JPH04117636A - 光学的情報記録再生装置 - 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、光学的情報記録媒体に光束を照射することに
よって、情報を光学的に記録、あるいは記録情報を再生
する光学的情報記録再生装置に関する。

［従来の技術］ 従来、光を用いて情報の記録、再生を行なう情報媒体と
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。これら光学的情報記録媒体には記録及び再
生の可能なものや再生のみ可能なもの等がある。記録可
能な媒体へ情報を記録するには、記録情報に従って変調
され微小スポット状に絞られた光ビームで情報トラック
を走査することにより行なわれ、光学的に検出可能な情
報ビット列として情報が記録される。

又、記録媒体から情報を再生するには、該媒体に記録が
行なわれない程度の一定のパワーの光ビームスポットで
情報トラックの情報ビット列を走査し、該媒体からの反
射光又は透過光を検出することにより行なわれる。

上述した記録媒体への情報の記録、再生に用いられる光
ヘッドは、記録媒体に対しその情報トラック方向及び該
方向を横切る方向に相対的に移動可能とされており、こ
の移動により光ビームスポットの情報トラック走査が行
なわれる。光ヘッドにおける光ビームスポットの絞り込
み用レンズとしでは、例えば対物レンズが用いられる。

この対物レンズはその光軸方向（フォーカシング方向）
及び該光軸方向と記録媒体の情報トラック方向との双方
に直交する方向（トラッキング方向）に光ヘッド本体に
ついて夫々の方向に独立して移動することができるよう
に保持されている。このような対物レンズの保持は、一
般に弾性部材を介して成され、対物レンズの上記２方向
の移動は一般に磁気的相互作用を利用したアクチュエー
タにより駆動される。

ところで、上述した光学的情報記録媒体のうちカード状
の光学的情報記録媒体（以下、光カードと称する）は、
小型軽量で持ち運びに便利な比較的大容量の情報記録媒
体として今後大きな需要が見込まれている。

第４図に追記型光カードの模式的平面図、第５図にその
部分拡大図を示しである。

第４図において、光カード１の情報記録面には多数本の
情報トラック２がＬ−Ｆ方向に平行に配列されている。

又、光カード１の情報記録面には上記情報トラック２へ
のアクセスの基準位置となるホームポジション３が設け
られている。情報トラック２は、ホームポジション３に
近い方から順に２−１．２−２．２−３．・・・と配列
され、第５図に示すように、これらの各情報トラックに
隣接してトラッキングトラックが４−１．４−２゜４−
３．・・・というように順次設けられている。これらの
トラッキングトラック４は、情報記録再生時の光ビーム
スポット走査の際に該ビームスポットが所定の情報トラ
ックから逸脱しないように制御するオートトラッキング
（以下、ＡＴと記す）のためのガイドとして用いられる
。

このＡＴサーボは、光ヘッドにおいて上記光ビームスポ
ットの情報トラックからのずれ（ＡＴ誤差）を検出し、
該検出信号を上記トラッキングアクチュエータへと負帰
還させ、光ヘッド本体に対し対物レンズをトラッキング
方向（Ｄ方向）に移動させて光ビームスポットを所望の
情報トラッキングへと追従させることにより行なわれる
。

又、情報記録再生時において、光ビームスポットで情報
トラックを走査する際、該光ビームを光カード面上にて
適当な大きさのスポット状とする（合焦させる）ために
、オートフォーカシング（以下、ＡＦと記す）サーボが
行なわれる。このＡＦサーボは、光ヘッドにおいて上記
光ビームスポットの合焦状態からのずれ（ＡＦＩ差）を
検出し、該検出信号を上記フォーカシングアクチュエー
タへと負帰還させ、光ヘッド本体に対し対物レンズをフ
ォーカシング方向に移動させて光ビームスポットを光カ
ード面上に合焦させることにより行なわれる。

なお、第５図において、Ｓｌ、Ｓ２．Ｓ３は光ビームス
ポットを示し、Ｓｌと８３の光スポットを使用してトラ
ッキングを行ない、Ｓ２の光スポットを使用してフォー
カシング及び記録時の情報ビットの作成、再生時の情報
ビットの読出しを行なう。又、各情報トラックにおいて
、６−１゜６−２及び７−１．７−２は夫々プリフォー
マットされた左側アドレス部及び右側アドレス部を示し
、このアドレス部を読出すことによりトラックの識別が
行なわれる。５（図中、５−１．５−２が相当する）は
データ部であり、ここに所定の情報が記録される。

ここで、光学的情報の記録方法を第６図に示す光ヘッド
光学系の概略図を用いて説明する。

第６図において、２１は光源たる半導体レーザであり、
この例では紙面内方向に偏光している８３０ｎｍの波長
の光を発する。また、２２はコリメータレンズ、２３は
ビーム整形ビリズム、２４は光束分割のための回折格子
、２５は偏光ビームスプリッタである。更に、２６は１
／４波長板、２７は対物レンズ、２９はシリンドリカル
レンズ、３０は光検出器を示す。

半導体レーザ２１から発せられた光ビームは、発散光束
となってコリメータレンズ２２に入射する。そして、該
レンズにより平行光束ビームとされ、さらにビーム整形
プリズム２３により所定の光強度分布、つまり円形の強
度分布を有したビームに整形される。その後、前記光束
は回折格子２４に入射し、該回折格子２４により有効な
３つの光ビーム（０次回折光及び±１次回折光）に分割
される。この３つの光束は、偏光ビームスプリッタ２５
にＰ偏光光束として入射する。偏光ビームスプリッタ２
５は、第７図に示すような分光特性を有し、入射した光
はその特性に従って１００％近く透過する。

次いで、前記３つの光束は１／４波長板２６を透過する
際に円偏光に変換され、対物レンズ２７によって光カー
ド１上に集束される。この集束された光が第５図に示し
たように、３つの微小ビームスポットＳｌ（＋１次回折
光）、Ｓ２　（Ｏ次回折光）、Ｓ３　（−１次回折光）
である。Ｓ２の光束は、記録および再生、ＡＦ副制御信
号光として用いられ、ＳｌとＳ３の光束はＡＴ副制御信
号光として用いられる。光カード１上におけるスポット
位置は、第５図に示したように、光ビームスポットＳｌ
、Ｓ３は隣接するトラッキングトラック４上に位置し、
光ビームスポットＳ２は該トラッキングトラック間の情
報トラック２上に位置している。かくして、光カード１
上に形成された光ビームスポットからの反射光は、再び
対物レンズ２７を通って平行光束とされ、１７４波長板
２６を透過することにより入射時とは偏光方向が９０”
回転した光ビームに変換される。そして、偏光ビームス
プリッタ２５にはＳ偏光ビームとして入射し、第７図に
示した分光特性により１００％近く反射し、検出光学系
に導かれる。

前記検出光学系は、球面レンズ２８とシリンドリカルレ
ンズ２９が組み合わされて構成されており、この組み合
わせにより非点収差法によるＡＦ副制御行なわれる。ま
た、前記検出光学系により光カード１から反射した３つ
の光束は集光され、光検出器３０に入射する。光検出器
３０は、第８図に示すように、２つの受光素子３０ａ、
３０ｃ及び４つに分割された受光素子３０ｂから構成さ
れている。受光素子３０ａ、３０ｃは前述の光スポット
Ｓｌ、Ｓ３の反射光を受光し、この受光信号を用いてト
ラッキング制御が行なわれる。また、４分割の受光素子
３０ｂは光スポットＳ２の反射光を受光し、この受光信
号によりフォーカス制御が行なわれ、また記録情報が再
生される。

［発明が解決しようとしている課題］ しかしながら、上記従来例の光ヘッド光学系では、半導
体レーザの光強度分布をビーム整形プリズムによって所
定強度分布に整形しているため、光学系の光軸合せが煩
雑である。即ち、ビーム整形プリズムとその後の光学系
の光軸を一致させるための調整作業が煩雑であり、調整
に長時間を要する問題があった。

本発明は、このような問題点を解消するためになされた
もので、その目的は製造を容易にした光学的情報記録再
生装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するため、光学的情報記録媒体に半導体
レーザの光束を微小スポットに絞って照射し、かつ前記
記録媒体からの反射光を検出する光ヘッド光学系を有し
、該光ヘッド光学系の光束の照射により前記媒体に情報
を記録、または記録情報を再生する光学的情報記録再生
装置において、前記光ヘッド光学系に、前記半導体レー
ザの楕円光束を円光束に整形する一対のシリントリルレ
ンズを配設したことを特徴とする光学的情（記録再生装
置が提供される。

［実施例］ 以下、本発明の実施例について、図面を参照ｔながら詳
細に説明する。第１図は本発明の光学ａ情報記録再生装
置の一実施例を示す構成図でｊる。なお、第１図では従
来装置と同一部分は同一符号を付している。

第１図において、２１は光源として用いた半導体レーザ
であり、その光束は断面が楕円形状の光束である。この
楕円光束は、詳しく後述するように一対のシリンドリカ
ルレンズ１１及び１２で所定強度分布、即ち断面円形状
の光束に修正される。また、半導体レーザ２１の光束は
発散光束であるため、コリメータレンズ２２で平行光束
に修正される。シリンドリカルレンズ１１は凹形状のも
ので、コリメータレンズ２２と回折格子２４の間に配置
されている。また、もう一方のシリンドリカルレンズ１
２は凸形状のもので、偏光ビームスプリッタ２５と１７
４波長板２６の間に配置されている。

ここで、シリンドリカルレンズ１１．１２の働きを第２
図を用いて説明する。第２図はシリンドリカルレンズ１
１．１２を透過する光束の状態を示した図で、その他の
光学系は省略している。また、第２図（ａ）は第１図の
正面から見た図で、第２図（ｂ）はその側面から見た図
である。第２図の例は楕円光束の長軸と短軸の比が２対
１であり、これを楕円光束の長軸と長さが同じ直径の円
形状光束に変換するものである。即ち、楕円光束の長軸
方向は第２図（ｂ）に示す如くそのままの状態で、短軸
方向を第２図（ａ）に示す如（２倍に拡張するものであ
る。

このような条件を満足するには、シリンドリカルレンズ
１１及び１２を次のように設定すればよい。まず、シリ
ンドリカルレンズ１１の焦点距離なｆ３、シリンドリカ
ルレンズ１２の焦点距離をｆ８とした場合、ｆ２＝−２
ｆ、の関係を満たすように各レンズの条件を設定する。

つまり、シリンドリカルレンズ１１の虚像点とシリンド
リカルレンズ１２の焦点位置が一致するように設定する
。なお、シリンドリカルレンズ１１と１２の間には、回
折格子２４と偏光ビームスプリッタ２５が介在している
が、これらは曲率がないので、ｆ＋　＝−２ｔヨの関係
を維持することができる。

この場合、２つのシリントリルレンズエｌ。

１２の距離は空気換算距離に直してやればよい。

このようにして半導体レーザ２１の光束は円形状の強度
分布に変換され、シリンドリカルレンズ１２を出射する
。

この出射光束は、１７４波長板２６、対物レンズ２７を
通り、微小光スポットとして光カード１上に照射される
。また、その反射光は同じ経路を通って再びシリンドリ
カルレンズ１２へ戻る。この場合、戻ってきた光束はシ
リンドリカルレンズ１２によって紙面内方向成分だけ集
束される。また、偏光ビームスプリッタ２５で反射され
た後、球面レンズ２８により前記光束の全方向成分が集
束される。この際、シリンドリカルレンズ１２により光
束の紙面内方向成分は予め集束光となるため、紙面内方
向成分の光の方がそれと直交する成分の光よりも手前に
結像し、従って従来同様に非点収差法によるＡＦ制御を
行なうことができる。

また、本実施例においては、シリンドリカルレンズ１２
が従来の第６図に示したシリンドリカルレンズ２９と同
じ機能を持つので、検出光学系にシリンドリカルレンズ
を設ける必要はない。そのため、検出光学系の光軸方向
の長さを短が（できる利点がある。

なお、シリンドリカルレンズ１１の位置としては、コリ
メータレンズ２２と偏光ビームスプリッタ２５の間であ
ればどの位置であってもよく、またシリンドリカルレン
ズ１２も偏光ビームスプリッタ２５と対物レンズ２７の
間であればどこでもよい。更に、前記実施例では楕円光
束の短軸方向を広げて整形したが、逆に縮小するように
してもよい、つまり、シリンドリカルレンズ１１と１２
の位置を逆にしても、円形状の光束に変換することがで
きる。また、第３図に示すように凹形状のシリンドリカ
ルレンズ１１の代わりに凸形状のシリンドリカルレンズ
３１を使用し、両方とも凸形状のものを用いても、前記
実施例と同様の効果が得られる。但し、この実施例では
同等の収差でおさえるには光路長が長くなるので、スペ
ース的には不利である。また、両方とも両面シリンドリ
カルレンズで構成してもよいが、この場合は収差はよい
ものの、コスト高になる不利がある。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、一対のシリンドリ
カルレンズを用いて楕円光束を円光束に変換するように
したので、光学系の光軸合わせを容易に行なうことがで
き、従来のようなビーム整形プリズムを用いたときの煩
雑な光軸合わせの調整作業を一斉不要にすることができ
る。従って、装置の製造を容易とし、また製造コストも
低減できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光学的情報記録再生装置における光ヘ
ッド光学系の一実施例を示す構成図、第２図はシリンド
リカルレンズの光束整形作用を示す説明図、第３図は他
の実施例を示す構成図、第４図は光カードの平面図、第
５図はその光カードの部分拡大図、第６図は従来例の光
ヘッド光学系を示す構成図、第７図は偏光ビームスプリ
ッタの分光特性を示す特性図、第８図は光検出器の受光
面を示す説明図である。 １・・・光カード １１・・・シリンドリカルレンズ（凹形）１２・・・シ
リンドリカルレンズ（凸形）２１・・・半導体レーザ ２２・・・コリメータレンズ ２５・・・偏光ビームスプリッタ ２７・・・対物レンズ　　　３０・・・光検出器代理人
　　弁理士　山　下　積　平 第 図 第 図 第 図 第６図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）光学的情報記録媒体に半導体レーザの光束を微小
   スポットに絞って照射し、かつ前記記録媒体からの反射
   光を検出する光ヘッド光学系を有し、該光ヘッド光学系
   の光束の照射により前記媒体に情報を記録、または記録
   情報を再生する光学的情報記録再生装置において、 前記光ヘッド光学系に、前記半導体レーザの楕円光束を
   円光束に整形する一対のシリンドリカルレンズを配設し
   たことを特徴とする光学的情報記録再生装置。
2. （２）前記一対のシリンドリカルレンズは、いずれか一
   方が凹形のシリンドリカルレンズであって、他方が凸形
   のシリンドリカルレンズであることを特徴とする請求項
   １項記載の光学的情報記録再生装置。
3. （３）前記一対のシリンドリカルレンズが、両方とも凸
   形のシリンドリカルレンズであることを特徴とする請求
   項１項記載の光学的情報記録再生装置。
4. （４）前記記録媒体への入射光と該媒体からの反射光を
   分離し、該反射光を検出光学系へ導く偏光ビームスプリ
   ッタと、光束を微小スポットに絞る対物レンズとの間に
   、前記一対のシリンドリカルレンズの一方を凸形シリン
   ドリカルレンズとして配置し、該凸形シリンドリカルレ
   ンズを前記検出光学系に非点収差法によるフォーカシン
   グ制御に用いられるシリンドリカルレンズと兼用したこ
   とを特徴とする請求項１項記載の光学的情報記録再生装
   置。