JPH04129040A - 光ヘッド及びそれを用いた情報記録再生装置 - 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、複数の光スポットを照射する光ヘッドおよび
それを用いた情報記録再生装置に関し。 特に、複数の光スポットを用いて記録・再生／記録・エ
ラーチエツクを同時に行うことができる光デイスク装置
に関する。

【従来の技術】

従来回折格子は、これに多数の波長を照射すると、それ
ぞれの波長に応じて回折光が発生するので、分光器とし
て使用されてきた。 従来の一般的な光デイスク装置では光源は一つであり、
この光源を情報記録用の光源とするとともに、トラッキ
ングずれ信号、焦点ずれ信号を検呂するためにも使用し
ていた。第５図は、回折格子によりディスク上に三つの
スポットを形成し、トラックずれ信号を検出する例であ
る。レーザ光源１から出射した光はコリメートレンズ２
により平行光束となり、ビーム整形光学系３、回折格子
４、ビームスプリッタ５を通過し、絞り込みレンズ６に
よってディスク７に絞り込まれる。ディスク７上には、
同図（ｂ）に示すように、回折格子４により０次光ｓｐ
ｏ、±１次回折光ＳＰ＋１．５ｐ−１の三つのスポット
が絞り込まれる。ディスク７の反射光は絞り込みレンズ
６を通過し、ビームスプリッタ５で反射されて信号検出
光学系８に導かれる。信号検出光学系８では、反射光か
ら、焦点ずれ、トラックすれといった光点制御信号、ま
た記録された情報信号が検出再生される。これらの信号
を検出する光検出器（図示せず）の受光面は同図（ｃ）
のようになっており、０次光ＳＰＯの反射光ＳＯから焦
点ずれ信号ＡＦ、±１次回折光Ｓ＋１．８−１からトラ
ックずれ検出信号ＴＲ７−それぞれ得ている。この方式
は、安定にトラックずれ信号が得られることで知られて
いる。 他の例では、波長のあい異なる二つのレーザ光源を用い
た光デイスク装置が知られている（特公昭６２−３５１
６９公報）。

【発明が解決しようとする課題】

この場合、回折格子を用いると、それぞれ３スポツト、
すなわち６スポツトが形成されることになり、検出光学
系における光束分離が困難になる。 また、情報記録用には高出力のレーザ光源が必要である
ので、回折格子により光束が分割されるとディスクに照
射されるパワーが低下し、情報の安定記録という観点か
ら好ましくない。 本発明の目的は、複数波長のレーザ光源を用いた場合に
、そのうち−波長に対してのみ回折格子の作用を行ない
、他に対しては回折格子の作用を果たさない、波長選択
性のある回折格子を有する光ヘッドを提供すること、お
よびその光ヘッドを用いて、一つのレーザ光源で高出力
で情報記録しながら、他のレーザ光源で精度よくトラッ
キング信号及び焦点信号を得ることができる高性能の情
報記録再生装置を提供することにある 波長フィルタと記録媒体からの反射光をとり出す偏光ビ
ームスプリッタとの間に、一方の波長の光のみ回折させ
る回折格子を用いて光ヘッドを構成することを特徴とす
る０本発明で用いる回折格子は、その周期構造において
形成される屈折光路長を、回折格子として作用させない
波長に対してその波長の整数倍に設定する。

【作用】

周期構造が存在していても、これによって生じる光路差
が、零もしくは入射光波長の整数倍であれば、その波長
に対しては回折格子として作用しない、したがって、複
数波長の光が入射した場合でも、回折格子としての作用
に波長選択性を持たせることができる。

【実施例】

第３図（ａ）に本発明の一実施例を示す。 第３図（ａ）には２波長による光源を搭載した光ヘッド
の構成が示されている。波長λ２のレーザ光源２０１ａ
から放射する光はコリメートレンズ２０２ａで平行光束
となり、ビーム整形光学系２０３ａ、波長フィルタ２０
４、回折格子２０６、偏光ビームスプリッタ２０７、絞
り込みレンズ２０８を通過してディスク２０９上に絞り
込まれる。一方、波長λ１のレーザ光源２０１ｂから放
射する光はコリメートレンズ２０２ｂで平行光束となり
、ビーム整形光学系２０３ｂを通過し１回動ミラー２０
５により進行方向を変換され、波長フィルタ２０４で波
長λ２のレーザ光束と合成される。その後、回折格子２
０６、偏光ビームスプリッタ２０７、絞り込みレンズ２
０８を通過してディスク２０９上に絞り込まれる。 以上の説明において、回折格子２０６は波長λ１のレー
ザ光に対しては回折格子として作用するが、波長λ２の
レーザ光に対しては回折格子として作用しないように構
成されている０回折格子２０６を２本のレーザ光を合成
する手前（第３図（ａ）におけるコリメートレンズ２０
３ｂから波長フィルタ２０４までの光路中のどこが）に
配−すると１回折格子とディスク間の距離が長いため絞
り込みレンズによって回折光の一部がけられてしまい好
ましくない。また、偏光ビームスプリッタ２０７と絞り
込みレンズ２０８の間に配置すると、ディスクからの反
射光が回折格子を透過することになり、波長λ２の光に
対して再び回折が発生してしまう０例えば、６スポツト
が形成され、このため、検出光学系（後述）に多数の光
束が入射することになり光束の分離が困難になる。以上
のことから１本実施例では回折格子２０６は波長フィル
タ２０４と偏光ビームスプリッタ２０７の間に配置され
ることが好ましい。 図中のビーム整形光学系２０３ａおよび２０３ｂは省略
してもかまわない。 以下、第１図を用いて本発明の回折格子の構成について
詳細に説明する。 基板１０１（例えばガラス）上に、リソグラフィー技術
、スパッタ技術を使って、誘電体物質による周期構造パ
タン１０２を形成する。このとき誘電体のついた部分と
つかない部分との光路差バタン周期によって回折光の強
度、方向が決定される。回折格子として作用させるには
、使用する波長に対して、誘電体による凹凸部分の光路
差が。 その波長の非整数倍に設定する。一方１回折格子として
作用させないようにするには、光路差を零にするか、あ
るいは波長の整数倍にすればよい。 複数波長が入射した場合、特定波長に対して回折格子と
して作用し、他の波長に対して回折格子として作用させ
ない板とするためには、光路差を特定波長に対して整数
倍に設定すればよい。 今説明を簡単にするため、２波長の場合を考える。第１
図において、凸部分の屈折率を第１および第２の波長に
対してｎ工およびｎ、とする、さらに凸部分の厚さをｄ
とすると、凹凸部分の第１波長λ１に対する光路長差Ｌ
１は り、＝　　（ｎｉ−１）ｄ　　　　　　　、　　　＝−
（Ｌ）第２波長λ２に対する光路長差Ｌ２は り。 （ｎ、−１） となる。ここで、第１波長に対して回折格子として作用
し、第２波長に対しては作用させないためには。 （ｎ、−１）ｄ　　≠ｍ１λ、　　　　　　（３）（ｎ
２−１）ｄ　　＝　ｍ、λ２（４）とすればよい、ここ
で、ｍｌおよびｍ２は整数である。 （３）（４）式の関係は、ｎ工、ｎ２の選択と厚さｄを
適当に選定すれば実現可能である。 第２制は本発明で用いる他の回折格子の例を示す図であ
る。この場合は、他の物質を基板１０１上に形成するの
ではなく、エツチング技術等により基板１０１自体を削
り取ることによって周期構造を造っている。第２Ｎにお
いて、基板１０１の屈折率を第１および第２の波長λ□
およびλ８に対してｎ□およびｎ２、凸部分の深さをｄ
とすれば、（１）〜（４）式がそのまま適用できる。し
たがって。 適当な深さｄを与えることにより、第１波長に対して回
折格子として作用し、第２波長に対して何ら回折作用を
施さない回折格子を作ることが可能となる。 この回折格子について棲、具体的な一例を説明する。 ここで、第２図に示した回折格子に関して、具体例を述
べる。 第１の波長λ、＝０．６８μｍ 第２の波長λ、＝０．７８μｍ の場合を考える。基板として例えば小製光学製ＢＫ−７
なる光学ガラスを使用すれば、各波長に対する屈折率ｎ
ｘ＊ｎｘは以下のようになる。 ｎ１＝１．５１３１５　　（λ１＝ｏ、ｓ８μｍ）ｎ、
＝１．５１０７２　　（λ、＝０．７８μｍ）λ２の光
に対して回折格子として作用させないためには、（４）
式より溝深さｄが、 （ｎ　ｚ−１）　ｄ＝、、　（１−５１０７２−１）　
ｄ”　ｍ　ｚ　×０　、７８ ＝　ｍ、Ｘλ２ ｅ＋　　ｄ　＝　１　、５２７３　’）”：　　（ｐ　
ｍ　）ただし　ｍ２は正の整数 なる関係を満足すれば良い。ｍ２＝１とすると、溝深さ
ｄは　ｄ＝１．５２７３ｐｍとなる。 一方、波長λ１＝０．６８μｍの光に対しては、（ｎ、
　−１）　ｄ　＝　（１，５１３１５−１）　Ｘｆ、５
２７３＝０．７８３７ ”　ｍ　１Ｘ　０　、６８ となって、ｍｌは整数とはならない。したがって波長λ
□＝０．６８μｍの光に対しては、回折格子として作用
する。 なお、複数の３以上の波長に対して回折格子としての作
用をおこさないようにするためには、同様に光路長差を
該当する波長の公倍数に設定すればよい。 次に第３図（ｂ）に本実施例におけるディスク上の絞り
込みスポット配置の一例を示す、このディスク上には光
スポットを案内させるためのグルのランド部分に絞り込
まれる。情報は溝間の中心線に沿ってランド部分に記録
される。波長λ２の光束は回折されないためディスク上
のスポットはＳＰａ−つである。一方、波長λ□の光束
は回折されるため、０次光５ｐｂ０以外に±１次の回折
光ＳＰｂ＋、および５ｐｂ−、が絞り込まれる。 ディスク２０９からの反射光は絞り込みレンズ２０８を
通過し、偏光ビームスプリッタ２０７で反射されて信号
検出光学系２１０に導かれる。ここでは、焦点ずれ信号
、トラックずれ信号、記録情報信号等を検出する。まず
、波長フィルタ２１１により波長分離される。波長λ１
の光束はフィルタ、レンズ２１２を透過し、λ／２波長
板２１３によって偏光方向を約４５度回転される。 その後ウォラストンプリズム２１４によって２光束に偏
光分離されて光検出器２１５に入射する。 一方、波長λ２の光束は波長フィルタ２１１で反射し、
レンズ２１６を透過する。その後ビームスプリッタ２１
７により光束分離され、焦点ずれ信号あるいはトラック
ずれ信号を検出する光検出器２１８ａおよび２１８ｂに
入射する。 各光検出器の受光面の形状例を第４図に示す。 同図（ａ）は光検出器２１５の受光面形状゛（受光面は
斜線部分）であり、図示した演算によりトラックずれ信
号ＴＲ（いわゆる３スポット方式）と光磁気信号ＭＯが
得られる。λ／２波長板２１３を使用しない場合はウォ
ラストンプリズム２１４を光軸回りに略４５度回転して
設定すればよいが、この時受光面形状は同図（ｂ）のよ
うにすればよい、同図（ｃ）は光検出器２１８ａおよび
２１８ｂの受光面形状（受光面は斜線部分）である０両
光検出器はレンズ２１６の焦点前後等距離に配置されて
おり、１１示した演算によりトラックずれ信号ＴＲ（い
わゆる回折光差動方式）と焦点ずれ信号ＡＦが得られる
。 レーザ波長としては例えば波長λ、とじ７８０ｎｍ付近
、波長λ１として約６８０ｎｍ付近を用い、前者で情報
の記録、後者で記録後のエラーチエツクを行なう、後者
の光源に記録光より短い波長を使用することにより、再
生の分解能が向上する。 波長λ２の光から得られる信号により、焦点ずれおよび
トラックずれのサーボを構成する。これにより、特に記
録用スポットのトラックずれを精度よく抑制することが
でき、いわゆるトラック棲ずれによるデータ破壊を抑制
することができる。 記録直後のエラーチエツクを行なうためには、記録スポ
ットと再生（チエツク）スポットを同一トラック上に位
置付ける必要がある。これを行なうために、回動ミラー
２０５を光軸回りに回転させる。この回転にともない、
光検出器上で光束が移動するガ。 例えば、波長λ、の光について回折光差動方式のトラッ
クずれ信号の検出を行うと、回動ミラーが回転すること
によって、ディテクタ面上でλ１の反射光束が移動し、
トラックずれ信号にオフセットが発生する１本発明では
この問題を解決するために、λ、の光に対しては３スポ
ツト法によるトラックずれ信号検出を行っている。この
３スポシト法によるトラックずれ信号検出は、光スポッ
トが移動しても、回折光差動方式に比べてディテクタ面
上での光束移動にともなうオフセット発生に関して許容
範囲が広いので、光束がディテクタ面上からずれなけれ
ばオフセットは発生しない。 この再生スポットによるトラックずれ信号を用いて、上
記の回動ミラー２０５を回転制御する。 したがって本発明の回折格子を用いることにより、再生
スポットのみ回折光が発生するので、ディスク上におい
て不必要なスポットを発生させる必要がない、このこと
は、記録用スポットのレーザパワー低下を抑制するばか
りでなく、再生光学系における光束の空間分離を可能に
したり、記録スポットの回折光が記録膜の温度上昇に影
響を与え、記録を不安定にするといった影響を低減させ
る効果もある。 本実施例においては光磁気ディスクを前提にしており（
ただし外部磁界印加用磁石については省略しである）、
光検出器２１５によって光磁気信号を再生する構成をと
っているが、光検出器２１８ａおよび２１８ｂによって
光磁気信号を再生する構成をとることも可能である。ま
た、光検出器２１８ａおよび２１８ｂにおける焦点ずれ
信号検出方式も、本実施例以外の、例えばいわゆる非点
収差方式等を用いることもできる。さらに、本発明の方
式を光磁気ディスク以外の１例えば相変化型光ディスク
や追記型光ディスク等へ適用してもかまわない。

【発明の効果】

以上説明したように、本発明によれば、簡単な構成で波
長選択性をもった回折格子を利用して、複数の再生スポ
ットと１つの記録スポットとＬＳか１拳奔≠亨本を照射
する光ヘッドが可能であり、この光ヘッドを用いること
により、記録直後のエラーチエツクを確実に行なうこと
のできる高性能の光デイスク装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明で用いる回折格子の一例を示す図、第２
図は本発明で用いる回折格子の他の例を示す図、第３図
は本発明の光ヘッドを用いた光デイスク装置の構成を示
す図。 第４図は同装置の光検出器受光面形状を示す図、第５図
は従来の回折格子を用いた光デイスク装置の構成を示す
図である６ 符号の説明 １．２０１ａ、２０　ｌ　ｂ　・・・半導体レーザ光源
、２．２０２ａ、２０２　ｂ−：ｌリメートレンズ、３
．２０３ａ、２０３　ｂ−・・ビーム整形プリズム、４
．２０６・・−回折格子、 ５．２０７．２１７・・・ビームスプリッタ。 ６．２０８・・・絞り込みレンズ、 ７．２０９・・・ディスク、 ８．２１０・・・検出光学系、 ２０４．２１１・・・波長フィルタ、２０５・・・回動
ミラー ２１６．２１２・・・レンズ、 ２１５．２１８ａ、２１８　ｂ　−・・光検出器、１０
１・・・基板、１０２・・・誘電体周期構造バタンｔｔ
ｒ （入２） （入！） 第４図 Ｆ Ｒ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、第１の光束を出力する第１の光源と、該第１の光束
   とは異なる波長の第２の光束を出力する第２の光源と、
   該第１及び第２の光束を合成する波長フィルタと、該波
   長フィルタからの光を記録媒体上に絞り込むための絞り
   込み光学系と、該記録媒体からの反射光を取り出すビー
   ムスプリッタと、該反射光を検出する検出光学系と、上
   記波長フィルタと上記ビームスプリッタの間に設けられ
   、上記第１及び第２の光束のうち一方の光束のみ複数の
   光束に分割する回折格子とを有することを特徴とする光
   ヘッド。 ２、上記回折格子は、光路差に関して周期性構造をもち
   、上記第１と第２の光束のうち、一方の光束の波長に対
   してその光路差を該波長の整数倍に設定し、他方の光束
   の波長に対しては非整数倍になるようにしたことを特徴
   とする請求項１記載の光ヘッド。 ３、請求項１又は２記載の光ヘッドを用い、上記複数の
   光束に分割された一方の光束で再生し、他方の光束で記
   録することを特徴とする情報記録再生装置。