JPS644257B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ビデオ、PCMオーデイオ等の情報
を、高密度に記録原盤上に記録する際、記録原盤
からの反射光をモニターし、精度良く、レーザー
光束を記録原盤上に収束させる手段を有せしめた
光学的情報記録装置に関し、高い開口数の記録レ
ンズを用いた場合でも、焦点合わせを精度良く行
うことができる光学的情報記録装置を提供するの
を目的とする。

近年、ビデオデイスク、PCMオーデイオデイ
スクの情報記録容量は、従来のメモリーに比べる
と、はるかに大きな容量となつてきているが、高
密度記録を実現するためには、高い開口数（N.
A）を有する記録レンズを用い、極めて精度良く
焦点制御を行う必要がある。例えば、N.A＝0.93
の記録レンズを用いてアルゴンレーザー光（λ＝
0.4579μｍ）で記録するとすれば、焦点深度Δは、 Δ＝±λ／２（N.A）² ＝±0.4579／２×（0.93）²＝±0.26μｍ となり、少なくとも、焦点深度内に焦点位置を制
御する必要がある。しかし、従来の光学的情報記
録装置によると、実際には焦点深度内にあるにも
かかわらず精度が十分でないという場合も出てき
ており、記録原盤を回転させた時、必ず面振れを
生じている。ところで、この面振れに対応して、
記録レンズを十分な精度で追従させることは、現
在のサーボ技術をもつてすれば、比較的容易に実
現できる。しかし、問題なのは、焦点の絶対位置
を高精度に合わせる方法である。

第１図および第２図に従来の光学的情報記録装
置の光学系を示す。いずれも従来からの焦点合わ
せ方法を用いたものである。第１図は、平行系の
場合で、入射光束１を光路中に挿入されている平
行平板２および反射ミラー３を介して記録レンズ
４に入射させ、この記録レンズ４により記録原盤
５上に焦点を結ばせ、この反射光を再び同じ光路
を通して、前記平行平板２の両面で反射させてシ
エアリングを行い、２光束を干渉パターン観測ス
クリーン６上で干渉させる。そして干渉縞を観察
し、干渉縞間隔が最大になる位置を最適焦点位置
とするものである。なお、入射光束１の平行性が
保証されておれば、反射光束も平行になつた時が
最適焦点位置であると言つて良い。

第２図は、スポツトを実際に観測する光学系を
備えた場合で、入射光束１を、光路中に挿入され
ているウエツジ板７および反射ミラー３を介して
記録レンズ４に入射させ、この記録レンズ４によ
り記録原盤５上に焦点を結ばせ、この反射光を再
び同じ光路を通して、前記ウエツジ板７で反射さ
せて収束レンズ８に入射させ、これを顕微鏡９に
より観察するものである。係る場合、収容レンズ
８と顕微鏡９の対物レンズ１０との位置関係を、
収束レンズ８に平行光が入射した時に顕微鏡９の
接眼レンズ１１を通して観察した際に、観察され
るスポツト径が最小になるように予めオートコリ
メーター等で、記録レーザー光と同波長を用いて
セツトされている。係る構成で、記録原盤５から
反射された光束によるスポツトが最小になるよう
に焦点調整を行えば、記録原盤５上で入射光束１
が最適焦点位置になるというものである。

しかしながら、このような従来の光学的情報記
録装置によると、記録レンズ４のN.Aが低い状態
では焦点合わせを有効に行えるが、記録レンズ４
のN.Aが高くなつてくると、特にN.A＞0.9にな
つてくると、入射光束１の偏波面が記録レンズ４
の半径位置により、回転が生じるという現象を起
こしていた。出力の比較的大きいレーザーは、一
般的に外部鏡式であり、レーザーチユーブの端面
はブリユスター窓になつている。従つて、直線偏
光している。この光束を、記録レンズ４に入射さ
せ、記録原盤５からの反斜光を観測する場合、一
様な強度の光を入射させたとしても、記録レンズ
４を構成する各群のレンズへの入射角度や第１図
の平行平板２、第２図のウエツジ板７の表面反射
における垂直Ｓおよび平行Ｐ成分の反射率の違い
が生じ、第２図の顕微鏡９の肉眼１２による観測
では、一様な明るさのスポツトが得られず、暗十
字（アイソジヤイア）を有するスポツトしか得ら
れないのである。従つて、平行平板２による干渉
では、干渉縞の可視度が下がり、正確な焦点合わ
せは不可能である。

第３図は、高いN.Aを有する記録レンズ４に直
線偏光１３を入射させた場合の後側焦点面４ａで
の、直線偏光１３の偏光状態を示し、第４図は、
記録原盤５から反射されてもう一度記録レンズ４
を通つて戻つて来た直線偏光１３の後側焦点面４
ａでの偏光状態を示す。この図からも明らかなよ
うに、記録レンズ４を通過した直線偏光１３は、
特に入射角度の大きいガラス面で、Ｓ偏光とＰ偏
光の透過率が異なつてきて、直線偏光１３を入射
させても、記録レンズ４を通過した直線偏光１３
の偏波面は第４図の如く回転し、第１図の平行平
板２や第２図のウエツジ板７で反射された光は、
偏波面の角度回転量に応じて、反射率が異なつて
きて、ちようどアナライザーと同様の作用をす
る。従つて、観測される記録原盤５からの反射光
によるスポツトは、暗十字を有する状態になり、
記録レンズ４からの光束が、記録原盤５上で最も
絞れた場合を確認するのには、精度不十分とな
り、再現性良く、最良焦点位置に接定するという
ことは不可能に近くなるのである。

本発明はこのような問題を解決することを目的
とし、記録レーザー光源と、情報信号に応じて記
録レーザー光束を変調する変調手段と、記録レー
ザー光束を記録原盤上に集束させる記録レンズ
と、前記記録原盤から反射し前記記録レンズを通
つた反射レーザー光を前記記録レーザー光束と分
離する分離手段と、前記分離手段により分離さた
反射レーザー光を収束させる収束手段と、前記収
束手段により収束された反射レーザー光スポツト
の収束状態をモニターすることによつて前記記録
レーザー光束の前記記録原盤上での集束状態をモ
ニターするモニター手段と、少なくとも前記モニ
ター手段による集束状態モニター時に、前記記録
レンズに前記記録レーザー光源からの記録レーザ
ー光束を円偏光として入射させる直線偏光・円偏
光変換手段と、前記モニター手段によるモニター
結果に基づいて前記記録レンズからの出射光を前
記記録原盤上に正しく集束させるように前記記録
レンズを制御する焦点合わせ手段とを備えた光学
的情報記録装置を提供することによつて、その目
的を達成するものであり、これにより高い開口数
の記録レンズを用いた場合でも、暗十字のない状
態で精度良く焦点合わせを行うことができるもの
である。

以下、本発明の構成をその一実施例を示す図面
に基づいて詳細に説明する。なお、前記第１図お
よび第２図と同じ作用をなすものは同一番号を付
して説明を略した。

第５図は、本発明に係る光学的情報記録装置の
光学系を示す。すなわち、第２図に示した光学系
に加え、反射光観測系のウエツジ板７と記録レン
ズ４との間の光路中にλ／４板１４を挿入し、入
射光束１を直線偏光から円偏光に変えて記録レン
ズ４に入射させるように構成されている。λ／４
板１４自体は、焦点合わせ時のみ光路中に挿入し
てもよく、常時入れておいても問題はない。ま
た、λ／４板１４を挿入する位置は、反射光観測
系と記録レンズ４間以外のウエツジ板７手前の光
路中でもよい。これにより、λ／４板１４が円偏
光を入射させるので、記録レンズ４通過後の、空
間的偏光面の傾きの分布はなくなり、ウエツジ板
７または平行平板で反射された光束１も、空間的
な非対称性を持たなくなり、収束レンズ８および
顕微鏡９の対物レンズ１０と接眼レンズ１１で構
成される観測系で観測されるスポツトは、暗十字
のない明瞭なスポツトとなつて、最適焦点位置を
精度良く決定することが可能となる。

第６図は、VHD方式ビデオデイスクに本発明
に係る光学的情報記録装置を用いたところの光学
系を示す。光学的ビデオデイスク、PCMデジタ
ルオーデイオデイスク等の記録の場合は、記録レ
ーザー光束は１ビームで偏光面も１種類である
が、第６図に示すように偏波面の異なる２光束を
用いた場合、λ／４板１４の挿入位置は限定され
る。VHD方式ビデオデイスクの記録光学系を簡
単に説明すると、アルゴンレーザー１５より出た
光束（λ＝0.4579μｍ）は、反射ミラー１６で、
メイン信号記録用ビーム１７とパイロツト信号
（トラツキングピツト）記録用ビーム１８とに分
かれる。メイン信号記録用ビーム１７は光変調器
１９を通りFM変調され、次に反射ミラー２０を
介して光変調器２１に入り、デイスク半径方向に
より変わる必要記録パワーのコントロールが行わ
れる。次に光束１７は反射ミラー２２を介してシ
リンドリカルレンズ２３，２４に入り、第１スリ
ツト２５で絞り込まれるとともにその幅をコント
ロールされ、次にレンズ２６に入つて平行光とな
り偏光ビームスプリツター２７へと入る。一方、
トラツキングピツト記録用パイロツトビーム１８
は、反射ミラー２８を介して光変調器２９を通
り、次に反射ミラー３０，３１を介してビーム拡
大光学系３２，３３を通り、次に反射ミラー４１
を介して偏光ビームスプリツター２７に到到り、
前記メイン信号記録用ビーム１７と加算される。
偏光ビームスプリツター２７に入るメイン信号記
録用ビーム１７とパイロツト信号記録用ビーム１
８の偏光方向は図中イ，ロであらわす方向であ
る。偏光ビームスプリツター２７を出たビーム３
４は、ウエツジ板７で一部反射され、ミラー３５
に入射し、反射された後に、スポツト観測光学系
８，１０，１１に入る。ここで、入射ビーム３４
の平行度を調整確認する。ウエツジ板７を出た光
は、反射ミラー３を介した後、第２スリツト３６
により第１スリツト２５で発生した高次回析光を
制御し、ピツト形状をコントロールする。記録レ
ンズ４を通り記録原盤５表面で反射したビーム
は、再び同じ光路を通り、入射光と同時にスポツ
ト観測系８，１０，１１に入る。入射光３４は記
録レンズ４を通過する前にスポツト観測光学系
８，１０，１１に入射するため、偏光面の回転な
しに正確に観測できる。しかし、この構成では記
録原盤５からの反射光は、やはり暗十字を生じ
る。そこで本実施例においては、反射光観測系の
ウエツジ板７と前記第２スリツト３６との間に
λ／４板１４を挿入することにより暗十字の発生
しない状態で、反射光によるスポツトを観測する
構成とした。この場合、２つの直交した偏光面の
ビーム１７，１８が入射するため、いずれか一方
のビームを最良に見えるようにすることはできる
が、両方同時に最も良く見えるようにすることは
できない。しかし実際には、メイン信号記録用ビ
ーム１７のみ最良にすれば、パイロツトビーム１
８の方は、自動的に最良になる。またメインビー
ム１７およびパイロツトビーム１８の位置関係
は、記録中は、終始モニターする必要があるの
で、焦点合わせ時以外はλ／４板１４は、その光
路中から外しておくことが必要である。

以上のように本発明によれば、従来の光学的情
報記録装置が、高いN.Aのレンズを用いてレーザ
ー記録を行う場合、直線偏光を記録レンズに入射
させると、レンズ面の曲率によりＳ偏波とＰ偏波
の透過率が異なり、記録原盤（デイスク）からの
反射光を光学的にモニターして最良焦点位置に設
定する場合、精度的に不十分なものであつたのに
対し、記録レーザー光源からの記録レーザー光束
を直線偏光・円偏光手段により円偏光として記録
レンズに入射させるようにしたので、暗十字（ア
イソジヤイア）のない状態でモニター手段による
モニター結果に基づいて記録レンズからの出射光
を記録原盤上に正しく集束させるように焦点合わ
せ手段により記録レンズを制御することによつて
精度よく焦点合わせを行うことができるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は従来例を示し、第１図は
平行平板により焦点合わせを行う記録光学系をあ
らわす図、第２図はスポツトを実際に観測する光
学系を備えた記録光学系をあらわす図、第３図は
記録レンズ後側焦点面でのビームの偏光状態をあ
らわす図、第４図は記録原盤から反射されて記録
レンズを２回通つた後の記録レンズ後側焦点面で
の偏光面の回転状態をあらわす図、第５図および
第６図は本発明の一実施例を示し、第５図は第２
図の構成にλ／４板を挿入した記録光学系をあら
わす図、第６図はλ／４板を挿入した状態の
VHD方式記録光学系をあらわす図である。 １……入射光束、２……平行平板、４……記録
レンズ、５……記録原盤、７……ウエツジ板、８
……収束レンズ、９……顕微鏡、１４……λ／４
板、１５……アルゴンレーザー、１９，２１，２
９……光変調器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 記録レーザー光源と、情報信号に応じて記録
   レーザー光束を変調する変調手段と、記録レーザ
   ー光束を記録原盤上に集束させる記録レンズと、
   前記記録原盤から反射し前記記録レンズを通つた
   反射レーザー光を前記記録レーザー光束と分離す
   る分離手段と、前記分離手段により分離された反
   射レーザー光を収束させる収束手段と、前記収束
   手段により収束された反射レーザー光スポツトの
   収束状態をモニターすることによつて前記記録レ
   ーザー光束の前記記録原盤上での集束状態をモニ
   ターするモニター手段と少なくとも前記モニター
   手段による集束状態モニター時に、前記記録レン
   ズに前記記録レーザー光源からの記録レーザー光
   束を円偏光として入射させる直線偏光・円偏光変
   換手段と、前記モニター手段によるモニター結果
   に基づいて前記記録レンズからの出射光を前記記
   録原盤上に正しく集束させるように前記記録レン
   ズを制御する焦点合わせ手段とを備えた光学的情
   報記録装置。