JPH02278532A - 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、レーザ光により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（４）にする。平行
光束（４）は断面がＡに示す楕円形状をしており、この
楕円は紙面に平行な面内方向より紙面に垂直なＺ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のような
断面円形な平行光束（８）にする。

例えばプリズム（７）の頂角を３７．４３°、屈折率１
．５１、入射角６６．６１°とすると、楕円形状の光束
（４）を円形な光束（８）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、１７４波長位相板（１０
）と組み合わせて照射光束（１１）と反射光束（１２）
を互いに分離する。対物レンズ（１３）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Ｔｅ０８（酸化テルル）などの薄
膜が形成されており、透明媒体上には例えば幅＝１ ０．６ｐｍ　、深さ０．０５ｐｍの溝が、例えば１．６
１１ｍピッ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、ピッ
ト（１７）とランド（１８）よりなる。さらに、ディス
ク（１４）は、モータ（５）のスピンドル（６）に結合
して回転される。ディスク（１４）により反射された光
束は、再び対物レンズ（１３）、偏光ビームスプリッタ
（１９）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）を集光光
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）に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。光検知器（２５）は光束（２２
）を受光するもので、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（２４）はレンズ中心線を４５°傾けて配置されてい
る。斜線部分（２６）は光検知器（２５）上の光束を示
している。光検知器（２７）は光束（２３）を受光する
もので、分割線で２つの領域（２７ａ）　、　（２７ｂ
）に分けられている。斜線部分（２８）は光検知器（２
７）上の光束を示している。

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。加算器（３１）は光検知器（２７ａ）と光検知器
（２７ｂ）の和出力（Ｓｉ）を得る。

フォーカシングアクチュエータ（３２）は出力（Ｓｆ）
により対物レンズ（１３）を光軸方向（Ｙ）に動かし、
光スポット（１６）の位置を光軸方向に動かす。トラ・
ンキングアクチュエータ（３３）は、出力（Ｓｔ）によ
り対物レンズ（１３）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）に情報を書き込むときに用
いる。

以上の構成により、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θ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り、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（１３）によって集光され、偏光ビームスプリ
ッタ（９）により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
に送られたり、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りする。

次に、ディスク（１４）への情報の書込みについて説明
する。光スポット（１６）の光強度は信号源（３４）に
より変調されている。情報トラック（１５）は、光スポ
ット（１６）により加熱され、光スポット（１６）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、光スポット（１６）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（ｂ）に示すように、ピット（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
トけ７）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（Ｓｉ）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、回転中心とディスク
中心が取付誤差等により一致していないことが多く、そ
のため回転によりト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ツ）　（１６）が情
報トラック（１５）の中心上にある場合（ａ）と、ずれ
た場合（ｂ）、（ｃ）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（ａ）のように情報
トラック（１５）の中心に光スポット（１６）が照射さ
れた場合（合トラック状態）には、一 光束（２８）の分布は２分割光検知器（２７）の分割線
と交差する上下方向に対称となるが、図（ｂ）　、　（
ｃ）示すように情報トラック（１５）の中心からずれた
位置に光スポット（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、光スポット（
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
け６）のずれ（トラックずれ）により差動増幅器（３０
）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（３３）を制御し、絶えず合トラック状態に光
スポット（１６）を制御（Ｉ−ラッキング制御）する。

また、ディスク（１４）の面は、通常、平坦ではなく、
回転により面振れを生じる。次に、その補正方法につい
て述べる。反射光束（１２）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（
２４）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、（ａ）　、
　（ｃ）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（ｓｒ）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ク１３）を
光軸方向（Ｙ）に移動するフォカシ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（１３）の焦点ずれを補正する（フォーカス制御）。

［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、光学系が簡略化でき、装置全体の
低価格化が達成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１個のビー整形器で置き換え、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、コリメータレンズの一部よりなる
ビーム整形器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）の光路にビーム整形器
（４０）が配置されている。ビーム整形器（４０）は、
第６図におけるコリメータレンズ（３）とプリズム（７
）とで構成された系と同様に楕円形状（Ａ）の出射光束
を円形光束（Ｃ）にする働きをする。

なお、ビーム整形器（４０）は第２図にしめすように、
非球面状の無収差コリメータレンズ（４２）の−部を切
り取った形状をしている。コリメータレンズ（４２）の
レンズ中心平面（４３）上に半導体レーザ（１）の発光
点Ｆから垂線を下ろし、その垂線とレンズ中心平面（４
３）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（４４）になるようにＥを中心としＦ
が焦点となるようなコリメータレンズ（４２）を想定す
る。その一部を切り取ったものがビーム整形器（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−７面内で楕円形をして
いる。ここて、Ｚ方向のビーム径をＷｘ、β方向のビー
ム径をｗｙとする。第１図のようにビーム整形器（４０
）を配置しなとき、ビムＷｘは変化せず、Ｗｙを拡大し
Ｗｘについて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図に示すようにビーム整形器（４０）を出射した後
のβ方向のビーム径をＷとし ＝　　２　　　　　　　　　　・　・　・　（１）Ｗｙ ２Δθ＝１６°（１／ｅ２パワーポイントのｗｙ力方向
出射光束の角度）　　・・・（２） λ　−０，７８ｐｍ（レーザの波長）　・−（３）とす
ると、 ｌ ５ｉｎ（θ−Δθ）　　　５ｉｎ（９０°＋△θ）−（
４）Ｓｉｎ（θ＋Δθ）　　　５ｉｎ（９０°＋Δθ）
・（５）１＋＋１２　　＝２　　×　２１　　　・（６
）となり、 ＣｏｓΔθ　　５ｉｎ（θ−Δθ）　　５ｉｎ（θ十Δ
θ）−（７）となる。Δθ＝８°の場合、 θ　＝　　３１．８”　　　　　　　　　　　（８）と
なる。コリメータレンズ（４２）の焦点距離をｆ、光束
径Ｗとすると、 Ｗ　＝　ｒ　ｔａｎ［９０”−（θ−Δθ）］−ｆ　ｔ
ａｎ［９０°−（θ＋Δθ）］となる。Ｗ＝４ｍｍにす
るには ｆ　　物３．７５　ｍｍ　　　　　　　−・・（１０）
となる。また、このときのコリメータレンズ（４２）の
開口数（ＮＡ）は ＮＡ　　−Ｓｉｎ　　［９０°−（θ　−Ａθ　）　コ
　舛　０．９１　−　　　・　（１１）となる。

上述の実施例で用いたビーム整形器（４０）は、プラス
チック、ガラス等の成形によって大量に作ることができ
るので、極めて安価であ′る。

なお、上記実施例では非球面の１枚構成のモルトレンズ
の一部をビーム整形器として用いたが、第５図に示すよ
うに、組合わせレンズ（４５）を用いてビーム整形器と
してもよい。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、ビーム整形器を用い
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
ビーム整形器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図〜第４図はこの発明の一実施例を示し、第１図は
（ａ）光路図と（ｂ）一部平面図、第２図はビーム整形
器の（ａ＞側面図と（ｂ）平面図、＝１１ 第３図は光束の断面図、第４図はビーム整形器の作用説
明のための模式図である。第５図は他の実施例の一部詳
細光路図である。 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図は＜ａ）光路図と（ｂ）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、（３）・・コリメタレンズ、
（９）・・ビームスプリッタ、（１２〉・反射光束、（
１３）・・対物レンズ。（１４）・・ディスク、（２５
）　、　（２７）・・光検知器、（４０）・・ビーム整
形器。 なお、各図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 代　　理　　人　　　　　　　曾　　我　　道　　照毘
５図 に

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　半導体レーザと、情報の記録再生を行うディスクと、
   前記半導体レーザからの出射光束形状を断面円形化する
   機能をもつビーム整形器と、このビーム整形器により円
   形化された光束を集光する集光光学系と、前記ディスク
   からの反射光と前記デイスクへの照射光を分離するビー
   ムスプリッタと、このビームスプリッタによって分離さ
   れた前記ディスクからの反射光を受光する光検知器とを
   備えてなる光学式情報記録再生装置。