JPH04281232A - 光ヘッドおよび光学的情報記録／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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、従来のＣＤ（コンパク
ト・ディスク）並の記録密度の光ディスクと、それより
も高記録密度の光ディスクの両方に、情報信号を記録，
再生または消去が可能な光ヘッド及びそれを用いた光デ
ィスク装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＣＤプレーヤなどの再生専用の光
ディスク装置に加えて、信号の記録再生の可能な光ディ
スク装置の開発が盛んである。

【０００３】通常、光ディスクの記録再生は、半導体レ
ーザなどの放射ビームをレンズによって光ディスクの記
録層に集束させることによって行われる。ここで、記録
層とは、ＣＤではピット層を、記録可能光ディスクでは
集束レーザビームによって変形、光学定数の変化または
磁区の形成などがなされる層のことである。光ディスク
の記録密度を上げるためには、この集束ビームのスポッ
ト径Ｄを小さくする必要があるが、Ｄはレンズの開口数
ＮＡとレーザ光の波長λに対し（数１）のような関係に
なる。

【０００４】

【数１】

【０００５】（数１）は、ＮＡの大きなものがスポット
径Ｄを小さくでき、高密度記録が可能であることを示し
ている。

【０００６】ところが、高ＮＡレンズを使用する場合は
、チルトと呼ばれるディスクの傾き誤差で集光スポット
の収差が大きくなる。特にコマ収差が大きく、コマの波
面収差とチルト角α及びＮＡとは（数２）のような関係
になる。

【０００７】

【数２】

【０００８】ここで、ｄはディスク基板の厚さ、ｎはデ
ィスク基板の屈折率である。（数２）は、従来よりも大
きなＮＡのレンズを使用した場合、同じチルトでもコマ
収差が増大してしまうことを示している。これを防ぐに
は、同式よりディスク基板の厚さｄを薄くすると効果が
あることがわかる。従って、高密度記録を行う光ディス
クでは、ディスク基板の厚さが従来の光ディスクに比べ
て薄い方が好ましく、薄いディスク基板に対応したレン
ズを用いた光ヘッドが必要となる。光ディスクの記録密
度は高いほど大容量にできるが、ソフトウエア資産の豊
富な従来の記録密度で基板の厚い光ディスクも再生でき
る方が好ましい。

【０００９】ところが、薄い基板用に設計された光ヘッ
ドは、厚い基板の光ディスクには使用できない。通常、
光ディスク用のレンズは、光束がディスク基板を通過す
ることによって生じる球面収差を打ち消すよう設計され
ている。この収差補正はディスク基板の厚さに応じて設
計されるので、設計時に想定された厚さと異なるディス
ク基板には、収差が発生して十分集光できない。図１７
は厚さの異なるディスク基板による収差の発生状況を説
明する光線図である。（ａ）は薄いディスク基板用に設
計されたレンズで、設計値通りのディスク基板を通して
ビームを集光している様子を光線追跡した図である。破
線は記録層の表面を示している。レンズを出射した光線
はすべて記録層表面上の点Ｏに収差なく集光している。 （ｂ）は（ａ）と同じ薄いディスク基板用に設計された
レンズで、設計値よりも厚いディスク基板を通してビー
ムを集光している様子を光線追跡した図である。レンズ
の周縁部から出射された光線は記録層表面上の点Ｏ’に
集光するが、中心の光軸に近い光線ほど手前に集光して
しまう。これが球面収差であり、この収差が発生すると
、光ビームをいわゆる回折限界まで集光できない。従っ
て、薄いディスク基板用に収差補正されたレンズでは、
厚いディスク基板を用いた光ディスクには記録，再生ま
たは消去ができない。同様に、厚いディスク基板用に収
差補正されたレンズでは、薄いディスク基板には収差な
く集光できない。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】以上より、ディスク基
板が薄い光ディスクと、従来並の厚さの光ディスクの両
方を記録再生可能にするには、基板厚さに対応した光学
系を有する２種類の光ヘッドを備えた光ディスク装置が
考えられる。しかしながら、そのような構成では２つの
光ヘッドを搭載したために、光ディスク装置自体が大型
化し、しかも高価なものになってしまう。

【００１１】本発明はかかる点に鑑み、１つの光ヘッド
でディスク基板の厚さが異なる光ディスクに信号を記録
，再生または消去可能であり，しかもトラッキング制御
を行うための機構も含めて小型軽量に形成され得る、光
ディスク装置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の光ヘッド及び光ディスク装置は、導波路内に
導波光を入射させる光源と、導波光を導波路外へ出射さ
せて集光させる複数の集光グレーティングカップラと、
導波光の伝播方向を変える偏向手段とを備えている。

【００１３】

【作用】本発明は上記した構成により、光ディスクの基
板厚さが異なっても、その厚さに対応した集光グレーテ
ィングカップラを選択することにより、信号を記録再生
もしくは消去することができる。しかも、光ディスク上
の集光ビームのトラッキング制御を光導波路上に設けた
偏向手段で行うことにより、トラッキングアクチュエー
タが不要となり、光ヘッドの軽量化が達成できる。

【００１４】

【実施例】本実施例においては、ディスク基板の厚さは
２種類として以下説明する。

【００１５】図１は本発明の第１の実施例における光ヘ
ッドの構成を示す略斜視図である。同図において、１０
１は第１または第２の光ディスクであり、第１の光ディ
スクはディスク基板の厚さが厚く、第２の光ディスクは
ディスク基板の厚さが薄くなっている。１０２は光ディ
スク１０１上に形成された情報トラックである。１はＬ
ｉＮｂＯ３などで形成された基板であり、フォーカシン
グアクチュエータを介してヘッドベースに取り付けられ
ている。なお、フォーカシングアクチュエータ及びヘッ
ドベースについては従来の公知のものが適用できるため
、詳細な説明及び図面は省略する。２は基板１上にＴｉ
拡散などによって形成された光導波路、３はこの光導波
路２の端面に結合された第１の半導体レーザ、４は第１
の半導体レーザ３から光導波路２に入射された導波光の
光路上に設置された第１の導波路コリメートレンズで、
例えば電子ビームリソグラフィによって作製されたフレ
ネルレンズである。５は平行にされた導波光の光路上に
形成された第１の集光グレーティングカップラで、導波
光を光導波路２外に射出し、光ディスク１０１上に集光
する。この第１の集光グレーティングカップラ５は、電
子ビーム直接描画などで導波路上に作製された、曲線で
チャープ（不等周期）を持つグレーティングである。６
は第１の表面弾性波発生素子（以後、ＳＡＷ（ｓｕｒｆ
ａｃｅ　ａｃｏｕｓｔｉｃ　ｗａｖｅ：サーフェス・ア
コースティック・ウェイブ）トランスデューサと称する
。）で、自己の発生した表面弾性波が第１の導波路コリ
メートレンズ４からの出射導波光の光路に交わるよう光
導波路２上に設置されている。また、ＺｎＯ等の圧電素
子からなる交差指電極で構成されている。７は第１のＳ
ＡＷトランスデューサ６が発生した表面弾性波である。 ８は第１の導波路コリメートレンズ４と表面弾性波７の
間に設けられ、光ディスク１０１によって反射された後
第１の集光グレーティングカップラ５を介して光導波路
２内に戻った導波光を分離する第１のビームスプリッタ
、９は第１のビームスプリッタ８で分離された戻り光を
集束させる第１の導波路検出レンズ、１０は光導波路２
の側面に結合され、第１の導波路検出レンズ９によって
集光された戻り光を検出する第１の光検出器である。

【００１６】また、同様に１１は光導波路２の端面に結
合された第２の半導体レーザ、１２は第２の半導体レー
ザ１１から光導波路２に入射された導波光の光路上に設
置された第２の導波路コリメートレンズ、１３は平行に
された導波光の光路上に形成された第２の集光グレーテ
ィングカップラで、導波光を光導波路２外に射出し、光
ディスク１０１上に集光する。１４は自己の発生した表
面弾性波が第２の導波路コリメートレンズ１２からの出
射導波光の光路に交わるよう光導波路２上に設置された
第２のＳＡＷトランスデューサで、１５は第２のＳＡＷ
トランスデューサ１４が発生した表面弾性波である。１
６は第２の導波路コリメートレンズ１０と表面弾性波１
５の間に設けられ、光ディスク１０１によって反射され
た後第２の集光グレーティングカップラ１３を介して光
導波路２内に戻った導波光を分離する第２のビームスプ
リッタ、１７は第２のビームスプリッタ１６で分離され
た戻り光を集束させる第２の導波路検出レンズ、１８は
光導波路２の側面に結合され、第２の導波路検出レンズ
１７によって集光された戻り光を検出する第２の光検出
器である。

【００１７】図２（ａ）は基板厚さの厚い第１の光ディ
スクと、それに対応して設計された集光グレーティング
カップラによる集光の様子を表した断面図、同図（ｂ）
は基板厚さの薄い第２の光ディスクと、それに対応して
設計された集光グレーティングカップラによる集光の様
子を表した断面図である。第１の光ディスクは、従来の
厚いディスク基板を有するもので、同図（ａ）に示すよ
うにディスク基板の厚さをｄ１（例えば１．２ｍｍ）と
する。 また、第２の光ディスクはそれよりも厚く、同図（ｂ）
に示すようにディスク基板の厚さをｄ２（ｄ２＜ｄ１）
とする。従って、第１の集光グレーティングカップラ５
では、光学設計が厚さｄ１のディスク基板による収差を
補正するようになされている。また、第２の集光グレー
ティングカップラ１３では、光学設計は厚さｄ２のディ
スク基板による収差を補正するようになされている。し
かも、後者の方が高密度の記録もしくは再生が可能なよ
うに、より高ＮＡで集光するように設計されている。例
えば、第１の集光グレーティングカップラ５は、半導体
レーザの波長７８０ｎｍに対しＮＡ＝０．４５で回折限
界まで出射光を絞れ、しかも厚さｄ１のディスク基板に
よる収差を補正するように曲線チャープ格子が設計され
ている。一方、第２の集光グレーティングカップラ１３
は、例えばＮＡ＝０．７〜０．８で、しかも厚さｄ２の
ディスク基板による収差を補正するように設計されてい
るものとする。

【００１８】また、第１のビームスプリッタ８と第２の
ビームスプリッタ１６は、それぞれの反射光が迷光とな
って相手に入射しないように、お互いに位置をずらして
設置されている。

【００１９】以上の光導波路及び光導波型素子について
は、例えば西原，春名，栖原共著「光集積回路」オーム
社（１９８５）等に詳細な記述があり、本発明では光導
波路２やＳＡＷトランスデューサなどにこれらの公知の
光導波路及び導波型素子のいずれも使用できる。

【００２０】以上のように構成された本実施例における
光ヘッドについて、図１を用いて以下その動作を説明す
る。光ディスク１０１が第１の光ディスクの場合、駆動
電流が第１の半導体レーザ３に流され、第１の半導体レ
ーザ３は光導波路２の一方の端面からレーザ光を入射し
、このレーザ光は導波光として伝播する。この導波光は
第１の導波路コリメートレンズ４によって平行光にされ
、第１のビームスプリッタ８を透過した後、第１のＳＡ
Ｗトランスデューサ６から発生された表面弾性波７を横
切り、第１の集光グレーティングカップラ５に入射する
。第１の集光グレーティングカップラ５は、これを光導
波路２外に取り出し、第１の光ディスク１０１上の情報
トラック１０２に集光させる。このとき、導波光は表面
弾性波７との音響光学相互作用により、伝播方向が変え
られる。よって、集光グレーティングカップラ５からの
光の出射位置が変わるので、光ディスク表面上の集光ス
ポットの位置が変化する。更に詳しく図にしたがって説
明する。図３は本光ヘッドの集光グレーティングカップ
ラ、ＳＡＷトランスデューサ及び表面弾性波の形成され
た部分を拡大した略斜視図である。表面弾性波の周波数
に応じて、導波光が実線と点線の間で振られる。この振
られる角を偏向角（θで表す）と呼ぶ。よって、集光グ
レーティングカップラからの出射光も振られ、集光スポ
ットが移動する。θは表面弾性波７の周波数にほぼ比例
して変化するので、第１のＳＡＷトランスデューサ６に
外部から印加する高周波電圧の周波数を変えることによ
り、上記集光スポットのトラッキング制御を行うことが
できる。

【００２１】第１の光ディスク１０１からの反射光は、
再び第１のグレーティングカップラ５を介して光導波路
２内に入射し、戻り導波光として表面弾性波７を横切り
、第１のビームスプリッタ８において第１の導波路検出
レンズ９の方向へ反射される。第１の導波路検出レンズ
９はその戻り光を第１の光検出器１０へ集光し、第１の
光検出器１０は戻り光の強弱や強度分布から、第１の光
ディスク１０１に記録されていた情報信号（以後、Ｓ１
で示す）や、フォーカス誤差信号（以後、Ｆ１で示す）
、トラッキング誤差信号（以後、Ｔ１で示す）などのサ
ーボ信号を検出して外部に出力する。また、第１の半導
体レーザ３が出力するレーザ光の強度を変調することな
どにより、第１の光ディスク１０１に情報信号を記録し
たり、消去する。

【００２２】一方、光ディスク１０１が第２の光ディス
クの場合は、第２の半導体レーザ１１、第２の導波路コ
リメートレンズ１２、第２の集光グレーティングカップ
ラ１３、第２のＳＡＷトランスデューサ１４、第２のビ
ームスプリッタ１６、第２の導波路検出レンズ１７及び
第２の光検出器１８によって上述した第１の光ディスク
の場合と同様の動作がなされ、情報信号（以後、Ｓ２で
示す）、フォーカス誤差信号（以後、Ｆ２で示す）及び
トラッキング誤差信号（以後、Ｔ２で示す）が出力され
る。

【００２３】また、基板１はフォーカシングアクチュエ
ータによってヘッドベースから支持されており、前述し
たフォーカス誤差信号（Ｆ１またはＦ２）に応じて、デ
ィスク記録層にレーザ光が集束されるよう、基板１とデ
ィスクの距離が制御される。

【００２４】次に、上述の光ヘッドを備えた光ディスク
装置について説明する。図４はそのような光ディスク装
置の構成を示すブロック図、図５はそれに用いる光ディ
スクのカートリッジの斜視図である。この２つの図にお
いて、１０１は第１または第２の光ディスクであり、３
０はディスクを収納して保護するカートリッジであり、
プラスチックなどの剛性を有した材料で形成されている
。３１は前述した本発明における第１の実施例を用いた
第１の光ヘッドであり、導波路基板、フォーカシングア
クチュエータ、ヘッドベースなどから構成される。３２
は光ディスク１０１の下面に設置され、第１の光ヘッド
３１をディスクの半径方向に、ディスク面からの距離を
一定に保って移動させるリニアモータである。また、３
３はカートリッジ３０の表面に設置された識別孔である
。ここで、図５にしたがってカートリッジ３０について
説明すると、収納されている光ディスク１０１が第１の
光ディスクの場合には、識別孔３３は閉じられており、
第２の光ディスクの場合には開けられている。また同図
において、６０はスライドシャッタであり、カートリッ
ジ３０本体が光ディスク装置から取り外されているとき
は、防塵のために閉じられている。３４はカートリッジ
３０が本実施例の光ディスク装置に装着されたときに、
識別孔３３の上部に位置するように設置されたＬＥＤ、
３５はＬＥＤ３４と対向する位置に設置されたフォトダ
イオードであり、検出信号を後述するシステムコントロ
ーラ４８に出力する。３６は半導体レーザの駆動電流を
後述する第１のセレクタ３７に出力するＬＤ駆動回路、
３７は後述するシステムコントローラ４８からの制御信
号に応じて、前述の駆動電流の出力先を第１の光ヘッド
３１の第１の半導体レーザ３または第２の半導体レーザ
１１の一方に切り換える第１のセレクタである。３８は
第１の光ヘッド３１の第１の光検出器１０の出力信号（
Ｓ１，Ｆ１及びＴ１）と第２の光検出器１８の出力信号
（Ｓ２，Ｆ２及びＴ２）のどちらか一組を選択して出力
する第２のセレクタであり、３９は第２のセレクタ３８
の出力する信号からトラッキング誤差信号を入力され、
トラッキング誤差電圧ＶＴＥを後述するＶ／ｆ変換回路
４０へ出力するトラッキング誤差検出回路、４０はトラ
ッキング誤差電圧ＶＴＥを入力され周波数ｆＳの高周波
信号を出力するＶ／ｆ変換回路、４１はＶ／ｆ変換回路
４０から高周波信号を入力され、高周波電圧を後述する
第３のセレクタ４３に出力するＳＡＷ駆動回路であり、
以上は第１のトラッキング制御回路４２を構成している
。さらに、４３はＳＡＷ駆動回路４１の出力する高周波
電圧の出力先を、前述の第１の光ヘッド３１の第１のＳ
ＡＷトランスデューサ６と第２のＳＡＷトランスデュー
サ１４のどちらかに選択する第３のセレクタである。 ４４は後述するシステムコントローラ４８が出力する制
御信号によって、リニアモータ３２へ駆動電流を出力す
るリニアモータ制御回路、４５はフォーカス誤差信号（
Ｆ１またはＦ２）を入力され、第１の光ヘッド３１のフ
ォーカシングアクチュエータへ制御電流を出力するフォ
ーカス制御回路、４６は情報信号（Ｓ１またはＳ２）を
入力され、後述するスピンドルモータ４７へ制御電流を
出力するスピンドル制御回路であり、４７は光ディスク
１０１を回転させるスピンドルモータである。４８はフ
ォトダイオード３５の出力によって第１のセレクタ３７
、第２のセレクタ３８及び第３のセレクタ４３に制御信
号を出力し、ＬＥＤ３４やリニアモータ制御回路４４に
制御信号を出力するシステムコントローラ、４９は情報
信号（Ｓ１またはＳ２）を入力され、もしくは記録信号
をＬＤ駆動回路３６に出力する信号処理回路である。

【００２５】以上のように構成された本実施例の光ディ
スク装置について、図４を用いて以下その動作を説明す
る。まず、カートリッジ３０が本実施例の光ディスク装
置に装着された場合、ＬＥＤ３４が発光し、識別孔３３
を通過する透過光の有無をフォトダイオード３５が検出
する。透過光が検出された場合は、システムコントロー
ラ４８は、装着されたカートリッジ３０の中身が第２の
光ディスクであると判断し、第１のセレクタ３７、第２
のセレクタ３８及び第３のセレクタ４３に制御信号を出
力する。これにより、ＬＤ駆動回路３６の出力する駆動
電流の出力先として第２の半導体レーザ１１が、また、
トラッキング制御回路４２、フォーカス制御回路４５、
スピンドル制御回路４６及び信号処理回路４９の入力先
として第２の光検出器１８が、また、ＳＡＷ駆動回路４
１の出力先として第２のＳＡＷトランスデューサ１４が
選ばれる。従って、第１の光ヘッド３１では第２の半導
体レーザ１１が発光し、第２の集光グレーティングカッ
プラ１３からレーザ光が照射され、光ディスク１０１の
情報トラックに収差なく集光される。同時に、ディスク
からの反射光を第２の光検出器１８が検出し、情報信号
Ｓ２，フォーカス誤差信号Ｆ２及びトラッキング誤差信
号Ｔ２として出力する。これらは第２のセレクタ３８を
介して、Ｓ２はスピンドル制御回路４６及び信号処理回
路４９に、Ｆ２はフォーカス制御回路４５に、Ｔ２はト
ラッキング誤差検出回路３９に入力される。トラッキン
グ誤差検出回路３９は、情報トラック上の集光スポット
のトラックずれ量に応じて、第１の光ヘッド３１のＴ２
からトラッキング誤差電圧ＶＴＥを生成し、Ｖ／ｆ変換
回路４０へ出力する。Ｖ／ｆ変換回路４０は入力された
電圧に応じて出力信号の周波数ｆＳを変えるように設計
されている。ＳＡＷ駆動回路４１はＶ／ｆ変換回路４０
から入力された高周波信号と同一の周波数ｆＳの駆動電
圧を第３のセレクタ４３を介して第１の光ヘッド３１の
第２のＳＡＷトランスデューサ１４に出力する。前述し
たように、第１の光ヘッド３１の第２の集光グレーティ
ングカップラ１３へ入射する導波光は、第２のＳＡＷト
ランスデューサ１４に印加される高周波電圧の周波数に
ほぼ比例してその偏向角が変化する。このように導波光
の偏向角が変化すれば、集光グレーティングカップラか
らの光の出射位置が変わり、光ディスク１０１上の集光
スポットの位置がトラックに対して変化する。そこで、
この変化する方向がトラックの方向と垂直になる向きに
導波路基板を設置しておけば、上記偏向角の変化により
集光スポットがトラックに近づくように、Ｖ／ｆ変換回
路４０の出力信号周波数ｆＳの増減方向を設定しておく
ことによって、トラッキング誤差を解消することができ
る。また、フォーカス制御回路４５は、フォーカス誤差
信号Ｆ２にしたがって、導波路基板を支持するフォーカ
シングアクチュエータの駆動電流を制御することにより
、レーザ光を光ディスク１０１にフォーカス誤差なく集
束させる。スピンドル制御回路４６は、情報信号Ｓ２か
らクロック成分を抜き出してスピンドルモータ３７を制
御し、光ディスク１０１をＣＬＶ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ　
　Ｌｉｎｅａｒ　Ｖｅｌｏｃｉｔｙ：コンスタント・リ
ニア・ベロシティ），ＣＡＶ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ　Ａｎ
ｇｕｌｅｒ　Ｖｅｌｏｃｉｔｙ：コンスタント・アンギ
ュラー・ベロシティ）などで回転させる。さらにリニア
モータ制御回路４４は、システムコントローラ４８の命
令によって、リニアモータ３２を制御し、第１の光ヘッ
ド３１を光ディスク１０１の内周方向または外周方向へ
移動させる。信号処理回路４９は、再生時には情報信号
Ｓ２から復調及び復号等の信号処理を行って、音声また
は映像信号等として外部へ出力する。一方、記録時には
外部から入力された音声または映像信号などを符号化，
変調などの信号処理を施して、記録信号としてＬＤ駆動
回路３６へ出力する。

【００２６】一方、フォトダイオード３５が透過光を検
出しないときは、システムコントローラ４８はカートリ
ッジ３０の中身を前述の第１の光ディスクであると判断
し、第１のセレクタ３７、第２のセレクタ３８及び第３
のセレクタ４３に制御信号を出力する。よって、ＬＤ駆
動回路３６の出力する駆動電流の出力先として第１の半
導体レーザ３が選ばれる。トラッキング制御回路３９に
はトラッキング誤差信号としてＴ１が、フォーカス制御
回路４５にはフォーカス誤差信号としてＦ１が、スピン
ドル制御回路４６及び信号処理回路４９には情報信号Ｓ
１が入力される。ＳＡＷ駆動回路４１の出力先としては
第１のＳＡＷトランスデューサ６が選ばれる。したがっ
て、第１の光ヘッド３１では第１の半導体レーザ１１が
発光し、第１の集光グレーティングカップラ５からレー
ザ光が照射され、光ディスク１０１の情報トラックに収
差なく集光され、第１のＳＡＷトランスデューサ５によ
ってトラッキング誤差が解消される。そのほかの動作は
前述した第２の光ディスクの場合と同じである。

【００２７】以上のように本実施例によれば、光導波路
２に形成された、第１の光ディスクのディスク基板の厚
さに対応した第１の集光グレーティングカップラ５と、
第２の光ディスクのディスク基板の厚さに対応した第２
の集光グレーティングカップラ１３とを備えたことによ
り、ディスク基板の厚さに応じて集光スポットの収差補
正をして信号を良好に記録，再生もしくは消去すること
ができる。しかも、第１の集光グレーティングカップラ
５に入射する導波光を第１のＳＡＷトランスデューサ６
によって、第２の集光グレーティングカップラ１３に入
射する導波光を第２のＳＡＷトランスデューサ１４によ
って、それぞれトラッキング誤差に応じて偏向させるこ
とにより、トラッキング制御を機械的なアクチュエータ
無しで行うことができ、光ヘッドの小型軽量化と組立工
数の削減が図れる。

【００２８】また、カートリッジ３０上に設けられた識
別孔３３と、その開閉を検出するＬＥＤ３４とフォトダ
イオード３５からなるディスク判別手段と、２つの集光
グレーティングカップラを基板上に形成した第１の光ヘ
ッド３１とを備えたことにより、基板厚さの異なる複数
の光ディスクを自動判別して、基板厚さに応じて集光で
き、信号を良好に記録，再生もしくは消去することがで
きる。

【００２９】なお、本実施例においては、ディスク基板
の厚さを２種類としたが、２種類以上の複数の基板厚さ
にも適用できる。その場合は、これに応じて基板１上の
構成要素を各々増やせばよい。

【００３０】次に、本発明の第２の実施例について説明
する。図６は本発明の第２の実施例における光ヘッドの
構成を示す略斜視図である。同図において、第３のビー
ムスプリッタ１９，導波路ミラー２０を除いては、図１
に示した第１の実施例の光ヘッドと同じ構成であり、同
一構成部分には同一符号を付してある。すなわち、本実
施例の光ヘッドは、図１の第１の実施例の光ヘッドにお
ける第２の半導体レーザ１１と第２の導波路コリメート
レンズ１２の代わりに、第１の導波路コリメートレンズ
４と第１のビームスプリッタ８の間の光路上に第３のビ
ームスプリッタ１９を設置し、第３のビームスプリッタ
１９が２分割した導波光のうち、第１のビームスプリッ
タ８とは異なる方向に分割された導波路を反射して、第
２の集光グレーティングカップラ１３に入射する位置に
、導波路ミラー２０を形成した構成を採っている。

【００３１】以上のように構成された本実施例における
光ヘッドについて、図６を用いて以下その動作を説明す
る。駆動電流が第１の半導体レーザ３に流され、第１の
半導体レーザ３は光導波路２の一方の端面からレーザ光
を入射する。このレーザ光は導波光として伝播する。こ
の導波光は第１の導波路コリメートレンズ４によって平
行光にされ、第３のビームスプリッタ１９によって透過
光と反射光に２分割される。その後、透過光は第１のビ
ームスプリッタ８を経て第１の集光グレーティングカッ
プラ５に、反射光は導波路ミラー２０で方向を変えられ
、第２のビームスプリッタ１６を経て第２の集光グレー
ティングカップラ１３に入射する。２つの集光グレーテ
ィングカップラから光ディスク１０１上に出射された光
ビームは、それぞれ反射されて再び光導波路２内に戻る
。光ディスク１０１が第１の光ディスクの場合は、第１
の光検出器１０の出力を光検出信号として外部に出力す
る。また、光ディスク１０１が第１の光ディスクの場合
は、第１の光検出器１０の出力を光検出信号として外部
に出力する。その他の動作は本発明の第１の実施例にお
ける光ヘッドと同様であり、トラッキング制御も同様に
行われる。

【００３２】次に、そのような光ヘッドを備えた光ディ
スク装置について説明する。図７はそのような光ディス
ク装置の構成を示すブロック図である。同図において、
第２の光ヘッド５０以外は、図４に示した光ディスク装
置と同じ構成である。すなわち、本光ディスク装置は、
第１の実施例の光ヘッドを用いた光ディスク装置（図４
参照）の第１の光ヘッド３１及び第１のセレクタ３７に
代えて、第２の実施例を適用した第２の光ヘッド５０を
備えた点と、ＬＤ駆動回路３６からの駆動電流を直接第
２の光ヘッド５０の第１の半導体レーザ３に加える点に
差異がある。

【００３３】以上のような構成により、システムコント
ローラ４８は、装着されたカートリッジの中身が第２の
光ディスクだと判断したときは、制御信号を第２のセレ
クタ３８に出力する。第２のセレクタ３８は、第２の光
ヘッド５０の第２の光検出器１８の出力信号（Ｓ２，Ｆ
２及びＴ２）を、スピンドル制御回路４６，信号処理回
路４９，フォーカス制御回路４５及びトラッキング誤差
検出回路３９に出力する。同時に、システムコントロー
ラ４８は、制御信号を第３のセレクタ４３へ出力する。 第３のセレクタ４３は、ＳＡＷ駆動回路４１の出力する
高周波電圧を、第２の光ヘッド５０の第２のＳＡＷトラ
ンスデューサ１４へ印加する。よって、第２の光ヘッド
５０における第２の集光グレーティングカップラ１３か
ら出射される集光スポットのトラッキング誤差が解消さ
れる。そのほかの動作は前述した第１の光ディスクの場
合と同じである。

【００３４】一方、第１の光ディスクのときは、システ
ムコントローラ４８は第２のセレクタ３８に、第１の光
検出器１０の出力信号（Ｓ１，Ｆ１及びＴ１）を選択さ
せる。同時に、第３のセレクタ４３に第１のＳＡＷトラ
ンスデューサ６を選択させる。よって同様に、第１の集
光グレーティングカップラ５から出射される光ビームの
トラッキング誤差が解消される。

【００３５】以上のように本実施例によれば、前述の第
１の実施例による効果に加えて、１つの半導体レーザか
らの導波光を分岐手段である第３のビームスプリッタ１
９によって２分割して各々の集光グレーティングカップ
ラに導くことにより、使用する半導体レーザの個数を削
減できる。

【００３６】なお、本実施例においては、ディスク基板
の厚さが２種類として説明したが、２種類以上の複数の
基板厚さにも適用できる。仮にＮ種類とすると、集光グ
レーティングカップラをＮ個、半導体レーザからの導波
光を分割するビームスプリッタをＮ−１個有する構成に
すれば良い。ここで、ディスク上に集光されるレーザ光
の光量を全て等しくするために、各々のビームスプリッ
タの光量分割比を（表１）のように設計するのが好まし
い。

【００３７】

【表１】

【００３８】もちろん、１つのビームスプリッタでＮ分
割するものでもよい。次に、本発明の第３の実施例につ
いて以下説明する。

【００３９】図８は本発明の第３の実施例における光ヘ
ッドの構成を示す略斜視図である。同図において、第１
または第２の光ディスク１０１，情報トラック１０２、
基板１，光導波路２，第１の半導体レーザ３，第１の導
波路コリメートレンズ４，第１の集光グレーティングカ
ップラ５，第１のＳＡＷトランスデューサ６，表面弾性
波７，第２の集光グレーティングカップラ１３，第２の
ＳＡＷトランスデューサ１４及び表面弾性波１５は、図
６に示した第２の実施例の光ヘッドと同一なので詳細な
説明は省略する。２１は自己の発生した表面弾性波が第
１の導波路コリメートレンズ４からの出射導波光の光路
に交わるよう、光導波路２上に設置された第３のＳＡＷ
トランスデューサで、２２は第３のＳＡＷトランスデュ
ーサ２１が発生した表面弾性波である。

【００４０】以上のように構成された本実施例における
光ヘッドについて、図８を用いて以下その動作を説明す
る。第１の半導体レーザ３は光導波路２の一方の端面か
らレーザ光を入射し、このレーザ光は導波光として伝播
する。この導波光は第１の導波路コリメートレンズ４に
よって平行光にされ、第１のビームスプリッタ８を透過
した後、第３のＳＡＷトランスデューサ２１から発生さ
れた表面弾性波２２を横切る。このとき、平行導波光は
、第３のＳＡＷトランスデューサ２１に外部から印加す
る高周波電圧の周波数に応じて、第１の集光グレーティ
ングカップラ５と第２の集光グレーティングカップラ１
３のどちらかへ、伝播方向が切り替わる。ここでは、そ
れぞれの方向へ導波光を偏向させる時の高周波電圧の周
波数をそれぞれｆ１及びｆ２とする。そこで、第１の光
ディスクの場合は、外部から周波数ｆ１の高周波電圧が
第３のＳＡＷトランスデューサ２１に印加され、平行導
波光は第１の集光グレーティングカップラ５に入射する
。第１の集光グレーティングカップラ５は、これを光導
波路２外に取り出し、第１の光ディスク１０１上の情報
トラック１０２に集光させる。ディスク表面からの反射
光は、再び第１のグレーティングカップラ５を介して光
導波路２内に入射し、戻り導波光として逆方向に伝播す
る。そして、表面弾性波２２によって方向を変えられた
のち、第１のビームスプリッタ８において第１の導波路
検出レンズ９の方向へ反射される。第１の導波路検出レ
ンズ９は、その戻り光を第１の光検出器１０へ集光する
。第１の光検出器１０は戻り光の強弱や強度分布から、
第１の光ディスク１０１に記録されていた情報信号Ｓ１
や、フォーカス誤差信号Ｆ１及びトラッキング誤差信号
Ｔ１などのサーボ信号を検出して外部に出力する。 また、第１の半導体レーザ３が出力するレーザ光の強度
を変調することなどにより、第１の光ディスク１０１に
情報信号を記録したり、消去する。

【００４１】一方、第２の光ディスクの場合は、外部か
ら周波数ｆ２の高周波電圧が第３のＳＡＷトランスデュ
ーサ２１に印加され、平行導波光は第２の集光グレーテ
ィングカップラ１３に入射する。その後の動作は上述し
た第１の光ディスクの場合と同様であり、トラッキング
制御も同様に行われる。

【００４２】次に、第３の実施例の光ヘッドを備えた光
ディスク装置について説明する。図９はそのような光デ
ィスク装置の構成を示すブロック図である。同図におい
て、第３の光ヘッド５１と高周波駆動回路５２以外は、
図７に示した光ディスク装置と同じ構成である。すなわ
ち、本光ディスク装置は、第２の実施例の光ヘッドを用
いた光ディスク装置（図７参照）の第２の光ヘッド５０
に代えて、第３の実施例を適用した第３の光ヘッド５１
を有した点と、システムコントローラ４８の制御信号に
応じて高周波電圧を第３の光ヘッド５１の第３のＳＡＷ
トランスデューサ２１に出力する高周波駆動回路５２を
備えた点に差異がある。また、第２のセレクタ３８を廃
して、第３の光ヘッド５１の第１の光検出器１０が出力
する情報信号Ｓ１，フォーカス誤差信号Ｆ１及びトラッ
キング誤差信号Ｔ１を、直接それぞれ信号処理回路４９
，スピンドル制御回路４６，フォーカス制御回路４５及
びトラッキング誤差検出回路３９に出力する構成になっ
ている。

【００４３】以上のような構成により、システムコント
ローラ４８は、装着されたカートリッジの中身が第２の
光ディスクだと判断したときは、制御信号を高周波駆動
回路５２及び第３のセレクタ４３に出力する。高周波駆
動回路５２は、これにより周波数ｆ２の高周波電圧を第
３の光ヘッド５１の第３のＳＡＷトランスデューサ２１
へ印加させる。従って、第３の光ヘッド５１では第２の
集光グレーティングカップラ１３からレーザ光が照射さ
れ、第２の光ディスクの情報トラックに収差なく集光さ
れる。同時に、第３の光ヘッド５１の第１の光検出器１
０はディスクからの反射光より光検出信号を出力し、ト
ラッキング誤差検出回路３９にはＴ１が、フォーカス制
御回路４５にはＦ１が、スピンドル制御回路４６及び信
号処理回路４９にはＳ１が入力される。そのほかの動作
は第２の実施例の光ヘッドを用いた光ディスク装置と同
じである。

【００４４】一方、第１の光ディスクのときは、システ
ムコントローラ４８は、高周波駆動回路５２に制御信号
を出力して、周波数ｆ１の高周波電圧を第３の光ヘッド
５１の第３のＳＡＷトランスデューサ２１へ印加させる
。したがって、第３の光ヘッド５１では第１の集光グレ
ーティングカップラ５からレーザ光が照射され、第１の
光ディスクの情報トラックに収差なく集光される。以上
のように本実施例によれば、前述の第１の実施例の効果
に加えて、第３のＳＡＷトランスデューサ２１によって
導波光の光路を切り換えることにより、使用する半導体
レーザは１個で済み、しかも、各々の集光グレーティン
グカップラが同時にレーザ光を射出することはないため
、半導体レーザの出射パワーを効率よく集光グレーティ
ングカップラから取り出すことができ、前述の第２の実
施例よりも伝達効率の良好な光ヘッドを提供することが
できる。

【００４５】さらに、導波路コリメートレンズ４と表面
弾性波２１の間に第１のビームスプリッタ８を設置した
ことにより、１つの光検出器で２つの集光グレーティン
グカップラからの戻り光を検出できる。

【００４６】なお、本実施例においては、ディスク基板
の厚さを２種類としたが、２種類以上の複数の基板厚さ
にも適用できる。その場合は、集光グレーティングカッ
プラを増やし、それに応じて第３のＳＡＷトランスデュ
ーサ２１によって光路を切り換えればよい。

【００４７】次に、本発明の第４の実施例について説明
する。図１０は本発明の第４の実施例における光ヘッド
の構成を示す略斜視図である。同図において、第４のＳ
ＡＷトランスデューサ２３，表面弾性波２４を除いては
、図６に示した第２の実施例の光ヘッドと同じ構成であ
り、同一構成部分には同一符号を付してある。すなわち
、本実施例の光ヘッドは、図６の第２の実施例の光ヘッ
ドにおいて第１のＳＡＷトランスデューサ６と第２のＳ
ＡＷトランスデューサ１４の代わりに、第１の導波路コ
リメートレンズ４と第３のビームスプリッタ１９の間の
光路上に自己の発生する表面弾性波２４が位置するよう
に第４のＳＡＷトランスデューサ２３を形成した構成を
採っている。

【００４８】このような構成により、第４のＳＡＷトラ
ンスデューサ２３に外部から印加する高周波電圧の周波
数を、トラッキング誤差信号に応じて変えることにより
、光ディスク１０１上での集光スポットのトラッキング
制御を行う。そのほかの動作は第２の実施例の光ヘッド
と同一である。

【００４９】次に、前述の第４の実施例の光ヘッドを備
えた光ディスク装置について説明する。

【００５０】図１１はそのような光ディスク装置の構成
を示すブロック図である。同図において、５３の第４の
光ヘッド以外は、図７に示した光ディスク装置と同じ構
成である。すなわち、本光ディスク装置は、第２の実施
例の光ヘッドを用いた光ディスク装置（図７参照）の第
２の光ヘッド５０に代えて、第４の実施例を適用した第
４の光ヘッド５３を有した点と、第３のセレクタ４３を
除去してＳＡＷ駆動回路４１の出力を直接第４の光ヘッ
ド５３の第４のＳＡＷトランスデューサ２３に入力する
構成にした点に差異がある。

【００５１】以上のような構成により、システムコント
ローラ４８は、装着されたカートリッジの中身が第２の
光ディスクだと判断したときは、制御信号を第２のセレ
クタ３８に出力する。第２のセレクタ３８は、第２の光
ヘッド５０の第２の光検出器１８の出力信号（Ｓ２，Ｆ
２及びＴ２）を、スピンドル制御回路４６，信号処理回
路４９，フォーカス制御回路４５及びトラッキング誤差
検出回路３９に出力する。同時に、ＳＡＷ駆動回路４１
の出力する高周波電圧は第４の光ヘッド５３の第４のＳ
ＡＷトランスデューサ２３へ印加する。よって、第４の
光ヘッド５３における第２の集光グレーティングカップ
ラ１３から出射される光ビームのトラッキング誤差が解
消される。そのほかの動作は、前述した第２の光ヘッド
を用いた光ディスクの場合と同じである。

【００５２】一方、第１の光ディスクのときは、システ
ムコントローラ４８は第２のセレクタ３８に、第１の光
検出器１０の出力信号（Ｓ１，Ｆ１及びＴ１）を選択さ
せる。よって同様に、第１の集光グレーティングカップ
ラ５から出射される光ビームのトラッキング誤差が解消
される。

【００５３】以上のように本実施例によれば、前述の第
２の実施例における効果に加え、ＳＡＷトランスデュー
サの個数を集光グレーティングカップラの個数に応じて
増やさずに、ただ１つでトラッキング制御が可能となる
。また、光導波路２上で集光グレーティングカップラと
の距離を長くとれるので、表面弾性波２４による偏向角
が小さくても、集光スポットの振れ幅を大きくとれる。 すなわち、偏芯の大きい光ディスクに対しても、トラッ
キング制御が可能になるという長所がある。

【００５４】次に、本発明の第５の実施例について説明
する。図１２は本発明の第５の実施例における光ヘッド
の構成を示す略斜視図である。同図において、第５のＳ
ＡＷトランスデューサ２５，表面弾性波２６を除いては
、図８に示した第３の実施例の光ヘッドと同じ構成であ
り、同一構成部分には同一符号を付してある。すなわち
、本実施例の光ヘッドは、図８の第３の実施例の光ヘッ
ドにおける第１のＳＡＷトランスデューサ６と第２のＳ
ＡＷトランスデューサ１４の代わりに、第１の導波路コ
リメートレンズ４と第１のビームスプリッタ８の間の光
路上に自己の発生する表面弾性波２６が位置するように
、第５のＳＡＷトランスデューサ２５を形成した構成を
採っている。

【００５５】このような構成により、第５のＳＡＷトラ
ンスデューサ２５に外部から印加する高周波電圧の周波
数を、トラッキング誤差信号に応じて変えることにより
、光ディスク１０１上での集光スポットのトラッキング
制御を行う。そのほかの動作は第３の実施例の光ヘッド
と同一である。

【００５６】次に、第５の実施例の光ヘッドを備えた光
ディスク装置について説明する。図１３はそのような光
ディスク装置の構成を示すブロック図である。同図にお
いて、第５の光ヘッド５４以外は、図９に示した光ディ
スク装置と同じ構成である。すなわち、本光ディスク装
置は、第３の実施例の光ヘッドを用いた光ディスク装置
（図９参照）の第３の光ヘッド５１に代えて、第５の実
施例を適用した第５の光ヘッド５４を有した点と、第３
のセレクタ４３を除去してＳＡＷ駆動回路４１の出力を
直接第５の光ヘッド５４の第５のＳＡＷトランスデュー
サ２５に入力する構成にした点に差異がある。

【００５７】以上のような構成により、システムコント
ローラ４８は、装着されたカートリッジの中身が第２の
光ディスクだと判断したときは、制御信号を高周波駆動
回路５２に出力する。これにより、高周波駆動回路５２
は周波数ｆ２の高周波電圧を第５の光ヘッド５４の第３
のＳＡＷトランスデューサ２１へ印加させる。従って、
第５の光ヘッド５４では第２の集光グレーティングカッ
プラ１３からレーザ光が照射され、第２の光ディスクの
情報トラックに収差なく集光される。同時に、第５の光
ヘッド５４の第１の光検出器１０は、光ディスク１０１
からの反射光を検出し、トラッキング誤差信号Ｔ１をト
ラッキング誤差検出回路３９に、フォーカス誤差信号Ｆ
１をフォーカス制御回路４５に、情報信号Ｓ１をスピン
ドル制御回路４６及び信号処理回路４９に出力する。Ｓ
ＡＷ駆動回路４１の出力する高周波電圧は第５の光ヘッ
ド５４の第５のＳＡＷトランスデューサ２５へ印加され
る。よって、第５の光ヘッド５４における第２の集光グ
レーティングカップラ１３から出射される光ビームのト
ラッキング誤差が解消される。そのほかの動作は第３の
実施例の光ヘッドを用いた光ディスク装置と同じである
。

【００５８】一方、第１の光ディスクのときは、システ
ムコントローラ４８は高周波駆動回路５２に制御信号を
出力して、周波数ｆ１の高周波電圧を第３のＳＡＷトラ
ンスデューサ２１へ印加させる。従って、第５の光ヘッ
ド５４では第１の集光グレーティングカップラ５からレ
ーザ光が照射され、第１の光ディスクの情報トラックに
収差なく集光される。また、この場合も、ＳＡＷ駆動回
路４１の出力する高周波電圧は、第５の光ヘッド５４の
第５のＳＡＷトランスデューサ２５に加えられ、集光ビ
ームのトラッキング制御が行われる。

【００５９】以上のように本実施例によれば、前述の第
３の実施例の効果に加え、ＳＡＷトランスデューサの個
数を集光グレーティングカップラの個数に応じて増やさ
ずに、ただ１つでトラッキング制御が可能となる。また
、光導波路２上で集光グレーティングカップラとの距離
を長くとれるので、表面弾性波２６による偏向角が小さ
くても、集光スポットの振れ幅を大きくとれる。すなわ
ち、偏芯の大きい光ディスクに対しても本実施例の光ヘ
ッドは、トラッキング制御が可能になるという長所があ
る。

【００６０】次に、本発明の第６の実施例について説明
する。図１４は本発明の第６の実施例における光ヘッド
の構成を示す略斜視図である。同図において、第６のＳ
ＡＷトランスデューサ２７，表面弾性波２８を除いては
、図１２に示した第５の実施例の光ヘッドと同じ構成で
あり、同一構成部分には同一符号を付してある。すなわ
ち、本実施例の光ヘッドは、図１２の第５の実施例の光
ヘッドにおける第３のＳＡＷトランスデューサ２１と第
５のＳＡＷトランスデューサ２５の代わりに、第１のビ
ームスプリッタ８と第１の集光グレーティングカップラ
５の間の光路上に、自己の発生する表面弾性波２８が位
置するように第６のＳＡＷトランスデューサ２７を形成
した構成を採っている。

【００６１】このような構成により、光ディスク１０１
が第１の光ディスクの場合は、第６のＳＡＷトランスデ
ューサ２７に外部から印加する高周波電圧の周波数を、
ｆ１（第３の実施例の光ヘッド参照）を中心にトラッキ
ング誤差信号に応じて変えることにより、光ディスク１
０１上での集光スポットのトラッキング誤差を解消する
。また、第２の光ディスクの場合は、ｆ２を中心にトラ
ッキング誤差信号に応じて変える。そのほかの動作は第
３の実施例の光ヘッドと同一である。

【００６２】次に、第６の実施例の光ヘッドを備えた光
ディスク装置について説明する。図１５は本光ディスク
装置の構成を示すブロック図である。同図において、１
０１は第１または第２の光ディスク、３０はカートリッ
ジ、３２はリニアモータ、３３は識別孔、３４はＬＥＤ
、３５はフォトダイオード、３６はＬＤ駆動回路、４４
はリニアモータ制御回路、４５はフォーカス制御回路、
４６はスピンドル制御回路、４７はスピンドルモータ、
４９は信号処理回路であり、図１３の第５の実施例に置
ける光ディスク装置と同一のものであり、詳細な説明は
省略する。また、５５は第６の実施例を適用した光ヘッ
ドであり、３９は第６の光ヘッド５５の第１の光検出器
１０からトラッキング誤差信号Ｔ１を入力され、トラッ
キング誤差電圧ＶＴＥを後述する加算器５３へ出力する
トラッキング誤差検出回路である。５６は後述するシス
テムコントローラ４８からの制御信号によって電圧Ｖｉ
を後述する加算器５７に出力する電圧切替回路、５７は
トラッキング誤差検出回路３９の出力するＶＴＥと電圧
切替回路５６の出力するＶｉを入力され後述するＶ／ｆ
変換回路４０へ電圧ＶＯ（ＶＯ＝ＶＴＥ＋Ｖｉ）を出力
する加算器、４０は入力された電圧値に応じた周波数の
高周波信号を出力するＶ／ｆ変換回路、４１はＶ／ｆ変
換回路４０から入力された高周波信号の周波数に応じて
、高周波電圧を第６の光ヘッド５５の第６のＳＡＷトラ
ンスデューサ２７に印加するＳＡＷ駆動回路であり、以
上は第２のトラッキング制御回路５８を構成している。 さらに、４８はシステムコントローラであり、ＬＥＤ３
４，信号処理回路４９，電圧切替回路５６及びリニアモ
ータ制御回路４４に制御信号を出力する。

【００６３】以上のように構成された本実施例の光ディ
スク装置について、図１５を用いて以下その動作を説明
する。まず、装着されたカートリッジ３０の中身が第２
の光ディスクの場合は、システムコントローラ４８は、
電圧切替回路５６を制御して出力電圧Ｖｉ＝Ｖ２に設定
する。また、トラッキング誤差検出回路３９の出力電圧
ＶＴＥは「０」に初期設定されており、加算器５７はＶ
ｉとＶＴＥを電圧加算してＶＯ＝Ｖ２をＶ／ｆ変換回路
４０に出力する。ここで、Ｖ／ｆ変換回路４０は入力さ
れた電圧ＶＯに応じて出力信号の周波数ｆＳを変える。 本実施例ではＶＯ＝Ｖ１のときｆＳ＝ｆ１、およびＶＯ
＝Ｖ２のときｆＳ＝ｆ２で出力され、ｆＳはＶＯに対し
て比例して変化するように設計されている。よって、Ｖ
／ｆ変換回路４０は周波数ｆ２の高周波信号をＳＡＷ駆
動回路４１に出力し、ＳＡＷ駆動回路４１は周波数ｆ２
の高周波電圧を第６の光ヘッド５５の第６のＳＡＷトラ
ンスデューサ２７に印加する。よって、第６の光ヘッド
５５では第２の集光グレーティングカップラ１３からレ
ーザ光が照射され、第２の光ディスクの情報トラックに
収差なく集光される。同時に、第６の光ヘッド５５では
、ディスクからの反射光を第１の光検出器１０で検出し
、トラッキング誤差信号Ｓ１をトラッキング誤差検出回
路３９に、フォーカス誤差信号Ｆ１をフォーカス制御回
路４５に、情報信号Ｓ１をスピンドル制御回路４６及び
信号処理回路４９へ出力する。トラッキング誤差検出回
路３９は、情報トラック上の集光スポットのトラックず
れ量に応じて、Ｔ１からトラッキング誤差電圧ＶＴＥを
生成し、加算器５７へ出力する。加算器５７は前述のよ
うに出力電圧ＶＯ＝Ｖ２＋ＶＴＥをＶ／ｆ変換回路４０
へ出力し、これに応じてＶ／ｆ変換回路４０の出力信号
周波数ｆＳは、ｆ２からトラッキング誤差に応じて（こ
れをｄｆとする）ずれたものとなる。このように第６の
ＳＡＷトランスデューサ２７への駆動電圧の周波数が変
化すれば、第２の集光グレーティングカップラ１３から
の光の出射位置が変わり、光ディスク１０１上の集光ス
ポットの位置がトラックに対して変化する。よって、こ
れまでの他の実施例と同様に、光ディスク１０１上の集
光スポットがトラックに近づくように、Ｖ／ｆ変換回路
４０のＶＯとｆＳの変換式を設定しておくことによって
、トラッキング誤差を解消する。そのほかの動作は第５
の実施例の光ヘッドを用いた光ディスク装置と同じであ
る。

【００６４】一方、第１の光ディスクのときは、システ
ムコントローラ４８は電圧切替回路５６を制御して出力
電圧Ｖｉ＝Ｖ１に設定する。よって、Ｖ／ｆ変換回路４
０は周波数ｆ１の高周波信号をＳＡＷ駆動回路４１に出
力し、ＳＡＷ駆動回路４１は周波数ｆ１の高周波電圧を
第６の光ヘッド５５の第６のＳＡＷトランスデューサ２
７に印加する。従って、第６の光ヘッド５５では第１の
集光グレーティングカップラ５からレーザ光が照射され
、第１の光ディスクの情報トラックに収差なく集光され
る。同時に、トラッキング誤差検出回路３９は、入力さ
れたＴ１からトラッキング誤差電圧ＶＴＥを加算器５７
へ出力し、Ｖ／ｆ変換回路４０の入力電圧はＶＯ＝Ｖ１
＋ＶＴＥとなって、第２の光ディスクの場合と同様にト
ラッキング誤差を解消することが可能となる。

【００６５】図１６は本実施例のトラッキング制御の原
理を示すグラフで、前述のＶＯおよびｆＳと、第６の光
ヘッド５５における導波光の偏向角の関係を表してある
。 同図に示すように、前述のＶＯ及びｆＳを、第１の光デ
ィスクの場合はＶ１、従ってｆ１を中心にトラッキング
誤差信号に比例した分だけ可変させ、第２の光ディスク
の場合はＶ２、従ってｆ２を中心にトラッキング誤差信
号に比例した分だけ可変させることにより、導波光の振
れ角を微小に可変できる。よって、２つの集光グレーテ
ィングカップラからの光ビーム出射位置を可変して、集
光スポットをトラック上に追従させることができる。

【００６６】以上のように本実施例によれば、前述の第
５の実施例の効果に加え、第６のＳＡＷトランスデュー
サ２７だけで、集光グレーティングカップラへ入射する
導波光の切り替えと、トラッキング制御が可能となる。 よって、光ヘッドの簡略化が図られ、作製工数の削減が
可能になる。

【００６７】また、表面弾性波２８が第１のビームスプ
リッタ８と２つの集光グレーティングカップラの間に位
置するので、光ディスク１０１からの戻り導波光は、表
面弾性波２８以後の光路においてはトラッキング制御の
影響を受けない。よって、第１の光検出器１０上での集
光位置が、トラッキング制御によって移動したりしない
ので、光検出信号の劣化を防ぐことができる。

【００６８】なお、以上の全ての実施例ではディスク判
別手段として、カートリッジ３０上に設けられた識別孔
３３とＬＥＤ３４及びフォトダイオード３５を用いたが
、識別孔３３の代わりに反射率の異なる塗料で着色した
り、ＬＥＤ３４とフォトダイオード３５の代わりに機械
式のスイッチなどを用いてもよい。

【００６９】なお、カートリッジ３０を用いずにディス
クからの反射レーザ光によって、直接ディスク基板の板
厚の違いを判別してもよい。例えば、薄い基板厚に対応
した集束光学系では、厚い基板厚の光ディスクからは集
束ビームの球面収差のため、通常トラッキング誤差信号
を得ることができない。従って、トラッキング誤差信号
の有無から、２つの板厚の光ディスクを判別できる。こ
の場合、ＬＥＤやフォトダイオードなどの検出器が不要
になり、装置が簡略になるという、優れた効果がある。

【００７０】なお、第１の実施例では第１の光ヘッド３
１において、どちらか一方の半導体レーザを発光させた
が、両方の半導体レーザを同時に発光させるようにして
もよい。この場合は、２つの集光グレーティングカップ
ラを同じ基板厚さの光ディスク用に設計しておけば、光
ディスク１０１の２つのトラックを同時に再生または記
録することができる。従って、再生または記録の転送速
度を２倍にすることができるという、優れた効果がある
。

【００７１】また、第１の実施例の光ヘッド３１におい
て、第１の半導体レーザ３の発振波長（λ１とする）よ
りも、第２の半導体レーザ１１の発振波長（λ２とする
）を短くした光ヘッドが考えられる。（数１）からわか
るように、集光スポットの大きさＤは、発振波長λには
反比例する。よって、ＮＡとλの両面からＤを小さくで
き、光ディスク１０１により高密度で記録もしくは再生
が可能となる。ここで、通常光ディスクからの反射光は
トラック溝（以後、グルーブと呼ぶ）やピットによって
反射光に強度分布に変化が生じるので、これを光検出器
で検出して情報信号やトラッキング誤差信号が得られる
。この強度分布の変化量はグルーブやピットの深さによ
って異なり、最適な深さが決まっている。この最適深さ
は使用するレーザ光の波長に応じて異なるので、２波長
を使用した光ディスク装置に用いる光ディスクでは、波
長に応じてそのグルーブやピットの深さを変える必要が
ある。波長λ１及びλ２に対して、情報信号の変調度が
最大になる深さを、それぞれａ１及びａ２とすると、（
数３）の関係になる。但し、ｎｄはディスク基板の屈折
率である。

【００７２】

【数３】

【００７３】本実施例の光ディスク装置では、第１の半
導体レーザ３が発生するレーザ光に対しては、グルーブ
やピットの深さがａ１である第１の光ディスクを使用し
、第２の半導体レーザ１１が発生するレーザ光に対して
は、グルーブやピットの深さがａ２である第２の光ディ
スクを使用することによって、どちらの場合においても
高Ｓ／Ｎの再生信号を得ることができる。なお、（数３
）では、再生信号の変調度のみを考慮してａ１及びａ２
を求めたが、トラッキング信号の変調度も合わせて考慮
して求めてもよい。

【００７４】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の光
ヘッド及び光ディスク装置によれば、光導波路に形成さ
れた、複数の光ディスクのディスク基板の厚さに対応し
た複数の集光グレーティングカップラを備えたことによ
り、ディスク基板の厚さに応じて集光スポットの収差補
正をして信号を良好に記録，再生もしくは消去すること
ができる。しかも、それぞれの集光グレーティングカッ
プラに入射する導波光を、偏向手段であるＳＡＷトラン
スデューサによって、それぞれトラッキング誤差に応じ
て偏向させることにより、トラッキング制御を機械的な
アクチュエータ無しで行うことができ、光ヘッドの小型
軽量化と組立工数の削減が図れる。また、カートリッジ
上に設けられた識別孔と、その開閉を検出するＬＥＤと
フォトダイオードからなるディスク判別手段と、複数の
集光グレーティングカップラを基板上に形成した光ヘッ
ドを備えたことにより、基板厚さの異なる複数の光ディ
スクを自動判別して、基板厚さに応じて集光でき、信号
を良好に記録，再生もしくは消去することができる。

【００７５】第２の光ヘッド及び光ディスク装置では、
前述の第１の光ヘッド及び光ディスク装置における効果
に加えて、１つの発光手段からの導波光を分岐手段によ
って２分割して各々の集光グレーティングカップラに導
くことにより、使用する発光手段の個数を削減できる。

【００７６】第３の光ヘッド及び光ディスク装置では、
前述の第２の光ヘッド及び光ディスク装置における効果
に加えて、発光手段の出射パワーを効率よく集光グレー
ティングカップラから取り出すことができる。

【００７７】第４の光ヘッド及び光ディスク装置では、
前述の第２の光ヘッド及び光ディスク装置における効果
に加え、１つの偏向手段でトラッキング制御が可能とな
り、装置の簡略化ができる。また、光導波路上で集光グ
レーティングカップラとの距離を長くとれるので、偏向
手段による偏向角が小さくても、集光スポットの振れ幅
を大きくとれる。すなわち、偏芯の大きい光ディスクに
対しても、トラッキング制御が可能になるという長所が
ある。

【００７８】第５の光ヘッド及び光ディスク装置では、
前述の第４の光ヘッド及び光ディスク装置における効果
に加え、発光手段の出射パワーを効率よく集光グレーテ
ィングカップラから取り出すことができる。

【００７９】第６の光ヘッド及び光ディスク装置では、
前述の第５の光ヘッド及び光ディスク装置における効果
に加え、ただ１つの偏向手段だけで、集光グレーティン
グカップラへ入射する導波光の切り替えと、トラッキン
グ制御が可能となる。よって、光ヘッドの大幅な簡略化
が図られ、作製工数の削減が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における光ヘッドの構成
を示す略斜視図

【図２】本発明の実施例における基板厚さの異なる光デ
ィスクと、それぞれ対応して設計された集光グレーティ
ングカップラによる集光の様子を表した断面図

【図３】
本発明の実施例における光ヘッドの集光グレーティング
カップラ、ＳＡＷトランスデューサ及び表面弾性波の形
成された部分を拡大した略斜視図

【図４】同第１の実施
例における光ヘッドを用いた光ディスク装置の構成を示
すブロック図

【図５】本発明の実施例における光ディスク装置に使用
するカートリッジの斜視図

【図６】本発明の第２の実施例における光ヘッドの構成
を示す略斜視図

【図７】同第２の実施例における光ヘッドを用いた光デ
ィスク装置の構成を示すブロック図

【図８】本発明の第３の実施例における光ヘッドの構成
を示す略斜視図

【図９】同第３の実施例における光ヘッドを用いた光デ
ィスク装置の構成を示すブロック図

【図１０】本発明の第４の実施例における光ヘッドの構
成を示す略斜視図

【図１１】同第４の実施例における光ヘッドを用いた光
ディスク装置の構成を示すブロック図

【図１２】本発明の第５の実施例における光ヘッドの構
成を示す略斜視図

【図１３】同第５の実施例における光ヘッドを用いた光
ディスク装置の構成を示すブロック図

【図１４】本発明の第６の実施例における光ヘッドの構
成を示す略斜視図

【図１５】同第６の実施例における光ヘッドを用いた光
ディスク装置の構成を示すブロック図

【図１６】同第６の実施例におけるトラッキング制御の
原理を説明するための特性図

【図１７】従来の厚さの異なるディスク基板による収差
の発生状況を示す略側面図

【符号の説明】

１　　基板 ２　　光導波路 ３　　第１の半導体レーザ ５　　第１の集光グレーティングカップラ６　　第１の
ＳＡＷトランスデューサ ７，１５，２２，２４，２６，２８　　表面弾性波１１
　　第２の半導体レーザ １３　　第２の集光グレーティングカップラ１４　　第
２のＳＡＷトランスデューサ１９　　第３のビームスプ
リッタ ２０　　導波路ミラー ２１　　第３のＳＡＷトランスデューサ２３　　第４の
ＳＡＷトランスデューサ２５　　第５のＳＡＷトランス
デューサ２７　　第６のＳＡＷトランスデューサ３０　
　カートリッジ ３１　　第１の光ヘッド ３３　　識別孔 ３４　　ＬＥＤ ３５　　フォトダイオード ３９　　トラッキング誤差検出回路 ４０　　Ｖ／ｆ変換回路 ４１　　ＳＡＷ駆動回路 ４２　　第１のトラッキング制御回路 ５０　　第２の光ヘッド ５１　　第３の光ヘッド ５２　　高周波駆動回路 ５３　　第４の光ヘッド ５４　　第５の光ヘッド ５５　　第６の光ヘッド ５６　　電圧切替回路 ５７　　加算器 ５８　　第２のトラッキング制御回路 １０１　　光ディスク １０２　　情報トラック

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光導波路内に導波光を入射させる複数の光
   源と、前記複数の光源からの導波光をそれぞれ導波路外
   へ出射させて集光させる複数の集光グレーティングカッ
   プラと、前記導波光の光路中にそれぞれ設置され、前記
   導波光の伝播方向を変える複数の偏向手段と、を備えた
   光ヘッド。
2. 【請求項２】複数の光源のうちの少なくとも１つは、他
   の光源と異なる波長の光を発生する請求項１記載の光ヘ
   ッド。
3. 【請求項３】集光グレーティングカップラは、その出射
   光を光ディスク上に収差なく集光するよう設計された請
   求項２記載の光ヘッド。
4. 【請求項４】請求項３記載の光ヘッドを備え、前記光ヘ
   ッドにおける複数の光源の各々に対して、グルーブもし
   くはピットの深さの異なる光ディスクを選択する光ディ
   スク装置。
5. 【請求項５】光導波路内に導波光を入射させる１つの光
   源と、前記導波光を複数の導波光に分岐させる分岐手段
   と、前記分岐手段によって分岐された複数の導波光をそ
   れぞれ導波路外へ出射させて集光させる複数の集光グレ
   ーティングカップラと、前記分岐手段と前記集光グレー
   ティングカップラとの間の光路中にそれぞれ設置され、
   前記導波光の伝播方向を変える複数の偏向手段と、を備
   えた光ヘッド。
6. 【請求項６】光導波路内に導波光を入射させる１つの光
   源と、前記光源からの導波光の光路上に設置され、前記
   導波光の伝播方向を切り換える光路切替手段と、前記光
   路切替手段によって伝播方向を切り換えられた導波光を
   導波路外へ出射させて集光させる複数の集光グレーティ
   ングカップラと、前記光路切替手段と前記集光グレーテ
   ィングカップラとの間の光路中にそれぞれ設置され、前
   記導波光の伝播方向を変える複数の偏向手段と、を備え
   た請求項１記載の光ヘッド。
7. 【請求項７】光導波路内に導波光を入射させる１つの光
   源と、前記導波光を複数の導波光に分岐させる分岐手段
   と、前記複数の導波光をそれぞれ導波路外へ出射させて
   集光させる複数の集光グレーティングカップラと、前記
   光源と前記分岐手段の間の光路中に設置され、前記導波
   光の伝播方向を変える偏向手段と、を備えた光ヘッド。
8. 【請求項８】光導波路内に導波光を入射させる１つの光
   源と、前記光源からの導波光の光路上に設置され、前記
   導波光の伝播方向を切り換える光路切替手段と、前記光
   路切替手段によって伝播方向を切り換えられた導波光を
   それぞれ導波路外へ出射させて集光させる複数の集光グ
   レーティングカップラと、前記光源と前記光路切替手段
   の間の光路中に設置され、前記導波光の伝播方向を変え
   る偏向手段と、を備えた光ヘッド。
9. 【請求項９】光導波路内に導波光を入射させる１つの光
   源と、前記光源からの導波光の伝播方向を変える偏向手
   段と、前記偏向手段からの導波光を導波路外へ出射させ
   て集光させる複数の集光グレーティングカップラとを備
   え、前記発光手段からの導波光の伝播方向を、前記偏向
   手段によって切り替えて前記複数の集光グレーティング
   カップラのうちの１つに入射させる光ヘッド。
10. 【請求項１０】集光グレーティングカップラは、その出
    射光を光ディスク上に収差なく集光するよう設計された
    請求項１，５，６，７，８または９記載の光ヘッド。
11. 【請求項１１】複数の集光グレーティングカップラは、
    それぞれ異なる開口数を有し、それぞれ異なる厚さの基
    板の光ディスクに収差なく集光するよう設計された請求
    項１０記載の光ヘッド。
12. 【請求項１２】複数の集光グレーティングカップラのう
    ちの少なくとも２つは、基板の厚さが等しい光ディスク
    に収差なく集光するよう設計された請求項１０記載の光
    ヘッド。
13. 【請求項１３】請求項１２記載の光ヘッドを備え、光デ
    ィスク上に集光された収束光のトラッキングの誤差量を
    検出してトラッキング誤差信号として出力するトラッキ
    ング誤差検出手段と、前記光ヘッドにおける偏向手段に
    よって導波光の伝播方向を前記トラッキング誤差信号に
    応じて変化させ、前記収束光のトラッキング誤差を解消
    せしめるトラッキング制御手段と、を備えた光ディスク
    装置。
14. 【請求項１４】光ディスクの基板の厚さに応じて複数の
    集光グレーティングカップラの中から１つを選択する請
    求項１３記載の光ディスク装置。
15. 【請求項１５】基板の厚さの異なる複数の光ディスクを
    判別するディスク判別手段を備えた請求項１４記載の光
    ディスク装置。
16. 【請求項１６】ディスク判別手段は、光ディスクを収納
    するカートリッジと、前記カートリッジに設置された判
    別マークと、前記判別マークの状態を検出する検出手段
    とからなる請求項１５記載の光ディスク装置。