JPH0138564Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は光ヘツドに用いるスポツト位置の調整
機能を持つ２ビームの集光光学系に関するもので
ある。

半導体レーザ光源の長足の進歩により、レーザ
の多方面にわたる実用化がなされている。その中
において、レーザ光をレンズ等で微小スポツトへ
集光して利用する技術は重要な位置を占めてい
る。この微小スポツトは、ビデオデイスク、オー
デイオデイスク等の高密度な光記録や、高エネル
ギーによる金属加工などに用いられている。

光記録において用いられる光ヘツドは、基本的
には、半導体レーザなどの発光源の光を微小スポ
ツトに集光する光学系と記録媒体からの反射光よ
りスポツト位置の誤差量と記録情報信号を検出す
る光学系よりなる。さらに近年、追記型の光記録
に用いる光ヘツドにおいて、書込み直後に情報の
読出しを行うため、２つの光源からの光を同一平
面上に集光して一方のスポツトで書込みを、一方
のスポツトで読出しを行なうようなヘツドが開発
されている。このような２ビーム光ヘツドにおい
ては、２つの微小スポツトをミクロン以下の精度
で同一平面上に集光する必要がある。

第１図に示すような半導体レーザ１よりの放射
光をコリメートレンズ２によりコリメート光とし
集光レンズ３により微小スポツトを形成する系
が、光ヘツドの基本的な光学系である。一般に開
口数はコリメートレンズで0.1〜0.5集光レンズで
0.4〜0.6の値が用いられる。コリメートビーム径
は数mm〜10mm程度である。このような系において
集光レンズとスポツト位置の距離はコリメート光
のコリメートからのわずかなずれによつて影響を
受ける。たとえば、コリメートレンズと集光レン
ズの焦点距離が同程度であれば、コリメートレン
ズと半導体レーザとの間隔が焦点距離からずれて
いると、その距離の誤差がそのまま集光レンズと
スポツトとの間隔の焦点距離との違いとなる。

このようなスポツト位置のずれは光源が１つの
場合は問題とならない。しかし２ビーム光ヘツド
のように２つの光源から光を集光する場合に問題
となる。２ビーム光ヘツドにおいては、２つの光
源からのコリメートビームをハーフミラー等で合
波し、１つの集光レンズによつて２つのスポツト
を形成する。このときいずれか１方の光源からの
光ビームがコリメートからずれていると、このず
れがそのまま２つのスポツトの光軸方向の置ずれ
となる。コリメート状態は半導体レーザとコリメ
ートレンズ間の距離により調整されるが、２つの
レーザ光源の光をほとんど完全なコリメート状態
にすることは1/100ミクロン以下の精度を必要と
し実際上不可能である。したがつて従来は実際上
可能な精度でコリメート状態の調整を行ない、２
つのスポツトの位置ずれは、いずれか一方のレー
ザ光源とコリメートレンズとの間隔を変化するこ
とで調整を行なつている。

このような調整方法を用いても、２つのスポツ
トをミクロン以下の精度で同一平面内に集光させ
るためには、コリメートレンズの位置調整にミク
ロン以下の高精度を必要されることになる。

本考案の目的は、このような高精度を必要とせ
ずにスポツトの位置ずれを調整可能な、２ビーム
集光光学系を提供することにある。

本考案の光学系は、第１の光源と、第１の光源
からの光を集光する第１のコリメートレンズと、
第２の光源と、第２の光源からの光を集光する第
２のコリメートレンズと、前記第１，２の各コリ
メートレンズからの光を合波する合波器と、合波
された光を集光する集光レンズとを少なくとも備
え、前記集光レンズは前記コリメートレンズから
の距離がコリメートレンズによる光源の結像点−
コリメートレンズ間の距離の1/2以下になるよう
配置され、前記第１の光源−第１のコリメートレ
ンズの系を前記第２の光源−第２のコリメートレ
ンズの系のうち少なくともどちらか一方の系が光
源−コリメートレンズ間の距離を一定に保持した
状態で当該コリメートレンズと前記集光レンズと
の距離が変えうるように構成されている。

以下、本考案の詳細を図をもつて説明する。

第２図は本考案の原理を示す光学系である。半
導体レーザ１よりの出射光をコリメートレンズ２
により距離Ｓの点に焦点を結ぶ光とする。この光
を距離Ｌにある集光レンズ３により集光レンズよ
りｄの位置にスポツトを形成する。

集光レンズの焦点距離をｆとすると、 １／ｆ＝１／ｄ−１／Ｓ−Ｌ したがつてＬを変えるとｄも変化する。Ｓ＝1000
mm、ｆ＝４mmとするとＬ＝50mmのときｄ＝3.9832
mm、Ｌ＝60mmのときｄ＝3.9830mm。したがつてＬ
の10mmの変化でｄは0.2μm変化する。Ｓの値が小
さいときには、ｄの変化も大きくなる。

スポツトを形成するため、またＬに調整範囲を
設けるためにＳはＬの２倍以上は必要である。

集光レンズがコリメート光入射時に最小スポツ
トを形成するレンズであるとコリメート以外の光
を集光するとスポツトサイズは増加することにな
る。したがつて最低限必要なスポツトサイズと調
整量からＳの値を決定することになる。ｆ＝４
mm、Ｓ＝1000mmを選べば、コリメート光入射時と
のスポツトサイズの違いは10％増加程度である。
したがつて十分実用的な値である。

以上の原理を用いて２ビーム光ヘツドの２つの
スポツト位置ずれの調整を行なう。

それぞれのレーザ光源においてコリメートレン
ズにより遠方で焦点を結ぶ光ビームを形成する。
ハーフミラー等で２つの光ビームを合波し、集光
レンズでスポツトを形成するとき、集光レンズが
ないときに焦点とを結ぶ位置、つまり第２図のＳ
−Ｌの距離が２つの光ビームとも同一であれば集
光レンズにより、同一平面上に２つのスポツトを
形成することができる。コリメートレンズの調整
精度が十分でなければ、調整の誤差は２つのスポ
ツト位置のずれとなる。このずれを調整するため
には一方のレーザ光源とコリメートレンズを一体
とした光ビーム源と、集光レンズとの間の距離を
変えればよい。このときの位置調整はミクロンの
精度は必要としないために容易に行なうことが可
能である。

第３図は本考案による２ビーム光ヘツドの実施
例を示す図である。

４は読出し用半導体レーザであり、１１は書込
み用半導体レーザであり、異なる波長を持つ。４
よりの出射光はコリメートレンズ５、偏光ビーム
スプリツタ６、λ／４板７、集光レンズ８を経て
スポツトを形成する。スポツトよりの反射光は、
集光レンズ８、λ／４板７、偏光ビームスプリツ
タ６、干渉フイルタ９を経て１０のスポツト位置
エラー及び情報信号の検出系へ達する。１１より
の出射光は、コリメートレンズ１２、干渉フイル
タ９、偏光ビームスプリツタ６、λ／４板７、集
光レンズ８を経てスポツトを形成する。コリメー
トレンズ５，１２よりの出射光は遠方で焦点を結
ぶ光である。４，５は移動台１３上に固定されて
おり、光軸方向に移動が可能である。１３は移動
することで４および１１よりの出射光のスポツト
位置を同一平面上に合わすことができる。

以上のように本考案を用いることにより、２ビ
ーム光ヘツドにおける２つのスポツトの光軸方向
の位置調整を容易に行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の基本的な集光光学系を示す図、
第２図は本考案の原理を示す図、第３図は本考案
の一実施例を示す２ビーム光ヘツドの図である。 図中で、１……レーザ光源、２……コリメート
レンズ、３……集光レンズ、４，１１……半導体
レーザ、５，１２……コリメートレンズ、６……
偏光ビームスプリツタ、７……λ／４板、８……
集光レンズ、９……干渉フイルタ、１０……スポ
ツトエラ・信号検出系、１３……移動台、であ
る。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 第１の光源と、第１の光源からの光を集光する
   第１のコリメートレンズと、第２の光源と、第２
   の光源からの光を集光する第２のコリメートレン
   ズと、前記第１，２の各コリメートレンズからの
   光を合波する合波器と、合波された光を集光する
   集光レンズとを少なくとも備え、前記集光レンズ
   は前記コリメートレンズからの距離がコリメート
   レンズによる光源の結像点−コリメートレンズ間
   の距離の1/2以下になるよう配置され、前記第１
   の光源−第１のコリメートレンズの系と前記第２
   の光源−第２のコリメートレンズの系のうち少な
   くともどちらか一方の系が光源−コリメートレン
   ズ間の距離を一定に保持した状態で当該コリメー
   トレンズと前記集光レンズとの距離が変えうるよ
   うに構成されていることを特徴とする光ヘツド用
   集光光学系。