、遠軸領域の光が第２
受光領域812に至るようにする。
図24、図25、及び図26は、薄いディスクに対して対物
レンズがフォーカスの位置にあるとき、対物レンズが薄
いディスクから遠くにあるとき、対物レンズがディスク
から近くにあるときの受光状態をそれぞれ示す。ディス
クに対して対物レンズがフォーカスの位置にあるとき、
対物レンズがディスクから遠くにあるとき、対物レンズ
がディスクから近くにあるときの受光状態を示す。同様
に、図27〜図29は、厚いディスクに対して対物レンズが
フォーカスの位置にあるとき、対物レンズがディスクか
ら遠くにあるとき、対物レンズがディスクから近くにあ
るときの受光状態を示す。
レンズがフォーカスの位置にあるとき、対物レンズが薄
いディスクから遠くにあるとき、対物レンズがディスク
から近くにあるときの受光状態をそれぞれ示す。ディス
クに対して対物レンズがフォーカスの位置にあるとき、
対物レンズがディスクから遠くにあるとき、対物レンズ
がディスクから近くにあるときの受光状態を示す。同様
に、図27〜図29は、厚いディスクに対して対物レンズが
フォーカスの位置にあるとき、対物レンズがディスクか
ら遠くにあるとき、対物レンズがディスクから近くにあ
るときの受光状態を示す。
上述したような構造の光検出器810において、薄いデ
ィスクから情報を読出すときは、前記第1,第２受光領域
811,812の両方からの全ての信号を用い、厚いディスク
から情報を読出すときは、第１受光領域811からの信号
のみを用いる。
ィスクから情報を読出すときは、前記第1,第２受光領域
811,812の両方からの全ての信号を用い、厚いディスク
から情報を読出すときは、第１受光領域811からの信号
のみを用いる。
図30は厚いディスクから情報を読出すとき、第１受光
領域（実線Ａ）からの信号によるフォーカスエラー信号
と、第１受光領域と第２受光領域（点線Ｂ）の全ての信
号によるフォーカスエラー信号の変化を示す。実線Ａと
点線Ｂとの差は、厚いディスクに散乱された光の光量に
起因する。８分割型の光検出器810において、球面収差
の大きい厚いディスクからの散乱光は主として外側の光
検出器812により検出される。前記外側の光検出器812に
より検出された散乱光はフォーカスエラー信号の大きさ
を増加して点線Ｂで示したようにフォーカスエラー信号
を不安定にする。次に、内側の光検出器811の上にぶつ
かる検出光のみを用いる場合は、実線Ａで示したよう
に、曲線Ｓの上で散乱光の効果を低減することができ
る。実際は、フォーカスエラー信号に対して単一のゼロ
クロス点を有するため、Ａで示したフォーカスエラー信
号がＢより低く、ゼロクロス点における信号の対称性は
対物レンズの焦点位置の識別において重要な特徴であ
る。
領域（実線Ａ）からの信号によるフォーカスエラー信号
と、第１受光領域と第２受光領域（点線Ｂ）の全ての信
号によるフォーカスエラー信号の変化を示す。実線Ａと
点線Ｂとの差は、厚いディスクに散乱された光の光量に
起因する。８分割型の光検出器810において、球面収差
の大きい厚いディスクからの散乱光は主として外側の光
検出器812により検出される。前記外側の光検出器812に
より検出された散乱光はフォーカスエラー信号の大きさ
を増加して点線Ｂで示したようにフォーカスエラー信号
を不安定にする。次に、内側の光検出器811の上にぶつ
かる検出光のみを用いる場合は、実線Ａで示したよう
に、曲線Ｓの上で散乱光の効果を低減することができ
る。実際は、フォーカスエラー信号に対して単一のゼロ
クロス点を有するため、Ａで示したフォーカスエラー信
号がＢより低く、ゼロクロス点における信号の対称性は
対物レンズの焦点位置の識別において重要な特徴であ
る。
上述したように、厚いディスクから情報を読出すとき
は、近軸領域の光のみを用いてフォーカスエラー信号の
成分を得ることにより、図30に示したように、安定した
フォーカスエラー信号が得られる。
は、近軸領域の光のみを用いてフォーカスエラー信号の
成分を得ることにより、図30に示したように、安定した
フォーカスエラー信号が得られる。
上述したように、中心領域の周囲の光スポット、図５
の“B"部分の光量の減少効果とフォーカス信号の安定化
効果を有する本発明の対物レンズ装置およびそれを適用
する光ピックアップ装置は、その焦点制御方式におい
て、ディスクの厚さに問わず、一つのフォーカスエラー
信号のみが発生するので、他の厚さのディスクを用いる
ための追加的なフォーカス制御手段が必要でない。
の“B"部分の光量の減少効果とフォーカス信号の安定化
効果を有する本発明の対物レンズ装置およびそれを適用
する光ピックアップ装置は、その焦点制御方式におい
て、ディスクの厚さに問わず、一つのフォーカスエラー
信号のみが発生するので、他の厚さのディスクを用いる
ための追加的なフォーカス制御手段が必要でない。
かつ、ディスクの厚さに応じて検出されたフォーカス
エラー信号の大きさが異なる。すなわち、図31に示した
ように、薄いディスクの場合は、近軸及び遠軸領域の光
がいずれも光検出器に至り、厚いディスクの場合は、近
軸領域の光のみが光検出器に至るので、容易にディスク
の種類を識別することができる。
エラー信号の大きさが異なる。すなわち、図31に示した
ように、薄いディスクの場合は、近軸及び遠軸領域の光
がいずれも光検出器に至り、厚いディスクの場合は、近
軸領域の光のみが光検出器に至るので、容易にディスク
の種類を識別することができる。
このようなディスクの種類及び判別動作を図32を参照
して具体的に説明すると、次のとおりである。
して具体的に説明すると、次のとおりである。
薄いディスク又は厚いディスクが挿入されると（ステ
ップ100）、先ず対物レンズの範囲、すなわちディスク
の判読のために、図33に示したように、フォーカス電流
（ディスクに対する対物レンズの位置を制御する）を増
加及び減少させる。対物レンズをフォーカスの調節範囲
内で上下にｍ回も移動させて光検出器からの和信号（８
つの４分割部分からの全ての信号の和）とフォーカスエ
ラー信号Sfを得る（ステップ101）。４分割の光検出器
を用いるので、フォーカスエラー信号は、例えば米国特
許第4,695,158でKotaka特許に至る通常の非点収差方式
により得られる。したがって、詳しい説明は省略する。
実験的に薄いディスクの再生時、フォーカスエラー信号
の振幅は厚いディスクの再生時のフォーカスエラー信号
の４倍であり、二枚のディスクの互換に十分な光量の確
保が可能であり、フォーカスエラー信号の安定化も達成
するということがわかる。
ップ100）、先ず対物レンズの範囲、すなわちディスク
の判読のために、図33に示したように、フォーカス電流
（ディスクに対する対物レンズの位置を制御する）を増
加及び減少させる。対物レンズをフォーカスの調節範囲
内で上下にｍ回も移動させて光検出器からの和信号（８
つの４分割部分からの全ての信号の和）とフォーカスエ
ラー信号Sfを得る（ステップ101）。４分割の光検出器
を用いるので、フォーカスエラー信号は、例えば米国特
許第4,695,158でKotaka特許に至る通常の非点収差方式
により得られる。したがって、詳しい説明は省略する。
実験的に薄いディスクの再生時、フォーカスエラー信号
の振幅は厚いディスクの再生時のフォーカスエラー信号
の４倍であり、二枚のディスクの互換に十分な光量の確
保が可能であり、フォーカスエラー信号の安定化も達成
するということがわかる。
上述した方法により球面収差の量を低減してディスク
に記録された信号を再生することができる。しかしなが
ら、その球面収差は従来のコンパクトディスクプレーヤ
の光ピックアップ装置が有する球面収差よりは大きくな
り、再生信号に劣化をもたらす。したがって、図36に示
したように、ディジタル波形等化器を用いることが望ま
しいが、これは、図32に示したように、入力信号をfi
（ｔ）とするとき、出力信号fo（ｔ）を次の式により出
力する（ステップ106、107）。
に記録された信号を再生することができる。しかしなが
ら、その球面収差は従来のコンパクトディスクプレーヤ
の光ピックアップ装置が有する球面収差よりは大きくな
り、再生信号に劣化をもたらす。したがって、図36に示
したように、ディジタル波形等化器を用いることが望ま
しいが、これは、図32に示したように、入力信号をfi
（ｔ）とするとき、出力信号fo（ｔ）を次の式により出
力する（ステップ106、107）。
fo（ｔ）＝fi（ｔ＋τ）−Ｋ〔fi（ｔ）＋fi（ｔ＋２τ）〕 （τは所定の遅延時間であり、Ｋは所定の振幅分割子
である） フォーカスエラー信号Sfと和信号が得られると（ステ
ップ101）、フォーカスエラー信号Sfが薄いディスクに
対する第１基準値より大きいか否かを判断する（ステッ
プ102）。この際、設計条件に応じて前記和信号を第１
基準値と比べることができる。
である） フォーカスエラー信号Sfと和信号が得られると（ステ
ップ101）、フォーカスエラー信号Sfが薄いディスクに
対する第１基準値より大きいか否かを判断する（ステッ
プ102）。この際、設計条件に応じて前記和信号を第１
基準値と比べることができる。
図34に示したように、第１基準値がフォーカス信号Sf
又は和信号より小さければ、薄いディスクと判断する
（ステップ103）。この判断によりフォーカシングとト
ラッキングを引き続き行うことにより再生信号を得る
（ステップ105）。この再生信号が薄いディスクに対す
る波形等化器を経て（ステップ106）、波形等化信号を
得る（ステップ107）。しかしながら、第１基準値がフ
ォーカスエラー信号Sf又は和信号より大きければ、その
フォーカスエラー信号が厚いディスクに対応する第２基
準値より大きいか否かを判断する（ステップ113）。
又は和信号より小さければ、薄いディスクと判断する
（ステップ103）。この判断によりフォーカシングとト
ラッキングを引き続き行うことにより再生信号を得る
（ステップ105）。この再生信号が薄いディスクに対す
る波形等化器を経て（ステップ106）、波形等化信号を
得る（ステップ107）。しかしながら、第１基準値がフ
ォーカスエラー信号Sf又は和信号より大きければ、その
フォーカスエラー信号が厚いディスクに対応する第２基
準値より大きいか否かを判断する（ステップ113）。
図35に示したように、第１基準値がフォーカスエラー
信号Sf、和信号エラー信号Sf又は和信号より大きく、フ
ォーカスエラー信号Sf又は和信号が第２基準値より大き
ければ、厚いディスクと判断して（ステップ114）、フ
ォーカシングとトラッキングを引き続き行うことにより
（ステップ115）、再生信号を得る（ステップ116）。こ
の再生信号を薄いディスクに対する波形等化器を経て
（ステップ117）、波形等化信号を得る（ステップ11
8）。
信号Sf、和信号エラー信号Sf又は和信号より大きく、フ
ォーカスエラー信号Sf又は和信号が第２基準値より大き
ければ、厚いディスクと判断して（ステップ114）、フ
ォーカシングとトラッキングを引き続き行うことにより
（ステップ115）、再生信号を得る（ステップ116）。こ
の再生信号を薄いディスクに対する波形等化器を経て
（ステップ117）、波形等化信号を得る（ステップ11
8）。
前記フォーカスエラー信号Sf又は和信号が第２基準値
より小さければ、エラー信号を発生する（ステップ12
3）。前記フォーカスエラー信号と和信号をディスクの
種類識別に用いることができ、この二つの信号を用いる
方法により識別のエラーを低減する。
より小さければ、エラー信号を発生する（ステップ12
3）。前記フォーカスエラー信号と和信号をディスクの
種類識別に用いることができ、この二つの信号を用いる
方法により識別のエラーを低減する。
以上、本発明によるレンズ装置は次のような利点を有
する。
する。
本発明によるレンズ装置は、複雑で高コストのホログ
ラムレンズの代わりに、製作が容易な光の遮断又は散乱
手段を適用する。かつ、光をホログラムレンズで分離せ
ず用いることができるので、本発明のレンズ装置は従来
の装置より光の利用効率が高い。その上、非常に小さい
ビームスポットが形成されるので、従来の記録再生性能
を高めることができる。かつ、光の遮断、屈折、回折又
は散乱手段を備えるレンズ装置は一つの対物レンズを備
えるので、このレンズ装置を適用する光ピックアップ装
置の組立及び調整が非常に簡便になる。かつ、ディスク
の厚さを問わず、ディスクの種類を区分できる信号が得
られるので、ディスクの種類識別に別途の手段が不要で
ある。他方、ホログラムレンズを用いる従来の装置は、
多数の信号を発生するので、多数の信号を識別するため
には追加的な手段を採用しなければならない。多数の信
号のうち、一つの信号は薄いディスクに用いられるが、
他の信号は厚いディスクに用いられる。
ラムレンズの代わりに、製作が容易な光の遮断又は散乱
手段を適用する。かつ、光をホログラムレンズで分離せ
ず用いることができるので、本発明のレンズ装置は従来
の装置より光の利用効率が高い。その上、非常に小さい
ビームスポットが形成されるので、従来の記録再生性能
を高めることができる。かつ、光の遮断、屈折、回折又
は散乱手段を備えるレンズ装置は一つの対物レンズを備
えるので、このレンズ装置を適用する光ピックアップ装
置の組立及び調整が非常に簡便になる。かつ、ディスク
の厚さを問わず、ディスクの種類を区分できる信号が得
られるので、ディスクの種類識別に別途の手段が不要で
ある。他方、ホログラムレンズを用いる従来の装置は、
多数の信号を発生するので、多数の信号を識別するため
には追加的な手段を採用しなければならない。多数の信
号のうち、一つの信号は薄いディスクに用いられるが、
他の信号は厚いディスクに用いられる。
本発明の望ましい実施例を上述したが、多くの変形が
本発明の技術的な思想内で当業者により可能なのは理解
すべきである。例えば、ディスクの相対的な位置を変化
させることによりスポットのパターンを変化させ、これ
により電気的に変換されたスポットのパターンを用いる
多数の方法が可能である。
本発明の技術的な思想内で当業者により可能なのは理解
すべきである。例えば、ディスクの相対的な位置を変化
させることによりスポットのパターンを変化させ、これ
により電気的に変換されたスポットのパターンを用いる
多数の方法が可能である。
産業上の利用分野 本発明は映像又は音響データを記録／再生するための
記録媒体の分野に適用される光学システムに用いられ
る。
記録媒体の分野に適用される光学システムに用いられ
る。
フロントページの続き (31)優先権主張番号 １９９５／３３９１４ (32)優先日 平成７年10月４日(1995．10．4) (33)優先権主張国 韓国（ＫＲ） (31)優先権主張番号 １９９６／１６０５ (32)優先日 平成８年１月25日(1996．1．25) (33)優先権主張国 韓国（ＫＲ） (31)優先権主張番号 １９９６／３６０５ (32)優先日 平成８年２月14日(1996．2．14) (33)優先権主張国 韓国（ＫＲ） (31)優先権主張番号 ６４０，４７４ (32)優先日 平成８年５月１日(1996．5．1) (33)優先権主張国 米国（ＵＳ） (31)優先権主張番号 ６４０，５５３ (32)優先日 平成８年５月１日(1996．5．1) (33)優先権主張国 米国（ＵＳ） 前置審査 (72)発明者 リム キュン ファ 大韓民国 キュンキ−ド 442−370 ス オン−シティ パルタル−ク マエタン −トン チュコン ５ タンチ 522− 703 (72)発明者 チュン チョン サム 大韓民国 キュンキ−ド 463−070 ス ンナム−シティ ブンタン−ク ヤタッ プ−トン（番地なし） ヒュンタイ エ イピーティ 835−1306 (72)発明者 チョ クン ホ 大韓民国 キュンキ−ド 442−370 ス オン−シティ パルタル−ク マエタン −トン （番地なし） サムソン １− チャ エイピーティ １−1506 (72)発明者 セオン ピョン ヨン 大韓民国 ソウル 138−200 ソンパー ク ムーンチュン−トン （番地なし) ムーンチュン シヨン エイピーティ ４−808 (72)発明者 ユー チャン フーン 大韓民国 ソウル 150−073 ヨントン ポ−ク タエリム ３−トン 762−１ ウースン エイピーティ ３−708 (72)発明者 リー ヨン フーン 大韓民国 キュンキ−ド 442−190 ス オン−シティ パルタル−ク ウーマン −トン （番地なし） チュコン エイ ピーティ 201−1505 (56)参考文献 特開 平６−215408（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−302437（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−98431（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G11B 7/12 - 7/22 G02B 13/00
Claims (61)
- 【請求項１】厚さの相異なるディスク各々に設定された
焦点帯に光を集束し、所定の有効直径を有するレンズ
と、 前記レンズの光経路の上に備えられて前記光経路に対し
て直交する方向に所定幅を有する中間領域の光が前記焦
点帯の少なくとも一方に至ることを防ぎ、当該少なくと
も一方の焦点帯に集束される光の収差又は回折によるサ
イドローブを減じる光制御手段とを備え、 前記中間領域は、前記光経路の中心を含む近軸領域と前
記中間領域から放射状に外側に位置し、前記焦点帯の少
なくとも一方に結像しない光が通過する遠軸領域との間
にあることを特徴とするレンズ装置。 - 【請求項２】前記レンズは、対物レンズであることを特
徴とする請求項１記載のレンズ装置。 - 【請求項３】前記光制御手段は、前記光経路の中間領域
の光を遮断することを特徴とする請求項１記載のレンズ
装置。 - 【請求項４】前記光制御手段は、前記光経路の中間領域
の光を散乱させることを特徴とする請求項１記載のレン
ズ装置。 - 【請求項５】前記光制御手段は、前記光経路の中間領域
の光を屈折させることを特徴とする請求項１記載のレン
ズ装置。 - 【請求項６】前記光制御手段は、前記光経路の中間領域
の光を吸収することを特徴とする請求項１記載のレンズ
装置。 - 【請求項７】前記光制御手段は、前記光経路の中間領域
の光を屈折させることを特徴とする請求項１記載のレン
ズ装置。 - 【請求項８】前記光制御手段は、前記光経路の中間領域
の光を前記焦点帯と無関係の方向に透過させることを特
徴とする請求項１記載のレンズ装置。 - 【請求項９】前記光制御手段は、前記光経路の中間領域
の光を前記焦点帯からずれる方向に回折させることを特
徴とする請求項１記載のレンズ装置。 - 【請求項１０】前記光制御手段は、前記入射光ビームの
近軸と遠軸との間の中間領域の光を遮断、散乱、回折、
屈折、吸収、透過及び反射のうち、少なくともいずれか
一つにより制御することを特徴とする請求項１記載のレ
ンズ装置。 - 【請求項１１】前記光制御手段は、前記光経路の中間領
域の光が前記焦点帯に至ることを防ぐ所定の領域を有
し、前記所定の領域は、前記レンズの有効直径より小さ
い外径を有することを特徴とする請求項１記載のレンズ
装置。 - 【請求項１２】前記光制御手段は、前記レンズの上にあ
る所定のパターンの少なくとも一つの光制御膜であるこ
とを特徴とする請求項１記載のレンズ装置。 - 【請求項１３】前記光制御手段は、透明部材を備えるこ
とを特徴とする請求項１記載のレンズ装置。 - 【請求項１４】前記透明部材は、前記レンズから所定の
距離を隔てることを特徴とする請求項１記載のレンズ装
置。 - 【請求項１５】前記透明部材は、所定のパターンの少な
くとも一つの光制御膜を備えることを特徴とする請求項
13記載のレンズ装置。 - 【請求項１６】前記光制御手段は、前記レンズの上にあ
る所定のパターンの少なくとも一つの光制御膜を備える
ことを特徴とする請求項１記載のレンズ装置。 - 【請求項１７】前記光制御手段は、少なくとも一側面に
所定のパターンの凹凸を有することを特徴とする請求項
１記載のレンズ装置。 - 【請求項１８】前記少なくとも一側面の凹凸は、前記光
経路の軸に対して所定の傾斜度の側壁を有する溝を備え
ることを特徴とする請求項17記載のレンズ装置。 - 【請求項１９】前記溝は、Ｖ字形であることを特徴とす
る請求項18記載のレンズ装置。 - 【請求項２０】前記溝は、平行な辺をなし、前記レンズ
は平板型であることを特徴とする請求項18記載のレンズ
装置。 - 【請求項２１】前記少なくとも一側面の凹凸は、突き出
るくさび状のリブであることを特徴とする請求項17記載
のレンズ装置。 - 【請求項２２】前記一側面の凹凸は、でこぼこ面を有す
ることを特徴とする請求項17記載のレンズ装置。 - 【請求項２３】前記一側面の凹凸は、前記焦点帯からず
れる光経路の中間領域の光を回折させる回折格子を備え
ることを特徴とする請求項17記載のレンズ装置。 - 【請求項２４】前記レンズは、屈折面を有することを特
徴とする請求項１記載のレンズ装置。 - 【請求項２５】前記レンズは、回折レンズであることを
特徴とする請求項１記載のレンズ装置。 - 【請求項２６】前記レンズは、平板レンズであることを
特徴とする請求項１記載のレンズ装置。 - 【請求項２７】光源と、 前記光源からの光がディスクに至る光経路の上に備えら
れて光を厚さの相異なるディスク各々に設定された焦点
帯に集束し、所定の有効直径を有する対物レンズと、 前記レンズの光経路の上に備えられて前記光経路に対し
て直交する方向に所定幅を有する中間領域の光が前記焦
点帯の何れかに至ることを防ぎ、当該何れかの焦点帯に
集束される光の収差又は回折によるサイドローブを減じ
る光制御手段と を備え、 前記中間領域は、前記光経路の中心を含む近軸領域と前
記中間領域から放射状に外側に位置し、前記焦点帯の少
なくとも一方に結像しない光が通過する遠軸領域との間
にある ことを特徴とする光ピックアップ装置。 - 【請求項２８】前記光ピックアップ装置は、 前記光制御手段と前記光源との間に備えられるビームス
プリッターと、 前記ビームスプリッターを通して前記ディスクから反射
された光を検出する光検出器と をさらに備えることを特徴とする請求項27記載の光ピッ
クアップ装置。 - 【請求項２９】前記光制御手段は、前記光経路の中間領
域の光を遮断することを特徴とする請求項27記載の光ピ
ックアップ装置。 - 【請求項３０】前記光制御手段は、前記光経路の中間領
域の光を散乱させることを特徴とする請求項27記載の光
ピックアップ装置。 - 【請求項３１】前記光制御手段は、前記光経路の中間領
域の光を回折させることを特徴とする請求項27記載の光
ピックアップ装置。 - 【請求項３２】前記光制御手段は、前記光経路の中間領
域の光を吸収することを特徴とする請求項27記載の光ピ
ックアップ装置。 - 【請求項３３】前記光制御手段は、前記光経路の中間領
域の光を反射させることを特徴とする請求項27記載の光
ピックアップ装置。 - 【請求項３４】前記光制御手段は、前記光経路の中間領
域の光を前記焦点帯と無関係の方向に透過させることを
特徴とする請求項27記載の光ピックアップ装置。 - 【請求項３５】前記光制御手段は、前記光経路の中間領
域の光を前記焦点帯からずれる方向に屈折させることを
特徴とする請求項27記載の光ピックアップ装置。 - 【請求項３６】前記光制御手段は、前記光経路の中間領
域の光が前記焦点帯に至ることを防ぐ所定の領域を有し
ており、前記所定の領域は前記レンズの有効直径より小
さい外径を有することを特徴とする請求項27記載の光ピ
ックアップ装置。 - 【請求項３７】前記光制御手段は、前記レンズの上にあ
る所定のパターンの光制御膜であることを特徴とする請
求項27記載の光ピックアップ装置。 - 【請求項３８】前記光制御手段は、透明部材を備えるこ
とを特徴とする請求項27記載の光ピックアップ装置。 - 【請求項３９】前記光制御手段は、前記レンズから所定
の距離を隔てることを特徴とする請求項38記載の光ピッ
クアップ装置。 - 【請求項４０】前記透明部材は、所定のパターンの少な
くとも一つの光制御膜を備えることを特徴とする請求項
38記載の光ピックアップ装置。 - 【請求項４１】前記光制御手段は、前記レンズの上にあ
る所定のパターンの少なくとも一つの光制御膜を備える
ことを特徴とする請求項27記載の光ピックアップ装置。 - 【請求項４２】前記光制御手段は、少なくとも一側面に
所定のパターンの凹凸を有することを特徴とする請求項
27記載の光ピックアップ装置。 - 【請求項４３】前記少なくとも一側面の凹凸は、前記光
経路の軸に対して所定の傾斜度の側壁を有する溝を備え
ることを特徴とする請求項42記載の光ピックアップ装
置。 - 【請求項４４】前記溝は、Ｖ字形であることを特徴とす
る請求項43記載の光ピックアップ装置。 - 【請求項４５】前記溝は、平行な辺をなし、前記レンズ
は平板型であることを特徴とする請求項43記載の光ピッ
クアップ装置。 - 【請求項４６】前記少なくとも一側面の凹凸は、突き出
るくさび状のリブであることを特徴とする請求項42記載
の光ピックアップ装置。 - 【請求項４７】前記一側面の凹凸は、でこぼこ面を有す
ることを特徴とする請求項42記載の光ピックアップ装
置。 - 【請求項４８】前記一側面の凹凸は、前記焦点帯からず
れる光経路の中間領域の光を回折させる回折格子を備え
ることを特徴とする請求項42記載の光ピックアップ装
置。 - 【請求項４９】前記レンズは、屈折面を有することを特
徴とする請求項27記載の光ピックアップ装置。 - 【請求項５０】前記レンズは、回折レンズであることを
特徴とする請求項27記載の光ピックアップ装置。 - 【請求項５１】前記レンズは、平型レンズであることを
特徴とする請求項27記載の光ピックアップ装置。 - 【請求項５２】前記光検出器は、比較的厚いディスクか
ら反射された前記近軸領域の光のみを受光する第１受光
部と、前記第１受光部を取り囲む第２受光部とを備え、
前記第1,第２受光部は比較的薄いディスクから反射され
た近軸及び遠軸領域の光をいずれも受光することを特徴
とする請求項28記載の光ピックアップ装置。 - 【請求項５３】前記光検出器の第1,第２受講部は、それ
ぞれ４分割型のセグメントを有することを特徴とする請
求項52記載の光ピックアップ装置。 - 【請求項５４】所定のパターンの前記少なくとも一側面
の凹凸は、前記レンズの少なくとも一側面の上に形成さ
れることを特徴とする請求項42記載のレンズ装置。 - 【請求項５５】前記中間領域のディスクの厚さにより限
られることを特徴とする請求項27記載の光ピックアップ
装置。 - 【請求項５６】前記ディスクは、DVDやCDであることを
特徴とする請求項27記載の光ピックアップ装置。 - 【請求項５７】前記ディスクは、0.6mm±0.1mmや1.2mm
±0.1mmの厚さを有することを特徴とする請求項27記載
の光ピックアップ装置。 - 【請求項５８】前記ディスクは、ガラスやプラスチック
からなることを特徴とする請求項27記載の光ピックアッ
プ装置。 - 【請求項５９】前記近軸及び遠軸領域は、光学的な収差
の量により限られることを特徴とする請求項28記載の光
ピックアップ装置。 - 【請求項６０】前記ディスクは、厚さの相異なるタイプ
からなることを特徴とする請求項28記載の光ピックアッ
プ装置。 - 【請求項６１】光源と、 内部に配置される厚さの相異なるディスクに対面し、入
射光の近軸領域、中間軸領域、及び前記ディスクの少な
くとも一方に結像しない光が通過する遠軸領域各々に対
応した中心領域、中間領域、及び周辺領域それぞれに分
割された光通過領域を備え、前記中心領域は前記ディス
クの厚さに拘わらず常に前記ディスクの何れかに前記入
射光を合焦させ、前記中間領域及び周辺領域の少なくと
も一方は前記ディスクの厚さに拘わらず収差又は回折に
より前記ディスクに集束される光の大きさに影響を与え
にくい前記入射光を通過させる対物レンズと、 前記何れかのディスクから反射された光を検出する光検
出器と、 前記対物レンズと前記光源との間に配置され、前記光源
から前記対物レンズへ向かう光を透過／反射し、前記何
れかのディスクから前記光検出器へ向かう光を反射／透
過するビームスプリッターと を具備することを特徴とする光学装置。
Applications Claiming Priority (16)
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|---|---|---|---|
| KR19950027715 | 1995-08-30 | ||
| KR19950031679 | 1995-09-25 | ||
| KR19950033914 | 1995-10-04 | ||
| KR19960001605 | 1996-01-25 | ||
| KR1019960003605A KR100234257B1 (ko) | 1995-08-30 | 1996-02-14 | 대물렌즈 장치 및 안정된 포커스 서보 신호를 얻는방법 및 이를 적용한 광픽업 장치 및 두께가 다른 디스크를 판별하는 방법 및 두께가 다른 디스크로부터 정보를 재생하고 기록하는 방법 |
| US1996/3605 | 1996-05-01 | ||
| US1996/1605 | 1996-05-01 | ||
| US08/640,474 US5822135A (en) | 1995-08-30 | 1996-05-01 | Lens device including a light controlling mechanism and an optical pickup apparatus using a lens device |
| US1995/33914 | 1996-05-01 | ||
| US640,553 | 1996-05-01 | ||
| US1995/31679 | 1996-05-01 | ||
| US08/640,553 US5665957A (en) | 1995-08-30 | 1996-05-01 | Lens device comprising light blocking means and an optical pickup apparatus using the lens device |
| US08/640,553 | 1996-05-01 | ||
| US640,474 | 1996-05-01 | ||
| US08/640,474 | 1996-05-01 | ||
| US1995/27715 | 1996-05-01 |
Related Child Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2000379425A Division JP3857520B2 (ja) | 1995-08-30 | 2000-12-13 | 厚さの相異なるディスクの判別方法、フォーカス検出方法、再生方法、及び記録方法 |
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|---|---|
| JPH10504927A JPH10504927A (ja) | 1998-05-12 |
| JP3186773B2 true JP3186773B2 (ja) | 2001-07-11 |
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Family Applications (2)
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|---|---|---|---|
| JP51014597A Expired - Fee Related JP3186773B2 (ja) | 1995-08-30 | 1996-08-28 | レンズ装置及びそれを用いる光ピックアップ装置 |
| JP2000379425A Expired - Lifetime JP3857520B2 (ja) | 1995-08-30 | 2000-12-13 | 厚さの相異なるディスクの判別方法、フォーカス検出方法、再生方法、及び記録方法 |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000379425A Expired - Lifetime JP3857520B2 (ja) | 1995-08-30 | 2000-12-13 | 厚さの相異なるディスクの判別方法、フォーカス検出方法、再生方法、及び記録方法 |
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|---|---|
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| KR100238266B1 (ko) * | 1996-02-14 | 2000-02-01 | 윤종용 | 광학장치 |
| US6259668B1 (en) | 1996-02-14 | 2001-07-10 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Recording/reproducing apparatus having an optical pickup device to read from and record information to disks of different thicknesses |
| KR100230253B1 (ko) * | 1996-02-14 | 1999-11-15 | 윤종용 | 대물렌즈 장치 및 이의 제작방법 및 이를 적용한 광픽업장치 |
| BR9702117A (pt) * | 1996-03-08 | 1999-01-26 | Philips Electronics Nv | Dispositivo e processo de exploração óptica |
| KR0176595B1 (ko) * | 1996-04-30 | 1999-04-15 | 김광호 | 대물렌즈장치 및 이 대물렌즈장치를 채용한 광픽업장치 |
| JP3426084B2 (ja) * | 1996-05-24 | 2003-07-14 | シャープ株式会社 | 光学式記録再生装置 |
| JP3378154B2 (ja) * | 1996-07-16 | 2003-02-17 | シャープ株式会社 | 光学式記録再生装置 |
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| EP1909272A3 (en) * | 1997-03-13 | 2009-03-04 | Hitachi Maxell, Ltd. | Compatible objective lens |
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