JPH04216342A - 光情報記録再生装置 - 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、光情報記録媒体からの
反射光を用いて、情報の記録、再生、消去を行う光情報
記録再生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来における光情報記録再生装置として
は、その第一の従来例として、特開昭６４−５５７４５
号公報に開示されているものがある。すなわち、図７に
示すように、レーザ光源１から出射された光は、回折素
子２の一面に形成された回折格子面３に入射し、０次光
と±１次光との３本の光束４ａ，４ｂ，４ｃに分離され
る。これら３つの光束は、その回折素子２の他面に形成
されたホログラフィックグレーティング面５を透過した
後、図示しない対物レンズにより集光され図示しない光
情報記録媒体としての光ディスクの表面に照射される。 この時、０次光４ａは情報の読取りに用いられ、±１次
光４ｂ，４ｃはその表面のトラック状態を検知して反射
光となり、再び回折素子２のホログラフィックグレーテ
ィング面５に入射する。そして、そのホログラフィック
グレーティング面５に入射した３本の光束は回折されて
それぞれ３本ずつの２組のビーム６ａ，６ｂ，６ｃ、７
ａ，７ｂ，７ｃ（計６本のビーム）に分割され、受光素
子８の表面に導かれる。この場合、受光素子８には６分
割された受光面ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆが形成されてお
り、６本のビームが光スポットの状態で６つの受光面の
それぞれに導かれ、これにより、情報の再生信号Ｒｆや
、フォーカスエラー信号Ｆｏ、トラックエラー信号Ｔｒ
の検出を行うことができる。

【０００３】各信号の値は、ウェッジプリズム法を用い
て、 Ｆｏ＝（ａ＋ｄ）−（ｂ＋ｃ）　　…（１）Ｔｒ＝ｅ−
ｆ　　　　　　　　　　　　　　　　　　…（２）Ｒｆ
＝ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ　　　　　　　　　　…（３）により
検出することができる。

【０００４】図８（ａ）〜（ｃ）は、フォーカスエラー
信号Ｆｏを検出する際の受光素子８の面上に照射される
光スポットの様子を示すものである。（ａ）は合焦時、
（ｂ）はその合焦時よりも光ディスクに近づいた時、（
ｃ）はその合焦時よりも光ディスクから遠ざかった時の
様子をそれぞれ示すものである。このように光スポット
のビーム径の大小関係を利用して信号の検出を行うこと
ができる。

【０００５】次に、その第二の従来例として、特願平２
−２７３７５４号に本出願人により出願されているもの
がある。これは、上述した第一の実施例で示したような
再生専用の構成を一歩進めて光磁気信号をも検出できる
ようにしたものである。すなわち、図９に示すように、
半導体レーザ９から出射された光は、０次光として進ん
でいき、光分岐回折格子１０を透過し、コリメートレン
ズ１１により平行光となり、対物レンズ１２により集光
され光磁気ディスク１３の面上に照射され、これにより
、光スポットＰを形成する。そして、光磁気ディスク１
３により反射された光は、対物レンズ１２、コリメート
レンズ１１を介して再び光分岐回折格子１０に入射する
。この時、その反射光は＋１次光１４、−１次光１５に
分けられ、＋１次光１４は微小ピッチ（波長以下）の偏
光分離回折格子１６へと導かれる。この偏光分離回折格
子１６は回折効率に偏光依存性をもつため偏光方向によ
り透過光Ｔと回折光Ｋとに分離され、それぞれ同一基板
１７上に設けられた受光素子１８に導かれ、これにより
それら受光素子１８からの出力信号の差を求めることに
より光磁気信号を検出することができる。このように微
小ピッチの偏光分離回折格子１６に導くことにより、偏
光分離して光磁気信号の検出を行うことができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】第一の従来例の場合、
回折素子２を設けることによって、レーザ光源１と受光
素子８とを同一平面内に配置することができるため、コ
ンパクト化した構成で安定した信号の検出を行うことが
でき、しかも、このような構成にすることによりコンパ
クトディスクや追記型のディスクに対応させることは可
能である。しかし、このような構成では書替え型の光磁
気ディスクには対応させることはできず、回折素子２に
偏光分離機能を持ち合わせていないため、光磁気信号の
検出を行うこともできない。

【０００７】第二の従来例の場合、そのような光磁気信
号の検出を行うことはできる。近年、光磁気ディスクに
求められている性能としては、高速転送化と大容量化と
がある。その高速転送化するためには、光磁気ディスク
を高速に回転したり、マルチビーム化したりする方法が
とられている。また、大容量化するためには、集光され
た光スポットを小さくする方法がある。しかし、本従来
例のような構成では、そのようなマルチビーム化したり
、光スポットを小さくしたりするような手段が十分なさ
れていない。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明では
、レーザ光源から出射された光を対物レンズにより集光
して光情報記録媒体の表面に光スポットを照射して情報
の記録等を行うと共に、その光情報記録媒体からの反射
光を受光素子に検出することにより情報の再生や、フォ
ーカスエラー信号等の検出を行う光情報記録再生装置に
おいて、前記レーザ光源と前記光情報記録媒体との間の
光路上に、前記レーザ光源から出射された光を複数の非
平行な光束に分割するマルチビーム化手段を配設し、こ
のマルチビーム化手段により得られた複数の非平行な光
束を平行な光束に分割するビーム平行化手段を配設した
。

【０００９】請求項２記載の発明では、請求項１記載の
発明において、非平行な複数の光束に分割するマルチビ
ーム化手段は、回折格子により形成した。

【００１０】請求項３記載の発明では、請求項２記載の
発明において、回折格子は、その格子形状を＋１次光と
−１次光との出射光量が異なるように格子１周期内で左
右非対称性を有するように形成した。

【００１１】請求項４記載の発明では、レーザ光源から
出射された光を対物レンズにより集光して光情報記録媒
体の表面に光スポットを照射して情報の記録等を行うと
共に、その光情報記録媒体からの反射光を受光素子に検
出することにより情報の再生や、フォーカスエラー信号
等の検出を行う光情報記録再生装置において、前記レー
ザ光源と前記光情報記録媒体との間の光路上に、前記レ
ーザ光源から出射された光を複数の非平行な光束に分割
するマルチビーム化手段を配設し、このマルチビーム化
手段により得られた複数の非平行な光束を平行な光束に
分割するビーム平行化手段を配設し、前記光情報記録媒
体からの反射光を±１次光の光束に分岐する光分岐手段
を設け、この光分岐手段により得られた±１次光の少な
くとも一方の光束を回折効率が偏光方向に依存する光束
に分離する偏光分離手段を設けた。

【００１２】

【作用】請求項１記載の発明においては、マルチビーム
化手段により複数の非平行な光束に分割することによっ
てデータ記録後のベリファイ時の回転待ち時間を大幅に
短縮することができ、また、ビーム平行化手段により複
数の平行光束に分割することによって、対物レンズで集
光した際に超解像現象により光スポットの径が縮小され
、大容量化を図ることができる。

【００１３】請求項２記載の発明においては、マルチビ
ーム化手段として回折格子を用いることにより、一段と
小型化、低コスト化を図ることができる。

【００１４】請求項３記載の発明においては、回折格子
を非対称化することにより、＋１次光と−１次光との間
に光強度差を付けることができ、これにより光利用効率
の向上や、高Ｃ／Ｎを実現することが可能となる。

【００１５】請求項４記載の発明においては、光分岐、
偏光分離といった手段を設けることにより、光ピックア
ップ全体として、小型化、軽量化、さらには、低コスト
化を図ることができる。

【００１６】

【実施例】本発明の一実施例を図１ないし図５に基づい
て説明する。基板１９上にはレーザ光源としての半導体
レーザ２０が設けられている。この半導体レーザ２０の
出射光路上には、マルチビーム化手段としての超解像回
折格子２１が配設されている。この超解像回折格子２１
を透過した光路上には、光分岐手段としての光分岐回折
格子２２が配設されている。この光分岐回折格子２２を
透過した光路上には、ビーム平行化手段としてのコリメ
ートレンズ２３が設けられており、さらに、このコリメ
ートレンズ２３により平行化されたビームを集光する対
物レンズ２４と、この対物レンズ２４により集光された
ビームが照射される光情報記録媒体としての光磁気ディ
スク２５とが設けられている。また、前記光分岐回折格
子２２と前記半導体レーザ２０との間に設けられた前記
超解像回折格子２１と同一面上には、前記光磁気ディス
ク２５からの反射光が導かれる偏光分離手段としての深
溝回折格子２６が配設されている。さらに、前記半導体
レーザ２０の設けられた基板１９上には、前記深溝回折
格子２６を透過した光及び前記光分岐回折格子２２によ
り分岐された光を検出するために、複数個の受光素子２
７ａ，２７ｂ，２７ｃが設けられている。

【００１７】このような構成において、半導体レーザ２
０から出射された光Ａは、図２に示すような超解像回折
格子２１を通過することにより、０次光２８と１次光２
９とに分離される。この時、−１次光も発生するがここ
では特に利用しないためその説明は省略する。ここで、
その超解像回折格子２１を図２に基づいて説明する。そ
の形状は、中心部に三角柱状の突起２１ａを有し、その
両側が回折格子２１ｂとなっている。このため超解像回
折格子２１を透過して得られた０次光２８と１次光２９
との光強度分布は、ガウシアン分布の中央部が遮光され
た状態と同じになり、そのような分布をもつ光束を対物
レンズ２４で集光すると、超解像現象により光スポット
の径を小さくすることができ、これにより記録容量の大
容量化を図ることができる。一方、三角柱状の突起２１
ａにより屈折を受けた光は２つの光束３０となり、この
光束３０は３ビームトラッキングの副ビームとして用い
ることができる。このような２つの光束３０は対物レン
ズ２４で集光しても、楕円状の副ビームスポットとして
用いることができるが、トラッキングに用いる場合はむ
しろＳ／Ｎの良いトラックエラー信号を得ることができ
る。その後、０次光２８、１次光２９、光束３０は、光
分岐回折格子２２を透過し、コリメートレンズ２３によ
り平行光となった後、対物レンズ２４により光磁気ディ
スク２５の面上に照射され、これにより図３に示すよう
な集光された径の小さな光スポットを形成することがで
きる。

【００１８】ここで、それら０次光２８、１次光２９の
光スポットの役割について説明する。０次光２８による
光スポットは、消去用及び記録用として用いることがで
きる。すなわち、光磁気ディスク２５上にある図示しな
い磁界コイルに応じてデータをオーバーライトしていく
ためのものであり、高出力を有している。一方、１次光
２９による光スポットは低出力な読み出し専用スポット
であり、０次光２８の光スポットで記録されたデータを
その直後に読み出す機能をもっている。従って、このよ
うに２つの光スポットを有する（いわゆる、マルチビー
ム化）ことにより、データを書き込んだ直後に読み出す
ことが可能となるため、従来の１ビームの場合に比べて
ディスクの回転待ち時間が少なくなり、これにより転送
速度を大幅に向上させることが可能となる。また、２つ
の光スポットの間隔やパワー比は、超解像回折格子２１
のピッチや深さによってある程度任意に変えられるので
、最適な設計が図り易くなり、しかも、従来のように２
個の半導体レーザを使用するタイプのマルチビーム化に
比べても同等な性能で小型化を図ることができる。

【００１９】次に、各種信号検出方法について説明する
。前述したように、光磁気ディスク２５により反射され
た光は、対物レンズ２４、コリメートレンズ２３を順次
透過した後、光分岐回折格子２２に戻ってくる。この光
分岐回折格子２２によって、その反射光は＋１次光３１
、−１次光３２とに分離され、その＋１次光３１は微少
ピッチ（波長以下）の深溝回折格子２６へと導かれる。 この深溝回折格子２６は回折効率に偏光依存性をもつた
め、図４に示すように、偏光方向により透過光Ｔと回折
光Ｋとの間に出力強度差Δを生じる。そこで、これら透
過光Ｔ、回折光Ｋをそれぞれ受光素子２７ａ，２７ｂに
検出させ、その出力強度差Δを求めることにより光磁気
ディスク２５面上の光磁気信号Ｒｆを検出することがで
きる。この場合、光磁気信号ＲｆはＣ／Ｎ確保のため光
量が多い方がよいので、＋１次光３１の光量が−１次光
３２の光量よりも多くなるように、光分岐回折格子２２
の格子形状をブレーズ化するなどして光量バランスを最
適化することが望ましい。

【００２０】次に、フォーカスエラー信号Ｆｏ、トラッ
クエラー信号Ｔｒの検出方法について説明する。そのフ
ォーカスエラー信号Ｆｏの検出方法としては、周知の各
種方法が考えられるが、ここでは、ナイフエッジ法を例
にとって説明する。この場合の様子を図５に示す。０次
光２８の光スポット又は１次光２９の光スポットからの
反射光の光分岐回折格子２２による−１次光３２の一部
を遮光した状態で受光素子２７ｃに検出されるようにす
れば、その受光面ｂと受光面ｃとの出力差からフォーカ
スエラー信号Ｆｏを検出することができる。なお、この
場合における遮光の方法としては、超解像回折格子２１
がある面にアルミ蒸着などをするか、若しくは、周知の
ように光分岐回折格子２２を予めピッチの異なる２分割
格子として用いることにより効果を得ることができる。 また、トラックエラー信号Ｔｒを検出する方法としては
、受光面ａと受光面ｄの出力差から求めることができる
。

【００２１】従って、上述したような構成とすることに
より、小型化、軽量化、低コスト化を図ることができる
ことに加え、大容量で高速転送が可能な光磁気ヘッドを
実現することができる。また、本実施例の構成において
は、３つの回折格子、すなわち、超解像回折格子２１と
光分岐回折格子２２と深溝回折格子２６とを同一の基板
３３上の表裏面に、周知の２Ｐ法、フォトリソ法、電子
線描画法等により一体化成形することもできるため、こ
れにより経時変化に対する安定性や組付けの簡素化等に
貢献することが可能となる。

【００２２】なお、本実施例では、小型化、軽量化を考
慮したため、光分岐、偏光分離を回折格子により行った
が、大容量化や高速転送化といった性能を特に重視する
場合は、超解像回折格子２１だけ回折格子を形成し、他
の部品は偏光ビームスプリッタやウォラストンプリズム
のような従来からあるバルク部品を用いても、十分な効
果を得ることが可能である。

【００２３】次に、前述した実施例で用いた超解像回折
格子２１の変形例を図６に基づいて説明する。まず、図
６（ａ）では、中央部には前述した中央部に設けられた
三角柱状の突起部２１ａの代わりに回折格子３４が形成
されている。この場合、その回折格子３４は、周辺部の
回折格子２１ｂとは異なるピッチとなっている。従って
、互いにピッチの異なる回折格子３４，２１ｂにビーム
を入射させることにより、光束の中心部の光を別の方向
に回折させ、これにより遮光したのと同じ効果を得るこ
とができる。また、図６（ｂ）では、三角柱状の突起部
２１ａと回折格子２１ｂとを基板３３の片面にそれぞれ
別個に形成するようにしたものである。

【００２４】このような超解像回折格子２１を用いるこ
とにより、磁界変調オーバーライトによる高速転送化と
光スポット縮小による大容量化とを図ることが可能とな
り、さらに、ディスクの回転数が従来のものと同じもの
を用いるのであれば光スポットが小さくなった分だけ転
送レートを向上させることができる。

【００２５】

【発明の効果】請求項１記載の発明は、レーザ光源から
出射された光を対物レンズにより集光して光情報記録媒
体の表面に光スポットを照射して情報の記録等を行うと
共に、その光情報記録媒体からの反射光を受光素子に検
出することにより情報の再生や、フォーカスエラー信号
等の検出を行う光情報記録再生装置において、前記レー
ザ光源と前記光情報記録媒体との間の光路上に、前記レ
ーザ光源から出射された光を複数の非平行な光束に分割
するマルチビーム化手段を配設し、このマルチビーム化
手段により得られた複数の非平行な光束を平行な光束に
分割するビーム平行化手段を配設したので、そのマルチ
ビーム化手段により複数の非平行な光束に分割すること
によってデータ記録後のベリファイ時の回転待ち時間を
大幅に短縮することができ、また、ビーム平行化手段に
より複数の平行光束に分割することにより対物レンズで
集光した際に超解像現象により光スポットの径が縮小さ
れ、大容量化を図ることができるものである。

【００２６】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、非平行な複数の光束に分割するマルチビー
ム化手段は、回折格子により形成したので、マルチビー
ム化手段として回折格子を用いることにより、一段と小
型化、低コスト化を図ることができるものである。

【００２７】請求項３記載の発明は、請求項２記載の発
明において、回折格子は、その格子形状を＋１次光と−
１次光との出射光量が異なるように格子１周期内で左右
非対称性を有するように形成したので、回折格子を非対
称化することにより、＋１次光と−１次光との間に光強
度差を付けることができ、これにより光利用効率の向上
や、高Ｃ／Ｎを実現することができるものである。

【００２８】請求項４記載の発明は、レーザ光源から出
射された光を対物レンズにより集光して光情報記録媒体
の表面に光スポットを照射して情報の記録等を行うと共
に、その光情報記録媒体からの反射光を受光素子に検出
することにより情報の再生や、フォーカスエラー信号等
の検出を行う光情報記録再生装置において、前記レーザ
光源と前記光情報記録媒体との間の光路上に、前記レー
ザ光源から出射された光を複数の非平行な光束に分割す
るマルチビーム化手段を配設し、このマルチビーム化手
段により得られた複数の非平行な光束を平行な光束に分
割するビーム平行化手段を配設し、前記光情報記録媒体
からの反射光を±１次光の光束に分岐する光分岐手段を
設け、この光分岐手段により得られた±１次光の少なく
とも一方の光束を回折効率が偏光方向に依存する光束に
分離する偏光分離手段を設けたので、光分岐、偏光分離
といった手段を設けることにより、光ピックアップ全体
として、小型化、軽量化、さらには、低コスト化を図る
ことができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す構成図である。

【図２】超解像回折格子を拡大して示す斜視図である。

【図３】ディスク面上での光スポットの形成状態を示す
説明図である。

【図４】深溝回折格子の回折効率の偏光依存性を示す波
形図である。

【図５】受光素子の表面形状を示す正面図である。

【図６】超解像回折格子の応用例を示す斜視図である。

【図７】第一の従来例を示す構成図である。

【図８】フォーカスエラー信号を検出する際のビーム状
態を示す正面図である。

【図９】第二の従来例を示す構成図である。

【符号の説明】

２０　　　　　　レーザ光源 ２１　　　　　　マルチビーム化手段 ２１ｂ　　　　回折格子 ２２　　　　　　光分岐手段 ２３　　　　　　ビーム平行化手段 ２４　　　　　　対物レンズ ２５　　　　　　光情報記録媒体 ２６　　　　　　偏光分離手段

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　レーザ光源から出射された光を対物レ
   ンズにより集光して光情報記録媒体の表面に光スポット
   を照射して情報の記録等を行うと共に、その光情報記録
   媒体からの反射光を受光素子に検出することにより情報
   の再生や、フォーカスエラー信号等の検出を行う光情報
   記録再生装置において、前記レーザ光源と前記光情報記
   録媒体との間の光路上に、前記レーザ光源から出射され
   た光を複数の非平行な光束に分割するマルチビーム化手
   段を配設し、このマルチビーム化手段により得られた複
   数の非平行な光束を平行な光束に分割するビーム平行化
   手段を配設したことを特徴とする光情報記録再生装置。
2. 【請求項２】　　非平行な複数の光束に分割するマルチ
   ビーム化手段は、回折格子により形成されていることを
   特徴とする請求項１記載の光情報記録再生装置。
3. 【請求項３】　　回折格子は、その格子形状を＋１次光
   と−１次光との出射光量が異なるように格子１周期内で
   左右非対称性を有するように形成したことを特徴とする
   請求項２記載の光情報記録再生装置。
4. 【請求項４】　　レーザ光源から出射された光を対物レ
   ンズにより集光して光情報記録媒体の表面に光スポット
   を照射して情報の記録等を行うと共に、その光情報記録
   媒体からの反射光を受光素子に検出することにより情報
   の再生や、フォーカスエラー信号等の検出を行う光情報
   記録再生装置において、前記レーザ光源と前記光情報記
   録媒体との間の光路上に、前記レーザ光源から出射され
   た光を複数の非平行な光束に分割するマルチビーム化手
   段を配設し、このマルチビーム化手段により得られた複
   数の非平行な光束を平行な光束に分割するビーム平行化
   手段を配設し、前記光情報記録媒体からの反射光を±１
   次光の光束に分岐する光分岐手段を設け、この光分岐手
   段により得られた±１次光の少なくとも一方の光束を回
   折効率が偏光方向に依存する光束に分離する偏光分離手
   段を設けたことを特徴とする光情報記録再生装置。