JP2616475B2

JP2616475B2 - 光ヘッド装置

Info

Publication number: JP2616475B2
Application number: JP6332049A
Authority: JP
Inventors: 昭知大場; 昌彦佐藤; 準一高橋
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1994-12-12
Filing date: 1994-12-12
Publication date: 1997-06-04
Anticipated expiration: 2012-06-04
Also published as: JPH08167164A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、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用いる
光ヘッド装置に関するものである。

【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、特願昭６３−１６４０２６号に記載されて
いる超解像効果を用いたものが知られている。以下にこ
の超解像効果及び、これを用いた従来の光ヘッド装置に
ついて説明する。

【０００３】図６（ａ）に示すように、光源からの出射
光を情報記録媒体上に集光する対物レンズと光源の間
に、光ビーム２２の中心部を遮光して光強度を減衰して
変調する超解像フィルタ２１を配置して、同図（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
することができる。すなわち、情報記録媒体上に超解像
フィルタ２１を挿入しない場合の通常のビームプロファ
イル（同図（ｃ）の破線２３）よりも幅の狭いビーム
（同図（ｃ）の実線２４）を得ることができ、通常の場
合に比べて情報記録媒体に於ける情報記録密度を高める
ことができる。なお、この中央部はメインローブ２６と
言われるが、メインローブ２６の周辺部分には、無視で
きない光強度を有するサイドローブ２５が生じる。

【０００４】図７（ａ）は、超解像効果を用いた従来の
光ヘッド装置の光学系を示す図である。光源１から出射
した光はコリメートレンズ２によって平行化され、超解
像フィルタ３により中心付近を遮光され、ビームスプリ
ッタ５を透過後、対物レンズ６によって情報記録媒体７
に照射され、上記の超解像スポットを得る。情報記録媒
体７からの反射光の内、ビームスプリッタ５で反射され
た光は、再集光レンズ８によって集光され、ピンホール
９を通って光検出器１０で受光される。

【０００５】ここで、ピンホール９を通る前の集光スポ
ットの形状は、図７（ｂ）に示すように、図６の情報記
録媒体７上の超解像スポットと同じく、メインローブ４
１とサイドローブ４２より構成される。このメインロー
ブ４１は、主に情報記録媒体上のメインローブ２６の反
射光成分である。焦点付近に設置されているピンホール
９は、サイドローブ４２を通さずにメインローブ４１の
みを通すことによって情報記録媒体７上のサイドローブ
２５の反射光による再生信号の劣化を抑制するためのも
のである。しかしながら、このメインローブ４１には、
厳密には対物レンズ６の開口制限により情報記録媒体７
上のサイドローブ２５の反射光成分も混入している。そ
のため、上記のピンホールやスリット等を用いてサイド
ローブ４２をカットする方法だけでは再生信号の劣化の
抑制は不十分である。

【０００６】これに対しては、特願平１−２５９８２号
において対策が施されている。図８に示すように、メイ
ンローブ４１とサイドローブ４２を、受光面が分割され
た三分割光検出器４０で別々に検出して、電気的にメイ
ンローブ４１の出力信号からサイドローブ４２の出力信
号を減衰させてから、その差信号をとることにより、メ
インローブ４１中に混入している情報記録媒体７上のサ
イドローブ２５の反射光成分を同相除去しようとするも
のである。

【０００７】また、特願平５−３３４５６１号では、上
記のピンホール９で遮光されて反射されたサイドローブ
４２の光を別の光検出器で検出して減衰させた出力信号
を、ピンホール９を通過したメインローブ４１の信号か
ら引き、再生信号を検出する方法を取っている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来の光
ヘッド装置では、光検出器上のメインローブへの情報記
録媒体上サイドローブの反射光の回り込みによる再生信
号の劣化防止のために種々の方法が用いられている。し
かし、これら従来の装置では、サイドローブを除去する
ための複雑な回路構成が必要になると共に、情報記録密
度が高くなればなるほど高い検出精度が要求され、装置
が複雑化するといった欠点がある。

【０００９】なお、超解像効果を用いない従来の光ヘッ
ド装置において、対物レンズの周囲に光検出器を配置し
て受光光学系における対物レンズの開口を擬似的に大き
くするもの（特開平２−１１６０３２号）や、情報記録
媒体からの戻り光を往路の開口数に比べて大きな開口数
を有する対物レンズで検出するもの（特開平６−８４１
９９号）があるが、これらの目的は再生信号振幅を増大
させることにある。

【００１０】本発明の目的は、上記のような課題を解決
し、きわめて簡単な構成にて光検出器上のメインローブ
への情報記録媒体上サイドローブ信号の混入を最小限に
抑えた、再生信号の劣化が少ない光ヘッド装置を提供す
ることにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の光ヘッド装置
は、光源と、情報記録媒体上に超解像スポットを発生さ
せる超解像発生手段と、前記の超解像発生手段を通過し
た光を前記情報記録媒体上に集光する集光光学系と、前
記情報記録媒体を透過した光を受光する受光光学系と、
前記受光光学系からの光を再結像するレンズと、前記レ
ンズにより再結像された光の中心部を検出する光検出手
段とからなり、前記受光光学系の開口数が前記集光光学
系の開口数より大きい構成としてある。

【００１２】そして、具体的には、前記受光光学系を、
受光用対物レンズで構成してある。また、前記光検出手
段から反射されてきたサイドローブの成分を反射するビ
ームスプリッタと、このビームスプリッタからの光を集
光して受光する補正用光検出手段と、前記光検出手段と
補正用光検出手段からの信号の差信号をとる差動増幅器
を備えた構成としてある。

【００１３】

【作用】光検出器上のメインローブ位置に情報記録媒体
上のサイドローブの光が混入して再生信号を劣化させる
原因は、受光用対物レンズの開口制限により情報記録媒
体上スポットの高い空間周波数成分が除去されるためで
ある。本発明は、受光光学系の開口数を集光光学系の開
口数よりも大きくすることによって、このような高い空
間周波数成分の光を受光できるようにし、これによって
メインローブ位置に情報記録媒体上のサイドローブの光
が混入することが最小限に抑制される。したがって、最
終的にピンホールやスリット等でサイドローブを除去し
てメインローブのみを受光すればよい。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。従来の光ヘッド装置では、反射型の情報記録媒体
を用いるため、対物レンズを集光用と受光用に兼用とし
ているのに対し、本発明では、透過型の情報記録媒体を
用いて、透過型のヘッド構成とし、集光用の対物レンズ
とは別に、受光用の対物レンズを備え、この開口数を集
光用対物レンズより大きくして、光検出器上で再集光さ
れる光のメインローブへのサイドローブ光の混入を抑制
するものである。

【００１５】図１は、本発明の光ヘッド装置の第１の実
施例の光学系を示す図である。図において光源１からの
出射光は、コリメートレンズ２によって平行化され、超
解像スポットを発生させる超解像フィルタ３により変調
を受け、情報記録媒体７上に集光される。この集光スポ
ットのスポット径は、超解像効果により超解像フィルタ
３が無い場合に比べ細くなるが、同時にサイドローブも
生じる。

【００１６】受光用対物レンズ４ｂは、情報記録媒体７
上のピットにより変調されて透過してきた光を受光し、
平行光にする。本発明では、受光用対物レンズ４ｂの開
口数が、集光用対物レンズ４ａの開口数より大きいもの
を用いる。この平行光を再集光レンズ１１で集光して、
焦点位置に配置したピンホール９により中心付近のみを
透過させる。この透過光を光検出器１０で受光し、情報
再生信号を得る。この焦点位置でも集光スポットはサイ
ドローブ４２が発生するため、ピンホール９は、このサ
イドローブ４２を遮光して、メインローブ４１のみを通
過させるためのものである。

【００１７】図２（ａ）は、情報記録媒体上の光強度分
布を示したグラフであり、波長０．７８μｍのレーザ光
源、焦点距離３ｍｍ、開口数０．４５の集光用対物レン
ズ、超解像スポットを発生させるフィルターとしてビー
ム径を３０％細くする幅０．９ｍｍの遮光帯の超解像フ
ィルタを用いた場合の計算例である。この集光スポット
からサイドローブのみを取り出して光検出器上に結像し
た光強度分布を図２（ｂ）及び（ｃ）に示す。

【００１８】図２（ｂ）は、従来の光ヘッド装置のよう
に、受光用対物レンズの開口数が集光用対物レンズと同
じ場合、すなわち受光用と集光用の対物レンズを共用し
ている場合を示している。この場合、メインローブ位置
に情報記録媒体上のサイドローブの光の分布が表われ、
これが再生信号を劣化させる原因となる。この理由は、
受光用対物レンズの開口制限により光ディスク上スポッ
トの高い空間周波数成分が除去されるためである。

【００１９】一方、図２（ｃ）は、本発明に従って受光
用対物レンズの開口数を入射側より大きくした場合の光
強度分布を示している。この場合、光検出器上には情報
記録媒体上の光強度分布とほば同じ形が復元され、メイ
ンローブ位置に情報記録媒体上のサイドローブの光の混
入がほとんど見られない。このようにサイドローブの光
の混入がないメインローブを、ピンホールやスリット等
で受光すれば情報記録媒体上のサイドローブからの回り
込みが無くなるため再生信号の劣化の抑制が可能とな
る。

【００２０】図３は本発明の第２の実施例の光学系を示
す図である。本実施例は、サイドローブの成分とメイン
ローブの成分の差信号より再生信号を検出する構成を上
記第１の実施例に付加したものである。図３において、
ピンホール９で反射されたサイドローブの成分を、ビー
ムスプリッタ１７で反射して再集光レンズ１２で集光
し、光検出器１４で受光する。光検出器１４で受光され
た信号は、減衰器１５において減衰され、光検出器１０
で受光した出力信号と共に差動増幅器１６に入力され、
その差信号をとることにより再生信号を検出する。これ
により、光検出器１０からの信号は、補正用光検出器１
４からの信号で補正され情報再生信号の劣化はさらに抑
制される。

【００２１】図４は本発明の第３の実施例の光学系を示
す図である。本実施例では、実施例１におけるピンホー
ル９と光検出器１０の代わりに、三分割光検出器４０で
光を受光する構成を示したものである。この場合、サイ
ドローブからの信号を減衰させてメインローブからの信
号との差信号をとることによって再生信号を検出し、高
度な信号検出が実現できる。

【００２２】図５は本発明の第４の実施例の光学系を示
す図である。本実施例では有限系のレンズ１８ａ、１８
ｂを使用している。この場合、第１の実施例で用いてい
る無限系のレンズと組み合わせてもよい。

【００２３】以上好ましい実施例をあげて本発明を説明
したが、本発明は必ずしも上記実施例に限定されるもの
ではなく、特許請求の範囲に基づいて種々の改良・変形
が可能である。例えば、本発明に用いられる超解像フィ
ルタとしては、光を遮光する遮光板や光を光路分離する
プリズム等を用いた光強度変調タイプ、光の位相を変調
する位相変調タイプの何れを用いてもよく、その形状
も、１次元、円状又は円環状の２次元の何れを用いるこ
ともできる。また、実施例においては、超解像スポット
のサイドローブとして１次成分のみを示したが、高次の
サイドローブが存在しても良い。情報記録媒体として、
位相を変調させるピットや、光強度を変調させるピッ
ト、光の偏光面の傾きを変調させるピットによる媒体に
適応可能であり、具体的にはコンパクトディスク、記録
再生用の相変化媒体、光磁気媒体等が挙げられる。

【００２４】

【発明の効果】以上の如く本発明によれば、受光光学系
の開口数を集光光学系の開口数よりも大きくすることに
より、情報再生信号の劣化を最小限に抑制することがで
き、この開口数の差を大きくすればするほど、メインロ
ーブへの混入率が下がり、再生信号の劣化をさらに抑制
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光ヘッド装置の第１の実施例の光学系
を示す図である。

【図２】（ａ）は情報記録媒体上の光強度分布を示す
図、（ｂ）及び（ｃ）はサイドローブのみを取り出して
光検出器上に結像した光強度分布を示したもので、
（ｂ）は従来例によるもの、（ｃ）は本発明によるもの
である。

【図３】本発明の光ヘッド装置の第２の実施例の光学系
を示す図である。

【図４】本発明の光ヘッド装置の第３の実施例の光学系
を示す図である。

【図５】本発明の光ヘッド装置の第４の実施例の光学系
を示す図である。

【図６】超解像効果を説明するための図であり、（ａ）
は超解像フィルタと光ビームとの位置関係を示す図、
（ｂ）はその光強度分布、（ｃ）は情報記録媒体上の光
強度分布を示す図である。

【図７】従来の超解像光ヘッド装置を説明するための図
であり、（ａ）はその光学系、（ｂ）は光検出器上の光
強度分布を示す図である。

【図８】従来の超解像光ヘッド装置に用いられる三分割
光検出器を示す図である。

【符号の説明】

１光源２コリメートレンズ３、２１超解像フィルタ４ａ、４ｂ、６、１８ａ、１８ｂ対物レンズ５、１７ビームスプリッタ７情報記録媒体８、１１、１２再集光レンズ９ピンホール１０、１４光検出器１５減衰器１６差動増幅器２２光ビーム２３通常のビームプロファイル２４超解像スポットのビームプロファイル２６、４１メインローブ２５、４２サイドローブ４０三分割光検出器

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】光源と、情報記録媒体上に超解像スポットを発生させる超解像発
生手段と、前記の超解像発生手段を通過した光を前記情報記録媒体
上に集光する集光光学系と、前記情報記録媒体を透過した光を受光する受光光学系
と、前記受光光学系からの光を再結像するレンズと、前記レンズにより再結像された光の中心部を検出する光
検出手段とからなり、前記受光光学系の開口数を前記集光光学系の開口数より
大きくしたことを特徴とする光ヘッド装置。
【請求項２】前記受光光学系を、受光用対物レンズで
構成した請求項１記載の光ヘッド装置。
【請求項３】前記光検出手段から反射されてきたサイ
ドローブの成分を反射するビームスプリッタと、このビ
ームスプリッタからの光を集光して受光する補正用光検
出手段と、前記光検出手段と補正用光検出手段からの信
号の差信号をとる差動増幅器を備えた請求項１又は２記
載の光ヘッド装置。
【請求項４】前記光検出手段が、三分割光検出器であ
る請求項１又は２記載の光ヘッド装置。
【請求項５】前記集光光学系及び／又は受光光学系の
レンズとして、無限系レンズ及び／又は有限系レンズを
用いた請求項１記載の光ヘッド装置。