JPS6132734B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は信号記録装置に関し、特にビデオデイ
スク等の記録体に光学的に信号を記録する装置に
関する。

〔従来技術〕

TV信号をデイスク状の記録媒体に記録した記
録体は、ビデオデイスクとして知られており、そ
の信号記録方式は、通常のオーデイオ・レコード
の如くメカニカル・カツターで記録する方法、レ
ーザの如き高輝度光源からの光をレンズで微細な
パターンに絞つて記録媒体に照射し、信号を記録
する方法、あるいは電子線で記録する方法等が報
告されている。なかでもレーザと電子線を用いる
記録方式は、再生時間と同じ時間で信号を記録で
きる利点があるため、有望視されている記録方式
である。

従来、レーザや電子線を用いて信号を記録する
方式は、記録媒体として、フオト・レジストの如
き高分子感光材料が使用されており、光あるいは
電子線の照射後の現像処理後に得られる凹凸のレ
リーフで信号を記録していた。フオト・レジスト
の如き記録媒体は、すぐれた記録密度（即ち解像
力）を持つにもかかわらず、光あるいは電子線の
照射後に現像処理を行なわねばならないと云うわ
ずらわしさがあり、光あるいは電子線の照射強
度、現像処理をすべて適切な条件に保たねばなら
ず、現像処理が終了するまで、記録状態がわから
ないと云う欠点を有していた。

しかしながら、近年、例えばロジウム，ビスマ
ス，金，クロウム等の金属薄膜、或いは本発明者
等が提案したカルコーゲン物質等、熱エネルギー
により溶解、あるいは蒸発せしめることにより信
号を記録できるヒート・モード型の記録媒体が開
発されてきた。

とりわけ、カルコーゲン物質はその解像力も高
く、高密度信号記録用の記録媒体として充分使用
し得るものである。このような、ヒート・モード
型の記録媒体は現像処理が不必要で、熱エネルギ
ー線照射後ただちに信号を再生する事ができると
云う利点がある。

第１図ａ，ｂは、このようなヒート・モード型
記録媒体への信号記録の様子を示したものであ
る。第１図ａにおいて、例えば、レーザ光源から
の光１は、光変調器２によつて信号源３から光変
調器２に送られる電気信号によつて明暗の変調を
受ける。その後、光１は光学系４により適当な断
面形状を持つ光束５に変換され、記録レンズ６に
より基板８にコートされたヒート・モード型記録
媒体７上に微小な光スポツトとして集光する。こ
の光スポツトは通常１μｍ以下であり、レーザ光
の熱エネルギーがすべてこの光スポツトに集中し
ているため、記録媒体７を溶解または蒸発させる
に充分な熱エネルギーを記録媒体７に与える事が
できる。

従つて今、第１図ａに示す如く、記録媒体７が
矢印Ａ方向に走行するものとすると基板８の記録
媒体７には信号に応じた凹凸のレリーフが記録さ
れる事となる。第１図ｂは、記録すべき信号とヒ
ート・モード型記録媒体７上に記録せられた凹凸
のレリーフとの関係を示すものである。ｂ−１に
示したのは記録すべき電気信号の１例で時間t₁〜
t₂，t₃〜t₄，t₅〜t₆，t₇〜t₈に波高Ｖ_Rのパルス信号
が信号源３から光変調器２に送られるとレーザ光
１は時間t₁〜t₂，t₃〜t₄，t₅〜t₆，t₇〜t₈においては
光変調器２を通過するが如く構成せられているが
ために明暗の変調を受け、パルス入射時に強い光
エネルギーが記録媒体７を照射し記録媒体７は溶
解または蒸発して記録媒体７の表面は凹凸とな
り、信号が記録される。

またこの時、記録媒体７の記録せられる深さｄ
は光が記録媒体を照射する光の強さＩに比例して
おり、又光変調器２が電気光学効果を利用した構
成においては光の強さＩは電気信号の波高Ｖ_Rと
Ｉ∝sin²Ｖ_Ｒ／Ｖ〓_／２の関係がある。

但し、Ｖ〓_/2ここでは半波長電圧と呼ばれてい
るものである。

第２図ａ，ｂ，ｃは、上で説明した如く記録さ
れた記録媒体７からの信号再生の原理を示すもの
である。第２図ａにおいて、信号再生用の例えば
直線偏光のレーザ光９は偏光ビーム・スプリツタ
ー１０を通過した後、光学系１１で適当な断面形
状例えば円形にせられた光束１２となり、λ／４
板１３を通過し、偏光状態が円または惰円偏光と
され、再生レンズ１４によつて信号が記録された
記録媒体７の表面上に微小スポツトとして集光さ
れる。この時のレーザ光９は記録時のレーザ光の
エネルギーより小さく、記録媒体７が溶解または
蒸発する程大きくはない事は勿論である。微小ス
ポツトと記録せられた凹凸のレリーフとの位置関
係は、第２図ｂに示したような関係になつてい
る。ここで、矩形の形状を成す部分７（ハツチン
グ部）が記録媒体７の凹部即ち、記録時に記録媒
体が溶解あるいは蒸発したところで、円形のハツ
チングで示している１２′は読み出し用の微小ス
ポツトである。光束１２は、記録媒体７上に微小
スポツト１２′に集光された後、記録媒体の表面
で反射され、再び、再生レンズ１４、λ／４板１
３、光学系１１を通り、偏光ビームスプリツター
１０により反射されて、光検出器１５に入射す
る。ここで反射された光束は、再びλ／４板１３
を通過する時、その偏光状態が入射時と90゜の角
度を持つた直線偏光状態となり、偏光ビーム・ス
プリツター１０で有効に光検出器１５に入射する
ものである。今記録媒体７に記録された信号と読
み出し用レーザ光のスポツトの大きさの関係が第
２図ｂの如く、即ち記録媒体が溶解あるいは蒸発
した部分に比して、レーザ光のスポツトが大きい
場合、記録媒体７から反射し、光検出器１５に入
射する光は記録媒体７の表面と溶解あるいは蒸発
し凹部となつた底からの反射光の干渉光である。
今、凹部の深さが零、即ち、光スポツトが凹部に
かかつていない場合、両光の位相差は零であり、
光検出器１５に入る光量は大となるが、光スポツ
ト凹部にかかり両光に位相差が生じると、その位
相差に応じて光検出器１５に入る光量小となる。
即ち、光検出器１５で得られる電気信号は、第２
図ｃの如く記録時の信号波形と関連するものであ
ることは明らかである。

ここで、第２図ａにおける光検出器１５の出力
のＰ−Ｐ値、即ち第２図ｃにＰ−Ｐで示すような
信号波形の極大値と極小値との差は、記録された
信号の変調成分に相当し、大きければ大きい程、
良好な再生が行なわれる。また、上記再生信号の
Ｐ−Ｐ値は、上で説明した干渉の度合に関係して
おり、その値が最大になるのは良く知られている
ように両光の位相差がπの奇数倍、即ち、凹部の
深さｄが記録レーザ光の波長の1/4の奇数倍（ｄ
＝（2n−１）λ／４）の時である。従つて、凹部
の深さｄが上記式を満足するように記録を行なう
ことによつて、常に最良の再生信号が得られるこ
とになる。

しかしながら、第１図ａに示すような記録系に
おいては、外部からの雑音等の影響によつて必ず
しも記録光に所望の変調が為されない場合があつ
た。また、記録媒体の種類が異なつたり、作製時
に媒体間で記録感度差が生じたりした場合には、
前述の光の強さＩと深さｄとの比例関係が変化
し、所定強度の光によつても所望の深さで記録が
なされない場合があつた。

〔発明の概要〕

本発明の目的は、後に記録された信号を再生す
る際に再生信号のＰ−Ｐ値が最大となるような記
録が行なえる信号記録装置を提供することにあ
る。

本発明の上記目的は、記録信号を増幅する増幅
器と、前記増幅器で増幅された信号に従つて変調
した記録光を記録媒体に照射し、信号を記録する
記録手段と、前記記録光の一部を受光して光電変
換し、得られた信号のＰ−Ｐ値を測定する第１の
測定手段と、前記記録光と同時に再生光を前記記
録媒体に照射し、前記記録された信号を再生して
この再生信号のＰ−Ｐ値を測定する第２の測定手
段と、前記第２の測定手段において再生信号のＰ
−Ｐ値が最大となるときに前記第１の測定手段で
測定されるＰ−Ｐ値を記憶する記憶手段と、前記
第１の測定手段で測定されるＰ−Ｐ値が前記記憶
手段に記憶されたＰ−Ｐ値と等しくなるように前
記増幅器の増幅度を制御する制御手段とから信号
記録装置を構成することによつて達成される。即
ち、記録光と同時に再生光を記録媒体に照射し、
第１及び第２の測定手段で各々記録光の光電信号
及び再生信号のＰ−Ｐ値を測定することにより、
その記録媒体において再生信号のＰ−Ｐ値が最大
となるような記録光の変調強度を知ることが出来
る。また、第２の測定手段において再生信号のＰ
−Ｐ値が最大となるときに第１の測定手段で測定
されるＰ−Ｐ値を記憶手段に記憶し、第１の測定
手段で測定されるＰ−Ｐ値が記憶されたＰ−Ｐ値
と等しくなるように増幅器の増幅度を制御するこ
とによつて、後に良好な再生信号が得られるよう
に、記録条件を常に最適に調整することが出来
る。

〔実施例〕

以下本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明
する。

第３図ａは、本発明の信号記録装置の第１実施
例を示すブロツク図である。高輝度光源、例えば
レーザ光源２０から発せられた光２１はビーム・
スプリツター２２により２光束に分けられ、１方
は信号記録のための光２３、他方は再生のための
光束２４となる。ここで光２４は記録媒体３０を
溶解または蒸発させる程強いエネルギーを持たな
い様ビーム・スプリツター２２の反射率が設定せ
られているものである。光２３は、光変調器２５
によつて記録すべき信号に応じて明暗の変調を受
けビーム・スプリツタ３３を経て後適当な光学系
２６（例えばビームエクスパンダー）によりその
断面形状を変えられ、ミラー３４を介して光結合
器（例えばビーム・スプリツター、偏光ビーム・
スプリツター等）２７を通過し、レンズ２８によ
り、基板２９に塗布された記録媒体３０の表面に
集光し、記録すべき信号に応じて記録媒体３０を
溶解あるいは蒸発させ記録を行なう。また３１は
信号源で記録すべき信号を発生し、増幅器３２で
信号を増幅し、光変調器２５を駆動し、光２３を
変調させる。光変調器２５によつて変調を受けた
光はビームスプリツター３３により、その一部が
取り出され、ミラー３５を介して光検出器３６に
送られる。光検出器３６は光電変換素子で光の信
号を電気の信号に変換させる働きを持つものであ
る。光検出器３６で得られる電気信号は公知のＰ
−Ｐ値測定電気系３７に送り込まれ、そのＰ−Ｐ
値が読み取られる。また一方再生のための光２４
はミラー３８で反射された後、偏光ビーム・スプ
リツター３９を通過後、光学系４０によりその断
面を適当な形状、大きさに変えられλ／４板４１
を通過し、光結合器２７で光２３と結合され、レ
ンズ２８により記録媒体３０上に微少な光スポツ
トとして集光する。レンズ２８に入射する光２４
の光路は光２３の光路とわずかな角度を持つよう
に光結合器２７あるいはミラー３８あるいは、ビ
ーム・スプリツター２２で調整された集光された
両光によるスポツトの位置関係は、第３図ｂに示
す如く構成される。第３図ｂにおいて４２は記録
媒体が溶解あるいは蒸発した凹部で４３は再生光
のスポツト、４４は記録光のスポツトである。信
号再生用の光２４は、記録媒体３０の表面で反射
し、再びもとの光路を戻り偏光ビーム・スプリツ
ター３９により、光検出器４５へ入射すべく取り
出される。

光検出器４５からの電気信号は、１部デイスプ
レイ装置４６において信号を再生し、記録装置操
作者は目視により観測を行なう事ができる。ま
た、光検出器４５からの電気信号は、再生波形即
ち、第２図ｃの波形のＰ−Ｐ値を測定するＰ−Ｐ
値測定電気系４７に送られ再生波形のＰ−Ｐ値を
測定すると同時に表示部４７′に表示される。

信号記録の始めに信号源３１からテストパター
ン波形が送られ同時に増幅器３２の増幅度を徐々
に変え、光変調器２５に送る電気信号の波高値即
ちＰ−Ｐ値を変える。この値により、記録媒体３
０の凹部の深さが異なり、光検出器４５で得られ
る再生波形のＰ−Ｐ値（表示部４７′に表示され
る）は、前に説明した如く、凹部の深さｄに関係
しており、Ｐ−Ｐ値が最大となつた時に対応する
光検出器３６から得られる信号波形のＰ−Ｐ値を
Ｐ−Ｐ値測定電気系３７で測定し、その値が最適
値としてスイツチＳ−１を開放しＳ−２を閉じる
事に依つてメモリ４８に記憶される。この状態に
設定された後スイツチＳ−１を閉じＳ−２を開放
して信号記録をスタートし、順次光検出器３６か
ら得られる信号波形のＰ−Ｐ値とメモリ４８に記
憶されたＰ−Ｐ値とを比較電気系４９において比
較を行ない、その差分信号で増幅器３２の増幅度
を制御することにより常に最適な条件の下で信号
記録が行なえる。

第４図は本発明の他の実施例で、再生用の光を
得るために、別の光源５０を設けたものである。
その他の系の機能は第３図の説明と全く同じであ
るが、別光源を用いる利点は、カルコーゲン系物
質等のヒート・モード型記録媒体においては波長
により反射率が異なるので、再生のための光の波
長を適当に選択することにより、より有効に記録
媒体からの反射光を受光することができることに
ある。

また、第３図、第４図の例においては、信号記
録のための光を集光させるレンズと再生のための
光を集光させるためのレンズが同一であるが、第
５図の如く、それぞれの光に専用の集光レンズを
用いても良い。第５図において、５１は信号記録
のための光、５２は再生のための光、５３は信号
記録のための光を集光させるためのレンズ、５４
は再生のための光を集光させるためのレンズ、５
５は記録媒体である。

第６図は、TV信号をデイスク状の記録媒体に
記録する、即ちビデオデイスクの記録装置の１実
施例である。６０は信号記録用のレーザ光源で、
レーザ光６１は光変調器６２により明暗の変調を
受ける。TV信号発生器６３からのTV信号は変調
系６４で例えばFM変調され、光変調器ドライバ
ーアンプ６５で適度に増幅されて光変調器６２に
送られる。変調を受けたレーザ光６１は１部ビー
ム・スプリツター６６によつて取り出され、光検
出器６７に入る。ビーム・スプリツター６６を通
過したレーザ光６１は、図においてミラー６８の
背後に位置する図示されないミラーにより、紙面
に垂直手前方向に曲げられ、さらに、ミラー６８
により図の如く左方へ曲げられ、ビーム・エクス
パンダー６９により広げられミラー７０により下
方に曲げられ、光結合器７１を通過し、レンズ７
２により記録媒体７３面に微小スポツトに集光さ
れる。また信号再生用のレーザ光源７４からのレ
ーザ光７５は図においてミラー７６の背後に位置
する図示されないミラーにより紙面に垂直手前方
向に曲げられ更にミラー７６で左方に曲げられ、
偏光ビーム・スプリツター７７を通過後、ビー
ム・エクスパンダー７８により広げられ、λ／４
板７９を通つた後光結合器７１で下方に曲げら
れ、レンズ７２により、記録７３上に微小スポツ
トに集光され、さらに記録体７３で反射され、再
びもとの光路を戻り偏光ビーム・スプリツター７
７により、光検出器８０方向へ取り出される。各
光学素子６８〜７２，７６〜８０を乗せた移動部
材８１は紙面に直角に設けた不図示のガイド棒に
移動自在に結合せられたガイド穴８３とガイド棒
に平行に設けられた送り雄ネジと噛み合う雌ネジ
８２により紙面に垂直方向に移動し、一方円板状
の記録体７３はモーター８４により回転駆動され
信号は螺線状あるいは同心円状に記録されるもの
である。光検出器８０からの再生信号は一部復調
系８５に入り、FM信号をもとのTV信号に戻
し、テレビ８６でデイスプレイする。また一部
は、再生信号波形のＰ−Ｐ値測定系８７に送ら
れ、Ｐ−Ｐ値が測定され表示部８７′に表示され
る。今、ドライバーアンプ６５の増幅度を徐々に
変え再生信号波形のＰ−Ｐ値即ち表示部８７′の
表示が最大になつた時、スイツチＳ−３を開放し
Ｓ−４を閉じることに依り光検出器６７で得られ
た信号波形のＰ−Ｐ値測定系８８よりの出力信号
のＰ−Ｐ値がメモリ８９に記憶される。

信号記録の際スイツチＳ−３を閉じＳ−４を開
放することに依り順次Ｐ−Ｐ値測定系８８で得ら
れる信号波形のＰ−Ｐ値とメモリ８９に記憶され
た最適な信号波形のＰ−Ｐ値は比較回路９０で比
較されており両者の差分を信号としてドライバ
ー・アンプ６５の増幅度を制御し、常に最良の状
態で信号を記録する。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の信号記録装置は
記録しながら即時再生を行ない、再生信号のＰ−
Ｐ値を測定することによつて、最適な記録光の変
調強度を決定し、常にこのような記録光によつて
記録が行なわれるように制御することによつて、
後に記録された信号を再生する際に再生信号のＰ
−Ｐ値が最大となるような記録を常に行なうこと
が出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図ａは光学的信号記録装置の要部を示す概
要図、第１図ｂは記録信号と記録体の相関関係
図、第２図ａは記録体からの情報読出装置の要部
を示す概要図、第２図ｂは記録体と再生光との関
係を示す上面図、第２図ｃは再生出力を示す波形
図、第３図ａは本発明による信号記録装置を示す
概要図、第３図ｂは記録体と記録光、再生光との
関係を示す上面図、第４図は他の実施例による信
号記録装置を示す概要図、第５図は本発明の他の
実施例を示す要部側面図、第６図は本発明による
更に他の実施例による信号記録装置を示す概要図
である。 ここで、２０，５０，６０，７４はレーザ光
源、２５，６２は光変調器、２８，５３，５４は
レンズ、３０，５５，７３は記録体、４５，６７
は光検出器、４６，４７，８７，８８はＰ−Ｐ値
測定電気系；４８，８９はメモリ、４９，９０は
比較回路、３２は増幅器、６５は光変調ドライバ
ーアンプ、３１，６４は変調器である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 記録信号を増幅する増幅器と、前記増幅器で
   増幅された信号に従つて変調した記録光を記録媒
   体に照射し、信号を記録する記録手段と、前記記
   録光の一部を受光して光電変換し、得られた信号
   のＰ−Ｐ値を測定する第１の測定手段と、前記記
   録光と同時に再生光を前記記録媒体に照射し、前
   記記録された信号を再生してこの再生信号のＰ−
   Ｐ値を測定する第２の測定手段と、前記第２の測
   定手段において再生信号のＰ−Ｐ値が最大となる
   ときに前記第１の測定手段で測定されるＰ−Ｐ値
   を記憶する記憶手段と、前記第１の測定手段で測
   定されるＰ−Ｐ値が前記記憶手段に記憶されたＰ
   −Ｐ値と等しくなるように前記増幅器の増幅度を
   制御する制御手段とから成る信号記録装置。