JPS632126A - ２レ−ザ光ヘツド - 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 本発明は光デイスク装置における光ヘッドに関し、特に
２光源からの光ビームを合成して情報媒体【照射し、そ
の反射光は分離して取り出す２レーザ光ヘッドに関する
。

従来の技術 近年光源として半導体レーザを用い、前記半導体レーザ
光をφ１μｍ以下の微小スポット光に絞り、感光材料を
蒸着したディスク状の情報媒体に照射し、ビデオ信号や
デジタル信号を同心円状あるいはスパイラル状に記録再
生する光デイスク装置が提案されている。

この装置の応用例として、ふたつのレーザ光源を持ち、
両レーザビームを同時に絞り、ディスク上に互いを近接
させて照射する装置が考えられる。

かかる装置の例として、−方の光をトラック方向に長い
長円形に絞り、この絞られた微小スポット光で情報を消
去し、他方の光はディスク上で略円形に絞り、この略円
形の微小スポット光で情報の記録再生を行なうようにし
た装置や、あるいは−方の光で熱的バイアスを与え、他
方の光で記録再生を行なう装置や、あるいは再光ビーム
をディスク上で略円形に絞り、−方の光で記録し、同時
に他方の光で前記記録された信号を読み出して記録信号
を瞬時に再生し、正しい記録が行なわれたかどうかをチ
エツクできる装置等が考えられる。

従来の２レーザ光ヘッドは添付図面第２図、第３図に示
すような構成になっていた。まず波長λ１の光ビームに
関する光学系について説明する。

４ｏは波長λ１のレーザ光を発する第１の半導体レーザ
で、４１はレーザ光を平行な第１の光ビーム４２に変換
する集光レンズである。４３は第１の波長選択フィルタ
であり、第４図に示すような特性をもっていて、波長λ
１のＰ偏光を透過し、後述の波長λ２のＰ偏光を反射す
る。第１の半導体レーザ４ｏＦｉ第１の波長選択フィル
タ４３に対しＰ偏光となるよう配置されているため、第
１の光ビーム４２は第１の波長選択フィルタを通過し、
偏光ビームスプリフタ４４に入る。偏光ビームスプリッ
タ４４は第５図に示すような特性、つまり波長λ１およ
びλ２のＰ偏光を透過し、Ｓ偏光を反射する特性をもっ
ている。従って第１の光ビーム４２は偏光ビームスプリ
ッタ４４を通過し、反射プリズム４５で光路を直角に曲
げられ、Ａ波長板４６、絞りレンズ４７を通り、ディス
ク記録面４８に微小な第１の光スポット４９を形成する
。

ディスク記録面４８で反射後、絞りレンズ４７、猛波長
板４６、反射プリズム４５の順に進む反射光はＳ偏光と
なるため、偏光ビームスプリッタ４４によって光路を直
角に曲げられ、第２の波長選択フィルタ５０に至る。こ
の第２の波長選択フィルタ６ｏは第６図に示すように、
波長λ１の光のＳ偏光を反射し、後述の波長λ２の光の
Ｓ偏光、Ｐ偏光をともに透過するという特性を有する。

即ち、第１の光ビーム４２の反射光は第２の波長選択フ
ィルタ５０で反射し、検出レンズ５２に至る。絞シレン
ズ６２を通った第１の光ビーム４２はシリンドリカルレ
ンズ６３により非点収差を与えられ、信号検出器ｓｓＫ
受光される。信号検出器５５は複数の受光素子から成り
、再生信号を検出すると共に、公知の非点収差法により
フォーカス制御信号、プッシュプル法によりトラッキン
グ制御信号が検出できるよう構成されている。これらの
制御信号は、前記第１の光スポット４９がディスク記録
面４８のトラックに合焦するための制御に用いられる。

次に、波長λ２の光学系の構成例ついて説明する。第２
の半導体レーザ５１は第２の波長選択フィルタ６ｏに対
しＳ偏光となるよう配置されており、これを発した波長
λ２のレーザ光は第２の集光レンズ５５によって平行な
第２の光ビーム５６になる。この第２の光ビーム６６は
反射プリズム５７によってその光路を直角に曲げられ、
第２の波長選択フィルタ５ｏに入射する。この第２の波
長選択フィルタ５０は上記の如く波長Ａ２のＳ偏光に対
しては偏光分割特性をもたないため、第２の光ビーム５
６はこれを通過する。この第２の光ビーム６６は次に偏
光ビームスプリッタ４４、反射プリズム４５、％波長板
４６、絞りレンズ４７を経てディスク記録面４８に至シ
、第２の光スポット５８を形成する。この反射光は第１
の光ビーム４１と同様に偏光ビームスプリフタ４４に戻
る。

具波長板の作用によってこのときＰ偏光となっているた
め、偏光ビームスプリッタ４４を通過し、第１の波長選
択フィルタ４３に入射する。第１の波長選択フィルタは
上記の如く波長λ２のＰ偏光を反射するため、この第２
の光ビーム５６は反射して検出器５９に至る。検出器６
９は２つの受光素子から成り、公知のプッシュプル法に
より第２の光スポット５８のトラッキング制御信号を得
て、光路偏向用楔プリズムを回動制御する。

発明が解決しようとする問題点 従来例に示したような２レーザ光ヘッドには、以下のよ
うな問題点があった。光学フィルタは一般に誘電体膜を
基板の上に多く積層することによって形成されるが、特
に従来例で用いられるような波長選択フィルタは膜特性
の急峻な立ち上がりが要求され、その層数が多く、装造
誤差による特性のばらつきも大きい。即ち、安定した性
能を得るために厳しい製造条件の制御が必要である。ま
た、湿度、温度等の使用環境条件の変化の影響を受け、
膜特性曲線の立ち上がる波長が変動し易い。

また−方従来例で用いられるような偏光ビームスプリフ
タは、波長λ１．λ２のいずれにも偏光分割特性が要求
されるが、広い波長範囲にわたって性能を確保すること
は困難である。いずれのフィルタも要求される膜特性を
実現するのに困難を伴い、かつ製造コストの低減は容易
でない。

問題点を解決するための手段 上記の問題点を解決するため、波長λ１の光を透過し、
波長λ２の光を反射する特性を有する１つの波長選択フ
ィルタと、２つの偏光ビームスプリッタを用いて２レー
ザ光ヘッドを構成したものである。

作　　用 上記手段は以下のような作用を有する。

層数が多く、製造コストのかかる波長選択フィルタが１
つですみ、２つの偏光ビームスプリフタをそれぞれ１つ
の波長に対してのみ偏光分割特性を有するよう構成でき
、光学多層膜製造にかかる負担を大幅に削減し、要求さ
れる厳しい特性を損うことなく、製造コストの低減を図
ることができる。

実施例 以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の一実施例を示した図で、ａはディスク
側から見た平面図、ｂは正面図、Ｃは側面図である。第
１図において、１は第１の光源となる第１の半導体レー
ザで、λ１の波長をもつ第１の光ビーム２を出力する。

第１の光ビーム２は、たとえばディスク上で略円形に絞
られ、情報信号の記録、再生およびフォーカス、トラッ
キング制御等のサーボ信号検出のために用いられる。ま
ず第１の光ビーム２は集光レンズ３で平行光になりプリ
ズム４の拡大面５に入射する。この第１の光ビーム２は
半導体レーザ特有の楕円形光強度分布を有している。拡
大面５には、第７図に示すような波長λ１のＰ偏光を透
過し、Ｓ偏光を反射する第１の偏光ビームスプリフタロ
が形成されておシ、Ｐ偏光で入射する第１の光ビーム２
は透過すると同時に屈折し、楕円短軸方向の一方向にの
みビーム径が拡大され、略円形の光ビームとなるよう整
形される。略円形となった第１の光ビーム２は、プリズ
ム７に入射し、反射面８で全反射した後、波長選択フィ
ルタ９に入射する。波長選択フィルタ９は、第８図に示
すような波長λ１の光のＰ偏光、Ｓ偏光いずれてついて
も透過する特性を有するため、第１の光ビーム２はこれ
を透過し、光路変更用の三角プリズム１０．　λ／４板
１１、波長λ１゜λ２について色収差補正された絞りレ
ンズ１２を経てディスク１３上に略円形の第１の光スポ
ット１４を形成する。−方、ディスク１３からの第１の
光スポット１４の反射光１５ば、絞りレンズ１２、λ／
４板１１、前記三角プリズム１０、波長選択フィルタ９
、前記全反射面８を経て、λ／４板１１の作用てよシＳ
偏光となって第１の偏光ビームスプリッタ６に入射し、
反射する。前記反射光１６はプリズム１６に入射後、プ
リズム面１７で全反射し、プリズム面１８に設けられた
ビームスプリッタ１９に入射する。ビームスプリッタ１
９は波長λ、の光をある一定の割合、（たとえば８０チ
）で透過する特性を有しておシ、前記反射光１５は、前
記ビームスプリッタ１９で反射しフォーカス検出用光学
系に向かう検出光１５ａと、前記ビームスプリッタ１９
を透過しトラッキング検出用光学系に向かう検出光１ｓ
ｂに振幅分割される。このとき検出光１５ａは前記プリ
ズム面１８で光路が偏向されているため、再び前記プリ
ズム面１°７に入射した際、全反射の条件を満たさずこ
れを透過し、検出レンズ２０．三角プリズム２１を経て
、公知の方法でフォーカス信号を得るための光検出器２
２に至る。−方、検出光１５ｂは前記ビームスプリッタ
１９を透過後、三角プリズム２３を経て、公知の方法で
トラッキング信号を得るための光検出器２４に至る。上
記の２つの検出器で得られたフォーカシング、トラッキ
ングの２つの制御信号は、絞りレンズ１２を保持し、か
つ、その光軸方向と、光軸に直交する方向の２方向に変
位制御可能な第１のアクチュエータ２５にフィードバツ
クされ上記制御が行われる。

次に第２の光源となる第２の半導体レーザ２６よシ出射
して、λ２の波長をもつ第２の光ビーム２７の光路につ
いて述べる。この第２の光ビーム２７は、たとえばディ
スク１３上のトラック方向に細長い長円形に絞られ、情
報信号の消去等に用いられる。

まず第２の半導体レーザ２６から出射した第２の光ビー
ム２７は集光レンズ２８にて集光され、平行ビームとな
り、楔形プリズム２９、及び特願昭５９−１０６３０５
号明細書あるいは特願昭６０−４０４０７号明細書に示
されるような消去用光スポット形成作用を有する光学素
子３ｏを経て、プリズム３１の拡大面３２に入射する。

このとき第２の光ビーム２７は第１の光ビーム２と同様
の理由で楕円型光強度分布を有している。拡大面３２に
は、第９図に示すような波長λ２のＰ偏光を透過し、Ｓ
偏光を反射する第２の偏光ビームスプリッタ３３が形成
されており、Ｐ偏光で入射する第２の光ビーム２７は、
この偏光ビームスプリフタ３３を透過すると同時に屈折
し、楕円短軸方向の一方向にのみビームが拡大され、略
円形の光ビームとなるよう整形される。整形された第２
の光ビーム２７は全反射面３４で反射し、プリズム３１
を出射後、前記波長選択フィルタ９に入射する。波長選
択フィルタ９は、波長λ２の光のＰ偏光、Ｓ偏光いずれ
についても反射する特性を有しており、前記第２の光ビ
ーム２７は反射され、光路変更用の前記三角プリズム１
０、前記λ／４板１１、前記絞りレンズ１２を経て、前
記ディスク１３上に第２の光スポット３５を形成する。

この第２の光スポット３６は前記第１の光スポット１４
と同一トラック上の近接する位置に配置され、たとえば
記録された信号の消去等に用いられる。尚、前記の楔形
プリズム２９は第２のアクチュエータ３６に取付けられ
ており、との回動により第２の光ビーム２７の出射方向
を微小に変化させる作用を有し、前記第２の光スポット
３５は前記作用によって、トラック直交方向に微小変位
する。この機能は、熱変動、経時変化等、何らかの理由
で前記第２の光スポットが同一トラック上小らはずれた
場合、これをもとのトラック上へ戻すために設けられた
ものであり、そのための制御用信号は、以下の構成によ
って得られる。即ち、前記ディスク１３で反射した前記
第２の光スポット３６の反射光３７は、前記絞シレンズ
１２、前記λμ板１１、前記三角プリズム１ｏ、前記波
長選択フィルタ９、前記全反射面３４を経て、前記λ／
４板１１の作用によシＳ偏光となって前記第２の偏光ビ
ームスプリフタに入射し、反射する。その後、前記反射
光３７は三角プリズム３８を経て光検出器３９に至り、
公知の方法によって前記第２の光スポット３５のトラッ
キング信号を得る。

上記のようにこの実施例は、１つの波長選択フィルタと
２つの偏光ビームスプリフタによって、２つの波長の光
を効率良く分離・合成できるよう構成したものである。

これによって光学多層膜製造にかかる負担を大幅に軽減
し、製造コストの低減が図れる。さらに、温度、湿度等
の使用環境条件の変化によって膜特性に変動が生じた場
合にも、制御信号て対して外乱となシ得る迷光の漏れ込
みが少なく、安定した制御が可能となり、２レーザ光ヘ
ッドの特性の安定化が図れる。また、光学多層膜を２つ
の光学素子（たとえば２つのプリズム。

２つの硝子板等）ではさみ、接合状態で使用する場合、
接合に用いる接着剤の組成、あるいは接着条件によって
大きく特性が変動することがある。

しかるに、本実施例では、酸化物を基本とした誘電体膜
を、プリズム表面に形成して使用する構成をとっている
ため、接着剤の影響を受けることなく、安定した特性が
得られる。

次に、波長選択フィルタ９への波長λ２の光の入射角θ
は２１°近傍に設定しである。−般に本発明が要求する
特性を示す波長選択フィルタは、第１０図ａ、ｂ、ｃＫ
模式的に示したように入射角を小さくとるほど、立ち上
がりが急峻で、小さな波長幅での分離が可能となる。入
射角が大きくなるにつれて、Ｐ偏光とＳ偏光の特性曲線
が波長に対してシフトし、所望の２つの波長に対する分
離が困難になってくる。特許請求の範囲第２項に示した
、前記入射角θに対する制約条件の上限値３ｏ０は、上
記の理由よ基づき設定されるもので、現在半導体レーザ
として使用可能な７８Ｑｎｍと８３０ｎｍの２つの波長
に対して入射角θを３００を越えて設定することは実用
上好ましくない。また、下限値１０°は、小型で軽量な
光ヘッドを実現する上で必要な値である。この値を下ま
わると、λ２の入射光と反射光の光路の重なる部分が大
きくなり、光ヘッドの小型化が図れない。

尚、この実施例では、波長分割特性向上のためにバンド
パスフィルタで波長選択フィルタを構成した。

発明の効果 以上述べたように、本発明により、２つの波長の分離・
合成するための光学多層膜製造にかかるコストを低減で
き、かつ経時変化に対して安定な制御特性を有する小型
・軽量の２レーザ光ヘッドが実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図とは本発明の一実施例における２レーザ光ヘッド
の平面図、同すは正面図、同Ｃは側面図、第２図は従来
の光ヘッドの平面図、第３図は正面図、第４図、第５図
、第６図は従来の光ヘッドに用いられていた光学多層膜
の偏光特性図、第７図。 第８図、第９図は本発明の実施例で用いられている光学
多層膜の偏光特性図、第１０図ａ、ｂ、ｃは波長選択フ
ィルタの光線入射角変化に対する波長分離特性の変化を
模式的に示した図である。 １・・・・・・第１の半導体レーザ、３・・・・・・第
１のコリメータレンズ、６・・・・・・第１の偏光ビー
ムスプリフタ、９・・・・・・波長選択フィルタ、１ｏ
・・・・・・光路変更用三角プリズム、１１・・・・・
・λ／４板、１２・・・・・・対物レンズ、１３・・・
・・・ディスク、１４・・・・・・第１の光スポット、
１９・・・・・・ビームスプリフタ、２２，２４゜３９
・・・・・・光検出器、２５・・・・・・第１のアクチ
ュエータ、２６・・・・・・第２の半導体レーザ、２８
・・・・・・第２のコリメータレンズ、２９・・・・・
・楔形プリズム、３３・・・・・・第２の偏光ビームス
プリフタ、３５・・川・第２の光スポット、３６・・・
・・・第２のアクチュエータ。 第２図 ４３才ｌのＪ次長ｆｆｉ＞大フィルタ 第３図 ６り尤屑１ｉ１７−リスム 第４図 （ｎｒｎ） 第７図 第８図 第９図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）波長λ＿１、λ＿２の光を発する２つのレーザと
   、波長λ＿１の光ビームに対し偏光分割特性を有する第
   １の偏光ビームスプリッタと、波長λ＿２の光ビームに
   対し偏光分割特性を有する第２の偏光ビームスプリッタ
   と、一定の角度で入射する上記波長λ＿２の光ビームを
   反射し、上記波長λ＿１の光ビームを透過する作用を有
   し、上記２つの光ビームを略同一方向に出射するよう配
   置した波長選択フィルタと、上記２つの光ビームをディ
   スク記録面上に結像させる光学系と、上記ディスク記録
   面で反射した２つの波長の光ビームを検出する検出器を
   備えた２レーザ光ヘッド。
2. （２）波長λ＿２の光ビームが波長選択フィルタに入射
   する角度θを１０゜≦θ≦３０゜の範囲に定めたことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の２レーザ光ヘッ
   ド。