JPH04245038A - 光学的情報記録装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光ビームを光学的情報
記録媒体に対しスポット照射して該記録媒体の情報トラ
ックに情報を記録する光学的情報記録装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
光を用いて情報を記録し、また記録されている情報を読
み出し再生する光学的情報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。特に、カード状のもの（光カード）は製造の容易
さや携帯性の良さ、アクセス性の良さ等の特徴から、用
途が拡大されていくと考えられている。そして、この光
カードを対象とする光学的情報記録再生装置として、種
々のものが提供されている。この光学的情報記録再生装
置ではオートフォーカス制御及びオートトラッキング制
御を行いつつ情報の記録や再生が行われている。

【０００３】記録媒体への情報の記録は、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われ、光学的に検出可
能な情報ピット列として情報が記録される。記録媒体か
らの情報の再生は、該媒体に記録が行われない程度の一
定パワーの光ビームで情報トラックの情報ピット列を走
査し、該媒体からの反射光または透過光を検出すること
により行われる。この様な情報の記録／再生の方式とし
ては、１光源方式と複数光源方式とが提案されている。

【０００４】１光源方式の代表的な構成例を図６に示す
。図６において、半導体レーザ１０１の発光光束はコリ
メータレンズ１０２で平行光束とされ、回折格子１０３
で複数光束に分割され、偏光ビームスプリッタ１０４、
　１／４波長板１０５、更に対物レンズ１０６を介して
光カード１０７上に集光せしめられる。光カード１０７
からの反射光は、対物レンズ１０６、　１／４波長板１
０５、偏光ビームスプリッタ１０４、トーリックレンズ
１０８を経由して、光検出器１０９へ入射する。このと
き、回折格子１０３で分割された光束のうちの０次回折
光を用いて記録、再生及びオートフォーカス制御（ＡＦ
制御）がなされ、また±１次回折光を用いてオートトラ
ッキング制御（ＡＴ制御）がなされる。ここで、ＡＦ制
御は非点収差方式であり、ＡＴ制御は３ビーム方式であ
る。

【０００５】次に、複数光源方式の代表的な構成例を図
７に示す。図７において、半導体レーザ２０１の発光光
束は、コリメータレンズ２０２で平行光束とされ、偏光
ビームスプリッタ２０３、対物レンズ２０４を介して、
光カード２０５へ集光される。半導体レーザ２０１から
の光束は情報記録にのみ用いられる。ＬＥＤ２０７は情
報の再生、ＡＦ制御及びＡＴ制御に用いられ、このＬＥ
Ｄ２０７の発光光束は、コリメータレンズ２０８で平行
光束とされ、偏光ビームスプリッタ２０３、対物レンズ
２０４を介して光カード２０５へと集光される。この場
合、ＬＥＤ２０７からの光束の光路は、半導体レーザ２
０１からの光束の光路とは異なり、光カード２０５へは
斜めに入射することになる。光カード２０５からの反射
光は、対物レンズ２０４、偏光ビームスプリッタ２０３
及びミラー２０９，２１１、集光レンズ２１０を経由し
てビームスプリッタ２１２で分離され、ＡＴ制御用セン
サ２１３、再生及びＡＦ制御用センサ２１４へ入射する
。ここで、ＡＦは軸ずらし方式であり、ＡＴはプッシュ
プル方式である。

【０００６】図８に複数光源方式における光カード上の
各光スポットの位置関係を示す。図中、３００はＡＴ制
御の際にガイドとして用いられるトラッキングトラック
であり、３０１は２本のトラッキングトラック３００の
間に設けられた情報トラックである。また、情報トラッ
ク３０１に位置する円形光スポット３１０は半導体レー
ザ２０１から発せられた記録用光スポットであり、楕円
形スポット３２０はＬＥＤ２０７から発せられた再生及
びＡＴ／ＡＦ制御用光スポットである。記録用光スポッ
ト３１０の走査によって記録された記録ピット３３０に
対し、該記録ピットを含む領域に楕円形光スポット３２
０が照射される。そして、この楕円形光スポット３２０
の反射光をセンサ２１４で検出し、この検出信号によっ
て記録情報が再生される。尚、楕円形光スポット３２０
の照射領域は、記録ピット３３０に比べてかなり広範囲
である。

【０００７】ところで、情報再生の際に得られる再生信
号のコントラストは、情報ピットの面積が大きいほど高
められる。しかし、一方において、高情報記録密度を維
持するという要求がある。従って、従来、これら２つの
要件を勘案して記録用光ビームのスポット径が決められ
ており、再生信号のコントラストは十分高いとはいえな
かった。

【０００８】本発明は、この様な従来技術の問題点に鑑
み、記録密度を低下させることなしに再生時に良好なコ
ントラストの再生信号が得られる様な情報ピットを形成
することが可能な光学的情報記録装置を提供することを
目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記目
的を達成するものとして、光源からの光ビームを集光光
学系を用いて光学的情報記録媒体に対しスポット照射し
て該光学的情報記録媒体の情報トラックに情報を記録す
る光学的情報記録装置において、前記光源から集光光学
系に入射する光ビームの断面形状を一方向にのみ縮小さ
せ、前記光学的情報記録媒体に形成される光スポットを
略楕円形状とし、該楕円形状の長径方向が情報トラック
方向と略直交することを特徴とする、光学的情報記録装
置、が提供される。

【００１０】本発明においては、前記光源として半導体
レーザを用いることができ、また、前記光ビームの断面
形状を一方向にのみ縮小させるための手段として略楕円
形状のアパーチャや光ビーム整形プリズムを用いること
ができる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づき説明
する。

【００１２】図１は本発明による光学的情報記録再生装
置の一実施例を示す構成図である。尚、本実施例では、
ＡＦ制御に非点収差方式、ＡＴ制御に３ビーム方式を採
用した。図１において、１は波長８３０ｎｍのレーザ光
束を発する記録用の半導体レーザであり、２は波長７８
０ｎｍのレーザ光束を発する再生／サーボ制御用の半導
体レーザである。また、３，４はレーザ光束を平行化す
るコリメータレンズであり、５，５’は光束制限用のア
パーチャであり、６は半導体レーザ２からの光束を０次
回折光及び±１次回折光に分割する回折格子であり、７
は半導体レーザ１からの波長８３０ｎｍのレーザ光束を
透過し且つ半導体レーザ２からの波長７８０ｎｍのレー
ザ光束を反射するダイクロイックプリズムである。

【００１３】８は各半導体レーザ１，２からの入射光と
光カード１１からの反射光とを分離するための偏光ビー
ムスプリッタであり、９は　１／４波長板であり、１０
は各レーザ光を集光する対物レンズであり、１１は情報
記録媒体たる光カードである。１２は偏光ビームスプリ
ッタ８から反射された光を集光するトーリックレンズで
あり、該トーリックレンズの表面には波長８３０ｎｍの
光束をカットし波長７８０ｎｍの波長の光束を透過させ
る膜が形成されている。１３はトーリックレンズ１２に
より集光された光束を検出する光検出器である。更に、
２６は装置を制御するＣＰＵであり、２３はインターフ
ェイスであり、２２はエンコーダであり、２１はレーザ
制御部であり、２４は半導体レーザ１，２を駆動するレ
ーザドライバである。

【００１４】次に、本実施例の動作につき説明する。先
ず、記録すべき情報信号は、ＣＰＵ２６からインターフ
ェイス２３、エンコーダ２２を経由して、レーザ制御部
２１へと送られる。レーザ制御部２１は、その情報信号
に基づいてレーザドライバ２４を制御し、記録用の半導
体レーザ１を駆動する。また、レーザ制御部２１は再生
／サーボ制御用の半導体レーザ２を駆動する。この半導
体レーザ２は記録命令の有無に関わらず、駆動される。

【００１５】記録用の半導体レーザ１から発せられた発
散光束は、コリメータレンズ３で平行化された後に、ア
パーチャ５’で制限されてダイクロイックプリズム７へ
と入射する。前記アパーチャ５’は、レーザ光束が光カ
ード１１上に集光した時に楕円形状となる様な開口形状
をなしており、その関係については後述する。ダイクロ
イックプリズム７は半導体レーザ１からの波長８３０ｎ
ｍの光を透過させるので、この記録用光束は、偏光ビー
ムスプリッタ８、　１／４波長板９を経由して対物レン
ズ１０へと入射する。対物レンズ１０はレーザ光束を集
光して光カード１１の情報トラック上に微小楕円形光ス
ポット状に照射し、情報信号に基づいた記録ピットを形
成する。この微小楕円形光スポットは、情報トラック方
向と直交する方向が長径方向とされている。

【００１６】一方、再生／サーボ制御用の半導体レーザ
２からの発散光束は、コリメータレンズ４で平行化され
た後、アパーチャ５で制限され、更に回折格子６で０次
回折光及び±１次回折光の３つの光束に分割される。０
次回折光は情報の再生及びＡＦ制御に用いられ、±１次
回折光はＡＴ制御に用いられる。これら３つの光束は、
ダイクロイックプリズム７で反射され、半導体レーザ１
の光束と略同一の光路即ち偏光ビームスプリッタ８、　
１／４波長板９及び対物レンズ１０を通って光カード１
１上に照射される。もちろん、３本の光束とも対物レン
ズ１０により微小スポット状に集光される。

【００１７】図２は光カード１１に各光スポットが照射
された状態を示す図である。図中、３０はトラッキング
ガイド用のトラッキングトラックであり、３１は該トラ
ッキングトラック３０の間に設けられた情報トラックで
ある。また、４０は半導体レーザ１から発せられた記録
用ビームの光スポットであり、情報トラック３１の中央
部に照射される。図示される様に、光スポット４０は情
報トラック３１の方向と直交する方向が長径方向とされ
ている。尚、比較のために示すが、前記アパーチャ５’
を除去した場合には、記録用光スポットは４０’の様に
光スポット４０の短径とほぼ同一の直径の円形となる。 ４１は半導体レーザ２からの光に基づく前述の０次回折
光の光スポットであり、４２，４３は半導体レーザ２か
らの光に基づく前述の±１次回折光の光スポットである
。光スポット４１は情報トラック３１のほぼ中央に照射
され、光スポット４２，４３は一部がトラッキングトラ
ック３０にかかる様に照射される。

【００１８】この様にして、光カード１１上に微小光ス
ポットとして照射されたレーザ光束は、光カード１１で
反射せしめられ、再び対物レンズ１０へ入射する。この
光は、　１／４波長板９を通って偏光ビームスプリッタ
８へと入射し、ここで反射せしめられてトーリックレン
ズ１２の表面の膜により波長７８０ｎｍの光束のみ該ト
ーリックレンズ１２を透過する。従って、再生用及び制
御用の光束即ち光スポット４１，４２，４３からの反射
光のみがトーリックレンズ１２で集光され、光検出器１
３へと入射する。

【００１９】光検出器１３は、図３に示す様に、４分割
センサ５１と通常の光センサ５２，５３とから構成され
、各センサで光カード１１からの反射光を受光する。 図３では、反射光のスポットが示されており、４１ａは
図２に示した光スポット４１からの反射光のスポットで
あり、４２ａは光スポット４２からの反射光のスポット
であり、４３ａは光スポット４３からの反射光のスポッ
トである。この様に、４分割センサ５１は光スポット４
１からの反射光を受光し、光センサ５２は光スポット４
２からの反射光を受光し、光センサ５３は光スポット４
３からの反射光をそれぞれ受光する。

【００２０】記録情報を再生する場合、４分割センサ５
１の４つのセンサ出力の和信号が生成され、その和信号
を用いて再生が行われる。また、図示しないＡＦ制御部
で４分割センサ５１の各対角方向の２つのセンサ出力の
和どうしの差信号が零になる様に対物レンズ１０をフォ
ーカス方向に移動させることで非点収差方式のＡＦ制御
が行われる。更に、光センサ５２と光センサ５３との差
信号が零になる様に対物レンズ１０をトラッキング方向
に移動させることで、３ビーム方式のＡＴ制御が行われ
る。尚、光カード１１は、各光スポットに対してトラッ
ク方向に相対的に移動せしめられ、このとき前述の様な
ＡＦ制御及びＡＴ制御を行いつつ再生用の光スポット４
１が情報トラック３１上を走査する。この走査の際に光
スポット４１の反射光は４分割センサ５１で順次受光さ
れ、情報トラック３１上にピットとして記録された情報
が再生される。また、情報トラック３１への情報記録時
においても、同様にＡＦ制御及びＡＴ制御を行いつつ記
録用光スポットが情報トラック３１上を走査する。

【００２１】ここで、前記記録用レーザ光束の結像関係
につき説明する。集光光学系（対物レンズ１０）に平行
に入射するレーザ光束の径をＤとし、出射側結像位置に
おけるレーザ光束のスポット径をＤ’とし、光学系の焦
点距離をｆとし、レーザ光の波長をλとすると、近似的
にＤ’＝（４／π）・（ｆ／Ｄ）λが成り立ち、入射側
ビーム径Ｄと出射側ビームスポット径Ｄ’とが反比例の
関係にあることが分かる。従って、本実施例では、楕円
形状の光スポットを形成するために、図４に示される様
に、出射側結像位置における楕円形状と長径方向及び短
径方向が逆転している様な断面形状の光束を入射させる
ため、上記アパーチャ５’としてこの様な光束制限のた
めの開口形状を有するものを用いている。

【００２２】以上の様に、記録用光源からの光ビームを
一方向にのみ縮小させて楕円形状となし、集光光学系に
より記録媒体にスポット状に結像させると、図２に示さ
れる様に、情報トラック幅方向に拡大した楕円形状の記
録用光スポットが得られ、これによれば、情報トラック
方向の記録密度を低下させることなしに、幅広の情報ピ
ットを形成することができ、かくして情報再生の際の再
生信号のコントラストを向上させることができる。

【００２３】上記実施例のアパーチャ５’の代わりに、
図５に示される様な光ビーム整形プリズムを用いること
ができる。即ち、光ビーム整形プリズム５５により一方
向にのみ光ビームを縮小して楕円形状となし、これを前
記対物レンズ１０に入射させる。

【００２４】以上の実施例では、情報再生手段を有する
情報記録再生装置が例示されているが、本発明は記録機
能のみを有するものであってもよい。

【００２５】

【発明の効果】以上の様な本発明によれば、光源から集
光光学系に入射する光ビームの断面形状を一方向にのみ
縮小させ、前記光学的情報記録媒体に形成される光スポ
ットを略楕円形状とし、該楕円形状の長径方向が情報ト
ラック方向と略直交する様にしたので、幅広の情報ピッ
トを形成することができ、かくして情報トラック方向の
記録密度を低下させることなく情報再生の際の再生信号
のコントラストを向上させることができ、ノイズの影響
を受けにくく信頼性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による光学的情報記録再生装置の一実施
例を示す構成図である。

【図２】光カードに光スポットが照射された状態を示す
図である。

【図３】光検出器の構成を示す図である。

【図４】集光光学系による結像関係を示す図である。

【図５】光ビーム整形プリズムの機能を示す図である。

【図６】従来の光学的情報記録再生装置の構成図である
。

【図７】従来の光学的情報記録再生装置の構成図である
。

【図８】従来の光学的情報記録再生装置における光カー
ド上の光スポットの位置関係を示す図である。

【符号の説明】

１，２　　半導体レーザ ３，４　　コリメータレンズ ５，５’　　アパーチャ ６　　回折格子 ７　　ダイクロイックプリズム ８　　偏光ビームスプリッタ ９　　　１／４波長板 １０　　対物レンズ １１　　光カード １２　　トーリックレンズ １３　　光検出器 ３０　　トラッキングトラック ３１　　情報トラック ４０　　記録用光スポット ４１　　再生用光スポット ４２，４３　　制御用光スポット ５１　　４分割センサ ５２，５３　　センサ ５５　　光ビーム整形プリズム

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　光源からの光ビームを集光光学系を用
   いて光学的情報記録媒体に対しスポット照射して該光学
   的情報記録媒体の情報トラックに情報を記録する光学的
   情報記録装置において、前記光源から集光光学系に入射
   する光ビームの断面形状を一方向にのみ縮小させ、前記
   光学的情報記録媒体に形成される光スポットを略楕円形
   状とし、該楕円形状の長径方向が情報トラック方向と略
   直交することを特徴とする、光学的情報記録装置。
2. 【請求項２】　　前記光源が半導体レーザである、請求
   項１に記載の光学的情報記録装置。
3. 【請求項３】　　前記光ビームの断面形状を一方向にの
   み縮小させるための手段として略楕円形状のアパーチャ
   を用いている、請求項１または請求項２に記載の光学的
   情報記録装置。
4. 【請求項４】　　前記光ビームの断面形状を一方向にの
   み縮小させるための手段として光ビーム整形プリズムを
   用いている、請求項１または請求項２に記載の光学的情
   報記録装置。