JPH06203406A - 高密度記録デ−タを読みとり可能な光学ヘッド装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】この発明の目的は、高密度記録デ−タを読みと
り可能な光学ヘッド装置を提供することにある。 【構成】この発明の光学ヘッド装置２は、光ディスクRm
で反射された反射レ−ザビ−ムのビ−ムスポットに局部
的な光強度の変化を提供する光強度変更板20を、光検出
器26と光ディスクRmとの間に含んでいる。光強度変更板
20は、反射レ−ザビ−ムのビ−ムスポットの一部を遮光
することで高次の光強度を強調し、レ−ザビ−ムの実質
的に有効なエネルギ−分布を有するビ−ムスポットを、
本来のビ−ムスポットよりも小さなビ−ムスポットに変
換できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、光を用いて情報を記
憶または再生する光ファイリングシステムに利用される
光ディスク装置に係り、特に、記録媒体としての光ディ
スクに集束光を照射するための光学ヘッド装置の改良に
関する。

【０００２】

【従来の技術】光ディスク装置は、少なくとも対物レン
ズと光検出器とを有する光ヘッド装置を含み、この光ヘ
ッド装置を介して記録媒体即ち光ディスクの記録面に照
射される集束光ビ−ムによって、光ディスクに対して情
報が記録されるとともに、光ディスクに記録されている
情報が再生され、その一方で、光ディスクからに記憶さ
れている情報が消去される。

【０００３】今日、記録すべき情報の増大によって、光
ディスクに記録可能な情報の記録密度を向上させること
が望まれている。記録密度を高めるために、光ヘッド装
置を介して光ディスクに照射される光ビ−ムのビ−ムス
ポット径は、回折限界まで、絞り込まれている。この回
折限界は、対物レンズの焦点距離が“Ｆ”、開口数が
“ＮＡ”で規定されるとき、ビ−ムスポットの直径
“Ｗ”は、対物レンズの開口径“Ａ” (Ａ＝２Ｆ・Ｎ
Ａ) によって制約を受けることが知られている。

【０００４】このことから、一般には、例えば、図14に
示されているように、光ディスクに記録可能なデ−タ、
即ち、ピットが配列される最小ピッチは、上記ビ−ムス
ポットの直径Ｗ (実際には、ビ−ムスポットには、エネ
ルギ−強度分布が存在することから、ｗ＝１．２５Ｗを
有する光ビ−ムが照射される) よりも狭くできないこと
が確認されている。

【０００５】上記回折限界よりも小さな直径を有するビ
−ムスポット“Ｗ”を提供する方法として、超解像とよ
ばれる方法が提案されている。この超解像とよばれる方
法としては、レンズ等において光ビ−ムが通過できる領
域の中心部分を遮光する方法(M. Born and E. Wolf: Pr
inciples of Optics = 光学の原理, Pergamon PressLt
d. Oxford, 1975) 、及び、光ビ−ムを同心円状に２分
割するとともに、それぞれの領域を通過する光ビ−ムの
位相を１８０°シフトする方法 (J.E.wilkins,Jr.: J.
Oct. Soc. Am., 40 (1950) 22) などが知られている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記超解像が利用され
る場合であって、レンズ等の中心部分を遮光する方法で
は、ビ−ムスポットの光強度が大幅に低下することか
ら、実用には、光強度の大きな光源が必要となる。この
場合、光源の大型化或いは光源からの熱を冷却するため
の装置などの付加的装置によって装置が大型化される問
題がある。また、コストも増大される。一方、光ビ−ム
の位相をシフトする方法では、ビ−ムスポットの中心ス
ポットの外周に発生するサイドロ−ブの光強度が中心ス
ポットの光強度と同様かそれ以上に増大されることか
ら、実用には、サイドロ−ブの遮蔽或いは低減が不可欠
な問題となる。このことは、特に、光ディスクに記録さ
れているデ−タ即ちピットを読みだす際に、隣接するト
ラックからのクロスト−ク及び不所望な干渉光を増大さ
せる問題がある。この発明の目的は、光ビ−ムの回折限
界よりも狭いピッチで配列されたデ−タを読みとり可能
な光学ヘッド装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記問題点
に基づきなされたもので、記録媒体に光ビ−ムを照射す
る手段と、上記記録媒体で反射された上記照射手段から
の光ビ−ムを検出する手段と、前記記録媒体と上記検出
手段との間に配置され、前記記録媒体から上記検出手段
に向かう上記反射光ビ−ムの断面の光強度を局部的に変
化させることで記録媒体からの再生信号の高次の光強度
成分を強調することのできる状態変換手段とを含み、高
密度記録デ−タを読みとり可能な光学ヘッド装置を提供
するものである。また、この発明によれば、記録媒体に
光ビ−ムを照射する手段と、上記記録媒体で反射された
上記照射手段からの光ビ−ムを検出する手段と、前記記
録媒体と上記検出手段との間に配置され、前記記録媒体
から上記検出手段に向かう上記反射光ビ−ムの断面の光
強度を局部的に変化させることで記録媒体からの再生信
号の高次の光強度成分を強調することのできる状態変換
手段と、前記照射手段と前記記録媒体との間に配置さ
れ、前記照射手段から前記記録媒体に向かう上記光ビ−
ムの波面を少なくとも２つの領域に分割するとともに、
この分割された領域相互の位相を変化させることで上記
光ビ−ムの記録媒体状での集光スポットサイズを縮小さ
せる波面特性変換手段とを含み、高密度記録デ−タを読
みとり可能な光学ヘッド装置が提供される。

【０００８】

【作用】この発明の光学ヘッド装置によれば、記録媒体
と記録媒体からの反射レ−ザビ−ムを検出する光検出器
との間に、記録媒体から光検出器に向かう上記反射光ビ
−ムの断面の光強度を局部的に変化させることで高次の
光強度を強調し、上記反射光ビ−ムの断面の大きさを縮
小することのできる光状態変更手段が配置されているこ
とから、レ−ザビ−ムの回折限界よりも狭いピッチで配
列されたデ−タを読取ることができる。

【０００９】また、記録媒体に向かうレ−ザビ−ム或い
は記録媒体から反射されたレ−ザビ−ムの光路の少なく
とも一方に、レ−ザビ−ムの中心ビ−ムスポットの周囲
に生じるサイドロ−ブを抑止する波面特性変換手段が組
込まれることで、サイドロ−ブによって読取り信号に混
入されるノイズ成分を低減できる。

【００１０】

【実施例】図１には、この発明の第一の実施例である高
密度記録デ−タを読みとり可能な光学ヘッド装置が示さ
れている。

【００１１】光学ヘッド装置２は、光ディスク (記録媒
体) Rmに向かって断面ビ−ム形状即ちビ−ムスポットSo
が楕円形のレ−ザビ−ムLfを発生する半導体レ−ザ (光
源)12、このレ−ザビ−ムLfのビ−ムスポットSoを概ね
円形に整えるとともに光ディスクRmに向かって導き、さ
らに、光ディスクRmから反射されたレ−ザビ−ムLrを上
記光ディスクRmへ向かうレ−ザビ−ムLfから分離するた
めのビ−ムスプリット面16ａを含む、偏光ビ−ムスプリ
ッタ16を含んでいる。レ−ザ12と偏光ビ−ムスプリッタ
16との間には、レ−ザビ−ムLfを平行にするコリメ−ト
レンズ14が、偏光ビ−ムスプリッタ16と光ディスクRmと
の間には、上記レ−ザビ−ムLfを上記光ディスクRmの記
録面上に集束させる一方で光ディスクRmからの反射レ−
ザビ−ムLrを再び平行に戻すための対物レンズ (集光手
段) 18が、それぞれ、配置されている。

【００１２】偏光ビ−ムスプリッタ16を介して分離され
た (光ディスクRmからの) 反射レ−ザビ−ムLrが向かう
方向には、この反射レ−ザビ−ムLrを検出し、光ディス
クRmに記録されている情報として再生するための電気信
号に変換する光検出器 (検出手段) 26が配置されてい
る。偏光ビ−ムスプリッタ16と光検出器26との間には、
上記反射レ−ザビ−ムLrを、上記光検出器26の検出面上
に集束させるための集束レンズ22、及び、上記光検出器
26の検出面上に形成されるビ−ムスポットSsの大きさ或
いは形状を利用して、上記対物レンズ18と上記光ディス
クRmとの間の距離を制御 (フォ−カシング及びトラッキ
ング) するための制御用レ−ザビ−ムLsを発生させるシ
リンドリカルレンズ24が、順に配置されている。偏光ビ
−ムスプリッタ16と集束レンズ22との間であって、光デ
ィスクRmからの反射レ−ザビ−ムがファ−フィ−ルド
(遠視野＝フラウンホ−ファ回折が適用される領域) と
して取扱い可能になる位置には、上記対物レンズ18を介
して拾い出された光ディスクRmの光強度分布パタ−ン
(即ち反射レ−ザビ−ムLr) に、局部的な光強度の変化
を提供する光強度変更板 (状態変換手段) 20が位置され
ている。

【００１３】図２によれば、状態変換手段 (即ち光強度
変更板) 20は、透明アクリル、透明ポリカ−ボネ−ト或
いは透明ＡＢＳ樹脂等のプラスチック、または、ガラス
等の透明な (光ビ−ムを十分に通過させることのでき
る) 材質によって形成されている。この光強度変更板20
は、通過光量変更領域20ａを表面20ｆ或いは裏面20ｒの
少なくともいずれかの面に有している。

【００１４】通過光量変更領域20ａは、詳細には、光強
度変更板20に入射 (或いは光強度変更板20から出射) さ
れるレ−ザビ−ムLf (或いは反射レ−ザビ−ムLr) が通
過される光軸Ｏを中心として形成された境界円20ｂの内
側 (光軸Ｏを含む領域) に規定される。通過光量変更領
域20ａは、例えば、レ−ザビ−ムを遮蔽或いは吸収また
は入射方向へ散乱させる光量制御部材、例えば、カ−ボ
ンブラック、シリコン或いは薄層金属などが蒸着または
コ−ティングされる。光量制御部材は、また、光強度変
更板20の基となる透明板本体 (符号なし) に対して、予
め分散或いは含浸されてもよい。さらに、イオン置換に
よる局所的な屈折率変化を与えることも可能である。
尚、境界円20ｂの外側の領域 (以下、周辺領域とする)
20ｃでは、透明板本体の光学特性がそのまま維持される
ことはいうまでもない。

【００１５】レ−ザ12から発生されたレ−ザビ−ムLf
は、コリメ−トレンズ14を介して平行ビ−ムに変換さ
れ、偏光ビ−ムスプリッタ16を介してビ−ムスポットSo
が概ね円形に補正される。ビ−ムスプリッタ16を通過さ
れたレ−ザビ−ムLfは、対物レンズ18へ入射され、対物
レンズ18によって集束性が与えられて、光ディスクRmの
記録面に照射される。

【００１６】光ディスクRmの記録面に照射されたレ−ザ
ビ−ムLfは、光ディスクRmの記録面で反射され、光ディ
スクRmに記録されている情報の有無に応じて局所的に反
射率が変化される。この反射されたレ−ザビ−ムLrは、
再び、対物レンズ18を通過され、続いて、偏光ビ−ムス
プリッタ16に戻される。

【００１７】偏光ビ−ムスプリッタ16に戻された反射レ
−ザビ−ムLrは、ビ−ムスプリット面16ａを介してシリ
ンドリカルレンズ24及び光検出器26に向かって折返 (反
射)される。ビ−ムスプリット面16ａによって反射され
た反射レ−ザビ−ムLrは、光強度変更板20に導かれ、ビ
−ムスポットSoからビ−ムスポットSaに変換されて、光
検出器26の検出面に導かれる。詳細には、光強度変更板
20は、反射レ−ザビ−ムLrがＺ軸に沿って裏面20ｒから
表面20ｆにが入射された場合に、上記反射レ−ザビ−ム
Lrを、通過光量変更領域20ａと周辺領域20ｃとに対応し
た特性を有する２つの波面に分割する。即ち、光強度変
更板20を通過された反射レ−ザビ−ムLrは、通過光量変
更領域20ａを通過され、光強度が低減された第一のレ−
ザビ−ムL1と周辺領域20ｃを通過された第二のレ−ザビ
−ムL2とに分割される。従って、光強度変更板20を通過
されたレ−ザビ−ムL1＋L2 (Lr) は、第一のレ−ザビ−
ムL1と第二のレ−ザビ−ムL2との超解像効果により、高
次の光強度が強調されることで、実質的に有効なエネル
ギ−分布を有するビ−ムスポットSaが本来のビ−ムスポ
ットSsよりも小さなビ−ムスポットに変換され、シリン
ドリカルレンズ24を介してフォ−カシング及びトラッキ
ングのために非点収差が与えられて、光検出器26の検出
面に照射される。尚、光強度変更板 (状態変換装置) 20
を介してビ−ムスポットの直径を低減できる原理は、本
願発明者による提案 (特願平４−２０４０２２号など)
に詳細に開示されているので、ここでは省略する。

【００１８】光検出器26に導かれた反射レ−ザビ−ムLr
は、光検出器26を介して電気信号に変換され、信号処理
回路30へ出力されて、光ディスクRmに記録されている情
報として再生される。また、信号処理回路30では、フォ
−カシング及びトラッキングのための対物レンズ制御信
号も同時に発生され、この対物レンズ制御信号に応じて
レンズコイル32が付勢されて、対物レンズ18と光ディス
クRmとの間隔及び位置が適切に制御される。

【００１９】図３には、図１に示されている実施例とは
異なる光学ヘッド装置が示されている。尚、図１に示さ
れている構成と実質的に同じ構成には、同一の符号を譜
して詳細な説明を省略する。

【００２０】光学ヘッド装置 302は、光ディスクRmに向
かって順に配置された半導体レ−ザ12、コリメ−トレン
ズ14、偏光ビ−ムスプリッタ16及び対物レンズ18、及
び、偏光ビ−ムスプリッタ16を介して分岐して配置され
た反射型光強度変更板 320、集束レンズ22、シリンドリ
カルレンズ24及び光検出器26などを含んでいる。尚、反
射型光強度変更板 320は、図１に示されている光強度変
更板20と同様に、ファ−フィ−ルドとして取扱い可能に
なる位置に配置される。

【００２１】反射型光強度変更板 320は、表面平滑性の
高い材質によって形成された光強度変更板本体 (符号な
し) の所望の面に、局部的に反射率の異なる反射体或い
は反射材が付加されたものであって、例えば、ガラス平
板の１面に、境界円 320ｂを境界として境界円 320ｂの
内側に低反射率領域 320ａが、及び、境界円 320ｂの外
側に高反射率領域 320ｃが、それぞれ、形成されたもの
である。この場合、低反射率領域 320ａが高反射率領域
320ｃの内側に形成されることで、図２に示されている
光強度変更板20と実質的に同一の機能が確保される。
尚、反射型光強度変更板 320は、例えば、光学ガラス板
に、境界円 320ｂと境界円 320ｂの外側の高反射率領域
320ｃのみが形成されてもよい。また、変更板 320は、
金属ミラ−の中心部の反射率のみが低減されることで
も、容易に形成される。

【００２２】レ−ザ12からのレ−ザビ−ムLfは、光ディ
スクRmの記録面に照射され、光ディスクRmに記録されて
いる情報の有無に応じて局所的に反射率が変化される。
光ディスクRmで反射されたレ−ザビ−ムLrは、偏光ビ−
ムスプリッタ16を介して、反射型光強度変更板 320に導
かれ、ビ−ムスポットSoからビ−ムスポットSaに変換さ
れて、光検出器26の検出面に導かれる。反射レ−ザビ−
ムLrは、反射型光強度変更板 320を介して、低反射率領
域 320ａと高反射率領域 320ｃとに対応した特性を有す
る２つの波面に分割される。反射型光強度変更板 320で
反射されたレ−ザビ−ムL1＋L2 (Lr) は、第一のレ−ザ
ビ−ムL1と第二のレ−ザビ−ムL2との超解像効果によ
り、本来のビ−ムスポットSsよりも小さなビ−ムスポッ
トSaに変換され、シリンドリカルレンズ24を介してフォ
−カシング及びトラッキングのために非点収差が与えら
れて、光検出器26に導かれる。

【００２３】光検出器26に導かれた反射レ−ザビ−ムLr
は、光検出器26を介して電気信号に変換され、図示しな
い信号処理回路へ出力されて、光ディスクRmに記録され
ている情報として再生される。また、図示しないレンズ
コイルが付勢され、対物レンズ18と光ディスクRmとの間
隔及び位置が適切に制御される。

【００２４】図４には、図１及び図３に示されている実
施例とは異なる光学ヘッド装置が示されている。尚、図
１に示されている構成と実質的に同じ構成には、同一の
符号を譜して詳細な説明を省略する。

【００２５】光学ヘッド装置 402は、光ディスクRmに向
かって順に配置された半導体レ−ザ12、第一の (レ−ザ
12に面する) 面 416ａに、偏光反射層 420が形成されて
いる偏光くさびプリズム 416、レ−ザ12からレ−ザビ−
ムLfを光ディスクRmに集束させるとともに光ディスクRm
で反射されたレ−ザビ−ムLrを光検出器26に結像させる
対物結像レンズ 418、及び、偏光くさびプリズム 416を
介して反射レ−ザビ−ムLrが通過される方向に配置され
た光検出器26などを含んでいる。尚、偏光くさびプリズ
ム 416の第二の (出射) 面 416ｂには、図５に示されて
いるような、光強度変更マスク 422が形成されている。
尚、偏光くさびプリズム 416は、少なくとも、光ディス
クRmからの反射レ−ザビ−ムLrと自身の出射面 416ｂと
の距離が図１に示されている光強度変更板20と同様に、
ファ−フィ−ルドとして取扱い可能になる位置に配置さ
れる。

【００２６】光強度変更マスク 422は、レ−ザビ−ムを
遮蔽或いは吸収する光量制御部材、例えば、薄層金属ま
たはシリコンなどが、境界円 422ｂの内側の領域に蒸着
またはコ−ティングされたものであって、偏光くさびプ
リズム 416を通過された反射レ−ザビ−ムLrを局部的に
遮光或いは減衰させる光量変更領域 422ａを含んでい
る。また、光強度変更マスク 422には、くさびプリズム
が利用される光学ヘッド装置に利用されるフォ−カシン
グ (一般に、ダブルエッジ法と呼ばれている) のための
第一及び第二の遮蔽領域 422ｃ及び 422ｄも一体に形成
されている。この第一及び第二の遮蔽領域 422ｃ及び 4
22ｄは、光検出器26の検出面を、検出面に規定される光
軸Ｏを中心として４分割した際に、互いに、対角 (互い
に隣接しない) 関係に位置される各分割領域のいづれか
２領域に形成される。

【００２７】レ−ザ12からのレ−ザビ−ムLfは、偏光反
射層 420を介して光ディスクRmの記録面に照射され、光
ディスクRmに記録されている情報の有無に応じて局所的
に反射率が変化される。光ディスクRmで反射されたレ−
ザビ−ムLrは、偏光くさびプリズム 416を通過され、光
強度変更マスク 422に導かれる。マスク 422に導かれた
レ−ザビ−ムLrは、マスク 422を介して、光量変更領域
422ａに対応して遮蔽(または光強度が低減され) 、同
時に、第一及び第二の遮蔽領域 422ｃ及び 422ｄを介し
て、フォ−カシングのために分割されて光検出器26に導
かれる。

【００２８】光検出器26に導かれた反射レ−ザビ−ムLr
は、光検出器26を介して電気信号に変換され、図示しな
い信号処理回路へ出力されて、光ディスクRmに記録され
ている情報として再生される。また、図示しないレンズ
コイルが付勢され、対物結像レンズ 418と光ディスクRm
との間隔及び位置が適切に制御される。

【００２９】尚、図１、図３及び図４において、光検出
器26の検出面に遮光マスクを配置することも可能であ
る。即ち、図１及び図３に示されている光強度変更板20
及び反射型光強度変更板 320、及び、図４に示されてい
る光強度変更マスク 422は、それぞれ、光検出器26の検
出面上に一体形成されてもよい。光検出器26の一例を、
以下、図５に示す。

【００３０】図５によれば、光検出器 526は、フォ−カ
シングのために分割された複数の検出領域、例えば、４
つの検出領域 526ａ〜 526ｄを含んでいる。この４つの
検出領域 526ａ〜 526ｄは、光軸Ｏを含み互いに直交す
るよう光検出器 526に配置された第一及び第二の分割線
526ｉ〜 526iiによって規定される。４つの検出領域52
6ａ〜 526ｄ上には、光強度変更マスク 528が形成され
ている。この光強度変更マスク 528は、光軸Ｏを中心と
して、光ディスクRmからの反射レ−ザビ−ムLrを遮蔽或
いは吸収する遮蔽領域 528ａを含んでいる。この遮蔽領
域 528ａは、光量制御部材、例えば、薄層金属またはシ
リコンなどが境界円 528ｂの内側の領域に蒸着またはコ
−ティングされたものであって、反射レ−ザビ−ムLrを
遮蔽或いは吸収することで、実質的に、図１及び図３に
示されている光強度変更板20及び反射型光強度変更板 3
20と同様に機能する。この場合、例えば、図１及び図３
に示されている光学ヘッド装置 102及び 302に利用され
ている光検出器26と、この図５に示した光検出器 526と
を置換えることで、より構成の簡単な光学ヘッド装置が
提供できる。図６には、図１、図３及び図４に示されて
いる光学ヘッド装置とは別の光学ヘッド装置が示されて
いる。

【００３１】光学ヘッド装置 602は、光ディスク (記録
媒体) Rmに向かってレ−ザビ−ムLfを発生する半導体レ
−ザ 612 (光源) 、このレ−ザビ−ムLfを光ディスクRm
に向かって導き、さらに、光ディスクRmから反射された
レ−ザビ−ムLrを上記光ディスクRmへ向かうレ−ザビ−
ムLfから分離するための偏光ビ−ムスプリッタ 616を含
んでいる。レ−ザ 612と偏光ビ−ムスプリッタ 616との
間には、レ−ザビ−ムLfを平行にするコリメ−トレンズ
614が配置されている。偏光ビ−ムスプリッタ616と光
ディスクRmとの間には、レ−ザビ−ムLfのビ−ムスポッ
トSoの波面特性を変換するアポダイザ 650 (波面特性変
換手段) 及びレ−ザビ−ムLfを上記光ディスクRmの記録
面上に集束させるとともに光ディスクRmからで反射され
たレ−ザビ−ムLrを再び平行に戻すための対物レンズ 6
18 (集光手段) が、順に配置されている。

【００３２】偏光ビ−ムスプリッタ 616を介して分離さ
れた (光ディスクRmからの) 反射レ−ザビ−ムLrが向か
う方向には、この反射レ−ザビ−ムLrを検出し、光ディ
スクRmに記録されている情報として再生するための電気
信号に変換する光検出器 626(検出手段) が配置されて
いる。偏光ビ−ムスプリッタ 616と光検出器 626との間
には、上記反射レ−ザビ−ムLrを、上記光検出器 626の
検出面上に集束させるための集束レンズ 622、及び、上
記光検出器 626の検出面上に形成されるビ−ムスポット
Ssの大きさ或いは形状を利用して、上記対物レンズ 618
と上記光ディスクRmとの間の距離を制御 (フォ−カシン
グ及びトラッキング) するための制御用レ−ザビ−ムLs
を発生させるシリンドリカルレンズ 624が、順に、配置
されている。偏光ビ−ムスプリッタ 616と集束レンズ 6
22との間には、対物レンズ 618を介して読み出された光
ディスクRmの光強度分布パタ−ン (即ち反射レ−ザビ−
ムLr) に、局部的な光強度の変化を提供する光強度変更
板 620 (状態変換手段) が組込まれている。尚、アポダ
イザ 650は、後述する図７から明らかなように、自身を
通過するレ−ザビ−ムLf或いはLrをそれぞれ波面分割す
るとともに、分割されたレ−ザビ−ムLf或いはLrであっ
て、互いに隣接する成分、例えば、レ−ザビ−ムLa，Lb
及びLcの位相を変化させるものである。

【００３３】図７によれば、アポダイザ 650は、透明ア
クリル、透明ポリカ−ボネ−ト或いは透明ＡＢＳ樹脂等
のプラスチック、または、ガラスなどの透明な材質によ
って形成され、光軸Ｏに沿って規定される厚さの変化即
ち表面 650ｆ或いは裏面 650ｒから突出された凸部 (或
いは窪まされた凹部) 650ｂを有している。凸部 650ｂ
は、光軸Ｏを中心として実質的に同心円状に形成された
２つの境界円 650ｅに基づいて規定され、自身の内側に
円状凹部 650ａを、自身の外側に周辺凹部 (即ち、表面
650ｆ或いは裏面 650ｒ自身) 650ｃを、それぞれ、提
供する。この場合、円状凹部 650ａの表面と周辺凹部 6
50ｃの表面とは、実質的に同一の高さに形成される。
尚、凸部 650ｂは、アポダイザ本体 (透明板本体) を所
望の面積及び厚さが与えられた凸 (凹) 状部を有する成
形型で挟みこみ、透明板本体に加熱及び加圧することで
容易に形成される。また、凸 (凹) 状部のみを別に作成
し、透明板本体に貼合わせるレプリカ (貼合わせ) 法、
或いは、透明板に、凸 (凹)状部に対応する領域を直接
モ−ルドするモ−ルド転写法によっても作成できる。当
然のことながら、切削によっても形成できる。

【００３４】レ−ザ 612から発生されたレ−ザビ−ムLf
は、コリメ−トレンズ 614及び偏光ビ−ムスプリッタ 6
16を順に通過され、アポダイザ 650に入射される。アポ
ダイザ 650へ入射されたレ−ザビ−ムLfは、円状凹部 6
50ａを通過される第一のレ−ザビ−ムLa、凸部 650ｂを
通過される第二のレ−ザビ−ムLb及び周辺凹部 650ｃを
通過される第三のレ−ザビ−ムLcに波面分割され、さら
に、互いに、隣接するビ−ム即ちビ−ムLaとビ−ムLb及
びビ−ムLbとビ−ムLcとの間の位相がπ＋２ｎπ (但
し、ｎは整数) ラジアンずつずらされる。この結果、レ
−ザビ−ムLfは、本来のビ−ムスポットSoよりも小さな
直径を有するビ−ムスポットSsとその周囲を取巻く第一
及び第二のサイドロ−ブS1及びS2に変換されて対物レン
ズ 618へ入射される。対物レンズ 618を通過されたレ−
ザビ−ムLfは、光ディスクRmの記録面に照射される。
尚、アポダイザ 650 (波面特性変換手段) を介してレ−
ザビ−ムの位相をずらすことのできる原理は、本願発明
者による提案 (特願平４−２０４０２２号など) に詳細
に開示されているので、ここでは省略する。

【００３５】ここで注目すべきことは、この光学ヘッド
装置 602が利用されて記録されるデ−タ即ち光ディスク
Rm上に形成されている図示しないピットの最小間隔は、
従来の光学ヘッド装置によって記録されているピット
(デ−タ) の間隔よりも狭いことである。即ち、アポダ
イザ 650によって提供されるビ−ムスポットSsの大きさ
は、対物レンズ 618に固有の回折限界値を含む従来のヘ
ッド装置によって提供されるビ−ムスポットの大きさよ
りも小さいことから、ピットの最小間隔も低減され、結
果的に、記録密度が向上される。

【００３６】光ディスクRmの記録面に照射されたレ−ザ
ビ−ムLfは、光ディスクRmの記録面で反射され、光ディ
スクRmに記録されている情報の有無に応じて反射率が変
化される。この反射されたレ−ザビ−ムLrは、対物レン
ズ 618に戻され、再び、アポダイザ 650を通過され、続
いて、偏光ビ−ムスプリッタ 616に戻される。

【００３７】偏光ビ−ムスプリッタ16に戻された反射レ
−ザビ−ムLrは、ビ−ムスプリット面 616ａを介してシ
リンドリカルレンズ 624及び光検出器26に向かって折返
(反射) される。ビ−ムスプリット面 616ａによって反
射された反射レ−ザビ−ムLrは、図１を介して既に説明
したと同様にして、光強度変更板 620及びシリンドリカ
ルレンズ 624を順に通過されて、光検出器 626の検出面
に照射される。

【００３８】光検出器 626に導かれた反射レ−ザビ−ム
Lrは、光検出器 626を介して電気信号に変換され、信号
処理回路 630へ出力されて、光ディスクRmに記録されて
いる情報として再生される。また、信号処理回路 630で
は、フォ−カシング及びトラッキングのための対物レン
ズ制御信号も同時に発生され、この対物レンズ制御信号
に応じて図示しないレンズコイルが付勢されて、対物レ
ンズ 618と光ディスクRmとの間隔及び位置が適切に制御
される。

【００３９】以下、図６に示されている光学ヘッド装置
602を介して光ディスクRmに記録されているデ−タ (ピ
ット) が読みとられる際に、信号処理回路 630へ出力さ
れる信号について説明する。

【００４０】図８及び図９には、光ディスクRmに記録さ
れているデ−タ (ピット) の密度と信号処理回路 630へ
入力される出力信号の一例が示されている。尚、図８及
び図９では、光強度変更板 620の作用を同時に説明す
る。

【００４１】例えば、光ディスクRmに記録されているデ
−タ (ピット) の密度が図８ (ａ)に示されているよう
に、密である (レ−ザビ−ムLfにおけるビ−ムスポット
Ssと第一及び第二のサイドロ−ブS1及びS2との間に多く
のピットが存在する) 場合であって、光強度変更板 620
が挿入されていない (アポダイザ 650のみが利用され
る) 場合には、サイドロ−ブS1及びS2による影響によっ
て全ての反射光の光強度が低下することで、出力信号の
レベルが低下される (図９ (ａ) 実線) 。これに対し
て、デ−タ (ピット) の密度が図８ (ｂ) に示されてい
るように、粗である(レ−ザビ−ムLfにおけるビ−ムス
ポットSsと第一及び第二のサイドロ−ブS1及びS2との間
にピットがほとんど存在しない) 場合、サイドロ−ブS1
及びS2によって不所望な反射光 (未記録部からの反射)
が増大されることで、出力信号のレベルが増大される
(図９ (ａ) 破線) 。このことは、出力信号を２値化す
る際に、スレッショルドレベルとの間にジッタを増大さ
せる。

【００４２】これに対して、図９ (ｂ) 実線及び図９
(ｂ) 破線によれば、アポダイザ 650と光強度変更板 62
0とが同時に利用されることで、図１を用いて既に説明
したように、光検出器 626に向かうレ−ザビ−ムLrが本
来のビ−ムスポットSsよりも小さなビ−ムスポットSaに
変換されるとともに、ビ−ムスポットSaの光強度が確保
される。従って、図９ (ｂ) から明らかなように、実線
及び破線 (即ちデ−タの密度が密である場合及び粗であ
る場合) のいづれの出力信号も概ね同一のレベルで出力
される。このことは、上述したジッタを抑制できる。

【００４３】図10には、図６に示されている実施例とは
異なる光学ヘッド装置が示されている。尚、図６に示さ
れている構成と実質的に同じ構成には、同一の符号を譜
して詳細な説明を省略する。

【００４４】光学ヘッド装置1002は、レ−ザビ−ムLfを
発生する半導体レ−ザ 612、このレ−ザビ−ムLfを光デ
ィスクRmに向かって導く一方で、光ディスクRmから反射
されたレ−ザビ−ムLrを光検出器 626へ向かわせる偏光
ビ−ムスプリッタ 616を含んでいる。レ−ザ 612と偏光
ビ−ムスプリッタ 616との間には、コリメ−トレンズ61
4とレ−ザビ−ムLfの波面特性を変換するアポダイザ105
0とが、順に、配置されている。尚、コリメ−トレンズ
614とアポダイザ1050が配置される順は、いづれが前段
であっても構わない。偏光ビ−ムスプリッタ 616と光デ
ィスクRmとの間には、レ−ザビ−ムLfを光ディスクRmの
記録面上に集束させるとともに光ディスクRmからで反射
されたレ−ザビ−ムLrを再び平行に戻すための対物レン
ズ 618が配置されている。

【００４５】偏光ビ−ムスプリッタ 616を介して分離さ
れた反射レ−ザビ−ムLrが向かう方向には、光検出器 6
26が配置されている。偏光ビ−ムスプリッタ 616と光検
出器626との間には、光強度変更板 620、集束レンズ 62
2及びシリンドリカルレンズ624が、順に、配置されてい
る。以下、図６に示されている光学ヘッド装置 602と同
様にして、光ディスクRmに記録されているデ−タ (ピッ
ト) が読みとられる。

【００４６】図11及び図12には、図７に示されているア
ポダイザの変形例が示されている。図11によれば、アポ
ダイザ1150は、透明アクリル、透明ポリカ−ボネ−ト或
いは透明ＡＢＳ樹脂等のプラスチック、または、ガラス
などの透明な材質によって形成され、表面1150ｆ或いは
裏面1150ｒから窪まされた凹部 (或いは突出された凸
部) 1150ｂを有している。凹部1150ｂは、光軸Ｏを中心
として実質的に同心円状に形成された２つの境界円1150
ｅに基づいて規定され、自身の内側に円状凸部1150ａ
を、自身の外側に周辺凸部1150ｃを、それぞれ、提供す
る。この場合、円状凸部1150ａの表面と周辺凸部1150ｃ
の表面とは、実質的に同一の高さに形成される。

【００４７】一方、凹 (凸) 部1150ｂが形成された面と
反対の面には、レ−ザ素子から発生されるレ−ザビ−ム
Ｌの偏光の方向に対して所望の角度で配置されたグレ−
ティング (互いに平行に配列された複数の微小な凹凸)
1160が形成されている。このグレ−ティング1160は、互
いに平行に配置された複数の境界線1160ａを介して区分
される複数の領域であって、互いに隣接する領域の光軸
Ｏに沿って規定される厚さの変化即ち表面1150ｆ或いは
裏面1150ｒから窪まされた凹部 (或いは突出された凸
部) 1160ｂを有している。従って、表面1150ｆ或いは裏
面1150ｒから窪まされた凹部1160ｂと残りの領域 (表面
1150ｆ或いは裏面1150ｒと同一の高さを有する) 1160ｃ
が交互に配列される。尚、グレ−ティング1160は、アポ
ダイザ1150本体 (透明板本体) を所望の面積及び厚さが
与えられた凸 (凹) 状部を有する成形型で挟みこみ、透
明板本体に加熱及び加圧することで (アポダイザ1150
と) 同時に形成される。また、アポダイザ1150を形成す
るための全ての方法によって、形成可能である。

【００４８】尚、アポダイザ1150の各部分とその作用
は、図７に示されている例と実質的に同一であるから、
詳細な説明は省略する。グレ−ティング1160が付加され
ることで、例えば、図４で既に説明したようなダブルエ
ッジ法が利用されている光学ヘッド装置におけるフォ−
カシングの精度を高めることができる。図12には、図11
に示されているアポダイザの別の変形例が示されてい
る。

【００４９】図12によれば、アポダイザ1250は、互いに
平行に配列された複数の凹部1250ｂ及び凸部1250ｃを、
自身の第一の面に有している。この凹部1250ｂ及び凸部
1250ｃは、それぞれ、互いに平行に規定された複数の境
界線1250ａによって提供される。この場合、複数の凹部
1250ｂ及び凸部1250ｃの方向を光ディスクRmに記録され
ているデ−タ (ピット) の配列に揃えることで、隣接ト
ラックに記録されているピットからの不所望なクロスト
−クを抑止できる。

【００５０】一方、他の一面には、図11に示されている
グレ−ティング1160が配置される。この場合、アポダイ
ザ1250とグレ−ティング1160とは、それぞれの境界線11
60ａ及び1250ａが平行にならないよう、互いに所望の角
度だけオフセットされて配置される。

【００５１】このアポダイザ1250によれば、光ディスク
Rmから情報を再生する際に生じる虞れのある不所望な信
号成分、例えば、隣接するトラックからのクロスト−
ク、或いは、サイドロ−ブS1及びS2による同一トラック
からの反射光の増大などが低減できる。

【００５２】図13には、図６に示されている光学ヘッド
装置のさらに別の実施例が示されている。尚、図６に示
されている構成と実質的に同じ構成には、同一の符号を
譜して詳細な説明を省略する。

【００５３】光学ヘッド装置1302は、レ−ザビ−ムLfを
発生する半導体レ−ザ 612、第一の(レ−ザ 612に面す
る) 面1316ａに偏光反射層1320を有し、レ−ザ 612から
のレ−ザビ−ムLfを光ディスクRmに向かって折返すとと
もに、光ディスクRmから反射されたレ−ザビ−ムLrを通
過させる偏光くさびプリズム1316、レ−ザ 612からレ−
ザビ−ムLfを光ディスクRmに集束させるとともに光ディ
スクRmで反射されたレ−ザビ−ムLrを光検出器 626に結
像させる対物結像レンズ 618、及び、偏光くさびプリズ
ム1316を介して反射レ−ザビ−ムLrが通過される方向に
配置された光検出器 626などを含んでいる。

【００５４】また、レ−ザ 612と偏光くさびプリズム13
16との間には、アポダイザ1350が配置されている。アポ
ダイザ1350は、例えば、図11または図12に示されている
ようなグレ−ティング一体型であって、レ−ザ 612から
光ディスクRmに向かうレ−ザビ−ムLfのビ−ムスポット
を最適な形状に整形するとともに、光ディスクRmから光
検出器 626に導かれるレ−ザビ−ムLrに含まれる不所望
な信号成分を抑圧できる。尚、偏光くさびプリズム1316
は、少なくとも、光ディスクRmからの反射レ−ザビ−ム
Lrと自身との距離がファ−フィ−ルドとして取扱い可能
になる位置に配置される。

【００５５】レ−ザ 612からのレ−ザビ−ムLfは、偏光
反射層1320を介して光ディスクRmの記録面に照射され、
光ディスクRmに記録されている情報の有無に応じて局所
的に反射率が変化される。光ディスクRmで反射されたレ
−ザビ−ムLrは、偏光くさびプリズム1316を通過され、
光検出器 626に導かれる。

【００５６】光検出器 626に導かれた反射レ−ザビ−ム
Lrは、光検出器 626を介して電気信号に変換され、図示
しない信号処理回路へ出力されて、光ディスクRmに記録
されている情報として再生される。また、図示しないレ
ンズコイルが付勢され、対物結像レンズ 618と光ディス
クRmとの間隔及び位置が適切に制御される。

【００５７】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の光学ヘ
ッド装置によれば、光状態変更手段を介して反射光ビ−
ムの断面の光強度が局部的に変化されることで高次の光
強度が強調されることから、レ−ザビ−ムの回折限界よ
りも狭いピッチで配列されたデ−タを読取ることができ
る。

【００５８】また、レ−ザビ−ムの中心ビ−ムスポット
の周囲に生じるサイドロ−ブを抑止する波面特性変換手
段が組込まれることで、サイドロ−ブによって読取り信
号に混入されるノイズ成分を低減できる。従って、高密
度記録された光ディスクからノイズレベルの低い確実な
読取りが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第一の実施例である高密度記録デ−
タを読みとり可能な光学ヘッド装置示す概略平面図。

【図２】図１に示されている光学ヘッド装置に組込まれ
る光強度変更板を示す概略図。

【図３】図１に示されている光学ヘッド装置とは別の光
学ヘッド装置を示す概略図。

【図４】図１に示されている光学ヘッド装置とはさらに
別の光学ヘッド装置を示す概略図。

【図５】図１、図３及び図４に示されている光学ヘッド
装置に適した光検出器を示す概略平面図。

【図６】図１に示されている光学ヘッド装置とはまたさ
らに別の光学ヘッド装置を示す概略図。

【図７】図６に示されている光学ヘッド装置に組込まれ
るアポダイザを示す概略図。

【図８】図６に示されている光学ヘッド装置を介してデ
−タが読み出される光ディスクの第一及び第二の記録状
態を示す概略平面図。

【図９】図６に示されている光学ヘッド装置を介して読
み出された出力信号と図８に示されている第一及び第二
の記録状態との関係を示すグラフ。

【図１０】図６に示されている光学ヘッド装置とは別の
光学ヘッド装置を示す概略図。

【図１１】図７に示されているアポダイザとは異なるア
ポダイザを示す概略図。

【図１２】図11に示されているアポダイザの変形例を示
す概略図。

【図１３】図６に示されている光学ヘッド装置とはさら
に別の光学ヘッド装置を示す概略図であって、図11或い
は図12に示されているアポダイザに適した光学ヘッド装
置を示す概略図。

【図１４】従来から利用されている光学ヘッド装置にお
けるレ−ザビ−ムのビ−ムスポットの大きさと光ディス
クの記録状態との関係を示す概略平面図。

【符号の説明】

２…光学ヘッド装置，12…半導体レ−ザ (光源) ，14…
コリメ−トレンズ，16…偏光ビ−ムスプリッタ，18…対
物レンズ (集光手段) ，20…光強度変更板 (状態変換手
段) ，22…集束レンズ，24…シリンドリカルレンズ，26
…光検出器，30…信号処理回路，32…レンズコイル，Rm
…光ディスク。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】記録媒体に光ビ−ムを照射する手段と、 上記記録媒体で反射された上記照射手段からの光ビ−ム
   を検出する手段と、 前記記録媒体と上記検出手段との間に配置され、前記記
   録媒体から上記検出手段に向かう上記反射光ビ−ムの断
   面の光強度を局部的に変化させることで記録媒体からの
   再生信号の高次の光強度成分を強調することのできる状
   態変換手段と、を含み、高密度記録デ−タを読みとり可
   能な光学ヘッド装置。
2. 【請求項２】前記状態変換手段は、前記検出手段の検出
   面に部分的に形成された遮光部材であることを特徴とす
   る請求項１記載の光学ヘッド装置。
3. 【請求項３】前記遮光部材は、前記反射光ビ−ムの概ね
   中央部を遮光することを特徴とする請求項１または２記
   載の光学ヘッド装置。
4. 【請求項４】記録媒体に光ビ−ムを照射する手段と、 上記記録媒体で反射された上記照射手段からの光ビ−ム
   を検出する手段と、 前記記録媒体と上記検出手段との間に配置され、前記記
   録媒体から上記検出手段に向かう上記反射光ビ−ムの断
   面の光強度を局部的に変化させることで記録媒体からの
   再生信号の高次の光強度成分を強調することのできる状
   態変換手段と、 前記照射手段と前記記録媒体との間に配置され、前記照
   射手段から前記記録媒体に向かう上記光ビ−ムの波面を
   少なくとも２つの領域に分割するとともに、この分割さ
   れた領域相互の位相を変化させることで上記光ビ−ムの
   記録媒体状での集光スポットサイズを縮小させる波面特
   性変換手段と、を含み、高密度記録デ−タを読みとり可
   能な光学ヘッド装置。