JP4037034B2

JP4037034B2 - Information recording / reproducing device

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Publication number: JP4037034B2
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Inventors: 治中野
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Priority date: 2000-04-19
Filing date: 2000-04-19
Publication date: 2008-01-23
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多層状に記録層を有する情報記録媒体に対して情報の記録および／または再生を行なう情報記録再生装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の情報記録再生装置として、例えば特開平４−３０１２２６号公報に記載されているものがある。この情報記録再生装置は、対物レンズに近い側にガイドトラック層を、対物レンズから離れる側に多層状に記録層を有する情報記録媒体に対して、ガイド用光源と記録再生用の走査用光源とを用いて情報の記録／再生を行なうもので、ガイド用光源からのガイドビームはガイド用コリメータレンズで平行光束に変換した後、ビーム結合素子、ガルバノミラーおよび対物レンズを経て情報記録媒体のガイドトラック層に集光させている。また、走査用光源からの走査ビームは、走査用コリメータレンズで平行光束に変換した後、光軸方向偏移器により収束度、発散度を調整して上記ビーム結合素子でガイドビームと結合し、上記ガルバノミラーおよび対物レンズを経て情報記録媒体の所望の深さの記録層に集光させるようにしている。
【０００３】
このようにして、情報の記録においては、ガイドビームをガイドトラック層に集光させ、その戻り光に基づいてフォーカス制御およびトラック制御を行なうと共に、対物レンズに入射する走査ビームの平行度を光軸方向偏移器で制御しながら、走査ビームを所望の深さの記録層に集光させて情報を記録し、また所望の深さの記録層に記録されている情報の再生や消去においては、走査ビームを所望の深さの記録層に集光させ、その戻り光に基づいてフォーカス制御およびトラック制御を行いながら、情報を再生あるいは消去するようにしている。
【０００４】
ところで、上記のように共通の対物レンズによりガイドビームを情報記録媒体のガイドトラック層に集光させ、走査ビームは光軸方向にずれた所望の深さの記録層に集光させて情報の記録／再生を行なう場合には、走査ビームの集光位置すなわち記録層の位置が変わって走査ビームに対する媒体厚さが変わると、その媒体厚さの変化に応じて走査ビームスポットに球面収差が生じ、これがためスポットが大きくなると共に、ピーク強度が低下して記録／再生性能が劣化し、深さ方向の各記録層に対して安定した記録／再生ができなくなる。
【０００５】
そこで、上記従来の情報記録再生装置においては、光源とコリメータレンズとの間、および光検出器とコリメータレンズとの間の光路中に、異なる厚さ区域を有する収差補正素子をそれぞれ配置し、これらの収差補正素子を選択された記録層の深さ位置に応じて所定の厚さ区域が光路中に位置するように独立して駆動して、球面収差を補正するようにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の情報記録再生装置にあっては、光源および光検出器に対して独立した収差補正素子を要すると共に、これらを独立して駆動する駆動機構を要するため、部品点数が多くなって構成が複雑かつ大型になり、コストアップを招くことになる。
【０００７】
したがって、かかる点に鑑みてなされた本発明の目的は、簡単かつ小型、安価にでき、深さ方向の各記録層に対して安定して記録／再生できる情報記録再生装置を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する請求項１に係る情報記録再生装置の発明は、深さ方向にそれぞれ多層状に記録層を有する複数の記録領域を有すると共に、これら複数の記録領域にそれぞれ対応する複数のガイドトラック層を有する情報記録媒体と、
第１の光ビームを放射する第１の光源と、
第２の光ビームを放射する第２の光源と、
光軸方向に移動可能に設けられ、前記第1の光ビームおよび前記第２の光ビームを前記情報記録媒体内に集光させる共通の対物レンズと、
前記第２の光源と前記対物レンズとの間の前記第２の光ビームの光路中に光軸方向に移動可能に設けたコリメータレンズと、
前記コリメータレンズの移動位置を検出する位置検出器とを有し、
前記対物レンズを光軸方向に移動させて、前記第１の光ビームを前記情報記録媒体内の任意のガイドトラック層に集光し、前記コリメータレンズを、前記対物レンズによって発生する収差と該コリメータレンズによって発生する収差とを相殺するように、前記記録層に対応して予め設定した移動データに基づいて移動させると共に、該コリメータレンズの移動位置を前記位置検出器の出力を用いて制御して、前記第２の光ビームを前記第１の光ビームが集光するガイドトラック層と対応する前記記録領域内の所望の記録層に集光させて情報を記録または再生するよう構成したことを特徴とするものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の第１実施の形態を示す図である。図１において、情報記録媒体１は、それぞれグルーブを有する例えば５層のガイドトラック層からなるガイドトラック部２と、このガイドトラック部２上に記録／再生用レーザ光の吸収層３を介して設けられたフォトポリマ、フォトリフラクティブ結晶、フォトクロミック材料等からなる情報記録部４と、この情報記録部４の表面およびガイドトラック部２の他方の面上にそれぞれ設けられた保護層５とを有し、情報記録部４中の異なる深さ位置においてその屈折率や光吸収率を変化させて情報を記録することにより、情報記録部４に多層状に記録層６を形成するようになっている。本実施の形態では、かかる情報記録媒体１に、その情報記録部４側からフォーカス制御およびトラック制御を行うためのサーボ用レーザ光（第１のビーム）1０と、記録／再生用レーザ光（第２のビーム）２０とを照射して所望の記録層６に対して情報の記録／再生を行なう。なお、サーボ用レーザ光１０は記録／再生用レーザ光２０とは異なる波長、例えば記録／再生用レーザ光２０の波長よりも長くする。
【００１６】
サーボ用レーザ光１０は、光源ユニット１１から出射させる。この光源ユニット１１には、半導体レーザ（第１の光源）１２、光検出器１３およびホログラム１４を設け、半導体レーザ１２からホログラム１４を経てサーボ用レーザ光１０を出射させる。この光源ユニット１１からのサーボ用レーザ光１０は、コリメータレンズ１５で若干発散光束とし、絞り１８を経てダイクロイックプリズム１６で反射させた後、情報記録部２の記録／再生すべき所望の記録層が位置する後述する記録領域に応じて、対物レンズ１７によりガイドトラック部２の対応するガイドトラック層にサーボスポットを形成するように集光させる。
【００１７】
また、情報記録媒体１で反射されるサーボ用レーザ光１０は、往路とは逆の経路をたどって、対物レンズ１７を経てダイクロイックプリズム１６で反射させ、絞り１８およびコリメータレンズ１５を経て光源ユニット１１のホログラム１４に入射させて回折させ、その回折光を光検出器１３で受光して、公知のビームサイズ法やフーコー法等によりフォーカスエラー信号を、プッシュプル法等によりトラックエラー信号をそれぞれ検出すると共に、ガイドトラックに予め記録されているトラック番号および後述する記録領域の情報を検出する。
【００１８】
一方、記録／再生用レーザ光２０は、半導体レーザ（第２の光源）２１から出射させる。この半導体レーザ２１から出射したレーザ光は、偏光ビームスプリッタ２３にＰ偏光で入射させ、該偏光ビームスプリッタ２３を透過するレーザ光をコリメータレンズ２２および１／４波長板２４を経てダイクロイックプリズム１６を透過させ、このダイクロイックプリズム１６を透過する記録／再生用レーザ光２０をサーボ用レーザ光１０と共通の光路に導いて、対物レンズ１７により情報記録媒体１の所望の記録層６の情報トラック上に記録／再生スポットを形成するように集光させる。
【００１９】
また、情報記録媒体１で反射される記録／再生用レーザ光２０の戻り光は、往路とは逆の経路をたどって、対物レンズ１７、ダイクロイックプリズム１６および１／４波長板２４を経て偏光ビームスプリッタ２３に入射させる。ここで、偏光ビームスプリッタ２３に入射する情報記録媒体１からの戻り光は、往路と復路とで１／４波長板２４を透過するのでＳ偏光となり、偏光ビームスプリッタ２３で反射される。この偏光ビームスプリッタ２３で反射されるレーザ光は、その集光点においてピンホール２５を介してＰＩＮフォトダイオードよりなる光検出器２７で受光し、その出力に基づいて情報信号を検出すると共に、各記録層６に予め記録されているトラックおよびフォーカス用のウォブルマークから記録／再生スポットの微調整用フォーカスおよびトラックエラー信号を検出する。
【００２０】
なお、対物レンズ１７は、対物レンズ駆動手段（図示せず）により情報記録媒体１に対してフォーカス方向およびトラッキング方向に駆動可能に構成する。また、コリメータレンズ２２は、一軸アクチュエータ（図示せず）により光軸方向に駆動可能に構成し、その光軸方向位置をポジションセンサ２６で検出するようにする。
【００２１】
次に、図２を参照して情報記録媒体１の一例の構成について説明する。図２において、情報記録部４は、対物レンズ１７側から記録領域４−１，４−２，４−３，４−４および４−５の５つの記録領域を有してなり、各記録領域は例えば約１１０μｍの深さ（ピッチ）を有し、その深さ領域の中に例えば１０層の記録層を有している。また、ガイドトラック部２は、情報記録部４側からガイドトラック層２−１，２−２，２−３，２−４および２−５の５つのガイドトラック層を有してなり、隣接するガイドトラック層の間隔（ピッチ）は、例えば記録領域のピッチのほぼ１／２の５５μｍとなっている。これらガイドトラック層２−１〜２−５は、各ガイドトラック層からのサーボ用レーザ光１０の戻り光の強度がほぼ同じになるように、情報記録部４から離れるに従って反射率が高くなっている。また、ガイドトラック部２のトラックピッチは、情報記録部４のトラックピッチよりも大きく設定されている。
【００２２】
本実施の形態では、例えば、半導体レーザ１２から出射するサーボ用レーザ光１０の波長を７８０ｎｍ、半導体レーザ２１から出射する記録／再生用レーザ光２０の波長を６５０ｎｍ、コリメータレンズ２２の焦点距離を１２．２ｍｍ、対物レンズ１７の焦点距離を２．６ｍｍとする。また、記録／再生用レーザ光２０は、対物レンズ１７によりＮＡ（開口数）が０．５２で集光させ、サーボ用レーザ光１０は絞り１８で対物レンズ１７を通過する光束を制限して、ＮＡが０．３６で集光させる。
【００２３】
対物レンズ１７は、図２の（１）に実線で示すように、記録／再生用レーザ光２０が平行光束で入射して中間の記録領域４−３の中心の記録層６Ａに集光するときに、記録／再生スポットの収差が０となるように設計する。
【００２４】
また、コリメータレンズ１５は、記録／再生用レーザ光２０が中間の記録領域４−３の中心の記録層６Ａに集光する状態で、サーボ用レーザ光１０が若干発散光として対物レンズ１７に入射してガイドトラック部２の中間のガイドトラック層２−３に集光するように、予め位置調整して固定しておく。なお、この場合、ガイドトラック層２−３に形成されるサーボスポットには、サーボ用レーザ光１０が対物レンズ１７に発散光で入射するために、そのままでは収差が増加することになる。すなわち、対物レンズ１７に発散光を入射させることで発生するアンダの球面収差と、色収差による結像位置のずれも含め、サーボ用レーザ光１０の集光位置が記録／再生用レーザ光２０の集光位置よりも深くなることで発生するオーバの球面収差との差分収差が発生することになる。そこで、本実施の形態では、この差分収差をキャンセルする収差を他の光学素子、例えばコリメータレンズ１５に持たせて、サーボスポットの収差を良好にしておく。
【００２５】
以下、本実施の形態の動作の一例について説明する。
先ず、記録／再生スポットを任意の記録層から中間の記録領域４−３の中心の記録層６Ａに位置させる場合について説明する。この場合には、先ず、対物レンズ１７をフォーカス方向に移動させて、サーボスポットを各ガイドトラック層方向に移動させる。ここで、例えばサーボスポットが、ガイドトラック層２−１からガイドトラック層２−５に向けて各ガイドトラック層を通過するように移動したとすると、光検出器１３の出力から、図３に示すようにガイドトラック層２−１，２−２，２−３，２−４および２−５の順で、それぞれＳカーブのフォーカスエラー信号が得られる。そこで、３番目のＳカーブのフォーカスエラー信号のゼロクロスでフォーカスサーボを閉じて、サーボスポットがガイドトラック層２−３に位置するように対物レンズ１７をフォーカス制御する。
【００２６】
その後、光検出器１３の出力から得られるトラックエラー信号でトラッキングサーボをかけて、ガイドトラック層の層番地と半径方向のトラック位置とを読み取って、サーボスポットが目的の位置にいることを確認する。
【００２７】
次に、ポジションセンサ２６の出力に基づいてコリメータレンズ２２を光軸方向へ移動して、記録／再生用レーザ光２０が対物レンズ１７に平行光束で入射する基準位置に調整し、これにより記録／再生スポットを中間の記録領域４−３の中心の記録層６Ａにほぼ位置させる。
【００２８】
その後、光検出器２７の出力から得られるウォブルマークに基づく微調整用フォーカスおよびトラックエラー信号を用いて記録／再生スポット位置を微調整して、記録／再生スポットを記録層６Ａのトラック上に位置させ、そのトラック番地を光検出器２７の出力から読み取ることで記録層６Ａの番地を確認する。なお、この記録／再生スポット位置の微調整は、微調整用フォーカスエラー信号によってコリメータレンズ２２を光軸方向へ微動させ、微調整用トラックエラー信号によって対物レンズ１７をトラッキング方向へ移動させることにより行う。
【００２９】
次に、記録／再生スポットを、図２の（１）に破線で示すように記録層６Ａから、該記録層６Ａが位置する中間の記録領域４−３の最深の記録層６Ｂへ移動させる場合について説明する。この場合には、先ず、微調整用フォーカスおよびトラックエラー信号によるサーボをオフとして、コリメータレンズ２２をポジションセンサ２６の出力に基づいて半導体レーザ２１に近づく方向へ所定量移動させる。ここで、コリメータレンズ２２を基準位置（０ｍｍ）から半導体レーザ２１に近づく方向へ移動させると、その移動量と情報記録媒体１内での記録／再生スポットの移動量との関係は、図４に実線アで示すようになる。したがって、この関係からコリメータレンズ２２を、予め光学系の倍率で決まる位置、例えば基準位置から半導体レーザ２１側へ０．７５ｍｍ離れた位置へ移動させ、これにより記録／再生スポットを中間の記録領域４−３の最深の記録層６Ｂにほぼ位置させる。
【００３０】
その後、微調整用フォーカスおよびトラックエラー信号によるサーボをオンとして、上記の場合と同様に記録／再生スポット位置を微調整して記録／再生スポットを記録層６Ｂのトラック上に位置させ、そのトラック番地を光検出器２７の出力から読み取ることで記録層６Ｂの番地を確認する。
【００３１】
次に、上記の状態、すなわち記録／再生スポットが中間の記録領域４−３の最深の記録層６Ｂに位置する状態から、記録／再生スポットを一つ深い記録領域４−４の中心の記録層６Ｃへ移動させる場合について説明する。この場合には、先ず、微調整用フォーカスおよびトラックエラー信号によるサーボをオフとし、コリメータレンズ２２の位置を固定した状態で、図示しない対物レンズ駆動装置へガイドトラック層移動用の駆動パルスを供給して対物レンズ１７を情報記録媒体１に近づく方向へ移動させ、これによりサーボスポットを強制的に一つ深い側のガイドトラック層２−４へジャンプさせる。ここで、ガイドトラック層の間隔は、ほぼ５５μｍであるので、この場合は対物レンズ１７を情報記録媒体１側へ、５５μｍ／ｎ、移動させる。ただし、ｎは情報記録媒体１の屈折率を示す。
【００３２】
これにより、記録／再生スポットは、図２の（２）に破線で示すように、記録領域４−４の中心の記録層６Ｃにほぼ位置するので、その後は、上記の場合と同様に、微調整用フォーカスおよびトラックエラー信号によるサーボをオンとして記録／再生スポット位置の微調整を行なうことで、記録／再生スポットを記録層６Ｃのトラック上に位置させ、そのトラック番地を光検出器２７の出力から読み取ることで記録層６Ｃの番地を確認する。
【００３３】
次に、情報記録媒体１内に形成される記録／再生スポットおよびサーボスポットの収差について、図４および図５を参照して説明する。
【００３４】
先ず、記録／再生スポットの収差の発生について説明する。上述したように、コリメータレンズ２２を基準位置（平行光が出射する位置）からずらしていくと、記録／再生スポットの媒体内での位置が移動する。ここで、対物レンズ１７が一枚の非球面レンズからなり、この対物レンズ１７に発散光を入射することで発生するアンダ側の球面収差をＳ１とし、記録／再生スポットが媒体の深い側へ移動することで発生するオーバ側の球面収差をＳ２とすると、それらの発生量はＳ１＞Ｓ２の関係にあり、本実施の形態の光学系の場合には、概略Ｓ１＝Ｓ２×２、の関係が成立する。すなわち、コリメータレンズ２２を半導体レーザ２１に近づく方向へ移動させて、記録／再生スポットを情報記録媒体１内で深さが深くなる方向へ移動させていくと、図５に実線イで示すように収差が増加することになる。
【００３５】
この記録／再生スポットの球面収差は、コリメータレンズ２２の移動による情報記録媒体１内での記録／再生スポットの移動量と同じ移動量だけ、対物レンズ１７を移動させることによりほぼゼロにすることができる。すなわち、アンダ側の球面収差Ｓ１に対して、媒体厚さを約２倍厚くしてオーバ側の球面収差を２倍（Ｓ２×２）発生させることでキャンセルすることができる。したがって、図４に破線ウで示す関係で、コリメータレンズ２２の移動量と情報記録媒体１内での記録／再生スポットの移動量とを制御すれば、記録／再生スポットの収差を図５に破線エで示すように常にゼロに近い値に維持することが可能となる。
【００３６】
ところが、本実施の形態では、サーボスポットも同じ対物レンズ１７によりフォーカスさせるので、具体的には以下のように動作させる。
【００３７】
すなわち、図４および図５において、許容できる波面収差量を±０．０２λｒｍｓとし、コリメータレンズ２２の移動により記録／再生スポットが記録層６Ａから５５μｍ移動して記録層６Ｂに位置したら（Ｓ１−Ｓ２＝０．０２λｒｍｓ）、その２倍の位置（記録領域４−４の中心の記録層６Ｃ）に記録／再生スポットが移動するように、対物レンズ１７を５５μｍ／ｎだけ情報記録媒体１に近づく方向へ移動させる。これにより、記録／再生スポットをほぼＳ１−Ｓ２＝０λｒｍｓの状態で記録層６Ｃに位置させ、サーボスポットをガイドトラック層２−３から５５μｍ離れた一つ深い側のガイドトラック層２−４へジャンプさせる。そして、サーボスポットがガイドトラック層２−４に位置する状態で、コリメータレンズ２２を移動させて、図２の（２）に示すように記録領域４−４内の所望の記録層に記録／再生スポットを位置させる。ここで、コリメータレンズ２２をほぼ基準位置に戻すと、記録／再生スポットは記録層６Ｂに位置し、逆にオーバの球面収差（Ｓ１−Ｓ２＝−０．０２λｒｍｓ）が発生することになる。
【００３８】
また、記録／再生スポットが記録領域４−４の最深の記録層６Ｄの位置にきてアンダの球面収差が増加したら、さらに記録／再生スポットを情報記録媒体１に対する深さが深くなる方向へ５５μｍ移動させるために、対物レンズ１７を５５μｍ／ｎだけ情報記録媒体１に近づけて、記録／再生スポットをほぼＳ１−Ｓ２＝０λｒｍｓの状態で最深の記録領域４−５の中心の記録層６Ｅに位置させると共に、サーボスポットをガイドトラック層２−４から５５μｍ離れた最深のガイドトラック層２−５へジャンプさせる。そして、サーボスポットがガイドトラック層２−５に位置する状態で、コリメータレンズ２２を移動させて、記録領域４−５内の最深の記録層６Ｆを含む所望の記録層に記録／再生スポットを位置させる。
【００３９】
図２において、記録領域４−３内の記録層６Ａよりも浅い側の各記録層、記録領域４−２内の各記録層および記録領域４−１内の各記録層については、コリメータレンズ２２を半導体レーザ２１から離れる方向に基準位置から移動させて、記録／再生用レーザ光２０を対物レンズ１７に収束光で入射させることにより、記録／再生スポットを所望の記録層に位置させる。
【００４０】
この場合には、上記とは逆に、記録／再生スポットを記録領域４−３から記録領域４−２へ、さらに記録領域４−２から記録領域４−１へと順次移動させる毎に、対物レンズ１７を５５μｍ／ｎだけ情報記録媒体１から離れる方向へ移動させて、記録領域４−２ではサーボスポットをガイドトラック層２−２に位置させ、記録領域４−１ではサーボスポットをガイドトラック層２−１に位置させる。
【００４１】
以上のようにコリメータレンズ２２および対物レンズ１７を動作させることにより、記録領域４−１〜４−５のすべてにおいて、記録／再生スポットの収差発生量を±０．０２λｒｍｓ以下に抑えることができる。
【００４２】
また、サーボスポットについては、ＮＡが０．３６と小さいため、図５に一点鎖線オで示すように、中心のガイドトラック層２−３から０．１６５ｍｍ（０．５５μｍ×３）深い位置に移動しても、収差発生量は０．０２λｒｍｓ未満となり、同様にガイドトラック層２−３から０．１６５ｍｍ（０．５５μｍ×３）浅い位置に移動しても、収差発生量は０．０２λｒｍｓ未満となるので、どの記録領域においてもＳ／Ｎの良好なサーボ信号を得ることができる。
【００４３】
以上のように、本実施の形態によると、それぞれ約１１０μｍの深さを持つ記録領域４−１〜４−５のすべてにおいて、記録／再生スポットの収差発生量を±０．０２λｒｍｓ以下に抑えることができるので、情報記録媒体１の記録容量をアップできると共に、情報を高精度で記録／再生することができる。また、対物レンズ１７に入射するサーボ用レーザ光１０のＮＡを絞り１８で小さく抑えているので、Ｓ／Ｎの良好なサーボ信号を得ることができる。さらに、記録／再生スポットを異なる記録領域へ移動させる毎に、対物レンズ１７を記録領域の厚さに応じて移動させるようにしたので、記録／再生スポットを各記録層に位置させるためのコリメータレンズ２２の移動量を小さく抑えることができる。また、従来例で説明したような収差補正素子を用いる必要がないので、構成を簡単にできると共に、小型かつ安価にできる。
【００４４】
図６は、本発明の第２実施の形態を説明するための図である。本実施の形態は、第１実施の形態において情報記録媒体１のガイドトラック層２−１〜２−５を情報記録部４内に設けたものである。すなわち、記録領域４−３に対応するガイドトラック層２−３は記録領域４−３の中心の記録層６Ａに形成し、記録領域４−４に対応するガイドトラック層２−４は記録層６Ａから５５μｍ深い記録層６Ｂに形成し、記録領域４−５に対応するガイドトラック層２−５は記録層６Ｂから５５μｍ深い記録層６Ｃに形成する。同様に、記録領域４−２に対応するガイドトラック層２−２は記録層６Ａから５５μｍ浅い記録層６Ｂ′に形成し、記録領域４−１に対応するガイドトラック層２−１は記録層６Ｂ′から５５μｍ浅い記録層６Ｃ′に形成する。
【００４５】
本実施の形態では、図１に示す光学系において、サーボ用レーザ光１０を対物レンズ１７に若干収束光で入射させて、対物レンズ１７を光軸方向へ移動させることで所望のガイドトラック層にサーボスポットを位置させ、その状態で第１実施の形態と同様にコリメータレンズ２２を光軸方向に移動して対物レンズ１７に入射する記録／再生用レーザ光２０の平行度を調整し、これにより対応する記録領域内の所望の記録層に記録／再生スポットを位置させて情報の記録／再生を行う。
【００４６】
すなわち、記録領域４−３に対する記録／再生においては、図６の（１）に示すように、サーボスポットを記録層６Ａのガイドトラック層２−３に位置させ、記録領域４−４に対する記録／再生においては、図６の（２）に示すように、サーボスポットを記録層６Ｂのガイドトラック層２−４に位置させ、記録領域４−５に対する記録／再生においては、図６の（３）に示すように、サーボスポットを記録層６Ｃのガイドトラック層２−５に位置させる。同様に、記録領域４−２に対する記録／再生においては、サーボスポットを記録層６Ｂ′のガイドトラック層２−２に位置させ、記録領域４−１に対する記録／再生においては、サーボスポットを記録層６Ｃ′のガイドトラック層２−１に位置させる。
【００４７】
本実施の形態によると、第１実施の形態と同様の効果が得られる他、記録領域４−１〜４−５の全体に亘って、情報記録媒体１内でのサーボスポットと記録／再生スポットとの間隔を小さくでき、対物レンズ１７に入射させるサーボ用レーザ光１０の球面収差発生量が微少となるので無視でき、したがって他の光学部品による収差キャンセルの必要性がなくなる。
【００４８】
図７は、本発明とともに開発した情報記録再生装置の参考例を示すものである。図７において、図１と同一作用をなす素子には同一符号を付して、その説明を省略する。本参考例では、図１に示した光学系において、記録／再生用の半導体レーザ２１側の光学系だけを用い、ダイクロイックプリズム１６を削除し、偏光ビームスプリッタ２３と光検出器２７との間にホログラム２８を挿入する。また、光検出器２７は、二つの受光部２７ａ，２７ｂをもって構成し、情報記録媒体１からの戻り光の内、ホログラム２８で回折されない０次光を受光部２７ａで受光して情報信号の読み出しを行い、ホログラム２８で回折された例えば1次回折光を受光部２７ｂで受光して、非点収差法によりフォーカスエラー信号を、プッシュプル法によりトラックエラー信号をそれぞれ検出するようにする。また、情報記録媒体１としては、ガイドトラックを持つ層変化媒体や光磁気記録媒体等と同じ記録層を多層状に有するものを用いる。ここでは、図７に部分拡大図を示すように、それぞれサーボ用のガイドトラックを有する１１層の記録層を５５μｍの間隔で有するものとする。なお、図７の部分拡大図では、中央の記録層を符号６Ａで示し、それよりも深い位置にある順次の記録層を符号６Ｂ〜６Ｆで示し、浅い位置にある順次の記録層を符号６Ｂ′〜６Ｆ′で示している。
【００４９】
すなわち、本参考例では、一つの光源として半導体レーザ２１のみを用い、コリメータレンズ２２および対物レンズ１７を適宜光軸方向に移動させて記録／再生スポットを所望の記録層に位置させる。コリメータレンズ２２は、基準位置にあるときに記録／再生用レーザ光２０が平行光で対物レンズ１７に入射して、中央の記録層６Ａに記録／再生スポットが形成されるものとする。したがって、記録層６Ａに記録／再生スポットを位置させる場合には、記録／再生スポットが例えば記録層６Ｆ′から記録層６Ｆに向けて各記録反射面を通過するようにコリメータレンズ２２は基準位置にしておき、対物レンズ１７を光軸方向に移動させ、その際に光検出器２７の出力から得られる６番目のＳカーブのフォーカスエラー信号のゼロクロスでフォーカスサーボを閉じることで、記録／再生用レーザ光２０を記録層６Ａにフォーカスさせる。その後は、記録層６Ａのガイドトラックが持つグルーブによるトラックエラー信号を用いて対物レンズ１７にトラッキングサーボをかける。
【００５０】
次に、本参考例の動作の一例について説明する。本参考例では、対物レンズ１７を、記録／再生用レーザ光２０が平行光束で入射して中央の記録層６Ａに集光するときに、記録／再生スポットの収差が０となるように設計する。この状態から記録／再生スポットを記録層６Ｃおよび記録層６Ｅにジャンプさせる場合には、コリメータレンズ２２を図４に破線ウで示す位置に基準位置から移動させる。すなわち、記録層６Ｃにジャンプさせる場合には、コリメータレンズ２２を半導体レーザ２１に近づく方向へ約０．８ｍｍ移動させ、記録層６Ｅにジャンプさせる場合には、同様にコリメータレンズ２２を約１．４ｍｍ移動させる。これにより、媒体深さが深くなることにより生じるオーバの球面収差を、記録／再生用レーザ光２０を対物レンズ１７に発散光で入射させることにより生じるアンダの球面収差でキャンセルして、記録層６Ｃおよび記録層６Ｅにおいて記録／再生スポットの収差をほぼゼロにする。
【００５１】
また、記録／再生スポットを記録層６Ｂに位置させる場合には、コリメータレンズ２２が基準位置にある状態で対物レンズ１７を移動させ、記録層６Ｄに位置させる場合には、コリメータレンズ２２が基準位置から約０．８ｍｍ移動して記録層６Ｃに対応する位置にある状態で対物レンズ１７を移動させ、記録層６Ｆに位置させる場合には、コリメータレンズ２２が基準位置から約１．４ｍｍ移動して記録層６Ｅに対応する位置にある状態で対物レンズ１７を移動させて行う。
【００５２】
同様に、記録／再生スポットが記録層６Ａに位置する状態から記録層６Ｃ′および記録層６Ｅ′にジャンプさせる場合には、それぞれの位置において記録／再生スポットの収差がほぼゼロとなる位置にコリメータレンズ２２を基準位置から移動させる。なお、この場合には、コリメータレンズ２２を半導体レーザ２１から離れる方向に移動させて、記録／再生用レーザ光２０を対物レンズ１７に収束光で入射させる。
【００５３】
また、記録／再生スポットを記録層６Ｂ′に位置させる場合には、コリメータレンズ２２が基準位置にある状態で対物レンズ１７を移動させ、記録層６Ｄ′に位置させる場合には、コリメータレンズ２２が記録層６Ｃ′に対応する位置にある状態で対物レンズ１７を移動させ、記録層６Ｆ′に位置させる場合には、コリメータレンズ２２が記録層６Ｅ′に対応する位置にある状態で対物レンズ１７を移動させて行う。
【００５４】
このようにして、情報記録媒体１内で記録／再生スポットを移動させることにより、記録／再生スポットの収差を、記録層６Ａではゼロ、記録層６Ｃ，６Ｃ′，６Ｅ，６Ｅ′ではほぼゼロとすると共に、記録層６Ｂ，６Ｂ′，６Ｄ，６Ｄ′，６Ｆ，６Ｆ′では±０．０２λｒｍｓに抑えることができる。
【００５５】
上記の説明では、記録／再生スポットを記録層６Ｃ，６Ｃ′，６Ｅ，６Ｅ′に位置させる場合にコリメータレンズ２２を移動させるようにしたが、図４の破線ウの関係となるように、各記録層毎にコリメータレンズ２２を移動させて収差をキャンセルするようにしてもよい。また、コリメータレンズ２２の移動位置を示す移動データは、図示しないメモリ内に記録層に応じて予め格納しておき、ポジションセンサ２６の出力をフィードバックして位置制御する。このコリメータレンズ２２の位置制御については、第２実施の形態の場合も同様である。
【００５６】
本参考例においても、情報記録媒体の深さ方向に亘って記録／再生スポットの球面収差を良好に抑えることができるので、情報記録媒体の記録領域を深さ方向に増加でき、記録容量を増加することができる。また、一本のビームで記録／再生を行うので、第１，２実施の形態に比べて構成をさらに簡単にできると共に、小型かつ安価にできる。
【００５７】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、深さ方向の各記録層に対して収差増加を効果的に抑えることができ、情報の記録／再生を安定して行うことができる。また、収差増加を効果的に抑えることができることから、情報記録媒体の記録容量を増加することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施の形態を示す図である。
【図２】情報記録媒体の一例の構成を示す図である。
【図３】第１実施の形態において対物レンズをフォーカス方向に移動させた際に得られるフォーカスエラー信号を示す図である。
【図４】第１実施の形態によるコリメータレンズの移動量と媒体内での記録／再生スポットの移動量との関係を説明するための図である。
【図５】同じく、媒体内でのスポットの移動量と波面収差との関係を説明するための図である。
【図６】本発明の第２実施の形態を説明するための図である。
【図７】本発明とともに開発した情報記録再生装置の参考例を示す図である。
【符号の説明】
１情報記録媒体
２ガイドトラック部
２−１〜２−５ガイドトラック層
３吸収層
４情報記録部
４−１〜４−５記録領域
５保護層
６，６Ａ，６Ｂ〜６Ｆ，６Ｂ′〜６Ｆ′ 記録層
１０サーボ用レーザ光
１１光源ユニット
１２半導体レーザ（第１の光源）
１３光検出器
１４ホログラム
１５コリメータレンズ
１６ダイクロイックプリズム
１７対物レンズ
１８絞り
２０記録／再生用レーザ光
２１半導体レーザ（第２の光源）
２２コリメータレンズ
２３偏光ビームスプリツタ
２４１／４波長板
２５ピンホール
２６ポジションセンサ
２７光検出器
２８ホログラム[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an information recording / reproducing apparatus for recording and / or reproducing information on an information recording medium having a plurality of recording layers.
[0002]
[Prior art]
An example of this type of information recording / reproducing apparatus is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 4-301226. This information recording / reproducing apparatus has a guide light source, a recording light source for scanning, and an information recording medium having a multi-layered recording layer on the side close to the objective lens, and a recording light source for recording / reproduction. The guide beam from the light source for guide is converted into a parallel light beam by a collimator lens for guide, and then the guide track of the information recording medium is passed through the beam coupling element, galvanometer mirror and objective lens. Concentrated in the layer. The scanning beam from the scanning light source is converted into a parallel light beam by a scanning collimator lens, and then the convergence and divergence are adjusted by an optical axis direction shifter and combined with the guide beam by the beam coupling element. The light is condensed on a recording layer having a desired depth of the information recording medium through the galvanometer mirror and the objective lens.
[0003]
In this way, in recording information, the guide beam is focused on the guide track layer, and focus control and track control are performed based on the return light, and the parallelism of the scanning beam incident on the objective lens is changed to the optical axis. While controlling with a direction shifter, the scanning beam is focused on a recording layer of a desired depth to record information, and in reproducing and erasing information recorded on the recording layer of a desired depth, The scanning beam is focused on a recording layer having a desired depth, and information is reproduced or erased while performing focus control and track control based on the return light.
[0004]
By the way, as described above, the guide beam is condensed on the guide track layer of the information recording medium by the common objective lens, and the scanning beam is condensed on the recording layer having a desired depth shifted in the optical axis direction to record information. In the case of performing reproduction, when the condensing position of the scanning beam, that is, the position of the recording layer is changed and the medium thickness with respect to the scanning beam is changed, spherical aberration occurs in the scanning beam spot according to the change in the medium thickness, As a result, the spot becomes larger, the peak intensity decreases, the recording / reproduction performance deteriorates, and stable recording / reproduction cannot be performed for each recording layer in the depth direction.
[0005]
Therefore, in the conventional information recording / reproducing apparatus, aberration correction elements having different thickness areas are arranged in the optical path between the light source and the collimator lens and between the photodetector and the collimator lens, respectively. The spherical aberration is corrected by independently driving the aberration correction element so that a predetermined thickness area is located in the optical path in accordance with the depth position of the selected recording layer.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, the above-described conventional information recording / reproducing apparatus requires an independent aberration correction element for the light source and the photodetector, and requires a drive mechanism for independently driving these elements, resulting in an increase in the number of components. As a result, the configuration becomes complicated and large, which increases the cost.
[0007]
Accordingly, an object of the present invention made in view of such a point is to provide an information recording / reproducing apparatus which can be simply, miniaturized and inexpensively and can stably record / reproduce with respect to each recording layer in the depth direction. It is what.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The invention of the information recording / reproducing apparatus according to claim 1, which achieves the above object, has a plurality of recording areas each having a recording layer in a multilayer shape in the depth direction, and a plurality of guides respectively corresponding to the plurality of recording areas. An information recording medium having a track layer;
A first light source that emits a first light beam;
A second light source that emits a second light beam;
A common objective lens provided so as to be movable in an optical axis direction, and condensing the first light beam and the second light beam in the information recording medium;
A collimator lens provided so as to be movable in the optical axis direction in the optical path of the second light beam between the second light source and the objective lens;
A position detector for detecting a movement position of the collimator lens,
The objective lens is moved in the optical axis direction to focus the first light beam on an arbitrary guide track layer in the information recording medium, and the collimator lens , So as to cancel out the aberration generated by the objective lens and the aberration generated by the collimator lens, The second light beam is moved based on movement data set in advance corresponding to the recording layer, and the movement position of the collimator lens is controlled using the output of the position detector, so that the second light beam is changed to the first light beam. Information is recorded or reproduced by being condensed on a desired recording layer in the recording area corresponding to the guide track layer on which the light beam is condensed.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, an information recording medium 1 is provided with a guide track portion 2 composed of, for example, five guide track layers each having a groove, and a recording / reproducing laser light absorption layer 3 on the guide track portion 2. An information recording unit 4 made of a photopolymer, a photorefractive crystal, a photochromic material, and the like, and a protective layer 5 provided on the surface of the information recording unit 4 and the other surface of the guide track unit 2, respectively. By recording information at different depth positions in the information recording unit 4 by changing the refractive index and the light absorption rate, the recording layer 6 is formed in a multilayer shape in the information recording unit 4. In the present embodiment, servo laser light (first beam) 10 for performing focus control and track control from the information recording unit 4 side and recording / reproducing laser light (first recording) are recorded on the information recording medium 1. 2), the information is recorded / reproduced on the desired recording layer 6. The servo laser beam 10 has a wavelength different from that of the recording / reproducing laser beam 20, for example, a wavelength longer than that of the recording / reproducing laser beam 20.
[0016]
The servo laser beam 10 is emitted from the light source unit 11. The light source unit 11 is provided with a semiconductor laser (first light source) 12, a photodetector 13, and a hologram 14, and the servo laser light 10 is emitted from the semiconductor laser 12 through the hologram 14. The servo laser beam 10 from the light source unit 11 is slightly diverged by a collimator lens 15, reflected by a dichroic prism 16 through a diaphragm 18, and then a desired recording layer to be recorded / reproduced in the information recording unit 2 is formed. In accordance with a recording area to be described later, the objective lens 17 focuses light so as to form a servo spot on a corresponding guide track layer of the guide track portion 2.
[0017]
The servo laser beam 10 reflected by the information recording medium 1 follows a path opposite to the forward path, is reflected by the dichroic prism 16 through the objective lens 17, and is reflected by the aperture 18 and the collimator lens 15. Diffracted light is received by a photodetector 13, and a focus error signal is detected by a known beam size method, Foucault method, etc., and a track error signal is detected by a push-pull method, etc. At the same time, a track number recorded in advance on the guide track and information on a recording area to be described later are detected.
[0018]
On the other hand, the recording / reproducing laser beam 20 is emitted from a semiconductor laser (second light source) 21. The laser light emitted from the semiconductor laser 21 is incident on the polarization beam splitter 23 as P-polarized light, and the laser light transmitted through the polarization beam splitter 23 is transmitted through the dichroic prism 16 through the collimator lens 22 and the quarter wavelength plate 24. Then, the recording / reproducing laser beam 20 transmitted through the dichroic prism 16 is guided to a common optical path with the servo laser beam 10 and recorded on the information track of the desired recording layer 6 of the information recording medium 1 by the objective lens 17. / Focusing to form a reproduction spot.
[0019]
The return light of the recording / reproducing laser beam 20 reflected by the information recording medium 1 follows a path opposite to the forward path, passes through the objective lens 17, the dichroic prism 16 and the quarter wavelength plate 24, and is a polarized beam. The light is incident on the splitter 23. Here, the return light from the information recording medium 1 incident on the polarization beam splitter 23 passes through the quarter-wave plate 24 in the forward path and the return path, and thus becomes S-polarized light and is reflected by the polarization beam splitter 23. The laser beam reflected by the polarization beam splitter 23 is received by a photodetector 27 made of a PIN photodiode through a pinhole 25 at the condensing point, and an information signal is detected based on the output. The fine adjustment focus and track error signal of the recording / reproducing spot is detected from the track and focus wobble mark recorded in advance on the recording layer 6.
[0020]
The objective lens 17 is configured to be driven in the focus direction and the tracking direction with respect to the information recording medium 1 by an objective lens driving unit (not shown). The collimator lens 22 is configured to be driven in the optical axis direction by a uniaxial actuator (not shown), and its position in the optical axis direction is detected by the position sensor 26.
[0021]
Next, a configuration of an example of the information recording medium 1 will be described with reference to FIG. In FIG. 2, the information recording unit 4 has five recording areas 4-1, 4-2, 4-3, 4-4 and 4-5 from the objective lens 17 side. Has a depth (pitch) of about 110 μm, for example, and has, for example, 10 recording layers in the depth region. The guide track portion 2 has five guide track layers, ie, guide track layers 2-1, 2-2, 2-3, 2-4, and 2-5 from the information recording portion 4 side, and is adjacent thereto. The distance (pitch) between the guide track layers is 55 μm, which is almost ½ of the pitch of the recording area, for example. These guide track layers 2-1 to 2-5 have higher reflectivity as they move away from the information recording unit 4 so that the intensity of the return light of the servo laser beam 10 from each guide track layer is substantially the same. Yes. Further, the track pitch of the guide track section 2 is set larger than the track pitch of the information recording section 4.
[0022]
In the present embodiment, for example, the wavelength of the servo laser beam 10 emitted from the semiconductor laser 12 is 780 nm, the wavelength of the recording / reproducing laser beam 20 emitted from the semiconductor laser 21 is 650 nm, and the focal length of the collimator lens 22 is 12. The focal length of the objective lens 17 is 2.6 mm. The recording / reproducing laser beam 20 is condensed by the objective lens 17 with an NA (numerical aperture) of 0.52, and the servo laser beam 10 restricts the light beam passing through the objective lens 17 by the diaphragm 18. The light is condensed with an NA of 0.36.
[0023]
As shown by a solid line in FIG. 2A, the objective lens 17 is used when the recording / reproducing laser beam 20 is incident as a parallel light beam and is condensed on the recording layer 6A at the center of the intermediate recording area 4-3. In addition, the recording / reproducing spot is designed to have zero aberration.
[0024]
In addition, the collimator lens 15 allows the servo laser beam 10 to enter the objective lens 17 as a slightly divergent light in a state where the recording / reproducing laser beam 20 is focused on the recording layer 6A at the center of the intermediate recording area 4-3. Then, the position is adjusted and fixed in advance so that the light is condensed on the guide track layer 2-3 in the middle of the guide track portion 2. In this case, since the servo laser beam 10 is incident on the objective lens 17 as divergent light at the servo spot formed on the guide track layer 2-3, the aberration increases as it is. That is, the converging position of the servo laser beam 10 includes the under spherical aberration generated by making diverging light incident on the objective lens 17 and the imaging position shift due to chromatic aberration. Difference aberration from the over spherical aberration that occurs when the depth becomes deeper than the light position occurs. Therefore, in the present embodiment, the aberration for canceling the differential aberration is given to another optical element, for example, the collimator lens 15, so that the servo spot aberration is improved.
[0025]
Hereinafter, an example of the operation of the present embodiment will be described.
First, a case where the recording / reproducing spot is positioned from an arbitrary recording layer to the recording layer 6A at the center of the intermediate recording area 4-3 will be described. In this case, first, the objective lens 17 is moved in the focus direction, and each servo spot is moved to each focus spot. Guide track Move in the layer direction. Here, for example, assuming that the servo spot has moved from the guide track layer 2-1 toward the guide track layer 2-5 so as to pass through each guide track layer, the output from the photodetector 13 is shown in FIG. In this way, focus error signals of S curves are obtained in the order of the guide track layers 2-1, 2-2, 2-3, 2-4, and 2-5. Therefore, the focus servo is closed at the zero cross of the third S-curve focus error signal, and the objective lens 17 is focus-controlled so that the servo spot is positioned on the guide track layer 2-3.
[0026]
Thereafter, tracking servo is applied with the track error signal obtained from the output of the photodetector 13, and the layer address of the guide track layer and the track position in the radial direction are read to confirm that the servo spot is at the target position. .
[0027]
Next, based on the output of the position sensor 26, the collimator lens 22 is moved in the optical axis direction to adjust the reference position where the recording / reproducing laser beam 20 is incident on the objective lens 17 as a parallel light beam, thereby recording / reproducing. The reproduction spot is positioned substantially on the recording layer 6A at the center of the intermediate recording area 4-3.
[0028]
Thereafter, the recording / reproducing spot position is finely adjusted using the fine adjustment focus based on the wobble mark obtained from the output of the photodetector 27 and the track error signal, and the recording / reproducing spot is positioned on the track of the recording layer 6A. The track address is read from the output of the photodetector 27 to confirm the address of the recording layer 6A. The fine adjustment of the recording / reproducing spot position is performed by finely moving the collimator lens 22 in the optical axis direction by the fine adjustment focus error signal and moving the objective lens 17 in the tracking direction by the fine adjustment track error signal. .
[0029]
Next, the recording / reproducing spot is moved from the recording layer 6A to the deepest recording layer 6B in the intermediate recording area 4-3 where the recording layer 6A is located, as indicated by the broken line in FIG. Will be described. In this case, first, the servo by the fine adjustment focus and the track error signal is turned off, and the collimator lens 22 is moved by a predetermined amount in the direction approaching the semiconductor laser 21 based on the output of the position sensor 26. Here, when the collimator lens 22 is moved from the reference position (0 mm) toward the semiconductor laser 21, the relationship between the amount of movement and the amount of movement of the recording / reproducing spot in the information recording medium 1 is shown in FIG. As shown by the solid line a. Therefore, from this relationship, the collimator lens 22 is moved to a position that is determined in advance by the magnification of the optical system, for example, a position that is 0.75 mm away from the reference position toward the semiconductor laser 21, whereby the recording / reproducing spot is moved to the intermediate recording area 4. -3, which is almost positioned on the deepest recording layer 6B.
[0030]
Thereafter, the fine adjustment focus and the servo by the track error signal are turned on, and the recording / reproducing spot position is finely adjusted in the same manner as described above to position the recording / reproducing spot on the track of the recording layer 6B. Is read from the output of the photodetector 27 to confirm the address of the recording layer 6B.
[0031]
Next, from the state described above, that is, the state where the recording / reproducing spot is located in the deepest recording layer 6B of the intermediate recording region 4-3, the recording layer at the center of the recording region 4-4 which is one deeper recording / reproducing spot. The case of moving to 6C will be described. In this case, first, the servo by the fine adjustment focus and the track error signal is turned off, and the drive pulse for moving the guide track layer is supplied to an objective lens driving device (not shown) with the position of the collimator lens 22 fixed. Then, the objective lens 17 is moved in a direction approaching the information recording medium 1, thereby forcibly causing the servo spot to jump to the guide track layer 2-4 on the deeper side. Here, since the distance between the guide track layers is approximately 55 μm, in this case, the objective lens 17 is moved to the information recording medium 1 side by 55 μm / n. Here, n represents the refractive index of the information recording medium 1.
[0032]
As a result, the recording / reproducing spot is located substantially in the recording layer 6C at the center of the recording area 4-4 as indicated by the broken line in FIG. The adjustment focus and the servo by the track error signal are turned on to finely adjust the recording / reproducing spot position so that the recording / reproducing spot is positioned on the track of the recording layer 6C, and the track address is output from the photodetector 27. To read the address of the recording layer 6C.
[0033]
Next, aberrations of recording / reproducing spots and servo spots formed in the information recording medium 1 will be described with reference to FIGS.
[0034]
First, the occurrence of aberration of the recording / reproducing spot will be described. As described above, when the collimator lens 22 is shifted from the reference position (position where parallel light is emitted), the position of the recording / reproducing spot in the medium moves. Here, the objective lens 17 is composed of a single aspheric lens, and the spherical aberration on the under side that occurs when diverging light enters the objective lens 17 is S1, and the recording / reproducing spot moves to the deep side of the medium. Assuming that the over-side spherical aberration generated by S 2 is S 2, the generation amount thereof has a relationship of S 1> S 2. In the case of the optical system of the present embodiment, the relationship of approximately S 1 = S 2 × 2 To establish. That is, when the collimator lens 22 is moved in the direction approaching the semiconductor laser 21 and the recording / reproducing spot is moved in the direction in which the depth increases in the information recording medium 1, as shown by the solid line A in FIG. The aberration will increase.
[0035]
The spherical aberration of the recording / reproducing spot can be made substantially zero by moving the objective lens 17 by the same amount of movement as the movement amount of the recording / reproducing spot in the information recording medium 1 due to the movement of the collimator lens 22. it can. In other words, it can be canceled by making the medium thickness about twice as large as the under-side spherical aberration S1 to generate twice the over-side spherical aberration (S2 × 2). Therefore, if the movement amount of the collimator lens 22 and the movement amount of the recording / reproducing spot in the information recording medium 1 are controlled by the relationship shown by the broken line c in FIG. 4, the aberration of the recording / reproducing spot is shown in FIG. As shown by D, it is always possible to maintain a value close to zero.
[0036]
However, in the present embodiment, the servo spot is also focused by the same objective lens 17, and specifically, the operation is performed as follows.
[0037]
That is, in FIG. 4 and FIG. 5, when the allowable wavefront aberration amount is ± 0.02 λrms and the recording / reproducing spot moves 55 μm from the recording layer 6A due to the movement of the collimator lens 22, it is positioned on the recording layer 6B (S1-S2). = 0.02λrms), the direction in which the objective lens 17 approaches the information recording medium 1 by 55 μm / n so that the recording / reproducing spot moves to a position twice that (the recording layer 6C at the center of the recording area 4-4). Move to. As a result, the recording / reproducing spot is positioned on the recording layer 6C in a state of approximately S1-S2 = 0λrms, and the servo spot jumps to the guide track layer 2-4 on the deeper side 55 μm away from the guide track layer 2-3. Let Then, the collimator lens 22 is moved in a state where the servo spot is positioned on the guide track layer 2-4, and recording / reproduction is performed on a desired recording layer in the recording area 4-4 as shown in (2) of FIG. Position the spot. Here, when the collimator lens 22 is almost returned to the reference position, the recording / reproducing spot is positioned on the recording layer 6B, and conversely, an over spherical aberration (S1-S2 = −0.02λrms) occurs.
[0038]
Further, when the recording / reproducing spot reaches the position of the deepest recording layer 6D in the recording area 4-4 and the under spherical aberration increases, the recording / reproducing spot is further increased in depth by 55 μm with respect to the information recording medium 1. In order to move, the objective lens 17 is moved closer to the information recording medium 1 by 55 μm / n, and the recording / reproducing spot is positioned on the recording layer 6E at the center of the deepest recording area 4-5 in the state of S1-S2 = 0λrms. At the same time, the servo spot is caused to jump to the deepest guide track layer 2-5 which is 55 μm away from the guide track layer 2-4. Then, with the servo spot positioned on the guide track layer 2-5, the collimator lens 22 is moved to position the recording / reproducing spot on a desired recording layer including the deepest recording layer 6F in the recording area 4-5. Let
[0039]
In FIG. 2, the collimator lens 22 is used for each recording layer shallower than the recording layer 6A in the recording area 4-3, each recording layer in the recording area 4-2, and each recording layer in the recording area 4-1. Is moved from the reference position in a direction away from the semiconductor laser 21, and the recording / reproducing laser beam 20 is incident on the objective lens 17 with convergent light, thereby positioning the recording / reproducing spot on the desired recording layer.
[0040]
In this case, contrary to the above, every time the recording / reproducing spot is sequentially moved from the recording area 4-3 to the recording area 4-2 and further from the recording area 4-2 to the recording area 4-1, the objective is changed. The lens 17 is moved away from the information recording medium 1 by 55 μm / n so that the servo spot is positioned on the guide track layer 2-2 in the recording area 4-2, and the servo spot is guided on the guide track layer in the recording area 4-1. 2-1.
[0041]
By operating the collimator lens 22 and the objective lens 17 as described above, the aberration generation amount of the recording / reproducing spot can be suppressed to ± 0.02 λrms or less in all the recording areas 4-1 to 4-5.
[0042]
Further, since the NA of the servo spot is as small as 0.36, the servo spot moves to a position deeper by 0.165 mm (0.55 μm × 3) from the center guide track layer 2-3, as indicated by a dashed line in FIG. However, the aberration generation amount is less than 0.02λrms. Similarly, even when the guide track layer 2-3 is moved to a shallow position of 0.165 mm (0.55 μm × 3), the aberration generation amount is less than 0.02λrms. Therefore, a servo signal having a good S / N can be obtained in any recording area.
[0043]
As described above, according to the present embodiment, the recording / reproducing spot aberration generation amount is suppressed to ± 0.02 λrms or less in all of the recording areas 4-1 to 4-5 each having a depth of about 110 μm. Therefore, the recording capacity of the information recording medium 1 can be increased, and information can be recorded / reproduced with high accuracy. Further, since the NA of the servo laser beam 10 incident on the objective lens 17 is kept small by the diaphragm 18, a servo signal having a good S / N can be obtained. Further, each time the recording / reproducing spot is moved to a different recording area, the objective lens 17 is moved in accordance with the thickness of the recording area, so that the collimator lens for positioning the recording / reproducing spot on each recording layer. The amount of movement of 22 can be kept small. In addition, since it is not necessary to use an aberration correction element as described in the conventional example, the configuration can be simplified, and the size and cost can be reduced.
[0044]
FIG. 6 is a diagram for explaining a second embodiment of the present invention. In this embodiment, guide track layers 2-1 to 2-5 of the information recording medium 1 are provided in the information recording section 4 in the first embodiment. That is, the guide track layer 2-3 corresponding to the recording area 4-3 is formed on the recording layer 6A in the center of the recording area 4-3, and the guide track layer 2-4 corresponding to the recording area 4-4 is formed on the recording layer 6A. The guide track layer 2-5 corresponding to the recording area 4-5 is formed in the recording layer 6C which is 55 μm deep from the recording layer 6B. Similarly, the guide track layer 2-2 corresponding to the recording area 4-2 is formed on the recording layer 6B ′ which is 55 μm shallow from the recording layer 6A, and the guide track layer 2-1 corresponding to the recording area 4-1 is formed on the recording layer 6B. The recording layer 6C 'is shallow from 55' to 55 .mu.m.
[0045]
In the present embodiment, in the optical system shown in FIG. 1, the servo laser beam 10 is slightly incident on the objective lens 17 with convergent light, and the objective lens 17 is moved in the optical axis direction to form a desired guide track layer. In this state, the collimator lens 22 is moved in the optical axis direction to adjust the parallelism of the recording / reproducing laser beam 20 incident on the objective lens 17, as in the first embodiment. Recording / reproducing information is performed by positioning a recording / reproducing spot on a desired recording layer in the corresponding recording area.
[0046]
That is, in recording / reproduction with respect to the recording area 4-3, as shown in (1) of FIG. 6, the servo spot is positioned on the guide track layer 2-3 of the recording layer 6A, and recording / reproduction with respect to the recording area 4-4 is performed. In reproduction, as shown in (2) of FIG. 6, the servo spot is positioned on the guide track layer 2-4 of the recording layer 6B, and in recording / reproduction with respect to the recording area 4-5, (3) of FIG. As shown, the servo spot is positioned on the guide track layer 2-5 of the recording layer 6C. Similarly, in recording / reproduction with respect to the recording area 4-2, the servo spot is positioned on the guide track layer 2-2 of the recording layer 6B ', and in recording / reproduction with respect to the recording area 4-1, the servo spot is moved to the recording layer. It is positioned on the 6C ′ guide track layer 2-1.
[0047]
According to the present embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained, and servo spots and recording / reproducing spots in the information recording medium 1 can be obtained over the entire recording areas 4-1 to 4-5. , And the amount of spherical aberration generated by the servo laser beam 10 incident on the objective lens 17 is negligible, so that it can be ignored. Therefore, there is no need for aberration cancellation by other optical components.
[0048]
FIG. 7 shows the present invention. Reference example of an information recording and playback device developed together Is shown. In FIG. 7, elements having the same action as in FIG. Reference example In the optical system shown in FIG. 1, only the optical system on the recording / reproducing semiconductor laser 21 side is used, the dichroic prism 16 is deleted, and a hologram 28 is provided between the polarizing beam splitter 23 and the photodetector 27. insert. The photodetector 27 includes two light receiving portions 27a and 27b, and among the return lights from the information recording medium 1, zero-order light that is not diffracted by the hologram 28 is received by the light receiving portion 27a, and an information signal is read out. For example, first-order diffracted light diffracted by the hologram 28 is received by the light receiving unit 27b, and a focus error signal is detected by the astigmatism method and a track error signal is detected by the push-pull method. As the information recording medium 1, a recording medium having the same recording layer as a layer change medium having a guide track or a magneto-optical recording medium is used. Here, as shown in a partially enlarged view in FIG. 7, it is assumed that eleven recording layers each having a servo guide track are provided at intervals of 55 μm. In the partially enlarged view of FIG. 7, the central recording layer is denoted by reference numeral 6A, sequential recording layers at deeper positions are denoted by reference numerals 6B to 6F, and sequential recording layers at shallower positions are denoted by reference numeral 6B. '-6F'.
[0049]
That is, Reference example Then, only the semiconductor laser 21 is used as one light source, and the collimator lens 22 and the objective lens 17 are appropriately moved in the optical axis direction so that the recording / reproducing spot is positioned on a desired recording layer. When the collimator lens 22 is at the reference position, the recording / reproducing laser beam 20 enters the objective lens 17 as parallel light, and a recording / reproducing spot is formed on the central recording layer 6A. Accordingly, when the recording / reproducing spot is positioned on the recording layer 6A, the collimator lens 22 is set to the reference position so that the recording / reproducing spot passes, for example, each recording reflection surface from the recording layer 6F ′ toward the recording layer 6F. By moving the objective lens 17 in the optical axis direction and closing the focus servo at the zero cross of the focus error signal of the sixth S curve obtained from the output of the photodetector 27 at that time, the recording / reproducing laser The light 20 is focused on the recording layer 6A. Thereafter, tracking servo is applied to the objective lens 17 by using a track error signal due to the groove of the guide track of the recording layer 6A.
[0050]
next, Reference example An example of the operation will be described. Reference example Then, the objective lens 17 is designed so that the recording / reproducing spot aberration is zero when the recording / reproducing laser beam 20 is incident as a parallel light beam and condensed on the central recording layer 6A. In order to jump the recording / reproducing spot to the recording layer 6C and the recording layer 6E from this state, the collimator lens 22 is moved from the reference position to the position indicated by the broken line c in FIG. That is, when jumping to the recording layer 6C, the collimator lens 22 is moved about 0.8 mm in a direction approaching the semiconductor laser 21, and when jumping to the recording layer 6E, the collimator lens 22 is similarly about 1.4 mm. Move. As a result, the over spherical aberration caused by the increase in the medium depth is canceled by the under spherical aberration caused by causing the recording / reproducing laser beam 20 to enter the objective lens 17 with diverging light, and the recording layer 6C. In the recording layer 6E, the aberration of the recording / reproducing spot is made almost zero.
[0051]
Further, when the recording / reproducing spot is positioned on the recording layer 6B, the objective lens 17 is moved in a state where the collimator lens 22 is at the reference position, and when the recording / reproducing spot is positioned on the recording layer 6D, the collimator lens 22 is positioned at the reference position. When the objective lens 17 is moved in a state corresponding to the recording layer 6C and moved to about 0.8 mm from the reference position, the collimator lens 22 is moved about 1.4 mm from the reference position. This is performed by moving the objective lens 17 in a state corresponding to the recording layer 6E.
[0052]
Similarly, when jumping from the state where the recording / reproducing spot is located on the recording layer 6A to the recording layer 6C ′ and the recording layer 6E ′, the collimator is placed at a position where the aberration of the recording / reproducing spot becomes almost zero at each position. The lens 22 is moved from the reference position. In this case, the collimator lens 22 is moved away from the semiconductor laser 21, and the recording / reproducing laser beam 20 is incident on the objective lens 17 with convergent light.
[0053]
Further, when the recording / reproducing spot is positioned on the recording layer 6B ′, the objective lens 17 is moved while the collimator lens 22 is at the reference position, and when it is positioned on the recording layer 6D ′, the collimator lens 22 is When the objective lens 17 is moved in a state corresponding to the recording layer 6C ′ and is positioned on the recording layer 6F ′, the objective lens 17 is moved in a state where the collimator lens 22 is in a position corresponding to the recording layer 6E ′. Move and do.
[0054]
Thus, by moving the recording / reproducing spot in the information recording medium 1, the aberration of the recording / reproducing spot is zero in the recording layer 6A and almost zero in the recording layers 6C, 6C ′, 6E, 6E ′. In addition, the recording layers 6B, 6B ′, 6D, 6D ′, 6F, and 6F ′ can be suppressed to ± 0.02 λrms.
[0055]
In the above description, the collimator lens 22 is moved when the recording / reproducing spot is positioned on the recording layers 6C, 6C ', 6E, 6E'. The aberration may be canceled by moving the collimator lens 22 for each recording layer. Further, movement data indicating the movement position of the collimator lens 22 is stored in advance in a memory (not shown) according to the recording layer, and the position of the collimator lens 22 is fed back to control the position. The position control of the collimator lens 22 is the same in the case of the second embodiment.
[0056]
Reference example However, since the spherical aberration of the recording / reproducing spot can be satisfactorily suppressed over the depth direction of the information recording medium, the recording area of the information recording medium can be increased in the depth direction, and the recording capacity can be increased. it can. In addition, since recording / reproduction is performed with one beam, the configuration can be further simplified as compared with the first and second embodiments, and the size and cost can be reduced.
[0057]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, ,depth An increase in aberration can be effectively suppressed for each recording layer in the direction, and information can be recorded / reproduced stably. In addition, since the increase in aberration can be effectively suppressed, the recording capacity of the information recording medium can be increased.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of an example of an information recording medium.
FIG. 3 is a diagram showing a focus error signal obtained when the objective lens is moved in the focus direction in the first embodiment.
FIG. 4 is a diagram for explaining a relationship between a moving amount of a collimator lens and a moving amount of a recording / reproducing spot in a medium according to the first embodiment.
FIG. 5 is also a diagram for explaining the relationship between the amount of movement of the spot in the medium and the wavefront aberration.
FIG. 6 is a diagram for explaining a second embodiment of the present invention.
FIG. 7 Reference example of an information recording and playback device developed together FIG.
[Explanation of symbols]
1 Information recording media
2 Guide track
2-1 to 2-5 Guide track layer
3 Absorption layer
4 Information recording section
4-1 to 4-5 Recording area
5 Protective layer
6, 6A, 6B to 6F, 6B 'to 6F' Recording layer
10 Servo laser light
11 Light source unit
12 Semiconductor laser (first light source)
13 Photodetector
14 Hologram
15 Collimator lens
16 Dichroic prism
17 Objective lens
18 Aperture
20 Laser light for recording / reproducing
21 Semiconductor laser (second light source)
22 Collimator lens
23 Polarized Beam Splitter
24 1/4 wave plate
25 pinhole
26 Position sensor
27 Photodetector
28 Hologram

Claims

An information recording medium having a plurality of recording areas each having a plurality of recording layers in the depth direction, and a plurality of guide track layers respectively corresponding to the plurality of recording areas;
A first light source that emits a first light beam;
A second light source that emits a second light beam;
A common objective lens provided so as to be movable in an optical axis direction, and condensing the first light beam and the second light beam in the information recording medium;
A collimator lens provided so as to be movable in the optical axis direction in the optical path of the second light beam between the second light source and the objective lens;
A position detector for detecting a movement position of the collimator lens,
The objective lens is moved in the optical axis direction so that the first light beam is focused on an arbitrary guide track layer in the information recording medium, and the collimator lens is moved to the aberration generated by the objective lens and the collimator. In order to cancel out the aberration generated by the lens, it is moved based on movement data set in advance corresponding to the recording layer, and the movement position of the collimator lens is controlled using the output of the position detector. The second light beam is condensed on a desired recording layer in the recording area corresponding to the guide track layer on which the first light beam is condensed, and information is recorded or reproduced. An information recording / reproducing apparatus.