JP2000251306A - 光ピックアップ装置及び光情報処理装置 - Google Patents
光ピックアップ装置及び光情報処理装置Info
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Abstract
の対物レンズのNAを光ディスクからの復路のNAより
大きく構成することにより、記録再生能力が向上し、か
つチルトやデフォーカスに対するマージンも損なわれな
い上に、情報信号のS/Nも向上する高性能な光ピック
アップ装置および光情報処理装置を提供する。 【解決手段】 光源と、光源から出射される光を前記情
報記録媒体に集光する対物レンズと、前記情報記録媒体
から反射される光を前記光源への光路から分離する分離
素子と、前記分離素子により分離された光を受光する第
1の光検出器とから構成され、前記光源から前記情報記
録媒体への第1の光路の開口をNA1、前記情報記録媒
体から前記第1の光検出器への第2の光路の開口をNA
2としたとき、NA1>NA2を満足する光ピックアッ
プ装置とする。
Description
的に情報の記録、再生を行う光ピックアップ装置および
光情報処理装置に関する。
装置の一つである光ヘッドの動作について説明する。光
源の一例である半導体レーザ15−1より出射された光
は、分離素子であるホログラム15−5を透過した後、
対物レンズ15−3により情報記録媒体の一例である光
ディスク15−2に集光される。光ディスクで反射され
た光は、対物レンズを透過後ホログラムで回折され第1
の光検出器15−4−1、15−4−2に入射する。光
ディスクに入射する往路の光の開口は対物レンズホルダ
15−6によって決定され、一般に円形開口が多く用い
られている。開口NAは対物レンズに入射する光の直径
に対応し、直径Dは、対物レンズの焦点距離をfとする
と、下記の条件式(8)で関係づけられる。
大小は直径Dの大小に対応し、同じことを意味する。光
ディスクから反射する復路の光の開口も同じく対物レン
ズホルダ15−6によって決定され、往路、復路共に等
しい開口を有している。
る。ホログラムがフレネルレンズの一部で構成されてい
る場合、図15に示すように、片側の回折光は光検出器
15−4−1の手前で焦点を結び、他の回折光は光検出
器15−4−2の後方で焦点を結ぶよう構成できる。図
15のA方向矢視図に示したように、光検出器15−4
−1、15−4−2が各々3分割(15−4−1a〜
c、15−4−2a〜c)で構成されているとき、各光
検出器出力の演算結果よりSSD(スポットサイズデテ
クション)方式のフォーカスエラー信号FEを検出する
ことができる。FEは次式(9)および(10)のいず
れかより得ることができる。
報トラック方向である時、トラックによる回折パターン
のファーフィールド像が、光検出器上のスポットにA方
向矢視図のように生じるため、トラッキング誤差信号T
Eを次式(11)〜(13)のいずれかより得ることが
できる。
出器15−4−1の全出力、同じく15−4−2の全出
力、または15−4−1と15−4−2の加算出力より
得ることができる。
ては、データ情報の高密度化に伴い、より以上の記録再
生能力の向上が要求されている。しかしながら、従来の
光ディスク装置においては、記録再生能力を向上させる
ために対物レンズを高NA化(対物レンズホルダの開口
を大きくする)すると、記録再生特性の一部は改善する
ものの、チルトやデフォーカスに対するマージンが大き
く損なわれるという課題を有していた。
し、良好な記録再生を可能とするとともに、マージンも
損なわれない光ピックアップ装置および光情報処理装置
の提供を目的とする。
に、本発明者らは鋭意検討の結果、半導体レーザから光
ディスクへの往路の光路の対物レンズのNAを光ディス
クからの復路のNAより大きく構成することにより、光
は高NAで光ディスク上へ集光されるため記録再生能力
が向上し、また光ディスクからの反射光の検出は低NA
で行うためチルトやデフォーカスに対するマージンも損
なわれず、さらに反射光の中の不要な信号成分を除去で
きるため情報信号のS/Nも向上し、高性能な光ピック
アップ装置および光情報処理装置を完成するに至った。
源と、光源から出射される光を前記情報記録媒体に集光
する対物レンズと、前記情報記録媒体から反射される光
を前記光源への光路から分離する分離素子と、前記分離
素子により分離された光を受光する第1の光検出器とか
ら構成され、前記光源から前記情報記録媒体への第1の
光路の開口をNA1、前記情報記録媒体から前記第1の
光検出器への第2の光路の開口をNA2としたとき、下
記の条件式(1)を満足することを特徴とする。
路のNAが復路に対し高NAであるため、クロストーク
の低減、符号間干渉の低減、分解能の向上、記録感度の
向上をもたらし、また復路が低NAであるため、ディス
クからの反射光の高NA部分に多く含まれるクロストー
ク成分や、符号間干渉成分、高収差部分を除去でき、良
好な再生信号が得られると共にデフォーカスやチルトに
対するマージンも損なわれないという優れた効果を有す
る。
て、第1の光路の開口NA1と第2の光路の開口NA2
とが下記の条件式(2)を満足することが特に好まし
い。
て、第1の光路の開口NA1の形状が円形であることが
好ましい。
源と、光源から出射される光を前記情報記録媒体に集光
する対物レンズと、前記情報記録媒体から反射される光
を前記光源への光路から分離する分離素子と、前記分離
素子により分離された光を受光する第1の光検出器とか
ら構成され、前記情報記録媒体の情報列のトラックと略
直交方向の開口で、前記光源から前記情報記録媒体への
第1の光路の開口をNA1(R)、前記情報記録媒体か
ら前記第1の光検出器への第2の光路の開口をNA2
(R)としたとき、下記の条件式(3)を満足し、かつ
前記情報記録媒体の情報列のトラックと略平行方向の開
口で、前記第1の光路の開口をNA1(T)、前記第2
の光路の開口をNA2(T)としたとき、下記の条件式
(4)を満足することを特徴とする。
ピックアップ装置においては、トラックと略平行方向
(以下「タンジェンシャル方向」と称する)のNAは往
路、復路共等しくし、トラックと略直交方向(以下「ラ
ジアル方向」と称する)の往路のNAは復路に対し高N
Aであるため、復路を低NAにすることによる光量ロス
を低減できると共に、クロストークの低減、記録感度の
向上、さらに、ラジアル方向の復路が低NAであるた
め、ディスクからの反射光の高NA部分に多く含まれる
クロストーク成分、高収差部分を除去でき、良好な再生
信号が得られると共にデフォーカスやチルトに対するマ
ージンも損なわれないという優れた効果を有する。
て、情報記録媒体の情報列のトラックと略直交方向の開
口が下記の条件式(5)を満足することが特に好まし
い。
源と、光源から出射される光を前記情報記録媒体に集光
する対物レンズと、前記情報記録媒体から反射される光
を前記光源への光路から分離する分離素子と、前記分離
素子により分離された光を受光する第1の光検出器とか
ら構成され、前記情報記録媒体の情報列のトラックと略
平行方向の開口で、前記光源から前記情報記録媒体への
第1の光路の開口をNA1(T)、前記情報記録媒体か
ら前記第1の光検出器への第2の光路の開口をNA2
(T)としたとき、下記の条件式(6)を満足し、かつ
前記情報記録媒体の情報列のトラックと略直交方向の開
口で、前記第1の光路の開口をNA1(R)、前記第2
の光路の開口をNA2(R)としたとき、下記の条件式
(7)を満足することを特徴とする。
光ピックアップ装置においては、ラジアル方向のNAは
往路、復路共等しくし、タンジェンシャル方向の往路の
NAは復路に対し高NAであるため、復路を低NAにす
ることによる光量ロスを低減できると共に、符号間干渉
の低減、分解能向上、記録感度の向上と共に、タンジェ
ンシャル方向の復路が低NAであるため、ディスクから
の反射光の高NA部分に多く含まれる符号間干渉成分、
高収差部分を除去でき、良好な再生信号が得られると共
にデフォーカスやチルトに対するマージンも損なわれな
いという優れた効果を有する。
て、情報記録媒体の情報列のトラックと略平行方向の開
口が下記の条件式(8)を満足することが特に好まし
い。
録媒体に対し情報の記録および再生の少なくともいずれ
かを行う装置であって、光源と、光源から出射される光
を前記情報記録媒体に集光する対物レンズと、前記情報
記録媒体から反射される光を前記光源への光路から分離
する分離素子と、前記分離素子により分離された光を受
光する第1の光検出器と、第2の光検出器とから構成さ
れ、前記光源から前記情報記録媒体への第1の光路の開
口をNA1、前記情報記録媒体から前記第1の光検出器
への第2の光路の開口をNA2としたとき、下記の条件
式(1)を満足し、さらに前記第2の光路の開口NA2
外の光の少なくとも一部を第2の光検出器へ導くよう構
成することを特徴とする。
る第1の光検出器出力と、開口NA2外の光による第2
の光検出器出力とを所定の比率で減算することにより、
情報信号内のクロストーク成分、符号間干渉成分をさら
に低減し、高S/Nな情報信号を得るという優れた効果
を有する。
録媒体に対し情報の記録および再生の少なくともいずれ
かを行う装置であって、光源と、光源から出射される光
を前記情報記録媒体に集光する対物レンズと、前記情報
記録媒体から反射される光を前記光源への光路から分離
する分離素子と、前記分離素子により分離された光を受
光する第1の光検出器と、第2の光検出器とから構成さ
れ、前記情報記録媒体の情報列のトラックと略直交方向
の開口で、前記光源から前記情報記録媒体への第1の光
路の開口をNA1(R)、前記情報記録媒体から前記第
1の光検出器への第2の光路の開口をNA2(R)とし
たとき、下記の条件式(3)を満足し、かつ前記情報記
録媒体の情報列のトラックと略平行方向の開口で、前記
第1の光路の開口をNA1(T)、前記第2の光路の開
口をNA2(T)としたとき、下記の条件式(4)を満
足し、さらに前記第2の光路の開口NA2(R)外の光
の少なくとも一部を第2の光検出器へ導くよう構成する
ことを特徴とする。
光による第1の光検出器出力と、開口NA2(R)外の
光による第2の光検出器出力とを所定の比率で減算する
ことにより、情報信号内のクロストーク成分をさらに低
減し、高S/Nな情報信号を得るという優れた効果を有
する。
録媒体に対し情報の記録および再生の少なくともいずれ
かを行う装置であって、光源と、光源から出射される光
を前記情報記録媒体に集光する対物レンズと、前記情報
記録媒体から反射される光を前記光源への光路から分離
する分離素子と、前記分離素子により分離された光を受
光する第1の光検出器と、第2の光検出器とから構成さ
れ、前記情報記録媒体の情報列のトラックと略平行方向
の開口で、前記光源から前記情報記録媒体への第1の光
路の開口をNA1(T)、前記情報記録媒体から前記第
1の光検出器への第2の光路の開口をNA2(T)とし
たとき、下記の条件式(6)を満足し、かつ前記情報記
録媒体の情報列のトラックと略直交方向の開口で、前記
第1の光路の開口をNA1(R)、前記第2の光路の開
口をNA2(R)としたとき、下記の条件式(7)を満
足し、さらに前記第2の光路の開口NA2(T)外の光
の少なくとも一部を第2の光検出器へ導くよう構成する
ことを特徴とする。
光による第1の光検出器出力と、光路の開口NA2
(T)外の光による第2の光検出器出力とを所定の比率
で減算することにより、情報信号内の符号間干渉成分を
さらに低減し、高S/Nな情報信号を得るという優れた
効果を有する。
第1の光検出器と第2の光検出器とを一体で構成するこ
とにより、光情報処理装置の小型化、低コスト化が実現
できるという優れた効果を有する。
光情報処理装置において、第2の光路の開口を、回折格
子とλ/4板とからなる開口素子にて構成することによ
り、上記の効果に加え、簡単な構成で小型薄型の装置を
実現できるという優れた効果を有する。
光情報処理装置において、第2の光路の開口を、偏光ビ
ームスプリッタとλ/4板とからなる開口素子にて構成
することにより、上記の効果に加え、高い消光比で高N
A部の光を除去できるという優れた効果を有する。
光情報処理装置において、分離素子をホログラムで構成
することにより、簡単な構成で小型低コストな装置を実
現できるという優れた効果を有する。
光情報処理装置において、回折格子とホログラムとを一
体で構成することにより、部品点数の削減、小型化、低
コスト化が可能であるという優れた効果を有する。
光情報処理装置において、光源と第1の光検出器とを一
体で構成することにより、光学系の小型化や安定化を実
現できるという優れた効果を有する。
光情報処理装置において、対物レンズと開口素子とを一
体で構成することにより、対物レンズの移動などによる
影響を軽減できるという優れた効果を有する。
光情報処理装置において、往路と復路の開口比を可変に
構成することにより、光ディスクの特性に応じて、最適
な開口比を選択可能とし、常に高S/Nな情報信号を得
るという優れた効果を有する。
光情報処理装置において、開口素子をλ/4板と液晶素
子とで構成し、さらに前記液晶素子の駆動回路を有する
ことにより、小型かつ簡単な構成で開口比を可変に構成
できるという優れた効果を有する。
び光情報処理装置において、液晶素子と駆動回路と前記
駆動回路を切り替える切替回路とを備え、前記切替回路
によって開口素子の開口を情報記録媒体に応じて可変さ
せることができる構成とすることにより、光ディスクの
特性に応じて、最適な開口比を選択可能とし、常に高S
/Nな情報信号を得るという優れた効果を有する。。
て、図1から図14を用いて説明する。
アップ装置の構成図である。従来例で挙げた光ピックア
ップ装置の光ヘッドの動作と同様に、光源の一例である
半導体レーザ1−1より出射された光は、分離素子であ
るホログラム1−5を透過した後、対物レンズ1−3に
より情報記録媒体の一例である光ディスク1−2に集光
される。光ディスクで反射された光は、対物レンズを透
過後ホログラムで回折され第1の光検出器1−4−1、
1−4−2に入射する。その他、FE、TE、RF信号
の検出原理等の説明も図15の従来例と同様なので省略
する。
ズホルダ15−6で決定され、共に等しくなる。本実施
の形態では、開口は対物レンズホルダ1−6と開口素子
の構成部品であるλ/4板1−7と回折格子1−8とで
決定される。回折格子1−8は、図中の1−8−aの部
分に格子が設けられている。
る。λ/4板1−7は、従来より光ディスク装置で一般
に用いられる光学素子で、入射光にλ/4の位相差を与
える機能を有する。回折格子1−8は、例えばニオブ酸
リチウムなどの異方性材料(例えば屈折率n1とn2)
より作られた凹凸の格子で、その凹部に異方性材料の2
つの屈折率のいずれかと等しい屈折率を有する等方性材
料(例えば屈折率n1)を充填して成る。この回折格子
1−8に直線偏光の光が入射したとき、異方性材料の屈
折率n1がみえる偏光方向に対しては、回折格子が無い
に等しいため、入射光は全て透過する。反面、上記偏光
方向と直交する偏光方向に対しては回折格子として機能
し、入射光を回折する。図1では、半導体レーザ1−1
の偏光方向が、回折格子1−8の格子がみえない偏光方
向に対応する。そのため回折格子1−8に半導体レーザ
1−1より入射した光は、格子の有無にかかわらず回折
格子1−8を全て透過していく。よって、往路の開口N
A1は開口素子では決定されず、対物レンズホルダ1−
6にて決定される。一方、光ディスクからの反射光は、
往路と復路で2回λ/4板を通過するため、半導体レー
ザの偏光方向とは直交する偏光方向となり、回折格子1
−8の格子がみえるため、回折格子1−8の中央部1−
8bの領域の光は透過し、第1の光検出器へ到達する
が、格子部1−8aでは図の様に回折され、光は第1の
光検出器へ達さない。このように復路の開口NA2は対
物レンズホルダ1−6では決定されず、回折格子1−8
によって決定される。
構成されている。説明を簡単にするために、仮にNA2
が従来例の開口NAと等しいとすると、従来例の装置と
本実施の形態の装置とを比較すると、復路の開口は等し
いが往路の開口は本実施の形態の装置の方が大きいこと
がわかる。このことにより、本実施の形態の光ピックア
ップ装置は、従来例に無い下記の効果を有している。
波長をλとすると、λ/NAに比例するので、光ディス
クに入射する光の開口NA1が従来例のNAより大きい
本実施の形態の装置では、光ディスク上でのスポットサ
イズが小さくなり、記録感度の向上、記録品質の向上、
再生信号の分解能向上、クロストーク低減、符号間干渉
の低減がはかれる。
の2乗に比例、チルトによる信号低下はNAの3乗に比
例するが、本実施の形態の装置では復路の開口は従来例
のNAと等しいNA2であるため、デフォーカスやチル
トに対するマージンは従来例と同様で、往路の開口が大
きいにも関わらず、マージンが損なわれない。
分や前後の信号による符号間干渉成分、デフォーカスや
チルトによる収差成分は、ディスクからの反射光のNA
の大きい領域(開口の周辺部分)に多く含まれる。本実
施の形態の装置では、復路の開口が往路より小さく設定
されているため、クロストーク成分、符号間干渉成分、
収差成分を多く含む光が除去されるため良好な再生特性
が得られる。
による再生特性の解析例を示す。光ディスクはトラック
ピッチ0.6μmで情報信号として約0.4μmから2
μmのマ−クで構成されるランダムデータを、再生する
光ヘッドは波長λが660nmを想定している。往路と
復路のNAをパラメータとして再生信号ジッターを示し
たものが図2で、ジッターを0.1%きざみで等高線表
示してある。従来例の場合、一般的な開口として往路、
復路共にNAを0.6とすると、再生信号ジッターは約
4.05%となる。これに対し本実施の形態の一例とし
て、往路のNA1を0.63、復路のNA2を0.6と
すると、再生信号ジッターは3.0%となり、従来例に
対し1.05%の改善となる。従来例として、往路、復
路共にNAを0.63にすると、再生信号ジッターは約
3.07%となるが、本実施の形態の場合に0.07%
及ばないのに加え、復路のNAも0.63であるため、
本実施の形態の場合に対し、デフォーカスマージンが約
9%、チルトマージンが約14%損なわれる。
路のNA2を一般的な0.6とした時、往路のNA1を
大きくしていくと徐々にジッターは減少するが、NA1
が0.63から0.67のあたりでジッターの変化が小
さくなる。NA1のバラツキの影響を小さくするには、
0.63から0.67の間に設定することが望ましい。
るデフォーカスやチルトのマージン拡大を優先する場合
には、往路のNA1が0.60の時、復路のNA2は
0.54以下でもジッターは劣化しないことがわかる。
ジッター優先、マージン優先、ジッターとマージンの両
立等目的に応じて最適なNA比は変わるが、ほぼ下記の
条件式(2)に示す設定にて最適条件を見つけることが
できる。
(a)は図1の構成における開口素子を対物レンズ1−
3側より見た図である。図の1−6の部分が対物レンズ
ホルダで、その開口は往路のNA1に対応している。対
物レンズホルダ1−6の内側にある同心円部が回折格子
1−8の格子1−8aを示しており、その開口は復路の
NA2に対応している。図3(a)では、往路、復路共
に開口は円形で構成されているが、開口の形状は円形に
限定されるものではない。円形の場合は、レンズホルダ
1−6などの開口の加工や成形が容易になるという利点
があるが、一般に光ディスクではラジアル方向とタンジ
ェンシャル方向で最適なNAが異なる場合がある。この
場合開口は、円形より楕円が望ましい。図3(b)は、
対物レンズホルダ1−6の開口がタンジェンシャル方向
に高NAである楕円の場合である。高NAの方向はタン
ジェンシャル方向に限定されるものではなく、ラジアル
方向の場合もあり得るし、さらに回折格子1−8による
復路の開口が楕円の場合もあり得る。本発明の優れた効
果は、往路の開口に対し、復路の開口が小さいことによ
って得られるため、一般に開口の形状に因らない。図3
(c)のように復路の開口が四角形であっても、本発明
の効果は損なわれない。図3(d)は、復路の開口が4
個の円形開口で構成された例で、本発明の優れた効果を
有すると共に、往路の開口の中央部の光も復路では除去
されるため、光ディスク1−2の情報成分をあまり含ま
ない低域成分であるDC成分を多く含む光が除去され、
データ情報信号RFの変調度が向上するという利点も有
している。図3(e)も図3(d)と同様で、往路に対
し復路の開口が小さいと共に、開口の中央部の光も回折
格子1−8aで除去されるため、DC成分を多く含む光
が除去され、データ情報信号RFの変調度が向上すると
いう利点を有している。このように本発明の光ピックア
ップ装置は、往路に対し復路の開口が小さく設定されて
いることが特徴で、開口の形状には特に因らない。
み往路と復路の開口を変えた場合の光ピックアップ装置
の構成例である。図1の構成と同様の部分については説
明を省略する。図4よりタンジェンシャル方向は、対物
レンズホルダ4−1による往路の開口と回折格子4−2
による復路の開口が等しく設定されている。それに対
し、図4のB方向矢視図にあるラジアル方向は、往路の
開口NA1(R)に対し復路の開口NA2(R)が小さ
く設定されている。タンジェンシャル方向の符号間干渉
の影響が少ない光ディスクシステムにおいては、図1に
示す実施の形態1における光ピックアップ装置に対し以
下の利点がある。
路が低NAであるため、隣接トラックによるクロストー
クの低減や記録感度の向上と共に、ディスクからの反射
光の高NA部分に多く含まれるクロストーク成分や高収
差部分を除去でき、良好な再生信号が得られ、さらにデ
フォーカスやチルトによるマージンも損なわれない。
の開口が等しいため、復路低NA化による光量ロスを低
減でき、高いS/Nで再生信号を得ることができる。
路、復路共に0.60とし、ラジアル方向のみ往路と復
路で開口を変えた場合の、再生特性の解析例である。光
ディスクのパラメ−タは実施の形態1と同様である。ラ
ジアル方向の往路、復路の開口が共に0.63の時、ジ
ッターは約3.54%であるが、往路の開口を0.63
に固定し復路の開口を0.63から小さくすると、復路
の開口0.585から0.62でジッターが3.5%以
下に改善されることがわかる。逆に復路の開口を0.6
0に固定し往路の開口0.60から大きくしていくと、
往路の開口0.64程度でジッターが最小になり、往路
の開口0.60から0.72程度までジッターが改善さ
れる。ジッター優先、マージン優先、ジッターとマージ
ンの両立等目的に応じて最適なNA比は変わるが、ほぼ
下記の条件式(5)に示す設定にて最適条件を見つける
ことができる。
置における開口素子の構成例であり、図4における対物
レンズ1−3側より見た図である。図の4−1の部分は
対物レンズホルダで、ラジアル方向に長い楕円の往路開
口を有している。楕円開口に内接している円形開口4−
2bが回折格子4−2による復路の開口で、図の横線部
が回折格子4−2の格子4−2aを示している。本構成
では、タンジェンシャル方向は楕円開口と円形開口が内
接するため往路と復路の開口は等しく、ラジアル方向で
のみ往路の開口NA1(R)が復路の開口NA2(R)
より大きくなっていることがわかる。図6では開口の形
状として楕円と円の組み合わせを例示したが、実施の形
態1において図3で示したように、開口の形状は特に限
定されるものではない。
ル方向のみ往路と復路の開口を変えた場合の光ピックア
ップ装置の構成例である。図1、図4の構成と同様の部
分については説明を省略する。図7のB方向矢視図より
ラジアル方向は、対物レンズホルダ7−1による往路の
開口と回折格子7−2による復路の開口が等しく設定さ
れている。それに対し、タンジェンシャル方向は、往路
の開口NA1(T)に対し復路の開口NA2(T)が小
さく設定されている。ラジアル方向のクロストークの影
響が少ない光ディスクシステムにおいては、図1に示す
実施の形態1における光ピックアップ装置に対し以下の
利点がある。
に対し復路が低NAであるため、符号間干渉の低減や分
解能向上、記録感度の向上と共に、ディスクからの反射
光の高NA部分に多く含まれる符号間干渉成分や高収差
部分を除去でき、良好な再生信号が得られ、さらにデフ
ォーカスやチルトによるマージンも損なわれない。
等しいため、復路低NA化による光量ロスを低減でき、
高いS/Nで再生信号を得ることができる。
共に0.60とし、タンジェンシャル方向のみ往路と復
路で開口を変えた場合の、再生特性の解析例である。光
ディスクのパラメ−タは実施の形態1、2と同様であ
る。タンジェンシャル方向の往路、復路の開口が共に
0.66の時、ジッターは約3.2%であるが、往路の
開口を0.66に固定し復路の開口を0.66から小さ
くすると、復路の開口0.57から0.66でジッター
が3.2%以下に改善されることがわかる。ジッター優
先、マージン優先、ジッターとマージンの両立等目的に
応じて最適なNA比は変わるが、ほぼ下記の条件式
(8)に示す設定にて最適条件を見つけることができ
る。
ップ装置における開口素子の構成例であり、図7におけ
る対物レンズ1−3側より見た図である。図の7−1の
部分は対物レンズホルダで、タンジェンシャル方向に長
い楕円の往路開口を有している。楕円開口に内接してい
る円形開口7−2−bが回折格子7−2による復路の開
口で、図の縦線部が回折格子7−2の格子を示してい
る。本構成では、ラジアル方向は楕円開口と円形開口が
内接するため往路と復路の開口は等しく、タンジェンシ
ャル方向でのみ往路の開口NA1(T)が復路の開口N
A2(T)より大きくなっていることがわかる。図9で
は開口の形状として楕円と円の組み合わせを例示した
が、実施の形態1において図3に示したように、開口の
形状は特に限定されるものではない。
置の他の構成例で、開口素子としてλ/4板1−7と偏
光ビ−ムスプリッタ(以下「PBS」と称する)10−
1を用いたものである。PBS10−1の偏光膜も入射
する光の偏光方向によって透過/反射が変わるため、回
折格子7−2と同様の機能を有する。開口素子として、
高い消光比で高NA部の光を除去する場合にはPBS
が、小型薄型の場合には回折格子が望ましい。開口素子
の構成としては、他にもλ/4板と液晶との組み合わせ
なども可能で、用途に応じて最適なものを選定すればよ
い。
のピックアップ装置の構成について説明する。尚、実施
の形態1〜3と同様の部分の説明は割愛する。光源であ
る半導体レーザ11−1と第1の光検出器11−2−
1、11−2−2はベース11−3に一体で構成されて
いる。半導体レーザ11−1からの光は、対物レンズ1
−3と一体で構成された回折格子11−5、λ/4板1
−7、対物レンズホルダ11−4をを介して光ディスク
1−2へ入射する。光ディスクからの反射光は、回折格
子で回折され、その一部が第1の光検出器へ入射する。
本実施の形態では、回折格子11−5が図1の回折格子
1−8と分離素子であるホログラム1−5の機能を兼ね
ており、回折格子の格子部分11−5aは不要な光を第
1の光検出器外へ回折させる機能を有し、回折格子11
−5の中央部11−5bはホログラム1−5の機能を有
している。本実施の形態の光ピックアップ装置は、以下
のような優れた効果を有している。
ム機能も有しているため、部品点数の削減、小型化、低
コスト化が可能となる。
成されているため、対物レンズの移動などによる影響を
軽減できる。
成されているため、光学系の小型化や、安定化を実現す
ることができる。
同時に満足する必要はなく、光学系の構成などの都合に
より、個別に満足しても個々の効果は同等である。
はベース11−3しか見えないが説明を容易にするた
め、半導体レーザや光検出器も透視して図示してある。
ャル方向共に往路、復路の開口を変える構成を示した
が、いずれか一方の開口が往路、復路で一定の場合も同
様である。
光情報処理装置の構成について説明する。実施の形態4
と同様の部分の説明は割愛する。本実施の形態では第2
の光検出器が4素子、ベース12−1に設けられてい
る。光ディスクからの反射光のうち回折格子12−3の
格子部12−3aに入射した光は、回折されて第2の光
検出器12−2−1〜4へ導かれる。第2の光検出器へ
導かれた光には、タンジェンシャル方向であれば符号間
干渉の情報が、ラジアル方向であればクロストークの情
報が多く含まれている。実施の形態1〜4の構成では、
この光を除去することによって良好な情報信号の検出を
行った。本実施の形態では、第1の光検出器出力と第2
の光検出器出力を演算することにより情報信号を得る。
開口の高NA部の光を除去しても、第1の光検出器へ入
射する光から符号間干渉成分やクロストーク成分を完全
に除去することはできない。第1の光検出器出力から、
符号間干渉成分やクロストーク成分を多く含む第2の光
検出器出力を引き算することにより、第1の光検出器出
力内の符号間干渉成分やクロストーク成分を相殺するこ
とができ、情報信号品質をさらに向上させることが可能
となる。図12では、タンジェンシャル方向、ラジアル
方向共に高NA部の光を第2の光検出器へ導いたが、必
要に応じていずれか一方であっても良い。符号間干渉の
影響が軽微なシステムでは、ラジアル方向のみの構成で
あっても情報信号品質の改善は可能である。タンジェン
シャル方向のみでも同様である。
光ピックアップ装置の構成について説明する。実施の形
態1と同様の部分の説明は割愛する。本実施の形態では
開口素子がλ/4板1−7と液晶素子13−1で構成さ
れ、さらに液晶素子13−1の駆動回路13−2を備え
ている。液晶素子13−1の機能は、図1における回折
格子1−8と同様光ディスクからの反射光の所定の部分
を第1の光検出器外へ回折させることであるが、本実施
の形態の液晶素子は光を回折させる範囲を可変できる。
の14−1の部分が液晶で、上下を透明電極14−2と
透明電極14−3で挟まれている。透明電極は各々ガラ
スなどの透光性基板14−4、透光性基板14−5に設
けられている。側面は封止材14−6で液晶14−1を
封入している。上下の透明電極に電圧を駆動回路14−
7で印加した時、上側の透明電極14−2の周期構造部
に挟まれた液晶部は、透明電極の周期に対応した異方性
を示し、異方性の回折格子として機能する。本実施の形
態では、上側の透明電極14−2は3つの範囲に分割さ
れており、各々に対し駆動回路14−7の電圧を切替回
路14−8にて切り替えて印加できるよう構成してあ
る。図14は切替回路14−8の(a)のみONされて
おり、透明電極14−2の外側の1ヶ所のみが回折格子
として機能する。切替回路14−8の状態によって回折
格子部を変更することが可能である。本実施の形態では
透明電極14−2は3分割としたが、必要に応じて分割
数を変えることができる。
晶により開口素子の回折格子の範囲を変え、復路の開口
を可変できるため、光ディスクに応じて最適な開口を設
定できるという優れた効果を有する。異なるトラックピ
ッチやビットピッチを有する複数の光ディスクに対し記
録や再生を行う場合、各々の光ディスク対し最適な開口
を自動的に学習して対応することも可能となる。
路の開口を可変としたが、往路の開口に対しても同様に
実現することができる。必要に応じて、往路、復路両方
の開口を可変として対応することも可能である。本実施
の形態では、実施の形態1に対応する構成のみ示した
が、これに限定されるものではなく、実施の形態2〜5
のいずれの構成に対しても開口素子を可変とすることは
可能である。
クへの記録再生において、往路の開口と復路の開口を異
ならせることにより、往路は高NAによるスポットによ
り良好な記録再生を行い、復路は低NAにより光ディス
クからの反射光の高NA部に多く含まれるクロストーク
成分、符号間干渉成分、高収差成分を除去し、高品質な
信号再生を可能にすると共に、デフォーカスやチルトに
対するマージンも損なわれないという優れた効果を有す
る。また、開口素子として回折格子を用い、他の素子と
の一体化を計ることにより、小型化、安定化、低コスト
化等の優れた効果を有する。また、復路の開口外の光の
少なくとも一部を第2の光検出器へ導き、第1の光検出
器出力と演算することにより、符号間干渉成分やクロス
トーク成分を相殺することができ、さらに良好な情報信
号を得ることができるという優れた効果を有する。ま
た、開口素子の開口を可変に構成することにより、光デ
ィスク毎に最適な開口を設定することができ、常に良好
な信号再生が可能となる優れた効果を有する。
装置の構成図である。
装置の再生特性を解析したグラフである。
図である。
装置の構成図である。
装置の再生特性を解析したグラフである。。
図である。
装置の構成図である。
装置の再生特性を解析したグラフである。
図である。
アップ装置の構成図である。
プ装置の構成図である。
置の構成図である。
プ装置の構成図である。
成図である。
Claims (24)
- 【請求項1】 光源と、光源から出射される光を前記情
報記録媒体に集光する対物レンズと、前記情報記録媒体
から反射される光を前記光源への光路から分離する分離
素子と、前記分離素子により分離された光を受光する第
1の光検出器とから構成され、前記光源から前記情報記
録媒体への第1の光路の開口をNA1、前記情報記録媒
体から前記第1の光検出器への第2の光路の開口をNA
2としたとき、下記の条件式(1)を満足する光ピック
アップ装置。 NA1>NA2 (1) - 【請求項2】 第1の光路の開口NA1と第2の光路の
開口NA2とが下記の条件式(2)を満足する請求項1
に記載の光ピックアップ装置。 1<NA1/NA2<1.2 (2) - 【請求項3】 第1の光路の開口NA1の形状が円形で
ある請求項1または2に記載の光ピックアップ装置。 - 【請求項4】 光源と、光源から出射される光を前記情
報記録媒体に集光する対物レンズと、前記情報記録媒体
から反射される光を前記光源への光路から分離する分離
素子と、前記分離素子により分離された光を受光する第
1の光検出器とから構成され、前記情報記録媒体の情報
列のトラックと略直交方向の開口で、前記光源から前記
情報記録媒体への第1の光路の開口をNA1(R)、前
記情報記録媒体から前記第1の光検出器への第2の光路
の開口をNA2(R)としたとき、下記の条件式(3)
を満足し、かつ前記情報記録媒体の情報列のトラックと
略平行方向の開口で、前記第1の光路の開口をNA1
(T)、前記第2の光路の開口をNA2(T)としたと
き、下記の条件式(4)を満足する光ピックアップ装
置。 NA1(R)>NA2(R) (3) NA1(T)=NA2(T) (4) - 【請求項5】 情報記録媒体の情報列のトラックと略直
交方向の開口が下記の条件式(5)を満足する請求項4
に記載の光ピックアップ装置。 1<NA1(R)/NA2(R)<1.2 (5) - 【請求項6】 光源と、光源から出射される光を前記情
報記録媒体に集光する対物レンズと、前記情報記録媒体
から反射される光を前記光源への光路から分離する分離
素子と、前記分離素子により分離された光を受光する第
1の光検出器とから構成され、前記情報記録媒体の情報
列のトラックと略平行方向の開口で、前記光源から前記
情報記録媒体への第1の光路の開口をNA1(T)、前
記情報記録媒体から前記第1の光検出器への第2の光路
の開口をNA2(T)としたとき、下記の条件式(6)
を満足し、かつ前記情報記録媒体の情報列のトラックと
略直交方向の開口で、前記第1の光路の開口をNA1
(R)、前記第2の光路の開口をNA2(R)としたと
き、下記の条件式(7)を満足する光ピックアップ装
置。 NA1(T)>NA2(T) (6) NA1(R)=NA2(R) (7) - 【請求項7】 情報記録媒体の情報列のトラックと略平
行方向の開口が下記の条件式(8)を満足する請求項6
に記載の光ピックアップ装置。 1<NA1(T)/NA2(T)<1.2 (8) - 【請求項8】 第2の光路の開口が、回折格子とλ/4
板とからなる開口素子で構成される請求項1〜7のいず
れか1項に記載の光ピックアップ装置。 - 【請求項9】 第2の光路の開口が、偏光ビームスプリ
ッタとλ/4板とからなる開口素子で構成される請求項
1〜7のいずれか1項に記載の光ピックアップ装置。 - 【請求項10】 分離素子がホログラムで構成される請
求項1〜9のいずれか1項に記載の光ピックアップ装
置。 - 【請求項11】 回折格子とホログラムとが一体で構成
される請求項10に記載の光ピックアップ装置。 - 【請求項12】 光源と第1の光検出器とが一体で構成
される請求項8〜11のいずれか1項に記載の光ピック
アップ装置。 - 【請求項13】 対物レンズと開口素子とが一体で構成
される請求項8〜12のいずれか1項に記載の光ピック
アップ装置。 - 【請求項14】 開口素子の開口が可変に構成されてい
る請求項1〜13のいずれか1項に記載の光ピックアッ
プ装置。 - 【請求項15】 開口素子がλ/4板と液晶素子とで構
成され、さらに前記液晶素子の駆動回路を有する請求項
14に記載の光ピックアップ装置。 - 【請求項16】 液晶素子と駆動回路と前記駆動回路を
切り替える切替回路とを備え、前記切替回路によって開
口素子の開口を情報記録媒体に応じて可変させることが
できる請求項15に記載の光ピックアップ装置。 - 【請求項17】 情報記録媒体に対し情報の記録および
再生の少なくともいずれかを行う装置であって、光源
と、光源から出射される光を前記情報記録媒体に集光す
る対物レンズと、前記情報記録媒体から反射される光を
前記光源への光路から分離する分離素子と、前記分離素
子により分離された光を受光する第1の光検出器と、第
2の光検出器とから構成され、前記光源から前記情報記
録媒体への第1の光路の開口をNA1、前記情報記録媒
体から前記第1の光検出器への第2の光路の開口をNA
2としたとき、下記の条件式(1)を満足し、さらに前
記第2の光路の開口NA2外の光の少なくとも一部を第
2の光検出器へ導くよう構成する光情報処理装置。 NA1>NA2 (1) - 【請求項18】 情報記録媒体に対し情報の記録および
再生の少なくともいずれかを行う装置であって、光源
と、光源から出射される光を前記情報記録媒体に集光す
る対物レンズと、前記情報記録媒体から反射される光を
前記光源への光路から分離する分離素子と、前記分離素
子により分離された光を受光する第1の光検出器と、第
2の光検出器とから構成され、前記情報記録媒体の情報
列のトラックと略直交方向の開口で、前記光源から前記
情報記録媒体への第1の光路の開口をNA1(R)、前
記情報記録媒体から前記第1の光検出器への第2の光路
の開口をNA2(R)としたとき、下記の条件式(3)
を満足し、かつ前記情報記録媒体の情報列のトラックと
略平行方向の開口で、前記第1の光路の開口をNA1
(T)、前記第2の光路の開口をNA2(T)としたと
き、下記の条件式(4)を満足し、さらに前記第2の光
路の開口NA2(R)外の光の少なくとも一部を第2の
光検出器へ導くよう構成する光情報処理装置。 NA1(R)>NA2(R) (3) NA1(T)=NA2(T) (4) - 【請求項19】 情報記録媒体に対し情報の記録および
再生の少なくともいずれかを行う装置であって、光源
と、光源から出射される光を前記情報記録媒体に集光す
る対物レンズと、前記情報記録媒体から反射される光を
前記光源への光路から分離する分離素子と、前記分離素
子により分離された光を受光する第1の光検出器と、第
2の光検出器とから構成され、前記情報記録媒体の情報
列のトラックと略平行方向の開口で、前記光源から前記
情報記録媒体への第1の光路の開口をNA1(T)、前
記情報記録媒体から前記第1の光検出器への第2の光路
の開口をNA2(T)としたとき、下記の条件式(6)
を満足し、かつ前記情報記録媒体の情報列のトラックと
略直交方向の開口で、前記第1の光路の開口をNA1
(R)、前記第2の光路の開口をNA2(R)としたと
き、下記の条件式(7)を満足し、さらに前記第2の光
路の開口NA2(T)外の光の少なくとも一部を第2の
光検出器へ導くよう構成する光情報処理装置。 NA1(T)>NA2(T) (6) NA1(R)=NA2(R) (7) - 【請求項20】 第1の光検出器と第2の光検出器の各
々出力の所定の演算出力より情報記録媒体の情報を再生
する請求項17〜19のいずれか1項に記載の光情報処
理装置。 - 【請求項21】 第1の光検出器と第2の光検出器とが
一体で構成される請求項17〜20のいずれか1項に記
載の光情報処理装置。 - 【請求項22】 開口素子の開口が可変に構成されてい
る請求項17〜21のいずれか1項に記載の光情報処理
装置。 - 【請求項23】 開口素子がλ/4板と液晶素子とで構
成され、さらに前記液晶素子の駆動回路を有する請求項
22に記載の光情報処理装置。 - 【請求項24】 液晶素子と駆動回路と前記駆動回路を
切り替える切替回路とを備え、前記切替回路によって開
口素子の開口を情報記録媒体に応じて可変させることが
できる請求項23に記載の光情報処理装置。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| KR100860980B1 (ko) * | 2002-01-28 | 2008-09-30 | 삼성전자주식회사 | 광픽업 |
| WO2009069348A1 (ja) * | 2007-11-27 | 2009-06-04 | Mitsubishi Electric Corporation | 光ヘッド装置および光ディスク再生システム |
-
1999
- 1999-02-24 JP JP04574899A patent/JP4223123B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100860980B1 (ko) * | 2002-01-28 | 2008-09-30 | 삼성전자주식회사 | 광픽업 |
| WO2009069348A1 (ja) * | 2007-11-27 | 2009-06-04 | Mitsubishi Electric Corporation | 光ヘッド装置および光ディスク再生システム |
| US8130621B2 (en) | 2007-11-27 | 2012-03-06 | Mitsubishi Electric Corporation | Optical head device and optical disk playback system |
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