JPH0212622A - Optical head device - Google Patents
Optical head deviceInfo
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- JPH0212622A JPH0212622A JP63164029A JP16402988A JPH0212622A JP H0212622 A JPH0212622 A JP H0212622A JP 63164029 A JP63164029 A JP 63164029A JP 16402988 A JP16402988 A JP 16402988A JP H0212622 A JPH0212622 A JP H0212622A
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- light
- beams
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- light source
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Abstract
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。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to an optical head device used in an information input/output device that records and reproduces information using light.
(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
装置においては、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
ーザ光源がらの出射光を微小スポットとして集光するこ
とによって記録ビットを生成し、前記ビットの有無を情
報として記録し6、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ビットの有無を検出
し、情報の読み出しを行うというものがある。(Prior Art) Currently, in information input/output devices that record and reproduce information using light, concentric or spiral tracks are provided on a disk-shaped recording medium, and a laser light source is placed on this track. A recording bit is generated by condensing the emitted light into a minute spot, and the presence or absence of the bit is recorded as information6.The minute spot is then irradiated onto this track, and the presence or absence of the bit on the track is detected from the reflected light. , to read information.
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ビットの数に
依存しているので、記録ビ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1.VNA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NA7il−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。しかし、
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。In recent years, with the demand for increased recording capacity, it has become necessary to increase the recording density in such devices. Since the recording capacity depends on the number of recording bits that can be generated on the recording medium, making the recording bits smaller, that is, reducing the spot of light irradiated onto the medium, is the key to higher density. It is essential. The size of the minute spot irradiated onto the medium depends on the wavelength λ of the laser and the numerical aperture NA of the condensing lens.1. Proportional to VNA. Therefore, to reduce the size of the minute spot,
It is necessary to make λ small and NA7il-large. For this reason, development is progressing in the direction of shortening the oscillation wavelength of semiconductor lasers for optical disks, and the aperture of the condenser lens is being used as large as possible. but,
The size of the minute spot irradiated onto the medium cannot be made smaller than a value determined by the wavelength of the light source and the numerical aperture of the condensing lens. Therefore, there was a drawback that the recording density could not be increased beyond the value determined by this value.
一方、第2図(a)に示すように、光源からの円形また
は楕円形の出射光ビーム22断面内で中心付近の光の強
度を減少させ、第2図(b)に示すような光強度分布と
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第2図(C)の実
線24で示したものとなり、点線23で示した遮光帯2
1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。これは従来
より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、ウィルキンス著、ジャーナルオブオプテ
カルソサイアテイオブアメリカ(H,Osterber
g and J、 E。On the other hand, as shown in FIG. 2(a), the intensity of light near the center of the circular or elliptical cross-section of the light beam 22 emitted from the light source is reduced, and the light intensity is reduced as shown in FIG. 2(b). By setting the distribution, the intensity distribution on the medium surface of the beam irradiated onto the recording medium by the condensing lens becomes as shown by the solid line 24 in FIG.
The size of the beam spot on the medium surface can be made smaller than that in the case where 1 is not used. This is conventionally known as super-resolution technology. (For example, see the literature Osterber, Wilkins, Journal of Optical Society of America (H. Osterber)
g and J, E.
Wilkins、 Jr、、 J、 Opt、 Soc
、 Am、 39.553 (1959)を参照)(従
来の技術)
第3図に超解像技術の効果を示す実証例の一つを示す。Wilkins, Jr., J., Opt., Soc.
, Am, 39.553 (1959)) (Prior Art) FIG. 3 shows one of the demonstration examples showing the effects of super-resolution technology.
測定条件は光源の波長が約0.83pm、コリメートビ
ーム径が約5mm、集光レンズの開口数が0.55であ
る。同図(a)は遮光帯幅と媒体面上のビームスポット
径の関係を示す。媒体面上のビームスポットを小さくす
るためには遮光帯幅を広くする必要があることがわかる
。一方、同図(b)に示した遮光帯幅とレーザ出射光量
に対する媒体面上の総光量の比(以下、光利用率と称す
る)の関係から、遮光帯幅を広げるほど、光利用率は低
下することがわかる。The measurement conditions are that the wavelength of the light source is approximately 0.83 pm, the diameter of the collimated beam is approximately 5 mm, and the numerical aperture of the condensing lens is 0.55. FIG. 5A shows the relationship between the width of the shielding zone and the beam spot diameter on the medium surface. It can be seen that in order to reduce the beam spot on the medium surface, it is necessary to widen the shading band width. On the other hand, from the relationship between the light-shielding band width and the ratio of the total amount of light on the medium surface to the amount of laser emitted light (hereinafter referred to as the light utilization rate) shown in FIG. It can be seen that this decreases.
また、遮光帯を利用した超解像ビームは、第3図(c)
に示すように遮光帯幅ΔWを広げるほど集光スポットの
サイドローブ強度の高さが高くなる。例えば、設計上サ
イドローブ高さをメインローブ高さの約1/3以下に抑
えるという制約を課すると、メインビーム径dも約1.
0511m以下に細くすることはできないことになる。In addition, the super-resolution beam using the shading zone is shown in Figure 3(c).
As shown in FIG. 2, the wider the shading band width ΔW is, the higher the sidelobe intensity of the focused spot becomes. For example, if a design constraint is imposed to keep the side lobe height to about 1/3 or less of the main lobe height, the main beam diameter d will also be about 1.
This means that it cannot be made thinner than 0511 m.
(発明が解決しようとする課題)
一般に、媒体面上の集光スポットが小さいほど、記録密
度を高める上で有利であることが知られている。従って
、以上述べた構成の光ヘッド装置においては、情報の記
録密度を高めることを目的として、より小さい集光スポ
ットを形成するためには、第3図(a)より光変調器の
遮光帯幅をより広くすれば良い。ところが、同図(b)
に示したように遮光帯幅を広げた場合、光利用率が低下
し、これにともなって光源に必要な出力強度は増加する
。(Problems to be Solved by the Invention) It is generally known that the smaller the focused spot on the medium surface, the more advantageous it is in increasing the recording density. Therefore, in the optical head device having the configuration described above, in order to form a smaller focused spot for the purpose of increasing the information recording density, the light-shielding band width of the optical modulator is It would be better to make it wider. However, in the same figure (b)
When the width of the shading zone is widened as shown in , the light utilization efficiency decreases, and the output intensity required for the light source increases accordingly.
現在半導体レーザから得られる出力には限界があるため
、設定しうる遮光帯幅の広さにも最大値が存在する。す
なわち、従来の光強度変調器においては、光利用率によ
る制約から超解像効果を十分に利用できないという欠点
があった。Since there is currently a limit to the output that can be obtained from semiconductor lasers, there is also a maximum value for the width of the light-shielding band that can be set. In other words, the conventional light intensity modulator has the disadvantage that the super-resolution effect cannot be fully utilized due to constraints imposed by the light utilization rate.
本発明の目的は、このような従来の制約を除去せしめて
、遮光帯を設置することなく遮光帯を設置した場合と同
等の超解像効果を得、かつ、遮光帯を設置しない分だけ
光利用率の高い光変調器およびこれを利用した光ヘッド
を提供することにある。The purpose of the present invention is to remove such conventional limitations, obtain a super-resolution effect equivalent to that obtained by installing a shading zone without installing a shading zone, and reduce the amount of light by the amount of light without installing a shading zone. An object of the present invention is to provide an optical modulator with a high utilization rate and an optical head using the same.
(課題を解決するための手段)
本発明は、光源からの出射光を微小スポットとして記録
媒体面上に集光レンズによって集光し、この集光点から
の反射光を光検出器に導く光学系によって情報の記録再
生を行う光ヘッド装置において、前記光源と前記集光レ
ンズとの間に前記光源からの光ビームを平行な複数のコ
リメート光束に分割し、分割した複数の光束を前記集光
レンズに入射する手段を有することを特徴とする。(Means for Solving the Problems) The present invention is an optical system that focuses emitted light from a light source on a recording medium surface as a minute spot using a condensing lens, and guides reflected light from this condensed point to a photodetector. In an optical head device that records and reproduces information using a system, a light beam from the light source is divided into a plurality of parallel collimated beams between the light source and the condensing lens, and the divided beams are divided into a plurality of parallel collimated beams. It is characterized by having means for inputting the light into the lens.
(作用)
第1図に示した本発明の実施例において、光変調器3は
光を透過する物質でできているものとする。(Function) In the embodiment of the present invention shown in FIG. 1, it is assumed that the optical modulator 3 is made of a material that transmits light.
同図(b)に示すようにこの変調器に矢印Aの方向から
コリメート光が入射した場合を考える。変調器を構成す
る物質の屈折率をn”、空気の屈折率をn、変調器の厚
さをd、変調器を出射後の光軸の移動量をΔとすれば、
屈折の法則から、
また、
n5inθ= n’ sinθゝ
図において幾何学的な考察から、
(1)、(2)より
となる。ここで、光変調器を厚さ5mmのガラスで入射
光の進行方向に垂直な方向からの傾き角θを25°とす
れば、Δ−0,5mmとなり、左右対称の構造であるの
で、第2図に示した従来の光変調器において遮光帯幅を
1mmとした場合と同等の光強度分布を得ることができ
る。従って、この変調器からの出射光の集光レンズによ
る集光スポットにおいては、従来の変調器を用いた場合
と同等の超解像効果を得ることができる。Consider the case where collimated light is incident on this modulator from the direction of arrow A, as shown in FIG. 2(b). If the refractive index of the material constituting the modulator is n'', the refractive index of air is n, the thickness of the modulator is d, and the amount of movement of the optical axis after exiting the modulator is Δ, then
From the law of refraction, and from the geometric considerations in the diagram n5inθ=n'sinθゝ, we have (1) and (2). Here, if the optical modulator is made of glass with a thickness of 5 mm and the tilt angle θ from the direction perpendicular to the direction of propagation of the incident light is 25 degrees, then it becomes Δ-0.5 mm, and since it has a symmetrical structure, In the conventional optical modulator shown in FIG. 2, it is possible to obtain a light intensity distribution equivalent to that when the light-shielding band width is 1 mm. Therefore, at the condensing spot of the light emitted from this modulator by the condensing lens, it is possible to obtain the same super-resolution effect as when using a conventional modulator.
また、光変調器の材料をガラスとすれば、光透過率は約
100%、プラスチックとすれば約95%程度とするこ
とが可能である。従って、従来の遮光帯による超解像応
用ヘッドに比して、光利用率において約1.5倍高める
ことが可能となる。これによって、光源のレーザに要求
される出力値をも低減することができる。Furthermore, if the material of the optical modulator is glass, the light transmittance can be about 100%, and if it is made of plastic, it can be about 95%. Therefore, it is possible to increase the light utilization efficiency by about 1.5 times compared to a conventional super-resolution head using a light-shielding band. This also makes it possible to reduce the output value required of the laser of the light source.
(実施例)
次に第1図から第9図を参照して、本発明の実施例につ
いて説明する。(Example) Next, an example of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 9.
第1図は(a)一実施例の光学系を示す図である。光源
である半導体レーザ1から出射した光は、コリメートレ
ンズ2によってコリメートされた後、本発明の特徴であ
る光変調器3を透過することで三光束に分割される。こ
れを集光レンズ4によって集光すると、記録媒体5の面
上の集光スポットにおいて第2図(a)に示した遮光帯
による光変調器を用いた場合と同等の超解像効果を得る
ことができる。記録媒体5からの反射光はビームスプリ
ッタ7によって分離された後、信号検出系6に導かれる
。第1図(b)は光変調器3の動作原理を示す図である
。本変調器はガラス、プラスチックなどの材料で形成し
、光を透過する性質を持つ。形状は、光軸に垂直方向か
ら一定角度θだけ傾けた平行平板を光軸に対して対称に
二枚配置したものである。A方向から入射してきたコリ
メート光は、光軸を中心とし左右対称に本光変調器への
入射面8に対して斜め入射するので、本変調器内におい
て、三光束に分割され、再び入射光の進行方向に平行な
方向に出射される。FIG. 1(a) is a diagram showing an optical system of one embodiment. Light emitted from a semiconductor laser 1, which is a light source, is collimated by a collimating lens 2, and then transmitted through an optical modulator 3, which is a feature of the present invention, and is divided into three beams. When this light is focused by the condenser lens 4, a super-resolution effect equivalent to that obtained when using an optical modulator with a light-shielding band shown in FIG. 2(a) can be obtained at the focused spot on the surface of the recording medium 5. be able to. The reflected light from the recording medium 5 is separated by a beam splitter 7 and then guided to a signal detection system 6. FIG. 1(b) is a diagram showing the operating principle of the optical modulator 3. This modulator is made of materials such as glass and plastic, and has the property of transmitting light. The shape is two parallel flat plates tilted by a certain angle θ from the direction perpendicular to the optical axis, arranged symmetrically with respect to the optical axis. The collimated light incident from direction A is symmetrically centered on the optical axis and is obliquely incident on the incident surface 8 of the optical modulator, so it is split into three beams within the modulator, and the incident beam is re-distributed. is emitted in a direction parallel to the direction of travel.
このとき出射光の移動量Δは本変調器の厚みt、人出射
面傾き角θ、および変調器材料の屈折率によって制御す
ることができる。典型的な値は、前述したように、t=
5mm 、θ=25°、n=1.5のときΔ’65mm
である。At this time, the amount of movement Δ of the emitted light can be controlled by the thickness t of the present modulator, the inclination angle θ of the exit surface, and the refractive index of the modulator material. A typical value is t=
5mm, Δ'65mm when θ=25°, n=1.5
It is.
また、第1図(e)は、第2図における遮光帯の中央部
分の光を透過させることで集光スポットのサイドローブ
強度を低くする変調器を実現する一実施例である。コリ
メート光の入射面おいて、光束の中心部分は光軸に対し
て垂直な面9とし、出射面9′もこれに平行な面とする
。他の部分は、同図(b)と同様の構成、形状とする。Further, FIG. 1(e) shows an embodiment of a modulator that reduces the side lobe intensity of the condensed spot by transmitting the light in the central part of the light-shielding band in FIG. In the incident plane of the collimated light, the central part of the light beam is a plane 9 perpendicular to the optical axis, and the exit plane 9' is also a plane parallel to this. The other parts have the same configuration and shape as those shown in FIG. 3(b).
このようにすると、入射光の中心部分の光は変調器に対
して垂直入射するので屈折することなく直進する。他の
部分の光は、同図(b)に示した場合と同等の原理によ
って三光束に分割され、再び入射光光軸に対して平行方
向に出射される。このようにして、遮光領域14、分割
された平行光束11.12、中心部透過光13の強度分
布を有する出射光を得、これを集光レンズで集光するこ
とによって第4図の実線に示す解像効果を得ることがで
きる。図において、破線42は第2図(e)の25で示
すサイドローブであり、比較のためのせている。この実
施例では1次のサイドローブ43を十分小さくすること
が可能である。2次のサイドローブ44は1次のサイド
ローブ43より大きくなるが、サイドローブ42より小
さくすることができ、サイドローブによる誤ピントの形
成という問題は解決される。In this case, the central part of the incident light is perpendicularly incident on the modulator, and therefore travels straight without being refracted. The light of the other portions is divided into three beams according to the same principle as shown in FIG. 3(b), and is emitted again in a direction parallel to the optical axis of the incident light. In this way, the output light having the intensity distribution of the light-shielding area 14, the divided parallel light beams 11 and 12, and the central transmitted light 13 is obtained, and by condensing it with a condenser lens, the solid line in Fig. 4 is obtained. The resolution effect shown can be obtained. In the figure, a broken line 42 is a side lobe shown at 25 in FIG. 2(e), and is included for comparison. In this embodiment, it is possible to make the first-order side lobe 43 sufficiently small. Although the secondary side lobe 44 is larger than the primary side lobe 43, it can be made smaller than the side lobe 42, and the problem of incorrect focus caused by the side lobe is solved.
第5図に本発明の光変調器をプリズムを組み合せて構成
した実施例を示す。同図(a)においてコリメート光は
プリズム51(以下分割プリズムと称する)の対称軸に
光軸をあわせて入射され、出射時に三光束に分割される
。これらの光束をプリズム52(以下方向補正プリズム
と称する)を透過させることで、進行方向を入射光と平
行な方向に変換し、出射光を分割された光束53.54
、遮光領域56を持つ強度分布とする。これを集光する
ことで集光スポットにおいて第2図に示した実施例と同
等の超解像効果を得ることができる。また、同図(b)
は分割プリズム51を同図(a)において出射面が構成
する頂点を削り、出射面の中心部分を入射面に平行すな
わち入射光光軸に垂直にしたものである。本分割プリズ
ム51′を通過した光は、中心部分の光は直進し、他の
部分は、プリズムの斜面を介して分割される。後者のみ
を方向補正プリズムを通過させることで、これらの系を
通過後の光は遮光領域56、分割された平行光束53.
54、中心部分透過光55の強度分布を有するものとな
り、これを集光することで集光スポットにおいて第4図
に示した実施例と同等の超解像効果を得ることができる
。FIG. 5 shows an embodiment in which the optical modulator of the present invention is constructed by combining prisms. In FIG. 5A, collimated light enters a prism 51 (hereinafter referred to as a splitting prism) with its optical axis aligned with the symmetry axis, and is split into three beams upon exit. By transmitting these light beams through a prism 52 (hereinafter referred to as a direction correction prism), the traveling direction is changed to a direction parallel to the incident light, and the output light is divided into divided light beams 53.54.
, an intensity distribution having a light-shielding region 56. By focusing this light, a super-resolution effect equivalent to that of the embodiment shown in FIG. 2 can be obtained at the focused spot. Also, the same figure (b)
1 is a split prism 51 in which the apex of the exit surface in FIG. 5A is cut so that the central portion of the exit surface is parallel to the entrance surface, that is, perpendicular to the optical axis of the incident light. The light that has passed through the main splitting prism 51' travels straight at the center, and the other parts are split via the slopes of the prism. By passing only the latter through the direction correction prism, the light after passing through these systems is divided into a light shielding area 56, a divided parallel light beam 53, and so on.
54, and has an intensity distribution of centrally transmitted light 55, and by condensing this light, a super-resolution effect equivalent to that of the embodiment shown in FIG. 4 can be obtained at the condensed spot.
第6図は方向補正プリズムを一体化した場合の実施例を
示す。第6図(a)は第5図(a)と同等の動作を行う
場合の実施例である。入射コリメート光は分割プリズム
61で三光束に分割され、一体化された方向補正プリズ
ムを通過後、入射光光軸に平行な方向に進行する光束6
3.64および遮光領域66よりなる強度分布となる。FIG. 6 shows an embodiment in which a direction correction prism is integrated. FIG. 6(a) shows an embodiment in which the same operation as FIG. 5(a) is performed. The incident collimated light is split into three beams by a splitting prism 61, and after passing through an integrated direction correction prism, the beam 6 travels in a direction parallel to the optical axis of the incident light.
3.64 and the light shielding area 66.
また、第6図(b)は分割プリズムと方向補正プリズム
の斜面の形成する頂点を削り、入射光の中心部分を直進
させる機能をもたせたものである。コリメート光束が分
割プリズム61’を通過すると、中心部分の光は、方向
を変えずに直進し、斜面を介して出射する光は屈折によ
って方向を変え、三光束に分割される。これらを方向補
正プリズム62′を通過させると、遮光領域66、中心
部分の直進光束75、分割光束63.64よりなる強度
分布を有する。これによって、第5図(b)と同等の効
果を得ることができる。Further, in FIG. 6(b), the apexes formed by the slopes of the dividing prism and the direction correcting prism are shaved to provide a function of allowing the central portion of the incident light to proceed straight. When the collimated light beam passes through the splitting prism 61', the light in the center travels straight without changing direction, and the light exiting through the slope changes direction by refraction and is split into three light beams. When these light beams pass through the direction correction prism 62', they have an intensity distribution consisting of a light blocking area 66, a straight light beam 75 at the center, and divided light beams 63 and 64. With this, it is possible to obtain an effect equivalent to that shown in FIG. 5(b).
第7図に反射鏡を用いた場合の実施例を示す。同図(a
)は入射コリメート光を三光束に分割する手段(以下、
光束分割用鏡対と称する)及びこれらの分割された三光
束の間隔を補正する手段(以下、補正用鏡対と称する)
の双方に反射鏡対を用いた場合の実施例である。入射コ
リメート光は、光軸に対して斜めにかつ光軸を対称軸と
して間隔をあけずに配置された、反射鏡73.74によ
って反射され、三光束に分割される。出射光を鏡73.
74と各々対をなす73′、74′の鏡によって入射方
向に平行な三光束71′、72′に変換する。一般に、
本実施例のように鏡を二枚配置すると出射光束71′、
72′の間隔を1mm程度におさめるには非常に高精度
の調整を要する。この調整をさけるためにこの間隔2Δ
がある程度広くなることを許容した場合には、所望の超
解像効果を得るためにこれらの光束を近づける必要があ
る。この機能を実現したものが、補整用鏡対75.76
である。これによって、出射光においては1mm程度の
遮光領域78と分割された三光束71.72よりなる強
度分布を有することができる。FIG. 7 shows an embodiment in which a reflecting mirror is used. The same figure (a
) is a means of dividing the incident collimated light into three beams (hereinafter referred to as
(referred to as a beam splitting mirror pair) and a means for correcting the interval between these three divided beams (hereinafter referred to as a correction mirror pair)
This is an example in which a pair of reflecting mirrors is used for both. The incident collimated light is reflected by reflecting mirrors 73 and 74 arranged obliquely to the optical axis and spaced apart from each other with the optical axis as the axis of symmetry, and is divided into three beams. Mirror 73.
Mirrors 73' and 74', which form a pair with 74, convert the beam into three beams 71' and 72' parallel to the direction of incidence. in general,
When two mirrors are arranged as in this embodiment, the output light beam 71',
Very high precision adjustment is required to keep the distance 72' to about 1 mm. In order to avoid this adjustment, this interval 2Δ
If it is allowed to become wider to some extent, it is necessary to bring these light beams closer together in order to obtain the desired super-resolution effect. The one that realizes this function is the correction mirror pair 75.76.
It is. As a result, the emitted light can have an intensity distribution consisting of a light shielding area 78 of about 1 mm and three divided beams 71 and 72.
これらの光束を集光することによって集光スポットにお
いて、第5図(a)と同様の超解像効果を得ることがで
きる。もちろん光束の間隔2Δが所望の超解像効果を得
るために十分狭い場合には補整用鏡対を用いずにそのま
ま集光レンズに入射させればよい。第7図(C)は同図
(a)の光束分割鏡対ド差つき鏡にて実現したものであ
る。By condensing these light beams, a super-resolution effect similar to that shown in FIG. 5(a) can be obtained at the condensed spot. Of course, if the interval 2Δ between the light beams is narrow enough to obtain the desired super-resolution effect, the light beams may be made to enter the condenser lens as they are without using the correcting mirror pair. FIG. 7(C) shows an example of the light beam splitting mirror pair shown in FIG.
また、第5図(b)と同等の効果を得るために入射光の
中心部分を透過させるためには光束分割鏡対73と74
、および補整用鏡対75と76の間隔を光を透過させた
い幅だけあけて、配置すればよい。第7図(b)はこの
場合の実施例を示す。ただし、補整用鏡対のかわりに第
1図(C)で示した変調器と同等の機能を持つプリズム
を光束間隔補正のために用いている。このプリズムは光
軸に対して対称な形状をなし、光軸付近の人出射面は光
軸に対して垂直な面を持つ平行平板として、その他の部
分は光軸に垂直な方向かられずかに傾いた平行平板とし
て機能するものである。入射コリメート光は中心部分は
透過光束79として直進し、他の部分は光束分割用鏡対
73.74によって光束71′、72′に分割される。In addition, in order to transmit the central part of the incident light in order to obtain the same effect as shown in FIG. 5(b), a pair of beam splitting mirrors 73 and 74
, and the pair of correction mirrors 75 and 76 may be spaced apart by the desired width for transmitting light. FIG. 7(b) shows an embodiment in this case. However, instead of the correction mirror pair, a prism having the same function as the modulator shown in FIG. 1(C) is used for beam interval correction. This prism has a symmetrical shape with respect to the optical axis, and the exit surface near the optical axis is a parallel plate with a plane perpendicular to the optical axis, and the other parts are symmetrical with respect to the direction perpendicular to the optical axis. It functions as a tilted parallel plate. The central portion of the incident collimated light travels straight as a transmitted beam 79, and the other portions are split into beams 71' and 72' by a pair of beam splitting mirrors 73, 74.
これらの光束をプリズム77を透過させると、出射光は
遮光領域78、分割光束71.72、透過光束79より
なる強度分布を有する。これらを集光レンズで集光する
ことで、第5図(b)と同等の超解像効果を得ることが
できる。When these light beams are transmitted through the prism 77, the emitted light has an intensity distribution consisting of a light blocking area 78, divided light beams 71 and 72, and a transmitted light beam 79. By condensing these lights with a condenser lens, a super-resolution effect equivalent to that shown in FIG. 5(b) can be obtained.
第8図は入射光を分割する手段として、回折格子または
ホログラムを用いた場合の実施例を示したものである。FIG. 8 shows an embodiment in which a diffraction grating or a hologram is used as a means for dividing incident light.
(以下、この手段を分割用格子と称する)同図(a)に
おいて、分割用格子81は入射光量の大部分を±1次の
回折光として出射し、0次の成分を発生しないものとす
る。コリメート光が本分割用格子に垂直に入射すると±
1次の回折光83′、84′として出射し、これらは方
向補正用プリズム82を通過後入射方向と平行な方向に
進む平行三光束83.84として出射する。従って、中
心部分に遮光領域86、その両側に明部を持つ光強度分
布を有することになる。これを集光レンズで集光すれば
、集光スポットにおいて第5図(a)と同等の超解像効
果を実現できる。(Hereinafter, this means will be referred to as a dividing grating.) In FIG. 8A, the dividing grating 81 emits most of the incident light as ±1st-order diffracted light, and does not generate a 0th-order component. . When the collimated light is incident perpendicularly to the main dividing grating, ±
They are emitted as first-order diffracted lights 83' and 84', and after passing through the direction correction prism 82, they are emitted as three parallel beams 83 and 84 that proceed in a direction parallel to the direction of incidence. Therefore, the light intensity distribution has a light shielding area 86 at the center and bright areas on both sides thereof. By condensing this light with a condensing lens, a super-resolution effect equivalent to that shown in FIG. 5(a) can be achieved at the condensed spot.
第8図(b)は第5図(b)と同等の効果を得る場合の
実施例である。分割用格子81′は入射光量の大部分を
0次および±1次の回折光として出射するものとする。FIG. 8(b) is an example in which an effect equivalent to that of FIG. 5(b) is obtained. It is assumed that the dividing grating 81' emits most of the amount of incident light as 0th-order and ±1st-order diffracted light.
また、方向補正用プリズム82′は同図(a)のプリズ
ム82において光束が入射する斜面の形成する頂点を削
り、中心部分は光軸に対して垂直な入出射面よりなる平
行平板としたものである。コリメート光が分割用格子8
1′に垂直に入射すると±1次の回折光83′、84′
0次の回折光85′として出射し、これらは方向補正用
プリズム82′を通過後入射方向と平行な方向に進む平
行三光束83.84.85として出射する。従って、中
心部分に透過光束85による明部、その両側に、暗部8
6、さらにその両側に分割光束83.84による明部を
持つ光強度分布を有する出射光パターンを得ることがで
きる。これを集光レンズで集光すれば、集光スポットに
おいて第5図(b)と同等の超解像効果を実現できる。In addition, the direction correction prism 82' is a prism 82 shown in FIG. 8A, in which the apex formed by the slope on which the light beam enters is shaved off, and the central part is made into a parallel flat plate with an entrance/exit surface perpendicular to the optical axis. It is. Collimated light splits into grating 8
When incident perpendicularly to 1', ±1st-order diffracted light 83', 84'
The light is emitted as zero-order diffracted light 85', and after passing through the direction correcting prism 82', it is emitted as three parallel beams 83, 84, and 85 that proceed in a direction parallel to the direction of incidence. Therefore, there is a bright area in the center due to the transmitted light beam 85, and a dark area 8 on both sides.
6. Further, it is possible to obtain an emitted light pattern having a light intensity distribution with bright areas due to the divided light beams 83 and 84 on both sides. By condensing this light with a condenser lens, a super-resolution effect equivalent to that shown in FIG. 5(b) can be achieved at the condensed spot.
第8図(c)は方向補正プリズムの機能をも回折格子あ
るいはホログラム(以下、方向補正用格子と称する)で
実現したものの実施例である。分割用格子81bおよび
方向補正用格子81cは入射光量の大部分を±1次の回
折光として出射し、0次の成分を発生しないものとする
。コリメート光が本分割用格子に垂直に入射すると±1
次の回折光83′、84′として出射し、これらは方向
補正用格子83cを通過後入射方向と平行な方向に進む
平行三光束83.84として出射する。従って、中心部
分に遮光領域86、その両側に光束83.84による明
部を持つ光強度分布を有することになる。これを集光レ
ンズで集光すれば、集光スポットにおいて第5図(a)
と同等の超解像効果を実現できる。FIG. 8(c) shows an embodiment in which the function of a direction correction prism is also realized by a diffraction grating or a hologram (hereinafter referred to as a direction correction grating). It is assumed that the dividing grating 81b and the direction correction grating 81c emit most of the amount of incident light as ±1st-order diffracted light, and do not generate a 0th-order component. When collimated light is incident perpendicularly to the main dividing grating, ±1
The diffracted lights 83' and 84' are emitted as the next diffracted lights, and after passing through the direction correction grating 83c, they are emitted as three parallel beams 83 and 84 that proceed in a direction parallel to the direction of incidence. Therefore, the light intensity distribution has a light shielding area 86 at the center and bright areas due to the light beams 83 and 84 on both sides thereof. If this is focused with a condensing lens, the condensed spot will be as shown in Figure 5(a).
It is possible to achieve a super-resolution effect equivalent to that of .
本発明者らは再生信号特性を向上するために、記録媒体
からの反射光のサイドローブ成分の再生信号成分への回
り込みを除去する手段(以下改良光学系と称する)を有
する光ヘッドを発明した。第9図は本発明とこの改良光
学系とを組み合せた場合の実施例である。光源からの出
射光をコリメートレンズ2でコリメートし、光変調器3
を通過させた後、三光束に分割し、集光レンズ4によっ
て記録媒体5に照射する。再生時には記録媒体からの反
射光を集光レンズを通過後、ビームスプリッタ96でそ
の一部を取り出し、これらを集光レンズ93(以下、再
集光レンズと称する)で集光する。その焦点面において
記録媒体面上の集光スポットと相似な強度パターンを形
成し、これをスリット94を通過させることで、第2図
に示したサイドローブ成分の再生信号への回り込みを除
去することができる。ビームスプリッタ96を透過した
反射光はビームスプリッタ97.98を介してフォーカ
スエラー検出系91、トラックエラー検出系92に導く
。In order to improve the reproduction signal characteristics, the present inventors invented an optical head having a means (hereinafter referred to as an improved optical system) for removing the sidelobe component of the reflected light from the recording medium from entering the reproduction signal component. . FIG. 9 shows an embodiment in which the present invention and this improved optical system are combined. The emitted light from the light source is collimated by the collimating lens 2, and the light modulator 3
After passing through the beam, the beam is divided into three beams and is irradiated onto the recording medium 5 by the condenser lens 4. During reproduction, after the reflected light from the recording medium passes through a condenser lens, a portion of it is taken out by a beam splitter 96 and condensed by a condenser lens 93 (hereinafter referred to as a recondensing lens). By forming an intensity pattern similar to the condensed spot on the recording medium surface at the focal plane and passing this through the slit 94, the side lobe components shown in FIG. 2 are eliminated from entering the reproduced signal. I can do it. The reflected light that has passed through the beam splitter 96 is guided to a focus error detection system 91 and a track error detection system 92 via beam splitters 97 and 98.
(発明の効果)
本発明を用いれば、従来の制約を除去せしめて、遮光帯
を設置することなく遮光帯を設置した場合と同等の超解
像効果を得、従って、超解像効果による通常よりも高い
記録密度を実現し、かつ、遮光帯を設置しない分だけ光
利用率の高い光変調器およびこれを利用した光ヘッド装
置を実現できる。これによって、光源のレーザに要求さ
れる出力も低減することができる。(Effects of the Invention) By using the present invention, the conventional restrictions can be removed and a super-resolution effect equivalent to that obtained when a light-shielding band is installed without installing a light-shielding band can be obtained. It is possible to realize an optical modulator and an optical head device using the same, which can realize a higher recording density than the above, and have a high light utilization rate since no light-shielding band is provided. This also makes it possible to reduce the output power required of the laser of the light source.
第1図(a)〜(C)は本発明の一実施例を示す図、第
2図(a)〜(c)は超解像の発生原理を示す図、第3
図(a)〜(C)は遮光帯による光変調器を用いた光ヘ
ッドにおける超解像効果を示す図、第4図は遮光帯の中
央部の光を透過させる光変調器の実施例および超解像効
果を示す図、第5図(aXb)は本発明の光変調器をプ
リズムを組み合せて構成した実施例を示す図、第6図(
aXb)は方向補正プリズムを一体化した場合の実施例
を示す図、第7図(a)〜(C)は本発明に用いる光変
調器に反射鏡を用いた場合の実施例を示す図、第8図(
a)〜(C)は入射光を分割する手段に回折格子または
ホログラムを用いた場合の実施例を示す図、第9図は本
発明と改良光学系とを組み合せた場合の実施例を示す図
である。
図において
1・・・半導体レーザ、2・・、コリメートレンズ、3
・・・光変調器、4・・・集光レンズ、5・・・記録媒
体、6・・・信号検出系、7・・・ビームスプリッタ、
8・・・入射面、9・・・直進透過光入射面、9′・・
・直進透過光出射面、
11、12・・・分割された出射平行光束、13・・・
中心部透過光束、14・・・遮光領域と同等の暗部、2
1・・・遮光帯、22・・・光ビーム、23・・・超解
像を利用しない集光ビーム強度分布曲線、24・・・超
解像を利用した集光ビーム強度分布曲線、25・・・サ
イドローブ、
41・・・メインローブ、42・・・単純な遮光による
一次のサイドローブ、43・・・中央部を透過させるこ
とによる一次のサイドローブ、4480.中央部を透過
させることによる二次のサイドローブ、
51、51’・・・光束分割プリズム、52−1一方向
補正プリズム、53.54・・・分割された出射平行光
束、55・・・中心部透過光束、56・・・遮光領域と
同等の暗部、61、61″・・・光束分割プリズム、6
2.62’ −8,一体化方向補正プリズム、63.6
4・・・分割された出射平行光束、65・・・中心部透
過光束、66・・・遮光領域と同等の暗部、
71、71’、 72.72’・・・分割された出射平
行光束、73.73’。
74、74’−・、光束分割用格子、73”、 74”
・・・光束分割用鏡、75.76・・・補正用鏡対、7
7・・・光束間隔補正プリズム、78・・・遮光領域と
同等の暗部、79・・・中心部透過直進光、
81、81’・・・光束分割用回折格子またはホログラ
ム、82、82’・・・方向補正プリズム、83.84
・・・分割された出射平行光束、83’、 84’・・
・光束分割用格子からの±1次回折出射光、85・・・
中心部直進光、86・・・遮光領域と同等の暗部、
91・・・フォーカスエラー検出系、92・・・トラッ
クエラー検出系、93・・・再集光レンズ、94・・・
スリット、95・・・光検出器、96.97.98・・
・ビームスプリッタFIGS. 1(a) to (C) are diagrams showing one embodiment of the present invention, FIGS. 2(a) to (c) are diagrams showing the principle of super-resolution generation, and FIG.
Figures (a) to (C) are diagrams showing the super-resolution effect in an optical head using a light modulator using a light shielding zone, and Figure 4 is an example of an optical modulator that transmits light in the center of the light shielding zone. FIG. 5 (aXb) is a diagram showing the super-resolution effect, and FIG.
aXb) is a diagram showing an example in which a direction correction prism is integrated; FIGS. 7(a) to (C) are diagrams showing an example in which a reflecting mirror is used in the optical modulator used in the present invention; Figure 8 (
a) to (C) are diagrams showing an embodiment in which a diffraction grating or a hologram is used as a means for splitting incident light, and FIG. 9 is a diagram showing an embodiment in which the present invention is combined with an improved optical system. It is. In the figure, 1... semiconductor laser, 2..., collimating lens, 3
... Optical modulator, 4 ... Condensing lens, 5 ... Recording medium, 6 ... Signal detection system, 7 ... Beam splitter,
8...Incidence surface, 9...Directly transmitted light incident surface, 9'...
- Straight transmitted light exit surface, 11, 12... Divided outgoing parallel light flux, 13...
Center transmitted light flux, 14...Dark area equivalent to the light-shielding area, 2
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Shading zone, 22... Light beam, 23... Focused beam intensity distribution curve not using super resolution, 24... Focused beam intensity distribution curve using super resolution, 25. ... Side lobe, 41... Main lobe, 42... First-order side lobe due to simple light shielding, 43... First-order side lobe due to transmission through the center, 4480. Secondary side lobe by transmitting the central part, 51, 51'... Luminous flux splitting prism, 52-1 unidirectional correction prism, 53.54... Divided output parallel luminous flux, 55... Center Partially transmitted light flux, 56...Dark area equivalent to the light-shielding area, 61, 61''...Light flux splitting prism, 6
2.62' -8, integrated direction correction prism, 63.6
4... Divided outgoing parallel light flux, 65... Center transmitted light flux, 66... Dark area equivalent to the light shielding area, 71, 71', 72.72'... Divided outgoing parallel light flux, 73.73'. 74, 74'-・, Grating for beam splitting, 73", 74"
...Light beam splitting mirror, 75.76...Correction mirror pair, 7
7... Luminous flux spacing correction prism, 78... Dark area equivalent to the light shielding area, 79... Center transmitted straight light, 81, 81'... Diffraction grating or hologram for beam splitting, 82, 82'.・Direction correction prism, 83.84
...Divided outgoing parallel light beams, 83', 84'...
・±1st-order diffracted and emitted light from the beam splitting grating, 85...
Light traveling straight through the center, 86...Dark area equivalent to the light shielding area, 91...Focus error detection system, 92...Track error detection system, 93...Refocusing lens, 94...
Slit, 95... Photodetector, 96.97.98...
・Beam splitter
Claims (1)
に集光レンズによって集光し、この集光点からの反射光
を光検出器に導く光学系によって情報の記録再生を行う
光ヘッド装置において、前記光源と前記集光レンズとの
間に前記光源からの光ビームを平行な複数の光束に分割
し、分割した複数の光束を前記集光レンズに入射する手
段を有することを特徴とする光ヘッド装置。In an optical head device that records and reproduces information using an optical system that condenses light emitted from a light source as a minute spot onto the surface of a recording medium by a condensing lens and guides reflected light from this condensed point to a photodetector. An optical head characterized by having means between the light source and the condenser lens to divide the light beam from the light source into a plurality of parallel light beams and to input the divided plurality of light beams into the condenser lens. Device.
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63164029A JP2580726B2 (en) | 1988-06-29 | 1988-06-29 | Optical head device |
| EP94120116A EP0646911A3 (en) | 1988-06-14 | 1989-06-13 | Optical head apparatus. |
| EP89110712A EP0346844B1 (en) | 1988-06-14 | 1989-06-13 | Optical head apparatus |
| DE68924303T DE68924303T2 (en) | 1988-06-14 | 1989-06-13 | Optical head arrangement. |
| US07/366,073 US5121378A (en) | 1988-06-14 | 1989-06-14 | Optical head apparatus for focussing a minute light beam spot on a recording medium |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63164029A JP2580726B2 (en) | 1988-06-29 | 1988-06-29 | Optical head device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0212622A true JPH0212622A (en) | 1990-01-17 |
| JP2580726B2 JP2580726B2 (en) | 1997-02-12 |
Family
ID=15785452
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63164029A Expired - Fee Related JP2580726B2 (en) | 1988-06-14 | 1988-06-29 | Optical head device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2580726B2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5689493A (en) * | 1996-04-01 | 1997-11-18 | Nec Corporation | A super-resolution optical head with signal corrective circuit |
| JP2001236673A (en) * | 2000-02-17 | 2001-08-31 | Minolta Co Ltd | Optical head and optical recording and reproducing device |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5613928A (en) * | 1979-07-17 | 1981-02-10 | Duskin Franchise Co | Method of deodorizing in case of cleaning |
-
1988
- 1988-06-29 JP JP63164029A patent/JP2580726B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5613928A (en) * | 1979-07-17 | 1981-02-10 | Duskin Franchise Co | Method of deodorizing in case of cleaning |
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| JP2001236673A (en) * | 2000-02-17 | 2001-08-31 | Minolta Co Ltd | Optical head and optical recording and reproducing device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2580726B2 (en) | 1997-02-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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