JPS60197951A - 光情報記録再生装置 - Google Patents
光情報記録再生装置Info
- Publication number
- JPS60197951A JPS60197951A JP59051089A JP5108984A JPS60197951A JP S60197951 A JPS60197951 A JP S60197951A JP 59051089 A JP59051089 A JP 59051089A JP 5108984 A JP5108984 A JP 5108984A JP S60197951 A JPS60197951 A JP S60197951A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor laser
- lens
- objective lens
- track
- optical information
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
- G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Head (AREA)
- Optical Recording Or Reproduction (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
１１Ｌ
本発明は、光情報記録再生装置に関し、より詳細には、
半導体レーザを光源とする光情報記録再生装置に関する
ものである。
半導体レーザを光源とする光情報記録再生装置に関する
ものである。
監ｍ
光情報記録再生装置の光源として、小型で低価格な半導
体レーザが利用されている。この場合、記録時の半導体
レーザの出力は、再生時の約１０倍を必要とする。この
記録時の出力を確保する為に有用な方策としては、出射
されたレーザ光を集束する集光レンズの開口数を増すこ
とが考えられる。即ち、レンズの開口数ＭＡとそのレン
ズにより平行に集束される光の割合を示す結合効率ηと
の間には、第１図に示される如き関係があり、再生専用
の光ピツクアップでは一般に開口数ＮＺＡが０．２ｊＸ
下の０．１３乃至０．１１の集光レンズを用いている。
体レーザが利用されている。この場合、記録時の半導体
レーザの出力は、再生時の約１０倍を必要とする。この
記録時の出力を確保する為に有用な方策としては、出射
されたレーザ光を集束する集光レンズの開口数を増すこ
とが考えられる。即ち、レンズの開口数ＭＡとそのレン
ズにより平行に集束される光の割合を示す結合効率ηと
の間には、第１図に示される如き関係があり、再生専用
の光ピツクアップでは一般に開口数ＮＺＡが０．２ｊＸ
下の０．１３乃至０．１１の集光レンズを用いている。
この場合、結合効率ηは２０乃至３０％と低いが、再生
専用である為光量的な余裕は十分である。従って、記録
も可能とする為に光の出力を上昇させるにはこの開口数
ＮＡを上げれば良いのであるが、光源等に対する取付精
度との兼ね合いから一定の限度がある。そのため、光源
としての半導体レーザ自体の出力を上げることが必要と
なる。
専用である為光量的な余裕は十分である。従って、記録
も可能とする為に光の出力を上昇させるにはこの開口数
ＮＡを上げれば良いのであるが、光源等に対する取付精
度との兼ね合いから一定の限度がある。そのため、光源
としての半導体レーザ自体の出力を上げることが必要と
なる。
第２図に、半導体レーザを用いた通常の光記録再生装置
が示されている。一般に、半導体レーザ７の接合方向に
平行な出射角の半値全角θＨは、６乃至４０’の範囲と
なる。この内、高出力の半導体レーザ１としては、半値
全角θＨが１０°以下のものを用いる傾向がある。この
場合、半値全角θＨが小さいと集光レンズ２で集束され
た平行ビームのビーム径ΦＣが小さくなる為、対物レン
ズ５を介して記録媒体６に投射されるスポットのスポッ
ト径が相対的に大きくなる。スポット径が大きくなると
、当然記録再生性能が不正確となる。
が示されている。一般に、半導体レーザ７の接合方向に
平行な出射角の半値全角θＨは、６乃至４０’の範囲と
なる。この内、高出力の半導体レーザ１としては、半値
全角θＨが１０°以下のものを用いる傾向がある。この
場合、半値全角θＨが小さいと集光レンズ２で集束され
た平行ビームのビーム径ΦＣが小さくなる為、対物レン
ズ５を介して記録媒体６に投射されるスポットのスポッ
ト径が相対的に大きくなる。スポット径が大きくなると
、当然記録再生性能が不正確となる。
そこで、図示される如く、カップリングレンズ２と対物
レンズ５間に、例えば平凹シリンドリカルレンズ８や平
凸シリンドリカルレンズ９等からなるビーム整形光学系
を配置し、ビーム径ΦＣを拡大してスポット径を小さく
する方法が、通常用いられている。尚、図中、３は偏光
ビームスプリッタ、４は１／４波長板、７は記録媒体６
からの反射光を受ける受光素子である。しかしながら、
ビーム整形を行なうことによって対物レンズ５によるビ
ームのケラレ現象が生じ、ビーム整形を行なわない時に
比べて３０乃至４０％の光量の損失となる。従って、こ
の損失を補う為、記録再生両用の記録装置に於いては、
更に高出力の半導体レーザが必要となり、装置のコスト
アップの原因となる。
レンズ５間に、例えば平凹シリンドリカルレンズ８や平
凸シリンドリカルレンズ９等からなるビーム整形光学系
を配置し、ビーム径ΦＣを拡大してスポット径を小さく
する方法が、通常用いられている。尚、図中、３は偏光
ビームスプリッタ、４は１／４波長板、７は記録媒体６
からの反射光を受ける受光素子である。しかしながら、
ビーム整形を行なうことによって対物レンズ５によるビ
ームのケラレ現象が生じ、ビーム整形を行なわない時に
比べて３０乃至４０％の光量の損失となる。従って、こ
の損失を補う為、記録再生両用の記録装置に於いては、
更に高出力の半導体レーザが必要となり、装置のコスト
アップの原因となる。
肚−」Ｌ
本発明は以上の点に鑑みてなされたものであって、簡単
な構造で光量損失が少なく且つ高精度の情報記録再生性
能を有する安価な光情報記録再生装置を提供することを
目的とする。
な構造で光量損失が少なく且つ高精度の情報記録再生性
能を有する安価な光情報記録再生装置を提供することを
目的とする。
ＪＬ
以下、本発明の構成に付いて具体的な実施例にもとづい
き詳細に説明する。第３図は本発明の１実施例を示した
模式図である。第３図に於いて、１０は情報が入力され
る記録系（不図示）に接続され情報信号に従ってレーザ
光を出射する半導体レーザであり、出射するレーザ光の
接合方向における出射角の半値全角を８日とする。この
出射方向に冶って、まず集光用のカップリングレンズ１
１が配設されており、出射されたレーザ光を平行ビーム
Ｂｒに集束する。このカップリングレンズ１１の開口数
ＮＡｃは、記録時に備え再生専用装置に於ける場合より
も相対的に高くするのがよく、本例では０．２以上とな
る様に設定されている。ここで、カップリングレンズ１
１の焦点距離をｆｃとすれば、集束された平行ビーム８
Ｉのビーム径ΦＣは Φｃ ＝２ ・ｆｃ −５ｉｎ （θｓ ／ ２ ＞
−（１）となる。
き詳細に説明する。第３図は本発明の１実施例を示した
模式図である。第３図に於いて、１０は情報が入力され
る記録系（不図示）に接続され情報信号に従ってレーザ
光を出射する半導体レーザであり、出射するレーザ光の
接合方向における出射角の半値全角を８日とする。この
出射方向に冶って、まず集光用のカップリングレンズ１
１が配設されており、出射されたレーザ光を平行ビーム
Ｂｒに集束する。このカップリングレンズ１１の開口数
ＮＡｃは、記録時に備え再生専用装置に於ける場合より
も相対的に高くするのがよく、本例では０．２以上とな
る様に設定されている。ここで、カップリングレンズ１
１の焦点距離をｆｃとすれば、集束された平行ビーム８
Ｉのビーム径ΦＣは Φｃ ＝２ ・ｆｃ −５ｉｎ （θｓ ／ ２ ＞
−（１）となる。
カップリングレンズ１１のレーザビームの出射方向に沿
って後流側には偏光ビームスプリッタ１２と１／４波長
板１３が光軸Ｐ１に沿って順に配設されている。そして
、１／４波長板１３の後流側には対物レンズ１４と記録
媒体としての光ディス１５が所定長離隔されて配設され
ており、平行ビームＢＩをスポット状に絞り込み光ディ
スク１５に投射する。この場合、対物レンズ１４の有効
口径Φ０は、この開口数をＮＡｏ 、焦点距離をｒｏと
した場合、 Φｏ ＝ ２ ・ｆｏ−ＮＡｏ ＝ （２）となる。尚
、この有効口径Φ０の一般値は、４．３５程度である。
って後流側には偏光ビームスプリッタ１２と１／４波長
板１３が光軸Ｐ１に沿って順に配設されている。そして
、１／４波長板１３の後流側には対物レンズ１４と記録
媒体としての光ディス１５が所定長離隔されて配設され
ており、平行ビームＢＩをスポット状に絞り込み光ディ
スク１５に投射する。この場合、対物レンズ１４の有効
口径Φ０は、この開口数をＮＡｏ 、焦点距離をｒｏと
した場合、 Φｏ ＝ ２ ・ｆｏ−ＮＡｏ ＝ （２）となる。尚
、この有効口径Φ０の一般値は、４．３５程度である。
光ディスク１５は、第４図に示す如く対物レンズ１４と
対向する記録媒体部１５ａ表面に複数のトラックＴが所
定のｒｒＲＲを保って形成され、この上に透明基板１５
ｂが積層されて構成されており、一般的にトラックＴの
延在方向が半導体レーザ１０の接合方向に直交する様に
配置される。
対向する記録媒体部１５ａ表面に複数のトラックＴが所
定のｒｒＲＲを保って形成され、この上に透明基板１５
ｂが積層されて構成されており、一般的にトラックＴの
延在方向が半導体レーザ１０の接合方向に直交する様に
配置される。
一方、ビームスプリッタ１２から光軸Ｐ＋に垂直な光軸
Ｐ２に沿って、少なくとも２分削された受光素子１６が
所定位置に配設されている。この場合、受光素子１６の
分割方向は光ディスク１５に於けるトラックＴの延在方
向に平行となる様に設定されている。従って、光ディス
ク１５で反射されたビームＢＲは、対物レンズ１４を介
して１／４波長板１３で偏光面を変えられ、偏光ビーム
スプリッタ１２により入射する平行ビームＢｒと分離さ
れて受光素子１６上に投射される。そして、本例では、
２分割した各素子１６ａ、１６ｂの受光量の差からなる
差信号よりトラック位置を示すトラック信号を得、和信
号より情報信号を得る。
Ｐ２に沿って、少なくとも２分削された受光素子１６が
所定位置に配設されている。この場合、受光素子１６の
分割方向は光ディスク１５に於けるトラックＴの延在方
向に平行となる様に設定されている。従って、光ディス
ク１５で反射されたビームＢＲは、対物レンズ１４を介
して１／４波長板１３で偏光面を変えられ、偏光ビーム
スプリッタ１２により入射する平行ビームＢｒと分離さ
れて受光素子１６上に投射される。そして、本例では、
２分割した各素子１６ａ、１６ｂの受光量の差からなる
差信号よりトラック位置を示すトラック信号を得、和信
号より情報信号を得る。
ここで、トラック信号の検出原理について第５ａ図乃至
第５Ｃ図に基づいて説明する。まず、第５ａ図に示され
る如く、対物レンズ１４からの集束ビームの光軸Ｐ＋が
光ディスク１５のトラックＴの中央に入射する場合、即
ち正常なトラッキング状態の場合は、光ディスク１５か
らの反射ビームは受光素子１６の２分割素子１６ａ、１
６ｂに等量に入射する。従って、分割素子１６ａ及び１
６ｂが受け取る反射光量ａ、ｂも等量となり、夫々の素
子の受光量の差ａ−ｂによる差信号もゼロレベルとなる
。この信号により、トラッキングが正常に行なわれるこ
とが確認される。次に、第５ｂ図に示される如く、光軸
Ｐ１がトラックＴの中央から図中左方向にずれた場合、
分割素子１６ａの受光量ａの方が分割素子１６ｂの受光
量すよりも多くなり、その差信号も例えば正の値をとる
。
第５Ｃ図に基づいて説明する。まず、第５ａ図に示され
る如く、対物レンズ１４からの集束ビームの光軸Ｐ＋が
光ディスク１５のトラックＴの中央に入射する場合、即
ち正常なトラッキング状態の場合は、光ディスク１５か
らの反射ビームは受光素子１６の２分割素子１６ａ、１
６ｂに等量に入射する。従って、分割素子１６ａ及び１
６ｂが受け取る反射光量ａ、ｂも等量となり、夫々の素
子の受光量の差ａ−ｂによる差信号もゼロレベルとなる
。この信号により、トラッキングが正常に行なわれるこ
とが確認される。次に、第５ｂ図に示される如く、光軸
Ｐ１がトラックＴの中央から図中左方向にずれた場合、
分割素子１６ａの受光量ａの方が分割素子１６ｂの受光
量すよりも多くなり、その差信号も例えば正の値をとる
。
又逆に、第５Ｃ図に示す如く、光軸Ｐ＋が図中右側にず
れた場合は、受光量ａより受光量すの方が多くなり、差
信号は負の値をとる。以上の如く、複数の分割受光素子
１６ａ、１６ｂの受光量差をトラック信号として取り出
し、その信号に応じて対物レンズ１４又は光ディスク１
５を除いた光ピツクアップ全体を移動させトラッキング
制御が実施される。この場合、トラック位置の検出精度
としては、０．ＩＰｆｆｌ以下が要求される。
れた場合は、受光量ａより受光量すの方が多くなり、差
信号は負の値をとる。以上の如く、複数の分割受光素子
１６ａ、１６ｂの受光量差をトラック信号として取り出
し、その信号に応じて対物レンズ１４又は光ディスク１
５を除いた光ピツクアップ全体を移動させトラッキング
制御が実施される。この場合、トラック位置の検出精度
としては、０．ＩＰｆｆｌ以下が要求される。
又、上記トラック位置制御機構の他に、フォーカス検出
信号に基づき対物レンズ１４による入射ビームＢｒの焦
点の位置を制御する制御機構（不図示）も設けられてお
り、焦点位置を±ＩＰＭ以内の精度で制御する。
信号に基づき対物レンズ１４による入射ビームＢｒの焦
点の位置を制御する制御機構（不図示）も設けられてお
り、焦点位置を±ＩＰＭ以内の精度で制御する。
而して、本発明は、少ない光量損失で正確なトラック信
号を得る為に、以下に示す如き特有な構成を有している
。即ち、正確なトラック信号を得るためには、光ディス
ク１５に投射される入射ビームＢＩのスポットの径をよ
り小さくすることが要求される。このスポット径は前述
した対物レンズ１４に入射する平行ビーム径（正確には
略々ガウス分布を示すビームＢ！の半値幅）ΦＣと、対
物レンズ１４に固有の特性値である有効口径Φ０とに依
存する。そこで、本願発明者等は、ΦＣ／Φ０とトラッ
ク信号レベルとの関係を把握するために実験を行なった
ところ、第６図に示す如き関係が得られた。第６図では
、横軸にΦＣ／Φｏ１縦軸にトラック信号レベルを示す
所定の基準値に対する相対値をとっである。これによれ
ばΦＣ／Φ０を大きくするに従い、即ち平行ビーム径Φ
Ｃを大きくするに従いトラック信号レベルが上昇し、Φ
Ｃ／Φ０≧０．５で所望レベルの安定したトラック信号
が得られることが分かる。
号を得る為に、以下に示す如き特有な構成を有している
。即ち、正確なトラック信号を得るためには、光ディス
ク１５に投射される入射ビームＢＩのスポットの径をよ
り小さくすることが要求される。このスポット径は前述
した対物レンズ１４に入射する平行ビーム径（正確には
略々ガウス分布を示すビームＢ！の半値幅）ΦＣと、対
物レンズ１４に固有の特性値である有効口径Φ０とに依
存する。そこで、本願発明者等は、ΦＣ／Φ０とトラッ
ク信号レベルとの関係を把握するために実験を行なった
ところ、第６図に示す如き関係が得られた。第６図では
、横軸にΦＣ／Φｏ１縦軸にトラック信号レベルを示す
所定の基準値に対する相対値をとっである。これによれ
ばΦＣ／Φ０を大きくするに従い、即ち平行ビーム径Φ
Ｃを大きくするに従いトラック信号レベルが上昇し、Φ
Ｃ／Φ０≧０．５で所望レベルの安定したトラック信号
が得られることが分かる。
従って、上述した第（１）式及び第（２）式より、
が成立する様に、半導体レーザの接合方向半値全角θＨ
１カップリングレンズの焦点距離ｆｃ及び対物レンズ１
４の特性値である有効口径Φ０を決めるその焦点距離ｔ
ｏと開口数ＮＡｏｔｒ設定することにより、ビーム整形
用光学系を用いず且つ少ない光量損失で信頼度の高いト
ラック信号を得ることができる。例えば、対物レンズ１
４の有効口径Φ０は通常４．３５程度であるから、カッ
プリングレンズの焦点距離ｆｃが７１１１１１ではθＨ
≧１１°、ｆｃ＝９１１ではθＨ≧１４° 、 ｔｃ＝
１１１１１Ｉ１１では々Ｈ≧１１°で夫々用（３）式を
満足し正確なトラック信号が轡られる。
１カップリングレンズの焦点距離ｆｃ及び対物レンズ１
４の特性値である有効口径Φ０を決めるその焦点距離ｔ
ｏと開口数ＮＡｏｔｒ設定することにより、ビーム整形
用光学系を用いず且つ少ない光量損失で信頼度の高いト
ラック信号を得ることができる。例えば、対物レンズ１
４の有効口径Φ０は通常４．３５程度であるから、カッ
プリングレンズの焦点距離ｆｃが７１１１１１ではθＨ
≧１１°、ｆｃ＝９１１ではθＨ≧１４° 、 ｔｃ＝
１１１１１Ｉ１１では々Ｈ≧１１°で夫々用（３）式を
満足し正確なトラック信号が轡られる。
ｕＬ
以上詳述した如く、本発明によれば、半導体レーザの接
合方向出射角に於ける半値全角と出射されたレーザビー
ムを集束させる集光レンズの焦点距離を特定の条件を満
たすべく適切に設定することにより、レベルの高いトラ
ック信号を得ることができる。従って、少ない光ｌ損失
で効率良く正確に記録及び再生が可能な光情報記録再生
装置を、ビーム整形光学系を用いずに低コストで製造可
能となる。尚、本発明は上記の特定の実施例に限定され
るべきものではなく、本発明の技術的範囲に於いて種々
の変形が可能であることは勿論である。
合方向出射角に於ける半値全角と出射されたレーザビー
ムを集束させる集光レンズの焦点距離を特定の条件を満
たすべく適切に設定することにより、レベルの高いトラ
ック信号を得ることができる。従って、少ない光ｌ損失
で効率良く正確に記録及び再生が可能な光情報記録再生
装置を、ビーム整形光学系を用いずに低コストで製造可
能となる。尚、本発明は上記の特定の実施例に限定され
るべきものではなく、本発明の技術的範囲に於いて種々
の変形が可能であることは勿論である。
第１図はレンズの開口数と結合効率との関係を示したグ
ラフ図、第２図は従来の光情報記録再生装置を示した模
式図、第３図は本発明の１実施例を示した模式図、第４
図は光ディスクの構成を示した部分断面図、第５ａ図乃
至第５０図は夫々トラック検出原理を示した各説明図、
第６図はΦＣ／Φ０とトラック信号レベルとの関係を示
したグラフ図である。 （符号の説明） １．１０： 半導体レーザ ２．１１： カップリングレンズ ５．１４： 対物レンズ １５： 光ディスク ７．１６： 受光素子 特許出願人 株式会社 リ コ − 第１図 開口数＝ＮＡ 第２図 ！。 第３図 ５
ラフ図、第２図は従来の光情報記録再生装置を示した模
式図、第３図は本発明の１実施例を示した模式図、第４
図は光ディスクの構成を示した部分断面図、第５ａ図乃
至第５０図は夫々トラック検出原理を示した各説明図、
第６図はΦＣ／Φ０とトラック信号レベルとの関係を示
したグラフ図である。 （符号の説明） １．１０： 半導体レーザ ２．１１： カップリングレンズ ５．１４： 対物レンズ １５： 光ディスク ７．１６： 受光素子 特許出願人 株式会社 リ コ − 第１図 開口数＝ＮＡ 第２図 ！。 第３図 ５
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、光源としての半導体レーザと、前記半導体レーザか
ら出射されたビームを平行光束に集束する集光レンズと
、入射された前記平行光束を集束し微小スポットをトラ
ックを有する記録媒体上に形成する対物レンズと、前記
記録媒体からの反射光を受け前記微小スポットのトラッ
ク位置を検出する検出手段とを有し、前記集光レンズの
焦点距離をｆｃ、前記半導体レーザの接合面と平行な方
向の出射角の半値全角をθＨ１前記対物レンズの焦点距
離と開口数を夫々ｆｏ及びＭＡｏとしたとき、 ｆｃ −５ｉｎ （θＨ／２）／ ｆｏ −ＮＡｏ ≧
０．５の関係が成立することを特徴とする光情報記録
再生装置。 ２、上記第１項に於いて、前記集光レンズの開口数は０
．２以上であることを特徴とする光情報記録再生装置。 、
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59051089A JPS60197951A (ja) | 1984-03-19 | 1984-03-19 | 光情報記録再生装置 |
| US08/093,974 US5337302A (en) | 1984-03-19 | 1993-07-13 | Optical data recording/reproduction apparatus for use with semiconductor lasers as a light source |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59051089A JPS60197951A (ja) | 1984-03-19 | 1984-03-19 | 光情報記録再生装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60197951A true JPS60197951A (ja) | 1985-10-07 |
Family
ID=12877085
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59051089A Pending JPS60197951A (ja) | 1984-03-19 | 1984-03-19 | 光情報記録再生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60197951A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04370535A (ja) * | 1991-06-18 | 1992-12-22 | Sharp Corp | 光ピックアップ装置 |
-
1984
- 1984-03-19 JP JP59051089A patent/JPS60197951A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04370535A (ja) * | 1991-06-18 | 1992-12-22 | Sharp Corp | 光ピックアップ装置 |
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