JPS5992447A - ダブルビ−ム・光学ヘツド - 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】 本発明は回転するディスク状媒体上のトラックに光スポ
ットとして照射し、そのトラックのピットや反射率の変
化として情報を記録、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（以下媒体という）の上に
、同心円若しくは螺旋因に微小なピットの連続（トラッ
ク）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・再生が可能な光ディスク
・メモリ装置は、従来の磁気ディスク装置ｉ：ｆｆｉ等
に比べて装置が小型、軽量、高記録密度、長期保存の信
頼性が高い等の利点が有り、画像等のファイル・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、最近ガス・レーザに比べ小型・高効率の半導
体レーザ（Ｌａ５ｅｒ　Ｄｉｏｄｅ以下ＬＤという）を
光源として用いる事が多い。通常、このＬＤと収束光学
系、情報信号及びザ　ボ信号の検出系、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一つにまとめた光学ヘッドが
用いられ、この光学ヘッドをトラック追跡の際のｆｌｌ
動を行なう変位県の大きなアクチュエータに乗せ、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、多くの機能を併せ持つ光
学ヘッドは記録媒体と共に光ディスク′Ｐ装置の性能を
左右する咀要な構成要素となっている。

１・ｉ−来の光学ヘッドは、構成を簡便にするだめ−ｆ
ｉｔ、ＩのＩ、Ｄを光源どして用い、配録時に１ｌｌ−
媒体上で媒体の記録しきいｆｌｈより光力・高い光ビー
クパワーが得られるような雷、気パルスによりＩ、１）
を駆動し、再生時にｄ、記録しきい値より充分低くかつ
８　Ｎ　Ｒが確保出来るような光出力レベルのＣ〜■動
作でＬＤを用いている。しかし、このようなＬＤの用い
方では、１）紀行、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による検出早の飽和
の影響を除くため低光出力のレベルを設定し、にす−る
必要が有シ検出系が難しい等の欠点が有る。

そのため記録、及び再生を行なう）Ｙ、スポットをそれ
ぞれ別のＬＤのビームにより形成し、記録ビームは単に
記録のみ、再生ビームは情報信号の再生及び記録、再生
時のサーボ信号検出に用いる、いわゆるダブル・ビーム
構成の光学ヘッドが望ましい。

このダブル・ビーム・光学ヘッドにおいて、記録、再生
用の元スポットは収束レンズに対し光軸上でほぼ同じ位
置に収束される必要があり、記録直後のモニタを行なう
ように再生用スポットは記録用スポットよシ回転するデ
ィスクのトラック方向に数μｍ−数１０　ｐｍ遅れた場
所に形成される必要があり、トラッキング用のトラック
と記録領域が分離しているようｆｘ、場合にも、少なく
ともトラックと記録領域の間の距離だけは空間的に分離
している必要がある。このようなダブル・ビーム・光学
ヘッドを得るための一つの方法Ｃよ、光源であるＬＤを
アレイ化する事であるが、現状でζ・Ｊ：光学ヘッドの
収束光学系の拡大倍率は１〜１／２程度であるだめプレ
イの素子間の間隔も数μｍ−数１０μｒｎ程度にずム必
携があシ、素子間の分配、動作の干渉、放熱等に問題が
有り、アレイの中の素子の特性のバラツキにも問題が有
る。従って、伺らかの光学系により２つのＬＤからのビ
ームを合波する必要がある。その方法としては波長の違
いを利用し干渉フィルタ等による方法や偏波の違いを利
用する方法があるが、この際前述のように記録用及び再
生用スポットは数μｍからす°文１０μｍ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、かつ２つのビ
ームの光軸は平行であってはならず、ある微小な角度だ
け傾いていなけれＨ：ｆｘ、らない。

この、８合、レンズについて光学的に説明する。

第１図に示すように、収束レンズの焦点距離を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にはは垂直入Ωｊした場合を考えると、２つ
の光スポツト間の距離ΔＸはΔｘ’；ｆｔａｎθ−ｆＯ
と表わされる。従って、例えばｆ　＝　５　ｙｅｎとし
てΔＸ：１０１ｉｍ　ｆ：イ４ｊようとすればθ＝　２
ｍｒａｄ　（〜Ｑ、　ｌｄｅｇ　）　８ＭＣにする必ダ
２がある。このような微小な角度だけ傾けて２つのビー
ムの光軸を調整する事は非常に困１１ｉ−であり、した
がって、精度よく記録、再生用光スポットを形成するこ
とは困難であった。

この点を解決するため本願の発明者は第２図に示す構成
の光学ヘッドを提案している（／ｌ“！ｊ　紛＋１昭５
７−３９３７７　）。この構成は、まず２つの発振波長
の異なるＬｌ）１０ａ、１０ｂからの放射光１１ａ。

１１ｂをコリメータ・レンズ１２．１３により平行化し
、この平行状態で波長の違いを利用して干渉フィルタ１
４によ如蝙光方向及び光軸を一致略せて合波し合波光１
５を作る。この合波）’（＝１５の光路中に波長により
出射光の振れ角が変化するｇｌｉ；質１６（ここでは分
光プリズム）を挿入し、その合波光１５から波長が異な
り互いの光軸が微小な角となる２つのビーム１７ａ、１
７ｂを形成し、それを収束レンズ１８に略垂直入射とな
るように入射させ２つの空間的に分離された光スポット
１９ａ、１９ｂを形成するものである。

この構成によれば、２つのレーザ光を合波する際に完全
に光軸を一致させればよいため２つの光軸が角度を為す
ように設定する場合に比べて調整が容易であシ、また２
つの光スボッ）１９ａ、１９ｂの相対位置はプリズム１
６により調整が可能なため精度良く設置出来るという利
点が有る。また、ブリズノ・１６の挿入方向により光ス
ポットの分離方向を任意に設定出来るという利点がある
。しかし、この分光プリズムを用いる構成は、２つのビ
ーム１７ａ、１７ｂをお互いの光軸に微小角のずれを形
成する際、図のように全体の光軸が曲がるという欠点が
ある。一方、プリズムの代わシにグレーディング等を用
いる事は光利用率の点で問題がある。まだ、との構成は
本質的に２つの波長のＬ　ｉ）が必要であり、同一発振
波長のＬ　Ｄを用いる系には適用出来無いという問題も
ある。

本発明の目的は、このような欠点を除去し、調整が容易
で光軸を曲げる事なく、かつ同−発畳波長のＬ　Ｉ）を
用いる事も可能な、ダブル・ビーム光学ヘッドを提供す
ることにある。

本発明のダブル・ビーム・光学ヘッドの構成ハ、２つの
発光手段と、これら発光手段からの放射光をその拡がシ
角が等しい状態で互いの光軸を一致させて合波する光合
波手段と、との光合波手段によ９合波された光が略垂直
入射となるように設置した収束レンズと、前記各発光手
段からの放射光の少くとも一方の光路中に挿入され透過
光を微小角だけ所定の方向に偏光させる光偏向手段と、
前記収束レンズから出て記録媒体を照射し反射または透
過した光から前記各発光手段のうち少くも一方の光を分
離して検知する光検出手段とを有することを特徴とする
。

以下本発明を図面により詳細に説明する。

第３図は本発明の一実施例を示す構成図である。

２つのＬＤ］、Ｏａ、１０ｂからの放射光１１ａ。

１１ｂはそれぞれコリメータ・レンズ１２．１３によシ
平行光化され平行状態で干渉フィルタ１４により合波さ
れる。なお、一方の平行光の途中にはプリズムが挿入さ
れているが、これについては後述する。ここでは半導体
レーザ１０ａを記録用、１０ｂを再生用光ぶとしてそれ
ぞれ発振波長０．８３μｍ、　Ｑ、７１３７１ｍのＡｌ
ＧａＡ、ｓ　Ｌ　Ｄを用いた。コレらの波長はＡｌＧａ
Ａｓ　Ｌ　Ｄでは典型的なものであり、しかも０．０５
μｍの波長差があるため通常の干渉フィルタにより大き
な枦失無しで合波が可能である。

ここで干渉フィルタ１４による合波は、２つのビームの
偏光方向と光軸とが完全にするように行なう。従って調
整自体は光軸間にある一定の角度を持ブヒせる場合に比
し非常に容易である。この合波された光は通常の光学ヘ
ッドと同様に１希尤ビーム・スプリッタ２１．λ／４板
２２．ミラー２３を通り、収束レンズ１８により収束さ
れるがこの状態では２つのＬＤ光は同一の点に収束され
ることになる。

ここで２つのＬＤｌｏａ、１０ｂのうぢの少くとも一方
（ここでは記録用ＬＤ２０ａ）からの光の光路中に微小
な頂角をもつプリズム２４を挿入するものとする。この
プリズム２４の挿入により、このプリズム２４の透過光
は微小角だけ偏光されることになり、収束レンズ１８へ
の入射の際に２つのＦ、Ｄｌｏａ、１０ｂからのビーム
は互いの′）ｎ軸が微小角だけ傾いていることになり、
収束点−Ｃ空間的に分ト１ルだ２つのスポットが形成さ
ｉする。

ことでプリズム２４の形状、媒質をフ１１ぶこと（τよ
り、形成される２つのスポットはディスク状ｔ（１＜本
２０上のトラック２０ａの上に所望の位昨関係を持って
形成することが出来る。しかもプリズム加工に充分な精
度さえあればただ単にプリズム２４を挿入するだけでよ
いため調整は殆ど不要となる。

このように媒体２０に２つの分離したスフＪ４ソトとし
て照射された光は媒体２０により反射さり。

光路を逆に進み偏光ビームスプリッタ２］により取り出
され干渉フィルタ２５により再生用Ｌ　Ｉ）１０ｂの光
のみを分離し情報信号及びフ、３．−　フ）ス。

トラック方向のサーボ信号の検出系２６に４＆ＪＵＪ、
’その出力により情報の記録、再生が可＃ｉヒとなる。

この際記録及び再生用の光スポットを分藺しているため
動作が極めて安定に行なえる。し７５＝も、９′Ｃ学系
の調整も一旦２つのビームの光軸を一至（させた後にプ
リズム２４を挿入するだけで可能であるので非常に簡単
である。

更に、本発明では分光プリズムを用いる場合と異なり２
．□−）のＬ　Ｔ）が同一発振波長である場合も合波手
段を偏光ビーム・スプリッタ等を利用すれば適用可能で
ある。

なお、本実施例でＵ、透過光を微小に偏光させる媒体と
して頂角の小さなプリズムを用いたが、他にブレ　ティ
ング等も用いることが可能である。

この場合には本実施例のようなダブル・ビーム構成だけ
でなく更にビーム数を増したマルチ・ビーム構成をとる
ことも可能となる。また、ＬＤとしてはここでは発振波
長０．８３　、０．７８　ｆｉｌＬｌのＡ／！　Ｇａ　
Ａ　ｓＬＤを用いたが、これに限られる訳ではない。

以上、詳細に説明したように、本発明によれば、記録、
再生をそれぞれ独立なビームで行なう事によシ、記録直
後のモニタが可能で、安定なフォーカス、トラック方向
のサーボ信号が得られ、しかも調整が容易で光軸を曲げ
ることなく同一波長のＬＤを用いることも可能なダブル
・ビーム・光学

【図面の簡単な説明】

第１図は一般の記録、再生用の光スポットの分離を説明
する構成図、第２図は従来既知なダブル・ビーム・光学
ヘッドの構成図、第３図は本発明の実施例を使用した構
成図である８図において１　、１２　、１３　、１８−
・−−−−ｖン、ｌ：、１０ａ、１０ｂ・・・・・・半
導体レーザ、１１　ａ　、　１　ｌ　ｂ　、　１５　、
１７ａ。 １７ｂ・・団・レーザ光、１４．２５・・団・干渉フィ
ルタ、１６・・・・・・分光プリズム、２０・・・・・
・ディスク状媒体、２０ａ・・・・・・トラック、２“
１・・・・・・偏光ビーム・スプリッタ、２２・・・・
・・λ／４板、２３・・・・・・ミラー、２９・・・・
・・プリズム、２６・・・・・・信号検出系である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ２つの発光手段と、これら発光手段からの放射光をその
   拡がり角が等しい状態で互いの光軸を一致させて合波す
   る光合波手段と、この光合波手段により合波された光が
   略垂直入射となるように設置した収束レンズと、前記各
   発光手段からの放射光の少くとも一方の光路中に挿入さ
   れた透過光を微小角だけ所定の方向に偏向させる偏向手
   段と、前記収束レンズから出て記録媒体を照射し反射ま
   たは透過した光から前記発光手段のうち少くも一方の光
   を分離して検知する光検出手段を有することを特徴とす
   るダブルビーム・光学ヘッド。