JP3110274B2 - 光ヘッド - Google Patents

光ヘッド

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JP3110274B2
JP3110274B2 JP07046930A JP4693095A JP3110274B2 JP 3110274 B2 JP3110274 B2 JP 3110274B2 JP 07046930 A JP07046930 A JP 07046930A JP 4693095 A JP4693095 A JP 4693095A JP 3110274 B2 JP3110274 B2 JP 3110274B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は高密度記録用の超解像光
ヘッドに係わり、詳細には収束ビームのフリンジを低減
し、過渡応答特性を向上させた光ヘッドに関する。
【0002】
【従来の技術】コンピュータ等の情報処理装置に使用さ
れる磁気ディスクの高速アクセス性と、光ディスクの特
徴とする記憶容量の大きさの双方を兼ね備えた外部記憶
装置が求められており、その研究が急速に進展してい
る。このような次世代の外部記憶装置としては、高速転
送レート、高速ランダムアクセスならびに大容量という
条件を満たし、かつ媒体の保存に優れ、非接触で媒体の
耐久性に優れたものという観点から光記録を使用する光
ディスクが有望となっている。
【0003】図4は、従来の光ヘッドにおける収束ビー
ムと対物レンズの開口との関係を表わしたものである。
レーザ11から出力されたレーザビーム12は、コリメ
ータレンズ13に入射し、平行光となる。この平行光は
対物レンズ14に到達し、図示しない光ディスク等の焦
点位置15に収束する。
【0004】ところで、対物レンズ14の射出瞳の直径
1 は、コリメータレンズ13を通過した後のコリメー
トビームの直径D2 の90%以下となるように設定され
るのが通常である。一例として、コリメータレンズ13
の焦点距離を12.5mmとし、その開口数を0.21
6とする。このとき、コリメートビームの直径D2
5.4mmとなる。一方、対物レンズ14の焦点距離が
4.1mmでその開口数が0.55であるとする。この
場合の対物レンズ14の開口瞳直径D1 は4.51mm
である。この例の場合、コリメートビームの直径D2
対する開口瞳直径D1 の比は83.5%となる。
【0005】図5は、対物レンズで収束した光ビームの
強度分布を表わしたものである。図で破線21は対物レ
ンズの開口瞳の直径D1 とコリメートビームの直径D2
を同一にしたときの収束ビームの強度分布を表わしてい
る。また、実線22は例示したようにこれらの比を8
3.5%としたときの収束ビームの形状を表わしたもの
である。強度の強いメインとなる波形部分22Aに着目
すると、明らかに後者の実線22で示したe-2のビーム
直径の方が小さくなる。すなわち、焦点面に高密度で情
報を記録したり再生するときには、後者の収束ビームが
より有効となる。ただし、後者の光ビームの場合には、
収束ビームの第1フリンジ22Bが周囲にリング状に存
在する。この第1フリンジ22Bの部分の直径はかえっ
て大きなものとなる。
【0006】図6は、このフリンジの部分による光ヘッ
ドの特性の劣化を防止するために、特開昭62−147
401号公報にも提案されているようなアポダイジェイ
ションフィルタを配置した光ヘッドの光学系の要部を表
わしたものである。レーザ31とコリメータレンズ32
の間には、アポダイジェイション(abodization )フィ
ルタ33が配置されている。アポダイジェイションフィ
ルタ33は、光ビームにおけるその周辺部が通過する量
を低減させるようなフィルタである。
【0007】この図6では、アポダイジェイションフィ
ルタ33が存在する場合としない場合のこのフィルタの
配置された位置での光ビームの強度分布35も併せて示
している。一点鎖線36はアポダイジェイションフィル
タ33の中心とコリメータレンズ32の中心を結ぶ光軸
を示している。アポダイジェイションフィルタ33によ
って遮光された部分に対応する箇所は、領域36で示し
たように光ビームがカットされる。この図ではアポダイ
ジェイションフィルタ33によって光ビームが所定の半
径位置から光ビームの透過率を急激に変化させるように
示しているが、実際にはグラジュアル(gradual )応答
のフィルタが使用される。
【0008】図7は、グラジュアル応答のアポダイジェ
イションフィルタを使用した場合とフィルタを使用しな
かった場合の図6に示したフィルタ面における光量分布
を示したものである。アポダイジェイションフィルタ3
3を使用しなかった場合、光ビームは一点鎖線41で示
すような光量分布を示す。グラジュアル応答のアポダイ
ジェイションフィルタ33は、実線42で示すように光
軸付近で光ビームの透過率が最大であり、光軸から離れ
るに従って透過率が低下する。この結果、アポダイジェ
イションフィルタ33を通過した光ビームは、点線43
で示すようによりシャープな光量分布となる。
【0009】図8は、アポダイジェイションフィルタを
使用した場合の光ヘッドの焦点面における収束ビームの
強度分布を表わしたものである。アポダイジェイション
フィルタ33を使用しない光ヘッドでは、実線51で示
したような強度分布を示す。これは図5で説明したよう
に第1フリンジのピーク値52がかなりの強度レベルで
存在する。
【0010】一方、アポダイジェイションフィルタ33
を使用した場合には、図で点線53で示したような強度
分布を示すようになる。すなわち、e-2のビーム径自体
は実線51で示したタイプの光ヘッドよりも大きくなる
が、第1フリンジのピーク値54は特に目立たなくな
る。この結果、アポダイジェイションフィルタ33を使
用した光ヘッドは、光学変調特性と位相変調特性が良好
になり、ビットエラーレートが減少して結果的に高密度
記録に適することになる。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】このようにアポダイジ
ェイションフィルタを使用すると、高密度記録に適した
光ヘッドを作成することができる。しかしながら、グラ
ジュアルに透過率の変化するアポダイジェイションフィ
ルタは、特殊な蒸着フィルタをガラス板の前に配置して
成膜する必要があった。このため、図7に実線42で示
したようなグラジュアルな透過率曲線のアポダイジェイ
ションフィルタを安定して製作することが困難であっ
た。
【0012】そこで本発明の目的は、グラジュアルな透
過率曲線を有し均一な品質のアポダイジェイションフィ
ルタを簡易に製作できる光ヘッドを提供することにあ
る。
【0013】本発明の他の目的は、収束ビームの第1フ
リンジの光強度を安定して低減することができ、ビット
エラーレートの減少を図ることのできる光ヘッドを提供
することにある。
【0014】
【0015】
【0016】
【課題を解決するための手段】本発明では、(イ)レー
ザビームの発生源と、(ロ)この発生源から出力された
レーザビームを入射して平行光とするコリメータレンズ
と、(ハ)この平行光を情報の記録箇所に収束させる対
物レンズと、(ニ)発生源とコリメータレンズの間に配
置され、その表面にレーザビームの径方向に一定の方向
を有する回折格子を配置し、光軸中心からレーザビー
ムの周辺方向に向かって、配置された回折格子同士の
間隔に対する回折格子の幅の割合が増加するように前記
した間隔を設定して周辺方向に向かって透過率が低下す
るようにしたアポダイジェイションフィルタとを光ヘッ
ドに具備させる。
【0017】すなわち本発明では、レーザビームをコリ
メータレンズに入射させる手前にアポダイジェイション
フィルタを配置する構成とし、アポダイジェイションフ
ィルタは光軸中心から光ビームの周辺方向に向かって単
位面積当たりの入射光に対する回折0次光の割合が減少
するような回折格子から構成されていることを特徴とし
ている。すなわちレーザビームの周辺ほど0次以外の回
折光の量が増えることで、結果的に周辺方向に向かって
透過率が低下するグラジュアルな透過率曲線を有するア
ポダイジェイションフィルタを構成することにしてい
る。このアポダイジェイションフィルタは回折格子によ
って形成されるので、均一な品質のフィルタとすること
ができる。
【0018】また、アポダイジェイションフィルタは入
射する光の強度分布の50%強度以内のビーム直径で回
折格子を配置しないことを特徴としている。これは、レ
ーザビーム等の光ビームの中心部の減衰を抑えるように
するためである。
【0019】請求項および請求項記載の発明では、
この光ヘッドが情報の記録用や読み出し用に使用可能で
あることを明示している。
【0020】
【実施例】以下実施例につき本発明を詳細に説明する。
【0021】図1は、本発明の一実施例における光ヘッ
ドの構成の概要を表わしたものである。この光ヘッドの
レーザ61から発散された光ビームは、アポダイジェイ
ションフィルタ62を経てコリメータレンズ63に到達
する。コリメータレンズ63を出た光軸に平行な光ビー
ムは対物レンズ64に到達し、回転中心位置66を中心
として回転する光ディスク67の所定のトラック68に
配置された所望の記録マーク69上に収束する。
【0022】ところで、本実施例のアポダイジェイショ
ンフィルタ62は、円形のトラック68の光ビームが照
射される位置における接線方向71に対してフィルタと
しての効果がでるように、透過光のビーム強度曲線の最
適化を図っている。すなわち、アポダイジェイションフ
ィルタ62にはピッチPで回折格子73が配置されてい
るが、これによる透過光の強度変化はこの接線方向71
で生じるように格子の方向が設定されており、同一トラ
ック68の隣接する記録マーク69間でビットエラーが
生じにくいようにしている。
【0023】アポダイジェイションフィルタ62は、そ
の回折格子73のピッチPの間隔を光ビームの半径位置
に対して変化させ、通過する光ビームの光量を変化させ
るようにしている。今、ビームが偏向しない回折0次光
をI0 とし、回折1次光をI 1 とする。分配比をεは、
回折格子73の山と谷の間隔を決定する回折格子幅をt
とすると、次の(1)式で表わすことができる。 ε=t/P ……(1)
【0024】また、光量分布I1 /I0 は、次の(2)
式で表わされる。 I1 /I0 =2sin (πε)/π2 〔1−2ε(1−ε)〕 ……(2)
【0025】図2は、アポダイジェイションフィルタの
回折格子のピッチPと回折格子幅tの比率としての分配
比ε(デューティ)を変化させたときの1次光と0次光
の光量比を数値とグラフで表わしたものである。この図
から分かるように、一定した回折格子幅tに対してピッ
チPの値が減少すると、これに伴って光軸に平行に直進
する回折0次光I0 が減少し、1次回折光が増してく
る。
【0026】したがって、回折格子幅tが一定の場合、
アポダイジェイションフィルタ62における光軸から離
れる方向にピッチPを次第に狭めるように配置していく
ことで、光軸から離れるほど直進すべき光ビームの量が
減少し、従来と同様なグラジュアルな透過率曲線を実現
することができる。
【0027】ただし本実施例のアポダイジェイションフ
ィルタ62では、レーザ光の強度分布の50%強度相当
のビーム直径75よりも小さな領域には回折格子73を
設けていない。これは光軸周辺の光ビームがアポダイジ
ェイションフィルタ62によって光量が減衰するのを極
力防止するためである。
【0028】図3は、本実施例のアポダイジェイション
フィルタを使用した光ヘッドによるビットエラーレート
特性を、アポダイジェイションフィルタを使用しない従
来の光ヘッドと対比して示したものである。この図で縦
軸はビットエラーレートを示しており、横軸は記録ビッ
ト長を表わしている。ここではレーザ61(図1)によ
るレーザ光の波長を680nmとし、対物レンズ64の
開口数NAを0.55としている。
【0029】曲線81は、アポダイジェイションフィル
タを使用しない従来の光ヘッドの特性を示し、曲線82
はアポダイジェイションフィルタ62を使用した本実施
例の光ヘッドの特性を示している。これらは共に従来の
収束ビームを使用して記録を行い、再生は3値−4状態
のビタビ復号を行った場合のビットエラーレート特性を
示したものである。ビットエラー限界を3×10-5とす
ると、曲線81で示すように従来の光ヘッドでは記録ビ
ット長が0.325μm/bitが限界となり、これよ
りも記録ビット長が長い必要があった。
【0030】これに対して本実施例の光ヘッドを使用す
ると、曲線82で示すように記録ビット長の限界は0.
315μm/bitとなる。これは、光学変調度特性に
対する位相変調度が改善された結果であり、記録ビット
長の限界が1.03倍だけ改善されたことになる。この
ようにレーザ波長と対物レンズの開口数が決定された場
合で、しかも再生における3値−4状態のビタビ復号と
いった極限に近い再生信号処理において、更に3%もの
記録線密度の改善が可能になる。
【0031】なお、以上説明した実施例の光ヘッドで
は、回折格子幅tが一定で回折格子のピッチPが光軸か
らの距離に応じて変化するようなアポダイジェイション
フィルタを使用したが、回折格子のピッチPが変化する
ものや、双方が分配比εを全体的に変化させるように互
いに変化するものであってもよい。
【0032】また、実施例ではアポダイジェイションフ
ィルタ62におけるレーザ光の強度分布の50%強度相
当のビーム直径75よりも小さな領域には回折格子73
を設けないことにしたが、この領域の境界は他の閾値を
設けて設定してもよいし、場合によってはアポダイジェ
イションフィルタ62の全面に回折格子を設定すること
も可能である。
【0033】
【発明の効果】以上説明したように発明によれば、レ
ーザビーム等の光ビームをコリメータレンズに入射させ
る手前に回折格子型のアポダイジェイションフィルタを
配置する構成とし、光ビームの周辺ほど0次以外の回折
光の量が増えるようにした。このように本発明ではアポ
ダイジェイションフィルタを回折格子によって形成する
ので、周辺方向に向かって透過率が低下する均一な品質
のフィルタとすることができ、製造の安定化を図ること
ができる。また、透過率曲線を所望の形に設定すること
ができるので、収束ビームの第1フリンジの光強度を安
定して低減することができ、ビットエラーレートの減少
を図ることができる。
【0034】また、発明によれば、レーザ光等の光ビ
ームの強度分布の50%強度相当のビーム直径よりも小
さな領域には回折格子を設けず光ビームをそのまま透過
させるようにしたので、光軸周辺の光ビームの光量が減
衰するのを極力防止することができ、光ビームの有効な
活用を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例における光ヘッドの光学系の
概要を表わした概略構成図である。
【図2】アポダイジェイションフィルタの回折格子のピ
ッチPと回折格子幅tの比率を変化させたときの1次光
と0次光の光量比を数値とグラフで表わした説明図であ
る。
【図3】本実施例の光ヘッドによるビットエラーレート
特性をアポダイジェイションフィルタを使用しない従来
の光ヘッドと対比して示した特性図である。
【図4】従来の光ヘッドにおける収束ビームと対物レン
ズの開口との関係を表わした説明図である。
【図5】図4に示した従来の光ヘッドの対物レンズで収
束した光ビームの強度分布を表わした特性図である。
【図6】アポダイジェイションフィルタを配置した従来
の光ヘッドの光学系の要部を表わした説明図である。
【図7】グラジュアル応答のアポダイジェイションフィ
ルタを使用した場合と使用しなかった場合の光量分布を
示した特性図である。
【図8】アポダイジェイションフィルタを使用した場合
の光ヘッドの焦点面における収束ビームの強度分布を表
わした特性図である。
【符号の説明】
61 レーザ 62 アポダイジェイションフィルタ 63 コリメータレンズ 64 対物レンズ 67 光ディスク 68 トラック 69 記録マーク 73 回折格子 75 レーザ光の強度分布の50%強度相当のビーム直
径 P ピッチ t 回折格子幅 I0 回折0次光 I1 回折1次光 ε 分配比
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−6638(JP,A) 特開 平5−144073(JP,A) 特開 昭62−147401(JP,A) 特開 昭63−222340(JP,A) 特開 平6−186504(JP,A) 特開 昭63−205828(JP,A) 特開 昭63−268139(JP,A) 特開 平5−20397(JP,A) 特開 平2−267744(JP,A) 特開 平8−147754(JP,A) 実開 昭63−113220(JP,U)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】レーザビームの発生源と、この発生源から
    出力されたレーザビームを入射して平行光とするコリメ
    ータレンズと、この平行光を情報の記録個所に収束させ
    る対物レンズと、前記発生源とコリメータレンズの間に
    配置され、その表面にレーザビームの径方向に一定方向
    を有する回折格子を配置し、光軸中心からレーザビー
    ムの周辺方向に向かって、配置された回折格子同士の
    間隔に対する回折格子の幅の割合が増加するように前記
    間隔を設定して周辺方向に向かって透過率が低下するよ
    うにしたアポダイジェイションフィルタとを具備し、該
    アポダイジェイションフィルタは入射する光の強度分布
    の50%強度以内のビーム直径で回折格子を配置しない
    ことを特徴とする光ヘッド。
  2. 【請求項2】前記記録箇所に情報の書き込みを行うこと
    を特徴とする請求項1記載の光ヘッド。
  3. 【請求項3】前記記録箇所に記録された情報の読み出し
    を行うことを特徴とする請求項1記載の光ヘッド。
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005317118A (ja) * 2004-04-28 2005-11-10 Sankyo Seiki Mfg Co Ltd 光ヘッド装置
US8085289B1 (en) * 2008-02-04 2011-12-27 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Reducing side lobes within optical irradiance distributions used to selectively expose photosensitive surface

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02267744A (ja) * 1989-04-07 1990-11-01 Sanyo Electric Co Ltd 光学ヘッド装置
JPH0520397A (ja) * 1991-07-15 1993-01-29 Shikoku Nippon Denki Software Kk 改造箇所指摘装置
JPH08147754A (ja) * 1994-11-24 1996-06-07 Hitachi Ltd 光ヘッド装置

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