JPS606016B2 - 光学的記録再生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は情報を光学的に記録、再生及び再生のみを行な
う装置、特にそれの使用される偏光ビームスプリッター
及び＾′幻反の配置に関するものである。

光学的に記録再生あるいは再生のみを行う装置は、光源
の光ビームを光学系により微小に絞り、情報記録媒体に
照射し、前記光ビームを記録信号で強度変調することに
よって記録媒体の光学的性質を変化させ「情報の記録を
行う。

また記録時より強度の弱い光ビームを記録時と同機に微
小に絞り、前記媒体に照射し、媒体の光学的変化を検出
し、情報の再生を行うものである。この光学的記録再生
装置は情報の高密度化が計れるなどろ数々の特徴を有し
ているが、情報の記録、再生を行う際、情報記録媒体に
常に光ビームを微小に絞り照射するために、情報記録媒
体と光学系間の距離を一定に保つ焦点制御、情報を記録
して軌跡を追従するトラツキング制御が必要となる。一
般に、光学的記録再生装置において、情報の再生を反射
方式のディスクを用いて行う時の情報信号を得るために
、および前記した焦点制御、トラッキング制御を行う時
の制御信号を得るために、情報記録媒体からの反射光を
取り出す必要がある。この情報記録媒体からの反射光を
取り出すために一般にビームスプリッターが用いられ、
このビームスプリツターは光源から記録媒体に到る光路
中に挿入されて光源の光を記録媒体に効率よく伝達する
こと、および記録媒体で反射される光を前記光路から効
率よく分離して情報信号の検出および制御信号の検出を
行うことが要求される。

ビームスプリッターとしては、通常のガラス板を装置光
学系の光路中に挿入することにより構成することが可能
である。しかし単なるガラス板では上記の要求を満足す
ることは困難である。それに対して偏光ビームスプリッ
ターと入′４反で構成されるものは「上記の要求を満足
させることが可能である。偏光ビームスプリッターは光
の入射面に平行な偏光成分（Ｐ成分）の反射が極めて少
なく、入射面に垂直な偏光成分（Ｓ成分）を良く反射す
るという性質を有している。光学的記録再生装置に使用
される光源は一般にレーザーであり「 その偏光状態は
直線偏光なので、光源の偏波面がＰ成分となるよう装置
光学系の光路中に偏光ビームスプリッターを配置すると
「反射がほとんどないので前記光源から記録媒体への光
の伝送効率を低下させることはない。一方偏光ビームス
プリッターの後に光源の波長に対応する＾′４友を配置
するとも光源からの光は＾′４反を通過して直線偏光か
ら円偏光となり、情報記録媒体からの反射光はさらにも
う一度入／心反を通過して円偏光から直線偏光となるが
、この時の偏波面は光源のものに対し９０度回転し「偏
光ビームスプリッターに対してＳ成分となっているので
良く反射し、情報記録媒体からの反射光を前記光路から
分離して多くの光を取り出すことが可能である。このよ
うに偏光ビームスプリツタ−と＾／４反よりなるビーム
スプリツターは、光学的記録再生装置においては、情報
記録媒体よりの反射光を効率良く取り出す場合非常に有
用である。偏光ビームスプリッターと＾′財減ま装置光
学系の光路中に配置される訳であるが、入′４板以降の
光路において記録媒体側に設置される他の光学系部品が
あると「それからの反射光も浮遊光として強調して取り
出すので、焦点制御およびトラッキング制御に悪影響を
与える。次に従来例についてその悪影響を述べる。

第亀図は光源を半導体レーザーとする光学的記録再生装
置の光学系の一例を示す。半導体レーザーは光変調器を
使用せずに直接変調が可能なこと、ガスレーザーに比較
すると極めて小型であることなどの特徴を有し、光学的
記録再生装置の光源として適している。第１図において
トａは従来例の光学系の側面図、ｂは平面図を示してい
る。１は半導体レーザーで、情報記録媒体に光学的に情
報を記録するためある程度大きな出力のものが要求され
る。

そのため一般的に半導体レーザー１の発光面の形状は半
導体接合面に垂直方向で１〜２ｈ「接合面に平行方向で
７〜１５Ａｍ程度の大きさの偏平なものとなっている。
３は例えば対物レンズ等で構成される集光レンズで、半
導体レーザー１の光ビーム（接合面に垂直方向の光ビー
ムー，、接合面に平行方向の光ビーム１２）を矩形断面
を有する平行光とする。４は凹のシリンドリカルレンズ
で、光ビーム１２に対して曲率を有するように配置され
「光ビーム１２を図示するようにビーム径を拡げる。

５は偏光ビームスプリッター、６は入′４板で「半導体
レーザー１の光ビームＬおよび１２は通過する。

７は凸のシリンドリカルレンズで「凹シリンドリカルレ
ンズ４と同様に光ビーム１２に対して曲率を有し、かつ
その焦点面を凹シリンドリカルレンズ４の焦点面とほぼ
一致させるように配置し、光ビーム１２を再びその径を
拡大した平行光とする。

このようにして凸シリンドリカルレンズ７の出力光は略
円形（または略正方形）の平行光に変換される。８はミ
ラーで、〜光ビーム１，および１２の光路を変更し、９
の例えば対物レンズ等で構成される絞りレンズに入射さ
せる。

光ビームー，および１２は絞りレンズ９により微小に絞
られ、情報記録媒体２に照射される。ここで、各レンズ
の焦点距離をそれぞれ集光レンズ３をｆ，、絞りレンズ
９をｆ２、凹シリソドリカルレンズ亀をｆ３、凸シリン
ドリカルレンズ７をｆ４とすると、幾何学的には半導体
レーザー１の発光面の大きさを接合面に垂直方向で１〜
２仏瓜、接合面に平行方向で７〜１５りｍとした時に、
それぞれ接合面に垂直方向で（１〜２）×（ら／ｆ，）
払ｍ、接合面に平行方向で（７〜１５）× ｛（ら×ｆ
３）ノ（ｆ，×ギ４）｝山ｍになりも各レンズの焦点距
離を適当に選択することにより、径が１〜２〆ｍ程度の
円形微小スポットに絞り込むこをが可能である。情報の
記録は、図示しないが「情報記録媒体２をモーター等に
より駆動される回転体に装着して回転させ、これに半導
体レーザー貴を変調した光ビームを照射して行う。

一方、情報の再生は、半導体レーザー１の光パワーを情
報記録時より小さくし〜情報記録媒体２からの反射光を
前述したように偏光ビームスプリツター５および＾′４
反６により光ビームー，，１２として取り出し、さらに
中間レンズ１０１こよってある程度の大きさに絞り、光
検出器１１に導き、情報記録媒体２の光学的変化を検出
して行う。このように情報記録媒体２からの反射光は凹
シリンドリカルレンズ４と凸シリンドリカルレンズ７と
の間で偏光ビームスプリッター５と＾′財反６で取り出
されている。これは前記した２個のシリンドリカルレン
ズ４，７間は、光ビームが平行光でない部分であり、こ
こから反射光を取り出すことは、光学系の光略長を一番
短かくでき、かつ後述する非点収差方式の総点制御の制
御信号を得るために有利となる。これは、光ビーム１２
の反射光が凸シリンドリカルレンズ７によって結像する
ので、中間レンズ１０１個で非点収差方式の焦点制御が
可能になるからである。情報の記録、再生に必要な焦点
制御は、光検出器１１を４分割のものとし、非点収差方
式により行なう。すなわち、情報記録媒体２からの反射
光１，および１２（第１図の光ビーム１，，１２にそれ
ぞれ対応する反射光）は凸シリンドリカルレンズ７およ
び中間レンズ１０により結像するが、第２図に示す如く
、その結像位置は異なってくる。そのため、第２図Ａ〜
Ｃ点での光ビームの断面形状は、図のように異なった形
状のものとなる。なお第２図において、第１図と同じも
のについては同じ番号を付した。ここで、光検出器１１
を第３図に示す如く４分割のものとし、第２図Ｂ点に配
置すると、光検出器１１上、の反射光の断面形状は、情
報記録媒体２と絞りレンズ９間の距離が情報記録媒体２
の面振れ等により変化することにより、第３図のＡ〜〇
の如く変化する。ここで、光検出器１１の４分割のそれ
ぞれの素子を第３図の如くＤ〜Ｇとする時、（Ｄ＋Ｅ）
−（Ｆ＋Ｇ）の出力は焦点制御の制御信号となり、（Ｄ
十Ｅ）−（Ｆ＋Ｇ）を零にするように制御すればよい。
焦点制御を実際に行なう場合には絞りレンズ９を、図示
しないが、公知のボイスコイルの如き構成の保持体で保
持し「情報記録媒体２と絞りレンズ９間の距離を電気信
号により可変可能とし、上記制御信号によりボイスコイ
ルを駆動して行う。一方、情報の再生時に必要なトラッ
キング情報は、前述した４分割の光検出器１１上に、、
第４図ａ，ｂに示す如く、情報トラックの光学的変化と
してあるわれる。

第４図ａは情報トラックを光ビームが正しく照射してい
る場合で、第４図ｂは情報トラックに対し光ビームがず
れて照射している場合である。ここで、光検出器１１の
（Ｄ−Ｅ）の出力はトラツキング制御のための制御信号
となり、（Ｄ‐Ｅ）を零にするように制御を行なえば良
い。トラッキング制御を実際に行う場合にはミラ−８を
、図示しないが、公知の電気信号で回敷可能なガルバノ
ミラーの如き構成のものとし、上記制御信号によりミラ
ー８を回動させ行なつｏ以上述べてきた半導体レーザー
を光源とする光学的記録再生装置における焦点制御、ト
ラツキング制御および情報信号の検出、は、偏光ビーム
スプリツタ−と入′４反よりなるビームスプリツターに
より情報記録媒体２からの反射光を取り出し、光検出器
１１で検出して行なうものである。

この光検出器１１で検出する光は情報記録媒体２からの
反射光のみであることが望ましいが、実際には光学系の
各素子からの反射光（浮遊光）が存在し、それが焦点制
御やトラツキング制御に悪影響を、与える。それは焦点
制御およびトラッキング制御の制御信号が「光検出器１
１を４分割として、前述した（Ｄ十Ｅ）−（Ｆ十Ｇ）や
くＤ−Ｅ）の如く「それぞれの光検出部分の出力の和お
よび差をとっているので、浮遊光が光検出器１１にかた
よって入射した場合、制御信号は誤差を含むことになっ
てしまうからであり、望ましくない。第１図の従来例の
光学系においては、偏光ビームスプリッター５の後に＾
′公反６を、配置し、さらに凸シリンドリカルレンズ７
を配置してある。

この場合例えば＾′財塚の後方（光路中において記録媒
体に近い方）に配置される凸シリンドリカルレンズ７か
らの反射光が存在し、この反射光が入′公反６を通過し
、Ｓ成分となって偏光ビームスプリツター５により効率
良く反射され、光検出器１１に照射され、浮遊光となっ
ている。本発明の目的は、光学的記録再生装置において
偏光ビームスプリッターと入／釘反で構成されるビーム
スプリツターを使用する場合、焦点制御およびトラッキ
ング制御に及ぼす悪影響を除去することである。

以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第５図に示す如く、入′４反６は凸シリンドリカルレン
ズ７の後方（光路中において記録媒体に近い方）に配置
され、これにより凸シリンドリカルレンズ７からの反射
光１３が光検出器１ １１こ照射されない。それは凸シ
リンドリカルレンズ７の反射光は入′財反６を通過しな
いので、偏光ビームスプリッター５に対しＰ成分となり
光検出器１１の方へ反射せずに透過してしまうからであ
る。なお第５図において第１図と同じものには同じ番号
を付し「その他のものについては省略した。このように
すればｔ凸シリンドリカルレンズ７よりの浮遊光を防止
できるが、これでもまだ十分でなく「 ＾′財反６自身
からの反射光も考慮する必要がある。

第５図において「 入′財反６の前面日からの反射光は
偏光ビームスプリツター５に対しＰ成分であり、問題な
いが後面１からの反射光１４はＳ成分となり、光検出器
１１に照射され、浮遊光となる。それゆえ入／叫反６を
図の如く８だけ傾けることによって面１からの反射光１
４を光検出器１１の範囲外にに出し、検知しないように
できる。ここで、８‘ま光学系の構成、光検出器１１の
大きさによって異なるがＬ２〜５度のオーダ−である。
以上本発明によれば、＾′財反を後方にシリンドリカル
レンズの後に配置し、かつ傾けることによって、反射光
検出器で検知する浮遊光を減少させ、浮遊光が焦点制御
およびトラッキング制御に及ぼす悪影響を防止でき、、
情報の記録、再生が最適かつ安定に行なうことが可能と
なった。

なお、本発明は半導体レーザーの光ビームを平行光とし
た場合に説明したが「別に平行光とする必要はなくその
他の場合にも同様に実施できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の半導体レーザーを光源とする光学的記録
再生装置の光学系を示す側面図および平面図「第２図は
情報記録媒体からの反射光の結像位置および光ビームの
断面形状を示す説明図、第３図は光検出器上での光ビー
ムの形状変化を示す説明図、第４図ａ，ｂは光検出器上
での情報トラックの位置を示す説明図、第５図は本発明
の一実施例を示す要部平面図である。 １・・・・・・半導体レーザー、２・…・・情報記録媒
体、４…・・・凹シリンドリカルレンズ、５…・・・偏
光ビームスプリツター、６……入′財反、７……凸シリ
ンドリカルレンズ、１０……中間レンズ、１１…・・・
反射光検出器。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 半導体レーザー等を光源としてその出力光をその光
   軸に対して等方的強度を有する略円形ビームに変換した
   後絞りレンズで微小径に絞って情報記録媒体に照射して
   情報を記録再生または再生のみを行なう装置において、
   前記光源から情報記録媒体に到る光路中に、光源の光形
   状を略円形または略正方形ビームに変換するための少な
   くとも２ケのシリンドリカルレンズを有し、該シリンド
   リカルレンズの間に情報記録媒体からの反射光を上記光
   路より分離して取り出す為の偏光ビームスプリツターを
   設け、λ／４板を前記２ケのシリンドリカルレンズのう
   ち後方（情報記録媒体に近い方）にあるシリンドリカル
   レンズよりさらに後方に設置した事を特徴とする光学的
   記録再生装置。 ２ λ／４板は少なくとも後方に配置されるシリンドリ
   カルレンズと絞りレンズの間におかれ、かつ該λ／４板
   からの反射光が偏光ビームスプリツターで取り出された
   光を検出する反射光検出器に入射しない角度だけ光軸に
   対して傾けて配置されたことを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の光学的記録再生装置。