JPS6325844A - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、光学的情報記録および／または再生装置に用
いられる光ヘッドの構成に関し、特に光源からの光束を
光束分割素子を用いて複数の光束に分離して、光学的情
報記録媒体に情報の記録、再生を行なう方式の光ヘッド
に関するものである。

〔従来の技術］ 従来、光を用いて情報を記録し、また記録された情報を
読み出す記録媒体の形態として、ディスク状、カード状
、テープ状等の各種のものが知られている。　　このよ
うな光情報記録再生装置は記録情報に従って変調され微
小スポットに絞り込まれた光束で、前記記録媒体上を相
対的に走査することにより、光学的に検出可能なビット
列（情報トラック）として情報を記録する。この際、情
報トラックの交差等の不都合を生じることなく、正確に
情報を記録するためには、前記微小スポットの照射位置
を走査方向と垂直な方向に対して制御（オートトラッキ
ング制御、以下ＡＴと称する）する必要がある。更に、
微小スポットを媒体の曲がり、振動、機械的加工誤差等
にもかかわらず焦点ずれを起すことなく安定に照射する
ためには、媒体面に対して垂直な方向にも制′４Ｂ（オ
ートフォーカシング制御、以下ＡＦと称する）する必要
がある。もちろん再生時においても上記のＡＴ、ＡＦ制
御が必要である。

第５図は従来のカード状記録媒体を用いた光学的情報記
録再生装置の概略構成図である。間開において、半導体
レーザ１０３は記録信号１２１に応じて変調光束を発し
、該光束はコリメータ１０４により平行光束化された後
、回折格子１０５により３つの光束に分離され、偏光ビ
ームスプリッタ−１０６，１／４波長板１０７を透過し
た後、対物レンズ１０８により光カード１０１上に微小
スポットとして集光される。なお、通常この場合、回折
格子１０５により光束にグ、える位相差を制御すること
によって、３つの光束の光量比を異ならせ、１つの光束
のみ記録可能な光量に設定される。

光カード１０１により反射された光束は、対物レンズ１
０８．１／４波長板１０７を経て、偏光ビームスプリッ
タ−１０６によって反射された後、球面レンズ１０９．
シリンドリカルレンズ１１０を透過してセンサ１１１上
に集光される。

センサ１１１により光電変換された電気出力１２２は、
センサ出力増幅演算回路１１２により処理され、トラッ
キング制御回路１１３、フォーカシング制御回路１１４
へそれぞれＡＴ、ＡＦの動作のための制御信号１２３．
１２４を与え、その結果各制御回路はトラッキング用コ
イル１１５、フォーカシング用コイル１１６に電流１２
５．１２６を与えることにより対物レンズ１０８を駆動
してＡＴ、ＡＦを行なう、又、再生時においては、半導
体レーザ１０３の発光パワーを記録時に比べて下げるこ
とにより上述したＡＴ、ＡＦ動作の外に再生信号１２７
を得るものである。また、光カード１０１はモータ１０
２により図中Ｒ方向に駆動され、アクセスされる。

第６図は光カード１０１上にあらかじめ、形成されてい
るＡＴのためのプリフォーマットパターン１４１ａ　〜
１４１ｄと情報トラック１４２ａ〜１４２Ｃ１更に３つ
の光スポット１３１゜１３２ａ、１３２ｂを示した図で
ある。

情報トラック１４２ａへの情報の記録あるいは再生を行
なう場合には第５図を用いて発生法を説明した３つの光
スポットの内１３２ａ。

１３２ｂがそれぞれブリフォーンマットパターン１４１
ａ、１４１ｂ上へ位置する様に動作を行ない、光スボッ
）１３１を用いて記録あるいは再生並びにＡＦ動作を行
なう。

情報トラック１４２ｂ、１４２ｃへの記録再生について
は、光スボッｈ１３２ａ、１３２ｂをそれぞれ１４１ｂ
と１４１ｃへ、或いは１４１ｃと１４１ｄへ照射させる
ことにより、上記動作を行なう。

ところで、記録された光カードから良好な品位の再生信
号を得るためには、記録時においては、光カード媒体の
記録感度に対して、十分な露光エネルギーを与えること
が望ましい、一般に、露光エネルギーは記録パワーＰ［
ｗ］、　　記録時間Ｔ［ｓｅｃ］、記録スポットの面積
Ｓ［ｃｍ２］を用いれば、 Ｅ＝ＰΦＴ／Ｓ で表されるが、使用する半導体レーザの出力の最大定格
、光学系の透過率に上限がある場合にはＰが、更に記録
に関する装置仕様に制限がある場合にはＴが限定される
。

このような条件下で露光エネルギーＥを大きくするため
には、スポットの面積Ｓを小さくするという方法が用い
られ、そのためには、対物レンズの開口比（Ｎ、Ａ、）
を大きくすることが従来性なわれている方法であった。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、この従来方法においては、以下に述べる
ような問題点が生じていた。

第７図は従来用いられている回折格子１０５と入射光束
１３０、回折光１３１’、１３２ａ’。

１３２ｂ“の状態を示した模式図である。

同図に示す様に回折格子１０５の格子形成部分が入射光
束系１３０に比べて大きい場合には、回折光１３１　’
　、１３２ａ’　、１３２ｂ’（７）光束径は同じサイ
ズとなる。したがって、上記目的のために記録スボッ）
１３１を小さくするならば、同時にスポット１３２ａ、
１３２ｂも小さくなる。

ところが、媒体材料の種類、プリフォーマｙ　）パター
ン１４１の形成手法に限界があり、スポット１３２ａ、
１３２ｂのサイズよりも小さな幅のプリフォーマットパ
ターン１４１が形成できない場合には著しく不都合なこ
とが生じることになる。

第５図から第６図を用いて説明したＡＴの方法は、いわ
ゆる３ビーム法であり、これは周知の如くプリフォーマ
ットパターン１４１ａ。

１４１ｂ上に少なくともブリオーマ−／　）パターンの
幅よりは大きな径のスボツ）１３２ａ。

１３２ｂからの反射光量の差を表わす差信号を用いて、
これがほぼ零となるようにＡＴ動作を制御するものであ
る。第８図はそのような理想的なＡＴ誤差信号パターン
を示す図である。しかし、スポット径を第６図における
プリフォーマットパターンの幅Ｘよりも小さくした場合
には第９図に示すように差信号の山と谷の幅が非常に狭
くなる状態を生じ、正確なＡＴ副制御行なえる範囲が狭
くなり、当初の目的とは反して良好な再生信号を得るこ
とが極めて困難になる。

したがって、従来の方式においては、高出力の半導体レ
ーザを用いるとか、記録速度を下げるという好ましから
ざる対策をとらなければならなかった。

［問題点を解決するための手段］ 本発明の目的は、上記従来技術の問題点に鑑み１回折格
子を用いて光記録媒体上に複数のスポットを形成する光
学ヘッドにおいて、簡便なる手法にて情報の記録に用い
るスポットの径と他の用途のスポットの径を異ならせる
ことにより、良好な品位の記録再生信号を得ることが可
能な光学ヘッドを提供することにある。

以上のような目的は、光源からの光束を光束分割素子を
用いて複数の光束に分離して光学的情報記録媒体に照射
し、情報の記録および／または再生を行なう光学ヘッド
であって、 前記光束分割素子がホログラムより成り、前記ホログラ
ムの構成が前記記録媒体上に集光された複数のスポット
のうち回折光による結像スポット径の状態を非回折光に
よる結像スポット径の状態と異なるように形成されてい
ることを特徴とする光学ヘッドにより達成される。

なお、具体的には、前記ホログラムの構成が、回折光に
よる結像スポット径を非回折光による結像スポット径よ
り大きくなるように形成されていればよい。

［作用］ 上記のような光学ヘッドによれば、形成するホログラム
の種類によって容易に回折光の波面の状態を変えること
ができるので、その結果非回折光（０次回折光）に対す
る回折光の光束径比、光量比等を自由に設定することが
できる。このことは、情報の記録に用いるスポットの径
と他の用途のスポットの径の大きさ、形状、強度等を異
ならせることができることに外ならない。

［実施例］ 第１図は本発明の光学ヘッドに用いるホログラム素子と
その配置位置での入射光束径の関係を示す概略図である
。同図において、１はホログラム素子の基盤、５はレー
ザ笠からの入射光束の素子上の大きさを示す。

本発明に係るホログラム素子において、ホログラムは透
過性の基盤１上に全面にわたって形成されている。この
素子に対して光束５を入射させると、光束５の径を中心
強度のＥＸＰ　（−２）となる強度の径として定義する
ならば、ホログラム素子を透過後のＯ次回折光の結像ス
ポットの径は略々ｄ　で表される。また１本実施例に用
いられるホログラム素子が高次回折光に対して球面収差
を発生させるように形成されたちゆであるとすると、高
次回折光によって結像されたスポットには球面収差によ
るフレアーが発生するため。

ＥＸＰ　（−２）強度における径ｄはｄ　よりも大とな
る。従ってＯ次回折光のスポットを記録に用いることに
より前記目的を達成することが可能になる。

第２図は第１図に示すホログラム素子を用いて作られた
光スポット１３１，１３２ａ。

１３２ｂを光カード１０１上のプリフォーマットパター
ン１４１上に照射している様子を示す模式ホログラム素
子の製作に際しては、所望の球面収差をもつ波面と参照
波面を干渉させてホログラムを形成する方法や、あるい
は計算機ホログラムとして作成する等の既知の手段を用
いることが可能である。

第３図は本発明の第２実施例を示す概略図である。同図
に示す実施例の特徴は、ホログラム素子を高次回折光に
対して球面波を発生させ、結像スポットに対してデフォ
ーカスを与えるように形成せしめた点にある。従って情
報記録媒体面上で非回折光（０次回折光）によるスポッ
トは合焦状態にあり、回折光によるスポットはデフォー
カスによりＯ次回折光よりも情報記録媒体面上における
スポット径を大きくすることが可能になる。

その他、本発明のホログラム素子は任意の波面をもつ回
折光を形成し得る特徴を利用して、例えば回折光に非点
収差を持たせ、プリフォーマットパターンのトラックを
横切る方向の径を増大させること等、の回折光だけ独立
に任意の操作が可能になる。第４図はそのようなホログ
ラム素子によって形成された光スポットの一例を示した
模式図である。同図において、プリフォーマットパター
ン１４１ａ、１４１ｂ上に集光された光スボッ）１３２
ａ、１３２ｂは前述のような操作により、トラックを横
切る方向の径を増大させた楕円形状になっている。

［発明の効果］ 以上、説明した様に本発明の光学ヘッドによれば、例え
ば１回折光によって結像されるスポットの形状を非回折
光によるスポットの形状より大ならしめるように回折光
の波面を変換するホログラム素子を作製し、光学ヘッド
の光路内に前記ホログラム素子を配置することによって
、光記録媒体上に径の異なる複数のスポットを作ること
が可能である。この結果として、媒体の持つ固有の記録
感度に対して十分大きい径のＡＴ用ススポット形成し、
Ｊ！！度のよいＡＴ動作を行なわせることが回旋となっ
た。

また、同様の操作により、光記録媒体上に径の大きさ、
形状、光強度の異なる複数のスポットを作ることが可能
であり、この結果として、光記録媒体および光学的情報
記録再生装置に合せたスポットを作ることが可能になっ
た。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光学ヘッドに係るホログラム素子を説
明するための図、第２図は第１図に示すホログラム素子
を用いて大きさの異なる光スポットを光カード上のプリ
フォーマットパターン上に照射している様子を示す模式
図、第３図は第２実施例を示すための図、第４図は本発
明のホログラム素子を用いて大きさ、形状の異なる光ス
ポｙ）を光カード上のプリフォーマットパターン上に照
射している様子を示す模式図、第５図は従来用いられて
いるカード状記録媒体を用いた光学的情報記録再生装置
の概略構成図、第６図は従来の光カード上での光スポッ
トの様子を示す図、第７図は回折格子の働きを模式的に
示す図、第８図、第９図はそれぞれＡＴＴ差信号を示す
図である。 ｌ二本発明に係るホログラム素子（基ｉ）、５二式射光
束、１０１：光カード、１３１：Ｏ次回折光スポット、
１３２ａ、１３２ｂ：高次回折光スポット、１４１ニブ
リフオーマツトパターン、１４２：情報トラック。 代理人　　　弁理士　　　山　下　穣　平第２図 第４図 ３２ｂ 第６図 ＋０１

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）光源からの光束を光束分割素子を用いて複数の光
   束に分離して光学的情報記録媒体に照射し、情報の記録
   および／または再生を行なう光学ヘッドであって、 前記光束分割素子がホログラムより成り、前記ホログラ
   ムの構成が前記記録媒体上に集光された複数のスポット
   のうち回折光による結像スポット径の状態を非回折光に
   よる結像スポット径の状態と異なるように形成されてい
   ることを特徴とする光学ヘッド。
2. （２）前記ホログラムの構成が、回折光による結像スポ
   ット径を非回折光による結像スポット径より大きくなる
   ように形成されていることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の光学ヘッド。
3. （３）前記ホログラムの構成が、回折光による結像スポ
   ット径の形状を非回折光による結像スポット径の形状と
   異なるように形成されていることを特徴とする特許請求
   の範囲第２項記載の光学ヘッド。