JPH04283430A

JPH04283430A - 光学式記録再生装置

Info

Publication number: JPH04283430A
Application number: JP3048010A
Authority: JP
Inventors: Toru Yoshihara; 徹吉原
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1991-03-13
Filing date: 1991-03-13
Publication date: 1992-10-08
Anticipated expiration: 2012-07-02
Also published as: JP2626279B2

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、トラッキングエラー信
号を検出すると共に、情報記録前後の情報トラック状態
をモニタして、記録時の欠陥等を検出する光学式記録再
生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、光学的手段、例えばレーザビ
ームを用いて、回転するディスク形状の情報記録媒体に
、同心円状または螺旋状に情報を記録再生する光学式記
録再生装置はよく知られている。この種の装置は、磁気
ディスク装置に比べて高密度記録が可能であり、記録容
量が大きいという利点がある。

【０００３】しかし、一方では、磁気ディスクと比べて
情報記録媒体の欠陥が多いので、記録された情報の信頼
性を確保するための機能を必要としている。このため、
情報が記録された情報記録媒体を１回転させて再生信号
を検出し、記録欠陥の有無を判定する方法が考えられる
が、欠陥検出のために１回転分の時間を要する欠点があ
る。これを防ぐため、実時間で再生信号を検出できる光
学式記録再生装置が考えられている。

【０００４】図４は、例えば特願平１ー１６２６６２号
公報に記載された、このような再生信号を検出できる従
来の光学式記録再生装置の構成を示すブロック回路図で
ある。図において、１はレーザ光ビームＢを出射する半
導体レーザ、２は半導体レーザ１を駆動する駆動回路、
３は半導体レーザ１のビーム出射側に配置されたコリメ
ータレンズである。

【０００５】４はコリメータレンズ３からの平行光束を
、０次光（第１ビーム）と±１次光（第２ビームおよび
第３ビーム）とに分割する回折格子、５は回折格子４を
通過した第１，第２，第３ビームを受光するように配置
された偏光ビームスプリッタ、６は１／４波長板、１９
は反射ミラー、７は対物レンズ、８は対物レンズ７に近
接して配置された情報記録媒体（光ディスク）であり、
１／４波長板６、反射ミラー１９および対物レンズ７は
、偏光ビームスプリッタ５と情報記録媒体８との間に配
置されている。

【０００６】なお、回折格子４をコリメータレンズ３と
偏光ビームスプリッタ５との間に配置したが、半導体レ
ーザ１とコリメータレンズ３の間に配置してもよい。

【０００７】情報記録媒体８は、図５または図６のよう
に、ディスクの回転方向（矢印参照）に沿った情報トラ
ックＴを有している。情報トラックＴ上には、第１ビー
ムＢ１〜第３ビームＢ３が照射され、特に、中心の第１
ビームＢ１の光スポットＳ１によって複数のピットＰが
記録され、かつ、再生されるようになっている。したが
って、第１ビームＢ１の光スポットＳ１は、常に情報ト
ラックＴの中心に位置している。

【０００８】これに対し、第１ビームＢ１より先行する
第２ビームＢ２および後行する第３ビームＢ３は、再生
時においては、トラッキングエラー信号生成用のサブビ
ームとして寄与するため、図５に示すように、情報トラ
ックＴの中心からずれた位置に光スポットＳ２，Ｓ３を
照射し、記録時においては、情報トラックＴの状態をモ
ニタするため、図６に示すように情報トラックＴの中心
位置にＳ２，Ｓ３を照射するように構成されている。

【０００９】なお、記録時において、第１ビームＢ１　
は光強度が大きく、第２ビームＢ２および第３ビームＢ
３は、情報トラックＴの状態のモニタに寄与するのみで
あるため、十分に小さい光強度に設定されている。

【００１０】２０は回折格子４に設けられた傾斜機構で
あり、信号切換回路１３からの切換信号Ｃに応答して、
駆動機構（図示せず）を介して回折格子４を矢印θ方向
に微小傾斜させて、各ビームＢ１〜Ｂ３の方向を切換え
るように構成されており、記録時および再生時に応じて
、情報トラックＴ上の第２ビームＢ２および第３ビーム
Ｂ３の各スポットＳ２およびＳ３の位置を切換えるため
の光スポット切換手段３０を構成している。

【００１１】また、半導体レーザ１〜対物レンズ７，反
射ミラー１９および傾斜機構２０は、情報記録媒体８の
情報トラックＴ上に、第１ビームＢ１〜第３ビームＢ３
を照射するためのビーム照射装置を構成している。

【００１２】９および１０は、偏光ビームスプリッタ５
で反射された各ビームＢ１〜Ｂ３の平行光束を集光する
センサ系レンズ群であり、例えば、凸レンズ９と円筒レ
ンズ１０で構成されている。１１はセンサ系レンズ群９
および１０を透過したビームを受光する光探知器である
り、図７のように、６分割された受光面１１ａ〜１１ｆ
を有している。

【００１３】このうち、中央の受光面１１ａ〜１１ｄに
は、第１ビームＢ１の反射光による光スポットＳ１’が
照射され、両側の受光面１１ｅおよび１１ｆには、第２
ビームＢ２および第３ビームＢ３の反射光による各スポ
ットＳ２’およびＳ３’が照射され、各受光面１１ａ〜
１１ｆによって、第１ビームＢ１〜第３ビームＢ３を個
別に検出するように構成されている。

【００１４】図４において、Ｄａｄは、受光面１１ａお
よび１１ｄからの光量信号ＤａおよびＤｄの和に相当す
る光量信号、Ｄｂｃは、受光面１１ｂおよび１１ｃから
の光量信号ＤｂおよびＤｃの和に相当する光量信号、Ｄ
ｅは、第２ビームＢ２の反射光に相当する受光面１１ｅ
からの光量信号、Ｄｆは、第３ビームＢ３の反射光に相
当する受光面１１ｆからの光量信号である。

【００１５】１２は、光量信号ＤａｄおよびＤｂｃと、
ＤｅおよびＤｆとを同時に切換えて選択する連動スイッ
チ、１３は、連動スイッチ１２を動作させてトラッキン
グエラー信号Ｅの検出系を切換えるための信号切換回路
、１４は、連動スイッチ１２で選択された２つの光量信
号の差に基づいてトラッキングエラー信号Ｅを出力する
差動増幅器、１５は、差動増幅器１４からのトラッキン
グエラーＥを検出するトラッキングエラー信号検出器、
１６は、光量信号Ｄｅに基づいて情報トラックＴの記録
前状態を検出する記録前モニタ、１７は、光量信号Ｄｆ
に基づいて情報トラックＴの記録状態を検出する検出後
モニタ、１８は、記録前モニタ１６および記録後モニタ
１７からの出力に基づいて記録状態やセクタ番号等の情
報を検知する記録再生制御ユニットである。

【００１６】次に、図４〜図７を参照しながら、従来の
光学式記録再生装置の動作について説明する。まず、情
報記録媒体８に既に記録されている情報を再生する場合
、半導体レーザ１から出射された発散光束からなるビー
ムＢは、コリメータレンズ３を介して平行光束となり、
回折格子４を透過して、入射平行光束と同一方向に出射
される０次の第１ビームＢ１と、入射平行光束に対して
若干偏向して出射される±１次の第２ビームＢ２および
第３ビームＢ３とに分割される。その後、偏光ビームス
プリッタ５，１／４波長波６および対物レンズ７を介し
て情報記録媒体８に照射され、図５のように、情報トラ
ックＴ上に、各ビームＢ１〜Ｂ３による光スポットＳ１
〜Ｓ３を形成する。

【００１７】このとき、各ビームＢ１〜Ｂ３の光強度は
、変調されておらず一定出力であり、第１ビームＢ１と
、第２ビームＢ２および第３ビームＢ３との光強度比は
、回折格子４の設計によって任意に設定される。また、
第１ビームＢ１の光スポットＳ１は、情報トラックＴの
中心部を照射し、トラッキングエラー信号検出用のサブ
ビームとなる第２ビームＢ２および第３ビームＢ３の光
スポットＳ２およびＳ３は、それぞれ情報トラックの中
心からずれた位置に照射される。

【００１８】続いて、情報記録媒体８で反射された各ビ
ームＢ１〜Ｂ３は、再び、対物レンズ７および１／４波
長板６を透過して偏光ビームスプリッタ５に達するが、
１／４波長板６を往復することによって偏光方向が９０
°回転しているため、偏光ビームスプリッタ５で反射さ
れる。この反射された各ビームＢ１〜Ｂ３は、更に、セ
ンサ系レンズ群９および１０を介して光探知器１１上に
集光され、図７のように光スポットＳ１’〜Ｓ３’を形
成する。

【００１９】このとき、第１ビームＢ１による光スポッ
トＳ１’は、情報トラックＴ上の各ピットＰの記録情報
を含んでいるので、光スポットＳ１’が照射される受光
面１１ａ〜１１ｄの光量信号Ｄａ〜Ｄｄの和をとること
により、再生信号を得ることができる。なお、再生信号
取得用の検出系の構成は周知であるので、ここでは図示
していない。

【００２０】また、光探知器１１の６つの受光面１１ａ
〜１１ｆで検出された各光量信号Ｄａ〜Ｄｆは、周知の
信号検出法に基づく演算に用いられ、これにより、非点
収差法によるフォーカシングエラー信号および３ビーム
法によるトラッキングエラー信号が生成される。ここで
は特に詳述しないが、トラッキングエラー信号検出法と
しては、ＣＤ（コンパクトディスク）プレーヤに代表さ
れるような再生専用タイプの光ディスク等において、前
記の３ビーム法が一般的に用いられており、これが簡便
かつ有効な方法であることが知られている。

【００２１】再生時において、連動スイッチ１２は、信
号切換回路１３により図４に示した状態から切換られて
おり、受光面１１ｅおよび１１ｆからの光量信号Ｄｅお
よびＤｆをそれぞれ選択している。このとき、差動増幅
器１４から出力されるトラッキングエラー信号は、Ｅ＝
Ｄｅ−Ｄｆとなり、各光量信号ＤｅおよびＤｆの差とな
る。このトラッキングエラー信号Ｅは、トラッキングエ
ラー信号検出器１５に入力され、再生情報が正常である
か否かが判定される。また、光量信号ＤｅおよびＤｆは
、それぞれ記録前モニタ１６および記録後モニタ１７に
も入力されるが、再生時にはモニタ動作は行われない。

【００２２】他方、情報記録媒体８に情報を記録する場
合は、駆動回路２が記録情報に基づいて半導体レーザ１
をパルス駆動し、記録情報（例えば、パルス幅に相当す
る情報）を含んだビームＢを出射させる。このビームＢ
は、前述と同様に第１ビームＢ１〜第３ビームＢ３に分
割され、光スポットＳ１〜Ｓ３として情報トラックＴ上
に照射される。ここで、信号切換回路１３は、切換信号
Ｃにより傾斜機構２０を制御して回折格子４を矢印θ方
向に回動させ、光スポットＳ２およびＳ３を図６のよう
に情報トラックＴの中心位置に照射させる。

【００２３】このとき、記録用の第１ビームＢ１の光強
度は大きいが、第２ビームＢ２および第３ビームＢ３の
光強度は、第１ビームＢ１に比べて十分小さい光強度に
設定されているので、記録には影響を及ぼさない。

【００２４】光スポットＳ１は、記録情報に応じた形状
のピットＰを情報トラックＴ上に順次形成すると同時に
反射される。光スポットＳ１より先行する光スポットＳ
２は、記録前の情報トラックＴ上で反射され、また、光
スポットＳ１より後行する光スポットＳ３は、記録後の
ピットＰ上で反射される。

【００２５】以下、前述と同様に、各ビームＢ１〜Ｂ３
の反射光は、光スポットＳ１’〜Ｓ３’となって光探知
器１１に照射されるが、記録時のトラッキングエラー信
号Ｅの生成過程は、再生時とは異なり、プッシュプル法
が用いられる。

【００２６】プッシュプル法とは、情報トラックＴに沿
って刻まれた溝の影響で回折される第１ビームＢ１の反
射光と、第１ビームＢ１の情報トラックＴからの直接反
射光との重ね合わせによるファーフィールドパターン（
広がりを有する光スポットパターン）から、情報トラッ
クＴのずれを検出する方法である。したがって、連動ス
イッチ１２は、図４に示した状態で光量信号Ｄａｄおよ
びＤｂｃを選択しており、トラッキングエラー信号Ｅは
、Ｅ＝（Ｄａ＋Ｄｄ）−（Ｄｂ＋Ｄｃ）＝Ｄａｄ−Ｄｂｃとなる。

【００２７】このとき、第２ビームＢ２および第３ビー
ムＢ３は、トラッキングエラー信号Ｅの検出には用いら
れず、記録前モニタ１６および記録後モニタ１７に入力
されて、記録前および記録後の情報トラックＴの状態の
検出に用いられる。すなわち、第２ビームＢ２の反射光
により、記録前の情報トラックＴに欠陥があるか否かの
チェックを行い、第３ビームＢ３の反射光により、情報
トラックＴに正常にピットＰが記録されたか否かのチェ
ックを行なう。

【００２８】このようにして得られた、記録前モニタ１
６および記録後モニタ１７からのモニタ信号は、記録再
生制御ユニット１８に入力される。記録再生制御ユニッ
ト１８は、欠陥があったと判定した場合は、再び記録を
行なう等の処理を行ない、情報記録媒体８上の記録エラ
ーレートを改善する。

【００２９】

【発明が解決しようとする課題】従来の光学式記録再生
装置は、以上のように構成されているので、記録時と再
生時で回折格子を回転させる必要があった。しかし、３
ビーム法において、サブビームの位置は、情報トラック
の中心に対してサブミクロンの精度を必要とするため、
回折格子の駆動機構が複雑になり、応答性が悪くなると
同時に、高価になるという問題点があった。

【００３０】また、回折格子の設定角度が設計値よりず
れると、モニタ信号やトラッキングエラー信号の振幅が
減少するという問題点もあった。

【００３１】本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、回折格子等の分波手段を固定した
状態で回折光の方向を偏向することにより、回折光に、
記録時にはモニタ機能を、また、再生時には３ビーム法
によるトラッキングエラー信号検出の機能をもたせるこ
とが出来る光学式記録再生装置を得ることを目的とする
。

【００３２】

【課題を解決するための手段】本発明に係る光学式記録
再生装置は、光スポット切換手段に液晶パネルを用い、
この液晶パネルの２つの幅の狭いストライプ状電極を、
少し角度をずらせて組み合わせたものとすることにより
、２方向へ回折する回折格子の働きを持たせた点を特徴
とする。

【００３３】

【作用】本発明における光スポット切換手段を構成する
液晶パネルは、印加する電極を選択的に切り換えること
により、液晶パネルを回転させることなく、回折格子を
回転させたのと同じ効果を得ることができる。

【００３４】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図について説明す
る。まず、光スポット切換手段３０を構成する液晶パネ
ル２８について、図３により簡単に説明する。液晶２５
は、２枚のガラス板２７に挟まれ、さらに両側に偏光板
２２，２６が配設されている。電圧無印加Ｖ＝０（図３
（ａ））においては、入射偏光板２６を透過した直線偏
光２１は、液晶２５を透過する際、液晶の施光性によっ
て偏光方向が９０°回転し、入射側偏光板２６と偏光軸
が直交するように配された出射側偏光板２２を透過する
。

【００３５】他方、しきい値電圧Ｖｔｈ以上の電圧Ｖを
印加する（図３（ｂ））と、液晶２５の施光性が小さく
なって、出射側偏光板２２を透過する光量が電圧の増加
に伴って減少する。このような透過率の制御作用を利用
し、１次元アレイ状に電極を構成することにより、１次
元のくし状の透過制御素子が形成できる。なお、図３の
液晶２５は、施光角が９０°のＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ　
　Ｎｅｍａｔｉｃ）液晶を、ノーマリーホワイトモード
で使用した例ついて説明した。液晶相の種類、施光角の
大きさ等については、公知のごとく、上記の他にも変形
例が知られているが、この発明の主題とは関係ないので
説明を省略する。

【００３６】次に、本実施例の装置について、図１およ
び図２で説明する。図１は、この発明の一実施例による
光学式記録再生装置の構成図である。光スポット切換手
段３０の構成要素である、液晶パネル２８および偏光板
２２以外の構成は、従来例と同じであるので説明を省略
する。図において、２８は液晶パネル、２２は偏光板で
ある。

【００３７】次に、液晶パネル２８の構成について図２
で説明する。図において、液晶２５は、２枚のガラス基
板２７に挟まれ、ガラス基板２７のあいだに１組のスト
ライプ状の透明電極２３ａ，２３ｂが配されている。各
々の電極は幅が数十μｍのオーダのストライプ状に形成
されており、一本おきに電圧が印加できるように構成さ
れている。また、ストライプ状の透明電極２３ａ，２３
ｂ間には、角度θが設けられている。この角度θは、情
報記録媒体８上に照射される光スポットＳ２およびＳ３
が情報トラックＴ上に配置される場合と、情報トラック
Ｔから約１／４トラックピッチ分ずれた所に照射される
場合とで、光スポットＳ２とＳ３とを結ぶ直線が成す角
度である。

【００３８】次に、動作について説明する。まず、光ス
ポット切換手段３０の動作について説明する。しきい値
以上の電圧Ｖが印加されると、ストライプ状の透明電極
２３の一本おきに電圧が印加されるので、ストライプ上
の透明電極２３の幅で光が透過する部分と透過しない部
分が交互にできる。つまり回折格子が存在したのと同じ
状態となり、液晶パネル２８に入射した光束は分波され
る。

【００３９】つぎに、記録時および再生時について説明
する。記録時には、信号切換回路１３は、切換信号Ｃに
よりストライプ上の透明電極２３ａに電極Ｖを印加する
。ストライプ状の透明電極２３ａは、第２ビームＢ２お
よび第３ビームＢ３の情報記録媒体上の光スポットＳ２
およびＳ３が、情報トラックＴ上に照射するようにその
電極の方向が設定されているので、光スポットＳ２およ
びＳ３は、情報トラックＴの中心位置を照射する。した
がって、反射光の光量は十分な光量であり、記録前モニ
タ１６および記録後モニタ１７からＳＮ比の高いモニタ
信号が得られ、記録制御ユニット１８における欠陥検出
の信頼性が向上する。同時に、信号切換回路１３は、連
動スイッチ１２を図１に示した状態に切換えてＤａｄお
よびＤｂｃを選択し、トラッキングエラー信号Ｅとして
（ＤａｄーＤｂｃ）を検出させるのは従来例と同じであ
る。

【００４０】次に、再生時には、信号切換回路１３は、
切換信号Ｃによりストライプ状の透明電極２３ｂに電圧
Ｖを印加する。ストライプ状の透明電極２３ｂは、第２
ビームＢ２および第３ビームＢ３の情報記録媒体上のス
ポットＳ２およびＳ３が、情報トラックＴの中心から１
／４トラックピッチずれた所に照射するように、その電
極の方向（角度θ）が設定されているので、光スポット
Ｓ２およびＳ３は、情報トラックＴの中心位置から約１
／４トラックピッチずれた所を照射する。そこで、信号
切換回路１３によつて連動スイッチ１２を図１に示した
状態から切換えてＤｅおよびＤｆを選択して得られる３
ビーム法によるトラッキングエラー信号は、最大の振幅
である。

【００４１】したがって、本実施例の光学式記録再生装
置においては、記録時と再生時で電圧を印加するストラ
イプ状の透明電極を選択することにより、液晶パネル２
８にて得られるサブビームを、記録時には記録前後の情
報トラックのモニタとして用い、再生時には３ビーム法
によるトラッキングエラー信号検出のためのビームとし
て用いるという選択を行うことができる。なお、図３で
は、入射側にも偏光板２６を配設したが、一般に、半導
体レーザ１から出射されるビームＢは直線偏光であるの
で、図３に示した光束を直線偏光にするための入射側偏
光板２６は不要である。

【００４２】上記実施例では、ストライプ状の透明電極
２３の一本の幅を、数十μｍのオーダとし、一本おきに
オン／オフできるようにして回折格子を形成したが、ス
トライプ状の透明電極２３の一本の幅をもっと狭くして
、一本づつ制御できる構造にすれば、回折格子のピッチ
やデューティを制御することができるので、モニタ位置
を変更したり、トラックピッチの変化にも対応すること
ができる。

【００４３】また、上記実施例では、ストライプ状の透
明電極２３の一本おきに、透過／不透過を形成するよう
にして回折格子を構成したが、ストライプ状の透明電極
と位相差板を用いることにより、位相差回折格子を形成
してもよい。

【００４４】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、液晶パ
ネルの透明電極をストライプ状とし、かつ、２つのスト
ライプ状の透明電極を所定の角度θを持たせて配置し、
電圧を印加する透明電極を選択することによって回折格
子と同じ作用を行わせて光スポットを切り換え、サブビ
ームの情報トラック上での位置を制御するようにしたの
で、機械的な動きを伴わずに記録時の高品質なモニタ信
号と再生時の安定したトラッキングエラー信号を検出す
ることができる光学式記録再生装置がえられる効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による光学式記録再生装置の
構成を示すブロック回路図である。

【図２】本実施例の液晶パネルの斜視図である。

【図３】本実施例の液晶パネルの動作を説明するための
斜視図である。

【図４】従来の光学式記録再生装置の構成を示すブロッ
ク回路図である。

【図５】再生時の光スポット照射位置を示すために図４
内の情報記録媒体の記録面を示す拡大斜視図である。

【図６】記録時の光スポット照射位置を示すために図４
内の情報記録媒体の記録面を示す拡大斜視図である。

【図７】図５内の光探知器の受光面を示す平面図である
。

【符号の説明】

１　　半導体レーザ８　　情報記録媒体１１　　光探知器１１ａ〜１１ｆ　　受光面１３　　信号切換回路１６　　記録前モニタ１７　　記録後モニタ２２　　偏光板２８　　液晶パネル３０　　光スポット切換手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　情報記録媒体上の情報トラックに沿っ
て第１ビームとこの第１ビームに対して先行する第２ビ
ームおよび後行する第３ビームを照射するビーム照射装
置と、前記第１，第２および第３ビームの前記情報記録
媒体からの反射光を個別に検出する複数の受光面を有す
る光探知機器とを備え、再生時には前記第２および第３
ビームの反射光に対応する前記受光面からの各光量信号
に基づいてトラッキングエラー信号を検出し、記録時に
は前記各光量信号に基づいて前記情報トラック上の記録
前後の状態をモニタするように構成された光学式記録再
生装置において、前記ビーム照射装置は、所定の角度で
もって交又するように形成されている少なくとも２つの
ストライプ状の透明電極を有する液晶パネルと、この液
晶パネルに接して配設されている偏光板と、前記ストラ
イプ状の透明電極に選択的に電圧を印加する手段とによ
って構成されている光スポット切換手段を備えたことを
特徴とする光学式記録再生装置。