JPH08339567A

JPH08339567A - 光学的情報記録再生装置

Info

Publication number: JPH08339567A
Application number: JP7144312A
Authority: JP
Inventors: Moritoshi Miyamoto; 守敏宮本
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-06-12
Filing date: 1995-06-12
Publication date: 1996-12-24

Abstract

(57)【要約】【目的】可動部の位置にかかわらず、設計どおりのス
ポット径及び光量を得る。【構成】照射光学系を含む固定部と、該固定部に対し
移動可能で対物レンズを含む可動部とから構成される光
ヘッドを備え、該照射光学系からの光束の照射により前
記光学的情報記録媒体に対し情報を記録し、及び／又は
該照射光学系からの光束の照射による前記光学的情報記
録媒体からの光束を検出して記録情報を再生する光学的
情報記録再生装置において、前記照射光学系からの光束
を制限するためのアパーチャ５１と光束を分割するため
の回折格子５０とを前記可動部に配置した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光学的情報記録媒体に
情報を記録し、該記録媒体に記録された情報を再生し及
び／又は該記録媒体に記録された情報を消去する光学的
情報記録再生装置に関する。本発明は、特に、光ヘッド
光学系が固定部と可動部とに分かれている光学的情報記
録再生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、光を用いて情報の記録、再生を行
なう情報記録媒体としてディスク状、カード状、テープ
状等の各種の形態のものが知られている。これら光学的
情報記録媒体には記録及び再生の可能なものや再生のみ
可能なもの等がある。記録可能な媒体への情報の記録
は、記録情報に従って変調され微小スポット状に絞られ
た光ビームで情報トラックを走査することにより行なわ
れ、光学的に検出可能な情報ビット列として情報が記録
される。

【０００３】又、記録媒体からの情報の再生は、該媒体
に記録が行なわれない程度の一定のパワーの光ビームス
ポットで情報トラックの情報ビット列を走査し、該媒体
からの反射光又は透過光を検出することにより行なわれ
る。

【０００４】上述した記録媒体への情報の記録、再生に
用いられる光ヘッドは、記録媒体に対しその情報トラッ
ク方向及び該方向を横切る方向に相対的に移動可能とさ
れており、この移動により光ビームスポットの情報トラ
ック走査が行なわれる。光ヘッドにおける光ビームスポ
ットの絞り込み用レンズとしては、例えば対物レンズが
用いられる。この対物レンズはその光軸方向（フォーカ
シング方向）及び該光軸方向と記録媒体の情報トラック
方向との双方に直交する方向（トラッキング方向）に夫
々独立して移動することができるように光ヘッド本体に
保持されている。このような対物レンズの保持は、一般
に弾性部材を介して成され、対物レンズの上記２方向の
移動は一般に磁気的相互作用を利用したアクチュエータ
により駆動される。

【０００５】ところで、上述した光学的情報記録媒体の
うちカード状の光学的情報記録媒体（以下、光カードと
称する）は、小型軽量で持ち運びに便利な比較的大容量
の情報記録媒体として今後大きな需要が見込まれてい
る。

【０００６】図７に追記型光カードの模式的平面図、図
８にその部分拡大図を示す。

【０００７】図７において、光カード１の情報記録面に
は多数本の情報トラック２がＬ−Ｆ方向に平行に配列さ
れている。又、光カード１の情報記録面には上記情報ト
ラック２へのアクセスの基準位置となるホームポジショ
ン３が設けられている。情報トラック２は、ホームポジ
ション３に近い方から順に２−１，２−２，２−３，…
と配列され、図８に示すように、これらの各情報トラッ
クに隣接してトラッキングトラック４が４−１，４−
２，４−３，…というように順次設けられている。これ
らのトラッキングトラック４は、情報記録再生時の光ビ
ームスポット走査の際に該ビームスポットが所定の情報
トラックから逸脱しないように制御するオートトラッキ
ング（以下、ＡＴと記す）のためのガイドとして用いら
れる。

【０００８】このＡＴサーボは、光ヘッドにおいて上記
光ビームスポットの情報トラックからのずれ（ＡＴ誤
差）を検出し、該検出信号を上記トラッキングアクチュ
エータへと負帰還させ、光ヘッド本体に対し対物レンズ
をトラッキング方向（Ｄ方向）に移動させて光ビームス
ポットを所望の情報トラックへと追従させることにより
行なわれる。

【０００９】又、情報記録再生時において、光ビームス
ポットで情報トラックを走査する際、該光ビームを光カ
ード面上にて適当な大きさのスポット状とする（合焦さ
せる）ために、オートフォーカシング（以下、ＡＦと記
す）サーボが行なわれる。このＡＦサーボは、光ヘッド
において上記光ビームスポットの合焦状態からのずれ
（ＡＦ誤差）を検出し、該検出信号を上記フォーカシン
グアクチュエータへと負帰還させ、光ヘッド本体に対し
対物レンズをフォーカシング方向に移動させて光ビーム
スポットを光カード面上に合焦させることにより行なわ
れる。

【００１０】なお、図８において、Ｓ₁、Ｓ₂、Ｓ₃は
光ビームスポットを示し、Ｓ₁とＳ ₃の光スポットを使
用してＡＴを行ない、Ｓ₂の光スポットを使用してＡＦ
及び記録時の情報ビットの作成、再生時の情報ビットの
読出しを行なう。又、各情報トラックにおいて、６−
１，６−２及び７−１，７−２は夫々プリフォーマット
された左側アドレス部及び右側アドレス部を示し、この
アドレス部を読出すことにより情報トラックの識別が行
なわれる。５（図中、５−１，５−２が相当する）はデ
ータ部であり、ここに所定の情報が記録される。

【００１１】ここで、光学的情報記録方法を図９に示す
光ヘッド光学系の概略図を用いて説明する。

【００１２】図９において、２１は光源たる半導体レー
ザであり、この例ではトラックに垂直の方向に偏光して
いる８３０ｎｍの波長の光を発する。また、２２はコリ
メータレンズ、２３はビーム整形プリズム、２４は光束
分割のための回折格子、２５は偏光ビームスプリッタで
ある。更に、２６は１／４波長板、２０はミラー、２７
は対物レンズ、２８は球面レンズ、２９はシリンドリカ
ルレンズ、３０は光検出器を示す。光検出器３０は、２
つの受光素子３０ａ，３０ｃ及び４つに分割された受光
素子３０ｂから構成されている。

【００１３】半導体レーザ２１から発せられた光ビーム
は、発散光束となってコリメータレンズ２２に入射す
る。そして、該レンズにより平行光ビームとされ、さら
にビーム整形プリズム２３により所定の光強度分布、つ
まり円形の強度分布を有するビームに整形される。その
後、回折格子２４に入射し、該回折格子２４により有効
な３つの光ビーム（０次回折光及び±１次回折光）に分
割される。この３つの光束は、偏光ビームスプリッタ２
５にＰ偏光光束として入射する。偏光ビームスプリッタ
２５は、図１０に示すような分光特性を有し、入射した
Ｐ偏光は１００％近く透過する。

【００１４】次いで、前記３つの光束は１／４波長板２
６を透過する際に円偏光に変換され、対物レンズ２７に
よって光カード１上に集束される。この集束された光が
図９に示したように、３つの微小ビームスポットＳ
₁（＋１次回折光）、Ｓ₂（０次回折光）、Ｓ₃（−１
次回折光）である。Ｓ₂は記録、再生、ＡＦ制御に用い
られ、Ｓ₁とＳ₃はＡＴ制御に用いられる。光カード１
上におけるスポット位置は、図８に示したように、光ビ
ームスポットＳ₁，Ｓ₃は隣接するトラッキングトラッ
ク４上に位置し、光ビームスポットＳ₂は該トラッキン
グトラック間の情報トラック２上に位置している。かく
して、光カード１上に形成された光ビームスポットから
の反射光は、再び対物レンズ２７を通って平行光束とさ
れ、１／４波長板２６を透過することにより入射時とは
偏光方向が９０°回転した光ビームに変換される。そし
て、偏光ビームスプリッタ２５にはＳ偏光ビームとして
入射し、図１０に示した分光特性により１００％近く反
射され、検出光学系に導かれる。

【００１５】前記検出光学系では、球面レンズ２８とシ
リンドリカルレンズ２９とが組み合わされており、この
組み合わせにより非点収差法によるＡＦ制御が行なわれ
る。光カード１から反射した３つの光束は前記検出光学
系によりそれぞれ集光され、光検出器３０に入射して、
３つの光スポットを形成する。受光素子３０ａ、３０ｃ
は前述の光スポットＳ₁，Ｓ₃の反射光を受光し、これ
ら２つの受光素子の出力の差を用いてＡＴ制御が行なわ
れる。また、４分割の受光素子３０ｂは光スポットＳ₂
の反射光を受光し、その出力を用いてＡＦ制御が行なわ
れ且つ記録情報が再生される。受光素子３０ａ，３０
ｂ，３０ｃにおける光スポットの形成の様子を図１１に
示す。形成される各光スポットＳ_a，Ｓ_b，Ｓ_cは、受
光素子３０ａ，３０ｂ，３０ｃに完全に含まれている。

【００１６】以上の様な光ヘッド光学系全体を矢印に示
す様に移動させることにより、光ビームスポットＳ_bで
情報トラックの走査を行うことができる。

【００１７】ところで、以上の様な光ヘッド光学系を、
図９に示されている様に、固定部と可動部とに分け、該
可動部のみを矢印に示す様に移動させることにより、光
ビームスポットＳ₂で情報トラックの走査を行うことも
できる。この様な分離型の光ヘッドでは、可動部の移動
量は、光カード１の縦方向の長さ程度は必要であり、通
常１００ｍｍ程度である。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】上記光ヘッド光学系に
おいては、回折格子を固定部に配置しており、回折光が
進行する光路長が可動部の位置により変化し、光束ケラ
レ及びそれに基づくＡＴオフセットが発生する場合があ
り、改善が望まれていた。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明の光学的情報記録
再生装置は、照射光学系を含む固定部と、該固定部に対
し移動可能で対物レンズを含む可動部とから構成される
光ヘッドを備え、該照射光学系からの光束の照射により
前記光学的情報記録媒体に対し情報を記録し、及び／又
は該照射光学系からの光束の照射による前記光学的情報
記録媒体からの光束を検出して記録情報を再生する光学
的情報記録再生装置において、前記照射光学系からの光
束を制限するためのアパーチャと光束を分割するための
回折格子とを前記可動部に配置したことを特徴とする。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を参照
しながら詳細に説明する。

【００２１】図１は本発明の光学的情報記録再生装置の
一実施例に係わる光ヘッド光学系の概略的構成を示す図
である。同図に示すように、本実施例では回折格子５０
は可動部に配置されている。このため、回折光が進行す
る光路長が可動部の位置により変化することがなく、光
束ケラレ及びそれに基づくＡＴオフセットが発生するこ
とはなくなる。

【００２２】なお、回折格子を可動部に配置し、照射光
束径を制限するためのアパーチャを固定部に配置したま
まにしておくと、次のような点について問題を生ずる場
合がある。

【００２３】．アパーチャを透過した光が回折して拡
がるため回折格子に入射する時の光束径が設計よりも大
きくなる。

【００２４】→カード上のスポットが設計よりも小さく
なる。

【００２５】→可動部の位置により入射光束の径の大き
さが変化してしまい、カード上のスポット径が変動して
しまう。

【００２６】．可動部の位置ズレがあった場合、各回
折光の光量が変動してしまう。

【００２７】そこで、本発明では、図１に示すように回
折格子５０とともにアパーチャ５１を可動部に配置する
こととした。回折格子とアパーチャとの配置は分離して
も、接着や蒸着等の手段により一体として配置しても良
い。

【００２８】図２は回折格子とアパーチャとを分離して
配置した場合の概略的構成図である。図２に示すよう
に、回折格子５０とアパーチャ５１とは分離して配置さ
れており、アパーチャ５１は照射光学系側に配される。
照射光学系から放出された光束は、アパーチャ５１の開
口部を通過して回折格子５０に照射され、回折格子５０
によって複数の光束に分割される。

【００２９】また、図３及び図４は回折格子とアパーチ
ャとを一体化した場合の概略構成図であり、図３は回折
格子の格子形成面にアパーチャを設けた図、図４は回折
格子の格子形成面の裏面にアパーチャを設けた図であ
る。図３及び図４において、５２はアパーチャ付回折格
子を示す。

【００３０】回折格子は、一般的に機械的に切削する方
法、薬品等で溶解する方法、蒸着する方法等が知られて
いるが、本実施例では蒸着で形成した。アパーチャは金
属等の薄い板に穴を開けて作成しても良いし、回折格子
を形成しているガラス板の格子形成面又はその裏面に光
を遮断する物質を蒸着し作成しても良い。

【００３１】このように、回折格子とともにアパーチャ
を可動部に配置することで、前述した問題，は解決
される。

【００３２】まず、アパーチャを透過した光が回折して
拡がるため回折格子に入射する時の光束径が設計よりも
大きくなる点については、その原因は、アパーチャと回
折格子との間の距離が大きいことと、その距離が変動す
ることにあると考えられるが、回折格子とアパーチャを
可動部に配置することで解決される。

【００３３】また、可動部の位置ズレがあった場合、各
回折光の光量が変動してしまう点については、その原因
は、アパーチャ中心（入射光束中心）と回折格子中心の
軸ズレであり、それが可動部の位置により変動すること
にあると考えられるが、回折格子とアパーチャを可動部
に配置することで、アパーチャ中心と回折格子中心の軸
ズレとが部品の精度で決まるにしても、アパーチャを固
定部に配置した場合に比べてはるかに精度が良いことは
確かで可動部の位置による変動はなくなる。

【００３４】なお、回折格子とアパーチャとが一体化さ
れている場合は、アパーチャと回折格子との間の距離の
大きさや、アパーチャ中心（入射光束中心）と回折格子
中心の軸ズレによる問題はほとんど生じない。

【００３５】また、アパーチャ中心と入射光束中心の軸
ズレも、入射光束の強度分布が急勾配なものに関しては
各回折光の光量が変動する要因となるが入射光束の強度
分布が一様であったり、強度分布がなだらかな場合は問
題にならない。本実施例の光ヘッドの入射光束もそのよ
うな強度分布を有している。

【００３６】次に、図５に上記光ヘッド光学系に用いる
回折格子の一構成例を示す。なお、本発明に用いる回折
格子はこのような回折格子のみに限定されるものではな
いことは勿論である。

【００３７】図５に示す回折格子５０は、３つの回折領
域（ＡＴ用領域、ＤＶ用領域、ＲＦ用領域）からなり、
この様な回折格子を用いることで、光カード上に図６の
様に７つの光スポットを配置し、往復記録及び複数トラ
ック同時再生を行うことが可能となる。７つの光スポッ
トは、図５に示した各領域の回折格子の各々の±１次光
スポットによる６つのスポットと、回折格子による回折
作用を受けずに透過した０次光束のスポット１つで構成
されている。

【００３８】この様に配置されたスポットを用いて、記
録時においては、前記０次光スポットを記録光として用
い、０次光スポットをはさむようにトラック進行方向の
前後に配されたＤＶ光スポットにより、トラックの進行
方向によらずベリファイを行うことができ、往復記録が
可能となる。次に再生時においては、図６に示した様に
２つのＲＦ光スポットと０次光スポット（もしくは、Ｄ
Ｖ光スポット）を再生スポットとして用いることによ
り、３つのトラックを同時に再生することが可能とな
る。

【００３９】また、この時のＡＦ、ＡＴの制御は、０次
光スポットの反射光を４分割素子で検出することによ
り、従来と同様の非点収差法でＡＦ制御し、ＡＴは図６
に示した２つのＡＴ光スポットの反射光を各々検出し、
その差分をとることにより制御している。

【００４０】尚、ここでは、０次光スポットの反射光を
受光する受光素子を４分割し、ＡＦ制御の制御を行って
いるが、その他の光スポット、つまりは、ＲＦ光スポッ
ト、ＤＶ光スポットの反射光を受光する素子のうちどれ
か／又は全部を４分割し、ＡＦ制御を行っても良い。な
お、本実施例では光カードに係わる光学的情報記録再生
装置について説明したが、その他の記録媒体、例えば光
磁気ディスク，カード等に係わる装置にも本発明を適用
できることは勿論である。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
アパーチャと回折格子を可動部に配置することにより、
可動部の位置にかかわらず、設計どおりのスポット径及
び光量を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光学的情報記録再生装置の一実施例に
係わる光ヘッド光学系の概略的構成を示す図である。

【図２】回折格子とアパーチャとを分離して配置した場
合の概略的構成図である。

【図３】回折格子とアパーチャとを一体化した場合の概
略構成図である。

【図４】回折格子とアパーチャとを一体化した場合の概
略構成図である。

【図５】回折格子の形状と入射光束径の関係を表わした
図である。

【図６】光カード上における各スポットの配置を表わし
た図である。

【図７】光カードの模式的平面図である。

【図８】光カードの部分拡大図である。

【図９】分離型光ヘッド光学系の図である。

【図１０】偏光ビームスプリッタの分光特性図である。

【図１１】従来の光学的情報記録再生装置の光ヘッドに
おける光検出器の形状及び配置と光スポットとの関係を
示す図である。

【符号の説明】

１光カード２０全反射プリズム２１半導体レーザ２２コリメータレンズ２３ビーム整形プリズム２４回折格子２５偏光ビームスプリッタ２６１／４波長板２７対物レンズ２８球面レンズ２９シリンドリカルレンズ３０光検出器３０ａ、３０ｂ、３０ｃ受光素子Ｓ₁、Ｓ₂、Ｓ₃ 光スポットＳ_a、Ｓ_b、Ｓ_c 光スポット４１全反射ミラー５０回折格子５１アパーチャ５２アパーチャ付回折格子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】照射光学系を含む固定部と、該固定部に
対し移動可能で対物レンズを含む可動部とから構成され
る光ヘッドを備え、該照射光学系からの光束の照射によ
り前記光学的情報記録媒体に対し情報を記録し、及び／
又は該照射光学系からの光束の照射による前記光学的情
報記録媒体からの光束を検出して記録情報を再生する光
学的情報記録再生装置において、前記照射光学系からの光束を制限するためのアパーチャ
と光束を分割するための回折格子とを前記可動部に配置
したことを特徴とする光学的情報記録再生装置。
【請求項２】前記アパーチャは、前記照射光学系と前
記回折格子との間に配されていることを特徴とする請求
項１に記載の光学的情報記録再生装置。
【請求項３】前記アパーチャは、前記回折格子の格子
形成面に形成されていることを特徴とする請求項１に記
載の光学的情報記録再生装置。
【請求項４】前記アパーチャは、前記回折格子の格子
形成面の裏面に形成されていることを特徴とする請求項
１に記載の光学的情報記録再生装置。