JP3557999B2 - 情報記録再生装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は情報記録再生装置に係り、特に光ディスク等の記録媒体に光ビームを用いて情報信号を記録し、再生する情報記録再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ディスクの高密度記録の要求により、トラックピッチが狭くなるに従って、隣接トラックからのクロストーク成分が再生信号品質に大きな影響を与えるようになってきた。この問題を解決する方法の一つとして、３ビーム法によるクロストークキャンセラ（ＣＴＣ）が従来より知られている。
【０００３】
この３ビーム法によるクロストークキャンセラは、半導体レーザから出射された１つのレーザビームを回折格子を通してメインビームと２つのサブビームとした後、ビームスプリッタ及び対物レンズを通して光ディスクの信号記録面に照射し、メインビームの光ディスクからの反射光によりメイントラックの記録情報信号を読み取り、メイントラックの両側に隣接する２本の隣接トラックの記録信号を２つのサブビームの光ディスクからの反射光により別々に直接読み取り、隣接トラックからの信号を可変係数フィルタにてフィルタリング処理をすることによってクロストーク成分を求め、このクロストーク成分をメインビームの反射光により読み取られたメイントラックの信号から減算することで、クロストークの影響を軽減する。
【０００４】
しかし、従来は３ビームを容易に１ビームにすることができないため、記録時にはサブビームにより本来記録が不必要な隣接トラックにも書き込んでしまい、このことから記録と再生で同一のピックアップを使用することができない。
【０００５】
また、記録時のトラッキングに関しては、１ビームによるＰＰ（プッシュプル）法などよりも、特開平１１−１３４６７５号公報などで開示されている３ビームを使用したＤＰＰ（ディファレンシャルプッシュプル）法を用いた方が良い性能が得られるが、前記再生時のＣＴＣ用の３ビームと比べると、▲１▼サブビームは隣接トラックではなく、メイントラックと隣接トラックの間に照射して読み取る、▲２▼サブビームの強度は、記録してしまわないように、メインビームの１／１０程度に抑えてある（再生時の３ビームではＳ／Ｎの点から少なくとも１／３程度）、という点で異なるため、やはり、記録と再生で同一のピックアップを使用することはできない。
【０００６】
そこで、従来より、半導体レーザから出射されたレーザビームを複数のビームに分割するための回折格子を液晶パネルで構成し、その液晶パネルをそれぞれ一端に所定のピッチの格子パターンが形成された２つの領域に分割し、それらが境界部で組み合わされて一体的な格子パターンを構成し、それら２つの領域の一方又は他方に電圧を印加することにより、格子パターンを通過する光ビームの回折特性を可変し、光ディスクに照射されるメインビームとサブビームの強度、照射位置を可変制御し、これにより、回折特性を選択することで、１ビームやＣＴＣ用に適した３ビーム、あるいはＤＰＰ用に適した３ビームを同一のピックアップ装置により得ることができる情報記録再生装置が知られている（特開平１１−２７３１２８号公報）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、上記の特開平１１−２７３１２８号公報記載の従来の情報記録再生装置では、▲１▼液晶パネルの構成が複雑であり、製造コストが高く、▲２▼液晶パネルの格子パターンに高い解像度が必要であり、性能面での信頼性に欠け、▲３▼格子パターンすべてが安定した屈折率になるためには時間がかかり（特に印加電圧の低い場合）、▲４▼サブビーム（１次光）の位置（ピッチ）は、自由に選ぶことはできず、クロストークキャンセル用の幅に対して、ＤＰＰ用にはその半分の位置に限定され、▲５▼基本的に記録時のＤＰＰ用サブビームは、メインビームが強いために、比較的離れたところに位置させなければならず、また上記の従来装置は再生時のＣＴＣ用サブビームをその延長上に位置させる方式なので、メインビームに対して不必要に離れてしまい、結果として、ディスク内周と外周でのトラックカーブの差の影響を受けて、ビームがトラックに乗らなくなってしまい、更に、▲６▼液晶パネルの格子パターンは、特に２つの領域の両方に電圧を印加した場合（ＤＰＰ用）に、位相差のデューティが崩れてしまい、その歪みのために、不要な位置に光の漏れ成分が発生してしまう、などの数々の問題がある。
【０００８】
本発明は以上の点に鑑みなされたもので、製造コストが安く、液晶パネルの解像度に依存することなく、再生用の３ビームと、記録時の１ビーム又はトラッキング用３ビームを同一のピックアップで得ることができる情報記録再生装置を提供することを目的とする。
【０００９】
また、本発明の他の目的は、回折特性の変化時間が早く、またパターンのピッチを自由に選べるピックアップを備えた情報記録再生装置を提供することにある。
【００１０】
更に、本発明の他の目的は、サブビームの位置を自由に選べる３ビームを使用しうるピックアップを備えた情報記録再生装置を提供することにある。
【００１３】【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、第１の発明は、記録時は光源から出射するレーザビームを、情報信号で変調した後、光学系を介して光学的記録媒体に照射することにより、情報信号を記録し、再生時は光源から出射された強度一定のレーザビームを、光学系を介して光学的記録媒体に照射し、光学的記録媒体の反射光を光学系を介して光検出手段で検出して記録情報信号を再生する情報記録再生装置において、光源から出射されたレーザビームの偏光面を、第１のモード時と第２のモード時とで互いに直交する第１の偏光面又は第２の偏光面に制御する偏光面制御手段と、第１のモード時は偏光面制御手段により第１の偏光面に制御されたレーザビームが入射されて回折することにより、光学的記録媒体の任意のメイントラックにメインビームを照射し、かつ、メイントラックの両側に隣接する２つの隣接トラックをクロストーキャンセル用の２本のサブビームで照射する計３本のレーザビームを取り出して光学的記録媒体に照射し、第２のモード時は偏光面制御手段により第２の偏光面に制御されたレーザビームが入射されて回折することにより、光学的記録媒体に１本の記録用レーザビームを照射すると共に、記録トラックの両側にトラッキング用の２本のサブビームを別々に照射する計３本のレーザビームを取り出して光学的記録媒体に照射する回折手段とを光学系に備えたことを特徴とする。
【００１４】
この第１の発明では、第１のモード及び第２のモードいずれの場合も、同一ピックアップ内にある偏光面回転手段により、レーザビームの偏光面をモードに応じた特定の偏光面に制御すると共に、偏光面が制御されたレーザビームを回折手段に入射して特定の回転面に対して回折を行わせることにより、第１のモード時には、光学的記録媒体の任意のメイントラックにメインビームを照射し、かつ、メイントラックの両側に隣接する２つの隣接トラックをクロストーキャンセル用の２本のサブビームで照射する計３本のレーザビームを取り出して光学的記録媒体に照射し、第２のモード時には、光学的記録媒体に１本の記録用レーザビームを照射すると共に、記録トラックの両側にトラッキング用の２本のサブビームを別々に照射する計３本のレーザビームを取り出して光学的記録媒体に照射することができる。
【００１５】
ここで、偏光面制御手段は、再生時は第１のモード又は第２のモードの偏光面制御を行い、記録時は第２のモードの偏光面制御を行うことを特徴とする。また、回折手段は、第１の偏光面のレーザビームのみを回折する格子パターンを有する第１の回折格子と、第２の偏光面のレーザビームのみを回折する格子パターンを有する第２の回折格子をレーザビーム進行方向に配設した構成であってもよい。この発明では、レーザビームの偏光面に応じてレーザビームを選択的に回折させることができる回折格子を２個用いることにより、２つのモードに対応することができ、また、回折格子を液晶パネルで構成してパターンを切り替える方法に比べ、経済的であり、性能的にも解像度の面で有利である。
【００１６】
また、上記の回折手段を、第１の偏光面のレーザビームのみを遮光する第１の格子部と、偏光面に関係なくすべてのレーザビームを透過する第２の格子部と、第２の偏光面のレーザビームのみを遮光する第３の格子部が、第１の格子部、第２の格子部、第１の格子部、第３の格子部の順の周期で同一パネル面に繰り返して配置された単一の回折格子からなる構成とした場合は、光効率の面で有効である。
【００１７】
また、上記の回折手段を、偏光面に関係なくすべてのレーザビームを遮光する第１の格子部と、偏光面に関係なくすべてのレーザビームを透過する第２の格子部と、第１の偏光面のレーザビームのみを遮光する第３の格子部が、第１の格子部、第２の格子部、第３の格子部、第２の格子部の順の周期で同一パネル面に繰り返して配置された単一の回折格子からなる構成とすることが、光効率及びコストの点で有利である。また、サブビームの位置の変更が容易にできる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について、図面と共に説明する。図１は本発明になる情報記録再生装置の第１の実施の形態の要部の構成図、図２は図１中の回折格子の一例の平面図、図３は図１中の光ディスク媒体面上の光ビーム照射位置関係の一例を示す。図１に示す第１の実施の形態の情報記録再生装置は、光ディスク１に対して情報信号を記録し、再生するピックアップ２や図示しないサーボ回路などを有している。
【００１９】
ピックアップ２は、光ディスク１に照射するためのレーザビームを出射する光源３と、入射するレーザビームを平行光として出射させるコリメータレンズ４と、レーザビームの偏光面を回転させる偏光面回転部５と、特定の偏光面を有するレーザビームを回折させる回折格子６と、回折格子６からのレーザビームは透過し、かつ、光ディスク１からの反射光は反射するハーフミラー７と、ハーフミラー７を透過したレーザビームを光ディスク１の信号記録面に集光させるための対物レンズ８と、所定の方向に偏光するレーザビームをＰ偏光成分のみのレーザビーム、Ｓ偏光成分のみのレーザビーム、及びＰ偏光成分とＳ偏光成分とが混在するレーザビームに分離するためのウォラストンプリズム９と、ウォラストンプリズム９からのレーザビームを入射する集光レンズ１０と、集光レンズ１０により集光されたレーザビームを光電変換する光検出器１１とを有する。
【００２０】
次に、本実施の形態の動作について説明する。光源３から出射されたレーザビームは、コリメータレンズ４で平行光にされてから偏光面回転部５に入射される。偏光面回転部５は透明電極付きガラス板５ａ、５ｃと選択的にレーザビームの偏光面を回転させるツイストネマチック（ＴＮ）型液晶５ｂとからなり、記録／再生制御信号に応じて、ＴＮ型液晶５ｂの両端に設けられた透明電極付きガラス板５ａ、５ｃ間に電圧が選択的に印加される。この電圧の印加に応じて偏光面回転部５に入射するレーザビームに対して偏光面回転部５から出射するレーザビームの偏光面が選択的に９０度回転されて、レーザビームは回折格子６に入射する。
【００２１】
回折格子６は図２の平面図に示すように、格子パターンが形成されており、これにより入射するレーザビームのうち特定の偏光面を有するレーザビームのみが回折する。ここで、回折格子６に入射するレーザビームは、偏光面回転部５により偏光面が記録／再生制御信号に応じて、第１の状態又は第２の状態にされているため、この偏光面の状態に応じて、回折格子６からは３本のレーザビームとされるか、１本のレーザビームのまま取り出される。すなわち、記録／再生制御信号に応じて、回折格子６から出射するレーザビームを３本と１本のどちらか一方に選択することができる。
【００２２】
そこで、まず、再生時の動作について説明する。この再生時には、上記の記録／再生制御信号により、偏光面回転部５のＴＮ型液晶５ｂには電圧が印加されない。これにより、光源３から出射した、図１の紙面に垂直な方向に偏光するレーザビームは、偏光面回転部５のＴＮ型液晶５ｂによって、偏光面回転部５から出射するレーザビームの偏光面が、紙面に平行な方向に偏光するレーザビームとなるように９０度回転された後、回折格子６に入射する。
【００２３】
回折格子６は、入射した１本のレーザビームの偏光面が特定の面とされていることから、入射レーザビームを図２に黒で示した格子部６ａで遮光し、白で示した格子部６ｂでは透過させることにより、１本のメインビームと２本のサブビームとからなる計３本のレーザビームとし、これらをハーフミラー７を通過させ、更に対物レンズ８により光ディスク１の信号記録面に焦点一致して照射させる。
【００２４】
ここで、光ディスク１の信号記録面に照射される３本のレーザビームは、光ディスク１が記録面上でランドが螺旋状に形成され、かつ、ディスク半径方向に隣接するランドとランドの間にグルーブが形成され、ランドとグルーブとのいずれにもデータが書き込まれる光磁気型の光ディスクである場合、図３（Ａ）に示すように、１本のレーザビームがメインビームＭＢとしてランド又はグルーブのメイントラックに位置し、残りの２本のレーザビームがサブビームＳＢ１、ＳＢ２として隣接するトラックに位置するように照射される。
【００２５】
光ディスク１の信号記録面に照射された再生時の３本のレーザビームＭＢ、ＳＢ１及びＳＢ２は、同じ信号記録面で反射され、対物レンズ８を介してハーフミラー７に入射し、ここで反射されることによりウォラストンプリズム９に導かれる。所定の方向に偏光されている３本のレーザビームのそれぞれは、さらにウォラストンプリズム９により、Ｐ偏光成分のみのレーザビーム、Ｓ偏光成分のみのレーザビーム及びＰ偏光成分とＳ偏光成分とが混在するレーザビームの３つに分離される（紙面に垂直な方向に並ぶ３本のレーザビームの各々は、紙面に平行でそれぞれ上下の方向の３ビームに変えられる）。
【００２６】
ウォラストンプリズム９より取り出された、計９本のレーザビームは集光レンズ１０によってそれぞれ集光され光検出器１１に入射する。ここで、光検出器１１の光検出部１１ａは、３本のレーザビームが図１の紙面に垂直な方向に３本並び、この３本のレーザビームを受光する。すなわち、光検出部１１ａは、図４に示すように、２分割光検出部１２１及び１２３と４分割光検出部１２２と非分割光検出部１２４及び１２５とから構成されているが、このうち４分割光検出部１２２が上記のメインビームＭＢの反射光を受光し、非分割光検出部１２４及び１２５がそれぞれ上記のサブビームＳＢ１及びＳＢ２の反射光を受光する。
【００２７】
４分割光検出部１２２の４つの分割受光部により受光されて光電変換されたメインビームＭＢの反射光の受光信号を、図４に示すように、それぞれＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄとし、また、非分割光検出部１２４及び１２５で別々に受光して得られたサブビームＳＢ１、ＳＢ２の反射光の受光信号をＧ、Ｈとすると、図４の信号検出部１３は、演算器１３１により４分割光検出部１２２から出力された４つの受光信号を加算して、（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）で表される加算信号をメイントラック信号ＲＳＢとして出力し、また、受光信号Ｇ及びＨをそれぞれ隣接トラック信号ＲＳＡ及びＲＳＢとして出力する。
【００２８】
メイントラック信号ＲＳＢと隣接トラック信号ＲＳＡ、ＲＳＣは信号再生でのＣＴＣ部で用いられる。ＣＴＣ部の構成自体は公知であり、例えば図５に示す構成とされている。同図中、Ａ／Ｄ変換器３８ａは、上記の隣接トラック信号ＲＳＡを所定サンプリングクロック毎にサンプリングしてサンプルデータ系列ＤＳＡを生成し、これをクロストーク除去回路４０に供給する。
【００２９】
また、同様に、Ａ／Ｄ変換器３８ｂは、上記のメイントラック信号ＲＳＢをサンプリングしてサンプルデータ系列ＤＳＢを生成し、これをクロストーク除去回路４０に供給する。また、Ａ／Ｄ変換器３８ｃも同様にして、上記の隣接トラック信号ＲＳＣをサンプリングしてサンプルデータ系列ＤＳＣを生成し、これをクロストーク除去回路４０に供給する。上記の所定サンプリングクロックの周波数は、光ディスク１に記録されている情報信号のチャネルビット周波数の整数倍に設定される。
【００３０】
クロストーク除去回路４０は、上記サンプルデータ系列ＤＳＡ、ＤＳＢ及びＤＳＣに対して、ＬＭＳ適応アルゴリズムなどを利用した適応信号処理を施して、符号間干渉やクロストークの影響を除去した再生信号を出力する。クロストーク除去回路４０は、可変係数フィルタ４１、４２及び４３、フィルタ係数演算回路４４及び減算器４５と、ゼロクロスサンプル値抽出回路４６又はＰＲ等化誤差検出回路４７とから構成される。また、可変係数フィルタ４１、４２及び４３は、例えば、図６に示すようなトランスバーサルフィルタからそれぞれ構成される。
【００３１】
このトランスバーサルフィルタは、図６に示すように、入力サンプルデータ系列を順次取り込む直列ｎ段のＤフリップフロップＤＦ１〜ＤＦｎと、入力サンプルデータ系列にフィルタ係数Ｋ０を乗算する乗算器Ｍ０と、上記ＤフリップフロップＤＦ１〜ＤＦｎの各出力信号にフィルタ係数Ｋ１〜Ｋｎをそれぞれ乗算する乗算器Ｍ１〜Ｍｎと、これら乗算器Ｍ０〜Ｍｎの各々から出力された値をすべて加算し、それを出力サンプルデータ系列として出力する加算器Ｐ１とから構成される。
【００３２】
上記のトランスバーサルフィルタの構成の可変係数フィルタ４２は、上記サンプルデータ系列ＤＳＢを、フィルタ係数演算回路４４から供給されたフィルタ係数ＢＫ０〜ＢＫｎにてフィルタ処理することによって、符号間干渉の除去されたサンプルデータ系列ＥＳを得て、これを減算器４５に供給する。可変係数フィルタ４１は、上記サンプルデータ系列ＤＳＡを、フィルタ係数演算回路４４から供給されたフィルタ係数ＡＫ０〜ＡＫｎにてフィルタ処理することによって、隣接トラックＴＡからのクロストーク成分に対応した擬似クロストークサンプルデータ系列ＣＳ１を得て、これを減算器４５に供給する。
【００３３】
可変係数フィルタ４３は、上記サンプルデータ系列ＤＳＣを、フィルタ係数演算回路４４から供給されたフィルタ係数ＣＫ０〜ＣＫｎにてフィルタ処理することによって、隣接トラックＴＣからのクロストーク成分に対応した擬似クロストークサンプルデータ系列ＣＳ２を得て、これを減算器４５に供給する。減算器４５は、上記サンプルデータ系列ＥＳから、擬似クロストークサンプルデータ系列ＣＳ１及びＣＳ２をそれぞれ減算し、これをサンプルデータ系列ＭＳとしてゼロクロスサンプル値抽出回路４６又はＰＲ等化誤差検出回路４７に供給する。
【００３４】
ゼロクロスサンプル値抽出回路４６は、例えば上記サンプルデータ系列ＭＳ中の連続する３サンプル間において、そのサンプル値の符号が推移した（正から負、あるいは負から正になった）場合に、３サンプルの内の中央のサンプル値をゼロクロスサンプル値として抽出し、これを誤差信号ＥＲとしてフィルタ係数演算回路４４に供給する。
【００３５】
ＰＲ等化誤差検出回路４７は、例えばサンプルデータ系列ＭＳの反転間隔、すなわちサンプル値が正から負（もしくは負から正）へ推移してから、負から正（もしくは正から負）へ推移するまでのサンプル数からパーシャルレスポンス（ＰＲ）等化の目標値を求め、もしくはサンプル値と所定のしきい値との比較からＰＲ等化の目標値を求め、サンプル値と目標値との差を誤差信号ＥＲとしてフィルタ係数演算回路４４に供給する。
【００３６】
フィルタ係数演算回路４４は、上記サンプルデータ系列ＤＳＡ及び誤差信号ＥＲに基づいてフィルタ係数ＡＫ０〜ＡＫｎを求め、これを可変係数フィルタ４１に供給する。また、フィルタ係数演算回路４４は、上記サンプルデータ系列ＤＳＢ及び誤差信号ＥＲに基づいてフィルタ係数ＢＫ０〜ＢＫｎを求め、これを可変係数フィルタ４２に供給する。更に、フィルタ係数演算回路４４は、上記サンプルデータ系列ＤＳＣ及び誤差信号ＥＲに基づいてフィルタ係数ＣＫ０〜ＣＫｎを求め、これを可変係数フィルタ４３に供給する。フィルタ係数演算回路４４は、ＬＭＳ適応アルゴリズムなどにより、上記誤差信号ＥＲを０に収束するべく、フィルタ係数ＡＫ０〜ＡＫｎ、ＢＫ０〜ＢＫｎ、及びＣＫ０〜ＣＫｎ各々を更新して行く。
【００３７】
以上のように、クロストーク除去回路４０において、ＬＭＳ適応アルゴリズムなどを利用した適応信号処理により、メイントラック信号から符号間干渉を除去したサンプルデータ系列ＥＳを得、更に、隣接トラック信号に基づいて、クロストーク成分に対応したクロストークサンプルデータ系列ＣＳ１及びＣＳ２を求め、上記サンプルデータ系列ＥＳから、隣接トラックからのクロストーク成分に対応した擬似クロストークサンプルデータ系列ＣＳ１及びＣＳ２を減算することにより、クロストーク成分を除去した再生信号を得ることが可能となる。
【００３８】
次に、第１の実施の形態の記録時の動作を説明する。記録時には、上記の記録／再生制御信号により、偏光面回転部５のＴＮ型液晶５ｂに電圧が印加される。これにより、光源３から出射した、図１の紙面に垂直な方向に偏光するレーザビームは、偏光面回転部５のＴＮ型液晶５ｂによって、偏光面が回転されることなく、紙面に垂直な方向に偏光するレーザビームのまま回折格子６に入射する。
【００３９】
回折格子６は、紙面に垂直な方向に偏光するレーザビームに対しては、図２に示した格子部６ａ及び６ｂのすべての面で透過するようにされているので、入射レーザビームを回折することなく１本のレーザビームのまま透過させ、ハーフミラー７を通過し、対物レンズ８により光ディスク１の信号記録面焦点一致して照射させ、情報信号の記録が行われる。
【００４０】
光ディスク１の信号記録面に照射された１本のレーザビームは、同じ信号記録面で反射され、対物レンズ８を介してハーフミラー７に入射し、ここで反射されることによりウォラストンプリズム９に導かれる。所定の方向に偏光されている１本のレーザビームは、さらにウォラストンプリズム９により、Ｐ偏光成分のみのレーザビーム、Ｓ偏光成分のみのレーザビーム及びＰ偏光成分とＳ偏光成分とが混在するレーザビームの３つに分離される（１本のレーザビームは紙面に平行な上下の方向の３ビームに変えられる）。
【００４１】
ウォラストンプリズム９より取り出された、計３本のレーザビームは集光レンズ１０によってそれぞれ集光され光検出器１１に入射する。光検出器１１の光検出部１１ａに入射するこのレーザビームにはＰＰ（プッシュプル）法が用いられて、トラッキングエラー信号が生成される。
【００４２】
このように、再生時のレーザビームの偏光面を、回折格子６が選択的に回折させる特定の偏光面に合わせ、記録時のレーザビームの偏光面を、回折格子６が選択的に回折させる特定の偏光面とは垂直な面に合わせるように、偏光面回転部５によりレーザビームの偏光面を選択的に回転させることによって、再生時にはクロストークキャンセラで用いる３ビームを生成し、記録時には１ビームを生成することができる。
【００４３】
なお、この第１の実施の形態では、後述するＤＰＰを用いないので、図４に示した光検出部１１ａには、２分割光検出部１２１及び１２２が無くてもよく、かつ、信号検出部１３内のＤＰＰエラー信号演算器１３２が無くてもよいことは勿論である。
【００４４】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。図７は本発明になる情報記録再生装置の第２の実施の形態の要部の構成図を示す。同図中、図１と同一構成部分には同一符号を付し、その説明を省略する。第１の実施の形態では３ビームと１ビームを切り替えていたのに対し、図７の第２の実施の形態では、３ビーム（再生、クロストークキャンセル用）と３ビーム（記録、ＤＰＰ用）を切り替える。
【００４５】
図７において、ピックアップ１５は、偏光面回転部５とハーフミラー７との間に、第１の回折格子１６と第２の回折格子１７からなる２つの回折格子を設けた点が、図１のピックアップ２と異なる。第１の回折格子１６は図８（Ｂ）の平面図に示すように、格子部１６ａ及び１６ｂからなる、ピッチＴの周期の短冊状の格子パターンが形成されており、これにより入射するレーザビームのうち特定の偏光面を有するレーザビームのみを回折する。
【００４６】
また、第２の回折格子１７は、図８（Ａ）の平面図に示すように、格子部１７ａ及び１７ｂからなる、ピッチｋＴ（ただし、ｋは定数）の周期の短冊状の格子パターンを有しており、第１の回折格子１６と異なるレーザビームの偏光方向に対してレーザビームを選択的に回折させる。なお、上記の定数ｋは代表的な値としては「２」であるが、実際のデバイスにおいては、「１．８」や「２．２」などの値をとることもある。
【００４７】
この第２の実施の形態では、再生時には、記録／再生制御信号により、偏光面回転部５のＴＮ型液晶５ｂには電圧が印加されない。これにより、光源３から出射した、図７の紙面に垂直な方向に偏光するレーザビームは、偏光面回転部５のＴＮ型液晶５ｂによって、偏光面回転部５から出射するレーザビームの偏光面が、紙面に平行な方向に偏光するレーザビームとなるように９０度回転された後、第１の回折格子１６に入射する。
【００４８】
第１の回折格子１６は、入射した１本のレーザビームの偏光面が紙面に平行であるときには、図８（Ｂ）に示した平面図の格子部１６ａで遮光し、かつ、格子部１６ｂで透過することで、１本のメインビームと２本のサブビームとからなる計３本のレーザビームに回折し、これらを第２の回折格子１７に入射する。第２の回折格子１７は、入射されるレーザビームの偏光面が紙面に平行であるときには、図８（Ａ）に示した平面図の格子部１７ａ及び１７ｂのいずれも透過特性を有しているので、上記の３本のレーザビームは第２の回折格子１７で回折されることなく、そのまま透過する。
【００４９】
第２の回折格子１７を透過した３本のレーザビームは、ハーフミラー７を通過し、更に対物レンズ８により光ディスク１の信号記録面に焦点一致して照射される。これにより、再生時は第１の実施の形態と同様に、３ビームを光ディスク１の信号記録面に、図３（Ａ）に示した位置関係で照射する。
【００５０】
一方、記録時は、記録／再生制御信号により、偏光面回転部５のＴＮ型液晶５ｂに電圧が印加される。これにより、光源３から出射した、図７の紙面に垂直な方向に偏光するレーザビームは、偏光面回転部５のＴＮ型液晶５ｂによって、偏光面が回転されることなく、紙面に垂直な方向に偏光するレーザビームのまま第１の回折格子１６に入射する。
【００５１】
第１の回折格子１６は、紙面に垂直な方向に偏光するレーザビームは回折することなく１本のレーザビームのまま透過させ、第２の回折格子１７に入射する。第２の回折格子１７は入射されるレーザビームの偏光面が紙面に垂直な方向に偏光している場合は、図８（Ａ）の平面図に示した格子部１７ａが遮光特性、格子部１７ｂが透過特性を示すので、入射した１本のレーザビームを、１本のメインビームと２本のサブビームとからなる計３本のレーザビームとし、これらをハーフミラー７を通過させ、更に対物レンズ８により光ディスク１の信号記録面に焦点一致して照射させる。
【００５２】
これにより、記録時も再生時と同様に３本のレーザビームを光ディスク１の信号記録面に照射するのであるが、再生時と異なり、図３（Ｂ）に示すように、記録時は１本のレーザビームがメインビームＭＢ´としてランド又はグルーブのメイントラックに位置し、残りの２本のレーザビームがサブビームＳＢ１´、ＳＢ２´としてメイントラックと隣接トラックの間に位置するように照射される。
【００５３】
光ディスク１の信号記録面に照射された記録時の３本のレーザビームＭＢ´、ＳＢ１´及びＳＢ２´は、同じ信号記録面で反射され、対物レンズ８を介してハーフミラー７に入射し、ここで反射されることによりウォラストンプリズム９に導かれる。所定の方向に偏光されている３本のレーザビームのそれぞれは、さらにウォラストンプリズム９により、Ｐ偏光成分のみのレーザビーム、Ｓ偏光成分のみのレーザビーム及びＰ偏光成分とＳ偏光成分とが混在するレーザビームの３つに分離される（紙面に垂直な方向に並ぶ３本のレーザビームの各々は、紙面に平行でそれぞれ上下の方向の３ビームに変えられる）。
【００５４】
ウォラストンプリズム９より取り出された、計９本のレーザビームは集光レンズ１０によってそれぞれ集光され光検出器１１の光検出部１１ａに入射する。光検出部１１ａは、図４に示したように、２分割光検出部１２１及び１２３と４分割光検出部１２２と非分割光検出部１２４及び１２５とから構成されているが、このうち４分割光検出部１２２が上記のメインビームＭＢ’の反射光を受光し、２分割光検出部１２１及び１２３がそれぞれ上記のサブビームＳＢ１’及びＳＢ２’の反射光を受光する。
【００５５】
４分割光検出部１２２の４つの分割受光部により受光されて光電変換されたメインビームＭＢ’の反射光の受光信号を、図４に示すように、それぞれＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄとし、また、２分割光検出部１２１及び１２３で別々に受光して得られたサブビームＳＢ１’、ＳＢ２’の反射光の受光信号をＥ１及びＥ２、Ｆ１及びＦ２とすると、図４の信号検出部１３は、演算器１３２により４分割光検出部１２２と２分割光検出部１２１及び１２３からそれぞれ出力された受光信号に基づいて、｛（Ａ＋Ｂ）−（Ｃ＋Ｄ）−Ｋ（Ｅ１−Ｅ２＋Ｆ１−Ｆ２）｝なる演算を行って得られた信号をＤＰＰエラー信号として出力する（ただし、Ｋは定数）。
【００５６】
信号検出部１３により生成されたＤＰＰ法によるＤＰＰエラー信号は、図７の図示しないサーボ機構に供給されることにより、光ディスク１上の３本のレーザビームの照射位置が図３（Ｂ）に示した位置関係になるように、トラックに追従して光ディスク１の半径方向に調整される。
【００５７】
このように、第１の回折格子１６を再生時のクロストークキャンセラ用に、第２の回折格子１７を記録時のＤＰＰ用にして、それぞれ適切な３ビームの状態（ピッチ・強度など）になるようにしておけば、異なる３ビームであっても同一光学系で実現することが可能となる。なお、第１の回折格子１６と第２の回折格子１７の順番は入れ替わってもよい。
【００５８】
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。図９は本発明になる情報記録再生装置の第３の実施の形態の要部の構成図を示す。同図中、図１と同一構成部分には同一符号を付し、その説明を省略する。この第３の実施の形態のピックアップ１９は、偏光面回転部５とハーフミラー７との間に、回折格子２１を用いた点に特徴がある。
【００５９】
この回折格子２１は図１０（Ａ）の平面図及び同図（Ｂ）の斜視図に示すように、格子部２１ａ、２１ｂ、２１ｃ及び２１ｄからなる、ピッチｎＴの周期の短冊状の格子パターンが形成されており、これにより入射するレーザビームのうち特定の偏光面を有するレーザビームのみを回折する。ただし、上記のｎは定数で、代表的な値は「２」であるが、実際のデバイスでは「３」などの値をとることも考えられる。
【００６０】
回折格子２１の格子部２１ａは、Ｐ偏光成分のみを遮光する素材から構成されており、ピッチｎＴで繰り返し配置されている。この格子部２１ａは、ＤＰＰとして使用する場合、Ｐ偏光成分になるように偏光面を回転させて使用する。格子部２１ｂと格子部２１ｄはピッチＴで離間配置され、Ｓ偏光成分のみを遮光する素材で構成されている。この格子部２１ｂ及び２１ｄは、クロストークキャンセラとして使用する場合、Ｓ偏光成分になるように偏光面を回転させて使用する。更に、格子部２１ｃは、偏光面に関係なくすべてのビームを透過する素材から構成されており、ピッチｎＴで繰り返し配置されている。
【００６１】
この第３の実施の形態では、再生時には、記録／再生制御信号により、偏光面回転部５のＴＮ型液晶５ｂには電圧が印加されない。これにより、光源３から出射した直線偏光のレーザビームは、偏光面回転部５のＴＮ型液晶５ｂによって、偏光面回転部５から出射するレーザビームが、Ｓ偏光面を有するレーザビームとなるように偏光面が９０度回転された後、回折格子２１に入射する。
【００６２】
回折格子２１に入射された１本のレーザビームはＳ偏光であり、格子部２１ａ及び２１ｃで透過され、格子部２１ｂ及び２１ｄで遮光される。これら格子部２１ａ及び２１ｃから取り出されたレーザビームは、ハーフミラー７及び対物レンズ８を透過して光ディスク１の信号記録面に焦点一致して照射される。これにより、再生時は第１の実施の形態と同様に、３ビームを光ディスク１の信号記録面に、図３（Ａ）に示した位置関係で照射する。
【００６３】
一方、記録時は、記録／再生制御信号により、偏光面回転部５のＴＮ型液晶５ｂに電圧が印加される。これにより、光源３から出射した直線偏光のレーザビームは、偏光面回転部５のＴＮ型液晶５ｂによって、偏光面が回転されることなく、そのまま回折格子２１に入射する。
【００６４】
回折格子２１に入射された１本のレーザビームはＰ偏光であり、格子部２１ｂ、２１ｃ及び２１ｄで透過され、格子部２１ａで遮光される。これら格子部２１ａ、２１ｃ及び２１ｄから取り出されたレーザビームは、ハーフミラー７及び対物レンズ８を透過して光ディスク１の信号記録面に焦点一致してＤＰＰ用の３レーザビームとされて照射される。これにより、１本のレーザビームを信号記録面１１に照射して、信号の記録を行う。
【００６５】
この第３の実施の形態では、同じパネル内に異なるレーザビームの偏光方向に対してレーザビームを選択的に回折する両方の特性を共存させる。光効率の面で優れる。
【００６６】
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。図１１は本発明になる情報記録再生装置の第４の実施の形態の要部の構成図を示す。同図中、図１と同一構成部分には同一符号を付し、その説明を省略する。この第４の実施の形態のピックアップ２２は、偏光面回転部５とハーフミラー７との間に、回折格子２３を用いた点に特徴がある。
【００６７】
この回折格子２３は図１２（Ａ）の平面図及び同図（Ｂ）の斜視図に示すように、格子部２３ａ、２３ｂ及び２３ｃからなる短冊状の格子パターンが形成されており、光効率・コストの面で優れる。第３の実施の形態の回折格子２１は、同じパネル内に異なるレーザビームの偏光方向（偏光面）に対してレーザビームを選択的に回折する両方の特性を共存させていたのに対し、この実施の形態の回折格子２３は、レーザビームの偏光方向（偏光面）に関係なく回折する格子部と、レーザービームの偏光方向（偏光面）に応じて選択的に回折させる格子部とを同じパネル内に共存させた点が回折格子２１と異なる。
【００６８】
すなわち、回折格子２３は、ピッチ２Ｔの繰り返し周期パターンの格子部２３ａ、２３ｂ及び２３ｃからなり、格子部２３ａは、入射レーザビームの偏光面に関係なく、すべての入射レーザビームを遮光し、格子部２３ｂは、入射レーザビームの偏光面に関係なく、すべての入射レーザビームを透過する。また、格子部２３ａに対してピッチＴ離れた位置に配置される格子部２３ｃは、Ｓ偏光成分のみを遮光する素材から構成され、クロストークキャンセラとして使用する場合には、Ｓ偏光成分になるように偏光面を回転させて使用する。
【００６９】
再生時は、回折格子２３に入射するレーザビームはＳ偏光とされているため、格子部２３ａ及び２３ｃにより遮光され、格子部２３ｂのみを透過して、ＣＴＣ用の３レーザビームとされる。また、記録時は、回折格子２３に入射するレーザビームはＰ偏光とされているため、格子部２３ａにより遮光され、格子部２３ｂ及び２３ｃを透過して、ＤＰＰ用の３レーザビームとされる。回折格子２３は、特定のレーザの偏光面に対応して遮光パターンが変化するため、特定のレーザビームに対応して回折が行われる。
【００７０】
次に、本発明の第５の実施の形態について説明する。図１３は本発明になる情報記録再生装置の第５の実施の形態の要部の構成図を示す。同図中、図１と同一構成部分には同一符号を付し、その説明を省略する。この第５の実施の形態のピックアップ２５は、図１のピックアップ２中のウォラストンプリズム９を省略した構成であり、また、光ディスク２６は光磁気型ではなく、相変化型の光ディスクである。
【００７１】
光磁気型の光ディスク１のときは、Ｐ偏光成分とＳ偏光成分の混在した成分の他に、Ｐ偏光成分のみ及びＳ偏光成分のみを検出する必要があるので、ウォラストンプリズム９を使用しているが、この実施の形態のように、相変化型の光ディスク２６の時はＰ偏光成分とＳ偏光成分の混在成分、すなわち、メインビームによる信号の光強度をレベルとして検出するので、Ｐ偏光のみ又はＳ偏光のみの成分は必要としないので、ウォラストンプリズム９そのものが必要とならないためである。回折格子６自体は、図１のものと同じである。なお、光検出器１１は光検出部１１ａの構成に限定されるものではない。
【００７２】
次に、本発明の第６の実施の形態について説明する。図１４は本発明になる情報記録再生装置の第６の実施の形態の要部の構成図を示す。同図中、図７と同一構成部分には同一符号を付し、その説明を省略する。この第６の実施の形態のピックアップ２８は、図７のピックアップ１５中のウォラストンプリズム９を省略した構成であり、また、光ディスク２６は光磁気型ではなく、相変化型の光ディスクである。この実施の形態は、第２の実施の形態と同様に、ピックアップ２８は、再生時はＣＴＣ用３レーザビームを発生し、記録時はＤＰＰ用の３レーザビームを発生し、第２の実施の形態と同様の効果を奏する。
【００７３】
次に、本発明の第７の実施の形態について説明する。図１５は本発明になる情報記録再生装置の第７の実施の形態の要部の構成図を示す。同図中、図９と同一構成部分には同一符号を付し、その説明を省略する。この第７の実施の形態のピックアップ３０は、図９のピックアップ１９中のウォラストンプリズム９を省略した構成であり、また、光ディスク２６は光磁気型ではなく、相変化型の光ディスクである。この実施の形態は、第３の実施の形態と同様に、ピックアップ３０は、再生時はＣＴＣ用３レーザビームを発生し、記録時はＤＰＰ用の３レーザビームを発生し、第３の実施の形態と同様の効果を奏する。
【００７４】
次に、本発明の第８の実施の形態について説明する。図１６は本発明になる情報記録再生装置の第８の実施の形態の要部の構成図を示す。同図中、図１１と同一構成部分には同一符号を付し、その説明を省略する。この第８の実施の形態のピックアップ３２は、図１１のピックアップ２２中のウォラストンプリズム９を省略した構成であり、また、光ディスク２６は光磁気型ではなく、相変化型の光ディスクである。この実施の形態は、第４の実施の形態と同様に、ピックアップ３２は、回折格子２３を用いて、再生時はＣＴＣ用３レーザビームを発生し、記録時はＤＰＰ用の３レーザビームを発生し、第４の実施の形態と同様の効果を奏する。
【００７５】
なお、図１０、図１２等で示した回折格子２１、２３等のパネルの形状は、立体的に示してあるが、パネルの片面にそれぞれの性質を持つ材料を塗布したようなものであっても、同じ機能を果たす限り、上記の各実施の形態の回折格子として用い得るものであり、形状に限定されるものではない。
【００７６】
なお、本発明は以上の実施の形態に限定されるものではなく、回折格子の格子のパターンや電極の位置などは自由に選べることは勿論である。また、ＣＤとＤＶＤなど、記録再生する波長などが異なる記録媒体に対して、複数のレーザビームを切り替えて使わなければならない場合や、再生時のクロストークキャンセルをしたくない場合にも、上記の手段で、適切な回折格子パターンを選択し、偏光面回転部のモードを切り替えることによって、同一光ピックアップ装置で実現することができる。
【００７７】
また、ウォラストンプリズム９と集光レンズ１０を用いないで、別の方法で信号を受光してもよいことは勿論である。受光部の構成なども限定されるものではない。更に、図３ではメインビームをランドに照射するようにしているが、グルーブに情報信号を記録し再生するタイプの光ディスクでは、グルーブにメインビームを照射するように設定する。また、Ｐ偏光、Ｓ偏光は一例であり、回折格子１６、１７、２１、２３には、記録と再生時で互いに直交する偏光面を有するレーザビームが入射できればよい。更に、再生時は、ＣＴＣの代わりに、３ビームを使用したＤＰＰを行うようにしてもよい。この場合、ＤＰＰの方法自体は記録時と同様である。
【００７８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、偏光面を選択的に回転させる偏光面回転部と、偏光面に応じてビームを回折させる回折格子を用いることにより、再生時の信号再生用３ビーム（クロストークキャンセル：ＣＴＣ）と、記録時の１ビームもしくはトラッキング用３ビーム（ＤＰＰ）とを、従来より安い製造コストで、液晶パネルの解像度を要求しない回折格子を用いて、同一の光ピックアップ装置で実現することができ、またモード移行時の応答時間も早い、サブビームの位置を自由に選ぶことができる。また、本発明によれば、回折格子に液晶パネルでなく、格子パターンに偏光面に応じて透過・遮光する素材を用いているため、電極を要しない構成にできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の構成図である。
【図２】図１中の回折格子の一例の平面図である。
【図３】ＣＴＣ時とＤＰＰ法での光ディスクの記録面でのレーザビームの照射をそれぞれ説明するための図である。
【図４】検出される記録面上からの反射光よりＤＰＰ法によってトラッキングエラー信号を生成するための回路を説明するための図である。
【図５】本発明装置におけるＣＴＣ部の一例の構成図である。
【図６】図５中のトランスバーサルフィルタの一例の構成図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態の構成図である。
【図８】図７中の回折格子の一例の平面図である。
【図９】本発明の第３の実施の形態の構成図である。
【図１０】図９中の回折格子の一例の平面図と斜視図である。
【図１１】本発明の第４の実施の形態の構成図である。
【図１２】図１１中の回折格子の一例の平面図と斜視図である。
【図１３】本発明の第５の実施の形態の構成図である。
【図１４】本発明の第６の実施の形態の構成図である。
【図１５】本発明の第７の実施の形態の構成図である。
【図１６】本発明の第８の実施の形態の構成図である。
【符号の説明】
１ 光磁気型光ディスク
２、１５、１９、２２、２５、２８、３０、３２ ピックアップ
３ 光源
５ 偏光面回転部
６、２１、２３ 回折格子
６ａ、６ｂ、１６ａ、１６ｂ、１７ａ、１７ｂ、２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２３ａ、２３ｂ、２３ｃ 格子部
７ ハーフミラー
８ 対物レンズ
９ ウォラストンプリズム
１０ 集光レンズ
１１ 光検出器
１１ａ 光検出部
１３ 信号生成部
１６ 第１の回折格子
１７ 第２の回折格子
２６ 相変化型光ディスク
４０ クロストーク除去回路
１２１、１２３ ２分割光検出部
１２２ ４分割光検出部
１２４、１２５ 非分割光検出部
１３１、１３２ 演算器
ＭＢ、ＭＢ’ メインビーム
ＳＢ１、ＳＢ２、ＳＢ１’、ＳＢ２’ サブビーム

Claims (5)

1. 記録時は光源から出射するレーザビームを、情報信号で変調した後、光学系を介して光学的記録媒体に照射することにより、前記情報信号を記録し、再生時は前記光源から出射された強度一定のレーザビームを、前記光学系を介して前記光学的記録媒体に照射し、前記光学的記録媒体の反射光を前記光学系を介して光検出手段で検出して記録情報信号を再生する情報記録再生装置において、
   前記光源から出射されたレーザビームの偏光面を、第１のモード時と第２のモード時とで互いに直交する第１の偏光面又は第２の偏光面に制御する偏光面制御手段と、
   前記第１のモード時は前記偏光面制御手段により前記第１の偏光面に制御されたレーザビームが入射されて回折することにより、前記光学的記録媒体の任意のメイントラックにメインビームを照射し、かつ、前記メイントラックの両側に隣接する２つの隣接トラックをクロストーキャンセル用の２本のサブビームで照射する計３本のレーザビームを取り出して前記光学的記録媒体に照射し、前記第２のモード時は前記偏光面制御手段により前記第２の偏光面に制御されたレーザビームが入射されて回折することにより、前記光学的記録媒体に１本の記録用レーザビームを照射すると共に、記録トラックの両側にトラッキング用の２本のサブビームを別々に照射する計３本のレーザビームを取り出して前記光学的記録媒体に照射する回折手段と
   を前記光学系に備えたことを特徴とする情報記録再生装置。
2. 前記偏光面制御手段は、再生時は前記第１のモード又は第２のモードの偏光面制御を行い、記録時は前記第２のモードの偏光面制御を行うことを特徴とする請求項１記載の情報記録再生装置。
3. 前記回折手段は、前記第１の偏光面のレーザビームのみを回折する格子パターンを有する第１の回折格子と、前記第２の偏光面のレーザビームのみを回折する格子パターンを有する第２の回折格子をレーザビーム進行方向に配設した構成であることを特徴とする請求項１記載の情報記録再生装置。
4. 前記回折手段は、前記第１の偏光面のレーザビームのみを遮光する第１の格子部と、偏光面に関係なくすべてのレーザビームを透過する第２の格子部と、前記第２の偏光面のレーザビームのみを遮光する第３の格子部が、前記第１の格子部、第２の格子部、第１の格子部、第３の格子部の順の周期で同一パネル面に繰り返して配置された単一の回折格子からなることを特徴とする請求項１記載の情報記録再生装置。
5. 前記回折手段は、偏光面に関係なくすべてのレーザビームを遮光する第１の格子部と、偏光面に関係なくすべてのレーザビームを透過する第２の格子部と、前記第１の偏光面のレーザビームのみを遮光する第３の格子部が、前記第１の格子部、第２の格子部、第３の格子部、第２の格子部の順の周期で同一パネル面に繰り返して配置された単一の回折格子からなることを特徴とする請求項１記載の情報記録再生装置。

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