JPH01315041A

JPH01315041A - 光ヘッド装置及び情報記録再生方法

Info

Publication number: JPH01315041A
Application number: JP63147243A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Hirose; 裕廣瀬; Yutaka Yamanaka; 豊山中
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1988-06-14
Filing date: 1988-06-14
Publication date: 1989-12-20
Anticipated expiration: 2011-03-29
Also published as: JPH0834012B2

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、光を利用して、情報の記録再生を行う情報入
出力装置に用いる光ヘッド装置に関するものである。

（従来の技術）現在、光を利用して、情報の記録再生を行う情報入出力
装置においでは、ディスク状の記録媒体に同心円、また
はスパイラル状のトラックを設け、このトラック上にレ
ーザ光源からの出射光を微小スポットとして集光するこ
とによって記録ピットを生成し、前記ピットの有無を情
報として記録し、さらにこのトラックに微小スポットを
照射し、反射光よりトラック上のピットの有無を検出し
、情報の読み出しを行うというものがある。

近年、記録容量増大化の要請に伴い、このような装置に
おいて、記録密度を高めることが必要となっている。記
録容量は記録媒体上に生成できる前記記録ピットの数に
依存しているので、記録ピットを小さくすること、すな
わち媒体上に照射する光のスポットを小さくすることが
、高密度化のためには不可欠である。媒体上に照射され
る微小スポットの大きさは、レーザの波長λ及び、集光
レンズの開口数ＮＡに依存しており、Ａ／ＮＡに比例す
る。従って、微小スポットの大きさを小さくするには、
λを小さくＮＡを大きくする必要がある。このため、光
デイスク用の半導体レーザの発振波長はより短くすると
いう方向で開発が進められており、集光レンズの開口は
できる限り大きいものが使われている。

（発明が解決しようとする課題）以上述べた方法においては、媒体上に照射される微小ス
ポットの大きさは、光源の波長及び、集光レンズの開口
数で決まる値よりも小さくすることができない。従って
、記録密度もこの値で決まる値よりも高めることができ
ないという欠点があった。

本発明の目的は、このような光源の波長及び集光レンズ
の開口数で決まる値よりも小さい微小スポットを生成し
、結果として前記限界値以上の高密度記録を可能とする
光ヘッドを提供することにある。

（課題を解決するための手段）本願第１の発明は、レーザ光源からの出射光を微小スポ
ットとして集光し、この集光点からの反射光を光検出器
に導く光学系を有する光ヘッド装置において、レーザ光
源からの出射光ビーム断面内で中心付近の光の位相°を
変化させる手段を光源と記録媒体との間の光軸上に有す
ることを特徴とする光ヘッド装置である。

本願第２の発明は、レーザ光源からの出射光を微小スポ
ットとして記録媒体上に集光し、情報記録を行い、情報
再生時には記録媒体からの反射光を検出する情報記録再
生方式において、情報記録時にレーザ光源からの出射光
ビームを該光ビーム断面内で中心付近の光の位相を変化
させることを特徴とする情報記録再生方式である。

（作用）第２図（ａ）に示すように、レーザ光源からの円形また
は楕円形の出射光ビーム断面内でビームの位相を変化さ
せる領域２１（以下位相変調帯と称する）によって中心
付近の位相をθ°変化させ、第２図（ｂ）に示すような
位相分布とすることによって、集光レンズで記録媒体上
に照射されるビームの媒体面上における強度分布は、第
２図（Ｃ）の実線２４で示したもの゛となり、点線２３
で示した位相変調帯を用いない場合に比して、媒体面上
におけるビームスポットの大きさを小さくすることがで
きる。例えば、ビーム断面径約５ｍｍ、位相変調帯の輻
約０．５ｍｍ、位相変調領域における位相変化量θ′が
ｎのときには、ビームスポットの大きさは光源の波長と
集光レンズの開口数で決まる限界値の約８０％程度とす
ることができる。これは従来より広義の超解像技術とし
て知られている。（例えば、文献オスターバーブ。

ウイルキンス著、ジャーナルオブザオプティ力ルソサイ
アテイオブアメリカ（Ｈ，Ｏｓｔｅｒｂｅｒｇ　ａｎｄ
Ｊ、Ｅ、Ｗｉｌｋｉｎｓ、　Ｊｒ、、　Ｊ、　Ｏｐｔ、
　Ｓｏｃ、　Ａｍ、　３９．５５３（１９５９）を参照
）しかし、位相変調帯の幅が適切でない場合や位相変調
帯における光の透過率および位相変化量が適切でない場
合には、媒体面上の中心ビームの強度が低下して、書き
込み動作が正常に行なわれなかったり、周辺部分の強度
（第２図（ｃ）の２５で示したサイドローブの高さ）が
増して、これが隣接トラックやピットに回り込んだ場合
には読み出し動作が正常に行なわれない等の悪影響が生
ずる。従って、この技術を光ヘッドに応用するにはこの
悪影響が記録再生動作に影響しない構成とすることが必
要である。

本発明においては、媒体面上のビーム中心付近の光強度
の低下が書き込みに必要な最低値を下らないように、光
位相変調器において位相変調領域面積、位相変調量、光
の透過率を設定し、がっ、この領域を帯状にした第２図
（ａ）のような場合には、媒体面上の光強度の周辺部の
増加は、一方向となるので、これをトラックの線方向と
して、読み出し時の隣接トラックへの回り込みを防ぐ。

また、位相変調領域を、帯状とはせず中心部分のみとし
た第２図（ｄ）のような場合には、周辺部分の強度の増
加が隣接トラックやピットに回り込まない程度に設定す
る。さらに、情報の記録時には光位相変調器に位相変調
動作を発生させ、発生時には位相変調動作を停止させる
記録再生方式とすることで、記録時に超解像動作によっ
て発生するサイドローブを、再生時においては発生させ
ないことが可能となり、再生信号へのサイドローブ光の
まわりこみを除去することが可能となる。

従って、媒体上に生成される記録ピットの大きさも従来
の８０％程度には小さくすることができることになり、
前記限界値で決まる値よりも高い密度で情報を記録し、
かつ再生することが可能となる。

（実施例）第１図は、本発明の光ヘッドの実施例の一つの光学系を
示したものである。情報の書き込み時においては、光源
である半導体レーザ１より出射された光ビームは、ビー
ムスプリッタ２を透過し、ビーム断面内で中心付近の光
の位相分布を変化させる光位相分布変調器３を通過した
後、集光レンズ４によって記録用媒体５に微小スポット
として照射される。一方、情報を記録媒体より読み出す
際には、書き込み時と同じ、光学系を用いて読みだし用
光ビームを媒体面上に照射し、媒体面からの反射光をビ
ームスプリッタ２によって再生信号検出系６に導く。

第２図（ｅ）は第２図（ａ）の位相変調帯幅が１．０ｍ
ｍのときの位相変調領域の周囲に対する位相差と媒体面
上の集光ビームのメインロープ径の関係を示したもので
ある。図中２７ａは強度が最大値の１／ｅ２のときの値
を、２７ｂは強度が最大値の１７２のときの値を示す。

また、開口幅が１ｍｍ前後の他の値でも同様の傾向を示
す。同図（０は位相変調領域で与える位相差を遅らせた
ときまたは進ませたときの位相変調領域幅と集光ビーム
のメインロープ径の関係を示したものである。図中２８
ａは強度が最大値の１／ｅ２のとき、２８ｂは強度が最
大値の１／２のときを示す。これより、位相変調領域幅
を約１ｍｍ、位相変調領域に与える位相差をｎ程度とす
れば、本変調器を使用しない場合に比して、ビーム径が
約８０％とすることができる。このときザイドローブ高
さはメインローブ高さの約１７３以下であり実用上問題
はない。

第３図は、光位相分布変調器をビームスプリッタよりも
光源側に配置した実施例を示す。書き込み、読み出しの
時の動作は第１図の場合と同様である。

第４図は、書き込み用の光源とは別に読みだし用の光源
を設けた場合の実施例の一つである。書き込み時には、
書き込み用光源１ａからの出射光を位相分布変調器３お
よびビームスプリッタ２ａ、　２ｂを通過させた後、記
録媒体５に照射する。一方、読み出し時には、光源１ａ
の動作を停止し、光源１ｂを動作させ、この光源からの
出射光をビームスプリッタ２によって光学系に導くこと
により、読み出し用ビームとして媒体に照射するもので
ある。このような構成をとることによって、位相分布変
調器３自体は動作を切り替える機能を持たないものでも
本発明を実現することができる。この場合、位相分布変
調器は第５図（ａ）に示したように、単にビームの中央
付近に波長板を設定した簡単な構造のもので良い。第５
図（ａ）〜（ｄ）は、光位相分布変調器の種々の実施例
を示したものである。同図（ａ）は透過型で透過ビーム
の中央付近に位相変調帯を持った構造のものである。同
図（ｂ）は波長板２２を適当な支持アームで保持し、こ
れを図中のＸ、Ｙ方向に移動可能な駆動装置に取り付け
て、記録時と再生時で位相変調光帯の位置を変えること
によってビームに対する位相変調動作を切り替える方式
のものである。また、同図（Ｃル（ｄ）は誘電体の屈折
率変化動作を利用した、電界制御可能な変調器の実施例
の一つである。誘電体としてはＬｉＮｂＯ２等を利用す
ればよい。

同図（Ｃ）は光の進行方向に対して、電界印加方向を垂
直とした場合であり、同図（ｄ）は光の進行方向に対し
て、電界印加方向を平行とした場合である。

電極５８は透明電極とすることで光を透過させることが
できる。光位相分布変調器をこのように構成すれば、位
相変調動作の切り替えおよび位相変化量を電気的に調節
することが可能となる。第５図（ｂ）。

（Ｃ）または（ｄ）に示す光位相分布変調器を用い、情
報記録時に位相を変化させ、情報生成時には位相変化な
しとすれば、サイドローブの隣接ビットへのまわり込み
による誤検出がふせげる。

（発明の効果）本発明によって、媒体上に記録できるピットの数は、従
来のものよりも増加し、記録密度を高めることが可能と
なる。

また、情報の記録時と再生時とで光変調器において位相
変調領域の有無を制御する手段を持つことで、再生信号
検出光学系において、書き込み時の動作の影響が媒体か
らの反射光に影響することなく読み出しが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第３図、第４図は本発明の一実施例の光学系を
示す図、第２図（ａ）〜（Ｏは本発明で用いる位相変調
器の実施例および作用を示す図、第５図（ａ）〜（ｄ）
はこの変調器の実施例を示す図。図において１、　ｌａ、　ｌｂ・・・半導体レーザ、２．２ａ、　
２ｂ・・・ビームスプリッタ、３・・・光位相分布変調
器、４・・・集光レンズ、５・・・記録用媒体、６・・
・再生信号検出系、２１・・・位相変調帯、２２・・・
光ビーム断面、２３・９０本発明を用いない場合の媒体
面上光強度分布、２４・・・本発明を用いた場合の媒体
面上光強度分布、２５・・・本発明を用いたことによる
周辺部分の強度増加部、２６・・・位相変調領域、２７
ａ・・・強度が最大値の１１ｅ２のときのビーム径、２
７ｂ・・・強度が最大値の１／２のときのビーム径、２
８ａ・・・強度が最大値の１１ｅ２のときのビーム径、
２８ｂ・・・強度が最大値の１１′２のときのビーム径
、５１・・・波長板、５２・・・支持台、５３・・・入
射ビーム、５４・・・支持アーム、５５・・・アクチュ
エータ、５６・・・電極、５７・・・誘電体、５８・・
・透明電極である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）レーザ光源からの出射光を微小スポットとして集
光し、この集光点からの反射光を光検出器に導く光学系
を有する光ヘッド装置において、レーザ光源からの出射
光ビーム断面内で中心付近の光の位相を変化させる手段
を光源と記録媒体との間の光軸上に有することを特徴と
する光ヘッド装置。
（２）レーザ光源からの出射光を微小スポットとして記
録媒体上に集光し、情報記録を行い、情報再生時には記
録媒体からの反射光を検出する情報記録再生方式におい
て、情報記録時にレーザ光源からの出射光ビームを該光
ビーム断面内で中心付近の光の位相を変化させることを
特徴とする情報記録再生方式。