JPH05266511A - 球面収差を補正する装置 - Google Patents
球面収差を補正する装置Info
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- JPH05266511A JPH05266511A JP4322849A JP32284992A JPH05266511A JP H05266511 A JPH05266511 A JP H05266511A JP 4322849 A JP4322849 A JP 4322849A JP 32284992 A JP32284992 A JP 32284992A JP H05266511 A JPH05266511 A JP H05266511A
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- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
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- G02B27/0025—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for optical correction, e.g. distorsion, aberration
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- G—PHYSICS
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- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
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- G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
- G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
- G11B7/1372—Lenses
- G11B7/1378—Separate aberration correction lenses; Cylindrical lenses to generate astigmatism; Beam expanders
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
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- G11B7/1392—Means for controlling the beam wavefront, e.g. for correction of aberration
- G11B7/13925—Means for controlling the beam wavefront, e.g. for correction of aberration active, e.g. controlled by electrical or mechanical means
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- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
- G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
- G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
- G11B7/1372—Lenses
- G11B2007/13727—Compound lenses, i.e. two or more lenses co-operating to perform a function, e.g. compound objective lens including a solid immersion lens, positive and negative lenses either bonded together or with adjustable spacing
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 光ディスクの情報担持層の面から反射され
て、多重要素対物レンズ手段を通過する前に情報層を保
護する略透明な基板層を通過する光の球面収差を補正す
る装置を提供する。 【構成】 幾つかのレンズ要素を持つ補正レンズ集成体
３０を用い、逐次的な１対のレンズ要素３１，３２の隣
接する面の間に可変の空隙３４を設ける。さらに、光エ
ネルギを反射している光ディスクの公称の厚さに関する
情報を用いて空隙の厚さを調節して、保護基板の厚さの
変化によって生ずる球面収差を補正すると共に、補正さ
れたスポットの明確度を、正確に公称の値を持つ保護基
板を用いて得られるスポットの明確度に近付く様に変更
する調節手段３７，４０を設ける。
て、多重要素対物レンズ手段を通過する前に情報層を保
護する略透明な基板層を通過する光の球面収差を補正す
る装置を提供する。 【構成】 幾つかのレンズ要素を持つ補正レンズ集成体
３０を用い、逐次的な１対のレンズ要素３１，３２の隣
接する面の間に可変の空隙３４を設ける。さらに、光エ
ネルギを反射している光ディスクの公称の厚さに関する
情報を用いて空隙の厚さを調節して、保護基板の厚さの
変化によって生ずる球面収差を補正すると共に、補正さ
れたスポットの明確度を、正確に公称の値を持つ保護基
板を用いて得られるスポットの明確度に近付く様に変更
する調節手段３７，４０を設ける。
Description
【０００１】この発明は光ディスク記録装置、更に具体
的に云えば、この様な記録装置に使われる光ディスクの
保護基板の厚さの差による球面収差を調節自在に補正す
る新規な装置に関する。
的に云えば、この様な記録装置に使われる光ディスクの
保護基板の厚さの差による球面収差を調節自在に補正す
る新規な装置に関する。
【０００２】
【発明の背景】光ディスク記録装置がデータ記憶の分野
で或る利点を提供することが出来ることは今日では周知
である。従来、データ記憶に利用されていた光ディスク
媒質は、データ記憶層を保護する為に利用される基板の
厚さに比較的厳密な許容公差を必要としていた。然し、
光ディスクの保護層の厚さに変動があると、記録装置に
利用されている対物レンズの設計上の値からずれて、球
面収差に変化を生ずる（現在は、公称値±２０ミクロン
以内の厚さを持つ保護基板を有するディスクで、許容し
得る程度の小さい球面収差になる様に設計されてい
る）。公称の厚さからの一層大きな偏差があると、変調
伝達関数（ＭＴＦ）及びスポットの明確度の両方がかな
り失われることになり、その結果、許容し難い程の振幅
の低下が生じ、この為読取モードに於けるデータの復元
が不可能になることがある。光ディスク媒質の製造業者
は、許容公差を一層大きくすることが許されゝば、コス
トに大きな利点が得られるので、光ディスクの保護層の
厚さに更に大きな許容公差が許されないものかと願って
いる。然し、基板の厚さの許容公差を更に大きくすれ
ば、球面収差は更に著しく増加する。現在では、今日の
光ディスク記録装置の集束用の対物レンズ手段を利用し
て球面収差を補正する手段が知られていないが、球面収
差を補正する何等かの手段を提供すること、特に光ディ
スクの保護基板の厚さの範囲を一層広くすることによっ
て起こる異なる程度の球面収差を補正するのに特に適し
た手段を提供することが非常に望ましい。
で或る利点を提供することが出来ることは今日では周知
である。従来、データ記憶に利用されていた光ディスク
媒質は、データ記憶層を保護する為に利用される基板の
厚さに比較的厳密な許容公差を必要としていた。然し、
光ディスクの保護層の厚さに変動があると、記録装置に
利用されている対物レンズの設計上の値からずれて、球
面収差に変化を生ずる（現在は、公称値±２０ミクロン
以内の厚さを持つ保護基板を有するディスクで、許容し
得る程度の小さい球面収差になる様に設計されてい
る）。公称の厚さからの一層大きな偏差があると、変調
伝達関数（ＭＴＦ）及びスポットの明確度の両方がかな
り失われることになり、その結果、許容し難い程の振幅
の低下が生じ、この為読取モードに於けるデータの復元
が不可能になることがある。光ディスク媒質の製造業者
は、許容公差を一層大きくすることが許されゝば、コス
トに大きな利点が得られるので、光ディスクの保護層の
厚さに更に大きな許容公差が許されないものかと願って
いる。然し、基板の厚さの許容公差を更に大きくすれ
ば、球面収差は更に著しく増加する。現在では、今日の
光ディスク記録装置の集束用の対物レンズ手段を利用し
て球面収差を補正する手段が知られていないが、球面収
差を補正する何等かの手段を提供すること、特に光ディ
スクの保護基板の厚さの範囲を一層広くすることによっ
て起こる異なる程度の球面収差を補正するのに特に適し
た手段を提供することが非常に望ましい。
【０００３】
【発明の要約】この発明では、光ディスクの情報担持層
の面から反射されて、多重要素からなる対物レンズ手段
を通過する前にこの情報層を保護する略透明な基板層を
通過する光の球面収差を補正する装置が、逐次的な１つ
のレンズ要素の面の間に可変の空隙を持つ複数個のレン
ズ要素を持つ補正手段と、そこから光エネルギがその時
反射されている光ディスクの公称の厚さに関する情報を
求める手段と、公称の厚さの情報に応答して空隙の厚さ
を調節して、保護基板の厚さの変化が原因で生じた追加
の球面収差を補正すると共に、補正されたスポットの明
確度を、正確に公称値を持つ保護基板を用いて得られた
スポットの明確度に近付く様に変える手段とを有する。
の面から反射されて、多重要素からなる対物レンズ手段
を通過する前にこの情報層を保護する略透明な基板層を
通過する光の球面収差を補正する装置が、逐次的な１つ
のレンズ要素の面の間に可変の空隙を持つ複数個のレン
ズ要素を持つ補正手段と、そこから光エネルギがその時
反射されている光ディスクの公称の厚さに関する情報を
求める手段と、公称の厚さの情報に応答して空隙の厚さ
を調節して、保護基板の厚さの変化が原因で生じた追加
の球面収差を補正すると共に、補正されたスポットの明
確度を、正確に公称値を持つ保護基板を用いて得られた
スポットの明確度に近付く様に変える手段とを有する。
【０００４】現在好ましいと考えられる実施例では、補
正手段は、１対のレンズであり、第１のレンズは対物レ
ンズに一層近く配置されていて凸の出射面を用い、第２
のレンズはディスクから一層遠くあって第１のレンズに
隣接して凹面を持っている。第１及び第２のレンズの間
の空隙が、夫々保護基板の厚さが減少並びに増加したデ
ィスクに対し、夫々増加並びに減少させられる。
正手段は、１対のレンズであり、第１のレンズは対物レ
ンズに一層近く配置されていて凸の出射面を用い、第２
のレンズはディスクから一層遠くあって第１のレンズに
隣接して凹面を持っている。第１及び第２のレンズの間
の空隙が、夫々保護基板の厚さが減少並びに増加したデ
ィスクに対し、夫々増加並びに減少させられる。
【０００５】当業者であれば、以下図面についてこの発
明の現在好ましいと考えられる実施例を詳しく説明する
所を読めば、この装置が球面収差の調節自在の補正を新
規な形で行なう様子が理解されよう。
明の現在好ましいと考えられる実施例を詳しく説明する
所を読めば、この装置が球面収差の調節自在の補正を新
規な形で行なう様子が理解されよう。
【０００６】
【好ましい実施例の詳しい説明】図面について説明する
と、光ディスク記録装置の一部分１０が対物レンズ手段
１１を持ち、これは他にも機能があるが、入射する光放
射ビーム１２を光ディスク１４に集束する様に作用す
る。光ディスクが、（ディジタル）情報をその中に符号
化する為に種々の深さ１６ａ／１６ｂまで、永久的にか
一時的にか、形成され又はその他の形で変更された（金
属）材料の層１６を持ち、それが略透明な材料の基板層
１８によって保護されていて、集束された入射ビーム１
２が、その時対物レンズ手段の光軸１１ａに沿った所に
ある特定の情報担持層の形成部１６ｐの面に入射するこ
とが出来る様にしている。この特定の層形成部１６ｐ
は、ディスク１４が（例えば図面に示してない回転軸線
の周りに、矢印Ａの方向に）回転する時、絶えず変化す
る。読取ビームの入射エネルギは、半角θのコーン内に
収まる。こゝで角度θは、対物レンズ装置の開口数（Ｎ
Ａ）に関係する。ディスクを読取るのに十分なエネルギ
が同じ開口数の中に反射される。例として、ＮＡ＝０．
６５のレンズ装置１１で、基板の屈折率ｎ＝１．５であ
ると、約２５．７°までのコーンの半角が可能である。
対物レンズ装置１１は典型的には多重レンズ装置であ
り、例を挙げれば、４個のレンズ２０−２３がハウジン
グ２５内に配置されていて、前端１１ｂは、ハウジング
１５が矢印Ｆの方向に動く時、回転する光ディスクの向
い合った外面１８ｓに対し、集束手段（図面に示してな
いが周知である）により可変の離隔距離Ｓを持ち、保護
基板層の深さＤが変化しても、合焦状態を保つ様になっ
ている。典型的には、保護層の厚さＤが任意の特定の光
ディスク１４で比較的安定している（例えば、±１０ミ
クロン以内）が、平均の深さＤ（例えば１．２１３ミリ
メートル）が、（例えば約１．１７３ミリメートルの最
小の間隔から約１．２５３ミリの最大の間隔まで例えば
０．０８０ mmの範囲と云う）予定の合計範囲にわたっ
て変化し得る。この為、光軸に沿って、光ディスクとは
対物レンズ手段１１の反対側のある位置２４で、ディス
クから反射された光放射がコリメートされることがあ
り、その時再生している特定のディスク１４の保護基板
層の厚さＤ並びにこのディスクの焦点合せに必要な間隔
に応じた大きさの球面収差を受ける。例えば、保護層が
厚さ１．２１３ mmのショット（schott）ＢＫ７硝子
（屈折率は４８８ nmで約１．５２２）で形成され、４
個の対物レンズ２０−２３がショットＬＡＦＭ２硝子
（４８８ nmで屈折率が１．７５５）で形成されてい
て、（考えられる１つの対物レンズの設計で）ディスク
に一番近い第１のレンズ面２０ａが約３．７０ mmの曲
率半径を持ち、面１８ｓ及び２０ａの間の軸線１１ａに
沿った間隔が約０．５３ mmであり、レンズ２０の軸上
の厚さ（即ち、軸線１１ａに沿った面２０ａ，２０ｂの
間の厚さ）が約１．８１ mmで、面２０ｂが３．２２
mmの曲率半径を持つ場合、位置２４は対物レンズの最後
の面２３ｂの後側約５．８４ mmの距離にあることがあ
る。第２のレンズ２１は、約−３２．８１ mmの曲率半
径（負の半径は、曲率の中心が軸線１１ａに沿ってレン
ズ面の左側にあることを意味する）を持つと共にレンズ
面２０ｂからの軸上の隔たりが約０．１０ mmである第
１の面２１ａを持っていてよい。第２のレンズの第２の
面２１ｂは約１０．０７ mmの曲率半径を持つと共に、
第２のレンズの軸上の厚さ（面２１ａ及び２１ｂの間）
は約１．３３ mmである。第３のレンズ２２は、曲率半
径が約−８．７１ mmで、レンズ面２１ｂからの軸上の
隔たりが約１．６２ mmである第１の面２２ａを持つこ
とが出来る。第３のレンズの第２の面２２ｂは曲率半径
が約−２６．１６ mmで、第３のレンズの軸上の厚さ
（面２２ａ，２２ｂの間）は約２．４２ mmである。第
４のレンズ２３は、曲率半径が約−５．７９ mmで、レ
ンズ面２１ｂからの軸上の隔たりが約１．９０ mmであ
る第１の面２３ａを持つことが出来る。第４のレンズの
第２の面２３ｂは曲率半径が約−３．８２ mmで、（面
２３ａ，２３ｂの間の）軸上の厚さが約０．８４ mmで
ある。
と、光ディスク記録装置の一部分１０が対物レンズ手段
１１を持ち、これは他にも機能があるが、入射する光放
射ビーム１２を光ディスク１４に集束する様に作用す
る。光ディスクが、（ディジタル）情報をその中に符号
化する為に種々の深さ１６ａ／１６ｂまで、永久的にか
一時的にか、形成され又はその他の形で変更された（金
属）材料の層１６を持ち、それが略透明な材料の基板層
１８によって保護されていて、集束された入射ビーム１
２が、その時対物レンズ手段の光軸１１ａに沿った所に
ある特定の情報担持層の形成部１６ｐの面に入射するこ
とが出来る様にしている。この特定の層形成部１６ｐ
は、ディスク１４が（例えば図面に示してない回転軸線
の周りに、矢印Ａの方向に）回転する時、絶えず変化す
る。読取ビームの入射エネルギは、半角θのコーン内に
収まる。こゝで角度θは、対物レンズ装置の開口数（Ｎ
Ａ）に関係する。ディスクを読取るのに十分なエネルギ
が同じ開口数の中に反射される。例として、ＮＡ＝０．
６５のレンズ装置１１で、基板の屈折率ｎ＝１．５であ
ると、約２５．７°までのコーンの半角が可能である。
対物レンズ装置１１は典型的には多重レンズ装置であ
り、例を挙げれば、４個のレンズ２０−２３がハウジン
グ２５内に配置されていて、前端１１ｂは、ハウジング
１５が矢印Ｆの方向に動く時、回転する光ディスクの向
い合った外面１８ｓに対し、集束手段（図面に示してな
いが周知である）により可変の離隔距離Ｓを持ち、保護
基板層の深さＤが変化しても、合焦状態を保つ様になっ
ている。典型的には、保護層の厚さＤが任意の特定の光
ディスク１４で比較的安定している（例えば、±１０ミ
クロン以内）が、平均の深さＤ（例えば１．２１３ミリ
メートル）が、（例えば約１．１７３ミリメートルの最
小の間隔から約１．２５３ミリの最大の間隔まで例えば
０．０８０ mmの範囲と云う）予定の合計範囲にわたっ
て変化し得る。この為、光軸に沿って、光ディスクとは
対物レンズ手段１１の反対側のある位置２４で、ディス
クから反射された光放射がコリメートされることがあ
り、その時再生している特定のディスク１４の保護基板
層の厚さＤ並びにこのディスクの焦点合せに必要な間隔
に応じた大きさの球面収差を受ける。例えば、保護層が
厚さ１．２１３ mmのショット（schott）ＢＫ７硝子
（屈折率は４８８ nmで約１．５２２）で形成され、４
個の対物レンズ２０−２３がショットＬＡＦＭ２硝子
（４８８ nmで屈折率が１．７５５）で形成されてい
て、（考えられる１つの対物レンズの設計で）ディスク
に一番近い第１のレンズ面２０ａが約３．７０ mmの曲
率半径を持ち、面１８ｓ及び２０ａの間の軸線１１ａに
沿った間隔が約０．５３ mmであり、レンズ２０の軸上
の厚さ（即ち、軸線１１ａに沿った面２０ａ，２０ｂの
間の厚さ）が約１．８１ mmで、面２０ｂが３．２２
mmの曲率半径を持つ場合、位置２４は対物レンズの最後
の面２３ｂの後側約５．８４ mmの距離にあることがあ
る。第２のレンズ２１は、約−３２．８１ mmの曲率半
径（負の半径は、曲率の中心が軸線１１ａに沿ってレン
ズ面の左側にあることを意味する）を持つと共にレンズ
面２０ｂからの軸上の隔たりが約０．１０ mmである第
１の面２１ａを持っていてよい。第２のレンズの第２の
面２１ｂは約１０．０７ mmの曲率半径を持つと共に、
第２のレンズの軸上の厚さ（面２１ａ及び２１ｂの間）
は約１．３３ mmである。第３のレンズ２２は、曲率半
径が約−８．７１ mmで、レンズ面２１ｂからの軸上の
隔たりが約１．６２ mmである第１の面２２ａを持つこ
とが出来る。第３のレンズの第２の面２２ｂは曲率半径
が約−２６．１６ mmで、第３のレンズの軸上の厚さ
（面２２ａ，２２ｂの間）は約２．４２ mmである。第
４のレンズ２３は、曲率半径が約−５．７９ mmで、レ
ンズ面２１ｂからの軸上の隔たりが約１．９０ mmであ
る第１の面２３ａを持つことが出来る。第４のレンズの
第２の面２３ｂは曲率半径が約−３．８２ mmで、（面
２３ａ，２３ｂの間の）軸上の厚さが約０．８４ mmで
ある。
【０００７】この発明では、補正レンズ手段３０が、そ
の時読取っている光ディスクとは、光ディスク・プレー
ヤの対物レンズの反対側に位置ぎめされる。補正レンズ
手段３０は複数個のレンズ要素を持ち、逐次的な１対の
要素の向い合う面の間には可変の距離の空隙がある。図
に示す場合、補正レンズ手段３０は２つの要素だけを持
ち、第１のレンズ要素３１は第１の面３１ａが対物レン
ズ手段１１の方を向いており、第２の面３１ｂが第２の
レンズ要素３２の第１の面３２ａから隔たっている。第
１のレンズの後面３１ｂと第２のレンズの前面３２ａの
間の空隙３４は、基板の厚さＤの範囲に対する補正の為
に調節自在である。一方の補正レンズは固定して取付け
られ、他方のレンズは、固定して取付けられたレンズに
接近したり、それから遠ざかる様に、矢印Ｍの方向に動
くことによって調節が出来る様に取付けられている。対
物レンズ手段１１は、ディスクに対する合焦状態を保つ
と云う機能を実行する様に別個に動くものであるが、補
正レンズ手段３０は対物レンズ手段１１とは別個であっ
て、それから独立している。対物レンズ手段１１からの
考えられるある広い範囲の距離の内の可変の距離、又は
選ばれた１つの距離の所に、補正レンズ集成体３０を位
置ぎめする為に、何等かの手段３５を設けてもよいし、
或いはディスク１４を支持する機構（図に示してない）
からのある範囲の距離の内の可変の距離又は選ばれた距
離の所に、補正レンズ手段３０を位置ぎめする為に別の
機構３５′を設けてもよいことを承知されたい。手段３
５又は３５′は、この後、補正レンズ手段をこの選ばれ
た距離の所に維持する。手段１１及び手段３０の間の距
離は、この為、ある範囲にわたって変化しても、実際的
には殆んど問題にならない。
の時読取っている光ディスクとは、光ディスク・プレー
ヤの対物レンズの反対側に位置ぎめされる。補正レンズ
手段３０は複数個のレンズ要素を持ち、逐次的な１対の
要素の向い合う面の間には可変の距離の空隙がある。図
に示す場合、補正レンズ手段３０は２つの要素だけを持
ち、第１のレンズ要素３１は第１の面３１ａが対物レン
ズ手段１１の方を向いており、第２の面３１ｂが第２の
レンズ要素３２の第１の面３２ａから隔たっている。第
１のレンズの後面３１ｂと第２のレンズの前面３２ａの
間の空隙３４は、基板の厚さＤの範囲に対する補正の為
に調節自在である。一方の補正レンズは固定して取付け
られ、他方のレンズは、固定して取付けられたレンズに
接近したり、それから遠ざかる様に、矢印Ｍの方向に動
くことによって調節が出来る様に取付けられている。対
物レンズ手段１１は、ディスクに対する合焦状態を保つ
と云う機能を実行する様に別個に動くものであるが、補
正レンズ手段３０は対物レンズ手段１１とは別個であっ
て、それから独立している。対物レンズ手段１１からの
考えられるある広い範囲の距離の内の可変の距離、又は
選ばれた１つの距離の所に、補正レンズ集成体３０を位
置ぎめする為に、何等かの手段３５を設けてもよいし、
或いはディスク１４を支持する機構（図に示してない）
からのある範囲の距離の内の可変の距離又は選ばれた距
離の所に、補正レンズ手段３０を位置ぎめする為に別の
機構３５′を設けてもよいことを承知されたい。手段３
５又は３５′は、この後、補正レンズ手段をこの選ばれ
た距離の所に維持する。手段１１及び手段３０の間の距
離は、この為、ある範囲にわたって変化しても、実際的
には殆んど問題にならない。
【０００８】ハウジング手段３６′には、前側の補正レ
ンズ要素３１をある軸上の点２４から選ばれた公称距離
（例えば、１．００ mm）の所に固定して取付け、これ
に対して第２の補正レンズ要素３２は別個のハウジング
手段３６に取付けられる。このハウジング手段は、適当
な機械的な手段３７（これは例として、ラック要素３８
及び回転自在のピニオン要素３９を含んでいてよい）の
作用により、第１の補正レンズ要素３１に接近したり、
それから遠ざかる様に、矢印Ｍの方向に移動させること
が出来る。この機械的な手段は、光ディスクの面１８ｓ
にあるデータ手段４４から直接的にレンズ間補正間隔Ｌ
のデータを求めることの出来るデータ読取手段４２から
供給される厚さデータに応答して、厚さデータと離隔距
離の変換／駆動を行なう手段４０の制御のもとに移動さ
せる。対物レンズ手段１１に対する補正レンズ手段３０
の位置の変化は、対物レンズ手段がディスクに対して動
く時でも、補正レンズの性能に目立った誤りを生じな
い。この代りに、ディスクの保護硝子の厚さＤは、製造
時に個々のディスクを試験した後、データ手段４４に刻
印することが出来る。何れにせよ、各々のディスク１４
が製造時に測定されるか、或いは層１８の厚さＤ又は補
正用の空隙の寸法Ｌが、（ディスク記録動作中に、その
情報が焦点はずれになって、従って記録装置の動作に殆
んど影響がない様な場合）ディスク面１８ｓに記録され
るか、或いは各々のディスクが一旦記録装置に装填され
てから動的に測定されるにしても、手段４２が求めたデ
ータが、手段４０を通過し又はそれによって変換され
て、レンズ間距離Ｌを設定する。
ンズ要素３１をある軸上の点２４から選ばれた公称距離
（例えば、１．００ mm）の所に固定して取付け、これ
に対して第２の補正レンズ要素３２は別個のハウジング
手段３６に取付けられる。このハウジング手段は、適当
な機械的な手段３７（これは例として、ラック要素３８
及び回転自在のピニオン要素３９を含んでいてよい）の
作用により、第１の補正レンズ要素３１に接近したり、
それから遠ざかる様に、矢印Ｍの方向に移動させること
が出来る。この機械的な手段は、光ディスクの面１８ｓ
にあるデータ手段４４から直接的にレンズ間補正間隔Ｌ
のデータを求めることの出来るデータ読取手段４２から
供給される厚さデータに応答して、厚さデータと離隔距
離の変換／駆動を行なう手段４０の制御のもとに移動さ
せる。対物レンズ手段１１に対する補正レンズ手段３０
の位置の変化は、対物レンズ手段がディスクに対して動
く時でも、補正レンズの性能に目立った誤りを生じな
い。この代りに、ディスクの保護硝子の厚さＤは、製造
時に個々のディスクを試験した後、データ手段４４に刻
印することが出来る。何れにせよ、各々のディスク１４
が製造時に測定されるか、或いは層１８の厚さＤ又は補
正用の空隙の寸法Ｌが、（ディスク記録動作中に、その
情報が焦点はずれになって、従って記録装置の動作に殆
んど影響がない様な場合）ディスク面１８ｓに記録され
るか、或いは各々のディスクが一旦記録装置に装填され
てから動的に測定されるにしても、手段４２が求めたデ
ータが、手段４０を通過し又はそれによって変換され
て、レンズ間距離Ｌを設定する。
【０００９】１例として、基板の公称の厚さが１．２１
３ mm±０．０４０ mmの光ディスクで、前に述べた特
性を持つ対物レンズによって集束された４８８ mmの質
問用ビーム１２を使う場合、補正レンズ手段３０のレン
ズ３１，３２は次に述べる様な面の半径を持っていてよ
い（負の半径は図面で面の左側に曲率中心を持ち、正の
半径はその面の右側に曲率中心があり、ショットＢＫ７
硝子の厚さは軸線１１ａに沿って計る）。即ち、面３１
ａは凸（こゝに述べる全ての場合と同じく、ディスクか
ら見て）であって、約−２５２．４６ mmの非常に大き
な曲率半径を持ち、面３１ｂは凹であって、約１１．０
１ mmの曲率半径を持ち、軸上の間隔（レンズ３１の軸
線上の厚さ）は約２．００ mmであり、面３２ａは面３
１ｂに対して相補的な曲率を持ち、従って凹であって、
曲率半径が約１０．８６ mmであり、面３１ｂからの公
称の軸線１１ａ上の間隔Ｌは約１．４９ mmであり、面
３２ｂは凸で、約−１０６．７９ mmの大きな曲率半径
を持ち、面３２ａからの軸線上の間隔（レンズ３２の軸
線上の厚さ）は約２．００ mmである。面３１ａから点
２４までの間隔に数ミリの変動があっても、レンズの性
能に実質的な変化は生じない。こうして、対物レンズ及
び補正レンズを完全に機械的に減結合し、集束作用及び
補正作用は依存性を持たないで比較的簡単に制御するこ
とが出来る。
３ mm±０．０４０ mmの光ディスクで、前に述べた特
性を持つ対物レンズによって集束された４８８ mmの質
問用ビーム１２を使う場合、補正レンズ手段３０のレン
ズ３１，３２は次に述べる様な面の半径を持っていてよ
い（負の半径は図面で面の左側に曲率中心を持ち、正の
半径はその面の右側に曲率中心があり、ショットＢＫ７
硝子の厚さは軸線１１ａに沿って計る）。即ち、面３１
ａは凸（こゝに述べる全ての場合と同じく、ディスクか
ら見て）であって、約−２５２．４６ mmの非常に大き
な曲率半径を持ち、面３１ｂは凹であって、約１１．０
１ mmの曲率半径を持ち、軸上の間隔（レンズ３１の軸
線上の厚さ）は約２．００ mmであり、面３２ａは面３
１ｂに対して相補的な曲率を持ち、従って凹であって、
曲率半径が約１０．８６ mmであり、面３１ｂからの公
称の軸線１１ａ上の間隔Ｌは約１．４９ mmであり、面
３２ｂは凸で、約−１０６．７９ mmの大きな曲率半径
を持ち、面３２ａからの軸線上の間隔（レンズ３２の軸
線上の厚さ）は約２．００ mmである。面３１ａから点
２４までの間隔に数ミリの変動があっても、レンズの性
能に実質的な変化は生じない。こうして、対物レンズ及
び補正レンズを完全に機械的に減結合し、集束作用及び
補正作用は依存性を持たないで比較的簡単に制御するこ
とが出来る。
【００１０】公称の厚さＤが１．２１３ mmである覆い
硝子基板１８からの球面収差を補正する為の公称１．４
８８ mmの離隔距離Ｌにより、軸上ビーム・シュトレー
ル比（補正手段３０の左側に於ける集束スポット強度と
同じ場所にある完全なスポットの強度との比）が０．９
９２になり、ｒｍｓ誤差は０．０１５波長になる。保護
層１８を約１．２５３ mmの最大の厚さまで厚くする
と、対物レンズの間隔Ｓを変更してスポットの焦点合せ
をやり直しても、ビームのシュトレールは０．６３４に
落ち、ｒｍｓ誤差は０．１０７波長になる（この性能の
低下は球面収差の増加によるものである）。この時、補
正レンズ手段３０を調節して、レンズ３１とレンズ３２
の間隔Ｌを約０．５２０ mmにすると、性能は０．９９
２のシュトレール（strehl）及び０．０１４波長のｒｍ
ｓ誤差に戻る。保護層１８の厚さに反対の変化が生じ
て、１．１７３ mmの最小値になると、集束し直したビ
ームのシュトレール比は０．０９０７になり、ｒｍｓ誤
差は０．０５０波長になる。補正間隔Ｌを２．４８１
mmに変更すると、焦点合せをし直したビームのシュトレ
ール比は０．９９１になり、ｒｍｓ誤差は０．０１５波
長になる。
硝子基板１８からの球面収差を補正する為の公称１．４
８８ mmの離隔距離Ｌにより、軸上ビーム・シュトレー
ル比（補正手段３０の左側に於ける集束スポット強度と
同じ場所にある完全なスポットの強度との比）が０．９
９２になり、ｒｍｓ誤差は０．０１５波長になる。保護
層１８を約１．２５３ mmの最大の厚さまで厚くする
と、対物レンズの間隔Ｓを変更してスポットの焦点合せ
をやり直しても、ビームのシュトレールは０．６３４に
落ち、ｒｍｓ誤差は０．１０７波長になる（この性能の
低下は球面収差の増加によるものである）。この時、補
正レンズ手段３０を調節して、レンズ３１とレンズ３２
の間隔Ｌを約０．５２０ mmにすると、性能は０．９９
２のシュトレール（strehl）及び０．０１４波長のｒｍ
ｓ誤差に戻る。保護層１８の厚さに反対の変化が生じ
て、１．１７３ mmの最小値になると、集束し直したビ
ームのシュトレール比は０．０９０７になり、ｒｍｓ誤
差は０．０５０波長になる。補正間隔Ｌを２．４８１
mmに変更すると、焦点合せをし直したビームのシュトレ
ール比は０．９９１になり、ｒｍｓ誤差は０．０１５波
長になる。
【００１１】光ディスク・プレーヤ／記録装置に使われ
る光ディスクの保護基板の厚さの変動による球面収差を
調節自在に補正するこの発明の補正レンズ手段の現在好
ましいと考えられる実施例をある程度詳しく説明した
が、当業者であれば、この発明の基本的な原理を逸脱せ
ずに、種々の変更を加えることが出来ることが理解され
よう。従って、この発明は、特許請求の範囲のみによっ
て限定されるものであって、こゝで説明の為に示した具
体的な細部によって制約されないことを承知されたい。
る光ディスクの保護基板の厚さの変動による球面収差を
調節自在に補正するこの発明の補正レンズ手段の現在好
ましいと考えられる実施例をある程度詳しく説明した
が、当業者であれば、この発明の基本的な原理を逸脱せ
ずに、種々の変更を加えることが出来ることが理解され
よう。従って、この発明は、特許請求の範囲のみによっ
て限定されるものであって、こゝで説明の為に示した具
体的な細部によって制約されないことを承知されたい。
【図１】この発明の考えに従った光ディスクの一部分、
関連する対物レンズ手段及び補正レンズ手段の断面図。
関連する対物レンズ手段及び補正レンズ手段の断面図。
１１ 対物レンズ手段 １６ 情報担持層 １８ 基板層 Ｄ その厚さ ３１，３２ 補正レンズ ３７ 機械的な手段 ４２ データ読取手段
Claims (11)
- 【請求項１】 光ディスクの情報担持層の面から反射さ
れた光が、対物レンズ手段を通過する前に、該情報層を
保護する公称の厚さを持つ略透明な基板層を通過する場
合に、この光の球面収差を補正する装置に於て、逐次的
な１対のレンズ要素の隣接する面の間に可変の空隙を持
つ複数個のレンズ要素を有する補正手段と、前記公称の
厚さの情報に応答して、前記空隙の厚さを調節して、保
護基板の厚さの変化が原因で生じた球面収差を補正する
と共に、補正されたスポットの明確度を、正確に公称の
値を持つ保護基板を用いて得られるスポットの明確度に
近付く様に変える手段とを有する装置。 - 【請求項２】 前記調節する手段が、光エネルギがその
時反射されている光ディスクの実際の厚さに関する情報
を求める手段を含む請求項１記載の装置。 - 【請求項３】 前記情報を求める手段が、前記レンズ手
段に最も接近しているディスクの面の情報担持部分と関
連して作用する請求項２記載の装置。 - 【請求項４】 前記補正手段が１対のレンズを有し、第
１のレンズは対物レンズに一層近くて凸の出射面を持
ち、第２のレンズはディスクから一層遠くあって、第１
のレンズに隣接して凹面を持ち、前記空隙が前記第１及
び第２のレンズの間にある請求項１記載の装置。 - 【請求項５】 前記調節する手段が、夫々保護基板の厚
さが減少並びに増加したディスクに対し、前記空隙の長
さＬを夫々増加並びに減少する様に作用する請求項４記
載の装置。 - 【請求項６】 前記補正手段を前記対物レンズ手段から
所定範囲の距離の内の選ばれた１つの距離の所に位置ぎ
めすると共に、その後、前記補正手段及び前記対物レン
ズ手段の間に略一定の距離を保つ手段を含む請求項５記
載の装置。 - 【請求項７】 前記補正手段を前記ディスクから所定範
囲の距離の内の選ばれた１つの距離に位置ぎめすると共
に、その後、前記補正手段及びディスクの間に略一定の
距離を保つ手段を含む請求項５記載の装置。 - 【請求項８】 前記第１のレンズの第１の面が前記ディ
スクに対し、前記レンズより先に曲率中心を持つと共に
約１００ mm程度の曲率半径を持ち、前記第１のレンズ
の第２の面は前記ディスクの方に曲率中心を持つと共に
約１０ mm程度の曲率半径を持っている請求項４記載の
装置。 - 【請求項９】 前記第１のレンズが、レンズ装置の共通
軸線に対して半径方向に対称的であると共に、２ mm程
度の軸上の厚さを持っている請求項８記載の装置。 - 【請求項１０】 前記第２のレンズの第２の面が、前記
ディスクに対して前記レンズより先に曲率の中心を持つ
と共に、約２５０ mm程度の曲率半径を持ち、前記第２
のレンズの第１の面が前記ディスクの方に曲率中心を持
つと共に約１０ mm程度の曲率半径を持っている請求項
４記載の装置。 - 【請求項１１】 前記第２のレンズがレンズ装置の共通
軸線に対して半径方向に対称的であると共に、２ mm程
度の軸上の厚さを持っている請求項１０記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/802,231 US5157555A (en) | 1991-12-04 | 1991-12-04 | Apparatus for adjustable correction of spherical aberration |
| US802231 | 1997-02-19 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05266511A true JPH05266511A (ja) | 1993-10-15 |
Family
ID=25183159
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4322849A Withdrawn JPH05266511A (ja) | 1991-12-04 | 1992-12-02 | 球面収差を補正する装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5157555A (ja) |
| EP (1) | EP0545713A1 (ja) |
| JP (1) | JPH05266511A (ja) |
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