JPS5919251A - 光学式記録再生装置 - 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 本発明は光学的に信号を高密度で記録し再生する装置に
関するものであり、特に、２つの光源からの光ビームを
同一の絞りレンズを用いてディスク上に照射し、少なく
とも１つの光で信号を記録媒体上に記録する装置に関す
るものである。

従来例の構成とその問題点 レーザ光を直径１μ風程度の微小ビーム径に絞υ、光感
応性記録材料を塗料した％回転する光記録ディスクに照
射して、信号を高密度に記録し再生する装置は、記録密
度がＫ＜、１ビツト当９のメモリコストが安くできる点
、高速でアクセメできる点、光学ヘッドと光記録ディス
クが非接触で記録再生を行なえ、光記録ディスクおよび
装置の信頼性を高めることが可能であるという点で今後
の情報化社会に新しい記録メディアを提供するものと信
号の記録再生、文書信号の記録再生、音響信号ノ記録再
生、ディジタルデータの記録再生等の各装置前への応用
が考えられる。

従来、上記のような記録再生装罫の１つの例として、再
生専用のビデオディスク原盤の表面をカツテングする装
置に用いられた例を第１図に示す。

第１図において００は記録用のＡｒレーザ光源で約４９
０ｎｍの光ビーム（ａ）を発生する。（１１）は光変調
器で、信号源Ｏｚの出力信号に応じてＡｒレーザの出力
光を強度変調し、光記録ディスクの方へ光ビーム（ｂ）
　？：供給する。０ｍは光のビーム径を拡大するレンズ
、０４ハビームヌプリツタで、元ビーム（ｂ）を対物レ
ンズθ５）に向けて反射する。この光ビームは対物レン
ズ０υの開口−ぽいの大きさで対物レンズ０５）に入射
し、所定の回転数または速度で回転する光記録ディスク
Ｈ上に微小（例えば直径α５μｍ）な径の光ビームを形
成する。このディスク（ｌυ上の光ビームは前記光変調
器（＋＋１で強度変調されるので、光記録ディスクＨ上
に蒸着または塗付されている記録薄膜に従来公知のビッ
トの形として信号が記録される。

０７１はディスクモータを示し、光記録ディスクα（へ
）を回転させる。α鵠はディスクモータを回転させるサ
ーボ回路である。−はＨｅＮｅレーザで、約６３０ｎｍ
の波長の光ビーム（ｃ）を発生する。この光（ｃ）はＡ
ｒレーザで記録された信号の再生およびフォーカシング
制ｉ卸を行なうために用いられる。ビームヌプリツタ（
３Ｉ）で分割された光■はビームスプリッタ贈、拡散レ
ンズ（２）、ミラー０四を通って対物レンズθ６）によ
って微小光ビームに絞られ、光記録ディスク０曽上に照
射される。この光（Φのディスク（１頓による反射光は
、対物レンズ（１６Ｌ　ミラー０〔、レンズＨをａシ、
ビームヌプリツタ（へ）で入射光の光路から分離され。

光検出器１３７１に照射され、この反射光の変化の量が
前置増幅器（ハ）で増幅され、再生信号となる。

一方ビームスプリツタイ１）で分離されたＨｅＮｅレー
ザの一方の出力光（ｅ）は、ミラールミ弼、′Ａ物レン
ズ０拍を通って光記録ディスクθｌに照射され、その反
射光は分割された光検出器けりに入射されフォーカスサ
ーポヂ回路←乃を通って対物レンズ駆動装置々０罎を駆
動し、従来公知のフォーカシングサーボを行なう。国は
点線でかこまれた光学ヘッドの部分を光記録ディスク０
６）の径方向に精密に送るラジアル送りモータである。

この送りに応じて、光記録ディヌクθφ上にヌパイヲ／
ｌ／または同心円状の記録トラックを形成する。（４Ｃ
Ｉはラジアル送シモータヲ駆動するサーボ回路である。

第２図に第１図の光記録ディスクθＧｊ上におけるＡｒ
レーザによる記録光Ｑと、ｌ１ｅＮｅレーザによる再生
光（Ｂ）との関係を示す。矢印は光記録ディスクθｅの
回転方向を示す。（Ｃ４）　（Ｃ４）　（ＣＢ　）　（
Ｃ４）は、記録光Ｑによって第１図の信号源θ２に対応
してディスク（田表面に形成された例えば凹凸の記録ピ
ットを示す。再生光０は、記録光＾が照射したあとの部
位を照射するように、囚よｐ数１０μ扉はなれかつ記録
ピット（Ｃ１）　（Ｃり　ＣＣ５）　（Ｃ，）をなぞる
ように配置される。

このようにして、記録光＾で記録したピットを再生光６
）で再生しながら、記録光（ト）による記録が完全に行
なわれているかどうかの確認を再生光■で行ないながら
信号を順次記録する。

再生光６）による信号の再生は、必要に応じて従来公知
のトラッキングサーど手段を用いて、第１図のミラーイ
四で記録光（２）による記録トラックをトラッキングし
ながら行なわれる。

第１図に示した従来装置の欠点は、まず、信号の記録光
は、記録ディスクに対してトップキングの基準をもだな
い（案内トラックを有しない）ので、記録信号によって
ディスク上に形成されるトラックヒツチは、稲密機構（
第１図ではヲジアμ送シモータによる送シ）による光学
ヘッドのディスクの径方向への送り鞘度のみによって決
定されることになシ、したがって、外部で発生する振動
や、記録再生デツキの内部で発生する振動（例えばボイ
スコイルの振動、ディスクモータの振動等）によってト
ラックヒツチが不規則に変動をうけ、均一なトラックヒ
ツチで高密度で信号を記録再生することが固唾になるこ
とである。高密度記録を行なうには、デツキを防振台の
上にのせる必要があυ、実用上火がかやで高価な装置に
なってしまう。

一方、第１図の構成のように再生光が記録光より遅れた
時間に、記録光による記録部位を照射する方式では、該
記録された信号によってトラッキングを行なうことがで
きるが、しかし、この場合、記録ピットが形成される光
記録材料のピット形成速度が著しく早い必要がある。す
なわち第１図で記録光と再生光がディスク上で５０μ吋
なれていたとすると、１８００ｒｐｍで回転するディス
ク上の５０μｍの部分を光が横切る時間は直径３０傭の
ディスクの最外周の部分で１６７Ｘ　１０−’秒となる
。したがって例えば記録光の熱エネルギーで形成される
記録ピットは１６７μｓｅｃ以内の時間で再生光でトラ
ッキング可能な状態（この状態は記録材料やピット形成
方式によって変る）になっている必要がある。一般に記
録簿膜上に凹凸のピットを形成する場合には、ピットの
深さや形状に応じて、トラッキング方式やトラッキング
感度が著しく異なるものである。

まだ、記録ピットとして記録薄膜の濃度貧化を用いる方
式においては、トラッキングの方法として別の方法を考
えなければならない。すなわち第１図に示した方式では
、記録薄膜の材料および膜厚等に著しい限定が必要とな
る。まだ、再生光が記録光より時間的、空間的に先きに
、記録部位を照射して、信号の記録部位の品質の良否を
あらかじめ検査することは」二記トラッキングの条件か
ら全・　　く不可能である。

発明の目的 本発明は上記問題点を解消するだめのもので、記録再生
デツキの内部や外部で発生する振動によっても安定した
高密度記録が可能であシ、しかも光記録材料のピット形
成速度に影響されることなく記録光と再生光のスポット
間隔を充分に小さくできることを目的とするものである
。まだ、本発明は記録光と再生光の記録媒体上における
照射位置を相互に任意に前後できる装置を提供すること
を目的とするものである。

発明の構成 上記目的を達成するために、本発明は、光学的に検出可
能な案内トラックを有する光記録ディスクを用い、この
ディスク上に波長の異なる２ケまたは２ケ以上の微小光
スポットを同一の絞シ光学手段で同一の案内トラック上
に近接して配置し、前記複数スポットの少なくとも１つ
の光スポットで案内トラックに対するトラックずれを検
出し、この検出信号によって前Ｅ　ａ数スポットを同一
の案内トラックに沿ってトラッキングするように構成し
たものである。

実施例の説明 以下本発明の一実施例を図面に従って説明する。

第３図に案内トラックを有する光記録ディスクの径方向
の断面図を示す。ここでは案内トラックの１つの例とし
て溝付き光記録ディスクの例を示を第３図において、デ
ィスク基材−は透明な材質が用いられ、その上に、幅Ｗ
、深さｄ、トラックピッチｐの溝（５１）が、スパイラ
ル状あるいは同心円状に作られる。その上に厚さｔの記
録薄膜畷が蒸着あるいはその他の方法で形成され、その
上に保護層わ騰が設けられる。

溝の幅Ｗはレーザビームの照射光（財）の径よシ小さい
値をとる。溝の深さｄは反射光のファーフィーｌレドバ
タンにおいて溝による回折効果が溝の中心と光軸中心が
ずれたときに光軸に対して非対称となる深さに選ばれる
。具体的には、照射するレーザ光の波長を入力すると、
ｄ−〜−程度に設定　　　１２ される。このような溝はレーザビームの照射光（財）に
対して光学的に検出可能な案内トラックとしてｔＱ能す
る。すなわち前記反射光のファーフィールドパタンの非
対称性を検出して公知のトラッキングサーボをかけるこ
とができる。しだがって第３図の照射光（財）は特定の
溝に沿って信号を記録あるいは再生することができる。

第４図に、第３図で説明した光学的案内トラックを有す
る光記録ディスクを用いる本発明の一実施例を示す。θ
５１）は波長λ、の半導体レーザ源（以下ＬＤと記ず）
で、光ビーム（イ）を発生する。１２１は集光レンズで
、拡がシを有するＬＤ　（ｆｉｌｌの光を集光し、平行
光に変換する。（６５）は波長の異なる光を合成する光
学素子で、波長λ１の九を透過し、後述の波長λ２のＬ
Ｄω□□□の光ビーム（→を反８．１する面を有する。

（６６１はビームスプリッタで、光ビーム（イ）をディ
スクの方へ透過させる。いηはミラー、關は絞りレンズ
で、光ビーム（イ）を微小径の光スポットに絞９、前記
光記録ディスク上に微小スポットυを作る。（６（２）
は対物レンズ６鴨を駆動するだめのアクチュエイターを
簡略化して示す。このアクチュエイタ−１６９）Ｕ、対
物レンズ匝をディスクの而ぶれに応じてディスク面に垂
直方向に動かし、フォーカシングサーボを行なう。また
、対物レンズ關をディスク上の案内トラックかり（ここ
では第３図に示した溝１５１）を例として示す）に直角
方向に動かすことによって、偏心を有する案内トラック
に対してトラッキングサーボを行なう。まだ必要に応じ
て、対物レンズ鵠を案内トラックの接線方向に駆動する
ことによって時間軸補正を行なうこともできる。

ＬＤ（へ）から発生した波長人、の光ビーム（ハ）は集
光レンズ６勾をｊηって光学素子（６→で反射され、前
記光ビーム０と同じ方向に合成される。以降光ビーム（
ハ）はビームスプリッタ−、ミラーｔ６７１．Ｈリレン
ズ鵜を通って案内トラックＧＩｌ上に、微小光スポット
０を構成する。前記光スポットυ吉光ヌボツ）Ｈは数μ
ｍ〜数ｌＯμ落の間隔で同じ案内トラック溝上に形成さ
れるように、各光源および光学部品が配置される。ディ
スクからの反射光は、入射光とほぼ同じ光路を通り、ビ
ームスプリッタ（６６１において入射光路と公証する方
向へ反射される。仔υはフィルタ板で、波長λ１の光ビ
ーム（４を透過するが、波長λ重の光ビーム（ハ）を遮
断する。フィルタ板ｆｆ１１を透過した光ビームＶ）は
単レンズＱりで集束する光ビームに変換される。σ四は
ミラーで、上記集束光の約半分をフォーカス誤差信号検
出用光検出器（７４１の方へ供給し、残υの約半分をト
ラッキング誤差信号検出用光検出器（１υの方へ反射す
る。すな；ｂちミラーσ■はナイフエッヂの役目と反射
ミラーの役目を果す。

光検出器［７４１（７ｆｉｔでそれぞれ検出されるフォ
ーカス誤差信号とトラッキング誤差信号は公知の技術に
もとづいて、アクチュエイタ−（＠を駆動し、光記録デ
ィスクおよび光記録ディスク上の案内トラックに対して
フォーカシング制御およびトラッキング制御を行なう。

また、光検出器（７４ｔｌｒｉの各出力の和をとること
によシ、再生増幅器σηで案内トラック上の反射光によ
る信号成分を端子（０）に再生することができる。

（７樽は再生信号処理回路で、光ビーム（イ）により再
生された案内トラック上の記録部の信号（第６図で説明
）、または溝トラツク上の未記録部の信号（第７図で説
明）を処理する。具体的には、前者　・の場合、記録直
後の信号を再生し、ＩＮ生信号の品質やエラーの発生を
検出し、また後者の場合は、信号を記録した溝の直前の
領域を再生し、ドロップアウト等のディスク上の欠陥を
事前に検査する。

波長人、のＬＩ１ｍ３１は信号記録用の光源として用い
られ、Ｈはレーザ駆動回路で、端子頓から入力される記
録信号によって、ＬＤ１３１の光出力を強度変調し、溝
軒υの記録薄膜上に信号を記録することができる。

第４図の構成は、波長λ、の光源と波長λ２の光源を用
いて、微小径の光ビームを同一の絞りレンズで光記録デ
ィスクの同一の案内トラック上に近接して形成し、波長
λ１の光ビーム（イ）で、フォーカス制御、トラッキン
グ制御および信号再生を行ない、波長λ２の光ビーム（
へ）で信号を記録する。

第５図（ω（ｂｌに、波長λ１の光ビーム（イ）と波長
λ、の光ビーム（ハ）による微小光ビームをディスク上
に近接して絞シレンズＩ（へ）で形成する具体的な方法
を示す。第５図（ωで、γｍは絞りレンズ四の光軸にほ
ぼ１１゛１つて入射する光ビームＨ（記録光）の光軸を
示し、点線で示す光ビームはその光束を示す。光ビーム
（へ）の絞りレンズ６畳で絞られた絞りビームは光軸γ
ｍと絞やレンズ四の焦点面との交点に絞シヌボツ）　Ｍ
ｌを発生する。γｔは光ビーｌ−（イ）（再生光）の光
軸を示し、前記γｍに列して案内トラック泊）の方向に
小さい角度θ傾いて入射される。とれによって、光軸γ
ｔと絞シレンズ四の焦点面の交点に光スポット０を発生
する。今絞シレンズＩｔ９の焦点距離を５前とし、案内
トラック上における光スポツト中α２３°となシ、絞シ
レンズ四の光軸傾きによる許容収差内で実現できる。こ
の傾きθは、第４図のＬαｊ’＋Ｉｌから発生する光ビ
ーム（イ）の光軸と集光レンズ國の光軸とに相対的に位
置変位をもたせることによって実現できる。

第５図中）に、（ａ）図の絞りレンズ鵜、案内トラック
ｉ＋＋　、　Ｎ９　’）レンズへの入射ビーム（イ）（
へ）の平面図を示す。矢印Ｘは、前記案内トラックに対
するトラッキング制御のために％絞りレンズ關を駆動す
る方向を示す。図から明らかなように、絞りレンズ關を
矢印Ｘ方向へ駆動することにより発生する両校シビーム
に対する収差要因は同等とみて良く、トラッキング制御
による絞シヌポットの品質に差異を生ずることはない。

第６図および第７図に、第４図の構成における記録用光
スポット曽と再生用光スポット０のディスク上の案内ト
ラックにおけるイ目互の位置関係の例を示す。第６図で
、矢印はディスクの回転方向ピ）、すなわち、案内トラ
ック供が光スポット■０の下を通過していく方向を示す
、　　（Ｃ＋）　（Ｃｚ）　（Ｃｓ）（Ｃ４）は記録ス
ポラ）Ｕで記録薄膜上に形成される記録ピットを示す。

光スポラ）（１１（ト）は、同一の案内トラック上に、
数μｍ〜数１数戸０μ雄れて配置され、かつ記録薄膜は
記録スポット０で照射されたあと、再生スポット０で照
射される。ディスクに対するフォーカス制御、トラッキ
ング制御は光ヌボツ）　ＩＬ）で行なわれる。

第６図に示すように、各党スポットを配置する場合の１
虐能上の特徴は、まず第１に、光ビーム（イ）は信号の
記ｄ才たは再生にかかわシなく、常に一定強度の光を照
射している。したがって、信号の記録時および再生時に
おけるフォーカスサーボ、トラッキングサーボが安定に
おこなえる。このトラッキングサーボによって光スポラ
１ｌｌ（Ｌｌを同一溝に沿って追従させる。第２に、光
ビームＶ）で常に所望の溝をトラッキングしながら信号
の記録再生を行なうので、記録再生装置外の振動や装置
内部の振動に対して、記録トラックのピッチが乱される
ことなく安定に高密度の記号と記録再生できる。第３に
、光ビーム（／−）で記録光スポット９で記録されたピ
ットを、少しの時間遅れをもって安定に再生チェックで
きるので、信号が正確に記録されたかどうか、また記録
パワーが適正かどうかをチェックすることができる。例
えば記録品質が適正でない場合、記録条件をかえたシ、
あるいはディスク上の他の場所に再度該信号を記録する
ことが行なえる。

第７図には、光スポットυで光照射した部位に時間的に
少し遅れて記録光スポット（ロ）を照射し、信号を記録
再生するようにした光スポットの配置を示す。光記録デ
ィスクに対するフォーカメ、トラッキングの各サーボお
よび信号の再生は、光スポラ）　Ｌ）で行なわれ、信号
の記録は光スポット■で行なわれる。

この配置においても、案内トラックに沿って信号を記録
再生でき、かつ安定で高密度の信号を記録再生できる。

また光スポットυで、信号を記録すべき案内トラックの
未記録部分を信号の記録に先きだってあらかじめ走査し
検育することが可能となる。すなわち信号を記録しよう
とする部分に。

大きなドロップアウトがあったυ、あるいは案内トラッ
クそのものに欠陥があったシする場合には。

事前にこれを検出し、記録を中断することが可能となり
、中断が発生する場合には、ディスク上の新しい記録部
位にあらためて信号を記録することによシ、信号の再記
録に必要な時間を短縮し、かつ記録再生信号の品質を常
に良好なレベルに保持　　　　゛するととができる。ま
た、第６図と第７図を合成した光スポットの１ｌｌｉ１
２置（案内トラックに沿って再生光スポット、記録スポ
ット、再生スポラ１〜の３つの自装置）ｂ′央十桿、で
きる。

なお案内トラックとして、矩形溝を有する光記録ディス
クについて説明したが、溝形状は矩形以外の溝でも実施
可能である。丑た案内トラックとして、信号記録領域の
両側に、周波数の異なるサーボ用の信号領域を配置し、
このサーボ信号に沿って信号を記録再生することも可能
である。

また、第６図、第７図の光スポットの配置において、記
録用の光ヌボット脅を発生する光源（第４図の隨）は信
号の記録時のみに発光させ、その他の時は発光しないよ
うに制御することにより、第４図の記録再生系において
２ケの光源の相互干渉をなくし、より安定な系とするこ
とができる。

また第４図の構成において、波長λ１のＬＤＩＩＩと。

波長＾、のＬｌ］８３１を個別に示しているが、第８図
に示すように、上記２つの光源Ｋｌ＋　体２を近接して
有する複合光源−を、第４図の＠０の場所に配ｆ汽して
も同じ効果を得ることができる。

発明の効果 以上示したように、本発明によれば、案内トラックを有
する光記録ディスクの同一の案内トラック上に近接して
２つの波長の異なる光スポットを形成し、一方の光スポ
ットで信号を記録し、他方の光スポットで案内トラック
へのフォーカス、トラッキングおよび案内トラックの反
射光変化を検出することによシ、第１図に示した従来の
ものより、安定に高密度の信号を記録再生でき、かつ良
品質の信号を記録再生できるシヌテムを得ることができ
る。

寸だ本発明におけるトラッキング信号は、第３図および
第６図に示すように案内トラックより得られるものであ
り、第２図に示したように記録済みの凹凸の記録ピット
からトラッキング信号を得るものと本質的に異なる。し
だがって第６図に示す本発明の記録ピットは反射光や透
過率のみ変化する平坦な濃度構造のピットであっても良
いし。

任意の深さの凹凸を有する位相構造の記録ピットであっ
ても良いという特徴を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の２波長の光源を用いた光学式記録再生装
！ｉ’ｆの構成図、第２図は第１図の装置における光記
録ディスクと記録信号の例を示す図、第３図は案内トラ
ックとして％溝トラックを有する光記録ディスクの例を
示す断面拡大図、第４図は案内トラックを有する光記録
ディスクを用いる本発明の一実施例を示す構成図、第５
図（ａ）　（ｂ）は同一案内トラック上に２つの光ビー
ムを近接して配置する場合の絞シレンズへの光の入射方
法を示す同第６図および第７図は案内トラック上におけ
る２ケの光スポットの配置方法を示す図、第８図は第４
図の構成で用いる別の光源の構成例を示す図である。 ＋５１１・・・溝（案内トラック）、伸１１　Ｆ、（３
）・・・半導体レーザ逗、（６均・・・光学素子、（（
ト）・・・ビームヌプリツタ、■・・・絞りレンズ、（
能・・・アクチュエイター、ｆｆｌ＋・・・フィルタ板
、閥・・・フォーカス誤差信号検出用光検出器、＋１５
１・・・トラッキング誤差信号検出用光検出器、（Ｍ＋
・・・記録光スポット、０・・・再生光スポット 第１図 第８図 ぐ１ ｄ 第４図 第Ｓ図 （リ　　　　　　　（紗λ 第２図 第７図 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ｌ　光学的に検出可能な案内トラックを有する光記録デ
   ィスクと、このディスク上に波長の異なる２ケまたは２
   ケ以上の微小光スポットを同−絞シ光学手段で同一の案
   内トラック上に近接して配置する手段と、前記複数スポ
   ットの少なくとも１つの光スポットで案内トラックに対
   するトラックずれを検出する手段と、このトラックずれ
   検出信号によって前記複数スポットを同一の案内トラッ
   クに沿ってトラッキング制御する手段を有する光学式記
   録再生装置。 ２　同一案内トラック上に近接して配置される複数スポ
   ットのうち少なくとも１ケが信号を記録するように構成
   した特許ｅｒＪ求の範囲第１項記載の光学式記録再生装
   置。 ａ　同一案内トラック上にあって、記録光が走査したあ
   との記録領域を再生光が走査するように構成した特許請
   求の範囲第１項記載の光学式％式％ 九　同一案内トラック上にあって、再生光が走査したあ
   との領域を記録光が走査し、信号を記録再生するように
   構成した特許請求の範囲第１項記載の光学式記録再生装
   置。 丘　記録用の光源は信号記録のみ発光させる手段を有す
   る特許請求の範囲第２項記載の光学式％式％ Ｇ　記録光が信号を記録した直後の領域の信号を再生光
   で再生し、その記録品質、記録内容を確認する手段を万
   する特許請求の範囲第３項記載の光学式記録再生装置。 ７　再生光で案内トラックの信号未記録部分を再生して
   その品質を検査する手段を有し、異常を検出した場合に
   記録を中断する手段を有する特許請求の範囲第４項記載
   の光学式記録再生装置。