JPH0244534A - 光ピツクアツプ装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、光記録再生装置、特に記録／再生／消去可能
な光磁気ディスク装置に適した光ピックアップ装置に関
する。

従来の技術 近年、半導体レーザからの光束を対物レンズで微小スポ
ットに絞り込み、情報の記録／再生又は記録／再生／消
去を行う光ディスクが注目を集めている。これは、光デ
ィスクが大容量であり、ビット当りのコストが安く、デ
ィスクがリムーバルで取扱いが容易である等の利点を持
つからである。

しかし、従前の磁気ディスク等に比べ、アクセス時間が
長いという欠点を持つ。つまり、光ディスクで記録を行
う時には、命令があると、まずアクセスし、所望のアド
レスにスポットが位置する。

次いで、記録を行い、記録完了後に、書込んだ情報を確
認するために確認再生をする。このように光ディスクの
記録モードは、記録子確認再生の２モードになっている
ため、多くの時間を要する。

このような欠点を解決するため、マルチビーム光ピック
アップ装置が提案されている。即ち、複数のビームを同
一のトラック上に相前後させて集光させ、先行する一方
のビームスポットで記録を行い、後続の他方のビームス
ポットで情報の確認再生（ＲＡＷ）を行う。この方式に
よれば、記録と再生とを１回転中に同時に行うことがで
き、記録モードの処理に要する時間を短縮できるという
長所を持つ。これは、例えば文献「昭和６３年電子情報
通信学会春季全国大会予稿集「３．５インチ小型光磁気
ディスクの試作」」において報告されている。

この文献に示されるマルチ光ピックアップ装置による場
合、検出器側に２ビームの内の１つの反射ビームのみを
入射させるため、波長分離フィルタを必要とし、部品点
数が増加してしまう。また、２つのビームについて同時
に制御信号を５検出することができず、２ビームを同一
トラック上に集光させるように制御することが困難であ
る。

一方、第６図に示すようなマルチビーム光ピックアップ
装置もある。まず、半導体レーザ１から射出されたレー
ザビームはカップリングレンズ２により平行ビームとさ
れ、ビーム整形プリズム３によりビーム整形され、更に
ウォラストンプリズム４を透過する。このウォラストン
プリズム４を透過することにより、レーザビームはＰ偏
光成分なるビームとＳ偏光成分なるビームとの２ビーム
に分離される。これらの２ビームはビームスプリッタ５
を透過し、同一の対物レンズ６を経て光ディスク７の同
一トラック上に２つの微小スポットとして相前後して収
束照射される。ここに、例えば破線で示す先行ビーム側
が記録用に用いられ、対応して空気浮上型の磁気ヘッド
８が設けられている。この磁気ヘッド８が記録信号に応
じて磁界変調されることにより記録がなされる。光ディ
スク７からの反射ビームは再び対物レンズ６を透過した
後、ビームスプリッタ５により入射ビームと分離され、
受光検出系に導かれる。

ここに、受光検出系に向かう２つの反射ビームは、検出
レンズ９により収束ビーム化され、ビームの一部がナイ
フェツジプリズム１０により反射され、シリンドリカル
レンズ１１による長円スポット形状とされてトラック誤
差信号検出用の受光素子１２に入射する。この受光素子
１２はＡ矢視として第７図に示すように４分割受光素子
によるものであり、シリンドリカルレンズ１１の母線が
トラック直交方向に配設されていることから、２つの反
射ビームについての長円スポットの上下の強度差により
トラック信号が検出される。即ち、プッシュプル法によ
るトラック信号の検出であり、受光素子１２の４つの検
出信号を第７図に示すようにＥ、Ｆ、Ｇ、Ｈとした時、
トラック信号ΔＴはΔＴ＝Ｅ−Ｆ　（先行記録ビームに
よる場合）又はΔＴ＝Ｇ−Ｈ（後行ビームによる場合）
として検出される。

また、検出レンズ９による２つの直進ビームはナイフェ
ツジプリズム１０通過後、λ／２板１３により偏光面が
略４５°回転され、更にウォラストンプリズム４の光束
分離方向と直交させたウォラストンプリズム１４により
各々のビームが更にＰ偏光成分とＳ偏光成分とに分離さ
れ、合計４つのスポットとして第８図（第６図のＢ矢視
図）に示すような８分割のフォーカス信号検出用の受光
素子１５に入射する。ここに、受光素子１５の８分割領
域の各々からの検出信号を第８図に示すようにＩ−Ｐと
すると、フォーカス信号ΔＦはナイフェツジ法により、
ΔＦ＝　（Ｉ＋Ｊ）−（Ｋ＋Ｌ）（後行ビームによる場
合）又はΔＦ＝　（Ｍ十Ｎ）−（０＋Ｐ）（先行記録ビ
ームによる場合）として検出される。

また、この受光素子１５は光ディスク（光磁気ディスク
）７の光磁気信号Ｍ１０の検出も兼ねるものであり、こ
の光磁気信号Ｍ１０は、Ｍ１０＝（Ｉ＋Ｋ）−（Ｊ十Ｌ
）又はＭ１０＝　（Ｍ十〇）−（Ｎ十Ｐ）として検出再
生される。

発明が解決しようとする問題点 ところが、このような従来の光ピックアップによる場合
、次のような問題がある。光デイスク７上での２つのス
ポット間隔と受光素子１５上でのスポットのトラック方
向での間隔とは共役関係にある。このため、光デイスク
７上でのスポット間隔を狭くすると、受光素子１５上で
のスポット間隔も狭くなり、組付けが困難となる。また
、受光素子１５上でのスポット間隔が狭いと、デフォー
カスに対して素子上のスポットが互いに重なってしまい
、正確な信号検出が不可能となる。

例えば、ウォラストンプリズム４による２光束の分離角
をψ、対物レンズ６の焦点距離をｆ’ｏｔ、、検出レン
ズ９の焦点距離をｆ’ｏＬ、光デイスク７上でのスポッ
ト間隔をＱ、受光素子１５上でのスポット間隔をＬとす
ると、各々のスポット間隔Ｑ。

Ｌは Ｑ　ｚ　２−　ｆｏｌ、−ｔａｎ（ψ／２）Ｌ＝２−　
ｆ（Ｈ，−ｔａｎ（ψ／２）となる。具体的に、Ｑ＝１
５ｐｍ、　ｆ（Ｈ，＝４ｍｍとすると、分離角ψはψ４
１２．９’であり、ｆ’ｏｔ、＝５５ｍｍとすると、こ
の時の受光素子１５上でのスポット間隔りはＬ＝２０６
４ｍとなり、スポット間隔が狭く組付けの困難なものと
なる。また、デフォーカス時に受光素子１５上のスポッ
トが互いに拡がり、互いの検出領域にノイズとして混入
する可能性のあるものである。

問題点を解決するための手段 一定の角度を持たせた複数のビームを同一の対物レンズ
を介して光情報記録媒体上の同一トラック上に複数スポ
ットとして収束照射し、この光情報記録媒体からの反射
光を前記対物レンズを介して受光検出系の受光素子に導
く光ピックアップ装置において、前記対物レンズと前記
受光素子との間の光路上に位置して通過する複数の反射
ビーム間の角度を拡大して射出させる分離角拡大部を持
つ光学部品を設ける。

作用 光情報記録媒体上に収束照射される複数のスポットのス
ポット間隔が狭いとしても、反射され再び対物レンズを
経て受光検出系の受光素子に向かう途中で、光学部品中
を通り、その分離角拡大部によりこれらのビーム間の角
度、即ち分離角が拡大されるので、受光素子上でのスポ
ット間隔も拡大される。よって、この受光素子の組付は
性が向上し、検出精度も向上することになる。

実施例 本発明の第一の実施例を第１図ないし第３図に基づいて
説明する。第６図で示した部分と同一部分は同一符号を
用いて示す。本実施例では、第６図で示したビームスプ
リッタ５に代えて、ビームスプリッタ機能と所定のプリ
ズム機能とを持たせたビームスプリッタ１６を設けたも
のである。即ち、このビームスプリッタ１６はウォラス
トンプリズム４・対物レンズ６間の光路上では従来のビ
ームスプリッタ５と全く同様に機能するものであるが、
受光検出系中に向かう光路中では頂角θを持つ光学部品
としてのプリズム１７を含み、反射ビームが垂直となら
ないで射出させる分離角拡大部としての射出面１７ａを
持つものである。これにより、プリズム１７から受光検
出系に向けて射出される２つの反射ビーム間の分離角２
ψは拡大されたものとなる。

分離角の拡大された２つのビームは、検出レンズ９によ
り収束ビーム化され、一部はナイフェツジプリズム１０
により反射され、一部は直進する。

直進した２つのビームは、フォーカス信号検出用の受光
素子１８により受光されナイフェツジ法によるフォーカ
ス信号検知に供される。一方、ナイフェツジプリズム１
０により反射された２つのビ−ムはλ／２板１９により
偏光面が略４５°回転され、最初のウォラストンプリズ
ム４の光束分離方向と直交させたウォラストンプリズム
２０により各々のビームが更にＰ偏光成分とＳ偏光成分
とに分離され、合計４つのスポットとして第２図（第１
図のＡ矢視図）に示すような４分割の光磁気信号検出用
の受光素子２１に入射する。即ち２つのウォラストンプ
リズム４，２０の光束分離方向が互いに直交していると
すれば、４分割の受光素子２１を入方向から見た時の４
つのスポットの位置関係は第２図に示すようになる。ト
ラック信号もこの受光素子２１により検出される。

この時、Ｙ方向の２つのスポット間隔については第２の
ウォラストンプリズム２０の構成の工夫により任意に変
えることが可能であるが（プリズムの頂角により透過後
の２つのビームの分離角度が決定されるため、例えばプ
リズムの頂角を工夫すればよい）、ｘ方向のスポット間
隔りについては光デイスク７上の２つのスポット間隔Ｑ
と共役関係にあるため、前述したようにＬはＱにより制
限されてしまう。その関係は、 Ｌ＝　（ｆＤｔ、／　ｆｏｔ、）　　・Ｑである。

この点、本実施例によれば、ビームスプリッタ１６にお
けるプリズム１７の頂角θの値を適宜選ぶことにより、
光デイスク７上でのスポット間隔Ｑとは無関係に、受光
素子２１上でのスポット間隔りを設定することができる
。つまり、このスポット間隔りを任意に広げることによ
り、受光素子２１の組付は性の向上と信号検出の精度の
向上とを図ることができる。

ここに、本実施例のプリズム１７による２光束の分離角
の拡大原理を第３図により説明する。今、プリズム１７
中を分離角２ψ（即ち、光軸に対して各々ψ）で進む２
つのビームが、射出面２２がら空気中に射出する場合を
考える。ここに、プリズム１７の頂角をθ、プリズム１
７の屈折率をｎ、空気中の屈折率を１、射出面１７ａに
対する２つのビームの入射角を各々α、β、射出角を各
々Ｑ。

Ｒ１射出ビームの光軸に対する傾きを各々Ｓ、　Ｔとす
ると、 α＝θ−ψ β＝θ十ψ ｎ　−５ｉｎα＝ｓｉｎＱ ｎ−ｓｉｎβ＝ｓｉｎＲ ３＝Ｑ−〇 Ｔ＝Ｒ−θ なる関係がある。これらの関係により、プリズム１７か
ら射出する２つのビームのなす角度（Ｔ−３）は、 ＝　ＣＲ−（３＞　−（Ｑ−８） ＝Ｒ−Ｑ ＝ｓｉｎ−’（ｎ　−５ｉｎβ）　−５ｉｎ−’（ｎ　
−５ｉｎａ　）＝ｓｉｎ−’　（ｎ　−５ｉｎ（θ十ψ
））−ｓｉｎ’″’（ｎ−ｓｉｎ（θ−ψ））となる。

このようなプリズム１７による分離角の増幅を、頂角Ｏ
との関係として、第１表に示す。但し、条件はプリズム
１７の屈折率ｎ＝１．５、プリズム１７中での２つのビ
ームの分離角２ψ＝１０′とする。

第１表 この第１表からも判るように、プリズム１７の頂角θの
角度を適当に選ぶことにより、射出される２つのビーム
の分離角を拡大させることができ、受光素子２１上での
スポット間隔りを広げることができる。

なお、このプリズム１７の頂角θは、このプリズム１７
に入射する２つのビーム中の少なくとも１ビームが臨界
角以下で入射するように設定するのがよい。

また、本実施例方式と第６図に示した従来方式とによる
、比較結果の一例を、第２表に示す。但し、ｆｏＬ＝４
ｍｍ、　　ｆ’ＤＬ＝　５５ｍｍ、θ＝３５°　とする
。

第２表 この第２表からも判るように、本実施例によれば、光デ
イスク７上でのスポット間隔Ｑが同一であっても、プリ
ズム１７を通すことにより受光素子２１上でのスポット
間隔りを広げることができ、受光素子２１の組付は性、
検出精度の向上を図ることができる。

なお、本実施例ではプリズム１７をビームスプリッタ１
６の一部として一体化したが、別個とし、対物レンズ６
・受光素子１８又は２１間の任意の位置に設けてもよい
。

第４図は変形例を示し、ビームスプリッタ５は従来のま
まとし、その反射ビーム射出側に光学部品としてのグレ
ーテイング板２２を設け、このグレーテイング板２２に
より２つの反射ビーム間の分離角を拡大させるものであ
る。この場合、グレーティングが分離角拡大部となる。

つづいて、本発明の第二の実施例を第５図により説明す
る。本実施例は、単一のレーザビームを射出する半導体
レーザ１に代えて、複数光源の半導体レーザＬＤ　（Ｌ
Ｄアレイ又は２波長ハイブリツドＬＤ）２３　（単一光
源のＬＤを複数個並べたものでもよい）を用い、光源部
分から一定の角度を持たせた複数のビームを射出させる
ものに適用したものである。このため、前記実施例にお
けるビーム分離用のウォラストンプリズム４は不要であ
る。

発明の効果 本発明は、上述したように対物レンズと受光検出系の受
光素子との間の光路上に位置して通過する複数の反射ビ
ーム間の角度を拡大して射出させる分離角拡大部を持つ
光学部品を設けたので、光情報記録媒体上に収束照射さ
れる複数のスポットのスポット間隔が狭いとしても、反
射され再び対物レンズを経て受光検出系の受光素子に向
かう途中で、光学部品中を通り、その分離角拡大部によ
りこれらのビーム間の分離角を拡大することができ、受
光素子上でのスポット間隔も拡大でき、受光素子の組付
は性を向上させ、検出精度をも向上させることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一の実施例を示す光学系の概略正面
図、第２図は受光素子の平面図、第３図は分離角拡大作
用を示す説明図、第４図は変形例を示す光学系の概略正
面図、第５図は本発明の第二の実施例を示す光学系の概
略正面図、第６図は従来例を示す光学系の概略正面図、
第７図は受光素子の平面図、第８図は他方の受光素子の
側面図である。 ６・・・対物レンズ、７・・・光情報記録媒体、１７・
・・光学部品、１７ａ・・・分離角拡大部、２１・・・
受光素子、２２・・・光学部品 」 は図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　一定の角度を持たせた複数のビームを同一の対物レン
   ズを介して光情報記録媒体上の同一トラック上に複数ス
   ポットとして収束照射し、この光情報記録媒体からの反
   射光を前記対物レンズを介して受光検出系の受光素子に
   導く光ピックアップ装置において、前記対物レンズと前
   記受光素子との間の光路上に位置し通過する複数の反射
   ビーム間の角度を拡大して射出させる分離角拡大部を持
   つ光学部品を設けたことを特徴とする光ピックアップ装
   置。