JP2600051B2 - 情報記録方法 - Google Patents

情報記録方法

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JP2600051B2
JP2600051B2 JP5156560A JP15656093A JP2600051B2 JP 2600051 B2 JP2600051 B2 JP 2600051B2 JP 5156560 A JP5156560 A JP 5156560A JP 15656093 A JP15656093 A JP 15656093A JP 2600051 B2 JP2600051 B2 JP 2600051B2
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敏光 宮内
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、情報記録媒体上へ光学
的に情報を記録する装置、特に簡易にして低価格の光
デオディスク記録装置、光学的データ記録装置等におけ
る情報記録方法に関するものである
【0002】
【従来の技術】光学的に情報を記録する光学的ビデオデ
ィスクあるいはデータのみを記録するディスクは、情報
の高密度記録が行なえるため大容量メモリとして
種応用が考えられている。しかし、情報は、ディスク上
において直径約1μm程度の穴もしくは凹凸の配列とし
て記録されねばならないため、情報記録時、記録用の
レーザ光束が常に高精度で記録媒体上に収束されている
必要がある。そのために従来の記録装置は、自動焦点合
わせ装置を有していた。
【0003】自動焦点合わせのための方法は各種ある
最も代表的なものは静的空気圧力を利用した空気
ベアリング方式である。この方式は、ノズルから吹き出
す空気の圧力により、絞り込みレンズとディスク(記録
媒体)との間隔を例えば10〜20μm程度に保つもの
であるが、ディスクの上下動に対する追従が不十分であ
るため、光学研磨が行なわれていないプラスチック板や
薄いガラス板等をディスクとして用いた場合に適用する
ことができない
【0004】これに代わる方法として従来、光学的に
自動焦点合わせ用の信号を検出する方式が提案されてい
る(例えば米国特許第3969575号明細書参照)。
この方式では、本来の情報記録用のレーザ光束以外に、
自動焦点信号検出用の別光束を用いており、そのため、
記録用とは別のレーザ光源を用意するか、あるいは同一
のレーザからのレーザ光束を記録用光束と自動焦点信号
検出用光束に分離して用いていた。そのため、例えば
に示すように、光学系の構成が非常に複雑になるほ
か、両光束が互いに干渉し合っ自動焦点合わせの精度
が悪くなるなどの欠点があった。
【0005】2光源を使用した従来の情報記録装置の一
例を図1aに示す。記録用レーザ光源12(例えば出力
100mW程度の大出力アルゴンレーザ又はHe−Ne
レーザ)から出たレーザ光束は、駆動回路14によって
駆動される光変調器13によって情報に応じて変調さ
れ、レンズ15、1/2波長板16及び偏光プリズム7
を通過後絞り込みレンズ8によって微小スポットとし
てディスク9上へ絞り込まれる。一方、小型の自動焦点
合わせ用レーザ光源1(例えば1〜2mWのHe−Ne
レーザ)から出たレーザ光束2は、レンズ4、ハーフミ
ラー5、ミラー6及び偏光プリズム7を通過後、絞り込
みレンズ8によってディスク9上へ絞り込まれる。ディ
スクからの反射レーザ光束はハーフミラー5によっ
て円柱レンズ10へ導かれ、光検出器11によって検出
される。各レーザは、記号P 1 及びP 2 で示すように、
その偏光面が互いに垂直になっているので、偏光プリズ
ム7によって互いに分離される。焦点合わせ用レーザ光
束2の反射光束は、偏光プリズム7によって記録用レー
ザの反射光束と分離された後、ハーフミラー5によって
円柱レンズ10へ導かれ、4分割の光検出面11a〜1
1dを有する光検出器 11によって検出される。光検出
器11上の反射光束は、円柱レンズ10による非点収差
効果により、図1bに示すように、ディスクの上下動に
応じてスポット形状が15a,15bのように変化す
る。この変化を検出面11a,11cの出力和と検出面
11b,11dの出力和との差出力として取り出すこと
により、自動焦点制御信号を得ることができ、かつ、こ
の信号を用いて例えばムービングコイル中に配置した絞
り込みレンズ8を上下させることにより、記録用レーザ
光束をディスク9面に常に正しく収束させることができ
【0006】
【発明が解決しようとする課題】図1に示した光学的な
自動焦点合わせ方法は、記録用レーザ光束のほかに焦点
合わせ用光束を用いているため、使用する光学素子の数
が多くなって光学系の構成が複雑になる点で問題がある
ほか、二つのレーザ光束をディスク面で同時に完全に収
束させるための光学系の調整が困難である点で問題があ
る。また、偏光プリズムの精度が悪い場合は、二つのレ
ーザ光束が完全に分離せず、互いに干渉し合って焦点合
わせ精度が悪くなる点で問題がある。このほか、図1の
焦点合わせ方法は、ディスク面からの反射光束が焦点合
わせ用レーザ光源1に戻るため、バックトークと呼ばれ
る不規則性雑音が発生し、焦点合わせの精度を低下させ
る点でも問題がある。この障害は、半導体レーザを光源
として用いた場合に特に顕著となる
【0007】もっとも、この種の問題点は、記録用レー
ザ光源を焦点合わせ用レーザ光源として兼用することに
よって或る程度解消することが可能である(例えば特開
昭53−8106号公報参照)。しかし、二つの光源を
用いる場合又は単一の光源を用いる場合のいずれの場合
も、記録の動作開始時に記録用レーザ光の焦点がディス
ク状記録媒体の表面に正確に合っているとは限らないか
ら、このような状態で記録を開始しても、正確な記録を
行なうことは不可能である
【0008】従って、本発明の目的は、前記従来技術の
問題点を解消し、簡易で高信頼性かつ高精度であり、し
かも、直接変調可能な小型・軽量の半導体レーザを光源
とし て用いることができる新規な情報記録方法を提供す
ることにある
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明では、レーザ光を
発生させるための光源として出力可変のレーザ光源を使
用し、かつ、情報記録の際は、レーザ光源の出力を低め
て記録しきい値以下のレーザ光を回転中の記録媒体に照
射することにより、同媒体からの反射光を検出して焦点
合わせを行なった後、その状態でレーザ光源の出力を高
めて記録しきい値以上のレーザ光を回転中の記録媒体に
照射することにより、同媒体からの反射光を検出して焦
点合わせを行ないながら情報記録を行なう
【0010】高出力レーザ光のパルス照射による記録の
前に、記録しきい値以下の低出力レーザ光を照射して焦
点合せをするのは、記録の動作開始時にレーザ光の焦点
が記録面に合っているとは限らず、このような状態で高
出力レーザ光を照射して記録を開始しても、正確な記録
を行うことができないからである。即ち、記録情報に応
じた高出力レーザ光の照射前に低出力レーザ光を照射し
て焦点合わせをしておくことにより、焦点が合った状態
で記録を開始することができ、正確な情報記録を行なう
ことができる。また、記録を中断した場合、中断の期間
中レーザ光源の出力を低めて記録しきい値以下とするこ
とによって記録を中断した場合に生ずる不所望な焦点は
ずれを防止することも可能である。
【0011】
【実施例】本発明において使用する情報記録装置の一例
を図2aに示す。固体又はガスレーザ16から出たレー
ザ光束18は、レンズ17及びミラー19を通過後、絞
り込みレンズ20によってディスク21上に微小スポッ
トとして絞り込まれる。ディスク21上には例えば金
属薄膜等の記録媒体が層状に形成されており、ここに絞
り込まれたレーザ光束によって熱的に穴が明けられ
報が記録される。
【0012】ディスク21面におけるレーザ光パルスの
波形を図4に示す。図4aは、記録媒体上への入射レー
ザ光パルスの波形であり、その周波数は2MHz〜4M
Hzである。図4bは、記録媒体上からの反射レーザ光
パルスの波形であり、1 は高出力パルスレーザ光照射
期間外における反射光の強度、P2 は高出力パルスレー
ザ光照射期間のうち、記録媒体が記録過程での熱吸収に
よる変形等の影響を受けない期間(Δt 1 )における反射
光の強度、Tは高出力パルスレーザ光の平均周期をそれ
ぞれ示す。なお、高出力パルスレーザ光照射期間のう
、記録媒体が記録過程での熱吸収による変形を起こし
た期間(Δt 2 )における反射光の強度は僅かであり、ほ
ぼP1 と同じと考えてよい。図4の例では、P1 =0で
あるが、記録しきい値以下の低出力光で反射光をバイア
スしてもよい。
【0013】レーザ光束が入射後Δt 1 秒間は、記録媒
体(金属薄膜)が加熱されて温度が上昇するものの、穴
が明くような変形が生じないため、金属表面からの反射
光束の強度P2 は大きい。金属薄膜の膜厚によって反射
光束強度は異なるが、通常、入射光束の40〜50
%程度が反射され、残りの光束が金属薄膜によって吸収
され、同薄膜の温度を上昇させる。Δt1 秒たつと、金
薄膜に穴があき、ディスクからの反射光束強度が非
常に小さくなる。このΔt1 秒間の反射光束を自動焦点
合わせ信号検出に利用することができる。
【0014】いま、デイスク面を反射した反射光から焦
点ずれを示す信号を取り出すまでの同信号に関する伝達
関数をf(δ)とすると、焦点ずれを示す信号は、反射光
強度にf(δ)を乗じたものになる。高出力レーザ光をパ
ルス照射中におけるディスク面からの反射光の強度は、
平均的には、ほぼ{P 1 +P 2 ×(Δt 1 )/T}になるの
で、焦点ずれを示す信号は、 {P1+P2×(Δt1)/T}×f(δ) となる。記録の場合、P2(高出力パルスレーザ光照射期
間中の反射光の強度)は、P1(高出力パルスレーザ光照
射期間外における反射光の強度)に比較して5〜10倍
も大きいので、P2 が僅かに変化しても、焦点合わせ信
号に大きく影響して制御が不安定になる。従って、記録
時における記録用パルス光の反射光を用いて焦点合わせ
を行なうためには、P2 が安定していることが重要であ
る。しかし、FM変調したビデオ信号を記録情報とする
場合について実験した結果、Δt1はパルス幅の1/3
〜1/4程度の値であり、かつ、各FMパルス毎にΔt
1 秒間の反射光束が発生するため、平均値としては、自
動焦点合わせを行なうための信号の検出に十分なエネル
ギーを得ることができた。
【0015】ディスク21からの反射光束は、ハーフミ
ラー22を介して円柱レンズ23を通過し、図2bに示
す如く、同一形状の検出面24a,24b,24c,2
4dを有する光検出器24へ導かれ、記録が行なわれる
前の期間Δt 1 に対応する成分が検出される。光検出器
24上における反射光束のスポット形状31a,31b
は、円柱レンズ23の非点収差効果により、ディスク2
1の上下動に応じて変化する。光検出器24の出力は、
差動アンプ25により、検出面24a,24cの出力和
と検出面24b,24dからの出力和との差として増幅
した後、100KHz程度の遮断周波数を有する低域濾
波器26を通すことにより、焦点ずれを示す信号(以下
「焦点誤差信号」という)として取り出される。焦点誤
差信号の周波数は、ディスク21の回転数が通常の18
00rpmの場合、数Hz〜数十Hz程度であるから、
容易に記録情報の周波数成分と分離して取り出すことが
可能である(特開昭50−104539号公報参照)。
取り出された焦点誤差信号は、サーボ回路27に導びか
れてムービングコイル28を駆動し、自動焦点合わせを
行なう
【0016】小型かつ低価格である半導体レーザを光源
として使用した情報記録装置の例を図3に示す。半導体
レーザ40を出たレーザ光束42はカップリングレン
ズ41及びミラー43を通過後、絞り込みレンズ44に
よってディスク45上へ絞り込まれる。ディスク45
らの反射光束は、ハーフミラー46及び円柱レンズ47
を通過後、図2bの装置の場合と同じ構成の光検出器4
8へ導びかれる。検出信号は、差動アンプ49、低域濾
波器50及びサーボ回路51を通過後ムービングコイ
ル53を駆動する。半導体レーザ40は、情報源52か
らの信号により直接変調されパルス発振する。なお、
図2及び図3の装置において、低域濾波器26,50
用いる代わりに、差動アンプ25,49に低域濾波特性
を保持させておくことにより、低域濾波器を省略するこ
とも可能である。
【0017】図2又は図3に示した装置によって情報を
記録する本発明方法のプロセスについて説明する。まず
最初、図4に点線で示すように記録媒体の記録しき
い値以下の弱い出力でレーザ16,40を発振させ、そ
の出力光をディスク21,45に照射し、当該ディスク
からの反射光を光検出器24,48で検出して自動焦点
合わせを行なう。この時は、レーザ出力が弱いため、
録はなされず、自動焦点合わせのみが行なわれる。この
状態でレーザ16,40の光出力を記録しきい値以上に
あげて情報記録を開始する。この場合の焦点誤差信号出
力はレーザ光の出力の増加に応じて大きくなるが、通
常のサーボ回路ではこの程度入力が変っても支障はな
い。
【0018】
【発明の効果】本発明によれば、情報記録に先立って低
出力レーザ光をディスク(記録媒体)に照射し、予め焦
点合せをしておくことにより、常に焦点が合った状態で
記録を開始することが可能となり、正確な情報記録を行
うことができる。また、本発明によれば、記録中断の際
に生ずる不所望な焦点はずれを有効に防止することが可
能であるほか、直接変調可能な小型・軽量の半導体レー
ザを光源として用いることも可能である。なお、前記実
施例では、ディスクからの反射光から焦点誤差信号を検
出するための手段として円柱レンズを用いた場合につい
て説明したが、他の手段、例えば一軸光学系(記録用レ
ーザ光源を焦点合わせ用レーザ光源として兼用すること
によって記録用と焦点合わせ用の光束が一体となった光
学系)による公知の方法(臨界角法等)を用いることも
当然可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の情報記録装置を説明するための系統図。
【図2】本発明に係る情報記録方法を実施する際に使用
する情報記録装置の一例を示す系統図
【図3】本発明に係る情報記録方法を実施する際に使用
する情報記録装置の別の例を示す系統図
【図4】本発明に係る情報記録方法を説明するための
図。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】記録すべき情報に応じて変調したパルス状
    のレーザ光を回転中のディスク状記録媒体に照射するこ
    とによって情報を熱的に記録する情報記録方法であっ
    て、当該記録方法は、レーザ光を発生させるための光源
    として出力可変のレーザ光源を使用し、かつ、情報記録
    の際は、レーザ光源の出力を低めて記録しきい値以下の
    レーザ光を回転中の記録媒体に照射することにより、同
    媒体からの反射光を検出して焦点合わせを行なった後、
    その状態でレーザ光源の出力を高めて記録しきい値以上
    のレーザ光を回転中の記録媒体に照射することにより、
    同媒体からの反射光を検出して焦点合わせを行ないなが
    ら情報記録を行なうことを特徴とする情報記録方法
JP5156560A 1993-06-28 1993-06-28 情報記録方法 Expired - Lifetime JP2600051B2 (ja)

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JPH0628696A JPH0628696A (ja) 1994-02-04
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JPH0628696A (ja) 1994-02-04

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