JPH11149657A - 情報記録再生装置および方法、並びに光学ピックアップ - Google Patents

情報記録再生装置および方法、並びに光学ピックアップ

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JPH11149657A
JPH11149657A JP9313292A JP31329297A JPH11149657A JP H11149657 A JPH11149657 A JP H11149657A JP 9313292 A JP9313292 A JP 9313292A JP 31329297 A JP31329297 A JP 31329297A JP H11149657 A JPH11149657 A JP H11149657A
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light
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recording
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JP9313292A
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Masaisa Yamazaki
雅功 山崎
Junichi Suzuki
潤一 鈴木
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 DVD再生用光学系を用いてCD−Rに情報
を記録することにより、情報記録再生装置の小型化、低
コスト化を可能にする。 【解決手段】 レーザチップ21Aは、波長λ1のレー
ザ光を発生する。レーザチップ21Bは、波長λ2のレ
ーザ光を発生する。HOE26は、ミラー25から入射
したレーザ光の波長がλ1である場合、そのレーザ光を
透過し、対物レンズ27に入射させる。また、HOE2
6は、ミラー25を介して光軸外から入射したレーザ光
の波長が第2の波長λ2である場合、球面収差とコマ収
差を補正する。対物レンズ27は、HOE26から入射
したレーザ光を光ディスクの記録面に回折限界まで集束
させる。PD29は、反射光を電気信号に変換し、演算
装置に出力する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、情報記録再生装置
および方法、並びに光学ピックアップに関し、特に、第
1の波長の光と第2の波長の光を用いて、それぞれ異な
る記録媒体に対して、情報を記録または再生する場合
に、より小型化できるようにした情報記録再生装置およ
び方法、並びに光学ピックアップに関する。
【0002】
【従来の技術】光を利用して情報を記録または再生する
記録媒体として、CD、CD−ROM、CD−Rなどの
光ディスクが普及しているが、最近では、その他に、大
容量のデータを記録することが可能なDVD(Digital
Versatile Disc)などの新たな記録媒体が普及しつつあ
る。
【0003】このような光ディスクからデジタル情報を
読み出す場合、レーザ光を記録媒体に集光し、記録媒体
からの反射光を検出し、反射光のレベルを2値データに
変換する。
【0004】高密度の光ディスクにおいては、短波長の
レーザ光を利用し(例えば、CDを再生する場合、波長
λはλ=780nmとされ、より高密度にデータが記録さ
れているDVDを再生する場合、λ=635乃至650
nmとされる)、開口数(NA)の大きい(例えば、CD
を再生する場合、NA=0.45とされ、DVDを再生
する場合、NA=0.6とされる)対物レンズを使用し
てレーザ光をより狭い範囲に集束させ、その反射光を受
光して、記録されている情報を再生する。
【0005】そのような開口数(NA)の大きい対物レ
ンズを使用すると、光ディスクの傾き(スキュー)に起
因して、反射光における収差量が増大するため、DVD
ではCDにおける場合より基板を薄く設計し(CDの基
板の厚さが1.2mmであるのに対して、DVDでは0.
6mmである)、反射光における収差量を低減している。
【0006】以上のような、対物レンズのNAとレーザ
光の波長λの値に応じて規定される集光スポットのサイ
ズ(λ/NAに比例する)の違い、および、光ディスク
の基板の厚さに応じて生じる球面収差の量の違いによ
り、従来のCDに記録されている情報を読み出す光学系
を、そのまま、DVDの再生に利用することは困難であ
り、その逆に、DVD用に設計した光学系をCDの再生
にそのまま利用することも困難である。
【0007】しかしながら、今後、CDなどの従来の光
ディスクと、DVDなどの高密度の光ディスクは共存し
ていくものと考えられるので、それらの光ディスクを再
生する場合、光ディスクの種類毎に専用の再生装置を用
意しなければならないとすれば不便である。
【0008】そこで、このような記録密度と基板の厚さ
が異なる複数の光ディスクを1つの装置で再生すること
ができるように、DVD再生用光学系とCD再生用光学
系の2つの独立した光学系を備えたDVD・CD両用光
学ピックアップが存在する。
【0009】このDVD・CD両用光学ピックアップに
ついて、図19を参照して説明する。DVDを再生する
場合、DVD再生用光学系において、レーザチップ21
Aは、650nmの波長のレーザ光をビームスプリッタ
(BS)23に向けて出射する。ビームスプリッタ23
は、レーザチップ21Aから入射されたレーザ光を反射
し、コリメータレンズ24に入射させる。コリメータレ
ンズ24は、入射された発散光を平行光に変換し、ミラ
ー25−1に入射させる。ミラー25−1は、入射され
たレーザ光を反射し、対物レンズ27−1に入射させ
る。対物レンズ27−1は、入射されたレーザ光を光デ
ィスク10A(DVD)上に集光し、光スポットを形成
する。
【0010】光ディスク10A(DVD)からの反射光
は、対物レンズ27−1を透過して平行光となり、ミラ
ー25−1で反射され、コリメータレンズ24で集束光
に変換されてビームスプリッタ23に入射される。ビー
ムスプリッタ23は、入射したレーザ光にフォーカス制
御用の非点収差を与え、フォトディテクタ(PD)2A
に入射させる。フォトディテクタ29Aは、入射された
レーザ光を電気信号に変換する。
【0011】一方、CDを再生する場合、CD再生用光
学系において、図20に示すように、レーザカプラ51
に内蔵されるレーザチップ21Bは、780nmの波長の
レーザ光をマイクロプリズム61の面61Aに向けて出
射する。面61Aは、入射したレーザ光を反射し、ミラ
ー25−2に入射させる。ミラー25−2は、入射した
レーザ光を反射し、対物レンズ27−2に入射させる。
対物レンズ27−2は、入射したレーザ光を光ディスク
10B(CD)上に集光し、光スポットを形成する。
【0012】光ディスク10B(CD)からの反射光
は、対物レンズ27−2を透過し、ミラー25−2で反
射されて、レーザカプラ51に入射される。入射された
レーザ光は、マイクロプリズム61の面61Aを透過
し、マイクロプリズム61の底面に配置されているフォ
トディテクタ62−1上に照射される。また、一部のレ
ーザ光は、フォトディテクタ62−1で反射され、マイ
クロプリズム61の上面61Bの結像点で結像される。
この結像点は、発光点としてのレーザチップ21Bと共
役な関係の位置にある。そして、結像点で反射されたレ
ーザ光が、さらにマイクロプリズム61の底面に設けら
れているもう1つのフォトディテクタ62−2に入射さ
れる。フォトディテクタ62−1,62−2は、入射さ
れたレーザ光を、検出し、フォーカスサーボ、およびト
ラッキングサーボの各エラー信号、RF信号等の算出に
使われる電気信号に変換する。
【0013】ところで、このDVD・CD両用光学ピッ
クアップを用いて、CD−Rを再生することはできる
が、CD−Rに情報を記録することはできない。なぜな
らば、CD−Rに情報を記録するためには、CD−R上
において、記録出力として10乃至15mWのレーザ光が
必要であるが、レーザカプラ51に内蔵されるレーザチ
ップ21Bは、低出力レーザであり、CD−R上におい
て10乃至15mWの記録出力を確保できないからであ
る。
【0014】そこで、レーザチップ21Bを高出力レー
ザに変更することにより、CD−Rに情報を記録する方
法が考えられるが、実際には以下の理由により、この方
法は実現不可能である。
【0015】(1)式に示すように、デフォーカスのば
らつきは、レーザカプラ51の製造誤差と光学倍率から
決定される。また、(2)式に示すように、フォーカス
サーボの引き込み範囲は、光学倍率、マイクロプリズム
61の形状および材質(屈折率)から決定される。
【0016】 デフォーカスのばらつき=レーザカプラ51の製造誤差/光学倍率2 ・・(1) フォーカス引き込み範囲=PD1,PD2の光路長/光学倍率2/2 ・・(2) PD1,PD2の光路長=2h×cosθ/n ・・(3)
【0017】ここで、hはマイクロプリズム61の高さ
を表わし、θはマイクロプリズム61の面61B上の結
像点とPD62−1またはPD62−2を結ぶ線と、P
D62−1またはPD62−2上の垂線とのなす角度を
表わし、nはマイクロプリズム61の屈折率を表してい
る。
【0018】CD再生光学系においては、開口数NAは
0.45に設定され、光学倍率は5倍に設定されている
ので、デフォーカスのばらつき、およびフォーカス引き
込み範囲は、次のようになる。
【0019】デフォーカスのばらつき=約0.4μmフ
ォーカス引き込み範囲=約15μmただし、レーザカプ
ラ51の製造誤差は約10μm程度とする。
【0020】これらデフォーカスのばらつき、およびフ
ォーカス引き込み範囲の値は、CDを再生するには、充
分に満足できる値である。
【0021】一方、CD−Rに情報を記録する場合、高
出力レーザを使用したとしても、CD−R上において1
0乃至15mWの記録出力を確保するためには、光学倍
率を3倍程度まで小さくしなければならない。したがっ
て、デフォーカスのばらつき、およびフォーカス引き込
み範囲は、次のようになる。
【0022】デフォーカスのばらつき=約1.1μm フォーカス引き込み範囲=約40μm
【0023】これらデフォーカスのばらつき、およびフ
ォーカス引き込み範囲の値は、CD−Rに情報を記録す
る装置としては成立しない程大きい値である。
【0024】
【発明が解決しようとする課題】このように、図19に
示したDVD・CD両用光学ピックアップでは、DVD
再生用光学系とCD再生用光学系の2つの独立した光学
系を備えているので、省スペース化、および低コスト化
が困難である課題があった。
【0025】また、このDVD・CD両用光学ピックア
ップでは、レーザカプラ51に内蔵されるレーザチップ
21Bに高出力レーザを採用しても、CD−Rに情報を
記録することは困難である課題があった。
【0026】本発明は、このような状況に鑑みてなされ
たものであり、DVD再生用光学系とCD再生用光学系
の両方を用いてCD−Rに情報を記録することにより、
情報記録再生装置の小型化、低コスト化を可能にするよ
うにする。
【0027】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の情報記
録再生装置は、第1の長さの波長の光または第2の長さ
の波長の光を、第1の記録媒体または第2の記録媒体に
集束して照射する集束手段と、集束手段の光軸上に配置
され、第1の長さの波長の光を発生する第1の発生手段
と、集束手段の光軸外に配置され、第2の長さの波長の
光を発生する第2の発生手段と、第2の長さの波長の光
のコマ収差と球面収差を補正するとともに、第2の記録
媒体上において、第1の長さの波長の光のスポットが第
2の長さの波長の光のスポットより先行するように、第
1の長さの波長の光と第2の長さの波長の光を合成する
合成手段と、第1の記録媒体により反射された第1の長
さの波長の光を受光する第1の受光手段と、第2の記録
媒体により反射された第2の長さの波長の光を受光する
第2の受光手段と、第1の記録媒体に記録されている情
報を再生するとき第1の波長の光を発生させ、第2の記
録媒体に記録されている情報を再生するとき第2の波長
の光を発生させ、かつ、第2の記録媒体に情報を記録す
るとき、第1の波長の光と第2の波長の光の両方を発生
させるように、第1の発生手段と第2の発生手段を制御
する制御手段とを備えることを特徴とする。
【0028】請求項7に記載の情報記録再生方法は、第
1の長さの波長の光を発生する第1の発生部を、集束部
の光軸上に配置する第1配置ステップと、第2の長さの
波長の光を発生する第2の発生部を、集束部の光軸外に
配置する第2配置ステップと、第2の長さの波長の光の
コマ収差と球面収差を補正するとともに、第2の記録媒
体上において、第1の長さの波長の光のスポットが第2
の長さの波長の光のスポットより先行するように、第1
の長さの波長の光と第2の長さの波長の光を合成する合
成ステップと、第1の記録媒体により反射された第1の
長さの波長の光を受光する第1の受光ステップと、第2
の記録媒体により反射された第2の長さの波長の光を受
光する第2の受光ステップと、第1の記録媒体に記録さ
れている情報を再生するとき第1の波長の光を発生さ
せ、第2の記録媒体に記録されている情報を再生すると
き第2の波長の光を発生させ、かつ、第2の記録媒体に
情報を記録するとき、第1の波長の光と第2の波長の光
の両方を発生させるように、第1の発生部と第2の発生
部を制御する制御ステップとを備えることを特徴とす
る。
【0029】請求項8に記載の光学ピックアップは、第
1の長さの波長の光または第2の長さの波長の光を、第
1の記録媒体または第2の記録媒体に集束して照射する
集束手段と、集束手段の光軸上に配置され、第1の長さ
の波長の光を発生する第1の発生手段と、集束手段の光
軸外に配置され、第2の長さの波長の光を発生する第2
の発生手段と、第2の長さの波長の光のコマ収差と球面
収差を補正するとともに、第2の記録媒体上において、
第1の長さの波長の光のスポットが第2の長さの波長の
光のスポットより先行するように、第1の長さの波長の
光と第2の長さの波長の光を合成する合成手段と、第1
の記録媒体により反射された第1の長さの波長の光を受
光する第1の受光手段と、第2の記録媒体により反射さ
れた第2の長さの波長の光を受光する第2の受光手段と
を備えることを特徴とする。
【0030】請求項1に記載の情報記録再生装置におい
ては、集束手段が、第1の長さの波長の光または第2の
長さの波長の光を、第1の記録媒体または第2の記録媒
体に集束して照射し、第1の発生手段が、集束手段の光
軸上に配置され、第1の長さの波長の光を発生し、第2
の発生手段が、集束手段の光軸外に配置され、第2の長
さの波長の光を発生し、合成手段が、第2の長さの波長
の光のコマ収差と球面収差を補正するとともに、第2の
記録媒体上において、第1の長さの波長の光のスポット
が第2の長さの波長の光のスポットより先行するよう
に、第1の長さの波長の光と第2の長さの波長の光を合
成し、第1の受光手段が、第1の記録媒体により反射さ
れた第1の長さの波長の光を受光し、第2の受光手段
が、第2の記録媒体により反射された第2の長さの波長
の光を受光し、制御手段が、第1の記録媒体に記録され
ている情報を再生するとき第1の波長の光を発生させ、
第2の記録媒体に記録されている情報を再生するとき第
2の波長の光を発生させ、かつ、第2の記録媒体に情報
を記録するとき、第1の波長の光と第2の波長の光の両
方を発生させるように、第1の発生手段と第2の発生手
段を制御する。
【0031】請求項7に記載の情報記録再生方法におい
ては、第1配置ステップで、第1の長さの波長の光を発
生する第1の発生部を、集束部の光軸上に配置し、第2
配置ステップで、第2の長さの波長の光を発生する第2
の発生部を、集束部の光軸外に配置し、合成ステップ
が、第2の長さの波長の光のコマ収差と球面収差を補正
するとともに、第2の記録媒体上において、第1の長さ
の波長の光のスポットが第2の長さの波長の光のスポッ
トより先行するように、第1の長さの波長の光と第2の
長さの波長の光を合成し、第1の受光ステップで、第1
の記録媒体により反射された第1の長さの波長の光を受
光し、第2の受光ステップで、第2の記録媒体により反
射された第2の長さの波長の光を受光し、制御ステップ
で、第1の記録媒体に記録されている情報を再生すると
き第1の波長の光を発生させ、第2の記録媒体に記録さ
れている情報を再生するとき第2の波長の光を発生さ
せ、かつ、第2の記録媒体に情報を記録するとき、第1
の波長の光と第2の波長の光の両方を発生させるよう
に、第1の発生部と第2の発生部を制御する。
【0032】請求項8に記載の光学ピックアップにおい
ては、集束手段が、第1の長さの波長の光または第2の
長さの波長の光を、第1の記録媒体または第2の記録媒
体に集束して照射し、第1の発生手段が、集束手段の光
軸上に配置され、第1の長さの波長の光を発生し、第2
の発生手段が、集束手段の光軸外に配置され、第2の長
さの波長の光を発生し、合成手段が、第2の長さの波長
の光のコマ収差と球面収差を補正するとともに、第2の
記録媒体上において、第1の長さの波長の光のスポット
が第2の長さの波長の光のスポットより先行するよう
に、第1の長さの波長の光と第2の長さの波長の光を合
成し、第1の受光手段が、第1の記録媒体により反射さ
れた第1の長さの波長の光を受光し、第2の受光手段
が、第2の記録媒体により反射された第2の長さの波長
の光を受光する。
【0033】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を説明
するが、特許請求の範囲に記載の発明の各手段と以下の
実施の形態との対応関係を明らかにするために、各手段
の後の括弧内に、対応する実施の形態(但し一例)を付
加して本発明の特徴を記述すると、次のようになる。
【0034】すなわち、請求項1に記載の情報記録再生
装置は、第1の長さの波長の光または第2の長さの波長
の光を、第1の記録媒体または第2の記録媒体に集束し
て照射する集束手段(例えば、図2の対物レンズ27)
と、集束手段の光軸上に配置され、第1の長さの波長の
光を発生する第1の発生手段(例えば、図2のレーザチ
ップ21A)と、集束手段の光軸外に配置され、第2の
長さの波長の光を発生する第2の発生手段(例えば、図
2のレーザチップ21B)と、第2の長さの波長の光の
コマ収差と球面収差を補正するとともに、第2の記録媒
体上において、第1の長さの波長の光のスポットが第2
の長さの波長の光のスポットより先行するように、第1
の長さの波長の光と第2の長さの波長の光を合成する合
成手段(例えば、図2のホログラフィック光学素子2
6)と、第1の記録媒体により反射された第1の長さの
波長の光を受光する第1の受光手段(例えば、図4のフ
ォトディテクタ29A)と、第2の記録媒体により反射
された第2の長さの波長の光を受光する第2の受光手段
(例えば、図4のフォトディテクタ29B)と、第1の
記録媒体に記録されている情報を再生するとき第1の波
長の光を発生させ、第2の記録媒体に記録されている情
報を再生するとき第2の波長の光を発生させ、かつ、第
2の記録媒体に情報を記録するとき、第1の波長の光と
第2の波長の光の両方を発生させるように、第1の発生
手段と第2の発生手段を制御する制御手段(例えば、図
1の制御回路4)とを備えることを特徴とする。
【0035】また、請求項8に記載の光学ピックアップ
は、第1の長さの波長の光または第2の長さの波長の光
を、第1の記録媒体または第2の記録媒体に集束して照
射する集束手段(例えば、図2の対物レンズ27)と、
集束手段の光軸上に配置され、第1の長さの波長の光を
発生する第1の発生手段(例えば、図2のレーザチップ
21A)と、集束手段の光軸外に配置され、第2の長さ
の波長の光を発生する第2の発生手段(例えば、図2の
レーザチップ21B)と、第2の長さの波長の光のコマ
収差と球面収差を補正するとともに、第2の記録媒体上
において、第1の長さの波長の光のスポットが第2の長
さの波長の光のスポットより先行するように、第1の長
さの波長の光と第2の長さの波長の光を合成する合成手
段(例えば、図2のホログラフィック光学素子26)
と、第1の記録媒体により反射された第1の長さの波長
の光を受光する第1の受光手段(例えば、図4のフォト
ディテクタ29A)と、第2の記録媒体により反射され
た第2の長さの波長の光を受光する第2の受光手段(例
えば、図4のフォトディテクタ29B)とを備えること
を特徴とする。
【0036】但し勿論この記載は、各手段を記載したも
のに限定することを意味するものではない。
【0037】本発明を適用した情報記録再生装置の構成
について、図1を参照して説明する。この情報記録再生
装置において、光学ピックアップ部1は、2つの放射光
源(図2のレーザチップ21A,21B)のうちの一
方、または両方から所定の波長のレーザ光を発生し、光
学系(後述)を介して、光ディスク10A(例えばDV
D)または光ディスク10B(例えばCD)上にスポッ
トを形成し、光ディスク10A,10Bからの反射光
を、複数の受光部を有するフォトディテクタ(PD)2
9(図2)で検出し、各受光部の出力信号をPD出力信
号として演算回路2に出力するようになされている。
【0038】演算回路2は、PD出力信号(各受光部の
信号)から、情報再生用のデータ検出信号(RF信
号)、アスティグマ法により光軸方向における対物レン
ズ27(図2)のフォーカスのずれを示すフォーカスエ
ラー信号を算出するとともに、DPD(Differential Ph
ase Detection)法により光ディスクの半径方向のトラッ
キングのずれを示すトラッキングエラー信号を算出し、
データ検出信号を再生回路3に出力し、フォーカスエラ
ー信号およびトラッキングエラー信号を制御回路4に出
力するようになされている。
【0039】再生回路3は、演算回路2より供給された
データ検出信号をイコライズした後、2値化し、さら
に、エラー訂正しながら復調した信号を、再生信号とし
て、所定の装置(図示せず)に出力するようになされて
いる。
【0040】制御回路4は、演算回路2より供給された
フォーカスエラー信号に応じてフォーカスサーボ用アク
チュエータ6を制御し、光学ピックアップ部1の対物レ
ンズ27(図2)を光軸方向に移動させ、フォーカスを
調整し、演算回路2より供給されたトラッキングエラー
信号に応じてトラッキングサーボ用アクチュエータ7を
制御し、対物レンズ27をを光ディスク10A,10B
の半径方向に移動させ、トラッキングを調整するように
なされている。
【0041】制御回路4は、光源切り換え用回路8を制
御し、光ディスク10A(DVD)を再生するときは、
レーザチップ21Aから、第1の長さ(630nm乃至6
50nmのうちの例えば650nm)の波長λ1のレーザ光
を発生させ、光ディスク10B(CD)を再生するとき
は、レーザチップ21Bから、第2の長さ(例えば78
0nm)の波長λ2のレーザ光を発生させ、光ディスク1
0B(CD−R)に情報を記録するときは、レーザチッ
プ21A,21Bの両方からレーザ光を発生させるよう
になされている。
【0042】また、制御回路4は、モータ9を制御し、
光ディスク10A,10Bを所定の速度で回転させるよ
うになされている。
【0043】なお、制御回路4は、入力装置5からユー
ザによる操作に応じた信号を受け取ると、その信号に応
じて、各回路を制御するようになされている。
【0044】次に光学ピックアップ部1の構成につい
て、図2を参照して説明する。なお、この図において、
実線は、光ディスク10Aの再生時における光路を示
し、点線は、光ディスク10Bの再生時の光路を示して
いる。
【0045】複合レーザダイオード21は、レーザチッ
プ21Aとレーザチップ21Bを有しており、第1の波
長λ1(650nm)のレーザ光を発生するレーザチップ
21Aは、対物レンズ27の光軸上に配置されており、
第2の波長λ2(780nm)のレーザ光を発生するレー
ザチップ21Bは、対物レンズ27の光軸外に配置され
ている。対物レンズ27の光軸上に配置されているレー
ザチップ21Aは、第1の波長λ1のレーザ光をビーム
スプリッタ(BS)23に入射させるようになされてい
る。
【0046】対物レンズ27の光軸外に配置されている
レーザチップ21Bは、第2の波長λ2のレーザ光をグ
レーティング22に向けて出射するようになされてい
る。グレーティング22は、レーザチップ21Bからの
レーザ光を、実質的に所定の本数(例えば3本)に分割
し、それらのレーザ光をビームスプリッタ23に入射さ
せるようになされている。
【0047】BS23は、グレーティング22またはレ
ーザチップ21Aからのレーザ光を透過させ、コリメー
タレンズ24に入射させるとともに、コリメータレンズ
24より入射したレーザ光(光ディスク10A,10B
からの反射光)を反射し、マルチレンズ28を介してフ
ォトディテクタ(PD)29に入射させるようになされ
ている。
【0048】コリメータレンズ24は、BS23からの
発散するレーザ光を平行光線に整え、ミラー25に入射
させるとともに、ミラー25から入射した平行光線(反
射光)を集束光に変換し、BS23に入射させるような
されている。
【0049】ミラー25は、コリメータレンズ24から
入射したレーザ光を反射し、ホログラフィック光学素子
(HOE)26に入射させるとともに、ホログラフィッ
ク光学素子26から入射した光ディスク10A,10B
からの反射光を反射し、コリメータレンズ24に入射さ
せるようになされている。
【0050】HOE26は、コリメータレンズ24から
入射したレーザ光の波長が第1の波長λ1である場合、
そのレーザ光を実質的に回折させずにそのまま(0次回
折光として)透過し、対物レンズ27に入射させるよう
になされている。対物レンズ27は、入射された波長λ
1のレーザ光を光ディスク10Aの記録面に、その基板
を介して集光する。対物レンズ27は、光ディスク10
Aの記録面に対して、その基板を介してレーザ光を集光
したとき、最適な光スポットを形成するようにそのNA
やパワーなどの設計が行われている。
【0051】また、HOE26は、コリメータレンズ2
4からミラー25を介して光軸外から入射したレーザ光
の−1次回折光(+1次回折光でもよい)を対物レンズ
27の光軸上に案内(合成)する。このとき特別の処置
を施さないと、コマ収差が発生してしまう。そこで、H
OE26は、このコマ収差を相殺するように最適化がな
されている。このため、HOE26は、図3に示すよう
に、その輪帯が同心円状ではあるが、偏心した状態で形
成されている。
【0052】さらに、HOE26は、対物レンズ27か
ら入射したレーザ光(反射光)の波長が第2の波長λ2
である場合、光ディスク10Bの基板の厚さと、光ディ
スク10Aの基板の厚さとの差に起因する球面収差を補
正する角度だけ回折させた−1次回折光を、また、入射
したレーザ光(反射光)の波長が第1の波長λ1である
場合、そのレーザ光を実質的に回折させずにそのまま
(0次回折光として)透過し、それぞれ、ミラー25を
介してコリメータレンズ24に入射させるようになされ
ている。
【0053】対物レンズ27は、HOE26で回折した
レーザ光を光ディスク10A,10Bの記録面(情報記
録層)に回折限界まで集束させるようになされている。
また、対物レンズ27は、光ディスク10A,10Bで
反射したレーザ光をHOE26に入射させるようになさ
れている。
【0054】なお、対物レンズ27は、例えば0.6mm
の厚さの基板を有する光ディスク10Aに対して最適化
が行われており、光ディスク10Aと異なる、例えば
1.2mmの厚さの基板を有する光ディスク10Bにその
まま−1次回折光を集光すると、球面収差が発生する。
そこで、HOE26は、この基板の厚さの差に応じて発
生する球面収差もキャンセルするように最適化されてい
る。
【0055】マルチレンズ28は、BS23より入射さ
れたレーザ光にフォーカス制御のための非点収差を与
え、フォトディテクタ29に入射させる。フォトディテ
クタ(PD)29は、複数の受光部を有し、各受光部に
おいて、光ディスク10A,10Bで反射して上述の光
学系を介して入射した反射光を電気信号に変換し、その
電気信号をPD出力信号として演算回路2に出力するよ
うになされている。
【0056】フォトディテクタ29は、図4に示すよう
なパターンの受光素子を有しており、DVD用の(波長
λ1の)反射光を受光するフォトディテクタ29Aと、
CD用の(波長λ2の)反射光を受光するフォトディテ
クタ29Bとにより構成されている。
【0057】DVD再生時には、そのトラッキングは、
Differential Phase Detection(DPD)法により行われ、
かつ、フォーカス制御は、非点収差法により行われるた
め、受光素子31が受光素子31A乃至31Dに4分割
されている。演算回路2は、受光素子31Aと31Cの
出力の和(A+C)と、受光素子31Bと31Dの出力
の和(B+D)の差((A+C)−(B+D))を演算
し、フォーカスエラー信号を生成する。また、受光素子
31Aと31Bの和(A+B)と、受光素子31Cと3
1Dの和(C+D)が求められ、さらにそれらの和
((A+B)+(C+D))と差((A+B)−(C+
D))の位相差からトラッキングエラー信号が生成され
る。
【0058】これに対して、CD再生時、そのトラッキ
ングは、いわゆる3ビーム法により行われるようになさ
れているので、フォトディテクタ29Bは、基本的に、
受光素子32,33,34により構成されている。演算
回路2は、受光素子32の出力と受光素子33の出力の
差からトラッキングエラー信号を演算する。また、受光
素子34は、受光素子34A乃至34Dに4分割されて
おり、非点収差法に基づくフォーカス制御を行うため、
演算回路2は、受光素子34Aと34Cの出力の和(A
+C)と、受光素子34Bと34Dの出力の和(B+
D)の差((A+C)−(B+D))から、フォーカス
エラー信号を演算する。
【0059】さらに、演算回路2は、DVDのデータ検
出信号は、受光素子31A乃至31Dの出力の和(A+
B+C+D)から求め、CDのデータ検出信号は、受光
素子34A乃至34Dの出力の和(A+B+C+D)か
ら求める。
【0060】なお、光ディスク10A(DVD)を再生
する場合、レーザチップ21Aより出射されたレーザ光
が作る光スポット(先行スポット)だけが形成され(図
7を参照して後述する)、また、光ディスク10B(C
D)を再生する場合、レーザチップ21Bより出射され
たレーザ光が作る光スポット(後行スポット)だけが形
成される(図9を参照して後述する)。
【0061】これに対し、光ディスク10B(CD−
R)に情報を記録する場合、光ディスク10B(CD−
R)上においては、レーザチップ21Aより出射された
レーザ光が作る光スポット(先行スポット)と、レーザ
チップ21Bより出射されたレーザ光が作る光スポット
(後行スポット)の両方の光スポットが形成され、先行
スポットは、後行スポットと同一トラック上の先行する
位置に配置される(図11を参照して後述する)。
【0062】次に、この情報記録再生装置のDVD再生
処理の動作について、図5のフローチャートを参照して
説明する。ステップS1において、ユーザが入力装置5
を操作して、DVD10Aの再生を指令すると、制御回
路4は、光源切り換え用回路8を制御し、レーザチップ
21Aを駆動させる。ステップS2において、レーザチ
ップ21Aは、波長が650nmであるレーザ光を発生す
る。このレーザ光は、BS23を介して、コリメータレ
ンズ24に入射され、平行光に変換される。コリメータ
レンズ24は、このレーザ光をミラー25を介して、H
OE26に入射する。
【0063】上述したように、HOE26は、入射光の
殆ど(90%)をそのまま透過する。すなわち、図6に
示すように、90%の0次回折光を出射する。対物レン
ズ27は、入射されたレーザ光を集束し、図7に示すよ
うに、DVD10A上に光スポット(先行スポット)を
形成する。対物レンズ27は、0.6mmの厚さの基板を
介して、この0次回折光がDVD10Aの記録面に照射
されたとき発生する球面収差を補正するように適正化さ
れている。従って、DVD10Aの記録面には、ほぼ回
折限界まで集光された良好な光スポットが形成される。
【0064】DVD10Aの記録面で反射されたレーザ
光は、対物レンズ27により集光され、平行光としてH
OE26に入射される。HOE26においては、図6に
示すように、入射されたレーザ光を実質的にそのまま通
過させる。すなわち、0次回折光を出射する。ここで
も、90%の回折効率であるため、入射光と反射光の2
回の回折のため、戻り光のエネルギーは、入射光のエネ
ルギーの約80%(=0.9×0.9×100%)とな
る。
【0065】この戻り光は、ミラー25を介して、コリ
メータレンズ24により集束され、BS23に入射され
る。BS23は、入射された光を反射し、マルチレンズ
28に出射する。マルチレンズ28は、入射されたレー
ザ光に非点収差を与えて、フォトディテクタ29に入射
させる。
【0066】ステップS3において、フォトディテクタ
29においては、DVD10Aより反射されて戻ってき
たレーザ光が、ホトディテクタ29Aで受光される。ス
テップS4において、演算回路2は、受光素子31Aと
31Cの出力の和と、受光素子31Bと31Dの出力の
和の差((A+C)−(B+D))から、フォーカスエ
ラー信号を生成する。また、それぞれの出力の和((A
+B)+(C+D))と差((A+B)−(C+D))
の位相差から、トラッキングエラー信号が生成される。
さらに、受光素子31A乃至31Dの出力の和(A+B
+C+D)からデータ検出信号が生成される。制御回路
4は、演算回路2より供給されたフォーカスエラー信号
とトラッキングエラー信号に対応して、それぞれフォー
カスサーボ用アクチュエータ6とトラッキングサーボ用
アクチュエータ7を制御し、フォーカスサーボとトラッ
キングサーボを制御する。また、データ検出信号は、再
生回路3に入力され、復調された後、再生信号として図
示せぬ回路に出力される。
【0067】次に、この情報記録再生装置のCD再生処
理の動作について、DVD再生処理と同じ図5のフロー
チャートを参照して説明する。ステップS1において、
ユーザが、入力装置5を制御して、CD10Bの再生を
指令すると、制御回路4は、光源切り換え用回路8を制
御し、レーザチップ21Bを駆動する。ステップS2に
おいて、レーザチップ21Bは、波長が780nmである
レーザ光を出射する。このレーザ光は、グレーティング
22に入射され、実質的に3本のレーザ光に分割される
(3ビーム法によるトラッキング制御のため)。そし
て、この3本のレーザ光は、BS23、コリメータレン
ズ24、およびミラー25を介して、HOE26に入射
される。
【0068】ところで、レーザチップ21Bは、対物レ
ンズ27の光軸外に配置されているので、このレーザ光
は、HOE26に光軸外から入射される。そこで、HO
E26は、図8(A)に示すように、入射されたレーザ
光を回折し、入射光の約70%のエネルギーの−1次回
折光を光軸上(ただし、後行スポットを形成するよう
に、光ディスク10Bの回転方向の後方に若干ずらし
て)に出射する。
【0069】この−1次回折光は、図9に示すように、
対物レンズ27により集束され、1.2mmの厚さを有す
る基板を介して、CD10Bの情報記録面上に集束さ
れ、光スポット(後行スポット)が形成される。対物レ
ンズ27は、厚さが0.6mmの基板を有するDVD10
Aを再生する場合に、球面収差が相殺されるように最適
化が行われている。従って、1.2mmの厚さの基板を有
するCD10Bを再生する場合、球面収差が発生してし
まう。そこで、HOE26は、この球面収差も補正する
ように設計されている。また、HOE26は、光軸外か
ら入射されてきた光を、光軸上の光として出射する場合
に発生するコマ収差を補正するように設計されている。
従って、CD10Bの情報記録面上には、レーザ光が、
その回折限界まで集光され、最適な光スポットが形成さ
れる。
【0070】CD10Bの情報記録面で反射されたレー
ザ光は、対物レンズ27により集光され、HOE26に
入射される。図8(B)に示すように、HOE26にお
いては、CD10Bの情報記録面上のデータにより変調
されたレーザ光が回折され、−1次回折光として再び光
軸外に出射される。この場合にも、−1次回折光は、C
D10Bから入射された反射光の約70%のエネルギー
のものとなるから、結局、レーザチップ21Bより出射
されたレーザ光のエネルギーの約49%(=0.7×
0.7×100%)が利用されることになる。
【0071】HOE26より出射されたレーザ光は、光
軸外の光路上をミラー25を介して、コリメータレンズ
24に入射され、集束された後、BS23に入射され、
そこで反射され、マルチレンズ28に入射される。さら
に、マルチレンズ28で非点収差が与えられたレーザ光
は、フォトディテクタ29に入射される。
【0072】ステップS3において、このレーザ光が、
フォトディテクタ29Bで受光される。グレーティング
22で3本に分割されたレーザ光のうち、中央のレーザ
光の反射光は、受光素子34で受光され、その前後に配
置されている2つのレーザ光の反射光は、受光素子32
と受光素子33で、それぞれ受光される。ステップS4
において、演算回路2は、受光素子32の出力と33の
出力の差からトラッキングエラー信号を生成し、受光素
子34Aの出力と34Cの出力の和と、受光素子34B
と34Dの出力の和の差から、フォーカスエラー信号を
生成する。また、受光素子34A乃至34Dの出力の和
から、データ検出信号を生成する。制御回路4は、演算
回路2より供給されたフォーカスエラー信号とトラッキ
ングエラー信号に対応して、それぞれフォーカスサーボ
用アクチュエータ6とトラッキングサーボ用アクチュエ
ータ7を制御し、フォーカスサーボとトラッキングサー
ボを制御する。また、データ検出信号は、再生回路3に
入力され、復調された後、再生信号として図示せぬ回路
に出力される。
【0073】次に、この情報記録再生装置のCD−R記
録処理の動作について、図10を参照して説明する。ス
テップS21において、ユーザが、入力装置5を制御し
て、光ディスク(CD−R)10Bへの記録を指令する
と、制御回路4は、光源切り換え用回路8を制御し、レ
ーザチップ21A,21Bの両方を駆動する。ステップ
S22において、入力装置5は、記録する情報を受け付
け、その情報を制御回路4に出力する。
【0074】ステップS23において、レーザチップ2
1Aは、波長が650nmであるレーザ光を記録する情報
に対応してパルス発光し、上述したDVD10A再生処
理と同様の光学系を介して、図11に示すように、CD
−R10B上に先行スポットを形成し、CD−R10B
の記録層にピットを記録する。
【0075】ここで、レーザチップ21Aの記録出力に
ついて説明する。記録出力はレーザチップ21Aが発生
したレーザ光が形成する先行スポットの面積に比例す
る。先行スポットの半径φDは、波長λ1と開口数NA
により(4)式のように表される。
【0076】 φD=1.22λ/NA ・・・(4)
【0077】また、CD−R10Aの光吸収特性は波長
依存性があり、波長λ2(780nm)のレーザ光に対す
る吸収係数Rは約20%であり、波長λ1(650nm)
のレーザ光に対する吸収係数Rは約80%である。
【0078】したがって、従来、記録出力として10mW
程度の出力が必要であったが、波長λ1(650nm)の
レーザ光を用いることにより、(5)式に示すように従
来の約1/5乃至1/6程度の出力で情報の記録が可能
になる。
【0079】 記録出力=10×(650/780)2×0.2/0.8 =1.8mW ・・・(5)
【0080】一方、レーザチップ21Bは、波長が78
0nmであるレーザ光を出射し、上述したCD10B再生
処理と同様の光学系を介して、図11に示すように、C
D−R10B上に後行スポットを形成する。このとき、
CD10B再生処理における場合と同様に、その反射光
を用いてフォーカス制御、およびトラッキング制御が実
施される。
【0081】図12に示すように、図2の光学ピックア
ップ部1のコリメータレンズ25を省略し、対物レンズ
27を有限対物レンズ31に置き換えてもよい。この場
合、さらに光学系を簡素化することができる。
【0082】図13に示すように、図2の光学ピックア
ップ部1の複合レーザダイオード21、グレーティング
22、BS23、マルチレンズ28、およびフォトディ
テクタ29を、図14に示すようなレーザチップ21
A,21Bと複数の受光素子からなる複合レーザカプラ
41に置き換えてもよい。この場合、光ピックアップ部
1をさらに小型化することができる。
【0083】図15に示すように、図13の光学ピック
アップ部1のコリメータレンズ25を省略し、対物レン
ズ27を有限対物レンズ31に置き換えてもよい。この
場合、さらに光学系を簡素化することができる。
【0084】図16に示すように、図2の光学ピックア
ップ部1の複合レーザダイオード21を、独立したレー
ザチップ21Aと、レーザチップ21Bに分離してもよ
い。
【0085】図17に示すように、図16の光学ピック
アップ部1のコリメータレンズ24を省略し、対物レン
ズ27を有限対物レンズ31に置き換えてもよい。この
場合、さらに光学系を簡素化することができる。
【0086】図18に示すように、図2の光学ピックア
ップ部1を、DVD光学系(レーザチップ21A、およ
びフォトディテクタ29A)とCD光学系(レーザチッ
プ21B、およびフォトディテクタ29Bを内蔵するレ
ーザカプラ51)に分離してもよい。
【0087】なお、以上においては、CDとDVDを記
録媒体の例としたが、その他の記録媒体に情報を記録ま
たは再生する場合にも、本発明は適用することができ
る。
【0088】
【発明の効果】以上のように、請求項1に記載の情報記
録再生装置、請求項7に記載の情報記録再生方法、およ
び請求項8に記載の光学ピックアップによれば、第2の
記録媒体に第1の波長の光と第2の波長の光を用いて情
報を記録するようにしたので、情報記録再生装置の小型
化と低コスト化を可能にすることができるばかりでな
く、第2の記録媒体に対しても確実に情報を記録するこ
とが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用した情報記録再生装置の構成を示
すブロック図である。
【図2】図1の光学ピックアップ部1の構成を示す図で
ある。
【図3】図2のHOE26を説明する図である。
【図4】図2のPD29に内蔵される受光素子のパター
ンを示す図である。
【図5】図1の情報記録再生装置の再生処理を説明する
フローチャートである。
【図6】図2のHOE26の特性を説明する図である。
【図7】DVD再生処理を説明する図である。
【図8】図2のHOE26の特性を説明する図である。
【図9】CD再生処理を説明する図である。
【図10】図1の情報記録再生装置のCD−R記録処理
を説明するフローチャートである。
【図11】CD−R記録処理を説明する図である。
【図12】光学ピックアップ部1の他の構成を示す図で
ある。
【図13】光学ピックアップ部1の他の構成を示す図で
ある。
【図14】図13の複合レーザカプラ41の構成を説明
する図である。
【図15】光学ピックアップ部1の他の構成を示す図で
ある。
【図16】光学ピックアップ部1の他の構成を示す図で
ある。
【図17】光学ピックアップ部1の他の構成を示す図で
ある。
【図18】光学ピックアップ部1の他の構成を示す図で
ある。
【図19】従来のDVD・CD両用光学ピックアップの
構成の一例を示す図である。
【図20】図19のレーザカプラ51の内部の構成を示
す断面図である。
【符号の説明】
1 光学ピックアップ部, 2 演算装置, 3 再生
装置, 4 制御装置, 5 入力装置, 6 フォー
カスサーボ用アクチュエータ, 7 トラッキングサー
ボ用アクチュエータ, 8 光源切り換え用回路, 9
モータ, 10 光ディスク, 21 レーザチッ
プ, 22 グレーディング, 23 ビームスプリッ
タ, 24 コリメータレンズ, 25 ミラー, 2
6 ホログラフィック光学素子, 27 対物レンズ,
28 マルチレンズ, 29 フォトディテクタ,
31 有限対物レンズ, 41 複合レーザカプラ,
51レーザカプラ, 61 マイクロプリズム, 62
フォトディテクタ

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1の記録媒体と第2の記録媒体に対し
    て、情報を記録または再生する情報記録再生装置におい
    て、 第1の長さの波長の光または第2の長さの波長の光を、
    前記第1の記録媒体または第2の記録媒体に集束して照
    射する集束手段と、 前記集束手段の光軸上に配置され、前記第1の長さの波
    長の光を発生する第1の発生手段と、 前記集束手段の光軸外に配置され、前記第2の長さの波
    長の光を発生する第2の発生手段と、 前記第2の長さの波長の光のコマ収差と球面収差を補正
    するとともに、前記第2の記録媒体上において、前記第
    1の長さの波長の光のスポットが前記第2の長さの波長
    の光のスポットより先行するように、前記第1の長さの
    波長の光と前記第2の長さの波長の光を合成する合成手
    段と、 前記第1の記録媒体により反射された第1の長さの波長
    の光を受光する第1の受光手段と、 前記第2の記録媒体により反射された第2の長さの波長
    の光を受光する第2の受光手段と、 前記第1の記録媒体に記録されている情報を再生すると
    き前記第1の波長の光を発生させ、前記第2の記録媒体
    に記録されている情報を再生するとき前記第2の波長の
    光を発生させ、かつ、前記第2の記録媒体に情報を記録
    するとき、前記第1の波長の光と第2の波長の光の両方
    を発生させるように、前記第1の発生手段と第2の発生
    手段を制御する制御手段とを備えることを特徴とする情
    報記録再生装置。
  2. 【請求項2】 前記第2の記録媒体に情報を記録すると
    き、前記第1の長さの波長の光のスポットで情報を記録
    し、 前記第2の長さの波長の光のスポットでフォーカスサー
    ボとトラッキングサーボを制御することを特徴とする請
    求項1に記載の情報記録再生装置。
  3. 【請求項3】 前記第1の発生手段と第2の発生手段
    は、1つのパッケージ内に組み込まれていることを特徴
    とする請求項1に記載の情報記録再生装置。
  4. 【請求項4】 前記第1の受光手段と第2の受光手段
    は、1つのパッケージ内に組み込まれていることを特徴
    とする請求項1に記載の情報記録再生装置。
  5. 【請求項5】 前記補正手段は、ホログラフィック光学
    素子であることを特徴とする請求項1に記載の情報記録
    再生装置。
  6. 【請求項6】 前記第1の記録媒体は、DVDであり、 前記第2の記録媒体は、CD−Rであることを特徴とす
    る請求項1に記載の情報記録再生装置。
  7. 【請求項7】 第1の記録媒体と第2の記録媒体に対し
    て、第1の発生部が発生する第1の長さの波長の光また
    は第2の発生部が発生する第2の長さの波長の光を、集
    束部により集束して照射し、情報を記録または再生する
    情報記録再生方法において、 前記第1の長さの波長の光を発生する第1の発生部を、
    前記集束部の光軸上に配置する第1配置ステップと、 前記第2の長さの波長の光を発生する第2の発生部を、
    前記集束部の光軸外に配置する第2配置ステップと、 前記第2の長さの波長の光のコマ収差と球面収差を補正
    するとともに、前記第2の記録媒体上において、前記第
    1の長さの波長の光のスポットが前記第2の長さの波長
    の光のスポットより先行するように、前記第1の長さの
    波長の光と前記第2の長さの波長の光を合成する合成ス
    テップと、 前記第1の記録媒体により反射された第1の長さの波長
    の光を受光する第1の受光ステップと、 前記第2の記録媒体により反射された第2の長さの波長
    の光を受光する第2の受光ステップと、 前記第1の記録媒体に記録されている情報を再生すると
    き前記第1の波長の光を発生させ、前記第2の記録媒体
    に記録されている情報を再生するとき前記第2の波長の
    光を発生させ、かつ、前記第2の記録媒体に情報を記録
    するとき、前記第1の波長の光と第2の波長の光の両方
    を発生させるように、前記第1の発生部と第2の発生部
    を制御する制御ステップとを備えることを特徴とする情
    報記録再生方法。
  8. 【請求項8】 第1の記録媒体と第2の記録媒体に対し
    て、情報を記録または再生する光学ピックアップにおい
    て、 第1の長さの波長の光または第2の長さの波長の光を、
    前記第1の記録媒体または第2の記録媒体に集束して照
    射する集束手段と、 前記集束手段の光軸上に配置され、前記第1の長さの波
    長の光を発生する第1の発生手段と、 前記集束手段の光軸外に配置され、前記第2の長さの波
    長の光を発生する第2の発生手段と、 前記第2の長さの波長の光のコマ収差と球面収差を補正
    するとともに、前記第2の記録媒体上において、前記第
    1の長さの波長の光のスポットが前記第2の長さの波長
    の光のスポットより先行するように、前記第1の長さの
    波長の光と前記第2の長さの波長の光を合成する合成手
    段と、 前記第1の記録媒体により反射された第1の長さの波長
    の光を受光する第1の受光手段と、 前記第2の記録媒体により反射された第2の長さの波長
    の光を受光する第2の受光手段とを備えることを特徴と
    する光学ピックアップ。
JP9313292A 1997-11-14 1997-11-14 情報記録再生装置および方法、並びに光学ピックアップ Withdrawn JPH11149657A (ja)

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