JPS62149040A - 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ず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ｆｉ’
７　ｆ［ｌｌ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３０ｃｒａ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Ｇま３次元的
に収納され、より大容■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、以前から提案されている
が、そのいづ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ＵＬ１昭／１８−２７
７５０号公報「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は釣鐘型ポリゴ
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１
２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レーザー
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、情報ビットの有無
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（・））、（ｂｌ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１０に入射するレーザービームの軌跡を示す。第７図
ｆａｔに示される様に円盤９が回転すると、レーザービ
ーム中心の軌跡は、釣鐘ポリゴン８上に円弧ＡＢ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（ｂｌ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
く。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１μｍ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朋口径のＡしかなければ、
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。

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２つの収
束レンズを有し７、前記２つの鏡面の双方に、中心軸を
共有し且−）互いに対向する２つのレーザー光を前記２
つの鏡面に対し傾斜を有して入射し、その反射レーザー
光のそれぞれを前記収束レンズで収束し、前記平面鏡及
び前記収束レンズを、それらの光学的な位置関係を保っ
て前記２つの入射レーザー光の中心軸を回転軸として回
転させる回転手段を設けた。

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。

更に、同時に２つのビームスポットを形成しているので
記録及び再生の時の転送速度の向上が計れる。

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図は比較例の光学ヘッドを応用した光学的記録再生
装置の構成図である。第１図で１０１は、レーザー光源
であり、現在民生機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８００ｎｍ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ｍ　Ｉ
ｏｌからのレーザー光を集光して、平行レーザービーム
１２０に整形する。１０３は偏光ビームスプリッタ−で
あり、１０４はＡ波長板である。レーザー光ａ、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ンタを通過し火
波長板１０／ｌに入射する。Ａ波長Ｆｉ１０４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来た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は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。１０〔；は鏡である。１１
６は収束レンズ１０５と境１０６を固定する固定台であ
る。１１１は鏡１０６に入射するレーザービームの中心
軸であり又、鏡１０６の回転軸でもある。鏡１０６は軸
１１１に対し４５°の傾斜を保って、輔１１１を回転軸
として回転する。鏡１０６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治産している。１０８はテ
ープ状記録媒体である。ｌＯＯは、レーザービームスポ
ットであり、レーザービームが、鏡１０６で９０″偏向
されたのち収束レンズ１０５によって直径約１）ｔｍの
微少面積に収束したものである。１０７は、鏡１０６、
固定台１１６及び収束レンズ１０５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。１１３は、テープ状記録媒体１０Ｂをガ
イドする為の円筒であり、透明材質でできており、中心
軸が軸１１１と重なる様に配；ａしている。テープ状記
録媒体１０８を円筒１１３に巻きつける事で、軸１１１
と記録媒体１０Ｂの距離が一定に保たれる。第２図に円
筒１１３及びテープ状記録媒体１０Ｂを省略した本比較
例の構成図を示す。これにより各部の配置関係が容易に
理解され、ｖＬ１０６及び収束レンズ１０５の回転によ
り、ビームスポット１００が回１匠するのが解る。情報
を記録する際には、レーザー光源１０１から、記録する
情十ｋ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、ｖＬ
ｌｏ６と収束レンズ１０５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１０８の微少部分の形状的或いは質的
変化を誘起せしめる。同時に、モーター１０７によって
鏡１０に及び収束レンズ１０５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１０
）；を走行させることで、ビームスポンド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・Ｕ
る。（注：テープ状記録媒体１０８を走行させるモータ
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１１１
１ｆｕビツトを２次元的に記録していく。記録されたピ
ットの概念図を第３図に示す。第３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１１！７
１４Ｊ）ラックと呼ぶ。情報トランクには、黒い線分で
示されたビットがかき込まれており、このピットの長さ
及び、ピ・７トとビットの間隔の長さの２つの長さの組
合せによって情ｔＫを記ｔαしている。情報トランクは
、鏡１０６及び収束レンズ１０５が１回転する毎に１木
形成される。情報１−ラックが傾斜しているのは、テー
プ状記録媒体１０８が、円筒１１３に対して斜めに巻き
つけられているからである。１’ｒｌ　報ｔ−ラックと
情（ｕトラックとの間隔をトランクピッチと呼び、鏡１
０６及び収束レンズ１０５が１回転する間にテープ状記
録媒体１０８が送行する距離によって決まる。

情報を読み出す際には、レーＩす゛−光源から、情報を
記録する１際に用いたよりも充分に弱い強度で、今度は
無変調のレーザー光が出力される。鏡１０６及び収束レ
ンズ１０５の回転及びテープ状記録媒体１０８の走行は
、情報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ック上をなぞるよう
に走査し、その反射光は、収束レンズ１０５、ｖＬｌｏ
（ｉ、及び騒波長板１０４を入射の時と同じ光路を逆に
たどり、偏光ビームスプリンタ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１１
０上にビートスポット１００の像を形成する。この像は
、情報ピッ；−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。

前に述べた様にテープ状記録媒体１０８は円筒１１３に
巻きつりられており、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１、この様にすることで、鏡１０６
及び収束レンズ１０５が高速度で回転しても鏡１０６及
び収束レンズ１０５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Ｉ員傷などの不都合が
生じない１．第４図に円筒１１３と鏡１０６、固定台１
１６及び収束レンズ１０５の断面図を周囲の部品と共に
示す。第４図に於てＥｊｌ　１０６がモータ１０７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報１−ラックを
形成することが理解される。

次に本発明による光学ヘッドの実施例を、図面と共に説
明する。第５図は、本発明による光学ヘッドの構成を示
している。第５図に於て、（ａｌは烏激図、（ｂｌは断
面図である。第５図の例では、第１図の例に於ける鎮１
０６、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″の平面になる様に接着したものであり、円柱
１０６ａ及び円柱１０６　ｂは透明材質でできており、
接着１■には反射膜等で反射面が形成されている。接着
面の両面を反射鏡として利用する。円柱１０６ａ及び１
０６ｂの側面には、レーザービームの出射部分で回転軸
に対してほぼ対称な位置に収束レンズ１０５　ａ及び１
０５ｂがそれぞれ取付けられている。収束レンズ１０５
ａ及び１０５ｂは成型技術を用いて、円柱１０６ａ及び
１０６　ｂを製作する時に同時に一体成型することもで
きる。第５図の例では、回転運動に対して高い安定性を
得る事が出来る。第５図に於て上から入射したレーザー
ビームは円柱１０６ａと円柱１０６ｂの接着面の上側鏡
面で反射して収束レンズ１０５ａを通過して収束し、下
から入射したレーザービームは、接着面の下側鏡面で反
射して収束レンズ１０５ｂで収束する。従って第５図の
例では、回転軸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、第１図の場合と比べて２倍
の転送速度が得られる。尚、第５図の光学へ・ノドを回
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
に導く際にモーターが邪魔にならない。尚、テープ状記
録媒体上に記録されるピットの形状や、トラックの形状
は、第１図の比較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２つの収束レンズを有し、前記２つの鏡
面の双方に、中心１抽を共有し且つ互いに対向する２つ
のレーザー光を前記２つの鏡面に対し傾斜を有して入射
し、その反射レーザー光のそれぞれを前記収束レンズで
収束し、前記平面鏡及び前記収束レンズを、それらの光
学的な位置関係を保って前記２つの入射レーザー光の中
心軸を回転軸として回転させる回転手段を設しりだので
本発明の光学ヘッドを使用すれば、直径がおよそ１μｍ
という敵手なビームスボッ］・を高速に走査でき、従っ
て高密度で大容量、しかも転送速度の速い光学的記′Ｌ
］Ａ再生装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は比１咬例の光学ヘッドを応用した光学的記録再
生装置の＋１１１成図、第２図は円筒及びテープ状記録
媒体を省略した実施例の構成図、第３図は記録されたピ
ットの概念図、第４図は円筒と鏡の断面図、第５図は本
発明による光学ヘッドの実施例の構成図、第６図は従来
例の１１力成図、第７図は従来例の問題点の説明斜視図
である。 １００・・・・・・ビームスポット、１０５・・・・・
・収束レンズ、１０６・・・・・・鏡、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１図 し　／ｌノ 第２図 、／／／ 第４図 第５図 し−ブこ尤 に６久

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２つの
   収束レンズとを有し、前記２つの鏡面の双方に、中心軸
   を共有し且つ互いに対向する２つのレーザー光を前記２
   つの鏡面に対し傾斜を有して入射し、その反射レーザー
   光のそれぞれを前記収束レンズで収束し、前記平面鏡及
   び前記収束レンズを、それらの光学的な位置関係を保っ
   て前記２つの入射レーザー光の中心軸を回転軸として回
   転させる回転手段を設けたことを特徴とする光学ヘッド
   。