JP2758232B2 - Optical pickup device and optical information recording / reproducing device using the same - Google Patents

Optical pickup device and optical information recording / reproducing device using the same

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JP2758232B2
JP2758232B2 JP1255453A JP25545389A JP2758232B2 JP 2758232 B2 JP2758232 B2 JP 2758232B2 JP 1255453 A JP1255453 A JP 1255453A JP 25545389 A JP25545389 A JP 25545389A JP 2758232 B2 JP2758232 B2 JP 2758232B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) この発明は、光ピックアップ装置及びこれを用いた光
情報記録再生装置に関し、更に詳しくは光情報記録媒体
に情報信号を光学的に記録・同時消去可能及び記録誤り
検出可能、消去チェック可能で、しかも装置全体が小型
・軽量化できる光ピックアップ装置及び光情報記録再生
装置の提供に関する。
Description: Object of the Invention (Field of Industrial Application) The present invention relates to an optical pickup device and an optical information recording / reproducing device using the same, and more specifically, to optically record an information signal on an optical information recording medium. More specifically, the present invention relates to an optical pickup device and an optical information recording / reproducing device capable of recording / simultaneous erasure, recording error detection, erasure check, and reducing the size and weight of the entire device.

(従来の技術) 光情報記録媒体上に、所要の情報信号を光学的に記録
し、あるいは記録された情報を消去又は光学的に再生す
る従来の光情報記録再生装置の光ピックアップ装置は、
第4図のように構成されている。ただし、技術内容を簡
明にするため、光ビーム放射源に半導体レーザを使用し
たものを代表例として説明する。すなわち、半導体レー
ザ1aを光ビーム放射源とし、半導体レーザからの出射光
を平行光とするためのコリメータレンズ2と、ビームス
プリッタ3と、レーザ光の光路を偏向させる光偏向器4
と、入射光ビームを光情報記録媒体6上へ集光させる集
光レンズ5とから成っている。
(Prior Art) An optical pickup device of a conventional optical information recording / reproducing apparatus which optically records a required information signal on an optical information recording medium or erases or optically reproduces the recorded information,
It is configured as shown in FIG. However, for simplification of the technical content, a description will be given of a case where a semiconductor laser is used as a light beam radiation source as a representative example. That is, the semiconductor laser 1a is used as a light beam radiation source, the collimator lens 2 for converting the light emitted from the semiconductor laser into parallel light, the beam splitter 3, and the optical deflector 4 for deflecting the optical path of the laser light.
And a condenser lens 5 for condensing the incident light beam on the optical information recording medium 6.

上述の光ピックアップ装置では、半導体レーザ1から
出射したTE(横電界)モード(又はTM(横磁界)モー
ド)光ビームは、コリメータレンズ2によって平行光と
され、ビームスプリッタ3に入射する。ビームスプリッ
タ3の入射面3aは、出射光を平行光にした光ビームの断
面形状の非等方性(出射レーザ光のビーム断面形状が半
導体レーザーの接合面と平行方向の径が短かく、縦方向
の径が長いだ円形)を等方性(光ビームのビーム断面形
状が円形)に変換する必要な角度となるように形成され
ており、ビームスプリッタ3を透過した光ビームのビー
ム断面は略円形になっている。
In the above-described optical pickup device, a TE (lateral electric field) mode (or TM (horizontal magnetic field) mode) light beam emitted from the semiconductor laser 1 is collimated by the collimator lens 2 and is incident on the beam splitter 3. The incident surface 3a of the beam splitter 3 has an anisotropic cross-sectional shape of a light beam whose output light has been made parallel (the beam cross-sectional shape of the output laser light has a short diameter in a direction parallel to the bonding surface of the semiconductor laser, The beam cross-section of the light beam transmitted through the beam splitter 3 is formed so as to have a necessary angle for converting an ellipse having a long diameter in the direction into an isotropic shape (a beam cross-sectional shape of the light beam is circular). It is circular.

このように、ビーム断面形状が円形の光ビームは、反
射ミラー4で反射し、集光レンズ5によって光情報記録
媒体6の記録面上に集光する。また、光情報記録媒体6
の記録面に入射する光ビームは、当該記録面で反射され
た後、集光レンズ5、反射ミラー4を通り、さらにビー
ムスプリッタ3の反射面3bで反射されてから、集束レン
ズ7、円柱レンズ9を通って非点収差が付与されて、四
分割(ホトダイオードからなる)光検出器10に入射す
る。
Thus, the light beam having a circular beam cross-sectional shape is reflected by the reflection mirror 4 and is condensed on the recording surface of the optical information recording medium 6 by the condenser lens 5. The optical information recording medium 6
The light beam incident on the recording surface is reflected by the recording surface, passes through the condenser lens 5 and the reflection mirror 4, and is further reflected by the reflection surface 3 b of the beam splitter 3. The light passes through 9 and is given astigmatism, and is incident on a quadrant (made of a photodiode) photodetector 10.

この四分割光検出器10では、光情報記録媒体6上の情
報トラックと平行な分割線を境として、それぞれ2つの
光検出器出力の和の差分信号がトラッキング誤差信号に
なり、四分割光検出器10の対角位置に配置された光検出
器出力の和の差分信号を取ることでフォーカス誤差信号
が得られる。
In the four-divided photodetector 10, a difference signal of the sum of the outputs of the two photodetectors becomes a tracking error signal with a dividing line parallel to the information track on the optical information recording medium 6 as a tracking error signal. The focus error signal is obtained by taking the difference signal of the sum of the outputs of the photodetectors arranged at the diagonal positions of the detector 10.

上述したトラッキング誤差信号はトラッキング制御回
路(図示省略)を経て、集束レンズ5を光情報記録媒体
6の回転軸(記録媒体面に垂直)方向に動かして、光情
報記録媒体の面振れに追従制御する。
The above-mentioned tracking error signal passes through a tracking control circuit (not shown), and moves the converging lens 5 in the direction of the rotation axis (perpendicular to the recording medium surface) of the optical information recording medium 6 so as to follow the surface deflection of the optical information recording medium. I do.

上述の光ピックアップ装置を用いて、光情報記録媒体
に対し、所要の情報信号の記録、あるいは消去を行うと
きは、光情報記録媒体1の第1回転目で情報の記録ある
いは消去を行い、次の回転で記録情報を再生して記録エ
ラー検出あるいは消去チェックをしている。このため、
記録及び消去に要する時間が著るしく長くなり、データ
処理効率の悪いメモリ装置になるという不具合があっ
た。
When recording or erasing a required information signal on the optical information recording medium by using the above-described optical pickup device, the information is recorded or erased in the first rotation of the optical information recording medium 1, and The recording information is reproduced by the rotation of, and a recording error is detected or erased. For this reason,
The time required for recording and erasing becomes extremely long, resulting in a memory device with poor data processing efficiency.

このような光情報記録再生装置の情報記録及び記録情
報消去の処理効率上の不具合を、磁気ディスクメモリ装
置並みに高める手法として、例えば、電気通信学会主催
の光メモリシンポジウムにおける講演予稿集、「光メモ
リシンポジウム'86論文集」p.113〜120に掲載された報
告“2ビーム追記型光学ヘッド”に記載されている異な
る波長のレーザ光を出射する半導体レーザを2個使用
し、実時間エラー検出を可能にした2ビーム型光ピック
アップ装置や、日本応用物理学会発行の英文学術雑誌
「Japanese Journal of Applied Physics」第26巻(198
7年)Supplement26.p.117〜120に掲載された論文、「Co
mpact two−Beam Head with a Hybrid Two−Wavelength
Laser Array for Magne to−optic Recording」中で開
示している、互いに異なる波長のレーザ光を出射する2
個の半導体レーザを、1パッケージ中に設置したハイブ
リッド型半導体レーザから成る2ビーム型光ピックアッ
プ装置を用いるという考があった。
As a method of improving the processing efficiency of information recording and erasing of recorded information of such an optical information recording / reproducing apparatus to the same level as a magnetic disk memory device, for example, a collection of lecture proceedings at the Optical Memory Symposium hosted by the Institute of Telecommunications, "Optical Memory Symposium" Real-time error detection is possible by using two semiconductor lasers that emit laser beams of different wavelengths described in the “Two-beam write-once optical head” reported in the '86 Transactions ”p.113-120 And a two-beam optical pickup device, and the Japanese Journal of Applied Physics published by the Japan Society of Applied Physics, Vol. 26 (198
7 years) A paper published in Supplement 26.p.117-120, "Co
mpact two−Beam Head with a Hybrid Two−Wavelength
2 that emit laser beams of different wavelengths, as disclosed in "Laser Array for Magne to-optic Recording"
It has been considered that a two-beam type optical pickup device including a hybrid type semiconductor laser in which one semiconductor laser is installed in one package is used.

(発明が解決しようとする課題) ところが、上述した光ピックアップ装置は、何れも情
報記録あるいは記録情報消去用半導体レーザのレーザ光
と、エラー検出あるいは消し残りチェック用の半導体レ
ーザのレーザ光とを分離して検出する構造にしなければ
ならず、光学系の構成が複雑になる。また、光学素子の
個数も大幅に増加するという難点がある。
(Problems to be Solved by the Invention) However, each of the above-described optical pickup devices separates the laser beam of the semiconductor laser for information recording or erasing of recorded information from the laser beam of the semiconductor laser for error detection or remaining erase check. The optical system must be detected, and the configuration of the optical system becomes complicated. In addition, there is a problem that the number of optical elements is greatly increased.

そこでこの発明は、従来の光ピックアップ装置及びか
かる光ピックアップ装置を使用した光情報記録再生装置
が有している低データ処理効率、装置構成の複雑化、大
型化という不具合を除去し、安価で簡単な構成の光学系
により、実時間のデータチェックが可能な光ピックアッ
プ装置及び磁気ディスクメモリ装置並みのデータ処理速
度を実現できる光情報記録再生装置を提供しようとする
ものである。
Therefore, the present invention eliminates the disadvantages of a conventional optical pickup device and an optical information recording / reproducing device using such an optical pickup device, such as low data processing efficiency, complicated device configuration, and large size, and is inexpensive and simple. It is an object of the present invention to provide an optical pickup device capable of real-time data check and an optical information recording / reproducing device capable of realizing a data processing speed comparable to that of a magnetic disk memory device by using an optical system having such a configuration.

〔発明の構成〕[Configuration of the invention]

(課題を解決するための手段) 以上の課題を達成するため、この発明にかかる光ピッ
クアップ装置は、光ビーム放射源と、この光ビーム放射
源から放射された光ビームの光路を偏向せしめる光偏向
手段と、前記光ビーム放射源と光偏向手段との間に配設
したコリメータレンズ手段と、前記光偏向手段により光
路を偏向した光ビームを光情報記録媒体上に集光せしめ
る収束性光学手段とから成る光ピックアップ装置であっ
て、 光ビーム放射源に、発振波長差一定のTEモード光とTM
モード光を同時発光し、且つこれらTEモード光及びTMモ
ード光の光量制御機能を有する半導体レーザを用い、光
偏向手段として回折格子を用いると共に、当該回折格子
により回折されたTEモードとTMモード光をそれぞれ収束
性光学手段により異なる位置に集光せしめるものであ
る。
(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, an optical pickup device according to the present invention includes a light beam radiation source and an optical deflection device for deflecting an optical path of a light beam emitted from the light beam radiation source. Means, collimator lens means disposed between the light beam radiation source and light deflecting means, and convergent optical means for condensing a light beam whose optical path is deflected by the light deflecting means on an optical information recording medium. An optical pickup device comprising: a TE mode light having a constant oscillation wavelength difference and a TM;
A semiconductor laser that simultaneously emits mode light and has a function of controlling the light amount of these TE mode light and TM mode light is used. A diffraction grating is used as a light deflecting means. Are condensed at different positions by convergent optical means.

また、この発明にかかる光情報記録再生装置の一つ
は、光情報記録媒体と、この光情報記録媒体に対して所
定の情報信号に従って情報信号を光学的に記録又は記録
情報を消去する光ビームを照射する光ピックアップ装置
とから成る光情報記録再生装置において、 光ピックアップ装置として、上述したこの発明にかか
る光ピックアップ装置を用い、さらにこの光ピックアッ
プ装置の半導体レーザから出射される発振波長差一定の
TEモード光とTMモード光を前記光情報記録媒体の同一ト
ラック上に集光せしめると共に、これら集束光のうち一
方の集束光で情報信号を光学的に記録又は記録情報を消
去し、他の集束光で記録情報の誤り検出又は消去検出を
行う構成にしたものである。
Further, one of the optical information recording / reproducing apparatuses according to the present invention is an optical information recording medium, and a light beam for optically recording an information signal or erasing recorded information on the optical information recording medium according to a predetermined information signal. An optical information recording / reproducing device comprising: an optical pickup device for irradiating the optical pickup device; wherein the optical pickup device according to the present invention is used as the optical pickup device, and the oscillation wavelength difference emitted from the semiconductor laser of the optical pickup device is constant.
The TE mode light and the TM mode light are focused on the same track of the optical information recording medium, and the information signal is optically recorded or the recorded information is erased by one of these focused lights, and the other focused light is focused. In this configuration, error detection or erasure detection of recorded information is performed by light.

また、この発明にかかる光情報記録再生装置のもう一
つは、光情報記録媒体と、この光情報記録媒体に対して
所定の情報信号に従って情報信号を光学的に記録又は記
録情報を消去する光ビームを照射する光ピックアップ装
置とから成る光情報記録再生装置において、 光ピックアップ装置として、上述したこの発明にかか
る2ビーム型光ピックアップ装置を用い、さらにこの2
ビーム型光ピックアップ装置の半導体レーザから出射さ
れる発振波長差一定のTEモード光とTMモード光を、前記
光情報記録媒体の異なるトラック上に位置せしめ、並列
して情報信号を光学的に記録又は再生動作を行うように
構成したものである。
Another aspect of the optical information recording / reproducing apparatus according to the present invention is an optical information recording medium, and an optical information recording medium for optically recording an information signal or erasing recorded information on the optical information recording medium according to a predetermined information signal. An optical information recording / reproducing apparatus comprising: an optical pickup device for irradiating a beam; wherein the above-described two-beam optical pickup device according to the present invention is used as the optical pickup device;
TE mode light and TM mode light having a constant oscillation wavelength difference emitted from the semiconductor laser of the beam type optical pickup device are positioned on different tracks of the optical information recording medium, and an information signal is optically recorded or recorded in parallel. It is configured to perform a reproducing operation.

(作用) 以上のように、この発明にかかる光ピックアップ装置
では、発振波長差一定のTEモード光とTMモード光の同時
発振機能ならびに両モード光の光量制御機能をもった半
導体レーザと回折格子を使用するから、発振波長差一定
のTE光ならびにTM光を回折格子で反射させると、波長差
に応じてTEモード光とTMモード光はそれぞれ回折光の回
折角を変え、集光レンズへの入射角が変化する。したが
って、光情報記録媒体上で、一定間隔離れた複数のモー
ド光が生じ、同一トラック上で、一方のモード光で記録
又は消去、他方のモード光で誤り検出又は消去検出に使
用することができる。この光ピックアップ装置にはTEモ
ード光及びTMモード光の偏光方向が互いに90°異なって
いるため、偏光ビームスプリッタ等の光学素子1個で、
容易に分離検出可能に構成できるから、装置全体が容易
に小型・軽量化が可能である。
(Operation) As described above, in the optical pickup device according to the present invention, the semiconductor laser and the diffraction grating having the simultaneous oscillation function of the TE mode light and the TM mode light with a constant oscillation wavelength difference and the function of controlling the light quantity of both mode lights are used. Since TE light and TM light with a constant oscillation wavelength difference are reflected by a diffraction grating, the TE mode light and TM mode light change the diffraction angle of the diffracted light according to the wavelength difference, and enter the condenser lens. The angle changes. Accordingly, a plurality of mode lights are generated at regular intervals on the optical information recording medium, and can be used for recording or erasing with one mode light and error detection or erasing detection with the other mode light on the same track. . In this optical pickup device, since the polarization directions of the TE mode light and the TM mode light are different from each other by 90 °, one optical element such as a polarization beam splitter can be used.
Since the apparatus can be easily separated and detected, the entire apparatus can be easily reduced in size and weight.

また、この発明の光情報記録再生装置は、入射する光
の波長で回折格子により回折される光の回折角が異なる
現象を利用したものであり、光ピックアップ装置のビー
ム放射源に、レーザ構造のみで決まる一定波長差をもっ
たTEモード光及びTMモード光を同時出射する半導体レー
ザを使用することによって、実時間のデータ誤り検出機
能を有する光情報記録再生装置を容易に実現できる。
Further, the optical information recording / reproducing apparatus of the present invention utilizes a phenomenon that a diffraction angle of light diffracted by a diffraction grating is different at a wavelength of incident light, and only a laser structure is used as a beam radiation source of an optical pickup device. An optical information recording / reproducing apparatus having a real-time data error detection function can be easily realized by using a semiconductor laser that simultaneously emits TE mode light and TM mode light having a constant wavelength difference determined by the following equation.

(実施例) つぎに、図面に基づいてこの発明の代表的な実施例に
ついて説明する。
(Example) Next, a typical example of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図はこの発明にかかる光ピックアップ装置の一実
施例の要部概略構成図である。図中、 1aは発振波長差4nmのTEモード光とTMモード光を同時
に発振する機能をもつ分布帰還型(以下「DFB」)GaInA
sP半導体レーザ、2はコリメータレンズ、3および8は
ビームスプリッタ、5及び7は集束レンズ、4は反射形
回折格子、6aは記録媒体層が追記型(又は相変態型)材
製の光ディスク、9は円柱レンズ、10は四分割光検出
器、11は10と別置の光検出器である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a main part of an embodiment of an optical pickup device according to the present invention. In the figure, 1a is a distributed feedback type having a function of oscillating a TE mode light and TM mode light of the oscillation wavelength difference 4nm simultaneously (hereinafter "DFB") G a I n A
s P semiconductor laser, 2 is a collimator lens, 3 and 8 are beam splitters, 5 and 7 are focusing lenses, 4 is a reflection type diffraction grating, 6a is an optical disc whose recording medium layer is made of a write-once (or phase transformation type) material, Reference numeral 9 denotes a cylindrical lens, reference numeral 10 denotes a four-division photodetector, and reference numeral 11 denotes a photodetector separately provided from the photodetector 10.

本2ビーム型光ピックアップ装置では半導体レーザ1a
から出射したTEモード光1A(図中実線)を信号の記録あ
るいは消去用光ビームに、またTMモード光1B(図中破
線)を記録信号の誤り検出用ビームあるいは消去動作時
の消し残り検出用ビームとして使用する場合について説
明する。まず記録あるいは消去用TEモード光1Aはコリメ
ータレンズ2で平行光となり、ビームスプリッタ3(偏
光特性として例えばP偏光透過率Tp=0.7,S偏光透過率T
s=0.4)を透過した光ビームは反射型回折格子4で反射
し、反射回折光が集束レンズ5で集光され、光ディスク
6aの媒体面(追記型媒体あるいは相変化型媒体)上の情
報トラックに微小スポットを形成する。
In this two-beam type optical pickup device, the semiconductor laser 1a is used.
The TE mode light 1A (solid line in the figure) emitted from the device is used as a signal recording or erasing light beam, and the TM mode light 1B (dashed line in the figure) is used as a recording signal error detecting beam or unerased detection during erasing operation. The case of using as a beam will be described. First, the TE mode light 1A for recording or erasing is converted into parallel light by the collimator lens 2, and the beam splitter 3 (for example, as a polarization characteristic, P-polarized light transmittance Tp = 0.7, S-polarized light transmittance T
s = 0.4) is reflected by the reflection type diffraction grating 4, and the reflected diffraction light is condensed by the focusing lens 5, and
A minute spot is formed on an information track on the medium surface (write-once type medium or phase change type medium) 6a.

光ディスク6aからの反射光ビームは、再び集束レンズ
5、反射型回折格子4を通り、ビームスプリッタ3でそ
の一部が反射され、光検出系に導かれる。逆光系から分
離された光ビームは集光レンズ7を通って集束しながら
第2の偏光ビームスプリッタ8を透過した後、円柱レン
ズ9で非点収差を与えた光ビームを四分割光検出器10で
受光する。光ディスク6の情報トラックと平行な分割線
を境として四分割光検出器中の2つの光検出器の和出力
と他の二つの光検出器の和出力の差分信号がトラッキン
グ誤差信号になり、対角位置に配置された和出力との和
出力の差分信号を取ることでフォーカス誤差信号を得
る。
The reflected light beam from the optical disk 6a passes through the converging lens 5 and the reflection type diffraction grating 4 again, and a part of the light beam is reflected by the beam splitter 3 and guided to a photodetection system. The light beam separated from the backlight system passes through the second polarizing beam splitter 8 while being converged through the condenser lens 7, and then the light beam given astigmatism by the cylindrical lens 9 is split into four light detectors 10. To receive light. The difference signal between the sum output of the two photodetectors in the four-split photodetector and the sum output of the other two photodetectors becomes a tracking error signal with a dividing line parallel to the information track of the optical disk 6 as a tracking error signal. A focus error signal is obtained by taking a difference signal between the sum output and the sum output arranged at the angular position.

一方、記録信号の誤り検出あるいは消去動作時の消し
残り信号量検出用TMモード光1B(TEモード光1Aと一定の
発振波長差を有する)は、前記TEモード光1Aと同じ逆光
系を通るが、反射型回折格子4でTEモード光1Aとの波長
差に対応する回折角偏差を受けて反射された後、集束レ
ンズ5に入射する。このためTMモード光1Bは光ディスク
6の情報トラック上の前記TEモード光集束位置と一定の
間隔離れた位置に微小スポットを形成する。TMモード光
1Bの光ディスク6からの反射光ビームは、ビームスプリ
ッタ3でその一部が反射され、集光レンズ7を通過後、
第2のビームスプリッタ8で反射され光検出器11に導か
れる。
On the other hand, the TM mode light 1B (having a constant oscillation wavelength difference from the TE mode light 1A) for detecting the error of the recording signal or detecting the residual signal amount during the erasing operation passes through the same backlight system as the TE mode light 1A. After being reflected by the reflection type diffraction grating 4 with a diffraction angle deviation corresponding to the wavelength difference from the TE mode light 1A, the light enters the focusing lens 5. Therefore, the TM mode light 1B forms a minute spot on the information track of the optical disc 6 at a position separated from the TE mode light focusing position by a certain distance. TM mode light
A part of the reflected light beam from the 1B optical disk 6 is reflected by the beam splitter 3, and after passing through the condenser lens 7,
The light is reflected by the second beam splitter 8 and guided to the photodetector 11.

反射型回折格子4に入射する光の波長で光ディスク6a
の媒体面上の光スポット位置が変わる原理を、第2図を
使って説明する。回折格子の繰り返し周期Pの反射型回
折格子4に入射角θ1で入射した光ビームは、回折格子
の面の法線Nに対してθ0の方向に反射回折される場
合、公知のように角度θ1,θ0、周期P、光の波長λの
間には(1)式が成立する。
The optical disk 6a has a wavelength of light incident on the reflection type diffraction grating 4.
The principle by which the light spot position on the medium surface changes will be described with reference to FIG. When a light beam incident on the reflection type diffraction grating 4 having a repetition period P of the diffraction grating at an incident angle θ 1 is reflected and diffracted in a direction of θ 0 with respect to a normal N of the surface of the diffraction grating, as is well known, Equation (1) holds between the angles θ 1 and θ 0 , the period P, and the wavelength λ of light.

P(sinθ1−sinθ0)=inλ (m=1,2,…) (1) ここでmは回折次数を表している。今、光の波長λ
1(図中実線)のとき回折によって入射光が直角に曲げ
られたとすると、(2)式が成立する。
P (sin θ 1 −sin θ 0 ) = inλ (m = 1, 2,...) (1) Here, m represents the diffraction order. Now, the wavelength of light λ
If the incident light is bent at a right angle by diffraction at the time of 1 (solid line in the figure), the expression (2) is established.

θ1+θ0=π/2 (2) この時、集束レンズ5への光ビームの入射角は0°で
ある。
θ 1 + θ 0 = π / 2 (2) At this time, the incident angle of the light beam on the focusing lens 5 is 0 °.

一方、光の波長がλ2(λ1<λ2,図中破線)の場合
角度θ1、周期Pは変わらないので回折角はθ0+Δθに
変化する。このときΔθは、(3)式で表わされる。
On the other hand, when the light wavelength is λ 212 , broken line in the figure), the angle θ 1 and the period P do not change, so the diffraction angle changes to θ 0 + Δθ. At this time, Δθ is expressed by equation (3).

Δθ=(λ2−λ1)/P (3) 集束レンズ5への入射角はΔθradとなり、光ディスク
6の媒体上の光スポット移動量は Δd=Δθ・f (4) ここにfは集束レンズの焦点距離を表す。
Δθ = (λ 2 −λ 1 ) / P (3) The incident angle on the focusing lens 5 is Δθrad, and the light spot movement amount on the medium of the optical disk 6 is Δd = Δθ · f (4) where f is the focusing lens Represents the focal length.

すなわち、光の波長差λ2−λ1によって、光ディスク
6aの媒体面上の光スポットはΔd移動する。
That is, the optical wavelength difference λ 2 −λ 1
The light spot on the medium surface 6a moves by Δd.

以下に具体的数値例を示す。 Specific numerical examples are shown below.

θ1=65.16° θ0=24.84° m=1(1次回折光),λ1=780nm のとき(1)式よりP=1.6μm ここでλ2=784nmとすると、(3)式よりΔθ=2.5mra
d 集束レンズの焦点距離f=4mmとすると、(4)式より
Δd=10μmとなる。光源の半導体レーザのTEモード光
とTMモード光の発振波長差が4nmあると、光ディスク上
で10μm離れた2本の光ビームを形成することができ
る。
θ 1 = 65.16 ° θ 0 = 24.84 ° When m = 1 (first-order diffracted light) and λ 1 = 780 nm, P = 1.6 μm from equation (1). If λ 2 = 784 nm here, then Δθ = 2.5mra
d If the focal length f of the focusing lens is 4 mm, then from equation (4), Δd = 10 μm. If the oscillation wavelength difference between the TE mode light and the TM mode light of the semiconductor laser of the light source is 4 nm, two light beams separated by 10 μm can be formed on the optical disk.

本実施例の光ピックアップ装置に使用される一定発振
波長差をもったTEモード光とTMモード光の同時発振機能
を持った半導体レーザ1aの一例としては、1988年秋季応
用物理学会学術講演会講演予稿集4p−ZC−1 p833のDFB
レーザがある。
An example of the semiconductor laser 1a having a simultaneous oscillation function of the TE mode light and the TM mode light having a constant oscillation wavelength difference used in the optical pickup device of the present embodiment is given in 1988 Autumn Meeting of the Japan Society of Applied Physics. Proceedings 4p-ZC-1 D833 of p833
There is a laser.

半導体レーザチップから出射される光ビームの拡がり
角は、多くの場合非等方的である。レーザチップの接合
面平行方向拡がり角θ‖と接合面垂直方向拡がり角θ⊥
は、θ‖<θ⊥でアスペクト比θ⊥/θ‖は2〜3であ
る。反射回折格子に入射する光ビームを格子の方向とレ
ーザチップ接合面方向を一致させると、入射角θ1と回
折角θ0の違いによって接合方向の光ビームを拡大して
等方的光ビームに変換することができる。
The divergence angle of the light beam emitted from the semiconductor laser chip is often anisotropic. Spreading angle θ‖ of laser chip parallel direction and spreading angle θ⊥ of laser chip vertical direction
Is that θ‖ <θ⊥ and the aspect ratio θ⊥ / θ2〜 is 2-3. When the direction of the light beam incident on the reflection diffraction grating is matched with the direction of the laser chip bonding surface, the light beam in the bonding direction is expanded by the difference between the incident angle θ 1 and the diffraction angle θ 0 to become an isotropic light beam. Can be converted.

前例に示した回折格子では、θ1=65.16°,θ0=24.
84°であるから光ビーム拡大率Mは M=cosθ0/cosθ1=2.16 となる。使用する半導体レーザの拡がり角の比(アスペ
クト比)を光ビーム拡大率と等しくなるようにθ1,θ0
を決定しておけば従来の光ピックアップ装置のビーム整
形が不要となり、光学系の構成が更に簡略化できる。
In the diffraction grating shown in the previous example, θ 1 = 65.16 °, θ 0 = 24.
Since it is 84 °, the light beam expansion rate M is M = cos θ 0 / cos θ 1 = 2.16. The ratio of the divergence angle (aspect ratio) of the semiconductor laser used is set to θ 1 , θ 0 so as to be equal to the light beam expansion ratio.
Is determined, beam shaping of the conventional optical pickup device becomes unnecessary, and the configuration of the optical system can be further simplified.

以上、説明したように発振波長差が一定のTE光とTM光
を同時発振する半導体レーザならびに反射型回折格子を
組み合わせることによって、容易に実時間での誤り検出
ができる光ピックアップ装置が得られる。また前記発振
波長差はレーザ共振器長などのレーザ構造のみによって
一意的に決定されるので、従来のように精密な光学系調
整が不要となり光ピックアップ装置のコスト削減が図れ
る。
As described above, by combining a semiconductor laser and a reflective diffraction grating that simultaneously oscillate TE light and TM light with a constant oscillation wavelength difference, an optical pickup device that can easily detect errors in real time can be obtained. Further, since the oscillation wavelength difference is uniquely determined only by the laser structure such as the length of the laser resonator, precise optical system adjustment is not required unlike the related art, and the cost of the optical pickup device can be reduced.

次に上述した本発明の光ピックアップ装置20を用いた
光情報記録再生装置の回路ブロック図のうち実時間誤り
検出部の実施例を第3図に示す。
Next, FIG. 3 shows an embodiment of the real-time error detecting section in the circuit block diagram of the optical information recording / reproducing apparatus using the optical pickup device 20 of the present invention described above.

記録信号発生回路部21において、記録情報に対応して
変調された記録信号はレーザ駆動回路部22に送られ、例
えばTEモード光量を変調して光ディスク6aの媒体面上に
データを記録する。一方、光ディスク6aの媒体面上に集
光されたTEモード光スポット位置に対して同一トラック
上かつ一定間隔離れた位置に集光されたTMモード光を用
いて記録データをデータ再生回路部24にて再生する。
In the recording signal generation circuit section 21, the recording signal modulated in accordance with the recording information is sent to the laser driving circuit section 22, and modulates, for example, the TE mode light amount to record data on the medium surface of the optical disk 6a. On the other hand, the recorded data is transmitted to the data reproducing circuit unit 24 using the TM mode light focused on the same track and at a fixed distance from the TE mode light spot position focused on the medium surface of the optical disk 6a. To play.

記録データの誤り検出は、記録信号発生回路部21から
の記録信号を光ディスク上の記録用TEモード光と再生用
TMモード光間距離に相当する時間分を遅延回路部23で遅
らせた信号と、データ再生回路部24内で2値化された信
号とを比較回路部25で比較することにより行われる。
To detect an error in the recording data, the recording signal from the recording signal generating circuit unit 21 is used for recording on the optical disc and recording TE mode light on the optical disc.
This is performed by comparing the signal obtained by delaying the time corresponding to the TM mode inter-light distance by the delay circuit unit 23 with the signal binarized in the data reproduction circuit unit 24 by the comparison circuit unit 25.

ここで両信号間であらかじめ設定した誤り数を越える
エラーが生じた場合には、データコントロール部26にエ
ラーフラグを送り、所定トラックへの交替処理動作を行
う。
Here, when an error exceeding the preset number of errors occurs between both signals, an error flag is sent to the data control unit 26, and a replacement process operation to a predetermined track is performed.

なお上記実施例では信号記録時の誤り検出について述
べたが消去機能を有した光情報記録再生装置の場合には
信号消去時の消し残り検出に、TE・TM両モード光をそれ
ぞれ異なるトラック上に追従させる場合には並列再生動
作が可能となる。また上記実施例に記述した以外TEモー
ドならびにTMモード光同時発振機能を持ったレーザを用
いても同様の効果が得られる。第1図および第3図の実
施例では光ディスク6aへの適用例について述べたが、光
ディスク以外の他の光情報記録媒体を使用する装置にも
本発明は適用可能である。
In the above embodiment, error detection during signal recording has been described.In the case of an optical information recording / reproducing apparatus having an erasing function, both TE and TM mode light beams are respectively applied to different tracks for detection of remaining erasure during signal erasure. In the case of following, a parallel reproduction operation becomes possible. Similar effects can be obtained by using a laser having a TE mode and TM mode simultaneous oscillation function other than that described in the above embodiment. Although the example of application to the optical disk 6a has been described in the embodiment of FIGS. 1 and 3, the present invention is also applicable to an apparatus using an optical information recording medium other than the optical disk.

なお、上記実施例においては、回折格子として反射型
回折格子を用いた例について説明したが、本発明は、こ
のような反射型回折格子だけでなく透過型回折格子を用
いることによっても実現できる。
In the above embodiment, an example in which a reflection type diffraction grating is used as the diffraction grating has been described. However, the present invention can be realized by using not only such a reflection type diffraction grating but also a transmission type diffraction grating.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明に係わる光ピックアップ装置では、回折格子と
発振波長差一定のTEモード光とTMモード光の同時発振機
能を有した光ビーム放射源を使用することによって、実
時間での誤り検出機能付光ピックアップ装置ならびに光
情報記録再生装置を容易に実現することができる。
In the optical pickup device according to the present invention, by using a light beam radiation source having a simultaneous oscillation function of the TE mode light and the TM mode light having a constant oscillation wavelength difference with the diffraction grating, the light with the error detection function in real time can be obtained. A pickup device and an optical information recording / reproducing device can be easily realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図はこの発明にかかる光ピックアップ装置の一実施
例の要部概略構成図、第2図は第1図の光ピックアップ
の回折格子の作用原理説明図、第3図はこの発明の光情
報記録再生装置の実時間誤り検出回路の概略構成を示す
ブロック図、第4図は従来の光情報記録再生装置の光ピ
ックアップ装置の概略構成図である。 1…光ビーム放射源 1a…半導体レーザ 2…コリメータレンズ 3…ビームスプリッタ 5…集光レンズ 6…光情報記録媒体 6a…光ディスク 10,11…光検出器
FIG. 1 is a schematic diagram of the essential parts of an embodiment of an optical pickup device according to the present invention, FIG. 2 is a diagram illustrating the principle of operation of the diffraction grating of the optical pickup of FIG. 1, and FIG. FIG. 4 is a block diagram showing a schematic configuration of a real-time error detection circuit of the recording / reproducing apparatus, and FIG. 4 is a schematic configuration diagram of an optical pickup device of a conventional optical information recording / reproducing apparatus. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Light beam radiation source 1a ... Semiconductor laser 2 ... Collimator lens 3 ... Beam splitter 5 ... Condensing lens 6 ... Optical information recording medium 6a ... Optical disk 10, 11 ... Photodetector

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】光ビーム放射源と、この光ビーム放射源か
ら放射された光ビームの光路を偏向せしめる光偏向手段
と、前記光ビーム放射源と光偏向手段との間に配設した
コリメータレンズ手段と、前記光偏向手段により光路を
偏向した光ビームを光情報記録媒体上に集光せしめる収
束性光学手段とから成る光ピックアップ装置であって、 光ビーム放射源に、発振波長差一定のTEモード光とTMモ
ード光を同時発光し、且つこれらTEモード光及びTMモー
ド光の光量制御機能を有する半導体レーザを用い、光偏
向手段として回折格子を用いると共に、当該回折格子に
より回折されたTEモードとTMモード光をそれぞれ収束性
光学手段により異なる2つの位置に集光せしめることを
特徴とする光ピックアップ装置。
1. A light beam radiation source, light deflecting means for deflecting an optical path of a light beam emitted from the light beam radiation source, and a collimator lens disposed between the light beam radiation source and the light deflecting means. And a converging optical means for converging a light beam whose optical path has been deflected by the light deflecting means on an optical information recording medium, wherein the light beam radiation source is provided with a TE having a constant oscillation wavelength difference. A semiconductor laser that emits mode light and TM mode light at the same time and has a function of controlling the amount of TE mode light and TM mode light is used. A diffraction grating is used as a light deflecting means, and the TE mode diffracted by the diffraction grating is used. And an optical pickup device for converging the TM mode light to two different positions by convergent optical means.
【請求項2】請求項(1)記載において、半導体レーザ
を、活性層の下面にそれぞれ、互いに反対導電型でしか
も活性層よりもバンドギャップ幅の大きな半導体材料か
らなるキャリヤ閉じ込め層を設けると共に、キャリヤ閉
じ込め層に回折格子印刻溝を形成して分布帰還型レーザ
構造を有せしめたものを用いたことを特徴とする光ピッ
クアップ装置。
2. A semiconductor laser according to claim 1, further comprising a carrier confinement layer made of a semiconductor material of opposite conductivity type and having a larger band gap width than that of the active layer on the lower surface of the active layer. An optical pickup device comprising a carrier confining layer having a diffraction grating engraved groove and a distributed feedback laser structure.
【請求項3】請求項(2)記載において、分布帰還型レ
ーザ構造を有する半導体レーザのキャリヤ閉じ込め層に
形成した回折格子印刻溝の格子線の伸延方向と半導体レ
ーザの接合面を互いに直交させて配設したことを特徴と
する光ピックアップ装置。
3. A semiconductor laser having a distributed feedback laser structure according to claim 2, wherein the direction of extension of the grating line of the diffraction grating engraved groove formed in the carrier confinement layer of the semiconductor laser is perpendicular to the junction surface of the semiconductor laser. An optical pickup device, which is provided.
【請求項4】光情報記録媒体と、 この光情報記録媒体に対して所定の情報信号に従って情
報信号を光学的に記録又は記録情報を消去する光ビーム
を照射する光ピックアップ装置とから成る光情報記録再
生装置において、 光ピックアップ装置として、光ビーム放射源とこの光ビ
ーム放射源から放射された光ビームの光路を偏向せしめ
る光偏向手段と、前記光ビーム放射源と光偏向手段との
間に配設したコリメータレンズ手段と、前記光偏向手段
により光路を偏向した光ビームを光情報記録媒体上に集
光せしめる収束性光学手段とから成る光ピックアップ装
置であって、 光ビーム放射源に、発振波長差一定のTEモード光とTMモ
ード光を同時発光し、且つこれらTEモード光及びTMモー
ド光の光量制御機能を有する半導体レーザを用い、光偏
向手段として回折格子を用いると共に、当該回折格子に
より回折されたTEモードとTMモード光をそれぞれ収束性
光学手段により異なる2つの位置に集光せしめる光ピッ
クアップ装置を用い、TEモード光とTMモード光を前記光
情報記録媒体の同一トラック上に集光せしめると共に、
これら二集束光のうち一方の集束光で情報信号を光学的
に記録又は記録情報を消去し、他方の集束光で記録情報
の誤り検出又は消去検出を行うように構成したことを特
徴とする光情報記録再生装置。
4. An optical information recording medium comprising: an optical information recording medium; and an optical pickup device for irradiating the optical information recording medium with a light beam for optically recording an information signal or erasing the recorded information according to a predetermined information signal. In the recording / reproducing apparatus, as an optical pickup device, a light beam radiation source, light deflecting means for deflecting an optical path of a light beam emitted from the light beam radiation source, and a light beam radiating means are disposed between the light beam radiation source and the light deflecting means. An optical pickup device comprising: a collimator lens means provided; and a converging optical means for converging a light beam whose optical path is deflected by the light deflecting means onto an optical information recording medium. Using a semiconductor laser having a constant difference TE mode light and TM mode light simultaneously, and having a function of controlling the light amount of these TE mode light and TM mode light, Using a diffraction grating, and using an optical pickup device that focuses the TE mode light and the TM mode light diffracted by the diffraction grating to two different positions by convergent optical means, and converts the TE mode light and the TM mode light into While focusing on the same track of the optical information recording medium,
A light characterized in that an information signal is optically recorded or recorded information is erased with one of these two condensed lights, and an error or erasure of the recorded information is detected with the other condensed light. Information recording and playback device.
【請求項5】光情報記録媒体と、 この光情報記録媒体に対して所定の情報信号に従って情
報信号を光学的に記録又は記録情報を消去する光ビーム
を照射する光ピックアップ装置とから成る光情報記録再
生装置において、 光ピックアップ装置として、光ビーム放射源と、この光
ビーム放射源から放射された光ビームの光路を偏向せし
める光偏向手段と、前記光ビーム放射源と光偏向手段と
の間に配設したコリメータレンズ手段と、前記光偏向手
段により光路を偏向した光ビームを光情報記録媒体上に
集光せしめる収束性光学手段とから成る光ピックアップ
装置であって、 光ビーム放射源に、発振波長差一定のTEモード光とTMモ
ード光を同時発光し、且つこれらTEモード光及びTMモー
ド光の光量制御機能を有する半導体レーザを用い、光偏
向手段として回折格子を用いると共に、当該回折格子に
より回折されたTEモード光とTMモード光をそれぞれ収束
性光学手段により異なる位置に集光せしめる光ピックア
ップ装置を用い、TEモードとTMモードの集束光をそれぞ
れ前記光情報記録媒体の異なるトラック上に位置せし
め、並列して情報信号を光学的に記録又は再生動作を行
わせるように構成したことを特徴とする光情報記録再生
装置。
5. An optical information recording medium comprising: an optical information recording medium; and an optical pickup device for irradiating the optical information recording medium with a light beam for optically recording an information signal or erasing the recorded information according to a predetermined information signal. In the recording / reproducing apparatus, as an optical pickup device, a light beam radiation source, a light deflecting unit for deflecting an optical path of a light beam emitted from the light beam radiation source, and between the light beam radiation source and the light deflecting unit. An optical pickup device comprising: a collimator lens means provided; and a converging optical means for converging a light beam whose optical path is deflected by the light deflecting means on an optical information recording medium. A light deflecting means using a semiconductor laser that simultaneously emits TE mode light and TM mode light having a constant wavelength difference and has a function of controlling the light amount of these TE mode light and TM mode light. Using a diffraction grating, and using an optical pickup device that focuses the TE mode light and the TM mode light diffracted by the diffraction grating to different positions by convergent optical means, respectively, focuses the TE mode light and the TM mode light. An optical information recording / reproducing apparatus, wherein the optical information recording / reproducing apparatus is configured to be positioned on different tracks of the optical information recording medium and to perform an optical signal recording / reproducing operation in parallel.
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