JP7179050B2 - 記録再生装置 - Google Patents

Description

本技術は、光ディスク等の光媒体にデータを記録し、また、光媒体からデータを再生するのに適用される記録再生装置に関する。

光ディスク再生光学系として、干渉光学系を搭載しホモダイン検出を行う光学系の提案がなされている（例えば特許文献１参照）。ホモダイン方式は、信号光と参照光とを干渉させた光を検波する方式であり、ホモダイン方式の一例では、それぞれその位相差が９０度ずつ異なるようにされた４つの信号光・参照光の組について検波を行うようにされている。具体的には、位相差がそれぞれ０度、９０度、１８０度、２７０度とされた信号光・参照光の組について、それぞれ検波を行うものである。これらの各検波は、信号光と参照光とを干渉させた光についての光強度をそれぞれ検出することで行われる。

特開２０１２－０１４８１３号公報

しかしながら、ホモダイン方式では光ディスクへの情報記録については考慮がなされておらず、記録時のレーザー出射光量の多くが記録エネルギーとして用いられることなく消費される構成となっている。したがって、実用化されている光ディスク記録再生装置例えばＢｌｕ－ｒａｙ Ｄｉｓｋ（登録商標）記録再生装置と比較しておよそ半分のレーザーパワー利用効率になっている。このため従来光学系にて実現できていた高速記録と同様の高速記録を行う場合にレーザーパワーが不足し記録できなくなる。このような事態を解消する技術が求められている。

したがって、本技術の目的は、ホモダイン検出方式を採用すると共に、記録時のレーザーパワー利用効率を良好とすることができる記録再生装置を提供することにある。

本技術は、レーザー光源から出射されたレーザー光を信号光と参照光に分岐させ、光記録媒体で反射された信号光及びミラーにより反射された参照光を合波する偏光ビームスプリッタと、
偏光ビームスプリッタにより合波された光が与えられるホモダイン検出光学系と、
信号光及び参照光の配分を記録と再生で切り換える切り換え機構を備え、
切り換え機構によってパワー配分を変更する時に、光ディスク再生動作で稼働しているフォーカスサーボやトラッキングサーボを有効にしたまま配分変更を行うことを特徴とする記録再生装置である。

少なくとも一つの実施形態によれば、ホモダイン検出系を用いた光ディスク光学系で光ディスク記録再生を行うにあたり、信号光と参照光の光量比率を切り換えることができる機構を導入することにより、再生時のホモダイン検出性能と、記録時の最大記録パワー双方をベストな状態で扱うことが可能になる。なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本技術中に記載されたいずれかの効果であっても良い。

再生対象とする光記録媒体の断面構造についての説明図である。 再生対象とする光記録媒体の記録面の構造についての説明図である。 記録面上に形成される再生光のビームスポットとランド、グルーブの関係を示す略線図である。 光記録媒体の再生状態の説明に用いる略線図である。 再生装置で用いる光学系の構成を示す略線図である。 従来の位相ダイバーシティ方式を用いる再生装置の信号生成系のブロック図である。 光記録媒体の再生状態を説明するための略線図である。 位相ダイバーシティ方式を説明するための略線図である。 本技術の一実施形態の光学系の構成を示す略線図である。 偏光方向切り換え機構の第１の例を示す略線図である。 偏光方向切り換え機構の第１の例の説明のための略線図である。 偏光方向切り換え機構の第２の例を示す略線図である。 偏光方向切り換え機構の第２の例の説明のための略線図である。 偏光方向切り換え機構の第３の例を示す略線図である。 偏光方向切り換え機構の第３の例の説明のための略線図である。 レーザーパワー制御の第１の例を示す略線図である。 レーザーパワー制御の第２の例を示す略線図である。 レーザーパワー制御の第３の例を示す略線図である。 参照光のパワー検出の説明のための略線図である。

以下に説明する実施の形態は、本技術の好適な具体例であり、技術的に好ましい種々の限定が付されている。しかしながら、本技術の範囲は、以下の説明において、特に本技術を限定する旨の記載がない限り、これらの実施の形態に限定されないものとする。
なお、本技術の説明は、下記の順序にしたがってなされる。
＜１．従来のホモダイン検出方法について＞
＜２．一実施形態＞
＜３．変形例＞

＜１．従来のホモダイン検出方法について＞
本技術の一実施の形態の再生方法についての説明に先立ち、従来のホモダイン検出方法、並びに改良されたホモダイン検出方法について説明しておく。以下では一例として、いわゆる位相ダイバーシティ方式によるホモダイン検出方法について説明する。

「再生対象の光記録媒体」
図１に、再生対象とする光記録媒体１の断面構造図を示す。回転駆動される光記録媒体１に対するレーザー光照射が行われて記録信号の再生が行われる。光記録媒体１は、例えば記録マークの形成により情報が記録されたいわゆる追記型の光記録媒体とされる。

図１に示されるように光記録媒体１には、上層側から順にカバー層２、記録層（反射膜）３、基板４が形成されている。ここで、「上層側」とは、再生装置側からのレーザー光が入射する面を上面としたときの上層側を指す。つまりこの場合、光記録媒体１に対しては、カバー層２側からレーザー光が入射することになる。

光記録媒体１において、基板４は、例えばポリカーボネートなどの樹脂で構成され、その上面側には凹凸の断面形状が与えられている。このような基板４は、例えばスタンパを用いた射出成形などにより生成される。

そして、上記凹凸形状が与えられた基板４の上面側に対して、スパッタ等により記録層３が形成される。ここで、従来のホモダイン検波で再生対象とする光記録媒体１のトラックは、光学的限界値を超えない通常のトラックピッチで形成されている。すなわち、記録層３におけるトラックピッチは、「λ／ＮＡ／２」（λは再生波長、ＮＡは対物レンズの開口数）でその理論値が表される光学的限界値よりも大に設定されているものである。

記録層３の上層側に形成されるカバー層２は、例えば紫外線硬化樹脂をスピンコート法等により塗布した後、紫外線照射による硬化処理を施すことで形成されたものとなる。カバー層２は、記録層３の保護のために設けられている。

図２は、再生対象の光記録媒体１の記録面の構造を示している。図２Ａは記録面の一部を拡大した平面図であり、図２Ｂは記録面の一部を拡大した斜視図である。なお、図２Ｂは、再生のためのレーザー光が照射される側の面を示す。すなわち、図面の上側より、再生のためのレーザー光が照射される。光記録媒体１には、グルーブＧとランドＬとが形成されている。ここで本明細書においては、ＢＤ（Blu-ray Disc：登録商標）の場合と同様に、再生のためのレーザー光が先に到達する側、すなわち凸部側をグルーブＧとし、凹部側をランドＬと称するものとする。

再生対象とする光記録媒体１には、グルーブＧとランドＬの双方にマーク列が形成されている。マーク列をトラックとすると、トラックピッチＴｐは、図２Ｂに示されるようにランドＬとグルーブＧとの形成ピッチと定義できる。トラックピッチＴｐが光学的限界値を超える狭ピッチに設定されることで、情報記録密度の向上が図られたものとなる。例えば、光記録媒体１におけるグルーブＧの形成ピッチが、従来の光記録媒体におけるトラックピッチ（マーク列の形成ピッチ）と同じであるとすると、光記録媒体１は、従来のほぼ２倍に情報記録密度が高められたものとなる。

ランドＬとグルーブＧとの間の段差（深さと適宜称する）をｄと表す。例えば光記録媒体１の屈折率をｎとすると、深さｄが「λ／８／ｎ」とされる。例えば再生波長λ＝４０５ｎｍ、ｎ＝１．５の条件であれば、約３３ｎｍの深さｄが形成される。

ここで、光記録媒体１では、ランドＬとグルーブＧとの形成ピッチが光学的限界値を超えているので、記録面上に形成される再生光のビームスポットとランドＬ、グルーブＧとの関係は、例えば図３に示すようなものとなる。

従来と同様に、グルーブＧ或いはランドＬを対象として対物レンズのトラッキングサーボ制御を行ったとする。図３では、グルーブＧを対象として対物レンズのトラッキングサーボ制御を行った場合を例示している。この場合、サーボの対象とされたグルーブＧの再生信号に対して、隣接する２本のランドＬの記録情報が混在してしまうことが分かる。

すなわち、ランド／グルーブ記録方法において、トラックピッチが狭くなると、隣接トラックからクロストークが発生する。図４に示すように、グルーブを再生する場合、グルーブの再生信号ｆ（ｔ）のみならず、隣接するランドの再生信号ｇ（ｔ）も混入する。グルーブの再生信号の位相φ＝０とすると、ランドの位相Ψ＝４πｎｄ／λ（λは、波長、ｎは、光記録媒体１の基板の屈折率である）となる。

「位相ダイバーシティ方式によるホモダイン検出方法」
位相ダイバーシティ方式では、互いの位相差が９０度ずつ異なるようにされた４つの信号光・参照光の組を用いる。具体的に位相ダイバーシティ方式では、位相差がそれぞれほぼ０度、ほぼ９０度、ほぼ１８０度、ほぼ２７０度となるように調整された信号光・参照光の組について、それぞれ検波を行うようにされる。これらの各検波は、信号光と参照光とを干渉させた光についての光強度をそれぞれ検出することで行われる。

図５は、位相ダイバーシティ方式で用いる光学系の構成を主に示す。光記録媒体１は、再生装置に装填されると、スピンドルモータによって回転駆動される。光学系には、再生のためのレーザー光源となるレーザーダイオード１０が設けられている。レーザーダイオード１０より出射されたレーザー光は、コリメーションレンズ１１を介して平行光となるようにされた後、１／２波長板１２を介して偏光ビームスプリッタ１３に入射する。レーザーダイオード１０を出射したレーザー光は直線偏光状態にある。

このとき、偏光ビームスプリッタ１３は、例えばＰ偏光を透過しＳ偏光を反射するように構成されているとする。１／２波長板１２の取り付け角度（レーザー光の入射面内において光軸を中心した回転角度）は、偏光ビームスプリッタ１３を透過して出力される光（Ｐ偏光成分）と反射して出力される光（Ｓ偏光成分）との比率（すなわち偏光ビームスプリッタ１３による分光比）が例えばほぼ１：１となるように調整されているとする。

偏光ビームスプリッタ１３にて反射されたレーザー光は、１／４波長板１４を介した後、２軸アクチュエータ１６により保持された対物レンズ１５を介して光記録媒体１の記録層に集光するようにして照射される。

２軸アクチュエータ１６は、対物レンズ１５をフォーカス方向（光記録媒体１に対して接離する方向）及びトラッキング方向（光記録媒体１の半径方向：上記フォーカス方向とは直交する方向）に変位可能に保持する。２軸アクチュエータ１６には、フォーカスコイル、トラッキングコイルが備えられており、これらフォーカスコイル、トラッキングコイルにそれぞれ後述するフォーカスドライブ信号ＦＤ、トラッキングドライブ信号ＴＤが供給される。対物レンズ１５は、フォーカスドライブ信号ＦＤ、トラッキングドライブ信号ＴＤにしたがってフォーカス方向、トラッキング方向にそれぞれ変位する。

光記録媒体１の記録層からの反射光は、対物レンズ１５及び１／４波長板１４を介して偏光ビームスプリッタ１３に入射される。偏光ビームスプリッタ１３に入射した反射光（復路光）は、１／４波長板１４による作用と記録層における反射時の作用とにより、その偏光方向が、レーザーダイオード１０側から入射し該偏光ビームスプリッタ１３にて反射された光（往路光とする）の偏光方向に対して９０度異なったものとなっている。すなわち、反射光は、Ｐ偏光で偏光ビームスプリッタ１３に入射する。このため、反射光は、偏光ビームスプリッタ１３を透過する。なお、以下、このように偏光ビームスプリッタ１３を透過することになる光記録媒体１の記録信号を反映した反射光のことを、信号光と称する。

図５において、レーザーダイオード１０より出射され偏光ビームスプリッタ１３を透過したレーザー光（Ｐ偏光）は、ホモダイン検出方式における参照光として機能する。偏光ビームスプリッタ１３を透過した参照光は、図中の１／４波長板１７を介した後、ミラー１８にて反射されて、再び１／４波長板１７を通過して偏光ビームスプリッタ１３に入射する。

ここで、このように偏光ビームスプリッタ１３に入射する参照光（復路光）は、１／４波長板１７による作用とミラー１８での反射時の作用とにより、その偏光方向が往路光としての参照光とは９０度異なるものとされる（つまりＳ偏光となる）。従って、復路光としての参照光は、偏光ビームスプリッタ１３にて反射されることになる。

図５中では、このように偏光ビームスプリッタ１３にて反射された参照光を破線矢印により示している。図５中では、偏光ビームスプリッタ１３を透過した信号光を実線矢印により示している。偏光ビームスプリッタ１３によって、これら信号光と参照光とが重ね合わされた状態で同方向に出射される。具体的にこの場合、信号光と参照光とはそれらの光軸が一致するように重ね合わされた状態で同方向に出射される。ここで、参照光は、いわゆるコヒーレント光である。

偏光ビームスプリッタ１３から出力された信号光と参照光の重ね合わせ光は、ハーフビームスプリッタ１９に入射する。ハーフビームスプリッタ１９は、入射光をほぼ１：１の割合で反射光と透過光とに分割する。

ハーフビームスプリッタ１９を透過した信号光と参照光の重ね合わせ光は、１／２波長板２０を介して偏光ビームスプリッタ２１に入射される。一方、ハーフビームスプリッタ１９で反射した信号光と参照光の重ね合わせ光は、１／４波長板２２を介して偏光ビームスプリッタ２３に入射される。

１／２波長板２０及び１／４波長板２２は、偏光面を回転させることが可能とされている。したがって、１／２波長板２０と偏光ビームスプリッタ２１とを組み合わせることによって、偏光ビームスプリッタ２１によって分岐される光量の比を調整することができる。同様に、１／４波長板２２によって、偏光ビームスプリッタ２３によって分岐される光量の比を調整することができる。

偏光ビームスプリッタ２１及び２３のそれぞれによって分岐される光の光量がほぼ１：１となるようにされる。偏光ビームスプリッタ２１によって反射された光が光検出部２４に入射され、偏光ビームスプリッタ２１を透過した光が光検出部２５に入射される。偏光ビームスプリッタ２３によって反射された光が光検出部２６に入射され、偏光ビームスプリッタ２３を透過した光が光検出部２７に入射される。

光検出部２４から出力される受光信号をＩと表記し、光検出部２５から出力される受光信号をＪと表記し、光検出部２６から出力される受光信号をＬと表記し、光検出部２７から出力される受光信号をＫと表記する。

これらの受光信号Ｉ～Ｌは、減算回路３１ａ及び３１ｂに対して供給される。減算回路３１ａに対して、受光信号Ｉ及びＪが供給され、減算回路３１ａが（ａ＝Ｉ－Ｊ）の差分信号ａを発生し、減算回路３１ｂが（ｂ＝Ｋ－Ｌ）の差分信号ｂを発生する。

図６に示すように、上述した差分信号ａ及びｂが演算回路３２に供給される。演算回路３２は、遅延回路３３ａ及び３３ｂ、乗算回路３４ａ及び３４ｂ、ローパスフィルタ３５ａ及び３５ｂ、オフセット（φ）設定回路３６ａ及び３６ｂ、並びに加算回路３７を有する。遅延回路３３ａは、ローパスフィルタ３５ａ及びオフセット（φ）設定回路３６ａにおいて生じる遅延量に等しい遅延時間を有する。遅延回路３３ｂは、ローパスフィルタ３５ｂ及びオフセット（φ）設定回路３６ｂにおいて生じる遅延量に等しい遅延時間を有する。乗算回路３４ａの出力及び乗算回路３４ｂの出力が加算回路３７に供給される。加算回路３７の出力に再生信号が取り出される。

上述した再生装置は、以下に説明するように、光記録媒体１の面ブレ等による参照光の位相ズレ（θ（ｔ））の成分の影響を受けない再生信号を得ることができる。

受光信号Ｉ～Ｌは、下記の数式で示すものとなる。式中の各項の意味を下記に示す。
Ｒ：参照光成分
Ａ：光記録媒体の記録面に形成されるミラー面（ランド部分）の反射成分
ｆ：記録マークの有／無に応じた変調成分（正負値をとる）
ｔ：サンプリング時間
φ：読みたいマークと信号光の平均位相の位相差である。使用者が推定してセットする若しくは自動判定し再生信号品質に最適な状態に収束させて用いる値である。
θ：信号光と参照光の光路長差（主に光記録媒体１の面ブレに起因して生じる）

図７に示すように、対物レンズ１５と光記録媒体１の信号面とが面ブレによって変化すると、信号光の光路長が変化する。一方、参照光は、ミラー１８において反射するので、光路長が変化しない。その結果、信号光及び参照光の間の位相差が設定した値とずれた値となる。この位相ずれの成分がθ（ｔ）である。

減算回路３１ａの差分信号ａ（＝Ｉ－Ｊ）及び減算回路３１ｂの差分信号ｂ（＝Ｋ－Ｌ）は、以下の式に示すものとなる。

図８Ａに示すように、ホモダイン検出を行わない通常の検出においても、再生信号のＤＣ成分が背景のミラー部分に対応して現れている。ホモダイン検出の場合、図８Ｂに示すように、ミラー部分に対応するＤＣ成分が上述した参照光光路長差に対応する位相θによってうねることになる。

この位相θを求めるために、図８Ｂに示す差分信号ａ及びｂをローパスフィルタ３５ａ及び３５ｂにそれぞれ供給する。ローパスフィルタ３５ａ及び３５ｂによって、図８Ｃに示すように、ｃｏｓθ（ｔ）及びｓｉｎθ（ｔ）を求めることができる。すなわち、数式（５）及び数式（６）において、ｆは、記録マークの有／無に応じた変調成分（正負値をとる）としているので、関数ｆが乗算されている項が消えて、ｓｉｎθ及びｃｏｓθの項が残ると考えられる。

（ｔａｎθ＝ｓｉｎθ／ｃｏｓθ）であるので、（ａｒｃｔａｎθ＝θ）によってθを求め、φ（オフセット）を設定して、乗算回路３４ａにおいて、（ｃｏｓ（φ－θ（ｔ））をａに乗算し、乗算回路３４ｂにおいて、（ｓｉｎ（φ－θ（ｔ））をｂに乗算する。そして、加算回路３７によって、これらの乗算出力を加算する。加算回路３７から得られる再生信号は、以下の式に示すものとなる。

この数式から分かるように、再生信号では、θ（ｔ）の成分が消えて、安定した信号となる。なお、ホモダイン検出方式としては、ミラー１８の位置制御を行って、面ブレに伴い生じる信号光と参照光との位相差をキャンセルする方法もあるが、位相ダイバーシティ方式によれば、このようなミラー１８の位置制御のための構成を省略することができる。さらに、信号光の成分が参照光の成分で増幅された再生結果が得られることが分かる。すなわち、光記録媒体１の記録信号が増幅されて検出されるものであり、この点でＳＮＲの改善が図られる。なお、位相ダイバーシティ方式の用語は、差分信号ａ及びｂの二乗和（ａ²＋ｂ²）又は二乗和の平方根を計算することによって、再生信号を求める方式を意味している。本明細書では、上述したように、（ｃｏｓ（φ－θ（ｔ））をａに乗算し、乗算回路３４ｂにおいて、（ｓｉｎ（φ－θ（ｔ））をｂに乗算する演算に対しても位相ダイバーシティ方式の用語を使用している。

＜２．一実施形態＞
上述したようなホモダイン検出方式では、レーザーダイオード１０より出射されたレーザー光は、コリメーションレンズ１１を介して平行光となるようにされた後、１／２波長板１２を介して偏光ビームスプリッタ１３に入射する。偏光ビームスプリッタ１３を透過して出力される光（Ｐ偏光成分）と反射して出力される光（Ｓ偏光成分）との比率（すなわち偏光ビームスプリッタ１３による分光比）が例えばほぼ１：１となるように調整されているとする。偏光ビームスプリッタ１３にて反射されたレーザー光は、１／４波長板１４を介した後、２軸アクチュエータ１６により保持された対物レンズ１５を介して光記録媒体１の記録層に集光するようにして照射される。一方、レーザーダイオード１０より出射され偏光ビームスプリッタ１３を透過したレーザー光（Ｐ偏光）は、ホモダイン検出方式における参照光として機能する。

かかる光学系を記録時に使用すると、記録時には必要がない参照光を発生させる結果、レーザーパワーの使用効率が例えば半分に低下する。現在の記録系光ディスク開発は１度のみ記録可能な光ディスクの開発が主流であり、その性能として高速記録が重要な要素である。１度のみ記録可能な光ディスクの場合その最大記録スピードを決める主要因はレーザーパワーである。このため、記録速度が低下する問題が生じる。本技術は、かかる問題を回避するものである。

通常、上述の１／２波長板１２は、固定して用いるが、ここにレーザー光偏光方向の回転を可変できる機構を導入することによって、信号光と参照光の光量比を調整することができる。特に記録時には光学素子の性能が理想的であれば参照光光量を０にし記録光側に最大限レーザー光量を振り分けることができる。

図９に示すように、１／２波長板１２に代えて信号記録、信号再生に応じてレーザーの偏光方向を変えることが可能な偏光方向切り換え機構４１を設ける。また、記録と再生で偏光方向切り換え機構４１を稼働させるにあたり、記録に用いるレーザーパワーと再生に用いるレーザーパワーそれぞれを適切に制御する。また、偏光方向切り換え量の調整を電気的に行う場合には、信号再生時に用いる参照光光量が、偏光方向切り換え機構４１を稼働させても適切に得られるように、参照光光量を調整する機構を設ける。また、偏光方向切り換え機構４１を稼働させるにあたり、光ディスクへのフォーカスサーボやトラッキングサーボへの影響を考慮した制御シーケンスを導入する。

偏光方向切り換え機構４１の第１の例を図１０に示す。複数例えば２個の１／２波長板４２ａ及び４２ｂを切り替えて光路中に挿入するようにした構成である。１／２波長板４２ａは、例えば信号再生に適した特性を有し、１／２波長板４２ｂは、記録に適した特性を有する。記録再生に応じて機械的に１／２波長板４２ａ及び４２ｂを切り換えて用いる。なお、図１０においては、ホモダイン検出系と光記録媒体１を省略する。

１／２波長板４２ａ及び４２ｂとしての１／２波長板４３は、図１１に示すように、光学軸の方向に対し、入射する直線偏光の偏光方向をθ傾けて入射すると、出射光は偏光方向が光学軸を挟んで２θ回転した方向に直線偏光状態で透過する。この関係を用いて、記録時には、偏光ビームスプリッタ１３に入射するレーザー光がＰ偏光として入射するように、１／２波長板４２ｂに入射するレーザー光の偏光方向を考慮して１／２波長板４２ｂを選ぶ。再生時には、この時に用いられる１／２波長板４２ａの光軸方向θが、偏光ビームスプリッタ１３に入射したレーザー光が１／４波長板１４及び１／４波長板１７に所定の光量比で分岐されるようθを選び配置する。例えば再生時の偏光ビームスプリッタ１３での光量分岐比率が１：１になるようθを選ぶ場合には、偏光ビームスプリッタ１３へのＰ偏光入射に対して４５°回転した直線偏光が偏光ビームスプリッタ１３に入射するようにθを選ぶ。

特に、レーザーダイオード１０の出射直後の光の偏光方向が偏光ビームスプリッタ１３へのＰ偏光入射になり、この状態を記録時の状態として用いる場合には、１／２波長板４２ｂは無くてもよい。さらに再生時の偏光ビームスプリッタ１３での光分岐比率を１：１にする場合にはθ＝２２．５°となる１／２波長板４２ａを設置すればよい。なお、再生時の偏光ビームスプリッタ１３における光量分岐比率は１：１である必要はなく、θも２２．５°である必要はない。光量分岐比率に応じてθを決めればよい。また、波長板の移動による切り換え動作は電磁気的に行うことができる。

偏光方向切り換え機構４１の第２の例を図１２に示す。第２の例は、偏光方向切り換え機構４１として、電気光学素子４４を用いた偏光方向切り換え器を導入した光学系である。電気光学素子４４は、用途に適した使用方法を用いることにより入射したレーザー光の偏光状態を直線偏光、楕円偏光及び円偏光と電気的に切り換えることが可能である。したがって、電気光学素子４４によって、次段の偏光ビームスプリッタ１３によって信号光と参照光の光量分岐比を自在に制御することが可能である。この機能を用いて再生に適した信号光－参照光の光量配分と、記録に適した参照光最小の状態を必要に応じて選択する。

より具体的な説明をするために電気光学素子４４の説明図を図１３に示す。電気光学素子４４は、例えば単軸結晶として知られるリン酸二水素カリウムＫＤＰ（ＫＨ₂ＰＯ₄）を用いると、直交する２つの光学軸（○で囲んだ１）、（○で囲んだ２）や結晶への電極を図１３のように配置し、直線偏光の入射光を光学軸に対し４５°の偏光角度で入射する。入射した光は２つの光学軸への射影成分がそれぞれ（○で囲んだ１）では屈折率：ｎ＋Δｎ（Ｖ）、（○で囲んだ２）では屈折率：ｎ－Δｎ（Ｖ）として影響を受け、（○で囲んだ１）－（○で囲んだ２）間で光の位相差を生じる。ここで、Δｎ（Ｖ）はΔｎが印可電圧Ｖにより決まることを意味する。すなわち、位相差量は印可する電圧Ｖに応じて調整され、出射光の偏光状態を図１３に示すように変えることができる。このように印可電圧で調整した電気光学素子４４を出射した光を次段の偏光ビームスプリッタ１３に投入することで、偏光ビームスプリッタ１３での光量分岐配分を自在にコントロールすることができる。

偏光方向切り換え機構４１の第３の例を図１４に示す。第３の例は、偏光方向切り換え機構４１として、液晶を用いた偏光方向切り換え器（液晶リターダー４５）を導入した光学系である。液晶部を液晶リターダー４５として構成することによりレーザー光の偏光状態を直線偏光、楕円偏光、円偏光と電気的に切り換えることが可能である。したがって、次段の偏光ビームスプリッタ１３にて信号光－参照光の光量分岐比を自在に制御することが可能である。この機能を用いて再生に適した信号光－参照光の光量配分と、記録に適した参照光最小の状態を必要に応じて選択し用いる。

また、液晶リターダー４５は図１５に示すように液晶たとえばネマティック液晶を透明電極（例えばＩＴＯ(Indium tin Oxide)）で挟み込んだ構造をし、光は透明電極に垂直な方向に入出射する。透明電極間に電圧がかかっていない場合には、図１５Ａに示すように、液晶分子が電極に平行な方向に揃って並び、入射光の偏光方向に対し強い光学異方性を生み出す。透明電極に電圧が印可されると、図１５Ｂに示すように、液晶分子が光の進行方向側に向くことにより光学異方性が低減する。ここでいう光学異方性は第２の例に記した電気光学素子４４の光学軸（○で囲んだ１）、（○で囲んだ２）の役割を担うので、液晶リターダー４５に印可する電圧を制御することにより電気光学素子４４と同様に直線偏光の入射光の偏光状態を変化させることができる。したがって、偏光ビームスプリッタ１３での光量分配比率を調整することができる。

「可変波長板の状態切り換え時のレーザーパワー制御の第１の例」
偏光方向切り換え機構４１によって偏光ビームスプリッタ１３に入射するレーザー光の偏光方向を切り換え、偏光ビームスプリッタ１３を透過する光と、偏光ビームスプリッタ１３で反射する光の光量バランスを切り換えると、レーザーダイオード１０の出射光量に対してディスクに到達するレーザー光量の比率、いわゆるカップリング効率が切り換え毎に変化する。切り換えを行ってもディスクへのレーザー光量を適切に届けるために、偏光方向切り換え機構４１を動作させるときのレーザーパワー管理が必要である。

管理方法の一つの手法として、図１６に示すように、レーザーダイオード１０の出射後の位置でレーザーパワーをビームスプリッタ５１、レンズ５３及び光検出部５４によってモニターし、偏光方向切り換え中のレーザーパワー管理を行う。ビームスプリッタ５１を通ったレーザー光が偏光方向切り換え機構４１を介して偏光ビームスプリッタ１３に入射される。偏光方向切り換え前後のカップリング効率をそれぞれ予め把握しておき、対物レンズ１５を出射後のレーザーパワーが所望の値になるように偏光方向切り換え中のパワーを切り替え動作に合わせてレーザーパワーを制御する。この場合は偏光方向切り換え動作がレーザーパワー制御に及ぼす外乱がないことが特徴となる。

「可変波長板の状態切り換え時のレーザーパワー制御の第２の例」
レーザーパワー管理方法の第２の手法として、図１７に示すように、偏光ビームスプリッタ１３と対物レンズ１５の間の位置で、ビームスプリッタ５５、レンズ５６及び光検出部５７によってレーザーパワーをモニターし、レーザーパワー管理を行う。第２の方式にて光検出部５７で検出されるレーザー光量は対物レンズ出射レーザーパワーを正確に反映するため、ディスクに届けるレーザーパワーの制御性が高い。なお、変更切り換え機構動作過程でレーザーパワーコントロールを行うサーボループが乱され、制御性を失うリスクがある。このリスクを回避するために後述する例に記載のシーケンスを導入することが好ましい。

「可変波長板の状態切り換え時のレーザーパワー制御の第３の例」
レーザーパワー管理方法の第３の手法として、図１８に示すように、レーザーダイオード１０の出射後の位置で、ビームスプリッタ５１、レンズ５３及び光検出部５４によってレーザーパワーをモニターし、且つ偏光ビームスプリッタ１３と対物レンズ１５の間の位置で、ビームスプリッタ５５、レンズ５６及び光検出部５７によってレーザーパワーをモニターすることでレーザーパワー管理を行う。

偏光方向切り換え動作中は第１の例のように、光検出部５４でレーザー出力パワーを制御し、偏光方向切り換え完了後に第２の例のように、ディスクに届けるパワーが所望のパワーになるように正確に制御する。この方法では偏光方向切り換え過程におけるレーザーパワー制御を安定に行い且つ偏光方向切り換え前後の対物レンズ出射後のパワーを正確に制御するメリットがある。

「参照光光量制御の例」
偏光方向切り換え機構４１はレーザーダイオード１０からのレーザーパワーを信号光と参照光に振り分けるにあたり、ディスクの信号再生時にはホモダイン検出系にて必要な信号光と参照光の光量比が得られ、信号記録時には記録パワーを優先するため最大限信号光側にパワーを振り分けるために導入する。ここで、電気光学素子４４を用いた偏光方向切り換え器又は液晶を用いた偏光方向切り換え器（液晶リターダー４５）を使用する上述した方法を使用する場合、偏光方向変化量を電気的に制御するため、光量を安定化させるためのパワー制御が必要になる。図１９に示すように参照光光量をミラー１９の裏側の光検出部６１によって検出し、参照光光量制御に用いる。ここでミラー１９はパワー制御に必要最小限の光透過率を有することを前提とする。

「フォーカスサーボ、トラッキングサーボ制御シーケンス」
フォーカスサーボ、トラッキングサーボはディスクからの戻り光である信号光を用いてフォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号を生成し、制御を行っている。偏光方向切り換え過程においては信号光光量が大幅に変動するため、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号が影響を受け、サーボの制御性が崩れ、対物レンズが暴れ、ディスク損傷やアクチュエータ損傷を起こすおそれがある。特に、第１の例のようにメカニカルな切り換えを行う場合には注意が必要である。

かかる問題を回避するために、偏光方向切り換え過程ではフォーカスサーボ、トラッキングサーボをオフするシーケンスを採用する。例えば信号再生モードから信号記録モードに切り替える場合のシーケンスでは、下記の処理を順次行うことで、メカニカルサーボ系の暴れを回避することができる。

ステップ１：フォーカスサーボ及びトラッキングサーボをＯＦＦする。
ステップ２：偏光方向を記録モードに切り替える。
ステップ３：サーボゲインを記録モードに変更する。ただし再生パワーでもフォーカスサーボ及びトラッキングサーボがＯＮできる設定にしておく。
ステップ４：フォーカスサーボをＯＮし、次にトラッキングサーボをＯＮし、そして、アドレスを検知し記録エリアへ移動する。
ステップ５：記録エリアの先頭から記録開始。半径位置調整、トラッキングサーボＯＮ 、記録再生位置への移動等の動作を行うこと。

＜３．変形例＞
以上、本技術の実施の形態について具体的に説明したが、上述の各実施の形態に限定されるものではなく、本技術の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。例えば、再生光学系は、図５又は図９に示す構成に限らず、例えば４種類の受光信号Ｉ～Ｌを得るために、ホモダイン検波光学系を使用しても良い。ホモダイン検波光学系は、ウォラストンプリズムを有しており、０度、９０度、１８０度、２７０度の各位相差を有する光を生成することができるものである。また、偏光方向切り換え機構によってパワー配分を変更する時に、光ディスク再生動作で稼働しているフォーカスサーボやトラッキングサーボを有効にしたまま配分変更を行うようにしてもよい。

また、上述の実施の形態の構成、方法、工程、形状、材料及び数値などは、本技術の主旨を逸脱しない限り、互いに組み合わせることが可能である。

１・・・光記録媒体、１０・・・レーザーダイオード、１３・・・偏光ビームスプリッタ、１５・・・対物レンズ、４１・・・偏光方向切り換え機構、４４・・・電気光学素子、４５・・・液晶リターダー

Claims (10)

1. レーザー光源から出射されたレーザー光を信号光と参照光に分岐させ、光記録媒体で反射された前記信号光及びミラーにより反射された前記参照光を合波する偏光ビームスプリッタと、
   前記偏光ビームスプリッタにより合波された光が与えられるホモダイン検出光学系と、 前記信号光及び前記参照光の配分を記録と再生で切り換える切り換え機構を備え、
   前記切り換え機構によってパワー配分を変更する時に、光ディスク再生動作で稼働しているフォーカスサーボやトラッキングサーボを有効にしたまま配分変更を行うことを特徴とする記録再生装置。
2. 前記切り換え機構は、前記レーザー光源から出射した直線偏光のレーザー光の偏光方向を記録と再生で切り換える偏光方向切り換え機構である請求項１に記載の記録再生装置。
3. 前記偏光方向切り換え機構は、複数の波長板を機械的に光路中に抜き差しして偏光方向を切り換えるようにした請求項２に記載の記録再生装置。
4. 前記偏光方向切り換え機構は、液晶の偏光特性を用いて電気的にレーザー光の偏光状態を切り換えるようにした請求項２に記載の記録再生装置。
5. 前記偏光方向切り換え機構は、電気光学素子の偏光特性を用いて電気的にレーザー光の偏光状態を切り換えるようにした請求項２に記載の記録再生装置。
6. 前記切り換え機構による切り換え時に、前記光記録媒体に届けるレーザーパワーを的確に制御するように、前記偏光ビームスプリッタより前段に光検出部を配置するようにした請求項１に記載の記録再生装置。
7. 前記切り換え機構による切り換え時に、前記光記録媒体に届けるレーザーパワーを的確に制御するように、前記偏光ビームスプリッタより後段に光検出部を配置するようにした請求項１に記載の記録再生装置。
8. 前記切り換え機構による切り換え時に、前記光記録媒体に届けるレーザーパワーを的確に制御するように、前記偏光ビームスプリッタより前段及び後段の両方に光検出部を配置するようにした請求項１に記載の記録再生装置。
9. 前記切り換え機構による切り換え時に、前記光記録媒体に届けるレーザーパワーを的確に制御するように、前記偏光ビームスプリッタより前記ミラー側に光検出部を配置するようにした請求項１に記載の記録再生装置。
10. 前記光検出部を前記ミラー部に設けるようにした請求項９に記載の記録再生装置。

Images