JPH0581696A - マルチビーム分離型光ヘツド装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】移動光学系の移動に伴って生ずる対物レンズへ
の入射光の光量変動を簡単な手段で抑制したマルチビー
ム分離型光ヘッド装置を提供することにある。 【構成】移動光学系が光ディスクの内周から外周に到る
移動範囲内に在るとき、固定光学系から出射される複数
の平行光束の光軸が移動光学系の対物レンズ上で互いに
交差するようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数の半導体レーザ夫
々を光源にした複数の平行光束を入射されて、光ディス
ク面上に複数の互いに僅かに離れた光スポットを形成さ
せる移動光学系が、光ディスクの半径方向に移動したと
き、移動光学系の対物レンズに入射する複数の光束の移
動に伴う光量変動を、簡単な手段で抑制したマルチビー
ム分離型光ヘッド装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】光ヘッド装置のアクセス速度を向上させ
るために、装置を固定光学系と移動光学系に分離し、軽
量化した移動光学系により移動速度の向上を図った分離
型が用いられているが、光ヘッド装置では光ディスクの
偏心，傾斜などに影響されずに光ディスク上の記録トラ
ックに正しく追従するトラッキング機能が必要であり、
そのために前記固定，移動光学系間の光束の授受にも種
々問題が生じ、そのための対策が例えば特開平２−１５
２０２４号公報に開示されている。さらに、光磁気ディ
スク等の書き換え型光ディスクを用い、消去／記録用の
高強度のレーザ光源と再生用のレーザ光源とを、それぞ
れ独立させたマルチビーム型とし、情報の書き換え速度
を向上させたマルチビーム分離型光ヘッド装置が「２ビ
ーム分離光ヘッド用トラッキングセンサ」と題して、１
９９０年７月開催の光メモリシンポジウム’９０の論文
集の第５〜６頁に提案されている。

【０００３】上記従来のマルチビーム分離型光ヘッド装
置では、固定光学系が出射する光束が光ディスクの接線
方向に対して僅かに傾いており、１個の対物レンズによ
り回転する光ディスクの接線方向に１０〜３０μｍ程度
離間した位置に２個の光スポットを形成させ、先行する
光スポットにより情報の記録を行い、その直後に再生用
の光スポットにより記録された信号を再生して誤り検出
を行なっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】半導体レーザからの光
は発散光束で、ガウス分布に近い強度分布を有し、コリ
メータレンズで平行光束に変換された後も光束中心の強
度が大きく、周辺に行くに従って強度が低下する。その
ため対物レンズに入射する光量は、対物レンズが光束の
光軸中心に在るときが最も大きく、光軸から離れるに従
って低下する。

【０００５】レーザ光源が１個の分離型光ヘッド装置で
は固定光学系が出射する平行光束は１本で、且つ、光束
は光ディスクの半径に平行しているため、移動光学系が
光ディスクの半径方向に移動しても対物レンズに入射す
る光量は変動しない。

【０００６】しかし、上記従来の２個のレーザ光源を有
する分離型光ヘッド装置では、固定光学系が出射する光
束が移動光学系の移動方向である光ディスクの半径方向
に対して僅かに（０．２〜０．３度）傾いており、その
ために移動光学系が光ディスクの半径方向に移動する
と、対物レンズの中心と光束の光軸との距離が変動し対
物レンズに入射する光量が変動する。

【０００７】この光量変動は光ヘッド装置にとって好ま
しいものではないが、原理的に避けられないためになる
べく変動幅を小さくすることが望まれる。しかし上記従
来の２個のレーザ光源を有する分離型光ヘッド装置で
は、上記した移動光学系の移動による光量変動について
は配慮されていなかった。

【０００８】本発明は、上記従来のマルチビーム分離型
光ヘッド装置の光量変動という課題を解決し、移動光学
系の対物レンズに入射する光量の変動幅を抑制したマル
チビーム分離型光ヘッド装置を提供することを目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明においては、複数の半導体レーザが出射する発
散光束をコリメータレンズで、それぞれ、平行光束に変
換し、得られた複数の平行光束を以後の光学系で１つの
光束として扱えるように光束合成手段で合成し、このよ
うに合成した複数の平行光束を光ディスクの半径と略平
行な方向に出射する固定光学系と、この固定光学系から
入射された前記複数の平行光束を偏向部材により光ディ
スク面に対して略垂直な方向に偏向させ、このように偏
向された複数の平行光束を１個の対物レンズに入射させ
て光ディスク上の互いに離間した複数の位置に光スポッ
トを形成させる移動光学系とを備え、移動光学系を光デ
ィスクの半径方向に移動させて光ディスクとの間で情報
の記録および／または再生を行なうマルチビーム分離型
光ヘッド装置において、移動光学系が光ディスクの内周
から外周までの移動範囲内の何処かに位置するときに、
対物レンズに入射する前記複数の平行光束の光軸が、対
物レンズ上で互いに交差するようにした。

【００１０】より具体的には、移動光学系が光ディスク
の内周と外周のほぼ中間に位置するときに、対物レンズ
に入射する複数の平行光束の光軸が、対物レンズ上で互
いに交差し、もし２個の半導体レーザを光源にして固定
光学系から光ディスクの半径に略平行な方向に２本の平
行光束を出射させている場合は、２本の平行光束を、光
ディスクの半径方向に対して互いに逆方向に略同一角度
傾けさせ、更に、移動光学系の光ディスクの内周から外
周までの移動範囲内において、対物レンズの位置におけ
る複数の平行光束の互いに重なり合った部分が対物レン
ズの有効径よりも充分大きく、対物レンズの移動がそれ
に入射する光量を殆ど変動させないようにした。

【００１１】

【作用】図４，図５，図６により本発明の作用を説明す
る。

【００１２】図４は対物レンズに入射する光束と光ディ
スク上の光スポットとの位置関係を示す図である。図５
は固定光学系から出射された２本の平行光束と対物レン
ズの位置関係を模式的に示した図で、光ディスクや移動
光学系の偏向部材は図示を省略してある。また、図６
は、対物レンズの中心から対物レンズに入射する光束の
光軸までの距離ｌと、対物レンズに入射する光束の光強
度との関係を示す図で、縦軸の光強度は対物レンズ中心
と光軸とが一致したときの値で正規化してある。

【００１３】図４で、光ディスク１４上の２個の光スポ
ットの間隔をｄ、対物レンズの焦点距離をｆとすると、
対物レンズ１３に入射する２本の光束３１，３２のなす
角θが微小なため、下記式（数１）が成立する。

【００１４】 θ＝ｔａｎ~¹（ｄ／ｆ） …（数１） 図４，図５で、固定光学系３０から出射する光束３１と
光束３２とは光ディスク１４の半径方向に対して互いに
逆方向に角度θ／２傾いている。一方、光ディスク１４
の内周と外周との距離をＬとすると、Ｌは移動光学系の
移動量に相当する。図５に示すように、対物レンズ１３
が光ディスク１４の中周に位置するときに、光束３１，
３２それぞれの光軸３１ａ，３２ａが対物レンズ１４上
で交差するように固定光学系３０が構成されている。こ
の構成のとき対物レンズ１３に入射する光束３１，３２
の光強度は図６に示すように最大となる。

【００１５】対物レンズ１３が内周または外周に移動す
ると、対物レンズ１３の中心と光軸３１ａ，３２ａとは
一致せず、その間の距離ｌは下記式（数２）のようにな
る。

【００１６】 ｌ＝（Ｌ／２）×ｔａｎ（θ／２） …（数２） 図５に示すように、２本の光束３１，３２の重なり合っ
た部分３５が対物レンズ１３の有効径よりも充分大きく
なるように設定されているために、対物レンズ１３に入
射する光束３１，３２の光強度は、移動光学系が内周ま
たは外周に移動したときでも、図６に示すように若干低
下するにとどまる。２本の光束のなす角度θと移動光学
系の移動量Ｌとは、光ディスク装置の仕様により一義的
に決まるため、例えば光束３１を光ディスク１４の半径
方向に一致させ、光束３２を光ディスク１４の半径方向
に対して角度θ傾けた場合は、移動光学系が移動する
と、光束３１の光強度の変動は０であるが、光束３２の
光強度の変動は図５，図６に示す場合よりも約２倍大き
くなる。

【００１７】また、光軸３１ａ，３２ａが交差する位置
が移動光学系の移動範囲外に在る場合は、対物レンズ１
３の中心と光軸との間の距離が数式２に示す値より大き
くなり、その結果、光強度の変動が大きくなってしま
う。

【００１８】

【実施例】図１，図２は、それぞれ、本発明の第１実施
例の平面図，側面図である。また、図４は第１実施例に
おいて対物レンズに入射する２本の平行光束と光ディス
ク上の光スポット３１ｂ，３２ｂとの位置関係を説明す
る図である。

【００１９】半導体レーザ１から出射した発散光束はコ
リメータレンズ２により平行光束３１に変換され、ビー
ムスプリッタ３を透過して光合成手段である波長フィル
タ４に入射し、半導体レーザ５から出射した発散光束は
コリメータレンズ６により平行光束３２に変換されビー
ムスプリッタ７を透過して前記波長フィルタ４に入射す
る。ここで、半導体レーザ１の放射するレーザ光の波長
λ₁と半導体レーザ５の放射するレーザ光の波長λ₂とは
異なっており、波長フィルタ４は波長λ₁の光は透過さ
せ波長λ₂の光は反射させる特性を有している。その結
果、光束３１と光束３２は、図１，図２に示すように光
ディスク１４の半径方向に略平行で、移動光学系では１
つの光束として扱えるような光束に合成されて固定光学
系３０から移動光学系２０に向けて出射される。固定光
学系３０から出射された２本の光束３１，３２は偏向部
材であるミラー１２で光ディスク１４に対して略垂直な
方向に偏向されて対物レンズ１３に入射し、モータ１５
により回転する光ディスク１４上に後述するように２つ
の光スポット３１ｂ，３２ｂを結ぶ。光ディスク１４か
らの反射光は対物レンズ１３に入射して平行光束に変換
されミラー１２で偏向されて固定光学系３０に入射す
る。光束３１の光ディスク１４からの反射光は波長フィ
ルタ４を透過してビームスプリッタ３で反射されてレン
ズ８により光検出器９上に集光される。光束３２の光デ
ィスク１４からの反射光は波長フィルタ４で反射され、
ビームスプリッタ７でも反射されてレンズ１０により光
検出器１１上に集光される。光検出器９，１１によっ
て、光ディスク１４に記録された情報信号やフォーカス
誤差信号、トラッキング誤差信号を既知の方法により検
出する。一方、ミラー１２、対物レンズ１３を含む移動
光学系２０は、リニアモータ等の既知の手段（図示せ
ず）により光ディスク１４の半径方向に駆動される。

【００２０】次に図４により、移動光学系２０が光ディ
スク１４の内周と外周との間の何処かに位置するときの
対物レンズ１３に入射する２つの光束３１，３２と対物
レンズ１３との位置関係を説明する。固定光学系３０か
ら出射する２本の光束３１，３２は光ディスク１４の半
径方向に対してそれぞれ逆方向に角度θ／２傾いてお
り、移動光学系２０が光ディスク１４の内周から外周ま
での何処かに位置するときに対物レンズ１３上で光束３
１の光軸３１ａと光束３２の光軸３２ａとが交差してい
る。その結果、移動光学系２０が光ディスク１４の半径
方向に移動しても前記説明で明らかなように、対物レン
ズ１３に入射する２本の光束３１，３２の光量変動を小
さくすることが出来る。

【００２１】図３は本発明の第２実施例を説明する図
で、図３（ａ）は対物レンズに入射する３本の光束と光
ディスク上の光スポットとの関係を示し、図３（ｂ）は
この実施例の平面図である。この実施例では、光ディス
ク１４の半径方向に対してそれぞれ逆方向に角度θ／２
傾いた光束３１，３２のほかに、光ディスク１４の半径
方向に平行な光束３３を用いている。そのため、図３
（ｂ）に示すように、固定光学系３０には、半導体レー
ザ４０、コリメータレンズ４１、ビームスプリッタ４
２、波長フィルタ４３、ミラー４４、レンズ４５、光検
出器４６が付加して設置されている。３本の光束は移動
光学系２０に設けられた偏向部材であるミラー１２によ
り光ディスク１４に対して略垂直な方向に偏向されて対
物レンズ１３に入射し、光ディスク１４上に３個の光ス
ポット３１ｂ，３２ｂ，３３ｂを結ぶ。ここで光束３
１，３２，３３のそれぞれの光軸３１ａ，３２ａ，３３
ａは移動光学系２０が光ディスク１４の内周から外周ま
での移動範囲の何処かに位置するときに対物レンズ１３
上で交差している。その結果、移動光学系２０が光ディ
スク１４の半径方向に移動しても上記説明で明らかなよ
うに、対物レンズ１３に入射する３本の光束３１，３
２，３３の光量変動を小さくすることが出来る。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、光
学系を固定系、移動系に分離し、かつ複数のレーザ光源
を用いて光ディスク上に複数の光スポットを形成させる
マルチビーム分離型光ヘッド装置において、対物レンズ
と偏向部材であるミラーを搭載した移動光学系が光ディ
スクの半径方向に移動しても対物レンズに入射する各光
束の光量変動を簡単な手段により抑制することが出来
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明第１実施例の平面図である。

【図２】本発明第１実施例の側面図である。

【図３】図３（ａ）は本発明第２実施例での対物レンズ
と入射光軸と光ディスク上の光スポットとの位置関係を
説明する図、図３（ｂ）は第２実施例の平面図である。

【図４】本発明第１実施例での対物レンズと入射光軸と
光ディスク上の光スポットとの位置関係を説明する図で
ある。

【図５】本発明の作用を説明する図である。

【図６】対物レンズの中心から対物レンズに入射する光
束の光軸までの距離と、対物レンズに入射する光束の光
強度との関係を示す図である。

【符号の説明】

１，５，４０…半導体レーザ、２，６，４１…コリメー
タレンズ、１２…ミラー、１３…対物レンズ、１４…光
ディスク、２０…移動光学系、３０…固定光学系、３
１，３２，３３…光束、３１ａ，３２ａ，３３ａ…光
軸、３１ｂ，３２ｂ，３３ｂ…光スポット。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の半導体レーザが出射する発散光束を
   コリメータレンズで、それぞれ、平行光束に変換し、得
   られた複数の平行光束を以後の光学系で１つの光束とし
   て扱えるように光束合成手段で合成し、このように合成
   した複数の平行光束を光ディスクの半径と略平行な方向
   に出射する固定光学系と、この固定光学系から入射され
   た前記複数の平行光束を偏向部材により光ディスク面に
   対して略垂直な方向に偏向させ、このように偏向された
   複数の平行光束を１個の対物レンズに入射させて光ディ
   スク上の互いに離間した複数の位置に光スポットを形成
   させる移動光学系とを備え、移動光学系を光ディスクの
   半径方向に移動させて、光ディスクとの間で、情報の記
   録および／または再生を行なうマルチビーム分離型光ヘ
   ッド装置において、移動光学系が光ディスクの内周から
   外周までの移動範囲内の何処かに位置するときに、対物
   レンズに入射する前記複数の平行光束の光軸が、対物レ
   ンズ上で互いに交差することを特徴とするマルチビーム
   分離型光ヘッド装置。
2. 【請求項２】移動光学系が光ディスクの内周と外周のほ
   ぼ中間に位置するときに、対物レンズに入射する前記複
   数の平行光束の光軸が、対物レンズ上で互いに交差する
   ことを特徴とする請求項１記載のマルチビーム分離型光
   ヘッド装置。
3. 【請求項３】２個の半導体レーザを光源にして固定光学
   系から光ディスクの半径に略平行な方向に出射されてい
   る２本の平行光束が、光ディスクの半径方向に対して互
   いに逆方向に略同一角度傾いていることを特徴とする請
   求項１又は請求項２記載のマルチビーム分離型光ヘッド
   装置。
4. 【請求項４】移動光学系の光ディスクの内周から外周ま
   での移動範囲内において、対物レンズの位置における前
   記複数の平行光束の互いに重なり合った部分が対物レン
   ズの有効径よりも大きいことを特徴とする請求項１，２
   又は３記載のマルチビーム分離型光ヘッド装置。