JPH0346130A - 光記録再生装置 - 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、光ビームを用いて情報記録担体上に信号の記
録再生および消去などを行う光記録再生装置に間するも
のである。

従来の技術 近年光メモリの中でも光ディスク、光カードなどの技術
発展にはめざましいものがある。この光ディスクは、光
ビームを収束させ回折限界の光ビームとして情報記録担
体上の記録膜の上に記録し、光量もしくは光の属性を変
化させて再生や消去を行うものである。光カードでも同
様のことが可能である。光メモリは追記形のものと、何
度も繰返して記録消去可能な消去形のものとに分けられ
ているが、光学系はほとんど同じような構成が考えられ
ている。

従来の光ディスクや光カードなどの光学系構成の基本的
なものを第５図にしたがって説明する。

放射線光源には通常半導体レーザがよく用いられるが、
これは光学系をコンパクトに構成するために用いられる
ものである。さらに、半導体レーザの場合は、電流で直
接変調できるので簡便な光変調光源として最もよく使用
されている。半・導体レーザ１を出射する光ビームはコ
リメートレンズ２でほぼ平行光とされ、光ビーム分布と
波面補正のためのウェッジプリズム１３およびビームス
プリッタ−３を透過して光ビームを収束させる対物レン
ズ４に入射する。対物レンズ４を出射した光ビームは収
束され、情報記録担体６上に光スポットを形成する。光
スポットの半値全幅Ｗは、Ｗ＝０．５３λ／ＮＡで表わ
される。ここで、λは使爪している光源の波長、ＮＡは
対物レンズ４の開口率である。情報記録担体上の信号要
素で変調された光ビームは反射され、対物レンズ４を再
び通過してビームスプリッタ−３で反射され、光信号検
出器１４に入射される。情報記録担体６が回転すると、
情報記録担体の面振れなどにより対物レンズ４を出射す
る光ビームの収束点は情報記録１！ｉ体６上から異る点
となり、デフォーカスの状態となる。このデフォーカス
の状態を光信号検出器１４で検出して対物レンズ４を移
動させ、光ビームの収束点を情報記録担体６上にもって
くることができる。このフォーカシングの方法について
はすでに多くの方式が提案されており、たとえば米国特
許第４７２４５３３号などに示される方式を用いること
ができる。この方法で検出された信号を用いて、対物レ
ンズ４を光軸方向に移動させるアクチュエータｍ構を動
かせ、対物レンズ４の焦点位置に情報記録担体６を位置
させることができる。

発明が解決しようとする課題 上述のように従来では情報記録担体上に光ビームを収束
させるためにアクチュエータを用いる方法が一般的であ
る。このアクチュエータを用いる方法では、０．１〜０
．３グラム程度の対物レンズを可動にするために、数グ
ラムの可動子にコイルなどがつけてあり、さらにコイル
にｔ流を流して対物レンズを動かせるアクチュエータと
しては、およそ２０グラム程度にもなってしまう、この
ため光デイスク記録再生装置は大きくなりかつ重くなっ
ていた。また機械的な特性のため、周波数応答特性が低
く、高速変化する情報記録ｆｆｉ体に対し、フォーカシ
ングが十分に行えないという問題があった。

本発明は上記従来の問題を解決するもので、機械的なフ
ォーカシング機構をなくして、応答特性が良好で十分な
フォーカシングを実現できる光記録再生装置を提供する
ことを目的とするものである。

課題を解決するための手段 上記問題を解決するために、本発明の光記録再生装置は
、上記のように機械的アクチュエータの代りに、屈折率
を変化させて対物レンズから出射する光ビームの収束状
態や照射位置を変えようとするもので、放射光源を出射
する光ビームを受けて情報記録担体上に集光させる第１
の光学手段と前記情報記録担体の間に、屈折率を可変と
した第２の光学手段として透過性のレンズ板または平行
平板を設け、前記情報記録担体と第１の光学手段の光収
束部間の距離の変化に対応する電気信号に応じて板の屈
折率を変化し、板の厚さＴと屈折率Ｎの乗じた光路長Ｔ
×Ｎを変化させ、第１の光学手段の情報記録担体までの
作動路Ｍまたは情報記録担体の表面に沿った作動距離を
変えるように構成したものである。

作用 上記構成により、情報記録担体上の収束ビーム点のフォ
ーカシング状態を一定とすると同時にトラックずれなど
を補正できて、高加速度、高周波数特性の要求される機
械的フォーカシングおよびトラッキングアクチュエータ
が不用となり、低い周波数領域での共振を少くし、精度
の向上を図ることができ、小型、高容量の光デイスクシ
ステムを実現できる。すなわち、小型となることで、ア
クセスタイムを早くすることができ、高容量とすること
で、高転送レートとすることができる。

実施例 以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の一実施例の光記録再生装置の基本的な
構成図を示す、第１図において、光源としてのたとえば
半導体レーザ１を出射した光ビームは、コリメートレン
ズ２でほぼ平行光とされ、ビームスプリッタ−３を透過
して対物レンズ４に入射する。対物レンズ４を透過した
光ビームは、平行平板状の屈折率変化板５を透過して情
報記録担体６に入射する。情報記録担体６で反射した光
ビームは、再び対物レンズ４に入射後ビームスプリッタ
−３で反射され、検出レンズ７を経て光検出器８に入射
する。光検出器８で検出された電気信号は差動回路９、
駆動回路１０を経て屈折率変化板５にフィードバック電
気信号が供給される。光検出器や差動回路などは従来よ
りよく知られている方式を用いることができる。屈折率
変化板５は印加電圧に応じて屈折率の変化するもので、
印加電圧に比例するもの、印加電圧の二乗に比例するも
のなどが利用できる。印加電圧の三乗四乗またはそれ以
上に比例するものは効率が低くなる。

第２図は屈折率を変化させて焦点位置を変化させる様子
を示す模式図である。屈折率の変化範囲がどこまで許容
されるかは、平板の収差から計鼻される。屈折率変化板
５の平行平板の厚さＴ、屈折率Ｎ、対物レンズの開口率
ＮＡをＮａ、　ｐｊ！用波長λとすると、平行平板を通
過することにより生じる波面収差Ｗは、 で表わされる。ある一定の屈折率ＮＯと板厚Ｔ。

について補正された光学系であれば残留波面収差ΔＷは
、 ・・・・・・（２） となる、板厚１．２ｆｌ、波長７８（Ｉｎ１１、対物レ
ンズのＮＡを０．５として、屈折率１．５に対して補正
のされている光学系で波面収差が０．０１人過剰補正も
しくは補正不足となる条件で屈折率の変化可能な範囲を
求めると、１．４３＜Ｎ＜１．６２となる。波面収差が
０．０１λ変化しても光学系全体へ及ぼす影響は小さく
、十分に良好な光学系となる。平行平板の屈折率が変化
すると、対物レンズを出射する光ビームの収束位置を変
化させることができる。屈折率の変化ΔＮとすると、焦
点位置の変化量ΔＺは近似的に で表わされる。板厚１．２　ｒｍ、平均屈折率を１．５
とすると、屈折率を０．０１変化させることで焦点位置
を約５，３μｍ変化させることが可能である。ここで、
６ａは情報記録担体面を示す。

第３図は屈折率変化により光ビームを走査させる方法を
示す、第２図のように焦点位置を変えるには屈折率変化
を主として光軸方向に変化させる必要があるが、第３図
のように光ビームを走査する場合には、屈折率を光軸と
垂直な方向に変化させる必要がある。第３図に示す屈折
率変化板１５は光軸とは垂直な方向への屈折率を変化さ
せるように配置されている。光の走査速度を早くするた
めには、光ビームの通過する部分をできるだけ小さくす
る方がよい、第３図では、わかりやすく誇張して示され
ているので、屈折率変化板１５の中を通過する光ビーム
断面積が比較的大きく画れているが屈折率変化板１５を
情報記録担体６に近づけることで高速トラッキングが可
能となる。情報記録担体６上のトラックを追従するため
のサーボ信号の検出方法などはすでに公知の方式を用い
ることで得られる。

第４図は第２図および第３図で示したものを組合せた構
成である。第４図において、情報記録担体面６ａより反
射した光ビームを検出レンズ７で光検出器８上に集め、
回路１６によりフォーカスサーボ信号およびトラッキン
グサーボ信号を得てそれぞれフォーカス駆動回路１７お
よびトラッキング駆動回路１８により第１屈折率変化板
５と第２屈折率変化板１５を駆動する。したがって情報
担体面６ａが移動しても、焦点位置およびトラック位置
のずれを検出して補正するフォーカスサーボおよびトラ
ッキングサーボが可能となる。第１屈折率変化板５およ
び第２屈折率変化板１５をまとめて一体とすることも可
能である。

これら実施例は情報記録担体が保護膜を有した可換媒体
時にももちろん適用できるが、情報記録担体に保護膜の
ないもの、もしくは非常に薄く、屈折率変化板を情報記
録担体に接近できる方式に有利である。すなわち、屈折
率を相当の高速で変化させるためには屈折率変化板に加
える印加電圧をできるだけ小さくおさえる必要がある。

このために、屈折率変化板はできるだけ小型の方が望ま
しい、屈折率変化板は少しパワーをもたせてレンズ状の
構成にすることも可能である。また、屈折率変化を起さ
せる材料として、結晶、不純物をドープさせたガラス、
セラミック材料などあり、屈折率変化板として結晶材料
の他にガラス板の間に入れた液晶なども利用することが
できる。

発明の効果 以上本発明によれば、従来のように対物レンズを機械的
に駆動させて、フォーカシングサーボやトラッキングサ
ーボを行っていた方式に比べ、機械部分の大幅な削減を
行なうことができ、したがって装置の小型化ができると
ともに、従来の機械方式では実現できなかった高速アク
セスなどが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の光記録再生装置の基本的な
構成図、第２図は同光記録再生装置の屈折率変化板によ
る光軸方向へのフォーカシングサーボを説明する模式図
、第３図は同光記録再生装置の屈折率変化板による光軸
と直交する方向のトラッキングサーボを説明する模式図
、第４図はフォーカシングサーボとトラッキングサーボ
を組合せた構成図、第５図は従来方式の光学系例で対物
レンズを矢印の方向に駆動してサーボを行なう光記録再
生装置の構成図である。 １・・・半導体レーザ、２・・・コリメートレンズ、３
・・・ビームスプリッタ−１４・・・対物レンズ、５．
１５・・・屈折率変化板、６・・・情報記録担体、８・
・・光検出器、９・・・差動回路、１０・・・駆動回路
、１７・・・フォーカス駆動回路、１８・・・トラッキ
ング駆動回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、放射光源を出射する光ビームを受けて情報記録担体
   上に集光させる第１の光学手段と、前記情報記録担体と
   前記第１の光学手段の間にあって屈折率を可変とした第
   ２の光学手段を備え、前記第１の光学手段装置は光ビー
   ムを集光させる光収束部と、前記情報記録担体からの光
   ビームを分岐する分岐部と、前記分岐部で分岐された光
   ビームを受け、少くとも前記情報記録担体と前記光収束
   部間の距離の変化に対応する電気信号を出力する光−電
   気変換部を有し、前記第２の光学手段は透過性のレンズ
   板または平行平板を有し、前記電気信号に応じて板の厚
   さＴと屈折率Ｎの乗じた光路長Ｔ×Ｎを変化させ、前記
   第１の光学手段の情報記録担体までの作動距離または情
   報記録担体の表面に沿った作動距離を変えるように構成
   した光記録再生装置。