JPH0718020Y2 - 光学式消去ヘッド - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は光学式記録再生装置の光学式消去ヘツドに関す
る。

背景技術とその問題点 以下に第１図を参照して、従来の光学式記録再生装置
（1983年応用物理学会連合講演会の予稿集，講演番号7p
−Ｘ−5,“TeOxによる消去機能つき光デイスク（Ｖ）記
録消去用光学ヘツド",松下電器中央研究所，大原俊次，
中田彬史，吉田富夫）について説明する。（１）は波長
が790nmのレーザービームを発射する消去ビーム発生用
半導体レーザ光源であつて、これよりのレーザービーム
がコリメータレンズ（２）−円柱レンズ（３）を通過し
て偏光ビームスプリツタ（４）に入射せしめられ、その
反射面（4a）で反射し、更に1/4波長板（７）を介して7
90nmの波長のビームを反射する光学フイルタ（８）に入
射せしめられる。光学フイルタ（８）よりの反射ビーム
は偏光ビームスプリツタ（４）−1/4波長板（９）を通
じて対物レンズ（10）に入射せしめられ、その集束出射
ビームが光学的に記録再生及び消去の可能な光学式記録
媒体（11）に照射せしめられる。

この光学式記録媒体（11）の記録材料としては、TeOx
（ｘ≒１）のごとき光ビームの照射によつて非晶質及び
結晶の相転位が行なわれ、これにより光反射率の変化す
るものが用いられる。

コリメータレンズ（２）よりの出射平行レーザービーム
は上述の円柱レンズ（３）によつて、非点収差が生ぜし
められるため、第２図に示すごとく、光学式記録媒体
（11）のプリグループ（14）内において、例えばその長
さが10μｍ程度の楕円スポツト（16）が形成され、プリ
グルーブ（14）内の地と反射率を異にする光学的記録痕
跡が消去される。一方、（５）は波長が830nmのレーザ
ービームを発射する記録・再生ビーム発生用半導体レー
ザ光源で、これよりのレーザービームがコリメータレン
ズ（６）を通じて偏光ビームスプリツタ（４）に入射
し、その反射面（4a）で反射した後、対物レンズ（10）
に入射し、その出射集束ビームが光学式記録媒体（11）
に照射せしめられる。そして記録時においては、半導体
レーザ光源（５）の光出力が大となされ、再生時には小
とされ、いずれにおいても第２図に示すごとく、プリグ
リーブ（14）内に円形のスポツト（15）が形成される。

記録時においては、半導体レーザ光源（５）の駆動電流
が信号によつて変調され、再生時には一定の駆動電流が
供給される。再生時においては、光学式記録媒体（11）
からの反射ビームが対物レンズ（10）−1/4波長板
（９）−偏光ビームスプリツタ（４）−1/4波長板
（７）−光学フイルタ（８）を通じて集束レンズ（12）
に入射せしめられ、その出射集束ビームが光検出器（1
3）に入射せしめられ、これより再生信号が出力され
る。又、光学フイルタ（８）から光検出器（13）までの
光路中に円柱レンズ等の光学手段を設け、光検出器（1
3）として多分割光検出器を用いることにより、光検出
器（13）から再生時及び記録時においてフオーカス又は
トラツキング誤差信号を得ることができる。この場合、
消去ビームに対してもこの光検出器（13）で得られたフ
オーカス又はトラツキング誤差信号によつてフオーカス
サーボ又はトラツキングサーボを行なう。

しかして第１図について説明した光学式記録再生装置の
光学式消去ヘツドは、消去用の楕円スポツトを得るため
の非点収差光学手段として円柱レンズを用いているが、
円柱レンズはそのxy軸方向の位置出し、煽り、回転位置
の設定及び円柱面の高精度化が困難であるところから、
その消去用の楕円スポツトを容易に得ることができなか
つた。

又、光学式記録再生装置としては、波長の異なるレーザ
ービームを用いているため、対物レンズ（10）として色
消しレンズを用いなければならず、対物レンズ（10）が
高価になる。即ち、対物レンズ（10）として色消しレン
ズを用いないと、波長の異なるレーザービームにおいて
色収差が生じてしまう。

又、記録・再生ビームの戻りビームによつて検出したフ
オーカス又トラツキング誤差信号に基づいて、消去ビー
ムのフオーカス又はトラツキング誤差信号を得て制御を
行なつているので、消去集束ビームのフオーカスサーボ
又はトラツキングサーボを高精度を以つて行なうことが
できず、又、レーア光源（１）の位置精度を保つのが困
難である。消去ビームのデフオーカスは、スポツトの拡
大により隣接する他のプリグルーブの光学的記録痕跡を
消去する虞れがある。

考案の目的 斯る点に鑑み、本考案は容易に消去ビームの所望の寸法
の楕円スポツトを得ることができると共に、簡単な構成
で消去ビームの高精度のフオーカス又はトラツキング誤
差信号を得ることのできる光学式消去ヘツドを提案せん
とするものである。

考案の概要 本考案による光学式消去ヘッドは、半導体レーザと、そ
の半導体レーザより出射された光ビームが入射せしめら
れて、平行性の僅かに崩された光ビームを出射するコリ
メータレンズと、そのコリメータレンズを介した半導体
レーザからの出射光ビームの光軸に対して傾けて配され
る第１のプリズム、その第１のプリズムから出射される
光ビームの入射面が傾いた第２のプリズム、及び、半導
体レーザから出射された光ビームと記録媒体からの戻り
光ビームを分離する反射面で、第２のプリズムと接合さ
れる第３のプリズムから構成され、コリメータレンズを
介した半導体レーザから出射された平行性の僅かに崩さ
れた光ビームが入射せしめられるアナモルフイツクプリ
ズムと、そのアナモルフイツクプリズムから出射された
光ビームが入射せしめられ、その集束光ビームが光学的
に情報信号の記録、再生及び消去の可能な記録媒体に、
その記録媒体上でのスポット形状が楕円状の消去光ビー
ムとして照射するための対物レンズと、記録媒体からの
戻り光ビームのアナモルフイツクプリズムの第２のプリ
ズム及び第３のプリズム間の接合部の反射面で反射され
た光ビームが入射せしめられる４分割光検出器とを備
え、その４分割光検出器からの検出信号に基づいてフォ
ーカス又はトラッキング誤差信号を得るようにしたもの
である。

斯る本発明によれば、非点収差光学手段としてアナモル
フイツクプリズムを用いたので、アナモルフイツクプリ
ズムはその加工精度及び配置精度を容易に高くすること
ができるところから、容易に消去ビームの楕円スポツト
（円形スポットに比べて消去が良好となる）を得ること
のできる光学式消去ヘツドを得ることができる。

又、本考案によれば消去用ビームに非点収差が発生して
いるところから、光学式記録媒体からの出射ビームを４
分割光検出器に入射させるだけで容易にフオーカス又は
トラツキング誤差信号を得ることのできる光学式消去ヘ
ツドを得ることができる。

実施例 以下に第３図を参照して本考案の一実施例を詳細に説明
する。第３図Ａは光学式記録再生装置の記録再生ヘッド
（21）の側面図、第３図Ｂ及びＣはその光学式記録再生
装置の消去ヘッド（22）の夫々正面図及び側面図、第３
図Ｄは消去ヘッド（22）の一部である集束レンズ及び光
検出器からなる光学系の平面図である。記録再生ヘッド
（21）及び消去ヘッド（22）は、第４図に示すごとく、
光学式記録媒体としての光学式デイスク（20）の中心に
対し直径方向の対称な位置に配されている。（40）はこ
れら両ヘツド（21）、（22）を支持する支持体である。
又、ヘツド（21）及び（22）は光学式デイスク（20）の
半径上を対称に移動し得るようになされている。

先ず、記録再生ヘツド（21）について説明する。半導体
レーザ光源（23）よりのレーザービームがコリメータレ
ンズ（24）を介して、偏光ビームスプリツタ（25）に入
射せしめられ、偏光ビームスプリツタ（25）を通過した
ビームは1/4波長板（26）を通じて対物レンズ（27）に
入射せしめられ、これより得られた出射集束ビームが光
学式記録媒体（20）に照射される。しかして、再生時に
おいては、半導体レーザ光源（23）が低い一定の駆動電
流で駆動され、記録には情報信号で変調された大電流で
駆動される。

光学式記録媒体（20）よりの反射ビームは対物レンズ
（27）−1/4波長板（26）を介して偏光ビームスプリツ
タ（25）の反射面（25a）で反射し、円柱レンズ（28）
−集束レンズ（29）を通じて、光検出器（30）に入射せ
しめられる。

光検出器（30）は第５図に示すごとく、４分割光検出器
であつて、４つの光検出部（4a）〜（4d）を有する。再
生時は光検出部（4a）〜（4d）の検出出力の和が再生信
号となる。そして、記録、再生時共に、光検出器（30）
上のスポツトは、光学式記録媒体（20）への対物レンズ
（27）からの集束ビームのフオーカスがとれているとき
は、実線に示したごとき円となり、フオーカスが外れる
と一点鎖線又は二点鎖線に示すごとき楕円となる。従つ
て、フオーカス誤差信号を得るには、光検出部ａ、ｃの
検出出力の和から光検出部ｂ、ｄの検出出力の和を差し
引けば、集束時には０となり、非集束時には（＋）又は
（−）のある値となる。又、この光検出器（30）によつ
てトラツキング誤差信号をも得るときは、光検出器ａ、
ｄの検出出力の和から光検出器ｂ、ｃの検出出力の和を
差し引けば得ることができ、その値が０のときはトラツ
キングが取れているときであり、正又は負のある値のと
きはトラツキングがずれているときである。そしてこの
得られたフオーカス誤差信号及びトラツキング誤差信号
によつて対物レンズ（27）をその光軸方向に移動させ、
又、ヘツド（21）全体をトラツクと直交する方向に移動
させるようにして、ヘツド（21）にフオーカス及びトラ
ツキングサーボを掛ける。

尚、この第３図の装置の場合においても、光学式記録媒
体（20）は第１図及び第２図に説明したと同様のもの
で、記録再生時には光学式記録媒体（20）のプリグルー
ブ（14）内に円形のスポツト（15）が形成される。

次に消去ヘツド（22）について説明する。半導体レーザ
光源（31）よりのレーザービームがコリメータレンズ
（32）に入射せしめられて平行性から僅か崩されたビー
ムが出射せしめられる。これはレーザ光源（31）及びコ
リメータレンズ（32）間の距離を調節して行なう。そし
て、この僅かに平行性の崩されたビームがアナモルフイ
ツクプリズム（BK7のガラスから成る）（33）に入射せ
しめられる。

このアナモルフイツクプリズム（33）はプリズム（34）
と、一体になされたプリズム（36）、（37）とから構成
されている。コリーメータレンズ（32）に一番近いプリ
ズム（34）はその頂角が30°となされている。又、次の
プリズム（36）は頂角が60°となされている。又、次の
プリズム（37）は頂角が45°となされている。尚、この
プリズム（36）及び（37）の接合面は、光学式記録媒体
（20）よりの反射ビームを反射させて90°偏向させるた
めのもので、プリズム（36）及び（37）にて偏光ビーム
スプリツタをも構成している。尚、プリズム（34）及び
（36）間の距離を所定の値に調整する必要がある。

かくして、コリメータレンズ（33）からの僅かに平行性
の崩されたビームはアナモルフイツクプリズム（33）を
通じ、更に1/4波長板（38）を通じて対物レンズ（39）
に入射し、それより出射された集束ビームが光学式記録
媒体（20）上に照射せしめられる。そのスポツトは例え
ば長径，短径が夫々12μm,1.7μｍの細長い楕円とな
る。

更に、光学式記録媒体（20）よりの反射ビームは対物レ
ンズ（39）−1/4波長板（38）−偏向ビームスプリツタ
（35）の反射面（37′）で反射した後、集束レンズ（4
0）を介して光検出器（41）に入射する。この光検出器
（41）は第５図に示すごとく４分割光検出器である。そ
して、上述した記録再生ヘツド（21）と同様に光検出器
（41）からフオーカス及びトラツキング誤差信号が得ら
れ、これによりヘツド（22）のフオーカスサーボ及びト
ラツキングサーボが上述と同様に行なわれる。

次に、第３図と共に、第６図を参照して、消去ヘッド
（22）について更に説明する。第６図は、第３図の消去
ヘッド（22）において、コリメータレンズ（32）、プリ
ズム（アナモルフイツクプリズム）（34）及び対物レン
ズ（39）を抽出して示し、コリメータレンズ（32）を出
射した光ビームが、プリズム（34）を通過して直接に対
物レンズ（39）に入射して集束せしめられ、その集束ビ
ームが光学式記録媒体（20）上に照射せしめられる状態
を示しており、第６図Ａは第３図Ｃと同様の側面図、第
６図Ｂは第３図Ｂと同様の正面図である。

先ず、第３図及び第６図を参照して、アナモルフイツク
プリズム（33）を構成するプリズム（34）について説明
する。コリメータレンズ（32）は発散光ビームを平行光
ビームに変換するための光学素子であるが、コリメータ
レンズ（32）に対する半導体レーザ光源（32）の位置
を、コリメータレンズ（32）の焦点から僅かにずらすこ
とによって、コリメータレンズ（32）から出射するレー
ザビームは平行性の僅かに崩されたものとなる。尚、そ
のレーザビームの光軸に対する角度は、第３図Ｃ、Ｂ及
び第６図Ａ、Ｂ共同じ角度で、これをθとする。このコ
リメータレンズ（32）から出射するレーザビームを、コ
リメータレンズ（32）を介した半導体レーザ光源（31）
からの出射レーザビームの光軸に対して傾けて配された
プリズム（34）に入射させる。プリズム（34）からの出
射レーザビームの光軸に対する角度は、第３図Ｂ及び第
６図Ｂの場合は、同じθとなるが、第３図Ｃ及び第６図
Ａの場合はθとは異なるθ′となる。尚、θ′／θ＝γ
（角倍率）である。

このため、プリズム（34）から出射したレーザビームが
対物レンズ（39）に入射すると、対物レンズ（39）より
の集束レーザビームの集束点は、第３図Ｃ及び第６図Ａ
と、第３図Ｂ及び第６図Ｂとで異なり、光学式記録媒体
上の集束レーザビームのスポットの形状は、光学式記録
媒体の光軸上の位置に応じて横長楕円−円−縦長楕円と
変化して非点収差が生じる。

この非点収差によって、４分割光検出器（41）上の集束
レーザビームのスポット形状も、光学式記録媒体（20）
の光軸方向の位置によって、横長楕円−円−縦長楕円と
変化するから、フォーカス誤差の検出が可能となる。
尚、光学式記録媒体上のレーザのスポット形状が楕円
（横長又は縦長楕円）となるように、消去ヘッド（22）
にフォーカスサーボが掛けられることは勿論である。

尚、θが０の場合、即ち、コリメータレンズ（32）より
出射したレーザビームが平行光となる場合は、このよう
な非点収差は生じない。尚、第６図Ａにおいて、θ＝
θ′＝０のときの横倍率ｍはｍ＝b/aとなる。

次に、第３図を参照して、アナモルフイツクプリズム
（33）を構成するプリズム（36），（37）について説明
する。アナモルフイツクプリズム（33）をプリズム（3
4）のみで構成すると、入射光軸と出射光軸とが平行に
ならないで、プリズム（36），（37）を設けることにに
よって、アナモルフイツクプリズム（33）全体に対する
入射光軸と出射光軸が互いに平行になるようにしてい
る。この場合は、プリズム（36），（37）は全体として
１個のプリズムとして機能する。又、光学式記録媒体
（20）よりの戻り光に対しては、プリズム（36），（3
7）は２個のプリズムとして機能して、その間の接合部
は戻り光の反射面となる。

尚、プリズム（34）はプリズム（36），（37）の位置を
基準として位置決めされるが、プリズム（34）の位置が
上下に変位すると、それに応じてレーザビームは横ずれ
することになる。

尚、光学式記録媒体として透過形を使用する光学式記録
再生装置にも、本考案を適用できる。

上述せる光学式消去ヘツドによれば、非点収差光学手段
としてアナモルフイツクプリズムを用いているもので、
アナモルフイツクプリズムはその加工精度及び配置精度
を容易に高くすることができるところから、容易に消去
ビームの楕円スポツト（円形スポットに比べて消去が良
好となる）を得ることのできる光学式消去ヘッドを得る
ことができる。従来の光ヘッドのように、ビームスプリ
ッタと光検出器との間に、円柱レンズの如き非点収差光
学素子を設ける必要がないので、ビームスプリッタ及び
光検出器間における非点収差光学素子の位置調整作業が
全く不要になる。

更に、本考案によれば、消去ビームに非点収差が発生し
ているところから、光学式記録媒体からの出射ビームを
４分割光検出器（41）に入射させるだけで、容易にフオ
ーカス及びトラツキング誤差信号を得ることのできる光
学式消去ヘッドを得ることができる。

又、本考案によれば、消去ビームの光学式記録媒体から
の戻りビームによつてフオーカスサーボ及びトラツキン
グサーボをかけているので、高精度のサーボを行なうこ
とができる。又、アナモルフイツクプリズムは半導体レ
ーザ光源からの円に近い楕円光を円に整形する機能をも
有するので、レーザ光源として半導体レーザ光源を用い
た場合に頗る好適である。

アナモルフイツクプリズムによる半導体レーザ光源から
の円に近い楕円光を円に整形する機能は、アナモルフイ
ツクプリズムが本来的に持っている横倍率効果（ｍ＝b/
a）で、これによって対物レンズへの入射光が整形され
て結合効率が良好になる。これに対し、コリメータレン
ズよりの僅かに平行性の崩されたレーザビームを、アナ
モルフイツクプリズムに入射させて、光学式記録媒体上
での消去のための集束ビームのスポット形状を楕円にす
るのは、アナモルフイツクプリズムの持っている角倍率
効果（γ＝θ′／θ）であって、横倍率効果とは独立し
た効果であり、これらの効果は併存するものである。

アナモルフイツクプリズムのコリメータレンズよりのレ
ーザビームが入射するプリズムの光軸に対する入射光及
び出射光の角度θ及びθ′の間には、上述したように
θ′＝γθの関係があるが、そのプリズムの位置が固定
されれば、角倍率γは一定となる。そして、θ′が大き
い程非点収差量は増大し、又、θはコリメータレンズの
焦点からの半導体レーザ光源の位置ずれ、即ち、デフォ
ーカス量に比例する。このため、半導体レーザ光源とコ
リメータレンズとの間の距離を変化させることによっ
て、非点収差量を連続的に可変することができる。

考案の効果 上述せる本考案によれば、非点収差光学手段としてアナ
モルフイツクプリズムを用いているので、アナモルフイ
ツクプリズムはその加工精度及び配置精度を容易に高く
することができるところから、容易に消去ビームの楕円
スポツトを得ることのできる光学式消去ヘッドを得るこ
とができる。

又、本考案によれば消去用ビームに非点収差が発生して
いるところから、光学式記録媒体からの出射ビームを４
分割光検出器に入射させるだけで容易にフオーカス又は
トラツキング誤差信号を得ることのできる光学式消去ヘ
ッドを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の光学式記録再生装置を示す配置図、第２
図はその記録媒体上のスポツトを示すパターン図、第３
図は本発明を適用した光学式記録再生装置の一例を示す
配置図、第４図は第３図の光学式記録再生装置の記録再
生ヘツド及び消去ヘツドの配置を示す配置図、第５図は
第３図の光検出器を示す平面図、第６図は消去ヘッドの
動作説明に供する配置図である。 （21）は記録再生ヘツド、（22）は消去ヘツド、（31）
はレーザ光源、（32）はコリメータレンズ、（33）はア
ナモルフイツクプリズム、（38）は1/4波長板、（39）
は対物レンズ、（40）は集束レンズ、（41）は４分割光
検出器である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 杉木 美喜雄 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)考案者 大里 潔 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (56)参考文献 特開 昭51−84206（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−39101（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】半導体レーザと、 該半導体レーザより出射された光ビームが入射せしめら
   れて、平行性の僅かに崩された光ビームを出射するコリ
   メータレンズと、 該コリメータレンズを介した上記半導体レーザからの出
   射光ビームの光軸に対して傾けて配される第１のプリズ
   ム、該第１のプリズムから出射される光ビームの入射面
   が傾いた第２のプリズム、及び、上記半導体レーザから
   出射された光ビームと記録媒体からの戻り光ビームを分
   離する反射面で、上記第２のプリズムと接合される第３
   のプリズムから構成され、上記コリメータレンズを介し
   た上記半導体レーザから出射された平行性の僅かに崩さ
   れた光ビームが入射せしめられるアナモルフイツクプリ
   ズムと、 該アナモルフイツクプリズムから出射された光ビームが
   入射せしめられ、その集束光ビームが光学的に情報信号
   の記録、再生及び消去の可能な上記記録媒体に、該記録
   媒体上でのスポット形状が楕円状の消去光ビームとして
   照射するための対物レンズと、 上記記録媒体からの戻り光ビームの上記アナモルフイツ
   クプリズムの上記第２のプリズム及び上記第３のプリズ
   ム間の上記接合部の反射面で反射された光ビームが入射
   せしめられる４分割光検出器とを備え、 該４分割光検出器からの検出信号に基づいてフォーカス
   又はトラッキング誤差信号を得るようにしてなる光学式
   消去ヘッド。