JPS6047240A - 光ヘツド装置 - 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】 〔技術分野〕 本発明は光ヘツド装置の構造に関し、特に、複数個の夫
々独立に強度変調可能な光束を記録担体上の別個の点に
集光しながら情報の記録及び再生を行゛う光ヘッド装置
の改良構造に関する。

〔従来技術〕

光メモリ−システムにあっては記録担体上に集光して情
報の記録及び再生を行う光ヘツド装置が使用されている
。

この種の光を使用する情報記録再生装置は、非接触で高
密度の情報記録再生が可能なことから、多方面にその用
途が期待され、種々の画像情報、音声情報、数値データ
の記録再生用として、ＶＴＲ、テープレコーダー、計算
機用の磁気ディスク、更にはマイクロフィルムによる文
書記録など多くの情報記録再生装置に換えて実用化すべ
く開発研究が進められている。

このような光を用いた情報記録再生装置においては、記
録担体上に複数個の光スポットを形成し、夫々の光スポ
ットの強度を独立に変調することにより多くの機能を加
えることができる。例えば第１のスポット光で情報記録
を行い、該第１のスポット光の直後に置かれた第２のス
ポット光で記録されたピッ１を読出すことにより、記録
状態のモニター或は記録担体の不良部の検出を行うこと
ができる。又、２つ以上のスポット光を用いることによ
り、低感度感材の予熱による高感度化、消去しながらの
記録或は複数回読出しによるＳ／Ｎの向上々どを図るこ
とができる。更に、溝なしディスク（記録担体）にあっ
ては、隣接トラックをトラッキングのガイドとすること
によυ高密度゛記録を行うことができる。更に又、２つ
以上のスポット光を用いることにより、フォーカスエラ
ー検出とトラッキングエラー検出とを夫々側の光ス月？
ットに分担させることができ、これによって両信号間の
クロストークの防止を確実に行うことができる。

このような２個以上の光スポットを互いに近接した位置
に形成しながら記録再生を行う光ヘッドとしては、従来
第１図に示すようなダイクロイックミラーを使用する形
式のものが提案されている。

第１図において、光源１から射出する第１の波長の光束
は、コリメーターレンズ１１により平行光束となり、ダ
イクロイックミラー２０によジ反射されて光ヘッド２１
へ導かれる。一方、光源・２から射出する第２の波長の
光束は、コリメーターレンズ１２により平行光束となり
、ダイクロイックミラー２０はこれを通過して光ヘッド
２１へ導かれる。この場合、光源１からの光束と光源２
からの光束とでは夫々波長が異っており、前記ダイクロ
イックミラーは第１の波長の光束に対しては高い反射率
を有し、第２の波長の光束に対しては高い透過率を有し
ている。このようなダイクロイックミラー２０を使用す
ることにより、各光束の光量損失をあ！、υ゛招くこと
なく、これらの光束の合成並・びにこれらの光束による
複数（図示の例では２つ）の光点の形成を行いうるよう
になっている。又、このダイクロイックミラー２０にお
いては、前記２つの光束は相互にわずかな角度分離を与
えられる。前記光ヘッド２１は、２つの光スポットから
の信号を独立に検出し、オートフォーカス、オートトラ
ッキング及び信号検出を行うものであり、このような−
機能を備えた装置であれば各種の構造のものを使用する
ことができる。

第１図において相互にわずかな角度分離を与えられた２
つの光束は光ヘッド２１に入射し、ビームスプリッタ−
２２及び集光レンズ２３を介して、記録担体（ディスク
）２４の情報記録面２．４５上に２つの光スポットとし
て集光される。

記録担体２４より反射された光束は、集光レンズ２３に
より近似的に平行光束となり、ビームスプリッタ−２２
により反射された後、第２のダイクロイックミラー２６
に入射する。このダイクロイックミラー２６は、前述の
ダイクロイックミラー２０同様、第１の波長の光束はこ
れを反射し、第２の波長の光束は透過させる特性を有し
ている。

従って、第１の波長の光束はディテクター（光検出器）
３１Ａ、３１Ｂで検出され、トラッキングエラー信号の
検出が行われる。一方、第２の波長の光束は、集光レン
ズ３２Ａ及びシリンドリカルレンズ３２Ｂを介してディ
テクター（光検出器）３３Ａ、３３Ｂ上に導かれフォー
カスの検出が行われる。

尚、第１図において、記録担体２４が光磁気記録媒体で
ある場合には、必要に応じ、アナライザ・−（図示せず
−ｙが光路中に配置される。又、記録担体２４上の記録
材として反射率変化や表面形状蒙化により情報記録を行
う媒体を使用する場合には、前記ビームスシリツタ−２
２を偏光ビームスプリッタ−にするとともに、集光レン
ズ２３に至る光路中に１／４波長板（図示せず）を配置
し、光量の有効利用を図ることが好ましい。

以」二第１図について説明した従来の光ヘツド装置にあ
っては、光ス、Ｉ？ットの数に応じた複数個の半導体レ
ーザー（・光源）を必要とするのみならず、コリメータ
レンズや偏光ビームスプリッタ−なども光束に応じた数
だけ必要となり、光ひラドの構造が複雑になり重量が増
加するという欠点がある。

なかでも、光ヘッドの重量増加は、高速度のシーク或は
アクセスを行う上で重大な障害となるにも拘らず、従来
の光ヘツド装置では光ヘッドの軽量化を図りえないとい
う欠点があった。

〔目的〕

本発明の目的は、複数個の光スデ？ットを使用する光ヘ
ツド装置を、小型・軽量でコンノやクトな構成で実現す
ることである。

本発明の特徴は、複数個の光束を互いに物理的性質を変
えて共通光路に導くとともに、該共通光路中に前記物理
的性質の変化に基づく光束制現要素を配置することによ
り上記目的を達成することである。

〔実施例の欣、明〕

以下第２図〜第９図を参照して本発明の詳細な説明する
。

第２図に示す実施例において、第１の半導体レーザ（光
源）１は第１の波長の光束を放射し、紀２の半導体レー
ザ（光源）２は第２の波長の光束６４を放射する。これ
らの２つの半導体レーザ１゜２は予じめ定められた間隔
をおいて固定され、単一のパッケージ３内に納められて
いる。２つの半導体レーザ１，２の間隔は、記録担体２
４上に互いに近接して形成される光スポットの間隔に基
づいて決定される。

２つの半導体レーザ１，２からの光束は、コリメーショ
ンレンズ５３により相互に微小角だけ進行方向の異った
平行光束となり、平行平板５４に入射する。平行平板５
４上の一部分にはダイクロイックミラー８４が配置され
ている。

このダイクロイックミラー８４は、第３図（Ａ）。

（Ｂ）に示す如く、第１の波長の光束６３はこれを透過
させるが、第２の波長の光束６４はこれを反射する特性
を有している。平行平板５４上の他の部分即ち前記ダイ
クロイックミラー８４以外の部分８５は、第１の波長の
光束６３及び第２の波長の光束６４の両方を透過させる
。

第２図において、平行平板５４を透過した第１の波長の
光束６３は、ビームスジ１ノツター２２で反射され、集
光レンズ２３で集光されて記録担体（ディスク）２４の
情報担体面２５上に光スポットを形成する。情報担体面
で反射された第１の光束は、集光レンズ２３、ビームス
プリッタ−２２、ディテクターレンズ５５及びアナライ
ザー３６を介して、ディテクター３０上の光検出器３１
に入射する。

この第１の波長光によりディテクター３０上に生じる光
スポット８１ば、第４図に示す如く光検出部３１の２個
の光検出部（受光部）３］Ａと３１Ｂの境界に形成され
る。この状態では前記情報担体面２５と光検出部３１Ａ
、３１Ｂとは互いに結像関係にあるため、受光部５に基
づくこれら光検出部３１Ａと３１Ｂとの間の出力値の差
をとることによりトラッキングエラー信号が得られる。

一方、第２の波長の光束６４は、前記ダイクロイックミ
ラー８４の働きにより光軸の片側のみの光束となジ、ビ
ームスプリッタ−２２で反射され集光レンズ２３により
情報担体面２５上に集光される。このときに生じる光ス
、ｊ５ットは、前記第１の波長の光束による光スポット
とは光源１及び光源２間の間隔に比例した距離離れた位
置に形成されるＯ 情報相体２５から反射された第２の波長の光束は、集光
レンズ２３及びビームスプリッタ−２２を透過してディ
テクターレンズ５５に入射シ、アナライザー３６を通過
して前記ディテクター３０上のもう１つの光検出器３３
上に光スポット８“２となって集光すえ。

この光検出器３３は第４図に示す如く、２つの光検出部
（受光部）３３Ａ及び３３Ｂで構成され。

光スポット８２はこれらの光検出部の境界に形成きれる
。この場合、光検出部３３Ａ、３３Ｂと情報担体面２５
とが結像関係にあるとき、光スポット８２は２つの光検
出部に同じ光量だけ入射するよう設定されている。しか
して、記録担体２４の而振れ等の縦振動により情報担体
２５が合焦位置から前後に変移す為と、光スポット８２
はこの変移％ｉ　Ｋ応じて第４図中左右方向に移動する
。従って、２つの光検出部３３Ａと３３Ｂとの受光量に
基づく出力値の差をとることによりフォーカスエラー信
号を検出することができる。

以上第２図〜Ｎｒ、　４図について説明した実施例によ
れば、第１図の従来構成との比較からも明らかな如く、
従来構造において数多く必要としていたレンズやビーム
スシリツタ−などの光学素子の大半を除去することがで
き、これによって光ヘツド装置の単純化並びに電融軽減
を達成することができ、装置のコンパクト化を実現する
ことができる。

又、本実施例によれば、第１の波長の光束６３と第２の
波長の光束６４とは夫々の光路が光学系のほぼ全域にわ
たって重な９合っているため、体積の利用効率を著しく
高めることができる。しかも、複数の光スポットを使用
する光ヘツド装置の特長である夫々のスポットの大きさ
及び機能を独立に制御できる点は、従来構造に比べ何ら
遜色なくそのまま維持することができる。

次に第５図及び第６図を参照して本発明の第２の実施例
を説明する。

第５図において、第１の光臨（半４五体レーザ）１から
の光束は、カップリングレンズ５１”を介して光ファイ
バー６１に導かれる。一方、第２の光源２からの光束は
カップリングレンズ５２を介して光ファイバ６２に導か
れる。ここで、前記光ファイバ６１及び６２は、夫々、
単一モードの光を偏光状態を保った寸ま他端に伝える機
能を刹しており、従って光ファイバの射出端面からは直
線偏光の球面波が射出される。

光ファイバ６１及び６２の端面から射出された２つの光
束６３．６４は、コリメーションレンズ５３により相互
に微小角だけ進行方向の異った平行光束とされ、ビーム
スプリッタ−２２で反射され集光レンズ２３で集光され
て記録担体２４の情報担体面２５上に夫々光スポットと
して集光される。

この第５図に示す実施例では、第２図の実施例の平行平
板５４を使用するかわりにビームスシリツタ−２２の反
射面を２つの反射部分９４．９５に分割、して、夫々の
反射部分に波長特性が与えられている。

第５図に示した実施例は、以上説明した部分では第２図
の実施例と相違しているが、その他の部分では原理及び
基本構成とも第２図の実施例の場合と実質上同じである
。

前記ビームスプリッタ−２２の反射面部分９４は、波長
λｌの第１の波長の光束及び波長λ２の第２の波長の光
束に対して第６図（Ａ）に示すような反射及び透過率特
性を有している。又、他方の反射面部分９５は、波長λ
ｌ及び波長λ２を有する第】及び第２の波長の光束の夫
々に対して、第６図（Ｂ）に示すような反射及び透過率
特性を有している。

この第６図のグラフからも明らかな如く、反射面部分９
４及び反射面部分９５ば、第１の波長（λ１）の光束に
対しては同一の反射及び透過率を有しており、所謂半透
鈍となっている。これに対し、第２の波長（λ２）の光
束に対しては、反射面部分９４はほぼ１００％反射の鏡
として働き、反射面部分９５の方は透過率１００係の透
明物体として働く。

従って、第１の波長の光束によれは、集光レンズ２３の
開口全体を使用した微小スポット光を形成することがで
き、第２の波長の光束では集光レンズの開口の半分を使
用したやや広がったスポット光が形成される。これら２
つのスポット光は記録担体２４の情報担体面２５上にお
いて、前記光ファイバ６１．６２の射出端面における各
光束６３．６４間の間隔に比例した間隔をおいて互いに
近接した位置に形成される。

情報担体面２５より反射された第１の波長の光束は、第
２図の実施例の場合とほぼ同様、集光レンズ２３、ビー
ムスジ１ノツター２２及びディテクターレンズ５５を介
してディテクター３０の光検出器３１上に集光される。

一方、情報担体面２５より反射された第２の波長（λ２
）の光束は、集光レンズ２３を透過した後、ビームスプ
リ、ター２２の反射面部分９５を通過し、ディテクター
レンズ５５を介してディテクター３０の光検出器３３上
に集光される。こうして、紀２の波長の光束１はビーム
スプリッタ−２２の反射面部分９５を通過す・るため効
率よくディテクター３０に導くことができる。

この第５図について説明した実施例によっても、第２図
〜第４図について説明した第１の実施例の場合と同様の
作用により、トラッキングエラー信号及びフォーカスエ
ラー信号を確実に検出することができる。又、従来の光
ヘツド装置と比較した場合、第２図〜第４図の実施例の
場合と同様の効果を達成することができる。

尚、以上の各実施例では、相互に波長の異なる２個の半
導体レーザ１，２を使用・し、有効径の半分の光束を用
いてフォーカスエラー１クミ出を行う、場合について具
体的に説明したが、本発明の適用範囲はこれに限定され
るものではなく、光束の数は任意に設定することができ
、又フォーカスエラー検出に使用する光束部分について
もその他色々な態様で実施することができる。即ち、複
数個の光束は互いに波長などの物思的性質をかえて共通
光路に導かれ、該共通光路中に前記物理的性質の変化に
基づくダイクロイックミラー９４或は波長特性の異なる
反射面部分９４．９５などの光束制限要素を配置する構
成の範囲内で種々の変更実施例を具体化することができ
る。

次に第７図〜第９図を参照して本元ｌす１の第３実施例
を説明する。

本実施例においては、第８図に示す如く、同一ジヤケノ
ド内に２本のコア１部６７．６８を有する偏波面保存性
光ファイバ６０が使用されている。

各コア６７．６８の周面には楕円形のクラッド６９．７
０が第８図に示す状態で配置されている。

このようｆｘＩ構入成をとることにより、特別な組立調
整の工数を必要とすることなく、同一方向に振動する直
線偏光を光ヘッドに導くことができる。

第７図に示す光ヘツド装置は、前述のような２つのコア
部６７．６８を有する一本の光ファイバ６０を用いて、
互いに独立に駆動される２つの半導体レーザ（光源）■
、２からの光束を光ヘッドに導くよう構成されている。

第７図において、第１の半導体レーザ］からの光束は、
カップリングレンズ５１及びグイクロイックプ・リズム
４９を介して光ファイバー６０のコア部６７に導かれる
。一方、第２の半導体レーザ２からの光束は、カップリ
ングレンズ５２及びビームスプリッタ４９を介して光フ
ァイバ６０のコア６８に導かれる。ここで、各半導体レ
ーザ１゜２は夫々異った波長の光即ち波長λ】を有する
第１の波長光と波長λ２を有する第２の波長光とを射出
する。又、ビームスプリッタ４９の反射面は第１の波長
光を透過し第２の波長光を反射する特性を有しているた
め、これら２つの光束は光量損失金はとんど生じること
無く光ファイバ６０へ導かれる。更に、光フアイバ６０
内の２本のコア６７．６８内を伝播される各光束はその
直線偏光の方向が一致しているため、光コアイノ々６０
の入射端における各光束の振動方向が所定方向に揃って
いると、該光ファイバの射出端に生ずる８ｇ１の光束６
３及び第２の光束６４は夫々同一方向に振動する直線偏
光になる。又２つのコア６７．６８間の間隔（特に射出
端における間隔）は、記録担体２５上の互いに近接した
位置に形成される２つの光スポットの間隔に応じて所定
の間隔をもって配置さｉｚる。

このような２つの光束６３．６４は、第５図の実施例の
場合と同様、コリメータレンズ５３により相互に微小角
だけ進行方向の異った平行光束となり、偏光ビームスグ
リツタ２２で反射された後］／４波長板２９を透過して
円偏光となり、集光レンズ２３により集光されて記録担
体（光ディスクなど）２４の情報記録面２５上に互いに
近接した２つの光スポットを形成する。

この２つの光束は、情報記録面２５で反射され、集光レ
ンズ２３によりほぼ平行光束となった後、１／４波長板
２９を通って入射時とは直交した振動面を有する直線偏
光となる。この結果、これら２つの光束は偏光ビームス
プリッタ−２２を透過してディテクターレンズ５５に入
射する。

前記ディテクターレンズ５５の中心部には、第９図に示
すように円形のダイクロイックミラー８４が形成されて
いる。このダイクロイックミラー８４は、第９図゛（Ｂ
）に図示するように、第１の波長光６・３は透過するが
第２の波長光６４は反射する特性を有している。このた
め、このディテクターレンズ５５を透過した第２の波長
光は断面がドーナツ形の光束となる。

ディテクターレンズ５５によｐ集光され第１の波長光は
、ダイクロイックミラー５９を透過した後、ディテクタ
ー３１に入射し、第４図について説面した第１実施例の
場合と同様、信号の読取り及びトラッキング信号の検出
が行われる。

一方、第２の波長光は、ディテクターレンズ５５で集光
された後、ダイクロイックミラー５９により反射されも
う一つのディテクター３３に入射する。このディテクタ
ー３３は、同心円ディテクター或はそれと同等の機能を
有するものであり、第２の波長光に対して焦点外れの位
置に配置され、光束の大きさの変化によりフォーカスエ
ラーの検出を行う。この場合、“第２の波長光は断面ド
ーナツ形に整形されているため、同心形ディテクターで
フォーカスエラー検出を行う場合の感度が向上し、記録
担体の面振れ等の上下動に対するフォーカスエラー信号
の変化の直線性を向上させることができ、正確なフォー
カスエラー信号の検出を行うことができる。

以上第７図〜第９図について説明した第３実施例によっ
ても、第１図に示す従来の光ヘツド装置に比べ、レンズ
やビームスシリツタ−など数多くの光学要素の大半を省
略することができ光ヘツド装置の構造の簡単化及び軽輩
化を達成することができる。又、前述の各実施例の場合
と同様、第１の波長光と第２の波長光との光路が光学系
のほぼ全域にわたって重なり合っているため、体積の利
用効率を著しく高めることができる。同時に、複数の光
スポットを使用する光ヘツド装置の特長である夫々のス
、］？　ツ）の大きさ及び機能を独立式制御できるとい
う利点は、本実施例においてもそのまま維持することが
できる。

以上説明した各実施例では、波長の異る２つの半導体レ
ーデを使用し、２つの光束の共通光路にダイクロイック
ミラーを配置したが、このような構成の代りに、例えば
、２光束を相互に直交した振動面・を有する直線偏光と
するよう構成することも可能でちゃ、その場合にはダイ
クロイックミラー８４のかわシに光２色性のフィルター
が用いられる。

又、光路中に配置されるマスクの形も、図示のような２
分割形状の他にドーナツ型或はスリット型など任意の形
状のものを使用することができる。

更に、光路中に配置されるマスクの位置も、複数の光束
がほぼ共通して通過する共通光路内であれば任意の位置
に設置することができ、例えば、コリメータレンズ５３
Ｊやディテクターレンズ５５の表面、或はビームスプリ
ッタ−２２の表面などに適宜配置することができる。

以上の説明から明らかな如く、本発明によれば、複数個
の光スポットを使用する光ヘツド装置を、小型軽量で且
つコン・ぐクトに構成することができ、光束とのシーク
或はアクセス操作に際しても容易にしかも正確に動作さ
せうる光ヘツド装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の光ヘツド装置の構造を例示する概略配置
図、第２図は本発明による光ヘツド装置の一実施例の構
成を示す概略説明図、第３図（Ａｌは第２図中の平行平
板を示す正面図、第３図（Ｂ）は第１図中の平行平板の
縦断面図、第４図は第１図中のディテクター（光検出器
）と光スポットの関係を示す説明図、第５図は本発明の
光ヘツド装置の第２の実施例の４１４成を示す概略説明
図、第６図は第５図中のビームスプリッタ−の２分割反
射面の特性を例示するグラフ、第７図は本発明による光
□ヘッド装置の第３実施例を示す概略説明図、第８図は
第７図中の光ファイバの構造を例示する説明図、第９図
は第７図中のディテクターレンズの構造を示す図であり
、第９図（４）は概略正面図、第９図（１３）は概略縦
断面図である。 １．２・・・半導体レーデ（光源）、２２・・・ビーム
スシリツタ−１２３・・・集光レンズ、２４・・・記録
担体、２５・・・情報担体面、３ｏ・・・ディテクター
、３１．３３・・・光検出器、５３・・・コリメータレ
ンズ、５４・・・平行平板、５５・・・ディテクターレ
ンズ、５９・・・ダイクロイックミラー、６０．６１．
６２・・・光ファイーバ、６３・・・第１の波長の光束
、６４・・・第２の波長の光束、８４・・・ダイクロイ
ックミラー、９４．９５・・・ビームスプリッタ−反射
面に形成された反射面部分。 第１図 第２図 ５ 第３図 第４図 第５図 ３３） ２２芽 ２３】 吐

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数個の夫々独立に強度変調可能な光束を共通の
   光路を介して記録担体上に集光し、情報の記録及び再生
   を行う光ヘツド装置において、前記複数個の光束は互い
   に物理的性質を変えて前記共通光路に導かれ、該共通光
   路中に前記物理的性質の変化に基づく光束制限要素を配
   置することを特徴とする光ヘツド装置Ｍ０ （２、特許請求の範囲第１項記載の光ヘツド装置６にお
   いて、＋ＮＵ１個の光束は互いに波長が異なることを特
   徴とする光ヘツド装置。