JPH06203405A

JPH06203405A - 光ピックアップ

Info

Publication number: JPH06203405A
Application number: JP4361638A
Authority: JP
Inventors: Hirobumi Nagano; 博文長野
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 1992-12-28
Filing date: 1992-12-28
Publication date: 1994-07-22

Abstract

(57)【要約】【目的】光ビームのサイドローブ成分を取り除くための
スリット板を用いずに、ディスクの傾きや収差による光
強度分布の歪みに対して安定に超解像現象が得られる光
ピックアップ。【構成】レーザ光源２から出射される光ビームの中心部
の光強度を減衰させる遮光板４と、前記光ビームを光デ
ィスク面上に微小スポットとして集光する対物レンズ６
と、光ディスク２０からの反射光を集光して光検知器１
２に導く集光レンズ８とを有する光ピックアップに於い
て、前記対物レンズ６と前記光検知器１２との間の光路
上の集光位置に、光強度の増加に伴い透過率が増加する
ような光学特性を有する３次非線形光学材料からなるマ
スク板９を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、情報の記録再生を光学
的手段によって高密度に行う高密度情報記録再生装置の
光ピックアップに関する。

【０００２】

【従来の技術】微細な情報ピットが周回状に形成される
光ディスクは、近年その大容量化が検討されており、ま
たその記録再生装置に用いられる光ヘッドの開発も進め
られている。その一例を挙げると、特開平２−１９５５
３６号公報及び電気学会研究会資料ＭＡＧ−８８−２０
７に記載されているような光ヘッドがあり、その原理
は、超解像現象と呼ばれる光学現象を用いて、レンズの
開口数と使用するレーザ光の波長で制限される解像度以
上の解像度を得ようとするものである。光ディスクに記
録された記録マーク（以下、ピット又は情報ピットとも
記す）の再生に於いて、再生用レーザ光の波長をλ、前
記レーザ光を集光する対物レンズの開口数をＮＡとする
時、再生限界の記録マークのピッチ（以下、最短ピッチ
とも記す）は、λ／２ＮＡとなる。

【０００３】超解像現象は、再生時に記録媒体の情報ト
ラックをレーザ光で走査する場合に、実効走査スポット
径を元の走査スポット径よりもかなり小さくすると言う
光学効果を発生させる光学素子を光ヘッドに用いて、前
記最短ピッチのピットよりも小ピッチの記録マークが識
別される現象であり、光ディスクへの記録や再生に利用
されつつある。図６は、従来の高密度記録再生用光ヘッ
ドの一例を示す図である。図６に示す従来の高密度記録
再生用光ヘッド１０では、超解像現象を用いて、光ビー
ムの集光スポット径を実質的に微小化することにより、
高密度情報の再生を可能にしている。

【０００４】図６に於いて、レーザ光源２より出射され
コリメートレンズ３によって平行光とされた光ビーム
は、その中心付近の強度が遮光板４によって減衰され、
ビームスプリッタ５を介して対物レンズ６で集光され、
情報ピットが形成された光ディスク２０上に結像され
る。前記光ディスク２０で反射された光ビームは、対物
レンズ６を介して前記ビームスプリッタ５で反射され、
集光レンズ８で集光され不要な光線がスリット板１５で
除去された後に、光検知器１２に入射される。この光検
知器１２は多分割フォトダイオードで構成され、その出
力は再生信号として使用される他、前記対物レンズ６を
移動するためのアクチュエータ７を制御する制御信号の
検出にも使用される。

【０００５】即ち前記光ビームを光ディスク２０のトラ
ックの中心に導くためのトラッキング制御や、前記光ビ
ームを前記光ディスク面上で結像させるためのフォーカ
ス制御に使用する誤差信号が前記光検知器１２の出力か
ら生成される。図５は、遮光板とその効果を説明する図
である。図５（Ａ）に示すように、前記遮光板４はその
中心線上に光透過率の低い遮光部が設けられており、こ
の遮光部が光ビームの中心部を覆うように図６の紙面に
対して垂直方向に配置される。このため、光ビームの光
強度が大きい中心部の光強度が減衰され、光ディスク２
０上の集光点付近に於いて、図１の紙面と平行な方向に
図５の（Ｂ）に実線で示すような光強度の分布が現れ
る。

【０００６】即ち前記光ディスク上の集光点に於いて光
ビームの光強度は、前記遮光板４が設置されていない場
合には図５の（Ｂ）に点線で示すようになり、前記遮光
板４が設置されている場合には図５の（Ｂ）に実線で示
すように、メインローブの他にサイドローブを有するよ
うな光強度分布となる。この光強度分布と同様な光強度
分布が、集光レンズ８による集光点に於いても光軸に垂
直な面上に形成される。この場合、サイドローブは、
メインローブの両側にあり、メインローブの中心の光強
度は原光ビームの中心の光強度より小さく、メインロー
ブの太さは原光ビームに比して細く、レーザ光の波長λ
と、集光レンズの開口数ＮＡで決まるスポットより細く
なる。

【０００７】前記スリット板１５には、前記サイドロー
ブからの干渉を除去するためにメインローブだけが通過
できるようなスリットが設けられている。このスリット
板１５の効果について図７を用いて説明する。図７は、
従来の光ピックアップに於けるスリットとレーザ光強度
の関係を説明する図である。図７に示すスリット板１５
は、図６の紙面に垂直にかつ前記光ビームの光軸に直交
するように設けられる。このスリット板１５のスリット
は図６の紙面の法線方向に形成された極細の溝によって
形成されており、その溝巾は光ビームのメインローブの
太さと略同一に設定されている。これによりメインロー
ブ成分のみが光検知器１２に入射され、この実質的にビ
ーム径の小さくなった光ビームを用いて、高密度に記録
された光ディスクの再生が可能とされている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図６に
示す従来の光ピックアップにあっては、その径が例えば
１μｍ程度以下であるメインローブ成分のみを取り出す
ために、光検出器の前の集光点にメインローブと同程度
の幅のスリットを有するスリット板が設けられており、
これらの光学素子の調整が非常に難しいと言う問題があ
る。また、経年変化等によって光学系の光学特性が変化
した場合、その度に光学調整を行わないと使用できない
と言う問題もある。本発明は、前記問題に鑑みて成され
たもので、光ビームのサイドローブ成分を取り除くため
のスリット板を用いずに、ディスクの傾きや収差による
光強度分布の歪みに対して安定に超解像現象が得られる
光ピックアップを提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の光ピックアップ
は、レーザ光源と、この光源から出射される光ビームの
中心部の光強度を減衰させる遮光板と、前記光ビームを
光ディスク面上に微小スポットとして集光する対物レン
ズと、光ディスクからの反射光を集光して光検知器に導
く集光レンズとを有する光ピックアップに於いて、前記
対物レンズと前記光検知器との間の光路上の集光位置近
傍に、光強度の増加に伴い透過率が増加するような光学
特性を有する３次非線形光学材料からなるマスク板を設
けた光ピックアップである。

【００１０】

【作用】レーザ光源から出射された光ビームの光路上に
遮光板が設けられ前記光ビームの中心部の光強度が減衰
されることにより、対物レンズで集光されディスク上に
結像される光ビームは、特定の方向に於いて比較的細い
メインローブと比較的太いサイドローブとに分離され
る。前記メインローブの太さは、前記遮光板を用いない
場合のビームスポットに比し細い。反面、前記サイドロ
ーブ成分による干渉によって再生特性が悪化するため、
集光レンズで集光された反射光の集光点付近には閾値を
有する３次非線形光学材料からなるマスク板が設けら
れ、このマスク板では通過する光ビームの中心部でのみ
光透過率が高く他の部分では透過率が低いために、前記
マスク板を通った後の光ビームは、前記サイドローブが
除去され実効的にビーム径の小さいメインビームのみと
なって光検知器に入射される。

【００１１】

【実施例】本発明の光ピックアップは、超解像現象を利
用して光ディスクの高密度記録再生を行うためのもの
で、特に再生時に於いて、光ディスクからの反射光に含
まれるサイドローブを、３次非線形光学素子からなるマ
スク板を用いて除去し、実効的に光ビームの径を小さく
して光検知器に入射するように構成した光ピックアップ
である。以下、図１乃至図４を基に本発明の光ピックア
ップの一実施例について説明する。図１は本発明の光ピ
ックアップの一実施例を示す図である。図１に於いて、
図６に示す従来の光ピックアップと同一の構成要素には
同一の符号を付してその説明を省略又は簡易にする。

【００１２】図１に於いて、半導体レーザ２より出射さ
れた光ビームはコリメートレンズ３により平行光とさ
れ、光ビームの中心付近の光強度を減衰させる遮光板４
を通過した後、ビームスプリッタ５を透過して、対物レ
ンズ６により光ディスク２０上に集光される。前記光デ
ィスク２０からの反射光は、ビームスプリッタ５により
信号検出系の集光レンズ８に導かれ、集光位置に設けら
れたマスク板９を通過して光スポットのサイドローブ成
分を取り除かれた後、集光レンズ１１によりさらに集光
されて多分割光検知器１２に入射される。

【００１３】前記マスク板９は、光強度の増加にともな
い、光透過率が高くなるような光学特性を有する３次非
線形光学材料からなっている。図４は、３次非線形光学
材料の光学特性の一例を示す図である。図４は、マスク
板９の３次非線形光学材料の光学特性の一例を示すもの
であって、３次非線形光学材料に照射される光ビームの
光強度が増加するに伴い、透過率が高くなるが、特に光
強度の閾値ＬＳ付近では透過率の変化率が大きくなって
いる。以下に、前記した３次非線形光学材料について説
明する。３次非線形光学材料については、「レーザ分光
学」（ＭａｒｋＤ．Ｌｅｖｅｎｓｏｎ、Ｓａｔｏｒｕ
Ｓ．Ｋａｎｏ著オーム社昭和６３年刊）や、「位
相共役分光学」（左貝潤一著朝倉書店１９９０年
刊）等に述べられている。

【００１４】３次非線形光学現象は、３次非線形光学材
料に入射する光の強度に応じて光学材料の吸収係数や屈
折率が非線形に変化する現象である。例えば有機色素系
材料等では、色素の吸収波長近傍の波長を有するレーザ
光線が色素に照射された場合、ある光強度以上の光で色
素の吸収係数が急激に減少する性質を有しており、これ
は飽和吸収現象として知られている。この現象は純物理
的現象で可逆的であり、色素に入射する光強度を弱める
と速やかに元の吸収係数に回復するために、超解像現象
を利用する光ディスク装置に使用することが可能であ
る。

【００１５】以上、３次非線形光学材料の例を示した
が、光を照射された物質の光透過率が光強度に応じて変
化するものは広義には全て３次非線形光学材料と呼ばれ
る。３次非線形光学材料のうち、本発明の光ピックアッ
プで使用される３次非線形材料としては、３次非線形光
学材料の程度を表すχ（３）が比較的大きなものであ
り、ある光強度になると急激に光透過率が変化するよう
な閾値を有していることが望ましい。

【００１６】図２は、本発明の光ピックアップに於ける
マスク板の構成例を示すブロック図である。図２に於い
て、マスク板９Ａは、図１に示す本発明の光ピックアッ
プ１で用いられるマスク板９の一構成例であり、ガラス
或いはプラスチック製の透明基板９１上に前記３次非線
形光学材料９２が塗布されたものである。またマスク板
９Ｂは、マスク板９の他の構成例であり、ガラス或いは
プラスチック製の透明ケース９３内に液体状の３次非線
形光学材料９４が充填され密閉されたものである。

【００１７】図１に於いて、レーザ光源２から出射され
た光ビームは、遮光板４を通り対物レンズ６によって集
光されて、光ディスク２０上で結像する。このディスク
上の集光点に於いては、前記遮光板４の効果によって、
光スポットの光強度分布が図５の（Ｂ）に実線で示す通
り、メインローブの両側にサイドローブを有するものと
なっている。また前記光ディスク２０で反射された光ビ
ームは対物レンズ６を通りビームスプリッタ５で反射さ
れ、集光レンズ８に入射される。

【００１８】前記集光レンズ８で集光された光ビームの
集光点には、前記マスク板９が図１の紙面に対して垂直
にかつ反射光の光軸に垂直になるように設置されてい
る。図３は、本発明に於けるマスク板の効果を説明する
図である。図３に於いて、マスク板９の入射光側の光強
度分布は、曲線で示される通りであるが、光ビームの中
心部ではその光強度が大きくマスク板９を構成する３次
非線形光学材料の閾値ＬＳを越えるため、斜線で示す部
分ではマスク板９の透過率が上昇して光ビームが透過
し、その出射光側に出射される。斜線部以外では、光強
度が閾値より小さいためにマスク板９の透過率が低く光
ビームは遮光される。こうして、前記マスク板９を通過
した光ビームはサイドローブが除去され、実質的に細い
光ビームとなって、図１に示す集光レンズ１１に入射さ
れ集光されて前記光検知器１２に入射される。

【００１９】前記したように遮光板４、マスク板９を用
いることにより、光学系の複雑な調整をしなくても超解
像現象が安定して発現し、従来レーザ光の波長とレンズ
の開口数で制限されていた記録ピットの最短ピッチより
さらに小ピッチで記録された情報ピットの再生が安定に
行われる。本発明の光ピックアップは、高密度光ディス
クの再生時に使用できることは言うまでもないが、記録
時に於けるモニター用としても使用出来る。

【００２０】

【発明の効果】本発明の光ピックアップによれば、光ビ
ームのサイドローブ成分を取り除くためのスリット板を
用いずに、ディスクの傾きや収差による光強度分布の歪
みに対して安定に超解像現象が得られ、高密度光ディス
クの再生が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光ピックアップの一実施例を示す図で
ある。

【図２】本発明の光ピックアップに於けるマスク板の構
成例を示すブロック図である。

【図３】本発明に於けるマスク板の効果を説明する図で
ある。

【図４】３次非線形光学材料の光学特性の一例を示す図
である。

【図５】遮光板とその効果を説明する図である。

【図６】従来の光ピックアップの一例を示す図である。

【図７】従来の光ピックアップに於けるスリットとレー
ザ光強度の関係を説明する図である。

【符号の説明】

１光ピックアップ２レーザ光源３コリメートレンズ４遮光板５ビームスプリッタ６対物レンズ８、１１集光レンズ９マスク板１２光検知器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】レーザ光源と、この光源から出射される光
ビームの中心部の光強度を減衰させる遮光板と、前記光
ビームを光ディスク面上に微小スポットとして集光する
対物レンズと、光ディスクからの反射光を集光して光検
知器に導く集光レンズとを有する光ピックアップに於い
て、前記対物レンズと前記光検知器との間の光路上の集
光位置近傍に、光強度の増加に伴い透過率が増加する３
次非線形光学材料からなるマスク板を設けたことを特徴
とする光ピックアップ。