JPH0877592A - 光ヘッド用フィルタ装置 - Google Patents

光ヘッド用フィルタ装置

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JPH0877592A
JPH0877592A JP6207337A JP20733794A JPH0877592A JP H0877592 A JPH0877592 A JP H0877592A JP 6207337 A JP6207337 A JP 6207337A JP 20733794 A JP20733794 A JP 20733794A JP H0877592 A JPH0877592 A JP H0877592A
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diffraction grating
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Akitomo Oba
昭知 大場
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 損失が少なく且つ高い光利用率が可能な光ヘ
ッド用フィルタ装置を提供すること。 【構成】 光を通さない円状の遮光領域13と、この遮
光領域13を包含し且つ光を完全に回折する円環状の回
折格子領域12とからなり、この回折格子領域12の直
径を入射光のビーム幅より小さく設定したこと。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光ヘッド用フィルタ装
置に係り、とくに、光を利用して情報の記録再生或いは
再生のみを行う情報入出力装置に好適な光ヘッド用フィ
ルタ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】光ヘッド装置の情報記録密度を向上する
技術として、従来より、特願昭63−164027号に
記載されている光ヘッド装置に組み込まれた超解像効果
にかかる手法が一般に知られている。
【0003】この超解像効果およびこれを用いた従来の
光ヘッド装置について、図5乃至図9に基づいてまず説
明する。
【0004】図5(a)に示すように、光源からの出射
光を光ディスク上に集光するレンズと光源の間に、光ビ
ームB0 の中心部を遮光して光強度を変調する遮光領域
51Aを有するフィルタ51を配置して、図5(b)に
示した光強度分布とすることにより、超解像効果を発生
させることができる。
【0005】即ち、光ディスク上の通常のビームプロフ
ァイル(図5(c)の破線B0 )よりも幅の狭いビーム
(図5(c)の実線:以下「メインローブ」と称する)
1を得ることができる。一方、集光スポットの周辺部
分の光強度は、この場合、図7(c)の符号B2 ,B3
で示すように通常よりも高くなる(以下、この部分は
「サイドローブ」と称する)。
【0006】図6に、上記超解像効果を組み込んだ従来
の光ヘッド装置を示す。図中、フィルタ51が図5
(a)に示す光強度変調用のフィルタ51であり、光デ
ィスク上に於いて図5(c)に開示した光強度分布を持
つ集光スポットを発生させる。この集光スポットを用い
て情報の記録再生を行い、通常の場合に比べて光ディス
クに於ける情報記録密度を高めることができる。
【0007】これを更に詳述すると、光源61から出射
した光はコリメートレンズ62によってコリメートさ
れ、フィルタ51により中心付近を遮光され、ビームス
プリッタ65a,65bを通過後、集光レンズ66によ
って光ディスク67に照射され、これによって前述した
図5(c)の集光スポットを得る。
【0008】光ディスク67からの反射光の内、ビーム
スプリッタ65bで反射された光は、再集光レンズ68
によって集光され、焦点面付近の光検出器74で情報信
号が検出される。ここで、ピンホール69は、光ディス
ク67上のサイドローブ成分によるノイズを除去するた
めのものである。
【0009】ビームスプリッタ65aで反射された光
は、誤差検出系に導かれる。トラック誤差信号検出の手
法には、プッシュプル法やヘテロダイン法など各種の方
法があるが、ここでは三ビーム法について述べる。また
焦点誤差検出に於いてもナイフエッジ法やスポットサイ
ズ法等の各種の方法があるが、ここでは非点収差法を用
いた場合について説明する。
【0010】光源61から光ディスク67への往路に配
置された回折格子63により、直進光のほかに「+1次
光」と「−1次光」の回折光の三本ビームが生じる。
【0011】光ディスク67上では、図8に示すように
情報信号を有するピット43に対して三つの光ビームス
ポット432 ,431 ,433 が集光される。光ビーム
スポット432 ,433 は回折光の集光スポットで、光
ビームスポット431 は直進光の集光スポットである。
この場合、回折光の集光スポットも直進光と同様に超解
像効果を受けて小さくなっている。
【0012】光ディスク67からの戻り光は、ビームス
プリッタ65aで反射され、レンズ75と円柱レンズ7
6で非点収差を備えた光に変換されて光検出器79上に
集光される。
【0013】図7は、光検出器79の受光面での光ディ
スク67に焦点が合っているときの受光状態を示したも
のである。円柱レンズ76は非点収差の焦線が受光面5
3,54,55,56の4分割部分に対して斜めになる
ように設置されている。一方、光検出器79上の受光面
51,52は光ディスク67上の「+1次」と「−1
次」の回折光の集光スポットの戻り光を受光して、その
光量差を検出することによりトラック誤差信号が検出さ
れる。
【0014】即ち、これらの受光面の信号をV51、V52
とすると、「V51−V52」よりトラック誤差信号が検出
できる。
【0015】光ディスク67からの直進光の戻り光は、
前述した受光面53〜56に集光される。これらの受光
面の信号をV53,V54,V55,V56とすると「V53+V
56−V54−V55」より、焦点誤差信号を検出することが
できる。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術で述べた超
解像効果を発生させるためのフィルタは、光を遮光する
ため光ディスク上での光スポットの光量が少なくなる。
そのため、なるべく高振幅の再生信号を得るには光源か
ら光ディスクまで損失なく光を導く必要が生じている。
【0017】しかしながら、トラッキング誤差信号に三
ビーム法を用いる従来の光ヘッド装置では、回折光を発
生させるために更に情報信号用の光が少なくなり、その
結果、再生信号が小さくなり劣化するという不都合が生
じていた。
【0018】
【発明の目的】本発明は、かかる従来例の有する不都合
を改善し、とくに、損失が少なく且つ高い光利用率が可
能な光ヘッド用フィルタ装置を提供することを、その目
的とする。
【0019】
【課題を解決するための手段】本発明においては、その
請求項1では、光を通さない円状の遮光領域と、この遮
光領域を包含し且つ光を完全に回折する円環状の回折格
子領域とからなり、この回折格子領域の直径を入射光の
ビーム幅より小さく設定する、という構成を採ってい
る。
【0020】請求項2では、光を通さない円状の遮光領
域と、この遮光領域を包含し且つ光を完全に回折する円
環状の回折格子領域と、この回折格子領域を包含する透
明な領域とからなり、この回折格子領域の直径を入射光
のビーム幅より小さく設定する、という構成を採ってい
る。
【0021】請求項3では、光を完全に回折する円状の
第1回折格子領域と、この第1の回折格子領域を包含し
且つ光を完全に回折する円環状の第2回折格子領域とか
らなり、この第1回折格子領域と第2回折格子領域の各
回折格子領域の回折方向を異なった方向に設定すると共
に、第2回折格子領域の直径を入射光のビーム幅より小
さく設定する、という構成を採っている。
【0022】請求項4では、光を完全に回折する円状の
第1回折格子領域と、この第1の回折格子領域を包含し
且つ光を完全に回折する円環状の第2回折格子領域と、
この第2回折格子領域を包含する透明な領域とからな
り、この第1回折格子領域と第2回折格子領域の各回折
格子領域の回折方向を異なった方向に設定すると共に、
第2回折格子領域の直径を入射光のビーム幅より小さく
設定する、という構成を採っている。
【0023】
【作用】本発明では、超解像効果を発生させるフィルタ
ーの遮光部分として、トラック誤差信号検出用の三ビー
ムを発生させるための回折格子領域と遮光領域とにより
形成されたフィルタを用いる。この場合、回折格子領域
では、遮光効果を持たせるために入射光を完全に回析し
て直進透過させないようにしている。こうすることで、
フィルタへの入射光は回析領域と遮光領域で遮光される
ため、光ディスク上では従来通りの超解像効果による小
さな集光スポットを得ることができる。回析格子領域に
入射した光は回析され(図3に示すように)光ディスク
上に三ビームスポットを形成する。
【0024】ここで、遮光領域はこの回析格子の中心部
を透過させないようにしているため、回析光の光ビーム
スポットも遮光領域による超解像効果により細くなる。
尚、上記各請求項に開示した中央部の遮光領域が無い場
合は(図9に示すように)回析光の光ビームスポットは
本来の開口より小さくなり、これに起因してディスク上
でのスポットの大きさは、直進光の光スポットに比べ非
常に肥大化してトラッキング誤差信号の感度が低下す
る。
【0025】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図1に基づいて説
明する。
【0026】この図1において、フィルタ10は、光を
通過する透明領域11と、光をほとんど回析し直進させ
ない回析格子領域12と、遮光領域13の三つの領域よ
り構成されている。この場合、回析格子領域12と遮光
領域13のみから形成されるフィルタでも同様の効果が
得られる。回析格子領域12は、光が完全に回析するよ
うに格子の厚さが設定されている。
【0027】図2に、上記図1に開示したフィルタ10
を光ヘッド装置に組み込んだ場合に例を示す。
【0028】この図2において、光ヘッド装置は、光源
1と、この光源1からの出射光を平行光とするコリメー
トレンズ2と、回折光を発生させるフィルタ10と、こ
のフィルタ10を通過した光を光ディスク7上に集光さ
せる集光レンズ6と、光ディスク7からの反射光から焦
点及びトラック誤差信号を検出する手段としての光検出
器19と、再生信号を検出する手段としての光検出器1
4とを備えている。
【0029】光源1からの入射光は、フィルタ10の透
明領域11では直進し、回析格子領域12では直進光か
ら回析・分離され、遮光領域13では遮光されて、最終
的に光ディスク上7には図8と同じパターンが集光され
る。直進光は、フィルタ10に於いて回折格子領域12
と遮光領域13の両領域により遮光されるため超解像効
果により、光スポットが微小化されて集光される。ま
た、フィルタ10の回折格子領域12で回折されて生じ
た「+1次光」と「−1次光」の回折光は、トラック誤
差信号検出のための三ビーム方式の光スポットとして利
用される。この回折光でも、遮光領域13による超解像
効果により、光ディスク7上の光スポットは微小化さ
れ、トラック誤差信号の検出感度を向上させることがで
きる。
【0030】再生信号検出,及び焦点,トラック誤差信
号の検出は、前述した従来例の場合と同様に行われる。
【0031】前述したように、遮光領域のみを有する従
来のフィルタ51と三ビーム発生用回折格子を張り付け
た場合のものは、直進光の光量が少なくなってしまい再
生信号が劣化する上に素子数も増えるのに対して、上記
実施例にかかるフィルタ10では、1素子で光スポット
を微小化させる超解像効果およびトラック誤差検出用の
三ビーム回折光を発生させるための回折格子を実現して
おり、このため、これを装備することにより、光ヘッド
装置の部品点数も削減されるという利点がある。
【0032】更に、直進光の光量が変化しないので再生
信号の劣化も抑制することができ、回折格子領域内に遮
光領域を設けることにより、回折光の光ディスク上での
光スポットが肥大化することを防止することができ、ト
ラック信号の検出感度を向上させてトラッキングサーボ
の安定性を図ることができるという利点がある。
【0033】次に、第2実施例を図5に基づいて説明す
る。
【0034】この図3に示す第2実施例は、フィルタ2
0が、第1回折格子領域21,第2回折格子領域22,
透明領域23の3つの領域から構成されている。この第
2実施例では、前述した第1実施例に於ける遮光領域1
3の代わりに回折格子が用いられている点に特色を備え
ている。
【0035】この第1回折格子領域21は第2回折格子
領域22からの回折光に影響を与えないように格子ピッ
チ及び回折方向が第2回折格子領域22と異なるように
格子ピッチ及び格子方向が設定されている。ここで、こ
の実施例の場合も透明領域23はなくても良い。
【0036】このようにしても、前述した図1の実施例
と同等の作用効果を得ることができる。
【0037】また、上記各実施例において、フィルタ1
0,20に於ける遮光領域は、金属等の光を吸収するも
のを用いればよい。また、回折格子領域は図4(a)に
示すようにガラスやプラスチックなど誘電体の透明基板
30の表面に溝を彫るか、或いは新たな透明な物質を堆
積させて凹凸の格子31を形成したり、図4(b)に示
すように屈折率の異なる物質32,33を交互に配置し
て格子を形成したもので実現することができる。また、
上記各実施例では、透明領域として、ガラス基板,プラ
スチック基板,或いは結晶基板が用いられる。
【0038】
【発明の効果】本発明は以上のように構成され機能する
ので、これによると、1素子で光スポットを微小化させ
る超解像効果とトラック誤差検出用の三ビーム回折光を
発生させるための回折格子を実現しており、このため、
これを光ヘッド装置に組み込むと、部品点数を削減する
ことができ、直進光の光量が変化しないので再生信号も
劣化を抑制するこができ、更には回折格子領域内に遮光
領域を設けることにより、回折光の光スポットが光ディ
スク上で肥大化することを防止しトラック信号の検出感
度を向上させることができ、これによって、トラッキン
グサーボの安定性向上を図り得るという従来にない優れ
た光ヘッド用フィルタ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例を示す構成図ある。
【図2】図1の実施例を組み込んだ光ヘッド装置の例を
示すブロック図である。
【図3】他の実施例を示す構成図ある。
【図4】図1および図3に示す実施例で開示したフィル
タの回折格子の例を示す説明図であり、図4(a)は、
溝により格子を形成する例であり、図4(b)は、屈折
率の異なる2つの物質により格子を形成する例である。
【図5】従来例を示す図で、図5(a)は構成図、図5
(b)は図5(a)で遮蔽される光の領域を示す説明
図、図5(c)は図5(a)の超解像の効果を示す説明
図である。
【図6】従来例における光ヘッド装置を示す説明図であ
る。
【図7】図6の光検出器で受光される光スポットのパタ
ーンを示す説明図である。
【図8】図6の光ディスク上の光ビームスポットのパタ
ーンを示す説明図である。
【図9】従来例図5(a)に示すフィルタにおける遮光
領域がない場合の光ビームスポットのパターンを示す説
明図である。
【符号の説明】
10,20 フィルタ 11,23 透明領域 12 回析格子領域 13 遮光領域 21 第1回析格子領域 22 第2回析格子領域 B 光ビーム

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光を通さない円状の遮光領域と、この遮
    光領域を包含し且つ光を完全に回折する円環状の回折格
    子領域とからなり、 この回折格子領域の直径を入射光のビーム幅より小さく
    設定したことを特徴とする光ヘッド用フィルタ装置。
  2. 【請求項2】 光を通さない円状の遮光領域と、この遮
    光領域を包含し且つ光を完全に回折する円環状の回折格
    子領域と、この回折格子領域を包含する透明な領域とか
    らなり、 前記回折格子領域の直径を入射光のビーム幅より小さく
    設定したことを特徴とする光ヘッド用フィルタ装置。
  3. 【請求項3】 光を完全に回折する円状の第1回折格子
    領域と、この第1の回折格子領域を包含し且つ光を完全
    に回折する円環状の第2回折格子領域とからなり、 前記の第1回折格子領域と第2回折格子領域の各回折格
    子領域の回折方向を異なった方向に設定すると共に、前
    記第2回折格子領域の直径を入射光のビーム幅より小さ
    く設定したことを特徴とする光ヘッド用フィルタ装置。
  4. 【請求項4】 光を完全に回折する円状の第1回折格子
    領域と、この第1の回折格子領域を包含し且つ光を完全
    に回折する円環状の第2回折格子領域と、この第2回折
    格子領域を包含する透明な領域とからなり、 前記第1回折格子領域と第2回折格子領域の各回折格子
    領域の回折方向を異なった方向に設定すると共に、前記
    第2回折格子領域の直径を入射光のビーム幅より小さく
    設定したことを特徴とする光ヘッド用フィルタ装置。
JP6207337A 1994-08-31 1994-08-31 光ヘッド用フィルタ装置 Expired - Lifetime JP2616453B2 (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6930962B2 (en) * 2001-09-13 2005-08-16 Minebea Co., Ltd. Optical information reading apparatus with super-resolution cut-off filter
KR100644588B1 (ko) * 1999-11-12 2006-11-13 삼성전자주식회사 고밀도 기록 재생 가능한 광픽업장치
WO2008126807A1 (ja) * 2007-04-06 2008-10-23 Asahi Glass Co., Ltd. 光ヘッド装置
CN103091859A (zh) * 2012-12-10 2013-05-08 中国科学院上海光学精密机械研究所 产生超分辨光斑和超长焦深的装置

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CN103091859A (zh) * 2012-12-10 2013-05-08 中国科学院上海光学精密机械研究所 产生超分辨光斑和超长焦深的装置

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