JPH02227837A - 光学式情報記録再生装置 - Google Patents

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〕 この発明は、半導体レーザから出射されるレーザ光によ
シディスクに情報の記録・再生を行う光学式情報記録再
生装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、この種の装置として第６図に示すものがあった。

図において、半導体レーザ（１）より出射された出射光
束（２）は、一般に楕円光束である。

コリメータレンズ（３）は出射光束（２）を平行光束（
りにする。平行光束（４）はＡとして示す楕円形状をし
ており、紙面に平行な面内方向より紙面に垂直な２方向
に長い。

また、平行光束（４）は矢印Ｂ方向に偏光している。プ
リズム（７）は楕円形状の平行光束（４）をＣとして示
すような円形な平行光束（８）にする。例えばプリズム
（７）の頂角を５７．４５°、屈折率１．５１、入射角
６６．６１’とすると、楕円形状の光束を円形な光束に
することができる。なお、平行光束（８）は矢印り方向
に偏光している。偏光ビームスプリッタ（９）は、１／
４波長位相板（１０）と組み合わせて平行光束（８）を
照射光束（１１）と反射光束（１２）に分離する。対物
レンズ（１すは、照射光束（１１）をディスク（１４）
の情報トラック（１５）上に光スポット（１６）として
集光する。なお、ディスク（１４）は透明媒体上にＴｅ
Ｏｘ　（酸化テルル）等が薄膜状に形成されてお〕、透
明媒体上には例えば幅０．６／Ｊｍ、深さ０．０５μ翼
の溝が、例えば１．６μ購ピツチで形成されている。

また、ディスク（１４）は対物レンズ（１３）の焦点付
近に置かれている。

情報トラック（１５）は、情報が記録された場合、ビッ
ト（１υとランド（１８）よシなる。さらに、ディスク
（１４）は、モータ（５）によシ回転される。ディスク
（１りにより反射された光束は、再び対物レンズ（１す
を経て偏光ビームスプリッタ（９）で反射され、反射光
束（１２）となる。凸レンズ（１９）は、平行な反射光
束（１２）を集束光束（２０）とする。ビームスプリッ
タ（２１）は、集束光束（２０）を光束（２２）と光束
（２３月二２分する。シリンドリカル凸レンズ（２４）
は、光束（２２）に非点収差を生じさせる。光束（２２
）を受光する光検知器（２５）は、直交する分割線で４
つの領域に分けられており、その分割線に対しシリンド
リカル凸レンズ（２りはレンズ中心線を４５°傾けて配
置されている。光検知器（２５）上には光束（２りが入
射する。光検知器（２７）は光束（２すを受光するもの
で、分割線で２つの領域（２７ａＪ　、　（２７ｂ）に
分けられている。光検知器（２７）上には光束（２８）
が入射する。

差動増幅器（２９）は、４分割光検知器（２５）の対角
位置に配置された光検知器どうしをそれぞれ共通として
、隣接の光検知器の出力を差動増幅して出力（Ｓｆ）を
得る。減算器（３０）および加算器（３１）は、それぞ
れ光検知器（２７ａ）と光検知器（２７ｂ）の差出力（
Ｓｔ）および和出力（Ｓｌ）を得る。

フォーカシングアクチュエータ（３２）は出力（Ｓｔ）
によシ対物レンズ（１りを光軸方向（Ｙ）に動かし、光
スボッ）　（１６）の位置を光軸方向に動かす。トラッ
キングアクチュエータ（６３）は、出力（Ｓｔ）により
対物レンズ（１すをディスク（１４）と平行に、かつ、
情報トラック（１５）と交差する方向（Ｘ）に動かす。

信号源（３４）は、半導体レーザ（１）を変調するため
のもので、ディスク（１４月二情報を書込むときに用い
る。

以上の構成によシ、半導体レーザ（１）を出た光は、コ
リメータレンズ（３）により平行光となり、ビーム修正
のためのプリズム（７）に入射する。プリズム（７）を
通った光は屈折されてプリズム（７）が配置されていな
い場合の光の進路（点線方向）から角度０だけ偏向した
方向に進み、偏光ビームスプリッタ（９）を通過後、対
物レンズ（１３）によって、レーザ光は直径１．５ミク
ロン程度の光スポットとなシ、スパイラル状の情報トラ
ック（１５）をもつディスク（１４）の表面に焦点が合
うように集束され、情報の記録再生が行われる。

ディスク（１４）の情報により変調された反射光は、対
物レンズ（１りによって集光され、偏光ビームスプリッ
タ（９）　Ｃよシもとの光路から分離され、光検知器（
２７）に入射し、ここで電気信号に変換される。この信
号は、図示されていない信号処理回路で復調され計算機
に送られたシ、オーディオ信号に変換されたり、テレビ
ジョン受像機などで映像が再生されたシする。

次に、ディスク（１４〕への情報の書込みについて説明
する。光スボツ）　（１６Ｊの光強度は信号源（６４）
により変調されている。情報トランク（１５）は、光ス
ポット（１６Ｊによシ加熱され、光スポット＜１６７の
光強度が大のとき情報トラック（１５）に穴をあけるこ
とができる。また、光スボッ）　（１６Ｊの光強度が弱
いときは、情報トラック（１５）に穴はあかない。

従って、第６図（１）Ｊに示すように、ピッ）　（１７
）とランド（１８）が並ぶ情報トラックとすることがで
きる。

次に、ディスク（１４）からの情報の再生について説明
する。ディスク（１４）からの反射光は穴のあいたピッ
）　（１７）では弱く、穴のおいていないランド（１８
）では強くなる。従って出力Ｓ１からは情報再生信号を
得ることができる。

また、ディスク（１４）は、通常１回転中心とディスク
中心が取付誤差等によシ一致していないことが多く、そ
のため回転により）ラックずれが生じる。第７図は対物
レンズ（１３）の焦点付近の光スボッ）　（１６Ｊが情
報トラック（１５）の中心上にある場合（ａＪと、ずれ
た場合（１））と（Ｑ）の反射光束（２８）の光検知器
（２７）の分割線と直交する方向（以下、上下方向と呼
称する）の光強度を示すもので、図（りのように情報ト
ラック（１５）の中心に光スボッ）（１６）が照射され
た場合（合トラック状態〕には、光束（２８）の分布は
２分割光検知器（２７）の分割線と交差する一ヒ下方向
に対称となるが、図（１））　、　（ＣＪに示すように
情報トラック（１５）の中心からずれた位置に光スポラ
）　（１６）が照射された場合には、光束（２８）の分
布は上下に非対称で、かつ、光スポラ）　（１６）の情
報トラック（１５）からのずれる方向により強くなる。

従って、情報トラック（１５）と光スポット（１６）の
ずれ（トラックずれ］によシ差動増幅器（５０）の出力
（Ｓｔ）は第８図に示すように変化するので、周知のよ
うに、この出力（Ｓｔ）でトラッキングアクチュエータ
（５６ｊを制御し、絶えず合トラック状態に光スポット
を制御（トラッキング制ａ１）する。

また、ディスク（１４］の面は、通常、平担ではなく回
転によシ面振れを生じる。次に、この面振れの補正方法
について述べる。反射光束は、集束レンズ（１９）によ
り集束光束（２０）となりシリンドリカル凸レンズ（２
４）により非点収差が形成され、光検知器（２５）へ導
かれる。第９図に示すように、ディスク（１４）の対物
レンズ焦点位置からのずれの方向により、（ＩＬ）、（
（りのように、楕円の方向が９０°異なる。そのときフ
ォーカスずれに対する出力（Ｓｆ）は第１０図のように
変化する。よってその出力で対物レンズ（１３）を光軸
方向（Ｙ）に移動するフォー力ンングアクチュエータ（
３２）を動作させ、周知の方法により絶えず対物レンズ
（１５）の焦点ずれを補正する（フォーカス制御）ａ 〔発明が解決しようとする課題〕 以上のような従来の光学式情報記録再生装置は、コリメ
ータレンズと光束径変換用プリズムを備えているので、
光学系が複雑でコスト高であるという問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、光学部品、光学系を簡略化することができ、
装置全体の低価格化を達成することができる光学式情報
記録再生装置を得ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る光学式情報記録再生装置は、コリメータ
レンズとプリズムをホログラム状の光学部品に置き換え
、コリメータレンズの機能とプリズムの機能とが一体化
されている。

〔作　用〕

この発明においては、透明な平行平板の一万の面がコリ
メータレンズおよびプリズムとして機能する。

〔実施例〕

第１図はこの発明の一実施例を示し、図において、半導
体レーザ（１）の出射光束（２）の光路にホログラム素
子（４０）が配置されている。ホログラム素子（４０）
のホログラム面（４１）は、第５図におけるコリメータ
レンズ（６）とプリズム（７）とで構成された系と同様
に、楕円形状（ＡＪの出射光束を円形光束（ＣＪに変換
する働きをする。

なお、ホログラム素子（４０）は第２図に示すように、
同心円状の格子状からなるコリメータレンズ（４２）の
一部を切りとった形状をしている。ホログラム面（４１
）を含む平面上に半導体レーザ（１）の発光点から垂線
を下ろし、その垂線とホログラム素子（４１）を含む平
面との交点をＥとする。半導体レーザ（１）からの出射
光束が平行光束（４３）になるように、Ｅを中心とじＥ
が焦点となるような同心円状のコリメータレンズ（４２
）を想定する。その１部を切りとったものがホログラム
素子（４０］となるように系を構成する。

その他、第６図におけると同一符号は同様の部分であり
、説明を省略する。

次に、動作について説明する。第３図は第１図の出射光
束（２）の断面形状を示し、β−２面内で楕円形をして
いる。ここで、２方向のビーム径をＷｘ、β方向のビー
ム径をＷ７とする。第１図のようにホログラム素子（４
０）、を配置したとき、ビーム径Ｗｘは変化せず、Ｗ７
を拡大しＷＸに等しくすることができる。その詳細につ
いて以下に一例を示す。

第４図に示すように、ホログラム素子−（４０）を出射
した後のβ方向のビーム径をＷとし ２Δθ＝１６°（’／２パワーポイントのＷ７方向の出
射光束の角度）λ＝　０．７８μ、（レーザの波長） とすると １＋＋１２　＝　　２Ｘ　　２１゜ となシ となる。Δθ＝８°の場合、θ＝５１．８°となる。ホ
ログラム面（４１）に関し格子ピッチをｄ１格子面（４
１］と入射光線（２）のなす角をθとするとａｃｏｓｉ
９　　＝　　λ なる関係があるので、θ＝３１．８’の中心光束の場合
、第２図のＥを中心とする同心円状の格子ピッチは （１＝Ｑ、９２（μｍ） となる０両端の光束ではａ＝５１．８±８°であるので
、■を中心とする同心円状の格子ピッチは、ａ、＝ａ、
８５（μ創・・・・・θ＝５１．８°−８゜ｄ、＝１．
０２（μｍ）・・・・・θ＝　５１．８°＋８゜となる
。

上述の実施例で用いたホログラム素子（４０）は、レプ
リカをとって大量に作ることができるので、極めて安価
である。また、外形的には、直径１０騙、厚さ１１ＩＩ
ｍ程度のプラスチック板等で作成できるので、ビデオデ
ィスク再生装置のような光学的情報再生装置の光学系に
適用して特に有利である。

なお、上記実施例では矩形状のホログラム素子を用いた
が、他の実施例として第５因に示すように、格子形状が
のこぎり波状のホログラム素子（４０ａ）を用いれば、
発散光束となる不要な透過光の強度をおさえることがで
きるので、レーザ利用パワーを大きくすることができる
。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、ホログラム素子を用
い、楕円光束を円形光束に変換する機能をもたせたので
、光学部品の点数を減らし、簡略化することができる。

またホログラム素子は従来の光学部品よりも製作しやす
いので、装置が安価にできる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１因〜第５図はこの発明の一実施例を示し、第１図は
光路図、第２図（ａＪおよび（１））はホログラム素子
の構造を説明するための側面口および平面図、第３図は
光束の断面図、第４図はホログラム素子の作用説明図、
第５図はホログラム素子の変形による光路図である。 第６図〜第１０図は従来の光学式情報記録再生装置を示
し、第６図（ａ）および（ｔ）Ｊは光路図および情報ト
ラックの一部平面図、第７図はトラックずれを説明する
ための模式図、第８図はトラックずれ一出力線図、第９
図はフォーカスずれを説明するための模式図、第１０図
はフォーカスずれ一出力線図である。 （１）・・半導体レーザ、（す・・コリメータレンズ、
（９〕　・・ビームスプリッタ、（１２）・・反射光束
、（１す・・対物レンズ（集光光学系〕、（１４）・デ
ィスク、（２５）　、　（２７）・・光検知器、（４０
）。 （４０ａ）・・ホログラム素子。 なお、各図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 半導体レーザと、情報の記録・再生の媒体であるディス
   クと、前記半導体レーザからの出射光を偏向して光束形
   状を断面円形化するホログラム素子と、このホログラム
   素子により円形化された光束を前記ディスクに集光する
   集光光学系と、前記ディスクへの照射光と前記ディスク
   からの反射光を互いに分離するビームスプリッタと、こ
   のビームスプリッタによつて分離された前記ディスクか
   らの前記反射光を受光する光検知器を備えてなる光学式
   情報記録再生装置。