JPH11316965A - 光学式情報記録再生装置および方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光ビームの光強度分布を変化させる。 【解決手段】 ２枚のガラス基板３１，３２の間には、
例えば、６μｍの厚さで、透過率低下が少なく、偏光子
不要の散乱型(Polymer Network)の液晶３３が封入され
ており、一方のガラス基板３１と液晶３３との間に、４
つの電極３４−１乃至３４−４が設けられている。電極
３４−１は、直径0.75mmの円電極で、電極３４−２乃至
３４−４は、それぞれ電極幅が0.5mm、0.25mm、または
1.5mmのリング電極であり、それぞれ５０μｍの間隔
で、配置されている。他方のガラス基板３２と液晶３３
との間には、接地電極３５が設けられている。電極３４
−１乃至３４−４のそれぞれに、所定の電圧が印加され
ると、印加された電圧に応じて、液晶３３の分極度が変
化され、その結果、その透過率が変化される。これによ
り、液晶３３を透過する光ビーム２の光強度分布が変化
される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光学式情報記録再
生装置および方法に関し、特に、最適な光スポットの特
性が異なる複数の記録媒体に対して、共通の光学ピック
アップで、情報を記録したり、それを再生することがで
きるようにした光学式情報記録再生装置および方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】図５は、従来の光学式情報記録再生装置
である光磁気ディスク記録再生装置の光学ピックアップ
の構成例を表している。

【０００３】レーザダイオード１は、一定の光強度を有
する光ビーム２をコリメータレンズ３に出射する。コリ
メータレンズ３は、入射された光ビーム２を平行光に
し、ビーム整形プリズム４は、光ビーム２の断面形状を
楕円形状から円形に整形する。偏光ビームスプリッタ５
は、ビーム整形プリズム４から入射される光ビーム２を
透過し、対物レンズ６に出射したり、記録媒体である光
磁気ディスク７により反射された対物レンズ６からの光
ビーム２を、λ／２板８に出射する。対物レンズ６は、
例えば、ＮＡが０．６の集光レンズであって、光ビーム
２を光磁気ディスク７の記録面上に集光させ、光スポッ
トを形成する。

【０００４】λ／２板８は、偏光ビームスプリッタ５に
より反射され、入射される、光磁気ディスク７からの光
ビーム２の変波面を４５°回転させる。集光レンズ９は
光ビーム２を集光し、シリンドリカルレンズ１０は、入
射する光ビーム２に非点収差を発生させる。偏光ビーム
スプリッタ１１は、変波面が４５°回転させられた光ビ
ーム２のＰ偏光を透過し、Ｓ偏光を反射する。光検出器
１２は、光ビーム２を受光して電気信号に変換する検出
器であって、４つの分割された受光素子１２−１乃至１
２−４（以下、受光素子１２−１乃至１２−４を個々に
区別する必要がない場合、単に受光素子１２と記述す
る。他の装置においても同様である）から構成される。
光検出器１３は、光ビーム２を受光して電気信号に変換
する検出器であって、１つの受光素子１３−１から構成
される。

【０００５】次に、その動作を説明する。光磁気ディス
ク記録再生装置においては、光磁気効果により、例え
ば、ディジタルビデオ信号やディジタルオーディオ信号
が光磁気ディスク７に記録されたり、また、光磁気効果
により発生する微弱な信号を読み取ることにより、情報
が再生される。これらのことより、光磁気ディスク記録
再生装置においては、光磁気効率を高める必要があり、
そのために、光強度の高い光スポットが光磁気ディスク
７に集光されるようになされている。そこで、光強度の
高い光スポットを形成するために、レーザダイオード１
からは、図６のカップリング効率１０１に示すように、
Ａ／Ｗ比（光ビームの半径（Ａ）に対する瞳の半径
（Ｗ）の比）が大きく、カップリング効率（レーザダイ
オード１から出射される全光量に対する瞳径内に入射さ
れる光量の比）が高い光ビーム２が出射される。

【０００６】レーザダイオード１から出射された光ビー
ム２は、コリメータレンズ３によって平行光とされた
後、ビーム整形プリズム４により、光ビーム２の断面形
状が楕円形状から円形に整形される。整形された光ビー
ム２は、偏光ビームスプリッタ５を透過し、対物レンズ
６に入射される。このとき、対物レンズ６における瞳面
上光量分布は、図６の瞳面上光量分布１０２に示すよう
に、瞳径内の中央部に対する周辺部の光量比が低くな
る。

【０００７】上述したような瞳面上光量分布を有する光
ビーム２は、対物レンズ６により、光磁気ディスク７の
記録面上に集光され、図６の光スポット１０３に示すよ
うな、径の大きい光スポットが集光される。

【０００８】このように、Ａ／Ｗ比が大きく、カップリ
ング効率が高い光ビーム２が出射されることより、径が
大きく、光強度の高い光スポットが光磁気ディスク７に
集光される。なお、このとき、その径が大きすぎるため
に、光スポットの形状は最適形状に比べ劣化するが、光
磁気ディスク記録再生装置において、マグネティカリ・
インデュースト・スーパー・レゾリューション（ＭＳ
Ｒ）方式により再生処理が、磁界変調記録方式により記
録処理が行なわれるようになされているので、光スポッ
トの形状劣化は問題とはならない。

【０００９】光磁気ディスク７の記録面上に集光された
光ビーム２は、光磁気ディスク７に記録されている情報
に応じて変化している磁化の方向によって偏光面が回転
させられる。光磁気ディスク７から反射した光ビーム２
は、対物レンズ６により集光された後、偏光ビームスプ
リッタ５によって反射され、λ／２板８に入射される。

【００１０】光ビーム２は、λ／２板８によって変波面
を４５°回転されて集光レンズ９、シリンドリカルレン
ズ１０を介して偏光ビームスプリッタ１１に入射され、
Ｐ偏光とＳ偏光に分離される。Ｐ偏光成分は光検出器１
２の受光素子１２−１乃至１２−４に照射される。受光
素子１２−１乃至１２−４は照射された光量に応じて電
気信号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを出力する。一方、Ｓ偏光成分は
光検出器１３の受光素子１３−１に照射される。受光素
子１３−１は照射された光量に応じて電気信号Ｅを出力
する。

【００１１】このようにして得られる各電気信号におい
て、（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）−Ｅを演算して情報再生信号
を、（（Ａ＋Ｂ）−（Ｃ＋Ｄ））を演算してプッシュプ
ル法によるトラッキングエラー信号を、（（Ａ＋Ｄ）−
（Ｂ＋Ｃ））を演算して非点収差法によるフォーカスエ
ラー信号を各々得ることができる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うに、光磁ディスク記録再生装置においては、径が大き
く、光強度の高い光スポットが光磁気ディスクに集光さ
れるが、光磁気ディスク記録再生装置と同様の光学ピッ
クアップを有する、例えば、DVD(Digital Versatile Di
sc)記録再生装置においては、光強度変調により物理的
に変形された情報がDVDから検出されるので、図６の光
スポット１０６に示すような、径が小さく、形状が最適
化された光スポットがDVDに集光されるようになされて
いる。

【００１３】DVD記録再生装置の光学ピックアップにお
いては、レーザダイオードから、光磁気ディスク記録再
生装置のレーザダイオード１から出射される光ビーム２
より、Ａ／Ｗ比が小さく、またカップリング効率も、図
６のカップリング効率１０４に示すように、低い光ビー
ムが出射される。そのため、対物レンズにおける瞳面上
光量分布は、図６の瞳面上光量分布１０５に示すよう
に、瞳径内の中央部に対する周辺部の光量比が高くな
り、光量分布がほぼ均一となる。その結果、DVDには、
図６の光スポット１０６に示すように、光磁気ディスク
７の記録面上に集光される図６の光スポット１０３よ
り、径が小さく、形状が最適化された光スポットが集光
される。

【００１４】このように、記録媒体（例えば、光磁気デ
ィスクやDVD）によって、要求される光スポットの特性
（光強度や形状）が異なる。従来の光学式情報記録再生
装置（例えば、光磁気ディスク記録再生装置またはDVD
記録再生装置）の光学ピックアップでは、予め定められ
た１つの記録媒体に対応する光スポットを形成するよう
になされており、そのため、光学式情報記録再生装置
は、記録媒体ごとの専用の装置とされる。このことよ
り、光学式情報記録再生装置の構成の統一化が困難にな
るばかりでなく、記録媒体ごとに光学ピックアップが必
要となりコスト高になる課題がある。

【００１５】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
ものであり、要求される光スポットの特性が異なる複数
の記録媒体から、共通の光学ピックアップで情報を記録
または再生できるようにするものである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の光学式
情報記録再生装置は、光ビームを出射する出射手段と、
光ビームを記録媒体に照射する照射手段と、出射手段と
照射手段の間の光路中に設置され、光ビームの光強度分
布を変化させる光強度分布可変手段とを備え、光強度分
布可変手段は、部分的に光透過率を変更し、出射される
光ビームの光強度を変更する変更手段と、変更手段の光
透過率を制御する制御手段とを備えることを特徴とす
る。

【００１７】請求項３に記載の光学式情報記録再生方法
は、光ビームを出射する出射ステップと、光ビームを記
録媒体に照射する照射ステップと、光ビームの光強度分
布を変化させる光強度分布可変ステップとを備え、光強
度分布可変ステップは、部分的に光透過率を変更し、出
射される光ビームの光強度を変更する変更ステップと、
変更ステップで変更される光透過率を制御する制御ステ
ップとを含むことを特徴とする。

【００１８】請求項１に記載の光学式情報記録再生装置
および請求項３に記載の光学式情報記録再生方において
は、光ビームの光透過率を変更することで、光ビームの
光強度が変更される。

【００１９】

【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。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。

【００２０】請求項１に記載の光学式情報記録再生装置
は、光ビーム（例えば、図１の光ビーム２）を出射する
出射手段（例えば、図１のレーザダイオード１）と、光
ビームを記録媒体に照射する照射手段（例えば、図１の
コリメータレンズ３）と、出射手段と照射手段の間の光
路中に設置され、光ビームの光強度分布を変化させる光
強度分布可変手段（例えば、図１の光強度分布可変素子
２１）とを備え、光強度分布可変手段は、部分的に光透
過率を変更し、出射される光ビームの光強度を変更する
変更手段（例えば、図２の液晶３３）と、変更手段の光
透過率を制御する制御手段（例えば、図２の電極３４）
とを備えることを特徴とする。

【００２１】図１は、本発明を適用した光学式情報記録
再生装置の光学ピックアップの構成例を表している。こ
の光学式情報記録再生装置には、記録媒体として光磁気
ディスクの１つであるASMO(Advanced Storage Magnetoo
ptical disc)７ＡとDVD７Ｂが、選択的に装着されるよ
うになされており、また、図５のビーム整形プリズム４
と偏光ビームスプリッタ５との間に、光強度分布可変素
子２１が設けられている。その他の構成は、図５におけ
る場合と同様である。

【００２２】光強度分布可変素子２１は、ビーム整形プ
リズム４により整形された光ビーム２の瞳径内の光強度
を制御し、光ビーム２の光強度分布を変化させる。

【００２３】図２は、光強度分布可変素子２１の構成例
を表している。２枚のガラス基板３１，３２の間には、
例えば、６μｍの厚さで、透過率低下が少なく、偏光子
不要の散乱型(Polymer Network)の液晶３３が封入され
ており、一方のガラス基板３１と液晶３３との間に、４
つの電極３４−１乃至３４−４が設けられている。この
例の場合、電極３４−１は、直径0.75mmの円電極で、電
極３４−２乃至３４−４は、それぞれ電極幅が0.5mm、
0.25mm、または1.5mmのリング電極であり、それぞれ５
０μｍの間隔で、配置されている。他方のガラス基板３
２と液晶３３との間には、接地電極３５が設けられてい
る。

【００２４】電極３４−１乃至３４−４のそれぞれに、
所定の電圧が印加されると、印加された電圧に応じて、
液晶３３の分極度が変化され、その結果、その透過率が
変化される。これにより、液晶３３を透過する光ビーム
２の光強度分布が変化される。

【００２５】図３は、光強度分布可変素子２１により、
変化された光ビーム２の光強度分布を表している。

【００２６】光強度分布可変素子２１の電極３４−１乃
至３４−４に電圧が印加されていない場合、入射された
光ビーム２（この例の場合、ビーム径６ｍｍ，瞳径３ｍ
ｍ）の光強度分布は、図３に破線で示すように、本来の
分布であるガウス分布になる。光強度分布に変化を与え
ないような、液晶３３の透過率の状態をモードＡと称す
る。

【００２７】光強度分布可変素子２１の電極３４−１乃
至３４−４のそれぞれに、所定の電圧が印加されると、
印加された電圧に対応して、液晶３３の分極度が変化さ
れ、図３に示すように、中央程、低くなるように、透過
率が変化される。その結果、光強度分布可変素子２１に
より出射された光ビーム２の光強度分布は、図３に示す
ように、本来の最大値の約５０％を超えないような分布
（以下、このような分布を５０％フラット分布と称す
る）になる。すなわち、このとき、光ビーム２の瞳径内
の光強度が、均一（フラット）に、本来の光強度の最大
値の５０％の値に制御される。光強度分布を５０％フラ
ット分布にするような、液晶３３の透過率の状態をモー
ドＢと称する。

【００２８】このように、電極３４−１乃至３４−４に
所定の電圧が印加された光強度分布可変素子２１によ
り、それに入射される光ブーム２の瞳径内の光強度が制
御され、光ビーム２の光強度分布が変化される。

【００２９】次に、ASMO７Ａが装着された場合の光学式
情報記録再生装置の動作例を説明する。

【００３０】レーザダイオード１からは、Ａ／Ｗ比が大
きく、そして図４のカップリング効率２０１に示すよう
に、カップリング効率が高い光ビーム２が出射される。
レーザダイオード１から出射された光ビーム２は、コリ
メータレンズ３によって平行光とされた後、ビーム整形
プリズム４によって断面形状が楕円形状から円形に整形
される。整形された光ビーム２は、光強度分布可変素子
２１と偏光ビームスプリッタ５を透過し、対物レンズ６
によってASMO７Ａの記録面上に集光される。このとき、
モードＡとされ、光強度分布可変素子２１の電極３４−
１乃至３４−４には、電圧が印加されない。すなわち、
レーザダイオード１から出射された光ビーム２は、その
光強度分布がガウス分布になるような状態を保持したま
ま、対物レンズ６に入射される。そのため、対物レンズ
６における瞳面上光量分布は、図４の瞳面上光量分布２
０２に示すように、瞳径内の中央部に対する周辺部の光
量比が低くなる。その結果、ASMO７Ａの記録面上には、
径が大きく、光強度の高い光スポット２０３が集光され
る。

【００３１】以下、λ／２板８乃至光検出器１３におけ
る処理は、図５の場合と同様である。すなわち、ASMO７
Ａで反射した光ビーム２は、対物レンズ６で集光された
後、偏光ビームスプリッタ５によって反射され、λ／２
板８に入射される。そこで光ビーム２は、λ／２板８に
よって変波面を４５°回転されて集光レンズ９、シリン
ドリカルレンズ１０を介して偏光ビームスプリッタ１１
に入射され、Ｐ偏光成分とＳ偏光成分に分離される。Ｐ
偏光成分は光検出器１２の受光素子１２−１乃至１２−
４に照射される。一方、Ｓ偏光成分は光検出器１３の受
光素子１３−１に照射される。照射された光量に応じて
出力される光検出器１２の受光素子１２−１乃至１２−
４からの電気信号Ａ、Ｂ，Ｃ，Ｄおよび光検出器１３の
受光素子１３−１からの電気信号Ｅに基づいて演算が行
われ、情報が再生される。

【００３２】以上のようにして、ASMO７Ａに記録されて
いる情報が再生される。なお、ASMO７Ａに情報を記録さ
せる場合においても、光強度分布可変素子２１の電極３
４−１乃至３４−４には、電圧が印加されず、光ビーム
２は、その光強度分布をガウス分布に保持したまま、対
物レンズ６に入射される。記録信号に対応して変調され
た磁界が図示せぬ磁気ヘッドより印加され、データが記
録される。

【００３３】次に、DVD７Ｂが装着された場合の光学式
情報記録再生装置の動作例を説明する。

【００３４】レーザダイオード１からは、ASMO７Ａが装
着された場合と同一の光ビーム２が出射される。出射し
た光ビーム２は、コリメータレンズ３によって平行光と
された後、ビーム整形プリズム４によって光ビーム２が
円形に整形される。整形された光ビーム２は、光強度分
布可変素子２１に入射される。このとき、モードＢとさ
れるので、光強度分布可変素子２１の電極３４−１乃至
３４−４には所定の電圧が印加され、入射された光ビー
ム２は、液晶３３によりその光強度分布が５０％フラッ
ト分布になるような状態にされ、対物レンズ６に出射さ
れる。このとき、瞳面上光量分布は、図４の瞳面光量分
布２０５に示すように、瞳径内の中央部に対するその周
辺部の光量比が高く、光量分布がほぼ均一となる。その
結果、DVDの記録面上に形成される光スポットの形状
は、図４の光スポット２０６に示すように、径が小さ
く、形状が最適化される。

【００３５】DVD７Ｂから反射した光ビーム２は、対物
レンズ６により集光された後、偏光ビームスプリッタ５
によって反射され、λ／２板８に入射される。光ビーム
２は、λ／２板８を通過し、集光レンズ９、シリンドリ
カルレンズ１０、偏光ビームスプリッタ１１を介して光
検出器１２の受光素子１２−１乃至１２−４に照射され
る。照射された光量に応じて出力される光検出器１２の
受光素子１２−１乃至１２−４からの電気信号Ａ、Ｂ，
Ｃ，Ｄに基づいて演算が行われ、情報が再生される。な
お、再生ＲＦ信号は、Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄから求められる。

【００３６】このように、DVD７Ｂに記録されている情
報が再生される。なお、DVD７Ｂに情報を記録させる場
合においても、光強度分布可変素子２１の電極３４−１
乃至３４−４には、電圧が印加され、光ビーム２は、そ
の光強度分布が５０％フラット分布になるように状態に
され、対物レンズ６に入射される。レーザダイオード１
は、記録信号に対応して制御され、記録信号により変調
された強度の光ビームを出射する。これによりデータが
記録される。

【００３７】以上のようにして、光学式情報記録再生装
置において、要求される光スポットの特性が異なる記録
媒体に対して再生および記録処理が行われる。

【００３８】この例の場合、光強度分布可変素子２１に
は、４つの電極を設けたが、より多くの電極を設け、よ
り段階的（連続的）に液晶の透過率を制御することによ
り、例えば、５０％フラット分布の分布精度を上げるこ
とができ、また異なる瞳径の光ビームに対応することが
できる。

【００３９】なお、光強度分布可変素子２１の各電極
に、別途異なる電圧を印加し、液晶３３の透過率を変え
て、光ビーム２の光強度分布を他の分布にすることもで
きる。

【００４０】

【発明の効果】請求項１に記載の光学式情報記録再生装
置および請求項３に記載の光学式情報記録再生方法によ
れば、光ビームの光強度分布を変化させるようにしたの
で、要求される光スポットの特性が異なる複数の記録媒
体に対して情報を記録または再生することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光学式情報記録再生装置の光学ピック
アップの構成例を表す光学ブロック図である。

【図２】図１の光強度分布可変素子２１の構成例を表す
図である。

【図３】光強度分布可変素子２１により光強度分布が変
化する様子を表す図である。

【図４】光量分布特性を説明する図である。

【図５】従来の光学式情報記録再生装置の光学ピックア
ップの構成例を表す光学ブロック図である。

【図６】光量分布の他の特性を説明する図である。

【符号の説明】

１ レーザダイオード， ２ 光ビーム， ３ コリメ
ータ， ４ ビーム整形プリズム， ５ 偏光ビームス
プリッタ， ６ 対物レンズ， ７ 光磁気ディスク，
８ λ／２板， ９ 集光レンズ， １０ シリンド
リカルレンズ，１１ 偏光ビームスプリッタ， １２
光検出器， １３ 光検出器， ２１光強度分布可変素
子， ３１ ガラス基板， ３２ ガラス基板， ３３
液晶， ３４ 電極， ３５ 接地電極

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 最適な光スポットの特性が異なる複数の
   記録媒体に対して情報を記録または再生する光学式情報
   記録再生装置において、 光ビームを出射する出射手段と、 前記光ビームを前記記録媒体に照射する照射手段と、 前記出射手段と前記照射手段の間の光路中に設置され、
   前記光ビームの光強度分布を変化させる光強度分布可変
   手段とを備え、 前記光強度分布可変手段は、 部分的に光透過率を変更し、出射される前記光ビームの
   光強度を変更する変更手段と、 前記変更手段の前記光透過率を制御する制御手段とを備
   えることを特徴とする光学式情報記録再生装置。
2. 【請求項２】 前記制御手段は、第１の前記記録媒体に
   対して情報を記録または再生するとき、前記光ビームの
   光強度がガウス分布となるように前記変更手段を制御
   し、第２の前記記録媒体に対し情報を記録または再生す
   るとき、前記光ビームの光強度がフラット分布となるよ
   うに前記変更手段を制御することを特徴とする請求項１
   に記載の光学式情報記録再生装置。
3. 【請求項３】 最適な光スポットの特性が異なる複数の
   記録媒体に対して情報を記録または再生する光学式情報
   記録再生装置の光学式情報記録再生方法において、 光ビームを出射する出射ステップと、 前記光ビームを前記記録媒体に照射する照射ステップ
   と、 前記光ビームの光強度分布を変化させる光強度分布可変
   ステップとを備え、 前記光強度分布可変ステップは、 部分的に光透過率を変更し、出射される前記光ビームの
   光強度を変更する変更ステップと、 前記変更ステップで変更される前記光透過率を制御する
   制御ステップとを含むことを特徴とする光学式情報記録
   再生方法。