JP2010044825A

JP2010044825A - 光情報記録／再生装置

Info

Publication number: JP2010044825A
Application number: JP2008208311A
Authority: JP
Inventors: Akio Fukushima; 秋夫福島
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2008-08-13
Filing date: 2008-08-13
Publication date: 2010-02-25

Abstract

【課題】ホログラムディスクと従来の光ディスクの両者に対し情報の記録及び／または再生を行うことが可能であり、且つ使い勝手を向上させることができると共に、小型化、低コスト化を実現することが可能な光情報記録／再生装置を提供する。
【解決手段】光ピックアップ１１により、ホログラムディスク１と、高速回転時に情報の記録及び／または再生を行う光ディスク２の両者に対し情報の記録／再生可能であり、ホログラムディスク１を駆動するステッピングモータ３と、光ディスク２を駆動する直流モータ４を備え、ステッピングモータ３の回転軸と、直流モータ４の回転軸とが、共通の回転軸５からなる光情報記録／再生装置１０である。
【選択図】図１

Description

本発明は、ホログラム用情報記録媒体と、高速回転時に情報の記録及び／または再生を行うＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ブルーレイディスク等に代表される光ディスクとの両者に対し、情報の記録を行う、または、前記両者に記録された情報を再生する、あるいは、前記情報の記録及び再生の両方を行う光情報記録／再生装置に関する。

従来から、ＣＤ（Compact Disc）やＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等の反射系の光学情報記録媒体（光ディスク）の情報記録領域（情報記録面）に情報を記録し、及び／又は当該情報記録領域に記録された情報を再生する光情報記録／再生装置がある。

また、近年では、青紫色半導体レーザを用いたブルーレイディスク（Blue-ray Disc:以下、「ＢＤ」という）規格や、ＨＤ−ＤＶＤ（High Definition ＤＶＤ）規格等により、コンシューマ用（民生用）においても５０ＧＢ程度の記録密度を持つ反射系ディスクの商品化が可能となってきた。その一方で、光ディスクについても、１００ＧＢ〜１ＴＢというＨＤＤ（Hard Disc Drive）容量に匹敵するさらなる大容量化が望まれている。

しかしながら、このような超高密度を光ディスクで実現するためには、今までの様な短波長化と対物レンズ高ＮＡ化による従来の高密度技術とは異なった新しいストレージ技術が必要となる。そこで、近年では、ホログラフィを利用してデジタル情報を記録するホログラム記録技術が注目を集めている。このホログラム記録技術によれば、１つのホログラムで２次元的な情報を同時に記録／再生することができ、また同じ場所に複数のページデータを重ね書きすることができるため、大容量かつ高速な情報の記録再生に有効である。

このようなホログラム記録技術として、信号光束をレンズでホログラム用の光ディスク（以下、これをホログラムディスクと呼ぶ）に集光すると同時に、平行光束の参照光を照射して干渉させてホログラムの記録を行い、さらに参照光のホログラムディスクへの入射角度を変えながら異なるページデータを空間光変調器に表示して多重記録を行う、いわゆる角度多重記録方式がある。（例えば、特許文献１参照）。

また、１つの空間光変調器において内側の画素からの光を信号光、外側の輪帯状の画素からの光を参照光として、両光束を同じレンズでホログラムディスクに集光し、レンズの焦点面付近で信号光と参照光を干渉させてホログラムを記録するシフト多重方式を用いたホログラム記録技術も紹介されている。（例えば、特許文献２参照）。

ホログラムを利用した光情報記録／再生装置においては、上位互換の観点から、ＢＤ、ＤＶＤ、ＣＤ等に代表される従来の光ディスクも同一の装置で記録または再生できることが望ましい。しかしながら、ホログラムディスクと、従来の光ディスクでは、情報の記録／再生時のディスク回転制御方法が根本的に異なるため、従来の光ディスクでは、ディスクを高速回転させながら情報の記録／再生を行うのに対し、ホログラムディスクでは、ディスクを静止させた状態で情報の記録／再生を行なっているのが実状である。ここで、ホログラムディスクの静止時の位置決め精度は、一般に０．１度程度が必要であるため、この位置決めは、ステッピングモータで行なっているが、これを従来の光ディスク回転用のモータで実現することは困難である。一方、従来の光ディスクは、約１００００r.p.m.での高速回転が必要であるため、ステッピングモータを使用することは困難である。したがって、ホログラム用情報記録媒体及び従来の光ディスクの両者の情報記録領域に情報を記録し、及び／または当該情報記録領域に記録された情報を再生する光情報記録／再生装置では、ディスクモータを２種類持つ必要があると考えられる。このため、光情報記録／再生装置を小型化することが困難であり、コストも増大する。

なお、光情報記録／再生装置の小型化やコストダウン等を行うためには、各ディスクの移送機構や、ターンテーブル等の機構を共通化することが望ましい。光情報記録／再生装置用ではないが、従来の回転機構として、ステッピングモータの回転軸と直流モータの回転軸を共通化したものがある。（例えば、特許文献３〜６参照）。

特開２００４−２７２２６８号公報ＷＯ２００４−１０２５４２号公報特開平８−１２６２８８号公報特開平１−２７０７６０号公報特開昭６３−２７７４５５号公報特開昭５８−３９２６１号公報

しかしながら、コンシューマ用の光情報記録／再生装置として、ホログラムディスク及び光ディスクの両者に対し情報の記録／再生を行うものは紹介されていない。また、前述したように、特許文献３〜６に記載された回転機構は、ホログラムディスクの位置決めや光ディスクの回転を行うためのものではなく、ホログラムディスク及び光ディスクの両者に対し情報の記録／再生を行うために必要な固有の構成や制御方法等については、当然のことながら言及されていない。

ここで、ホログラムディスク及び光ディスクの両者に対し情報の記録／再生を行う光情報記録／再生装置の場合、ホログラムディスクと従来の光ディスクとでは情報の記録／再生方式が全く異なるため、光情報記録／再生装置に装填されたディスクが従来の光ディスク及びホログラムディスクのいずれであるのかを自動判別し、判別結果に基づいてそのディスクに対応した記録再生方式で情報の記録再生を行い得るように構築することが望まれる。そして、このように光情報記録／再生装置を構築することによって、ユーザが装填するディスクの種類を意識することなく光情報記録／再生装置を使用することができ、光情報記録／再生装置の使い勝手を向上させ得るものと考えられる。

本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、ホログラムディスクと従来の光ディスクの両者に対し情報の記録及び／または再生を行うことが可能であり、且つ使い勝手を向上させることができると共に、小型化、低コスト化を実現することが可能な光情報記録／再生装置を提供することを目的とする。

この目的を達成するため本発明は、光ピックアップにより、ホログラムディスクと、回転時に情報の記録及び／または再生を行う光ディスクの両者に情報の記録を行う及び／または当該両者に記録された情報を再生する光情報記録／再生装置であって、前記ホログラムディスクを駆動するステッピングモータと、前記光ディスクを駆動する直流モータと、を備え、前記ステッピングモータの回転軸と、前記直流モータの回転軸とが、共通の回転軸からなる光情報記録／再生装置を提供するものである。

本発明によれば、同一の装置で、ホログラム用情報記録媒体の情報記録領域と、ＢＤ、ＤＶＤ、ＣＤ等に代表される既存の光ディスクの情報記録領域の両者に情報を記録し、及び／または当該両者の情報記録領域に記録された情報を再生することが可能であり、且つ使い勝手を向上させることができると共に、小型化、低コスト化を実現する光情報記録／再生装置を提供することが可能となる。

次に、本発明の好適な実施の形態にかかる光情報記録／再生装置について図面を参照して説明する。なお、以下に記載される実施の形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明をこれらの実施の形態にのみ限定するものではない。したがって、本発明は、その要旨を逸脱しない限り、様々な形態で実施することができる。また、本実施の形態では、ホログラフィを利用して情報を記録及び／または再生される媒体を「ホログラムディスク」と称し、ＢＤ、ＤＶＤ、ＣＤ等に代表され、高速回転時に情報を記録及び／または再生される媒体を「光ディスク」と称して説明する。

図１は、本発明の実施の形態にかかる光情報記録／再生装置の構成要素であるドライブの概略を示す構成図、図２は、図１に示す光情報記録／再生装置の構成要素である光ピックアップの光学系の一例を示す図、図３は、図１に示す光情報記録／再生装置のモータ部を簡略化して示す図であって、一部を断面にして示した図である。なお、前記各図では、説明を判り易くするため、各部材の厚さやサイズ、拡大・縮小率等は、実際のものとは一致させずに記載した。

図１に示すように、本実施の形態にかかる光情報記録／再生装置１０は、ホログラム用情報記録媒体としてのホログラムディスク１及び光ディスク２を駆動させるためのモータ部５０と、ホログラムディスク１及び光ディスク２の各々にレーザ光を導入し、情報の記録、再生を行う光ピックアップ１１と、位相共役光学系１２と、ディスクキュア光学系１３と、ディスク回転角度検出用光学系１４と、これらを制御する制御部１００と、を備えている。

モータ部５０は、図１及び図３に示すように、ホログラムディスクを駆動するステッピングモータ３と、光ディスク２を駆動する直流モータ４とを備えている。これらのステッピングモータ３及び直流モータ４は、互いに共通の回転軸５を有し、回転軸５の軸心方向に沿って並設（重ねられて配置）されている。また、回転軸５の直流モータ４が配設されている側の先端（本実施の形態では回転軸５の上部先端）には、ホログラムディスク及び光ディスク２の両者を装着可能なターンテーブル６が配設されている。このターンテーブル６の上面中央部には、ホログラムディスク及び光ディスク２が各々載置された際に、これらを着脱可能にチャッキングするためのクランプ部６Ａが配設されている。

ステッピングモータ３は、回転軸５の外周に取付けられた回転子７と、回転子７の外周に取付けられた磁石８と、磁石８と間隔をおいて外周側に配設され固定子であるコイル９を備えている。一方、直流モータ４は、回転軸５の外周に取付けられた断面略コ字状の回転子１７と、回転子１７の内周面に取付けられた磁石１８と、磁石１８と間隔をおいて内周側に配設された固定子であるコイル１９を備えている。なお、符号２１は軸受け、符号２２はモータ部５０の筐体である。

本実施の形態にかかるモータ部５０は、ステッピングモータ３及び直流モータ４が、互いに共通の回転軸５を有しているため、小型化、低コスト化を実現することができる。また、ステッピングモータ３の外径が、直流モータ４の外径とほぼ同様に構成されており、モータ部５０の外径が、直流モータのみを備えた従来のモータと同じであるため、従来のモータの機構を簡単に流用することもできる。さらにまた、ステッピングモータ３の外径が比較的大きく設計されることになるため、極数を容易に増やすことができ、角度分解能を向上しやすいという利点がある。そしてまた、ステッピングモータ３の回転軸５に沿った方向の長さ（厚さ）を薄くすることができるため、モータ部５０全体の厚さ（高さ）を薄くすることもできる。また、本実施の形態にかかるモータ部５０は、直流モータ４がターンテーブル６側に配設されているため、直流モータ４とターンテーブル６との距離を、直流モータのみを備えた従来のモータにおける直流モータとターンテーブルとの距離と同様にすることができるため、軸共振が起き難いという利点もある。

光ピックアップ１１は、図示しないガイド軸に沿って移動可能となっており、ターンテーブル６に装着されたホログラムディスク１の情報記録領域及び光ディスク２の情報記録領域に共通して情報を記録する、及び、記録された情報を再生するものである。この光ピックアップ１１は、ターンテーブル６に装着されたホログラムディスク１に記録を行う場合、参照光と信号光をホログラムディスク１に出射してホログラフィを利用してデジタル情報を記録する。この時、記録される情報信号は、コントローラ８９によって信号生成回路８６を介して光ピックアップ１１内の後述する空間光変調器２０９（図２参照）に送り込まれ、信号光は、空間光変調器２０９によって変調される。ホログラムディスク１に照射される参照光と信号光の照射時間は、光ピックアップ１１内の後述するシャッタ２０３（図２参照）の開閉時間をコントローラ８９によってシャッタ制御回路８７を介して制御することで調整できる。

ホログラムディスク１に記録した情報を再生する場合は、光ピックアップ１１から出射された参照光の位相共役光を位相共役光学系１２によって生成する。ここで、位相共役光とは、入力光と同一の波面を保ちながら逆方向に進む光波のことである。この位相共役光によって再生される再生光を光ピックアップ１１内の後述する光検出器２１９（図２参照）によって検出し、信号処理回路８５によって信号を再生する。

以上の記録及び再生をホログラムディスク一周で行うために、ステッピングモータ３により、ホログラムディスク１を回転させる。ホログラムディスク１に情報を安定して記録するために十分な光エネルギーを得るため、情報の記録、再生を行う際、ホログラムディスク１は静止していることが望ましい。したがって、本実施の形態では、この目的のために、ホログラムディスク１の回転-静止を安定して動作できるステッピングモータ３を用いている。

ディスクキュア光学系１３は、ホログラムディスク１のプリキュア及びポストキュアに用いる光ビームを生成するものである。ここで、プリキュアとは、ホログラムディスク１の所望の位置に情報を記録する際、この所望位置に参照光と信号光を照射する前に予め所定の光ビームを照射する前工程のことである。また、ポストキュアとは、ホログラムディスク１内の所望の位置に情報を記録した後、該所望の位置に追記不可能とするために所定の光ビームを照射する後工程のことである。

ディスク回転角度検出用光学系１４は、ホログラムディスク１の回転角度を検出するものである。ホログラムディスク１を所定の回転角度に調整する場合は、ディスク回転角度検出用光学系１４によって、ホログラムディスク１の回転角度に応じた信号を検出し、検出された信号を用いてコントローラ８９によって、ディスク回転モータ制御回路８８を介してステッピングモータ３の駆動を制御し、ホログラムディスク１の回転角度を制御する。

光ピックアップ１１、ディスクキュア光学系１３、ディスク回転角度検出用光学系１４は、各々その内部に光源を有し、各々の光源には、光源駆動回路８２から所定の光源駆動電流が供給される、そして、前記各々の光源は、所定の光量で光ビームを発光することができる。

また、光ピックアップ１１、位相共役光学系１２、ディスクキュア光学系１３は、ホログラムディスク１の半径方向に位置をスライドできる機構が設けられており、アクセス制御回路８１を介して位置制御が行われる。そして、この位置制御により、ディスク全面での記録及び再生が可能となる。

一方、光ピックアップ１１が光ディスク２に記録を行う場合には、ターンテーブル６に装着された光ディスク２に信号光を出射して情報を記録する。記録する情報信号は、コントローラ８９によって信号生成回路８６を介して光ピックアップ１１内に送り込まれ、信号光は、対物レンズ４０８（絞り込みレンズ）によって光ディスク２上に光スポットとして集光され情報が記録される。

また、光ディスク２に記録された情報を再生する際は、光ディスク２からの反射光を光ピックアップ１１で電気信号に変換し、信号処理回路８５に送信することでなされる。以上の記録、再生において、光ディスク２上における光スポットの焦点合わせ（オートフォーカス）及びトラック（案内溝）上への位置合わせ（トラッキング）は、サーボ信号生成回路８３及びサーボ制御回路８４を介して行われる。

光ディスク２における情報の記録再生では、数百Ｍｂｐｓという高速転送速度を得るために、光ディスク２を分速数千回転の高速度で回転させる必要がある。この目的のために、本実施の形態では、光ディスク２を駆動させるモータとして、光ディスク２を高速度で安定に回転させることができる直流モータ４を用いている。

制御部１００は、前述したアクセス制御回路８１と、光源駆動回路８２と、サーボ信号生成回路８３と、サーボ制御回路８４と、信号処理回路８５と、信号生成回路８６と、シャッタ制御回路８７と、ディスク回転モータ制御回路８８と、コントローラ８９と、反射系ディスク検出回路１０１を備えて構成されている。

なお、光情報記録／再生装置１０の小型化を達成するため、光ピックアップ１１、位相共役光学系１２、ディスクキュア光学系１３、ディスク回転角度検出用光学系１４は、いくつかの光学系構成または全ての光学系構成をひとつに纏めて簡素化してもよい。また、ホログラフィを利用した記録技術は、超高密度な情報を記録可能な技術であるため、例えば、ホログラムディスク１の傾きや位置ずれに対する許容誤差が極めて小さくなる傾向がある。このため、光ピックアップ１１内に、例えば、ホログラムディスク１の傾きや位置ずれ等、許容誤差が小さいずれ要因のずれ量を検出する機構を設け、サーボ信号生成回路８３でサーボ制御用の信号を生成し、サーボ制御回路８４を介して、前記ずれ量を補正するサーボ機構を光情報記録／再生装置１０内に備えてもよい。

次に、光ピックアップ１１により、ホログラフィを利用してホログラムディスク１に信号を記録する、またはホログラムディスク１に記録されている情報を再生する場合の光学的動作と、光ディスク２に情報を記録する、または光ディスク２に記録されている情報を再生する場合の光学的動作について図２を参照して説明する。

ホログラフィを利用して、ホログラムディスク１に信号を記録する、またはホログラムディスク１に記録されている情報を再生する場合は、可干渉性の高い光ビームを出射するレーザ光源２０１から出射される光ビームを信号光ビームならびに参照光ビームとして用いる。光ディスク２に情報を記録する、または光ディスク２に記録されている情報を再生する場合は、レーザノイズを抑える目的から、レーザ光源２０１よりも可干渉性の低い光ビームを出射するレーザ光源３３１を用いる。

ホログラムディスク１への記録は、以下のようにして達成される。先ず、光源２０１を出射した光ビームは、コリメートレンズ２０２を透過し、シャッタ２０３に入射する。シャッタ２０３が開いている時は、光ビームはシャッタ２０３を通過した後、例えば２分の１波長板等で構成される光学素子２０４によってＰ偏光とＳ偏光の光量比が所望の比になるように偏光方向を制御された後、ＰＢＳプリズム２０５に入射する。ＰＢＳプリズム２０５を透過した光ビームは、反射ミラー２０６及び２０７によって光路が変更されてＰＢＳプリズム２０８に到達し、ＰＢＳプリズム２０８を経由して空間光変調器２０９に導入される。そして、空間光変調器２０９によって情報を付加された信号光ビーム２１１は、対物レンズ２１０によってホログラムディスク１に集光される。

一方、ＰＢＳプリズム２０５を反射した光ビームは、参照光ビーム３３３として働き、ミラー２１３及び２１４と、ガルバノミラー２１５を経由してレンズ２１６に入射する。レンズ２１６は、参照光ビーム３３３をレンズ２１７のバックフォーカス面に集光させる役割を果たしており、レンズ２１７のバックフォーカス面にて一度集光した参照光ビームは、レンズ２１７によって再度、平行光となってホログラムディスク１に入射される。ここで、ガルバノミラー２１５は回転が可能なミラーであり、この回転によってホログラムディスク１に入射する参照光３３３の入射角度を所望の角度に設定することができる。

このように、信号光ビームと参照光ビームとをホログラムディスク１において、互いに重ね合うように入射させることで、ホログラムディスク１内には干渉縞パターンが形成され、このパターンを情報記録領域に書き込むことで情報を記録する。またガルバノミラー２１５を回転させることで、ホログラムディスク１に入射する参照光ビームの入射角度を変化させることができるため、角度多重による記録が可能である。

次に、ホログラムディスク１に記録した情報を再生する場合は、参照光ビーム３３３のみをホログラムディスク１に入射し、ホログラムディスク１を透過した光ビームをガルバノミラー２１８にて反射させることで、その位相共役光を生成する。この位相共役光によって再生された再生光ビームは、対物レンズ２１０、ＰＢＳプリズム２０８を透過して光検出器２１９に入射し、記録した信号を再生することができる。

なお、本実施の形態では、信号光と参照光が別々のレンズによりホログラムディスク１に入射する例を挙げたが、対物レンズが一つであり、信号光と参照光が当該ひとつの対物レンズに入射しディスクに照射されるような系であってもよい。

一方、光ディスク２に情報を記録する、または光ディスク２に記録されている情報を再生する場合は、レーザ光源３３１から出射される光ビームを用いる。先ず、光源３３１を出射した光ビームは、コリメートレンズ３３２を透過し、偏光方向変換素子４０３に到達する。偏光方向変換素子４０３では、ここから出射される光ビームの偏光がＳ偏光となるように偏光方向を制御することで、ＰＢＳプリズム４０４に入射する光ビームを反射させ、ビームエキスパンダ４０５の光路へと光ビームを導く。次に、ビームエキスパンダ４０５を透過した光ビームは、立ち上げミラー４０６、例えば４分の１波長板等で構成される光学素子４０７を経由して円偏光の状態で対物レンズ４０８に入射し、光ディスク２の情報記録領域（情報記録面）上に集光され、情報の記録が行われる。

また、光ディスク２を反射した光ビームは、前述した往路と逆の光路をたどって対物レンズ４０８、光学素子４０７、立ち上げミラー４０６、ビームエキスパンダ４０５を経て、ＰＢＳプリズム４０４を透過する。ＰＢＳプリズム４０４を透過した光ビームは、レンズ４０９を透過した後、情報信号や所望のサーボ信号等を検出できるように検出側回折格子４１０によって所望の光ビームに回折分離した後、光検出器４１１に集光される。

このように、光ピックアップ１１は、レーザ光源２０１から光を出射させるか、レーザ光源３３１から光を出射させるかを切り替える（選択する）、すなわち、光を、対物レンズ２１０及び対物レンズ４０８のいずれか一方に選択的に入射させることで、情報を記録または再生することができる。

なお、本実施の形態では、ホログラフィを利用して、ホログラムディスク１に信号を記録する、またはホログラムディスク１に記録されている情報を再生する場合は、可干渉性の高い光ビームを出射するレーザ光源２０１から出射される光ビームを信号光ビームならびに参照光ビームとして用い、光ディスク２に情報を記録する、または光ディスク２に記録された情報を再生する場合は、レーザ光源２０１よりも可干渉性の低い光ビームを出射するレーザ光源３３１を用いる場合について説明したが、これに限らず、レーザ光源３３１から出射された光ビームをキュア用光ビームとしてホログラムディスク１に照射するか、または光ディスク２の記録用または再生用の光ビームとして光ディスク２に照射するかは、偏光方向変換素子４０３とＰＢＳプリズム４０４の組み合わせによって照射する光量を制御することで選択してもよい。

この理由としては、以下の理由が挙げられる。一般に信号光ビームおよび参照光ビームには、ホログラフィの観点から波長可変レーザなど可干渉性の高い光ビームが求められる一方、キュア用光ビームには、信号品質の観点から雑音の原因となる無駄なホログラムを形成しないために、可干渉性の低い光ビームが求められる。このため、可干渉性の低いレーザ光源３３１から出射された光ビームをキュア用光ビームとして用いることができるからである。この場合、偏光方向変換素子４０３は、例えば、液晶素子や波長板の抜き差し等により調整することができる。そして、キュア用光ビームは、コリメートレンズ３３２、偏光方向変換素子４０３を経由した後、ＰＢＳプリズム４０４及びＰＢＳプリズム２０５を透過して、参照光ビームと同じ経路でホログラムディスク１に照射されることになる。

次に、図４〜図６を参照して、光情報記録／再生装置１０のディスクに対する情報の記録、ディスクに記録された情報の再生を行う際のフローについて説明する。

図４は、図１に示す光情報記録／再生装置における記録／再生準備処理の説明に供するフローチャート、図５は、図１に示す光情報記録／再生装置における記録処理の説明に供するフローチャート、図６は、図１に示す光情報記録／再生装置における再生処理の説明に供するフローチャートである。ここでは、特にホログラムディスクに対する記録再生に関するフローを説明する。

図４に示すように、ディスクを挿入すると（ＳＰ１）、光情報記録／再生装置１０は、例えば挿入されたディスクが、ホログラフィを利用してデジタル情報を記録又は再生するディスク（ホログラムディスク）であるかどうかのディスク判別を行なう（ＳＰ２）。ディスク判別においては当該光ディスクを回転させた状態で行う方法と静止させた状態で行う方法があり、それぞれ特徴を有する。例えば光ディスクを回転させた状態でディスク判別を行う場合は、回転により装着された光ディスクの特定の点に光エネルギーが集中することがないため、光エネルギーの過度の集中による光ディスクまたは光ディスクに記録された情報の劣化を防止することが容易になる。また光ディスクを静止させた状態でディスク判別を行う場合は、光ディスクの偏重心により発生する振動、光ディスクが装着されるターンテーブルの傾きや光ディスク自体の不平坦による面振れ、円周状に形成されたトラックの回転軸からの偏芯などの、ディスク回転に起因する現象を防止することができ、光ディスクの判別に用いる信号の検出とそれによる判別をより容易に行うことが可能となる。

ディスク判別においてディスクを回転させるか静止させるかは上述のように利害得失があるため一意に決るものではないが、回転させた状態でディスク判別を行う場合には、ディスク回転の円滑性、回転数の制御性などの回転状態も判別処理に影響を及ぼすことがある。そのため、一般的にこれらの回転状態がステッピングモータよりも良いと考えられる直流モータを用いてディスク回転を行うことが望ましい。そこで本実施例ではディスク判別時にディスク回転させる場合には、直流モータを用いて光ディスクを回転させるように制御を行う。また、本実施例では直流モータによる回転数制御を行ってディスクを所定の回転数の範囲内となるよう連続的に回転させたあとでディスク判別を行うことで安定的な判別が可能となる。

次に、判別されたディスクに対応するモータを選択して駆動させる。具体的には、前記ディスク判別の結果、挿入されたディスクがホログラムディスクであると判断すると、ディスク回転モータ制御回路８８を介してステッピングモータ３のコイル９に制御信号を与え、ステッピングモータ３を駆動させる。一方、挿入されたディスクが光ディスク２であると判断すると、ディスク回転モータ制御回路８８を介して直流モータ４のコイル１９に制御信号を与え、直流モータ４を駆動させる（ＳＰ３）。

挿入されたディスクがホログラムディスクの場合、光情報記録／再生装置１０は、そのホログラムディスクに設けられたコントロールデータを読み出し、例えばそのディスクに関する情報や、記録時または再生時における各種設定条件に関する情報を取得する（ＳＰ４）。光情報記録／再生装置１０は、このコントロールデータを読み出し終えると、コントロールデータに応じた各種調整や光ピックアップ１１に関わる学習処理を行い（ＳＰ５）、記録または再生の準備が完了する（ＳＰ６）。

準備完了状態から情報を記録するまでの動作フローは、図５に示す通りである。すなわち、光情報記録／再生装置１０は、先ず、記録するデータを受信して、該データに応じた情報を光ピックアップ１１内のホログラム用光学系における空間光変調器２０９に送り込む（ＳＰ１０）。その後、光情報記録／再生装置１０は、ホログラムディスクに高品質の情報を記録できるように、必要に応じて各種学習処理を事前に行い（ＳＰ１１）、シーク動作ならびにアドレス再生を繰り返しながら光ピックアップ１１ならびにディスクキュア光学系１３の位置をホログラムディスクの所定の位置に配置する（ＳＰ１２及びＳＰ１３）。

次いで、光情報記録／再生装置１０は、ディスクキュア光学系１３から出射する光ビームを用いて所定の領域をプリキュアするプリキュア処理を行い（ＳＰ１４）、この後、光ピックアップ１１のホログラム用光学系から出射する参照光と信号光を用いてデータを記録する（ＳＰ１５）。データを記録した後、光情報記録／再生装置１０は、必要に応じてデータをベリファイし（ＳＰ１６）、ディスクキュア光学系１３から出射する光ビームを用いてポストキュアするポストキュア処理を行なう（ＳＰ１７）。ここで、プリキュア処理およびポストキュア処理はいずれもホログラムディスクの比較的広い領域に所定の光エネルギーを与える処理である。そのため前記キュア処理においてキュア対象領域がリング状もしくリングの一部の円弧状である場合には、ホログラムディスクを所定の線速度で回転させた状態で前記キュア対象領域に対応する所定のタイミングで所定の強度の光を照射するようにして、前記キュア対象領域に光エネルギーを照射するようにしても良い。この場合、ホログラムディスクの回転制御は、前記ステッピングモータで行うよりも前記直流モータで行うようにする方が制御性が良い場合が多く、その場合はキュア処理時のディスク制御を前記直流モータで行っても良い。

準備完了状態から記録された情報を再生するまでの動作フローは、図８に示す通りである。すなわち光情報記録／再生装置１０は、ホログラムディスクから高品質の情報を再生できるように、必要に応じて各種学習処理を事前に行う（ＳＰ２０）。その後、シーク動作ならびにアドレス再生を繰り返しながら光ピックアップ１１ならびに位相共役光学系１２の位置をホログラムディスクの所定の位置に配置する（ＳＰ２１及びＳＰ２２）。その後、光情報記録／再生装置１０は、光ピックアップ１１のホログラム用光学系から参照光を出射し、ホログラムディスクに記録された情報を読み出す（ＳＰ２３）。

なお、前述の通り、ホログラムディスク１に情報を安定して記録するために十分な光エネルギーを得るため、情報の記録、再生を行う際、ホログラムディスク１は静止していることが望ましい。したがって、本実施の形態では、この目的のために、ホログラムディスク１の回転-静止を安定して動作できるステッピングモータ３を用いている。

ここで、ステッピングモータ３の制御において、所定の位置（角度）でホログラムディスク１を静止状態に保つ場合を想定する。
一般的なステッピングモータ制御において、所定の位置（角度）でモータ軸の動きを固定する場合には、ステッピングモータ制御装置は当該位置（角度）を保持するような電磁力を連続的に発生させるように制御動作を行う。このとき、該ステッピングモータの複数のコイルには、電磁力の合成ベクトルが所定の位置（角度）を保持するような電気的角度ベクトルをもつ電流をそれぞれのコイルに流し続ける必要があり、電力消費と発熱が発生する。

ホログラムディスクが静止状態であるにもかかわらずステッピングモータに電力消費と発熱が発生するのは望ましいことではないため、これらを低減するために以下の方法を用いる。すなわち静止状態を保持する際に必要な保持力は、モータを回転させて位置（角度）を変化させるときに必要な回転力と比較して、必要な電磁力が小さくても良いため、電磁力の合成ベクトルが、同じ角度ではあるが大きさのより小さい合成ベクトルとなるように前記コイルに流す電流量を減らす方法である。

また、本発明では更に電力消費と発熱を低減するために本発明に固有の方法として、以下に述べる方法を用いることが可能である。すなわちステッピングモータ静止位置（角度）保持状態において、直流モータのコイル端子間を電気回路的に短絡することにより、何らかのディスク回転力がかかった場合に、これに抗するような電磁的ブレーキ力を該直流モータが発生させるようにし、この電磁的ブレーキ力と前記ステッピングモータの位置（角度）保持力の両方で静止状態を保持する際に必要な保持力を構成する。これにより、直流モータを併用しない場合と比較して、必要な保持力を得るために必要な電力消費と発熱を更に低減することが可能となる。

図７は、このようなディスク判別処理に関するコントローラ８９の具体的な処理内容の一例を示すフローチャートである。コントローラ８９は、図示しない内部メモリに格納された制御プログラムに基づいて、この図７に示すディスク判別処理を実行する。

すなわちコントローラ８９は、図４について上述したディスク判別（ＳＰ２）に進むとこのディスク判別処理を開始し、先ず、ディスク回転角度検出用光学系１４の図示しないスライド機構を駆動することにより、ディスクが装着されている場合に当該ディスクの所定位置と対向する位置にまでディスク回転角度検出用光学系１４を移動させる（ＳＰ３０）。

続いてコントローラ８９は、光源駆動回路８２（図１参照）を制御することにより、ディスク回転角度検出用光学系１４内の光源に電源駆動電流を供給することにより、ディスク回転角度検出用光学系１４から光ビーム（赤色光ビーム）を発射させる（ＳＰ３１）。

その後、コントローラ８９は、ディスク回転角度検出用光学系１４内において対物レンズを保持する図示しない２軸アクチュエータを駆動することにより、対物レンズを光ディスクが装着されている場合の当該光ディスクから最も離れた位置に移動させる（ＳＰ３２）。

続いてコントローラ８９は、この２軸アクチュエータを駆動することにより、対物レンズのフォーカス方向への移動を開始させ（ＳＰ３３）、この時、反射系ディスク検出回路１０１から与えられる第１及び第２の判定信号の信号レベルのピーク値を取得する（ＳＰ３４）。

次いで、コントローラ８９は、ステップＳＰ３４において取得した第１の判定信号のピーク値に基づいて、フォーカス誤差信号のピーク値が第１の電圧閾値（Ｖｔｈ１）を超えたか否かを判断する（ＳＰ３５）。そしてコントローラ８９は、この判断において否定結果を得ると、ターンテーブル６にディスクが装着されていないものと判断して（ＳＰ３９）、このディスク判別処理を終了する。

一方、コントローラ８９は、ステップＳＰ３５の判断において肯定結果を得ると、ステップＳＰ３４において取得した第２の判定信号のピーク値に基づいて、フォーカス誤差信号のピーク値が第２の電圧閾値（Ｖｔｈ２）を超えたか否か（第２の判定信号のピーク値が正の値であったか否か）を判断する（ＳＰ３６）。

そしてコントローラ８９は、この判断において否定結果を得ると、装着されているディスクがホログラムディスク１であると判断し（ＳＰ３７）、これに対して肯定結果を得ると、そのとき装着されているディスクが光ディスク２であると判断して、このディスク判別処理を終了する。

なお、コントローラ８９が、ターンテーブル６に装着されているディスクが光ディスク２であると判断し、直流モータ４が駆動された場合、直流モータ４の回転数に比例した周波数の信号がステッピングモータ３のコイル９に生じるため、この信号の周波数を計測することで直流モータ４の回転数を検知することができる。また、直流モータ４が駆動された際に、ステッピングモータ３を駆動するための電流経路を回路的に遮断し、ステッピングモータ３のコイル９に電流が流れないようにすることで、コイル９に電流が流れることによりブレーキが生じることを防止することができる。

また、直流モータ４がホール素子を有するブラシレスモータの場合であって、コントローラ８９が、ターンテーブル６に装着されているディスクが光ディスク２であると判断し、ステッピングモータ３が駆動された場合、ステッピングモータ３の回転子７の、磁石８の位置に応じた信号が、直流モータ４のホール素子に生じるため、この信号の周波数を計測することで、ターンテーブル６が停止しているか否かを検知することができる。また、ステッピングモータ３の回転数に比例した周波数の信号が直流モータ４のコイル１９に生じるため、この信号の周波数を計測することでステッピングモータ３の回転数を検知することができる。そしてまた、ステッピングモータ３が駆動された際に、直流モータ４を駆動するための電流経路を回路的に遮断し、直流モータ４のコイル１９に電流が流れないようにすることで、コイル１９に電流が流れることによりブレーキが生じることを防止することができる。

そしたまた、直流モータ４がホール素子を有さないブラシレスモータの場合であって、コントローラ８９が、ターンテーブル６に装着されているディスクが光ディスク２であると判断し、ステッピングモータ３が駆動された場合、ステッピングモータ３の回転数に比例した周波数の信号が直流モータ４のコイル１９に生じるため、この信号の周波数を計測することでステッピングモータ３の回転数を検知することができる。そしてこの構成の場合も、ステッピングモータ３が駆動された際に、直流モータ４を駆動するための電流経路を回路的に遮断することで、前記ブレーキが生じることを防止することができる。

なお、ステッピングモータ３もしくは直流モータ４のいずれか片方が駆動されたときに、駆動されていないモータのコイル端子には発電機の原理で電磁誘導により電圧が発生する。このときに駆動されていないモータのコイル端子に発生する電圧は無負荷状態の発電機に相当する電圧であり、例えば直流モータ４を用いて従来のDVDディスクを高速に記録／再生するために数1000rpmから10000rpm程度の高速でディスクを回転させる時には、ステッピングモータ３のコイル端子間にステッピングモータ３を駆動する場合に駆動回路から供給される電圧よりも高い電圧が発生する場合がある。そこで、この高電圧により、コイル端子に接続されている前記電流遮断回路やモータ駆動回路が破損しないように、過電圧保護回路を設ける必要がある。なお、ここで必要な過電圧保護回路はたとえ過電圧がかかって保護状態に入った場合でも、コイルに電流が流れないようにする必要があるため、通常の過電圧保護回路のように過電圧印加時に低インピーダンスの回路素子に電流を流すことで電圧上昇を防止するものではコイルに電流が流れてしまうために所望の目的を達することができない。そこで本発明の過電圧保護回路は、コイル端子に発生しうる高電圧においても遮断状態を維持できるだけの耐圧を持ち、かつその場合でも、コイルに接続されている電流遮断回路やモータ駆動回路などの回路ブロックが洩れ電流などにより破損することが無いように保護するできることが必要である。

なお、本実施の形態では、ステッピングモータ３の外径と直流モータ４の外径とをほぼ同様に構成し、直流モータ４をターンテーブル６側に配設した場合について説明したが、これに限らず、本発明にかかる光情報記録／再生装置は、ステッピングモータ３の回転軸と直流モータ４の回転軸とが、共通の回転軸５から構成されていれば、他の構成を備えていてもよい。

具体的には、例えば図８に示すように、ステッピングモータ３の外径と直流モータ４の外径とをほぼ同様に構成し、ステッピングモータ３をターンテーブル６側に配設してもよい。この構成の場合も、前述した実施の形態にかかる光情報記録／再生装置１０と同様に、小型化、薄型化、低コスト化を実現することができ、且つ従来のモータの機構を簡単に流用することができる。また、ステッピングモータ３の外径が比較的大きく設計されることになるため、極数を容易に増やすことができ、角度分解能を向上しやすいという利点がある。

また、本発明にかかる光情報記録／再生装置のモータ部５０は、例えば図９に示すように、ステッピングモータ３の外径を直流モータ４の外径よりも小さく構成し、ステッピングモータ３をターンテーブル６側に配設してもよい。この構成の場合、ステッピングモータ３の外径が小さいので、例えば、光ピックアップ１１が内側（回転軸５に近づく方向）に移動してもモータ部５０と干渉し難いという利点がある。また、この構成の場合、ステッピングモータ３の能力を、直流モータ４の外径とほぼ同様の外径を有するステッピングモータ３（図３及び図８参照）の能力と同様にするためには、ステッピングモータ３の回転軸５に沿った方向の長さ（厚さ）を、図３及び図８に示す構成の場合よりも厚くする必要があるが、ステッピングモータ３の慣性モーメントが小さくなるため、回転数の変化時に有利である。

そしてまた、本発明にかかる光情報記録／再生装置のモータ部５０は、例えば図１０に示すように、ステッピングモータ３の外径を直流モータ４の外径よりも小さく構成し、直流モータ４をターンテーブル６側に配設してもよい。この構成の場合も図９に示す構成と同様に、光ピックアップ１１が内側（回転軸５に近づく方向）に移動してもモータ部５０と干渉し難く、また、ステッピングモータ３の慣性モーメントが小さくなるため、回転数の変化時に有利である。さらにまた、図１０に示す構成の場合、直流モータ４とターンテーブル６との距離を、直流モータのみを備えた従来のモータにおける直流モータとターンテーブルとの距離と同様にすることができるため、軸共振が起き難いという利点もある。

また、本発明にかかる光情報記録／再生装置のモータ部５０は、例えば図１１に示すように、回転軸５を中心として、直流モータ４が内周側に配置され、ステッピングモータ３が外周側に配置されるように、ステッピングモータ３と直流モータ４を同心円状に配設し、ステッピングモータ３の回転子と直流モータ４の回転子とを、共通の回転子２７から構成してもよい。具体的には、直流モータ４は、回転軸５の外周に取付けられた断面略コ字状の回転子２７と、回転子２７の内周面に取付けられた磁石１８と、磁石１８と間隔をおいて内周側に配設されたコイル１９を備えている。ステッピングモータ３は、回転子２７と、回転子７の外周に取付けられた磁石８と、磁石８と間隔をおいて外周側に配設されたコイル９を備えている。この構成の場合、ステッピングモータ３と直流モータ４を一体として構成しているため、前述した図３、図８〜１０に示す構成に比べ、モータ部５０の体積を小さくすることができる。したがって、慣性モーメントをさらに小さくすることができ、回転数の変化時に一層有利である。また、１つの回転子２７の内周面と外周面に磁石１８及び磁石８を各々配設しているため、構造が簡単である。

さらにまた、本発明にかかる光情報記録／再生装置のモータ部５０は、例えば図１２に示すように、回転軸５を中心として、ステッピングモータ３が内周側に配置され、直流モータ４が外周側に配置されるようにステッピングモータ３と直流モータ４を同心円状に配設してもよい。なお、この構成では、直流モータ４は、回転子１７の外周面に磁石１８が配置され、磁石１８と間隔をおいて外周側にコイル１９が配設された構成を備えている。この構成の場合も、ステッピングモータ３と直流モータ４を一体として構成しているため、前述した図３、図８〜１０に示す構成に比べ、モータ部５０の体積を小さくすることができる。したがって、慣性モーメントをさらに小さくすることができ、回転数の変化時に一層有利である。

また、本発明にかかる光情報記録／再生装置のモータ部５０は、例えば図１３に示すように、回転軸５を中心として、ステッピングモータ３が内周側に配置され、直流モータ４が外周側に配置されるように、ステッピングモータ３と直流モータ４を同心円状に配設してもよい。なお、この構成では、直流モータ４は、回転子１７の内周面に磁石１８が配置され、磁石１８と間隔をおいて内周側（ステッピングモータ３側）にコイル１９が配設された構成を備えている。この構成の場合も、ステッピングモータ３と直流モータ４を一体として構成しているため、前述した図３、図８〜１０に示す構成に比べ、モータ部５０の体積を小さくすることができる。したがって、慣性モーメントをさらに小さくすることができ、回転数の変化時に一層有利である。また、図１２に示す構成に比べ、固定子であるコイル９及び１９が纏められて配置されているため、構成が簡単である。

また、本実施の形態では、図３、図８〜図１３に示すように、ターンテーブル６が水平な状態で保持されるようにステッピングモータ３及び直流モータ４を配設した場合について説明したが、これに限らず、ステッピングモータ３及び直流モータ４は、光情報記録／再生装置１０のサイズや形状、縦型、横型等のモデル等に応じて、ターンテーブル６に装着されるディスクが垂直な状態で保持されるように構成してもよく、傾斜した状態で保持されるように構成してもよい。

本発明の実施の形態にかかる光情報記録／再生装置の構成要素であるドライブの概略を示す構成図である。図１に示す光情報記録／再生装置の構成要素である光ピックアップの光学系の一例を示す図である。図１に示す光情報記録／再生装置のモータ部を簡略化して示す図であり、一部を断面にして示した図である。図１に示す光情報記録／再生装置における記録／再生準備処理の説明に供するフローチャートである。図１に示す光情報記録／再生装置における記録処理の説明に供するフローチャートである。図１に示す光情報記録／再生装置における再生処理の説明に供するフローチャートである。本発明の実施の形態にかかる光情報記録／再生装置におけるディスク判別処理に関するコントローラの具体的な処理内容を示すフローチャートである。本発明の他の実施の形態にかかる光情報記録／再生装置のモータ部を簡略化して示す図であり、一部を断面にして示した図である。本発明の他の実施の形態にかかる光情報記録／再生装置のモータ部を簡略化して示す図であり、一部を断面にして示した図である。本発明の他の実施の形態にかかる光情報記録／再生装置のモータ部を簡略化して示す図であり、一部を断面にして示した図である。本発明の他の実施の形態にかかる光情報記録／再生装置のモータ部を簡略化して示す図であり、一部を断面にして示した図である。本発明の他の実施の形態にかかる光情報記録／再生装置のモータ部を簡略化して示す図であり、一部を断面にして示した図である。本発明の他の実施の形態にかかる光情報記録／再生装置のモータ部を簡略化して示す図であり、一部を断面にして示した図である。

符号の説明

１…ホログラムディスク、２…光ディスク、３…ステッピングモータ、４…直流モータ、５…回転軸、６…ターンテーブル、７、１７、２７…回転子、８、１８…磁石、９、１９…コイル（固定子）、１０…光情報記録／再生装置、１１…光ピックアップ、５０…モータ部

Claims

光ピックアップにより、ホログラムディスクと、回転時に情報の記録及び／または再生を行う光ディスクの両者に情報の記録を行う及び／または当該両者に記録された情報を再生する光情報記録／再生装置であって、
前記ホログラムディスクを駆動するステッピングモータと、
前記光ディスクを駆動する直流モータと、
を備え、
前記ステッピングモータの回転軸と、前記直流モータの回転軸とが、共通の回転軸からなる光情報記録／再生装置。
前記回転軸に配設され、前記ホログラムディスク及び光ディスクの両者を各々装着可能なターンテーブルと、
前記ターンテーブルに装着されたディスクが、前記ホログラムディスク及び光ディスクのいずれであるのかを判別するディスク判別手段と、
前記判別手段により判別されたディスクに対応するモータを選択して駆動させる駆動手段と、
をさらに備えた請求項１記載の光情報記録／再生装置。
前記ステッピングモータと前記直流モータとが、前記回転軸の軸心方向に重ねられ且つ当該直流モータが前記ターンテーブル側に配設されてなる請求項２記載の光情報記録／再生装置。
前記ステッピングモータと前記直流モータとが、前記回転軸の軸心方向に重ねられ且つ当該ステッピングモータが前記ターンテーブル側に配設されてなる請求項２記載の光情報記録／再生装置。
前記ステッピングモータと前記直流モータとが、前記回転軸を中心として同心円状に配設され且つ当該ステッピングモータが当該直流モータの外側に配設されてなり、前記ステッピングモータの回転子と、前記直流モータの回転子とが、共通の回転子からなる請求項２記載の光情報記録／再生装置。
前記ステッピングモータと前記直流モータとが、前記回転軸を中心として同心円状に配設され且つ当該直流モータが当該ステッピングモータの外側に配設されてなる請求項２記載の光情報記録／再生装置。
前記直流モータが駆動した際に、前記ステッピングモータのコイルに生じた信号の周波数を計測する請求項２ないし請求項６のいずれか一項に記載の光情報記録／再生装置。
前記直流モータが駆動した際に、前記ステッピングモータに電流を供給する電流経路を回路的に遮断する請求項２ないし請求項６のいずれか一項に記載の光情報記録／再生装置。
前記直流モータがホール素子を有するブラシレスモータであり、前記ステッピングモータが駆動した際に、前記ホール素子に生じた信号を計測する請求項２ないし請求項６のいずれか一項に記載の光情報記録／再生装置。
前記ステッピングモータが駆動した際に、当該直流モータのコイルに生じた信号の周波数を計測する請求項２ないし請求項６のいずれか一項に記載の光情報記録／再生装置。
前記ステッピングモータが駆動した際に、当該直流モータに電流を供給する電流経路を回路的に遮断する請求項２ないし請求項６のいずれか一項に記載の光情報記録／再生装置。
前記ステッピングモータによる制御を行っていて前記ホログラムディスクを静止状態に置く際に、前記直流モータのコイル端子間を回路的に短絡する請求項２に記載の光情報記録／再生装置。
ホログラムディスクに対してプリキュアまたはポストキュアのいずれかの処理を行うために該ホログラムディスクを回転させる際に、
前記直流モータにより前記ホログラムディスクを回転させる請求項２に記載の光情報記録／再生装置。
ホログラムディスクに対してプリキュアまたはポストキュアのいずれかの処理を行うために該ホログラムディスクを回転させる際に、
前記直流モータによる回転数制御を行って前記ホログラムディスクを所定の回転数の範囲内となるよう連続的に回転させる請求項２に記載の光情報記録／再生装置。
前記回転軸に配設され、前記ホログラムディスク及び光ディスクの両者を各々装着可能なターンテーブルと、
前記ターンテーブルに装着されたディスクが、前記ホログラムディスク及び光ディスクのいずれであるのかを判別するディスク判別手段と、
前記判別手段の際にディスクを回転させるモータ駆動手段と、
を備え、
前記ディスク判別手段がディスク判別を行う際には、前記モータ駆動手段が前記直流モータを駆動してディスクを回転させる請求項１記載の光情報記録／再生装置。
前記回転軸に配設され、前記ホログラムディスク及び光ディスクの両者を各々装着可能なターンテーブルと、
前記ターンテーブルに装着されたディスクが、前記ホログラムディスク及び光ディスクのいずれであるのかを判別するディスク判別手段と、
前記判別手段の際にディスクを回転させるモータ駆動手段と、
を備え、
前記ディスク判別手段がディスク判別を行う際には、前記モータ駆動手段が前記直流モータによる回転数制御を行って前記ディスクを所定の回転数の範囲内となるよう連続的に回転させる請求項１記載の光情報記録／再生装置。