JPH0831002A

JPH0831002A - 光情報検出装置

Info

Publication number: JPH0831002A
Application number: JP6161158A
Authority: JP
Inventors: Yasuaki Morimoto; 寧章森本
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd; Dainippon Ink and Chemicals Co Ltd
Current assignee: DIC Corp; JFE Engineering Corp
Priority date: 1994-07-13
Filing date: 1994-07-13
Publication date: 1996-02-02

Abstract

(57)【要約】【構成】狭帯域信号対雑音比が分解能３０ｋＨｚで４
１ｄＢ以上必要とされる記録変調方式で最短ピット長が
０．５μｍ以下である信号列を記録し再生する光情報検
出装置に於いて、光源から出射した光束が前記光情報記
録媒体上に回折限界までに絞り込まれる第一の手段と、
前記光情報記録媒体から反射された光束が光電変換素子
に導かれる第二の手段とを有し、第二の手段を経た後に
記録媒体上の記録情報が移動する方向と直交し、且つ、
光束の中心を通る直径位置に帯状の遮蔽板を設けた光情
報検出装置。【効果】最短ピット長が０．５μｍ以下のピット間の
干渉を低減でき、高解像が達成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光情報記録媒体上に情
報を記録、再生する装置に関する。詳しくは、高密度に
記録された情報を高品質に検出するための装置を提供す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】光情報記録媒体上に高密度に記録された
情報を検出するには、短波長のレーザー光を利用するこ
とが最も一般的である。また、共焦点光学系やアポディ
ゼイションと共焦点光学系を組み合わせた高解像の検出
系も考案されている。図３に従来技術のアポディゼイシ
ョンと共焦点光学系を組み合わせた高解像検出を実現し
た光学系構成を示す。

【０００３】半導体レーザー１４より出射した発散光は
コリメーターレンズ１５により平行光に変換されダブル
ロームプリズム１６に入射し、ある間隔に保った二本の
ビームに波面分割される。次に偏光ビームスプリッター
１７を通過し、対物レンズ１８によって光磁気ディスク
１９に照射される。記録面上に回折限界に絞り込まれた
ビームスポットのビームプロファイルはメインローブが
鋭くなる代わりにサイドローブの強度が増す。

【０００４】記録面から反射された光束は再び対物レン
ズ１８を通過し偏光ビームスプリッター１７、２０によ
ってサーボ信号検出系および光磁気信号検出系に導かれ
る。サーボ信号系は収束レンズ２１、シリンドリカルレ
ンズ２２を介して４分割フォトディテクター２３により
フォーカスエラー信号およびトラックエラー信号を得
る。また、偏光ビームスプリッター２０を通過した光束
は収束レンズ２４によりほぼ回折限界に絞られ、そのビ
ームウエストがスリット２５に位置している。

【０００５】ここで、スリット２５は高解像を実現する
ために、強度が増したサイドローブを削除するための光
学素子であり、収束レンズ２６、二分の一波長板２７を
介し、ウォランストンプリズム２８によって偏光検波さ
れ収束レンズ２９を介して２分割フォトダイオード３０
で光電変換され、差動アンプにより光磁気信号の差動検
出がなされる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の技術によるアポ
ディゼイションと共焦点光学系を組み合わせた方法では
高価なダブルロームプリズム１６が必要であり、さら
に、サイドローブの影響を抑圧するために非常に狭いス
リットが必要で、その位置調整が困難であった。

【０００７】また、記録時においてもビームスポットの
サイドローブが強調されているため記録時に必要なレー
ザーパワーが増大するという問題があった。また、記録
された磁気ドメインの形状に歪みが生じやすくジッター
の増加につながるという問題があった。

【０００８】本発明が解決しようとする課題は高価なダ
ブルロームプリズム及び非常に狭いスリットを使用する
こと無く、また、記録レーザーパワーを増大させること
無く、ピット間の干渉を低減でき、高解像が達成できる
光情報検出装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、記録変調方式の最短ピット長が繰り返され
るある一定周波数の記録情報を光情報記録媒体上に光情
報検出装置によって記録し、再生した際に狭帯域信号対
雑音比が分解能３０ｋＨｚで４１ｄＢ以上必要とされる
記録変調方式で前記最短ピット長が０．５μｍ以下であ
る信号列を記録し再生する光情報検出装置において、光
源から出射した光束が前記光情報記録媒体上に回折限界
までに絞り込まれる第一の手段と前記光情報記録媒体か
ら反射された光束が光電変換素子に導かれる第二の手段
とを有し、前記第二の手段を経た後に、前記光情報記録
媒体上の記録情報が移動する方向と直交し、且つ、光束
の中心を通る直径位置に帯状の遮蔽板を設けたことを特
徴とする光情報検出装置を提供する。

【００１０】本発明の光情報検出装置に於いては、光情
報記録媒体に照射する照射光学系にダブルロームプリズ
ムを用いない。即ち、アポディゼイションの効果は利用
しない。但し、光情報記録媒体から反射された光束が光
電変換素子に導かれる光路中に光束の中央部を含み記録
情報が移動する方向に対して直交するように帯状の遮蔽
板を配置することを特徴とする。ここで、光束は発散光
あるいは収束光のいずれでも構わないが、特に収束光の
場合遮蔽板は焦平面に一致しないことが重要である。

【００１１】

【作用】上記の如く構成された光学系において、回折限
界に絞り込まれたビームスポットが光情報記録媒体の記
録面に照射された場合、そのビーム中心の要素とビーム
周辺の要素は記録面から反射され、対物レンズを通過し
た後、新たな回折分布に変換される。この新たに変換さ
れた回折分布においては、記録面における中心部の要素
が支配的な領域、周辺部の要素が支配的な領域、またど
ちらの要素も支配的な領域が存在する。

【００１２】従って、記録面における周辺部の要素が支
配的な領域を遮蔽することによって、高解像を実現する
ことができる。その領域は記録情報が移動する方向に中
心から両側にわずかに離れた二つの帯状の領域である。
ただし、記録面における中心部の要素と周辺部の要素の
どちらもが支配的な領域が上述の二つの帯状の領域に挟
まれた領域に存在する。この領域の全光量が大きいた
め、仮にこの領域を遮蔽しない場合、この領域の解像度
が支配的になり高解像は達成されない。

【００１３】従って、上述の記録面における周辺部の要
素が支配的な二つの帯状の領域とその二つの帯状の領域
に挟まれた領域を遮蔽することにより、高解像を達成す
ることができる。

【００１４】

【実施例】本発明の実施例を図面を用いて詳しく説明す
る。図１は本発明の実施例を示すブロックダイアグラム
である。半導体レーザー１から出射した光束はコリメー
ターレンズ２により一旦平行光に変換され、偏光ビーム
スプリッター３を通過し対物レンズ４に入射する。対物
レンズ４によって回折限界に絞り込まれたビームスポッ
トは光情報記録媒体５の記録面６に照射される。

【００１５】本実施例では光磁気記録媒体を用いた。記
録面６に照射されたビームは光磁気効果を受け、反射さ
れる。反射された光束は対物レンズ４を再び通過し偏光
ビームスプリッター３により光磁気信号検出光学系に導
かれる。光磁気信号検出光学系に入射する光束の一部は
その光束の中央部を含み記録情報が移動する方向に対し
て直交するように配置された帯状の遮蔽板７によって遮
蔽される。遮蔽されなかった光束は二分の一波長板８を
介して偏光ビームスプリッター９に入射し偏光検波さ
れ、偏光面が互いに直交する二つの直線偏光に分離され
た光束は、それぞれ収束レンズ１０、１１を介してフォ
トディテクター１２、１３により光電変換され、プリア
ンプにより増幅される。次に差動アンプによって差動検
出され、最終的な光磁気信号が得られる。

【００１６】図２は光情報記録媒体５および遮蔽板７の
挿入位置での光束と遮蔽板７の関係を示す図である。第
４図に光磁気記録媒体にドゥーティー５０％、ピット長
０．４６μｍの磁気ドメインを記録し、光磁気信号検出
系に入射する光束をナイフエッジ法により記録情報が移
動する方向に徐々に遮蔽したときの信号振幅Ｓ（ｒ）の
変化とその微分値 −ｄＳ（ｒ）／ｄｒを示す。

【００１７】照射光の波長は７８０ｎｍ，対物レンズの
開口数は０．５５，焦点距離は３．９ｍｍである。ナイ
フエッジにより光束を遮蔽していくと光量は単調に減少
するが、０．４６μｍという短い磁気ドメインが生成す
る信号振幅は単調減少しないでナイフエッジが光束の直
径位置の手前−１．０ｍｍあたりから増加に転じ、直径
位置を過ぎ１．０ｍｍあたりまで増加する。途中−０．
５ｍｍから０．５ｍｍは信号振幅の変化はほとんどな
い。さらに、１．０ｍｍ以上を遮蔽していくと減少に転
ずる。

【００１８】これを微分値−ｄＳ（ｒ）／ｄｒを用いて
説明する。正領域の部分は記録面における照射ビーム内
の中央部の要素が支配的なところであり、負領域の部分
は記録面における周辺部の領域が支配的な領域である。
また、負領域に挟まれたゼロに近い値の領域は記録面に
おける中央部および周辺部の要素が同等に存在する領域
である。記録面における周辺部が支配的な −ｄＳ
（ｒ）／ｄｒの負領域が遮蔽されることによって０．４
６μｍの磁気ドメインが生成する信号振幅が増大し、キ
ャリアレベルが上昇する。次に、記録面における中央部
と周辺部の要素が同等に存在する領域を遮蔽することに
よって、フォトディテクターに入射する光量が減少する
ためショットノイズが減少する。

【００１９】従って、上述の二つの領域すなわち、記録
面に置ける周辺部の要素が支配的な領域と中央部と周辺
の要素が同等に存在する領域、対物レンズ通過後の回折
分布で言えばそれぞれ−１．０ｍｍから−０．５ｍｍお
よび０．５ｍｍから１．０ｍｍの範囲そして−０．５ｍ
ｍから０．５ｍｍの範囲である。本発明の実施例に用い
た光学系では結局対物レンズ通過後の光束に対しておよ
そ−１．０ｍｍから１．０ｍｍまでの範囲で記録情報が
移動する方向に対して直交するように遮蔽すれば高解像
が得られ信号対雑音比の向上が容易に達成できる。

【００２０】次にドゥーティー５０％で上述の原理説明
で用いたピット長よりも０．０２μｍ長いピット長０．
４８μｍの磁気ドメインを線速１．２０ｍ／ｓで記録
し、１．５ｍｍ幅の遮蔽板を挿入した光学系を用いて、
読み出しパワー１．０ｍＷで信号対雑音比を測定したと
ころ通常の光情報検出装置では３７．４ｄＢしか得られ
ないが、本発明の実施例を用いた光情報検出装置ではキ
ャリアレベルが約１．１ｄＢｍ向上し、ノイズレベルで
−３．２ｄＢｍの改善がなされ、信号対雑音比として４
１．７ｄＢが得られた。

【００２１】図５に、１．２ｍ／ｓの線速で記録した際
の記録ピット長に対する信号対雑音比を示す。明らかに
本発明による光情報検出装置の方が０．５μｍ以下のピ
ット長では高い信号対雑音比を示している。また、実際
にＥＦＭ（ＥＩＧＨＴＴＯＦＯＵＲＴＥＥＮ）変調を
線速１．２ｍ／ｓで記録し、３Ｔ信号のジッター値の標
準偏差を測定したところ１８ｎｓｅｃ以下であった。Ｅ
ＦＭ変調における最大周波数は３Ｔで７２０ｋＨｚであ
り、ジッター値の標準偏差は４０ｎｓｅｃ以下である必
要がある。本実施例では３Ｔが０．４８μｍであるため
１．２ｍ／ｓで再生すると１．２５ＭＨｚになり、ジッ
ター値の標準偏差は２３ｎｓｅｃ以下でなければならな
い。従って、本実施例で示したジッター値の標準偏差１
８ｎｓｅｃは十分に要求を満たしていることが分かる。

【００２２】

【発明の効果】本発明では光情報記録媒体への照射光学
系にダブルロームプリズムあるいは遮蔽板を配置したア
ポディゼイション効果を利用した超解像ではないため、
全く通常の照射光学系を用いている。従って、記録面上
に照射される回折限界に絞り込まれたビームスポットは
サイドローブが強調されることがなく安定なフォーカス
サーボ信号およびトラックサーボ信号が得られる。

【００２３】また、書き込み時におけるサイドローブか
らの熱干渉がないため記録レーザーパワーに対するマー
ジンが広い。さらに、本発明では光情報記録媒体から反
射された光束が対物レンズを通過した後の平行光束ある
いは収束光あるいは発散光のいずれにおいても基本的に
適用できる。すなわち、実施例で説明した如く対物レン
ズ通過後の光束に帯状の遮蔽板を記録情報が移動する方
向に対して直交するように直径位置を中心にして配置す
るという極めて単純な方法で高解像が実現できる。

【００２４】また、組み立て調整においてもアポデイゼ
イションと共焦点光学系を利用した方式ではスリット幅
１０μｍ、あるいはピンホール１０μｍなどの遮蔽板が
必要であり、その調整は極めて困難である。なぜなら、
共焦点光学系を用いなければならないため焦平面上にス
リットあるいはピンホールをミクロンオーダでの二次元
あるいは三次元の調整が必要である。しかし、本発明に
おいては十分に幅広い光束、たとえば光情報記録媒体か
ら反射され、対物レンズを通過した後の幅４ｍｍ程度の
平行光束中に１．５ｍｍ程度の幅の遮蔽板を挿入し、精
度は数１０μｍでよいため組み立て調整は極めて容易で
ある。

【００２５】また、従来の方式で６８０ｎｍの半導体レ
ーザーと開口数０．５５の対物レンズを用い、トラック
ピッチを１．１５μｍに狭めた場合でも記録容量は約２
倍しか向上しない。一方、実施例で示したように波長７
８０ｎｍの光源と開口数０．５５の対物レンズによる記
録再生ビームスポットを用いてもＥＦＭ変調でマーク長
記録すると３Ｔの長さが０．４８μｍのとき、線記録密
度で１．７４倍になる。６８０ｎｍの半導体レーザーを
用い、トラックピッチを同じく１．１５μｍに狭めるこ
とができるため、面記録密度としては約２．８０倍にも
なる。これは、ＭＰＥＧ２でデータ転送速度４Ｍビット
／秒で記録再生した場合、７４分以上の動画の記録再生
が実現できる。しかし、従来方式では僅か５４分しか記
録再生できない。以上のように、本発明によれば極めて
簡単な方法により記録容量を４０％も向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光情報検出装置のブロックダイアグラ
ムである。

【図２】遮蔽板と光情報記録媒体および遮蔽する位置で
の光束との関係を示す図である。

【図３】従来の光情報検出装置を示すブロックダイアグ
ラムである。

【図４】光磁気記録媒体にドゥーティー５０％、ピット
長０．４６μｍの磁気ドメインを記録し、光磁気信号検
出系に入射する光束をナイフエッジ法により記録情報が
移動する方向に徐々に遮蔽したときの信号振幅Ｓ（ｒ）
の変化とその微分値を示した図表である。

【図５】従来方式および本発明によるピット長と信号対
雑音比の関係を示す図である。

【符号の説明】

１半導体レーザー２コリメーターレンズ３偏光ビームスプリッター４対物レンズ５光情報記録媒体６記録面７遮蔽板８二分の一波長板９偏光ビームスプリッター１０収束レンズ１１収束レンズ１２フォトディテクター１３フォトディテクター１４半導体レーザー１５コリメーターレンズ１６ダブルロームプリズム１７偏光ビームスプリッタ１８対物レンズ１９光磁気記録媒体２０偏光ビームスプリッター２１収束レンズ２２シリンドリカルレンズ２３４分割フォトディテクター２４収束レンズ２５スリット２６収束レンズ２７二分一波長板２８ウォランストンプリズム２９収束レンズ３０２分割フォトディテクター

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】記録変調方式の最短ピット長が繰り返さ
れるある一定周波数の記録情報を光情報記録媒体上に光
情報検出装置によって記録し、再生する際に狭帯域信号
対雑音比が分解能３０ｋＨｚで４１ｄＢ以上必要とされ
る記録変調方式で前記最短ピット長が０．５μｍ以下で
ある信号列を記録し再生する光情報検出装置において、
光源から出射した光束が前記光情報記録媒体上に回折限
界までに絞り込まれる第一の手段と、前記光情報記録媒
体から反射された光束が光電変換素子に導かれる第二の
手段を有し、前記第二の手段を経た後に、前記光情報記
録媒体上の記録情報が移動する方向と直交し、且つ、光
束の中心を通る直径位置に帯状の遮蔽板を設けたことを
特徴とする光情報検出装置。