JP2000187879A - 光学式情報記録媒体の記録再生装置及び光ヘッド - Google Patents
光学式情報記録媒体の記録再生装置及び光ヘッドInfo
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Abstract
に情報を再生または記録することを可能とすると共に、
前記複数の記録層に対する再生または記録光の焦点合わ
せ誤差を抑制する。 【解決手段】 記録媒体1に対して同一面側にそれぞれ
独立の光源及び光学系からなる複数の光学ヘッド8a、
8bを設ける。あるいは、単一の対物レンズと複数の光
源を有する光学ヘッドの少なくとも1つの光源につい
て、その光源固有の光路上に光路補正手段を設け、1つ
の光源から照射される光の焦点を対物レンズの移動によ
って特定の記録層に合わせながら、他の光源から照射さ
れる光の焦点を前記光路補正手段によって別の記録層に
合わせる。
Description
射により情報の記録再生を行う記録層を複数備えた光学
式情報記録媒体の記録再生装置に関するものである。
情報記録媒体が注目されており、現在、書換えが可能な
消去型と呼ばれるものの開発が進められている。この消
去型光学式情報記録媒体の一つとして、アモルファス状
態と結晶状態の間で相変化する薄膜を記録層として用
い、レーザー光の照射による熱エネルギーによって情報
の記録及び消去を行うものがある。
e,Sb,Te,In等を主成分とする合金膜、例えば
GeSbTe合金が知られている。情報の記録は記録層
の部分的なアモルファス化によってマークを形成して行
い、消去はこのアモルファスマークの結晶化によって行
う場合が多い。アモルファス化は記録層を融点以上に加
熱した後に一定値以上の速さで冷却することによって行
われる。一方、結晶化は記録層を結晶化温度以上、融点
以下の温度に加熱することによって行われる。
に伴い、扱われる情報量が大きくなっている。そのため
に、より大容量かつ高速な記録再生が可能な記録媒体が
求められている。この大容量化と高速化の手段として、
例えば特開平3−157816号公報には、複数の記録
層と該記録層の間に設けた透明な分離層とを有する記録
媒体及び、その記録再生装置が示されている。前記公報
中に示された第1の記録再生装置は、対物レンズと媒体
の間に厚みの異なる平行平板を挿入することによって、
前記媒体の複数の記録層の中の目的とする任意の記録層
に焦点を合わせるものである。また、第2の記録再生装
置は、1つの対物レンズと複数の波長の異なる光源を有
し、対物レンズの色収差を利用して前記複数の光源から
媒体に照射される光の焦点位置を互いに異ならせること
によって、複数の記録層に同時に焦点を合わせるもので
ある。さらに、第3の記録再生装置は、同一波長の複数
の光源を光学系に対する位置関係が相互に異なるように
配置し、前記複数の光源から媒体に照射される光の焦点
位置を互いに異ならせることによって、複数の記録層に
同時に焦点を合わせるものである。
記録再生装置では、大容量化という要求は満たすもの
の、もう1つの高速化という要求に対しては、同時に複
数の記録層の情報を再生または記録することができない
ため、情報の転送速度は、単一の記録層を有する媒体を
用いた場合と同一であり、不十分であった。また、第2
及び第3の記録再生装置では、複数の光源から照射され
る光の焦点を合わせる手段が対物レンズの移動という共
通の手段であるため、各光源から照射される光の焦点位
置の相対的関係は常に一定となり、記録媒体中の透明分
離層の厚みが設計値に対して異なる場合や不均一な場合
などには、複数の記録層に正確に焦点を合わせることが
困難であるという課題があった。
で、同時に複数の記録層の情報を再生または記録するこ
とが可能であり、高速な情報の転送を実現する光学式情
報記録媒体の記録再生装置及び光学ヘッドを提供するこ
とを目的とする。
に本発明の記録再生装置は、記録媒体に対して同一面側
にそれぞれ独立の光源及び光学系からなる複数の光学ヘ
ッドを有することを特徴とする。これによって、同時に
複数の記録層の情報を再生または記録することが可能と
なり、高速な情報の転送を実現することができる。
は、前記複数の光学ヘッドが略同一半径位置(すなわ
ち、回転中心から略同一距離)に配置されていることが
好ましい。この好ましい例によれば、現在DVD−RA
M等で採用されている記録媒体上の記録領域毎に回転数
を変えて線速度を略一定とするZone−CAVと呼ば
れる記録方式での複数層からの情報の同時再生または記
録が容易となる。さらに好ましくは、前記複数の光学ヘ
ッドを同一の移送台上に設置することによって、装置の
簡略化及び小型化が可能となる。
て、前記複数の光学ヘッドからの光の基板を通して集光
したスポット径が最小となる最適基板厚さを予め互いに
異ならせることによって、各々の光学ヘッドでそれぞれ
目的とする記録層から情報を再生あるいは記録する際の
信号品質、光学ヘッドのフォーカス、トラッキング等の
制御系安定度が向上する。
レンズと複数の光源を有し、少なくとも1つの光源につ
いて、その光源固有の光路上に焦点位置を制御する機能
を有する光路補正手段を有することを特徴とする。ま
た、本発明の光学ヘッドは、1つの対物レンズと複数の
光源を有し、少なくとも1つの光源について、その光源
固有の光路上に焦点位置を制御する機能を有する光路補
正手段を有することを特徴とする。これによって、1つ
の光源から照射される光の焦点を対物レンズの移動によ
って特定の記録層に合わせながら、他の光源から照射さ
れる光の焦点を前記光路補正手段によって別の記録層に
合わせることが可能となる。つまり、記録媒体中の透明
分離層の厚みが設計値に対して異なる場合や不均一な場
合でも、複数の光源から照射される光の焦点を、同時に
それぞれの目的とする記録層に正確に合わせることが可
能となる。
体の記録再生装置について、図面を参照しながら説明す
る。
実施形態における光学式情報記録媒体の記録再生装置の
構成図であり、2つの記録層を有する情報記録媒体1を
設置した状態を示している。情報記録媒体1は、ポリカ
ーボネートからなる厚さ約0.58mmの透明基板2上
に厚さ約10nmの半透明層からなる第1の記録層3、
厚さ約0.04mmの透明分離層4、第2の記録層5を
順次形成し、その上に保護層6を設けたものである。記
録再生装置は、スピンドルモータ7、2つの光学ヘッド
8a、8b、前記光学ヘッドを設置した移送台9、前記
移送台を所望の位置に移動させる移動手段10、コント
ローラ11から構成されている。
す。この光学ヘッドでは、半導体レーザからなる光源1
2から出射された光はコリメータレンズ13、ビームス
プリッター14、1/4波長板15、対物レンズ16を
通して記録媒体に集光される。この集光された光は、ボ
イスコイル17によって対物レンズ16の位置を調整す
ることによって、記録媒体中の記録層に焦点を合わせら
れる。記録層から反射された光は再び対物レンズ16、
1/4波長板15を通り、ビームスプリッター14で反
射されて検出器18に入射し、電気信号に変換される。
スピンドルモータ7に対して略同一半径位置(回転中心
から略同一位置)となるように配置されており、それぞ
れから照射される光は前述の方法で記録層3及び5に焦
点を合わせられる。これによって、記録層3及び5の情
報を同時に再生または記録することができ、高速な情報
の転送を実現できる。つまり、従来の2倍の速度での情
報の再生または記録を実現できる。さらに、光学ヘッド
8a及び8bは同一移送台上に設けられているため、移
送機構及びその制御回路は光学ヘッドが1つの場合と同
等で良く、光学ヘッドを2つにすることによる装置規模
の増加を小さくできるという利点がある。
いる記録媒体上の記録領域(Zone)毎に回転数を変
えて線速度を略一定とするZone−CAVと呼ばれる
記録方式の記録媒体との組み合わせで使用した場合、2
つの光学ヘッドが略同一半径位置にあるため、この2つ
の光学ヘッドで再生または記録する2つの記録層の記録
領域が同一となるように制御することにより、同一の基
準クロックで2つの記録層から同時に情報を再生または
記録することができる。この結果、1つの光学ヘッドの
場合に比べ、2倍の転送速度を実現できる。
る光の、基板を通して集光したスポット径が最小となる
最適基板厚さが、記録層3と5の距離に応じて予め互い
に異なるように前記光学ヘッドを設計した例について説
明する。図1において、光学ヘッド8aは、前述の最適
基板厚さが0.58mmとなるように光学系が設定され
ており、光学ヘッド8bは、前述の最適基板厚さが0.
62mmとなるように光学系が設定されている。これに
より、光学ヘッド8aは記録媒体1に光を照射した際
に、厚さ0.58mmの基板を透過した位置、つまり記
録層3に収差無く焦点を結ぶ。一方、光学ヘッド8bは
記録媒体1に光を照射した際に、厚さ0.58mmの基
板、厚さ10nmの記録層3及び厚さ0.04mmの透
明分離層を透過した位置、つまり記録層5に収差無く焦
点を結ぶ。したがって、各々の光学ヘッドでそれぞれ目
的とする記録層から情報を再生あるいは記録する際の信
号品質が向上するとともに、透明分離層の厚さの変動に
対する許容量が大きくなると言う利点が有る。
ら同時に情報を再生または記録する場合について述べた
が、2つの記録層に同時に焦点を合わせながら、使用す
る光学ヘッドを適宜切り替えることによって、2つの記
録層の情報を切れ目無く連続して再生または記録するこ
とも可能である。例えば、図1において、光学ヘッド8
a及び8bの焦点をそれぞれ記録層3及び5に合わせた
状態で、まず、記録層3の情報を再生し、光学ヘッド8
bは待機状態とする。つぎに、使用する光学ヘッドを8
bに切り替えて記録層5の情報を再生する。この場合、
記録層3の再生から記録層5の再生に移る際に、光学ヘ
ッドの焦点位置を移動させるという動作が不要なため、
複数の記録層から切れ目無く情報を再生することができ
るという利点がある。さらに、通常の2倍の時間の情報
の再生または記録を行うことができる。
する記録再生装置と2層の記録層を有する記録媒体の組
み合わせについて説明したが、光学ヘッドの数は3個以
上でもよく、記録媒体の記録層の数と一致している必要
もない。なお、記録層の数と光学ヘッドの数を一致させ
ることで、記録層がn層の場合はn倍の転送速度を実現
できる。例えば、4層の記録層に対して4個の光学ヘッ
ドでもって同時に記録再生することで、4倍の転送速度
を得ることが可能である。また、構成は複雑になるもの
の、光学ヘッドを複数の移送台上に設置しても同様の効
果が得られる。
の実施形態における光学式情報記録媒体の記録再生装置
の構成図であり、光学ヘッド及び移動手段を除いて、図
1に示した第1の実施形態における光学式情報記録媒体
の記録再生装置と同様の構成である。記録媒体1は、第
1の実施形態で説明したように2つの記録層3、5を有
し、さらに、各記録層には図示しないトラッキング用の
案内溝及び番地情報が予め形成されている。
てスパイラル状に形成されており、記録層5の案内溝は
逆に外周から内周に向かってスパイラル状に形成されて
いる。光学ヘッド8は記録層3の情報を再生又は記録
し、同時に、光学ヘッド8’は記録層5の情報を再生又
は記録する。スピンドルモータ7は、常に一定の回転数
で回転する。9、9’は光学ヘッド8、8’を設置した
移送台、10、10’はその移動手段である。このと
き、例えば光学ヘッド8は記録媒体1の最内周で情報の
記録再生を行い、同時に光学ヘッド8’は記録媒体1の
最外周で情報の記録再生を行うというように、2つの光
学ヘッドは各位置での記録媒体の線速度の和が略一定と
なるように配置される。記録信号の基準クロックは、記
録密度が略一定となるように、線速度に応じて変化させ
られる。
の転送速度の和は略一定となる。同時に、1つの光学ヘ
ッドを用いる場合に比べて、系としての転送速度を約2
倍とすることができる。また、スピンドルの回転数が常
に一定であり、光学ヘッドの位置によって変える必要が
ないため、高転送速度と共にアクセス速度の向上を図る
ことができる。
する記録再生装置と2層の記録層を有する記録媒体の組
み合わせについて説明したが、光学ヘッドの数は偶数で
あれば、4個以上でもよく、記録媒体の記録層の数と一
致している必要もない。なお、4個以上の光学ヘッドを
用いる場合は、例えば、対応する記録層のスパイラル方
向によって、光学ヘッドを2つの群に分け、それぞれ同
一の移送台上に設置することによって、装置の小型化を
図ることができる。
態における光学式情報記録媒体の記録再生装置は、光学
ヘッドを除いて、図1に示した第1の実施形態における
光学式情報記録媒体の記録再生装置と同様の構成であ
る。その光学ヘッドの構成を図4に示す。この光学ヘッ
ドでは、それぞれの波長が680nm及び640nm
と、互いに異なる波長の半導体レーザからなる光源1
9、20を備えている。図4において、波長選択性ミラ
ー27は、光源19の波長の光を透過し、光源20の波
長の光を反射する。光源20から出射された光はコリメ
ータレンズ22、ビームスプリッター24、1/4波長
板26を通り、波長選択性ミラー27で反射され、対物
レンズ28を通して記録層3に集光される。記録層3か
ら反射された光は再び対物レンズ28を通り、波長選択
性ミラー27で反射され、1/4波長板26を通り、ビ
ームスプリッター24で反射されて検出器32に入射
し、電気信号に変換される。一方、光源19から出射さ
れた光は液晶素子からなる光路補正手段30、コリメー
タレンズ21、ビームスプリッター23、1/4波長板
25を通り、波長選択性ミラー27を透過し、対物レン
ズ28を通して記録層5に集光される。記録層5から反
射された光は再び対物レンズ28を通り、波長選択性ミ
ラー27を透過し、1/4波長板25を通り、ビームス
プリッター23で反射されて検出器31に入射し、電気
信号に変換される。
ル29によって対物レンズ28の位置を調整することに
よって、2つの記録層を有する記録媒体1中の一方の記
録層3に焦点を合わせられる。このとき、検出器32で
記録層3からの反射光を検出し、フォーカスエラー信号
を生成する。ボイスコイル29はこのフォーカスエラー
信号に基づいて制御される。また、それと同時に光源1
9から出射された光の焦点を、他方の記録層5に正確に
合わせようとするとき、記録媒体1の面振れによる記録
層位置の変動に対しては記録層3と共通であるため、前
述のように光源20からの光の焦点を記録層3に合わせ
ることによって補償されるが、透明分離層4の厚みむら
等による変動は記録層3とは独立のものであるため、こ
の方法だけでは補償することができない。この記録層5
固有の変動を補償するために、本実施形態の記録再生装
置は、検出器31で記録層5からの反射光を検出してフ
ォーカスエラー信号を生成し、このフォーカスエラー信
号に基づいて光路補正手段30を動作させて光の強度及
び位相の分布を変えることによって収差を補正し、透明
分離層4の厚みむら等に応じて焦点位置を調整し、光源
19から出射された光の焦点を記録層5に正確に合わせ
ることができる。
装置によれば、1つの光源から照射される光を対物レン
ズの移動によって特定の記録層に焦点を合わせると同時
に、他の光源から照射される光を前記光路補正手段によ
って別の記録層に焦点を合わせることができる。これに
より、記録媒体中の透明分離層4の厚みが設計値に対し
て異なる場合や不均一な場合でも、複数の光源から照射
される光の焦点を、同時にそれぞれの目的とする記録層
に正確に合わせることが可能となる。また、同じ対物レ
ンズを使用した場合には短波長の光の方が長波長の光に
比べて焦点距離が短くなるため、記録媒体の光の入射面
に近い記録層3への記録再生に用いる光源20の波長を
光の入射面から遠い記録層5への記録再生に用いる光源
19の波長よりも短くすることによって光学系の設計が
容易となる。
液晶素子としたが、例えば圧電素子などによる可動機構
を備えたレンズによって構成しても良いし、設置場所は
光源19からの光に固有の光路上であればコリメータレ
ンズ21とビームスプリッター23の間でも良い。
射される光の固有の光路上に設け、光源19から照射さ
れる光の焦点を記録層5に合わせる動作をボイスコイル
29によって対物レンズ28の位置を調整することによ
って行ない、光源20から照射される光の焦点位置を光
路補正手段30を動作させることによって調整してもよ
い。
入射面に近い記録層3への記録再生に用いる光源20の
波長を光の入射面から遠い記録層5への記録再生に用い
る光源19の波長よりも短くしたが、記録再生の対象と
なる記録媒体の光の入射面に近い記録層3が光の透過率
が波長が長くなるに従って減少する材料で構成されてい
る等の場合には、光源20の波長を光源19の波長より
も長くしてもよい。
録媒体の記録層の数と一致している必要もない。
導体レーザを用いたが、光源19、20から出射された
光の光路を互いに異なる角度とし、記録媒体からの反射
光が検出器部分で結像する位置を異ならしめる等、異な
る光源から出射された光の記録媒体からの反射光を分離
する別の手段を用いる場合には、同じ波長の光源として
も良い。
光源の波長及び対物レンズの開口数は、記録再生の対象
となる記録媒体における記録層の光学特性、基板の厚さ
等に応じて、適宜設計されるものである。
たとえば記録モード、再生モード、で用いて転送速度を
上げる応用、および一方を記録、他方を待機として連続
性が向上する応用について説明したがこれに限らず、一
方を記録、一方を再生とすることで、独立した半径方向
の移動手段を有する場合は、記録と再生の全く独立した
作業を同時に行わせることができる。あるいは一方で記
録しながら他方で少し前に記録した記録トラックを再生
することにより、追いかけ再生と言われる自由時間シフ
ト装置としても応用できる。また半径方向の移動手段を
共有している場合でも、ディスクのある層が再生専用で
他の層が記録可能な記録膜を有する場合等は、再生専用
層を再生するという作業をさせながら、記録可能な層に
情報を記録させるという2つの作業を同時にさせること
ができる等その応用範囲は広いものである。
ィスクを用いて説明したが、カード状など他の形状の多
層媒体の記録再生装置にも応用できるものである。
体の記録再生装置及び光学ヘッドによれば、複数の記録
層を有する記録媒体の透明分離層の厚みが設計値に対し
て異なる場合や不均一な場合でも、複数の光源から照射
される光の焦点を、同時にそれぞれの目的とする相異な
る記録層に正確に合わせることが可能となり、同時に複
数の記録層の情報を再生または記録し、高速な情報の転
送を実現することができる。
第1の実施形態を示す構成図
第1の実施形態の要部を示す構成図
第2の実施形態を示す構成図
第3の実施形態の要部を示す構成図
Claims (15)
- 【請求項1】複数の記録層を有する光学式情報記録媒体
の記録再生装置であって、前記記録媒体に対して同一面
側に備えられた複数の光学ヘッドを有し、前記複数の光
学ヘッドを用いて、互いに異なる記録層の情報を再生ま
たは記録することを特徴とする記録再生装置。 - 【請求項2】複数の光学ヘッドを記録媒体に対して略同
一半径位置に配置した請求項1記載の記録再生装置。 - 【請求項3】複数の光学ヘッドを同一の移送台上に設置
した請求項2記載の記録再生装置。 - 【請求項4】複数の光学ヘッドから記録媒体に対して照
射される光の基板を通して集光したスポット径が最小と
なる最適基板厚さが互いに異なる請求項1に記載の記録
再生装置。 - 【請求項5】複数の光学ヘッドを用いて、同時に複数の
記録層の情報を再生または記録する請求項1に記載の記
録再生装置。 - 【請求項6】スパイラル状に形成されたトラッキング用
案内溝及び番地情報が予め設けられた偶数の記録層を有
し、前記記録層の半数は、その案内溝のスパイラル方向
が他の半数の記録層と逆方向である光学情報記録媒体の
記録再生装置であって、前記記録媒体に対して同一面側
に備えられた偶数の光学ヘッドを有し、スピンドルモー
タを一定の回転数で回転させたとき、2個一組の光学ヘ
ッドの位置を各ヘッド位置での記録媒体の線速度の和が
一定となるように設定すると共に、記録信号の基準クロ
ックを、記録密度が略一定となるように線速度に応じて
変化させることを特徴とする記録再生装置。 - 【請求項7】複数の記録層を有する光学式情報記録媒体
の記録再生装置であって、単一の対物レンズと複数の光
源を有し、少なくとも1つの光源から照射される光の固
有の光路上に光路補正手段を設けたことを特徴とする記
録再生装置。 - 【請求項8】光路補正手段が液晶素子である請求項7記
載の記録再生装置。 - 【請求項9】光路補正手段がレンズである請求項7記載
の記録再生装置。 - 【請求項10】複数の光源の波長が互いに異なる請求項
7に記載の記録再生装置。 - 【請求項11】複数の光源を用いて、同時に複数の記録
層の情報を再生または記録する請求項7に記載の記録再
生装置。 - 【請求項12】複数の記録層を有する光学式記録媒体の
記録再生用光学ヘッドであって、単一の対物レンズと複
数の光源を有し、少なくとも1つの光源から照射される
光の固有の光路上に光路補正手段を設けたことを特徴と
する光学ヘッド。 - 【請求項13】光路補正手段が液晶素子である請求項1
2に記載の光学ヘッド。 - 【請求項14】光路補正手段がレンズである請求項12
に記載の光学ヘッド。 - 【請求項15】複数の光源の波長が互いに異なる請求項
12に記載の光学ヘッド。
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JP27890999A JP4388176B2 (ja) | 1998-10-13 | 1999-09-30 | 光学式情報記録媒体の記録再生装置及び光ヘッド |
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