JPH10199026A

JPH10199026A - Ｃｄ／ｄｖｄ互換再生ピックアップ装置

Info

Publication number: JPH10199026A
Application number: JP8357625A
Authority: JP
Inventors: Makoto Itonaga; 誠糸長; Yasuo Hachi; 羽地　　泰雄; Kunihisa Matsuzaki; 邦久松崎; Katsuya Yagi; 克哉八木
Original assignee: Konica Minolta Inc; Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Konica Minolta Inc; Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 1996-12-28
Filing date: 1996-12-28
Publication date: 1998-07-31
Anticipated expiration: 2016-12-28
Also published as: JP3663456B2

Abstract

(57)【要約】【課題】単一の対物レンズで、しかも開口数を切り替
えることなくＣＤディスクもＤＶＤディスクも再生信号
を劣化させることなく読み取ることができるＣＤ／ＤＶ
Ｄ互換再生ピックアップ装置を提供する。【解決手段】ＤＶＤディスク１に対して球面収差補正
をした単一の対物レンズ５を有する光学系を用いてＤＶ
ＤディスクとＣＤディスクからの反射光を光検出器７に
より検出して、該検出信号から光電変換部にて再生信号
１５を求めるようにしたＣＤ／ＤＶＤ互換再生ピックア
ップ装置において、前記光検出器を前記ＣＤディスク或
いはＤＶＤディスクに投影した時に得られる図形の面積
は、１６μｍ² から２２５μｍ² の範囲内に設定されて
おり、前記対物レンズは、ＣＤディスク再生時における
ノーマルな非球面対物レンズの縦収差特性に対して中心
部の近傍の縦収差を僅かに＋方向にシフトさせるように
設定した対物レンズよりなるように構成する。これによ
り、ＣＤディスク再生時における再生信号の品質を改善
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、厚さの異なるディ
スク、例えば厚さ０．６ｍｍの基板厚のＤＶＤディスク
と厚さ１．２ｍｍの基板厚のＣＤディスクの情報を単一
の対物レンズで、しかも開口数（ＮＡ）を切り替えるこ
となく読み取ることができるＣＤ／ＤＶＤ互換再生ピッ
クアップ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近においては、厚さ１．２ｍｍの基板
のＣＤ（ＣｏｍｐａｃｔＤｉｓｃ）ディスクに他に、
厚さ０．６ｍｍの基板を２枚貼り合わせてなる大容量記
憶可能なＤＶＤ（ＤｉｇｉｔａｌＶｉｄｅｏＤｉｓ
ｃ）ディスクが開発されるに至っている。この場合、両
ディスクからの読み取りを単一のレンズで、しかも余分
な部品、例えばアパーチャ制御機構等を設けることなく
可能とする構造簡単なＣＤ／ＤＶＤ互換再生ピックアッ
プ装置が求められているが、再生信号の劣化を生ずるこ
となく、上記した目的を達するのは困難であった。例え
ば、厚みが０．６ｍｍのＤＶＤディスク用に球面収差補
正をした高ＮＡの対物レンズを用いて、ＤＶＤディスク
を再生すると、良好な再生信号を得られるが、このレン
ズを用いて厚みが１．２ｍｍのＣＤディスクの読み取り
を行なうと、光学的な開口制限がないことと、球面収差
が多いことのため、スポットが変形し、再生信号が劣化
してしまう。

【０００３】すなわち、厚みが０．６ｍｍ厚のＤＶＤデ
ィスクに球面収差補正を合わせた対物レンズで１．２ｍ
ｍ厚のＣＤディスクを再生するとき、ディスク基板の厚
み差よる球面収差が発生するため、ディスクから反射さ
れた反射光はその光線が出射された対物レンズのＮＡ値
によって、光軸をよぎる位置が異なり、複雑な収束光線
で反射パターンを形成する。この結果、再生信号に悪い
影響が出てしまう。

【０００４】ここで、フォーカス検出について説明す
る。この問題点を解決するために、従来においては、２
焦点方式、ツインレンズ方式、ＮＡ変換方式、メカ可変
開口方式などの種々の互換再生ピックアップ装置が提案
されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記２焦点方式は、例
えば特開平７−９８４３１号公報に開示されているよう
に対物レンズの中心部に凹凸状のホログラムレンズを形
成し、１つの対物レンズに対して２つの焦点を形成して
ＣＤとＤＶＤに対応させるようにしたものであるが、こ
の場合には、複雑なレンズ構成のために成形性が悪くな
ってレンズのコスト高を招来するのみならず、透過光を
常に２分して２つの焦点に集光させる構造のため、光利
用効率が劣り、信頼性が相対的に低い高出力の半導体レ
ーザを用いなければならないという、問題点がある。

【０００６】ツインレンズ方式は、例えば特開平６−３
３３２５５号公報に開示されているようにＣＤディスク
に開口数を適合させたＣＤ用対物レンズと、ＤＶＤディ
スクに開口数を適合させたＤＶＤ用対物レンズと２種類
の対物レンズを用意し、これらを機械的に切り替えるこ
とによって、ＣＤとＤＶＤの再生に対応させるようにし
たものであるが、この場合には、２つの対物レンズを用
意しなければならないばかりか、これらを切り替えるた
めの制御機構も設けなければならず、重量が増大するの
みならず、コスト上昇を余儀なくされてしまうという問
題がある。また、重量が重くなるために、高速アクセス
に要求されるレンズアクチュエータの適正な周波数特性
を実現できなくなるという問題もある。

【０００７】ＮＡ変換方式は、例えば特開平８−４５１
０５号公報に開示されているように対物レンズに並設さ
せて液晶の可変開口シャッタを設け、ＣＤとＤＶＤの再
生に対応させて、選択的に開口数を切り替えるようにし
たものであるが、この場合には、対物レンズは１つで済
むが、液晶可変開口シャッタとこの制御機構として例え
ば交流電源回路等を設けなければならず、その分、コス
ト高を招来するという問題があった。

【０００８】メカ可変開口方式は、例えば特開平４−１
６３７３２号公報や特開平８−４５１０５号公報に開示
されているように、メカニカルなシャッタにより開口数
を切り替えるようにしているものであるが、この場合に
も、シャッタ自体とその制御機構を設けなければなら
ず、コスト高を招来する原因となっていた。

【０００９】本発明は、以上のような問題点に着目し、
これを有効に解決すべく創案されたものであり、その目
的は単一の対物レンズで、しかも開口数を切り替えるこ
となくＣＤディスクもＤＶＤディスクも再生信号を劣化
させることなく読み取ることができるＣＤ／ＤＶＤ互換
再生ピックアップ装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１に規定する発明
は、ＤＶＤディスクに対して球面収差補正をした単一の
対物レンズを有する光学系を用いてＤＶＤディスクとＣ
Ｄディスクからの反射光を光検出器により検出して、該
検出信号から光電変換部にて再生信号を求めるようにし
たＣＤ／ＤＶＤ互換再生ピックアップ装置において、前
記光検出器を前記ＣＤディスク或いはＤＶＤディスクに
投影した時に得られる図形の面積は、１６μｍ² から２
２５μｍ² の範囲内に設定されており、前記対物レンズ
は、ＣＤディスク再生時におけるノーマルな非球面対物
レンズの縦収差特性に対して中心部の近傍の縦収差を僅
かに＋方向にシフトさせるように設定した対物レンズに
より構成したものである。

【００１１】請求項２に規定する発明は、ＤＶＤディス
クに対して球面収差補正をした単一の対物レンズを有す
る光学系を用いてＤＶＤディスクとＣＤディスクからの
反射光を光検出器により検出して、該検出信号から光電
変換部にて再生信号を求めるようにしたＣＤ／ＤＶＤ互
換再生ピックアップ装置において、前記光検出器を前記
ＣＤディスク或いはＤＶＤディスクに投影した時に得ら
れる図形の面積は、１６μｍ² から２２５μｍ² の範囲
内に設定されており、前記光電変換部は、周波数特性を
改善するための等化器を備えるように構成したものであ
る。請求項３に規定する発明は、ＤＶＤディスクに対し
て球面収差補正をした単一の対物レンズを有する光学系
を用いてＤＶＤディスクとＣＤディスクからの反射光を
光検出器により検出して、該検出信号から光電変換部に
て再生信号を求めるようにしたＣＤ／ＤＶＤ互換再生ピ
ックアップ装置において、前記光検出器を前記ＣＤディ
スク或いはＤＶＤディスクに投影した時に得られる図形
の面積は、１６μｍ² から２２５μｍ² の範囲内に設定
されており、前記対物レンズは、ノーマルな非球面対物
レンズの一部に、ＣＤディスク再生時に光スポットの集
光特性を改善するためのリング状の切り欠き部を形成し
た対物レンズにより形成したものである。

【００１２】請求項１に規定する発明によれば、光検出
器をディスクに投影した時に得られる図形の面積を１６
μｍ² から２２５μｍ² の範囲内に設定し、且つＣＤ再
生時におけるノーマルな非球面対物レンズの縦収差特性
に対して中心部の近傍の縦収差を僅かに＋方向にシフト
させるように設定した対物レンズ（以下、第１の特殊対
物レンズと称す）を用いることにより、ＣＤ再生時にお
ける再生信号の品質を著しく劣化させる光成分が光検出
器に入射することを阻止することができる。従って、再
生信号の品質を高く維持することが可能となる。

【００１３】請求項２に規定する発明によれば、上述の
ように光検出器のディスク投影面積を限定し、且つ光電
変換部に等化器を設けるようにしたので、この場合に
は、対物レンズとして上記したような特殊対物レンズを
用いず、通常のノーマルな非球面対物レンズを用いて
も、ＣＤ再生時における再生信号の品質を高く維持する
ことができる。請求項３に規定する発明によれば、上述
のように光検出器のディスク投影面積を限定し、且つノ
ーマルな非球面対物レンズの一部に、ＣＤディスク再生
時に光スポットの集光特性を改善するためのリング状の
切り欠き部を形成した対物レンズ（以下、第２の特殊対
物レンズと称す）を用いることにより、ＣＤ再生時にお
ける再生信号の品質を高く維持することが可能となる。
この場合、光電変換部に、周波数特性を改善するための
等化器を設けることにより、再生信号の品質を一層改善
することが可能となる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下に、本発明に係るＣＤ／ＤＶ
Ｄ互換再生ピックアップ装置の一実施例を添付図面に基
づいて詳述する。図１は本発明に係るＣＤ／ＤＶＤ互換
再生ピックアップ装置を示す構成図、図２は図１に示す
装置の主要部を示す回路構成図、図３はノーマルな対物
レンズ及び第１の特殊対物レンズによりＤＶＤディスク
を再生した時の縦収差を示すグラフ、図４はノーマルな
対物レンズ及び第１の特殊対物レンズによりＣＤディス
クを再生した時の縦収差を示すグラフである。

【００１５】図１は、光入射側に位置するＤＶＤディス
ク１の記録面（０面）の情報を再生する時のレーザ光の
状態を示している。図中、ＬＤは読取レーザ光ＬＡを出
力する半導体レーザであり、２は上記レーザ光ＬＡの成
分の内、一方の成分、例えばＰ偏光成分を９０°方向を
変えて反射し、他方のＳ偏光成分を透過する偏光ビーム
スプリッタである。上記レーザＬＤは、波長が６５０ｎ
ｍの光を出力する素子を内蔵している。３は上記反射光
を平行光線にするコリメータレンズであり、４はこの平
行光線を円偏光に変換するλ／４板である。５は所定の
焦点距離を有し、所定の開口数ＮＡを有する対物レンズ
であり、ＤＶＤディスク１の記録面に焦点を結ぶ。本実
施例では、後述するようにこの対物レンズ５は、ＣＤ再
生時に中心部近傍の縦収差がノーマルな非球面収差と僅
かに異なるようにその表面が補正されており、第１の特
殊対物レンズになされている。

【００１６】６はシリンドリカルレンズであり、単一方
向（Ｙ軸）にのみレンズとして働き、もう一方の方向
（Ｘ軸，紙面垂直方向）には何も作用しない。尚、この
レンズの横に、レンズの方向と、Ｘ、Ｙ軸との関係を併
記してある。また、図１中の下部にこの時の光センサ部
の平面図の一例を示す。７は４分割になされた光検出器
である。上記シリンドリカルレンズ６のＸ軸はトラック
方向に対して４５°傾いており、４分割の上記光センサ
部１２はトラックの方向に分割線が直角或いは平行とな
るように置かれている。ここで、分割線とは、図１の下
部に示す光センサ部内の十字状の線を示す。

【００１７】上記光検出器７は図２にも示すように１辺
が略８０μｍ程度の略正方形状になされており、４つの
略正方形状のセンサ素子Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを図示しない僅
かな間隙の不感帯部を挟んで略正方形状に配置して構成
されており、４分割センサを構成している。２つの正方
形状のセンサ素子Ｂ、Ｄは、正方形状の光センサ部１２
の一方の対角線方向８に沿って配置している。この対角
線方向８は、例えばシリンドリカルレンズ６の例えばレ
ンズ作用のない方向、すなわちＸ軸に対応している。

【００１８】一方、他の２つの正方形状のセンサ素子
Ａ、Ｃは、他方の対角線方向９に沿って配置されてい
る。この対角線方向９は、シリンドリカルレンズ６のレ
ンズ作用のある方向、すなわちＹ軸に対応している。各
センサ素子間には、上述のように図示しない僅かな間隙
の不感帯が設けられて、光学系全体が構成される。尚、
Ｘ軸と、Ｙ軸の関係が逆になるように光検出器７の各セ
ンサ素子を配置してもよい。

【００１９】ここで、特徴的な部分は、本発明において
は、略正方形状の上記光検出器７をディスクに投影した
時に得られる図形の面積が１６μｍ² から２２５μｍ²
の範囲内に設定されている点及びＣＤディスク再生時に
おける対物レンズ５の中心部近傍の縦収差を通常のノー
マルな非点球面対物レンズのものよりも＋方向に僅かに
大きく設定した点である。まず、従来においては、光検
出器のディスク上での像の大きさに関しては何ら定義さ
れてはいなかったが、光学系を介してどのような大きさ
の像が形成されるかという点を考慮することにより、Ｃ
Ｄディスク再生時における不要光の入射を抑制すること
がある程度可能となる。

【００２０】この場合、ディスク面における光検出器７
の投影面積は、シリンドリカルレンズ６の焦点距離Ｆ２
と、コリメータレンズ３と対物レンズ５の合成による焦
点距離Ｆ１との比によって倍率Ｍ（＝Ｆ２／Ｆ１）が決
定される。また、シリンドリカルレンズ６は、レンズ作
用のある方向とレンズ作用のない方向があるので、結
局、正方形状の光検出器は、ディスク面上では菱形形状
の投影図となる。

【００２１】また、対物レンズ５は、ここでは縦収差が
特殊化されている。この点について詳しく説明すると、
図３は第１の特殊対物レンズのＤＶＤディスク再生時に
おける縦収差を示しているが、この特性は、ＤＶＤディ
スク再生用に球面収差が補正された通常のノーマルな非
球面収差対物レンズと略同じ特性を示している。レンズ
の最外周での開口数ＮＡが０．６であり、縦収差は大き
くてせいぜい０．０００５ｍｍであり、非常に良好な特
性を示している。従って、この第１の特殊対物レンズを
用いてＤＶＤディスクを再生した時の再生信号の品質は
非常に高いものとなる。

【００２２】これに対して、図４は上記ノーマルな非球
面収差対物レンズと第１の特殊対物レンズを用いてＣＤ
ディスクを再生した時の縦収差を示している。ここで、
横軸の縦収差のスケールが、図３の場合よりも２桁（１
００倍）も大きい点に注意されたい。図中の破線はノー
マルな非球面収差対物レンズの特性を示し、実線は第１
の特殊対物レンズの特性を示している。この図から明ら
かなように概ね開口数が０．３５を越えると急激に縦収
差が大きくなっており、この縦収差の大きい部分を通過
する光成分を上述のように光検出器の投影面積を規定す
ることにより検出しないようにしており、且つレンズ中
心部の近傍、例えば開口数ＮＡが０．３５以下の部分に
おいてノーマルの非球面対物レンズの特性よりも僅か
に、例えば最大０．００５ｍｍ程度だけ縦収差を＋方向
にシフトさせるように設定することにより、上記した投
影面積を規定することとの相乗作用でＣＤディスク再生
時における再生信号の信号品質を高く維持することが可
能となる。ここで＋方向とは、光軸上において光検出器
から遠ざかる方向を言う。尚、この特殊対物レンズでＤ
ＶＤディスクを再生した場合の収差は、０．０２λ（λ
は波長）程度であり、これは前述のように許容される範
囲である。

【００２３】さて、図１に戻って光検出器７の各センサ
素子Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの検出信号は光電変換部１０へ入力
されて、ここでフォーカス信号と再生（ＲＦ）信号が形
成される。具体的には、各センサ素子Ａ〜Ｄの出力側に
は、光電変換抵抗Ｒ１〜Ｒ４を有する増幅器１１−１〜
１１−４が接続されており、各検出信号を増幅するよう
になっている。そして、増幅器１１−１から出力される
Ａ信号と増幅器１１−３から出力されるＣ信号は加えら
れて、比較部２１の＋端子に入力され、また、増幅器１
１−２から出力されるＢ信号と増幅器１１−４から出力
されるＤ信号は加えられて、比較部１２の−端子に入力
され、＋端子への入力信号との差を取り、フォーカス信
号（ＦＥＳ）１３を出力するようになっている。また、
上記Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ信号の各信号は加算部１４へ入力さ
れて総和され、再生信号（ＲＦ）１５を出力するように
なっている。

【００２４】次に、本実施例の動作について説明する。
まず、ＤＶＤディスクの読み取りを行なう場合について
説明する。ここでは、厚みが０．６ｍｍの基板が張り合
わされたＤＶＤにピット列で記録された情報をスポット
で読み取るものとする。半導体レーザＬＤから出射され
た波長が６５０ｎｍのレーザ光ＬＡはＰ偏光でＰＢＳ
（偏光ビームスプリッタ）２の反射面で反射され、コリ
メータレンズ３を通って、平行光にされる。偏光光学系
で往路と復路の光を分離するためλ／４板４が挿入さ
れ、直線偏光の光を円偏光とする。平行光はＮＡが０．
６で０．６ｍｍの基板厚みに対して球面収差を補正さ
れ、且つ中心部がＣＤ再生時用に縦収差の補正された対
物レンズ５に入射される。対物レンズ５で収束された光
はＤＶＤディスク１のピットを読み取る。これにより、
基板厚みが０．６ｍｍで、ピット長が０．４μｍ、ピッ
チが０．７５μｍ、読み取り波長が６５０ｎｍ、読み取
り対物レンズのＮＡが０．６の条件でＤＶＤの情報信号
は読み出される。

【００２５】ディスク１からの反射光はλ／４板４を通
過して直線偏光となり、ＰＢＳ２を通過し、シリンドリ
カルレンズ６で非点収差を与えて、フォーカス信号が検
出される。光検出器７の形状は正方形の４分割センサと
している。合焦時のセンサスポットが円形の読取スポッ
ト２５であり、フォーカスがずれたとき対角方向すなわ
ちＸ・Ｙ方向に楕円形状となる。

【００２６】そして、フォーカス信号１３は、センサ素
子Ａ側からのＡ信号とセンサ素子Ｃ側からのＣ信号との
和信号と、センサ素子Ｂ側からのＢ信号とセンサ素子Ｄ
側からのＤ信号との和信号との差信号として求められ、
（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ）と表される。また、再生信号１
５は、Ａ信号、Ｂ信号、Ｃ信号及びＤ信号の各信号の和
信号として求められ、（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）と表される。

【００２７】図５は上記ＤＶＤディスクを再生している
時の光検出器７上における読取スポット２５を示してお
り、光検出器７の一辺の長さは８０μｍである。全ての
光線が光検出器７上、すなわち受光領域中に集光されて
おり、従ってＤＶＤディスクを反射した光線は全て光検
出器７にて検出されるため、品質の良好な再生信号を得
ることができる。

【００２８】次に、上述のようにＤＶＤディスク用に球
面収差補正がなされ且つ、レンズ中心部近傍の縦収差補
正がなされた対物レンズを用いて厚みが異なるＣＤディ
スクを再生する場合について説明する。図６はＣＤディ
スクを再生している時の光検出器７を含む全体の読取ス
ポット２５を示している。ここで中心部の四角い枠が一
辺８０μｍの光検出器７であり、外枠の四角が１ｍｍ角
の領域を示し通り、図５に示す場合とはスケールが１２
倍程異なる点に注意されたい。このようにＣＤディスク
を再生する場合には、多くの光線が光検出器７の領域以
外の部分に入射しており、これらの光線は、対物レンズ
の瞳の比較的外側を通っている光線である。光検出器７
には概ね対物レンズの開口数ＮＡが０．３５乃至０．３
７以下の部分を通った光線が入射している。このよう
に、光検出器のディスクへの投影面積を限定して、更
に、レンズ中心部近傍のＣＤ再生時の縦収差を補償する
ことにより、ＣＤ再生時の不要な回折光が光検出器へ入
射することを阻止でき、再生信号の品質を高く維持する
ことが可能となる。

【００２９】図７は光検出器のディスク投影面積とＣＤ
再生時のジッターの関係を示すグラフである。ここで用
いた対物レンズはＤＶＤ再生用に設計されて、レンズ中
心部近傍の縦収差を補償した第１の特殊対物レンズであ
り、グラフに示すようにこの曲線は２次近似曲線となっ
ており、投影面積が略１００μｍ² 前後においてジッタ
ーが最小値になっている。ピックアップ装置の初期特性
として要求される基準は、ジッターに関しては略１１％
以下であり、従って、投影面積を１６μｍ² 〜２２５μ
ｍ² の範囲内、好ましくは３０μｍ² 〜２００μｍ² の
範囲内に設定するのがよい。投影面積が１６μｍ² より
も小さいと光検出器の検出限界を超えてしまう。また、
２２５μｍ² よりも大きくなると、ジッターは１１％を
超えて急激に大きくなってしまう。

【００３０】次に、実際に設計された光学系を用いて行
なわれた検出結果の一例について説明する。用いた光学
系の定数は以下のようである。対物レンズの焦点距離：３．３６ｍｍ対物レンズと光学系の倍率シリンドリカルレンズのレンズ作用の有る側：７．
１１倍シリンドリカルレンズのレンズ作用の無い側：７．
９９倍光検出器の大きさ：８０μｍ角光検出器上の光スポットの直径：約５０μｍここで対物レンズとしては、前述した第１の特殊対物レ
ンズを用いた。

【００３１】本実施例の光学系では、フォーカス検出の
ための非点収差の方向（主軸）は、光検出器７の対角線
の方向である。これは、光検出器７をディスク上に投影
する場合に、本実施例のように光検出器が正方形であっ
ても、この光検出器の２つの対角線の長さが異なって、
投影されることを意味している。このため、光検出器を
ディスク上に投影した時に得られる図形は、菱形の形状
となる。菱形の対角線の長さは、光検出器の対角線の長
さが１１３．１μｍ（＝８０×１．４１）であることに
より、１５．９１μｍと１４．１６μｍになる。よっ
て、光検出器をディスク上に投影した図形の面積は、１
１２．６μｍ² となる。（図７参照）

【００３２】ここで、本発明の効果を光ディスク再生信
号の品質を最も端的に示す評価量であるジッターの値を
示して説明する。ジッターは、光学系の状態が悪いと増
加し、ＣＤ方式の場合一般的に１３％乃至１５％程度の
ジッターが再生信号のエラー率より見て許容され得る最
大値である。また、この１３％乃至１５％程度の値は、
ディスクのそりの様な不完全性、ピックアップ、ＣＤド
ライブ等の経時変化等を含んだ場合の最大許容量であ
る。従って、光ピックアップ装置の初期特性をディスク
とピックアップ装置の傾き関係等の全ての条件を最良に
設定した場合の特性と定義すると、実際には、光ピック
アップ装置はこれよりずっと低い、少なくとも１０％乃
至１１％程度のジッター値を初期特性として保持する必
要がある。

【００３３】実験結果によれば、ＣＤディスクを再生し
た場合の、最短信号である３Ｔパルスのジッターは、Ｃ
Ｄのディスク規格の範疇で最もピット長が短くなり、信
号特性が悪くなる線速度１．２ｍ／ｓｅｃのディスクの
場合で、再生信号のジッターを読み出しクロック１Ｔの
約７％にすることができ、良好な結果を得ることができ
た。これは、ＣＤ用に設計制作されたピックアップ装置
でＣＤディスクを再生した場合のジッター量と殆ど同じ
値であり、ＣＤディスクを再生するという点から見る
と、全く従来のＣＤディスク用のピックアップ装置と同
等に性能が良好なものである。また、後述するイコライ
ザという余分な素子を付加することなく互換ピックアッ
プ装置を作ることが出来るため、信号再生の信頼性が高
く高性能であり、またコストも低くする事ができ好都合
である。

【００３４】次に、比較のために本発明の光学構成を取
らない場合として、ディスクに投影した光検出器の面積
を図７において規定した範囲よりも大きな５０００μｍ
² に設定した場合の実験結果によれば、ＤＶＤ用に設計
された両面非球面対物レンズ（ノーマルレンズ）を用い
て、ＣＤ再生した場合の、最短信号である３Ｔパルスの
ジッターは、読み出しクロック１Ｔの約２０％であり、
特性が劣った。更に、波形等化器を用いることで、ジッ
ター値を約１４％程度に改善することが出来たが、これ
は光ピックアップ装置の初期特性の上限値である１１％
に達しておらず、特性としては不十分であり実用に供す
る事は出来ない。

【００３５】次に、上記第１の特殊対物レンズに替え
て、図８に示すような第２の特殊対物レンズ２７を用い
るようにしてもよい。この第２の特殊対物レンズ２７
は、例えばＯＤＳ（ＯｐｔｉｃａｌＤａｔａＳｔｏ
ｒａｇｅ）予稿集Ｃ．Ｗ．Ｌｅｅ著［ＡＣｏｍｐａ
ｃｔＤｉｓｃＣｏｍｐａｔｉｂｌｅＤｉｇｉｔａ
ｌＶｉｄｅｏＤｉｓｃＰｉｃｋｕｐＵｓｉｎｇ
ＡｎｎｕｌａｒＭａｓｋ］に開示されており、図示す
るようにノーマルな非球面対物レンズの一部に、ＣＤデ
ィスク再生時に光スポットの焦点特性を改善するための
リング状の切り欠き部２８を形成している。そして、デ
ィスク１側からの反射光がこの切り欠き部２８に入射す
るとこれを散乱させて、リング状のマスクを形成したと
同様な機能を生ぜしめている。

【００３６】このように構成された第２の特殊対物レン
ズ２７を上記第１の特殊対物レンズ５と入れ替えて、他
の条件、例えば光検出器のディスク投影面積の大きさな
どの条件を前述したと全く同様にして再生試験を行なっ
たところ、再生信号のジッターを略１１％にすることが
できた。これは、ジッターの上限値１１％と略同じ値で
良好であった。更に、この再生信号の出力側に、すなわ
ち図２中の加算部１４の出力側に一点鎖線で示すように
等化器２９を設けて周波数特性を改善したところ、ジッ
ターを略９％まで低減することができた。これは上記等
化器２９を介設することにより、高い周波数帯域におけ
るゲインの落ち込みを防止して、周波数特性が改善され
たからである。このような等化器２９として、例えば３
タップの余弦等化器を用いることができるが、これに限
定されないのは勿論である。

【００３７】また、上記実施例においては、対物レンズ
として第１及び第２の特殊対物レンズを用いた場合を例
にとって説明したが、これに限定されず、図１に示す対
物レンズ５として、ＤＶＤディスク再生用に球面収差が
補正された通常のノーマルな非球面対物レンズを用いる
ようにしてもよい。このノーマルな対物レンズを用いた
場合には、先の第２の特殊対物レンズを用いた時に図２
を参照して説明したように、加算部１４の出力側に、周
波数特性を改善するための等化器２９を設ける。このノ
ーマルな対物レンズを先の第１の特殊対物レンズを入れ
替えて、且つ他の条件、例えば光検出器のディスク投影
面積の大きさなどの条件を前述したと全く同様にして再
生試験を行なったところ、再生信号のジッターを１０％
程度まで下げることができ、ＣＤ用のピックアップ装置
の初期特性として、十分に良好な値を得ることができ
た。ちなみに、等化器２９を設けなかったところ、再生
信号のジッターは略１６％まで上昇し、限界を超えて信
号品質が劣化してしまった。

【００３８】尚、上記実施例では光検出器の大きさは単
に一例を示したに過ぎず、光学系の倍率との関係で決ま
るディスク投影面積（図形面積）を上述した範囲内に設
定できるならば、どのような大きさに設定してもよい。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のＣＤ／Ｄ
ＶＤ互換再生ピックアップ装置によれば、次のように優
れた作用効果を発揮することができる。光検出器のディ
スク投影面積を所定の範囲内に規定して、且つ第１の特
殊対物レンズを用いた場合には、ＤＶＤディスク再生時
は勿論のこと、余分な対物レンズや開口制限機構を設け
ることなくＣＤディスク再生時における再生信号の信号
品質を高く維持することができる。また、光検出器のデ
ィスク投影面積を所定の範囲内に規定して、且つノーマ
ルの非球面対物レンズを用い、更に、出力側に周波数特
性を改善する等化器を設けることにより、ＤＶＤディス
ク再生時は勿論のこと、余分な対物レンズや開口制限機
構を設けないで行われるＣＤディスク再生時において
も、再生信号の信号品質を高く維持することができる。
更に、光検出器のディスク投影面積を所定の範囲内に規
定して、且つ第２の特殊対物レンズを用いた場合には、
ＤＶＤディスク再生時は勿論のこと、余分な対物レンズ
や開口制限機構を設けないで行われるＣＤディスク再生
時においても、再生信号の信号品質を高く維持すること
ができる。また、この第２の特殊対物レンズを用いた場
合には、出力側に等化器を設けることにより、再生信号
の品質を一層改善することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るＣＤ／ＤＶＤ互換再生ピックアッ
プ装置を示す構成図である。

【図２】図１に示す装置の主要部を示す回路構成図であ
る。

【図３】ノーマルな対物レンズ及び第１の特殊対物レン
ズによりＤＶＤディスクを再生した時の縦収差を示すグ
ラフである。

【図４】ノーマルな対物レンズ及び第１の特殊対物レン
ズによりＣＤディスクを再生した時の縦収差を示すグラ
フである。

【図５】ＤＶＤディスクを再生している時の光検出器上
における読取スポットを示す図である。

【図６】ＣＤディスクを再生している時の光検出器を含
む全体の読取スポットを示す図である。

【図７】光検出器のディスク投影面積とＣＤ再生時のジ
ッターの関係を示すグラフである。

【図８】第２の特殊対物レンズを示す平面図である。

【符号の説明】

１…ディスク、２…偏光ビームスプリッタ、３…コリメ
ータレンズ、５…対物レンズ（第１の特殊対物レン
ズ）、７…光検出器、１０…光電変換部、１５…再生信
号、２７…第２の特殊対物レンズ、２８…切り欠き部、
２９…等化器、Ａ〜Ｄ…センサ素子。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者羽地泰雄神奈川県横浜市神奈川区守屋町３丁目12番地日本ビクター株式会社内 (72)発明者松崎邦久神奈川県横浜市神奈川区守屋町３丁目12番地日本ビクター株式会社内 (72)発明者八木克哉東京都八王子市石川町2970番地コニカ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ＤＶＤディスクに対して球面収差補正を
した単一の対物レンズを有する光学系を用いてＤＶＤデ
ィスクとＣＤディスクからの反射光を光検出器により検
出して、該検出信号から光電変換部にて再生信号を求め
るようにしたＣＤ／ＤＶＤ互換再生ピックアップ装置に
おいて、前記光検出器を前記ＣＤディスク或いはＤＶＤ
ディスクに投影した時に得られる図形の面積は、１６μ
ｍ² から２２５μｍ² の範囲内に設定されており、前記
対物レンズは、ＣＤディスク再生時におけるノーマルな
非球面対物レンズの縦収差特性に対して中心部の近傍の
縦収差を僅かに＋方向にシフトさせるように設定した対
物レンズよりなることを特徴とするＣＤ／ＤＶＤ互換再
生ピックアップ装置。
【請求項２】ＤＶＤディスクに対して球面収差補正を
した単一の対物レンズを有する光学系を用いてＤＶＤデ
ィスクとＣＤディスクからの反射光を光検出器により検
出して、該検出信号から光電変換部にて再生信号を求め
るようにしたＣＤ／ＤＶＤ互換再生ピックアップ装置に
おいて、前記光検出器を前記ＣＤディスク或いはＤＶＤ
ディスクに投影した時に得られる図形の面積は、１６μ
ｍ² から２２５μｍ² の範囲内に設定されており、前記
光電変換部は、周波数特性を改善するための等化器を備
えたことを特徴とするＣＤ／ＤＶＤ互換再生ピックアッ
プ装置。
【請求項３】ＤＶＤディスクに対して球面収差補正を
した単一の対物レンズを有する光学系を用いてＤＶＤデ
ィスクとＣＤディスクからの反射光を光検出器により検
出して、該検出信号から光電変換部にて再生信号を求め
るようにしたＣＤ／ＤＶＤ互換再生ピックアップ装置に
おいて、前記光検出器を前記ＣＤディスク或いはＤＶＤ
ディスクに投影した時に得られる図形の面積は、１６μ
ｍ² から２２５μｍ² の範囲内に設定されており、前記
対物レンズは、ノーマルな非球面対物レンズの一部に、
ＣＤディスク再生時に光スポットの集光特性を改善する
ためのリング状の切り欠き部を形成した対物レンズより
なることを特徴とするＣＤ／ＤＶＤ互換再生ピックアッ
プ装置。
【請求項４】前記光電変換部は、周波数特性を改善す
るための等化器を備えたことを特徴とする請求項３記載
のＣＤ／ＤＶＤ互換再生ピックアップ装置。