JPH04163732A - Optical head - Google Patents
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- JPH04163732A JPH04163732A JP2289817A JP28981790A JPH04163732A JP H04163732 A JPH04163732 A JP H04163732A JP 2289817 A JP2289817 A JP 2289817A JP 28981790 A JP28981790 A JP 28981790A JP H04163732 A JPH04163732 A JP H04163732A
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- Optical Head (AREA)
Abstract
Description
本発明は光学ヘッドに関する。 The present invention relates to an optical head.
記録再生の対象にされている情報をディジタルデータと
して情報記録媒体に記録する際には、記録再生の対象に
されている情報によるディジタル信号を各種の変調方式
の内から選定された特定な変調方式によって変1された
状態のデジタルデータとして記録することが行なわれて
おり、この点は情報記録媒体が光ディスクの場合でも同
様であって、例えばコンパフート・ディスク(CD)と
して知られている光ディスクにおいては、8データ・ビ
ットを14チヤンネル・ビットに拡大するような変調方
式(EFM)を用いて変調して得たデジタルデータが記
録再生されるようになされており、前記のEFMが採用
されているCDにおいては、ビット間の最短間隔T w
inと対応するビット長(パルス長またはパルス幅)3
Tの変調信号と、ビット間の最長間隔TmaXと対応す
るビット長11Tの変調信号との間に設定された9種類
のビット長の変調信号によるビット列によってデジタル
データが構成されるようになされている。
そして、前記したCDによる記録再生方式は、最短のパ
ルス長3Tの変調信号と最長のパルス長11Tの変調信
号との間に設定された9種類のビット長の変調信号から
なるデジタルデータを所定の形状寸法を有するピットの
配列として光ディスク(CD)に記録し、また、CDに
ビットが配列されている状態として記録されている記録
情報の再生(読出し)時には、特定な波長(780n
m)を有する再生光(読出し光)を特定な開口数NA(
NA=0.45)の集光レンズ(対物レンズ)により集
光してCDに投射することによって行なわれるようにな
されていて、前記したCDからの記録情報の再生時にお
いては、集光レンズによって集光(集束)された再生光
のビームウェストの部分がCDの信号面に位置する状態
、すなわち、CDの信号面が集光レンズの合焦面に位置
している状態となされるようにして、CDの信号面に設
けられているピットの配列に再生光を投射し、その状態
でCDの信号面から得られる再生光を光検出器により光
電変換して再生信号を得るようにしている。
前記した再生信号、すなわち、集光レンズの焦点面に位
置するようにおかれているCDの信号面に対して所定の
直径を有する光のスポットが集光されている状態で得ら
れた再生信号は、それを再生信号の振幅の約1/2の信
号レベルの電圧値が比較器基準電圧(閾値電圧)として
供給されている比較器に与えて復調動作を行なうことに
より、ビット間の最短間隔T winと対応するビット
長(パルス長またはパルス幅)3Tの変調信号と、ビッ
ト間の最長間隔T vxaxと対応するビット長11T
の変調信号との間に設定された9種類のビット長の変調
信号によるビット列によって構成されているデジタルデ
ータを復調することができる。When recording information to be recorded and reproduced as digital data on an information recording medium, the digital signal based on the information to be recorded and reproduced is modulated using a specific modulation method selected from among various modulation methods. This is done even when the information recording medium is an optical disc. For example, in an optical disc known as a Compafoot Disc (CD), , digital data obtained by modulation using a modulation method (EFM) that expands 8 data bits to 14 channel bits is recorded and reproduced, and a CD employing the above-mentioned EFM. , the shortest interval between bits T w
Bit length (pulse length or pulse width) corresponding to in 3
Digital data is configured by a bit string of modulation signals of nine different bit lengths set between a modulation signal of T and a modulation signal of 11T corresponding to the longest interval between bits TmaX. . The above-mentioned CD recording/reproducing method uses digital data consisting of modulation signals of nine different bit lengths set between a modulation signal with the shortest pulse length of 3T and a modulation signal with the longest pulse length of 11T. When recording on an optical disc (CD) as an array of pits having a specific shape and size, and when reproducing (reading) recorded information recorded on the CD as an array of bits, a specific wavelength (780 nm) is used.
m) with a specific numerical aperture NA (
This is done by condensing the light using a condensing lens (objective lens) with NA=0.45) and projecting it onto the CD. The beam waist portion of the condensed reproduction light is placed on the signal surface of the CD, that is, the signal surface of the CD is placed on the focusing surface of the condensing lens. A reproduction light is projected onto an array of pits provided on the signal surface of the CD, and in this state, the reproduction light obtained from the signal surface of the CD is photoelectrically converted by a photodetector to obtain a reproduction signal. The above-described reproduced signal, that is, the reproduced signal obtained when a spot of light having a predetermined diameter is focused on the signal surface of a CD placed at the focal plane of a condensing lens. The shortest interval between bits is determined by applying it to a comparator that is supplied with a signal level voltage value of approximately 1/2 of the amplitude of the reproduced signal as a comparator reference voltage (threshold voltage) and performing a demodulation operation. A modulation signal with a bit length (pulse length or pulse width) of 3T corresponding to T win and a bit length of 11T corresponding to the longest interval between bits T vxax
It is possible to demodulate digital data made up of bit strings of modulated signals with nine different bit lengths set between the modulated signal and the modulated signal.
ところで1例えばCDの規格に定められている諸条件を
満足するような状態で記録されているデジタルデータを
忠実に復調するためには、前述のように特定な波長(7
80nm)を有する再生光を特定な開口数NA(NA=
0.45)の集光レンズによりCDの信号面に集光し、
その集光レンズによって集光された再生光のビームウェ
ストの部分がCDの信号面に位置する状態、すなわちC
Dの信号面が集光レンズの合焦面に位置している状態と
なされるようにして、前記のようにCDの信号面に設け
られているピットの配列に所定の直径を有する光のスポ
ットが集光されている状態において光検出器から得られ
る再生信号を、その再生信号の振幅の約172の信号レ
ベルの電圧値が比較器基準電圧(閾値電圧)として供給
されている比較器に与えて復調動作を行なうことが必要
とされるから、例えば、再生装置において使用されてい
る再生光の波長や集光レンズの開口数がCDの規格に定
められている数値よりもずれていたり、再生信号を復調
する際に用いられる比較器基準電圧の電圧値が再生信号
の振幅の約1/2の電圧値よりも許容範囲以上にずれて
いた場合には、CDに記録されていたビット間の最短間
隔T論inと対応するビット長3Tの変調信号と、ビッ
ト間の最長間隔T waxと対応するビット長LITの
変調信号との間に設定された9種類のビット長の変調信
号によるビット列によって構成されているデジタルデー
タが正しく復調されず、例えばCDに記録されていたビ
ット間の最短間隔T履inと対応するビット長3Tの変
調信号が、ビット長3丁以外のビット長の変調信号とし
て復調されてしまうようなことが起こるのである。
それでCDの再生装置では、CDに記録されていた例え
ばビット間の最短間隔T winと対応するビット長3
Tの変調信号が、ビット!13Tの復調信号として復調
される、というように、CDに記録されていた変調信号
のビット長と同一のビット長を有する復調信号が復調動
作によって得られるように、CDの規格に定められてい
る特定な波長(780n m)を有する再生光を、特定
な開口数NA(NA=0.45)の集光レンズによって
CDの信号面に集光させて、CDの信号面に設けられて
いるビットの配列に所定の直径を有する光のスポットが
集光されている状態で再生信号を得て、その再生信号の
振幅の約1/2の信号レベルの電圧値が比較器基準電圧
(閾値電圧)として供給されている比較器に再生信号を
与えて復調動作が行なわれるようにしている。
さて、光ディスクの信号面に形成されているビットの配
列として情報の記録が行なわれている光ディスクに記録
されている変調信号が再生装置において正しく復調され
るためには、CDの場合を例に挙げてこれまでに行なっ
て来た記述からも明らかなように、光ディスクに記録さ
れている情報信号の再生時に使用されるべき再生光のス
ポットの直径がビットの形状寸法と対応して定められて
いる規定値であること、及び、再生信号を復調する際に
用いられる比較器基準電圧(閾値電圧)が、再生信号の
振幅の約1/2の信号レベルの電圧値であること、等が
必要とされるのである。
そのために、記録密度の異なる複数の光ディスクから、
それらに記録されている情報信号を正しく再生して復調
できるような光ディスクの再生装置としては、再生装置
の構成中に用いられるべき光学ヘッドにおける再生光の
光源と、集光レンズとの一方または双方として、それぞ
れ別構成のもの、すなわち、異なる波長の光を放射でき
る再生光の光源と、異なる開口数を有する集光レンズな
どを備えている別構成の光学ヘッドを用意することが必
要とされるのである。
次に、前記の点がより一層明らかとなるように、具体的
に説明すると次のとおりである。まず、光ディスクの回
転数を一定としたままで記録密度を高くした場合に光デ
ィスクの信号面に形成されるビットの形状寸法は、−船
釣に記録密度が高くなるのにつれて小さくなっているか
ら、再生光を信号面に照射してビットによる再生光の回
折現象を利用して再生信号を得るようにしている光学ヘ
ッドにおいては、再生の対象にされている光ディスクに
おけるビットの巾と対応して所定の関係の直径を有する
再生光のスポットを光ディスクの信号面に照射させるよ
うにしている。
また、光ディスクの信号面に形成されているビットの配
列の態様は、例えば同一の変調方式によって変調されて
いるデジタルデータを用いて記録再生が行なわれるよう
になされている場合であっても光ディスクの記録密度の
高低に応じて異なっており、前記の場合にそれぞれ記録
密度を異にしている光ディスクが互に異なる回転数で駆
動回転されて使用されるようになされている光ディスク
の場合においても、記録密度の高い方の光ディスクにお
けるビットは記録密度の低い方の光ディスクにおけるビ
ットに比べて巾の狭いビットとなされている。というよ
うに光ディスクの信号面に形成されているビットの配列
の態様は、光ディスクの記録密度の高低に応じて互に異
なっている。
そして、光ディスクにおけるビットの形状寸法が異なる
場合に、同一の波長の光の同一の直径の光のスポットで
ビットの読取りが行なわれた場合には、当然のことなが
らビットの部分における光の回折の状態が全く異なるも
のになるから、光検出器から8力される再生信号は互に
異なるものになることは明らかである。
ところで、ビットの巾とビットの読取りに使用される光
のスポットの直径との関係が変化することによってビッ
トで生じる光の回折の状態が変化するという前記の問題
点を解決するのに、例えば光ディスクの信号面における
再生光の断面積を集束の状態の変化によって変化させる
、というような手段も考えられるが、前記した解決手段
によって光ディスクの信号面における再生光の断面積を
変化させても、そのようにして光ディスクの信号面に照
射された再生光はビームウェストの部分の断面ではない
ために、光ディスクの信号面における再生光の波面は乱
れているから、このような手段により光ディスクの信号
面における再生光の直径が所定の直径になるようにした
ころで、光ディスクからは正しい再生信号は再生できな
いのであり、したがって、記録密度の異なる複数の光デ
ィスフから、それらに記録されている情報信号を正しく
再生できるような光学ヘッドとしては、再生光の光源と
、集光レンズとの一方または双方のものをそれぞれ別構
成のものとすることが必要とされるのであるが、前記の
ように記録密度の異なる複数の光ディスクについて、そ
れぞれ異なる構成態様の光学ヘッドを準備しなければな
らないということは望ましいことではない。
ところで、再生光を信号面に照射してビットによる再生
光の回折現象を利用して再生信号を得るようにしている
光学ヘッドにおいては、既述のように再生の対象にされ
ている光ディスクにおけるビットの巾と対応して所定の
関係の直径を有する再生光のスポットを光ディスクの信
号面に照射させない限り、再生信号を復調する際に比較
器基準電圧(閾値電圧)として、再生信号の振幅の約1
/2の信号レベルの電圧値を用いても正しい復調信号が
得ら、れないことは勿論のこと、正しい復調信号を得る
ために再生信号の復調時に必要とされる比較器基準電圧
(閾値電圧)の設定が行なえないという問題点が生じる
こともあるので、簡単に光学ヘッドを兼用することはで
きない。
前記の点を説明するために、今、それぞれ記録密度を異
にしている複数の光ディスクの例として。
■既述したように波長が780nmの光を再生光に使用
するとともに開口数が0.45の集光レンズを備えてい
る光学ヘッドを用いて再生が行なわれるようなCDと、
前記のCD以外の光ディスクとして■波長が670nm
の光を再生光に使用するとともに関口数が0.6の集光
レンズを備えている光学ヘッドを用いて再生が行なわれ
るような光ディスクと、■波長が670nmの光を再生
光に使用するとともに開口数が0.55の集光レンズを
備えている光学ヘッドを用いて再生が行なわれるような
光ディスクと、■波長が670nmの光を再生光に使用
するとともに開口数が0.5の集光レンズを備えている
光学ヘッドを用いて再生が行なわれるような光ディスク
と、■波長が670nmの光を再生光に使用するととも
に開口数が0.45の集光レンズを備えている光学ヘッ
ドを用いて再生が行なわれるような光ディスクと、■波
長が670nmの光を再生光に使用するとともに開口数
が0.4の集光レンズを備えている光学ヘッドを用いて
再生が行なわれるような光ディスクとがあったとした場
合を考えて、前記した各異なる光デイスク毎の光学ヘッ
ドを用いてCDの再生を行なった場合に得られる再生信
号のアイパターンを調べてみたところ、第4図及び第5
図に示されているようなアイパターンが得られた。
第4図はCDをCD再生用の光学ヘッドによって再生し
た場合に得られる再生信号のアイパターンであり、また
、第5図の(a)〜(e)はCDを前記した■〜■に示
した光デイスク再生用の光学ヘッドによって再生した場
合に得られる再生信号のアイパターンである。
前記した■のCDをCD再生用の光学ヘッドによって再
生した場合に得られる再生信号のアイパターンを例示し
ている第4図に示されている再生信号については、第4
図中におけるS−8線位置における再生信号の振幅の約
1/2付近の信号レベルの電圧値が比較器基準電圧(閾
値電圧)として供給されている比較器によって再生信号
の復調動作が行なわれた場合には、CDに記録されてい
たビット間の最短間隔T winと対応するビット長3
Tの変調信号と、ビット間の最長間隔T−aXと対応す
るビット長LITの変調信号との間に設定された9種類
のビット長の変調信号によるビット列によって構成され
ているデジタルデータは正しく、しかも安定な状態で復
調することができる。
また、CDの再生を前記した■〜■の光ディスクの再生
に用いられる光学ヘッドによって再生したときに、それ
ぞれ得られる再生信号のアイパターンを例示している第
5図の(、)〜(e)に示されている再生信号の内で第
5図の(d)〜(e)に示されている再生信号は、再生
信号の振幅の約172付近の信号レベル(第5図のCd
)、Ce)におけるA−A線位置の信号レベル)の電圧
値が比較器基準電圧(閾値電圧)として供給されている
比較器によって再生信号の復調動作を行なった場合には
、CDに記録されていたビット間の最短間隔T win
と対応するビット長3丁の変調信号と、ビット間の最長
間隔Tmaxと対応するビット長11Tの変調信号との
間に設定された9種類のビット長の変調信号によるビッ
ト列によって構成されているデジタルデータを比較的に
安定な状態で正しく復調できるが、第5図の(a)〜(
C)にアイパターンが例示されている再生信号について
は、再生信号の振幅の約172付近の信号レベルの電圧
値が比較器基準電圧(閾値電圧)として供給されている
比較器によって再生信号の復調動作が行なわれても、C
Dに記録されていたビット間の最短間隔Twinと対応
するビット長3Tの変調信号と、ビット間の最長間隔T
maxと対応するビット長11Tの変調信号との間に設
定された9種類のビット長の変調信号によるビット列に
よって構成されているデジタルデータを安定な状態で正
しく復調することはできない、
そして前記した第5図の(a)〜(c)にアイパターン
が例示されている再生信号について、CDに記録されて
いたビット間の最短間隔T winと対応するビット長
3丁の変調信号と、ビット間の最長間隔Tmaxと対応
するビット長LITの変調信号との間に設定された9種
類のビット長の変調信号によるビット列によって構成さ
れているデジタルデータを正しく復調しうるような比較
器基準電圧(閾値電圧)は、第5図の(a)〜(c)中
のA−A線位置の電圧である。
しかし第5図中の(a)〜(C)に示されている再生信
号波形からも明らかなように、第5図の(a)〜(c)
中のA−A線位置においては安定な再生信号を得ること
はできないから、この場合には記録密度の異なる複数の
光デイスク毎の記録情報の再生に用いられる光学ヘッド
の内で、再生時に合焦状態で光ディスクの信号面に投射
される再生光のスポットの直径が最小であるような規格
の光ディスクに対して用いられる光学ヘッドを、再生装
置で再生の対象にされている光ディスクの再生時にも兼
用することができないということになる。
[11題を解決するための手段]
本発明は第1の光学的な再生基準に従って再生されるよ
うになされている光学的情報記録媒体円盤よりも記録密
度が高い光学的情報記録媒体円盤を再生するのに適した
第2の光学的な再生基準を満足しうる光学的な再生機能
を備えている光学ヘッドにおける対物レンズの光路中に
可変式の開口絞りを設けてなる光学ヘッド、及び第1の
光学的な再生基準に従って再生されるようになされてい
る光学的情報記録媒体円盤よりも記録密度が高い光学的
情報記録媒体円盤を再生するのに適した第2の光学的な
再生基準を満足しうる光学的な再生機能を備えている光
学ヘッドにおける対物レンズとして焦点距離可変型のレ
ンズを用いてなる光学ヘッドを提供する。By the way, 1. For example, in order to faithfully demodulate digital data recorded in a state that satisfies the conditions specified in the CD standard, it is necessary to use a specific wavelength (7
80 nm) with a specific numerical aperture NA (NA=
The light is focused on the signal surface of the CD using a condensing lens of 0.45),
A state in which the beam waist portion of the reproduced light focused by the condensing lens is located on the signal surface of the CD, that is, C
A spot of light having a predetermined diameter is placed on the array of pits provided on the signal surface of the CD as described above so that the signal surface of the CD is located at the focal plane of the condensing lens. The reproduced signal obtained from the photodetector in a state where the light is focused is applied to a comparator which is supplied with a voltage value of a signal level of about 172 times the amplitude of the reproduced signal as a comparator reference voltage (threshold voltage). For example, if the wavelength of the reproduction light used in the reproduction device or the numerical aperture of the condensing lens differs from the value specified in the CD standard, or the reproduction If the voltage value of the comparator reference voltage used when demodulating the signal deviates from the voltage value of approximately 1/2 of the amplitude of the reproduced signal by more than the allowable range, the difference between the bits recorded on the CD By a bit string with modulation signals of nine different bit lengths set between a modulation signal of bit length 3T corresponding to the shortest interval T in and a modulation signal of bit length LIT corresponding to the longest interval T wax between bits. The configured digital data is not demodulated correctly, and for example, a modulated signal with a bit length of 3T, which corresponds to the shortest interval between bits recorded on a CD, becomes a modulated signal with a bit length other than 3 bits. Something that happens is that it gets demodulated. Therefore, in a CD playback device, for example, the bit length 3 corresponding to the shortest interval T win between bits recorded on the CD.
The modulation signal of T is bit! The CD standard stipulates that a demodulated signal having the same bit length as the modulated signal recorded on the CD can be obtained by demodulating, such as being demodulated as a 13T demodulated signal. A reproduction light having a specific wavelength (780 nm) is focused on the signal surface of the CD by a condensing lens with a specific numerical aperture NA (NA=0.45), and the bits provided on the signal surface of the CD are A reproduced signal is obtained while a light spot with a predetermined diameter is focused on the array, and the voltage value at a signal level of approximately 1/2 of the amplitude of the reproduced signal is the comparator reference voltage (threshold voltage). The demodulation operation is performed by giving a reproduced signal to a comparator that is supplied as a converter. Now, taking the case of a CD as an example, in order for a modulated signal recorded on an optical disc, in which information is recorded as an array of bits formed on the signal surface of the optical disc, to be correctly demodulated in a playback device, As is clear from the descriptions made so far, the diameter of the spot of the reproduction light to be used when reproducing the information signal recorded on the optical disk is determined in correspondence with the shape and dimensions of the bit. It is necessary that the voltage is a specified value, and that the comparator reference voltage (threshold voltage) used when demodulating the reproduced signal has a voltage value of a signal level of approximately 1/2 of the amplitude of the reproduced signal. It will be done. Therefore, from multiple optical discs with different recording densities,
An optical disk playback device capable of correctly reproducing and demodulating the information signals recorded on the disk requires one or both of a light source for playback light in an optical head and a condensing lens to be used in the configuration of the playback device. As a result, it is necessary to prepare optical heads with different configurations for each, that is, a reproduction light source that can emit light of different wavelengths, and a condensing lens with a different numerical aperture. It is. Next, in order to make the above points clearer, the following will be explained in detail. First, when the recording density is increased while the rotational speed of the optical disc is kept constant, the shape and dimensions of the bits formed on the signal surface of the optical disc become smaller as the recording density increases. In an optical head that irradiates the signal surface with reproduction light and obtains a reproduction signal by utilizing the diffraction phenomenon of the reproduction light by the bit, a predetermined width is set corresponding to the width of the bit on the optical disk being played. The signal surface of the optical disc is irradiated with a spot of reproduction light having a diameter having a relationship of . In addition, the arrangement of bits formed on the signal surface of an optical disc is different even when recording and reproduction are performed using digital data modulated by the same modulation method. The recording density differs depending on the level of recording density, and even in the case of optical discs in which optical discs with different recording densities are used by being driven and rotated at different rotational speeds. The bits in the higher density optical disc are narrower than the bits in the lower recording density optical disc. As such, the arrangement of bits formed on the signal surface of an optical disc differs depending on the recording density of the optical disc. If the bits on the optical disk have different shapes and dimensions and the bits are read using a spot of light of the same wavelength and the same diameter, it is natural that the diffraction of light at the bit will occur. Since the states are completely different, it is clear that the reproduced signals outputted from the photodetector will be different from each other. By the way, in order to solve the above-mentioned problem that the state of light diffraction caused by the bit changes as the relationship between the width of the bit and the diameter of the light spot used to read the bit changes, it is necessary to It is also conceivable to change the cross-sectional area of the reproduced light on the signal surface of the optical disk by changing the convergence state, but even if the cross-sectional area of the reproduced light on the signal surface of the optical disk is changed by the solution described above, Since the reproduction light irradiated onto the signal surface of the optical disk in this manner is not a cross section of the beam waist portion, the wavefront of the reproduction light on the signal surface of the optical disk is disordered. Once the diameter of the reproduction light is set to a predetermined diameter, it is no longer possible to reproduce the correct reproduction signal from the optical disc. Therefore, it is impossible to correctly reproduce the information signals recorded on multiple optical discs with different recording densities. For an optical head capable of reproducing data, it is necessary to have a light source for reproducing light and/or a condensing lens, each of which has a separate configuration, but as mentioned above, the recording density It is not desirable to have to prepare optical heads with different configurations for a plurality of different optical disks. By the way, in an optical head that irradiates the signal surface with reproduction light and obtains a reproduction signal by utilizing the diffraction phenomenon of the reproduction light by the bits, as mentioned above, the bits on the optical disc that are being reproduced are Unless the signal surface of the optical disk is irradiated with a spot of reproduction light having a diameter in a predetermined relationship corresponding to the width of 1
It goes without saying that a correct demodulated signal may or may not be obtained even if a signal level voltage value of /2 is used. ) cannot be easily used as an optical head. To explain the above point, let's take an example of a plurality of optical discs each having different recording densities. ■As mentioned above, a CD that uses light with a wavelength of 780 nm as the reproduction light and is reproduced using an optical head equipped with a condensing lens with a numerical aperture of 0.45;
As an optical disc other than the above-mentioned CDs, the wavelength is 670 nm.
An optical disk that uses light with a wavelength of 670 nm as the reproduction light and that is reproduced using an optical head equipped with a condensing lens with a Sekiguchi number of 0.6. An optical disc that is reproduced using an optical head equipped with a condensing lens with a numerical aperture of 0.55, and (1) a light with a wavelength of 670 nm used for reproduction light and a condensing lens with a numerical aperture of 0.5. An optical disk that is reproduced using an optical head equipped with a lens, and an optical head that uses light with a wavelength of 670 nm as the reproduction light and is equipped with a condensing lens with a numerical aperture of 0.45. (1) An optical disc that uses light with a wavelength of 670 nm as the reproduction light and that is reproduced using an optical head that is equipped with a condensing lens with a numerical aperture of 0.4. When considering the case where there was a problem, we investigated the eye pattern of the playback signal obtained when a CD was played using the optical head for each of the different optical disks mentioned above.
An eye pattern as shown in the figure was obtained. Figure 4 shows the eye pattern of the reproduced signal obtained when a CD is reproduced by an optical head for CD reproduction, and (a) to (e) in Figure 5 are the eye patterns of the CDs shown in ■ to ■ above. This is an eye pattern of a reproduced signal obtained when reproduced by an optical head for reproducing an optical disc. Regarding the reproduced signal shown in FIG.
The demodulation operation of the reproduced signal is performed by a comparator to which a voltage value of a signal level around 1/2 of the amplitude of the reproduced signal at the S-8 line position in the figure is supplied as a comparator reference voltage (threshold voltage). In this case, the bit length 3 corresponding to the shortest interval T win between bits recorded on the CD
Digital data consisting of a bit string of modulation signals of nine different bit lengths set between a modulation signal of T and a modulation signal of bit length LIT corresponding to the longest interval between bits T-aX is correct. Furthermore, demodulation can be performed in a stable state. In addition, (,) to (e) in Fig. 5 exemplify the eye patterns of the reproduced signals obtained when a CD is reproduced by the optical head used for reproducing the optical discs described above. Among the reproduced signals shown in FIG. 5, the reproduced signals shown in (d) to (e) in FIG.
), the voltage value of the signal level at the A-A line position in Ce) is used as the comparator reference voltage (threshold voltage) to demodulate the reproduced signal. The shortest interval between bits T win
A digital signal consisting of a bit string of modulation signals with nine different bit lengths set between a modulation signal with a bit length of 3 corresponding to , and a modulation signal with a bit length of 11T corresponding to the longest interval Tmax between bits. Although the data can be correctly demodulated in a relatively stable state,
Regarding the reproduced signal whose eye pattern is illustrated in C), the reproduced signal is demodulated by a comparator to which a voltage value of a signal level around 172 of the amplitude of the reproduced signal is supplied as the comparator reference voltage (threshold voltage). Even if the action is performed, C
A modulation signal with a bit length of 3T corresponding to the shortest interval Twin between bits recorded in D and the longest interval T between bits.
It is not possible to correctly demodulate digital data in a stable state consisting of a bit string of modulation signals of nine different bit lengths set between max and the corresponding modulation signal of bit length 11T. Regarding the reproduced signal whose eye patterns are illustrated in (a) to (c) of Fig. 5, a modulation signal with a bit length of 3 corresponding to the shortest interval T win between bits recorded on a CD, and a The comparator reference voltage (threshold voltage ) is the voltage at the A-A line position in (a) to (c) of FIG. However, as is clear from the reproduced signal waveforms shown in (a) to (C) in FIG.
Since it is not possible to obtain a stable reproduction signal at the A-A line position in the center, in this case, the optical head used to reproduce recorded information on multiple optical disks with different recording densities must be The optical head used for optical discs with a standard that has the minimum diameter of the spot of the reproduction light projected onto the signal surface of the optical disc in the focused state can also be used when playing back the optical disc that is being played by the playback device. This means that they cannot be used for both purposes. [Means for Solving Problem 11] The present invention reproduces an optical information recording medium disc having a higher recording density than an optical information recording medium disc that is reproduced according to the first optical reproduction standard. an optical head comprising a variable aperture diaphragm in the optical path of an objective lens in an optical head having an optical reproduction function capable of satisfying a second optical reproduction criterion suitable for satisfies a second optical reproduction standard suitable for reproducing an optical information recording medium disk having a higher recording density than an optical information recording medium disk that is adapted to be reproduced according to the optical reproduction standard of To provide an optical head using a variable focal length lens as an objective lens in the optical head having an optical reproducing function.
第1の光学的な再生基準に従って再生されるようになさ
れている光学的情報記録媒体円盤よりも記録密度が高い
光学的情報記録媒体円盤を再生するのに適した第2の光
学的な再生基準を満足しうる光学的な再生機能を備えて
いる光学ヘッドにおける対物レンズの光路中に可変式の
開口絞りを設けて、第1の光学的な再生基準に従って再
生されるようになされている光学的情報記録媒体円盤の
使用時と第2の光学的な再生基準に従って再生されるよ
うになされている光学的情報記録媒体円盤の使用時とに
おいて開口絞りを調節して、それぞれの光学的情報記録
媒体円盤で必要とされる直径の光が信号面に結像される
ようにする。
また、第1の光学的な再生基準に従って再生されるよう
になされている光学的情報記録媒体円盤よりも記録密度
が高い光学的情報記録媒体円盤を再生するのに適した第
2の光学的な再生基準を満足しうる光学的な再生機能を
備えている光学ヘッドにおける対物レンズとして用いた
焦点距離可変型のレンズの焦点を、第1の光学的な再生
基準に従って再生されるようになされている光学的情報
記録媒体円盤の使用時と第2の光学的な再生基準に従っ
て再生されるようになされている光学的情報記録媒体円
盤の使用時とにおいて変化させて、それぞれの光学的情
報記録媒体円盤で必要とされる直径の光が信号面に結像
されるようにする。
それによりどの光学ヘッドから出力される再生信号を復
調する際にも比較器基準電圧(閾値電圧)として、再生
信号の振幅の約1/2の信号レベルの電圧値を用いて正
しい復調信号が得られるようにすることができ、光学ヘ
ッドを兼用することを可能にする。a second optical reproduction standard suitable for reproducing an optical information recording medium disk having a higher recording density than the optical information recording medium disk adapted to be reproduced according to the first optical reproduction standard; A variable aperture diaphragm is provided in the optical path of the objective lens in an optical head that is equipped with an optical reproduction function that satisfies the first optical reproduction standard. The aperture diaphragm is adjusted when the information recording medium disc is used and when the optical information recording medium disc is used for reproduction according to the second optical reproduction standard, and the respective optical information recording media are reproduced. Ensure that light of the required diameter of the disk is focused on the signal plane. Further, a second optical information recording medium disk suitable for reproducing an optical information recording medium disk having a higher recording density than the optical information recording medium disk adapted to be reproduced according to the first optical reproduction standard is provided. The focus of a variable focal length lens used as an objective lens in an optical head having an optical reproduction function that satisfies the reproduction standard is reproduced in accordance with a first optical reproduction standard. Each optical information recording medium disk is changed between when the optical information recording medium disk is used and when the optical information recording medium disk is used which is adapted to be reproduced according to the second optical reproduction standard. so that light of the required diameter is focused on the signal plane. As a result, when demodulating the reproduced signal output from any optical head, a correct demodulated signal can be obtained by using a voltage value with a signal level of approximately 1/2 of the amplitude of the reproduced signal as the comparator reference voltage (threshold voltage). This allows it to be used as an optical head.
以下、添付図面を参照して本発明の光学ヘッドの具体的
な内容を詳細に説明する。第1図乃至第3図は本発明の
光学ヘッドの要部の構成を示す側面図である。図におい
てDは光学的情報記録媒体円盤(光ディスク)、Pはピ
ット、BSはビームスプリッタ、LDは光源(例えばレ
ーザダイオード)。
PDは光検出器、Lcはコリーメータレンズ、LSはシ
リンドリカルレンズ、Lは平凸レンズ、LOは対物レン
ズ、Lozは焦点距離可変型の対物レンズ、Ivは可変
開口絞り、Lof、Lobは焦点距離可変型の対物レン
ズを構成するれンズである。
第1図番こおいて光源LDから放射されてレーザ光は、
コリメータレンズLcによって平行光にされてからビー
ムスプリッタBSに入射する。ビーケスプリッタBSで
反射した光はIvは可変開口絞りIvを通過して対物レ
ンズLOに入射され、対物レンズによって光ディスクD
の信号面に集光され、また、光ディスクDの信号面にお
けるピットPからの反射光は対物レンズLO→可変開口
絞りIv→ビームスプリッタBS→平凸レンしL→シリ
ンドリカルレンズLs→光検出器FDの経路で光検出器
に入射されて光電変換されて再生信号が得られる。
さて、第1図に示されている光学ヘッドにおいて、光源
LDから放射された波長λの光は、光源LD→コリメー
タレンズLc→ビームスプリッタBS→可変開口絞りI
v→対物レンしLo→光ディスクDの信号面の経路を通
過して対物レンズLOに集光されて光ディスクDの信号
面に結像によって微小な光のスポットを生じるが、前記
した光のスポットの直径は、光源LDから放射される光
の波長をλとし、また、対物レンズLoの開口数をNA
とすると、λ/NAに比例して大きさが変化する。
そして、第1図及び第2図に示す本発明の光ヘッドでは
、可変開口絞りIvによって対物レンズLoの開口数N
Aを実効的に変化させることにより、光ディスクDの信
号面に結像される光のスポットの直径をそれぞれの光デ
イスクシステムにおいて定められている所定の値に設定
できるようにしているのである。
第1図に示されている光学ヘッドの実施例は、光源LD
と対物レンズLoとの光路中に可変開口絞りIvを設け
た場合の構成例を示しており、また、第2図に示されて
いる光学ヘッドの実施例においては、光ディスクDと対
物レンズLOとの光路中に可変開口絞りIvを設けた場
合の構成例を示している。
本発明の実施に当っては、前記した可変開口絞りIvを
所定の光路中に挿入した状態と、前記した所定の光路中
に挿入されている状態の可変開口絞りIvを取り除いた
状態とに変化させるような構成態様のものとして実施さ
れてもよい。
また、複数の光デイスクシステムに対して兼用できるよ
うな光学ヘッドを構成させる場合には、それぞれの光デ
イスクシステムについて必要とされる直径の光のスポッ
トを光ディスクの信号面に結像させることができるよう
な構成の可変開口絞りを用意すればよい。
次に、第3図に示す本発明の光学ヘッドの実施例は、光
学ヘッドにおける対物レンズとして焦点距離可変型の対
物レンズLozを使用したもので、第3図の(a)にお
けるflと第3図の(b)におけるf2とは、焦点距離
可変型の対物レンズLozを構成している前群レンズL
ofと後群レンズLObとの合成焦点距−離である。な
お対物レンズとして使用される焦点距離可変型の対物レ
ンズL。
2としては、従来から周知の各種の構成形態のズームレ
ンズが使用できる。
第3図に示す実施例の光学ヘッドでは、焦点距離可変型
の対物レンズLozの焦点距離を第3図の(a)に示さ
れているようなflに設定した場合と、第3図の(b)
に示されているようなf2に設定した場合とにおいて焦
点距離可変型の対物レンズLozにおける実効的な開口
数が変化するから、焦点距離可変型の対物レンズLoz
の焦点距離を可変調節することにより、光ディスクDの
信号面に結像される光のスポットの直径を、それぞれの
光デイスクシステムについて必要とされる値に;支定す
ることができる。Hereinafter, specific details of the optical head of the present invention will be explained in detail with reference to the accompanying drawings. 1 to 3 are side views showing the configuration of essential parts of the optical head of the present invention. In the figure, D is an optical information recording medium disk (optical disk), P is a pit, BS is a beam splitter, and LD is a light source (for example, a laser diode). PD is a photodetector, Lc is a collimator lens, LS is a cylindrical lens, L is a plano-convex lens, LO is an objective lens, Loz is a variable focal length objective lens, Iv is a variable aperture diaphragm, Lof and Lob are variable focal lengths. This is a lens that makes up the objective lens of the mold. In Figure 1, the laser beam emitted from the light source LD is
The light is made into parallel light by the collimator lens Lc and then enters the beam splitter BS. The light Iv reflected by the Beekes splitter BS passes through the variable aperture diaphragm Iv and enters the objective lens LO.
Also, the reflected light from the pit P on the signal surface of the optical disk D is transmitted through the objective lens LO → variable aperture diaphragm Iv → beam splitter BS → plano-convex lens L → cylindrical lens Ls → photodetector FD The light is incident on the photodetector through the path of , where it is photoelectrically converted and a reproduced signal is obtained. Now, in the optical head shown in FIG. 1, the light of wavelength λ emitted from the light source LD is transmitted from the light source LD to the collimator lens Lc to the beam splitter BS to the variable aperture stop I.
The light passes through the path of v→objective lens Lo→signal surface of the optical disc D, is focused on the objective lens LO, and is imaged on the signal surface of the optical disc D, producing a minute spot of light. The diameter is determined by the wavelength of the light emitted from the light source LD being λ, and the numerical aperture of the objective lens Lo being NA.
Then, the size changes in proportion to λ/NA. In the optical head of the present invention shown in FIGS. 1 and 2, the numerical aperture N of the objective lens Lo is controlled by the variable aperture diaphragm Iv.
By effectively changing A, the diameter of the light spot imaged on the signal surface of the optical disc D can be set to a predetermined value determined for each optical disc system. The embodiment of the optical head shown in FIG.
This shows a configuration example in which a variable aperture stop Iv is provided in the optical path between the optical disk D and the objective lens Lo.In addition, in the embodiment of the optical head shown in FIG. A configuration example in which a variable aperture stop Iv is provided in the optical path is shown. In implementing the present invention, a state in which the variable aperture diaphragm Iv described above is inserted into a predetermined optical path and a state in which the variable aperture diaphragm Iv inserted in the predetermined optical path described above is removed are changed. It may also be implemented in a configuration mode that allows. In addition, when configuring an optical head that can be used for multiple optical disk systems, it is possible to image a light spot with the diameter required for each optical disk system on the signal surface of the optical disk. It is sufficient to prepare a variable aperture diaphragm having such a configuration. Next, the embodiment of the optical head of the present invention shown in FIG. 3 uses a variable focal length objective lens Loz as the objective lens in the optical head. f2 in (b) of the figure is the front lens group L that constitutes the variable focal length objective lens Loz.
This is the composite focal length of the lens of and the rear group lens LOb. Note that a variable focal length objective lens L is used as an objective lens. As the zoom lens 2, zoom lenses of various conventionally known configurations can be used. In the optical head of the embodiment shown in FIG. 3, there are two cases in which the focal length of the variable focal length objective lens Loz is set to fl as shown in FIG. b)
Since the effective numerical aperture of the variable focal length objective lens Loz changes depending on the setting of f2 as shown in FIG.
By variably adjusting the focal length of the optical disc D, the diameter of the light spot imaged on the signal surface of the optical disc D can be set to the value required for each optical disc system.
【発明の効果】
以上、詳細に説明したところから明らかなように、本発
明の光学ヘッドは、第1の光学的な再生基準に従って再
生されるようになされている光学的情報記録媒体円盤よ
りも記録密度が高い光学的情報記録媒体円盤を再生する
のに適した第2の光学的な再生基準を満足しうる光学的
な再生機能を備えている光学ヘッドにおける対物レンズ
の光路中に可変式の開口絞りを設けて、第1の光学的な
再生基準に従って再生されるようになされている光学的
情報記録媒体円盤の使用時と第2の光学的な再生基準に
従って再生されるようになされている光学的情報記録媒
体円盤の使用時とにおいて開口絞りを調節して、それぞ
れの光学的情報記録媒体円盤で必要とされる直径の光が
信号面に結像されるようにしたり、第1の光学的な再生
基準に従って再生されるようになされている光学的情報
記録媒体円盤よりも記録密度が高い光学的情報記録媒体
円盤を再生するのに適した第2の光学的な再生基準を満
足しうる光学的な再生機能を備えている光学ヘッドにお
ける対物レンズとして用いた焦点距離可変型のレンズの
焦点を、第1の光学的な再生基準に従って再生されるよ
うになされている光学的情報記録媒体円盤の使用時と第
2の光学的な再生基準に従って再生されるようになされ
ている光学的情報記録媒体円盤の使用時とにおいて変化
させて、それぞれの光学的情報記録媒体円盤で必要とさ
れる直径の光が信号面に結像されるようにすることによ
り、本来、再生基準こ異にしている種々な光デイスク用
の光学ヘッドを用いて再生される再生信号を復調する際
にも比較器基準電圧(閾値電圧)として、再生信号の振
幅の約172の信号レベルの電圧値を用いて正しい復調
信号が得られるようにすることができ、光学ヘッドを兼
用することが容易になり、既述した従来の問題点は良好
に解決される。Effects of the Invention As is clear from the above detailed explanation, the optical head of the present invention has a higher level of performance than an optical information recording medium disc that is reproduced according to the first optical reproduction standard. A variable type optical head is provided in the optical path of the objective lens in the optical head, which is equipped with an optical reproduction function that satisfies the second optical reproduction standard suitable for reproducing optical information recording medium discs with high recording density. An aperture diaphragm is provided so that when the optical information recording medium disc is used, the disc is reproduced according to a first optical reproduction standard, and the disc is reproduced according to a second optical reproduction standard. When using the optical information recording medium disks, the aperture diaphragm is adjusted so that light having a diameter required by each optical information recording medium disk is imaged on the signal surface, and when the first optical can satisfy a second optical reproduction standard suitable for reproducing an optical information recording medium disk having a higher recording density than an optical information recording medium disk that is adapted to be reproduced according to the standard reproduction standard. An optical information recording medium disk configured to reproduce the focus of a variable focal length lens used as an objective lens in an optical head having an optical reproduction function in accordance with a first optical reproduction standard. and the diameter required for each optical information storage medium disk, which is changed between the use of the optical information storage medium disk and the use of the optical information storage medium disk adapted to be played according to the second optical playback standard. By making the light of As the voltage (threshold voltage), it is possible to obtain a correct demodulated signal by using a voltage value at a signal level of about 172 times the amplitude of the reproduced signal, and it is easy to use the optical head as well, as described above. The conventional problems are well solved.
第1図乃至第3図は本発明の光学ヘッドの要部の構成を
示す側面図、第4図及び第5図は問題点を説明するため
の再生信号のアイパターンを示す図である。
BS・・・ビームスプリッタ、LD・・・光源、PD・
・・光検出器、Lc・・・コリーメーターレンズ、Ls
・・・シリンドリカルレンズ、L・・・平凸レンズ、L
o・・。1 to 3 are side views showing the configuration of essential parts of the optical head of the present invention, and FIGS. 4 and 5 are diagrams showing eye patterns of reproduced signals for explaining the problems. BS...beam splitter, LD...light source, PD...
...Photodetector, Lc...Collimator lens, Ls
...Cylindrical lens, L...Plano-convex lens, L
o...
Claims (1)
なされている光学的情報記録媒体円盤よりも記録密度が
高い光学的情報記録媒体円盤を再生するのに適した第2
の光学的な再生基準を満足しうる光学的な再生機能を備
えている光学ヘッドにおける対物レンズの光路中に可変
式の開口絞りを設けてなる光学ヘッド 2、光路中への出し入れ可能な開口絞りを用いる請求項
1の光学ヘッド 3、第1の光学的な再生基準に従って再生されるように
なされている光学的情報記録媒体円盤よりも記録密度が
高い光学的情報記録媒体円盤を再生するのに適した第2
の光学的な再生基準を満足しうる光学的な再生機能を備
えている光学ヘッドにおける対物レンズとして焦点距離
可変型のレンズを用いてなる光学ヘッド 4、対物レンズの光路中に可変式の開口絞りを用いた請
求項3の光学ヘッド 5、光路中への出し入れ可能な開口絞りを用いる請求項
4の光学ヘッド[Claims] 1. Suitable for reproducing an optical information recording medium disk having a higher recording density than an optical information recording medium disk adapted to be reproduced according to the first optical reproduction standard. Second
An optical head 2 comprising a variable aperture diaphragm in the optical path of an objective lens in an optical head equipped with an optical reproduction function that satisfies the optical reproduction standards of The optical head 3 according to claim 1, which uses the optical head 3 for reproducing an optical information recording medium disk having a higher recording density than the optical information recording medium disk that is adapted to be reproduced according to the first optical reproduction standard. suitable second
An optical head 4 that uses a variable focal length lens as an objective lens in an optical head equipped with an optical reproduction function that satisfies the optical reproduction standards of The optical head 5 according to claim 3, which uses an aperture stop that can be taken in and out of the optical path.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2289817A JPH04163732A (en) | 1990-10-26 | 1990-10-26 | Optical head |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2289817A JPH04163732A (en) | 1990-10-26 | 1990-10-26 | Optical head |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04163732A true JPH04163732A (en) | 1992-06-09 |
Family
ID=17748157
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2289817A Pending JPH04163732A (en) | 1990-10-26 | 1990-10-26 | Optical head |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04163732A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0737964A1 (en) * | 1995-04-14 | 1996-10-16 | Kabushiki Kaisha Toshiba | An apparatus for and method of reproducing information from different types of optical disks and an optical disk recording/reproducing apparatus |
| US5638353A (en) * | 1995-05-24 | 1997-06-10 | Nec Corporation | Optical head device |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6318533A (en) * | 1986-07-09 | 1988-01-26 | Hamamatsu Photonics Kk | Lens for optical disk pickup |
| JPH02252137A (en) * | 1989-03-25 | 1990-10-09 | Omron Tateisi Electron Co | Optical head |
-
1990
- 1990-10-26 JP JP2289817A patent/JPH04163732A/en active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6318533A (en) * | 1986-07-09 | 1988-01-26 | Hamamatsu Photonics Kk | Lens for optical disk pickup |
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