JPH0482030A - 光学的情報記録再生装置 - 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］ 本発明は、光情報記録媒体と、該媒体の情報を処理する
光ヘツド部（以後、本明細書では単に光ヘッドと呼ぶ）
とが、相対的に往復運動することにより、情報の記録及
び／又は再生を行う光学的情報記録再生装置に関するも
のである。

［従来の技術］ 従来、光を用いて情報を記録し、また記録されている情
報を読み出す媒体の形態として、ディスク状、カード状
、テープ状等の各種のものが知られている。これら光学
的情報記録媒体には、記録及び再生の可能なものや、再
生のみ可能なもの等がある。特に、記録媒体としての光
カードは製造の容易さ、携帯性のよさ、アクセス性のよ
さなどの特徴から、用途が拡大されて行（と考えられて
いる。そして、この光カードを対象とする光学的情報記
録再生装置としては種々のものが提供されている。

上記光学的情報記録再生装置では、常にオート・トラッ
キング、オート・フォーカシング制御を行ないつつ記録
再生が行われる。

また、記録媒体への情報の記録は、記録情報に従って変
調され、微小スポット状に絞られた光ビームで情報トラ
ックを走査することにより行なわれ、光学的に検出可能
な情報ビット列として情報が記録される。記録媒体から
の情報の再生は、該媒体に記録が行なわれない程度の、
一定パワーの光ビームスポットで、情報トラックの情報
ビット列を走査し、該媒体からの反射光、または透過光
を検出することにより行なわれる。

このような情報の記録／再生方式としては、１光源力式
と複数光源方式が提案されている。１光源力式の代表的
な構成を第４図に示す。

第４図において、半導体レーザ１０１の発光光束をコリ
メータレンズ１０２で平行光束とし、これを回折格子１
０３で複数光束に分割し、偏向ビームスプリッタ１０４
．１）４波長板１０５、更に対物レンズ１０６を介して
光カード１０７上に集光する。光カード１０７からの反
射光は、対物レンズ１０６．１／４波長扱１０５．偏光
ビームスプリッタ１０４、トーリックレンズ１０８を経
由して光検出器１０９へ入射する。この時、回折格子１
０３で分割された光束のうち０次回折光を用いて記録、
再生、及びオート・フォーカシング制御（以下ＡＦと称
す）を行ない、また、±１次回折光を用いてオート・ト
ラッキング制御（以下ＡＴと称す）を行なう。ＡＰは非
点収差方式であり、ＡＴは３ビ一ム方式である。

次に、複数光源方式の代表的な構成を第５図に示す、第
５図において、半導体レーザ２０１の発光光束はコリメ
ータレンズ２０２で平行光束となり、偏光ビームスプリ
ッタ２０３、対物レンズ２０４を介して光カード２０５
へ集光される。半導体レーザ２０１の光束は情報を記録
するためのみに用いられる。ＬＥＤ２０７は情報の再生
、ＡＰ及びＡＴ副制御用いられ、このＬＥＤ２０７がら
の発光光束はコリメータレンズ２０８で平行光束となり
、偏光ビームスプリッタ２０３、対物レンズ２０４を介
して光カード２０５へ集光される。

この場合、ＬＥＤ２０７の光路は半導体レーザ２０１の
光路とは異なり、光カード２０５へは斜め入射すること
になる。

光カード２０５からの反射光は、対物レンズ２０４、偏
光ビームスプリッタ２０３及びミラー２０９．２１１、
集光レンズ２１０を経由してビームスプリッタ２１２で
分離され、ＡＴ制御用センサ２１３、再生用センサ及び
ＡＦ制御用センサ２１４へ入射する。この時ＡＦは軸ず
らし方式であり、ＡＴはプッシュプル方式である。

第６図に複数光源方式における光カード上の各光スポッ
トの位置関係を示す。

図中３００は、トラッキング制御の際にガイドとして用
いられトラッキングトラック、３０１は２本のトラッキ
ングトラック３００の間に設けられた情報トラックであ
る。また、情報トラック３０１に位置する円形スポット
３１０は、半導体レーザ２０１がら発せられた記録用ス
ポットであり、楕円ビーム３２０はＬＥＤ２０７がら発
せられた再生及びＡ　Ｔ／Ａ　Ｆ用ビームである。記録
情報を再生する場合は、記録用スポット３１０によって
記録された記録ビット３３０に対し、その記録ビットを
含む領域に楕円ビーム３２０が照射される。そして、そ
の楕円ビームの反射光を光検出器で検出し、この検出信
号によって記録情報が再生される。なお、楕円ビーム３
２０の照射領域は、記録ビット３３０に比べかなり広範
囲である。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記従来例では、１光源力式、複数光源
方式の各々に以下のような問題点があった。

まず１光源力式において、 （１）再生パワーと記録パワーが異なるため、半導体レ
ーザな２値駆動しなければならず、電気回路及びＡＴ／
ＡＦ各サーボが複雑になる。

（２）Ｏ次回折光と±１次回折光の光強度比及び光カー
ドの記録感度が固定されているという条件下で記録スピ
ードを向上させようとすると、半導体レーザの出射パワ
ーを上げなければならない。

しかし、ＡＴ副制御用いる±１次回折光では記録されな
い条件でパワーを上げなければならず、それにはおのず
と限界がある。

（３）記録に必要なパワーを確保するためには、±１次
回折光に対して０次回折光の光強度を太き（することが
考えられる。この場合、再生用パワーとして必要なパワ
ーにＯ次回折光を設定すると、±１次回折光量が少なく
なるためにＡＴ副制御困難になる。また、逆にＡＴ副制
御必要なパワーに±１次回折光を設定すると、０次回折
光量が多くなり、再生光劣化の恐れがある。

（４）Ｏ次回折光の光強度は±１次回折光の光強度の数
倍あるために、光カード表面のゴミ、キズ、汚れにＯ次
回折光が照射されると、その散乱光がＡＴ制御用センサ
に入射し、ＡＴオフセットが発生する。このオフセット
量が大きいとＡＴはずれが起きやすくなり、安定した記
録／再生ができなくなる。

次に、複数光源方式において、 （１）２つの光源（半導体レーザ、ＬＥＤ）の特性が異
なるため、それぞれの特性にマツチした光学系が必要と
なる。

（２）　　ＡＦ副制御軸ずらし方式を用いているために
、対物レンズ等各光学部品が太き（なり、かつ部品点数
も多くなる。そのため、光ヘッドが複雑化、重量化、大
型化し、またコストも高（なる。

（３）記録ビットの大きさに対して再生光の照明範囲が
かなり広いために、情報の再生コントラストが小さくな
り、ゴミ、キズ、汚れ等を情報として誤認しやすくなる
。

本発明は、このような問題点を解消するためになされた
もので、その目的は制御を容易かつ安定して行え、また
構成も簡単化した光学的情報記録再生装置を提供するこ
とにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するため、情報記録用の光ビームを生成
する第１の光源と、情報再生用及びサーボ制御用の光ビ
ームを生成する第２の光源と、この第２の光源の光ビー
ムを情報再生用とトラッキング及び／またはフォーカシ
ング制御用の複数の光ビームに分割する手段と、この分
割された光ビームと前記記録用光ビームを略同一光路で
情報記録媒体へ導き、かつ各々の光ビームを所定の径の
光スポットとして照射する手段と、前記記録媒体からの
反射光のうち再生用光ビームとトラッキング及び／また
はフォーカシング制御用の光ビームを選択的に光検出器
へ導く手段とを有することを特徴とする光学的情報記録
再生装置が提供される。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。第
１図は本発明の光学的情報記録再生装置の一実施例を示
す構成図である。なお、本実施例ではＡＦ副制御非点収
差方式、ＡＴ副制御３ビ一ム方式を採用した。

第１図において、１は波長８３０止のレーザ光束を発光
する記録用の半導体レーザ、２は波長７８０ｎｍのレー
ザ光束を発光する再生、制御用の半導体レーザである。

また、３，４はレーザ光束を平行化するコリメータレン
ズ、５は光束制限用のアパーチャ、６は半導体レーザ２
の光束を０次回折光及び±１次回折光に分割する回折格
子、７は半導体レーザｌの８３０止のレーザ光束は透過
し、半導体レーザ２の７８０ｎｍのレーザ光束は反射す
るダイクロイックプリズムである。

８は各半導レーザ１，２がらの入射光と光カード１１か
らの反射光を分離するための偏光ビームスプリッタ、９
は１７４波長板、１０は各レーザ光束を集光する対物レ
ンズ、１１は情報記録媒体として用いた光カードである
。１２は偏光ビームスプリッタ８から反射された光を集
束すると共に、その表面に形成された８３０ｎｍの波長
の光束をカットする膜によって７８０ｎｍの波長の光束
を選択的に透過するトーリックレンズ、１３はトーリッ
クレンズ１２に集束された光束を検出する光検出器であ
る。更に、２６は装置を制御するＣＰＵ、２３はインタ
ーフェイス、２２はエンコーダ、２１はレーザ制御部、
２４は半導体レーザ１，２を駆動するレーザドライバを
示す。

次に、本実施例の動作について説明する。まず、記録す
べぎ情報信号は、ＣＰＵ２６がらインターフェイス２３
、エンコーダ２２を経由してレーザ制御部２１へ送られ
る。レーザ制飢部２１は、その情報信号に基づいてレー
ザドライバ２４を制御し、記録用の半導体レーザ１を駆
動する。

また、レーザ制御部２１は再生用の半導体レーザ２を駆
動する。この半導体レーザ２は、記録命令の有無にかか
わらず、駆動される。

半導体レーザ１から発した発散光束は、コリメータレン
ズ３で平行化され、ダイクロイックプリズム７へ入射す
る。ダイクロイックプリズム７は、半導体レーザ１の８
３０ｎｍの波長の光束は透過するので、その記録用光束
は偏光ビームスプリッタ８、ｌ／４波長板９を経由して
対物レンズ１０へ入射される。対物レンズ１０は、レー
ザ光束を微小スポットに集光して光カード１１の情報ト
ラック上へ照射し、情報信号に基づいた記録ビットを形
成する。この場合、後述するように半導体レーザ２のレ
ーザ光束はトラッキング、フォーカシング制御用の光ス
ポットとして光カード１１に照射されており、その反射
光を用いてトラッキング及びフォーカシング制御を行い
ながら情報の記録が行われる。

一方、半導体レーザ２の発散光束は、コリメータレンズ
４で平行化された後、アパーチャ５で光束が制限され、
更に回折格子６で３つの光束に分割される９回折格子６
は０次回折光、±１次回折光の３つの光束に分割する。

０次回折光は情報の再生とＡＦ制御に用いられ、±１次
回折光はＡＴ副制御用いられる。なお、Ｏ次回折光の光
強度工。と±１次回折光の光強度１１は、■。≦１１の
関係となるように回折格子６の格子部の膜厚が設定され
ている。これらの３本の光束は、ダイクロイックプリズ
ム７で反射され、半導体レーザ１の光束と略同−の光路
、即ち偏光ビームスプリッタ８．１７４波長板９、対物
レンズ１０を通って光カード１１上へ照射される。もち
ろん、３本の光束とも対物レンズ１ｏで微小スポットに
集光される。

第２図に光カード１１に各光スポットが照射された状態
を示す。図中、３ｏはトラッキングガイド用のトラッキ
ングトラック、３１はそのトラッキングトラック３０の
間に設けられた情報トラックである。また、４０は半導
体レーザ１がら発した記録用光スポットであり、情報ト
ラック３１の中央部に照射される。４１は前述した０次
回折光の光スポット、４２及び４３は±１次回折光の光
スポットであり、前述のように半導体レーザ２の光束を
回折格子６で分割したものである。光スポット４１は情
報トラック３１のほぼ中央に照射され、光スポット４２
．４３は一部がトラッキングトラック３０にかかるよう
に照射される。

また、本実施例においては、トラッキングトラック３０
のピッチＰ、トラッキングトラック３０の幅ａに対して
、記録用光スポットの直径Ｄ１、再生用及び制御用の光
スポット４１〜４３の各直径Ｄ２が次式の条件を満足す
るように設定されている。各々の光スポット４１〜４３
の各直径Ｄ２は、アパーチャ５によって設定される。

Ｄ、≦Ｄ２≦Ｐ−ａ−Ｄ このように光カードｌｌ上に微小光スポットとして照射
されたレーザ光束は、光カード１１で反射され、再び対
物レンズ１０へ入射される。この入射光は、１／４波長
板９を通って偏光ビームスプリッタ８へ入射され、ここ
でトーリックレンズ１２側へ反射される。トーリックレ
ンズ１２の表面には、前述の如く記録用レーザ光束であ
る８３０ｎｍの波長の光束をカットする膜が施されてい
るため、７８０ｎｍの波長の光束のみトーリックレンズ
１２を透過する。従って、再生用及び制御用の光束、即
ち光スポット４２〜４３の反射光のみトーリックレンズ
１２で集束され、光検出器１３へ入射される。

光検出器１３は、第３図に示すように、４分割センサ５
１と通常の光センサ５２及び５３から構成され、各セン
サで光カード１１からの反射光を受光する。第３図では
反射光のスポットを示しており、４１ａは第２図に示し
た光スポット４１の反射光のスポット、４２ａは光スポ
ット４２の反射光のスポット、４３ａは光スポット４３
の反射光のスポットである。このように４分割センサ５
１は光スポット４１の反射光を受光し、光センサ５２は
光スポット４２、光センサ５３は光スポット４３の反射
光をそれぞれ受光する。

記録情報を再生する場合、４分割センサ５１の４つのセ
ンサ出力の和信号が生成され、その和信号を用いて再生
が行われる。また、図示しないＡＦ制御部で４分割セン
サ５１の各対角方向の２つのセンサ出力の和同志の差信
号がゼロになるように対物レンズ１０をフォーカシング
方向に移動することで、非点収差方式のＡＦ副制御行わ
れる。更に、光センサ５２と５３のそれぞれの受光信号
の差がゼロとなるように、図示しないＡＴ制御部で対物
レンズ１０をトラッキング方向に移動させることで、３
ビ一ム方式のＡＴ副制御行われる。なお、光カード１１
は各光スポットに対してトラック方向に相対的に移動さ
れ、このとき前述のようなＡＦ、ＡＴ副制御行いつつ再
生用の光スポット４１が情報トラック３１上を走査する
。この走査の際に光スポット４１の反射光は４分割セン
サ５１で順次受光され、情報トラック３１上にビットと
して記録された情報が再生される。また、記録時におい
ても同様にＡＦ、ＡＴ副制御行いつつ記録用光スポット
が情報トラック３１上を走査される。

以上詳述した実施例においては、次の効果がある。

（１）波長は異なるが２つの光源として半導体レーザを
使用できるため、同一のコリメータレンズが使用できる
。また、２つの半導体レーザの媒体への至る光路をグイ
クロイックプリズムを用いて共通化したので、光学部品
の点数を低減でき、構成を簡略化できる。

（２）制御面においても、記録と再生の光源が異なるた
め、各々の半導体レーザを独立駆動でき、これによって
各レーザの駆動やＡＴ、ＡＦ副制御サーボ系の制御が容
易となる。また、記録用半導体レーザを単独で駆動でき
るため、その出射パワーを自由に設定でき、それによっ
て記録速度の高速化が実現できると共に、従来の１光源
方式にみられたＯ次回折光による媒体の再生光劣化を防
止できる。

（３）再生及びＡＴ／ＡＰ制御用の光スポットの０次回
折光光強度■。と、±１次回折光光強度■、との関係を
、■。≦工、としたので、光カードの表面のゴミ、キズ
、汚れによるＡＴオフセット量を第４図に示した従来の
１光源方式のものに比べ、１桁以上小さ（することがで
きる。

（４）トラッキングトラック間ピッチＰ、トラッキング
トラック幅ａ、記録用の光スポット４０の径り３、再生
及びＡＴ、ＡＦ制御用の光スポット４１．４２．４３の
径Ｄ２の関係を、Ｄ１≦Ｄ２≦（Ｐ−ａ−Ｄ、）とした
ので、記録用光スポット４０によって形成された記録ビ
ットの大きさに比べ、再生用光スポット４１の照明範囲
は同等か、あるいはそれ以上に広（なり、再生用光スポ
ットのＡＴ力方向ずれの許容範囲を広くできる。

（５）再生用光スポットの径の上限をトラッキングトラ
ックのピッチと幅で規定しているため、光検出器１３に
入射する記録ビット以外の記録領域からの反射光は少な
く、十分な再生コントラストを得ることができる。これ
により、ゴミ、キズ、汚れによる情報の誤認が減少し、
再生信号の信頼性を大幅に向上できる。

なお、実施例では半導体レーザ２の光速をアパーチャ５
によって制限する例を示したが、例えばコリメータレン
ズ４の有効径を限定することによっても、光束の制限が
可能である。

［発明の効果〕 以上説明したように本発明によれば、記録や再生あるい
はサーボ制御を容易に、かつ安定して行えるばかりでな
く、装置の構成を大幅に簡単化、軽量化及び小型化でき
るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図は光カ
ードのトラッキングトラック及び情報トラックと光スポ
ットとの位置関係を示す説明図、第３図は光検出器の受
光面における光スポットの反射光を示す説明図、第４図
は従来の１光源力式の一例を示す構成図、第５図は従来
の複数光源方式の一例を示す構成図、第６図は第５図の
従来例の光カード上における記録用スポット、再生用ス
ポット及び記録ピットの位置関係を示す説明図である。 １．２：半導体レーザ ３．４：コリメータレンズ ５ニアパーチヤ　　　６：回折格子 ７：ダイクロイックプリズム ８：偏光ビームスプリッタ ９　：　１／４波長板　　　１０：対物レンズ１１：光
カード　　　１２ニド−リックレンズ１３：光検出器　
　　２１：レーザ制御部２４、レーザドライバ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）情報記録用の光ビームを生成する第１の光源と、
   情報再生用及びサーボ制御用の光ビームを生成する第２
   の光源と、この第２の光源の光ビームを情報再生用とト
   ラッキング及び／またはフォーカシング制御用の複数の
   光ビームに分割する手段と、この分割された光ビームと
   前記記録用光ビームを略同一光路で情報記録媒体へ導き
   、かつ各々の光ビームを所定の径の光スポットとして照
   射する手段と、前記記録媒体からの反射光のうち再生用
   光ビームとトラッキング及び／またはフォーカシング制
   御用の光ビームを選択的に光検出器へ導く手段とを有す
   ることを特徴とする光学的情報記録再生装置。
2. （２）前記第１及び第２の光源が、波長の異なるレーザ
   光束を発光する半導体レーザである特許請求の範囲第１
   項記載の光学的情報記録再生装置。
3. （３）前記分割手段が、前記第２の光源の光ビームを０
   次回折光と±１次回折光に分割する回折格子である特許
   請求の範囲第１項記載の光学的情報記録再生装置。
4. （４）前記０次回折光の光強度Ｉ＿０と、±１次回折光
   の光強度Ｉ＿１が、Ｉ＿０≦Ｉ＿１の関係である特許請
   求の範囲第３項記載の光学的情報記録再生装置。
5. （５）前記記録媒体に照射する記録用光ビームのスポッ
   ト径Ｄ＿１と、再生用光ビーム、トラッキング及び／ま
   たはフォーカシング制御用の光ビームのスポット径Ｄ＿
   ２と、前記記録媒体のトラッキングトラック間のピッチ
   Ｐ及び該トラッキングトラックの幅ａとの関係が、 Ｄ＿１≦Ｄ＿２≦Ｐ−ａ−Ｄ＿１ である特許請求の範囲第１項記載の光学的情報記録再生
   装置。