JPS6216253A - 光学的情報記録再生装置用の光学系 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、光学的情報記録再生装置用の光学系に係シ、
特に形状の異なる光スポットを選択的に切り替えて光学
的情報記録媒体（以下、光ディスクと称する。）に照射
することのできる、かかる光学系に関する。

〔発明の背景〕

光スポラトラ照射して、情報の記録、消去を可逆的にお
こなう光ディスクでは、一般に記録再生用と消去用の光
スポットは互いにその形状が異なっている。例えば、記
録時は光ディスクの記録膜を急熱急冷する必要があるた
め、回折限界まで絞シ込まれた円型スポットが照射され
、消去時は除熱徐冷を実現する必要があるため、光ディ
スクの記録トラック方向に長い長円スポットが照射され
る。このように形状の異なる光スポットを光デイスク上
に照射する方式としては１例えば、特公昭５８−５８７
３４号公報にしめされるようＫ、異なる投影レンズを機
械的に切夛替えて異なる形状の光スポットを選択的に光
ディスクに照射する方式がある。この方式は、−組の光
源と光学系を用いて異なる形状の光スポットを選択的に
切シ替えて照射することができるが、複数の投影レンズ
を順次切シ替えて光路中に挿入するための機械的な手段
が必要な上、投影レンズを切シ替える際光軸のズレ、傾
きの発生を免れないという問題点を有する。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、簡単な構成で光軸のズレ、傾きを発生
させることなく、形状の異なる光スポットを選択的に切
）替えて光ディスクに照射させることができる光学的情
報記録再生装置用の光学系を提供することにある。

〔発明の概要〕

上記の目的を達成するため１本発明においては。

光路中に光ビームの偏光方向を変化させる偏光方向制御
手段（例えば光軸に平行な軸のまわ）に回動できる２分
の１波長板）と、光ビームの偏光方向によって、それぞ
れ異なった光路に光ビームを偏向する第１の光偏向手段
（例えば、偏光ビームスフリツタ）および、第１の光偏
向手段によって異なった光路を進行してきた光ビームが
同じ方向または、はぼ同じ方向の光路を進行するように
再度光ビームを偏向する第２の光偏向手段（例えば。

第１の光偏向手段と同様の偏光ビームスプリッタ）を設
けた。このような光学系では、光源から発生した光ビー
ムは前記偏光方向制御手段によってその偏光方向を切）
替えられ、さらに前記第１および第２の光偏向手段によ
り、光ビームの偏光方向に従って、その光ビームが進行
する光路も部分的に切シ替えられる。したがって、光デ
ィスクに照射される光スポットが互いに異なった形状を
もつように、各光路中に互いに異なった光学素子を配置
することによって、光ディスクに照射される光スポット
の形状を選択的に切〕替えることができる。しかも、レ
ンズなどの光学素子を動かすことなく、光スポットの切
）替えがおこなえるので。

光スポットの切シ替え時に光軸のズレ、傾きは発生しな
いという利点を有する。

〔発明の実施例〕

以下１本発明の一実施例を第１図により説明する。

１け直線偏光を有する光ビームを発生する光源で例えば
Ｐ偏光を有する半導体レーザ、２はコリメートレンズ、
３Ｆｉ光軸に平行な軸のまわりに回動できる２分の１波
長板、　ａａ、４ｂはそれぞれ第１および第２の偏光ビ
ームスプリッタ、５ａ、５ｂは光路を略垂直に偏向する
反射鏡、６ａ、６ｂはシリンドリカルレンズ、７は４分
の１波長板、８は対物レンズ、９は光ディスクである。

また１ｏは第３の偏光ビームスプリッタ、１１は凸レン
ズ、１２は光検出器である。さらに、２０．２１．２２
．２３はそれぞれ光路をしめし、５ｏ、５１は、それ・
それ異なる光路２１および２２を通って光デイスク９上
に照射される光スポットをしめす。

光源１から出たＰ偏光を有する光ビームは、コリメート
レンズ２で平行光線となり、第３の偏光ビームスプリッ
タ１０を透過し、光路２０を通って２分の１波長板３に
達する。２分の１波長板３は、後述するように光軸に平
行な軸のまわりに回動することによって、透過する光ビ
ームの偏光方向を自由に回転させることができる。そこ
で今。

偏光方向の回転角が０°となるように、２分の１波長板
３を設定すると、２分の１波長板３を透過した光ビーム
はＰ偏光のままで第１の偏光ビームスプリッタ４ａに達
する。偏光ビームスグリツタ４ａおよび４ｂは、例えば
Ｐ偏光を透過、Ｓ偏光を尺射スる偏光ビームスグリツタ
なので、Ｐ偏光の黄ビームは、まず第」の偏光ビームス
プリッタ４ａを透過、光路２１を経て、第２の偏光ビー
ムスンリッタ４ｂも透過、光路２３に至）、４分の１波
長板７、対物レンズ８を経て、光デイスク９上に記録再
生用円型光ポット５０を照射する。１方、２分の１波長
板３を回動し、２分の１波長板３を透過する光ビームの
偏光方向が９０’回転するように設定すると、２分の１
波長板３に入射するＰ偏光の光ビームはＳ偏光に変わっ
て、第１の偏光ビームスグリツタ４ａＫ達する。したが
って、４ａでは光ビームは反射し、光路２２に至シ、反
射ｉ５ａ、シリンドリカルレンズ６ａ、　６ｂ、反射鏡
５ｂ１に経て、長円型の断面を有する光束に変換されて
、第２の偏光ビームスプリッタ４ｂに達する。４ｂでは
、再び光ビームは反射されて、Ｐ偏光の光ビームと同じ
く、光路２３に至り、Ｐ偏光の場合と同様に４分の１波
長板、対物レンズを経て、光デイスク９上に、消去用長
円型スポット５１を照射する。

第２図は、２分の１波長板３の光軸のまわりの回転角と
透過光ビームの偏光方向の回転角の関係をしめしたもの
である。第１図と同一の構成部品は同じ符号を付した。

また、３０は２分の１波長板３の光学軸の方向をしめし
、４０．４１はそれぞれ光ビームの２分の１波長板５透
過前と透過後の偏光方向をしめす。第２図にしめす通シ
、２分の１波長板３の光学軸３０を入射光ビームの偏光
方向から角度θだけ光軸のまわりに回転すると。

透過光の偏光方向は２θだけ回転する。したがって、第
１図にしめず構成において、２分の１波長板３の光学軸
の方向を入射光ビームのＰ偏光の方向と同じ方向に設定
すると、Ｐ偏光を有する光ビームは、２分の１波長板５
ｔ−通過後も、Ｐ偏光のままで、第１の側光ビームスプ
リッタ４ａに達し、前述したように光路２１（／Ｃ至る
。一方、２分の１波長板３を光軸に平行な軸のまわりに
４５°回転すると、２分の１波長板３を通過するＰ偏光
の光ビームは、その側光方向が９０″回転し、Ｓ偏光と
なる。そして第１の偏光ビームスプリッタ４ａに達シた
光ビームは前述したように第１の偏光ビームスグリツタ
４ａｔ−反射して光路２２に達する。

なお、第１図にしめず構成では、以下にしめず理由によ
り、光ディスク９に入射する光ビームがＰ偏光、Ｓ偏光
いずれの偏光状態であっても、光ディスク９からの反射
光は第６の偏光ビームスグリツタ１０を反射して光検出
器１２に入射させることができる。

ｌＫ３図および第４図は第１図の構成の要部をしめした
図で、第１図でしめした第３の偏光ビームスプリッタ１
０と２分の１波長板３を経て、光ディスク９に達する入
射光ビームと光ディスク９からの反射光ビームの偏光状
態と進行方向をしめしている。第３図は、２分の１波長
板３の光学軸３０の方向が、Ｐ偏光を有する入射光ビー
ム２０ａの偏光方向４０と一致している場合で、この場
合は偏光ビームスプリッタ１０．２分の１波長板３を透
過した光ビーム２０ａの偏光方向４１は、Ｐ偏光方向４
０と一致したまま光ディスク９に達する。

この光ビーム２０ａの光ディスク９からの反射光２０社
、光路中におかれた４分の１波長板を２回通過するため
に、再び２分の１波長板３に達した時には、Ｓ偏光状態
になっている。しかし、２分の１波長板３の光学軸３０
はＳ偏光方向４２に対して直交しているので、２分の１
波長板３ｔ−通過する反射光ビーム２０ｂには偏光方向
の回転はおこらず、偏光方向４３をＳ偏光状態に保った
ｉま、第３の偏光ビームスプリッタ１０に入射し、そこ
で反射されて光検出器１２へむかう。一方、第４図にし
めすように、２分の１波長板３の光学軸３０が入射光ビ
ーム２０ａのＰ偏光の方向から光軸のまわりに４５＠回
転した場合は前述したように２分の１波長板３を透過し
た入射光ビーム２０ａの偏光方向４１けＰ偏光からＳ偏
光になっている。この場合は、光ディスク９からの反射
光ビーム２０ｂけ。

その偏光方向４２がＰ偏光となって再び２分の１波長板
３に入射するので、２分の１波長板透過によって再び偏
光方向が９０°回転し、透過後の偏光方向４３はＳ偏光
となって偏光ビームスプリッタ１０に入射する。したが
って、反射光ビーム２０ｂは第３図の場合と同様、偏光
ビームスプリッタ１０を反射して光検出器１２にむかう
。すなわち、入射光ビーム２０ａの偏光方向が２分の１
波長板３の回転によってＰ偏光になってもＳ偏光になっ
ても、光ディスク９からの反射光ビーム２０ｂは、入射
光ビーム２０ａと分離して光検出器１２に入射させるこ
とができる。

以上述べたように１本実施例では、２分の１波長板３を
光軸に平行な軸のまわりに回転させるだけの簡単な操作
で光路を切シ換えられ、もって記録再生用円型スポット
と消去用長円スポットを選択的に切）替えて照射できる
。しかも、平行光路中におかれた平板を回転させるだけ
の操作でスポットの形状が切ル替わるので、スポットの
切シ替え時に光軸に傾きや、ズレが生じるようなことけ
ない。また、Ｐ偏光、Ｓ偏光どちらの偏光状態の場合で
も、光ディスクからの反射光ビームは、入射光ビームと
分離して同一の光検出器忙入射させることができるので
、光路ごとに光検出器を設ける必要もない。

なお、本実施例でしめした２分の１波長板６の回転は１
手動にておこなうほか、高精度のパルスモータなどで機
械的におこなうことも可能である。

また、第５図にしめすように、半導体レーザ元源１を光
軸のまわりに回転させたり、ファラデー素子１５のよう
な、電気的な偏光方向変換素子を用いて、偏光方向を切
シ替えることも可能である。

さらに、偏光方向の回転角度を多段階に切シ替えること
によって、３光路以上の多光路切り替えも可能である。

また、切シ替えられた光路中には、本実施例でしめした
ようなシリンドリカルレンズ以外にも、例えば、回折格
子やプリズムなど、いかなる光学素子を配置してもよく
、したがって。

実現可能などのようなスポット形状でも１選択的に光デ
イスク上に照射することができる。

第６図は１本発明の他の一実施例をしめした構成説明図
である。第１図と同一の構成部品には同一の付号を付し
たつなお、１３ａ、１３ｂは４分の１波長板、１４ａ、
１４ｂけ、反射鏡である。２分の１波長板３通過後の偏
光方向がＰ偏光である入射光ビームは、偏光ビームスプ
リッタ４ａを通過、４分の１波長板１３ａ、反射鏡１４
ａを経て、光路２１を往復し、Ｓ偏光になって、再び偏
光ビームスプリッタｄａＫ入射し、偏光ビームスプリッ
タ４ａ１反射し、光路２３に達し４分の１波長板７、対
物レンズ８を通過して、光デイスク９上に光スポット５
０を形成する。一方、２分の１波長板３０回転によって
、入射光ビームの偏光方向がＳ偏光に切シ替わると、入
射光ビームは、ｉず偏光ビームスプリッタ４ａを反射し
、４分の１波長板１３ｂ５反射鏡１４ｂを経て、光路２
２を往復し、Ｐ偏光となって、再び偏光ビームスプリッ
タ４ａに入射し、偏光ビームスプリッタ４ａを通過して
光路２３に達し、４分の１波長板７、対物レンズ８を通
過して光デイスク９上に光スポット５１を形成する。す
なわち１本実施例では、１つのビームスプリッタと２組
の４分の１波長板と反射鏡の組み合わせた小型で簡単な
構成のヘッドで第１図にしめした実施例と同様、偏光方
向による光路の切シ替えと、切シ替えられた光路の合成
が可能になる。また、光ディスク９からの反射光ビーム
の入射光ビームからの分離も第１図にしめした実施例と
同様に可能である。なお１本実施例では、光路２２ｔ−
通る光ビームに非点収差を与え、長円スポラ）１−形成
するために、反射鏡１４を円筒鏡にしているが、もちろ
ん１４ａ、　１４ｂ　Ｆｉ、どのような形状の反射鏡で
もよく、壜だ光路２１．２２１Ｃは任意の光学素子を配
置することができる。しだがって、本実施例でも、第１
図にしめした実施例と同様に光ディス、′７９上に実現
可能な任意の光スポラトラ選択的に切シ替えて照射する
ことができる。

第７図および第８図はそれぞれ本発明の他の一実施例の
要部をしめした構成説叫図である。第７図および第８図
において、第６図でしめした実施例と同一の構成部品に
は同一の付号を付した。

第７図においては、２分の１波長板３を透過後。

Ｐ偏光の入射光ビームは偏光ビームスプリッタ４＆を通
過、光路２１往復、偏光ビームスプリッタ４ａを反射、
光路２２往復、偏光ビームスプリッタ４＆を透過の順に
進行し、光路２３に達する。一方、Ｓ偏光の光ビームは
、偏光ビームスプリッタ４ａを反射し、同じく光路２５
ＶＣ達する。

また第８図においては、Ｐ偏光の光ビームは偏光ビーム
スプリッタ４ａヲ透過して光路２３に達し、Ｓ偏光の光
ビームは偏光ビームスプリッタ４ａを反射、光路２１往
復、偏光ビームスプリッタｄａｔ−透過、光路２２往復
、偏光ビームスプリツタ４ａｉ反射の順で進行し、光路
２３に達する。

すなわち、第７図、第８図いずれの実施例も。

第６図でしめした実施例と全く同様に、１個の偏光ビー
ムスプリッタと２組の４分の１波長板と反射鋼の組み合
わせた小型で簡単な構成のヘッドで偏光方向による光路
の切シ替えがおこなえ、任意の光スボッ）ｆ選択的に切
シ換えて光デイスク９上に照射することができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、１個の光源を用い、簡単な操作で光ビ
ームの偏光方向を切）替えるだけで、例えば記録再生用
の円型スポットと消去用の長円スポットのように、光デ
イスク上で形状の異なる光スポットを選択的に切）換え
て照射することができる。また、光ビームの偏光方向の
切少替えは、例えば平行光路中におかれた２分の１波長
板の光軸に平行な軸のまわシの回転操作でおこなえるの
で、従来のようなレンズの差し換え機構などのような大
がかシな機構を必要とせず、またスポットの切シ替え時
に生じる光軸のズレ、傾きをふせぐこともできる。した
がって、消去機能が付いた光学的情報記録再生装置の小
型化、低コスト化、高性能化に大きな効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明の一実施例をしめす構成説明図。第２
図は、第１図の実施例における２分の１波長板の回転角
と偏光方向の回転角の関係をしめず斜視図。第３図およ
び第４図は、それぞれ光ビームの偏光方向と進行方向を
しめず模式図、第５図は、偏光方向を回転させる実施例
の要部をしめした模式図。第６図は、本発明の他の一実
施例をしめした構成説明図。第７図および第８図は、そ
れぞれ本発明の他の一実施例の要部をしめした構成説明
図である。 １・・・半導体レーザ、３・・・２分の１波長板。 ４ａ、ａｂ−・・偏光ビームスプリッタ、１３ａ、１３
ｂ・・・４分の１波長板、１５・・・ファラデー素子、
６０・・・２分の１波長板の光学軸、５０，５１・・・
光スポット

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）直線偏光を有する光源と該光源から発生した光ビー
   ムを光学的情報記録媒体上に集束する光集束手段と前記
   光ビームの前記光学的情報記録媒体からの反射光または
   透過光の強度を検出する光検出手段を具備した光学的情
   報記録再生装置用の光学系において、前記光源と前記光
   集束手段の間に、前記光源から発生した前記光ビームの
   偏光方向を変化させる偏光方向制御手段を設け、かつ該
   偏光方向制御手段と前記光集束手段の間に、前記光ビー
   ムの偏光方向に応じて該光ビームを選択的に偏向し、少
   なくとも２本の互いに異なる光路のうち、少なくとも１
   本の光路に前記光ビームを進行させる第１の光偏光手段
   と、前記少なくとも２本の互いに異なる光路のうちのい
   ずれの光路を進行した前記光ビームも同じ方向またはほ
   ぼ同じ方向の光路を進行し、前記光集束手段に達するよ
   うに前記光ビームを偏向する第２の光偏向手段を設け、
   前記偏光方向制御手段による偏光方向制御により前記光
   学的情報記録媒体上に集束する光スポットの形状を異な
   らせたことを特徴とする光学的情報記録再生装置用の光
   学系。 ２）特許請求の範囲第１項記載の光学的情報記録再生装
   置用の光学系において、前記第１および第２の光偏光手
   段は、それぞれ入射する光ビームの偏光方向に応じて、
   該光ビームを反射または透過する偏光ビームスプリッタ
   から成ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   光学的情報記録再生装置用の光学系。 ３）特許請求の範囲第１項記載の光学的情報記録再生装
   置用の光学系において、前記第１および第２の光偏向手
   段は、１個の偏光ビームスプリッタと、第１および第２
   の４分の１波長板と第１および第２の反射鏡からなる１
   個の光分離合成装置によつて兼用されることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の光学的情報記録再生装置
   用の光学系。 ４）特許請求の範囲第１項記載の光学的情報記録再生装
   置用の光学系において、前記偏光方向制御手段は、光軸
   に略平行な軸のまわりに回動可能な２分の１波長板から
   成ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光学
   的情報記録再生装置用の光学系。