JPS61113139A

JPS61113139A - 光学情報記録再生装置

Info

Publication number: JPS61113139A
Application number: JP23458284A
Authority: JP
Inventors: Kenji Tatsumi; 辰巳　賢二; Satoshi Wakabayashi; 諭若林; Riichi Saeki; 佐伯　利一
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1984-11-07
Filing date: 1984-11-07
Publication date: 1986-05-31

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。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、光ディスク等の光メモリ装置における情報
記録媒体（以下、ディスクという）に情報を光学的に記
録し再生する光学情報記録再生装置に係シ、特に、高精
度のトラッキング誤差信号の検出に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、光学的にアナログもしくはディジタル情報を記録
、再生する光メモリ装置において、ディスク面上の情報
ビットを±０．１μｍ程度の正確さをもって追跡するト
ラッキング技術が不可欠になっている。

そして、従来のこの種の光学情報記録再生装置としては
、に７図に示すように１例えば特公昭５３−１３１２３
号公報に示されるものが知られている。第７図は従来の
光学情報記録再生装置の概略講成を示す図である。第７
図（ａ）及び（ｂ）に示すようＫ・　１は光源・　２竺
回折格子・　３は′″′−４２′−４２プリツタレンズ
、５はディスク、６ａ、６ｂ、６ｃは集光スポット、７
はレンズ、８ａ、８ｂ、８ｃは光検出器、９は差動増幅
器、ｌＯはディスク５上の案内溝である。

上記のような講成を有する従来の光学情報記録再生装置
では、光源ｌからの射出光は１回折格子２によってＯ次
回折光と±１次回折光とに分離された後、対物レンズ４
によりディスク５上に３つの集光スポラ）６ａ、６ｂ、
６ｃとして集光される。この３つの集光スポット６ａ、
６ｂ、６ｃは、ディスク５上の案内溝１０上Ｋ、第７図
中）＜示すように、案内溝１０の方向く対して角度−の
傾斜を持つように形成される。ディスク５よりの反射光
は逆の光路をたどり、ビームスプリッタ３により反射さ
れ、レンズ７ｔ−経て各光検出器８ａ、８ｂ、８ｃへ入
射スる。この時、各集光スポット６゜’ｍ６ｂ１６ｃは
各々光検出器８ａ、８ｂ、８ｃＫ対応して検出される。

ディスク５上の記録情報は、上記Ｏ次回折光の集光スポ
ラ）６ｂによって読み出されて光検出器８ｂより情報信
号が得られ、また、各光検出器１３ａ、８ｃにより発生
する信号の差を差動増幅器９によってとることにより、
トラッキング誤差信号を検出することができる。すなわ
ち、第７図中）において、集光スポラ）６ｂが案内＃１
１０から左方向くずれた場合には、集光スポラ）６ａか
らの反射光量は減少し、集光スポラ）６ｃからの反射光
量は増加する。逆に、集光スポット６ｂが案内溝１０か
ら右方向にずれた場合には、集光スポラ）６ａからの反
射光量は増加し、集光スポット６ｃからの反射光量は減
少する。したがって、各集光スポラ）６ａと６ｃからの
反射光量、すなわち、各光検出器８ａと８Ｃからの出力
が同じになるように対物レンズ４を制御すれば。

常に集光スポラ）６ｂは案内溝１０上をトランキングす
ることができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記のような従来の光学情報記録再生装置で用いている
方式は、一般に３ビ一ム方式と呼ばれるもので８＃）、
ビデオディスク、コンパクトディスクなどのように、あ
らかじめ情報信号が案内ｌ１ｊｌＯ上に形成されている
ものに対しては、トラツキジグ誤差信号を高精度で検出
できて安定なトラッキングを行うことができるが、アナ
ログ信号、ディジタル信号等を記録、再生する光メモリ
装置に対しては、従来から大きな問題点があった。すな
わち、第８図に示すように、ディスク５の面上に各案内
溝１０＆、１０ｂ、１０ｃ及び記録膜（図示しない）が
形成されてお）、その記録膜に情報信号に応じて記録ビ
ットｌｉｔ”記録して行く光メモリ装置の場合には、集
光スポラ）６ｂによって情報信号を記録し、各集光スポ
ラ）６ａと６ｃによってトラッキング誤差信号を得よう
とすると、集光スポラ）６ａは未記録領域に存在するの
に対し。

集光スポット６ｃは記録ビット１１上を通過し、すなわ
ち既記録領域にあるため、各集光スポット６ａと６ｃＫ
よる反射光量は、トラックずれかない状態であっても記
録ビット１１の影響で等しくならず、誤ったトラッキン
グ誤差信号を発生してしまう、しかも、記録すべき情報
信号・のパターンに対応した記録ビット１１の配列パタ
ーンによって、上記反射光量の不均一さは大きく変化し
、正確なトラッキング誤差信号を発生できず、このため
、トラッキングの精度が悪くなってしまう問題点かあつ
次。

この発明は、かかる問題点を解決するためになされたも
ので、記録ビットに影響されな−高精度なトラッキング
を可能ならしめる光学情報記録再生装置を得ることを目
的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る光学情報記録再生装置は、光源からの元
を台形プリズムによ）３分割し、そのうちの２つの集光
スポットをディスクの１つの案内溝上に位置させること
によりトラッキング誤差信号を得、他の１つの集光スポ
ラ）１−案内溝とこの案内溝に隣接する他の案内溝との
中間領域に位置させることにより、情報信号の記録及び
再生を行うものである。

また、この発明の別の発明に係る光学情報記録再生装置
は、光源からの光を回折格子によプ３分割し、そのうち
の２つの集光スポットをディスクの１つの案内溝上に位
置させることによ６トラツキング誤差信号を得、他の１
つの集光スポットを案内溝とこの案内溝に隣接する他の
案内溝との中間領域に位置させることにより、消報信号
の記録及び再生を行うものである。

〔作用〕

この発明の光学情報記録再生装置においては。

光源からの光を３分割する台形プリズム又は回折格子を
用いて、トラッキング誤差信号を得る部分と、情報信号
を記録、再生する部分とを分離するようにしているので
、既記録ピッ）Ｋ影響されない高精度なトラッキングを
可能にする。

〔実施例〕

第１図はこの発明の一実！例である光学情報記録再生装
置の概略構成を示す図で、第７図と同一部分は同一符号
を用いて表示してあシ、その詳細な説明は省略する。第
１図（ａ）及び（ｂ）において、１３は台形プリズムで
あシ、この台形プリズム１３は。

光源１からビームスプリッタ３１Ｃ至る光路中に。

光源１よりの射出光を３分割するように配置されている
。まず、この発明の主要部分である上記台形プリズム１
３の構成と動作について説明する、第２図は、第１図の
光学情報記録再生装置における台形プリズムり、ｔ＃成
を示す斜視因である。図において、Ｓｌは下面、Ｓ２は
上面、８３は一方の斜面、Ｓ４は他方の斜面を表わして
いる。下面Ｓ１と上面Ｓ２とは平行であり、斜面Ｓ３と
斜面Ｓ４とはそれぞれ下面Ｓ１に対して傾斜している。

座標軸としてＸ軸、ｙ軸を上記下面Ｓ１内にとシ。

上記斜面Ｓ３と斜面Ｓ４の法線をそれぞれＩｓ　−Ｉｔ
とする。また、法線ｌ、と−Ｘ軸とのなす角をψ、。

法線ｌｔとｙ軸とのなす角をθ８．法線！、とＸ軸との
なす角をψ１．法線ｌ！とｙ軸とのなす角をθ、とする
。このような構成において、上記角ψ、と角ψ。

及び角θ、と角θ、とは、下記の第（１）式を満足する
ように設定する。

次に、上記第（１）式の条件を満たす構成を有する台形
プリズム１３の動作について説明する。第３図は、第２
図の台形プリズムの動作を説明するための図である。図
に示すように１点光源Ｐ１から射出される光線のうちで
、光線ＡＩと光線Ａ４とで囲まれた領域の光線は台形プ
リズム１３の上面Ｓ２に入射し、下面Ｓｌから光線Ｂ、
と光線Ｂ４とで囲まれた領域の光線として射出する。一
方１点光源Ｐ１から射出される光線のうちで、光線Ａ、
と光線Ａ、で囲まれた領域の光線は台形プリズム１３の
斜面Ｓ３に入射し、屈折した後、下面Ｓｌから光線Ｂ、
と光＃Ｂ、とで囲まれた領域の光線として射出する。こ
の光線Ｂ、と光線Ｂ、とで囲まれた光は。

あたかも点光源が仮想の点光源Ｐ２に存在し、そこから
射出された発散光であるかのごとくみなすことができる
。他方５点光源Ｐ１から射出される光線のうちで、光線
Ａ４と光線Ａ６とで囲まれた領域の光線は台形プリズム
１３の斜面８４に入射し。

屈折し念後、下１ｆｆｉｓｌから元！Ｂｓと光線Ｂ、と
で囲まれた領域の光線として射出する。この光線Ｂ６と
光線Ｂ、とで囲まれた領域の光は、あたかも点光源が仮
想の点光源Ｐ３に存在し、そこから射出された発散光で
あるかのごとくみなすことができる。

すなわち、上記台形プリズム１３を用いることにより、
１つの点光源から射出される光を、あたかも３つの点光
源があるかのように３つの発散光に分割することができ
る。しかも、点光源Ｐ１と各仮想の点光源Ｐ２とＰ３と
は、上記台形プリズム１３の斜面Ｓ３と斜面Ｓ４とが上
記第（１）式を満足するように構成されているので、１
つの直線上にはない。以上の説明のごとく、上記台形プ
リズム１３は入射光ｔ−３分割する作用を有している。

次に、上記第１図に示すこの発明の一実施例である光学
情報記録再生装置の動作について説明する。光源１から
の射出光は上記台形プリズム１３によって３つの発散光
に分離された後、対物レンズ４によプディスク５上に３
つの集光スポット６ａ、６ｂ、６ｃとして集光されるが
、その各集光スポット６ｍ、６ｂ、６ｃのディスク５上
での位置関係は、第１図中】に示すようになっている。

すなわち、３つの集光スポラ）６ａ、６ｂ、５ｃのうち
で、集光スポラ）６ａは案内溝１０ｂの左側にかかつて
位置しており、集光スポラ）６ｃは同じ案内＄１０ｂの
右側くカムかつて位置しておシ。

集光スポット６−ｂは各案内溝１０ａと１０ｂとの間の
中間領域１２ａに位置している。集光スポラ）６ａは、
第３図に示す仮想の点光源Ｐ３もしくは仮想の点光源Ｐ
２の対物レンズ４による共役像であり、集光スポット６
ｂは、第３図に示す点光源Ｐ２の対物レンズ４による共
役像であプ、集光スボツ）６ｃは第３図に示す仮想の点
光源Ｐ２もしくは仮想の点光源Ｐ３の対物レンズ４によ
る共役像である。

このような構成において、トラッキング誤差信号は集光
スポット６ａと集光スポット６Ｃとによって生じる反射
光量の差音とることＫよって得られる６案内溝が左方向
にずれると集光スポット６ａの反射光量は減少し、集光
スポット６ｅの反射光量は増加する。また、案内溝が右
方向にずれると、上記とは逆になる。このため、各集光
スポラ）６ａ、５ｃの反射光量が等しくなるように各集
光スポラ）６ａ、６ｃの位置を制御すれば、集光スポラ
）６ｂは常に中間領域１２ｍに位置することになる。そ
こで、集光スポット６ｂによって情報信号の記録を行え
ば、記録ビット１１は中間領域１２ａに形成される。ト
ラッキング誤差信号を得る念めの各集光スポラ）６ａ、
６ｃは案内＃１ｌＯｂ上に位置されているので、記録ピ
ッ）１１上に重なることはなく、上記従来装置のように
記録ビット１１１／ｃよって反射光量が変動することが
ない。

したがって、高精度のトラッキング誤差信号を得ること
ができ、この結果、トラッキング精度を大幅に高めるこ
とが可＃＠になる。

第４図はこの発明の別の発明の一実施例である光学情報
記録再生装置の概略構成を示す図でちる。

第４図（ａ）　Ｋ示す構成は、上記第１図に示す台形プ
リズム１３の代わりＫ、ホログラフィック回折格子１５
を用いた構成を有しており、その他の構成は、上記第１
図に示す装置のものと同一である。

第４図（＆）に示すように、光源１からの射出光は、ホ
ログラフィック回折格子工５によって３つの発散光く分
離された後、対物レンズ４によ）ディスク５上に３つの
集光スポット５ａ、６ｂ、６ｃとして集光されるが、そ
の各集光スポラ）６ａ、６ｂ、６ｃのディスク５上での
位置関係は、第４図（ｂ）Ｋ示すようになっている。す
なわち、３つの集光スポラ）６ａ、６ｂ、６ｃのうちで
、・集光スポラ）６ａは案内溝１０ｂの左側にかかつて
位置しており、集光スポラ）６ｃは同じ案内溝１０ｂの
右側にかかつて位置しており、集光スポット６ｂは各案
内溝１０ａと１０ｂの間の中間領域１２ａＫ位置してい
る。

このような構成において、トラッキング誤差信号は、集
光スポット６ａと集光スポット６ＣとＫよって生じる反
射光量の差をとることＫよって得られる。案内溝が左方
向にずれると集光スポット６ａの反射光量が減少し、集
光スポット６Ｃの反射光量は増加する。ま之、案内溝が
右方向にずれると、上記とは逆になる、このため、各集
光スポラ）６ａ、６ｃの反射光量が等しくなるように各
集光スポラ）６ａ、６ｃの位置を制御すれば、集光スポ
ット６ｂは常に中間領域１２ａに位置することになる。

集光スポット６ｂによって情報信号の記録を行えば、記
録ビット１１は中間領域１２ａに形成される。トラッキ
ング誤差信号を得るための各集光スポラ）６ａ、６ｃは
案内溝１０ｂ上に位置されているので、記録ビット１１
上に重なることはなく、上記従来装置のように記録ビッ
ト１１によって反射光量が変動することがない。したが
って、高精度のトラッキング誤差信号を得ることができ
、この結果、トラッキング精度を大幅に高めることが可
能になる。

第５図は、第４図の光学情報記録再生装置におけるホロ
グラフィック回折格子の動作を説明するための図である
。第５図に示すように、ｉ３ａ。

１３ｂ、１３６は点光源であシ、この各点光源１３ａ、
１３ｂ、１３ｅよシ射出される各発散光１４ａ。

１４ｂ、１４ｃは写真乾板１６上で干渉し、適当な時間
露光した後に現像すると、ホログラムが写真乾板１６上
に形成される。これがホログラフィック回折格子１５で
ある。その後、第５図中）に示すようにホログラフィッ
ク回折格子１５を配置し。

点光源１３ｂによってホログラフィック回折格子１５を
照射すると、このホログラフィック回折格子１５を通過
した後には、点光源１３ｂからの直接光である発散光１
４ｂ以外に各発散光１４ａと１４Ｃが生成され１点光源
１３ｂよりの射出光を３つに分割することができる。ホ
ログラムを作製する時の上記各点光源１３ａ、１３ｂ、
１３ｃの位置関係を適当に選択すると、ホログラフィッ
ク回折格子１５からの３つの各発散光１４ａ、１４ｂ。

１４ｃを対物レンズ４で集光した時に、第４図中）に示
した各集光スポラ）６ａ、６ｂ、６ｃのような位置関係
にすることができる、ここで、写真乾板１６を例にして
ホログラフィック回折格子１５の説明をしたが、これ以
外に感光素子を用いても良い。

第６図は、第４図の光学情報記録再生装置における他の
回折格子であるクロス回折格子の構成と、その動作を説
明するための図である。第６図（ａ）はクロス回折格子
１７の構成を示してお９１図に示す斜線を施した部分１
８は、入射光の位相を遅らせるか、もしくは入射光を遮
へいするようになっている。このようなりロス回折格子
１７を、第４図（ａ）に示したホログラフィック回折格
子１５の代わりに用いると、ディスク５上での各集光ス
ポット６ＪＬ、６ｂ、６ｅ、６ｄ、６ｅの位置関係は、
第６図（ｂ）のようになる、集光スポット６ｂはＯ次回
折元によるものであシ、各集光スポット６ａ。

６ｃ、６ｄ、６ｅは±１次回折光によるものである。各
集光スポラ）６ｂと６ｄ　、６ｅの強度比を適当に選び
、各集光スポラ）６ｄ、６ｅでは記録できないようＫし
ておけば、集光スポット６ｂで記録、再生し、各集光ス
ポラ）６ａと６ｃによってトラックキング誤差信号を得
るようにすることができる。

〔発明の効果〕

この発明は以上説明したとおシ１元光学雑記録再生装置
において、光源からの光を台形プリズムもしくは回折格
子によ）３分割し、そのうちの２つの集光スポットをデ
ィスクの１つの案内溝上に位置させ、他の１つの集光ス
ポットを案内溝間の中間領域に位置させることによ）、
情報信号の記録及び再生を行う構成としたので、トラッ
クキング誤差信号を得る集光スポットと情報記録、再生
用の集光スポットを分離することができ、これにより、
既記録ビットに影響されない高精度なトラッキングを可
能ならしめ得るという優れた効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例である光学情報記録再生装
置の概略構成を示す因、第２図は、第１図の光学情報記
録再生装置における台形プリズムの構成を示す斜視図、
第３図は、第２１の台形プリズムの動作を説明するため
の図、第４図はこの発明の別の発明の一実施例である光
学情報記録再生装置の概略構成を示す図、第５図は、第
４図の光学情報記録再生装置におけるホログラフィック
回折格子の動作を説明するための図、第６図は、第４図
の光学情報記録再生装置における他の回折格子であるク
ロス回折格子の４成と、その動作を説明するための図、
第７図は従来の光学情報記録再生装置の概略構成を示す
閣、第８図は、第７図の光学情報記録再生装置の動作を
説明するための図である。図において、１・・・光源、３・−・ビームスプリッタ
。４・・・対物レンズ、５・・・情報記録媒体（ディスク
）。６ａ、６ｂ、６ｃ・・・集光スポット、７・・・レンズ
。８ａ、８ｂ、８ｃ・・・光検出器、９・・・差動増幅器
。１０　ａ　、　１０　ｂ　、　１０　ｃ−・・案内溝、
　１１　・・・記録ピッ）　、１２ａ　、１２ｂ・・・
中間領域、１３・・・台形プリズム、１５・・・ホログ
ラフインク回折格子、１７・・・クロス回折格子である
。なお、各図中、同一符号は同一、又は和尚部分を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）光源と、案内溝を有する情報記録媒体上に前記光
源からの射出光を集光するための対物レンズと、前記光
源から前記対物レンズに至る光路中に配置し、前記情報
記録媒体よりの反射光を分岐するためのビームスプリッ
タと、このビームスプリッタにより分岐された前記反射
光を検出する光検出器を備えた光学情報記録再生装置に
おいて、前記光源から前記ビームスプリッタに至る光路
中に、前記光源よりの射出光を３分割するための台形プ
リズムを配置し、この台形プリズムによつて３分割され
た光を前記情報記録媒体上へ前記対物レンズにより３つ
の集光スポットとして集光せしめ、かつこの３つの集光
スポットのうちで、２つの集光スポットを１つの前記案
内溝上に位置させ、他の１つの集光スポットを前記案内
溝に隣接する他の案内溝との中間領域に位置させ、前記
３つの集光スポットの各々について、前記情報記録媒体
からの反射光を独立に検出する前記光検出器を３個具備
し、前記中間領域に位置させた集光スポットにより情報
信号の記録及び再生を行い、かつ前記案内溝上に位置さ
せた２つの集光スポットからの反射光を各々検出する前
記光検出器の出力により、トラッキング誤差信号を得る
ことを特徴とする光学情報記録再生装置。
（２）光源と、この光学からの射出光を案内溝を有する
情報記録媒体に集光するための対物レンズと、前記光源
から前記対物レンズに至る光路中に配置し、前記情報記
録媒体よりの反射光を分岐するためのビームスプリッタ
と、このビームスプリッタにより分離された前記反射光
を検出する光検出器を備えた光学情報記録再生装置にお
いて、前記光源から前記ビームスプリッタに至る光路中
に、前記光源よりの射出光を３分割するための回折格子
を配置し、この回折格子によつて３分割された光を前記
情報記録媒体上へ前記対物レンズにより３つの集光スポ
ットとして集光せしめ、かつこの３つの集光スポットの
うちで、２つの集光スポットを１つの案内溝上に位置さ
せ、他の１つの集光スポットを前記案内溝に隣接する他
の案内溝との中間領域に位置させ、前記３つの集光スポ
ットの各々について、前記情報記録媒体からの反射光を
独立に検出する前記光検出器を３個具備し、前記中間領
域に位置させた集光スポットにより記録及び再生を行い
、かつ前記案内溝上に位置させた２つの集光スポットか
らの反射光を各々検出する前記光検出器の出力により、
トラッキング誤差信号を得ることを特徴とする光学情報
記録再生装置。
（３）前記回折格子として、ホログラフィック回折格子
を用いたことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の
光学情報記録再生装置。
（４）前記回折格子として、クロス回折格子を用いたこ
とを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の光学情報記
録再生装置。