JPS639038A - 光情報光学系 - 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］ 本発明は光学的情報記録及び／又は再生装置茅に用いら
れる光学系に関し、特に筒便なる構造でありながら安定
した情報の記録・再生等をｊｉｒ能ならしめる光学系の
改良に関する。

［発明の背景］ 従来、光を用いて情報を記録し、また記録された情報を
読出す媒体の形態としてディスク状、カード状、テープ
状等各種のものが知られている。これらの内、カード状
に形成された光学的記録媒体（以下光カードと称す）は
、小型・軽量で持ち運びに便利な大記憶容量の媒体とし
て、大きな需要が見込まれている。

本件出願人においても特願昭５９−２７５７６０号等に
おいて高密度な情報の記録・再生を可能ならしめる光学
的情報記録再生装置の構成を既に提案している。

第８図は上記出願に開示されている光カードの概略平面
図である。同図において、光カード５１には予めクロッ
ク信号が記録されて断続的な破線状に形成されたクロッ
クトラック５２１　。

５２２．５３ｒ・・・と、連続した線状に形成されたト
ラッキングトラック５３１　．５３２　　、・・・とが
交互に等間隔で配置されている。そして各々のトラック
回毎に情報を記録する為の記録領域５４＋　　、５４２
　．５４１・・・が設けられている。即ち、光カード５
１はクロックトラックとトラッキングトラックとの間の
全てに記録領域を有している。

第９図及び第１０図は、上記光学的情報記録再生装置の
構成を説明する図で、第９図は斜視図、第１０図は側方
断面図である。半導体レーザ等の光源６１から発したビ
ームはコリメータレンズ６２によって平行化され、回折
格子６３によって３本のビームに分けられる。これらの
ビームは。

対物レンズ６４により、第８図の如き光カード５１に結
像され、各々ビームスボッ）Ｓｌ。

Ｓ２　３３を形成する。ここで光カード５１は不図示の
駆動手段によって矢印Ｒ方向に移動され、前記ビームス
ポットによって、トラッキングトラック及びクロックト
ラックの延びている方向に走査される。

ビームスボッ）Ｓｌ　　、Ｓ２．Ｓ３の反射光は再び対
物レンズ６４を通過し、ミラー６５によって反射され、
集光レンズ６６により焦点面近傍に近かれた光検出器６
７．６８．６９に夫々投影される。これらの光検出器は
、第１１図のように図に示したＺ方向に並んで配置され
ている。また光検出器６７．６９の受光面はＡ、Ｂ、Ｃ
，Ｄのように４分１１１されている。

次に、前述のＪＡＩＩを用いて光カードに情報を記録す
る際の動作を第１２図で説明する。第１２図は光カード
の記録面の拡大図を示す、まず、記録領域５４＋　に情
報を記録する場合には、スポット５１　　、Ｓ２．ｓ＝
を夫々クロー、クトラック５２１、記録領域５４＋、）
ラフキングトラック５３１に照射する。これらのスポッ
トは前述のような、光カード５１の移動によって、矢印
ａ方向に走査される。スポラ）Ｓｌ　からの反射光は前
述の光検出器６７に入射し、クロック信号が再生される
。また、スポットＳ３からの反射光は光検出器６９に入
射し、所謂プッシュプル法によってトラッキング信号が
検出される。即ち、光検出器の受光面は第１１図のよう
にトラッキングトラックの長さ方向に対応するｙ軸方向
に対し、Ａ、Ｃと１３’　、　Ｄとに分かれている。従
って、スポットＳ３がトラッキングトラック５３１　に
対しずれると、Ａ、ＣとＢ、Ｄとに入射する光強度に差
を生じ、これら受光面からの信号を比較することによっ
てトラッキング信号が得られるものである。

このトラッキング信号に基づき、不図示のトラッキング
１１：段（例えば、第９図において対物レンズ６４をＺ
方向に動かす手段など）によって、スポーｙト　Ｓｔ　
　、Ｓ２．Ｓ３は走査方向に垂直方向（ｂ方向）に一体
に移動され、オートトラッキング（以下、ＡＴと称す）
がなされる、そして、記録領域５４＋　にはスポラ）Ｓ
２　によってトラッキングトラック５３１に沿って正確
に記録ピット５５が記録されていく。

また、ｈ記記録において、光検出器６９はＡＴと同時に
、スポットが光カードの記録面に正確に結ばれるように
制御（オートフォーカシング以下ＡＦと称す）する為の
フォーカシング信号も検出する。この検出原理を：５１
３図で簡単に説明する。第１３図において第１０図と共
通の部材には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する
。スポツ）Ｓｌ　を形成する入射光７０は図のように。

光カードの記録面７１に対して斜めに入射し、その反射
光７２はスポットが正確に記録面上に合焦されている場
合には、入射光７０と平行になってミラー６５に入射し
、検出面７３に導かれる。ところが、焦点位置に対して
、記録面が７１’、７１″のように、Ｅ下にずれると、
反射光は夫々７２　′、　７２　”のように入射光とは
非平行となり、検出面７３において照射位置がｙ方向に
移動する。従って、このようなｙ方向の光強度分布の変
化を、検出面７３に訝かれた光検出器６９の受光面Ａ、
ＢとＣ，Ｄの出力差として検知することによってフォー
カシング信号が得られる。このフォーカシングに従って
、対物レンズ６４を光軸方向に動かしＡＦを行う。

次に、記録領域５４２に情報を記録する場合には、第９
図において光学系と光カードとをＺ方向にＭ１対的に移
動させる等の方法によって、第１２図のようにスポラ）
Ｓｌ　　、３２．３］が夫／／　）ラフキングトラック
５３１、記録領域５４２、クロックトラックＳ３を走査
するように配ｔする。そして、スポットｓ＋からの反射
光を光検出器６７で受けてＡＴ、ＡＦを行いながら、ス
ポラ）Ｓ３から光検出器６９によってクロック信号を再
生し、スポットＳ２で情報を記録していく。

このように記録された情報の再生も、前述の装置を用い
て、記録時と同様にして行われる。光カードの記録面に
は第１４図のようにクロックトラック５２＋　　、５２
２　　、・・・及びトラッキングトラック５３１　、・
・・の間に、記録ピット列から成る情報トラック７５＋
　　、７５２　　、・・・が形成されている。まず情報
トラック７５＋　の情報を読み出す場合には、スポット
ＳＩ　、Ｓ２．Ｓ３が夫々クロックトラック５２＋　、
　情１　）ラック７５＋、）ラッキングトラック５３１
を矢印ａ方向に走査し、光検出器６７でクロック信号を
再生し、光検出器６９でＡＴとＡＦを行いながら光検出
器６８によって情報トラック７５１に記録された情報を
読み出す、また情報トラック７５２の再生ではスポラ）
３１　　、Ｓ２．Ｓ）で夫々トラッキングトラック５３
＋、情報）ラック７５２．クロックトラック５２２を矢
印へ方向に走査し、光検出器６９でクロック信５）を１
１生し、光検出器６７でＡＴとＡＦを行いながら光検出
器６８によって情報トラック７５２に記録された情報を
読み出す。

このような動作のしＪり換えによって、光カードのどの
領域に記録された情報も再生することが出来る。

［発明が解決しようとする問題点］ ところで、前述したフォーマットの光情報記録媒体に対
して所定の位ｔに情報を記録し、かつ安定な再生信号を
得るためには、複数のビームスポットＳｔ　　、Ｓ２．
Ｓ３の相互間の間隔が厳しく制御される必要がある。と
ころが複数のビームを発生する手段として回折格子６３
を用いる場合には、使用する半導体レーザー６１の波長
のばらつき、或いは動作時の温度上昇にょる゛ト導体レ
ーザー６１の波動変動等の影ツを受け、ビームスポット
の間隔を制御することが困難である問題点があった。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、上記問題点に鑑み成されたものであり、簡単
な構造でありながら安定した情報の記録、再生あるいは
消去を可能ならしめる光情報光学系を提供することを目
的とする。

以上のような目的は、光ビームを光分割手段を用いて複
数に分刻し、該分割光束を光情報処理媒体上に照射して
、情報処理を行う光情報光学系おいて、前記光分４手段
が複数の複屈折物質で波長板を挟んだ構成の光分割器よ
りなることを特徴とする光情報光学系により達成される
。

［作　用］ 上記の如き光情報光学系によれば、例えば複屈折物質の
常光線、異常光線各々に対応する屈折率の差は波長の変
動に対して殆ど変化しないので。

記録、再生、消去等において各ビームスポット間の変動
のきわめて少ない光記録再生光学系を提供できる。

［実施例］ 以下、本発明の光情報光学系について実施例にノ＾づ５
詳細に説明する。

第７図は未発１」の光情報光学系の一実施例な示した概
略構成図である。同図において、２ｏはレーザーダイオ
ード等の偏光光源、２１はコリメーターレンズ、２２は
後述する光分割器、２３はハーフミラ−１２４は対物レ
ンズ、２５は光情報記録媒体、２６は集光レンズ、２７
はホトディテクターである。

偏光光源２０から発せられた光はコリメータレンズ２１
で平行になった後、光分割器２２で複数の光重に分；愛
された後、ハーフミラ−２３で反射され、集光レンズ２
４で記録媒体２５）Ｈに集光される。記録媒体２５で変
調（光の強度、偏光角″９）を受けた反射光は再び対物
レンズ２４を経てハーフミラ−２３を透過し、集光レン
ズ２６によってホトディテクター２７上に集光される。

なお、第７図の光学系は本発明の一実施例を示したにす
ぎず、前述の第１０図に示した光学系等も勿論適用でき
る。

第１図は第７図において示した光分割器２２の原理を示
した図である。第１図（ａ）は光分割器２２の構成を示
した図であり、１は水晶等のくさび状の複屈折物質、２
は波長板、３もくさび状の複屈折物質であり、部材ｌを
上下方向を逆にして配置されている。偏光した入射光４
は複屈折物質ｌに入射すると常光線６と異常光線５に分
割される。破線７は複屈折物質１．３の光学軸を表し、
入射光４に垂直となるように配置される。この場合入射
光４の偏光方向により常光線６と異常光線５との強度比
は変わり、紙面に４５″の方向なら両光線は等強度にな
る。Ｍいに垂直に偏光した光６．５は水晶等からなる波
長板２を通ると円又は楕円偏光等（例えば１／４波長板
であると円偏光になる）になる６円又は楕円偏光となっ
た光６゜５は部材３を通るとそれぞれ光７．８及び光９
゜１０に分割される。そのうち、光８と光９は平行であ
るから集光レンズ２４により記録媒体２５上で同じ点に
集光される。

第１図（ｂ）は光７．８及び９．１０の記録媒体２５上
での光スポット１１，１２．１３を示したものである。

光７，１０がそれぞれ光スポット１１．１３になり、光
８，９がスポット１２になる。各スポットの強度比は入
射光４の偏光方向と波長板２の結晶軸の方向でコントロ
ールできるので、例えば全てを読み出しに使う時には等
強度に設定し、あるスポットで情報の書き込みをすると
きはそのスポットを強く設定することができる。

実際には、両側の複屈折物質１．３及び波長板２を貼り
合わせて用いる。

第２図は光分割器２２の第２実施例を示した図である。

この実施例の場合、集束あるいは発散光束内にとかれる
０例えば、第７図の場合では光源２０とコリメータレン
ズ２１の間に置かれる０部材１４．１６はやはり水晶等
の複屈折物質からなり、破線は光学軸を示し、入射光線
に対して４５°傾斜している。この実施例においては、
常光線、異常光線は平行に分割され、波長板１５を通る
と円又は楕円偏光になり部材１４．１６が同じなので、
主光線が平行な３本の集束あるいは発散光束が出てくる
。それは光源が３つに分割されたことに相当し、したが
って媒体上で３つの光スポットとすることができる。３
つの光スボ−／　トの強度比は入射光の偏光方向と波長
板１５の回転により自由に選べる。記録媒体側の対物レ
ンズが照射と受光（情報読み出し）において別のものを
使用する場合、例えば透過型の場合には、照射用レンズ
の集光部にこの光分割器を置いてもよい。

第３図は光分、４器２２の第３実施例を示した図である
０部材４１．４２はそれぞれ複屈折物質であり、部材４
２は部材４１の半分のくさび角度を持っており、それら
両部材４１．４２で波長板４３を挟んだ構造になってい
る。この場合等強度の４つのスポットが得られ、角度は
入射光と平行にならない。

第４図は光分割器２２の第４実施例を示した図である０
部材４４，４５．４６はそれぞれ複屈折物質であり１部
材４５の厚さは部材４４の半分。

部材４６はさらに部材４５の半分になっており、１／４
波長板４７．４８を使って等強度の８個のスポットを得
ている。これを８木のトラック七にそれぞれあて、受光
のホトダイオードも８個用いれば同じ時間にそれだけ速
く情報を読み出せる。

次に以上説明してきた本発明に係る光分割器を用いて複
数ビームスポットによるトラッキング制御、情報再生、
情報記録の一例について説明する。

第５図は媒体上のピット３０と光スポット３１゜３２．
３３の配置を示したもので所謂トラッキング制御におけ
る３ビーム法を示した図である。光スポラ）３１，３２
．３３はそれぞれ第１図の光スポット１１，１２．１３
に対応し、スポット３２（すなわちスポット１２）は強
い強度を持っており、この光で情報を読み出す、同時に
フォーカス制御を行なうことも可能である両側のスポッ
ト３１．３３はピット３０に部分的にかかっており、別
々のホトディテクターに受光し、それらの強度バランス
トラッキングを行うのに使われる。

第６図は記録再生装置の記録媒体上の光スポットの配置
を示したものであり、３５　、３７　。

３８．４０はそれぞれトラ、キングトラック、３４．３
５は記録された記録ピット、３９は記録中のピットを示
す、第６図（ａ）は読み出し時（ｐｌ］ち再生時）を示
したものであり、両側の２つの記録ピッ）３４．３５に
光スピットを照射し情報を再生し、中央のトラッキング
トラック３５でフォーカス制御及びトラッキング制御を
行う。

第６図（ｂ）は書き込み（即ち記録時）を示したもので
あり、中央の強いスポットで情報の書き込みを行う。

本発明の特徴は複数光束の発生手段として複屈折物質と
波長板からなる光分ＰＡＷを用いる点にあり、複屈折物
質の常光線、異常光線それぞれに対応する屈折率の差は
波長の変動に対して殆ど変化しない特性を積極的に利用
するものであるから前記実施例に限らず種々の変形が可
能である。

例えば１本明細書では記録媒体として反射型でカード状
のものを中心に説明してきたが、透過型でもよく、形状
はどのようなものにも利用できるものである。

また、分割された光スポットの数は２個でも再生等にお
いて使用できるものである。

［発明の効果］ 以上のような本発明の光情報光学系によれば、波長変動
に対しても安定性の良い光記録再生装置を提供でき、ま
た複数の光スポットを容易に作れるので、情報処理のス
ピードを向上できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る光分割器の第１実施例の構成図、
第２図〜第４図はそれぞれ他の実施例を示す概成因であ
る。 ｆｆ１５図、第６図はそれぞれ分割された光スポットの
トラ−２り上の配置図を示す図、第７図は本発明の光情
報光学系の一例を示す図である。 第８図は光カードの概略平面図、第９図、第１０図はそ
れぞれ光学的情報記録再生装置の斜視図、側方断面図、
第１１図はその光検出器を示す図、第１２図、第１３図
はそれぞれ前記装置を用いて光カードに情報を記録する
際の動作の説明図、第１４図は再生する際の説明図であ
る。 １．３，１４，１６，４１，４２，４４゜４５　、４６
　：複屈折物質 ２．１５，４３，４７，４８．波長板 代理人　弁理士　　山　下　穣　子 弟１図 第２図 （Ｇ） 第３囚 （ａン （ａ） 第６図 第５図　　（Ｇ）　　　　（ｂン 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）光ビームを光分割手段を用いて複数に分割し、該
   分割光束を光情報処理媒体上に照射して情報処理を行う
   光情報光学系おいて、 前記光分割手段が複数の複屈折物質で波長板を挟んだ構
   成の光分割器よりなることを特徴とする光情報光学系。