JPS61134935A - 光学的情報記録再生装置 - Google Patents

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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、情報を光学的に読取り可能なピット列として
記録した情報記録媒体と、その読取り装置からなる光学
的情報記録再生装置に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

この種の光学的情報記録再生装置は、既に光学式ビデオ
ディスク装置等として実用化されている。

第５図は従来のこの種の装置の基本構成を示したもので
ある。

図において、レーザ光源５０により発生された直線偏光
のレーザ光はビームスプリッタ５１を通過し、１７４波
長板５２により円偏光とされた後、反射鏡５３により読
取り分解能を向上させるための対物レンズ５４に導かれ
、ここで集光されて円盤状の情報記録媒体５５上に照射
される。ここで実際には反射鏡聞は、２つの可動鏡によ
り構成され、それぞれ記録媒体５５上のピット列をトラ
ッキングするために媒体５５の半径方向、及び再生信号
の時間軸上でのゆらｒｔ−補償するために、ビット列の
接線方向へのサーボのため、この２つの反射鏡を動かす
ものである。次く、この情報記録媒体５５上のビット列
により強度変調された反射光は再び対物レンズ５４を通
って反射＠５３へと戻り、１／４波長板５２により円偏
光が直線偏光に戻された後ビームスプリッタ５１に導か
れる。ここで反射光の円偏光の回転方向は、照射光のそ
れと逆方向であり、直線偏光に戻った後も、その偏光方
向は円偏光になる前の照射光のそれと逆方向であるため
、ビームスプリッタ５１により反射されて光検出器５６
に導かれ、この光検出器５６でその光強度が検出される
ことによって再生信号が得られる。

情報記録媒体５５は第６図に断面図を示すように、透明
基板５７上に被着した金属等からなる光反射膜５８に情
報信号に応じた長さおよび周期と持つピット５９の列を
形成したもので、光反射膜５８上は透明保護層６０によ
り被覆されている。ピット５９の読取りは基板５７側、
保護層ω側の込ずれから行なってもよい。

ピット５９の配列につｂて具体的に説明すると、例えば
、光源５０として波長０．６３μｍのヘリウム・ネオン
（Ｈｅ　−Ｎｅ　）レーザを用い対物レンズ５４の開口
数（Ｎ、人、）を０．４５とし情報信号（画像信号）の
周波数変調キャリア周波数を７．６〜９．３　ＭＨｚと
すると、ピット５９の大きさは、幅が約０．４μｍ、長
さが約０．７〜３μｍ、深さが０．１１μｍ隣接トラッ
ク間の距離、つまりトラックピッチが約１．６７μｍと
なっている。

このような読取り装置の問題点としては１機械的に動作
する部分が多いため、精度及び高速性に難点があること
が挙げられる。まず、記録媒体の半径方向、及びビット
列の接線方向へのトラッキングを、反射鏡を傾けること
によって行なっているため、その追随速度に限界がある
こと、次に、対物レンズ５４の焦点合わせのために対物
レンズ自体を上下動させることが難かしい。すなわち広
帯域の情報を読取るために対物レンズのＮ、Ａ、’ｉ大
きくしようとすると、レンズの形状が球形に近づき重く
なるため、これを精度よく動かすことが難かしくなる。

また、ビット列の情報を読取るために円盤状の記録媒体
を回転させねばならない。しかし、広帯域情報を読取る
丸めには媒体を高速で回転させなければならないが、こ
のような場合に媒体の破壊に対する強度及び媒体を固定
するための器具への安全性等の問題が生じる。さらに半
径方向へはモータを用いて動かすが、この精度がとれな
いために、前述した反射鏡５３と合わせて精度を保持し
なければならない等々、種々の問題点があるＯ 〔発明の目的〕 そこで本発明は、このような機械的に動作させる部分を
極力減少させ、これ等を電気信号によって制御すること
により、よ妙高精度にし、しかも、広帯域の情報の再生
を可能とした光学的情報記録再生装置を提供することに
ある。

〔発明の概要〕

本発明は、光源からのレーザ光をレンズを用いて平行ビ
ームとし、これを２つの音響光学変調器（以下Ａ、０．
Ｍとする）を用いて垂直、水平の２方向に偏向させるこ
とにより、媒体上のビット列を読み取るものであるが、
Ａ、ＯｌＭによる偏向角は高々２〜３＠と少なく、媒体
の全面にわたってビームをふることが難かしいため、一
度、球面鏡に反射させることくよって媒体の全面にビー
ムをふれるようにしている。また焦点を合わせるための
サーボは光源を動かすことくよって行なうようにしたも
のである。

〔発明の効果〕

本発明によればＡ、Ｏ，Ｍは数十ＭＨｚ程度の変調がで
きるためビームを高速にふることができ、広帯域情報の
読取りを可能とし、しかもモータにより媒体を回転させ
る必要もないために媒体の破壊に対する安全性も向上し
、半径方向及び接線方向へのトラッキングも・電気的に
制御することを可能とした。

〔発明の実施例〕

第１図は本発明の一実施例による光学的情報記録再生装
置を示すものである。

レーザ光源１より発せられたレーザ光は、レーザ光源Ｉ
Ｋ半導体レーザを用いた場合、出射角が大きいため、一
度コリメートレンズ２により平行ビームトシ、レンズ３
により光ファイバ４に入射させる。この光ファイバ４の
出力端から発せられたレーザ光をレンズ５１Ｃより平行
ビームとする。

ここで、記録媒体上の焦点合わせは、このファイバ出力
端を光軸方向に移動させることにより可能であり、従来
例で示したような質量の大きいレンズを動かす事に比べ
容易である。さらくビームスプリッタ６．１／４波長板
７を通し円偏光とする。

これを図面の表から裏への方向（ここではＸ方向と云う
ことにする。）へ偏向させるための４．００Ｍ８を用い
て、ビームの角度を適宜変化させる。これは駆動回路９
により電気的に調整できる。すなわち、Ａ、Ｏ、Ｍは媒
質中に電気信号によって弾性波（粗密波）をつく秒、こ
れに比例した屈折率変化をおこすので回折格子として働
く。同様にＡ、Ｏ、Ｍｌｏを用いて図面の左右方向へビ
ームをふる。ここでＡ、Ｏ，Ｍへの入射角はよく知られ
ているようにブラック角の時が最も効率がよいが、２つ
目のＡＯＭｌｏに入射する光はすでに偏向されているた
め、この最適の角度からずれ効率が落ちる。しかし、Ａ
、Ｏ，Ｍ　８　Ｋより偏向される角度はたかだか２〜３
′″なので、大きくは変わらない。ここで偏向角を２゜
とすると半径１５ｃＷＬの媒体１６上を隈なくビームを
ふれるようにするためには、媒体１６とＡ、Ｏ，ＭＩＱ
との距離は約４３ＣＩＦ１以上であればよい。このビー
ムを反射鏡等を用いて媒体上に導いてもよいが、ここで
は、媒体１６とＡ、０．ＭＩＱとの距離を等価的短かく
みえるように、すなわち、ビームの偏向角を大きくする
ように５反射鏡臣を図に示したように球面とすればよい
。すなわち、Ａ、ＯｌＭＩＱにより偏向された光は、反
射鏡１３により、ビームをしぼるための対物レンズ１４
へ導かれる。ここで対物レンズ１４の開口数Ｎ、ム、を
０．３とすると、いま対物レンズ１４の半径を１５ｃＩ
Ｌとすれば焦点距離は４７ｃＷｔとなる。ここで、実際
に対物レンズ１４に入射するビーム径は小さいため、半
径１５ｃｍのレンズは必要とせず、図に示すようにその
一部でよい。これを球形の球面鏡１２により、等価的に
偏向角を大きくし媒体１６の全面・＼照射できるように
する。この球面鏡１２により反射されたレーザ光は、グ
レーティングレンズ１５により媒体１６に垂直に入射さ
せる。ここで媒体１６上のビット列により強度変調され
たビームは、入射時と同一の糸路を戻り１／４波長板７
により直線偏光に戻され、ビームスプリッタ６により反
射され、集光レンズ１７により光検出ｉ５１８　Ｋ入射
され、情報の再生が行なわれる。またこの再生信号から
半径方向及び接線方向のトラッキング誤差を検出しＡ、
Ｏ，Ｍ　８　、１０の駆動回路９．１１に送り制御し、
焦点合わせのための誤差は光ファイバ４の出力端を動か
して調整することが可能となる。

一方、ディスク１６のビット列について説明する。

第２図にビット列を形成したディスク１６を示す。

第１の情報を記録したビット列２０，２１．２２は従来
と同様のトラックピッチで形成され、この間Ｖｃ１第２
の情報を記録したビット列ｕ、２４を形成する。

すなわち、従来のディスクと比ベト・ラックピッチは】
／２となっている。記録する信号として、画像信号を周
波数変調したものを考え、今、これを周波数軸上での信
号成分の分布を第３図のようくする。すなわち、ビット
列２０　、２１　、２２に記録する第１の情報の周波数
偏移２５及び第１側波帯２６と、ビット列２３．２４に
記録する第２の情報の周波数偏移２７と第１側波帯２８
のように周波数軸上で分割すれば、再生時〈電気系でフ
ィルタを用いて完全に分離できる。これを記録するため
の電気系は、例えば第４図のようにすればよい。端子４
１に入力されたベースバンドの画像信号は、周波数偏移
２５の電圧制御発！！（ＶＣｏｌ）４２及び周波数偏移
２７ノ■Ｃ０２４３により周波数変調される。一方端子
４１に入力された画像信号より、垂直同期検出回路４４
により垂直同期信号を検出して、フレームごとに、すな
わち２フイールドごとにスイッチ４５を切り換えること
により、出力端子４６にはフレームととＩｃＦＭ周波数
の異なる信号が得られ、これを記録すると第１図のよう
なビット列が得られる。このディスク１６を内周側から
ビット列２２．２４．２１．２３．２０と順次読み出す
こと釦より、第３図のような再生信号が得られる。この
ようにすることにより記録密度は向上する。すなわち従
来は片面の再生時間が３０分であったものが（回転数一
定方式）１時間となる。また、従来片面１時間のもの（
線速度一定方式）もあるが、これはディスク上で同期信
号の位置がそろっていないためメチル、コマ送り等の機
能ができなく、かつ、ディスクの回転数を内外周で直線
的に変化させねばならないという欠点があったが、本方
式では回転数一定でよいためこれ等が改善されている。

ここでトラッキング方式について考えてみると、従来は
３ビーム法、ウオブリング法等があるがこれ等はそれぞ
れ、光学系が複雑になる事、信号再生後の処理が複雑に
なる事等の欠点があったが、本発明によれば作為的に隣
接トラックの信号を混入させることにより、これをトラ
ッキング信号として利用する仁とができる。再生せんと
する信号成分と混入した隣接トラックの信号成分との比
からトラックずれを検出できるため容易にトラッキング
サーボのための検出信号を得ることができる。また主信
号に欠落が生じた場合も。

この隣接トラックの信号を再生して、補償ができる（１
フレーム前の信号と置換が可能）という多大な利点があ
る。また、第２の情報として、デジタル・オーディオ信
号としても、本発明は実施できることは明らかであり、
本実施例で示した第１゜第２の情報はあえて画儂僅号で
なくても本発明を適用できることは明らかである。

以上説明したように本発明によれば、機械的な制御部分
を減少させることによりビームの偏向を高速化でき、広
帯域情報を再生できるようにし、また、安全性に対して
も改善された光学的情報の記録再生装置を提供できる。

また実施例で示したようなディスクを用いると、記録密
度を向上させ、しかも、作為的に隣接トラックの信号を
混入させることにより、トラッキング・サーボの検出信
号を容易に得られるようにすることができるｄ

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明くよる光学的情報記録再生装置の一実施
例を示す図、第２図はディスクの一実施例を示す図、第
３図は第２図で記録された信号の周波数軸上での分布を
示す図、第４図は第２図に示されたディスクに信号を記
録するための電気信である。 １・・レーザ光源　　　６　・ビームスプリッタ８．１
０・・音響光学変調器（Ａ、ＯｏＭ）１２・・・反射鏡
１５−　　グレーティングレンズ１６・・・ディスク　
　　　１８・・光検出器代理人　弁理士　則　近　憲　
佑　（ほか１名）第１図 第２図 第４図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）情報を光学的に読取り可能なピット列として記録
   した情報記録媒体と、この情報記録媒体上に光を照射し
   てその反射光または透過光から前記ピット列を読取る情
   報記録再生装置において、前記情報記録媒体上に照射す
   る光を音響光学変調器を用いて偏向させて前記ピット列
   を読取ることを特徴とする光学的情報記録再生装置。
2. （２）音響光学変調器の偏向角を大きくするために、所
   定の曲率を持つた鏡を用いることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の光学的情報記録再生装置。
3. （３）照射光を記録媒体上に垂直に入射するために、グ
   レーテイングレンズを用いることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の光学的情報記録再生装置。
4. （４）照射光の焦点合わせを光源を動かすことにより行
   なうことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光学
   的情報記録再生装置。