JPH0572657B2

JPH0572657B2 -

Info

Publication number: JPH0572657B2
Application number: JP58154756A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Kuwayama; Kazuya Matsumoto
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1983-08-26
Filing date: 1983-08-26
Publication date: 1993-10-12
Also published as: JPS6047240A; JPH0647241A

Description

【発明の詳細な説明】〔技術分野〕本発明は光ヘツド装置の構造に関し、特に、複
数個の夫々独立に強度変調可能な光束を記録担体
上の別個の点に集光しながら情報の記録及び再生
を行う光ヘツド装置の改良構造に関する。

〔従来技術〕

光メモリ−システムにあつては記録担体上に集
光して情報の記録及び再生を行う光ヘツド装置が
使用されている。

この種の光を使用する情報記録再生装置は、非
接触で高密度の情報記録再生が可能なことから、
多方面にその用途が期待され、種々の画像情報、
音声情報、数値データの記録再生用として、
VTR、テープレコーダー、計算機用の磁気デイ
スク、更にはマイクロフイルムによる文書記録な
ど多くの情報記録再生装置に換えて実用化すべく
開発研究が進められている。

このような光を用いた情報記録再生装置におい
ては、記録担体上に複数個の光スポツトを形成
し、夫々の光スポツトの強度を独立に変調するこ
とにより多くの機能を加えることができる。例え
ば第１のスポツト光で情報記録を行い、該第１の
スポツト光の直後に置かれた第２のスポツト光で
記録されたピツトを読出すことにより、記録状態
のモニター或は記録担体の不良部の検出を行うこ
とができる。又、２つ以上のスポツト光を用いる
ことにより、低感度感材の予熱による高感度化、
消去しながらの記録或は複数回読出しによるＳ／
Ｎの向上などを図ることができる。更に、溝なし
デイスク（記録担体）にあつては、隣接トラツク
をトラツキングのガイドとすることにより高密度
記録を行うことができる。更に又、２つ以上のス
ポツト光を用いることにより、フオーカスエラー
検出とトラツキングエラー検出とを夫々別の光ス
ポツトに分担させることができ、これによつて両
信号間のクロストークの防止を確実に行うことが
できる。

このような２個以上の光スポツトを互いに近接
した位置に形成しながら記録再生を行う光ヘツド
としては、従来第１図に示すようなダイクロイツ
クミラーを使用する形式のものが提案されてい
る。

第１図において、光源１から射出する第１の波
長の光束は、コリメーターレンズ１１により平行
光束となり、ダイクロイツクミラー２０により反
射されて光ヘツド２１へ導かれる。一方、光源２
から射出する第２の波長の光束は、コリメーター
レンズ１２により平行光束となり、ダイクロイツ
クミラー２０はこれを通過して光ヘツド２１へ導
かれる。この場合、光源１からの光束と光源２か
らの光束とでは夫々波長が異つており、前記ダイ
クロイツクミラーは第１の波長の光束に対しては
高い反射率を有し、第２の波長の光束に対しては
高い透過率を有している。このようなダイクロイ
ツクミラー２０を使用することにより、各光束の
光量損失をあまり招くことなく、これらの光束の
合成並びにこれらの光束による複数（図示の例で
は２つ）の光点の形成を行いうるようになつてい
る。又、このダイクロイツクミラー２０において
は、前記２つの光束は相互にわずかな角度分離を
与えられる。前記光ヘツド２１は、２つの光スポ
ツトからの信号を独立に検出し、オートフオーカ
ス、オートトラツキング及び信号検出を行うもの
であり、このような機能を備えた装置であれば各
種の構造のものを使用することができる。

第１図において相互にわずかな角度分離を与え
られた２つの光束は光ヘツド２１に入射し、ビー
ムスプリツター２２及び集光レンズ２３を介し
て、記録担体（デイスク）２４の情報記録面２５
上に２つの光スポツトとして集光される。

記録担体２４より反射された光束は、集光レン
ズ２３により近似的に平行光束となり、ビームス
プリツター２２により反射された後、第２のダイ
クロイツクミラー２６に入射する。このダイクロ
イツクミラー２６は、前述のダイクロイツクミラ
ー２０同様、第１の波長の光束はこれを反射し、
第２の波長の光束は透過させる特性を有してい
る。従つて、第１の波長の光束はデイテクター
（光検出器）３１Ａ，３１Ｂで検出され、トラツ
キングエラー信号の検出が行われる。一方、第２
の波長の光束は、集光レンズ３２Ａ及びシリンド
リカルレンズ３２Ｂを介してデイテクター（光検
出器）３３Ａ，３３Ｂ上に導かれフオーカスの検
出が行われる。

尚、第１図において、記録担体２４が光磁気記
録媒体である場合には、必要に応じ、アナライザ
ー（図示せず）が光路中に配置される。又、記録
担体２４上の記録材として反射率変化や表面形状
変化により情報記録を行う媒体を使用する場合に
は、前記ビームスプリツター２２を偏光ビームス
プリツターにするとともに、集光レンズ２３に至
る光路中に1/4波長板（図示せず）を配置し、光
量の有効利用を図ることが好ましい。

以上第１図について説明した従来の光ヘツド装
置にあつては、光スポツトの数に応じた複数個の
半導体レーザー（光源）を必要とするのみなら
ず、コリメータレンズや偏光ビームスプリツター
なども光束に応じた数だけ必要となり、光ヘツド
の構造が複雑になり重量が増加するという欠点が
ある。なかでも、光ヘツドの重量増加は、高速度
のシーク或はアクセスを行う上で重大な損害とな
るにも拘らず、従来の光ヘツド装置では光ヘツド
の軽量化を図りえないという欠点があつた。

〔目的〕

本発明の目的は、複数個の光スポツトを使用す
る光ヘツド装置を、小型・軽量でコンパクトな構
成で実現することである。

［発明の概要］本発明によれば、上記目的を達成するものとし
て、複数個の夫々独立に強度変調可能な光束を共
通の光路を介して記録担体上に集光し、情報の記
録及び再生を行う光ヘツド装置において、前記複
数個の光束は互いに相異なる波長であり、前記共
通光路に導かれ、該共通光路中に前記波長の差に
基づいて光束を反射、透過させる光束制限要素
を、前記複数個の光束の内の一光束の進行を部分
的に遮断するように配置して、該部分的に遮断さ
れた一光束からフオーカスエラー信号を検出する
ことを特徴とする光ヘツド装置が提供される。

〔実施例の説明〕

以下第２図〜第９図を参照して本発明の実施例
を説明する。

第２図に示す実施例において、第１の半導体レ
ーザ（光源）１は第１の波長の光束を放射し、第
２の半導体レーザ（光源）２は第２の波長の光束
６４を放射する。これらの２つの半導体レーザ
１，２は予じめ定められた間隔をおいて固定さ
れ、単一のパツケージ３内に納められている。２
つの半導体レーザ１，２の間隔は、記録担体２４
上に互いに近接して形成される光スポツトの間隔
に基づいて決定される。

２つの半導体レーザ１，２からの光束は、コリ
メーシヨンレンズ５３により相互に微小角だけ進
行方向の異つた平行光束となり、平行平板５４に
入射する。平行平板５４上の一部分にはダイクロ
イツクミラー８４が配置されている。

このダイクロイツクミラー８４は、第３図Ａ，
Ｂに示す如く、第１の波長の光束６３はこれを透
過させるが、第２の波長の光束６４はこれを反射
する特性を有している。平行平板５４上の他の部
分即ち前記ダイクロイツクミラー８４以外の部分
８５は、第１の波長の光束６３及び第２の波長の
光束６４の両方を透過させる。

第２図において、平行平板５４を透過した第１
の波長の光束６３は、ビームスプリツター２２で
反射され、集光レンズ２３で集光されて記録担体
（デイスク）２４の情報担体面２５上に光スポツ
トを形成する。情報担体面で反射された第１の光
束は、集光レンズ２３、ビームスプリツター２
２、デイテクターレンズ５５及びアナライザー３
６を介して、デイテクター３０上の光検出器３１
に入射する。

この第１の波長光によりデイテクター３０上に
生じる光スポツト８１は、第４図に示す如く光検
出部３１の２個の光検出部（受光部）３１Ａと３
１Ｂの境界に形成される。この状態では前記情報
担体面２５と光検出部３１Ａ，３１Ｂとは互いに
結像関係にあるため、受光量に基づくこれら光検
出部３１Ａと３１Ｂとの間の出力値の差をとるこ
とによりトラツキングエラー信号が得られる。一
方、第２の波長の光束６４は、前記ダイクロイツ
クミラー８４の働きにより光軸の片側のみの光束
となり、ビームスプリツター２２で反射され集光
レンズ２３により情報担体面２５上に集光され
る。このときに生じる光スポツトは、前記第１の
波長の光束による光スポツトとは光源１及び光源
２間の間隔に比例した距離離れた位置に形成され
る。

情報担体２５から反射された第２の波長の光束
は、集光レンズ２３及びビームスプリツター２２
を透過してデイテクターレンズ５５に入射し、ア
ナライザー３６を通過して前記デイテクター３０
上のもう１つの光検出器３３上に光スポツト８２
となつて集光する。

この光検出器３３は第４図に示す如く、２つの
光検出部（受光部）３３Ａ及び３３Ｂで構成さ
れ、光スポツト８２はこれらの光検出部の境界に
形成きれる。この場合、光検出部３３Ａ，３３Ｂ
と情報担体面２５とが結像関係にあるとき、光ス
ポツト８２は２つの光検出部に同じ光量だけ入射
するよう設定されている。しかして、記録担体２
４の面振れ等の縦振動により情報担体２５が合焦
位置から前後に変移すると、光スポツト８２はこ
の変移量に応じて第４図中左右方向に移動する。
従つて、２つの光検出部３３Ａと３３Ｂとの受光
量に基づく出力値の差をとることによりフオーカ
スエラー信号を検出することができる。

以上第２図〜第４図について説明した実施例に
よれば、第１図の従来構成との比較からも明らか
な如く、従来構造において数多く必要としていた
レンズやビームスプリツターなどの光学素子の大
半を除去することができ、これによつて光ヘツド
装置の単純化並びに重量軽減を達成することがで
き、装置のコンパクト化を実現することができ
る。

又、本実施例によれば、第１の波長の光束６３
と第２の波長の光束６４とは夫々の光路が光学系
のほぼ全域にわたつて重なり合つているため、体
積の利用効率を著しく高めることができる。しか
も、複数の光スポツトを使用する光ヘツド装置の
特長である夫々のスポツトの大きさ及び機能を独
立に制御できる点は、従来構造に比べ何ら遜色な
くそのまま維持することができる。

次に第５図及び第６図を参照して本発明の第２
の実施例を説明する。

第５図において、第１の光源（半導体レーザ）
１からの光束は、カツプリングレンズ５１を介し
て光フアイバー６１に導かれる。一方、第２の光
源２からの光束はカツプリングレンズ５２を介し
て光フアイバ６２に導かれる。ここで、前記光フ
アイバ６１及び６２は、夫々、単一モードの光を
偏光状態を保つたまま他端に伝える機能を有して
おり、従つて光フアイバの射出端面からは直線偏
光の球面波が射出される。

光フアイバ６１及び６２の端面から射出された
２つの光束６３，６４は、コリメーシヨンレンズ
５３により相互に微小角だけ進行方向の異つた平
行光束とされ、ビームスプリツター２２で反射さ
れ集光レンズ２３で集光されて記録担体２４の情
報担体面２５上に夫々光スポツトとして集光され
る。

この第５図に示す実施例では、第２図の実施例
の平行平板５４を使用するかわりにビームスプリ
ツター２２の反射面を２つの反射部分９４，９５
に分割して、夫々の反射部分に波長特性が与えら
れている。

第５図に示した実施例は、以上説明した部分で
は第２図の実施例と相違しているが、その他の部
分では原理及び基本構成とも第２図の実施例の場
合と実質上同じである。

前記ビームスプリツター２２の反射面部分９４
は、波長λ₁の第１の波長の光束及び波長λ₂の第２
の波長の光束に対して第６図Ａに示すような反射
及び透過率特性を有している。又、他方の反射面
部分９５は、波長λ₁及び波長λ₂を有する第１及び
第２の波長の光束の夫々に対して、第６図Ｂに示
すような反射及び透過率特性を有している。この
第６図のグラフからも明らかな如く、反射面部分
９４及び反射面部分９５は、第１の波長（λ₁）の
光束に対しては同一の反射及び透過率を有してお
り、所謂半透鏡となつている。これに対し、第２
の波長（λ₂）の光束に対しては、反射面部分９４
はほぼ100％反射の鏡として働き、反射面部分９
５の方は透過率100％の透明物体として働く。

従つて、第１の波長の光束によれば、集光レン
ズ２３の開口全体を使用した微小スポツト光を形
成することができ、第２の波長の光束では集光レ
ンズの開口の半分を使用したやや広がつたスポツ
ト光が形成される。これら２つのスポツト光は記
録担体２４の情報担体面２５上において、前記光
フアイバ６１，６２の射出端面における各光束６
３，６４間の間隔に比例した間隔をおいて互いに
近接した位置に形成される。

情報担体面２５より反射された第１の波長の光
束は、第２図の実施例の場合とほぼ同様、集光レ
ンズ２３、ビームスプリツター２２及びデイテク
ターレンズ５５を介してデイテクター３０の光検
出器３１上に集光される。一方、情報担体面２５
より反射された第２の波長（λ₂）の光束は、集光
レンズ２３を透過した後、ビームスプリツター２
２の反射面部分９５を通過し、デイテクターレン
ズ５５を介してデイテクター３０の光検出器３３
上に集光される。こうして、第２の波長の光束は
ビームスプリツター２２の反射面部分９５を通過
するため効率よくデイテクター３０に導くことが
できる。

この第５図について説明した実施例によつて
も、第２図〜第４図について説明した第１の実施
例の場合と同様の作用により、トラツキングエラ
ー信号及びフオーカスエラー信号を確実に検出す
ることができる。又、従来の光ヘツド装置と比較
した場合、第２図〜第４図の実施例の場合と同様
の効果を達成することができる。

尚、以上の各実施例では、相互に波長の異なる
２個の半導体レーザ１，２を使用し、有効径の半
分の光束を用いてフオーカスエラー検出を行う場
合について具体的に説明したが、本発明の適用範
囲はこれに限定されるものではなく、光束の数は
任意に設定することができ、又フオーカスエラー
検出に使用する光束部分についてもその他色々な
態様で実施することができる。即ち、複数個の光
束は互いに波長などの物理的性質をかえて共通光
路に導かれ、該共通光路中に前記物理的性質の変
化に基づくダイクロイツクミラー８４或は波長特
性の異なる反射面部分９４，９５などの光束制限
要素を配置する構成の範囲内で種々の変更実施例
を具体化することができる。

次に第７図〜第９図を参照して本発明の第３実
施例を説明する。

本実施例においては、第８図に示す如く、同一
ジヤケツト内に２本のコア部６７，６８を有する
偏波面保存性光フアイバ６０が使用されている。
各コア６７，６８の周面には楕円形のクラツド６
９，７０が第８図に示す状態で配置されている。
このような構成をとることにより、特別な組立調
整の工数を必要とすることなく、同一方向に振動
する直線偏光を光ヘツドに導くことができる。

第７図に示す光ヘツド装置は、前述のような２
つのコア部６７，６８を有する一本の光フアイバ
６０を用いて、互いに独立に駆動される２つの半
導体レーザ（光源）１，２からの光束を光ヘツド
に導くよう構成されている。

第７図において、第１の半導体レーザ１からの
光束は、カツプリングレンズ５１及びダイクロイ
ツクプリズム４９を介して光フアイバー６０のコ
ア部６７に導かれる。一方、第２の半導体レーザ
２からの光束は、カツプリングレンズ５２及びビ
ームスプリツタ４９を介して光フアイバ６０のコ
ア６８に導かれる。ここで、各半導体レーザ１，
２は夫々異つた波長の光即ち波長λ₁を有する第１
の波長光と波長λ₂を有する第２の波長光とを射出
する。又、ビームスプリツタ４９の反射面は第１
の波長光を透過し第２の波長光を反射する特性を
有しているため、これら２つの光束は光量損失を
ほとんど生じること無く光フアイバ６０へ導かれ
る。更に、光フアイバ６０内の２本のコア６７，
６８内を伝播される各光束はその直線偏光の方向
が一致しているため、光フアイバ６０の入射端に
おける各光束の振動方向が所定方向に揃つている
と、該光フアイバの射出端に生ずる第１の光束６
３及び第２の光束６４は夫々同一方向に振動する
直線偏光になる。又２つのコア６７，６８間の間
隔（特に射出端における間隔）は、記録担体２５
上の互いに近接した位置に形成される２つの光ス
ポツトの間隔に応じて所定の間隔をもつて配置さ
れる。

このような２つの光束６３，６４は、第５図の
実施例の場合と同様、コリメータレンズ５３によ
り相互に微小角だけ進行方向の異つた平行光束と
なり、偏光ビームスプリツタ２２で反射された後
１／４波長板２９を透過して円偏光となり、集光レ
ンズ２３により集光されて記録担体（光デイスク
など）２４の情報記録面２５上に互いに近接した
２つの光スポツトを形成する。

この２つの光束は、情報記録面２５で反射さ
れ、集光レンズ２３によりほぼ平行光束となつた
後、1/4波長板２９を通つて入射時とは直交した
振動面を有する直線偏光となる。この結果、これ
ら２つの光束は偏光ビームスプリツター２２を透
過してデイテクターレンズ５５に入射する。

前記デイテクターレンズ５５の中心部には、第
９図に示すように円形のダイクロイツクミラー８
４が形成されている。このダイクロイツクミラー
８４は、第９図Ｂに図示するように、第１の波長
光６３は透過するが第２の波長光６４は反射する
特性を有している。このため、このデイテクター
レンズ５５を透過した第２の波長光は断面がドー
ナツ形の光束となる。

デイテクターレンズ５５により集光され第１の
波長光は、ダイクロイツクミラー５９を透過した
後、デイテクター３１に入射し、第４図について
説明した第１実施例の場合と同様、信号の読取り
及びトラツキング信号の検出が行われる。

一方、第２の波長光は、デイテクターレンズ５
５で集光された後、ダイクロイツクミラー５９に
より反射されもう一つのデイテクター３３に入射
する。このデイテクター３３は、同心円デイテク
ター或はそれと同等の機能を有するものであり、
第２の波長光に対して焦点外れの位置に配置さ
れ、光束の大きさの変化によりフオーカスエラー
の検出を行う。この場合、第２の波長光は断面ド
ーナツ形に整形されているため、同心形デイテク
ターでフオーカスエラー検出を行う場合の感度が
向上し、記録担体の面振れ等の上下動に対するフ
オーカスエラー信号の変化の直線性を向上させる
ことができ、正確なフオーカスエラー信号の検出
を行うことができる。

以上第７図〜第９図について説明した第３実施
例によつても、第１図に示す従来の光ヘツド装置
に比べ、レンズやビームスプリツターなど数多く
の光学要素の大半を省略することができ光ヘツド
装置の構造の簡単化及び軽量化を達成することが
できる。又、前述の各実施例の場合と同様、第１
の波長光と第２の波長光との光路が光学系のほぼ
全域にわたつて重なり合つているため、体積の利
用効率を著しく高めることができる。同時に、複
数の光スポツトを使用する光ヘツド装置の特長で
ある夫々のスポツトの大きさ及び機能を独立に制
御できるという利点は、本実施例においてもその
まま維持することができる。

以上説明した各実施例では、波長の異る２つの
半導体レーザを使用し、２つの光束の共通光路に
ダイクロイツクミラーを配置したが、このような
構成の代りに、例えば、２光束を相互に直交した
振動面を有する直線偏光とするよう構成すること
も可能であり、その場合にはダイクロイツクミラ
ー８４のかわりに光２色性のフイルターが用いら
れる。

又、光路中に配置されるマスクの形も、図示の
ような２分割形状の他にドーナツ型或はスリツト
型など任意の形状のものを使用することができ
る。

更に、光路中に配置されるマスクの位置も、複
数の光束がほぼ共通して通過する共通光路内であ
れば任意の位置に設置することができ、例えば、
コリメータレンズ５３やデイテクターレンズ５５
の表面、或はビームスプリツター２２の表面など
に適宜配置することができる。

以上の説明から明らかな如く、本発明によれ
ば、複数個の光スポツトを使用する光ヘヅド装置
を、小型軽量で且つコンパクトに構成することが
でき、高速度のシーク或はアクセス操作に際して
も容易にしかも正確に動作させうる光ヘツド装置
が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の光ヘツド装置の構造を例示する
概略配置図、第２図は本発明による光ヘツド装置
の一実施例の構成を示す概略説明図、第３図Ａは
第２図中の平行平板を示す正面図、第３図Ｂは第
１図中の平行平板の縦断面図、第４図は第１図中
のデイテクター（光検出器）と光スポツトの関係
を示す説明図、第５図は本発明の光ヘツド装置の
第２の実施例の構成を示す概略説明図、第６図は
第５図中のビームスプリツターの２分割反射面の
特性を例示するグラフ、第７図は本発明による光
ヘツド装置の第３実施例を示す概略説明図、第８
図は第７図中の光フアイバの構造を例示する説明
図、第９図は第７図中のデイテクターレンズの構
造を示す図であり、第９図Ａは概略正面図、第９
図Ｂは概略縦断面図である。１，２……半導体レーザ（光源）、２２……ビ
ームスプリツター、２３……集光レンズ、２４…
…記録担体、２５……情報担体面、３０……デイ
テクター、３１，３３……光検出器、５３……コ
リメータレンズ、５４……平行平板、５５……デ
イテクターレンズ、５９……ダイクロイツクミラ
ー、６０，６１，６２……光フアイバ、６３……
第１の波長の光束、６４……第２の波長の光束、
８４……ダイクロイツクミラー、９４，９５……
ビームスプリツター反射面に形成された反射面部
分。

Claims

【特許請求の範囲】

１複数個の夫々独立に強度変調可能な光束を共
通の光路を介して記録担体上に集光し、情報の記
録及び再生を行う光ヘツド装置において、前記複
数個の光束は互いに相異なる波長であり、前記共
通光路に導かれ、該共通光路中に前記波長の差に
基づいて光束を反射、透過させる光束制限要素
を、前記複数個の光束の内の一光束の進行を部分
的に遮断するように配置して、該部分的に遮断さ
れた一光束からフオーカスエラー信号を検出する
ことを特徴とする光ヘツド装置。