JPH0652582B2 - 光ヘッド - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光学式情報記録再生装置等において用いられ
る光ヘツドに関し、特に、情報記録円盤（以下、光デイ
スクと記す。）に信号を記録し、記録された該信号を再
生および消去するのに好適な光ヘツドに関するものであ
る。

〔従来の技術〕

従来における消去可能な光ヘツドでは、光デイスクに記
録された信号を消去する際、消し残りを防止するため
に、消去用光スポツトのスポツト径の大きさを記録ピツ
ト幅よりも充分大きくする必要がある。しかし、これを
実現するために、光ヘツドに所望の光学系を設けるとす
ると、光ヘツドの部品点数が増大してしまうという問題
がある。

そこで、このような問題に対して、例えば、特開昭６１
−２０６９２６号公報では、極めて近接した位置に独立
の２つの発光点を持つ半導体レーザアレイを光源として
用い、この半導体レーザアレイからの２つの光ビーム
が、記録トラツク上のほぼ同一位置に、２つの光スポツ
トとして光デイスクの半径方向に並んで照射されるよう
にこの半導体レーザアレイを配置し、記録または再生時
には、一方の光ビームのみを点燈して記録または再生を
行い、消去時には、２つの光ビームを同時に点燈する事
によつて記録ピツト列の幅以上で記録ピツトを消去する
ような構成が述べられている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記した既提案例では、独立した２つの
光ビームを同一記録トラツク上のほぼ同一位置に照射さ
せる必要があり、その位置調整や安定性の確保に大きな
問題がある上、記録または再生時には、記録ピツトに対
して、記録・再生用光ビームが若干ずれて照射されるの
で、記録・再生性能が劣化するといつた問題があつた。

ところで、近年では、信号の記録と消去をほぼ同時刻に
行なう即時書き換えの要望がある。しかし、これを実行
するためには、光デイスクの同一記録トラツク上に、記
録用光ビームの光スポツトと消去用光ビームの光スポツ
トとが同時に近接して位置するように、記録用光ビーム
と消去用光ビームとを各々別個の光源から発生させ、独
立に強度変調できる構成にする必要がある（尚、一般
に、記録用光ビームを発生する光源は、再生用光ビーム
を発生する光源でもあり、記録と再生とで共用されてい
る。）。このため、従来、消去可能な光ヘツドでは２個
以上の半導体レーザ光源を搭載する構成が一般的であつ
た。しかし、このような構成では、どうしても光ヘツド
が大型化，複雑化してしまうという問題があつた。

尚、前述した既提案例においては、消去する場合、２つ
の光ビームを同時点燈させなければならないので、消去
とほぼ同時に信号を記録することができず、従つて、上
記した即時書き換えは不可能であつた。

本発明の目的は、上記した従来技術の問題点を解決し、
簡単な構成にて、消去用光スポツトのスポツト径を記録
ビツトよりも充分大きくして信号の消し残りを防止し、
かつ、信号の即時書き換えを可能とする光ヘツドを提供
することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明では、光源として、
互いに異なる波長の光ビームを発する２つの半導体レー
ザ発光素子を近接して同一平板上に配して固定して成る
半導体レーザ光源を用いると共に、例えば、一方の波長
の光ビームは透過し、他方の波長の光ビームは反射する
波長選択性を有するミラー面の略中心に、光デイスクの
半径方向に対応する長さが対物レンズの開口径よりも小
さい開口を有して成る空間フイルタを、前記半導体レー
ザ光源と対物レンズとの間の光路中に配設するようにし
た。

〔作用〕

２つの前記半導体レーザ発光素子は、同一平板上に、互
いに数十μｍ程度の距離をおいて対向して配置され、各
々基台を介して固定されており、各々独立に点燈させる
ことができる。従つて、従来の１レーザ光ヘツドと略同
様の構成で、記録・再生用光スポツトと消去用スポツト
とを光デイスクの同一記録トラツク上の近接した位置に
各々独立に照射させることができ、信号の即時書き換え
が可能となる。

また、前記半導体レーザ光源から前記空間フイルタに入
射される光ビームのうち、前記ミラー面において、記録
・再生用光ビームを透過し、消去用光ビームを反射する
ようにすれば、記録・再生用光ビームは該空間フイルタ
を全て透過するが、消去用光ビームは前記開口に入射し
たものだけしか該空間フイルタを透過しない。従つて、
消去用光ビームの光束径のみを選択的に前記対物レンズ
の開口径よりも小さくさせることができる。

ところで、対物レンズに入射する光ビームの光束径が対
物レンズの開口径よりも小さい場合、光デイスクに照射
される光スポツトのスポツト径は光ビームの光束径に逆
比例する。従つて、上記の如く、前記空間フイルタによ
つて消去用光ビームの光束径のみを選択的に縮小させる
ことにより、消去用光スポツトはそれに逆比例して記録
ピツト幅より充分大きくなるので、信号の消し残りを防
止することができる。

〔実施例〕

以下、本発明の第１の実施例を第１図により説明する。

第１図は本発明の第１の実施例としての光ヘツドの構成
を模式的に示した断面図である。また、第１Ａ図は第１
図における光デイスク面の要部拡大図である。

第１図において、１は半導体レーザ光源、２はコリメー
トレンズ、３は偏光ビームスプリツタ（以下、ＰＢＳと
記す。）、４は１／４波長板、５は対物レンズ、６は光
デイスク、７はフーコプリズム、８は検出レンズ、９は
多分割光検出器、４０は空間フイルタ、である。また、
第１Ａ図において、矢印ｖは光デイスク６の回転方向を
示している。

また、第２図は第１図における半導体レーザ光源を一部
破断して示した斜視図である。

半導体レーザ光源１は、第２図に示すように、互いに波
長の異なるレーザ光を各々独立に発光する２個の半導体
レーザ発光素子１ａ，１ｂおよび基台１ｃ，１ｄを同一
の筐体１ｅ内に対向して配置したものである。このよう
な対向配置によつて、半導体レーザ発光素子１ｄと１ｂ
の発光点の間隔ｔを数十μｍ程度にする事ができる。

第１図に示す様に、半導体レーザ光源１から発生した波
長λ_１の記録・再生用光ビーム３１（実線）と波長λ_２
の消去用光ビーム３２（破線）は、共に、少なくともλ
_１およびλ_２の波長の光に対して色収差を補正したコリ
メートレンズ２によつて平行光ビームに変換された後、
空間フイルタ４０に達する。

第３図は第１図における空間フイルタ４０の構成を示す
斜視図であり、第４図は第３図の空間フイルタ４０を構
成する波長選択性ミラー面４１の反射率の波長依存性を
示すグラフ、である。

第３図に示すように、空間フイルタ４０は、第４図の如
き記録・再生用光ビーム３１の波長λ_１でほぼ０％，消
去用光ビーム３２の波長λ_２でほぼ１００％の反射率を
有する波長選択性ミラー面４１と、その略中心部に設け
た円型開口４２から成る。円型開口４２の開口径Ｄ
_２は、対物レンズ５の開口径よりも小さくなつている。

このような空間フイルタ４０に光ビーム３１と３２が入
射すると、波長λ_１の記録・再生用光ビーム３１は、波
長選択性ミラー面４１をそのまま透過するので、空間フ
イルタ４０の通過後の光ビーム３１の光束径Ｄ_１は入射
前と全く変わらない。一方、波長λ_２の消去用光ビーム
３２は、波長選択性ミラー面４１では反射されてしまう
ので、空間フイルタ４０を通過するのは、円型開口４２
に入射した光束のみである。したがつて、空間フイルタ
４０通過後の消去用光ビーム３２の光束径はＤ_２に縮小
される。

次に、空間フイルタ４０を通過した光ビーム３１，３２
は、ＰＢＳ３，１／４波長板４を経て、対物レンズ５に
よつて絞り込まれ、第１Ａ図に示すように、光デイスク
６の記録トラツク６ａ上の互いに近接した位置に、記録
・再生用光スポツト２１および消去用光スポツト２２を
それぞれ形成する。

さらに、光デイスク６を反射した各光ビームは、再度、
対物レンズ５，１／４波長板４を経、ＰＢＳ３にて反射
されて、フーコプリズム７，検出レンズ８，多分割光検
出器９から成る光検出系に入射し、記録信号およびフオ
ーカス，トラツキングサーボ信号がそれぞれ検出され
る。尚、この検出系については、本発明と直接関係ない
ので詳細な説明は省略する。

ところで、対物レンズ５によつて光デイスク６上に絞り
込まれる光スポツト径ｄと、その光スポツトを形成する
光ビームの光束径Ｄとの間には、光束径Ｄが対物レンズ
５の開口径よりも小さい場合、次式の関係が成り立つ。

ｄ≒２・ｋ・λ・ｆ／Ｄ ……(1) ここで、λ：光ビームの波長 ｆ：対物レンズ５の焦点距離 ｋ：比例定数 (1)式より明らかなように、スポツト径ｄは、対物レン
ズ５に入射する光ビームの光束径Ｄに逆比例する。すな
わち、対物レンズ５に入射する光ビームの光束径Ｄを縮
小してゆく程、大きなスポツト径ｄが得られる。

第５図は第１図における対物レンズ５に入射する光ビー
ム３１，３２の光束径と光スポツト２１，２２のスポツ
ト径との関係を説明するための説明図である。

即ち、本実施例によれば、既に述べたように、消去用光
ビーム３２の光束径は、第５図（ａ）に示す如く、空間
フイルタ４０によつて円形開口４２の開口径Ｄ_２と同じ
径に縮小されるので、開口径Ｄ_２を適当な大きさに設定
する事によつて、消去用光スポツト２２のスポツト径ｄ
_２を第５図（ｂ）に示す如く、記録トラツク６ａに記録
されている記録ピツトのピツト幅に対して充分広くする
事ができる。従つて、信号の消し残りを充分防止するこ
とができる。

第６図は空間フイルタ４０の開口４２の形状が第５図と
異なる場合における、光ビーム３１，３２の光束径と光
スポツト２１，２２のスポツト径との関係を説明するた
めの説明図である。

第６図（ａ）に示すように、空間フイルタ４０の開口４
２を長円型にして、記録トラツク６ａ方向に対応する光
束径Ｄ₂′を、光デイスク６の半径方向に対応する光束
径Ｄ_２よりも短くすると、消去用光スポツト２２は第６
図（ｂ）に示すように記録トラツク６ａ方向に長い長円
型光スポツトとなり、徐熱徐冷効果により消去性能をよ
り向上させる事ができる。

尚、空間フイルタ４０に設けられる開口４２の形状，大
きさには制限はなく、任意の形状によつて所望の形状を
持つ消去用光スポツト２２が得られる。

更にまた、本実施例によれば、記録・再生用光ビーム３
１と消去用光ビーム３２は、従来の如く、独立した２つ
の半導体レーザ光源から発せられるのではなく、第２図
に示した如く、同一の筐体１ｅ内において、同一平板上
に近接して配置され固定された２つの半導体レーザ発光
素子１ａ，１ｂから成る１つの半導体レーザ光源１から
発せられ、その後、同一の光学系を経て光デイスク６上
に照射される構成となつているので、熱，振動などの影
響により、光スポツト２１，２２が相対的位置ずれを起
したりするのを抑え、高い照射位置安定性を得ることが
できるという利点がある。

第７図は、本発明の第２の実施例の構成を模式的に示し
た断面図である。

第７図において、第１図の実施例と同一の構成部品には
同一の番号を付した。

本実施例では、波長選択性ミラー面４１と開口４２とか
ら成る空間フイルタ４０が、第７図に示すように、ＰＢ
Ｓ３の光ビーム入射面上に形成されている。このよう
に、空間フイルタ４０と他の光学部品とを複合化する事
により、光学部品点数の削減が可能になる。

第８図は本発明の第３の実施例の構成を模式的に示した
断面図である。

第８図において、第１図，第７図の実施例と同一の構成
部品には同一の番号を付した。

本実施例では、第８図に示すように、空間フイルタ４０
は対物レンズ５と共にホルダ１０に固定され、一体化さ
れている。

即ち、光検出器９の出力信号によつて信号処理回路１１
を経て、フオーカスアクチユエータ１２，トラツキング
アクチユエータ１３が制御され、これによつて、ホルダ
１０とホルダ１０に固定されている対物レンズ５および
空間フイルタ４０が一体となつて、光軸方向（ｚ軸方
向）およびトラツキング方向（ｘ軸方向）に駆動され、
フオーカスおよびトラツキング制御が行われる。

このように、対物レンズ５と空間フイルタ４０を一体に
駆動する事によつて、空間フイルタ４０の開口４２と対
物レンズ５との相対位置を固定できるので、対物レンズ
５の移動による消去用光ビーム３２のケラレ量（空間フ
イルタ４０から出射した消去用光ビーム３２のうち、対
物レンズ５に入射されない光の量）の変化を無くすこと
ができる。

以上の実施例のように、空間フイルタ４０は、半導体レ
ーザ光源１から対物レンズ５までの任意の光路中に配置
することができ、また、他の光学部品と複合化する事も
可能である。

第９図は本発明の第４の実施例の構成を模式的に示した
断面図である。

第９図において、既に述べた実施例と同一の構成部品に
は同一の符号を付した。

本実施例では、第９図に示すように、空間フイルタ４０
は光ビーム３１，３２に対して傾斜して配置されてお
り、空間フイルタ４０を反射する消去用光ビーム３２
が、半導体レーザ光源１に戻らない構成になつている。
このような構成により、戻り光によるレーザノイズの発
生を防ぐことができる。

このように、空間フイルタ４０は光ビーム３１，３２に
対して任意の角度で傾斜配置しても良い。ただし、この
際、波長選択性ミラー面４１は光ビームの入射角によつ
て波長選択性が変化するので、所定の入射角の光ビーム
に対して所望の波長選択性が得られるように膜設計を行
なう必要がある。また、開口４２の形状についても、消
去用光スポツトが所望の形状をなすように設計する必要
がある。

第１０図は本発明の第５の実施例の構成を模式的に示し
た断面図である。また、第１０Ａ図は第１０図における
光デイスク面の要部拡大図である。

第１０図において、既に述べた実施例と同一の構成部品
には同一の符号を付した。

本実施例では、ＰＢＳ３を反射した光デイスク６からの
反射光ビームは、光路変更用ミラー１４によつて光路を
曲げられた後、光検出系に達する。

また、本実施例では、立ち上げミラー１５と空間フイル
タ４０が複合化されている。すなわち、第１１図に示す
ように、立ち上げミラー１５の反射面上に波長選択性ミ
ラー面４１と円型開口４２から成る空間フイルタ４０が
形成されている。しかも、図に示すように、波長選択性
ミラー面４１は立ち上げミラー１５の反射面に対してｙ
ｚ面内で若干傾斜するように設けられている。

従つて、空間フイルタ４０に入射した記録・再生用光ビ
ーム３１、消去用光ビーム３２の内、光ビーム３１の全
光束と空間フイルタ４０の開口４２に入射した光ビーム
３２の中心部３２ａは、空間フイルタ４０を透過し、立
ち上げミラー１５の反射面で反射する。一方、空間フイ
ルタ４０の波長選択性ミラー面４１に入射した光ビーム
３２の外周部３２ｂは、波長選択性ミラー面４１で反射
される。この時、波長選択性ミラー面４１は立ち上げミ
ラー１５の反射面に対して若干傾斜しているから、光ビ
ーム３２ｂは光ビーム３１および３２ａに対して光デイ
スクの円周方向（ｙ軸方向）に若干傾むいて反射され
る。

この結果、光デイスク６の記録トラツク６ａ上には、第
１２図に示すように、記録・再生用光ビーム３１から形
成された記録・再生用光スポツト２１と、消去用光ビー
ム３２ａから形成されたスポツト径の大きな消去用光ス
ポツト２２ａと、それに隣接して、消去用光ビーム３２
ｂから形成され、スポツト径が小さくかつ周囲の円環部
の強度が大きい光スポツト２２ｂと、がそれぞれ照射さ
れる。従つて、消去時は、この消去用光スポツト２２ａ
と２２ｂが共に強い光強度で記録トラツク６ａを照射
し、昇温徐冷効果によつて消去を行う。

本実施例のような構成をとる事によつて、消去用光ビー
ムの光量損失を無くし、効率のよい消去を行う事ができ
る。

第１３図は本発明の第６の実施例の構成を模式的に示し
た断面図である。

第１３図において、既に述べた実施例と同一の構成部品
には同一の符号を付した。

本実施例では、空間フイルタ４０′は、第１４図に示す
ように波長選択性ミラー面４３と全反射ミラー面４４か
らなる。波長選択性ミラー面４３は、既に述べた実施例
と異なり、第１５図に示すように記録・再生用光ビーム
３１の波長λ_１で反射率が高く、消去用光ビーム３２の
波長λ_２で反射率が低くなつている。

従つて、空間フイルタ４０′を用いる事によつて、記録
・再生用光ビーム３１は全光束が反射され、消去用光ビ
ーム３２は全反射ミラー面４４に入射した光束の中心部
のみが反射されるので、全反射ミラー面４４の面積を適
当な大きさにする事により、消去用光ビーム３２の光束
径を任意の径に縮小でき、その結果、消去用光スポツト
２２のスポツト径を拡大することができる。

このように空間フイルタ４０を反射型で用いる事によ
り、光路を曲げながら消去用光ビーム３２の光束径の縮
小が行なえる。従つて、空間フイルタ４０を立ち上げミ
ラーや光路変更用ミラーと兼用させる事が可能であり、
部品点数の削減が図れる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、従来の記録専用の１レーザ光ヘツドと
略同程度の簡単な構成にて、消去用光スポツトのスポツ
ト径を記録ピツトよりも充分大きくして信号の消し残り
を防止できると共に、信号の即時書き換えも可能とな
る。

また、記録・再生用光ビームと消去用光ビームは、同一
平板上に近接して配置され固定された２つ以上の半導体
レーザ発光素子から成る１つの半導体レーザ光源から発
せられ、同一の光学系を経て光デイスク上に照射される
ので、熱，振動などの影響によつて発生する各光スポツ
トの相対的位置ずれを抑え、高い照射位置安定性を得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例の構成を模式的に示した
断面図、第１Ａ図は第１図における光デイスク面の要部
拡大図、第２図は第１図における半導体レーザ光源を一
部破断して示した斜視図、第３図は第１図における空間
フイルタの構成を示す斜視図、第４図は第３図における
波長選択性ミラー面の反射率の波長依存性を示すグラ
フ、第５図は第１図における対物レンズに入射する各光
ビームの光束径と光スポツトのスポツト径との関係を説
明するための説明図、第６図は空間フイルタの開口の形
状が第５図とは異なる場合の、各光ビームの光束径と光
スポツトのスポツト径との関係を説明するための説明
図、第７図は本発明の第２の実施例の構成を模式的に示
した断面図、第８図は本発明の第３の実施例の構成を模
式的に示した断面図、第９図は本発明の第４の実施例の
構成を模式的に示した断面図、第１０図は本発明の第５
の実施例の構成を模式的に示した断面図、第１０Ａ図は
第１０図における光デイスク面の要部拡大図、第１１図
は第１０図における立ち上げミラー及び空間フイルタの
構成を示す斜視図、第１２図は第１０Ａ図における記録
トラツク６ａ上の光強度を示した説明図、第１３図は本
発明の第６の実施例の構成を模式的に示した断面図、第
１４図は第１３図における空間フイルタの構成を示す斜
視図、第１５図は第１４図における波長選択性ミラー面
の反射率の波長依存性を示すグラフ、である。 符号の説明 １……半導体レーザ光源、１ａ，１ｂ……半導体レーザ
発光素子、３……偏光ビームスプリツタ、５……対物レ
ンズ、６……光デイスク、２１……記録・再生用光スポ
ツト、２２……消去用光スポツト、３１……記録・再生
用光ビーム、３２……消去用光ビーム、４０，４０′…
…空間フイルタ、４１，４３……波長選択性ミラー面、
４２……開口、４４……全反射ミラー面。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】情報記録円盤に信号を光学的に記録すると
   共に、記録された該信号を光学的に再生及び消去する光
   ヘツドにおいて、 互いに波長の異なる記録・再生用の第１の光ビームと消
   去用の第２の光ビームとをそれぞれ発生する少なくとも
   ２個の半導体レーザ発光素子を、近接して同一平板上に
   配して固定して成る半導体レーザ光源と、前記各半導体
   レーザ発光素子から発生した第１及び第２の光ビームを
   前記情報記録円盤上の互いに近接した位置に２つの光ス
   ポツトとして照射させる対物レンズと、照射された前記
   第１及び第２の光ビームの前記情報記録円盤からの反射
   光のうちで少なくとも第１の光ビームの反射光を、前記
   半導体レーザ光源と情報記録円盤とを結ぶ光路から分離
   する光ビーム分離手段と、を少なくとも具備し、少なく
   とも前記第１の光ビームは透過（または反射）し前記第
   ２の光ビームは反射（または透過）する波長選択性を有
   するミラー面の略中心に、該第１及び第２の光ビームを
   透過（または反射）し、少なくとも前記情報記録円盤の
   半径方向に対応する長さが前記対物レンズの開口径より
   も小さい領域を有して成る空間フイルタを、前記半導体
   レーザ光源と対物レンズとの間の光路中に設け、該半導
   体レーザ光源から該空間フイルタに入射した前記第１及
   び第２の光ビームのうち、少なくとも該空間フイルタを
   透過（または反射）した光ビームが前記対物レンズに入
   射するように配置したことを特徴とする光ヘツド。
2. 【請求項２】特許請求の範囲第１項に記載の光ヘツドに
   おいて、前記半導体レーザ光源における前記第１及び第
   ２の光ビームをそれぞれ発生する少なくとも２個の半導
   体レーザ発光素子は第１及び第２の半導体レーザ発光素
   子から成り、該第１及び第２の半導体レーザ発光素子
   は、前記平板上において、互いに、その接合面に立てた
   各垂線が略一致し、かつ該第１及び第２の半導体レーザ
   発光素子が各々配設される第１及び第２の基台と共に、
   前記第１及び第２の光ビームの光軸に平行な所定の基準
   面に対して略対称な位置に、対向して配置され、固定さ
   れることを特徴とする光ヘツド。
3. 【請求項３】特許請求の範囲第１項に記載の光ヘツドに
   おいて、前記空間フイルタは、前記半導体レーザ光源と
   対物レンズとの間の光路中に配された前記光ビーム分離
   手段の、所定の光学面上に配設されることを特徴とする
   光ヘツド。
4. 【請求項４】特許請求の範囲第１項に記載の光ヘツドに
   おいて、前記対物レンズがトラツキング制御によつて駆
   動される際、少なくとも前記空間フイルタは、該対物レ
   ンズと一体となつて駆動されることを特徴とする光ヘツ
   ド。
5. 【請求項５】特許請求の範囲第１項に記載の光ヘツドに
   おいて、前記空間フイルタは、前記半導体レーザ光源と
   対物レンズとの間の光路中に配される光路変更用全反射
   ミラーの、反射面上に配設されることを特徴とする光ヘ
   ツド。