JPH07105055B2

JPH07105055B2 - 光学ヘツド装置

Info

Publication number: JPH07105055B2
Application number: JP60260358A
Authority: JP
Inventors: 信介鹿間; 英一都出
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1985-11-20
Filing date: 1985-11-20
Publication date: 1995-11-13
Anticipated expiration: 2010-11-13
Also published as: JPS62120641A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は光学ヘッド装置、特に情報記録担体に対する情
報の書込／読出をレーザ光を用いて行う装置の改良に関
する。

［従来の技術］従来より、光学ヘッド装置は、光ディスク装置の記録／
再生ヘッドとして幅広く用いられており、例えば光源か
ら出力される半導体レーザを、集光レンズ系を用いて光
ディスクの情報書込み部に照射し、この光ディスクに対
する情報の書き込み又は読み出しを行うために用いられ
ている。

第４図には、このような光学ヘッド装置の一般的な構成
が示されており、レーザダイオード（１）から出力され
たレーザ光（100）は回折格子（２）により情報書込／
読出用の主光束とトラッキングセンサとして用いられる
一対の補助光束の合計３つの光束に回折処理される。そ
して、これら各光束は、ビームスプリッタ（３）を透過
した後、集光レンズ系（４）により、情報記録担体とし
ての光ディスク（５）のピット（６）上に集光される。
この時、光ディスク（５）に集光されるレーザ光（10
0）は、回折格子により分けられた３つの光束と対応す
るよう３つの集光スポット（200a），（200b），（200
c）となる。

第４図の右枠内には光ディスク（５）のレーザ光（10
0）の照射位置が拡大して図示されており、光ディスク
（５）上に形成されたピット列からなるトラック（７）
に対し、前記３つの集光スポット（200a），（200b），
（200c）を結ぶ線はやや傾いて照射される。

ここにおいて、中央の集光スポット（200b）は信号の書
込／読出用として用いられ、両側のスポット（200a），
（200c）はレーザ光（100）のトラック（７）に対する
トラッキングセンサとして用いられる。

そして、光ディスク（５）で反射されたレーザ光（10
0）は、集光レンズ系（４）を介してビームスプリッタ
（３）に入射する。ここでこの反射光（100）は、その
一部がビームスプリッタ（３）により光検知器（８）に
向け反射され、また、残りの反射光はこのビームスプリ
ッタ（３）を介してそのままレーザダイオード（１）へ
向け再度入射される。

第４図の右下には、光検知器（８）に入射された反射光
（100）の拡大図が示されており、この反射光（100）
は、前述した３つの集光スポット（200a），（200b），
（200c）に対応して、ここにおいても同様に３つの集光
スポット（300a），（300b），（300c），として光検知
器（８）に入射される。

光検知器（８）は、これら各集光スポット（300a），
（300b），（300c）をそれぞれ受光することができるよ
う３つの受光部（9a），（9b），（9c）を有し、周知の
ように中央の受光部（9b）にて光ディスク（５）に書込
まれた情報の読取りを行い、左右の受光部（9a），（9
b）にて、光ディスク（５）のトラック（７）の中心と
レーザ光（100）の照射位置との位置ずれを検出してい
る。

［発明が解決しようとする問題点］ところで、従来よりこのような光学ヘッド装置において
は、レーザダイオード（１）として屈折率ガイドタイプ
のものが多く用いられている。

これは、レーザダイオード（１）から光ディスク（５）
に到達するまでのレーザ光（100）の集光光学系がほぼ
無収差の状態で動作しなければならないからである。

すなわち、この屈折率ガイドタイプのレーザダイオード
は、他のもう１つのタイプである利得ガイドタイプのレ
ーザダイオードに比し、非点収差が小さく、より良好な
集光に適しているからである。

しかし、この屈折率ガイドタイプのレーザダイオード
（１）は利得ガイドタイプのレーザダイオードに比し、
光の単色性（コヒーレンシー）が高く、このため、光デ
ィスク（５）からの反射光の一部がビームスプリッタ
（３）を介してレーザダイオード（１）の発光端面に帰
還されると、いわゆる戻り光誘起音が発生するという問
題がある。

すなわち、前述したように、光ディスク（５）により反
射されたレーザ光（100）は集光レンズ系（４）を介し
てビームスプリッタ（３）によりその一部は光検知器
（８）に向け反射されるが、残りはそのままビームスプ
リッタ（３），回折格子（２）を介してレーザダイオー
ド（１）の発光端面に帰還される。

しかし、屈折率ガイドタイプのレーザダイオード（１）
では、照射したレーザ光（100）の0.1％程度のわずかな
戻り光があった場合においてさえ、戻り光誘起雑音が発
生し、この結果、レーザダイオード（１）から光ディス
ク（５）に向け照射されるレーザ光（100）のS/N比が低
下し、光ディスク（５）の情報を正確に再生する上での
大きな問題となっていた。

このような問題に対する対策として、従来よりレーザダ
イオード（１）の端面に、出力するレーザ光（100）の
数％以上程度の光を積極的に帰還し、ノイズの低減を図
る光帰還法が知られており、この光帰還法によれば、戻
り光量が０％より増加していくと、誘起雑音が0.1％程
度まで一旦許容S/N比レベルを越えて上昇し、ピークを
形成するが、その後再び低下して許容S/N比光量領域を
形成するという良好な特性を発揮する。

本出願人らは、既にこの原理を利用した光学ヘッド装置
についての提案（59−71142号）を行っている。

しかし、その後レーザダイオード（１）の誘起雑音特性
をより詳細に検討したところ、戻り光量を増加したとし
ても、必ずしも良好なS/N特性を発揮するレーザダイオ
ードばかりではなく、例えば第５図に示すごとく、戻り
光量を増やしていくと、ノイズレベルが許容S/N比以下
の許容S/N比光量領域内にある、ある一定の戻り光レベ
ルMaから再度ノイズレベルが増加して、許容S/N比を再
度越えてしまうというレーザダイオードの存在が確認さ
れた。

このようなレーザダイオードでも、例えば第５図のＡに
示すような戻り光量領域MAで使用すれば、レーザダイオ
ード（１）をS/N比を許容限界以下の値で使用すること
ができる。

しかし、一般に実用化されているレーザダイオードは、
出力するレーザ光（100）の広がり角のバラツキや、光
学部品の透過率のバラツキ等により戻り光量の割合いが
２〜３倍程度で変動するのが通常であり、従って、量産
品である光ヘッド装置において、前述したように、この
戻り光量を、例えばＡ点のようにノイズレベルの許容限
界以下の領域に適切に設定することは極めて困難である
という問題がある。

この発明は、かかる問題点を解決するために成されたも
のであり、前述した戻り光量のバラツキにかかわりな
く、半導体レーザ光源装置をノイズレベルの十分に低い
状態で使用し、情報記録担体に対し情報の書込／読出を
正確に行うことが可能な光学ヘッド装置を得ることを目
的とする。

［問題点を解決するための手段］この発明にかかる光学ヘッド装置は、半導体レーザ光源
装置から情報記録担体に向けレーザ光を照射し、このレ
ーザ光は集光レンズ系により情報記録担体の表面に集光
され情報の書込／読出が行われる。

ここにおいて、前記半導体レーザ光源装置と、集光レン
ズ系との間には、回折格子が設けられ、集光レンズ系に
よって情報記録担体の表面に集光される光束を、情報の
書込／読出用の集光スポットとトラッキングセンサ用の
複数のスポットとなるよう分光する。

ところで、このような光学ヘッド装置では、前述したよ
うに情報記録担体に集光されたレーザ光が反射され、集
光レンズ系、回折格子を介して再度半導体レーザ光源装
置に帰還され、レーザ光のS/N比を低減させる。

本発明の特徴的事項は、このようなレーザ光のS/N比の
低減を防止するために、半導体レーザ光源装置に入射す
る反射光を減衰するよう、前記回析格子に光量減衰手段
を設け、該光量減衰手段の減衰量を調節することによっ
て半導体レーザの戻り光誘起雑音を低減させたことにあ
る。

［作用］以上の構成とすることにより、本発明によれば、半導体
レーザ光源装置に帰還する反射光の光量を、前記光量減
衰手段によりノイズレベルがほぼ許容S/N比光量領域内
となるまで十分に減衰させることが可能となり、この結
果、半導体レーザ光源装置から出力されるレーザ光のS/
N比が改善され、光ディスク等の情報記録担体に対する
情報の書込み、読み出しを正確に行うことが可能とな
る。

［実施例］次に本発明の好適な実施例を図面に基づき説明する。な
お、前記第４図及び第５図に示す装置と対応する部材に
同一符号を付しその説明は省略する。

本実施例において、光学ヘッド装置は、第４図に示すご
とく、従来装置と略同様に形成されており、その特徴的
事項は、集光レンズ系（４）を介してレーザダイオード
（１）に帰還する反射光を減衰する光量減衰手段（10）
を回折格子（２）に設けたことにある。

第１図には、このような光量減衰手段（10）の好適な実
施例が示されている。

一般に、回折格子（２）は、その集光レンズ系側に回折
格子部（2a）が形成されており、本実施例において光量
減衰手段（10）は、この回折格子（２）のレーザダイオ
ード側表面に光量減衰薄膜（10a）を蒸着被覆して形成
されている。

このような薄膜（10a）は、例えばアルミニウム等のよ
うな金属蒸着膜や誘電体蒸着膜等を用いて形成すること
ができる。

第２図には、前記光量減衰手段（10）の他の実施例が示
されており、実施例においては、前記薄膜（10a）を集
光レンズ系側に被覆することにより形成されている。

第３図には、光量減衰手段（10）のその他の実施例が示
されており、この減衰手段（10）は、回折格子（２）そ
のものを光量減衰機能を持ったバルク材を用いて形成し
たものであり、このようなものとしては例えばN/Dフィ
ルタ、色ガラス素材等を用いることができる。

すなわち、本発明の光量減衰手段（10）は、レーザダイ
オード（１）に帰還する反射光を減衰できるものであれ
ばよく、必要に応じては、これ以外の構造のものを適宜
採用することも可能であることは言うまでも無い。

本実施例の光学ヘッド装置は以上の構成からなり次にそ
の作用を説明する。

本実施例において、光量減衰手段（10）の透過率をＴ
（０＜Ｔ＜１）とし、また集光レンズ系（４）、ビーム
スプリッタ（３）を介して反射されてくる反射光の戻り
光量が第６図のＢで示すように、ノイズレベルの許容限
界以上のM_Bであると仮定すると、このとき、実施例の光
学ヘッド装置では、光量減衰手段（10）を介してレーザ
ダイオード（１）に帰還されてくる戻り光量Ｍの大きさ
はM_B×T²となり、M_Bより小さくなることが理解される。

ここにおいて、戻り光量M_Bに対しT²が乗算されているの
は、レーザダイオード（１）から出力されるレーザ光
（100）が光量減衰手段（10）を行きと帰りとで合計２
度通過するためである。

従って、この光量減衰手段（10）の透過率Ｔを０〜１の
範囲で任意に選定することにより、例えば戻り光量Ｍが
大き過ぎ通常であればS/N比の許容限界を大幅に上まわ
る場合であっても本発明はこの戻り光量Ｍを大幅に減少
し、許容S/N比光量領域内の例えばＡ点に示すような値
に常に設定することが可能となる。

本出願人らは、このような本発明の効果を更に確認すべ
く、第２図に示す如く、回折格子（２）の表面に、透過
率がＴ＝0.6の誘電体干渉フィルタを作成し実験を行っ
た。

この時、前記干渉フィルタがない状態で、反射光の戻り
光量Ｍが約８％あったが、干渉フィルタを設置して戻り
光量Ｍを約２％程度まで低減させたところ、レーザダイ
オード（１）のノイズ特性が大幅に改善され、光ディス
ク（５）に対する信号の再生品質が大幅に向上したこと
が確認された。

なお、反射光の戻り光量Ｍを制御する方式は、これ以外
にビームスプリッタ（３）の透過率を調整することによ
っても理論上は可能である。しかし、ビームスプリッタ
（３）自体を、透過率の異なるものに入れ変えると、こ
れに付随して光検知器（８）の位置調整やそれ以外の手
間がかかり、実用的ではない。

これに対し、本発明によれば、単に回折格子（２）を取
替えることにより、ダイオード（１）に対する戻り光量
Ｍを自在に調整することが可能であり、前記したよう
に、ビームスプリッタ（３）自体の交換を行う場合に比
し、その取扱いが極めて簡単なものとなることが理解さ
れる。

従って、本発明によれば、透過率Ｔの異なる光量減衰手
段（10）が設けられた回折格子（２）を複数枚用意して
おけば、光学ヘッド装置が組立てられた後においても、
単に回折格子（２）を取変えることにより、レーザダイ
オード（１）への戻り光量Ｍを最適な値に簡単に設定す
ることが可能となる。

すなわち、光ヘッド（１）に対する戻り光量Ｍが大き過
ぎレーザダイオード（１）のノイズが増加している場合
には、回折格子（２）を透過率Ｔの低い回折格子に差し
変えることにより簡単にレーザダイオード（１）のノイ
ズレベルを低減することができる。

なお、本実施例においては、便宜上、例えばCDのような
ピット情報としてデータを記録する光ディスクに対し情
報の書込／読出を行う光学ヘッド装置を例にとり説明し
たが、本発明はこれに限らず、これ以外にも他の方式の
ディスク、例えば光磁気、相変化等のあらゆるタイプの
光ディスク用の光学ヘッド装置に対しても有効であるこ
とはいうまでもない。

［発明の効果］この発明は以上説明したとおり、回折格子に光量減衰手
段を設け、集光レンズ系を介して半導体レーザ光源装置
に向け帰還されるレーザ光の戻り光量を十分に抑制する
ことにより、半導体レーザ光源装置をノイズレベルを十
分に低い状態で使用し、情報記録担体に対する情報の書
込／読出を正確に行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる光学ヘッド装置の好適な実施例
の要部説明図、第２図，第３図は本発明の他の実施例を
示す要部説明図、第４図は本実施例に用いられる光学ヘ
ッド装置の光路図、第５図は戻り光量とノイズレベルと
の関係を示す説明図である。図において、（１）はレーザダイオード、（２）は回折
格子、（４）は集光レンズ系、（５）は光ディスク、
（10）は反射光減衰手段、（100）はレーザ光である。また、各図中同一部材は同一又は相当部分を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光学的に情報が保持された情報記録担体か
ら情報を光学的に書込／読出するためのレーザ光を出力
する半導体レーザ光源装置と、前記レーザ光を情報記録担体の情報部へ集光する集光レ
ンズ系と、前記半導体レーザ光源と集光レンズ系との間に設けら
れ、集光レンズ系によって前記情報部に集光される光束
が情報書込／読出用の集光スポットとトラッキングセン
サ用の複数の集光スポットとなるようレーザ光を回折処
理する回折格子と、を含み、前記半導体レーザ光源より出力されたレーザ光の戻り光
量を増加させたときに、その戻り光量がが0.1％前後の
ときにノイズレベルが許容S/N比を越えてピークを形成
した後に許容S/N比光量領域を形成し、その後再び許容S
/N比を越える領域を形成するという特性を有し、上記構
成では、前記戻り光量が前記再び許容S/N比を越える領
域にある光学ヘッド装置であって、前記情報記録担体にて反射され集光レンズ系を介して半
導体レーザ光源装置に再入射する反射光の戻り光量を減
衰する光量減衰手段を、前記回折格子に設け、前記戻り
光量を前記許容S/N比光量領域内に設定したことを特徴
とする光学ヘッド装置。
【請求項２】前記光量減衰手段は、回折格子の光源側表
面に被覆された光量減衰薄膜を用いて形成されてなるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光学ヘッド
装置。
【請求項３】前記光量減衰手段は、回折格子の集光レン
ズ側表面に被覆された光量減衰薄膜を用いて形成されて
なることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光学
ヘッド装置。
【請求項４】前記光量減衰手段は、回折格子自体を光量
減衰機能を有するバルク材を用いて形成されてなること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光学ヘッド装
置。