JP2720491B2 - Optical head device - Google Patents

Optical head device

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JP2720491B2
JP2720491B2 JP1014338A JP1433889A JP2720491B2 JP 2720491 B2 JP2720491 B2 JP 2720491B2 JP 1014338 A JP1014338 A JP 1014338A JP 1433889 A JP1433889 A JP 1433889A JP 2720491 B2 JP2720491 B2 JP 2720491B2
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light
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optical head
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裕 廣瀬
靖夫 木村
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Nippon Electric Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、光を利用して、情報の記録再生を行う情報
入出力装置に用いる光ヘッド装置に関するものである。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical head device used for an information input / output device for recording and reproducing information using light.

(従来の技術) 現在、光を利用して、情報の記録再生を行う情報入出
力装置には、ディスク状の記録媒体に同心円、またはス
パイラル状のトラックを設け、このトラック上にレーザ
光源からの出射光を微小スポットとして集光することに
よって記録ピットを生成し、前記ピットの有無を情報と
して記録し、さらにこのトラックに微小スポットを照射
し、反射光よりトラック上のピットの有無を検出し、情
報の読み出しを行うというものがある。
(Prior Art) Currently, an information input / output device for recording and reproducing information by using light is provided with concentric or spiral tracks on a disk-shaped recording medium, and a laser light source is provided on the track. A recording pit is generated by condensing the emitted light as a minute spot, the presence or absence of the pit is recorded as information, and further, a small spot is irradiated on this track, and the presence or absence of a pit on the track is detected from the reflected light, There is a method of reading information.

記憶容量増大化の要請に伴い、このような装置におい
て、記録密度を高めることが必要となっている。高密度
化のためには、媒体上に照射する光のスポットを小さく
することが不可欠である。第1図において、媒体上に照
射される微小スポットの大きさは、レーザ1の波長λ及
び、集光レンズ4の開口数NAに依存しており、λ/NAに
比例する。従って、微小スポットの大きさを小さくする
には、λを小さくするNAを大きくする必要がある。この
ため、光ディスク用の半導体レーザの発振波長はより短
くするという方向で開発が進められており、集光レンズ
4の開口はできる限り大きいものが使われている。
With a demand for an increase in storage capacity, it is necessary to increase the recording density in such an apparatus. In order to increase the density, it is indispensable to reduce the spot of the light irradiated on the medium. In FIG. 1, the size of the minute spot irradiated on the medium depends on the wavelength λ of the laser 1 and the numerical aperture NA of the condenser lens 4, and is proportional to λ / NA. Therefore, in order to reduce the size of the minute spot, it is necessary to increase the NA for reducing λ. For this reason, developments are being made in the direction of shortening the oscillation wavelength of the semiconductor laser for optical disks, and the aperture of the condenser lens 4 is as large as possible.

(発明が解決しようとする課題点) 以上述べた方法においては、媒体上に照射される微小
スポットの大きさは、光源の波長及び、集光レンズの開
口数で決まる値よりも小さくすることができない。従っ
て、記録密度もこの値で決まる値よりも高めることがで
きないという欠点があった。
(Problems to be Solved by the Invention) In the method described above, the size of the minute spot irradiated on the medium may be smaller than the value determined by the wavelength of the light source and the numerical aperture of the condenser lens. Can not. Accordingly, there is a disadvantage that the recording density cannot be increased beyond the value determined by this value.

本発明の目的は、このような光源の波長及び集光レン
ズの開口数で決まる値よりも小さい微小スポットを生成
し、結果として前記限界値以上の高密度記録を可能とす
る光ヘッドを提供することにある。
An object of the present invention is to provide an optical head that generates a small spot smaller than the value determined by the wavelength of the light source and the numerical aperture of the condenser lens, and as a result, enables high-density recording at or above the limit value. It is in.

(課題を解決するための手段) 本発明の光ヘッド装置は、レーザ光源と、このレーザ
光源からの出射光を記録媒体上に微小スポットとして集
光する集光レンズと、この集光点からの反射光を光検出
器に導く光学系とを有する光ヘッド装置において、前記
レーザ光源からの出射光ビーム断面内の中心付近で交差
する十字形をした光の透過率を減少させる手段を前記レ
ーザ光源と前記集光レンズの間に前記光の透過率を減少
させる方向をトラックの周方向及びそれと直交する方向
に一致させて有することを特徴とする。
(Means for Solving the Problems) An optical head device according to the present invention includes a laser light source, a condensing lens that condenses light emitted from the laser light source as a minute spot on a recording medium, An optical system for guiding the reflected light to a photodetector, wherein the laser light source includes means for reducing the transmittance of cross-shaped light that intersects near the center of the cross section of the light beam emitted from the laser light source. A direction in which the transmittance of the light is reduced is set to coincide with a circumferential direction of the track and a direction perpendicular to the circumferential direction of the track between the light-collecting lens and the condenser lens.

(作用) 第2図(a)に示すように、レーザ光源からの円形ま
たは楕円形の出射光ビーム22断面内で遮光帯21によって
中心付近の光の強度を減少させ、第2図(b)に示すよ
うなx方向の光強度分布とすることによって、集光レン
ズ記録媒体上に照射されるビームの媒体面上における強
度分布は、第2図(c)の実線24で示したものとなり、
点線23で示した遮光帯を用いない場合に比して、媒体面
上におけるビームスポットの大きさは、光源の波長と集
光レンズの開口数で決まる限界値よりも小さくすること
ができる。これは従来より超解像技術として知られてい
る(例えば、文献H.Osterberg and J.E.Wilkins.Jr.,J.
Opt.Soc.Am,39,553(1949)を参照)本発明者らは、こ
のように遮光帯を用いて一方向にのみ超解像効果による
集光スポットの縮小化を得、これを光ディスクのトラッ
クの周方向に一致させた光ヘッドを構成し、記録線密度
の向上が可能である発明を出願中である。本発明におい
ては、これを更に発展させ、光ビーム22断面内におい
て、第2図(d)に示すような中心付近にて交差する二
枚の遮光帯25を配置した場合と同等な十字状に光を減少
させることにより、第2図(e)に示したようなx,y両
方向縮小化された集光スポットを得る。これによって、
記録線密度のみならずディスクの半径方向のトラック密
度を高めることが可能となる。
(Operation) As shown in FIG. 2 (a), the intensity of light near the center is reduced by a light-shielding band 21 in a cross section of a circular or elliptical outgoing light beam 22 from a laser light source, and FIG. The intensity distribution on the medium surface of the beam irradiated on the condensing lens recording medium is represented by a solid line 24 in FIG.
The size of the beam spot on the medium surface can be made smaller than the limit value determined by the wavelength of the light source and the numerical aperture of the condenser lens as compared with the case where the light-shielding band shown by the dotted line 23 is not used. This is conventionally known as a super-resolution technique (for example, see H. Osterberg and JEWilkins. Jr., J.
Opt. Soc. Am, 39, 553 (1949)) The present inventors have thus obtained a reduction of the condensed spot by the super-resolution effect only in one direction using the light-shielding band, and An invention is being filed in which an optical head that is aligned in the circumferential direction can be configured to improve the recording linear density. In the present invention, this is further developed to form a cross in the cross section of the light beam 22 equivalent to the case where two light-shielding bands 25 intersecting near the center as shown in FIG. By reducing the light, a condensed spot reduced in both the x and y directions as shown in FIG. 2E is obtained. by this,
It is possible to increase not only the recording linear density but also the track density in the radial direction of the disk.

(実施例) 以下においては、光の強度分布を変化させる手段を、
特に遮光板と指定せずに一般的な場合には光強度分布変
調器と称する。
(Example) In the following, means for changing the intensity distribution of light will be described.
In particular, the light intensity distribution modulator is generally referred to as a light intensity distribution modulator without being designated as a light shielding plate.

第1図は、本発明の光ヘッドの実施例の一つの光学系
を示したものである。光源である半導体レーザ1より出
射された光ビームは、コリメートレンズ2でコリメート
され、ビーム整形プリズム3によりビーム形状を整形さ
れ、ビーム断面内で第2図(d)に示すような光の強度
を減少させる光強度変調器4を通過した後、ビームスプ
リッタ5を透過し、集光レンズ6によって記録用媒体7
に微小スポットとして照射される。信号再生時には、デ
ィスクからの反射光をビームスプリッタ5によって再生
信号検出系8に導く。
FIG. 1 shows one optical system of an embodiment of the optical head of the present invention. A light beam emitted from a semiconductor laser 1 which is a light source is collimated by a collimating lens 2 and shaped by a beam shaping prism 3 so that the light intensity within the beam cross section as shown in FIG. After passing through the light intensity modulator 4 to be reduced, the light passes through the beam splitter 5 and is condensed by the condenser lens 6 into the recording medium 7.
Is irradiated as a minute spot. At the time of signal reproduction, the light reflected from the disk is guided to the reproduction signal detection system 8 by the beam splitter 5.

第3図は第1図に示した実施例で用いられる透過型の
光強度分布変調器の構成例を示すものである。第3図
(a)は、光の反射を防止するよう表面を仕上げた十字
状の遮光板25を治具31によって固定したものである。第
3図(b)はコリメート光32を遮光するように二枚の遮
光帯33を別々に十字状に交差するように配置したもので
ある。第3図(c)は第1図のビームスプリッタ5のA
面に、十字状に遮光部を設けたものである。第3図
(e)は光束分割プリズムを用いた構成例である。第3
図(d)のようなプリズムを用いると同図に矢印で示し
たように光束は分割され、かつ中心付近は光の無い状態
とすることが可能である。第3図(e)はこのプリズム
を二つ用いて、光束の分割方向が垂直になるように配置
したものである。
FIG. 3 shows a configuration example of a transmission type light intensity distribution modulator used in the embodiment shown in FIG. FIG. 3 (a) shows a cross-shaped light-shielding plate 25 whose surface is finished to prevent light reflection, which is fixed by a jig 31. FIG. FIG. 3B shows two light-shielding bands 33 arranged so as to intersect with each other in a cross shape so as to shield the collimated light 32. FIG. 3 (c) shows A of the beam splitter 5 in FIG.
On the surface, a light-shielding portion is provided in a cross shape. FIG. 3E shows an example of a configuration using a light beam splitting prism. Third
When a prism as shown in FIG. 1D is used, the light beam is split as indicated by the arrow in the same figure, and the vicinity of the center can be in a state without light. FIG. 3 (e) shows an example in which two prisms are used and arranged so that the direction of division of the light beam is vertical.

第4図(a)は、強度分布変調器を反射型とした場合
の実施例を示す。強度分布変調器は第4図(b)に示し
たように鏡面42に反射率の著しく低い部分41を形成する
ことで実現できる。第4図(c)に示した反射鏡43によ
って、第3図(d)の場合と同等な光強度分布を得るこ
とができる。この反射鏡を二個用いて、光束分割方向を
互いに垂直方向となるように配置すれば第3図(e)と
同等の光高度分布を得ることがてきる。
FIG. 4 (a) shows an embodiment in which the intensity distribution modulator is a reflection type. The intensity distribution modulator can be realized by forming a portion 41 having extremely low reflectance on the mirror surface 42 as shown in FIG. 4 (b). By the reflecting mirror 43 shown in FIG. 4 (c), a light intensity distribution equivalent to the case of FIG. 3 (d) can be obtained. By using two of these reflectors and arranging them so that the light beam splitting directions are perpendicular to each other, it is possible to obtain a light height distribution equivalent to that shown in FIG. 3 (e).

(発明の効果) 本発明によって、光ヘッドにおいて集光スポット径を
光学系の回折限界以下に二方向に縮小し、トラックの周
方向の記録綿密度と半径方向のトラック密度の両方を高
め、光ディスクの記録密度を高めることが可能となる。
(Effects of the Invention) According to the present invention, the diameter of a condensed spot in an optical head is reduced in two directions below the diffraction limit of the optical system, and both the recording density in the circumferential direction of the track and the track density in the radial direction are increased. Recording density can be increased.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図、第3図、第4図は本発明の一実施例の光学系を
示す図、第2図は本発明で用いる強度分布変調器の作用
を示す図。 図において、 1……半導体レーザ、2……コリメートレンズ、3……
ビーム整形プリズム、4……光強度分布変調器、5……
ビームスプリッタ、6……集光レンズ、7……記録媒
体、8……再生信号検出系、21……遮光帯、22……ビー
ム断面、23……遮光帯を用いない場合の媒体面上光強度
分布、24……遮光帯を用いた場合の媒体面上光強度分
布、24′……本発明を用いた場合の集光スポットパター
ン、25……十字状の遮光板、31……治具、32……コリメ
ート光、33……遮光帯が垂直に交差する方向に配置した
光強度分布変調器、34……光束分割プリズム、41……反
射率の著しく低い領域、42……鏡面、反射型光束分割器
である。
1, 3, and 4 are diagrams showing an optical system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing the operation of an intensity distribution modulator used in the present invention. In the figure, 1 ... semiconductor laser, 2 ... collimating lens, 3 ...
Beam shaping prism, 4 ... light intensity distribution modulator, 5 ...
Beam splitter, 6: condenser lens, 7: recording medium, 8: reproduction signal detection system, 21: light-shielding band, 22: beam cross section, 23: light on the medium surface when no light-shielding band is used Intensity distribution, 24: light intensity distribution on the medium surface when a light-shielding band is used, 24 ': condensed spot pattern when the present invention is used, 25: cross-shaped light-shielding plate, 31: jig 32, collimated light, 33, a light intensity distribution modulator arranged in a direction where light-shielding bands intersect vertically, 34, a light beam splitting prism, 41, a region with extremely low reflectivity, 42, a mirror surface, reflection Type light beam splitter.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】レーザ光源と、このレーザ光源からの出射
光を記録媒体上に微小スポットとして集光する集光レン
ズとこの集光点からの反射光を光検出器に導く光学系と
を有する光ヘッド装置において、前記レーザ光源からの
出射光ビーム断面内の中心付近で交差する十字形をした
光の透過率を減少させる手段を前記レーザ光源と前記集
光レンズの間に前記光の透過率を減少させる方向をトラ
ックの周方向及びそれと直交する方向に一致させて有す
ることを特徴とする光ヘッド装置。
An optical system includes: a laser light source; a condenser lens for condensing light emitted from the laser light source as a minute spot on a recording medium; and an optical system for guiding reflected light from the focal point to a photodetector. In the optical head device, means for reducing the transmittance of cross-shaped light that intersects near the center in the cross section of the light beam emitted from the laser light source includes a light transmittance between the laser light source and the condenser lens. An optical head device characterized in that the direction in which is reduced is made coincident with the circumferential direction of the track and the direction orthogonal thereto.
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