JPH02101645A

JPH02101645A - 光学的情報記録再生装置

Info

Publication number: JPH02101645A
Application number: JP25212288A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Hoshi; 星　宏明; Kazuhiko Matsuoka; 和彦松岡
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1988-10-07
Filing date: 1988-10-07
Publication date: 1990-04-13

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】［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、再生ずる媒体の形態と
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、用途がまずます広まっ
てゆくと考えられる。

第８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、ｌは情報を記録すべき光カード、３は光
ヘッド（第８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ｌ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−１３０は１７４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゛［己行光を光カード！
上で集光させる働きをする。

１２は光センサ−、！３はプリアンプ、１４はオートフ
ォーカシングサーボ、＋５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。２！はステッピングモーターで光
字ヘッド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ｌをａ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、干−ター２６の回転によって光カード
１は図の矢印へ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＋ｌ−
，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８図に示された装置の動作を情報＋ｔｉ生の場合
を例にとり説明する。

第８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゛［行先になり、偏光ビームス
プリッタ−１０及び１７４波長板３゜を通り、さらに対
物レンズ１１により、集光されて、光カードｌ−Ｌに微
小スポットを形成する。光カードｌ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、この変調光が丙び対物レンズ
１１によって）行光となり、偏光ビームスプリッタ−！
０によって光センサ−１２に入射される。光センサ−１
２は変調光の光用変化を検知し、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４５号が送られ、オートフォーカシ
ングサーボＩ４からの信号により５図示されていないア
クチュエーターにより対物レンズ＋１をＢｈ向に移動さ
せ、光ビーム４が光カードｌ−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、インターフェイスからオートフ
ォーカシジグサーボ＋４．オートトラッキングチーボ！
５ヘ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−ユニット等
を含み、独ヴ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ＪＰ直力方向移動させ、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＋４とオートトラッキングサーボ１
５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１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ｌ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１り生し、他のビームでオートフォーカス用および才
−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、インターフェー
ス１７に送られる。インターフェース１７からはコンピ
ュータ１８に情報信号が送られる。またインターフェー
ス１７からは、エンコーダＩ９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、インターフェース＋７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干−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問題点］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、特開昭５２−３４０５号に示されるが如く、記録さ
れた情報の正確さをチエツクする機能、いわゆる書き込
み後直接読み出し機能に類した機能を有することにより
、情報の記録、再生の信頼性を向上させることが知られ
ている。しかし、複数の独立した光源、たとえば、複数
のガスレーザーや半導体レーザーをビームスプリッタ等
で合成する方法は、特公昭６０−３７９８２号に示され
るが如く、光軸等の位置の調整、設定が難しく、かつ装
置が大がかりになるという問題点を有してする。

それに対し、１つの光源を用い回折格子やプリズムの組
み合わせ等により、複数に分割された光束を使って、複
数トラック上に、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、オーバーライド機能、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、再生間の時間
的ズレなともなったクロストークを補償するには、大規
模な電気的信号処理によらざるを得ないという問題点を
有しているからである。また、記録に必要な高いパワー
あるいはエネルギーを確保し、かつ、消去と記録を独立
に実行するには、消去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ず、装置の大型化・複雑化がと
もなうオーバーライドが不可能であるといった問題点を
有している。従って、特開昭６１−６１２３６号に示さ
れるが如く、内生専用装置以外への適用は実用的でない
。

また、特開昭５４　１４６６１３号、特開昭５８−１８
８３４３号、及び特開昭５８−２２０２４７号に示され
るが如く。

集積化されたアレイレーザーを用いた書き込み後直後読
み出し装置が提案されている。しかし、消去用レーザー
がなく、オーバーライドができないのに加え、消去、記
録には１０〜５０＋Ｊのレーザー出力が必要で、再生に
は１〜５１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し難く、
さらに大出力で変調をすると、隣接したレーザーとの光
学的、電気的、熱的クロストークが生じやすいといった
問題点を有している。さらに、環境温度（たとえば０〜
５０℃）により、レーザーの出力が変化するという問題
にとっても、このクロストークの問題は不利に作用する
という問題点を有している。

また、特開昭５４−１４６６１３号、特開昭５８−１８
８３４３に示されるが如＜、一般にアレイレーザーの間
隔が、光ディスク−Ｅのトラックの間隔に比べて大きい
、そのため、特開昭Ｆ１４−１４６６１３号の如き、コ
リメーターレンズで一度結像し、それを対物レンズで結
像する場合、必要な総合倍率を達成するためには、光路
長が長くなりヘッドが大型化するという問題点を有する
。さらに、このように、２つの結像を組み合わせた場合
、対物レンズが、オートフォーカスにより、光軸上を前
後するのに従い。

光路長及び、対物レンズの物体と像まての距離が変化す
るため、倍率が変動するので、ディスクＬで、２つのス
ポット間隔を一定に保つことは不可能で、２つのトラッ
クを同時にトレースすることができないという問題点を
有している。また、特開昭５４−１４６６１３号、特開
昭５８−１８８３４３号の如く、アレイレーザーをトラ
ックに対し傾け、実質的にトラック間隔方向のスポット
間隔を狭くする方法があるが、レーザーの発光点、光軸
と、レーザーのパッケージの寸法基準、回転中心との精
度を考えると、実際の組み立て、調整時に１回転と３次
元方向の微動を、それぞれクロストークなしに、独立に
行ない、所望のトラック間隔を得るのは難しい上に、光
ディスクでは、内外周でトラックの曲率半径が異なるの
で、内外周でトラック間隔に対するスポット間隔がズレ
るという問題点が生じ、光カード等往復運動を行なうも
のでは、ヨーイングやスキューがあるため、それらに対
する許容値が小さくなるという問題点が生じる。さらに
特開昭５８−１８８３４３号に示されるような、長尺シ
リンドリカルレンズ状の軸対称でない２つのレンズを用
いる場合、媒体上に円形状の微小スポットを結像させる
のは難しく、かつ、レーザーとともに２つのレンズも回
転させる必要があるといった問題点を有している。

また、光カード等のように往復運動を行なう装置におい
ては、その反転時における、減速、停止］−１［Ｉｉ加
速のため、実際の情報の消去、記録、再生を行なう時間
以外のロスタイムが生じる。さらに、複数のトラックに
連続して、消去、記録、ｔｒｉ生を行なう場合、所望の
トラックに光へラド３を移動させる際にも、ロスタイム
が生じる。このように光ヘッドからのスポットの位置を
あるトラックから別のトラックに変更するのに要するロ
スタイムは、並列状に配列されたトラックを有する光カ
ード等の特有の問題点となっている。それに対して、特
開昭５４−１４６６１３号、特開昭５８−１８５０４４
号特開昭５８−２２０２４７号に示されるが如く、光ヘ
ッドと媒体の相対移動方向と、記録と再生スポットの順
序が同定された装置では、往復運動の一方の運動方向時
のみか、本来の書き込み後直接読み出し機能を容易に実
現できない。従って、装置全体の記録再生速度が１７２
以ドに低ドし、２倍以上の時間が必要となってしまうと
いう問題点を有している。

［問題点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、複数のトラッ
クに対し、パラレルに、消去、記録及び／または再生を
行ない、装置の転送効率の向上。

アクセスタイムの改善とともに、オーバーライド、書き
込み後直接読み出し、欠陥検出等の高機能も同時に実現
し、高速に、安定かつ正確に情報の消去、記録、再生を
行なうことのできる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、媒体と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であって、独立発光可能な複
数の光源と、該複数の光源からの光が記録媒体を介した
光を受光する複数の光センサと、前記往復運動の方向に
従って前記複数の光源の駆動状態を切換える切換手段と
、各光源の駆動状態に対応してそれぞれの光センサの機
能を切換える切換手段と、前記２つの切換手段の制御手
段とを有し、かつ前記複数の光源が前記媒体りに作る複数のスポット
が各々複数のトラック上に位置することを特徴とする光
学的情報記録ＩＩ′＃生装置Ｉ！？により達成される。

また１本発明の一実施例としては、実質的に独立発光可
能な複数の光源を用い、媒体上の複数トラック上に、所
望の処理に応じた数のスポットを配置せしめ、かつ、そ
の夫々のトラックにおいて往復運動の往動時と復動時に
対応して各スポットの機能を変更する構成がある。

［作用］に配本発明によれば、各トラックににある複数のスポッ
トの機能な往動時、復動時に対応して変えることにより
、往復運動であっても常に所定機能のスポットを所定順
序で働かせることができる。

更に、複数のトラック上に夫々そのような複数のスポッ
トを配置することにより、装置ｎの各柿処理の自由度の
向−ヒ（複数トラックを時間的に同時または略同時に処
理可能範囲とすることにより、記録、再生等の基本処理
のみならず、異常検知用等にも使用＝＝１能であること
などを意味する）を達成でき、丁りつ装置の情報処理速
度の向上を図ることができる。

［実施例］以ト、本発明に係る光学的情報記録再生装置の実施例に
ついて１図面を用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８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においてレーザー８は、同
一半導体基板に、６つの半導体レーザー１００〜；０５
と、後に説明するように、それぞれ対応したモニターフ
ォトダイオードが集積化されている。６つのレーザーは
独ｔに発光可能で、それぞれは、レーザードライバ３５
〜４０により独立駆動される。ご３つのレーザードライ
バーは、その切換回路（１）３２に接続され。

後に説明する方法で、それぞれのレーザーの駆動状態を
切り換える。６つのレーザー発光点は、コリメーターレ
ンズ９の焦゛ド面内にあるから、それぞれのレーザーか
ら射出される発散光は、コリメーターレンズ９により平
行光束となる。この６つのビームは、対物レンズ１１に
より、光カード１上に、６つのスポット２００〜２０５
として結像される。なお、第１図には、３つのレーザー
ｌＯ０，１０１，＋０２と３つのスポットのみを小しで
ある。スポットの配置は、後に第２図を用いて説明する
。

本実施例では、コリメーターレンズ９の焦点距離は、対
物レンズ＋１の焦点距離以下で、レザー８の発光面は、
カードｌ上に縮小結像されている。縮小倍率は、コリメ
ーターレンズ９と対物レンズ１１の焦点距離との比で決
まるから、レーザーの発光間隔とトラックの間隔の比に
合わせて１両レンズの焦点距離を決めている。こうした
縮小光学系により、レーザー発光点間隔が大きくとれ、
クロストーク低減に効果があるばかりでなく、温度の変
化にともなう熱膨張・収縮によるレーザー８とコリメー
ターレンズ９の３次元の位置関係のズレのスポット間隔
へのＥＷの低減に効果がある。

光カードｌからの反射ビームは１７４波長板３０、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−１２に集光される。光センサ−１２には
、それぞれ６つのビームに対応した６つの受光部４１〜
４６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４９〜５２で電流電圧変換、増幅、演党
、波形整形、その他の処理が行なわれ、切換回路（ＩＩ
）３３へ入力される。

切換回路（１）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（ａｌ　、　（ｂｌ　において、トラック４０ａ
。

４０ｂ、・・・４０　ｇは、九カードの往復運動方向へ
に手行に設けられている。レーザー１００゜１０１．１
０２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４０１−に配列してあり、レ
ーザー＋０３．１０４゜１０５からの光で形成した３つ
のスポット２０３２０４．２０５は、隣接トラック４０
　ｄ　ｔに配列しである。

まず、第２図（ａ）、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上の情報ビットの消
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、２
０２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、インターフェース１７から、レーザードライ
バ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１８から送
られ、インターフェース１７を介し、エンコーダ１９に
より記録用に変調された信号に変換され、切換回路（＋
）３２を経て記録用レーザー＋０１のレーザードライバ
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の結品化レベルにして、書かれてあっ
たビットを消去し、記録スポット２０１の変調の高出力
レベルを１５ｍ１ｌｌどなるように、レーザー１０１を
駆動することにより、アモルファス化レベルにして、新
たなビットが形成され、オーバーライドが達成される。

また再生スポット２０２は低出力の１ｍＷとし、書き込
み後直接読み出しがオーバーライドとともに実現する。

この場合、再生スポット２０２のカード−１−反射光は
、対応した受光部４１に入射し、プレアンプ４７の出力
として得られる。そのアンプ４７の出力は、往動時には
インターフェース１７を介して、プリアンプ４７．４８
．４９をそれぞれ内生、記録、消去に対応するように切
換回路（１１）３３により切換られているので、切換回
路（■り３３を通して、デコーダ１６に入力される。

デコーダ１６で再生された情報はインターフェース１７
に伝えられ、本来、記録され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。一方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、
一つの処理方法としては、同一トラック内、もしくは別
のトラック、たとえば後に示すように隣りのトラック４
０（ｊに、代替え領域を設け、再記録を行なう方法があ
る。その後、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
（ポインタ笠）を記録する。あるいは、エラー領域への
再消去、記録等の処理方法が実行される。エラーの再処
理性があったり、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、その領域を同定し、
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−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−・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、消去後回直接［１４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、Ｅ述の記録と同様に、エラーのＰｊ
！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。−ヒ述の如き対策が＝Ｉ
能となり、装置の４２頼性を向−ヒ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、他のエラーと区別して、カード自身にフラ
グやディレクトリ−へ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、トラックつ４０ｃの記録が終了し、次のトラ
ックへとアクセスすることになるが２本実施例において
は、隣接トラック４０ｄにも、同様に、レーザー＋０３
．１０４．１０５からの光で形成した３つのスポット２
０３．２０４゜２０５があるので、最も簡単には、カー
ド往動時に、同時にトラック４０ｄに情報ビットの消去
、記録、１ｊ生を行なうことができる。これにより、一
つの光源で一つのスポットで消去、記録、再生を行なう
場合に比べ、−度の往動でそれらがずむので、カードの
反転時のロスタイムも考えば、１トラック当りで３倍以
上、２トラック同時に行なえるので、さらに２倍以上、
結局１桁近いスピードアップが計られる。また、単なる
９ｐ、列書き込みによるスピードアップばかりでなく、
前述のエラー処理にも大きな効果がある。すなわち、ト
ラック４０　ｃの記録時（前述の通り、消去に関しても
同様）に、エラー訂正符号の付加等では回避不可能な記
録エラーが、書き込み後直接読み出し機能により検出さ
れ、代替領域への記録が必要な場合、隣接したトラック
４０ｄにすぐに再記録がＩＩＴ能になる。このように、
代替領域が、カードの往復運動やヘッドの移動を改めて
行なうことなしに、はぼ実時間が確保されるので、記録
時間が大巾に短縮される。のみならず、当然、１１；Ｉ
述の如く代替領域のポインタ等の情報が記録されている
から、再生時においても、再生スポットが並列にあるの
で、はぼ実時間の再生が【ＩＴ能となり、装置全体のス
ピードアップがｉ１能になる。また、その際、本来トラ
ック４１ｄに記録すべき情報に関しては、トラック４０
ｃの代替領域をスリップして、消去、記録すればよく、
もちろん、それらを示すスリップのフラグ、ポインタ等
を記録しておけば再生時に特に問題とはならない。また
、あらかじめ、トラックに、代替領域に対応する余裕領
域を設けておけば、その容量の許すかぎり、！トラック
内の利用可能な物理的容ｈｌを一定することができるし
、ｎ；１述の対策により論理的容量に変化はないので、
物理的に複数のトラックに渡っても、本発明の装置にお
いては特に問題とはならない。従って単なるスピードア
ップだけでなく、従来は、たとえばトラック１１１位で
代替えを行なっていたため、容量の低士が大きかったが
、本発明の装置により有効領域を、無駄なく確保できる
ため容ｆｉｔアップも達成される。

このようにして、トラック４０Ｃ，トラック４０ｄの消
去、記録、再生が終了するが、その場合、一方向、たと
えば本実施例においては、往動方向のみの相対運動時の
みに再生を行なう装置に、対応させるため５両トラック
上の情報の配列は同じにしであるが、たとえば高速化の
方法として、往復運動の両方で再生を行なう装置に対応
させるため、各トラックに合わせて、トラック上の情報
の配列を逆転して記録することも可能である。ただし、
第２図において、スポット２００〜２０５の機能は同じ
でよい。もちろん、その場合カードまたはトラック毎の
記録方向を示す情報を、たとえばディレクトリやトラッ
ク毎に記録しておけば、再生時に問題とはならない。

次に、カードの復動時における動作について。

第１図、第２図　（ｂ）を用いて、簡単に説明する。

本発明によれば復動時にも、往動時と全く同一の動作１
機能が可能である。従って、トラック４０ｅ、４０ｆは
、カードの往動時にも消去、記録、再生が可能で、高速
化が実現できる。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＋）３３を切
換えて、消去は、スポット２０２．２０５．記録はスポ
ット２０１．２０４（往動時と同じ）、再生はスポット
２００．２０３にて行なうようにレーザードライバ３５
．３８を再生、３６．３９を記録、３７．４０を消去用
に切換え、プリアンプ４７．５０は再生、４８．５１は
記録、４９．５２は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ド書き込み後直接読み
出し等を行なうことが可能になる。

以−Ｌは、２つのトラックで同じスポット機能の場合を
示したが、本発明によれば、たとえば往動時に、スポッ
ト２０３を再生レベルにして、パイロット機能とし、次
に書くべきトラックの検査をすることもできる。また、
トラック４０ｄを再生のみを行ない、トラック４０ｃに
記録を行なうということも可能で、その際、スポット２
０３゜２０５を両方とも再生スポットとして使用し、再
生確度を向上する等、各トラックに対応して、スポット
の機能を自由に設定可能である。

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
定のパワーをもつ一方の’Ｆ４生川レ用ザー（往動時２
０２、復動時２００）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、消去用レーザからの光をオートフォーカス、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トラツクヒ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、記録用レーザからの光をオート
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、４００　ｍ
ｍ／ｓｅｃ　　程度が上限である。従って、２μｍφを
ビットの最小サイズとすると、周波数の」−限は２００
　ｋｔｌｚとなる。変調方式にもよるが、たとえばＭｏ
ｄｉｆｉｅｄ　Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　Ｍｏｄｕｌａｔｉ
ｏｎ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、
安価で性能のよい帯域フィルタは難しいことを考えると
、オートフォーカス、オートトラッキングの信号帯域０
〜５ｋｌｌｚ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」
二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
グ用信号のクロストークは避は難いものとなる。

そうなると、オートフォーカス、オートトラッキング用
の（３号にもれ込む、記録の変調成分な除去、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、内生のみを
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役割に用いることがない限
り、消去、記録用レーザーに、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、コリメータレンズ９と、偏光ビームス
プリッタ１０の間の雫行光束中に、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からの反射光を受けるための
受光部をセンサ４１．４３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４１，４
３に設けておけばよい。

第３図は本実施例の光源として用いられる６アレイ半導
体レーザーの例を示すものである。

これは基本的には’「Ｊ　Ｓ　（Ｔｒａｓｎｖｅｒｓ　
ＪｕｎｃｔｉｏｎＳｃｒｉｐｅｌ型と呼ばれる周知のレ
ーザーの構造を用いたもので、通常の結晶成長法、ドー
ピング法、エツチング法等で作成可能である。ｎ−Ｇａ
Ａｓ基板３１４上に１図示の通りに結晶成長をし、絶縁
層であるＳ　Ｉ　（Ｓｅｍｉ　Ｉｎ５ｕｌａＬｏｒ）Ａ
ＩＧａＡｓ層をはさんで２つの活性層ＡｌＧａＡｓ層３
１２．３０８を設けである。図中斜線部は、マスクによ
り選択的にＺｎを拡散した領域である。このような構成
により、レーザー＋００はρ電極３００と【Ｉ電極３０
１．レーザー！０３はｐ電極３００とｎ電極３１９を用
いて、独立駆動可能である、同じように、レーザー１０
１．１０４はそれぞれ電極対（３０２゜３０３）　　（
３０２，３２０）、　　レーザー１０２゜１０５は、そ
れぞれ７１極対（３０４，３０５）、（３０４，３２１
）により独立駆動される。このアレイレーザーは、積層
方向にもアレイを集積化しており、この方向の精度は結
晶成長により決まるので、数人の精度でレーザー間隔が
集も１できる。従って、第２図に示すように、トラック
の配列方向のスポットの位置を高精度に出すことが可能
になる。しかも、積層方向のレーザー間隔は、３μｍ程
度まで小さくしても、レーザー光同志は、いわゆるフェ
ーズロックしないので、コリメーターレンズ９一対物レ
ンズ１１の縮小倍率を２極端に小さくしなくてすむ。従
って、両レンズの焦点距離の差が小さくてすむので、バ
ランスのよい光学系が実現できる。つまり、対物レンズ
１１は、小型・軽量化を狙って、通常焦点距離は５〜６
ｍｍ、ＮＡは０．４〜０．５程度であるから、倍率が１
より極端に低い場合、たとえばＩ／１０といった場合は
、コリメータレンズの焦点距離は５０〜ｂ化するばかりでなく、コリメータのＮＡが小さくなり、
つまり、暗くなり、レーザー光の一部しか利用できなく
なるので、より高出力のレーザーが必要になるという問
題点があるが２本実施例によれば、そのような問題点は
解決される。

また、この構造のレーザーは、キャリヤの注入が横方向
に行なわれ、閉じ込め効果が大きいため、低しきい値、
高効率、長寿命が特徴である。

なお図示しないが、本実施例では、レーザー１０１．１
０４は往復時ともに高出力が必要であるから、前面に低
反射膜を、後面に高反射膜をつけておくことも可能であ
る。低反射膜は、たとえばＡ１１ａｓ膜を、０〜λ／４
の厚みで形成すればよく、高反射率膜は誘電多層膜たと
えばＡ１□口、（屈折率１．７）、　Ｓｉ　（屈折率３
．５）をそれぞれλ／４の厚みずつ交互に形成すればよ
く、たとえば、前面１０％、裏面９０％の反Ｑ＝を率が
可能であるレーザー１００．１０２，１０３．１０５は
、低出力でよいので端面の保護のみの膜をつければよい
。

このように、目的に応じて高いＳＮ比が要求されるが低
出力でよいフォーカス制御、トラッキング制御１、再生
用には＋００．１０２゜１０３．１０５のレーザーを低
出力で最適化して用い、大出力が必要な記録用にはｌｏ
ｔ、１０４のレーザーを最適化して用いる事が出来るた
め、精度のよい記録再生が可能となる。

また、１００〜＋０５の６つのレーザーを電気的、光学
的、熱的に分離するため、エツチングにより、ストライ
ブ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、」１下両側が各活性層３０８．３１２を
切るように溝を形成する方がよい、またレーザーの後方
出力をモニターするため、各レーザー１００〜＋０５に
対して各々フォトダイオードを、やはりエツチングによ
り溝を切り作成している。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、斜めにエツチングして傾けである。レーザーの
トラック方向の間隔は、クロストーク、光学系の結像性
能を考えると、１０〜２００μｍの範囲が適当である。

また、レーザー１０１，１０４は高出力時に非点収差が
小さ（なるように、ストライブの巾、活性層の厚みを最
適化しておくことができる。

このように、各機能、役割に応じて各レーザーチューニ
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、レーザーの高寿命化１節電、放熱に効果がある。

たとえば第４図にレーザー１００〜１０２の往復時の出
力の一例を示す。

１００はレーザー＋　００　、　　（ｂｌは１０１ｉｃ
）は１０２の出力パワーの切換えを示している。往動時
、レーザー＋００は消去レベルｐｇ　　（媒体上７ｍＷ
）　、レーザー＋０２はｉｔｇ生レベしｐ、（媒体上Ｉ
　ｍＷ）で直流的に駆動している。この場合トラック全
体を消去し書き直している。レーザー＋００１０２は、
ｐＨでＳＮ比がよいようにチューニングされて作られて
いないから、最も高いＳＮ比が°凶求される内生信号が
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　−＋＋　（媒体上１５ｍ
Ｗ）、ロウ・レベルＰれ（媒体上１　ｍｌ？）をそれぞ
れ“ｌｏ　“Ｏ”に対応してレーザーを変調している。

ＰｗＬをＯｍＷ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」二で、ビ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、ビットの形成はＰ
□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＋００は再生レベル■〕、。

レーザー＋０１は記録レベルＰ、エ　ｐ、Ｌ、レザー１
０２は消去レベルＰＩＩ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・凶に応じて消去、記録の領域は
独立に設定可能である。また、再生用レーザーは、次の
トラックへの移動を確実に行なつため、２つのレーザー
は、反転をはさんで、お斤いに時間的にだぶってＰ８レ
ベルで発掘していることが望ましく、それにより５スム
ーズなオートフォーカス、オートトラッキングが行なわ
れる。レーザー１０３〜１０５に−）いては述べなかっ
たが同様である。

第５図にレーザードライバの模式図を示す。筒中のため
、レーザー１００についてのみ図示するが、他の一ザー
についても同様である。

（し・人゛ト、　　１β白　　）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３５〜４０が接続され、そ
れぞれ、差動増幅器（３５には５４）とバッファアンプ
（３５には５３）からなる。各差動増幅器にそれぞれ、
干二ターフォトダイオード（３５には１５０）の出力と
、切換回路＋　３２からの消去５記録、ｔｌｊ生に対応
したりリファレンス伝号（３５では５５）が人力される
。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
ーフォトダイオードの差を増幅し、バッファーアンプに
入力する。バッファアンプはその７？ｔＪｉ、差に対応
したレーザー駆動ｉ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、外部ちｌ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前られる。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１
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＋０１の変調パター
ンが漏れ込んでも、モニター２オドダイオードにより、
レーザー１０２の出力を検出しているが、差動増幅器に
よりリファレンスに対する誤差として与えられ５それを
キャンセルするようにバッファアンプを介してレーザー
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図にトラック−Ｌのスポットの配列を示す図である
。同図において、１５個のスポット２０６８〜２１０ｃ
　　は、不図示の１５アレイ゛ト導体の発光点にそれぞ
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（１）：３２．センサー１２、プリアン
プ１３、切換回路（Ｉ＋）３３及びインターフェース１
７を１５個のスポット用に変更するだけでよい。第６図
において、カードの往動時（図中向って右から左へ移動
）はスポット２０６　ａ　〜Ｃ５２０７ａＮｃ、２０８
ａ　〜ｃ、２０９ａ〜ｃ、２１０ａ−ｃはそれぞれ、第
１のｔｌｊ生、消去、第２の再生、記録、第３の再生を
行なう。ｎｉＩ記実施例に対し、各トラック毎に第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。以下の説明においては、３トラツクを同時に並列
に消去、記録、再生を行なう場合を考える０本発明によ
れば、１５個のレーザーは独立に発光可能であり、各ト
ラック毎に独立にスポットの機能の設定が可能であるか
ら、ここでは一つのトラック４０ｂ上での基本的動作の
みを説明する。スポット２０６ａ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、コミ等）を１ｉ？１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、光計の変動として検出されるので、
その変動の振幅の大きさ、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
を及ぼす程の欠陥であるとインターフェース７で判断さ
れた場合、オートノ１−カシングサーボ１４、オートト
ラッキングサーボＩ５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、ドラッギングはずれを防止し、信頼性
を向−ヒさせることができる。また、スポット２０７ａ
は、往動時には消去用として働き、上述のスポット２０
６ａ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２０８ａは、第２の＋１
１生川スポツトであり、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ＦＴｊ生スポスポット兼用いたが、実施例の如
く、消去確認のためのスポット２０８ａを２両者の間に
置くことにより、　ｒｒｌｉ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２０９ａを再消去用ス
ポットとして用い、はぼリアルタイムで、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５それぞれに対した最適な処理が選択
でき、装置の信頼性が向−Ｌする。スポット２１０ａ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、役割が切換られ
、スポット２１０が第１の再生用、２０９が消去用、２
０８のが第２の（ｊ牛用、２０７が記録用、２０６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２０６．２０８．２１０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９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、ノズル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２０７と２
０９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。レーザーはい
わゆる、２次元の向弁光型アレイレーザーを１５アレイ
配置すればよい。やや離しであるのは上述した第１の１
１ｉ生用スポツ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に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
去可能な、−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
２１＋ａ−ｂが記録用、スポット２１２ａ−ｂが再牛用
、復動時にはスポット２１２ａ−ｂが記録用、スポット
２１１ａ〜ｂが再生用に切換えられる。装置ｉ！７は第
１図の実施例において、４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（＋）３２゜センサー
１２．プリアンプ１３、切換回路（Ｉ＋　）３３及びイ
ンタフェース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
に前記第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
、吉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ｌ１１（
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−への記録等も必要があれば行なう
。また１本実施例で用いる４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、１γＩ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。

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波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＋ｉＪ能８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５それぞれにレーザードライ
バも集積化することも可能であるし、また逆に放熱や位
ｉｎ合わせの問題があれば完全なハイブリッド型や、集
積化した部品をハイブリット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、内部ストライブ型のレ
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、光デー１、光ディスク等で、往復運動を行なう
ものにも適用できる。またカート状であっても、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
、そのトラックにそって相対的に往復運動を行うもので
あれば適用ｉｊＪ能である。

また、主に消去、記録、４４牛あるいは記録、１１４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はな
い。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。

弔−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ｉＩ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ｙ７．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１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光出力の１芝均化を行うこともで
きる。

［発明の効果］以上、詳細に説明したように１本発明の光学的情報記録
１４生装置によれば、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、実質的に独立発光
可能な複数の光源とその選択手段を用い、複数のトラッ
ク１−に複数のスポットを配列せしめ、ｒｉｉｉ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
割を各トラック毎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図は本発明にかかる光学的情報記録再生装置の一実
施例の概略構成ブロック図である。第２図（ａ）、（ｂ）はそれぞれトラックＥのスポット
の配置ηを示す図である。第３図は本発明に使用する光源の一例を示す図である。第４図は（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれレーザの駆
動状態を示す図である。第５図はレーザドライバの模式図である。第６図及び第７図は本発明の他の実施例を示す図である
。第８図は従来の光情報記録再生装置の一例を示す図であ
る。１００〜１０５：複数の光源４１〜４６：受光部（光センサ）３２：切換回路１３３：切換回路１１３４：制御回路

Claims

【特許請求の範囲】

（１）媒体と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
録再生装置において、独立発光可能な複数の光源を用い、該媒体の複数トラッ
ク上に、複数のスポットを配置せしめ、該複数トラック
に対し同時に並列的に消去、記録又は再生を行ない、か
つ前記往復運動の往動時と復動時に対応して、各スポッ
トの機能が変更されることを特徴とする光学的情報記録
再生装置。
（２）媒体と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
録再生装置であって、独立発光可能な複数の光源と、該
複数の光源からの光が記録媒体を介した光を受光する複
数の光センサと、前記往復運動の方向に従って前記複数
の光源の駆動状態を切換える切換手段と、各光源の駆動
状態に対応してそれぞれの光センサの機能を切換える切
換手段と、前記２つの切換手段の制御手段とを有し、かつ前記複数の光源が前記媒体上に作る複数のスポット
が各々複数のトラック上に位置することを特徴とする光
学的情報記録再生装置。
（３）ＡＦサーボ又はＡＴサーボ用の誤差信号を、前記
複数のレーザのうち再生用レーザからの光を用いて検出
することを特徴とする請求項第１項記載の光学的情報記
録再生装置。