JPH0362326A - 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」 この発明は、光ディスクおよび光磁気ディスク等にレー
ザ光によって信号を記録／再生する光記録／再生装置に
関する。

「従来の技術」 従来、ＣＤプレーヤに使用される光ディスクは再生専用
のものであり、円形のディスク面に、楽音データがあら
かじめ凹状のビットの形で記録されており、このビット
部にレーザ光を照射することによって、データを読み出
していた。

しかし、近年においては、レーザ光を照射して記録およ
び再生の双方が行える光ディスクまたは光磁気ディスク
が実用化されている。

この種の光ディスクの断面図を第４図に示し、その説明
を行う。

ｌは円形の基板である。この基板ｌは機械的、光学的に
安定したガラス等によって形成されており、上面にスパ
イラル状の溝２が形成されている。

そして、溝２が形成された基板ｌの上面には鉛テルルセ
レン系材料からなる記録膜３が形成されており、その記
録膜３上にはアルミニュウムによる反射膜４が形成され
ている。その反射膜４上には、上面が平滑化された保護
膜５が形成されている。

また、Ｇはグループ部、Ｌはランド部であり、これらの
グループ部Ｇまたはランド部りにデータが記録される。

データを記録する場合は、第５図に示すように、記録膜
３を変化させるに十分な光強度のレーザ光６を基板ｌ側
からグループ部Ｇに照射してデータを記録する。また、
その記録されたデータを読み出す場合、記録膜３を変化
させない一定強度のレーザ光をグループ部Ｇに照射して
、データを読み出す。なお、上述したレーザ光６のビー
ムスポット径はトラックトレースを安定化するために、
グループ部Ｇの幅よりもやや大きくなるようにしである
。

第６図に、案内溝がＶ字形状に形成された光ディスクＤ
１の一部断面図を示す。この光ディスクＤＩにおいては
、図に示す破線で囲んだ部分にデータが書き込まれる。

「発明が解決しようとする課題」 ところで、上述した光ディスクにおいて、ランド部りと
グループ部Ｇとにデータを記録した場合、双方のデータ
の信号品質は全く同じとはいえないが、双方のデータ共
使用可能な品質にある。

しかし、従来のものは、ランド部りのみか、グループ部
Ｇのみにしかデータの書き込みが行えない欠点がある。

また、Ｖ字形状の案内溝が形成された光ディスクにおい
ても記録密度を向上させるに十分とはいえない。

この発明は上述した事情に鑑みてなされたもので、デー
タの記録密度を向上させることができる光記録／再生装
置を提供することを目的としている。

「課題を解決するための手段」 この発明は、凹凸状の記録面上に、レーザ光を照射する
ことによってデータが記録／再生されるディスク状の記
録媒体と、波長の短いレーザ光を出力する第１光源と、
波長の長いレーザ光を出力する第２光源とを具備し、前
記第１光源から出力されたレーザ光を集光し前記記録媒
体の記録面に照射して、凹部および凸部の双方の記録面
にデータを記録し、このデータ記録面に前記第１光源を
照射して再生を行い、かつ前記第２光源から出力された
レーザ光を集光し前記記録媒体の凹部または凸部の記録
面に照射して、この照射して得た信号によってフォーカ
スサーボおよびトラッキングサーボを行うことを特徴と
している。

「作用」 この発明によれば、データ記録時に、短波長で、かつ記
録媒体の記録面の状態を変化させるのに十分な強度のレ
ーザ光が第１光源から出力され、この出力されたレーザ
光が記録媒体の凹部および凸部の幅よりも狭い幅に集光
されて凹部および凸部の記録面に照射されデータが記録
される。また、再生時に、短波長で、かつ記録媒体の記
録面の状態を変化させることのない一定強度のレーザ光
が第１光源から出力され、この出力されたレーザ光が記
録時と同様に集光され、データが記録された凹部および
凸部の記録面に照射され、この照射された反射光によっ
てデータが再生される。このように、記録／再生が行な
われた場合、記録媒体の凹部および凸部の幅よりも狭い
幅にレーザ光が集光されるので、レーザ光が他の面にか
かることがなく、凹部および凸部の記録面に適正にデー
タを記録することができ、また、そのデータを適正に再
生することができる。

また、上述した記録／再生時にフォーカスサーボおよび
トラッキングサーボが行なわれる。即ち、長波長で、か
つ記録媒体の記録面の状態を変化させることのない一定
強度のレーザ光が第２光源から出力され、この出力され
たレーザ光が記録媒体の凹部および凸部の幅よりも広い
幅に集光されて凹部および凸部の記録面に照射され、こ
の照射によって得られた信号で、フォーカスサーボおよ
びトラッキングサーボが行なわれる。

このように、フォーカスサーボおよびトラッキングサー
ボが行なわれた場合、記録媒体の凹部および凸部の幅よ
りも広い幅にレーザ光が集光されるので、凹部および凸
部を確実にとらえることができ、適正なフォー・カスサ
ーボおよびトラッキングサーボを行うことができる。

「実施例」 以下、図面を参照してこの発明の一実施例について説明
する。第１図はこの発明の一実施例による光記録／再生
装置の構成図である。

この図において、１０は波長６３０　ｎｍのレーザ光を
出力する第１半導体レーザである。この第１半導体レー
ザｌＯは光ディスクＤ２にデータを記録したり、その記
録された信号を再生したりする記録／再生用光源として
用いられる。１１は波長７８０ｎｍのレーザ光を出力す
る第２半導体レーザである。この第２半導体レーザＩＩ
はトラッキングサーボおよびフォーカスサーボを行うサ
ーボ信号用光源として用いられる。１２．１３は第１お
よび第２コリメータレンズである。これらコリメータレ
ンズ１２．１３は、半導体レーザ１０，１１から出力さ
れた各々のレーザ光ＡＩ、Ｂｌを平行光線束にするレン
ズであり、それらコリメータレンズ１２．１３を透過し
たレーザ光Ａ　２　、Ｂ　２が、それぞれ第１グイクロ
イツクミラー１４へ出力される。このグイクロイックミ
ラー１４は、定められた色のレーザ光のみを反射または
透過させるミラーであり、半導体レーザ１０，１１から
出力される各々のレーザ光線軸に対して４５度の角度に
設置されている。このグイクロイックミラー１４によれ
ば、レーザ光Ａ２の定められた色のレーザ光Ａ３が透過
し、また、レーザ光Ｂ２の定められた色のレーザ光Ｂ３
が反射する。

１５はハーフミラ−であり、第１ダイクロイツクミラー
１４と対称な角度に設置されている。このハーフミラ−
１５は一方の面から入射されたレーザ光の全光量を透過
し、他方の面から入射された１／２の光量を透過し、１
／２の光量を反射する。即ち、レーザ光Ａ３またはＢ３
の全光量を透過する。１６は第１対物レンズであり、ハ
ーフミラ−１５を透過したレーザ光Ａ４およびＢ４を集
光して光ディスクＤ２のデータ記録面に照射する。

その光ディスクＤ２は第４図に示す光ディスクＤと同様
に、基板１上に記録膜３、反射膜４、保護膜５が順次積
層されており、第２図および第３図に示すように、グル
ープ部Ｇおよびランド部りの幅ＸＩ、Ｘ２がそれぞれｌ
μＩに形成されている。

１７は第２グイクロイツクミラーであり、ハーフミラ−
１５と同角度に設置されている。このグイクロイックミ
ラー１７は、光ディスクＤ２で反射され、第１対物レン
ズ１６を透過し、更に第１ハーフミラ−１５によって１
／２の光量が反射されたレーザ光Ａ６またはＢ６の内、
レーザ光Ａ６を透過し、レーザ光Ｂ６を反射する。１８
は第２対物レンズであり、レーザ光Ａ７を集光して、フ
ォトディテクタ１９へ照射する。このフォトディテクタ
１９は照射されたレーザ光Ａ８を電気信号に変換し、光
ディスクＤ２に記録されたデータを検出する。

２０は臨界角プリズムであり、入射された光をほぼ１０
０％反射する。この臨界角プリズム２０は第２グイクロ
イツクミラー１７によって反射されたレーザ光Ｂ７を反
射して、４分割フォトディテクタ２！へ照射する。この
４分割フォトディテクタ２１は、正方形の照射面（検出
面）が中心を通る縦横の溝によって４分割されており、
この検出面に照射される、光量を検出して電気信号に変
換する検出器であり、この４分割フォトディテクタ２１
で変換された電気信号によって、フォーカスサーボおよ
びトラッキングサーボが行なわれる。即ち、４分割フォ
トディテクタ２１の４つの検出面に照射されたレーザ光
Ｂ８のビームスポットが円形であり、光が４つの検出面
に均等に照射された状態が、フォーカスおよびトラッキ
ングが正常な状態であり、検出面に照射されたレーザ光
Ｂ８のビームスポットが楕円形で、光が４つの検出面に
均等に照射されていない場合は、そのレーザ光Ｂ８を変
換した電気信号によって、第１対物レンズ１６および図
示せぬ周辺機器を制御してフォーカスおよびトラッキン
グを最適にする。

ここで、上述した光ディスクＤ２のグループ部Ｇおよび
ランド部りに照射されるレーザ光Ａ５およびＢ５のビー
ムスポット径について、第２図を参照して説明する。

この図に示すレーザ光Ａ５のビームスポット径Ｗは、波
長λおよび第１対物レンズ１６の開口数ＮＡから、 Ｗ＃Ｋ・λ／ＮＡ・・・・・・■ なる式によって求められる。

但し、Ｋは定数である。この定数には、第１図に示す第
１対物レンズ１６の場合は、レンズ入射瞳における光量
分布が、ガウシアンのとき、Ｋ＝１．３４となり、−様
分布のとき、Ｋ＝０．９６となる。この例においてはレ
ンズ入射瞳の光量分布を一様分布として扱い、Ｋを０．
９６に定める。

また、レンズの開口数ＮＡは０．６５、波長λは６３０
　ｎｍである。

これらの数値を式■に代入すると、 Ｗ″；０．９６ｘ６３０ｘｌＯ−”１０．６５＝０゜９
３ＸｌＯ−”となり、 従って、レーザ光Ａ５のビームスポット径Ｗは、はぼ０
．９３μ謹となる。

また、レーザ光Ｂ５のビームスポット径Ｗｌは、波長λ
および第１対物レンズ１６の開口数ＮＡから式■と同様
に、 Ｗｌ　岑Ｋ・　λ／ＮＡ・・・・・・■なる式によって
求められる。

また、Ｋ＝０．９６、レンズの開口数ＮＡ＝０゜６５、
波長λ＝７８０ｎｍなので、これらの数値を式■に代入
すると、 Ｗｌ共０．９６ｘ７８０ｘｌ（Ｉ＠１０．６５＝１．１
５２Ｘ１（Ｉ＠となる。

従って、レーザ光Ｂ５のビームスポット径Ｗ１は、はぼ
１．１５μ麿となる。

次に、上述した第１図に示す光記録／再生装置において
、光ディスクＤ２にデータが記録され、この記録された
データが再生される場合の動作を説明する。

まず、記録時は、光ディスクＤ２の記録膜３の状態を変
化させるのに十分な強度のレーザ光を、第１半導体レー
ザ！０から出力する。この出力されたレーザ光Ａｔはコ
リメータレンズ１２、グイクロイックミラー１４、第１
ハーフミラ−１５を順次透過して、第１対物レンズＩ６
によって集光され、この集光されたレーザ光Ａ５が第２
図お上び第３図に示すように、光ディスクＤ２のグルー
プ部Ｇまたはランド部りにほぼ０．９３μ−のビームス
ポット径で照射される。この照射によって、記録膜３に
ピットが形成されてデータが記録される。

次に、再生時は、光ディスクＤ２の記録膜３の状態を変
化させることのない一定強度のレーザ光を、半導体レー
ザ１０から出力する。この出力されたレーザ光は記録時
と同様に、対物レンズ１６によって集光され、光ディス
クＤ２の、データが記録されたグループ部Ｇまたはラン
ド部りにほぼ０．９３μｍのビームスポット径で照射さ
れる。

そして、この照射されたレーザ光は反射膜４によって反
射され、第１対物レンズ１６を透過し、更に第１ハーフ
ミラ−１５で反射され、第２グイクロイツクミラー１７
を透過する。この透過されたレーザ光Ａ７は第２対物レ
ンズ１８によって集光され、フォトディテクタ１９に照
射される。そして、フォトディテクタ１９によって、光
ディスクＤ２に記録されたデータが光信号から電気信号
に変換される。

このように記録／再生が行なわれた場合、光ディスクＤ
２のグループ部Ｇおよびランド部りに照射されるレーザ
光Ａ５のビームスポット径Ｗ（はぼ０．９３μｍ）が、
グループ部Ｇおよびランド部りの幅（ｌμＩＩＩ）より
も小さいので、レーザ光が他の面にかかることがなく、
グループ部Ｇおよびランド部りの双方の記録面に適正な
記録／再生を行うことができる。

また、上述した記録／再生が行なわれる際には、同時に
フォーカスサーボおよびトラッキングサーボが行なわれ
る。その場合の動作を説明する。

まず、光ディスクＤ２の記録膜３の状態を変化させるこ
とのない一定強度のレーザ光を、半導体レーザ１１から
出力する。この出力されたレーザ光Ｂｌはコリメータレ
ンズ１３を透過し、次に、グイクロイックミラー１４に
よって、定められた色素のレーザ光Ｂ３のみが反射し、
この反射したレーザ光Ｂ３がハーフミラ−１５を透過し
て、対物レンズ１６によって集光され、光ディスクＤ２
の、データが記録されたグループ部Ｇまたはランド部り
にほぼ１．１５μｍのビームスポット径で照射される。

そして、この照射されたレーザ光は光ディスクＤ２の反
射膜４によって反射され、対物レンズ！６を透過し、次
に、ハーフミラ−！５で反射され、次に、グイクロイッ
クミラー１７によって反射される。この反射されたレー
ザ光Ｂ７は臨界角プリズム２０によって反射されて、４
分割フォトディテクタ２１に照射される。そして、その
４分割フォトディテクタ２１によって、光ディスクＤ２
に記録されたデータが光信号から電気信号に変換され、
この変換された信号によってトラッキングサーボおよび
フォーカスサーボが行なわれる。

このようにトラッキングサーボおよびフォーカスサーボ
が行なわれた場合、光ディスクＤ２のグループ部Ｇおよ
びランド部りに照射されるレーザ光Ｂ５のビームスポッ
ト径Ｗｌ（はぼ１．１５μｍ）が、グループ部Ｇおよび
ランド部りの幅（１μ會）よりも大きいので、グループ
部Ｇおよびランド部りに記録されたデータを確実にとら
えることができ、これによって適正なトラッキングサー
ボおよびフォーカスサーボを行うことができる。

ところで、上述した第１図に示す光記録／再生装置にお
いては、記録媒体として、光ディスクＤ２を用いている
が、代わりに光磁気ディスクを用いる場合は、図に示す
第２グイクロイツクミラー１７と対物レンズ１８との間
に検光子を挿入して装置を構成すればよい。

以上、上述した構成によれば、光ディスクＤ２のグルー
プ部Ｇおよびランド部りの幅をそれぞれ１：１の比で形
成し、第１半導体レーザ１０から出力され、第１対物レ
ンズ１６によって集光され、グループ部Ｇおよびランド
部りに照射されるレーザ光のビームスポット径が、その
グループ部Ｇおよびランド部りの幅よりも小さくなるよ
うにしたので、グループ部Ｇおよびランド部りの双方の
記録面に適正なデータを記録することができる。

ここで、この場合の記録密度を従来の記録密度と比較す
る。

従来は、第５図に示すように、グループ部Ｇとランド部
りとを合わせた幅Ｘが１．６μ亀である。

また、データを記録する場合、そのグループ部Ｇまたは
ランド部りのいずれか一方にのみであり、このグループ
部Ｇまたはランド部りに記録されるデータをＮとすると
、記録密度はＮ／１．６μｍとなる。これに対して、本
実施例においては、グループ部Ｇとランド部りとを合わ
せた幅が２，０μｍであるが、グループ部Ｇおよびラン
ド部りの双方にデータを記録することができるので、記
録密度は２Ｎ／２．０μ園となる。従って、従来例の記
録密度と本実施例の記録密度との比は、（Ｎ／１．６）
／（２Ｎ／２）＝ｌ／１．６となり、本実施例の方が従
来よりも１．６倍多くデータを記録できることになる。

なお、−様な強度分布をもつ平行ビームがレンズに入射
した場合、そのビームスポットは、中央から外周に向っ
て徐々に大きい輪模様となるエアリ−ディスク形状とな
り、その中央部のスポットに全エネルギーの８４％が含
まれる。このことから、中央部のスポットがデータを記
録するのに有効であることがわかる。従って、その中央
部のスポットによってデータを記録すると考えると、上
述した１、６倍の記録密度はビームスポットの１００％
を使用した場合であるから、その内の８４％を使用した
場合の記録密度は１．６１０．８４＝１．９０の計算か
ら、はぼ１．９倍となることがわかる。

また、前述したグループ部Ｇの幅とランド部りの幅をｌ
＝１の比率で形成するので、波長６８０ｎ園よりも、そ
のビームスポット径が大きくなる波長７８０ｒｖのレー
ザ光を使用してデータを記録したとしても、その記録密
度は、（６３０ｎｍ／７８０ｎｍ）Ｘｌ、６倍＝１．２
９の計算から、はぼ１゜３倍となる。また、波長３３０
ｎｍの場合は、（６３０ｎＩＩ／８３０ｒ＋ｎ＋）ｘｉ
、６倍＝１．２１の計算から、はぼ１．２倍の記録密度
が得られることがわかる。

「発明の効果」 以上説明したように、この発明によれば、凹凸状の記録
面を有する記録媒体の凹部の幅と凸部の幅との比率をｌ
：１で形成し、第１半導体レーザによって、その記録媒
体の記録面一の状態を変化させることができる光強度の
レーザ光を出力して、そのレーザ光を第１対物レンズで
集光して、記録媒体の記録面に照射し、この照射された
レーザ光のビームスポット径が記録媒体の凹部および凸
部の幅よりも小さくなるようにして、記録媒体の記録面
にデータを記録するので、記録媒体の凹部および凸部の
双方の記録面にデータを記録することができる。これに
よって、記録密度を向上させることができる効果がある
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による光記録／再生装置の
構成図、第２図は第１図に示す光ディスクＤ２のグルー
プ部Ｇにレーザ光Ａ５またはＢ５を照射したときの一部
拡大断面図、第３図は第１図に示す光ディスクＤ２のラ
ンド部りにレーザ光Ａ５またはＢ５を照射したときの一
部拡大断面図、である。第４図は従来のＵ字形案内溝が
形成された光ディスクＤの一部断面図、第５図は従来の
光ディスクＤにレーザ光６を照射したときの一部断面図
、第６図は従来のＶ字形案内溝が形成された光ディスク
Ｄ１の一部断面図 １０・・・・・・第１半導体レーザ、１１・・・・・・
第２半導体レーザ、１２・・・・・・第１コリメータレ
ンズ、１３・・・・・・第２コリメータレンズ、１４・
・・・・・第１ダイクロイツクミラー　１５・・・・・
・ハーフミラ−１６・・・・・・第１対物レンズ、１７
・・・・・・第２ダイクロイツクミラー　１８・・・・
・・第２対物レンズ、１９・・・・・・光フォトディテ
クタ（光検出器）、２０・・・・・・臨界角プリズム、
２１・・・・・・４分割フォトディテクタ（４分割光検
出器）、Ｂ２・・・・・・光ディスク（記録媒体）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 凹凸状の記録面上に、レーザ光を照射することによって
   データが記録／再生されるディスク状の記録媒体と、波
   長の短いレーザ光を出力する第１光源と、波長の長いレ
   ーザ光を出力する第２光源とを具備し、 前記第１光源から出力されたレーザ光を集光し前記記録
   媒体の記録面に照射して、凹部および凸部の双方の記録
   面にデータを記録し、このデータ記録面に前記第１光源
   を照射して再生を行い、かつ前記第２光源から出力され
   たレーザ光を集光し前記記録媒体の凹部または凸部の記
   録面に照射して、この照射して得た信号によってフォー
   カスサーボおよびトラッキングサーボを行うことを特徴
   とする光記録／再生装置。