JPH0517609B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、情報記録時の欠陥を検出する光記
録再生装置に関し、特に経済的且つ記録欠陥の検
出信頼性の優れた光記録再生装置に関するもので
ある。

［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、回転するデイスク形状の情報記録媒体に、
同心円状又は螺旋状に情報を記録再生する光記録
再生装置はよく知られている。この種の装置は、
磁気デイスク装置と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。しか
し、一方では、磁気デイ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、情報記録欠陥の有
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、近年、実時間で再生信号を検出できる
光記録再生装置が考えられている。

第４図は、例えば「光メモリシンポジウム‘
85」論文集の第108〜112頁に記載された、従来の
光記録再生装置を示す光路図である。

図において、１は２つの発光源を有する２ビー
ム半導体レーザであり、第５図に示すように、互
いに平行な記録用ビーム２及び再生用ビーム３を
出射するようになつている。尚、ここでは、一素
子に２つの活性領域を有するアレイ形の２ビーム
半導体レーザ１を示しているが、各ビーム２及び
３を独立に駆動できるものであれば、通常の１つ
の活性領域を有する素子を２個並列に配置した構
成としてもよい。

４は２ビーム半導体レーザ１のビーム出射側に
配置されたコリメータレンズ、５はコリメータレ
ンズ４を通過したビームを受光するように配置さ
れた偏光ビームスプリツタ、６は偏光ビームスプ
リツタ５を透過したビームを上方に向けるための
反射ミラーである。

７は1/4波長板、８は対物レンズ、９は対物レ
ンズ８に近接して配置された情報記録媒体であ
り、1/4波長板７及び対物レンズ８は反射ミラー
６と情報記録媒体９との間に配置されている。１
０は情報記録媒体９の情報記録方向に沿つて形成
された案内溝、１１及び１２は案内溝１０に沿つ
て照射される各ビーム２及び３によつて形成され
る記録用スポツト及び再生用スポツトである。

１３は偏光ビームスプリツタ５で反射されたビ
ームを反射光及び透過光に分割するハーフプリズ
ム、１４は２つの受光面１４ａ及び１４ｂを有
し、ハーフプリズム１３を透過したビームを受光
する二分割光検知器である。

１５はハーフプリズム１３で反射されたビーム
を収束する凸レンズ、１６は凸レンズ１５からの
ビームのうち再生用ビーム３のみを通過させるピ
ンホール１７を有するピンホールミラー、１８は
ピンホール１７を通過した再生用ビーム３を分割
するハーフプリズム、１９はハーフプリズム１８
を透過した再生用ビーム３の光路上に配置された
ナイフエツジ、２０は２つの受光面２０ａ及び２
０ｂを有し、ナイフエツジ１９を介した再生用ビ
ーム３を受光する二分割光検知器である。

２１はピンホールミラー１６で反射された記録
用ビーム２を受光する光検知器、２２はハーフプ
リズム１８で反射された再生用ビーム３を受光し
て再生出力Ｃを発生する光検知器、２３は光検知
器２２からの再生出力Ｃから再生信号Ｄを得るた
めの再生信号検出回路である。

２４は記録信号Ａをパルス列として出力する記
録信号発生回路、２５は記録信号Ａに基づいて２
ビーム半導体レーザ１を駆動するドライバ回路で
ある。

２６は二分割光検知器１４の出力信号を検出す
る差動増幅器であり、各受光面１４ａ及び１４ｂ
からの出力信号が入力されている。２７は二分割
光検知器２０の出力信号を検出する差動増幅器で
あり、各受光面２０ａ及び２０ｂからの出力信号
が入力されている。

尚、二分割光検知器１４及び差動増幅器２６
は、プツシユプル法と呼ばれる周知のトラツキン
グエラー検出光学系を構成し、ナイフエツジ１
９、二分割光検知器２０及び差動増幅器２７はナ
イフエツジ法と呼ばれる周知フオーカシングエラ
ー検出光学系を構成している。

第６図は情報記録媒体９上の記録用スポツト１
１及び再生用スポツト１２を詳細に示す斜視図で
ある。尚、ここでは、各スポツト１１及び１２を
案内溝１０の間に照射して記録再生する場合を示
したが、案内溝１０上に照射して記録再生しても
よい。図において、ｌは記録用スポツト１１とこ
れに後行する再生用スポツト１２との間隔、矢印
は情報記録媒体９の回転移動方向、２８は記録用
スポツト１１によつて情報記録媒体９上に書き込
まれるピツトである。

次に、第７図のタイミングチヤート図を参照し
ながら、第４図〜第６図に示した従来の光記録再
生装置の動作について説明する。

まず、第７図に示すような記録信号Ａが発生す
ると、この記録信号Ａに基づいて２ビーム半導体
レーザ１が駆動される。２ビーム半導体レーザ１
から出射した記録用ビーム２及び再生用ビーム３
は、コリメータレンズ４により平行ビームとな
り、偏光ビームスプリツタ５、反射ミラー６、1/
４波長板７及び対物レンズ８を介して情報記録媒
体９に照射され、第６図に示すような記録用スポ
ツト１１及び再生用スポツト１２となる。

記録用スポツト１１は、記録信号Ａの記録情報
（例えばパルス幅）を含んでおり、これに応じた
形状Ｂのピツト２８を情報記録媒体９上に順次形
成する。一方、記録用スポツト１１から距離ｌだ
け後行する再生用スポツト１２は、一定の光強度
で駆動されており、書込まれたピツト２８を、距
離ｌに対応した時間tl（数μ秒）後に再生してい
く。

即ち、記録用スポツト１１はピツト２８を形成
すると同時に反射され、再生用スポツト１２は書
き込み後のピツト２８で反射される。情報記録媒
体９で反射された記録用ビーム２及び再生用ビー
ム３は、再び対物レンズ８及び1/4波長板７を透
過するが、1/4波長板７を往復することによつて
偏光方向が90゜回転するため、偏光ビームスプリ
ツタ５で反射される。

続いて、各ビーム２及び３はハーフプリズム１
３で反射されるが、その一部はハーフプリズム１
３を透過してトラツキングエラー検出光学系に入
力され、情報記録媒体９に照射されるビームのト
ラツキングエラー補正用に用いられる。

ハーフプリズム１３で反射された各ビーム２及
び３は、凸レンズ１５で収束された後、記録用ビ
ーム２はピンホールミラー１７で反射され、再生
用ビーム３はピンホール１６を通過してハーフプ
リズム１８で反射される。尚、このとき、再生用
ビーム３の一部はハーフプリズム１８を透過して
フオーカシングエラー検出光学系に入力され、情
報記録媒体９に照射されるビームのフオーカシン
グエラー補正用に用いられる。

ピンホールミラー１６で反射された記録用ビー
ム２は、光検知器２１で受光されて記録信号Ａに
対応したパルス波形として検出され、情報記録媒
体９及び光路などの障害の有無の判定に用いられ
る。

一方、ハーフプリズム１８で反射された再生用
ビーム３は、光検知器２２で受光されて第７図に
示すようなピツト形状Ｂに対応した再生出力Ｃと
して検出され、更に、再生信号検出回路２３で波
形処理されてパルス列状の再生信号Ｄとして検出
される。こうして得られた再生信号Ｄは、記録信
号Ａと比較され、情報記録の欠陥の有無の判定に
用いられる。

ここでは、ピツト２８が形成されることにより
情報記録媒体９の反射率が低下する場合を示した
が、ピツト２８により反射率が増大する情報記録
媒体９であつても、同様に情報記録状態を判定す
ることができる。

尚、再生信号Ｄは、記録信号Ａに対し時間tlだ
け遅れているが、時間tlが数μ秒のオーダである
からほぼ実時間で記録欠陥の有無の判定ができる
と考えられる。

情報記録媒体９に記録された情報を再生すると
きには、２ビーム半導体レーザ１から再生用ビー
ム３のみを出射し、再生信号検出回路２３で検出
すればよい。

［発明が解決しようとする問題点］ 従来の光記録再生装置は以上のように、情報記
録媒体９からの反射ビームを分離して再生用ビー
ム３に検出していたので、光学系が複雑で光学部
品が多くなると共の各光学部品の厳しい配置精度
が要求され、又、記録用ビーム２及び再生用ビー
ム３を独立に駆動できる２ビーム半導体レーザ１
を用いる必要があるため、発振波長や放射形状な
どの光学的特性の揃つたものを要求され、不経済
であるうえ検出信頼性が悪くなるという問題点が
あつた。

又、特開昭53−6516号公報に記載されたよう
に、記録用の変調光の一部を分割してピツト形成
後の透過光と比較し、記録欠陥を検出する装置も
提案されている。しかし、この場合、記録面に照
射される前に分割された変調光を比較基準とする
ため、記録用の変調光が実際に通過する光路にお
ける変動成分及び実際の記録面における変動成分
を除去することができず、十分な検出信頼性を得
ることはできない。

この発明は上記のような問題点を解決するため
になされたもので、経済的且つ記録欠陥の検出信
頼性の高い光記録再生装置を得ることを目的とす
る。

［問題点を解決するための手段］ この発明に係る光記録再生装置は、記録信号に
より変調された１つのビームを出射する半導体レ
ーザと、半導体レーザのビーム出射側に配置され
てビームを少なくとも０次ビーム及び１次ビーム
に分割する回折格子と、０次ビーム及び１次ビー
ムを情報記録媒体に導くための共通の光学系と、
情報記録媒体で反射された０次ビーム及び１次ビ
ームを個別に検出するための複数の受光面を有す
る光検知器と、受光面から得られる各出力信号の
レベルを一致させるための増幅回路と、情報の記
録時に各出力信号を比較して、情報記録媒体上に
形成された情報信号成分のみを再生信号として抽
出するための再生信号発生手段とを備え、０次ビ
ームは、情報記録媒体に対する記録に必要な光強
度を有し、１次ビームは、情報記録媒体に対して
記録されることのない十分に低い光強度を有し、
光学系は、１次ビームを、情報記録媒体の同一ト
ラツク上の情報記録方向に対し、０次ビームより
も先行するように照射するものである。

［作 用］ この発明においては、分割された１次ビーム
を、記録用の０次ビームと共通の光学系を通し
て、０次ビームと同一トラツク上の未記録部を先
行して追従するように情報記録媒体に照射し、０
次ビーム及び１次ビームの各反射光を比較して再
生信号を生成し、記録信号及び再生信号を比較し
て情報記録時の欠陥を検出する。

［実施例］ 以下、この発明の一実施例を図について説明す
る。第１図はこの発明の一実施例を示す光路図で
あり、２３Ａ及び２５Ａは再生信号検出回路２３
及びドライバ回路２５に対応しており、４〜１０
及び２４は前述と同様のものである。

２９は１つのビーム３０を出射する半導体レー
ザである。３１は半導体レーザ２９のビーム出射
側に配置された回折格子であり、ビーム３０を情
報記録媒体９の案内溝１０方向に沿つて分割す
る。尚、同図では、回折格子３１をコリメータレ
ンズ４と偏光ビームスプリツタ５との間に配置し
た場合を示したが、半導体レーザ２９とコリメー
タレンズ４との間に配置してもよい。

３２〜３４は回折格子３１によつてビーム３０
から分割されたビームである。中心に位置する０
次ビーム３２は記録に必要な十分に高い光強度を
有し、０次ビーム３２の両側に位置する＋１次ビ
ーム３３及び−１次ビーム３４は、互いに等しい
光強度を有し且つ記録に寄与しない程度に十分に
低い光強度を有する。尚、０次ビーム３２と１次
ビーム３３及び３４との光強度の比は、回折格子
３１の設計によつて任意に設定することができ
る。ここでは、一方の１次ビーム３３のみが欠陥
検出に用いられる。

又、偏光ビームスプリツタ５、反射ミラー６、
１／４波長板７及び対物レンズ８は、０次ビーム３
２及び１次ビーム３３を情報記録媒体９に導くた
めの共通の光学系を構成しており、１次ビーム３
３が０次ビーム３２よりも同一トラツク上で先行
するように情報記録媒体９に照射する。

３５〜３７は各ビーム３２〜３４によつて情報
記録媒体９上に形成される第１スポツト〜第３ス
ポツトであり、第２図に示すように、第２スポツ
ト３６及び第３スポツト３７は第１スポツト３５
の両側に、等間隔の距離ｌだけ離間して位置して
いる。従つて、第２スポツト３６は、距離ｌだけ
第１スポツト３５より先行している。

３８は情報記録媒体９で反射され、更に、偏光
ビームスプリツタ５を介して入射される各ビーム
３２〜３４を収束するためのレンズ、３９はレン
ズ３８を通過した各ビーム３２〜３４を一方向に
収束するシリンドリカルレンズである。

４０は５つの受光面４０ａ〜４０ｅを有する五
分割光検知器であり、田の字形に配置された４つ
の受光面４０ａ〜４０ｄの中心に０次ビーム３２
が入射され、受光面４０ｅに１次ビーム３３が入
射されるようになつている。

４１は４つの受光面４０ａ〜４０ｄからの各出
力信号ａ〜ｄの総和を演算するための加算器であ
る。

４２は出力信号ａ及びｃの和信号（ａ＋ｃ）
と、出力信号ｂ及びｄの和信号（ｂ＋ｄ）との差
（ａ＋ｃ−ｂ−ｄ）を演算する演算増幅器であり、
この演算増幅器４２の出力FCは非点収差法によ
るフオーカシングエラー検出信号として用いられ
ている。

４３は出力信号ａ及びｄの和信号（ａ＋ｄ）
と、出力信号ｂ及びｃの和信号（ｂ＋ｃ）との差
（ａ＋ｄ−ｂ−ｃ）を演算する演算増幅器であり、
この演算増幅器４３の出力TSはプツシユプル法
によるトラツキングエラー検出信号として用いら
れている。

４４は受光面４０ｅの出力信号ｅを増幅する増
幅器であり、この増幅器４４の出力信号Ｆのレベ
ルを加算器４１の出力信号Ｅと一致させるための
増幅回路を構成している。

４５は増幅器４４の出力信号Ｆと加算器４１の
出力信号Ｅとを減算して比較する差動増幅器であ
り、この差動増幅器４５の出力信号Ｇは再生信号
検出回路２３Ａに入力されている。そして、差動
増幅器４５及び再生信号検出回路２３Ａは、信号
レベル一致後の出力信号Ｅ及びＦを比較して再生
信号Ｈを生成するための再生信号発生手段を構成
している。

次に、第３図のタイミングチヤート図を参照し
ながら、第１図及び第２図に示したこの発明の一
実施例の動作について説明する。

既に記録された情報を再生する場合には、半導
体レーザ２９を一定の再生レベルA₀で駆動し、
中央の０次ビームによる第１スポツト３５をピツ
ト２８に照射する。

そして、情報記録媒体９で反射された０次ビー
ム３２を、五分割光検知器４０の受光面４０ａ〜
４０ｄで検出し、加算器４１の出力Ｅを再生信号
とする。

新たに情報を記録する場合には、記録信号Ａに
従つて変調されたビーム３０を半導体レーザ２９
から出射する。このビーム３０は、回折格子３１
により所定比率の光強度で分割されて０次ビーム
３２〜１次ビーム３４となる。

このうち、光強度の高い中央の第１ビーム３２
のパルス列は、記録出力A′で表わされ、記録レ
ベルA₁の変調パルス部分と、再生レベルA₀の非
記録部分とから構成されている（第３図参照）。
一方、１次ビーム３３及び１次ビーム３４のパル
ス列は、記録出力A′と相似形で、常に再生レベ
ルA₀以下であり、ピツト２８の形成に障害を与
えない程度に十分低くなつている。

従つて、第１スポツト３５は情報記録媒体９上
にピツト２８を形成し、第１スポツト３５から距
離ｌだけ先行する第２スポツト３６は、常に情報
記録媒体９の未記録部を追従する。又、第３スポ
ツト３７は、記録されたピツト２８上に追従す
る。

第１スポツト３５が情報記録媒体９に照射され
ると、記録レベルA₁のパルス列により、第３図
に斜線で示す形状Ｂのピツト２８が順次形成され
る。従つて、０次ビーム３２の反射光強度に相当
する加算器４１の出力信号Ｅのレベルは、ピツト
２８の形状Ｂに応じて変動する。

即ち、ピツト２８の反射率が低いので、０次ビ
ーム３２の反射光強度は、ピツト２８が形成され
るにつれて次第に減少し、更に、１つの記録パル
スが終了して記録レベルA₁から再生レベルA₀に
なつても、第１スポツト３５がピツト２８の一部
を照射している間は、反射光強度が再生レベル
A₀以下に減少し、完全にピツト２８を通過した
時点で再生レベルA₀となる。

一方、１次ビーム３３も０次ビーム３２と同様
に光強度変調を受けているので、１次ビーム３３
の反射光を検出する受光面４０ｅの出力信号ｅの
レベルは、記録出力A′と相似形である。

ここで、増幅器４４は、予め調整された増幅度
で出力信号ｅを増幅し、その出力信号Ｆを記録出
力A′と同レベルにする。これにより、出力信号
Ｆのレベルは加算器４１の出力信号Ｅと一致す
る。

差動増幅器４５は、加算器４１の出力信号Ｅ
と、増幅器４４の出力信号Ｆとを減算して比較
し、出力信号Ｅに含まれたピツト２８による変調
信号分のみを抽出し、出力信号Ｇを得る。

最後に、再生信号検出回路２３Ａは、差動増幅
器４５の出力信号Ｇを波形処理し、パルス列から
なる再生信号Ｈを出力する。この再生信号Ｈは、
第３図から明らかなように、情報記録に欠陥がな
ければ記録信号Ａと一致する。

以下、前述と同様に記録信号Ａと再生信号Ｈと
を比較することにより、情報記録媒体９上に情報
が正しく記録されているか否かを判定することが
できる。

このように、１つのビーム３０を回折格子３１
を用いて分割すれば、光学的特性の厳しい光学部
品が不要となる。

又、記録用の第１スポツト３５より先行して未
記録部を追従する第２スポツト３６を用い、ピツ
ト２８の形成と同時に記録状態を検出するため従
来の遅れ時間tlがなくなり、実時間の欠陥検出が
可能となる。更に、０次ビーム３２に基づく第１
スポツト３５と同時に、１次ビーム３３に基づく
第２スポツト３６を記録面上に照射するようにし
たので、光学系及び記録面における変動成分を相
殺することもできる。この効果について、以下に
更に詳細に説明する。

即ち、記録信号Ａによつて変調された記録用の
０次ビーム３２は、光学系５〜８及び情報記録媒
体９を経て、４つの受光面４０ａ〜４０ｄで検出
されるが、一般に、検出光量は、以下の〜の
変調成分及び変動成分を含んでいる。

記録信号Ａによる変調成分 ピツト２８による変調成分 光学系５〜８中に流入又は経時的に堆積した
塵埃等によつて引き起こされる光学的透過率の
減少による変動成分 情報記録媒体９の表面反射率のバラツキ、経
時的変化又は使用環境（温度等）変化による変
動成分 情報記録媒体９の固体差による反射率の変動
成分 上記〜のうち、及びは情報記録動作に
よつて発生する変動であるが、〜は、理想的
には発生してはならない変動、又は発生したとし
ても無視できる程度に小さいことが要求される変
動である。これら〜の変動は、従来装置では
無視できないものとなつていた。

ここで、０次ビーム３２よりも先行する１次ビ
ーム３３に注目し、受光面４０ｅで検出される光
量を上記〜に対応させて考慮すると、以下の
ようになる。

に関しては、半導体レーザ２９からの単一ビ
ーム３０を回折格子３１で分割したものであるか
ら、記録用の０次ビーム３２の場合と等しい変調
を受ける。

に関しては、常に情報記録媒体９の無記録部
に照射されるため、ピツト２８による変調は受け
ない。

〜に関しては、０次ビーム３２と同一の光
学系を通過するため、０次ビーム３２の場合と等
しい変動を受ける。

即ち、先行する１次ビーム３３は、の要因を
除けば、０次ビーム３２と等しい変調及び変動を
受けることになる。従つて、各ビーム３２及び３
３に基づく検出光量を増幅器４４を介してレベル
調整し、出力信号Ｅ及びＦとしてから差動増幅器
４５で減算すれば、要因及び〜の影響を全
く受けることなく、要因のピツト２８による変
動成分のみを抽出することができる。

この結果、塵埃等による光学的透過率の減少
や、情報記録媒体９の反射率バラツキによる変動
等の影響を全く受けず、極めて信頼性の高い記録
信号の検出を行うことができる。

又、レベル調整用の増幅器４４のゲインは、回
折格子３１の分割比により決定される値であり、
組立段階で予め初期設定することができ、以後、
再調整する必要はない。

［発明の効果］ 以上のようにこの発明によれば、記録信号によ
り変調された１つのビームを出射する半導体レー
ザと、半導体レーザのビーム出射側に配置されて
ビームを少なくとも０次ビーム及び１次ビームに
分割する回折格子と、０次ビーム及び１次ビーム
を情報記録媒体に導くための共通の光学系と、情
報記録媒体で反射された０次ビーム及び１次ビー
ムを個別に検出するための複数の受光面を有する
光検知器と、受光面から得られる各出力信号のレ
ベルを一致させるための増幅回路と、情報の記録
時に各出力信号を比較して、情報記録媒体上に形
成された情報信号成分のみを再生信号として抽出
するための再生信号発生手段とを備え、０次ビー
ムは、情報記録媒体に対する記録に必要な光強度
を有し、１次ビームは、情報記録媒体に対して記
録されることのない十分に低い光強度を有し、光
学系は、１次ビームを、情報記録媒体の同一トラ
ツク上の情報記録方向に対し、０次ビームよりも
先行するように照射するようにしたので、経済的
且つ記録欠陥の検出信頼性の高い光記録再生装置
が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す光路図、第
２図は第１図内の各スポツトの位置を示す説明
図、第３図は第１図の動作を説明するためのタイ
ミングチヤート図、第４図は従来の光記録再生装
置を示す光路図、第５図は第４図内の２ビーム半
導体レーザを示す斜視図、第６図は第４図内の各
スポツトの照射位置を示す説明図、第７図は第４
図の動作を説明するためのタイミングチヤート図
である。 ９…情報記録媒体、２３Ａ…再生信号検出回
路、２９…半導体レーザ、３０…ビーム、３１…
回折格子、３２…０次ビーム、３３…１次ビー
ム、４０…五分割光検知器、４０ａ〜４０ｄ…４
つの受光面、４０ｅ…１つの受光面、４４…増幅
器、４５…差動増幅器、Ａ…記録信号、A₁…記
録レベル、Ｈ…再生信号。尚、図中、同一符号は
同一又は相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 情報記録媒体に対して光学的に情報の記録及
   び再生を行うと共に、記録信号及び再生信号に基
   づいて情報記録時の欠陥を検出する光記録再生装
   置において、 前記記録信号により変調された１つのビームを
   出射する半導体レーザと、 前記半導体レーザのビーム出射側に配置されて
   前記ビームを少なくとも０次ビーム及び１次ビー
   ムに分割する回折格子と、 前記０次ビーム及び前記１次ビームを前記情報
   記録媒体に導くための共通の光学系と、 前記情報記録媒体で反射された前記０次ビーム
   及び前記１次ビームを個別に検出するための複数
   の受光面を有する光検知器と、 前記受光面から得られる各出力信号のレベルを
   一致させるための増幅回路と、 前記情報の記録時に前記各出力信号を比較し
   て、前記情報記録媒体上に形成された情報信号成
   分のみを前記再生信号として抽出するための再生
   信号発生手段とを備え、 前記０次ビームは、前記情報記録媒体に対する
   記録に必要な光強度を有し、 前記１次ビームは、前記情報記録媒体に対して
   記録されることのない十分に低い光強度を有し、 前記光学系は、前記１次ビームを、前記情報記
   録媒体の同一トラツク上の情報記録方向に対し、
   前記０次ビームよりも先行するように照射するこ
   と を特徴とする光記録再生装置。 ２ 光検知器は、０次ビームを検出する４つの受
   光面と、１次ビームを検出する１つの受光面とを
   有する五分割光検知器であること を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光記録
   再生装置。