JPH07182690A - 光記録再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光情報記録媒体に光学的に信号を記録または
再生する光記録再生装置に関するもので、光情報記録媒
体の基材厚の違いを検出し、変換レンズの挿抜を行うこ
とによって収差を抑え、質の良い再生信号を得ることが
できる光記録再生装置を実現すること。 【構成】 対物レンズ２と半導体レーザ１の間に変換レ
ンズ６を挿抜自在に備え、光情報記録媒体10の基材厚の
違いを検出することによって前記変換レンズ６の挿抜状
態を決定する構成により、１つの光ヘッドで基材厚の異
なる光情報記録媒体10の記録面上での光スポットを収差
の少ない状態で形成することができ、最適な状態で記録
または再生することができる優れた光記録再生装置を実
現することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光情報記録媒体に光学
的に信号を記録または再生する光記録再生装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体レーザを用いた光記録再生装置と
して、一般的なものを図６に示す。図６において半導体
レーザ41から出射した光束42はハーフミラー43でその一
部が反射する。反射した光束42は反射ミラー44でその光
路を直角に曲げられ集光レンズ45で略平行な光束になる
よう集光する。略平行になった光束42は、対物レンズ46
により絞り込まれ、光情報記録媒体47の記録面上に光ス
ポット48を形成する。次に、光情報記録媒体47で反射し
た光束49は、再び対物レンズ46，集光レンズ45，反射ミ
ラー44を通って、ハーフミラー43に入射する。光束49の
一部はハーフミラー43を斜めに透過して非点収差を持っ
た光束になり、凹レンズ50を通って集束し光検出器51で
受光される。光検出器51は、再生信号を検出するととも
に前記光スポット48の位置を制御するための制御信号も
同時に検出するように構成されている。

【０００３】このような構成の光ヘッドに用いられる対
物レンズ46は光情報記録媒体47の基材厚を考慮して設計
されており、この設計値と異なる基材厚を持った光情報
記録媒体に対しては、記録面上での球面収差が生じて結
像性能が劣化し、情報の記録再生が困難になる。従来、
コンパクトディスク(ＣＤ)やビデオディスクあるいはデ
ータ用の光磁気ディスク装置等に用いられている光情報
記録媒体の基材厚はすべて同じで1.2mmであった。この
ため、１つの光ヘッドで種類の異なる光情報記録媒体
(ＣＤ，ビデオディスク，光磁気ディスク等)を記録再生
することが可能であった。

【０００４】一方、近年、より高密度化を図るために、
対物レンズの開口数を大きくすることが検討されてい
る。対物レンズの開口数を大きくすると光学的な分解能
が向上し、記録再生のできる空間周波数帯域を広げるこ
とができるが、収束した光スポット48の収束性能が収差
に対して敏感になり性能が劣化しやすいという問題があ
る。光情報記録媒体47の面振れと、この光情報記録媒体
を取り付けるターンテーブルの面振れにより、光情報記
録媒体47と対物レンズ46に傾きが生じる。この傾きによ
り光スポット48にはコマ収差が生じ、開口数を大きくし
ても収束性能が向上しなくなる。そこで、対物レンズの
開口数を大きくしても前記コマ収差が大きくならないよ
うに、基材厚の薄い光情報記録媒体を用いる試みがなさ
れている。前記光情報記録媒体47と対物レンズ46の傾き
によるコマ収差は、光情報記録媒体の基材厚を薄くする
と図７のように改善される。図７の横軸は光情報記録媒
体の基材厚を、縦軸は開口数を表しており、光情報記録
媒体と対物レンズが0.2°傾いた場合の、光スポット48
の中心の光強度の劣化が等しくなる点を計算したもので
ある。図から開口数が0.5で光情報記録媒体の基材厚が
1.2mmの場合と、開口数が0.62で光情報記録媒体の基材
厚が0.6mmの場合は前記光スポットの中心の光強度の劣
化がほぼ同等であることがわかる。したがって、開口数
を大きくする場合、光情報記録媒体の基材厚を薄くする
ことにより、前記光情報記録媒体の傾きにより発生する
コマ収差は、従来並に抑えることができる。しかし、光
情報記録媒体の基材厚を薄くした場合、前記コマ収差の
問題が発生し、その光情報記録媒体を記録再生する対物
レンズでは従来の光情報記録媒体を記録再生することが
困難となり、従来の光情報記録媒体との間で互換性を保
つことができなくなる。このため、光ヘッドを２個用
い、基材厚の薄い光情報記録媒体と基材厚が1.2mmの光
情報記録媒体を別々の光ヘッドで記録再生せざるを得な
い。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな構成では、光情報記録媒体の基材厚みに違いのある
場合に記録面上の収差が大きくなり適切な再生信号を得
ることができないという問題点を有していた。本発明は
上記問題点に鑑み、光情報記録媒体の基材厚の違いを検
出し、その検出信号を基に変換レンズの挿抜を行うこと
によって基材厚の違いによる収差を抑え、質の良い記録
または再生信号を得ることができる光記録再生装置を提
供することを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の光記録再生装置は、対物レンズと半導体レー
ザの間に変換レンズを挿抜自在に備え、光情報記録媒体
の基材厚の違いを検出することによって前記変換レンズ
の挿抜状態を決定する構成を備えたものである。

【０００７】

【作用】本発明は上記した構成によって、１つの光ヘッ
ドで基材厚の異なる光情報記録媒体の記録面上で生ずる
球面収差を低減し、最適な記録または再生信号を得るこ
とができることとなる。

【０００８】

【実施例】以下本発明の第１の実施例の光記録再生装置
について、図面を参照しながら説明する。図１は本発明
の第１の実施例における光記録再生装置の光学構成を示
すものである。図１において、１は半導体レーザ、２は
前記半導体レーザ１から出射した光を光情報記録媒体10
の記録面上に集光するための対物レンズ、３は前記半導
体レーザ１から出射した発散光を略平行光束に変換する
ためのコリメートレンズ、４は前記光情報記録媒体10で
反射した光を検出するための検出光学系、５は前記光情
報記録媒体10からの反射光を前記検出光学系４に分岐す
るためのビームスプリッタ、６は前記対物レンズ２と前
記ビームスプリッタ５の間に設けられ、前記対物レンズ
２に向かう光束の集光状態を変換する変換レンズで、凹
レンズである。また図２は光情報記録媒体と光スポット
の収束状態を示す図で、10aは従来よりも基材厚の薄い
光情報記録媒体、10bは従来の基材厚を持つ光情報記録
媒体である。

【０００９】以上のように構成された光記録再生装置に
ついて、以下図１および図２を用いてその動作を説明す
る。まず、情報の高密度化を図るために従来より薄い基
材厚を持つ光情報記録媒体10aが挿入された状態で、半
導体レーザ１から出射した発散光はコリメータレンズ３
で略平行光束に変換され、対物レンズ２に向かう。対物
レンズ２を通った光束は光情報記録媒体の記録面上に絞
り込まれ、光スポット15aを形成する。前記対物レンズ
２は従来より薄い特定の厚さの基材厚の記録面上での光
スポット15aの状態が最も収差が少なくなるように設計
されている。再生の場合は光強度の変調を受けて反射し
た光は再び対物レンズ２を通ってビームスプリッタ５に
入射する。ビームスプリッタ５で検出光学系４の方向に
反射され光検出器16で受光され再生信号を検出するとと
もに前記光スポット15aの位置を制御するための制御信
号も検出するように構成されている。通常の基材厚を持
つ光情報記録媒体10bが挿入された場合、光情報記録媒
体の種類検出部(図示せず)で検出された信号を基に挿入
された光情報記録媒体の種類を判別し、その基材厚を特
定することによって変換レンズ６の挿抜を決定する。図
２(b)に示すように、変換レンズ６の挿入により従来の
基材厚を持つ光情報記録媒体10bの記録面上に収差の少
ない状態で光スポット15bを収束することができる。

【００１０】以上のように本発明の第１の実施例によれ
ば、半導体レーザ１から対物レンズ２に向かう光束の集
光状態を変換し、光束が収束する状態を変更する変換レ
ンズ６を挿抜自在に設け、光情報記録媒体の種類の検出
信号を基に、前記変換レンズ６の挿抜の状態を決定する
ことによって基材厚の異なる光情報記録媒体に対応して
収差の少ない状態で記録面に光スポットを収束すること
ができ、質の良い記録または再生信号を得ることができ
る。なお、本発明の第１の実施例では対物レンズ２は従
来の基材厚より薄い特定の厚みの光情報記録媒体に合わ
せて設計されているが、逆に、従来の基材厚を持つ光情
報記録媒体に合わせて設計し、変換レンズを凸レンズと
しても差し支えない。

【００１１】以下本発明の第２の実施例について図面を
参照しながら説明する。図３は本発明の第２の実施例を
示す光記録再生装置の構成図である。図３において、１
は半導体レーザ、２は対物レンズ、３はコリメートレン
ズ、４は検出光学系、５はビームスプリッタで、以上は
本発明の第１の実施例の構成と同様である。本発明の第
１の実施例と異なる点は前記半導体レーザ１と対物レン
ズ２の間に挿抜自在に設けられた変換レンズ13が正の屈
折力を持った凸レンズである点である。

【００１２】以上のように構成された光記録再生装置に
ついて、以下その動作を説明する。半導体レーザ１から
出射した光がコリメートレンズ３で略平行光束に変換さ
れる。従来の基材厚を持つ光情報記録媒体10bを挿入し
た場合に変換レンズ13が挿入されコリメートレンズ３を
出た略平行光束が一旦収束されて再度発散光束になった
ところで対物レンズ２に入射する。この作用によって対
物レンズ２をでた光は従来の基材厚を持つ光情報記録媒
体10bの記録面上に収差の少ない状態で光スポット15bを
形成することができる。本発明の第１の実施例では変換
レンズに凹レンズを用いたが、本発明の第２の実施例で
変換レンズに凸レンズを用いたことにより、対物レンズ
に向かう光にケラレがなくなり光量損失がなく光の伝送
効率が向上する。そのため半導体レーザの出射パワーが
小さくて済み安価な光記録再生装置が実現できる。ま
た、光検出器に向かう光束径も変換レンズの挿抜によっ
て変化することなく、光検出器上のビーム径もほぼ同等
となるため光検出器の受光面積を有効に使用することが
できる。

【００１３】なお、本発明の第１の実施例において、変
換レンズ６は凹レンズとしたが、変換レンズ６は負の屈
折力を持つホログラムとしてもよい。また、本発明の第
２の実施例において、変換レンズ13は凸レンズとした
が、変換レンズ13は正の屈折力を持つホログラムとして
もよい。これにより、凹レンズや凸レンズより安価な変
換レンズを提供することができ、システムとしても安価
な光記録再生装置を提供することができる。

【００１４】以下、本発明の第３の実施例について図面
を参照しながら説明する。図４において、光ヘッド20に
含まれる光学構成は第１の実施例または第２の実施例と
同様であるが、変換レンズ13はレンズホルダ17に取り付
けられており、前記光ヘッド20は光情報記録媒体10に情
報を記録または再生するのため所定の位置に移動させる
ため移送系21で移動できるよう構成されている。14は光
情報記録媒体の基材の厚みを特定するために光情報記録
媒体の種類を検出するための種類検出部である。

【００１５】以上のように構成された光記録再生装置に
ついて、以下その動作を説明する。従来の基材厚を持つ
光情報記録媒体10bが挿入された場合、光情報記録媒体
の種類検出部14で検出された信号を基に前記移送系21を
所定の位置に移動させ、前記移送系21とは独立に設けら
れた突起部22と前記レンズホルダ17を干渉させることに
よって前記レンズホルダ17を移動させ、変換レンズ13を
光ヘッドの光路中に移動させる。さらに、同様の操作に
よってレンズホルダ17が元の状態に復帰できるように回
転または往復運動できる構成になっている。この構成に
よれば、従来の移送系21を所定の位置に移動するだけで
レンズホルダ17を移動させることができ、別の駆動手段
を用いることなく、安価な光記録再生装置が実現でき
る。なお、第３の実施例では移送系21とは独立に設けら
れた突起部22としたが、突起部22はカムまたは歯車等で
もよい。

【００１６】以下本発明の第４の実施例について図面を
参照しながら説明する。図５(a)は対物レンズ２が従来
よりも基材厚の薄い光情報記録媒体に合わせて設計され
ている場合に、変換レンズ６または変換レンズ13を挿入
せずに再生した場合の再生信号のアイパターンを示す。
図５(a)によれば、光情報記録媒体の記録面上の光スポ
ットの球面収差が大きくなり再生信号のジッタが悪化し
再生が困難な状態である。この場合に再生信号の劣化の
度合いを検出し、所定の値を越えた場合に変換レンズを
挿入し、再度再生を開始することによって図５(b)に示
すような最適な再生信号を得ることができる。この構成
によれば特別な検出装置を必要とせず、再生信号の信号
成分を検出する信号処理回路によって判別できるため、
より小型の光記録再生装置を提供することが可能とな
る。

【００１７】

【発明の効果】以上のように本発明は対物レンズに向か
う光束の集光状態を変換し、光束が収束する状態を変更
する変換レンズを挿抜自在に設けることにより、１つの
光ヘッドで基材厚の異なる光情報記録媒体を収差の少な
い状態で記録または再生することができ、安価な光記録
再生装置を提供することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における光記録再生装置
の光ヘッドの構成図である。

【図２】本発明の第１の実施例における光記録再生装置
の光情報記録媒体と光スポットの集光状態を示す図であ
る。

【図３】本発明の第２の実施例における光記録再生装置
の光ヘッドの構成図である。

【図４】本発明の第３の実施例における動作説明のため
の光記録再生装置の構成図である。

【図５】本発明の第４の実施例における光記録再生装置
の再生信号の図である。

【図６】従来の光記録再生装置の光ヘッドの構成図であ
る。

【図７】光情報記録媒体の基材厚みと結像性能の説明図
である。

【符号の説明】

１，41…半導体レーザ、 ２，46…対物レンズ、 ３…
コリメートレンズ、 ４…検出光学系、 ５…ビームス
プリッタ、 ６，13…変換レンズ、 10，47…光情報記
録媒体、 14…種類検出部、 15，48…光スポット、
16，51…光検出器、 17…レンズホルダ、 20…光ヘッ
ド、 21…移送系、 22…突起部、 42，49…光束、
43…ハーフミラー、 44…反射ミラー、 45…集光レン
ズ、 50…凹レンズ。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体レーザと、前記半導体レーザから
   出射した光を光情報記録媒体上に集光させるための対物
   レンズと、前記半導体レーザと前記対物レンズとの間に
   設けられて光束の集光状態を変換し光束が集光する状態
   を変更する変換レンズと、前記半導体レーザと前記変換
   レンズとの間に設けられたビームスプリッタと、前記光
   情報記録媒体からの反射光が前記ビームスプリッタによ
   って反射される方向に設けられた光検出光学系と前記光
   検出系を出た光を受光する光検出器とを備えたことを特
   徴とする光記録再生装置。
2. 【請求項２】 対物レンズに向かう光束の集光状態を変
   換する変換レンズを挿抜自在に設けたことを特徴とする
   請求項１記載の光記録再生装置。
3. 【請求項３】 対物レンズに向かう光束の集光状態を変
   換する変換レンズが光ヘッドの固定側にあり、フォーカ
   ス制御，トラッキング制御によって位置制御される対物
   レンズとは一体には駆動しないことを特徴とする請求項
   １記載の光記録再生装置。
4. 【請求項４】 光情報記録媒体の基材厚または光情報記
   録媒体の種類の違いを検出し、その検出信号をもとに変
   換レンズの挿抜を行うことを特徴とする光記録再生装
   置。
5. 【請求項５】 変換レンズを挿入しない、または挿入し
   た状態で光情報記録媒体の信号を再生することによって
   前記光情報記録媒体の種類を検出し、前記再生状態で再
   生困難な場合に、前記変換レンズを挿入してまたは外し
   て、再度信号再生を開始することを特徴とする光記録再
   生装置。
6. 【請求項６】 変換レンズの挿抜を光ヘッドの移送系を
   特定の位置に移動することによって行うことを特徴とす
   る光記録再生装置。
7. 【請求項７】 前記変換レンズが凹レンズであることを
   特徴とする光記録再生装置。
8. 【請求項８】 前記変換レンズが凸レンズであることを
   特徴とする光記録再生装置。
9. 【請求項９】 前記変換レンズがホログラムで構成され
   ていることを特徴とする光記録再生装置。