JPH07507177A - High data rate optical tape recorder - Google Patents
High data rate optical tape recorderInfo
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- JPH07507177A JPH07507177A JP5519312A JP51931293A JPH07507177A JP H07507177 A JPH07507177 A JP H07507177A JP 5519312 A JP5519312 A JP 5519312A JP 51931293 A JP51931293 A JP 51931293A JP H07507177 A JPH07507177 A JP H07507177A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。 (57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】 高いデータ速度の光学テープレコーダ 技術分野 本発明は光学テープレコーダ、特に1秒あたり400メガビツトを超える速度で データを記録及び検索するための光学テープレコーダに関する。[Detailed description of the invention] High data rate optical tape recorder Technical field The present invention is suitable for use in optical tape recorders, particularly at speeds exceeding 400 megabits per second. This invention relates to optical tape recorders for recording and retrieving data.
発明の背景 磁気テープ記録システムは、ディジタル情報を保管するために広く用いられてい るが、歴史的に性能及び保存上の問題に悩まされ、これらの問題が、大量の情報 保存のためのその連続的な使用を受入れられないものとしてりる0例えば1gA 気記録媒体の比較的低い記憶密度のため、情報を記憶するのに多数の高価なテー プリール又はカセットが必要とされる。その上、記録された媒体のリール及びカ セットのための保存システムを提供する上で使用される機械的装置及び部品は、 往々にして高価で時間のかかるメンテナンス及び/又は完全な交換を必要とする 。また、磁気テープは、テープの伸びを補償するために6力月毎に再パッケージ しなくてはならず、データを完全な状態に保つために5年〜10年に一回記録し 直す必要がある。Background of the invention Magnetic tape recording systems are widely used to store digital information. have historically suffered from performance and preservation problems, and these problems have 0 e.g. 1 gA making its continued use for storage unacceptable Due to the relatively low storage density of air storage media, many expensive tapes are required to store information. A prill or cassette is required. Additionally, reels and covers of recorded media Mechanical devices and parts used in providing a storage system for sets include: Often requires expensive and time-consuming maintenance and/or complete replacement . Additionally, magnetic tape is repackaged every 6 months to compensate for tape stretch. Data must be recorded once every 5 to 10 years to keep it intact. Needs to be fixed.
ディジタル化された情報を記録・再生するため、現在では一般に磁気システムに 代わって光学システムが用いられている。光学式レコーダにおいては、光電性記 録媒体(lizht 5ensitive recordiB media)を マーキングするのに必要な所定の強度を有する光ビームを振幅変調するためにデ ータが用いられる。変調されたビームは小さいスポットに集束され、そしてデー タを横断してトレースされ、データトラックに沿フた一定数の密に間隔とりされ たR微鏡的ドツト(データマーク)から成る細かい光学パターンとしてデータを 記録する。記録されたデータを光学媒体から再生するためには、データトラック に沿って低強度の照明ビームが走査され、中に記録された光学パターンにより変 調される。変調されたビームは媒体から反射され、記録されたデータの再生のた めにビーム変調に従って電気信号を生成する光検出器を照明する。Currently, magnetic systems are commonly used to record and reproduce digitized information. Optical systems are used instead. In optical recorders, photoelectric recording Recording media (lizht 5-ensitive recordiB media) A device for amplitude modulating a light beam with a predetermined intensity required for marking. data is used. The modulated beam is focused to a small spot and the data traced across the data track, with a fixed number of closely spaced data points along the data track. Data is transmitted as a fine optical pattern consisting of microscopic dots (data marks). Record. In order to play recorded data from optical media, a data track is required. A low-intensity illumination beam is scanned along the will be adjusted. The modulated beam is reflected from the medium and used for reproduction of the recorded data. A photodetector that generates an electrical signal according to the beam modulation is illuminated for the purpose.
光学式記録・再生システムは1gi気システム全体にわたり増強された性能特性 を提供することが立証された。Optical recording and playback system has enhanced performance characteristics throughout the 1gi system It has been proven that it provides
光学システムにより記録媒体上に記録されたデータの顕微鏡的光学パターンは、 従来の磁気システムに比べ、データ記憶密度を劇的に増大させる。その上、磁気 システムと異なり、読取りヘッド及び媒体の間に全く接触がなく、読取りプロセ スの間、活発な光学トラッキングが存在することから、光学再生システムの場合 テープの伸びや摩耗の可能性は低下する。したがって、媒体上のデータの寿命は 20年以上にまで増大する。最後に1巻学システムで著しく多いデータを記憶で きることから、記録媒体のリール及びカセットを保存するための保管システムの 複雑性(及び所要空間)は著しく減少する。The microscopic optical pattern of data recorded on a recording medium by an optical system is Dramatically increases data storage density compared to traditional magnetic systems. Moreover, magnetic system, there is no contact between the read head and the media, and the read process Because of the presence of active optical tracking during the The possibility of tape stretching and abrasion is reduced. Therefore, the lifetime of data on the medium is This increases to more than 20 years. Finally, you can memorize a significantly large amount of data with the 1 volume system. Therefore, it is necessary to develop a storage system for storing reels and cassettes of recording media. Complexity (and space required) is significantly reduced.
しかしながら、当該光学記録・再生システム技術の問題は、低い記録・再生デー タ速度である。現在利用可能な「高速」光学記録システムは秒あたりわずか3メ ガバイト(24メガビツト)の記録又は読取り速度しか提供しない、この速度で は、1テラバイトのディジタルデータを記録又は再生するのにほぼ4昼夜かかる ことになる。However, the problem with this optical recording/playback system technology is that the recording/playback data is low. data speed. Currently available "high speed" optical recording systems are only 3 frames per second. At this speed, it only provides recording or reading speeds of GB (24 megabits). It takes approximately four days and nights to record or reproduce one terabyte of digital data. It turns out.
現在及び将来のニーズのためには、秒あたり約3メガバイトといった記録及び再 生速度は、受諾不可能なほどに遅い0例えば、アメリカ航空宇宙局は、西111 2000年のデータ速度を予想している。これは、従来の光学システムで処理す るには、−回あたり約5テラバイトの保管速度というあまりにも多すぎるデータ である。したがって、1秒あたり400メガビツトを超えるデータ入力及び出力 速度を取扱うことのできる改良型光学データ記録・再生anに対する必要性が存 在する。For current and future needs, a recording and reproducing capacity of about 3 megabytes per second is recommended. For example, the National Aeronautics and Space Administration Predicting data speeds in 2000. This cannot be handled with traditional optical systems. Too much data to be stored at a storage rate of approximately 5 terabytes per session It is. Therefore, data input and output in excess of 400 megabits per second There is a need for improved optical data recording and playback that can handle speeds. Exists.
発明の概要 従来の光学記録・再生システムは、ディジタルデータで単一の光のビームを変調 して秒あたり約24メガビツトの速度で記録する0本発明の光学テープレコーダ は、光電性記録媒体を横断して走査された各々のデータトレース内で複数のデー タトラックを同時に書込み及び/又は読取りすることにより秒あたり400メガ ビツトを超える速度でデータを保管し検索することができる。多重チャネルデー タトレースを伴うデータトラック(チャネル)の各々がデータの異なる所定の部 分を記録する。したがって、有効な読取り又は書込み速度は1組合わされ。Summary of the invention Traditional optical recording and playback systems modulate a single beam of light with digital data. The optical tape recorder of the present invention records at a speed of approximately 24 megabits per second. generates multiple data traces within each data trace scanned across the photosensitive recording medium. 400 megabytes per second by simultaneously writing and/or reading data tracks Data can be stored and retrieved at speeds exceeding bits. multichannel data Each data track (channel) with a data trace contains a different predetermined portion of data. Record the minutes. Therefore, the effective read or write speeds are combined.
かつ各々の多重チャネルデータトレース内に同時に書込み又は読取られたデータ トラックの数と等しい係数だけ。and data written or read simultaneously within each multichannel data trace. Only a factor equal to the number of tracks.
従来のシステムに比べて増大する。この多重チャネル読取り及び書込みスキーム は、従来の磁気及び単一チャネル光学システムに比べて増強されたデータ容量性 能を提供する。increases compared to conventional systems. This multichannel read and write scheme Enhanced data capacity compared to traditional magnetic and single channel optical systems provide the ability.
lデータトレースあたり多数のデータトラックの記録及び鵜取りを達成するため 、本発明の光学レコーダは、各データトレース内に多数のデータトラックを記録 するための多重チャネル書込みビーム;記録されたデータの多数のデータトラッ クを再生するため多重チャネルデータトレースを走査する読取りビーム;及び記 録媒体の表面に多ビーム照明ビーム内で組合わされた多重チャネル書込みビーム 及び読取りビームを集束する上で補助するための自動焦点ビームを含む、データ トレースのための多ビーム照明ビームを出力する読取り一書込みモジュールを利 用する。データトレースあたり多数のデータトラックを記録し、読取るためには 、媒体を横断して走査するための多ビーム照明ビームの形に多重の書込み、読取 り及び自動焦点ビームを正確に組合わせることが必要である。この組合せを達成 するため、読取り一書込みモジュールは、ビームを合わせて偏光させ多重の書込 み、読取り及び自動焦点ビームを相互の関係において正確に位近づけし方向づけ し、かくして照明ビーム内の適切な心合せを確保するための空間的組合せ用光学 部品及びポイント及び並進運動用光学部品を含んでいる。vi取り及び書込みモ ジュールの光学部品は、照明ビーム内で個々の書込み、読取り及び自動焦点ビー ムをさらに調整し分離して1≦速でデータを保管し検索する上で精確さと効率の 良さを提供する。l To achieve recording and decoding of multiple data tracks per data trace , the optical recorder of the present invention records multiple data tracks within each data trace. multi-channel writing beam for recording; multiple data tracks of recorded data; a read beam that scans the multichannel data trace to reconstruct the Multichannel writing beams combined in a multibeam illumination beam on the surface of the recording medium and data, including an autofocus beam to assist in focusing the read beam. Utilizes a read-write module that outputs multi-beam illumination beams for tracing. use To record and read multiple data tracks per data trace , multiple writes and reads in the form of a multi-beam illumination beam for scanning across the medium It is necessary to accurately combine the focus beam and the autofocus beam. achieve this combination To do this, the read-write module polarizes the beams together to perform multiple accurately approximate and direct the readout and autofocus beams in relation to each other. and thus spatial combination optics to ensure proper alignment within the illumination beam. Contains parts and points and translational optics. vi capture and write mode Joule optics provide individual write, read and autofocus beams within the illumination beam. further adjusting and separating systems to improve accuracy and efficiency in storing and retrieving data at speeds of 1≦. Provide goodness.
図面の簡単な説明 本発明の光学テープレコーダは、添付の図面と関連させ、嶋下の詳細な説明を参 照することにより、より完全に理解することができる。Brief description of the drawing The optical tape recorder of the present invention can be seen in the detailed description of Shimashita in conjunction with the accompanying drawings. A more complete understanding can be achieved by looking at the
図1は、本発明による光学テープレコーダシステムを例示している。FIG. 1 illustrates an optical tape recorder system according to the invention.
図2は、多ビーム照明ビームへの多数の書込み、読取り及び自動焦点ビームの空 間的組合せを示す1図1の光学テープレコーダのための睨取り一書込みモジュー ルの概要図である。Figure 2 shows the emptying of multiple write, read and autofocus beams into a multibeam illumination beam. Figure 1 shows an intermediate combination of an optical tape recorder and a write module. FIG.
図3Aは、図2に示されている読取り一書込みモジュールのための書込みビーム 源の単一偏光実施態様の概要図である。FIG. 3A shows the write beam for the read-write module shown in FIG. FIG. 3 is a schematic diagram of a single polarization implementation of the source.
図3Bは、図2に示されている読取り一書込みモジュールのための書込みビーム 源の多重偏光実施態様の概要図である。FIG. 3B shows the write beam for the read-write module shown in FIG. FIG. 2 is a schematic diagram of a multi-polarization implementation of a source.
図4は、多数の読取り、書込み及び自動焦点ビームから成る多ビーム照明ビーム の移動及び並進を示す、図1に示された光学テープレコーダのための睨取り一書 込みヘッドの走査用透過性多角形の概要図である。Figure 4 shows a multi-beam illumination beam consisting of multiple read, write and autofocus beams. A glance guide for the optical tape recorder shown in Figure 1 showing the movement and translation of 2 is a schematic diagram of a scanning transparent polygon of an embedding head; FIG.
図5Aは1図1に示されている睨取り一書込みヘッドのレンズホイールを例示す る。FIG. 5A illustrates the lens wheel of the write head shown in FIG. Ru.
図5Bは1回転するレンズホイール上の並進された照明ビーム及びレンズの動き の同期化された経路を示す。Figure 5B shows the movement of the translated illumination beam and lens on the lens wheel during one revolution. shows the synchronized routes of
図5Aに示されたレンズホイールの一部分のクローズアップ図である。5B is a close-up view of a portion of the lens wheel shown in FIG. 5A. FIG.
図50は、多ビーム照明ビームの多重の書込み1wt取記録媒体上で集束されて いる、レンズホイールの1つのレンズの視野を示す。FIG. 50 shows multiple writing of a multi-beam illumination beam focused on a 1 wt recording medium. The field of view of one lens of the lens wheel is shown.
図5Dは、データトレース内の隣接するデータトラック間の間隔及び各データト ラック内の隣接するデータマーク間の間隔を示す。FIG. 5D shows the spacing between adjacent data tracks in a data trace and each data track. Indicates the spacing between adjacent data marks within a rack.
図6は一二ニタリレンズホイールの衛面図である。FIG. 6 is a diagram of the 12-unit lens wheel.
図7は1本発明の読取り一書込みヘッド内の走査用透過性多角形の反対側に位置 づけされた一対の相対するビームエクスバンダーを含む、図1に示されたレコー ダの概要図である。FIG. 7 shows one of the inventive read-write heads located on opposite sides of the scanning transparent polygon. The record shown in FIG. 1 includes a pair of opposing beam expanders with FIG.
図8は、図2に示されている読取り一書込みモジュールのための読取りビーム源 及び読取りアレイ検出器の概略図である。FIG. 8 shows a read beam source for the read-write module shown in FIG. and a schematic diagram of a readout array detector.
図9は、図2に示されている読取り一書込みモジュールのための自動焦点ビーム 源及び自動焦点誤差検出器の概要図である。Figure 9 shows the autofocus beam for the read-write module shown in Figure 2. 2 is a schematic diagram of the source and autofocus error detector; FIG.
図10は、図1に示されている光学テープレコーダ内の集束誤差を検出するため に図9に示された自動焦点誤差検出器が利用する非点焦点誤差補正幾何配置を示 している。Figure 10 shows how to detect the focusing error in the optical tape recorder shown in Figure 1. Figure 9 shows the astigmatic focus error correction geometry used by the automatic focus error detector shown in Figure 9. are doing.
図11Aは、図1の光学テープレコーダ内に具備されている自動焦点システムの ための光学部品の一実施態様を示す。FIG. 11A shows the autofocus system included in the optical tape recorder of FIG. 1 shows an embodiment of an optical component for.
図11Bは、図1の光学テープレコーダ内に具備されている自動焦点システムの ための光学部品のもう1つの実施態様を示している。FIG. 11B shows the autofocus system included in the optical tape recorder of FIG. 2 shows another embodiment of an optical component for.
図110は1図1の光学テープレコーダ内に具備されている自動焦点システムの ための光学部品のさらにもう1つの実施態様を示す。FIG. 110 shows the autofocus system installed in the optical tape recorder of FIG. 2 shows yet another embodiment of an optical component for.
図面の簡単な説明 ここで21を参照すると、本発明による光学テープレコーダ100の概要図が示 されている。光学テープレコーダ100は、多ビーム照明ビーム104を出力す る読取り一書込みモジュール102及び光電性の記録媒体108上に多ビーム照 明ビームを集束するための読取り一書込みヘッド106を含んでいる。多ビーム 照明ビーム104は、書込みビーム及び読取りビームのいずれか一方又は両方を 含んでいてよい、また、多ビーム照明ビーム104には、光学テープレコーダ1 00の所望の機能を実行するのに必要とされるような読取り及び書込みビームと 組合わされた自動焦点ビームといったその他のビームが含まれていてもよい、以 下で論述するように、読取り一書込みモジュール102は、内含された多重チャ ネル書込み、読取り及び自動焦点ビームを多ビーム照明ビーム104の形に生成 し組合わせるための光源及び光学部品(図2,3A、3B、8及び9を参照)を 含んでいる。Brief description of the drawing Referring now to 21, a schematic diagram of an optical tape recorder 100 according to the present invention is shown. has been done. Optical tape recorder 100 outputs a multi-beam illumination beam 104. Multi-beam illumination is applied onto the read/write module 102 and the photosensitive recording medium 108. It includes a read-write head 106 for focusing the bright beam. multi beam Illumination beam 104 includes one or both of a writing beam and a reading beam. The multi-beam illumination beam 104 may also include an optical tape recorder 1 00 read and write beams as required to perform the desired functions. Other beams may be included, such as a combined autofocus beam. As discussed below, read-write module 102 includes multiple channels. generating the channel write, read and autofocus beams in the form of a multi-beam illumination beam 104; light source and optical components (see Figures 2, 3A, 3B, 8 and 9) for combination. Contains.
記録媒体108へデータを書込むか又は記録媒体108からデータを読取る目的 で、読取り一書込みモジュール1o、2により出力された多ビーム照明ビーム1 04は。Purpose of writing data to or reading data from the recording medium 108 , the multi-beam illumination beam 1 output by the read-write module 1o, 2 04 is.
同期化された走査用透過性多角形110と回転するレンズホイール112から成 る読取り一書込みヘッド106に向けて導かれる。走査用透過性多角形110は 、それにとりつけられたシャフト118を回すモーター116により矢印114 で示された方向に回転軸113を中心として回転させられる。レンズホイール1 12は、それに取りつけられたシャフト126を回すモーター124により、矢 印122で示される方向にその回転軸120を中心にして回転させられる。1! 取り一書込みヘッドの多角形110とレンズホイール112は、記録媒体108 を横断して多ビーム照明ビーム104を精確に集束及び走査するため、組合わさ って機能して以下で記すようにして多重データトラックデータトレースを提供す る。It consists of a synchronized scanning transparent polygon 110 and a rotating lens wheel 112. The read/write head 106 is directed toward the read/write head 106 . The scanning transparent polygon 110 is , an arrow 114 is driven by a motor 116 rotating a shaft 118 attached thereto. It is rotated about the rotation axis 113 in the direction indicated by . lens wheel 1 12 is driven by a motor 124 that rotates a shaft 126 attached to it. It is rotated about its axis of rotation 120 in the direction indicated by mark 122. 1! The polygon 110 and lens wheel 112 of the single write head are connected to the recording medium 108. to precisely focus and scan the multi-beam illumination beam 104 across the functions to provide multiple data track data traces as described below. Ru.
従来の光学記憶装置は、密に間隔どりされた顕微鏡的ドツト(データマーク)の 1本のライン(チャネル)から成る、一般にデータトラックと呼ばれる細い光学 パターンとしてデータを記録するため読取り一書込みヘッドにより記録媒体を横 開して集束され走査されるわずか1本の白色ビームのみを含んでいる。従来の単 一チャネルシステムにより提供される速度に比べて記録及び読取りデータ速度を 著しく増大させるため1本発明の読取り一書込みモジュール102は、組合わさ れた複数の書込みビームをもつ多ビーム照明ビーム104を出力する。この照明 ビーム104は1図5C及び5Dに関連してより詳細に記述するように、密に間 隔どりされたR機銃的ドツト(データマーク)の多重データトラック(チャネル )から成る細かい光学パターン(データトレース)の中にデータを記録するべく 読取り一書込みヘッド106により記録媒体108を横切って集束及び走査され る1本発明のレコーダ100が記録媒体を横所して走査される各々のデータトレ ース内に多重データトラックを記録できるようにするため、データを保管し検査 するための速度は従来の単一チャネルレコーダに比べて著しく増大される(各デ ータトレース内に記録されたデータトラック数をnとして少なくともnという係 数だけ増大する)。Traditional optical storage devices are made of closely spaced microscopic dots (data marks). A thin optical fiber, commonly called a data track, consisting of a single line (channel) A read-write head moves across the recording medium to record data as a pattern. It contains only one white beam that is opened, focused and scanned. Traditional single Record and read data rates compared to the speeds offered by single channel systems In order to significantly increase the read-write module 102 of the present invention, the combination A multibeam illumination beam 104 having a plurality of written beams is output. this lighting Beams 104 are closely spaced as described in more detail in connection with Figures 5C and 5D. Multiple data tracks (channels) of spaced R machine gun dots (data marks) ) to record data in a fine optical pattern (data trace) consisting of Focused and scanned across recording medium 108 by read-write head 106 1. The recorder 100 of the present invention scans each data tray across the recording medium. data storage and inspection to allow multiple data tracks to be recorded within the The speed for recording is significantly increased compared to traditional single channel recorders (each The relationship is at least n, where n is the number of data tracks recorded in the data trace. (increases by the number).
ここで図2を参照すると、本発明の光学レコーダ100のための読取り一書込み モジュール102の概略図が示されている。読取り一書込みモジュール102に よって出力された多ビーム照明ビーム104は、複数のコリメートされた(co llisated)書込みビーム128、コリメートされた読取りビーム130 及び規準された自動焦点ビーム132を含む複数の空間的に組合わされたビーム を含んでいる。各々のコリメートされた書込みビーム128は、記録すべきデー タの所定の部分により振幅変調された書込みビーム源134(図3A及び3B) によって出力される。記録すべきデータの所定の部分に応答して供給源を変調す るための手段135及び複数の書込みビーム源には、睨取り一書込みモジュール 102のための書込みサブモジュール136が含まれている。コリメートされた 読取りビーム130及びコリメートされた自動焦点ビーム132は同様に、読取 り一書込みモジュール102のためにそれぞれ読取りサブモジュール138及び 自動焦点サブモジュール140内に含まれているKl取りビーム源及び自動焦点 ビーム源(図示せず、図8及び9)から出力される。Referring now to FIG. 2, reading and writing for an optical recorder 100 of the present invention A schematic diagram of module 102 is shown. read-write module 102 The output multi-beam illumination beam 104 thus includes a plurality of collimated (co llisated) writing beam 128, collimated reading beam 130 and a plurality of spatially combined beams including a referenced autofocus beam 132 Contains. Each collimated writing beam 128 corresponds to the data to be recorded. Amplitude modulated writing beam source 134 (FIGS. 3A and 3B) is output by modulating the source in response to a predetermined portion of the data to be recorded; The means 135 for writing and the plurality of writing beam sources include one writing module and one writing module. A write submodule 136 for 102 is included. collimated The read beam 130 and collimated autofocus beam 132 similarly read sub-modules 138 and 138 for write module 102, respectively. Kl extraction beam source and autofocus included in autofocus submodule 140 It is output from a beam source (not shown, FIGS. 8 and 9).
読取り一書込みモジュール102はさらに、!1数の書込みビームを組合わせる ための空間的組合せ用光学部品を具備し多ビーム照明ビーム104を形成する。The read-write module 102 furthermore! Combining one number of writing beams A multi-beam illumination beam 104 is formed.
書込み、読取り及び自動焦点サブモジュール(それぞれ136.138及び14 o)により出力された規準されたビーム(128,130及び132)は、複数 のオフセットされた層状鏡板ミラー144をもつ多鏡板層状リフレクタ−142 によって反射される0層状リフレクター142により反射されたビームはさらに 単鏡板ミラー146によって反射される5層状リフレクター142及び単鏡板ミ ラー146の鏡板の反射角度は2反射された複数の書込みビーム128、読取り ビーム130及び自動焦点ビーム132を偏向させ空間的に組合わせて一つの点 148で収束させるように選択されている1点148に置かれた対物レンズ15 0aと収束レンズ150bから成る2枚のレンズ系150は、読取り一書込みモ ジュール102からの空間的に組合わされた書込みビーム128、読取りビーム 130及び自動焦点レンズ132から成る多ビーム照明ビーム104を投射する 。Write, read and autofocus submodules (136, 138 and 14 respectively) The calibrated beams (128, 130 and 132) output by o) Multi-layered reflector 142 with offset layered mirrors 144 The beam reflected by layered reflector 142 is further reflected by The five-layer reflector 142 reflected by the single mirror 146 and the single mirror 146 The reflection angle of the mirror plate of the mirror 146 is 2. The reflected writing beams 128, the reading beams are Beam 130 and autofocus beam 132 are deflected and spatially combined to a single point. Objective lens 15 placed at a point 148 selected to converge at 148 A two-lens system 150 consisting of a converging lens 150b and a reading/writing mode Spatially combined write beam 128, read beam from Joule 102 130 and an autofocus lens 132 projecting a multibeam illumination beam 104. .
ここ、で図3Aを参照すると、読取り一書込みモジュール102の書込みサブモ ジュール136内で利用される書込みビーム源134の単一偏光実施態様の概要 図が示されている。所定の偏光及び波長のレーザーダイオード152が、レンズ 154によってコリメートされた書込みビーム128の形にコリメートされる光 を出力する。Referring now to FIG. 3A, the write submodule of the read-write module 102 Overview of a Single Polarization Implementation of the Writing Beam Source 134 Utilized in the Joule 136 A diagram is shown. A laser diode 152 of a predetermined polarization and wavelength is connected to the lens. Light collimated into a writing beam 128 collimated by 154 Output.
書込みビニム源134から出力された書込みビーム128は、書込みサブモジュ ール136のその他の書込みビーム源134 (n)から出力された書込みビー ム、読取りビーム130及び自動焦点ビーム132と空間的に組合わされている 。多ビーム照明ビーム104内の書込みビーム源134から出力した書込みビー ム128の位置は、アナモルフィックプリズム対158により円形化され、調整 可能な移動プレート156により並進され、!11整可能なリズレープリズム対 159によフてポイントされてその他の内含されたビーム(読取り、書込み及び 自動焦点)との関係においてビームを晴確に位置づけ方向づけし、かくして多ビ ーム照明ビーム内の多重ビームの適切な心合せ及び分離を確保する。The writing beam 128 output from the writing vinyl source 134 is connected to the writing submodule. The writing beam output from the other writing beam source 134 (n) of the the beam, which is spatially combined with the reading beam 130 and the autofocus beam 132. . Writing beams output from writing beam source 134 within multibeam illumination beam 104 The position of the beam 128 is circularized and adjusted by an anamorphic prism pair 158. Translated by the movable plate 156,! 11 pairs of adjustable Risley prisms 159 and other included beams (read, write and positioning and directing the beam precisely in relation to the ensure proper alignment and separation of multiple beams within the system illumination beam.
ここで図3Bを参照すると、読取り一書込みモジュール102の書込みサブモジ ュール136内で利用される書込みビーム源134′の多重偏光実施態様の概要 図が示されている。書込みビーム[134−の多重偏光態様では、(S−偏光を 透過させ、P−偏光を反射する)誘電偏光装置160を利用して組合せ型偏光コ リメートされた書1込みビーム128′を出力するためにほぼ等しい波長のレー ザーダイオード152によって発出されたP偏光のコリメートされた書込みビー ム164チヤネルとS偏光のコリメートされた書込みビーム162チヤネルとを 組合わせる。偏光組合せ型書込みビーム1134−によると、書込みビーム12 8−の出力は著しく増大する。各々め偏光チャネルは、ビームを円形化するため のアナモルフィックプリズム対、ビームを並進させるための調整可能な移動プレ ート156及びビームをポイントするための調整可能なリズレープリズム対15 9を利用して、誘導偏光装置160においてそれぞれS偏光及び2g4光ビーム 162及び164を正確に位置づけする。Referring now to FIG. 3B, the write submodule of read-write module 102 Overview of a multi-polarization implementation of the writing beam source 134' utilized within the module 136 A diagram is shown. In the multi-polarization embodiment of the writing beam [134-, the (S-polarization A dielectric polarizer 160 (which transmits P-polarized light and reflects P-polarized light) is used to generate a combined polarizer. Lasers of approximately equal wavelength to output a resized writing beam 128'. A collimated write beam of P-polarized light emitted by laser diode 152 164 channels of the S-polarized collimated writing beam and 162 channels of the S-polarized collimated writing beam. Combine. According to the polarized combined writing beam 1134-, the writing beam 12 8- output increases significantly. Each polarization channel circularizes the beam anamorphic prism pair, adjustable moving prism to translate the beam 156 and an adjustable Risley prism pair 15 for pointing the beam. 9 to produce S polarized light and 2g4 light beams in the guiding polarizer 160, respectively. 162 and 164 accurately.
移動プレート156及びリズレープリズム対159は同様に、多ビーム照明ビー ム104内の適切な心合せ及び分離を確保するため、その他の書込みビーム12 8−1読取りビーム130及び自動焦点ビーム132との関係において、書込み ビーム源134−により出力された書込みビーム128′を正確に位置づけし方 向づけするためにも機能する。The moving plate 156 and Risley prism pair 159 similarly provide a multi-beam illumination beam. Other writing beams 12 are used to ensure proper alignment and separation within beam 104. 8-1 In relation to the read beam 130 and the autofocus beam 132, the write How to accurately position the writing beam 128' output by the beam source 134- It also functions to direct people.
図1に示されているように、II取り一書込みモジュール102 blら発出さ れた多重規準書込みビーム128を含む多ビーム照明ビーム104は、読取り一 書込みヘッド106の走査用透過性多角形110の方へと向けられている。ここ で、図4を参照すると、走査用透過性多角形110の概要図が示されている。多 角形110は、相対する平行な対の形に配置されている偶数の辺166をもつ光 学品質の透明な材料の部品から成る。この多角形110は、ビームが多角形の中 を透過し平行な辺166の相対する対のうちの一方によって屈折されるような形 で多ビーム照明ビーム104を受理するように位置づけされている。このように 屈折されたビームは、多角形1゛ 10により受理されこれを透過したコリメー トされたビーム104の方向を変えることなく(すなわちこれに対して平行に) 移動させられる。As shown in FIG. The multi-beam illumination beam 104 includes a multi-criteria writing beam 128 that is It is directed toward the scanning transparent polygon 110 of the write head 106 . here Referring now to FIG. 4, a schematic diagram of a scanning transparent polygon 110 is shown. Many The rectangle 110 has an even number of sides 166 arranged in opposing parallel pairs. Consists of parts of transparent material of scientific quality. This polygon 110 means that the beam is inside the polygon. such that it is transmitted through and refracted by one of the opposing pairs of parallel sides 166 is positioned to receive a multi-beam illumination beam 104 at a. in this way The refracted beam is received by the polygons 1 and 10 and transmitted through the collimator. without changing the direction of the beam 104 (i.e. parallel to it) be moved.
軸113を中心とした多角形110の回転(矢印114により示されている方向 での)により、通過し移動させられた多ビーム照明ビーム104は、矢印168 で示された方向に直線経路170に沿って(図5Bにも実線で詳細に示されてい る)並進し反復的に走査することになる。移動された多ビーム照明ビーム104 は、多角形110が回転するにつれて、経路170に沿って、実線の多角形につ いての出力ビーム172により一般に表わされている第1の位置から、破線の多 角形についての出力ビーム174により一般に表わされている第2の位置まで走 査することになる。経路170に沿ったビームの1回の走査は、多角形110が 回転するにつれて1通過した多ビーム照明ビーム104を屈折する平行な辺16 6の相対する各々の対について起こる。Rotation of polygon 110 about axis 113 (in the direction indicated by arrow 114) The multibeam illumination beam 104 passed through and moved by along a straight path 170 in the direction indicated by (also shown in detail in solid lines in Figure 5B). ) will be translated and scanned repeatedly. Moved multi-beam illumination beam 104 follows the solid polygon along path 170 as polygon 110 rotates. From the first position, generally represented by the output beam 172, the dashed polygon run to a second position generally represented by the output beam 174 for a rectangular shape. will be investigated. One scan of the beam along path 170 causes polygon 110 to Parallel sides 16 that refract the multi-beam illumination beam 104 that passes through it as it rotates. occurs for each of the 6 opposing pairs.
ここで再び図1を参照すると1通過し移動させられた走査用多ビーム照明ビーム 104は1回転するレンズホイール112に向かって誘導されている。ここで図 5Aを参照すると1本発明のレンズホイール112が例示されている。このレン ズホイール112は円盤の形状をしており、円盤の周囲に等間隔で位置づけされ た複数の個々のレンズ176を含んでいる1個々のレンズ176は、多ビーム照 明ビーム104を記録媒体108上で連続的に受理しこれを集束する。レンズホ イールは好ましくは、W密成形されるか又は中でダイヤモンドポイント施削され た複数のレンズ176をもつ光学品質の材料のユニットとして形成された円盤形 状の部品である。あるいは、各レンズ176をレンズホイール112とは別に離 して個別に製造し、レンズホイールディスクの周囲に形成された複数の開口部の 中に挿入し固定することもできる。Referring again to FIG. 1, the scanning multibeam illumination beam is moved through one pass. 104 is directed towards lens wheel 112 which rotates once. figure here 5A, a lens wheel 112 of the present invention is illustrated. This Len The wheels 112 are disk-shaped and are positioned at equal intervals around the disk. One individual lens 176, which includes a plurality of individual lenses 176, provides multi-beam illumination. A bright beam 104 is continuously received and focused onto a recording medium 108. lens hotel The eel is preferably W-close molded or has a diamond point cut inside. a disc-shaped unit formed as a unit of optical quality material with a plurality of lenses 176; It is a shaped part. Alternatively, each lens 176 may be separated separately from lens wheel 112. of multiple apertures formed around the lens wheel disc. It can also be inserted and fixed inside.
しかしながら、上述のユニット式レンズホイール112はより正確な性能をもち 、製造コストが比較的安く、より一貫した形で再現することができるので、個々 のレンズ176を別々に製造し設置することは好ましくなしA。However, the unit type lens wheel 112 described above has more accurate performance. , since they are relatively cheap to manufacture and can be reproduced more consistently, It is not preferable to manufacture and install the lenses 176 separately.A.
レンズホイール112がその中心120のまわりでモーター124により回転さ せられるにつれて(図1)。Lens wheel 112 is rotated about its center 120 by motor 124. (Figure 1).
ホイールの周囲の連続した個々のレンズ176は瞬間的に多ビーム照明ビーム1 04を記録媒体108上で受理し集束させる。レンズ176による多ビーム照明 ビーム104の集束は、多ビーム照明ビーム104がレンズホイールを照明する 部域及び記録媒体108の場所に一般に対応するレンズホイール112上の一つ の活動部域178を通してレンズが瞬間的に移動するときにのみ起こる。矢印1 22により示された方向でのレンズホイール112の回転により、連続する個々 のレンズ176は、活動部域178を通って弓形経路180(図5Bに破線とし て詳細に示されている)を追従させられることになる。経路180は、レンズホ イール112が回転するにつれて各レンズ176の中心が追従する活動部341 78内の周囲方向経路の一部分から成る。活動部域178を通過する各々のレン ズ176は入射多ビーム照明ビーム104を記録媒体108上で受理しこれを集 束させて、媒体の幅を横切ってデータトレース182を走査する。A series of individual lenses 176 around the wheel momentarily produce a multi-beam illumination beam 1. 04 is received and focused on the recording medium 108. Multi-beam illumination by lens 176 The focusing of the beam 104 causes the multi-beam illumination beam 104 to illuminate the lens wheel. one on lens wheel 112 that generally corresponds to the area and location of recording medium 108; This occurs only when the lens momentarily moves through the active area 178 of the lens. Arrow 1 Rotation of lens wheel 112 in the direction indicated by 22 causes successive individual The lens 176 passes through the active region 178 through an arcuate path 180 (shown as a dashed line in FIG. 5B). (as shown in detail). Path 180 Active portion 341 that the center of each lens 176 follows as the eel 112 rotates. It consists of a portion of the circumferential path within 78. Each lane passing through the active area 178 The lens 176 receives and collects the incident multibeam illumination beam 104 on the recording medium 108. The data trace 182 is bundled and scanned across the width of the media.
トレース182の方向に対して垂直な方向(矢印184により示されている)で の記録媒体108の動き及び(矢印122により示されている)レンズホイール 112の回転と共に、連続するレンズ176は活動状態となり。in a direction perpendicular to the direction of trace 182 (indicated by arrow 184). movement of the recording medium 108 and the lens wheel (indicated by arrow 122) With rotation of 112, successive lenses 176 become active.
記録媒体を横切って連続する平行かつ隣接するデータトレースを完全に走査する 。Completely scan consecutive parallel and adjacent data traces across the recording medium .
走査用多ビーム照明ビーム104が追従する直線経路170及び活動部域178 を通して回転レンズホイール112上の各レンズ176が追従する弓形経路18 0は。Straight line path 170 and active area 178 followed by scanning multi-beam illumination beam 104 an arcuate path 18 followed by each lens 176 on rotating lens wheel 112 through 0 is.
互いに重なり合った形で図5Bに示されている。(レンズ176の直径よりもわ ずかに大きいレンズホイール上の円形部jJ186を照明している状態で示され ている)多ビーム照明ビーム104は、破線188の間で経路170に沿って走 査しながら、活動部域178の一部分を照明丈る。連続する平行なデータトレー ス182を走査するための経路170に沿った多ビーム照明ビーム104の走査 による経路180に沿って移動する各々の連続するレンズ176の完全な照射に は、経路の位置が実質的に心合せされていることが必要である(図5Bに示され ているとおり)、レンズ経路180が弓状であること及び走査経路170が線形 であることによってひき起こされる図示したとおりの経路の間のわずかな偏りは 、照明されることになるライン188間の部域の大きさのため許容できるもので ある。They are shown in FIG. 5B in superimposed relation to each other. (Than the diameter of lens 176. It is shown illuminating the circular part jJ186 on the much larger lens wheel. The multibeam illumination beam 104 runs along path 170 between dashed lines 188. While scanning, a portion of the activity area 178 is illuminated. Continuous parallel data trays Scanning of multibeam illumination beam 104 along path 170 to scan beam 182 For complete illumination of each successive lens 176 moving along path 180 by requires that the path locations be substantially aligned (as shown in Figure 5B). ), the lens path 180 is arcuate and the scan path 170 is linear. The slight bias between the paths shown is caused by , is acceptable due to the size of the area between the lines 188 that will be illuminated. be.
ここで図1.4,5A及び5Bを参照すると、各々の連続するレンズ176の完 全な照明にはさらに、経路170に沿った多ビーム照明ビーム104の各々の走 査の動きが活動部域178を通る経路180に沿っての連続する各々のレンズの 動きと一致するように同期化されることが必要である。同期化により、レンズホ イール112上で照明された円形部$4186は、レンズが活動部域178を通 って移動するにつれて各レンズ176を完全に照明することになり、それによっ て、以下で記述する′ように各データトレース182内に記録された多重データ トラックの各々にっ て可能なかぎり小さい記録媒体108上のビット径が達成 されることになる。完全な照明を達成するために、多角形110及びレンズホイ ール112のそれぞれのためのモーター116及び124の起動は直線経路17 0に沿った多ビーム照明ビーム104の1回の走査が弓形経路180に沿った活 動部#1178を通しての各レンズ176の動きに対して起こり、この動きと一 致するように、190として全体に表わされた同期化のために制御されている。Referring now to FIGS. 1.4, 5A and 5B, each successive lens 176 is The total illumination further includes the travel of each of the multibeam illumination beams 104 along the path 170. The scanning motion of each successive lens along path 180 through active region 178 It needs to be synchronized to match the movement. With synchronization, the lens The illuminated circular portion $4186 on the eel 112 is visible when the lens passes through the active area 178. as it moves, it will completely illuminate each lens 176, thereby multiplexed data recorded within each data trace 182 as described below. Achieving the smallest possible bit diameter on the recording medium 108 for each track will be done. To achieve complete illumination, the polygon 110 and lens hoop Activation of motors 116 and 124 for each of motors 112 follows a straight path 17. One scan of the multibeam illumination beam 104 along the arcuate path 180 This occurs in response to the movement of each lens 176 through the moving part #1178, and is consistent with this movement. The synchronization is controlled for synchronization, generally designated 190, to match.
ここで図50を参照すると、レンズホイール112のレンズ176により記録媒 体108上に集束された状態の多ビーム照明ビーム104の視野192が示され ている1図2に関して前述したとおり1本発明の光学レコーダ100のために増 大した保管及び検索データ速度を提供する目的で、多ビーム照明ビーム104に は、書込みサブモジュール136内でn個の書込み[134(n)により出力さ れる多重チャネル書込みビーム128が含まれている。したがって、記録媒体1 08上の各々のデータトレース182は記録されたデータのn本のチャネルで構 成されることになる。各々のデータチャネルは、データトレース182内のデー タトラック194(図5Dも参照)として記録媒体108上に記録されている。Referring now to FIG. 50, the lens 176 of the lens wheel 112 allows the recording medium to be A field of view 192 of multibeam illumination beam 104 is shown focused onto body 108. 1. As described above with respect to FIG. 2, 1. Multi-beam illumination beam 104 is used to provide high storage and retrieval data rates. is output by n writes [134(n) in write submodule 136] A multi-channel writing beam 128 is included. Therefore, recording medium 1 Each data trace 182 on 08 consists of n channels of recorded data. It will be done. Each data channel corresponds to the data in data trace 182. It is recorded on the recording medium 108 as a data track 194 (see also FIG. 5D).
多ビーム照明ビーム104内の各々の書込みビーム128の位置は、記録媒体1 0B上に集束された視野192内の別々の全く異なる書込みスポット195を照 明するために多重チャネルが相互に分離されるようなポイント及び並進用光学部 品(図3A及び3B参照)によって制御される0図示されているとおり、書込み サブモジュール136内のn=32個の書込み源134及びデータチャネルに対 応する32個の書込みスポットが存在する。The position of each writing beam 128 within the multi-beam illumination beam 104 is Illuminate separate and distinct writing spots 195 within a field of view 192 focused on 0B. Point and translation optics such that multiple channels are separated from each other for clarity As shown, the write For n=32 write sources 134 and data channels in submodule 136. There are 32 corresponding writing spots.
光学レコーダ100内に内含される書込みi’X134(n)の許容数は、選択 された視野192のサイズ及び図2に示されている空間的組合わせ用光学部品の 精確さにより制限される。The allowable number of write i'X 134(n) included in the optical recorder 100 can be selected The size of the field of view 192 and the spatial combination optics shown in FIG. Limited by accuracy.
ここで図5Dを参照すると、データを′記録するための集束された多ビーム照明 ビーム104の多重書込みビーム128により感光性媒体のマーキングを例示す る、図50に示されているようなデータトランク182の一部分の中の記録媒体 108の断片が示されて0る。データトレース182内の2つのデータトラック 194の部分が示されている。データトレース182内の隣接するデータトラッ ク194の中心間の間隔どりは、1つのデータトラック194内の隣接するデー タマーク196の中心が約1ミクロンだけ離隔されている状態で、約1.5ミク ロンである。ここでll3A、3B及び5Cを再び参照すると、記録媒体108 上の視野192の中で投射された多ビーム照明ビーム104内での複数のコリメ ートされたビームの相互の関係における正確な位置づけ及び方向づけのため各々 の書込みビームi 1,34が各々の書込みビーム128を並進させポイントす るように、移動プレート156及びリズレープリズム対158が調整されている 。適切な並進及びポイントは、隣接するデータトラック194間での約1.5ミ クロンの間隔どりを確実にする。記録すべきデータによる書込み源134の変調 もデータトラック194内の隣接するデータマーク196間の適切な1.5ミク ロン(およそ)の間隔どりを維持するため、レンズホイール112の所定の回転 速度にしたがって調節される0表示されている要領での隣接するデータトランク 194及び隣接するデータマーク196の間のg隔どりの調整は、システムデー タの記録及び再生の精度を維持しながらデータ密度を最大にする。Referring now to FIG. 5D, focused multi-beam illumination for recording data 12 illustrates marking of photosensitive media with multiple writing beams 128 of beam 104. a storage medium in a portion of the data trunk 182 as shown in FIG. 108 fragments are shown. Two data tracks in data trace 182 194 portions are shown. Adjacent data traces in data trace 182 The center-to-center spacing of tracks 194 determines the center-to-center spacing of adjacent data tracks 194. With the centers of the target marks 196 separated by approximately 1 micron, approximately 1.5 microns apart. It's Ron. Referring again to ll3A, 3B and 5C, recording medium 108 Multiple collimators within the multibeam illumination beam 104 projected within the upper field of view 192 each for precise positioning and orientation of the beams in relation to each other. The writing beams i 1, 34 translate each writing beam 128 to point The moving plate 156 and Risley prism pair 158 are adjusted so that . A suitable translation and point is approximately 1.5 mm between adjacent data tracks 194. Ensure proper cron spacing. Modulating the write source 134 with the data to be recorded Also, the appropriate 1.5 micrometers between adjacent data marks 196 in data track 194 A predetermined rotation of the lens wheel 112 to maintain a spacing of approximately Adjacent data trunks as shown, adjusted according to speed 194 and the g spacing between adjacent data marks 196 can be adjusted using the system data. Maximize data density while maintaining data recording and playback accuracy.
ここで図゛1〜5Dを参照すると、記録媒体108上(こデータを記録するため に、書込みサブモジュール136により出力されるコリメートされた書込みビー ム128の強度は、ビームが感光性媒体にマーキングを行なうような形で調整さ れる。各々の書込み媒体128は、記録すべきデータ信号により支持されている データの所定の部分により手段135にしたが)て振幅変調(オン/オフ)され ている、複数の書込みビーム128は、読取り一書込みモジュール102内に空 間的に組合わされて多ビーム照明ビーム104を形成し、走査用多角形110に より並進させられ1回転レンズホイール112のレンズ176により媒体上で集 束されて、各データトレース182内の多重データトラック194を走査する。1 to 5D, on the recording medium 108 (for recording this data) , the collimated write beam output by write submodule 136 The intensity of beam 128 is adjusted such that the beam marks the photosensitive medium. It will be done. Each write medium 128 is supported by a data signal to be recorded. amplitude modulated (on/off) according to the means 135 by a predetermined portion of the data. A plurality of write beams 128 are located inside the read-write module 102. are combined intermittently to form a multibeam illumination beam 104 into a scanning polygon 110. The lens 176 of the lens wheel 112 is translated further and focused on the medium by the lens 176 of the lens wheel 112. bundled to scan multiple data tracks 194 within each data trace 182.
レンズホイール112の回転に対して垂直な方向(矢印184により示されてい る)での媒体の並進運動により、媒体108上に複数のデータトレース182を 互いに隣接して記録させることが可能となる。in a direction perpendicular to the rotation of lens wheel 112 (indicated by arrow 184). A plurality of data traces 182 are created on the medium 108 by translation of the medium at It becomes possible to record adjacent to each other.
例えば、レンズホイール112は、12個のレンズ176を含み1分あたり6, 500回転の速度で回転することができる。この結果、毎秒374インチの幅の テープ108を横断してl、300個のレンズ176を走査することになる。隣 接するマーク196の間に1ミクロンの間隔どりを仮定すると、(先行技術の従 来の光学レコーダにおけるように)データトレース182の1本につき1本のデ ータチャネル(データトランク194)が書込まれるならば、各データトラック 内でテープ媒体108を横断して19,000の書式化されていないデータサン プルが書込まれることになる。これは1秒あたり書式化されていない24メガビ ツトという速度と等しい。For example, the lens wheel 112 may include 12 lenses 176 and provide 6,000 lenses per minute. It can rotate at a speed of 500 revolutions. This results in a width of 374 inches per second. 1, 300 lenses 176 will be scanned across the tape 108. next Assuming a 1 micron spacing between adjacent marks 196 (prior art conventional one data trace per data trace 182 (as in conventional optical recorders). If a data channel (data trunk 194) is written, each data track 19,000 unformatted data samples across tape media 108 within The pull will be written. This is 24 megabytes per second, unformatted. It is equal to the speed of tsuto.
本発明の光学レコーダ100の多重チャネル記録能力を用いると、データトレー ス182の1本につき32(n=32)のチャネル(データトランク194)の 書込みビーム128(n)(図50に示されているとおり)が提供され、その結 果、−秒につき760メガビツトを超える書式化されていない保管速度が得られ る。この保管速度は、現在の及び将来のデータ記録の需要に対処するために必要 とされる一秒の保管速度あたり400メガバイトという設計上の最終目的を容易 に満たすことになる。Using the multi-channel recording capability of the optical recorder 100 of the present invention, the data trace Each trunk 182 has 32 (n=32) channels (data trunk 194). A writing beam 128(n) (as shown in FIG. 50) is provided and its result The result is unformatted storage speeds of over 760 Mbits per second. Ru. This storage speed is necessary to meet current and future data recording demands. The design goal of 400 megabytes per second storage speed is easily achieved. will be fulfilled.
ここで図6を参照すると1円盤形の本体の周囲に位置づけられた複数の精密成形 又はダイヤモンドポイント座前されたレンズ176を有するユニット式レンズホ イール112の横断面が示されている。レンズホイール112内の各レンズ17 6のための好ましい光学レンズ設計は、凸状側面198上に非球面形を有する平 凸一枚レンズである。白変表面198と合わせて平坦面200を使用することに より、2つの度付き表面を合わせて心出しすること(例えば1両凸又は凹凸設計 の場合)に付随する心合せの許容誤差を除去することにより、さほど複雑でない レンズの設計が提供される。平凸設計は、レンズ内の内含された光学面の間のく さびを最小限にし、平坦な表面が有効な基砧平面を提供するので、さらに好適で ある。したがって、平坦な表面200に連結された凸面198を用いる平凸設計 は、レンズホイール112の製造、試験及び組立てを、より容易で安価かつ効率 の良いものにする。Referring now to FIG. 6, a plurality of precision moldings are positioned around a disc-shaped body. Or a unit type lens holder having a diamond point front lens 176. A cross section of the eel 112 is shown. Each lens 17 in the lens wheel 112 The preferred optical lens design for 6 is a flat lens with an aspherical shape on the convex side 198. It is a single convex lens. In using the flat surface 200 in conjunction with the whitening surface 198 centering two prescription surfaces together (e.g. one-sided convex or concave-convex design) by removing the alignment tolerances associated with A lens design is provided. The plano-convex design creates a gap between the contained optical surfaces within the lens. Further preferred as it minimizes rust and the flat surface provides an effective base plane. be. Thus, a plano-convex design with a convex surface 198 connected to a flat surface 200 makes manufacturing, testing and assembly of the lens wheel 112 easier, cheaper and more efficient. Make it good.
1つの表面(非球面形表面198)が集束力の大部分を提供するレンズの設計で は、各レンズ176を製造するため、2.25を上回る屈折率をもつ光学材料( 例えばr C1eartran J硫化亜鉛)が好ましくは使用される。In a lens design where one surface (the aspherical surface 198) provides most of the focusing power, uses an optical material (with a refractive index greater than 2.25) to manufacture each lens 176. For example, C1eartran (Zinc sulfide) is preferably used.
好ましい実施態様においては、ディスクサポート構造及び個々のレンズを含むレ ンズホィール112全体(図6に示されているようなもの)は、精密成形又はダ イヤモンドポイント座前技術を用いて屈折力の高い光学品質の材料からユニット 式にIII造される。レンズホイールのディスク基板での個々のレンズ176の 精密成形は、−貫して精確で容易に再現でき、しかも互換性があるという利点を 有するユニット式レンズホイール112を形成する。変形実施態様においては、 好ましい光学材料からの各々のレンズ176の個々のm造の後、レンズは、先行 技術の教示にしたがって円盤形状のレンズホイール112の周囲の複数の開口部 のうちの1つの中に挿入され固定される。In a preferred embodiment, a lens including a disk support structure and individual lenses is provided. The entire lens wheel 112 (as shown in Figure 6) may be precision molded or Unit made from optical quality materials with high refractive power using Diamond Point seating technology Formula III is constructed. Individual lenses 176 on the disk substrate of the lens wheel Precision molding offers the advantage of being consistently precise, easily reproducible, and interchangeable. A unit type lens wheel 112 is formed. In an alternative embodiment, After individual construction of each lens 176 from the preferred optical material, the lens is A plurality of apertures around the disc-shaped lens wheel 112 in accordance with the teachings of the art. inserted into one of them and fixed.
上述のとおり、読取り一書込みヘッド106内で使用されるレンズホイール11 2は、精密成形又はダイヤモンドポイント座前技術を用いて光学品質の材料から ユニット式に形成される円盤形状を有する。精密成形技術が利用される場合、レ ンズホイールを形成するのに、基本的にレンズホイール上の望まれる光学表面の ネガであるマスターレンズホイールが用いられる。マスターからレンズホイール 112を製造するためには、マスターの形状に応じて、高品質の光学重合体又は 特に配合されたガラスを精密成形する。変形実施態様においては、平坦な高品質 光学基板を薄いエポキシ層の被着のためのベースとして利用し、マスターがエポ キシ内にレンズを成形してホイールを製造する。As mentioned above, the lens wheel 11 used within the read-write head 106 2 from optical quality materials using precision molding or diamond point seat technology It has a disc shape that is formed in a unit type. When precision molding techniques are used, Forming the lens wheel essentially involves the formation of the desired optical surface on the lens wheel. A master lens wheel that is negative is used. lens wheel from master 112, depending on the shape of the master, a high quality optical polymer or Precision molding of specially formulated glass. In a variant embodiment, flat high quality The optical substrate is used as a base for the deposition of a thin epoxy layer, and the master A wheel is manufactured by molding a lens inside the box.
屈折光学部品がレンズホイール112上の各々個々のレンズ176のために用い られる場合、従来のダイヤモンドポイント座前及び研磨技術を用いてマスターが 作られる0回折光学部品が使用される場合には、リトグラフィー又はダイヤモン ドポイント座前を用いてマスターが作られる1回折レンズは典型的には、キノフ オーム(kinofor+a)又は二元レンズのいずれかとしてならい削りされ Inされる。フレネルレンズは、特定のタイプのキノフオームである。キノフオ ームの平滑な表面は、平坦な表面瀝び階段関数(二元的光学部品)を用いて近似 される。平坦な表面に近似されたキノフオームは、ダイヤモンドポイント座前技 術を用いて製造される0反復的に基板をマスキングしエツチングすることにより 、写真製版又は電子ビーム平版印刷のいずれかを用いて、二元的光学部品が製造 される。レンズのタイプ(屈折又は回折)及び製造方法がひとたび決定されると 、好ましい方法にしたがってマスターが製造される0次に、このマスターから精 密成形を用いて複数のレンズホイールが製造され、結果として得られたレンズホ イールは広い波長範囲にわたり同一で互換性がありかつ機能的である。これらの レンズは同様に、実質的に同じ後焦点面を有し、レンズ設計によるあらゆる収差 がホイール上の全てのレンズを横断して一貫して存在している。Refractive optics are used for each individual lens 176 on lens wheel 112. If the If zero-diffractive optics are used, lithography or diamond A single diffraction lens whose master is made using a do-point lens is typically a Kinoff lens. Profiled as either ohm (kinofor+a) or binary lens In. Fresnel lenses are a specific type of kinoform. Kinofuo The smooth surface of the beam can be approximated using a flat surface step function (dual optical component). be done. The kinoform approximated to a flat surface is a diamond point sitting technique. 0 by iteratively masking and etching the substrate. , binary optics are manufactured using either photolithography or electron beam lithography. be done. Once the type of lens (refractive or diffractive) and manufacturing method are determined , a master is manufactured according to the preferred method. Multiple lens wheels are manufactured using dense molding, and the resulting lens wheels are Eels are identical, compatible and functional over a wide wavelength range. these The lenses also have virtually the same back focal plane and are free from any aberrations due to lens design. is present consistently across all lenses on the wheel.
再び図4を参照すると、以下で論述するいくつかの機械的及び光学的性能の最適 化を理由として、多角形110のための相対する辺166の対の数は、最大限に されるべきである(III上の複雑さ及びコストに結果としてもたらされる増加 の関数として)、相対する辺166の数を増加させることによって得られる1つ の利点は、多角形110がより密に円盤に似てくるため、多角形が回転するとき のウィンディジの効果が減少するという点にある。さらに、相対する辺166の 数の増加により、レンズホイール112の定回転速度に必要とされる多角形11 0の回転速度は減少する。このことは、多角形110の高い回転速度がモーター 116に負荷を与え、多角形の製造のために選ばれたいくつかの光学材料内で光 学的複屈折を誘発することから重要である。最後に、多角形110の相対する辺 166の数が増大すると、多ビーム照明ビーム104の最大入射角が減少する。Referring again to Figure 4, some mechanical and optical performance optimizations are discussed below. For reasons of (Resulting increase in complexity and cost on III) ), the one obtained by increasing the number of opposing edges 166 The advantage of is that the polygon 110 more closely resembles a disk, so when the polygon rotates, The point is that the effect of Windage is reduced. Furthermore, the opposite side 166 Due to the increase in the number of polygons 11 required for a constant rotational speed of the lens wheel 112 0 rotation speed decreases. This means that the high rotational speed of polygon 110 is 116 and light within several optical materials chosen for the production of polygons. This is important because it induces chemical birefringence. Finally, the opposite sides of polygon 110 As the number of 166 increases, the maximum angle of incidence of the multibeam illumination beam 104 decreases.
こうして。thus.
フレネル反射係数の変動は減少し、多ビーム照明ビーム104のためにS及びP の両方の偏光を使用することが可能となり、レコーダの帯域幅を増大させる(例 えば、図3B中の多重偏光書込みビームを参照のこと)。The variation in Fresnel reflection coefficient is reduced and due to the multi-beam illumination beam 104 S and P It becomes possible to use both polarizations of light, increasing the bandwidth of the recorder (e.g. For example, see multiple polarized writing beams in FIG. 3B).
ここで図7を参照すると、走査用透過性多角形110の各々の辺上に多ビーム照 明ビーム104に沿って位置づけされた一対のビームエクスパンダ−202をさ らに含む形で、本発明の光学テープレコーダ100のための読取り一書込みヘッ ド106が示されている。ビームエクスパンダ−202aは走査用多角形110 と読取り一書込みモジュール102の間に位置設定されている。ビ−ムエクスパ ンダ−202bは走査用多角形110とレンズホイール112の間に位ii!絞 定される。一対のビームエクスパングー202の使用は、多角形上に入射しその 中を透過する多ビーム照明ビーム104の直径を狭くし多角形から出力されるビ ームの直径を拡張させる多角形110のまわりの縮小−拡大システムを提供する 。Referring now to FIG. 7, multiple beam illumination is applied on each side of the scanning transparent polygon 110. A pair of beam expanders 202 positioned along the bright beam 104 are A read/write header for the optical tape recorder 100 of the present invention, including A code 106 is shown. The beam expander 202a has a scanning polygon 110 and the read-write module 102. beam exper The lens 202b is located between the scanning polygon 110 and the lens wheel 112! Aperture determined. The use of a pair of beam expanders 202 is such that the beam is incident on a polygon and its The diameter of the multi-beam illumination beam 104 transmitted through the polygon is narrowed to reduce the beam output from the polygon. provides a contraction-expansion system around polygon 110 that expands the diameter of the beam. .
多角形の中を透過する多ビーム照明ビーム104の直径がより小さいものになる と、上述のとおり辺166の数の増大がもたらす機械的及び光学的性能の利点を 実現しながら、製造上の複雑さ及びコストの問題に応じて、多角形のサイズ及び 形状を基準化することができる。多角形110のサイズを基準化することから得 られるもう1つの利点は、多角形tI造ココストおいて対応する減少をひきおこ す相対する辺166の平行性についての製造上の仕様が比較的緩和されることに ある。さらに、走査用多角形110を透過する多ビーム照明ビーム104の直径 を狭くすることにより、この系のデユーティサイクルは増加する。The diameter of the multibeam illumination beam 104 transmitted through the polygon is smaller. and the mechanical and optical performance advantages brought about by increasing the number of sides 166 as described above. Depending on manufacturing complexity and cost issues, the polygon size and Shapes can be standardized. Obtained from scaling the size of polygon 110 Another advantage is that it causes a corresponding reduction in the polygonal cost. The manufacturing specifications regarding the parallelism of the opposing sides 166 are relatively relaxed. be. Furthermore, the diameter of the multibeam illumination beam 104 transmitted through the scanning polygon 110 By narrowing , the duty cycle of this system increases.
ここで図8を参照すると、読取り一書込みモジュール102内の読取りサブモジ ュール138の概略図が示されている。読取りサブモジュールには、コリメート された読取りビーム130を出方するための読取り源204が含まれている(図 3Aに示されている書込み源134と類似のもの)、読取りR204には、レー ザーダイオード154により出方され、レンズ154によりコリメートされてい る読取りビーム130を整形し、並進させポイントさせるためのアナモルフィッ クプリズム対158、移動プレート156及びリズレープリズム対159が含ま れている。特に、アナモルフインクプリズム対158は、記録されたデータトレ ース182の多重データトラック184(チャネル)を横新して照明するため、 媒体108上に集束された視野192内の矩形照明フィールド206(図5C参 照)を形成する読取りビーム130を整形する。読取り源204のポイント及び 並進用光学部品も同様に、多重書込みビーム128及び自動焦点ビーム132と の関係において読取りビーム130を正確に位置づけし方向づけするように機能 して多ビーム照明ビーム104内の多重ビームの適切な心合せを確保する。読取 りビーム130の偏光は、ビームを四分の一波長板208の中に通過させること により45度だけ変更される1 再び図11図2、図50及び図5Dを参照すると、読取りビーム130の矩形パ ターン206は、中の多重データトラック194(チャネル)のデータマーク1 96により変調されるべきデータトレース182の長さに沿って回転レンズホイ ールによって走査される。多重チャネルで変調された読取りビーム130は、回 転レンズホイール112及び読取り一書込みヘッド106の走査する透過性多角 形110を通して読取り一書込みモジュール102の読取りサブモジュール13 8まで、媒体108により反射し戻される1図8に示しているように、変調され た読取りビーム130の偏光は、四分の一波板208によりさらに45度回転さ せられる(合計で90度。Referring now to FIG. 8, the read submodule within the read-write module 102 A schematic diagram of a module 138 is shown. The reading submodule includes a collimated A read source 204 is included for emitting a read beam 130 (see FIG. (similar to write source 134 shown in Figure 3A), read R204 includes a The light is emitted by a laser diode 154 and collimated by a lens 154. an anamorphic beam for shaping, translating and pointing the reading beam 130. Includes a pair of prisms 158, a moving plate 156, and a pair of Risley prisms 159. It is. In particular, the anamorphic ink prism pair 158 is used to record data traces. to laterally illuminate multiple data tracks 184 (channels) of base 182. A rectangular illumination field 206 within the field of view 192 focused onto the medium 108 (see FIG. 5C). The reading beam 130 is shaped to form a beam of light. The reading source 204 points and Translation optics similarly include multiple writing beams 128 and autofocus beams 132. functions to accurately position and orient the read beam 130 in relation to to ensure proper alignment of the multiple beams within multibeam illumination beam 104. read The polarization of beam 130 is determined by passing the beam into quarter wave plate 208. 1 changed by 45 degrees by Referring again to FIGS. 11, 2, 50, and 5D, the rectangular pattern of the read beam 130 Turn 206 marks data mark 1 of multiplex data track 194 (channel) in A rotating lens wheel along the length of the data trace 182 to be modulated by 96 scanned by the The multi-channel modulated read beam 130 is Transparent polygon scanning lens wheel 112 and read/write head 106 The read submodule 13 of the read-write module 102 through the form 110 8, reflected back by the medium 108, as shown in FIG. The polarization of read beam 130 is further rotated by 45 degrees by quarter-wave plate 208. (90 degrees in total.
かつ例えば、sm光からP偏光への変更のため)、変調された読取りビーム13 0は次に、偏光ビームスプリッタ210によって反射され、拡大系214により 線形フォトダイオードアレイ212上で撮像される。この線形フォトダイオード アレイ212は好ましくは、読取りビーム130の多重チャネル変調に従って電 気信号を生成する複数のアバランシェフォトダイオード又はPINIォトダイオ ードを含んでいて各データトレース182内で走査されたデータの各チャネル( データトラック194)を回復する0次に多重データチャネルは適切な順序で再 組立てされてデータ信号を回復する。and e.g. for changing from sm light to P polarization), the modulated reading beam 13 0 is then reflected by polarizing beam splitter 210 and transmitted by magnifying system 214. Imaged on a linear photodiode array 212. This linear photodiode Array 212 preferably has an electrical current according to multi-channel modulation of read beam 130. Multiple avalanche photodiodes or PINI photodiodes that generate optical signals Each channel of data scanned within each data trace 182 ( Recovering data tracks 194) The zero-order multiple data channels are replayed in the proper order. assembled to recover the data signal.
ここで図9を参照すると、読取り一書込みモジュール102内の自動焦点サブモ ジュール140の概要図が示されている。自動焦点サブモジュールは規準された 自動焦点ビーム132を出力するための自動焦点1216(図3Aに示されてい る書込み源134に類似しているもの)を含んでいる。自動焦点源216には、 レーザーダイオード152により出力されレンズ154により規準された自動焦 点ビーム132を整形し、並進させポイントするためのアナモルフィックプリズ ム対158、移動プレート156及びリズレープリズム対159を含んでいる。Referring now to FIG. 9, the autofocus submodule within the read-write module 102 A schematic diagram of module 140 is shown. Autofocus submodule has been standardized Autofocus 1216 (shown in FIG. 3A) for outputting autofocus beam 132 (similar to write source 134). The autofocus source 216 includes: Autofocus output by laser diode 152 and referenced by lens 154 Anamorphic prism for shaping, translating and pointing point beam 132 a pair of prisms 158, a moving plate 156, and a pair of Risley prisms 159.
自動焦点ff216のポイント及び並進用光学部品は、媒体108上のスポット 218(図50参照)への集束のため自動焦点ビーム132を整形する。ポイン ト及び並進用光学部品は、多重書込みビーム128及び読取りビーム130に関 して自動焦点ビーム132を正確に位置づけし方向づけるようにさらに機能して 記録媒体108上に集束された多ビーム照明ビーム104内での多重ビームの適 切な心合せを確保する。自動焦点ビーム132は、四分の一波板220の中を通 過させられ自動焦点ビームの偏光を45度変更する。The autofocus ff 216 point and translation optics focus on the spot on the medium 108. The autofocus beam 132 is shaped for focusing to 218 (see FIG. 50). point The beam and translation optics are associated with multiple write beams 128 and read beams 130. further operative to precisely position and direct the autofocus beam 132 by Application of multiple beams within a multi-beam illumination beam 104 focused onto recording medium 108 to ensure proper alignment. Autofocus beam 132 passes through quarter wave plate 220. The polarization of the autofocus beam is changed by 45 degrees.
ここで再び図11図2及び図50を参照すると、自動焦点ビーム132は記録媒 体1o8を横切って回転レンズホイールにより走査される。自動焦点ビーム13 2は、回転レンズホイール112及び読取り一書込みヘッド106の走査用透過 性多角形110を通して自動焦点サブモジュール140まで媒体108により反 射される0図9に示さ杵ているように、自動焦点ビーム132の偏光は、四分の 一波板220によりさらに45度回転させられる(合計で90度、かつ例えば、 sm光がらP偏光への変更のため)6次に、自動焦点ビーム132は、偏光ビー ムスプリッタ−222により反射され、拡大系226及び非点レンズ228によ り象限検出器(quadrant dejector) 224上の−っのスポ ットに集束させられる。Referring again to FIG. 11, FIG. 2, and FIG. 50, the autofocus beam 132 Scanned across the body 1o8 by a rotating lens wheel. auto focus beam 13 2 is a rotating lens wheel 112 and a scanning transmission of the read-write head 106. is reflected by the medium 108 through the polygon 110 to the autofocus submodule 140. As shown in FIG. 9, the polarization of the autofocus beam 132 is The one-wave plate 220 further rotates 45 degrees (total of 90 degrees, and e.g. (for changing from sm light to p-polarized light) 6 Next, the autofocus beam 132 is It is reflected by the splitter 222 and is reflected by the magnifying system 226 and the astigmatism lens 228. quadrant detector 224 focused on the target.
象限検出器224は、非点レンズ228により上に集束されたスポットの形状に 従フて複数の電気信号を生成する。象限検出器224により検出された集束され たスボットの形状の変動を、記録媒体108上の多ビーム照明ビーム104の焦 点を決定することを含むさまざまなフィードバック機能のために使用することが 可能である。Quadrant detector 224 is in the shape of a spot focused onto by astigmatism lens 228. A plurality of electrical signals are then generated. The focused beam detected by quadrant detector 224 The variation in the shape of the sbot is controlled by focusing the multi-beam illumination beam 104 on the recording medium 108. Can be used for various feedback functions including determining points It is possible.
数多くの自動焦点技術を利用することができる0例えば、図10を参照すると、 集束誤差を検出するため図9に示された自動焦点検出システムを利用する幾何形 状が示されている。距N rpJはレンズホイール112の書込みレンズ176 と非点レンズ(astizmatic 1ens) 228の間の距離を表わし ている。距離「fO」はレンズホイール112上のレンズ176の焦点距離を表 わす。A number of autofocus techniques are available. For example, with reference to FIG. Geometry that utilizes the automatic focus detection system shown in Figure 9 to detect focusing errors The condition is shown. The distance N rpJ is the writing lens 176 of the lens wheel 112 represents the distance between and astigmatic lens (astizmatic 1ens) 228 ing. Distance “fO” represents the focal length of lens 176 on lens wheel 112. Was.
距ml rfl J及び「fl」は、非点レンズ228の焦点距離を表わす、距 11rdJは、非点レンズ228と象限検出器224の間の距離を表わし、以下 の等式から得られる: d=4 (fl)(fl)/ (fl +f2)距@dが上述の等式に従って設 定されたならば、次に非点レンズ228は、記録媒体108と書込みレンズ17 6の焦平面の間の誤差距離re r rJがゼロである場合(すなわち自動焦点 ビームが媒体上に集束されている場合)1反射された自動焦点ビーム132につ いて象限検出器224上に円形照明スポットを集束する。自動焦点ビームが記録 媒体108上に集束されない場合、誤差B gl e r rはゼロでなく、非 点レンズ228は、象限検出器224上に楕円形の照明スポットを集束する。The distance ml rfl J and “fl” represent the focal length of the astigmatic lens 228. 11rdJ represents the distance between the astigmatic lens 228 and the quadrant detector 224, as follows: Obtained from the equation: d=4 (fl) (fl)/(fl + f2) distance @d is set according to the above equation Once determined, the astigmatic lens 228 then connects the recording medium 108 and the writing lens 17. If the error distance re r rJ between the focal planes of 6 is zero (i.e. autofocus 1 for the reflected autofocus beam 132 (if the beam is focused onto the medium). to focus a circular illumination spot onto quadrant detector 224. Auto focus beam records If not focused on the medium 108, the error B gl e r r is non-zero and non-zero. Point lens 228 focuses an elliptical illumination spot onto quadrant detector 224.
検出19224(7)各々ノ象1a230 (1)−230(4)は、非点レン ズ228によって上に集束された反射自動焦点ビーム132からの光の強度に比 例した対応する信号(Ql〜Q4)を出力する。多ビーム照明ビーム1゜4が媒 体108上に適切に集束されているか否かを表わす焦点誤差信号(FES)を決 定するためにこの信号。Detection 19224(7) Each of the elephants 1a230(1)-230(4) is an astigmatic lens. compared to the intensity of light from reflected autofocus beam 132 focused onto by lens 228. The corresponding signals (Ql to Q4) shown in the example are output. Multi-beam illumination beam 1°4 is the medium Determine a focus error signal (FES) that indicates whether or not the object is properly focused on the object 108. This signal to determine.
1−Q4を使用することができる。FESは以下の等式に従って決定される: FES= [(Q1+Q3)−(Q2+Q4)] / [Q1+Q2+Q3+Q 41 FESは、上述の等式を実行する信号プロセッサー232から出力され、記録媒 体108上に多ビーム照明ビームを集束するために以下で記述するようにして読 取り一書込みヘッド106の調整を制御する。1-Q4 can be used. FES is determined according to the following equation: FES=[(Q1+Q3)-(Q2+Q4)]/[Q1+Q2+Q3+Q 41 The FES is output from a signal processor 232 that performs the equations described above and is The readout is performed as described below to focus the multibeam illumination beam onto the body 108. Controls the adjustment of the write head 106.
誤差孔@rerrJが正である場合(すなわち媒体108と書込みレンズ176 の間の距離がfOよりも大きい場合);象18230(2)&び230 (4) t−横断する楕円形の照明スポットの垂直直径は象限230 (1)及び230 (3)をv!商する水平直径よりも大きい、したがって、信号Q2及びQ4は 、信号Q1及びQ3よりも大きくなる。上述の等式により決定されたFESは、 従って負となる。媒体108と書込みレンズ176の間の距離がfOより小さい 場合、逆のことがいえる。誤差距離rerrJがゼロである場合(すなわち多ビ ーム照明ビーム104が媒体108上に集束されている場合)、象限検出器22 4上の照明スポットは円形となり、信号Q1〜Q4はそれぞれ実質的に等しくな り(スポットの垂直及び水平の直径が等しいため)、結果としてFESは実質的 にゼロに等しくなる。If the error hole @rerrJ is positive (i.e., the media 108 and the write lens 176 If the distance between them is greater than fO); Elephant 18230 (2) & 230 (4) t - The vertical diameter of the elliptical illumination spot that traverses quadrants 230 (1) and 230 (3) v! Therefore, signals Q2 and Q4 are , becomes larger than signals Q1 and Q3. The FES determined by the above equation is: Therefore, it is negative. The distance between media 108 and write lens 176 is less than fO In this case, the opposite is true. If the error distance rerrJ is zero (i.e. multi-bit quadrant detector 22) when the system illumination beam 104 is focused onto the medium 108). The illumination spot on 4 is circular, and the signals Q1 to Q4 are each substantially equal. (because the vertical and horizontal diameters of the spot are equal), as a result the FES is substantially is equal to zero.
光学レコーダ100のための読取り一書込みヘッド106内の自動焦点誤差補正 システム234についてのいくつかの実施態様が示されている図11A〜11C をここで参照する0図11A及びIIBの実施態様は、自動焦点誤差補正を提供 するためのレンズ並進方法を例示している8図11Cの実施態様は、自動焦点誤 差補正を提供するための媒体並進方法を例示する。各実施態様の誤差補正システ ムのためのレンズ又は媒体のいずれかの並進は、象限検出!m224によって出 力された信号Ql〜Q4に応答して上述の等式に従ってプロセンサ232により 生成された焦点誤差信号(FES)の正fL符号(正又は負のいずhか)により 制御される(図9及び10参照)。Automatic focus error correction in read-write head 106 for optical recorder 100 11A-11C showing several embodiments of system 234 The embodiments of FIGS. 11A and 11B, referenced herein, provide automatic focus error correction. The embodiment of FIG. 11C illustrating a lens translation method to 4 illustrates a method of media translation to provide differential correction. Error correction system for each embodiment Translation of either the lens or the medium for quadrant detection! Exit by m224 in response to the input signals Ql to Q4 by the pro-sensor 232 according to the equations described above. Depending on the positive fL sign (either positive or negative) of the generated focus error signal (FES), (see Figures 9 and 10).
図11Aに例示されている自動焦点補正システム234の実施態様においては、 自動焦点レンズ対236が、読取り一書込みモジュール102と走査用透過性多 角形110の間で、多重書込み、読取り及び自動焦点ビームを含む多ビーム照明 ビーム104と一線上に位置づけされている。多ビーム照明ビーム104の経路 に沿って。In the embodiment of autofocus correction system 234 illustrated in FIG. 11A, An autofocus lens pair 236 connects the read-write module 102 and the scanning transmissive lens. Multi-beam illumination between squares 110 including multiple write, read and autofocus beams It is positioned in line with beam 104. Path of multi-beam illumination beam 104 along.
双方向矢印140によフて示された方向で前後に、サーボモーター238が自動 焦点レンズのうちの最初の1つ(レンズ236a)の位置を調整する(並進させ る)。The servo motor 238 automatically moves back and forth in the direction indicated by the double arrow 140. Adjust the position (translate) of the first one of the focusing lenses (lens 236a). ).
サーボモーター238による自動焦点レンズ236aの並進は、多ビーム照明ビ ーム104の焦点が記録媒体108において起こるように、読取り一書込みモジ ュール102の自動焦点サブモジュール140から出力された焦点誤差信号の正 負符号により1Ilv4される。この自動焦点方法に見られる1、つの欠点は、 自動焦点レンズ236aの並進によって生成される球面数差の変動する量につい て補正するために固定した自動焦点レンズ236a及び書込みレンズ176を紋 針することが困難である点にある。Translation of the autofocus lens 236a by the servo motor 238 causes the multi-beam illumination beam to The read and write modules are arranged such that the focus of the system 104 is on the recording medium 108. The accuracy of the focus error signal output from the autofocus submodule 140 of the module 102 The negative sign increases 1Ilv4. One drawback to this autofocus method is: Regarding the amount of variation in the spherical surface number difference generated by the translation of the autofocus lens 236a, The fixed autofocus lens 236a and writing lens 176 are used for correction. There is a point where it is difficult to needle.
図11Aの実施態様で1遇する球面な差の欠点を避けるための1つの方法は0図 11Bに例示される実施態様で示されるとおり1回転するレンズホイール112 上で各々の書込みレンズ176を並進させることである。サーボモーター238 はレンズホイール112上に取りつけられ、蛇録媒体108上に多ビーム照明ビ ーム104を集束するため双方向矢印240により表わされた方向で前後に各書 込みレンズ176を並進させるように連結されている。書込みレンズ176の並 進は読取り一書込みモジュール102の自動焦点サブモジュール140から受理 された焦点誤差信号(FES)の正負符号に応答してレンズホイールディスクの 構造の中で起こる。しかしながら、この技術は、レンズホイール内の各4個々の レンズを並進させるためにサーボモーター及びレンズホイール112がより複雑 になることが必要とされることから、好まれない。One way to avoid the spherical difference drawback that occurs in the embodiment of FIG. 11A is to Lens wheel 112 rotates once as shown in the embodiment illustrated in 11B. 1. Translating each write lens 176 above. Servo motor 238 is mounted on the lens wheel 112 and projects a multi-beam illumination beam onto the recording medium 108. Each book is moved forward and backward in the direction represented by double-headed arrow 240 to focus beam 104. The lens 176 is connected to translate the lens 176. The average of the writing lens 176 is received from the autofocus submodule 140 of the read-write module 102. of the lens wheel disc in response to the positive or negative sign of the focus error signal (FES) It takes place within the structure. However, this technique requires that each of the four individual More complex servo motor and lens wheel 112 to translate the lens It is not preferred because it requires becoming.
上述の球面収差サーボモーター起動の欠点を両方共回避するための代替的手段は 、図11Cの実施態様中に例示されているように、記録媒体108を並進させる ことである0回転レンズホイール112から相対する側で。An alternative to avoid both of the disadvantages of spherical aberration servo motor activation mentioned above is , translating the recording medium 108, as illustrated in the embodiment of FIG. 11C. On the side opposite from the zero rotation lens wheel 112.
移動する記録媒体108の下に、エアープレート242が位置づけされている。An air plate 242 is positioned below the moving recording medium 108.
双方向矢印240により示された方向での記録媒体108の前後通勤は、媒体の 下面に対してエアプレート242を通して空気を放出するエアノズル244のア レイにより行なわれる。矢印140に沿った媒体108の動きの量は、エアノズ ル244により放出された空気の量によってのみならず、エアプレート242の 上を通過する間に媒体108に加えられるテンションの量によっても制御される 。自動焦点サブモジュール140により出力されるFESの正負符号に応答する vJ御自回路246、制御ライン248を介して放出される空気量を調整し、さ らに250という番号で全体として表わされている媒体108上のテンションを 調整して、多ビーム照明ビーム104を集束するために媒体を適切に位置づけす る。Commuting back and forth of the recording medium 108 in the direction indicated by the bidirectional arrow 240 causes the medium to Air nozzle 244 discharges air through air plate 242 against the lower surface. It is done by Ray. The amount of movement of media 108 along arrow 140 Not only due to the amount of air released by the air plate 244, but also due to the It is also controlled by the amount of tension applied to the media 108 while passing over the . responsive to the sign of the FES output by autofocus submodule 140; Adjust the amount of air released through the vJ own circuit 246 and control line 248, and Furthermore, the tension on the medium 108, which is represented as a whole by the number 250, is Adjust to properly position the media to focus the multibeam illumination beam 104. Ru.
本発明による光学テープレコーダのいくつかの実施態様について、以上の詳細な 説明で記述し又添付図面中で例示してきたが、本発明が開示された実施態様に制 限されるものではなく、その精神から逸脱することなく数多くの再配置1代替及 び変形が可能なものである。ということも理解されたい。Some embodiments of the optical tape recorder according to the invention have been described in detail above. Although the invention has been described in the description and illustrated in the accompanying drawings, the present invention is limited to the disclosed embodiments. However, there are many possible rearrangements and alternatives without departing from the spirit. It can be deformed and deformed. I also want you to understand that.
轟ム轟 フロントページの続き (72)発明者 ガングステッド、マーヴイン、エルアメリカ合衆国チクサス用 75081、リチアドスン、ハーヴイスト・グレン 50彊(72)発明者 サ ドラ、シミー、エルアメリカ合衆国チクサス用75044、ガーランド、グルー チェスタ 1421番 (72)発明者 トリムプル、リチアド、エイアメリカ合衆国チクサス用750 88、ロウレット、ラーキン・レイン 331幡 (72)発明者 ウエルチ、ジエフリ、ピーアメリカ合衆国チクサス用7502 5、プレイノウ、パース・ドライヴ 1012番Todoromu Todoroki Continuation of front page (72) Inventor: Gangstead, Marvin, Elle United States of America 75081, Richard Son, Harvist Glenn 50 Ji (72) Inventor Dora, Shimmy, El 75044 for Chixus, Garland, Glue Chester No. 1421 (72) Inventor: Trimple, Liciado, A. 750 for Thixus, USA 88, Rowlett, Larkin Lane 331 Hata (72) Inventor: Welch, Gieffli, Pea 7502 for American Thixus 5. Plannow, Perth Drive 1012
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