JPH05303755A - 光ヘッド装置 - Google Patents

光ヘッド装置

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JPH05303755A
JPH05303755A JP4104830A JP10483092A JPH05303755A JP H05303755 A JPH05303755 A JP H05303755A JP 4104830 A JP4104830 A JP 4104830A JP 10483092 A JP10483092 A JP 10483092A JP H05303755 A JPH05303755 A JP H05303755A
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JP
Japan
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light
wavelength
reflected
light source
optical system
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JP4104830A
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English (en)
Inventor
Junichi Takahashi
準一 高橋
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NEC Home Electronics Ltd
NEC Corp
Original Assignee
NEC Home Electronics Ltd
Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 超解像方式を採用する場合、3ビーム法の組
合せが不可能で、スポット径が小さいためにサーボエラ
ー信号の検出感度が厳しく不安定になるため、3ビーム
法と超解像方式を組み合わせることを目的とする。 【構成】 光学構成としてディスクへのスポット径を小
さくする超解像方式を用い、エラー検出用の光学系を分
離させた構成の光学系において波長の異なる光に対し、
反射と透過が分けられるホログラム素子を用いた構成と
した光ヘッド装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、回転平面円盤上に情報
を記録したり、あるいはすでに記録された情報を再生す
るための光ディスク記録再生装置に用いられる光ヘッド
装置の高密度化機能に関するものである。
【0002】
【従来の技術】回転する円盤上に形成された同心円状ま
たは螺旋状のトラック上に情報を光学的に記録し、ある
いはすでに記録された情報を光学的に読み出して再生す
る装置としては、情報を凹凸の形で記録し、これに光ビ
ームを照射し、光のの回析を利用して再生するコンパク
トディスクや光学式ビデオディスク、あるいは磁気光学
効果を利用して記録再生する光磁気ディスクなどの装置
がすでに実用化されている。
【0003】これら装置における大容量化は、光ヘッド
装置のディスクへ照射されるビームスポット径を小さく
する手段が用いられている。従来の光ヘッド装置の一実
施例を説明する。
【0004】従来の光ヘッド装置における高密度化は、
光源、トラッキングエラー信号を検出するための回析格
子、ディスクの情報を読んだ光を信号検出光学系に導く
ためのハーフエラー、ディスクに照射する微小スポット
を作成する対物レンズ、フォーカスエラー、トラックエ
ラー、再生信号の各信号を電気信号に変換するフォトデ
ィクタ等の光学部品で構成された光ヘッド装置におい
て、光源の波長と対物レンズの開口数で決まる回析限界
にビームスポットを絞り込んでいた。
【0005】この場合、ビームスポット径を小さくする
とフォーカスエラーやトラックエラーの検出光学系への
光は安定したサーボを行なうことが出来なくなる。更に
記録可能な光ディスクに応用した場合は、反射率の違い
から光学記録媒体にデータが記録される前のサーボゲイ
ンが小さく、データを記録する前のサーボゲインとデー
タ記録後のサーボゲインが著しく異なってくるという現
象が発生し、外乱の影響を受けやすく再生時のサーボの
不安定な構成となっていた。この問題を解決するために
は例えば波長の異なる2つの光源を有し、そのうちの一
方の光源をサーボ信号を得るための光源として構成した
例がある。この場合の光学構成を図3に示す。図3にお
いて17は記録/再生用光源、27はサーボ用光源であ
る。記録/再生用光源17としては、波長λ1(例えば
660nm)のものが用いられる。サ ーボ用光源27
としては、波長λ2(例えば900nm)のものが用い
られる。そして記 録/再生用光源17からの波長λ1
レーザービームがコリメートレンズ18で平行光に整え
られ、ビームスプリッタ19を介してダイクロイックミ
ラー23に照射される。ダイクロイックミラー23で
は、波長λ1の光が反射され、波長λ2の光が透過される
ビームスプリッタ19を介された記録/再生用光源17
からの波長λ1のレーザービームはダ イクロイックミラ
ー23で反射され、対物レンズ20で集束され、媒体の
記録/再生を行なう部分に照射される。この反射光がダ
イクロイクミラー23で反射され、ビームスプリッタ1
9で更に反射されて、レンズ21を介して光検出器22
に光ビームは供給される。この光検出器22の出力が再
生信号として用いられる。
【0006】また、サーボ用光源27からの波長λ2
レーザービームがコリメートレンズ26で平行光線に整
えられ、ビームスプリッタ24、ダイクロイックミラー
23を通過され、対物レンズ20で集束され、媒体の記
録/再生を行なう部分に照射される。この反射光が対物
レンズ20、ダイクロイックミラー23を通過され、ビ
ームスプリッタ24で反射され、レンズ25を介してサ
ーボ用光検出器28に光ビームは供給される。このサー
ボ用光検出器の出力に基づいて対物レンズ20が上下さ
れフォーカスサーボがかけられる。図4に従来の超解像
方式光ヘッド装置光学ブロック図を示す。光源29から
照射された光は、コリメータレンズ30で平行光に変換
される。平行なビームは、超解像方式である遮光板を通
り平行ビームの中心部分を遮光し、回析現像が発生す
る。次にビームスプリッタ32を通り対物レンズ33に
入射し、微小スポットをディスク11に照射する。微小
スポットは、遮光板により平行ビームの中心部分を遮光
した光により集光するため回析限界より小さなスポット
が作成される。
【0007】ディスク11で反射された信号光は再び対
物レンズ33に入射し、平行光に変換されビームスプリ
ッタ32で図中の下方へ反射される。次に凸レンズ34
を通りビームスプリッタ35で2つの光路系に分離さ
れ、一方はフォトディスク36に入射し、一方は円筒レ
ンズ37を通りフォトディテクタ38に入射する。円筒
レンズ37により非点収差を作成し、フォトディテクタ
38でフォーカシングエラー検出を行なう。フォトディ
テクタ36の光路系は、トラッキングの検出をプッシュ
プル法で行う。再生信号の検出は、超解像方式によりサ
イドローブ(また回析リング)が発生するため、そのサ
イドローブによりディスク11上の隣接ピットからのク
ロストークが信号光にまざり合いノイズとして再生特性
を劣化させるため、フォトディテクタ36の手前でスリ
ット(またはビンホール)でサイドローブを除去してい
た。
【0008】従って従来は信号光の再生とサーボ系の再
生は同一の光源波長と対物レンズ33で出来るスポット
で設計されており、焦点深度はトラック偏差がそのまま
縮小されサーボ系が不安定になっていた。また、トラッ
キングサーボ系で安定性のある3ビーム光学系を採用す
る場合は、超解像方式で発生した再度ローブが3ビーム
全てに発生するためフォトディテクタ上でのサイドロー
ブの除去は困難であった。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】従来の光ヘッド装置で
は、フォーカス/トラック・サーボ用の光源として信号
再生用の光源と同じものまたは、再生用光源と波長の同
じ光源を用いていて、このサーボ用の光源を用いて記録
時及び再生時にサーボがかけられる。
【0010】ところが前述したように、光源の波長と対
物レンズの開口数で決まる回析限界によるスポット径の
縮小化では、サーボ光学系の不安定性があり高密度ディ
スクの再生へは限界があった。
【0011】また前述した再生光学系とサーボ光学系を
分離させ、再生光学系に波長の短い光源を用いる構成で
は、やはりサーボ系の安定化は計れるものの高密度化の
限界があった。
【0012】更にレーザスポット径を小さくする手段と
しての超解像方式を採用する場合は、トラッキングエラ
ー検出方法は、3ビーム法がオフセット安定性から有効
な手段であるのに対し、サブビームにもスポット径の縮
小とサイドローブが発生することからノイズの発生があ
り、超解像方式と3ビーム法の組合せは、不可能であっ
た。従って、プッシュプル方式が採用されスポット径が
小さいためにサーボエラー信号の検出感度が厳しく、不
安定となっていた。また、超解像方式は、遮光板を用い
るため光利用率が落ちて短波長でも高出力の光源が必要
であった。
【0013】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明では再生信号を検出するための光学系とフォ
ーカス/トラックエラー検出の光学系を分離させ、信号
の再生に用いる光源とサーボエラー検出に用いる光源の
波長の異なる光源を用い、反射と、透過が前記2つの波
長により分離可能なホログラ素子と、ビームスポットを
縮小する光学系として遮光部材や位相変化部材で構成し
たことを特徴とする光ヘッド装置を提供する。
【0014】
【実施例】図1に本案の一実施例を示す。フォーカス/
トラックエラー信号検出光学系は、光源1において波長
λ1(例えば780nm)を用いる。光源1からでた光
は、回析格子2でビー ムを3つに分割される。回析格
子2を通った光は、ハーフミラー3で反射され光路を変
換し、ホログラム素子8に入射する。ホログラム素子8
は波長λ1においては透過するよう 干渉稿が設定され
て、更に光ビームに対して角度をもって設定されている
ため光源1の非点隔差を補正している。光ビームは次に
対物レンズ9に入射し、光ビームは集光されディスク1
1の記録/再生を行なう部分に照射され反射される。光
ビームは同じ経路をたどり、対物レンズ9を透過してホ
ログラム素子8を透過し、今度はハーフミラー3を透過
することにより、光ビームは、非点収差を発生し、フォ
トダイオード4に入射してフォーカスエラー信号を検出
する。また、トラックエラー信号は前記経路と同様で回
析格子2で出来た3ビームがディスク11のトラックに
照射することにより、トラックエラー信号を検出してフ
ォトダイオード4で電気信号に変換される。記録/再生
信号光学系は、光源5に波長λ2(例えば660nm)
のものを用い、放射さ れた光は、遮光板6(または位
相変化素子)を透過する。遮光板6は光ビームの中心部
を例えば2次元に遮光し、この部分の光を遮光する。中
央部を遮光された光は、ハーフミラー7で反射し、ホロ
グラム素子8に入射する。ホログラム素子8は波長λ2
においては、反射するよう干渉稿が構成されている。反
射した光は、対物レンズ9を透過してディスク11の記
録/再生をする部分に照射される。遮光板6で中心部を
遮光された光は、回析現象によりスポットを作成し、回
析限界以上のスポットを作成することが出来る。ディス
ク11から反射した光は、再び対物レンズ9に入射し、
ホログラム素子8で反射しハーフミラー7を透過してフ
ォトダイオード10に入射する。これが記録/再生信号
として検出される。以上の光学系は遮光板6を用いて回
析限界以上のスポットの絞り込みを行なうことの出来る
超解像方式と呼ばれており、これにより小さなピットや
記録部の再生や記録が可能となる。
【0015】従ってホログラム素子8は波長λ1の光源
1の光は、常に透過し、波長λ2光源5の光に対して
は、常に反射するよう干渉稿を構成してあるため、回析
格子2で作成された回析ビームは対物レンズ9を透過し
てフォトダイオード4に入射し、遮光板6で作られた回
析ビームは、やはり対物レンズ9を透過してフォトダイ
オード10に入射する。
【0016】反面前述した光源1による光学系は超解像
方式によりスポット径が大きいため、高密度はディスク
の記録/再生信号の検出はノイズが多く不可能な構成で
あるが、フォーカス/トラックエラーの検出には問題は
ない。
【0017】図2a,bにホログラム素子8と遮光板6
の構成を示す。図示したようにλ2の波長の球面波14
a,bが90°入射した場合に、同じλ2の球面波が作
成できるよう2つの球面波の干渉稿12がホログラム基
板上13に作成されている。
【0018】また、波長λ1の光に関してはそのままガ
ラス板と同様な機能としてそのまま透過するような構成
となっている。遮光板は図のとおり、例えば光軸の中心
部が光が透過しないようマスキング16されている構成
となっている。更に位相変化素子の場合は、マスキング
された部分が厚みを持たせ、光の位相を遅らせるよう構
成したものでも良い。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、超解像方
式光学系に波長の異なる光に対し、反射・透過が可能な
ホログラム素子を設けたことにより、トラックエラー検
出方式に3ビーム方式を構成するため、微小スポット形
成と同時に、トラックサーボの安定した光学系を実現
し、更に光学系を少なくとも2つの光源で分離したこと
によりオフセット調整が容易になり安価な光ヘッド装置
を提供できる。
【0020】また、集光光学系のみを別に構成すること
が出来るため、短波長の光源は低出力なもので構成でき
安価なものが提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本考案の一実施例の光学ブロック図である。
【図2a】ホログラム素子構成図である。
【図2b】遮光板構成図である。
【図3】従来の分離光学構成図である。
【図4】従来の超解像方式光ヘッド装置光学ブロック図
である。
【符号の説明】
1 第1の光源(光源1) 2 回析格子 3 ハーフミラー 4、10 検出器 5 第2の光源(光源2) 6 遮光板 7 ハーフミラー 8 ホログラム素子 9 対物レンズ手段(対物レンズ) 11 ディスク 12 干渉稿 13 ホログラム基盤 14 λ2球面波 15 遮光板 16 遮光帯 17 光源 18 コリメータレンズ 19 ビームスプリッタ 20 対物レンズ 21 レンズ 22 検出器 23 ダイクロイックミラー 24 ビームスプリッタ 25 レンズ 26 レンズ 27 検出器 28 検出器 29 光源 30 コリメータレンズ 31 遮光板 32 ビームスプリッタ 33 対物レンズ 34 レンズ 35 ビームスプリッタ 36 検出器 37 シリンドリカルレンズ 38 検出器 39 スリット A 第1の光学系 B 第2の光学系

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1の波長を持ったレーザー光を発する
    第1の光源と、この第1の光源からの第1の波長を持っ
    たレーザー光を単に透過するホログラム素子と、このホ
    ログラム素子からの透過光を記録媒体上に照射する対物
    レンズ手段と、この対物レンズ手段によって記録媒体上
    に照射された第1の波長を持ったレーザー光は、反射
    し、この反射レーザー光が前記記録媒体のサーボ信号と
    して検出される第1の検出器とを備えた第1の光学系
    と、前記第1の波長とは異なる第2の波長を持ったレー
    ザー光を発する第2の光源と、この第2の波長を持った
    レーザー光を透過する、中心部を遮光してある遮光板
    と、この遮光板を透過した第2の波長を持った光を反射
    する前記ホログラム素子と、このホログラム素子によっ
    て反射されたレーザー光を記録媒体上に照射する前記対
    物レンズ手段と、この対物レンズ手段によって記録媒体
    上に照射された第2の波長を持ったレーザー光は、反射
    し、この反射レーザー光が前記記録媒体の信号の記録再
    生信号として検出される第2の検出器とを備えた第2の
    光学系とを備えた光ヘッド装置。
JP4104830A 1992-04-23 1992-04-23 光ヘッド装置 Pending JPH05303755A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08180453A (ja) * 1994-12-26 1996-07-12 Samsung Electron Co Ltd 高密度光記録方法及びその装置
US5907530A (en) * 1995-08-30 1999-05-25 Samsung Electronics Co., Ltd. Optical pickup device

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