JP3048768B2 - 光学ヘッド - Google Patents

光学ヘッド

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JP3048768B2
JP3048768B2 JP4270257A JP27025792A JP3048768B2 JP 3048768 B2 JP3048768 B2 JP 3048768B2 JP 4270257 A JP4270257 A JP 4270257A JP 27025792 A JP27025792 A JP 27025792A JP 3048768 B2 JP3048768 B2 JP 3048768B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、記録密度の異なる複数
種類の光学記録媒体の検出が可能な光学ヘッドに関す
る。
【0002】
【従来の技術】レ−ザ光を利用して映像、音声情報を再
生するための媒体としてビデオディスク、コンパクトデ
ィスクがある。近年、これらの光ディスクの記録密度を
向上させ、ディスクの大容量化・小型化を図る研究・開
発が盛んに行われている。例えば、MUSE信号が記録
されているハイビジョンディスク(以下MUSEディス
クと呼ぶ。)では、従来、直径30cmディスク片面に
30分の情報しか記録できなかったが、高密度化を図る
ことにより、60分の情報が記録できるようになった。
かかる高密度化は、ディスク上のピットの大きさを小さ
くすることにより達成されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、既存のプレ
ーヤにおいては、ピックアップによって集光されるビ−
ムスポットの大きさが固定されているため、記録密度の
異なるディスクをそのプレ−ヤに装着しても、各ディス
クに対して、最適なビ−ムスポットを設定できない。デ
ィスク上のピット幅に対してビームスポットの大きさが
適切でないと、読み取りエラ−が発生する場合がある。
【0004】ピット幅に対してビームスポット径が適切
な場合であれば、ピット上では光の干渉により回折作用
が起こるため反射光量が減少し、ピット外では光が直接
反射し反射光量が減少しないので、反射光より再生に必
要なRF信号が得られる。しかし、ビームスポットの大
きさがピット幅に対し最適値でなければ、ピット上での
回折作用が弱まり反射光量の減少量が低下するので、反
射光より再生に必要なRF信号の振幅が得られなくな
る。このことにより、再生時、読みとりエラーが増加す
る問題点が生ずる。
【0005】本発明は上記問題点に鑑み、1つのピック
アップにより記録密度の異なる光ディスクの信号を検出
することを課題とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明では、液晶材料と
その液晶材料をはさむ2つの透明電極とからなる液晶フ
ィルタと、光ビームの偏光方向に応じて選択的に透過さ
せる偏光選択手段を有することを大きな特徴とする。
【0007】また、本発明では、光ビームの内周部のみ
を透過させる偏光選択手段を有することを特徴とする。
また、本発明では、光ビームの外周部のみを透過させる
偏光選択手段とメインビームを通過させサイドローブを
遮断するピンホール板を有することを特徴とする。
【0008】
【作用】本発明によれば、液晶フィルタに加える電圧に
より光ビームの偏光方向を選択的に変更することが出来
る。
【0009】また、本発明によれば、光ビームの内周部
のみを透過させることにより、対物レンズの実効的開口
数を小さくすることが出来る。 また、本発明によれば、
光ビームの外周部のみを透過させることにより、メイン
ビームの幅を狭め、ピンホールによりサイドビームを遮
光することにより、ビームスポット径を小さくすること
が出来る。
【0010】
【実施例】本発明の第1実施例を図1ないし図5を基に
詳述する。図1は本発明に係る光学ヘッド、図2は本発
明に係る液晶フィルタの断面図、図3は液晶フィルタに
電界を印加しない場合の動作説明図、図4は液晶フィル
タに電界を印加した場合の動作説明図、図5は対物レン
ズの動作説明図である。1は情報が凹凸のピット形状で
高密度若しくは低密度に記録されている光ディスク、2
は出射される光のモ−ドが直線偏光で、情報が高密度に
記録されている光ディスク1の情報を検出するため出射
される光の波長が短波長である半導体レーザ、3は半導
体レーザから出力される光ビームを平行光にするコリメ
−タレンズ、4は偏光ビームスプリッタ、5はコリメ−
タレンズ3と偏光ビームスプリッタ4の間に配置された
円盤上の液晶フィルタである。かかる液晶フィルタ5は
図3(a)の平面図のように、光ビーム入射領域がA領
域とB領域に光軸に対して同心円状に分割されている。
また前記液晶フィルタ5は図2のような断面構造をして
おり、液晶材料202をはさんで表面に透明の電極20
1と203が張り合わされている。上記電極201は図
3(a)のBの部分に相当しリング状の形状をしてお
り、半導体レーザ1からの光ビ−ム入射側に配置されて
いる。また前記電極203は円盤上の形状をしており、
光ビ−ムが液晶材料202を通過し出射される側に配置
されている。前記液晶フィルタ5の電極201、203
に電界を印加しない場合、フィルタ5に入射した光は液
晶材料202により偏光方向の位相が90度回転し透過
される(図3(b))。また液晶フィルタ5の電極20
1、203に電界を印加した場合(図4(a))にはB
領域のみに電界が加わり、液晶分子が電界方向に向きを
変えるため、フィルタ5のB領域に入射した光の偏光方
向は変化せずに透過される(図4(b))。6は4分の
1波長板、7は光ディスク1に光ビームを集光する対物
レンズ、8は光ディスク1からの反射光を検出する光検
出器、9は光検出器8が光ディスク1からの反射光を受
光しやすいように光を集光するレンズ、10は光ディス
クを回転させるためのモータである。
【0011】次に第1の実施例の光学ヘッドが高密度の
光ディスクと低密度の光ディスクの異なる情報ピットを
検出するための動作説明を行う。第1の実施例の光学ヘ
ッドが高密度で記録された光ディスク1の情報ピットを
検出する場合、最初に半導体レ−ザ2から出射される光
ビ−ムはコリメ−タレンズ3により平行ビームとなり液
晶フィルタ5に入射される。係る液晶フィルタ5におい
ては高密度ディスク検出の場合、電極201、203に
電界を加えないため(図3(a))、前記平行ビ−ムは
上記液晶フィルタ5内で偏光方向が全て90度回転し偏
光ビームスプリッタ4に送られる。かかる偏光ビ−ムス
プリッタ4では、入射された平行ビ−ムは全て透過し、
4分の1波長板6を通じ対物レンズ7に送られる(半導
体レーザの偏光方向は電界が印加されていない液晶フィ
ルタ5を透過した後、偏光ビームスプリッタ4を実線の
如く透過するように設置されている)。前記対物レンズ
7においては平行ビームを集光し光ディスク1に記録さ
れている高密度の情報ピットに照射される。照射された
光は反射し、反射光は、偏光ビームスプリッタ4により
分離され光検出器8側に光路を変え、レンズ9で集光さ
れ光検出器8により検出される。
【0012】光ディスク1が低密度情報ピットが記録さ
れたディスクで、係るディスクの情報ピットを検出する
場合においても、半導体レーザ2から出射された光ビー
ムは最初に液晶フィルタ5を透過する。しかし前記液晶
フィルタ5では電極201、203に電界を加えるた
め、透明の電極のない図4(a)のA領域を透過した光
ビームの偏光方向は90度回転するが、電極のある部分
(図4(a)のB領域)を透過した光の偏光方向が変化
しない(図4(b))。このため光ビ−ムが偏光ビ−ム
スプリッタ4を通過するとB領域を透過した光は図1の
点線のごとく反射するが、A領域を通過した光ビームは
偏光ビ−ムスプリッタ4を透過し90度偏光されたもの
が対物レンズ7に到達する。
【0013】上記原理により対物レンズ7に入射する光
の領域は前記高密度ディスク検出の場合よりも狭くなる
ため、数1によれば集光位置からの拡がり角θも小さく
なり、対物レンズ7の開口数NAも小さくなる(図
5)。
【0014】
【数1】
【0015】対物レンズ7の開口数NAが小さくなれば
数2より集光スポット径dは大きくなる。
【0016】
【数2】
【0017】Kは定数、λは半導体レーザの波長 対物レンズ7から照射される光ビームの集光スッポット
径dが大きくなることで、低密度ディスクの情報ピット
を最適に検出することができる。よって、第1の実施例
の光学ヘッドによれば、1つのピックアップにより、高
密度ディスクの情報ピットと低密度ディスクの情報ピッ
トとを検出することができる。
【0018】次に本発明の第2実施例について特に図6
ないし図8を参照しながら詳述する。図6は第2実施例
に用いられる光学ヘッド、図7は第2の実施例に用いら
れる液晶フィルタの構造を説明する模式図、図8は光デ
ィスク上で集光される光ビームの強度分布図である。図
において前述の第1の実施例の場合と共通の部品につい
ては同一図番を用いるため説明を省略する。図番601
は液晶フィルタで、図7(a)(b)の平面図のように
光ビームの入射領域がC領域とD領域に分割されてい
る。またかかる液晶フィルタ601は図7(c)の断面
図のように図番702の液晶材料と、前記液晶材料70
2をはさんで図番703の円盤上の透明電極と701の
液晶フィルタ上面のC領域のみに配置された透明電極に
より構成されている。図番602は図8における光ビー
ムのサイドロ−ブを遮蔽し、メインロ−ブのみを通過さ
せるピンホール板である。
【0019】さて、第2実施例の光ヘッドの動作につい
て説明する。液晶フィルタ601のC領域に電界を印加
した場合(図7(b))、半導体レーザ2から発せられ
た光ビームは液晶フィルタ601に入射する。前記液晶
フィルタ601のD領域に入射した光ビームは偏光方向
を90度回転させ出射され、C領域に入射した光ビーム
は偏光方向を変えずに出射される。C領域を通過した光
は偏光ビームスプリッタ4により反射され、D領域を通
過した光のみが偏光ビームスップリッタ4を透過する。
このことで、対物レンズ7には、C領域が欠落したリン
グ状の光ビームが入射される。かかる光ビームは対物レ
ンズ7により集光され、光ディスク1に照射される。こ
の時、光ディスク1に照射される微小スポットの強度分
布は図8のような実線のメインロ−ブとサイドロ−ブを
持つ光強度分布の波形となる。図8のような実線の光強
度分布の波形はリング状の光を集光した場合に一般的に
起こるものとしてよく知られたものである。
【0020】図8の実線の光強度分布を持つ微小スポッ
トは液晶フィルタを使用しない通常の光学ヘッドで集光
された図8の破線で示す光強度分布の微小スポットより
も絞れたものとなっている。以って、図6の光学ヘッド
は同じ波長のレーザを用いた通常の光学ヘッドよりも高
密度の光ディスクの微小ピットを検出することができ
る。
【0021】上述の第2実施例で光ディスク1に照射さ
れた光は反射され、レンズ9によりピンホール板602
上で一旦集光され、サイドロ−ブはピンホール板602
上で遮断されメインビームのみがピンホール板602上
のピンホールを通過し光検出器8により検出される。上
記第1実施例の光学ヘッドと第2実施例の光学ヘッドを
組み合わせることにより複数種類の記録密度の光ディス
クの情報を検出できる。また、液晶フィルタに複数輪切
りにされた電極を設置することによっても、複数種類の
記録密度の光ディスクの情報を検出できる。
【0022】上記実施例においては液晶フィルタの形状
は円盤状に規定したが、楕円状でも四角状でもよい。
【0023】
【発明の効果】本発明によれば、対物レンズに入射する
光ビームの形状及び大きさを任意に変更できる。 また、
本発明によれば、対物レンズの実効的開口数を小さくす
ることができる。 また、本発明によれば、光ディスクに
照射する光ビームの集光スポット径を1つの光学ヘッド
により複数種類選択できるので、1つの光学ヘッドによ
り複数種類の記録密度の光ディスクの情報ピットを良好
に検出することができる。また、本発明によれば、波長
の長い半導体レーザを使用しても、高密度ディスクの情
ピットを検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例の構成を示す模式図であ
る。
【図2】第1実施例に係る液晶フィルタの断面図であ
る。
【図3】第1実施例に係る液晶フィルタ電界OFF時の
動作説明図である。
【図4】第1実施例に係る液晶フィルタ電界ON時の動
作説明図である。
【図5】第1実施例に係る対物レンズの動作説明図であ
る。
【図6】本発明の第2実施例の構成を示す模式図であ
る。
【図7】第2実施例に係る液晶フィルタの構成図であ
る。
【図8】第2実施例に係る集光スポット径の光強度分布
を示す図である。
【符号の説明】
1 光ディスク 2 半導体レーザ 3 コリメ−タレンズ 4 偏光ビームスプリッタ 5 液晶フィルタ 7 対物レンズ

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 情報が記録されている光学式記録媒体に
    光ビームを照射して、前記光学式記録媒体からの反射光
    を検出する光学ヘッドにおいて、 光ビームを出射する半導体レーザと、 2つの対向する透明電極で液晶材料をはさみ、両透明電
    極間に加える電圧により前記半導体レーザからの光の偏
    光方向を選択的に変更して透過させる液晶フィルタと、 該液晶フィルタからの透過光の径を偏光方向に応じて選
    択的に変える偏光選択手段と、 該偏光選択手段からの透過光を光学式記録媒体に集光さ
    せる対物レンズとを、 具備し、 前記液晶フィルタは、前記対物レンズと分離されている
    とともに、前記半導体レーザと前記偏光選択手段との間
    に配置されていることを特徴とする光学ヘッド。
  2. 【請求項2】 前記偏光選択手段は、光ビームの内周部
    のみを前記対物レンズに入射させる、 ことを特徴とする請求項1記載の光学ヘッド。
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