JPH0580056B2 - - Google Patents

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JPH0580056B2
JPH0580056B2 JP59033382A JP3338284A JPH0580056B2 JP H0580056 B2 JPH0580056 B2 JP H0580056B2 JP 59033382 A JP59033382 A JP 59033382A JP 3338284 A JP3338284 A JP 3338284A JP H0580056 B2 JPH0580056 B2 JP H0580056B2
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JP
Japan
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optical
light
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optical disk
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JP59033382A
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JPS60179949A (ja
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Yutaka Ooki
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording 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
    • G11B7/12Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording 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
    • G11B7/004Recording, reproducing or erasing methods; Read, write or erase circuits therefor
    • G11B7/005Reproducing

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  • Optical Recording Or Reproduction (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Head (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、高密度のピツト情報が読み出しさ
れるようにした光学系を備えている光デイスク再
生装置に関するものである。
〔背景技術とその問題点〕
光デイスクに記録されている凹状の記録情報
(ピツト情報)の読みとり限界は、一般に空間周
波数e=2NA/λによつて決定される。
こゝで、NAはレンズの開口率であり、λは光
デイスクに照射する光の波長(半導体レーザで
860nm)を示している。
そこで、レンズの開口率NAをより大きくすれ
ば読み出すことができる空間周波数eが高くなり
高密度記録にもの対応できるとになるが、光デイ
スクのスキユーの影響、光デイスクの厚みむらの
影響等が顕著になるため、現在の機械技術では
NA≒0.5が限界となつている。
又、レーザ光の波長λとしては、アンゴン、
He−Cd等のガスレーザでは400nm〜500nmのも
のが得られるが、ガスレーザは装置が大型になる
ため、一般の民生機器の光源としては適当とはい
えない。
したがつて、現在のところ半導体レーザを発光
源とする光デイスク再生装置では、e=2×
0.5/0.781.3×106より1300本/nmの空間周波
数、すなわち、約0.6μm以下のピツト長は読み出
すことができず、記録密度が制約されていた。
〔発明の目的〕
この発明は、かゝる実状にかんがみてなされた
もので、非線形光学結晶体によつて光高調波を発
生することによつて、より高密度の記録情報が読
みとれるようにした光デイスク再生装置を提供す
るものである。
〔発明の概要〕
この発明は、半導体レーザを発光源とし、光デ
イスクの記録情報を読みとる光デイスク再生装置
において、半導体レーザ光を非線形光学結晶体内
に入射させることによつて、その進行方向に波長
が1/2となつている2次の光高調波を出力し、該
2次の光高調波によつて光デイスクのピツト情報
を読むように構成したものである。
そのため、読みとり限界を示す空間周波数がほ
ぼ2倍となり、より高密度とされているピツト情
報を読みとることができるようになる。
〔実施例〕
第1図はこの発明の光デイスク再生装置におけ
る光ピツクアツプ部分の概要図である。
この図において、1はコヒーレントな光を出力
している半導体レーザ、2は平行光束とするため
のコリメータ、3は前記半導体レーザ1の異方性
を修正するためのビーム整形プリズムである。
ビーム整形プリズム3から出力される均一なレ
ーザ光はカツプリングレンズ4で絞込まれて非線
形光学結晶体5へ入射される。
非線形光学結晶体5としては、後述するように
半導体レーザ1の発振波長(860nm)に対する周
波数ωと90°位相マツチングがとれるような結晶
の種類、方位を持つものを選択使用することによ
り(例えばKNbO3)、周波数がωの波長を持つ光
は結晶中を伝播しながら周波数が2倍の光、すな
わち、第2光高調波にすこしずつ変換されてゆ
く。
この非線形光学結晶体5から出力されたω(基
本波)及び2ω(高調波)の光はカツプリングレン
ズ6を通して平行光線とされ、長波長カツトフイ
ルタ7を介して第1のビームスプリツタ8(基本
波ω用)及び第2の偏光ビームスプリツタ9(高
調波2ω用)に入射され、さらに1/4λ板10、対
物レンズ11を介して光デイスクDに照射され
る。
なお、対物レンズ11の収差は2ωの光に対し
て取り除いておく必要があるが、2ωとωの両方
の周波数の光で取り除くように設計することが好
ましい。
光デイスクD上に集光された2ωの光、ピツト
情報によつて変調、散乱をうけ、再び対物レンズ
11,1/4λ板10を通り第2の偏光ビームスプ
リツタ9で90°反射され、2ωの光のみを通過させ
るバンドパス干渉フイルタ12を介して受光素子
13に入射する。
受光素子13としては通常のPINダイオード又
はアバランシエダイオードを使用し、2ωの光で
読み出されたピツト情報に対応するRF信号を発
生する。
一方、ω(基本波)の光は長波長カツトフイル
タ7で減衰をうけたあと第1ビームスプリツタ8
(2ωに対してはほとんど素通りとなる)と、第2
の偏光ビームスプリツト9,1/4λ板10、対物
レンズ11を介して光デイスクDに集光される
が、この照射スポツトは、後述するようにピツト
情報が形成されている光デイスクDのプリグロー
ブで散乱、変調されてもとの光路を逆行し、第1
のビームスプリツタ8により90°方向変換されて
凸レンズ14により集光されサーボ用の受光素子
15に入力される。
サーボ用の受光素子15は第2図に示すよう
に、トラツクの長手方向に分割された同心円から
なる4分割の受光面A,B,C,Dによつて形成
されているので、よく知られているプツシユプル
方法によつて(A+D)−(B+C)の演算出力か
らフオーカスエラ信号、(A+B)−(C+D)の
演算出力からトラツキングエラ信号が検出され
る。検出されたエラ信号は、サーボ回路16を介
して対物レンズ11のアクチエータ17を制御
し、フオーカスサーボ、及びトラツキングサーボ
を付加するものである。
こゝで、光デイスクDに形成されていうピツト
の幅をω(基本波)の光の読みとり限界である空
間周波数(2NA/λ0)以下となる幅に定めてお
くと、第1のビームスプリツタ8で反射されたω
の光は、ピツト情報によつて殆んど影響されなく
なり、トラツクのプリグローブのみに影響された
トラツキングエラ信号が形成できる。
したがつて、ピツトの影響がフオーカスエラ信
号として影響を与えることもなくなり、記録情報
信号中にDC成分やサーボ帯域成分が多く含まれ
ていても、サーボの飽和やアコステイツクノイズ
の原因となることがない。
第3図aはこの発明の光デイスク再生装置に好
適なピツトの形状、及びプリグローブの寸法関係
を示したものである。
ピツトの幅Pwは、2ωの光、すなわち波長λ
(2ω)が430nmのものが照射されているので、従
来のものより1/2に縮小し、約0.3μmとすること
ができ、最小ピツト長の1/2となるので記録密度
が2倍になる。ピツトの深さPd及びプリグロー
ブの深さGdはプツシユプル方式でトラツキグエ
ラ信号を形成するこの方式では、それぞれλ0
8,λ0/12(λ0=基本波の波長)とすることが好
ましい。
第3図bはプリグローブをもり上げた場合の実
施例を示す。この場合はピツトを読み出すため
に、ピツト深さPd=λ(2ω)/4が最適な寸法である と同時にプリグローブの高さGdはGd=λ0/8が最適 となる。
したがつて、Pd=Gd=λ0/8となり読みとり
感度(変調度)及びプツシユプル方法によるトラ
ツキング検出感度とも最適となる。
第4図は非線形光学結晶体5から光高調波
(2ω)を引き出すときの説明図で、非線形光学結
晶体5(KNbO3)は、c軸方向にポーリング処
理が施されている。そして半導体レーザ1の光
(λ=λ0)をb軸方向に偏向されてa軸方向に進
行させる。
この場合、λ0=860nmの光に対して室温付近で
c軸方向に偏光したλ0/2=430nmのブルーの光が 発生し、a軸方向に進行する。
この現象は、刊行物「Appl,phys,ιett,35
(6)・1979・P461〜463」において紹介されたも
のであつて、ω→2ωの変換効率は、 P2〓=2ω2d232P2/〓ι2/πε0C3W20n2/〓n
2〓 となつている。
ここに、d32は非線形光学定数、P〓は基本波
(ω)の入力パワー、W0はカツプリングレンズに
よるスポツトサイズ径、Cは真空中の光速、n〓,
n2〓は屈折率、ιは結晶体の長さ、ε0は真空誘電
率である。
非線形光学結晶体5としてKNbO3を使用した
ときは、d32=18.4×10-12m/Vであるので、W0
を40μm,ιを5.74mm,P〓を196mWをすると、
光高調波出力P2〓として292μWが得られる。
この光高調波出力P2w(292μW)で、情報の読
み出し、フオーカスエラ信号、及びトラツキング
エラ信号の検出を全て行うには途中の光学部品の
ロスを考えるとパワーが不足であるが、第1図の
ように2ωの光でピツト情報のみを読み出す光学
系を形成すると十分な出力レベルのRF信号が得
られ、第3図a,bに示したようなピツトによる
高密度記録に対応されることができる。
第5図はこの発明の他の実施例を示す光学系の
ブロツク図で、第1図と同一機能は同一符号で示
されている。この図で、10aは2ωの光に対する回
折格子(グレーテイング)であつて、こゝで2ω
の光は主スポツトと、2つの副スポツトに形成さ
れ、3個のスポツトが光デイスクD面を照射する
ように形成されている。
そして、反射された2ωの3個のスポツトはよ
く知られているように凸レンズ12aによつて3
個の受光素子13a,13b,13cに結像し、
3スポツト法によつてトラツキングエラ信号が検
出されると共に主スポツト(受光素子13b)か
らピツト情報に対応するRE信号が出力される。
したがつて、この実施例の場合は、第3図a,b
に示したようなプリグローブを設ける必要がな
い。
又フオーカスエラ信号の検出はこの実施例では
シリンドリカルレンズ14aと第6図に示す4分
割受光素子15aによつて非点収差法で行う場合
を示している。
このフオーカスエラ信号を検出している光は第
1図の実施例と同様に基本波(ω)の光であつて
ピツトの影響がもれこむことがないことは第1図
の実施例と同様である。
4分割受光素子15aから出力されたフオーカ
スエラ信号はサーボ回路16aから対物レンズ1
1のアクチエータ17aへ入力され、フオーカス
サーボがかけられる。なお、17bは同じくアク
チエータである。
〔発明の効果〕
以上説明したように、この発明の光デイスク再
生装置は、半導体レーザから出力されるレーザ光
を非線形光学結晶体に加えて2ω成分を持つ光高
調波を発生し、2ω成分の光で光デイスクのピツ
ト情報を読み出す様にすると共に、ω成分の光で
光デイスクのサーボ情報を検出するようにしてい
るから、読み出される空間周波数が従来のものよ
り高くなり、高密度記録となつている光デイスク
を再生することができるという効果がある。ま
た、ピツト情報(RF情報)がサーボエラー信号
に混入して影響を与えないようにすることができ
るから、従来と同様なサーボ装置を使用すること
ができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例を示す光学系の模
式図、第2図は受光素子の分割面を示す図、第3
図a,bはプリグローブとピツトの斜視図、第4
図は非線形光学結晶体の説明図、第5図はこの発
明の他の実施例を示す光学系の模式図、第6図は
4分割受光素子の分割面を示す図である。 図中、1は半導体レーザ、3はビーム整形プリ
ズム、4,6はカツプリングレンズ、5は非線形
光学結晶体、8は第1のビームスプリツタ、9は
第2の偏光ビームスプリツタ、11は対物レンズ
を示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 半導体レーザを発光源として光デイスクの記
    録情報を読み取る光デイスク再生装置において、 前記発光源から出力される光を非線形光学結晶
    体に入射し、該非線形光学結晶体から出力された
    光高調波を所定の光学系を介して上記光デイスク
    面に照射する光学装置と、 前記光学装置を通過する前記光高調波の反射成
    分から前記光デイスクのピツト情報を読み取る受
    光手段と、 前記光学装置を通過する前記発光源の光基本波
    成分から前記光デイスクのサーボ情報を検出する
    検出手段と、 前記検出手段の出力により前記光デイスクの情
    報を読み取る対物レンズのアクチユエータを制御
    する制御手段を備えていることを特徴とする光デ
    イスク再生装置。
JP59033382A 1984-02-25 1984-02-25 光デイスク再生装置 Granted JPS60179949A (ja)

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JPS60179949A JPS60179949A (ja) 1985-09-13
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