JPS632121A - 情報記録媒体用光源 - 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】 【発明の属する技術分野】

この発明は情報記録媒体に光を照射することによって情
報の消去、記録ならびに再生を行う光学ヘッド装置の光
源の構成に関する。

【従来技術とその問題点】

光の照射によって情報の消去、記録および再生が行われ
る情報記録媒体として光磁気型や相変化型の光ディスク
が知られている０両者のいずれにおいても光を直径１μ
近傍の微小スポットに集束して情報記録部としての情報
トラックを照射する。 光磁気型においては消去状態あるいは記録状態における
情報記録媒体の磁化の方向が互いに反対なので、それぞ
れの状態での磁化の方向に対応する方向の磁場を与えな
がら光を照射して情報記録部の温度をキュリー温度近く
までに上昇させて磁場の方向に情報記録媒体を磁化して
情報の消去や記録を行う、また情報再生の際には直線偏
光光が磁性体によって反射する時に反射光の偏光面が入
射光の偏光面に対して回転するカー効果を利用し、反射
光を検光子を通して偏光面の回転すなわち情報記録媒体
の磁化に対応する光の強弱信号を検出する。相変化型に
おいては光の照射による加熱を介してたとえば消去状態
としての結晶状態と記録状態としてのアモルファス状態
との間で可逆的な相変化があることを利用して情報の消
去や記録を行う、情報の再生の場合には前記の結晶状態
とアモルファス状態とで光の反射率が異なるのを利用し
て情報に相当する光の強弱信号を検出する。 上記の光ディスクに光を投射する光学へノドとして第７
図に示すものが知られている。情報読み取り用光源とし
ての半導体レーザｌから出射した光はコリメートレンズ
２で平行光束１３となり、回折格子３を通過し、回折効
果によって３つの光束に分離され、ビームスプリンタ４
および７を透過へて反射ミラー８で反射し、対物レンズ
、９によって集束され、光ディスク１２に後に第８図に
示す三つの微小スポット１０２．１０３．１０４として
投射される。これらの微小スポット１０２．１０３．１
０４における光は光ディスク１２で反射して、ふたたび
対物レンズ９９反射ミラー８を経て逆行しビームスプリ
ンタ７で反射して光検出部１１に入射する。情報の消去
や記録は消去および記録用光源としての半導体レーザ５
から出射した光をコリメートレンズ６により平行光束と
し、ビームスブリフタ４で反射させた後ビームスプリッ
タ７を透過させさらに反射ミラー８で反射させて対物レ
ンズ９によって光デイスク上に集束して微小スポット１
０１として投射する０回折格子３は平行光束１３の光軸
に垂直な面に対しわずかに傾けであるので、微小スポッ
ト１０１、１０２．１０３．１０４はそれぞれ分離して
投射される。 第８図は光ディスク１２への微小スボッ）１０１゜１０
２）１０３．１０４の投射の状態を示したものである。 て三つに分離して投射される微小スポット１０２゜１０
３、１０４のうち中央の微小スポット１０３が情報読み
取り用として情報トラック１５上に投射され、残りの微
小スポット１０２と１０４とはそれぞれ情報トラック１
５の両側のエツジに投射されて情報トラック１５を正確
に追尾する検出信号を与える。情報格子３にわずかな傾
きが与えられているため、読み取り用の微小スポット１
０３は情報トラック１５の移動方向に対して消去および
記録用の微小スポット１０１よりも後になるように投射
され、記録直後に読み取りを行うことによって記録状態
のチエツクができるようになっている。 第９図は光検出部１１の構成を示す。６個の光検出器１
１１から１１６で成り立っている。中央部の４個の光検
出器１１１．１１２．１１３．１１４はこれらの出力の
和によってｇ４＠の読み取りを行うとともに微小スボ・
ノド１０３が情報トラック１５に正確に結像したことも
検知する。結像が正確な場合は図のように光検出器には
円形の光１１７が投射され各光検出器の出力が等しくな
り、正確でない場合には破線で示した楕円形の光１１８
または１１９が投射され各検出器の出力が不均等となる
ので、各検出器を差動的にも接続して不均等の程度を検
出する。また両側の光検出器１１５と１１６は微小スポ
ット１０２と１０４からの反射光１０８と１０９を検知
し、情報トランクが正確に追尾された場合に等しい出力
を与える。 したがって上記の光検出器を含むサーボ系によって光学
ヘッドに常に最適な位置を与えることができる。 上記のように光学ヘッドには情軸読み取り用光源として
の半導体レーザ１と情報の消去および記録用光源として
の半導体レーザ５との２個の光源がビームスプリッタ４
からある距離を置いて異なゝで これに対して半導体レーザｌと５とからの光束は光ディ
スク１２の１μ程度の幅の情報トランク１５に投射せね
ばならない、半導体レーザ１からの光は微小スポット１
０２と１０４をともなった微小スポット１０３として情
報トラックを追尾できるが、これに対して同様の精度で
微小スポット１０１を投射させるための半導体レーザ５
の位置合わせは、ビームスプリッタ４と半導体レーザ５
との間にある程度の距離があることから容易でなく、光
学ヘッドの組み立て時における前記２個の半導体レーザ
の位置調整はかなりの時間と手間とを要する。

【発明の目的】

この発明の目的は上述の問題点を解決し、光学ヘッドの
組み立てに際して消去および記録用の光源と読み取り用
光源との位置合わせの必要でない光源を提供することを
目的とする。

【発明の要点】

この発明は光学ヘッドの光源を情報の消去および記録用
光源としての第１の半導体レーザ素子と情報の読み取り
用光源としての第２の半導体レーザ素子と情報トラック
を正確に追尾するための光源としての第３と第４の半導
体レーザ素子との計鳴個の半導体レーザ素子をアレイ状
に配列して一体化したものとし、第１と第２の半導体レ
ーザ素子の発光領域をアレイを形成する方向と平行な同
一の直線上に配置し、第３と第４の半導体レーザ素子の
発光領域を前記直線に対して互いに反対側に前記直線か
ら等距離に配置し、その距離が少なくとも光ディスクの
情報トラックの幅のほぼ半分相当の長さに対して光源か
らの光を平行光束とするレンズ系であるコリメートレン
ズの焦点距離と光束を光デイスク上に集束させるレンズ
系である対物レンズの焦点距離との比を乗じたものにほ
ぼゾ、：１ 光がそのまま４個の微小スポットとして集束し、消去お
よび記録用の微小スポットと読み取り用のスポットは同
一の情報トラックに、また情報トランクの両側のエツジ
にそれぞれ位置追尾のための微小スポットが１個ずつ投
射されるようにしたものである。情報の消去および記録
用の第１の半導した光による微小スポットより手前に投
射されるように前記アレイの端部に配置され、記録に引
き続（読み取りを可能とする。

【発明の実施例］ 第１図はこの発明の実施例を示すものであって、半導体
レーザアレイ２１は４個の半導体レーザ素子２２）２３
．２４．２５をそれぞれの素子の間にｋｆｉ［ｉ２６を
置いて一体とし、各素子の負電極２７を金属性のマウン
ト２８にはんだ付けして構成したものである。 半導体レーザ素子２２は消去および記録用の光、２４は
読み取り用の光、２３と２５はそれぞれ情報トラック追
尾用の光を投射する。この実施例では半導体レーザ素子
は活性層２２１．２３１．２４１．２５１と平行な方向
に配列されてアレイを構成する。また活性層２２１、２
３１．２４１．２５１の負電極２７側からの高さは半導
体レーザ素子２２と２４とでは等しく、２３ではこれれ
等しく、光ディスク１２の情報トランク１５の幅ア″は
ぼ半分に相当する長さに対して後に第３図に示す光学ヘ
ッドの光学系におけるコリメートレンズ４１の焦点距離
と対物レンズ４５の焦点距離との比を乗じたものにほぼ
等しいものとなっている。上記各半導体レーザ素子の活
性１２２１．２３１．２４１．２５１中の各発光領域２
２２．２３２．２４２．２５２から光が投射される０発
光領域２２２からの光は消去および記録用で消去の際は
一定の光量が与えられ、記録の際は情報の種類に応じて
変調された光となる１発光領域２４２からの読み取り用
の光と発光領域２３２゜２５２からの情報トラック追尾
用の光はそれぞれ発光領域２２２からの光よりは弱い一
定の光量が与えられる。第２図は第１図の半導体レーザ
アレイ２１を密封容器２９中に納め、光源ユニットを構
成した一例を示したものである。半導体レーザアレイ２
１のマウント２８を支持体３０で支持する。光ディスク
に対する光は矢印方向に窓３１を通して投射される。 半導体レーザアレイ２１の窓３１と反対の側には４個の
光検出素子から構成された光検出器３２があり、半導体
レーザアレイ２１から光検出器３２側にも投射される光
を検出して、各半導体レーザ素子の発光量を制御するた
めの信号を与える。特に情報トラックを追尾するための
光を投射する半導体レーザ素子２３と２５は発光量が等
しくなるようにも制御される。 第３図はこの発明による半導体レーザアレイ２１を光源
として用いた光学ヘッドの光学系の構成図である。半導
体レーザアレイ２１から出射した光はコリメートレンズ
４１で平行光束４２となりビームスプリッタ４３を透過
し反射ミラー４４で反射して対物レンズ４５により集束
されて光ディスク１２に第４図に示す４個の微小スポッ
ト１２１．１２２．１２３．１２４として投射される。 これらの微小スポット１２１．１２２゜１２３、１２４
はそれぞれ第１図に示す半導体レーザアレイ２１の発光
領域２２２．２３２．２４２．２５２が光ディスク１２
に結像したものである。光ディスクの移動方向は矢印の
方向であり、したがって微小スポット１２１は消去およ
び記録用、１２３は読み取り用で情報トラック１５上に
あって記録後の読み取りを可能にし、１２２と１２４は
情報トラック１５の追尾用でそれぞれ情報トラック１５
の両側のエツジ上にある。上記によって半導体レーザア
レイ２１の発光領域２２２゜２３２）２４２．２５２の
配置パターンと前記の微小スポット１２１．１２２．１
２３．１２４の位置関係とは相似関係にあり、両者の比
はコ“リメートレンズ４１の焦点距離と対物レンズの焦
点距離との比に等しい、これが半導体レーザ素子２３と
２５との活性層の位置を情報トラック１５の幅と前記の
比とによって定めた理由である。微小スポット１２１．
１２２．１２３．１２４は一体となった半導体レーザア
レイ２１からの投射光で形成されているので、微小スポ
ット１２２と１２４からの反射光によって情報トラック
１５が正確に追尾されると、半導体レーザアレイ２１０
発光領域の配置パターンに対応して消去および記録用の
微小スボ７）１２１　と読み取り用の微小スポット１２
３は必然的に情報トラック１５上に位置するよう−５な
るので、光学系を組み立てる場合に従来技術におけるよ
うに消去および記録用光源と読み取り用光源との位置合
わせを行う必要が全くない、微小スポット１２２．１２
３．１２４からの反射光は光路を逆行し、ふたたび第３
図に示す対物レンズ４５９反射ミラー４４を経てビーム
スブリフタ４３で反射して光検出部４６に入射する。光
検出部４６は従来技術とほとんど同様に構成されており
、情報の読み取り、正確な結像状態の検知１正確な情報
トラックの追尾状態の検知を行う。 上記のようにこの発明では消去および記録用光源と読み
取り用光源とを異なる位置に配置することがないので、
これら両光源の位置合わせを行う必要が全くなくなりそ
のための澗整の手数が省けるほかに、第７図に示した半
導体レーザ５．コリメートレンズ６、ビームスプリンタ
４が不要となり、さらに情報トランク１５を追尾するた
めの光源も半導体レーザアレイ２１に備えたので回折格
子３も不要となって、ある程度の大きさを要する光学部
品の点数を減らすことができて光学ヘッドを小型軽量化
できる。この実施例では半導体レーザ素子の活性層が所
要箇所に位置させるように調節する必要があるが、これ
は半導体レーザアレイ２１の製作段階での作業であり、
その調節精度は半導体素子の製作精度に対して問題にな
るようなものではない。 第５図はこの発明の異なる実施例を示したもので、素子
毎に活性層の位置の異なる半導体レーザ素子を用いるこ
とをせずに、同一形状の半導体レーザ素子５１を４個用
い、金属マウント５２上の厚さの異なる金属のスペーサ
層５３と５４により各素子の活性層の位置決めを行い、
これらに各半導体レーザ素子の負電極５５をはんだ付け
して半導体レーザアレイ５６を構成させている。この実
施例では素子毎に仕様を変えたものを製作する必要がな
く、量産される素子をそのまま利用できる利点がある。 スペーサ層５３と５４との厚み調節によって活性層の位
置を調節する必要があるが、これは手を加えやすい半導
体レーザアレイ５６の製作段階での調整作業であって、
光学系の開塾操作のようにわずかの位置や角度のずれが
大きな誤差をもたらす系での手間にくらべれば、きわめ
て容易である。 第６図にはこの発明の第３の実施例を示した。 この実施例では４個の半導体レーザ素子６１．６２゜６
３、６４を活性層の方向と垂直な方向に並べて半導体レ
ーザアレイ６０を形成させている。半導体レーザ素子６
１は消去および記録用、６３は読み取り用。 ６２と６４とは情報トランク追尾用である。各素子の発
光領域６１１．６２１．６３１．６４１の位置は電気絶
縁性のスペーサ層６５．６６、６７によって調節され、
発光領域６１１　と６３１は半導体レーザ素子の配列方
向に平行な、すなわち活性層の方向に垂直な方向の同一
直線上にあるように配置され、発光領域６２１と６４１
　とは前記の直線に対してそれぞれ反対側に前記の直線
から等距離に配置され、その距離は光ディスク１２の情
報トラック１５の幅のほぼ半分に相当する長さに対して
第３図に示す光学ヘッドの光学系におけるコリメートレ
ンズ４１の焦点距離と対物レンズ４５の焦点距離との比
を乗じたものにほぼ等しい、また半導体レーザ素子６１
の負ｉ！極６１２と半導体レーザ素子６２の負電極６２
２との間、半導体レーザ素子６２．６３の正電極６２３
．６３３と半導体レーザ素子６３．６４の負電極６３２
．６４２との間にはそれぞれ箔状の金属リード電極６８
．６９．７０を挟んで各半導体素子の正負電極とはんだ
付けしてアレイとして一体化する。さらにスペーサ層６
７が金属マウント７１に接する側には金属膜７２を形成
し、はんだ付けによって金属マウント７１に固定する。 この構成においては発光領域相互の位置の調節はアレイ
の製作段階におけるスペーサ層の厚みのｔｌｉｆＪで行
われ、その手数は第２の実施例のものとほとんど同様で
ある。この実施例も第２の実施例と同様に量産される素
子をそのまま利用できる利点を有するが、活性層がアレ
イの方向に対して垂直となっているため、活性層と電極
との間の距離が不揃いな素子であっても発光領域を所定
位置に設定できるという利点が加わる。 【発明の効果】 この発明では光ディスクのような光の照射で情報の消去
、記録、読み取りを行う情報記録媒体に用いる光学ヘッ
ドの光源を４個の半導体レーザ素子でアレイ状に構成し
て、そのうちの２個の素子を情報の再生および記録用素
子と情報読み取り用素子としてそれぞれの発光領域がア
レイの配列方向に平行な同一直線上にあるよう配置し、
他の２個の素子を光ディスクの情報トラック追尾のため
の光源として前記の直線に対してそれぞれ反対側に前記
の直線から等距離にあるように配置し、その距離が少な
くとも情報トラックの幅のほぼ半分の長さに対して光源
からの光を平行光束とするコリメートレンズの焦点距離
と前記の光束を光ディスクの情報トランクに集束する対
物レンズの焦点距離との比を乗じたものにほぼ等しいよ
うにしたので、光ディスクの情報トラックには上記のよ
うに相対位置の確定した各半導体レーザ素子の発光領域
のパターンが微小スポットとして結像され、悄轢の再生
および記録用の微小スポ７）と情報読み取り用の微小ス
ポットとは情報トラック上に、また情報トラック追尾用
の二つの微小スポットはそれぞれ情報トラックの対向す
るエツジ上にあって情報トラックを正確に追尾する。こ
のようにあらかじめ定められた発光領域のパターンが情
報トラックに結像されるので、光学ヘッドの組み立ての
際に従来技術のように分離して配置されている消去およ
び記録用光源と読み取り用光源との位置合わせを行う必
要がなくなる。また消去および記録用光源の光路にある
コリメートレンズや前記の光路と読み取り用光源からの
光路とを一体化させるビームスプリフタも不要となって
光学部品点数を減らすことができ、光学ヘッドを小型化
し軽量化できる。さらに半導体レーザアレイは量産化が
可能なので、その際には光学部品点数を減じたことによ
る価格上の利点もある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例の構成図、第２図は光源ユニ
ットの断面図、第３図はこの発明の実施例による光学ヘ
ッドの光学系の構成図、第４図は光ディスクの情報トラ
ックと投射光との関係を示す模式図、第５図、第６図は
この発明のそれぞれ異なる実施例の構成図、第７図は従
来技術によるり＋ＤＩＮＯｎと従来技術による投射光と
の関係前′（示す模式図、第９図は光検出部の構成図で
ある。 １．５：半導体レーザ、２，６．４１：コリメートレン
ズ、９．４５７対物レンズ、１２：光ディスク、１３．
４１＋行光束、１５：情報トラック、２１．５６゜６０
二半導体レーザアレイ、２２ｔ　２３．２Ｌ　２５＋　
５Ｌ６１、６２．６３．６４７半導体レーザ素子、２２
１．２３１゜２４１、２５１　：活性層、２２２．２３
２．２４２．２５２．６１１゜６２１．６３１．６４１
＝発光領域。 第１図 第２図 ビームスプリフタ 第３図 第４図 第５図 舶 第７図 第８図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）光の照射によって情報記録媒体に対する情報の消去
   と記録ならびに前記情報記録媒体に記録された情報の読
   み取りの少なくとも一つを行うために、光源から出射さ
   れた光を平行な光束とするレンズ系と情報記録媒体に前
   記平行な光束を集束させて投射するレンズ系とを含む光
   学系を備えた光学ヘッド装置において、４個の半導体レ
   ーザ素子がアレイを形成して配列されており、情報の消
   去と記録のための光を投射する第１の半導体レーザ素子
   と情報の読み取りのための光を投射する第２の半導体レ
   ーザ素子との活性層中の発光領域はアレイを形成する方
   向に平行な同一の直線上に位置しており、前記の情報の
   消去と記録のための光ならびに前記の情報の読み取りの
   ための光が投射される情報記録媒体の情報トラックが正
   確に追尾されていることを検知するための光を投射する
   第３および第４の半導体レーザ素子の活性層中の発光領
   域は前記直線に対して互いに反対の側に前記直線からそ
   れぞれ等距離にあって、さらに前記アレイの一方の端に
   第１の半導体レーザ素子が位置していることを特徴とす
   る情報記録媒体用光源。 ２）特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、第３お
   よび第４の半導体レーザ素子の活性層中の発光領域と第
   １および第２の半導体レーザ素子の活性層中の発光領域
   が位置する直線との距離は少なくとも情報記録媒体の情
   報トラックの幅のほぼ半分に相当する長さに対して光を
   平行な光束とするレンズ系の焦点距離と前記平行な光束
   を集束させて投射するレンズ系の焦点距離との比を乗じ
   たものにほぼ等しいことを特徴とする情報記録媒体用光
   源。 ３）特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、アレイ
   を形成する半導体レーザ素子の配列の方向が前記半導体
   レーザ素子の活性層と平行な方向に形成されていること
   を特徴とする情報記録媒体用光源。 ４）特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、アレイ
   を形成する半導体レーザ素子の配列の方向が前記半導体
   レーザ素子の活性層と垂直な方向に形成されていること
   を特徴とする情報記録媒体用光源。