光ヘッド及び光情報記録媒体の再生方法
【課題】
光ディスクに照射される信号光と参照ミラーに照射される参照光の干渉を利用する光ヘッドでは、信号光と参照光の光軸の角度を高精度に一致させ、光路差を高精度に調整することが必要となる。
【解決手段】
上記の課題に対し、光学系の小型化に適した、光源と光を信号光と参照光に合分割する分割部材と、信号光を光情報媒体に集光・回収する対物レンズと、参照光を反射する参照光ミラー系を有する。参照光ミラー系として、反射ミラー１２４上を焦点とし、波面を球面波として集光する集光レンズ１２３を用いる。反射ミラー１２４が傾いても焦点を波源とする球面波として反射され、集光レンズで平面波に変換されるため、参照ミラー系への入射角と反射角を高精度に一致させ、さらに光路差を高精度に調整することができる。
光ディスクに照射される信号光と参照ミラーに照射される参照光の干渉を利用する光ヘッドでは、信号光と参照光の光軸の角度を高精度に一致させ、光路差を高精度に調整することが必要となる。
【解決手段】
上記の課題に対し、光学系の小型化に適した、光源と光を信号光と参照光に合分割する分割部材と、信号光を光情報媒体に集光・回収する対物レンズと、参照光を反射する参照光ミラー系を有する。参照光ミラー系として、反射ミラー１２４上を焦点とし、波面を球面波として集光する集光レンズ１２３を用いる。反射ミラー１２４が傾いても焦点を波源とする球面波として反射され、集光レンズで平面波に変換されるため、参照ミラー系への入射角と反射角を高精度に一致させ、さらに光路差を高精度に調整することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスク装置の再生信号の高Ｓ／Ｎ化に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ディスクは、青色半導体レーザと、高開口数（ＮＡ）対物レンズを用いるブルーレイディスクの製品化に至って、光学系の分解能としてはほぼ限界に達し、さらなる大容量化に向けては、今後、多層化が有力となると考えられる。多層光ディスクにおいては各層からの検出光量がほぼ同等となる必要性から、特定の層からの反射率は小さくせざるを得ない。ところが光ディスクは大容量化とともにビデオなどのダビング速度の高速化の必要性から、転送速度の高速化も続いており、そのままでは再生信号のＳ／Ｎ比が十分確保できなくなりつつある。したがって今後の多層化と高速化を同時に進めていくためには、検出信号の高Ｓ／Ｎ化が必須となる。
【０００３】
光ディスクの再生信号の高Ｓ／Ｎ化に関する技術は、たとえば特許文献１，特許文献２などに述べられている。いずれも光磁気ディスクの再生信号の高Ｓ／Ｎ化に関して、半導体レーザからの光を光ディスクに照射する前に分岐して、光ディスクに照射しない光を、光ディスクからの反射光と合波して干渉させることにより、微弱な信号の振幅を、光ディスクに照射しない光の光量を大きくすることによって増幅することを狙ったものである。光磁気ディスクの信号検出で従来用いられている偏光ビームスプリッタの透過光と反射光の差動検出では、本質的にはもとの入射偏光成分と光磁気ディスクによる偏光回転によって生じる入射偏光方向と直交する偏光成分を干渉させて、入射偏光で直交偏光成分を増幅して検出を行うことになっている。したがって、もとの入射偏光成分を増大させれば信号を増大させることができるが、光ディスクに入射させる光強度は、データを消去したり上書きしたりしないようにするために、ある程度以下に抑える必要がある。これに対して上記従来の技術では、予め信号光と干渉させる光を分離しておいて、これをディスクに集光せずに信号光と干渉させ、信号増幅のため干渉させる光の強度を、ディスク表面の光強度と関係なく強くできるようにしているのである。これにより原理的には光強度の許す範囲で、強度を強くすればするほど、光検出器からの光電流を電圧変換するアンプのノイズや、光検出器で生じるショットノイズなどに比べたＳ／Ｎ比を高めることができる。
【０００４】
特許文献１では、２つの光を干渉させて干渉強度を検出している。この際、干渉させるディスク非反射光の光路長を可変とし、干渉信号振幅の確保を狙っている。特許文献２では干渉強度検出に加えて、差動検出も行っている。これにより信号に寄与しない各光の強度成分をキャンセルし、これらの光の持つノイズ成分をキャンセルして高Ｓ／Ｎ化を図っている。この場合の差動検出には、無偏光のビームスプリッタを用いている。
【０００５】
【特許文献１】特開平５−３４２６７８号公報
【特許文献２】特開平６−２２３４３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記従来技術に用いられている干渉計の光学系は、いずれもマッハツェンダー型の光学系であり、光学部品の点数が多く、光学系の小型化に不向きである。マッハツェンダー型の干渉計の光学系とは、最初に光を信号光と参照光に分割する分割手段と、信号光に信号としての何らかの変調が加えられたのち、参照光と再び合波させて干渉させるための手段が異なる干渉計である。これに対して、最初に分割する手段に再び信号光と参照光を戻すことによって干渉させるのが、トワイマングリーンあるいはマイケルソン型の干渉計の光学系である。上記従来例においてマッハツェンダー型の光学系を用いる理由について、上記文献には詳しく述べられていないが、光磁気ディスクの信号光が偏光回転により生じるため、干渉させる光の偏光方向の調整のため、回転調整のできるλ／２板（λ：波長）を干渉させる光路中に、往復でなく、片道方向だけ透過させるように配置させる必要があったため、と推測される。さらに他の問題として、２つの光の光路差の調整方法が特に述べられておらず、実用には難があることが挙げられる。特許文献２には、この問題に対して、干渉させる光を得るための参照ミラーをディスク上に記録膜と離して設置することが述べられているが、これは新規格のディスクを提案するものであり、既存のディスクを高Ｓ／Ｎ化するものではない。
【０００７】
さらに上記従来技術ではいずれも信号増幅のため、干渉強度が最大となるように信号光と参照光の光路差を高精度に調整することが必要となる。また、参照光を反射する反射ミラーは全反射ミラー面で反射した光の光路長を均一にする為、ミラーの傾き角を高精度に調整することが必要となる。
【０００８】
この問題に対して、ミラーの傾き角を高精度に調整し、かつ光路長を高精度に調整するのは実際上極めて困難となる。
【０００９】
上記課題に鑑み、本発明の目的は、２つの光の光路差の高精度調整が容易で、ミラーの傾き角が信号増幅に対して感度が低く、信号増幅効果が高く、光学系の小型化に適した、干渉型の光ヘッドおよび光ディスク装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の目的を達成するために以下の手段を用いた。
【００１１】
本発明の光ヘッドは基本的に、半導体レーザなどの光源と、この光源からの光を第１と第２の光束に分割する偏光プリズムなどの第１の分割手段と、第１の光束を光情報記録媒体上に集光して照射する対物レンズなどの集光手段と、前記第２の光束を参照光として反射させる反射ミラーと、光情報記録媒体から反射した信号光と前記参照光を再び第１の分割手段に導いて重ね合わせて干渉させた光を分割するとともに、分割されたそれぞれの光に含まれる信号光と参照光の位相関係を互いに異ならしめる第２の分割手段と、分割された光を検出する複数の検出器と、から構成される。
【００１２】
さらに前記反射ミラーを集光レンズと反射ミラーで構成される系で置き換える。集光レンズに入射された平面な波面はレンズ透過後、焦点で点波源となる球面に変換される。球面波は対物レンズの焦点面に配置した反射ミラーで反射され、レンズに回帰した光はレンズ通過後に再び平面な波面に変換される特徴を持つ。
【００１３】
信号光と参照光を干渉させるときに参照光が傾くと干渉によって生じる干渉縞が多数発生して干渉強度が平均化されて低下する。ところが上記の光学系では反射ミラーが傾いても入射波面と反射波面は平行となり、光の干渉強度の低下が低減される特徴を持つ。
【００１４】
さらに反射ミラーと集光レンズを一体とし、光軸方向に可動する１次元アクチュエータに搭載することにより、ミラーを焦点位置に固定した状態で光路長を精密に制御が可能となる。
【発明の効果】
【００１５】
信号光と参照光の光路差の調整が容易で、信号増幅効果が高く、さらに反射ミラーの傾きに対して信号光強度劣化が小さい、小型化に適した光学系の干渉型の光ヘッドおよび光ディスク装置を提供することができる。
【００１６】
これにより、参照光ミラーによる高精度の光路長調整が簡易に可能となり、多層光ディスクなど、信号に対して相対的なノイズが増加する場合などに、信号増幅によって再生信号品質を向上させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図を用いて本発明の実施形態を説明する。
【実施例１】
【００１８】
図１は本発明の基本的な実施形態である。半導体レーザ１０１からの光をコリメートレンズ１０２によって平行光として、λ／２板１０３を透過させて偏光プリズム１０４に入射させる。偏光プリズム１０４は分離面に入射するＰ偏光をほぼ１００％透過し、Ｓ偏光をほぼ１００％反射させる機能を有している。このときλ／２板１０３の光軸周りの回転角度を調整することにより、一部の光をＳ偏光として偏光プリズム１０４を反射させ、一部の光をＰ偏光として透過させるようにすることができる。反射する光はλ／４板１０５を透過して円偏光に変換され、２次元アクチュエータ１０６に搭載された対物レンズ107により、光ディスク１０８上の記録膜に集光される。光ディスクからの反射光は同じ光路を戻り、対物レンズ１０７によって平行光とされ、λ／４板１０５により最初に入射したときとは９０°偏光方向が回転した直線偏光となって偏光プリズム１０４に入射する。すると偏光が回転しているため、この光ディスク１０８からの反射光はＰ偏光となって偏光プリズム１０４を透過し、偏光プリズム１１３に入射する。一方、半導体レーザ１０１からの光のうち、偏光プリズム１０４を透過したＰ偏光はλ／４板１１０により円偏光に変換され、光軸方向に可動する１次元アクチュエータ１２２に搭載された集光レンズ１２３に入射する。集光レンズで集光された光は、焦点に配置した反射ミラー１２４によって反射され、逆周り円偏光に変換される。反射光は光軸を同じくして同じ光路を戻り、λ／４板１１０により入射時と偏光方向が９０°回転した直線偏光となって偏光プリズム１０４に入射する。すると偏光が回転しているため、この集光レンズと反射ミラー１２４からの反射光はＳ偏光となって偏光プリズム１０４を反射し、光ディスク１０８からの反射光と重なり合って偏光プリズム１１３に入射する。ただし光ディスク１０８からの反射光と反射ミラー１２４からの反射光は互いに直交する直線偏光となっている。偏光プリズム113は偏光プリズム１０４と異なり、Ｐ偏光の一部を透過させ、Ｓ偏光をほぼ１００％反射させる機能を有する。これにより反射ミラー１２４からの反射光はほぼ１００％反射され、ディスクからの反射光は一部が偏光プリズム１１３を透過し、一部が反射される。反射された光は偏光位相変換分離素子１１４に入射し、光ディスク１０８からの反射光と反射ミラー１２４からの反射光を重ねたまま、２つの光の干渉の位相差が異なる４つの光に分割されて、集光レンズ１１５により４分割光検出器１１６上に設けられた４つの受光部でそれぞれ別々に検出される。図では簡略化して２本の集光光束に分離集光されているように示しているが、実際は４本の集光光束となる。検出された信号からＲＦ信号演算回路120により、再生ＲＦ信号（ＲＦＳ）を出力する。一方、偏光プリズム１１３を透過した光ディスク１０８からの反射光は、集光レンズ１１７，シリンドリカルレンズ１１８により非点収差を与えられて４分割光検出器１１９に集光され、その出力信号からサーボ信号演算回路１２１により焦点ずれ信号（ＦＥＳ）とトラッキング誤差信号（ＴＥＳ）を出力する。焦点ずれ信号は対物レンズ１０７を搭載した２次元アクチュエータ１０６のフォーカス駆動端子にフィードバックされ焦点位置が閉ループ制御される。さらに同じ信号が反射ミラー１２４を搭載した１次元アクチュエータ１２２にもフィードバックされ対物レンズ
１０７と連動して反射ミラー１２４も駆動される。これにより光ディスク１０８を反射した信号光と、反射ミラー１２４を反射した参照光との光路差をほぼ０に保つことができる。通常の半導体レーザのコヒーレンス長は数１０μｍであるため、光路差の調整精度はこの範囲以下になっていればよい。トラッキング誤差信号は対物レンズ１０７を搭載した２次元アクチュエータのトラッキング駆動端子にフィードバックされ閉ループ制御される。
【００１９】
図２は図１の４分割光検出器１１６の受光部配置とＲＦ信号演算回路１２０の配置と機能を示す図である。４分割光検出器１１６は図２に示した４つの光を受光するための４つの受光部３０１，３０２，３０３，３０４を有し、それぞれ位相差０°,９０°,２７０°，１８０°の干渉位相差差の干渉強度を受光する。それぞれの出力を差動増幅器３０５，３０６によって差動演算を行ったのち、２乗加算平方根演算回路３０７によりＲＦ信号を検出する。
【００２０】
さらにこれらを数式で示し、図２に示した演算により再生ＲＦ信号が参照光によって増幅されることを説明する。ＰＤ１，ＰＤ２，ＰＤ３，ＰＤ４に入射する光の干渉強度はそれぞれ
【００２１】
【数１】
【００２２】
【数２】
【００２３】
【数３】
【００２４】
【数４】
【００２５】
のように表せる。これらから、図２における差動増幅器３０５，３０６の出力信号Sig１，Sig２は、
【００２６】
【数５】
【００２７】
【数６】
【００２８】
のように表せる。したがってこれらの２乗和をとって平方根をとる演算を行うと、
【００２９】
【数７】
【００３０】
のように、再生信号の電界振幅が参照光の電界振幅で増幅された信号が検出できることになる。ここでこの２乗加算の演算を行うことにより、参照光と信号光に位相差が最終的に得られる信号に影響しないことがわかる。したがって従来技術に述べられていたような、波長の数分の１という光路差調整が不要となるのである。
【００３１】
図３は別の実施形態として、トラッキング信号検出方式として差動プッシュプル法を用いる場合である。差動プッシュプル法ではディスクに入射する光を、回折格子８０１を用いて３ビームとする。そしてディスク上のメインスポットを情報トラックに配置する場合、２つのサブスポットが隣接するトラック間に配置されるように回折格子８０１の回転調整を行う。ここでは参照光も３ビームとなるが、これも信号光のそれぞれ対応するビーム同士で干渉させて、トラッキング誤差信号も差動演算により増幅する。また焦点ずれ信号も回折格子８０１による０次光を４つの各干渉位相差でそれぞれ４分割検出することにより、非点収差法の焦点ずれ信号をやはり干渉差動検出により増幅する。これを１つにパッケージ化された光検出器８０２により受光し、信号演算回路８０３により信号演算を行う。
【００３２】
図４は図３に対応して、信号光と参照光の干渉位相差０°，１８０°,９０°,２７０°の４つの干渉光に対してそれぞれメインビーム用の４分割光検出器９０２，サブビーム用の２分割光検出器９０１，９０３、加算アンプ９０４，差動増幅器９０５，９０６を用い、各４つのＲＦ信号（ＲＦＳ１,ＲＦＳ２,ＲＦＳ３,ＲＦＳ４）,焦点ずれ信号（ＦＥＳ１，ＦＥＳ２,ＦＥＳ３,ＦＥＳ４），トラッキング誤差信号（ＴＥＳ１,ＴＥＳ２,ＴＥＳ３，ＴＥＳ４）を検出する回路構成を示している。これらの差動増幅回路などは図３の信号演算回路８０３の中に内蔵されている。
【００３３】
図５はこれらの各干渉位相差の信号から、それぞれ差動検出と２乗加算平方根演算により増幅信号を検出する回路構成を示す図である。これも差動アンプ１００１により０°と１８０°、９０°と２７０°の差動信号を求めた後、二乗加算平方根演算回路１００２により、それぞれＲＦ信号，焦点ずれ信号，トラッキング誤差信号を求めることができる。このような構成とすると、多層ディスクなどの場合に、焦点が大きくずれた多層からの信号もれ込みに対して、検出すべき層からの光による信号を選択的に増幅でき、クロストーク低減に有利となる。
【００３４】
図６（ａ）は前記反射ミラー１２４を集光レンズ１２３と反射ミラー１２４で構成される系で置き換えた時の入射光と反射光の光路と、その同位相となる波面を示している。平面波で集光レンズ１２３に入射された光束は、レンズ透過によりレンズの焦点を波源とする球面波に波面が変換される。この焦点に配置された反射ミラー１２４で反射された光は、焦点を波源としている球面波となるので、集光レンズ１２３で、再び平面波として変換される。
【００３５】
一方、図６（ｂ）に示すように、反射ミラー１２４が傾いた時でも、反射光は集光レンズの焦点からの光であるので、反射光の光軸はずれるが同一波面で反射される。ここで、信号光と参照光の干渉はそれぞれの光線の位相が同位相となる時、偏光プリズム１０４において信号光干渉強度は最大となる。その為、信号光と参照光の光軸の傾きが同一でありかつ平面波である時、同位相となる面積最大となり干渉強度最大となる。なおこの時、反射ミラー傾きにより光軸が平行に多少ずれても干渉面積減少は小さく、干渉強度劣化は小さくなる。一方、信号光か参照光のどちらか一方でも平面波で無い場合は、同一位相となる面積が極端に減少するため、干渉強度が大きく劣化する。従って、本実施例においては、反射ミラーが傾いた場合でも、光軸は多少ずれるが参照光の入射角と反射角がともに平面波として高精度に一致し、干渉強度劣化が小さく信号劣化低減に有効となる。
【実施例２】
【００３６】
図７は別の実施形態として、参照光を反射ミラー１２４に集光する集光レンズ１２３直前に、ビームエキスパンダ１２５，１２６を配置する場合である。ビームエキスパンダを構成するレンズ群、例えば平凸レンズ１２５と平凹レンズ１２６は、λ／４板１１０から反射ミラー１２４の方向に進行する参照光を波面を保存し、光束径のみを任意の倍率で縮小、一方反射ミラー１２４からλ／４板１１０へ反射された参照光の光束径を前記同一の倍率で拡大されることを特徴とする。
【００３７】
以下の式に示すように、ビームエキスパンダ１２５，１２６により反射ミラー１２４に集光する集光レンズ１２３での光束径（Ｄ）を縮小することにより、レンズの開口数
（ＮＡ）は光束径に比例して小さくなる。
【００３８】
【数８】
【００３９】
なお、ｆはレンズの焦点距離である。反射ミラー１２４の位置が集光レンズ１２３の焦点からずれる時、反射ミラー１２４からの反射光が集光レンズ１２３を通過したとき、波面は完全な平面波に復元されず、前記焦点と反射ミラーの位置ずれ距離に依存した信号強度劣化を引き起こす。
【００４０】
一方、通常集光レンズの開口数を小さくすると、上記位置ずれによる波面の歪みも小さくなる傾向がある。これは、開口数が小さくなるに従い、レンズの焦点深度が深くなり、反射ミラーの位置と集光レンズの焦点の位置とのずれに対してピントが合い易くなる為である。
【００４１】
図８は反射ミラー１２４の焦点と反射ミラーの位置ずれにより信号強度が２分の１に劣化する距離とレンズの開口径との関係を解析した一例である。これより、信号強度が２分の１に劣化する距離は、開口数が小さいほど大きくなることがわかる。従って、ビームエキスパンダ１２５，１２６を用いることにより、参照光の光束径の縮小化による開口数低減が、反射ミラー１２４の焦点位置からのずれに対する信号劣化低減に有効である。また、上記信号強度劣化低減は、ほぼ開口数の２乗に反比例する。
【実施例３】
【００４２】
集光レンズ１２３を用い反射ミラー１２７に集光する手法では、反射ミラー１２７を集光レンズ１２３の焦点面近傍に保持しておく必要がある。しかし、光ディスク装置の温度変化による熱膨張により、集光レンズ１２３と反射ミラー１２７の光路長は変動し、位置ずれ距離に依存した信号強度劣化を引き起こす。
【００４３】
図９は別の実施形態として、図１または図３の反射ミラー１２４に、例えば珪素とアルミニウムなどの熱膨張係数の異なる２種の材料を張り合わせた反射ミラー１２７を置き換えた場合である。反射ミラー１２７は一部を固定された、例えば片持ち梁構造となっており、反射ミラーの一部が、温度変化により２種材料の積層方向に反ることを特徴とする。例えば、外気の温度変化により、集光レンズ１２３と反射ミラー１２７を固定している１次元アクチュエータが熱膨張を起こしたとき、反射ミラー１２７が入射方向に反るようにして、反射ミラー１２７と集光レンズ１２３の焦点の位置ずれを抑えることができる。反射ミラー１２７が反る量については、参照光が照射される反射ミラー１２７面が、前記の伸びた距離と同一の距離となるように、反射ミラー１２７の膜厚や材質などを最適化することが望ましい。また、逆に１次元アクチュエータが温度変化により縮むときには、反射ミラー１２７は集光レンズ１２３とは逆側に反るようにするように反射ミラー１２７の材質を選択するとよい。このようにすると、温度変化による集光レンズ１２３の焦点と反射ミラー１２７の距離を一定に保つことができ、温度変化による信号強度劣化の低減に有効である。なお、反射ミラー１２７を片持ちとして反らせたため、温度変化したときに反射ミラー１２７が傾くが、前述したように本発明では反射ミラー１２７が集光レンズ１２３の焦点上にあれば、反射した球面波が集光レンズ１２３を通過して平面波となるので、偏光プリズム１０４では問題なく光を干渉することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明により、大容量多層高速光ディスクの再生信号が安定に、高品質で検出することが可能となり、大容量ビデオレコーダや、ハードディスクデータバックアップ装置，保存情報アーカイブ装置など、幅広い産業応用が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の実施例に係る断面図である。
【図２】ＲＦ信号受光部と演算回路説明図である。
【図３】差動プッシュプル法によるトラッキング検出を行う実施例に係る断面図である。
【図４】各干渉位相差でのＲＦ信号，焦点ずれ信号，トラッキング誤差信号を検出する構成を示す図である。
【図５】差動検出による信号増幅を行う回路構成を示す図である。
【図６】反射ミラーの傾きの有無による入射光と反射光の光路と、その波面を示す図である。
【図７】ビームエキスパンダにより参照光の光束径の小径化を行う実施形態に係る断面図である。
【図８】開口数と信号強度が２分の１に劣化する集光レンズの焦点と反射ミラーの距離の関係である。
【図９】熱変形する反射ミラーを備える実施形態に係る断面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１０１ 半導体レーザ
１０２ コリメートレンズ
１０３ λ／２板
１０４ 偏光プリズム
１０５，１１０ λ／４板
１０６ ２次元アクチュエータ
１０７ 対物レンズ
１０８ 光ディスク
１０９ スピンドルモータ
１１１，１２２ １次元アクチュエータ
１１２ コーナープリズム
１１３ 偏光プリズム（Ｓ偏光反射率１００％）
１１４ 偏光位相変換分離素子
１１５，１１７ 集光レンズ
１１６，１１９，９０２ ４分割光検出器
１１８ シリンドリカルレンズ
１２０ ＲＦ信号演算回路
１２１ サーボ信号演算回路
１２３ 集光レンズ
１２４ 反射ミラー
１２５，１２６ ビームエキスパンダ
１２７ ２材料で構成された反射ミラー
２０１ 信号光偏光方向
２０２ 参照光偏光方向
２０３ 無偏光回折格子
２０４ 角度選択性偏光変換素子
２０５ 偏光分離回折格子
２０６，２０７ 光学軸
３０１，３０２，３０３，３０４ 受光部
３０５，３０６，９０５，９０６，１００１ 差動増幅器
３０７ ２乗加算平方根演算回路
８０１ 回折格子
８０２ 光検出器
８０３ 信号演算回路
９０１，９０３ ２分割光検出器
９０４ 加算アンプ
１００２ 二乗加算平方根演算回路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスク装置の再生信号の高Ｓ／Ｎ化に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ディスクは、青色半導体レーザと、高開口数（ＮＡ）対物レンズを用いるブルーレイディスクの製品化に至って、光学系の分解能としてはほぼ限界に達し、さらなる大容量化に向けては、今後、多層化が有力となると考えられる。多層光ディスクにおいては各層からの検出光量がほぼ同等となる必要性から、特定の層からの反射率は小さくせざるを得ない。ところが光ディスクは大容量化とともにビデオなどのダビング速度の高速化の必要性から、転送速度の高速化も続いており、そのままでは再生信号のＳ／Ｎ比が十分確保できなくなりつつある。したがって今後の多層化と高速化を同時に進めていくためには、検出信号の高Ｓ／Ｎ化が必須となる。
【０００３】
光ディスクの再生信号の高Ｓ／Ｎ化に関する技術は、たとえば特許文献１，特許文献２などに述べられている。いずれも光磁気ディスクの再生信号の高Ｓ／Ｎ化に関して、半導体レーザからの光を光ディスクに照射する前に分岐して、光ディスクに照射しない光を、光ディスクからの反射光と合波して干渉させることにより、微弱な信号の振幅を、光ディスクに照射しない光の光量を大きくすることによって増幅することを狙ったものである。光磁気ディスクの信号検出で従来用いられている偏光ビームスプリッタの透過光と反射光の差動検出では、本質的にはもとの入射偏光成分と光磁気ディスクによる偏光回転によって生じる入射偏光方向と直交する偏光成分を干渉させて、入射偏光で直交偏光成分を増幅して検出を行うことになっている。したがって、もとの入射偏光成分を増大させれば信号を増大させることができるが、光ディスクに入射させる光強度は、データを消去したり上書きしたりしないようにするために、ある程度以下に抑える必要がある。これに対して上記従来の技術では、予め信号光と干渉させる光を分離しておいて、これをディスクに集光せずに信号光と干渉させ、信号増幅のため干渉させる光の強度を、ディスク表面の光強度と関係なく強くできるようにしているのである。これにより原理的には光強度の許す範囲で、強度を強くすればするほど、光検出器からの光電流を電圧変換するアンプのノイズや、光検出器で生じるショットノイズなどに比べたＳ／Ｎ比を高めることができる。
【０００４】
特許文献１では、２つの光を干渉させて干渉強度を検出している。この際、干渉させるディスク非反射光の光路長を可変とし、干渉信号振幅の確保を狙っている。特許文献２では干渉強度検出に加えて、差動検出も行っている。これにより信号に寄与しない各光の強度成分をキャンセルし、これらの光の持つノイズ成分をキャンセルして高Ｓ／Ｎ化を図っている。この場合の差動検出には、無偏光のビームスプリッタを用いている。
【０００５】
【特許文献１】特開平５−３４２６７８号公報
【特許文献２】特開平６−２２３４３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記従来技術に用いられている干渉計の光学系は、いずれもマッハツェンダー型の光学系であり、光学部品の点数が多く、光学系の小型化に不向きである。マッハツェンダー型の干渉計の光学系とは、最初に光を信号光と参照光に分割する分割手段と、信号光に信号としての何らかの変調が加えられたのち、参照光と再び合波させて干渉させるための手段が異なる干渉計である。これに対して、最初に分割する手段に再び信号光と参照光を戻すことによって干渉させるのが、トワイマングリーンあるいはマイケルソン型の干渉計の光学系である。上記従来例においてマッハツェンダー型の光学系を用いる理由について、上記文献には詳しく述べられていないが、光磁気ディスクの信号光が偏光回転により生じるため、干渉させる光の偏光方向の調整のため、回転調整のできるλ／２板（λ：波長）を干渉させる光路中に、往復でなく、片道方向だけ透過させるように配置させる必要があったため、と推測される。さらに他の問題として、２つの光の光路差の調整方法が特に述べられておらず、実用には難があることが挙げられる。特許文献２には、この問題に対して、干渉させる光を得るための参照ミラーをディスク上に記録膜と離して設置することが述べられているが、これは新規格のディスクを提案するものであり、既存のディスクを高Ｓ／Ｎ化するものではない。
【０００７】
さらに上記従来技術ではいずれも信号増幅のため、干渉強度が最大となるように信号光と参照光の光路差を高精度に調整することが必要となる。また、参照光を反射する反射ミラーは全反射ミラー面で反射した光の光路長を均一にする為、ミラーの傾き角を高精度に調整することが必要となる。
【０００８】
この問題に対して、ミラーの傾き角を高精度に調整し、かつ光路長を高精度に調整するのは実際上極めて困難となる。
【０００９】
上記課題に鑑み、本発明の目的は、２つの光の光路差の高精度調整が容易で、ミラーの傾き角が信号増幅に対して感度が低く、信号増幅効果が高く、光学系の小型化に適した、干渉型の光ヘッドおよび光ディスク装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の目的を達成するために以下の手段を用いた。
【００１１】
本発明の光ヘッドは基本的に、半導体レーザなどの光源と、この光源からの光を第１と第２の光束に分割する偏光プリズムなどの第１の分割手段と、第１の光束を光情報記録媒体上に集光して照射する対物レンズなどの集光手段と、前記第２の光束を参照光として反射させる反射ミラーと、光情報記録媒体から反射した信号光と前記参照光を再び第１の分割手段に導いて重ね合わせて干渉させた光を分割するとともに、分割されたそれぞれの光に含まれる信号光と参照光の位相関係を互いに異ならしめる第２の分割手段と、分割された光を検出する複数の検出器と、から構成される。
【００１２】
さらに前記反射ミラーを集光レンズと反射ミラーで構成される系で置き換える。集光レンズに入射された平面な波面はレンズ透過後、焦点で点波源となる球面に変換される。球面波は対物レンズの焦点面に配置した反射ミラーで反射され、レンズに回帰した光はレンズ通過後に再び平面な波面に変換される特徴を持つ。
【００１３】
信号光と参照光を干渉させるときに参照光が傾くと干渉によって生じる干渉縞が多数発生して干渉強度が平均化されて低下する。ところが上記の光学系では反射ミラーが傾いても入射波面と反射波面は平行となり、光の干渉強度の低下が低減される特徴を持つ。
【００１４】
さらに反射ミラーと集光レンズを一体とし、光軸方向に可動する１次元アクチュエータに搭載することにより、ミラーを焦点位置に固定した状態で光路長を精密に制御が可能となる。
【発明の効果】
【００１５】
信号光と参照光の光路差の調整が容易で、信号増幅効果が高く、さらに反射ミラーの傾きに対して信号光強度劣化が小さい、小型化に適した光学系の干渉型の光ヘッドおよび光ディスク装置を提供することができる。
【００１６】
これにより、参照光ミラーによる高精度の光路長調整が簡易に可能となり、多層光ディスクなど、信号に対して相対的なノイズが増加する場合などに、信号増幅によって再生信号品質を向上させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図を用いて本発明の実施形態を説明する。
【実施例１】
【００１８】
図１は本発明の基本的な実施形態である。半導体レーザ１０１からの光をコリメートレンズ１０２によって平行光として、λ／２板１０３を透過させて偏光プリズム１０４に入射させる。偏光プリズム１０４は分離面に入射するＰ偏光をほぼ１００％透過し、Ｓ偏光をほぼ１００％反射させる機能を有している。このときλ／２板１０３の光軸周りの回転角度を調整することにより、一部の光をＳ偏光として偏光プリズム１０４を反射させ、一部の光をＰ偏光として透過させるようにすることができる。反射する光はλ／４板１０５を透過して円偏光に変換され、２次元アクチュエータ１０６に搭載された対物レンズ107により、光ディスク１０８上の記録膜に集光される。光ディスクからの反射光は同じ光路を戻り、対物レンズ１０７によって平行光とされ、λ／４板１０５により最初に入射したときとは９０°偏光方向が回転した直線偏光となって偏光プリズム１０４に入射する。すると偏光が回転しているため、この光ディスク１０８からの反射光はＰ偏光となって偏光プリズム１０４を透過し、偏光プリズム１１３に入射する。一方、半導体レーザ１０１からの光のうち、偏光プリズム１０４を透過したＰ偏光はλ／４板１１０により円偏光に変換され、光軸方向に可動する１次元アクチュエータ１２２に搭載された集光レンズ１２３に入射する。集光レンズで集光された光は、焦点に配置した反射ミラー１２４によって反射され、逆周り円偏光に変換される。反射光は光軸を同じくして同じ光路を戻り、λ／４板１１０により入射時と偏光方向が９０°回転した直線偏光となって偏光プリズム１０４に入射する。すると偏光が回転しているため、この集光レンズと反射ミラー１２４からの反射光はＳ偏光となって偏光プリズム１０４を反射し、光ディスク１０８からの反射光と重なり合って偏光プリズム１１３に入射する。ただし光ディスク１０８からの反射光と反射ミラー１２４からの反射光は互いに直交する直線偏光となっている。偏光プリズム113は偏光プリズム１０４と異なり、Ｐ偏光の一部を透過させ、Ｓ偏光をほぼ１００％反射させる機能を有する。これにより反射ミラー１２４からの反射光はほぼ１００％反射され、ディスクからの反射光は一部が偏光プリズム１１３を透過し、一部が反射される。反射された光は偏光位相変換分離素子１１４に入射し、光ディスク１０８からの反射光と反射ミラー１２４からの反射光を重ねたまま、２つの光の干渉の位相差が異なる４つの光に分割されて、集光レンズ１１５により４分割光検出器１１６上に設けられた４つの受光部でそれぞれ別々に検出される。図では簡略化して２本の集光光束に分離集光されているように示しているが、実際は４本の集光光束となる。検出された信号からＲＦ信号演算回路120により、再生ＲＦ信号（ＲＦＳ）を出力する。一方、偏光プリズム１１３を透過した光ディスク１０８からの反射光は、集光レンズ１１７，シリンドリカルレンズ１１８により非点収差を与えられて４分割光検出器１１９に集光され、その出力信号からサーボ信号演算回路１２１により焦点ずれ信号（ＦＥＳ）とトラッキング誤差信号（ＴＥＳ）を出力する。焦点ずれ信号は対物レンズ１０７を搭載した２次元アクチュエータ１０６のフォーカス駆動端子にフィードバックされ焦点位置が閉ループ制御される。さらに同じ信号が反射ミラー１２４を搭載した１次元アクチュエータ１２２にもフィードバックされ対物レンズ
１０７と連動して反射ミラー１２４も駆動される。これにより光ディスク１０８を反射した信号光と、反射ミラー１２４を反射した参照光との光路差をほぼ０に保つことができる。通常の半導体レーザのコヒーレンス長は数１０μｍであるため、光路差の調整精度はこの範囲以下になっていればよい。トラッキング誤差信号は対物レンズ１０７を搭載した２次元アクチュエータのトラッキング駆動端子にフィードバックされ閉ループ制御される。
【００１９】
図２は図１の４分割光検出器１１６の受光部配置とＲＦ信号演算回路１２０の配置と機能を示す図である。４分割光検出器１１６は図２に示した４つの光を受光するための４つの受光部３０１，３０２，３０３，３０４を有し、それぞれ位相差０°,９０°,２７０°，１８０°の干渉位相差差の干渉強度を受光する。それぞれの出力を差動増幅器３０５，３０６によって差動演算を行ったのち、２乗加算平方根演算回路３０７によりＲＦ信号を検出する。
【００２０】
さらにこれらを数式で示し、図２に示した演算により再生ＲＦ信号が参照光によって増幅されることを説明する。ＰＤ１，ＰＤ２，ＰＤ３，ＰＤ４に入射する光の干渉強度はそれぞれ
【００２１】
【数１】
【００２２】
【数２】
【００２３】
【数３】
【００２４】
【数４】
【００２５】
のように表せる。これらから、図２における差動増幅器３０５，３０６の出力信号Sig１，Sig２は、
【００２６】
【数５】
【００２７】
【数６】
【００２８】
のように表せる。したがってこれらの２乗和をとって平方根をとる演算を行うと、
【００２９】
【数７】
【００３０】
のように、再生信号の電界振幅が参照光の電界振幅で増幅された信号が検出できることになる。ここでこの２乗加算の演算を行うことにより、参照光と信号光に位相差が最終的に得られる信号に影響しないことがわかる。したがって従来技術に述べられていたような、波長の数分の１という光路差調整が不要となるのである。
【００３１】
図３は別の実施形態として、トラッキング信号検出方式として差動プッシュプル法を用いる場合である。差動プッシュプル法ではディスクに入射する光を、回折格子８０１を用いて３ビームとする。そしてディスク上のメインスポットを情報トラックに配置する場合、２つのサブスポットが隣接するトラック間に配置されるように回折格子８０１の回転調整を行う。ここでは参照光も３ビームとなるが、これも信号光のそれぞれ対応するビーム同士で干渉させて、トラッキング誤差信号も差動演算により増幅する。また焦点ずれ信号も回折格子８０１による０次光を４つの各干渉位相差でそれぞれ４分割検出することにより、非点収差法の焦点ずれ信号をやはり干渉差動検出により増幅する。これを１つにパッケージ化された光検出器８０２により受光し、信号演算回路８０３により信号演算を行う。
【００３２】
図４は図３に対応して、信号光と参照光の干渉位相差０°，１８０°,９０°,２７０°の４つの干渉光に対してそれぞれメインビーム用の４分割光検出器９０２，サブビーム用の２分割光検出器９０１，９０３、加算アンプ９０４，差動増幅器９０５，９０６を用い、各４つのＲＦ信号（ＲＦＳ１,ＲＦＳ２,ＲＦＳ３,ＲＦＳ４）,焦点ずれ信号（ＦＥＳ１，ＦＥＳ２,ＦＥＳ３,ＦＥＳ４），トラッキング誤差信号（ＴＥＳ１,ＴＥＳ２,ＴＥＳ３，ＴＥＳ４）を検出する回路構成を示している。これらの差動増幅回路などは図３の信号演算回路８０３の中に内蔵されている。
【００３３】
図５はこれらの各干渉位相差の信号から、それぞれ差動検出と２乗加算平方根演算により増幅信号を検出する回路構成を示す図である。これも差動アンプ１００１により０°と１８０°、９０°と２７０°の差動信号を求めた後、二乗加算平方根演算回路１００２により、それぞれＲＦ信号，焦点ずれ信号，トラッキング誤差信号を求めることができる。このような構成とすると、多層ディスクなどの場合に、焦点が大きくずれた多層からの信号もれ込みに対して、検出すべき層からの光による信号を選択的に増幅でき、クロストーク低減に有利となる。
【００３４】
図６（ａ）は前記反射ミラー１２４を集光レンズ１２３と反射ミラー１２４で構成される系で置き換えた時の入射光と反射光の光路と、その同位相となる波面を示している。平面波で集光レンズ１２３に入射された光束は、レンズ透過によりレンズの焦点を波源とする球面波に波面が変換される。この焦点に配置された反射ミラー１２４で反射された光は、焦点を波源としている球面波となるので、集光レンズ１２３で、再び平面波として変換される。
【００３５】
一方、図６（ｂ）に示すように、反射ミラー１２４が傾いた時でも、反射光は集光レンズの焦点からの光であるので、反射光の光軸はずれるが同一波面で反射される。ここで、信号光と参照光の干渉はそれぞれの光線の位相が同位相となる時、偏光プリズム１０４において信号光干渉強度は最大となる。その為、信号光と参照光の光軸の傾きが同一でありかつ平面波である時、同位相となる面積最大となり干渉強度最大となる。なおこの時、反射ミラー傾きにより光軸が平行に多少ずれても干渉面積減少は小さく、干渉強度劣化は小さくなる。一方、信号光か参照光のどちらか一方でも平面波で無い場合は、同一位相となる面積が極端に減少するため、干渉強度が大きく劣化する。従って、本実施例においては、反射ミラーが傾いた場合でも、光軸は多少ずれるが参照光の入射角と反射角がともに平面波として高精度に一致し、干渉強度劣化が小さく信号劣化低減に有効となる。
【実施例２】
【００３６】
図７は別の実施形態として、参照光を反射ミラー１２４に集光する集光レンズ１２３直前に、ビームエキスパンダ１２５，１２６を配置する場合である。ビームエキスパンダを構成するレンズ群、例えば平凸レンズ１２５と平凹レンズ１２６は、λ／４板１１０から反射ミラー１２４の方向に進行する参照光を波面を保存し、光束径のみを任意の倍率で縮小、一方反射ミラー１２４からλ／４板１１０へ反射された参照光の光束径を前記同一の倍率で拡大されることを特徴とする。
【００３７】
以下の式に示すように、ビームエキスパンダ１２５，１２６により反射ミラー１２４に集光する集光レンズ１２３での光束径（Ｄ）を縮小することにより、レンズの開口数
（ＮＡ）は光束径に比例して小さくなる。
【００３８】
【数８】
【００３９】
なお、ｆはレンズの焦点距離である。反射ミラー１２４の位置が集光レンズ１２３の焦点からずれる時、反射ミラー１２４からの反射光が集光レンズ１２３を通過したとき、波面は完全な平面波に復元されず、前記焦点と反射ミラーの位置ずれ距離に依存した信号強度劣化を引き起こす。
【００４０】
一方、通常集光レンズの開口数を小さくすると、上記位置ずれによる波面の歪みも小さくなる傾向がある。これは、開口数が小さくなるに従い、レンズの焦点深度が深くなり、反射ミラーの位置と集光レンズの焦点の位置とのずれに対してピントが合い易くなる為である。
【００４１】
図８は反射ミラー１２４の焦点と反射ミラーの位置ずれにより信号強度が２分の１に劣化する距離とレンズの開口径との関係を解析した一例である。これより、信号強度が２分の１に劣化する距離は、開口数が小さいほど大きくなることがわかる。従って、ビームエキスパンダ１２５，１２６を用いることにより、参照光の光束径の縮小化による開口数低減が、反射ミラー１２４の焦点位置からのずれに対する信号劣化低減に有効である。また、上記信号強度劣化低減は、ほぼ開口数の２乗に反比例する。
【実施例３】
【００４２】
集光レンズ１２３を用い反射ミラー１２７に集光する手法では、反射ミラー１２７を集光レンズ１２３の焦点面近傍に保持しておく必要がある。しかし、光ディスク装置の温度変化による熱膨張により、集光レンズ１２３と反射ミラー１２７の光路長は変動し、位置ずれ距離に依存した信号強度劣化を引き起こす。
【００４３】
図９は別の実施形態として、図１または図３の反射ミラー１２４に、例えば珪素とアルミニウムなどの熱膨張係数の異なる２種の材料を張り合わせた反射ミラー１２７を置き換えた場合である。反射ミラー１２７は一部を固定された、例えば片持ち梁構造となっており、反射ミラーの一部が、温度変化により２種材料の積層方向に反ることを特徴とする。例えば、外気の温度変化により、集光レンズ１２３と反射ミラー１２７を固定している１次元アクチュエータが熱膨張を起こしたとき、反射ミラー１２７が入射方向に反るようにして、反射ミラー１２７と集光レンズ１２３の焦点の位置ずれを抑えることができる。反射ミラー１２７が反る量については、参照光が照射される反射ミラー１２７面が、前記の伸びた距離と同一の距離となるように、反射ミラー１２７の膜厚や材質などを最適化することが望ましい。また、逆に１次元アクチュエータが温度変化により縮むときには、反射ミラー１２７は集光レンズ１２３とは逆側に反るようにするように反射ミラー１２７の材質を選択するとよい。このようにすると、温度変化による集光レンズ１２３の焦点と反射ミラー１２７の距離を一定に保つことができ、温度変化による信号強度劣化の低減に有効である。なお、反射ミラー１２７を片持ちとして反らせたため、温度変化したときに反射ミラー１２７が傾くが、前述したように本発明では反射ミラー１２７が集光レンズ１２３の焦点上にあれば、反射した球面波が集光レンズ１２３を通過して平面波となるので、偏光プリズム１０４では問題なく光を干渉することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明により、大容量多層高速光ディスクの再生信号が安定に、高品質で検出することが可能となり、大容量ビデオレコーダや、ハードディスクデータバックアップ装置，保存情報アーカイブ装置など、幅広い産業応用が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の実施例に係る断面図である。
【図２】ＲＦ信号受光部と演算回路説明図である。
【図３】差動プッシュプル法によるトラッキング検出を行う実施例に係る断面図である。
【図４】各干渉位相差でのＲＦ信号，焦点ずれ信号，トラッキング誤差信号を検出する構成を示す図である。
【図５】差動検出による信号増幅を行う回路構成を示す図である。
【図６】反射ミラーの傾きの有無による入射光と反射光の光路と、その波面を示す図である。
【図７】ビームエキスパンダにより参照光の光束径の小径化を行う実施形態に係る断面図である。
【図８】開口数と信号強度が２分の１に劣化する集光レンズの焦点と反射ミラーの距離の関係である。
【図９】熱変形する反射ミラーを備える実施形態に係る断面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１０１ 半導体レーザ
１０２ コリメートレンズ
１０３ λ／２板
１０４ 偏光プリズム
１０５，１１０ λ／４板
１０６ ２次元アクチュエータ
１０７ 対物レンズ
１０８ 光ディスク
１０９ スピンドルモータ
１１１，１２２ １次元アクチュエータ
１１２ コーナープリズム
１１３ 偏光プリズム（Ｓ偏光反射率１００％）
１１４ 偏光位相変換分離素子
１１５，１１７ 集光レンズ
１１６，１１９，９０２ ４分割光検出器
１１８ シリンドリカルレンズ
１２０ ＲＦ信号演算回路
１２１ サーボ信号演算回路
１２３ 集光レンズ
１２４ 反射ミラー
１２５，１２６ ビームエキスパンダ
１２７ ２材料で構成された反射ミラー
２０１ 信号光偏光方向
２０２ 参照光偏光方向
２０３ 無偏光回折格子
２０４ 角度選択性偏光変換素子
２０５ 偏光分離回折格子
２０６，２０７ 光学軸
３０１，３０２，３０３，３０４ 受光部
３０５，３０６，９０５，９０６，１００１ 差動増幅器
３０７ ２乗加算平方根演算回路
８０１ 回折格子
８０２ 光検出器
８０３ 信号演算回路
９０１，９０３ ２分割光検出器
９０４ 加算アンプ
１００２ 二乗加算平方根演算回路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
前記光源から出射した光を第１と第２の光束に分割する第１の分割手段と、
第１の光束を光情報記録媒体上に集光する集光手段と、
前記第２の光束を参照光として反射させる反射ミラーと、
光を検出する複数の検出器とを備え、
前記第１の光束が前記光情報記録媒体で反射した信号光と前記第２の光束が前記反射ミラーで反射した前記参照光とを第１の分割手段に導いて重ね合わせて干渉させ、前記干渉させた光を前記検出器で検出する光ヘッドであって、
前記第２の光束を前記反射ミラー上にレンズで集光することを特徴とする光ヘッド。
【請求項２】
請求項１において、
前記レンズは、前記反射ミラー上に焦点を有することを特徴とする光ヘッド。
【請求項３】
請求項１において、
前記反射した参照光は、前記レンズを通過して前記第１の分割手段に達することを特徴とする光ヘッド。
【請求項４】
請求項３において、
前記レンズを透過する前の前記第２の光束は平面波であり、
前記レンズを透過した後の前記第２の光束は球面波であり、
前記反射ミラーで反射し、前記レンズを透過する前の前記参照光は球面波であり、
前記レンズを透過した後の前記参照光は平面波であることを特徴とする光ヘッド。
【請求項５】
請求項１において前記第一の分割手段と前記レンズの間の光路上に光束径を変化させるビームエキスパンダを備えたことを特徴とする光ヘッド。
【請求項６】
請求項５において、
前記ビームエキスパンダよりも前記レンズ側の前記光束径は、前記ビームエキスパンダよりも前記第１の分割手段側の前記光束径よりも小さいことを特徴とする光ヘッド。
【請求項７】
前記反射ミラーに、複数の材料を積層した構造を用いる事を特徴とする請求項１に記載の光ヘッド。
【請求項８】
請求項７において、
温度が変化したときに、前記反射ミラーは、レンズ焦点の位置が変化する方向と同じ側に変形することを特徴とする光ヘッド。
【請求項９】
請求項１に記載の光ヘッドであって、前記反射ミラーと集光レンズは光軸方向に可動でき、前記信号光と前記参照光の光路差が調整されることを特徴とする光ヘッド。
【請求項１０】
光束を第１と第２の光束に分割し、
前記第１の光束を光情報記録媒体上に集光して信号光として反射させ、
前記第２の光束を反射ミラー上にレンズで集光して参照光として反射させ、
前記信号光と前記参照光とを干渉させ、
前記干渉した光束を検出する光情報記録媒体の再生方法。
【請求項１】
光源と、
前記光源から出射した光を第１と第２の光束に分割する第１の分割手段と、
第１の光束を光情報記録媒体上に集光する集光手段と、
前記第２の光束を参照光として反射させる反射ミラーと、
光を検出する複数の検出器とを備え、
前記第１の光束が前記光情報記録媒体で反射した信号光と前記第２の光束が前記反射ミラーで反射した前記参照光とを第１の分割手段に導いて重ね合わせて干渉させ、前記干渉させた光を前記検出器で検出する光ヘッドであって、
前記第２の光束を前記反射ミラー上にレンズで集光することを特徴とする光ヘッド。
【請求項２】
請求項１において、
前記レンズは、前記反射ミラー上に焦点を有することを特徴とする光ヘッド。
【請求項３】
請求項１において、
前記反射した参照光は、前記レンズを通過して前記第１の分割手段に達することを特徴とする光ヘッド。
【請求項４】
請求項３において、
前記レンズを透過する前の前記第２の光束は平面波であり、
前記レンズを透過した後の前記第２の光束は球面波であり、
前記反射ミラーで反射し、前記レンズを透過する前の前記参照光は球面波であり、
前記レンズを透過した後の前記参照光は平面波であることを特徴とする光ヘッド。
【請求項５】
請求項１において前記第一の分割手段と前記レンズの間の光路上に光束径を変化させるビームエキスパンダを備えたことを特徴とする光ヘッド。
【請求項６】
請求項５において、
前記ビームエキスパンダよりも前記レンズ側の前記光束径は、前記ビームエキスパンダよりも前記第１の分割手段側の前記光束径よりも小さいことを特徴とする光ヘッド。
【請求項７】
前記反射ミラーに、複数の材料を積層した構造を用いる事を特徴とする請求項１に記載の光ヘッド。
【請求項８】
請求項７において、
温度が変化したときに、前記反射ミラーは、レンズ焦点の位置が変化する方向と同じ側に変形することを特徴とする光ヘッド。
【請求項９】
請求項１に記載の光ヘッドであって、前記反射ミラーと集光レンズは光軸方向に可動でき、前記信号光と前記参照光の光路差が調整されることを特徴とする光ヘッド。
【請求項１０】
光束を第１と第２の光束に分割し、
前記第１の光束を光情報記録媒体上に集光して信号光として反射させ、
前記第２の光束を反射ミラー上にレンズで集光して参照光として反射させ、
前記信号光と前記参照光とを干渉させ、
前記干渉した光束を検出する光情報記録媒体の再生方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００８−２４３２７３（Ｐ２００８−２４３２７３Ａ）
【公開日】平成２０年１０月９日（２００８．１０．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−８０４５２（Ｐ２００７−８０４５２）
【出願日】平成１９年３月２７日（２００７．３．２７）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１０月９日（２００８．１０．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月２７日（２００７．３．２７）
【出願人】（０００００５１０８）株式会社日立製作所 (27,607)
【Ｆターム（参考）】
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