JPS6114575B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、レーザ等の光源を利用して光学的に
記録媒体上に信号を記録し、この記録された信号
を再生する光学式記録再生装置に関するもので、
特に記録媒体上に照射されている光ビームの収束
状態が常に所定の収束状態となるように制御する
焦点制御装置に関するものである。

従来例の構成とその問題点 記録媒体上に高密度に信号を記録するには、記
録媒体上に正確に光ビームを収束する必要があ
る。記録媒体上の光ビーム径が変化すると、単位
面積当りの照射エネルギーが変化するために、記
録斑が生じたり、記録された信号のトラツク幅が
広くなつたりする。従つて、光学式記録再生装置
においては、記録媒体面が上下に変動しても、記
録媒体上に照射している光ビームが常に所定の収
束状態となるように制御する焦点制御手段を有し
ている。記録媒体上に品質よく信号を記録する、
あるいは記録媒体上に記録されている信号を品質
よく再生するには、この焦点制御の制御精度は±
１μｍ以下という極めて厳しい精度を必要とす
る。

焦点制御の信号検出、すなわち記録媒体上の光
ビームの収束状態を表わす制御信号の検出として
は、補助光ビームを収束レンズの光軸に対してず
らして入射させ、記録媒体により反射された補助
光ビームの変動より検出する方式、記録及び再生
に利用する１本の光ビームを収束レンズの光軸に
対してずらして入射させ、記録媒体により反射さ
れた光ビームの変動より検出する方式、さらには
収束レンズと記録媒体の距離を容量により検出す
る方式等が提案されている。

これら従来の焦点制御信号の検出方式は、記録
媒体上の光ビームの収束状態を直接的に検出する
ものでない。これらの検出方式に基づく焦点制御
は、記録媒体上に正しく光ビームが収束している
状態を基準とし、記録媒体面が上下に変動しても
常に記録媒体上の光ビームの収束状態が基準の状
態となるように制御しようとするものである。従
つて、何らかの原因で制御系の状態に変化が生じ
た場合、例えば前２者の検出方式においては光検
出器の位置が外的な力により移動した場合あるい
は光源が移動した場合等には、基準となる状態が
変化するために焦点制御を行つても光ビームが記
録媒体上に正しく収束されなくなる。これらの状
態の変化は装置を移動する時の振動等によりしば
しば起るものである。従つて、基準となる状態が
変化した場合には、この変化を検出して制御系を
再調整しなければ、記録媒体上に品質よく信号を
記録することができない。

以下、図面を参照して従来の焦点制御について
さらに詳述する。

第１図は従来の装置のブロツク図である。ここ
で、１は光源、２は光変調器、３は光ビームを作
成するピンホール板、４は中間レンズ、５は半透
明鏡、６は光源１から発生する光ビーム、７は回
転可能な素子に取り付けた全反射鏡、８は収束レ
ンズ、９は収束レンズ８を上下に移動させるため
の駆動装置、１０はモータによつて回転される記
録媒体、１１は信号検出用の分割光検出器、１２
ａ，１２ｂはプリアンプ、１３は差動増幅器、１
４はトラツキングのために全反射鏡７を回転させ
る素子の駆動回路である。また、１５は光ビーム
６が記録媒体１０によつて反射された反射ビー
ム、１６は焦点制御用の分割光検出器、１７ａ，
１７ｂはプリアンプ、１８は差動増幅器、１９は
駆動装置９の駆動回路、２０は記録媒体１０を透
過した光ビーム６の透過光である。

この装置における焦点制御について説明する。
収束レンズ８へ光軸をずらせて入射させた光ビー
ム６を記録媒体１０上に収束させ、その反射ビー
ム１５を半透明鏡５により分離して分割光検出器
１６上に照射する。この光ビーム６は収束レンズ
８へ光軸をずらせて入射させているので、記録媒
体１０の上下動に応じて、反射ビーム１５の位置
が移動する。そこで、この反射ビーム１５の移動
を分割光検出器１６で検出しそれに応じて収束レ
ンズ８を駆動装置９により駆動して、常に記録媒
体１０上に光ビーム６が収束されるように制御す
る。

この装置においては、記録媒体１０上の光ビー
ム６の状態と分割光検出器１６上の反射ビーム１
５のスポツトの状態は光学系が決まれば１対１で
対応する。従つて記録媒体１０上に光ビーム６が
収束されている時に差動増幅器１８の出力が零に
なるように調整されていれば、記録媒体１０が上
下に動いても常に光ビーム６は記録媒体１０上に
収束するように制御される。

しかしながら、何らかの外的な力あるいは支持
装置の変形等により、光源１、中間レンズ４、分
割光検出器１６等が微少でも移動した場合には実
質的に光学系が変つてしまうことになるので、焦
点制御系の基準状態が正しくなくなつて記録媒体
１０上に光ビーム６が正しく収束されなくなる。

記録媒体１０の材料としてはアモルフアスのよ
うな感光材料が知られているが、このような記録
媒体１０にレーザ等の光ビーム６で信号を記録す
る場合には記録媒体１０上における光ビーム６の
位置は、光ビーム６の収束点から±１μｍ以内に
おさまるように焦点制御をする必要がある。この
ような極めて厳しい焦点制御が要求される理由
は、記録斑を防ぎ、安定した記録を行つて、再生
時良好な信号を得るためである。従つて記録媒体
１０に信号を記録する時には記録媒体１０上に光
ビーム６の収束点があるように焦点制御されてい
ることを確かめた後に記録をする必要がある。従
来この確認は焦点制御を行つた状態で記録媒体１
０上に変調器２により変調した光ビーム６（便宜
上記録光という）を照射し、その後、変調してい
ない光ビーム６（便宜上再生光という）を照射し
て信号を再生してみることにより、品質のよい記
録ができたかどうかを確かめるようにしていた。
従つて焦点制御系の基準状態が変化して記録がで
きていない場合には、分割光検出器１６をその分
割方向と垂直な方向に移動させ再び記録光を記録
媒体１０上に照射し再生光により再生して記録が
できたかどうか確かめ、これをくり返して正しい
状態にするように調整していた。このため、同じ
動作を何回も繰り返して制御系を調整する必要が
あり、時間と手間がかかつていた。また記録媒体
の有効領域が減少するという欠点があつた。

発明の目的 本発明の目的は、上述した従来の欠点を除去
し、簡易な構成でかつ記録領域を減少させること
なく焦点制御系の状態を確認でき、焦点制御系の
状態が変化している場合には最良の状態に簡単に
調整できるように構成した装置を提供せんとする
ことである。

発明の構成 本発明の焦点制御装置は、調整用の信号が予め
記録されている記録媒体からの信号を再生するた
めの光ビームと、前記光ビームを収束する収束手
段と、前記収束手段により収束された前記光ビー
ムの収束点を前記記録媒体面と略々垂直な方向に
移動する移動手段と、前記記録媒体上の前記光ビ
ームの収束状態に対応した信号を発生する収束状
態検出手段と、前記収束状態検出手段の信号に応
じて前記移動手段を駆動し、前記記録媒体上に照
射している前記光ビームの収束状態が常に一定と
なるように制御する焦点制御手段と、前記光ビー
ムが前記記録媒体を透過した透過光あるいは前記
記録媒体により反射された反射光より前記記録媒
体上に記録されている前記調整用の信号を検出す
る信号検出手段とを有し、前記信号検出手段の信
号出力が最大となるように前記焦点制御手段の制
御系を調整するようにしたものであり、また一部
分に調整用の信号が予め記録されている記録媒体
上に信号を記録及び前記記録媒体上に記録されて
いる信号を再生するための光ビームと、前記光ビ
ームを収束する収束手段と、前記収束手段により
収束された前記光ビームの収束点を前記記録媒体
面と略々垂直な方向に移動する移動手段と、前記
記録媒体上の前記光ビームの収束状態に対応した
信号を発生する収束状態検出手段と、前記収束状
態検出手段の信号に応じて前記移動手段を駆動
し、前記記録媒体上に照射している光ビームの収
束状態が常に一定となるように制御する焦点制御
手段と、前記光ビームが前記記録媒体を透過した
透過あるいは前記記録媒体により反射された反射
光より前記記録媒体上に記録されている前記調整
用の信号を検出する信号検出手段とを有し、前記
信号検出手段の信号出力が最大となるように前記
焦点制御手段の制御系を調整した後に前記記録媒
体上に信号を記録するように構成したものであ
る。

実施例の説明 以下、本発明の一実施例について第２〜８図を
参照して詳述する。尚、第１図と同じものについ
ては同一番号を用いると共にその説明を省略す
る。第２図において、１０′は本発明の焦点制御
装置に好適な記録媒体であり、後に詳述するが、
特定の周波数の信号が予め記録されている。記録
媒体１０′を回転させた状態で、スパイラル状に
信号が記録された記録媒体１０′に光ビーム６を
照射しかつ焦点制御をかけると、分割光検出器１
１の和の信号を出力する和回路２１には第３図の
ような信号出力が得られる。ここで横軸は時間軸
であり、Ｔは記録媒体１０′の回転の１周期を示
し、２２は信号出力である。ここでは、記録媒体
１０′の未記録部分は透明であるとし、信号は細
かい透明部と半透明部のくり返しとしている。

記録媒体１０′に偏心がなければ１回転に１回
だけ記録トラツクを横切るのでＡのような信号出
力が得られ、偏心がある場合は何回も横切るので
Ｂのような信号出力が得られる。なお、偏心があ
る場合には、偏心の程度と記録媒体１０′上の記
録トラツクピツチによつて、光ビーム６が横切る
トラツクの数が異なる。偏心の有無は本装置にお
ける焦点制御系の状態検出には直接の関係はな
い。また、信号出力２２は記録媒体１０′上の光
ビーム６のスポツト径により異なり、焦点が合つ
たとき、つまり正しく収束制御されたときにスポ
ツト径が最小になつて信号出力が最大になる。

第４図は記録媒体１０′上の光ビーム６のスポ
ツトを示している。２３は記録媒体１０′上の信
号記録トラツク、２４はトラツクとトラツクの間
の未記録部、２５は記録媒体１０′上の光ビーム
６のスポツトである。スポツト２５の径と信号出
力２２のうちの交流成分の大きさと関係を第５図
に示す。ここではあるスポツト径に対して和回路
２１に表われる信号出力２２の最大値（ピーク
値）でこの関係を示してあり、ｘ軸は光ビーム６
の収束点が記録媒体１０′上にあるときを零とし
て収束点が上下に移動した移動量を示し、ｙ軸は
和回路２１の信号出力の大きさを示している。

光ビーム６の収束点が正しく記録媒体１０′上
にあるときにはスポツト２５の径は最小となり従
つて和回路２１の信号出力は最大となる。従つて
和回路２１の信号出力が最大になるように反射ビ
ーム１５と分割光検出器１６との位置関係を、分
割光検出器１６上の境界線と垂直な方向にマイク
ロメータ３５等で動かして調整すれば所定の正確
な焦点制御の状態にすることができる。つまり記
録媒体１０′上に光ビーム６の収束点があるよう
にすることができるのである。

第２図に和回路２１の信号出力を表示するよう
にした一実施例を示す。２６は信号出力のエンベ
ロープ検波回路、２７はピークホールド回路、２
８は電圧表示装置である。電圧表示装置２８の指
示を最大にするように調整すればよい。２７は低
域通過フイルターでもよい。

記録時あるいは再生時の焦点制御の調整は分割
光検出器１６をマイクロメータ３５等で動かさな
くても行うことができる。第６図はその原理を示
し、光透過性の平行面を有する板３０（例えばガ
ラス板）に光ビーム３１を入射したときの光ビー
ム３１の光路を示している。光ビーム３１に対す
る板３０の角度により、光ビーム３１の光路が変
る。この光路が変ることを利用して、記録媒体１
０′上の光ビーム６のスポツト状態を調整するこ
とができる。つまり板３０を半透明鏡５と分割光
検出器１６の間に挿入し、板３０の反射ビーム１
５に対する角度を変えて、分割光検出器１６の境
界線と垂直な方向に反射ビーム１５の光路を変え
ればよい。また焦点制御回路に電圧を加えること
によつても記録媒体１０′上の光ビーム６のスポ
ツト状態を調整することができる。

従つて、記録媒体１０′上の光ビームのスポツ
ト状態を調整するために調整用の記録部分を上記
のように特に設けておき、焦点制御の調整を行つ
た後に記録を行うようにすれば、簡易に確実な記
録を行うことができる。

次に、このように焦点制御系の状態を確認ある
いは調整するための信号を有した記録媒体１０′
について説明する。第７図は記録媒体１０′上の
外周付近にスパイラル状の収束状態調整用の記録
トラツク３３を少なくとも一周以上設けたもので
ある。信号の記録方法が周波数変調方式であれ
ば、記録トラツク３３には搬送波周波数を記録し
てもよい。また、第８図は記録媒体１０′の外周
付近に光ビームの収束径よりも広い幅の同心円状
の収束状態調整用の記録帯３４を設けたものであ
る。記録帯３４の幅は広いほど調整しやすい。ま
た記録帯３４のパターンのビツト長は光ビームの
収束径位かあるいはそれより小さくする。

以上焦点制御系の状態の確認あるいは調整につ
いて述べたが、これは常に行なう必要はなく、機
器の移動時等の調整状態がずれるおそれのあると
きのみに行えばよい。

発明の効果 以上本発明を詳細に説明したが、本発明を適応
すれば、簡単な構成で焦点制御の基準状態を確認
し、かつ補正することができるので、極めて信頼
性の高い光学式記録再生装置となる。また従来の
ように記録媒体に試験的に記録する必要がないの
で、記録媒体の記録領域を有効に利用することが
できその効果は極めて大きい。

また本発明を再生のみの光学式再生装置にも適
応すれば、品質のよいまた信頼性の高い再生信号
を常に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の光学式記録再生装置のブロツク
線図、第２図は本発明の一実施例の焦点制御装置
を使用した光学式記録再生装置のブロツク線図、
第３図Ａ，Ｂは同装置の動作を説明するための波
形図、第４図は同装置に用いる記録媒体の拡大
図、第５図は同装置の動作を説明するための特性
図、第６図は同装置に用いることのできる板の正
面図、第７図および第８図は同装置に用いること
のできる記録媒体の平面図である。 １……光源、６……光ビーム、８……収束レン
ズ、９……駆動装置、１０′……記録媒体、１１
……分割光検出装置、１２ａ，１２ｂ……プリア
ンプ、１３……差動増幅器、１５……反射ビー
ム、１６……分割光検出器、１７ａ，１７ｂ……
プリアンプ、１８……差動増幅器、１９……駆動
回路、２０……透過光、２１……和回路、２５…
…スポツト、２６……エンベロープ検波回路、２
７……ピークホールド回路、２８……電圧表示装
置、３０……板、３１……光ビーム、３５……マ
イクロメータ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 調整用の信号が予め記録されている記録媒体
   からの信号を再生するための光ビームと、前記光
   ビームを収束する収束手段と、前記収束手段によ
   り収束された前記光ビームの収束点を前記記録媒
   体面と略々垂直な方向に移動する移動手段と、前
   記記録媒体上の前記光ビームの収束状態に対応し
   た信号を発生する収束状態検出手段と、前記収束
   状態検出手段の信号に応じて前記移動手段を駆動
   し、前記記録媒体上に照射している前記光ビーム
   の収束状態が常に一定となるように制御する焦点
   制御手段と、前記光ビームが前記記録媒体を透過
   した透過光あるいは前記記録媒体により反射され
   た反射光より前記記録媒体上に記録されている前
   記調整用の信号を検出する信号検出手段とを有
   し、前記信号検出手段の信号出力が最大となるよ
   うに前記焦点制御手段の制御系を調整することを
   特徴とした焦点制御装置。 ２ 焦点制御手段の制御系に信号検出手段の信号
   出力を最大とする一定の信号を加えて調整するこ
   とを特徴とした特許請求の範囲第１項記載の焦点
   制御装置。 ３ 光ビームが記録媒体により反射された反射光
   の動きを光検出器で検出して、前記記録媒体上の
   前記光ビームの収束状態に対応した信号を発生す
   るように収束状態検出手段を構成し、信号検出手
   段の信号出力が最大となるように前記光検出器を
   移動させて焦点制御手段の制御系を調整すること
   を特徴とした特許請求の範囲第１項記載の焦点制
   御装置。 ４ 一部分に調整用の信号が予め記録されている
   記録媒体上に信号を記録及び前記記録媒体上に記
   録されている信号を再生するための光ビームと、
   前記光ビームを収束する収束手段と、前記収束手
   段により収束された前記光ビームの収束点を前記
   記録媒体面と略々垂直な方向に移動する移動手段
   と、前記記録媒体上の前記光ビームの収束状態に
   対応した信号を発生する収束状態検出手段と、前
   記収束状態検出手段の信号に応じて前記移動手段
   を駆動し、前記記録媒体上に照射している光ビー
   ムの収束状態が常に一定となるように制御する焦
   点制御手段と、前記光ビームが前記記録媒体を透
   過した透過光あるいは前記記録媒体により反射さ
   れた反射光より前記記録媒体上に記録されている
   前記調整用の信号を検出する信号検出手段とを有
   し、前記信号検出手段の信号出力が最大となるよ
   うに前記焦点制御手段の制御系を調整した後に前
   記記録媒体上に信号を記録するように構成したこ
   とを特徴とした焦点制御装置。 ５ 焦点制御手段の制御系に信号検出手段の信号
   出力を最大とする一定の信号を加えて調整するこ
   とを特徴とした特許請求の範囲第４項記載の焦点
   制御装置。 ６ 光ビームが記録媒体により反射された反射光
   の動きを光検出器で検出して、前記記録媒体上の
   前記光ビームの収束状態に対応した信号を発生す
   るように収束状態検出手段を構成し、信号検出手
   段の信号出力が最大となるように前記光検出器を
   移動させて前記焦点制御手段の制御系を調整する
   ことを特徴とした特許請求の範囲第４項記載の焦
   点制御装置。