JPH0224845A - 光ヘッド - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 光ディスク（光磁気ディスクを含む）に対する情報の書
込みや読出しを行う光ヘッドに関し、簡単な構成でデー
タ転送速度を向上させ、電気信号のクロストークをなく
し、かつベリファイ動作を同一回転中に行うことが可能
な光ヘッドを提供することを目的とし、 光ビームを出力する光源と、該光源からの光ビームの光
路を順次切り換える光スイッチと、光ディスクからの反
射光を分離するビームスプリッタと偏光ビームスプリッ
タと、該反射光を検出する光検出手段と、前記光源から
の光ビームを前記光スイッチに導き、かつ切り換えられ
た複数の光ビームを基板の端面の異なった位置から光デ
ィスクに出射するとともに前記反射光を前記光検出手段
に導く先導波路とが基板の一の表面に形成されてなる読
出し用の光ヘッドと、光ビームを出力する光源と、該光
源からの光ビームの光路を順次切り換える光スイッチと
、前記光源からの光ビームを前記光スイッチに導き、か
つ切り換えられた複数の光ビームを基板の端面の異なっ
た位置から出射する光導波路とが基板の他の表面に形成
されてなる書込み用の光ヘッドとからなる構成である。

〔産業上の利用分野〕

本発明は光ディスク（光磁気ディスクを含む）に対する
情報の書込みや読出しを行う光ヘッドに関する。

近年、大容量のメモリとして光ディスクが実用化されつ
つある。現在、既に読取り専用の光ディスクとして音楽
用ＣＤ（コンパクトディスク）、動画用ＬＤ（レーザデ
ィスク）、もしくはＣＤをデータ記録に用いたＣＤ−Ｒ
ＯＭ等が実用化されており、更には追記型や書換え可能
型の光ディスクの試作も進行している。これらの光ディ
スクからの情報の読出しや、光ディスクへの情報の書込
みには、光ヘッドが使用される。

〔従来の技術〕

従来の一般的な光ヘッドは、半導体レーザ、フォトデテ
クタ、プリズム、レンズ等の個別部品と、トラッキング
用のガルバノミラ−やフォーカシング用の対物レンズ等
の可動部品とを一体的に組み合わせて構成されている。

上述したような光記録媒体は磁気ディスクのような磁気
記録媒体と比べ蟲かに大容量であるという大きな利点が
ある。しかし、その反面、光記録媒体に対して情報を書
込んだり読出したりするためには重量の重い光ヘッドを
使用しなければならないために、データの転送速度が磁
気記録媒体よりも遅くなってしまうという欠点があった
。

このような欠点をなくすために、光記録媒体の複数のト
ラックに並列に書込み・読出しができるようにした光ヘ
ッドが提案されている。その−例を第２図に示す。

同図の光ヘッドは、一基板上に半導体レーザｌａ。

ｌｂ、ｌｃを一列に配置したレーザアレイｌと、他の基
板上に３個のフォトデテクタ６ａ、６ｂ、６ｃを一列に
配置したデテクタアレイ６とを備えている。ここではレ
ーザアレイ１から同時に出力された３本の光ビーム１１
，１２．１３をコリメートレンズ２で平行光に変換した
後、ハーフミラ−３を介し、対物レンズ４で媒体（光記
録媒体）Ｍの３本のトラック上から反射されて戻ってき
た３本の光を対物レンズ４およびハーフミラ−３を介し
、集光レンズ５によりデテクタアレイ６のそれぞれのフ
ォトデテクタ６ａ、６ｂ、６ｃ上に同時に集束させる。

これにより、媒体Ｍ上の３トラツクを並列して読出すこ
とができるため、各トラックを一回転毎に順次読出して
いくものと比べ、理論的にはデータ転送速度を３倍に向
上させることができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

第２図に示した従来の光ヘッドでは、３個の半導体レー
ザｌａ、　ｌｂ、　ｌｃと３個のフォトデテクタ６ａ、
６ｂ、５ｃが必要であり、しかも光信号の伝送には自由
空間中を直進する光ビームを用いているため、これらの
光学素子を精度良く配列しなければならず、構成が非常
に複雑になってしまい、小型軽量化には限界があり、ト
ラッキング速度を速（することができないという問題が
あった。

さらに３つの信号を同時に読出さなければならないため
、電気信号のクロストークが避けられないという問題も
あった。

また書き換え可能な光記録媒体では、情報の書込み直後
に読出して、正しく記録されたか否かをチエツクするベ
リファイ　（ｖｅｒｉｆｙ）動作を行うのが普通であり
、同一光ヘッドで書込みと読出しを同時に行うことはで
きないのでデータ書込み後、ディスクが光ヘッドの位置
にくるまでベリファイ動作を待たねばならず、このため
書込み時間を速くできないという問題点にあった。

本発明は上記問題点に漏み創出されたもので、簡単な構
成でデータ転送速度を向上させ、電気信号のクロストー
クをなくし、かつベリファイ動作を同一回転中に行うこ
とが可能な光ヘッドを提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記問題点を解決するため、本発明の読出し用の光ヘッ
ドは、 光ビームを出力する光源と、 該光源からの光ビームの光路を順次切り換える光スイッ
チと、 光ディスクからの反射光を分離するビームスプリッタと
偏光ビームスブリフタと、 該反射光を検出する光検出手段と、 前記光源からの光ビームを前記光スイッチに導き、かつ
切り換えられた複数の光ビームを基板の端面の異なった
位置から光ディスクに出射するとともに前記反射光を前
記光検出手段に導く先導波路と、 が基板の一の表面に形成されてなる。

また書込み用の光ヘッドは、 光ビームを出力する光源と、 該光源からの光ビームの光路を順次切り換える光スイッ
チと、 前記光源からの光ビームを前記光スイッチに導き、かつ
切り換えられた複数の光ビームを基板の端面の異なった
位置から出射する光導波路と、が基板の一の表面に形成
されてなる。

さらに本発明は、上記読出し用の光ヘッドと上記書込み
用の光ヘッドとが同一の基板の表裏に形成されてなる光
ヘッドである。

〔作用〕

読出し用の光ヘッドにおいては、光源からの光ビームは
光スイッチにより順次切り換えられることにより、その
出射位置が異なる光ビームは、光ディスクの複数のトラ
ック上にそれぞれ順次照射されて、記録データに対応し
て反射された光はビームスプリッタと偏光ビームスブリ
フタとを介して光検知手段により順次検知される。すな
わち、複数のトラックに情報を順次読出すことにより、
実質上の並列読出しが可能となる。

また書込み用の光ヘッドにおいても同様である。

このためデータ転送速度の向上が実現される。

さらに両ヘッドを同一基板に形成したものにおいては光
ディスクの同一回転時に書込み後読出しを行うことがで
きるので書込まれた情報を確認するベリファイ動作のた
めに一回転待つ必要がなく書込み速度が一層向上する。

しかも、上記いずれの場合でも、第２図に示した従来技
術のように多数の光ビー１、を同時に使用するものと異
なり、単一の光源で済むことから、レーザアレイやディ
テクタアレイを必要とせず、よって構成が簡単になり小
型軽量化が図られるのでトラッキング速度も向上させる
ことができる。

また複数のトラックから信号を順次読出せばよいので、
読出し時の電気信号のクロストークは確実に避けられる
。

〔実施例〕

以下添付図により本発明の詳細な説明する。

第１図は、本発明の光ヘッドの構成を示す模式第１図に
おいて、ｌはＹカットリチウムナイオベー）　（ＬｉＮ
ｂ０３）などの電気光学結晶よりなる基板で、その上面
には同図（ａ）に示す読出し用光ヘッド３０が、また下
面には同図（ｂ）で示す書込み用光ヘッド４０が形成さ
れている。

これらの光ヘッドは従来の個別部品の代わりに、各光学
要素を一つの基板のそれぞれの面上に導波路パターンで
光学的に接続して平面的に配置して集積化した光導波路
型の光ヘッドである。

即ち、基板２０の上面の読出しヘッド３０は、光ビーム
を発生する半導体レーザなどの光源３１と、フォトダイ
オード等の光検出手段３６を有するとともに、該光ビー
ムを平面的に導く光導波路３２ａ、　３２ｂ３２’ｃ、
３２ｄ　、外部からの電気信号により該光ビームを２つ
の光導波路に切り換える光スイツチ手段３３８．３ａｂ
　、光ビームを分離するビームスプリッタ３４、光ビー
ムを互いに直交する偏光成分に分離する偏光ビームスプ
リッタ３５などが形成されている。

また基板２０の下面の読出し用光ヘッド４０は同様な光
源４４、光スイッチ４３ａ、４３ｂ−それらを光学的に
接続する光導波路４２ａ、　４２ｂ、　４２ｃ、　４２
ｄで構成されている。

これは以下のブワセスによって形成される。リチウムナ
イオベート（ＬｉＮｂ０３）等の光学結晶よりなる基板
２０の片側表面（例えば下面）に通常のフォトリソグラ
フィにより書込みヘッド用の導波路のＴｉパターン（膜
厚約５００人１幅５μｍ）を形成する。この際同時に位
置合わせ用のマーカも形成しておく。つぎに基板の反対
側の面（例えば上面）に上記マーカを用いて位置合わせ
して、読出しヘッド用の導波路のパターンを同様に形成
する。このパターンは前記の書込み用ヘッドのパターン
に加えて、二本の導波路の方向性結合作用により光ディ
スクからの反射光の一部を分岐して検出手段へ導く光導
波路パターン３２ｄ　、　３２ｅも同時に形成する。

次いで熱処理（９８０９Ｃ，５時間、ウェット０２雰囲
気中）を行いＴｉパターンを基板に拡散させて基板両面
に光導波路を形成する。ついで３０００Å以下の５ｉ０
２をバッファ層とし°ζ両表面に被着させたのち、厚さ
２００人程度のＴｉ　と３０００人程度のＡｕとの２層
膜よりなる光スイッチ用電極３３ｃ、４３ｃを所定位置
に形成する。そして半導体レーザなどの光源３１゜４１
やフォトダイオードなどの検出手段３６を所定位置に実
装する。これにより本発明の光ヘッドは完成する。

なお光ディスクに対するデータの書込み読出しを行うた
めには、周知のコリメートレンズ、対物レンズ等からな
る集光光学系やトラッキングやフォーカシングのための
アクチュエータが付加されるが図示しない。

光（光磁気）ディスクへの情報の書込み時には、書込み
用ヘッド４０を用い、半導体レーザの光源４１からの変
調光を光導波路４２ａを介して光スイッチ４３ａに人力
すると、該変調光は光スッチで二股に分岐され光導波路
４２ｂの間で高速で切り換えられ、それぞれはさらに光
スイッチ４３ｂにより２倍の速さで先導波路４２ｃに切
り換えられ、基板２０の端面からは記録媒体上の異なっ
た４つのトラックに対応した４つの光出射ボート（４つ
の光導波路４２ｃの端面）から順次出射し、図示しない
コリメータレンズやガルバノミラ−１対物レンズを経て
記録媒体上の異なるトランクを順次照射してデータの書
込みを行う。

また読出し時には、読出しヘッド３０の端面から同様に
出射した４本の光ビームは、それぞれのトラックから記
憶データに応じて反射し、読出しヘビームスプリック３
４で分離されて光導波路３２ｄを介して偏光ビームスプ
リッタ３５で水平方向および垂直方向の２つの偏光に分
離して、それぞれを信号光として検出手段３６で差動検
出される。

以上の書込み・読出し過程において、各光スイッチはｎ
　ｓｅｃオーダの高速切り換えが可能であり、しかも半
導体レーザなどの光源やフォトダイオードなどの検出手
段もｎ　ｓｅｃオーダの高速応答が可能であることから
、媒体上のデータ密度と移動速度できまる通常の１トラ
ック読出しの場合の続出し速度（サブμｓｅｃ程度）を
１〜２桁上回る高速切り換えが可能となる。すなわち４
つのトラック間を光ビームが高速で移動しながらデータ
の書込みや読出しが行われるため、実質上の並列書込み
、並列読出しが可能になり　よってデータの転送速度を
著しく向上させることができる。

しかも本実施例では、書込み、読出しにそれぞれただ一
つずつの光源と、読出し用に１トランク分の検出手段と
しか必要としないため、第２図で示した従来の光ヘッド
のように複雑なレーザアレイやディテクタアレイを必要
とせず、よって極めて簡単な構成ですむ。

なお本実施例では、光スイッチを２段構成とし、４トラ
ツクに並列にアクセスする場合を述べたが、光スイッチ
の段数を増減することにより、２の幕乗のトラック数へ
の並列アクセスが可能であることは言うまでもない。

また光検出手段では、複数のトラックからの各情報を時
間差を持たせて検出できるため、電気的なりロストーク
を確実に避けることができる。

更に書込み、読み取りを同一ヘッドで同一回転時に行う
ことができるので書込み時に、ベリファイ動作のための
時間を短縮することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、複数トラックの
並列書込み・読出しが可能なため、データ転送速度や書
込み時間を飛躍的に高めることができる。またレーザア
レイやディテクタアレイを必要としないので、構成が非
常に簡単になる。さらに複数トランクからの各信号を順
次読出すものであるため電気的なりロストークを確実に
回避できるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光ヘッドの構成を示す模式図、第２図
は従来の光ヘッドの構成図、 である。 図において、 ２０・・・基板、　　　　　　　３０−・−読出し用の
光ヘッド、　　　　　　　　　　３１−光源、３２ａ、
＃ｂ、３２ｃ、　・・−光導波路、３３ａ、３３ｂ　−
光スイッチ、　３４−　ビームスプリンタ、３５・・−
偏光ビームスブリツタ、 ３６・−光検出手段、　　　　４０・・−書込み用の光
ヘッド、　　　　　　　　　　４１−・・光源、４２ａ
、４２ｂ、４２ｃｍ−光導波路、４３ａ、４３ｂ−光ス
イツチ、である。 本、発明の九ヘツＹ（７）溝ＮΣ示可橡ん図キ　１　の 徒爪の尤△・・ノドが構成図 ヰ　２　口

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、光ビームを出力する光源（３１）と、 該光源（３１）からの光ビームの光路を順次切り換える
   光スイッチ（３３ａ、３３ｂ）と、 光ディスクからの反射光を分離するビームスプリッタ（
   ３４）ならびに偏光ビームスプリッタ（３５）と、該反
   射光を検出する光検出手段（３６）と、前記光源（３１
   ）からの光ビームを前記光スイッチ（３３ａ、３３ｂ）
   に導き、かつ切り換えられた複数の光ビームを基板（２
   ０）の端面の異なった位置から光ディスクに出射すると
   ともに前記反射光を前記光検出手段（３６）に導く光導
   波路（３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、・・）と、 が基板（２０）の一の表面に形成されてなることを特徴
   とする読出し用の光ヘッド。 ２、光ビームを出力する光源（４１）と、 該光源（４１）からの光ビームの光路を順次切り換える
   光スイッチ（４３ａ、４３ｂ）と、 前記光源（３１）からの光ビームを前記光スイッチ（４
   ３ａ、４３ｂ）に導き、かつ切り換えられた複数の光ビ
   ームを基板（２０）の端面の異なった位置から出射する
   光導波路（４２ａ、４２ｂ、４２ｃ）と、が基板（２０
   ）の一の表面に形成されてなることを特徴とする書込み
   用の光ヘッド。 ３、請求項１記載の読出し用の光ヘッドと請求項２記載
   の書込み用の光ヘッドとが同一の基板（２０）の表裏に
   形成されてなることを特徴とする光ヘッド。