JPH0719387B2 - 光学式情報記録再生方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は光学式情報記録再生方法に関し、特にレーザ
光を利用して情報を高密度に記録・再生できる光記録媒
体を使用する光学式情報記録再生方式に関する。

［従来の技術］ 従来、この種の装置として第４図に示すものがあった。
第４図は従来の光学式情報記録再生装置に構成図であ
る。初めに、この装置の構成について説明する。半導体
レーザ光源1,コリメータレンズ2,凹シリンドリカルレン
ズ3,凸シリンドリカルレンズ4,偏光ビームスプリッタ5,
（1/4）波長板6,振動ミラー７は、図に示される順序で
それらの共通な光学軸上に位置している。半導体レーザ
光源１（以下、LDと呼ぶ）はｙ軸方向に偏波したレーザ
光を出射する。コリメータレンズ２は、入射光を平行光
ビームに変換する。凹シリンドリカルレンズ3,凸シリン
ドリカルレンズ４は、ｙ軸方向のみ光ビーム径を変換す
る。偏光ビームスプリッタ（以下、P.B.Sの呼ぶ）は、
ｘ軸方向の直線偏波を反射し、ｙ軸方向の直線偏波を透
過する。（1/4）波長板（以下、（λ/4）板と呼ぶ）は
直線偏光を円偏光に変換する。振動ミラー７は、反射ビ
ームをｚ軸方向に偏向する。また、振動ミラー7,集光レ
ンズ8,カード形状記録媒体９は、図に示される順序でそ
れらに共通な別の光学軸上に位置している。集光レンズ
８は、ｆ・θレンズなどの集光レンズである。カード形
状記録媒体９上に集光された光スポット10が形成され、
この光スポットにより情報がカード形状記録媒体９上に
ピット11として記録される。光スポット10は振動ミラー
７により主走査方向12に走査される。カード形状記録媒
体９は、カード送り系（図示せず）により主走査方向12
に直交する副走査方向13に移動される。さらに、P.B.S
5,凸レンズ14,光検知器15は、図に示される順序でそれ
らの共通なさらに別の光学軸上に位置している。凸レン
ズ14はピット11からの反射光を集光する。光検知器15は
入射光を電気信号に変換する。

次に、この装置の動作について説明する。LD1から出射
され、ｙ軸方向の偏波を有する光ビーム30は、コリメー
タレンズ２により楕円形断面形状の平行光ビーム31に変
換された後、凹シリンドリカルレンズ3,凸シリンドリカ
ルレンズ４により円形断面形状の平行光ビーム32に変換
される。この光ビームは、その偏光方向がｙ軸方向であ
るので、P.B.S5を透過して（λ/4）板６に入射する。
（λ/4）板６の透過光は、直線偏光33から円偏光34に変
換され振動ミラー７に入射する。振動ミラー７により反
射された光ビーム35は、集光レンズ８によりカード形状
記録媒体９上に集光され、光スポット10を形成し、上表
を点状のピット11として記録する。このとき振動ミラー
７の回動により、反射された光ビーム35はｚ軸方向に偏
向されるので、カード形状記録媒体９上を主走査方向12
に移動し、１列のピットを記録することになる。かつ、
この主走査方向12に直交する副走査方向13にカード形状
記録媒体９をカード送り系により移動すると、このピッ
ト列が副走査方向13にも並んで形成され、情報がカード
形状記録媒体９上に２次元的に記録される。入力情報を
カード形状記録媒体９上のピット列として記録するため
には、LD1の出力を第５図に示すように強度変調する。
すなわち、情報記録時には、LD1の出力を第５図（ａ）
に示す所定しきい値以上に上げ、記録しなときはこれを
所定しきい値以下に下げる。一方、カード形状記録媒体
９上に記録されたピット列から情報を読取るときは、第
５図（ｂ）に示すように、LD1の出力を所定しきい値以
下の一定値とし、光スポット10によりピット列を順次追
従走査する。このとき、カード形状記録媒体９上のピッ
トの有無により強度変調された反射光が生ずる。この反
射光は、前述の集光時と逆の光路、すなわち、集光レン
ズ8,振動ミラー７を経て（λ/4）板６に入射する。（λ
/4）板６を通過した反射光は、ｘ軸方向に偏波した直線
偏光に変換されるので、P.B.S5により反射され、凸レン
ズ14により光検知器15上に集光される。ここでこの光は
電気信号に変換され、情報がカード形状記録媒体９から
読取り再生される。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記のような従来の光学式情報記録再生装置は以上のよ
うに構成されているので、情報再生時に、ピット列を光
スポットが追従走査しなければならない。しかし、ピッ
ト径は通常〜５μｍ程度であるので、正確にピットを追
従走査するためには、カード送り系は高精度のものが必
要となり、装置も大型になる欠点があった。また、上記
追従走査を行なうため、コンパクトディスクなどで採用
されているトラッキングサーボ（すなわち、３ビーム法
と呼ばれるトラッキングセンサで光スポットのピットか
らのずれ量を検出し、常に光スポットがピット上に来る
ように制御するもの）を用いた場合には、カード形状記
録媒体上の光スポットは常に３個発生されているが、記
録時は１個の光スポットでよく、他の２個の光スポット
は不必要なものであり、記録時のLD出力をロスする欠点
があった。

この発明は、かかる問題点を解決するためになされたも
ので、情報記録時にレーザ光源の出力損失を除去でき、
情報再生時に光スポットが確実にピットを追従走査でき
る、かつ、装置の簡略小形化、低価格化が可能な光学式
情報記録再生方式を得ることを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ この発明にかかる光学式情報記録再生方式は、レーザビ
ームを液晶の屈折率変化を利用したグレーティングを用
いて選択的に１本または複数本発生するように制御し、
情報記録時は、１本のレーザビームで光記録媒体上にピ
ットとして情報を記録し、情報再生時は、複数本のレー
ザビームでピットに対して所定の位置関係で光記録媒体
上に複数個の光スポットを形成し、光スポットのピット
からのずれ量を制御信号としてレーザビームを偏向する
光偏向手段にフィードバックし、光スポットがピットを
追従走査することにより情報を光記録媒体から読取り再
生する。

［作用］ この発明においては、液晶の屈折率変化を利用したグレ
ーティングを用いて選択的に発生された１本のレーザビ
ームで光記録媒体上にピットとして情報を記録し、選択
的に発生された複数本のレーザビームで光記録媒体上に
複数個の光スポットを形成し、光スポットのピットから
のずれ量に基づいて光スポットがピットを追従走査して
情報を読取り再生する。

［実施例］ 第１図はこの発明の実施例である光学式情報記録再生方
式に関する構成図である。初めに、この方式に関する構
成について説明する。１〜9,11〜14は、第４図の同一符
号と同一または相当部分を示す。この方式に関する構成
が第４図の構成と異なる点は次の点である。すなわち、
凸シリンドリカルレンズ４とP.R.S5間に液晶グレーティ
ング16が、（λ/4）板６と振動ミラー７間にトラッキン
グミラー17が設けられ、光検知器15の代わりに光検知器
19a,19b,19cが用いられる。また、光検知器19a,19b,19c
は差動アンプ51に接続され、このアンプはトラッキング
ミラー駆動回路53を介してトラッキングミラー17に接続
される。液晶グレーティング16は、格子形状の透明電極
を有し、電界印加により位相型回折格子として働き、入
射ビームを３本の光ビームに分割する。液晶グレーティ
ング16により分割された３本の光ビームは、カード形状
記録媒体９上に集光された再生用光スポット18a,18b,18
cを形成する。液晶グレーティング16は、第２図に示す
ように、液晶を封入する２枚のガラス板に格子形状透明
電極20と全面一様透明電極21を形成しておき、電界印加
時に電極の有無により、透過光の偏光方向が変化しない
ように構成する。すなわち、液晶グレーティング16中で
の光波は、互いに直交する２つの直線偏波として伝搬す
るが、このうち電界印加により屈折率が変化する方向を
ｙ軸方向に選択し、この方向の直線偏波を入射する。さ
らに、液晶グレーティング16の格子の方向は、カード形
状記録媒体９上の３個の再生用光スポット18a,18b,18c
が、ほぼ主走査方向12に配置されるように選択する。再
生用光スポット18a,18b,18cが集光レンズ８および凸レ
ンズ14により結像される位置に、光検知器19a,19b,19c
が配置されており、入射した３本の光ビームをそれぞれ
電気信号に変換する。光検知器19bは再生信号50を出力
する。差動アンプ51は、光検知器19a,19cの検出信号か
ら再生用光スポット18a,18bのピット11からのずれ量を
検出し、トラッキング制御信号52を出力する。トラグキ
ングミラー17は振動ミラーなどからなる。トラッキング
ミラー駆動回路53は、トラッキング制御信号52によりト
ラッキングミラー17を回動し、カード形状記録媒体９上
で３個の再生用光スポット18a,18b,18cを副走査方向13
に移動させ、再送用光スポット18bがピット11に追従し
て走査するようにする。

次に、この方式の動作について説明する。LD1から出射
された光ビーム30は、コリメータレンズ2,凹シリンドリ
カルレンズ3,凸シリンドリカルレンズ４により円形断面
形状の平行ビーム32に変換され、液晶グレーティング16
に入射する。液晶グレーティング16は、情報記録時には
電界を印加せず、情報再生時には電界を印加する。ま
ず、記録時について説明する。このときは、液晶グレー
ディング16に電界を印加しないから、グレーティングと
して機能せず、入射ビームはそのまま液晶グレーティン
グ16を透過、P.B.S5に入射する。この透過光は、以後第
４図の従来装置の場合と同様にカード形状記録媒体９上
に集光されて、１つの光スポットを形成し、振動ミラー
７により主走査方向12に走査され、カード形状記録媒体
９上にピット列を記録する。

次に、再生時について説明する。このとき、液晶グレー
ティング16は、電界を印加するため位相型グレーティン
グとして機能する。液晶グレーティング16の格子の方向
がｙ軸方向と平行であるので、入射ビーム32はｘ軸方向
に回折されて、０次，±１次、±２次，…の回折光に分
割される。これらの回折光のうち、０次および±１次回
折光を利用する。これら３本の光ビーム40は、入射ビー
ム32の偏光方向を液晶グレーティング16の屈折率が変化
する方向と一致させているので、偏光方向が変化せず、
入射ビーム32と一致した直線編波となる。したがって、
３本の光ビーム40は、P.B.S5を通過して、（λ/4）板６
に入射する。（λ/4）板６を通過した３本の光ビーム42
は、直線偏光41から円偏光42に変換され、トラッキング
ミラー17,振動ミラー７により反射され、集光レンズ８
によりカード形状記録媒体９上に集光され、それぞれ再
生用光スポット18a,18b,18cを形成する。このとき、再
生用光スポット18a,18b,18cは、ピット列に対して第３
図に示す位置関係となるように形成する。３つの再生用
光スポット18a,18b,18cにより照射されたカード形状記
録媒体９からの反射光はそれぞれ、集光時と逆の光路を
経てP.B.S5により反射され、凸レンズ14により集光され
て光検知器19a,19b,19cに入射する。再生用光スポット1
8a,18b,18cが第３図に示す配置からずれると、光検知器
19aと19cの検出信号の出力にアンバランスが生じる。作
動アンプ51は、これらの出力信号の差信号を取出し、ト
ラッキング制御信号52を出力する。この信号は、トラッ
キングミラー駆動回路53を介してトラッキングミラー17
にフィードバックされ、振動ミラー７による主走査時お
よびカード形状記録媒体９の副走査方向への移動時に再
生用光スポット18bが常にピット上に来るように制御す
る。このとき、光検知器19bの出力として再生信号50が
得られる。以上のようにして、光スポット18bが正確に
ビットを追従走査することが可能となり、カード形状記
録媒体９から情報の正確な読取り再生ができる。

なお、上記実施例では、電界制御型グレーティングとし
て、液晶の複屈折性を利用した場合を示したが、結晶の
電気光学効果を利用しもよく、また、超音波偏向器を利
用してもよい。

また、上記実施例では、LD1,液晶グレーティング16,P.
B.S5などの偏光方向が特定の場合について示したが、必
ずしもこれらの方向に限定されるものではない。たとえ
ば、LD1の偏光方向をｘ軸方向とすれば、液晶グレーテ
ィング16の屈折率が変化する方向をｘ軸方向とし、LD1
〜液晶グレーティング16までの光学系と、凸レンズ14〜
検知器19a,19b,19cまでの光学系を置換えた構成として
もよい。

また、上記実施例では、光記録媒体としてカード形状記
録媒体を用いた場合についてのみ示したが、光ディスク
媒体を用いても上記実施例と同様の効果がある。

［発明の効果］ この発明は以上説明したとおり、液晶の屈折率変化を利
用したグレーティングを用いてレーザビームをを選択的
に１本または複数本発生するように制御し、情報記録時
は、１本のレーザビームで光記録媒体上にピットとして
情報を記録し、情報再生時は、複数本のレーザビームで
光記録媒体上に複数個の光スポットを形成し、光スポッ
トのピットからのずれ量に基づいて光スポットがピット
を追従走査できるようにしたので、記録時にはレーザ光
源の出力損失を除去でき、また、再生時には光スポット
が確実にピットを追従走査して光記録媒体から情報を正
確に読取り再生でき、このため、光記録媒体送り系の簡
略化が可能となる。したがって、装置の簡略小形化、低
価格化が図られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例である光学式情報記録再生
方式に関する構成図である。 第２図はこの発明に係る液晶グレーティングの透明電極
形状を示す図である。 第３図はこの発明に係る３個の再生用光スポットとピッ
トの位置関係を示す図である。 第４図は従来の光学式情報記録再生装置の構成図であ
る。 第５図は従来の光学式情報記録再生装置における記録再
生時の半導体レーザ光源のパワーレベルを示す図であ
る。 図において、１は半導体レーザ光源（LD）、２はコリメ
ータレンズ、３は凹シリンドリカルレンズ、４は凸シリ
ンドリカルレンズ、５は偏光ビームスプリッタ（P.B.
S）、６は（1/4）波長板（λ/4板）、７は振動ミラー、
８は集光レンズ、９はカード形状記録媒体、10は光スポ
ット、11はピット、12は主走査方向、13は副走査方向、
14は凸レンズ、15は光検知器、16は液晶グレーティン
グ、17はトラッキングミラー、18a,18b,18cは再生用光
スポット、19a,19b,19cは光検知器、20は格子形状透明
電極、21は全面一様透明電極、50は再生信号、51は差動
アンプ、52はトラッキング制御信号、53はトラッキング
ミラー駆動回路である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】レーザビームを発生する光源と、 前記レーザビームを受けるように配置される光記録媒体
   と、 前記レーザビームを前記光記録媒体に導く光学系と、 前記レーザビームを前記光記録媒体上において或る方向
   に移動させる走査手段と、 前記光記録媒体からの反射光を受ける光検知器と、 前記光記録媒体からの反射光を前記光検知器に導く光学
   系と、 前記光記録媒体を移動させる手段とを備えた光学式情報
   記録再生装置において、 前記レーザビームを前記光記録媒体に導く前記光学系の
   中において、液晶の屈折率変化を利用したグレーティン
   グを用いて前記レーザビームを選択的に１本または複数
   本発生するように制御し、 前記レーザビームを偏向する光偏向手段を設け、 情報記録時は、前記１本のレーザビームで前記光記録媒
   体上にピットとして情報を記録し、 情報再生時は、前記複数本のレーザビームで前記ピット
   に対して所定の位置関係で前記光記録媒体上に複数個の
   光スポットを形成し、 前記光スポットの前記ピットからのずれ量を検出し、 前記ずれ量を制御信号として前記光偏向手段にフィード
   バックし、前記光スポットが前記ピットを追従すること
   により情報を読取り再生することを特徴とする光学式情
   報記録再生方法。
2. 【請求項２】前記光記録媒体はカード形状記録媒体であ
   る特許請求の範囲第１項記載の光学式情報記録再生方
   法。