JPH08203115A - 光学システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ディスクに情報を光学的に記録もしくはディ
スクに記録された情報を再生する光学システムにおい
て、厚みの違う２種類のディスクを１つの光学系で記
録、再生できる光学システムを提供することを目的とす
る。 【構成】 光素子と、光素子の光束を信号記録面に収束
させるための対物レンズと、対物レンズを保持する保持
手段と、対物レンズが信号記録面方向に移動自在に保持
手段を支持する支持手段よりなり対物レンズは少なくと
も２つの焦点を有するように、それぞれの焦点に対応し
た少なくとも２つの非球面を１つのレンズ面上に形成
し、各々の非球面が断続された複数の面よりなってい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は円盤状情報記録媒体（以
下ディスクと称す）に情報を光学的に記録、もしくはデ
ィスクに記録された情報を再生するための光ディスク装
置に搭載される光システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ディスクの再生技術の向上にはめ
ざましいものがある。とりわけディスクを再生する光学
システムについては日々改善され、より高性能なもの、
より安価なものが究明され続けている。

【０００３】以下、図面を参照しながら、従来の光学シ
ステムの一例について説明する。図６は従来の光学シス
テムの光学系の構成を示すものである。図６において、
１は半導体レーザであり光学システムの光源となるもの
である。２は回折格子であり、通過するレーザビーム３
をわずかに角度分離し、３本のビームに分ける働きを
し、そのうち１本が情報信号を再生するために、そして
２本がトラッキング用に使われる。４はハーフミラーで
あり、レーザビーム３の一部を透過させ残りを反射させ
る働きを持っている。５はレーザミラーであり、ビーム
方向変換部６でレーザビーム３の方向が変換される。７
はコリメートレンズでありレーザビームを平行ビームに
する働きがある。８は対物レンズであり、レーザビーム
３をディスク９の信号面９ｂに約１μｍ程度のスポット
に収束する。

【０００４】１０はフォトダイオードであり情報信号を
含むレーザビーム３が入射することにより、その信号を
検出し電気信号に変換する。１１は凹レンズであり光軸
に対して平行に移動調整することにより、レーザビーム
３をフォトダイオード１０に正しく収束させる働きをす
る。

【０００５】以上のように構成された光学システムの光
学系について、以下その動作を説明する 図６に於いて
半導体レーザ１よりレーザビーム３は回折格子２によっ
て３本のビームに分離され、ハーフミラー４に入射す
る。ハーフミラー４に入射したレーザビーム３はその一
部が透過し、残りが反射するが、反射したレーザビーム
は、さらにレーザミラー５に入射し、今度はその大半が
反射して、なおかつ方向が変えられて、コリメートレン
ズ７に入射する。このコリメートレンズ７を通過するこ
とによって、レーザビーム３は並行光となって対物レン
ズ８に入射され、対物レンズ８によってレーザビーム３
はディスク９の信号面９ｂの信号ピットに収束される。

【０００６】このディスク９より反射されたレーザビー
ム３は情報信号を含んでいるが、再度フォーカスレンズ
８に集められ、光路を逆に戻ってコリメートレンズ７を
通過し、レーザミラー５に入射する。レーザミラー５に
よって再度反射され、方向が変えられたレーザビーム３
はハーフミラー４に入射すると、今度は透過したその一
部が凹レンズ１１を通過して、フォトダイオード１０に
入射し、光信号を電気信号として検出する。

【０００７】次に、図７に示される斜視図は前記対物レ
ンズ８のフォーカシング及びトラッキングの為のアクチ
ュエータの一例である。以下図面を参照しながらこのア
クチュエータについて説明する。

【０００８】図７において１２はサスペンションホルダ
ーであり１３に示されるサスペンションの一端をホール
ドしている。１３は前述のごとくサスペンションである
が適度なスティフネスや制動性能が必要とされ材料や構
造が決定されるものである。

【０００９】１４はコイルボビンであり、フォーカス方
向、トラッキング方向への駆動のためのコイルや対物レ
ンズが取り付けられている。１５は対物レンズをラジア
ル方向に駆動させるためのトラッキングコイルであり、
１６は同じく対物レンズをフォーカス方向に駆動させる
ためのフォーカスコイル、１７、１８はトラッキングコ
イル、フォーカスコイルを駆動させる為のマグネットと
ヨークである。

【００１０】以上のように構成されたアクチュエータの
動作について説明する。図７において光学システム基台
（図示せず）に固定されたサスペンションホルダー１２
に取り付けられたサスペンション１３の自由端にコイル
ボビン１４が取り付けられトラッキングコイル１５、フ
ォーカスコイル１６、マグネット１７及びヨーク１８に
てコイルボビン１４に取り付けられた対物レンズ８がト
ラッキング方向、フォーカス方向に自由に動けるように
なっている。そしてディスク再生状態においては対物レ
ンズ８にてディスクの情報信号と一緒にトラッキング制
御、フォーカス制御の為の信号を検出し、その信号をも
とにしてトラッキングコイル１５及びフォーカスコイル
１６に流す電流のコントロールをしている。

【００１１】また図８は従来の対物レンズがディスクに
対しフォーカスサーチをしようとする図である。図８に
おいて１９は対物レンズの初期位置、２０はフォーカス
サーチをするときの対物レンズの動き、２１は非点収差
法によりフォーカスエラー信号が発生する位置、２２は
時間の経過を示している。以上のフォーカスサーチの動
作について説明する。まず、対物レンズ初期位置にある
対物レンズ８はディスク９が回転を始めると対物レンズ
の動き２０に示されるように、あるところまでディスク
９に近づき、また離れる動作を行う。このとき２１のフ
ォーカスエラー信号発生位置までレンズがくると非点収
差法によってフォーカスエラー信号が発生し、この信号
を検出しフォーカス制御を働かせディスク９の回転に対
し対物レンズ８を追従させて再生を行う。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような構成に於いては図６の９ａに示されるディスクの
保護層の厚みが一種類に限定されなおかつ複数種のディ
スク厚みの判別も出来ない為に複数種のフォーマットの
互換を取るための妨げとなっている。

【００１３】本発明は、上記課題に鑑み、複数種のディ
スク厚みを判別し、再生する為に有効な構成の光学シス
テムを提供するものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の光学システムは信号記録面と信号記録面を保
護する保護層とよりなる記録媒体に、情報を光学的に記
録、もしくは信号記録面に記録された情報を再生する光
学システムであって、光素子と、光素子の光束を信号記
録面に収束させるための対物レンズと、対物レンズを保
持する保持手段と対物レンズが信号記録面方向に移動自
在に保持手段を支持する支持手段よりなり、対物レンズ
は少なくとも２つの焦点を有するように、それぞれの焦
点に対応した少なくとも２つの非球面を１つのレンズ面
上に形成し、各々の非球面が断続された複数の面より構
成したものである。

【００１５】

【作用】本発明は上記した構成によって、対物レンズの
少なくとも二つの焦点を結ぶ複数に断続された少なくと
も二つの非球面が一つのレンズで構成され、この対物レ
ンズをフォーカス方向に移動させたときに発生する少な
くとも二つのフォーカスエラー信号と、その各々のフォ
ーカスエラー信号が発生したときのそれぞれのフォーカ
スオフセット電圧の大小からディスクの信号面までの距
離を判断し、ディスクの保護層の厚みを判別することに
より、複数種の保護層の厚みを持ったそれぞれのディス
クを判別し、その保護層の厚みに光学システムの再生条
件を合わせ、再生することができる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の一実施例の光学システムにつ
いて、図１〜図５を参照しながら説明する。

【００１７】図１は本発明の光学システムのレンズとデ
ィスクの関係を示すもの、図２はレンズの面の一部、図
３は同表面の拡大断面図を示すものである。

【００１８】図１において９は従来の厚みの厚いディス
ク、２３は厚み半分のディスク、２４は２つの非球面を
持ったレンズ、２７は図２の２５に示される第１の非球
面を通過した第１の光束、２８は図２の２６に示される
第２の非球面を通過した第２の光束、図３に示される２
５〜２８も同様の非球面及び光束である。

【００１９】また図４は本発明の光学システムにおいて
対物レンズがディスクに対しフォーカスサーチしようと
している状態を示したものである。

【００２０】図４は従来例において図８で示したものと
同様なものであって、２３は厚み半分のディスク、２４
は二つの非球面を持った２非球面レンズ、２９は本発明
の光学システムにて発生する２連フォーカスエラー信号
を示す。また図５は２種類の厚みのディスクをかけた時
に発生する２種類の２連フォーカスエラー信号の説明の
ための図であり、３０はオフセット電圧、３１は厚み半
分のディスクをかけたときに発生する２連フォーカスエ
ラー信号Ａ、３２は従来のディスクをかけたときに発生
する２連フォーカスエラー信号Ｂ、３３は基準オフセッ
ト電圧でオフセットがかかっていないときの電圧で０ボ
ルトを基準にしている。

【００２１】以上のように構成された本発明の光学シス
テムについて、以下図１〜図５を用いてその動作を説明
する。

【００２２】まず、対物レンズに入射してくるまでのレ
ーザビームは従来と同じであるが図１に示されるように
従来の対物レンズの代わりに２つの非球面を持った２非
球面レンズ２４を透過し光束は第１の光束２７と第２の
光束２８に別れ従来のディスク９と厚み半分のディスク
２３のそれぞれの信号面に焦点をむすぶ。このとき当然
２枚のディスクを同時にかけることは出来ないので１つ
の焦点だけが働いて、もう１つの焦点は働いていないこ
とになる。

【００２３】図２と図３は図１の補足説明の為の図であ
って、図２はこの二つの非球面を持った２非球面レンズ
２４を上面から見たものであり、２５は図１の第１の光
束２７を発生させるための第１の非球面、２６は第２の
光束２８を発生させるための第２の非球面である。ま
た、図３において２５、２６はそれぞれ第１、第２の非
球面であって、２７、２８はそこから発生する第１、第
２の光束を示している。

【００２４】次に図４は本発明の光学システムにおいて
２つの非球面をもつレンズがフォーカスサーチをしよう
としているものであるが、対物レンズ初期位置１９にあ
る２非球面レンズ２４はディスク９又は厚み半分のディ
スク２３が対物レンズの動き２０に示されるように、あ
るところまでディスク９または２３に近づき、又離れる
動作を行う。このときフォーカスエラー信号発生位置２
１まで２非球面レンズ２４が動き非点収差法によってフ
ォーカスエラー信号が発生する構成となっている。この
ときこの２非球面レンズ２４は２つの焦点をもってお
り、フォーカスサーチの時１つのディスクの信号面を２
つのビームスポットが通過することになり、続けて２つ
のフォーカスエラー信号、つまり２連フォーカスエラー
信号２９が発生することになる。この２連フォーカスエ
ラー信号の発生する位置はディスクの厚みによって異な
り、その時のフォーカスオフセット電圧も異なるものが
発生する。すなわち従来のディスク９をかけたときのフ
ォーカスエラー信号Ａではオフセット電圧３０における
基準オフセット電圧３３の位置に１つ目のフォーカスエ
ラー信号が発生しているが、厚み半分のディスク２３を
かけたときのフォーカスエラー信号Ｂは基準オフセット
電圧３３の位置より前に１つ目のフォーカスエラーが発
生し、２つ目のフォーカスエラー信号が基準オフセット
電圧３３の位置に来る。従って、基準オフセット電圧の
発生するところで１つのフォーカスエラー信号が発生す
るが、他の１つのフォーカスエラー信号がそれよりオフ
セット電圧の大きいところで発生するかあるいは小さい
ところで発生するかを検知することにより従来のディス
ク９か厚み半分のディスク２３かを判別し、その厚みの
ディスクのモードの設定を行い再生する。

【００２５】

【発明の効果】以上のように本発明は、少なくとも２つ
の焦点を持つ各々の非球面が１つの対物レンズで構成さ
れ、そのそれぞれの焦点を持つ１つずつの非球面が断続
した複数の面よりなり、この対物レンズをフォーカス方
向に移動させたとき発生する少なくとも２つのフォーカ
スエラー信号とその各々のフォーカスエラー信号が発生
したときのそれぞれのフォーカスオフセット電圧の大小
からディスクの信号面までの距離を判断しこのディスク
の保護層の厚みを判別し、再生モードをその厚みのディ
スクに合わせ再生出来るようにしたものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に於ける構成及び動作説明のた
めの図

【図２】図１の補足説明のための図

【図３】図１の補足説明のための図

【図４】本発明の実施例に於ける動作説明のための図

【図５】図４の補足説明のための図

【図６】従来の光学システムの光学系の構成及び動作説
明のための図

【図７】従来の光学システムのアクチュエータ系の構成
及び動作説明のための図

【図８】従来の光学システムのアクチュエータ系の動作
説明のための図

【符号の説明】

２４ ２非球面レンズ ２５ 第１の非球面 ２６ 第２の非球面 ２７ 第１の光束 ２８ 第２の光束

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 亀井 智忠 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 村上 豊 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 信号記録面と前記信号記録面を保護する
   保護層とよりなる記録媒体に、情報を光学的に記録、も
   しくは前記信号記録面に記録された情報を再生する光学
   システムであって、 光素子と、前記光素子の光束を前記信号記録面に収束さ
   せる為の対物レンズと、前記対物レンズを保持する保持
   手段と前記対物レンズが前記信号記録面方向に移動自在
   に前記保持手段を支持する支持手段よりなり、 前記対物レンズは少なくとも２つの焦点を有するよう
   に、それぞれの焦点に対応した少なくとも２つの非球面
   を１つのレンズ面上に形成し、各々の非球面が断続され
   た複数の面よりなっていることを特徴とする光学システ
   ム。
2. 【請求項２】 複数に断続された少なくとも２つの非球
   面は同心円状に細分された面であることを特徴とする請
   求項１記載の光学システム。
3. 【請求項３】 電圧をかけることによって保持手段を電
   磁的に移動させる移動手段と、記録媒体の記録面より反
   射された光素子の光束を検出し電気信号に変換する検出
   手段よりなり、前記移動手段に電圧をかけることにより
   前記保持手段を対物レンズの光軸方向に移動させ、前記
   検出手段によって光束が前記信号記録面に合焦したこと
   を検出したときの前記保持手段の位置が異なり、なおか
   つ前記移動手段の電圧が異なることを利用して前記信号
   記録面までの距離を判断し前記記録媒体の保護層の厚み
   を判別する判別手段を有することを特徴とする請求項１
   または請求項２記載の光学システム。