JPH04195937A - 光学式記録装置 - 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】 （イ）産業上の利用分野 本発明は光学式記録装置に関しレーザー光放射光源から
のレーザー光を光軸路中に、電気的に制御可能な液晶素
子を挿入して記録媒体上に集光されたレーザー光の記録
ビームスポットの形状、強度分布を制御し得る装置に関
する。

（ロ）従来の技術 ］ンパクトディスク（ＣＤ）やレーザーディスク（ＬＤ
）　、さらには追記型、書き替え型等の光ディスクの特
性は光学式記録装置に於て記録面上に集光された記録用
レーザー光のビームスポットの形状や強度分布等の影響
が大きく左右されることが判明している。

記録層面上に集光された記録用レーザー光のビームスポ
ット形状（径）は−例として、集光レンズの焦点距離を
ｆ、記録用レーザー光の波長をλ、入射ビーム径ω、集
光レンズよりの集光ビームスポット径をｄとしたときに
、概略ｄ＝２　ｆλ／πωで求められることが知られて
いる。

従来の１例について述べると図４に示すように記録用レ
ーザー光放射源（１）から放射されたレーザー光（図中
太線はレーザー光の経路）はレーザー光に含まれるノイ
ズを除去するノイズイータ（２）、変調器（４）を透過
後、ビーム整形光学系（空間フィルター）（７）（８）
（９）に入射し所望のビーム径と強度分布を得てレーザ
ービームの７オーカス調整用の７オーカシング・アクチ
ユニーター（１１°　）に取りつけられた集光レンズ（
１１）へと入射する。

そして図４中の（７）（９）は一対の入力レンズと出力
レンズであり、俗にビームエキスパンダ、　−とも言わ
れている。

（８）はレーザー光を透過せしめる為のスリット又はピ
ンホールの透過孔が構成されているスベイシャルフィル
ターである。

（１２）はガラス原盤等の平滑な面に光記録層（１２′
）が形成された記録媒体であり、周速度または角速度一
定の回転をなしながら最終的にはこの光記録層（１２’
）面上に集光されたレーザー光により情報信号が同心円
状または渦巻状にピントの形で記録される。

（ハ）発明が解決しようとする課題 光ディスクの記録特性を決定する要因であるビット形状
は、フォトレジスト等の光記録材の記録特性と記録用レ
ーザー放射光源から放射されるレーザー光の強度分布、
パワー、光軸位置等により、変化するので安定した光デ
ィスクの記録特性を保つためには、常に記録面上に投射
されるレーザー光のビームの形状、強度分布、光軸等の
補正をする必要がある。

図４に示した従来例では１対の入力レンズ（７）と出力
レンズ（９）で構成されるビームエキスパンダーの入力
レンズ（７）や出力レンズ（９）の相互間の位置関係及
び各レンズの焦点距離、さらに、ビームエキスパンダー
の入力レンズと出力レンズの間にある、ガウシエ分布の
ビーム光を形成する為のスベイシャルフィルタ（８）に
形成されているレーザー光の透過光用の孔（ピンホール
）の形状、大きさ等の要因によりレーザー光のビーム径
、強度分布等が、おのずと決まってしまいフレキシブル
に可変させることが非常に困難であった。

本発明はかかる点に鑑み為されたものであって記録レー
ザー光のビーム形状、強度分布を電気的にフレキシブル
に可変し制御を可能ならしめんとするものである。

（ニ）間組を解決する為の手段 本発明による光学式記録装置は、記録用レーザー光放射
源と所定のフォーマットされた情報信号によりレーザー
光を変調する変ｌｉｔ器と、電気的制御信号により変調
レーザー光の透過領域の形状を可変可能となす液晶素子
と変調されたレーザー光を記録媒体上に集光して情報信
号を記録する記録機構を備えてなるものである。

（ホ）作用 記録用レーザー光のビーム形状を、ビームエキスパンダ
ーの入力レンズや出力レンズの相互間の位置関係や各レ
ンズの焦点距離、スベイシャルフィルタの透過光用の孔
の形状、大きさを変更することなく、電気的に液晶のレ
ーザー透過領域形状を変更することにより、フレキシブ
ルで応答性にすぐれた記録機構への入射ビーム形状を変
更することができ、それにより記録媒体の記録層面上の
記録レーザービームスポットのビーム形状、強度分布を
自由に設定制御ならしめて光ディスクの記録特性を最適
にすることが可能となる。

（へ）実施例 本発明の一実施例を図１〜図３に６とすいて説明する。

（注、図１〜図４で示す同一記号は全て同一動作を為す
同種部品と考える） 図１は本願発明の光学式記録装置の一実施例を示すプロ
ｌり図で、この図面においてレーザー光放射源（１）か
ら放射されたレーザー光（太線はレーザー光の経路）は
ノイズイータ（２）に入射した後ノイズ分が除去された
レーザー光となりミラー（３）で反射され、変調器（４
）に入射さる、入力信号系（５）により記録すべき情報
信号に応じて前記レーザー光は変調されたレーザー光と
なる。

該変調レーザー光はミラー（６）で反射されレンズ（１
４）　　（１５）に入射する。

レンズ（１４）（１５）は例えばビームエクスパンダ−
を構成しており、液晶素子（１６）の各画素を有効に利
用する為、変調レーザー光を液晶素子の有効面積の大き
さに調整するものである。

液晶素子（１６）に入射したレーザー光は画像入力部（
２６）により設定されたレーザー光の透過領域の形状に
整形される。

また本願で述べる液晶素子とｊよ液晶に電圧を掛けると
、透過した光の偏光方向が変化する光の性質を利用し、
液晶透過後の光を偏光フィルターで透過−たり、ウッド
したりする素子を２次元形状に配列したものであり、液
晶透過後のレーザー光はレンズ＜　１７　）　　Ｃ１８
）に入射する、レンズ（１７）（１８）は前記レンズ（
１４）（１５）と同様にビームエクスパンダ−を構成し
ており、集光レンズ（１１）の開口径に合わせて、変調
レーザービームの形状（径）が調整される。

変調レーザービーム形状（径）が整形された変調レーザ
ー光は偏光ビームスプリンター（１９）、１／４波長板
（２０）を透過しミラー（１０）で反射後、集光レンズ
（１１）に入射し、ガラス原盤（１２）に塗布された記
録層面上（１２’）に集光される、またスリット（２２
）は高次回折光を制御する為のフィルターの一種である
。

次いで図２−Ａ、図２−Ｂより液晶素子上に設定された
レーザー光透過形状と液晶素子透過後のレーザービーム
形状、さらに記録層面上に集光するレーザービームスポ
ットの形状の関係について述べる。

図２−　Ａは液晶素子上のレーザー光を透過せ−ぬる透
過形状、図２−Ｂは記録層面上に集光されるビームスポ
ットの形状の模擬図である。

例えば図２−．Ａで黒く塗りつぶされた部分がレーザー
光を透過する液晶素子上の画素を示し、それ以外の部分
はレーザー光が透過できない画素を示している。

液晶素子透過後のレーザー光の形状は図２−Ａの（ａ）
〜（ｃ）の形状に対応して整形される。

図２−Ａ（ａ）の形状を透過したレーザー光は略円に、
図２−Ａ　（ｂ）の形状を透過したレーザー光はＸ方向
に形状が大きく、Ｙ方向に形状が小さくなり、図２−Ａ
（ｃ）の形状を透過してレーザー光は逆にＸ方向に形状
が小さく、Ｙ方向に形状が大きくなる。

従って液晶素子透過後のレーザー光は、液晶素子上に設
定された任意の形状に整形されることになる。

液晶素子を透過して整形されたレーザー光は、図１のビ
ームエキスパンダー（１７）　　（１８）偏光ビームス
プリｌター（１９）等を透過して、集光レンズ（１１）
に入射する。

集光されたレーザービームのスポット径は一義的には決
定できないが前述の式２ｒλ／′πωの式に従って液晶
素子から出射したビーム径ωに反比例し、集光レンズに
入射するビーム形状に対応して、集光ビームのスポット
の形状は決まる。

！光ビームのスポット形状を図２−Ｂに示すが図２−Ｂ
　（ａ）（ｂ）（ｃ）は各々図２−Ａ（ａ）（ｂ）（ｃ
）と対応している。

図２−Ｂ（ａ）では真円のレーザー光が入射した場合、
記録層面上（１２°）の集光ビームスポットも真円とな
る。

図２−Ｂ　（ｂ）では、Ｘ方向に長袖、Ｙ方向に短軸を
持つレーザービーム光が入射し、集光ビームスポットの
形状は逆にＸ方向に短軸、Ｙ方向に長袖を持った形状と
なっている。

図２−Ｂ　（ｂ）ではＸ方向、Ｙ方向が逆その逆になっ
ている。

このように液晶素子上のレーザー光透過形状を制御する
ことにより、記録層（１２”ｊ面上に集光するスポット
の形状を制御することができる。

液晶素子を制御する画像入力方法には、マウス、ＣＣＤ
カメラ等どれを採用してもよい。

図３に示した例は、パソコン（２６−ｂ）にキーボード
（２６−ａ）から、記録層面上のスポットのＸ方向、Ｙ
方向の径を入力するフロー図である。

入力されたＸ方向、Ｙ方向の径により入カバターンモニ
ター（３０）にパソコンより入力した条件の入カバター
ンが記録層（１２°）面上スポットモニター（２９）で
出力されている倍率と等倍率で表示される。

一方図１に於て記録層（１２°　）面上に集光されたビ
ームスポットは記録層（１２°　）面上で反射し、集光
レンズ（１１）フィルター（２２）のスリット、全反射
ミラー（１０）と、入射経路の反対を辿り、１４波長板
（２０Ｊ　、偏光ビームスブリ／ター′１９）で入射光
と分離され、レンズ（２１）でＣＣＤカメラ（２７）上
に集光され、」−述の光学系で記録層（１２’）面上の
スポントは、戻り光として観測される。

又ＣＣＤカメラ（２７）上に集光されたビームスポット
は集光レンズ（１１）とレンズ（２１）の焦点距離で決
定される倍率で拡大される為、記録層（１２゛　）面上
でのビームスポット径を求めることができる。

従ってＣＣＤカメラ（２７）に取り込まれたビームスポ
ット径とパソコンより入力された入カバターンを比較し
て、クローズトループの制御をすることができる。

ＣＣＤカメラ（２７）に取り込まれたスポット像は画＃
ｉ処理装置（２８）でＸ方向、Ｙ方向のビームスポンド
径が求められて、形状比較器（２５−ａ）に出力される
。

パソコンから入出力された入カスボット径と実際の集光
ビームスポット径が、Ｘ方向、Ｙ方向スポット径の差と
Ｌで信号処理回路（２５−ｂ　）に出力される。

信号処理回路（２，）　　ｂ）で前述の式、ｄ＝２ｆ　
、；、　／πω、と形状比較回路（２５−ａ）からの出
力により、液晶素子上に設定すべきＸ方向、Ｙ方向の径
が算出される。

算出された径により、液晶素子上、どの画素をＯＮ、Ｏ
ＦＦするか２Ｍデータとして、パターン発生回路（２５
−ｃ）よりパターン発生が行われそのデーター出力はコ
ントローラー（２４）に送られ、タイミング発生回路（
２４−ｂ）からＹ方向（行）に、順次ゲートパルス電圧
をＹドライバー　（２３−ｂ）に印加し、行ごとにＸ方
向（列）液晶素子の画素に電圧を印加していく。

信号電圧（Ｘ方向１行分）はＸドライバー（２３−ａ）
の１ラインメモリーに蓄えられており、Ｙ方向ゲートパ
ルス電圧に同期して液晶素子中に送出される。

ゲートパルス電圧が次行に移るとＸドライバー（２３−
ａ）と各画素は非導通となり信号電圧は蓄積され次のＸ
方向信号電圧が印加される迄保持される。

信号電圧が印加された画素はレーザー光を透過すること
ができ、このようにして液晶素子上透過領域の形状を自
由に設定し集光レンズに入射するレーザービーム径を変
えることにより液晶素子上にレーザー光透過形状に対応
して、記録層面上にビームスポット形状を制御すること
ができ、光ディスクの特性を最適に記録することができ
る。

尚本発明の主旨は本実施例に限定されるものでなく記録
、再生を兼備する、追記型光ディスクの記録再生装置や
、記録、再生、消去兼用の光ディスク、即ちイレーザブ
ル型光ディスクの記録再生装置のレーザー光を利用して
光ディスクに情報を記録する装置に喝用することは勿論
可能である。

（ト）効果 本発明により記録媒体上の記録ビームを液晶素子を使っ
て自由に制御すること、記録レーザーの光軸変動の影響
を受けず、またスベイシャルフィルターやビームエキス
パンダーの特性に左右されることなく、記録原盤上での
露光位置の強度分布のフレキシブルな設定かり能となり
光ディスクの最適な記録特性を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

図１は本発明の一実施例を示す光学式記録装置のプロ／
り図、図２は液晶素子の画像入力例、図３は画像入力、
液晶素子ドライブのブロツク図、図４は、従来の記録装
置のブロック図である。 （１）、、、、、　　レーザー光放射源（４）、、、、
、変調器 （１，１）、、、、集光レンズ （１２）、、、、記録原盤 代理人　弁理士　西野卓嗣（外２名） ［図　１］ ［図２−Ａ］ （ａ）　　　　　　　（ｂ）　　　　　　　（ｃ）Ｕ図
２−Ｂ］

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）レーザー光放射源と、所定のフォーマットされた
   情報信号によりレーザー光を変調する変調器と、該変調
   器により前記情報信号に同期して変調された変調レーザ
   ー光を記録媒体上に集光する集光レンズとを具備した記
   録機構に於て、前記変調レーザー光路中の前記変調器と
   集光レンズの間に電気的制御信号により、変調レーザー
   光が透過する透過領域の形状を制御することが可能な液
   晶素子を備えたことを特徴とする光学式記録装置。