JPH02267744A - 光学ヘッド装置 - 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】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、音声あるいは映像信号等の高周波情報を光学
式に記録した光ディスクを再生する光学式ピックアップ
に関する。

（ロ）従来の技術 ］ンパクトディスクやレーザーディスク等の如く、音声
または映像信号をピット形状にて記録された光ディスク
を再生する場合、再生信号の周波数特性が、再生に際し
て使用される光学式ピンクアップの対物レンズの開口数
（ＮＡ）によって決定されることは、（株）オーム社発
行の「図解コンパクトディスク読本」のＰ２０〜Ｐ２１
を挙げるまでもなく一般によく知られている。

この再生４Ｍ号の周波数特性に対する対物レンズの開口
数（ＮＡ）の影響を、次に理論的に説明する。まず、第
２図に示された光学式ピックアップの溝造について、説
明する。

図中、（１）は光源である半導体レーザであり、波長が
λ。のレーザービームを発する。このビームは回折格子
（２）、ハーフプリズム（３）を経てコリメータレンズ
（４）にて平行光にされ、さらに対物レンズ（５）にて
収束されて光ディスク（６）に照射され、光ディスク（
６）にてピット形状に応じて反射され、反射光は対物レ
ンズ（５）、コリメータレンズ（４）を経てハーフプリ
ズム（３）に前述とは逆方向から入射され、検出レンズ
（７）ｆｌｔ！Ｉに反射されてフォトセンサー（８）上
（二結ｆ象し、このフォトセンサー（８）にて充電変換
して再生信号が取り出されることになる。

この様な構造を有する光学式ピックアップにて光ディス
クを再生する場合、空間周波数伝達特性は第３図の曲線
（９）の如くなる。この特性図において、横軸には空間
周波数（ｘ）が、また縦軸にはＸ＝Ｏの時の振幅伝達関
数値を１とした時の相対値がとられている。ところで、
この特性図において、全く信号の読出しが不可能となる
ピット長に対応する光学的遮断周波数（ｘｏ）が存在し
、下式にて定まる。

この遮断周波数（ｘｏ）はレーザービームの波長λ。が
一定である場合には、対物レンズ（５）の開口数（ＮＡ
）に依存して変化する。従って、この開口＆　（ＮＡ）
によって、遮断周波数（ｘｏ）は変化し、結局、再生信
号の周波数特性も変化することになる。

（ハ）発明が解決しようとする課題 再生信号の周波数特性を向上させるためには、ｌＴ１１
述の如く周波数特性に影響を与える開口数（ＮＡ）を単
純に高くすることにより、式（ａ）の遮断周波数（ｘｏ
）を大きくして周波数特性を改善できるが、開口数を高
くすることは、光学式ピックアップ及び再生装置の製造
上極めて困難であり、一般に用いられる光学式と・ツク
アップの場合、ＮＡ＝０．５〜０．５３が限度である。

（ニ）課題を解決するための手段 本発明は、第２図の半導体レーザーと対物レンズの光軸
上に、光軸中心から離れるに従って透過率が高くなる光
学フィルターを配設することを特徴とする。

（ホ）作　用 本発明は、上述の如く構成したので、対物レンズの開口
数を変えることなく、空間周波数伝達特性、即ち再生信
号の周波数特性を向上させ、再生画面の解像度及びＳ／
Ｎを改善することが可能となる。

（へ）実施例 以下、図面に従い本発明の一実施例について説明する。

第１図は第２図の従来の光学式ピックアップの回折格子
（２）とハーフプリズム（３）の間で、半導体レーザー
（１）のビーム光軸上に光軸に直交する様に光学フィル
ター（１１）が配設される本発明の一実施例装置を示す
。尚、第１図中で第２図と同一部分には、同一符号を付
して説明を省略する。

この光学フィルター（１１）は光学式ビックアンプの光
学系の瞳面に振幅透過率が一様でないものであり、さら
に詳述すると、第４図に示す様にビット列方向（Ｙ）に
平行な方向に対してのみ、円形開口の光学系の光軸（Ｐ
）からの距離（Ｌ）が大きくなる。即ち、光軸からピッ
ト列方向に平行に離れるにつれて、光学フィルター（１
１）の振幅透過率が増大する特性を有し、実際には光軸
中心近傍に配された低透過率部（ｌｌａ）と、光軸中心
から離れた位置に配された高透過率部（ｌｌｃ）と、こ
の両透過率部間に介在する透過率変化部（ｌｌｂ）から
構成される。

この様に光学フィルター（１１）を光軸上に配置して、
円形開口の光学系に対して光軸中心から周辺に向かって
振幅透過率を増大させた場合、ディスク信号面上の回折
像は、第５図の実線（１２）から鎖線（１３）の如く変
化する。尚、実線（１２）は光学フィルター（１１）を
挿入する前の像を示す。この第５図の鎖線（１３）は実
線（１２）に比べ点像の中心付近の強度が減少し、相対
的に周辺の強度が増大する。この結果、第６図の鎖線（
１４）に示す様に、空間周波数伝達特性が変化し、低周
波成分は低下するが高周波成分は上昇する。尚、上述の
点像の中心及び周辺の強度変化と空間周波数伝達特性と
の関係については、例えば、文献「フーリエ結像論ｊ　
（昭和５４年１０月２０日、共立出版（株）発行）のＰ
９９乃至Ｐｌｏｌにも開示があり一般に広く知られてい
るので、ここでは理論的な説明を省略する。

第６図に示す遮断周波数（Ｘ、）は、式（ａ）で与えら
れ、 ＮＡ＝０．５、λ。＝０．７８μｍと設定されている光
学式ピックアップの場合、 となる。尚、第６図の実線（９）は、光学フィルター（
１１ンを挿入しなかった場合の空間周波数伝達特性であ
る。

第６図の斜線部分（１５）は、線速度（Ｖ）がＶ＝１０
．１−１１．４ｍ／ｓ、ＦＭ周波数（ｆ）がｆ＝９　、
３　Ｍ　ＨＺの場合（輝度のホワイトピーク）で線速度
が一定のＣＬＶディスク再生時の再生信号の帯域となる
。即ち、ビット長を！、周期をＴとすると次の関係が成
り立つ。

従って遮断周波数（ｘ）は ＝０．８２〜０．９２Ｘ１０’　　（本／′ｍ）となる
。

このように通常のＣＬＶディスクの再生時の遮断周波数
が位置する帯域（０，８２〜０．９２Ｘ１０６（本／ｍ
））は、前述の光学式と・ノクア・ノブの遮ｌ折周波数
（１，２８Ｘ１０’（本／ｍ））より十分に小さいこと
が明らかである。

そこで、第６図の鎖線（１４）の如（空間周波数伝達特
性の高周波成分が改善されれば、再生信号の周波数特性
が改善され、解像度及びＳ　／　Ｎが改善される。

尚、本実施例において、光学フィルター（１１）の振幅
透過率をピット列に平行な方向に増大させているが、ピ
ット列に垂直な方向、即ちトランキング方向については
振幅透過率は一定に設定されている。これは、光学系の
光軸中心から周辺に向かって振幅透過率を増大させた場
合、−次回折光強度が大きくなり、隣接トラックからの
クロストークが増大するためであＩ）、この隣接トラッ
クのクロストークを考慮する必要のないピット列の平行
方向にのみ透過率を変化させている。

また、本実施例装置において、光学フィルター（１１）
は回折格子（２）とハーフプリズム（３）間に配置され
ているが、この配置位置は上述の実施例に限定されるも
のではなく、半導体レーザー（１）と回折格子（２）間
、あるいはハーフプリズム（３）とコリメータレンズ（
４）間の如く、半導体レーザー（１）と対物レンズ（５
）間の光軸上であれば、いずれの位置に設定してもよい
。

（ト）発明の効果 上述の如く本発明によれば、構造の極めて簡単な光学フ
ィルターを光軸上に挿入することにより、対物レンズの
開口数を変えることなく、空間周波数伝達特性、即ち再
生信号の周波数特性を向上させ、再生画面の解像度及び
Ｓ／Ｎを改善することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第４図乃至第６図は本発明の一実施例に係り、
第１図は光学式ピックアップ構造図、第４図は光学フィ
ルターの特性を説明する図、第５図はディスク信号面上
の回折像の光分布を示す図、第６図は空間周波数伝達特
性である。第２図は従来例の光学式ピックアップ構造図
、第３図は従来例の空間周波数伝達特性図である。 （１）・・・半導体レーザー　（５）・・・対物レンズ
、（１１）・・・光学フィルター

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）光源と該光源からのビームの光軸上に配され、該
   ビームを収束する対物レンズを備え、前記ビームを照射
   して記録媒体に光学的に記録された情報を再生する光学
   ヘッド装置において、光軸中心より離れるに従い透過率
   が高くなる光学フィルターを前記光源と前記対物レンズ
   間の光軸上に配することを特徴とする光学ヘッド装置。