WO2003056552A1 - Optical head, optical recording medium recording and/or reproducing apparatus and recording and/or reproducing method using the optical head - Google Patents

Optical head, optical recording medium recording and/or reproducing apparatus and recording and/or reproducing method using the optical head Download PDF

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WO2003056552A1
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optical
coupling efficiency
recording medium
light
optical recording
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Noriaki Nishi
Masaru Tezuka
Naoki Inoue
Kunika Hashimoto
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Sony Corporation
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Definitions

  • the present invention relates to a recording and / or reproducing apparatus and a recording and / or reproducing method for an optical recording medium using the optical head, and a method for recording and / or reproducing various information signals on an optical recording medium such as an optical disk.
  • optical recording medium recording and / or reproducing apparatus and a recording and or c Applicants relates reproducing method performs Z or reproduction, filed 2 0 0 1 year 1 February 2 7 days in Japanese Japanese Patent application No. 2 0 0 1—3 9 7 6 7 9 This claim is based on priority, and this application is incorporated herein by reference. 2.
  • an optical recording medium represented by an optical disc a read-only type in which an information signal is recorded in advance by a pit pattern, which is a minute concavo-convex pattern, and a phase-change type recording layer are provided to record information signals.
  • a magnetic recording layer provided with a magneto-optical recording layer to enable information signal re-recording.
  • an optical recording medium recording and / or reproducing apparatus such as an optical disk apparatus using an optical disk capable of recording an information signal as a recording medium generally has a maximum output light amount as a light source of an optical head. Semiconductor lasers with relatively large (maximum light output ratings) are used.
  • an optical disk drive that uses only a read-only optical disk as a recording medium does not require a light source with a maximum rating as large as a device that uses a recordable optical disk, but requires a light beam emission amount of a certain value or more.
  • the optical recording layer is heated to a predetermined temperature or higher by a light beam focused on the recording surface of the optical recording medium. Heating.
  • the reproduction light power which is the output of the semiconductor laser when reproducing the information signal
  • the recording light beam has a size that can guarantee stable recording of an information signal by heating the recording layer to a predetermined temperature or higher.
  • the maximum power of the recording light used for recording the information signal on the optical recording medium is about 5 to 20 times the reproducing light power. Furthermore, when recording information signals at a lower speed than the standard speed, a larger output is required.
  • a light source used for an optical head that records and reproduces information signals on and from an optical recording medium and an optical head that records and reproduces information signals on a plurality of types of optical recording media
  • the maximum light output rating of the light source used for optical discs is usually about 20 mW to 5 O mW, and it is used for optical disc devices that record information signals by rotating the optical disc at about 8 times the standard rotation speed.
  • a light source having an output of about 100 mW is used.
  • a light source with a high maximum light output rating is not only very difficult to achieve, but also increases the power consumption of the light source. If these factors are taken into consideration and the maximum light output rating is reduced, laser noise during reproduction will increase, and good reproduction characteristics will not be obtained.
  • a read-only optical disk such as a digital versatile disk (DVD)
  • DVD digital versatile disk
  • an optical disc capable of recording information signals has been proposed in which the number of recording layers is two, or even four.
  • it is required to be about 1.5 to 2 times or more as compared with an optical disc having only one recording layer. Recording light power and reproduction light power.
  • the required recording light power and the required reproduction light power are different. That is, as the linear velocity at which the light beam scans the recording track of the optical disk increases, larger recording light power and reproduction light power are required.
  • An object of the present invention is to provide a novel optical head that satisfies the above-mentioned problems required in an optical recording medium, an optical recording medium recording and z or reproducing apparatus using the optical head, and a recording and reproducing apparatus. Z or to provide a reproduction method.
  • Another object of the present invention is to reduce laser noise during reproduction even when the power ratio of a light source in a recording mode for recording an information signal on an optical recording medium and in a reproduction mode for reproducing an information signal is small.
  • An object of the present invention is to provide an optical head which is sufficiently small to obtain good reproduction characteristics, a recording / reproducing apparatus and a recording / reproducing method using the optical head.
  • Still another object of the present invention is to provide an optical head capable of obtaining good recording / reproducing characteristics even when using a light source having a small maximum light output rating, an optical recording medium recording and z or reproducing using the optical head. It is to provide an apparatus and a recording and Z or reproduction method.
  • Still another object of the present invention is to provide a plurality of types of optical recording media having different optimum recording optical paths and reproducing optical layers of light beams used for recording and reproducing information signals, an optical recording medium having a multilayered signal recording layer, Alternatively, even when an optical recording medium such as an optical recording medium in which one recording layer is divided into a plurality of recording areas is used as a recording medium, laser noise during reproduction is sufficiently reduced.
  • An object of the present invention is to provide an optical head capable of realizing good recording and reproducing characteristics, an optical recording medium recording and / or reproducing apparatus and a recording and / or reproducing method using the optical head.
  • An optical head comprises: a light source; a light condensing means for converging and irradiating a light beam emitted from the light source onto an optical recording medium; and a light beam emitted from the light source and reflected by the optical recording medium.
  • a light separating means for separating an optical path of a reflected light beam having passed through the light means, a light detecting means for receiving a reflected light beam from the optical recording medium separated by the light separating means, and a light source and a light separating means.
  • An optical coupling efficiency varying unit and an optical coupling efficiency detecting unit are provided between them.
  • the optical coupling efficiency varying means changes the optical coupling efficiency, which is the ratio of the amount of light condensed on the optical recording medium to the total amount of light emitted from the light source.
  • the information corresponding to the change in optical coupling efficiency in the variable means is detected.
  • the optical head according to the present invention can sufficiently reduce the laser noise at the time of reproducing the information signal even when the power ratio of the light source in the recording mode and the reproducing mode is small, and achieves the optimum recording light power and reproducing light. Even when a plurality of types of optical recording media having different phases, a multilayer optical recording medium, or an optical recording medium in which one recording layer is divided into a plurality of recording areas, or a displaced optical recording medium, the reproduction of the Laser noise can be sufficiently reduced.
  • An optical recording medium recording and / or reproducing apparatus is capable of recording or reproducing an information signal on at least two or more optical recording media having different optimum recording optical power and / or reproducing optical power.
  • An optical recording medium recording and / or reproducing apparatus comprising: a light source; and an optical head having a light condensing unit that converges and irradiates a light beam emitted from the light source onto an optical recording medium.
  • An optical head for separating an optical path between a light beam emitted from the light source and a reflected light beam reflected by the optical recording medium and passing through the condensing means; and an optical recording medium separated by the light separating means.
  • the optical coupling efficiency varying means is means for changing optical coupling efficiency, which is a ratio of the amount of light condensed on the optical recording medium to the total amount of light emitted from the light source.
  • the optical coupling efficiency detecting means is an optical coupling efficiency varying means. The information corresponding to the change in the optical coupling efficiency at is detected.
  • the laser noise during the reproducing can be sufficiently reduced, and the optimum recording light
  • multiple types of optical recording media such as multiple types of optical recording media, multilayer optical recording media, or optical recording media in which one recording layer is divided into multiple recording areas, with different power and Z or reproduction light power
  • the laser noise during reproduction can be sufficiently reduced.
  • optical recording medium recording and / or reproducing method according to the present invention has an optimum recording optical power
  • the recording and / or reproduction is performed on the optical recording medium with respect to the total amount of light emitted from the light source.
  • Information corresponding to the change in light coupling efficiency, which is the ratio of the amount of light emitted, is detected, and based on the detection result, the light coupling efficiency is changed according to the type of optical recording medium.
  • the optical recording medium recording and Z or reproduction method of the present invention even if the power ratio of the light source in the recording mode and the reproduction mode is small, the laser noise at the time of reproduction can be sufficiently reduced, and the optimum recording light power and And / or a plurality of types of optical recording media such as a plurality of types of optical recording media having different reproduction light powers, a multilayer optical recording medium, or an optical recording medium in which one recording layer is divided into a plurality of recording areas. Laser noise during reproduction can be sufficiently reduced.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an optical disk device using an optical head according to the present invention.
  • FIG. 2 is a side view showing an optical head used in an optical disk device to which the present invention is applied.
  • FIG. 3 is a graph showing a relationship between a recommended reproduction power and a recommended recording power for an optical disk used in the optical disk device.
  • FIGS. 4A to 4D are timing charts showing the state of the laser light accompanying the switching operation between the recording mode and the reproduction mode of the optical disk device.
  • FIG. 5 is a flow chart showing an operation of the optical disk device in which the attenuated state is maintained in the standby state, and the attenuated state is switched after receiving a recording command.
  • FIG. 6 is a flowchart showing an operation of the optical disc device in which the attenuated state is held in the standby state and the attenuated state is changed after receiving the reproduction command.
  • Fig. 7 shows the operation of the optical disk device in the standby state, in which the state of the optical coupling efficiency is always low, and only when the recording command is received, the state is switched to the state of the optical coupling efficiency, where the recording command is received. This is a flowchart showing the operation when the operation is performed.
  • Fig. 8 shows the operation of the optical disc device in which the standby state is always set to the attenuation state with low optical coupling efficiency, and only when a recording command is received, the operation is switched to the attenuated state with high optical coupling efficiency.
  • Fig. 9 shows an operation of switching the optical disc device to the attenuated state with high optical coupling efficiency only when a playback command is received and the recording command is received only when a playback command is received in the optical disk device. This is a flowchart showing the operation at the time.
  • FIG. 11 is a flow chart showing the switching operation of the attenuated state when the optical disk device is compatible with a plurality of types of optical recording media.
  • FIG. 12 is a side view showing another example of the optical head used in the optical disk device according to the present invention.
  • FIG. 13 shows still another example of the optical head used in the optical disk device according to the present invention.
  • FIGS. 14A to 14D are timing charts showing the state of the laser beam accompanying the switching operation between the recording mode and the reproduction mode of the optical disk device.
  • FIGS. 15A and 15B are perspective views showing a specific example for realizing the first method of the optical coupling efficiency variable element of the optical head used in the optical disk device according to the present invention.
  • FIG. 16A and FIG. 1.6B are perspective views showing another specific example for realizing the first method of changing the optical coupling efficiency of the optical head used in the optical disk device according to the present invention. is there.
  • FIG. 17A to FIG. 17C are explanatory diagrams showing specific examples for realizing the second system of the optical coupling efficiency variable element of the optical head used in the optical disk device according to the present invention.
  • FIGS. 18A and 18B are perspective views showing another specific example for realizing the second system of the optical coupling efficiency variable element of the optical head used in the optical disc device according to the present invention.
  • FIGS. 19A to 19D are explanatory views showing the structure of a liquid crystal element constituting the optical coupling efficiency variable element shown in FIGS. 18A and 18B and the operation thereof.
  • FIGS. 2OA and 2OB are perspective views showing still another specific example for realizing the second system of the optical coupling efficiency variable element of the optical head used in the optical disk device according to the present invention.
  • FIGS. 21A and 21B are perspective views showing still another specific example for realizing the second system of the optical coupling efficiency variable element of the optical head used in the optical disk device according to the present invention.
  • BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION an example in which an optical recording medium recording and / or reproducing apparatus according to the present invention is applied to an optical disk device using an optical disk as a recording medium will be described.
  • the optical disc device 101 to which the present invention is applied includes a spindle motor 103 constituting a rotation drive mechanism for rotating the optical disc 102, an optical head 104, A feed motor 105 for feeding the optical head 104 in the radial direction of the optical disc 102 to be rotated.
  • the spindle motor 103 is an optical disk mounted on the optical disk device 101.
  • the drive is controlled by a system controller 107 and a servo circuit unit 109 which perform a disc type discriminating means for discriminating the type of the disk 102, and is driven to rotate at a predetermined rotation speed.
  • the optical disk 102 used in the optical disk device 101 is a recording optical disk that employs an optical modulation method for recording information signals, for example, CD-RZRW, DVD-RAM, DVD-R / RW.
  • An optical disk such as a DVD + RW or a magneto-optical disk employing a magneto-optical recording method is used.
  • the optical disc device 101 to which the present invention is applied has a different optimum recording light power of an optical beam used for recording an information signal, and further has a different reproducing light power of a light beam used for reproducing an information signal.
  • An optical disk that is configured to selectively use more than one type of optical disk, or that is divided into two or more recording areas in which one recording layer has different optimum recording light power and reproduction light power, It is configured to use an optical disk having layers stacked.
  • the difference between the optimum recording light power and the reproduction light power of the light beam irradiated on the signal recording layer of the optical disk 102 is not only due to the difference in the recording method itself on the optical disk, but also the difference in the rotational speed of the optical disk. It may be.
  • the device of the rotation speed of the optical disk is a relative speed of the light beam for scanning the recording track of the optical disk with respect to the rotating optical disk.
  • the optical disk 102 used in the optical disk device 101 to which the present invention is applied has different or at least the same optimum recording light path and reproduction light path of the light beam used for recording and reproducing the information signal.
  • a multilayer optical disk having two or more recording layers is used.
  • the optimum recording light power and reproduction light power for each of the stacked recording layers may differ depending on the specifications of the multilayer optical disc.
  • the light beam used to record the information signal on each of the above-described optical disks or to reproduce the recorded information signal has a wavelength of about 400 nm to 780 nm.
  • the optical head 104 irradiates the recording surface of the optical disc 102 with a light beam, and detects the reflected light reflected from the recording surface.
  • the optical head 104 is The reflected light reflected from the recording surface is detected, and a detection output of the detected reflected light is supplied to the pre-amplifier 120.
  • the output of the preamplifier 120 is sent to the signal modem and ECC block 108.
  • the signal modulation / demodulation unit and ECC block 108 perform signal modulation, demodulation, and addition of ECC (error correction code).
  • the optical head 104 irradiates the recording surface of the rotating optical disk 102 with a light beam in accordance with the instructions of the signal modulator / demodulator and the ECC block 108. By the irradiation of such a light beam, recording or reproduction of an information signal with respect to the optical disk 102 is performed.
  • the preamplifier 120 generates a focus error signal, a tracking error signal, an RF signal and the like based on a signal corresponding to each light beam detected by the optical head 104.
  • predetermined processing such as demodulation and error correction based on these signals is performed by the servo circuit section 109, signal modulation / demodulation section, ECC block 108, etc. Done.
  • the optical disc 102 is used for data storage for recording data handled by an information processing device such as a computer, the demodulated recording signal is transmitted to the computer 131 via the interface 111. And the like.
  • An information processing device such as a computer 130 to which the optical disk device 101 according to the present invention is connected receives data recorded on the optical disk 102 as a reproduction signal.
  • the D / A and A / D converters 112 use digital-to-analog converters.
  • the data is converted and supplied to the audio / video processing unit 113.
  • the signal supplied to the audio / video processing unit 113 is subjected to audio / video signal processing in the audio / video processing unit 113, and is passed through the audio / video signal input / output unit 114. Transmitted to external imaging and projection equipment.
  • the optical head 104 is moved in the radial direction of the optical disk 102 by the feed motor 105, and is moved to a position corresponding to a predetermined recording track of the optical disk 102.
  • the control of the spindle motor 103, the control of the feed motor 105, and the control of the driving of the two-axis actuator supporting the objective lens of the optical head 104 in the focusing direction and the tracking direction are performed respectively.
  • This is performed by the servo circuit section 109.
  • the servo circuit section 109 operates the optical coupling efficiency variable element provided in the optical head 104 according to the present invention, and operates the optical coupling efficiency in the optical head 104, that is, a laser light source.
  • the ratio between the total amount of light beams emitted from the optical disk and the amount of light condensed on the optical disk 102 is controlled to be different between the recording mode and the reproduction mode.
  • the laser controller 122 controls a laser light source in the optical head 104.
  • control is performed to make the output power of the laser light source different between the recording mode and the reproduction mode.
  • the loaded optical disk 102 is one of two or more types of optical disks having different optimum recording light power and reproduction light power of the light beam irradiated on the signal recording layer
  • disc type discrimination The sensor 115 determines the type of the loaded optical disk 102.
  • Optical discs 102 of different types include those with different recording methods, those with one recording layer divided into multiple recording areas, and those with multiple recording layers with different specifications. Is included.
  • As described above, as the optical disk 102 various types of optical disks using optical modulation recording or various magneto-optical recording media can be used.
  • Each of these optical discs 102 includes an optical disc having an optimum recording light power and an optimum reproduction light power of a light beam applied to the recording layer.
  • the disc type discriminating sensor 115 detects an external difference such as a surface reflectance or a shape difference of the optical disc 102. Then, the type of the optical disk 102 mounted on the optical disk device 101 is determined. The detection signal detected by the disk type determination sensor 115 is supplied to the system controller 107.
  • the servo circuit unit 109 serving as an optical coupling efficiency control means is controlled by the system controller 107 so that the disc type discrimination sensor 115 responds to the discrimination result of the disc type discrimination sensor 115 to control the optical head 104.
  • the optical coupling efficiency is controlled according to the type of the loaded optical disc 102.
  • the recording area identification means uses The area for recording the information signal detects the recording area for reproduction.
  • the servo circuit section 109 can be used as recording area identification means.
  • the servo circuit section 109 can determine the recording area in which recording or reproduction is to be performed, for example, by detecting the relative position between the optical head 104 and the optical disk 102.
  • the detection of the relative position between the optical head 104 and the optical disk 102 includes a case where the position is detected based on an address signal recorded on the optical disk 102.
  • the servo circuit section 109 controls the optical coupling efficiency of the optical head 104 in accordance with the result of discrimination of the recording area for recording or reproduction.
  • the recording layer The identification means determines a recording layer on which information signals are recorded or reproduced.
  • a servo circuit unit 109 can be used as the recording layer identification means.
  • the servo circuit section 109 can detect a recording layer on which recording or reproduction is to be performed, for example, by detecting a relative position between the optical head 104 and the optical disk 102.
  • the servo circuit section 109 controls the optical coupling efficiency of the optical head 104 in accordance with the result of discriminating the recording layer on which recording or reproduction is to be performed.
  • the semiconductor laser element 2 1 2 serving as a light source, a collimator lens 2 1 3, Liquid crystal element 2 14 constituting optical coupling efficiency variable means and 1st beam splitter 2 15; 2nd beam splitter 2 18 serving as light separating means, detection for FAPC (Front Auto Power Control) element 2 1 9, an objective lens 2 2 0, detection lens 2 2 1, multi-lens 2 2 2, c each of these optical component includes an optical detecting element 2 2 3 are individually mounted.
  • FAPC Front Auto Power Control
  • the light beam emitted from the semiconductor laser element 212 is incident on the collimator lens 211 and converted into a parallel light beam, and is incident on the liquid crystal element 214.
  • the light beam passing through the liquid crystal element 214 is sequentially incident on the first and second beam splitters 2 15 and 2 18.
  • the light beams passing through these beam splitters 2 15 and 2 18 are condensed on the signal recording surface of the optical disc 102 by the objective lens 220.
  • the light beam reflected by the signal recording surface of the optical disk 102 is separated from the optical path of the light beam emitted from the light source by the second beam splitter 218, and is detected by the detection lens 221 and the multi-lens 221. After passing through 2, the light is incident on the light detecting element 2 23.
  • An RF signal, a focus error signal, a tracking error signal, and the like are generated based on a detection signal that is received and output by the light detection elements 222.
  • the light beam emitted from the semiconductor laser element 212 is formed by the action of the liquid crystal element 214 which is an optical coupling efficiency variable element. After passing through, the optical coupling efficiency is appropriately variably controlled.
  • the light beam changes from the recording mode to the reproduction mode in the same type of optical disc, or in the same recording area, or in the same recording layer, the light coupling efficiency is smaller than that in the recording mode. It is incident on 02.
  • the optical disk device 101 changes from the reproduction mode to the recording mode, the light beam emitted from the semiconductor laser element 212 has a higher optical coupling efficiency than in the reproduction mode, and the optical disk 102 Is incident on.
  • liquid crystal element is not limited to one that functions as a wave plate, but may be used in a beam splitter such as a twisted nematic type liquid crystal used for a display. Any material may be used as long as it can change the state of the polarized light to be emitted.
  • the polarization state of the liquid crystal element 214 changes based on the applied voltage.
  • the voltage applied to the liquid crystal element 214 is controlled by the servo circuit 109.
  • the light beam transmitted through the liquid crystal element 2 I 4 enters the first beam splitter 2 15 in a state where the state of polarization has been changed.
  • the first beam splitter 215 is formed so as to transmit approximately 100% of P-polarized light and reflect approximately 100% of S-polarized light, and the phase difference provided by the liquid crystal element 214 is exactly N wavelengths. (N is an integer), that is, in the recording mode, almost 100% of the light beam passes through the first beam splitter 2 15.
  • the phase difference due to the liquid crystal element 214 is shifted from the N wavelength by a half wavelength, that is, in the reproduction mode, the polarization direction is rotated by 45 degrees, and about 50% of the light beam is shifted to the second direction.
  • the light beam passing through the first beam splitter 2 15 is reflected, and the remaining 50% of the light beam is reflected.
  • the light beam reflected by the first beam splitter 215 is received by an optical branching amount monitoring light detecting element 216 serving as an optical coupling efficiency detecting means.
  • the output of the light detection element 2 16 for monitoring the amount of light splitting corresponds to the product of the light emission output of the semiconductor laser element 212 and the light splitting rate of the first beam splitter 215. This corresponds to the optical coupling efficiency in the mode 104.
  • the optical coupling efficiency is high, the amount of light incident on the photodetector 216 for monitoring the amount of light branching decreases, and when the optical coupling efficiency is low, the amount of light incident on the photodetector 216 for monitoring the amount of light branching decreases.
  • the relationship is that the amount of incident light increases.
  • the amount of light incident on the light detection element 2 16 for monitoring the amount of light branching is an amount proportional to 100% ⁇ [pass rate (%) of the light coupling efficiency varying means].
  • the output of the optical branching amount monitoring photodetector 2 16 is sent to the preamplifier 120.
  • the light beam transmitted through the first beam splitter 215 enters the second beam splitter 218.
  • the second beam splitter 2 18 is a semiconductor laser device 2 1
  • the light beam emitted from 2 is actually passed through the objective lens 220 to the recording surface of the optical disk 102, and the FAPC detector for monitoring the light amount of the light beam traveling to the recording surface. It is separated into light incident on 2 19.
  • the output of the FAPC detecting element 219 is sent to the laser control unit 121, and the operation of the automatic power control is executed. That is, the laser controller 1 2 1 (The emission output of the semiconductor laser element 212 is controlled so that the output from the detection element 2 19 for 3 has a predetermined value. By this control, the irradiation light beam on the recording surface of the optical disk 102 is controlled.
  • the light beam from the semiconductor laser element 212 that has been separated by the beam splitter 218 and has passed through the beam splitter 218 is incident on the objective lens 220.
  • the objective lens 222 converges and irradiates the light beam incident on the optical disc 102 to a point on the signal recording surface of the optical disc 102.
  • the objective lens 220 is a diagram in a direction parallel to the optical axis of the objective lens 220, based on a focus error signal and a tracking error signal obtained by detecting reflected light reflected from the optical disc 102. 2 Driven in the focus direction in the direction of arrow F and in the tracking direction in the direction of arrow T in FIG. 2 in a direction perpendicular to the optical axis of the objective lens 220.
  • the reflected light separated by the second beam splitter 218 is converted into collected light by the detection lens 221, and the astigmatism for obtaining a focus error signal by the astigmatism method by the multi-lens 222. Is given, and the light is received by the light detection element 222.
  • a focus error signal, a tracking error signal, and an RF signal can be obtained based on the detection output of the light detection element 223.
  • the optical disk device 101 to which the present invention is applied has a semiconductor
  • the light coupling efficiency of the light beam emitted from the laser element 212 and guided to the optical disk 102 is defined as CEW (Coupling Efficiency Write), and the light emitted from the semiconductor laser element 212 in the reproduction mode is used.
  • CEW Coupling Efficiency Write
  • CER Coupling Efficiency Read
  • the optical coupling efficiency of the optical coupling efficiency variable element is controlled by switching when recording an information signal on the optical disk, reproducing the information signal recorded on the optical disk, and changing the type of the optical disk mounted on the optical disk device. Therefore, the level of the light beam irradiated on the recording surface of the optical disk can be set in the recording mode and the playback mode without extremely increasing the output power ratio between the recording mode and the playback mode on the light source side. It can be greatly changed according to the change in the type of optical disk.
  • the optical coupling efficiency depends on the type of optical disc, the difference in the recording area for recording and reproduction, and the difference in the recording layer on which recording and reproduction is performed. It is variably controlled according to the power.
  • optical coupling efficiency increases as the optical power on the optimal signal recording surface increases. Note that the relationship between the optical coupling efficiency and the optical power of the light beam irradiated on the signal recording surface of the optical disc may be reversed depending on the configuration of the optical system constituting the light head.
  • the optical disc apparatus performs the recording / reproduction between the information signal recording mode and the reproduction mode, or the type of the optical disc to be mounted, the recording area for recording / reproduction, or the recording / reproduction.
  • An information signal can be recorded and reproduced by irradiating a signal recording surface of an optical disk with a light beam of an optimum level based on the difference in the recording layer, and good recording and reproduction characteristics can be obtained.
  • the optical coupling efficiency without using the optical coupling efficiency variable element is set to CE 0, If the ratio of light passing through the variable efficiency element is TW for signal recording and TR for signal reproduction, the following relationship is established.
  • the optical coupling efficiency (C EW) during signal recording is the optical coupling efficiency (C EW) during signal recording.
  • the optical coupling efficiency (C ER) during signal reproduction is
  • the required light-condensing amount on the recording surface of the light beam is PW during signal recording and PR during signal reproduction
  • the required output of the light beam at the light source is LDW during signal recording and LDR during signal reproduction.
  • the dynamic range required for the light output of the light source that emits the light beam can be changed by the ratio of the transmitted light ratio of the optical coupling efficiency variable element.
  • a plurality of types of optical disks having different specifications are selectively mounted on one optical disk device to record and reproduce information signals.
  • a multi-layer optical disc having a multilayer signal recording layer a rotational speed for recording and reproducing information signals.
  • optical disks such as optical disks that increase the speed.
  • a semiconductor laser is used as a light source constituting an optical head of an optical disk device that selectively uses an optical disk having a different specification of this kind. This semiconductor laser has an optical output of 4 mW at which laser oscillation becomes stable and laser noise is sufficiently reduced, and a maximum optical output rating of 60 mW.
  • the light beam focus amount PW (B) when recording the signal on the signal recording surface and the light focus amount PR (B) when reproducing the signal are as follows. Suppose there is.
  • the dynamic range of the light output of the light source can be expressed as follows.
  • the dynamic range of the required optical output on the signal recording surface of the optical disk can be shown as follows. '
  • the recording of the information signal on the first optical disk A and the second optical disk can be performed within the dynamic range of the optical output of the light source.
  • the information signal from B can be reproduced.
  • the optical coupling efficiency CE 1 when recording signals on the first optical disc A and the recording on the second optical disc B The following relationship holds for the optical coupling efficiency CE 2 at the time of signal reproduction for reproducing the reproduced information signal.
  • the required light output of the light source is as follows.
  • the light output maximum rating of the light source is 6 OmW
  • a good information signal can be reproduced with a light output of 5 mW, which has enough margin.
  • the signal reproduction of the first optical disc A is as follows.
  • the signal recording of the second optical disc B is as follows.
  • the optical coupling efficiency may be either CE 1 or CE 2.
  • CE 1 and 2 are used for recording / reproducing.
  • CE 2 it is more convenient to use CE 2 for recording and reproduction.
  • the recording / reproducing power is controlled based on this information, and it is recommended that any optical disk is mounted. Recording and reproduction of information signals can be realized with recording and reproduction power.
  • the recommended recording power of an optical disc of a certain specification is PW0
  • the recommended reproduction power is PRO
  • the optical coupling efficiency when the passing light ratio in the optical coupling efficiency variable means is approximately 100% is 40%
  • the optical coupling efficiency is 40%.
  • the light coupling efficiency when the passing light ratio in the variable means is lowered is assumed to be 20%
  • the assumed range of PW0 is 9 mW to 22.5 mW
  • the range of PR0 is 0.9 mW to 2. 25 mW.
  • the combined power of PR0 and PW0 read from the optical disc is determined as one of the four areas of (A), (B), (CI), and (C2). Accordingly, it is determined which of the attenuation state in the recording mode and the reproduction mode, that is, the ratio of the transmitted light in the optical coupling efficiency varying means is set.
  • the ratio of the transmitted light in the optical coupling efficiency varying means is set.
  • either mode may be used in the reproduction mode, and it is necessary to increase the ratio of light passing through the optical coupling efficiency varying means in the recording mode. It is desirable to always increase the ratio of transmitted light at.
  • the transmitted light ratio in the optical coupling efficiency variable means may be constantly increased.
  • information indicating the recommended recording / reproducing power according to the stored optical disk can be provided in the cartridge.
  • the information indicating the recommended recording / reproducing power can be identified by discriminating the four areas shown in FIG. 3 by providing two holes in the-part of the cartridge, and performing the processing described above. be able to.
  • the value of the optical coupling efficiency is not limited to this, and may be set appropriately within a range that satisfies the dynamic range of the light source. In some cases, three or more optical coupling efficiencies are possible. In this case, the manufacture of the light source can be facilitated.
  • the optical head to which the present invention is applied can correspond to an optical disk having various specifications without using a special light source, and can obtain excellent information signal recording / reproducing characteristics.
  • FIGS. 4A to 4D are timing charts showing the state of the laser beam accompanying the switching operation between the recording mode and the reproduction mode in the optical disc device itL01, and FIG. 4A shows the signal of the optical disc 102.
  • the amount of light condensed on the recording surface that is, the board surface power P P
  • Fig. 4B shows the laser light transmittance ⁇ ⁇ in the optical coupling efficiency variable element
  • Fig. 4C shows the light detection element for monitoring the amount of split light.
  • 2 1 shows the 6 output of the [rho Micromax
  • FIG 4 D shows the variation of the laser output power [rho upsilon.
  • the timing is measured in accordance with a command from the system controller 107, and the laser control unit 121 sets the recording mode W, Switches the playback mode R.
  • an appropriate applied voltage is given by the servo circuit unit 109 so that a phase difference occurs so that the liquid crystal element 214 functions as a half-wave plate.
  • transmittance of the optical coupling efficiency varying element [rho tau is set to 50%.
  • the laser emission power Pu is 5 mW as shown in FIG. 4D, and good reproduction characteristics are obtained with less laser noise.
  • the voltage applied to the liquid crystal element 214 is changed by the servo circuit unit 109 in accordance with a command from the system controller 107.
  • the phase difference of the liquid crystal element 214 is changed.
  • the transmittance ⁇ ⁇ of the optical coupling efficiency variable element changes from 50% to 100% as shown in Fig. 4 ⁇ , and the laser operates by the auto power control operation.
  • the output power ⁇ changes from 5 mW to 2.5 mW as shown in FIG. 4D.
  • the output P M of the optical branching amount monitoring light detection element 2 1 6 also decreases according to the change of the transmittance [rho tau and change of laser output power P u of the optical coupling efficiency varying element. All this time, since the liquid crystal element is a response speed of the finite, the recording preparation W P is a transition period of the response In the meantime, as shown in FIG.
  • the power P P condensed on the optical disc is maintained as a reproduction power.
  • the output PM from the optical branching amount monitor is input to the servo circuit section 109 via the preamplifier 120, and as shown in FIG. 4C, when the output PM falls below the preset output level reference value P off, As shown in Fig. 4B, it was determined that the transmittance ⁇ by the optical coupling efficiency variable means was sufficiently close to 100%, and the signal modulation and ECC block 1 were transmitted via the system controller 107.
  • a signal recording pulse Pw is generated from the laser control unit 121, and as shown in FIG. 4D, the laser output power Pu is modulated to record an information signal.
  • the laser control unit 122 switches between the recording mode and the reproduction mode R in accordance with an instruction from the system controller 107. .
  • the laser emission power Pu is as low as 2.5 mW, so that the laser noise is in an increased state.
  • the voltage applied to the liquid crystal element 214 is changed by the servo circuit section 109 according to a command from the system controller 107, and the position of the liquid crystal element 214 is changed. Change the phase difference.
  • the transmittance ⁇ ⁇ of the optical coupling efficiency variable element changes from 100% to 50%, and the laser output power P u changes from 2.5 mW to 5 mW, the laser noise is reduced, and a good reproduced signal can be detected.
  • the output PM of the optical splitter amount exceeds the preset reference value Pern, it is determined that the optical coupling efficiency has been sufficiently reduced, and signal regeneration is started. I do.
  • signal playback may be started immediately, and a retry may be performed while an error occurs in the playback signal due to laser noise.
  • the output PM of the optical branching amount monitor light detection element 2 1 6 also, as shown in FIG. 4 C, according to the change and the change of the laser emission power p u of the transmittance of the optical coupling efficiency varying element [rho tau Go up.
  • the recording operation starts while the optical output is high, that is, the optical coupling efficiency is low. If an attempt is made to obtain an output exceeding the maximum light output rating, the laser element may be damaged.
  • the reproduction operation starts while the optical output is low, that is, the optical coupling efficiency is high, so that there is much laser noise and good reproduction characteristics cannot be obtained. Also, if the optical coupling efficiency is reduced first after the recording operation, the laser element may be damaged if an attempt is made to obtain an output exceeding the maximum optical output rating of the semiconductor laser.
  • the laser noise at the time of reproduction is sufficiently reduced even if the output ratio of the light beam at the time of recording and reproduction is small.
  • ONZOFF of variable operation may be detected and controlled by some method.
  • variable operation ONZOFF increase or decrease in optical coupling efficiency
  • the driving state when performing a variable operation mechanically, it is possible to know the driving state using a position sensor or the like.
  • Use the output from the rear monitor terminal of the semiconductor laser that is, the output from the light receiving element that monitors the light emitted in the direction opposite to the emission direction, or use a part of the light beam that is not used for recording / reproduction of information signals that do not reach the optical disk
  • It is also possible to detect a change in light output by providing and detecting a light receiving element.
  • the split light power may be detected by providing a light receiving element as described above.
  • the system controller 107 controls the voltage applied to the liquid crystal and sets the voltage applied to the liquid crystal as a voltage (voltage corresponding to “0pen”) that increases the optical coupling efficiency, and proceeds to step st3.
  • the system controller 107 determines that the output of the optical detection element 216 for monitoring the amount of optical branching is lower than a predetermined set value (reference value Poff). Determine if it is low. If it is lower than the predetermined set value (reference value P off), the process proceeds to step st5. If it is not lower than the predetermined set value (reference value P off), the process remains at step st3.
  • step st5 the system controller 107 determines that the time during which the change width of the output of the photodetector 2 16 for the optical branching amount monitor is smaller than the predetermined set time has passed the predetermined set time. It is determined whether or not. When it is determined that the time that has become smaller than the predetermined setting width has exceeded the predetermined setting time, the process proceeds to step st6, and the time when the time has become smaller than the predetermined setting width exceeds the predetermined setting time. If it is determined that the time has not passed, the process remains at step st5. In step st6, the system controller 107 starts a recording operation.
  • step st7 If it is time to end the recording operation, proceed to the next step st7, end the recording operation, return the optical beam output to the reproduction power, shift to the standby mode, and operate in step st8 Exit. In the standby state, the light source is at the playback power.
  • the system controller 107 retains the attenuated state up to that point, and receives a command for reproduction when switching the attenuated state after receiving the next command for reproduction or recording.
  • the process starts in step st9, and in the next step st10, the liquid crystal application voltage is controlled so that the liquid crystal application voltage lowers the optical coupling efficiency (“Close”). ), And proceeds to step st11 if the voltage lowers the optical coupling efficiency, and proceeds to step st12 if the voltage increases the optical coupling efficiency.
  • step st 11 the system controller 107 determines whether or not the output of the light branching amount monitoring light detecting element 216 is higher than a predetermined set value (reference value P on). If the value is higher than the predetermined set value (reference value Pon), the system controller 107 proceeds to step st13. If the value is not higher than the predetermined set value (reference value Pon), the system controller 107 stays at step st11. .
  • step st13 the system controller 107 determines that the width of the change in the output of the optical branching amount monitoring photodetector 216 has become smaller than the predetermined set width, and the time has elapsed beyond the predetermined set time. Determine whether or not it has been done. When the system controller 107 becomes smaller than the specified setting width, If it is determined that the elapsed time has exceeded the predetermined set time, the process proceeds to step st14, and if it is determined that the time during which the time has become smaller than the predetermined set width is not cautious of the predetermined set time, the process proceeds to step st 14. Stay at 13. In step st14, the system controller 107 starts the reproduction operation.
  • the system controller 107 proceeds to the next step st15, ends the reproduction operation, shifts to the standby mode, and operates in step st16. To end. In the standby state, the light source is at the playback power.
  • the system controller 107 always sets the attenuated state with low optical coupling efficiency in the standby state, and switches to the attenuated state with high optical coupling efficiency only when receiving a recording command. As shown in Fig. 7, the process starts at step st17, and at the next step st18, the liquid crystal applied voltage is controlled so that the liquid crystal applied voltage is higher than the voltage ("0pen") for increasing the optical coupling efficiency. Then, go to step st 19. In step st19, it is determined whether or not the output of the light branching amount monitoring light detection element 216 is lower than a predetermined set value (reference value Poff). If the value is lower than the predetermined set value (reference value P off), the system controller 107 proceeds to step st 20.
  • a predetermined set value reference value
  • step st20 the system controller 107 determines that the time during which the change width of the output of the optical branching amount monitoring photodetector 216 is smaller than the predetermined set time is longer than the predetermined set time. Determine if it has passed. If the system controller 107 determines that the time that has been smaller than the predetermined set width has exceeded the predetermined set time, the process proceeds to step st21, and the time during which the time has become smaller than the predetermined set width. If it is determined that does not exceed the predetermined time, the process remains at step st20. In step st21, the system controller 107 starts a recording operation.
  • step st22 the system controller 107 controls the liquid crystal applied voltage to set the liquid crystal applied voltage to a voltage that lowers the optical coupling efficiency (a voltage corresponding to “CloseJ”), and proceeds to step st24.
  • step st24 the system controller 107 shifts to the standby mode, and ends the operation in step st25 5.
  • the system controller 107 In this standby mode, the light source is at the reproduction power, and the liquid crystal applied voltage optical coupling efficiency In addition, the system controller 107 always sets the attenuated state with low optical coupling efficiency in the standby state, and switches to the attenuated state with high optical coupling efficiency only when a recording command is received.
  • a command of regeneration is received, as shown in Fig. 8, the process starts at step st26, and at the next step st27, the light detection element for monitoring the amount of optical branching is monitored.
  • the system controller 1 07 determines in step st 2 Proceeding to step 8, if the value is equal to or less than the predetermined set value (reference value Pon), the process stays at step st 27.
  • the system controller 107 sets the light detection element 2 1 It is determined whether or not the time during which the width of the output change has become smaller than the predetermined set width has exceeded the predetermined set time. The system controller 107 determines that the change is smaller than the predetermined set width.
  • step st29 When it is determined that the tracking time has exceeded the predetermined set time, the process proceeds to step st29, and when it is determined that the time during which the time has become smaller than the predetermined set width has not exceeded the predetermined set time. Stays at step st 28.
  • step st29 the system controller 107 starts the reproducing operation.When the reproducing operation should be ended, the system controller 107 proceeds to the next step st30 and ends the reproducing operation. Then, the operation mode is shifted to the standby mode, and the operation is terminated in step st 31. In this standby mode, the light source is at the reproducing power and at the voltage for lowering the liquid crystal applied voltage light coupling efficiency.
  • the system controller 107 always puts the optical coupling efficiency in the attenuating state in the standby state, and only when receiving the playback command, the attenuation in the optical coupling efficiency is low.
  • the process starts in step st32, and in the next step st33, the light detection element 21 1 for monitoring the amount of light splitting. It is determined whether the output of 6 is lower than a predetermined set value (reference value P off). If it is lower than the predetermined set value (reference value P off), the system controller 107 proceeds to step st 34, and if not lower than the predetermined set value (reference value P off), it stays at step st 33. .
  • step st34 the system controller 107 determines that the width of the change in the output of the optical branching amount monitoring photodetector 216 has been smaller than the predetermined set width, Determine whether it was used. If the system controller 107 has been smaller than the predetermined set width but has been longer than the predetermined set time, the process proceeds to step st35, and if it has become smaller than the predetermined set width. If it has not been longer than the predetermined set time, the process remains at step st34. In step st35, the system controller 107 starts the recording operation.
  • the system controller 107 proceeds to the next step st36, ends the recording operation, returns to the reproduction power, shifts to the standby mode, and shifts to the standby mode. 3 The operation ends with 7.
  • the light source is at the reproducing power
  • the liquid crystal applied voltage is a voltage that increases the optical coupling efficiency.
  • the system controller 107 always sets the optical coupling efficiency to the attenuated state in the standby state, and only when receiving a reproduction command, in the operation of switching to the “attenuated state” having the low optical coupling efficiency, refers to reproduction.
  • a command is received, as shown in Fig. 10, the process starts at step st38, and at the next step st39, the liquid crystal applied voltage is controlled to reduce the liquid crystal applied voltage to reduce the optical coupling efficiency.
  • a voltage voltage corresponding to “CloseJ”
  • step st42 the system controller 107 determines that the width is smaller than the predetermined set width. If it has not been longer than the predetermined time, the process remains at step st41.
  • step st42 the system controller 107 starts a reproducing operation. Then, when it is time to end the reproducing operation, the system controller 107 proceeds to the next step st43, ends the recording operation, and proceeds to step s't44.
  • step st 4 4 the system controller 1 0 7, the liquid crystal application voltage control to control, as a voltage to the liquid crystal applied voltage to increase the optical coupling efficiency (voltage corresponding to "0p en"), in Step st 4 5 move on.
  • step st45 the mode shifts to the "standby" mode, and the operation ends in step st46.
  • the system controller 107 starts at step st 47 and then proceeds to the next step.
  • the output of the irradiating light beam (board power) on the recording surface of the optical disc is specified as a voltage (voltage corresponding to “ Close j”) that controls the liquid crystal applied voltage to lower the optical coupling efficiency.
  • Value for example, 0.9 mW
  • step st 49 the system controller 107 sets the output of the optical branching amount monitoring photodetector 216 to a predetermined set value.
  • step st50 the system controller 107 determines that the change width of the output of the photodetector 216 for monitoring the amount of optical branching has become smaller than the predetermined set width, It is determined whether or not it has been extended. If the system controller 107 has been smaller than the predetermined set width but has been longer than the predetermined set time, the process proceeds to step st51, and if it has been smaller than the predetermined set width. Over a set time If not, stay at step st50. In step st51, the system controller 107 starts the focus servo operation in the optical head (focus ON), and proceeds to step st52.
  • step st52 the system controller 107 moves the optical head to the innermost position of the optical disk, and proceeds to step st53.
  • a predetermined value for example, 1.6 mW.
  • step st55 the system controller 107 determines whether or not the recommended recording power PW0 is larger than a predetermined value, for example, 12 mW. If the recommended recording power PW0 is larger than the predetermined value, the process proceeds to step st56, and if the recommended recording power PW0 is not larger than the predetermined value, the process proceeds to step st57.
  • a predetermined value for example, 12 mW.
  • step st56 the system controller 107 determines that the attenuator type is (A) shown in FIG. 3, and controls the liquid crystal applied voltage according to the determination result.
  • step st57 the system controller 107 determines that the attenuator type is (B) shown in FIG. 3, and controls the liquid crystal applied voltage according to the determination result.
  • step st58 the system controller 107 determines that the attenuator type is (C) ((C1) or (C2)) shown in FIG. 3 and, based on the determination result, applies the liquid crystal. Control the voltage.
  • the optical head 104 comprises an optical coupling efficiency varying means provided by an optical element and a light separating means provided on an optical path between a light source and a light separating means. You may make it comprise.
  • the optical head 104 shown in FIG. 12 includes a semiconductor laser element 212, a collimator lens 211, a liquid crystal element (variable polarization state) 234, a first beam splitter 218, and a second It has a beam splitter 2 24, a detection element 2 19 for FAP C (Front Auto Power Control), an objective lens 220, a detection lens 221, a multi-lens 22 22, and a light detection element 22 23.
  • Optical components are mounted individually Have been. Each of these optics is individually mounted.
  • Current I 2 for driving the semiconductor laser element 2 1 2 is supplied from the laser control unit 1 2 1 head 1 0 4 to light.
  • the voltage applied to the liquid crystal element 214 is controlled by the servo circuit section 109.
  • the laser controller 122 may be outside the optical head or may be mounted on the optical head.
  • the optical path of the optical head 104 shown in FIG. 12 will be described.
  • the light beam emitted from the semiconductor laser element 212 enters the collimator lens 222.
  • the light is converted into a parallel light beam and enters the liquid crystal element 234.
  • the liquid crystal element 234 changes its polarization state based on the applied voltage.
  • the light beam transmitted through the liquid crystal element 234 enters the first beam splitter 218 in a state where the state of polarization has been changed.
  • the first beam splitter 2 18 transmits approximately 100% of the P-polarized light and reflects approximately 100% of the S-polarized light, and the phase difference given by the liquid crystal element 2 34 When there are exactly N wavelengths (N is an integer), approximately 100% of the light beam passes through the first beam splitter 2 18.
  • the phase difference due to the liquid crystal element 234 is shifted by half a wavelength from the N wavelength, the polarization direction is rotated by 45 degrees, and approximately 50% of the light beam is shifted by the first beam splitter 2. The light beam passing through 18 and the remaining 50% is reflected.
  • the light beam reflected by the first beam splitter 218 enters the second beam splitter 224.
  • the light reflected by the second beam splitter 224 is received by the light branching amount monitoring light detecting element 216.
  • the output of the light detection element 2 16 for monitoring the amount of light splitting corresponds to the product of the light emission output of the semiconductor laser element 212 and the light splitting rate of the first beam splitter 285. This substantially corresponds to the optical coupling efficiency of the head 104.
  • the optical coupling efficiency is high, the amount of light incident on the photodetector 216 for monitoring the amount of optical branching decreases, and when the optical coupling efficiency is low, the amount of light incident on the photodetector 216 for monitoring the amount of optical branching decreases.
  • the relationship is that the amount of incident light increases.
  • the amount of light incident on the light detection element 2 16 for monitoring the amount of light branching is an amount proportional to 100% ⁇ [pass rate (%) of the light coupling efficiency varying means].
  • the output of the optical branching amount monitoring photodetector 2 16 is supplied to the preamplifier 120.
  • the light transmitted through the second beam splitter 224 is incident on a FAPC detecting element 219 for monitoring the light amount of the light beam directed to the signal recording surface of the optical disk 102.
  • the output of the FAPC detection element 219 is sent to the laser control unit 121, and the automatic power control is executed.
  • the laser control unit 121 controls the emission output of the semiconductor laser element 212 such that the output from the FAPC detection element 219 has a predetermined value.
  • the output of the irradiation light beam on the recording surface of the optical disc 102 is made constant.
  • the output value of the irradiation light beam having a predetermined value on the signal recording surface of the optical disc 102 is different between the recording mode and the reproduction mode, and differs depending on the type of the optical disc and the like.
  • the light beam is pulsed by the light head 104 used in the optical disk device 101 employing the light modulation recording method.
  • the light beam from the semiconductor laser element 212 that has been separated by the beam splitter 218 and transmitted through the beam splitter 218 is incident on the objective lens 220.
  • the objective lens 220 converges and irradiates the light beam incident on the optical disk 102 to a point on the signal recording surface of the optical disk 102.
  • the objective lens 220 is directed in a direction parallel to the optical axis of the objective lens 220 based on a focus error signal and a tracking error signal obtained by detecting reflected light reflected from the optical disc 102. It is driven in the focusing direction in the arrow F direction in FIG. 12 and in the tracking direction in the arrow T direction in FIG. 12 in the direction orthogonal to the optical axis of the objective lens 220 in FIG.
  • the reflected light reflected from the recording surface of the optical disk is again incident on the first beam splitter 218 via the objective lens 220.
  • the first beam splitter 218 reflects and separates a light beam having an amount of light corresponding to the reflectance.
  • the reflected light separated by the first beam splitter 218 is converted into convergent light by the detection lens 221, and the astigmatism for obtaining the focus error signal by the astigmatism method by the multi-lens 222. Is given, and the light is received by the light detection element 222.
  • a focus error signal, a tracking error signal, and an RF signal can be obtained based on the detection output of the light detection element 223.
  • the optical head 104 comprises an optical element in which the optical coupling efficiency varying means is provided on the optical path between the light source and the light separating means. It may be.
  • the light head 104 serves as a semiconductor laser element 212, a collimator lens 212, a liquid crystal element (variable transmittance alone) 255 serving as a means for changing the light coupling efficiency, and a light separating means.
  • 1st beam splitter 2 18, FAPC (Front Auto Power Control) detecting element 2 19, objective lens 2 20, detecting lens 2 2 1, multi-lens 2 2 2, light detecting element 2 2 3 I have. Each of these optical components is individually mounted.
  • the current I 3 for driving the semiconductor laser element 212 is supplied from the laser control unit 121 of the optical head 104.
  • the voltage applied to the liquid crystal element 214 is controlled by the servo circuit section 109.
  • the laser controller 122 may be outside the optical head or may be mounted on the optical head.
  • An output B from a rear monitor light receiving unit (not shown) in the semiconductor laser element 212 is supplied to a preamplifier 120.
  • the voltage applied to the liquid crystal element 254 of the single transmittance change type is controlled by the servo circuit unit 109.
  • the optical path of the optical head 104 shown in FIG. 13 will be described.
  • the light beam emitted from the semiconductor laser element 212 is incident on the collimator lens 222.
  • the light beam is converted into a parallel light beam and enters the liquid crystal element 254.
  • the polarization state of the liquid crystal element 254 changes based on the applied voltage.
  • the light beam transmitted through the liquid crystal element 254 enters the first beam splitter 218 in a state where the state of polarization has been changed.
  • the first beam splitter 218 is formed so as to transmit P-polarized light by approximately 100% and reflect S-polarized light by approximately 100%. Since a phase difference is not given by the liquid crystal element 254, a light beam of approximately 100% passes through the first beam splitter 218.
  • the output of the FAPC detection element 219 is sent to the laser control unit 121, and the operation of the auto power control is executed. That is, the laser control unit 121 controls the light emission output of the semiconductor laser element 212 such that the output from the FAPC detection element 219 becomes a predetermined value. With this control, The output of the light beam irradiated on the signal recording surface of the disk 102 is kept constant.
  • the output from the rear monitor light receiving unit is proportional to the emission output of the semiconductor laser element 212.
  • the output value of the irradiation light beam having a predetermined value on the signal recording surface of the optical disk 102 is different between the recording mode and the reproduction mode as described above. It also depends.
  • the light beam is pulsed in the light head 104 supplied to the optical disk device 101 employing the light modulation recording method.
  • the objective lens 220 converges and irradiates the light beam incident on the optical disc 102 to a point on the signal recording surface of the optical disc 102.
  • the objective lens 220 is arranged in a direction parallel to the optical axis of the objective lens 220 based on a focus error signal and a tracking error signal obtained by detecting reflected light reflected from the optical disk 102. It is driven in the tracking direction in the direction indicated by the middle arrow T in FIG.
  • the reflected light reflected from the recording surface of the optical disk is again incident on the first beam splitter 218 via the objective lens 220.
  • the first beam splitter 218 reflects and separates a light beam having an amount of light corresponding to the reflectance.
  • the reflected light separated by the first beam splitter 218 is converted into convergent light by the detection lens 221, and the astigmatism for obtaining a focus error signal by the astigmatism method by the multi-lens 222 is reduced. And is received by the light detection element 222.
  • a focus error signal, a tracking error signal, and an RF signal can be obtained based on the detection output of the light detection element 223.
  • FIGS. 14A to 14D are timing charts showing the state of the laser beam accompanying the switching operation between the recording mode W and the reproduction mode R in the optical disc device 101.
  • 1 4 A is the amount of light is focused on the signal recording surface of the optical disc 1 0 2, i.e. shows the board power P P
  • 1 4 B shows the transmittance of the laser beam [rho tau in optical coupling efficiency varying element
  • FIG. 1 4 C shows the output level of the rear monitor output beta [rho
  • FIG 1 4 D shows the variation of the laser beam emission Pawa one Pu.
  • the reference level of the reference values Pon and Poff is set in the rear monitor output BP to obtain the above-described diagram. Control similar to that of the optical disk device 101 using the optical head 104 configured as shown in FIG. 2 is possible.
  • the optical disk device 101 using the optical head 104 shown in FIG. 13 has the following timing after the response of the liquid crystal element 214 starts, in accordance with a command from the system controller 107, as follows.
  • the balance laser controller 1 2 1 switches between the recording mode KW and the playback mode R.
  • the liquid crystal element 255 is adjusted to have a transmittance ⁇ ⁇ of 50% as shown in FIG. 14B by adjusting the applied voltage by the servo circuit section 109. Is set. At this time, the laser emission power ⁇ ⁇ ⁇ is 5 mW as shown in FIG. 14D, and good reproduction characteristics with little laser noise are realized.
  • the liquid crystal element has a finite response speed, in the transient period of the response, that is, during the recording preparation period WP, the power of the light beam focused on the signal recording surface of the optical disk 102 is reproduced. Maintained in power.
  • the output BP from the rear monitor is input to the servo circuit section 109 via the preamplifier 120, and is set in advance. When the output level falls below the reference level Poff, it is determined that the transmittance of the liquid crystal element 254 has become sufficiently close to 100%, and signal modulation and ECC are performed via the system controller 107.
  • a signal recording pulse Pw is output from the laser control unit 121, the laser emission power Pu is modulated, and the information signal is recorded on the optical disk 102.
  • the laser control unit 121 switches from the recording mode W to the reproduction mode R in accordance with a command from the system controller 107.
  • This state i.e., in the initial state of the playback preparation R P, the laser output power Pu, as shown in FIG. 1 4 D, 2. 5 mW low order rate Zanoizu is the increased state.
  • the voltage applied to the liquid crystal element 254 is changed by the servo control section 109 according to the command from the system controller 107, and the transmission of the liquid crystal element 254 is performed. Change the rate.
  • the transmittance ⁇ of the liquid crystal element 2 54 is changed to 50% from 1 100%, Otono.
  • the laser emission power ⁇ ⁇ changes from 2.5 mW to 5 mW due to the operation of the power control, the laser noise decreases, and a good reproduced signal can be detected.
  • FIG. 14C when the rear moeta output BP exceeds a preset reference value P on, it is determined that the transmittance ⁇ of the liquid crystal element 254 has sufficiently decreased, and the optical disc 1 02 Start reproduction of the information signal in the reproduction mode R for reproducing the information signal recorded in 2.
  • signal reproduction may be started immediately, and the switching operation may be repeated while an error occurs in the reproduction signal due to laser noise.
  • the output BP of the rear monitor also, as shown in FIG. 1 4 B, up in accordance with the variable spoon changes and laser emission power P u of the transmittance of the liquid crystal element 2 54 ⁇ ⁇ .
  • the switching operation between the recording mode W and the reproduction mode R is performed by a procedure other than the above, the following problems occur.
  • the recording operation of the information signal starts while the optical output is high, that is, the optical coupling efficiency is low. Attempts to obtain an output exceeding the rating may damage the semiconductor laser device in some cases.
  • the reproduction operation of the information signal starts while the light output is low, that is, while the optical coupling efficiency is high, so that the laser noise is large and good reproduction characteristics cannot be obtained. If the optical coupling efficiency is reduced first after the recording operation, an output exceeding the maximum optical output rating of the semiconductor laser element may be obtained, and in some cases, the semiconductor laser element may be damaged.
  • the optical coupling efficiency varying means may be a liquid crystal element using a wave plate type liquid crystal element, or is not limited to this, and may employ another type of optical coupling efficiency varying means. You may.
  • a second type of the optical coupling efficiency variable element used in the optical head according to the present invention uses an optical path branching unit that branches an optical beam into at least two optical paths. That is, the optical coupling efficiency is changed by changing the branching ratio of the two optical paths by the optical path branching means.
  • FIGS. 15A and 15B are diagrams showing specific examples of the first method, in which a transmissive liquid crystal element 21 is used as a means capable of changing the transmittance of a light beam. It is.
  • the liquid crystal element 21 has a light beam transmittance Is to change. That is, by changing the driving voltage applied to the liquid crystal element 21, the orientation of the liquid crystal is changed, and the transmittance shown in FIG. 15B is changed from the state where the light transmittance is high as shown in FIG. 15A. Control to a low state.
  • the driving of the liquid crystal element 21 is controlled by a liquid crystal driving circuit provided in the servo circuit section 109.
  • FIGS. 16A and 16B show another specific example of the first method, in which a filter plate 22 is used as a means capable of changing the light beam transmittance.
  • the filter plate 22 is provided with, for example, a translucent filter portion 22 b on a part of a transparent plate 22 a that can be slid in the direction of the arrow S in FIGS. 1.6A and 16B. .
  • the filter plate 22 shown in FIGS. 16A and 16B displaces the position of the filter section 22 b in the direction of the arrow S in the drawing on the optical path of the light beam Li, and the light beam is shifted to the position shown in FIG. 16A.
  • the state of transmission through the transparent plate 22a and the state of transmission through the filter section 22b as shown in Fig. 16B were selected to change the transmittance of the light beam L. Things.
  • the filter plate 22 is supported by, for example, a piezoelectric element or the like, and the position of the filter plate 22 is controlled by controlling the piezoelectric element by a drive circuit provided in the servo circuit section 109.
  • the position of the filter plate 22 can be controlled by a feed screw supported by a mechanism provided in the motor and by controlling the motor by a drive circuit provided in the servo circuit section 109.
  • the optical coupling efficiency variable element described above is configured to change the transmittance of the light beam.However, a configuration in which a reflective element is provided in the optical path of the light beam Li and the reflectance is changed is provided. It is also possible to adopt.
  • FIGS. 17A and 17B are diagrams showing a specific example of the second method, in which a wavelength plate 31 and a beam splitter 32 are provided as optical path branching means for splitting a light beam, and the wavelength plate 31 is provided. Beam is rotated around the optical path of the light beam. The light beam Li is split by the beam splitter film 32 a of the splitter 32.
  • the ratio of ⁇ polarized light incident on the beam splitter 32 that is, the ratio of transmitted light, has the relationship shown in FIG. 17C as follows.
  • the optical coupling efficiency in the range of 100% to 50%, it is sufficient to switch between ⁇ -Odeg and 22.5 deg.
  • the polarization direction changes by 45 degrees, and the transmitted light ratio can be controlled to 100% or 50%.
  • FIGS. 18A and 18B are diagrams showing another specific example of the second method, in which a liquid crystal element 33 and a beam splitter 34 are provided as optical path branching means for branching a light beam.
  • the liquid crystal element 33 functions as a wavelength plate, so that the light beam is split by the beam splitter film 34 a of the beam splitter 34.
  • a liquid crystal element 3 3 Set Rapingu direction P R to 2 2. 5 deg, the phase difference, when the N is an integer, and the wavelength of lambda, or (New + 0.5) ⁇ or ⁇ to ( ⁇ 0.5) ⁇ , the polarization direction of the light beam L 4 incident on the beam splitter 34 changes by 45 °, and the transmitted light ratio becomes 1 It can be changed in the range of 00% to 50%. Further, as shown in FIG. 1 8 B, the liquid crystal elements set the rubbing direction P R to 4 5 deg
  • FIGS. 19A and 19B are cross-sectional views showing the cross-sectional structure of the liquid crystal element.
  • FIG. 19C is an explanatory diagram showing a change in the refractive index of the liquid crystal element with respect to the applied voltage
  • FIG. 19D is an explanatory diagram showing a change in the phase difference with the applied voltage.
  • the liquid crystal element 40 has two glass substrates 41,
  • the liquid crystal molecules 49 are sealed between the glass substrates 42, and the liquid crystal molecules 49 are aligned by the alignment films 43, 44 provided on the inner surfaces of the glass substrates 41, 42.
  • Transparent electrode films 45 and 46 are provided between the glass substrates 41 and 42 and the alignment films 43 and 44, respectively.
  • the liquid crystal molecules 49 are moved parallel to the alignment films 43 and 44 as shown in FIG. From the state of being arranged along the lapping direction indicated by A, as shown in FIG. 19B, the state changes to the state of standing vertically to the alignment films 43 and 44.
  • the refractive index in the direction along the lapping direction when the liquid crystal molecules 49 are parallel to the alignment films 43 and 44 is N1
  • the lapping direction when the liquid crystal molecules 49 are orthogonal to the rubbing direction Assuming that the refractive index in the direction along is N 2, the refractive index N 1 in the direction along the lapping direction changes according to the displacement of the liquid crystal molecules 49 due to the change in applied voltage, as shown in Figure 19C. I do.
  • the refractive index N 2 in the direction perpendicular to the lapping direction is constant.
  • FIGS. 18A and 18B are merely representative examples, and the variable range of the rubbing direction and the phase difference depends on the required variation of the transmitted light ratio. Various settings Can be determined.
  • the function of the liquid crystal element is not limited to the one that functions as a wave plate, but may be any other liquid crystal element such as a twisted nematic liquid crystal used in displays that can change the state of polarization incident on the beam splitter. The effect is obtained.
  • FIG. 20B is a diagram showing still another example for realizing the second method, in which a diffraction grating plate 35 is used as an optical path branching unit for branching a light beam.
  • the diffraction grating plate 35 has a structure in which a diffraction grating portion 35b is provided on a part of a transparent plate 35a that can slide in the direction of arrow S in FIGS. 2OA and 2OB.
  • FIG. 2 0 A and the diffraction grating plate 35 shown in FIG. 2 0 B displaces the position of the diffraction grating portion 35 b in the drawing direction of arrow S in the optical path of Les Ichizako L s, the laser beam L 6
  • the laser beam L 6 is divided into a state where the light passes through the transparent plate 35 a as shown in FIG. 2OA and a state where the light passes through the diffraction grating plate 35 b as shown in FIG. 20B. This is to change the state.
  • Ru can be lowered optical coupling efficiency by splitting the laser beam L e.
  • the diffraction grating plate 35 is supported by, for example, a piezoelectric element or the like, and the position of the diffraction grating plate 35 is controlled by controlling the piezoelectric element by a drive circuit provided in the servo circuit section 109. You. Alternatively, for example, the position of the diffraction grating plate 35 can be controlled by being supported by a mechanism having a feed screw and a motor and controlling the motor by a drive circuit provided in the servo circuit unit 109.
  • the light beam used for recording and reproducing the information signal on the optical disk can be changed from 100% to 50%.
  • use for recording and playback It is also possible to use the primary light for other purposes such as crosstalk cancellation.
  • Figure 2 1 A and FIG 2 1 B is a diagram showing still another example for realizing the second method, it is possible to change the phase difference to the diffraction grating shape as an optical path branching means for branching a light beam L 7
  • the liquid crystal element 36 is used.
  • This liquid crystal element 36 is obtained, for example, by dividing the transparent electrode film shown in FIGS. 19A and 19B into a plurality of parts and applying a different applied voltage to each of the divided electrodes, or by using a part of the glass substrate.
  • By forming the liquid crystal layer in an inclined shape and changing the thickness of the liquid crystal layer regions having different phase differences are generated in a lattice shape, thereby realizing a diffraction grating having a variable phase depth.
  • the diffracted light amount ratio varies depending on the phase depth (difference in phase difference), and therefore, for example, the following usage method is possible.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment described with reference to the drawings, and various changes, substitutions, or equivalents thereof may be made without departing from the scope and spirit of the appended claims. It will be clear to those skilled in the art that INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above, the present invention can sufficiently reduce the laser noise during reproduction even when the power ratio of the light source is small in the recording mode and the reproduction mode, and achieves the maximum light output rating. However, good recording / reproducing characteristics can be realized even if a light source having a relatively small value is used.
  • the present invention provides an optical recording medium according to the type of the optical recording medium determined by the medium type determining unit, or according to the recording surface of the optical recording medium determined by the recording surface determining unit, or According to the recording area of the optical recording medium determined by the recording area determining means, the optical coupling efficiency varying means is controlled to optimize the recording and / or reproducing light power on the recording surface of the optical recording medium. it can.

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Description

明細書 光へッド、 この光へッ ドを用いた光記録媒体記録及び z又は再生装置並びに記 録及び/又は再生方法 技術分野 本発明は、 光ディスク等の光記録媒体に各種情報信号の記録及び Z又は再生を 行う光記録媒体記録及び/又は再生装置並びに記録及び 又は再生方法に関する c 本出願は、 日本国において 2 0 0 1年 1 2月 2 7日に出願された日本特許出願 番号 2 0 0 1— 3 9 7 6 7 9を基礎として優先権を主張するものであり、 この出 願は参照することにより、 本出願に援用される。 背景技術 従来、 光ディスクに代表される光記録媒体として、 微小な凹凸パターンである ピットパターンにより予め情報信号を記録した再生専用型のもの、 相変化型の記 録層を設け情報信号の記録を可能としたもの、 光磁気記録層を設け情報信号の再 記録を可能としたものが提案されている。 この種の光記録媒体のうち、 情報信号 の記録を可能とした光ディスクを記録媒体に用いる光ディスク装置等の光記録媒 体記録及び/又は再生装置は、 光ヘッ ドの光源として、 一般に最大出射光量 （光 出力最大定格） が比較的大きい半導体レーザが用いられている。 なお、 再生専用 の光ディスクのみを記録媒体に用いる光ディスク装置では、 記録型の光ディスク を用いる装置ほど大きな最大定格の光源は必要としないが、 ある値以上の光ビー ムの出射光量が必要である。
これは、 以下のような理由による。
半導体レーザは、 一般的に、 出力が小さい場合には、 安定な発振が得られにく く、 レーザノイズが大きくなつてしまう。 したがって、 光ディスクに記録された 情報信号の再生を行うとき、 C N R (Carrier to Noi se Ratio)を確保するために は、 半導体レーザの光出力をある程度以上の値に設定する必要がある。 この値は、 通常、 2 mW乃至 5 mW程度である。
一方、 情報信号の記録を可能とした光記録媒体に対し情報信号の記録を行う場 合には、 光記録媒体の記録面上に集光される光ビームによって光記録層を所定温 度以上に加熱している。 この場合、 情報信号の再生を行うときの半導体レーザの 出力である再生光パワーは、 再生信号の十分な C N Rを保証できる大きさであり、 情報信号の記録を行うときの半導体レーザの出力である記録光パヮ一は、 記録層 を所定温度以上に加熱して安定した情報信号の記録を保証できる大きさである。 通常、 光記録媒体に対し情報信号を記録する際に用いる記録光の最大パワーは、 再生光パワーの 5倍乃至 2 0倍程度である。 更に、 標準速度よりも髙速で情報信 号の記録する場合には、 より大きな出力が必要となる。
このような理由から、 光記録媒体に対し情報信号の記録及び再生の双方を行う 光へッドに用いられる光源や、 複数の種類の光記録媒体に対して情報信号の記録 再生を行う光ヘッドに用いられる光源の光出力最大定格は、 通常、 2 0 mW乃至 5 O mW程度であり、 標準の回転速度の 8倍程度の高速で光ディスクを回転して 情報信号の記録を行う光ディスク装置に用いられる光へッドにあっては、 1 0 0 mW程度の出力を有する光源が用いられる。
光出力最大定格が大きい光源は、 その実現が非常に困難であるばかりでなく、 光源の消費電力が大きくなつてしまう。 これらを考慮して、 光出力最大定格を小 さくすると、 再生時のレーザノイズが大きくなつてしまい、 良好な再生特性が得 られなくなる。
一方、 D V D (Di gital Versat il Di sc)等の再生専用型の光ディスクにおいては、 記録層を 2層にしたものが用いられている。 更に、 情報信号の記録を可能とした 光ディスクにおいても、 記録層を 2層、 更には 4層としたものが提案されている。 この種の記録層を複数設けた多層型の光ディスクの各記録層に情報信号を記録し 再生するためには、 記録層が 1層のみの光ディスクに比べて、 約 1 . 5倍乃至 2 倍以上の記録光パワー及ぴ再生光パワーが必要となっている。
このような点から、 記録層が単層及び多層の光ディスクを選択的に用いること を可能とする光ディスク装置は、 多層の光ディスクに情報信号を記録するときの 記録最大光パワーと、 単層の光ディスクに記録された情報信号を再生するときの 再生光パワーの比率は、 単層の光ディスクを用いる光ディスク装置に比し 2倍以 上となってしまう。
更に、 記録トラックを光ビームが走査する線速度が、 用いる光ディスクの種類 に応じて異なる場合には、 必要となる記録光パワー及び再生光パワーが異なって くる。 すなわち、 光ビームが光ディスクの記録トラックを走査する線速度が大き くなると、 より大きな記録光パワー及び再生光パワーが必要となる。
このように、 記録容量の拡大を図るため、 信号記録層を多層とした光記録媒体 や光記録媒体の回転速度を向上させた光記録媒体とともに従来から用いられてい る記録層が単層の光記録媒体の双方に対し安定した情報信号の記録再生を実現す るためには、 光ヘッドを構成する光源の光出力のダイナミックレンジは、 より一 層広くすることが要求される。 発明の開示 本発明の目的は、 上述したような光記録媒体において要求される課題を満たす 新規な光へッド、 この光へッドを用いた光記録媒体記録及び z又は再生装置及び 記録及び Z又は再生方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、 光記録媒体に対し情報信号の記録を行う記録モード時及 び情報信号の再生を行う再生モード時における光源のパワー比が小さくても、 再 生時のレーザノイズを十分に小さく して良好な再生特性が得られる光へッド及び この光へッドを用いた記録再生装置並びに記録再生方法を提供することにある。 本発明の更に他の目的は、 光出力最大定格が小さい光源を用いても良好な記録 再生特性が得られる光へッド及びこの光へッドを用いた光記録媒体記録及び z又 は再生装置並びに記録及び Z又は再生方法を提供することにある。
本発明の更に他の目的は、 情報信号の記録再生に用いる光ビームの最適な記録 光パヮ一及び再生光パヮ一が異なる複数種類の光記録媒体、 信号記録層を多層と した光記録媒体、 又は一の記録層が複数の記録領域に分割された光記録媒体等の 光記録媒体を記録媒体として用いた場合にも、 再生時のレーザノイズを十分に小 さくでき、 良好な記録再生特性が実現できる光へッド及びこの光へッ ドを用いた 光記録媒体記録及び/又は再生装置並びに記録及び/又は再生方法を提供するこ とにある。
本発明に係る光ヘッドは、 光源と、 光源から出射された光ビームを光記録媒体 に集光させて照射する光集光手段と、 光源から出射された光ビームと光記録媒体 により反射され集光手段を経た反射光ビームとの光路を分離する光分離手段と、 光分離手段によつて分離された光記録媒体からの反射光ビームを受光する光検出 手段と、 光源と光分離手段との間に設けられた光結合効率可変手段及び光結合効 率検出手段とを備える。 光結合効率可変手段は、 光源から出射する総光量に対す る光記録媒体上に集光する光量の比率である光結合効率を変化させる手段であつ て、 光結合効率検出手段は、 光結合効率可変手段における光結合効率変化に対応 する情報を検出する。
本発明に係る光へッドは、 記録モード時及び再生モード時における光源のパヮ 一比が小さくても、 情報信号の再生時のレーザノイズを十分に小さくでき、 最適 な記録光パワー及び再生光パヮ一が異なる複数種類の光記録媒体、 多層光記録媒 体、 又は一の記録層が複数の記録領域に分割された光記録媒体等レ、ずれの光記録 媒体に対しても、 再生時のレーザノイズを十分に小さくできる。
本発明に係る光記録媒体記録及び/又は再生装置は、 最適な記録光パヮー及び //又は再生光パワーが互いに異なる少なく とも 2種以上の光記録媒体に対して情 報信号の記録又は再生を行う光記録媒体記録及び 又は再生装置であって、 光源 と、 この光源から出射された光ビームを光記録媒体に集光させて照射する光集光 手段とを有する光ヘッドを備える。 光ヘッドは、 光源から出射された光ビームと 光記録媒体により反射されて集光手段を経た反射光ビームとの光路を分離する光 分離手段と、 光分離手段によつて分離された光記録媒体からの反射光ビームを受 光する光検出手段と、 光源及び光分離手段の間に設けられた光結合効率可変手段 及び光結合効率検出手段とを備える。 光結合効率可変手段は、 光源から出射する 総光量に対する光記録媒体上に集光する光量の比率である光結合効率を変化させ る手段であり、 光結合効率検出手段は、 光結合効率可変手段における光結合効率 変化に対応する情報を検出する。 本発明に係る光記録媒体記録及び Z又は再生装置は、 記録モード時及び再生モ 一ド時における光源のパワー比が小さくても、 再生時のレーザノイズが十分に小 さくでき、 最適な記録光パワー及び Z又は再生光パワーが異なる複数種類の光記 録媒体、 多層光記録媒体、 又は一の記録層が複数の記録領域に分割された光記録 媒体などの複数種類の光記録媒体に対しても、 再生時のレーザノィズを十分に小 さくできる。
本発明に係る光記録媒体記録及び/又は再生方法は、 最適な記録光パヮ一及び
/又は再生光パワーが互いに異なる少なくとも 2種以上の光記録媒体に対して記 録及び Z又は再生する光記録媒体記録及び/又は再生において、 光源から出射す る総光量に対する光記録媒体上に集光する光量の比率である光結合効率変化に対 応する情報を検出し、 この検出結果に基づき、 光記録媒体の種類に応じて光結合 効率を変化させる。
本発明に係る光記録媒体記録及び Z又は再生方法によれば、 記録モード及び再 生モードにおける光源のパワー比が小さくても、 再生時のレーザノイズが十分に 小さくでき、 最適な記録光パワー及び/又は再生光パワーが異なる複数種類の光 記録媒体、 多層光記録媒体、 又は一の記録層が複数の記録領域に分割された光記 録媒体などの複数種類の光記録媒体に対しても、 再生時のレーザノィズを十分に 小さくできる。
本発明の更に他の目的、 本発明によって得られる具体的な利点は、 以下におい て図面を参照して説明される実施の形態の説明から一層明らかにされるであろう。 図面の簡単な説明 図 1は、 本発明に係る光へッドを用いた光ディスク装置を示すプロック図であ る。
図 2は、 本発明が適用された光ディスク装置に用いられる光へッドを示す側面 図である。
図 3は、 光ディスク装置において使用される光ディスクについての推奨再生パ ヮー及び推奨記録パワーの関係を示すグラフである。 図 4 A乃至図 4 Dは、 光ディスク装置の記録モードと再生モードの切換動作に 伴うレーザ光の状態を示すタイミングチャートである。
図 5は、 光ディスク装置において、 待機状態ではそれまでのアツテネート状態 を保持し、 記録といぅコマンドを受けてからアツテネート状態の切換えを行う動 作を示すフローチヤ一トである。
図 6は、 光ディスク装匮において、 待機状態ではそれまでのアツテネート状態 を保持し、 再生コマンドを受けてからアツテネート状態の 換えを行う動作を示 すフローチャートである。
図 7は、 光ディスク装置において、 待機状態では、 常に光結合効率の低いアツ テネート状態とし、 記録コマンドを受けたときのみ、 光結合効率の高いアツテネ ート状態に切り換える動作であって記録コマンドを受けたときの動作を示すフロ 一チヤ一トである。
図 8は、 光ディスク装置において、 待機状態では常に光結合効率の低いアツテ ネート状態とし、 記録コマンドを受けたときのみ光結合効率の高いァッテネート 状態に切り換える動作であって再生コマンドを受けたときの動作を示すフローチ ヤートである。
図 9は、 光ディスク装置おいて、 待機状態では常に光結合効率の高いアツテネ ート状態とし、 再生コマンドを受けたときのみ、 光結合効率の高いアツテネート 状態に切り換える動作であって記録コマンドを受けたときの動作を示すフローチ ヤートである。
図 1 0は、 光ディスク装置において、 待機状態では常に光結合効率の高いアツ テネート状態とし、 再生コマンドを受けたときのみ光結合効率の高いァッテネー ト状態に切り換える動作であって再生といぅコマンドを受けたときの動作を示す フローチヤ一トである。
図 1 1は、 光ディスク装置において、 複数の種類の光記録媒体に対応する場合 のアツテネート状態の切換動作を示すフローチヤ一トである。
図 1 2は、 本発明に係る光ディスク装置に用いられる光へッドの他の例を示す 側面図である。
図 1 3は、 本発明に係る光ディスク装置に用いられる光へッドの更に他の例を 示す側面図である。
図 1 4 A乃至図 1 4 Dは、 光ディスク装置の記録モードと再生モードの切換動 作に伴うレーザ光の状態を示すタイミングチャートである。
図 1 5 A及び図 1 5 Bは、 本発明に係る光ディスク装置に用いられる光へッ ド の光結合効率可変素子の第 1の方式を実現する具体例を示す斜視図である。 図 1 6 A及び図 _1. 6 Bは、 本発明に係る光ディスク装匱に用いられる光へッド の光結合効率可変尜^の第 1の方式を実現する他の具体例を示す斜視図である。 図 1 7 A乃至図 1 7 Cは、 本発明に係る光ディスク装置に用いられる光へッ ド の光結合効率可変素子の第 2の方式を実現する具体例を示す説明図である。 図 1 8 A及び図 1 8 Bは、 本発明に係る光ディスク装置に用いられる光へッ ド の光結合効率可変素子の第 2の方式を実現する他の具体例を示す斜視図である。 図 1 9 A乃至図 1 9 Dは、 図 1 8 A及び図 1 8 Bに示す光結合効率可変素子を 構成する液晶素子の構造とその作用を示す説明図である。
図 2 O A及び図 2 O Bは、 本発明に係る光ディスク装置に用いられる光へッ ド の光結合効率可変素子の第 2の方式を実現する更に他の具体例を示す斜視図であ る。
図 2 1 A及び図 2 1 Bは、 本発明に係る光ディスク装置に用いられる光へッド の光結合効率可変素子の第 2の方式を実現する更に他の具体例を示す斜視図であ る。 発明を実施するための最良の形態 以下、 本発明に係る光記録媒体記録及び/又は再生装置を光ディスクを記録媒 体に用いる光ディスク装置に適用した例を挙げて説明する。
本発明が適用される光ディスク装置 1 0 1は、 図 1に示すように、 光ディスク 1 0 2を回転操作する回転駆動機構を構成するスピンドルモータ 1 0 3と、 光へ ッド 1 0 4と、 光へッド 1 0 4を回転操作される光ディスク 1 0 2の径方向に送 り操作する送りモータ 1 0 5とを備えている。
ここで、 スピン ドルモータ 1 0 3は、 光ディスク装置 1 0 1に装着される光デ イスク 1 0 2の種類を判別するディスク種類判別手段を行うシステムコントロー ラ 1 0 7及びサーボ回路部 1 0 9により駆動が制御され、 所定の回転数で回転駆 動される。
この光ディスク装置 1 0 1に用いられる光ディスク 1 0 2と しては、 情報信号 の記録に光変調方式を採用した記録型の光ディスク、 例えば、 C D— R Z R W、 D V D - R AM , D V D— R / R W、 D V D + R W等の光ディスク、 又は光磁気 記録方式を採用した光磁気ディスクが用いられる。
本発明が適用される光ディスク装置 1 0 1は、 情報信号の記録に用いる光ビー ムの最適な記録光パヮーを異にし、 更に情報信号の再生に用いる光ビームの再生 光パワーを異にする 2種以上の光ディスクを選択的に用いるように構成され、 あ るいは、 一の記録層が最適な記録光パワー及び再生光パワーを異にする 2以上の 記録領域に分割された光ディスク、 複数の記録層を積層した光ディスクを用いる ように構成される。
光ディスク 1 0 2の信号記録層上に照射される光ビームの最適な記録光パワー 及び再生光パワーの差異は、 光ディスクにおける記録方式そのものが異なること によるものの他、 光ディスクの回転操作される速度の相違であってもよい。 光デ イスクの回転速度の装置は、 光ディスクの記録トラックを走査する光ビームの回 転する光デイスクに対する相対速度である。
本発明が適用される光ディスク装置 1 0 1に用いられる光ディスク 1 0 2には、 情報信号の記録再生に用いる光ビームの最適な記録光パヮ一及び再生光パヮ一が 異なる、 又は同一の少なく とも 2以上の記録層を有する多層光ディスクを用いる ようにされる。 多層光ディスクを用いた場合に、 多層光ディスクの仕様により、 積層された各記録層についての最適な記録光パヮ一及び再生光パヮ一が相違する ことがある。
上述した各光ディスクに情報信号の記録を行い又は記録された情報信号の再生 を行うために用いる光ビームは、 4 0 0 n m乃至 7 8 0 n m程度の波長のものが 用いられる。
光ヘッ ド 1 0 4は、 光ディスク 1 0 2の記録面に対して光ビームを照射し、 記 録面から反射された反射光を検出する。 光へッ ド 1 0 4は、 光ディスク 1 0 2の 記録面から反射された反射光を検出し、 この検出した反射光の検出出力をプリァ ンプ 1 2 0に供給する。 プリアンプ 1 2 0の出力は、 信号変復調部及び E C Cブ ロック 1 0 8に送られる。 信号変.復調部及び E C Cプロック 1 0 8は、 信号の変 調、 復調及び E C C (エラー訂正符号） の付加を行う。 光ヘッド 1 0 4は、 信号 変復調部及び E C Cプロック 1 0 8の指令にしたがって、 回転する光ディスク 1 0 2の記録面に光ビームの照射を行う。 このような光ビームの照射により、 光デ イスク 1 0 2に対する情報信号の記録又は再生が行われる。
プリアンプ 1 2 0は、 光ヘッ ド 1 0 4によって検出される各光ビームに対応す る信号に基づいて、 フォーカスエラー信号、 トラッキングエラー信号、 R F信号 等を生成する。 情報信号の記録媒体として用いられる光ディスクの種類に応じて、 サーボ回路部 1 0 9、 信号変復調部及び E C Cプロック 1 0 8等により、 これら の信号に基づく復調及び誤り訂正処理等の所定の処理が行われる。 これにより、 復調された記録信号は、 光ディスク 1 0 2が、 例えばコンピュータ等の情報処理 装置で取り扱われるデータを記録するデータストレージ用であるときには、 ィン タフエース 1 1 1を介してコンピュータ 1 3 0等の情報処理装置に送出される。 本発明に係る光ディスク装置 1 0 1が接続されるコンピュータ 1 3 0等の情報処 理装置は、 光ディスク 1 0 2に記録されたデータが再生信号として供給される。 光ディスク装置 1 0 1に装着される光ディスク 1 0 2が、 オーディオデータや ビデオデータを記録するオーディオ · ビデオ用であるときには、 D / A , A / D 変換器 1 1 2の D Z A変換部でデジタル アナログ変換され、 オーディオ . ビデ ォ処理部 1 1 3に供給される。 そして、 このオーディオ · ビデオ処理部 1 1 3に 供給された信号は、 このオーディオ ' ビデオ処理部 1 1 3においてオーディオ ' ビデオ信号処理が行われ、 オーディオ ' ビデオ信号入出力部 1 1 4を介して外部 の撮像 ·映写機器に伝送される。
光へッ ド 1 0 4は、 送りモータ 1 0 5により、 光ディスク 1 0 2の径方向に移 動され、 光ディスク 1 0 2の所定の記録トラックに対応する位置まで移動される。 スピンドルモータ 1 0 3の制御と、 送りモータ 1 0 5の制御と、 光へッド 1 0 4 の対物レンズを支持するニ軸ァクチユエータのフォーカシング方向の駆動及びト ラッキング方向の駆動の制御は、 それぞれサーボ回路部 1 0 9により行われる。 サーボ回路部 1 0 9は、 本発明に係る光へッド 1 0 4内に配設されたの光結合 効率可変素子を動作させ、 光ヘッド 1 0 4における光結合効率、 すなわち、 レー ザ光源から出射する光ビームの総光量と光ディスク 1 0 2上に集光する光量との 比率を、 記録モード時と再生モード時とで異なるように制御する。
レーザ制御部 1 2 1は、 光ヘッド 1 0 4におけるレーザ光源を制御する。 特に、 この実施の形態においては、 レーザ光源の出力パワーを、 記録モード時と再生モ ード時とで異ならせる制御を行う。
装着される光ディスク 1 0 2が、 信号記録層に照射される光ビームの最適な記 録光パワー及び再生光パワーを異にする 2種以上の光ディスクのいずれかである 場合には、 ディスク種類判別センサ 1 1 5が、 装着された光ディスク 1 0 2の種 類を判別する。 なお、 種類を異にする光ディスク 1 0 2には、 記録方式を異にす るもの、 一の記録層が複数の記録領域に分割されたもの、 仕様を異にする複数の 記録層を有するものが含まれる。 光ディスク 1 0 2としては、 上述したように、 光変調記録を用いた種々の方式の光ディスク、 又は各種の光磁気記録媒体を用い ることができる。 これらの各光ディスク 1 0 2は、 記録層に照射される光ビーム の最適な記録光パワー及び再生光パワーを異にするものを含んでいる。 ディスク 種類判別センサ 1 1 5は、 光ディスク 1 0 2の表面反射率や、 形状の相違等の外 形的な相違を検出する。 して光ディスク装置 1 0 1に装着された光ディスク 1 0 2の種類を判別する。 ディスク種類判別センサ 1 1 5より検出された検出信号は、 システムコントローラ 1 0 7に供給される。
光ディスク装置 1 0 1に装着される光ディスク 1 0 2の種類を判別する方法と しては、 光ディスク 1 0 2がカートリッジに収納されたディスクカートリッジで ある場合には、 カートリッジに種類判別用の検出穴を設けておくことが考えられ る。 光ディスク 1 0 2の種類を判別するための識別情報は、 光ディスク 1 0 2の 最内周側に設けられるプリマスタードピットゃグループ等により記録された目録 情報 （Tabl e of Contents： T O C ) エリアに記録するようにしてもよい。 このェ リアには、 ディスク種類を示す種別情報に加え、 当該光ディスクに情報信号を記 録し又は再生する場合に用いる光ビームの推奨記録光パワー及び推奨再生光パヮ 一の情報を記録し、 この情報を検出することによって、 その光ディスクに対する 情報信号の記録又は再生に適した記録光パワー及び再生光パワーが得られるよう に光ヘッド 1 0 4を制御する。
光結合効率制御手段となるサーボ回路部 1 0 9は、 システムコントローラ 1 0 7により制御されることにより、 ディスク種類判別センサ 1 1 5の判別結果に応 じて、 光へッド 1 0 4における光結合効率を装着された光ディスク 1 0 2の種類 に応じて制御する。
光ディスク 1 0 2として、 最適な記録光パワー及び再生光パワーを異にする少 なくとも 2以上の記録領域に一の記録層が分割された光ディスクを使用する場合 には、 記録領域識別手段により、 情報信号の記録を行う領域は再生を行う記録領 域を検出する。 複数の記録領域が光ディスク 1 0 2の中心を中心にして同心円状 に分割されている場合には、 記録領域識別手段としてサーボ回路部 1 0 9を用い ることができる。 サーボ回路部 1 0 9は、 例えば、 光へッ ド 1 0 4と光ディスク 1 0 2との相対位置を検出することによって、 記録又は再生をしようとする記録 領域を判別することができる。 なお、 光ヘッド 1 0 4と光ディスク 1 0 2との相 対位置の検出は、 光ディスク 1 0 2に記録されたァドレス信号に基づいて位置検 出する場合を含む。 サーボ回路部 1 0 9は、 記録又は再生をしょうとする記録領 域の判別結果に応じて、 光へッド 1 0 4における光結合効率を制御する。
本発明に係る光ディスク装置 1 0 1に用いられる光ディスク 1 0 2が、 最適な 記録光パワー及び再生光パワーを異にする少なくとも 2以上の記録層を有する多 層光ディスクである場合には、 記録層識別手段により、 情報信号の記録又は再生 を行う記録層を判別する。 記録層識別手段としては、 サーボ回路部 1 0 9を用い ることができる。 サーボ回路部 1 0 9は、 例えば、 光へッ ド 1 0 4と光ディスク 1 0 2との相対位置を検出することによって、 記録又は再生をしょうとする記録 層を検出することができる。 サーボ回路部 1 0 9は、 記録又は再生をしょうとす る記録層の判別結果に応じて、 光へッド 1 0 4における光結合効率を制御する。 光ディスクの種類、 記録領域、 記録層に関する情報は、 各光ディスクに設けら れた T O Cが記録された領域に予め記録し、 この光ディスク 1 0 2を光ディスク 装置 1 0 1に装着し、 これら記録情報を読み取ることによって判別するようにし てもよい。 上述した光ディスク装置 1 0 1に用いられる本発明に係る光へッドを説明する c この光ヘッド 1 0 4は、 図 2に示すように、 光源となる半導体レーザ素子 2 1 2、 コリメータレンズ 2 1 3、 光結合効率可変手段を構成する液晶素子 2 1 4及 び第 1のビームスプリッタ 2 1 5、 光分離手段となる第 2のビームスプリッタ 2 1 8、 F A P C (Front Auto Power Control) 用検出素子 2 1 9、 対物レンズ 2 2 0、 検出レンズ 2 2 1、 マルチレンズ 2 2 2、 光検出素子 2 2 3を備えている c これらの各光学部品は、 個別にマウントされている。
光ヘッド 1 0 4は、 半導体レーザ素子 2 1 2から出射される光ビームが、 コリ メータレンズ 2 1 3に入射されて平行な光ビームに変換され、 液晶素子 2 1 4に 入射され、 更に、 液晶素子 2 1 4を通過した光ビームが第 1及び第 2のビームス プリ ッタ 2 1 5 , 2 1 8に順次入射される。 これらビームスプリッタ 2 1 5 , 2 1 8を通過した光ビームは、 対物レンズ 2 2 0によって光ディスク 1 0 2の信号 記録面上に集光される。
光ディスク 1 0 2の信号記録面で反射された光ビームは、 第 2のビームスプリ ッタ 2 1 8で光源から出射された光ビームの光路から分離され、 検出レンズ 2 2 1及びマルチレンズ 2 2 2を経て、 光検出素子 2 2 3に入射される。 光検出素子 2 2 3が受光して出力する検出信号に基づいて、 R F信号、 フォーカスエラー信 号、 トラッキングエラ一信号等が生成される。
このような光へッド 1 0 4は、 半導体レーザ素子 2 1 2から出射された光ビー ムが、 光結合効率可変素子である液晶素子 2 1 4の作用により、 この液晶素子 2 1 4を通過した後に光結合効率を適宜可変制御する。 光ビームは、 同一の種類の 光ディスクにおいて、 又は同一の記録領域、 あるいは、 同一の記録層において、 記録モードから再生モードに変わったときには、 記録モード時によりも、 小さい 光結合効率となされて光ディスク 1 0 2に入射される。 光ディスク装置 1 0 1が 再生モードから記録モードに変わったときには、 半導体レーザ素子 2 1 2から出 射された光ビームは、 再生モード時によりも、 大きい光結合効率となされて光デ イスク 1 0 2に入射される。
なお、 液晶素子は、 波長板として機能するものに限らず、 例えばディスプレイ などに用いられるねじれネマティックタイプの液晶など、 ビ一ムスプリ ッタに入 射する偏光の状態を可変することができるものであればいずれのものを用いても よい。
この光へッド 1 0 4において、 半導体レーザ素子 2 1 2を駆動する電流 I tは、 光へッ ド 1 0 4のレーザ制御部 1 2 1から供給される。 レーザ制御部 1 2 1は、 光へッドの外部にあってもよく、 光へッドに搭載されていてもよい。
液晶素子 2 1 4は、 印加電圧に基づいて偏光状態が変化する。 液晶素子 2 1 4 に対する印加電圧は、 サーボ回路部 1 0 9によって制御される。 液晶素子 2 I 4 を透過した光ビームは、 偏光の状態が変化された状態で、 第 1のビームスプリツ タ 2 1 5に入射する。
第 1のビームスプリッタ 2 1 5は、 P偏光をほぼ 1 0 0 %透過させ、 S偏光を ほぼ 1 0 0 %反射するように形成され、 液晶素子 2 1 4によって与えられる位相 差がちょうど N波長 （Nは整数） であるとき、 すなわち、 記録モード時には、 ほ ぼ 1 0 0 %の光ビームが第 1のビームスプリッタ 2 1 5を透過する。
一方で、 液晶素子 2 1 4による位相差が N波長から半波長だけずれた状態にあ るとき、 すなわち、 再生モード時には、 偏光方向が 4 5度回転し、 約 5 0 %の光 ビームが第 1のビームスプリッタ 2 1 5を透過し、 残りの約 5 0 %の光ビームが 反射される。
第 1のビームスプリッタ 2 1 5において反射された光ビームは、 光結合効率検 出手段となる光分岐量モニタ用光検出素子 2 1 6に受光される。 光分岐量モニタ 用光検出素子 2 1 6の出力は、 半導体レーザ素子 2 1 2の発光出力と第 1のビー ムスプリッタ 2 1 5における光分岐率との積に対応したものとなり、 光へッ ド 1 0 4における光結合効率に対応したものとなる。 なお、 光結合効率が高いときに は、 光分岐量モニタ用光検出素子 2 1 6に入射される光量は減り、 光結合効率が 低いときに、 光分岐量モニタ用光検出素子 2 1 6に入射される光量が増える関係 となっている。 光分岐量モニタ用光検出素子 2 1 6に入射される光量は、 1 0 0 % - 〔光結合効率可変手段の通過率 （％) 〕 に比例した量である。 この光分岐量 モニタ用光検出素子 2 1 6の出力は、 プリアンプ 1 2 0に送られる。
第 1のビームスプリッタ 2 1 5を透過した光ビームは、 第 2のビームスプリッ タ 2 1 8に入射する。 第 2のビ^ "ムスプリッタ 2 1 8は、 半導体レーザ素子 2 1 2から出射された光ビームを、 実際に対物レンズ 2 2 0を介して光ディスク 1 0 2の記録面に向かう光ビームと、 記録面に向かう光ビームの光量をモニタするた めの F A P C用検出素子 2 1 9に入射する光とに分離する。 F A P C用検出素子 2 1 9の出力は、 レーザ制御部 1 2 1に送られ、 オートパワーコントロールの動 作が実行される。 すなわち、 レーザ制御部 1 2 1は、 八？（3用検出素子2 1 9 からの出力が所定の値となるように、 半導体レーザ素子 2 1 2の発光出力を制御 する。 この制御により、 光ディスク 1 0 2の記録面上における照射光ビームの出 力が一定となされる。 なお、 光ディスク 1 0 2の記録面上において所定の値に制 御される光ディスク 1 0 2に対する入射光ビームの出力値は、 後述するように、 記録モード時と再生モード時とでは異なる値であり、 光デイスクの種類等によつ ても異なる。 なお。 光ビームは、 光変調記録方式を採用した光ディスク装置 1 0 1に用いられる光へッド 1 0 4では、 パルス発光となる。
ビームスプリ ッタ 2 1 8 より分離され、 このビームスプリ ッタ 2 1 8を透過し た半導体レーザ素子 2 1 2からの光ビームは、 対物レンズ 2 2 0に入射される。 対物レンズ 2 2 0は、 光ディスク 1 0 2に入射される光ビ一ムを光ディスク 1 0 2の信号記録面のある一点に収束させて照射する。 対物レンズ 2 2 0は、 光ディ スク 1 0 2から反射される反射光を検出して得られるフォーカスエラー信号及び トラッキングエラー信号に基づいて、 対物レンズ 2 2 0の光軸と平行な方向の図 2中矢印 F方向のフォーカス方向及び対物レンズ 2 2 0の光軸に直交する方向の 図 2中矢印 T方向のトラッキング方向に駆動される。
光ディスクの記録面から反射された反射光は、 再び対物レンズ 2 2 0を介して、 第 2のビームスプリ ッタ 2 1 8に入射される。 第 2のビームスプリ ッタ 2 1 8で は、 反射率に応じた光量の光ビームが反射分離される。
第 2のビームスプリッタ 2 1 8によって分離された反射光は、 検出レンズ 2 2 1で収朿光に変換され、 マルチレンズ 2 2 2によってフォーカスエラー信号を非 点収差法によって得るための非点収差が付与され、 光検出素子 2 2 3によって受 光される。 光検出素子 2 2 3の検出出力に基づいて、 フォーカスエラー信号、 ト ラッキングエラ一信号及び R F信号を得ることができる。
本発明が適用された光ディスク装置 1 0 1は、 記録モード時において、 半導体 レーザ素子 2 1 2から出射されて光ディスク 1 0 2に導かれる光ビームの光結合 効率を C E W (Coupl ing Erfi ci ency Write ) とし、 再生モード時において、 半 導体レーザ素子 2 1 2から出射されて光ディスク 1 0 2に導かれる光ビームの光 結合効率を C E R (Coupl ing Erfi c i ency Read) とした場合、 以下の関係が成立 する。
C E W > C E R
光ディスク装置 1 0 1に装着される光ディスク 1 0 2の種類の違いによって、 光ディスク 1 0 2に導かれる光ビームの光結合効率が異なる場合においても、 同 様である。
したがって、 光結合効率可変素子における光結合効率は、 光ディスクに対する 情報信号を記録するときと光ディスクに記録された情報信号を再生するとき、 光 ディスク装置に装着される光ディスクの種類の変更時に切換制御することにより、 光源側で記録モード時と再生モード時における出力パワー比を極端に大きく しな く とも、 光ディスクの記録面に照射される光ビームのレベルを記録モード時と再 生モード時、 装着される光ディスクの種類の変更に応じて大きく変えることが可 能となる。 光結合効率は、 光ディスクの種類、 記録再生を行う記録領域の違い、 記録再生が行われる記録層の違いによって、 最適となる記録又は再生時の信号記 録面上に照射される光ビームの光パワーに応じて可変制御される。 光結合効率は、 最適となる信号記録面上における光パワーが大きいほど大きくなる。 なお、 光へ ッ ドを構成する光学系の構成によっては、 光結合効率と光ディスクの信号記録面 上に照射される光ビームの光パワーとの関係が逆になる場合もある。
このように、 本発明に係る光ディスク装置は、 情報信号の記録モー ド時と再生 モード時とで、 あるいは、 装着される光ディスクの種類、 記録再生を行う記録領 域の違い、 又は記録再生が行われる記録層の違い基づいてそれぞれ最適なレベル の光ビームを光ディスクの信号記録面に照射して情報信号の記録再生を行うこと ができ、 良好な記録再生特性を得ることができる。
次に、 本発明に光ヘッ ドを構成する光結合効率可変素子の作用について、 更に 具体的に説明する。
まず、 光結合効率可変素子を用いない場合の光結合効率を C E 0と し、 光結合 効率可変素子の通過光比率を、 信号記録時では TW、 信号再生時では TRとする と、 以下の関係が成立する。
信号記録時の光結合効率 （C EW) は、
C EW= C E 0 X TW
となり、
信号再生時の光結合効率 （C ER) は、
CER=CE O X TR
となる。
光ビームの必要な記録面集光量を信号記録時では PW、 信号再生時では P Rと すると、 光源における光ビームの必要な出力を、 信号記録時では LDWとし、 信 号再生時では LDRとすると、 以下の関係が成立する。
すなわち、 信号記録時の LDWは、
L D W = PW/C E W = P W/ (C E 0 X TW)
となり、
再生時の L D Rは、
LDR = P R/CE R= P R/ (C E O X TR)
となる。
次に、 光源の光出力に必要なダイナミックレンジ LDWZLDRは、 以下のよ うに示される。
L DW/L D R = (PW/P R) X (TR/TW)
なお、 光結合効率可変素子を用いない場合には、 TR = TWの場合と同様であ る。 このように、 本発明に係る光ディスク装置においては、 光ビームを出射する 光源の光出力に必要なダイナミックレンジは、 光結合効率可変素子の透過光比率 の比の分だけ変化させることが可能である。
次に、 仕様を異にする複数種類の光ディスクを選択的に 1の光ディスク装置に 装着して情報信号の記録再生を行う場合を検討する。 仕様を異にする複数種類の 光ディスクとしては、 上述のように、 記録方式を異にするもの他、 信号記録層を 多層に設けた多層型の光ディスク、 情報信号の記録再生を行うときの回転速度を 高速とするような光ディスク等種々のものがある。 この種の仕様を異にする光ディスクを選択的に用いる光ディスク装置の光へッ ドを構成する光源と して半導体レーザを用いる。 この半導体レーザは、 レーザ発 振が安定になり、 レーザノイズが十分に小さくなる光出力を 4 mWと し、 光出力 最大定格を 6 0 mWとする。
ある特定の仕様の第 1の光ディスク Aの特性から要求される光ビームの信号記 録面に対する信号記録時の集光量 (A) と、 信号再生時の集光量 P R (A) 1 以 Fのようであるとする。
P W (A) = 2 0 mW
P R (A) = 2 mW
他の仕様の第 2の光ディスク Bの特性から要求される信号記録面への光ビーム の信号記録時の集光量 PW (B) と、 信号再生時の集光量 PR (B) 力 以下の ようであるとする。
P W (B) = 1 0 mW
PR (B) = 1 mW
この場合において、 光結合効率可変手段を用いないとすると、 光源の光出力の ダイナミックレンジは、 以下のように示すことができる。
〔光源の光出力のダイナミ Vクレンジ〕 = 6 0 mW/4 mW= 1 5
光ディスクの信号記録面上において必要な光出力のダイナミ ックレンジは、 以 下のように示すことができる。 '
〔必要な光出力のダイナミックレンジ〕 =LDW (A) /LDR (B)
= P W (A) /P R (B) = 20 mW/ 1 mW= 2 0 すなわち、 光源の光出力のダイナミックレンジが、 光ディスクの信号記録面上 において必要な光出力のダイナミックレンジより小さいので、 この光源のままで は、 良好な情報信号の記録再生が行えないことになる。
一方、 本発明に係る光ディスク装置の光へッ ドを構成する光結合効率可変手段 を用いると、 以下のようになる。
光結合効率可変手段の通過光比率を、 T 1 = 1 0 0 %、 T 2 = 5 0%とし、 第 1の光ディスク Aに対する情報信号の記録時が T 1 と し、 第 2の光ディスク Bの 再生時が T 2にすることとすると、 必要な光出力のダイナミックレンジについて は、 以下のように示すことができる。
〔必要な光出力のダイナミックレンジ〕 = LDW (A) /LOR (B )
= ( P W (A) /PR (B) ) X (T 2/T 1 )
= ( 2 0 mW/ 1 mW) X ( 5 0 %/ 1 0 0 %) = 1 0
このように、 必要な光出力のダイナミックレンジが光源の光出力のダイナミ ッ クレンジより小さくなるので、 光源の光出力のダイナミ ックレンジ以内で、 第 1 の光ディスク Aに対する情報信号の記録及び第 2の光ディスク Bからの情報信号 の再生が可能となる。
この場合において、 光へッ ドを構成する光学系の設計を C E 0 - 4 0 %と設定 すると、 第 1の光ディスク Aに対する信号記録時の光結合効率 C E 1 と、 第 2の 光ディスク Bに記録された情報信号の再生を行う信号再生時の光結合効率 C E 2 は、 以下の関係が成立する。
C E 1 =C E 0 X T 1 = 4 0%
C E 2 =C E 0 X T 2 = 2 0%
したがって、 必要な光源の光出力は、 以下のようになる。
すなわち、 第 1の光ディスク Aに対する情報信号の記録時には、
L DW (A) = P W (A) /C E 1 = 20 mW/4 0 % = 5 0 mW となり、
第 2の光ディスク Bに記録された情報信号の再生時には、
LDR (B) = P R (B) /C E 2 = 1 mW/ 2 0 % = 5 mW
となる。
このように、 光源の光出力最大定格 6 OmWに対して、 余裕のある光出力 5 0 mWで情報信号の記録が可能となるとともに、 十分にレーザノイズが小さくする ことができる光出力 4 mWに対しても余裕のある光出力 5 mWで良好な情報信号 の再生が可能となる。
このとき、 第 1の光ディスク Aの信号再生時に関しては、 以下のようになる。
LDR (A) = P R (A) /C E 1 = 2 mW / 40 % = 5 mW
LDR (A) = P R (A) /C E 2 = 2 mW/ 2 0 % = 1 0 mW
第 2の光ディスク Bの信号記録時に関しては、 以下のようになる。 L DW (B ) = P W (B) /C E 1 = 1 0 mW/ 4 0 % = 2 5 mW
L DW (B ) = P W (B) /C E 2 = 1 0 mW/ 2 0 % = 5 0 mW この場合、 光結合効率は、 C E 1及び C E 2のいずれを用いてもよい。
なお、 後述するように、 情報信号の記録再生時において光結合効率を変化させ る場合、 切換えには一定の時間を要することから、 第 1の光ディスク Aについて は、 記録再生について CE 1、 第 2の光ディスク Bについては、 記録再生につい て C E 2を用いるのがより簡便である。
本発明に係る光ディスク装置に用いられる光ディスクにおいて、 光ディスクに 予め推奨記録再生パワーの情報が記録されていれば、 この情報に基づいて記録再 生パワーを制御し、 いずれの光ディスクが装着されても推奨記録再生パワーで情 報信号の記録再生が実現可能となる。
ここで、 ある仕様の光ディスクの推奨記録パワーを PW0、 推奨再生パワーを P R Oとし、 光結合効率可変手段における通過光比率が略々 1 0 0%のときの光 結合効率を 40 %、 光結合効率可変手段における通過光比率を下げたときの光結 合効率を 2 0 %とし、 想定される PW0の範囲を、 9 mW乃至2 2. 5 mW、 P R 0の範囲を、 0. 9mW乃至 2. 2 5 mWとする。
図 3に示すように、 光ディスクから読み取られた P R 0、 PW0の組み合わせ 力 (A) (B) 、 （C I) 、 (C 2 ) の 4つの領域のいずれかの判別し、 そ れぞれに応じて、 記録モード及び再生モードにおけるアツテネート状態、 すなわ ち光結合効率可変手段における通過光比率をいずれに設定するかを決める。 すなわち、 光ヘッドに用いられる光源のダイナミックレンジを考慮すると、 P R 0≤ 1. 6mWでは、 光結合効率可変手段における通過光比率を下げる必要が あり、 PW0≥ 1 2 mWでは、 光結合効率可変手段における通過光比率を上げる 必要がある。
したがって、 図 3中 （A) の範囲では、 再生モードにおいて光結合効率可変手 段における通過光比率を下げる必要があり、 記録モ一ドにおいてはどちらでもよ いので、 切換操作に要する時間を考えると、 光結合効率可変手段における通過光 比率を常時下げておくことが望ましい。
図 3中 （B) の範囲では、 再生モードにおいて光結合効率可変手段における通 過光比率を上げる必要があり、 記録モードにおいて光結合効率可変手段における 通過光比率を下げる必要があるので、 記録モード及び再生モードの切換えによつ て、 アツテネート状態を切り換える必要がある。
図 3中 （C 1 ) の範囲では、 再生モードにおいてはどちらでもよく、 記録モー ドにおいてもどちらでもよいので、 光結合効率可変手段における通過光比率を常 時上げておいてよい。
図 3中 （C 2 ) の範囲では、 再生モードにおいてどちらでもよく、 記録モード において光結合効率可変手段における通過光比率を上げる必要があるので、 切換 操作の手間を考えると、 光結合効率可変手段における通過光比率を常時上げてお くことが望ましい。
したがって、 図 3中 （C 1 ) 及び （C 2 ) の範囲では、 いずれも光結合効率可 変手段における通過光比率を常時上げておくことにすればよい。
光ディスクを収納したディスクカートリッジを用いる場合には、 収納した光デ イスクに応じた推奨記録再生パワーを示す情報をカートリッジに設けるようにす ることができる。 この場合、 推奨記録再生パワーを示す情報は、 カートリッジの —部に 2つの孔を設けることにより、 図 3に示す 4つの領域を識別するようにす ることができ、 上述したような処理を行うことができる。
これに限らず、 光結合効率の値は、 光源のダイナミックレンジを満たす範囲内 で、 適宜設定してもよい。 場合によっては、 3以上の複数の光結合効率とするこ とも可能である。 この場合には、 光源の製造を容易化することができる。 本発明 が適用された光ヘッドは、 特殊な光源を用いなくても、 各種の仕様を異にする光 ディスクに対応し、 良好な情報信号の記録再生特性を得ることができる。
次に、 記録層を複数設けた多層光ディスクと記録層が単層の光ディスクとを選 択的に用いる光ディスク装置 1 0 1における制御の順序を説明する。
この光ディスク装置 1 0 1では、 いずれかの光ディスク 1 0 2を装着したとき、 多層光ディスクに情報信号を記録するときに用いる光ビームの最適記録パワーよ り小さい、 例えば、 単層の光ディスクを再生するときに用いる光ビームの再生パ ヮ一で、 装着された光ディスク 1 0 2の T O C領域に記録されたディスク種別デ ータを読み出す。 読み出されたデータが多層光ディスクを示すものであった場合 には、 光ヘッド 1 0 4を多層光ディスクに対応した記録再生パワー及び光結合効 率に設定する。
次に、 以上のような多層光ディスクと単層の光ディスクが選択的に用いられる 光ディスク装置 1 0 1における記録モードと再生モードの切換動作について説明 する。
図 4 A乃至図 4 Dは、 光ディスク装 it L 0 1における記録モードと再生モード の切換動作に伴うレーザ光の状態を示すタイミングチヤ一トであり、 図 4 Aは光 ディスク 1 0 2の信号記録面に集光される光量、 すなわち盤面パワー P Pを示し、 図 4 Bは光結合効率可変素子におけるレーザ光の透過率 Ρ τを示し、 図 4 Cは光分 岐量モニタ用光検出素子 2 1 6の出力 Ρ Μを示し、 図 4 Dは、 レーザ出射パワー Ρ υの変化を示している。
この光ディスク装置 1 0 1においては、 以下のように、 液晶素子 2 1 4の応答 開始後、 システムコントローラ 1 0 7からの指令にしたがってタイミングをはか りレーザ制御部 1 2 1が記録モード W、 再生モード Rの切換えを行う。
すなわち、 再生モード R時には、 液晶素子 2 1 4が半波長板として機能するよ うな位相差が発生するように、 サーボ回路部 1 0 9によって適正な印加電圧が与 えられており、 図 4 Bに示すように、 光結合効率可変素子の透過率 Ρ τが 5 0 %に 設定されている。 このとき、 レーザ出射パワー P uは、 図 4 Dに示すように、 5 m Wとなり、 レーザノイズが少なく良好な再生特性が得られている。
光ディスク装置 1 0 1を再生モード Rから記録モード Wに切り換える際には、 まず、 システムコントローラ 1 0 7からの指令にしたがって、 サーボ回路部 1 0 9によって液晶素子 2 1 4に対する印加電圧が変更され、 液晶素子 2 1 4の位相 差を変化させる。
液晶素子 2 1 4の応答に伴って、 光結合効率可変素子の透過率 Ρ τが図 4 Βに示 すように 5 0 %から 1 0 0 %に変化し、 ォートパワーコントロールの動作により、 レーザ出射パワー Ρ υは図 4 Dに示すように 5 mWから 2 . 5 mWに変化する。 こ のとき、 光分岐量モニタ用光検出素子 2 1 6の出力 P Mも、 光結合効率可変素子の 透過率 Ρ τの変化及びレーザ出射パワー P uの変化に応じて下がる。 このとき、 液 晶素子には有限の応答速度があるため、 その応答の過渡期である記録準備 WPにお いては、 図 4Aに示すように、 光ディスク上に集光するパワー PPは再生パワーと した状態に保持されている。 光分岐量モニタからの出力 PMが、 プリアンプ 1 2 0 を介してサーボ回路部 1 0 9に入力され、 図 4 Cに示すように、 予め設定した出 カレベル基準値 P offを下回った段階で、 図 4 Bに示すように、 光結合効率可変手 段による透過率 Ρτが 1 0 0%に十分近い値になったことを判断し、 システムコン トローラ 1 07を介して、 信号変調及び E C Cプロック 1 0 8の指令にしたがつ て、 レーザ制御部 1 2 1から信号記録パルス Pwが発生され、 図 4 Dに示すように、 レーザ出射パワー Puが変調されて情報信号の記録が行われる。
次に、 記録モード Wから再生モー ド Rに切り換える際には、 まず、 システムコ ントローラ 1 0 7からの指令にしたがって、 レーザ制御部 1 2 1が記録モード\¥、 再生モード Rの切換えを行う。 この状態では、 図 4 Dに示すように、 レーザ出射 パワー P uは 2. 5 mWと低いためレーザノィズは増加した状態にある。
レーザ出力が再生パワーに切り換えられた後、 システムコントローラ 1 0 7力 らの指令にしたがって、 サーポ回路部 1 0 9によって液晶素子 2 1 4に対する印 加電圧が変更され、 液晶素子 2 1 4の位相差を変化させる。
液晶素子 2 1 4の応答に従う再生準備期間 RPにおいて、 光結合効率可変素子の 通過率 ρτが 1 00 %から 5 0 %に変化し、 ォートパワーコントロールの動作によ り、 レーザ出射パワー P uは 2. 5 mWから 5 mWに変化し、 レーザノイズは減少 し、 良好な再生信号が検出可能となる。 このとき、 光分器量モニタ出力 PMが、 図 4 Cに示すように、 予め設定された基準値 Pernを超えた段階で、 十分に光結合効 率が低下したと判断し、 信号の再生を開始する。 場合によっては、 再生モー ド R への切換えの際には、 即座に信号再生を開始し、 レーザノイズにより再生信号に エラーが発生する間はリ トライすることとしてもよい。 このとき、 光分岐量モニ タ用光検出素子 2 1 6の出力 PMも、 図 4 Cに示すように、 光結合効率可変素子 の透過率 ρτの変化及びレーザ出射パワー puの変化に応じて上がる。
もし、 仮に、 記録再生の各モードを切り換える際の手順を上記の手順で行わな かった場合には以下のような不具合が生じる。
まず、 再生モード Rから記録モー ド Wへの切換えでは、 光出力が高いまま、 す なわち、 光結合効率が小さいまま記録動作を始めてしまうため、 半導体レーザの 光出力最大定格を超える出力を得ようとし場合にレーザ素子を損傷してしまうお それがある。
記録モード Wから再生モード Rへの切換えでは、 光出力が低いまま、 すなわち 光結合効率が大きいまま再生動作を始めてしまうため、 レーザノイズが多く、 良 好な再生特性が得られない。 また、 記録動作後、 光結合効率を先に小さく してし まうと、 半導体レーザの光出力最大定格を超える出力を得ようとした場合にレー ザ素子を損傷してしまうおそれがある。
そこで、 上述した本例の手順を用いて記録モードと再生モードとの切換動作を 行うことにより、 記録時及び再生時の光ビームの出力比が小さくても、 再生時の レーザノイズを十分に小さくでき、 光出力最大定格の小さい光源を用いても良好 な記録再生特性が得られる光ディスク装置を実現できる。 そして、 上述のような レーザ素子の損傷を発生させないようにするためには、 タイミングを守ることと、 光結合効率可変手段の可変動作が確実に完了する時間を待って、 記録再生を始め る力、 又は可変動作の O N Z O F F (光結合効率の増減） を何らかの手法によつ て検出し制御すればよい。
可変動作の O N Z O F F (光結合効率の増減） を検出する手法としては、 以下 のような手法が考えられる。
例えば、 機構的に可変動作を行う場合には、 位置センサ等を用いて、 駆動状態 を知ることが可能である。 半導体レーザのリァモニタ端子、 すなわち出射方向と 逆方向に出射する光をモニタする受光素子からの出力を用い、 あるいは、 光ディ スク上に到達しない情報信号の記録再生に利用されない光ビームに一部を受光素 子を設けて検出することによって光出力の変化を検出することも可能である。 ビームスプリ ッタ膜によって光の分岐比率を可変とする場合には、 上述のよう に、 分岐された光パヮーを受光素子を設けて検出すればよい。
次に、 本発明が適用される光ディスク装置の動作を図に示すフローチヤ一トを 参照して説明する。
まず、 光分岐量モニタ用光検出素子 2 1 6の出力を用いて、 記録モードと再生 モードとの切換えにおいて光結合効率を変化させる状態を説明する。 光ディスク 装置の動作モードとしては、 記録モード、 再生モード及び待機モードの 3つの状 態がある。 記録モードを 「Wj 、 再生モードを 「R」 、 待機モードを 「―」 で示 すと、 以下のような動作モードの切換えがある。
[R-W-W-R-R-R-W-R-W-R-R]
光結合効率を変化させること、 すなわち、 アツテネード状態の切換えのタイミ ングとしては、 以下のような 3通りが考えられる。
( 1 ) 待機状態では、 それまでのアツテネート状態を保持し、 次の 「再生」 又 は 「記録」 というコマンドを受けてからアツテネート状態の 換えを行う。 この 場合の動作は、 図 5及び図 6に示される。
( 2) 待機状態では常に光結合効率の低いアツテネート状態とし、 記録コマン ドを受けたときのみ、 光結合効率の高いアツテネート状態に切り換える。 この場 合の動作は、 図 7及ぴ図 8に示される。
( 3) 待機状態では常に光結合効率の高いアツテネート状態とし、 再生コマン ドを受けたときのみ、 光結合効率の低いアツテネート状態に切り換える。 この場 合の動作は、 図 9及び図 1 0に示される。
以下、 これら （1 ) 〜 （3) の例を説明する。
まず、 待機状態では、 それまでのアツテネート状態を保持し、 次の再生又は記 録というコマンドを受けてからアツテネート状態の切換えを行う場合を図 5及び 図 6を参照して説明する。
待機状態では、 システムコントローラ 1 0 7は、 それまでのアツテネート状態 を保持し、 次の再生又は記録というコマンドを受けてからアツテネート状態の切 換えを行う場合において、 記録というコマンドを受けた場合には、 図 5に示すよ うに、 ステップ s t 1でスタートし、 次のステップ s t 2では、 液晶印加電圧を 制御して、 液晶印加電圧が光結合効率を高くする電圧 （ 「0penj に対応した電 圧） であるかを判別し、 液晶印加電圧が光結合効率を高くする電圧であればステ ップ s t 3に進み、 光結合効率を低くする電圧であればステップ s t 4に進む。 ステップ s t 4では、 システムコントローラ 1 0 7は、 液晶印加電圧を制御して、 液晶印加電圧を光結合効率を高くする電圧 （ 「0pen」 に対応した電圧） として、 ステップ s t 3に進む。 ステップ s t 3では、 システムコントローラ 1 0 7は、 光分岐量モニタ用光検出素子 2 1 6の出力が所定の設定値 （基準値 Poff) よりも 低いかどうかを判別する。 所定の設定値 （基準値 P off) よりも低ければステップ s t 5に進み、 所定の設定値 （基準値 P off) よりも低くなければステップ s t 3 に留まる。 ステップ s t 5では、 システムコントローラ 1 0 7は、 光分岐量モニ タ用光検出素子 2 1 6の出力の変化の幅が所定の設定幅よりも小さくなっていた 時間が所定の設定時間を経過したか否かを判別する。 所定の設定幅よりも小さく なっていた時間が所定の設定時間を経過したと判断されたときにはステップ s t 6に進み、 所定の設 M£幅よりも小さくなっていた時間が所定の設定時間以上に経 過していないと判断された場合にはステップ s t 5に留まる。 ステップ s t 6で は、 システムコントローラ 1 0 7は、 記録動作を開始させる。 記録動作が終了す べきときになったならば、 次のステップ s t 7に進み、 記録動作を終了し、 光ビ ームの出力を再生パワーに戻し、 待機モードに移行し、 ステップ s t 8で動作を 終了する。 待機状態では、 光源は再生パワーにある。
次に、 待機状態では、 システムコントローラ 1 0 7は、 それまでのアツテネー ト状態を保持し、 次の再生又は記録というコマンドを受けてからアツテネート状 態の切換えを行う場合において、 再生というコマンドを受けた場合には、 図 6に 示すように、 ステップ s t 9でスタートし、 次のステツプ s t 1 0では、 液晶印 加電圧を制御して、 液晶印加電圧が光結合効率を低くする電圧 （ 「Close」 に対応 した電圧） であるかを判別し、 光結合効率を低くする電圧であればステップ s t 1 1に進み、 光結合効率を高くする電圧であればステップ s t 1 2に進む。 ステ ップ s t l 2では、 システムコントローラ 1 0 7は、 液晶印加電圧を制御して、 液晶印加電圧を光結合効率を低くする電圧 （ 「CloS e」 に対応した電圧） として、 ステップ s t 1 1 に進む。 ステップ s t 1 1では、 システムコントローラ 1 0 7 は、 光分岐量モニタ用光検出素子 2 1 6の出力が所定の設定値 （基準値 P on) よ りも高いか否かを判別する。 システムコントローラ 1 0 7は、 所定の設定値 （基 準値 P on) よりも高ければステップ s t 1 3に進み、 所定の設定値 （基準値 P o n) よりも高くなければステップ s t 1 1に留まる。 ステップ s t 1 3では、 シス テムコントローラ 1 0 7は、 光分岐量モニタ用光検出素子 2 1 6の出力の変化の 幅が所定の設定幅よりも小さくなって時間が所定の設定時間以上に経過したか否 かを判別する。 システムコントローラ 1 0 7は、 所定の設定幅よりも小さくなつ ていた時間が所定の設定時間以上に経過したと判断したときにはステップ s t 1 4に進み、 所定の設定幅よりも小さくなっていた時間が所定の設定時間を警戒し ていないと判断したときにはステップ s t 1 3に留まる。 ステップ s t 1 4では、 システムコントローラ 1 0 7は、 再生動作を開始する。 そして、 システムコント ローラ 1 0 7は、 再生動作が終了すべきときになったならば、 次のステップ s t 1 5に進み、 再生動作を終了し、 待機モードに移行し、 ステップ s t 1 6で動作 を終了する。 待機状態では、 光源は再生パワーにある。
次に、 待機状態では常に光結合効率の低いアツテネート状態とし、 記録コマン ドを受けたときのみ、 光結合効率の高いァッテネート状態に切り換える場合を図 7及び図 8を参照して説明する。
システムコントローラ 1 0 7は、 待機状態では常に光結合効率の低いアツテネ ート状態とし、 記録コマンドを受けたときのみ、 光結合効率の高いアツテネート 状態に切り換える動作において、 記録というコマンドを受けた場合には、 図 7に 示すように、 ステップ s t 1 7でスタートし、 次のステップ s t 1 8では、 液晶 印加電圧を制御して、 液晶印加電圧を光結合効率を高くする電圧 （ 「0pen」 に対 応した電圧） として、 ステップ s t 1 9に進む。 ステツプ s t 1 9では、 光分岐 量モニタ用光検出素子 2 1 6の出力が所定の設定値 （基準値 P off) よりも低いか 否かを判別する。 システムコントローラ 1 0 7は、 所定の設定値 （基準値 P off) よりも低ければステップ s t 2 0に進み、 所定の設定値 （基準値 P off) よりも低 くなければステップ s t 1 9に留まる。 ステップ s t 2 0では、 システムコント ローラ 1 0 7は、 光分岐量モニタ用光検出素子 2 1 6の出力の変化の幅が所定の 設定幅よりも小さくなっていた時間が所定の設定時間以上に経過したか否かを判 別する。 システムコントローラ 1 0 7は、 所定の設定幅よりも小さくなつていた 時間が所定の設定時間を経過したと判断した場合にはステップ s t 2 1に進み、 所定の設定幅よりも小さくなっていた時間が所定の設定時間以上に経過していな いと判断した場合にはステップ s t 2 0に留まる。 ステップ s t 2 1では、 シス テムコントローラ 1 0 7は、 記録動作を開始する。 システムコントローラ 1 0 7 は、 記録動作が終了すべきときになったならば、 次のステップ s t 2 2に進み、 記録動作を終了し、 再生パワーに戻し、 ステップ s t 2 3に進む。 ス^ップ s t 2 3では、 システムコント口一ラ 1 0 7は、 液晶印加電圧を制御して、 液晶印加 電圧を光結合効率を低くする電圧 （ 「CloseJ に対応した電圧） として、 ステップ s t 2 4に進む。 ステップ s t 2 4では、 システムコントローラ 1 0 7は、 待機 モードに移行し、 ステップ s t 2 5で動作を終了する。 なお、 この待機モードで は、 光源は再生パワーにあり、 液晶印加電圧光結合効率を低くする電圧にある。 更に、 システムコントローラ 1 0 7は、 待機状態では常に光結合効率の低いァ ッテネート状態とし、 記録コマンドを受けたときのみ、 光結合効率の高いアツテ ネート状態に切り換える動作において、 再生というコマンドを受けた場合には、 図 8に示すように、 ステップ s t 2 6でスタートし、 次のステップ s t 2 7では、 光分岐量モニタ用光検出素子 2 1 6の出力が所定の設定値 （基準値 P on) よりも 高いか否かを判別する。 システムコントローラ 1 0 7は、 所定の設定値 （基準値 P on) よりも高ければステップ s t 2 8に進み、 所定の設定値 （基準値 P on) 以 下であればステップ s t 2 7に留まる。 ステップ s t 2 8では、 システムコント ローラ 1 0 7は、 光分岐量モニタ用光検出素子 2 1 6の出力の変化の幅が所定の 設定幅よりも小さくなっていた時間が所定の設定時間以上に経過したか否かを判 別する。 システムコントローラ 1 0 7は、 所定の設定幅よりも小さくなっていた 時間が所定の設定時間以上に経過したトラツキング判断したときにはステップ s t 2 9に進み、 所定の設定幅よりも小さくなっていた時間が所定の設定時間以上 経過していないと判断した場合にはステップ s t 2 8に留まる。 ステップ s t 2 9では、 システムコントローラ 1 0 7は、 再生動作を開始させる。 システムコン トローラ 1 0 7は、 再生動作が終了すべきときには、 次のステップ s t 3 0に進 み、 再生動作を終了させ、 待機モードに移行し、 ステップ s t 3 1で動作を終了 する。 なお、 この待機モードでは、 光源は再生パワーにあり、 液晶印加電圧光結 合効率を低くする電圧にある。
次に、 待機状態では常に光結合効率の高いアツテネート状態とし、 再生コマン ドを受けたときのみ、 光結合効率の低いアツテネート状態に切り換える場合を図 9及び図 1 0を参照して説明する。
システムコントローラ 1 0 7は、 待機状態では常に光結合効率の高いアツテネ ート状態とし、 再生コマンドを受けたときのみ、 光結合効率の低いアツテネート 状態に切り換える動作において、 記録というコマンドを受けた場合には、 図 9に 示すように、 ステップ s t 3 2でスタートし、 次のステツプ s t 3 3では、 光分 岐量モニタ用光検出素子 2 1 6の出力が所定の設定値 （基準値 P off) よりも低い かどうかを判別する。 システムコントローラ 1 0 7は、 所定の設定値 （基準値 P off) よりも低ければステップ s t 3 4に進み、 所定の設定値 （基準値 P off) よ りも低くなければステップ s t 3 3に留まる。 ステップ s t 3 4では、 システム コントローラ 1 0 7は、 光分岐量モニタ用光検出素子 2 1 6の出力の変化の幅が 所定の設定幅よりも小さくなっていたのが所定の設定時間以上に亘つていたかど うかを判別する。 システムコントローラ 1 0 7は、 所定の設定幅よりも小さくな つていたのが所定の設定時間以上に亘つていたならばステップ s t 3 5に進み、 所定の設定幅よりも小さくなっていたのが所定の設定時間以上に亘つていたなか つたならばステップ s t 3 4に留まる。 ステップ s t 3 5では、 システムコント ローラ 1 0 7は記録動作を開始させる。 システムコントローラ 1 0 7は、 記録動 作が終了すべきときになったならば、 次のステップ s t 3 6に進み、 記録動作を 終了させ、 再生パワーに戻して、 待機モードに移行し、 ステップ s t 3 7で動作 を終了する。 ここで、 待機状態では、 光源は再生パワーにあり、 液晶印加電圧は 光結合効率を高くする電圧とされている。
次に、 システムコントローラ 1 0 7は、 待機状態では常に光結合効率の髙ぃァ ッテネート状態とし、 再生コマンドを受けたときのみ、 光結合効率の低い 「アツ テネート状態」 に切り換える動作において、 再生というコマンドを受けた場合に は、 図 1 0に示すように、 ステップ s t 3 8でスタートし、 次のステップ s t 3 9では、 液晶印加電圧を制御して、 液晶印加電圧を光結合効率を低くする電圧 ( 「CloseJ に対応した電圧） として、 ステップ s t 4 0に進む。 ステップ s t 4 0では、 システムコントローラ 1 0 7は、 光分岐量モニタ用光検出素子 2 1 6の 出力が所定の設定値 （基準値 P on) よりも高いかどうかを判別する。 システムコ ントローラ 1 0 7は、 所定の設定値 （基準値 P on) よりも高ければステップ s t 4 1に進み、 所定の設定値 （基準値 P on) よりも高くなければステップ s t 4 0 に留まる。 ステップ s t 4 1では、 システムコントローラ 1 0 7は、 光分岐量モ ユタ用光検出素子 2 1 6の出力の変化の幅が所定の設定幅よりも小さくなってい たのが所定の設定時間以上に亘つていたかどうかを判別する。 システムコント口 ーラ 1 0 7は、 所定の設定幅よりも小さくなっていたのが所定の設定時間以上に 亘つていたならばステップ s t 4 2に進み、 所定の設定幅よりも小さくなつてい たのが所定の設定時間以上に亘つていなかったならばステップ s t 4 1に留まる。 ステップ s t 4 2では、 システムコントローラ 1 0 7は、 再生動作を開始する。 そして、 再生動作が終了すべきときになったならば、 システムコントローラ 1 0 7は、 次のステップ s t 4 3に進み、 記録動作を終了し、 ステップ s' t 4 4に進 む。 ステップ s t 4 4では、 システムコントローラ 1 0 7は、 液晶印加電圧を制 御して、 液晶印加電圧を光結合効率を高くする電圧 （ 「0pen」 に対応した電圧） として、 ステップ s t 4 5に進む。 ステップ s t 4 5では、 「待機」 モードに移 行し、 ステップ s t 4 6で動作を終了する。
また、 仕様を異にする複数種類の光ディスクに対し情報信号の記録再生を行う ためには、 図 1 1に示すように、 システムコントローラ 1 0 7は、 ステップ s t 4 7でスタートし、 次のステップ s t 4 8では、 液晶印加電圧を制御して、 光結 合効率を低くする電圧 （ 「Closej に対応した電圧） として、 光ディスクの記録面 上における照射光ビームの出力 （盤面パワー） を所定値、 例えば、 0 . 9 m W
(min) に設定し、 ステップ s t 4 9に進む。 システムコントローラ 1 0 7は、 ス テツプ s t 4 9では、 光分岐量モニタ用光検出素子 2 1 6の出力が所定の設定値
(基準値 P on ( 0 . 9 mWに対応した値） ） よりも高いかどうかを判別する。 な お、 光分岐量モニタ用光検出素子 2 1 6の出力は、 盤面パワーの設定に応じて変 化するので、 これに応じて設定値 （基準値 P on) の値は適宜設定する。 システム コントローラ 1 0 7は、 光分岐量モニタ用光検出素子 2 1 6の出力が所定の設定 値 （基準値 P on) よりも高ければステップ s t 5 0に進み、 所定の設定値 （基準 値 P on) よりも高くなければステップ s t 4 9に留まる。 ステップ s t 5 0では、 システムコントローラ 1 0 7は、 光分岐量モニタ用光検出素子 2 1 6の出力の変 化の幅が所定の設定幅よりも小さくなっていたのが所定の設定時間以上に亘つて いたかどうかを判別する。 システムコントローラ 1 0 7は、 所定の設定幅よりも 小さくなつていたのが所定の設定時間以上に亘つていたならばステップ s t 5 1 に進み、 所定の設定幅よりも小さくなっていたのが所定の設定時間以上に亘つて いたなかったならばステップ s t 5 0に留まる。 ステップ s t 5 1では、 システ ムコントローラ 1 0 7は、 光ヘッドにおけるフォーカスサーボ動作を開始し （フ オーカス ON) 、 ステップ s t 5 2に進む。 ステップ s t 5 2では、 システムコ ントローラ 1 0 7は、 光ヘッドを光ディスクの最内周位置に移動させ、 ステップ s t 5 3に進む。 システムコントローラ 1 0 7は、 ステップ s t 5 3では、 推奨 記録パワー PW0及び推奨 S生パワー P R 0を検出し、 ステップ s t 5 4に進む c ステップ s t 5 4では、 システムコントローラ 1 0 7は、 推奨再生パワー P R 0が所定値、 例えば、 1. 6 mWよりも小さいかどうかを判別する。 システムコ ントローラ 1 0 7は、 推奨再生パワー P R 0が所定値よりも小さければステップ s t 5 5に進み、 推奨再生パワー P R 0が所定値よりも小さくなければステップ s t 5 8に進む。 ステップ s t 5 5では、 システムコントローラ 1 0 7は、 推奨 記録パワー PW0が所定値、 例えば、 1 2 mWよりも大きいかどうかを判別する。 推奨記録パワー PW0が所定値よりも大きければステップ s t 5 6に進み、 推奨 記録パワー PW0が所定値よりも大きくなければステップ s t 5 7に進む。
ステップ s t 5 6では、 システムコントローラ 1 0 7は、 ァッテネートタイプ を図 3に示す （A) であると判別し、 この判別結果に応じて、 液晶印加電圧を制 御する。 ステップ s t 5 7では、 システムコントローラ 1 0 7は、 ァッテネート タイプを図 3に示す （B) であると判別し、 この判別結果に応じて、 液晶印加電 圧を制御する。 ステップ s t 5 8では、 システムコントローラ 1 0 7は、 アツテ ネートタイプを図 3に示す （C) ( (C 1 ) 又は （C 2) ) であると判別し、 こ の判別結果に応じて液晶印加電圧を制御する。
本発明に係る光へッド 1 04は、 図 1 2に示すように、 光結合効率可変手段を 光源と光分離手段との間の光路上に設けられている光学素子及び光分離手段によ つて構成するようにしてもよい。
図 1 2に示す光へッド 1 04は、 半導体レーザ素子 2 1 2、 コリメータレンズ 2 1 3、 液晶素子 （偏光状態可変型） 2 3 4、 第 1のビームスプリッタ 2 1 8、 第 2のビームスプリッタ 2 24、 FAP C (Front Auto Power Control) 用検出 素子 2 1 9、 対物レンズ 2 20、 検出レンズ 2 2 1、 マルチレンズ 2 2 2、 光検 出素子 2 2 3を備えており、 これらの各光学部品が個別にマウントされて構成さ れている。 これらの各光学部品は、 個別にマウントされている。
半導体レーザ素子 2 1 2を駆動する電流 I 2は、 光へッド 1 0 4のレーザ制御部 1 2 1から供給される。 液晶素子 2 1 4に対する印加電圧は、 サーポ回路部 1 0 9によって制御される。 なお、 レーザ制御部 1 2 1は、 光へッ ドの外部にあって もよく、 光ヘッドに搭載されていてもよい。
図 1 2に示す光へッド 1 0 4の光路を説明すると、 この光へッド 1 0 4は、 半 導体レーザ素子 2 1 2から出射された光ビームが、 コリメータレンズ 2 2 1入射 され平行な光ビームに変換され液晶素子 2 3 4に入射する。
液晶素子 2 3 4は、 印加電圧に基づいて偏光状態が変化する。 液晶素子 2 3 4 を透過した光ビームは、 偏光の状態が変化された状態で、 第 1のビームスプリツ タ 2 1 8に入射する。
第 1のビームスプリッタ 2 1 8は、 P偏光を略々 1 0 0 %透過させ、 S偏光を 略々 1 0 0 %反射するようになされており、 液晶素子 2 3 4によって与えられる 位相差がちょうど N波長 （Nは整数） であるときには、 略々 1 0 0 %の光ビーム が第 1のビームスプリッタ 2 1 8を透過する。
一方で、 液晶素子 2 3 4による位相差が N波長から半波長だけずれた状態にあ るときには、 偏光方向が 4 5度回転し、 略々 5 0 %の光ビームが第 1のビームス プリッタ 2 1 8を透過し、 残り略 5 0 %の光ビームは反射される。
第 1のビームスプリ ッタ 2 1 8において反射された光ビームは、 第 2のビーム スプリッタ 2 2 4に入射される。 第 2のビームスプリッタ 2 2 4において反射さ れた光が光分岐量モニタ用光検出素子 2 1 6に受光される。 この光分岐量モニタ 用光検出素子 2 1 6の出力は、 半導体レーザ素子 2 1 2の発光出力と第 1のビー ムスプリッタ 2 8 5における光分岐率との積に対応したものとなり、 この光へッ ド 1 0 4における光結合効率に略々対応したものとなる。 なお、 光結合効率が高 いときには、 光分岐量モニタ用光検出素子 2 1 6に入射される光量は減り、 光結 合効率が低いときに、 光分岐量モニタ用光検出素子 2 1 6に入射される光量が増 える関係となっている。 光分岐量モニタ用光検出素子 2 1 6に入射される光量は、 1 0 0 % - 〔光結合効率可変手段の通過率 （％) 〕 に比例した量である。 この光 分岐量モニタ用光検出素子 2 1 6の出力は、 プリアンプ 1 2 0に供給される。 この第 2のビームスプリッタ 2 2 4を透過した光は、 光ディスク 1 0 2の信号 記録面に向かう光ビームの光量をモニタするための F A P C用検出素子 2 1 9に 入射する。 この F A P C用検出素子 2 1 9の出力は、 レーザ制御部 1 2 1に送ら れ、 オートパワーコントロールが実行される。 すなわち、 レーザ制御部 1 2 1は、 F A P C用検出素子 2 1 9からの出力が所定の値となるように、 半導体レーザ素 子 2 1 2の発光出力を制御する。 この制御により、 光ディスク 1 0 2の記録面上 における照射光ビームの出力が一定となされる。 なお、 光ディスク 1 0 2の信号 記録面上において所定の値となされる照射光ビームの出力値は、 上述したように、 記録モードと再生モードとでは異なる値であり、 光ディスクの種類等によっても 異なる。 なお。 光ビームは、 光変調記録方式を採用した光ディスク装置 1 0 1に 用いられる光へッド 1 0 4では、 パルス発光となる。
ビームスプリッタ 2 1 8より分離され、 このビームスプリッタ 2 1 8を透過し た半導体レーザ素子 2 1 2からの光ビームは、 対物レンズ 2 2 0に入射される。 対物レンズ 2 2 0は、 光デイスク 1 0 2に入射される光ビームを光デイスク 1 0 2の信号記録面のある一点に収束させて照射する。 対物レンズ 2 2 0は、 光ディ スク 1 0 2から反射される反射光を検出して得られるフォーカスエラー信号及び トラッキングェラ一信号に基づいて、 対物レンズ 2 2 0の光軸と平行な方向の図 1 2中矢印 F方向のフォーカス方向及び対物レンズ 2 2 0の光軸に直交する方向 の図 1 2中矢印 T方向のトラッキング方向に駆動される。
光ディスクの記録面から反射された反射光は、 再び対物レンズ 2 2 0を介して、 第 1のビームスプリッタ 2 1 8に入射される。 第 1のビームスプリッタ 2 1 8で は、 反射率に応じた光量の光ビームが反射分離される。
第 1のビームスプリッタ 2 1 8によって分離された反射光は、 検出レンズ 2 2 1で収束光に変換され、 マルチレンズ 2 2 2によってフォーカスエラ一信号を非 点収差法によって得るための非点収差が付与され、 光検出素子 2 2 3によって受 光される。 光検出素子 2 2 3の検出出力に基づいて、 フォーカスエラー信号、 ト ラッキングエラ一信号及び R F信号を得ることができる。
更に、 本発明に係る光ヘッド 1 0 4は、 図 1 3に示すように、 光結合効率可変 手段が光源と光分離手段との間の光路上に設けられている光学素子からなるもの と してもよい。 この光へッ ド 1 0 4は、 半導体レーザ素子 2 1 2、 コリメ一タレ ンズ 2 1 3、 光結合効率可変手段となる液晶素子 （透過率単独変化型） 2 5 4、 光分離手段となる第 1のビームスプリッタ 2 1 8、 F A P C (Front Auto Power Control) 用検出素子 2 1 9、 対物レンズ 2 2 0、 検出レンズ 2 2 1、 マルチレ ンズ 2 2 2、 光検出素子 2 2 3を備えている。 これらの各光学部品は、 個別にマ ゥントされている。
半導体レーザ素子 2 1 2を駆動する電流 I 3は、 光へッド 1 0 4のレーザ制御部 1 2 1から供給される。 液晶素子 2 1 4に対する印加電圧は、 サーポ回路部 1 0 9によって制御される。 なお、 レーザ制御部 1 2 1は、 光へッ ドの外部にあって もよく、 光ヘッドに搭載されていてもよい。
半導体レーザ素子 2 1 2内の図示しないリアモニタ用受光部からの出力 B は、 プリアンプ 1 2 0に供給される。 透過率単独変化型の液晶素子 2 5 4に対する印 加電圧は、 サーボ回路部 1 0 9によって制御される。
図 1 3に示す光へッド 1 0 4の光路を説明すると、 この光へッド 1 0 4は、 半 導体レーザ素子 2 1 2から出射された光ビームが、 コリメータレンズ 2 2 1入射 され平行な光ビームに変換され液晶素子 2 5 4に入射する。
液晶素子 2 5 4は、 印加電圧に基づいて偏光状態が変化する。 液晶素子 2 5 4 を透過した光ビームは、 偏光の状態が変化された状態で、 第 1のビームスプリツ タ 2 1 8に入射する。
第 1のビームスプリッタ 2 1 8は、 P偏光を略々 1 0 0 %透過させ、 S偏光を 略々 1 0 0 %反射するように形成されている。 液晶素子 2 5 4によって位相差は 与えられないので、 略々 1 0 0 %に近い光ビームが第 1のビームスプリ ッタ 2 1 8を透過する。
第 1のビ一ムスプリッタ 2 1 8において僅かに反射された光ビームは、 光ディ スク 1 0 2の信号記録面に向かう光ビームの光量をモニタするための F A P C用 検出素子 2 1 9に入射する。 この F A P C用検出素子 2 1 9の出力は、 レーザ制 御部 1 2 1に送られ、 オートパワーコントロールの動作が実行される。 すなわち、 レーザ制御部 1 2 1は、 F A P C用検出素子 2 1 9からの出力が所定の値となる ように、 半導体レーザ素子 2 1 2の発光出力を制御する。 この制御により、 光デ イスク 1 0 2の信号記録面上に照射される光ビームの出力が一定とされる。 リア モニタ用受光部からの出力は、 半導体レーザ素子 2 1 2の発光出力に比例した出 力となる。
なお、 光ディスク 1 0 2の信号記録面上において所定の値となされる照射光ビ ームの出力値は、 上述したように、 記録モードと再生モードとでは異なる値であ り、 光ディスクの種類等によっても ¾なる。 なお。 光ビームは、 光変調記録方式 を採用した光ディスク装置 1 0 1に川いられる光へッド 1 0 4では、 パルス発光 となる。
第 1のビームスプリ ッタ 2 1 8を透過した半導体レーザ素子 2 1 2からの光ビ ームは、 対物レンズ 2 2 0に入射される。 対物レンズ 2 2 0は、 光ディスク 1 0 2に入射される光ビームを光ディスク 1 0 2の信号記録面のある一点に収束させ て照射する。 対物レンズ 2 2 0は、 光ディスク 1 0 2から反射される反射光を検 出して得られるフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号に基づいて、 対物レンズ 2 2 0の光軸と平行な方向の図 1 3中矢印 F方向のフォーカス方向及 び対物レンズ 2 2 0の光軸に直交する方向の図 1 3中矢印 T方向のトラッキング 方向に駆動される。
光ディスクの記録面から反射された反射光は、 再び対物レンズ 2 2 0を介して、 第 1のビームスプリッタ 2 1 8に入射される。 第 1のビームスプリッタ 2 1 8で は、 反射率に応じた光量の光ビームが反射分離される。
第 1 のビームスプリッタ 2 1 8によって分離された反射光は、 検出レンズ 2 2 1で収束光に変換され、 マルチレンズ 2 2 2によってフォーカスエラー信号を非 点収差法によって得るための非点収差が付与され、 光検出素子 2 2 3によって受 光される。 光検出素子 2 2 3の検出出力に基づいて、 フォーカスエラー信号、 ト ラッキングエラー信号及び R F信号を得ることができる。
次に、 図 1 3に示すように構成された光へッド 1 0 4を用いた光ディスク装置 における記録モードと再生モードの切換動作を図 1 4乃至図 1 4 Dを参照して説 明する。
図 1 4 A乃至図 1 4 Dは、 光ディスク装置 1 0 1における記録モード Wと再生 モード Rの切換動作に伴うレーザ光の状態を示すタイミングチヤ一トであり、 図 1 4 Aは光ディスク 1 0 2の信号記録面に集光される光量、 すなわち盤面パワー PPを示し、 図 1 4 Bは光結合効率可変素子におけるレーザ光の透過率 Ρτを示し、 図 1 4 Cはリアモニタ出力 ΒΡの出力レベルを示し、 図 1 4 Dは、 レーザ出射パヮ 一 Puの変化を示している。
本例の光へッド 1 04を用いた光ディスク装置においても、 図 1 4 Cに示すよ うに、 リアモニタ出力 BPに基準値 Pon， Poffの基準レベルを設定することによ つて、 前述した図 2に示すように構成した光へッド 1 0 4を用いた光ディスク装 置 1 0 1と同様の制御が可能である。
図 1 3に示す光へッド 1 04を用いた光ディスク装置 1 0 1は、 以下のように、 液晶素子 2 1 4の応答開始後、 システムコントローラ 1 0 7からの指令にしたが つてタイミングをはかりレーザ制御部 1 2 1が記録モー KW、 再生モード Rの切 換えを行う。
すなわち、 再生モード R時には、 液晶素子 2 5 4は、 サーボ回路部 1 0 9によ り印加電圧が調整されることによって、 図 1 4 Bに示すように、 透過率 Ρτが 5 0 %に設定されている。 このとき、 レーザ出射パワー Ρυは、 図 1 4 Dに示すように、 5 mWとなり、 レーザノイズが少なく良好な再生特性が実現される。
光ディスク装置 1 0 1を再生モード Rから記録モード Wに切り換える際には、 まず、 システムコントローラ 1 0 7からの指令にしたがって、 サーボ回路部 1 0 9によって液晶素子 2 5 4に印加する印加電圧を変更し、 図 1 4 Bに示すように、 液晶素子 2 54の透過率 Ρτを変化させる。
液晶素子 2 5 4の応答時間中の記録準備の期間 WPにおいて、 図 1 4 Bに示すよ うに、 液晶素子 2 54の透過率 Ρτが 5 0%から 1 00%に変化し、 オートパワー コントロールの動作により、 図 1 4 Dに示すように、 レーザ出射パワーは 5 mW から 2. 5mWに変化する。 このとき、 リアモニタ出力 BPも、 図 1 4 Cに示すよ うに、 液晶素子 2 54の透過率 Ρτの変化及ぴレーザ出射パワー Puの変化に応じ て下がる。 このとき、 液晶素子には、 有限の応答速度があるため、 その応答の過 渡期、 すなわち記録準備の期間 WPにおいては、 光ディスク 1 0 2の信号記録面に 集光する光ビームのパワーは再生パワーに維持されている。 リァモニタからの出 力 B Pが、 プリアンプ 1 2 0を介してサーボ回路部 1 0 9に入力され、 予め設定し た出力レベル基準値 P offを下回った段階で、 液晶素子 2 5 4の透過率が 1 0 0 % に十分近い値になったと判断し、 システムコントローラ 1 0 7を介して、 信号変 調及び E C Cブロック 1 0 8の指令にしたがって、 レーザ制御部 1 2 1から信号 記録パルス P wが出力され、 レーザ出射パワー P uが変調されて情報信号の光ディ スク 1 0 2への記録が行われる。
次に、 光ディスク装置 1 0 1 を記録モード Wから再生モ -ド Rに切り換える動 作を説明する。
記録モード Wから再生モード Rへの切換えに当たって、 まず、 システムコント 口一ラ 1 0 7からの指令にしたがって、 レーザ制御部 1 2 1が記録モード Wから 再生モード Rへの切換えを行う。 この状態、 すなわち、 再生準備 RPの初期状態で は、 レーザ出射パワー Puは、 図 1 4 Dに示すように、 2. 5 mWと低いためレー ザノィズは増加した状態にある。
レーザ出力が再生パワーに切り換えられた後、 システムコン トローラ 1 0 7力 らの指令にしたがって、 サーポ制御部 1 0 9によって液晶素子 2 54に対する印 加電圧が変更され、 液晶素子 2 5 4の透過率を変化させる。
液晶素子 2 54の応答時間中の再生準備の期間 RPにおいて、 図 1 4 Bに示すよ うに、 液晶素子 2 54の透過率 Ρτが 1 00 %から 5 0 %に変化し、 ォートノ、。ヮー コントロールの動作により、 図 1 4 Dに示すように、 レーザ出射パワー Ρυは 2. 5 mWから 5mWに変化し、 レーザノイズは減少し、 良好な再生信号が検出可能 となる。 このとき、 図 1 4 Cに示すように、 リアモエタ出力 B Pが予め設定された 基準値 P onを超えた段階で、 液晶素子 2 5 4の透過率 Ρτが十分い低下したと判断 し、 光ディスク 1 0 2に記録された情報信号を再生する再生モード Rとして情報 信号の再生を開始する。 場合によっては、 再生モード Rへの切換えの際には、 即 座に信号再生を開始し、 レーザノイズにより再生信号にエラーが発生する間は、 切換操作を繰り返すようにもよい。 このとき、 リアモニタの出力 B Pも、 図 1 4 B に示すように、 液晶素子 2 54の透過率 Ρτの変化及びレーザ出射パワー Puの変 ィ匕に応じて上がる。
ところで、 記録モード Wと再生モード Rとの切換操作を上述以外の手順で行つ た場合には、 以下のような不具合が生じる。 まず、 再生モード Rから記録モード Wへの切換えでは、 光出力が高いまま、 す なわち光結合効率が小さいまま、 情報信号の記録動作を開始してしまうため、 半 導体レーザ素子の光出力最大定格を超える出力を得ようとして、 場合によっては 半導体レーザ素子を損傷させてしまうおそれがある。
記録モード Wから再生モード Rの切換えでは、 光出力が低いまま、 すなわち光 結合効率が大きいまま、 情報' 号の再生動作を始めてしまうため、 レーザノイズ が多く、 良好な再生特性が得られない。 記録動作後、 光結合効率を先に小さく し てしまうと、 半導体レーザ素子の光出力最大定格を超える出力を得ようと して、 場合によっては半導体レーザ素子を損傷させてしまうおそれがある。
そこで、 上述した本例の手順にしたがって記録モード Wと再生モード Rとの切 換操作を行うことにより、 記録及び再生時の光ビームの出力比が小さくても、 再 生時のレーザノイズを十分に小さくでき、 光出力最大定格が比較的小さい光源を 用いても良好な記録再生特性を得られる光ディスク装置を実現できる。
なお、 上述した各光ヘッドにおいて、 光結合効率可変手段は、 液晶素子として 波長板型液晶素子を用いたものでもよいし、 これに限定されず、 他の方式の光結 合効率可変手段を用いてもよい。
以下、 光結合効率可変素子の具体的な方式について説明する。
本発明に係る光へッ ドに用いられる光結合効率可変素子の第 1の方式は、 光ビ ームの透過率又は反射率を変化させることが可能な手段を用いるものである。 す なわち、 この手段によって光ビームの透過率又は反射率を変化させることにより、 光結合効率を変化させる。
本発明に係る光へッドに用いられる光結合効率可変素子の第 2の方式は、 光ビ ームを少なくとも 2つの光路に分岐する光路分岐手段を用いたものである。 すな わち、 この光路分岐手段によって、 2つの光路の分岐比率を変化させることによ り、 光結合効率を変化させる。
次に、 各方式について説明する。
図 1 5 A及び図 1 5 Bは、 第 1の方式の具体例を示す図であり、 光ビームの透 過率を変化させることが可能な手段として透過型の液晶素子 2 1を用いたもので ある。 この液晶素子 2 1は、 印加電圧を変えることにより、 光ビーム の透過率 を変化させるものである。 すなわち、 液晶素子 2 1に印加される駆動電圧を変化 させることにより、 液晶の配向を変化させ、 図 1 5 Aに示すように光の透過率が 高い状態から図 1 5 Bに示す透過率が低い状態に制御する。 この液晶素子 2 1の 駆動は、 サーボ回路部 1 0 9に設けた液晶駆動回路により制御する。
図 1 6 A及び図 1 6 Bは、 第 1の方式の他の具体例を示す図であり、 光ビーム の透過率を変化させることが可能な手段としてフィルタ板 2 2を用いたものであ る。 フィルタ板 2 2は、 図 1. 6 A及び図 1 6 B中矢印 S方向にスライ ド可能な透 明板 2 2 aの一部に例えば半透明なフィルタ部 2 2 bを設けたものである。
図 1 6 A及び図 1 6 Bに示すフィルタ板 2 2は、 フィルタ部 2 2 bの位置を光 ビーム L iの光路上で図中矢印 S方向に変位させ、 光ビーム が図 1 6 Aに示す ように透明板 2 2 aの部分を透過する状態と、 図 1 6 Bに示すようにフィルタ部 2 2 bを透過する状態とを選択し、 光ビーム L の透過率を変化させるようにした ものである。
すなわち、 図 1 6 Bに示すように、 光ビーム の光路上にフィルタ部 2 2 bを 位置させることによりとにより、 透過光ビームを低減でき、 光結合効率を下げる ことができる。 図 1 6 Aに示すように、 光ビーム 1^の光路上に透明板 2 2 aが位 置するようにすることにより、 光ビーム L iを全て透過可能とし、 通過光量の増大 を図って光結合効率を上昇させることができる。
フィルタ板 2 2は、 例えば、 圧電素子等によって支持されており、 圧電素子を サーボ回路部 1 0 9に設けた駆動回路によって制御することで、 フィルタ板 2 2 の位置を制御する。 あるいは、 送りネジゃモータに有する機構によって支持し、 モータをサーボ回路部 1 0 9に設けた駆動回路によって制御することで、 フィル タ板 2 2の位置を制御することができる。
上述した光結合効率可変素子は、 光ビームの透過率を変化させるように構成し ているが、 光ビーム L iの光路中に反射型の素子を設け、 その反射率を変更するよ うな構成を採用することも可能である。
図 1 7 A及び図 1 7 Bは、 第 2の方式の具体例を示す図であり、 光ビーム を 分岐する光路分岐手段として波長板 3 1とビームスプリッタ 3 2とを設け、 波長 板 3 1を光ビーム の光路の周回り方向に回転変位させることにより、 ビ一ムス プリッタ 3 2のビームスプリッタ膜 3 2 aによって光ビーム L iを分岐するように したものである。
図 1 7 Aに示すように、 波長板 3 1の光学軸方向 Piを入射光 L3の偏光方向 P iJこ一致させた場合には、 入射光 L 3はビームスプリ ッタ 3 2で反射することなく 全て光ディスクに向けて透過する。
一方、 図 1 7 Bに示すように、 波長板 3 1の光学軸方向 P を入射光 L 3の偏光 方向 PLから一定角度 αだけ回転させることにより、 入射光 L3の一部 L3' をビー ムスプリッタ 3 2で反射させ、 残りの入射光 L L 3だけを光ディスクの方向に透過 させることができる。
例えば、 ビームスプリッタ膜が P S完全分離膜 （T p = 1 0 0%、 R s = 1 0 0%) であり、 波長板 3 1が半波長板である場合には、 回転角 αと通過光比率 Τ との関係は、 以下のようになる。
まず、 回転角 αのとき、 偏光方向は 2 α回転する。 このとき ビームスプリ ッタ 3 2に入射する Ρ偏光の比率、 すなわち、 通過光比率 Τは、 以下のように、 図 1 7 Cで表される関係となる。
T = cos 2 2 = ( 1 + cos 4 α ) / 2
したがって、 光結合効率を 1 0 0%乃至 5 0%で用いるためには、 α - Odeg乃 至 2 2. 5 degの間で切り換えればよい。 これにより、 偏光方向が 4 5 deg変化し、 通過光比率は 1 0 0 %又は 5 0%に制御できる。
図 1 8 A及ぴ図 1 8 Bは、 第 2の方式の他の具体例を示す図であり、 光ビーム を分岐する光路分岐手段として、 液晶素子 3 3とビームスプリッタ 3 4とを設 け、 液晶素子 3 3を波長板として作用させることにより、 ビームスプリッタ 3 4 のビームスプリッタ膜 3 4 aによって光ビームを分岐させるようにしたものであ る。
すなわち、 図 1 8 Aに示すように、 ラピング方向 PRを 2 2. 5 degに設定した 液晶素子 3 3を用い、 その位相差を、 Nを整数、 λを波長とすると、 乃至 (Ν+ 0. 5) λ、 又は、 Νλ乃至 （Ν— 0. 5) λと変化させることにより、 ビームスプリッタ 3 4に入射する光ビーム L 4の偏光方向が 4 5 deg変化し、 通過 光比率を 1 00 %乃至 5 0 %の範囲で変化させることができる。 また、 図 1 8 Bに示すように、 ラビング方向 PRを 4 5 degに設定した液晶素子
3 3を用い、 その位相差を、 Nを整数、 λを波長とすると、 Ν λ乃至 （Ν+ 0.
2 5 ) λ、 又は、 乃至 （Ν— 0. 2 5) えと変化させることにより、 ビーム スプリッタ 3 4に入射する光ビーム L PRを Ρ偏光から円偏光に変化させることが でき、 通過光比率を 1 0 0%乃至 5 0 %の範囲で変化させることができる。
ここで液晶素子によつて位相差を発生させる原理について簡単に説明する。
図 1 9 Λ及び図 1 9 Bは、 液晶素子の断面構造を示す断面図である。 図 1 9 C は、 印加電圧に対する液晶素子の屈折率の変化を示す説明図であり、 図 1 9 Dは 印加電圧に対する位相差の変化を示す説明図である。
液晶素子 4 0は、 図 1 9 A及び図 1 9 Bに示すように、 2枚のガラス基板 4 1 ,
4 2の間に液晶分子 4 9が封止されており、 各ガラス基板 4 1 , 4 2の内面に設 けられた配向膜 4 3 , 44によって液晶分子 4 9が配向されている。 各ガラス基 板 4 1 , 4 2と配向膜 4 3， 44との間には、 透明電極膜 4 5 , 46が設けられ ている。 これら透明電極膜 4 5， 4 6の間の印加電圧を変化させることにより、 液晶分子 4 9は、 図 1 9 Aに示すように、 配向膜 4 3， 4 4に対して平行な図中 矢印 Aで示すラピング方向に沿って配置された状態から、 図 1 9 Bに示すように、 配向膜 4 3 , 44に対して垂直に起立した状態に変化する。
ここで、 液晶分子 4 9が配向膜 4 3 , 44に平行であるときの、 ラピング方向 に沿った方向の屈折率を N 1とし、 液晶分子 4 9がラビング方向に直交するとき の、 ラピング方向に沿った方向の屈折率を N 2とすると、 印加電圧の変化による 液晶分子 4 9の変位に応じて、 ラピング方向に沿った方向の屈折率 N 1は、 図 1 9 Cに示すように変化する。 なお、 ラピング方向に直交する方向の屈折率 N 2は ， 一定である。
その結果、 ラピング方向に沿った方向の入射光 L5に生じる位相差は、 図 1 9 D に示すように変化する。
このような原理を応用して、 液晶素子を波長板として用いることができ、 ビー ムスプリッタとの組み合わせによって光路分岐手段を実現できる。
なお、 図 1 8 A及び図 1 8 Bに示す各例は、 代表的な例を挙げたものに過ぎず、 ラビング方向や位相差の可変範囲は、 必要な通過光比率の変化幅に応じて種々設 定できるものである。
液晶素子の作用としても、 波長板として機能するものに限らず、 ディスプレイ に用いられるねじれネマティックタイプの液晶など、 ビームスプリッタに入射す る偏光の状態を可変にすることができるものであれば同様の効果が得られる。
図 2 O A大図 2 0 Bは、 第 2の方式を実現する更に他の例を示す図であり、 光 ビームを分岐する光路分岐手段として、 回折格子板 3 5を用いたものである。
回折格子板 3 5は、 図 2 O A及び図 2 O B中矢印 S方向にスライ ド可能な透明 板 3 5 aの一部に回折格子部 3 5 bを設けたものである。
図 2 0 A及び図 2 0 Bに示す回折格子板 3 5は、 回折格子部 3 5 bの位置をレ 一ザ光 L sの光路上で図中矢印 S方向に変位させ、 レーザ光 L 6が図 2 O Aに示す ように透明板 3 5 aの部分を透過する状態と、 図 2 0 Bに示すように回折格子板 3 5 bを透過する状態とを選択し、 レーザ光 L 6の分岐状態を変化させるようにし たものである。
すなわち、 図 2 0 Bに示すように、 レーザ光 L 6の光路上に回折格子部 3 5 bを 位置させることにより、 レーザ光 L eを分岐させて光結合効率を下げることができ る。
また、 図 2 O Aに示すように、 レーザ光 L 6の光路上に透明板 3 5 aの回折格子 部 3 5 b以外の部分を位置させることでレーザ光 L sを分岐することなく透過させ、 光結合効率を上昇させることができる。
この回折格子板 3 5は、 例えば、 圧電素子等により支持されており、 この圧電 素子をサーボ回路部 1 0 9に設けた駆動回路によって制御することで、 回折格子 板 3 5の位置が制御される。 あるいは、 例えば、 送りネジゃモータを有する機構 によって支持し、 モータをサーボ回路部 1 0 9に設けた駆動回路によって制御す ることで、 回折格子板 3 5の位置を制御することができる。
ここで、 例えば、 回折格子部 3 5 bの回折光量比を、 以下のように設定する。 1次光： 0次光：一 1次光 = 2 5 %： 5 0 % : 2 5 %
なお、 ここでは、 簡単のため、 ± 2次光以上の高次回折光は考慮しない。
この場合、 光ディスクに対する情報信号の記録再生に用いる光ビームを、 1 0 0 %乃至 5 0 %に変化させることが可能になる。 この場合には、 記録再生に使用 しない土 1次光をクロストークキャンセル等の別の用途に使用することも可能で ある。
図 2 1 A及び図 2 1 Bは、 第 2の方式を実現する更に他の例を示す図であり、 光ビーム L 7を分岐する光路分岐手段として回折格子状に位相差を変化させること ができる液晶素子 3 6を用いたものである。
この液晶素子 3 6は、 例えば図 1 9 A及ぴ図 1 9 Bに示す透明電極膜を複数に 分割し、 各分割電極に異なる印加電圧を与えることにより、 あるいは、 ガラス基 板の一部を傾斜状に形成し、 液晶層の厚みに変化をもたせることにより、 格子状 に位相差の異なる領域を発生させるように構成し、 位相深さの可変な回折格子を 実現したものである。
このような液晶素子 3 6において、 回折光量比は、 位相深さ （位相差の差） に よって変化するので、 例えば、 以下のような使用方法が可能である。
光ディスクに対し情報信号の記録を行うときには、
1次光： 0次光： 一 1次光 = 5 %： 9 0 % : 5 %
の割合とし、
光ディスクに記録された情報信号の再生を行うときには、
1次光： 0次光： — 1次光 = 2 5 % : 5 0 % : 2 5 %
の割合とする。
なお、 本発明は、 図面を参照して説明した上述の実施例に限定されるものでは なく、 添付の請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく、 様々な変更、 置換又 はその同等のものを行うことができることは当業者にとって明らかである。 産業上の利用可能性 上述したように、 本発明は、 記録モード時及ぴ再生モード時における光源のパ ヮー比が小さくても、 再生時のレーザノイズを十分に小さくでき、 光出力最大定 格が比較的小さい光源を用いても良好な記録再生特性を実現することができる。 本発明は、 媒体種類判別手段により判別された光記録媒体の種類に応じて、 又 は、 記録面判別手段により判別された光記録媒体の記録面に応じて、 あるいは、 記録領域判別手段により判別された光記録媒体の記録領域に応じて、 光結合効率 可変手段を制御し、 この光記録媒体の記録面上における記録及び/又は再生光パ ヮーを最適化することができる。

Claims

請求の範囲
1 . 光源と、
上記光源から出射された光ビームを光記録媒体に集光させて照射する光集光手 段と、
上記光源から出射された光ビームと上記光記録媒体により反射されて上記集光 手段を経た反射光ビームとの光路を分離する光分離手段と、
上記光分離手段によつて分離された上記光記録媒体からの反射光ビームを受光 する光検出手段と、
上記光源と上記光分離手段との間に設けられた光結合効率可変手段及び光結合 効率検出手段とを備え、
上記光結合効率可変手段は、 上記光源から出射する総光量に対する上記光記録 媒体上に集光する光量の比率である光結合効率を変化させる手段であって、 上記光結合効率検出手段は、 上記光結合効率可変手段における光結合効率変化 に対応する情報を検出することを特徴とする光へッド。
2 . 上記光結合効率検出手段は、 上記光結合効率可変手段において上記光記録媒 体に向かう光路より光路を分岐された光ビームを受光する光検出手段であること を特徴とする請求の範囲第 1項記載の光へッド。
3 . 上記光結合効率可変手段は、 液晶素子と、 ビームスプリッタ膜とからなるこ とを特徴とする請求の範囲第 1項記載の光へッド。
4 . 上記光記録媒体に照射される光ビームのパワーを検出し、 検出された該光パ ヮーに基づいて上記光源の発光パヮ一を制御し、 該光記録媒体に照射される光ビ 一ムの光パワーを一定に維持する発光パワー制御手段を備え、
上記光結合効率検出手段は、 上記光源により発せられた光ビームの発散角度の うち、 上記光記録媒体上に集光される範囲を外れた範囲の光ビームを受光する光 検出手段であることを特徴とする請求の範囲第 1項記載の光へッド。
5 . 上記光源は、 半導体レーザであって、
上記光記録媒体に照射される光ビームの光パヮーを検出し、 検出された該光パ ヮーに基づいて上記半導体レーザの発光パワーを制御し、 該光記録媒体に照射さ れる光ビームの光パワーを一定に維持する発光パワー制御手段を備え、
上記光結合効率検出手段は、 上記半導体レーザのレーザチップより発せられ上 記光記録媒体上に集光される光ビームに対して該レーザチップの反対側より発せ られる光ビームを受光する光検出手段であることを特徴とする請求の範囲第 1項 記載の光へッド。
6 . 上記光結合効率可変手段は、 入射した光ビームを少なくとも 2つの光路に分 岐させる光路分岐手段であって、 これら 2つ以上の光路に対する光量の分岐比率 を変化させることにより、 光結合効率を変化させることを特徴とする請求の範囲 第 1項記載の光へッド。
7 . 上記光結合効率可変手段は、 液晶素子と、 ビームスプリッタ膜とを備えてい ることを特徴とする請求の範囲第 6項記載の光へッド。
8 . 上記光結合効率可変手段は、 回折格子状に位相差を可変制御可能な領域を有 する液晶素子を備えることを特徴とする請求の範囲第 6項記載の光ヘッド。
9 . 上記光結合効率可変手段は、 回折格子と、 この回折格子を変位させる変位手 段とを備えていることを特徴とする請求の範囲第 6項記載の光へッド。
1 0 . 上記光結合効率可変手段は、 波長板と、 この波長板を回転変位させる回転 変位手段と、 ビームスプリッタ膜とを備えていることを特徴とする請求の範囲第 1項記載の光へッ ド。
1 1 . 上記光結合効率可変手段は、 光ビームの透過率又は反射率を変化させるこ とが可能な手段であり、 該光ビームの透過率又は反射率を変化させることにより、 光結合効率を変化させることを特徴とする請求の範囲第 1項記載の光へッド。
1 2 . 上記光結合効率可変手段は、 光ビームの透過率を低下させるフィルタ手段 と、 このフィルタ手段を変位させる変位手段とを備えていることを特徴とする請 求の範囲第 1 1項記載の光へッド。
1 3 . 上記光結合効率可変手段は、 光ビームの透過率を変化させることが可能な 液晶素子を備えていることを特徴とする請求の範囲第 1 1項記載の光へッド。
1 4 . 光源とこの光源から発せられた光ビームを上記光記録媒体に集光させて照 射する光集光手段とを有する光へッドを備え、
上記光へッドは、 上記光源から出射された光ビームと上記光記録媒体により反 射されて上記集光手段を経た反射光ビームとの光路を分離する光分離手段と、 こ の光分離手段によつて分離された上記光記録媒体からの反射光ビームを受光する 光検出手段と、 上記光源及び上記光分離手段の間に設けられた光結合効率可変手 段及び光結合効率検出手段とを備え、
上記光結合効率可変手段は、 上記光源から出射する総光量に対する上記光記録 媒体上に集光する光量の比率である光結合効率を変化させる手段であって、 上記光結合効率検出手段は、 上記光結合効率可変手段における光結合効率変化 に対応する情報を検出することを特徴とする光記録媒体駆動装置。
1 5 . 最適な記録及ぴノ又は再生光パワーの互いに異なる少なく とも 2種以上の 光記録媒体に対して記録及び Z又は再生する請求の範囲第 1 4項記載の光記録媒 体駆動装置。
1 6 . 上記光結合効率検出手段による検出結果に基づいて、 上記光結合効率検出 手段による上記光結合効率の変化及び上記光源の発光パワーを制御する光結合効 率制御手段を備え、
上記光結合効率制御手段は、 上記光記録媒体の種類に応じて、 上記光結合効率 可変手段を制御することを特徴とする請求の範囲第 1 5項記載の光記録媒体駆動
1 7 . 上記光結合効率検出手段による検出結果に基づいて、 光結合効率可変手段 の状態を確認することを特徴とする請求の範囲第 1 4項記載の光記録媒体駆動装 置。
1 8 . 上記光結合効率可変手段の切換えを行うための基準値が予め設定されてい ることを特徴とする請求の範囲第 1 7項記載の光記録媒体駆動装置。
1 9 . 上記基準値は、 最適な再生光パワーに応じて可変して設定されることを特 徴とする請求の範囲第 1 8項記載の光記録媒体駆動装置。
2 0 . 上記光結合効率検出手段による検出結果と上記基準値との大小関係に基づ いて上記光結合効率可変手段の切換時を判定することを特徴とする請求の範囲第 1 8項記載の光記録媒体駆動装置。
2 1 . 上記光結合効率検出手段による検出結果と上記基準値との大小関係及び上 記光結合効率検出手段による検出結果の時間あたり変化量に基づいて上記光結合 効率可変手段の切換時を判定することを特徴とする請求の範囲第 1 8項記載の光 記録媒体駆動装置。
2 2 . 上記光結合効率検出手段による検出結果の時間あたり変化量に基づいて上 記光結合効率可変手段の切換時を判定することを特徴とする請求の範囲第 1 7項 記載の光記録媒体駆動装置。
2 3 . 上 ¾光結合効率検出手段による検出結果に基づいて、 記録及び再生の切換 動作の開始を判定をすることを特徴とする請求の範囲第 1 4項記載の光記録媒体 駆動装置。
2 4 . 上記光結合効率可変手段の切換えを行うための基準値が予め設定されてい ることを特徴とする請求の範囲第 2 3項記載の光記録媒体駆動装置。
2 5 . 上記基準値は、 最適な再生光パワーに応じて可変して設定されることを特 徴とする請求の範囲第 2 4項記載の光記録媒体駆動装置。
2 6 . 上記光結合効率検出手段による検出結果と上記基準値との大小関係に基づ いて上記光結合効率可変手段の切換時を判定することを特徴とする請求の範囲第 2 4項記載の光記録媒体駆動装置。
2 7 . 上記光結合効率検出手段による検出結果と上記基準値との大小関係及び上 記光結合効率検出手段による検出結果の時間あたり変化量に基づいて上記光結合 効率可変手段の切換時を判定することを特徴とする請求の範囲第 2 4項記載の光 記録媒体駆動装置。
2 8 . 上記光結合効率検出手段による検出結果の時間あたり変化量に基づいて上 記光結合効率可変手段の切換時を判定することを特徴とする請求の範囲第 2 3項 記載の光記録媒体駆動装置。
2 9 . 上記光結合効率検出手段による検出結果に基づいて、 光結合効率可変手段 の動作が正常か否かを確認することを特徴とする請求の範囲第 1 4項記載の光記 録媒体駆動装置。
3 0 . 上記光結合効率可変手段において、 光結合効率を下げる動作の方が上げる 動作よりも速い場合には、 光結合効率を上げた状態を待機状態とし、 光結合効率 を上げる動作の方が下げる動作よりも速い場合には、 光結合効率を下げた状態を 待機状態とすることを特徴とする請求の範囲第 1 4項記載の光記録媒体駆動装置。
3 1 . 上記光結合効率検出手段は、 上記光結合効率可変手段において上記光記録 媒体に向かう光路より光路を分岐された光ビームを受光する光検出手段であるこ とを特徴とする請求の範囲第 1 4項記載の光記録媒体駆動装置。
3 2 . 上記光結合効率可変手段は、 液晶素子と、 ビームスプリ ッタ膜とからなる ことを特徴とする請求の範囲第 1 4項記載の光記録媒体駆動装置。
3 3 . 上記光記録媒体に照射される光ビームのパワーを検出し、 検出された該光 パワーに基づいて上記光源の発光パワーを制御し、 該光記録媒体に照射される光 ビームの光パワーを一定に維持する発光パワー制御手段を備え、
上記光結合効率検出手段は、 上記光源により発せられた光ビームの発散角度の うち、 上記光記録媒体上に集光される範囲を外れた範囲の光ビームを受光する光 検出手段であることを特徴とする請求の範囲第 1 4項記載の光記録媒体駆動装置。
3 4 . 上記光源は、 半導体レーザであって、
上記光記録媒体に照射される光ビームの光パヮーを検出し、 検出された該光パ ヮーに基づいて上記半導体レーザの発光パワーを制御し、 該光記録媒体に照射さ れる光ビームの光パワーを一定に維持する発光パワー制御手段を備え、
上記光結合効率検出手段は、 上記半導体レーザのレーザチップより発せられ上 記光記録媒体上に集光される光ビームに対して該レーザチップの反対側より発せ られる光ビームを受光する光検出手段であることを特徴とする請求の範囲第 1 4 項記載の光記録媒体駆動装置。
3 5 . 上記光結合効率制御手段は、 一の種類の光記録媒体において最適な記録光 パワーよりも最適な記録光パワーが小さい他の種類の光記録媒体に対して記録す るときには、 上記一の種類の光記録媒体に対して記録するときよりも、 光結合効 率を小さく し、 一の種類の光記録媒体において最適な再生光パワーよりも最適な 再生光パワーが小さい他の種類の光記録媒体に対して再生するときには、 上記一 の種類の光記録媒体に対して再生するときよりも、 光結合効率を小さくすること を特徴とする請求の範囲第 1 4項記載の光記録媒体駆動装置。
3 6 . 上記 2種以上の光記録媒体は、 光ヘッドと光記録媒体との相対速度の違い により、 記録面上における最適な記録及び/又は再生光パワーが異なるものであ ることを特徴とする請求の範囲第 1 5項記載の光記録媒体駆動装置。
3 7 . 上記 2種以上の光記録媒体は、 記録方式の違いにより、 記録面上における 最適な記録及び/又は再生光パワーが異なるものであることを特徴とする請求の 範囲第 1 5項記載の光記録媒体駆動装置。
3 8 . 上記 2種以上の光記録媒体は、 少なくとも 2以上の記録面を有する多層光 記録媒体における各記録面であることを特徴とする請求の範囲第 1 5項記載の光 記録媒体駆動装置。
3 9 . 上記 2種以上の光記録媒体の少なくとも一方は、 少なく とも 2以上の記録 面を有する多層光記録媒体における各記録面であることを特徴とする請求の範囲 第 1 5項記載の光記録媒体駆動装置。
4 0 . 上記 2種以上の光記録媒体は、 少なくとも 2以上の記録領域に記録面が分 割された光記録媒体における各記録領域であることを特徴とする請求の範囲第 1 5項記載の光記録媒体駆動装置。
4 1 . 上記 2種以上の光記録媒体の少なくとも一方は、 少なく とも 2以上の記録 領域に記録面が分割された光記録媒体における各記録領域であることを特徴とす る請求の範囲第 1 5項記載の光記録媒体駆動装置。
4 2 . 上記光記録媒体の種類を判別する媒体種類判別手段を備え、
上記光結合効率制御手段は、 上記媒体種類判別手段により判別された光記録媒 体の種類に応じて、 上記光結合効率可変手段を制御することを特徴とする請求の 範囲第 1 5項記載の光記録媒体駆動装置。
4 3 . 上記媒体種類判別手段は、 光記録媒体に記録された目録情報を読み取った 結果に基づいて上記光記録媒体の種類を判別することを特徴とする請求の範囲第 4 2項記載の光記録媒体駆動装置。
4 4 . 上記媒体種類判別手段は、 光記録媒体の外形に基づいて上記光記録媒体の 種類を判別することを特徴とする請求の範囲第 4 2項記載の光記録媒体駆動装置。
4 5 . 上記媒体種類判別手段は、 光記録媒体における多層記録層のうちのいずれ の記録層であるかによって光記録媒体の種類を判別することを特徴とする請求の 範囲第 4 2項記載の光記録媒体駆動装置。
4 6 . 上記媒体種類判別手段は、 記録領域が複数の記録領域に分割されたうちの いずれの記録領域であるかに基づいて光記録媒体の種類を判別することを特徴と する請求の範囲第 4 2項記載の光記録媒体駆動装置。
4 7 . 上記媒体種類判別手段により判定された光記録媒体に応じた記録パワー及 び光記録媒体に応じた再生パヮ一の組み合わせと光源出力の使用可能出力範囲と に基づいて、 光結合効率を決定することを特徴とする請求の範囲第 4 2項記載の 光記録媒体駆動装置。
4 8 . 決定された光結合効率により、 記録及び再生動作の切換のときの光結合効 率の切換の有無を決定することを特徴とする請求の範囲第 4 7項記載の光記録媒 体駆動装置。
4 9 . 上記光結合効率制御手段は、 上記媒体種類判別手段による判定結果及び選 択された動作モードの組み合わせに基づいて、 上記光結合効率検出手段による検 出結果をモニタしながら、 上記光結合効率を制御することを特徴とする請求の範 囲第 4 2項記載の光記録媒体駆動装置。
5 0 . 上記光結合効率制御手段は、 同一の種類の光記録媒体において、 再生モー ドにおいては、 記録モードにおけるよりも、 光結合効率を小さくすることを特徴 とする請求の範囲第 1 4項記載の光記録媒体駆動装置。
5 1 . 上記光結合効率検出手段による検出結果に基づいて、 上記光結合効率検出 手段による上記光結合効率の変化及び上記光源の発光パワーを制御する光結合効 率制御手段を備え、
上記光結合効率制御手段は、 再生モードから記録モードに切り換えるときには、 上記光結合効率を変化させるタイミングを上記光記録媒体上に集光される光量が 変化するタイミングょり先行させるとともに、 記録モードから再生モードに切り 換えるときには、 上記光記録媒体上に集光される光量が変化するタイミングを上 記光結合効率を変化させるタイミングより先行させることを特徴とする請求の範 囲第 5 0項記載の光記録媒体駆動装置。
5 2 . 上記光結合効率可変手段は、 入射した光ビームを少なく とも 2つの光路に 分岐させる光路分岐手段であって、 これら 2つ以上の光路に対する光量の分岐比 率を変化させることにより、 光結合効率を変化させることを特徴とする請求の範 囲第 1 4項記載の光記録媒体駆動装置。
5 3 . 上記光結合効率可変手段は、 液晶素子と、 ビームスプリッタ膜とを備えて いることを特徴とする請求の範囲第 5 2項記載の光記録媒体駆動装置。
5 4 . 上記光結合効率可変手段は、 回折格子状に位相差を可変制御可能な領域を 有する液晶素子を備えていることを特徴とする請求の範囲第 5 2項記載の光記録 媒体駆動装置。
5 5 . 上記光結合効率可変手段は、 回折格子と、 この回折格子を変位させる変位 手段とを備えていることを特徴とする請求の範囲第 5 2項記載の光記録媒体駆動
5 6 . 上記光結合効率可変手段は、 波長板と、 この波長板を回転変位させる回転 変位手段と、 ビームスプリッタ膜とを備えていることを特徴とする請求の範囲第 1 4項記載の光記録媒体駆動装置。
5 7 . 上記光結合効率可変手段は、 光ビームの透過率又は反射率を変化させるこ とが可能な手段であり、 該光ビームの透過率又は反射率を変化させることにより、 光結合効率を変化させることを特徴とする請求の範囲第 1 4項記載の光記録媒体 駆動装置。
5 8 . 上記光結合効率可変手段は、 光ビームの透過率を低下させるフィルタ手段 と、 このフィルタ手段を変位させる変位手段とを備えていることを特徴とする請 求の範囲第 5 7項記載の光記録媒体駆動装置。
5 9 . 上記光結合効率可変手段は、 光ビームの透過率を変化させることが可能な 液晶素子を備えていることを特徴とする請求の範囲第 5 7項記載の光記録媒体駆 動装置。
6 0 . 光源から出射する総光量に対する上記光記録媒体上に集光する光量の比率 である光結合効率の変化に対応する情報を検出し、 この検出結果に基づき上記光 記録媒体の種類に応じて上記光結合効率を変化させることを特徴とする光記録媒 体駆動方法。
6 1 . 最適な記録及び/又は再生光パワーの互いに異なる少なくとも 2種以上の 光記録媒体に対して記録及び/又は再生する請求の範囲第 6 0項記載の光記録媒 体駆動方法。
6 2 . —の種類の光記録媒体において最適な記録光パワーよりも最適な記録光パ ヮ一が小さい他の種類の光記録媒体に対して記録するときには、 上記一の種類の 光記録媒体に対して記録するときよりも、 光結合効率を小さく し、 一の種類の光 記録媒体において最適な再生光パワーよりも最適な再生光パワーが小さい他の種 類の光記録媒体に対して再生するときには、 上記一の種類の光記録媒体に対して 再生するときよりも、 光結合効率を小さくすることを特徴とする請求の範囲第 6 0項記載の光記録媒体駆動方法。
6 3 . 同一の種類の光記録媒体において、 再生モードにおいては、 記録モードに おけるよりも、 光結合効率を小さくすることを特徴とする請求の範囲第 6 0項記 載の光記録媒体駆動方法。
6 4 . 再生モードから記録モードに切り換えるときには、 上記光結合効率を変化 させるタイミングを上記光記録媒体上に集光される光量が変化するタイミングょ り先行させるとともに、 記録モードから再生モードに切り換えるときには、 上記 光記録媒体上に集光される光量が変化するタイミングを上記光結合効率を変化さ せるタイミングょり先行させることを特徴とする請求の範囲第 6 3項記載の光記 録媒体駆動方法。
6 5 . 光結合効率変化に対応する情報に基づいて、 光結合効率の状態を確認する ことを特徴とする請求の範囲第 6 0項記載の光記録媒体駆動方法。
6 6 . 上記光結合効率の切換えを行うための基準値を予め設定することを特徴と する請求の範囲第 6 5項記載の光記録媒体駆動方法。
6 7 . 上記基準値は、 最適な再生光パワーに応じて可変して設定することを特徴 とする請求の範囲第 6 6項記載の光記録媒体駆動方法。
6 8 . 光結合効率変化に対応する情報と上記基準値との大小関係に基づいて上記 光結合効率の切換え時を判定することを特徴とする請求の範囲第 6 6項記載の光 記録媒体駆動方法。
6 9 . 光結合効率変化に対応する情報と上記基準値との大小関係及び上記光結合 効率変化に対応する情報の時間あたり変化量に基づいて上記光結合効率の切換え 時を判定することを特徴とする請求の範囲第 6 6項記載の光記録媒体駆動方法。
7 0 . 光結合効率変化に対応する情報の時間あたり変化量に基づいて上記光結合 効率の切換え時を判定することを特徴とする請求の範囲第 6 5項記載の光記録媒 体駆動方法。
7 1 . 光結合効率変化に対応する情報に基づいて、 記録及び再生の切換動作の開 始を判定をすることを特徴とする請求の範囲第 6 0項記載の光記録媒体駆動方法 c
7 2 . 上記光結合効率の切換えを行うための基準値を予め設定することを特徴と する請求の範囲第 7 1項記載の光記録媒体駆動方法。
7 3 . 上記基準値は、 最適な再生光パワーに応じて可変して設定することを特徴 とする請求の範囲第 7 2項記載の光記録媒体駆動方法。
7 4 . 光結合効率変化に対応する情報と上記基準値との大小関係に基づいて上記 光結合効率の切換時を判定することを特徴とする請求の範囲第 7 2項記載の光記 録媒体駆動方法。
7 5 . 光結合効率変化に対応する情報と上記基準値との大小関係及び上記光結合 効率変化に対応する情報の時間あたり変化量に基づいて上記光結合効率の切換時 を判定することを特徴とする請求の範囲第 7 2項記載の光記録媒体駆動方法。
7 6 . 光結合効率変化に対応する情報の時間あたり変化量に基づいて上記光結合 効率の切換時を判定することを特徴とする請求の範囲第 7 1項記載の光記録媒体 駆動方法。
7 7 . 光結合効率変化に対応する情報に基づいて、 光結合効率の切換えが正常に 行われたか否かを確認することを特徴とする請求の範囲第 6 0項記載の光記録媒 体駆動方法。
7 8 . 光結合効率を下げる方が上げるよりも速く行える場合には、 光結合効率を 上げた状態を待機状態とし、 光結合効率を上げる方が下げるよりも速く行える場 合には、 光結合効率を下げた状態を待機状態とすることを特徴とする請求の範囲 第 6 0項記載の光記録媒体駆動方法。
7 9 . 上記 2種以上の光記録媒体は、 光ヘッドと光記録媒体との相対速度の違い により、 記録面上における最適な記録及び/又は再生光パワーが異なるものであ ることを特徴とする請求の範囲第 6 1項記載の光記録媒体駆動方法。
8 0 . 上記 2種以上の光記録媒体は、 記録方式の違いにより、 記録面上における 最適な記録及びノ又は再生光パワーが異なるものであることを特徴とする請求の 範囲第 6 1項記載の光記録媒体駆動方法。
8 1 . 上記 2種以上の光記録媒体は、 少なくとも 2以上の記録面を有する多層光 記録媒体における各記録面であることを特徴とする請求の範囲第 6 1項記載の光 記録媒体駆動方法。
8 2 . 上記 2種以上の光記録媒体の少なくとも一方は、 少なく とも 2以上の記録 面を有する多層光記録媒体における各記録面であることを特徴とする請求の範囲 第 6 1項記載の光記録媒体駆動方法。
8 3 . 上記 2種以上の光記録媒体は、 少なくとも 2以上の記録領域に記録面が分 割された光記録媒体における各記録領域であることを特徴とする請求の範囲第 6 1項記載の光記録媒体駆動方法。
8 4 . 上記 2種以上の光記録媒体の少なくとも一方は、 少なく とも 2以上の記録 領域に記録面が分割された光記録媒体における各記録領域であることを特徴とす る請求の範囲第 6 1項記載の光記録媒体駆動方法。
8 5 . 光記録媒体に応じた 「記録パワー」 及び光記録媒体に応じた再生パワーの 組み合わせと光源出力の使用可能出力範囲とに基づいて、 光結合効率を決定する ことを特徴とする請求の範囲第 6 1項記載の光記録媒体駆動方法。
8 6 . 決定された光結合効率により、 記録及び再生動作の切換えのときの光結合 効率の切換えの有無を決定することを特徴とする請求の範囲第 8 5項記載の光記 録媒体駆動方法。
8 7 . 上記光記録媒体の種類及び選択する動作モードの組み合わせに基づいて、 該光結合効率を制御することを特徴とする請求の範囲第 6 0項記載の光記録媒体 駆動方法。
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