JPS6316429A - 情報記録媒体用光学ヘツド装置 - 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】 〔発明の属する技術分野〕 この発明は情報記録媒体に光を照射することによって情
報の消去、記録、ならびに再生を行う光学ヘッド装置の
光学系の構成に関する。

〔従来技術とその問題点〕

光の照射によって情報の消去、記録および再生が行われ
る情報記録媒体として光磁気型や相変化型の光ディスク
が知られている。両者のいずれにおいても光を直径１μ
暫近傍の微小スボ、トに集束して情報記録部としての情
報トラックを照射する。

光磁気型においては消去状態あるいは記録状態における
情報記録媒体の磁化の方向が互いに反対なので、それぞ
れの状態での磁化の方向に対応する方向の磁場を与えな
がら光を照射して情報記録部の温度をキュリ一温度近く
まで上昇させて磁場の方向に情報記録媒体を磁化して情
報の消去や記録を行う。また情報の再生の際には直線偏
光光が磁性体で反射する時に反射光の偏光面が入射光の
偏光面に対して回転するカー効果を利用し、反射光を検
光子を通すことによって偏光面の回転すなわち情報記録
媒体の磁化に対応する光の強弱信号を検出する。相変化
型においては光の照射による加熱を介してたとえば消去
状態としての結晶状態と記録状態としてのアモルファス
状態との間で可逆的な相変化があるのを利用して情報の
消去や記録を行う。情報の再生の際には前記の結晶状態
とアモルファス状態とで光の反射率が異なるのを利用し
て情報に相当する光の強弱信号を検出する。

上記の目的のために情報記録媒体に光を投射する光学ヘ
ッドの光学系として第５図に示すものが知られている。

光学ヘッド１の光学系は半導体レーザ２．コリメートレ
ンズ３．ビームスプリ、り４、反射ミラー５．対物レン
ズ６、光検出部９で構成され、このうち反射ミラー５と
対物レンズ６とが光束の投射部を構成している。半導体
レーザ２からは直線偏光光が投射され、コリメートレン
ズで平行光束１０に整えられ、ビームスプリ、り４を通
過して反射ミラー５で反射し、集束用の対物レンズ６に
よって情報記録媒体としての光ディスク７の図示されて
いない情報トラ、りに微小スポット８として投射される
。情報の消去または記録は半導体レーザ２の出力を上げ
て微小スボ、ト８により光ディスク７の表面を加熱し、
情報の再生は半導体レーザ２の出力を下げて光ディスク
７の記録に応じた情報トラックの反射光を検出する。

情報トラックで反射した光は前記の経路を逆行し、対物
レンズ６、反射ミラー５を経てビームスプリッタ４で一
部が反射して光検出部９に入射して記録された情報を再
生ずる。この場合光磁気型の光ディスクでは光検出部９
の入射側に図示されていない検光子を備えて、前に述べ
たカー効果による偏光面の回転に応じた強弱信号を光検
出器で検出する。光ディスク７はスピンドルモータ１１
に駆動されて図中矢印の方向に回転しており、上記の光
学系を納めた光学へラドｌは光ディスク７の情報トラッ
クを追尾しながら情報の消去、記録、再生などを行う。

情報トラ、りは渦巻状あるいは同心円状に形成されてい
るので、追尾は光学ヘッドｌを固定した移動台１２を別
）こ備えたモータ１３によって図中直線の矢印で示した
方向すなわち光ディスク７の半径方向に移動させて行う
。この移動機構は図には示されていないサーボ系の構成
要素として精度の良い追尾を可能としている。第６図は
情報の記録状態を示す模式図であって（ａｔは平面図。

（ｂｌは断面図である。溝状の情報トラック１５の内側
に光の微小スポット８が投射され、情報はビット１６や
１７のように情報のｉ類に応じた種々の長さのビットと
して記録される。

いまある情報トラックにおいて情報の消去、記録あるい
は再生を行った後、半径の異なる別の情報トラックに対
して同じく情報の消去、記録あるいは再生を行わせよう
とする場合には、第５図におけるモータ１３を駆動して
微小スボリト８を所要の情報トラックに移動させる、こ
のときの移動に要する時間であるアクセス時間は短い方
が望ましい。このアクセス時間は光学ヘッドｌと移動台
１２の重量とモータ１３の駆動力とに依存し、前記の重
量が小さげれば慣性力が小さいため短くすることができ
、また駆動力を前記の慣性力に十分打ち勝つように大き
くすることによっても短縮することができる。しかし光
学ヘッド】と移動台１２の軽量化（どは限度があり、モ
ータ１３の駆動力を増加はモータ１４を大形化すること
表なって情報記録再生装置を大きくしなければならない
ので上記によるアクセス時間の短縮はあまり期待できな
い。また光学ヘッドを復数個用意して情報トラックを追
尾する領域を直径によって分割し、それぞれの領域にお
ける光学ヘッドの必要移動量を減少させてアクセス時間
の短縮をはかることも考えられる。この方法はアクセス
時間の矧縮の上からはきわめて有効であるが、コスｉ・
が増加するほかに７ｇ数の光学ヘッドを収納する空間を
与えることで装置の大形化を招くので実用的でない。

〔発明の目的〕

この発明は上述の間順点を解決して単一光源を用いた１
個の元手ヘッドでその光学ヘッドの必要移に！Ｊｉｔを
減少させたアクセス時間の短い光学ヘッド装置を提供す
ることを目的とする。

〔発明の要点〕

この発明の要点は元手ヘッドの光源部が備えた単一の光
源からの光束の光路を光ディスクへの光束の投射部の備
えた光路切替え手段によって光デイスク上の異なった半
径の情報記録部にそれぞれ光束を投射する第ｌの光路ま
たは第２の光路のいずれかに瞬時に切り替えようとする
ものである。

上記を笑現するために光学ヘッドの光源部は直線偏光光
を投射する半導体レーザ１個が備えられる。

また光ディスクへの光束の投射部を偏光面偏光手段とし
てのファラデーセルと、光路切り替え手段としての偏光
ビームスプリッタと、第１の光路の光束を集束して光デ
ィスクの情報トラックに投射するレンズ系と、第２の光
路の光束を集束して光ディスクの情報トラ、りに投射す
るレンズ系とで構成する。さらに偏光ビームスプリ、り
から出射される第１の光路の光束は光ディスクに向って
投射されるが、第２の光路の光束は第１の光路の光束と
垂直方向に投射されるので、これを第１の光路の光束と
同じ方向に垂直に反射させる反射手段としての反射ミラ
ーを第２の光路上に備える。ファラデーセルはその備え
るコイルへの給電で生じた磁場の大きさに応じて入射し
た直線偏光光の偏光面を回転させるので、コイルへの給
電によって入射光の偏光面と垂直な偏光面が得られるよ
うにする。偏光ビームスプリッタは入射面に垂直な偏光
面を有する光束は垂直方向に反射させ、入射面に平行な
偏光面を有する光束は透過させるので、反射光束の光路
を第１の光路とし、透過光束の光路を第２の光路として
、ファラデーセルの備えるコイルへの給電の仕方に応じ
て第１の光路と第２の光路とがそれぞれ瞬時に切り替え
られる。

〔発明の実施例〕

第１図はこの発明の実施例を示すもので、光学ヘクト２
１の光学系は半導体レーザρとコ１１メートレンズｎと
からなる光源部潤、ビームスプリ、り５、光検出部が、
コイルτを備えたファラデーセルあ、偏光ビームスプリ
ッタ四、対物しンズ凹と諺１反射ミラー３１とで構成さ
れている。このうちファラデーセル公、偏光ビームスプ
リッタ四、対物レンズ加と３２１反射ミラー３１が光デ
ィスク７への光束の投射部を構成している。対物レンズ
（９）は偏光ビームスプリッタ四で反射されて光ディス
ク７の外周側の領域に投射される第１の光路の光束を集
束して微小スポットオとして投射する。また対物レンズ
３２は偏光ビームスプリッタ３２を透過し。

反射ミラー３１で反射されて光ディスク７の外周側の領
域より半径の小さい内周側の領域に投射される第２の光
路の光束を集束して微小スポット３６として投射する。

対物レンズ加と３２との光軸の間隔ζ ｄは　ｄ林（）Ｌｌ　−Ｒ２）／２に設定される。　こ
こでＲ１は最外周の情報トラックの半径、Ｒ２は最内周
の情報トラックの半径である。光学ヘッド２１はモータ
１３で駆動される移動台１２に固定されている。

第２図は前記の構成による光学ヘッドの機能を示したも
のである。第２図（ａｔはファラデーセル３の備えるコ
イルｎに給電せず光ディスク７の外周側の領域において
情報の消去、記録、再生を行う場合を示している。半導
体レーザｎは記号０で示した偏光面が紙面に垂直な１紗
偏光光３３を投射する。この直線偏光光おはコリメート
レンズるで平行元束真に整えられ、ビームスプリ、りδ
を透過してファラデーセル公に入射する。ファラデーセ
ル郡の備えるコイル谷には給電されていないのでコイル
ｎ中に磁界は発生せず、したがってファラデーセルあ内
での偏光面の回転は生じない。このため偏光ビームスプ
リッタ四には偏光面が入射面である紙面と垂直な光束が
入射する。偏光ビームスプリッタ四は入射光の偏光面が
入射面に平行な光束は透過させ、垂直な光束は反射させ
るので、第２図（ａｔの場合には入射した光束はビーム
スプリッタ四で反射されて第１の光路上の対・物レンズ
（９）で集束され、直径約１μｍの微小スポ、　）３５
（：して光ディスク７の外周側の領域の図示されていな
い情報トラック上のＡ点に投射される。第２図１ｂ）は
ファラデーセルの備えるコイル谷に給電し、矢印の方向
に直流電流ｉを流した場合で、光ディスク７の内周側の
領域において情報の消去、記録、再生が行われる。この
場合電流ｉによって発生した磁場の作用で入射光束の偏
光面はファラデーセル５内で９００回転し、記号１で示
した偏光面が紙面と平行な直線偏光光の光束としてファ
ラデーセルｚ３から出射し、偏光ビームスプリッタに入
射する。

この光束は偏光ビームスジ＋１ツタ酋を透溝して、第２
の光路に沿って進み、反射ミラー３１で光ディスク７の
方に反射された後対物ｌ／ンズ３２で簗東されて光ディ
スク７の内周側の領域の情報トラック上のＢ点に直径約
１μｍの微小スポット３６として投射されろ。情報の再
生はｆａｔ　、　ｆｂｌいずれの場合においてもＡ点お
よびＢ点で反射した光が上記の経路を逆行し、ビームス
プリッタ５で反射して元検出部２６に入射して情報を与
える。

このようにファラデーセル羽のコイルへのｋｔの有無に
よって微小スポットの投射点を光ディスク７の外周側の
領域あるいは内周りの領域に切り換えることができる。

この切り換えによって微小スポットは光ディスク７の情
報トラックの収められている領域のほぼ半分に相当する
距離を瞬時に移動する。したがって第１図のモータ１３
によって光学ヘッドが移動を要する距離は多くとも前記
の切り換えによる微小スポットの移動距離と同等すなわ
ち情報トラ、りの収められている領域のほぼ半分であり
、アクセス時間を大幅に短縮することができる。

第３図は本発明の別の実施例を示したもので、半導体レ
ーザ３７から投射される直線偏光光の偏光面を紙面に平
行としたものである。光学系の構成は第１図と全く同一
であるが、この実施例においては第２図に示す機能とは
反対にファラデーセル田のコイルγに給電しない（ａｌ
の場合に光束が光ディスク７の内周側の領域のＢ点に微
小スポット３６として投射され、給電した場合には光デ
ィスク７の外周側の領域のＡ点に微小スポット３５が投
射される。情報の再生は第１の実施例と全く同様である
。微小スボ、ドアとあの切り替えは瞬時に行われ、第１
の実施例と全く同様の効果が得られる。

第４図は第３の実施例を示す。半導体レーザあから投射
される光束の偏光面を紙面に対して４５゜傾けた場合の
ものである。図に２いて白抜きの矢印の方向からみた偏
光面の向きをコリメートレンズｎとビームスプリッタ５
との間およびビームスプリッタ５とファラデーセル公と
の間についてそれぞれ下部に示した。この実施例に２い
ても光学系の構成は第１図に示したものと変りないが、
光ディスク７に投射される光束が外周側の領域に投射さ
れる第１の光路を経由する場合と内周側の領域に投射さ
れる第２の光路を経由する場合とでファラデーセルあの
備えるコイル刀に流す電流の向きをそれぞれ反転させる
ようにしている。上記においてはそれぞれの場合にファ
ラデーセルあ内においてファラデーセルあに入射した光
束の偏光面が４５°ずつ反対方向に回転するようにして
、ファラデーセルあから出射する光束の偏光面が紙面に
水平かまたは垂直になるようにしている。（ａｌが光デ
イスク７の外周側の領域に光束を微小スポット３５とし
て投射する場合、ｆｂｌが内周側の領域に微小スボッ）
３６として投射する場合である。情報の再生は前記の２
実施例と同じく光路を逆行する反射光をビームスプリッ
タ５を介して光検出部がで検出して行なう。この実施例
ではファラデーセル公のコイルｎに流す電流値あるいは
コイルｎの巻数が前記の２例（こくらべて半分ですむと
いう利点がある。

以上のようにこの発明では単一の光σｆを用い。

その光路を２通りに切り替えて投射することによって光
学ヘッドが光デイスク上の半径の異なる情報トラックに
移動する際に必要な移動距離を減少させてアクセス時間
を短縮することができる。

〔発明の効果〕

この発明は光ディスクのような情報記録媒体に・清報の
消去、記録、再生のための光を投射する光学ヘッド装置
の光源部に直線偏光光を投射する単一の光源としての１
個の半導体レーザを備え、また光ディスクへの光束の投
射部の光季系をファラデーセルと偏光ビームスプリッタ
とその偏光ビームスプリ、りで分岐された第１の光路の
光束と第２の光路の光束とをそれぞれ光ディスクに集束
して投射する２つのレンズ系とで構成し、前記２つのレ
ンズ系の光軸を元ディスクにおける半径をそれぞれ異に
する情報トラ、りに光が投射されるように距離を隔てて
配着したので、ファラデーセルの備えるコイルへの給電
の仕方によって、そのファラデーセルに入射した直線偏
光光を偏光面が互いに垂直な光束のいずれかとして出射
させ、その出射光束の偏光面の向きに応じて偏光ビーム
スズ１１ツタで反射する光束とその偏光ビームスプリッ
タを透過する光束の二つの光束のい丁れかに切り替える
ことができて、前記二つの光束をそれぞれ犯１の光ｊｉ
Ｓの光束と第２の光路の光束として、集束した光の投射
点を光デイスク上の一つの領域から半径の大幅に具なる
他の領域へ瞬時に移動させることができる。このため半
径を異にする情報トラ、りへの光の投射点の移動に対し
て光学ヘッドを大きく移動させる必傳がなく、光学ヘッ
ドの移動距離を大幅に短縮することができ、したがって
アクセス時間を大幅に短縮させることが可能である。し
かも上記の光束の投射点の移動を単一光源で行わせるこ
とができて光学ヘッドも１個ですますことができるため
、装置を大形化することなく前記のアクセス時間の短縮
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例の構成図、第２図はこの発明
の実施例の機能を示す模式図、第３図。 第４図はこの発明のそれぞれ異なる実施例の機能を示す
模式図、第５図は従来技術による光学ヘッドの構成図、
第６図は光ディスクにおける情報の記録状態を示す模式
図である。 １．２１：光学ヘッド、２，２２，３７，３８：半導体
レーザ、５，３１：反射ミラー、６．３０．寞：対物レ
ンズ。 ７：光ディスク、８，３５．３６：微小スポット、２４
二光源部、２８：ファラデーセル、２９：偏光ビームス
ブリ、り。 ′フ シー　　　か （Ｇ） （Ｇ） （ｂ） （Ｇ） （ｂ） 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）光の照射によって円盤形の情報記録媒体に対する情
   報の記録、消去、ならびに前記情報記録媒体に記録され
   た情報の再生のための読み取りの少なくとも一つを行う
   光学ヘッド装置において、光源部が直線偏光光を投射す
   る単一の光源を備えており、情報記録媒体への光束の投
   射部の光学系が、その投射部に入射した前記直線偏光光
   の偏光面を給電の仕方によってその偏光面とは異なる傾
   きの偏光面に変更して出射する偏光面変更手段と、その
   偏光面変更手段によって定められた偏光面の傾きに応じ
   て入射光束の光路を第１の光路と第２の光路とに切り替
   えて出射させる光路切り替え手段と、第１の光路の光束
   を集束して前記情報記録媒体の情報記録部に微小な点（
   点Ａとする）として投射する第１の光束集束手段と、第
   ２の光路の光束を集束して前記集束された第１の光束が
   投射される前記情報記録部とは半径を異にする情報記録
   部に微小な点（点Ｂとする）として投射する第２の光束
   集束手段とで構成されていることを特徴とする情報記録
   媒体用光学ヘッド装置。 ２）特許請求の範囲第１項記載の装置において、光源が
   半導体レーザであることを特徴とする情報記録媒体用光
   学ヘッド装置。 ３）特許請求の範囲第１項記載の装置において、偏光面
   変更手段がファラデーセルであることを特徴とする情報
   記録媒体用光学ヘッド装置。 ４）特許請求の範囲第１項記載の装置において、光路切
   り替え手段が偏光ビームスプリッタであることを特徴と
   する情報記録媒体用光学ヘッド装置。 ５）特許請求の範囲第１項記載の装置において、第２の
   光路上に入射光束を反射する反射手段を備えたことを特
   徴とする情報記録媒体用光学ヘッド装置。 ６）特許請求の範囲第１項記載の装置において、第１の
   光束集束手段がレンズ系であることを特徴とする情報記
   録媒体用光学ヘッド装置。 ７）特許請求の範囲第１項記載の装置において、第２の
   光束集束手段がレンズ系であることを特徴とする情報記
   録媒体用光学ヘッド装置。 ８）特許請求の範囲第１項記載の装置において、点Ａと
   点Ｂとの間隔が情報記録媒体の情報記録部の最外周の半
   径と最内周の半径との差の２分の１にほぼ等しいことを
   特徴とする情報記録媒体用光学ヘッド装置。