JPH08221798A - 分離型マルチビーム光ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 可動光学系のアクセス移動によっても、複数
の絞り込みスポットのそれぞれの光量が変化することが
ない分離型のマルチビーム光ヘッドを達成する。 【構成】 複数のレーザビーム２２ａと２２ｂを固定光
学系５から同一方向に出射させ、レーザビームの方向を
分離する分離プリズム２６を可動光学系６内に配置し
た。 【効果】 分離型のマルチビームヘッドで、複数の絞り
込みスポットの光量が変化することがなく、情報記録や
情報再生のための安定な制御が達成できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光ディスク装置や光カ
−ド装置や光テープ装置などの光情報処理装置などに用
いる光ヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】光ディスク装置は大容量のデータファイ
ル装置であるが、データへのアクセス時間の短縮やデー
タ転送速度の高速化が望まれている。

【０００３】光ディスク装置においてアクセス時間を短
縮する手段として、例えば特開昭６３−２９８７２５号
公報に記載のように、光源部分やディスク反射ビームを
分離するビームスプリッタや検出光学系部分などは固定
光学系として動かさず、フォ−カスレンズとスポット位
置制御アクチュエ−タを含むフォ−カシング部分のみを
可動光学系として移動させる、分離型光ヘッドがある。
分離型光ヘッドでは、固定光学系内で光源からの出射光
をコリメートレンズで平行ビームにし、可動光学系へ導
く。光源としては半導体レーザが多く用いられるので、
平行ビームの中心ほど光強度が強く、ビームの中心から
はずれるにしたがって光強度は弱くなる。可動光学系は
ディスクの情報記録範囲に相当する数十ｍｍの範囲を移
動するので、固定光学系から出射する平行ビームの出射
方向と可動光学系の移動方向とは充分一致させておかな
かればならない。さもないと、可動光学系の移動に伴っ
て、フォーカスレンズに入射する平行ビームの位置が横
方向にずれてフォーカスレンズを通過できる平行ビーム
の光強度が弱くなり、絞り込みスポットの光量等が減少
して情報記録や情報再生のための正確な制御が達成でき
なくなる。

【０００４】また、データ転送速度を高速化する手段と
して、例えば特開昭６１−１５０１４７号公報に記載の
ように、一つの光ヘッド内に複数の光源を搭載し同一の
フォーカスレンズによって複数の光スポットを光ディス
ク面上の同一トラックに照射し、記録と記録確認のため
の再生を同時にすることによってデータ転送速度を高速
化できる、マルチビーム型光ヘッドがある。マルチビー
ム型光ヘッドでは、例えば上記特開昭６１−１５０１４
７号公報に記載のように、波長の異なる光源化らの出射
光をそれぞれのコリメートレンズで独立に平行ビームに
した後、ビームスプリッタで平行ビームを合成しフォー
カスレンズに入射させる。また、特開昭６１−１９６４
４６号公報に記載のように、アレイ状の複数光源からの
出射光を同一のコリメートレンズで複数の平行ビームに
しフォーカスレンズに入射させる構成のマルチビーム型
光ヘッドもある。いずれにしてもマルチビーム型光ヘッ
ドでは、ディスク面上におけるそれぞれの絞り込みスポ
ット位置を少しづつずらすために、平行ビームのそれぞ
れの出射方向を少しづつずらしてフォーカスレンズに入
射させなければならない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】光ディスク装置におい
てアクセス時間の短縮とデータ転送速度の高速化を同時
に達成する手段として、分離型のマルチビーム光ヘッド
が考えられる。しかし、上記２つの手段を併合した分離
型のマルチビーム光ヘッドでは、以下に示す問題を生じ
る。

【０００６】単一ビームの分離型光ヘッドでは、固定光
学系から出射する平行ビームの出射方向と可動光学系の
移動方向とを充分一致させることは可能であった。しか
し、マルチビーム型の光ヘッドの場合、固定光学系から
出射する複数の平行ビームの出射方向を少しづつずさな
けらばならない。よって、固定光学系からの出射方向を
可動光学系の移動方向と一致させることができる平行ビ
ームはただ１本で、残りの平行ビームは出射方向が可動
光学系の移動方向とは一致しなくなる。その結果、可動
光学系の移動に伴ってフォーカスレンズに入射する複数
の平行ビームの位置が横方向に変動し、絞り込みスポッ
トの光量等が変化して情報記録や情報再生のための正確
な制御が達成できなくなる、という問題が生じる。

【０００７】本発明の目的は、可動光学系の移動によっ
て複数の絞り込みスポットのそれぞれの光量が変化する
ことがなく、情報記録や情報再生のための安定な制御が
達成できる分離型のマルチビーム光ヘッドを提供するこ
とにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第１の発明では、複数のビームを出射するビーム出
射手段を有する固定光学系と、該出射ビームを情報媒体
面上に結像する結像光学手段を有し固定光学系に対して
移動可能な可動光学系とからなる分離型光ヘッドにおい
て、複数の出射ビームの進行方向を分離するビーム分離
手段を可動光学系に配置する。

【０００９】第２の発明では、複数のビームの波長が異
なり、可動部に配置したビーム分離手段が波長選択性を
有する透過膜または反射膜からなる。

【００１０】第３の発明では、複数のビームの波長が異
なり、可動部に配置したビーム分離手段が波長の違いに
より屈折角が異なる屈折面を有する。

【００１１】第４の発明では、固定光学系を出射する複
数のビームの偏光方向が異なり、可動部に配置したビー
ム分離手段が偏光選択性を有する透過膜または反射膜か
らなる。

【００１２】

【作用】第１の発明では、固定光学系から出射する複数
の平行ビームの出射方向はみな同じで、同一経路を伝搬
して可動光学系に入射し、可動光学系内に配置されたビ
ーム分離手段によって出射方向が少しづつ異なる複数の
平行ビームに分離された後、ビーム分離手段の近傍にあ
るフォーカスレンズなどの結像手段に達する。ビーム分
離手段と結像手段は、共に可動光学系内にあって近傍に
配置でき、可動光学系の移動によって相対位置は変化し
ない。そこで、可動光学系の移動に関わりなく、複数の
平行ビームがフォーカスレンズに入射する位置は常に一
定でり、それらの絞り込みスポットの光量は変化するこ
とがない。

【００１３】第２の発明では、複数の平行ビームの波長
が異なり、固定光学系を同一方向に出射した複数のビー
ムは、同一経路を伝搬して可動光学系に入射し、波長選
択性を有する透過膜または反射膜によって、１つづつ異
なる方向に分離される。

【００１４】第３の発明では、複数の平行ビームの波長
が異なり、固定光学系を同一方向に出射した複数のビー
ムは、同一経路を伝搬して可動光学系に入射し、波長の
違いにより屈折面で異なる方向に屈折して分離される。

【００１５】第４の発明では、固定光学系を出射する複
数の平行ビームの偏光方向が異なり、固定光学系を同一
方向に出射した複数のビームは、同一経路を伝搬して可
動光学系に入射し、偏光選択性を有する透過膜または反
射膜によって、１つづつ異なる方向に分離される。

【００１６】

【実施例】図２と図３でまず、分離型光ヘッドを用いた
光ディスク装置の一構成例を説明する。

【００１７】図２は光ディスク装置の構成図で、（ａ）
はその上面図、（ｂ）はその側面図、である。１は光デ
ィスク装置、２は本発明を用いた光ヘッドのボディ、３
は光ディスク、４はモータである。分離型の光ヘッドボ
ディ２とモータ４は光ディスク装置１に固定されてお
り、光ディスク３はモータ４によって回転する。

【００１８】図３は、光ヘッドボディ２内部の機構を上
方から見た図である。５は分離型光ヘッドの固定光学
系、６は分離型光ヘッドの可動光学系、７はシャフト、
８はステップモータ、９はガイド機構、である。固定光
学系５とステップモータ８とシャフト７は、光ヘッドボ
ディ２に固定されていて、ガイド機構９は可動光学系６
に取り付けられている。可動光学系６は、その両端を貫
通する２本のシャフト７によって滑らかに支持されてお
り、シャフト７方向に移動することができる。ステップ
モータ８のロータにはスクリュ状の溝が刻まれており、
ガイド機構９の突起部がそのスクリュウ状の溝にはめ込
まれている。よって、ステップモータ８のロータを回転
することにより、スクリュ状の溝がガイド機構９の突起
部を押し、可動光学系６はシャフト７方向に滑らかに移
動することができる。

【００１９】次に、本発明による分離型マルチビーム光
ヘッドの一実施例を、図１および図４から図５を用いて
説明する。

【００２０】図４は、分離型マルチビーム光ヘッドの光
学構成を示す図である。固定光学系５内の２１ａで示す
半導体レーザＡの発振波長は例えば６８５ｎｍで、半導
体レーザＡから出射した２２ａで示すレーザビームＡ
は、コリメートレンズ２３ａによって平行ビームにな
る。また、２１ｂで示す半導体レーザＢの発振波長は例
えば６３５ｎｍで、半導体レーザＢから出射した２２ｂ
で示すレーザビームＢは、コリメートレンズ２３ｂによ
って平行ビームになる。レーザビームＡはビーム合成プ
リズム２４を透過し、レーザビームＢはビーム合成プリ
ズム２４で反射し、固定光学系５から同一方向に出射
し、可動光学系６内のミラー２５で反射し、本発明によ
る分離プリズム２６で紙面のほぼ垂直方向に反射する。
第１図は、第４図で説明した分離型マルチビーム光ヘッ
ドの側面からみた構成図で、説明の便宜上、半導体レー
ザＢ２１ｂとコリメートレンズ２３ｂを同一紙面内に描
き、ビーム合成プリズム２４も９０度回転して描いてあ
る。また、ミラー２５は省略してある。

【００２１】分離プリズム２６には、図５に示す様に平
行でない２つの反射面２６ａと２６ｂがある。反射面２
６ａには、波長が６８５ｎｍ近辺のビームを反射し、波
長が６３５ｎｍ近辺のビームを透過する誘電体多層膜が
蒸着されている。また反射面２６ｂには、少なくとも波
長が６３５ｎｍ近辺のビームを反射する誘電体多層膜が
蒸着されている。波長６８３ｎｍのレーザビーム２２ａ
は分離プリズム２６の反射面２６ａで反射し、波長６５
３ｎｍのレーザビーム２２ｂは反射面２６ａを透過し反
射面２６ｂで反射し再度反射面２６ａを透過するが、反
射面２６ａと２６ｂは平行でないので、分離プリズム２
６によるレーザビーム２２ａと２２ｂの反射方向は異な
る。よって、半導体レーザＡ２１ａから出射したレーザ
ビームＡ２２ａと半導体レーザＢから出射したレーザビ
ームＢ２２ｂは、ビーム合成プリズム２４から分離プリ
ズム２６までは同一光路を伝搬し、分離プリズム２６に
よって異なる方向に分離され、フォーカスレンズ２７に
より光ディスク４０面上に異なるスポット４１ａと４１
ｂとして集光される。

【００２２】ディスク４０で反射したレーザビーム２２
ａと２２ｂは、フォーカスレンズ２７で再度平行ビーム
となり分離プリズム２６で同一方向に反射され、ビーム
スプリッタ２８で反射される。

【００２３】図４において、検出用分離プリズム２９に
は、平行でない２つの反射面２９ａと２９ｂがある。反
射面２９ａには、波長が６８５ｎｍ近辺のビームの一部
を反射し残りを透過し、波長が６３５ｎｍ近辺のビーム
は透過する誘電体多層膜が蒸着されている。また反射面
２９ｂには、少なくとも波長が６３５ｎｍ近辺のビーム
を反射し、波長が６３５ｎｍ近辺のビームは透過する誘
電体多層膜が蒸着されている。波長６８３ｎｍのレーザ
ビーム２２ａの一部分は、分離プリズム２９の反射面２
９ａと反射面２９ｂを透過し、凸レンズ３３とハーフプ
リズム３４と２つのサーボ用光検出器３５と３６とから
なる、焦点ずれ検出手段およびトラックずれ検出手段に
導かれる。サーボ用光検出器３５は凸レンズ３３の焦点
位置よりもハーフプリズム３４に近い方向に、また、サ
ーボ用光検出器３６は凸レンズ３３の焦点位置よりもハ
ーフプリズム３４から遠い方向に、それぞれ同じ距離ず
らして配置されている。

【００２４】図６は、サーボ用光検出器３５と３６の受
光面形状を示す図である。サーボ用光検出器３５の受光
面は、図６の（ａ）に示すように、短冊状に４分割され
た受光素子３５ａと３５ｂと３５ｃと３５ｄとからな
る。またサーボ用光検出器３６の受光面は、図６の
（ｂ）に示すように、短冊状に４分割された受光素子３
６ａと３６ｂと３６ｃと３６ｄとからなる。５０と５１
は、サーボ用光検出器３５とサーボ用光検出器３６の受
光面におけるレーザビーム２２ａのビーム形状である。
ディスク４０がレーザビーム２２ａの焦点位置にある場
合、ビーム形状５０と５１の大きさは等しい。光ディス
ク４０がフォーカスレンズ２７に近づく方向にずれる
と、ビーム形状５０は大きくなりビーム形状５１は小さ
くなる。逆に光ディスク４０がフォーカスレンズ２７か
ら遠のく方向にずれると、ビーム形状５０は小さくなり
ビーム形状５１は大きくなる。よって、受光素子３５
ｃ，３５ｄ，３６ｃ，３６ｄの出力信号を、それぞれＩ
（３５ｃ），Ｉ（３５ｄ），Ｉ（３６ｃ），Ｉ（３６
ｄ）とすれば、焦点ずれ検出信号ＡＦは、 ＡＦ＝Ｉ（３５ｃ）＋Ｉ（３５ｄ）−Ｉ（３６ｃ）−Ｉ
（３６ｄ） で得ることができる。

【００２５】また、光ディスク４０のトラックの方向を
受光素子３５ａと３５ｂの境界線の方向、または受光素
子３６ａと３６ｂの境界線の方向にほぼ一致させておけ
ば、トラックずれによって受光素子３５ａと３５ｂ、ま
たは受光素子３６ａと３６ｂが受光する光量が変化する
ので、受光素子３５ａ，３５ｂ，３６ａ，３６ｂの出力
信号をそれぞれＩ（３５ａ），Ｉ（３５ｂ），Ｉ（３６
ａ），Ｉ（３６ｂ）として、トラックずれ検出信号ＴＲ
は、 ＴＲ＝Ｉ（３５ａ）−Ｉ（３５ｂ） または、 ＴＲ＝Ｉ（３６ａ）−Ｉ（３６ｂ） で得ることができる。

【００２６】図４において、波長６８３ｎｍのレーザビ
ーム２２ａの残りのビームは検出用分離プリズム２９の
反射面２９ａで反射され、また波長６５３ｎｍのレーザ
ビーム２２ｂも検出用分離プリズム２９の反射面２９ｂ
で反射されるが、反射面２６ａと２６ｂは平行でないの
で、検出用分離プリズム２６で反射されたレーザビーム
２２ａと２２ｂの反射方向は異なる。これらのレーザビ
ームは、ウォーラストンプリズム３０で２つの直行した
偏光成分に分離され、凸レンズ３１で集光されて、公知
の光磁気差動再生方法を用いて光磁気信号を再生するた
めに、分割光検出器３２で受光される。

【００２７】図７は、分割型光検出器３２の受光素子形
状とそれらで受光されるビームを示す図である。ビーム
５２ａと５２ｂはレーザビーム２２ａがウォーラストン
プリズム３０によって分離された偏光成分であり、ビー
ム５３ａと５３ｂはレーザビーム２２ｂがウォーラスト
ンプリズム３０によって分離された偏光成分である。レ
ーザビーム２２ａによる光磁気再生信号は、ビーム５２
ａを受光する受光素子３２ａの出力信号と、ビーム５２
ｂを受光する受光素子３２ｃの出力信号を差動演算した
差信号で得ることができる。また、レーザビーム２２ｂ
による光磁気再生信号は、ビーム５３ａを受光する受光
素子３２ｂの出力信号と、ビーム５３ｂを受光する受光
素子３２ｄの出力信号を差動演算した差信号で得ること
ができる。

【００２８】上記実施例では、波長の異なるレーザビー
ムＡ２２ａとレーザビームＢ２２ｂを誘電体多層膜によ
って分離したが、図８に示すように屈折角の違いによっ
ても分離することができる。図８は、図４および図１で
説明した分離型のマルチビーム光ヘッドにおいて、図５
の分離プリズム２６の替わりに用いることができる分離
プリズム６０とコーナーミラー６１の構成図で、可動光
学系６の内部に配置する。そのほかの構成手段やそれら
の作用は、上記実施例における説明と同じなので、省略
する。波長６８５ｎｍのレーザビームＡ２２ａと波長６
３５ｎｍのレーザビームＢ２２ｂは、分離プリズム６０
の２つの面で波長に違いによりお互い異なる角度に屈折
し、コーナーミラー６１の反射面６２で反射して、図１
に示したフォーカスレンズ２７に入射させる。

【００２９】また、上記第１の実施例および第２の実施
例では、波長の異なるレーザビームＡ２２ａとレーザビ
ームＢ２２ｂによる実施例を説明したが、図９に示すよ
うにレーザビームの偏光方向の違いによっても分離する
ことができる。図９は、図５の分離プリズム２６の替わ
りに用いることができる分離プリズム７１の構成図で、
可動光学系６の内部に配置する。７０ａで示すレーザビ
ームＡ’は例えば偏光方向が紙面に垂直な方向で、７０
ｂで示すレーザビームＢ’は例えば偏光方向が紙面内に
ある。分離プリズム７１には、図９に示すように平行で
ない２つの反射面７１ａと７１ｂがある。反射面７１ａ
には、紙面に垂直な方向のｓ偏光成分を反射する偏光分
離膜が蒸着されている。また反射面７１ｂは、全反射膜
が蒸着されている。レーザビーム７０ａは分離プリズム
７１の反射面７１ａで反射し、レーザビーム７０ｂは反
射面７１ａを透過し反射面７１ｂで反射し再度反射面７
１ａを透過するが、反射面７１ａと７１ｂは平行でない
ので、分離プリズム７１によるレーザビーム７０ａと７
０ｂの反射方向は異なり、可動光学系６内でレーザビー
ムを分離することができる。

【００３０】本実施例によれば、固定光学系から出射し
たビームは、そのまま可動光学系に達し、可動光学系内
に配置された分離プリズム２６によって分離された後、
フォーカスレンズ２７に達する。分離プリズム２６とフ
ォーカスレンズ２７は、共に可動光学系６内にあって近
傍に配置でき、可動光学系６のアクセスによってそれら
の相対位置は変化しない。そこで、可動光学系６のアク
セスする位置に関わりなく、２つのレーザビーム２２ａ
と２２ｂがフォーカスレンズ２７に入射する位置は常に
一定でり、それらの絞り込みスポット４１ａと４１ｂの
光量は変化することがない。

【００３１】

【発明の効果】本発明によれば、分離型のマルチビーム
光ヘッドにおいて、可動光学系のアクセス移動によっ
て、複数の絞り込みスポットのそれぞれの光量が変化す
ることがなく、情報記録や情報再生のための安定な制御
が達成できる分離型のマルチビーム光ヘッドが実現でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光ヘッドの側面構成図。

【図２】光ディスク装置の機構系の構成図。

【図３】光ヘッドの上面図。

【図４】本発明の光ヘッドの構成図。

【図５】本発明による分離プリズムの構成図。

【図６】サーボ用光検出器の受光面形状とビーム形状の
説明図。

【図７】信号用光検出器の受光面形状の説明図。

【図８】本発明の第２の実施例による分離プリズムの構
成図。

【図９】本発明の第３の実施例による分離プリズムの構
成図。

【符号の説明】

５…固定光学系 ６…可動光学系 ２１ａ…半導体レーザＡ ２１ｂ…半導体レーザＢ ２２ａ…レーザビームＡ ２２ｂ…レーザビームＢ ２６…分離プリズム ２８…フォーカスレンズ ４１ａ，４１ｂ…スポット ６０…分離プリズム ６１…コーナーミラー ７１…分離プリズム。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数のビームを出射するビーム出射手段を
   有する固定光学系と、該出射ビームを情報媒体面上に結
   像する結像光学手段を有し該固定光学系に対して移動可
   能な可動光学系とからなる分離型光ヘッドにおいて、 該複数の出射ビームの進行方向を分離するビーム分離手
   段を該可動光学系に配置した、ことを特徴とする分離型
   マルチビーム光ヘッド。
2. 【請求項２】特許請求項１に記載の分離型マルチビーム
   光ヘッドであって、該複数のビームの波長が異なり、該
   可動部に配置したビーム分離手段が波長選択性を有する
   透過膜または反射膜からなる、ことを特徴とする分離型
   マルチビーム光ヘッド。
3. 【請求項３】特許請求項１に記載の分離型マルチビーム
   光ヘッドであって、該複数のビームの波長が異なり、該
   可動部に配置したビーム分離手段が波長の違いにより屈
   折角が異なる屈折面を有する、ことを特徴とする分離型
   マルチビーム光ヘッド。
4. 【請求項４】特許請求項１に記載の分離型マルチビーム
   光ヘッドであって、該固定光学系を出射する該複数のビ
   ームの偏光方向が異なり、該可動部に配置したビーム分
   離手段が偏光選択性を有する透過膜または反射膜からな
   る、ことを特徴とする分離型マルチビーム光ヘッド。