JPS61216142A - 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学ヘッド圧関するもので
ある。

従来の技術 近年、静止画ディスクファイル装置９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　８（ホ）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。まだ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であり、波長λ１．記録
時には約８ｍＷ、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
時に波長λ２．パワー約１０　ｍＷ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からの光ビーム集光し、５，６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偏光レーザ光を反射し、Ｐ偏光の光ビームを透
過する。９，１０は夫々％波長板である。１１は光学フ
ィルタであり、波長λ１　の光ビームを透過し、波長λ
２の光ビームを反射する。１２．１３は絞りレンズであ
り、１４は記録再生を行なうメモリ薄膜を有するディス
ク、１６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成っている。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ｒ
（、絞りレンズ１２はフォーカス制御、およびトランキ
ング制御をかける。１７はディスク１４に絞り込んで照
射した記録再生用光スポット、１８は楕円状に絞った消
去用光スポット、１９は記録ピット列を示す。

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、％波長板９を通過した後、絞りレ
ンズ１２によってディスク１４上に記録再生用光スポッ
ト１７として照射する。この光スポット１７は記録時は
そのパワーを上げ、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。

これによって記録ビットが作成される。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
態変化を起こさせずに光スポット１７を照射し、そこか
らの反射光を絞りレンズ１２によって集光して、偏光ビ
ームスフリツタ８に返す。

返ってきた光ビームはこのとき、ディスク１４で゛の反
射と〆波長板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プリッタ８を透過し、Ｋ波長板
１０．光学フィルタ１１を通過した後、絞りレンズ１３
によって信号検出器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、
上記のように反射光を検出できることは言う捷でもない
。

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、％波長板１０を通
過し、波長λ２であるため光学フィルタ１１で反射して
再びに波長板１０に戻って、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％波長板９を通過し、絞りレンズ１２によってディス
ク１４上に消去用光スポット１８として絞り込まれる。

この光スポット１８は、シリンドリカルレンズ７によっ
て非点収差を与えられ、楕円形状となっており、第９図
に示すような光強度分布を有する。すなわち、パワー密
度が低く、かつ長時間、記録ビットを照射することにな
るため、その熱工ネルギーによって記録ビットは熱され
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、消去用光スポット１３
のディスク１４からの反射光は、絞りレンズ１２によっ
て集光し、再びバ波長板を通過して偏光ビームスプリッ
タ８に入射する。このとき光ビームはＳ偏光からＰ偏光
に変化しているため、偏光ビームスプリッタ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、僅かに
ずらしておくことで、上記逃がした消去用光ビームが記
録再生用半導体レーザ１に集中して入射することを避け
る。

発明が解決しようとする問題点 上記のような構成の従来の光学ヘッドについて以下にそ
の問題点を説明する。第８図の消去用光スポット１８は
、メモリ薄膜にアニールの効果を与えるだめに楕円形に
絞られ、第９図のような光強度分布をしていた。しかし
ながら第９図のように前後で対称な分布だと、加熱の能
率が悪いという問題がある。つまり、加熱時のパワー密
度が低いだめに除熱的な加熱となり、消去用光ビーム１
８の楕円をより長くして加熱時間を増すとか、消去用半
導体レーザ２のパワーを上げるといった工夫を必要とす
る。しかし、加熱時間を増しだ場合は周囲への熱拡散が
増す上に、消去用光ビーム１８を受ける区間が広がるた
め望ましくない。また、消去用光ビームのパワーを上げ
ることについては、半導体レーザの利用の観点から、お
よび徐冷効果の点から望ましい方法でない。従って、消
去用光スポット１８は第９図のように前後で対称な分布
ではなく、第１０図に示すような急熱・徐冷が可能な分
布が、エネルギー利用効率の点から、および消去領域の
点から必要である。また、消去効率を向上させるには、
消去用光スポットの幅を、信号記録領域の幅よりも広く
して、消し残りをなくす必要がある。しかし、従来の光
学ヘッドで急熱・徐冷作用を有し、かつ信号記録領域全
幅にわたって消去作用を有する光スポットを、１個の消
去用半導体レーザ２で可能とするものは無かった。

問題点を解決するだめの手段 一つの透過平面に対して、もう一つの透過面の一部領域
を平行透過平面に、残りの領域を一方向に傾斜した単数
、あるいは複数の傾斜透過平面、もしくは透過円筒面に
成形した光ビーム変換光学部品と、前記傾斜方向に平行
、もしくは前記透過円筒面の母線方向と直交する方向に
母線方向を有する円筒レンズとを光路中に挿入し、信号
記録領域よりも広く、かつ急冷・徐冷作用を有する消去
用光スポットを、１つの半導体レーザから形成する。

作　　用 前記光ビーム変換光学部品は１つの半導体レーザを発し
た光ビームを波面分割及び波面変換する作用を有し、こ
れを通過した光ビームは、絞りレンズを介してディスク
記録面上に絞ると、急峻な光スポットとなだらかで細長
く分布する光スポツト群からなる消去スポットを形成す
る。前記消去スポットは急熱・徐冷の作用を有する。前
記円筒レンズは、通過する光ビームに非点収差を与える
作用を有し、ディスク記録面上にて、前記消去スポット
の幅をトラック方向の分布形状を何ら変化させることな
く広げる。これにより、信号記録領域全幅にわたって消
去光スポットが照射され、良好な消去作用を得る。

実施例 本発明の実施例を第１図、その平面図を第２図に示す。

２０は記録再生用半導体レーザ、２１はレーザ光を平行
ビームに変換するコリメータレンズ、２２は偏光ビーム
スプリッタで、Ｐ波を通過し、Ｓ波を反射する。まず、
記録・再生光学系の構成について説明する。

Ｐ偏光となるように記録再生半導体レーザ２゜を配置す
ると、光ビームは偏光ビームスプリンタ２２を通過し、
全反射面２３で進路を９００曲げられ、λ／４板２４．
絞りレンズ２５を通り、ディスク記録面２６土に微小な
記録再先用光スポット２７を形成する。ディスク記録面
２５で反射後、絞りレンズ２５．λ／４板２６．全反射
面２３の順に進む戻り光は、Ｓ偏光となっているため、
偏光ビームスプリッタ２２によって今度は進路を９００
曲げられ、もう一つの偏光ビームスプリッタ２８に至る
。この偏光ビームスプリッタ２８は、記録・再生用レー
ザ光の波長に対しては、Ｐ、Ｓ波ともに透過し、消去用
半導体レーザ２９の波長に対してＳ波を反射、Ｐ波を透
過するという偏光特性を有するものである。即ち、前記
戻り光は偏光ビームスプリッタ２８を透過し、ビームス
プリッタ３ｏに至る。ビームスプリッタ３０は、光ビー
ムをある割合に分離する作用を有する。前記戻り光の一
部は透過して検出器３１に至り、ＲＦ信号及びトラッキ
ング信号の検出に用いられる。また、残りの一部は反射
し垂直方向に偏向され、ナイフェツジ３２によって半分
の光を遮られた後、検出レンズ３３を介して検出器３４
上に集光され、焦点検出に用いられる。

次に消去光学系の構成について説明する。消去用半導体
レーザ２９は偏光ビームスプリッタ２８に対しＳ偏光と
なるように配置されており、これを発した光は消去用コ
リメータレンズ３５．光ビーム変換光学部品３６２円筒
レンズ３７を通過後、偏光ビームスプリッタ２８によっ
てその進路を垂直に偏光される。次に偏光ビームスプリ
ッタ２２゜全反射部２３．λ／４波長板２４．絞りレン
ズ２５を経てディスク記録面２６に至り、消去用光スポ
ット３８を形成する。記録・再生光と同様、反射光は偏
光ビームスプリッタ２２に戻る。このとき、Ｐ偏光と々
っているだめ、これを通過し記録・再生用半導体レーザ
２ｏに至るが、光軸をわずかにずらしであるため、発光
点集中して入射することはない。

次に消去用光スポット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だめの光ビーム変換光学部
品３６の１例を第３図に示す。光ビーム変換光学部品３
６の一面４１ＤＶＣ対して面４１Ｃは平行、面４１Ａ、
４１Ｂはわずかに傾きを持つ。

この例では４１Ａ、Ｂ、Ｃの三面よりなる構成を示しだ
が面の数は任意でよい。才だ、傾斜面４１Ａ。

Ｂ、Ｃは光ビーム変換光学部品のどちらの透過面に形成
しても効果は同じである。この光ビーム変換光学部品３
６に消去用光ビーム３９が入射すると、光ビーム変換光
学部品の４１　Ａ　、　４１　Ｂ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４０Ａ。

４０Ｂが形成され、プリズム頂角のより大きい４１Ａ面
を通過した光ビーム４０Ａがより大きく偏向される。こ
うして形成された光ビーム４０八。

４０Ｂ　、　４ｏｃが絞りレンズ２５に入射して、光デ
イスク記録面２６」二に絞り込捷れると入射角が異なる
だめに異なる位置に結像し、第４図に示すような急峻な
急熱スポット４２が光ビーム４０Ｃ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徐冷ス
ポットが光ビーム４０Ａと４０ＢＫよって形成される。

消去用光スポット３８としてはこのように急熱スポット
４２の後に徐冷スポット４３が続く方式がより効率的な
消去が可能である。捷だ光ビーム変換光学部品として第
６図に示す様な円筒部４５Ａを有する形状も考１４　・
　７ えられる。消去光ビーム３９の平面部４５Ｂ透過する光
ビーム４４Ｂは光ディスク記録面２６上に急熱スポット
を形成し、円筒部４５Ａを透過する光ビーム４４Ａは従
来例で述べたような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ワク方向
に長い楕円スポットを形成する。尚、円筒部４５Ａは凹
面、凸面のどちらでも良く、また、光ビーム変換手段３
６のいずれの透過面に形成されてもその効果は同じ次に
、消去用光スポットの分布幅拡大方法について説明する
。一般に円筒レンズは、その母線直交方向にのみ波面曲
率を変換させる作用を有し、その透過波面をレンズで絞
ると、そのレンズの焦平面上で、母線直交方向に細長く
分布した光スポットが形成される。本発明ではこの原理
を消去用光スポットの分布幅拡大に応用した。即ち、前
記光ビーム変換光学部品３６に設けられた傾斜而４１Ａ
、４１Ｂと平面４１０とのなす陵線、あるいは、円筒面
４５Ａと平面４５Ｂのなす陵線に対し、円筒レンズ３７
の＠、線を直交する方向に配置した。これによって、光
ビーム変換光学部品３６を透過した光ビームの偏向方向
に、円筒レンズ３７は全く波面変換作用をもたない。即
ち、ディスク記録面２６土での消去用光スポット３８の
トラック方向の分布形状は全く変化しない。一方、直交
方向に円筒レンズ３７は波面変換作用を有し、消去用光
スポット３８はトラック直交方向にその分布を拡げる。

これによって、急熱・徐冷の効果を失うことなく、トラ
ック直交方向にスポット分布幅を拡げることができ、信
号記録領域全幅にわたる消去効果が得られる。尚、円筒
レンズ３７は凸レンズ、凹レンズのどちらでも同様の効
果が得られる。また、円筒レンズ３７の代わりに、円筒
レンズの様にのみ波面変換作用をもつ複数の傾斜向を有
する光学部品、もしくは屈折率分布型光学部品を用いて
も、同等の効果が得られる。

第６図は、本発明のもう一つの実施例であり、第７図は
その平面図である。一体型光ビーム変換手段４６は、透
明平行平板の第一面の一部領域に、波面分割及び波面変
換作用を有する単数あるいは複数の傾斜而、もしくは円
筒面を設け、第二面に、母線が前記波面分割方向と直交
するような円筒レンズ面を設けたものである。この一体
型光ビーム変換手段４６によって、実施例１と同様の消
去効果が得られると同時に、調整の容易化が実現できる
。この場合も同様に、円筒レンズ面は凸面でも凹面でも
同様の効果を有する。また、一体型光ビーム変換手段４
６は第一面と第二面の順序を入れ換えて用いても同様の
効果を得る。

この例においても、円筒レンズ面の代わりに、一方向に
のみ波面変換作用をもつ複数の傾斜而、もしくは屈折率
分布光学面を用いても同等の効果が得られる。

発明の効果 以上のように、本発明により１つの消去用半導体レーザ
と、１個もしくは２個の元ビーム変換手段により、急熱
・徐冷の効率的な消去作用をイ１し、かつ信号記録領域
全幅にわたってその消去作用が有効となるような消去用
光スポット形成全可能とする光学ヘッドが実現できる。

【図面の簡単な説明】

ビーム変換作用を示した図、第４図は同装置のディスク
記録面上に形成される消去用光スポットを示した図、第
５図は同ヘッドの光ビーム変換手段のもう一つの実施例
を示す原理図、第６図は本発明のもう一つの実施例にお
ける光学ヘッドの正面図、第７図は第６図の平面図、第
８図は従来例における光学ヘッドの原理図、第９図、第
１０図は従来例説明のための波形図である。 ２ｏ・・・・・・記録再生用半導体レーザ、２１・・・
・・・記録用コリメータレンズ、２１．２８・・・・・
・偏光ヒームスプリノタ、２４・・・・・・λ／４板、
２５・・・・・・絞りレンズ、２９・・・−・・消去用
半導体レーザ、３０・・・・・・ビームスプリッタ、３
１・・・・・・検出器、３６・・・・・・元ビーム変換
元学名１５品、３７・・・・・・円筒レンズ。 第６図 第７図 第８図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）信号記録部分に光ビームを与えて急熱した後、直
   ちに徐冷することによって前記信号記録部分の信号を消
   去することができる光ディスクの記録媒体に、消去作用
   を有する光スポットを照射する手段として、一つの透過
   平面に対して、もう一つの透過面の一部領域を平行透過
   平面に、残りの領域を一方向に傾斜した単数あるいは複
   数の傾斜透過平面、もしくは透過円筒面に成形した光ビ
   ーム変換光学部品と、前記傾斜方向に平行、もしくは前
   記透過円筒面の母線方向と直交する方向に母線方向を有
   する円筒レンズとを光路中に挿入し、１つの光源から発
   した光ビームを絞りレンズで絞り、前記信号記録部分に
   照射することによって信号の消去を行う光学ヘッド。
2. （２）円筒レンズを、光ビーム変換光学部品の、傾斜面
   、あるいは円筒面を設けていない側の透過面に形成した
   特許請求の範囲第１項記載の光学ヘッド。