JPH05242520A - 短波長光ディスクヘッド - Google Patents
短波長光ディスクヘッドInfo
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- JPH05242520A JPH05242520A JP4345903A JP34590392A JPH05242520A JP H05242520 A JPH05242520 A JP H05242520A JP 4345903 A JP4345903 A JP 4345903A JP 34590392 A JP34590392 A JP 34590392A JP H05242520 A JPH05242520 A JP H05242520A
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- light
- light source
- diameter
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- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
- G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
- G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
- G11B7/1381—Non-lens elements for altering the properties of the beam, e.g. knife edges, slits, filters or stops
-
- G—PHYSICS
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- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
- G11B7/004—Recording, reproducing or erasing methods; Read, write or erase circuits therefor
- G11B7/0045—Recording
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- G11B7/004—Recording, reproducing or erasing methods; Read, write or erase circuits therefor
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- G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
- G11B7/08—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
- G11B7/09—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
- G11B7/0901—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following for track following only
- G11B7/0903—Multi-beam tracking systems
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- G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
- G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
- G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
- G11B7/139—Numerical aperture control means
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
- G11B2007/0003—Recording, reproducing or erasing systems characterised by the structure or type of the carrier
- G11B2007/0006—Recording, reproducing or erasing systems characterised by the structure or type of the carrier adapted for scanning different types of carrier, e.g. CD & DVD
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Head (AREA)
- Optical Recording Or Reproduction (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 短波長の光源を有する光ディスクヘッドにお
いて、短波長対応の光ディスクの記録再生のみでなく、
従来から用いられている長波長対応の光ディスクの記録
再生も可能とすることを目的とする。 【構成】 絞り込み光学系中に光ディスク面上のピット
サイズに応じて変化する開口絞り器を配置して、ピット
サイズが小なる時は開口絞りを大とし、ピットサイズが
大なる時は開口絞りを小とし、且つ開口絞りの径に応じ
て光源の出力を増減して、ディスク面からの光が光検知
器に到達する光量が開口絞りの径により変化しないよう
に構成した。 【効果】 本発明によれば、異なる波長の光源で記録さ
れた情報ピットを再生することができ、世代間の互換性
のある装置を提供することができる。
いて、短波長対応の光ディスクの記録再生のみでなく、
従来から用いられている長波長対応の光ディスクの記録
再生も可能とすることを目的とする。 【構成】 絞り込み光学系中に光ディスク面上のピット
サイズに応じて変化する開口絞り器を配置して、ピット
サイズが小なる時は開口絞りを大とし、ピットサイズが
大なる時は開口絞りを小とし、且つ開口絞りの径に応じ
て光源の出力を増減して、ディスク面からの光が光検知
器に到達する光量が開口絞りの径により変化しないよう
に構成した。 【効果】 本発明によれば、異なる波長の光源で記録さ
れた情報ピットを再生することができ、世代間の互換性
のある装置を提供することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、短波長の光源で長波長
用の光ディスクに対して記録・再生できるように、互換
性を持たせた短波長光ディスクヘッドに関するものであ
る。
用の光ディスクに対して記録・再生できるように、互換
性を持たせた短波長光ディスクヘッドに関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】光ディスクには、画像、音声、一般デー
タ等の情報を高密度に記録、ないし再生することがで
き、記録情報を高Ｓ／Ｎ比で記録再生することができ
る。
タ等の情報を高密度に記録、ないし再生することがで
き、記録情報を高Ｓ／Ｎ比で記録再生することができ
る。
【０００３】従来の光ディスクヘッドの光源は、半導体
レーザであるが、その発振波長は赤外光（波長７８０ｎ
ｍ，８３０ｎｍ近辺）である。光源の波長が短い程、光
ディスクの記録密度は高くなる。従って、最近では、半
導体レーザや固体レーザの第２高調波や、バンド幅の広
いII−IV族の半導体結晶を用いた波長７００ｎｍ以下の
赤、黄、緑、青、紫、紫外、等の短波長レーザを光ディ
スクの光源に適用して、記録密度を赤外光の場合の数倍
以上にまで向上させようという試験が行われている。例
えば、光源の波長が半分になると絞り込まれた光スポッ
トのサイズは半分となり、その面積は４分の１になる。
その結果、光ディスクの記録密度は４倍となる。なお、
「光ディスク」の公知文献としては、「光ディスク」
（Ｐ２，森晶文，久保高啓著；オーム社，１９８８．
５．１０発行）及び「プリンシプルオブ オプティカル
ディスク」（Ｐ２〜Ｐ３，ボウウィス他著；アダムヒ
ルガー社 １９８５発行（“Principles of Optical Di
sc Systems”, G. Bouwhuiset al, Adam Hilger Lt
d.））がある。
レーザであるが、その発振波長は赤外光（波長７８０ｎ
ｍ，８３０ｎｍ近辺）である。光源の波長が短い程、光
ディスクの記録密度は高くなる。従って、最近では、半
導体レーザや固体レーザの第２高調波や、バンド幅の広
いII−IV族の半導体結晶を用いた波長７００ｎｍ以下の
赤、黄、緑、青、紫、紫外、等の短波長レーザを光ディ
スクの光源に適用して、記録密度を赤外光の場合の数倍
以上にまで向上させようという試験が行われている。例
えば、光源の波長が半分になると絞り込まれた光スポッ
トのサイズは半分となり、その面積は４分の１になる。
その結果、光ディスクの記録密度は４倍となる。なお、
「光ディスク」の公知文献としては、「光ディスク」
（Ｐ２，森晶文，久保高啓著；オーム社，１９８８．
５．１０発行）及び「プリンシプルオブ オプティカル
ディスク」（Ｐ２〜Ｐ３，ボウウィス他著；アダムヒ
ルガー社 １９８５発行（“Principles of Optical Di
sc Systems”, G. Bouwhuiset al, Adam Hilger Lt
d.））がある。
【０００４】このように、短波長化された光源に対応す
る超高密度光ディスクでは、当然のことながら、ピット
（穴）と呼ばれる信号記録再生の最小単位のサイズが波
長に応じて小さくなり、またトラックピッチも波長に応
じて狭くなる。いま、例えばＮｄ：ＹＡＧレーザやＮ
ｄ：ＹＶＯ4レーザのような固体レーザの第２高調波を
用いて、波長を５３０ｎｍとすると、トラックピッチは
０.９μｍ、ピットサイズは０.４μｍである。これに対
して、従来からは使用されていた波長７８０ｎｍおよび
８３０ｎｍの赤外光を用いるコンパクトディスク（Ｃ
Ｄ）のトラックピッチは１.６μｍ、最小のピットサイ
ズは０.７μｍ程度である。
る超高密度光ディスクでは、当然のことながら、ピット
（穴）と呼ばれる信号記録再生の最小単位のサイズが波
長に応じて小さくなり、またトラックピッチも波長に応
じて狭くなる。いま、例えばＮｄ：ＹＡＧレーザやＮ
ｄ：ＹＶＯ4レーザのような固体レーザの第２高調波を
用いて、波長を５３０ｎｍとすると、トラックピッチは
０.９μｍ、ピットサイズは０.４μｍである。これに対
して、従来からは使用されていた波長７８０ｎｍおよび
８３０ｎｍの赤外光を用いるコンパクトディスク（Ｃ
Ｄ）のトラックピッチは１.６μｍ、最小のピットサイ
ズは０.７μｍ程度である。
【０００５】図２は、光ディスク上に形成された光スポ
ットの強度分布を示す図である。
ットの強度分布を示す図である。
【０００６】図２において、７がディスク、１３，１４
はディスク７上のピット、１１，１２は光ディスク上に
形成されたレーザ光による光スポットの強度分布であ
る。実線は波長７００μｍ以下の短波長による光スポッ
トとピットであり、点線は７００μｍを超える波長の長
波長による光スポットとピットである。
はディスク７上のピット、１１，１２は光ディスク上に
形成されたレーザ光による光スポットの強度分布であ
る。実線は波長７００μｍ以下の短波長による光スポッ
トとピットであり、点線は７００μｍを超える波長の長
波長による光スポットとピットである。
【０００７】短波長仕様の光ディスクでは、ピットサイ
ズ１３が小さいため、より小さい幅の光スポット１１に
より、解像度を向上させて信号変調度を充分なものとし
て再生する必要がある。また、長波長仕様の光ディスク
では、ピットサイズ１４が大きいため、それに対応した
大きい幅の光スポット１２により再生すれば、信号変調
度は上る。すなわち、ピットの深さを約λ／４とする
と、光スポットによりピット内からの反射光と、ピット
外からの反射光とは位相がπだけずれるので、光スポッ
トの最適径はピットの約２倍、つまりピットの最適径は
光スポットの約１／２ということになっている。但し、
λはレーザ波長である。
ズ１３が小さいため、より小さい幅の光スポット１１に
より、解像度を向上させて信号変調度を充分なものとし
て再生する必要がある。また、長波長仕様の光ディスク
では、ピットサイズ１４が大きいため、それに対応した
大きい幅の光スポット１２により再生すれば、信号変調
度は上る。すなわち、ピットの深さを約λ／４とする
と、光スポットによりピット内からの反射光と、ピット
外からの反射光とは位相がπだけずれるので、光スポッ
トの最適径はピットの約２倍、つまりピットの最適径は
光スポットの約１／２ということになっている。但し、
λはレーザ波長である。
【０００８】従って、従来より社会に出回っている長波
長仕様の光ディスク（ＣＤ）を、新たに販売した短波長
仕様の光ディスク駆動装置で再生した場合には、図２の
ピット１４のサイズが大きいため、そのままの小さい光
スポット１１で再生すると、光の回折効果が減衰し、ピ
ットの有無に対する変調度が下ってしまうため、再生信
号のＳ／Ｎ比が低下してしまうことになる。逆に、短波
長仕様の光ディスクを、長波長仕様の光ディスク駆動装
置で再生した場合にも、図２のピット１３のサイズが小
さいため、そのままの大きい光スポット１２で再生する
と、やはり光の回折効果が減衰して、ピットの有無に対
する変調度が下ってしまい、再生信号のＳ／Ｎ比は低下
する。
長仕様の光ディスク（ＣＤ）を、新たに販売した短波長
仕様の光ディスク駆動装置で再生した場合には、図２の
ピット１４のサイズが大きいため、そのままの小さい光
スポット１１で再生すると、光の回折効果が減衰し、ピ
ットの有無に対する変調度が下ってしまうため、再生信
号のＳ／Ｎ比が低下してしまうことになる。逆に、短波
長仕様の光ディスクを、長波長仕様の光ディスク駆動装
置で再生した場合にも、図２のピット１３のサイズが小
さいため、そのままの大きい光スポット１２で再生する
と、やはり光の回折効果が減衰して、ピットの有無に対
する変調度が下ってしまい、再生信号のＳ／Ｎ比は低下
する。
【０００９】なお、光ディスクは、コンパクトディスク
に代表される再生専用型のみでなく、書き替え可能ある
いは追記可能のものもある。すなわち、光磁気ディスク
は、データの消去と書き込みを同時にできず、一旦消し
てから新たに書き込む必要があったが、最近では、一度
で書き換えられるオーバライト方式（重ね書き方式）が
提案されている。また、光ディスクの材料として、結晶
とアモルファスの状態（相）を相互に変化させる相変化
ディスクや、レーザ光を照射してピット（穴）をあけ
て、情報を書き込めるような領域を一部残しておく追記
型光ディスクも用いられている。
に代表される再生専用型のみでなく、書き替え可能ある
いは追記可能のものもある。すなわち、光磁気ディスク
は、データの消去と書き込みを同時にできず、一旦消し
てから新たに書き込む必要があったが、最近では、一度
で書き換えられるオーバライト方式（重ね書き方式）が
提案されている。また、光ディスクの材料として、結晶
とアモルファスの状態（相）を相互に変化させる相変化
ディスクや、レーザ光を照射してピット（穴）をあけ
て、情報を書き込めるような領域を一部残しておく追記
型光ディスクも用いられている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】前述のように、光源の
短波長化によって光ディスクの高密度化が年々推進され
る見通しであるが、これから出回る超高密度光ディスク
と従来から用いられている光ディスクとの互換性の問題
が発生する。つまり、短波長光源を搭載した超高密度光
ディスクの駆動装置で、従来のコンパクトディスク（Ｃ
Ｄ）、あるいはレーザディスクが再生できるか否かが非
常に問題となる。この意味の互換性が無視されると、各
家庭やオフィスに既に普及している数多くの光ディスク
が使用できなくなるため、顧客や消費者のためにならな
い。このことは、再生専用型光ディスクのみならず、書
換え可能な光磁気ディスクや、相変化ディスクや、追記
型光ディスクにも課せられた重要な課題である。
短波長化によって光ディスクの高密度化が年々推進され
る見通しであるが、これから出回る超高密度光ディスク
と従来から用いられている光ディスクとの互換性の問題
が発生する。つまり、短波長光源を搭載した超高密度光
ディスクの駆動装置で、従来のコンパクトディスク（Ｃ
Ｄ）、あるいはレーザディスクが再生できるか否かが非
常に問題となる。この意味の互換性が無視されると、各
家庭やオフィスに既に普及している数多くの光ディスク
が使用できなくなるため、顧客や消費者のためにならな
い。このことは、再生専用型光ディスクのみならず、書
換え可能な光磁気ディスクや、相変化ディスクや、追記
型光ディスクにも課せられた重要な課題である。
【００１１】この問題を解決するため、日本国公開公報
特開昭６４−３８３３号および特開平２−２５２１３７
号には、光記録媒体上に光束を絞り込む対物レンズの前
に、その光束の径を規制する開口絞りを設けた光ヘッド
が示されている。
特開昭６４−３８３３号および特開平２−２５２１３７
号には、光記録媒体上に光束を絞り込む対物レンズの前
に、その光束の径を規制する開口絞りを設けた光ヘッド
が示されている。
【００１２】しかし、開口絞りの径を小さくすると、光
のケラレを生じ、光記録媒体に至る光量が減少し、光検
知器に至る光量も減少して、信号量が低下し、好ましく
ない。
のケラレを生じ、光記録媒体に至る光量が減少し、光検
知器に至る光量も減少して、信号量が低下し、好ましく
ない。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、このよ
うな従来の課題を解決し、光源の波長が短くなっても信
号量を低下させることなく従来の長波長対応の光ディス
クとの互換性を保つことが可能な短波長光ディスクヘッ
ドを提供することにある。
うな従来の課題を解決し、光源の波長が短くなっても信
号量を低下させることなく従来の長波長対応の光ディス
クとの互換性を保つことが可能な短波長光ディスクヘッ
ドを提供することにある。
【００１４】上記目的を達成するため、本発明の短波長
光ディスクヘッドは、１ないし複数種の波長を持つ１な
いし複数のコヒーレント光源と、光源からの光ビームを
光ディスク面上に絞り込む光学系と、光ディスク面上か
らの反射光もしくは透過光を検知して、光を電気信号に
変換する光検知器と、反射光もしくは透過光を光検知器
上に導く光学系を備えた光ディスクヘッドにおいて、絞
り込み光学系中に、光ディスク面上のトラックピッチも
しくはピットサイズに応じて変化する開口絞り器を配置
し、且つ上記のコヒーレント光源は、開口絞り器の絞り
の径に応じて、光源の出力を増減するようにしたもので
ある。
光ディスクヘッドは、１ないし複数種の波長を持つ１な
いし複数のコヒーレント光源と、光源からの光ビームを
光ディスク面上に絞り込む光学系と、光ディスク面上か
らの反射光もしくは透過光を検知して、光を電気信号に
変換する光検知器と、反射光もしくは透過光を光検知器
上に導く光学系を備えた光ディスクヘッドにおいて、絞
り込み光学系中に、光ディスク面上のトラックピッチも
しくはピットサイズに応じて変化する開口絞り器を配置
し、且つ上記のコヒーレント光源は、開口絞り器の絞り
の径に応じて、光源の出力を増減するようにしたもので
ある。
【００１５】また、上記開口絞り器は、絞り込みレンズ
（すなわち対物レンズ）の瞳位置に配置するのが望まし
く音声または画像用光ディスクに用いる再生専用型とす
ることもできるし、光磁気ディスク、相変化ディスクお
よび追記型光ディスクに用いる書き替え型とすることも
できる。絞り込み光学系は、周知のように、光ディスク
のトラックピッチに応じて、トラッキング用のスリース
ポットの列の方向と、トラックとなす角度を増減させる
ように調整することができる。
（すなわち対物レンズ）の瞳位置に配置するのが望まし
く音声または画像用光ディスクに用いる再生専用型とす
ることもできるし、光磁気ディスク、相変化ディスクお
よび追記型光ディスクに用いる書き替え型とすることも
できる。絞り込み光学系は、周知のように、光ディスク
のトラックピッチに応じて、トラッキング用のスリース
ポットの列の方向と、トラックとなす角度を増減させる
ように調整することができる。
【００１６】前述のように、光ディスク上に絞り込まれ
る光スポットの最適径γは、光ディスクに形成されてい
るピットの径ｄの約２倍である。一方、光源からの光ビ
ームの波長をλ、対物レンズに関する開口数をＮＡ、光
源からの出射光を平行光とするためのコリメータレンズ
の中心から光スポットに至る光ビームの光軸との開き角
度をθとするとき、次式の成立すること γ＝λ／ＮＡ ……（１） ＮＡ＝sinθ ……（２） が知られている。したがって、γ＝λ／sinθとなり、
上記の２ｄ＝γから、最適のＮＡおよびθの値は、それ
ぞれＮＡ＝λ／２ｄまたはsinθ＝λ／２ｄなる関係を
満足する。上記開口絞り器はピット径ｄに応じて、この
関係を満足するように変化すればよい。ピット型以外の
他のタイプのディスクもこれに準じて構成すればよい。
る光スポットの最適径γは、光ディスクに形成されてい
るピットの径ｄの約２倍である。一方、光源からの光ビ
ームの波長をλ、対物レンズに関する開口数をＮＡ、光
源からの出射光を平行光とするためのコリメータレンズ
の中心から光スポットに至る光ビームの光軸との開き角
度をθとするとき、次式の成立すること γ＝λ／ＮＡ ……（１） ＮＡ＝sinθ ……（２） が知られている。したがって、γ＝λ／sinθとなり、
上記の２ｄ＝γから、最適のＮＡおよびθの値は、それ
ぞれＮＡ＝λ／２ｄまたはsinθ＝λ／２ｄなる関係を
満足する。上記開口絞り器はピット径ｄに応じて、この
関係を満足するように変化すればよい。ピット型以外の
他のタイプのディスクもこれに準じて構成すればよい。
【００１７】光ディスクに達する光量が、開口絞りの径
の変化により変動しないようにするために、開口絞りの
径の変化に応じて光源の出力を増減するのであるが、開
口絞り径ａが変化してａ2になると光ディスクに達する
光量がＰ1からＰ2になるとして、Ｐ1＝Ｐ2となるように
光源の半導体レーザに流す注入電流を調節すればよい。
半導体レーザに流す電流を増加すれば光源の出力は増加
し、この電流を減少させれば光源の出力は低下する。
の変化により変動しないようにするために、開口絞りの
径の変化に応じて光源の出力を増減するのであるが、開
口絞り径ａが変化してａ2になると光ディスクに達する
光量がＰ1からＰ2になるとして、Ｐ1＝Ｐ2となるように
光源の半導体レーザに流す注入電流を調節すればよい。
半導体レーザに流す電流を増加すれば光源の出力は増加
し、この電流を減少させれば光源の出力は低下する。
【００１８】光ディスク面上のトラックピッチはピット
の径ｄの約２倍とするのが望ましく、結局、ピットの径
をｄとするときトラックピッチは２ｄ、光スポット径も
２ｄとするのが望ましい。
の径ｄの約２倍とするのが望ましく、結局、ピットの径
をｄとするときトラックピッチは２ｄ、光スポット径も
２ｄとするのが望ましい。
【００１９】
【作用】以上述べたように、本発明においては、与えら
れた光ディスクのトラックピッチあるいは最小ピットの
サイズに応じて、最適な光スポットが光ディスク上に形
成されるように、光源の像を光ディスク上に結像するた
めの光学系の途中に、径が可変の開口絞り器を配置す
る。これにより、ピットやトラックピッチの細かい短波
長対応の光ディスクに対しては、開口絞りの径を大きく
することにより、絞り込まれた光スポットの径を小さく
して、解像度を向上し信号変調度を充分なものとする。
一方、相対的にピットやトラックピッチの粗い長波長対
応の光ディスクに対しては、開口絞りの径を小さくする
ことにより、光スポットの径を大きくして、解像度を低
下させ信号変調度を充分なものとする。その結果、どの
ようなサイズのピット、あるいはトラックピッチを持っ
た光ディスクに対しても、記録のための最適スポット
径、および再生信号のＳ／Ｎ比を最大に得ることが可能
な最適スポット径を常時選択することができる。
れた光ディスクのトラックピッチあるいは最小ピットの
サイズに応じて、最適な光スポットが光ディスク上に形
成されるように、光源の像を光ディスク上に結像するた
めの光学系の途中に、径が可変の開口絞り器を配置す
る。これにより、ピットやトラックピッチの細かい短波
長対応の光ディスクに対しては、開口絞りの径を大きく
することにより、絞り込まれた光スポットの径を小さく
して、解像度を向上し信号変調度を充分なものとする。
一方、相対的にピットやトラックピッチの粗い長波長対
応の光ディスクに対しては、開口絞りの径を小さくする
ことにより、光スポットの径を大きくして、解像度を低
下させ信号変調度を充分なものとする。その結果、どの
ようなサイズのピット、あるいはトラックピッチを持っ
た光ディスクに対しても、記録のための最適スポット
径、および再生信号のＳ／Ｎ比を最大に得ることが可能
な最適スポット径を常時選択することができる。
【００２０】さらに、本発明においては、光源から光デ
ィスク面上に達する光量が一定となるように、光源の半
導体レーザに流す注入電流を調節する手段を有するの
で、開口絞りを小さくしても光ディスク面に達する光量
が減少せず、常に一定となり、安定した性能を示す。
ィスク面上に達する光量が一定となるように、光源の半
導体レーザに流す注入電流を調節する手段を有するの
で、開口絞りを小さくしても光ディスク面に達する光量
が減少せず、常に一定となり、安定した性能を示す。
【００２１】短波長のコヒーレント光源とは、７００ｎ
ｍ以下の波長を有するもので、例えば、第２高調波レー
ザ、II−VI族半導体レーザ、III−Ｖ族半導体レーザ、
周波数上方変換レーザ、波長変換レーザを挙げることが
できる。
ｍ以下の波長を有するもので、例えば、第２高調波レー
ザ、II−VI族半導体レーザ、III−Ｖ族半導体レーザ、
周波数上方変換レーザ、波長変換レーザを挙げることが
できる。
【００２２】本発明の短波長光ディスクヘッドの構成
は、光ディスク上に光スポットを結像する光学系の途中
に、径が可変の開口絞り器を配置し、且つ光源から光デ
ィスク面に達する光量が開口絞りの径によって変化しな
いように、開口絞りの径に応じて光源の出力を増減する
手段を有し、さらに必要に応じて、開口絞りの径が、光
ディスク上のピットのサイズに適した大きさになる制御
システムを設けた事を除いて、従来の短波長光ディスク
ヘッドの知見を用いて差支えない。
は、光ディスク上に光スポットを結像する光学系の途中
に、径が可変の開口絞り器を配置し、且つ光源から光デ
ィスク面に達する光量が開口絞りの径によって変化しな
いように、開口絞りの径に応じて光源の出力を増減する
手段を有し、さらに必要に応じて、開口絞りの径が、光
ディスク上のピットのサイズに適した大きさになる制御
システムを設けた事を除いて、従来の短波長光ディスク
ヘッドの知見を用いて差支えない。
【００２３】
【実施例】以下、本発明の実施例を、図面により詳細に
説明する。
説明する。
【００２４】（実施例１）図１は、本発明の本実施例に
おける短波長光ディスクヘッドを示すブロック構造図で
ある。
おける短波長光ディスクヘッドを示すブロック構造図で
ある。
【００２５】図１において、１は半導体レーザによるあ
るいは非線形光学応用の高調波による短波長光源、２は
レーザ光、３は光ビームを２つに分配するビームスプリ
ッタ、４は照準を合わせるコリメータレンズ、５は開口
絞り器、６は対物レンズ、７は光ディスク、８は光検知
器、９，１０は補助光学系レンズである。
るいは非線形光学応用の高調波による短波長光源、２は
レーザ光、３は光ビームを２つに分配するビームスプリ
ッタ、４は照準を合わせるコリメータレンズ、５は開口
絞り器、６は対物レンズ、７は光ディスク、８は光検知
器、９，１０は補助光学系レンズである。
【００２６】補助光学系レンズ９は光スポットのトラッ
キング用補助光学素子（例えば回折格子）であり、補助
光学系レンズ１０は光スポットの自動焦点用補助光学素
子（例えば円筒レンズ）でいずれも周知である。また、
符号３０は光源用の半導体レーザに流す注入電流のドラ
イバ、府号３０は、光スポットの光量を測定し、光量に
基づく情報をドライバ３０に伝えるデバイスである。
キング用補助光学素子（例えば回折格子）であり、補助
光学系レンズ１０は光スポットの自動焦点用補助光学素
子（例えば円筒レンズ）でいずれも周知である。また、
符号３０は光源用の半導体レーザに流す注入電流のドラ
イバ、府号３０は、光スポットの光量を測定し、光量に
基づく情報をドライバ３０に伝えるデバイスである。
【００２７】短波長光源１から発射されたレーザ光２
は、ビームスプリッタ３、および補助光学系レンズ９を
経由してコリメータレンズ４に至り、開口絞り器５を経
て対物レンズ６で絞られて、光ディスク７上に書かれた
ピットのあるなしを読み取る。なお、コリメータレンズ
４と対物レンズ６とが一体化されている場合もある。
は、ビームスプリッタ３、および補助光学系レンズ９を
経由してコリメータレンズ４に至り、開口絞り器５を経
て対物レンズ６で絞られて、光ディスク７上に書かれた
ピットのあるなしを読み取る。なお、コリメータレンズ
４と対物レンズ６とが一体化されている場合もある。
【００２８】光ディスク７で反射された光は、対物レン
ズ６、コリメータレンズ４を経てビームスプリッタ３に
戻り、ここで反射されて光検知器８に至って、電気信号
に変換されて図示されない回路で信号処理される。
ズ６、コリメータレンズ４を経てビームスプリッタ３に
戻り、ここで反射されて光検知器８に至って、電気信号
に変換されて図示されない回路で信号処理される。
【００２９】本実施例で新しく設けられた構成要素は、
開口絞り器５である。この開口絞り器５により、図２に
示すように、光ディスク７のピット径が１３のサイズの
場合でも、１４のサイズの場合でも、いずれにも最適な
光スポット径を与えることができるようにするためであ
る。例えば、光ディスク７のピット径が図２の１３のよ
うに小さい場合には、開口絞り器５の径を大きくして、
ａ1として絞り込まれた光スポットの径を小さくする。
また、ピット径が図２の１４のように大きい場合には、
開口絞り器５の径を小さくしてａ2として、絞り込まれ
た光スポットの径を大きくする。
開口絞り器５である。この開口絞り器５により、図２に
示すように、光ディスク７のピット径が１３のサイズの
場合でも、１４のサイズの場合でも、いずれにも最適な
光スポット径を与えることができるようにするためであ
る。例えば、光ディスク７のピット径が図２の１３のよ
うに小さい場合には、開口絞り器５の径を大きくして、
ａ1として絞り込まれた光スポットの径を小さくする。
また、ピット径が図２の１４のように大きい場合には、
開口絞り器５の径を小さくしてａ2として、絞り込まれ
た光スポットの径を大きくする。
【００３０】ここで、スポット径をγ、波長をλ、開口
数をＮＡ、コリメータレンズ４の中心とピットに至るレ
ーザ光の角度をθとすると、次式が成立する。
数をＮＡ、コリメータレンズ４の中心とピットに至るレ
ーザ光の角度をθとすると、次式が成立する。
【００３１】 γ＝λ／ＮＡ ……（１） ＮＡ＝sinθ ……（２） 上式（１）から、開口径を大きくすると、スポット径は
小さくなることが明らかである。また、上式（２）か
ら、開口径を小さくすると、光のケラレが発生する。つ
まりディスクに至る光量が減少することが明らかであ
る。
小さくなることが明らかである。また、上式（２）か
ら、開口径を小さくすると、光のケラレが発生する。つ
まりディスクに至る光量が減少することが明らかであ
る。
【００３２】前述のように、開口絞り器は、ＮＡ＝λ／
２ｄまたはsinθ＝λ／２ｄなる関係を満足するよう
に、ピット径ｄに応じて絞りの大きさを変化させればよ
い。
２ｄまたはsinθ＝λ／２ｄなる関係を満足するよう
に、ピット径ｄに応じて絞りの大きさを変化させればよ
い。
【００３３】尚、図２の１１、１２は、ピット径１３、
１４の時の光強度分布を示している。図１では、ピット
径が大きいときには対物レンズ６に配置された開口絞り
５により開口絞りを絞って、実効的開口数を下げること
により、光スポットサイズを大きくする。そして、ピッ
トによる回折効果を長波長の光源を用いた時と同じ状態
に戻すことにより、ピットの有無に対する変調度を向上
させ、再生信号のＳ／Ｎを向上させる。
１４の時の光強度分布を示している。図１では、ピット
径が大きいときには対物レンズ６に配置された開口絞り
５により開口絞りを絞って、実効的開口数を下げること
により、光スポットサイズを大きくする。そして、ピッ
トによる回折効果を長波長の光源を用いた時と同じ状態
に戻すことにより、ピットの有無に対する変調度を向上
させ、再生信号のＳ／Ｎを向上させる。
【００３４】なお、開口絞り器を合わせる場合、開口絞
りはコリメータレンズ４と対物レンズ６の間におくが、
特に開口絞りを絞り込みレンズすなわち対物レンズの瞳
位置に置くようにするのがより好ましい。なお、瞳と
は、ディスク上の光スポット位置に対して、フーリエ変
換された面を言う。
りはコリメータレンズ４と対物レンズ６の間におくが、
特に開口絞りを絞り込みレンズすなわち対物レンズの瞳
位置に置くようにするのがより好ましい。なお、瞳と
は、ディスク上の光スポット位置に対して、フーリエ変
換された面を言う。
【００３５】図３（ａ）と図３（ｂ）は、図１における
開口絞り器５の構造例を示す図である。
開口絞り器５の構造例を示す図である。
【００３６】開口絞り器５としては、図３（ａ）に示す
ように、開口絞り径のサイズを２種以上持つ板を設け、
この板をモータ等で機械的に駆動し、与えられた光ディ
スクに応じて開口径を選択する。ここでは、板上に開口
径１５と１６の２種を持たせて、板をモータにより平行
移動させて開口径を切り替えている。大きい径の開口に
した場合には、実線に示すビームとなり、小さい径の開
口にした場合には、点線に示すビームとなる。なお、板
を平行移動させる代りに回転移動でもよい。
ように、開口絞り径のサイズを２種以上持つ板を設け、
この板をモータ等で機械的に駆動し、与えられた光ディ
スクに応じて開口径を選択する。ここでは、板上に開口
径１５と１６の２種を持たせて、板をモータにより平行
移動させて開口径を切り替えている。大きい径の開口に
した場合には、実線に示すビームとなり、小さい径の開
口にした場合には、点線に示すビームとなる。なお、板
を平行移動させる代りに回転移動でもよい。
【００３７】また、図３（ｂ）に示すように、通常のカ
メラで使用される絞り器１７をその駆動機構の原理と合
わせて適用することができる。すなわち、円形の絞り器
１７をディスク上のピット径に合わせて、前記関係に従
うように中心に向って開口を絞る構造である。
メラで使用される絞り器１７をその駆動機構の原理と合
わせて適用することができる。すなわち、円形の絞り器
１７をディスク上のピット径に合わせて、前記関係に従
うように中心に向って開口を絞る構造である。
【００３８】図４は、開口絞り器のさらに他の実施例を
示す概略平面図とその機能を示す概略断面図である。
示す概略平面図とその機能を示す概略断面図である。
【００３９】図３（ａ），３（ｂ）では、機械的手段に
より開口径を変化させているが、図４では、電気的手段
により開口径を変化させる。すなわち、電圧を印加する
ことにより光の透過率を変化させて、開口径を変える。
例えば、液晶を図の斜線部１８に封じ込めて、電圧を印
加することにより液晶を通過する光の透過率を下げて、
実効的な開口径を小さくすることが可能である。この場
合には、ビームが絞られた結果、点線に示すような径の
小さいビームとなる。
より開口径を変化させているが、図４では、電気的手段
により開口径を変化させる。すなわち、電圧を印加する
ことにより光の透過率を変化させて、開口径を変える。
例えば、液晶を図の斜線部１８に封じ込めて、電圧を印
加することにより液晶を通過する光の透過率を下げて、
実効的な開口径を小さくすることが可能である。この場
合には、ビームが絞られた結果、点線に示すような径の
小さいビームとなる。
【００４０】電圧の印加を止めることにより、元の高い
透過率に戻って、大きい開口数が得られる。この場合に
は、実線に示すような径の大きいビームとなる。液晶は
例えばネマチック構造、コレステリック構造等のものを
用いることができる。液晶の厚さは約１０μｍとし、印
加電圧は１−６０Ｖとした。電圧を印加するための電極
には、絞りに相当する孔のある透明電極を用い、これを
液晶板の表・裏に設けた。輪帯状に分割した複数個の透
明電極を設け、それぞれ独立して電圧を印加できるよう
にすれば、径が可変の絞りとなる。なお、図４におい
て、符号１８′は液晶板のホルダーを示す。
透過率に戻って、大きい開口数が得られる。この場合に
は、実線に示すような径の大きいビームとなる。液晶は
例えばネマチック構造、コレステリック構造等のものを
用いることができる。液晶の厚さは約１０μｍとし、印
加電圧は１−６０Ｖとした。電圧を印加するための電極
には、絞りに相当する孔のある透明電極を用い、これを
液晶板の表・裏に設けた。輪帯状に分割した複数個の透
明電極を設け、それぞれ独立して電圧を印加できるよう
にすれば、径が可変の絞りとなる。なお、図４におい
て、符号１８′は液晶板のホルダーを示す。
【００４１】つぎに、本発明の短波長光ディスクヘッド
における開口絞り器の絞り調節方法を説明する。
における開口絞り器の絞り調節方法を説明する。
【００４２】短波長の光源に対応する光ディスクをＡと
し、従来の赤外波長の光源に対応する光ディスクをＢと
する。短波長対応の光ディスクＡの最内周近辺のトラッ
クに、短波長対応であることを意味するコードを予め記
録しておき、長波長対応の光ディスクＢの最内周近辺の
トラックには、長波長対応であることを意味するコード
を予め記録しておく。ディスクをプレーヤにかけた時、
ヘッドが該コードを読み取り、検出した信号に従って、
開口絞り調節用のモータを駆動し、あるいは液晶に対す
る電圧印加をオン・オフして開口絞りを適切な径とし、
所望の光スポット径を得るものである。その時、ディス
ク上の初期の（initial）光スポット径が長・短いずれ
の径になっていても、絞り調節用コードを読み取れるよ
うに、各波長に対応する複数の径のピットを用いてコー
ドを記録しておけば好都会である。しかし、いずれか一
種類の径のピットのみでコードを記録しても、絞りの調
節は可能である。
し、従来の赤外波長の光源に対応する光ディスクをＢと
する。短波長対応の光ディスクＡの最内周近辺のトラッ
クに、短波長対応であることを意味するコードを予め記
録しておき、長波長対応の光ディスクＢの最内周近辺の
トラックには、長波長対応であることを意味するコード
を予め記録しておく。ディスクをプレーヤにかけた時、
ヘッドが該コードを読み取り、検出した信号に従って、
開口絞り調節用のモータを駆動し、あるいは液晶に対す
る電圧印加をオン・オフして開口絞りを適切な径とし、
所望の光スポット径を得るものである。その時、ディス
ク上の初期の（initial）光スポット径が長・短いずれ
の径になっていても、絞り調節用コードを読み取れるよ
うに、各波長に対応する複数の径のピットを用いてコー
ドを記録しておけば好都会である。しかし、いずれか一
種類の径のピットのみでコードを記録しても、絞りの調
節は可能である。
【００４３】上記の開口絞り調節方法は、適切な絞りの
種類を予めディスクに記録しておき、ディスクをプレー
ヤにかければ自動的に、適当な径の開口絞りを選択する
ものであるが、つぎのように、手動で選択する方法もあ
る。すなわち、各ディスクのレーベルに、いずれのサイ
ズのピットを用いているのか印刷しておき、ユーザがこ
れを見て、その印刷されたピット径に適合するようにプ
レーヤのパネルに配置されたボタンを選択して押し、開
口絞り調節用のモータを駆動し、あるいは液晶に対する
電圧印加をオン・オフして、開口絞りを適切な径とし、
所望の光スポット径を得るものである。
種類を予めディスクに記録しておき、ディスクをプレー
ヤにかければ自動的に、適当な径の開口絞りを選択する
ものであるが、つぎのように、手動で選択する方法もあ
る。すなわち、各ディスクのレーベルに、いずれのサイ
ズのピットを用いているのか印刷しておき、ユーザがこ
れを見て、その印刷されたピット径に適合するようにプ
レーヤのパネルに配置されたボタンを選択して押し、開
口絞り調節用のモータを駆動し、あるいは液晶に対する
電圧印加をオン・オフして、開口絞りを適切な径とし、
所望の光スポット径を得るものである。
【００４４】なお、光ディスクにおいて、代表的なピッ
ト径は、標準化されるものと考えられ、開口絞りは、仕
様が固定されるものとみられるので、これに従って開口
絞り調節機構を定めればよい。
ト径は、標準化されるものと考えられ、開口絞りは、仕
様が固定されるものとみられるので、これに従って開口
絞り調節機構を定めればよい。
【００４５】前述のように、本発明の短波長光ディスク
ヘッドにおいては、開口絞りの径に応じて光源の出力を
増減し、光ディスクに達する光量が変動しないように構
成している。すなわち、図１において、開口絞り径がａ
1からａ2に変化し、ａ1＞ａ2なる関係がある場合、光源
の出力が調節されず一定の場合は、ディスク上に至る光
量はＰ1からＰ2に変化しＰ2＝Ｐ1(ａ2／ａ1)2なる関係
になり、Ｐ1＞Ｐ2となり、光量は減少する。ところで、
光源１に用いる半導体レーザは、注入電流を増減するこ
とによって光源の出力を増減できる。光源として、半導
体レーザを基本波とする第２次高調波、あるいは半導体
レーザ励起固体レーザの第２次高調波を使用する場合
も、半導体レーザへの注入電流を増減することにより光
源の出力を増減できる。そこでディスク上に達した光量
を光量測定器３１により測定し、開口絞り径がａ1から
ａ2に減少することにより光量がＰ1からＰ2に減少した
場合、Ｐ1＝Ｐ2の関係が維持できるように、半導体レー
ザに流す注入電流をそのドライバ３０によって増加させ
る。開口絞り径がａ2からａ1に増加した時には、半導体
レーザに流す注入電流をドライバ３０により減少させ、
ディスク上に達する光量が一定になるように、すなわち
Ｐ1＝Ｐ2の関係が維持できるようにする。
ヘッドにおいては、開口絞りの径に応じて光源の出力を
増減し、光ディスクに達する光量が変動しないように構
成している。すなわち、図１において、開口絞り径がａ
1からａ2に変化し、ａ1＞ａ2なる関係がある場合、光源
の出力が調節されず一定の場合は、ディスク上に至る光
量はＰ1からＰ2に変化しＰ2＝Ｐ1(ａ2／ａ1)2なる関係
になり、Ｐ1＞Ｐ2となり、光量は減少する。ところで、
光源１に用いる半導体レーザは、注入電流を増減するこ
とによって光源の出力を増減できる。光源として、半導
体レーザを基本波とする第２次高調波、あるいは半導体
レーザ励起固体レーザの第２次高調波を使用する場合
も、半導体レーザへの注入電流を増減することにより光
源の出力を増減できる。そこでディスク上に達した光量
を光量測定器３１により測定し、開口絞り径がａ1から
ａ2に減少することにより光量がＰ1からＰ2に減少した
場合、Ｐ1＝Ｐ2の関係が維持できるように、半導体レー
ザに流す注入電流をそのドライバ３０によって増加させ
る。開口絞り径がａ2からａ1に増加した時には、半導体
レーザに流す注入電流をドライバ３０により減少させ、
ディスク上に達する光量が一定になるように、すなわち
Ｐ1＝Ｐ2の関係が維持できるようにする。
【００４６】なお、ディスク上に達した光量の測定は、
ディスクより戻った光が、光検知器上で示す光量を、電
流値に置きかえて知ることができる。
ディスクより戻った光が、光検知器上で示す光量を、電
流値に置きかえて知ることができる。
【００４７】つぎに、本発明の短波長光ディスクヘッド
が光ディスクのピット列を追従するトラッキング方法を
図６（ａ），図６（ｂ），図７を用いて説明する。
が光ディスクのピット列を追従するトラッキング方法を
図６（ａ），図６（ｂ），図７を用いて説明する。
【００４８】図６（ａ）は短波長対応の光ディスクの場
合であり、図６（ｂ）は長波長対応の光ディスクの場合
である。ここでは、周知のスリー（３）スポット法によ
ってトラッキングの互換性を解決している。図６
（ａ），６（ｂ）において、２１は短波長対応の光ディ
スク（ａ）に対して決められた光スポット列、２２は同
じくトラック、θ1はスリースポット２１とトラック２
２とのなす角度、２３は長波長対応の光ディスクＢに対
して決められたスポット列、２４は同じくトラック、θ
2はスリースポット２３とトラック２４とのなす角度で
ある。また、図７において、２８はミラーによる光源の
ずれ位置すなわち疑似光源の位置を示しミラーにより形
成される光源像、２６はコリメータレンズ、２７は開口
絞り器または半波長板、２９は光スポットである。スリ
ースポット２１は周知のように回折格子により０次光と
±１次回折光により形成する。
合であり、図６（ｂ）は長波長対応の光ディスクの場合
である。ここでは、周知のスリー（３）スポット法によ
ってトラッキングの互換性を解決している。図６
（ａ），６（ｂ）において、２１は短波長対応の光ディ
スク（ａ）に対して決められた光スポット列、２２は同
じくトラック、θ1はスリースポット２１とトラック２
２とのなす角度、２３は長波長対応の光ディスクＢに対
して決められたスポット列、２４は同じくトラック、θ
2はスリースポット２３とトラック２４とのなす角度で
ある。また、図７において、２８はミラーによる光源の
ずれ位置すなわち疑似光源の位置を示しミラーにより形
成される光源像、２６はコリメータレンズ、２７は開口
絞り器または半波長板、２９は光スポットである。スリ
ースポット２１は周知のように回折格子により０次光と
±１次回折光により形成する。
【００４９】すなわち、光ディスクが回転すると、ディ
スクの中心とモータの中心とにずれが生じるため、両者
の間には偏心が存在する。従って、トラックに光スポッ
トを確実に追従させるためには、スリースポット法によ
り、スポットの行手と真上と後手の３つを点灯するので
ある。この場合、トラックの両サイドの光スポットが、
それぞれディスク上のピット列によって変調される。こ
の変調度が両サイド共に等しくなるようにすれば、スリ
ースポットのセンターのスポットがトラックの中心に来
るようになる。すなわち、追従できたときには、ディス
ク上のピットから強い変調度の光が戻り、追従できない
ときには、ピットから弱い変調度の光しか戻らないの
で、これらの光量が等しくなるように、ビームスプリッ
タ３のミラーを調整する。これにより、図７に示すよう
に、光源２８が３つの異なる点に位置すると同じにな
り、ある角度を持った直線上の３つのスポットを発生す
ることになる。
スクの中心とモータの中心とにずれが生じるため、両者
の間には偏心が存在する。従って、トラックに光スポッ
トを確実に追従させるためには、スリースポット法によ
り、スポットの行手と真上と後手の３つを点灯するので
ある。この場合、トラックの両サイドの光スポットが、
それぞれディスク上のピット列によって変調される。こ
の変調度が両サイド共に等しくなるようにすれば、スリ
ースポットのセンターのスポットがトラックの中心に来
るようになる。すなわち、追従できたときには、ディス
ク上のピットから強い変調度の光が戻り、追従できない
ときには、ピットから弱い変調度の光しか戻らないの
で、これらの光量が等しくなるように、ビームスプリッ
タ３のミラーを調整する。これにより、図７に示すよう
に、光源２８が３つの異なる点に位置すると同じにな
り、ある角度を持った直線上の３つのスポットを発生す
ることになる。
【００５０】ところで、光ディスク上のピット列のピッ
チすなわちトラックピッチをＴとする時、スリースポッ
トの両サイドにあるサイドスポットの中心は、トラック
上からＴｉ／４（ｉ＝１，２）だけずれた位置に配置さ
れるのが最適である。したがって、スリースポットを結
んだ直線すなわち光スポット列２１、光スポット列２３
とトラックとのなす角θｉが
チすなわちトラックピッチをＴとする時、スリースポッ
トの両サイドにあるサイドスポットの中心は、トラック
上からＴｉ／４（ｉ＝１，２）だけずれた位置に配置さ
れるのが最適である。したがって、スリースポットを結
んだ直線すなわち光スポット列２１、光スポット列２３
とトラックとのなす角θｉが
【００５１】
【数３】
【００５２】なる関係を満足するように、トラックピッ
チＴｉ（Ｔｉは前述のように光スポット径と同様にピッ
ト径ｄの２倍とするのが望ましい）に応じてθｉを増減
すると、正確なトラッキングができる。ｌはセンタスポ
ットとサイドスポットとのディスク上での間隔である。
チＴｉ（Ｔｉは前述のように光スポット径と同様にピッ
ト径ｄの２倍とするのが望ましい）に応じてθｉを増減
すると、正確なトラッキングができる。ｌはセンタスポ
ットとサイドスポットとのディスク上での間隔である。
【００５３】短波長対応の光ディスクの場合のトラック
ピッチをＴ1、長波長対応の場合のトラックピッチをＴ2
とするとＴ2＞Ｔ1であるから式（３）から θ2＞θ1 ……（４） なる関係が成立つ。図６（ａ）、図６（ｂ）の場合、最
適のトラッキング信号を得るには、式（３）を満足する
ように、従って式（４）の関係が成立するように、光ヘ
ッドを元の位置に対して傾けるとよい。
ピッチをＴ1、長波長対応の場合のトラックピッチをＴ2
とするとＴ2＞Ｔ1であるから式（３）から θ2＞θ1 ……（４） なる関係が成立つ。図６（ａ）、図６（ｂ）の場合、最
適のトラッキング信号を得るには、式（３）を満足する
ように、従って式（４）の関係が成立するように、光ヘ
ッドを元の位置に対して傾けるとよい。
【００５４】（実施例２）図５は、本発明の第２の実施
例を示す短波長光ディスクヘッドのブロック構造図であ
る。
例を示す短波長光ディスクヘッドのブロック構造図であ
る。
【００５５】図５において、１９は輪帯状のアナライザ
（検光子）、２０は光に対してボロライザを通過させた
り、あるいは通過させないようにして、偏向の方向を変
える半波長板であり、その他の記号は図１に示す要素と
同一のものを示す。
（検光子）、２０は光に対してボロライザを通過させた
り、あるいは通過させないようにして、偏向の方向を変
える半波長板であり、その他の記号は図１に示す要素と
同一のものを示す。
【００５６】すなわち、輪帯状のアナライザ（検光子）
１９を対物レンズの開口に配置して、光路中に置いた半
波長板２０を９０度回転させることにより、輪帯状の実
効的な開口数を変化させることが可能となる。つまり、
従来の長波長仕様の光ディスク７に対する場合には、図
５の実線で示す光量が半波長板２０に入射されても、光
の偏向によりアナライザ１９では破線で示すような光量
しか対物レンズ６に与えないので、光ディスク７上には
破線のような光スポットを照射することになる。短波長
仕様の場合には、半波長板２０を上記の長波長仕様の場
合から９０°回転し、アナライザ１９が光を実線で示す
径の大きいビームとする。本実施例におけるヘッドの上
記に記載していない構造は、実施例１と同じとする。
１９を対物レンズの開口に配置して、光路中に置いた半
波長板２０を９０度回転させることにより、輪帯状の実
効的な開口数を変化させることが可能となる。つまり、
従来の長波長仕様の光ディスク７に対する場合には、図
５の実線で示す光量が半波長板２０に入射されても、光
の偏向によりアナライザ１９では破線で示すような光量
しか対物レンズ６に与えないので、光ディスク７上には
破線のような光スポットを照射することになる。短波長
仕様の場合には、半波長板２０を上記の長波長仕様の場
合から９０°回転し、アナライザ１９が光を実線で示す
径の大きいビームとする。本実施例におけるヘッドの上
記に記載していない構造は、実施例１と同じとする。
【００５７】以上の各実施例においては、例えば、４倍
密度の光ディスクのトラックピッチを約０.６μｍと
し、ピットサイズを約０.３μｍとする。この光ディス
クは、半導体レーザの第２高調波を利用した波長４１０
ｎｍ近辺の光源を搭載した短波長光ヘッドにより記録再
生が可能である。例えば、開口数が、０.４〜０.５の対
物レンズを用いれば、得られる短波長の光スポットサイ
ズは、約１.０〜０.８μｍであり、十分な解像度が得ら
れる。しかし、光源として波長７８０ｎｍの半導体レー
ザを用いた従来のコンパクトディスクやレーザディスク
では、トラックピッチが１.６μｍ、ピットサイズは０.
７μｍであり、この短波長の光スポットでは解像度が高
すぎるためにピットによる回折効果が減少して、十分な
信号変調度がとれなくなる。しかし、本発明による開口
絞りの働きによって、短波長であっても、開口数を例え
ば０.２〜０.３に選択して、得られる短波長の光スポッ
トサイズを１.４〜１.９μｍとすることにより、従来仕
様の光ディスクを記録再生することが可能となる。
密度の光ディスクのトラックピッチを約０.６μｍと
し、ピットサイズを約０.３μｍとする。この光ディス
クは、半導体レーザの第２高調波を利用した波長４１０
ｎｍ近辺の光源を搭載した短波長光ヘッドにより記録再
生が可能である。例えば、開口数が、０.４〜０.５の対
物レンズを用いれば、得られる短波長の光スポットサイ
ズは、約１.０〜０.８μｍであり、十分な解像度が得ら
れる。しかし、光源として波長７８０ｎｍの半導体レー
ザを用いた従来のコンパクトディスクやレーザディスク
では、トラックピッチが１.６μｍ、ピットサイズは０.
７μｍであり、この短波長の光スポットでは解像度が高
すぎるためにピットによる回折効果が減少して、十分な
信号変調度がとれなくなる。しかし、本発明による開口
絞りの働きによって、短波長であっても、開口数を例え
ば０.２〜０.３に選択して、得られる短波長の光スポッ
トサイズを１.４〜１.９μｍとすることにより、従来仕
様の光ディスクを記録再生することが可能となる。
【００５８】この効果は、単にデータ情報用のピットに
ついてのみならず、トラッキング信号用のサンプルピッ
トの読み出しに対しても、有効である。短波長の超高密
度書換え型光ディスクを正確にトラッキングして、正し
く記録再生することができる。スリースポット列とトラ
ックとのなす角は、短波長対応の場合をθ1、長波長対
応の場合をθ2とすると、θ1＞０.３°，θ2＜３°とし
た。
ついてのみならず、トラッキング信号用のサンプルピッ
トの読み出しに対しても、有効である。短波長の超高密
度書換え型光ディスクを正確にトラッキングして、正し
く記録再生することができる。スリースポット列とトラ
ックとのなす角は、短波長対応の場合をθ1、長波長対
応の場合をθ2とすると、θ1＞０.３°，θ2＜３°とし
た。
【００５９】ところで、従来技術のように、光ディスク
に達する光量が、開口絞りの変化により変動する場合に
は、開口を制限した時に、開口による光のケラレが発生
し、ディスク上に至る光量が減少して、光検知器８に至
る光量も減る。すなわち、図１の開口絞り器５や、図５
の半波長板２０によって光量を制限することになるが、
その場合に制限された分の光量は光ディスク７に到達し
ないので、ケラレにより光量が減少したことになる。本
発明では、ディスクに達する光量が、開口絞りの径の変
化により変動しないようにするために、開口絞りの径の
変化に応じて光源の出力を増減する手段を設けたので、
長波長の光源に対応するサイズを有するピットを有する
ディスクの再生に短波長の光源を用いて、開口絞りを小
さくしても、到達光量は低下せず、精度の低下が生じな
い。絞りの径に応じて光源の出力を増減する手段のない
光ディスクヘッドでは、開口絞りを全開している場合
（短波長用ピットのディスクの再生の場合）に比較し
て、開口絞りを小さくした場合（波長７８０ｎｍの光源
に対応した従来の長波長用ピットのディスクを短波長光
源を用いて再生する場合）には、信号量が低下し、Ｓ／
Ｎ比が約５ｄＢ低下した。これに対して、絞りの径に応
じて光源の出力を増減する手段を有する本実施例のヘッ
ドでは、このようなＳ／Ｎ比の低下は認められなかっ
た。
に達する光量が、開口絞りの変化により変動する場合に
は、開口を制限した時に、開口による光のケラレが発生
し、ディスク上に至る光量が減少して、光検知器８に至
る光量も減る。すなわち、図１の開口絞り器５や、図５
の半波長板２０によって光量を制限することになるが、
その場合に制限された分の光量は光ディスク７に到達し
ないので、ケラレにより光量が減少したことになる。本
発明では、ディスクに達する光量が、開口絞りの径の変
化により変動しないようにするために、開口絞りの径の
変化に応じて光源の出力を増減する手段を設けたので、
長波長の光源に対応するサイズを有するピットを有する
ディスクの再生に短波長の光源を用いて、開口絞りを小
さくしても、到達光量は低下せず、精度の低下が生じな
い。絞りの径に応じて光源の出力を増減する手段のない
光ディスクヘッドでは、開口絞りを全開している場合
（短波長用ピットのディスクの再生の場合）に比較し
て、開口絞りを小さくした場合（波長７８０ｎｍの光源
に対応した従来の長波長用ピットのディスクを短波長光
源を用いて再生する場合）には、信号量が低下し、Ｓ／
Ｎ比が約５ｄＢ低下した。これに対して、絞りの径に応
じて光源の出力を増減する手段を有する本実施例のヘッ
ドでは、このようなＳ／Ｎ比の低下は認められなかっ
た。
【００６０】なお、コンパクトディスク（音声用）やレ
ーザディスク（ビデオ用）は、再生用のみに使用される
ので、本発明のヘッドも再生専用型とする。また、前述
の光磁気ディスク、相変化ディスク、および追記型光デ
ィスクは、書き換え可能であるので、これらに対しては
本発明のヘッドも書き換え型とする。
ーザディスク（ビデオ用）は、再生用のみに使用される
ので、本発明のヘッドも再生専用型とする。また、前述
の光磁気ディスク、相変化ディスク、および追記型光デ
ィスクは、書き換え可能であるので、これらに対しては
本発明のヘッドも書き換え型とする。
【００６１】本発明の短波長光ディスクヘッドの構成に
おいて、本明細書に記載していない事は、当技術分野に
おける従来の知見を用いてよい。
おいて、本明細書に記載していない事は、当技術分野に
おける従来の知見を用いてよい。
【００６２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
短波長対応の超高密度光ディスクの記録再生ができるの
は勿論であるが、長波長仕様の従来型の光ディスクをも
記録再生することが可能となり、世代間の互間性を保持
することができる効果がある。
短波長対応の超高密度光ディスクの記録再生ができるの
は勿論であるが、長波長仕様の従来型の光ディスクをも
記録再生することが可能となり、世代間の互間性を保持
することができる効果がある。
【図１】本発明の一実施例における短波長光ディスクヘ
ッドの構造を示すブロック図。
ッドの構造を示すブロック図。
【図２】光ディスク上に形成される光スポットの強度分
布を示すグラフ。
布を示すグラフ。
【図３】（ａ）は本発明の短波長光ディスクヘッドにお
いて用いる開口絞り器の一実施例を示す概略平面図とそ
の機能を示す概略断面図。（ｂ）は本発明の短波長光デ
ィスクヘッドにおいて用いる開口絞り器の他の実施例を
示す概略平面図。
いて用いる開口絞り器の一実施例を示す概略平面図とそ
の機能を示す概略断面図。（ｂ）は本発明の短波長光デ
ィスクヘッドにおいて用いる開口絞り器の他の実施例を
示す概略平面図。
【図４】本発明の短波長光ディスクヘッドにおいて用い
る開口絞り器のさらに他の実施例を示す概略平面図とそ
の機能を示す概略断面図。
る開口絞り器のさらに他の実施例を示す概略平面図とそ
の機能を示す概略断面図。
【図５】本発明の他の実施例における短波長光ディスク
ヘッドの構造を示すブロック図。
ヘッドの構造を示すブロック図。
【図６】（ａ）と（ｂ）は、本発明の短波長光ディスク
ヘッドにおけるトラッキング追従方法の実施例を示す説
明図。
ヘッドにおけるトラッキング追従方法の実施例を示す説
明図。
【図７】光ディスクヘッドのトラッキングにおけるスリ
スポット法の光パスを示す概略説明図。
スポット法の光パスを示す概略説明図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 正彦 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内
Claims (11)
- 【請求項１】少なくとも１個のコヒーレント光源と該光
源からの光ビームを光ディスク面上に絞り込む光学系
と、該光ディスク面上からの反射光もしくは透過光を検
知して、光を電気信号に変換する光検知器と、上記反射
光もしくは透過光を上記光検知器上に導く光学系を備え
た光ディスクヘッドにおいて、上記絞り込み光学系中
に、光ディスク面上のピットサイズに応じて変化する開
口絞り器を配置し、且つ該開口絞り器の絞り径に応じ
て、該光源の出力を増減し、該光ディスク面上から光検
知器に達する光量を略一定にする手段を有する、短波長
光ディスクヘッド。 - 【請求項２】上記開口絞り器の絞りを、上記光ビームを
光ディスク上に絞り込む対物レンズの瞳位置に配置し
た、請求項１に記載の短波長光ディスクヘッド。 - 【請求項３】上記開口絞り器は、音声または画像用光デ
ィスクに用いる再生専用型とする請求項１又は２に記載
の短波長光ディスクヘッド。 - 【請求項４】上記開口絞り器は、光磁気ディスク、相変
化ディスクおよび追記型光ディスクに用いる書き換え型
とする請求項１又は２に記載の短波長光ディスクヘッ
ド。 - 【請求項５】光ディスクのトラックピッチに応じて、ト
ラッキング用のスリースポットの列の方向と、上記トラ
ックとのなす角度を増減させ、トラッキングを正確にす
るスリースポット法の手段を有する、請求項１から４の
いずれかに記載の短波長光ディスクヘッド。 - 【請求項６】上記光源の波長が７００ｎｍ以下である請
求項１から５のいずれかに記載の短波長光ディスクヘッ
ド。 - 【請求項７】上記光源が半導レーザを用いたものである
請求項１から６のいずれかに記載の短波長光ディスクヘ
ッド。 - 【請求項８】上記開口絞り器は上記光ディスク上のピッ
トの径をｄ，光源の波長をλとするとき、開口数ＮＡが
ＮＡ＝λ／２ｄの式で示される値である。請求項１から
７のいずれかに記載の短波長光ディスクヘッド。 - 【請求項９】上記光ディスク上のトラックピッチをＴｉ
とし、上記スリースポットのセンタスポットとサイドス
ポットとの間隔をｌとするとき、 【数１】 なる式を満足するように、上記角θｉを調整するスリー
スポット法の手段を有する請求項５記載の短波長光ディ
スクヘッド。 - 【請求項１０】上記開口絞り器の絞り径が小さい時は上
記半導体レーザへの注入電流を増加し、該絞り径が大き
い時は該注入電流を減少する手段を有する請求項７記載
の短波長光ディスクヘッド。 - 【請求項１１】上記開口絞り器の絞り径に応じて、上記
半導体レーザへ注入される注入電流を変化させる手段を
有し、該注入電流を変化させる手段は、上記絞り径の減
少に従って上記注入電流を増加させることを特徴とする
請求項７記載の短波長光ディスクヘッド。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34472991 | 1991-12-26 | ||
| JP3-344729 | 1991-12-26 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05242520A true JPH05242520A (ja) | 1993-09-21 |
Family
ID=18371525
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4345903A Pending JPH05242520A (ja) | 1991-12-26 | 1992-12-25 | 短波長光ディスクヘッド |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5281797A (ja) |
| JP (1) | JPH05242520A (ja) |
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