JPH0695038A - 超解像走査光学装置、光学装置の超解像用光源装置及び光学装置の超解像用フィルター - Google Patents
超解像走査光学装置、光学装置の超解像用光源装置及び光学装置の超解像用フィルターInfo
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 シンプルな光学系により、メインローブの光
量の著しい減少を招くことなく回折限界を超える超解像
が得られるようにする。 【構成】 光源面３００には、第１の光源３０１（位相
Φ＝０）と、第１の光源３０１の外側且つ近傍に位置す
る第２の光源（位相Φ＝π）３０２Ａ，３０２Ｂと、第
２の光源３０２Ａ，３０２Ｂの外側且つ近傍に位置する
第３の光源３０３Ａ，３０３Ｂ（位相Φ＝０）とが設け
られている。結像面３１０においては、第１の光源３０
１の光源像をＸ1 とし、第２の光源３０２Ａ，３０２Ｂ
の光源像をＸ2A，Ｘ2Bとし、第３の光源３０３Ａ，３０
３Ｂの光源像をＸ3A，Ｘ3Bとして示している。第１の光
源３０１単独の再回折像は３０１ａ（複素振幅分布）及
び３０１ｉ（強度分布）のようになるが、第１、第２及
び第３の光源の光源像が重畳して得られるの再回折像
（強度分布）は３２０のようになり、超解像を示してい
る。
量の著しい減少を招くことなく回折限界を超える超解像
が得られるようにする。 【構成】 光源面３００には、第１の光源３０１（位相
Φ＝０）と、第１の光源３０１の外側且つ近傍に位置す
る第２の光源（位相Φ＝π）３０２Ａ，３０２Ｂと、第
２の光源３０２Ａ，３０２Ｂの外側且つ近傍に位置する
第３の光源３０３Ａ，３０３Ｂ（位相Φ＝０）とが設け
られている。結像面３１０においては、第１の光源３０
１の光源像をＸ1 とし、第２の光源３０２Ａ，３０２Ｂ
の光源像をＸ2A，Ｘ2Bとし、第３の光源３０３Ａ，３０
３Ｂの光源像をＸ3A，Ｘ3Bとして示している。第１の光
源３０１単独の再回折像は３０１ａ（複素振幅分布）及
び３０１ｉ（強度分布）のようになるが、第１、第２及
び第３の光源の光源像が重畳して得られるの再回折像
（強度分布）は３２０のようになり、超解像を示してい
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、集光ビームを走査して
光学的に情報処理を行なう超解像走査光学装置、例えば
レーザ走査型顕微鏡、バーコードスキャナ、レーザプリ
ンター或いは光ディスク装置等、若しくは走査手段を有
しないが準コヒーレントな照明を用いる結像光学装置、
例えば半導体製造工程に用いられるステッパー光学装置
等、並びにこれらの光学装置に用いられる超解像用光源
装置及び超解像用フィルターに関する。
光学的に情報処理を行なう超解像走査光学装置、例えば
レーザ走査型顕微鏡、バーコードスキャナ、レーザプリ
ンター或いは光ディスク装置等、若しくは走査手段を有
しないが準コヒーレントな照明を用いる結像光学装置、
例えば半導体製造工程に用いられるステッパー光学装置
等、並びにこれらの光学装置に用いられる超解像用光源
装置及び超解像用フィルターに関する。
【０００２】
【従来の技術】前記の超解像走査光学装置においては、
コヒーレントビームを微小スポットに集光して直線上或
いは面上を走査する走査手段と、走査ビームの光強度を
光電変換する変換手段とを備えており、走査光電変換光
学系においては、回折限界若しくは回折限界以下の微小
スポットを効果的に得られる構成が種々工夫されてい
る。図１９は超解像を目的として提案された従来の光ピ
ックアップヘッドＨの概略を示している。［“High Den
sity Optical Recording by Superresolution ”，Y.Ya
manaka,Y.Hirose,and K.Kubota,Proc.Int.Symp.on Opti
cal Memory,1989.Jap.J.of Appl.Phys.,Vol.28(1989) s
upplement 28-3,pp.197-200 ］ 同図に示すように、半導体レーザ光源よりなるコヒーレ
ント光源１０の発光点１０ａから発せられたコヒーレン
トビームは、コリメートレンズ１２で平行光にされた
後、ダブルロームプリズム１４で２分割され、その後、
第１のビームスプリッタ１６及び第２のビームスプリッ
タ１８を透過し、対物レンズ２０により超解像のスポッ
トを形成されて光磁気媒体２２上に集光される。復路に
おいては、第２のビームスプリッタ１８で分けられたビ
ームは集光レンズ２４を透過後、スリット２６でサイド
ローブを遮断され、集光レンズ２８、ウォラストンプリ
ズム３０を透過して第１のフォトディテクター３２に至
り、光電変換されて信号読取りされる。復路において第
２のビームスプリッタ１８を直進し、第１のビームスプ
リッタ１６で分けられた他のビームは、集光レンズ３４
を透過した後、第３のビームスプリッタ３６でさらに２
つに分けられて第２のフォトディテクター３８又は第３
のフォトディテクター４０に至り、フォーカシング及び
トラッキングのサーボ信号を検出される。尚、同図にお
いて４２は第３のビームスプリッタ３６を透過したビー
ムの縁部をカットするナイフエッジであり、４３は対物
レンズ２０を駆動させるアクチュエーターである。
コヒーレントビームを微小スポットに集光して直線上或
いは面上を走査する走査手段と、走査ビームの光強度を
光電変換する変換手段とを備えており、走査光電変換光
学系においては、回折限界若しくは回折限界以下の微小
スポットを効果的に得られる構成が種々工夫されてい
る。図１９は超解像を目的として提案された従来の光ピ
ックアップヘッドＨの概略を示している。［“High Den
sity Optical Recording by Superresolution ”，Y.Ya
manaka,Y.Hirose,and K.Kubota,Proc.Int.Symp.on Opti
cal Memory,1989.Jap.J.of Appl.Phys.,Vol.28(1989) s
upplement 28-3,pp.197-200 ］ 同図に示すように、半導体レーザ光源よりなるコヒーレ
ント光源１０の発光点１０ａから発せられたコヒーレン
トビームは、コリメートレンズ１２で平行光にされた
後、ダブルロームプリズム１４で２分割され、その後、
第１のビームスプリッタ１６及び第２のビームスプリッ
タ１８を透過し、対物レンズ２０により超解像のスポッ
トを形成されて光磁気媒体２２上に集光される。復路に
おいては、第２のビームスプリッタ１８で分けられたビ
ームは集光レンズ２４を透過後、スリット２６でサイド
ローブを遮断され、集光レンズ２８、ウォラストンプリ
ズム３０を透過して第１のフォトディテクター３２に至
り、光電変換されて信号読取りされる。復路において第
２のビームスプリッタ１８を直進し、第１のビームスプ
リッタ１６で分けられた他のビームは、集光レンズ３４
を透過した後、第３のビームスプリッタ３６でさらに２
つに分けられて第２のフォトディテクター３８又は第３
のフォトディテクター４０に至り、フォーカシング及び
トラッキングのサーボ信号を検出される。尚、同図にお
いて４２は第３のビームスプリッタ３６を透過したビー
ムの縁部をカットするナイフエッジであり、４３は対物
レンズ２０を駆動させるアクチュエーターである。
【０００３】図２０は、図１９で示した光ピックアップ
ヘッドＨにおいて用いられる超解像の原理を示してい
る。すなわち、図１９におけるダブルロームプリズム１
４から出射する２つのビームは、図２０に示す遮光板４
４に形成された２つの開口４４ａ，４４ｂから出射する
ビームと等価であり、結像面４６（Ｘ軸）に実線で示す
ような強度分布Ｉ（ｘ）を形成する。尚、図２１におけ
る点線は開口４４ａ，４４ｂが単独で存在する場合の強
度分布Ｉ0 （ｘ）である。両開口４４ａ，４４ｂからの
回折像が互いに干渉する結果、実線で示すような強度分
布Ｉ（ｘ）像が形成されることは周知の通りである。こ
の場合、開口４４ａ，４４ｂの形状（図１９のウォラス
トンプリズム３０の出射面の形状に相当する。）はスリ
ット状であっても輪帯状であってもよい。
ヘッドＨにおいて用いられる超解像の原理を示してい
る。すなわち、図１９におけるダブルロームプリズム１
４から出射する２つのビームは、図２０に示す遮光板４
４に形成された２つの開口４４ａ，４４ｂから出射する
ビームと等価であり、結像面４６（Ｘ軸）に実線で示す
ような強度分布Ｉ（ｘ）を形成する。尚、図２１におけ
る点線は開口４４ａ，４４ｂが単独で存在する場合の強
度分布Ｉ0 （ｘ）である。両開口４４ａ，４４ｂからの
回折像が互いに干渉する結果、実線で示すような強度分
布Ｉ（ｘ）像が形成されることは周知の通りである。こ
の場合、開口４４ａ，４４ｂの形状（図１９のウォラス
トンプリズム３０の出射面の形状に相当する。）はスリ
ット状であっても輪帯状であってもよい。
【０００４】ところで、光ディスク装置の読取り走査に
おいては、光電変換面での信号検出上の都合から実用的
にはスリットによるフィルタリングのみが可能であり、
輪帯開口による２次元的な超解像効果は使われない。す
なわち図２０の結像面４６に現われる２つのサイドロー
ブ（Ｘ＝−Ｘ1 ，Ｘ＝Ｘ1 ）によるクロストークを抑圧
するために、図１９に示すようなスリット２６が設けら
れている。同様の超解像光学系は走査型光学顕微鏡にお
いても種々提案されており、このような光学系において
は、対物レンズ２０の開口面に相当する平面にスリット
状若しくは輪帯状の開口を設け、その領域毎に所定の位
相及び振幅透過率を与えることによって、対物レンズ２
０の最大開口により決定される回折限界を超える微小ス
ポットを得ようとするものである。
おいては、光電変換面での信号検出上の都合から実用的
にはスリットによるフィルタリングのみが可能であり、
輪帯開口による２次元的な超解像効果は使われない。す
なわち図２０の結像面４６に現われる２つのサイドロー
ブ（Ｘ＝−Ｘ1 ，Ｘ＝Ｘ1 ）によるクロストークを抑圧
するために、図１９に示すようなスリット２６が設けら
れている。同様の超解像光学系は走査型光学顕微鏡にお
いても種々提案されており、このような光学系において
は、対物レンズ２０の開口面に相当する平面にスリット
状若しくは輪帯状の開口を設け、その領域毎に所定の位
相及び振幅透過率を与えることによって、対物レンズ２
０の最大開口により決定される回折限界を超える微小ス
ポットを得ようとするものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、前述のよう
に、対物レンズ２０の開口面に相当する平面にスリット
状若しくは輪帯状の開口を設けると、サイドローブを或
る程度抑圧して回折限界を超える超解像を得ることがで
きる反面、結像面に至る光量が著しく低減するためメイ
ンローブの光量が減少するという問題、及びサイドロー
ブを抑圧するための開口を設けることに伴い、調整に精
度が要求されると共に余分な光路が必要になるので光学
系が複雑になるという問題があった。
に、対物レンズ２０の開口面に相当する平面にスリット
状若しくは輪帯状の開口を設けると、サイドローブを或
る程度抑圧して回折限界を超える超解像を得ることがで
きる反面、結像面に至る光量が著しく低減するためメイ
ンローブの光量が減少するという問題、及びサイドロー
ブを抑圧するための開口を設けることに伴い、調整に精
度が要求されると共に余分な光路が必要になるので光学
系が複雑になるという問題があった。
【０００６】前記に鑑み本発明は、シンプルな光学系に
より、メインローブの光量の著しい減少を招くことなく
回折限界を超える超解像が得られるようにすることを目
的とするものである。
より、メインローブの光量の著しい減少を招くことなく
回折限界を超える超解像が得られるようにすることを目
的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、請求項１の発明は、コヒーレント光源を主光源と該
主光源に対して逆位相の副光源とから構成し、主光源の
光源像のメインローブの側部と副光源の光源像のメイン
ローブとを干渉させて互いに打ち消させることにより、
主光源の光源像のメインローブの幅を縮小するものであ
る。
め、請求項１の発明は、コヒーレント光源を主光源と該
主光源に対して逆位相の副光源とから構成し、主光源の
光源像のメインローブの側部と副光源の光源像のメイン
ローブとを干渉させて互いに打ち消させることにより、
主光源の光源像のメインローブの幅を縮小するものであ
る。
【０００８】具体的に請求項１の発明が講じた解決手段
は、コヒーレント光源を結像光学系を介して共役面に微
小スポットとして結像させる結像手段と、前記共役面に
結像した微小スポットを走査する走査手段とを備えた超
解像走査光学装置を対象とするものであって、前記コヒ
ーレント光源は第１の光源と該第１の光源と逆位相であ
る第２の光源とを少なくとも有しており、前記第１の光
源と前記第２の光源とは前記第１の光源の前記共役面に
おける光源像のメインローブの側部に前記第２の光源の
前記共役面における光源像のメインローブが重畳する関
係にある構成とするものである。
は、コヒーレント光源を結像光学系を介して共役面に微
小スポットとして結像させる結像手段と、前記共役面に
結像した微小スポットを走査する走査手段とを備えた超
解像走査光学装置を対象とするものであって、前記コヒ
ーレント光源は第１の光源と該第１の光源と逆位相であ
る第２の光源とを少なくとも有しており、前記第１の光
源と前記第２の光源とは前記第１の光源の前記共役面に
おける光源像のメインローブの側部に前記第２の光源の
前記共役面における光源像のメインローブが重畳する関
係にある構成とするものである。
【０００９】請求項２の発明は、主光源の光源像の逆位
相成分と副光源の光源像の逆位相成分とが干渉して形成
される逆位相成分の振幅を抑圧するため、副光源と逆位
相の第２の副光源を設けるものであって、具体的には、
請求項１の構成に、前記コヒーレント光源は前記第１の
光源と同位相である第３の光源をさらに備えており、前
記第２の光源と前記第３の光源とは前記第２の光源の前
記共役面における光源像のメインローブの側部に前記第
３の光源の前記共役面における光源像のメインローブが
重畳する関係を有している構成を付加するものである。
相成分と副光源の光源像の逆位相成分とが干渉して形成
される逆位相成分の振幅を抑圧するため、副光源と逆位
相の第２の副光源を設けるものであって、具体的には、
請求項１の構成に、前記コヒーレント光源は前記第１の
光源と同位相である第３の光源をさらに備えており、前
記第２の光源と前記第３の光源とは前記第２の光源の前
記共役面における光源像のメインローブの側部に前記第
３の光源の前記共役面における光源像のメインローブが
重畳する関係を有している構成を付加するものである。
【００１０】請求項３の発明は、請求項１の発明と同じ
解決原理であって、具体的には、光学装置の超解像用光
源装置を、互いにコヒーレントな第１の光源と該第１の
光源と逆位相の第２の光源とを少なくとも備えており、
前記第１の光源が結像光学系の光軸上又は該光軸に近接
して設けられていると共に前記第２の光源は前記第１の
光源の近傍に設けられている構成とするものである。
解決原理であって、具体的には、光学装置の超解像用光
源装置を、互いにコヒーレントな第１の光源と該第１の
光源と逆位相の第２の光源とを少なくとも備えており、
前記第１の光源が結像光学系の光軸上又は該光軸に近接
して設けられていると共に前記第２の光源は前記第１の
光源の近傍に設けられている構成とするものである。
【００１１】請求項４の発明は、主光源の光源像の逆位
相成分と副光源の光源像の逆位相成分とが干渉して形成
される逆位相成分の振幅を抑圧するため、請求項３の構
成に、前記第２の光源の出力が前記第１の光源の出力よ
りも小さくなるように設定されている構成を付加するも
のである。
相成分と副光源の光源像の逆位相成分とが干渉して形成
される逆位相成分の振幅を抑圧するため、請求項３の構
成に、前記第２の光源の出力が前記第１の光源の出力よ
りも小さくなるように設定されている構成を付加するも
のである。
【００１２】請求項５の発明は、請求項２の発明と同じ
原理に基づくものであって、請求項３の構成に、前記第
２の光源と互いにコヒーレントで且つ該第２の光源と逆
位相の第３の光源を、前記第２の光源の近傍であって該
第２の光源に対する前記第１の光源の反対側に備えてい
る構成を付加するものである。
原理に基づくものであって、請求項３の構成に、前記第
２の光源と互いにコヒーレントで且つ該第２の光源と逆
位相の第３の光源を、前記第２の光源の近傍であって該
第２の光源に対する前記第１の光源の反対側に備えてい
る構成を付加するものである。
【００１３】請求項６の発明は、主光源の光源像の逆位
相成分と副光源の光源像の逆位相成分とが干渉して形成
される逆位相成分の振幅をいっそう抑圧するため、請求
項５の構成に、前記第２の光源の出力が前記第１の光源
の出力よりも小さく設定され、前記第３の光源の出力が
前記第２の光源の出力よりも小さく設定されている構成
を付加するものである。
相成分と副光源の光源像の逆位相成分とが干渉して形成
される逆位相成分の振幅をいっそう抑圧するため、請求
項５の構成に、前記第２の光源の出力が前記第１の光源
の出力よりも小さく設定され、前記第３の光源の出力が
前記第２の光源の出力よりも小さく設定されている構成
を付加するものである。
【００１４】請求項７の発明は、請求項１の発明と同じ
解決原理であって、具体的には、光学装置の超解像用光
源装置を、コヒーレントビームを出射するコヒーレント
光源と、該コヒーレント光源におけるコヒーレントビー
ムを出射するビーム出射部の近傍に該ビーム出射部に対
向して設けられ、前記ビーム出射部から出射されるコヒ
ーレントビームの中心領域である第１の領域に所定の位
相を与える第１の位相領域と前記ビーム出射部から出射
されるコヒーレントビームにおける前記第１の領域より
も外側の第２の領域に前記所定の位相と逆の位相を与え
る第２の位相領域とを有する位相板とを備えている構成
とするものである。
解決原理であって、具体的には、光学装置の超解像用光
源装置を、コヒーレントビームを出射するコヒーレント
光源と、該コヒーレント光源におけるコヒーレントビー
ムを出射するビーム出射部の近傍に該ビーム出射部に対
向して設けられ、前記ビーム出射部から出射されるコヒ
ーレントビームの中心領域である第１の領域に所定の位
相を与える第１の位相領域と前記ビーム出射部から出射
されるコヒーレントビームにおける前記第１の領域より
も外側の第２の領域に前記所定の位相と逆の位相を与え
る第２の位相領域とを有する位相板とを備えている構成
とするものである。
【００１５】請求項８の発明は、請求項４の発明と同じ
原理に基づくものであって、請求項７の構成に、前記位
相板は、前記ビーム出射部から出射されるコヒーレント
ビームの前記第２の領域の出力を該コヒーレントビーム
の前記第１の領域の出力よりも小さくさせるという構成
を付加するものである。
原理に基づくものであって、請求項７の構成に、前記位
相板は、前記ビーム出射部から出射されるコヒーレント
ビームの前記第２の領域の出力を該コヒーレントビーム
の前記第１の領域の出力よりも小さくさせるという構成
を付加するものである。
【００１６】請求項９の発明は、前記位相板の位相領域
の形状を限定するものであって、請求項７又は８の構成
に、前記第１の位相領域は円形に形成され、前記第２の
位相領域は輪帯状に形成されている構成を付加するもの
である。
の形状を限定するものであって、請求項７又は８の構成
に、前記第１の位相領域は円形に形成され、前記第２の
位相領域は輪帯状に形成されている構成を付加するもの
である。
【００１７】請求項１０の発明は、前記同様、位相板の
位相領域の形状を限定するものであって、請求項７又は
８の構成に、前記第１の位相領域は方形状に形成され、
前記第２の位相領域は方形枠状に形成されている構成を
付加するものである。
位相領域の形状を限定するものであって、請求項７又は
８の構成に、前記第１の位相領域は方形状に形成され、
前記第２の位相領域は方形枠状に形成されている構成を
付加するものである。
【００１８】請求項１１の発明は、請求項２の発明と同
じ原理に基づくものであって、請求項７の構成に、前記
位相板は、前記ビーム出射部から出射されるコヒーレン
トビームにおける前記第２の領域よりも外側の第３の領
域に前記第２の位相領域と逆の位相を与える第３の位相
領域を有している構成を付加するものである。
じ原理に基づくものであって、請求項７の構成に、前記
位相板は、前記ビーム出射部から出射されるコヒーレン
トビームにおける前記第２の領域よりも外側の第３の領
域に前記第２の位相領域と逆の位相を与える第３の位相
領域を有している構成を付加するものである。
【００１９】請求項１２の発明は、請求項６の発明と同
じ原理に基づくものであって、請求項１１の構成に、前
記位相板は、前記ビーム出射部から出射されるコヒーレ
ントビームの前記第３の領域の出力を該コヒーレントビ
ームの前記第２の領域の出力よりも小さくさせるという
構成を付加するものである。
じ原理に基づくものであって、請求項１１の構成に、前
記位相板は、前記ビーム出射部から出射されるコヒーレ
ントビームの前記第３の領域の出力を該コヒーレントビ
ームの前記第２の領域の出力よりも小さくさせるという
構成を付加するものである。
【００２０】請求項１３の発明は、位相板の位相領域の
形状を限定するものであって、請求項１１又は１２の構
成に、前記第３の位相領域は輪帯状に形成されている構
成を付加するものである。
形状を限定するものであって、請求項１１又は１２の構
成に、前記第３の位相領域は輪帯状に形成されている構
成を付加するものである。
【００２１】請求項１４の発明は、前記同様、位相板の
位相領域の形状を限定するものであって、請求項１１又
は１２の構成に、前記第３の位相領域は方形枠状に形成
されている構成を付加するものである。
位相領域の形状を限定するものであって、請求項１１又
は１２の構成に、前記第３の位相領域は方形枠状に形成
されている構成を付加するものである。
【００２２】請求項１５の発明は、前記の光学装置の超
解像用光源装置と等価な光学フィルターをホログラフィ
ックに実現するものであって、具体的には、光学装置の
超解像用フィルターを、互いに逆位相の波面で出射され
る第１の光源及び第２の光源を含む位相列光源の波面の
ホログラムであって、コヒーレントビームを照射して得
られる回折光を集光すると前記第１の光源により形成さ
れるメインローブの側部に前記第２の光源により形成さ
れるメインローブが重畳するようなホログラムがホログ
ラム素子の表面に記録されている構成とするものであ
る。
解像用光源装置と等価な光学フィルターをホログラフィ
ックに実現するものであって、具体的には、光学装置の
超解像用フィルターを、互いに逆位相の波面で出射され
る第１の光源及び第２の光源を含む位相列光源の波面の
ホログラムであって、コヒーレントビームを照射して得
られる回折光を集光すると前記第１の光源により形成さ
れるメインローブの側部に前記第２の光源により形成さ
れるメインローブが重畳するようなホログラムがホログ
ラム素子の表面に記録されている構成とするものであ
る。
【００２３】請求項１６の発明は、請求項１５の解決原
理に請求項２の原理を付加するものであって、具体的に
は、光学装置の超解像用フィルターを、互いに逆位相の
波面で出射される第１の光源及び第２の光源と、該第２
の光源と逆位相の第３の光源とを含む位相列光源の波面
のホログラムであって、コヒーレントビームを照射して
得られる回折光を集光すると前記第１の光源により形成
されるメインローブの側部に前記第２の光源により形成
されるメインローブが重畳し且つ該第２の光源により形
成されるメインローブの側部に前記第３の光源により形
成されるメインローブが重畳するようなホログラムがホ
ログラム素子の表面に記録されている構成とするもので
ある。
理に請求項２の原理を付加するものであって、具体的に
は、光学装置の超解像用フィルターを、互いに逆位相の
波面で出射される第１の光源及び第２の光源と、該第２
の光源と逆位相の第３の光源とを含む位相列光源の波面
のホログラムであって、コヒーレントビームを照射して
得られる回折光を集光すると前記第１の光源により形成
されるメインローブの側部に前記第２の光源により形成
されるメインローブが重畳し且つ該第２の光源により形
成されるメインローブの側部に前記第３の光源により形
成されるメインローブが重畳するようなホログラムがホ
ログラム素子の表面に記録されている構成とするもので
ある。
【００２４】請求項１７の発明は、前記の光学装置の超
解像用光源装置と等価な光学フィルターをコンピュータ
合成ホログラムによって実現するものであって、具体的
には、光学装置の超解像用フィルターを、互いに逆位相
の波面で出射される第１の光源及び第２の光源を含む位
相列光源の波面がインライン型のフーリエ変換ホログラ
ムとして計算されたコンピュータ合成ホログラムであっ
て、コヒーレントビームを照射して得られる回折光を集
光すると前記第１の光源により形成されるメインローブ
の側部に前記第２の光源により形成されるメインローブ
が重畳するようなコンピュータ合成ホログラムがホログ
ラム素子の表面に記録されている構成とするものであ
る。
解像用光源装置と等価な光学フィルターをコンピュータ
合成ホログラムによって実現するものであって、具体的
には、光学装置の超解像用フィルターを、互いに逆位相
の波面で出射される第１の光源及び第２の光源を含む位
相列光源の波面がインライン型のフーリエ変換ホログラ
ムとして計算されたコンピュータ合成ホログラムであっ
て、コヒーレントビームを照射して得られる回折光を集
光すると前記第１の光源により形成されるメインローブ
の側部に前記第２の光源により形成されるメインローブ
が重畳するようなコンピュータ合成ホログラムがホログ
ラム素子の表面に記録されている構成とするものであ
る。
【００２５】請求項１８の発明は、請求項１７の解決原
理に請求項２の原理を付加するものであって、具体的に
は、光学装置の超解像用フィルターを、互いに逆位相の
波面で出射される第１の光源及び第２の光源と、該第２
の光源と逆位相の第３の光源とを含む位相列光源の波面
がインライン型のフーリエ変換ホログラムとして計算さ
れたコンピュータ合成ホログラムであって、コヒーレン
トビームを照射して得られる回折光を集光すると前記第
１の光源により形成されるメインローブの側部に前記第
２の光源により形成されるメインローブが重畳し且つ該
第２の光源により形成されるメインローブの側部に前記
第３の光源により形成されるメインローブが重畳するよ
うなコンピュータ合成ホログラムがホログラム素子の表
面に記録されている構成とするものである。
理に請求項２の原理を付加するものであって、具体的に
は、光学装置の超解像用フィルターを、互いに逆位相の
波面で出射される第１の光源及び第２の光源と、該第２
の光源と逆位相の第３の光源とを含む位相列光源の波面
がインライン型のフーリエ変換ホログラムとして計算さ
れたコンピュータ合成ホログラムであって、コヒーレン
トビームを照射して得られる回折光を集光すると前記第
１の光源により形成されるメインローブの側部に前記第
２の光源により形成されるメインローブが重畳し且つ該
第２の光源により形成されるメインローブの側部に前記
第３の光源により形成されるメインローブが重畳するよ
うなコンピュータ合成ホログラムがホログラム素子の表
面に記録されている構成とするものである。
【００２６】請求項１９の発明は、コヒーレント光源か
ら出射されたコヒーレントビームを光ディスク記録面に
集光する超解像走査光学装置に前記の超解像用フィルタ
ーを適用するものであって、具体的には、コヒーレント
光源と、コリメートレンズを有し前記コヒーレント光源
から出射されたコヒーレントビームを光ディスク記録面
に集光する集光手段と、該集光手段の前記光ディスク記
録面に対する相対位置を制御する制御手段とを備えた超
解像走査光学装置を対象とし、前記コリメートレンズに
請求項１５〜１８のいずれか１項記載の光学装置の超解
像用フィルターが一体的に設けられている構成とするも
のである。
ら出射されたコヒーレントビームを光ディスク記録面に
集光する超解像走査光学装置に前記の超解像用フィルタ
ーを適用するものであって、具体的には、コヒーレント
光源と、コリメートレンズを有し前記コヒーレント光源
から出射されたコヒーレントビームを光ディスク記録面
に集光する集光手段と、該集光手段の前記光ディスク記
録面に対する相対位置を制御する制御手段とを備えた超
解像走査光学装置を対象とし、前記コリメートレンズに
請求項１５〜１８のいずれか１項記載の光学装置の超解
像用フィルターが一体的に設けられている構成とするも
のである。
【００２７】請求項２０の発明は、前記同様、コヒーレ
ント光源から出射されたコヒーレントビームを光ディス
ク記録面に集光する超解像走査光学装置に前記の超解像
用フィルターを適用するものであって、具体的には、コ
ヒーレント光源と、対物レンズを有し前記コヒーレント
光源から出射されたコヒーレントビームを光ディスク記
録面に集光する集光手段と、該集光手段の前記光ディス
ク記録面に対する相対位置を制御する制御手段とを備え
た超解像走査光学装置を対象とし、前記対物レンズに請
求項１５〜１８のいずれか１項記載の光学装置の超解像
用フィルターが一体的に設けられている構成とするもの
である。
ント光源から出射されたコヒーレントビームを光ディス
ク記録面に集光する超解像走査光学装置に前記の超解像
用フィルターを適用するものであって、具体的には、コ
ヒーレント光源と、対物レンズを有し前記コヒーレント
光源から出射されたコヒーレントビームを光ディスク記
録面に集光する集光手段と、該集光手段の前記光ディス
ク記録面に対する相対位置を制御する制御手段とを備え
た超解像走査光学装置を対象とし、前記対物レンズに請
求項１５〜１８のいずれか１項記載の光学装置の超解像
用フィルターが一体的に設けられている構成とするもの
である。
【００２８】請求項２１の発明は、コヒーレント光源か
ら出射されたコヒーレントビームをポリゴンミラーを介
して集光する超解像走査光学装置に前記の超解像用フィ
ルターを適用するものであって、具体的には、コヒーレ
ント光源と、コリメートレンズ、ポリゴンミラー及び集
光レンズを有し前記コヒーレント光源から出射されたコ
ヒーレントビームを集光する集光手段とを備えた超解像
走査光学装置を対象とし、前記コリメートレンズに請求
項１５〜１８のいずれか１項記載の光学装置の超解像用
フィルターが一体的に設けられている構成とするもので
ある。
ら出射されたコヒーレントビームをポリゴンミラーを介
して集光する超解像走査光学装置に前記の超解像用フィ
ルターを適用するものであって、具体的には、コヒーレ
ント光源と、コリメートレンズ、ポリゴンミラー及び集
光レンズを有し前記コヒーレント光源から出射されたコ
ヒーレントビームを集光する集光手段とを備えた超解像
走査光学装置を対象とし、前記コリメートレンズに請求
項１５〜１８のいずれか１項記載の光学装置の超解像用
フィルターが一体的に設けられている構成とするもので
ある。
【００２９】請求項２２の発明は、前記同様、コヒーレ
ント光源から出射されたコヒーレントビームをポリゴン
ミラーを介して集光する超解像走査光学装置に前記の超
解像用フィルターを適用するものであって、具体的に
は、コヒーレント光源と、コリメートレンズ、ポリゴン
ミラー及び集光レンズを有し前記コヒーレント光源から
出射されたコヒーレントビームを集光する集光手段とを
備えた超解像走査光学装置を対象とし、前記集光レンズ
に請求項１５〜１８のいずれか１項記載の光学装置の超
解像用フィルターが一体的に設けられている構成とする
ものである。
ント光源から出射されたコヒーレントビームをポリゴン
ミラーを介して集光する超解像走査光学装置に前記の超
解像用フィルターを適用するものであって、具体的に
は、コヒーレント光源と、コリメートレンズ、ポリゴン
ミラー及び集光レンズを有し前記コヒーレント光源から
出射されたコヒーレントビームを集光する集光手段とを
備えた超解像走査光学装置を対象とし、前記集光レンズ
に請求項１５〜１８のいずれか１項記載の光学装置の超
解像用フィルターが一体的に設けられている構成とする
ものである。
【００３０】
【作用】請求項１の構成により、コヒーレント光源は第
１の光源と該第１の光源と逆位相である第２の光源とを
有しており、第１の光源と第２の光源とは第１の光源の
光源像のメインローブの側部に第２の光源の光源像のメ
インローブが重畳する関係にあるため、第１の光源の光
源像のメインローブの側部の振幅が第２の光源の光源像
のメインローブの振幅によって打ち消されることにな
り、第１の光源の光源像のメインローブの幅は縮小す
る。
１の光源と該第１の光源と逆位相である第２の光源とを
有しており、第１の光源と第２の光源とは第１の光源の
光源像のメインローブの側部に第２の光源の光源像のメ
インローブが重畳する関係にあるため、第１の光源の光
源像のメインローブの側部の振幅が第２の光源の光源像
のメインローブの振幅によって打ち消されることにな
り、第１の光源の光源像のメインローブの幅は縮小す
る。
【００３１】請求項２の構成により、コヒーレント光源
は第１の光源と同位相である第３の光源を備え、第２の
光源と第３の光源とは第２の光源の光源像のメインロー
ブの側部に第３の光源の光源像のメインローブが重畳す
る関係を有しているため、第１の光源の光源像の位相成
分と第２の光源の光源像の逆位相成分とが干渉して形成
される波面のうち、打ち消し合わずに残った逆位相成分
が、第３の光源の光源像の正位相成分により打ち消され
るので、第１の光源の光源像と第２の光源の光源像とが
干渉して形成される強度分布のサブローブの振幅は縮小
する。
は第１の光源と同位相である第３の光源を備え、第２の
光源と第３の光源とは第２の光源の光源像のメインロー
ブの側部に第３の光源の光源像のメインローブが重畳す
る関係を有しているため、第１の光源の光源像の位相成
分と第２の光源の光源像の逆位相成分とが干渉して形成
される波面のうち、打ち消し合わずに残った逆位相成分
が、第３の光源の光源像の正位相成分により打ち消され
るので、第１の光源の光源像と第２の光源の光源像とが
干渉して形成される強度分布のサブローブの振幅は縮小
する。
【００３２】請求項３の構成により、互いにコヒーレン
トな第１の光源と該第１の光源と逆位相の第２の光源と
を備え、第１の光源が結像光学系の光軸上又は該光軸に
近接して設けられていると共に第２の光源は第１の光源
の近傍に設けられているため、請求項１の場合と同様
に、第１の光源の光源像のメインローブの側部の振幅が
第２の光源の光源像のメインローブの振幅によって打ち
消されることになり、第１の光源の光源像のメインロー
ブの幅は縮小する。
トな第１の光源と該第１の光源と逆位相の第２の光源と
を備え、第１の光源が結像光学系の光軸上又は該光軸に
近接して設けられていると共に第２の光源は第１の光源
の近傍に設けられているため、請求項１の場合と同様
に、第１の光源の光源像のメインローブの側部の振幅が
第２の光源の光源像のメインローブの振幅によって打ち
消されることになり、第１の光源の光源像のメインロー
ブの幅は縮小する。
【００３３】請求項４の構成により、第２の光源の出力
が第１の光源の出力よりも小さいため、第１の光源の光
源像の位相成分と第２の光源の光源像の逆位相成分とが
干渉して形成される波面のうち、打ち消し合わずに残っ
た逆位相成分の振幅が抑圧されるので、第１の光源の光
源像と第２の光源の光源像との干渉により形成される強
度分布のサブローブの振幅は縮小する。
が第１の光源の出力よりも小さいため、第１の光源の光
源像の位相成分と第２の光源の光源像の逆位相成分とが
干渉して形成される波面のうち、打ち消し合わずに残っ
た逆位相成分の振幅が抑圧されるので、第１の光源の光
源像と第２の光源の光源像との干渉により形成される強
度分布のサブローブの振幅は縮小する。
【００３４】請求項５の構成により、第２の光源と互い
にコヒーレントで且つ該第２の光源と逆位相の第３の光
源を第２の光源の近傍であって該第２の光源に対する第
１の光源の反対側に備えているため、請求項２の場合と
同様に、第１の光源の光源像と第２の光源の光源像とが
干渉して形成される波面のうち、打ち消し合わずに残っ
た強度分布のサブローブの振幅は縮小する。
にコヒーレントで且つ該第２の光源と逆位相の第３の光
源を第２の光源の近傍であって該第２の光源に対する第
１の光源の反対側に備えているため、請求項２の場合と
同様に、第１の光源の光源像と第２の光源の光源像とが
干渉して形成される波面のうち、打ち消し合わずに残っ
た強度分布のサブローブの振幅は縮小する。
【００３５】請求項６の構成により、請求項４の場合と
同様の作用により、第１の光源の光源像と第２の光源の
光源像との干渉により形成される強度分布のサブローブ
の振幅はいっそう縮小する。
同様の作用により、第１の光源の光源像と第２の光源の
光源像との干渉により形成される強度分布のサブローブ
の振幅はいっそう縮小する。
【００３６】請求項７の構成により、コヒーレント光源
のビーム出射部の近傍に、コヒーレントビームの第１の
領域に所定の位相を与える第１の位相領域とコヒーレン
トビームにおける前記第１の領域よりも外側の第２の領
域に前記所定の位相と逆の位相を与える第２の位相領域
とを有する位相板を備えているため、第１の位相領域を
通過した光の結像のメインローブの側部の振幅が第２の
位相領域を通過した光の結像のメインローブの振幅によ
って打ち消されることになり、第１の位相領域を通過し
た光の結像のメインローブの幅は縮小する。
のビーム出射部の近傍に、コヒーレントビームの第１の
領域に所定の位相を与える第１の位相領域とコヒーレン
トビームにおける前記第１の領域よりも外側の第２の領
域に前記所定の位相と逆の位相を与える第２の位相領域
とを有する位相板を備えているため、第１の位相領域を
通過した光の結像のメインローブの側部の振幅が第２の
位相領域を通過した光の結像のメインローブの振幅によ
って打ち消されることになり、第１の位相領域を通過し
た光の結像のメインローブの幅は縮小する。
【００３７】請求項８の構成により、位相板はコヒーレ
ントビームにおける前記第２の領域の出力を前記第１の
領域の出力よりも小さくさせるため、第２の位相領域を
通過した光の出力が第１の位相領域を通過した光の出力
よりも小さくなるので、第１の位相領域を通過した光の
結像の位相成分と第２の位相領域を通過した光の結像の
逆位相成分とが干渉して形成される波面のうち、打ち消
し合わずに残った逆位相成分の振幅が抑圧されるので、
第１の位相領域を通過した光の結像と第２の位相領域を
通過した光の結像との干渉により形成される強度分布の
サブローブの振幅は縮小する。
ントビームにおける前記第２の領域の出力を前記第１の
領域の出力よりも小さくさせるため、第２の位相領域を
通過した光の出力が第１の位相領域を通過した光の出力
よりも小さくなるので、第１の位相領域を通過した光の
結像の位相成分と第２の位相領域を通過した光の結像の
逆位相成分とが干渉して形成される波面のうち、打ち消
し合わずに残った逆位相成分の振幅が抑圧されるので、
第１の位相領域を通過した光の結像と第２の位相領域を
通過した光の結像との干渉により形成される強度分布の
サブローブの振幅は縮小する。
【００３８】請求項１１の構成により、位相板はコヒー
レントビームにおける前記第２の領域よりも外側の第３
の領域に前記第２の位相領域と逆の位相を与える第３の
位相領域を有しているため、第１の位相領域を通過した
光の結像の位相成分と第２の位相領域を通過した光の結
像の逆位相成分とが干渉して形成される波面のうち、打
ち消し合わずに残った逆位相成分が、第３の位相領域を
通過した光の結像の正位相成分により打ち消されるの
で、第１の位相領域を通過した光の結像と第２の位相領
域を通過した光の結像とが干渉して形成される強度分布
のサブローブの振幅は縮小する。
レントビームにおける前記第２の領域よりも外側の第３
の領域に前記第２の位相領域と逆の位相を与える第３の
位相領域を有しているため、第１の位相領域を通過した
光の結像の位相成分と第２の位相領域を通過した光の結
像の逆位相成分とが干渉して形成される波面のうち、打
ち消し合わずに残った逆位相成分が、第３の位相領域を
通過した光の結像の正位相成分により打ち消されるの
で、第１の位相領域を通過した光の結像と第２の位相領
域を通過した光の結像とが干渉して形成される強度分布
のサブローブの振幅は縮小する。
【００３９】請求項１２の構成により、請求項８の場合
と同様の作用により、第１の位相領域を通過した光の結
像と第２の位相領域を通過した光の結像との干渉により
形成される強度分布のサブローブの振幅は縮小する。
と同様の作用により、第１の位相領域を通過した光の結
像と第２の位相領域を通過した光の結像との干渉により
形成される強度分布のサブローブの振幅は縮小する。
【００４０】請求項１５の構成により、互いに逆位相の
波面で出射される第１の光源及び第２の光源を含む位相
列光源の波面のホログラムであって、コヒーレントビー
ムを照射して得られる回折光を集光すると第１の光源に
より形成されるメインローブの側部に第２の光源により
形成されるメインローブが重畳するようなホログラムが
ホログラム素子の表面に記録されているため、請求項３
の超解像用光源装置と等価な超解像用フィルターをホロ
グラフィックに実現することができる。
波面で出射される第１の光源及び第２の光源を含む位相
列光源の波面のホログラムであって、コヒーレントビー
ムを照射して得られる回折光を集光すると第１の光源に
より形成されるメインローブの側部に第２の光源により
形成されるメインローブが重畳するようなホログラムが
ホログラム素子の表面に記録されているため、請求項３
の超解像用光源装置と等価な超解像用フィルターをホロ
グラフィックに実現することができる。
【００４１】請求項１６の構成により、互いに逆位相の
波面で出射される第１の光源及び第２の光源と、該第２
の光源と逆位相の第３の光源とを含む位相列光源の波面
のホログラムであって、コヒーレントビームを照射して
得られる回折光を集光すると第１の光源により形成され
るメインローブの側部に第２の光源により形成されるメ
インローブが重畳し且つ該第２の光源により形成される
メインローブの側部に第３の光源により形成されるメイ
ンローブが重畳するようなホログラムがホログラム素子
の表面に記録されているため、請求項５の超解像用光源
装置と等価な超解像用フィルターをホログラフィックに
実現することができる。
波面で出射される第１の光源及び第２の光源と、該第２
の光源と逆位相の第３の光源とを含む位相列光源の波面
のホログラムであって、コヒーレントビームを照射して
得られる回折光を集光すると第１の光源により形成され
るメインローブの側部に第２の光源により形成されるメ
インローブが重畳し且つ該第２の光源により形成される
メインローブの側部に第３の光源により形成されるメイ
ンローブが重畳するようなホログラムがホログラム素子
の表面に記録されているため、請求項５の超解像用光源
装置と等価な超解像用フィルターをホログラフィックに
実現することができる。
【００４２】請求項１７の構成により、互いに逆位相の
波面で出射される第１の光源及び第２の光源を含む位相
列光源の波面がインライン型のフーリエ変換ホログラム
として計算されたコンピュータ合成ホログラムであっ
て、コヒーレントビームを照射して得られる回折光を集
光すると第１の光源により形成されるメインローブの側
部に前記第２の光源により形成されるメインローブが重
畳するようなコンピュータ合成ホログラムがホログラム
素子の表面に記録されているため、請求項３の超解像用
光源装置と等価な超解像用フィルターをコンピュータ合
成ホログラムによって実現することができる。
波面で出射される第１の光源及び第２の光源を含む位相
列光源の波面がインライン型のフーリエ変換ホログラム
として計算されたコンピュータ合成ホログラムであっ
て、コヒーレントビームを照射して得られる回折光を集
光すると第１の光源により形成されるメインローブの側
部に前記第２の光源により形成されるメインローブが重
畳するようなコンピュータ合成ホログラムがホログラム
素子の表面に記録されているため、請求項３の超解像用
光源装置と等価な超解像用フィルターをコンピュータ合
成ホログラムによって実現することができる。
【００４３】請求項１８の構成により、互いに逆位相の
波面で出射される第１の光源及び第２の光源と、該第２
の光源と逆位相の第３の光源とを含む位相列光源の波面
がインライン型のフーリエ変換ホログラムとして計算さ
れたコンピュータ合成ホログラムであって、コヒーレン
トビームを照射して得られる回折光を集光すると第１の
光源により形成されるメインローブの側部に第２の光源
により形成されるメインローブが重畳し且つ該第２の光
源により形成されるメインローブの側部に第３の光源に
より形成されるメインローブが重畳するようなコンピュ
ータ合成ホログラムがホログラム素子の表面に記録され
ているため、請求項５の超解像用光源装置と等価な超解
像用フィルターをコンピュータ合成ホログラムによって
実現することができる。
波面で出射される第１の光源及び第２の光源と、該第２
の光源と逆位相の第３の光源とを含む位相列光源の波面
がインライン型のフーリエ変換ホログラムとして計算さ
れたコンピュータ合成ホログラムであって、コヒーレン
トビームを照射して得られる回折光を集光すると第１の
光源により形成されるメインローブの側部に第２の光源
により形成されるメインローブが重畳し且つ該第２の光
源により形成されるメインローブの側部に第３の光源に
より形成されるメインローブが重畳するようなコンピュ
ータ合成ホログラムがホログラム素子の表面に記録され
ているため、請求項５の超解像用光源装置と等価な超解
像用フィルターをコンピュータ合成ホログラムによって
実現することができる。
【００４４】請求項１９の構成により、集光手段のコリ
メートレンズに請求項１５〜１８のいずれか１項記載の
光学装置の超解像用フィルターが一体的に設けられてい
るため、光源像のメインローブの光量を著しくは低減さ
せない超解像走査光学装置を簡易に実現することができ
る。
メートレンズに請求項１５〜１８のいずれか１項記載の
光学装置の超解像用フィルターが一体的に設けられてい
るため、光源像のメインローブの光量を著しくは低減さ
せない超解像走査光学装置を簡易に実現することができ
る。
【００４５】請求項２０の構成により、集光手段の対物
レンズに請求項１５〜１８のいずれか１項記載の光学装
置の超解像用フィルターが一体的に設けられているた
め、前記同様、光源像のメインローブの光量を著しくは
低減させない超解像走査光学装置を簡易に実現すること
ができる。
レンズに請求項１５〜１８のいずれか１項記載の光学装
置の超解像用フィルターが一体的に設けられているた
め、前記同様、光源像のメインローブの光量を著しくは
低減させない超解像走査光学装置を簡易に実現すること
ができる。
【００４６】請求項２１の構成により、集光手段のコリ
メートレンズに請求項１５〜１８のいずれか１項記載の
光学装置の超解像用フィルターが一体的に設けられてい
るため、コヒーレント光源から出射されてコヒーレント
ビームをポリゴンミラーを介して集光する超解像走査光
学装置を光源像のメインローブの光量を著しくは低減さ
せることなく実現することができる。
メートレンズに請求項１５〜１８のいずれか１項記載の
光学装置の超解像用フィルターが一体的に設けられてい
るため、コヒーレント光源から出射されてコヒーレント
ビームをポリゴンミラーを介して集光する超解像走査光
学装置を光源像のメインローブの光量を著しくは低減さ
せることなく実現することができる。
【００４７】請求項２２の構成により、集光手段の集光
レンズに請求項１５〜１８のいずれか１項記載の光学装
置の超解像用フィルターが一体的に設けられているた
め、前記同様、コヒーレント光源から出射されてコヒー
レントビームをポリゴンミラーを介して集光する超解像
走査光学装置を光源像のメインローブの光量を著しくは
低減させることなく実現することができる。
レンズに請求項１５〜１８のいずれか１項記載の光学装
置の超解像用フィルターが一体的に設けられているた
め、前記同様、コヒーレント光源から出射されてコヒー
レントビームをポリゴンミラーを介して集光する超解像
走査光学装置を光源像のメインローブの光量を著しくは
低減させることなく実現することができる。
【００４８】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。
る。
【００４９】図１は、本発明の第１実施例に係る超解像
走査光学装置における光ピックアップヘッド光学系の概
略構成を示している。
走査光学装置における光ピックアップヘッド光学系の概
略構成を示している。
【００５０】同図に示すように、半導体レーザのような
コヒーレント光源１００からの出射光は、集光レンズ１
０２により位相板１０４上に集束した後、コリメートレ
ンズ１０６を透過し、その後、偏光ビームスプリッタ１
０８及び１／４波長板１１０を透過して対物レンズ１１
２に導かれ、光ディスク１１４のピット面に結像する。
復路において、対物レンズ１１２、１／４波長板１１０
及び偏光ビームスプリッタ１０８を透過した光は、フォ
ーカシング及びトラッキング信号を検出するためのスポ
ットサイズディテクション（ＳＳＤ）法及びプッシュプ
ル法を実現するサーボ信号検出用ホログラム素子（特開
昭６２−２５１０２５号、特開昭６２−２５１０２６号
及びＵＳＰ４，９２９，８２３を参照）１１６を透過し
た後、フォトディテクター１１８に至る。尚、同図にお
いて、１２０は対物レンズ１１２を駆動させるアクチュ
エーターである。
コヒーレント光源１００からの出射光は、集光レンズ１
０２により位相板１０４上に集束した後、コリメートレ
ンズ１０６を透過し、その後、偏光ビームスプリッタ１
０８及び１／４波長板１１０を透過して対物レンズ１１
２に導かれ、光ディスク１１４のピット面に結像する。
復路において、対物レンズ１１２、１／４波長板１１０
及び偏光ビームスプリッタ１０８を透過した光は、フォ
ーカシング及びトラッキング信号を検出するためのスポ
ットサイズディテクション（ＳＳＤ）法及びプッシュプ
ル法を実現するサーボ信号検出用ホログラム素子（特開
昭６２−２５１０２５号、特開昭６２−２５１０２６号
及びＵＳＰ４，９２９，８２３を参照）１１６を透過し
た後、フォトディテクター１１８に至る。尚、同図にお
いて、１２０は対物レンズ１１２を駆動させるアクチュ
エーターである。
【００５１】以上説明したコヒーレント光源１００、集
光レンズ１０２、位相板１０４及びコリメートレンズ１
０６により超解像用光源装置１２２が構成されており、
該超解像用光源装置１２２、偏光ビームスプリッタ１０
８、１／４波長板１１０、対物レンズ１１２、サーボ信
号検出用ホログラム素子１１６及びフォトディテクター
１１８によって光ピックアップヘッド装置１２４が構成
されている。
光レンズ１０２、位相板１０４及びコリメートレンズ１
０６により超解像用光源装置１２２が構成されており、
該超解像用光源装置１２２、偏光ビームスプリッタ１０
８、１／４波長板１１０、対物レンズ１１２、サーボ信
号検出用ホログラム素子１１６及びフォトディテクター
１１８によって光ピックアップヘッド装置１２４が構成
されている。
【００５２】図２（ａ）は上記位相板１０４の正面構造
を示し、図２（ｂ）は図２（ａ）におけるII−II線の断
面構造を示し、図３は位相板１０４の近傍のビームウエ
イスト１２６（ウエイスト径：ω）の状態を示してい
る。
を示し、図２（ｂ）は図２（ａ）におけるII−II線の断
面構造を示し、図３は位相板１０４の近傍のビームウエ
イスト１２６（ウエイスト径：ω）の状態を示してい
る。
【００５３】位相板１０４は輪帯状の位相構造を有して
おり、該位相板１０４の表面には、円形状の凸部からな
る第１の位相領域としての中心輪帯１０４ａ、該中心輪
帯１０４ａの外側に形成される円形輪状の凹部からなる
第２の位相領域としての中間輪帯１０４ｂ及び該中間輪
帯１０４ｂの外側に形成される円形輪状の凸部からなる
第３の位相領域としての外側輪帯１０４ｃがそれぞれ形
成されており、位相板１０４の表面における外側輪帯１
０４ｃの外側には不透明層１０４ｄが形成されている。
中心輪帯１０４ａと外側輪帯１０４ｃとは同じ高さに形
成されており、中心輪帯１０４ａ及び外側輪帯１０４ｃ
と中間輪帯１０４ｂとの間には波長λの透過光に位相差
πを生じさせるための段差ｄ1 が形成されている。この
段差ｄ1は、ｄ1 ＝λ／（２×（ｎ−１））の式により
与えられる。ここで、ｎは位相板１０４の屈折率であ
る。
おり、該位相板１０４の表面には、円形状の凸部からな
る第１の位相領域としての中心輪帯１０４ａ、該中心輪
帯１０４ａの外側に形成される円形輪状の凹部からなる
第２の位相領域としての中間輪帯１０４ｂ及び該中間輪
帯１０４ｂの外側に形成される円形輪状の凸部からなる
第３の位相領域としての外側輪帯１０４ｃがそれぞれ形
成されており、位相板１０４の表面における外側輪帯１
０４ｃの外側には不透明層１０４ｄが形成されている。
中心輪帯１０４ａと外側輪帯１０４ｃとは同じ高さに形
成されており、中心輪帯１０４ａ及び外側輪帯１０４ｃ
と中間輪帯１０４ｂとの間には波長λの透過光に位相差
πを生じさせるための段差ｄ1 が形成されている。この
段差ｄ1は、ｄ1 ＝λ／（２×（ｎ−１））の式により
与えられる。ここで、ｎは位相板１０４の屈折率であ
る。
【００５４】前記の構成により、コヒーレント光源１０
０から発せられた光のうち、中間輪帯１０４ｂを透過す
る光は中心輪帯１０４ａを透過する光と逆位相になり、
外側輪帯１０４ｂを透過する光は中間輪帯１０４ｂを透
過する光に対して逆位相になる。
０から発せられた光のうち、中間輪帯１０４ｂを透過す
る光は中心輪帯１０４ａを透過する光と逆位相になり、
外側輪帯１０４ｂを透過する光は中間輪帯１０４ｂを透
過する光に対して逆位相になる。
【００５５】図４は、本発明の第２実施例に係る超解像
走査光学装置における光ピックアップヘッド光学系の概
略構成を示しており、この光ピックアップヘッド光学系
の基本構成は、［“Recent Advances in optical picku
p head with holographic optical elements”，M.Kato
et al．，Proc. SPIE vol.1507,pp.4，ECO'91，Hologr
aphic Optics III :Principles and Applications,11-1
5 March 1991,The Hague,The Netherlands ］に示され
ている。
走査光学装置における光ピックアップヘッド光学系の概
略構成を示しており、この光ピックアップヘッド光学系
の基本構成は、［“Recent Advances in optical picku
p head with holographic optical elements”，M.Kato
et al．，Proc. SPIE vol.1507,pp.4，ECO'91，Hologr
aphic Optics III :Principles and Applications,11-1
5 March 1991,The Hague,The Netherlands ］に示され
ている。
【００５６】同図に示すように、コヒーレント光源２０
０の発光点２００ａ（半導体レーザに設けられたスリッ
ト状開口を有する活性層出射面）からの出射光は、集光
レンズ２０２により反射型位相板２０４上に集束した
後、コリメートレンズ２０６、第１実施例と同様のサー
ボ信号検出用ホログラム素子２０８を透過し、対物レン
ズ２１０に導かれて光ディスク２１２のピット面に結像
する。復路において、対物レンズ２１０、サーボ信号検
出用ホログラム素子２０８及びコリメートレンズ２０６
を透過した光は、フォトディテクター２１６に至る。
尚、同図において、２１６はサーボ信号検出用ホログラ
ム素子２０８と対物レンズ２１０とを駆動させるアクチ
ュエーターであり、２１８はコヒーレント光源２００、
反射型位相板２０４及びフォトディテクター２１６を一
体的に集積化して載置せしめた基台である。
０の発光点２００ａ（半導体レーザに設けられたスリッ
ト状開口を有する活性層出射面）からの出射光は、集光
レンズ２０２により反射型位相板２０４上に集束した
後、コリメートレンズ２０６、第１実施例と同様のサー
ボ信号検出用ホログラム素子２０８を透過し、対物レン
ズ２１０に導かれて光ディスク２１２のピット面に結像
する。復路において、対物レンズ２１０、サーボ信号検
出用ホログラム素子２０８及びコリメートレンズ２０６
を透過した光は、フォトディテクター２１６に至る。
尚、同図において、２１６はサーボ信号検出用ホログラ
ム素子２０８と対物レンズ２１０とを駆動させるアクチ
ュエーターであり、２１８はコヒーレント光源２００、
反射型位相板２０４及びフォトディテクター２１６を一
体的に集積化して載置せしめた基台である。
【００５７】以上説明したコヒーレント光源２００、集
光レンズ２０２、反射型位相板２０４、コリメートレン
ズ２０６及びフォトディテクター２１４によって集積化
された超解像光源及び信号検出装置２２０が構成されて
おり、該超解像光源及び信号検出装置２２０、サーボ信
号検出用ホログラム素子２０８及び対物レンズ２１０に
よって集積化された光ピックアップヘッド装置２２２が
構成されている。
光レンズ２０２、反射型位相板２０４、コリメートレン
ズ２０６及びフォトディテクター２１４によって集積化
された超解像光源及び信号検出装置２２０が構成されて
おり、該超解像光源及び信号検出装置２２０、サーボ信
号検出用ホログラム素子２０８及び対物レンズ２１０に
よって集積化された光ピックアップヘッド装置２２２が
構成されている。
【００５８】このような集積化型光ピックアップヘッド
装置２２２においては、コヒーレント光源２００を面発
光型若しくは面発光型と等価な構成にすることが装置の
小型化及び回路実装の面から有利である。
装置２２２においては、コヒーレント光源２００を面発
光型若しくは面発光型と等価な構成にすることが装置の
小型化及び回路実装の面から有利である。
【００５９】図５は上記基台２１８の要部構造、図６は
反射型位相板２０４の断面構造をそれぞれ示しており、
同図に示すように、光軸に対してほぼ４５°の傾斜角を
有するように基台２１８に形成された傾斜面２２４に前
記の反射型位相板２０４は設けられている。反射型位相
板２０４の表面には、楕円形状の凸部からなる第１の位
相領域としての中心輪帯２０４ａ、該中心輪帯２０４ａ
の外側に形成される楕円輪状の凹部からなる第２の位相
領域としての中間輪帯２０４ｂ及び該中間輪帯２０４ｂ
の外側に形成される楕円輪状の凸部からなる第３の位相
領域としての外側輪帯２０４ｃが設けられており、反射
型位相板２０４の表面における外側輪帯２０４ｃの外側
部分は低反射率面２０４ｄに形成されている。中心輪帯
２０４ａと外側輪帯２０４ｃとは同じ高さに形成されて
おり、中心輪帯２０４ａ及び外側輪帯２０４ｃと中間輪
帯２０４ｂとの間には波長λの透過光に位相差πを生じ
させるための段差ｄ2 が形成されている。ここで段差ｄ
2 は、ｄ2 ＝（λ／２）×ｓｉｎ（π／４）の式で与え
られ、ほぼ０．０７λになる。
反射型位相板２０４の断面構造をそれぞれ示しており、
同図に示すように、光軸に対してほぼ４５°の傾斜角を
有するように基台２１８に形成された傾斜面２２４に前
記の反射型位相板２０４は設けられている。反射型位相
板２０４の表面には、楕円形状の凸部からなる第１の位
相領域としての中心輪帯２０４ａ、該中心輪帯２０４ａ
の外側に形成される楕円輪状の凹部からなる第２の位相
領域としての中間輪帯２０４ｂ及び該中間輪帯２０４ｂ
の外側に形成される楕円輪状の凸部からなる第３の位相
領域としての外側輪帯２０４ｃが設けられており、反射
型位相板２０４の表面における外側輪帯２０４ｃの外側
部分は低反射率面２０４ｄに形成されている。中心輪帯
２０４ａと外側輪帯２０４ｃとは同じ高さに形成されて
おり、中心輪帯２０４ａ及び外側輪帯２０４ｃと中間輪
帯２０４ｂとの間には波長λの透過光に位相差πを生じ
させるための段差ｄ2 が形成されている。ここで段差ｄ
2 は、ｄ2 ＝（λ／２）×ｓｉｎ（π／４）の式で与え
られ、ほぼ０．０７λになる。
【００６０】この反射型位相板２０４においては、中心
輪帯２０４ａ、中間輪帯２０４ｂ及び外側輪帯２０４ｃ
により反射面が形成され、コヒーレント光源２００から
発せられた光のうち、中間輪帯２０４ｂにより反射され
る光は中心輪帯２０４ａにより反射される光と逆位相に
なり、外側輪帯１０４ｂにより反射される光は中間輪帯
１０４ｂにより反射される光と逆位相になる。
輪帯２０４ａ、中間輪帯２０４ｂ及び外側輪帯２０４ｃ
により反射面が形成され、コヒーレント光源２００から
発せられた光のうち、中間輪帯２０４ｂにより反射され
る光は中心輪帯２０４ａにより反射される光と逆位相に
なり、外側輪帯１０４ｂにより反射される光は中間輪帯
１０４ｂにより反射される光と逆位相になる。
【００６１】以下、前記第１及び第２実施例において示
した光ピックアップヘッド装置における超解像作用を図
７に基づいて詳しく説明する。
した光ピックアップヘッド装置における超解像作用を図
７に基づいて詳しく説明する。
【００６２】同図に示すように、光源面３００（Ｘ軸を
図示）には、主光源となる第１の光源３０１（位相Φ＝
０）と、第１の光源３０１の近傍に位置し輪帯状の第１
副光源となる第２の光源（位相Φ＝π）３０２Ａ及び３
０２Ｂと、第２の光源３０２Ａ及び３０２Ｂの外側且つ
近傍に位置し輪帯状の第２副光源となる第３の光源３０
３Ａ及び３０３Ｂ（位相Φ＝０）とが設けられている。
第１、第２及び第３の光源３０１，３０２Ａ，３０２
Ｂ，３０３Ａ，３０３Ｂは、コリメートレンズ（第１の
フーリエ変換レンズ）３０６及び対物レンズ（第２のフ
ーリエ変換レンズ）３０８によって結像面３１０（Ｘ軸
を図示）にそれぞれ結像されている。尚、結像面３１０
においては、第１の光源３０１の光源像をＸ1 として、
第２の光源３０２Ａ及び３０２Ｂの光源像をＸ2A及びＸ
2Bとして、第３の光源３０３Ａ及び３０３Ｂの光源像を
Ｘ3A及びＸ3Bとしてそれぞれ示している。
図示）には、主光源となる第１の光源３０１（位相Φ＝
０）と、第１の光源３０１の近傍に位置し輪帯状の第１
副光源となる第２の光源（位相Φ＝π）３０２Ａ及び３
０２Ｂと、第２の光源３０２Ａ及び３０２Ｂの外側且つ
近傍に位置し輪帯状の第２副光源となる第３の光源３０
３Ａ及び３０３Ｂ（位相Φ＝０）とが設けられている。
第１、第２及び第３の光源３０１，３０２Ａ，３０２
Ｂ，３０３Ａ，３０３Ｂは、コリメートレンズ（第１の
フーリエ変換レンズ）３０６及び対物レンズ（第２のフ
ーリエ変換レンズ）３０８によって結像面３１０（Ｘ軸
を図示）にそれぞれ結像されている。尚、結像面３１０
においては、第１の光源３０１の光源像をＸ1 として、
第２の光源３０２Ａ及び３０２Ｂの光源像をＸ2A及びＸ
2Bとして、第３の光源３０３Ａ及び３０３Ｂの光源像を
Ｘ3A及びＸ3Bとしてそれぞれ示している。
【００６３】この図７においては、超解像作用を光学系
の開口面３１２に形成される波面で代表させた再回折光
学系をモデルとして説明しているが、この超解像作用
は、種々の走査光学系に用いられるものであり、結像光
学系の設計には容易に拡張することができる。
の開口面３１２に形成される波面で代表させた再回折光
学系をモデルとして説明しているが、この超解像作用
は、種々の走査光学系に用いられるものであり、結像光
学系の設計には容易に拡張することができる。
【００６４】同図に示すように、第１の光源３０１単独
の再回折像は３０１ａ（複素振幅分布）及び３０１ｉ
（強度分布）のようになるが、第２の光源３０２Ａ及び
３０２Ｂが第１の光源３０１の両側に近接して第１の光
源３０１と逆位相πで設けられているため、第２の光源
３０２Ａの再回折像（複素振幅分布）３０２ａは第１の
光源３０１の再回折像３０１ａと重畳され（第２の光源
３０２Ｂの再回折像は図示していないが、第２の光源３
０２Ａの再回折像３０２ａと軸対象である。）、さらに
第３の光源３０３Ａ及び３０３Ｂが第２の光源３０２Ａ
及び３０２Ｂの両側に近接して第１の光源３０１と同位
相で設けられているため、第３の光源３０３Ａの再回折
像（複素振幅分布）３０３ａも同様にコヒーレントに重
ね合わされる（第３の光源３０３Ｂの再回折像は図示し
ていないが、第３の光源３０３Ａの再回折像３０３ａと
軸対象である）。このため、第１の光源３０１と、第２
の光源３０２Ａ，３０２Ｂと、第３の光源３０３Ａ，３
０３Ｂとが互いに干渉する結果として得られるスポット
像の強度分布は概略３２０のように超解像を示してい
る。
の再回折像は３０１ａ（複素振幅分布）及び３０１ｉ
（強度分布）のようになるが、第２の光源３０２Ａ及び
３０２Ｂが第１の光源３０１の両側に近接して第１の光
源３０１と逆位相πで設けられているため、第２の光源
３０２Ａの再回折像（複素振幅分布）３０２ａは第１の
光源３０１の再回折像３０１ａと重畳され（第２の光源
３０２Ｂの再回折像は図示していないが、第２の光源３
０２Ａの再回折像３０２ａと軸対象である。）、さらに
第３の光源３０３Ａ及び３０３Ｂが第２の光源３０２Ａ
及び３０２Ｂの両側に近接して第１の光源３０１と同位
相で設けられているため、第３の光源３０３Ａの再回折
像（複素振幅分布）３０３ａも同様にコヒーレントに重
ね合わされる（第３の光源３０３Ｂの再回折像は図示し
ていないが、第３の光源３０３Ａの再回折像３０３ａと
軸対象である）。このため、第１の光源３０１と、第２
の光源３０２Ａ，３０２Ｂと、第３の光源３０３Ａ，３
０３Ｂとが互いに干渉する結果として得られるスポット
像の強度分布は概略３２０のように超解像を示してい
る。
【００６５】次に、図８に基づいて、本発明の前記第１
及び第２実施例における位相列光源の設計例をわかり易
い数値例を与えて説明する。
及び第２実施例における位相列光源の設計例をわかり易
い数値例を与えて説明する。
【００６６】第１の光源３０１の再回折像の複素振幅を ｕ1 （ｘ）＝ｓｉｎｘ／ｘ……（１） 第２の光源３０２Ａ，３０２Ｂの再回折像の複素振幅を ｕ2A（ｘ）＝Ａ+1×（ｓｉｎ（ｘ−δ1 ）／（ｘ−δ1 ））……（２） ｕ2B（ｘ）＝Ａ-1×（ｓｉｎ（ｘ＋δ1 ）／（ｘ＋δ1 ））……（３） 第３の光源３０３ａ，３０３Ｂの再回折像の複素振幅を ｕ3A（ｘ）＝Ａ+2×（ｓｉｎ（ｘ−δ2 ）／（ｘ−δ2 ））……（４） ｕ3B（ｘ）＝Ａ-2×（ｓｉｎ（ｘ＋δ2 ）／（ｘ＋δ2 ））……（５） とする。
【００６７】ここでＡ+1，Ａ-1，Ａ+2，Ａ-2は第１の光
源３０１の振幅を１に規格化して第２光源３０２Ａ，３
０２Ｂ及び第３の光源３０３Ａ，３０３Ｂの相対振幅を
与えたものであり、ｘ＝（ａ／（λ×ｆ））×ξであ
り、ａは開口面３１２の開口径であり、δ1 は第２の光
源３０２Ａ，３０２Ｂの複素振幅分布のピーク位置の座
標であり、δ2 は第３の光源３０３Ａ，３０３Ｂの複素
振幅分布のピーク位置の座標であり、λは光源の波長で
あり、ｆ＝ｆ2 （対物レンズ３０８の焦点距離であっ
て、図７を参照）、ξは結像面３１０の座標を実寸法で
表わしたものである。尚、図７においてｆ1 は集光レン
ズ３０６の焦点距離である。
源３０１の振幅を１に規格化して第２光源３０２Ａ，３
０２Ｂ及び第３の光源３０３Ａ，３０３Ｂの相対振幅を
与えたものであり、ｘ＝（ａ／（λ×ｆ））×ξであ
り、ａは開口面３１２の開口径であり、δ1 は第２の光
源３０２Ａ，３０２Ｂの複素振幅分布のピーク位置の座
標であり、δ2 は第３の光源３０３Ａ，３０３Ｂの複素
振幅分布のピーク位置の座標であり、λは光源の波長で
あり、ｆ＝ｆ2 （対物レンズ３０８の焦点距離であっ
て、図７を参照）、ξは結像面３１０の座標を実寸法で
表わしたものである。尚、図７においてｆ1 は集光レン
ズ３０６の焦点距離である。
【００６８】前記（１）〜（５）式のコヒーレントな重
畳の結果得られる再回折像の複素振幅分布は ｕ（ｘ）＝ｓｉｎｘ／ｘ ＋Ａ+1×（ｓｉｎ（ｘ−δ1 ）／（ｘ−δ1 ）） ＋Ａ-1×（ｓｉｎ（ｘ＋δ1 ）／（ｘ＋δ1 ）） ＋Ａ+2×（ｓｉｎ（ｘ−δ2 ）／（ｘ−δ2 ）） ＋Ａ-2×（ｓｉｎ（ｘ＋δ2 ）／（ｘ＋δ2 ））……（６） である。
畳の結果得られる再回折像の複素振幅分布は ｕ（ｘ）＝ｓｉｎｘ／ｘ ＋Ａ+1×（ｓｉｎ（ｘ−δ1 ）／（ｘ−δ1 ）） ＋Ａ-1×（ｓｉｎ（ｘ＋δ1 ）／（ｘ＋δ1 ）） ＋Ａ+2×（ｓｉｎ（ｘ−δ2 ）／（ｘ−δ2 ）） ＋Ａ-2×（ｓｉｎ（ｘ＋δ2 ）／（ｘ＋δ2 ））……（６） である。
【００６９】ここで、設計例として、Ａ+1＝Ａ-1＝−
０．３、Ａ+2＝Ａ-2＝０．１５ δ1 ＝２．５rad 、δ2 ＝５rad として（６）式により
再回折像の強度分布３２０であるＩ1 （ｘ）＝｜μ
（ｘ）｜2 …（７）を計算したものを図８にプロットし
ている。尚、図８においては、比較のため、第１の光源
３０１のみの場合の再回折像の強度分布３０１ｉの光軸
上のピーク値：Ｉ0 を０．７３倍に揃えた分布であるＩ
00（ｘ）＝０．７３×Ｉ0 を３３０として図示してい
る。
０．３、Ａ+2＝Ａ-2＝０．１５ δ1 ＝２．５rad 、δ2 ＝５rad として（６）式により
再回折像の強度分布３２０であるＩ1 （ｘ）＝｜μ
（ｘ）｜2 …（７）を計算したものを図８にプロットし
ている。尚、図８においては、比較のため、第１の光源
３０１のみの場合の再回折像の強度分布３０１ｉの光軸
上のピーク値：Ｉ0 を０．７３倍に揃えた分布であるＩ
00（ｘ）＝０．７３×Ｉ0 を３３０として図示してい
る。
【００７０】これらの計算結果から、再回折像の強度分
布３２０は前述の分布（第１の光源３０１単独の分布を
０．７３倍したもの）３３０に比べて半値幅で１．１／
１．４（ほぼ０．７９）程度に縮小されていることが理
解できる。
布３２０は前述の分布（第１の光源３０１単独の分布を
０．７３倍したもの）３３０に比べて半値幅で１．１／
１．４（ほぼ０．７９）程度に縮小されていることが理
解できる。
【００７１】また、半値幅の外側に分布する光量の比率
も、第１の光源３０１単独の分布を０．７３倍した分布
３３０に比べて抑圧されており、従来の単純な輪帯開口
による超解像光学系で用いられるサイドローブ抑圧のた
めのスリット光学系（図１９における符号２６）は不要
となる。
も、第１の光源３０１単独の分布を０．７３倍した分布
３３０に比べて抑圧されており、従来の単純な輪帯開口
による超解像光学系で用いられるサイドローブ抑圧のた
めのスリット光学系（図１９における符号２６）は不要
となる。
【００７２】尚、通常の結像光学系では矩形状の開口よ
りも円形状の開口が一般的に用いられる。この場合、結
像面上に得られるスポット形状は、第１種ベッセル関数
Ｊ1 （ｒ）を用いて、ｕ（ｒ）＝２×Ｊ1 （ｒ）×（１／ｒ）……（７） 但し、ｒ＝ａ×（１／λｆ）×ξで与えられ、矩形状の
開口に比べてメインローブの寸法（円形開口の場合に得
られる像は、Ａｉｒｙパターンと称せられ、直径：Ｄ＝
１．２２×ａ×（１／λｆ）×ξ）は１．２２倍だけ大
きくなる（ｒがほぼ３．８のときにＪ1 （ｒ）＝０）。
りも円形状の開口が一般的に用いられる。この場合、結
像面上に得られるスポット形状は、第１種ベッセル関数
Ｊ1 （ｒ）を用いて、ｕ（ｒ）＝２×Ｊ1 （ｒ）×（１／ｒ）……（７） 但し、ｒ＝ａ×（１／λｆ）×ξで与えられ、矩形状の
開口に比べてメインローブの寸法（円形開口の場合に得
られる像は、Ａｉｒｙパターンと称せられ、直径：Ｄ＝
１．２２×ａ×（１／λｆ）×ξ）は１．２２倍だけ大
きくなる（ｒがほぼ３．８のときにＪ1 （ｒ）＝０）。
【００７３】従って、超解像効果が得られる光源列の最
適配置は、円形状開口の場合と矩形状開口の場合とでは
若干異なる。一設計例として、第２の光源のメインロー
ブの中心をｒ＝±３近傍とし、第３の光源のメインロー
ブの中心をｒ＝±４．５近傍とし、第１の光源に対する
第２の光源の振幅比を０．３、第１の光源に対する第３
の光源の振幅比を０．１５程度として半値幅で０．９倍
程度の超解像効果が得られた。
適配置は、円形状開口の場合と矩形状開口の場合とでは
若干異なる。一設計例として、第２の光源のメインロー
ブの中心をｒ＝±３近傍とし、第３の光源のメインロー
ブの中心をｒ＝±４．５近傍とし、第１の光源に対する
第２の光源の振幅比を０．３、第１の光源に対する第３
の光源の振幅比を０．１５程度として半値幅で０．９倍
程度の超解像効果が得られた。
【００７４】図９は光源列の配置の一例を示している。
この一配置例においては、結像面での超解像効果を極大
にし、しかも第１の光源３０１のメインローブのピーク
値が極大となるように、第２の光源３０２，３０２，…
及び第３の光源３０３，３０３…は非連続的（島状）に
配置されている。
この一配置例においては、結像面での超解像効果を極大
にし、しかも第１の光源３０１のメインローブのピーク
値が極大となるように、第２の光源３０２，３０２，…
及び第３の光源３０３，３０３…は非連続的（島状）に
配置されている。
【００７５】図１０は前記第１及び第２実施例に係る光
ピックアップヘッド装置に共通して用いることが可能な
超解像用光源装置の第１実施例の構成を、図１１は図１
０におけるXI−XI線の断面構造をそれぞれ示している。
ピックアップヘッド装置に共通して用いることが可能な
超解像用光源装置の第１実施例の構成を、図１１は図１
０におけるXI−XI線の断面構造をそれぞれ示している。
【００７６】半導体レーザよりなるコヒーレント光源４
００の出射面の開口部４００ａに近接して位相板４０２
が設けられており、該位相板４０２には、図１１に示す
ような段差が形成されている。すなわち、位相板４０２
の表面には、矩形状の凸部からなる第１の位相領域４０
２ａ、該第１の位相領域４０２ａの外側に形成される矩
形枠状の凹部からなる第２の位相領域４０２ｂ及び該第
２の位相領域４０２ｂの外側に形成される矩形枠状の凸
部からなる第３の位相領域４０２ｃが設けられており、
位相板４０２の表面における第３の位相領域４０２ｃの
外側には不透明領域４０２ｄが形成されている。不透明
領域４０２ｄは不透明な膜で遮光してもよいが、入射光
量が実質的に少ないので無視することもできる。第１の
位相領域４０２ａと第３の位相領域４０２ｃとは同じ高
さに形成されており、第１及び第３の位相領域４０２
ａ，４０２ｃと、第２の位相領域４０２ｂとの間には波
長λの透過光に位相差πを生じさせるための段差ｄ3 が
形成されている。ここで段差ｄ3 は、ｄ3 ＝λ／（２×
（ｎ−１））で与えられる。
００の出射面の開口部４００ａに近接して位相板４０２
が設けられており、該位相板４０２には、図１１に示す
ような段差が形成されている。すなわち、位相板４０２
の表面には、矩形状の凸部からなる第１の位相領域４０
２ａ、該第１の位相領域４０２ａの外側に形成される矩
形枠状の凹部からなる第２の位相領域４０２ｂ及び該第
２の位相領域４０２ｂの外側に形成される矩形枠状の凸
部からなる第３の位相領域４０２ｃが設けられており、
位相板４０２の表面における第３の位相領域４０２ｃの
外側には不透明領域４０２ｄが形成されている。不透明
領域４０２ｄは不透明な膜で遮光してもよいが、入射光
量が実質的に少ないので無視することもできる。第１の
位相領域４０２ａと第３の位相領域４０２ｃとは同じ高
さに形成されており、第１及び第３の位相領域４０２
ａ，４０２ｃと、第２の位相領域４０２ｂとの間には波
長λの透過光に位相差πを生じさせるための段差ｄ3 が
形成されている。ここで段差ｄ3 は、ｄ3 ＝λ／（２×
（ｎ−１））で与えられる。
【００７７】従って、第１の位相領域４０２ａを透過す
る光は図７の第１の光源３０１として作用し、第２の位
相領域４０２ｂを透過する光は図７の第２の光源３０２
Ａ，３０２Ｂとして作用し、第３の位相領域４０２ｃを
透過する光は図７の第３の光源３０３Ａ，３０３Ｂとし
て作用する。
る光は図７の第１の光源３０１として作用し、第２の位
相領域４０２ｂを透過する光は図７の第２の光源３０２
Ａ，３０２Ｂとして作用し、第３の位相領域４０２ｃを
透過する光は図７の第３の光源３０３Ａ，３０３Ｂとし
て作用する。
【００７８】上記のような構造の位相板４０２を用い、
該位相板４０２とコヒーレント光源４００との距離Ｌを
適当な微小距離に設定することにより、本超解像用光源
装置を用いた走査光学系のスポット径を図７に基づいて
説明した原理によって縮小することができると共に、従
来の半導体レーザで欠点とされていた回折角広がりの不
均一性つまり図１０においてβ＞αとなる現象が改善さ
れ、ｘ軸方向にも大きな広がり角α′が得られるように
なる。さらに、半導体レーザの非点収差も補正される効
果が得られる。
該位相板４０２とコヒーレント光源４００との距離Ｌを
適当な微小距離に設定することにより、本超解像用光源
装置を用いた走査光学系のスポット径を図７に基づいて
説明した原理によって縮小することができると共に、従
来の半導体レーザで欠点とされていた回折角広がりの不
均一性つまり図１０においてβ＞αとなる現象が改善さ
れ、ｘ軸方向にも大きな広がり角α′が得られるように
なる。さらに、半導体レーザの非点収差も補正される効
果が得られる。
【００７９】図１２は前述の光ピックアップヘッド装置
に共通して用いることが可能な超解像用光源装置の第２
実施例の構成を示している。
に共通して用いることが可能な超解像用光源装置の第２
実施例の構成を示している。
【００８０】同図に示すように、第２実施例に係る超解
像用光源装置は、半導体レーザ５００の出射面に例えば
ＳｉＯ2 よりなる位相膜を形成することにより１次元格
子状の位相領域を設けて超解像光源を実現するものであ
る。すなわち、半導体レーザ５００の出射面に、半導体
レーザ５００の出射開口部５００ａと直交する方向に延
びる凸状の第１の位相領域５０２ａ、該第１の位相領域
５０２ａの両側に該第１の位相領域５０２ａと平行に形
成される凹状の第２の位相領域５０２ｂ、該第２の位相
領域５０２ｂの外側に該第２の位相領域５０２ｂと平行
に形成される凸状の第３の位相領域５０２ｃがそれぞれ
設けられている。第１の位相領域５０２ａと第３の位相
領域５０２ｃとは同じ高さに形成されており、第１及び
第３の位相領域５０２ａ，５０２ｃと、第２の位相領域
５０２ｂとの間には波長λの透過光に位相差πを生じさ
せるための段差ｄ4 が形成されている。ここで段差ｄ4
は、ｄ4 ＝λ／（２×（ｎa −１））で与えられる。但
し、ｎa は位相膜の屈折率である。
像用光源装置は、半導体レーザ５００の出射面に例えば
ＳｉＯ2 よりなる位相膜を形成することにより１次元格
子状の位相領域を設けて超解像光源を実現するものであ
る。すなわち、半導体レーザ５００の出射面に、半導体
レーザ５００の出射開口部５００ａと直交する方向に延
びる凸状の第１の位相領域５０２ａ、該第１の位相領域
５０２ａの両側に該第１の位相領域５０２ａと平行に形
成される凹状の第２の位相領域５０２ｂ、該第２の位相
領域５０２ｂの外側に該第２の位相領域５０２ｂと平行
に形成される凸状の第３の位相領域５０２ｃがそれぞれ
設けられている。第１の位相領域５０２ａと第３の位相
領域５０２ｃとは同じ高さに形成されており、第１及び
第３の位相領域５０２ａ，５０２ｃと、第２の位相領域
５０２ｂとの間には波長λの透過光に位相差πを生じさ
せるための段差ｄ4 が形成されている。ここで段差ｄ4
は、ｄ4 ＝λ／（２×（ｎa −１））で与えられる。但
し、ｎa は位相膜の屈折率である。
【００８１】図１３は前記第２実施例に係る超解像用光
源の変形例を示している。すなわち、例えばＳｉＯ2 よ
りなる基板５１０上に、前記第１〜第３の位相領域５０
２ａ，５０２ｂ，５０２ｃと同様の作用を奏する第〜第
３の位相領域５１２ａ，５１２ｂ，５１２ｃを形成し、
該基板５１０を半導体レーザ５１４の出射面に対向して
設けている。
源の変形例を示している。すなわち、例えばＳｉＯ2 よ
りなる基板５１０上に、前記第１〜第３の位相領域５０
２ａ，５０２ｂ，５０２ｃと同様の作用を奏する第〜第
３の位相領域５１２ａ，５１２ｂ，５１２ｃを形成し、
該基板５１０を半導体レーザ５１４の出射面に対向して
設けている。
【００８２】尚、前記第１及び第２実施例に係る光ピッ
クアップヘッド装置及び超解像用光源装置においては、
副光源としては第２及び第３の光源よりなる２つの光源
が用いられる場合について説明したが、副光源の数は２
つに限定されるものではなく、さらに第４或いは第５の
光源よりなる微弱副光源列を組合わせて超解像効果並び
にサイドローブ抑圧効果を高め得ることも可能である。
クアップヘッド装置及び超解像用光源装置においては、
副光源としては第２及び第３の光源よりなる２つの光源
が用いられる場合について説明したが、副光源の数は２
つに限定されるものではなく、さらに第４或いは第５の
光源よりなる微弱副光源列を組合わせて超解像効果並び
にサイドローブ抑圧効果を高め得ることも可能である。
【００８３】図１４は前記第１及び第２実施例に係る光
ピックアップヘッド装置に共通して用いることが可能で
あり、前述した超解像用光源装置を等価的に実現する超
解像用フィルターのホログラフィックな作成原理を示し
ている。
ピックアップヘッド装置に共通して用いることが可能で
あり、前述した超解像用光源装置を等価的に実現する超
解像用フィルターのホログラフィックな作成原理を示し
ている。
【００８４】いま、図７に示した第１の光源３０１より
なる主光源を参照光源と見なし、図７に示した第２及び
第３の光源３０２Ａ，３０２Ｂ，３０３Ａ，３０３Ｂよ
りなる副光源列を物体光として感光面３３０に干渉縞を
記録する。このとき各点間の距離は、光源面３００と感
光面３３０との距離ｆ3 に比べて１０-3オーダ（数千分
の１）の微小距離であり、一種のレンズレスフーリエ交
換ホログラム状の干渉パターンが感光面３３０上に得ら
れる。例えば点３０１と点３０２Ａとの干渉成分及び点
３０１と点３０２Ｂとの干渉成分は強度分布Ｉ（ζ）と
して３４０のようになり、点３０１と点３０３Ａとの干
渉成分及び点３０１と点３０３Ｂとの干渉成分は３４２
のようになり、いずれにしても、僅か数周期の干渉縞が
所定開口内に形成されるに過ぎないところが、従来のホ
ログラフィーと大きく異なる。
なる主光源を参照光源と見なし、図７に示した第２及び
第３の光源３０２Ａ，３０２Ｂ，３０３Ａ，３０３Ｂよ
りなる副光源列を物体光として感光面３３０に干渉縞を
記録する。このとき各点間の距離は、光源面３００と感
光面３３０との距離ｆ3 に比べて１０-3オーダ（数千分
の１）の微小距離であり、一種のレンズレスフーリエ交
換ホログラム状の干渉パターンが感光面３３０上に得ら
れる。例えば点３０１と点３０２Ａとの干渉成分及び点
３０１と点３０２Ｂとの干渉成分は強度分布Ｉ（ζ）と
して３４０のようになり、点３０１と点３０３Ａとの干
渉成分及び点３０１と点３０３Ｂとの干渉成分は３４２
のようになり、いずれにしても、僅か数周期の干渉縞が
所定開口内に形成されるに過ぎないところが、従来のホ
ログラフィーと大きく異なる。
【００８５】図１５〜図１７は、前述したホログラフィ
ーの手法で実際に超解像用ホログラフィックフィルター
を作製する方法を示している。
ーの手法で実際に超解像用ホログラフィックフィルター
を作製する方法を示している。
【００８６】まず、図１５に示すように、半導体レーザ
光源６００から発せられたコヒーレントビームを、集光
レンズ６０２でピンホール６０４に集光して空間フィル
タリングした後、所定の位相構造を有する位相板６０６
に入射させ、該位相板６０６から距離ｆ5 だけ離れた位
置に設けられた感光媒体６０８のホログラム面にホログ
ラムを作成する。
光源６００から発せられたコヒーレントビームを、集光
レンズ６０２でピンホール６０４に集光して空間フィル
タリングした後、所定の位相構造を有する位相板６０６
に入射させ、該位相板６０６から距離ｆ5 だけ離れた位
置に設けられた感光媒体６０８のホログラム面にホログ
ラムを作成する。
【００８７】図１６（ａ）及び（ｂ）は超解像用フィル
ターとしての位相板６０６の表面に形成される輪帯状の
位相構造を示している。尚、図１６（ｂ）は図１６
（ａ）におけるＸVI−ＸVI線の断面図である。位相板６
０６の表面には、中心部に形成された円形の凸部よりな
る中心領域６０６ａ（位相Φ＝０）、該中心領域６０６
ａの外側に形成された円形輪状の凹部よりなる第１の位
相領域６０６ｂ（位相Φ＝π）、該第１の位相領域６０
６ｂの外側に形成された円形輪状の凸部よりなる第２の
位相領域６０６ｃ（位相Φ＝０）、該第２の位相領域６
０６ｃの外側に形成された円形輪状の凹部よりなる第３
の位相領域６０６ｄ（位相Φ＝π）、該第３位相領域６
０６ｄの外側に形成された円形輪状の凸部よりなる第４
の位相領域６０６ｅ（位相Φ＝０）及び該第４の位相領
域６０６ｅの外側の凸部よりなる不透明領域６０６ｆが
それぞれ設けられており、図１２に基づいて説明した作
用原理によって位相板６０６の中心領域６０６ａを透過
するビームが前述の参照光の作用を果す。
ターとしての位相板６０６の表面に形成される輪帯状の
位相構造を示している。尚、図１６（ｂ）は図１６
（ａ）におけるＸVI−ＸVI線の断面図である。位相板６
０６の表面には、中心部に形成された円形の凸部よりな
る中心領域６０６ａ（位相Φ＝０）、該中心領域６０６
ａの外側に形成された円形輪状の凹部よりなる第１の位
相領域６０６ｂ（位相Φ＝π）、該第１の位相領域６０
６ｂの外側に形成された円形輪状の凸部よりなる第２の
位相領域６０６ｃ（位相Φ＝０）、該第２の位相領域６
０６ｃの外側に形成された円形輪状の凹部よりなる第３
の位相領域６０６ｄ（位相Φ＝π）、該第３位相領域６
０６ｄの外側に形成された円形輪状の凸部よりなる第４
の位相領域６０６ｅ（位相Φ＝０）及び該第４の位相領
域６０６ｅの外側の凸部よりなる不透明領域６０６ｆが
それぞれ設けられており、図１２に基づいて説明した作
用原理によって位相板６０６の中心領域６０６ａを透過
するビームが前述の参照光の作用を果す。
【００８８】図１７（ａ）及び（ｂ）は前記位相板６０
６の変形例に係る超解像用フィルターとしての位相板６
１０の表面に形成される輪帯状の位相構造を示してい
る。尚、図１６（ｂ）は図１６（ａ）におけるＸVII −
ＸVII 線の断面図である。位相板６１０の表面には円形
輪状の内側凹状溝６１０ａ（外周端の半径：Ｒ1 ）と外
側凹状溝６１０ｂとが形成されている。そして、内側凹
状溝６１０ａの内側の円形領域には円形透明部よりなる
中心領域６１０ｃ（直径：Δ）を除いて不透明領域が形
成され、内側凹状溝６１０ａと外側凹状溝６１０ｂとの
間の中間領域には輪状透明部よりなる輪状領域６１０ｄ
が形成されており、図１４に基づいて説明した作用原理
によって位相板６１０の中心領域６１０ｃ（位相Φ＝
０）を透過するビームが前述の参照光の作用を果し、内
側凹状溝６１０ａが第１の位相領域（位相Φ＝π）を、
輪状領域６１０ｄ（内周端の半径：Ｒ2 ）が第２の位相
領域（位相Φ＝０）を、外側凹状溝６１０ｂが第３の位
相領域（位相Φ＝π）をそれぞれ構成している。
６の変形例に係る超解像用フィルターとしての位相板６
１０の表面に形成される輪帯状の位相構造を示してい
る。尚、図１６（ｂ）は図１６（ａ）におけるＸVII −
ＸVII 線の断面図である。位相板６１０の表面には円形
輪状の内側凹状溝６１０ａ（外周端の半径：Ｒ1 ）と外
側凹状溝６１０ｂとが形成されている。そして、内側凹
状溝６１０ａの内側の円形領域には円形透明部よりなる
中心領域６１０ｃ（直径：Δ）を除いて不透明領域が形
成され、内側凹状溝６１０ａと外側凹状溝６１０ｂとの
間の中間領域には輪状透明部よりなる輪状領域６１０ｄ
が形成されており、図１４に基づいて説明した作用原理
によって位相板６１０の中心領域６１０ｃ（位相Φ＝
０）を透過するビームが前述の参照光の作用を果し、内
側凹状溝６１０ａが第１の位相領域（位相Φ＝π）を、
輪状領域６１０ｄ（内周端の半径：Ｒ2 ）が第２の位相
領域（位相Φ＝０）を、外側凹状溝６１０ｂが第３の位
相領域（位相Φ＝π）をそれぞれ構成している。
【００８９】尚、前記の各領域の光量を設計値に近づけ
るための手段としてはガウス分布のレーザビームに対し
て図１５における集光レンズ６０２と位相板６０６（６
１０）の表面との間の距離Ｌ3 を調整する方法が簡便で
あり、さらに厳密に目的を達するためには、位相板６０
６（６１０）の各輪帯に各々所定透過率を有する吸収膜
を設ける方法等を採用できる。
るための手段としてはガウス分布のレーザビームに対し
て図１５における集光レンズ６０２と位相板６０６（６
１０）の表面との間の距離Ｌ3 を調整する方法が簡便で
あり、さらに厳密に目的を達するためには、位相板６０
６（６１０）の各輪帯に各々所定透過率を有する吸収膜
を設ける方法等を採用できる。
【００９０】また、以上説明した本発明の各実施例を実
際に設計する際においては、（６）式でδ2 ＝２δ1 と
し、ホログラフィックフィルター作成例で図１７の場合
Ｒ2＝２Ｒ1 とすることが好ましい。こうすることによ
ってホログラム作成結果、位相板６０６の第１の位相領
域６０６ｂ或いは位相板６１０の内側凹状溝６１０ａを
透過する光である第１副光源と、位相板６０６の中心領
域６０６ａ或いは位相板６１０の中心領域６１０ｃを透
過する光である主光源（参照光）との干渉成分から生じ
る２次高調波が生じても、それは第２副光源と主光源と
の干渉成分に等しく、超解像フィルターの透過率特性す
なわちホログラフィックフィルターの再生像特性に悪影
響を及ぼさない。
際に設計する際においては、（６）式でδ2 ＝２δ1 と
し、ホログラフィックフィルター作成例で図１７の場合
Ｒ2＝２Ｒ1 とすることが好ましい。こうすることによ
ってホログラム作成結果、位相板６０６の第１の位相領
域６０６ｂ或いは位相板６１０の内側凹状溝６１０ａを
透過する光である第１副光源と、位相板６０６の中心領
域６０６ａ或いは位相板６１０の中心領域６１０ｃを透
過する光である主光源（参照光）との干渉成分から生じ
る２次高調波が生じても、それは第２副光源と主光源と
の干渉成分に等しく、超解像フィルターの透過率特性す
なわちホログラフィックフィルターの再生像特性に悪影
響を及ぼさない。
【００９１】また、通常のホログラムにおいて生じる歪
項成分（distortion term ）は、本発明の実施例におい
ては、参照光源の光量比を十分に強くすれば超解像フィ
ルターとしての特性に実質的な悪影響を及ぼさない範囲
に抑圧可能である。
項成分（distortion term ）は、本発明の実施例におい
ては、参照光源の光量比を十分に強くすれば超解像フィ
ルターとしての特性に実質的な悪影響を及ぼさない範囲
に抑圧可能である。
【００９２】超解像ホログラフィックフィルターを用い
る大きな効果は、個々の走査光学装置の光源面に微小
な位相板を設けることなく、別途工場内に設けたホログ
ラフィー干渉光学系によって精密なホログラフィックフ
ィルター原盤を製作し、そのレプリカを通常の各種走査
光学系（通常コリメートレンズ近傍に挿入するのが好都
合）に設置できること、さらに一度作成された超解像
ホログラフィックフィルターを照明する光学系では該ホ
ログラフィックフィルターに入射する大部分の光量が結
像面の主ビーム像形成に寄与し、サイドローブが抑圧さ
れた明るい超解像スポットを得ることができることにあ
る。後者の特長は、ホログラフィックフィルターの０次
透過光が等価値に超解像光源の主光源から発してビーム
となり、該ビームが再生された第１の副光源、第２の副
光源からのビームと干渉して所定の超解像スポットを形
成する以外、光量の大きな損失は生じない事情により了
解されよう。
る大きな効果は、個々の走査光学装置の光源面に微小
な位相板を設けることなく、別途工場内に設けたホログ
ラフィー干渉光学系によって精密なホログラフィックフ
ィルター原盤を製作し、そのレプリカを通常の各種走査
光学系（通常コリメートレンズ近傍に挿入するのが好都
合）に設置できること、さらに一度作成された超解像
ホログラフィックフィルターを照明する光学系では該ホ
ログラフィックフィルターに入射する大部分の光量が結
像面の主ビーム像形成に寄与し、サイドローブが抑圧さ
れた明るい超解像スポットを得ることができることにあ
る。後者の特長は、ホログラフィックフィルターの０次
透過光が等価値に超解像光源の主光源から発してビーム
となり、該ビームが再生された第１の副光源、第２の副
光源からのビームと干渉して所定の超解像スポットを形
成する以外、光量の大きな損失は生じない事情により了
解されよう。
【００９３】図１８は、前記の超解像用フィルターを、
ポリゴンミラー７００を用いるレーザビームプリンター
光学系における平凸コリメートレンズ７０２に一体化し
て設けた実施例の概略構成を示す。尚、同図において、
７０４は半導体レーザよりなるコヒーレント光源、７０
６は集光レンズ、７０８は超解像スポットである。
ポリゴンミラー７００を用いるレーザビームプリンター
光学系における平凸コリメートレンズ７０２に一体化し
て設けた実施例の概略構成を示す。尚、同図において、
７０４は半導体レーザよりなるコヒーレント光源、７０
６は集光レンズ、７０８は超解像スポットである。
【００９４】同図に示すように、本構成においては、超
解像用フィルターとしてのガラス若しくは樹脂よりなる
レプリカ５１０を平凸コリメートレンズ７０２の平面側
に接着している。或いはこれに代えて、平凸コリメート
レンズ７０２の平面側にガラス若しくはプラスチック材
料で超解像用フィルターを一体に成形して実現すること
も可能である。
解像用フィルターとしてのガラス若しくは樹脂よりなる
レプリカ５１０を平凸コリメートレンズ７０２の平面側
に接着している。或いはこれに代えて、平凸コリメート
レンズ７０２の平面側にガラス若しくはプラスチック材
料で超解像用フィルターを一体に成形して実現すること
も可能である。
【００９５】前記の構成は、本発明の第１及び第２実施
例に係る光ピックアップヘッド装置における超解像用光
源装置に代えて、所定の超解像用ホログラフィックフィ
ルターを図１におけるコリメートレンズ１０６或いは図
４におけるコリメートレンズ２０６に適用することがで
きる。また、前記の構成を従来の各種走査光学系に都合
よく応用できることはもちろんである。
例に係る光ピックアップヘッド装置における超解像用光
源装置に代えて、所定の超解像用ホログラフィックフィ
ルターを図１におけるコリメートレンズ１０６或いは図
４におけるコリメートレンズ２０６に適用することがで
きる。また、前記の構成を従来の各種走査光学系に都合
よく応用できることはもちろんである。
【００９６】さらに、前記超解像ホログラフィックフィ
ルターを２枚重ねて用いることにより一層シャープな微
小スポットを形成することが可能なことは当業者にとっ
てはは明らかである。この場合、第１の超解像用ホログ
ラフィックフィルターから回折されるビームに対して、
最適の超解像スポットが第２の超解像用ホログラフィッ
クフィルターを通して得られるように該第２の超解像用
ホログラフィックフィルターを設計する必要があるが、
これはこれまで説明した本発明の原理の応用例の１つに
過ぎない。
ルターを２枚重ねて用いることにより一層シャープな微
小スポットを形成することが可能なことは当業者にとっ
てはは明らかである。この場合、第１の超解像用ホログ
ラフィックフィルターから回折されるビームに対して、
最適の超解像スポットが第２の超解像用ホログラフィッ
クフィルターを通して得られるように該第２の超解像用
ホログラフィックフィルターを設計する必要があるが、
これはこれまで説明した本発明の原理の応用例の１つに
過ぎない。
【００９７】超解像ホログラフィックフィルターは、通
常のホログラム素子に比べて極めて周期の長いわずか数
本の干渉縞を利用するものであり、これをコンピュータ
ーで精密に計算して、位相ホログラムの位相プロフィー
ルを求めること及びその結果を切削或いは研磨加工でガ
ラス或いは金型上に複製することも可能である。このよ
うにしてコリメートレンズ面に超解像用フィルターを一
体化して作成可能なことはもちろんである。
常のホログラム素子に比べて極めて周期の長いわずか数
本の干渉縞を利用するものであり、これをコンピュータ
ーで精密に計算して、位相ホログラムの位相プロフィー
ルを求めること及びその結果を切削或いは研磨加工でガ
ラス或いは金型上に複製することも可能である。このよ
うにしてコリメートレンズ面に超解像用フィルターを一
体化して作成可能なことはもちろんである。
【００９８】
【発明の効果】請求項１の発明に係る超解像光学装置に
よると、第１の光源のメインローブの側部に第１の光源
と逆位相の第２の光源メインローブが重畳するため、第
１の光源のメインローブの側部の振幅が第２の光源のメ
インローブの振幅によって打ち消され、第１の光源のメ
インローブの幅が縮小するので、スリット状或いは輪帯
状の開口を設けることなく回折限界を超える超解像を得
ることができる。このため、請求項１の発明によると、
シンプルな光学系によってメインローブの光量の著しい
減少を招くことなく超解像を実現することが可能にな
る。
よると、第１の光源のメインローブの側部に第１の光源
と逆位相の第２の光源メインローブが重畳するため、第
１の光源のメインローブの側部の振幅が第２の光源のメ
インローブの振幅によって打ち消され、第１の光源のメ
インローブの幅が縮小するので、スリット状或いは輪帯
状の開口を設けることなく回折限界を超える超解像を得
ることができる。このため、請求項１の発明によると、
シンプルな光学系によってメインローブの光量の著しい
減少を招くことなく超解像を実現することが可能にな
る。
【００９９】請求項２の発明に係る超解像光学装置によ
ると、第１の光源の位相成分と第２の光源の逆位相成分
とが干渉して形成される波面のうち、打ち消し合わずに
残る逆位相成分が第３の光源の正位相成分により打ち消
されるので、第１の光源の光源像と第２の光源の光源像
とが干渉して形成される強度分布のサブローブの振幅は
縮小する。
ると、第１の光源の位相成分と第２の光源の逆位相成分
とが干渉して形成される波面のうち、打ち消し合わずに
残る逆位相成分が第３の光源の正位相成分により打ち消
されるので、第１の光源の光源像と第２の光源の光源像
とが干渉して形成される強度分布のサブローブの振幅は
縮小する。
【０１００】請求項３の発明に係る走査光学装置の超解
像用光源装置によると、第１の光源のメインローブの側
部の振幅が第２の光源のメインローブの振幅によって打
ち消され、第１の光源の光源像のメインローブの幅は縮
小するため、スリット状或いは輪帯状のサイドローブ抑
圧用の開口を設けることなく回折限界を超える超解像を
得ることができるので、メインローブの光量の減少を招
くことなく超解像を実現することが可能になる。
像用光源装置によると、第１の光源のメインローブの側
部の振幅が第２の光源のメインローブの振幅によって打
ち消され、第１の光源の光源像のメインローブの幅は縮
小するため、スリット状或いは輪帯状のサイドローブ抑
圧用の開口を設けることなく回折限界を超える超解像を
得ることができるので、メインローブの光量の減少を招
くことなく超解像を実現することが可能になる。
【０１０１】請求項４の発明に係る走査光学装置の超解
像用光源装置によると、第２の光源の出力が第１の光源
の出力よりも小さいため、第１の光源の位相成分と第２
の光源の逆位相成分とが干渉して形成される逆位相成分
の振幅が抑圧されるので、第１の光源と第２の光源との
干渉により形成される残余の強度分布のサブローブの振
幅は縮小する。
像用光源装置によると、第２の光源の出力が第１の光源
の出力よりも小さいため、第１の光源の位相成分と第２
の光源の逆位相成分とが干渉して形成される逆位相成分
の振幅が抑圧されるので、第１の光源と第２の光源との
干渉により形成される残余の強度分布のサブローブの振
幅は縮小する。
【０１０２】請求項５の発明に係る走査光学装置の超解
像用光源装置によると、第１の光源の位相成分と第２の
光源の逆位相成分とが干渉して形成される波面のうち、
残余の逆位相成分が第３の光源の正位相成分により打ち
消されるので、第１の光源の光源像と第２の光源の光源
像とが干渉して形成される残余の強度分布のサブローブ
の振幅は縮小する。
像用光源装置によると、第１の光源の位相成分と第２の
光源の逆位相成分とが干渉して形成される波面のうち、
残余の逆位相成分が第３の光源の正位相成分により打ち
消されるので、第１の光源の光源像と第２の光源の光源
像とが干渉して形成される残余の強度分布のサブローブ
の振幅は縮小する。
【０１０３】請求項６の発明に係る走査光学装置の超解
像用光源装置によると、第２の光源の出力が第１の光源
の出力よりも小さく、第３の光源の出力が第２の光源の
出力よりも小さいため、第１の光源の光源像と第２の光
源の光源像との干渉により形成される強度分布のサブロ
ーブの振幅はいっそう縮小する。
像用光源装置によると、第２の光源の出力が第１の光源
の出力よりも小さく、第３の光源の出力が第２の光源の
出力よりも小さいため、第１の光源の光源像と第２の光
源の光源像との干渉により形成される強度分布のサブロ
ーブの振幅はいっそう縮小する。
【０１０４】請求項７の発明に係る走査光学装置の超解
像用光源装置によると、第１の位相領域を通過した光の
メインローブの側部の振幅が第２の位相領域を通過した
光のメインローブの振幅によって打ち消され、第１の位
相領域を通過した光の結像のメインローブの幅は縮小す
るため、スリット状或いは輪帯状の開口を設けることな
く回折限界を超える超解像を得ることができるので、メ
インローブの光量の著しい減少を招くことなく超解像を
実現することが可能になる。。
像用光源装置によると、第１の位相領域を通過した光の
メインローブの側部の振幅が第２の位相領域を通過した
光のメインローブの振幅によって打ち消され、第１の位
相領域を通過した光の結像のメインローブの幅は縮小す
るため、スリット状或いは輪帯状の開口を設けることな
く回折限界を超える超解像を得ることができるので、メ
インローブの光量の著しい減少を招くことなく超解像を
実現することが可能になる。。
【０１０５】請求項８の発明に係る走査光学装置の超解
像用光源装置によると、第２の位相領域を通過した光の
出力が第１の位相領域を通過した光の出力よりも小さい
ため、第１の位相領域を通過した光の位相成分と第２の
位相領域を通過した光の逆位相成分とが干渉して形成さ
れる波面のうち、残余の逆位相成分の振幅が抑圧される
ので、第１及び第２の位相領域を通過した光の干渉によ
り形成される残余の強度分布のサブローブの振幅が縮小
する。
像用光源装置によると、第２の位相領域を通過した光の
出力が第１の位相領域を通過した光の出力よりも小さい
ため、第１の位相領域を通過した光の位相成分と第２の
位相領域を通過した光の逆位相成分とが干渉して形成さ
れる波面のうち、残余の逆位相成分の振幅が抑圧される
ので、第１及び第２の位相領域を通過した光の干渉によ
り形成される残余の強度分布のサブローブの振幅が縮小
する。
【０１０６】請求項１１の発明に係る走査光学装置の超
解像用光源装置によると、第１の位相領域を通過した光
の位相成分と第２の位相領域を通過した光の逆位相成分
とが干渉して形成される残余の逆位相成分が、第３の位
相領域を通過した光の正位相成分により打ち消されるの
で、第１及び第２の位相領域を通過した光の干渉により
形成される強度分布のサブローブの振幅は縮小する。
解像用光源装置によると、第１の位相領域を通過した光
の位相成分と第２の位相領域を通過した光の逆位相成分
とが干渉して形成される残余の逆位相成分が、第３の位
相領域を通過した光の正位相成分により打ち消されるの
で、第１及び第２の位相領域を通過した光の干渉により
形成される強度分布のサブローブの振幅は縮小する。
【０１０７】請求項１２の発明に係る走査光学装置の超
解像光源装置によると、第２の位相領域を通過した光の
出力が第１の位相領域を通過した光の出力よりも小さ
く、第３の位相領域を通過した光の出力が第２の位相領
域を通過した光の出力よりも小さいため、第１の位相領
域と第２の位相領域とを通過した光の干渉により形成さ
れる強度分布のサブローブの振幅はいっそう縮小する。
解像光源装置によると、第２の位相領域を通過した光の
出力が第１の位相領域を通過した光の出力よりも小さ
く、第３の位相領域を通過した光の出力が第２の位相領
域を通過した光の出力よりも小さいため、第１の位相領
域と第２の位相領域とを通過した光の干渉により形成さ
れる強度分布のサブローブの振幅はいっそう縮小する。
【０１０８】請求項１５の発明に係る走査光学装置の超
解像用フィルターによると、コヒーレントビームを照射
して得られる回折光を集光すると第１の光源により形成
されるメインローブの側部に第２の光源により形成され
るメインローブが重畳するようなホログラムがホログラ
ム素子の表面に記録されているため、単一の点光源を用
いて請求項３の超解像用光源装置と等価な超解像を実現
することができる。
解像用フィルターによると、コヒーレントビームを照射
して得られる回折光を集光すると第１の光源により形成
されるメインローブの側部に第２の光源により形成され
るメインローブが重畳するようなホログラムがホログラ
ム素子の表面に記録されているため、単一の点光源を用
いて請求項３の超解像用光源装置と等価な超解像を実現
することができる。
【０１０９】請求項１６の発明に係る走査光学装置の超
解像用フィルターによると、コヒーレントビームを照射
して得られる回折光を集光すると第１の光源により形成
されるメインローブの側部に第２の光源により形成され
るメインローブが重畳し且つ該第２の光源により形成さ
れるメインローブの側部に第３の光源により形成される
メインローブが重畳するようなホログラムがホログラム
素子の表面に記録されているため、単一の点光源を用い
て請求項５の超解像用光源装置と等価な超解像を実現す
ることができる。
解像用フィルターによると、コヒーレントビームを照射
して得られる回折光を集光すると第１の光源により形成
されるメインローブの側部に第２の光源により形成され
るメインローブが重畳し且つ該第２の光源により形成さ
れるメインローブの側部に第３の光源により形成される
メインローブが重畳するようなホログラムがホログラム
素子の表面に記録されているため、単一の点光源を用い
て請求項５の超解像用光源装置と等価な超解像を実現す
ることができる。
【０１１０】請求項１７の発明に係る走査光学装置の超
解像用フィルターによると、コヒーレントビームを照射
して得られる回折光を集光すると第１の光源により形成
されるメインローブの側部に記第２の光源により形成さ
れるメインローブが重畳するようなコンピュータ合成ホ
ログラムホログラムがホログラム素子の表面に記録され
ているため、単一の点光源を用いて請求項３の超解像用
光源装置と等価な超解像を実現することができる。
解像用フィルターによると、コヒーレントビームを照射
して得られる回折光を集光すると第１の光源により形成
されるメインローブの側部に記第２の光源により形成さ
れるメインローブが重畳するようなコンピュータ合成ホ
ログラムホログラムがホログラム素子の表面に記録され
ているため、単一の点光源を用いて請求項３の超解像用
光源装置と等価な超解像を実現することができる。
【０１１１】請求項１８の発明に係る走査光学装置の超
解像用フィルターによると、コヒーレントビームを照射
して得られる回折光を集光すると第１の光源により形成
されるメインローブの側部に第２の光源により形成され
るメインローブが重畳し且つ該第２の光源により形成さ
れるメインローブの側部に第３の光源により形成される
メインローブが重畳するようなコンピュータ合成ホログ
ラムがホログラム素子の表面に記録されているため、単
一の点光源を用いて請求項５の超解像用光源装置と等価
な超解像を実現することができる。
解像用フィルターによると、コヒーレントビームを照射
して得られる回折光を集光すると第１の光源により形成
されるメインローブの側部に第２の光源により形成され
るメインローブが重畳し且つ該第２の光源により形成さ
れるメインローブの側部に第３の光源により形成される
メインローブが重畳するようなコンピュータ合成ホログ
ラムがホログラム素子の表面に記録されているため、単
一の点光源を用いて請求項５の超解像用光源装置と等価
な超解像を実現することができる。
【０１１２】請求項１９又は請求項２０の発明に係る走
査光学装置の超解像用フィルターによると、集光手段の
コリメートレンズ又は対物レンズに請求項１５〜１８の
いずれか１項記載の光学装置の超解像用フィルターが一
体的に設けられているため、光源像のメインローブの光
量を著しくは低減させない超解像走査光学装置を単一の
点光源を用いて簡易に実現することができる。
査光学装置の超解像用フィルターによると、集光手段の
コリメートレンズ又は対物レンズに請求項１５〜１８の
いずれか１項記載の光学装置の超解像用フィルターが一
体的に設けられているため、光源像のメインローブの光
量を著しくは低減させない超解像走査光学装置を単一の
点光源を用いて簡易に実現することができる。
【０１１３】請求項２１又は２２の発明に係る走査光学
装置の超解像用フィルターによると、集光手段のコリメ
ートレンズ又は集光レンズに請求項１５〜１８のいずれ
か１項記載の光学装置の超解像用フィルターが一体的に
設けられているため、光源像のメインローブの光量を著
しくは低減させない超解像走査光学装置を単一の点光源
を用いて簡易に実現することができる。
装置の超解像用フィルターによると、集光手段のコリメ
ートレンズ又は集光レンズに請求項１５〜１８のいずれ
か１項記載の光学装置の超解像用フィルターが一体的に
設けられているため、光源像のメインローブの光量を著
しくは低減させない超解像走査光学装置を単一の点光源
を用いて簡易に実現することができる。
【図１】本発明の第１実施例に係る超解像走査光学装置
における光ピックアップヘッド光学系の概略構成図であ
る。
における光ピックアップヘッド光学系の概略構成図であ
る。
【図２】前記第１実施例に係る超解像走査光学装置にお
ける光ピックアップヘッド光学系に用いられる位相板を
示し、（ａ）はその正面図、（ｂ）は（ａ）におけるII
−II線断面図である。
ける光ピックアップヘッド光学系に用いられる位相板を
示し、（ａ）はその正面図、（ｂ）は（ａ）におけるII
−II線断面図である。
【図３】前記第１実施例に係る超解像走査光学装置にお
ける光ピックアップヘッド光学系に用いられる位相板の
近傍のビームウエイストを示す説明図である。
ける光ピックアップヘッド光学系に用いられる位相板の
近傍のビームウエイストを示す説明図である。
【図４】本発明の第２実施例に係る超解像走査光学装置
における光ピックアップヘッド光学系の概略構成図であ
る。
における光ピックアップヘッド光学系の概略構成図であ
る。
【図５】前記第２実施例に係る超解像走査光学装置にお
ける光ピックアップヘッド光学系に用いられる基台の部
分斜視図である。
ける光ピックアップヘッド光学系に用いられる基台の部
分斜視図である。
【図６】前記第２実施例に係る超解像走査光学装置にお
ける光ピックアップヘッド光学系に用いられる反射型位
相板の断面図である。
ける光ピックアップヘッド光学系に用いられる反射型位
相板の断面図である。
【図７】前記第１及び第２実施例に係る超解像走査光学
装置における光ピックアップヘッド光学系の作用を説明
する説明図である。
装置における光ピックアップヘッド光学系の作用を説明
する説明図である。
【図８】前記第１及び第２実施例に係る超解像走査光学
装置における光ピックアップヘッド光学系の作用を詳細
に説明する説明図である。
装置における光ピックアップヘッド光学系の作用を詳細
に説明する説明図である。
【図９】前記第１及び第２実施例に係る超解像走査光学
装置における光ピックアップヘッド光学系に適用される
光源列の配置図である。
装置における光ピックアップヘッド光学系に適用される
光源列の配置図である。
【図１０】前記第１及び第２実施例に係る超解像走査光
学装置における超解像用光源装置の第１実施例を示す斜
視図である。
学装置における超解像用光源装置の第１実施例を示す斜
視図である。
【図１１】図１０におけるXI−XI線断面図である。
【図１２】前記第１及び第２実施例に係る超解像走査光
学装置における超解像用光源装置の第２実施例を示す斜
視図である。
学装置における超解像用光源装置の第２実施例を示す斜
視図である。
【図１３】前記第１及び第２実施例に係る超解像走査光
学装置における超解像用光源装置の第２実施例の変形例
を示す断面図である。
学装置における超解像用光源装置の第２実施例の変形例
を示す断面図である。
【図１４】前記第１及び第２実施例に係る超解像走査光
学装置における超解像用ホログラフィックフィルターの
作用原理を説明する説明図である。
学装置における超解像用ホログラフィックフィルターの
作用原理を説明する説明図である。
【図１５】前記第１及び第２実施例に係る超解像走査光
学装置における超解像用ホログラフィックフィルターの
作成方法を説明する説明図である。
学装置における超解像用ホログラフィックフィルターの
作成方法を説明する説明図である。
【図１６】前記第１及び第２実施例に係る超解像走査光
学装置における超解像用ホログラフィックフィルターを
構成する位相板に形成される輪帯状位相構造を示し、
（ａ）はその正面図、（ｂ）は（ａ）におけるＸVI−Ｘ
VI線断面図である。
学装置における超解像用ホログラフィックフィルターを
構成する位相板に形成される輪帯状位相構造を示し、
（ａ）はその正面図、（ｂ）は（ａ）におけるＸVI−Ｘ
VI線断面図である。
【図１７】前記第１及び第２実施例に係る超解像走査光
学装置における超解像用ホログラフィックフィルターを
構成する位相板に形成される輪帯状位相構造の変形例を
示し、（ａ）はその正面図、（ｂ）は（ａ）におけるＸ
VII −ＸVII 線断面図である。
学装置における超解像用ホログラフィックフィルターを
構成する位相板に形成される輪帯状位相構造の変形例を
示し、（ａ）はその正面図、（ｂ）は（ａ）におけるＸ
VII −ＸVII 線断面図である。
【図１８】前記超解像用ホログラフィックフィルターが
適用されるレーザビームプリンタ装置の概略構成図であ
る。
適用されるレーザビームプリンタ装置の概略構成図であ
る。
【図１９】従来の超解像走査光学装置における光ピック
アップヘッド光学系の概略構成図である。
アップヘッド光学系の概略構成図である。
【図２０】前記従来の超解像走査光学装置における光ピ
ックアップヘッド光学系の超解像の原理を説明する説明
図である。
ックアップヘッド光学系の超解像の原理を説明する説明
図である。
１００ コヒーレント光源 １０２ 集光レンズ １０４ 位相板 １０４ａ 中心輪帯（第１の位相領域） １０４ｂ 中間輪帯（第２の位相領域） １０４ｃ 外側輪帯（第３の位相領域） １０６ コリメートレンズ １０８ 偏光ビームスプリッタ １１０ １／４波長板 １１２ 対物レンズ １１４ 光ディスク １１６ サーボ信号検出用ホログラム素子 １１８ フォトディテクター １２２ 超解像用光源装置 １２４ 光ピックアップヘッド装置 ２００ コヒーレント光源 ２０２ 集光レンズ ２０４ 反射型位相板 ２０４ａ 中心輪帯（第１の位相領域） ２０４ｂ 中間輪帯（第２の位相領域） ２０４ｃ 外側輪帯（第３の位相領域） ２０６ コリメートレンズ ２０８ サーボ信号検出用ホログラム素子 ２１０ 対物レンズ ２１２ 光ディスク ２１４ フォトディテクター ２２０ 超解像光源及び信号検出装置 ２２２ 光ピックアップヘッド装置 ３０１ 第１の光源 ３０１，３０１Ａ，３０１Ｂ 第２の光源 ３０２，３０２Ａ，３０２Ｂ 第３の光源 ４００ レーザ光源（コヒーレント光源） ４０２ 位相板 ４０２ａ 第１の位相領域 ４０２ｂ 第２の位相領域 ４０２ｃ 第３の位相領域 ５００ 半導体レーザ ５０２ａ 第１の位相領域 ５０２ｂ 第２の位相領域 ５０２ｃ 第３の位相領域 ５１０ 位相板 ５１２ａ 第１の位相領域 ５１２ｂ 第２の位相領域 ５１２ｃ 第３の位相領域 ５１４ 半導体レーザ ６００ 半導体レーザ ６０２ 集光レンズ ６０４ ピンホール ６０６ 位相板 ６０６ａ 中心領域 ６０６ｂ 第１の位相領域 ６０６ｃ 第２の位相領域 ６０６ｄ 第３の位相領域 ６０６ｅ 第４の位相領域 ６０８ 感光媒体 ６１０ 位相板 ６１０ａ 内側凹状溝（第１の位相領域） ６１０ｂ 外側凹状溝（第３の位相領域） ６１０ｃ 中心領域 ６１０ｄ 輪状領域（第２の位相領域） ７００ ポリゴンミラー ７０２ 平凸コリメートレンズ ７０４ コヒーレント光源 ７０６ 集光レンズ ７０８ 超解像スポット ７１０ レプリカ
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成５年９月３０日
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１７
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１７】
Claims (22)
- 【請求項１】 コヒーレント光源を結像光学系を介して
共役面に微小スポットとして結像させる結像手段と、前
記共役面に結像した微小スポットを走査する走査手段と
を備えた超解像走査光学装置であって、前記コヒーレン
ト光源は第１の光源と該第１の光源と逆位相である第２
の光源とを少なくとも有しており、前記第１の光源と前
記第２の光源とは前記第１の光源の前記共役面における
光源像のメインローブの側部に前記第２の光源の前記共
役面における光源像のメインローブが重畳する関係にあ
ることを特徴とする超解像走査光学装置。 - 【請求項２】 前記コヒーレント光源は前記第１の光源
と同位相である第３の光源をさらに備えており、前記第
２の光源と前記第３の光源とは前記第２の光源の前記共
役面における光源像のメインローブの側部に前記第３の
光源の前記共役面における光源像のメインローブが重畳
する関係を有していることを特徴とする請求項１記載の
超解像走査光学装置。 - 【請求項３】 互いにコヒーレントな第１の光源と該第
１の光源と逆位相の第２の光源とを少なくとも備えてお
り、前記第１の光源が結像光学系の光軸上又は該光軸に
近接して設けられていると共に前記第２の光源は前記第
１の光源の近傍に設けられていることを特徴とする光学
装置の超解像用光源装置。 - 【請求項４】 前記第２の光源の出力が前記第１の光源
の出力よりも小さくなるように設定されていることを特
徴とする請求項３記載の光学装置の超解像用光源装置。 - 【請求項５】 前記第２の光源と互いにコヒーレントで
且つ該第２の光源と逆位相の第３の光源を、前記第２の
光源の近傍であって該第２の光源に対する前記第１の光
源の反対側に備えていることを特徴とする請求項３記載
の光学装置の超解像用光源装置。 - 【請求項６】 前記第２の光源の出力が前記第１の光源
の出力よりも小さく設定され、前記第３の光源の出力が
前記第２の光源の出力よりも小さく設定されていること
を特徴とする請求項５記載の光学装置の超解像用光源装
置。 - 【請求項７】 コヒーレントビームを出射するコヒーレ
ント光源と、該コヒーレント光源におけるコヒーレント
ビームを出射するビーム出射部の近傍に該ビーム出射部
に対向して設けられ、前記ビーム出射部から出射される
コヒーレントビームの中心領域である第１の領域に所定
の位相を与える第１の位相領域と前記ビーム出射部から
出射されるコヒーレントビームにおける前記第１の領域
よりも外側の第２の領域に前記所定の位相と逆の位相を
与える第２の位相領域とを有する位相板とを備えている
ことを特徴とする光学装置の超解像用光源装置。 - 【請求項８】 前記位相板は、前記ビーム出射部から出
射されるコヒーレントビームの前記第２の領域の出力を
該コヒーレントビームの前記第１の領域の出力よりも小
さくさせることを特徴とする請求項７記載の光学装置の
超解像用光源装置。 - 【請求項９】 前記第１の位相領域は円形に形成され、
前記第２の位相領域は輪帯状に形成されていることを特
徴とする請求項７又は８記載の光学装置の超解像用光源
装置。 - 【請求項１０】 前記第１の位相領域は方形状に形成さ
れ、前記第２の位相領域は方形枠状に形成されているこ
とを特徴とする請求項７又は８記載の光学装置の超解像
用光源装置。 - 【請求項１１】 前記位相板は、前記ビーム出射部から
出射されるコヒーレントビームにおける前記第２の領域
よりも外側の第３の領域に前記第２の位相領域と逆の位
相を与える第３の位相領域を有していることを特徴とす
る請求項７記載の光学装置の超解像用光源装置。 - 【請求項１２】 前記位相板は、前記ビーム出射部から
出射されるコヒーレントビームの前記第３の領域の出力
を該コヒーレントビームの前記第２の領域の出力よりも
小さくさせることを特徴とする請求項１１記載の光学装
置の超解像用光源装置。 - 【請求項１３】 前記第３の位相領域は輪帯状に形成さ
れていることを特徴とする請求項１１又は１２記載の光
学装置の超解像用光源装置。 - 【請求項１４】 前記第３の位相領域は方形枠状に形成
されていることを特徴とする請求項１１又は１２記載の
光学装置の超解像用光源装置。 - 【請求項１５】 互いに逆位相の波面で出射される第１
の光源及び第２の光源を含む位相列光源の波面のホログ
ラムであって、コヒーレントビームを照射して得られる
回折光を集光すると前記第１の光源により形成されるメ
インローブの側部に前記第２の光源により形成されるメ
インローブが重畳するようなホログラムがホログラム素
子の表面に記録されていることを特徴とする光学装置の
超解像用フィルター。 - 【請求項１６】 互いに逆位相の波面で出射される第１
の光源及び第２の光源と、該第２の光源と逆位相の第３
の光源とを含む位相列光源の波面のホログラムであっ
て、コヒーレントビームを照射して得られる回折光を集
光すると前記第１の光源により形成されるメインローブ
の側部に前記第２の光源により形成されるメインローブ
が重畳し且つ該第２の光源により形成されるメインロー
ブの側部に前記第３の光源により形成されるメインロー
ブが重畳するようなホログラムがホログラム素子の表面
に記録されていることを特徴とする光学装置の超解像用
フィルター。 - 【請求項１７】 互いに逆位相の波面で出射される第１
の光源及び第２の光源を含む位相列光源の波面がインラ
イン型のフーリエ変換ホログラムとして計算されたコン
ピュータ合成ホログラムであって、コヒーレントビーム
を照射して得られる回折光を集光すると前記第１の光源
により形成されるメインローブの側部に前記第２の光源
により形成されるメインローブが重畳するようなコンピ
ュータ合成ホログラムがホログラム素子の表面に記録さ
れていることを特徴とする光学装置の超解像用フィルタ
ー。 - 【請求項１８】 互いに逆位相の波面で出射される第１
の光源及び第２の光源と、該第２の光源と逆位相の第３
の光源とを含む位相列光源の波面がインライン型のフー
リエ変換ホログラムとして計算されたコンピュータ合成
ホログラムであって、コヒーレントビームを照射して得
られる回折光を集光すると前記第１の光源により形成さ
れるメインローブの側部に前記第２の光源により形成さ
れるメインローブが重畳し且つ該第２の光源により形成
されるメインローブの側部に前記第３の光源により形成
されるメインローブが重畳するようなコンピュータ合成
ホログラムがホログラム素子の表面に記録されているこ
とを特徴とする光学装置の超解像用フィルター。 - 【請求項１９】 コヒーレント光源と、コリメートレン
ズを有し前記コヒーレント光源から出射されたコヒーレ
ントビームを光ディスク記録面に集光する集光手段と、
該集光手段の前記光ディスク記録面に対する相対位置を
制御する制御手段とを備えた超解像走査光学装置であっ
て、前記コリメートレンズに請求項１５〜１８のいずれ
か１項記載の光学装置の超解像用フィルターが一体的に
設けられていることを特徴とする超解像走査光学装置。 - 【請求項２０】 コヒーレント光源と、対物レンズを有
し前記コヒーレント光源から出射されたコヒーレントビ
ームを光ディスク記録面に集光する集光手段と、該集光
手段の前記光ディスク記録面に対する相対位置を制御す
る制御手段とを備えた超解像走査光学装置であって、前
記対物レンズに請求項１５〜１８のいずれか１項記載の
光学装置の超解像用フィルターが一体的に設けられてい
ることを特徴とする超解像走査光学装置。 - 【請求項２１】 コヒーレント光源と、コリメートレン
ズ、ポリゴンミラー及び集光レンズを有し前記コヒーレ
ント光源から出射されたコヒーレントビームを集光する
集光手段とを備えた超解像走査光学装置であって、前記
コリメートレンズに請求項１５〜１８のいずれか１項記
載の光学装置の超解像用フィルターが一体的に設けられ
ていることを特徴とする超解像走査光学装置。 - 【請求項２２】 コヒーレント光源と、コリメートレン
ズ、ポリゴンミラー及び集光レンズを有し前記コヒーレ
ント光源から出射されたコヒーレントビームを集光する
集光手段とを備えた超解像走査光学装置であって、前記
集光レンズに請求項１５〜１８のいずれか１項記載の光
学装置の超解像用フィルターが一体的に設けられている
ことを特徴とする超解像走査光学装置。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4063761A JPH0695038A (ja) | 1992-03-19 | 1992-03-19 | 超解像走査光学装置、光学装置の超解像用光源装置及び光学装置の超解像用フィルター |
| US08/034,750 US5496995A (en) | 1992-03-19 | 1993-03-18 | Superresolution scanning optical device |
| KR1019930004270A KR930020375A (ko) | 1992-03-19 | 1993-03-19 | 초해상주사 광학장치, 광학장치의 초해상용 광원장치 및 광학장치의 초해상용 필터 |
| DE69315871T DE69315871T2 (de) | 1992-03-19 | 1993-03-19 | Optisches Abtastsystem mit Hyperauflösung |
| DE0562488T DE562488T1 (de) | 1992-03-19 | 1993-03-19 | Optisches Abtastsystem mit Hyperauflösung. |
| EP93104561A EP0562488B1 (en) | 1992-03-19 | 1993-03-19 | Superresolution scanning optical device |
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4063761A JPH0695038A (ja) | 1992-03-19 | 1992-03-19 | 超解像走査光学装置、光学装置の超解像用光源装置及び光学装置の超解像用フィルター |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0695038A true JPH0695038A (ja) | 1994-04-08 |
Family
ID=13238698
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4063761A Withdrawn JPH0695038A (ja) | 1992-03-19 | 1992-03-19 | 超解像走査光学装置、光学装置の超解像用光源装置及び光学装置の超解像用フィルター |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5496995A (ja) |
| EP (1) | EP0562488B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0695038A (ja) |
| KR (1) | KR930020375A (ja) |
| DE (2) | DE69315871T2 (ja) |
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