JP2710961B2

JP2710961B2 - 光学的情報記録再生装置

Info

Publication number: JP2710961B2
Application number: JP63252121A
Authority: JP
Inventors: 宏明星; 和彦松岡
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1988-10-07
Filing date: 1988-10-07
Publication date: 1998-02-10
Anticipated expiration: 2013-02-10
Also published as: JPH02101643A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は情報記録再生装置に関するものであり、特
に、記録媒体に光ヘッドを相対的に往復運動させつつ情
報の消去、記録、及び／又は再生を行なう光学的情報記
録再生装置に関する。

〔従来の技術〕

従来から光を用いて情報を記録、再生する媒体の形態
として光ディスク、光カード、光テープ等の各種のもの
が知られている。これらはそれぞれ特徴をもっており、
目的、用途等によって使いわけられているが、そのうち
光カードは製造の容易さ、携帯性のよさ、アクセス性の
よさといった特徴を生かし、今後、用途がますます広ま
ってゆくと考えられる。

第９図はカード状の記録媒体に対して構成された光情
報記録再生装置の一例を示す概略ブロック図である。

同図において、１は情報を記録すべき光カード、３は
光ヘッド（第９図において点線で囲まれた部分）、４は
光ヘッド３からの光ビーム、５は光カード１を載置する
シャトル、８はレーザー、９はコリメーターレンズであ
る。10は偏光ビームスプリッター、30は1/4波長板で、
該２つの部材の組み合わせによって図の上から下へ向う
光は透過させるが、下から上へ向う光は直角方向に曲げ
られる。11は対物レンズで平行光を光カード１上で集光
させる働きをする。

12は光センサー、13はプリアンプ、14はオートフォー
カシングサーボ、15はオートトラッキングサーボ、16は
デコーダー、17はインターフェイス、18はコンピュータ
ー、19はエンコーダー、20はレーザードライバーであ
る。21はステッピングモーターで光学ヘッド３を紙面と
垂直方向に移動させる働きをもつ。

22,23はプーリーで、該プーリー22,23には、ベルト24
がかけられている。該ベルト24には光カード１を載置す
ると共に固定するシャトル５が取付けられている。プー
リー22はモーター26のシャトルに取り付けられており、
モーター26の回転によって光カード１は図の矢印Ａ方向
に直線往復運動する。この運動は、モーターサーボ27に
より光カード１の記録領域内では、定速度運動を行な
い、記録領域外で、減速、停止、加速により反転し、ス
ムーズな直線往復運動を行なっている。なお、モーター
26の回転速度は光学的エンコーダで検出し、モーターサ
ーボ27へ入力している。

次に第９図に示された装置の動作を情報再生の場合を
例にとり説明する。

第９図において、レーザー８から発振された光ビーム
は、コリメータレンズ９で平行光になり、偏光ビームス
プリッター10及び1/4波長板30を通り、さらに対物レン
ズ11により、集光されて、光カード１上に微小スポット
を形成する。光カード１からの反射光は微小スポットに
より照射された部分に情報ビットがあるかないかによっ
て変調を受け、この変調光が再び対物レンズ11によって
平行光となり、偏光ビームスプリッター10によって光セ
ンサー12に入射される。光センサー12は変調光の光量変
化を検知し、電気信号に変えてプリアンプ13へ送る。プ
リアンプ13からオートフォーカシングサーボ14に信号が
送られ、オートフォーカシングサーボ14からの信号によ
り、図示されていないアクチュエーターにより対物レン
ズ11をＢ方向に移動させ、光ビーム４が光カード１上で
焦点を結ぶように対物レンズ11と光カード１との距離を
制御する。

装置の初期動作時には、インターフェイス17からオー
トフォーカシングサーボ14,オートトラッキングサーボ1
5へサーボの引き込み指令が送られる。ここでいうイン
ターフェイス17は、マイクロプロセッサーユニット等を
含み、独立した装置として完結し、外部コンピューター
18と通信機能をもっている。

またプリアンプ13からの信号は、オートトラッキング
サーボ15にも信号が送られ、オートトラッキングサーボ
15からの信号は、不図示のアクチュエータにより対物レ
ンズ11を紙面と垂直方向に移動させ、光ビーム４が所定
の位置に焦点を結ぶように制御する。オートフォーカシ
ングサーボ14とオートトラッキングサーボ15について
は、いくつかの具体的な方法が提案されているが、例え
ば光ビーム４をグレーティング等で複数に分け、光カー
ド１にあらかじめオートフォーカシング用の、又はオー
トトラッキング用のトラックをプリフォーマットしてお
き、複数の光ビームの少なくとも１つで情報を再生し、
他のビームでオートフォーカス用およびオートトラッキ
ング用の信号を取り出す例が提案されている。

更に、プリアンプ13からの信号は、デコーダ16に送ら
れて電気的に必要な処理をされた後、インターフェイス
17に送られる。インターフェイス17からはコンピュータ
18に情報信号が送られる。またインターフェイス17から
は、エンコーダ19に信号が送られ、必要に応じて変調を
うけた後、レーザードライバー20を経てレーザー８の発
振を制御する。

また、インターフェイス17からはステッピングモータ
ー21とモーターサーボ27に信号が送られ、それぞれ光ヘ
ッド３の紙面に対し垂直方向の位置制御とモーター26の
回転制御が行なわれる。

〔発明が解決しようとする課題〕

このような動作を行なう光カード記録再生装置におい
ては、消去又は記録された情報の正確さをチェックする
機能、いわゆる書き込み後直接読み出し機能に類した機
能を持たすことによって、情報の消去、記録、再生の信
頼性を向上させられることが知られている。

たとえば、１つの光源を用い、回折格子やプリズムに
より複数に分割された光束を使って、同一トラック上に
複数のスポットを形成し、それぞれ消去、記録、再生に
用いる方法が考えられる。しかし、消去あるいは記録時
の変調によりそれぞれのスポットも変調されるため、オ
ーバライト機能、書き込み後直接読み出し機能等を実現
することは非常に難しい。なぜなら単一光源を用いた場
合消去、記録、再生間のクロストーク、時間的ズレを補
償するには、大規模な電気的信号処理によらざるをえな
い。また記録に必要な高いパワーまたはエネルギーを
得、かつ、消去と記録を独立に実行するには消去時と記
録時のカードと光ヘッドの相対速度を切替えねばならな
いといった装置の大型化、複雑化が伴うためである。

そこで、特開昭62−298033号に示されるが如く、複数
の半導体レーザーを用い、光ヘッドと媒体の相対移動方
向に対応して、記録と再生スポットの順序を切替える、
書き込み後直接読み出し装置が提案されているが、複数
の半導体レーザーの光軸を調整により、所望の位置関係
に設定するのは非常に手間がかかる上、温度や振動等に
弱く、現実に装置化し量産するのは難しいという問題点
を有している。

それに対し、同じ特開昭62−298033号に示されるが如
き、アレイ半導体レーザーを用いた書き込み後直接読み
出し装置によれば、そのような問題は低減されるが、記
録と再生を行なう複数のレーザーでは、消去即記録とい
うオーバーライト機能が実現できないばかりでなく、次
のような問題点を有している。

第１に、通常、消去、記録には10〜50mWという大出力
が必要で、再生には、１〜5mWという低出力で十分であ
るから、同一の特性のレーザーでは、それぞれの出力に
対応した性能を実現するのが難しい。つまり、高出力が
出るように作製したレーザーでは、発振しきい値に近い
低出力では、発振が不安定で雑音が大きい上に、非点収
差が異なることが多く、さらにしきい値が不明確で注入
電流−光出力特性の直線性が悪い。従って、消去、記録
よりも高いSN比が必要な再生及びオートフォーカスやオ
ートトラッキングといったサーボの信頼性が落ちるとい
う問題点を有している。さらには、一般に高出力にする
ため、レーザーの前端面の反射率を低くしているので、
いわゆる戻り光誘起雑音が発生しやすいので、上記の信
頼性をさらに劣化させる。

第２に、消去、記録時に大出力で変調を行なうため、
隣接したアレイレーザー間の光学的、電気的、熱的クロ
ストークにより、本来、低出力の再生パワーで一定して
いるべき再生光が変調され、正しい再生が行なわれない
という問題点がある。半導体レーザーの光出力を安定化
するのに、レーザーと同じパッケージの中にレーザーの
後方出力をモニターするフォトダイオードを設け、基準
値からのずれを検出し、レーザーに負帰還をかけるいわ
ゆるAPC（オート・パワーコントロール）駆動回路が同
業者の間で公知であるが、これは温度変動や経時変化と
いう０〜100Hz程度の低周波の光変動を押えるものであ
り、かつ、アレイレーザーの場合、レーザーが近接して
おり、独立に光出力をモニターするのが困難であるた
め、前記クロストークによる光変動を押えることができ
ないという問題点を有している。

第３の問題点は、移動方向により記録再生を切替える
場合のサーボの安定性に関するものである。通常、往動
時と復動時には別の（多くは隣りの）トラックを走査す
るが、そのトラックの移動は、前述のように往復の切換
時に、記録領域外で行なわれることが多い。

このように、往復による記録、再生スポットの順序切
替えと、トラックの移動が重なる場合サーボのスポット
も切り替るため、オート・トラッキングはもちろんオー
ト・フォーカスまではずれてしまい、記録、再生のスピ
ードを著しく低下させるという問題点を有していた。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記の従来技術の問題点に鑑み、消去、記
録、再生の速度を低減させることなしに、オーバーライ
ト、書き込み後直接読み出し等の機能を実現し、安定に
かつ正確に情報の消去、記録、再生を行なうことが可能
な光学的情報記録再生装置を提供することを目的とす
る。

以上のような目的は記録媒体と光ヘッドを相対往復運
動させつつ、消去及び／又は記録及び／又は再生を行な
う光学的情報記録再生装置において、前記光ヘッド内の光源が、独立発光可能な複数の光源
であって、かつ、それぞれの光源が、前記消去及び／又
は記録及び／又は再生に対応した波面及び光出力を有
し、かつ、それぞれの光出力を独立に検出可能な複数の
光検出器を有し、前記記録媒体の同一トラック上に複数
のスポットを配置せしめ、かつ前記往復運動の往動時と
復動時に対応してスポットの機能が変更され、かつ前記
スポットの機能の変更時に、少なくとも１組のスポット
が同一の機能を有する重複した期間を有し、該同一の機
能はフォーカスサーボ又はトラッキングサーボ用のスポ
ットによる再生レベルを検出することであることを特徴
とする光学的情報記録再生装置により達成される。

〔作用〕

本発明は実質的に独立発光可能で、かつ、各々の機能
の特性に適合した波面及び光出力を有した複数の光源を
用い、媒体の同一トラック上に複数のスポットを配置せ
しめ、かつ、往復運動の往動時と復動時に対応してスム
ーズにスポットの機能が変更されることを特徴としてい
る。

なお、前記スポットの機能の変更時に少なくとも１組
のスポットが同一の機能を有する重複した期間を有する
ことにより、機能変更時の不安定をなくすことは本発明
の有効な方法である。

また、各レーザーとそのモニター用フォトダイオード
の対と、該対に対し、それぞれ、差動増幅器とバッファ
アンプからなるドライバ部とを設け、差動増幅器に該モ
ニター用フォトダイオードの出力と該レーザーの駆動制
御信号を入力した光出力制御装置を有し、オートパワー
コントロール制御によって、各レーザーの光出力制御を
行なうようにすることも本発明の有効な方法である。

〔実施例〕

以下、図面を用いて、本発明の実施例について詳細に
説明する。

第１図は本発明の実施例を示す装置の概略ブロック図
である。第９図に示した装置の構成と同じ構成部品につ
いては同じ番号を付す。光ヘッド３におけるレーザー８
には、同一半導体基板に３アレイ半導体レーザー100,10
1,102と後に説明するように、それぞれ用のモニターフ
ォトダイオードが集積化されている。３つのレーザーは
独立に駆動可能で、それぞれにレーザードライバー35,3
6,37により独立駆動される。３つのドライバーは、その
切換回路（Ｉ）32に接続され後に説明する流れに従い、
それぞれのレーザーの駆動状態を切り替える。

３つのレーザーの発光点はコリメーターレンズ９の焦
平面内にあるから、それぞれのレーザーからの発散光
は、コリメーターレンズ９により平行光束となる。この
３つのビームは、対物レンズ11により光カード１上に、
３つのスポット200,201,202として結像される。本実施
例ではコリメータレンズ９の焦点距離は対物レンズ11の
焦点距離以下にしてあるので、カード上のスポット間隔
はレーザーの発光点間隔が両者の焦点距離の比だけ縮小
結像されている。こうした縮小光学系により、環境温度
の変化にともなう熱膨張・収縮による、レーザーとコリ
メータの３次元的位置関係のズレのスポット間隔への影
響の低減、後述するレーザー間のクロストークの低減
（発光点間隔を大きくできる）等に効果がある。この３
つのスポットの配列方向は、カードの往復運動方向Ａに
平行である。光カード１からの反射ビームは1/4波長板3
0、偏光ビームスプリッタ10を通過後、センサレンズ31
により、光センサー12上へ集光される。光センサー12に
は、それぞれ、３つのビームに対応した３つの受光部3
8,39,40が配置されて、それぞれから出力された光電流
は、各々プリアンプ41,42,43で電流電圧変換、増巾、演
算、波形整形、その他の処理が行なわれ、切換回路（I
I）33へ入力される。

切換回路I 32、切換回路（II）33の機能について、第
２図を用いて説明する。

第２図（ａ），（ｂ）においてトラック40a,40b,…,4
0eは、光カードの往復運動方向Ａに平行に設けられてい
る。３アレイレーザー100,101,102からの光で形成した
３つのスポット200,201,202は同一のトラック40上に配
列してある。

まず第２図（ａ）で示すカードの往動時（図中右から
左へカードが移動）のトラック40c上の情報ピット41の
消去、記録、再生について説明する。この場合スポット
200は消去用、201は記録用、202は再生用スポットとし
て用いることになる。それらの指令は、インターフェイ
ス17から、レーザードライバー20の切換回路32に伝えら
れ、上記の機能の切換えを行なう。記録すべき情報はコ
ンピューター18から送られインターフェイス17を介し、
エンコダー19により記録用に変調された信号に変換さ
れ、切換回路（Ｉ）32を経て記録用レーザー101のレー
ザードライバー36へ入力され、レーザー101の出力パワ
ーを変調する。たとえば、InSe系記録媒体を用い、消去
スポット200を7mWの結晶化レベルにして、書かれてあっ
たピット41を消去し、記録スポット201の変調の高出力
レベルを15mWとなるように、レーザー201を駆動するこ
とによりアモルファス化された新らたなるピット41が形
成されオーバーライトが達成される。また、再生スポッ
ト202は低出力の1mWととし、書き込み後直接読み出し
が、オーバーライトとともに実現する。この場合、再生
スポット202のカード上反射光は、対応した受光部38に
入射し、プリアンプ41の出力として得られる。その出力
は、やはりインターフェイス17を介して、往動時にはプ
リアンプ41,42,43をそれぞれ再生、記録、消去に対応す
るように切換回路（II）33により切換えられているので
再生用信号は、切換回路（II）を通して、デコーダー16
に入力される。デコーダーで再生された情報はインター
フェイス17に伝えられ本来記録されているべき情報と比
較される。

その結果検出されるエラーの種類及び度合により、あ
らかじめ定められた処理を選択し実行する。たとえば、
付加するエラー訂正符号の訂正能力で十分回復可能な範
囲のエラーであれば、そのまま、あるいはエラーに対応
して記録時に発生したエラーであることを示すエラーフ
ラグ等を記録する。訂正能力を越えるようなエラーは、
あらかじめ決められた範囲内でより強力な訂正符号の付
加により、訂正可能なものであればその付加を行なう。
さらにその範囲を越えるようなエラーであれば、一つの
処理法としては同一トラック内、もしくは別のトラック
に代替領域を設け再記録を行なう方法がある。その際、
エラー領域であることの情報（フラグ、マーク等）及び
その代替領域の位置（アドレス等）の情報（ポインタ
等）を記録する。あるいは、エラー領域への再消去およ
び再記録等の処理方法が実行される。エラーの再現性が
あったり、バースト的である場合は、カードに大きな欠
陥があると考えられるので、その領域を固定し、それ以
降使用しないようにする等の処理も行なうことができ
る。もちろんこれらの情報は必要があればディレクトリ
ー領域に、対応する情報を記録しておくことができる。

また、消去、記録、再生の一連の動作を行なう場合に
ついて述べたが、たとえば、情報を消去したいという場
合には、消去後、即直接再生を行ない、確実に消去が行
なわれているかどうかを確認しながら消去動作を行なう
ことも可能になる。もちろん、消去が不完全、つまりエ
ラーがあれば、上述の記録と同様に、エラーの種類と度
合により、すぐに処理を選択、実行することができる。
つまり、記録の前に、エラーがどこにどの程度存在する
かがわかるので、記録時に、領域の選択、エラー訂正能
力の変更等エラーに対応した、上述の如き対策が可能と
なり、装置の信頼性を向上させることができる。もちろ
ん、再消去に挑戦することもできるし消去時のエラーを
他と区別して、カード自身にフラグや、ディレクトリー
の欠陥情報として記録しておくことも可能である。

こうして、トラック40cの記録が終了し、次に隣りの
トラック40dへ記録する場合について第１図及び第２図
（ｂ）を用いて説明する。本発明によれば、往動時に
も、往動時と全く同一の動作、機能が可能であるから、
高速化のため、トラック40dは、カードの往動時にも消
去、記録、再生が可能である。その場合、再生時に、一
方向、たとえば、本実施例においては往動方向のみに相
対運動させるような装置に対応させるため、記録時に１
トラック分の情報の配列を逆転させて記録しておくこと
も可能である。もちろんその場合、カード又はトラック
毎の方向を示す情報を記録しておけば、再生時に問題と
ならない。

さて、トラック40dへの記録の際は、往動時と同様、
インターフェイス17からの信号により、レーザードライ
バ20の切換回路（Ｉ）32、プリアンプ13の切換回路（I
I）33を切換えて、消去は、スポット202、記録はスポッ
ト201（往動時と同じ）再生はスポット200にて行なうよ
うにレーザードライバ35,36,37をそれぞれ、再生、記
録、消去用に切換え、プリアンプ41,42,43は、再生、記
録、消去用に切換えられる。この切換えによって他の構
成要素は、そのまま用いることができるので、往動時と
同様の、オーバーライト、書き込み後直接読み出し等を
行なうことが可能になる。

なお、オートフォーカス、オートトラッキングは周知
のたとえば非点収差法、３ビーム法を用いることができ
る。その場合、最も望ましくは、変調を受けない、時間
的に一定のパワーをもつ、再生用レーザー（往動時102,
復動時100）の光を用いてオートフォーカス、オートト
ラッキングを行なうのがよい。なぜなら消去は必ずしも
行なうとは限らないし、また節電、放熱、レーザー寿命
を考えれば、消去動作以外の時にオートフォーカス、オ
ートトラッキングのために低出力で発光させておくのも
望ましくないので、消去動作を行なわない時間は、不点
灯とした方がよい。従って、オートフォーカス、オート
トラッキングに用いるのは好ましくない。また記録も、
たとえば往動時に１トラック上すべての領域に記録をす
るとは限らないので、消去同様記録動作以外は不点灯と
する方がよいので、オートフォーカス、オートトラッキ
ングに用いるのは好ましくない。さらに光カードの往復
運動の速度は、カードの長さが、80mm程度と短かいこと
もあって、反転時の加速度の変更、記録領域での定速度
制御を考えると、400mm/sec程度が上限である。従っ
て、２μｍφをピットの最小サイズとすると、周波数の
上限は200kHzとなる。変調方式にもよるが、たとえばMo
dified Frequency Modulation（MFM変調）を用いると、
下限は100kHz、ジッターや波形の歪を考え、帯域にはあ
る程度余裕が必要であること、及び安価で性能のよい帯
域フィルタは難しいこを考えると、オートフォーカス、
オートトラッキングの信号帯域０〜50kHzとの完全な帯
域の分離が困難である。さらに、媒体の記録感度が低
く、記録時のレーザーの媒体上致達パワーが足りなくな
る場合、記録時の往復運動の速度を低下させて対応する
ことになるが、これにより、記録の変調信号のオートフ
ォーカス、オートトラッキング用信号へのクロストーク
は避け難いものとなる。そうなると、オートフォーカ
ス、オートトラッキング用の信号にもれ込む、記録の変
調成分を除去、補償する大規模な電気処理系が必要にな
る。従って、記録用レーザーの光を用いてオートフォー
カス、オートトラッキングを行なうのは好ましくない。

さらに、以上は消去、記録時の場合であるが、再生の
みを行なう場合は、特に、キズ、ゴミ等欠陥を検出する
パイロットスポットといった別の約割りに用いることが
ない限り、消去、記録用レーザーは、節電、放熱、レー
ザー寿命の観点から不点灯とする方が好ましい。

以上のような効果を考え、オートフォーカス、オート
トラッキングには、再生用レーザーの光を用いる。

なお不図示であるが、オートトラッキングに３ビーム
法を用いる場合は、コリメーターレンズ９と、偏光ビー
ムスプリッタ10の間の平行光束中に、０次、±１次回折
光を発生させるための回折格子を置き、±１次回折光に
よる２つのスポットのカード１からの反射光を受けるた
めの受光部をセンサ38と41に設けておけばよい。またオ
ートフォーカシングに非点収差法を用いる場合は、セン
サレンズ31の直後にシリンドリカルレンズを配置し、そ
の母線に対し、十字の分割線が45度回転した４分割受光
部を、０次回折光に対応した位置にセンサ38,41に設け
ておけばよい。

第３図は、本実例の光源として用いられる３アレイ半
導体レーザーの一例を示す斜視図である。

これは埋め込み型の屈折率導波型（内部ストライプ
型）レーザーで、分子線結晶成長法、リアクティブイオ
ンエッチング法により作製可能である。製造に際して
は、ｐ−GaAs基板307上に、ｎ−GaAs層306を結晶成長
し、エッチングにより溝を形成し、その上に、順次ｐ−
AlGaAs層305、レーザー光が発生する活性層であるAlGaA
s層304,n−AlGaAs層303、ｎ−GaAs層302を結晶成長し、
電極301,308を形成した後、３つのレーザー100,101,102
を電気的、光学的及び熱的に分離するため、エッチング
により、ストライプ方向に溝を形成する。分離度を高
め、クロストークを低減するためには、ｐ−GaAs基板30
7まで深い溝を切る方がよい。またレーザーの後方出力
を独立にモニターするため各レーザー100,101,102に対
してフォトダイオード103,104,105を、やはりエッチン
グにより溝を切り各レーザーに近接して作成している。
構造はレーザーと同じであるが、逆バイアスをかけるこ
とにより、高速で直線性のよいフォトダイオードとして
用いることができる。なお、各フォトダイオードのレー
ザー側端面は、端面からの反射光が隣接したフォトダイ
オードに入射したり再びレーザーに戻り、発振を不安定
にするのをさけるため、斜めにエッチングして傾けてあ
る。各レーザーの間隔は、クロストーク及び、光学系の
結像性能を考えると、10μｍ〜200μｍの範囲が適当で
ある。

また、前述したように、本実施例では、真中のレーザ
ー101が、往復、両方とも記録用レーザーであるから、
高出力が出るように前面には反射防止膜309を、後面に
は反射増加膜310を付けている。反射防止膜309は、たと
えばAl₂O₃膜をλ/4以下の厚みで形成すればよく、反射
増加膜310は誘電多層膜たとえばA₂O₃（屈折率1.7）,Si
（屈折率3.5）をそれぞれλ/4の厚みづつの対を交互に
形成すればよく、たとえば前面10％、裏面90％の反射率
にすることにより、20mW出力のレーザーを、40mW出力に
することが可能である。また、高出力時に非点収差が小
さくなるようにストライプの巾、活性層の厚みを最適化
できる。レーザー100と102は消去と再生用（往復で切換
え）であるので、消去用のパワーが出ればよいので、端
面の保護のみの膜をつければよい。但し再生時に最もレ
ーザーのSN比が良好になるように、レーザーの各定数を
定めておく。

このように、各機能、役割に応じて、各レーザーの特
性をチューニングしておくことにより、レーザー間のク
ロストークの低減、SN比の向上レーザーの高寿命化、節
電、放熱に効果がある。たとえば、第４図に、各レーザ
ーの往復時の出力の一例を示す。（ａ）はレーザー100
（ｂ）はレーザー101、（ｃ）はレーザー102の出力パワ
ーの切替えのタイミングを示している。往動時、レーザ
ー100は消去レベルP_E（媒体上7mW）、レーザー102は再
生レベルP_R（媒体上1mW）で直流的に駆動している。こ
の場合トラック全体を消去し書き返している。レーザー
100,102は、P_RでSN比がよいようにチューニングされて
作られているから、最も高いSN比が要求される再生信号
が良好となる。消去は再生に比べそれ程高いSN比は必要
ない。記録はハイ・レベルP_WH（媒体上15mW）とロウ・
レベルP_WL（媒体上1mW）をそれぞれ“1",“0"に対応し
てレーザーを変調している。P_WLを0mWとしてもよいが、
半導体レーザーの場合、発振しきい値を割る変調をかけ
ると時間遅れ等が発生するので、それが問題となる場合
はこのようにしきい値以上で、ピットの形成に悪影響を
与えない程度に発振させておく方が好ましい。また、ピ
ットの形成はP_WHのレベルで行なわれるから、前述のよ
うに、高出力側で特性が良好なレーザーであればよく、
低出力側でSN比が悪かったり、非点収差が大きくても問
題はない。

復動時には、レーザー100は再生レベルP_R、レーザー1
01は記録レベルP_WH,P_WL、レーザー102は消去レベルP_Eで
駆動する。

なお、往復ともにトラック全域を消去、記録する場合
を示したが、もちろん、必要に応じて、消去、記録の領
域は独立に設定可能である。

また、第４図に示されるように、スポットの機能の変
更により、サーボが不安定にならないように、サーボを
行なうレーザー100と102は、重複して再生レベルP_Rで駆
動し、レーザー102によるサーボが、レーザー100による
サーボにスムーズに確実に切替えられるようにしている
（サーボが確実に切替る迄、重複させ、その後完全なス
ポット機能切替を行なってもよい）たとえば、往復切替
時にトラックの移動をともなう時は、オートフォーカス
をかけたまま行なえば、より早いアクセスが可能であ
り、また、移動するトラック数が小さい場合は、オート
フォーカスをかけたまま、ステップ的にトラックを１本
１本移動し、移動トラック数が大きい場合は、トラッキ
ングをホールドして移動するようにすればより確実で高
速なシーク動作が可能となる。第４図では、往復切替時
にトラックの移動があった場合のみを示すが、もちろ
ん、往復のどちらかでトラック移動もありうるし、同一
トラック内での往復切替えもありうるが、すべてに対応
可能である。

第５図に、レーザードライバの模式図を示す。

第５図において集積化された、各レーザーとフォトダ
イオードの対に対し、ドライバ35,36,37が接続され、そ
れぞれ、差動増幅器45,47,49とバッファアンプ44,46,48
からなる。各差動増幅器はそれぞれモニターフォトダイ
オード103,104,105の出力と、切換回路I 32からの消
去、記録、再生に対応したリファレンス信号が入力され
る。各リファレンス信号は、第４図に示した波形に概略
比例している。差動増幅器は、リファレンス信号とモニ
タフォトダイオードの差を増幅し、バッファ−アンプに
入力する。バッファ−アンプはその電圧差に対応したレ
ーザー駆動電流を発生させる。従って、最終的な光出力
は第４図に示すように、リファレンス信号に比例したも
のが得られる。また温度の変動により、レーザーのしき
い値、外部量子効率が変動し、光出力が変動した場合
も、各モニターフォトダイオードにより各レーザーの光
出力の変動が独立に検出できるので、変動をキャンセル
し所定の光出力が常時得られる。さらに、第３図のよう
なアレイ・レーザーの場合、各レーザー間の電気的ある
いは熱的クロストークがレーザーの構造上では十分に低
減できなくとも、第５図に示すような、光出力制御装置
により、各レーザーの出力を独立に検出、制御可能であ
る。従って実質的にクロストークを低減することが可能
となる。たとえば、第４図の往動時に、再生用レーザー
102の出力に、記録用レーザー101の変調パターンが漏れ
込んでも、モニターフォトダイオード105により、レー
ザー102の出力を検出しているから、差動増幅器49によ
りリファレンス70に対する誤差としてとらえられ、それ
をキャンセルするように、バッファアンプ48を介してレ
ーザーを駆動する。

次に本発明の他の実施例について説明する。

第６図は、トラック上のスポットの配列を示す図であ
る。同図において、情報ピット41の図示は省略してあ
る。５つのスポット203〜207は、不図示の５アレイ半導
体レーザーの発光点にそれぞれ対応する。装置は、第１
図の装置をレーザードライバ８、切換回路（Ｉ）32、セ
ンサー12、プリアンプ13、切換回路（II）33及びインタ
ーフェイス17を、５つのスポット用に変更するだけでよ
い。第６図において、カードの往復時（図中向って右か
ら左へ移動）はスポット203,204,205,206,207はそれぞ
れ第１の再生、消去、第２の再生、記録、第３の再生を
行なう。前記実施例に対し、第1,第２の再生用スポット
を設けた点が本実施例の特徴である。スポット203は第
１の再生用スポットであって、すでに情報が記録されて
いるかどうか、さらにどんな情報が記録されているかを
検出し、消去を行なうかどうかの判断を行なうために用
いる。また、カード上の欠陥（キズ、ゴミ等）を前もっ
て検出し、前記実施例で述べたような処理を行なうこと
ができる。さらに、欠陥は光量の変動として検出される
ので、その変動の振巾の大きさ、継続時間等の検討によ
り、オートフォーカシング、オートトラッキングに大き
な影響を及ぼすとインターフェイス17で判断された場
合、オートフォーカシングサーボ14、オートトラッキン
グサーボ15へ各サーボ状態を保持（ホールド）するよう
に指令を出し、欠陥の通過を確認してから、保持を解除
するといった方法により、装置にとって重大なフォーカ
スはずれ、トラッキングはずれを防止し、信頼性を向上
させることができる。また、スポット204は、往動時に
は消去用として働き、上述のスポット203により得られ
た情報を加味して、前記実施例と同様の消去動作を行な
う。スポット205は、第２の再生用スポットであり、消
去の確認を行なうためのスポットである。前記実施例に
おいては、消去と記録の確認を一つの再生スポットで兼
用していたが、実施例の如く、消去確認のためのスポッ
ト205を、両者の間に置くことにより、前記実施例で述
べたような様々な処理に加え、記録用スポット206を再
消去用スポットとして用い、ほぼリアルタイムで、消去
の再挑戦が可能になるため、消去動作の信頼性が向上す
る。さらに、前記実施例で説明した消去、記録、再生の
一連の動作を行なう場合にも、消去と記録の動作の確認
が独立して行なえるので、それぞれに対した最適な処理
が選択でき、装置の信頼が向上する。スポット207は実
際に情報を再生するためのスポットである。次にカード
の復動時について簡単に説明する。復動時においては、
各スポットの機能、役割が切換えられ、スポット207が
第１の再生用,206が消去用,205が第２の再生用,204が記
録用,203が第３の再生用スポットとして用いられる。各
スポットの具体的作用は、往動時と同じである。往復時
を比較すると、スポット203,205,207は役割は違って
も、光量的には再生レベルであることに違いはないの
で、対応する３つのレーザーは、低出力の再生レベル
で、非点収差が小さく、ノイズの小さなレーザー光を出
力するように性能を合わせておく。また、スポット204
と205は往復時で、消去と記録と切換えられるので対応
する２つのレーザーに基本的には、難しい高出力側つま
り記録用レーザーの性能に合わせておく。レーザーは、
前記実施例の第３図に示されたものを５アレイに変更す
ればよく、出力は、同様に端面反射率を制御し、非点収
差はストライプ巾と活性層厚により制御するなどの方法
で対応できる。また、スポット203と207を他のスポット
からやや離してあるのは、上述した第１の再生用スポッ
トとして用いる場合に欠陥等の検出後の処理にある程度
時間的余裕をもたせるためであり、それはアレイレーザ
ーの間隔をそのように作製することで容易に実現でき
る。

次に本発明の他の実施例を第７図に示す。本実施例
は、消去不可能な、一度だけ記録可能な媒体たとえば染
料を用いた光カードに本発明を適用した例である。第７
図において、カード往動時（図中右から左へ移動）には
スポット208が記録用、スポット209が再生用、復動時に
はスポット209が記録用、スポット208が再生用に切換え
られる。装置は第１図の実施例において、２アレイレー
ザーに対応して、レーザードライバ20,切換回路（Ｉ）3
2,センサー12,プリアンプ13,切換回路（II）33及びイン
ターフェイス17を２つのスポット用に変更するだけでよ
い。記録用スポットと再生用スポットの機能役割等は前
記第２図の実施例の消去の動作に関わる部分を除いたも
のと基本的に同じであるが、消去不可能であるから、書
き込み後直接読み出しを行ない、記録された情報の確認
を行なった後の処理に異なる部分がある。すなわち、往
復運動どちらの場合でも同じだが、エラーが検出され、
エラー訂正符号の訂正能力を越える場合、同一箇所への
再記録はほとんど期待できないので、同一トラック内ま
たは別トラックに代替え領域を設けることが必須にな
る。もちろん、エラー領域であることを示す情報（フラ
グ、マーク等）、それに対する代替領域の位置（アドレ
ス等）の情報（ポインタ等）の記録及びそれらの情報の
ディレクトリーへの記録等も必要があれば行なう。ま
た、本実施例で用いる２アレイLDは、往復で記録、再生
を切換えるため、高出力、低出力の両方で性能を出す必
要が出てくるが、前記第５図の実施例の如き、光出力制
御により、両レーザーの実質的クロストークを低減でき
るので高出力レーザーからのある程度の電気的、熱的ク
ロストークを許容することができ両レーザーを低出力に
性能を合わせた高出力レーザーとすることができる。ま
た、記録、再生の切替時に両レーザーを再生レベルにし
た重複期間を設け、スムーズな切替を実現している。

第８図は第７図の実施例を変形したもので、３アレイ
レーザーに対応した３つのスポットは往動時にはスポッ
ト210が第１の再生用スポット211が記録用、スポット21
2が第２の再生用、復動時にはスポット212が第１の再生
用、スポット211が記録用、スポット210が第２の再生用
スポットに切換えられる。第２の再生用スポットは、第
７図の実施例の再生スポットと同じ動作を行なう。第１
の再生スポットは、第６図の実施例に示した欠陥検出、
未記録の確認記録済情報の固定等を行ない、後に続く記
録、再生の信頼性を向上させることができる。本実施例
においては、往復方向によらず、スポット210,212に対
応するレーザーはともに再生レベルで、スポット211に
対応するレーザーが記録レベルとなる。従って３アレイ
レーザーは、スポット211に対応する真中のレーザーの
性能を高出力に合わせ、両端のレーザーの性能を低出力
に合わせることができるので、スポットが増えたことに
伴う装置の価格アップはあるが、第７図の実施例におけ
るような問題点は解決される。特に染料のように、記録
のしきい値がはっきりせず、再生劣化の顕著な媒体は、
P_WHとP_Rの差が大きいので記録と再生のレーザーを完全
に分け、性能を最適化する本実施例が効果がある。

以上の実施例では、レーザーの波長について言及しな
かったが、同一の波長であるか複数の異なる波長である
かに、本発明は限定されるものではなく、たとえば媒体
の分光特性を利用するのであれば、光学系にあらかじめ
色収差等の補正を行なっておけば、本発明は実施可能で
ある。また、レーザーアレイとフォトダイオードアレイ
を集積化した例を示したが、それぞれにレーザードライ
バーも集積化することも可能であるし、また逆に、放熱
や位置合わせの問題があれば、完全なハイブリッド型、
集積化した部品をハイブリッドにしたものも使用可能で
あることはいうまでもない。また、内部ストライプ型の
レーザーについて説明したが、これに限定されるもので
はない。また、いわゆる面発光型アレイレーザーでもよ
い。

さらに、直線往復運動をする光カードの例について説
明したが、光テープ、光ディスク等で往復運動を行なう
ものにも適用できる。またカード状であっても、トラッ
クが同心状、らせん状の円弧状で、多数配列したもの、
各トラックの曲率半径が同じで多数配列したものでもそ
のトラックにとって相対的に往復運動を行なうものであ
れば適用可能である。

また、主に消去、記録、再生あるいは記録、再生とい
う動作の組合せの場合について述べているが、本発明の
効果が最も顕著である場合を例にとっただけであり、そ
れぞれのスポットは独立に駆動可能であるから、消去と
記録と再生のうち単一機能のみを行なってもよいし、ま
た消去、記録あるいは、消去、再生あるいは記録再生と
いう組み合わせで動作させても、本発明による効果は大
きい。さらに、たとえば、往復方向の一方向運動内にそ
れらの組み合わせを切換えることも可能である。いずれ
の場合も使用しないレーザーは不点灯が望ましい。

また実施例では、すべての光源が互いに独立発光する
場合について説明したが、往復でレベルが変化しない、
たとえば再生用スポット用のレーザーのうちのいくつか
を、仕様が許す範囲で共通の駆動装置を用いて発光させ
ることもできる。その共通駆動の配線は、集積化した光
源内で行なっても、外部で共通にしてもよい。また、そ
の際の光出力制御を、時間分割したサンプリングによ
り、共通駆動される光源の平均化を行なうこともでき
る。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、光ヘッドと媒体
が相対的に往復運動を行なう光メモリー装置において、
機能別に最適化した実質的に独立発光可能な複数の光源
と駆動回路を用い、同一トラック上に複数のスポットを
配列せしめ、前記相対運動の往動時と復動時に複数のス
ポットの持つ機能、役割をスムーズに切り換えることに
より、安定で正確、かつ高速の光メモリー装置が実現で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る光学的情報記録再生装置の一実施
例の構成図、第２図は前記実施例のカード上のスポット
配列を示す模式図、第３図は前記実施例に用いる複数光
源を説明する斜視図、第４図は前記実施例の複数光源の
光出力を説明するタイミングチャート、第５図は前記実
施例に用いる複数光源の駆動回路を説明するための模式
図、第６図は異なる第２の実施例を説明するための図、
第７図は第３の実施例を説明するための図、第８図は第
４の実施例を説明するための図、第９図は従来の光情報
記録再生装置の一例を説明するための図である。１……光カード、３……光ヘッド、８……複数光源、12
……センサー、17……インターフェイス、20……駆動回
路、100,101,102……アレイレーザー、103,104,105……
モニターフォトダイオード、200〜212……スポット。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】記録媒体と光ヘッドを相対往復運動させつ
つ、消去及び／又は記録及び／又は再生を行なう光学的
情報記録再生装置において、前記光ヘッド内の光源が、独立発光可能な複数の光源で
あって、かつ、それぞれの光源が、前記消去及び／又は
記録及び／又は再生に対応した波面及び光出力を有し、
かつ、それぞれの光出力を独立に検出可能な複数の光検
出器を有し、前記記録媒体の同一トラック上に複数のス
ポットを配置せしめ、かつ前記往復運動の往動時と復動
時に対応してスポットの機能が変更され、かつ前記スポ
ットの機能の変更時に、少なくとも１組のスポットが同
一の機能を有する重複した期間を有し、該同一の機能は
フォーカスサーボ又はトラッキングサーボ用のスポット
による再生レベルを検出することであることを特徴とす
る光学的情報記録再生装置。
【請求項２】前記複数の光源とそのモニター用フォトダ
イオードの対と、該対に対し、それぞれ、差動増幅器と
バッファアンプからなるドライバ部を有し、前記差動増
幅器に前記モニター用フォトダイオードの出力と、前記
光源の駆動制御信号を入力した光出力制御装置を有し、
オートパワーコントロール制御によって、前記各光源の
光出力制御を行うようにした請求項１に記載の光学的情
報記録再生装置。