JPH0212623A

JPH0212623A - 光ヘッド装置

Info

Publication number: JPH0212623A
Application number: JP63164025A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Hirose; 裕廣瀬; Yutaka Yamanaka; 豊山中
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1988-06-29
Filing date: 1988-06-29
Publication date: 1990-01-17
Anticipated expiration: 2012-02-12
Also published as: JP2580725B2

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】（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の中心付近
の光位相をｎだけ変化させることが本発明者らによって
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と光位相変調器２１との関係を
示す図で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位相ｎだけ変化
させ、同図（ｂ）に示した光位相分布とする。これによ
り、超解像効果が発生し、光位相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０．８３１
１ｍ、コノメートビーム径が約５ｍｍ、集光レンズの焦
点距離が３．９ｍｍである。同図（ａ）は位相変調器幅
を一定としたときの位相変調量とメインローブ径の関係
、同図（ｂ）は位相変調量が■で一定の時の光位相変調
器幅メインローブ径との関係を示す。これかられかるよ
うに、位相変調量はｎとするのが最もビーム径を細くで
き、位相変調器幅を大きくする程ビーム径を小さくでき
る。しかし、位相変調器幅を大きくするとサイドローブ
も大きくなるという課題がある。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ブ強度は、メ
インローブの約１／３程度であり、設計上は位相変調量
と位相変調器幅を調節することで、より細いメインビー
ムを得ることができるという特徴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言己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１０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、光位相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１０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ノメート
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）本発明は、光源からの出射光ビーム断面内で中心付近の
光の位相をｎだけ変化させる手段を、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、記録媒体面からの反射光を
前記光検出器上に集光するレンズと前記反射光のうちメ
インビームのみを検出する検出手段とを有することを特
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８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
０．８３ｐｍの半導体レーザを用い、光位相変調器幅が
１．０ｍｍ、位相変調量がＨのときの実験例である。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１０ｐｍ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、遮光帯
を用いない第１０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、媒体面上に記録ビ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
で整形された後光位相変調器４によって中心付近の位相
をｎだけ変化され、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、ナイフェツジ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を透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。

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、サイドローブ４２を遮断し
、メインローブ４１のみを検出器１６に導く。このとき
の光強度分布は同図（ｂ）のようになる。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ェツジ法を
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９図において１、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、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９図に示したスリット
幅１、に等しく取り、これを再集光レンズ１４に焦点面
に配置すれば、第１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９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）に示したような位相変
調帯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Ｘｏ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１□は約ｄ（ｆ２／ｆ１）ＸＸｍ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’；ｌｐｍ　、　ｆ１＝３．９ｍｍ、
ｆ２’；４０ｍｍとすれば１．は約１０ｐｍとする必要
がある。

１２は１１以上の値であれば良く、通常２〜３ｍｍ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９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１０トｍ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′力方向つい
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（ａＸｂ）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図は本発明の他の実施例の光学系を示す図、第８
図（ａＸｂ）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９図はサ
イドローブ遮断用スリットの寸法を示す図、第１０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・・・光源、２・・・コリメートレンズ、３・・・ビ
ーム整形プリズム、４・・・光位相変調器、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・・・ナイフェツジ、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、・・光位相変調器、２１′・・・位相変調領域、
２２・・・光ビーム、２３・・・光位相変調器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・
・・光位相変調器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
０９．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、３１、３３・・・光強度が最大値の１／ｅ２となる位置
でのビーム径、３２．３４・・・光強度が最大値の１／
２となる位置でのビーム径、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

【特許請求の範囲】

　光源からの出射光ビーム断面内で中心付近の光の位相
をｎだけ変化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、記録媒体面からの反射光を前記光検出
器上に集光するレンズと前記反射光のうちのメインビー
ムのみを検出する検出手段とを有することを特徴とする
光ヘッド装置。