JPS61214146A - 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 本発明は光ディ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り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ィスク装置の開
発、製品化が活発化している。光ディスク装置は高速回
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、メモリ薄膜として、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。また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ィス
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１図は従来の光学ヘッドの概略構成を示す図であり
、１は記鎌再生用半導体レーザであに、波長λ４．記録
時には約８　ｍＷ　、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１０　ｍＷ程度のレーザを
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ために半導体レー
ザ２からの光ビームに非点収差を与える。８は偏光ビー
ムスプリッタであり、Ｓ偏向の光ビームを反射し、Ｐ偏
光の光ビームを透過する。９．１０は夫々阿波長板であ
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
は絞りレンズであり、１４は記録再生を行なうメ舌す薄
Ｍを有するディスク、１６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は信号検出器であシ、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
グ制御信号を共に、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
に絞シ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
中の記録ビット例を示す。

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°より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、Ｋ波長板９ｔ−通過した後、絞
りレンズ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
録時はソノパ’７−４−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。また再生時は
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、阿波長板９によってＳ偏向から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、阿波長板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より所定の
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、阿波長板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
再び阿波長板１ｏ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
て阿波長板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として絞り込まれる
。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、徐冷されて
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
％波長板を通過して偏向ビームスプリッタ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１／４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、阿波長板の使
用は最小限にすることが望ましい。

さらに記録再生用半導体レーザ１と消去用半導体レーザ
２は比較的離れた位置にあるため、温度変化による位置
ずれが発生しやすい。この結果、光スポット１７と１８
の相対的位置がずれ消去性能を劣化させている。

問題点を解決するための手段 本発明は上記のような従来の問題点を解決するため、波
長λ１．λ２に対して偏光分割特性を持つ第１の偏光ビ
ームスプリッタに、波長λ１の記録再生光ビームをＰ偏
光で入射させると共に、その反射面が前記第１の偏光ビ
ームスプリッタの反射面と平行で波長λ、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に、波
長λ２の消去光ビームをＳ偏光で入射させることにより
、前記第１の偏光ビームスプリッタで記録再生用光ビー
ムと消去用光ビームを合成し、その合成光ビームをに板
長板を介して絞りレンズで光ディスク上に結像させ、そ
の反射光の中から記録再生ビームを第１．！！２の偏光
ビームスプリッタで分離して検出するよう構成したもの
である。

作　　用 本発明は上記のような構成により、従来のように光ディ
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、本構成では消去用半導体レーザと記録再生用半導
体レーザを近接して設けることができ、半導体レーザ間
の位置変化による記録と消去スポットの位置ずれを減少
させることができる。

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λ１のレーザ光を発生する記鎌再生用半導体レーザで
、２１はレーザ光を平行光ビームに変換する集光レンズ
、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３図に示すような波長特
性を持っていて波長λ１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特性を
有する。記録再生用半導体レーザ２０は偏光ビームスプ
リッタ２３に対しＰ偏光となるよう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を通り、ディスク記録面
２７に微小な記録再生光スポット２８を形成する。ディ
スク記録面２７で反射後、絞りレンズ２６．λ／４板２
６゜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によって今度
は光路を直角に曲げられ、第２の偏光ビ−ムスプリンタ
２９に至る。この偏光ビームスプリッタ２９は第４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２
２の波長λ１に対しては、Ｐ偏光、Ｓ偏光とも透過−１
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の反射光は偏光ビ
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３６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は偏光ビームスプリッタ２９に対しＳ偏光と
なるよう配されており、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３
８を通過後、消去光ビーム４０となり偏光ビームスプリ
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２３２反射プリズム２４．λ／４波長
板２６．絞りレンズ２６を経てディスク記録面２７に至
り、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４゜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、これを通過し記録再生用半導体レーザ２ｏに至るが
、光軸をわずかにずらしであるため記録再生用レーザ２
０の発光点に入射することはない。

次に消去光ビーム４ｏ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４１Ｃは平行、面４１Ａ２面４１
Ｂはわずかに傾きを持っている。この例では面４１Ａ、
Ｂ、Ｃの三面より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４１Ａ。

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　、４０Ｂが形成され、プリズム頂角のより大き
い面４１Ａを通過した消去光ビーム４０Ａがより大きく
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６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４０Ｇ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。消去光スポット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り効率的である。また消去ビ
ーム形成手段３８として第７図に示す形状も考えられる
。円筒部４４Ａはシリンドリカルレンズを形成する。消
去光ビーム３７の平面部４４Ｂを透過する消去光ビーム
４０Ｅはディスク記録面２７上に急熱光スポットを形成
し、円筒部４４Ａを透過する消去光ビーム４０Ｄは非点
収差とさらに光路偏向が与えられるので、急熱光スポッ
トとは異る位置にトラック方向に長い楕円スポットを形
成する。

以上説明したように本発明は、偏光ビームスグリツタ２
３の反射面と偏光ビームスプリッタ２９の反射面が平行
に構成され、記録再生光ビーム２２と消去光ビーム４０
を同一方向から入射させることができる。このため記録
再生用半導体レーザ２゜と消去用半導体レーザ３０を近
接して配置でき、温度変化等による光学ヘッドの変形に
対して発光点の相対的位置ずれを少なくすることができ
る。

従ってディスク記録面２７上に結像する記録再生光スポ
ット２８と消去光スポット３９の相対的位置ずれが減少
し、記録再生光ビームの反射光のみでフォーカス及びト
ラッキング制御をかけても、消去光スポット３９は安定
して追従している。

また、本構成は、記録再生用半導体レーザ２゜と消去用
半導体レーザ３ｏから発光した光ビームがディスク記録
面２７に到達するまでの光路中に、検出器３２．３５へ
分岐するためのビームスプリッタが含まれていないため
、検出される信号は上記各々の光ビームの影響を受けず
らい構成になっている。

発明の詳細 な説明してきたように本発明の構成によれば、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し、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ため、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と、消去用半導体レーザ
を近接して配置できるため、温度変化による両生導体レ
ーザ間の位置ずれが少なく、記録再生光スポットと、消
去光スポットの位置ずれが少ない、このため安定した消
去性能を得ることができる。

【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平面図
、第２図は第１図を直交方向からみた図、第３図、第４
図は本発明の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６図。 第７図は本発明の説明に用いた消去光ビーム形成２ｏ・
・・・・・記録再生用半導体レーザ、２３・・・・・・
賦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、４ｏ・・・・・・消去光ビーム。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 ２２記録再生光ビーム 第２図 第３図 製表　　　　“′ 第４図 液長　　　　′四 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 波長λ＿１、λ＿２に対して偏光分割特性を持つ第１の
   偏光ビームスプリッタと、その反射面が前記第１の偏光
   ビームスプリッタの反射面と平行で波長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
   、Ｐ偏光で前記第１の偏光ビームスプリッタに入射する
   波長λ＿１の記録再生光ビームと、Ｓ偏光で前記第２の
   偏光ビームスプリッタに入射しかつその反射光が記録再
   生ビームと直交して前記第１の偏光ビームスプリッタに
   入射する波長λ＿２の消去光ビームと、前記第１の偏光
   ビームスプリッタで合成された記録再生光ビームと消去
   光ビームを直角方向に偏向する反射プリズムと、その出
   射方向に設けられた１／４波長板と、前記合成された光
   ビームを光ディスク上に結像させる絞りレンズとを設け
   、光ディスクから反射した記録再生光ビームを前記第１
   の偏光ビームスプリッタ、前記第２の偏光ビームスプリ
   ッタで分離して検出することを特徴とする光学ヘッド。