JP2781625B2 - 情報処理装置 - Google Patents
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- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
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- G11B23/02—Containers; Storing means both adapted to cooperate with the recording or reproducing means
- G11B23/03—Containers for flat record carriers
- G11B23/0301—Details
- G11B23/0313—Container cases
- G11B23/0316—Constructional details, e.g. shape
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- G—PHYSICS
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- G11B7/0033—Recording, reproducing or erasing systems characterised by the shape or form of the carrier with cards or other card-like flat carriers, e.g. flat sheets of optical film
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- Moving Of The Head For Recording And Reproducing By Optical Means (AREA)
- Optical Record Carriers And Manufacture Thereof (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は情報処理装置及びそれに搭載する光ヘツドに
関する。特に、可搬型に優れ、薄型化及び小型化が図ら
れた情報処理装置である。また、それに用いる小型軽量
の光ヘツドに関する。
関する。特に、可搬型に優れ、薄型化及び小型化が図ら
れた情報処理装置である。また、それに用いる小型軽量
の光ヘツドに関する。
従来の光ヘツドの光学系は、例えば、日経エレクトロ
ニクス、1983.11.21号の189ページから213ページに示さ
れているように第２図に示す光学系になつている。
ニクス、1983.11.21号の189ページから213ページに示さ
れているように第２図に示す光学系になつている。
第２図に示すように、メモリ（以下、光デイスクを用
いて説明する。）は、基板143及び記録膜142により構成
されており、基板143にはピツチ約1.6μｍのトラツク案
内溝144及び直径約0.8μｍのピツト145が形成されてい
る。光デイスクの基板143は、記録膜142に付着するゴミ
対策として略1.2mmの厚さを有する。
いて説明する。）は、基板143及び記録膜142により構成
されており、基板143にはピツチ約1.6μｍのトラツク案
内溝144及び直径約0.8μｍのピツト145が形成されてい
る。光デイスクの基板143は、記録膜142に付着するゴミ
対策として略1.2mmの厚さを有する。
一方、光ヘツドは、半導体レーザ211,平行光作成のた
めのコリメートレンズ212,ビームスプリツタ214,光路変
換用の全反射ミラー218,デイスクへ光を集光するための
対物レンズ219,ビームスプリツタ214からの光を光セン
サー系に絞り込むための検出レンズ220,トラツキング用
信号検出系と焦点信号検出系とへ光を分離するためのハ
ーフミラー222,焦点信号検出のためのシリンドリカルレ
ンズ223,エツジプリズム224、及び、焦点誤差検出とト
ラツキング誤差検出のためのセンサー221aと221bで構成
されている。
めのコリメートレンズ212,ビームスプリツタ214,光路変
換用の全反射ミラー218,デイスクへ光を集光するための
対物レンズ219,ビームスプリツタ214からの光を光セン
サー系に絞り込むための検出レンズ220,トラツキング用
信号検出系と焦点信号検出系とへ光を分離するためのハ
ーフミラー222,焦点信号検出のためのシリンドリカルレ
ンズ223,エツジプリズム224、及び、焦点誤差検出とト
ラツキング誤差検出のためのセンサー221aと221bで構成
されている。
このような構成の光学系で半導体レーザ211を出射さ
れた光は、ビームスプリツタ214で反射され、対物レン
ズ219で光デイスクの記録膜142に集光される。また、光
デイスクより反射された光はビームスプリツタ214を透
過し、センサー221aで焦点誤差信号として計測される。
焦点に誤差がある場合は、図示していないが、対物レン
ズ219の駆動用アクチユエータに信号をフイードバツク
し、対物レンズ219の位置を合焦点の位置に移動する。
また、センサー221bではトラツキング誤差信号を検出
し、全反射ミラー218を回転させトラツク案内溝144をト
ラツキングさせる。このような状態で、従来の光ヘツド
は焦点制御とトラツキング制御を実施しながら信号の記
録及び再生を実施している。
れた光は、ビームスプリツタ214で反射され、対物レン
ズ219で光デイスクの記録膜142に集光される。また、光
デイスクより反射された光はビームスプリツタ214を透
過し、センサー221aで焦点誤差信号として計測される。
焦点に誤差がある場合は、図示していないが、対物レン
ズ219の駆動用アクチユエータに信号をフイードバツク
し、対物レンズ219の位置を合焦点の位置に移動する。
また、センサー221bではトラツキング誤差信号を検出
し、全反射ミラー218を回転させトラツク案内溝144をト
ラツキングさせる。このような状態で、従来の光ヘツド
は焦点制御とトラツキング制御を実施しながら信号の記
録及び再生を実施している。
記録時は半導体レーザ211から約20mW程度のレーザ光
を出射し、記録膜にピツト（穴）を開け、また、信号の
再生時には半導体レーザ211から約4mW程度のレーザ光を
出射し、ピツトの有無による反射率の変化として情報を
再生する。
を出射し、記録膜にピツト（穴）を開け、また、信号の
再生時には半導体レーザ211から約4mW程度のレーザ光を
出射し、ピツトの有無による反射率の変化として情報を
再生する。
一方、ラツプトツプコンピユータやその他のポータブ
ルな情報処理装置のメモリとして光デイスクを使用する
場合は、保護ケース付きで薄型化が要求される。ところ
が、従来の光デイスクではデイスクの面振れを1mm程度
まで許容していたので、ワークデイスタンスとよばれる
デイスク基板表面と対物レンズ表面との距離を2mm程度
にしていた。また、デイスク基板は1.2mmの厚さがあ
り、さらにレンズの厚みを加えるとレンズの焦点距離は
4.0mm以上の焦点距離が必要であつた。
ルな情報処理装置のメモリとして光デイスクを使用する
場合は、保護ケース付きで薄型化が要求される。ところ
が、従来の光デイスクではデイスクの面振れを1mm程度
まで許容していたので、ワークデイスタンスとよばれる
デイスク基板表面と対物レンズ表面との距離を2mm程度
にしていた。また、デイスク基板は1.2mmの厚さがあ
り、さらにレンズの厚みを加えるとレンズの焦点距離は
4.0mm以上の焦点距離が必要であつた。
上記した従来の光ヘツドは、第２図に示すように厚さ
1.2mmの基板越しに光を照射する。したがつて、記録膜
表面上に１μｍ程度の光スポツトを集光する場合であつ
ても基板表面上では、光ビームは1mm程度の大きい光ス
ポツトでよい。このため、基板表面にあるごみは記録膜
表面1/1000程度のノイズに相当することになり、基板表
面のごみによる信号の劣化を小さくする長所があつた。
1.2mmの基板越しに光を照射する。したがつて、記録膜
表面上に１μｍ程度の光スポツトを集光する場合であつ
ても基板表面上では、光ビームは1mm程度の大きい光ス
ポツトでよい。このため、基板表面にあるごみは記録膜
表面1/1000程度のノイズに相当することになり、基板表
面のごみによる信号の劣化を小さくする長所があつた。
しかし、基板厚さを1.2mm（等価光路長は約0.8mm）、
デイスクの面振れを±1.0mm、余裕を0.2mmとすると、対
物レンズの焦点距離は4.0mm程度以上となる。
デイスクの面振れを±1.0mm、余裕を0.2mmとすると、対
物レンズの焦点距離は4.0mm程度以上となる。
ところで、焦点位置の記録膜面で得られる光スポツト
径ｄは、 ｄ＝λ/NA …（１） で示される。
径ｄは、 ｄ＝λ/NA …（１） で示される。
ここで、 NA:D/2f λ：使用する光の波長 D :対物レンズの有効径 f :対物レンズの焦点距離 である。
つまり、光スポツト径はｄはNAに反比例する。すなわ
ち、光スポツト径ｄは、レンズ径Ｄに反比例し、焦点距
離ｆに比例する。高密度記録用の対物レンズはNAが0.5
以上必要であり、焦点距離と同等以上の有効径を持つ対
物レンズを用いる必要がある。光ヘツドを用いる情報処
理装置の厚さはこの対物レンズの有効径の２倍余りとな
るので、この有効径をできるだけ小径化しなければ、装
置の薄型化は達成できない。
ち、光スポツト径ｄは、レンズ径Ｄに反比例し、焦点距
離ｆに比例する。高密度記録用の対物レンズはNAが0.5
以上必要であり、焦点距離と同等以上の有効径を持つ対
物レンズを用いる必要がある。光ヘツドを用いる情報処
理装置の厚さはこの対物レンズの有効径の２倍余りとな
るので、この有効径をできるだけ小径化しなければ、装
置の薄型化は達成できない。
しかし、情報処理装置には金銭に代えられない重要な
データが記録されるので、従来の光ヘツドは光デイスク
と対物レンズとが接触しない距離を設けている。このた
め、焦点距離の短い装置でも4mm以上の焦点距離の対物
レンズが用いられている。
データが記録されるので、従来の光ヘツドは光デイスク
と対物レンズとが接触しない距離を設けている。このた
め、焦点距離の短い装置でも4mm以上の焦点距離の対物
レンズが用いられている。
（１）式において波長が830nmの半導体レーザを用い
て、光スポツト径を1.6μｍ程度に集光し、NAを0.5以上
にする場合には、焦点距離が4mmの対物レンズを用いる
とその有効径は4mm以上必要となる。また、この対物レ
ンズのNAを有効に利用するには、この有効径以上の光束
を入射させる必要があり、第２図に示したビームスプリ
ツタ等の光学素子は当然それ以上の寸法となる。つまり
対物レンズの有効径が決まるとこれによりコリメートレ
ンズ、その他の光学素子の寸法が決定される。このよう
に対物レンズの小径化に限界があるため装置の薄型化，
小型化に限界があつた。
て、光スポツト径を1.6μｍ程度に集光し、NAを0.5以上
にする場合には、焦点距離が4mmの対物レンズを用いる
とその有効径は4mm以上必要となる。また、この対物レ
ンズのNAを有効に利用するには、この有効径以上の光束
を入射させる必要があり、第２図に示したビームスプリ
ツタ等の光学素子は当然それ以上の寸法となる。つまり
対物レンズの有効径が決まるとこれによりコリメートレ
ンズ、その他の光学素子の寸法が決定される。このよう
に対物レンズの小径化に限界があるため装置の薄型化，
小型化に限界があつた。
一方、ラツプトツプコンピユータに代表される可搬型
の情報処理装置のメモリとしては従来ICカード、プロツ
ピーデイスク又は光カード等が使用されていた。ところ
が、情報処理装置の処理能力が増加するにつれて、画像
のような大量の情報を取り扱うニーズが生じてきた。こ
のため、従来のICメモリ、フロツピーデイスクや光カー
ドでは容量が不足し、小型かつ大容量のメモリが望まれ
ている。
の情報処理装置のメモリとしては従来ICカード、プロツ
ピーデイスク又は光カード等が使用されていた。ところ
が、情報処理装置の処理能力が増加するにつれて、画像
のような大量の情報を取り扱うニーズが生じてきた。こ
のため、従来のICメモリ、フロツピーデイスクや光カー
ドでは容量が不足し、小型かつ大容量のメモリが望まれ
ている。
本発明の目的は、可搬性に優れ、薄型化及び小型化が
図られた情報処理装置を提供することにある。
図られた情報処理装置を提供することにある。
本発明の情報処理装置は、ケース内に格納した厚さ0.
8mm以下の透明基板を有する光ディスク媒体を用い、開
口数が0.5以上、有効径が2.73mm以下の対物レンズによ
り光を上記透明基板側から上記光ディスク媒体に収束す
る光ヘッドと、上記光ディスク媒体を回転させる回転手
段と、上記光ヘッドの動作及び上記回転手段の回転数を
制御するドライブ回路とを有するようにした。
8mm以下の透明基板を有する光ディスク媒体を用い、開
口数が0.5以上、有効径が2.73mm以下の対物レンズによ
り光を上記透明基板側から上記光ディスク媒体に収束す
る光ヘッドと、上記光ディスク媒体を回転させる回転手
段と、上記光ヘッドの動作及び上記回転手段の回転数を
制御するドライブ回路とを有するようにした。
また、ごみの問題を解決するため、ケースの光入射部
を透明保護板とした。
を透明保護板とした。
ディスクをケースに格納したことにより、その面ぶれ
はケース内の隙間以下になる。さて、このデイスクの面
振れと対物レンズの焦点距離の関係を表1,表２に示す。
表１はデイスクの基板厚さを0.8mmと0.5mmにした場合の
例を示しているが当然この他の基板厚さであつても良
い。その時は基板の厚さを空気に換算した等価光路長
（表では基板厚さ）が変わつてくる。表２はデイスクの
基板厚さを1.2mmとした場合を示した。
はケース内の隙間以下になる。さて、このデイスクの面
振れと対物レンズの焦点距離の関係を表1,表２に示す。
表１はデイスクの基板厚さを0.8mmと0.5mmにした場合の
例を示しているが当然この他の基板厚さであつても良
い。その時は基板の厚さを空気に換算した等価光路長
（表では基板厚さ）が変わつてくる。表２はデイスクの
基板厚さを1.2mmとした場合を示した。
これらより、デイスクの記録面と対物レンズの距離は
短くなつて、焦点距離を短くしてもデイスクの面振れに
追従して、焦点制御ができることがわかる。すなわち、
厚さ0.8mm以下の透明基板を有する光ディスク媒体で
は、開口数が0.5以上を維持しつつ、有効径が2.73mm以
下の対物レンズにより情報処理装置を小型化できること
がわかる。
短くなつて、焦点距離を短くしてもデイスクの面振れに
追従して、焦点制御ができることがわかる。すなわち、
厚さ0.8mm以下の透明基板を有する光ディスク媒体で
は、開口数が0.5以上を維持しつつ、有効径が2.73mm以
下の対物レンズにより情報処理装置を小型化できること
がわかる。
以下、本発明の１実施例を第１図により説明する。第
１図は光記録媒体を透明部分を有する保護ケースに収納
した光メモリに光を照射する場合を示す。
１図は光記録媒体を透明部分を有する保護ケースに収納
した光メモリに光を照射する場合を示す。
本実施例では光デイスクドライブ全体を薄型化するた
め光記録媒体144自体を薄くしてカード状の透明保護ケ
ース120に収納した。この構成を光デイスクインカード
と表現することにする。この光デイスクインカードは、
空気中のごみが基板に付着するのを防ぐとともにデイス
クを面振れをデイスクとケースとのスペース以下に押さ
える。このスペースを例えば0.1mm、保護ケース120の厚
さを0.5mmとすると光デイスクインカードは1.5mmにでき
る。
め光記録媒体144自体を薄くしてカード状の透明保護ケ
ース120に収納した。この構成を光デイスクインカード
と表現することにする。この光デイスクインカードは、
空気中のごみが基板に付着するのを防ぐとともにデイス
クを面振れをデイスクとケースとのスペース以下に押さ
える。このスペースを例えば0.1mm、保護ケース120の厚
さを0.5mmとすると光デイスクインカードは1.5mmにでき
る。
また、光デイスクインカードはスペースが0.1mmであ
るので、対物レンズ219は上下方向に0.2mmだけの作動距
離があればよい。通常レンズの焦点距離は主点からの距
離を表すので、デイスク側の主点からレンズ表面までの
対物レンズのガラスの厚みがあり、これを1mmとする
と、対物レンズの焦点距離は2mm、NAを0.5とすると、対
物レンズの有効径は2mmとなる。トラツキングのために
対物レンズが動くことを考えるとこの対物レンズ219に
入射する光束は2.5mm、全反射ミラー217では3mm程度で
よい。光ヘツドベース302を1mm、これらの光ヘツドと光
デイスクインカードとスペース0.2mmで厚さ1mmのドライ
ブケース304のなかに納めると光デイスクドライブ全体
が10mmにすることができる。
るので、対物レンズ219は上下方向に0.2mmだけの作動距
離があればよい。通常レンズの焦点距離は主点からの距
離を表すので、デイスク側の主点からレンズ表面までの
対物レンズのガラスの厚みがあり、これを1mmとする
と、対物レンズの焦点距離は2mm、NAを0.5とすると、対
物レンズの有効径は2mmとなる。トラツキングのために
対物レンズが動くことを考えるとこの対物レンズ219に
入射する光束は2.5mm、全反射ミラー217では3mm程度で
よい。光ヘツドベース302を1mm、これらの光ヘツドと光
デイスクインカードとスペース0.2mmで厚さ1mmのドライ
ブケース304のなかに納めると光デイスクドライブ全体
が10mmにすることができる。
ここでは、対物レンズの有効径が2mmの場合を例にし
めしたが、表1,表２に示すように光デイスクインカード
内の保護ケース120と光記録媒体144とのスペースによ
り、対物レンズ径は１〜3.8mmが適当である。また、光
ヘツドベースやドライブケースの寸法は２〜3mmが適当
である。従つて、光デイスクドライブ高さｈを使用する
有効径ｄで表わすと第16図のようになり、光デイスクド
ライブ全体を６〜15mmにすることができる。
めしたが、表1,表２に示すように光デイスクインカード
内の保護ケース120と光記録媒体144とのスペースによ
り、対物レンズ径は１〜3.8mmが適当である。また、光
ヘツドベースやドライブケースの寸法は２〜3mmが適当
である。従つて、光デイスクドライブ高さｈを使用する
有効径ｄで表わすと第16図のようになり、光デイスクド
ライブ全体を６〜15mmにすることができる。
第３図は検出系をのぞく光学系全体を示す。（ａ）は
平面図、（ｂ）は断面図を示す。第３図において、半導
体レーザ211の拡散光はコリメートレンズ212によりコリ
メートされ、光ビームとなり、整形プリズム216に入射
する。この光ビームは半導体レーザの出力パターンの楕
円ビームであるが、この整形プリズム216によりほぼ真
円となつた後、偏光ビームスプリツタ213を透過する。
この透過した光ビームは1/4波長板215により円偏光に偏
光される。更に、光ビームは、立ちあげミラー（全反射
ミラー）217によつて垂直方向に曲げられた後、対物レ
ンズ219によつて集光され、光デイスクインカード219に
よつて集光され、光デイスクインカード内の光記録媒体
144の膜面上に照射される。尚、コリメートレンズ212,
整形プリズム216,偏光ビームスプリツタ213 1/4波長板2
15,立ち上げミラー217を一体成形したものである。
平面図、（ｂ）は断面図を示す。第３図において、半導
体レーザ211の拡散光はコリメートレンズ212によりコリ
メートされ、光ビームとなり、整形プリズム216に入射
する。この光ビームは半導体レーザの出力パターンの楕
円ビームであるが、この整形プリズム216によりほぼ真
円となつた後、偏光ビームスプリツタ213を透過する。
この透過した光ビームは1/4波長板215により円偏光に偏
光される。更に、光ビームは、立ちあげミラー（全反射
ミラー）217によつて垂直方向に曲げられた後、対物レ
ンズ219によつて集光され、光デイスクインカード219に
よつて集光され、光デイスクインカード内の光記録媒体
144の膜面上に照射される。尚、コリメートレンズ212,
整形プリズム216,偏光ビームスプリツタ213 1/4波長板2
15,立ち上げミラー217を一体成形したものである。
第４図は光デイスクインカードを用いた場合の光ヘツ
ドの光学系全体構成図を示す。なお、この光ヘツドは、
ナイフエツジ法によつて、光ビームの焦点検出を行うも
のである。
ドの光学系全体構成図を示す。なお、この光ヘツドは、
ナイフエツジ法によつて、光ビームの焦点検出を行うも
のである。
第３図で説明したように、半導体レーザ211から出射
された光は、コリメートレンズ212によつて平行光（以
下、光ビーム100という）に変換される、この光ビーム1
00は半導体レーザから出射されるパターンの楕円状のビ
ーム形状である。この楕円状のビーム形状は整形プリズ
ム216により光軸が曲げられることにより、略真円にビ
ーム整形される。その後、偏光ビームスプリツタ213に
むかう。半導体レーザの出射光は直線偏光であり、この
偏光ビームスプリツタ213に対し、Ｐ波となるよう設定
されるので偏光ビームスプリツタ213を透過する。更
に、光ビーム100は、1/4波長板215によつて、偏光され
て、円偏光となり、全反射ミラー217によつて垂直方向
に曲げられる。この円偏光の光ビーム100は対物レンズ2
19によつて集光され、光記録媒体144の膜面に照射され
る。
された光は、コリメートレンズ212によつて平行光（以
下、光ビーム100という）に変換される、この光ビーム1
00は半導体レーザから出射されるパターンの楕円状のビ
ーム形状である。この楕円状のビーム形状は整形プリズ
ム216により光軸が曲げられることにより、略真円にビ
ーム整形される。その後、偏光ビームスプリツタ213に
むかう。半導体レーザの出射光は直線偏光であり、この
偏光ビームスプリツタ213に対し、Ｐ波となるよう設定
されるので偏光ビームスプリツタ213を透過する。更
に、光ビーム100は、1/4波長板215によつて、偏光され
て、円偏光となり、全反射ミラー217によつて垂直方向
に曲げられる。この円偏光の光ビーム100は対物レンズ2
19によつて集光され、光記録媒体144の膜面に照射され
る。
この光記録媒体144に結像されたスポツトからの反射
光は、対物レンズ219により、平行光に変換された後、
全反射ミラー217により光路を変更され、1/4波長板215
によつて偏光されてＳ波となる。Ｓ波の光ビーム100
は、偏光ビームスプリツタ213によつて反射され、フー
コープリズム230の方法に光路変更される。この光ビー
ム100は、ナイフエツジをなすフーコープリズム230によ
つて、その略半分が方向をかえられた後、検出レンズ22
0により、受光面が２分割されているトラツキングサー
ボ用の光検出器221Ta,221Tbに結像される。それ以外の
部分はフーコープリズム230の端がナイフエツジの働き
を為し、上下方向に受光面が２分割されているフオーカ
スサーボ用の光検出器221Fa,221Fbに結像される。
光は、対物レンズ219により、平行光に変換された後、
全反射ミラー217により光路を変更され、1/4波長板215
によつて偏光されてＳ波となる。Ｓ波の光ビーム100
は、偏光ビームスプリツタ213によつて反射され、フー
コープリズム230の方法に光路変更される。この光ビー
ム100は、ナイフエツジをなすフーコープリズム230によ
つて、その略半分が方向をかえられた後、検出レンズ22
0により、受光面が２分割されているトラツキングサー
ボ用の光検出器221Ta,221Tbに結像される。それ以外の
部分はフーコープリズム230の端がナイフエツジの働き
を為し、上下方向に受光面が２分割されているフオーカ
スサーボ用の光検出器221Fa,221Fbに結像される。
対物レンズとデイスクとの相対距離に対応して221Fa,
221Fbの検出電圧が変わる。この差信号を以後、フオー
カスエラー信号と呼ぶ。このフオーカスエラー信号は対
物レンズとデイスクとの相対距離が対物レンズの焦点距
離付近にあるとき距離に比例し、焦点距離の前後で極性
も反転する。そこで、対物レンズとデイスクとの相対距
離がこの領域内になつた後、フオーカスエラー信号を図
示しないサーボ回路にフイードバツクすることにより、
オートフオーカスがおこなわれる。
221Fbの検出電圧が変わる。この差信号を以後、フオー
カスエラー信号と呼ぶ。このフオーカスエラー信号は対
物レンズとデイスクとの相対距離が対物レンズの焦点距
離付近にあるとき距離に比例し、焦点距離の前後で極性
も反転する。そこで、対物レンズとデイスクとの相対距
離がこの領域内になつた後、フオーカスエラー信号を図
示しないサーボ回路にフイードバツクすることにより、
オートフオーカスがおこなわれる。
一方、フーコープリズム230によつて方向をかえられ
た、略半分の光束は、トラツキング方向に受光面が２分
割されているトラツキングサーボ用の光検出器221Ta,22
1Tbに結像される。そして、フオーカスエラー信号と同
様に予め設けられたデイスクの半径方向の案内溝からの
位置誤差として検出される。これをトラツキングエラー
信号とよぶ。この、トラツキングエラー信号を図示しな
いサーボ回路にフイードバツクすることにより、トラツ
キングがおこなわれる。これらのオートフオカス、トラ
ツキング制御により、数十μｍ以上で変位している光デ
イスクに対して、前述したように1.6μｍピツチのトラ
ツク上にスポツト径を１μｍ程度に絞り込んだレーザビ
ームが照射される。再生信号は、上記した光検出器221T
a,221Tb,221Fa,221Fbの信号の加算回路によりえられ
る。
た、略半分の光束は、トラツキング方向に受光面が２分
割されているトラツキングサーボ用の光検出器221Ta,22
1Tbに結像される。そして、フオーカスエラー信号と同
様に予め設けられたデイスクの半径方向の案内溝からの
位置誤差として検出される。これをトラツキングエラー
信号とよぶ。この、トラツキングエラー信号を図示しな
いサーボ回路にフイードバツクすることにより、トラツ
キングがおこなわれる。これらのオートフオカス、トラ
ツキング制御により、数十μｍ以上で変位している光デ
イスクに対して、前述したように1.6μｍピツチのトラ
ツク上にスポツト径を１μｍ程度に絞り込んだレーザビ
ームが照射される。再生信号は、上記した光検出器221T
a,221Tb,221Fa,221Fbの信号の加算回路によりえられ
る。
第５図は第４図の光学系を実際に光ヘツドとして組み
込んだ平面図（ａ）および断面図（ｂ）を示する。半導
体レーザ211は複合プリズム210に対して、ビームを整形
するため及びデイスクに対する光軸を垂直にするため
に、相対取り付け角度を精度良く取付ける必要がある。
また、拡散する半導体レーザ211の光を効率良く使用す
るために、コリメートレンズ212のNA値を大きくする
と、半導体レーザ212とコリメートレンズ212との相対位
置も精度良く設置する必要がある。このため、整形プリ
ズムから全反射ミラーまでの光学系は複合プリズム210
として一体整形し、半導体レーザ211と検出系を除く光
学系の光軸ずれをほとんど無くしている。この整形プリ
ズムから全反射ミラーまでの光学系を複合プリズム210
とよぶ。また、この光ヘツドのみでなく、光デイスクイ
ンカードの回転系を含めて小型化するため、半導体レー
ザと光検出器との配線部が同一方向になるように構成し
ている。尚、第５図中、符号350は対物レンズアクチユ
エータ、219は対物レンズ、220は検出レンズ、221は光
検出器をそれぞれ示す。
込んだ平面図（ａ）および断面図（ｂ）を示する。半導
体レーザ211は複合プリズム210に対して、ビームを整形
するため及びデイスクに対する光軸を垂直にするため
に、相対取り付け角度を精度良く取付ける必要がある。
また、拡散する半導体レーザ211の光を効率良く使用す
るために、コリメートレンズ212のNA値を大きくする
と、半導体レーザ212とコリメートレンズ212との相対位
置も精度良く設置する必要がある。このため、整形プリ
ズムから全反射ミラーまでの光学系は複合プリズム210
として一体整形し、半導体レーザ211と検出系を除く光
学系の光軸ずれをほとんど無くしている。この整形プリ
ズムから全反射ミラーまでの光学系を複合プリズム210
とよぶ。また、この光ヘツドのみでなく、光デイスクイ
ンカードの回転系を含めて小型化するため、半導体レー
ザと光検出器との配線部が同一方向になるように構成し
ている。尚、第５図中、符号350は対物レンズアクチユ
エータ、219は対物レンズ、220は検出レンズ、221は光
検出器をそれぞれ示す。
第６図は第４図から検出系を除き、複合プリズム210
は半導体レーザ211,対物レンズ219を視角を変えて示し
たものである。主に複合プリズム210を構成している整
形プリズムから全反射ミラーまでの光学系を説明するた
め光学硝子で作成した素子の頂点をａ〜１で示してい
る。
は半導体レーザ211,対物レンズ219を視角を変えて示し
たものである。主に複合プリズム210を構成している整
形プリズムから全反射ミラーまでの光学系を説明するた
め光学硝子で作成した素子の頂点をａ〜１で示してい
る。
第７図は整形プリズム半導体レーザ211を出射した楕
円状の光ビームは面abcdから入射して屈折することによ
りビームは略真円となる。この光ビームは偏光膜をなす
面efghに45度に入射して大略透過する。これは直線偏光
を出射する半導体レーザ面efghに対してＰ偏光となるよ
う設定し、かつ面efghに偏光ビームスプリツタ213とな
る膜を成膜していることによる。面abcdには入射角72度
前後の大きい角度で入射させるので、反射防止膜を成膜
しておくことが好ましい。
円状の光ビームは面abcdから入射して屈折することによ
りビームは略真円となる。この光ビームは偏光膜をなす
面efghに45度に入射して大略透過する。これは直線偏光
を出射する半導体レーザ面efghに対してＰ偏光となるよ
う設定し、かつ面efghに偏光ビームスプリツタ213とな
る膜を成膜していることによる。面abcdには入射角72度
前後の大きい角度で入射させるので、反射防止膜を成膜
しておくことが好ましい。
第８図は二等辺三角柱状のプリズムで面efgh面が第７
図の面efghと接合する。光ビームはこの面efghに45度に
入射して面ijghに成膜した1/4波長板を透過する。これ
により光ビームはＰ偏光から円偏光に変わる。
図の面efghと接合する。光ビームはこの面efghに45度に
入射して面ijghに成膜した1/4波長板を透過する。これ
により光ビームはＰ偏光から円偏光に変わる。
第９図も二等辺三角柱状のプリズムで面jghiが第８図
の面efghと接合する。光ビームはこの面efghに垂直に入
射して面klhiが反射し、面jglkを垂直に透過する。この
面jglkを透過した光は対物レンズに入射し、デイスクの
記録膜面に集光される。また、デイスク面からの反射光
は対物レンズにより平行光となつて、面jglkに戻つてく
るのでこの面には反射防止膜を成膜しておくことが好ま
しい。
の面efghと接合する。光ビームはこの面efghに垂直に入
射して面klhiが反射し、面jglkを垂直に透過する。この
面jglkを透過した光は対物レンズに入射し、デイスクの
記録膜面に集光される。また、デイスク面からの反射光
は対物レンズにより平行光となつて、面jglkに戻つてく
るのでこの面には反射防止膜を成膜しておくことが好ま
しい。
このような光学系は従来もいろいろな組み合わせで使
用されているが、小型軽量を図つて本発明の光ヘツドで
は第５図で示したように半導体レーザ211と同じ側に光
検出器221を配置したのが特徴である。以上のべた第７
図〜第９図までのブロツクは現在の加工技術で極めて精
度良く製作できる。この高精度のブロツクを一体に接合
することにより、第６図で示したビーム整形プリズムか
ら偏光ビームスプリツタ、1/4波長板、全反射ミラーま
での４つの機能を持つ、複合プリズム210が実現でき
る。この複合プリズム210は小型で、かつ光軸の傾きが
少ないという特徴がある。
用されているが、小型軽量を図つて本発明の光ヘツドで
は第５図で示したように半導体レーザ211と同じ側に光
検出器221を配置したのが特徴である。以上のべた第７
図〜第９図までのブロツクは現在の加工技術で極めて精
度良く製作できる。この高精度のブロツクを一体に接合
することにより、第６図で示したビーム整形プリズムか
ら偏光ビームスプリツタ、1/4波長板、全反射ミラーま
での４つの機能を持つ、複合プリズム210が実現でき
る。この複合プリズム210は小型で、かつ光軸の傾きが
少ないという特徴がある。
以上述べたようにデイスクの面振れを一定値以下に押
さえる光デイスクインカードの構成により光ヘツドの薄
型化が図れる。次に情報処理装置の全体構成について説
明する。
さえる光デイスクインカードの構成により光ヘツドの薄
型化が図れる。次に情報処理装置の全体構成について説
明する。
第10図において情報処理装置は、光デイスクインカー
ド100,光デイスクドライブ200,プロセツサ400,入力手段
500,出力手段600により構成されている。光デイスクイ
ンカード100は、光記録媒体144と透明保護ケース120に
より構成され、光デイスクドライブ200から脱着可能と
なつている。
ド100,光デイスクドライブ200,プロセツサ400,入力手段
500,出力手段600により構成されている。光デイスクイ
ンカード100は、光記録媒体144と透明保護ケース120に
より構成され、光デイスクドライブ200から脱着可能と
なつている。
また、光デイスクドライブ200は、記録，再生，消去
用の光ヘツド210,光記録媒体144の回転用モータ240、及
び、光ヘツド210とモータ240との制御ドライブ回路260
により構成されている。
用の光ヘツド210,光記録媒体144の回転用モータ240、及
び、光ヘツド210とモータ240との制御ドライブ回路260
により構成されている。
ドライブ回路260は、プロセツサ400からの指令によ
り、モータ240の回転数を制御すると共に、記録，消去
用のデータの変調及び再生用のデータの復調の機能を果
たす。
り、モータ240の回転数を制御すると共に、記録，消去
用のデータの変調及び再生用のデータの復調の機能を果
たす。
また、プロセツサ400は入力手段500からの指令により
演算処理あるいは光記録媒体への記録，再生，消去を実
施すると共に必要に応じて出力手段600を介して光記録
媒体が記録されている情報あるいは演算結果を出力す
る。
演算処理あるいは光記録媒体への記録，再生，消去を実
施すると共に必要に応じて出力手段600を介して光記録
媒体が記録されている情報あるいは演算結果を出力す
る。
第11図は、本発明を実現するに好適な光デイスクイン
カードの１実施例を示したものである。（ａ）は平面
図，（ｂ）は断面図を示す。第11図に示したように光デ
イスクインカードでは、光記録媒体144はカーザサイズ
の保護ケース120の中に収納されている。ここで、本記
録媒体144の特徴は保護ケース120の少なくとも光ビーム
入射部152が透明な保護板で構成されていることであ
る。
カードの１実施例を示したものである。（ａ）は平面
図，（ｂ）は断面図を示す。第11図に示したように光デ
イスクインカードでは、光記録媒体144はカーザサイズ
の保護ケース120の中に収納されている。ここで、本記
録媒体144の特徴は保護ケース120の少なくとも光ビーム
入射部152が透明な保護板で構成されていることであ
る。
従来の情報処理装置では、光を入射する際に保護ケー
スの扉を開け、光記録媒体の基板に直接光を入射してい
た。このため、光入射用の扉からホコリやゴミが入るた
め、その対策として基板に1.2mmの透明基板を使用する
必要が有つた。これに対し、本発明に用いる光デイスク
インカードでは光ビーム入射部152を透明な保護板でカ
バーしているため、ホコリやゴミが基板143あるいは光
記録媒体の記録媒体144に直接付着することは少なく、
従つて、光記録媒体を支えるための基板として厚さが1.
2mmである必要性がなくなつている。また、光デイスク
インカードでは保護ケースに固着されていずに光記録媒
体が自由に回転できるようになつている。
スの扉を開け、光記録媒体の基板に直接光を入射してい
た。このため、光入射用の扉からホコリやゴミが入るた
め、その対策として基板に1.2mmの透明基板を使用する
必要が有つた。これに対し、本発明に用いる光デイスク
インカードでは光ビーム入射部152を透明な保護板でカ
バーしているため、ホコリやゴミが基板143あるいは光
記録媒体の記録媒体144に直接付着することは少なく、
従つて、光記録媒体を支えるための基板として厚さが1.
2mmである必要性がなくなつている。また、光デイスク
インカードでは保護ケースに固着されていずに光記録媒
体が自由に回転できるようになつている。
第12図及び第13図を用いて光デイスクインカードの概
念を説明する。光記録媒体144を支持する基板143は、そ
れを保護するための透明保護ケース120内で回転するの
で、デイスクの面振れはこのスペース以下である。その
他のデイスクを回転するためのモータ240、及び、光ヘ
ツド210で構成されている。光ヘツド210の内容は、第５
図等に示すように光ヘツドの薄型化の配慮がされている
ことが望ましいが、従来の光学系であつても実現可能で
ある。このような構成で、光デイスクの記録再生消去は
次のようにして実現される。
念を説明する。光記録媒体144を支持する基板143は、そ
れを保護するための透明保護ケース120内で回転するの
で、デイスクの面振れはこのスペース以下である。その
他のデイスクを回転するためのモータ240、及び、光ヘ
ツド210で構成されている。光ヘツド210の内容は、第５
図等に示すように光ヘツドの薄型化の配慮がされている
ことが望ましいが、従来の光学系であつても実現可能で
ある。このような構成で、光デイスクの記録再生消去は
次のようにして実現される。
すなわち、記録消去時は、光ヘツド210に内蔵されて
いる半導体レーザのパワを第14図に示すように消去パワ
と記録パワとの間で変調することによつて、古い情報の
上に新しい情報を記録する。また、再生時は半導体レー
ザのパワを比較的小さなパワに絞り連続的に照射するこ
とによつて光デイスクの反射率を読み取る。ここで、本
発明に用いる光デイスクインカードの特徴とするところ
は、透明保護ケース120を介して光記録媒体144にレーザ
光を照射している点にある。すなわち、本発明によれ
ば、空気中のゴミが基板や記録膜に付着することは少な
く、これによる信号の劣化が少ない。また、透明保護ケ
ース120の板厚d2と基板143の板厚d1の合計を略1.2mmに
すれば従来不可欠とされていた1.2mm厚の基板を薄型化
出来るという効果を持つている。
いる半導体レーザのパワを第14図に示すように消去パワ
と記録パワとの間で変調することによつて、古い情報の
上に新しい情報を記録する。また、再生時は半導体レー
ザのパワを比較的小さなパワに絞り連続的に照射するこ
とによつて光デイスクの反射率を読み取る。ここで、本
発明に用いる光デイスクインカードの特徴とするところ
は、透明保護ケース120を介して光記録媒体144にレーザ
光を照射している点にある。すなわち、本発明によれ
ば、空気中のゴミが基板や記録膜に付着することは少な
く、これによる信号の劣化が少ない。また、透明保護ケ
ース120の板厚d2と基板143の板厚d1の合計を略1.2mmに
すれば従来不可欠とされていた1.2mm厚の基板を薄型化
出来るという効果を持つている。
同様に第13図に示すごとく本発明に用いる光デイスク
インカードの透明保護ケースの厚さd2を適用すれば基板
143側から光を入射する必要は無く、基板143に光透過性
のない材料を使用することが出来る。また、透明保護ケ
ースの厚さd2を1.2mmにすれば、従来の対物レンズの仕
様で、基板143は光透過性のない材料を使用することが
出来る。また、光記録媒体は回転軸241に固定され回転
されているが、安定に回転するため、デイスク押え242
により押えられている。また、光入射部ではない保護ケ
ースは、透明であつても不透明であつても良い。尚、符
号219は対物レンズである。
インカードの透明保護ケースの厚さd2を適用すれば基板
143側から光を入射する必要は無く、基板143に光透過性
のない材料を使用することが出来る。また、透明保護ケ
ースの厚さd2を1.2mmにすれば、従来の対物レンズの仕
様で、基板143は光透過性のない材料を使用することが
出来る。また、光記録媒体は回転軸241に固定され回転
されているが、安定に回転するため、デイスク押え242
により押えられている。また、光入射部ではない保護ケ
ースは、透明であつても不透明であつても良い。尚、符
号219は対物レンズである。
本発明を実現するに好適な光記録媒体としては、コン
パクトデイスクのような再生専用型の光記録媒体、穴開
けや相変化を利用する追記型光記録媒体、光磁気効果や
相変化を利用する書き換え型光記録媒体を使用すること
が出来る。すなわち、レーザ光によつて記録再生消去で
きる媒体であればどんな媒体でも使用することが出来
る。
パクトデイスクのような再生専用型の光記録媒体、穴開
けや相変化を利用する追記型光記録媒体、光磁気効果や
相変化を利用する書き換え型光記録媒体を使用すること
が出来る。すなわち、レーザ光によつて記録再生消去で
きる媒体であればどんな媒体でも使用することが出来
る。
第15図は、ドライブ回路260を詳細に説明したもので
ある。ドライブ回路260は、データ管理部261,トラツク
アドレス制御部262,トラツク制御部263,フオーカス制御
部264,光検出増幅器265,データ復調部266,データ変調部
267,レーザドライブ260,モータ制御部269で構成されて
いる。このような構成で、データの記録，消去時は、ト
ラツクアドレス制御部262で記録すべきトラツクアドレ
スを決め、データ変調部267がプロセツサ400から与えら
れたデータを変調方式によつて光記録媒体104に記録す
る“0",“1"パターンに変換する。変調方式には２−７
変調や４−15変調があるが、システムによつて使いわけ
られている。レーザドライブ268ではデータ変調部267に
よつて決められた“0",“1"のパターンに従つて第14図
に示したようにレーザパワを消去用パワと記録用パワの
間で変調する。
ある。ドライブ回路260は、データ管理部261,トラツク
アドレス制御部262,トラツク制御部263,フオーカス制御
部264,光検出増幅器265,データ復調部266,データ変調部
267,レーザドライブ260,モータ制御部269で構成されて
いる。このような構成で、データの記録，消去時は、ト
ラツクアドレス制御部262で記録すべきトラツクアドレ
スを決め、データ変調部267がプロセツサ400から与えら
れたデータを変調方式によつて光記録媒体104に記録す
る“0",“1"パターンに変換する。変調方式には２−７
変調や４−15変調があるが、システムによつて使いわけ
られている。レーザドライブ268ではデータ変調部267に
よつて決められた“0",“1"のパターンに従つて第14図
に示したようにレーザパワを消去用パワと記録用パワの
間で変調する。
また、データの再生時はプロセツサ400により指定さ
れたドライブアドレスを選択し、レーザパワを略１〜2m
W一定値にして、光検出増幅器265により光記録媒体144
の反射率を読みだし、データ復調部266によりデータ復
調する。
れたドライブアドレスを選択し、レーザパワを略１〜2m
W一定値にして、光検出増幅器265により光記録媒体144
の反射率を読みだし、データ復調部266によりデータ復
調する。
また、光検出増幅器265の結果はトラツク制御263やフ
オーカス制御264の信号としても利用されるが、この部
分の機能は従来コンパクトデイスクに代表される情報処
理装置で用いられていた機能で実現できる。また、モー
タ制御部269は光記録媒体144を回転するためのモータ24
0の回転数を制御する。
オーカス制御264の信号としても利用されるが、この部
分の機能は従来コンパクトデイスクに代表される情報処
理装置で用いられていた機能で実現できる。また、モー
タ制御部269は光記録媒体144を回転するためのモータ24
0の回転数を制御する。
〔発明の効果〕 本発明では、ケース内に格納した厚さ0.8mm以下の透
明基板を有する光ディスク媒体を用いて、開口数が0.5
以上を維持しつつ、有効径が2.73mm以下の対物レンズに
より情報処理装置を小型化できた。
明基板を有する光ディスク媒体を用いて、開口数が0.5
以上を維持しつつ、有効径が2.73mm以下の対物レンズに
より情報処理装置を小型化できた。
さらに、ケースの光入射部を透明としたことにより、
ごみの問題も解決できた。
ごみの問題も解決できた。
第１図は本発明の一実施例の光学系構成図、第２図は従
来の光デイスクの光デイスクと光ヘツドの例、第３図は
本発明における光学系、第４図は本発明を実現するため
の光ヘツドの斜視図、第５図は光学系の平面図，断面
図、第６図〜第９図はモジユール化した光学系の説明
図、第10図は光デイスクインカードを用いた一実施例の
構成図、第11図は光デイスクインカードの概観図、第12
図，第13図は光デイスクインカードの他の実施例、第14
図はオーバライト時のレーザパワ変調方法の説明図、第
15図は本発明を実現するに必要なドライブ回路系の一実
施例、第16図は対物レンズと装置高さを示す図である。 100……光デイスクインカード、120……透明保護カー
ド、140……光デイスク、200……光デイスクインカード
ドライブ、211……半導体レーザ、212……コリメートレ
ンズ、213……偏光ビームスプリツタ、215……1/4波長
板、216……整形プリズム、219……対物レンズ、400…
…プロセツサ、500……ラツプトツプコンピユータ。
来の光デイスクの光デイスクと光ヘツドの例、第３図は
本発明における光学系、第４図は本発明を実現するため
の光ヘツドの斜視図、第５図は光学系の平面図，断面
図、第６図〜第９図はモジユール化した光学系の説明
図、第10図は光デイスクインカードを用いた一実施例の
構成図、第11図は光デイスクインカードの概観図、第12
図，第13図は光デイスクインカードの他の実施例、第14
図はオーバライト時のレーザパワ変調方法の説明図、第
15図は本発明を実現するに必要なドライブ回路系の一実
施例、第16図は対物レンズと装置高さを示す図である。 100……光デイスクインカード、120……透明保護カー
ド、140……光デイスク、200……光デイスクインカード
ドライブ、211……半導体レーザ、212……コリメートレ
ンズ、213……偏光ビームスプリツタ、215……1/4波長
板、216……整形プリズム、219……対物レンズ、400…
…プロセツサ、500……ラツプトツプコンピユータ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 峯邑 浩行 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社 日立製作所日立研究所内 (72)発明者 安藤 寿 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社 日立製作所日立研究所内 (72)発明者 永井 正一 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社 日立製作所日立研究所内 (72)発明者 生田 勲 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社 日立製作所日立研究所内 (72)発明者 加藤 美美 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社 日立製作所日立研究所内 (72)発明者 前田 佳均 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社 日立製作所日立研究所内 (72)発明者 杉田 辰哉 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社 日立製作所日立研究所内 (72)発明者 杉田 愃 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社 日立製作所日立研究所内 (56)参考文献 特開 平１−237612（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−245439（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−189085（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−57320（ＪＰ，Ｕ)
Claims (2)
- 【請求項１】ケース内に格納された厚さ0.8mm以下の透
明基板を有する光ディスク媒体に、光学的に情報の記録
を行う情報処理装置であって、開口数が0.5以上、有効
径が2.73mm以下の対物レンズにより光を上記透明基板側
から上記光ディスク媒体に収束する光ヘッドと、上記光
ディスク媒体を回転させる回転手段と、上記光ヘッドの
動作及び上記回転手段の回転数を制御するドライブ回路
とを有する情報処理装置。 - 【請求項２】上記ケースの光入射部が透明保護板で構成
されていることを特徴とする請求項１に記載の情報処理
装置。
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