JPH0680540B2 - 記録ビ−ム監視装置 - Google Patents

記録ビ−ム監視装置

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JPH0680540B2
JPH0680540B2 JP58102079A JP10207983A JPH0680540B2 JP H0680540 B2 JPH0680540 B2 JP H0680540B2 JP 58102079 A JP58102079 A JP 58102079A JP 10207983 A JP10207983 A JP 10207983A JP H0680540 B2 JPH0680540 B2 JP H0680540B2
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recording
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semi
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隆文 菅野
一郎 上野
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Panasonic Holdings Corp
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Victor Company of Japan Ltd
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/08Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
    • G11B7/085Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam into, or out of, its operative position or across tracks, otherwise than during the transducing operation, e.g. for adjustment or preliminary positioning or track change or selection
    • G11B7/08547Arrangements for positioning the light beam only without moving the head, e.g. using static electro-optical elements
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam

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  • Optics & Photonics (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、光ビームにより記録媒体上に情報を記録する
記録装置に関するもので、特に前記光ビームの監視手段
に特徴を有する。
従来例の構成とその問題点 近年、光学式ビデオディスクやPCMオーディオ信号や静
止画ファイルなどの製品化が進んでおり、その為の原盤
を安定に供給する手段の必要性が叫ばれている。
このような原盤を記録する為の記録装置においては記録
レンズと記録媒体との間隔を記録レンズの焦点深度内の
一定値に常に保つ為のフォーカスサーボが非常に重要と
なる。現状ではボイスコイルなどの要素技術やサーボ技
術の向上により安定したフォーカスサーボを実現するこ
とが可能になったが、フォーカスの設定精度がまだ不十
分であり、原盤の歩留りに下げているのが現状である。
第1図に光学的記録装置の原理図を示す。
レーザー1よりの光は露光量制御用光変調器2を通過
後、全反射ミラー3により反射され、信号変調用光変調
器4に導かれ、所望の信号に応じて光強度が変調され
る。その後全反射ミラー5により反射され、ビームエク
スパンダー系6,7で所望のビーム径に広げられた後、ボ
イスコイル9にマウントされた記録レンズ8に入射し、
記録媒体10の表面にほぼ回折限界のスポットとして照射
される。
現在光学的記録装置に使用されている記録レンズの開口
率(N.A)は約0.9で、集光されるスポットの1/e2の強度
は、波長が4579Åの場合、 となる。
又、記録レンズの焦点深度は λ/2(N.A)±0.28μm となる。
従って、フォーカス設定誤差は記録レンズの焦点深度
内、すなわち±0.28μm程度におさえる必要がある。
従来のフォーカス位置設定方法は、特願昭53−13723号
などがある。この方法の原理は、記録レンズに所望のビ
ーム径を有する平行光を入射させた場合、記録媒体より
の反射光が記録レンズが記録媒体上に焦点を結んでいる
場合は平行光となるが、記録レンズが記録媒体に近すぎ
る所にあれば反射光が発散ぎみになり、逆の場合は集束
ぎみになることに着目し、記録レンズとビームエクスパ
ンダー系の間に平行板を約45゜傾けて挿入し、その両面
で反射されたビームの干渉により焦点位置を検出するも
のである。
この方法においては次の問題点がある。
1 干渉縞の重なり部分が狭い為、設定精度が悪い。
2 記録レンズに入射する平行ビーム径によって検出精
度が悪くなる。
3 記録レンズに入射するビーム形状に制限がある。
以上の問題点をさらに詳細に説明すると、第1の問題点
については、第2図に示す如く、ビーム半径rと平行平
板の両面により反射される結像面上の距離hを一致させ
た場合でも、干渉面積の最大幅はr、縦方向寸法は2r
である。ビーム径rとビームの距離hはrhの時に検
出感度が最大になる。現在一般的に使用されている記録
レンズの一例をあげると、開口率(N.A)=0.9,焦点距
離3mm,有効開口=5mmφである。従って干渉面積は、
幅=2.5mm,縦方向寸法mmとなる。ビーム径を記録レン
ズの有効開口よりも大きくすることは、記録レンズ外の
光が増加するので、光源への負担が増加し望ましくな
い。又有効開口の大きな記録レンズを使用することは、
レンズ自身が高価になると同時に、重量が増加し、記録
時に必要不可欠なフォーカシンズ用のボイスコイルに負
担が重くすることになる。
第3図を用いて干渉縞の形と記録レンズと記録媒体との
位置関係について説明する。第3図において、(a)は
記録レンズが記録媒体上に焦点を結んでいる位置を示
し、干渉縞は一様に明るくなる。(b)は記録レンズが
近すぎる場合を示し干渉縞は樽型となり、(c)は逆に
記録レンズが遠すぎる場合を示し、干渉縞は鞍型にな
る。この様な干渉縞の変化を前述の如く干渉面積の幅が
2.5mm,縦方向寸法5mmの狭い面積の中で目視により判断
し、フォーカスの設定位置を±0.28μm内におさえるに
は、かなりの経験者でも難かしい。又、光変調器やその
他の光学素子を通過してくる実際の光学記録装置に上記
検出方法を構成した場合、理論計算上の検出感度よりも
焦点位置近傍で検出感度が下がる傾向にある。現在、ビ
デオディスクやPCMオーディオディスクなど量産化を目
的とする光学記録機においては、誰でも簡単にしかも正
確にフォーカス位置の設定の可能な検出方式が望まれ
る。次に第2の問題点について述べる。
平行平板を用いた検出方式では、ビーム半径rが両面で
反射されたビーム間距離hと一致する時に最大検出感度
が得られる。又ビーム間距離hと平行平板の厚みdとの
関係は で与えられる。ここでnは屈折率である。従ってn1.
5の場合、hdとなる。最大検出感度を得る為のビー
ム半径rと厚みdとの関係はrdとなる。しかし、現
状の研摩技術において、平面度をλ/4以上に研摩する場
合の厚みは3mm以上必要とされている。従ってビーム半
径が3mm以下の場合は精度の良い平行平板が得られず検
出感度が著しく悪くなる。
次に第3の問題について述べる。今までの説明におい
て、記録レンズに入射するビームはすべて円形であると
考えてきた。しかし、記録されるピットの記録媒体上の
半径方向寸法と円周方向寸法を異なる比で記録する場合
がある。例えば、あるビデオディスクシステムにおいて
は、最小記録波長0.58μmを得る為に情報記録ビーム形
状を記録レンズに対して矩形としている。この場合のビ
ーム形状は記録レンズの有効開口5mmφに対して、8×3
mm程度となる。このような場合、干渉部分の縦方向寸法
は3mmとなり、前述の円形ビームに比べてさらに干渉縞
の変化によるフォーカス設定精度が悪くなる。
発明の目的 本発明は、上述の問題点を解消し、フォーカス設定精度
を高めるとともに、記録レンズをも含めた光学系の光軸
確認が容易に行える光記録装置の光ビームの監視装置を
提供する。
発明の構成 本発明は、上記目的達成のために、記録レンズに入射す
る光ビームと記録媒体よりの反射光の一部をそれぞれ反
対方向に反射する第1の半透過鏡により反射された光ビ
ームのどちらか一方を前記第1の半透過鏡方向にさらに
反射する第2の半透過鏡と、前記第1の半透過鏡の同一
表面で反射される各々の光を観察する光学手段とを有す
ることを特徴とする。
実施例の説明 第4図を用いて本発明の一実施例について説明する。第
4図に於いて、スリット11とレンズ12はビーム整形光学
系の一部を構成している。ここでレンズ12の焦点距離を
f1とし、ボイスコイルにマウントされた記録レンズ24の
焦点距離をf2,図中座標のy軸方向のスリット幅をδと
すると、記録媒体25上でトラック方向に照射されるスポ
ット径SDT SDT=δ・f2/f1 となる。ここでスリット11のx方向の幅は入射ビームに
対して十分に広いので、記録媒体上の信号方向のスポッ
ト径SDSは SDSλ/N.A となる。ここでλは波長、N.Aはレンズの開口数であ
る。従って第1の記録ビーム14は矩形となっている。偏
光ビームスプリッター13は前述の第1の記録ビーム14と
図中15で示される第2の記録ビームを加算する。第2の
記録ビームはトラッキング用の信号を記録する為のもの
である。偏光ビームスプリッタ13を通過あるいは反射し
た光は、各々ウェッジ板16に導びかれ、各々の端面で反
射され半透過鏡17で1部反射され、コリメート系26に導
びかれる。一方半透過鏡17を通過した光は、レンズ18に
より集束されて、光電変換素子19により光電変換され
る。この信号は記録光のモニターとして使用される。こ
こでウェッジ板16はウェッジ角θを有している為、ウェ
ッジ板16の第1面で反射された光は、第2面で反射され
た光に対して2θの角度を持ち、さらに半透過鏡17で反
射された後には4θの角度を持つ。このウェッジ板16の
第1面はARコートが、第2面は反射率が約1%となる様
に多層膜コートされている。コリメーター系26はレンズ
20,21,23で構成されており、レンズ20の焦点距離f3は約
50mm,レンズ21,23は顕微鏡対物レンズの40倍,接眼レン
ズの10倍に相当する。従ってコリメーター視野内に於け
る第1の記録ビームδ′は δ′=δ・f3/f1・M となる。ここでMはレンズ21,23は顕微鏡倍率で400倍で
ある。
ウェッジ板16を通過した記録ビームは全反射ミラー27で
全反射され、記録レンズ24に導びかれ記録媒体25上に集
光される。記録媒体25より反射された光は入射と同光路
を戻り、ウェッジ板16によりコリメーター系26へと導び
かれる。ここで記録媒体上でのトラック方向幅をWする
とコリメーター視野内でのスポットW′は W′=f3/f2・M・W=f3/f1・Mδ′ となり、δ′=W′となる。従ってコリメーター視野上
では入射光ビームと反射光ビームの倍率は等しくなる。
又記録レンズ24の焦点距離f23mmとするとコリメータ
ー系の総合倍率MAは MA=M・f3/f27000倍 となる。又、コリメーター視野内にはウェッジ板26の第
2面で反射された光のみが見える。第1面で反射された
光は、コリメーター系に対して入射光は4θ,記録媒体
25よりの反射光は2θだけ角度を持つ為、コリメーター
視野外に結像される。ウェッジ角θは、記録されるトラ
ックピッチをPとすると θ/2P/f2 を満足すればよく、1分もあれば十分である。
この極に構成されたビーム監視系においては、 記録レンズに入射する記録ビームの観察 記録媒体より反射された記録ビームの観察 第1の記録ビームと第2の記録ビームの相対位置調
整 フォーカス位置の精密設定 などに利用出来る。このような複雑な光学装置に於いて
は、記録ビームの光軸ズレの確認が問題となるが、本発
明においては入射光と反射光をコリメーター系で観察す
ることによって簡単に光軸の確認が行なえる。平行平板
を用いる方法で干渉縞を観察しているだけなので光軸の
確認までは出来ない。
又、平行平板方式の欠点であった設定精度については、
記録媒体よりの反射光を高倍率で観察している為、設定
位置が焦点深度よりもはずれた場合のコリメーター視野
内の像は急激に変化し、誰でも容易に同一設定位置に設
定することが可能となる。
さらに記録レンズに入射するビーム径が変化した場合、
コリメーター系の総合倍率を変えることで所望の検出精
度を得ることが可能であり、平行平板方式の欠点であっ
た入射ビーム径が小さくなると検出感度が下がるという
問題も解決される。
さらに第1の半透過鏡の厚みには何の制限もないので、
例えばビーム径が小さくても、平行平板方式の如く研摩
精度により検出感度が左右されることはない。
又、第1の半透過鏡はコリメーター観察系視野内に所望
の面で反射された光のみを入射させるのが望ましいの
で、ウェッジ板を採用した方が望ましい。
又、本発明の記録ビーム監視光学系の好適な構成として
は、少なくとも第1の半透過鏡と第2の半透過鏡もしく
は全反射鏡とコリメーター系を同一基板上に配置し、し
かもこの基板を第1の半透過鏡の所望の面の光軸中心を
軸として回転させる構成が望ましい。その理由は、 (1) 別の光源等を用いてあらかじめ第1の半透過
鏡、第2の半透過鏡、及び観察するための光学手段を調
整できる。
(2) このため、基板全体を回転させることにより第
1の半透過鏡の記録媒体よりの反射光の光軸に対する角
度を調整し、観察のための光学系の光軸の一致させるこ
とにより容易に最適の反射光観察状態に光軸調整を実施
できる。
(3) 基板を、第1の半透過鏡の所望の反射面の光軸
中心を軸として回転可能にすることにより、基板を回転
させたときに、第1の半透過鏡を透過した光の光軸変化
を最小にすることができ光軸調整が容易に出来る。
等である。コリメーター系にさらに3次元はさらに3次
元微動装置に取りつけることも可能である。又、コリメ
ーター観察系の前に必要により光アッテネーターを挿入
することも可能である。
発明の効果 以上の如く本発明のビーム監視光学系を用いることによ
り、従来より問題となっていたフォーカス設定精度を高
めると同時に、記録レンズに入射する光と記録媒体より
反射された光のビームを同時に観察することにより、記
録レンズをも含めた光学系の光軸確認が容易に行え、さ
らにビーム径によって検出精度が左右されることもな
い。又2ビーム記録などのビームの相対位置調整にも利
用出来るものである。
本発明は単一の記録ビームを有する装置にも適用は可能
であるし、光磁気記録やその他の書き込み可能な記録再
生装置にも有効である。又本発明の一実施例で述べた構
成に限定されるものではない。例えばコリメーター系に
さらに半透過鏡を挿入しITVカメラなどに導く構成も可
能であるし、第2の半透過鏡を透過した光をさらに分岐
し他のモニターとして使用することも可能である。又、
記録と読み出しに異なる波長の光源を有する様な記録再
生装置においても適用可能なものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は記録装置の原理構成図、第2図は従来の平行平
板方式のビームの状態を示す図、第3図は平行平板方式
のフォーカス状態を示す図、第4図は本発明による記録
装置の記録ビーム監視装置の一実施例の構成図である。 1……レーザー、2,4……光変調器、3,5……全反射ミラ
ー、6,7……レンズ、8……記録レンズ、9……ボイス
コイル、10……記録媒体、11……スリット、12,18……
レンズ、13……ビームスプリッター、14,15……記録ビ
ーム、16……ウェッジ板、17……半透過鏡、19……光電
変換素子、20,21,22……レンズ、23……基板、24……記
録レンズ、25……記録媒体、26……コリメーター系、27
……全反射ミラー。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】記録用光源と、その記録用光源から出射し
    た光を信号に応じて変調する光変調器と、その光変調器
    からの出力光をほぼ回折限界まで集光して記録媒体上に
    照射する記録レンズとからなる記録装置において、前記
    記録レンズに入射する光と前記記録媒体よりの反射光の
    一部を各々反対方向に光軸に対してほぼ直角に反射する
    ウェッジ形状の第1の半透過鏡と、前記第1の半透過鏡
    より反射された光のどちらか一方を前記第1の半透過鏡
    方向にさらに反射する為の第2の半透過鏡と、第1の半
    透過鏡の同一表面で反射される各々の光を観察する為の
    光学手段を同一基板上に配置し、第1の半透過鏡の所望
    の反射面の光軸中心を軸として回転可能にすることを特
    徴とする記録ビーム監視装置。
JP58102079A 1983-06-07 1983-06-07 記録ビ−ム監視装置 Expired - Lifetime JPH0680540B2 (ja)

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JP58102079A JPH0680540B2 (ja) 1983-06-07 1983-06-07 記録ビ−ム監視装置

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JP58102079A JPH0680540B2 (ja) 1983-06-07 1983-06-07 記録ビ−ム監視装置

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JPS59227044A JPS59227044A (ja) 1984-12-20
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ID=14317764

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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61199249A (ja) * 1985-02-28 1986-09-03 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光学的情報記録装置
JPS63266646A (ja) * 1987-04-22 1988-11-02 Pioneer Electronic Corp マルチビ−ム型光学ヘツド

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57176547A (en) * 1981-04-20 1982-10-29 Victor Co Of Japan Ltd Optical recorder

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JPS59227044A (ja) 1984-12-20

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