JPS61292235A - 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シ出す光学ヘッドに関するもので
ある。

従来の技術 近年、静止画ディスクファイル装置、文書ファイル装置
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、メ干り薄膜として、例えば　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シ、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なめに半導体レーザ
２からの光ビームに非点収差を与える。８は偏光ビーム
スプリッタであシ、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Ａ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λ２の光ビームを反射する。１２．１３　は
絞りレンズであシ、１４は記録再生を行なうメモリ薄膜
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た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ット、１８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よシ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υレ
ンズ１２によってディスク１４上に記録再生用の光スポ
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。まだ再生時は光ビーム
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
プリッタ８に返す。返ってきた光ビームはこのとき、Ａ
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、Ａ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よシ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、死波長板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Ａ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。そして具波長板９を通過し、絞り
レンズ１２によってディスク１４上に消去用の光スポッ
ト１８として絞υ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、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、記録ビットを照射するこ
とになるため、その熱エネルギーによって記録ビットは
熱せられた後、除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によって集光し、再び具波長板を通過して偏光ビー
ムスフリツタ８に入射する。このとき光ビームはＰ偏光
からＳ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
ことを避ける様構成している。

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おいて以下にそ
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で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
のため記録時のフォーカス信号およびトラッキング信号
に消去用レーザ光がノイズとして重畳する。

一方Ａ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、Ａ波長板の使用は
最小限にすることが望ましい。

さらに、消去用の光ビームと記録用の光ビームの光軸は
、僅かにずらしておくことで、上記ディスクから反射し
た消去用光ビームが直接記録再生用半導体レーザ１に入
射することは避けられるが、記録再生用半導体レーザ１
の後方にその出力をコントロールするために設けられて
いる光量検出器に入射するため記録出力が低下し、記録
特性を劣化させる。

問題点を解決するだめの手段 本発明は上記のような従来の問題点を解決するため、集
光レンズでコリメートした波長λ１の記録再生用平行光
ビームと、波長λ２の消去用平行光ビームの光路を、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ンタと、死波
長板とにより、合成および分離するよう構成し、前記合
成された両平行光ビームを絞りレンズにて近接位置に結
像する光学系を設け、前記集光レシズに波長λ１の光を
透過し波長λ２の光を反射する光学多層膜を形成したも
のである。

作用 本発明は上記のような構成によシ、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ビームと、
比較的エネルギー密度の低い反射した記録再生ビームと
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。

一方、本構成では記録再生用半導体レーザの光をコリメ
ートする集光レンズに波長λ１の光を透過し、波長λ２
の光を反射する光学多層膜を形成することにより、ディ
スクから反射した消去光ビームは上記記録再生用半導体
レーザに到達しないだめその出力制御に影響することも
なく、また曲面で反射するためその反射光が消去用半導
体レーザ及びフォーカス・トラッキング検出器に影響す
ることもない。

実施例 本発明の一実施例を添付図面、第１図、第２図に示す。

まず記録再生光学系の構成について説明する。２０は波
長λ、のレーザ光を発生する記録再生用半導体レーザで
、２０ｆＬの半導体レーザ素子と２０ｂの光量検出素子
から成っている。２１はレーザ光を平行光ビームに変換
する集光レンズで、その表面には第３図に示すような波
長λ１の光を透過し波長λ２の光を反射する光学多層膜
２１＆が形成されている。２２は変換された記録再生光
ビームである。２３は第１の偏光ビームスプリッタで第
４図に示すような波長特性を持っていて波長λ、および
後述の波長λ２に対しては、Ｐ偏光を透過し、Ｓ偏光を
反射する偏光特性を有する。記録再生用半導体レーザ２
０は偏光ビームスプリッタ２３に対しＰ偏光となるよう
配置されているため、記録再生光ビーム２２は偏光ビー
ムスプリッタ２３を通過し、反射プリズム２４で光路を
直角に曲げられ、λ／４板２５、絞りレンズ２６を通シ
、ディスク記録部２７に微小な記録再生光スポット２８
を形成する。ディスク記録部２７で反射後、絞りレンズ
２６．λ／４板２５゜反射プリズム２４の順に進む反射
光は、Ｓ偏光となっているため、偏光ビームスプリッタ
２３にょって今度は光路を直角に曲げられ、第２の偏光
ビームスプリッタ２９に至る。この偏光ビームスプリッ
タ２９は第５図に示すような波長特性をもっていて、記
録再生光ビーム２２の波長λ、に対しては、Ｐ偏光、Ｓ
偏光とも透過し、消去用半導体レーザ３０の波長λ２に
対してはＳ偏光を反射し、Ｐ偏光を透過するという偏光
特性を有するものである。即ち、記録再生光ビーム２２
０反射光は偏光ビームスプリッタ２９を透過し、ビーム
スプリッタ３１に至る。ビームスプリッタ３１は光ビー
ムを一定の割合で２光束に分離する作用を有する。

前記反射光の一部は透過して検出器３２に至り、トラッ
キング信号の検出に用いられる。ここではトラッキング
方式はプッシュプル法を用いている。

また残りの一部は直角方向に反射し、ナイフェツジ３３
によって略半分の光を遮られた後、検出レンズ３４を介
して検出器３５上に集光され°、焦点検出に用いられる
。図ではいわゆるナイフェツジ法で焦点位置を検出して
いる。

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３０は半導体レーザ素子３０８Ｌと光量検出素子
３０ｂから成シ、偏光ビームスプリッタ２９に対してＳ
偏光となるよう配されていて、これを発した波長λ２の
レーザ光は消去用の集光レンズ３６により平行な消去光
ビーム３７になる。

消去光ビーム３７は消去ビーム形成手段３８を通過後、
消去光ビーム４ｏとなシ偏光ビームスプリッタ２９によ
ってその光路を直角に曲げられ、次の偏光ビームスプリ
ッタ２３、反射プリズム２４１、λ／４波長板２５、絞
りレンズ２６を経てディスク記録部２７に至シ、消去光
スポット３９を形成する。記録再生用光ビーム２２と同
様、消去光ビーム４ｏの反射光は偏光ビームスプリッタ
２３に戻る。このときＰ偏光となっているため、これを
通過し集光レンズ２１に至るが、光学多層膜２１２Ｌに
よシその表面で反射し球面波となる。

次に消去光ビーム４０の形成方法について説明する。消
去光スポット３９を形成するだめの消去ビーム形成手段
３８の一例を第６図に示す。消去ビーム形成手段３８の
一面４１Ｄに対して面４１Ｑは平行、面４１人２面４１
Ｂはわずかに傾きを持っている。この例では面４１人、
Ｂ、Ｃの三面よ構成る構成を示したが、面の数は任意で
よい。この消去ビーム形成手段３８に消去光ビーム３７
が入射すると、消去ビーム形成手段３８の面４１ム。

４１Ｂを通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、消去光ビーム
４０Ａ、４ｏＢが形成され、プリズム頂角のよシ大きい
而４１Ａを通過した消去光ビーム４０Ａがよシ大きく偏
向される。こうして形成された消去光ビーム４０Ａ　、
４０Ｂ　、４０Ｇが絞りレンズ２６に入射して、光ディ
スク記録面２７上に絞り込まれると、入射角が異るため
に異なる位置に結像し、第７図に示すような急峻な急熱
光スポット４２が消去光ビーム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除
冷光スポット４３が消去光ビーム４０Ａ　、４０Ｂによ
って形成される。消去光哀ポット３９はこのように急熱
光スポット４２の後に除冷光スポット４３が続く方式が
消去に対してよシ効率的である。

以上説明したように本発明の実施例によれば、光学多層
膜２１＆によシディスクを反射した消去光ビーム４０は
集光レンズ２１で反射するだめ、光量検出素子２０ｂに
入射することはない。従来、記録再生光ビーム２２と消
去光ビーム４０の光軸をわずかにずらすことによυ、消
去光ビーム４０が半導体レーザ素子２Ｃ）ａの発光点に
入射することは避けられたが、半導体レーザ素子２０＆
の出力を制御するためにその後方に設けられた光量検出
素子２０ｂに入射し、その発光出力が増加したとして検
出され、上記半導体レーザ素子２０＆の出力が低下して
いた。ディスクから反射した消去光ビーム４０は変動成
分を含んでいることから、その影響を受けると記録再生
用半導体レーザ２０の出力も変動し記録特性を劣化させ
ることになる。

本発明は消去光ビーム４０が記録再生用半導体レーザ２
０に到達しないため、その影響を受けることはない。

一方、仮に偏光ビームスプリッタ２３を形成するプリズ
ムの入射面Ｐに波長λ２の消去光ビーム４ｏを反射する
光学多層膜を形成した場合は、その反射光が再びディス
クで反射して消去用半導体レーザ３０に戻り、前記同様
半導体レーザ素子３０ａが出力変動を起こす。またその
光の一部が検出器３２．３５にもれこみフォーカス及び
トラッキングの制御特性も悪くする。しかし本構成では
、集光レンズ２１で反射した消去光ビーム４０は球面波
になって拡散するため、消去用半導体レーザ３０に戻る
こともなく、検出器３２．３５に影響することも避けら
れる。

発明の詳細 な説明してきたように本発明によれば、波長の異る２光
源に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。この構
成は従来例のようにディスクに照射する前にエネルギー
密度の高い消去光ビームと、比較的エネルギー密度の低
い記録再生光ビームの反射光の分離によらないため、消
去光ビームの干渉がなく、安定したフォーカス・トラッ
キング制御が得られる。

また、記録再生用半導体レーザ及び消去用半導体レーザ
から発光した光ビームがディスクに到達するまでの光路
中に検出器への分岐光路が含まれていないだめ、浮遊光
の影響が少なく、上記同様安定した制御が得られる。

一方、記録再生用半導体レーザ内部にその光量を制御す
るために設けられた光量検出素子に消去光ビームが入射
しないため、安定した記録光ビームを得ることができ記
録特性を向上させることができる。このために本発明で
は波長λ２の消去光ビームを光学多層膜で反射させるが
、その膜をレンズ面に形成するため、反射光は球面波に
なって拡散し、消去用半導体レーザへの戻り、フォーカ
ス・トラッキング検出器へのもれ込みを防ぐことができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における光学ヘッドの原理図
、第２図は第１図を直交方向からみた原理図、第３図は
同光学ヘッドに用いる光学多層膜の特性図、第４図、第
６図は同光学ヘッドに用いる偏光ビームスプリッタの特
性図、第６図、第７図は同光学ヘッドの説明に用いた消
去光ビーム形成手段の原理図、第８図は従来の２光源を
用いた光学ヘッドの原理図である。 ２０・・・・・・記録再生用半導体レーザ、２１・・・
・・・集光レンズ、２１＆・・・・・・光学多層膜、２
３・・・・・・第１の偏光ビームスプリッタ、２８・・
・・・・記録再生光スポット、２９・・・・・・第２の
偏光ビームスプリッタ、３０・・・・・・消去用半導体
レーザ、３８・・・・・・消去ビーム形成手段、３９・
・・・・・消去光スポット、４０−・・・・・消去光ス
ポット。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 第　２　図 フフイフエッミノ 第３図 第４図 浪長　　　　°°″゛ 第５図 第６図 Ｊざ 訓矢ビー、乙、升渾反−７一段 第７図 ３′７　消去じ亡スボ・ソト ４０消夫尤ゼーム 第８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 集光レンズでコリメートした波長λ＿１の平行光ビーム
   と、波長λ＿２の平行光ビームの光路を、第１の偏光ビ
   ームスプリッタと、波長λ＿１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、１／４波長板
   とにより、合成および分離するよう構成し、前記合成さ
   れた両平行光ビームを絞りレンズにて近接位置に結像す
   る光学系を設け、前記集光レンズの曲面に波長λ＿１の
   光を透過し、波長λ＿２の光を反射する光学多層膜を形
   成した事を特徴とする光学ヘッド。