JPH0212624A

JPH0212624A - 光ヘッド装置

Info

Publication number: JPH0212624A
Application number: JP63164026A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Hirose; 裕廣瀬; Yutaka Yamanaka; 豊山中
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1988-06-29
Filing date: 1988-06-29
Publication date: 1990-01-17
Anticipated expiration: 2012-06-18
Also published as: JP2621375B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（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を行なう情報入
出力装置に用いる光ヘッド装置に関するものである。

（従来の技術）記録密度を向上させるために光ビーム断面内で中心付近
の光の強度を減少させることが本出願人によって提案さ
れている。これを第２図を用いて説明する。第２図（ａ
）は光ビーム２２と光位相変調器２１との関係を示す図
で、この図に示すようにレーザ光源からの出射光を光ビ
ーム２２断面内で中心付近の光の強度を減少させ、同図
（ｂ）に示した光強度分布とする。これにより、超解像
効果が発生し、光変調器を用いない場合のビームスポッ
ト（同図（Ｃ）の破線２３）に比して、記録媒体面上に
小さい集光スポット（同図（Ｃ）の曲線２４）を生じさ
せることができる。したがってこのビームを用いて情報
の記録再生を行うことで、記録密度を高めることができ
る。第３図にこの発明の効果を示す実証例の一つを示す
。測定条件は光源の波長が約０．８３１１ｍ、コリメー
トビーム径が約５ｍｍ、集光レンズの開口数が０．５５
である。同図（ａ）は遮光帯幅とメインローブ径の関係
、同図（ｂ）は遮光帯幅とサイドローブ強度のメインロ
ーブ強度に対する比との関係を示す。このように、遮光
帯幅を広くすればメインビーム径を細くできるが、逆に
サイドローブ強度比が大きくなってしまうという課題が
ある。実用に十分な記録再生特性を得るうえで、許容さ
れるサイドローブ強度は、メインローブの約１７３程度
であり、従って、設計上は遮光帯幅を更に大きくしてよ
り細いメインビームを得ることができるという特長を犠
牲にしなければならない。ところで、従来例では、情報
の再生信号は集光レンズを通過した後の記録媒体面から
の反射光をコリメート状態で光検出器に導くことで得て
いた。第１１図にこの信号再生法による光ヘッドの光学
系の典型的な構成を示す。記録媒体面からの反射光は集
光レンズ６を通過後、コリメート状態となり、ビームス
プリッタ５．９を通過後トラックエラー検出及び再生信
号検出兼用の光検出器１２に導かれ、信号再生回路によ
って再生信号を得るというものである。

（発明が解決しようとする課題）以上述べた構成においては、光変調器を有するために記
録媒体面上の集光スポットの光強度分布において、サイ
ドローブ強度が高くなるという副作用が生じ、情報の再
生時にこのサイドローブからの反射光が光信号検出器に
雑音として侵入するために、超解像効果を最大限に利用
することができないという設計上の制約があった。すな
わち、第１１図に示すような従来の再生光学系では、記
録媒体面からの反射光を集光レンズを通過後に、コリメ
ート状態で光検出器に導くため、光検出器には同図（Ｃ
）に２５．２５２で示したサイドローブの反射回折光も
同図（ｄ）に２８の斜線で示したようにコリメート状態
で侵入する。

本発明の目的は、このような従来の制約を除去せしめて
、情報の再生時に前記サイドローブからの反射光が光信
号検出器に雑音として侵入することを防ぎ、より良好な
再生信号を得ることにある。

（課題を解決するための手段）本発明は、光源からの出射光ビーム断面内で中心付近の
光の強度を減少させる手段を、前記光源と記録媒体表面
に光を集光するレンズとの間に有し、前記光源からの出
射光を微小スポットとして記録媒体面上に集光し、この
集光点からの反射光を光検出器に光学系を有する光ヘッ
ド装置において、記録媒体面からの反射光を前記光検出
器上に集光するレンズと前記反射光のうちメインビーム
のみを検出する検出手段とを有することを特徴とする。

（作用）本発明では第１図に示すように記録媒体面からの反射光
の一部をビームスプリッタ１３などで取り出し、これを
レンズ１４（以下再集光レンズと称する）によって再集
光することで第４図（ａ）に示すような記録媒体面上に
おけるビームパターンに近い光スポットを形成する。こ
の再集光レンズの焦点面において、スリットあるいは開
口などを用いて４３のようにサイドローブ４２を遮断す
るか、第８図（ｂ）のような光検出器を用い、メインロ
ーブ４１のみ検出器に導くことによって、サイドローブ
の影響の少ないより良好な再生信号を得ることが可能と
なる。第５図に本発明を用いた場合に再生信号特性が改
善される実証例を示す。第１図において光源として波長
０．８３ｐｍの半導体レーザを用い、遮光帯幅は０．９
ｍｍ、再集光レンズと媒体面に記録再生光を集光するレ
ンズの焦点距離比は約１８、スリット幅を１０１１ｍと
したときの記録再生特性を曲線５１に示す。

比較のために、同じ光源を用い、遮光帯を用いない第１
１図に示した光学系の構成による記録再生特性を曲線５
２に示す。媒体に記録する周波数を横軸にとり、これに
対する再生信号振幅値を記録周波数０．５ＭＨｚの値を
基準にしてプロットしたものである。本発明を用いた再
生特性を示す曲線５１の方が、本発明を用いない場合の
曲線５２よりも低周波、高周波の双方の領域にわたって
、信号振幅値が大きく、より良好な再生信号を得ること
が可能となるとともに、高周波域の特性の改善により、
媒体面上に記録ピットをより高密度の記録を実現するこ
とが可能となる。超解像を利用（−ない通常の記録再生
方式では、再生信号振幅値が０．５以下になる記録周波
数は約３．０ＭＨｚである。これに対し、曲線５１が０
．５以下になる記録周波数は３．５ＭＨｚであリ、本発
明を用いることにより記録密度に換算して約２０％高く
することができる。

（実施例〉次に図面を参照して、本発明の実施例について説明する
。

第１図は一実施例の光学系を示す図である。信号再生時
において、レーザ光源１から出射した光はコリメートレ
ンズ２によってコリメートされ、ビーム整形プリズム３
で整形された後光強度変調器４によって中心付近を遮光
され、ビームスプリッタ５．１３を透過後、集光レンズ
６によって記録媒体７に照射される。記録媒体面からの
反射光のうちビームスプリッタ１３を透過した成分はビ
ームスプリッタ５で反射され、平凸レンズ８で集光され
その一部は、ビームスプリッタ９で反射され、ナイフェ
ツジ１０、レンズ８の焦点面に配置された検出器１１よ
りなるフォーカスエラー信号検出系に導かれ、ビームス
プリッタ９を通過した成分はトラックエラー信号を検出
する検出器１２に導かれる。一方、記録信号の再生には
ビームスプリッタ１３からの反射成分をレンズ１４を用
いて集光し、このレンズの焦点面にスリットあるいは開
口１５を第４図（ａ）に示したように配置することによ
り、メインローブ４１のみを検出器１６に導く。このと
この光強度分布を同図（ｂ）に示す。なお、フォーカス
エラー及びトラックエラー検出方式は他の方式を用いて
も良い。

第６図はフォーカスエラー検出方式にナイフェツジ法を
用いた場合に、フォーカスエラー検出系と再生信号検出
系とで集光レンズ８を兼用して、部品点数を減らした例
である。フォーカスエラー検出用検出器１１とスリット
（または開口）１５はともにレンズ８の焦点面に配置す
ることで所望の信号再生を可能とする。さらに、ビーム
スプリッタ１３によって、トラックエラー信号を検出器
１２から再生することが可能となる。

スリット幅（第１０図において１□で示した幅）を大き
いものですませるためには、集光レンズ１４の焦点距離
を長くする必要がある。このために設計の制約上第６図
のように再生信号検出及びフォーカスエラー検出用にレ
ンズ８を共用できない場合には、第７図に示すように再
生信号検出用集光レンズ１４をビームスプリッタ１３の
手前に配置する構成とすれば良い。

第８図は、光強度変調器４に反射型のものを用いた場合
の一実施例である。従来、反射型の光強度変調器を用い
る場合には、記録信号再生時の再生特性を向上するため
に第１２図に示すように光源を２つ用いるなどして記録
時と再生時において変調器４の動作を等測的切り替える
工夫がなされていたが、本発明によって切り替え動作を
しなくても十分な再生特性を得られるので、切り替え動
作に必要な回路系の複雑さなどを除去できる。

第９図は、検出器１６自体にスリットまたは開口の機能
をもなぜた場合の実施例の一つである。すなわち、同図
（ｂ）に示すように検出部分の幅を第１０図に示しスリ
ット幅１１に等しく取り、これを再集光レンズ１４の焦
点面に配置すれば、第一図に示した構成で得ることがで
きる性能と同等のものを得ることができる。

第１０図は第１図におけるスリットまたは開口１５の形
状を示すものである。第２図（ａ）に示したような遮光
帯２１を用いた場合に、媒体面上からの反射光を再集光
したときに超解像の効果が生じる方向をＸ′とする。第
１図に示した集光レンズ６、および再集光レンズ１４（
第５図における８）の焦点距離を各々ｆ１、ｆ２とすれ
ば、スリット幅１□は約ｄ（ｆ２／ｆ、）１１ｍとなる
。ここでｄは記録媒体面上におけるメンビームスポット
径を表す。ｄ’；１１１ｍ、　ｆ１＝３．９ｍｍ、　ｆ
２’；４０ｍｍとすれば１、は約１０μｍとする必要が
ある。１□は１□以上の値であれば良く、通常２〜３ｍ
ｍである。また、遮光領域を第２図（ｅ）のように中心
部のみ遮光すれば、超解像の効果は光軸を含む断面内に
おいて、同図（ｅ）のＸ方向をビームの半径方向とした
光強度分布を得ることができる。このとき、第１０図に
おいて、前記と同じレンズを用いた条件のもとでは、１
０．１□ともに約１０ｐｍとするか、または、直径が１
１に等しいピンホールを用いる必要がある。このような
構成とすれば、同図Ｘ′、ｙ′の方向についてサイドロ
ーブの影響を除去することが可能となり、Ｘ′力方向つ
いては隣接ビットからの回り込み信号を除去し、ｙ″方
向ついては隣接トラックからのクロストークを抑える効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の光学系を示す図、第２図（
ａ）〜（ｅ）、第３図（ａ）（ｂ）は超解像の効果を示
す図、第４図（ａＸｂ）は再集光レンズの焦点面におけ
るサイドローブの遮断方法を示す図、第５図は本発明を
用いた場合の再生信号の周波数特性を示す図、第６図、
第７図、第８図は本発明の他の実施例の光学系を示す図
、第９図（ａＸｂ）は検出器自体にスリットまたは開口
の機能をもたせた場合の実施例の光学系を示す図、第１
０図はサイドローブ遮断用スリットの寸法を示す図、第
１１図、第１２図は従来の方式の光ヘッドの光学系を示
す図である。図において１．１′・・；光源、２，２′・・・コリメートレンズ
、３・・・ビーム整形プリズム、４・・・光強度変調器
、５・・・ビームスプリッタ、６・・・集光レンズ、７
・・・・記録媒体、８・・・集光レンズ、９・・・ビー
ムスプリッタ、１０・・・ナイフェツジ、１１・・・フ
ォーカスエラー検出用光検出器、１２・・・トラックエ
ラー検出用光検出器、１３・・・ビームスプリッタ、１
４・・・再生信号検出用集光レンズ、１５・・・サイド
ローブ遮断用スリットまたは開口、１６・・・信号検出
用光検出器、２１・・・遮光帯、２１′・・・遮光領域、２２・・・
光ビーム、２３・・・光変調器４を用いない時の記録媒
体面上集光スポット光強度分布、２４・・・光変調器４
を用いた時の記録媒体面上集光スポットメインローブ、
２５．２５’・・・光変調器４を用いた時の記録媒体面
上集光スポットサイドローブ、２６・・・メインローブ
２４からの反射回折光、２７．２７’・・・サイドロー
ブ２５．２５’からの反射回折光、２８・・・再生検出
系に雑音として進入するサイドローブ成分、４１・・・再集光レンズ焦点面におけるメインローブ、
４２・・・再集光レンズ焦点面におけるサイドローブ、
４３・・・サイドローブ遮断領域、４４・・・再集光レ
ンズ焦点面におけるメインローブ光強度分布、５１・・
・本発明を用いた場合の再生信号周波数特性、５２・・
・本発明を用いない場合の再生信号周波数特性である。

Claims

【特許請求の範囲】

　光源からの出射光ビーム断面内で中心付近の光の強度
を減少させる手段を前記光源と記録媒体表面に光を集光
するレンズとの間に有し、前記光源からの出射光を微小
スポットとして記録媒体面上に集光し、この集光点から
の反射光を光検出器に導く光学系を有する光ヘッド装置
において、記録媒体面からの反射光を前記光検出器上に
集光するレンズと前記反射光のうちのメインビームのみ
を検出する検出手段とを有することを特徴とする光ヘッ
ド装置。