JPH0677327B2

JPH0677327B2 - 情報記録又は再生装置

Info

Publication number: JPH0677327B2
Application number: JP58174479A
Authority: JP
Inventors: 守宮脇
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1983-09-21
Filing date: 1983-09-21
Publication date: 1994-09-28
Anticipated expiration: 2009-09-28
Also published as: JPS6066338A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、情報記録又は再生装置に関する。

近年、情報社会の進展に伴ない、記録媒体面に光を集束
し、情報を記録又は再生する、光ディスク装置、光磁気
ディスク装置等の情報記録又は再生装置が注目を集めて
いる。このような情報記録又は再生装置においては、集
束光の前記記録媒体面における焦点調整および位置調整
が不可欠である。従来、前記位置調整には、ガルバノミ
ラー等の機械的偏向手段が用いられていたが、走査速度
が遅いという欠点を有していた。そこで、前記機械的偏
向手段に代えて、特開昭56-107217号等で提案された回
折を利用した光偏向器を用いることが考えられる。この
ような光偏向器を用いた情報記録又は再生装置は、集束
光の高速な位置調整が可能であるという優れた特性をも
っているが、焦点調整の為の信号検出において問題が生
じた。この例を第１図（Ａ）（Ｂ）を用いて説明する。

第１図（Ａ）において、１は弾性表面波による光の回折
を利用した光偏向器、２はビームスプリッタ、３は対物
レンズ駆動手段、４は対物レンズ、５は集光レンズ、６
は光検出器、７は記録媒体である。ここで光偏向器１
は、例えば第１図（Ｂ）のように構成されている。基板
11上に、この基板11より屈折率の高い導波路層12が形成
され、入射光15はプリズム結合器14を介して導波路層12
内に導かれる。そして導波路内を伝搬する入射光の一部
は、櫛の歯状電極13より発生する弾性表面波18により回
折されて偏向光16となる。この偏向光16と弾性表面波18
により偏向されない０次回折光17はプリズム結合器19を
介して導波路外に射出される。

第１図（Ａ）において、光偏向器１から出射した偏向光
８は、ビームスプリッタ２を透過し、対物レンズ３によ
り、記録媒体７上に集束する。前記記録媒体により反射
された偏向光は、ビームスプリッタ２により光検出器６
の方へ導かれ、集光レンズ５により光検出器６面上に結
像する。前記光検出器６により検出される信号に従って
対物レンズ駆動装置３を駆動し、偏向光の焦点が記録媒
体面に合致するように対物レンズ４を動かす。

しかしながら、上記の如き情報記録又は再生装置におい
ては、偏向光８に対して、記録媒体７面と光検出器６面
が共役関係にあるため、焦点調整用信号光９が、光偏向
器１による偏向光の走査にともなって、光検出器６面上
を動き、正確な焦点制御が難かしいという欠点を有して
いた。

本発明の目的は、記録媒体に光を集束し、情報を記録又
は再生する際に、前記光の記録媒体面上での位置調整が
高速で、且つ、焦点調整が正確に行なえる情報記録又は
再生装置を提供することにある。

本発明の上記目的は、光の回折を利用した光偏向器と、
前記光偏向器からの偏向光および０次回折光を記録媒体
面に集光する集光手段と、前記光偏向器と記録媒体面と
の間に設けられ、記録媒体面で反射された０次回折光を
記録媒体面に照射される光から分離するビームスプリッ
タと、前記ビームスプリッタで分離された反射光を検出
し合焦検出信号を得る検出手段と、前記合焦検出信号に
従って前記集光手段を駆動することによって焦点調整を
行う手段とから成り、前記光偏向器で偏向光を走査し、
記録媒体面における偏向光の位置調整を行いながら、前
記偏向光によって情報を記録又は再生する情報記録又は
再生装置によって達成される。

以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。

第２図は、本発明の情報記録又は再生装置の第１実施例
を示す概略図である。図中、21は第１図（Ｂ）に示され
たものと同様、弾性表面波を用いた光偏向器、22はビー
ムスプリッタ、23は対物レンズ駆動装置、24は対物レン
ズ、25は集光レンズ、26は２分割光検出器、27は記録媒
体、28は遮光板である。このような、弾性表面波を用い
た光偏向器の場合、記録光および再生光としては、＋１
次回折光もしくは、−１次回折光を用いるが、通常、弾
性表面波による回折効率は100％以下であるため、０次
回折光が生じる。本発明は、上記０次回折光を積極的に
利用して、焦点調整を行なうものである。すなわち、第
２図に示す如く、光偏向器21から出射した０次回折光29
と偏向光30は、ビームスプリッタ22を通り、対物レンズ
24により、ともに、記録媒体27上結像する。

偏向光30は、記録信号に従って変調され、記録媒体上に
情報を記録する。一方、情報再生時には、偏向光30を記
録媒体に入射し、記録媒体からの反射光を不図示の検出
器で受けて記録媒体に記録された情報を再生する。また
０次回折光29の反射光は、ビームスプリッタ22により、
２分割光検出器26の方に導かれる。

本第１実施例の場合も従来例と同様、偏向光30に対して
光検出器面と記録媒体面は、共役関係になっているが、
焦点検出に０次回折光を利用しているため、偏向光がど
のように偏向されようと、検出器面上で焦点調整用信号
光（０次回折光の記録媒体による反射光）が振れること
はない。このようにして２分割光検出器で得られた信号
を対物レンズ駆動装置に帰還させ、０次回折光29の焦点
31が、記録媒体27の面と合致するようにする。上記方式
は、第２図に示す如く、０次回折光29の対物レンズ24に
よる焦点31が記録媒体面と合致していれば、偏向光30の
集光レンズ24による焦点32も上記記録媒体面と合致する
ということを前提としているが、偏向光30の像面位置が
前記０次回折光29のものと異なる場合は、このような位
置変位を補正し、対物レンズ駆動装置23を駆動すればよ
い。

次に、上記実施例の合焦信号検出方法を第３図（Ａ）
（Ｂ）（Ｃ）を用いて説明する。このような合焦信号検
出方法は、例えば特開昭54-155832号等で提案されてお
り、本発明はこの方法に限定されるものではない。第３
図（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は、対物レンズ24と記録媒体面と
の位置の違いによる０次回折光の記録媒体面からの反射
光の様子を表わしたもので、33は、０次回折光の対物レ
ンズ24の焦点位置よりも前側に記録媒体がある場合の媒
体面を、34は、前記０次回折光の焦点位置に記録媒体が
ある場合の媒体面を、35は前記０次回折光の焦点位置よ
り後側に記録媒体がある場合の媒体面を表わす。第３図
（Ａ）に示す如く、記録媒体面が０次回折光の対物レン
ズによる焦点位置よりも前側にある場合は、媒体からの
反射光38は対物レンズ24より、発散光束となり、ビーム
スプリッタ22に入射する。前記ビームスプリッタ22によ
り上記発散光束は、光検出器側へまげられ、発散光束の
半分は遮光板28により遮光され、その結果、残りの光束
39は、集光レンズ25により、２分割光検出器の片側37に
はいる。

一方、第３図（Ｂ）に示す如く、記録媒体面が、対物レ
ンズ24による０次回折光の焦点位置と合致する場合は、
媒体からの反射光40は、対物レンズ24により平行光束と
なり、ビームスプリッタ22に入射する。前記ビームスプ
リッタ22により上記平行光束は、検出器側にまげられ、
平行光束の半分は、遮光板28により遮光され、その結
果、残りの光束41は、集光レンズ25により、２分割光検
出器36と37のまん中に結像する。また一方、第３図
（Ｃ）に示す如く、記録媒体面が対物レンズ24による、
０次回折光の焦点位置よりも後側にある場合は、媒体か
らの反射光42は、対物レンズ24により、収束光束とな
り、上記説明と同様の原理により２分割光検出器の片側
36にはいる。

従って、２分割光検出器の36と37の両者から得られる信
号の差が常にゼロになるように、対物レンズ駆動装置23
を駆動すれば、０次回折光の集光レンズ24による焦点
は、記録媒体面に合致する。

次に、本発明の情報記録又は再生装置の第２実施例につ
いて、第４図を用いて説明する。51は、弾性表面波を用
いた光偏向器、63は1/2波長板、64、65は偏光ビームス
プリッタ、52はビームスプリッタ、66は光検出器、53は
対物レンズ駆動装置、54は対物レンズ、55は集光レン
ズ、56は２分割光検出器、60は遮光板である。光偏向器
51は、第１図（Ｂ）で説明したとおり、プレーナ型光導
波路構造からなり、上記光偏向器から出射する光の偏光
状態は、直線偏光である。今、導波光のモードをTEモー
ドとすると、光偏向器から出射する０次回折光61も偏向
光62も、電界の振動方向は、第４図の面内である。偏向
光62は、上記偏光状態のまま偏光ビームスプリッタ64に
はいり、一方、０次回折光61は、1/2波長板63により、
上記偏向光に直交する直線偏光に変換され、偏光ビーム
スプリッタ64に入射する。

偏光ビームスプリッタ64に入射した偏向光62は、偏光ビ
ームスプリッタ内の面67で全反射し、０次回折光61と偏
向光62は合成される。０次回折光61と偏向光62の合成光
68は、ビームスプリッタ52を透過して、集光レンズ54に
より、記録媒体57上に集光する。本第２実施例は、偏向
光が集光する位置のきわめて近傍に０次回折光を集光で
き、より高精度に、偏向光焦点を記録媒体上に合致させ
ることができる。上記合成光68は、記録媒体57上から反
射し、ビームスプリッタ52により偏光ビームスプリッタ
65に入射する。上記偏光ビームスプリッタ65により、偏
向光の反射光である再生光69は、光検出器66によって検
出され、記録媒体57に記録された情報を再生する。また
０次回折光の反射光は、上記偏光ビームスプリッタ65を
透過し、その一部は、第１実施例と同様、遮光板60で遮
られ、２分割光検出器56にはいり、焦点検出信号とな
る。

上記例では記録媒体に記録された情報を光学的に読み出
し、再生する場合を示したが、同様の構成を用いて、偏
向光を情報信号に従って変調して記録媒体に照射するこ
とにより、情報記録装置とすることもできる。

次に本発明の情報記録又は再生装置の第３実施例につい
て、第５図を用いて説明する。72はプリズムカップラ、
74は弾性表面波、77は光導波路、78は電気光学効果を有
する物質から成る薄膜レンズと、この薄膜レンズに電界
を印加する電極とから構成され、電極へ加える電圧を調
整することにより電気光学効果を用いて焦点距離を変化
せしめる可変焦点型薄膜レンズ、80は光記録用テープ、
81は、記録テープを導波路端面84に押えるためのパッ
ド、82、83は、２分割光検出器、86は遮光板、87は弾性
表面波発生用の櫛の歯状電極である。コリメートされた
レーザー光71はプリズムカップラ72により、導波路78内
に導かれる。上記導波光73は、櫛の歯状電極87から発生
した弾性表面波74により、１次回折光75と０次回折光76
に分離する。上記１次回折光75と０次回折光76は、とも
に可変焦点型薄膜レンズ78に入射し、１次回折光75は、
記録用導波光79の如く導波路端面84に集光し、記録テー
プ81上に記録を行なう。一方、０次回折光76は、可変焦
点型薄膜レンズ78を出射後、遮光板86により一部を切ら
れ、85に示す導波光になり、２分割光検出器82、83に入
射する。仮に、可変焦点型薄膜レンズ78による焦点が、
導波路端面84より内側にある場合は、導波光85は、２分
割光検出器の83の側へ入射し、一方、上記可変焦点型薄
膜レンズ78による焦点が導波路端面84より外側にある場
合は、導波光85は、２分割光検出器の82の側にはいる。
したがって、２分割光検出器の82と83の両者から得られ
る信号の差が常にゼロになるように、可変焦点型薄膜レ
ンズの電極に電圧を印加すれば、記録用導波光79は導波
路端面54に集光する。

本第３実施例は、機械的稼動部を持たない可変焦点型薄
膜レンズと光偏向器とを同一の導波路上に設けることに
よって超小型化が図れるという効果を有する。また、本
実施例においても、光記録用テープ80からの光を検出す
る手段を設けることによって、情報再生装置を構成する
こともできる。

第６図に本発明の情報記録又は再生装置の第４実施例を
示す。第６図において、91は弾性表面波を用いた光偏向
器、93は対物レンズ駆動装置、94は対物レンズ、95は集
光レンズ、96は２分割光検出器、97は記録媒体、100は
遮光板、103は1/2波長板、104は偏光ビームスプリッ
タ、105は光検出器である。またここで108、109はハー
フミラー面である。本第４実施例も、第２実施例と同様
の原理により、０次回折光101と偏向光102が偏光ビーム
スプリッタ104内の面106で合成される。この合成光107
は、集光レンズ94により、記録媒体97上に集光する。上
記合成光の反射光は、偏光ビームスプリッタ104にもど
り、０次光成分は106の面で透過し、一方、偏向光成分
は、106の面で反射する。上記０次光成分は、ハーフミ
ラー面108を透過し、２分割光検出器にはいり、焦点検
出信号となり、一方、上記偏向光成分は、ハーフミラー
面109を透過し、光検出器105にはいり、再生信号にな
る。

本第４実施例は第２実施例と同様、高精度の焦点調整が
可能であり、且つ、第２実施例に比べて、光学系が簡単
になるという効果がある。

次に本発明の情報記録又は再生装置の第５実施例につい
て、第７図を用いて説明する。前述の第１実施例は、光
偏向器に音響光学効果を用いたものであるのに対して、
本第５実施例では、光偏向器に電気光学効果を用いるも
のである。111は第１図（Ｂ）の例と同様に形成された
光導波路であり、櫛の歯状電極65に電圧を印加すること
により、前記光導波路の屈折率を周期的に変化せしめ、
入射光を回折によって偏向するものである。後の動作は
第１実施例とまったく同じで、０次回折光121と偏向光1
22はビームスプリッタ112を透過して、対物レンズ114で
記録媒体117面に集束され、偏向光によって情報の記録
又は再生が行なわれる。また０次回折光121の記録媒体1
17による反射光は、遮光板110で一部が遮断され、集光
レンズ115を通して２分割光検出器116で検出されること
により、第３図説明と同様の原理で焦点検出信号が得ら
れる。この焦点検出信号に従って、対物レンズ駆動装置
113を駆動することにより、偏向光122を記録媒体117面
に正しく合焦させるものである。

前記光偏向器における偏向角２θは、櫛の歯状電極ピッ
チΛと入射光の波長λにより、以下の式で与えられる。

今回作成したグレーティングのピッチは、8.8μｍ、対
数は350対、交差幅は3mmとした。又、偏向角をマルチ化
するためには第８図に示す如く、異なるピッチの櫛の歯
状電極をそれぞれのブラッグ角にあう傾きで作成すれば
よい。第８図において、126、127、128は、ピッチの異
なる櫛の歯状電極であり、129は126の電極による偏向
光、130は127の電極による偏向光、131は128の電極によ
る偏向光である。

前記第５実施例は、電気光学効果を利用して、光導波路
にグレーティング構造を生ぜしめ、回折によって光の偏
向を行なったが、熱光学効果を利用することもできる。
この場合、第５実施例と同様の光導波路上に形成する電
極は、第９図に示す如く、はしご型構造のものとし、電
極材料としてはヒーター材を用いれば良い。偏向角と電
極のピッチとの関係は、電気光学効果を用いた場合と同
様である。

本発明は、前述の実施例に限らず、種々の変形が可能で
ある。例えば光偏向器は、回折を利用して光を偏向する
ものであれば、いかなるものを用いてもかまわない。ま
た、本発明の適用範囲も、光ディスク、光磁気ディスク
に限らず、レーザビームプリンタ等の画像形成装置、デ
ィスプレイ装置等、集束光の走査によって画像情報を紙
面、表示面等に記録するものにも応用が可能である。

以上説明したように、本発明は回折を利用した光偏向器
を含む情報記録又は再生装置において、０次回折光を利
用して焦点制御を行なうようにしたので、記録又は再生
光が偏向されても、常に正確な焦点制御を行なうことが
可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）（Ｂ）は夫々従来の情報記録又は再生装置
およびそれに用いる音響光学効果を利用した光偏向器の
例を示す概略図、第２図は本発明の情報記録又は再生装
置の第１実施例を示す概略図、第３図（Ａ）（Ｂ）
（Ｃ）は夫々第１実施例における焦点検出の原理を説明
する図、第４図〜第７図は夫々本発明の情報記録又は再
生装置の他の実施例を示す図、第８図は電気光学効果を
用いた光偏向器の偏向角をマルチ化した例を示す概略
図、第９図は熱光学効果を利用した光偏向器の電極形状
を示す図である。 21……光偏向器、22……ビームスプリッタ、 23……対物レンズ駆動装置、24……対物レンズ、 25……集光レンズ、26……２分割光検出器、 27……記録媒体、28……遮光板、 29……０次回折光、30……偏向光、 31……０次回折光の焦点、32……偏向光の焦点。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光の回折を利用した光偏向器と、前記光偏
向器からの偏向光および０次回折光を記録媒体面に集光
する集光手段と、前記光偏向器と記録媒体面との間に設
けられ、記録媒体面で反射された０次回折光を記録媒体
面に照射される光から分離するビームスプリッタと、前
記ビームスプリッタで分離された反射光を検出し合焦検
出信号を得る検出手段と、前記合焦検出信号に従って前
記集光手段を駆動することによって焦点調整を行う手段
とから成り、前記光偏向器で偏向光を走査し、記録媒体
面における偏向光の位置調整を行いながら、前記偏向光
によって情報を記録又は再生する情報記録又は再生装
置。