JPS62149041A - 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成出す光学的記録再生装置
に用いられる光学ヘットに関する。

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報記
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３０ω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ｘ、Ａ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
大容量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（以後ビットと呼ぶ
）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
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、■２はテープ状記録
媒体である。情報の記ｊ、青の１際には、レーザー光源
１から放出されたレーデ−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の上に微小ヒーム
スボソトを形成する。ビームスポットの当った部分は一
瞬にして数百°Ｃ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ピントを形成する。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羽い
強度のレーザービームを用いて、記録媒体の」ニにビー
ムスポットを形成し、ピン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か回転ずり、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（ｉｎｃｉｄｅｎｃｂｉｇｈ
ｔ　）が変化するのである。第７図（ａｌ、［ｂ１４こ
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（ａ）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、釣鐘ポリコン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ｖ：１６部によるｆノられを少くす
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へ入射するレーデ−ビーム中心の軌跡は第７
図（ｂ）に示される様にやはり円弧ＣＤを描く。従って
記１３．媒体上に収束されたレーザービームスボッ１−
の軌跡も又、円弧をｆｉ＋７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のヌポソ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
あれば良し・が、レーザービームの径が例えば収束レン
ズ開［１径の１７３シかなければ、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。

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。従って、円盤９を高速回転できず結果とし
て情報を高速に記録し、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、レ
ーザー光源と、収束レンズと、前記収束レンズの光軸に
交わって前記光軸に対して傾斜を有して配した平面鏡と
、回転手段とを有し、前記収束レンズに前記レーザー光
源から放射されたレーザービームを入射し、前記収束レ
ンズ通過後の収束途中のレーザービームを前記平面鏡に
入射し、その反射光によって輝点を結像せしめ、前記回
転手段によって前記平面鏡を前記収束レンズの光軸を回
転軸として回転させることで、前記輝点を１１１記回転
軸から一定距離離れた円周上を走査させるのである。

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敗させているので、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。

実施例 以下本発明の実施例を図面ど共：、こ説明する。第１図
は本発明の光学ヘット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ａ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ζこ入れ易い。ＩＯ２は、コリメートレ
ンズであり、レーザー光ｄＵ　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は偏光ヒームスプリソクーであり、１０４は１７
４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ムこ配さ
れた偏光ビームスプリンタ今通過し１／４波長板１０４
に入射する。１７４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
反射して戻って来たレーザービームが再び１／４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。１０Ｇは鏡である。　
１１１は収束レンズ　１０５の光軸であり又、’ＮＩ　
Ｎ）６の回転軸でもある。鏡１０６は軸１１１に対し４
５°の傾斜を保って、軸１１１を回転軸として回転する
。回転運動の安定を考＋＝　シて、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出席している。１０８
はテープ状記録媒体であり、円柱状の鏡１０６のまわり
に巻きつレノられている。１００は、レーザービームス
ボノ１−であり、収束レンズ１０５によって収束された
レーザービームが、ｔｅｌ　１０６で９０６偏向されて
、記録媒体１０８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↓１ル−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、ｌ１１０６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１
０７によって鏡１０６を回転させることでビームスボ・
ノド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１．工面上を２次元的に走査させる。

（注；テープ状記録媒体１０８を送行させるモータ等の
ａ器：Ｉ￥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
ビットを２次元的に記録していく。

記録された情報ビットの概念図を第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
報ビットの長さ及び、ビットとピントの間隔の長さの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
ラックは、鏡１０６が１回転する毎に１本形成される。

情報ｌ−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ｆＤ　＋−ラックと情報トラックのＩｊ
ｌ隔をトランクピッチと呼び、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、レーザー光源から、情報を記録
する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。ＶｌｌｏＧの回転及びテー
プ状記録媒体１０８の送行は、情報の記録の場合と同様
に行なわれる。ビームスポンド　１００は、記録された
情報トラック」二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ｌ／／ｌ波長［反
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／り１０３で、直角に偏向されて、そののち結（
象しンス１０９によって光検出器１１０上にビームスボ
ッｈ　１００の像を形成する。この像は情ｆ′ｕヒノ１
のイＪ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で検知されく〉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１．１３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ｖｌ、１０＋ｉと回転軸を共有
し−でいる。テープ状記録媒体１０；（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、鏡１０６
が高速度で回転しても鏡１０６とテープ状記録媒体１０
８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
情報ト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別の実施例を図面と共に
説明する。第５図（ａｌ及び（ｂ）は、それぞれ本発明
による光学ヘッドの構成例を示している。

第５図＋ａ）は、半径及び回転軸の等しい２つの円柱１
０６ａ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、少くとも円柱１０６
ａは透明材質でできており、円柱１０６ｂとの接面には
反射膜等で反射鏡１０６Ｃが形造られている。軸１１１
に沿ってレーザービーム１２０が入射すると収束レンズ
で収束され、収束途中のレーザービームは反射鏡１０６
ｃで直角に偏向されてビームスポット１００を形成する
。円柱１０６ａ、及び円柱１０６ｂが軸１１１を中心に
回転するとビームスボッＩ・１００は軸１１１を中心と
する円周上を回転する。第５図（ｂｌは透明材質ででき
た円柱から、それより細く端面が回転軸に対して４５°
の傾きを有する平面である円柱を、くり抜いた様な形を
している。この場合は、透明材質と、空気との屈折率差
による全反射を利用して反射鏡を形成する。第５図ｆａ
ｔと（ｂｌは、第１図に示された光学ヘッドよりも、よ
り回転時のバランスが良いのが特長である。又、第５図
（ａ）、（ｂ）に示された透明材質の円柱のレーザー入
射面を、平面とせず、治産技術や成形技術を利用して、
球面或いは非球面のレンズを形成する事で、収束レンズ
１０５の働きを兼ねさせることもできる。この様にすれ
ば、光学系の簡素化、低価格化が可能となる。

発明の効果 以上の様に本発明は、レーザー光源と、収束レンズと、
前記収束レンズの光軸に交わって前記光軸に対して傾斜
を有して配した平面鏡と、回転手段とを有し、前記収束
レンズに前記レーザー光源から放射されたレーザービー
ムを入射し、前記収束レンズ通過後の収束途中のレーザ
ービームを前記平面鏡に入射し、その反射光によって輝
点を結像せしめ、前記回転手段によって前記平面鏡をｉ
」記収束レンズの光軸を回転軸として回転させることで
、前記輝点を前記回転軸から一定距離離れた円周上を走
査させるようにしたので本発明の光学ヘットを使用すれ
ば、直径がおよそ１μｍという微小なビームスポットを
高速に定在でき、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図は本発明の光学ヘットを応用した光学的記録再生
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
図は円筒中日と鏡中鎗の断面図、第５図は本発明の光学
へノドの別の構成例を示す構成図、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説明図で
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・′必−−
−境 ７′０別−干一ブ！九記ｉ争プ（ｉも 、／２θ−−−レーす一ビーム 、　、　／／／ ｌ／′／θ／ 第２図 ／ρ３ 第３図 第４図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. レーザー光源と、収束レンズと、前記収束レンズの光軸
   に交わって前記光軸に対して傾斜を有して配した平面鏡
   と、回転手段とを有し、前記収束レンズに前記レーザー
   光源から放射されたレーザービームを入射し、前記収束
   レンズ通過後の収束途中のレーザービームを前記平面鏡
   に入射し、その反射光によって輝点を結像せしめ、前記
   回転手段によって前記平面鏡を前記収束レンズの光軸を
   回転軸として回転させることで、前記輝点を前記回転軸
   から一定距離離れた円周上を走査させる光学ヘッド。