JPH04324130A - 光ディスク装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、波長が異なる複数の光
源を使用した光ディスク用光ヘッドに関するものである
。

【０００２】

【従来の技術】光ディスク装置の高速化・高性能化を目
指して、従来各所で研究開発が行われているが、その中
には、２つの光スポットを用いて記録直後のエラーチェ
ック機能や記録／再生／消去機能、あるいは複数トラッ
クで同時に記録／再生を行う並列処理機能を実現する方
法が考えられている。上記機能を実現する手段としては
、第３２回応用物理学関連連合講演会予稿集１ａ−Ｐ−
６、ｐ．１０８（１９８５）、あるいは第４７回応用物
理学会学術講演会予稿集２７ｐ−Ｔ−１０、ｐ．１５９
（１９８６）に記載されているように、半導体レーザア
レイを用いる方法や、また、第４７回応用物理学会学術
講演会予稿集３０ｐ−ＺＥ−３、ｐ．２２８（１９８６
）に示されているように、２個の別々の半導体レーザを
用いる方法などが従来示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術の中でも特に波長が異なる複数光源を用いる場合には
、異なる波長の光に対してそれぞれ独立した光学系を用
いたため、上記光学系の軸のずれなどからスポットの位
置ずれを生じることがあり、また、光学部品の点数が多
くなって構成が大型化するなど、各光スポットの役割と
光の利用効率については十分な検討がなされていなかっ
た。

【０００４】本発明の目的は、波長が異なる複数光源を
用いた場合における各スポットの光利用効率を最適化さ
せるために好適な光ヘッドの構成を得ることにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的は、互いに波長
が異なる複数の光源と、該光源から出射する光を記録媒
体上に絞り込んで複数の光スポットを形成する絞り込み
光学系と、上記記録媒体の反射光または透過光によって
光点制御信号あるいは記録情報信号を検出する信号検出
光学系と、上記絞り込み光学系の光束中に配置された波
長板とを、少なくとも有する光ディスク用光ヘッドであ
って、上記波長板によって生じる光の位相差が、上記複
数光源中の少なくとも１つの光源の波長に対しほぼ整数
倍であり、他の少なくとも１つの光源の波長に対しほぼ
４分の１波長であることにより達成される。

【０００６】

【作用】本発明では、光源から絞り込みレンズに至る絞
り込み光学系の平行光束中に波長板を設置し、上記波長
板によって生じる光の位相差を、複数光源のうちの特定
波長の光源に対してはその波長のほぼ整数倍に設定し、
さらに、他の波長の光源に対してはほぼ１／４波長に設
定する。上記のように波長板が存在していても、これに
よって生じる光の位相差が零もしくは入射光波長の整数
倍であれば、その波長の光に対しては波長板として作用
しない。また、上記位相差がほぼ１／４波長であれば、
その波長の光に対しては１／４波長板として作用させる
ことができる。

【０００７】通常７８０ｎｍの光で記録し６８０ｎｍの
光で光磁気信号を読み出す場合は、上記光磁気信号に対
する系を主体にして構成するので、６８０ｎｍの光が中
心となり７８０ｎｍの光に対しては利用効率が低下する
ため、十分な光強度を得ることが難しかった。しかしな
がら本発明では、７８０ｎｍと６８０ｎｍとの２つの波
長の光とともに波長板を用い、７８０ｎｍの光が上記波
長板を通過したときに１／４波長の位相差を生じさせ、
上記７８０ｎｍのスポットで情報の記録を行い、６８０
ｎｍのスポットで記録再生とエラーチェックとを行うよ
うにしたため、光学系の構成が簡単になり各スポットの
光利用効率を向上させることができる。

【０００８】

【実施例】つぎに本発明の実施例を図面とともに説明す
る。図１は本発明による光ヘッドの一実施例を示す構成
図、図２はディスク上における絞り込みスポットの状態
を示す図、図３は上記光ヘッドの光検出器受光面の形状
を示す図、図４は本発明による光ヘッドの他の実施例を
示す構成図、図５は上記他の実施例における光検出器受
光面の形状を示す図である。図１に示す実施例は波長が
異なる２つのレーザ光源を搭載した光ヘッドを示す。波
長λ１のレーザ光源１ａから放射する光はコリメートレ
ンズ２ａで平行光束となり、ビーム整形光学系３ａ、波
長フィルタ４、偏光ビームスプリッタ７、波長板８、絞
り込みレンズ９を通過してディスク１０上に絞り込まれ
る。一方、波長λ２のレーザ光源１ｂから放射する光は
コリメートレンズ２ｂで平行光束となり、ビーム整形光
学系３ｂを通過し、回動ミラー５により進行方向を変換
されて回折格子６を通過後、上記波長フィルタ４で上記
波長λ１のレーザ光束と合成される。その後、偏光ビー
ムスプリッタ７、波長板８、絞り込みレンズ９を通過し
てディスク１０上に絞り込まれる。なお、上記に示した
ビーム整形光学系３ａおよび３ｂは省略しても構わない
。

【０００９】上記波長板８は、それによって生じる光の
位相差が上記２光源のうち一方の波長のほぼ整数倍にな
っており、また、他方の光源に対してはほぼ１／４波長
になるように設定されている。光源の波長には、例えば
波長λ１として７８０ｎｍ付近、波長λ２としてほぼ６
８０ｎｍ付近を用い、前者で情報の記録、後者で記録後
のエラーチェックを行う場合を考える。この時、波長板
の位相差を波長６８０ｎｍに対して２波長分に設定する
（λ＝６８０ｎｍとした２λ板）。位相差が波長の整数
倍であるため、波長６８０ｎｍの光は上記波長板を通過
しても実質的な位相差を生じない。一方、波長７８０ｎ
ｍの光がこの波長板を通過すると、つぎに示すような位
相差を生じる。

【００１０】 ２×（７８０−６８０）／７８０＝０．２５６λすなわ
ち、波長７８０ｎｍの光にとっては、ほぼ１／４波長板
として作用することになる。

【００１１】本実施例においては、波長７８０ｎｍのス
ポットで情報の記録を行い、波長６８０ｎｍのスポット
で記録情報の再生とエラーチェックを行っている（ただ
し、光磁気信号として記録されていない、例えば番地情
報などは両方のスポットで再生する）。この場合、波長
７８０ｎｍの光束は情報の記録をするため、光利用効率
ができるだけ高いことが好ましい。したがって、波長７
８０ｎｍの光束に対しては、従来の追記型光ディスク用
光ヘッドの構成が好ましい。一方、波長６８０ｎｍのス
ポットは光磁気信号を再生するため、従来の光磁気ディ
スク用光ヘッドの構成が好ましい。上記追記型の光学系
を実現するためには絞り込み光束中に１／４波長板を挿
入すればよいが、ディスクに円偏光が照射されるため、
従来の方式では、光磁気信号が再生できない。

【００１２】いま、本発明によるように、波長板を絞り
込み光束中に挿入し、偏光ビームスプリッタ７としてつ
ぎの特性を満足するような部品を用いて、これにｐ偏光
の光束を入射させるように光学系を設定すれば、　　ｐ
偏光透過率Ｔｐ：〜７０％（λ＝６８０ｎｍ）　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　＞９０％（λ＝７８０
ｎｍ）　　ｓ偏光反射率Ｒｓ：＞９５％（λ＝６８０、
７８０ｎｍ）波長７８０ｎｍの光束に対しては、従来の
追記型光ディスク用光ヘッドが、また波長６８０ｎｍの
光束に対しては、従来の光磁気ディスク用光ヘッドが、
同時に実現できることになる。上記光学的特性をもつ偏
光ビームスプリッタは実現可能である。このように、異
なる波長を有する複数の光源を搭載した光ディスク用光
ヘッドにおいて、搭載する光学部品の光学的特性（反射
率、透過率など）を光スポットの役割に応じて、それぞ
れのスポットに対応する波長に対して異なる値に設定す
るということも本発明の特徴である。

【００１３】さらに本発明では、回折格子の設置位置に
よって、つぎに示すようなそれぞれの得失を有する。本
実施例では、図１に示すように、回折格子６を波長フィ
ルタ４と回動ミラー５との間に配置している。この構成
では回折格子６と絞り込みレンズ９との間の距離が遠く
なるため、トラックずれ検出方法として後記するような
いわゆる３スポット法を用いると、サブスポットけられ
のために、トラックずれ検出信号に若干のオフセットが
発生するという短所がある。しかしながら、波長フィル
タ４と偏光ビームスプリッタ７を一体化することが可能
なため、光学系の小型化をはかることができるという長
所も有している。

【００１４】つぎに、回折格子６を波長フィルタ４と偏
光ビームスプリッタ７との間に配置することも可能であ
る。この場合回折格子６として、格子を通過することに
よって生じる位相差を一方の波長に対して整数倍になる
ように、格子の深さ等を設定した素子を使用すればよい
。例えば、波長７８０ｎｍの光束に対して上記の位相差
が整数倍になるように格子構造を設定すれば、その回折
格子は波長６８０ｎｍの光束に対して回折格子として作
用するが、波長７８０ｎｍの光束に対しては回折格子と
して作用しない。これにより、ディスク１０上に不要な
絞り込みスポットが発生することを抑えることができる
。上記の構成にすれば、回折格子６と絞り込みレンズ９
との間の距離を比較的近付けることができるため、上記
のトラックずれ検出信号におけるオフセット発生の観点
からは、図１に示した実施例よりも好ましい。しかし、
波長フィルタ４と偏光ビームスプリッタ７を分離して配
置する必要があるため、光学系の小型化および部品点数
の削減という観点からは必ずしも好ましいとはいえない
。

【００１５】さらにまた、回折格子６を偏光ビームスプ
リッタ７と絞り込みレンズ９との間に配置すると、回折
格子６と絞り込みレンズ９との間の距離が最短になるた
め、上記トラックずれ検出信号におけるオフセット発生
の観点からは上記２例よりも好ましい。しかし、このよ
うな構成にすると、ディスク１０からの反射光が再び回
折格子６を通過するので、検出光学系に複数の不要な光
束が入射するため、検出光学系における光束分離が困難
になるという短所がある。

【００１６】上記に回折格子６の位置に関してそれぞれ
３つの例を記載したが、これらについては、光学系の小
型化、トラックずれ検出信号におけるオフセット発生、
検出光学系における光束分離等の観点からいずれかを選
択する必要がある。

【００１７】図２に本実施例におけるディスク上の絞り
込みスポット配置の一例を示す。このディスク上には光
スポットを案内させるための案内溝が形成されており、
各スポットは溝間のランド部分に絞り込まれる。情報は
上記溝間の中心線に沿ってランド部分に記録される。波
長λ１の光束は、回折格子６を通過しないためディスク
上のスポットはＳＰａが１つである。一方、波長λ２の
光束は回折格子６を通過するため、０次元ＳＰｂ０以外
に±１次の回折光ＳＰｂ＋１およびＳＰｂ−１が絞り込
まれる。ディスク１０からの反射光は絞り込みレンズ９
、波長板８を通過し、偏光ビームスプリッタ７で反射さ
れて信号検出光学系１１に導かれる。上記信号検出光学
系１１では、焦点ずれ信号、トラックずれ信号、記録情
報信号等を検出する。まず、波長フィルタ１２により波
長分離される。波長λ２の光束は波長フィルタ１２、レ
ンズ１３を透過し、１／２波長板１４によって偏光方向
をほぼ４５度回転される。その後、ウォラストンプリズ
ム１５によって２光束に偏光分離された光検出器１６に
入射する。一方、波長λ１の光束は波長フィルタ１２で
反射し、レンズ１７を通過する。その後ビームスプリッ
タ１８により光束分離され、焦点ずれ信号あるいはトラ
ックずれ信号を検出する光検出器１９ａおよび１９ｂに
入射する。図１に示した構成では、偏光ビームスプリッ
タ７と波長フィルタ１２とを一体化することにより、部
品点数を削減することができる。また、偏光ビームスプ
リッタ７と波長フィルタ１２との間にレンズを配置する
ことにより、レンズ１３および１７の両レンズを１つの
レンズで置き換えることも可能である。

【００１８】各光検出器の受光面形状例を図３に示す。 同図（ａ）は光検出１６の受光面形状（受光面は斜線部
分で示す）であり、図示した演算によりトラックずれ信
号ＴＲ（いわゆる３スポット方式）と光磁気信号ＭＯと
が得られる。１／２波長板１４を使用しない場合は、ウ
ォラストンプリズム１５を光軸周りにほぼ４５度回転し
て設定すればよいが、この時の受光面形状は同図（ｂ）
に示すように受光面が左右に４５度ずれるようにすれば
よい。同図（ｃ）は光検出器１９ａおよび１９ｂの受光
面形状（受光面は斜線部分で示す）である。上記両検出
器はレンズ１７の焦点前後等距離に配置されており、図
示した演算によりトラックずれ信号ＴＲ（いわゆる回折
光差動方式）と焦点ずれ信号ＡＦとが得られる。光源の
波長としては前記のように、例えば波長λ１として７８
０ｎｍ付近、波長λ２としてほぼ６８０ｎｍ付近を用い
、前者で情報の記録を行い、後者で記録後のエラーチェ
ックを行うと、記録光より短い波長で再生することにな
り再生の分解能が向上する。

【００１９】波長λ１の光から得られる信号により、焦
点ずれおよびトラックずれのサーボを構成する。これに
より、特に記録用スポットのトラックずれを精度よく抑
制することができ、いわゆるトラックずれによるデータ
破壊を抑制することができる。記録直後のエラーチェッ
クを行うためには、記録スポットと再生（チェック）ス
ポットとを同一トラック上に位置付ける必要がある。こ
れを行うために、回動ミラー５を光軸回りに回転させる
。この回転にともない光検出器上で光束が移動するが、
いわゆる３スポット法によりトラックずれ信号を検出し
ているため、トラックずれ信号にオフセットは発生しに
くい。これは、絞り込みレンズ９のみが移動する、いわ
ゆる分離型光学系を構成した場合有効である。この再生
スポットによるトラックずれ信号を用いて、上記回動ミ
ラー５を回転制御する。

【００２０】本発明による光ヘッドの他の実施例を図４
に示す。本実施例は図１に示す実施例の回折格子６を用
いない場合の構成である。光検出器１６以外の部品構成
については図１と同様であるため省略する。図５（ａ）
に示すのは上記実施例における光検出器１６の受光面構
成を示すものである。回折格子６を使用しない場合は、
いわゆる回折光差動法によりトラックずれ検出を行うが
、２つの絞り込みスポットを同一トラックに位置付ける
ために回動ミラー５を動かすと、光検出器１６上で光束
が移動するのでトラックずれ検出信号にオフセットが発
生するという問題がある。これを解決するために、本実
施例では検出器の一部分を細分化している。同図（ｂ）
は光検出器１６の一方の受光面１６ａを示している。受
光面はＤａ、Ｄｂおよび細分化された受光面群Ｄ１〜Ｄ
ｎから構成されている。光束Ｓは上記受光面のほぼ中央
に位置付けられ、トラックからの回折光と受光面との関
係は図示したように配置される。この時、上記のように
回動ミラー５の移動あるいは温度変化や振動による検出
器ずれによって、回折光差動信号にはオフセットが発生
してしまう。そこで、各受光面からの信号ＤＳａ、ＤＳ
ｂ、ＤＳ１〜ＤＳｎをコントローラ２００で比較するこ
とによって、光束Ｓの中心の位置を検出し、回折光差動
信号を得るための受光面分割位置Ｃを決定する。受光面
の分割位置が受光面群Ｄ１〜ＤｎのうちＤｋとＤｋ＋１
に設定された場合、回折光差動信号ＴＲａ、ＴＲｂとし
ては、 ＴＲａ＝ＤＳａ＋（ＤＳ１＋…＋ＤＳｋ）ＴＲｂ＝ＤＳ
ｂ＋（ＤＳｋ＋１＋…＋ＤＳｎ）となり、トラックずれ
検出信号ＴＲは ＴＲ＝ＴＲａ−ＴＲｂ によって得られる。分割位置の決定には、例えばＩＳＯ
標準ディスク等において、番地情報とデータ記録領域の
間に配置されているようなあらゆるミラー部を使用する
。なお、上記説明においては光検出器１６における一方
の受光面だけから、トラックずれ信号を検出する場合を
記したが、ウォラストンプリズム１６によって分割され
た２光束両方から、トラックずれ信号を検出することも
可能であることはいうまでもない。

【００２１】本実施例においては光磁気ディスクを前提
にしており（ただし、外部磁界印加用磁石については省
略してある）、光検出器１６によって光磁気信号を再生
する構成としているが、光検出器１９ａおよび１９ｂに
よって光磁気信号を再生する構成をとることも可能であ
る。その場合、ビームスプリッタ１８をｐ・ｓ偏光を分
離する偏光ビームスプリッタとして、入射光軸まわりに
ほぼ４５度回転させて設定するか、１／２板を用いて偏
光方向をほぼ４５度回転させて光束を入射させればよい
。つぎに焦点ずれ信号検出方式も、本実施例以外の、例
えばいわゆる非点収差方式等を用いることもできる。 また、本発明の方式を光磁気ディスク以外の、例えば相
変化型光ディスクや追記型光ディスク等に適用してもか
まわない。さらに、本実施例ではディスクからの反射光
を用いて各種信号を検出しているが、ディスクの透過光
を用いても構わない。その場合、信号検出光学系１１は
、ディスク１０を挟んで絞り込みレンズ９と対向させて
配置すればよい。トラックずれ信号検出方式に関して、
本実施例ではいわゆる回折光差動検出方式を中心に説明
したが、また、いわゆるサンプルサーボ方式を用いても
本発明の本質を損なうものではない。

【００２２】

【発明の効果】上記のように本発明による光ヘッドは、
互いに波長が異なる複数の光源と、該光源から出射する
光を記録媒体上に絞り込んで複数の光スポットを形成す
る絞り込み光学系と、上記記録媒体の反射光または透過
光によって光点制御信号あるいは記録情報信号を検出す
る信号検出光学系と、上記絞り込み光学系の光束中に配
置された波長板とを、少なくとも有する光ディスク用光
ヘッドであって、上記波長板によって生じる光の位相差
が、上記複数光源中の少なくとも１つの光源の波長に対
しほぼ整数倍であり、他の少なくとも１つの光源の波長
に対しほぼ４分の１波長であることにより、上記複数光
源中の１つの光源波長の光に対しては上記波長板が作用
せず、他の光源波長に対しては４分の１波長板として作
用させることができるため、前者で情報記録を行い後者
で記録再生とエラーチェックを行うことが可能であり、
このため簡単な光学系の構成にもかかわらず、各光スポ
ットの光利用効率を向上させることが可能な光ヘッドを
実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による光ヘッドの一実施例を示す構成図
である。

【図２】ディスク上における絞り込みスポットの状態を
示す図である。

【図３】上記光ヘッドの光検出器受光面の形状を示す図
である。

【図４】本発明による光ヘッドの他の実施例を示す構成
図である。

【図５】上記他の実施例における光検出器受光面の形状
を示す図である。

【符号の説明】

１ａ、１ｂ　　　　レーザ光源 ８　　　　波長板 １０　　　　記録媒体（ディスク） １１　　　　信号検出光学系

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】互いに波長が異なる複数の光源と、該光源
   から出射する光を記録媒体上に絞り込んで複数の光スポ
   ットを形成する絞り込み光学系と、上記記録媒体の反射
   光または透過光によって光点制御信号あるいは記録情報
   信号を検出する信号検出光学系と、上記絞り込み光学系
   の光束中に配置された波長板とを、少なくとも有する光
   ディスク用光ヘッドであって、上記波長板によって生じ
   る光の位相差が、上記複数光源中の少なくとも１つの光
   源の波長に対しほぼ整数倍であり、他の少なくとも１つ
   の光源の波長に対しほぼ４分の１波長である光ヘッド。