JPH05242521A - 光ディスクプレーヤ - Google Patents

光ディスクプレーヤ

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JPH05242521A
JPH05242521A JP4076023A JP7602392A JPH05242521A JP H05242521 A JPH05242521 A JP H05242521A JP 4076023 A JP4076023 A JP 4076023A JP 7602392 A JP7602392 A JP 7602392A JP H05242521 A JPH05242521 A JP H05242521A
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JP
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objective lens
lens
optical disc
recording
light
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JP4076023A
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Naoharu Yanagawa
直治 梁川
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Pioneer Electronic Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単な構成で記録密度の異なる光ディスクに
対しての情報の記録／再生を行わせること。 【構成】 単一の半導体レーザ３０からの光ビームの経
路を、ハーフミラー３１によって２分し、一方の光ビー
ムを対物レンズ３２によって“けられ”を大きくし光デ
ィスクの記録面に集光させるとともに、他方のビームを
ビームエキスパンダにより“けられ”を小さくしてプリ
ズム３５により垂直方向に曲げた後、対物レンズ３６に
よって光ディスクの記録面に集光するようにした。 【効果】 対物レンズ３２によるビームスポットを小さ
くし、対物レンズ３６によるビームスポットを大きくす
ることができ、また光ビームの経路を２分したり波長を
変えたりする電子部品等をそれぞれの経路に必要としな
いので、構成が簡素化され機器のコスト低減を図ること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、トラックピッチや記録
ピットの記録密度の異なる各種光ディスクに対して情報
の記録／再生を行う光ディスクプレーヤに係り、特に単
一のレーザ光源である半導体レーザからの光ビームを用
いて情報の記録再生を行う光ディスクプレーヤに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】現在、光ディスクには、再生専用のコン
パクトディスク（ＣＤ）や記録可能なＣＤ−Ｒディスク
等がある。
【０００３】記録可能なディスクとしては、レーザ光を
用いて記録／再生する方式をとる追記形（Write Once）
と書換え可能形とがある。ディスクの構造はＣＤと同じ
であるが、異なる点は信号を記録する面である。
【０００４】つまり、追記形の場合の記録信号面の材料
は、ＴｅやＢｉを用い、これにレーザ光を当てるとその
部分が熔融してピットが形成される方法と、Ｓｂ2 Ｓｅ
3 、ＴｅＯｘや有機色素系の薄膜を用いてこれにレーザ
光を当てると光の反射率が変化する方法の二通りがあ
る。
【０００５】一方、書換え可能形の場合の記録信号面の
材料は、希土類金属（Ｇａ，Ｔｂ，Ｄｒ，Ｈｏ等）と３
ｄ遷移金属（Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ）とのアモルファス合金
が用いられており、信号の記録に際しては光磁気記録方
式（Magnet Optics） が採用されている。ここでの記録
は、外部磁界によって予めイニシャライズされている光
磁気ディスクの記録面の所定箇所をレーザビームの照射
によってキューリー温度（１５０℃程度）より上げる
と、そこに加わった外部磁界により記録面が垂直磁化さ
れる。読出しは、これに光を当てた時に偏光面がごくわ
ずかに回転する現象（カー効果）を用いることによって
行われる。
【０００６】この他にＳｂＴｅＳｅやＩｎＳｅＴｅ等の
材料を用い、結晶相からアモルファスとの相変化を光で
読出す方式や、有機色素２相膜の熱変化を光で読出す方
式等も研究されている。
【０００７】ところで、追記形（Write Once）や書換え
可能形における記録密度の異なるディスクに対し情報の
記録再生を行うものとして、たとえば特開昭６１−２２
０１７３号公報には、図１に示すような光ディスクプレ
ーヤが開示されている。
【０００８】同図に示すように、レーザ光源１から出射
された光ビームは、ハーフミラー２によって２ビームに
分けられる。一方のビームは、ビームスプリッタ３、１
／４波長板４、反射ミラー５を経た後、対物レンズ６に
よって光ディスク７の記録面に集光される。なお、光デ
ィスク７の記録面からの反射ビームは、同経路をたどり
ビームスプリッタ３によってその方向が曲げられた後、
円柱レンズ８によってフォトディテクタ９の検出面に集
光される。
【０００９】他方のビームは、反射ミラー１０、ビーム
スプリッタ１１、１／４波長板１２、反射ミラー１３を
経た後、対物レンズ１４によって光ディスク７の記録面
に集光される。なお、光ディスク７の記録面からの反射
ビームは、同経路をたどりビームスプリッタ１１によっ
てその方向が曲げられた後、円柱レンズ１５によってフ
ォトディテクタ９の検出面に集光される。
【００１０】また、記録密度の異なるディスクに対して
情報の記録再生を行う他の例としてたとえば特公昭６１
−４９７３１号公報には、図２に示すような光ディスク
プレーヤが開示されている。
【００１１】同図に示すように、波長の異なる２つのレ
ーザ源１６，１７が設けられており、一方のレーザ源１
６から出射された光ビームはビームスプリッタ１８、半
波プレート１９、ビームスプリッタ２０、１／４波長プ
レート２１を経て図示省略の対物レンズ側に送られる
と、この対物レンズによって図示省略の光ディスクの記
録面に集光される。なお、光ディスクの記録面からの反
射ビームは、同経路を経てビームスプリッタ２０により
その方向が曲げられた後、フォトディテクタ２２の検出
面に集光される。
【００１２】他方のレーザ源１７から出射された光ビー
ムはビームスプリッタ１８、半波プレート１９、ビーム
スプリッタ２０、１／４波長プレート２１を経て図示省
略の対物レンズ側に送られ、この対物レンズによって図
示省略の光ディスクの記録面に集光される。なお、光デ
ィスクの記録面からの反射ビームは、同経路を経てビー
ムスプリッタ２０によりその方向が曲げられた後、フォ
トディテクタ２２の検出面に集光される。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】このように、上述した
従来の光ディスクプレーヤでは、１個のレーザ光源から
の光ビームの経路を２分し２ビームを得たり、波長の異
なるレーザ光源を２個用意したりし、記録密度の異なる
光ディスクに対して情報の記録再生を行わせている。
【００１４】ところが、前者のものでは、レーザ光源が
１個であるにも拘らず、レーザ光源からの光ビームの経
路を２分したり波長を変えたりする電子部品等がそれぞ
れの経路に必要となり、構成が複雑となるばかりか機器
のコストアップを招いてしまう。
【００１５】一方、後者のものでは、波長の異なるレー
ザ光源からの光ビームを１個の対物レンズによって光デ
ィスクの記録面に集光させるものであるため、色収差等
が発生し色補正が困難となることから、特に１枚の光デ
ィスクにオーディオ／ビデオ等の２種類の信号が記録さ
れているものに対して同時読出しを行おうとした場合そ
れが不可能となってしまう。
【００１６】また対物レンズによって集光されるべき光
ビームのスポット径を光ディスクの記録密度状態に合せ
る必要があることから、低密度に合せた状態で高密度デ
ィスクに対し情報の再生を行おうとした場合には、ビー
ムスポット径が大きすぎて隣接トラックとのクロースト
ークが発生したり、短ピッチのピット再生が不可能とな
ったりしてしまう。
【００１７】これに対し、高密度に合せた状態で低密度
ディスクに対し情報の再生を行おうとした場合には、ビ
ームスポット径が小さすぎてインターモジュレーション
等が発生してしまい、適切な情報再生を行うことが不可
能となってしまう。
【００１８】本発明は、このような事情に対処してなさ
れたもので、単一のレーザ光源からの光ビームの一経路
にビームエキスパンダを介在させて見かけ上のレンズ開
口率（ＮＡ）を変えることにより、簡単な構成で機器の
小型化及び低コスト化を図るとともに、記録密度の異な
る光ディスクに対しての情報記録再生を適切に行わせる
ことができる光ディスクプレーヤを提供することを目的
とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、記録密度の異なる各種光ディスクに対し
単一のレーザ光源からの光ビームによってトラッキング
制御を行う光ディスクプレーヤにおいて、前記単一のレ
ーザ光源からの光ビームの経路を２方向に分けるビーム
スプリット手段と、このビームスピリット手段によって
分けられた一方の光ビームを前記光ディスクの記録面に
集光させる第１の対物レンズと、前記ビームスピリット
手段によって分けられた他方の光ビームの径を圧縮する
ビームエキスパンダと、このビームエキスパンダによっ
て圧縮された他方のレーザビームを前記光ディスクの記
録面に集光させる第２の対物レンズとを具備することを
特徴とする。
【００２０】
【作用】本発明の光ディスクプレーヤでは、単一のレー
ザ光源からの光ビームによって記録密度の異なる各種光
ディスクに対し情報の記録再生を行わせようとするもの
であり、単一のレーザ光源からの光ビームを２ビームに
分けるとともに、分けられた一方の光ビームを第１の対
物レンズによって光ディスクの記録面に集光させ、分け
られた他方の光ビームに対してはそのビーム径を圧縮し
第２の対物レンズによって光ディスクの記録面に集光さ
せるようにしたものである。
【００２１】これにより、第１及び第２の対物レンズの
開口率（ＮＡ）を同一とした場合であっても、第２の対
物レンズの見かけ上の開口率（ＮＡ）を変えることがで
きるため、光ディスクの記録面に集光させるべきレーザ
ビームのスポットサイズを変えることが可能となる。
【００２２】
【実施例】以下、本発明の実施例の詳細を図面に基づい
て説明する。図３は、本発明の光ディスクプレーヤの一
実施例を示すものであり、半導体レーザ３０からの光ビ
ームは、ハーフミラー３１によって経路が２分される。
分けられた一方の光ビームは、後述する対物レンズ３６
と開口率ＮＡが同じである対物レンズ３２によって光デ
ィスク（図示省略）の記録面に集光される。
【００２３】光ディスクの記録面からの反射ビームは、
対物レンズ３２を経てハーフミラー３１を通過した後、
円柱レンズ３６を経てフォトディテクタ３７の検出面に
集光される。
【００２４】分けられた他方のビームは、ビームエキス
パンダとしての大径レンズ３３及び小径レンズ３４を経
てプリズム３５により垂直方向に曲げられた後、対物レ
ンズ３６によって光ディスクの記録面に集光される。
【００２５】光ディスクからの反射ビームは、対物レン
ズ３６を経てプリズム３５により水平方向に曲げられ、
大径レンズ３３及び小径レンズ３４を経てハーフミラー
３１により垂直方向に曲げられた後、円柱レンズ３６を
経てフォトディテクタ３７の検出面に集光される。
【００２６】このような構成の光ディスクプレーヤの動
作を、図４を用いて説明する。まず、半導体レーザ３０
からの光ビームの経路がハーフミラー３１によって対物
レンズ３２側及びビームエキスパンダ側に２分される。
【００２７】対物レンズ３２側に進行した光ビームは、
対物レンズ３２によって光ディスク３８の記録面に集光
される。このとき、対物レンズ３２によって集光された
光ビームのスポットは、後述する“けられ”が大きく、
平面波に近い部分が使用されることから、スポット径が
小さくされている。
【００２８】一方、ビームエキスパンダ側に進行した光
ビームは、大径レンズ３３及び小径レンズ３４を経てプ
リズム３５により垂直方向に曲げられた後、対物レンズ
３６によって光ディスクの記録面に集光される。このと
き、対物レンズ３６によって集光された光ビームは、
“けられ”が少なくされていることから、スポット径が
大きくされる。
【００２９】ここで、上記の“けられ”について詳述す
る。たとえば図５に示すように、レンズのスポット径を
２ω0 とすると、このスポット径はレンズのＮＡ（開口
率）とレーザ波長λとによって決まり、次式で示され
る。
【００３０】 ２ω0 ＝ｋ・λ／ＮＡ ・・・・・・・・ 但し、ｋは定数であり、レンズに入射するビームプロフ
ァイルが半径方向強度（パワー）の中心の１／２になる
点では０．５であり、ｅ-2になる点では０．８であり、
零になる点では１．２である。また定数ｋを小さくする
ことを“けられ”（truncation）を多くするという。
【００３１】つまり、レンズの開口径は有限であり、レ
ンズの開口径より大きな径のビームに対して、ビーム周
辺部分がはみ出された状態を意味するものである。
【００３２】光ディスクでは、対物レンズへの入射ビー
ムを太くし、“けられ”を多くして用いることが一般的
である。“けられ”の効果は、レンズを絞ると光の損失
が増えスポットサイズが大きくなり、これとは逆に入射
するビームを太くして“けられ”を大きくすると、光の
損失が多くなる反面、平面波に近づくことからスポット
サイズが小さくなる。
【００３３】したがって、光ディスク上のスポットサイ
ズを決定する上記の式において、レーザ波長λ、対物
レンズのＮＡを固定とし、定数ｋを変えることで、スポ
ットサイズを変えることができる。
【００３４】更に、対物レンズ３２，３６によるビーム
パワーを同一にするためには、定数ｋ＝ａ／ω0 と定義
すると、スポットサイズ２ω0 のビームを半径ａの円形
開口によって対称に遮ったときのビームの透過率Ｔは、
【００３５】 Ｔ＝１−ｅｘｐ（−２ｋ2 ）・・・・・・・・・・・・ となる。ハーフミラー３１の透過率をｔ、反射率をｒと
し、またハーフミラー３１で反射したビームプロファイ
ルの対物レンズに対する“けられ”をｋ、ビームエキス
パンダによって小さくされたビームプロファイルの対物
レンズに対する“けられ”をｋ2 とすれば、
【００３６】Ｔ1 ＝１−ｅｘｐ（−２ｋ12） Ｔ2 ＝１−ｅｘｐ（−２ｋ22） ｔ：ｒ＝Ｔ1 ：Ｔ2 ｔ×Ｔ2 ＝ｒ×Ｔ1 ｔ＝（Ｔ1 ／Ｔ2 ）ｒ ・・・・・・・・・・・・・・
【００３７】したがって、ハーフミラー３１の透過率ｔ
を反射率ｒのＴ1 ／Ｔ2 倍にすれば２つのビームスポッ
トのパワーを同一とすることができる。
【００３８】このように、この実施例では、単一の半導
体レーザ３０からの光ビームの経路を、ハーフミラー３
１によって２分し、一方の光ビームを対物レンズ３２に
よって“けられ”を大きくし光ディスクの記録面に集光
させるとともに、他方のビームをビームエキスパンダに
より“けられ”を小さくしてプリズム３５により垂直方
向に曲げた後、対物レンズ３６によって光ディスクの記
録面に集光するようにしたので、対物レンズ３２による
ビームスポットを小さくし、対物レンズ３６によるビー
ムスポットを大きくすることができる。
【００３９】また、ハーフミラー３１の透過率ｔを反射
率ｒのＴ1 ／Ｔ2 倍にすることにより、対物レンズ３
２，３６による２つのビームスポットのパワーを同一と
することもできる。
【００４０】したがって、この実施例では、単一のレー
ザ光源１からの光ビームを２分する従来のもののよう
に、光ビームの経路を２分したり波長を変えたりするこ
とを必要としないので、構成が簡素化され機器のコスト
低減を図ることができる。
【００４１】また、この実施例では、単一の半導体レー
ザ３０からの光ビームを光ディスクの記録面に集光させ
るため、波長の異なるレーザ光源からの光ビームを１個
の対物レンズによって光ディスクの記録面に集光させて
いる従来のもののように、色収差等の発生がなくなるの
で、特に１枚の光ディスクにオーディオ／ビデオ等の２
種類の信号が記録されているものに対しての同時読出し
を容易に行うことができる。
【００４２】更に、この実施例では、たとえば対物レン
ズ３２によるスポットサイズを小とし、対物レンズ３６
によるスポットサイズを大としたので、光ディスクの記
録密度状態への対応が容易であり、従来のようにクロー
ストークが発生したり、短ピッチのピット再生が不可能
となったり、インターモジュレーション等が発生したり
するということもなくなる。
【００４３】なお、反射ビームのフォトディテクタ３７
への分離に際しては、たとえば図８に示すように、対物
レンズ３２，３６の光ビームの入射側にλ／４板３１Ｂ
を配設し、また半導体レーザ３０の前方にハーフミラー
３１ａを配設し、ビームを偏光させることにより行うよ
うにしてもよい。
【００４４】また、対物レンズ３２，３６により情報の
同時読出しを行わない場合には、使用しないいずれか一
方の対物レンズ３２，３６をデフォーカス状態にしてお
き、フォトディテクタ３７側に反射ビームが戻らないよ
うにしておくか、あるいは図９に示すように半導体レー
ザ３０の前方にλ／２板３１Ａを配設し光ビームの偏光
を９０度回転させ、ハーフミラー３１の一出力のみ光透
過又は反射させるようにしてもよい。
【００４５】図６は、図３の光ディスクプレーヤの構成
を変えた場合の他の実施例を示すもので、エキスパンダ
のレンズ３３に対してレンズ３３Ａが可変自在に設けら
れている。
【００４６】このような構成の光ディスクプレーヤで
は、エキスパンダのレンズ３３及びレンズ３３Ａによっ
てズームレンズが構成され、同図（ａ）に示すように、
レンズ３３Ａがレンズ３３に近づけられた場合には、
“けられ”を大きくし、平面波に近い部分を使用するこ
とから、スポット径が小さくされている。
【００４７】一方、同図（ｂ）に示すように、レンズ３
３Ａがレンズ３３から遠ざけられた場合には、光ビーム
のスポット径は、“けられ”が少なくされていることか
ら、大きくされる。
【００４８】このように、この実施例では、エキスパン
ダのレンズ３３に対してレンズ３３Ａを可変自在に設
け、レンズ３３Ａの可変状態に応じて光ビームの径を変
えるようにしたので、上記実施例におけるハーフミラー
３１及び対物レンズ３２を省くことができ、構成を簡単
なものとすることができる。
【００４９】図７は、図３の光ディスクプレーヤの構成
を変えた場合の更に他の実施例を示すもので、エキスパ
ンダのレンズ３４をアクチュエータ３９によってフォー
カス方向及びトラッキング方向に可変自在とされてい
る。
【００５０】このような構成の光ディスクプレーヤで
は、エキスパンダのレンズ３４をアクチュエータ３９に
よってフォーカス方向及びトラッキング方向に可変自在
とすることができる。
【００５１】したがって、対物レンズ３６のアクチュエ
ータを省いた場合であってもフォーカス及びトラッキン
グをとることが可能となるため、移動光学系である対物
レンズ３６の軽量化を図ることができることから、高速
サーチを行うことが可能となる。
【００５２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の光ディス
クプレーヤによれば、単一のレーザ光源からの光ビーム
を２ビームに分けるとともに、分けられた一方の光ビー
ムを第１の対物レンズによって光ディスクの記録面に集
光させ、分けられた他方の光ビームに対してはそのビー
ム径を圧縮し第２の対物レンズによって光ディスクの記
録面に集光させるようにした。
【００５３】これにより、第１及び第２の対物レンズの
開口率（ＮＡ）を同一とした場合であっても、第２の対
物レンズの見かけ上の開口率（ＮＡ）を変えることがで
きるため、光ディスクの記録面に集光させるべきレーザ
ビームのスポットサイズを変えることが可能となる。
【００５４】したがって、単一のレーザ光源からの光ビ
ームによって低密度記録及び高密度記録の光ディスクに
対しての情報の記録再生が可能となるため、簡単な構成
で機器の小型化及び低コスト化を図るとともに、記録密
度の異なる光ディスクに対しての情報記録再生を適切に
行わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の光ディスクプレーヤの一例を示す図であ
る。
【図２】従来の光ディスクプレーヤの他の例を示す図で
ある。
【図３】本発明の光ディスクプレーヤの一実施例を示す
図である。
【図４】図３の光ディスクプレーヤの動作を説明するた
めの図である。
【図５】図４の光ディスクプレーヤにおける“けられ”
を説明するための図である。
【図６】図３の光ディスクプレーヤの構成を変えた場合
の他の実施例を示す図である。
【図７】図３の光ディスクプレーヤの構成を変えた場合
の更に他の実施例を示す図である。
【図８】図３の光ディスクプレーヤにおけるフォトディ
テクタへの反射ビームの分離を説明するための図であ
る。
【図９】図３の光ディスクプレーヤにおけるに対物レン
ズ３２，３６による情報の同時読出しを行わない場合を
説明するための図である。
【符号の説明】
３０ 半導体レーザ ３１ ハーフミラー ３２，３６ 対物レンズ ３３，３４ レンズ ３５ プリズム ３６ 円柱レンズ ３７ フォトディテクタ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 記録密度の異なる各種光ディスクに対し
    単一のレーザ光源からの光ビームによってトラッキング
    制御を行う光ディスクプレーヤにおいて、 前記単一のレーザ光源からの光ビームの経路を２方向に
    分けるビームスプリット手段と、 このビームスピリット手段によって分けられた一方の光
    ビームを前記光ディスクの記録面に集光させる第１の対
    物レンズと、 前記ビームスピリット手段によって分けられた他方の光
    ビームの径を圧縮するビームエキスパンダと、 このビームエキスパンダによって圧縮された他方のレー
    ザビームを前記光ディスクの記録面に集光させる第２の
    対物レンズとを具備することを特徴とする光ディスクプ
    レーヤ。
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