JPH076401A

JPH076401A - 光学的書き込み読み取り装置

Info

Publication number: JPH076401A
Application number: JP5315046A
Authority: JP
Inventors: Hiroo Nomura; 浩朗野村
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1993-12-15
Filing date: 1993-12-15
Publication date: 1995-01-10
Anticipated expiration: 2012-02-12
Also published as: JP2580987B2

Abstract

(57)【要約】【目的】マルチビーム化によって、光ヘッドに新しい機
能をもたせることを目的とする。【構成】第１の光源（１８）からの第１のビーム光と第
２の光源（１７）からの第２のビーム光とを光メモリ・
デイスク（８）上に収束させるレンズ・アレイ（１１）
と、前記光メモリ・デイスクから反射した前記第１のビ
ーム光または前記第２のビーム光を検出する検出手段
（１５、１６）を有し、前記レンズアレイは、同一の基
体に形成された少なくとも第１の対物レンズと第２の対
物レンズを有し、前記第１のビーム光は前記光メモリ・
デイスクにデータを書き込み、前記第２のビーム光は書
き込まれた前記データを読み取る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光メモリ用光学ヘッドに
用いる対物レンズに関する。さらに詳しくは、その対物
レンズに屈折率分布型の平板マイクロレンズアレイを用
いたものである。

【０００２】

【従来の技術】図１は光メモリ用光学ヘッドの最も標準
的な構成を示したものであり、デイジタルオーデイオ用
コンパクトデイスクプレーヤ、あるいは、静止画ファイ
ル用光メモリ装置に用いられているものである。その主
要部品は光源としての半導体レーザ１、光学系、受光素
子であるデイテクタ２、及び焦点合わせ（フォーカシン
グ）とピットのトレース（トラッキング）の為の駆動系
（アクチュエータ）３である。

【０００３】図の例では半導体レーザ１より出た光はコ
リメートレンズ４により平行ビームに変えられる。この
光は偏光プリズム５を通り抜け１／４波長板６に達す
る。レーザー光（直線偏光している）は１／４波長板を
２回通ると偏光の向きが９０度回転する。従って、１／
４波長板６、対物レンズ７を通りデイスク面８で反射し
た光が再び１／４波長板６を経てプリズム５に達した時
は９０度偏光されている。９０度偏光を受けた反射光は
プリズム５で反射されレーザ１には戻らない。このプリ
ズムはビームスプリッタと呼ばれる。反射光は集光レン
ズ９、シリンダレンズ１０を経てデイテクタ２に集光さ
れる。デイテクタ２はフォトダイオードを使って光信号
を電気信号に変換する部分である。

【０００４】デイテクタから得る信号は、主信号として
のＲＦ信号、焦点合わせのサーボをかける為のフォーカ
ス信号、及びトラックをトレースする為のトラッキング
信号がある。フォトダイオードは通常複数に分割されて
いて、それぞれの素子の出力の和、差からサーボ信号を
得る。対物レンズ７はコイルで駆動され、そのレンズと
コイルの関係はスピーカのコーン紙とボイスコイルに対
応させることができる。デイテクタ２で検出された誤差
信号によって、デイスク方向（フォーカス）と半径方向
（ラジアル）にレンズをドライブする構造になってい
る。フォーカス信号を得る方法には非点収差方式、ナイ
フエッジ方式、臨界角方式がある。トラッキング信号を
得る方式には３ビーム法、プッシュプル法、同期検波
法、ヘテロダイン法がある。これらの詳細は専門書にゆ
ずる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】さて、このような従来
の方式では前述したように主信号とフォーカス信号、ト
ラッキング信号を１本のレーザビームによって得る為、
各信号の安定性、また、これらの信号を分離する回路で
の複雑さに問題があった。本発明はこれらの欠点を解消
するとともに、光ヘッドに新しい機能をもたせたもので
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の光学的書き込み
読み取り装置は、第１の光源からの第１のビーム光と第
２の光源からの第２のビーム光とを光メモリ・デイスク
上に収束させるレンズ・アレイと、前記光メモリ・デイ
スクから反射した前記第１のビーム光または前記第２の
ビーム光を検出する検出手段を有し、前記レンズアレイ
は、同一の基体に形成された少なくとも第１の対物レン
ズと第２の対物レンズを有してなり、前記第１のビーム
光は前記光メモリ・デイスクにデータを書き込み、前記
第２のビーム光は書き込まれた前記データを読み取って
なることを特徴とする。

【０００７】

【実施例】

（実施例１）図２は本発明による新規の光ヘッドの構成
である。光源は半導体レーザ１を用い、コリメートレン
ズ４、偏光ビームスプリッタ５、１／４波長板６、アク
チュエータ３の各構成は変わらない。本発明の特徴は対
物レンズにあり、屈折率分布型平板マイクロレンズ１１
を使用している。屈折率分布型平板マイクロレンズは直
径０．５ｍｍ程度のレンズを同じ工程で同時にアレイ化
して作ることができる。

【０００８】従って、図２のような２個のレンズアレイ
を用いた場合レーザ光は２点に集光され、各々のスポッ
トに別々の機能が与えられる。

【０００９】偏光ビームスプリッタ５、１／４波長板６
を通った光は２個のレンズアレイ１１によって２つのス
ポットＡ、Ｂに分かれる。スポットＡは従来のフォーカ
シング、及びトラッキング信号を得るためのものであ
り、スポットＢは主信号の再生書き込みを専門に行うビ
ームとなる。デイスク８からの反射光は再びマイクロレ
ンズ１１、１／４波長板６を通過するとビームスプリッ
タ５により反射され、ビームＡ、Ｂに対応して接着され
たレンズ１２、１３、１４によって集光される。デイテ
クタ１５は主信号を専門に読み、デイタクタ１６はフォ
ーカスエラー信号、トラッキングエラー信号を読む。こ
のように本発明では平板マイクロレンズによって１つの
光源から発した光を多ビームにマルチ化し、それぞれの
ビームに異なった機能をもたせることができる。その結
果は各信号の安定化がされることと、回路の複雑化を避
けることが可能となる。

【００１０】次に屈折率分布型平板マイクロレンズにつ
いて簡単に述べる。屈折率分布型平板マイクロレンズは
ガラス基板上に設けたマスクを通して溶融塩中の電子分
極の高い重金属イオン（Ｔｌ⁺、Ｃｓ⁺）を拡散させ、ガ
ラス中のＫ⁺、Ｎａ⁺と変換させることで屈折率を三次元
的に制御して形成される。従って、図３のようなレンズ
アレイがバッチ処理によって得られる。現在レンズの最
小径は０．５ｍｍ程度まで可能であり、レンズ定数のコ
ントロールはイオン交換の率、拡散の程度を押さえるこ
とによって得る。工程はガラス板にＴｉ（１．５μ）を
スパッタした後、フォトエッチング法によりレンズアレ
イの原形をつくり、溶融塩中でイオン交換を行い、マス
クを剥離すればよい。従って従来のレンズで行った球面
研磨の工程は全くいらず、しかも、マイクロレンズのア
レイが簡単に得られるのが特徴である。

【００１１】（実施例２）本発明の他の実施例は図２に
於て、スポットＡを書き込み専用のビームとして使い、
スポットＢをそのエラー検出用ビームとして使う。即
ち、スポットＡはデイスクとのフォーカシングを行いつ
つ、強度変調されたビームとなりＴｅ系光メモリデイス
ク上にデータを書き込む。スポットＢはこれを直ちに読
み出し記録データの正誤を判断し、コントロール系にデ
ータの書換えを指示する。この方式によれば記録メデイ
ア上の欠陥に基づくエラーを防ぐことができ、現在１０
^-6−１０^-7とされるデイスクメモリのエラーレートを１
０^-12に近づけることができる。また、１光源で実施す
る場合原光源がパルス変調される為、エラー検出が複雑
となるので図４の２光源にすれば機能を完全に分離する
ことができる。この例では２つのレーザダイオード１
７、１８に対応してコリメートレンズ１９も屈折率分布
型平板マイクロレンズとしている。

【００１２】（実施例３）図５は本発明のさらに他の実
施例である。本実施例はトラッキングに３ビーム法を用
い、フォーカシングにシリンダレンズ２２を用いた非点
収差方式を採用している。３ビーム法は図６のように主
ビームａの前後に副ビームｂ，ｃを与え、ビット列を挾
むようしにてトラッキング信号を得る。副ビームからの
反射光は専用のデイテクタ２４、２５によって検出し、
その差信号よりトラッキングエラーを得る。従来、この
２本の副ビームを得る為にレーザーダイオード１とコリ
メートレンズ４の間に回折格子を置き、その±１次回折
光を用いていた。本発明ではこれを屈折率分布形マイク
ロレンズ２０を用いて行っており、デイテクタ上への集
光にもマイクロレンズアレイ２１を用いている。尚、こ
のマイクロレンズアレイには２方向からの拡散を行い、
合成レンズを形成し、スポット間の距離をよせている。

【００１３】

【発明の効果】以上述べたように本発明はイオン交換法
による屈折率分布型平板マイクロレンズアレイを光メモ
リ用光学ヘッドの対物レンズに用いるものである。その
結果、光ヘッドのマルチビーム化が簡単に行え、それぞ
れのビームに異なった機能を与えることができ、信号の
安定化、回路の簡単化が計れる。また、屈折率分布型マ
イクロレンズは従来のレンズの製作と全く異なってお
り、低コスト化が計れる。さらには将来マイクロレンズ
のプラスチック化も、可能であるので、サーボのかけ易
い軽量のレンズが実現され本発明に好適となるであろ
う。

【００１４】このように本発明は光メモリの分野で新規
のヘッド構成を提供するものであり、デイジタルオーデ
イオ、ビデオデイスク、文書用静止画デイスクファイル
などに広く適用が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の標準的な光ヘッドの構成を示す図。

【図２】本発明による光ヘッドの構成を示す図。

【図３】本発明に用いる屈折率分布型平板マイクリレン
ズアレイの拡大図。

【図４】本発明の他の実施例を示す図。

【図５】本発明の他の実施例を示す図。

【図６】３ビーム法によるトラッキングの原理を示す
図。

【符号の説明】

１、１７、１８、レーザダイオード２、１５、１６、２３、２４、２５デイテクタ４コリメートレンズ５偏光ビームスプリッタ６１／４波長板７対物レンズ８光メモリデイスク９、１２、１３集光レンズ１０、１４、２２シリンダレンズ１１、１９、２０、２１平板マイクロレンズアレイ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１の光源からの第１のビーム光と第２の
光源からの第２のビーム光とを光メモリ・デイスク上に
収束させるレンズ・アレイと、前記光メモリ・デイスク
から反射した前記第１のビーム光または前記第２のビー
ム光を検出する検出手段を有し、前記レンズアレイは、同一の基体に形成された少なくと
も第１の対物レンズと第２の対物レンズを有してなり、前記第１のビーム光は前記光メモリ・デイスクにデータ
を書き込み、前記第２のビーム光は書き込まれた前記デ
ータを読み取ってなることを特徴とする光学的書き込み
読み取り装置。