JPS6310339A - Optical pickup device - Google Patents

Optical pickup device

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JPS6310339A
JPS6310339A JP61155544A JP15554486A JPS6310339A JP S6310339 A JPS6310339 A JP S6310339A JP 61155544 A JP61155544 A JP 61155544A JP 15554486 A JP15554486 A JP 15554486A JP S6310339 A JPS6310339 A JP S6310339A
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light
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spot
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Abstract

PURPOSE:To easily form circular and elliptic light spots by providing a grating element in the optical path and switching the oscillation axis mode of a semiconductor laser to the single mode or the multimode. CONSTITUTION:The beam emitted from a semiconductor laser 1 is collimated by a collimator lens 2 and has the optical path bent by a grating element 3 and is led to a beam splitter 4 and passes the beam splitter 4 and a condenser lens 5 and is converged on a recording medium 6 as a spot. In this case, the circular spot is formed if the light emission point is in the single mode, but the elliptic spot is formed if it is in the multimode. The reflected light from the recording medium 6 passes the beam splitter and a converging lens 7 and is made incident on a beam splitter 8 and is separated by the beam splitter 8, and a part of this light is made incident on a track error detector 9, and another part is made incident on a focus error detector 11 through a knife edge 10. Spot position error is detected by this reflected light.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は光ピツクアップ装置に関し、特に光照射により
情報の記録、再生および消去を行う光情@記録装置に適
用される光ピツクアップ装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an optical pickup device, and more particularly to an optical pickup device applied to an optical information recording device that records, reproduces, and erases information by irradiating light.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、この釉の光ビックア、ツブ装置においてF′i。 Conventionally, in this glaze optical system, F'i.

光照射により情報の記録を行う記録媒体としては、多結
晶とアモルファスとの間の相変化を利用するものかあシ
、この媒体材料としてri%Te−〇−Ge−8H合金
系またrjTe−8e−8n合金系などが用いられてい
る。これらの材料の特徴は。
A recording medium that records information by light irradiation is one that utilizes phase change between polycrystalline and amorphous. Materials for this medium include ri%Te-〇-Ge-8H alloy system or rjTe-8e. -8n alloy type etc. are used. What are the characteristics of these materials?

材料に温度変化を与オる場合、急速加熱、急速冷却を行
うとアモルファス化し、比較的ゆっくりとした加熱、冷
却を行うと結晶化することである。
When subjecting a material to temperature changes, it becomes amorphous if it is rapidly heated or rapidly cooled, and crystallized if it is heated or cooled relatively slowly.

この相変化によって、その材料の表面の反射率も変化す
るので、微弱な光を照射することにより相状態を知るこ
とができる。この相変化を用いることにより、情報の記
録、再生および消去を行うことが可能である。
This phase change also changes the reflectance of the surface of the material, so the phase state can be determined by irradiating it with weak light. By using this phase change, it is possible to record, reproduce, and erase information.

光デイスク形状において、結晶からアモルファスヘ、ア
モルファスから結晶へと、双方の相変化を1トラック幅
内にて実現する手段としては、第3図の平面図に示され
るように、光ピツクアップ装置から記憶媒体6上に対す
る円形スポット102および長円形スポラ)103を形
成するものがある。第3図において、記録媒体6が矢印
101の方向に一定速度で移動しているものとすると、
高いパワーの円形スポラ)102によシ記憶媒体6の急
熱、急冷が行われ、比較的低いパワーの長円形スポラ)
103により記憶媒体6の除熱、徐冷が行われて、前記
手段が実現される。この円形スポラ)102により情報
ビットの形成を行い、長円形スポット103により情報
ビットの消去を行えば、■トラ、り幅ごとに記録および
消去を実現することができる。
In the optical disk shape, as a means to realize both phase changes from crystal to amorphous and from amorphous to crystal within one track width, as shown in the plan view of FIG. Some form a circular spot 102 and an oblong spora) 103 on the medium 6. In FIG. 3, assuming that the recording medium 6 is moving at a constant speed in the direction of the arrow 101,
The storage medium 6 is rapidly heated and cooled by the high power circular spora) 102, and the oval spora with relatively low power is generated.
103 performs heat removal and slow cooling of the storage medium 6, thereby realizing the above means. By forming information bits using the circular spot 102 and erasing the information bits using the oval spot 103, recording and erasing can be realized for each width.

第4図に示されるのは、従来の光ピツクアップ装置の一
例を示す構成図で、半導体レーザ15の出射+rt 、
コリメートレンズ16.ビームスプリッタ18および集
光レンズ19を介して記録媒体6上に収束される。記録
媒体6からの反射光はビームスプリッタ18において分
離され、信号およびエラー検出のだめの検出光学系20
に導かれる。
FIG. 4 is a block diagram showing an example of a conventional optical pickup device, in which the emission +rt of the semiconductor laser 15,
Collimating lens 16. The light is focused onto the recording medium 6 via the beam splitter 18 and the condensing lens 19. The reflected light from the recording medium 6 is separated by a beam splitter 18 and sent to a detection optical system 20 for signal and error detection.
guided by.

この場合、記録媒体6上に長円形スギ9トを形成するた
めにri、コリメート光中に、第4図に破線にて示され
るシリンドリカルレンズ17が挿入される。
In this case, a cylindrical lens 17 shown by a broken line in FIG. 4 is inserted into the collimated light to form an oval cedar 9 on the recording medium 6.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

上述した従来の光ビックアップ装置において1−1゜記
録媒体6上に長円形スボ−y)102を形成するために
、コリメート光中にシリンドリカルレンズ17が挿入さ
れている。従って、この光ピツクアップ装置によって記
録媒体6上に形成されるスボy)け、長円形スポットの
みに限定され、円形スポットの形成は不可能となる。こ
のため、他の円形スポットを形成する光ピックアップ装
置と組合せて使用するか、または、波長フィルタにより
異なる波長の光を合波して、円形ならび長円形の二つの
スポットを形成するマルチビーム型の光ピツクアップ装
置化を考慮する必要があυ、光ビックアップ装置の構成
が複雑化するという欠点がある。
In the conventional optical start-up device described above, a cylindrical lens 17 is inserted into the collimated light in order to form an elliptical curve 102 on the 1-1° recording medium 6. Therefore, the spots formed on the recording medium 6 by this optical pickup device are limited to only oval spots, and it is impossible to form circular spots. For this reason, a multi-beam type optical pickup device that forms two circular and oval spots can be used in combination with another optical pickup device that forms a circular spot, or a multi-beam type that combines light of different wavelengths using a wavelength filter to form two circular and oval spots. It is necessary to consider the possibility of incorporating an optical pickup device, which has the disadvantage of complicating the configuration of the optical pickup device.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明の光ビ・ツクアップ装置は、半導体レーザの出射
光を微小スル9トにして記録媒体に照射し。
The optical pickup device of the present invention makes the emitted light of a semiconductor laser into a minute beam and irradiates it onto a recording medium.

前記記録媒体からの光を光検出器に導く光学系を備える
光ピツクアップ装置において、前記半導体レーザとして
駆動状態により発振軸モードが単一モードとマルチモー
ドとの間において切替えられる半導体レーザと、前記半
導体レーザの発振軸モードの切替えを行うレーザ駆動回
路と、前記半導体レーザと前記記録媒体との間に、透過
型または反射型のグレーティング素子の回折光を利用す
る光路変換素子と、を備えて構成される。
An optical pickup device comprising an optical system that guides light from the recording medium to a photodetector, wherein the semiconductor laser is a semiconductor laser whose oscillation axis mode is switched between a single mode and a multimode depending on the driving state; A laser drive circuit that switches the oscillation axis mode of the laser, and an optical path conversion element that utilizes diffracted light from a transmissive or reflective grating element between the semiconductor laser and the recording medium. Ru.

〔作用〕[Effect]

第2図において、ピッチがdの透過型のグレーティング
素子3に対して、波長λの光が入射内〇にて入射される
場合を考えると1次式が成立する。
In FIG. 2, if we consider the case where light with a wavelength λ is incident on the transmission grating element 3 with a pitch of d within the incident range 0, a linear equation holds true.

dsinθ=λ 入射光の波長が△λ変化すると、出射光のビーム角度1
次式の△θだけ変化する。
dsinθ=λ When the wavelength of the incident light changes by △λ, the beam angle of the output light 1
It changes by △θ of the following equation.

集光レンズの焦点距離をfとすると、記録媒体上におい
てはf・(△θ)のスポット中心のずれとなる。θ=3
0°、λ=800nm(ナノ・メートル)、△λ=Q、
3nmおよびf=4wn(ミリ慟メートル)とすると、
!・(Δθ)〜0.7μm(ミクロン)となる、一方、
共振器長300μmの半導体レーザの軸モード間隔は約
Q、 3 n mであるので、△λの波長変化に対応し
て、隣接軸モード間においてスポット中心が0.7μm
ずれることになる。一つの軸モードによる円形スポット
径の大きさが1μmφ程度であるので、半導体レーザが
マルチモード発振をしている状態においては、モード数
に対応する長さの長円形スポットを記録媒体上に形成す
ることができる。すなわち、光ピツクアップ装置の光学
系中に透過型のグレーティング素子を使用する場合には
、半導体レーザの発振軸モードをマルチ化することによ
シ、容易に記録好体上に長円形スポットが形成される。
If the focal length of the condensing lens is f, then the spot center will be shifted by f·(Δθ) on the recording medium. θ=3
0°, λ=800nm (nanometer), △λ=Q,
Assuming 3nm and f=4wn (millimeter),
!・(Δθ) ~ 0.7 μm (micron), on the other hand,
Since the axial mode spacing of a semiconductor laser with a cavity length of 300 μm is approximately Q, 3 nm, the spot center is 0.7 μm between adjacent axial modes in response to the wavelength change of Δλ.
It will shift. Since the diameter of a circular spot due to one axial mode is approximately 1 μmφ, when the semiconductor laser is in multi-mode oscillation, an elliptical spot with a length corresponding to the number of modes is formed on the recording medium. be able to. In other words, when using a transmissive grating element in the optical system of an optical pickup device, an elliptical spot can be easily formed on the recording medium by making the oscillation axis mode of the semiconductor laser multiple. Ru.

このことげ、透過型のグレーティング素子の代シに反射
型のグレーティング素子による回折光を用いても、同様
の効果が得られる。また、グレーティング素子としては
、単純格子だけでなく、集光レンズ尋の代シに使用され
るオフアクシス型のゾーンプレートレンズでもよい。光
の回折効率は、格子のブレーズ化などにより70チ以上
の効率が実現可能である。
Therefore, the same effect can be obtained even if diffracted light from a reflective grating element is used instead of a transmissive grating element. Further, the grating element may be not only a simple grating but also an off-axis zone plate lens used in place of a condenser lens. A light diffraction efficiency of 70 degrees or more can be achieved by blazing the grating.

前記グレーティング素子が光路中に設けられると、半導
体レーザの発振軸モードを単一モードとマルチモードと
の間において切替えることにより。
When the grating element is provided in the optical path, the oscillation axis mode of the semiconductor laser is switched between a single mode and a multimode.

記録媒体上には円形ならびに長円形の2種類のスポット
が容易に形成される。なお、半導体レーザの発振軸モー
ドを切替える方式としては、直流駆動により単一モード
発振をするレーザに、高周波電流を重畳してマルチモー
ド化する方式、および半導体レーザの電極を共振器長方
向において分割し、それぞれの電極に加える電流の比を
変えることにより発振モード数を制御する方式等があけ
られる。
Two types of spots, circular and oval, are easily formed on the recording medium. In addition, methods for switching the oscillation axis mode of a semiconductor laser include a method in which a high-frequency current is superimposed on a laser that oscillates in a single mode by DC drive to make it multimode, and a method in which the electrodes of the semiconductor laser are divided in the resonator length direction. However, a method is available in which the number of oscillation modes is controlled by changing the ratio of currents applied to each electrode.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明について図面を参照して説明する。 Hereinafter, the present invention will be explained with reference to the drawings.

第1図は1本発明の一実施例の構成を示す図である。第
1図に示されるように1本実施例は、半導体レーザlと
、コリメートレンズ2と、グレーティング素子3と、ビ
ームスプリッタ4と、集光レンズ5と、収束レンズ7と
、ビームスプリッタ8と、トラックエラー検出器9と、
ナイフェツジ10と、フォーカスエラー検出器11と、
直流回路12と、高周波回路13と、切替回路14と。
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, one embodiment includes a semiconductor laser l, a collimating lens 2, a grating element 3, a beam splitter 4, a condensing lens 5, a converging lens 7, a beam splitter 8, a track error detector 9;
a knife 10, a focus error detector 11,
DC circuit 12, high frequency circuit 13, and switching circuit 14.

を備えており、記録媒体6に対応して構成される。It is configured to correspond to the recording medium 6.

なお、直流回路12.高周波回路13および切替回路1
4ri、半導体レーザlの発振軸モードを切替えるレー
ザ駆動回路を形成している。
Note that the DC circuit 12. High frequency circuit 13 and switching circuit 1
4ri forms a laser drive circuit that switches the oscillation axis mode of the semiconductor laser l.

第1図において、半導体レーザlからの出射ビームは、
コリメートレンズ2によシコリメートされグレーティン
グ素子3によシ光路が曲げられて。
In FIG. 1, the beam emitted from the semiconductor laser l is
The optical path is collimated by the collimating lens 2 and bent by the grating element 3.

ビームスプリッタ4に送られる。更に、ビームスプリッ
タ4および集光レンズ5を介して記録媒体6上にスポッ
トとして収束される。この場合、発光点が羊−モードで
あれば円形スポットが形成され、マルチモードであれば
長円形スポットが形成される。記録媒体6からの反射光
は、ビームスプリッタ4および収束レンズ7を釘由して
ビームスプリッタ8に入射され、ビームスプリッタ8に
おいて分離されて、一部はトラックエラー検出器9に、
一部はナイフェツジlOを介してフォーカスエラー検出
器11に、それぞれ入射される。これらの反射光よシス
ポット位置エラーが検出される。
It is sent to beam splitter 4. Furthermore, the light is focused as a spot on the recording medium 6 via the beam splitter 4 and the condensing lens 5. In this case, if the light emitting point is in the sheep-mode, a circular spot is formed, and if the light-emitting point is in the multi-mode, an oval spot is formed. The reflected light from the recording medium 6 passes through the beam splitter 4 and the converging lens 7 and enters the beam splitter 8, where it is separated and a portion is sent to the track error detector 9.
A portion of the light is incident on the focus error detector 11 via the knife lens 10. A spot position error from these reflected lights is detected.

本実施例の構成においてd、グレーテイング素子3ri
楕円ビームを円形化するビーム整形機能をも兼ね備えて
いる。なお、グレーティング素子3の配置位hit、ビ
ームスプリッタ4と集光レンズ5との間に設定されても
よい。記録および再生の動作を行う場合Kri、半導体
レーザlを直流回路12により直流または低周波を介し
て駆動することにより、記録媒体6上に所定の円形スポ
+7 )を形成し、消去動作を行う場合には、切替回路
14による接続制御操作を介して、高周波回路13によ
る高周波電流を前記【自流または低周波に重畳させて半
導体レーザlを駆動することにより、記録媒体6上に所
定の長円形スポットを形成する。
In the configuration of this embodiment, d, grating element 3ri
It also has a beam shaping function that turns an elliptical beam into a circular shape. Note that the arrangement position hit of the grating element 3 may be set between the beam splitter 4 and the condenser lens 5. When recording and reproducing operations are performed, a predetermined circular spot +7) is formed on the recording medium 6 by driving the semiconductor laser l by the DC circuit 12 via direct current or low frequency, and when performing the erasing operation. To do this, a predetermined oval spot is formed on the recording medium 6 by driving the semiconductor laser l by superimposing the high-frequency current from the high-frequency circuit 13 on the self-current or low-frequency current through the connection control operation by the switching circuit 14. form.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上弱明したように、本発明は、比較的簡易な構成にお
いて、消去に必要な長円形スボ、9トのみならず、記録
および再生に必要な円形スポットをも併せて記録媒体上
に形成するととの可能な光ビ、クアップ装置を提供する
ことができるという効果がある。
As explained above, the present invention is capable of forming not only oval grooves and nine spots necessary for erasing, but also circular spots necessary for recording and reproduction on a recording medium with a relatively simple configuration. The present invention has the advantage that it is possible to provide an optical vibrator and a pickup device that can be used.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の一実施例の構成を示す図、第2図は、
本発明の作用を曲間するだめの透過型グレーティング素
子の概念図、第3図は、記録媒体上のビームスポットを
示す図、第4図は、従来の光ビヅクアププ装置の構成を
示す図である。 図において、1.15・・・・・・半導体レーザ、2゜
16・・・・・・コリメートレンズ、3・・・・・・グ
レーティング素子、4,8.18・・・・・・ビームス
プリッタ、519・・・・・・集光レンズ%6・・・・
・・記録媒体、7・・・・・・収束レンズ、9・・・・
・・トラックエラー検出器、10・・・・・・ナイフェ
ツジ、11・・・・・・フォーカスエラー検出−1’0
”i− 器%12・・・・・・直流回路、13・旧・・高周波回
路、14・・・・・・切替回路、17・・・用シリンド
リカルレンズ、20・・・・・・検出光学系。 第1図
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a conceptual diagram of a transmission grating element used to demonstrate the effect of the present invention. FIG. 3 is a diagram showing a beam spot on a recording medium. FIG. 4 is a diagram showing the configuration of a conventional optical microscope device. . In the figure, 1.15... Semiconductor laser, 2゜16... Collimating lens, 3... Grating element, 4, 8.18... Beam splitter , 519...Condensing lens%6...
... Recording medium, 7... Converging lens, 9...
...Track error detector, 10...Knifetsuji, 11...Focus error detection -1'0
``i- device%12...DC circuit, 13...old high frequency circuit, 14...switching circuit, 17...cylindrical lens, 20...detection optics System. Figure 1

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 半導体レーザの出射光を微小スポットにして記録媒体に
照射し、前記記録媒体からの光を光検出器に導く光学系
を備える光ピックアップ装置において、前記半導体レー
ザとして駆動状態により発振軸モードが単一モードとマ
ルチモードとの間において切替えられる半導体レーザと
、前記半導体レーザの発振軸モードの切替えを行うレー
ザ駆動回路と、前記半導体レーザと前記記録媒体との間
に、透過型または反射型のグレーティング素子の回折光
を利用する光路変換素子と、を備えることを特徴とする
光ピックアップ装置。
In an optical pickup device that includes an optical system that irradiates a recording medium with light emitted from a semiconductor laser into a minute spot and guides the light from the recording medium to a photodetector, the semiconductor laser has a single oscillation axis mode depending on the driving state. A semiconductor laser that can be switched between mode and multimode, a laser drive circuit that switches the oscillation axis mode of the semiconductor laser, and a transmissive or reflective grating element between the semiconductor laser and the recording medium. An optical pickup device comprising: an optical path conversion element that utilizes diffracted light.
JP61155544A 1986-07-01 1986-07-01 Optical pickup device Expired - Lifetime JPH0610884B2 (en)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111811439A (en) * 2020-05-13 2020-10-23 河北省计量监督检测研究院廊坊分院 Method for automatically measuring straightness of working edge of knife edge-shaped ruler

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