JPH0380442A - マルチビーム光ヘッド - 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】 ［産業上の利用分野］ この発明は、マルチビーム光ヘッドに関し、もう少し詳
しくいうと、複数の光ビームを情報記録媒体に集光照射
するもので、特に、照射された複数の光ビームそれぞれ
を任意の情報記録トラックへ正確に導くマルチビーム光
ヘッドに関するものである。

［従来の技術］ 第４図は、例えば３つの発光源を有する従来のマルチビ
ーム光ヘッドの概略構成を示し、発光点が光軸に対して
垂直の面内で直線上に配列されているアレイ型３ビーム
半導体レーザ（１）は、３本のビームを独立に駆動でき
る半導体レーザ駆動回路（２）で駆動される。コリメー
タレンズ（３）は、３ビ一ム半導体レーザ（１）からの
発散光束を平行光束に変換する。ビームスプリッタ（４
）は、コリメータレンズ（３〉からの平行光束を透過す
るとともに、情報記録媒体（５）からの反射光を反射分
離する。ビームスプリッタ（４）の出射光側には像回転
プリズム（６〉が配置されている。対物レンズ（７）は
、像回転プリズム（６）からの出射平行光束を情報記録
媒体（５）上に集光する。情報記録媒体（５）の情報記
録面（８）には、光スポット（９ａ）、　（９ｂ）およ
び（９ｃ）が集光される。収束レンズ（１０）は、ビー
ムスプリッタ（４）で反射された光束を光検知器（１１
）上に収束させる。光検知器（１１）は、複数の受光面
を有し、収束レンズ（１０〉からの光を受光して電気信
号に変換する。サーボ信号検出系（１２）は、光検知器
（１１）からの電気信号を演算し、情報記録媒体（５）
上の任意の光スポット（９ａ）、　（９ｂ）および（９
ｃ）に対するフォーカシングエラー信号およびトラッキ
ングエラー信号を検出する。対物レンズアクチュエータ
（１３）は、対物レンズ（７）をフォーカス方向、トラ
ック方向に加振する。対物レンズアクチュエータ駆動回
路（１４）は、サーボ信号検出系（１２）からの信号を
もとに対物レンズアクチュエータ（１３）の制御を行う
。像回転プリズムアクチュエータ駆動系（１５）は、サ
ーボ信号検出系（１２）からの信号をもとに像回転プリ
ズム（６）の回動制御を行うものである。

次に動作について説明する。まず、発光源である３ビ一
ム半導体レーザ（１）からの３本の光束は、対物レンズ
（７）により情報記録媒体（５）の情報記録面（８）に
集光照射される。第５図は情報記録面（８〉に集光照射
された光スポットの状態を示しており、３つの光スポッ
ト（９ａ）、　（９ｂ）および（９Ｃ）は、情報記録面
（８）内において等間隔で、かつ、−直線上に形成され
る。この従来例においては、第５図に示すように、３つ
の光スポット（９ａ）、　（９ｂ）および（９ｃ）が３
つの連続した情報記録トラック（１６）上に配置される
ように調整されている。従って、情報記録媒体（５）を
移動することによって３本の情報記録トラック（１６）
をほぼ同時に並列消去または並列記録あるいは並列再生
することが可能となる。なお、第５図では３つの光スポ
ットがそれぞれ別の情報記録トラック（１６）上に配置
されていたが、同一トラックに３つの光スポットを配置
し、１つの光スポットを情報信号の記録に、他の１つの
光スポットを記録状態のチエツクに使う構成も可能であ
る。

さて、マルチビーム光ヘッドにおいては、３ビ一ム半導
体レーザ（１）の光軸方向回転位置ずれおよび情報記録
媒体（５）走査時に情報記録トラック（１６）と並行な
方向もしくは接線方向と、情報記録面（８〉上の光スポ
ット（９ａ）、　（９ｂ）および（９ｃ）の中心を結ん
だ方向が変化していく場合、第５図に示した情報記録面
（８）上の光スポット（９ａ）、　（９ｂ）および（９
ｃ）の配置は、第６図に示すような光スボッ）　（９ａ
）　、　（９ｂ）および（９ｃ）配置にずれてしまう。

従って、光スポット（９ａ）と（９ｃ）は目標の情報記
録トラック（１６）から逸脱することになる。このため
に、集光光学系の光路中に像回転プリズム（６）を配し
、各ビームの照射位置の補正を行っている。以下では、
像回転プリズム（６）に関する説明を行う。

像回転プリズム（６）は、第７図に示すように、方向（
八）に対して像が１８０°回転するという性質を有して
いる［参考：「オブトロニクス技術活用のための光学部
品の使い方と留意点」末田著、オブトロニクス社（１９
８２，Ｎｏ、４）Ｐ６７］。

すなわち、第７図においては、３ビ一ム光束の中心を結
ぶ直線が像回転プリズム（６）の方向（＾）とθの角度
をなしている場合、像回転プリズム（６）を出射する３
ビ一ム光束の中心を結ぶ直線は、入射側のそれに対して
２ａ回転することになる。この原理により、例えば、情
報記録面（８）上の３つの光スポットが、第６図のよう
に、正確にトラック追従できていない場合には、像回転
プリズム（６）を適切な角度だけ回転させることにより
、第５図のように、正しくトラック追従させることがで
きる。さらに、情報記録面（８）で反射された３本の光
ビームは対物レンズ（７）および像回転プリズム（６〉
を透過してビームスプリッタ（４）により反射され、サ
ーボ信号検出系（１２）に導がれるが、この像回転プリ
ズム（６〉を透過した情報記録面（８）からの反射光束
と情報記録面（８）への照射光ビームであるビームスプ
リッタ（４〉からの透過光束の光軸が一致するように初
期配置すれば、像回転プリズム（６）を情報記録面照射
光の光軸に対して何度回転しても前記の光軸は一致する
。このため、サーボ信号検出系（１２）に導かれる情報
記録面（８）からの反射光の光軸は像回転プリズム（６
）の影響は受けない。

また、ビームスプリッタ（４）で反射された情報記録面
（８）からの反射光は、収束レンズ（１０）の集光点近
傍に配置された光検知器（１１）に入射する。

さらにサーボ信号検出系（ｔ２）においては、光検知器
（１１）からの電気信号を用いてフォーカシングエラー
信号およびトラッキングエラー信号を検出する。なお、
ここではフォーカシングエラー信号の検出動作について
の説明は省略する６ 以下では、像回転プリズム（６）と対物レンズアクチュ
エータ（１３）を用いたトラッキング制御動作について
の説明を行う。

サーボ信号検出系（１２〉で生成されるトラッキングエ
ラー信号であるが、３本の光ビームのうち、任意の２つ
のビームに対して得られるようになっており、例えば、
これらのトラッキングエラー信号を、第１のトラッキン
グエラー信号および第２のトラッキングエラー信号とす
る。

まず、第１のトラッキングエラー信号を用いて、対物レ
ンズアクチュエータ駆動回路（１４）により、対物レン
ズアクチュエータ（１３）を制御して対物レンズ（７）
を移動させることにより、第１のトラッキングエラー信
号に対応する光スポットが正しく目標の情報記録トラッ
ク（１６）上に照射される。さらに、第２のトラッキン
グエラー信号を用いて、像回転プリズムアクチュエータ
駆動系（１５）により像回転プリズム（６）の回転制御
を行うことにより、第２のトラッキングエラー信号に対
応する光スポットが正しく目標の情報記録トラック（１
６）上に照射される。従って、３つの光スポットに対し
て任意の２つのスポットが目標の情報記録トラック（１
６〉に照射されることになり、情報記録面（８）上の３
つの光スポット（９ａ）、　（９ｂ）および（９ｃ）は
等間隔、かつ直線上に並ぶため、残る１つの光スポット
も、目標の情報記録トラック（１６）に照射されること
になる。

なお、情報記録媒体（５）については詳しく述べていな
かったが、これは情報記録トラック（１６）またはこれ
に類するものを有する情報記録媒体なら何でも良く、追
記型光ディスク、書き込み型光ディスク等がある。

［発明が解決しようとする課題］ 従来のマルチビーム光ヘッドは以上のように構成されて
いるが、情報記録媒体（５）への集光光学系光路中に像
回転プリズム（６）という光学部品を設けているので、
集光光学系光路長が長くなることは免れない。

第８図には像回転プリズム（６）の斜面（１７）の中心
に入射する光線の光路を示した。この図において、硝材
の屈折率Ｎ＝１．５　　、斜面（１７）と底面との角度
α＝４５°、高さＨｌｏｚｚとしたとき、この像回転プ
リズム（６）の長さＬは、Ｌ＝４２１１となり、高さＨ
と比較して４倍程度の長さを必要とする。このため、装
置の小型化が妨げられることになる。

この発明は、上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、像回転プリズムの長さＬを短くし、集光光
学系の光路長を短縮することが可能なマルチビーム光ヘ
ッドを得ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係るマルチビーム光ヘッドは、２つ以上の光
ビームを出射するマルチビーム半導体レーザから情報記
録媒体に至る集光光学系の、ビームスプリッタと対物レ
ンズの間に配置される像回転プリズムを、格子ピッチが
等間隔の回折格子でなる入射面および出射面を有するも
のとしたちのである。

［作　用］ この発明においては、入射面、出射面を回折格子化した
ことにより、像回転プリズムを透過する光の光路長が短
くなる。

［実施例］ 第１図、第２図はこの発明の一実施例を示し、第１図に
おいて、像回転プリズム（１８）の入射面（１９）およ
び出射面（２０）は、格子ピッチが等間隔の回折格子で
形成されており、底面（２１）は反射面となっている。

また、光線（２２）は入射面（１９〉のほぼ中心に入射
する。

なお、この実施例におけるマルチビーム光ヘッドのその
他の構成は、第４図に示したと同様である。

次に、この像回転プリズム（１８）の構造・動作につい
て詳細な説明を行う。まず、入射面（１９）および出射
面（２０）における回折格子であるが、部分拡大図を第
２図に示した。第２図において、入射光線（２２）の回
折角をθ、回折格子のピッチ八、硝材の屈折率をｎｌ、
（空気の屈折率ｎ＝１）：光の波長をλとすると、 θ＝ｓｉｎ−’（−込−）　　　　　　・・・■ｎビ八 へる関係が戒り立つ、また、従来例と同様に、入射光線
方向の長さをし、側面から見た高さをＨで、高さＨ＝１
０ｚｍとすると、Ａ＝１ｐｍ、　ｎ＋＝１．５λ＝　０
．７８ｐｍの条件下で、式のより、θ＃３１．３゜ であるから、 Ｌ＝」辷　　　　　　　　　　・・・■ｔａｎθ より、Ｌ＃８．２１１となり、従来例における像回転プ
リズム（６）のＬ４２１１に比べて著しく寸法を縮める
ことができる。

さらに、回折格子面は、第２図に示すように、鎧型の形
状になっているため、高い回折効率が得られる。すなわ
ち、０次光（回折の影響をうけない光）およびその他の
回折光は無視できる程小さくすることが可能である。

以上のように、この実施例による像回転プリズム（１８
）に入射し、透過する光線の様子は、従来の像回転プリ
ズム（６）と等価であり、かつ、寸法を大幅に縮めるこ
とができることを示した。

なお、第１図に示した実施例においては、入射面（１９
）および出射面（２０）はともに同様の加工を行ってお
り、どちらを入射面として使用しても良い。

また、上記実施例では入射面（１９）および出射面（２
０）は入射光線（２２）に対していずれも垂直であった
が、第３図に示すように、入射光線（２２）に対して傾
けた構造でも良く、入射面り１９）および出射面（２０
）を同一角度θ１だけ傾けたことによって、入射光線（
２２〉の屈折角θを小さくすることができ、その結果、
式のにより回折格子ピッチＡが大きくとれるので、回折
格子の作成が容易になるという利点が付加され、しかも
上記実施例と同様の効果を奏する。

また、上記実施例においては３ビ一ム半導体レーザ（１
）からの光ビームを効率よく情報記録媒体（５）に導く
目的のために、鎧型の形状の回折格子とし、入射光線（
２２）の光パワーが減衰しにくい構成としたが、光パワ
ーが減衰してもよい構成や、この像回転プリズム（１８
）を上記目的以外で用いる場合には、回折格子の構造は
どのように選んでもかまわない、また、上記実施例の動
作説明時では、回折格子ピッチＡ＝１μｌ、波長λ＝０
．７８ｐｚ、硝材屈折率ｎ＋＝１．５　　と七たが、こ
れらは目的に応じて変化させることが可能であり、上記
実施例と同様の効果を奏する。

また、入射面（１９）および出射面（２０）は回折格子
面であるが、残留反射等による光の損失を防ぐために、
無反射コーティングを施してもよく、上記実施例と同様
の効果を奏する。

さらに、底面（２１〉は、通常、全反射させるために臨
界角以上となるように反射角を設定しているが、臨界角
以内の角度に設定しても底面（２１）に誘電体単層膜、
または多層膜、若しくは、金属膜をコーティングするこ
とによって、全反射させることができ、上記実施例と同
様の効果を奏する。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、像回転プリズムの入
射面および出射面を回折格子面とし、光線を全反射する
底面（２１〉を備えたことにより、光線の入射方向の光
路長を著しく短縮することができるので、小型軽量化が
実現できる効果がある。

さらに、この像回転プリズムの種々のパラメータを変化
させることにより、適用範囲を広げることができる効果
もある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の要部側面図、第２図は第
１図のものの部分拡大側面図、第３図は他の実施例の要
部側面図、第４図は従来のマルチビーム光ヘッドの回路
図、第５図、第６図は第４図のもののそれぞれ情報記録
面上の光スポットの様子を示す斜視図、第７図は第４図
の像回転プリズムの作用を説明するための斜視図、第８
図は第４図の像回転プリズムの側面図である。 （１）・・・３ビ一ム半導体レーザ、（５）・・・情報
記録媒体、（１８）・・・像回転プリズム、（１９〉・
・・入射面、（２０）・・・出射面、（２１）・・・底
面。 なお、各図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 昂 閃 昂２図 ｎ、ｎ、″′寿事防半 昂４図 昂５図 手 続 補 正 書 平底 ２年１０月１２日

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数の発光源を有するアレイ型複数ビーム半導体レーザ
   と、このアレイ型複数ビーム半導体レーザからの出射光
   が集光照射される情報記録媒体との間に配置され、光線
   が入射する入射面および前記光線が出射する出射面がそ
   れぞれ回折格子でなる像回転プリズムを備えてなるマル
   チビーム光ヘッド。