JPH11296888A - 光超解像情報記録再生装置 - Google Patents
光超解像情報記録再生装置Info
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- JPH11296888A JPH11296888A JP10102381A JP10238198A JPH11296888A JP H11296888 A JPH11296888 A JP H11296888A JP 10102381 A JP10102381 A JP 10102381A JP 10238198 A JP10238198 A JP 10238198A JP H11296888 A JPH11296888 A JP H11296888A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】トラッキング誤差信号検出にプッシュプル方式
を用いた光情報記録再生装置において、高密度に光情報
を記録再生し、さらに、ディスク傾きによって生じるト
ラックオフセット量を低減することを課題とする。 【解決手段】トラッキング誤差信号検出にプッシュプル
方式を用いた光情報記録再生装置において、平行光束の
一部の光強度を減衰させる、あるいは一部に位相差を付
ける光学手段を、コリメートレンズと、トラッキング誤
差信号ディテクタへ光を分離するビームスプリッタとの
間の光路中に設ける。
を用いた光情報記録再生装置において、高密度に光情報
を記録再生し、さらに、ディスク傾きによって生じるト
ラックオフセット量を低減することを課題とする。 【解決手段】トラッキング誤差信号検出にプッシュプル
方式を用いた光情報記録再生装置において、平行光束の
一部の光強度を減衰させる、あるいは一部に位相差を付
ける光学手段を、コリメートレンズと、トラッキング誤
差信号ディテクタへ光を分離するビームスプリッタとの
間の光路中に設ける。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は光情報媒体に対して
情報の記録再生を行う光情報記録再生装置に係わり、特
に高密度記録再生に好適な超解像効果を利用した光情報
記録再生装置に関する。
情報の記録再生を行う光情報記録再生装置に係わり、特
に高密度記録再生に好適な超解像効果を利用した光情報
記録再生装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より一般的に用いられている光情報
記録再生装置の光学系は、図2に示すような、レーザ等
の光源から出射された光を集光レンズによって回折限界
まで絞り込み、相変化光ディスク或いは光磁気ディスク
等の光情報媒体が、追記型または書換型の場合には記録
膜に、再生専用型の場合には反射膜に合焦するものであ
った。集光レンズの回折限界値は、集光レンズの開口数
をNA、光の波長をλとしたとき、一般にλ/NAで表され
る。この回折限界値により、上記一般的な光情報記録再
生装置は記録再生密度が制限されていた。
記録再生装置の光学系は、図2に示すような、レーザ等
の光源から出射された光を集光レンズによって回折限界
まで絞り込み、相変化光ディスク或いは光磁気ディスク
等の光情報媒体が、追記型または書換型の場合には記録
膜に、再生専用型の場合には反射膜に合焦するものであ
った。集光レンズの回折限界値は、集光レンズの開口数
をNA、光の波長をλとしたとき、一般にλ/NAで表され
る。この回折限界値により、上記一般的な光情報記録再
生装置は記録再生密度が制限されていた。
【0003】これに対して、光情報媒体に照射される光
ビームスポットの直径を、集光レンズの回折限界値より
も小径化できる超解像効果を利用することにより情報の
記録密度の向上を図った図3に示すような構成の高密度
記録対応型光ヘッドが特開平6-180851号公報に開示され
ている。
ビームスポットの直径を、集光レンズの回折限界値より
も小径化できる超解像効果を利用することにより情報の
記録密度の向上を図った図3に示すような構成の高密度
記録対応型光ヘッドが特開平6-180851号公報に開示され
ている。
【0004】図3において、参照符号21は半導体レーザ
を示し、この半導体レーザ21から出射された光はコリメ
ートレンズ22により平行光となり、平行光の中心部に配
置された遮光体あるいは位相付加体で構成する光学素子
23、第1のビームスプリッタ24を経て、対物レンズ25に
よって、光ディスク27の情報記録面28上に合焦される。
情報記録面28の焦点面28aで反射された光の一部は、第
1のビームスプリッタ24で反射され、さらに第2のビー
ムスプリッタ29で分離され、サーボ信号検出系210とデ
ータ信号検出系211に入射する。
を示し、この半導体レーザ21から出射された光はコリメ
ートレンズ22により平行光となり、平行光の中心部に配
置された遮光体あるいは位相付加体で構成する光学素子
23、第1のビームスプリッタ24を経て、対物レンズ25に
よって、光ディスク27の情報記録面28上に合焦される。
情報記録面28の焦点面28aで反射された光の一部は、第
1のビームスプリッタ24で反射され、さらに第2のビー
ムスプリッタ29で分離され、サーボ信号検出系210とデ
ータ信号検出系211に入射する。
【0005】このデータ信号検出系211は、第2のビー
ムスプリッタ29からの入射光の偏光角を調整する半波長
板212と、検出レンズ213と、前記入射光をS偏光成分と
P偏光成分に分離する検光子214と、S偏光成分を検出
する第1の光検出器216とP偏光成分を検出する第2の
光検出器215とから構成される。また、サーボ信号検出
系210は光ヘッドのトラッキングや合焦の制御を行うた
めの信号を検出する光学系であり、図示はしないが周知
の光学系、例えば、フォーカス信号の検出には非点収差
法、トラッキング信号の検出にはプッシュプル法を用い
た光学系を用いることができる。
ムスプリッタ29からの入射光の偏光角を調整する半波長
板212と、検出レンズ213と、前記入射光をS偏光成分と
P偏光成分に分離する検光子214と、S偏光成分を検出
する第1の光検出器216とP偏光成分を検出する第2の
光検出器215とから構成される。また、サーボ信号検出
系210は光ヘッドのトラッキングや合焦の制御を行うた
めの信号を検出する光学系であり、図示はしないが周知
の光学系、例えば、フォーカス信号の検出には非点収差
法、トラッキング信号の検出にはプッシュプル法を用い
た光学系を用いることができる。
【0006】超解像効果を利用する光ヘッド装置の光学
系は超解像光ヘッドと呼ばれており、従来周知の一般的
な光ヘッドの投光光学系に、図3に示したように、光学
素子23、すなわち平行光の中心部を遮光または減光する
空間フィルタあるいは平行光に位相分布をもたせる位相
付加体、を付加したものである。このような構成とする
ことにより、超解像効果が生じて回折限界値よりも直径
の小さなスポットを得ることができ、高密度記録再生が
可能となる。
系は超解像光ヘッドと呼ばれており、従来周知の一般的
な光ヘッドの投光光学系に、図3に示したように、光学
素子23、すなわち平行光の中心部を遮光または減光する
空間フィルタあるいは平行光に位相分布をもたせる位相
付加体、を付加したものである。このような構成とする
ことにより、超解像効果が生じて回折限界値よりも直径
の小さなスポットを得ることができ、高密度記録再生が
可能となる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図2に
示した従来の光情報記録再生装置や図3に示した従来の
超解像光ヘッドを用いた高密度光情報記録再生装置によ
れば、次のような問題点があった。一般に、光情報媒体
である光ディスクの中心穴の偏心、トラックの偏心や光
ディスクの回転機構の回転軸の軸ぶれなどによって、光
ヘッドから出射されて集光される光スポットの位置に対
して偏心が生じる。トラック上でデータ信号を正確に読
み出し、書込を行うためには光スポットがトラックを正
確にトラッキングしなければならない。
示した従来の光情報記録再生装置や図3に示した従来の
超解像光ヘッドを用いた高密度光情報記録再生装置によ
れば、次のような問題点があった。一般に、光情報媒体
である光ディスクの中心穴の偏心、トラックの偏心や光
ディスクの回転機構の回転軸の軸ぶれなどによって、光
ヘッドから出射されて集光される光スポットの位置に対
して偏心が生じる。トラック上でデータ信号を正確に読
み出し、書込を行うためには光スポットがトラックを正
確にトラッキングしなければならない。
【0008】トラッキングの方法は、村山登、他著「光
ディスク技術」などに詳述されているので、ここでは詳
しく触れないが、例えばプッシュプル法を用いたトラッ
キング信号検出によってサーボをかけてトラッキングを
行っている。プッシュプル法は、光ディスク上の案内溝
による0次と1次、−1次の回折光の重なる領域ではト
ラックずれによる干渉効果によって光強度分布が変化す
ることを利用して、トラックずれを検出する方法であ
る。書換可能の光情報記録再生装置の多くがトラッキン
グ誤差信号検出方法としてプッシュプル法を採用してい
る。
ディスク技術」などに詳述されているので、ここでは詳
しく触れないが、例えばプッシュプル法を用いたトラッ
キング信号検出によってサーボをかけてトラッキングを
行っている。プッシュプル法は、光ディスク上の案内溝
による0次と1次、−1次の回折光の重なる領域ではト
ラックずれによる干渉効果によって光強度分布が変化す
ることを利用して、トラックずれを検出する方法であ
る。書換可能の光情報記録再生装置の多くがトラッキン
グ誤差信号検出方法としてプッシュプル法を採用してい
る。
【0009】プッシュプル法で問題になるのは、ディス
クの傾きなどがあると、光スポットが本来あるべき位置
のトラック中心にないにもかかわらず、トラッキング・
エラー信号が0を表示してあたかも光スポットがトラッ
ク中心にあるかのように示してしまうことである。これ
をトラックオフセットと呼んでいるが、トラックオフセ
ットがあると、光ディスク上の隣のトラックに記録され
ていた消したくない情報を消してしまったり、読み出す
べき情報とは異なった情報を誤って読み出してしまうと
いう問題が生じる。
クの傾きなどがあると、光スポットが本来あるべき位置
のトラック中心にないにもかかわらず、トラッキング・
エラー信号が0を表示してあたかも光スポットがトラッ
ク中心にあるかのように示してしまうことである。これ
をトラックオフセットと呼んでいるが、トラックオフセ
ットがあると、光ディスク上の隣のトラックに記録され
ていた消したくない情報を消してしまったり、読み出す
べき情報とは異なった情報を誤って読み出してしまうと
いう問題が生じる。
【0010】この問題を回避するために、光ディスクの
材質や大きさ、製作工程精度、また回転機構などの機械
精度を厳しくするなど製造過程に制限を課してきた。一
般に現行製品では、光軸などの機械的な傾きなどを含め
て約10mrad程度のディスク傾きまでならトラックオフセ
ットがあっても情報記録再生に支障がないとされてい
る。しかし、今後の光情報記録再生装置の製品のトレン
ドとしては、光ディスクなどの媒体は小さく、薄く、軽
くという方向にあり、回転する媒体としては面ぶれ傾き
が増加する傾向である。また媒体の小型化にともない光
情報記録再生装置自体も小型化が図られるため、その中
に含まれる光学系や回転機構系なども小さくなり、ディ
スク傾き増加の要因となる。このため、従来の光情報記
録再生装置や超解像光ヘッドを用いた高密度光情報記録
再生装置では、大きなトラックオフセットが生じ、光情
報媒体に高密度に記録された情報を読み取ることや、情
報を消去して新たに書き込んだりすることができないと
いう問題点があった。
材質や大きさ、製作工程精度、また回転機構などの機械
精度を厳しくするなど製造過程に制限を課してきた。一
般に現行製品では、光軸などの機械的な傾きなどを含め
て約10mrad程度のディスク傾きまでならトラックオフセ
ットがあっても情報記録再生に支障がないとされてい
る。しかし、今後の光情報記録再生装置の製品のトレン
ドとしては、光ディスクなどの媒体は小さく、薄く、軽
くという方向にあり、回転する媒体としては面ぶれ傾き
が増加する傾向である。また媒体の小型化にともない光
情報記録再生装置自体も小型化が図られるため、その中
に含まれる光学系や回転機構系なども小さくなり、ディ
スク傾き増加の要因となる。このため、従来の光情報記
録再生装置や超解像光ヘッドを用いた高密度光情報記録
再生装置では、大きなトラックオフセットが生じ、光情
報媒体に高密度に記録された情報を読み取ることや、情
報を消去して新たに書き込んだりすることができないと
いう問題点があった。
【0011】そこで、本発明の目的は、光情報媒体に高
密度で記録再生するのに適した光学系を備えた光情報記
録再生装置を提供することにある。
密度で記録再生するのに適した光学系を備えた光情報記
録再生装置を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、光情報記録再生装置を構成する光ヘッ
ドの光学系において、超解像効果による回折限界値以下
の小径スポットを形成して光情報媒体上に情報を高密度
記録する、あるいは高密度記録情報を読み取ることがで
きるように、光源からの出射光の平行光束の中心部に光
の透過率を下げる選択領域を設け、さらにその選択領域
の光束中の位置を検出する手段と、その検出結果に基づ
き前記選択領域の位置を変える手段を設けた構成とした
ものである。さらに、具体的に本発明の上記目的達成手
段について詳述すれば、以下の通りである。
に、本発明では、光情報記録再生装置を構成する光ヘッ
ドの光学系において、超解像効果による回折限界値以下
の小径スポットを形成して光情報媒体上に情報を高密度
記録する、あるいは高密度記録情報を読み取ることがで
きるように、光源からの出射光の平行光束の中心部に光
の透過率を下げる選択領域を設け、さらにその選択領域
の光束中の位置を検出する手段と、その検出結果に基づ
き前記選択領域の位置を変える手段を設けた構成とした
ものである。さらに、具体的に本発明の上記目的達成手
段について詳述すれば、以下の通りである。
【0013】すなわち、上記目的は、光源と、該光源か
ら出射された出射光を集光して光情報媒体に合焦する第
1の集光手段と、前記光情報媒体への入射光と前記光情
報媒体からの反射光を分離する光分離手段と、前記反射
光を集光する第2の集光手段と、該第2の集光手段によ
って集光された前記反射光を検出する光検出手段と、前
記光分離手段によって反射された該光源からの出射光を
検出する第2の光検出手段と、前記光情報媒体を回転さ
せる回転手段を備えた光ヘッド装置において、前記光源
からの出射光の光束の一部に、前記出射光の一部の光強
度を減衰させる、あるいは前記出射光の一部に位相差を
付ける光学手段を設け、さらに前記第2の光検出手段に
よって前記光学手段の位置を調整する調整手段を備えた
光情報記録再生装置により、達成される。
ら出射された出射光を集光して光情報媒体に合焦する第
1の集光手段と、前記光情報媒体への入射光と前記光情
報媒体からの反射光を分離する光分離手段と、前記反射
光を集光する第2の集光手段と、該第2の集光手段によ
って集光された前記反射光を検出する光検出手段と、前
記光分離手段によって反射された該光源からの出射光を
検出する第2の光検出手段と、前記光情報媒体を回転さ
せる回転手段を備えた光ヘッド装置において、前記光源
からの出射光の光束の一部に、前記出射光の一部の光強
度を減衰させる、あるいは前記出射光の一部に位相差を
付ける光学手段を設け、さらに前記第2の光検出手段に
よって前記光学手段の位置を調整する調整手段を備えた
光情報記録再生装置により、達成される。
【0014】また、前記光学手段の形状は、短辺が前記
出射光の平行光束直径より短くて長辺が前記出射光の平
行光束直径より長い矩形とすることができる。さらに、
前記光学手段の前記出射光の平行光束内での配置は、前
記矩形の長辺が、前記第1の集光手段によって合焦され
てできる超解像光スポットについて、前記光情報媒体上
における前記超解像光スポットの走査方向に超解像効果
が生じる方向にする。
出射光の平行光束直径より短くて長辺が前記出射光の平
行光束直径より長い矩形とすることができる。さらに、
前記光学手段の前記出射光の平行光束内での配置は、前
記矩形の長辺が、前記第1の集光手段によって合焦され
てできる超解像光スポットについて、前記光情報媒体上
における前記超解像光スポットの走査方向に超解像効果
が生じる方向にする。
【0015】また、上記光情報記録再生装置において、
前記光学手段は、前記光源からの出射光路中に、前記出
射光の一部の光強度を減衰させる遮蔽板や干渉フィル
タ、あるいは電圧を加えることによってその部分の屈折
率を変えることができるもの、たとえば液晶シャッタか
ら構成すれば好適である。あるいは、前記光学手段は、
前記光源からの出射光路中に、前記出射光の一部の位相
を変化させる位相差板から構成してもよい。
前記光学手段は、前記光源からの出射光路中に、前記出
射光の一部の光強度を減衰させる遮蔽板や干渉フィル
タ、あるいは電圧を加えることによってその部分の屈折
率を変えることができるもの、たとえば液晶シャッタか
ら構成すれば好適である。あるいは、前記光学手段は、
前記光源からの出射光路中に、前記出射光の一部の位相
を変化させる位相差板から構成してもよい。
【0016】前記第2の光検出手段は、前記光学手段に
よって2つの領域に分けられた光を、2分割のディテク
タによってそれぞれ検出し、その強度差を差信号として
検出することができる。前記差信号が0となるように前
記光学手段を前記調整手段によって位置調整することに
よって、前記出射光の平行光束の中心に前記光学手段の
中心を合わせることができる。
よって2つの領域に分けられた光を、2分割のディテク
タによってそれぞれ検出し、その強度差を差信号として
検出することができる。前記差信号が0となるように前
記光学手段を前記調整手段によって位置調整することに
よって、前記出射光の平行光束の中心に前記光学手段の
中心を合わせることができる。
【0017】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施例を図面を
用いて説明する。
用いて説明する。
【0018】〔実施例1〕図1は、本発明に係わる光情
報記録再生装置の一実施例を示す図であり、図1(a)
は光学系の要部概略構成図、図1(b)は前記光学系で
使用する光学素子の形状の概略図である。同図では光情
報媒体の回転機構系や光情報記録再生装置の制御系など
は示さず省略されている。図1(a)において、参照符
号11は波長685nmnの半導体レーザを示し、半導体レーザ
11から出射された光はコリメートレンズ12を介して平行
光になる。コリメートレンズ12から出射される平行光
は、図示はしていないがビーム整形プリズムによって前
記平行光の光束断面がほぼ円形となるように整形され
る。このビーム整形プリズムからの平行光の光軸中心近
傍に、光軸に対して垂直に図1(b)に示すような光学
素子14が挿入されている。光学素子14については後述す
る。半導体レーザ11から出射された光のうち光学素子14
を通った光は、ビームスプリッタ15を経て、対物レンズ
16によって光磁気ディスクなどの光情報媒体17の情報記
録面170上に合焦される。なお、半導体レーザ11からの
出射光は、光学素子14の矩形部14aに入射する部分は光
強度が減衰されるので、超解像効果により対物レンズ16
を介して回折限界値以下に絞られて光情報媒体17の情報
記録面170上に合焦されている。
報記録再生装置の一実施例を示す図であり、図1(a)
は光学系の要部概略構成図、図1(b)は前記光学系で
使用する光学素子の形状の概略図である。同図では光情
報媒体の回転機構系や光情報記録再生装置の制御系など
は示さず省略されている。図1(a)において、参照符
号11は波長685nmnの半導体レーザを示し、半導体レーザ
11から出射された光はコリメートレンズ12を介して平行
光になる。コリメートレンズ12から出射される平行光
は、図示はしていないがビーム整形プリズムによって前
記平行光の光束断面がほぼ円形となるように整形され
る。このビーム整形プリズムからの平行光の光軸中心近
傍に、光軸に対して垂直に図1(b)に示すような光学
素子14が挿入されている。光学素子14については後述す
る。半導体レーザ11から出射された光のうち光学素子14
を通った光は、ビームスプリッタ15を経て、対物レンズ
16によって光磁気ディスクなどの光情報媒体17の情報記
録面170上に合焦される。なお、半導体レーザ11からの
出射光は、光学素子14の矩形部14aに入射する部分は光
強度が減衰されるので、超解像効果により対物レンズ16
を介して回折限界値以下に絞られて光情報媒体17の情報
記録面170上に合焦されている。
【0019】光学素子14について説明する。光学素子14
の矩形部14aは、図1(b)に示すように、短い方の辺
の長さは平行光束直径Lより小さく、長い方の辺の長さ
は平行光束直径Lより長い矩形である。矩形部14aはビ
ーム整形プリズムからの出射光の一部の光強度を減衰さ
せる、あるいは前記出射光の一部の位相を付加させるも
のであればよい。例えば、矩形部14aが薄い金属板など
の遮蔽板、半導体レーザ11の波長の光を透過しないフィ
ルタなどであればよい。ほかにも、電圧を印加すると黒
くなって光の透過率が減衰する液晶の性質を用いて、液
晶フィルタのうち14aに当たる部分だけ電圧を印加して
光強度を減衰させる光学素子として用いてもよい。
の矩形部14aは、図1(b)に示すように、短い方の辺
の長さは平行光束直径Lより小さく、長い方の辺の長さ
は平行光束直径Lより長い矩形である。矩形部14aはビ
ーム整形プリズムからの出射光の一部の光強度を減衰さ
せる、あるいは前記出射光の一部の位相を付加させるも
のであればよい。例えば、矩形部14aが薄い金属板など
の遮蔽板、半導体レーザ11の波長の光を透過しないフィ
ルタなどであればよい。ほかにも、電圧を印加すると黒
くなって光の透過率が減衰する液晶の性質を用いて、液
晶フィルタのうち14aに当たる部分だけ電圧を印加して
光強度を減衰させる光学素子として用いてもよい。
【0020】本実施例における光情報記録再生装置で
は、トラッキング誤差信号検出方法としてプッシュプル
法を採用する。前記光情報記録再生装置のトラッキング
誤差信号検出系には、前述したように、半導体レーザ11
から出射された光のうち光学素子14を通った光が、ビー
ムスプリッタ15を経て、対物レンズ16によって光情報媒
体17の情報記録面170上に合焦された後、170上で反射さ
れ、対物レンズ16を再び経て、光学素子14より手前にあ
るビームスプリッタ15によって進路を変更されて導かれ
る。18はプッシュプル法を採用した一般の光情報記録再
生装置のトラッキング誤差信号検出用の2分割ディテク
タと同様のディテクタであればよく、光情報媒体17から
の0次と1次、−1次の回折光の干渉効果によってトラ
ックずれを検出する方法は、一般の光情報記録再生装置
におけるプッシュプル法と何ら変わりはない。
は、トラッキング誤差信号検出方法としてプッシュプル
法を採用する。前記光情報記録再生装置のトラッキング
誤差信号検出系には、前述したように、半導体レーザ11
から出射された光のうち光学素子14を通った光が、ビー
ムスプリッタ15を経て、対物レンズ16によって光情報媒
体17の情報記録面170上に合焦された後、170上で反射さ
れ、対物レンズ16を再び経て、光学素子14より手前にあ
るビームスプリッタ15によって進路を変更されて導かれ
る。18はプッシュプル法を採用した一般の光情報記録再
生装置のトラッキング誤差信号検出用の2分割ディテク
タと同様のディテクタであればよく、光情報媒体17から
の0次と1次、−1次の回折光の干渉効果によってトラ
ックずれを検出する方法は、一般の光情報記録再生装置
におけるプッシュプル法と何ら変わりはない。
【0021】図4に、プッシュプル法を採用した一般の
光情報記録再生装置の前記2分割ディテクタ上での光信
号振幅分布を、対物レンズ25によって合焦された光スポ
ットが光ディスク27のトラック中心にあり、かつ、前記
光情報媒体の半径方向へのディスク傾きが(a)0mra
d、(b)10mradあるときそれぞれについてシミュレー
ションによって求めたものである。図4においてx方向
が光ディスク27の半径方向にあたる。このシミュレーシ
ョンは、H. H. Hopkins, "Diffraction theory of lase
r read-out systems for optical video discs," J. Op
t. Soc. Am., Vol. 69, No. 1, 4-24(1979)に基づく。
シミュレーション条件は、波長685 nmの半導体レーザに
NA0.3のコリメータレンズとNA0.6の対物レンズを組
み合わせた平行光束径3.3 mmの光ヘッドとし、媒体は1.
4μmピッチ、深さ46 nm、エッジ幅0.12μmのランド・
グルーブ光磁気ディスクとした。前記2分割ディテクタ
は、図4の光信号振幅分布の右半分と左半分それぞれの
強度分布の差をとるように設定されており、トラッキン
グ誤差信号検出系は前記差が0のときに前記光スポット
がトラック中心にあると認識し、0以外の値の場合には
0となるように光ディスクの半径方向に走査、すなわち
トラッキングする。したがって図4(b)のように光デ
ィスクが10mrad傾いていると、たとえ前記光スポットが
トラック中心上にあってもトラッキング誤差信号検出系
は前記光スポットがトラック中心にないと判断する。図
5に、一般の光情報記録再生装置において半径方向への
光ディスク傾きがあるときの、前記光スポットのトラッ
ク上の位置と、前記2分割ディテクタからの信号である
プッシュプル信号との関係を示す。計算条件は図4のと
きのものと同じである。図5のグラフの横軸が前記光ス
ポットのトラック上の実際の位置を示し、0のとき前記
光スポットがトラック中心にあることになる。ディスク
傾きがある場合でも、図5のグラフの縦軸を横切る切片
の値が0に近いほど、光情報記録再生装置の光学系がデ
ィスク傾きの影響を受けにくい系ということができる。
言い換えれば、図5のグラフの横軸の切片、トラックオ
フセット量が0に近いほど、トラッキング誤差信号検出
系がトラック中心位置と認識する位置と実際のトラック
中心位置とが近くなる。
光情報記録再生装置の前記2分割ディテクタ上での光信
号振幅分布を、対物レンズ25によって合焦された光スポ
ットが光ディスク27のトラック中心にあり、かつ、前記
光情報媒体の半径方向へのディスク傾きが(a)0mra
d、(b)10mradあるときそれぞれについてシミュレー
ションによって求めたものである。図4においてx方向
が光ディスク27の半径方向にあたる。このシミュレーシ
ョンは、H. H. Hopkins, "Diffraction theory of lase
r read-out systems for optical video discs," J. Op
t. Soc. Am., Vol. 69, No. 1, 4-24(1979)に基づく。
シミュレーション条件は、波長685 nmの半導体レーザに
NA0.3のコリメータレンズとNA0.6の対物レンズを組
み合わせた平行光束径3.3 mmの光ヘッドとし、媒体は1.
4μmピッチ、深さ46 nm、エッジ幅0.12μmのランド・
グルーブ光磁気ディスクとした。前記2分割ディテクタ
は、図4の光信号振幅分布の右半分と左半分それぞれの
強度分布の差をとるように設定されており、トラッキン
グ誤差信号検出系は前記差が0のときに前記光スポット
がトラック中心にあると認識し、0以外の値の場合には
0となるように光ディスクの半径方向に走査、すなわち
トラッキングする。したがって図4(b)のように光デ
ィスクが10mrad傾いていると、たとえ前記光スポットが
トラック中心上にあってもトラッキング誤差信号検出系
は前記光スポットがトラック中心にないと判断する。図
5に、一般の光情報記録再生装置において半径方向への
光ディスク傾きがあるときの、前記光スポットのトラッ
ク上の位置と、前記2分割ディテクタからの信号である
プッシュプル信号との関係を示す。計算条件は図4のと
きのものと同じである。図5のグラフの横軸が前記光ス
ポットのトラック上の実際の位置を示し、0のとき前記
光スポットがトラック中心にあることになる。ディスク
傾きがある場合でも、図5のグラフの縦軸を横切る切片
の値が0に近いほど、光情報記録再生装置の光学系がデ
ィスク傾きの影響を受けにくい系ということができる。
言い換えれば、図5のグラフの横軸の切片、トラックオ
フセット量が0に近いほど、トラッキング誤差信号検出
系がトラック中心位置と認識する位置と実際のトラック
中心位置とが近くなる。
【0022】本実施例の光情報記録再生装置は、コリメ
ートレンズ12とビームスプリッタ15の間に光学素子14を
上述したように挿入することによって、前述した光超解
像効果を得られるだけでなく、図4(b)に示したよう
な、2分割ディテクタ上での光信号振幅分布の非対称む
らを抑制することができる。図6に、本実施例の光情報
記録再生装置の前記2分割ディテクタ上での光信号振幅
分布を、対物レンズ16によって合焦された光スポット
が光情報媒体17のトラック中心にあり、かつ、前記光
情報媒体の半径方向へのディスク傾きが(a)0mrad、
(b)10mradあるときそれぞれについてシミュレーショ
ンによって求めたものである。
ートレンズ12とビームスプリッタ15の間に光学素子14を
上述したように挿入することによって、前述した光超解
像効果を得られるだけでなく、図4(b)に示したよう
な、2分割ディテクタ上での光信号振幅分布の非対称む
らを抑制することができる。図6に、本実施例の光情報
記録再生装置の前記2分割ディテクタ上での光信号振幅
分布を、対物レンズ16によって合焦された光スポット
が光情報媒体17のトラック中心にあり、かつ、前記光
情報媒体の半径方向へのディスク傾きが(a)0mrad、
(b)10mradあるときそれぞれについてシミュレーショ
ンによって求めたものである。
【0023】図6においてx方向が光情報媒体17の半径
方向にあたる。シミュレーション条件は、図4のシミュ
レーション条件と同様に、波長685 nmの半導体レーザに
NA0.3のコリメータレンズとNA0.6の対物レンズを組
み合わせた平行光束径3.3 mmの光ヘッドとし、媒体は1.
4μmピッチ、深さ46 nm、エッジ幅0.12μmのランド・
グルーブ光磁気ディスクとした。また光学素子14は、前
記光学素子の短辺の長さが平行光束径の15%である矩形
遮蔽板とした。前記2分割ディテクタは、図6の光信号
振幅分布の右半分と左半分それぞれの強度分布の差をと
るように設定されており、トラッキング誤差信号検出系
は前記差が0のときに前記光スポットがトラック中心に
あると認識し、0以外の値の場合には0となるように光
ディスクの半径方向に走査、すなわちトラッキングす
る。
方向にあたる。シミュレーション条件は、図4のシミュ
レーション条件と同様に、波長685 nmの半導体レーザに
NA0.3のコリメータレンズとNA0.6の対物レンズを組
み合わせた平行光束径3.3 mmの光ヘッドとし、媒体は1.
4μmピッチ、深さ46 nm、エッジ幅0.12μmのランド・
グルーブ光磁気ディスクとした。また光学素子14は、前
記光学素子の短辺の長さが平行光束径の15%である矩形
遮蔽板とした。前記2分割ディテクタは、図6の光信号
振幅分布の右半分と左半分それぞれの強度分布の差をと
るように設定されており、トラッキング誤差信号検出系
は前記差が0のときに前記光スポットがトラック中心に
あると認識し、0以外の値の場合には0となるように光
ディスクの半径方向に走査、すなわちトラッキングす
る。
【0024】図6(b)のように光ディスクが10mrad傾
いていても光学素子14によって前記2分割ディテクタ上
での光信号振幅分布の非対称性が軽減され、前記光スポ
ットがトラック中心上にあってもトラッキング誤差信号
検出系は前記光スポットがトラック中心にないと判断し
てしまわない許容範囲におさえることができる。図7
に、本実施例の光情報記録再生装置において半径方向へ
の光ディスク傾きがあるときの、前記光スポットのトラ
ック上の位置と、前記2分割ディテクタからの信号であ
るプッシュプル信号との関係を示す。計算条件は図6の
ときのものと同じである。図7のグラフの横軸が前記光
スポットのトラック上の実際の位置を示し、0のとき前
記光スポットがトラック中心にあることになる。ディス
ク傾きがある場合でも、図7のグラフの縦軸を横切る切
片の値が、図5の一般の光情報記録再生装置に比べて0
に近くなり、本実施例の光情報記録再生装置の光学系が
ディスク傾きの影響を受けにくい系であることがわか
る。本実施例の光情報記録再生装置のトラックオフセッ
ト量は一般の光情報記録再生装置のトラックオフセット
量より小さくなる。
いていても光学素子14によって前記2分割ディテクタ上
での光信号振幅分布の非対称性が軽減され、前記光スポ
ットがトラック中心上にあってもトラッキング誤差信号
検出系は前記光スポットがトラック中心にないと判断し
てしまわない許容範囲におさえることができる。図7
に、本実施例の光情報記録再生装置において半径方向へ
の光ディスク傾きがあるときの、前記光スポットのトラ
ック上の位置と、前記2分割ディテクタからの信号であ
るプッシュプル信号との関係を示す。計算条件は図6の
ときのものと同じである。図7のグラフの横軸が前記光
スポットのトラック上の実際の位置を示し、0のとき前
記光スポットがトラック中心にあることになる。ディス
ク傾きがある場合でも、図7のグラフの縦軸を横切る切
片の値が、図5の一般の光情報記録再生装置に比べて0
に近くなり、本実施例の光情報記録再生装置の光学系が
ディスク傾きの影響を受けにくい系であることがわか
る。本実施例の光情報記録再生装置のトラックオフセッ
ト量は一般の光情報記録再生装置のトラックオフセット
量より小さくなる。
【0025】以上のシミュレーションでは、シミュレー
ション条件を、波長685 nmの半導体レーザにNA0.3の
コリメータレンズとNA0.6の対物レンズを組み合わせ
た平行光束径3.3 mmの光ヘッドとし、媒体は1.4μmピ
ッチ、深さ46 nm、エッジ幅0.12μmのランド・グルー
ブ光磁気ディスク、また光学素子14は、前記光学素子の
短辺の長さが平行光束径の15%である矩形遮蔽板とした
が、これに限る必要は全くない。例えば、媒体の溝深さ
を半導体レーザの波長λの1/10、1/8、1/7…としたとき
のトラックオフセット量を計算によって求めたのが図8
である。また、前記光学素子の短辺の長さを変えれば、
前記光スポットの径が変わると同時に前記トラックオフ
セット量も変わってくる。
ション条件を、波長685 nmの半導体レーザにNA0.3の
コリメータレンズとNA0.6の対物レンズを組み合わせ
た平行光束径3.3 mmの光ヘッドとし、媒体は1.4μmピ
ッチ、深さ46 nm、エッジ幅0.12μmのランド・グルー
ブ光磁気ディスク、また光学素子14は、前記光学素子の
短辺の長さが平行光束径の15%である矩形遮蔽板とした
が、これに限る必要は全くない。例えば、媒体の溝深さ
を半導体レーザの波長λの1/10、1/8、1/7…としたとき
のトラックオフセット量を計算によって求めたのが図8
である。また、前記光学素子の短辺の長さを変えれば、
前記光スポットの径が変わると同時に前記トラックオフ
セット量も変わってくる。
【0026】光学素子14の前記平行光束中の位置を検出
するために、ビームスプリッタ15をはさんでディテクタ
18に対向するように別のディテクタ19をおく。ディテク
タ19は例えば2分割ディテクタであれば、光学素子14に
よって前記平行光束が2つの光領域に分けられるので、
19のそれぞれの検出領域で前記光領域をそれぞれ検出す
るようにし、その検出信号の差信号をとることによって
光学素子14が前記平行光束の中心にあるかどうかがわか
る。あるいはディテクタ19にCCD(撮像素子)を用い
てもよい。
するために、ビームスプリッタ15をはさんでディテクタ
18に対向するように別のディテクタ19をおく。ディテク
タ19は例えば2分割ディテクタであれば、光学素子14に
よって前記平行光束が2つの光領域に分けられるので、
19のそれぞれの検出領域で前記光領域をそれぞれ検出す
るようにし、その検出信号の差信号をとることによって
光学素子14が前記平行光束の中心にあるかどうかがわか
る。あるいはディテクタ19にCCD(撮像素子)を用い
てもよい。
【0027】
【発明の効果】本発明によれば、トラッキング誤差信号
検出にプッシュプル方式を用いた光情報記録再生装置に
おいて、平行光束の一部の光強度を減衰させる、あるい
は一部に位相差を付ける光学手段を設けることによっ
て、光学超解像効果による回折限界値以下の小径スポッ
トを形成して情報を高密度記録再生できるだけでなく、
光情報媒体であるディスクが傾いたときに生じるトラッ
クオフセット量を小さくする効果があり、ディスク傾き
の影響を受けにくい光情報高密度記録再生装置が提供さ
れる。
検出にプッシュプル方式を用いた光情報記録再生装置に
おいて、平行光束の一部の光強度を減衰させる、あるい
は一部に位相差を付ける光学手段を設けることによっ
て、光学超解像効果による回折限界値以下の小径スポッ
トを形成して情報を高密度記録再生できるだけでなく、
光情報媒体であるディスクが傾いたときに生じるトラッ
クオフセット量を小さくする効果があり、ディスク傾き
の影響を受けにくい光情報高密度記録再生装置が提供さ
れる。
【図1】本発明による光超解像情報記録再生装置の一実
施例を示す図である。
施例を示す図である。
【図2】一般的な光情報記録再生装置の光学系を説明す
る図である。
る図である。
【図3】高密度記録対応型光ヘッドを説明する図であ
る。
る。
【図4】プッシュプル法を採用した一般の光情報記録再
生装置のトラッキング誤差信号ディテクタ上での光信号
振幅分布を示す図である。
生装置のトラッキング誤差信号ディテクタ上での光信号
振幅分布を示す図である。
【図5】一般の光情報記録再生装置における光スポット
のトラック上の位置とプッシュプル信号との関係を示す
図である。
のトラック上の位置とプッシュプル信号との関係を示す
図である。
【図6】本発明による光情報記録再生装置の一実施例に
おけるトラッキング誤差信号ディテクタ上での光信号振
幅分布を示す図である。
おけるトラッキング誤差信号ディテクタ上での光信号振
幅分布を示す図である。
【図7】本発明による光情報記録再生装置の一実施例に
おける光スポットのトラック上の位置とプッシュプル信
号との関係を示す図である。
おける光スポットのトラック上の位置とプッシュプル信
号との関係を示す図である。
【図8】本発明による一実施例における光情報記録再生
装置で用いる媒体の溝深さと、トラックオフセット量の
関係を示す図である。
装置で用いる媒体の溝深さと、トラックオフセット量の
関係を示す図である。
11、21…半導体レーザ、 12、22…コリメートレンズ、 14、23…光学素子、 15、24、29…ビームスプリッタ、 16、25…対物レンズ、 17…光情報媒体、 18、19…ディテクタ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 梅田 麻理子 東京都国分寺市東恋ヶ窪一丁目280番地株 式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 仲尾 武司 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式 会社日立製作所マルチメディアシステム開 発本部内 (72)発明者 有吉 哲夫 東京都国分寺市東恋ヶ窪一丁目280番地株 式会社日立製作所中央研究所内
Claims (5)
- 【請求項1】光源と、該光源から出射された出射光を集
光して光情報媒体に合焦する第1の集光手段と、前記光
情報媒体への入射光と前記光情報媒体からの反射光を分
離する光分離手段と、前記反射光を集光する第2の集光
手段と、該第2の集光手段によって集光された前記反射
光を検出する光検出手段と、前記光分離手段によって反
射された該光源からの出射光を検出する第2の光検出手
段と、前記光情報媒体を回転させる回転手段を備えた光
ヘッド装置において、 前記光源からの出射光の光束の一部に、前記出射光の一
部の光強度を減衰させる、あるいは前記出射光の一部に
位相差を付ける光学手段を前記光源と前記光分離手段の
間の光路中に設け、さらに前記第2の光検出手段によっ
て前記光学手段の位置を調整する調整手段を備えたこと
を特徴とする光情報記録再生装置。 - 【請求項2】前記光学手段の形状は、短辺が前記出射光
の平行光束直径より短く、長辺が前記出射光の平行光束
直径より長い矩形であり、かつ長辺の方向が、前記第1
の集光手段に入射する際に、前記第1の集光手段によっ
て集光された光スポット位置における前記光情報媒体の
半径方向と平行である請求項1に記載の光情報記録再生
装置。 - 【請求項3】前記光学手段が、前記出射光の一部の光強
度を減衰させる遮蔽板から成る請求項1又は請求項2に
記載の光情報記録再生装置。 - 【請求項4】前記光学手段が、前記出射光の一部の光強
度を減衰させる干渉フィルタから成る請求項1又は請求
項2に記載の光情報記録再生装置。 - 【請求項5】前記光学手段が、前記出射光の一部の光の
位相をずらす位相差板から成る請求項1又は請求項2に
記載の光情報記録再生装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10102381A JPH11296888A (ja) | 1998-04-14 | 1998-04-14 | 光超解像情報記録再生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10102381A JPH11296888A (ja) | 1998-04-14 | 1998-04-14 | 光超解像情報記録再生装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11296888A true JPH11296888A (ja) | 1999-10-29 |
Family
ID=14325886
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10102381A Pending JPH11296888A (ja) | 1998-04-14 | 1998-04-14 | 光超解像情報記録再生装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11296888A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005052928A1 (en) * | 2003-11-28 | 2005-06-09 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Information storage medium and method and apparatus for reproducing information recorded on the same |
CN110082897A (zh) * | 2018-01-25 | 2019-08-02 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 一种高速成像装置和方法 |
-
1998
- 1998-04-14 JP JP10102381A patent/JPH11296888A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005052928A1 (en) * | 2003-11-28 | 2005-06-09 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Information storage medium and method and apparatus for reproducing information recorded on the same |
CN110082897A (zh) * | 2018-01-25 | 2019-08-02 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 一种高速成像装置和方法 |
CN110082897B (zh) * | 2018-01-25 | 2020-11-10 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 一种高速成像装置和方法 |
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