JP2663545B2 - 光カード記録再生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ この発明は、情報を光学的に記録できるカード状の記
録媒体（以下これを「光カード」と称する）に対する情
報の記録や再生を行うのに用いられる光カード記録再生
装置に関する。

＜従来の技術＞ 第15図および第16図は、この種光カード記録再生装置
における内部機構の一例を示している。

図示例の装置は、カード挿入口１を有するケース２内
に２本のガイド軸3,3を平行配備してガイド機構を構成
し、このガイド機構にホルダ４を往復動可能に支持する
と共に、ホルダ移行路の下方に対応してカード挿入側に
光学ヘッド５を、奥側にカード送り機構６を、それぞれ
配設している。前記ホルダ４の下面には、カード保持部
７が形成されており、このカード保持部７は、ケース２
のカード挿入口１の位置に合わせてある。

カード挿入口１の内側には、挿入された光カード８を
検知するための検知器９と、この検知器９の動作にて作
動して光カード８をホルダ４のカード保持部７に対し自
動的に搬出入させるカードロード／イジェクト機構10と
が設けてある。

前記ホルダ４の後辺には、ホルダ４の移行方向と直角
をなすガイド軸11を設けてスライド部材12を軸承し、こ
のスライド部材12をカード送り機構６に連繋している。

カード送り機構６は、ケース２内の固定フレーム14に
２本の支軸15,16を軸承配備し、両支軸15,16にそれぞれ
プーリ17,18を軸止して無端ベルト19を捲回張設し、こ
の無端ベルト19の適所に連結ピン20を縦設して、このピ
ン20を前記スライド部材12に枢止連結している。一方の
支軸15の下部にはプーリ21が軸固定され、このプーリ21
にベルト等の伝動手段22を介して一方向回転の駆動モー
タ23を連繋する。

光学ヘッド５は、ホルダ４の移行方向と直交方向に配
備されたリードネジ24およびガイド軸25に軸承され、リ
ードネジ24は正逆回転可能なヘッド送りモータ26に連繋
されてヘッド送り機構13が構成されている。従ってヘッ
ド送りモータ26が作動すると、光学ヘッド５はガイド軸
25およびリードネジ24によって光カード８の送り方向と
直交方向に移行し、これにより光カード８の記録情報ト
ラックをアクセス動作する。

前記光カード８は、第17図に示す如く、一方表面に帯
状をなす光情報記録部27を備えたものであり、この情報
記録部27に多数の情報記録トラック28を設けて、これら
情報記録トラック28へ光学ヘッド５より光を照射するこ
とにより、情報の記録や再生が行われる。図中、29は光
学ヘッド５を情報記録トラック28に追随させるためのト
ラックガイドであり、30は情報記録トラック28に形成さ
れた情報単位を構成するピットである。これらピット30
は情報記録部27に光照射による熱的不可逆変化を生じさ
せて形成されるもので、この実施例の場合、ピット30に
おける光の反射率はその周囲の反射率に比較して低いも
のとなっている。

上記構成の光カード記録再生装置の動作を説明する
と、カード挿入待機状態では、ホルダ４はカード挿入口
１の近くに位置している。この状態において、カード挿
入口１より光カード８が挿し込まれ、これを検出器９が
検出すると、カードロード／イジェクト機構10が作動す
ることにより、挿し込まれた光カード８はカード保持部
７に自動的に取り込まれる。

続いてカード送り機構６の駆動モータ23が作動して無
端ベルト19が移行するとき、ベルト19に設けた連結ピン
20がスライド部材12を介してホルダ４をガイド軸3,3に
沿い牽引して移行させる。

連結ピン20がプーリ17の外周に到達すると、連結ピン
20はスライド部材12をホルダ４に対し幅方向にスライド
させ、プーリ17を半周して復動側へ移行する。ついで連
結ピン20は前記往動時と同様、スライド部材12を介して
ホルダ４をガイド軸3,3に沿い復動移行させるもので、
ホルダ４は駆動モータ23の一方向連続回転により往復動
作が実現される。ホルダ４の復動時、光カード８の情報
記録トラック28が光学ヘッド５に相対移行し、情報の記
録や再生処理が行われる。ホルダ４が最初の位置に復帰
すると、これに連動してヘッド送りモータ26が作動し、
ガイド軸25およびリードネジ24によってトラックアクセ
ス動作し、再び同様なカード送り動作が繰返し行われ
る。

第18図は前記光学ヘッド５の構成例を示しており、光
カード８上へ光を照射するための投光系31と、光カード
８からの反射光を受光するための受光系32とを備えてい
る。

投光系31は、半導体レーザ33,コリメートレンズ34,整
形プリズム35,回折格子36,反射ミラー37,対物レンズ38
を含むものであり、半導体レーザ33を発した光はコリメ
ートレンズ34で楕円形の平行ビームとなる。この平行ビ
ームは整形プリズム35でほぼ円形に整形された後、回折
格子36で３本のビームに分けられる。３本のビームは反
射ミラー37で光カード８の方向に導かれ、対物レンズ38
により光カード８上に結像され、第19図に示すように、
情報記録トラック28上に０次回折光による光スポット39
aが、またその両側のトラックガイド29,29上に正負の１
次回折光による光スポット39b,39cが、それぞれ生成さ
れる。

また受光系32は、前記対物レンズ38および反射ミラー
37に加えて、集光レンズ40,41、ハーフミラー42,光検出
器43,44を含むものであり、各光スポット39a,39b,39cの
反射光は対物レンズ38および反射ミラー37を経て集光レ
ンズ40,41にて集光される。集光された光はハーフミラ
ー42で分割され、それぞれ光は光検出器43,44上に投影
される。

上記の光学系において、光スポット39aを光カード８
の情報記録部27上に結像するために、光カード８と対物
レンズ38との間の距離を制御する必要がある。また光ス
ポット39aを情報記録部27の情報記録トラック28の位置
に結像するために、対物レンズ38の位置を制御する必要
がある。これら制御のためのフォーカスエラー信号やト
ラッキングエラー信号は光検出器43,44による受光信号
から生成されるもので、フォーカスエラー信号に基づき
フォーカスサーボ機構が対物レンズ38の焦点距離制御を
実行し、またトラッキングエラー信号に基づきトラッキ
ングサーボ機構が光スポット39a,39cをトラックガイド2
9上に位置決めする。

このような自動フォーカスおよび自動トラッキングの
各制御がかかった状態で、光カード８をトラックガイド
29に沿う方向に移動させつつ記録すべき情報で変調され
た大出力パルスを半導体レーザ33の出力に重畳させるこ
とにより、光カード８の情報記録部27上に０次回折光に
て熱的不可逆変化を起こさせ、ピット列を生成して情報
の記録を行う。

また同様の各制御がかかった状態で、光カード８をト
ラックガイド29の方向に移動させつつピット列を０次回
折光にてトレースすることにより、その反射光を光検出
器44にて受光して、光カード８の記録情報を光検出器44
の出力の増減として取り出すものである。

第20図は、上記構成の光カード記録再生装置の回路構
成を示しており、前記光学ヘッド５はフォーカス制御回
路45,トラッキング制御回路46,信号処理回路47を介して
システムコントローラ48に電気接続されて、自動フォー
カス制御，自動トラッキング制御，受光信号の処理が一
連に制御される。また前記システムコントローラ48に
は、カードロード／イジェクタ機構10,ヘッド送り機構1
3,さらにはカード送り制御回路50を介してカード送り機
構６がそれぞれ電気接続され、記録または再生時の機構
各部の動作が一連に制御される。なおシステムコントロ
ーラ48は外部インターフェース49を介して外部端末装置
51に接続される。

＜発明が解決しようとする問題点＞ 上記構成の光カード記録再生装置において、サーボの
基本となるフォーカスエラー信号やトラッキングエラー
信号は半導体レーザ33を光源とする光により生成されて
いるため、情報記録時に半導体レーザ33を間欠的に大出
力にて駆動すると、基準となる信号が大幅に変動し制御
誤差が生じることになる。これを避けるには、半導体レ
ーザ33の間欠的な大出力駆動時には制御を中断して、対
物レンズ38の位置を大出力駆動直前の位置に保持する必
要があり、制御が非常に複雑となる。

また記録情報の再生は、情報記録トラック28上のピッ
ト30の列をほぼ同サイズの光スポット39aでトレースし
て、反射光の光量の増減を光検出器44で検出して行うた
め、光カード８の搬送に伴う振動が発生すると、光スポ
ット39aのピット30との重なりがずれ、受光信号のSN比
が低下する。殊に光カード記録再生装置においては光デ
ィスク駆動装置などに比較して振動が大きく、情報の記
録や再生を高速化するには、それに伴って振動が大きく
なるため、この方式では記録・再生の高速化を実現する
のは困難である。

さらに記録情報の再生時において、半導体レーザ33は
安定して発振する極限のレベルまでその出力を落として
使用するが、それでも光スポット39a,39b,39cのエネル
ギー密度が高く、再生を繰り返すうちに光カード８上の
ピット30やトラックガイド29を劣化させ、受光信号のレ
ベルを低下させるという問題がある。

この発明は、上記問題に着目してなされたもので、光
カード上にスリット状の光像を生成することにより、制
御が容易かつ記録再生の高速化が困難であり、またピッ
トやトラックガイドの劣化を防止した新規な光カード記
録再生装置を提供することを目的とする。

＜問題点を解決するための手段＞ 上記目的を達成するため、この発明では、光学ヘッド
と光カードとの少なくとも一方を他方に対して相対移動
させて情報の記録や再生を行う光カード記録再生装置に
おいて、前記光学ヘッドは、光カードの記録情報を再生
しかつフォーカスおよびトラッキング用の制御信号を生
成するための光学系を具備させる共に、この光学系には
発光面がスリット状をなす発光ダイオードを光源として
含ませることにしている。

＜作用＞ 情報の記録や再生に際して、発光ダイオードより成る
光源は常時駆動させて、フォーカスおよびトラッキング
の各制御が実行されるもので、光カード上には光源の発
光面に対応するスリット状の光像が生成されることにな
る。このため、光カードの搬送に伴う振動が発生して
も、光像とピットとの重なり状態が維持され、受光信号
のSN比は低下しない。

また記録情報の再生には、エネルギー密度の低い発光
ダイオードによる光を用いるから、再生を繰り返しても
光カード上のピットやトラックガイドが劣化して、受光
信号のレベルを低下させる虞れはない。

＜実施例＞ 第１図は、この発明の光カード記録再生装置に組み込
まれる光学ヘッド52の光学系を示している。なおこの光
カード記録再生装置の機械構造は、具体的には第15図お
よび第16図に示したものと同様であって、ここではその
説明を省略する。

第１図に示す光学系は、半導体レーザ53を光源とする
第１の投光系54と、端面発光ダイオード55を光源とする
第２の投光系56とを含んでおり、この第２の投光系56に
よる光を光カード８に当て、その反射光を受光系57にて
光検出器58,59に導いて受光するものである。

第１の投光系54は、半導体レーザ53を光源としてコリ
メートレンズ60,整形プリズム61,偏光ビームスプリッタ
62,対物レンズ63を含むものであり、半導体レーザ53を
発した光はコリメートレンズ60でほぼ楕円形の平行ビー
ムとなる。なお半導体レーザ53は楕情報記録時のみ駆動
される。前記平行ビームは整形プリズム61において楕円
の短軸方向のみが拡大されてほぼ円形に整形される。こ
の円形ビームは半導体レーザ53の性質によりほぼＰ偏光
成分より成り、偏光ビームスプリッタ62を殆ど素通りし
て対物レンズ63の光軸上に入射する。この光は対物レン
ズ63により光カード８上に集光されて、第５図に示すよ
うな円形の光スポット69となる。この光スポット69によ
り局所的にエネルギー密度が高められ、光カード８の情
報記録部27に熱的不可逆変化を生じさせてピット30を形
成する。

前記光カード８はトラックガイド29に沿う方向（第５
図中、矢印ａで示す）に移動しており、記録すべき情報
で変調されたパルスが半導体レーザ53に与えられてパル
ス発光するとき、光カード８上には前記ピット30が次々
に生成されて、情報記録トラック28上にはピット列とし
て情報が記録される。

第２の投光系56は、端面発光ダイオード55を光源と
し、その出力光がコリメートレンズ64でほぼ平行ビーム
となる。この平行ビームは偏光ビームスプリッタ62でＳ
偏光成分のみが反射され、対物レンズ63に対し光軸より
例えば1mm程度偏心して入射し、光カード８上に端面発
光ダイオード55の発光面の像を結像する。

この端面発光ダイオード55は、発光面がスリット状を
なしており、記録および再生時に常時駆動させて、光カ
ード８上に第５図に示すようなスリット状の光像70を結
像させている。

この端面発光ダイオード55としてブロードメサ型端面
発光ダイオードなどが用いられるもので、第２図にその
素子構造が、また第３図にその作製過程が、それぞれ詳
細に示してある。

第３図（１）において、まず（100）ｎ−GaAs基板71
上に、ｎ−GaAsバッファ層72,n−GaAs下部クラッド層7
3,GRIN−SQW（Graded Index Single Quantum Well）
活性層74,p−AlGaAs上部クラッド層および、ｐ−GaAsキ
ャップ層76を、MBE法により成長させることにより、GRI
N−SCH−SQW構造（SCH:Separate Confinement Heterost
ructur）をつくる。なお前記GRIN−SQW活性層74は、図
示しないが、中央の単一量子井戸（SQW）層を挟んでそ
の上下にGRIN層を備え、またｎ−GaAsバッファ層72は超
格子バッファ層を含んでいる。

つぎに、例えば幅50μｍのスリット光を射出する発光
ダイオードでは、第３図（１）に示す如く、キャップ層
76上に幅50μｍのCr/Au層77をリフトオフ法によって形
成する。

つぎに第３図（２）に示すように、キャップ層76の上
面に再度AZレジスタ78を塗布し、Cr/Au層77を中心とし
て幅100μｍの窓をあける。

そしてCr/Au層77を、AZレジスタ78をエッチングマス
クとしてBCl₃を用いたRIE（Reactive Ion Etching）法
で下部クラッド層73に達するまでエッチングを行って、
第３図（３）に示すような溝79を形成し、幅50μｍのメ
サ構造を形成する。その後O₂アッシングによりAZレジス
ト78を除去する。

つぎに第３図（４）に示すように、プラズマCVDによ
りSiNx絶縁膜80を溝79を含む上面全体にわたって形成す
る。

さらに第３図（５）に示すように、CF₄＋H₂ガスを用
いたRIE法でコンタクト用ウィンドウ・エッチングを行
い、Cr/Au層77の上部において絶縁層80に窓31をあけ
る。

最後に裏面を研磨し、第３図（６）に示すように、両
面にCr/Au電極82およびAuGeNi/Au電極83をそれぞれ蒸着
し合金化を行う。

以上のようにして作製したウェハから共振器長約100
μｍのバーを劈開法により切り出し、出射面側にAl₂O₃
（無反射コート）を厚さλ14m（λ；光の波長,n;屈折
率）に形成し、この後チップに分割する。分割したチッ
プをSiのヒートシング上にAuSnソルダでジャンクション
・ダウンで組立てる。

このようにして作製された端面発光ダイオード55は、
発光中心波長が例えば780μｍであり、第４図（１）に
示すようなスリット状の発光面84を有して、その発光強
度は第４図（２）に示す如く、面内でほぼ均一である。
なお第２図中、矢印ｂは光の射出方向を示す。

第５図は、光カード８上に結像された端面発光ダイオ
ード55の発光面の光像70を示している。この光像70は光
カード８上のトラックガイド29とほぼ直交し、例えば光
像70の長さを50μｍ、幅を３μｍ程度に設定し、３本の
トラックガイド29に跨がる範囲を照明している。

また第５図において、端面発光ダイオード55による光
像70から50μｍ程度離れた位置に半導体レーザ53による
光スポット69が形成されている。この両者の相対距離は
光学ヘッド52の組立調整時、対物レンズ63への入射前の
半導体レーザ53の光軸と端面発光ダイオード55の光軸と
の間に相対的に角度差を与えることで得ることができ
る。

いま半導体レーザ53による光スポット69と端面発光ダ
イオード55による光像70との相対距離をl,対物レンズ63
の焦点距離をｆとしたとき、与えるべき前記光軸の相対
的な角度差θは、つぎのようになる。

このように相対的な角度差θを与える際、半導体レー
ザ53の光軸を基準に端面発光ダイオード55の光軸を調整
するが、端面発光ダイオード55の光軸を基準に半導体レ
ーザ53の光軸を調整してもよく、または別に仮の基準を
設けて仮の基準をもとに半導体レーザ53の光軸および端
面発光ダイオード55の光軸を調整しても良い。

第１図に戻って、つぎに受光系57は前記対物レンズ63
および偏光ビームスプリッタ62に加えて、反射ミラー6
5,67、集光レンズ66,ハーフミラー68を含むものであ
り、端面発光ダイオード55によるスリット状の光像70は
光カード８上でトラックガイド29とピット30の有無によ
り光量変調をかけられた状態で正反射され、その反射光
は対物レンズ63を逆方向に通過して、ほぼ平行光の状態
で偏光ビームスプリッタ62に導かれる。この反射光は、
正反射のためほぼＳ偏光を保持しており、偏光ビームス
プリッタ62の反射面にて反射され、さらに反射ミラー65
を経て集光レンズ66に導かれる。

この集光レンズ66で集光された光は、さらに反射ミラ
ー67を経てハーフミラー68に導かれ、光の一部はこのハ
ーフミラー68を通過して一方の光検出器58に至り、光の
残りの一部はハーフミラー68で反射して他方の光検出器
59に至り、各光検出器58,59の受光面上に光カード８上
の前記光像70を拡大投影する。

いま対物レンズ63の焦点距離をｆ、集光レンズ66の焦
点距離をｆ′とすると、拡大倍率は（ｆ′/f）で与えら
れる。従って集光レンズ66の焦点距離ｆ′が例えばｆ′
＝150mmであり、対物レンズ63の焦点距離ｆが例えばｆ
＝4.5mmである場合は、拡大倍率（ｆ′/f）はｆ′/f＝1
50/4.5≒33.3（倍）となる。

第６図は一方の光検出器58上に投影された前記光像7
0′を、第７図は他方の光検出器59上に投影された前記
光像70′を、それぞれ示すもので、第６図には鎖線ｉに
沿う光量分布が併せて示してある。一方の光検出器58に
は記録情報再生用の受光素子85′,86とトラッキング制
御用の受光素子87,88とが配設され、また他方の光検出
器59にはフォーカス制御用の受光素子89,90が配設され
ており、前記光像70′はトラッキングエラーおよびフォ
ーカスエラーのない適正状態下では、これら受光素子8
5,86、87,88、89,90上の適正位置に結像するものであ
る。

同図において、トラッキング制御用の受光素子87,88
は線対称をなす三角形状のものであって、記録情報再生
用の受光素子85,86の中間に位置し、突き合わせ点上に
トラックガイドの像（鎖線29′で示す）が対応位置して
いる。またフォーカス制御用の受光素子89,90は前記光
像70′より長い長手矩形状をなし、両者の突き合わせ線
上に前記光像70′が結像している。さらに記録情報再生
用の受光素子85,86は矩形状をなし、隣合う２本の情報
記録トラックに対応位置している。

なお第６図は光がハーフミラー68を透過して得られた
像であり、また第７図は光がハーフミラー68を反射して
得られた像であるため、両者の像は左右反転したものと
なる。同図中、矢印ａは光カード８の移動方向である。

ところで半導体レーザ53からの光を光カード８上に集
光して、熱的不可逆変化によりピット30を形成するに
は、対物レンズ63と光カード８との相対距離が例えば±
２μｍ以内となるようにフォーカス制御を行う必要があ
る。

第８図は、フォーカス制御におけるフォーカスエラー
信号の検出原理を示している。

同図中、91は端面発光ダイオード55からの光を示して
おり、この光91の対物レンズ63通過後の合焦位置Ａに光
カード８の反射面がある時、その反射光92が集光レンズ
66により導かれる位置に光検出器59を位置させると共
に、フォーカス制御用の受光素子89,90を、両者の差動
出力がゼロとなる位置に位置決めされる。この場合に、
半導体レーザ53による光の合焦位置と端面発光ダイオー
ド55の合焦位置とは組立調整時に予めほぼ一致させてお
く。なお第８図中、93,94は各受光素子89,90による受光
信号を増幅するための増幅器、95は各増幅器93,94の増
幅出力を差動増幅するための差動増幅器である。

第８図において、光カード８の反射面が合焦位置Ａに
対し対物レンズ63に近い側の位置Ｂにずれたり、また遠
い側の位置Ｃにずれたとき、対物レンズ63への入射光91
と平行であった出射光92はずれ量に応じて振られる結果
となる。それに伴い集光レンズ63により光検出器59上に
投影された光像70′も、光カード８と対物レンズ63との
相対距離の変化に伴い受光素子89,90上を移動して、各
受光素子89,90による受光信号は不一致となり、差動増
幅器95の差動出力Ｋが生じてフォーカスエラー信号が発
生する。

第９図は、フォーカスエラーが生じた場合の各受光素
子89,90の受光信号の増幅出力I,Jと差動増幅器95の差動
出力Ｋ（フォーカスエラー信号）とを示しており、合焦
位置Ａに対して光カード８が変位して対物レンズ63との
相対距離が大小することにより、光検出器59上の光像7
0′が移動し、受光素子89,90の出力が増減して、合焦位
置を境に＋／−の符号が反転するフォーカスエラー信号
が生成される。このフォーカスエラー信号によりフォー
カス制御回路45（第20図に示す）は光カード８と対物レ
ンズ63との相対距離の情報を得ることができ、フォーカ
ス制御回路45はレンズ駆動機構（図示せず）を駆動させ
て、対物レンズ63をフォーカシング方向に変位させて自
動フォーカス制御を行う。

第10図は、トラッキング制御におけるトラッキングエ
ラー信号の検出原理を示している。

同図において、光像70′中のトラッキングガイドの像
29′は光検出器58におけるトラッキング制御用の受光素
子87,88の突き合わせ点上に適正に位置しており、この
とき各受光素子87,88による受光信号は一致し、その差
動出力Ｓ（トラッキングエラー信号）はゼロである。な
お図中、96,97は各受光素子87,88による受光信号を増幅
するための増幅器、98は各増幅器96,97の増幅出力Q,Rを
差動増幅するための差動増幅器である。

前記トラックガイドの像29′は、対物レンズ63をトラ
ッキング方向に変位させることにより、図中、矢印Ｃで
示す方向に移動するもので、いま対物レンズ63を駆動し
てトラッキングガイドの像29′を図中、（−）方向また
は（＋）方向へ移動させるとき、受光素子87,88の受光
信号から、第11図（１）（２）に示すような増幅出力Q,
Rが得られる。従って両信号Q,Rの差動出力Ｓを求めるこ
とにより、第11図（３）に示す如く、トラッキング位置
Ｔを境に＋／−の符号が反転するトラッキングエラー信
号を得ることができる。このトラッキングエラー信号に
よりトラッキング制御回路46（第20図に示す）はレンズ
駆動機構（図示せず）を駆動させて、対物レンズ63をト
ラッキング方向に変位させて自動トラッキング制御を行
う。

しかしてフォーカスおよびトラッキングの各制御をか
けた状態下で光カード８を移行させつつ、記録すべき情
報で変調をかけたパルスで半導体レーザ53をパルス駆動
することにより、光カード８の情報記録トラック28には
ピット列が形成されて、前記情報が記録されることにな
る。

この場合に、フォーカスエラー信号やトラッキングエ
ラー信号は端面発光ダイオード55による光から生成され
ているため、半導体レーザ55の駆動とは関係なくフォー
カス制御およびトラッキング制御を行うことができる。
従って半導体レーザ53の駆動時にもこれら制御を中断し
たり、対物レンズ63の位置を保持したりするなどの必要
がなく、制御が容易となる。

また端面発光ダイオード55による光は、そのエネルギ
ー密度が情報の再生に十分ではあるが、ピットやトラッ
クガイドを熱的に損傷させる程に高いものでないから、
情報の再生を繰り返しても、ピットやトラックガイドが
劣化する虞れはない。

第12図は、記録情報の再生原理を示しており、光カー
ド８は図中矢印ａで示す方向に移動しつつ、フォーカス
およびトラッキングの各制御状態下で２本の情報記録ト
ラックのピット列が光検出器58の受光素子85,86にて同
時にトレースされている。各受光素子85,86で得た受光
信号は、増幅器99,100で増幅され、その増幅出力X,Y
（第13図に示す）は信号処理回路101,102で波形整形な
どの処理を受けた後、復調回路103,104を経て光カード
８の記録情報が再生されることなる。

ところで光カード８は往復直線運動するため、光ディ
スク駆動装置などと比較して自励振動は大きくなる。特
に高速記録・再生の要求に応えるべく光カード８の往復
直線運動を高速化すると、この自励振動は一層増大す
る。自励振動が発生すると、制御系に外乱が入り、その
外乱の大きさや制御系の利得に応じて制御偏差が生じ
て、フォーカスエラーやトラッキングエラーの原因とな
る。

第12図には、端面発光ダイオード55による光像70と光
検出器58における各受光素子85,86、87,88との相対位置
関係が示してある。同図中、Ｄはこの相対位置関係が適
正であるときの状態を、またE,Fはトラッキングエラー
が発生した際の位置ずれ状態を、それぞれ示している
が、この位置ずれは、光検出器58が固定であるから、光
像70が位置ずれすることにより生ずるものである。

しかしながらトラッキングエラーが生じてピット30が
光検出器58に対して図中上下方向に振れても、光像70は
スリット状をなすから、ピット30が受光素子85,86より
逸脱しない限りにおいて、受光信号は殆ど影響を受けな
い。

フォーカスエラーが発生して光検出器58上で光像70の
位置ずれが生じた場合も、各受光素子89,90で受光する
光量は殆ど影響を受けない。

従ってフォーカスエラーやトラッキングエラーが生じ
ても、信号出力は殆ど影響を受けないため、信号のS/N
を低下させることなく記録再生の高速化が可能である。

またこの実施例の場合、半導体レーザ53による記録光
の後を端面発光ダイオード55による再生光がトレースし
ているから、記録直後の情報の再生が可能であり、記録
ミスなどを瞬時に発見できるため、書込みの信頼性がき
わめて高くなり、しかも記録再生時のシステム動作は著
しく短縮されたものとなる。

なお上記の実施例において、光学ヘッド52の光学系は
第１図のものに限られないことは勿論であり、例えば第
14図に示すような光学系を採択してもよい。

同図の光学系は、第１の投光系54が半導体レーザ53を
光源としてコリメートレンズ60,整形プリズム61,偏光ビ
ームスプリッタ62,対物レンズ63を含み、また第２の投
光系56が端面発光ダイオード55を集光として偏光ビーム
スプリッタ62および対物レンズ63に加えてコリメートレ
ンズ64を含み、さらに受光系57が反射ミラー65,集光レ
ンズ66,ハーフミラー68,光検出器58,59を含むものであ
る。この光学系は、コリメートレンズ60で得た楕円形の
平行光を整形プリズム61で縮小整形する点で第１図の光
学系と相違するもので、整形プリズム61の入射光は楕円
の長軸方向のみが縮小され、ほぼ円形のビームとして射
出される。この円形ビームは半導体レーザ53の性質によ
り偏光ビームスプリッタ62の反射面でほぼ100％反射さ
れて対物レンズ63へ導かれる。

この場合のビームの有効径は対物レンズ63の有効径よ
り小さくなり、対物レンズ63のNAの実効値は小さくな
る。このため光カード８上に集光される光スポットは、
そのサイズが大きくなるが、焦点深度が深くなるため大
出力の半導体レーザを用いることができればフォーカス
エラーがあってもピットを形成できる焦点範囲が広がる
という利点がある。

端面発光ダイオード55から発せられる光はコリメート
レンズ64でほぼ平行ビームとなり、この平行ビームはＰ
偏光成分のみ透過して対物レンズ63に向けられる。

なお光検出器58,59による検出動作などについては第
１図の実施例と同様であり、ここでは説明を省略する。

＜発明の効果＞ この発明は上記の如く、光学ヘッドに光カードの記録
情報を再生しかつフォーカスおよびトラッキング用の制
御信号を生成するための光学系を具備させる共に、この
光学系には発光面がスリット状をなす発光ダイオードを
光源として含ませるようにしたから、光カードの搬送な
どに伴って振動が発生しても、光カード上でスリット状
の光像とピットとの重なりが維持されて、受光信号のSN
比は低下せず、記録・再生の高速化を実現し得る。

また記録情報の再生には、エネルギー密度の低い発光
ダイオードによる光を用いるから、再生を繰り返しても
光カード上のピットやトラックガイドが劣化して、受光
信号のレベルを低下させる虞れはないなど、発明目的を
達成した顕著な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は光学ヘッドの光学系を示す説明図、第２図は端
面発光ダイオードの素子構造を示す斜面図、第３図は端
面発光ダイオードの作製過程を示す説明図、第４図は端
面発光ダイオードの発光面とその発光強度を示す説明
図、第５図は光カード上の結像状態を示す説明図、第６
図および第７図は光検出器上に投影された光像を示す説
明図、第８図はフォーカス制御の原理を示す説明図、第
９図はフォーカス制御における信号波形を示す説明図、
第10図はトラッキング制御の原理を示す説明図、第11図
はトラッキング制御における信号波形を示す説明図、第
12図は記録情報の再生原理を示す説明図、第13図は再生
時の信号波形を示す説明図、第14図は光学ヘッドの光学
系の他の実施例を示す説明図、第15図は光カード記録再
生装置の内部機構を示す平面図、第16図は第15図中、Ａ
−Ａ線に沿う断面図、第17図は情報記録部を拡大して示
す光カードの平面図、第18図は従来例の光学ヘッドの光
学系を示す説明図、第19図は光カード上の光スポットを
示す説明図、第20図は光カード記録再生装置の回路構成
を示すブロック図である。 ８……光カード、52……光学ヘッド 55……端面発光ダイオード

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光学ヘッドと光カードとの少なくとも一方
   を他方に対して相対移動させて情報の記録や再生を行う
   光カード記録再生装置において、 前記光学ヘッドは、光カードの記録情報を再生しかつフ
   ォーカスおよびトラッキング用の制御信号を生成するた
   めの光学系を備えると共に、この光学系には発光面がス
   リット状をなす発光ダイオードを光源として含んで成る
   光カード記録再生装置。