JP3514708B2 - 光ピックアップ装置 - Google Patents
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- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B11/00—Recording on or reproducing from the same record carrier wherein for these two operations the methods are covered by different main groups of groups G11B3/00 - G11B7/00 or by different subgroups of group G11B9/00; Record carriers therefor
- G11B11/10—Recording on or reproducing from the same record carrier wherein for these two operations the methods are covered by different main groups of groups G11B3/00 - G11B7/00 or by different subgroups of group G11B9/00; Record carriers therefor using recording by magnetic means or other means for magnetisation or demagnetisation of a record carrier, e.g. light induced spin magnetisation; Demagnetisation by thermal or stress means in the presence or not of an orienting magnetic field
- G11B11/105—Recording on or reproducing from the same record carrier wherein for these two operations the methods are covered by different main groups of groups G11B3/00 - G11B7/00 or by different subgroups of group G11B9/00; Record carriers therefor using recording by magnetic means or other means for magnetisation or demagnetisation of a record carrier, e.g. light induced spin magnetisation; Demagnetisation by thermal or stress means in the presence or not of an orienting magnetic field using a beam of light or a magnetic field for recording by change of magnetisation and a beam of light for reproducing, i.e. magneto-optical, e.g. light-induced thermomagnetic recording, spin magnetisation recording, Kerr or Faraday effect reproducing
- G11B11/10532—Heads
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、コンパクトディス
ク、レーザディスクなどの再生専用型光ディスクの再生
を行なう光学的再生装置または追記型、書換可能型など
の光ディスクに記録再生を行なう光学的記録再生装置に
おいて使用される光ピックアップ装置に関する。
ク、レーザディスクなどの再生専用型光ディスクの再生
を行なう光学的再生装置または追記型、書換可能型など
の光ディスクに記録再生を行なう光学的記録再生装置に
おいて使用される光ピックアップ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に記録媒体の記録面上に光ビームを
集光させる対物レンズの瞳面での光量分布は、集光する
スポット径に大きな影響を与え、光学式ピックアップ装
置の性能を左右する。
集光させる対物レンズの瞳面での光量分布は、集光する
スポット径に大きな影響を与え、光学式ピックアップ装
置の性能を左右する。
【０００３】形成されるスポット径は対物レンズの開口
数（ＮＡ）、光の発振波長λおよびレンズ端光強度（Ri
m Intensity中心強度に対する端光強度の割合）に依存
することが知られており、たとえばＲｉｍ＝１．０（レ
ンズ入射強度が面内で均一）の場合、中心強度の１／ｅ
2以上の強度を持つ集光ビーム半径をｒとすると、半径
ｒは、下記の数式（１）により表わされる。
数（ＮＡ）、光の発振波長λおよびレンズ端光強度（Ri
m Intensity中心強度に対する端光強度の割合）に依存
することが知られており、たとえばＲｉｍ＝１．０（レ
ンズ入射強度が面内で均一）の場合、中心強度の１／ｅ
2以上の強度を持つ集光ビーム半径をｒとすると、半径
ｒは、下記の数式（１）により表わされる。
【０００４】ｒ＝０．４１λ／ＮＡ…（１）
そのため、ビームスポット径を小さくするには、光の発
振波長λを小さく、対物レンズのＮＡを大きくする必要
がある。
振波長λを小さく、対物レンズのＮＡを大きくする必要
がある。
【０００５】さらに、上記数式（１）はＲｉｍ＝１のと
きに成立する関係式であって、Ｒｉｍが１．０より小さ
くなると、ビームスポット径は数式（１）よりも大きく
なることも一般によく知られている。
きに成立する関係式であって、Ｒｉｍが１．０より小さ
くなると、ビームスポット径は数式（１）よりも大きく
なることも一般によく知られている。
【０００６】そのため、ビームスポット径を小さくする
には、レンズ端光強度（Ｒｉｍ）を大きくしてレンズ入
射光の強度分布も周辺部まで均一にすることが望ましい
とされている。
には、レンズ端光強度（Ｒｉｍ）を大きくしてレンズ入
射光の強度分布も周辺部まで均一にすることが望ましい
とされている。
【０００７】また、光ピックアップとしては光源からの
照射光をできるだけ損失なく対物レンズにカップリング
することが望ましい。
照射光をできるだけ損失なく対物レンズにカップリング
することが望ましい。
【０００８】ところが、カップリング効率を大きくする
とレンズ端光強度（Ｒｉｍ）が小さくなり、図５（ｄ）
に示す光量分布となる。このとき、瞳面上光量分布は図
５（ｅ）のように、瞳径内の中央部に対する周辺部の光
量比が低くなる。この場合、図５（ｆ）のように記録媒
体の記録面に集光される光スポットの径が大きくなって
しまい、高周波領域でのＭＴＦ（モジュレーション・ト
ランスファー・ファンクション）が低下する。すなわ
ち、再生に必要な分解能が低下する。
とレンズ端光強度（Ｒｉｍ）が小さくなり、図５（ｄ）
に示す光量分布となる。このとき、瞳面上光量分布は図
５（ｅ）のように、瞳径内の中央部に対する周辺部の光
量比が低くなる。この場合、図５（ｆ）のように記録媒
体の記録面に集光される光スポットの径が大きくなって
しまい、高周波領域でのＭＴＦ（モジュレーション・ト
ランスファー・ファンクション）が低下する。すなわ
ち、再生に必要な分解能が低下する。
【０００９】従来光ピックアップでは再生に必要な分解
能の低下を防ぐために、レンズ端光強度（Ｒｉｍ）があ
る程度大きくなるよう光学系を構成する。これにより、
図５（ａ）に示すようにカップリング効率はある程度低
くなるが、瞳面上光量分布は、図５（ｂ）のとおり瞳径
内の中央部に対するその周辺部の光量比が高くなるの
で、光量分布はほぼ均一となる。したがって、図５
（ｃ）のように記録媒体の記録面に集光される光スポッ
トの径は小さくなり、再生に必要な分解能が高くなる。
能の低下を防ぐために、レンズ端光強度（Ｒｉｍ）があ
る程度大きくなるよう光学系を構成する。これにより、
図５（ａ）に示すようにカップリング効率はある程度低
くなるが、瞳面上光量分布は、図５（ｂ）のとおり瞳径
内の中央部に対するその周辺部の光量比が高くなるの
で、光量分布はほぼ均一となる。したがって、図５
（ｃ）のように記録媒体の記録面に集光される光スポッ
トの径は小さくなり、再生に必要な分解能が高くなる。
【００１０】このように、光ピックアップでは可能な限
りカップリング効率を落とし、レンズ端光強度（Ｒｉ
ｍ）を大きくすることにより瞳径内の光量分布を比較的
平坦にでき、記録媒体の記録面上での光スポットが最良
になるようにしている。
りカップリング効率を落とし、レンズ端光強度（Ｒｉ
ｍ）を大きくすることにより瞳径内の光量分布を比較的
平坦にでき、記録媒体の記録面上での光スポットが最良
になるようにしている。
【００１１】ところが、上記光学系においてディスクへ
の光の偏光方向を考慮した場合、特にディスク入射面に
垂直な偏光光（Ｓ偏光）はディスクへの入射角が大きく
なるほどフレネル反射と呼ばれる反射光が発生しやすく
なり、ディスク内へ透過する光が損失する。
の光の偏光方向を考慮した場合、特にディスク入射面に
垂直な偏光光（Ｓ偏光）はディスクへの入射角が大きく
なるほどフレネル反射と呼ばれる反射光が発生しやすく
なり、ディスク内へ透過する光が損失する。
【００１２】特に、対物レンズで絞った光をディスクに
入射させた場合、対物レンズ外周からの光ほどディスク
への入射角が大きくなり、最外周部からの光ではレンズ
ＮＡ相当の入射角（Ｓｉｎ-1（ＮＡ））となる。
入射させた場合、対物レンズ外周からの光ほどディスク
への入射角が大きくなり、最外周部からの光ではレンズ
ＮＡ相当の入射角（Ｓｉｎ-1（ＮＡ））となる。
【００１３】このためディスク透過光は外周にいくほど
損失が大きくなり、実質のＲｉｍが小さくなることにな
る。
損失が大きくなり、実質のＲｉｍが小さくなることにな
る。
【００１４】ディスク表面には従来反射防止膜などはコ
ストなどの問題のため施されておらず、対物レンズから
の光はディスク表面での反射の影響が大きく、その反射
率は光の偏光方向によって異なる。
ストなどの問題のため施されておらず、対物レンズから
の光はディスク表面での反射の影響が大きく、その反射
率は光の偏光方向によって異なる。
【００１５】一般に反射防止膜が塗布されていないガラ
ス材の反射面は光の入射角と偏光方向により異なること
が知られている。図７に、ｎ＝１．５１の屈折率を持つ
ディスク基板に対して発振波長６５５ｎｍの光が入射し
たときの反射率と入射角度の関係を示す。
ス材の反射面は光の入射角と偏光方向により異なること
が知られている。図７に、ｎ＝１．５１の屈折率を持つ
ディスク基板に対して発振波長６５５ｎｍの光が入射し
たときの反射率と入射角度の関係を示す。
【００１６】図より明らかなように、入射角が大きくな
るにつれ反射率は増大するとともにディスク基板に対し
てＳ偏光の光の方がＰ偏光の光より高い反射率を示して
いる。
るにつれ反射率は増大するとともにディスク基板に対し
てＳ偏光の光の方がＰ偏光の光より高い反射率を示して
いる。
【００１７】図６は、従来の光学式情報記録再生装置で
ある光磁気ディスク記録再生装置の光学ピックアップ装
置の具体的構成を示している。
ある光磁気ディスク記録再生装置の光学ピックアップ装
置の具体的構成を示している。
【００１８】図６のコリメータレンズ５は、半導体レー
ザ１から出射した６５５ｎｍの波長の光ビームを平行光
にし、対物レンズ８は、ＮＡが０．４７の集光レンズで
あって、光ビームを光磁気ディスク９の記録面に集光さ
せる。
ザ１から出射した６５５ｎｍの波長の光ビームを平行光
にし、対物レンズ８は、ＮＡが０．４７の集光レンズで
あって、光ビームを光磁気ディスク９の記録面に集光さ
せる。
【００１９】以上の構成に基づいて、従来の光学式情報
記録再生装置の動作を説明する。半導体レーザ１から出
射した光ビームは、コリメータレンズ５によって平行光
とされた後、対物レンズ８によって光磁気ディスク９の
記録面上に集光される。このとき、光ピックアップでは
可能な限りカップリング効率を落とし、レンズ端光強度
（Ｒｉｍ）をできるだけ小さくすることにより瞳径内の
光量分布を比較的平坦にし、記録媒体の記録面上での光
スポットが最良になるようにしている。
記録再生装置の動作を説明する。半導体レーザ１から出
射した光ビームは、コリメータレンズ５によって平行光
とされた後、対物レンズ８によって光磁気ディスク９の
記録面上に集光される。このとき、光ピックアップでは
可能な限りカップリング効率を落とし、レンズ端光強度
（Ｒｉｍ）をできるだけ小さくすることにより瞳径内の
光量分布を比較的平坦にし、記録媒体の記録面上での光
スポットが最良になるようにしている。
【００２０】対物レンズ８の出射光の光ディスク９に入
射する入射角θは対物レンズ外周にいくほど大きくなる
が、ＮＡが０．４７の場合θは最大Ｓｉｎ-1（０．４
７）＝２８度程度で図７のグラフからわかるようにディ
スク表面での反射はＰ，Ｓ偏光の違いでほとんど変わら
ず、その反射率も極めて小さい。
射する入射角θは対物レンズ外周にいくほど大きくなる
が、ＮＡが０．４７の場合θは最大Ｓｉｎ-1（０．４
７）＝２８度程度で図７のグラフからわかるようにディ
スク表面での反射はＰ，Ｓ偏光の違いでほとんど変わら
ず、その反射率も極めて小さい。
【００２１】そのため、ディスクへの光入射でのロスは
ほとんどなく、Ｒｉｍはほぼ設計どおりで集光する。
ほとんどなく、Ｒｉｍはほぼ設計どおりで集光する。
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】ところが、たとえば現
在開発が進んでいる高密度光磁気ディスク記録再生装置
は、対物レンズの高ＮＡ化とレーザダイオードの短波長
化により小スポット化を図っている。このため、対物レ
ンズのＮＡはたとえば０．６５以上のものを採用するこ
とが検討されている。
在開発が進んでいる高密度光磁気ディスク記録再生装置
は、対物レンズの高ＮＡ化とレーザダイオードの短波長
化により小スポット化を図っている。このため、対物レ
ンズのＮＡはたとえば０．６５以上のものを採用するこ
とが検討されている。
【００２３】このとき、対物レンズの出射光のディスク
に入射する入射角θは最大Ｓｉｎ-1（０．６５）＝４
０．５度程度となり、図７のグラフからもわかるように
ディスク表面での反射はＰ，Ｓ偏光の違いで大きく異な
り、特にＳ偏光の光の反射率が大きくなる。
に入射する入射角θは最大Ｓｉｎ-1（０．６５）＝４
０．５度程度となり、図７のグラフからもわかるように
ディスク表面での反射はＰ，Ｓ偏光の違いで大きく異な
り、特にＳ偏光の光の反射率が大きくなる。
【００２４】そのため、ディスクへの光入射でＳ偏光の
ロスが大きくなり、ＲｉｍはＳ偏光方向に対して小さく
なり、その結果集光スポット径はＳ偏光方向に大きくな
ってしまうという問題があった。
ロスが大きくなり、ＲｉｍはＳ偏光方向に対して小さく
なり、その結果集光スポット径はＳ偏光方向に大きくな
ってしまうという問題があった。
【００２５】その結果、対物レンズのＮＡを上げたにも
かかわらず光ディスク内での集光スポットが所望の大き
さにならず、ディスクへの記録密度を上げられず、再生
信号も良好なものが得にくくなるという問題があった。
かかわらず光ディスク内での集光スポットが所望の大き
さにならず、ディスクへの記録密度を上げられず、再生
信号も良好なものが得にくくなるという問題があった。
【００２６】これは、特に光入射角の大きくなる高ＮＡ
タイプの対物レンズを使ったときに顕著に現れる。
タイプの対物レンズを使ったときに顕著に現れる。
【００２７】この対策として、特開平１１−３１３３７
号公報では、ディスク表面に反射防止膜を形成してい
る。しかし、これはコストアップになるとともに、ディ
スク入射光の入射角が０度からＳｉｎ-1（ＮＡ）度であ
るため、広域の入射角に対応する反射防止膜を形成する
必要があり膜作製が困難であるとともに、反射防止膜の
歩留まりを上げるのが困難であるという問題が生じる。
号公報では、ディスク表面に反射防止膜を形成してい
る。しかし、これはコストアップになるとともに、ディ
スク入射光の入射角が０度からＳｉｎ-1（ＮＡ）度であ
るため、広域の入射角に対応する反射防止膜を形成する
必要があり膜作製が困難であるとともに、反射防止膜の
歩留まりを上げるのが困難であるという問題が生じる。
【００２８】この発明は、上記のような課題を解決する
ためになされたものである。本発明の目的は、記録媒体
表面に反射防止膜を形成することなく、記録媒体におけ
る集光スポット径を所望の方向（記録媒体がディスクの
場合には半径方向やトラック方向）に小さく絞ることに
より、当該方向における高密度記録を可能とすることに
ある。
ためになされたものである。本発明の目的は、記録媒体
表面に反射防止膜を形成することなく、記録媒体におけ
る集光スポット径を所望の方向（記録媒体がディスクの
場合には半径方向やトラック方向）に小さく絞ることに
より、当該方向における高密度記録を可能とすることに
ある。
【００２９】
【００３０】
【課題を解決するための手段】本発明に係る光ピックア
ップ装置は、光発生手段と、光発生手段から出射された
光を記録媒体の記録面に集光させる対物レンズとを備
え、対物レンズに入射する光の波面の振動方向が、記録
媒体のトラック方向と同一方向である。なお、トラック
方向は、半径（ラジアル）方向と直交する方向である。
ップ装置は、光発生手段と、光発生手段から出射された
光を記録媒体の記録面に集光させる対物レンズとを備
え、対物レンズに入射する光の波面の振動方向が、記録
媒体のトラック方向と同一方向である。なお、トラック
方向は、半径（ラジアル）方向と直交する方向である。
【００３１】対物レンズの開口数（ＮＡ）は、０．６５
以上である。また、記録媒体におけるデータがピットに
より形成されていることが好ましい。また、記録媒体
は、相変化記録媒体であってもよく、光磁気記録媒体で
あってもよい。
以上である。また、記録媒体におけるデータがピットに
より形成されていることが好ましい。また、記録媒体
は、相変化記録媒体であってもよく、光磁気記録媒体で
あってもよい。
【００３２】対物レンズに入射する光の強度分布が楕円
状である場合には、楕円の長軸方向と上記振動方向が同
一方向であることが好ましい。
状である場合には、楕円の長軸方向と上記振動方向が同
一方向であることが好ましい。
【００３３】
【発明の実施の形態】（実施の形態１）以下に、本発明
の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、これら
の図において同一部品には同一番号を付している。
の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、これら
の図において同一部品には同一番号を付している。
【００３４】図１は、本発明の実施の形態１における光
ピックアップ装置の模式図であり、（ａ）は平面図、
（ｂ）および（ｃ）は側面図である。
ピックアップ装置の模式図であり、（ａ）は平面図、
（ｂ）および（ｃ）は側面図である。
【００３５】本実施の形態における光ピックアップ装置
は高ＮＡの対物レンズを採用し、特にディスク上にて集
光スポットのラジアル方向の径をできるだけ小さくし、
トラック幅をできるだけ狭くすることでディスク記録密
度を上げようとするものである。
は高ＮＡの対物レンズを採用し、特にディスク上にて集
光スポットのラジアル方向の径をできるだけ小さくし、
トラック幅をできるだけ狭くすることでディスク記録密
度を上げようとするものである。
【００３６】図１（ａ)において、光発生手段である半
導体レーザ１から出射された光は、第１の回折素子２に
よりディスク上にメインスポットと２つのサブスポット
を形成する０次光と±１次光の３つの光に分離される。
その後、第２の回折素子３を透過した後、ビームスプリ
ッタ４を透過しコリメータレンズ５によって平行光に変
換され、整形プリズム６により光が拡大され、立上げミ
ラー７を介して高ＮＡ（たとえばＮＡ：０．６５）の対
物レンズ８に入射し、記録媒体である光ディスク９内で
集光スポットを形成する。整形プリズム６では、コリメ
ータレンズ５により平行にされた直後の光の断面強度分
布の楕円の短軸方向を拡大し、理想的には真円形状にす
るのが望ましい。こうすることで、対物レンズで絞られ
たとき、集光ビーム形状は小さな真円形状にできる効果
がある。
導体レーザ１から出射された光は、第１の回折素子２に
よりディスク上にメインスポットと２つのサブスポット
を形成する０次光と±１次光の３つの光に分離される。
その後、第２の回折素子３を透過した後、ビームスプリ
ッタ４を透過しコリメータレンズ５によって平行光に変
換され、整形プリズム６により光が拡大され、立上げミ
ラー７を介して高ＮＡ（たとえばＮＡ：０．６５）の対
物レンズ８に入射し、記録媒体である光ディスク９内で
集光スポットを形成する。整形プリズム６では、コリメ
ータレンズ５により平行にされた直後の光の断面強度分
布の楕円の短軸方向を拡大し、理想的には真円形状にす
るのが望ましい。こうすることで、対物レンズで絞られ
たとき、集光ビーム形状は小さな真円形状にできる効果
がある。
【００３７】ただし整形プリズムによるビームの拡大で
は真円ではなくても最初の楕円形状より少しでも真円に
近づいた形状になっていれば、真円に近い形状でしかも
小さくなる効果がある。
は真円ではなくても最初の楕円形状より少しでも真円に
近づいた形状になっていれば、真円に近い形状でしかも
小さくなる効果がある。
【００３８】なお、整形プリズム６でコリメータレンズ
５により平行にされた直後の光断面強度分布の楕円の長
軸方向を縮小して、真円形状あるいは真円ではなくても
最初の楕円形状より少しでも真円に近づいた形状にする
光学系としても同様な効果が得られる。
５により平行にされた直後の光断面強度分布の楕円の長
軸方向を縮小して、真円形状あるいは真円ではなくても
最初の楕円形状より少しでも真円に近づいた形状にする
光学系としても同様な効果が得られる。
【００３９】光ディスク９からの反射光は再び対物レン
ズ８により平行光となり、整形プリズム６により縮小整
形され、コリメータレンズ５を通過し、一部の光はビー
ムスプリッタ４を反射して光ディスク９の信号を再生す
るための信号検出系１０に向かう。このとき光ディスク
９が光磁気媒体で構成されている場合、信号検出系１０
は磁気光学効果を利用した光磁気ディスクの信号を再生
するための検光子および光を電気信号に変換する受光素
子などにより形成される光磁気信号検出系により光磁気
ディスク９に記録された情報が再生される。
ズ８により平行光となり、整形プリズム６により縮小整
形され、コリメータレンズ５を通過し、一部の光はビー
ムスプリッタ４を反射して光ディスク９の信号を再生す
るための信号検出系１０に向かう。このとき光ディスク
９が光磁気媒体で構成されている場合、信号検出系１０
は磁気光学効果を利用した光磁気ディスクの信号を再生
するための検光子および光を電気信号に変換する受光素
子などにより形成される光磁気信号検出系により光磁気
ディスク９に記録された情報が再生される。
【００４０】一方ビームスプリッタ４を透過した光は回
折素子３によって回折され、１次回折光が受光素子１２
により受光され、サーボ信号（フォーカス誤差信号：Ｆ
ＥＳ、トラッキング信号：ＴＥＳ）が検出される。
折素子３によって回折され、１次回折光が受光素子１２
により受光され、サーボ信号（フォーカス誤差信号：Ｆ
ＥＳ、トラッキング信号：ＴＥＳ）が検出される。
【００４１】また光ディスクが相変化ディスクやピット
ディスクであった場合、情報信号の再生は受光素子１２
から行なうこともできるし、ビームスプリッタ４の反射
光を受ける信号検出系１０で行なうこともできる。
ディスクであった場合、情報信号の再生は受光素子１２
から行なうこともできるし、ビームスプリッタ４の反射
光を受ける信号検出系１０で行なうこともできる。
【００４２】次に、本発明におけるディスクと光の偏光
方向の関係について説明する。図１（ｂ）において、半
導体レーザ１から出た光は紙面手前、奥方向に振動する
Ｓ偏光である。同ピックアップを図１（ｂ）の側面から
見た図１（ｃ）では、半導体レーザ１から出た光は紙面
左右方向に振動するＰ偏光と言える。
方向の関係について説明する。図１（ｂ）において、半
導体レーザ１から出た光は紙面手前、奥方向に振動する
Ｓ偏光である。同ピックアップを図１（ｂ）の側面から
見た図１（ｃ）では、半導体レーザ１から出た光は紙面
左右方向に振動するＰ偏光と言える。
【００４３】本実施の形態では、対物レンズ８に入射す
る光の波面の振動方向を、光ディスク９の半径（ラジア
ル）方向と同一方向としている。このように光の波面の
振動方向を制御するには、半導体レーザから出射される
光の振動方向は、一意に決まっているので、本例では、
半導体レーザの出射光の振動方向がディスク面に平行に
なるよう半導体レーザを配置すればよい。
る光の波面の振動方向を、光ディスク９の半径（ラジア
ル）方向と同一方向としている。このように光の波面の
振動方向を制御するには、半導体レーザから出射される
光の振動方向は、一意に決まっているので、本例では、
半導体レーザの出射光の振動方向がディスク面に平行に
なるよう半導体レーザを配置すればよい。
【００４４】対物レンズ８により集光してディスク面９
ａに入射する光は図１（ｂ）においてＳ偏光の光となり
集光ビームの光軸Ｌより離れるほど反射し、入射角０度
の光軸近傍では反射率５％程度、最外周部ではθ＝Ｓｉ
ｎ-1（０．６５）＝４０．５度の入射角になり、その反
射率は図７より９％程度となる。つまり、ディスク入射
光のＲｉｍは、対物レンズ出射光のＲｉｍに比べて９％
−５％＝４％小さくなることになる。
ａに入射する光は図１（ｂ）においてＳ偏光の光となり
集光ビームの光軸Ｌより離れるほど反射し、入射角０度
の光軸近傍では反射率５％程度、最外周部ではθ＝Ｓｉ
ｎ-1（０．６５）＝４０．５度の入射角になり、その反
射率は図７より９％程度となる。つまり、ディスク入射
光のＲｉｍは、対物レンズ出射光のＲｉｍに比べて９％
−５％＝４％小さくなることになる。
【００４５】これに対し、図１（ｃ）側から見ると対物
レンズ８により集光してディスク面９ａに入射する光は
Ｐ偏光の光となり、集光ビームが光軸Ｌより離れ、ディ
スク入射角が大きくなるほど図７からわかるように反射
率が低下し、最外周部にてθ＝Ｓｉｎ-1（０．６５）＝
４０．５度の入射角にて入射しその反射率は２％程度と
なる。つまりディスク入射光のＲｉｍは対物レンズ出射
光のＲｉｍに比べて５％−２％＝３％大きくなることに
なる。
レンズ８により集光してディスク面９ａに入射する光は
Ｐ偏光の光となり、集光ビームが光軸Ｌより離れ、ディ
スク入射角が大きくなるほど図７からわかるように反射
率が低下し、最外周部にてθ＝Ｓｉｎ-1（０．６５）＝
４０．５度の入射角にて入射しその反射率は２％程度と
なる。つまりディスク入射光のＲｉｍは対物レンズ出射
光のＲｉｍに比べて５％−２％＝３％大きくなることに
なる。
【００４６】これにより、光ピックアップにおいて図１
（ｂ）から見たディスク入射光のＲｉｍは、図１（ｃ）
から見たディスク入射光のＲｉｍに比べ４％＋３％＝７
％小さくなることとなる。
（ｂ）から見たディスク入射光のＲｉｍは、図１（ｃ）
から見たディスク入射光のＲｉｍに比べ４％＋３％＝７
％小さくなることとなる。
【００４７】図２（ａ）のように対物レンズ集束光をロ
スなく理想的に絞った集光スポット形状に対して本実施
の形態の実際のディスク面反射を考慮した集光スポット
形状は、図２（ｂ）のようにディスクラジアル方向が短
くトラック方向に長い形に絞れる効果がある。
スなく理想的に絞った集光スポット形状に対して本実施
の形態の実際のディスク面反射を考慮した集光スポット
形状は、図２（ｂ）のようにディスクラジアル方向が短
くトラック方向に長い形に絞れる効果がある。
【００４８】このような効果は、対物レンズが高ＮＡ化
するほど顕著に表われる。これを示すのが図８である。
図８は、図７のデータのＳ反射率とＰ反射率の差の増加
率をプロットし、２本の直線で線形近似したものであ
る。図よりわかるように、Ｓ反射−Ｐ反射の増加率は、
ＮＡ：０．６５近傍を変曲点にしてそれ以上のＮＡにて
増加率が大きくなっている。
するほど顕著に表われる。これを示すのが図８である。
図８は、図７のデータのＳ反射率とＰ反射率の差の増加
率をプロットし、２本の直線で線形近似したものであ
る。図よりわかるように、Ｓ反射−Ｐ反射の増加率は、
ＮＡ：０．６５近傍を変曲点にしてそれ以上のＮＡにて
増加率が大きくなっている。
【００４９】このことより、上記ピックアップ装置では
対物レンズのＮＡが０．６５以上のときにより効果的で
あることがわかる。
対物レンズのＮＡが０．６５以上のときにより効果的で
あることがわかる。
【００５０】なお、本実施例におけるピックアップは、
ビーム整形をし、対物レンズ入射光の強度分布を真円に
した場合の例であるが、たとえばビーム整形率が小さく
対物レンズ入射光の強度分布が若干楕円状、あるいはビ
ーム整形をしない場合では図２（ｃ）のように対物レン
ズ集光光をロスなく理想的に絞ったラジアル方向に長い
楕円の集光スポット形状に対してさらにラジアル方向の
Ｒｉｍが大きくなりトラック方向のＲｉｍが小さくなる
効果は同じである。その結果、図２（ｃ）の場合に比
べ、図２（ｄ）のようにディスクラジアル方向は長くな
らず、トラック方向が長い形となる。
ビーム整形をし、対物レンズ入射光の強度分布を真円に
した場合の例であるが、たとえばビーム整形率が小さく
対物レンズ入射光の強度分布が若干楕円状、あるいはビ
ーム整形をしない場合では図２（ｃ）のように対物レン
ズ集光光をロスなく理想的に絞ったラジアル方向に長い
楕円の集光スポット形状に対してさらにラジアル方向の
Ｒｉｍが大きくなりトラック方向のＲｉｍが小さくなる
効果は同じである。その結果、図２（ｃ）の場合に比
べ、図２（ｄ）のようにディスクラジアル方向は長くな
らず、トラック方向が長い形となる。
【００５１】これにより、集光ビーム形状はラジアル方
向に対してディスクを考慮せず、理想的に絞った程度ま
で小さく絞れるため、ラジアル方向をディスクのトラッ
クピッチを狭くしても隣接トラックからのデータの漏れ
込みを抑えることができ、高密度記録再生が可能な光ピ
ックアップが実現できる。
向に対してディスクを考慮せず、理想的に絞った程度ま
で小さく絞れるため、ラジアル方向をディスクのトラッ
クピッチを狭くしても隣接トラックからのデータの漏れ
込みを抑えることができ、高密度記録再生が可能な光ピ
ックアップが実現できる。
【００５２】次に、光ディスク９で集光した光の反射光
について考えてみると、同様にトラック方向の反射光が
外周に行くほど光ディスクで反射ロスしてしまう。その
ため、対物レンズ８の入射光の強度分布が楕円状である
とき、トラック方向が楕円強度分布の短軸方向であれ
ば、短軸方向が外周部ほど光量が少ないため光ディスク
内でロスする光量が少ない。
について考えてみると、同様にトラック方向の反射光が
外周に行くほど光ディスクで反射ロスしてしまう。その
ため、対物レンズ８の入射光の強度分布が楕円状である
とき、トラック方向が楕円強度分布の短軸方向であれ
ば、短軸方向が外周部ほど光量が少ないため光ディスク
内でロスする光量が少ない。
【００５３】そのため、上記光ディスク９がピットディ
スクあるいは相変化ディスクである場合、情報信号の含
まれる反射光の光ディスク９でのロスを最小限に抑える
ことができ、その光量ロス分を補正するために半導体レ
ーザ１の出射パワーを増大することを極力抑えることが
でき、消費電力低減、コスト削減ができるとともに再生
信号の劣化が少なくできる効果がある。
スクあるいは相変化ディスクである場合、情報信号の含
まれる反射光の光ディスク９でのロスを最小限に抑える
ことができ、その光量ロス分を補正するために半導体レ
ーザ１の出射パワーを増大することを極力抑えることが
でき、消費電力低減、コスト削減ができるとともに再生
信号の劣化が少なくできる効果がある。
【００５４】また、上記光ディスク９が光磁気ディスク
である場合、光ディスク反射による偏光のカ−回転成分
光のロスを減らすことができ、良好な光磁気信号の再生
を行なうことができる。
である場合、光ディスク反射による偏光のカ−回転成分
光のロスを減らすことができ、良好な光磁気信号の再生
を行なうことができる。
【００５５】（実施の形態２）次に、本発明の実施の形
態２について説明する。図３は、本発明の実施の形態２
における光ピックアップ装置の模式図であり、（ａ）は
平面図、（ｂ）および（ｃ）は側面図である。
態２について説明する。図３は、本発明の実施の形態２
における光ピックアップ装置の模式図であり、（ａ）は
平面図、（ｂ）および（ｃ）は側面図である。
【００５６】本実施の形態の光ピックアップ装置は、高
ＮＡの対物レンズを採用し、特にディスク上にて集光ス
ポットのトラック方向（ラジアル方向と直交する方向）
の径をできるだけ小さくし、データ記録線密度をできる
だけ上げることでディスク記録密度を向上しようとした
ものである。
ＮＡの対物レンズを採用し、特にディスク上にて集光ス
ポットのトラック方向（ラジアル方向と直交する方向）
の径をできるだけ小さくし、データ記録線密度をできる
だけ上げることでディスク記録密度を向上しようとした
ものである。
【００５７】図３（ａ）に示す光ピックアップ装置の構
成は、図１（ａ）に示すものと同様であるので、重複説
明は省略する。
成は、図１（ａ）に示すものと同様であるので、重複説
明は省略する。
【００５８】本実施の形態では、対物レンズ８に入射す
る光の波面の振動方向を、光ディスク９のトラック方向
と同一方向としている。このように光の波面の振動方向
を制御するには、半導体レーザの出射光の振動方向がデ
ィスク面と垂直になるように半導体レーザを配置する。
る光の波面の振動方向を、光ディスク９のトラック方向
と同一方向としている。このように光の波面の振動方向
を制御するには、半導体レーザの出射光の振動方向がデ
ィスク面と垂直になるように半導体レーザを配置する。
【００５９】本実施の形態における光ディスクと光の偏
光方向の関係について説明する。図３（ｂ）において半
導体レーザ１から出た光は紙面上下方向に振動すＰ偏光
である。これにより対物レンズ８により集光してディス
ク面９ａに入射する光は図面内においてＰ偏光の光とな
る。また光ピックアップ装置をもう１つの側面から見た
図３（ｃ）では、半導体レーザ１から出た光の対物レン
ズ８への入射光は紙面前後方向に振動するＳ偏光と言え
る。
光方向の関係について説明する。図３（ｂ）において半
導体レーザ１から出た光は紙面上下方向に振動すＰ偏光
である。これにより対物レンズ８により集光してディス
ク面９ａに入射する光は図面内においてＰ偏光の光とな
る。また光ピックアップ装置をもう１つの側面から見た
図３（ｃ）では、半導体レーザ１から出た光の対物レン
ズ８への入射光は紙面前後方向に振動するＳ偏光と言え
る。
【００６０】これにより、対物レンズ８により集光して
光ディスク面９ａに入射する光は図３（ｃ）においてＳ
偏光の光となり、集光ビームの光軸Ｌより離れるほど反
射し、入射角０度の光軸近傍では反射率５％程度、最外
周部ではθ＝Ｓｉｎ-1（０．６５）＝４０．５度の入射
角になり、その反射率は図７より９％と程度となる。つ
まり、ディスク入射光のＲｉｍは、対物レンズ出射光の
Ｒｉｍに比べて９％−５％＝４％小さくなることにな
る。
光ディスク面９ａに入射する光は図３（ｃ）においてＳ
偏光の光となり、集光ビームの光軸Ｌより離れるほど反
射し、入射角０度の光軸近傍では反射率５％程度、最外
周部ではθ＝Ｓｉｎ-1（０．６５）＝４０．５度の入射
角になり、その反射率は図７より９％と程度となる。つ
まり、ディスク入射光のＲｉｍは、対物レンズ出射光の
Ｒｉｍに比べて９％−５％＝４％小さくなることにな
る。
【００６１】これに対し、図３（ｂ）の側面図において
対物レンズ８により集光してディスク面９ａに入射する
光はＰ偏光の光となり、集光ビームが光軸Ｌより離れ、
ディスク入射角が大きくなるほど図７からわかるように
反射率が低下し、最外周部にてθ＝Ｓｉｎ-1（０．６
５）＝４０．５度の入射角にて入射しその反射率は２％
程度となる。つまり、ディスク入射光のＲｉｍは対物レ
ンズ出射光のＲｉｍに比べて５％−２％＝３％大きくな
ることになる。
対物レンズ８により集光してディスク面９ａに入射する
光はＰ偏光の光となり、集光ビームが光軸Ｌより離れ、
ディスク入射角が大きくなるほど図７からわかるように
反射率が低下し、最外周部にてθ＝Ｓｉｎ-1（０．６
５）＝４０．５度の入射角にて入射しその反射率は２％
程度となる。つまり、ディスク入射光のＲｉｍは対物レ
ンズ出射光のＲｉｍに比べて５％−２％＝３％大きくな
ることになる。
【００６２】これにより、光ピックアップ装置において
図３（ｃ）から見た入射光のＲｉｍは図３（ｂ）から見
たディスク入射光のＲｉｍに比べ４％＋３％＝７％小さ
くなることとなる。
図３（ｃ）から見た入射光のＲｉｍは図３（ｂ）から見
たディスク入射光のＲｉｍに比べ４％＋３％＝７％小さ
くなることとなる。
【００６３】その結果、対物レンズ集束光をロスなく理
想的に絞った図４（ａ）の集光スポット形状に対して本
実施の形態の実際のディスク面反射を考慮した集光スポ
ット形状は図４（ｂ）のようにディスクラジアル方向が
長く、トラック方向に短い形となる。
想的に絞った図４（ａ）の集光スポット形状に対して本
実施の形態の実際のディスク面反射を考慮した集光スポ
ット形状は図４（ｂ）のようにディスクラジアル方向が
長く、トラック方向に短い形となる。
【００６４】なお、本実施の形態における光ピックアッ
プはビーム整形をし、対物レンズ入射光の強度分布を真
円にした場合の例であるが、たとえばビーム整形率が小
さく対物レンズ入射光の強度分布が若干楕円状、あるい
はビーム整形をしない場合では図４（ｃ）のように対物
レンズ集束光をロスなく理想的に絞ったラジアル方向に
長い楕円の集光スポット形状に対してさらにラジアル方
向のＲｉｍが小さくなる効果は同じである。その結果、
図４（ｃ）の場合に比べ、図４（ｄ）のようにディスク
トラック方向が長くならず、ラジアル方向がさらに長い
形となる。
プはビーム整形をし、対物レンズ入射光の強度分布を真
円にした場合の例であるが、たとえばビーム整形率が小
さく対物レンズ入射光の強度分布が若干楕円状、あるい
はビーム整形をしない場合では図４（ｃ）のように対物
レンズ集束光をロスなく理想的に絞ったラジアル方向に
長い楕円の集光スポット形状に対してさらにラジアル方
向のＲｉｍが小さくなる効果は同じである。その結果、
図４（ｃ）の場合に比べ、図４（ｄ）のようにディスク
トラック方向が長くならず、ラジアル方向がさらに長い
形となる。
【００６５】これにより、光ディスクのトラック記録密
度を上げることができ、高周波領域でのＭＴＦ（モジュ
レーション・トランスファー・ファンクション）の低下
が防げる。すなわち、再生に必要な分解能が十分得られ
る。
度を上げることができ、高周波領域でのＭＴＦ（モジュ
レーション・トランスファー・ファンクション）の低下
が防げる。すなわち、再生に必要な分解能が十分得られ
る。
【００６６】さらに、光ディスクで集光した光の反射光
について考えてみると、同様にトラック方向の反射光が
外周に行くほど光ディスクで反射ロスしてしまう。その
ため、対物レンズ入射光の強度分布が楕円であるとき、
トラック方向が楕円強度分布の短軸方向であれば、短軸
方向は外周部ほど光量が少ないため、光ディスクでロス
する光量が少ない。
について考えてみると、同様にトラック方向の反射光が
外周に行くほど光ディスクで反射ロスしてしまう。その
ため、対物レンズ入射光の強度分布が楕円であるとき、
トラック方向が楕円強度分布の短軸方向であれば、短軸
方向は外周部ほど光量が少ないため、光ディスクでロス
する光量が少ない。
【００６７】そのため、上記光ディスク９がピットディ
スクあるいは相変化ディスクである場合、情報信号の含
まれる反射光のディスクでのロスを最小限に抑えること
ができ、その光量ロス分を補正するために半導体レーザ
１の出射パワーを増大することを極力抑えることがで
き、消費電力低減およびコスト削減ができるとともに、
再生信号の劣化を少なくできる効果がある。
スクあるいは相変化ディスクである場合、情報信号の含
まれる反射光のディスクでのロスを最小限に抑えること
ができ、その光量ロス分を補正するために半導体レーザ
１の出射パワーを増大することを極力抑えることがで
き、消費電力低減およびコスト削減ができるとともに、
再生信号の劣化を少なくできる効果がある。
【００６８】また、上記光ディスク９が光磁気ディスク
である場合、ディスク反射による偏光のカー回転成分光
のロスを減らすことができ、良好な光磁気信号を再生す
ることが可能となる。
である場合、ディスク反射による偏光のカー回転成分光
のロスを減らすことができ、良好な光磁気信号を再生す
ることが可能となる。
【００６９】以上のように本発明の実施の形態について
説明を行なったが、今回開示された実施の形態はすべて
の点で例示であって制限的なものではないと考えられる
べきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示
され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのす
べての変更が含まれることが意図される。
説明を行なったが、今回開示された実施の形態はすべて
の点で例示であって制限的なものではないと考えられる
べきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示
され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのす
べての変更が含まれることが意図される。
【００７０】
【００７１】
【発明の効果】本発明では、対物レンズに入射する光の
波面の振動方向を、記録媒体のトラック方向と同一方向
としているので、集光ビームスポット径をトラック方向
に小さく絞ることができる。それにより、記録媒体のト
ラック記録密度を向上することができ、高周波領域での
ＭＴＦ（モジュレーション・トランスファー・ファンク
ション）の低下を防げる。つまり、再生に必要な分解能
が十分得られる。
波面の振動方向を、記録媒体のトラック方向と同一方向
としているので、集光ビームスポット径をトラック方向
に小さく絞ることができる。それにより、記録媒体のト
ラック記録密度を向上することができ、高周波領域での
ＭＴＦ（モジュレーション・トランスファー・ファンク
ション）の低下を防げる。つまり、再生に必要な分解能
が十分得られる。
【００７２】対物レンズの開口数が０．６５以上である
ことにより、集光ビームスポット径の広がりをより効果
的に抑制でき、記録密度をさらに向上することができ
る。
ことにより、集光ビームスポット径の広がりをより効果
的に抑制でき、記録密度をさらに向上することができ
る。
【００７３】記録媒体におけるデータがピットにより形
成されている場合には、情報信号の含まれる反射光の記
録媒体でのロスを最小限に抑えることができ、その光量
ロス分を補正するために光発生手段の出射パワーを増大
することを極力抑えることができる。それにより、消費
電力低減、コスト削減ができるとともに、再生信号の劣
化を少なくすることができる。
成されている場合には、情報信号の含まれる反射光の記
録媒体でのロスを最小限に抑えることができ、その光量
ロス分を補正するために光発生手段の出射パワーを増大
することを極力抑えることができる。それにより、消費
電力低減、コスト削減ができるとともに、再生信号の劣
化を少なくすることができる。
【００７４】記録媒体が光磁気記録媒体である場合、記
録媒体での反射による偏光のカー回転成分光のロスを低
減することができ、良好な光磁気信号の再生を行なうこ
とができる。
録媒体での反射による偏光のカー回転成分光のロスを低
減することができ、良好な光磁気信号の再生を行なうこ
とができる。
【００７５】対物レンズに入射する光の強度分布が楕円
状であり、この楕円の長軸方向と振動方向が同一方向で
ある場合にも、情報信号の含まれる反射光の記録媒体で
のロスを最小限に抑えることができ、その光量ロス分を
補正するために光発生手段の出射パワーを増大すること
を極力抑えることができる。それにより、消費電力低
減、コスト削減ができるとともに、再生信号の劣化を少
なくすることができる。
状であり、この楕円の長軸方向と振動方向が同一方向で
ある場合にも、情報信号の含まれる反射光の記録媒体で
のロスを最小限に抑えることができ、その光量ロス分を
補正するために光発生手段の出射パワーを増大すること
を極力抑えることができる。それにより、消費電力低
減、コスト削減ができるとともに、再生信号の劣化を少
なくすることができる。
【図１】 （ａ）は本発明の実施の形態１における光ピ
ックアップ装置の概略構成を示す平面図である。（ｂ）
および（ｃ）は、（ａ）に示す光ピックアップ装置の側
面図である。
ックアップ装置の概略構成を示す平面図である。（ｂ）
および（ｃ）は、（ａ）に示す光ピックアップ装置の側
面図である。
【図２】 （ａ）〜（ｄ）は、実施の形態１における光
ピックアップ装置の光ディスク上でのビームスポット形
状を説明するための図である。
ピックアップ装置の光ディスク上でのビームスポット形
状を説明するための図である。
【図３】 （ａ）は本発明の実施の形態２における光ピ
ックアップ装置の概略構成を示す平面図である。（ｂ）
および（ｃ）は、（ａ）に示す光ピックアップ装置の側
面図である。
ックアップ装置の概略構成を示す平面図である。（ｂ）
および（ｃ）は、（ａ）に示す光ピックアップ装置の側
面図である。
【図４】 （ａ）〜（ｄ）は、実施の形態２における光
ピックアップ装置の光ディスク上でのビームスポット形
状を説明するための図である。
ピックアップ装置の光ディスク上でのビームスポット形
状を説明するための図である。
【図５】 光ピックアップ装置の設計に関する説明図で
ある。
ある。
【図６】 従来の光ピックアップ装置の概略構成を示す
図である。
図である。
【図７】 偏光によるディスク入射角と反射率の関係を
示す図である。
示す図である。
【図８】 図７のＰ偏光とＳ偏光の差の増加率を示す図
である。
である。
１ 半導体レーザ、２ 第１の回折素子、３ 第２の回
折素子、４ ビームスプリッタ、５ コリメータレン
ズ、６ 整形プリズム、７ 立上げミラー、８対物レン
ズ、９ 光ディスク、１０ 信号検出系、１２ 受光素
子。
折素子、４ ビームスプリッタ、５ コリメータレン
ズ、６ 整形プリズム、７ 立上げミラー、８対物レン
ズ、９ 光ディスク、１０ 信号検出系、１２ 受光素
子。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G11B 7/135
G11B 7/125
G11B 11/105 551
G11B 11/105 553
Claims (5)
- 【請求項１】 光発生手段と、前記光発生手段から出射
された光を記録媒体の記録面に集光させる対物レンズと
を備え、前記対物レンズに入射する光の波面の振動方向
が、前記記録媒体のトラック方向と同一方向であり、前
記対物レンズの開口数が０．６５以上１以下である、光
ピックアップ装置。 - 【請求項２】 前記記録媒体におけるデータがピットに
より形成されている、請求項１に記載の光ピックアップ
装置。 - 【請求項３】 前記記録媒体は、相変化記録媒体であ
る、請求項１に記載の光ピックアップ装置。 - 【請求項４】 前記記録媒体は、光磁気記録媒体であ
る、請求項１に記載の光ピックアップ装置。 - 【請求項５】 前記対物レンズに入射する光の強度分布
が楕円状であり、前記楕円の長軸方向と前記振動方向が
同一方向である、請求項１に記載の光ピックアップ装
置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000222036A JP3514708B2 (ja) | 2000-07-24 | 2000-07-24 | 光ピックアップ装置 |
| US09/911,118 US6760294B2 (en) | 2000-07-24 | 2001-07-23 | Optical pickup device |
| KR10-2001-0044152A KR100424838B1 (ko) | 2000-07-24 | 2001-07-23 | 광 픽업 장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000222036A JP3514708B2 (ja) | 2000-07-24 | 2000-07-24 | 光ピックアップ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002042369A JP2002042369A (ja) | 2002-02-08 |
| JP3514708B2 true JP3514708B2 (ja) | 2004-03-31 |
Family
ID=18716341
Family Applications (1)
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