JPS58133646A - 光デイスク装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は光ビームを円盤状情報記録媒体（ディスク）に
照射し、信号を記録再生する光デイスク装置に関するも
ので、％＆Ｃ２光源からの光ビームを合成して情報記録
媒体に照射し、その反射光は分離してとり出す光学系に
関する。

近年光源として半導体レーザを用い、前記半導体レーザ
光をφ１μｍ以下の微小スポット光に絞り、感光材料を
蒸着したディスクに照射し、ビデオ信号やデジタル信号
を同心円、あるいはスパイラル状に記録再生する光デイ
スク装置が提案されている。

この装置の応用例として、２ケのレーザ光源を持ち、両
レーザビームを同時に絞りディスク上にお互いを近接さ
せて照射する装置が考えられる。

かかる装置の実施例としてＤＲＡＷ（ＤｉｒｅｃｔＲｅ
ａｄ　Ａｆｔｅｉ　Ｗｒｉｔｅ　）方式の光ディスク装
置力あげられる。この装置は絞シ込んだ２光源からのレ
ーザビームをお互いに同一トラック（ディスク上に記録
した信号トラック）上で極めて近接（例えば６〜１０μ
ｍ）させて配置し、一方の光で記録し、同時に他方の光
で記録された信号を読み出して、記録信号を瞬時に再生
して正しい記録が行われたかどうかをチェックできる装
置である。

また２光源を持つ光デイスク装置の他の実施例としでは
、一方の光セ制御信号を得、他方の光で記録再生を行う
、あるいは一方の光で消去し、他方の光で記録再生する
、あるいは一方の光で熱的バイアスを与え、他方の光で
記録再生を行う等の装置が考えられる。

前記２ケの光源を持つ光デイスク装置の具体例が特開昭
５４−４３７５６号公報で述べられている。

第１図にその概略を示した。すなわち、第１光源１から
のレーザ光１ａはレンズ系２で整形し、ミラー３で折り
曲げ、絞シレンズ４でディスク６上に絞り込まれる。一
方第２光源６から出た光ビーム６ａはレンズ７、ハーフ
ミラ−８を通＃）、ミラー３で折り曲げ、絞シレンズ４
でディスク５上に絞シ込まれる。ディスク５よシの反射
光６ｂは、ハーフミラ−１８からとり出し公知のフォー
カス。

トラッキング制御信号と、ディスク上に記録された情報
を読み出す再生信号の光検出器９に導かれている。

このように両レーザビームをお互いに光路を邪魔しない
ように空間的に分離して両ビームを合成する方法だと、
一方のレーザビーム（例えば６ａ）が絞りレンズ４の光
軸に対してかなり斜め人射せねばならず、絞りレンズ４
の開口を有効に利用できず多く光がクラしたり、また収
差が発生し絞り性能が悪くなってしまう。

また一般に半導体レーザはその垂直、水平方向で拡り角
が異なる非等方的な拡り角を有しており、ディスク上で
円く絞シ込むだめの光学系は複雑となる。

従って、両光源に半導体レーザを用いる場合、光学系は
大きく複雑となり、かつ光ビーム径が大きいので空間的
に分離して両ビームを合成することは難しくなる。

一方ディスクからの反射光も第１図の様な構成だと、両
光源に半導体レーザを用いれば反射光のビーム径も大き
くなり、両光源の反射光の分離が難しく光検出器９上に
他の光源（第１の光源１）の反射光が戻ってしまい制御
性能や再生信号に悪影響を与えてしまう。

本発明は以上の点に鑑みて為された発明であり非等方的
な拡り角を有する２ケの半導体レーザからのビームを、
ディスク上で円く絞るだめのビーム整形をし、両光ビー
ムの偏光方向と波長の違いを利用して両ビームが絞りレ
ンズの光軸上、あるいはほぼ近傍にくるにように合成し
ディスクに照射し、一方ディスクよりの反射光は異った
２方向に分離し所望の反射光のみとり出し、制御信号や
再生信号を得るような構成にし、第１光源で例えば記録
／あるいは消去を行い第２光源で例えばディスクよりの
再生信号や制御信号を得る新規な２光源をもった光デイ
スク装置を提供することを目的とする。

以下図面に従い本発明の詳細な説明する。

第２図は本発明の一実施例を示した図で、ａはディスク
６側からみた正面図、ｂは側面図である。

図において１０は第１光源である半導体レーザでλ１の
波長を有した光ビーム１０ａを出力する。

この第１光源１ｏの用途としては、例えば主にディスク
上で比較的大きい照射パワーを必要とする記録、あるい
は消去に用いる。従って半導体レーザ１０は比較的高出
力で発振可能な半導体レーザが必要となる。

一般に高出力で発振可能な半導体レーザは、その接合面
に対し垂直方向と水平方向の光ビーム拡り角度が異り、
非等方的な遠視野像を有するため光損失をおさえてディ
スク上で円く、等方的な微小スポット光をつくる光ビー
ム径変換のための光学系が必要となる。

第２図においてプリズム１２が前記光ビーム径変換のだ
めの素子である。すなわち、集光レンズ１１で平行光に
直した光ビーム１０ａはプリズム１２の端面ムで屈折す
る時、プリズム１２への入射光束幅１１をｍ倍してＩ２
の光束幅に変える。

この時のｍは次式で与えられる。

ｍ＝Ｉ２／Ｉ　１＝ｃｏｓ６２／ｃｏｓθ１（１）ただ
しθ１はプリズム１２への入射角、θＩ２は端面ムでの
′屈折角である。

従ってこのシリズム１２を透過することにより半導体レ
ーザの接合面に対して水平方向の光ビーム径をｍ倍して
垂直方向とほぼ同じ大きさにでき、ディスク上で等方的
な円い微小スポット光を得ることができる。またこの時
の光損失もほとんど無い端面ムでｍ倍された光ビームは
、同一のプリズムの端面Ｂにて全反射し、プリズム１２
への入射光の゛光軸Ｘ　１−１２に対して直角に曲げる
。これは光学系を小さくし、かつ光学系組み立て時に光
源１ｏの光軸Ｘ　１−Ｘ　２　カ基準面、例えばＹｌ−
Ｙ２に対して直交あるいは略直交することにより前記光
軸の設定が容易となり組・み立て性が良くなる効果。

を有する。

端面Ｂで全反射した光ビームは偏光ビームスプリッタ１
３に対してＰ偏光で入射するように光源１ｏを配置する
ため、偏光ビームスプリッタ１３を透過する。１４は波
長λ１の光ビームの偏光方向を変える波長板で、この波
長板は例えば２回光ビームが透過すると偏光方向が９６
回転するλ／４板を用いる。１６は波長λ１の光源１ｏ
の光ビームを反射し、波長λ２の光源１８の光ビームを
透過させる光学的なフィルターである。

尚配備光ビームスプリッタを透過した光源１０の光ビー
ムは、１４のλ／４゛板を透過し、前記１６のフィルタ
ーで反射され、再び１４のλ／４板を透過して偏光ビー
ムスプリッタ１３に再入射される。前記光ビームがλ／
４板１板金４回透過したためその偏光方向がｅｏ’回転
し、第２図に示す様に偏光ビームスプリッタ１３で今度
は反射され、１６の光路変更用プリズムで反射され、λ
／４板からなる波長板１７を透過し、絞シレンズ４を通
じてディスク６上で絞られる。

光源１ｏの光ビームは記録用、あるいは消去用として用
いられており所望の情報で光強度変調されディスク上で
信号を記録したり消去したりすることが可能となる。一
方、ディスクよりの反射光１０ｂは、絞シレンズ４λ／
４板１７を透過し、光路変更用プリズム１６で反射され
、λ／４板１板金７回透過したため今度は偏光ビームス
プリッタ１３を透過していく。

第２図において光源１ｏは記録、あるいは消去のために
用いられるため特に反射光１０ｂを検出する光検出器は
設けなかったが必要に応じて設けることも可能である。

つぎに第２光源１８の光路について述べる。第２光源は
例えばディスクに記録された信号を読みとる為と信号の
記録／消去／あるいは再生のための公知のフォーカスカ
ドラッキング制御信号を検出する為の光源として用いる
。従って光強度変調はしない定常光である。

光源１８は、偏光ビームスプリッタ１３に対してＰ偏光
で光が入射するように配置されており、集光レンズ１９
で平行光に直された光ビーム１８＆は、図に示すように
偏光ビームスプリッタ１３を透過する、その後前記光路
変更用プリズム１．６で反射し、λ／４板１板金７過し
、絞りレンズ４を通じてディスク６上で絞られる。

第２光源１８は主に再生用として用いるためディスク上
での照射パワーはそれ程必要でなく、途中の光学系にお
ける光損失はかなり許容できる。

従って非等方的な拡り角を有する半導体レーザを第２光
源１８として用−る場合、半導体レーザの水平方向の拡
り角θ１１に比して十分小さな角度の光しか透過しない
、すなわち開口数（Ｈム）の小さな集光レンズ１９を用
いることができ、半導体レーザ１８の中心部の光ビーム
だけ集めてディスク上で等方向な円い微小スポット光を
得ることができる。

具体的に光強度がピークの半分になる水平方向の半値角
θ１１＝１５’の半導体レーザに対してにム＝０．２６
（θ＝１ａ、６°）の集光レンズ１９を用いればディス
ク上で十分円い微小スポット光は得られる。

一方ディスクよりの反射光１８ｂは、絞りレンズ４．λ
／４板１板金７過し、光路変更用プリズム１６で反射し
、λ／４板１板金７回透過したため偏光ビームスプリッ
タ１３で反射され、第２図に示す様に両光源からの入射
光路、および第１光源の反射光１ｏｂと異った方向に独
立してとり出すことが可能となる。

前記フィルタ１６はλ２の波長の光ビームを透過させる
ことができ、再生信号、制御信号検出のための反射光学
系に導かれる。このように信号再生に必要な反射ビーム
１８ｂのみ分離して反射光学系に導くことができるため
、相手の光源の光ビームの影響をうけることなく安定し
た反射信号が得られる。

フィルター１６を透過した前記反射光１８ｂは、光路変
更用プリズム２ｏで全反射され、凸レンズ２１から出射
される。２２は反射光１８ｂを２分割する分割ミラーで
、一方はフォーカス制御信号を検出するだめの光検出器
２３に、他方はトラッキング制御信号を検出するための
光検出器２４に導かれる。

なお、両制御信号の検出方法及び制御手段については本
発、明と直接関係ない公知の技術なので略す０ 一方ディスクよりの再生信号は例えば前記２３と２４の
光検出器の出力の和から得る。

なおλ／４板１板金４７の波長特性だが、波長λ１とλ
２がそれ程離れていない場合、例えばλ１＝８２０ｎｍ
、　　λ２＝７８０画　ぐらいなら両波長の光ビームに
対して、十分偏光方向を回転させることが可能であるが
、大きく離れている場合は、１４のλ／４板は第１光源
１００波長λ１に対して、１７のλ／４板は第２光源１
８の波長λ２に対して十分満足できる特性をもったλ／
４板を各々使用することが望しい、何故ならば第１光源
１ｏの光ビームは出来るだけ効率よく光源からディスク
６まで光を伝達し、第２光源１８の光ビームは出来るだ
け効率よくディスク６から各光検出器２３．２４まで光
を伝達することが各々重要となるためである。

また波長λ１とλ２の関係だが、第１光源を記録あるい
は消去のため、また第２光源を再生信号ならびに制御信
号を得るために用いるなら、λ１〉λ２の関係になるよ
うに各光源の波長を選ぶことが望ましい。何故なら波長
が短かいレーザ光程小さく絞ることができ良好な再生信
号が得られることと、短波長より長波長の方が比較的大
出力の半導体レーザが得られやすいためである。

つぎにディスク上での両微小スポット光の関係について
説明する。

第３図ａはディスク上の信号トラックと平行な方向から
みた第２図の１部の断面図で、ｂはディスク上の信号ト
ラック２６に照射される両光ビームの最小の微小スポッ
ト光１−ＯＰと１８Ｐの相対位置を示したものである。

第２図と同じ部品については同一の番号を付した。また
ディスクの回転方向は矢印の方向である。

第１光源１０と第２光源１８の両ビームの波長が異るた
め、絞りレンズ４の色収差等で両微小スポット光１０Ｐ
と１ＳＰが同時にディスク上に照射されない可能性があ
る。この場合、集光レンズ１１あるいは１９から出射さ
れる平行ビーム力どちらか一方を平行光からずらせて略
平行光にして絞りレンズで絞ることにより、両ビームを
同時にディスク上で絞ることが可能となる。

また微小スポット光１０Ｐと１ａＰの相対位置は、第１
光源１０の微小スポット光１ｏＰが第２光源１８の微小
スポット光１８Ｐより時間的に先行し、かつ同一信号ト
ラック２６上にあるように両光源の光軸を調整する。具
体的には第２図にて両光源の光軸Ｘ１−Ｘ２とＸ　ｓ　
−Ｘ　ａが平行にならないように両光源を配置すれば、
第３図ａに示すようにディスク上で異った点で絞られる
。また微小スポット光１０Ｐと１８Ｐの間隔ｌは、絞り
レンズ４の有効視野径の内におさまるよう選ばれる。

第２図に示した構成の光学系に以上の様な調整をするこ
とにより、第１光源の光ビーム１ｏで記録あるいは消去
を行い、即第２光源１８の光ビームで再生チェックを行
うことが可能となる。

以上説明してきたように、本発明の構成によれば、従来
の様に空間的に分離して２光源からの光ビームを合成し
ていない為、例えば絞りレンズ４の光軸（中心軸）に沿
って平行あるいは略平行に両光ビームを入射させること
ができ、ケラレによる損失や光ビームの傾きによる収差
もなく、極く近接してデンスク上に２つの微小スポット
光をつくることができる。また２光源のお互いの光軸を
妨げることもないので、非等方的に拡がる半導体レーザ
の光ビームも効率よく円く絞シながら合成することがで
きる。

また本発明の構成によれば、ディスクよりの両度射光１
０ｂ、１８ｂも２方向の異った方向に分離でき、かつ必
要な反射光は光源からの入射光路とは別の方向に分離で
きるため、相手の光ビームの影響を受けることなく安定
した再生信号ならびに制御信号を得ることができる等の
メリットがあり、記録あるいは消去を行い、既再生して
チェックできる２光源をもつコンパクトな光デイスク装
置が実現できる。

以上ディスク上での前記両微小スポット光の相対位置が
、第１光源からの微小スポット光１０Ｐが第２光源から
の微小スポット光１８Ｐより時間的に先行する例につい
て説明してきたが、逆に微小スポット光°１８Ｐが１０
Ｐより先行させた構成も同様に実現できる。

また前記両微小スポット光をディスク上で一致させ、例
えば一方の光源で熱的バイアスを与え、他方の光源で記
録再生を行うことも可能である、この場合両光源の光軸
Ｘ１−Ｘ２．Ｘ５−Ｘａが平行になるように調整する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の２光源もつ光デイスク装置の要部構成を
示す図、第２図ａは本発明の一実施例における光デイス
ク装置の平面図、ｂは同側面図、第ａ、＝［９ａは本発
明の一実施例の一部の拡大図、ｂはディスク上での微小
スポット光の相対位置関係を示した図である。 １０・・・・・・第１光源、１１・・・・・・第１の集
光レンズ、１２・・・・・・第１のプリズム、１３・・
・・・・偏光ビームスプリッタ、１４・・・・・・第１
の波長板、１６・・・・・・フィルタ、１６・・・・・
・第２のプリズム、１７・・・・・・第２の波長板、１
８・・・・・・第２光源、１９・・・・・・第２の集光
レンズ、２ｏ・・・・・・第３のプリズム、２１・・・
・・・レンズ、２２・・・・・ペラ−１２３，２４・・
・・・・光検出器、２６・・・・・・信号トラック、１
０Ｐ・・・・・・第１光源の微小スポット光、１８Ｐ・
・・・・・第２光源の微小スポット光を各々示す、１０
　ａ・・・・・・第１の光ビーム、１８ａ・・・・・・
第２の光ビーム。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名Ｃ嗜 昧　　　　　　　　　　　ａ 醸　　　（ ５ ′″　　　　泗

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）波長λ１で直線偏光した第１の光ビームを発生す
   る第１の光源と、前記第１の光ビームを集め平行光にす
   る第１の集光レンズと、波長λ２で直線偏光した第２の
   光ビームを発生する第２の光源と、前記第２の光ビーム
   を集め平行光にする第２の集光レンズと、入射する光ビ
   ームの偏光方向に応じて透過、ある、いは反射させる偏
   光ビームスプリッタと、光ビームが２回透過するとその
   偏光方向がｅｃ３回転する第１および第２の波長板と、
   波長λ１の光ビームを反射、波長λ２の光ビームを透過
   するフィルタと、情報記録媒体からの１つの反射光を絞
   るための１ヶ以上のレンズと、前記反射光を検出するた
   めの１ヶ以上の光検出器を有し、前記第１の光源からの
   平行光が前記偏光ビームスプリッタを透過し、前記第１
   の波長板を透過し、前記フィルタで反射され、再び前記
   第１の波長板を透過し、前記偏光ビームスプリッタに再
   入射し、その偏光ビームスプリッタにより反射されるよ
   うに前記第１の光源、第１の集光レンズ、偏光ビームス
   プリッタ、第１の波長板、フィルタを配置し、かつ第２
   の光源から出た平行光が前記偏光ビームスプリッタを透
   過し、その透過方向が前記第１の光源の光ビームが偏光
   ビームスプリッタで反射された方向と同じ、あるいはほ
   ぼ同じ方向になるように第２の光源を配置し、かつ前記
   偏光ビームスプリッタを出た前記両光源の光ビームが透
   過する前記第２の波長板を設け、前記絞りレンズを通じ
   て前記情報記録媒体上に両光源の光ビームを絞シ、また
   前記情報記録媒体からの両反射、光が前記第２の波長板
   を透過し、前記偏光ビームスプリッタに再入射して波長
   λ２の光ビームのみ、前記偏光ビームスプリッタへの両
   光源からの両光ビームの入射光路と、前記第１の光源の
   反射光路と分離してとり出し、前記１ヶ以上のレンズに
   導き、前、記１ヶ以上の光検吊器に照射する構成にした
   ことを特徴とした光デイスク装置。 （２）第１の集光レンズと偏光ビームスプリッタとの間
   に、入射光の断面の縦・横比を変更して出射する第１の
   プリズムを設け、前記変更ビームスプリッタと第２の波
   長板との間に光路変更のだめの第２のプリズムを設け、
   前記偏光ビームスプリッタと前記１ケ以上のレンズとの
   間に第３の光路変更のためのプリズムを設けたことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の光デイスク装置。 （３）第１．第２．第３のプリズムと、偏光ビームスプ
   リッタと、第１．第２の波長板と、フィルタと、１ケ以
   上のレンズを１体構造とし、各部品間に空間を設けない
   ことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の光デイス
   ク装置。 （４）第１の波長板は前記波長λ１　、第２の波長板は
   前記波長λ２に対して有効な作用を持たせたことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の光デイスク装置。 （６）波長λ１が波長λ２よシ長いことを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の光デイスク装置。 （→　第１光源に、第２光源よシ大出力で発振可能な半
   導体レーザを用いたことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の光デイスク装置。 （７）第１光源は光強度変調を行い、第２の光源は一定
   光量の光ビームを出力するようにしたことを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の光デイスク装置。 （８）情報記録媒体上での第１光源の微小スポット光が
   、第２光源の微小スポット光よシ時間的に先行し、かつ
   両微小スポット光が同一の信号トラック上にあるように
   前記両光源を配置したことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の光デイスク装置。