JPH09270132A

JPH09270132A - 光学的情報記録再生装置

Info

Publication number: JPH09270132A
Application number: JP7978096A
Authority: JP
Inventors: Moritoshi Miyamoto; 守敏宮本
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-04-02
Filing date: 1996-04-02
Publication date: 1997-10-14

Abstract

(57)【要約】【課題】センサの位置調整を、可動部が可動範囲の中
立位置にセットした状態で行うことにより、従来の可動
部の移動にともなう光束のシフト量Δｘを中心で振り分
け、Δｘ／２ずつとし、ＡＦＳ字信号に与える悪影響を
軽減する光学的情報記録再生装置を提供する。【解決手段】照射光学系を含む固定部と、該固定部に
対して移動可能であり且つ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ると共に、該照射光学系か
らの光束の照射により光学的情報記録媒体に対して情報
を記録し、また／あるいは該照射光学系からの光束の照
射による光学的情報記録媒体からの光束を検出して記録
情報を再生するように構成した光学的情報記録再生装置
において、光軸と直交する面での検出光学素子に対する
入射位置を調整する際の可動部の光学素子を、その可動
部が移動できる可動範囲の中立位置に配して、上記検出
光学素子の調整を行うように構成されていることを特徴
とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】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、また／あるいは、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し、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構造の光学的
情報記録再生装置に関するものである。

【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
プ状など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がある。記録可能な媒体への情報
は、記録情報に従って変調された光ビームを、前記媒体
上で微小スポット状に絞り、これで情報トラックを走査
することにより、光学的に検出可能な情報ビット列とし
て、記録される。

【０００３】また、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
を記録媒体上に照射し、その微小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または
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、記録媒体に対して、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
であり、この移動で、微小スポットによる情報トラック
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て
おり、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）につい
て、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行われ、上述の対物レンズの２
方向の移動は、一般に、磁気的相互作用を利用したアク
チュエータによって行われる。

【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、今後に大きな需要が見込
まれている。この光カードは図１０および図１１に示す
ような、所謂、追記型光カードの構成になっており、こ
こでは、光カード１の情報記録面に、多数本の情報トラ
ック２が、Ｌ−Ｆ方向に平行な配列となっている。ま
た、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。

【０００６】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、また、図１１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，・・・のように、順次、配設され
ている。これらのトラッキングトラック４は、情報記録
再生時の光ビームのスポット走査の際に、該スポットが
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。

【０００７】このＡＴサーボは、光ヘッドにおいて、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て、対物レンズ
をトラッキング方向（Ｄ方向）に移動させ、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のである。

【０００８】また、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、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が、このＡＦサーボは、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て対物レンズをフ
ォーカシング方向に移動させ、光ビームを光カード面上
に合焦させるのである。

【０００９】なお、図１１において、Ｓ₁，Ｓ₂，Ｓ₃
は、光ビームスポットを示しており、ここでは、Ｓ₁と
Ｓ₃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っている。また、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。なお、符
号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。

【００１０】次に、光学的情報記録の方法を、図１２に
示す光ヘッド光学系の概略図を用いて説明する。図１２
において、２１は光源としての半導体レーザであり、こ
の例ではトラックに対して垂直の方向に偏光している８
３０ｎｍ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３
０ｂから構成されている。

【００１１】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なり、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、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、それぞれ、偏光ビームスプリッタ２５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１４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。

【００１２】次いで、前記３つの光束は、１／４波長板
２６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１１に示したように、３つの微小ビームスポット
Ｓ₁（＋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。

【００１３】光カード１上におけるスポットは、図１１
に示したように、光ビームスポットＳ₁，Ｓ₃が隣接す
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Ｓ ₂がトラッキングトラック４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なり、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１４の分光特性に
より、１００％近くが反射され、検出光学系に導かれ
る。

【００１４】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、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，３
０ｃは、前述の光スポットＳ₁，Ｓ₃の反射光を受光す
る。そして、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３
０ｂは、光スポットＳ₂の反射光を受光する。そして、
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，３０ｂ，３０ｃにおけ
る光スポットの形成の様子は、図１３に示されている。
ここでは、形成される各光スポットＳ_a，Ｓ_b，Ｓ
_cが、受光素子３０ａ，３０ｂ，３０ｃに完全に含まれ
ている。

【００１５】以上のような仕方で、光ヘッド光学系全体
を、矢印に示すように移動させることで、光ビームスポ
ットＳ_bにより情報トラックの走査を行うことができる
が、このような光ヘッド光学系を、図１２に示されてい
るように、固定部と可動部とに分けて、可動部のみを矢
印に示すよう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
の分離型の光ヘッドでは、可動部の移動量が、かなり大
きくなり、通常、光カード１の縦方向の長さ程度、即
ち、１００ｍｍ程度、必要である。

【００１６】また、本出願人は、回折光の拡がりによる
光学系の巨大化を防ぐため、図９のように、前記回折格
子５０を可動部に配置した分離型光学的情報記録再生装
置も考案している。また、本出願人は、先に図７に示し
た回折格子を用い、図８のような光スポット配置を構成
し、往復記録、及び、３トラック同時再生が可能な方式
を考案している。

【００１７】この方式の動作及び作用は以下の通りであ
る。即ち、記録時においては、０次光（記録光）を光カ
ード進行方向に挟むように、ＤＶ光を配置しておき、光
カードがどちらに進行している時も、０次光（記録光）
の後をＤＶ光が追従して、ベリファイを行えるようにし
ており、再生時においては、０次光と２つのＲＦ光とを
用い、３つのトラックを同時に再生できるようにしてい
る。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の光ヘッ
ド光学系においては、製造誤差などによる光軸傾きの影
響で、特に、可動部に回折格子が配置されている場合
に、可動部の移動により、検出光学系に入射する光束の
位置も変化するという現象が起きてしまった。このた
め、センサ上の４分割素子に入射する光束の位置も、可
動部の位置により変化し、ＡＦＳ字信号を劣化させ、Ａ
Ｆ制御を困難にする（図３参照）。また、可動部の移動
により、回折格子に入射する光束の位置も変化するとい
う現象が起きて、各回折光（ＡＴ，ＤＶ，ＲＦ）の光量
が可動部の位置により変化し、信号処理系に悪影響を及
ぼしていた。

【００１９】上記問題を解決するため、本出願人は、セ
ンサの位置調整を、可動部が可動範囲の中立位置にセッ
トした状態で行うことにより、従来の可動部の移動にと
もなう光束のシフト量Δｘを中心で振り分け、Δｘ／２
ずつとし、ＡＦＳ字信号に与える悪影響を軽減する方式
を提唱する。

【００２０】また、同じく、上記問題を解決するため、
本出願人は、回折格子に入射する光束の光軸の位置調整
を、可動部が可動範囲の中立位置にセットした状態で行
うことにより、従来の可動部の移動にともなう光束のシ
フト量Δｘを、上述のように中心で振り分け、Δｘ／２
ずつとし、信号処理系に与える悪影響を軽減する方式を
提唱する。

【００２１】

【課題を解決するための手段】このため、本発明では、
照射光学系を含む固定部と、該固定部に対して移動可能
であり且つ対物レンズを含む可動部とから構成される光
ヘッドを備えると共に、該照射光学系からの光束の照射
により光学的情報記録媒体に対して情報を記録し、また
／あるいは該照射光学系からの光束の照射による光学的
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
ように構成した光学的情報記録再生装置において、光軸
と直交する面での検出光学素子に対する入射位置を調整
する際の可動部の光学素子を、その可動部が移動できる
可動範囲の中立位置に配して、上記検出光学素子の調整
を行うように構成されていることを特徴とする。

【００２２】また、本発明では、前記可動部の光学素子
は、複数の回折領域を有する回折格子であることを特徴
とする。なお、要すれば、前記照射光学系からの光束の
照射位置は、前記回折格子の中心と合致するように調整
されるとよく、また、前記回折格子の形状は、３つの回
折領域に別れており、そのうち、前記回折格子の中心を
含む回折領域からの回折光の強度が最大となるように、
あるいは、前記回折格子の中心に対して対称に配置され
ている２つの領域からの回折光の強度が等しくなるよう
に、前記照射光学系からの光束の照射位置を調整するこ
とが望ましい。

【００２３】

【発明の実施の形態】

（第１の実施の形態）以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図１
は、本発明に係わる分離型の光学的情報記録再生装置の
可動部の位置の違いによる、検出系への光束入射位置の
違いを比較した光ヘッド光学系の概略図である。

【００２４】図から明らかなように、製造誤差などで、
可動部の移動方向とθだけ傾いた光線が可動部から出射
している時、可動部の位置の違いによって、検出系の凸
レンズへ入射する光線の位置がΔｘ、変化する。そし
て、検出系の凸レンズへ入射する光線の位置がΔｘ変化
した時、図２からわかるように、センサ上に入射する光
線の位置もΔｙだけ変化してしまう。

【００２５】よって、本発明では、可動部が移動範囲の
中点にある時に、センサの位置調整をするようにし、ズ
レが最大となる場合でも、Δｙ／２以内になるようにし
た。これにより、ＡＦＳ字信号の劣化も大幅に軽減で
き、良好な記録再生を行えるようになった。

【００２６】（第２の実施の形態）また、本発明の光学
的情報記録再生装置の可動部に回折格子５０を配置した
事例を図４の（ｂ）に示す。また、この配置との比較の
ために、図４の（ａ）で従来例の配置を示す。今、照射
光学系から出射された光線（光束中心の光線）が可動部
の移動方向とθだけ傾いていたとする。この時、従来
は、可動部と固定部の距離が一番小さい所で、照射光線
の回折格子５０に対する入射位置を調整していたので、
可動部が固定部に対して最も離れた場合、Δｘだけ入射
位置がズレてしまう（可動部の移動範囲をｌとした時、
Δｘ＝ｌｔａｎθ）。

【００２７】これに対して、本発明の第２の実施の形態
では、図４（ｂ）のように、可動部の移動範囲の中点
で、照射光線の回折格子５０に対する入射位置を調整す
るようにしたので、そのズレが最大となる場合でも、Δ
ｘ／２となる（ｌ／２ｔａｎθ＝Δｘ／２）。

【００２８】次に、照射光束の位置のシフト方法につい
て説明する。一般的に、平行平板ガラスに、傾きをもっ
て入射した光は、図５（ａ）に示したように、平行シフ
トする。これを利用し、２枚の平行平板ガラスを組合せ
て、図５（ｂ）のように構成すれば、縦、横とも、位置
の調整が可能になる。これを固定部もしくは固定部と可
動部の間に配置することにより、可動部中における回折
格子の中心に照射光束を完全に合わせることができる。

【００２９】また、回折格子の中心と照射光束の中心が
合致したと判断するのは、次のようにする。即ち、例え
ば、図７のような形状の回折格子に対しては、回折格子
の中心付近を含む回折領域（図７ではＤＶ用領域）から
の回折光（ＤＶ光）を検知し、その回折光（ＤＶ光）の
強度が最大となるように、調整する（図６参照）。

【００３０】さらに、別の方法としては、回折格子の中
心に対して、対称に配置されている２つの回折領域（図
７ではＡＴ用領域とＲＦ用領域）からの回折光（ＡＴ，
ＲＦ）を各々検知し、各々の回折光の強度が等しくなる
ように調整する。これによっても、回折格子の中心と照
射光束の中心を合致させることができる（図６参照）。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
可動部の光学素子を、その可動範囲の中立位置にセット
した状態で、センサの位置調整を行うようにしたので、
余分のコストアップもせずに、４分割センサ上での光束
のシフト量を、従来の半分に抑えることが可能となっ
た。よって、ＡＦＳ字信号の劣化も大幅に軽減でき、良
好な記録再生を行える。

【００３２】また、本発明によれば、可動部の回折格子
を、その可動範囲の中立位置にセットした状態で、回折
格子に入射する光束の光軸位置の調整を行うようにした
ので、余分のコストアップもせずに、回折光の光量変化
を従来の半分に抑えることが可能となった。よって、信
号処理系への悪影響も大幅に軽減でき、良好な記録再生
を行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる可動部の位置と、検出系への光
束入射位置との関係を示した図である。

【図２】同じく、検出系へ入射する光束位置と、その時
のセンサ上での光線位置を示した図である。

【図３】センサ上の光スポット、ＡＦＳ字信号の状態を
示す図である。

【図４】本発明の第２の実施の形態を、従来例との比較
で、示すための図である。

【図５】平板平行ガラスを使用した際の光束の透過状況
を示した図である。

【図６】第２の実施の形態における回折格子の機能説明
のための図である。

【図７】同じく、回折格子の図である。

【図８】第２の実施の形態における光カード上およびセ
ンサ上の光スポットを示す図である。

【図９】従来の分離型光学系の他の実施形態の概略図で
ある。

【図１０】光カードの模式的平面図である。

【図１１】光カードの部分拡大図である。

【図１２】分離型光ヘッド光学系の図である。

【図１３】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。

【図１４】偏光ビームスプリッタの分光特性図である。

【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

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
対して移動可能であり且つ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ると共に、該照射光学系か
らの光束の照射により光学的情報記録媒体に対して情報
を記録し、また／あるいは該照射光学系からの光束の照
射による光学的情報記録媒体からの光束を検出して記録
情報を再生するように構成した光学的情報記録再生装置
において、光軸と直交する面での検出光学素子に対する
入射位置を調整する際の可動部の光学素子を、その可動
部が移動できる可動範囲の中立位置に配して、上記検出
光学素子の調整を行うように構成されていることを特徴
とする光学的情報記録再生装置。
【請求項２】前記検出光学素子は、４分割受光センサ
であり、前記検出光学素子は、前記４分割センサの中心
に合致するように調整す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】前記検出光学素子は、４分割受光センサ
であり、前記検出光学素子は、前記４分割センサの各受
光素子の出力が等しく、かつ、各襷掛けの配置にある受
光素子の出力の和が、互いに等しくなるように調整する
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】前記可動部の光学素子は、複数の回折領
域を有する回折格子であ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５】前記照射光学系からの光束の照射位置
は、前記回折格子の中心と合致するように調整されるこ
とを特徴とする請求項４に記載の光学的情報記録再生装
置。
【請求項６】前記回折格子の形状は、３つの回折領域
に別れており、そのうち、前記回折格子の中心を含む回
折領域からの回折光の強度が最大となるように、前記照
射光学系からの光束の照射位置を調整することを特徴と
する請求項５に記載の光学的情報記録再生装置。
【請求項７】前記回折格子の形状は、３つの回折領域
に別れており、そのうち、前記回折格子の中心に対して
対称に配置されている２つの領域からの回折光の強度が
等しくなるように、前記照射光学系からの光束の照射位
置を調整することを特徴とする請求項５に記載の光学的
情報記録再生装置。