JPH03176843A - 光情報記録再生装置および記録・消去用光ピックアップおよび再生用光ピックアップ - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、光情報記録再生装置および記録・消去用光ピ
ックアップおよび再生用光ピックアップに関する。

［従来の技術］ 光情報記録媒体には１例えばハードディスクのように光
情報が固定的に記録されたものと、光磁気記録媒体のよ
うに光情報の記録・再生・消去を行い得るものとがある
。

光磁気記録媒体に対して光情報の記録・再生・消去を行
うための光情報記録再生装置として従来一般に知ら九た
ものは、記録・消去と再生のための光源として同一の半
導体レーザーを使用しており、このため以下の如き問題
があった。

［発明が解決しようとする課題］ 即ち、光情報の記録・消去と再生とで必要とする光エネ
ルギーの大きさが異なる。光情報の記録・再生には大き
な光エネルギーを必要とし、半導体レーザーは例えば３
５ｍＷ程度の発光出力で発光され、再生の場合の発光出
力は５ｍυ程度である。

このように記録・消去モードと再生モードとで発光出力
が大きく異なると、半導体レーザーに通ぜられる電流値
も各モードで異なり、これに応じて半導体レーザー内に
生ずる熱量も異なる。このため記録・消去モードと再生
モードとでは光源たる半導体レーザーの温度が異なるこ
とになる。

ところで周知の如く半導体レーザーの発振波長は温度と
ともに変化する。このため半導体レーザーからの光を平
行光束化するカップリングレンズに色収差があると、色
収差の影響で記録・消去モードと再生モードの双方に於
いてカップリングレンズで平行光束化を達成するという
ことはできなくなる。平行光束化が達成できないモード
では、光磁気記録媒体上に結像される光スポットの合焦
に誤差が発生して記録・消去もしくは再生の信頼性が低
下する。

また、カップリングレンズを色消しにしても問題のすべ
てが解決する訳ではない。

即ち、半導体レーザーとカップリングレンズとは同一の
保持部材で保持されているが、周囲温度変化により保持
部材が膨張乃至収縮すると半導体レーザーとカップリン
グレンズの間の距離が変化してカップリングレンズの機
能が低下する。

本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、
上述した問題を有効に解決した光情報記録再生装置およ
び記録・消去用光ピックアップおよび再生用光ピックア
ップの提供を目的とする。

［課題を解決するための手段］ 以下、本発明を特徴する 請求項１の発明は記録・消去用光ピックアップである。

この記録・消去用光ピックアップは「磁気ヘッドにより
磁界を作用された光磁気記録媒体に光情報を記録・消去
する光ピックアップ」であって、「半導体レーサーから
の放射光束を平行光束化するカップリングレンズとして
、焦点距離が長く。

且つ色消しされたものを用いる」点および「周囲温度を
検知し検知温度に応じて合焦のためのオフセット信号を
生成する補正手段を有する」点を特徴とする 請求項２の発明は再生用光ピックアップである。

この請求項２の再生用光ピックアップは、再生すべき光
情報を有する光情報記録媒体が光磁気記録媒体の場合の
みならずハードディスクの場合にも適用できる。

即ち、請求項２の再生用光ピックアップは「光情報記録
媒体に記録された光情報を再生するための光ピックアッ
プ」であって、［半導体レーザーからの放射光束を平行
光束化するためのカップリングレンズが色出しされたも
のを用いる１点および「半導体レーザーとカップリング
レンズとを保持する保持部材の周囲温度変化による半導
体レーザー・カップリングレンズ間の距離変化による焦
点位置ずれを、カップリングレンズの色収差により略相
殺する」ようにした点を特徴とする請求 媒体に対して光情報の記録・消去と再生とを行う装置」
であって、上記請求項１の記録・消去用光ピックアップ
と、請求項２の再生用光ピックアップと、記録・消去を
行う光磁気記録媒体部分に磁界を作用させるための磁気
ヘッドとを有する。

［作　　用コ 請求項１の記録・消去用光ピックアップは、記録と消去
のみを行う。また再生用光ピックアップは再生のみを行
う。従ってこれら各光ピックアップは、光源たる半導体
レーザーの発光出力を常に一定にできる。従って、発光
出力の変化に伴う半導体レーザーの波長変動は考慮する
必要がなくなり、波長変動は周囲温度変動に起因するも
ののみを考慮すれば良い。

記録・消去用光ピックアップではカップリングレンズが
色収差を十分に補正されて色消しされているから、問題
となるのは半導体レーザーとカップリングレンズとを保
持する保持部材の温度変化による膨張もしくは収縮であ
る。この変形は、光磁気記録媒体に結像するへき光スポ
ラ１への合焦に誤差を生ずるが、この誤差は温度変化を
検知し、その結果に応じたオフセット信号を発生させて
フォーカス誤差信号を補正することで除去できる。

また記録・消去用光ピックアップのカップリングレンズ
の焦点距離を長くすることにより半導体レーザーからの
光束の中央部分を利用して専用のビーム整形を省略して
、尚且つ光磁気記録媒体上に円形の光スポットを得るこ
とができる。

再生用光ピックアップでは、周囲温度の変化による保持
部材の変形により、半導体レーザー・カップリングレン
ズ間距離が変化し、且つ、半導体レーザーからの光の波
長が変化する。この波長変化による色収差を積極的に発
生せしめてカップリングレンズの焦点距離を変化させ、
この焦点距踵変化により「半導体レーザー・カップリン
グレンズ間距離」の変化を相殺する。

［実施例］ 以下、図面を参照しながら具体的に説明する。

第１図は、請求項３の発明である光情報記録再生装置の
１実施例を示している。

符号１で示すスピンドルモーターは光磁気記録媒体であ
る光磁気ディスク２を保持して回転させる。

符号４は再生用光ピックアップであって、ガイドシャフ
ト３上を光磁気ディスク２の半径方向へ移動する。

符号６は記録・消去用光ピックアップであってガイドシ
ャフト５上を光磁気ディスク２の半径方向へ移動する。

記録・消去用光ピックアップ６に光磁気ディスク２を介
して光ヘッド７が配備され、記録消去用光ピックアップ
６と同期して光磁気ディスク２の半径方向へ移動する。

第２図は、第１図に於ける再生用光ピックアップ４の構
造を示している。この再生用光ピックアップは請求項２
の発明の１実施例である。また第３図は第１図の記録−
消去用光ピックアップ６の構造を示している。この記録
・消去用光ピックアップは請求項１の発明の１実施例で
ある。

第２図を参照して、再生用光ピックアップの機能を説明
する。

半導体レーザー１０からの光はカップリングレンズ１】
により平行光束化されビーム整形プリズムと一体化され
たビームスプリンター１２に入射する。

ビーム整形プリズムでは光束径が拡大される。ビームス
プリンター１２に反射された光束は偏向プリズム１３に
より反射されると対物レンズ１４に入射し、同レンズ１
４の作用により光磁気ディスクの記録面上に略１μｍの
光スポットとして結像する。

記録面からの反射光束は対物レンズ１４に入射し、偏向
プリズム１３を介してビームスプリッタ−１２に入射し
、同スプリッター１２を透過すると集光レンズ１６によ
り集光光束化され、さらにシリンダーレンズ１７により
集束光束に非点収差が与えられる。

光束はさらに１７２波長板１８を透過して偏光面が４５
度回転され、ウォラストンプリズム１９によりＰ偏光成
分とＳ偏光成分に分離される。分離された光束の一方は
４分割の受光素子２０に入射し、この受光素子２０の出
力により、公知の非点収差法によるフォーカス誤差信号
が得られる。また分割された光束の他方は受光素子２１
に入射する。

トラック誤差信号は公知のサンプルサーボ方式に従って
受光素子２０．２１の出力の和として得られる。また再
生信号は受光素子２０．２１の出力の差として得られる
。

上記の如くして得られたフォーカス誤差信号、トラック
誤差信号に基づき、アクチュエーター１５によるフォー
カス制御、トラック制御の各動作が行われる。

次ぎに、第３図を参照して記録・消去用光ピックアップ
の機能を説明する。

０ 半導体レーザー３０からの光はカップリングレンズ３１
により平行光束化され、偏光ビームスプリッタ−３２に
入射して反射されると１７４波長板３３により円偏光に
変換される。そして偏向プリズム３４により偏向される
と対物レンズ３５により光磁気ディスクの記録面上に略
１μｍ径の光スポットとして結像する。このとき光スポ
ットの結像位置を含む記録面部分には、第１図に示すよ
うに磁気ヘッド７から磁界が作用されており、光スポッ
トの強度を記録信号に応じて変調すれば光信号の記録が
行われる。また光スポットの強度を均一にして磁気ヘッ
ドにより記録時と逆向きの均一磁界を作用させることに
より光信号の消去が行われる。

記録面からの反射光束は、対物レンズ３５に入射し、偏
向プリズム３４．１７４波長板３３を介して偏光ビーム
スプリッタ−３２に入射する。このとき光束はその偏光
面が当初と９０ｇ旋回しており、偏光ビームスプリッタ
−３２を透過する。そして集光レンズ３７で集束光束に
変換され、さらにシリンダーレンズ３８により非点収差
を与えられて４分割の受光１ 素子３９に入射する。

フォーカス誤差信号は非点収差法により受光素子３９の
出力から得られる。トラック誤差信号はサンプルサーボ
方式により矢張り受光素子３９の出方から得られる。

これらフォーカス誤差信号、トラック誤差信号に基づき
アクチュエーター３６によるフォーカス制御、トランク
制御の各動作が行われる。

さて第４図は、再生用光ピックアップに於ける請求項２
の発明の特徴部分を示している。

第４図（Ａ）に示すように、半導体レーザー１０とカッ
プリングレンズ１１とを保持する保持部材は、半導体レ
ーザーＩＯを取付ける取付は部材４１と、レンズセル４
３を取付は部材４１と連結する連結部材４２により構成
されている。カップリングレンズ４３を保持したレンズ
セル４３は固定ねじ４５により連結部材４２に固定され
ている。この状態は適正な状態では、第４図（Ｃ）に示
すように、半導体レーザー１゜からの発散光束の発散中
心Ｓがカップリングレンズ１１の焦点位置Ｆと一致して
いる状態である。力２ ツブ＋）ングレンズ１１の焦点距離はｆはカップリング
レンズ１１とレーザー光束の発散中心との間の距離１に
等しい。

しかるに周囲温度が変化して連結部材４２が変形すると
、焦点位置Ｆと発散中心Ｓとが互いにずれる。第４図（
Ｂ）、（Ｄ）に示すように、連結部材４２が伸びてカッ
プリングレンズ１１と半導体レーザー１０の発散光束の
発散中心Ｓとの距離が、上記１から１＋Δ１に伸びると
、カップリングレンズ１１を透過した光束は平行光束に
ならずに若干集束性の光束になる。

しかし、この周囲温度の変化は保持部材を変形させるだ
けではない。このとき周囲温度の変化に応じて半導体レ
ーザーからの光の波長も変化する。

そこで、温度上昇に応じてカップリングレンズの焦点距
離が伸びるように、カップリングレンズに故意に色収差
を与えて色出しレンズとし、色収差による焦点距離の増
大が保持部材の変形量と等しくなるようにすることによ
り、温度変化に拘らずカップリングレンズ１１から常に
平行光束が射出す３ るようにするのである。

カップリングレンズ１１の色収差を（ｄｆ／ｄλ）。い
周囲温度の変化を６丁、この温度変化Δ丁による波長変
化をΔλとすると、周囲温度の変化６丁に応じてカップ
リングレンズ１１の焦魚距離変化ΔＦはΔＦ＝（ｄｆ／
ｄλ）ＣＬ”Δλ　　　　　（１）となる。

一方、保持部材に於ける連結部材４２の線膨張率をαと
すると上記温度変化に応じて連結部材の膨張による、カ
ップリングレンズとレーザー光束の発散中心の距離１の
変化Δ１は、 Δ１＝αｆ・６丁（２） となる。従って、温度の変化領域Δ丁の範囲内で温度変
化に拘らずカップリングレンズから常に平行光束が射出
する条件は、 Δ１＝ΔＦ（３） である。

説明を具体的にするために具体的な数値で説明する。カ
ップリングレンズの焦点距離ｆの設計値を８ｍｍとし、
温度の変化ΔＴを３０度Ｃとする。半導４ 体レーザーの温度による波長の変化率は一般に２゜０〜
２．５ｎｍ／’　Ｃであるので、ここでは温度変化へＴ
＝３０６Ｃに対する波長の変化Δλ＝５ｎｒｎとする。

勿論、波長は温度上昇とともに長くなる。

保持部材に於ける連結部材４２の材質としてアルミニウ
ムを想定すると上記線膨張率αは、α＝２３・１ｏ−６
である。

これらの値を用いると、上記（２）式の右辺の計算によ
り△１＝５．５μｍとなる。

従って、上記方程式（３）は、色収差（ｄｆ／ｄλ）。

。 に対する方程式： ％式％） となり、方程式（３）を満足する色収差は（ｄｆ／ｄλ
）ＣＩ、＝０．９１　（μｍ　／ｎｍ）となる。通常、
色消ししたカップリングレンズでは（ｄｆ／ｄλ）ｃＬ
＝０．１．２７ｚ　ｍ　／ｎｍ程度であるから、再生用
光ピックアップの色出ししたカップリングレンズとして
は、色消ししたカップリングレンズの約８倍の色収差を
与えれば良いことになる。

次に、記録・消去用光ピックアップの特徴とす５ る所を、再び第３図を参照して説明する。

記録・消去用光ピックアップに於いては、カップリング
レンズ３１として、色収差０．１２μｍ以下に色消しし
たレンズを用いる。

カップリングレンズ３１はまた焦点距離が長いものを用
いる。このようにすると半導体レーザー３０からの光束
は、周辺部分がカップリングレンズ３Ｉの入射瞳により
ケラれるため、光束の中心部分のみが平行光束化され、
断面円形状の光束を得ることができる。従って、この場
合、専用のビーム整形の必要がなくなる。この理由によ
り記録・消去用光ピックアップではビーム整形プリズム
が省略されている。

このように専用のビーム整形を行わないため、周囲温度
変化によりカップリングレンズから射出する光束が平行
光束にならないときも有害収差が発生しない。従って、
周囲温度変化により光磁気ディスクの記録面に対して光
スポットの集束位置が若干ずれても、光スポットに有害
な収差が発生していないので、温度検知手段５０により
周囲温度６ を検知して、フォーカス誤差信号を補正するためのオフ
セット信号をオフセット信号発生手段により発生させて
フォーカス誤差信号を補正することにより光スポットの
合焦を実現できる。

なお、カップリングレンズの焦点距離を長くしたことに
より半導体レーザーからの光の利用効率は低下する。し
かし、一方に於いて記録・消去用光ピックアップでは信
号再生の必要がないので、光磁気ディスクへの照射光の
光路と同ディスクからの反射光の光路を分離するのに、
光利用効率のよい偏光ビームスプリッタ−３２と１／４
波長板を用いることができるので、カップリングレンズ
で生ずる光利用効率の低下は、十分に補償される。

［発明の効果コ 以上、本発明によれば新規な光情報記録再生装置および
記録消去用光ピックアップおよび再生用光ピックアップ
を提供できる。これらは上記の如き構成となっているの
で、従来問題となっていたモード間発光出力の差による
カップリングレンズの機能不全の問題を有効に解消でき
、また周囲部７ 度変化による半導体レーザーの発光波長ずれに伴う問題
を記録・消去および再生の何れの場合にも有効に解決で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の光情報記録再生装置を説明するため
の図、第２図は１本発明による再生用光ピックアップを
説明するための図、第３図は、本発明による記録・消去
用光ピックアップを説明するための図、第４図は、上記
再生用光ピックアップの特徴部分を説明するための図で
ある。 ２０１．光磁気ディスク、４９０．再生用光ビックア８

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、磁気ヘッドにより磁界を作用された光磁気記録媒体
   に光情報を記録・消去する光ピックアップであって、 半導体レーザーからの放射光束を平行光束化するカップ
   リングレンズとして、焦点距離が長く且つ色消しされた
   ものを用い、 周囲温度を検知し検知温度に応じて合焦のためのオフセ
   ット信号を生成する補正手段を有することを特徴とする
   記録・消去用光ピックアップ。 ２、光情報記録媒体に記録された光情報を再生するため
   の光ピックアップであって、 半導体レーザーからの放射光束を平行光束化するための
   カップリングレンズが色出しされたものであり、 半導体レーザーと上記カップリングレンズとを保持する
   保持部材の周囲温度変化による半導体レーザー・カップ
   リングレンズ間の距離変化による焦点位置ずれを、上記
   カップリングレンズの色収差により略相殺するようにし
   たことを特徴とする再生用光ピックアップ。 ３、光磁気記録媒体に対して光情報の記録・消去と再生
   とを行う装置であって、 請求項１の記録・消去用光ピックアップと、請求項２の
   再生用光ピックアップと、 記録・消去を行う光磁気記録媒体部分に磁界を作用させ
   るための磁気ヘッドとを有することを特徴とする光情報
   記録再生装置。