JPH05120690A - 光情報記録再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 単一ビーム半導体レーザを使用したリード・
アフター・ライト可能なオーバライト光ディスク装置に
おいて、高速且つ信頼性が高いリード・アフター・ライ
ト機能を持つ光ディスクの光情報記録再生装置を提供す
る。 【構成】 半導体レーザ１からのレーザ光をビーム変換
器３で複数のビーム３２，３３に変換し、メインビーム
３２で記録、サブビーム３３で記録直後の情報読み出し
を行う。読み出し信号は制御回路２３によって記録信号
と比較され、エラー信号が検出される。 【効果】 単一レーザ光源を用いた高速且つ信頼性の高
いオーバライト光ディスク装置が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は２ビーム光ヘッドを用い
たオーバライト可能な光ディスク装置の光情報記録再生
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、大容量で安価なメモリとして、光
ディスクがＯＡ用ファイルメモリ又は画像メモリとして
実用され始めている。しかし、光ディスクは従来の磁気
ディスクと比較して容量では優っているものの、データ
の転送速度及びアクセス速度が遅く、この点が課題とさ
れている。

【０００３】光ディスクでは情報の記録時に、ディスク
の１回転目で記録を行い、２回転目で記録した情報を読
みだして、正しい記録ができたか否かを確認する。既
に、記録してある場所に新しく記録する場合には、更に
消去の１回転が必要となり、情報の記録には全体でディ
スクの３回転を必要としている。このため、重ね書き可
能な、即ちオーバーライト可能な媒体の開発が進められ
ており、この媒体を用いることによって、消去及び記録
が１回転で可能となる。しかし、記録確認のためにディ
スクが更に１回転する必要性は依然として存在し、この
オーバーライト光ディスク装置でも、ディスク１回転で
記録動作を完結することは不可能である。ところで、２
つ以上の光ビームを同一トラックに照射し、１つの光ビ
ームで記録を行い、他の光ビームで再生を行うことによ
って、従来、ディスクの２回転が必要であった記録及び
確認の処置がディスク１回転で済むようにする方式が可
能である。これはリード・アフター・ライト（ＲＡＷ）
方式と呼ばれ、従来の光ディスク装置に対し大きなシス
テム変更を加えること無しに高速化を実現できるものと
して期待されている。このリード・アフター・ライト方
式においては、半導体レーザアレイを用いた光ヘッドが
提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、レーザアレイ
はチップ上の近接した場所から、記録に必要な高出力ビ
ームと、低雑音の読み出しビームとの、２つのビームを
同時に発生するため、お互いの干渉が問題となる。特
に、記録ビームからの熱的及び電気的干渉が読み出しビ
ームに発生し、実用化を妨げている。そこで、２つの半
導体レーザからのビームを合成して２ビームを構成する
方式が提案されているが、２ビーム間の位置精度が難し
く、経時変化が生じるために実用化されてはいない。特
に、オーバライト可能媒体では従来の媒体に比して更に
高出力パワー記録が必要とされるため、上記方式での高
速光ディスク装置は未だ実現されていない。

【０００５】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、高速であると共に、信頼性が優れたオーバ
ーライト型の光ディスク装置の光情報記録再生装置を提
供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る光情報記録
再生装置は、レーザ光源から出射したレーザビームをオ
ーバライト型光ディスク媒体上に照射し、前記光ディス
ク媒体上の情報トラックに対し、信号の消去、記録及び
読み取りを行うオーバライト光ディスク装置の光情報記
録再生装置において、前記レーザ光源からの単一レーザ
ビームを少なくとも第１及び第２の複数のビームに変換
するビーム変換器と、前記複数のビームを前記ディスク
媒体上に集光する集光光学系と、前記ディスク媒体から
の反射光を分割してサーボエラー信号及び情報信号を検
出する検出光学系と、前記第１のビームで前記光ディス
ク上に情報を記録し、前記第２のビームで前記光ディス
ク上に記録した記録情報の読み出し信号を得て、前記記
録情報と前記読み出し信号との比較を行う制御回路とを
有することを特徴とする。

【０００７】

【作用】本発明においては、レーザ光源から出射したレ
ーザビームを、ビーム変換器により第１及び第２のビー
ムに変換し、これらのビームを集光光学系によりディス
ク媒体に集光する。そして、制御回路により、前記第１
のビームで前記光ディスク上に情報を記録し、第２のビ
ームで前記光ディスク上に記録した記録情報の読み出し
信号を得、これにより、記録情報の確認を行なう。この
ため、経時変化等を生じることなく高速の処理が可能で
ある。

【０００８】

【実施例】次に、本発明の実施例について添付の図面を
参照して説明する。

【０００９】図１は本発明の実施例に係る光ディスク装
置の光情報記録再生装置を示す。半導体レーザ１はレー
ザ駆動回路２０により駆動され、この半導体レーザ１か
らのレーザ光はコリメータ２、ビーム変換器３、偏向プ
リズム４及び１／４波長板５を介して対物レンズ６によ
りディスク媒体７上に集束される。このとき、レーザ光
はビーム変換器３によってメインビームとサブビームの
複数のレーザ光（少なくとも、メインビーム３２及びサ
ブビーム３３）に変換され、この複数のレーザ光は、デ
ィスク媒体７上の同一トラック上の異なる点に集光す
る。ディスク媒体７からの反射光は再び対物レンズ６及
び１／４波長板５を透過し、偏向プリズム４で反射した
後、ビームスプリッタ８を経て信号検出系及びエラー信
号検出系に導かれる。即ち、ビームスプリッタ８の透過
光は、レンズ９及びナイフエッジ１０を経てセンサーア
レイ１１で受光され、受光信号は、増幅演算回路２１を
経てフォーカス誤差信号、情報信号及びベリファイ信号
に分離され、制御回路２３に送られる。また、ビームス
プリッタ８により分割された反射光は２分割センサー１
４で受光され、受光信号は、増幅演算回路２２を経てト
ラック誤差信号となり、制御回路２３に送られる。

【００１０】制御回路２３はディスク媒体への記録、ヴ
ェリファイ及び読み出しの制御を行う。即ち、フォーカ
ス誤差信号とトラッキング誤差信号からヘッドをディス
ク媒体のトラックに追従させるためのトラッキング信号
及びフォーカシング信号を発生し、レーザ駆動回路２０
へ記録信号を送ってディスク媒体上にビットを記録させ
る。これと同時に、制御回路２３は記録信号と得られた
ヴェリファイ信号との比較から、記録ビットが正常に記
録されているか否かを調べるヴェリファイ処理を行う。
また、情報信号を得て通常の読み出し動作も行う。

【００１１】次に、上述の如く構成された光情報記録再
生装置の動作について図２も参照して説明する。図２は
本実施例における誤差信号、情報信号及びヴェリファイ
信号の分離検出を説明する図である。図１で説明したよ
うに、レーザ駆動回路２０により駆動された半導体レー
ザ１から出射したレーザ光はコリメータ２、ビーム変換
器３、偏光プリズム４及び１／４波長板５を経て対物レ
ンズ６によりディスク媒体７上に集束される。このと
き、レーザ光はビーム変換器３によってメインビーム３
２とサブビーム３３の複数のレーザ光に変換され、これ
らの複数のレーザ光は、ディスク媒体７上の同一トラッ
ク上の異なった点に集光する。ディスク媒体７からの反
射光は再び対物レンズ６及び１／４波長板５を透過し、
偏光プリズム４で反射された後、ビームスプリッタ８を
経て信号検出系及びエラー信号検出系に導かれる。即
ち、ビームスプリッタ８の透過光は、レンズ９及びナイ
フエッジ１０を経てセンサーアレイ１１で受光される。
このとき、センサアレイ１１上の２分割素子１２にはメ
インビーム３２が入射し、単素子１３にはサブビーム３
３が入射する。２分割素子１２の差信号からフォーカス
誤差信号が、また和信号から記録されていた情報信号が
得られる。そして、単素子１３からはヴェリファイ信号
が得られる。また、ビームスプリッタ８からの反射光
は、２分割センサー１４で受光され、この差信号からト
ラック誤差信号が得られる。このとき、メインビーム３
２とサブビーム３３は２分割センサー上で重なった状態
で受光されている。

【００１２】図３は本実施例に用いるビーム変換器３の
光路を説明する図である。ウエッジプリズム３０に入射
光３１が入射すると、まず、ウエッジプリズム３０を透
過し、屈折してメインビーム３２が得られる。このと
き、ウエッジプリズム３０の出射端面で反射し、更に、
入射端面で反射した後、ウェッジプリズム３０から出て
いくビーム３３が得られる。このビーム３３は先のメイ
ンビーム３２とは出射方向が△θ異なり、強度が１／Ｋ
のサブビーム３３となる。

【００１３】△θは下記の数式１に示すように、ウエッ
ジプリズム３０の頂角αと屈折率ｎで求まる。

【００１４】

【数１】 △θ＝ｓｉｎ^-1［ｎ・（ｓｉｎ３α−ｓｉｎα）］ サブビーム３３の強度Ｉｓは入射光３１の強度を１と
し、入射端面の反射率をｒ１、出射端面の反射率をｒ２
とすると下記数式２で得られる。

【００１５】

【数２】 Ｉｓ＝（１−ｒ１）・ｒ２・ｒ１・（１−ｒ２） また、メインビームの強度Ｉｍは下記数式３で得られ
る。

【００１６】

【数３】Ｉｍ＝（１−ｒ１）・（１−ｒ２） 従って、両者のビームの強度比Ｋは下記数式４で与えら
れる。

【００１７】

【数４】Ｉ／Ｋ＝Ｉｓ／Ｉｍ＝ｒ１・ｒ２ この数式４からｒ１＝ｒ２〜０．３のときに、１／Ｋ〜
０．１の強度をもつサブビーム３３が得られる。

【００１８】メインビーム３２はディスク媒体上に記録
及び再生を行うもので、サブビーム３３は記録時に記録
直後の情報再生を行って、正しく記録されたか否かをベ
リファイするものである。サブビームの強度は光ディス
ク上に記録された信号を読み出すもので、記録情報を破
壊しない強度以下に設定する必要があり、記録強度の約
０．１倍以下を設定すればよい。通常の再生時には強度
を下げたメインビームのみからの信号を検出すれば再生
信号が得られる。

【００１９】ところで、本実施例の構成では、サブビー
ム３３とメインビーム３２は同一光源のために、記録時
にサブビーム３３の強度はメインビーム３２の強度と同
様に変調され、一定でない。

【００２０】この変調に影響されずにベリファイが可能
であることを、図４及び図５を用いて以下に説明する。
図４は時刻Ｔ１とＴ６の記録トラック上の記録状態とメ
インビーム３２とサブビーム３３との関係を示したもの
である。時刻Ｔ１ではメインビーム３２によって記録ビ
ットが形成されたところを示している。サブビーム３３
はメインビーム３２とは離れた同一トラック上に集光さ
れており、この時刻Ｔ１での記録ビットは、トラックが
矢印にて示す右方向に移動すると共に、サブビーム３３
によって読み出される。時刻Ｔ６では既にＴ１からＴ６
までの記録状態（ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ）が示されて
おり、時刻Ｔ１、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ６でのビットが形成さ
れている。ここで、時刻Ｔ３でのビットが媒体欠陥のた
めに異常なビットとなっている。この時刻Ｔ６でサブビ
ーム３３は時刻Ｔ４で記録されたビット（ｄ）上にあ
り、そのビット信号を読み出している。

【００２１】図５は本発明による光ディスク装置の時刻
Ｔ１からＴ６までの信号処理状態を示したものである。
先ず、記録信号（１）は記録時に正のパルスが印加され
た信号であるが、オーバライト記録のためにバイアス電
圧を付加されたレーザ駆動信号（２）に変換される。図
４に示したように、時刻Ｔ１、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ６にビッ
ト記録のためのパルスが出力される。これはオーバライ
ト媒体への記録において、記録ビームが常に消去に必要
なＤＣパワーを出射し、ビットを記録する時にのみパル
ス的なパワーを出射すれば良いことが知られているため
である。このレーザ駆動信号（２）に対応したメインビ
ームパワー（３）、例えばバイアスパワー（ＰＥ）７ｍ
Ｗ、パルスパワー（ＰＷ）１５ｍＷが媒体面上に与えら
れる。このとき、サブビームパワー（４）は１／Ｋ倍で
あり、この１／Ｋが０．１の場合には、バイアスパワー
及びパルスパワーは夫々０．７ｍＷ及び１．５ｍＷの出
力となる。サブビームパワーは理想的にはＤＣ的に一定
した出力が望まれるが、図５に示すようにメインビーム
パワー（３）と同様な変動を示す。このサブビームで記
録ビットを読み出した場合に得られるサブリード信号
（５）は、記録ビットの存在によって減少し、（ａ）、
（ｃ）、（ｄ）のビット位置で振幅が減少した信号とな
る。ここで、ピーク値の振幅を合わせてレーザ駆動信号
からこのサブリード信号を引いた差信号（６）は、記録
信号による影響が打ち消され、図５に示すようにビット
信号（ａ）、（ｃ）、（ｄ）による信号が得られ、記録
ビットが欠陥ビットのときには（ｃ）のように振幅レベ
ルが低くなって現れる。次に、この差信号（６）と記録
信号（１）を遅延（Ｔ１→Ｔ３）した遅延信号（７）と
の差信号（８）を得ると、欠陥ビットによる信号（ｃ）
のみが得られる。この差信号の振幅値は正常ビットから
の欠陥の度合に比例しており、適当に閾値を設定すれ
ば、記録されたビットが正常ビットか欠陥ビットかを判
定することが得られる。即ち、記録直後のベリファイ、
リード・アフター・ライトができたことになる。

【００２２】図６は本実施例にて使用する制御回路の一
例を示したものである。記録信号に対し、ＤＣ付加回路
４１によってバイアス電圧を付加してオーバライト用の
レーザ駆動信号が得られる。サブビームによって得られ
たベリファイ信号を増幅器４２により増幅した後、引算
器４３によって前記レーザ駆動信号との振幅を合わせて
引算し、図５の差信号（６）を得る。次に、前記記録信
号を遅延回路４４で遅延した信号と前記差信号とを引算
し、比較回路４５によってエラー信号を得ることができ
る。フォーカスエラー信号及びトラック誤差信号はその
まま誤差信号として出力される。

【００２３】本実施例にて使用するオーバライト可能媒
体としては、可逆相変化を利用する相変化型光ディスク
を用いることができる。相変化型光ディスクについて
は、例えば、雑誌「電子通信学会研究会誌（ＣＰＭ８９
−８２）」の第２９〜３４頁記載の「Ｇｅ−Ｔｅ−Ｓｂ
系相変化型オーバライト光ディスク」に詳細に述べられ
ている。相変化型ディスクは一般的に、アモルファス
（記録状態）と結晶（消去状態）の二状態間の可逆相変
化を利用することによって記録と消去を行い、その二状
態間の光学定数の差を利用して再生する。上記二状態の
いずれが形成されるかは、加熱・冷却時の温度と時間変
化によって決まる。アモルファス（記録状態）は溶融状
態から急冷により形成でき、一方、結晶状態は融点と結
晶化温度の間の温度領域に結晶化に必要な時間以上を保
持する（徐冷する）ことによって得ることができる。こ
のような相変化型ディスクの材料としてはＧｅ−Ｔｅ−
Ｓｂ合金が良く知られている。

【００２４】相変化型ディスクに上記記録、再生を行う
には図５に示すようなＤＣ的なバイアスをもつメインビ
ームパワーを用いればよい。即ち、読み出し時には、記
録・消去が起こらない低いパワー値ＰＲを用い、記録に
は急冷効果が期待できる高パワーＰＷで記録し、消去に
は上記徐冷が可能なＰＷより低いパワー値ＰＥを用いれ
ばよい。例えば、Ｇｅ−Ｔｅ−Ｓｂ合金膜では、線速度
７．５ｍｓ、記録パルス幅９０ｎｓで記録パワー１５ｍ
Ｗ、消去パワー７ｍＷ、読み出しパワー０．７ｍＷ〜
１．５ｍＷで上記オーバライトによる記録、消去及び読
み出しができる。本発明においては、メインビームに上
記記録、消去及び読み出しのパワーを与え、サブビーム
には読み出しのパワーを与えることで、ＲＡＷによる１
回転でのオーバライトでの記録及び再生の確認が可能で
ある。

【００２５】また、上記実施例では、ヘッド構成の一例
として相変化型媒体用ヘッドを用いて説明したが、光磁
気ディスク用ヘッドで同様の構成を応用して、光磁気オ
ーバライト媒体（交換結合多層膜）を使用し、ヴェリフ
ァイ可能な光磁気型光ディスクを得ることが容易であ
る。

【００２６】更に、本実施例のビーム変換器にはヴエッ
ジプリズムを用いた構成を示したが、ビーム変換器に回
折格子を用いた場合も複数のサブビームを発生でき、同
様の効果を奏する。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明はオーバラ
イト媒体に単一レーザ光源を用いた光ディスク装置で２
ビームを発生し、ディスクの１回転で記録情報の確認を
行うから、高速且つ信頼性が高いリード・アフター・ラ
イト機能を持つ高速光ディスク装置を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る光情報記録再生装置を示
すブロック図である。

【図２】本実施例の信号検出系を説明するブロック図で
ある。

【図３】本実施例にて使用するビーム変換器を説明する
図である。

【図４】本実施例にて使用するメインビームとサブビー
ムとの位置関係を示す図である。

【図５】本実施例における信号処理状態を説明する波形
図である。

【図６】本実施例にて使用する制御回路の構成を示すブ
ロック図である。

【符号の説明】

１；半導体レーザ ２；コリメータ ３；ビーム変換器 ４；偏光プリズム ５；１／４波長板 ６；対物レンズ ８；ビームスプリッタ ９；レンズ １１；センサアレイ １２；２分割センサ ２０；レーザ駆動回路 ２１，２２；増幅演算回路 ２３；制御回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザ光源から出射したレーザビームを
   オーバライト型光ディスク媒体上に照射し、前記光ディ
   スク媒体上の情報トラックに対し、信号の消去、記録及
   び読み取りを行うオーバライト光ディスク装置の光情報
   記録再生装置において、前記レーザ光源からの単一レー
   ザビームを少なくとも第１及び第２の複数のビームに変
   換するビーム変換器と、前記複数のビームを前記ディス
   ク媒体上に集光する集光光学系と、前記ディスク媒体か
   らの反射光を分割してサーボエラー信号及び情報信号を
   検出する検出光学系と、前記第１のビームで前記光ディ
   スク上に情報を記録し、前記第２のビームで前記光ディ
   スク上に記録した記録情報の読み出し信号を得て、前記
   記録情報と前記読み出し信号との比較を行う制御回路と
   を有することを特徴とする光情報記録再生装置。