JPH0369032A - Optical head - Google Patents

Optical head

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Publication number
JPH0369032A
JPH0369032A JP1204394A JP20439489A JPH0369032A JP H0369032 A JPH0369032 A JP H0369032A JP 1204394 A JP1204394 A JP 1204394A JP 20439489 A JP20439489 A JP 20439489A JP H0369032 A JPH0369032 A JP H0369032A
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JP
Japan
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optical
light source
light
recording medium
information recording
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Pending
Application number
JP1204394A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroyuki Minemura
浩行 峯邑
Yasuhiro Gunji
康弘 郡司
Manabu Sato
学 佐藤
Hidekatsu Onose
秀勝 小野瀬
Nobuyoshi Tsuboi
坪井 信義
Yoshio Sato
佐藤 美雄
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0369032A publication Critical patent/JPH0369032A/en
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Abstract

PURPOSE:To increase a recording density and to shorten access time by providing a two-dimensional condenser element which condenses the exit light from a light source on the optical path between the light source and an optical disk and forms a spot on the optical disk. CONSTITUTION:The optical disk device is constituted of the optical disk 50, the optical head 110 and an arm 60 to support the optical head 110. This head 110 is constituted of an air slider 40, a semiconductor laser, a photodetector 20, and a micro Fresnel lens 30. The head 110 is prevented from increasing its weight by using the lens 30 as the condenser element. The numerical aperture of the lens 30 is increased by decreasing the distance L1 between the disk 50 and the condenser element 30 of this constitution, by which the spot size is reduced and the recording density is increased. The construction is simplified and the access time is shortened.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光ディスク等の情報記録媒体から情報を読み
取るための光ヘッド、該情報記録媒体のアクセス方法及
び光ディスク装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an optical head for reading information from an information recording medium such as an optical disk, a method for accessing the information recording medium, and an optical disk device.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

一般に、大容量記憶装置である光ディスク等の情報記録
媒体のアクセス時間は、光ピツクアップをリニアモータ
でいかに速く移動させることができるかで決定され、そ
の速さは光ヘッドの重量によって支配される。浮上型光
ヘッドは光ヘッドの小型化によって重量を軽減してアク
セス時間を短縮することができる。
Generally, the access time of an information recording medium such as an optical disk, which is a mass storage device, is determined by how fast an optical pickup can be moved by a linear motor, and the speed is controlled by the weight of the optical head. A floating optical head can reduce weight and access time by downsizing the optical head.

従来の浮上型光ヘッドとして第2図(a)〜(c)に0
ptica Q  Data  S toraga  
l 989TechnicanDigest  5er
ies  voQ 1 、 pp、51−54に記載さ
れているものを示す。
As a conventional floating optical head, 0 is shown in Fig. 2 (a) to (c).
ptica Q Data S toraga
l 989Technican Digest 5er
ies voQ 1 , pp, 51-54.

光ヘッドはエア・スライダに装着されており。The optical head is attached to an air slider.

光ディスク上に近接浮上している。光ディスクに記録さ
れている情報の再生は特開昭63−74128号公報に
記載されているように、光源として半導体レーザを用い
、半導体レーザの駆動電流を発振しきい値以下にしてレ
ーザ非発振状態において出射光を光ディスクに照射し、
その反射光を半導体レーザに帰還して光出力(複合共振
信号出力)を光検出器で受光する。この結果、光ディス
クの反射率の変化(情報ビットの有無)に対応したデー
タ信号を得ることができる。
Floating close to the optical disc. To reproduce information recorded on an optical disk, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-74128, a semiconductor laser is used as a light source, and the drive current of the semiconductor laser is set to below the oscillation threshold to make the laser non-oscillating. irradiate the optical disc with the emitted light,
The reflected light is returned to the semiconductor laser, and the optical output (composite resonance signal output) is received by a photodetector. As a result, it is possible to obtain a data signal corresponding to a change in reflectance of the optical disc (presence or absence of information bits).

ところが、従来の浮上型光ヘッドは光源の光を光ディス
ク上に合焦する2次元的な集光光学素子を備えていない
ためスポットが楕円形になり情報の記録密度が高められ
ないという欠点があった。
However, conventional floating optical heads do not have a two-dimensional condensing optical element that focuses the light from the light source onto the optical disk, resulting in an elliptical spot and an inability to increase information recording density. Ta.

また、光ヘッドの半径方向のアクチュエーションに関し
ては、アームごと光ヘッドを移動して所望のトラックに
アクセスする粗動アクチュエーション(応答〈数十Hz
、ストローク〉数mm) 、及び光ビームを非機械的に
微小に動かして指定したトラックに追従する微動アクチ
ュエーション(応答〉数十KHz、ストロークく数+μ
m)の2つがあることが望ましい、このような光ヘッド
として例えば光メモリシンポジウム′88論文集、pp
67に示されているものがある。しかし、従来の浮上型
光ヘッドでは高速の微動アクチュエーション機構をもた
ないためトラックの追従性が悪く。
Regarding the actuation of the optical head in the radial direction, coarse actuation (response <several tens of Hz) involves moving the optical head along with the arm to access the desired track.
, stroke〉several mm), and fine movement actuation that non-mechanically moves the light beam minutely to follow a specified track (response〉several tens of KHz, stroke number +μ)
It is desirable to have two such optical heads, such as those described in Proceedings of the Optical Memory Symposium '88, pp.
There is one shown in 67. However, conventional floating optical heads do not have a high-speed fine-movement actuation mechanism, so they have poor track followability.

トラック密度を高め、同時にアクセス時間をさらに短縮
することができなかった。
It has not been possible to increase track density and at the same time further reduce access time.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

上記した従来の浮上型光ヘッドでは2次元的な集光光学
素子を備えていないため光ビームを回折限界の円形スポ
ットに集光できず、また光ビームの微動アクチュエーシ
ョン機構をもたないため。
The conventional floating optical head described above does not have a two-dimensional condensing optical element, so it cannot condense the light beam into a diffraction-limited circular spot, and it does not have a mechanism for finely moving the light beam.

記録トラックの密度を高めることができなかった。It was not possible to increase the density of recording tracks.

本発明の目的は、上記従来の問題に鑑み、光ビームを回
折限界まで集光し、かつ微動アクチュエーション機構を
設けて記録密度を高めアクセス時間を短縮した浮上型の
光ヘッド及びそれを備えた光ディスク装置、更には光学
的情報記録媒体のアクセス方法を提供することにある。
In view of the above-mentioned conventional problems, an object of the present invention is to provide a floating optical head that focuses a light beam to the diffraction limit and is provided with a fine movement actuation mechanism to increase recording density and shorten access time, and to provide a floating optical head equipped with the same. An object of the present invention is to provide an access method for an optical disc device and furthermore an optical information recording medium.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明は、上記目的を達成するために従来光ディスクに
近接していた光源を光ディスクから離して取り付け、間
にマイクロフレネルレンズ等の2次元的な集光機能のあ
る光学素子を配置して光ディスク上に回折限界の円形ス
ポットを得る。同時に、光源と光ディスクとの間に光ビ
ームの微動アクチュエーション機構としてAOモジュレ
ータ等の光偏向器を装備して、電気信号によって光ビー
ムをディスクの半径方向に高速に振ることによって、ト
ラックの追従性を高めて、トラック密度を高めアクセス
時間を短縮する。
In order to achieve the above object, the present invention installs a light source, which was conventionally close to an optical disk, away from the optical disk, and places an optical element with a two-dimensional light focusing function such as a micro Fresnel lens in between, so that the light source can be placed on the optical disk. obtain a diffraction-limited circular spot. At the same time, an optical deflector such as an AO modulator is installed between the light source and the optical disk as a fine actuation mechanism for the light beam, and by swinging the light beam at high speed in the radial direction of the disk using electrical signals, track tracking is improved. to increase track density and shorten access time.

すなわち、本発明に係る光ヘッドは、光学的情報記録媒
体に対して光を照射する光源と、前記光学的情報記録媒
体からの反射光を検知する光検出器と、前記光源及び光
検出器を前記光学的情報記録媒体上に近接して浮上させ
るエア・スライダと。
That is, the optical head according to the present invention includes a light source that irradiates light onto an optical information recording medium, a photodetector that detects reflected light from the optical information recording medium, and the light source and the photodetector. an air slider that floats close to the optical information recording medium;

を備えた光ヘッドにおいて、前記エア・スライダの、前
記光源と前記光学的情報記録媒体との間の光路上に、前
記光源からの出射光を集光して前記光学的情報記録媒体
上に円形のスポットを結ぶ2次元集光素子を設けたもの
である。
In the optical head, the light emitted from the light source is focused on the optical path of the air slider between the light source and the optical information recording medium to form a circular shape on the optical information recording medium. A two-dimensional condensing element is provided to connect the spots.

また、本発明に係る光ヘッドは、光学的情報記録媒体に
対して光を照射する光源と、前記光学的情報記録媒体か
らの反射光を検知する光検出器と。
Further, the optical head according to the present invention includes a light source that irradiates light onto an optical information recording medium, and a photodetector that detects reflected light from the optical information recording medium.

前記光源及び光検出器を前記光学的情報記録媒体上に近
接して浮上させるエア・スライダと、を備えた光ヘッド
において、前記エア・スライダの、前記光源と前記光学
的情報記録媒体との間の光路上に、前記光源からの出射
光を集光して前記光学的情報記録媒体上に円形のスポッ
トを結ぶ2次元集光素子を設けると共に、前記光源と前
記光学的情報記録媒体との間の光路上に前記スポットを
前記光学的情報記録媒体の半径方向に振る光偏向手段を
設けたものである。
an air slider that levitates the light source and the photodetector close to the optical information recording medium, the air slider having a space between the light source and the optical information recording medium; A two-dimensional condensing element is provided on the optical path of the light source and connects the light emitted from the light source to a circular spot on the optical information recording medium, and a two-dimensional condensing element is provided between the light source and the optical information recording medium. A light deflecting means for deflecting the spot in the radial direction of the optical information recording medium is provided on the optical path of the optical information recording medium.

前記光ヘッドにおいて、前記光偏向手段は光学的非線形
媒質と、電気光学効果あるいは音響光学効果によって該
光学的非線形媒質内の屈折率の空間分布の形状を制御す
るための電極とからなるものがある。又は、前記光偏向
手段は多重量子井戸層を導波層とし、該多重量子井戸層
より小さな屈折率を有する第1.第2の半導体層をクラ
ッド層として、それぞれ該多重量子井戸層の積層方向に
上下に接して設け、前記第1の半導体層上にゲート電極
、ソース電極、及びドレイン電極を形成し。
In the optical head, the optical deflection means may include an optical nonlinear medium and an electrode for controlling the shape of the spatial distribution of refractive index within the optical nonlinear medium by an electro-optic effect or an acousto-optic effect. . Alternatively, the optical deflection means may include a multi-quantum well layer as a waveguide layer, and a first waveguide layer having a refractive index smaller than that of the multi-quantum well layer. A second semiconductor layer is used as a cladding layer and is provided vertically in contact with the multi-quantum well layer in the stacking direction, and a gate electrode, a source electrode, and a drain electrode are formed on the first semiconductor layer.

前記多重量子井戸層をチャネルとした電界効果トランジ
スタであるものが挙げられる。
An example is a field effect transistor using the multi-quantum well layer as a channel.

また、前記光ヘッドにおいて、前記光源から前記光学的
情報記録媒体へ向かう光路と、該光学的情報記録媒体か
ら前記光検出器に向かう光路を分離する手段を有するも
のがよい。また、前記2次元集光素子は少なくとも1枚
以上の回折型レンズであるものが挙げられる。
The optical head preferably includes means for separating an optical path from the light source to the optical information recording medium and an optical path from the optical information recording medium to the photodetector. Further, the two-dimensional condensing element may be at least one diffractive lens.

また前記光ヘッドにおいて、前記光源は半導体レーザで
あり、該半導体レーザは少なくとも2つ以上の活性層と
、この活性層の積層方向に平行な少なくとも2つ以上の
電極を有し、前記2つの電極に流す電流の大きさを変え
ることによって光ビームを偏向し得るものであってもよ
い。また、前記光源に発光部位の温度を一定に保持する
ヒートシンクを設けるのがよい、また、前記光源、光検
出器、光偏向手段及び2次元集光素子は導波路内に一体
形成されているものもある。
Further, in the optical head, the light source is a semiconductor laser, and the semiconductor laser has at least two or more active layers and at least two or more electrodes parallel to the stacking direction of the active layers, and the two electrodes The light beam may be deflected by changing the magnitude of the current flowing through the light beam. Further, it is preferable that the light source is provided with a heat sink that keeps the temperature of the light emitting part constant, and the light source, the photodetector, the light deflection means, and the two-dimensional condensing element are integrally formed within the waveguide. There is also.

また、本発明に係る光学的情報記録媒体のアクセス方法
は、2次元集光素子により光源から照射された光を集光
して光学的情報記録媒体上に円形のスポットを結ぶ工程
と、光偏向手段により前記スポットを所望のデータエリ
アにアクセスする工程と、光検出器により前記所望のデ
ータエリアから反射光を検知する工程と、を含むもので
ある。
Furthermore, the method for accessing an optical information recording medium according to the present invention includes a step of condensing light emitted from a light source by a two-dimensional condensing element to form a circular spot on the optical information recording medium, and a step of optical deflection. The method includes accessing the spot to a desired data area by a means, and detecting reflected light from the desired data area by a photodetector.

また1本発明に係る光ディスク装置は、光ディスク、該
ディスクの回転手段、前記光ディスクに対して情報の書
き込み、消去或は再生を行う光ヘッド及び該光ヘッドの
制御手段を具備する光ディスフ装置において、その光ヘ
ッドは前記光ヘッドのいずれかであるものである。
Another aspect of the present invention is an optical disc device comprising an optical disc, a means for rotating the disc, an optical head for writing, erasing, or reproducing information on the optical disc, and a control means for the optical head. The optical head is any of the optical heads described above.

〔作用〕[Effect]

上記構成における2次元集光光学素子としては、小型・
軽量なマイクロフレネルレンズ等の薄膜レンズが適して
いる。一般のバルクのレンズが屈折を利用して光を集光
するのに対してマイクロフレネルレンズは光の回折を利
用するので薄膜化が可能である。マイクロフレネルレン
ズの理論的取扱いに関しては例えば西原浩著「光集積回
路」等に説明されている。
The two-dimensional condensing optical element in the above configuration is small and
A lightweight thin film lens such as a micro Fresnel lens is suitable. While general bulk lenses use refraction to condense light, micro Fresnel lenses use light diffraction and can be made into thin films. Theoretical handling of micro Fresnel lenses is explained in, for example, "Optical Integrated Circuits" by Hiroshi Nishihara.

非機械的な光偏向の手段として、導波路内に屈折率の空
間分布を作って導波する光を曲げることができる。その
原理を第3図と第4図を用いて説明する。
As a non-mechanical means of light deflection, a spatial distribution of refractive index can be created within the waveguide to bend the guided light. The principle will be explained using FIGS. 3 and 4.

第3図(a)は−様な屈折率の導波路内を光が伝搬する
場合を示す。図中、100は光ビーム、400は導波路
、410及び420は電極をそれぞれ示し、2つの電極
間に電位差を設けていないので導波路410内の屈折率
は−様な分布である。
FIG. 3(a) shows a case in which light propagates within a waveguide having a −-like refractive index. In the figure, 100 is a light beam, 400 is a waveguide, and 410 and 420 are electrodes. Since no potential difference is provided between the two electrodes, the refractive index within the waveguide 410 has a −-like distribution.

このとき光ビーム100は直進する。一方、第3図(b
)は電極420及び電極430に電位差を生じさせた場
合であり、電気光学効果によって2つの電極間に屈折率
の勾配ができ、光ビーム100は屈折率の大きい側へ曲
がる。
At this time, the light beam 100 travels straight. On the other hand, Fig. 3 (b
) is the case where a potential difference is created between the electrodes 420 and 430, and a refractive index gradient is created between the two electrodes due to the electro-optic effect, and the light beam 100 is bent toward the side with a larger refractive index.

第4図は−様な屈折率勾配のある導波路内に入射した拡
散ビームの伝播の過程を計算した結果である。二次元導
波路の光の伝搬方向を2軸にとり、そのZ軸と垂直な導
波路横方向をX軸にとる。光の波長は0.83μmとす
る。第4図(b)に示すように、導波路横方向屈折率分
布を、2=0〜50μmにおいて等側屈折率N=3.5
一定とし、2250〜400μmにおいてN=3.5〜
3.6の線形な分布を仮定する。このときの光ビーム伝
搬現象を解析した。第4図(a)の曲線は伝搬路115
0μmごとの光の振幅分布を示す、この図からZ=50
μmすぎから徐々に屈折率の高い右側に光ビームが偏向
されてゆくのがわかる。Z=400μmにおいて振幅ピ
ーク位置が13.5μm右側にシフトしており、この偏
向量は屈折率変化量によって制御できる。
FIG. 4 shows the calculation results of the propagation process of a diffused beam incident on a waveguide having a --like refractive index gradient. The propagation direction of light in the two-dimensional waveguide is taken as two axes, and the lateral direction of the waveguide perpendicular to the Z-axis is taken as the X-axis. The wavelength of the light is 0.83 μm. As shown in FIG. 4(b), the waveguide lateral refractive index distribution has an isolateral refractive index of N=3.5 at 2=0 to 50 μm.
Constant, N = 3.5 to 2250 to 400 μm
Assume a linear distribution of 3.6. The optical beam propagation phenomenon at this time was analyzed. The curve in FIG. 4(a) is the propagation path 115.
From this figure, which shows the amplitude distribution of light every 0 μm, Z = 50
It can be seen that the light beam is gradually deflected to the right side where the refractive index is higher than the micrometer. At Z=400 μm, the amplitude peak position is shifted to the right by 13.5 μm, and the amount of deflection can be controlled by the amount of change in the refractive index.

このような光偏向器を用いれば光ビームの集光スポット
を光ディスクの半径方向に高速に移動することが可能と
なる。
By using such an optical deflector, it becomes possible to move the focused spot of the light beam in the radial direction of the optical disk at high speed.

また、ここに述べた以外の光偏向器としては、例7えば
LiNb0.基板上にTi拡散導波路と櫛型電極を形成
したものである。櫛型電極に高周波交流電圧を印加して
導波路に表面弾性波を発生させると音響光学効果によっ
て光の進行方向を変えることができる。この種の光偏向
器も同様に光ヘッドに用いることができる。
In addition, examples of optical deflectors other than those described here include, for example, LiNb0. A Ti diffusion waveguide and a comb-shaped electrode are formed on a substrate. When a high-frequency alternating current voltage is applied to the comb-shaped electrodes to generate surface acoustic waves in the waveguide, the traveling direction of light can be changed by the acousto-optic effect. This type of optical deflector can also be used in an optical head.

〔実施例〕〔Example〕

以下本発明の実施例について、図面を参照しながら説明
する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は本発明の一実施例に係る光学系を示す概略構成
図である。図中、10は光源である半導体レーザ、20
は光検出器、30は2次元集光素子としてのマイクロフ
レネルレンズ、40はエア・スライダ、50は光ディス
ク、60はアーム、100は光ビーム、110は光ヘッ
ドをそれぞれ示す、光ディスク装置は第1図(a)及び
(b)に示すように、光ディスク50、光ヘツド110
、光ヘッドを支えるアーム60から構成されている。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an optical system according to an embodiment of the present invention. In the figure, 10 is a semiconductor laser which is a light source, 20
30 is a photodetector, 30 is a micro Fresnel lens as a two-dimensional condensing element, 40 is an air slider, 50 is an optical disk, 60 is an arm, 100 is a light beam, and 110 is an optical head. As shown in FIGS. (a) and (b), an optical disk 50, an optical head 110
, and an arm 60 that supports an optical head.

この光ヘッドは、第1図(C)に示すように、エア・ス
ライダ40、半導体レーザ10、光検出器20、マイク
ロフレネルレンズ30から構成されている。マイクロフ
レネルレンズを集光素子として用いることによって光ヘ
ッドが重くなることを防いでいる。エア・スライダ40
は光ディスク50上に近接して浮上するが、その浮上量
は光ディスク50の回転数とエア・スライダ40の形状
によって定まり、約0.2〜5μm程度の範囲で設定で
きる。
This optical head is composed of an air slider 40, a semiconductor laser 10, a photodetector 20, and a micro Fresnel lens 30, as shown in FIG. 1(C). By using a micro Fresnel lens as a condensing element, the weight of the optical head is prevented. air slider 40
floats close to the optical disk 50, and its flying height is determined by the rotational speed of the optical disk 50 and the shape of the air slider 40, and can be set in a range of about 0.2 to 5 μm.

次に本発明の光ヘッドの信号再生動作について説明する
。光源である半導体レーザ10の駆動電流は発振しきい
値以下にしてレーザ非発振状態において出射光を光ディ
スク50に照射する。その反射光を半導体レーザ10に
帰還して光出力(複合共振信号出力)を光検出器20で
受光する。この結果、光ディスク50の反射率の変化(
情報ビットの有無)に対応したデータ信号を得ることが
できる。本発明の光ヘッドの信号再生性能を高めるには
光源10の光ディスク50例の出射面に無反射コーティ
ング(Anti  RefQection Coati
ng)をすることが挙げられる。これにより、光源10
と光ディスク50のカップリングが強まり、信号再生感
度が高まる。
Next, the signal reproducing operation of the optical head of the present invention will be explained. The driving current of the semiconductor laser 10, which is a light source, is set below the oscillation threshold value, and the optical disc 50 is irradiated with emitted light in the laser non-oscillation state. The reflected light is returned to the semiconductor laser 10 and the optical output (composite resonance signal output) is received by the photodetector 20. As a result, a change in the reflectance of the optical disc 50 (
A data signal corresponding to the presence or absence of information bits can be obtained. In order to improve the signal reproduction performance of the optical head of the present invention, an anti-reflection coating (Anti-Reflection Coating) is applied to the output surface of the 50 optical disks of the light source 10.
ng). As a result, the light source 10
The coupling between the optical disc 50 and the optical disc 50 is strengthened, and the signal reproduction sensitivity is increased.

光源10、集光素子30、及び光ディスク50の位置関
係に関しては、光ディスク上のスポット径が小さいほど
情報の記録密度が高くなるので望ましい。光ディスク5
0と光素子30の間の距離をL工、集光素子30と光源
10の間の距離をL2とすると、集光素子30の直径が
一定の場合には次の関係がある。
Regarding the positional relationship among the light source 10, the condensing element 30, and the optical disk 50, it is preferable that the spot diameter on the optical disk is smaller because the recording density of information becomes higher. optical disc 5
0 and the optical element 30, and the distance between the condensing element 30 and the light source 10 is L2, the following relationship holds when the diameter of the condensing element 30 is constant.

(1)L工を小さくすると、レンズの開口数が大きくな
り、スポットサイズを小さくできる。
(1) When L is made smaller, the numerical aperture of the lens becomes larger and the spot size can be made smaller.

(2)  LXを小さくすると、光源の出射光の利用効
率が高まる。
(2) Reducing LX increases the efficiency of using the light emitted from the light source.

第5図は光源の波長変動に対して焦点位置変動の少ない
薄膜レンズを用いた光ヘッドの構成図を示す。同図にお
いて10は光源、20は光検出器、30は画面グレーテ
ィングレンズ、31と32は両面グレーティングレンズ
30の2つのグレーテイング面、40はエア・スライダ
、50は光ディスクをそれぞれ示す。光の回折を利用し
たグレーティングレンズは光の屈折を利用したバルクの
レンズに比較して色収差が大きいので、光源の波長が設
計値からずれると回折限界まで光ビームを集光できなく
なる。ところが、光メモリシンポジウム′ 88論文集
、Pp33に示されている様に、2つのグレーテイング
面を組合せることで色収差の小さな集光光学系を構成で
きる。そこで、本発明では浮上型光ヘッドにこの技術を
応用する。
FIG. 5 shows a configuration diagram of an optical head using a thin film lens whose focal position changes little with respect to wavelength fluctuations of a light source. In the figure, 10 is a light source, 20 is a photodetector, 30 is a screen grating lens, 31 and 32 are two grating surfaces of the double-sided grating lens 30, 40 is an air slider, and 50 is an optical disk. A grating lens that uses light diffraction has larger chromatic aberration than a bulk lens that uses light refraction, so if the wavelength of the light source deviates from the designed value, it will not be possible to focus the light beam to the diffraction limit. However, as shown in the Proceedings of the Optical Memory Symposium '88, Pp33, a condensing optical system with small chromatic aberration can be constructed by combining two grating surfaces. Therefore, in the present invention, this technology is applied to a floating optical head.

第5図に示す両面グレーティングレンズ30の特性につ
いて以下に説明する。光源10から出射して、グレーテ
イング面31の最外周R工に入射する波長λ1の光線が
回折された後に、グレーテイング面32の中心r□に達
し、更に回折されて光軸に沿って進むように、R工、r
□におけるグレーティングのピッチPtyPtを決める
ことができる。スポットは光ディスク上の点Pで、波長
がλ、からλ2(λ2〉λ、)に変化したと想定する。
The characteristics of the double-sided grating lens 30 shown in FIG. 5 will be explained below. After the light beam of wavelength λ1 that is emitted from the light source 10 and enters the outermost radius R of the grating surface 31 is diffracted, it reaches the center r□ of the grating surface 32, and is further diffracted and proceeds along the optical axis. Like, R Engineering, r
The grating pitch PtyPt in □ can be determined. It is assumed that the spot is a point P on the optical disk, and the wavelength changes from λ to λ2 (λ2>λ,).

波長が長くなったことにより、R8で回折した光線はグ
レーテイング面32のrlとは異なる点r2に達する(
波線)。波長が変化しても、スポットPに集束するよう
なr2のピッチP2が計算される。
Due to the longer wavelength, the light beam diffracted by R8 reaches a point r2 on the grating surface 32, which is different from rl (
wavy line). A pitch P2 of r2 is calculated so that the beam is focused on the spot P even if the wavelength changes.

再び波長をλ、に戻して、r2でPに向けて回折する光
線のグレーテイング面31上の出射点R2を求める。R
2で回折する光線は点Oから来ることからR2のピッチ
P2が求められる。以上の過程をn回繰り返すことによ
り、2枚のグレーティングのピッチ分布を求めることが
できる。ここでrnの値がグレーティングの半径を表す
ことになる。
The wavelength is returned to λ again, and the emission point R2 on the grating surface 31 of the light beam diffracted toward P at r2 is determined. R
Since the light beam diffracted at point 2 comes from point O, the pitch P2 of R2 can be found. By repeating the above process n times, the pitch distribution of the two gratings can be determined. Here, the value of rn represents the radius of the grating.

以上述べた光線の軌跡を光軸の回りに回転すると、軸対
称で、2つの波長λ4.λ2に対して無収差のグレーテ
ィングレンズが実現する。
When the trajectory of the light ray described above is rotated around the optical axis, it is axially symmetrical and has two wavelengths λ4. A grating lens with no aberration for λ2 is realized.

第6図(a)、(b)はトラッキング手段に光偏向器を
用いた場合の実施例を示す。同図において10は光源、
20は光検出器、30は集光素子。
FIGS. 6(a) and 6(b) show an embodiment in which an optical deflector is used as the tracking means. In the figure, 10 is a light source;
20 is a photodetector, and 30 is a condensing element.

40はエア・スライダ、50は光ディスク、60はアー
ム、70は光偏向器をそれぞれ示す。光源10とレンズ
30との間の光軸上に光偏向器70を設けることにより
、光源10からの光ビームを所望の角度だけ変化させて
レンズ30に照射させることができる。これにより、光
ディスク50上をトラッキング方向に集光しながら走査
させることができる。
40 is an air slider, 50 is an optical disk, 60 is an arm, and 70 is an optical deflector. By providing the optical deflector 70 on the optical axis between the light source 10 and the lens 30, the light beam from the light source 10 can be changed by a desired angle and irradiated onto the lens 30. Thereby, it is possible to scan the optical disk 50 while focusing the light in the tracking direction.

第7図は本発明の光ヘッドの光偏向器に好適な音響光学
素子の構成を示す。同図において73は電極、74は、
75は音響吸収体、101と102は光ビームをそれぞ
れ表す。電極73に加えられた高周波信号によってピエ
ゾ効果を有する音響光学結晶74内に弾性波が生じる。
FIG. 7 shows the configuration of an acousto-optic element suitable for the optical deflector of the optical head of the present invention. In the figure, 73 is an electrode, 74 is
75 represents an acoustic absorber, and 101 and 102 represent light beams, respectively. The high frequency signal applied to the electrode 73 generates an elastic wave within the acousto-optic crystal 74 having a piezo effect.

弾性波は縦波、つまり粗密波なので、粗密に対応して音
響光学結晶74に屈折率分布が生じる。高周波信号が正
弦波の場合、屈折率分布も正弦波状になり、結晶内に屈
折率分布形のグレーティングが存在することになる。こ
のような状態にある音響光学結晶74の入射面の法線に
対してθ、の傾きをもって光ビーム101を入射すると
回折され、出射面の法線に対してθ2の傾きを持つ光ビ
ーム102となって出射する。ここで、電極に印加した
高周波信号の周波数をf、結晶内の弾性波の速度をvs
、波長をA、光の波長をλとすると次式が戒り立っ。
Since the elastic wave is a longitudinal wave, that is, a density wave, a refractive index distribution occurs in the acousto-optic crystal 74 corresponding to the density. If the high frequency signal is a sine wave, the refractive index distribution will also be sinusoidal, and a refractive index distribution type grating will exist within the crystal. When a light beam 101 enters the acousto-optic crystal 74 in this state with an inclination of θ with respect to the normal to the entrance surface, it is diffracted, and becomes a light beam 102 with an inclination of θ2 with respect to the normal to the exit surface. It emits light. Here, the frequency of the high-frequency signal applied to the electrode is f, and the velocity of the elastic wave in the crystal is vs
, the wavelength is A, and the wavelength of light is λ, then the following formula is established.

ここで、高周波信号の周波数の変化をδfとすると、高
周波の変化に伴い、結晶内に生じる屈折率分布形グレー
ティングのピッチが変化し、回折面が変化する。今、δ
fに伴う回折面の変化をδθ2とすると、次式が成り立
つ。
Here, if the change in the frequency of the high frequency signal is δf, the pitch of the gradient index grating produced in the crystal changes as the high frequency changes, and the diffraction surface changes. Now, δ
Assuming that the change in the diffraction surface due to f is δθ2, the following equation holds true.

すなわち、以上の説明から印加する高周波の周波数を変
えることによってビームを偏向することができることが
解る。
That is, from the above explanation, it is understood that the beam can be deflected by changing the frequency of the applied high frequency.

第8図は本発明の浮上型光ヘッドに好適な多重量子井戸
を利用した光偏向器の断面図である。同において400
はG a A s / A Q G a A s多重量
子井戸を用いた導波層、401と402はAQG a 
A s半導体クララド層、403はGaAsバソファ層
、404は半絶縁性GaAs基板、406は不純物拡散
領域、410はソース電極、420はドレイン電極、4
30はゲート電極をそれぞれ示す、同図において、G 
a A s / A Q G a A s多重量子井戸
を用いた導波N40oは、GaAs井戸層とA n G
 a A s層を交互に積層して形成する。410,4
20、及び430の各電極は真空蒸着法でA u G 
eを付け、その上にAuを積層して形成する。不純物拡
散領域406はソース電極410と、ドレイン電極42
0を形成後、熱処理で得られるn型の拡散領域である。
FIG. 8 is a sectional view of an optical deflector using a multiple quantum well suitable for the floating optical head of the present invention. 400 in the same
is a waveguide layer using GaAs/AQGaAs multiple quantum well, and 401 and 402 are AQGaAs.
403 is a GaAs bathophore layer, 404 is a semi-insulating GaAs substrate, 406 is an impurity diffusion region, 410 is a source electrode, 420 is a drain electrode, 4
Reference numerals 30 and 30 respectively indicate gate electrodes.
Waveguide N40o using a A s / A Q G a A s multiple quantum well is a GaAs well layer and A n G
It is formed by alternately stacking a A s layers. 410,4
Each electrode 20 and 430 is made of A u G by vacuum evaporation method.
E is attached and Au is laminated thereon. The impurity diffusion region 406 is connected to the source electrode 410 and the drain electrode 42.
This is an n-type diffusion region obtained by heat treatment after forming 0.

次に、この光偏向器の動作について述べる。ゲート電圧
v2をOとし、ソース電極410とドレイン電極420
を等電位にすると多重量子井戸層全体は一様な電子分布
となって屈折率分布も一様となり光は導波層400内を
直進する。ゲート電圧Vgをマイナス電位にし、ソース
電極410とドレイン電極420に電位差を生じさせる
と多重量子井戸層内に電子分布ができる。電子密度の大
きと屈折率も大きいので、例えばソース電極41Oの方
がドレイン電極420よりも低電位にあれば光はソース
電極410側に曲がりなから導波層400内を伝搬する
Next, the operation of this optical deflector will be described. The gate voltage v2 is O, and the source electrode 410 and the drain electrode 420
When the potentials are made equal, the entire multi-quantum well layer has a uniform electron distribution, the refractive index distribution is also uniform, and light travels straight through the waveguide layer 400. When the gate voltage Vg is set to a negative potential and a potential difference is created between the source electrode 410 and the drain electrode 420, electron distribution is created within the multiple quantum well layer. Since the electron density is large and the refractive index is also large, for example, if the source electrode 41O is at a lower potential than the drain electrode 420, light will propagate within the waveguide layer 400 without being bent toward the source electrode 410 side.

第9図はアプライド・フィジックス・レター33 (1
978年)第702頁(AppQ、Phys、 Let
t、 33 (1978) PP702)に記載されて
いるビーム偏向機能を有するツインストライプ半導体レ
ーザである。第9図(a)の半導体レーザはn −G 
a A s活性層、及び電極がそれぞれ2つあり、2つ
の電極に流す電流の大きさを変えることによって、ビー
ムを偏向することができる。第9図(b)はツインスト
ライプ半導体レーザの光放射特性を示す、同図に見られ
るように、2つの電極1.2に流す電料iユt x’a
の大きさの比率を変えることによって光ビームの放射角
θを変えることができる。このツインストライプ半導体
レーザを本発明の浮上型光ヘッドの光源として用いれば
ビーム偏向器を用いる必要がなくなり、部品点数を軽減
して光ヘッドの構成を簡素化することが可能である。
Figure 9 is Applied Physics Letter 33 (1
978) page 702 (AppQ, Phys, Let
This is a twin-stripe semiconductor laser having a beam deflection function as described in J. T., 33 (1978) PP702). The semiconductor laser in FIG. 9(a) is n-G
There are two active layers and two electrodes, and the beam can be deflected by changing the magnitude of the current flowing through the two electrodes. FIG. 9(b) shows the light emission characteristics of a twin-stripe semiconductor laser.
The radiation angle θ of the light beam can be changed by changing the ratio of the magnitudes of . If this twin-stripe semiconductor laser is used as a light source for the floating optical head of the present invention, there is no need to use a beam deflector, and the number of parts can be reduced and the configuration of the optical head can be simplified.

第10図は光源にヒートシンクを付加した浮上型光ヘッ
ドの構成図である。図中、10は光源。
FIG. 10 is a configuration diagram of a floating optical head in which a heat sink is added to a light source. In the figure, 10 is a light source.

20は光検出器、30はレンズ、40はエア・スライダ
、50は光ディスク、60はアーム、80はヒートシン
クをそれぞれ表す。ヒートシンクとしては、熱伝導率の
大きな金属、放熱フィン、あるいはサーミスタ等の温度
センサとペルチェ素子のような吸発熱作用のある素子と
の組合せでも良い、光源10として半導体レーザを用い
た場合。
20 is a photodetector, 30 is a lens, 40 is an air slider, 50 is an optical disk, 60 is an arm, and 80 is a heat sink. The heat sink may be a metal with high thermal conductivity, a radiation fin, or a combination of a temperature sensor such as a thermistor and an element that absorbs and absorbs heat, such as a Peltier element. When a semiconductor laser is used as the light source 10.

発振中に自体の温度変化により、バンドギャップ、共振
器長の変化に伴い発振波長が変化してしまう。
During oscillation, the oscillation wavelength changes as the band gap and resonator length change due to temperature changes.

そこで、第10図のようにヒートシンクを設けることに
よって、半導体レーザの温度を一定に保ち、発振波長を
一定に保つことが可能となる。よって、光学系に色収差
の大きなグレーティングレンズが存在しても集光特性の
劣下を防ぐことができる。
Therefore, by providing a heat sink as shown in FIG. 10, it becomes possible to keep the temperature of the semiconductor laser constant and keep the oscillation wavelength constant. Therefore, even if a grating lens with large chromatic aberration is present in the optical system, it is possible to prevent deterioration of light collection characteristics.

以上のような各光学素子を導波路基板上に一体集積化し
た例を第11図(a)に、浮上型光ヘッドとしての構成
例を第11図(b)に示す。図中、40はエア・スライ
ダ、50は光ディスク、10Oは光ビーム、200は導
波路型光ヘッド、201は2次元の導波器、220はグ
レーティングカプラ、230と231は導波路型の光検
出器、240は導波路内に形成された光源、250は導
波路型の光偏向器をそれぞれ表す。2次元導波路201
中に出射光がカップリングするように光源240を構威
し、その出射光束100を2次元・導波路201を介し
て導波路型光偏向器250に入射させ導波光の伝搬方向
を制御する。その後の光束100はまた二次元導波路2
01を通じて伝搬させ、導波路上に形成されたグレーテ
ィングカプラ220に入射させる。そしてこのグレーテ
ィングカプラ220により、導波モードを導波路外への
放射モードに変換し、光ディスク上に集光する。
FIG. 11(a) shows an example in which the above optical elements are integrally integrated on a waveguide substrate, and FIG. 11(b) shows an example of the configuration as a floating optical head. In the figure, 40 is an air slider, 50 is an optical disk, 10O is a light beam, 200 is a waveguide type optical head, 201 is a two-dimensional waveguide, 220 is a grating coupler, and 230 and 231 are waveguide type photodetectors. 240 represents a light source formed in a waveguide, and 250 represents a waveguide type optical deflector. Two-dimensional waveguide 201
The light source 240 is configured so that the emitted light is coupled therein, and the emitted light beam 100 is made incident on the waveguide type optical deflector 250 via the two-dimensional waveguide 201 to control the propagation direction of the guided light. The subsequent light flux 100 also passes through the two-dimensional waveguide 2
01 and incident on a grating coupler 220 formed on the waveguide. The grating coupler 220 converts the waveguide mode into a radiation mode out of the waveguide, and focuses the light onto the optical disk.

そして光ディスクからの反射光をグレーティングカプラ
220に戻し、このカプラにより今度は導波路型光検出
器230,231に集光させる。
The reflected light from the optical disk is then returned to the grating coupler 220, which in turn focuses the light onto the waveguide type photodetectors 230, 231.

以上のように集積化された導波路型光ヘッド200は第
11図(b)に示すようにエア・スライダ40に接着さ
れ、光ディスク50にグレーティングカプラ220から
の放射光が集光される。
The waveguide type optical head 200 integrated as described above is adhered to the air slider 40 as shown in FIG. 11(b), and the emitted light from the grating coupler 220 is focused on the optical disk 50.

次に、信号検出方式に関する第1の実施例を第12図に
示す0図中、10は光源、21と22は光検出器、30
はレンズ、40はエア・スライダ、51は光ディスクの
トラック溝、52はトラッキング方向、70は光偏向器
、Zoo、101、及び102は光ビームをそれぞれ示
す。レンズ3゜の機能としてグレーティングパターンの
重ねあわせ、あるいは両面グレーティングの技術を用い
て、集光機能とビームスプリッタの2つの機能をもたせ
る。光偏向器70により伝搬方向を制御された光ビーム
100はレンズ30の集光機能により、トラック1l1
51に集光される。その反射光は入射光路を戻り、レン
ズ30において今度はビームスプリッタの機能により光
ビーム101と102に分割され、それぞれ光検出器2
1.22に集光されて電気信号として読みだされる。2
つの光検出器21.22の出力の和から再生信号が得ら
れ、それらの差からトラッキング誤差が得られる。
Next, a first embodiment regarding the signal detection method is shown in FIG. 12, in which 10 is a light source, 21 and 22 are photodetectors, and 30
40 is a lens, 40 is an air slider, 51 is a track groove of the optical disk, 52 is a tracking direction, 70 is an optical deflector, and Zoo, 101, and 102 are light beams, respectively. The 3° lens has two functions: a light condensing function and a beam splitter, by using overlapping grating patterns or double-sided grating technology. The light beam 100 whose propagation direction is controlled by the optical deflector 70 is directed to the track 1l1 by the focusing function of the lens 30.
The light is focused on 51. The reflected light returns to the incident optical path, and is split into light beams 101 and 102 by the beam splitter function at the lens 30, which are detected by the photodetector 2.
1.22 and read out as an electrical signal. 2
A reproduced signal is obtained from the sum of the outputs of the two photodetectors 21 and 22, and a tracking error is obtained from the difference between them.

信号検出方式の第2の例を第13図(a)。A second example of the signal detection method is shown in FIG. 13(a).

(b)に示す。図中、10は光源、20は光検出器、3
0はレンズ、40はエア・スライダ、50は光ディスク
、5・1はトラック溝、52はトラッキング方向、70
は光偏向器、100と101は光ビームをそれぞれ示す
。光偏向器70により伝搬方向を制御された光束100
はレンズ30により光軸をはずされ、光ディスク50上
のトラック溝51に集光される。光軸をはずしているた
め反射光束101は、入射光路を戻らず光検出器20に
到達する。この時トラック溝51による回折光102は
、トラック溝51をはさんでトラッキング方向52の両
側に出射され(第13図(b))、それを二つに分割さ
れた光検出器20によってそれぞれ受光することにより
、読出し信号及びトラッキング信号を検出する。
Shown in (b). In the figure, 10 is a light source, 20 is a photodetector, 3
0 is a lens, 40 is an air slider, 50 is an optical disk, 5.1 is a track groove, 52 is a tracking direction, 70
is a light deflector, and 100 and 101 are light beams, respectively. A light beam 100 whose propagation direction is controlled by an optical deflector 70
is removed from the optical axis by the lens 30 and focused on the track groove 51 on the optical disc 50. Since the optical axis is off, the reflected light beam 101 reaches the photodetector 20 without returning along the incident optical path. At this time, the diffracted light 102 by the track groove 51 is emitted to both sides of the tracking direction 52 across the track groove 51 (FIG. 13(b)), and is received by the photodetector 20, which is divided into two. By doing so, the read signal and tracking signal are detected.

第14図は本発明の浮上型光ヘッドを応用した光ディス
ク装置の概略構成図である。第14図において50は光
ディスク、300は光ヘッド、310はスピンドルモー
タ、320は制御回路をそれぞれ示す。光ディスク50
はスピンドルモータ310によって回転しており、光ヘ
ツド300は光ディスク50上に近接して浮上する。光
ヘツド300は光ディスク5o上を半径方向に移動して
所定のトラックにアクセスできる。制御回路320は光
ディスクへの信号の記録・再生・消去をするために信号
の符合化及びレーザの強度変調及びトラッキング制御の
ために光ヘツド内の光偏向器に指令信号を送る等のはた
らきをする。これによって、記録密度が高く、アクセス
時間の短い光ディスク装置を実現できる。
FIG. 14 is a schematic diagram of an optical disk device to which the floating optical head of the present invention is applied. In FIG. 14, 50 is an optical disk, 300 is an optical head, 310 is a spindle motor, and 320 is a control circuit. optical disc 50
is rotated by a spindle motor 310, and the optical head 300 flies close to the optical disk 50. The optical head 300 can move radially on the optical disk 5o to access a predetermined track. The control circuit 320 functions to send command signals to the optical deflector in the optical head for signal encoding, laser intensity modulation, and tracking control in order to record, reproduce, and erase signals on the optical disk. . This makes it possible to realize an optical disc device with high recording density and short access time.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、2次元集光素子を設けたので、光ビー
ムを回折限界の円形スポットにまで集光でき、記録密度
を高めることができる。また、光源のスライダに設けら
れる位置が、スライダ下端ではなくなるため、ディスク
回転の失速時にスライダがディスク上に接触しても光源
自体が破壊される恐れが少ない。
According to the present invention, since a two-dimensional condensing element is provided, a light beam can be condensed to a diffraction-limited circular spot, and recording density can be increased. Furthermore, since the position of the light source on the slider is not at the lower end of the slider, there is less risk of the light source itself being destroyed even if the slider comes into contact with the disk when the disk rotation stalls.

また、光偏向手段を設けたのでビームを振るだけで良く
なり、従って、アクセス時間を短縮することができる。
Furthermore, since the optical deflection means is provided, it is sufficient to simply wave the beam, thus making it possible to shorten the access time.

また、本発明に係るアクセス方法によれば、構造簡単に
してアクセス時間を短縮することができる。
Further, according to the access method according to the present invention, the structure can be simplified and the access time can be shortened.

本発明によれば、情報の記録密度を高め、かつアクセス
時間を短縮した光ディスク装置を実現できる。
According to the present invention, it is possible to realize an optical disc device that increases the recording density of information and shortens the access time.

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

第1図は本発明の一実施例に係る光学系を示す概略構成
図であり、第1図(a)は要部側面図、同図(b)は要
部平面図、同図(c)は拡大側面図、第2図は従来の浮
上型光ヘッドの構成図であり、第2図(a)は斜視図、
同図(b)は要部拡大側面図、同図(c)は同図(b)
の要部拡大側面図で、第3図は屈折率分布を利用した導
波路型の光偏向器の動作原理図であり、同図(a)は電
位差ない場合、同図(b)は電位差ある場合、第4図は
−様な屈折率勾配のある導波路内に入射した拡散ビーム
の伝播の過程を計算した結果であり。 同図(a)は伝搬距離毎の光の振幅分布、同図(b)は
屈折率分布を示す図、第5図は光源の波長変動に対して
焦点位置変動の少ない薄膜レンズを用いた光ヘッドの構
成図、第6図(a)、(b)はトラッキング手段に光偏
向器を用いた光ヘッドの側面図及び平面図、第7図は本
発明の光ヘッドの光偏向器に好適な音響光学素子の概略
構成図。 第8図は本発明の浮上型光ヘッドに好適な多重量子井戸
構造をもつ光偏向器の断面図、第9図(a)はビーム偏
向機能を有するツインストライプ半導体レーザの斜視図
、第9図(b)はその光放射特性を示す図、第10図は
光源にヒートシンクを付加した浮上型光ヘッドの構成図
、第11図(a)は各光学素子を導波路基板上に一体集
積化した光ヘッドの実施例を表す概略構成図、第11図
(b)はそれをスライダに取り付けた状態の要部側面図
、第12図は信号検出方式に関する第1の実施例を示す
平面図、第13図(a)は信号検出方式に関する第2の
実施例を示す平面図、第13図(b)は同図(a)の要
部拡大図、第14図は本発明の浮上型光ヘッドを応用し
た光ディスク装置の概略斜視図をそれぞれ表す。 10・・・光源、20・・・光検出器、30・・・レン
ズ。 40・・・エア・スライダ、50・・・光ディスク、6
0・・・アーム、70・・・光偏向器、100・・・光
ビーム。 ga 1 図(0)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an optical system according to an embodiment of the present invention, in which FIG. 1(a) is a side view of the main part, FIG. 1(b) is a plan view of the main part, and FIG. 2 is an enlarged side view, FIG. 2 is a configuration diagram of a conventional floating optical head, and FIG. 2(a) is a perspective view.
Figure (b) is an enlarged side view of the main part, Figure (c) is Figure (b).
Figure 3 is a diagram of the operating principle of a waveguide-type optical deflector that utilizes refractive index distribution, with (a) showing the case where there is no potential difference, and (b) showing the case where there is a potential difference. In this case, FIG. 4 is the result of calculating the propagation process of a diffused beam incident on a waveguide having a --like refractive index gradient. The figure (a) shows the amplitude distribution of light for each propagation distance, the figure (b) shows the refractive index distribution, and Figure 5 shows the light using a thin film lens whose focal position changes little with respect to the wavelength change of the light source. 6(a) and 6(b) are a side view and a plan view of an optical head using an optical deflector as a tracking means, and FIG. 7 is a diagram showing an optical head suitable for the optical deflector of the optical head of the present invention. A schematic configuration diagram of an acousto-optic element. FIG. 8 is a cross-sectional view of an optical deflector with a multiple quantum well structure suitable for the floating optical head of the present invention, FIG. 9(a) is a perspective view of a twin-stripe semiconductor laser having a beam deflection function, and FIG. (b) is a diagram showing its light radiation characteristics, Figure 10 is a configuration diagram of a floating optical head with a heat sink added to the light source, and Figure 11 (a) is a diagram showing each optical element integrated on a waveguide substrate. FIG. 11(b) is a schematic configuration diagram showing an embodiment of the optical head; FIG. 11(b) is a side view of the main part of the optical head attached to a slider; FIG. 12 is a plan view showing the first embodiment regarding the signal detection method; FIG. 13(a) is a plan view showing a second embodiment of the signal detection method, FIG. 13(b) is an enlarged view of the main part of FIG. 13(a), and FIG. 14 shows the floating optical head of the present invention. 2A and 2B each show a schematic perspective view of an optical disc device to which the application is applied. 10... Light source, 20... Photodetector, 30... Lens. 40... Air slider, 50... Optical disc, 6
0...Arm, 70...Light deflector, 100...Light beam. ga 1 figure (0)

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、光学的情報記録媒体に対して光を照射する光源と、
前記光学的情報記録媒体からの反射光を検知する光検出
器と、前記光源及び光検出器を前記光学的情報記録媒体
上に近接して浮上させるエア・スライダと、を備えた光
ヘッドにおいて、前記エア・スライダの、前記光源と前
記光学的情報記録媒体との間の光路上に、前記光源から
の出射光を集光して前記光学的情報記録媒体上に円形の
スポットを結ぶ2次元集光素子を設けたことを特徴とす
る光ヘッド。 2、光学的情報記録媒体に対して光を照射する光源と、
前記光学的情報記録媒体からの反射光を検知する光検出
器と、前記光源及び光検出器を前記光学的情報記録媒体
上に近接して浮上させるエア・スライダと、を備えた光
ヘッドにおいて、前記エア・スライダの、前記光源と前
記光学的情報記録媒体との間の光路上に、前記光源から
の出射光を集光して前記光学的情報記録媒体上に円形の
スポットを結ぶ2次元集光素子を設けると共に、前記光
源と前記光学的情報記録媒体との間の光路上に前記スポ
ットを前記光学的情報記録媒体の半径方向に振る光偏向
手段を設けたことを特徴とする光ヘッド。 3、請求項2において、前記光偏向手段は多重量子井戸
層を導波層とし、該多重量子井戸層より小さな屈折率を
有する第1、第2の半導体層をクラッド層として、それ
ぞれ該多重量子井戸層の積層方向に上下に接して設け、
前記第1の半導体層上にゲート電極、ソース電極、及び
ドレイン電極を形成し、前記多重量子井戸層をチャネル
とした電界効果トランジスタである光ヘッド。 4、請求項1又は2において、前記光源から前記光学的
情報記録媒体へ向かう光路と、該光学的情報記録媒体か
ら前記光検出器に向かう光路を分離する手段を有する光
ヘッド。 5、請求項1又は2において、前記2次元集光素子は少
なくとも1枚以上の回折型レンズである光ヘッド。 6、請求項1において、前記光源は半導体レーザであり
、該半導体レーザは少なくとも2つ以上の活性層と、こ
の活性層の積層方向に平行な少なくとも2つ以上の電極
を有し、前記2つの電極に流す電流の大きさを変えるこ
とによって光ビームを偏向し得るものである光ヘッド。 7、請求項1〜6のいずれかにおいて、前記光源に発光
部位の温度を一定に保持するヒートシンクを設けた光ヘ
ッド。 8、請求項1〜6のいずれかにおいて、前記光源、光検
出器、光偏向手段及び2次元集光素子は導波路内に一体
形成されている光ヘッド。 9、2次元集光素子により光源から照射された光を集光
して光学的情報記録媒体上に円形のスポットを結ぶ工程
と、光偏向手段により前記スポットを所望のデータエリ
アにアクセスする工程と、光検出器により前記所望のデ
ータエリアから反射光を検知する工程と、を含む光学的
情報記録媒体のアクセス方法。 10、光ディスク、該ディスクの回転手段、前記光ディ
スクに対して情報の書き込み、消去或は再生を行う光ヘ
ッド及び該光ヘッドの制御手段を具備する光ディスク装
置において、前記光ヘッドは請求項1〜9のいずれかの
光ヘッドであることを特徴とする光ディスク装置。
[Claims] 1. A light source that irradiates light onto an optical information recording medium;
An optical head comprising: a photodetector that detects reflected light from the optical information recording medium; and an air slider that floats the light source and the photodetector close to above the optical information recording medium, A two-dimensional condenser is provided on the optical path of the air slider between the light source and the optical information recording medium to condense the light emitted from the light source to form a circular spot on the optical information recording medium. An optical head characterized by being provided with an optical element. 2. a light source that irradiates light onto an optical information recording medium;
An optical head comprising: a photodetector that detects reflected light from the optical information recording medium; and an air slider that floats the light source and the photodetector close to above the optical information recording medium, A two-dimensional condenser is provided on the optical path of the air slider between the light source and the optical information recording medium to condense the light emitted from the light source to form a circular spot on the optical information recording medium. An optical head comprising: an optical element; and a light deflecting means for deflecting the spot in a radial direction of the optical information recording medium on an optical path between the light source and the optical information recording medium. 3. In claim 2, the optical deflection means uses a multiple quantum well layer as a waveguide layer, and uses first and second semiconductor layers having a smaller refractive index than the multiple quantum well layer as cladding layers, respectively. Provided vertically in contact with the stacking direction of the well layer,
An optical head that is a field effect transistor in which a gate electrode, a source electrode, and a drain electrode are formed on the first semiconductor layer, and the multi-quantum well layer is used as a channel. 4. The optical head according to claim 1 or 2, comprising means for separating an optical path from the light source to the optical information recording medium and an optical path from the optical information recording medium to the photodetector. 5. The optical head according to claim 1 or 2, wherein the two-dimensional condensing element is at least one diffractive lens. 6. In claim 1, the light source is a semiconductor laser, and the semiconductor laser has at least two or more active layers and at least two or more electrodes parallel to the stacking direction of the active layers, An optical head that can deflect a light beam by changing the magnitude of the current flowing through the electrodes. 7. The optical head according to claim 1, wherein the light source is provided with a heat sink for keeping the temperature of the light emitting part constant. 8. The optical head according to any one of claims 1 to 6, wherein the light source, photodetector, optical deflection means, and two-dimensional condensing element are integrally formed within a waveguide. 9. A step of condensing the light emitted from the light source by a two-dimensional condensing element to form a circular spot on the optical information recording medium, and a step of accessing the spot to a desired data area by a light deflecting means. , detecting reflected light from the desired data area with a photodetector. 10. An optical disc apparatus comprising an optical disc, a means for rotating the disc, an optical head for writing, erasing, or reproducing information on the optical disc, and a control means for the optical head, wherein the optical head is according to claims 1 to 9. An optical disc device characterized by being an optical head according to any one of the following.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7069569B2 (en) * 2000-02-01 2006-06-27 Research Investment Network, Inc. Near-field optical head system with integrated slider and laser
JP2007517194A (en) * 2003-12-05 2007-06-28 アルファ イーエックスエックス エービー measuring device

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