JPS5845096B2 - 光学的記録再生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は光学的記録再生装置において、いかなる状態に
おいても記録媒体上において平均した強さの光を得るこ
とを目的とする。

一般に情報の光学的記録再生は、光学記録媒体に光ビー
ムを照射し、その光のエネルギーにより光学記録媒体の
光透過率あるいは光反射率を変化させ情報を記録し、逆
に光学記録媒体の光透過率あるいは光反射率の変化を検
出して、情報の再生を行うものである。

円盤状光学記録媒体を用いた光学的記録・再生装置は記
録・再生を行う光ビームを発生する光源、光ビームを変
調する光変調素子、光ビームを導き絞るミラーやレンズ
等の光学系、光透過率あるいは光反射率の変化を検出す
る受光素子、円盤状光学記録媒体を回転する回転装置、
円盤状光学記録媒体と光学系を相対的に移送する移送装
置、その他に各種制御を行う制御装置などにより構成さ
れている。

円盤状光学記録媒体を回転装置により一定回転させ、光
学系と相対的に連続移送し、光源からの記録光ビームを
変調して、レンズにより絞って照射すると、第１図に示
すように同心円的渦巻状に情報の記録がでできる。

第１図において、１は円盤状光学記録媒体、２は情報記
録部である。

情報の再生は記録時と同様、円盤状光学記録媒体を回転
・移送させ、情報記録部に連続的に再生光ビームを照射
しくただし光のエネルギーは、光学記録媒体の光透過率
あるいは光反射率を変化させない程度である）、透過光
あるいは反射光を受光素子で受ける。

ここで記録再生を行う情報の形式としては、光学記録媒
体の階調性、その他の関係上光透過車高（光反射率低）
“０“、光透過率低（光反射車高）“１“あるいはその
逆の二値情報であり、光透過車高領域と光透過率低領域
（あるいは反射率）の幾何学的長さを変化させて配列し
た時間軸情報になっており、第２図に示すようになる。

第２図においてａは情報記録部であり、３は光透過車高
領域、４は光透過率低領域であり、ｂは受光素子で透過
光により検出されるａに対応する信号５を示す。

光学記録媒体の光透過率あるいは光反射率の変化は、照
射する記録光ビームのエネルギーによる。

アモルファス半導体を記録媒体基体に蒸着した光学記録
媒体を例にとれば、光ビームのエネルギが一定の閾値を
こえれば光透過率は変化し、光ビームのエネルギーを増
大していくと最後には蒸発するが、閾値から蒸発するま
での光ビームのエネルギーにより光透過率に階調性があ
り、第３図に示すようになる。

第３図において、ａは光ビームのエネルギーによるアモ
ルファス半導体の光透過率の変化を示しているが、６は
記録媒体基体、７はアモルファス半導体であり、８は照
射した光ビームのエネルギーが閾値をこえない場合、９
および１０は光ビームのエネルギーが閾値こえている場
合であるが、光ビームのエネルギーは９〈１０で、光透
過率は９＞１０ １１はアモルファス半導体が蒸発して
いる場合であり、ｂは受光素子で透過光により検出され
るａに対応する信号１２を示す。

前記したように円盤状光学記録媒体に光透過率あるいは
光反射率の高・低領域の配列で情報を記録再生する場合
、光学記録媒体により記録光ビームのエネルギーを決定
し一定に保たないと、上記のことから明らかなように、
最適な情報の記録・再生ができない。

つまり、記録光ビームのエネルギーが大きすぎたり小さ
すぎたりすると、入力される情報に対し記録される情報
が欠損し同一情報でなくなり、記録光ビームのエネルギ
ーが記録の範囲内であったとしても、そのバラツキが大
きいと受光素子で検出する信号の出力レベルが異なって
しまい情報の記録・再生に支障をきたす。

ところで、前記したような円盤状光学記録媒体の光学的
記録再生装置において、記録時の光源のパワーが一定で
あるとすると、円盤状光学記録媒体は一定回転しており
、外周と内周では回転速度が異なり、外周と内周では光
ビームの照射時間が変化し、外周の方が光ビームのエネ
ルギーが内周より小さくなってしまう。

また、記録する情報の周波数が異なる場合（光透過率あ
るいは光反射率の高・低領域の幾何学長さが異なる場合
）についても、光ビームの照射時間が異なり、周波数の
高い方が、光ビームのエネルギーは、周波数の低い方よ
り小さくなってしまう。

そして、光源のパワーは常に一定でなく変動するもので
ある。

それゆえ、情報の記録・再生を最適に行うには記録時に
、記録光ビームのエネルギーの制御をする必要がある。

本発明は上記円盤状光学記録媒体の外周と内周、および
記録する情報の周波数のちがい光源のパワーの変動など
により生ずる記録光ビームのエネルギーの差をなくすよ
うに制御し、情報の記録再生を適正に行う装置を提供す
るものである。

以下本発明の一実施例について図面とともに説明する。

第４図において、１′は円盤状光学記録媒体で、１３の
モーターの軸１３′に固定された透明体のターン・テー
ブル１４にのり、一定回転する。

モータ１３は移送ネジ１６のネジに噛合う保持部材１５
で保持され、移送ネジ１６をベアリング１７および１７
′で支持し、図示していないがモータ等で回転すること
によって、モータ１３とともに円盤状光学記録媒体１′
は矢印１８のように移送する。

１９は記録あるいは再生を行う光ビーム２０を発生する
レーザーの如き光源である。

２１は、ビデオあるいはオーディオ信号の如き情報を入
力させる変調回路であり、２２は変調回路２１の電気信
号により光ビーム２０を変調する光変調器である。

光ビーム２０は、補助レンズ２３、ミラー２４、ビーム
スプリッタ−２５およびレンズ２６等の光学系を通過し
、絞り込まれて円盤状光学記録媒体１′に照射される。

この時、光ビーム２０を絞ったビームスポットを一定の
大きさに保って媒体に照射するために、焦点制御が必要
である。

この焦点制御には、種々の方法が考えられるが、本実施
例においては、例えば光学記録媒体からの反射光の位置
により行っている。

光ビーム２０の円盤状光学記録媒体１の反射光２０′を
ビームスプリッタ−２５により、受光素子２７に照射す
る。

受光素子２７は二つに分割されているが、反射光２０′
は円盤状光学記録媒体１′の上下位置により矢印２８の
方向に移動するので、これを利用して受光素子２７の二
つの出力信号な差動増幅器２９により差をとって制御信
号とする。

レンズ２６はボイスコイルの如き構造の保持部材３０に
よって保持されており、差動増幅器２９からの制御信号
に応じて駆動回路４６により動作させ、レンズ２６を上
下し、焦点制御を行う。

３１は光ビーム２０の波長の光だけを通過させるフィル
タである。

３３は補助光ビーム３２を発生するレーザーの如き光源
であり、この光源３３の光の波長は、光源１９の光の波
長とは異なる。

補助光ビーム３２は、ミラー２４、ビームスプリッタ−
２５、レンズ２６等の光学系を通過し、光ビーム２０と
同様に絞り込まれて円盤状光学記録媒体１′に照射する
。

この時、補助光ビームが照射を行う位置は、第５図に示
す如く、記録方向において、光ビーム２０の後側になっ
ている。

３４は補助光ビーム３２０波長だけを通過させるフィル
タである。

３５は受光素子であり、円盤状光学記録媒体１′および
ターンテーブル１４を透過する透過光３７を受光する。

３８は記録時に光ビーム２０のエネルギを制御する制御
回路であり、その構成は第６図に示すようなものである
。

第６図において、３９は受光素子３５からの信号を増幅
する増幅回路、４０は増幅した信号の積分を行なう積分
回路である。

４１および４１′は基準信号レベル発生回路であり、４
２および４２′は基準レベル信号と積分回路４０からの
信号の差動増幅回路、４３および４３′はシュミット回
路の如き比較回路であり基準信号より、積分回路４０の
信号が犬となった場合に出力信号を発生しアナログゲー
ト回路４４および４４′により、差動増幅回路４２およ
び４２′の信号が出力４５および４５′となってでてく
るものである。

情報の記録は、前述したように円盤状光学記録媒体１′
を、モータ１３で一定回転し、移送ネジ１６による移送
の状態で、光源１９より光ビーム２０を発生させ変調回
路２１からの信号で光変調器２２により変調し、補助レ
ンズ２３、ミラー２４、ビームスプリッタ２５、レンズ
２６の光学系により光ビーム２０を絞り込んで円盤状光
学記録媒体１′に照射することにより行なわれ、第１図
に示すように情報が記録される。

この情報の記録時には、受光素子２７、差動増幅回路２
９、駆動回路３０および保持部材３０で構成される制御
装置を動作させて焦点制御の動作を行う。

受光素子の前にあるフィルタ３１は、波長の異なる補助
光ビーム３２０反射光の影響をなくすためのものである
。

また、情報の記録時には、光源３３より補助光ビーム３
２を発生させ、記録情報を受光素子３５で検出して、記
録光ビームのエネルギー制御を行う。

この記録光ビームの制御は以下のように行う。

情報の記録時に光源３３より補助光ビーム３２を発生さ
せて、ミラー２４、ビームスプリッタ２５、レンズ２６
等の光学系により光ビーム３２を絞り込んで、円盤状光
学記録媒体１′に照射される。

補助光ビーム３２が照射する位置は、第５図に示すよう
光ビーム２０の記録方向の後側になるように構成されて
いるので、光ビーム２０による情報記録部にあり、透過
光３７を受光素子３５で検出すると記録情報となる。

受光素子３５の前には、フィルタ３４があり、光ビーム
２０と補助光ビーム３２は光の波長が異なっていて、補
助光ビームだけを通過させ、光ビーム２０の透過光の影
響を防止できる。

なお、補助光ビーム３２のパワーは光学記録媒体の光透
過率あるいは光反射率を変化させない程度の一定値に設
定しておく。

また、補助光ビーム３２についても絞り込んだビームス
ポットを一定にすることが必要であるが、光ビーム２０
と同様にレンズ２６によって、絞り込んであり、補助光
ビーム３２の照射位置を光ビーム２０の照射位置に十分
近つげておけば、レンズ２６の制御動作でビームスポッ
トは一定にすることができる。

受光素子２７で検出される記録情報の信号は、前述した
外周と内周、情報のちがい、あるいは光源１９の変動等
により、第７図ａに示すようになる。

第７図においてａは検出される信号４６を示し、ｂは信
号４６を積分した積分出力信号４６′を示している。

第７図すにおいて、信号の出力レベルＡ−Ｂ間は、光学
記録媒体１′の光透過率が変化し、かつ蒸発していなく
、光透過率が良好な変化をしている状態の時の出力レベ
ル範囲を示している。

出力信号４６′が出力レベルＡより上の場合は記録光ビ
ームエネルギーが太き過ぎ、また出力レベルＢより下の
場合記録光ビームのエネルギーが小さい状態である。

これは、第３図に例示したアモルファス半導体の如き光
学記録媒体を円盤状光学記録媒体１′として使用してい
る場合である。

以上のような検出信号を、制御回路３８に入力する。

制御回路３８においては、まず増幅回路３９で増幅し、
積分回路４０で検出信号４６の積分を行う。

基準信号発生回路４１においては、出力レベルＡに対応
するレベルの信号を、基準信号発生回路４１′において
は、出力レベルＢに対応するレベルの信号を発生させて
おき、積分出力信号４６′を差動増幅回路４２．４２’
、比較回路４３から信号を発生させ、アナログゲート回
路４４を通し、差動増幅回路４２の出力を信号４５とし
て発生させる。

また、積分出力信号４６′が、基準信号発生回路４１′
の信号レベルをこえない場合には、比較回路４３′から
信号を発生させ、アナログゲート回路４４′を通し差動
増幅回路４２′の出力を信号４５′として発生させる。

信号４５は積分出力信号４６′のレベルが出力レベルＡ
より上の場合と対応し、信号４５′は、出力レベルＢよ
り下の場合に対応するので、記録光ビームのエネルギー
を制御するための信号にすることができる。

信号４５は、記録光ビームのエネルギーが太きすぎるこ
とを示し、信号４５′は記録光ビームのエネルギーが小
さすぎることを示す。

それで、この信号４５および４５′を制御信号となし、
光変調器２２により光ビーム２０のパワーを変化させて
エネルギー制御を行う。

なお、光ビーム２０のパワーを変化させるために光変調
器２２を使用しているが、これを例えば音響光学光変調
素子の如き光変調器とすればよい。

音響光学光変調素子はＢ ｒａｇｇ領域で使用する場合
印加する超音波によって０次および１次回折光に分離す
るが、０次および１次回折光のパワーは第８図に示す如
く、印加する超音波のレベルによって変化する。

第８図において、４７はＯ次回折光、４８は１次回折光
のパワーを示している。

このことを利用すれば、光ビーム２０の記録媒体に当た
る光パワーを変化させることができる。

この音響光学光変調素子を使用する場合、記録再生光ビ
ームをＯ次回折光あるいは１次回折光のどちらとしても
よいが、他方を連間する手段を用いる必要がある。

また、光源１９を半導体レーザーの如きもノトスれば、
光ビーム２０のパワーを変化させたり、変調そ行うのに
、光変調器２２は必要とされな（、純電気的に行ないう
る。

情報の再生は、記録時と同様に円盤状光学記録媒体１′
が回転、移送の状態で、光ビーム２０を変調せずに、光
変調器２２により記録時よりパワーを小さくし、再生光
ビームとなし補助レンズ２３、ミラー２４、ビームスプ
リッタ２５の光学系により絞り込んで情報記録部を照射
し、透過光３７を受光素子３５で検出して行う。

ただしこの時、補助光ビーム３２は発生させずに、フィ
ルタ３４を移動させ除去する。

情報の再生時も同様に、焦点制御の動作を行う。

情報の再生の形式としては受光素子２７の二つの出力信
号の和をとり、反射光による情報の再生のものであって
もよい。

以上のように、円盤状光学記録媒体の光学的記録再生装
置において、情報の記録時に記録情報を検出して、外周
と内周の回転速度、記録情報の周波数のちがいによる記
録光ビームのエネルギノ差をなくすことによって、情報
の欠損がなくなり、再生時には信号の出力レベルが一定
化してきて、情報の記録再生が最適なものとなる。

また記録光ビームの光源としては、通常レーザーの如き
ものが使用されるが、この光源の出力パワーの変動によ
っての記録光ビームのエネルギー変化による影響をも防
止でき、長時間の情報の記録・再生が最適で安定なもの
となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は円盤状光学記録媒体の光学的記録再生装置によ
る情報記録軌跡を示す図、第２図ａ、 ｂは円盤状光
学記録媒体の情報記録部の拡大図およびそれに対応する
検出信号を示す図、第３図ａ。 ｂは光学記録媒体の記録光ビームのエネルギーのちがい
による光透過率の変化を示す図およびそれに対応する検
出信号を示す図、第４図は本発明の一実施例の構成図、
第５図は補助光ビームが照射する位置を示す図、第６図
は第４図におけるエネルギ制御回路を示すブロック構成
図、第７図ａ。 ｂは記録情報の検出信号およびその積分出力信号を示す
図、第８図は音響光学光変調素子の特性図である。 １１′・・・・・・円盤状記録媒体、１４・・・・・・
ターンチーフル、１９・・・・・・光源、２０・・・・
・・光ビーム、２１・・・・・・１駆動回路、２２・・
・・・・光変調器、２７．３５・・・・・・受光素子、
２９・・・・・・差動アンプ、３２・・・・・・補助光
ヒーム、３３・・・・・・光源、３１．３４・・・・・
・フィルタ、３８・・・・・・制御回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 光ビームの照射により光反射率あるいは光透過率が
   変化する円盤状記録媒体に、情報記録時に記録すべき情
   報信号により強度が変調された情報記録用光ビームを照
   射して前記情報信号を光反射率あるいは光透過率の変化
   として順次情報記録トラックに記録するとともに、補助
   光ビームを前記情報記録用光ビームの近傍の前記記録済
   情報記録トラックに照射し、前記補助光ビームの反射光
   あるいは透過光を受光する受光素子の受光量の変化を検
   出し、この検出した信号に応じて、前記記録用光ビーム
   のエネルギーの制御を行うことを特徴とした光学的記録
   再生装置。