JPS6030014B2 - 光学的記録再生装置における記録板設定位置検出方法並びにそれに使用する記録板 - 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ける記録板設定位置検
出方法並びにそれに使用する記録板に関する。

近年光学的に記録再生できる光学メモリ材料の研究開発
が盛んに行なわれている。

主な光学メモリ材料としては、銀塩、アモルファス、磁
性アモルファス、ＭｎＢｉ、サーモプラスチック等が多
く研究されている。これらの材料を用途面からみると、
写真フィルムのように画像等の情報を面記録するもの、
あるいは電子計算機のディジタル情報や、画像、音声信
号などのアナログ情報を直列に点記録するものが対象と
して考えられる。後者の点記録、再生する応用に関して
は、記録媒体をテープ状あるいは円盤状の基材にとりつ
けることによって行なわれるが、基本的には光ビームを
記録材料面に照射することによって記録再生が実現され
る。

即ち、情報の記録は光変調素子等で入射光ビームを変調
して記録材料に照射される。また記録情報を再生する場
合には光ビームを記録材料の各点に順次照射し、その透
過光または反射等の光変化を受光素子等で検出すること
が行なわれる。このような光メモリ材料で記録波長を短
かくし高密度の情報の記録再生を行なうには、例えば光
源としてレーザのようなコヒーレンシィの良いものを用
い、この光をできるだけ小さいスポットに絞って記録材
料に照射することが行なわれる。

今この小さい光スポットの大きさを１仏０とすれば１ぴ
ビット／洲の記録密度が得られる。上記のように、微少
の光スポットを記録材料に照射して情報を記録再生する
場合に、記録材料を正確に光スポット像位置にあわせる
必要がある。

例えばレーザ光をレンズ系で絞って最小１仏◇の光スポ
ットに絞ったとして、かりに光スポットの大きさが１．
２ム◇の大きさの中に入る光軸上の距離を焦点深度とす
れば、焦点深度は約４叫まどになる。すなわち上記記録
材料を４仏の精度で焦点内に納める必要がある。一般に
すでに情報が記録された状態にある再生専用の機械にお
いては、再生される信号の品質をモニタすることによっ
て焦点面近くに記録材料がセットされているかどうかを
調べることができる。

しかし記録再生機においては、記録時においてモニタす
べき情報が記録されていないのが普通であり、何らかの
手段で記録材料を光ビームの焦点深度内に入れる手段が
必要である。本発明は基材上に前記記録材料を取りつけ
た記録坂上に上記のような高密度記録を実施する場合、
焦点面を検出し、その位置へ記録板を設定する方法を提
案するものである。

さらに他の目的は上記焦点面の検出が容易な記録板を提
供するものである。

以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は情報記録する場合の全体構成を示し、１はしー
ザ等の光源、ａはしーザから発生する光ビームの光軸を
示す。２は光変調器で、端子から入力される電気信号に
応じて光ａの強さを変調する。

３は役映しンズで、入射光ａの径を拡大するのに用いる
。

４はハーフミラーで、記録板（後述）からの反射光ビー
ムｂを光電検出器（後述）の方へ反射する。

５は全反射鏡で、入射光ａおよび反射光ｂの向きをかえ
る。

６は顕微鏡の対物レンズ等を用いて構成されて入射光ビ
ームａを微小スポットに絞る光学装置、７は記録材料、
７ａは前記記録材料７を取りつける基材を示し、これら
で記録板としての記録円盤８を構成する。

一般に記録材料７は基材７ａの上にうすく一様に取りつ
けられており、基材７ａはここではガラスあるいはポリ
エステルなどの透明な板またはシートを使用する。９は
上記記録円盤８を回転するためのモー夕である。

１０は上言己モータ９を支持する装置で、ベアリング等
でモー夕９の回転軸を支持する。

１１はモータ９および記録円盤８をモータ９の回転に応
じて例えば矢印Ａの方向へ移動するための移送装置であ
る。

対物レンズ６で絞られた光は記録円盤８上の×点で微小
光スポットを作り、この光の一部は透過して光Ｃとなり
、一部はＸ点で反射して反射光ｂを発生する。

反射光ｂは対物レンズ６を通り、全反射鏡５で反射され
、さらにハーフミラー４で反射されて受光素子１３，１
４に当たる。図面の簡単のために反射光ｂも光軸だけを
示しているが、実際には広がりをもった光となる。１２
は上記透過光Ｃの光像を観察するためのスクリーンであ
る。

受光素子１３，１４は互いに並んで設置され、１５は上
記２ケの受光素子１３，１４を取りつけるための収納板
である。１９はこの収納板１５の位置を精度良く矢印Ｂ
の方向に移動させるための微動装置である。

１６は上記２ケの受光素子１３，１４の出力を増幅して
その差を出力する差動増幅器である。

１７は差動増幅器１６の出力を増幅してレンズ駆動装置
１８を駆動する出力を発生する駆動回路、１８は対物レ
ンズ６を保持し、しかも駆動回路１７の出力でレンズ６
を上下方向に微動させるレンズ駆動装置である。

第１図で対物レンズ６と記録円盤８の距離ｄが丁度前述
の焦点深度内にあるとき、記録円盤８上の×点における
反射光ｂが受光素子１３，１４にそれぞれ均等にあたる
ように受光素子収納板１５の位置を微動装置１９で設定
することができる。

このとき差動増幅器１６は出力を発生せず、したがって
レンズ駆動装置１８はその位置を保持する。一方距離ｄ
が上記焦点深度外の値になると、第２図に示すように受
光素子１３と１４の受光量に差ができ差動増幅器１６に
は距離ｄの偏差に応じて正または負の出力を発生し、こ
れに応じてレンズ駆動装置１８を動作させて距離ｄを前
記焦点深度内に入るように制御する。第２図は第１図の
対物レンズ６と記録円盤８との距離ｄに応じて、受光素
子１３，１４にあたる反射光の量が変動することを示し
、第１図と同一の構成要素には第１図と同じ番号を付し
た。

第２図で対物レンズ６への入射光の光軸ａはしンズ自身
の光軸とわずかのずれをもって入射される。７′は記録
円盤８の上面を示し、口の位置が前記焦点深度内にあり
、イの位置は焦点よりレンズに近ずし、たとき、ハの位
置は焦点よりレンズから遠くはなれたときを示す。

口の位置に記録円盤８の上面があるとき、前述の如く受
光素子１３，１４の受光量が等しくなるようにその場所
を選ぶと、図から明らかなように、記録円盤面７′がイ
にあるとき、受光素子１４の受光量は受光素子１３のそ
れより大きくなる。また記録円盤面７′がハにあるとき
にはこの逆のことが起る。このようにして対物レンズ６
と記録円盤面との距離に応じた出力を得ることができる
。第３図はしンズ駆動装置１８の一構成例を示す。

第３図では電磁力によって対物レンズを上下駆動する例
を示す。対物レンズ２０と円筒形コイル２１は板バネ２
２を介して一体として組み立てられ、コイル２１は円筒
形磁石２３の間に挿入される。したがってコイル２１の
様子Ｃ，Ｄ間に電流を流せばコイルの電磁力が働き、対
物レンズは電流の方向に応じて上下運動を行う。以上対
物レンズ６と記録円盤８との距離ｄを一定に保つ方法に
ついて述べた。

しかし一般に情報が何も記録されていない記録円盤８に
新しく情報を記録する場合、あらかじめ距離ｄが焦点深
度内に入っているかどうかを判定する必要がある。上記
の距離ｄは前述の如く記録円盤８に照射する光スポット
径を最小１仏中とし、許容範囲１．２ムＪ以内とすると
士２仏程度の範囲で一定に保つ必要がある。したがって
記録円盤８の厚さの変動、あるいは対物レンズ駆動装置
１８の安定点の変動、受光素子収納板１５の位置変動に
よって上記距離ｄが焦点深度外へ出てしまうおそれがあ
る。したがって異なった記録円盤８を装着することに上
記距離ｄが焦点深度内に入っているかどうかを確認する
必要がある。以下に距離ｄの確認の方法について説明す
る。

第４図にレンズで光ビームを絞ったときの光路の軌跡を
示す。Ｅは入射光東を示し、Ｆはしンズの出力光東を示
す。最小スポット径になるＺ軸上の距離をレンズ６から
ふとし、レンズ６に近い方の許容径の場所までをｄ，、
レンズに遠い方の許容径の場所までを平とすると、ｄ，
とｄ２の区間が前記焦点深度となる。図で８は前記記録
円盤を示す。この焦点近傍に例えば光の最小がビーム径
と同等またはそれよりも小さいきず３０を一様に一面の
みに有する透明なガラス板３１を第４図の記録円盤８と
おきかえて、その透過光像を観察すると第５図のように
なる。すなわちａ図はガラス板３１の面がレンズ中心か
らＺ＜ｄ，のところにある場合の図を示す。この場合ガ
ラス面に照射される光ビーム経は太いのでより多くのガ
ラス面のきず３０が照射され、散乱透過する。したがっ
て、Ｚ＝Ｚ・の位置にスクリーンＳをおいて投影像を観
察すると、第６図ａに示すようにより多くのしま模様が
観察される。同様のことが第５図ＣのようにＺ＞もの場
合にもいえ、第６図Ｃに示すように多くのしま模様がみ
られる。一方第５図ｂのようにＺ＝ふにガラス面がおか
れると、照射されるガラス面のきず３０は最も少ないの
で、スクリーンＳ上には第６図ｂに示すように最も数が
少なくしかも大面積のしま模様が観察される。この変化
は肉眼でもはっきり観察、識別できるものである。また
適当な受光素子をスクリーンＳのところへおくことによ
って受光量の最大値としても上記の状態を検出できる。
記録円盤４０を例えば第７図に示すように半径Ｒのガラ
ス円盤４１の中の半径ｙの部分に記録材料４２を塗り、
外周の一部、例えば第７図の４３の部分に前記光ビーム
の最４・径より小さいかまたは同等のきず４４をつけて
構成し、この４３の部分に光を照射し、その透過光像を
観察することによって、記録円盤４０が焦点深度内に入
ったかどうかを判定することができる。

この円盤上４０上のきず４４はガラスあるいはポリエス
テルフィルムを細かい粉末でラッピングするかあるいは
硬質の微粒子（例えばアルミナ）を高速でふきつけるこ
とによって実現できる。第７図のきず４４は外周にある
場合を示したが円盤４０の内周にあっても良い。

また第７図の円盤４０が不透明なものである場合には部
分的に透明な材料を用いて上記の目的を達することがで
きる。また記録材料の塗付厚がうすし、ときには材料自
身の粒状性を用いて透過像を観察することができる。次
に第１図にもとずし、てレンズ６と記録円盤８との距離
ｄを焦点深度内に保持する方法を説明する。

まず記録円盤に情報を記録する前に、記録円盤の回転を
とめ、前記記録円盤につけられた微少きずの部分に光ス
ポットＸを照射する。このとき透過光Ｃによる前記きず
面の像をスクリーン１２上に投影し、この像を観察する
。一方記録円盤の点Ｘでの反射光ｂをうけている受光素
子収納板１５を微動装置１９で矢印Ｂの方向に動かす。
これによって、受光素子１３，１４の受光量の割合が変
化するので、差動増幅器１６の出力もこれに応じて変化
する。したがって微動装置１９の移動につれてレンズ駆
動装置１８も動作し、レンズ６と記録円盤１８と距離ｄ
を連続的に変化させる。したがって微動装置１９を移動
させながら、前記スクリーン１２上の透過像を観察して
、前記きずの像が第６図ｂに示したごと〈最も大面積に
なる位置に微動装置１９をセットしておけば、記録円盤
８はしンズ６の焦点深度内にセットされたことになる。
この状態で記録円盤８を回転させ、移送装置１１を動作
させることによって、記録円盤８の所望のスポット径の
光を照射でき所望のビットサイズの記録が行なえる。

なお、上記の、記録時においては第１図の反射光ｂ、受
光素子１３，１４、差動増幅器１６、駆動回路１７、レ
ンズ駆動装置１８は１つの制御ループを形成し、記録円
盤の上下の面かぶれや、凹凸に対応して距離ｄを常に一
定に保持するように制御する。すなわち自動焦点制御を
行なう。以上本発明によれば、無記録板であっても、対
物レンズの焦点深度内への設定が非常に容易となり、記
録板の厚さの変動等があったとしても記録板が焦点深度
外へ出てしまう」県れは全くなくなり、高密度記録の実
施が可能となる。

また対物レンズを微動させる手段として、自動焦点制御
装置に用られる反射光到達位置の変位を検出する受光手
段を微動させるようにすれ‘ま、制御装置の対物レンズ
駆動手段を利用でき、好都合である。更に、本発明では
記録板の一部に形成されている設定位置検出用凹凸パタ
ーンを利用して記録板の設定位置が検出されるため、設
定位置の検出に際して記録板とは別体の調整板〔格子状
パターン〕を使用して設定位置を検出し、この検出完了
後に前記調整板を使用する記録板に載せかえると云った
煩しい操作が一切不要である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の−実施例を示し、第１図は全体構成図、
第２図は対物レンズと記録円盤表面との距離の変動と、
この表面における反射光の到達位置の関係を示す説明図
、第３図はしンズ駆動装置の一具体的構成図、第４図は
対物レンズにより絞られた光の焦点深度の説明図、第５
図は透明板につけられた微小きずと絞られた光との相互
関係を示す説明図、第６図は該微小きずの透過光像図、
第７図は記録円盤の一具体例図である。 １・・・…光源、２・・・・・・光変調器、６・・・・
・・対物レンズ、７，４２・・・・・・記録材料、８，
４０・・・・・・記録円盤（記録板）、１２・・・・・
・スクリーン、１５・・・・・・受光素子収納板、１８
・・・・・・レンズ駆動装置、１９・・・・・・受光素
子収納板微動装置、３０，４３・…・・微小きず。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 光ビームにより対物レンズを介して情報信号を記録
   板上に記録再生するに際し、前記記録板の記録面上の情
   報記録すべき領域以外の領域に、それに照射される微小
   光スポツトと同等以下の大きさを有する凹凸パターンな
   どの光を回折散乱させる部分を有せしめ、前記部分に照
   射された微小光スポツトの回折散乱光の光量の変化を観
   察しながら前記対物レンズを微動させることにより前記
   記録板を前記対物レンズの焦点深度内に設定することを
   特徴とする光学的記録再生装置における記録板設定位置
   検出方法。 ２ 前記特許請求の範囲１に記載の記録板設定位置検出
   方法に使用する記録板であつて、記録材料を塗布した部
   分以外の記録板部分の少なくとも一部分を透過可能に構
   成し、該一部分表面に微小きずを有せしめたことを特徴
   とする記録板。 ３ 前記特許請求の範囲１に記載の記録板設定位置検出
   方法に使用する記録板であつて、微粒状記録材料を塗布
   し、該塗布部分の少なくとも一部分を透過可能に構成し
   たことを特徴とする記録板。