CN1242393C - 光传感器以及光信息记录再生装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种能够形成超解析象光点以实施微小信息符号记录，并且在实施信息再生时不会由于旁瓣的增大而使信号恶化的光传感器，以及光信息记录再生装置。本发明所提供的一种光传感器，可以具有为了获得沿着与光盘(5)的径向方向形成相位差而分割成三个区域(3a)～(3c)的相位可变滤波器(3)，在实施信息记录时，由于可以在中央区域(3b)与两侧区域(3a)、(3c)间形成大小为π的相位差，所以可以在光盘(5)上的记录层处形成超解析象光点。在实施信息再生时，由于可以使相位可变滤波器(3)上的各区域(3a)～(3c)间的相位差为0，所以可以形成旁瓣比较少的、位于常规衍射极限尺寸下的光点。这种相位可变滤波器(3)可以由均匀定向液晶元件构成。

Description

光传感器以及光信息记录再生装置

技术领域

本发明涉及使用相干光源的光信息处理装置和光信息记录再生装置，特别涉及具有能够去除由相邻记录道产生的信号串扰成分的信号串扰去除功能，并且能够获得衍射极限尺寸之下的超解析象聚光点的高密度光盘记录再生装置。

发明背景

近年来，随着数字式视频光盘装置(下面称为DVD)的实用化，而需要大幅度增大光盘的储存容量，以便能够对高质量图象、长显示时间的动画信息实施记录，而且随着以大视野设备为代表的高清晰度动画放送技术的逐步实用化，对具有更大容量的储存装置的研究开发也正在加紧进行。诸如小型激光唱盘(下面称为CD)和数字式视频光盘(DVD)等等的光盘，还作为计算机外部储存装置而被广泛应用着，所以为了能够使计算机的速度更快、性能更好，在诸如信息处理、信息通信等等技术领域也非常需要使光盘进一步高密度化。特别是随着计算机高性能化而产生的数字式视频摄象机、数字式静物摄象机等等设备也开始普及，所以需要能够获取大容量音象数据的场合正在迅速增加，这一切使得能够实施高速存取的大容量记录再生光盘，比过去占据着越来越重要的地位。

为了能扩大光盘容量，就需要能够用光点记录更小信息符号，或是能够由更小的比特实施信息的再生，然而信息符号尺寸或比特尺寸是由读取信息所用的光传感器中的光源波长和聚光镜的孔径确定的光点尺寸限定的。当沿着呈螺旋状配置的记录道的轨线方向的比特尺寸小于极限尺寸时，将不能获得足够的信号振幅，而当记录道间隔小于极限尺寸时，又将会在实施信息记录时将相邻记录道上的信息符号消除而产生相邻消除现象，而且在信息再生时由相邻记录道给出的信号会相互混合而形成信号串扰的问题，从而也会妨碍正确信号的记录、再生。

作为超越这种光点极限尺寸而实现高密度化的技术，提出了超解析象技术的方案。如果举例来说，在如图13(a)所示的、属于在先技术中的一种光传感器中，就可以通过使用呈轮状的相位滤波器3’(参见图13(c))，而获得衍射限界尺寸之下的光点30’。

然而对于这种光点30’，由于主瓣的光点宽度比常规光点宽度小，可以将如图13(b)所示，在主瓣外侧会形成比较大的旁瓣。因此，当采用如图13(a)所示的、属于在先技术中的这种光传感器实施信息再生时，主瓣照射的比特的前后比特，以及与主瓣照射的记录道相邻的记录道，均处于旁瓣的照射之下，所以其反射光将与主瓣的反射光相混合，而被光检测器7’检出。因此，这种在先技术存在有噪音信号比较大，且信号品质低下等等问题。

本发明的光传感器就可以解决使用如上所述超解析象光传感器产生问题的、由旁瓣造成的信号恶化。

发明概述

为了能够解决上述问题，本发明的一种光传感器，其特征在于可以具有相干光源、将由所述相干光源出射的光聚光至信息载体上用的聚光光学系统、以及光点调整组件，以便使记录时所述信息载体上的光点尺寸比再生时的光点尺寸，主要在沿与信息记录道相垂直方向缩小。

如果采用这种构成形式，则在对信息实施记录时，可以利用超解析象光点实施微小信息符号的记录，而在对信息实施再生时，又可以使用旁瓣少的常规光点实施再生，因此可以提供一种能够解决由旁瓣产生的再生信号恶化问题的光传感器。

而且，所述光传感器的第一种构成，其特征在于还有设置在所述相干光源与所述聚光用光学系统之间的、相位偏移量可变的相位可变滤波器。这种相位可变滤波器为了能够在与所述信息载体上的信息记录道相垂直方向上产生相位差，最好被至少分割为三个区域。

而且，所述光传感器的第二种构成，其特征在于还有设置在所述相干光源与所述聚光用光学系统之间的双折射率可变的可变波长板，以及设置在所述可变波长板与所述聚光用光学系统之间的光检测元件。这种可变波长板为了能够在与所述信息载体上的信息记录道相垂直方向上产生相位差，最好被至少分割为三个区域。

而且，所述光传感器的第三种构成，其特征在于还有设置在所述相干光源与所述聚光用光学系统之间相位偏移量可变的可变波长板、仅在由所述相干光源出射的光束中的第一偏振光成分产生任意量的相位偏移的偏振性能可变型相位滤波器、将由所述信息载体反射出的光束分离成所述第一偏振光成分和第二偏振光成分用的偏振光分离组件、对由所述信息载体反射出的光束中的第一偏振光成分实施检测用的第一光检测器、以及对由所述信息载体反射出的光束中的第二偏振光成分实施检测用的第二光检测器。这种偏振性能可变型相位滤波器为了能够在与所述信息载体上的信息记录道相垂直方向上产生相位差，最好还至少被分割为四个区域。

而且为了能够解决上述问题，本发明的第一种光学信息记录再生装置可以具有所述第一种构成的光传感器，其特征在于在对所述信息载体实施信息记录的场合，所述相位可变滤波器可以在所述区域之间形成相位差，在对所述信息载体上的信息实施再生的场合，所述相位可变滤波器又可以在所述区域之间不形成相位差。

本发明的第二种光学信息记录再生装置，可以具有所述第二种构成的光传感器，其特征在于在对于对所述信息载体实施信息记录的场合，所述可变波长板可以在所述区域之间形成相位差，在对所述信息载体上的信息实施再生的场合，所述可变波长板又可以在所述区域之间不形成相位差。

本发明的第三种光学信息记录再生装置，可以具有所述第三种构成的光传感器，其特征在于所述偏振性能可变型相位滤波器被分割为四个区域，所述四个区域依次为沿着与所述信息载体上的信息记录道相垂直方向上的第一区域、第二区域、第三区域、第四区域时，在对所述信息载体实施信息记录的场合，所述偏振性能可变型相位滤波器的第一和第四区域，与第二和第三区域间可以给与彼此不同的相位偏移量，而且在所述可变波长板不给与相位偏移并对所述信息载体上的信息实施再生的场合，所述偏振性能可变型相位滤波器上的第一和第四区域，与第二和第三区域间可以给与彼此有π差量的相位偏移量，而且在所述可变波长板上给与相位偏移量而设定为二分之一波长板。

附图简述

图1(a)为表示在根据本发明一种实施例的光学信息记录再生装置备有的光传感器概要结构用的说明图，图1(b)为表示由所述光传感器形成的光点的光强度分布的曲线图，图1(c)为表示所述光传感器备有的相位可变滤波器的结构的示意性平面图。

图2表示图1(a)的光传感器形成的光点形状的示意图，其中图2(a)为实施信息记录时的说明图，图2(b)为实施信息再生时的说明图。

图3为表示相对于相位可变滤波器的中央区域宽度，超解析象光点形状变化的曲线图。

图4(a)～图4(c)为表示当采用液晶元件构成相位可变滤波器时，液晶定向状态随施加电压而变化的说明图。

图5(a)为表示根据本发明另一种实施例的光学信息记录再生装置备有的光传感器概要结构的示意性说明图，图5(b)为表示由所述光传感器形成的光点的光强度分布的曲线图，图5(c)为表示传感器中备有的可变波长板结构的平面图。

图6(a)为表示根据本发明又一种实施例的光学信息记录再生装置备有的光传感器概要结构的说明图，图6(b)为表示这种光传感器备有的偏振性能可变型相位滤波器结构的平面图。

图7为表示由图6(a)的光传感器形成的光点形状的示意图，其中图7(a)为实施信息记录时的说明图，图7(b)为实施信息再生时的说明图。

图8为表示图6(a)的光传感器的偏振性能可变型相位滤波器的相位偏移的示意图，其中图8(a)为实施信息记录时的说明图，图8(b)为实施信息再生时的说明图。

图9为表示可变波长板的定向方向的说明图。

图10(a)～图10(c)为表示图6(a)的光传感器的偏振性能可变型相位滤波器的另一种结构例的平面图。

图11(a)为表示根据本发明再一种实施例的光传感器的说明图，图11(b)为表示在这种光传感器备有的相位滤波器结构的平面图。

图12为表示本发明还一种实施例的光传感器的说明图。

图13(a)为表示在先技术中的一种光传感器概要结构的说明图，图13(b)为表示由所述光传感器形成的光点的光强度分布曲线图，图13(c)为表示所述光传感器所配备有的相位滤波器结构的平面图。

发明详述

(第一实施例)

下面参考附图，对根据本发明构造的第一实施例进行说明。图1(a)为表示本发明一种实施例的光学信息记录再生装置备有的光传感器概要结构的说明图。图1(b)为表示记录时和再生时各自由所述光传感器形成在光盘上的光点的光强度分布的曲线图。在这儿光强度分布是沿着与光盘的信息记录道相垂直方向上的分布。

如上所述，在先技术中的超解析象光传感器存在有由出现在聚光光点处的旁瓣产生的信号恶化等等问题，所以在对光盘实施信息记录时，可以通过采用加热的方式以减少旁瓣的影响，进而对更小的信息符号实施记录的实现高密度光记录有用。为了有效利用这一优点，本光传感器在实施信息记录时，是采用超解析象光点实施微小信息符号记录的，而在实施信息再生时，是采用旁瓣比较少的常规光点实施信息再生的。当实施超解析象记录时，光点沿前后方向的尺寸也将被缩小，由于沿前后方向产生的旁瓣，将使其丧失采用微小光点所具有的效果，从而难以获得所需要的效果。因此，根据本实施例的光传感器，是仅仅沿着与信息记录道相垂直方向缩小光点尺寸的。

下面参考图1(a)，对根据本实施例的光传感器的一种构成进行说明。这种光传感器具有作为光源的半导体激光器1，准直透镜2，相位可变滤波器3，物镜4，偏振光束分光器6，以及光检测器7。

半导体激光器1发射出沿与图1(a)的纸面方向相平行的偏振光束。该出射光束在穿过准直透镜2后，穿过相位可变滤波器3。这种相位可变滤波器3可以如图1(c)所示，被分割成三个区域3a、3b、3c，而且可以按照使这些区域的纵向方向与光束在光盘5上的扫描方向相平行的方式，将相位可变滤波器3配置在准直透镜2和偏振光束分光器6之间。

相位可变滤波器3在向光盘5实施信息记录时，在穿过中央区域3b的光束与穿过两侧区域3a、3c的光束之间，将会形成大小为π的相位差。这种产生有相位差的光束的光强度分布如图1(b)左侧的曲线图所示，因此可以如图2(a)所示的那样，在光盘5上形成有沿着与信息记录道相垂直方向光点宽度尺寸可缩小的超解析象光点10a。将这时的相位可变滤波器3上的中央区域3b的宽度，与形成在光盘5上的信息记录层处的光点宽度、旁瓣高度、以及主瓣峰值高度之间的关系，表示在图3中。

由图3中可知，如果增大中央区域3b的宽度，确实可以增大超解析象效果，减小光点宽度，然而也会增大旁瓣高度，并且减小主瓣的峰值高度。由于当旁瓣高度达到主瓣高度的20％以上时，旁瓣就会造成信息符号消失的现象，所以需要减小主瓣峰值高度，并增加光源的发光功率，因此中央区域3b的宽度，最好为光束宽度的10～20％左右。

该光传感器在对光盘5实施信号再生时，使相位可变滤波器3上的区域3a、3b、3c间的相位差为0。采用这种构成方式，则可以在实施信息再生时，使照射在光盘5上的光束的光强度分布，如图1(b)右侧的曲线图所示那样形成，从而可以如图2(b)所示，在光盘5上形成有旁瓣发生少的、通常衍射极限尺寸的光点10。

使用在这种光传感器中的相位可变滤波器3，可以方便地由诸如液晶元件等等制作。而且，由液晶元件构成的相位可变滤波器3的一种构成形式和运行方式，可以如图4(a)～图4(c)所示。

作为相位可变滤波器3使用的液晶元件，可以通过在两个彼此相对的玻璃基板60、61之间封入向列液晶的方式构成。在图4(a)～图4(c)中为了说明这种液晶元件的动作，模式表示液晶分子66，椭圆纵轴方向为液晶分子66的光轴方向。在玻璃基板60、61上分别设置有透明的控制电极62、63、64和对置电极65，而且通过向这些控制电极施加控制电压的方式，对液晶分子66施加所需要的电场。形成有控制电极62的区域与相位可变滤波器3上的中央区域3b相对应，形成有控制电极63、64的区域与相位可变滤波器3上的区域3a、3c相对应。通过对分别形成在控制电极62、63、64和对置电极65上的定向膜(图中未示出)实施彼此平行的定向处理的方式，便可以使这种液晶元件构成为所谓的均匀定向的结构。而且，这种定向处理可以如图1(c)中的虚线箭头所示，沿着与区域3a、3b、3c的纵向方向相垂直的方向实施。

图4(a)表示在对置电极65与控制电极62、63、64之间未施加有电压时的状态。在这时，液晶分子66的光轴将沿着与其定向方向相一致的方向排列。对于液晶分子66按照这种方式排列的场合，向列液晶呈光学各向异性。

因此，入射至液晶元件中央部处的、即入射至相位可变滤波器3上的中央区域3b处的光束，以及入射至两个端部处的、即入射至区域3a、3c处的光束，其偏振方向与图4(a)的纸面相平行的偏振光成分在液晶元件中将作为异常光束实施传送，而其偏振方向与纸面相垂直的偏振光成分在液晶元件中将作为寻常光束实施传送。因此，入射至相位可变滤波器3上各区域处的光束，将按照在两个偏振光波之间不产生相位差的方式实施传送。

图4(b)表示仅在位于液晶元件中央部处的控制电极62处施加有电压时液晶元件的状态。在这时，在控制电极62和对置电极65之间将产生沿液晶元件厚度方向的电场，所以液晶元件66将沿着该电场的方向实施定向排列。在这时，其偏振方向与纸面相平行的偏振光成分在液晶元件中央部处、即在相位可变滤波器3上的中央区域3b将作为寻常光束实施传送，而在两个端部处、即在区域3a、3c处将作为异常光束实施传送。因此，由于在各区域中的光感受到的折射率彼此不同，所以在中央部和两个端部产生相位差。

如果取相位差为φ，液晶层厚度为d，液晶对寻常光束的折射率为no，液晶对异常光束的折射率为ne，则有：

φ＝d(ne-no)。

如上所述，对于使用在如图1(a)所示的光传感器中的相位可变滤波器3，如果使与液晶分子的定向方向平行的偏振光束入射，则对入射的光束，将形成相应于电极分布图案的相位分布。而且，其中与纸面方向相垂直的偏振光成分在整个区域中均将作为寻常光束实施传送，所以不会产生相位差，因此该光束与所施加的电压大小无关，可以作为不产生相位偏移的平面波实施传送。

上面是以在电极间施加有足够大电压的场合为例进行说明的，对于施加电压比较小的场合，液晶元件的状态将如图4(c)所示。对于这种场合，在形成控制电极62的部分处、即在位于相位可变滤波器3上的中央区域3b处，靠近电极附近处的液晶分子66，受到定向处理所产生的影响将比受到施加电场所产生的影响大，所以形成近似与电极表面相平行的角度。在另一方面，位于液晶层中间部分的液晶分子，由于受到定向处理所产生的影响将比受到施加电场所产生的影响小，所以会沿着电场方向实施定向配置。因此，液晶分子66将如图4(c)所示，呈相对于电极表面具有一定角度的倾斜状态。

液晶分子66当所施加的电压比较大时，其倾斜角度相对于电极表面将更接近垂直方向，当所施加的电场比较小时，其倾斜角度相对于电极表面将更接近平行方向。在这儿，入射至液晶元件中央部(中央区域3b)处的、与纸面相平行的偏振光成分，其折射率为位于ne与no中间的值，所以由中央区域3b与左右区域3a、3c间产生的相位差φ为：

φ＝α×d(ne-no)。在这儿，α为由施加电压确定的、位于0以上至1以下的一个常量。换句话说就是，通过调整施加电压的大小，可以将相位差φ设定为所需要的值。

可以通过试制所述的液晶元件以测定出施加电压与相位差大小间的关系。将波长为650毫微米(nm)的红色激光光束入射到液晶层的厚度d为10微米(μm)的元件时的相位差φ相对于施加至中央控制电极62处的施加电压将连续单调增加，当施加电压为6.2伏(V)时，该相位差为2π(一个波长)。实验表明，通过采用具有如图4(a)～图4(c)所示结构的液晶元件控制施加电压，便可以仅在特定的偏振光成分获得任意的相位差。

可以根据光学信息记录再生装置的记录动作/再生动作的任一个，对施加至中央控制电极62处的施加电压的导通状态(ON)/阻断状态(OFF)实施控制。在实施信号记录和信号再生时，还可以使半导体激光器1的输出功率，在实施信息记录时比实施信息再生时大。因此，可以使对施加至中央控制电极62处的施加电压的导通状态(ON)/阻断状态(OFF)的控制，与对半导体激光器1的输出功率的控制相互联动，从而可以按照当半导体激光器1的输出功率大于预定值时向中央控制电极62施加电压，当其小于预定值时不施加电压的方式，构造出本发明的这种光学信息记录再生装置。

(第二实施例)

下面参考附图，对根据本发明构造的另一种实施例进行说明。而且，与如上所述的第一实施例中所说明过的结构具有相同功能的结构，由相同的参考标号表示，并且在这儿省略了对这些结构的详细说明。图5(a)为表示本实施例的光学信息记录再生装置备有光传感器概要结构的说明图。图5(b)为表示记录时和再生时各自由所述光传感器形成在光盘上的光点的光强度分布用的曲线图。在这儿光强度分布是相对于光盘的信息记录道在垂直方向的分布。

作为本实施例的光传感器可以如图5(a)所示，除了使用由可变波长板15和光检测元件16构成的组件取代相位可变滤波器3之外，与第一实施例中的光传感器的构成形式大体相同，所以可以获得与如图1(a)所示的光传感器相同的技术效果。

这种可变波长板15与第一实施例中的相位可变滤波器3相类似，即如图5(c)所示，也被分割成三个区域15a、15b、15c。而且，可变波长板15还与相位可变滤波器3相类似，也是由具有与分割后的各区域相对应的控制电极的均匀定向液晶元件构成，与相位可变滤波器3之间的不同点如图5(c)所示，即液晶的定向方向与入射光束的偏振方向成45度角。

如上所述的这种均匀定向液晶元件，具有使与其定向方向相平行的偏振光成分的相位偏移变化，而使与其定向方向相垂直的偏振光成分的相位偏移的作用，所以可以作为改变相位偏移量用的波长板使用。

由半导体激光器1出射的偏振光束是沿与纸面相平行方向的光束。可以按照在实施信号再生时使可变波长板15产生的相位偏移为0的方式，调整施加至作为可变波长板15使用的液晶元件中央控制电极处的施加电压。而且，可以按照与半导体激光器1的出射光束相同，即可以使与纸面相平行的偏振光波通过的方式，对光检测元件16的光轴实施设定。采用这种构成形式，当对信号实施再生时，由半导体激光器1发出的光束，将不受到可变波长板15和光检测元件16的调制，而呈平面波的形式通过，从而可以在光盘5上获得具有如图5(b)右侧的曲线图所示的光强度分布的常规光点。采用这种构成形式，便可以在光盘5上形成如图2(b)所示的正圆形光点10。

当对信号实施记录时，可以按照使可变波长板15上的中央区域15b产生的相位偏移为π的方式，对作为该可变波长板15的液晶元件的中央控制电极处的施加电压实施调整。在这时，可变波长板15上的中央区域15b将构成为一个二分之一波长板，所以可以使穿过该中央区域15b的光束，其偏振方向转过90度，从而使其不能穿过光检测元件16。采用这种构成形式，将可以使穿过光检测元件16的光束，其强度分布呈中央部分被遮光的形式，从而可以获得与第一实施例相类似的超解析象效果。因此，照射至光盘5上的光束，其光强度分布可以如图5(b)左侧的曲线图所示，因而如图2(a)所示，与再生主光点10相比，在光盘5之上形成为沿与信息记录道相垂直的方向的尺寸缩小后的光点10a。

(第三实施例)

下面参考附图，对根据本发明构造的再一种实施例进行说明。而且，与如上所述的各实施例中所说明过的结构具有相同功能的结构，由相同的参考标号表示，并且在这儿省略了对这些结构的详细说明。

在第一、第二实施例中，是对能够降低记录时的信息符号宽度的光传感器进行说明的，然而对于将记录道密度提高至一定值之上的场合，除了会存在有记录时位于相邻记录道处的记录信息会被消除的问题之外，还存在有再生时会出现信号串扰的问题。

如果举例来说，对于再生专用的数字式视频光盘(DVD-ROM)，是利用孔径为0.6的物镜对波长为650毫微米(nm)的激光光束实施聚光的，所以光盘上聚光光点的半径宽度为0.6微米(μm)左右。因此，其记录道间隔被设定为0.74微米(μm)。

在这儿，可以按照使形成在光盘上的信息符号尺寸和记录道间隔沿半径方向提高1.3倍以实施高密度化的方式，由将记录道间隔减小至0.57微米(μm)的光盘用所述条件的聚光用光学系统实施信号再生时，由于再生信号中的信号串扰成分，将使其信号恶化至不能实施正常信号再生的程度。

这种现象并不限于出现在数字式万用光盘装置中，对于利用聚光光点对一般光盘上的记录信号实施读取的场合，如果由于实施高密度化而使记录道间隔与聚光光点孔径为相同量级时，信号串扰的影响就将明显上升。

根据本实施例构造的光盘系统(光学信息记录再生装置)，为了能够解决所述的信号串扰问题，还具有在实施信息记录时采用超解析象光点，在实施信息再生时又能够消除信号串扰的功能，从而可以构成为一种与更高密度光盘相对应的结构。对信号串扰实施的消除方式，可以是在扫描作为再生对象的记录道的光点上增加了利用其它光点对相邻记录道上的信号实施检测，从而通过电差动运算方式，对包含在信号中的、由相邻记录道给出的信号串扰成分实施去除。

如果举例来说，对信号串扰实施去除的一种技术解决方案，可以由日本特开平7-320295号公报等等中详细获知。这种技术解决方案，是在主光点的左右位置处形成两个光强度峰值(辅光点)，使各辅光点的位置与位于由主光点实施扫描的再生对象记录道两侧处的相邻记录道相一致的方式，在对由再生对象记录道给出的信号的同时，对由相邻记录道产生的信号串扰成分实施检测。由日本特开平7-320295号公报公开的这种对消除信号串扰方式与超解析象技术相组合的本实施例的光盘系统的构成，如图6(a)所示。

正如图6(a)所示，这种光盘系统配置有光传感器，而该光传感器可以具有半导体激光器1，准直透镜2，可变波长板25，偏振性能可变型相位滤波器17，偏振光束分光器6a，半反射镜6b，物镜4，聚光镜8a、8b，光检测器7、9，以及差动运算器23。

这种偏振性能可变型相位滤波器17可以如图6(b)所示，被分割为四个区域17a、17b、17c、17d，而且可以按照使这些区域的纵向方向与光束在光盘5上的扫描方向相平行的方式，被配置在可变波长板25和偏振光束分光器6a之间。

偏振性能可变型相位滤波器17与第一实施例中的相位可变滤波器3相类似，可以利用液晶元件容易地构成。换句话说就是，可以按照与第一实施例中如图4(a)～图4(c)所示的构成形式相类似的方式，在玻璃基板之间封入向列液晶，以形成均匀定向液晶元件，并且按照与四个区域17a、17b、17c、17d分别相对应的方式设置有控制电极。液晶的定向方向如图6(b)中的虚线所示，与入射光束的偏振方向相平行。

类似的，还可以利用液晶元件容易地构成可变波长板25。换句话说就是，可以按照与第一实施例中如图4(a)～图4(c)所示的相位可变滤波器3的构成形式相类似的方式，在玻璃基板之间封入向列液晶，以形成均匀定向配置的结构。然而在这儿还如图9所示，在整个元件上形成有同样的控制电极，并且使液晶的定向方向相对于入射光束的偏振方向呈45度角。

当不在构成可变波长板25的液晶元件上施加电场时，液晶分子在定向方向平行排列，所以在与液晶分子光轴相平行的方向上产生双折射，因此可以将其作为波长板使用。通过向控制电极处施加电场的方式向液晶分子施加与其基板面相垂直的电场时，从而可以使液晶分子按照与施加电场相平行，即与基板面相垂直的方向定向排列。对于这种场合，液晶元件的光学特性为在其面内为各向同性，从而不再形成有双折射。通过对液晶层的厚度适当选择，还可以使其在不施加电场时可作为二分之一波长板和四分之一波长板使用，当施加有电场时又可以使其成为相位偏移为0的一种可变波长板25。

下面对具有这种构成形式的本实施例的光盘系统的动作方式进行说明。

首先对实施信号再生时的动作方式进行说明。如果举例来说，半导体激光器1射出仅具有与如图6(a)所示的纸面相平行的偏振光成分的直线偏振光束。可变波长板25在实施信号再生时，可以按作为四分之一波长板使用的方式对相位偏移量实施调整。半导体激光器1的射出光束可穿过可变波长板25，进而生成出与如图6(a)所示的纸面相垂直的偏振光成分和相平行的偏振光成分。下面，将与纸面相垂直的偏振光成分称为主光束，将与纸面相平行的偏振光成分称为辅光束。

偏振性能可变型相位滤波器17具有仅仅对与纸面相平行的偏振光成分产生相位偏移，而对与纸面相垂直的偏振光成分不产生相位偏移的性质。因此，主光束不会由于偏振性能可变型相位滤波器17而产生相位偏移，所以通过物镜4聚光在光盘5上的光点可以如图7(b)所示，为通常衍射极限尺寸的聚光光点(主光点10)。

主光点10还可以如图7(b)所示，按照再生对象记录道12实施位置控制，从而使其反射光能够相应于再生对象记录道12的比特(图中未示出)而产生强度变化。在这时，对于光盘为记录道间隔比较小的高密度光盘的场合，可以如上所述，使主光点10照射至相邻记录道13、14处，在再生信号中混合入信号串扰成分。

偏振性能可变型相位滤波器17在实施信号再生时可以如图8(b)所示，在位于右侧的两个区域17c、17d与位于左侧的两个区域17a、17b之间具有为π的相位差，并且使辅光束产生这一相位偏移。当辅光束通过物镜4而聚光在光盘5上时，可以如图7(b)所示，在主光点10的两侧形成两个光强度峰值(辅光点11)，而且这两个峰值分别位于左右侧的相邻记录道13、14处。这种由辅光点产生的反射光，可相应于相邻记录道13、14的比特而产生强度变化。

由光盘5给出的反射光可用偏振光束分光器6a分离成主光束和辅光束，并且分别由光检测器7、9实施检测，从而可以获得主要反映再生对象记录道12上的信号的主信号21，以及主要反映相邻记录道13、14上的信号的辅信号22。差动运算器23可以按照适当的比率，生成作为这两个信号的电差动信号，从而可以获得由主信号21中去除信号串扰成分后的信号。

在对光盘5实施信号记录时，可变波长板25按作为二分之一波长板使用的方式对其相位偏移量实施调整。在这时，穿过可变波长板25后的激光光束，全部成为与图6(a)所示的纸面相垂直的偏振光成分，从而可以通过偏振性能可变型相位滤波器17。偏振性能可变型相位滤波器17在实施信号记录时，可以如图8(a)所示，按照使位于中央处的两个区域17b、17c与位于外侧处的两个区域17a、17d间的相位偏移为π的方式实施调整。采用这种构成形式，则可以与第一实施例相类似，使聚光在光盘5上记录层处的激光光束如图7(a)所示，形成为在与信息记录道相垂直方向上光点尺寸实施缩小后的超解析象光点10a。采用这种构成形式，便可以实施窄小信息符号的记录。

这种偏振性能可变型相位滤波器17并不仅限于如图6(b)所示的、各区域具有均匀宽度的这种构成实例。如果举例来说，还可以采用如图10(a)～图10(c)所示的各种分割形式。如果采用这些种分割形式，还可以获得降低沿与信息记录道相垂直的方向产生的旁瓣高度的效果。

对于采用如图10(c)所示的分割形式的场合，还可以沿信息记录道的前后方向缩小光点尺寸。对于这种场合，可以相对于再生时的光点尺寸，使沿与信息记录道相垂直方向的缩小率达到10％，然而为了能够实施正常的记录操作，最好使沿信息记录道前后方向的缩小率为5％以下。

而且，本发明并不仅限于如上所述的各实施例，还可以在本发明的技术范围内实施种种变化。如果举例来说，在这儿是以光信息载体型的光盘为例进行说明的，然而也可以采用诸如相位变化型光盘、光磁盘、颜色类追加型光盘等等各种形式的光盘，作为使用在本发明中的光盘。

而且，在如上所述的各实施例中，是以利用液晶元件等等，使实施信息记录和信息再生时的射出光产生不同相位偏移的结构为例进行说明的，然而除此之外，还可以采用如下所述的实施例。

如果举例来说，还可以如图11(a)所示，使本发明的一种实施例为在准直透镜2与偏振光束分光器6之间的光路中，进一步设置有通过机械方式对相位滤波器43实施插入/去除的滤波器移动机构51的光传感器。这种相位滤波器43可以如图11(b)所示，被分割成三个区域43a、43b、43c，而且可以使其在中央区域43b与两侧区域43a、43c之间能够产生为π的相位差，并且可以通过在表面处形成有凹凸形状的透明基板等等方式构成。如果具体地讲就是，利用选择腐蚀方式对玻璃基板表面上的一部分实施去除，或利用树脂成型方法等等实施制作。通过使用滤波器移动机构51，在实施信息记录时将相位滤波器43插入在准直透镜2与偏振光束分光器6之间的光路处，在实施信息再生时将其取出的方式，可以获得与如图1(a)所示的光传感器相类似的效果。

或者，作为本发明另一实施例，还可以为具有如图12所示结构的光传感器。这种光传感器配置有两台半导体激光器1，而且可以将如上所述的相位滤波器43配置在半导体激光器1a射出光束的光路中，从而可以在实施信息记录时使用半导体激光器1a作为光源，在实施信息再生时使用另一半导体激光器1b作为光源，这也可以获得与如上所述实施例相类似的效果。

因此，如果采用本发明，便可以对高记录道密度的记录、再生型高密度光盘实施信息的记录和再生。

Claims (12)

1.一种光传感器，其特征在于：具有相干光源，将由所述相干光源射出的光束聚光至信息载体上的物镜，和配置在所述相干光源和所述物镜之间的准直透镜和偏振光束分光器；

在所述准直透镜和偏振光束分光器之间，具有光点尺寸调整组件，将所述记录时的所述信息载体上的光点尺寸比再生时的光点尺寸，沿与信息记录道相垂直方向缩小；

所述光点尺寸调整组件是(1)相位可变滤波器，(2)双折射率可变的可变波长板，(3)偏振性能可变型相位滤波器中的任一个。

2.如权利要求1所述的光传感器，其特征在于：所述光点尺寸调整组件是上述(1)的相位可变滤波器，

所述相位可变滤波器在与所述信息载体上的信息记录道相垂直方向上被分割为产生得到相位差的三个区域。

3.如权利要求2所述的光传感器，其特征在于：所述相位可变滤波器被分割为三个区域，而且中央区域的宽度为通过该相位可变滤波器光束宽度的10％～20％。

4.如权利要求2或3所述的光传感器，其特征在于：所述相位可变滤波器由沿着与所述入射光的偏振方向定向配置的均匀定向液晶元件构成。

5.如权利要求1所述的光传感器，其特征在于：所述光点尺寸调整组件是上述(2)的可变波长板，并且还具有在所述可变波长板与偏振光束分光器之间，或偏振光束分光器与所述物镜之间设置的光检测元件，

所述可变波长板在与所述信息载体上的信息记录道相垂直方向上被分割为产生得到相位差的三个区域。

6.如权利要求5所述的光传感器，其特征在于：所述可变波长板由沿着与所述入射光的偏振方向定向配置的均匀定向液晶元件构成。

7.如权利要求1所述的光传感器，其特征在于：所述光点尺寸调整组件是(3)的偏振性能可变型相位滤波器，并且还具有相位偏移量可变的可变波长板，

所述偏振性相位可变滤波器设置在所述可变波长板与偏振光束分光器之间，或偏振光束分光器与所述物镜之间、为了获得在与所述信息载体上的信息记录道相垂直方向上被分割为产生得到的相位差的四个区域、并仅对来自所述相干光源的光的第一偏振光成分产生相位偏移，

并且还具有将来自所述信息载体的反射光分离成所述第一偏振光成分和另外的第二偏振光成分的偏振光分离组件，检出来自所述信息载体的反射光中的第一偏振光成分的第一光检测器，以及检出来自所述信息载体的反射光中的第二偏振光成分的第二光检测器。

8.如权利要求7所述的光传感器，其特征在于：所述可变波长板由沿着与所述入射光的偏振方向成45度角的方向定向配置着的均匀定向液晶元件构成。

9.如权利要求7所述的光传感器，其特征在于：所述偏振性能可变型相位滤波器由沿着与所述入射光的偏振方向定向配置的均匀定向液晶元件构成。

10.一种光信息记录再生装置，其特征在于：具有如权利要求2～4中的任何一项权利要求所述的光传感器，而且在对所述信息载体实施信息记录的场合，在所述相位可变滤波器的中央部分的区域和两侧区域之间形成相位差，在从所述信息载体将信息再生的场合，在所述相位可变滤波器在所述区域之间不形成相位差。

11.一种光信息记录再生装置，其特征在于：具有如权利要求5或6所述的光传感器，而且在对所述信息载体实施信息记录的场合，在所述可变波长板的中央部分的区域和两侧区域之间形成相位差，在从所述信息载体将信息再生的场合，在所述可变波长板在所述区域之间不形成相位差。

12.一种具有如权利要求7～9中的任何一项权利要求所述的光传感器的光信息记录再生装置，其特征在于：所述偏振性能可变型相位滤波器被作成为分割为四个区域，所述四个区域依次为沿着与所述信息载体上的信息记录道相垂直方向上的第一区域、第二区域、第三区域、第四区域，

在对所述信息载体实施信息记录的场合，在所述偏振性能可变型相位滤波器的第一和第四区域，与第二和第三区域间给予彼此只相差π的相位偏移量，而且在所述可变波长板不给予相位偏移，

在对所述信息载体上的信息实施再生的场合，在所述偏振性能可变型相位滤波器的第一和第二区域，与第三和第四区域间给予彼此只相差π的相位偏移量，而且在所述可变波长板给予相位偏移量的二分之一波长板。

Images