JPS62149039A - 光学ヘツド - 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 本発明は光学的原理によりテープ状の記録媒体に情報を
記録し及び記録された情報を読出す光学ヘッドに関する
。

従来の技術 近年になってレーザーを光源とし、レーザー光を収束レ
ンズで直径１μｍ程度に収束させ、そこで得られる集中
的な熱エネルギーを記録や再生に応用した光学的情＋ａ
記録再生装置が実用化されてきている。これらの多くは
、円盤状の記録媒体に情報を同心円状あるいはうす巻き
状に記録するものである。したがって光学的記録再生方
式がいかに高密度に情報を記録できるとはいえ、使い易
さの点から円盤の直径はおのずと限られおおよそ３０Ｇ
が限度であり、そのため記録できる情報量も数ギガバイ
トが限度となる。一方テープ状の記録媒体は、リール等
に巻きとることで、情報は３次元的に収納され、より大
容歪の情報を記録できる。

すなわち、テープ状の記録媒体は円盤状の記録媒体に比
べて数十〜数百倍の記録面積を有することができる。テ
ープ状記録媒体に情報を記録する穴（以後ピットと呼ぶ
）を光学的に記録する方法は、以前から１５２されてい
るがそのいずれも未だ実用化されるに至っていない。そ
の様な先行技術としては例えば特開昭４８−２７７５０
号「記録再生装置」を掲げることができる。第６図にそ
の構成を示す。

第６図において１はレーザー光源、２は光変調器、７は
光検出器、８は角錐型ポリゴンミラー、９は回転円盤、
１０は反射鏡、１１は収束レンズ、１２はテープ状記録
媒体である。情報の記録の際には、レーザー光源１から
放出されたレーザービームは、光変調器２で変調され、
釣鐘ポリゴン８に入射される。釣鐘ポリゴン８からの反
射ビームは反射鏡１０で反射されて、収束レンズ１１に
入射し、テープ状記録媒体１２の上に微小ビームスポッ
トを形成する。ビームスポットの当った部分は一瞬にし
て数百℃以上の温度となり、媒体の化学的又は形状的変
化を誘起せしめてビットを形成する。又、情報の読出し
の際には記録の時のし・−ザー強度より充分弱い強度の
レーザービームを用いて、記録媒体の上にビームスポッ
トを形成し２、ピットの有無による反射光量の変化を光
検出器７で検出して情報を読み出す。

発明が解決しようとする問題点 かかる従来例に於ては、円盤９が回転すれば、この従来
例の発明者自身が当該先行出願の中で述べている様に収
束レンズ１１への入射高（ｉｎｃｉｄｅｎｔｈｉｇｈｔ
）が変化するのである。第７図（ａｌ、　（ｂ）に円盤
９を回転した場合に、釣鐘ポリゴン８及び収束レンズ１
０に入射するレーザ−ビームの軌跡を示す。

第７図（ａｌに示される様に、円盤９が回転するとレー
ザービー１、中心の軌跡は、釣鐘ポリゴン８上に円弧Ａ
Ｂを描く。釣鐘ポリゴン８に入射するレーザービームの
径は、釣鐘ポリゴンの端部によるけられを少くする為に
はなるべく小さい方が有利である。この場合収束レンズ
１１へ入射するレーザービーム中心の軌跡は第７図（ｂ
ｌに示される様にやはり円弧ＣＤを描く。従って記録媒
体上に収束されたレーザービームスポットの軌跡も又、
円弧を描（。この円弧状のスポット軌跡は、信号再生時
に種々の不都合の原因となる。加えて収束レンズに入射
するビーム径が小さければレンズ自身のＮＡ（開口数）
に対して実効的なＮＡは小さくなり、又記録媒体１２の
上に形成されるスポットの径はＮＡに反比例して大きく
なる。すなわちレーザーの波長が約８００ｎｍの時に１
μｍのスポット径を実現するのに、径の太いレーザービ
ームを収束レンズの開口いっばいに入射するのであれば
収束レンズのＮＡはおよそ０．５であれば良いが、レー
ザービームの径が例えば収束レンズ開口径のｚしがなけ
れば、収束レンズのＮＡとしては、０．５の３倍の１．
５以上が必要となる。その様なレンズは製作がきわめて
困難である。

また円盤９を、高速回転すると、回転軸から大きくはず
れて配置された反射鏡１０や収束レンズ１１には大きな
加速度が加わり、反射鏡１０や収束レンズ１１の支持が
困難となる。従っ′Ｃ１円盤９を高速回転できず結果と
してｍ報を高速に記録し、再生することができない。

問題点を解決するための手段 本発明は上記問題点に鑑みてなされた。本発明では、互
いに平行な２つの鏡面を表裏に有する平面鏡と、前記平
面鏡の２つの鏡面に対して傾斜を有して交わる直線を共
通の光軸とする２つの収束レンズを、前記平面鏡の両側
に有し、前記２つの収束レンズのそれぞれに前記平面鏡
と反対側よりレーザービームを入射し、収束途中のレー
ザービームのそれぞれを前記２つの鏡面で反射し、前記
平面鏡を前記光軸を回転軸として回転させることで、前
記回転軸から一定距離はなれた円周上を走査する２つの
詠点を生せしめるのである。

作用 本発明は上述の様に構成することで、レーザービームを
鏡の回転によって偏向し、しかも鏡の回転軸を入射レー
ザービームの中心軸に一致させているので、収束レンズ
の光軸と、収束レンズに入射するレーザービームの中心
軸は常に一致し、従ってビームスポットの余分な円弧運
動は生じない。

又収束レンズもＮＡ値として０．５程度の簡単に入手可
能なレンズを用いることができる。

その上、収束レンズが鏡の回転軸上に配置されているの
で、収束レンズを回転させるさせないにかかわらず回転
体としてバランスが良く、高速回転に充分耐え得る構造
を実現できる。

更に、一定距離離れた円周上を走査する２つのビームス
ボ・ントを得るので、１つのビームスポットの場合の２
倍の転送速度を有する光学的記録再生装置を構成できる
。

実施例 始めに、比較例として、１つのビームスポットを形成す
る光学ヘッドを用いた光学的記録再生装置を説明する。

第１図は本比較例の光学的記録再生装置の構成図である
。第１図で１０１は、レーザー光源であり、現在民生Ｒ
器に広く用いられる様になった半導体レーザーを用いる
ことができる。

この場合はレーザーの発振波長としておおよそ８００ｎ
ｍ程度の物が手に入れ易い。１０２は、コリメートレン
ズであり、レーザー光源１０１からのレーザー光を集光
して、平行レーザービームに整形する。

１０３は偏光ビームスプリンターであり、１０４はＡ波
長板である。レーザー光源１０１からやって来る直線偏
光レーザービームは偏光方向が一致する様に配された偏
光ビームスプリフタを通過し２波長板１０４に入射する
。イ波長板１０４を通過したレーザービームは直線偏光
から円偏光となる。そして記録媒体から反射して戻って
帰だレーザービームが再びＡ波長板１０４を通過すると
、往きのレーザービームとは偏光方向が９０°異なる直
線偏光波となる。従って、戻りのレーザービームば偏光
ビームスプリッタで直角に偏向される。１０５は収束レ
ンズである。１０６は鏡である。１１１は収束レンズ１
０５の光軸であり又、鏡１０６の回転軸でもある。

ｖ１１０６ハ軸１１Ｎ、：対し４５　’　（７）傾斜を
保ッテ、軸１１１を回転軸として回転する。回転運動の
安定を考慮して、鏡１０６は、金属でできた円柱を円柱
の軸に対し４５°の傾斜を持つ平面で切り落した様な構
造にして、鏡の表面は、レーザー光に対し高い反射率を
有する様に充分磨摩している。１０８はテープ状記録媒
体であり、円柱状の鏡１０６のまわりに巻きつけられて
いる。１００は、レーザービームスポットであり、収束
レンズ１０５によって収束されたレーザービームカ、ｖ
ｔ１０Ｇテ９０°偏向サレテ、記録媒体１０）（上の直
径約１μｍの微少面積に収束したものである。１０７は
鏡１０６を、回転させるモーターである。１０９は結像
レンズであり、１１０は光検出器である。情報を記録す
る際には、レーザー光源１０１から記録する情報を表わ
す変調信号に応じて発光と消光とをくり返す変調レーザ
ー光が出力され、コリメートレンズ１０２によって集光
され平行ビーム化される。そして、収束レンズ１０５と
鏡１０６とによって記録媒体１０８上にビームスポット
１００が形成され、その熱エネルギーによって記録媒体
１０Ｂの微少部分の形状的或いは質的変化を誘超せしめ
る。同時に、モーター１０７によって鏡１０６を回転さ
せることでビームスポット１００を回転させ、又テープ
状記録媒体１０８を送行させることで、ビームスポット
１００をテープ状記録媒体１０８の記録面上を２次元的
に走査させる。（注二テープ状記録媒体１０Ｂを送行さ
せるモータ等の機構は図示していない。）この様にする
と、記録媒体１０８上には、レーザー光源１０１の発光
と消光の切り替りに応じてビームスポットの熱エネルギ
ーが情報ピットを２次元的に記録していく。記録された
情報ピットの概念図を第２図に示す。第２図において、
様々な長さの線分が連なってできている一本の斜線を情
報トラックと呼ぶ。情報トラックには、黒い線分で示さ
れたピントがかき込まれておりこの情報ピントの長さ及
び、ビットとピットの間隔の長さの２つの長さの組合せ
によって情報を記憶している。情報トランクは、鏡１０
６が１回転する毎に１本形成される。情報トラックが傾
斜しているのは、テープ状記録媒体１０８が、鏡１０６
に対して斜めに巻きつけられているからである。情報ト
ラックと情報トラックの間隔をトラックピッチと呼び、
鏡１０６が１回転する間にテープ状記録媒体１０８が走
行する距離によって決まる。

情報を読み出す際には、レーザー光源から、１）°Ｉ報
を記録する１際に用いたよりも充分に弱い強度で、今度
は無変調のレーザ光が出力される。鏡１０６の回転及び
テープ状記録媒体１０８の送行は、情ｆ［Ｊの記録の場
合と同様に行なわれる。ビームスボッ（・１００は、記
録された情報トランク上をなぞるように走査し、その反
射光は、鏡１０６、収束レンズｌＯ５、及び２波長板１
０４を入射の時と同じ光路を逆にたどり、偏光ビー１、
スプリッタ１０３で、直角に偏向されて、そののち結像
レンズ１０９によって光検出器１１０上にビームスポッ
ト１００の像を形成する。この像は情報ビットの有無に
従って、明暗が変化するので情報を記録する時に用いた
変調信号が光検出器１１０で検知される明暗の変化から
再生される。

テープ状記録媒体１０８を鏡１０６に巻きつける方法と
しては、第３図の様に行なうのが望ましい。

第３図に於て１１３は石英ガラス等の透明材質でできた
円筒であり、円柱形の鏡１０６と回転軸を共有している
。テープ状記録媒体１０８は円筒１１３に巻きつけられ
ており、円筒１１３は、回転しないか又はテープ状記録
媒体１０８の送行に応じて同じ速度で回転する様に構成
している。この様にすることで、ｖＬ１０６が高速度で
回転しても鏡１０６とテープ状記録媒体１０８との摩擦
は発生せず、テープ状記録媒体の損傷などの不都合が生
じない。第４図に円筒１１３と鏡１０６の断面図を周囲
の部品と共に示す。第４図に於て鏡１０６がモータ１０
７によって回転され、結果としてビームスポット１００
がテープ状記録媒体１０８に斜めの直線状の情ＦＩ１３
がトランクを形成することが理解される。

次に本発明の実施例を図面とともに説明する。

第５図に、本発明の光学ヘッドの実施例を示す。

第５図において、（ａ）は鳥徹図であり（ｂ）は断面図
である。第５図の例では、第１図の例に於ける鏡１０６
、固定台１１６及び収束レンズ１０５を円筒型ヘッドと
して一体化している。即ち、半径及び回転軸の等しい２
つの円柱１０６ａと１０６ｂを、接面が回転軸に対して
４５°の平面になるように接若したものであり、円柱１
０６　ａ及び１０６ｂは透明材質でできており、接着面
には反射膜等で反射面が形成されている。そして接着面
の両面を反射鏡として利用する。レーザービームは、軸
１１１に沿って円柱１０６ａと円柱１０６　ｂの両方か
ら入射される。円柱１０６ａ及び１０６ｂのレーザー入
射面には、それぞれ収束レンズ１０５ａ及び１０５ｂが
形成されている。収束レンズ１０５ａ及び１０５ｂは鏡
から等しい距離に配置されている。第５図に於て上から
入射したレーザービーム１２０ａは、収束レンズ１０５
ａで収束され、収束途中のレーザービームが反射鏡１０
６Ｃで反射されて、ビームスボッｌ−１００８を形成す
る。同様に、下から入射したレーザービーム１２０ｂは
、収束レンズ１０５ｂで収束され、収束途中のレーザー
ビームが反射鏡１０６ｃで反射されて、ビームスポット
１００ｂを形成する。従って、第５図の例では軸１１１
に対してほぼ対称な位置に２つのビームスポットが形成
されるので、この光学ヘッドを応用した光学的記録再生
装置は、第１図の比較例の場合と比べて２倍の転送速度
が得られる。

尚、第５図の光学ヘッドを回転させるモーターとしては
、例えば回転軸の部分が中空になったものを使用すれば
レーザービームをヘッド内に導＜１際にモーターが都度
にならない。尚、テープ状記録媒体上に記録されるビッ
トの形状や、テープ状記録媒体の巻き付は方は、第２図
や第３図で示された比１際例の場合と同様である。

発明の効果 以上の様に本発明は、互いに平行な２つの鏡面を表裏に
有する平面鏡と、前記平面鏡の２つの鏡面に対して傾斜
を有して交わる直線を共通の光軸とする２つの収束レン
ズを、前記平面鏡の両側に有し、前記２つの収束レンズ
のそれぞれに前記平面鏡と反対側よりレーザービームを
入射し、収束途中のレーザービームのそれぞれを前記２
つの鏡面で反射し、前記平面鏡を前記光軸を回転軸とし
て回転させることで、前記回転軸から一定距離はなれた
円周上を走査する２つの輝点を生ぜしめるようにしたの
で本発明の光学ヘッドを使用すれば、直径がおよそ１μ
ｍという微小なビームスポットを高速に走査でき、従っ
て高密度で大容■、しかも転送速度の速い光学的記録再
生装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に対する比較例の光学的記録再生装置の
構成図、第２図は記録されたピントの概念図、第３図は
テープ状記録媒体の巻き付は法の説明図、第４図は円筒
と鏡の断面図、第５図は本発明の光学ヘッドの構成例を
示す斜視図、第６図は従来例の構成図、第７図は従来例
の問題点の説明に用いた模式図である。 １００・・・・・・ビームスポット、１０５・・・・・
・収束レンズ、１０６・・・・・・鏡、１０７・・・・
・・モーター、１０８・・・・・・テープ状記録媒体、
１２０・・・・・・レーザービーム。 代理人の氏名　弁理士　中尾敏男　はか１名第２図　　
　　　　　　　、〃

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 互いに平行な２つの鏡面を表裏に有する平面鏡と、前記
   平面鏡の２つの鏡面に対して傾斜を有して交わる直線を
   共通の光軸とする２つの収束レンズを、前記平面鏡の両
   側に有し、前記２つの収束レンズのそれぞれに前記平面
   鏡と反対側よりレーザービームを入射し、収束途中のレ
   ーザービームのそれぞれを前記２つの鏡面で反射し、前
   記平面鏡を前記光軸を回転軸として回転させることで、
   前記回転軸から一定距離はなれた円周上を走査する２つ
   の輝点を生ぜしめる光学ヘッド。