JPH01241031A - 光学的情報処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、ビデオディスクやデジタルオーディオディス
ク等の光ディスク等に用いられる光学的情報処理装置に
関する。

（従来の技術） 従来より、光学的情報処理装置として、特にビデオディ
スクやデジタルオーディオディスク等のいわゆる光ディ
スクの情報記録および再生に用いられる光ピツクアップ
ヘッド装置では、光源に半導体レーザを使用し、このレ
ーザ光の反射光により情報を読取る構造のものが普及し
ている。

（発明が解決しようとする課題） ところで、上記半導体レーザの特性として、第７図に示
すように、光の進行方向に対して半導体レーザ１の接合
面２方向および接合面２と直交する方向で異なった光量
分布例えばガウシアン分布を有し、かつ非点収差を持つ
という特性がある。

このため光学的情報処理装置、例えば光デイスク装置の
光ピツクアップヘッド部等に用いる場合には、この特性
に起因する種々の問題が生じていた。

第８図は光デイスク装置のピックアップヘッド部におい
て光源の半導体レーザからディスク上に投影されたビー
ムスポットパターンを示す図で、ディスク３のビット列
（以下、トラック）４に対して半導体レーザの接合面が
０６をなす場合、光デイスク３上のスポットパターン５
はトラック４の移動方向に長く伸びた楕円形状となるた
め（第８図（ａ））　、信号読取りの際、判別精度が悪
化するという問題があった。

また、トラックに対して接合面が９０″をなす場合には
、光デイスク３上のスポットパターン５は、トラック４
の直角方向に伸びた楕円形状となるため（第８図（ｂ）
）　、信号読取りの際の判別精度は良くなる。ところが
、上記いずれの場合にも、トラック方向とその垂直方向
のスポット径が異なるため、信号読取りの判別精度が最
良となる場合と、トラック検出信号が最大となる場合と
の間で第５図に示すように焦点ズレが生じるという問題
があった。

また、ビデオディスク用光学的情報処理装置は、一般に
判別精度を良くするため、焦点レンズの開口数を大きく
していため、光デイスク面と光軸の傾きによりコマ収差
を生じやすく、隣接のトラックとのクロストークが生じ
るという問題があった。

本発明は、上述した問題を解決するためになされたもの
で、信号読取りの判別精度を上げ、かつ光照射面と光軸
との傾きに対する収差による影響が少ない光学的情報処
理装置を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明の光学的情報読取装置は、記録媒体の情報記録列
に半導体レーザ素子から出力されたレーザ光を集光・照
射し、前記情報記録列とレーザ光とを相対的に移動させ
ながら前記光ビームの反射光に基づいて記録情報を読取
る光学的情報読取装置において、上記半導体レーザ素子
をその接合面が前記情報記録列の相対的移動方向に対し
てほぼ４５°の角度となるように配置するとともに、前
記半導体レーザ素子と前記情報記録列間のレーザ光軸上
に、前記情報記録列の相対的移動方向に対してほぼ直角
方向成分のレーザ光強度が低下するようにアポディゼー
ションフィルタを配置したことを特徴とするものである
。

（作　用） 本発明は、半導体レーザ素子接合面が情報記録列の相対
的移動方向に対してほぼ４５＠の角度となるように配置
することにより、信号読取りの判別精度の最良となる焦
点位置とトラック検出信号の最大となる焦点位置をほぼ
一致させることができ、さらにレーザ光軸上に、少なく
とも情報記録列の相対的移動方向に対してほぼ直角方向
成分のレーザ光強度が低下するようにアポディゼーショ
ンフィルタを配置することにより、情報記録列と直交す
る方向での実効的な開口数がわずかに小さくなるため、
スポット径が広がり、トラック検出信号のデフォーカス
特性は、デフォーカス量に対して変化量が小さくなる。

また、トラック方向に対して直交する方向にコマ収差を
生じにくくなるため、トラック間のクロスト−フカ５低
減される。

従って、信号読取りの判別精度を上げ、がっ光照射面と
光軸との傾きに対する収差による影響が少ない光学的情
報記録装置が得られる。

（実施例） 以下、本発明を光デイスク装置のピックアップヘッド部
に適用した一実施例について図を参照して説明する。

第１図は、実施例のピックアップヘッドの構成を示す図
で、光源である半導体レーザ素子１１がら出射されたレ
ーザ光ａは、スリット状のアポディゼーションフィルタ
１２を通過して回折格子１３に入射し、ここでトラッキ
ング用の２本の副ビームと１本の読取りビームの計３ビ
ームに分散される。

回折格子１３で分散されたレーザビームは、ビームスプ
リッタ１４を通過してコリメートレンズ１５に入射しこ
こで平行光とされた後、集光レンズ１６を経て光デイス
ク１７上に集光される。

そして、光ディスク１７で反射されたレーザビームは、
集光レンズ１６、コリメートレンズ１５を経て再びビー
ムスプリッタ１４に入射し、ここで例えば直角方向に反
射して、凹レンズ１８、シリンドリカルレンズ１９を透
過して、読取り検出器例えばホトダイオード２０に集光
されて、ここで光／電変換されて、読取り信号を出力す
る。

ところで、このように構成したピックアップヘッドにお
ける半導体レーザ素子１１、スリット状のアポディゼー
ションフィルタ１２および光ディスク１７のトラックと
の位置関係は、第２図に示すように、半導体レーザ１１
はその接合面１１ａがディスク１７のトラック２１のト
ラック方向２１ａに対して約４５″となるように配置し
、またスリット状のアポディゼーションフィルタ１２は
、そのスリット方向とトラック方向２１ａが平行となる
ように配置されている。

ここで、本例に使用するアポディゼーションフィルタの
原理について以下に説明する。

アボディゼーションとは、レンズによる回折像の２次以
上の強度の極大の影響を部分的に除去する方法である。

強い像の近傍にあるごく弱い像を検出したいときにこの
方法が用いられる。例えば、弱い像が強い像のｆ／１０
（１（ｌであると、弱い像の最大値が、強い像の２次以
上の極大のひろがりの中に埋もれてしまう。スリット形
状が四角開口の場合は、１０次まで行っても０次最大値
のｌ／１０００まで明るさは低下しない。但し、それは
開口の辺に直角な２方向についてであって、４５”の方
向では２次以上の極大はずっと弱く、２次でさえも０次
の　１／１７００にすぎない。

従って、最も簡単なアポディゼーションフィルタは、レ
ンズの前に配置した四角開口を有するスリットで、この
場合、スリットの対角線方向に対する２次以上の強度の
極大は減少する。即ち、回折により生じるエアリ−円の
周囲をとりまいている回折軸を減少させることができる
。

以上の原理に基づいて配置したアポディゼーションフィ
ルタ１２により、トラック２１と直交方向の光量分布は
、第３図の曲線（イ）に示すようにガラシンアン分布と
なり、従来装置の光量分布を示す曲線（ロ）に比べ急峻
な光量分布をもっことが分かる。

従って、集光レンズ１６により光デイスク１７上に絞り
込まれたレーザ光のスポット形状は、トラック方向２１
ａと直交方向に対してスポット径はわずかに大きくなる
ものの、第４図の曲線（イ）に示すように回折軸の第一
輪帯が小さくなり、傾きに対してコマ収差が生じにくく
なる。尚、同図において曲線（ロ）は従来装置における
スポット強度を示している。　・ コマ収差は開口数の３乗に比例することから、集光レン
ズの開口数が大きいビデオディスク用光学的情報処理装
置等では、このコマ収差低減の効果はより有効となる。

従来の光学的情報処理装置では、半導体レーザ接合面１
１ａは、トラック方向２１ａに対して平行または直交し
ていたため、光デイスク上でのスポットパターンは前述
第８図に示したように、トラック方向またはトラック方
向と直交する方向に細長い楕円形状となるため、フォー
カスオフセットを変化させたときの信号判別精度とトラ
ック検出信号レベルの変化は、第５図に示すようになる
。

同図中曲線（ａ）は半導体レーザ素子接合面とトラック
方向とが直交の場合を、曲線（ｂ）は接合面とトラック
方向とが平行の場合を示している。

ここで、本例のように半導体レーザの接合面１１ａをト
ラック方向２１ａに対して約４５″に配置することによ
り、上記のデフォーカス特性は第６図中曲線（ａ）に示
すように、信号読取りの判別精度の最良となる焦点位置
とトラック検出信号の最大となる焦点位置がほぼ一致す
る。

さらにアポディゼーションフィルタ１２の影響により、
トラック方向２１ａと直交する方向での実効的な開口数
がわずかに小さくなるため、スポット径が広がり、トラ
ック検出信号のデフォーカス特性は第６図中曲線（ｂ）
に示したように、デフォーカス量に対して変化量が小さ
くなる。また、トラック方向に対して直交する方向にコ
マ収差を生じにくくなるため、トラック間のクロストー
クが低減される。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明の光学的情報読取装置によれ
ば、デフォーカス特性および光照射面に対する傾き特性
を著しく向上させることができ、信号読取りの判別精度
の向上が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を光ピツクアップヘッド装置に適用した
一実施例の構成を示す図、第２図は第１図の半導体レー
ザ素子接合面とアポディゼーションフィルタおよび光デ
イスク上のトラック方向との位置関係を示す図、第３図
はアポディゼーションフィルタを通過した場合と通過し
ない場合のレーザ光の光量分布を示す図、第４図は第３
図においてアポディゼーシｉンフィルタを通過した場合
と通過しない場合のスポットパターンの強度分布を示す
図、第５図は従来装置における信号読取り精度が最良と
なる場合を合焦点としたときのデフォーカス特性を示す
図、第６図は信号読取り精度が最良となる場合を合焦点
としたときのデフォーカス特性を示す図、第７図および
第８図は従来装置における半導体レーザ素子接合面とト
ラック方向が平行の場合および直交する場合の夫々の光
量分布および光デイスク上のスポットパターンを示す図
である。 １１・・・・・・・・・半導体レーザ素子１１ａ・・・
・・・半導体レーザ素子接合面１２・・・・・・・・・
アポディゼーションフィルタ１７・・・・・・・・・光
ディスク ２１・・・・・・・・・トラック 出願人　　　　　　株式会社　東芝 同　　　　　　　東芝電子デバイスエンジニアリング株
式会社 代理人　弁理士　　須　山　佐　− 第１図 焚２図 スホ−Ｊ）５帆度

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 記録媒体の情報記録列に半導体レーザ素子から出力され
   たレーザ光を集光・照射し、前記情報記録列とレーザ光
   とを相対的に移動させながら前記光ビームの反射光に基
   づいて記録情報を読取る光学的情報読取装置において、 上記半導体レーザ素子をその接合面が前記情報記録列の
   相対的移動方向に対してほぼ４５゜の角度となるように
   配置するとともに、前記半導体レーザ素子と前記情報記
   録列間のレーザ光軸上に、前記情報記録列の相対的移動
   方向に対してほぼ直角方向成分のレーザ光強度が低下す
   るようにアポディゼーションフィルタを配置したことを
   特徴とする光学的情報処理装置。