JPS61210536A - 消去光学ヘツド - 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 本発明は光ディスクの記録ビットをアニールすることに
よって信号を消去可能とする光デイスク消去装置に関す
るものである。

従来の技術 近年、静止画ディスクファイル装置２交書ファイル装置
など、大容量の情報記憶装置として光デイスク装置の開
発、製品化が活発化している。光デイスク装置は高速回
転するディスク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
げて記録ビッ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、例えばテルル酸化物にゲルマニ
ウム、すすを添加した薄膜を用いた場合、情報ビットの
記録に際しては、回折限界ま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・急冷されて、反射率の低い状態へ転
移して記録が完了する。ま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（徐冷）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８図、第９図は従来の光学ヘッドの概略構成を示す
図であり各々ディスク直交方向。

ディスク面内方向よりみたものである。６は記録再生用
半導体レーザであり、波長λ１　、記録時には約８　ｍ
　Ｗ　、再生時には約１ｍＷのパワーのレーザ光を照射
する。６は消去用半導体レーザであり、消去時に波長λ
２．パワー約２０ｍＷ程度のレーザ光を照射する。３ａ
、ｓｂは集光レンズであり、各々半導体レーザ６．６か
らの光ビームを集光する。７は消去ビーム形成手段であ
る。１は偏光ビームスプリフタであシＳ偏光光ビームを
反射し、Ｐ偏光光ビームを透過するような偏光分割特性
を持つ。２は偏光ビームスプリッタであり、波長λ１を
透過し、波長λ２Ｓ偏光を反射する。すなわち波長λ、
に対しては偏光分割特性を持たない。４は１／４波長板
、８，９は絞りレンズであシ、１゜は記録再生消去を行
なうメモリ薄膜を有するディスク、１１はビームスプリ
ンタであり、一定の割合で光ビームを透過と反射に分離
する。１２ａ。

１２ｂは信号検出器であシ、フォーカス制御信号。

トラッキング制御信号を検出するための複数の受光素子
から成っている。フォーカス検出方式としてはたとえば
ナイフェツジ１４を用いるナイフェツジ方式、トラッキ
ング検出方式としてはプッシュプル方式を採用すること
ができる。１６はディスク１０に絞り込んで照射した記
録再生用光スポット、１６は消去用光スポットである。

消去用光スポット１６としては第９図のような形状が望
ましいが、消去スポットの形成方法については後に記す
。

以上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。先ず記録または再生においては
、記録再生用半導体レーザ６よシ所定のパワーの光ビー
ムを発光する。記録再生用半導体レーザ６はＰ偏光とな
るように配置される。

光ビームは集光レンズ３ａで平行光ビームに変換され、
次に偏光ビームスプリッタ１を通過し、全反射面１７で
反射し、１／４波長板４．絞シレンズ８を通ってディス
ク１ｏ上に記録再生用光スポット１６を形成する。この
光スポット１５は記録時はそのパワーを上げ、ディスク
１ｏのメモリ薄膜を急熱・急冷することにより状態変化
を生じさせて反射率を変化させる。これによって記録ビ
ットが作られる。また再生は光ビームのパワーを下げ、
ディスク１ｏのメモリ薄膜の状態変化を起させずに記録
ビットを照射して行なう。この再生反射光は絞シレンズ
８で集光された後１／４波長板４を通過しＳ偏光となり
全反射面１７で反射後、偏光ビームスプリッタ１によっ
て反射され、偏光ビームスプリッタ２に至る。偏光ビー
ムスプリッタ２は記録再生波長λ、に対しては偏光分割
特性を持たないため、反射光はここを通過しビームスプ
リッタ１１に到達し、ここで分離される。透過光１反射
光は各々信号検出器１２ｂ、１２ａに入射し、トラッキ
ング、フォーカス信号が得られる。

次に消去光学系について説明する。消去用半導体レーザ
６は偏光ビームスプリッタ２に対してＳ偏光となるよう
に配置されておシ、これを発した光は集光レンズ３ｂに
より平行光ビームに変換され、消去ビーム形成手段７を
通過し、偏光ビームスプリッタ２、偏光ビームスプリッ
タ１、全反射面１７を反射した後、１／４波長板４．絞
りレンズ８を通過してディスク１ｏ上に消去スポット１
６を形成する。この消去スポットは記録スポット１６に
比べてトラック方向に幅広くなっているためディスク１
０上の記録ビットを長時間照射する。

このためアニール効果を生じて、メモリ薄膜の状態変化
が起き、記録前の反射率に戻シ消去がなされる。なお消
去用光スポット１６のディスク１０からの反射光は絞り
レンズＪｉｌ　ｔ　１／４波長板４を通過した後Ｐ偏光
となシ、全反射面１７で反射し、偏光ビームスプリッタ
１を透過して記録再生用半導体レーザ６に戻るが、光軸
をわずかにずらすことにより、記録再生用半導体レーザ
１の発光点に戻ることを防ぐ。

次に消去ビームの形成方法について説明する。

消去用光スポットを形成するための消去ビーム形成手段
７の一例を第３図に示す。消去ビーム形成手段７の一面
２ｆＤに対して面２１Ａは平行、面２１　Ｂ　、２ＩＣ
はわずかに傾きを持つ。この例では２１Ａ、Ｂ、Ｃの三
面よりなる構成を示したが面の数は任意でよい。この消
去ビーム形成手段７に消去用光ビーム１９が入射すると
、消去ビーム形成手段７の２１Ｂ、２１Ｃを透過した光
ビームはプリズム作用を受けてプリズムの厚い方向に進
路が偏向される結果光ビーム２０Ｂ　、２０Ｃが形成さ
れ、プリズム頂角のより大きい２１０面を通過した光ビ
ーム２０Ｃがより大きく偏向される。

こうして形成された光ビーム２ＯＡ、２０Ｂ　。

２０Ｇが絞りレンズ８に入射して、ディスク１゜上に絞
シ込まれると入射角が異なるために異なる位置に結像し
、第４図に示すような急峻な急熱スボッヘ１６Ａが光ビ
ーム２ＯＡによって形成され図中の矢印の方向で示した
トラック方向に幅の広い除冷スポットが光ビーム２０Ｂ
と２００によって形成される。消去用スポット１６とし
てはこのように急熱スポラ）１６Ａの後に除冷スポット
１６Ｂが続く方式がより効率的な消去が可能である。ま
た消去ビーム形成手段として第５図に示す形状も考えら
れる。円筒部２２Ｂはシリンドリカルレンズを形成する
。消去光ビーム１９の平面部２２Ａを透過する光ビーム
２３Ａはディスク１゜上に急熱スポットを形成し、円筒
部２２Ｂを透過する光ビーム２３Ｂは非点収差とさらに
光路偏向が与えられるので、急熱スポットとは異なる位
置にトラック方向に長い楕円スポットを形成し第４図の
消去ビーム形成手段と同様な効果が得られる０たｒ 上記のような構成の光学ヘッドについ°Ｃ以下にその問
題点を説明する。半導体し〒ザは第６図に示すように接
合面２４０面内方向Ｉとこれに直交するｙ方向では発光
角が異なり、接合面直交ｙ方向に大きな発光角を有する
ため、ｙ方向に長い楕円型の発光分布を示す。そしてそ
の偏光面はＸ方向となっている。このような性質をもつ
光源を発した光ビームがつくる光スポットの形状は次の
ようになる。ます記録側についてみると、記録再生用半
導体レーザ６は偏光ビームスプリッタ１に対してＰ偏光
となるように配置されるから、第８図においては紙面直
交方向に長い楕円ビームとなり、全反射面１７０反射後
の光ビームの形状は１３Ｃのようにトラック方向に長い
楕円となる。この光ビーム１３ｃが絞りレンズ８でディ
スク１０上に絞シ込まれると、トラック方向の実質ＮＡ
がトラック直交方向の実質ＮＡより大きくなることと、
レンズ集光スポット径はＮＡに逆比例することより、デ
ィスク１ｏ上の光スポットは逆にトラック直交方向に長
い楕円となる。この形状を第７図に記録再生用光スポッ
ト１６として示す。

次に消去側について説明する。消去用半導体レーザ６は
偏光ビームスプリッタ２に対してＳ偏光となるように配
置−されるから、第８図においては紙面内方向に長い楕
円ビームとなる。偏光ビームスプリ・ンタ２の反射後の
形状を第９図１３ａとして示す。図中の矢印は光ビーム
の偏光方向を示す。

この光ビームの全反射面１７の反射後の形状は第８図１
３ｂのようにトラック直交方向に長い楕円となり、絞り
レンズ８によって絞）込まれた後のディスク１０上の光
スポットは消去ビーム形成手段７がないとすれば、トラ
ック方向に長い楕円スポットとなる。消去スポットトロ
はこのトラック方向に長い楕円スポットを消去ビーム形
成手段によってトラック方向に長くしてつくられるため
、基本的には記録再生光スポット１６よシトラック直交
方向の幅は狭くつくられることになる。記録用スポット
１６を完全に消去するためには消去用スポット１６のト
ラック直交方向の幅（以後単に幅と称す）は記録用スポ
ット１５の幅よシ大きいことが必要であり、本構成のよ
うに消去用スポット１６０幅が記録用スポット１５０幅
より基本的に狭くなることは問題であり、これを是非と
も解決しなければならない。

発明が解決しようとする問題点 本発明は消去光スポットの幅を記録光スポットの幅と等
しくまたは大きくして消し残りのない消去を実現しよう
とするものである。

問題点を解決するための手段 記録再生用半導体レーザの出力ビームと消去用半導体レ
ーザの出力ビームが同一偏光方向となるように設定して
、前記両川力ビームの発光強度分布の長手方向を一致さ
せ、一方の出力ビームは偏光ビームスプリッタを通過さ
せ、他方の出力ビーム社前記偏光ビームスプリッタに当
てて反射させて両ビームが同一光路を通るようにし、ト
ラック方向に長い楕円記録再生光スポットと消去ビーム
形成手段を用いてつくった消去光スポットをディスクに
照射して記録再生および消去できるよう構成し、偏光ビ
ームスプリッタと半導体レーザの間における前記両川力
ビームのどちらか一方の光路に１／２波長板を入れて前
記両川力ビームの偏光方向を直交させる。

作　　用 この技術的手段による作用は次のようである。

ここでは記録再生、消去共にＰ偏光の場合であるとする
。

消去用半導体レーザ光源を偏光プリズムに対してＰ偏光
に配置することによシ半導体レーザの発光角の狭い方向
をトラック直交方向に一致させ、このことによりトラッ
ク直交方向の消去用光スポットの幅を広げる。また信号
、フォーカス、トラッキング制御信号を得るために記録
再生光ビームのみを記録再生光ビームと消去ビームの偏
光面の差異と波長の差異を利用して光検出器に導くが、
このようにするためには、偏光ビームスプリッタ１．２
についてＰ偏光である記録再生ビームに対して消去光ビ
ームをＳ偏向とする必要があシ、１／２波長板を消去用
半導体レーザ光源と偏光ビームスプリッタ２の間に配置
して、偏光面を９０゜回転させＰ偏光をＳ偏光に変換す
る。

実施例 本発明の実施例を第１図、第２図に示す。第１図はディ
スク１ｏを直交方向から見た図であシ、第２図はディス
ク面方向から見た図である。従来例を示す第８図、第９
図中の番号と同番号のものは従来例のものと同じ機能を
有するものである。

１８は１／２波長板であり、偏光面を９００回転させる
作用を持ち偏光ビームスプリッタ２と集光レンズ３ｂの
間に配置される。消去用半導体レーザ６は従来例では偏
光ビームスプリッタ２に対してＳ偏光となるよう配置さ
れたが、本発明ではＰ偏光となるように配置する。この
ように配置すると消去用半導体レーザ６を発したＰ偏光
はν僧波長板１８を透過することによって偏光面が９０
°回転してＳ偏光となるから消去ビーム１９は以後従来
例と全く同様の偏光方向となる。しかし消去用半導体レ
ーザ６の接合面の方向が従来とは９ｏＯ用 回転しているため、消ｄビーム１９０強度分布は第１図
において、紙面直交方向に長い楕円形状となる。これを
第２図１３ａ′として示す。全反射面１７０反射後の形
状は１３ｂ′のようにトラック方向に長い楕円となシ、
記録ビームと同様な形状となる。この消去ビームが光デ
イスク１０上に結像されるとその光スポット１６は従来
に比べて幅を広くすることができ、基本的には記録スポ
ット１６と同等になる。こうすることにより従来持って
いた記録スポット１５よシ消去スポット１６の幅が基本
的に狭いという欠点を解消することができる。本発明で
は基本的には消去スポット１６の幅は記録スポット１５
の幅と同等であるが、このようにしておけば集光レンズ
３，４のＮＡ値の選択、消去パワーを上げるなどして実
質的に消去スポット１６０幅を記録スポット１５の幅よ
り大きくすることは容易である。従来のように本質的に
記録スポット１６の幅が広ければ上記ＮＡ値の選択など
の設計で消去スポット１６の幅を大きくすることは困難
である。

以上記録再生Ｐ偏光、消去Ｓ偏光として説明したが、記
録再生Ｓ偏光、消去Ｐ偏光としても構成できる。この場
合、λ々波長板は記録側に入れる。

結局構成に応じて記録再生、消去のどちらか一方にし々
波長板を入れればよい。

発明の効果 以上述べたように本発明によれば消去スポットのトラッ
ク直交方向の幅を広くすることができ、消し残しを防止
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は本発明の一実施例における消去光学ヘ
ッドの原理図で、各々ディスク面直交方向、ディスク面
方向から見た図、第３図、第６図は消去ビーム形成手段
の例を示す原理図、第４図はディスク上に消去スポット
が形成される方式を示す原理図、第６図は半導体レーザ
の発光分布を示す図、第７図はディスク上に形成された
記録および消去スポットを示す図、第８図、第９図は従
来の消去光学ヘッドの構成の各々ディスク面直交方向、
ディスク面方向から見た図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 記録再生用半導体レーザの出力ビームと消去用半導体レ
   ーザの出力ビームが同一偏光方向となるように設定して
   、前記両出力ビームの発光強度分布の長手方向を一致さ
   せ、一方の出力ビームは偏光ビームスプリッタを通過さ
   せ、他方の出力ビームは前記偏光ビームスプリッタに当
   てて反射させて両ビームが同一光路を通るようにし、ト
   ラック直交方向に長い楕円記録再生光スポットと消去ビ
   ーム形成手段を用いてつくった消去光スポットをディス
   クに照射して記録再生および消去できるよう構成し、偏
   光ビームスプリッタと半導体レーザの間における前記両
   出力ビームのどちらか一方の光路に１／２波長板を入れ
   て前記両出力ビームの偏光方向を直交させた消去光学ヘ
   ッド。