JPH0743833B2 - 光学式記録再生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、すでに商品化されているコンパクトディスク
等の再生専用光ディスクや、記録を行なうと反射率が変
化する記録再生光ディスク、記録部を蒸発させる記録再
生光ディスク、および記録再生消去の可能な光磁気ディ
スクに対して、すべてを使用可能であって、民生用，プ
ロ用を問わずオーディオ機器，ビデオ機器，コンピュー
タメモリ等に応用できる光学式記録再生装置に関するも
のである。

従来の技術 現代は情報化時代といわれており、その中核をなす高密
度大容量メモリーの技術開発が盛んに行なわれている。
メモリーに要求される能力としては、前述の高密度、大
容量に加え、高信頼性、高速アクセス等が挙げられ、そ
れらすべてを満足するものとして光ディスクメモリーが
最も注目されている。光ディスクメモリーは、光学的に
情報を記録媒体に記録するものであり、最近では記録し
た情報の消去も可能な光磁気ディスクに関する研究も数
多く行なわれているが、本発明は光ディスクメモリー等
の光学式記録再生装置に関するものである。

従来、光学式記録再生装置に関する技術としては、数多
くの報告がなされているが、一例を挙げると、特開昭60
−234235号公報等がある。

以下、図面を参照しながら、上述した従来の光学式記録
再生装置について説明を行なう。

第３図は従来の光学式記録再生装置の概略的な構成図お
よびその動作原理を説明する図である。第３図におい
て、１は直線偏光光源である半導体レーザ、２はコリメ
ートレンズ、３はハーフミラー、４は対物レンズ、５は
情報記録媒体であるディスク、12は対物レンズアクチュ
エータ、13は1/2波長板、14は偏光ビームスプリッタ、1
5は２分割光検出器、16,17は凸シリンドリカルレンズ、
18は４分割光検出器、19,20,23は減算器、21,22,24は加
算器である。

以上のように構成された従来例について以下その動作に
ついて説明を行なう。

半導体レーザ１から発せられた光は、コリメートレンズ
２により平行光に変換され、ハーフミラー３を経て、対
物レンズアクチュエータ12に組込まれた対物レンズ４に
より、情報記録媒体５上にφ１μｍ程度の光スポットと
して集光される。情報記録媒体５からの反射光は、逆の
経路をたどり、ハーフミラー３により反射分離されて、
1/2波長板13に入射する。半導体レーザ１は、紙面に平
行な偏光方向となるよう設置されており、1/2波長板13
は、その反射光の偏光方向をほぼ45゜回転させるように
設定してある。1/2波長板13を透過した反射光は、偏光
ビームスプリッタ14により互いに直交する２つの偏光成
分に分離され、一方は透過し、２分割光検出器15に入射
し、他方は反射された凸シリンドリカルレンズ16,17を
経て４分割光検出器18に入射する。２分割光検出器15
は、第３図に示したような分割線15aを有し、情報記録
媒体５からの反射光は図中の斜線で示した部分である。
２分割光検出器15の各分割領域で発生した電気信号を減
算器20により減算することにより、トラッキング誤差信
号を検出している。このトラッキング誤差検出方式は、
プッシュプル法といわれる方式である。

偏光ビームスプリッタ14により反射された光はフォーカ
ス誤差検出用光学手段である凸シリンドリカルレンズ1
6,17を経て４分割光検出器18に入射する。４分割光検出
器18は第３図に示したような分割線18a,18bを有してお
り、情報記録媒体５からの反射光は図中の斜線の部分で
ある。４分割光検出器18の各分割領域で発生した電気信
号のうち、対向する分割領域で発生した電気信号同士の
和をとり、減算器19により、前述の和同士の差をとるこ
とにより、フォーカス誤差信号を検出している。この方
式は、非点収差法と呼ばれるフォーカス誤差検出方式で
ある。

情報記録媒体５として光磁気ディスクを用い、それに記
録された情報を再生する場合を考える。前述したよう
に、第３図においては1/2波長板13を用いて、偏光ビー
ムスプリッタ14を透過する光量と反射する光量はほぼ等
しくなるように調節してある。光磁気ディスクに記録さ
れた情報を再生する場合、偏光ビームスプリッタ14の透
過光および反射光は、振幅がほぼ等しく、互いに逆相の
情報を含んだ信号光となる。したがって、この透過光お
よび反射光をおのおの電気信号に変換し、その差をとる
ことにより、同相分は相殺され、逆相である情報成分は
２倍に拡大されてSN比の良い再生信号を得ることが可能
である。この方式は、光磁気ディスクの再生手法として
しばしば用いられる方式であり、差動検出方式とよばれ
ている。第３図においては、２分割光検出器15により検
出した電気信号を加算器22で加算し、４分割光検出器18
で検出した電気信号を加算器21で加算し、おのおのの差
を減算器23を用いて求めることにより、上述の差動検出
方式を実現することになり、光磁気ディスクの再生信号
を得ることが可能である。

つぎに、コンパクトディスク等の情報が凹凸記録された
ディスクや、情報が反射率変化で記録されたディスク
を、情報記録媒体５として用い、その情報を再生する場
合を考える。情報の再生時は、半導体レーザ１の発する
光はほぼ均一に保たれており、情報記録媒体５に記録さ
れた信号により、その反射光は、光強度変調される。よ
って、２分割光検出器15および４分割光検出器に入射す
る情報信号光は、同相でかつ振幅はほぼ等しいものとな
る。従って、２分割光検出器15により検出した電気信号
を加算した加算器22の出力と、４分割光検出器18で検出
した電気信号を加算した加算器21の出力との和を加算器
24でとることにより、情報信号を効率良く再生すること
が可能である。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記の構成は、機能としては十分ではある
が、構成部品の数が多く、光学系の小型変および低価格
化を達成することが困難であるという欠点をもってい
た。また、光ディスクメモリーにおいては、光学系を高
速でディスク任意の位置に移動させ、情報の記録再生を
行なう、高速アクセス機能が要求されており、光学系の
小型化ならびに軽量化が困難であったため、必然的に高
速アクセス機能の達成が困難であった。

本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、従来技術
に示した例と同等の光学特性を維持しつつ構成部品の数
を低減させ、小型軽量でかつ低価格の光学式記録再生装
置を提供することを目的とするものである。

問題点を解決するための手段 上記目的を達成するために、本発明の光学式記録再生装
置は、偏光方向が直線である光源と、前記光源からの光
を情報記録媒体上の記録トラックに、前記記録トラック
の方向と45゜の角度の偏光方向を有する微小光スポット
を形成させるべく配置された集光手段と、前記情報記録
媒体において反射された光を分離する分離手段と、前記
分離手段で分離された光を収れんさせる凸レンズと、前
記凸レンズの収れん光束中に位置し、前記凸レンズの収
れん光束を前記記録トラックの光学的な像の方向に、互
いに直交する２つの偏光成分に微小偏角をもたせて偏向
分離させるべく配置された偏光プリズムよりなる検光子
と、平行な２本の分割線と前記平行な２本の分割線に略
垂直で交わる１本の分割線で受光面を６分割され、前記
凸レンズおよび前記偏光プリズムにより形成された２本
の収れん光束のうち一方を収れん状態で、他方を収れん
後の発散状態で、外側４つの受光面で受光した光量の和
と、内側２つの受光面で受光した光量の和がほぼ等し
く、外側４つの受光面で略均等の光量を受光するべく設
置された単一の光検出器より構成されている。

作用 本発明は上記した構成によって、光検出器の６つの受光
領域で受光した光景を電気信号に変換し、その６つの電
気信号を演算することにより、光磁気ディスク情報信
号、振幅変調ディスク情報信号、フォーカス誤差信号、
トラッキング誤差信号の検出が可能である。

実 施 例 以下、本発明の一実施例を添付図面にもとづいて説明す
る。

第１図は本発明の一実施例における光学式記録再生装置
の概略構成図を示すもので、第３図と同一部には同一番
号を付している。

第１図（ａ），（ｂ），（ｃ）において、６は凸レン
ズ、７は検光子、８は光検出器である。第１図（ａ）は
第１図（ｂ）のディスク５および対物レンズ４を矢印Ｇ
の向きから見た状態を示すものであり、第１図（ｃ）は
光検出器８での光スポット状態を示すものである。尚、
ディスク５上の記録トラックの方向と、対物レンズ４の
出射光偏光方向は45゜の角度となるよう設定してある。

検光子７は、透過する光束を互いに直交する２つの光束
に、微小偏角でもって偏向分離する機能を有する偏向プ
リズムであり、ウォラストンプリズム、グラントムソン
プリズム、ローションプリズム等が例として挙げられ
る。

ディスク５の光反射面が対物レンズ４の焦点に合致して
いる場合、凸レンズ６にはディスク５からの反射平行光
が入射し、収れん光束として出射される。凸レンズ６か
らの光は、検光子７を透過後、互いに直交する２つの偏
光に分離され、焦点P,焦点Ｑに収れんする。光検出器８
は、平行な２本の分割線と、前記２本の分割線に略垂直
で交わる１本の分割線で受光面を６分割してある。検光
子７は、凸レンズ６の焦点Ｐおよび焦点Ｑを結んだ線が
ディスク５上のトラック方向と一致するよう、検光子７
入射光光軸を中心に45゜回転して設定してある。光検出
器８は平行な２本の分割線が凸レンズ６の焦点Ｐおよび
焦点Ｑを結んだ線と略方向となるよう、検光し７と同様
に45゜回転して設定する。さらに光検出器８は、検光子
７を出射した２つの収れん光束のうち一方は収れん状態
で他方は収れん後の発散状態で受光するよう傾けて、か
つ外側４つの受光領域で受光した光量の和と、内側２つ
の受光領域で受光した光量の和がほぼ等しく、外側４つ
の受光領域ではほぼ均等の光量を受光するよう設定して
ある。第２図（ｃ）は、破線で囲んだ検光子７および光
検出器８をＧの向きから見た状態を拡大して示している
が、光検出器８上には略合同・略円形状の光スポットＡ
および光スポットＢが形成されている。

以上のように構成された光学式記録再生装置の一実施例
について、以下その動作について説明を行なう。

第２図は第１図に示した本実施例の光検出器８以後の結
線および演算の一例を示している。第２図において9a〜
9gは加算器、10は減算器である。

光検出器８上の光スポットA,光スポットＢは互いに直交
する偏光であり、光量もほぼ等しい。第１図に示したデ
ィスク５が光磁気ディスクの場合、光検出器８上の光ス
ポットＡと光スポットＢにより発生した電気信号の差を
とることにより、すなわち、光検出器８の受光面ａ、受
光面ｂ、受光面ｃで発生した電気信号の和と、受光面
ｄ、受光面ｅ、受光面ｆの和との差をとることにより、
状来例で示したの同様の原理で、光磁気ディスク情報信
号を得ることができる。ディスク５が振幅変調ディスク
の場合は、光検出器８で受光する光量のすべての和をと
ることにより、振幅変調ディスク情報信号を得ることが
できる。

次にフォーカス誤差信号の検出原理について説明を行な
う。第１図において、ディスク５の光反射面が対物レン
ズ４の焦点位置にある場合、光検出器８上の光スポット
Ａおよび光スポットＢは、略合同の形状をしている。こ
のとき、光検出器８の受光面a,cおよびｅで発生した電
気信号の和より、受光面b,dおよびｆで発生した電気信
号の和を減じて得られるフォーカス誤差信号は零であ
る。ここで、ディスク５が、第１図における矢印Ｇの向
き，すなわち対物レンズ４に近づく向きに微小変位した
場合を想定する。このとき、凸レンズ６に入射する光は
発散光となるため、焦点Ｐおよび焦点Ｑは共にＧの向き
に微小変位する。すなわち、焦点Ｐは光Ｋ検出器８受光
面より遠ざかり、焦点Ｑは接近するため、光検出器８上
の光スポットＡは径が大きく、光スポットＢは径が小さ
くなる。したがって光検出器８の受光面a,cおよびｅで
受光する光量は低減し、受光面b,dおよびｆで受光する
光量は増大する。よって光検出器８の受光面a,cおよび
ｅで発生した電気信号の和より、受光面b,dおよびｆで
発生した電気信号の和を減じて得られるフォーカス誤差
信号は負となる。ディスク５が対物レンズ４から遠ざか
る向きに微小変位した場合は、逆の現象となり正のフォ
ーカス誤差信号を得ることができる。この方式は、光ス
ポットＡおよびＢと、光検出器８が環境温度の変動で、
Ｔ方向およびＲ方向に変動した場合でも、検出誤差を生
じにくいという利点がある。

次にトラッキング誤差信号の検出手段について説明す
る。本実施例においては前述した構成により、光検出器
８の平行な２本の分割線は、ディスク５上のトラック方
向に略一致させてある。したがって光検出器８上の光ス
ポットＡのみに着目した場合、受光面ｄおよびｆで発生
した電気信号の差をとれば従来例と同様のプッシュプル
法によりトラッキング誤差信号の検出が可能である。光
スポットＢは一度収れん後発散状態にある光スポットで
あるため、光スポットＢ中のディスク５上のトラックに
よる回析像は、光スポットＡの場合とは逆になる。した
がって第２図に示したトラッキング誤差信号検出例で
は、光検出器８の受光面a,fで発生した電気信号の和よ
り受光面c,dで発生した電気信号の和を減ずることによ
り、トラッキング誤差信号の検出を行なっている。

以上のように本実施例によれば、ディスク５上にディス
ク５上の記録トラックの方向と45゜の角度の偏光方向を
有する光スポットを形成し、透過光を互いに直交する２
つの偏光に微小偏角をもたせて分離する偏光プリズムよ
りなる検光子７を、２つの透過光軸を含む面がトラック
方向と一致するよう設定し、平行な２本の分割線と、前
記２本の分割線に略垂直で交わる１本の分割線で６分割
された光検出器８を、２本の平行な分割線の方向が、ト
ラックの方向と一致するように設定することにより、従
来例と同様の機能を有し、かつ従来例で必要であった1/
2波長板13を廃止することが可能となり、さらに光検出
器を１個減らすことが可能となる。

なお、本実施例において凸レンズ６の設定位置を、検光
子７と光検出器８との間としても、同様の効果を得るこ
とが可能である。

発明の効果 本発明は光学式記録再生装置として、偏光方向が直線で
ある光源と、前記光源からの光を情報記録媒体上の記録
トラックに集光し、前記記録トラックの方向と45゜の角
度の偏光方向を有する微小光スポットを形成させるべく
配置された集光手段と、前記情報記録媒体から反射され
た光を収れんさせる凸レンズと、前記反射光を前記記録
トラックの光学的な像の方向に、互いに直交する２つの
偏光成分に微小偏角をもたせて偏向させ分離するべく配
置された偏光プリズムよりなる検光子と、平行な２本の
分割線と前記平行な２本の分割線とに略垂直に交わる１
本の分割線で受光面が６分割され、前記凸レンズおよび
前記偏光プリズムにより形成された２本の収れん光束を
共に受光し、前記平行な２本の分割線は共に前記記録ト
ラックの光学的な像と平行であり、外側４つの受光面で
受光した光量の和と、内側２つの受光面で受光した光量
の和が略均等で、外側４つの受光面で略均等の光量を受
光するべく設置することにより、光磁気記録材料、振幅
変調記録材料双方の情報記録媒体の情報およびフォーカ
ス誤差信号，トラッキング誤差信号の検出が可能であ
る。

また、２本の収れん光束のうち一方を収れん状態で、他
方を収れん後の発散状態で受光するべく光検出器を配置
することにより、環境温度の変化に影響を受けることな
く、安定したフォーカス誤差信号を検出することが可能
となる。

さらに、構成部品数を大幅に削減することができ、小型
軽量かつ低価格の光学式記録再生装置を実現できるもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における光学式記録再生装置
の概略構成図、第２図はその動作を説明するための構成
図、第３図は従来の光学式記録再生装置の構成図であ
る。 １……半導体レーザ、２……コリメートレンズ、３……
ハーフミラー、４……対物レンズ、５……ディスク、６
……凸レンズ、７……検光子、８……光検出器。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】偏光方向が直線である光源と、前期光源か
   らの光を情報記録媒体上の記録トラックに集光し、前記
   記録トラックの方向と45゜の角度の偏光方向を有する微
   小光スポットを形成させるべく配置された集光手段と、
   前記情報記録媒体から反射された光を収れんさせる凸レ
   ンズと、前記反射光を前記記録トラックの光学的な像の
   方向に、互いに直交する２つの偏光成分に微小偏角をも
   たせて偏向させ分離するべく配置された偏光プリズムよ
   りなる検光子と、平行な２本の分割線と前記平行な２本
   の分割線とに略垂直に交わる１本の分割線で受光面が６
   分割され、前記凸レンズおよび前記偏光プリズムにより
   形成された２本の収れん光束を共に受光し、前記平行な
   ２本の分割線は共に前記記録トラックの光学的な像と平
   行であり、外側４つの受光面で受光した光量の和と、内
   側２つの受光面で受光した光量の和が略均等で、外側４
   つの受光面で略均等の光量を受光するべく設置された光
   検出器とにより構成されたことを特徴とする光学式記録
   再生装置。
2. 【請求項２】凸レンズを検光子と光検出器の間に配置し
   たことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光学式
   記録再生装置。
3. 【請求項３】２本の収れん光束のうち一方を収れん状態
   で、他方を収れん後の発散状態で受光するべく光検出器
   を配置したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の光学式記録再生装置。