JPS60246034A - 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】 産業上の利用分野 本発明は光デイスク装置の光学ヘッドに関し、特に２つ
の光源からの光ビームを合成して情報媒体に照射し、そ
の反射光を分離して取り出す光学ヘッドに関するもので
ある。

従来例の構成とその問題点 近年、静止画ティスフファイル装置、文書ファイル装置
なと、大容量の情報記憶装置として光ティスフ装置の開
発、製品化が活発化している。光ティスフ装置は高速回
転するティスフにレーザ光を照射して、そのメモリ薄膜
に情報ビットを記録しておき、同じレーザのパワーを下
げて記録ヒツトの反射率変化を読み取る装置である。さ
て、メモリ薄膜として、例えば　ルル酸化物にゲルマニ
ウム、ずずを添加した薄膜を用いた場合、情報ヒツトの
記録に際しては、回折限界せで絞り込んだパワー密度の
高い光スポット（直径０．８μｍ程度）を照射する。こ
れにて薄膜は急熱、急冷され−Ｃ１反射率の低い状態へ
転移して記録か完了する。−！た記録ビットの消去に際
しては、パワー密度が低く、かつ楕円形状に成形した光
スポット（長円径１０μｍ程度）を記録ビットに照射し
、この部分の薄膜がアニールされて、元の反射率の高い
記録前の状態へ転移して消去が完了する。このように、
記録ビットの消去においてアニールが可能な光スポット
を発する光学ヘッドが、消去、書き換え機能を有する光
デイスク装置の光学ヘッドとして提案されている。

係る光学ヘッドの従来例を、以下に図を用いて説明する
。第１図は従来の光学ヘッドの概略構成を示す図であり
、１は記録再生用半導体レーザてあり、波長λ１．記録
時には約８　ｍＷ　、再生時には約１　ｍＷのパワーの
レーザ光を照射する。２は消去用半導体レーザであり、
消去時の波長λ２．パワー約１０ｍＷ程度のレーザ光を
照射する。３゜４は集光レンズであり、半導体レーザ１
，２からの光ビームを集光し、６，６は一対のシリンド
リカルレンズであって、半導体レーザ１からの光ビーム
を略円形に成形する。７は同じくシリンドリカルレンズ
であり、絞り光の形状を楕円形にするために半導体レー
ザ２からの光ビームに非点収差を与える。８は偏光ビー
ムスプリッタであり、Ｓ偏光の光ビームを反射し、Ｐ偏
光の光ビームを透過する。９，１０は夫々に波長板であ
る。１１は光学フィルタであり、波長λ１の光ヒームを
透過し、波長λ２の光ヒームを反射する。１２．１３は
絞りレンズであり、１４は記録再生を行なうメモＩＪ　
ｌｊ７膜を有するディスク、１５は非点収差方式によっ
てフォーカス制御信号を検出するだめのシリンドリカル
レンズである。１６は信号検出器であり、再生信号を検
出すると共に、フォーカス制御信号、およびトラッキン
グ制御信号を検出するため複数の受光素子からなってい
る。信号検出器１６から得たフォーカス制御信号とトラ
ッキング制御信号を基に、絞りレンズ１２はフォーカス
制御。

およびトラッキング制御をかける。１７はディスク１４
に絞り込んで照射した記録再生用の光スポツ１−１１８
は楕円状に絞った消去用の光スポット、１９はトラック
の中の記録ビット列を示す。

以」二のように構成された従来の光学ヘッドについて、
次にその動作を説明する。先ず記録捷たは香生において
は、記録再生用半導体レーザ１より所定のパワーの光ビ
ームを発光する。このＳ偏光の光ビームは偏光ビームス
プリッタ８で反射して、ｈ波長板９を通過した後、絞り
レンズ１２によってディスク１４１に記録再生用の毘ス
ポット１７として照射する。この先スポ、　ｌ−１７は
配録時はそのパワーをにけ、ディスク１４のメモリ薄膜
を急熱、急冷し、状態変化させて反射率を変化させる。

これによ−〉て記録ヒツトが作成される。また再生時は
光ビームのパワーを下げ、ディスク１４のメモリ薄膜の
状態変化を起こさせすに光スポット１７を照射し７、そ
こからの反射光を絞りレンズ１２によって集光して、偏
光ヒームスプリノタ８に返す。返ってきた光ビームはこ
のとき、ｋ波長板９によってＳ偏光からＰ偏光に変化し
ている。

従って偏光ビームスブリック８を透過し、只波長板１Ｑ
、光学フィルタ１１を通過した後、絞りレンズ１３によ
−〕で信号検出器１６に絞り込める。

シリンドリカルレンズ１６が、この絞り光に非点収差を
与え、フォーカス検出を一可能にする。なお記録時の光
ビームにおいても、上記のように反射）Ｙ；を検出てき
ることは言うまでもない。

次に消去においては、消去用半導体レーザ２より所定の
パワーの光ヒームを発光する。このＳ偏光の光ヒームは
偏光ビームスプリッタ８て反則して、３イ波長板１Ｑを
通過し、波長λ２であるだめ光学フィルタ１１で反射し
て再ひハ波長板１０に戻−〕て、そこを通過してＰ偏光
となって、今度は偏光ビームスプリッタ８を透過する。

そして屑波長板９を通過し、絞りレンズ１２に」：って
ディスク１４」−に消去用の光スポット１８として絞り
込寸れる。この光スポット１８は、シリンドリカルレン
ズ７に」こって非点収差を与えられ、トラック方向に長
い楕円形状となっている。すなわち、パワー密度が低く
、かつ長時間、記録ヒ、１・を照射することになるため
、その熱エネルギ−によって記録ヒ、１・は熱せられた
後、徐冷されてアニールの効果を受ける。従ってその部
分のメモリ薄膜は状態変化して、記録前の反射率に戻る
ことで消去がなされる。なお、消去用の光スポット１８
のディスク１４からの反射光は、絞りレンズ１２に」：
って集光し、再ひス波長板を通過して偏光ヒームスプリ
ノタ８に入射する。このとき光ヒームＨｐ偏光からＳ偏
光に塵化しているため、偏光ビームスプリノク８を反射
して、記録再生用半導体レーザ１の方向へ逃がす。消去
用の光ビームと、記録再生用の光ビームの光軸は、伜か
にずらしておくことで、上記逃がした消去用光ビームが
記録再生相半％体し−サ１に集中して入射することを避
ける様構成している。

］−記のような構成の従来の光学ヘッドにおいて以上−
にその問題点を説明する。第１図の光学フィルター１１
はディスク１４て反射し比較的エネルギー密度の低い記
録再生用レーザ光を高エネルギー密度の消去用レーザ光
から分離するため、消去用レーザ光の影響を受けやすい
。このため記録時のツメ−カス信号およびトラッキンク
信号に消去用レーザ光がノイズとして重畳する。

一方イ波長板は均質性の高い光学用水晶を使用し、その
厚みを高精度にコントロールする必要があるためコスト
が高くなる。従って量産する場合は、Ｘ波長板の使用は
最小限にすることが望捷しい。

発明の目的 本発明は」−記のような従来の問題点を解決するもので
、特性の異る複数の偏光ビームスプリッタを用いて消去
用レーザ光と記録再生用し＝す光を合成２分離する光学
ヘッドを提供することを目的とする。

発明の構成 本発明は、第１の偏光ビームスプリッタと、波長λ１に
対して偏光分割特性を持たない第２の偏光ビームスプリ
ッタとにより、波長がλ１の第１の光ビームと、この第
１の光ビームに略直交し波長がλ２の第２の光ビームの
光路を合成かつ分離するよう構成し、合成した光ビーム
の出射方向に腎波長板と絞りレンズを設け、この絞りレ
ンズにて記録媒体上に前記光ビームを結像させる光学ヘ
ッドである。

実施例の説明 本発明の一実施例を第２図に示す。第２図において２ｏ
は第１光源の半導体レーザで、λ１の波長の光ビーム２
１ａを出力する。この光ビームは略円形に絞られ、記録
再生およびフォーカス、トラッキング制御等のサーボ信
号検出のために用いられる。一般に高出力の半導体レー
ザは、その接合面に対して垂直方向と平行方向の光ビー
ム拡り角度が異るだめディスク上で円形の光スポットを
゛　形成するためには、１軸の光ビーム幅を拡大あるい
は縮小する光学系が必要となる。２３はこのためのくさ
び型のプリズムである。つまり、集光レンズ２２により
・Ｉ７．行光に変換された光ビーム２１ｂはプリズム２
３の端面２３ａで屈折する時、１軸の光ビーム幅をｄｌ
からｄ２に拡大する。従って光ビーム２ＩＣは半導体レ
ーザ２ｏの接合面に平行方向の光ビーム幅が拡大され垂
直方向とほぼ同じ大きさになる。

２４は第１の偏光ビームスプリッタであり、光学多層膜
２４ａにより第３図に示すような波長特性を持っていて
、波長λ１および後述の波長λ２に対してはＳ偏光の光
ビームを反射し、Ｐ偏光の光ビームを透過する偏光分割
特性を有している。

波長λ１の光ビーム２１ｃは偏光ビームスプリッタ２４
にＰ偏光で入射するように半導体レーザ２０が配置され
ているため光ビーム２１ｃは、偏光ビームスプリノタ２
４を透過する。

２５は第２の偏光ビームスプリッタであり、光学多層膜
２５ａにより第４図に示すような波長特性を持っている
。すなわち、波長λ１に対しては偏光分割特性を持たす
Ｓ偏光およびＰ偏光の光ビームは共に透過する。一方λ
２に対しては偏光ビームスプリッタ２４と同様にＳ偏光
の光ビームを反射し、Ｐ偏光の光ビームを透過する偏光
分割特性を有している。従って波長λ１の光ビーム２１
ｃは偏光ビームスプリッタ２５を透過し、２６の！イ波
長板を通って、２７の絞りレンズによりディスク２８−
１−に略円形の光スポット２９を形成する。略円形に絞
られた光スポット２９の光エネルギ密度を変えることに
よってディスク２８」−のメモリ薄膜に信号を記録ある
いは再生−する。

一方ディスク２８からの反射光は絞りレンズ２７により
集光し％波長板２６を透過して、その偏光方向を９０’
回転し偏光ビームスプリッタ２５に光ビーム２１ｄとな
って入射する。光ビーム２１ｄｄ、Ｓ偏光になっている
が、前述のように偏光ビームスプリノタ２６は波長λ１
に対して偏光分割特性を持たないため、反射されずに透
過して（Ｊ＋＋！光ヒ−ムスプリノタ２４に入射する。

偏光ビームスプリノタ２４は波長λ１に対して偏光分割
特性があるためＳ偏光で入射する波長λ１の光ビーム２
１ｄは反射し、絞りレンズ３６の方向へ分離される、分
離された光は絞りレンズ３６、シリンドリカルレンズ３
７により絞うして３８の信号検出器で受光され、フォー
カス制御、トラッキング制御および再生信号が得られる
。

次に第２の光源である３１の半導体レーザの光路につい
て述べる。半導体レーザ３１は波長がλ２の光ビーム３
２ａを出力する。この光ビームはディスク上のトラック
方向に細長い楕円形に絞られ消去用に用いられる。その
だめ光ビーム３２ａは３３の集光レンズにて集光され平
行な光ビーム３２ｂになった後、例えば半導体レーザ３
１の接合面に対して平行方向のみレンズ作用をもつシリ
ンドリカルレンズ３４によって同方向の光ビーム幅が縮
小され光ビーム３２ｃとなる。従って光ビーム３２ｃは
従来例同様に非点収差を持ってディスク２８Ｊ−に絞ら
れる。また光ビーム３２ｃはＳ偏光で偏光ビームスプリ
ッタ２５に入射するように半導体レーザ３１が配置され
ている。偏光ビームスプリッタ２５は第４図に示すよう
に波長λ２に対しては偏光分割特性を有するため、光ビ
ーム３２ｃは反射して光ビーム２１Ｇと略同−光路で出
射する、偏光ビームスブリック２６て反射した光ビーム
３２ｃは％波長板を透過し、絞りレンズ２７にてトラッ
ク３５方向に長い楕円形の光スポット３０に絞られる。

この楕円形の光スポット３０によって従来例で述へたよ
うに消去が行なわれる。

」二連の様に略円形の光スポット２９と、楕円形の光ス
ポット３ｏは１つの絞りレンズ２７のほぼ光軸に沿って
つくられるためディスク２８上の同一トラック３６に近
接して配置することができる。

−力先ビーム３２ｃのディスク２８からの反射光はイ波
長板の効果によりＰ偏光の光ビーム３２ｄとなって偏光
ヒ〜ムスプリッタ２６に入射する。

偏光ビームスブリック２６は波長λ２のＰ偏光の光ビー
ムを透過させるため、光ビーム３２ｄは透過して次の偏
光ビームスプリソク２４に入射する。

偏光ビームスプリッタ２４も上述の様に波長λ２のＰ偏
光の光ビームを透過させるため、結局光ビーム３２ｄは
半導体レーザ２０の方向に出射する。

従って信号検出器３８には半導体レーザ２０からの反射
光のみ受光されることになり、半導体レーザ３１よりの
光ビームは信号検出器３８に入射しない。また、偏光ビ
ームスプリッタ２４における半導体レーザ２０からの反
射光の分離は、半導体レーザ３１からの光が比較的エネ
ルギー密度の低い反射光となった状態で行なわれるため
、従来例のような消去用の光ビームのもれこみの影響を
軽減できる。

一力先ビーム３２ｄと、記録再生用の光ビーム２１ｃの
光軸は°、ディスク２８上の光スポット２９と３０がず
れていることから判るように、僅かにずれており、消去
用レーザ光が記録再生用の半導体レーザ２ｏの発光点に
入射することはない。

なお、この実施例の第２図ではフォーカスおよびトラッ
キング制御は従来例と同様、いわゆる非点収差方式を用
いているが、ナイフェツジ方式等を用いてもよいことは
当然でその方式を限定するものではない。第２図では、
絞りレンズ３６とシリンドリカルレンズ３７によってつ
くられる光ビーム３２ｅの非点隔差の中間に４分割受光
素子から成る信号検出器３８を配置している、」−配向
制御のだめの信号の検出はフォーカスがずれることによ
って生じる光ビーム３２ｅのビーム形状変化とトラッキ
ングがずれることによって生じる光ビーム３２ｅの光強
度分布中心の変化を信号検出器３８の４つの受光素子の
受光量変化として検出する。この信号検出器３８から検
出されるフォーカス、トラッキング制御信号を基に絞り
レンズ２７をフォーカスおよびトラッキング方向に制御
し、常に光スポット２９．３０をトラック３５」二に結
像させる様構成されている。

次に他の実施例を第６図に示す。図において、記録再生
用の第１光源は波長λ２　の半導体レーザ２０を使用し
ており、消去用の第２光源は波長λ１の半導体レーザを
用いている。その他の光学部品は第３図と同しである。

この場合、半導体レーザ２ｏよりの光ビーム２１ｃはＰ
偏光で偏光ビームスプリッタ２４　、２５を透過する、
ディスク２８から反射した光ビーム２１ｄは％波長板に
より偏光方向を９００回転してＳ偏光となっており、波
長λ２に対して偏光分割特性を有する偏光ビームスプリ
ッタ２６で反射し、信号検出器３８の方向に分離される
。

一方、波長λ１の半導体レーザ３１よりの光ビーム３２
ｃは、波長λ１．λ２に対して偏光分割特性をもつ偏光
ビームスプリッタ２４で反射するが波長λ１に対して偏
光分割特性をもたない偏光ビームスプリッタ２６は透過
する。まだディスク２８からの反射光３２ｄはＰ偏光と
なり、偏光ビームスプリッタ２４．２５を透過して、半
導体レーザ２０の方向に出射する。

従って、この実施例では、波長λ１に対して偏光分割特
性をもたない偏光ビームスプリノタ２５によって波長λ
２の記録再生用の光ビームが分離され、フォーカス、ト
ラッキング制御信号、および再生信号が得られる。この
場合も第２図の実施例同様に、記録再生用の光ビームと
消去用の光ビームの分離はエネルギー密度の低い反射光
の状態で行なわれるため従来例のような問題はない。

本発明の実施例ではプリズムを用いて１軸の光ビーム幅
を拡大する方法と示したが、従来例の様に凹と凸のシリ
ンドリカルレンズを組合せて光ビーム幅を拡大してもよ
く、記録、再生の特性上許さｔ′ｌるならば、特に光ビ
ーム幅を拡大する必要がない・ことは当然である。

前記偏光ビームスプリッタ２４および２６′は個別につ
くられた組合せて用いているが、第６図に示すように一
体化してもよい。図は２３．　２４゜２６を除く２０〜
３８″！、では第２図と同して、３９が一体化した偏光
ビームスプリッタである。つまり、偏光ビームスプリッ
タ３９は、プリズム３９ａ。

３９ｂ、３９ｃと光学多層膜３９ｄ、３９ｅより成り、
プリズム３９ａと３９ｂの間に波長λ１とλ２に対して
偏光分割特性をもつ光学多層膜３９ｄが、プリズム３９
ｂと３９ａの間に波長λ１に対しては偏光分割特性をも
たず波長λ２に対して偏光分割特性をもつ光学多層膜３
９ｅが設けられている。従ってその働きは第２図で説明
し〆紅実施例と同じであり、偏光ビームスプリッタの製
造コストの低減が図れる。

発明の効果 以」−説明してきたように本発明の構成によれは波長の
異る２光源より作られた記録再生用と消去用の光ビーム
を、絞りレンズの光軸に沿って合成できると共に、ディ
スクから反射した波長の異る２つの光ビームの中から、
制御および出力信号として必要な光ビームを分離するこ
とができる。この構成によれば、従来のようにディスク
に照射する前のエネルギー密度の高い消去用の光ビーム
と、比較的エネルギー密度の低い記録再生用の反射光の
分離によらないため、お互いの干渉もなく、安定したフ
ォーカス、トラッキング制御が得られる。

なお、従来２個使用していた署波長板を１個にすること
もでき、コストの低減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の２光源を用いた光学ヘッドの原理図、第
２図は本発明の一実施における光学ヘッドの原理図、第
３図、第４図は本発明の光学ヘッドに用いる偏光ビーム
スプリッタの特性図、第５図、第６図はそれぞれ本発明
の他の実施例における光学ヘッドの原理図である。 ２０・・・・・・第１光源の半導体レーザ、２３・・・
・・・プリズム、２４・・・・・・第１の偏光ビームス
ブリック、２５・・・・・第２の偏光ビームスプリッタ
、２６・・・・・・Ｋ波長板、２７・・・・・・絞りレ
ンズ、２９．３０・・・・・光スポット、３１・・・・
・・第２光源の半導体レーザ、３４・・・・・・シリン
ドリカルレンズ、３８・川・・信号検出器。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 第２図 第３図 ；艮灸 第５図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）第１の偏光ビームスプリッタと、波長λ１に対し
   ては偏光分割特性を持たない第２の偏光ビームスプリッ
   タと、バ波長板から成る光路偏向手段により、波長がλ
   １の第１の光ビームと、波長がλ２の第２の光ビームの
   光路を合成および分離するよう構成し、前記合成された
   渠１の光ビームと第２の光ビームを絞りレンズにて近接
   位置に結像させることを特徴とした光学ヘッド。
2. （２）第１の偏光ビームスプリッタと第２の偏光ビーム
   スプリッタを一体にした特許請求の範囲第１項記載の光
   学ヘッド。