JPS6120229A - 光学的情報記録装置 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は記録膜の結晶−非晶質の相転移によつと情報の
記録・再生・消去を行なう消去可能な光学的情報記録装
置に係り、特に１つのレーザと音響光学変調素子を用い
て安定に情報の記録・再生・消去を実現できる光学的情
報記録装置に関する。

〔発明の背景〕

近年、記録膜に穴をあけることによって情報を記録再生
する光ディスクに代って、書き換えもできる消去可能光
ディスクの開発が活発になってきた。それらには主に光
磁気方式と相変化方式の２種類がある。このうち、相変
化方式はカルコゲナイド系記録膜の結晶−非晶質間の相
転移を利用して情報の記録／消去を行なうものである。

相転移を実現させるには特開昭５９〜６８８４４に記載
のように２つの波長の異なるレーザを用い、第１の波長
をもつレーザ光束は記録再生用の円形スポットとして絞
り込まれ、短パルス光照射して記録膜を急熱急冷するこ
とにより非晶質化し、第２の波長をもつレーザ光束は消
去用の長円形スポットとして絞り込まれ、長パルス光照
射して記録膜を除熱除冷することにより結晶化する方法
をとっている。

これらの例では、焦点ずれ検出系における記録／再生ス
ポットと消去スポットの分離は波長の違いを利用した方
法（特開昭５９−６８８４４）や、ナイフェツジを挿入
した方法（特開昭５９−７１１４０）等がある。

しかし、この２つのレーザを用いる方法では２つのレー
ザが必要であり、また２つの円形および長方形スポット
の位置あわせが難しく、温度や振動によってそれらの位
置関係がずれでしまうために正常な記録／再生／消去が
できないという問題を有している。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、１個のレーザ光源と、−個の音響光学
変調素子を用いて円形スポットと長円形スポットを発生
させ、調整が簡単で両スポットの位置ずれかない安定な
情報の記録／再生／消去が可能な光学的情報記録装置を
提供することにある。

さらに本発明の目的は、焦点ずれ検出系の途中ナイフェ
ツジを設置し、消去時には消去用の長円形スポットを形
成する光束を遮蔽し、焦点ずれ検出系における消去スポ
ット反射光の影響を除去して、より安定な自動焦点を実
現する装置を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明の特徴は、相変化型可逆光ディスクの記録／再生
／消去に必要な円形スポットと長円形スポットを１個の
レーザ光源と１個の音響光学変調素子を用いて記録時に
は単一周波数の印加による単一回折ビームで、消去時に
は複数の周波数印加による複数本の回折ビームで実現し
、さらに消去時には焦点ずれ検出系中にナイフェツジを
設置し、ディスクにより反射してきた消去ビームが遮蔽
されるように絞り込みスポットの間隔または音響光学変
調素子への印加周波数を選択することによって、焦点ず
れ検出系へ漏れ込む消去ビームの影響を除去したことに
ある。これにより、安定な記録／再生／消去及び自動焦
点が可能となる。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。レー
ザ光源１（半導体レーザあるいはＡｒレーザなどの気体
レーザ）から出た光は集光レンズ２で集光された後、音
響光学変調素子３（以下Ａ１０素子と略す）、プリズム
４．１／４波長板５゜ミラー６を通って絞り込みレンズ
７によってディスク８面上に１μｍ程度の微小スポット
として絞り込まれる。Ａ１０素子３はＴｌ！ｌｏｚ＋　
ＰｂＭｏ０゜等の音響光学材料内に駆動信号に応じた波
長の超音波を伝播させ、この超音波の作用によって入射
ビームを変調、偏向する機能を有している。特願昭５８
−１５４８５５に記載されている様に回折角は印加する
駆動信号の周波数に比例するので、駆動信号が同時に複
数個の周波数を含んでいると、複数本の回折ビームを得
ることができる。従って、ディスク８が記録膜の結晶−
非晶質間の相転移を利用して情報の記録／再生／消去を
行なう相変化形可逆光ディスクの場合には、記録／再生
時に必要な単一の円形スポットを得るために１個の周波
数を。

消去時に必要な長円形スポットを得るために複数個の周
波数をＡ１０素子３に印加することになる。

この特待られるスポット形状は特願昭５８−１５４８５
５に示しであるように種々の形状が考えられる。ここで
は代表的なスポット形状を第２図に示す。まず記録時に
は１個の円形スポットＷＳのみでレーザ光源１を高出力
パルス変調することにより記録膜に情報を記録する。再
生時は記録時と同様に一個の円形スポットＷＳのみでレ
ーザ光源１を低出力で連続発振させて記録膜に記録され
ている番地やデータを含む情報を読み出す。消去時は番
地情報などを読み取る１個の再生用の円形スポットＷＳ
とある距離を経て情報を消去するための複数個のスポッ
ト群ＥＳからなる長円形スポットが存在する。長円形ス
ポットＥＳにおいて、絞り込みレンズ７の焦点距離をＦ
、開口数をＮ、Ａ、、Ａ１０素子３の長連を■、印加す
る周波数の間隔をＡｆ、スポット間隔ｄをスポット径り
との比率をＫとすれば。

という関係がある。例えばＦ＝４．５ｍｍ　、Ｎ、Ａ。

＝０．５　、ｖ＝３６３０ｍ／ｓｅｅ　（ＰｂＭｏｏ４
の場合）、Ｋ＝１／２とするとΔｆ＝０．８ＭＨｚとな
るノテ、これらをもとに任意のスポット長を設計するこ
とができる。

第３図に消去時に複数個の周波数を合成するＡ１０ドラ
イバ９について示す。Ａ１０ドライバ９は周波数Ｊ０〜
ｆ、のｎ＋１個の発振器を有する発振回路１０１、これ
らの信号強度を制御するミキサー回路１０２、さらに加
算する加算回路１０３、合成された信号を増幅するＲＦ
増幅器１０４から成り、Ａ１０素子３についているトラ
ンスジューサ１０５に印加することにより消去時にｎ＋
１本のビームを得、再生用の１個の円形スポットを消去
用のｎ個の円形スポットからなる擬似的な長円形スポッ
トを形成する。

ディスク８で反射された光は絞り込みレンズ７、ミラー
６、λ／４板５を通り、偏光面が回転されたプリズム４
で反射し、光路が分離される０分離された光はハーププ
リズム１０を透過して焦点ずれ検出を行なうＡＦ系と１
反射してトラックずれ検出を行なうＴＲ系に分けられる
。ＡＦ系は特願昭５５−１８３９１１に記載されている
像回転方式により検出を行なう。これは凸レンズ１１、
シリンドリカルレンズ１２、ナイフェツジ１３．そして
光検出器１４から構成されており、絞り込みレンズを上
下に移動することによって自動焦点を行なう。

消去時に発生する消去スポット群によるＡＦ系への影響
は、後述するようにナイフェツジ１３で遮蔽することに
よって除去する。

ＴＲ系は特願昭５６−１５２０８６に記載されている回
折光差動方式を採用する。これは凸レンズ１５と光検出
１ｉ１１６から構成されており、ディスクに形成されて
いるトラック案内溝からの回折光を用いてミラー６を駆
動することによりトラック追跡を行なう。

以下では像回転型ＡＦ方式における消去時の消去ビーム
反射光遮蔽について述べる。第４図（ａ）は像回転型Ａ
Ｆ方式に必要な光学素子の配置図である。説明の便宜上
、シリンドリカルレンズが作用する断面とそうでない断
面を同一面上で表わしである。レーザ光源から出た光を
平行光束にして、焦点距離Ｆの絞り込みレンズ２１でデ
ィスク２０面上にスポットを結像させる。反射光は絞り
込みレンズで再度平行光束（直線φ。）となり、ビーム
スプリッタ２２を通ってＡＦ光学系に向う、検出用光束
を焦点距離Ｆ′の集束レンズ２３で収束し、さらに焦点
距離ＦＣのシリンドリカルレンズ２４で非点収差を与え
る。集束レンズの焦点位置は焦線Ｂの位置で、シリンド
リカルレンズをそこから集束レンズ側に、ｄだけ離れて
配置する。ナイフェツジは、近似的に焦線ＡとＢの中央
に挿入する。この時、２焦線ＡＢ間の距１ＩＩＷはで表
わされ、ナイフェツジ位置での光束径φはで表わされる
。

次に、ナイフェツジによる消去スポットの反射光遮蔽条
件を求める。簡単のため第４図（ｂ）において、ディス
ク面上でスポット中心間距離がｘ＠れた２つのスポット
よりの反射光を前述のＡＦ系に導き入れた場合を考える
。焦線Ｂ上での２スポット中心間距離Ｘ′は Ｘ′＝（Ｆ′／Ｆ）ｘ　　　　　　　　・・・（４）と
なるから、ナイフェツジ挿入位置での２スポツトと中心
比ＭＸは で与えられる。

像回転型ＡＦ系の場合、ディスクよりの反射光の半分が
ナイフェツジで遮蔽される。そこで消去スポットよりの
反射光遮蔽条件は、第５図に示すように２スポツトのう
ち一方のスポット３１の半分をナイフェツジ３３で遮蔽
した時、他方のスポット３２が完全に遮蔽されてしまう
条件と等価となり、次式で表わされる。

Ｘ〉φ／２　　　　　　　　　　　　　・・・（６）（
６）式に（３）（５）両式を代入するととなり、さらに
（７）式に（２）式を代入すると、が得られる。従って
像回転型ＡＦ系を用いた場合、ディスク面上における記
録／再生スポットＷＳと消去スポットＥＳの間隔Ｘが（
８）式の条件を満たしていれば、消去スポットよりの反
射光はナイフェツジによって遮蔽される。

上記の条件は、ディスク面上での２つのスポット位置関
係のみに係るものであって、各スポットの形成方法は何
であってもかまわない。例えば、１つのＡ１０素子を駆
動周波数差ΔＪの２つの周波数で駆動した時に得られる
回折光を、焦点距離Ｆのレンズでディスク面上に絞り込
んだ場合、両スポット中心間距離Ｘは、光源波長をλ、
Ａ１０素子結晶材料中での音速をＶとすれば、λ Ｘ＝Ｆ　　ＡＩ　　　　　　　　　　　　　・・・（９
）となる。（９）式を（８）式に代入すれば１、　が得
られる。すなわち、Ａ１０素子を多周波数で駆動するこ
とによって記録／再生用スポットと消去スポットを形成
する場合、両スポットを得るためのＡ１０素子駆動周波
数差が（８）式を満足していれば、消去スポットよりの
反射光はナイフェツジで遮蔽される。例えば、 Ｆ＝４．５ｍｎ　、Ｆ’　＝７０ｍ、Ｆｃ＝３００１ｙ
＋＋＋φ。＝４．５１ｍ＋　ｄ＝３６．９ｍｎとすると
、 Ｗ＝４．Ｏ叫、φ＝０．１３ｍａ となり、ｘ＞４．３１１ｍとなる。さらに、ｖ　＝３６
３０ｍ／ｓｅｅ　、λ＝８３０ｍとすれば、ｌ　ｆ　＞
　４　、２　Ｍ　Ｈｚが得られる。

次に本発明の第２の実施例について第６図をもって説明
する。これは従来公知のフーコー法による焦点ずれ検出
に本発明を適用した場合であり。

第１図の実施例におけるシリンドリカルレンズを用いな
い場合に相当する。図では説明の都合上焦点ずれ検出系
のみについて示しである。

ディスク４０上で距１１１ｘだけ離れている２つのスポ
ットよりの反射光は焦点距離Ｆの絞り込みレンズ４１に
より直径φ。の平行光束となり、焦点距離Ｆ′の収束レ
ンズ４２に入射する。収束レンズ４２からＦ′の位置に
置かれたナイフェツジ４３の位置における両スポット反
射光の光束径φ。

爾光束径中心間距ａｘ’は φ＝φ、／２Ｆ’　　　　　　　　　　　・・・（１１
）Ｘ’　＝（Ｆ’　／　Ｆ）ｘ　　　　　　　　　−（
１２）で表わされる。従って、第１の実施例と同様に考
えれば、消去スポットに反射光がナイフェツジにより遮
蔽される条件は ｘ’　＞φ／２ となる。従って、Ａ１０素子でこの条件を実現するため
には、記録／再生スポットと消去スポットを形成させる
ための駆動周波数差Δｆは、（９）（１３）両式より となり、各々の数値として第１の実施例と同じ値を用い
れば、Δｆ＞１．０ＭＨｚが得られる。

以上は、Ａ１０素子の１次回折光について述べてきたが
、ナイフェツジによる遮蔽は、０次光すなわちＡ１０素
子によって回折されない光に対しても適用することがで
きる。第７図（ａ）に示すような絞り込みスポットを得
るようにＡ１０素子の駆動周波数を選定すれば、本発明
によって０次光も同時に遮蔽することができる。また、
第７図（ｂ）に示すように絞り込みスポットを形成させ
た場合、焦点ずれ検出用のナイフェツジと逆方向から第
２のナイフェツジを挿入すれば０次光を遮蔽することが
できる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、Ａ１０素子を用いることにより１つの
レーザ光源で記録／再生／消去が可能となるので、記録
／消去面スポット間の位置ずれが生じず、またナイフェ
ツジによって消去ビームを遮蔽するため、焦点ずれ検出
系における消去ビームの影響を除去できるといった効果
があり、安定な記録／再生／消去及び自動焦点が可能な
光学的情報記録装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す図、第２図は絞り込みス
ポット形状の様子を示す図、第３図はＡ１０ドライバの
構成図、第４図は像回転型ＡＦ検出系の構成図、第５図
はナイフェツジによる消去スポット反射光の遮蔽の様子
を示す図、第６図は。 第２の実施例を示す図、第７図は絞り込みスポットと０
次光の位置関係を示す図である。 ３・・・Ａ１０素子、１３，２５，３３．４３・・・ナ
イフェツジ、１０１・・・発振器、１０２・・・ミキサ
、１０３〜加算器、１０４・・・ＲＦ増幅器、１０５・
・・トランスデユーサ、２３〜２６・・・像回転型ＡＦ
系。 第　１　目 第２　図 第　４．図 Ｃ） ′ＶＪＳ　因

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、レーザと音響光学変調素子を設け、情報の記録再生
   時には音響光学変調素子に単一周波数を印加して一本の
   光ビームとし、情報の消去時には複数の周波数を印加し
   て複数本の光ビームとして情報の記録／再生／消去を行
   なう光学的情報記録装置において、焦点ずれ検出系中に
   集束レンズ、シリンドリカルレンズ及び少なくとも１つ
   のナイフエッジを設け、記録／再生用のスポットと消去
   用のスポットを得るための前記音響光学変調素子の駆動
   周波数差Δｆが Δｆ＞ｖ／λ・φ＿０／２Ｆ′・｛ｄ＾２｝／｛２Ｆ′
   （Ｆ＿ｃ＋ｄ）−ｄ＾２｝ただし、Ｆは絞り込みレンズ
   の焦点距離、 Ｆ′及びＦ＿ｃはそれぞれ焦点ずれ検出系中の収束レン
   ズ及びシリンドリカルレンズの焦点距離、ｄは前記シリ
   ンドリカルレンズとそれを挿入することによつて生ずる
   ２本の焦線のうち前記シリンドリカルレンズの遠い方の
   焦線間の距離、φ＿０は焦点ずれ検出系に導かれる光束
   径、ｖは前期音響光学変調素子結晶中での音速、λは入
   射光の波長である。 なる条件を満たすように駆動周波数を選定することによ
   つて、消去時に、前記ナイフエッジによつて消去ビーム
   反射光を遮蔽することを特徴とする光学的情報記録装置
   。 ２、特許請求の範囲第１項記載の光学的情報記録装置に
   おいて、焦点ずれ検出系中に収束レンズと少なくとも１
   つのナイフエッジを設け、記録再生用スポットと消去ス
   ポットを得るための前記音響光学変調素子駆動周波数差
   Δｆが、 Δｆ＞ｖ／λ・φ＿０／２Ｆ′＾２ なる条件を満たすことを特徴とする光学的情録記録装置
   。