JPS6048810B2 - 光学的デ−タ読取り／書き込み装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は板状の媒体に記録されている情報のデータを光
学的に読取る装置、または前記媒体にデータを光によつ
て書込む装置に関する。

近来、円板状の媒体（以下これをデスクと呼ぶ）の表面
に同心円または螺旋形の細溝（以下これをトラックと呼
ぶ）を設けこの細溝に沿つて円形または小判形の凹穴ま
たは突起（以下これをピットと呼ふ）を予め定めてある
所望の間隔を置いて直列に配列しこのピットの配列によ
つてデータを代表するデータ記憶装置とこのデータ記憶
装置（デスク）から光学的に非接触で記憶データを読み
出し、またはデスクにデータを書込む装置が実用されて
いる。

この種の装置はレーザ光利用技術の進歩と相俟つて長足
に進歩しつ、ある。

第１図は従来公知のデスクの一例の一部分を示した平面
図である。

このデスクは図示の如く円板状の媒体１の上面または下
面（図ては下面）に同心的に平行に並んでいる細溝のト
ラック２がきざまれており、このトラック２に沿つてピ
ット３が所望の間隔を置いて配列する。これらのトラッ
クに沿つて直列に配列するピットの有無は２値符号の１
、０に対応する。第２図はデスク下面のトラック２とこ
れに沿つて配列するヒト３の拡大図で。（ａ）は平面図
、（ｂ）はＹ−Ｙ面によつて切断せる立面図である。第
１図に示すディスク１は例えば直径約３００ＴｎｌＴｔ
）トラック間のピッチ′…は２μｍトラック溝２の幅２
ｂは０．６μｍ深さ２ｄは０．０７μｍで、ピットの幅
３ｂは約０．５μｍ）長さ２〜１５μｍ）３深さは約０
．１５μｍでヘッドで使用する光の波長１１４に選定さ
れている。デスクの情報データの記録面１ａはピット部
分を除き全面反射率の高い金属薄膜でおゝわれている。
なおこのデータを記憶せるデスクの記録面１ａは透明膜
で保護されてい４る。このようなデスクはデータ読取り
時は一定の速度で回転し、読取りヘッドはデータを読取
るための集束光線を、デスクのトラック２に沿つて相対
的に移動し、トラックに配置されている。ピットを順次
に走査しその反射光を検出してピットの有無によつて代
表されるデータを読取る。読取り／書込み用ヘッドでは
デスクの記録面に入射する光線としてコヒーレントなレ
ーザ光線が利用さ５れる。ヘッドはレーザ光線を集束し
てテスク記録面の所望のトラック溝２を正確に照射する
ための光束入射手段と記録面１ａからの反射光を受光し
その光束の光量を電気的信号として検出する光電変換器
とを具備する。ヘッドはヘッドからの入射θ光がデスク
の回転にしたがいトラック溝２に追随しこれに配列する
ピットを走査検出しうるようにデスク面に対し浮動ヘッ
ド方式で対置される。しかるに通常回転するデスクには
デスク面の歪、デスク回転軸の偏心等があり、ヘッドと
デスクとの５相対位置を所望の関係に保つためにはデス
クの面のヘッドに対する偏位に追随してヘッドの位置を
補正することが必要である。そのために、ヘッドはデー
タの読み取り機能のほかに、デスク記録面に対するヘッ
ドの入射光束の入射点すなわち焦点）位置のずれ（これ
を焦点誤差と称する）およびトラックの中心線２ａ（こ
の中心線は仮想線である）に対するヘッドの焦点位置の
ずれ（これをトラッキング誤差と称する）を検出する機
能を有していることが必要である。デスクの記録面には
極めて高密度でデータが記憶されているので、焦点誤差
およびトラッキング誤差とともに１μｍ以上の精度で検
出する能力を有する光学的ヘッドが要求される。第３図
は上記の要求を満足する読取り／書き込みヘッドとして
開発された装置の一例の原理的説明図である。

図においてレーザ光河ΨＳからの光束はレンズ１２ａ）
および円筒レンズ１２ｂによつて平行光束となり、偏光
プリズム１３で屈折しλ／４位相板１４を通過しデスク
１に対する対物レンズ１５によつてレンズ１５の焦点の
近傍にあるデスクの記録面の微小面積部分ｐに集束され
る。ヘッドは予めデスクに対し入射光束の中心軸Ｓ（レ
ンズ１５の光軸Ｚと合致する軸を入射光束の光軸ｓと定
義する）はデスクの記録面１ａと垂直に交わるように配
置されている。

したがつて１ａからの反射光束は入射光束と同じ光路を
通り反対方向に進む。この反射光束はλ／４板１４およ
び偏光プリズム１３の作用により光溝ΨＳの方向に光の
交流成分を焦点誤差およびトラッキング誤矛の検出に利
用するとともに前記パルス波に対応する光によつて前記
デスク記録面にビットを形成することを特徴とする前記
特許請求範囲第１項記載の光学的データ読取り／書込み
装置。 夕発明の詳細な説明 本発明は板状の媒体に記録されている情報のデータを光
学的に読取る装置、または前記媒体にデータを光によつ
て書込む装置に関する。

近来、円板状の媒体（以下これをデスクと呼ぶ）の表面
に同心円または螺旋形の細溝（以下これをトラックと呼
ぶ）を設けこの細溝に沿つて円形または小判形の凹穴ま
たは突起（以下これをビットと呼ふ）を予め定めてある
所望の間隔を置いて直列に配列しこのビットの配列によ
つてデータを代表するデータ記憶装置とこのデータ記憶
装置（デスク）から光学的に非接触で記憶データを読み
出し、またはデスクにデータを書込む装置が実用されて
いる。

この種の装置はレーザ光利用技術の進歩と相俟つて長足
に進歩しつ、ある。

第１図は従来公知のデスクの一例の一部分を示した平面
図である。

このデスクは図示の如く円板状の媒体１の上面または下
面（図ては下面）に同心的に平行に並んでいる細溝のト
ラック２がきざ−まれており、このトラック２に沿つて
ビット３が所望の間隔を置いて配列する。これらのトラ
ックに沿つて直列に配列するビットの有無は２値符号の
１，０に対応する。第２図はデスク下面のトラック２と
これに沿つて配列するヒト３の拡大図で二（ａ）は平面
図、（ｂ）はＹ−Ｙ面によつて切断せる立面図である。
第１図に示すディスク１は例えば直径約３００Ｔｎ１Ｔ
ｔ）トラック間のピッチ′…は２μｍトラック溝２の幅
２ｂは０．６μｍ深さ２ｄは０．０７μｍで、ビットの
幅３ｂは約０．５μｍ）長さ２〜１５μｍ）３深さは約
０．１５μｍでヘッドで使用する光の波長１１４に選定
されている。デスクの情報データの記録面１ａはビット
部分を除き全面反射率の高い金属薄膜でおゝわれている
。なおこのデータを記憶せるデスクの記録面１ａは透明
膜で保護されてい４（る。このようなデスクはデータ読
取り時は一定の速度で回転し、読取りヘッドはデータを
読取るための集束光線を、デスクのトラック２に沿つて
相対的に移動し、トラックに配置されている。ビットを
順次に走査しその反射光を検出してビットの有無によつ
て代表されるデータを読取る。読取り／書込み用ヘッド
ではデスクの記録面に入射する光線としてコヒーレント
なレーザ光線が利用さ７，れる。ヘッドはレーザ光線を
集束してテスク記録面の所望のトラック溝２を正確に照
射するための光束入射手段と記録面１ａからの反射光を
受光しその光束の光量を電気的信号として検出する光電
変換器とを具備する。ヘッドはヘッドからの入射ク光が
デスクの回転にしたがいトラック溝２に追随しこれに配
列するビットを走査検出しうるようにデスク面に対し浮
動ヘッド方式で対置される。しかるに通常回転するデス
クにはデスク面の歪、デスク回転軸の偏心等があり、ヘ
ッドとデスクとの丁相対位置を所望の関係に保つために
はデスクの面のヘッドに対する偏位に追随してヘッドの
位置を補正することが必要である。そのために、ヘッド
はデータの読み取り機能のほかに、デスク記録面に対す
るヘッドの入射光束の入射点すなわち焦点・位置のずれ
（これを焦点誤差と称する）およびトラックの中心線２
ａ（この中心線は仮想線である）に対するヘッドの焦点
位置のずれ（これをトラッキング誤差と称する）を検出
する機能を有していることが必要である。デスクの記録
面には極めて高密度でデータが記憶されているので、焦
点誤差およびトラッキング誤差とともに１μｍ以上の精
度で検出する能力を有する光学的ヘッドが要求される。
第３図は上記の要求を満足する読取り／書き込みヘッド
として開発された装置の一例の原理的説明図である。

図においてレーザ光河ΨＳからの光束はレンズ１２ａ）
および円筒レンズ１２ｂによつて平行光束となり、偏光
プリズム１３で屈折しλ／４位相板１４を通過しデスク
１に対する対物レンズ１５によつてレンズ１５の焦点の
近傍にあるデスクの記録面の微小面積部分ｐに集束され
る。ヘッドは予めデスクに対し入射光束の中心軸Ｓ（レ
ンズ１５の光軸Ｚと合致する軸を入射光束の光軸ｓと定
義する）はデスクの記録面１ａと垂直に交わるように配
置されている。

したがつて１ａからの反射光束は入射光束と同じ光路を
通り反対方向に進む。この反射光束はλ／４板１４およ
び扁光プリズム１３の作用により光溝ΨＳの方向には戻
らすに偏光プリズム１３を通過しレンズ１７を経て半透
明ミラー１８により２分割され一方の反射光部分はトラ
ック誤差検出用第２光電検出器２３の２分割受光面２３
ａ，２３ｂを照射する。また、他方の反射光部分はくさ
び形プリズム１９ｚにより再ひ２分割され各分割部分は
第１光電検出器２０の受光面を照射する。検出器２０の
受光面は２０ａ，２０ｂ，２０ｃの３部分に分割されて
いる。回転テスク１の記録面１ａに記憶されているデ１
ータすなわちビットの有無を読み出す場合には、（ａ）
記録面に対しヘッドの入射光束の集束点すなわち対物レ
ンズの焦点Ｆがデスクの記録面に一致し、また（ｂ）入
射光束の中心軸Ｓがこれに対向するトラック２の中心線
２ａに合致するようにヘッドの位置を位置決めしなけれ
ばならない。

上記（ａ）（ｂ）の条件を満足するような保持位置をヘ
ッドの正常位置と名付ける。さて第３図に示すヘッドの
作用の概略を説明すれは次の如し。デスク記憶面１ａか
ら反射する光束のうち半透−明ミラー１８からくさび形
プリズム１９に分岐しプリズム１９て再分割される光は
第１光電検出器２０の受光面に入射する。

いまヘッドが（ａ）の条件を満足している場合は受光面
２０の２０ａ部分に入射する反射光の光量に対応する出
力Ｅａと２０ｃ部分の出力Ｅｃとの和（Ｅａ＋Ｅｃ）は
２０ｂ部分の出力Ｅｂに等しく両者の差出力は零てある
。また、記録面１ａに対しヘッドの集束点Ｆが矢印Ｚ方
向またはその反対の方向にずれた楊合は検出器２０を照
射する２つの光束ｈおよびｇは矢印１，一１の方向また
はその反対の方向に移動する。したがつて（Ｅａ＋Ｅｃ
）とＥｂとの差出力Ｅｚはその極性を反転する。したが
つてＥｚの極性によつて記録面に対する入射光の集束点
Ｆのすれの方向を検出することができる。差出力Ｅｚを
焦点誤差信号 ιと名付ける。また前記（ｂ）の条件す
なわち入射光軸Ｓとこれに対向するトラック２の中心線
２ａが一致している楊合はその２つの受光面２３ａ，２
３ｂを照射する反射光の光束量は相等しく両出力Ｅｄｄ
ｌ，Ｅｄ２の差Ｅｙは零であり、入射光軸８が （対向
するトラック中心線２ａからｙ方向または一ｙ方向にす
れているときは差出力Ｅｙの大きさはすれの大きさに対
応し極性はずれの方向に対応する。したがつて差出力Ｅ
ｙの極性により入射光軸Ｓとトラック中心線２ａとのい
ずれの方向を検出するこができる。差出力Ｅｙをトラッ
キング誤差信号と名付ける。したがつて第３図のヘッド
で検出せる前記焦点誤差信号Ｅｚおよびトラッキング誤
差信号Ｅｙを利用してヘッドの位置を制御しその正常位
置に保持することができる。また、ヘッドの正常位置に
おいて入射光束がデスクのビット部分またはビットの無
い部分を照射するかによつて第１光電検出器２０の３つ
の受光面部分に入射する反射光の全光束量が変化するの
で、３つの受光面の出力信号Ｅａ，Ｅｂ，Ｅｃの和Ｅｄ
を検出することによつてトラック上に直列に配列してい
るビットをデスクの回転にしたがつて順次に読取ること
ができる。以上説明せる如く、第３図に示す読み取りヘ
ッドはその正常位置からの焦点ずれ、トラック溝に対す
る入射光軸のトラッキングずれの検出機能を有している
。しかしながら、この装置の光学系はヘッドからデスク
記録面に対し垂直方向から入射光束を入射しその反射光
は入射光と同じ光路を逆行するように構成されている。
したがつて、これを書き込みに利用する場合、強力な反
射光がレーザ光源に戻り、レーザ発振が不安定になるお
それがあるので入射光と反射光とを分離しなければなら
ない。この入、反射光の分離手段としてλ／４位相板１
４、偏向プリズム１３等の光学部品を含む。また、デー
タ読取り信号Ｅｄ）焦点誤差信号Ｅｚとトラッキング誤
差信号Ｅｙとを２つの光電検出器２０および２３によつ
て各別に検出しているので反射光を分岐するために半透
明ミラー１８および、くさび形プリズム１９等を含み、
ヘッドの光学系の構成は著しく複雑である。本発明は簡
単な構成の光学系によりヘッドのデスク面に対する相対
位置を正常位置に自己制御する機能を具備しデスクに記
憶されているデータの５読取りまたはデスクにデータ書
き込みのできる光学的装置を提供せんとするものである
。本発明においては上記の目的を達成するために次の方
法が採用されている。（ｉ）ヘッドからデスク記録面に
対して入射光束を直角に入射せずに一定の入射角θ０で
入射し、記録面からの反射光束が入射光束と別の光路を
通り受光器すなわち光電変換器に導かれるように光学系
が構成されている。（Ｉｉ）反射光束を受光する光電変
換器は互に直角に交わりかつ光電変換器と直交する２平
面によつて４区分に分割されており、各区分を照射する
反射光束の光量に対応する出力信号は各別に外部に出力
する。（Ｉｉｉ）前訃４区分の出力信号を電気的演算手
段に導びき、これら４つの出力信号から焦点誤差信号、
トラッキング誤差信号、およびデータ読取り器ではデー
タ 夕読取り信号を演算する。本発明におけるヘッドは
（１）（ｉｌ）に挙けた構成上の特性を有するのでその
構成がきわめて簡単でコンパクトに構成することができ
る。また（Ｉｉｉ）は純電気的な回路であり現在の技術
水準においては容易にかつコンパクトな回路で実 ：現
することができる。以下、図面を参照して本発明実施例
を説明する。

第４図ａは本発明実施例の主要部てある光学的データ読
取り／書き込み器ＨＤ（以下これをヘッドと略称する）
の平面図である。

第４図ｂはａに示されているヘッドの立面をａ図のＸ−
Ｘ面で縦断して示した断面即とヘッドＨＤに付属する装
置ＡＣを総括して示す。まず、Ａ，ｂを参照してヘッド
ＨＤを説明する。図において、容器１１は上面が開放し
ており、内部に光源を保持する光源保持台４、第１凸レ
ンズレ、第２凸レンズＬ２、第３凸レンズＬ３およ〜び
光電変換器７を保持する受光部品保持台６を内蔵する。
図において、第１〜第３の各レンズＬｌ，Ｌ２，Ｌ３の
光軸をそれぞれＺｌ，Ｚ２，Ｚ３とし各々を１点鎖線で
示す。光軸Ｚ１〜Ｚ２の間隔Ｘｌ２とＺセ〜Ｚ３の間隔
Ｘ２３は相等しい。また、光軸Ｚｌ，Ｚ２，Ｚ３は同一
平面Ｘ−Ｘに含まれる。光源保持台４のレンズＬ１に対
向する前面３はレンズＬ１の光．軸Ｚ１とＬ１の焦点Ｆ
１において交わり、その交点Ｆ１にレーザ光の点光源５
が配置される。また、受光部品保持台６上の光電変換器
７は第３レンズＬ３に対向しそのほゞ中央部の１点８に
おいてＬ３の光軸Ｚ３とＬ３の焦点Ｆ３またはその近二
傍において交わる一。光電変換器７は例えばフォトダイ
オードより成る。第５図ａは光電変換器７の前面を拡大
して示す。図に示す如く光電変換器７はその中央部の光
軸Ｚ３との交点８を通り光軸Ｚ２とＺ３を含む平面と直
交する平面と平行する微４小間隙の第１分割面９で電気
的に分離されており、さらに交点８を通り光軸Ｚ２とＺ
３を含む微力間隙の第２分割面１０によつて電気的に分
離されており、α、β、γ、δの４部分の分割されてい
る。これらα〜δの４部分を第１〜第４光電変換器部分
と呼び、か）る構成の光電変換器７を複合光電変換器Ｐ
Ｅと名付ける。ＰＥの各部分の出力信号Ｅα，Ｅβ，Ｅ
γ，Ｅδはそれぞれ出力導線７３０，３１，３２，３３
によりヘツ日Ｄの外部に導き出され演算回路ＳＣの入力
に与えられる。演算回路ＳＣは各部分の出力信号を演算
変量とし下記３種類の演算出力Ｅｙ，Ｅｚ）およびＥｄ
を出力する。但しこのヘッドが書込み専用の場合は（３
）式ｏの演算機能は不必要である。゛ＥＹ＝（Ｅα＋Ｅ
β）一（Ｅγ＋Ｅδ） ・・・・・・（１）Ｅｚ＝（Ｅ
α＋Ｅδ）一（Ｅβ＋Ｅγ） ・・・・・・（２）ＥＤ
＝（Ｅα＋Ｅβ＋Ｅγ＋Ｅδ） ・・・・・・（３）Ｅ
Ｙはトラッキング誤差信号、Ｅ。

は焦点誤差信７号、ＥＤはデータ読取り信号と名付ける
。第６図は第４図によつて説明せる本発明のヘッドＥＤ
を利用してデスク１のデータ記録面１ａに記憶されてい
るデータを読み出す装置を示す。図においてデスクの記
録面１ａとヘッド即との相ノ対的な位置を明確にするた
めに空間内の１点Ｏにおいて互に直交する坐標軸０ＸＮ
０ｙ）０Ｚを想定しこの坐標軸を参照してデスクとヘッ
ドの相対的な位置を説明する。本発明のヘッドより実際
に検出し得る光軸Ｚ２方向の距離分解能は±１μｍ程度
であり、これに比しトラック溝２の深さ２ｄは無視し得
る程度であるのでトラック溝２の深さを無視し溝の中心
線ともに記録面１ａと同一平面上にあるとみなすことが
できる。デスクの記録面とこれに対向するヘッドの関係
位置を前記直交する座標軸０ｘ、０ｙ、０ｚを参照し次
のように定める。

デスク記録面１ａはＸｙ平面に平行しており回転軸０１
を中心として例えば半時計方向（図では矢印Ｘ方向）に
回転しているものとする。記録面１ａに接し回転軸０１
を通りｑ／軸と平行する一本の放射線Ｙ−Ｙを想定する
。記録面上のトラック帯２はＹ−Ｙ線を直角に横切つて
回転する。このデスクに対し、ヘッド囲はその中心軸Ｚ
２（すなわちＬ２の光軸）がＹ−Ｙ線と直角に交わり各
レンズの光軸Ｚｌ，Ｚ２，Ｚ３を含む平面（反射平面）
はＹ−Ｙ線を直角に交わるように予め配置されており、
ヘッド即はＹ−Ｙ線とこの関係を保ちながら０ｙ軸に平
行にｙ方向および−ｙ方向に移動し、かつ０ｙ軸に沿つ
て上下に移動可能に保持される。第６図ｂにおいてヘッ
ドＨＤの上面に対しするデスクのトラック帯の中心線を
２ａ１および２ａｎの二本で例示する。２Ａｎはｎ番目
のトラック帯の中心線とする。

第６図Ａ，ｂの配置において、ヘッドＨＤにより回転し
つつあるデスクの記録面上の第ｎ番目のトラック帯の中
心線２ａｎに沿つて配列するビットの位置を検出する場
合は、ヘッドＨＤはこれに含まれる第２レンズＬ２の焦
点Ｆ２がＹ−Ｙ線と中心線２ａｎとの交点で合致する位
置に保持されていなければならない。

記録面上の任意のトラック帯（溝）に対するヘッドの上
記の保持位置をヘッドの正常位置と名付ける。以下、第
６図を参照し本発明装置の構成および読取り動作を説明
する。

図において、ヘツ日Ｄおよびこれに接続する演算回路Ｓ
Ｃの構成については第４図および第５図によつて説明す
みであるからこゝではその説明を省略する。第１増幅器
Ａ１および第２増幅器Ａ２はともにロックイン増幅器で
あり、Ａ１は演算回路ＳＣからのトラッキング誤差信号
ＥｙをまたＡ２は焦点誤差信号Ｅｚを増幅する。ＲＣ−
１はＡ１の出力信号Ｅｙ’に対応してラシアルアクチエ
ータＲＡを駆動するアクチエータ駆動回路、ＲＡはＲＣ
−１の出力の大きさと極性に応じヘッドＨＤをＹ−Ｙ線
に平行にｙまたは一ｙ方向に駆動する。ＲＣ−２はＥｚ
の増幅信号Ｅ’ｚに対応してフォーカス アクチエータ
ＦＡを駆動する第２駆動回路、ＦＡはＲＣ−２の出力信
号に応じてヘッドＨＤをＺ軸に平行にＺ方向または一Ｚ
方向に移動する。０Ｓは交流発振器でＡ１およびＡ２に
同期増幅用の参照信号を与え、またレーザ駆動電力供給
回路ＬＤに交流出力を供給する。

ＬＤは直流出力を発振器０Ｓからの交流によつて変調し
、この変調出力をレーザ光源５に与えレーザ光源から交
流変調光を発光せしめる。このへ ：ツドを書き込みに
利用するとき電力供給回路ＬＤの入力４４にパルス電流
が与えられこれによつて、光源からパルス光を発射せし
める。まず、デスクに記憶されているデータの読取り動
作を説明する。

いま、デスク記録面１ａに対 フし、ヘッド即が上記の
正常位置に保持されており、ＥＤの第２レンズＬ２の焦
点Ｆ２がトラック２ｎ上の中央線２ａｎに合致せる場合
について説明する。点光源５より発する光束は５から距
離ｆ１離れている第１レンズＬ１により平行光束となり
、さらに第２レンズＬ２を通過してＬ２から距離Ｆ２離
れているデスク記録面１ａ上の入射光の中心軸Ｓ１との
交点ｐを含むほゝ゛円形の微小面積部分に集束し光源５
の実像を結ぶ。この微小面積部分の径は原理的には１点
であるが実際は略１〜５μｍ）程度である。この微小面
積部分は入射光が集束して反射する照度の高い部分であ
るからこれを輝点ｐと名づける。なお、入射光束によつ
てデスク記録面に生ずる輝点ｐは入射光束の光軸ｓ１の
まわりに形成され、またｐから反射される光束によつて
後述する光電変換器に結像されるｐの輝点像ｐ’も入射
光の光軸Ｓ１を通る光線の反射光Ｓ’１の光電変換器７
との交点のまわりに形成されるので入射光束および反射
光束をそれぞれ入射光線Ｓ１および反射光線Ｓ’１で代
表して説明をすすめる。入射光線Ｓ１は記録面に一定の
入射角θで入射する。反射光線Ｓ’１は反射角θで記録
面から反射し第２レンズＬ２および第３レンズＬ３を通
り光電変換器７の中心点８に入射する。反射光束は光電
変換器７の中心点８のまわりに輝点ｐの輝点像ｐ’を結
像する。（第５図ａ参照）したがつてヘッドが正常位置
にあるときは輝点像ｐ’に入射する反射光束の光量に対
応して生ずる光電変換器７の第１、第４変換部分α、δ
に発生する出力信号の和（Ｅα＋Ｅδ）と第２、第３部
分β、γに発生する出力信号の和（Ｅβ＋Ｅγ）とは相
等しく焦点誤差信号Ｅｚ＝０である。いま何んらかの原
因によりヘッドＨＤのレンズＬ２の主面Ｘ２とデスク記
録面１ａとの距離ＺがＬ２の焦点距離Ｆ２に対しＺ＞Ｆ
２になつたた場合は記録面１ａ上の輝点ｐは入射光線の
入射方向Ｓ１に沿つて移動し、輝点ｐに対する光電変換
器上の輝点像ｐ’はヘッドの正常位置における輝点像ｐ
’の位置よソーｘ丁方向に移動する。またｚ＞Ｆ２にな
れば＋ｘ方向に移動する。したがつて、距離ｚの変化に
対する焦点誤差信号ルは第８図のＥｚ曲線で示すように
変化する。したがつて演算回路ＳＣの出力端３５に発生
する焦点誤差信号Ｅｚの増幅出力Ｅ’ｚを第２′駆動回
路ＲＣ−２に与え、ＲＣ−２の出力によりフォーカルア
クチエータＦＡを駆動しヘッドＨＤとデスク記録面との
距離ｚをＦ２に等しく保持することができる。また、ヘ
ッドＨＤが正常位置に保持されておりヘッドの中心軸Ｚ
２が第７図ａに示す如くトラックの中心線２ａｎと直角
に交わる場合、記録面１ａ上の輝点ｐからの反射光束は
入反射光軸Ｓｌ，Ｓ’１を含む平面を対称面として左右
対称に分布する。したがつて光電変換器上における輝点
像ｐ’に入射する反射光束も？の中心点８を通りＸ軸に
平行な第２分割面９を境として（α＋β）面部分に入射
する反射光の光束量と（γ十δ）面部分に入射する反射
光の光束量は相等しい。したがつて両部分の光束量に対
応する出力信号（Ｅα＋Ｅβ）と（Ｅγ＋Ｅδ）とは相
等しく演算回路ＳＣの出力３４に生ずるトラッキング誤
差信号Ｅｙは零である。また、記録面１ａに入射する光
線の光軸Ｓ１の１ａへの入射点Ｐｓが第７図ｂに示す如
くトラック中心線２ａｎからｙ方向またはその反対方向
にすれている場合は、入反射光軸Ｓｌ，Ｓ’１を含む平
面（すなわちＰｓ点を通りＸｚ軸を含む平面と平行な平
面）に関して反射光束の２つの部分Ｓ’ｙとＳ’−ｙの
光束分布に差異を生じ、したがつて光電変換器７の（α
＋β）部分に入射する反射．光の光束量と（γ＋δ）部
分に入射する光束量にも差異を生じ両部分の出力信号も
また相違する。第９図の曲線Ｅｙはトラック中心線２ａ
ｎに対する入射光線Ｓ１の記録面への入射点Ｐｓとのず
れすなわち士ｙとトラッキング誤差信号ＥＹ＝（Ｅα＋
Ｅβ）一（Ｅγ＋Ｅδ） ・・・・・・（１）との関係
の１例を示す。

トラッキング誤差ｙ＝０のときＥｙ＝０、トラッキング
誤差の大きさと極性に対応してＥｙも大きさと極性が変
化する。したがつて演算回厨βＣの出力Ｅｙの増幅出力
Ｅ’ｙを３第１駆動回路ＲＣ−１に与え、ＲＣ−１の出
力をフォーカルアクチエータＲＡに与えＨＤをＹ−Ｙ軸
に平行にｙ＝Ｏになるように駆動し、入射光束によつて
トラッキング溝の中心に輝点ｐを結像させることができ
る。３ デスクに記憶されているデータの読出しは演算回路ＳＣ
において入力信号Ｅα〜Ｅδからデータ信号ＥＤ＝Ｅα
＋Ｅβ＋Ｅγ＋Ｅδ ・・・・・・（３）を演算する。

ビットの有無に対応して光電変換器４（を照射する反射
光の全光束量がデジタル的に変化するのでＥＤのデジタ
ル的な変化から２値符号１，０を検出することができる
。レーザ光源５はレーザ電力供給回路ＬＤからの直流を
交流で変調せる電流で駆動される。

したがつてレーザ光束も第１０図に示すような正弦波で
変調されている。このレーザ光のＡＣ成分は焦点誤差信
号Ｅｚおよびトラッキング誤差信号Ｅｙの検出に利用さ
れる。この場合、レーザ光に含まれているＡＣ成分の周
期とデータ信号の周期とが互に干渉しないように発振器
０Ｓの周波数を選択しなければならない。本発明のヘッ
ドＨＤをデータの書き込みに利用フする場合は、書き込
み用デスクとしてデータを書き込む記録面にトラック溝
のみか施されているものを使用する。

レーザ光の駆動用電源には第１１図に示すように直流を
交流で変調せる電流が使用される。この場合駆動電流の
直流成分は書き込みの場合のそれより弱いものを使用す
る。したがつてレーザ光出力も第１１図に示すような正
弦波で変調されている光である。この光のうちの交流成
分を検出して、ヘッドのフオーカツシングおよびトラッ
キングを行う。書き込むべきデータ信号が駆動回路ＬＤ
に瞬時的（例えば５０ｎｓ程度の間）入力されるとパル
ス光がデスクのトラック溝に沿つて照射されその部分の
デスク面の金属薄膜が蒸発しビットが形成される。本発
明によれば次の効果が得られる。

（ａ）ヘッドの光学系の構成が簡単でありかつコンパク
トてある。

入射光束と反射光束を分離するための光学手段が不必要
であり。（ｂ）ヘッドの組立が容易である。

（ｃ）焦点誤差信号、トラッキング誤差信号、およびデ
ータ読取り信号を単一の光電変換器によつて検出できる
。

したがつてこれらの信号を得るために光束を分離するた
めの光学的部品は不必要である。（ｄ）フオーカシンブ
、トラッキング信号をＳ／Ｎよく得るための変調手段と
して、レンズや光源を振動させる機械的手段を用いす、
電気的に光強度を変調しているため、高速変調が容易で
ありアクセスタイムの短かい装置を構成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明で使用するデスク例の一部分の゛Ｉ”面
図。 第２図ａは第１図で示すデスク記録面の・部を拡大して
示す平面図、ｂはＹ−Ｙ面で切断して示す立面図である
。第３図は従来公知の光学杓データ読取り／書込みヘッ
ドの原理説明図である。第４図ａは本発明実施例主要部
の光学的データ読取り／書込み器の平面図、ｂはＸ−Ｘ
面で縦断して示した立面図とヘッド付属装置のブロック
図を示す。第５図ａは本発明のヘッドに含まれる複合光
電変換器の拡大図、ｂは演算回路のブロック図を示す。
第６図ａは本発明実施例のヘッドの断面図および各構成
部分のブ市ツク図を示す。ｂは本発明実施例に含まれる
ヘッドの平面図を示す。第７図はデスク記録面の一部の
断面図を示す。第８図は記録面に対するヘッドの焦点位
置と焦点誤差信号との関係を示す線図である。第９図は
ヘッドのトラッキング誤差とトラッキング誤差信号の関
係を示す線図である。第１０図は本発明のヘッドをデー
タ読出しに使用する場合のレーザ光出力の波形図、第１
１図はデータ書込みに使用する場合のレーザ光出力の波
形図を示す。第４図および第６図において、ＨＤ・・・
・・・データ読取り／書込み器、ＳＣ・・・・・・演算
回路、Ｌ１１・・・・・・第１レンズ、Ｌ２・・・・・
・第２レンズ、Ｌ３・・・・・・第３レンズ、５ ・・
・・・・点光源、７ ・・・・・・複合光電変換器、１
・・・・・・デスク、１ａ・・・・・・デスクの記録
面。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 光源からの光束を平行光束にする第１レンズＬ１と
   該平行光束をデスク記録面に集束し該記録面上の微小面
   積部分に輝点を形成する第２レンズＬ２を含む第１集束
   手段、前記輝点からの反射光束を前記第２レンズＬ２お
   よび第３レンズＬ３を順次通過せしめ前記第３レンズＬ
   ３に対向し該レンズＬ３の光軸と該レンズＬ３の焦点近
   傍の点で交叉する光電変換器の受光面の一部分に集束し
   該集束部分に前記輝点の輝点像を生ぜしむる第２集束手
   段を具備する光学的データ読取り／書込み器および演算
   手段を有し、前記光学的データ読取り／書込み器は、前
   記第１、第２、第３の各レンズの光軸は互に平行に配列
   しかつ前記第１、第３の両レンズの光軸は前記第２レン
   ズの光軸に対し対称に配置され前記各光軸は同一の反射
   平面に含まれており、前記光電変換器は該変換器が前記
   第３レンズの光軸と該第３レンズの焦点近傍の１点にお
   いて交叉し該交叉点の近傍の１点で交叉する前記反射平
   面と直交する第１分割面と該交叉点の近傍の１点で前記
   反射平面と平行する第２分割面とにより電気的に第１、
   第２、第３、第４の４部分に分離されており前記光電変
   換器の第１〜第４の各部分は各部分に入射する前記輝点
   からの反射光束の光量に対応する第１〜第４の電気的出
   力信号Ｅα、Ｅβ、Ｅγ、Ｅδを各別に出力するように
   構成されており、前記演算手段は前記第１〜第４の電気
   的出力信号を演算変量とし下記（１）および（２）式で
   代表されるトラッキング誤差信号ＥＹ、および焦点誤差
   信号ＥＺを演算し各誤差信号を別々に出力する機能を有
   し、ＥＹ＝（Ｅα＋Ｅβ）−（Ｅγ＋Ｅδ）・・・・・
   ・（１）ＥＺ＝（Ｅα＋Ｅδ）−（Ｅβ＋Ｅγ）・・・
   ・・・（２）前記トラッキング誤差信号および焦点誤差
   信号によつて前記データ読取り／書込み器の前記デスク
   記録面に対するトラッキング誤差および焦点誤差を検出
   することを特徴とする光学的データ読取り／書込み装置
   。 ２ 前記演算手段は第１〜第４の電気的出力信号を演算
   変量とし下記（３）式で代表されるデータ読取り信号Ｅ
   Ｄを演算し他の演算出力信号と別に出力する機能を有し
   Ｅ＿Ｄ＝（Ｅα＋Ｅβ＋Ｅγ＋Ｅδ）（３）該データ読
   取り信号により前記記録面に記憶されているデータを検
   出することのできる前記特許請求の範囲第１項記載の光
   学的データの読取り装置。 ３ 前記光源を直流を交流で変調せる電力で駆動し前記
   光源から前記交流で変調されている強さの光を放射し該
   光の交流成分を前記焦点誤差およびトラッキング誤差の
   検出に利用する前記特許請求範囲第１項記載の光学的デ
   ータ読取り／書込み装置。 ４ 前記光源を直流と交流で変調せる電力で駆動すると
   ともに前記変調電力に瞬時的パルス波を重畳し、前記光
   源から放射される交流で変調された光の交流成分を焦点
   誤差およびトラッキング誤差の検出に利用するとともに
   前記パルス波に対応する光によつて前記デスク記録面に
   ピットを形成することを特徴とする前記特許請求範囲第
   １項記載の光学的データ読取り／書込み装置。