JPS615443A - 光学的記録再生装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明は光学的記録再生装置に係るものである。

さらに具体的には、複数個のレーザ光源の出力をレンズ
等を用いて直径１／１ｍ程度の微小光ビームに絞り、光
記録媒体に照射し高密度に信号を記録再生する装置に関
するものである。

従来例の構成とその問題点 従来、光学的記録再生装置の１つの例として回転する光
記録ディスクに微小ビーム径のレーザスポットを照射す
る方式が提案されている。この装置において、信号の記
録は光記録ディスクに照射するレーザ光強度を記録する
信号で強度変調を行なうことによって、レーザのエネル
ギーを利用して光記録ディスク上に所定の信号を高密度
に記録する。−力信号の再生は、光記録ディスクの信号
記録部位に、一定強度のレーザ光を照射し、光記録ディ
スクでの反射光重たは透過光の変化を検出することによ
って記録されている信号を再生する。

この光学的記録再生装置は、記録密度が高く、１ビット
当りのメモリコストを安くできる点、高速でアクセスで
きる点、光学ヘッドと光記録ディスクが非接触で安定な
記録再生を行なえる点で、今後の情報化社会に新しい記
憶メディアを提供するものとして注目されている。

上記の光学的記録再生装置として、従来２ケの光スポッ
トをディスク上の同一情報トラック上に近接して配置す
ることによって、一方の光で信号を記録しながら、他方
の光で記録信号を再生確認する装置が提案されている。

１だ、２ケの形状の異なる光スポットを同一情報トラッ
ク上に近接して配置することによ°て・一方の光であら
かじめ　　　　　　　、１記録されている信号を消去し
ながら、新しい信号を記録する装置が提案されている（
特願昭５９−５２６０７号）。

これらの装置においては、２つの光ビームラ同一の絞り
レンズで微小スポットに絞り、例えば記録再生に用いる
第１の光ビームで公知のトラッキング制御技術を行ない
特定の情報トラックに光照射を行ない、第２の光スポッ
トは機構的設定精度のみで第１の光スポットと同じ情報
トラック上に例えば±０．２μｍの精度で照射される。

このような方式によれば、第２の光スポットを作る光源
の位置ずれあるいは、第２の光ビームを通す光学素子の
位置ずれ等により、第２光スポツトの位置が−１−記特
定の情報トラックから偏移する可能性がある。特に、温
度の変動や、外部から加わるシゴノクに対して不安定な
装置となる。

発明の目的 本発明の目的は前記複数個の光ビームを用いて光記録デ
ィスク」二に２ケまたは２ケ以上の光スポットを形成し
て、記録再生、または記録再生消去を行なう光学的記録
再生装置において、第１の光ビームによるトラッキング
制御系と、第２の光ビームによるトラッキング制御系を
構成することにより、２ケの光スポットそれぞれを精度
良く、同一の情報トラック」二に安定に形成するだめの
装置を提供するととである。

発明の構成 本発明は、複数光源の出力光ビームを同一の絞りレンズ
を用いて、少なくとも２ケ捷たけそれ以北の光スポット
を光記録ディスク」−に近接して配置するように構成し
、記録再生または再生を行なう第１の光ビームを用いて
トラッキング誤差信号を検出する第１の手段、上記絞り
レンズに入射する光ビームを特定情報トラックに照射す
べく、上記絞りレンズを駆動する第１の駆動手段を含む
第１のトラッキング制御ループと、上記第、１の光ビー
ム以外の第２の光ビームで、トラッキング誤差信号を検
出する第２の検出手段、第２の光ビームのみを特定情報
トラックに照射するように他の光学素子を駆動する手段
を備えた第２のトラッキング制御ルーズとを有する光学
的記録再生装置である０ 実施例の説明 本発明の具体的実施例を図面にしたがって以下に説明す
る。

第１図は本発明が実施される光学的記録再生装置の〜実
施例を示す。図で１０１は波長λ１の光ｅを発生する第
１の記録再生用半導体レーザを示し、その出力光ビーム
をｌで示す。１０２は集光レンズを示し拡がりを有する
半導体レーザの出力光を集光して略平行な光ビームｌと
する。

１０５は波長λ１の光を透過し、後述の波長λ２の光を
反射する光ビーム合成器、１０６はビームスプリッタ、
１０７は反射ミラーを示す。半導体レーザ１０１の光ビ
ーム゛ｅはこれらの光学素子を通って絞りレンズ１０８
に入射する。絞りレンズ１０８は入射する光ビームｌを
絞って、光記録ディスク上の情報トラック５１上に略円
形の光スポットＬを作る。１０９は絞りレンズ１０８を
駆動する駆動手段を示し、ディスクの面ぶれに対応して
、絞りレンズを光軸方向に駆動して公知のフォーカス制
御を行なう。′ｔたこの駆動手段は、ディ□　ツクの径
方向に絞りレンズ１０８を駆動して公知のトラッキング
制御を行なう。

第１図で、１０３は波長λ２の光ビームｍを発生する第
２の半導体レーザであり、１０４はその集光レンズを示
す。これは半導体し〜ザ１０３の出力光ビームｍ続面が
楕円形の略平行光に変換する。

この光ビームｍはビーム合成器１０６で反射されて、光
ビームｌとほぼ同じ光路を通り絞りレンズ１０８に入射
し、光スポットＬと同じ情報トンツク５１上に、楕円形
でかつその長径方向が情報トラックの長手方向と一致す
る光スポツ）Ｍが形成される（第２図に詳細図示）。

第１図で光記録ディスクで反射された光は絞りレンズ１
ｏ８．ミラー１０７を通ってビームスプリッタ１０６に
入射し、光路を変更されて、フィルタ板１１１に入射す
る。ここでは波長λ１の光ｌのみが透過し、波長λ２の
光ｍは透過しないフィルター板を示す。１１２は単レン
ズで反射光ビームｌを絞りビームに変換する。１１３は
反射ミラ　　　　　　　♂−、、オ１．７．オ４．２．
よ、□ヵ。ゎ工、　　　（を遮りかつ反射して光検出器
１１６の方べ導び〈役割をする。

１１４はフォーカス誤差信号を検出するための二分割の
フォトダイオードを示し、単レンズ１１２のフォーカス
点に配置され、分割された光ｌ、の移動に対応して従来
公知のフォーカス誤差信号を検出する。１１６はトラッ
キング誤差信号を検出するための二分割フォトダイオー
ドであり、ミラ　。

−１１３による反射光１２により従来公知のトラ・キ・
グ誤差信号を検出する。図示していな訊がディスクの反
射光を効率よく光検出器１１４゜１１５の方へ導びくた
めに、ビームスプリンタ１０６、ミラー１０７の間に公
知のλ／４板が用イラれ、ビームスプリッタ１０６とし
て偏光ビームスプリッタが用いられる。

光記録ディスク上の情報トラック５１に記録された信号
は、光検出器１１４または１１５より再生される。

トラッキング誤差信号を検出する二分割フォトダイオー
ド１１５の出力は差動回路１１６で両川力の差信号が検
出され制御回路１１７で位相補償してアクテユエイタ１
０９を駆動し、絞りレンズ１０８を情報トラック６１に
直角方向に駆動することにより光スポットＬを情報トラ
ック６１に沿って照射する。このとき光スポツ）Ｍも、
光スポットＬと同様に情報トラック５１に沿うように駆
動される。

以後、反射光ビームｌ、フォトデテクタ１１５゜差動回
路１１６．制御回路１１了、駆動手段１０９で構成され
るトラッキング制御ループを第１のトラッキング制御ル
ープということにする。

一方、光スポツ）Ｍの反射光は絞りレンズ１０８゜ミラ
ー１０７．ビームスプリッタ１０６．ビーム合成器１０
５を通りビームスプリッタ１１９で光路を変えられて、
二分割フォトダイオード１２０に照射される。差動回路
１２１は、二分割フォトダイオード１２０の出力から、
光スポットＭの情報トラック６１に対するトランキング
誤差信号を検出する。この信号は制御回路１２２を通っ
て、集光レンズ１０４を駆動する第２の駆動手段１１８
を駆動することにより、光スポラ）Ｍのみに対してトラ
ッキング制御を行なう。このためには集光レンズは光記
録ディスク上の情報トラック６１に略直角方向に駆動さ
れる。

以後、光スポットＭの反射光ｍと、二分割フォトダイオ
ード１２０、差動回路１２１、制御回路１２２、駆動手
段１１８で構成されるトラッキング制御ループを第２の
トラッキング制御ループということにする。

１２３はレーザ１０３を駆動する回路で情報トラック６
１上に形成される長円形の光スポラ）Ｍの強度を端子Ｑ
から印加する信号で制御する。

１２４はレーザ１０１を駆動する回路で情報トラソゲ６
１上に形成される略円形の光スポットＬの強度を端子Ｈ
に印加する信号で制御する。

第２図には、第１図の光記録ディスク上の情報トラック
５１における光スポットの配置を拡大して示す。

６１は前記情報トラックを示し、光学的な案内機能を有
する微細な溝等で構成される。矢印Ａは情報トラックの
相対的進行方向を示す。波長λ２の光ビームｍの光軸を
ｒｍで示し、情報上２ツク上に形成される光スポットＭ
は図の如く長円形を有し、消去用の光として使用される
。また波長λ１の光ビームｌの光軸を”ｌで示し、情報
トラック５１上に略円形の光スポットＬを形成し、記録
再生用の光として用いられる。情報トラックのトラック
ピンチをＰで示す。

第２図では、光スポツ）Ｍで信号を消去し引き続いて光
スポットＬで信号を記録する例を示す。

次に第１図において前記第１のトラッキング制御ループ
のみが動作し第２の制御ループが備わっていないかまた
は動作しない場合について説明する。第３図に２ケの光
スポツ）Ｌ、Ｍと、情報トラック５１ａ、５１ｂ、６１
ｃを平面的にみた図を示す。

光スポットＬは前記第１のトラッキング制御ループで、
情報トラック５１ｂに照射される。−力先スポットＭは
第１図の光ビームｍを発生し通過させる各光学部品の位
置精度で決定される精度に対応した誤差をもって情報ト
ラック５１ｂ上に設定され、かつ、第１トラツキング制
御ループの動作に応じて、一定の誤差を有したまま情報
トラック５１ｂに沿って光を照射する。

光記録ティスフにおける、情報トラック５１の幅Ｗは例
えば０．７μｍ、トラックピッチ中は１．６μｍという
値が代表的例として用いられる。したがって第３図で光
スポツ）Ｍは好ましくは、０．１〜０．２μｍの精度で
情報トラック５１を走査するのが好ましい。例えば第１
図において半導体レーザ１０３と集光レンズ１０４の相
互の位置関係を厳しい機械精度でおさえる必要があり、
なおかつその精度は温度変動等に対しても強いものでな
ければならない。したか−、て、第１図のように第２の
トラッキング開側１ループを備えることは上記の欠点を
補う点で実用性を一層高めるものといえる。

以下に本発明の第２のトラッキング制御ループをもつ場
合について説明する。

２つのトラッキング制御ループをもつ上で重要なことは
第３図で光スポットＬ、！：Ｍとが同一の情報トラック
上に存在しなければならない点にある。

第４図に前記第１のトラッキング制御ループが閉で作動
状態にあり、かつ、第２のトラッキング制御ループが開
で非動作状態の場合における両光スポットと情報トラッ
クの位置関係を平面的に示す。

このとき光スポツｌ−Ｌは第１のトラッキング制御ルー
プが従来公知の技術で例えば±１００μｍの情報トラッ
クの偏心に対して、±０．１７ｚｍ程度の精度で追従可
能であり、この光スポットＬに対して機械的精度で決め
られた誤差をもって光スポットＭは光スポットＬに追従
する。

第４図でｍ。は光スポットＭの情報トラック５１に沿っ
た方向の中上・線を示す。

第４図ａは光スポラ）Ｍの中心線ｍ。が情報トラＷ　　
１　　　　　　　　　　Ｐ ツク５１ｂの中心から、−＋　−（Ｐ　−Ｗ　）　＝、
。

以上離れている場合を示す。この距離は第３図で光スポ
ットＭの誤差として説明したものに相当する。この場合
に前記第２のトラッキング制御ループを閉にして動作状
態にすると光スポットＭは情報トラック５１ａに引き込
まれ、５１ｂに入らない。すなわち光スポツ）ＬとＭは
それぞれ異なる情報トラックを走査することになる。こ
れを防止（−同一情報トラック上を走査するには光スポ
ットＭはディスクの径方向において、光スポットＬに対
して、±−ｚ（Ｐ：）ラックピッチ）以内の機械的精度
で設置されねばならない。Ｐ−１，６μｍとすると、±
０．８μｍ以内での初期設定が必要であるＱ　　　　　
− この値は第３図で説明した走査精度に対して、４〜８倍
の余裕を有する。

第４図すは光スポットＭの中心ｍ。が情報トラック６１
の中心から一以内、にある場合を示し、この状態で第２
のトラッキング制御ループを閉にして作動状態にすると
光スポットＬ２Ｍはともに情報トラック５１ｂを走査す
ることになる。

第１のトラッキング制御ルーズは、光スポットＬおよび
Ｍに対して情報トラックの偏心に充分な補償を行ない、
第２のトラッキング制御ループは情報トラックと光スポ
ラ）Ｍのわずかのずれを補償するものであるから、第２
のトラッキング制御ルーズの制御利得は第１の制御ケー
プの制御利得よりはるかに小さくても養い。また制御範
囲または駆動範囲も広く見積ってもトラックピッチの２
倍以内士充分である。

一方、第２のトラッキング制御ループは光スポットＭと
情報トラックとの直流的なずれを補償するものであるか
ら、制御帯域も第１のトラッキング制御□ループより狭
いもので充分である。

次に上記２つのトラッキング制御ループを実際に使用す
る場合を考えると、まず最初に第１０トラツキング制御
ループが作動し、目的トラックに光スポラ）ＬおよびＭ
が追従しはじめた後に第２のトラッキング制御ループを
作動させることが好ましい。もしこの逆の順序で作動し
た場合に第３図で光スポラ）Ｍが情報トラック５１ａを
捕捉後、光スポットＬが情報トラック５１ｂを捕捉し、
それぞれ異なった情報トラックを走査する恐れが生ずる
０ 例えば目的の′ア）’Ｌ／Ｘ（７）情報１う・りを高速
Ｔ　　　　　　　　＋アクセスする場合は例えば第１の
制御ループのみで目的アドレスを確認しながらサーチし
、目的のアドレスを読み取ったあとで第２のトラッキン
グ制Ｈｊループを閉にして動作状態とするのが効率的で
ある。

第１図で第２のトラッキング制御ループの光ビーム駆動
手段の例として、集光レンズトｏ４を光軸に略直角かつ
、光記録ディスク上の情報トラックに略直角に駆動する
ことを説明したが、これは集光レンズ通過後の略平行ビ
ームｍの光軸の角度に変化を与えることにより、絞りレ
ンズ１０８での像点Ｍの位置を動かすものである。前記
のように光スポット１Ｍの可動範囲は微小で良くかつそ
の動作帯域も広い必要はないので、集光レンズ１０４の
駆動手段として従来の電磁的手段の他に電歪素子や磁歪
素子を用いることも可能である。

第１図で、光スポラ）Ｍで消去しながら光スポラ）Ｌで
信号を記録または再生する場合について説明したが、光
スポラ）Ｍを円形にして、光スポットＬで記録した信号
を光スポツ）Ｍで再生確認する場合にも本発明は適用で
きるものである。

発明の効果 複数個の光ビームを同一の絞りレンズを用いて２ケ以上
の光スポットを光記録ディスク上に近接して形成し、両
光スポットを用いて光学的に記録再生する装置において
、上記２ケの光スポットを精度良く同一の情報トラック
上に形成し、安定な記録再生を行なえる装置を実現でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す図、第２図は光記録デ
ィスク上の情報トラックと光スポットの関係を示す図、
第３図、第４図は光スポツト情報トラックの相互の位置
関係を示す図である。 、　　１０１，１０３・・・・・半導体レーザ、１０８
・・・・・絞りレンズ、１０９，１１８・・・・−駆動
手段、１１６・・・・・・７オトデテクタ、１１６，１
２１・・・・・・差動回、路、１１７，１２２・・・・
・・制御回路、１２０・・・・・・二分割フォトダイオ
ード。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第２
図 ＼′　１

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数光源の出力光ビームを同一の絞りレンズを用
   いて、少なくとも２ケまたはそれ以上の光スポットを光
   記録ディスク上に近接して配置するように構成し、記録
   再生または再生を行なう第１の光ビームを用いてトラッ
   キング誤差信号を検出する第１の手段、上記絞りレンズ
   に入射する光ビームを特定情報トラックに照射すべく、
   上記絞りレンズを駆動する第１の駆動手段を含む第１の
   トラッキング制御ループと、上記第１の光ビーム以外の
   第２の光ビームでトラッキング誤差信号を検出する第２
   の検出手段、第２の光ビームのみを特定情報トラックに
   照射するように他の光学素子を駆動する手段を備えた第
   ２のトラッキング制御ループとを有する光学的記録再生
   装置。
2. （２）第１のトラッキング制御ループの制御帯域が第２
   の制御ループの制御帯域より広い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。
3. （３）第１のトラッキング制御ループの制御利得が第２
   のトラッキング制御ループの利得より高いことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の光学的記録再生装置。
4. （４）第２の制御ループを構成する第２の駆動手段は、
   第２の光源の集光レンズを光ディスク上の情報トラック
   に略直角方向かつ、光軸に略直角方向に駆動する手段で
   なる特許請求の範囲第１項記載の光学的記録再生装置。
5. （５）第１の光ビームと第２光ビームが異なる波長を有
   する特許請求の範囲第１項記載の光学的記録再生装置。
6. （６）第２の光スポットが情報トラックに沿って長径を
   有する長円形であることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の光学的記録再生装置。
7. （７）第１の制御ループを閉にしたのち、第２の制御ル
   ープを閉にする手段を有する特許請求の範囲第１項記載
   の光学的記録再生装置。
8. （８）第２の駆動素子による光スポットの光記録ディス
   ク上での設定精度が情報トラックピッチ以下でかつ、制
   御範囲が前記トラックピッチの２倍以下であることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の光学的記録再生装
   置。