JPS6319944Y2

JPS6319944Y2 -

Info

Publication number: JPS6319944Y2
Application number: JP5426882U
Authority: JP
Priority date: 1982-04-16
Filing date: 1982-04-16
Publication date: 1988-06-03
Also published as: JPS58159641U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は、特に１つの光源を用いてデイスク等
の信号記録媒体に記録された信号を再生し、また
は所望の信号を追加記録できる光学式情報記録再
生装置に関する。

最近、音声信号を光学的に記録再生する光学式
のオーデイオ・デイスクや、映像信号を音声信号
とともに光学的に記録再生する光学式ビデイオ・
デイスク等、情報記録媒体に信号を光学的に記録
再生する装置の開発が盛んである。

ところで光デイスクの特徴としては、種々の利
点があるが、そのなかに既にデイスクに記録され
ている情報に加えて、新たな情報を追加記録する
ことができる利点がある。この場合、新たな情報
は、信号記録媒体としてのデイスクに既に記録さ
れた信号トラツクに対してその間隔を一定に保つ
よう、記録される必要がある。ただし光デイスク
の偏心量は通常、数十μmもあり、トラツクピツ
チが数μmであることを考えれば新たに追加記録
しようとする信号トラツクが、既に記録済の信号
トラツクに重なつて正確な記録再生ができなくお
それがあるからである。

これを解決するものとして記録時に記録用ビー
ム以外にトラツキング用ビームを発し、トラツキ
ングビームで既に記録された信号トラツクあるい
は予め記録されたトラツキング用トラツク（プリ
グループ）を追跡しながら記録用ビームで記録し
ていく光学式情報記録再生装置が提案されつつあ
る。即ち第１図および第２図に示すように、平面
半円状の透過部５０と、平面半円状のハーフミラ
ー部５１とから形成されたミラー５２を用いて１
つの光源５３から発せられる光線をトラツキング
用光線５４と記録用光線５５との２光線に分離す
るものである。しかしながら、この従来のミラー
５２は構造が複雑になるばかりか光源５３からの
ハーフミラー部５１に対する入射位置５１Ａを正
確に定めなければならない。この為、半導体レー
ザなどの拡散光源は使用できない。またこの構造
のものは１つのミラー５２を用いて光源５３から
の入射光又は反射光の光路をトラツキング方向
（即ちデイスクの進行方向に対して左右方向）に
補正するトラツキングミラーの役割をさせるのは
ほぼ不可能である。そのうえ、トラツキング用ビ
ームにてデイスクへの信号の追加記録乃至は再記
録をしないように、ハーフミラー部５１の反射率
を精密にしなければならない。しかもハーフミラ
ー部５１の反射率分だけ、光源からの光線の記録
光量が減り、その分、パワーの高い光源を必要と
する。

本考案は上述の如き点に鑑みてなされたもので
その目的とするところは、簡単な構成で１つの光
源からの光線を記録再生用光線とトラツク追従用
のトラツキング用光線とに一定の偏位量で分離し
て、トラツク間隔を正確に保ちながら記録用トラ
ツクに所望の情報を記録できるような光学式情報
記録再生装置を提供するのにある。

以下本考案の第１実施例を第３図乃至第８図に
従つて説明する。

１は光源で、この光源１としては半導体レーザ
等の拡散光源を用いるほか、He−Neレーザ等の
ガスレーザによる単一光源、または之に限らず光
線を発するものが使用される。

２は光源１からの光線イを後段の光学系に平行
光線ロとして送るためのコリメータレンズであ
る。３は本実施例を構成する光学的手段で、この
光学的手段３は２つのプリズム４Ａ，４Ｂを接合
したビームスプリツター４の光源１側の側面に頂
角αで屈折率ｎの楔プリズム５を接合した構成と
なつている。コリメータレンズ２によつて入射さ
れる光源１からの平行光線ロを、中央の楔プリズ
ム５を通ることにより光軸Ｘに平行な軸X′に対
して一定な屈折角度θで屈折されてトラツク追従
用に供せられる第１光線６と、楔プリズム５を通
らずにビームスプリツター４を通つてデイスク７
に対す信号の記録再生用に供せられる第２光線８
とに分離される。

楔プリズム５の半径ｒは後記対物レンズ１０の
瞳半径Ｒとの比ｒ／Ｒが0.3＜ｒ／Ｒ＜0.6程度に
なるように選定される。これは0.3≧ｒ／Ｒの時
は対物レンズ１０を通過した第１光線６のNA
（開口度）が小さすぎること。また0.6≦ｒ／Ｒの
時は楔プリズム５によるビームスプリツター４へ
の遮蔽効果が大きすぎて回折リングが強くなりす
ぎるからである。

９はビームスプリツター４からの入射光、及び
後記デイスク７からの反射光に対して位相変化を
生じさせる1/4波長板、１０は対物レンズである。
１５，１６は前記光学的手段３の対応位置、光軸
Ｘに対して上方又は下方にレンズ１７を介して設
けられた２つの受光素子で、このうち１つの受光
素子１５は２分割されておりデイスク７に形成さ
れたピツト１２のトラツク追従用の第１光線６を
受光するためのもの、また他の受光素子１６はデ
イスク７に記録した信号の再生用又はデイスク７
への情報の記録用としての第２光線８を受光する
ためのものである。

本考案の一実施例は上述の構成で、光源１から
照射された光は、コリメータレンズ２を通ると平
行光線ロとなる。そして平行光線ロのうち光学的
手段３の楔プリズム５を通過した光は第４図に示
すように平行光線のまま光軸Ｘに平行な平行軸
X′に対して一定な屈折角度θだけ屈折され第１
光線６となる。この屈折角度θは楔プリズム５の
頂角α、その屈折率ｎとした場合にθ≒α（ｎ−
１）の関係で決定される。他面、楔プリズム５を
通らない周辺の平行光線はビームスプリツター４
を通過した後も光軸Ｘに対して平行光線のまま第
２光線８となり、第１光線６と分離される。

そして第１光線６、第２光線８ともに1/4波長
板９を通ることによつてそれぞれ1/4波長づつ位
相変化され、次いで対物レンズ１０を透過するこ
とによつてデイスク７に一定間隔と一定角度の変
位で集光され、第７図に示すように個別のスポツ
トＡ，Ｂがデイスク７に照射される。そして第１
光線６のスポツトＡは後述するようにデイスク７
に既に記録されたトラツク追従用に供せられ、ま
た第２光線８のスポツトＢはデイスク７に既に記
録されたピツト１２の再生用又は記録用に供せら
れる。この場合、スポツトＡとスポツトＢの偏位
量Ｐは、対物レンズ１０の焦点距離とすれば、
第１光線６が光軸Ｘに平行なX′軸に対して屈折
角度θだけ屈折されて照射されるから、Ｐ＝
tanθ……式（）となる。また光軸Ｘを回転軸
としてピツクアツプが回転する場合には、第１光
線６と第２光線８とのそれぞれのスポツトＡ，Ｂ
の中心とを結んだ線Ｈと、第２光線８のスポツト
Ｂの中心を通り半径方向に伸びる線分H′との挾
角βも同様に回転する。

従つて既に記録されている信号再生用のピツト
１２と新たに情報を記録するためのピツト１２′
とのトラツクピツチT_Pは、楔プリズム５の頂角
αと前記挾角βが判れば、 T_P＝tan｛α−（ｎ−１）｝・cosβ……（）に
よつて任意に決定できる。

このように楔プリズム５によつて屈折された第
１光線６のスポツトＡと楔プリズム５を通らない
第２光線８のスポツトＢとはそれぞれデイスク７
上において分離状態で照射され、それぞれの反射
光が再び対物レンズ１０を通り、1/4波長板９で
位相変化された後にビームスプリツター４によつ
て入射光と分離されて反射される。それから反射
光は光学的手段３の対応位置に設けられたレンズ
１７によつて集光されてそれぞれ受光素子１５，
１６に個別に受光され、デイスク７に照射された
変調率に応じて電気信号に変換される。

こうして第１光線６のスポツトＡでピツト１２
のトラツク（あるいは記録時におけるトラツキン
グ用として予め記録されたプリグループ）を追従
しながら、第２光線８のスポツトＢで一定のトラ
ツクピツチT_Pをもつてデイスク７に記録されて
いるピツト１２の再生を行うか又はデイスク７に
新たな情報としてのピツト１２′を記録する。勿
論再生時においては記録時より光源１のパワーを
減少させる等して少なくともスポツトＢのエネル
ギーを小さくする。

トラツキング用の第１光線６は楔プリズム５に
よつて屈折され、対物レンズ１０に対してその光
軸Ｘのまわりを一部しか通り抜けないためNA
（開口度）が小さくなり遮断周波数は低い。この
ため、デイスク７へのスポツトＡが広がり、エネ
ルギー密度は低くなるからトラツキング用として
用いるのが適当である。

他面、楔プリズム５を通らないビームスプリツ
ター４Ａ，４Ｂを通り抜けた第２光線８の、デイ
スク７へのスポツトＢはその形状が挾くなり、充
分なエネルギー密度を有するから再生用光線又は
記録用光線として使用できる。

第８図は、楔プリズム５を通り抜ける第１光線
６のエネルギ強度I_Pと、楔プリズム５を通り抜け
ない周辺の第２光線８のエネルギー強度の計算値
をグラフで示したものである。

この場合、縦軸は光軸Ｘの中心強度を１とした
場合の強度Ｉを、横軸は光軸Ｘからの距離を示し
ている。

そして計算式は、 I_(u.v)＝｜A_(u.v)｜² ｜∫∫_x ² _+y ²＜1_(x.y) ・exp（−2πλ（ux＋vy））dxdy｜² ……（）で表わせられる。ここにおいて、ｕ，ｖは像面座
標を回折単位（λ／NA）で示した無次限座標、
ｘ，ｙは対物レンズ１０の瞳半径を１として規格
化した無次限座標、_(x.y)は対物レンズ１０のレン
ズ収差と、光源１のビームの振幅分布からなる瞳
関数であり、A_(u.v)は座標（ｕ，ｖ）における振
幅分布、I_(u.v)は強度分布を示す。しかも計算を簡
素化するためにレンズは無収差、レーザ・ビーム
は一様分布、対物レンズ１０の半径Ｒと楔プリズ
ム５の半径ｒの比ｒ／Ｒ＝0.5とした。つまり瞳関数（Ｒ）＝０（Ｒ＜0.5）、１（0.5≦Ｒ≦１）、０（１
＜Ｒ）とした。

第８図からも楔プリズム５を通り抜ける第１光
線６はエネルギー密度が低くなつてトラツキング
用に適しており、他面、楔プリズム５を通らない
周辺の第２光線８は高いエネルギー密度で、記録
用又は再生用に適していることがわかる。

次に第９図乃至第１２図に従つて本考案の他の
実施例につき述べる。

この実施例においては、記録再生用の第２光線
８を受ける受光素子１６の中心部分に半径r′の不
感体１８を形成するか遮蔽物を形成することによ
つて再生時におけるピツクアツプのM.T.F
（Modulation Transfer Function）を向上させ
ることができる。この場合、受光素子１６上にお
けるインフオーカス時のビームの半径をR′とし
て、対物レンズ１０の瞳半径Ｒと楔プリズム５の
半径ｒとの比に対してｒ／Ｒ＝r′／R′の関係を保つように形成する。この場合、デイスク７による反射
光のフアーフイールドパターン（Far Field
Pattern）は、a_(x.y.t)＝∫∫∞A_(u.v)・R_(u.v.t)・e
xp
（2πi（ux＋vy））dudy……（）式から求めるこ
とができる。上記式（）においてR_(u.v.t)は時刻
ｔにおけるデイスク７におけるスポツト照射位置
の複素反射率である。

そして、デイスク７からの反射光の強度ｉ（ｔ）
は、ｉ（ｔ）＝∫∫g_(x.y)｜a_(x.y.t)｜²dx・dy……（
）
から計算することができる。

この場合、g_(x.y)は受光素子１６の感度分布で、
ここでも計算の簡素化をはかるために、ピツトの
深さλ／４ピツトの無い部分の複素反射率R_(u.v)
＝１、ピツトの有る部分の複素反射率R_(u.v)＝−
１とし、更にピツト１２の形状を第１０図のよう
に矩形とすれば、それぞれピツト１２の幅P′を
0.3μm、或いは0.4μmとした時のM.T.Fは第１１
図、第１２図にそれぞれ表わせられる。

第１１図および第１２図において横軸Ｓはｄを
ピツト長として、Ｓ＝（回折単位）／2dで示され
る正規化した空間周波数を示し、そのうえ楔プリ
ズムＳを使用しない従来の使用状態でのＳ＝０の
値で正規化している。

Ａは楔プリズム５と不感体１８とを用いない従
来の使用状態におけるM.T.F特性を示したもの、
Ｂは楔プリズム５を用い且つ受光素子１６に不感
体１８を設けた場合の、受光素子１６の感度分布
g_(x.y)を０（r′＜0.5），１（r′＞0.5）とした場合の
本
第２実施例のM.T.F特性を、またＣは不感体１
８を設けずに受光素子１６の感度分布g_(x.y)＝１と
し楔プリズム５を用いた時の（第１実施例の）
M.T.F特性を、Ｄはトラツキング用としての第
１光線６のそれぞれのM.T.F特性を示している。

第１１図および第１２図から記録再生用の第２
光線８を受光するための受光素子１６に不感体１
８又は遮光物を設けた場合にはM.T.Fが向上さ
れているのがわかる。

上述のように本考案は、１つの光源からの光線
を情報記録媒体に対して記録再生用光線と、トラ
ツク追従用のトラツキング用光線とに一定の変位
量で分離できるため、トラツク間隔を正確に保ち
ながら記録用トラツクに所望の情報を記録でき
る。そのうえ、従来の光学系の一部を形成するビ
ームスプリツターの光源側に楔プリズムを接合し
ただけの簡単な構造で大幅な設計変更をすること
なくトラツキング用光線と記録又は再生用光線と
の２光線を従来のハーフミラーのように入射位置
と反射位置とを精密に設定する等の要求がなく分
離できる。従つて資材費およびコストが安価でそ
のうえ半導体レーザ等の拡散光源を光源として使
用できる。また従来のハーフミラーのように再生
時における記録防止としてその反射率を精密にさ
せる等の配慮を施こさなくても済むため、パワー
の高い光源を用いなくても記録が行えるとともに
再生時のM.T.Fを向上でき、装置の小型化に寄
与できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の光学式情報記録再生装置の偏光
器の一例を示した断面図、第２図は正面図、第３
図は本考案の光学式情報記録再生装置の一実施例
を示した断面図、第４図は本実施例を構成する光
学手段の一例を示した断面図、第５図は本実施例
を構成する楔形プリズムと対物レンズとの半径比
を示した正面図、第６図は本実施例を構成する受
光素子の一例を示した平面図、第７図は本実施例
の第１光線と第２光線とのビーム・スポツトがデ
イスクに照射されている状態を示した平面図、第
８図は同じく第１光線と第２光線のスポツト形状
のエネルギー強度の計算値を示したグラフ、第９
図は本考案の他の実施例における受光素子の一例
を示した平面図、第１０図は同じくデイスクのピ
ツト形状を示した平面図、第１１図はピツト幅が
0.3μmとした時のM.T.F特性を比較した状態のグ
ラフ、第１２図はピツト幅0.4μmとした時のM.
T.F特性を比較した状態のグラフを示す。１……光源、３……光学的手段、４……ビーム
スプリツター、５……楔プリズム、６……第１光
線、７……デイスク、８……第２光線、１０……
対物レンズ、１２，１２′……ピツト、１８……
不感体、１９……感体、Ａ，Ｂ……スポツト、１
５，１６……受光素子、Ｒ……対物レンズ１０の
半径、ｒ……楔プリズム５の半径、R′……感体
１９の半径、r′……不感体１８の半径。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】 (1) デイスク等の記録媒体上に１つの光源を用い
て所定の信号情報を光学的に記録再生する光学
式情報記録再生装置において、前記光源からの
光線を光学的手段を用いて光軸周りの第１光線
と周辺の第２光線とに分離し、該第１光線を前
記記録媒体上に記録されたトラツクの追従用と
して第１の受光素子で受光し、前記第２光線を
前記第１光線のスポツトから一定距離、離れた
位置に集光させて前記記録媒体の信号の記録再
生用として第２の受光素子で受光することを特
徴とした光学式記録再生装置。 (2) 前記光学的手段は、ビームスプリツタの光源
側に楔形プリズムを接合して形成されたことを
特徴とした実用新案登録請求の範囲第１項記載
の光学式情報記録再生装置。 (3) 前記第２の受光素子の受光器の中心部分を遮
蔽するか或いはその中心部分を不感帯にしたこ
とを特徴とした実用新案登録請求の範囲第１項
又は第２項記載の光学式情報記録再生装置。