JPS61289547A - 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 本発明は光ディスクの記録ビットをアニールすることに
よって信号を消去可能とする光学的情報記録再生装置に
関するものである。

従来の技術 近年、静止画ディスクファイル装置９交書ファイル装置
など、大容量の情報記憶装置として光ディスク装置の開
発、製品化が活発化している。光ディスク装置は高速回
転するディスクにレーザ光を照射して、そのメモリ薄膜
に情報ビットを記録しておき、同じレーザのパワーを下
げて記録ピットの反射率変化を読み取る装置である。さ
て、メモリ薄膜として、例えばテルル酸化物にゲルマニ
ウム、すすを添加した薄膜を用いた場合、情報ビットの
記録に際しては、回折限界まで絞り込んだパワー密度の
高い光スポット（直径０．８μ菖程度）を照射する。こ
れにて薄膜は急熱・急冷されて、反射率の低い状態へ転
移して記録が完了する。また記録ピットの消去に際して
は、パワー密度が低く、かつ楕円形状に成形した光スポ
ット（長円径１０μｍ程度）を記録ピットに照射し、こ
の部分の薄膜がアニール（徐冷）されて、元の反射率の
高い記録前の状態へ転移して消去が完了する。

このように、記録ピットの消去においてアニールが可能
な光スポットを発する光学ヘッドがζ消去・書き換え機
能を有する光学的情報記録再生装置の光学ヘッドとして
提案されている。

係る光学ヘッドの従来例を、以下に図を用いて説明する
。第８図は従来の光学ヘッドの概略構成を示す図であり
、１は記録再生用半導体レーザであり、波長λ１．記録
時には約８ｍＷ、再生時には約１１１ＩＷのパワーのレ
ーザ光を照射する。２は消去用半導体レーザであり、消
去時に波長λ２．パワー約１０ｍＷ程度のレーザ光を照
射する。３．４は集光レンズであり、半導体レーザ１，
２からの光ビーム集光し、６．６は一対のシリンドリカ
ルレンズであって、半導体レーザ１の光ビームを略円形
に成形する。７は同じくシリンドリカルレンズでアシ、
絞り光の形状を楕円形にするために半導体レーザ２の光
ビームに非点収差を与える。８は偏光ビームスプリッタ
でありＳ偏光レーザ光を反射し、Ｐ偏光の光ビームを透
過する。９，１゜は夫々に波長板である。１１は光学フ
ィルタであり、波長λ１の光ビームを透過し、波長λ２
の光ビームを反射する。１２．１３は絞りレンズであり
、１４は記録再生を行なうメモリ薄膜を有するディスク
、１５は非点収差方式によってフォーカス制御信号を検
出するだめのシリンドリカルレンズである。１６は信号
検出器であり、再生信号を検出すると共に、フォーカス
制御信号、およびトラッキング制御信号を検出するため
複数の受光素子から成っている。信号検出器１６から得
たフォーカス制御信号とトラッキング制御信号を基に、
絞りレンズ１２はフォーカス制御、およびトラッキング
制御をかける。１７はディスク１４に絞り込んで照射し
た記録再生用光スポット、１８は楕円状に絞った消去用
光スポット、１９は記録ビット列を示す。

以上のように構成された従来の光学ヘッドについて、次
にその動作を説明する。先ず記録または再生においては
、記録再生用半導体レーザ１より所定のパワーの光ビー
ムを発光する。このＳ偏光の光ビームは偏光ビームスプ
リッタ８で反射して、Ｋ波長板９を通過した後、絞りレ
ンズ１２によってディスク１４上に記録再生用光スポッ
ト１７として照射する。この光スポット１７は記録時は
そのパワーを上げ、ディスク１４のメモリ薄膜を急熱・
急冷し、状態変化させて反射率を変化させる。

これによって記録ビットが作成される。また再生時は光
ビームのパワーを下げ、ディスク１４のメモリ薄膜の状
態変化を起こさせずに光スポット１７を照射し、そこか
らの反射光を絞りレンズ１２によって集光して、偏光ビ
ームスプリンタ８に返す。

返ってきた光ビームはこのとき、ディスク１４での反射
とに波長板９によってＳ偏光からＰ偏光に変化している
。従って偏光ビームスプリッタ８を透過し、イ波長板１
０．光学フィルタ１１を通過した後、絞りレンズ１３に
よって信号検出器１６に絞り込める。シリンドリカルレ
ンズ１６がこの絞り光に非点収差を与え、フォーカス検
出を可能にする。なお記録時の光ビームにおいても、上
記のように反射光を検出できることは言うまでもない。

次に消去においては、消去用半導体レーザ２より所定の
パワーの光ビームを発光する。このＳ偏光の光ビームは
偏光ビームスプリッタ８で反射して、イ波長板１ｏを通
過し、波長λ２であるため光学フィルタ１１で反射して
再びに波長板１ｏに戻って、そこを通過してＰ偏光とな
って、今度は偏光ビームスプリッタ８を透過する。そし
てＡ波長板９を通過し、絞りレンズ１２によってディス
ク１４上に消去用光スポット１８として絞り込まれる。

この光スポット１８は、シリンドリカルレンズ７によっ
て非点収差を与えられ、楕円形状となっており、第９図
に示すような光強度分布を有する。すなわち、パワー密
度が低く、かつ長時間、記録ビットを照射することにな
るため、その熱エネルギーによって記録ビットは熱され
た後、徐冷されてアニールの効果を受ける。従ってその
部分のメモリ薄膜は状態変化して、記録前の反射率に戻
ることで消去がなされる。なお、消去用光スポット１３
のディスク１４からの反射光は、絞りレンズ１２によっ
て集光し、再びに波長板を通過して偏光ビームスプリン
タ８に入射する。このとき光ビームはＳ偏光からＰ偏光
に変化しているため、偏光ビームスプリッタ８を反射し
て、記録再生用半導体レーザ１の方向へ逃がす。消去用
の光ビームと、記録再生用の光ビームの光軸は、僅かに
ずらしておくことで、上記逃がした消去用光ビームが記
録再生用半導体レーザ１に集中して入射することを避け
る。

発明が解決しようとする問題点　、 このような従来の光学ヘッドでは、シリンドリカルレン
ズを用いて消去用光スポットを形成しているため、その
光強度分布は第５図に示すように、トラック直交方向に
おいて、極めて急峻に変化する。このような光強度分布
では記録媒体における温度勾配が急であり、徐冷効果を
低減させてし、まい、相変化が完全に行われないという
問題があった。また、シリンドリカルレンズの位置合わ
せ精度が厳しく、その調整が非常に困難であった。

さらに、２つの半導体レーザを用いているため、環境変
化によるレーザ発光点のずれが生じた場合、ディスク記
録面上で、記録再生用光スポットと消去用光スポットの
位置ずれが生じる。消去用光スポットは、トラッキング
制御されていないため、位置ずれ発生により隣接トラッ
クに記録された信号をも消去してしまうという問題があ
った。

問題点を解決するための手段 本発明は上記問題点を解決するため、絞りレンズの焦点
位置から光軸上にわずかに変位した位置における光スポ
ット、いわゆるデフォーカス状態の光スポットを利用し
て、信号の消去を行うものである。

作用 本発明は上記の構成により、シリンドリカルレンズを用
いないため、従来と同様もしくはそれ以上の消去効果を
有し、かつ調整が容易となる。また、１つの半導体レー
ザのみを用いた構成が可能となり、発光点位置ずれの問
題が解決される。

実施例 本発明の１つの実施例の平面図を第１図、その正面図を
第２図に示す。２０は記録再生用半導体レーザ、２１は
レーザ光を平行ビームに変換する記録再生用コリメータ
レンズ、２２は偏光ビームスプリンタで、Ｐ波を通過し
鳴Ｓ波を反射する。

値、ず、記録再生光学系の構成について説明する。

Ｐ偏光となるように記録再生用半導体レーザ２゜を配置
すると、光ビームは偏光ビームスプリッタ２２を通過し
、全反射面２３で進路を９Ｃｆ曲けられ、イ板２４．絞
りレンズ２５を通り、ディスク記録面２６上に微小な記
録再生用光スポット２７を形成する。ディスク記録面２
６で反射後、絞シレンズ２６．Ｈ板２４．全反射面２３
の順に進む戻り光は、Ｓ偏光となっているため、偏光ビ
ームスプリッタ２２によって今度は進路を９Ｃｆ曲けら
れ、もう一つの偏光ビームスプリッタ２８に至る。

この偏光ビームスプリッタ２８は、記録・再生用レーザ
光の波長に対しては、Ｐ、Ｓ波ともに透過し、消去用半
導体レーザ２９の波長に対してＳ波を反射、Ｐ波を透過
するという偏光特性を有するものである。即ち、前記戻
シ光は偏光ビームスプリッタ２８を透過し、ビームスプ
リンタ３ｏに至る。ビームスプリッタ３０は、光ビーム
をある割合に分離する作用を有する。前記戻シ光の一部
は透過して検出器３１に至り、ＲＦ倍信号びトラッキン
グ信号の検出に用いられる。また、残りの一部は反射し
垂直方向に偏向され、ナイフェツジ３２によって半分の
光を遮られた後、検出レンズ３３を介して検出器３４上
に集光され、焦点検出に用いられる。このとき記録・再
生用光学系における絞りレンズ側焦点はディスク記録面
上を追従し、微小径の記録・再生用スポットが形成され
る。

次に消去光学系の構成について説明する。消去用半導体
レーザ２９は偏光ビームスプリッタ２８に対しＳ偏光と
なるように配置されており、これを発した光は消去用コ
リメータレンズ３６を通過後、偏光ビームスプリッタ２
８によってその進路を垂直に偏向される。次に偏光ビー
ムスプリッタ２２、全反射面２３．鉛波長板２４．絞り
レンズ２６を経てディスク記録面２６に至シ、消去用光
スポット３６を形成する。記録・再生光と同様、反射光
は偏光ビームスプリッタ２２に戻る。このときＰ偏光と
なっているため、これを通過し記録・再生用半導体レー
ザ２０に至るが、光軸をわずかにずらしであるため、発
光点に集中して入射することはない。

ここで位置ａは、消去光学系の絞りレンズ側焦点が、記
録面２６上に位置するときの消去用コリメータレンズ３
６の位置である。このとき、記録面３６上には、記録再
生用光スポット２７と同様、急峻な、ピークを有する光
スポットが形成される。

これは、徐冷作用を有しないため、消去用光スポットと
して用いることはできず、デフォーカスさせる必要があ
る。絞りレンズは記録再生用光スポットと共有で、かつ
、２つのスポットを同時に照射させる方式をとるため、
これを駆動してデフォーカスさせる方法は使えない。そ
こで、消去用コリメータレンズ３６を光軸上にΔ２だけ
変位させ、位置すに固定する。このとき消去光学系の絞
りレンズ側焦点は、記録面２６上から光軸方向にΔｚ′
＝α・ΔＺだけずれたところに位置することになる。但
し、ここでαは消去光学系の縦倍率である。

記録面２６上では光スポットはデフォーカスしており、
そのなだらかな光強度分布は徐冷作用を有し、消去効果
を得ることができる。

このときの光分布は第６図に示すように、トラック接線
方向、トラック直交方向ともに緩かな分布を有し、第６
図に示した、シリンドリカルレンズによって形成された
光分布とは大きく異っている。前にも述べたが、シリン
ドリカルレンズによる光スポットは、トラック直交方向
に極めて急峻な分布を有するため、記録媒体内の温度勾
配が急で、徐冷作用を低減させ、消去効果が低下する場
合がある。一方、デフォーカスによって形成された光ス
ポットは、全方向にわたって温度勾配が緩やかで徐冷効
果が大きく、シリンドリカルレンズによる光スポットと
同等、また、記録媒体の種類によってはそれ以上の消去
効果を得ることができる。また、シリンドリカルレンズ
を用いていないため、構成が簡単になり、かつ調整も容
易となる。

また、本実施例では、従来例と同様、記録再生用光スポ
ットと消去用光スポットを、記録トラック上にわずかな
距離をおいて同時に照射することができ、先に記録され
た信号を消去した後、直ちに新しい信号を記録すること
ができる。

本発明のもう一つの実施例を第３図、第４図に示す。第
３図は平面図、第４図は正面図である。

本実施例では半導体レーザ２０′が記録再生用光源と消
去用光源を兼ねているため、記録再生用光スポット２７
と消去用光スポット３８を同時に形成することはできな
い。従って、消去用光スポット３６によって、ある記録
トラック領域の信号を消去した後、１周回して再び前記
記録トラック領域が巡ってきたときに記録再生用光スポ
ット２７で信号の記録を行う方式をとる。即ち、記録再
生用光スポット２７と消去用光スポット３６の照射が時
間的に完全に分離されるため、消去を行うときにのみ、
絞りレンズを変位させデフォーカスを与えて消去用光ス
ポット３６を形成することが可能となる。

第４図（ｂ）の位置Ｃは、光学系の絞シレンズ側焦点が
記録面２６上を追従する様に制御を行ったときの絞りレ
ンズ位置であ）、このとき記録面２６上では急峻な光ス
ポットが形成され、記録及び再生が可能となる。第４図
（＆）のように、光軸上に△７だけ変位した位置ｄに絞
りレンズを位置制御すると、記録面２６上で光スポット
はデフォーカスしており、徐冷作用及び消去効果を得る
ことができる。デフォーカス量は一般に１０μｍ以下が
適切であり、とくに、絞シレンズの開口数が０．５３の
場合、６μｍ以下の範囲で良好な結果が得られている。

この範囲のデフォーカス量は電気的なオフセットを与え
ることによって容易に設定することができ、そのときの
トラッキング制御も可能である。

本実施例によれば、２つのレーザを用いた場合に発生す
る発光点ずれの悪影響が全くないため、環境変化に強く
、安定した信号の記録・再生・消去が可能となる。また
第３図、第４図からもわかるように、光学系の構成が極
めて簡単になり、小型・軽量・低コスト化が実現できる
。

発明の効果 以上述べたように、本発明によシ、消去用光スポットを
形成するだめの光学部品が不要となり、良好な消去効果
を有しつつ、調整の容易な光学的情報記録再生装置が実
現できる。また、本発明によシ、１つの半導体レーザで
光学系を構成することができ、かつ環境変化に強く、安
定した信号の記録・再生・消去が可能となり、同時に、
小型。

軽量、低コスト化という効果をも有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における光学的情報記録再生
装置の光学ヘッドの平面図、第２図は第１図の光学ヘッ
ドの正面図、第３図は他の実施例における光学的情報記
録再生装置の光学ヘッドの平面図、第４図は第３図の光
学ヘッドの正面図、第６図は従来例における消去用光ス
ポットの強度分布図、第６図は本発明における消去用光
スポットの強度分布図、第７図は従来例における光学ヘ
ッドの原理図である。 ２ｏ・・・・・・記録再生用半導体レーザ、２１・・・
・・・記録再生用コリメータレンズ、２２．２８・・・
・・・偏光ビームスブリ、り、２４・旧・・ｋ板、２５
・旧・・絞りレンズ、２９・・・・・・消去用半導体レ
ーザ、３ｏ・・・・・・ビームスプリッタ、３１・・・
・・・検出器、３６・・・・・・消去用コリメータレン
ズ。 第　１１に 第２図 ２３全人刑の 第３図 （α）　　　（し） 第５図 トラツク４１ｄｌＬＪ句　　　　　　　　　　　　　ｈ
ラック１交、方句第６図 ６し

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　光スポット照射によって相変化を生じ、信号の記録、
   及び消去が可能な光ディスク記録媒体に対し、光学系の
   絞りレンズ側焦点位置での光スポットで信号の記録、及
   び再生を行い、前記焦点位置から光軸方向にわずかに変
   位した位置での光スポットで信号の消去を行うことを特
   徴とする光学的情報記録再生装置。