JPH029027A - 光学式情報記録再生装置 - 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〕 この発明は、レーザ光によりディスクに情報の記録再生
を行う光学式情報記録再生装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、この種の装置として第５図に示すものがあった。

図において、半導体レーザ（１）より出射された出射光
束（２）は、一般に慣円光束である。コリメータレンズ
（３）は出射光束（２）を平行光束（４）にする。

平行光束（４）はＡＫ示す楕円形状をしており、紙面に
平行な面内方向より紙面に垂直な２方向に長い。

また、平行光束（４）はＢ方向に偏光している。プリズ
ム（７）は楕円形状の平行光束（４）をＣのような円形
な平行光束（８）にする。例えばプリズムの頂角を３７
．４３’、屈折率１，５１、入射角６６．６１とすると
、楕円形状の光束を円形な光束ドすることができる。

なお、平行光束（８）はＤ方向に偏光している。偏光ビ
ームスプリッタ（９）は、１／４波長位相板（ｌＯ）と
組み合わせて照射光束（１１）と反射光束（１２）を互
いに分離する。対物レンズ（１３）は、照射光束（１１
）をディスク（１４）の情報トラック（１５）上に光ス
ポット（１６）として集光する。なお、ディスク（１４
）は透明媒体上に’ｒｅｏｘ　（酸化テルル）等が薄膜
状に形成されており、透明媒体上には例えばｌＩ＠０，
６μｆｉ、深さｏ、ｏｓμｍの溝が、例えば１．６μｍ
ピッチで形成されている。また、ディスク（１４）は対
物レンズ（１３）の焦点付近ＫＮかれている。

情報トラック（１５）は、情報が記録された場合。

ビット（１７）とランド（１８）よりなる。さらに、デ
ィスク（１４）は、モータ（５）により回転される。

ディスク（１４）により反射された光束は、再び対物レ
ンズ（１３）、偏光ビームスプリッタ（１９）で反射さ
れ、反射光束（１２）となる。凸レンズ（１９）は、平
行な反射光束（１２）を集束光束（２０）とする。ビー
ムスプリッタ（２１）は、集束光束（２０）を光束（２
２）と光束（２３）に２分する。シリンドリカル凸レン
ズ（２４）は、光束（２２）に非点収差を生じさせる。

（２５）は光束（２２）を受光する光検知器で、直交す
る分割線で４つの領域に分けられており、その分割線に
対しシリンドリカル凸レンズ（２４）はレンズ中心線を
４５”＃Ａｉて配置されている。（２６）は光検知器（
２５）上の光束である。

光検知器（２７）は光束（２３）を受光するもので。

分割線で２つの領域（２７ａ）、（２７ｂ）に分けられ
ている。（２８）は光検知器（２７）上の光束である。

差動増幅器（２９）は、４分割光検知器（２５）の対角
位置に配置された光検知器どうしをそれぞれ共通として
、隣接の光検知器の出力を差動増幅して出力（Ｓｔ）を
得る。加算器（３１）は光検知器（２７ａ）と光検知器
（２７ｂ”ｌの和出力（Ｓｔ）を得る。

フォーカシングアクチュエータ（３２）は出力（Ｓｆ）
により対物レンズ（１３）を光軸方向（ＹＩ　ＩｔＣｉ
＃かし、光スポッ）　（１６）の位置を光軸方向に動か
す。トラッキングアクチュエータ（３３）は、出力（Ｓ
ｔ）により対物レンズ（１３）をディスク（１４）ヒ平
行Ｋ、かつ、＋に報トラック（１５）と反差する方向０
０に動かす、信号源（３４）は、半導体レーザ（１）を
変調するためのもので、ディスク（１４）に情報なＵ込
むときに用℃・る。

以上の構成により、半導体レーザ（１）を出た光は、コ
リメータレンズ（３）により平行光となり、ビーム修正
のためのプリズム（力に入射する。プリズム（７）を通
った光は屈折されてプリズム（７）が配置されていない
場合の光の進路（点線方向）から角度θだけ偏向した方
向に進み、偏光ビームスプリッタ（９）を通過後、対物
レンズ（１３）によって、レーザ光は直径１．５ミクロ
ン程度の光スポットとなり、スパイラル状の情報トラッ
ク（１５）をもつディスク（１４）の表面に焦点が合う
ように集束され、情報の記録再生が行われる。

ディスク（１４）の情報により変調された反射光は、対
物レンズ（１３）によって集光され、偏光ビームスプリ
ッタ（９）Ｋよりもとの光路から分離され、光検知器（
２７）ＶＣ入射し、ここで電気信号に変換される。この
信号は、図示されていない信号処理回路で復調され計算
機に送られたり、オーディオ信号に変換されたり、テレ
ビジョン受像機などで映像が再生されたりする。

次に、ディスク（１４）への情報の書込みＫついて説明
する光スポツ）　（１６）の光強度は信号源（３４）Ｋ
より変調されている。情報トラック（１５）は、光スポ
ツ）（１６）Ｋより加熱され、光スポット（１６）の光
強度が大のとき情報トラック（１５）に穴をあけること
ができる。また、光スポット（１６）の光強度が弱いと
きは、情報トラック（１５）に穴はあかない。従って、
第５図（ｂ）に示すよって、ビット（１７）とランド（
１８）が並ぶ情報トラックとすることができる。

次に、ディスク（１４）からの情報の再生について説明
する。ディスク（１４）からの反射光は穴のあいたビッ
ト（１７）では弱（、穴のおいていないランド（１８）
では強くなる。従って出力Ｓｉからは情報再生信号を得
ることができる。

また、ディスク（１４）は、通常、回転中心とディスク
中心が取付誤差等により一致していないことが多く、そ
のため回転によりトラックずれが生じる。第６図は対物
レンズ（１３）の焦点付近の光スポット（１６）が情報
トラック（１５）の中心上にある場合（ａ）と、ずれた
場合（ｂ３と（ｃ）の反射光束（２８）の光検知器（２
７）の分割線と直交する方向（以下、上下方向と呼称す
る）の光強度を示すもので、図（ａ）のように情報トラ
ック（１５）の中心に光スポツ）　（１６）が照射され
た場合（合トラック状態）には、光束（２Ｂ）の分布は
２分割光検知器（２７）の分割線と交差する上下方向に
対称となるが、図（ｂ）。

（ｃｌに示すように情報トラック（１５）の中心からず
れた位置に光スポツ）　（１６）が照射された場合には
、光束（２Ｂ）の分布は上下に非対称で、かつ、光スポ
ット（１６）の情報トラック（１５）からのずれる方向
により強くなる。従って、情報トラック（１５）と光ス
ポット（１６）のずれ（トラックずれ）により差動増幅
器（３０）の出力（Ｓｔ）は第７図に示すように変化す
るので、周知のように、この出力（Ｓｔ）でトラッキン
グアクチエエータ（３３）を制御し、絶えず合トラック
状態に光スポットを制御（トラッキング制御）する。

また、ディスク（１４）の面は、通常、平担ではなく回
転により面振れを生ずる。次に、その補正方法について
述べる。反射光束は、集束レンズ（１９）により集束光
束（２０）となりシリンドリカル凸Ｖ／ズ（２４）によ
り非点収差が形成され、光検知器（２５）へ導かれる。

第８図に示すようＫ、ディスク（１４）の対物レンズ焦
点位置からのずれの方向により、　（ａ）　、　（ｃｌ
のように、楕円の方向が９０゜異なる。そのときフォー
カスずれに対する出力（Ｓｆ）は！９図のように変化す
る。よってその出力で対物レンズ（１３）を光軸方向（
Ｙ）Ｋ移動するフォーカシングアクチュエータ（３２）
を動作させ、周知の方法により絶えず対物レンズ（１３
）の焦点ずれを補正する（フォーカス制御）。

〔発明が解決しようとする課題〕

以上のような従来の光学式情報記録再生装置は、光束径
変換用プリズムとビームスプリッタを備えているので、
光学系が複雑でコスト高であるという問題点があった。

この発明は上記のような問題薇な解消するためＫなされ
たもので、光学部品、光学系が簡略化でき、装臂全体の
低価格化が達成できる光学式情報記録再生装置を得るこ
とを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る光学式情報記録再生装置は、プリズムを
格子状の光学部品に置゛き換えるとともＫ、ビームスプ
リッタの機能とプリズムの機能とが一体化されている。

〔作　用〕

この発明においては、透明な平行平板の一方の面がプリ
ズムとして機能し、他方の面は偏光ビームスプリッタと
して機能する。

〔実施例〕

第１図はこの発明の一実施例を示し、図において、コリ
メータレンズ（３）による平行光束（４）の光路にビー
ムスプリッタ付回折格子Ｃ以下、ＢＳ付回折格子と略記
する）（４（ｌが配置されている。ＢＳ付回折格子（４
０）の回折格子面（４１）は、第５図におけるプリズム
（７）と同様に楕円形状（Ａｔの光束を円形光束（Ｃ１
にする働きをする。ＢＳ付回折格子（４０）の他方の面
（４ｚ）は偏光ビームスプリッタとして機能するもので
、１／４波長位相板（１０）と組合わせて、照射光束（
１１）と反射光束（１２）を互いに分離するように作用
する。

その他、第５図におけると同一符号は同様の部分であり
、説明を省略する。

次Ｋ、動作について説明する。第２図は第１図の半導体
レーザ（１）とビーム（２）の断面形状を示し、Ｂ−Ｚ
面内で楕円形をしている。ここで、２方向のビーム径を
Ｗｘ、Ｂ方向のビーム径をｗｙとする。第１図のように
ＢＳ付格子（４ｏ）を配置したとき、ビーム径ＷＸは変
化せず、ｗｙを拡大しＷＸＫ等しくすることができる。

その詳細について以下に一例を示す。

第３図に示すようＫＢＳ付回折格子（４ｏ）を出射した
後のＢ方向のビーム径をＷとし □＝２ ｗｙ θＧ　　＝　　３　０＠ λ　　＝０．７８　μａ　　（し〜ザの波長）とすると 焦θ０ 焦θｉ ｄ　ｓｉｎ　σｉ　　−ｄ　ｓｉｎ　θ０＝　λなる関
係があるので、 θｏ＝６４，３４１’ ｄ　　＝１．９４３　ｔｔｒｎ となる。この例のように格子ピッチｄ　＝１，９４３　
ｐｔｎのＢＳ付回折格子（４０）に入射角６４，３４１
’でλ＝０．７８μｍの半導体レーザ（１）の光束を入
射させると、３０°の出射角でＢＳ付回折格子より出て
いき、楕円光束の狭い方を約２倍に拡大できる系を構成
することができる。

ディスク（１４）からの反射光束は、ビームスプリッタ
で００の２倍の６０＠の角度で反射され、反射光束（１
２）となる。

上述の実施例で用いたＢＳ付回折格子（４０）は、Ｖプ
リ力をとって大量に作ることができるので、極めて安価
である。また、外形的には、直径ｉ。

龍、厚さ１ｕ程度のプラスチック板等で作成できるので
、ビデオディスク再生装ｊのような光学的情報再生装量
の光学系に適用して特に有利である。

なお、上記実施例では矩形状のＢＳ付回折格子を用いた
が、他の実施例として第４図に示すように、格子形状が
のこぎり波状のＢＳ付回折格子を用いれば、１次回折光
の回折効率を上げ、０次と一１次回折光の強度をおさえ
ることができるので、レーザ利用パワーを大きくするこ
とができる。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、ビームスプリッタ付
回折格子を用い、横内光束を円形光束に変換するととも
に、ビームスプリッタの機能をもたせたので、光学部品
の点数を減らし、簡略化することができる。また回折格
子は従来の光学部品よりも製作しやすいので、装置が安
価化できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図はこの発明の一実施例を示し、第１図は
光路図、第２図は光束の断面図、第３図は一部詳細光路
図である。第４図は他の実施例の一部詳細光路図である
。 第５図〜第９図は従来の光学式情報記録再生装置を示し
、第５図は（ａｌ光路図と（ｂ）情報トラックの一部平
面図、第６図はトラックずれを説明するための模式図、
第７図はトラックずれ一出力線図、第８図はフォーカス
ずれを説明するための模式図。 第９図はフォーカスずれ一出力線図である。 （１）・・半導体レーザ、（３）・・コリメータレンズ
、（１２）・・反射光束、（１３）・・対物レンズ、（
１４）・・ディスク、（２５Ｌ（２７）・・光検知器、
（４０）・拳ビームスプリッタ付回折格子。 なお、各図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 半導体レーザと、情報の記録再生を行うディスクと、前
   記半導体レーザからの光を平行光にするコリメータレン
   ズと、このコリメータレンズに後続して光の偏向を生じ
   させて前記半導体レーザからのビーム形状を断面円形化
   するとともに前記ディスクからの反射光を分離する機能
   をもつビームスプリッタ付回折格子と、このビームスプ
   リッタ付回折格子により円形化された光束を集光する集
   光光学系と、前記ビームスプリッタ付回折格子によつて
   分離された前記ディスクからの反射光を受光する光検知
   器とを備えてなる光学式情報記録再生装置。