JPH03181028A

JPH03181028A - 情報蓄積装置

Info

Publication number: JPH03181028A
Application number: JP1317444A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Hosomi; 哲雄細美
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1989-12-08
Filing date: 1989-12-08
Publication date: 1991-08-07
Anticipated expiration: 2013-06-11
Also published as: JP2764752B2

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、光ビームを用いて情報担体上の記録信号を再
生もしくは信号の記録再生を行う情報蓄積装置に関する
ものである。さらに、具体的に述べれば、記録再生信号
として、アナログ信号とデジタル信号のいずれも用いる
ことができ、光ビデオディスクやＣＤに対し信号の記録
再生を可能とする情報蓄積装置に関するものである。

（従来の技ｖ＃）従来の光ディスクは、可換性の情報担体として重宝であ
り、１つの駆動装置上で様々な情報を記録再生できるこ
とが特長であった。しかし可換性を持たせたために、軽
量のプラスチック製円盤とする必要に迫られ、且つ透明
な保護膜を設けることを余儀なくされていた。

この透明な保護膜は収差の面から対物レンズの一部と見
なすことができ、その厚さ誤差や傾き、屈折率分布のむ
ら等は、収差に影響を及ぼす大きなファクタとなってい
た。

例えば、対物レンズの開口数（ＮＡ）と、波長（λ）、
保護膜の淳さ誤差（Δｔ）、保護膜の屈折率（ｎ）が与
えられると、厚さ誤差により発生する球面収差Ｗいは、で表わされる。波面収差の発生の結果として、光スポッ
トの中心エネルギ密度が低下する。この中心エネルギ密
度を低下させる要因は、他にもあるが、上記の保護膜の
厚さ誤差に起因する球面収差や、保護膜の傾きにより発
生するコマ収差等のために許される低下量を、２％程度
にしようとするとレンズ開口数をおよそＮ　Ａ　＜０．
６に、また、保Ｍ膜ｎさ誤差をΔｔ　）０．０５にする
必要がある。このように保護膜の誤差により、対物レン
ズの開口数（Ｎ　Ａ）を上げることができない。

一方、光ディスクの情報担体上の光スポツト径は、波長
に比例し５対物レンズの開口数に逆比例する。従って、
記録密度を上げるためには、高開口数として保護膜をな
くする方式が考えられるが、この方式では、防塵のため
、情報担体の可換性を犠牲にしなくてはならなくなる。

このような情報担体の可換性はないが、精度を上げるこ
とができる方式をオプチカルハードディスクと呼ぶこと
にする。

オプチカルハードディスクでは１例えば、ガラス基板を
採用すると、面振れを数ミクロンないし十数ミクロン程
度におさえることが可能となる。

このように、面振れが小さくなると、対物レンズを光軸
方向に移動させる方式を用いなくても、コリメートレン
ズ又は半導体レーザを光軸方向に移動させて、ディスク
上のビームスポットを収束状態にしておくフォーカシン
グサーボを採用することも、また、半導体レーザとコリ
メートレンズの間もしくは、対物レンズとディスクの間
に屈折率の可変な平板を挿入してフォーカシングをとる
ことも可能となる。

（発明が解決しようとする課題）上述のように従来の可換性の情報蓄積装置では、保護膜
が必要であるため、高開口数の対物レンズを使えず、従
って情報担体の高密度化が妨げられているという問題が
あった。

本発明は上記の問題を解決するもので、高開口数の対物
レンズを備え、かつ情報への高速アクセスが行える情報
蓄積装置を提供するものである。

（課題を解決するための手段）上記の課題を解決するため１本発明は、保護膜のない情
報担体を用い、高開口数の対物レンズアレーを作り、こ
れに光ビームを一度に入射させ、全対物レンズから情報
の記録再生可能な状態とさせる固定対物レンズ方式とす
るものである。

（作　用）上記の構成により、記録密度は開口数の２乗に比例する
ので従来の方式であれば対物レンズの開口数は、０．５
〜０．６までしか使用できなかったものが、本方式では
、０．８〜０．９のものまで使用できるようになり、従
って、２．３〜３．２倍の記録密度が得られる０例えば
５．２５インチの光ディスクであれば、従来ＣＡＶモー
ドでおよそ３００ＭＢの情報が、また、ＣＬＶモードで
あれば４７０Ｍ　Ｂの情報がそれぞれ記録再生が可能と
されていたが、本方式では、９６０ＭＢ〜Ｌ、５ＧＢの
情報の記録再生が可能となる。

対物レンズをアレー化すると、隣接の対物レンズの視野
がオーバラップするようになり、従って、情報へのアク
セスが高速となる。従って、光ディスクの記録密度を上
げ、アクセス時間の短縮を図ることができる。

（実施例）本発明の一実施例を第１図ないし第３図により説明する
。

第１図は、本発明の第１の実施例を示す構成図である。

同図において１本発明による情報蓄積装置は、光源とな
る半導体レーザ１と、出射されたレーザ光をほぼ平行光
とする光軸方向に微動可能なコリメートレンズ２と、レ
ーザ光の光軸に対し角度４５度で設置したハーフミラ−
３と、上記のハーフミラ−３の透過光の光軸に対し角度
４５度で設置した角度の微調整が可能なトラッキングミ
ラー４と、上記のトラッキングミラー４の反射光の光軸
上に配置した対物レンズアレー５と、その収束位置に配
置した回転自在の円盤状の情報担体６と。

上記の出射光と逆の経路をたどり、上記のハーフミラ−
３で反射された反射光の光軸上に配置した検出レンズア
レー７と、その収束位置に配置したデテクタアレー８と
から構成されている。

このように構成された情報蓄積Ｍｌｉｆｆの動作につい
て説明する。

半導体レーザｌを出射した光ビームは、コリメートレン
ズ２でほぼ平行光となり、ハーフミラ−３を透過した後
、トラッキングミラー４で反射され、対物レンズアレー
５に入射する。対物レンズアレー５で集光された光ビー
ムは、円盤状の情報担体６の上に回折限界の光ビームス
ポットを形成する。

情報担体６上の情報構造により回折や光の偏光、光の強
度等に変調された光ビームは、再び対物レンズアレー５
．トラッキングミラー４を通って、ハーフミラ−３で反
射され検出レンズアレー７上に入射する。検出レンズア
レー７で集光された光ビームは各々の光ビームに対物し
た光信号検出用のデテクタアレー８上に入射する。

なお、対物レンズアレー５と情報担体６の間の距離は、
精密な調整機構によりあらかじめ対物レンズの焦点深度
の範囲内に調整されているが、情報担体６の回転に伴い
、対物レンズ焦点深度の数倍までの焦点誤差が生じる場
合がある。この時には、コリメートレンズ２又は、半導
体レーザ１を光軸方向に移動させて対物レンズの焦点深
度以内に補正することが可能である。また、情報トラッ
クのずれに対しては、トラッキングミラー４の傾斜角を
変えて情報トラックに追従させることが可能である。こ
れらの焦点や情報トラックのずれは。

情報担体６上の特定の領域内に記録されるサーボ信号検
出用の情報信号を検出して行うことができる。その方法
として１例えば、特開昭５２−９３２２２号公報や特開
昭５６−１４８７３９号公報に記載されている方法を用
いることができる。

第２図は対物レンズアレー５の平面図で、隣接する対物
レンズ５ａの視野範囲９が若干オーバラップし、全体と
して全視野１０を構成する。なお。

図中に破線で示した楕円は、トラッキングミラー４で反
射された光ビーム１１を示す。また、本実施例では、視
野範囲９をオーバラップさせたが、視野範囲９が相接す
るようにしてもよい、また、対物レンズ５ａが１８個の
場合を示したが、より大きい視野を構成することも容易
にできる。しかし。

対物レンズ５ａの数を増すと光ビーム１１も相対的に大
きくなり、それぞれの対物レンズ５ａに入射する光ビー
ムのパワーが少なくなるので、より出力の大きい光源が
必要となる。従って、対物レンズ５ａの数が限度を超え
ると記録再生や消去用として用いることは困難となるが
、再生専用の情報読み出し装置として用いれば、情報信
号へのアクセス情報を短縮できるので十分メリットがあ
る６第２図に示す対物レンズアレー５に、光源として５
０ｍＷの半導体レーザ１を用いれば、それぞれの対物レ
ンズ５ａの出射光量を１〜２ｍＷとすることができる。

なお、本実施例では、情報担体６上の視野範囲９に光ビ
ームスポットを移動させる方法として、トラッキングミ
ラー４を用いたが、トラッキングミラー４の代りに音響
光学素子（ＡＯ）を用いることも可能である。

第３図は、本発明の第２の実施例を示す構成図で、本実
施例が第ｉ図に示した第１の実施例と異なる点は、コリ
メートレンズ２と情報担体６の間に光学系全体が半導体
レーザ１の出射光軸に平行に摺動自在の光学ユニット１
２を配置し、その中にそれぞれ相対向する出射面に対物
レンズアレー１３および検出レンズアレー１４をそれぞ
れ接着した菱形のプリズム１５と、上記の検出レンズア
レー１４の収束面にデテクタアレー１６と、上記のプリ
ズム１５が半導体レーザ１の出射光を反射する光軸上に
デテクタ１７を備えた点である。その他は変らないので
、同じ構成部品には同一の符号を付してその説明を省略
する。

また、本実施例による記録、再生の動作は、第１の実施
例と変りがないが、情報担体６上の情報トラックに追随
するトラッキング方法は、光学ユニット１２で示した、
光学系全体が移動することで行われる。本実施例では、
対物レンズの視野の大きさの低減ができるために、対物
レンズアレー１３の設計が簡単となる。第１および第２
の実施例のいずれの場合も、光ビームを移動させる距離
は。

極〈わずかなので、アクセス時間は、極めて短い。

例えば、トラッキングミラー４を使用した第１の実施例
では、光ビームを視野範＠９内に移動させる時間は、数
ミリ秒以下にできるので、１つの対物レンズ５ａから得
られるアクセス時間も数ミリ秒以下になる。さらに、対
物レンズアレー５に対物するデテクタアレー８の出力に
より、情報担体６の全体又は一部についての情報を同時
に得ることができるので、全アクセス時間はやはり数ミ
リないし十数ミリ秒以下になる。

すなわち、極めて高速な情報へのアクセスが可能となる
０本実施例の対物レンズアレー５および１３は、共に一
体プレス成形のガラスもしくは一体モールド成形のプラ
スチックの非球面レンズを用いる。第２図のような構造
の対物レンズアレーを従来の組合せレンズ等で形成する
ことは技術的に困難であるが、一体成形であれば容易に
形成することができる。検出レンズアレー７および１４
も同様に一体成形で容易に造ることができる。

また、第２図に示すように、対物レンズアレー５に照射
する光ビーム１１は、視野の方向に楕円形状とする方が
、各対物レンズ５ａの光ビームエ１との結合効率を大き
くすることができる。この場合に半導体レーザ１から出
射する光ビームの広がり角の差をそのまま利用すること
ができる。

情報の記録範囲が広く、シかも限られた数の対物レンズ
アレーの全視野でカバーできない場合は、第２の実施例
で示した光学ユニット１２ごと移動させる方式しか使え
ないことになる。この場合には、対物レンズアレーエ３
の全視野は無視できるので、−次元の対物レンズアレー
１３で十分となる場合もある。なお、第２の実施例のデ
テクタ１７は、半導体レーザ（のパワーコントロールや
ノイズ低減の目的に使用されるモニターであり、その動
作は公知であるので、その説明は省略する。

（９！明の効果）以上説明したように、本発明によれば、可換性の情報担
体では不可能であった、情報信号の高記録密度で且つア
クセス時間が極めて短い情報蓄積装置が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による第１の実施例を示す情報蓄積装置
の構成図、第２図は本発明による対物レンズアレーの平
面図、第３図は本発明による第２の実施例を示す構成図
である。工　・・・半導体レーザ、　２　・・・コリメートレン
ズ、　３　・・・ハーフミラ−１４・・・トラッキング
ミラー　　５，１３・・・対物レンズアレー、　６　・
・・情報担体、　７，１４・・・検出レンズアレー、　
８，１６・・・デテクタアレー、　９　・・・視野範囲
、１０・・・全視野、１１・・・光ビーム、　１２・・
・光学ユニット、１５・・・プリズム、１７・・・デテ
クタ。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）レーザ光を放射する光源と、レーザ光をほぼ平行
光ビームに変換するコリメートレンズと、上記の光ビー
ムを回転する情報担体の上に複数の光源像として収束す
る複数個の対物レンズと、上記の情報担体で反射された
光ビームを受けて情報を出力する複数個の光検出器と、
上記の情報担体の結像の焦点と位置を調整する調整装置
からなる情報蓄積装置において、保護膜を形成しない硬
質基板からなる非可換性の情報担体と、開口数が０．６
以上の対物レンズからなる対物レンズアレーとを備えた
ことを特徴とする情報蓄積装置。
（２）上記の光源の像を情報担体上に結像させる複数個
の対物レンズに一体成形された対物レンズアレーを用い
たことを特徴とする請求項（１）記載の情報蓄積装置。
（３）上記対物レンズアレーを構成するそれぞれの対物
レンズの視野の一部が相隣接する視野の一部と重複もし
くは接することを特徴とする請求項（１）記載の情報蓄
積装置。
（４）上記の対物レンズアレーと、複数の光検出器、調
整装置をユニットとしたことを特徴とする請求項（１）
記載の情報蓄積装置。