JP2621375B2 - 光ヘッド装置 - Google Patents

光ヘッド装置

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JP2621375B2
JP2621375B2 JP63164026A JP16402688A JP2621375B2 JP 2621375 B2 JP2621375 B2 JP 2621375B2 JP 63164026 A JP63164026 A JP 63164026A JP 16402688 A JP16402688 A JP 16402688A JP 2621375 B2 JP2621375 B2 JP 2621375B2
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y10/00Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic

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なう情報
入出力装置に用いる光ヘッド装置に関するものである。
(従来の技術) 記録密度を向上させるために光ビーム断面内で中心付
近の光の強度を減少させることが本出願人によって提案
されている。これを第2図を用いて説明する。第2図
(a)は光ビーム22と光強度変調器21との関係を示す図
で、この図に示すようにレーザ光源からの出射光を光ビ
ーム22断面内で中心付近の光の強度を減少させ、同図
(b)に示した光強度分布とする。これにより、超解像
効果が発生し、光変調器を用いない場合のビームスポッ
ト(同図(c)の破線23)に比して、記録媒体面上に小
さい集光スポット(同図(c)の曲線24)を生じさせる
ことができる。したがってこのビームを用いて情報の記
録再生を行うことで、記録密度を高めることができる。
第3図にこの発明の効果を示す実証例の一つを示す。測
定条件は光源の波長が約0.83μm、コリメートビーム径
が約5mm、集光レンズの開口数が0.55である。同図
(a)は遮光帯幅とメインローブ径の関係、同図(b)
は遮光帯幅とサイドローブ強度のメインローブ強度に対
する比との関係を示す。このように、遮光帯幅を広くす
ればメインビーム径を細くできるが、逆にサイドローブ
強度比が大きくなってしまうという問題がある。実用に
十分な記録再生特性を得るうえで、許容されるサイドロ
ープ強度は、メインローブの約1/3程度であり、従っ
て、設計上は遮光帯幅を更に大きくしてより細いメイン
ビームを得ることができるという特長を犠牲にしなけれ
ばならない。ところで、従来例では、情報の再生信号は
集光レンズを通過した後の記録媒体面からの反射光をコ
リメート状態で光検出器に導くことで得ていた。第11図
にこの信号再生法による光ヘッドの光学系の典型的な構
成を示す。記録媒体面からの反射光は集光レンズ6を通
過後、コリメート状態となり、ビームスプリッタ5、9
を通過後トラックエラー検出及び再生信号検出兼用の光
検出器12に導かれ、信号再生回路によって再生信号を得
るというものである。
(発明が解決しようとする課題) 以上述べた構成においては、光変調器を有するために
記録媒体面上の集光スポットの光強度分布において、サ
イドローブ強度が高くなるという副作用が生じ、情報の
再生時にこのサイドローブからの反射光が光信号検出器
に雑音として侵入するために、超解像効果を最大限に利
用することができないという設計上の制約があった。す
なわち、第11図に示すような従来の再生光学系では、記
録媒体面からの反射光を集光レンズを通過後に、コリメ
ート状態で光検出器に導くため、光検出器には同図
(c)に25、25′で示したサイドローブの反射回折光も
同図(d)に28の斜線で示したようにコリメート状態で
侵入する。
本発明の目的は、このような従来の制約を除去せしめ
て、情報の再生時に前記サイドローブからの反射光が光
信号検出器に雑音として侵入することを防ぎ、より良好
な再生信号を得ることにある。
(課題を解決するための手段) 本発明の光ヘッド装置は、光源からの出射光ビーム断
面内で中心付近の光の強度を減少させる手段を前記光源
と記録媒体表面に光を集光するレンズとの間に有し、前
記光源からの出射光を微小なメインローブとそれに付随
するサイドローブを有するスポットとして記録媒体面上
に集光し、この集光点からの反射光を光検出器に導く光
学系を有する光ヘッド装置において、記録媒体表面から
の反射光を前記光検出器上に集光するレンズを有し、前
記光検出器は前記反射光のスポットの像のうちメインロ
ーブのみ検出するように配置されていることを特徴とす
る。
また、本発明の光ヘッド装置は、光源からの出射光ビ
ーム断面内で中心付近の光の強度を減少させる手段を前
記光源と記録媒体表面に光を集光するレンズとの間に有
し、前記光源からの出射光を微小なメインローブとそれ
に付随するサイドローブを有するスポットとして記録媒
体面上に集光し、この集光点からの反射光を光検出器に
導く光学系を有する光ヘッド装置において、記録媒体表
面からの反射光を前記光検出器上に集光するレンズを有
し、前記反射光のスポットの像のうちメインローブのみ
を前記光検出器で検出させる手段を、前記光検出器に集
光するレンズと前記光検出器との間に配置することを特
徴とする。
(作用) 本発明では第1図に示すように記録媒体面からの反射
光の一部をビームスプリッタ13などで取り出し、これを
レンズ14(以下再集光レンズと称する)によって再集光
することで第4図(a)に示すような記録媒体面上にお
けるビームパターンに近い光スポットを形成する。この
再集光レンズの焦点面において、スリットあるいは開口
などを用いて43のようにサイドローブ42を遮断するか、
第9図(b)のような光検出器を用い、メインローブ41
のみ検出器に導くことによって、サイドローブの影響の
少ないより良好な再生信号を得ることが可能となる。第
5図に本発明を用いた場合に再生信号特性が改善される
実証例を示す。第1図において光源として波長0.83μm
の半導体レーザを用い、遮光帯幅は0.9mm、再集光レン
ズと媒体面に記録再生光を集光するレンズの焦点距離比
は約18、スリット幅を10μmとしたときの記録再生特性
を曲線51に示す。比較のために、同じ光源を用い、遮光
帯を用いない第11図に示した光学系の構成による記録再
生特性を曲線52に示す。媒体に記録する周波数を横軸に
とり、これに対する再生信号振幅値を記録周波数0.5MHz
の値を基準にしてプロットしたものである。本発明を用
いた再生特性を示す曲線51の方が、本発明を用いない場
合の曲線52よりも低周波、高周波の双方の領域にわたっ
て、信号振幅値が大きく、より良好な再生信号を得るこ
とが可能となるとともに、高周波域の特性の改善によ
り、媒体面上に記録ピットをより高密度の記録を実現す
ることが可能となる。超解像を利用しない通常の記録再
生方式では、再生信号振幅値が0.5以下になる記録周波
数は約3.0MHzである。これに対し、曲線51が0.5以下に
なる記録周波数は3.5MHzであり、本発明を用いることに
より記録密度に換算して約20%高くすることができる。
(実施例) 次に図面を参照して、本発明の実施例について説明す
る。
第1図は一実施例の光学系を示す図である。信号再生
時において、レーザ光源1から出射した光はコリメート
レンズ2によってコリメートされ、ビーム整形プリズム
3で整形された後光強度変調器4によって中心付近を遮
光され、ビームスプリッタ5、13を透過後、集光レンズ
6によって記録媒体7に照射される。記録媒体面からの
反射光のうちビームスプリッタ13を透過した成分はビー
ムスプリッタ5で反射され、平凸レンズ8で集光されそ
の一部は、ビームスプリッタ9で反射され、ナイフエッ
ジ10、レンズ8の焦点面に配置された検出器11よりなる
フォーカスエラー信号検出系に導かれ、ビームスプリッ
タ9を通過した成分はトラックエラー信号を検出する検
出器12に導かれる。一方、記録信号の再生にはビームス
プリッタ13からの反射成分をレンズ14を用いて集光し、
このレンズの焦点面にスリットあるいは開口15を第4図
(a)に示したように配置することにより、メインロー
ブ41のみを検出器16に導く。このときの光強度分布を同
図(b)に示す。なお、フォーカスエラー及びトラック
エラー検出方式は他の方式を用いても良い。
第6図はフォーカスエラー検出方式にナイフエッジ法
を用いた場合に、フォーカスエラー検出系と再生信号検
出系とで集光レンズ8を兼用して、部品点数を減らした
例である。フォーカスエラー検出用検出器11とスリット
(または開口)15はともにレンズ8の焦点面に配置する
ことで所望の信号再生を可能とする。さらに、ビームス
プリッタ13によって、トラックエラー信号を検出器12か
ら再生することが可能となる。
スリット幅(第10図において11で示した幅)を大きい
ものですませるためには、集光レンズ14の焦点距離を長
くする必要がある。このために設計の制約上第6図のよ
うに再生信号検出及びフォーカスエラー検出用にレンズ
8を共用できない場合には、第7図に示すように再生信
号検出用集光レンズ14をビームスプリッタ13の手前に配
置する構成とすれば良い。
第8図は、光強度変調器4に反射型のものを用いた場
合の一実施例である。従来、反射型の光強度変調器を用
いる場合には、記録信号再生時の再生特性を向上するた
めに第12図に示すように光源を2つ用いるなどして記録
時と再生時において変調器4の動作を等価的切り替える
工夫がなされていたが、本発明によって切り替え動作を
しなくても十分な再生特性を得られるので、切り替え動
作に必要な回路系の複雑さなどを除去できる。
第9図は、検出器16自体にスリットまたは開口の機能
をもたせた場合の実施例の一つである。すなわち、同図
(b)に示すように検出部分の幅を第10図に示しスリッ
ト幅11に等しく取り、これを再集光レンズ14の焦点面に
配置すれば、第一図に示した構成で得ることができる性
能と同等のものを得ることができる。
第10図は第1図におけるスリットまたは開口15の形状
を示すものである。第2図(a)に示したような遮光帯
21を用いた場合に、媒体面上からの反射光を再集光した
ときに超解像の効果が生じる方向をx′とする。第1図
に示した集光レンズ6、および再集光レンズ14(第5図
における8)の焦点距離を各々f1、f2とすれば、スリッ
ト幅l1は約d(f2/f1)μmとなる。ここでdは記録媒
体面上におけるメンビームスポット径を表す。d≒1μ
m、f1=3.9mm、f2≒40mmとすれば11は約10μmとする
必要がある。12は11以上の値であれば良く、通常2〜3m
mである。また、遮光領域を第2図(e)のように中心
部のみ遮光すれば、超解像の効果は光軸を含む断面内に
おいて、同図(c)のx方向をビームの半径方向とした
光強度分布を得ることができる。このとき、第10図にお
いて、前記と同じレンズを用いた条件のもとでは、11
12ともに約10μmとするか、または、直径が11に等しい
ピンホールを用いる必要がある。このような構成とすれ
ば、同図x′、y′の方向についてサイドローブの影響
を除去することが可能となり、x′方向については隣接
ピットからの回り込み信号を除去し、y′方向について
は隣接トラックからのクロストークを抑える効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の光学系を示す図、第2図
(a)〜(e)、第3図(a)(b)は超解像の効果を
示す図、第4図(a)(b)は再集光レンズの焦点面に
おけるサイドローブの遮断方法を示す図、第5図は本発
明を用いた場合の再生信号の周波数特性を示す図、第6
図、第7図、第8図は本発明の他の実施例の光学系を示
す図、第9図(a)(b)は検出器自体にスリットまた
は開口の機能をもたせた場合の実施例の光学系を示す
図、第10図はサイドローブ遮断用スリットの寸法を示す
図、第11図、第12図は従来の方式の光ヘッドの光学系を
示す図である。 図において 1,1′……光源、2,2′……コリメートレンズ、3……ビ
ーム整形プリズム、4……光強度変調器、5……ビーム
スプリッタ、6……集光レンズ、7……記録媒体、8…
…集光レンズ、9……ビームスプリッタ、10……ナイフ
エッジ、11……フォーカスエラー検出用光検出器、12…
…トラックエラー検出用光検出器、13……ビームスプリ
ッタ、14……再生信号検出用集光レンズ、15……サイド
ローブ遮断用スリットまたは開口、16……信号検出用光
検出器、 21……遮光帯、21′……遮光領域、22……光ビーム、23
……光変調器4を用いない時の記録媒体面上集光スポッ
ト光強度分布、24……光変調器4を用いた時の記録媒体
面上集光スポットメインローブ、25,25′……光変調器
4を用いた時の記録媒体面上集光スポットサイドロー
ブ、26……メインローブ24からの反射回折光、27,27′
……サイドローブ25,25′からの反射回折光、28……再
生検出系に雑音として進入するサイドローブ成分、 41……再集光レンズ焦点面におけるメインローブ、42…
…再集光レンズ焦点面におけるサイドローブ、43……サ
イドローブ遮断領域、44……再集光レンズ焦点面におけ
るメインローブ光強度分布、 51……本発明を用いた場合の再生信号周波数特性、52…
…本発明を用いない場合の再生信号周波数特性である。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】光源からの出射光ビーム断面内で中心付近
    の光の強度を減少させる手段を前記光源と記録媒体表面
    に光を集光するレンズとの間に有し、前記光源からの出
    射光を微小なメインローブとそれに付随するサイドロー
    ブを有するスポットとして記録媒体面上に集光し、この
    集光点からの反射光を光検出器に導く光学系を有する光
    ヘッド装置において、記録媒体表面からの反射光を前記
    光検出器上に集光するレンズを有し、前記光検出器は前
    記反射光のスポットの像のうちメインローブのみ検出す
    るように配置されていることを特徴とする光ヘッド装
    置。
  2. 【請求項2】光源からの出射光ビーム断面内で中心付近
    の光の強度を減少させる手段を前記光源と記録媒体表面
    に光を集光するレンズとの間に有し、前記光源からの出
    射光を微小なメインローブとそれに付随するサイドロー
    ブを有するスポットとして記録媒体面上に集光し、この
    集光点からの反射光を光検出器に導く光学系を有する光
    ヘッド装置において、記録媒体表面からの反射光を前記
    光検出器上に集光するレンズを有し、前記反射光のスポ
    ットの像のうちメインローブのみを前記光検出器で検出
    させる手段を、前記光検出器に集光するレンズと前記光
    検出器との間に配置することを特徴とする光ヘッド装
    置。
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EP94120116A EP0646911A3 (en) 1988-06-14 1989-06-13 Optical head arrangement.
DE68924303T DE68924303T2 (de) 1988-06-14 1989-06-13 Optische Kopfanordnung.
US07/366,073 US5121378A (en) 1988-06-14 1989-06-14 Optical head apparatus for focussing a minute light beam spot on a recording medium

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