JPH02183431A - 光学ヘッド用光源 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は光学ヘッド用光源に係り、より詳細には情報
記録媒体上に光学的に情報を記録する又は情報記録媒体
から情報を読取る為の光学ヘッドに備えられる光学ヘッ
ド用光源に関する。

（従来の技術） 光ディスク、光カードのような記録媒体に文書等の画像
情報を光学的に記録し、必要に応じてその画像情報を光
学的に検索して再生する光ディスク、光カードのような
情報記録再生装置が開発されている。

このような装置、例えば光デイスク装置においては、円
盤状に形成された情報記録媒体、すなわち光デイスク上
の所定の記録領域に画像情報を記録する又はその領域か
ら情報を再生するために、光ディスクの記録面に対向し
て光学ヘッドが設けられている。光学ヘッドには画像情
報を記録する又はその領域から情報を再生するために多
数の光学部品を備えている。

異なる発振波長を有する複数の光ビームを利用して情報
の記録及び再生をなす情報記録再生装置の光学ヘッドは
、各光源から出射された特定波長の光ビームを透過又は
反射するダイクロイックビームスプリッタのような光学
部品を多数備え、その光学部品のほとんどには波長依存
特性を有するコーティングが施されている。各光源から
出射された異なる波長の光ビームはダイクロイックプリ
ズムで重ね合わされ、集光レンズ等を介して光デイスク
上に照射されている。また光デイスク上に照射された各
光ビームは反射されて再びダイクロイックプリズムでそ
の波長に依存して反射又は透過されて分離される。分離
された各光ビームを検出して処理することによって光デ
イスク上の情報再生信号、及び焦点制御信号、トラッキ
ング制御信号等のサーボ信号が得られる。

光学ヘッドの設計においては照射されるべき光源の発振
波長を設定し、その発振波長を基準値としてダイクロイ
ックプリズムのような他の光学部品の設計がなされてい
る。例えば異波長の光ビームを出射する複数の光源を設
けた実際の光学ヘッドには、それぞれ光源としてレーザ
ーダイオード（Ｌ−Ｄ）のような半導体レーザが使用さ
れ、その発振波長としては８３０ｎｍ及び７８０ｎｍの
ものがよく利用されている。他の光学部品は、その波長
を基準に設計されている。

（発明が解決しようとする課題） 半導体レーザ＄（Ｌ−Ｄ）の発振波長が設定された値通
りに製造された場合、光学設計時に伴うマージンは、光
学ヘッドの組立て調整誤差によるマージンのみとなる。

しかしながら、実際の半導体レーザの製造において、半
導体レーザからの光ビームの発振波長は製造上の誤差に
依存して変化すると共にさらにその出力に依存するため
、設定された光ビームの発振波長と実際の発振波長とを
一致させることは難しいとされている。現在、半導体レ
ーザーはこのようなの発振波長のばらつきを有するにが
がゎらず、その発振波長について一定波長の製品として
取扱われている。例えば、カタログ上で複数の半導体レ
ーザの発振波長が８３０ｎｍ及び７８０ｎｍと記載され
ていながら、実際にはほとんど同一の発振波長となる場
合がある。このような場合、各光ビームの特定の発振波
長を基準値として製造されたダイクロイックプリズム及
び他の各種コーティングの特性が著しく損われたり、対
物レンズの焦点特性が変化され、結果としてそのような
光源を鍮える光学ヘッドの性能が実質的に低下される恐
れがある。コーティング技術に関しては、高精度で複数
の光ビームを特定の波長毎に分離する各種のコーティン
グが開発されているが、そのコストは非常に高く高価と
なる問題がある。

この発明はより高性能で低コストな光学ヘッドを提供す
ることを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） この発明の光学ヘッド用光源は、そこから発射される光
ビームの利用されるべき波長を設計上の設定値から±２
０ｎｍに定めている。

また、同波長の複数の略単色光ビームを同時に情報記録
媒体にむけて出射するための光学ヘッドに備えられた光
学ヘッド用光源においてミ各光学ヘッド用光源から出射
される各光ビームの利用、されるべき波長を、すべての
波長の差が２０ｎｍ以下の領域に定めている。

さらにまた、異波長の複数の略単色光ビームを同時に情
報記録媒体にむけて出射するための光学ヘッドに備えら
れた光学ヘッド用光源において、各光学ヘッド用光源か
ら出射される各光ビームの利用されるべき波長を、すべ
ての波長の差が２０ｎｍ以上の領域に定めている。

（作用） 光学ヘッドの設計時における所望の性能が維持され、ま
た各種光学部品の設計において、考慮されるべき発振波
長の許容範囲を最小限に設定することができる。そのた
め、光学部品のコストが低減し、それに応じて光学ヘッ
ドはその性能が安定化されて歩留りが良くなるとともに
コストが低減される。

（実施例） この発明の一実施例を図面を参照しながら説明する。

第１図にはこの発明の互いに異なる発振波長を有する２
つの光学ヘッド用光源をそなえたマルチビーム光学ヘッ
ドが示されている。

第１図において、第１及び第２の光源８．９１；は半導
体レーザ（Ｌ−Ｄ）が利用され、第１の光源８からは例
えば８３０ｎｍの発振波長の光ビームが出射され、第２
の光源９からは７８０ｎｍの発振波長の光ビームが出射
される。第１の光源８からは発散性の光ビームＬ１が出
射される。出射された光ビームＬｌはコリメータレンズ
６で平行光ビームにされてダイクロイック・プリズム４
に入射される。他方箱２の光源９から出射された光ビー
ムＬ２もコリメータレンズ７を経て平行光ビームにされ
てダイクロイック・プリズム４に入射される。ダイクロ
イック・プリズム４の接合面に備えられるダイクロイッ
ク・ミラーは、８３０ｎｍ付近の波長領域の光ビームが
十分に透過され、他方７８０ｎｍ付近の波長領域の光ビ
ームが十分に反射されるようにその特性が予め定められ
て製造されている。そのため、第１の光源８からダイク
ロイック・プリズム４に入射された光ビームＬ１はその
ほとんどが透過される。また第２の光源９から出射され
た光ビームＬ２はダイクロイック・プリズム４の接合面
に形成されたダイクロイック・ミラーで反射される。ダ
イクロイックミラーを透過された光ビームＬ１とダイク
ロイック・ミラーで反射された光ビームＬ２は互いに重
ねられてダイクロイック・プリズム４から出射される。

ダイクロイック・プリズムから出射された光ビームＬｌ
、Ｌ２はビームスプリッタ３で反射されて対物レンズ２
に入射される。対物レンズ２に入射された光ビームＬ１
、Ｌ２はそれぞれ集光されて光ディスク１の記録膜上の
隣接した領域に照射される。

対物レンズ２は、その先軸方向及び光軸と直交する面内
方向で移動可能に支持されている。対物レンズ２が光軸
方向の最適位置、即ち合焦位置に配置されると、この対
物レンズ２から出射された集束性の光ビームＬ１、Ｌ２
のビームウェストが光ディスク１の記ｉｉＨの表面上に
投射され、それによって最少ビームスポットが光ディス
ク１の記録膜の表面上に隣接して形成される。−力対物
レンズ２がその先軸と直交する面内（記録膜面に平行な
面内）で最適位置、即ち合トラック位置に配置されると
光デイスク１上に形成されるビームスポットが記録領域
として定められたトラック上に正確に形成され、それに
よってトラックがレーザビームで追跡される。この２つ
の状態（合焦状態、合トラック状！Ｂ）が保たれること
によって情報の記録、再生及び消去が可能となる。即ち
記録時には強度変調された光ビームによって記録膜にビ
ット等の状態変化が起こされ、再生時には一定の低強度
のレーザビームがトラック内のビット等で形成された記
録領域で強度変調されて反射される。

さらにまた光磁気ディスクのように消去可能な装置にお
いては、高強度のレーザビームを記録領域に照射するこ
とによって情報がすべて消去される。

光ディスクの記録膜で反射された発散性の光ビームＬ１
、Ｌ２は、それぞれ対物レンズ２を経て再びビームスプ
リッタ娑に戻される。ビームスプリッタ４に戻された各
光ビームＬ１、Ｌ２は透過されてダイクロイック・プリ
ズム５に照射される。

ダイクロイック・プリズム５は入射光の光路上に配置さ
れたダイクロイック・プリズム４と実質的に同一であり
、ダイクロイック番プリズム５の接合面に備えられるダ
イクロイック・ミラーは、８３０ｎｍ付近の波長領域の
光ビームが十分に透過され、他方７８０ｎｍ付近の波長
領域の光ビームが十分に反射されるようにその特性が予
め定められている。そのため、ダイクロイック・プリズ
ム５に入射された光ビームのうち光ビームＬ１はそのほ
とんどが透過される。また光ビームＬ２はダイクロイッ
ク・プリズム４の接合面に形成されたダイクロイック・
ミラーで反射される。このようにして光ディスクで反射
された光ビームはダイクロイック・ミラーで波長に依存
して分離される。

上に集光されている。一方ダイクロイックψプリズム５
のダイクロイック拳ミラー５で反射された光ビームＬ２
は検出レンズ？２で集束されて光検８器りｌ上に集光さ
れている。光検出器上１４．１５上に照射される各光ビ
ームの強度信号は処理。

されて情報再生信号、焦点位置及びトラッキングゝ位置
を調整するためのサーボ用信号として利用される。

第１図に示した光学ヘッドに設けられる各種光学部品に
ついて説明を追加する。光学ヘッドを製造する際、多数
の光学部品の設計は使用される光源の発振波長を基準波
長として設計されている。

例えば上に述べた実施例において、ダイクロイックφプ
リズムは、光源の発振波長を８３０ｎｍ及び７８０ｎｍ
に設定し、その波長をそれぞれ基準値として±２０ｎｍ
の許容範囲で同一の特性が得られるように製造されてい
る。記載した光学ヘッドに設けられる光源としての半導
体レーザは、その発振波長が予め設定された波長を目標
値として製造される。半導体レーザの発振波長が目標値
通りに製造された場合、光学設計時に伴うマージンは、
光学ヘッドの組立て調整誤差によるマージンのみとなる
。しかしながら、実際の半導体レーザの製造において、
半導体レーザからの光ビームの発振波長は製造上の誤差
に依存して変化すると共にさらにその出力に依存するた
め、設定された光ビームの発振波長と実際の発振波長と
を一致させることは難しい。現在、半導体レーザーはこ
のようなの発振波長のばらつきを有するにかかわらず、
その使用波長の許容誤差が規定されていない。そのため
、カタログ上で複数の半導体レーザの発振波長が８３０
ｎｍ及び７８０ｎｍと記載されていながら、実際にはほ
とんど同一の発振波長の光ビームが発生される場合があ
る。各光ビームの実際の発振波長が２０ｎｍよりも接近
した場合、即ち各光ビームの特定の発振波長が基準値か
ら±２゜ｎｍの許容誤差外にある場合、同一の特性を有
するように製造されたダイクロイック・プリズム及び他
の各種コーティーングの特性が著しく損われ、また対物
レンズの焦点が許容誤差範囲外の値となり、その光源を
備える光学ヘッドの性能が実質的に低下される恐れのあ
ることが実験的に確認されている。

そのため、この発明の光学ヘッド用光源においては、光
学ヘッド用光源から発射される光ビームの利用されるべ
き波長を他の光学部品の特性を考慮して、目標値、即ち
設計上の設定値から±２゜ｎｍの範囲に定め、そのよう
な光源のみを利用するようにしている。

第１図に示されるような、異波長の複数の略単色光ビー
ムを同時に情報記録媒体にむけて出射するための光学ヘ
ッドに備えられた光学ヘッド用光源においては、各光学
ヘッド用光源から出射される各光ビームの利用されるべ
き波長を、すべての波長の差が２０ｎｍ以上の範囲に定
めている。このようにその利用されるべき波長を定める
ことによって光学ヘッドの設計時における所望の性能が
維持され、また各種光学部品の設計において、考慮され
るべき発振波長の許容範囲を最少限に設定することがで
きる。そのため、光学部品のコストが低減し、それに応
じて光学ヘッドはその性能が安定化されて歩留りが良く
なるとともにコストが低減される。

第２図には、この発明の同一発振波長を有する２つの光
学ヘッド用光源をそなえたマルチビーム光学ヘッドが示
されている。

第２図において、光源部材２０には光源として同波長の
光ビームを出射する２つの半導体レーザ（ＬＬｌＤ）８
ａ１８ｂが備えられている。各光源８ａ、８ｂは、その
出射口が同一方向に向けられると共に離間されて配置さ
れる。各光源８ａ。

８ｂからは例えば８３０ｎｍの同一発振波長の発散性光
ビームＬａ、Ｌｂが出射される。出射された光ビームＬ
ａ、Ｌｂはコリメータレンズ６で重ね合わされて平行光
ビームにされて、ビームスプリッタ３に入射される。ビ
ームスプリッタ３に入射された光ビームＬａ５Ｌｂは、
その接合面で反射されて対物レンズ２に入射される。対
物レンズ２に入射された光ビームＬａ５Ｌｂはそれぞれ
集光されて光ディスク１の記録膜上の隣接した領域に照
射される。

光デイスク上に照射された光ビームＬａ、Ｌｂは、第１
図に示される光デイスク装置と同様に情報の記録、再生
及び消去に利用される。

光ディスク１の記録膜で反射された発散性の光ビームＬ
ａ、Ｌｂは、それぞれ対物レンズ２を経て再びビームス
プリッタ３に戻される。ビームスプリッタ３に戻された
各光ビームＬａ５Ｌｂは透過されて検出レンズ１２に入
射される。検出レンズ１２に入射された光ビームＬａ、
Ｌｂはそれぞれ集光され、光ビームＬａは光検出部材１
４に設けられた光検出器１４Ａに、−刀先ビームＬｂは
光検出部材１４に設けられた光検出器１４Ｂに入射され
る。光検出器上１４ａ、１４ｂ上に照射される各光ビー
ムの強度信号は処理されて情報再生信号、及び焦点位置
、トラッキング位置を調整するためのサーボ用信号とし
て利用される。

第２図に示した光学ヘッドに設けられる各種光学部品の
説明を追加する。

第２図に記載した実施例において、半導体レーザから出
射される光ビームの発振波長の利用されるべき波長は、
第１図に記載した実施例と同様にその基準値から上２０
ｎ また多数の他の光学部品は利用されるべき発振波長を考
慮して設計されている。すなわち、上に述べた実施例に
備えられるビームスプリッタ３の表面にはコーティング
が設けられ、コーティングの特性は８３０ｎｍを基準波
長に設定し、その波長をそれぞれ基準値として上２０ｎ 同一の特性が得られるように設計されている。またコリ
メータレンズ６、対物レンズ２、検出レンズ１２もまた
８３０ｎｍを設計上の基準波長とし、その波長から上２
０ｎ が得られるように製造されている。

半導体レーザから出射される光ビームの利用されるべき
波長が、第１図に記載した実施例と同様に基準値から上
２０ｎ 場合、たとえ各半導体レーザーか出射される光ビームＬ
ａ．Ｌｂの波長が目標値、すなわち基準値から±２０ｎ
ｍ以内でばらついたとしても、各光学部品及び他の各種
コーティングの特性は維持される。このように、第２図
に示されるような同一波長の光ビームを発振するように
設計された複数の光源を備えた光学ヘッドにおいては、
各光学ヘッド用光源から出射される各光ビームの利用さ
れるべき波長を、すべての波長の差が２０ｎｍ以下の範
囲に定められる。

第１図及び第２図には同波長又は異波長の光ビームを出
射するように設計されたマルチビーム光学ヘッドが記載
されている。しかしながら単一の光源が備えられた光学
ヘッドにおいても全く同様の効果が得られる。

なお、光源から多重モードの光ビームが出射される際に
は、好ましくは、その発振波長でもっとも高い光強度の
ピーク波長を基準にして規定される。

［発明の効果］ このようにその使用波長を規定することによって光学ヘ
ッドの設計時における所望の性能が維持され、また各種
光学部品の設計において、考慮されるべき発振波長の許
容範囲を最小限に設定することができる。そのため、光
学部品のコストが低減し、それに応じて光学ヘッドはそ
の性能が安定化されて歩留りが良くなるとともにコスト
が低減される。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１実施例の異波長の光ビームを利
用するマルチビーム光学ヘッドの正面図、第２図はこの
発明の第２実施例の同波長の光ビムを利用するマルチビ
ーム光学ヘッドの正面図である。 １・・・光ディスク、２・・・対物レンズ、３・・・ビ
ームスプリッタ、４・・・ダイクロイック　ビームスプ
リッタ、５・・・ダイクロイック　ビームスプリッタ、
６・・・コリメータレンズ、７・・・コリメータレンズ
、８．８Ａ、８Ｂ・・・半導体レーザ（Ｌ−Ｄ）、９・
・・半導体レーザ（Ｐ　−Ｄ）、１２・・・検出レンズ
、１３・・・検出レンズ、１４・・・光検出器、１５・
・・光検出器、２０・・・光源部材、Ｌｌ、Ｌ２・・・
異波長の光ビーム、Ｌａ、Ｌｂ・・・同波長の光ビーム
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、情報記録媒体にむけて略単色光ビームを発するため
   の光学ヘッドに備えられた光学ヘッド用光源において、 前記光学ヘッド用光源から発射される光ビームの利用さ
   れるべき波長を設計上の設定値から±２０ｎｍの領域に
   規定することを特徴とする光学ヘッド用光源。 ２、同波長の複数の略単色光ビームを同時に情報記録媒
   体にむけて出射するための光学ヘッドに備えられた光学
   ヘッド用光源において、 前記各光学ヘッド用光源から出射される各光ビームの利
   用されるべき波長を、すべての波長の差が２０ｎｍ以下
   の領域に規定することを特徴とする光学ヘッド用光源。 ３、異波長の複数の略単色光ビームを同時に情報記録媒
   体にむけて出射するための光学ヘッドに備えられた光学
   ヘッド用光源において、 前記各光学ヘッド用光源から出射される各光ビームの利
   用されるべき波長を、すべての波長の差が２０ｎｍ以上
   の領域に規定することを特徴とする光学ヘッド用光源。