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JPH0253852B2 - - Google Patents
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JPH0253852B2 - - Google Patents

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Publication number
JPH0253852B2
JPH0253852B2 JP56027742A JP2774281A JPH0253852B2 JP H0253852 B2 JPH0253852 B2 JP H0253852B2 JP 56027742 A JP56027742 A JP 56027742A JP 2774281 A JP2774281 A JP 2774281A JP H0253852 B2 JPH0253852 B2 JP H0253852B2
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JP
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signal
bright spot
waveguide
recording
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JP56027742A
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Kyonobu Endo
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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/123Integrated head arrangements, e.g. with source and detectors mounted on the same substrate
    • G11B7/124Integrated head arrangements, e.g. with source and detectors mounted on the same substrate the integrated head arrangements including waveguides
    • G11B7/1245Integrated head arrangements, e.g. with source and detectors mounted on the same substrate the integrated head arrangements including waveguides the waveguides including means for electro-optical or acousto-optical deflection

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Recording Or Reproduction (AREA)
  • Optical Head (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は輝点走査により信号を再生する装置に
関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an apparatus for reproducing signals by bright spot scanning.

従来、記録媒体に情報を書き込み、またそこよ
り情報を読み出す装置として固定磁気ヘツド
VTR(video tape recorder)がある。
Traditionally, fixed magnetic heads have been used as devices for writing information to and reading information from recording media.
There is a VTR (video tape recorder).

第1図Aは、一般にニユーウエル方式と呼ばれ
ている方式で、テープTは高速に反転回転を行な
い、且つ磁気ヘツドMHは例えば上から下へ移動
する方式である。
FIG. 1A shows a system generally called the Newell system, in which the tape T rotates in reverse at high speed and the magnetic head MH moves, for example, from top to bottom.

即ち、トラツクT1が記録される時、テープT
は右向きに走向し、テープTがローラーR1に巻
き取られ終ると、反転して左向きに走向する。こ
の時磁気ヘツドMHは下方へ移動し、トラツクT
2を記録する。次にローラR2にテープTが巻き
取られ終ると再び右側に走向し、トラツクT3を
記録するものである。
That is, when track T1 is recorded, tape T
The tape T runs to the right, and when the tape T finishes being wound around the roller R1, it reverses and runs to the left. At this time, the magnetic head MH moves downward and the track T
Record 2. Next, when the tape T is wound around the roller R2, it again runs to the right and records a track T3.

また第1図Bの例は、テープTがエンドレスに
収納されており、一方向のみに高速走向し、一周
走向が終ると磁気ヘツドMHは下方へ移動し、次
のトラツクを記録するものである。
In the example shown in Fig. 1B, the tape T is stored endlessly, runs at high speed in only one direction, and when one rotation is completed, the magnetic head MH moves downward to record the next track. .

いずれの方式も一般的なヘリカル・スキヤン型
VTRをより小型化する為に提案されている方法
である。
Both methods are common helical scan type
This is a method proposed to make VTRs more compact.

しかしながら、第1図A,Bのいずれの例も磁
気ヘツドMHは上下方向に移動する方式を採用し
ている。
However, in both the examples shown in FIGS. 1A and 1B, a method is adopted in which the magnetic head MH moves in the vertical direction.

この方式の欠点は、再生の際のトラツキングに
ある。即ちテープはヘリカル・スキヤン型に比べ
高速走向をしなければならず、その為テープのバ
タツキの問題が生じる。特に紙面で上下方向に揺
れる場合、再生ヘツドはトラツクからはずれ信号
再生が困難となる。
The drawback of this method is tracking during playback. That is, the tape must run at a higher speed than in the helical scan type, which causes the problem of tape flapping. Particularly when the head oscillates vertically on the paper, the reproducing head will be off track, making it difficult to reproduce the signal.

その為、この揺れを検出して、再生ヘツドを常
に信号トラツク上をトレースするように移動させ
なければならない。
Therefore, it is necessary to detect this vibration and move the reproducing head so as to always trace the signal track.

上記2方式の例では、磁気ヘツドをメカニカル
に移動させるため高い周波数でのトラツキングは
困難である。それを解決するため、テープの揺れ
を最小限に押えるため、テープ走行系の精度向上
が必至で、それに伴ない装置として高価なものと
なる。
In the above two methods, since the magnetic head is moved mechanically, tracking at high frequencies is difficult. In order to solve this problem, it is necessary to improve the accuracy of the tape running system in order to minimize the vibration of the tape, and as a result, the equipment becomes expensive.

本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決
し、高速なトラツキング制御が可能な信号再生装
置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the problems of the prior art described above and to provide a signal reproducing device capable of high-speed tracking control.

以下本発明による信号再生装置の実施例を説明
する。
Embodiments of the signal reproducing device according to the present invention will be described below.

本発明はヘツドを機械的に移動させる事なく記
録媒体に記録された信号を再生する装置である。
かかる特徴は本出願人による特願昭55−12939号
の明細書に示される如き走査素子を用いる処にあ
る。その素子は上記明細書にも詳細されている如
く、 1 高速走査が可能 2 高分解能である 3 大きな偏向角が取れる 4 コンパクト化且つローコスト化が可能 等である。
The present invention is an apparatus for reproducing signals recorded on a recording medium without mechanically moving the head.
Such a feature resides in the use of a scanning element as disclosed in the specification of Japanese Patent Application No. 12939/1983 by the present applicant. As detailed in the above specification, the device has the following properties: 1. It is capable of high-speed scanning. 2. It has high resolution. 3. It can obtain a large deflection angle. 4. It can be made compact and low-cost.

光集積型輝点走査素子を応用した記録、再生ヘ
ツドの信号記録、再生方法の利点を明確にする
為、先ず本出願人により提案されている輝点走査
素子の形態、原理等につき、その要点を説明す
る。
In order to clarify the advantages of the signal recording and reproducing methods of recording and reproducing heads that apply optically integrated bright spot scanning elements, we will first explain the main points of the form, principle, etc. of the bright spot scanning element proposed by the applicant. Explain.

第2図は輝点走査素子の外観を示す。この輝点
走査素子は、基盤1上に形成された導波路2にプ
リズムカツプラー3、櫛の歯状電極6及び薄膜レ
ンズ9が設けられている。今レーザー平行光束4
がプリズムカツプラー3を通じて導波路2中に光
束5として導かれる。そして導波路を伝わる光束
5は、導波路2の1部に設けられた光偏光器の櫛
の歯状電極6によつて励起される超音波表面弾性
波7により回折作用をおこし偏向される。更にこ
の偏向光束8は薄膜レンズ9により薄膜導波路の
端面10に輝点11を形成するように集光され
る。即ち端面10は、x―z面(図示)内でパワ
ーを有する薄膜レンズ9の集点面とほぼ一致した
位置に形成されており、集光光束は端面10又は
その近傍にx方向において集光し、射出する。ま
たx―z面と垂直なy方向には導波路の厚みd
(通常数μm)で限定されている。このような構成
において、本実施例の輝点走査素子では前記櫛の
歯状電極6に印加する高周波電圧の周波数を変化
させて、導波路上の超音波表面弾性波の波長を変
える事により偏向角を制御し、射出端面上で輝点
走査を行なう。このように輝点走査素子は、光偏
向器及び集光レンズを同一基盤上に設け、その導
波路の射出端面又はその近傍に輝点を形成し走査
する為、非常にコンパクトであるとともに精密な
調整が不用である等の利点を有している。
FIG. 2 shows the appearance of the bright spot scanning element. This bright spot scanning element includes a waveguide 2 formed on a substrate 1, a prism coupler 3, a comb-teeth electrode 6, and a thin film lens 9. Now laser parallel beam 4
is guided through the prism coupler 3 into the waveguide 2 as a light beam 5. The light beam 5 propagating through the waveguide is deflected by the ultrasonic surface acoustic wave 7 excited by the comb-shaped electrode 6 of the optical polarizer provided in a portion of the waveguide 2. Furthermore, this deflected light beam 8 is focused by a thin film lens 9 so as to form a bright spot 11 on the end face 10 of the thin film waveguide. That is, the end face 10 is formed at a position that substantially coincides with the focusing plane of the thin film lens 9 having power in the xz plane (shown in the figure), and the condensed light beam is focused in the x direction on or near the end face 10. and eject. In addition, in the y direction perpendicular to the x-z plane, the waveguide thickness d
(usually a few μm). In such a configuration, the bright spot scanning element of this embodiment changes the frequency of the high-frequency voltage applied to the comb tooth-shaped electrode 6 to change the wavelength of the ultrasonic surface acoustic wave on the waveguide, thereby deflecting the ultrasonic surface acoustic wave on the waveguide. The angle is controlled to scan the bright spot on the exit end face. In this way, the bright spot scanning element has an optical deflector and a condensing lens on the same substrate, and scans by forming a bright spot at or near the exit end face of the waveguide, so it is extremely compact and precise. It has advantages such as no adjustment required.

さらに輝点走査素子の各構成部分について更に
詳しく説明する。
Furthermore, each component of the bright spot scanning element will be explained in more detail.

基盤1は圧電効果を有し、高周波の超音波が能
率良く伝播される材料が適しており、LiNbO3
LiTaO3,ZnO等が望ましい。また導波路2は、
LiNbO3基盤の場合はTiを高温(約1000℃)下で
in―diffuseして基盤上に数μmの厚さで形成する。
また、LiTaO3基盤の場合は、Nb又はTiをin―
diffuseして得られる。更に他の例が前掲書に記
述されているが、本実施例の導波路は高屈折率で
かつ基盤との屈折率差が大きく導波路を薄くても
光が伝播される材料で形成される事が望ましい。
また導波路の屈折率が高い為、集光レンズで形成
される端面上の輝点は非常にスポツト径の小さ
い、つまりシヤープなものを得る事ができる。
The substrate 1 is suitably made of a material that has a piezoelectric effect and allows high-frequency ultrasonic waves to propagate efficiently, such as LiNbO 3 ,
LiTaO 3 , ZnO, etc. are preferable. Moreover, the waveguide 2 is
In the case of LiNbO 3 substrate, Ti is heated at high temperature (approximately 1000℃).
Formed in-diffuse on the substrate to a thickness of several micrometers.
In addition, in the case of LiTaO 3 substrate, Nb or Ti is in-
Obtained as diffuse. Although other examples are described in the above-mentioned book, the waveguide of this example is formed of a material that has a high refractive index and a large refractive index difference with the substrate, allowing light to propagate even if the waveguide is thin. things are desirable.
Furthermore, since the refractive index of the waveguide is high, the bright spot formed by the condenser lens on the end face can have a very small diameter, that is, a sharp spot.

偏向器は、超音波表面弾性波を利用するものが
望ましく、第3図に示した如く、圧電性の導波路
面上に形成された櫛の歯状電極6により超音波を
励起する。櫛の歯状電極のピツチaは励起する超
音波の中心波長の1/2に設定する。例えば
LiNbO3基盤で電極ピツチa=8.7μmに設定すれ
ば200MHzの高周波電圧を印加した時、波長
17.5μmの超音波が励起可能である。(超音波の速
度は約3.5×106mm/secである。)この一つの電極
で得られる偏向器の帯域は、励起された超音波が
作るブラツク型回折格子の角度選択幅と、この圧
電材と電極からなるトランデユーサー自身がもつ
帯域により制限される。前者のブラツク回折によ
り制限される帯域はProc IEEE64779(1976)E.
G.Lean等「Thin Film Acoustooptic Devices」
より次式で与えられる。
The deflector preferably utilizes ultrasonic surface acoustic waves, and as shown in FIG. 3, ultrasonic waves are excited by a comb-shaped electrode 6 formed on a piezoelectric waveguide surface. The pitch a of the comb tooth-shaped electrode is set to 1/2 of the center wavelength of the ultrasonic wave to be excited. for example
If you set the electrode pitch a = 8.7μm on a LiNbO 3 substrate, when a high frequency voltage of 200MHz is applied, the wavelength will be
17.5μm ultrasound can be excited. (The speed of ultrasonic waves is approximately 3.5 x 10 6 mm/sec.) The band of the deflector obtained with this one electrode is determined by the angular selection width of the Black diffraction grating created by the excited ultrasonic waves and the piezoelectric It is limited by the band of the transducer itself, which consists of material and electrodes. The former band limited by black diffraction is defined in Proc IEEE64779 (1976) E.
G. Lean et al. “Thin Film Acoustooptic Devices”
It is given by the following equation.

△υ1=2nυ/λ Λ/W (1) ここでn;導波路の屈折率 λ;入射光波長 υ;超音波速度 W;超音波幅 更に走査点数を拡張する時はC.S.Tsaiらによつ
て示された広帯域偏向器等を利用する事ができ
る。(SPIE vol 139,P139,1978)これは第3図
に示す如く、互いにピツチの異なる複数個の電極
を各波長帯域に応じて入射光に対してブラツク回
折条件を満たす角度に配置し、各々のトランデユ
ーサー12に拡帯域の1部を分担させ、そして電
極に周波数が連続的に変わるいわゆるチヤープト
信号を入力して500MHzの広帯域を変化させるも
のである。これにより1250点の走査点を得る事が
可能である。
△υ 1 = 2nυ/λ Λ/W (1) where n; refractive index of the waveguide λ; incident light wavelength υ; ultrasonic velocity W; ultrasonic width When the number of scanning points is further expanded, according to CSTsai et al. The broadband deflector shown can be used. (SPIE vol 139, P139, 1978) As shown in Figure 3, multiple electrodes with different pitches are arranged at angles that satisfy the black diffraction condition with respect to the incident light according to each wavelength band, and each The transducer 12 is made to share a part of the wide band, and a so-called chirp signal whose frequency changes continuously is inputted to the electrode to change the wide band of 500 MHz. This makes it possible to obtain 1250 scanning points.

次に薄膜レンズ9としては、IEEE Quntum
Elect vol QE―13,P129,1977(by D.W.Vakey
&Van E.Wood)にも示されているモードイン
デツクスレンズ(mode index lens)、ルネブル
クレンズ(Luneburg lens)、ジオデイツクレン
ズ(geodesic lens)等が適している。この後者
の二種のレンズにより理論解像限界に近い性能が
得られている。
Next, as the thin film lens 9, IEEE Quantum
Elect vol QE―13, P129, 1977 (by DWVakey
Suitable lenses include the mode index lens, Luneburg lens, and geodesic lens, which are also shown in E. & Van E.Wood. These latter two types of lenses provide performance close to the theoretical resolution limit.

薄膜レンズにより集光されるx方向における輝
点の大きさ(直径)δxは次式で与えられる。
The size (diameter) δ x of the bright spot in the x direction focused by the thin film lens is given by the following equation.

δx=1.27λo f/nD (2) ここで n:導波路の屈折率 λo:入射光束の波長 D:入射光束の光束幅 f:薄膜レンズの焦点距離 である。 δ x =1.27λo f/nD (2) where n: refractive index of the waveguide λo: wavelength of the incident light beam D: beam width of the incident light beam f: focal length of the thin film lens.

例えば、f=30mm,λo=820mmn=2.2,D=10
mmのとき δx=1.4μm となる。この場合に導波路の膜厚をほぼ1.4μmに
形成することによつて、射出端面10においてほ
ぼ円形の輝点を得ることができる。
For example, f=30mm, λo=820mmn=2.2, D=10
mm, δ x = 1.4 μm. In this case, by forming the waveguide with a film thickness of approximately 1.4 μm, a substantially circular bright spot can be obtained at the exit end face 10.

また、印加周波数を△νだけ偏奇させたときの
偏向角△φは次式で与えられる。
Further, the deflection angle Δφ when the applied frequency is eccentric by Δν is given by the following equation.

△φλo/nv△ν (3) 従つて、印加周波数を繰返し、連続的に変化さ
せることにより連続的輝点走査が行える。
Δφλo/nvΔν (3) Therefore, continuous bright spot scanning can be performed by repeatedly and continuously changing the applied frequency.

この偏向角内で互いに分離可能な走査点数Nは
次式で与えられる。
The number N of scanning points that can be separated from each other within this deflection angle is given by the following equation.

N=△ν・D/v (4) 例えば、△ν=50MHz,D=10mm、v=3.5×
106mm/secのとき、N=143点となる。
N=△ν・D/v (4) For example, △ν=50MHz, D=10mm, v=3.5×
At 10 6 mm/sec, N=143 points.

このように光集積型の輝度走査素子においては
偏向器と集光レンズが同一基盤上に成されている
ため、コンパクトで配置ずれのない安定な素子と
なる。
In this way, in the integrated optical brightness scanning element, since the deflector and the condensing lens are formed on the same substrate, the element becomes compact and stable without misalignment.

以上が輝点走査素子の1形態と走査原理であ
る。
The above is one form of the bright spot scanning element and the scanning principle.

第5図を用いて上記素子を用いた本発明の一実
施例の説明を行なう。第5図Aにおいて光集積型
輝点走査素子12は、光源13(例えば半導体レ
ーザ)、光コリメート用薄膜レンズ14、光偏向
手段(光偏光器)15、光集光用薄膜レンズ1
6、光導波部17で構成されている。
An embodiment of the present invention using the above element will be explained with reference to FIG. In FIG. 5A, the optical integrated bright spot scanning element 12 includes a light source 13 (for example, a semiconductor laser), a thin film lens 14 for collimating light, a light deflecting means (light polarizer) 15, and a thin film lens 1 for focusing light.
6. It is composed of an optical waveguide section 17.

記録テープ18の走行と伴に、連続的あるいは
間歇的に光束を偏向する事により、テープ走行方
向に平行あるいはほぼ平行な記録トラツクを持つ
信号記録が行なえる。
By deflecting the light beam continuously or intermittently as the recording tape 18 runs, it is possible to record signals with recording tracks parallel or nearly parallel to the tape running direction.

今、チヤープト信号により、周波数帯域700M
Hzの偏向を行なうと、(3)式より、偏向角△φは約
0.0745rad.となる。
Now, with the chirp signal, the frequency band is 700M.
Hz deflection, the deflection angle △φ is approximately
It becomes 0.0745rad.

但し、n=2.2,v=3.5×106mm/sec,λo=
0.82μmを用いた。テープ幅を1/8inch(約3.2mm)
とすると、焦点距離約40mmの薄膜レンズ16を用
いると走査幅l=f・△φ(4)より、光スポツト19
は約3mm走査する事となり、ほぼテープ幅全域を
走査できる。
However, n=2.2, v=3.5×10 6 mm/sec, λo=
0.82 μm was used. Tape width is 1/8 inch (approx. 3.2 mm)
Then, if a thin film lens 16 with a focal length of about 40 mm is used, the light spot 19 will be
This results in a scan of about 3 mm, which means that almost the entire width of the tape can be scanned.

また、表面弾性波を横切る光束の幅を5mmとす
ると、薄膜レンズによる輝点の集光径は(2)式によ
り約3μmとなり、約1000点の分解点数が取れる。
従つて、信号トラツク幅とトラツク間隔をそれぞ
れ3μmずつに設定すると500本の信号トラツクが
記録出来る。なお、記録信号方向の輝点19の径
は、導波路の厚さにより規定されるためトラツク
を太く取つても信号記録密度は影響されない。例
えば導波路の厚さを1μmとすると、上記の例にお
いては輝点19のパターンは3μm×1μmのスリツ
ト状となる。
Furthermore, if the width of the light beam crossing the surface acoustic wave is 5 mm, the diameter of the bright spot focused by the thin film lens is approximately 3 μm according to equation (2), and approximately 1000 points can be resolved.
Therefore, if the signal track width and track interval are set to 3 μm each, 500 signal tracks can be recorded. Note that since the diameter of the bright spot 19 in the recording signal direction is determined by the thickness of the waveguide, the signal recording density is not affected even if the track is made thicker. For example, if the thickness of the waveguide is 1 μm, the pattern of the bright spots 19 in the above example is a slit shape of 3 μm×1 μm.

またレスポンス時間τは τ=D/V (5) によつて与えられるから上記例ではτ=2μmとな
り約500KHzの光偏向が可能である。
Furthermore, since the response time τ is given by τ=D/V (5), in the above example, τ=2 μm, which makes it possible to deflect light at about 500 KHz.

更に信号記録は、第5図Bに示す如く、テープ
走行方向と垂直方向に対して角θの角度で輝点1
9が傾むくように行なうのが信号再生上好まし
い。
Furthermore, the signal recording is performed by recording a bright spot 1 at an angle θ with respect to the direction perpendicular to the tape running direction, as shown in FIG. 5B.
It is preferable in terms of signal reproduction to perform the operation so that 9 is tilted.

更に、再生時に使用する光分割手段20も輝点
走査素子に設けておく事も以下に示す再生手段で
は望ましい。
Furthermore, it is desirable for the reproducing means described below to also provide the light splitting means 20 used during reproduction in the bright spot scanning element.

信号記録は、光源13(例えば半導体レーザ)
を所望の信号(例えばTV信号)で輝度変調を行
ない、同時に光偏向手段15に前記した如くチヤ
ープト信号を印加して光偏向を行ない、輝点19
を既に述べた如く走査する。その結果、テープ走
行方向と平行あるいはほぼ平行の記録トラツクで
信号記録が行える。
Signal recording is performed using a light source 13 (for example, a semiconductor laser)
is subjected to brightness modulation using a desired signal (for example, a TV signal), and at the same time, a start signal is applied to the optical deflection means 15 as described above to deflect the light, and the bright spot 19 is
is scanned as described above. As a result, signals can be recorded on recording tracks parallel or nearly parallel to the tape running direction.

例えば上述の制御の1ブロツク図を第5図Cに
示す。図中DETは検出器で、第1図Aに示すタ
イプであれば反転信号を検出し、パルスを発生
し、第1図Bのタイプであれば、テープが1回転
する毎に信号を出すように構成し、該信号を検出
しパルスを発生する。
For example, a block diagram of the above control is shown in FIG. 5C. In the figure, DET is a detector. If it is the type shown in Figure 1A, it detects an inverted signal and generates a pulse. If it is the type shown in Figure 1B, it outputs a signal every time the tape rotates once. It detects the signal and generates a pulse.

CNTはカウンタで、検出器DETからのパルス
をカウントし、所定カウント即ちテープに記録さ
れるトラツク数迄カウントしたらパルスを発生
し、再び初期状態にもどる。
The CNT is a counter that counts pulses from the detector DET, and when it reaches a predetermined count, that is, the number of tracks recorded on the tape, it generates a pulse and returns to the initial state again.

CONTは偏向制御回路で、積分回路、電圧制
御型発振器を有し、検出器DETのパルスを積分
回路で積分し、その積分出力を電圧制御型発振器
に印加する。
CONT is a deflection control circuit that includes an integrating circuit and a voltage-controlled oscillator.The integrating circuit integrates the pulses of the detector DET, and the integrated output is applied to the voltage-controlled oscillator.

積分回路は検出器DETからのパルスを受ける
毎にその出力電圧が大きくなり、カウンタCNT
の出力で初期状態にもどる。従つて光集積型輝点
走査素子には記録テープ18の走行方向に平行な
記録トラツクをつくることができる。
Every time the integrator circuit receives a pulse from the detector DET, its output voltage increases, and the output voltage from the counter CNT increases.
The output returns to the initial state. Therefore, a recording track parallel to the running direction of the recording tape 18 can be created in the optically integrated bright spot scanning element.

一方FGは画像情報出力器で、例えばTV信号
を出力する。MODはFM変調器でTV信号をFM
変調する。Pはパワアンプで、FM変調された信
号を増巾し、光源13の輝度を変調する為に用い
られる。
On the other hand, FG is an image information output device, which outputs, for example, a TV signal. MOD converts TV signal to FM with FM modulator
Modulate. A power amplifier P is used to amplify the FM modulated signal and modulate the brightness of the light source 13.

再生系は記録材のtypeによりそれぞれ好ましい
系がある。記録媒体が光透過型である場合、即ち
記録テープ材が光透過物質で、記録材が銀塩ある
いは染料、金属薄膜、アモルフアス薄膜等のヒー
トモードタイプの記録材である場合、第6図に示
す構成で再生を行なう。
There are preferable reproduction systems depending on the type of recording material. When the recording medium is a light-transmitting type, that is, when the recording tape material is a light-transmitting material and the recording material is a heat mode type recording material such as silver salt, dye, metal thin film, amorphous thin film, etc., as shown in FIG. Perform playback with configuration.

第6図Aは再生系の1例である。 FIG. 6A shows an example of a reproduction system.

再生系は、輝点走査素子12とレンズ21、長
尺光検出器22,23,24とから構成される。
The reproduction system includes a bright spot scanning element 12, a lens 21, and long photodetectors 22, 23, and 24.

再生時には、光源13にはDC信号を与え、一
様輝度の発光をさせる。また記録時には使用しな
かつた光分割手段20を作動させる。光分割手段
20は、光偏向手段と同様、表面弾性波回折格子
を利用する。光偏光手段は、ブラツク回折規象を
利用したのに対し、光分割手段はラマン・ナス回
折現象を利用し、高次の回折光を生じさせ光分割
を行なう。また、印加する信号は、光偏向手段で
はチヤープト信号であるが、光分割手段は一定周
波数の信号を与える。例えば互いに5μm離れた輝
点25,26,27を生じさせるには(3),(4)式よ
り約1.2MHzの信号を印加すれば良い。
During reproduction, a DC signal is applied to the light source 13 to cause it to emit light with uniform brightness. Also, the light splitting means 20, which was not used during recording, is activated. The light splitting means 20 utilizes a surface acoustic wave diffraction grating similarly to the light deflecting means. The light polarizing means utilizes the Black diffraction phenomenon, whereas the light splitting means utilizes the Raman-Nath diffraction phenomenon to generate high-order diffracted light and perform light splitting. Further, the applied signal is a start signal in the optical deflection means, but the optical splitting means gives a signal of a constant frequency. For example, in order to generate bright spots 25, 26, and 27 that are 5 μm apart from each other, a signal of approximately 1.2 MHz may be applied according to equations (3) and (4).

レンズ21は、輝点25,26,27の像をテ
ープを通してそれぞれ長尺光検出器23,24,
22上に結像させる。B図に輝点25,26,2
7と信号パターン、検出器22,23,24の相
対位置を示す。
The lens 21 transmits the images of the bright spots 25, 26, 27 through the tape to the elongated photodetectors 23, 24, respectively.
22. Bright spots 25, 26, 2 in figure B
7, the signal pattern, and the relative positions of the detectors 22, 23, and 24.

輝点25は信号トラツク上をトレースし、輝点
26,27はトラツク間をトレースする。光検出
器22,23,24は、それぞれ輝点が独立に受
光面に結像されるように、3つの輝点がなす直線
と角θを持つて配置されている。
The bright spot 25 traces on the signal track, and the bright spots 26 and 27 trace between the tracks. The photodetectors 22, 23, and 24 are arranged at an angle θ with a straight line formed by the three bright spots so that each bright spot is imaged independently on the light receiving surface.

輝点25がトラツク上をトレースしている時輝
点26,27は一部隣接するトラツク上と一部ト
ラツク間を同時にトレースする。今、輝点25が
図において、上方にミス・トラツキングを起す
と、輝点26を受光する受光器22にはRF信号
成分が大きくなり、また輝点27を受光する検出
器24には、バイアス成分(RF信号成分が少な
くなる)が大きくなり、トラツキング誤差信号が
検出出来、この誤差信号を持つて光偏向手段を制
御する。第6図Cは上述の制御を行なう為のブロ
ツク図である。同図に於いて、第5図Cと同じも
のには同一符号を付した。今回の説明に出てくる
ものを説明する。
When the bright spot 25 is tracing on the track, the bright spots 26 and 27 are partly tracing on adjacent tracks and partly between the tracks at the same time. Now, if the bright spot 25 causes mistracking upward in the figure, the RF signal component will increase in the receiver 22 that receives the bright spot 26, and the detector 24 that receives the bright spot 27 will have a bias The component (the RF signal component decreases) increases, a tracking error signal can be detected, and the optical deflection means is controlled using this error signal. FIG. 6C is a block diagram for carrying out the above-mentioned control. In this figure, the same parts as in FIG. 5C are given the same reference numerals. Let me explain what will appear in this explanation.

DET1,DET2,DET3は光検出器で、光検出
器22,23,24に該当する。
DET1, DET2, and DET3 are photodetectors, which correspond to photodetectors 22, 23, and 24.

EAはエラーアンプで、光検出器DET1,
DET3の出力を受け、上述の如く誤差信号を出力
する。
EA is an error amplifier, photodetector DET1,
It receives the output of DET3 and outputs an error signal as described above.

偏向制御回路CONTは積分回路INTの出力と
エラーアンプEAの出力を受ける差動アンプDA
を有し、該出力が電圧制御型発振器OSCに印加
され、発振器OSCの発振周波数を制御する。
The deflection control circuit CONT is a differential amplifier DA that receives the output of the integration circuit INT and the output of the error amplifier EA.
The output is applied to the voltage controlled oscillator OSC to control the oscillation frequency of the oscillator OSC.

CONT1は制御回路で、光分割手段20に印加
する為の周波数信号を発生し、スイツチSW1の
切換で素子12に印加される。
CONT1 is a control circuit that generates a frequency signal to be applied to the light splitting means 20, and is applied to the element 12 by switching the switch SW1.

CONT2は制御回路で、スイツチSW2の切換
で、その出力が半導体レーザ13に印加される。
この出力は半導体レーザ13より一定の輝度の光
を出させる為である。
CONT2 is a control circuit whose output is applied to the semiconductor laser 13 by switching the switch SW2.
This output is for causing the semiconductor laser 13 to emit light with a constant brightness.

上述の如く素子12より出力される光ビームが
正しくトレースしていないときも、それが光検知
器DET1,DET3で検知され、それをエラーアン
プEAで判断し、誤差信号を出力する。差動アン
プDAは積分回路INTの出力とエラーアンプEA
の出力とを入力し正しくトレースさせるような電
圧を出力し発振器OSCに入れる。発振器OSCは
その周波数を変え、素子12の光ビームの偏向を
制御する。
As described above, even when the light beam output from the element 12 is not correctly traced, it is detected by the photodetectors DET1 and DET3, which is determined by the error amplifier EA, and an error signal is output. The differential amplifier DA is the output of the integrating circuit INT and the error amplifier EA
Input the output of , output a voltage that traces correctly, and input it to the oscillator OSC. The oscillator OSC changes its frequency and controls the deflection of the light beam of the element 12.

記録テープ18の情報は光検知器DET2より取
り出し再生する。
The information on the recording tape 18 is taken out from the photodetector DET2 and reproduced.

上述の如く結像レンズ21の配通せず、第6図
Dに示した如く、テープの背後に直接光検出器2
2,23,24を配置しても良い。
As described above, the imaging lens 21 is not disposed, and the photodetector 2 is placed directly behind the tape as shown in FIG. 6D.
2, 23, and 24 may be arranged.

記録材がMnBi,GdCo,GdFe,TbFe,
GdTbFe等のアモルフアス磁性薄膜の場合、光
energyの熱による磁区反転記録が同様の方法で
行なえ、再生にはFraday効果、あるいはKerr効
果として知られている磁気光学効果を利用出来
る。
The recording material is MnBi, GdCo, GdFe, TbFe,
In the case of amorphous magnetic thin films such as GdTbFe, light
Magnetic domain reversal recording using energy can be performed in a similar manner, and reproduction can utilize the magneto-optical effect known as the Fraday effect or the Kerr effect.

第7図は、透過によるFraday効果による再生
系を示したものである。
FIG. 7 shows a regeneration system based on the Fraday effect due to permeation.

光導波路において、光束がシングルモード伝播
をしている場合、磁気材を照明する光は、良い偏
光状態が保たれている。
When the light beam propagates in a single mode in the optical waveguide, the light that illuminates the magnetic material maintains a good polarization state.

磁気材を光が透過する際磁区の向きにより偏光
角が回転し(Fraday効果)第7図に示す如くテ
ープ18と光検出器22,23,24の間に偏光
板28を配通する事により偏光角変調が明暗変調
として検出出来る。
When light passes through a magnetic material, the polarization angle is rotated depending on the orientation of the magnetic domains (Fraday effect). As shown in FIG. Polarization angle modulation can be detected as brightness modulation.

また、Kerr効果による再生が可能である。 In addition, playback using the Kerr effect is possible.

第8図に、Kerr効果による再生ヘツドの1例
を示す。素子の先端にDyFe,TbFe,GdCo等の
アモルフアス磁性体による磁気転写膜層40をス
パツタリングにより設け、更に保護の為に(機械
的摩耗や酸化に対する保護)保護膜層41を設け
る。この保護膜層はTa2O5,SiO2,ZnO2
TiO2Cr2O3等が使用可能である。
FIG. 8 shows an example of a reproducing head based on the Kerr effect. A magnetic transfer film layer 40 made of an amorphous magnetic material such as DyFe, TbFe, or GdCo is provided at the tip of the element by sputtering, and a protective film layer 41 is further provided for protection (protection against mechanical wear and oxidation). This protective film layer consists of Ta 2 O 5 , SiO 2 , ZnO 2 ,
TiO 2 Cr 2 O 3 etc. can be used.

磁気信号が記録されたテープ42に密接又は近
接させる事により、磁気転写膜40にテープの磁
気信号が転写される。
The magnetic signals of the tape are transferred to the magnetic transfer film 40 by bringing it close or close to the tape 42 on which magnetic signals are recorded.

光源43からの光は、レンズ44、光分割手段
45、光偏向手段46、レンズ47により既に述
べた如く、テープから信号が転写された転写膜4
0上に3つのスポツトを結ぶ。
The light from the light source 43 is transmitted through the lens 44, the light splitting means 45, the light deflecting means 46, and the lens 47 to the transfer film 4 onto which the signal has been transferred from the tape.
Connect the three spots on 0.

Kerr効果により信号磁気パターンに応じて反
射光は、偏光角が回転するが、偏光角が回転した
反射光は光導波路内を伝播されない。(光導波路
内を伝播する条件は、偏光状態に関与している事
は良く知られている。)記録patternにより偏光角
が回転されない状態の時、反射光は元の光路を戻
るが、光偏光手段46と光分割手段45の内に設
けられたグレーテイング構造によるビーム・スプ
リツター48により偏向される。更に新たな薄膜
レンズ49により光検出器50,51,52上に
信号検出用輝点とトラツキング検出用輝点を形成
する。以上の構成により信号再生が可能である。
Due to the Kerr effect, the polarization angle of the reflected light is rotated according to the signal magnetic pattern, but the reflected light with the rotated polarization angle is not propagated within the optical waveguide. (It is well known that the conditions for propagation in an optical waveguide are related to the polarization state.) When the polarization angle is not rotated due to the recording pattern, the reflected light returns to the original optical path, but the optical polarization It is deflected by a beam splitter 48 which is a grating structure provided within the means 46 and the light splitting means 45 . Furthermore, a new thin film lens 49 forms a bright spot for signal detection and a bright spot for tracking detection on the photodetectors 50, 51, and 52. Signal reproduction is possible with the above configuration.

他の実施形態を第9図,第10図に示す。これ
らの実施形態は以上までの実施形態と光導波路へ
の光導入、あるいは光導波路からの光導出にカツ
プラーを用いた例である。
Other embodiments are shown in FIGS. 9 and 10. These embodiments are examples in which a coupler is used for introducing light into an optical waveguide or leading out light from an optical waveguide.

第9図において、53,54はプリズム・カツ
プラーと一般に呼ばれている光導入あるいは光導
出エレメントである。光束55はカツプラー53
により導波路56に導入され、導波路内を全反射
しながら伝播する。光は光偏向手段57により前
例で説明した如く偏向される。偏向された光はカ
ツプラー54により導波路56内から導出され
る。
In FIG. 9, numerals 53 and 54 are light introducing or light guiding elements generally called prism couplers. The light flux 55 is a coupler 53
The light is introduced into the waveguide 56 and propagates within the waveguide while being totally reflected. The light is deflected by the light deflection means 57 as explained in the previous example. The polarized light is guided out from within waveguide 56 by coupler 54 .

信号記録の場合は、レンズ58により記録材5
9上に光を集光させて、且つ光を明暗変調させ、
光偏向手段にチヤープト信号を印加し輝点60を
走査させて行なう。再生の場合、レンズ58の前
に位相格子61を配置し光分割を行ない、レンズ
62により記録材59上の輝点60を光検出器6
3上に結像させて行なう。
In the case of signal recording, the recording material 5 is
9, and modulates the light and dark;
A start signal is applied to the optical deflection means to scan the bright spot 60. In the case of reproduction, a phase grating 61 is placed in front of the lens 58 to split the light, and a bright spot 60 on the recording material 59 is detected by the lens 62 on the photodetector 6.
This is done by forming an image on 3.

また、プリズム54と記録材57の間にビー
ム・スプリツターを配置し、反射で信号読み出し
を行なう事も可能である。
It is also possible to arrange a beam splitter between the prism 54 and the recording material 57 and read out signals by reflection.

また、記録材が前述した光−磁気効果を用いた
ものであれば、記録材59と光検出器の間に偏光
板を配置する事により信号読み出しが可能であ
る。
Further, if the recording material uses the above-mentioned opto-magnetic effect, signal reading is possible by placing a polarizing plate between the recording material 59 and the photodetector.

第10図は、他の実施例で光70は、光導波路
上に置かれた低屈折率材層72を中間層としたホ
ログラム・カツプラー71により導波路内に導入
される。ホログラム・カツプカーは基本的にグレ
ーテイング構造であるが、レンズ作用を持たせる
事も可能で、例えばホログラム・カツプラー74
で光導波路内から取り出した光束を記録材75上
に集光させ、外部レンズなしに輝点76を作る事
が出来る。
FIG. 10 shows another embodiment in which light 70 is introduced into the waveguide by a hologram coupler 71 with a low refractive index material layer 72 placed on the optical waveguide as an intermediate layer. The hologram coupler basically has a grating structure, but it can also have a lens effect, such as the hologram coupler 74.
By converging the light beam taken out from inside the optical waveguide onto the recording material 75, a bright spot 76 can be created without an external lens.

導波路73には、光分割手段77と光偏向手段
78が設けられており光分割,輝点走査が可能で
ある。
The waveguide 73 is provided with a light splitting means 77 and a light deflecting means 78, and is capable of light splitting and bright spot scanning.

信号記録時は、光分割手段78にチヤープト信
号を印加し、光を明滅変調させる。信号読み取り
時は、反射読み出しの場合、輝点走査素子を透過
する光束をレンズ79により光検出器80上に集
光させて行なう。
When recording a signal, a start signal is applied to the light splitting means 78 to modulate the light in a blinking manner. When reading a signal, in the case of reflective reading, the light beam passing through the bright spot scanning element is focused onto the photodetector 80 by the lens 79.

この場合も、前記例と同様、記録材の種類によ
り偏光板等の他のエレメントを用いる事が可能で
ある。
In this case, as in the above example, other elements such as a polarizing plate can be used depending on the type of recording material.

以上説明したように、本発明は、光集積型輝点
走査素子を用い、且つ記録再生を行なう事によ
り、従来問題であつたテープ走行系の精度を緩め
る事が可能となり、小型、安価な信号再生装置を
可能にする。
As explained above, the present invention uses an optically integrated bright spot scanning element and performs recording/reproduction, thereby making it possible to reduce the precision of the tape running system, which was a problem in the past, and to produce small, inexpensive signals. Enable playback equipment.

この事の主たる理由は既に述べたように、輝点
走査素子は高速走査が可能で、トラツキング制御
が容易に行なえる所にある。
As mentioned above, the main reason for this is that the bright spot scanning element is capable of high-speed scanning and tracking control can be easily performed.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図A,Bは従来の信号記録方式を説明する
図、第2図は輝点走査素子の1例図、第3図は表
面弾性波による光偏向を示す図、第4図は表面弾
性波による光偏向角を大きく取る方法を示す図、
第5図a,b,cは輝点走査素子を用いた記録を
行なう為の説明図、第6図A,B,C,Dは本発
明の信号再生装置の一実施例を説明する為の説明
図、第7図は本発明の他の実施例を示す説明図、
第8図は磁気転写膜を用いた再生用輝点走査素子
を示す図、第9図,第10図はカツプラーを用い
た輝点走査素子の信号記録,再生法を示す図。 20……光分割手段。
Figures 1A and B are diagrams explaining the conventional signal recording system, Figure 2 is an example of a bright spot scanning element, Figure 3 is a diagram showing light deflection by surface acoustic waves, and Figure 4 is a diagram showing surface acoustic waves. Diagram showing how to increase the angle of light deflection by waves,
Figures 5a, b, and c are explanatory diagrams for recording using a bright spot scanning element, and Figures 6A, B, C, and D are diagrams for explaining an embodiment of the signal reproducing device of the present invention. An explanatory diagram, FIG. 7 is an explanatory diagram showing another embodiment of the present invention,
FIG. 8 is a diagram showing a bright spot scanning element for reproduction using a magnetic transfer film, and FIGS. 9 and 10 are diagrams showing a signal recording and reproducing method of the bright spot scanning element using a coupler. 20...Light splitting means.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 光源と、該光源から発した光束を記録媒体上
に形成されたトラツクに照射する光学系と、前記
光束の媒体による反射光または透過光を受光し、
前記トラツクに記録された信号を再生するととも
に、トラツキング誤差信号を検出する光検出器
と、検出された誤差信号を用いて前記光束のトラ
ツキング制御を行なう手段とから成る信号再生装
置において、 前記トラツキング制御手段が、前記光源から発
した光を伝搬して媒体に導く薄膜導波路と、該導
波路中を伝搬する光を回折によつて偏向せしめる
弾性表面波を発生するトランスデユーサと、該ト
ランスデユーサに高周波信号を印加する発振器と
から成り、前記トラツキング誤差信号に応じて、
前記発振器の発振周波数を変化させ、前記光束の
偏向方向を制御することによつて、トラツキング
制御を行なうことを特徴とする信号再生装置。
[Scope of Claims] 1. A light source, an optical system that irradiates a track formed on a recording medium with a light beam emitted from the light source, and receives light reflected or transmitted by the medium of the light beam,
A signal reproducing device comprising: a photodetector for reproducing a signal recorded on the track and detecting a tracking error signal; and means for controlling tracking of the luminous flux using the detected error signal; The means includes a thin film waveguide that propagates light emitted from the light source and guides it to a medium, a transducer that generates a surface acoustic wave that deflects the light propagating in the waveguide by diffraction, and the transducer. an oscillator that applies a high frequency signal to the user, and according to the tracking error signal,
A signal reproducing device characterized in that tracking control is performed by changing the oscillation frequency of the oscillator and controlling the deflection direction of the light beam.
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IEEE TRANSACTIONS ON CIRCUITS AND SYSTEMS=1979 *
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