JPS5945641A - 複数ビ−ム・光学ヘツド - Google Patents

複数ビ−ム・光学ヘツド

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JPS5945641A
JPS5945641A JP57155458A JP15545882A JPS5945641A JP S5945641 A JPS5945641 A JP S5945641A JP 57155458 A JP57155458 A JP 57155458A JP 15545882 A JP15545882 A JP 15545882A JP S5945641 A JPS5945641 A JP S5945641A
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JP
Japan
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beams
prism
incident
optical
light
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JP57155458A
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Masahiko Fujiwara
雅彦 藤原
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NEC Corp
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NEC Corp
Nippon Electric Co Ltd
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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Head (AREA)

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、回転するディスク状媒体上の同心円若しくは
螺旋状のトラックに光源からの光を微小な光スポットと
して照射し、ピット、反射子の変化等として情報を記録
し、同様に記録された情報を再生する光学的情報記録、
再生装置の光学ヘッドに関するものである。
近年、ディスク状の記録媒体(以下媒体と略記する)の
上に、同/b円若しくは螺旋状に微小なビットの連続と
して記録された画像、音声等の情報を光学的に再生する
技術が進み、ビデオ・ディスク、デジタル・オーディオ
・ディスク等として実用化されてきている。また同様な
技術を応用し単に再生のみならず記録も行ない、メモリ
に利用する光ディスク・メモリ装置の開発も進んでいる
このような記録・再生が口」能な光ディスク・メモリ装
置は従来の磁気ディスク装置等に比べ、装置が小型、軽
量、高記録密度、長期保存の信頼性が高い、等の利点が
有シ画像等のファイル拳メモリとして期待されている。
このような光ディスク・メモリ装置では、最近ではガス
・レーザに比べ小型、萬効率の半導体レーザ(La5e
r Diode以下LDと略記する)を光源として用い
る事が多く、通常LDと収束光学系、情報信号及びサー
ボ(i号の検出系、及びサーボ信号に応じて光スポット
をトラック上に位置させるための微小変位のビーム駆動
手段を1つにまとめた光学ヘッドをトラック追跡の際の
粗動を行なう変位量の大きなアクチーエータに乗せ情、
報トラックの選択追跡を行ない情報の記録、再生を行な
っている。従って、多くの(最北を併せ持つ9′C学ヘ
ツドは記録媒体と共に光ティスフ装置の性能を左右する
重要な構成要素である。
従来用いられているLDを用いた光学ヘッドには以下に
述べるような問題が有る。まずその第1の問題点につき
説明する。従来の光学ヘッドでは構成の簡便な事から1
つのLDを光源として用い、記録時には媒体上で媒体の
記録しきい値よシ光分も 高い光ビークパワーが得られるよりな常気パルスのCW
動作でLDを用いている1、しかしながらこのようなL
Dの用い方では ])記録直後の記録状態のモニタが不可能。
2)記録時には大出力のパルス動作があるから検出系の
飽和の影響を除くため低光出力のレベルを設定し、ψに
その時にサンプル的にサーボ信号を得るようにする必要
が有り検出系が離しい、という欠点が有る。そのため記
録、再生、制御等を行なう光スポットをそれぞれ別のL
Dのビームにより形成し各機能を各ビームに分相させる
複数ビーム構成の光学ヘッドが考えられる。複数ビーム
光学ヘッドのうちで最も基本的なものとして記録と再生
、サーボ信号の検出をそれぞれ独立なビームで行なうダ
ブルビーム・光学ヘッドがある。以下では簡単のため複
数ビーム・光学−・ラドの代表としてダブル・ビーム光
学ヘッドを考える。ダブル・ビーム・光年ヘッドでは記
録、再生用の光スポットは収束レンズに対し光軸上でほ
ぼ同じ位置に収束され、かつ記録直後のモニタを行なう
ため再生用スポットは記録用スポットより回転するディ
スクのトラック方向に数μm〜数10μm遅れた場所に
形成される必要がある。このようなダブル・ビーム・光
学ヘッドを得るための1つの方法は光臨であるLDをア
レイ化する事であるが、現状では光学ヘッド収束光学系
の拡大倍率は1〜1/2程l史であるためプレイの素子
間の間隔も数μm−数10μm程度にする必要があシ、
素子面の分離、動作の干渉、放熱等にn4;’f−51
が有り、プレイ中の素子の特性のバ、ラツキにも問題が
侑る。従って何らかの光学系によシ2つのLDからのビ
ームヶ合彼する必黴がある。この除光に述べたように記
り用及び再生用スポットは数μmから数10 It 7
/l程度空間的に分離されている必要が有るため、記録
用及び、再生用ビームは1つの共通の対物レンズに入射
しなおかつ2つのビームの光軸は平やjであってはなら
ずある微小な角度だけ傾いていなければならない。第1
図のよう例収束レンズ1の焦点距に1tをfとし2つの
平行なビームが微小角θだけ互いの光軸が傾いて収束レ
ンズ1には)Y垂直入射した場合を考えると、2つの光
スポツト間の距離ムXはΔX 舞f tan O嬌fθ と1・ける。従ってf=5nmとして△x=10μmを
得ようとすればθ−2mrad (〜0.1 deg 
)程度にする必要が有る。従って実際に複数ビーム光学
ヘッドを構成する際には複数のビームをこのような微小
角度だけ傾けて合波することが必要となシ、そのための
調整機構が必要となる。この合波の方法としては 1)位置若しくは角度の違いを利用する。
2)2つの異なる波長の光源を用い波長の違いを利用す
る。
3)偏波の方向の違いを利用する。
等の方法が考えられるが糸の小型化や検出系へ光を導く
ための糸を考えると2)の波長の違いを利用する方法が
優れている。
次に、LDを用いた光学ヘッドの第2の問題点について
説明する。現在利用可能なLDでぽ得られる最大出力は
記録用としては必ずしも充分ではない−1そのようなL
Dからしきい値を上げず可能な限シの出力を得るために
は、現状では発光部の形状を大きくする方法が有効であ
り必然的に発光部の形状が非等方的となる。税在オIJ
用用能な高出力LDでは発光部の形状はアスペクト比2
〜3程度の打1円となっているものが多い。−刀先ディ
スク装置の収束&I5ではクロストーク、分所能等の点
から光スポットの形状は等分であることが望まれている
。従って元分々記録、再生特性を十:1つ光学ヘラ方 ドを構成するためにはLDから得られる非等分的なビー
ムケ等方に変換して収束する必要がある。そのための非
尋方→→方変換糸としてはLDの活性層に垂直若しくは
平行な一方向のみを円筒レンズ望述系やプリズムの屈折
を利用して拡大若しくはノ1〜 絹ヂすることにより等方ビームを得る方式が知られてい
る。この2つのうちでは系の小型化を考えるとプリズム
の屈す1をオリ用する方法が優れていると悶えられる。
以」二、述べたように、LDを用いた光学ヘッドでは充
分な記録、1与生特性を得るためには問題が有りそれぞ
れについて解決末が考えられているが、上記のこの問題
をそれぞれ独立に〕テ「決しようとすると構成が非常に
複雑になるという問題が有る。
本発明の目的はこの問題を除去し、比較的簡単な構成で
、収束部のビーム形状が等方な腹数ビーム光ヘッドを提
供することに有る。
本発明は複数の異なる発珈波長を有する半導体レーザか
らのレーザ光を共通の収束レンズに所定の微小角度だけ
互いの光軸を傾けて略垂直入射となるように入射させ、
ディスク状媒体上に空間的に分離した複数の光スポット
を形成し、情報の記録、再生を行なう複数ビーム・光学
ヘッドに於て、前記複数の半導体レーザからのレーザ光
を各々平行光化し偏光方向を一致させて合波し、合波さ
れた光ビームの光路中に、入射面を偏光方向に平行若し
くは垂直に設定した分散性媒質によるプリズムを、プリ
ズム透過後の前記合波された各ビームの光軸間の為す角
及び、ビームの断面形状を所定の値になるように設置し
たことを特徴としたもので、以下本発明につき図面を用
いて詳細に説明する。
第2図は本発明に用いる分散プリズムの働きを説明する
だめの図である。図のように分散性ガラス媒質(屈折率
n(λ))1)13と突気14の界面に2つの波長λ1
.λ2(λ1〉λ2)の成分金持つ巾Wの平行光10が
入射角θで入射する場合を考える。
簡単のため反射光を除いて考えると、平行光10は波長
による分散性ガラス媒質の屈折率の追いによシそれぞれ
波長に応じた屈折角θ1.02を持つ2つのビーム11
.12tC分肉1#される。寸だこの時、プリズム・ア
ナモルフィクの原理によシそれぞれのビーム11.12
の巾Via 、 w2は元の平行光10の光を角度をつ
けて合波しプリズムに入射させれば2つのビームの光軸
を合わせ尚かつビームの等方化のだめの一方向でのビー
ム中の拡大が可能であることを示している。今具体的な
例としてGaAfflAs/GaAs LDを考えλ、
=0.83.λ、=0.78μmとし、F−4と呼ばれ
る分散性ガラスを考えるとn(0,83)= 1.60
40. n(0,78)= 1.6058となる。そこ
でアスペクト比2〜3程度の非等方)M1等方化するた
めλ、 = 0.83μmのビームを入射角70°で入
射させ屈折角に於て、2つのスポットを10μm程度ず
らすため0.1°程度の角度ずれを持たせるようにする
にはλ、=0.78μmの光の入射角は計算によれば7
0.56°程度とすればよい。つまシ、合波する際の2
つのビームの角度差は収束レンズへ入射する際の0.1
°に比べ0.56°程度に拡大されることになる。この
ため角度差が0.1°の場合に比べ非常に小さな距離で
2つのビームの壁間的に完全な分離が出来ることになる
。しかもこの際ビーム中も一方向に拡大されるため同時
にビームの等方化が可能となる。またプリズムの媒質を
適当に選ぶことにより完全に光軸が一致した異なる2つ
の波長の単色光のビームに対し、ビームの等方化と収束
点での光スポットの分離に必要なビームの角度差を同時
に得ることも出来る。本発明はこの7゜ ような#埋にもとIくもので非常に簡単な構成で収束部
でのビーム形状が等方な複数ビーム・光学ヘッドが得ら
れる。以下本発明の実姉例につき、図面を用いて説明す
る。
第3図は本発明による光♀ヘッドの1実jBxを示すだ
めの図である。異なる2つの発振波長金有する半導体レ
ーザ21a、21bからの放射レーザ光22a、22b
はそれぞれコリメータ・レンズ23a。
23bにより平行光化されコリメート光24a、24b
となる。ここでは説明の便のため21a’を発振波長0
.83μmの記録用、21bを0.78μmの門生用の
GaAJAs/ GaAs 、LDとして考えることに
する。2つのコリメート光24a、24bを偏光方向(
活性層に平行な方向)を一致させ、かつ活性層に平行な
面内で光軸が互いに角度を為すように合波し、2つのコ
リメート光24a、24bが重なった部分に分散性ガラ
スから成るプリズム25を設置する。この時プリズムで
の入射面はLDの活性層と平行にとる。このような配置
にすれば先に原理的にh52明したように2つのコリメ
ート光24a、24bの光軸の為す角を0.56°程度
とればプリズム25による屈折光25a、26bの光軸
の為す角は0.1°程度となり光学ヘッドに於ける2つ
の分離したスポラトラ形成するのに好適となる。プリズ
ム25による屈折光は110次偏光ビーム・スプリッタ
27.λ/4板2板金8射鏡29 、f 通’>収束レ
ンズ30に入射し、2つの分離したスポラ) fcディ
スク状奴体31のトラック32上に形成する。ディスク
31からの反射光は収束レンズ302反射鏡29.λ/
4板2板金8り偏光ビーム・スプリッタ27により検出
系(図示せず)に導かれる。この構成ではプリズム25
の働きによシ合波する際の2つのビームの光軸の為す角
全収束レンズ30への入射時の0.1°に比べ非常に大
きくとれるためコリメータ・レンズ23a、23bとプ
リズム25の間の距離を大巾に短くすることが出来ビー
ムの等万代にも1つのプリズムを用いるだけなので非常
に構成が簡単になる。
しかも、ビームの等万代も為されているため記録。
再生の特性も泥分Gこ高いものが期待できる。
第4図は本発明による光学ヘッドの第2の実施例を示す
ものである。ここではLD 21a 、 21bからの
レーザ光22a、22b’eコリメータ・レンズ23a
、23bにより平行光24a、24bとし今回は干渉フ
ィルタによシ完全に光軸及び偏光方向を一致させて合波
する2つのLDの発振波長として0.78゜0.83μ
mf:用いていれば、干渉フィルタにより大きな損失な
しに合波が可能である。この合波された光をプリズム2
5に入射面と偏光方向(LD活性層と平行)が一致する
ように、斜入射場せる。その結果プリズム25による力
1(新党26a、26bはビーム巾が拡大式れ尚かつプ
リズム25の分散性により互いの光軸が微小な角度金高
すように形成できる。この場合、プリズム25の媒質の
分散性は第1の実施例の場合根太きくなくてもよい。プ
リズム25による屈折光25a、26bは第1の実施例
の場合と同様、偏光ビームスプリッタ27.λ/4板2
板金8射鏡29を通シ収束レンズ30によシディスク状
媒体31上のトラック32に2つの分1り・+ff1l
、た光スポットを形成し、情報の記録、内生が行なえる
この構成によれば干渉フィルタ40によυ合波を行なう
際に2つのビームの光軸を元金に一致させれば艮いので
微小な角度をつけなければならない場合に比べ調帯が容
易となる。まだ、対物レンズへの入射の際の2つのビー
ムの為す角の謂兇及びビームの等万代を一つのプリズム
で行なえるので構成が非常に1闇単となる。
ここで示した実相例ではLDとしてλ=0.78゜0.
83μmのGaA/As / GaAs LDを用すた
例を示したが、2つの波長に充分な差があればこの波長
に限定される訳ではなく、3Jl!在開発されている更
に短波長のLDも用いることが出来るのは1う迄もない
。また目的に応じて3本以上のビーム全用因る複数ビー
ム光学ヘッドとする場合にも本発明が適用用能々ことも
明らかである。。
以上=n d′t+lに説明したように本発明によれば
比較的簡単な構成でかつ収束部のビーム形状が等方な複
数ビーノ・・光学ヘッドが得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は記奸、内生用の光スポットの分離を説明するだ
めの図、第2り1は本発明に用いる分散プリズムの−1
き7(−説明−するための図、第3図、第4図は本発明
による複数ビーム光学ヘッドの実施例を示す図である1
、 図に於て 1.23a、23b、30はレンズ、10.11,12
゜22a、22b、24a、24b、26a、26b、
はレーザ光。 13は分散奴質、14は空気、21a、21bは半導体
レーザ、25はプリズム、27は偏光ビーム・スプリッ
タ、28はλ/4板、29は反射鏡、31はディスク、
32はトラックである。 牙 1 図 入l、入2 (λl〉λ2)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 複数の異なる発振波長を有する半導体レーザからのレー
    ザ光を共通の収束レンズに所定の微小角度だけ互いの光
    軸を傾けて略垂直入射となるように入射させ、ディスク
    状媒体上に空間的に分離した複数の光スポットを形成し
    、情報の記録再生を行なう複数ビーム・光学ヘッドに於
    て、前記複数の半導体レーザからのレーザ光を各々平行
    光化し偏光方向を一致させて合波する光学系を備え、合
    波された光ビームの光路中に入射面を偏光方向に平行若
    しくは垂直に設定した分散性媒質によるプリズムをプリ
    ズム透過後の前記合波された各ビームの光軸間の為す角
    及び、ビームの断面形状を所定の値になるように設置し
    たことをli+徴とする複数ビーム・光学ヘッド。
JP57155458A 1982-09-07 1982-09-07 複数ビ−ム・光学ヘツド Granted JPS5945641A (ja)

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JP57155458A JPS5945641A (ja) 1982-09-07 1982-09-07 複数ビ−ム・光学ヘツド

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JP57155458A JPS5945641A (ja) 1982-09-07 1982-09-07 複数ビ−ム・光学ヘツド

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JPS5945641A true JPS5945641A (ja) 1984-03-14
JPH0424770B2 JPH0424770B2 (ja) 1992-04-28

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ID=15606482

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59135525U (ja) * 1983-02-25 1984-09-10 パイオニア株式会社 光学装置
JPS62109242A (ja) * 1985-11-07 1987-05-20 Omron Tateisi Electronics Co ダブルビ−ム光ヘツド
JPH05128575A (ja) * 1990-09-25 1993-05-25 Internatl Business Mach Corp <Ibm> 複数ビーム式光記録のためのシステム及び方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59135525U (ja) * 1983-02-25 1984-09-10 パイオニア株式会社 光学装置
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JPH05128575A (ja) * 1990-09-25 1993-05-25 Internatl Business Mach Corp <Ibm> 複数ビーム式光記録のためのシステム及び方法

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