JPS5914146A - 光デイスク装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明は光デイスク装置、特に２光源からの光ビームを
合成して悄＠媒体に照射し、その反射光は分離して取り
出す光学系に関する。

従来例の構成とその問題点 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φμｍ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、２ケのレーザ光源な持ち、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
せ照射する装置が考えられる。

係る装置の実施例としてＤＲＡＷ　（Ｄｉｒｅｃｔ　ｆ
ＬｅａｘＡｆｔｅｒ　Ｗｒｉｔｅ　）方式の光デイスク
装置があげられる。

この装置は絞り込んだ２光源からのレーザビームを互い
に同一トラック（ディスク上に記録した信号トラック）
上で極めて近接（例えは５〜ｌＯμｍ）させて配置し、
−万の光で記録し、同時に他方の光で記録された信号を
読み吊して記録信号を瞬時に再生し、正しい記録が行わ
れたかどうかをチェックできる装置である。

また２光源を持つ光デイスク装置の他の実施例としては
、一方の光で制御信号を得、他方の光で記録再生な行う
、あるいは−万の光で消去し、他方の光で記録再生する
、あるいは一方の光で熱的バイアスを与え、他方の光で
記録再生を行う等の装置が考えられる。

Ａｆｔ記２ヶの光源を持つ光デイスク装置の具体例が特
開昭５４−４３７５６号公報で述べられている。

第１図にその概略を示す。すなわち、第１光源（１）か
らのレーザ光（ｌａ）はレンズ系（２）で整形し、ミラ
ー（３）でｆｕ１曲げ、絞ジレンズ（４）でディスク（
５）上に絞り込１れる。一方、第２光源（６）から出た
光ビーム（６ａ）はレンズ（７）、ハーフミラ−（８）
な通り、ミラー（ｄ）で折り曲げ、絞９レンズ（４）で
ディスク（５）上に゛絞り込−止れる。ディスク（５Ｊ
よジの反射光（６ａ）は、ハーフミラ−（８）からとり
出し、公知のフォーカスおよびトラッキング制机信号と
ディスク（５）上に記録された情報を抗み出す再生ＩＨ
号を得るための光検出器（９）に導かれている。

このように両レーザビームを互いに光路を邪魔しないよ
うに空間的に分離して両ビームを合成する方法だと、一
方のレーザビーム（例えば（ｅａ）　）が絞りレンズ（
４）の光軸に対してかなｐ斜めに入射せねばならず、絞
りレンズ（４）の開口を有効に利用できず、多く光がク
ラしたり、また収差が発生し、絞り性能が悪くなってし
まう。

また一般に半導体レーザはその垂直、水平方向で拡力角
が異なる非等方的な拡９角を有しており、ディスク上で
Ｐｊ＜絞り込むための光学系は複雑となる。従って、両
光源に半導体レーザを用いる場合、光学系は犬きく複雑
となり、かつ元ビーム径が大きいので空間的に分離して
両ビームな合成することは難しくなる。

一方、ディスクからの反射光も第１図の様な構成だと、
両光源に半纏体レーザを用いれは、反射光のビーム径も
犬きくなシ、両光源の反射光の分離が難しく光検出器（
９）上に他の九陣（第１の光源（１））の反射光が戻っ
てしまい制御性能や再生信号に悪影響を与えてしまう。

発明の目的 本発明は以上の点に鑑みて為された発明であｐ。

非等方的な拡や角を有する２ケの半導体レーザ等からの
ビームをディスク上で円く絞るためのビーム整形をし、
両光ビームの偏光方向と波長の違いを利用し、両ビーム
が絞りレンズの元軸上あるいはほぼその近傍にくるよう
に合成してディスクに照射し、一方ディスクからの反射
光は異った２方向に分離して所望の反射光のみ取り出し
、制（財）信号や再生信号を得るような構成にし、第１
光源で例えは記録あるいは消去を行い、第２光源で例え
はディスクからの再生信号や１ＩＩＩＩ（財）信号を得
る新規な２光源をもった元ディスク装置を提供すること
を目的とする。

発明の構成 上記目的を達成するために、本発明は２つの光源からの
光ビーム’＆１つの絞りレンズにて情報媒体上に絞り、
前記情報媒体からの両光源の反射光を分離して取り出し
、情報媒体上の記録情報を再生する再生信号と前記情報
媒体上で絞られた前記光ビームの照射位置を情報媒体の
動きに応じて追従側（財）するための制御信号とを得る
反射光学系と光検出器を有した光デイスク装置において
、波長λ凰で直線偏光した第１の光ビームを発生する第
１の光源と、ｉｊｆ記第ｌの光ビームを集め平行光にす
る第１の集光レンズと、波長人２で直線偏光した第２の
光ビームを発生する第２の光源と、Ｍｉ■紀第２の光ビ
ームを果め平行光にする第２の集光レンズと、入射する
光ビームの偏光方向に応じて透過あるいは反射させる偏
光ビームスプリッタと、光ビームが２回透過するとその
偏光方向が９００回転する第１および第２の波長板と、
波長λ１の光ビームを反射し、波長λ２の光ビームを透
過するフィルタと、前記情報媒体からの１つの反射光を
絞るための１ケ以上のレンズと、前記反射光を検出する
ための１ケ以上の光検出器を有し、前記第１の光源の平
行光が前記偏光ビームスプリッタで反射され、自ＩＳ記
第１の波長板を透過し、前記フィルりで反射され、再び
前記第１の波長板を透過し、前記偏光ビームスプリッタ
に再入射し、偏光ビームスプリッタを透過するように前
記第１の光源、第１の集光レンズ、偏光ビームスプリッ
タ、第１．の波長板、フィルタを配置し、かつ第２の光
源から出た平作光が前記偏光ビームヌプリツタで反射さ
れ、その反射方向が前記第１の光源の光ビームが偏光ビ
ームスプリッタを透過した方向と同じあるいはほぼ同じ
方向になるように第２の光源を配置し、かつＳｉｔ記偏
光ビームスプリッタな出た前記両光源の光ビームが透過
する第２の＃：長板を設け、前記絞シレンズを通して前
記情報媒体上に両光源の光ビームを絞り、さらにｍＴ紀
情報録体からの内反射光がｉｔＩ記第２の波長板？透過
して前記偏光ビームスプリッタに再入射し、第２の光源
の光ビームの反射光のみがさらに前記偏光ビームスプリ
ッタ、第１の波長板およびフィルタを透過して前記偏光
ビームスプリッタへの両光源からの両光ビームの入射光
路および前記第１の光源の反射光と分離して取シ出され
、前記１ヶ以上のレンズに導き、前記１ヶ以上の光検出
器に照射する構成にしたものである。

実施例の説明 以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第２図は本発明の一実施例を示した図で、（ａ）はディ
スク側からみた平面図、（ｂｌは側面図である。第２図
において０１は第１光源である半導体レーザで、＾１の
波長の光ビーム（］Ｏａ）を出力する。第１光源（至）
の用途としては、例えば王にディスク上で比較的大きい
照射パ゛ノーを必要とする記録あるいは消去に用いる。

従って第１光源ＱＱは比較的高出力で発掘可能な半導体
レーザが必要となる。一般に、高出力で発振可能な半導
体レーザは、その接合面に対し垂直方向と水平方向の光
ビーム拡９角度が異り、非等方的な遠視野像を有するｔ
コめ、光損失をおさえてディスク上で円く、等方向な微
小スポット光をつくる光ビーム径ｆ換のための光学系が
必要となる。

＠はプリズノ・で、前記光ビーム径変換のための素子で
ある。すなわち、集光し／ズ耽で平行光に直された光ビ
ーム（ｌＯａ）はプリズム側の端面（Ｎで屈折する時、
プリズム（２）への入射光束＠［１をｍ倍して１．の光
束幅に変える。この時のｍは次式で与えられる。

ｍ：工ｔ／　ＩＩ　””　ＣＯ８θ！／ＣＯ５θ１・・
・（１）ただしθ、はプリズム＠への入射角、θ２は端
面（５）での屈折角である。従って、このプリズム（６
）を透過することにより半導体レーザの接合面に対して
水平方向の光ビーム径をｍ倍して垂直方向とほぼ同じ大
きさにでき、ディスク上で等方向な円い微小スポット光
を得ることができる。またこの時の光損失もほとんど無
い。

端面（Ｎでｍ倍された光ビームはプリズム０りの端面（
１３）にて全反射し、プリズム＠への入射光の光軸Ｙ、
　−Ｙ！に対して直角に曲げる。これは光学系を小さく
し、かつ光学系組み立て時に光源ａＣｔの光軸Ｙ。

−Ｙ、が基準面例えばＸ、　−Ｘ！に対して直交あるい
は略直交することにより前記光軸の設定が容易とな９１
組み立て性が良くなる効果なＭする。なおプリズム（６
）の端面（５）にて効率よく光がプリズム（６）内に入
るように、端面（Ａ）に対して光ビーム（１０ａ）がＰ
偏光で入射できるように光源ＯＱを配置することが望ま
しい。

端面（）＋１で全反射した光ビーム（１Ｏａ）は偏光ビ
ームスゲ順ツタ０に対してＳ偏光で入射するように光源
０Ｑを配置しているため、偏光ビームスプリッタ（至）
で反射する。０４は波長λ１の光ビームの偏光方向を変
える波長板で、この波長板は例えば２１１光ビームが透
過すると偏光方向が９０°回転する＾／４板を用いる。

０５ンは波長λ１の光源０４の光ビーム（ｌｏｇ）を反
射し、波長λ２の光ビーム（光源Ｑ〜の光ビーム）を透
過させる光学的なフィルタでめる。

前記偏光ビームスグリツタ（至）を透過した光源００の
光ビーム（１Ｏａ）は、λ／４仮０◆を透過し、前記フ
ィルタθ〜で反射され、再び入／４板α→を透過して偏
光ビームスグリツタ（２）に再入射される。前記光ビー
ム（１０ａ）がλ／４板ａ◆を２回透過しているためそ
の偏光方向が９０°回転し、第２回（ｂｌに示す様に偏
光ビームスグリツタ（６）を透過１人／４板からなる波
長板α力を透過し、絞りレンズ（４）を通してディスク
（５）上で絞られる。光源（６）の光ビームは記録用お
るいは消去用として用いられており、所望の情報で光強
度変調されディスク上で信号を記録しｊコリ消去したり
することが可能となる。

一方ディスク（５）からの反射光は絞りレンズ（４）、
λ／４板αηを透過し、この人／４板０カを２回透過し
ているため今度は偏光ビームスプリッタ（至）で反射さ
れる。

第２回において、光源Ｑυは記録めるいは消去のために
用いられるため特に反射光（１０ｂ）を検出する光検出
器は設けなかったが、必要に応じて設けることも可能で
わる。

次に第２光源θ〜の光路について述べる。第２光源は例
えはディスクに記録された（Ｎ号を読みとるためと信号
の記録、消去るるいは再生のための公知のフォーカスや
トラッキング制御信号を検出するための光源として用ら
れる。従って光強度変調はしない定常光である。

第２光源θ〜は偏光ビームスグリツタ（至）に対してＳ
偏光で光が入射するように配置されており、集光レンズ
輪で平什光に直された光ビーム（１８ａ）は、図に示す
ように、偏光ビームスズリツタ（至）で反射する。その
後、λ／４板ａのを透過し、絞ジレンズ（４）を通して
ディスク（５）上で絞られる。第２光源（１〜は王に再
生用として用いるため、ディスク（５）上での照射パワ
ーはそれ程必要でなく、途中の光学系における光損失は
かなり許容できる。

従って非等方的な拡９角を有する半導体レーザを第２光
源Ｑ〜として用いる場合、半導体レーザの水平方向の拡
９角θ口に比して十分小さな角度の光しか透過しない。

すなわち開口数（ＮＡ）の小さな集光レンズ０９ノを用
いることができ、第２光源輌の中心部の光ビームだけ集
めてディスク上で等方向な円い微小スポット光を得るこ
とができる。具体的に光強度がピークの半分になる水平
方向の半値角θ、、＝１５°　の牛４体レーザに対して
、ＮＡ＝０．２５（θ＝１４．５°）の集光レンズ０１
１を用いればディスク上で十分円い微小スポット光Ｑよ
得られる。

一方ディスク（５）よシの反射光（ｌｓｂ）は絞ｐレン
ズ（４）、λ／４板ａηを透過し、この人／４板（Ｉ７
）を２回透過しているため偏光ビームスプリッタ（資）
を透過する。従って反射光（１８ｂ）は、第２図に示す
ように、両光源からの入射光路および第１光源の反射光
（１０ｂ）と異った方向に独立して取り出すことが可能
となる。そしてＭｉｌ記フィルタ◇６ノは前述のように
λ雪の波長の光ビームを透過させることができ、再生信
号、制御信号検出のための反射光学系に導かれる。この
ように信号再生に必要な反射光（１８ｂ）のみを分離し
て反射光学系に導くことができるため、相手の光源の光
ビームの影響をうけることなく安定した反射信号が得ら
れる。

フィルタ（１５）を透過した前記反射光（１８ｂ）は光
路変更用プリズム（財）で全反射され、凸レンズ体υか
ら出射される。勾は反射光（１８ｂ）を２分割する分割
ミラーで、一方はフォーカス制御信号を検出するための
光検出器（ハ）に、他方はトラッキング制御信号を検出
するための光検出器シ蜀に導かれる。

なお両制岬信号の検出方法及び制御手段については本発
明と直接関係ない公知の技術なので略す。

またディスク（５）よりの再生信号は例えば前記（ハ）
と（財）の光検出器の出力の和から得る。

なおλ／４板α尋と（１７）の波長特性は、波長λ１と
λ２がそれ相離れていない場合、例えば＾１＝８２０ｎ
ｍ　、λ２＝７８０ｎｍぐらいならば、両波長の光ビー
ムに対して十分偏光方向を回転させることが可能である
が、大きく離れている場合は、λ／４板０４は第１光源
αＱの波長λ１に対して、λ／４板Ｏｒ）は第２光源霞
の波長λ２に対して十分満足できる特性をもった＾／４
板を各々使用することが望ましい、何故ならば、第１光
源００の光ビームは出来るだけ効率よく光源からディス
ク（５）′１．で光を伝達し、第２光源（１〜の光ビー
ムは出来るだけ効率よくディスク（５）から各光検出器
ｃ１３ｅ２（１）まで光を伝達することが各々重要とな
るためである。

また波長λ１とλ２の関係だが、第１光源を記録あるい
は消去のため、また第２光源を再生信号ならびに制御信
号を得るために用いるなら、人、＞Ａ、の関係になるよ
うに各光源の波長を選ぶことが望ましい。何故ならば波
長が短かいレーザ光程小さく絞ることができ、良好な再
生信号が得られることと、短波長より長波長の方が比較
的大出力の半導体レーザが得られやすいためである。

次に、ディスク上での両微小スポット光の関係について
説明する。第３図（ａ）はディスク上の信号トラックと
平行な方向からみた第２図の一部のＷ「面図、（ｂ）は
ディスク上の信号トラック（至）に照射される両党ビー
ムの最／Ｊｚの微小スポット光（１ｏＰ）と（１８Ｐ）
の相対位置を示したものである。第２図と同じ部品につ
いては同一の番号を付した。またディスクの回転方向は
矢印０）の方向である。

第２光源０〜＞と第２光源０〜の両ビームの波長が異る
ため、絞りレンズ（４）の色収差等で両微小スボソ）　
光（１ｏＰ）と（ＩｓＰ）が同時にディスク上に照射さ
れない可能性がるる、この場合集光レンズＱυあるいは
０９１から出射される平行ビームのどちらか一方を平行
光からずらせて略平行光にして絞９レンズで絞ることに
より、円ビームを同時にディスク上で絞ることが可能と
なる。

また微／ＪＳスポット光（１ｏＰ）と（１８Ｐ）の相対
位置は、第１光源Ｑ（Ｉの微小スポット光（１ｏＰ）が
第２光源０樽の微小スポット光（１８Ｐ）よ９時間的に
先行し、かつ同一信号トラックａｂ＋上にあるように両
光源の光軸を調整する。具体的には第２図にて両光源の
光ＮＸＩ　　Ｘ２とＸ、　　Ｘ、が平行にならないよう
に両光源を配置すれば、第３昭１（ａ）に示すようにデ
ィスク上で異った点で絞られる。また微小スポット光（
１ｏＰ）と（１８Ｐ）の間隔ノは絞りレンズ（４）の有
効視野径の内におさまるよう選ばれる。

第２図に示した構成の光学系に上記の様な調整をするこ
とにより、第１光源Ｃ１１１の元ビームで記録あるいは
消去を行い、即第２光源Ｑ〜の光ビームで再生チェック
を行うことが可能となる。

上記では、ディスク上のｈＩＩ記両微小スポット光の相
対位置が、第１光＃、からの微小スポット光（ＩＯＰ）
が第２光源からの微小スポット光（１ｓＰ）より時間的
に先行する例について説明してきたが、逆に微小スポッ
ト光（１ｓＰ）が（ｌｏＰ）より先行させた構成も同様
に実現できる。

また前記両微小スポット光をディスク上で一致させ、例
えば一方の光源で熱的バイアスを与え、他方の光源で記
録再生を行うことも可能である。

この場合両光源の光軸Ｘ＋　　Ｘｔ、Ｘｓ　　Ｘｔが平
行になるように調整する。

発明の効果 以上説明してきたように、本発明の構成によれは、従来
の様に空間的に分離して２光源からの光ビームを合成し
ていないため、例えば絞υレンズの光軸（中心軸）に沿
って平行あるいは略平行に両党ビームを入射させること
ができ、クラレによる損失や光ビームの傾きによる収差
もなく、極く近接してディスク上に２つの微小スポット
光をつくることができる。また２光源の互いの光軸を妨
げることもないので、非等方的に拡がる半導体レーザの
元ビームも効率よく円く絞ルながら合成することができ
る。

また本発明の構成によれば、ディスクよりの両度射光も
２方向の異った方向に分離でき、力・つ必要な反射九は
光源からの入射光路とは別の方向に分離できるため、相
手の元ビームの影響を受けることなく安定した再生信号
ならびに制御信号を得ることができる等のメリットがあ
り、記録あるいは消去を行い、即再生してチェックでき
る２光源をもつコンパクトな光デイスク装置が実現でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の２光源もつ光デイスク装置の概略構成図
、第２図（ａ）　（ｂ）は本発明の一実施例を示す概略
構成図の平面図および側面図、第３図（ａ）　（ｂ）は
本発明の一実施例の一部の拡大図およびディスク上での
微小スポット光の相対位置関係をボした図である。 ００・第１光源、（１ｏａ）　・＋第１の光ビーム、Ｃ
ＩＬ−・第１の集光レンズ、（２）・・・第１のプリズ
ム、ｏ３・・偏光ビームスグリツタ、α噌゛°第ｌの波
長板、　（＋５１　　フィルタ、（１７）・・・第２の
波ｆ＋板、賎・・・第２元源、（１ｓａ）・・・第２の
光ビーム、θす・・・第２の集光レンズ、侃０）・・第
２のプリズム、Ｑυ・・・レンズ、（ハ）シ蜀・光横出
器代理人　森本義弘 ６　　第１図 ５ 第２図 ３　Ｘ４ え、シ。 第３図 ２５３−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．２つの光源からの光ビームを１つの絞りレンズにて
   ｔ′＃報媒体上に絞り、前記消ｆ＃媒体からの両光源の
   反射光を分離して取り出し、情報媒体上の記録情報を再
   生する再生信号と前記情報媒体上で絞られた前記光ビー
   ムの照射位置を情報媒体の動きに応じて追従制（財）す
   るための制御信号とを得る反射光学系と光検出器を有し
   た光ティスフ装置において、波長大１で直線偏光した第
   １の光ビームを発生する第１の光源と、前記第１の元ビ
   ームを集め平行光にする第１の集光レンズと、波長λ２
   で直線偏光した第２の光ビームを発生する第２の光源と
   、前記第２の光ビームを集め平行光にする第２の集光レ
   ンズと、入射する光ビームの偏光方向に応じて透過ある
   いは反射させる偏光ビームスプリッタと、光ビームが２
   回透過するとその偏光方向が９０°回転する第１および
   第２の波長板と、波長丸の光ビームを反射し、波長λ！
   の光ビームを透過するフィルタと、前記情報媒体からの
   １つの反射光を絞るための１ヶ以上のレンズと、前記反
   射光を検出するための１ヶ以上の光検出器を有し、前記
   Ｍ１の光源の平行光が前記偏光ビームスプリッタで反射
   され、前記第１の波長板を透過し、Ｍｆｆ記フィルタで
   反射され、再び前記第１の波長板を透過し、前記偏光ビ
   ームスプリッタに再入射し、偏光ビームスプリッタを透
   過するように前記第１の光源、第１の集光レンズ、偏光
   ビームスプリッタ、第１の波長板、フィルタを配置しか
   つ第２の光源から出た平行光が前記偏光ビームスプリッ
   タで反射され、その反射方向が前記第１の光源の元ビー
   ムが偏光ビームスプリッタを透過した方向と同じあるい
   はほぼ同じ方向になるように第２の光源を配置し、かつ
   前記偏光ビームスプリッタを出た前記両光源の光ビーム
   が透過する第２の波長板を設け、前記絞りレンズを通し
   て前記情報媒体上に両光源の光ビームを絞り、さらにＭ
   ｆＩ記ｔｅ＠媒体からの両度射光が前記第２の波長板を
   透過して前記偏光ビームスプリッタに再入射し、第２の
   光源の光ビームの反射光のみがさらに前記偏光ビームス
   プリッタ、第１ＯＶ長板およびフィルタを透過して前記
   偏光ビームスプリッタへの両光源からの両党ビームの入
   射光路および前記第１の光源の反射光と分離して取や出
   され前記１ケ以上のレンズに４＠、前記１ケ以上の光検
   出器に照射する構成にしｔこことを特徴とする光デイス
   ク装置。 ２、　第１のＭ光レンズと偏光ビームスプリッタとの間
   に、入射光の断面の縦横比を変更して出射するプリズム
   を有することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   元ディスク装置。 ３、　プリズムと、偏光ビームスプリッタと、第１およ
   び第２の波長板と、フィルタと、１ケ以上のレンズを一
   体構造とし、各部品間に空間？設けないことを特徴とす
   る特許請求の範囲第２項記載の光デイスク装置。 ４　第１の波長板は波長λ１に対して、第２の波長板は
   波長ス２に対して有効な作用を持たせたことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項乃至第３項記載の光デイスク装
   置。 ５　波長大１が波長入２より長いことを特徴とする特許
   請求の範囲第１項乃至第４項記載の光デイスク装置。 ６、第１光源に、第２元源より人出力で発振可能な半導
   体レーザを用いたことを特徴とする特許請求の範囲第１
   項乃至第５項記載の光デイスク装置。 ７、　第１光源は光強度変調を行い、第２光源は一定光
   量の光ビームを出力するようにしたことを特徴とする特
   ｎ＃ＴＩ求の範囲第１項乃至第６項記載の光ディ７り装
   置。 ８、　第１光源の光軸と第２光源との光軸が平行でない
   ように両光源を配置したことを特徴とする特許ｉｉ′＃
   求の範囲第１項乃至第７項記載の光デイスク装置。 ９、第１光源の光軸と第２光源の光軸とが平行になる↓
   うに両光源を配置したことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項乃至第７項記載の光デイスク装置。 １０、ディスク上での第１光源の微小スポット光が第２
   光源の微小スポット光よ９時間的に先行し、かつ両微小
   スポット光が同一の信号トラック上にあるように両光源
   を配置したことを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至
   第８項記載の光デイスク装置。 １１、　　第１の集光レンズと第２の集光レンズから出
   た光ビームのどちらか一万が平行光でないことを特徴と
   する特許請求の範囲第２項乃至第１Ｏ項記載の光デイス
   ク装置。