JP5780932B2 - 光情報記録再生装置、光情報記録装置 - Google Patents
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(1)少なくとも二つの半導体レーザなどの記録用光源と、
それぞれの記録用光源からの光束を光情報記録媒体中に集光する光学系を備え、
少なくとも二つの記録用光源は、それぞれ強度変調された光束を出力し、
記録用光源のそれぞれの光束は、光情報記録媒体に対して再生用光束を集光したとき、互いにほぼ90度ずつ異なる位相差を有する反射光を発生するような関係で光情報記録媒体に記録を行うこととした。
これにより、位相変調器を用いることなく光の任意の複素振幅を記録することができ、容易に直交位相変調を実現できることから、装置の小型化、データ記録の大容量化・高速化が実現可能である。
これにより、異なる光源により記録される90度の位相差を精度よく実現することが可能となる。
これにより、複数の光源の波長が互いに異なる場合にも安定して記録における90度の位相差を実現することが可能である。
これにより、複数の光源の波長が互いに異なる場合にも安定して記録における90度の位相差を実現することが可能である。
これにより、記録される光電場の複素平面上における制限がなくなり、効率的に多値記録の多値度を向上させることが可能となる。
これにより、複数の光源の波長が互いに異なる場合にも、光情報記録媒体の面ぶれに対応した光路長の制御を行うことなく、簡素に記録における90度の位相差を実現することが可能である。
これにより、データ記録される一対の記録層の距離を従来よりも小さくすることができ、記録層数の増大が容易となってデータの大容量化が可能となる。
これにより、記録媒体に物理的な記録層構造を有していなくてもデータ記録される一対の記録層の距離を従来よりも小さくすることができ、記録層数の増大が容易となってデータの大容量化が可能となる。
これにより、データ記録する際に生じる光情報記録媒体中の物理構造が互いに物理的干渉を生じないため、安定してデータの記録が可能となる。
これにより、位相変調器を用いることなく光の任意の複素振幅を記録・再生することができ、容易に直交位相変調データの記録・再生を実現できることから、装置の小型化、データ記録・再生の大容量化・高速化が実現可能である。
上記した以外の、課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
〔実施例1〕
図1は、本発明による光情報記録再生装置の基本的な実施例を示す構成図である。
まず記録時の動作について説明する。記録データはマイクロプロセッサ101からの指示により、エンコーダ102により2つのデジタル変調信号I,Qに変換される。これらの変調信号に基づき、ドライバ103,104を通して半導体レーザ105,106の発光強度が変調される。本実施例では、発光強度比が0:1:2の3段階の変調とした。これらの半導体レーザから出力された光束は、それぞれコリメートレンズ107,108により平行光とされる。半導体レーザ105からの光束の偏光状態はs偏光となっており、λ/2板(軸方位:水平偏光に対して22.5度)109を通過して+45度直線偏光状態(すなわちp偏光とs偏光の位相差が0度の状態)となり、無偏光ビームスプリッタ110に入射する。また、半導体レーザ106からの光束はs偏光となっており、λ/4板(軸方位:水平偏光に対して45度)100を通過して右円偏光(すなわちp偏光とs偏光の位相差が90度の状態)となり、無偏光ビームスプリッタ110に入射して半導体レーザ105からの光束と合波される。
なお、後で説明する再生時の位相補正のため、データ記録の合間に、所定の時間間隔で変調信号Iのみの記録(位相補正用記録)を行う。
ここで、本発明のデータ記録の原理について述べる。上記の干渉縞について、例えば強度のピーク位置は、2光束の光路長差(すなわち位相差)によって決まる。従って、半導体レーザ105,106のいずれによって記録されたかにより、図3のように干渉縞の分布が光の進行方向にピーク間隔の1/4だけシフトする。より正確には、2つの記録光束のパワー密度に起因する包絡線は変化せずに、干渉縞の位相のみがシフトする。干渉縞のピーク間隔は記録媒体中での記録光束の波長λ/n(λは記録光束の波長、nは記録媒体の屈折率)の半分、すなわちλ/2nであり、上記シフト量は記録媒体中での記録光束の波長の1/8、すなわちλ/8nとなる。ここで、半導体レーザ105,106の発光強度はそれぞれ多段に変調されており、この発光強度に比例して屈折率分布の大きさが変化する。従って、半導体レーザ105,106の発光強度に応じて、所定の強度の2種類の干渉縞が重ね合わされた形で記録される。
図1に戻り、安定して記録動作を行うためのサーボ機構について説明する。半導体レーザ150は半導体レーザ105,106と異なる波長で発振する半導体レーザであり、マイクロプロセッサ101からの制御信号ldで制御されるドライバ151によって駆動され、p偏光の光束を出射する。以後、この光束をサーボ光と呼ぶ。本実施例では、半導体レーザ105,106の発振波長を405nm、半導体レーザ150の発振波長を650nmとした。この光束はコリメータ152を通過して平行光となった後、偏光ビームスプリッタ153とλ/4板154を通過し、右円偏光となってダイクロイックミラーに118入射する。ダイクロイックミラー118は波長405nmの光を透過し、波長650nmの光を反射する性質があり、これにより第一の記録光束とサーボ光とが同軸とされる。サーボ光は、対物レンズ119によって記録媒体中120に形成されているサーボ面に集光される。
次に、再生時の動作について説明する。再生時は半導体レーザ105,106のうち一方がDC発光する。ここでは、半導体レーザ105が発光する場合について説明する。λ/2板109は再生時には軸方向が水平方向に設定され、半導体レーザ105からの光束がs偏光のままλ/2板109を通過して無偏光ビームスプリッタ110によって2分岐される。このうち反射光は偏光ビームスプリッタ112により反射し、記録時と同様に半導体レーザ150の光束によってサーボ制御された対物レンズ119によって記録媒体120中の記録箇所に集光される。ここでリレーレンズ114を適切に設定することで、所定の記録層上に集光させる。なお、半導体レーザ150、4分割ディテクタ155によるサーボ動作は記録時と同一である。
ここで、検出光学系128で干渉光が生成され、これによって位相値を再生する原理について述べる。検出光学系128に入射する光束は、p偏光成分として信号光を、s偏光成分として参照光を含んでいるため、この偏光状態をジョーンズベクトルで表すと次式のようになる。
本実施例は、記録に用いる光源の波長偏差による位相の誤差を補正する別の実施形態である。
本実施例は、記録される光電場の範囲を拡大する別の実施形態である。本実施例による光情報記録再生装置の構成を図10に示す。
本実施例は、2つの記録光束を同一方向から記録媒体に入射する別の実施形態である。本実施例による光情報記録再生装置の構成を図13に示す。
本実施例は、データ記録手段として干渉縞の記録以外の手段を用いる場合の実施形態である。本実施例による光情報記録再生装置の構成を図15に示す。
実施例5が示すように、再生時の位相が90度異なる2種類の変調信号I,Qを記録する方法は実施例1のごとき干渉縞の記録に限らず、各変調信号に対応する再生信号が90度の位相差を有するような記録手段であればよい。
実施例5のボイドを記録する実施形態のように、変調信号I,Qに対応した記録を、物理的な記録構造(実施例5ではボイドに相当)よりも離れた距離で行うという考え方は、上記実施例の記録方式に限定されず、実施例1のような干渉縞を記録する方式についても適用可能である。具体的には図18に示した光情報記録再生装置の構成により実現される。
Claims (15)
- 少なくとも二つの記録用光源と、
前記記録用光源からの光束を光情報記録媒体中に集光する光学系とを備え、
前記記録用光源は、それぞれ強度変調された光束を出力し、
前記記録用光源のそれぞれの光束は、前記光情報記録媒体に対して同一波長の再生用光束を集光したとき、互いにほぼ90度ずつ異なる位相差を有する反射光を発生するような関係で前記光情報記録媒体に記録を行い、
各前記記録用光源の記録用光束の光軸は、前記光情報記録媒体に対して同軸となるように構成されており、
各前記記録用光源は互いに同じ波長の光を放出する
ことを特徴とする光情報記録装置。 - 請求項1に記載の光情報記録装置において、
前記強度変調されたそれぞれの光束は、2分割されて前記光情報記録媒体中で逆方向から同一箇所に集光され、前記集光箇所に生じた干渉縞が前記光情報記録媒体中に記録されることを特徴とする光情報記録装置。 - 請求項2に記載の光情報記録装置において、
前記光情報記録媒体からの反射光を検出する検出器、前記検出器の出力信号に基づきサーボ信号を生成するサーボ回路、及び前記サーボ信号に基づき前記光情報記録媒体中の前記集光箇所における前記2分割された2つの光束の光路長差を調整するアクチュエータを含む光路長差制御部を備え、
前記光路長差制御部により、前記光路長差が実質的にゼロになるように制御することを特徴とする光情報記録装置。 - 請求項2に記載の光情報記録装置において、
前記光情報記録媒体からの反射光を検出する検出器と、
前記検出器の出力信号に基づきフォーカスエラー信号を生成するサーボ回路と、
前記フォーカスエラー信号に基づいてフォーカス制御を行うアクチュエータと、
前記2分割された光束の少なくとも一方の光束の位相を変化させる位相可変手段、前記位相可変手段を制御して位相変化量を調整する位相調整回路、及び前記アクチュエータの駆動電流値と前記位相調整回路によって調整すべき位相変化量とを対応づけたデータを保持するメモリを含む位相制御部と、を備え、
前記位相制御部は、記録動作中に前記アクチュエータの駆動電流値をモニタし、前記メモリに保持されたデータを参照して当該駆動電流値に対応する位相変化量を取得し、前記位相調整回路により前記位相可変手段を制御して位相変化量の調整を行い、前記記録用光源のそれぞれの光束により記録される干渉縞間の位相がほぼ90度となるよう制御することを特徴とする光情報記録装置。 - 請求項1に記載の光情報記録装置において、
前記記録用光源の数が4つであり、前記記録用光源からのそれぞれの光束により前記光情報記録媒体に記録される干渉縞の位相が互いにほぼ90度異なることを特徴とする光情報記録装置。 - 請求項2に記載の光情報記録装置において、
前記2分割された光束が前記光情報記録媒体に対して同一方向から入射することを特徴とする光情報記録装置。 - 請求項1に記載の光情報記録装置において、
前記記録用光源のそれぞれの光束が前記光情報記録媒体中の異なる位置に集光されることを特徴とする光情報記録装置。 - 請求項7に記載の光情報記録装置において、
前記記録用光源のそれぞれの光束が前記光情報記録媒体中に集光される光軸方向の位置が、前記光情報記録媒体中における前記記録用光源の波長xに対し、ほぼx/8+xk/2(但しkは整数)だけ異なることを特徴とする光情報記録装置。 - 請求項7に記載の光情報記録装置において、
前記記録用光源のそれぞれの光束が前記光情報記録媒体中に集光される光軸方向の位置の差が、前記光情報記録媒体に記録される物理構造の長さよりも大きいことを特徴とする光情報記録装置。 - 少なくとも二つの記録用光源と、
前記記録用光源からの光束を光情報記録媒体中に集光する光学系と、
再生用光源と、
前記再生用光源から出力される光束を第一の分割光束と第二の分割光束とに分割する光分割手段と、
前記第一の分割光束を前記光情報記録媒体に集光して反射光を生成する集光手段と、
前記反射光を、前記第二の分割光束と干渉させ、互いに位相関係の異なる少なくとも3つの干渉光束を生成して検出する干渉光学系と、
前記干渉光学系の出力信号から、前記記録用光源のそれぞれに付与された変調信号を復調する信号処理回路とを有し、
前記記録用光源は、それぞれ強度変調された光束を出力し、
前記記録用光源のそれぞれの光束は、前記光情報記録媒体に対して同一波長の再生用光束を集光したとき、互いにほぼ90度ずつ異なる位相差を有する反射光を発生するような関係で前記光情報記録媒体に記録を行い、
各前記記録用光源の記録用光束の光軸は、前記光情報記録媒体に対して同軸となるように構成されており、
各前記記録用光源は互いに同じ波長の光を放出する
ことを特徴とする光情報記録再生装置。 - 請求項10に記載の光情報記録再生装置において、
前記強度変調されたそれぞれの光束は、2分割されて前記光情報記録媒体中で逆方向から同一箇所に集光され、前記集光箇所に生じた干渉縞が前記光情報記録媒体中に記録されることを特徴とする光情報記録再生装置。 - 請求項11に記載の光情報記録再生装置において、
前記光情報記録媒体からの反射光を検出する検出器、前記検出器の出力信号に基づきサーボ信号を生成するサーボ回路、及び前記サーボ信号に基づき前記光情報記録媒体中の前記集光箇所における前記2分割された2つの光束の光路長差を調整するアクチュエータを含む光路長差制御部を備え、
前記光路長差制御部は、前記光路長差が実質的にゼロになるように制御することを特徴とする光情報記録再生装置。 - 請求項11に記載の光情報記録再生装置において、
前記光情報記録媒体からの反射光を検出する検出器と、
前記検出器の出力信号に基づきフォーカスエラー信号を生成するサーボ回路と、
前記フォーカスエラー信号に基づいてフォーカス制御を行うアクチュエータと、
前記2分割された光束の少なくとも一方の光束の位相を変化させる位相可変手段、前記位相可変手段を制御して位相変化量を調整する位相調整回路、及び前記アクチュエータの駆動電流値と前記位相調整回路によって調整すべき位相変化量とを対応づけたデータを保持するメモリを含む位相制御部と、を備え、
前記位相制御部は、記録動作中に前記アクチュエータの駆動電流値をモニタし、前記メモリに保持されたデータを参照して当該駆動電流値に対応する位相変化量を取得し、前記位相調整回路により前記位相可変手段を制御して位相変化量の調整を行い、前記記録用光源のそれぞれの光束により記録される干渉縞間の位相がほぼ90度となるよう制御することを特徴とする光情報記録再生装置。 - 請求項10に記載の光情報記録再生装置において、
前記記録用光源の数が4つであり、前記記録用光源からのそれぞれの光束により前記光情報記録媒体に記録される干渉縞の位相が互いにほぼ90度異なることを特徴とする光情報記録再生装置。 - 請求項10に記載の光情報記録再生装置において、
前記記録用光源のそれぞれの光束が前記光情報記録媒体中に集光される光軸方向の位置が、前記光情報記録媒体中における前記記録用光源の波長xに対し、ほぼx/8+xk/2(但しkは整数)だけ異なることを特徴とする光情報記録再生装置。
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