JP2004039158A - 光ピックアップおよびこれを用いる光情報処理装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】単一のモニタ用受光手段により、製造ばらつきや波長変動の影響を受けにくい３種類の光記録媒体の光量制御と多値記録時の光量制御を行う。
【解決手段】モニタ用受光手段１００を、ホログラムユニットから偏向ミラー１０４を介して対物レンズに向かわない回折光をモニタする位置に配置する。単一のモニタ用受光手段１００において、ホログラムユニットのホログラムにより出射光が回折された光束のうち、光記録媒体には照射しない余分な光束を用いて、常に一定に保つ光量制御を行うことができ、多値記録時にも安定した光量制御ができる。
【選択図】 図７
【解決手段】モニタ用受光手段１００を、ホログラムユニットから偏向ミラー１０４を介して対物レンズに向かわない回折光をモニタする位置に配置する。単一のモニタ用受光手段１００において、ホログラムユニットのホログラムにより出射光が回折された光束のうち、光記録媒体には照射しない余分な光束を用いて、常に一定に保つ光量制御を行うことができ、多値記録時にも安定した光量制御ができる。
【選択図】 図７
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、青色波長帯域，赤色波長帯域，赤外波長帯域の各光源からの出射光を単一のモニタ用受光手段によりモニタして、光記録媒体に記録，再生，消去を行う光ピックアップおよびこれを用いる光情報処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
映像情報、音声情報、またはコンピュータにおいて処理されるデータを保存する手段として、記録容量０．６５ＧＢのＣＤ、記録容量４．７ＧＢのＤＶＤなどの光記録媒体が普及しつつある。そして、近年、さらなる記録密度の向上および大容量化の要求が強くなっている。具体的には、ＨＤ（Ｈｉｇｈ Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ）−ＴＶを２時間（映画１本分）記録できる２２ＧＢの容量の必要性が挙げられている。
【０００３】
このような光記録媒体の記録密度を上げる手段としては、光記録媒体に情報の書き込みまたは読み出しを行う光ピックアップにおいて、対物レンズの開口数（ＮＡ）を大きくすること、あるいは、光源の波長を短くすることにより、この対物レンズによって集光され、光記録媒体上に形成されるビームスポットの小径化が有効である。
【０００４】
そこで、例えば、「ＣＤ系光記録媒体」では、対物レンズの開口数が０．５０、光源の波長が７８０ｎｍとされているのに対して、「ＣＤ系光記録媒体」よりも高記録密度化がなされた「ＤＶＤ系光記録媒体」では、対物レンズの開口数が０．６５（より詳細には０．５９〜０．６６の範囲を仕様とする）、光源の波長が６６０ｎｍとされている。そして、光記録媒体は、前述したように、さらなる記録密度の向上および大容量化が望まれている。
【０００５】
そのためには、対物レンズの開口数を０．６５よりもさらに大きく、あるいは、光源の波長を６６０ｎｍよりもさらに短くすることが望まれている。このような大容量の光記録媒体および光情報処理装置として、例えば、ＩＳＯＭ２００１ 予稿集「Ｎｅｘｔ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄｉｓｃ」Ｈｉｒｏｓｈｉ Ｏｇａｗａ、ｐ６〜７などに挙げられている、青色の波長領域の光源とＮＡ０．８５の対物レンズを用いて、２２ＧＢ相当の容量確保を満足するシステムの提案がある。
【０００６】
前述のように、対物レンズの開口数を大きくする（高ＮＡ化）ためには、焦点距離の短いレンズを用いる必要がある。そのために、対物レンズと光記録媒体との物理的距離を意味するワーキングディスタンスが短くなってしまう。そして、ＩＳＯＭ２００１ 予稿集「Ｎｅｘｔ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄｉｓｃ」Ｈｉｒｏｓｈｉ Ｏｇａｗａ、ｐ６〜７に挙げられているシステムでは、ワーキングディスタンスは０．１５ｍｍと、従来のＣＤやＤＶＤの１／１０程度である。ワーキングディスタンスが短くなると、光記録媒体と対物レンズの衝突による破損などが生じやすくなるという問題がある。
【０００７】
さらに、対物レンズの開口数をより大きく、あるいは光源の波長をより短くすると、レンズの製造誤差、光記録媒体の透明基板の厚み誤差などによって生じる球面収差の影響が顕著となる。光記録媒体の透明基板の厚み誤差によって発生する球面収差は、一般的に以下の（数１）で与えられる。
【０００８】
【数１】
Ｗ４０＝（（ｎ２−１）／（８ｎ３））×（ｄ×ＮＡ４／λ）
ここで、ｎは光記録媒体の透明基板の屈折率、ｄは透明基板の厚み、ＮＡは対物レンズの開口数、λは光源の波長である。
【０００９】
この（数１）から、短波長、高ＮＡほど収差が大きくなることがわかる。同様に、光ピックアップ中の光学部品、特に光記録媒体への集光に用いられる対物レンズの製造誤差も短波長、高ＮＡほど収差の劣化が大きくなる。
【００１０】
また、前記高ＮＡ化・短波長化による新規格が近年実現する一方、利用者の手元には、従来の光記録媒体であるＣＤ，ＤＶＤが存在する。これら従来の光記録媒体と前述した青色波長帯域を用いた大容量の新規格光記録媒体をともに同一の光情報処理装置で取り扱えることが望ましい。最も簡単な方法としては、従来の光ピックアップと、新規格用光ピックアップをともに搭載する方法がある。しかし、この方法では、小型化、低コスト化を達成することは難しい。
【００１１】
前述のように、ＩＳＯＭ２００１ 予稿集「Ｎｅｘｔ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄｉｓｃ」Ｈｉｒｏｓｈｉ Ｏｇａｗａ、ｐ６〜７に提案されてる大容量光情報処理装置においては、大容量化（例えば、２２ＧＢ達成）のために、高ＮＡ化あるいは短波長化を行うと、ワーキングディスタンス縮小、変動に伴う収差劣化などの信頼性の低下を招く、また、従来の光記録媒体との互換性が課題として挙げられる。すなわち、青色波長帯域を用いた大容量世代と、既存のＤＶＤ、ＣＤ世代の３世代互換を行う必要があるという課題があった。
【００１２】
これらの課題への対応手段としては、ＤＶＤと比較して、波長のみ短波長化して、ＮＡは従来のＤＶＤ並とし、さらに２値記録に対する情報記録密度増倍度が１．８倍以上となるような光ピックアップを実現できればよい。すなわち、光記録媒体への記録容量はスポット径で定まることから、ＤＶＤ系光記録媒体（４．７ＧＢ）に比べ、青色波長帯域を利用すれば、スポット径比（λ／ＮＡ）２で容量が上げられ、１２ＧＢ相当となる。これに上記の多値記録を適用することにより、２２ＧＢ相当の記録容量が得られる。結果、変動などに伴うマージンを拡大できる。例えば、対物レンズの焦点深度は、ＮＡの２乗に比例して厳しくなるため、ＮＡ０．８５の対物レンズに比べＮＡ０．６５のレンズは１．７倍マージンを広げられる。また、このような青色波長帯域、ＮＡ０．６５の対物レンズを用いることにより、従来のＤＶＤ、ＣＤを互換した場合も、十分なワーキングディスタンスを確保することができる。
【００１３】
さらに、光ピックアップにおいては、各種情報を安定して検出し、また安定した記録動作を行うために、光源から出射される光束の光量が安定していることが重要である。このため、従来から光源の発する光量を専用の受光素子でモニタし、そのモニタ受光量に応じて光源の光量を制御することが行われている。この場合のモニタ方式としては、光源のチップ内にその後方に向けて発せられる後方光を受光するモニタ受光素子を一体に内蔵させて構成したものもあるが、光源の構造が制約され、実際に用いる前方光との対応が必ずしも正確でない等の理由から、特許第２５７１０３４号公報に記載のように、光源から前方に向けて出射される光束の一部を受光するモニタ受光素子を設けることが提案されている。
【００１４】
この特許第２５７１０３４号公報に記載されている光ピックアップは、単一種の光記録媒体に対して記録、再生を行うものであり、青色／ＤＶＤ／ＣＤのような３種の光記録媒体に対応しておらず、同モニタ手段を青色／ＤＶＤ／ＣＤの各光路に配置するのでは、コストアップや装置の大型化を招く。このような課題に対応したものとして、特開２００２−８２６３号公報に記載された発明がある。これによれば、複数の光源からの出射光を合成する光路合成手段の後段に複数波長兼用のモニタ手段を配置することが提案されている。
【００１５】
また、従来のＤＶＤやＣＤの光記録媒体では、特開平８−９６３６４号公報に記載される記録時における光源から出射光の光量制御法は、スペースデータが出力されている期間のレベルをサンプルホールドすることにより、比較的低帯域の検出・制御回路によって記録時のバイアスレベルとイレースレベルを正確に制御する方法がある。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開２００２−８２６３号公報に記載されているような光路合成手段のダイクロイック膜を介したモニタ制御は、この膜が波長に応じて特性変動するために、光量制御の信頼性を低下させることが課題となっており、また、特開平８−９６３６４号公報に記載される光量制御法により多値記録を行う光情報処理装置においては、特定期間のレベル検出が行えないという問題があった。
【００１７】
本発明は、前記従来技術の問題を解決することに指向するものであり、青色波長帯域、ＮＡ０．６５の光源を用いて、ＤＶＤに比べ１．８倍以上の情報密度増倍度をもつ多値記録を行い、かつＤＶＤやＣＤの互換が可能な光ピックアップであって、単一のモニタ受光手段により、３種類の光記録媒体の光量制御を行えると共に、製造ばらつきや波長変動の影響を受けにくい信頼性の高い光量制御を可能とし、また、多値記録時の光量制御を行うことも可能な光ピックアップおよびこれを用いる光情報処理装置を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、本発明に係る請求項１記載に記載される光ピックアップは、光記録媒体に対して情報の記録，再生，消去のうちいずれか１以上を行う光ピックアップであって、青色波長帯域，赤色波長帯域，赤外波長帯域の各光源と、各光源の出射光をモニタする単一のモニタ用受光手段とを備えた構成によって、部品点数の削減により低コスト化、組立工程の簡素化を図ることができる。
【００１９】
また、請求項２，３に記載される光ピックアップは、各光源からの出射光を光記録媒体に集光する対物レンズと、対物レンズへ向かう光束における光量の一部をモニタ用受光手段に分配する分配手段とを備え、分配手段が、各光源の室温温度波長において透過率変動の変局点を有する光学薄膜が蒸着されて成ること、また、各光源において、少なくともいずれか２以上の光源が単一のパッケージに収容されて成り、モニタ用受光手段を各光源からの出射光の光路が交錯する位置に配設した構成によって、安定したモニタ制御を単一のモニタ用受光手段による簡素な構成により行うことができる。
【００２０】
また、請求項４，５に記載される光ピックアップは、各光源の各々に対応して、光記録媒体からの反射光をビームスプリットするホログラムパターンを有する光学素子を備え、モニタ用受光手段により、光源から出射され光記録媒体に向かう光束のうち、ホログラムパターンにより光源からの出射方向へ回折された光束をモニタすること、さらに、光学素子における少なくともいずれか１つの光源に、光源からの出射光を主光束と複数の副光束との回折光に分岐するグレーディングパターンを有する構成によって、ホログラムパターン、グレーティングパターンにより回折された光束を単一のモニタ用受光手段によりモニタ制御することができる。
【００２１】
また、請求項６に記載される光ピックアップは、光記録媒体に対して情報の記録，再生，消去のうちいずれか１以上を行う光ピックアップであって、青色波長帯域，赤色波長帯域，赤外波長帯域の各光源と、各光源の出射光をモニタする単一のモニタ用受光手段と、記録に供するデータに応じて、光源の光量、または時間幅を多段階に切り換えて記録する手段とを備え、モニタ用受光手段からの出力を所定期間モニタして各光源の出射光を補正する構成によって、所定期間内に所定レベルの発光をモニタ用受光素子にてサンプルホールドしたモニタ結果により温度変動に伴う出力変動を補正し安定した多値記録を行うことができる。
【００２２】
また、請求項７，８に記載される光ピックアップは、光記録媒体に対して情報の記録，再生，消去のうちいずれか１以上を行う光ピックアップであって、青色波長帯域，赤色波長帯域，赤外波長帯域の各光源と、各光源の出射光をモニタする単一のモニタ用受光手段と、光源からの出射光を主光束と複数の副光束の回折光に分岐するグレーティングパターンを有する光学素子と、光記録媒体からの主光束の反射光から、副光束の反射光を用い、光記録媒体における隣接トラックのクロストーク成分を除去するクロストーク補正手段とを備え、モニタ用受光手段により、光源から出射され光記録媒体へ向かう光束のうちグレーティングパターンで回折された光束をモニタすること、さらに、光学素子において、光記録媒体からの反射光をビームスプリットするホログラムパターンを有し、モニタ用受光手段により、光源から出射され光記録媒体に向かう光束のうち、ホログラムパターンにより光源からの出射方向へ回折された光束をモニタする構成によって、クロストーク補正に用いるグレーティングパターン、ホログラムパターンの回折光を単一のモニタ用受光手段でモニタ制御することができる。
【００２３】
また、請求項９に記載される光ピックアップは、光学素子において、光源から出射光を回折するグレーティングパターンの回折方向とホログラムパターンの回折方向とが略直交する構成によって、光源方向に回折されるグレーティングパターンでの反射回折光による受光素子への不要なオフセットの発生を防ぐことができる。
【００２４】
また、請求項１０〜１３に記載される光ピックアップは、光学素子により、回折された複数の回折光の重なる位置にモニタ用受光手段を配設したこと、さらに、回折された光束のうち対物レンズに集光される以外の光束をモニタ用受光手段によりモニタすること、さらに、各光源の光記録媒体に応じて変更される光量において、モニタ用受光手段に入力する光量を略同等とすること、さらに、モニタ用受光手段の前段に集光レンズを備えた構成によって、各光源出射光の不要回折光を検知できる位置へ配置して単一のモニタ用受光手段でモニタ制御でき、かつ光源の出射方向へ回折される不要な回折光をモニタすることで光記録媒体への光量マージンを増加でき、また複数の光記録媒体に対する検出レベルを略同等とすることで、出射光量の異なる光記録媒体ごとに、モニタ用受光手段のゲイン切り換えなどを行う必要がなく、素子の簡素化ができ、またモニタ用受光手段前段の集光レンズによって、十分な光量を検出でき、受光素子面を小さく、応答性の向上を図ることができる。
【００２５】
また、請求項１４に記載される光ピックアップは、請求項１〜１３のいずれか１項記載の光ピックアップを用いて、光記録媒体に対して除負の記録，再生，消去のうちいずれか１以上を行う光情報処理装置であって、青色波長帯域、赤色波長帯域、赤外波長帯域の各光源に対応する少なくともいずれか１以上の光記録媒体には、記録に供するデータに応じて、光源の光量、または時間幅を多段階で切り換えて多値記録を行う構成によって、製造ばらつきや波長変動の影響の受けにくい光量制御ができる光情報処理装置を提供できる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明における実施の形態を詳細に説明する。
【００２７】
図１は本発明の実施の形態１の実施例１における「使用波長４０７ｎｍ、ＮＡ０．６５、光照射側基板厚０．６ｍｍの青色系光記録媒体」と「使用波長６６０ｎｍ、ＮＡ０．６５、光照射側基板厚０．６ｍｍのＤＶＤ系光記録媒体」と「使用波長７８０ｎｍ、ＮＡ０．５０、光照射側基板厚１．２ｍｍのＣＤ系光記録媒体」の各光記録媒体に記録、再生または消去を行うことのできる光ピックアップの概略構成を示す説明図である。
【００２８】
図１に示すように光ピックアップの要部は、青色用のホログラムユニット１０１、コリメートレンズ１０２、ダイクロイックプリズム１０３、偏向ミラー１０４、１／４波長板１０５、対物レンズ１０６より構成される青色波長帯域の光が通過する青色光学系と、ＤＶＤ／ＣＤ用のホログラムユニット２０１、コリメートレンズ２０２、ダイクロイックプリズム１０３、偏向ミラー１０４、１／４波長板１０５、対物レンズ１０６から構成される赤色波長帯域、および赤外波長帯域の光が通過するＤＶＤ／ＣＤ系光学系と、さらに、青色／ＤＶＤ（赤色）／ＣＤ（赤外）波長帯域の各光源からの出射光をモニタするモニタ用受光手段から構成されている。すなわち、ダイクロイックプリズム１０３、偏向ミラー１０４、１／４波長板１０５、対物レンズ１０６は共通部品である。
【００２９】
次に、光学系の動作として、まず、「使用波長４０７ｎｍ、ＮＡ０．６５、光照射側基板厚０．６ｍｍの青色系光記録媒体」を記録、再生または消去する場合について説明する。本実施の形態１では、受発光素子を１つのキャンの中に設置し、ホログラムを用いて光束の分離を行うホログラムユニットを用いている。図１における青色用のホログラムユニット１０１は、図２の半導体レーザー１０１ａ（光源）、ホログラム１０１ｂ（光路分離手段）および受光素子１０１ｃを一体化して構成されたホログラムユニットを示す。なお、本実施の形態の光ピックアップは、往路と復路の光路分離手段としてホログラム以外のものであってもよく、例えば、プリズムなどであってもよい。
【００３０】
このホログラムユニット１０１の半導体レーザー１０１ａから出射された青色波長帯域の光は、ホログラム１０１ｂを透過し、コリメートレンズ１０２で平行光とされ、青色波長帯域の光は透過し赤色および赤外波長帯域の光は反射させるダイクロイックプリズム１０３によって偏向ミラー１０４の方向に反射され、偏向ミラー１０４によって光路が９０度偏向され、１／４波長板１０５を通過し円偏光とされ、対物レンズ１０６に入射し、光記録媒体１０７上に微小スポットとして集光される。このスポットにより、情報の再生、記録あるいは消去が行われる。
【００３１】
また、光記録媒体１０７から反射した光は、偏向ミラー１０４で偏向され、ダイクロイックプリズム１０３を透過され、コリメータレンズ１０２で収束光とされ、図２に示すようにホログラム１０１ｂにより半導体レーザー１０１ａと同一キャン内にある受光素子１０１ｃ方向に回折されて受光素子１０１ｃに受光される。受光素子１０１ｃからは、情報信号、サーボ信号が検出される。
【００３２】
次に、「使用波長６６０ｎｍ、ＮＡ０．６５、光照射側基板厚０．６ｍｍのＤＶＤ系光記録媒体」、「使用波長７８０ｎｍ、ＮＡ０．５０、光照射側基板厚１．２ｍｍのＣＤ系光記録媒体」を記録、再生または消去する場合について説明する。ＤＶＤ／ＣＤ光学系も青色光学系と同様のＤＶＤ／ＣＤ用のホログラムユニット２０１を具備している。青色用のホログラムユニット１０１と異なる点は、図３に示すようにＤＶＤ用／ＣＤ用２種類の光源、受光素子、光路分離手段を単一パッケージに集約した点である。これにより、３波長帯域の光学系を小型な光ピックアップで実現することが可能である。
【００３３】
なお、ホログラム３０１ｂとしては、ＤＶＤ用のホログラム面をもつ層とＣＤ用のホログラム面をもつ層を備えた構成を用いればよい。このホログラムユニット２０１の半導体レーザー２０１ａから出射された赤色波長帯域、あるいは赤外波長帯域の光は、ホログラム３０１ｂを透過し、コリメートレンズ２０２で平行光とされ、青色波長帯域の光は透過し赤色／赤外波長帯域の光は反射させるダイクロイックプリズム１０３によって偏向ミラー１０４の方向に反射され、偏向ミラー１０４によって光路が９０度偏向され、１／４波長板１０５を通過し円偏光とされ、対物レンズ１０６に入射し、光記録媒体１０７上に微小スポットとして集光される。このスポットにより、情報の再生、記録あるいは消去が行われる。
【００３４】
光記録媒体１０７から反射した光は、偏向ミラー１０４で偏向され、ダイクロイックプリズム１０３で反射され、コリメータレンズ２０２で収束光とされ、図３に示すようにホログラム３０１ｂにより受光素子２０１ｃ方向あるいは３０１ｃ方向に選択的に回折されて受光される。各受光素子からは、情報信号、サーボ信号が検出される。
【００３５】
コリメートレンズ１０２，２０２からの各平行光束は、図４に示すように分配手段としての偏向ミラー１０４の作用で光束の光路の一方を対物レンズ１０５に向けると共に、他方をモニタ用受光手段１００に向ける機能を有するので、２光束に分離される。分離された一方の光束は「モニタ光」として、モニタ用受光手段１００への光路をめぐり、モニタ用受光手段１００に入射する。モニタ用受光手段１００は受光量に応じた受光信号を発する。この信号はＡ／Ｄ変換器とＣＰＵ等により構成された制御手段（図示せず）に入力される。
【００３６】
この制御手段は入力情報に基づき、半導体レーザー用のドライバ回路（図示せず）を制御して、半導体レーザー１０１ａ，２０１ａ，３０１ａから放射される出射光の強度が所定の値となるように出力制御を行う。
【００３７】
光束の光量分配手段として、最も簡易な方法として、光学薄膜を蒸着した分配手段が知られている。一方、半導体レーザー光源は、温度変動に伴い波長変動をきたす。一般に、光量制御の許容変動幅は±５％以下である必要があるが、透過・反射を行う光学薄膜を分配手段として用いた場合、光学薄膜は波長変動の影響を受ける。発明者らの測定結果によれば、光ピックアップの動作温度範囲：−１０〜７０℃での青色波長帯域の半導体レーザーで波長変動は±２ｎｍ、赤色波長帯域、赤外波長帯域の半導体レーザーで±１０ｎｍ程度変動であり、光学薄膜は波長変動に伴い、その透過率が任意の周期で変動する。よって、前記のような光学薄膜が蒸着された分配手段を光ピックアップに用いるモニタ制御の場合は注意が必要である。
【００３８】
例えば、対物レンズへ向かう光とモニタ用受光手段へ向かう光の比が、５：９５であったときに、波長変動に伴い、６：９４になると、モニタ用受光手段は２０％増の光量変化があったと認識してしまい、結果、光源出射光をそれに応じた分低下する制御を行ってしまう。
【００３９】
しかしながら、本実施例１では、３つの光源の各室温波長で、透過率変動の変局点を有する光学薄膜が蒸着されて構成されるため、以下のような状態を実現することが可能である。対物レンズへ向かう光とモニタ用受光手段へ向かう光の比が、５：９５となる光学薄膜を用いた分配手段において、
（１）青色波長帯域の光源の室温における波長をλ１としたとき、λ１±２ｎｍの範囲で、モニタ用受光手段へ向かう光束の透過率変動ΔＴ１が（数２）
【００４０】
【数２】
｜ΔＴ１｜＜０．００２
（２）赤色波長帯域の光源の室温における波長をλ２としたとき、λ２±１０ｎｍの範囲で、モニタ用受光手段へ向かう光束の透過率変動ΔＴ２が（数３）
【００４１】
【数３】
｜ΔＴ２｜＜０．００２
（３）赤外波長帯域の光源の室温における波長をλ３としたとき、λ３±１０ｎｍの範囲で、モニタ用受光手段へ向かう光束の透過率変動ΔＴ３が（数４）
【００４２】
【数４】
｜ΔＴ３｜＜０．００２
のような状態を満足できる。すなわち、モニタ用受光手段への透過率変化は±０．２％以下となり、光量制御の許容変動幅を±５％以下を確保した安定したモニタ制御が行える。ここで、室温は２０〜３０℃の範囲を意味し、青色波長帯域λ１：３９７〜４１７ｎｍ、赤色波長帯域λ２：６５０〜６７０ｎｍ、赤外波長帯域λ３：７７５〜８００ｎｍの範囲にある。
【００４３】
また、青色系光記録媒体であるかＤＶＤ系光記録媒体であるかＣＤ系光記録媒体であるかに応じて、記録光量が異なる。ここでは簡単のため、ＣＤとＤＶＤの２光路を用いて説明する。一例として、ＣＤ系光記録媒体の記録面上で記録に必要な光量は２０ｍＷ、ＤＶＤ系光記録媒体の記録面上で記録に必要な光量は１０ｍＷである。仮に、偏向ミラー１０４の光学特性が「入射光の５０％を透過させ、残りの５０％を反射させる」ものであると、ＣＤ系光記録媒体に記録を行う場合であれば、波長：７８０ｎｍのレーザー光を放射する半導体レーザーにおよそ４０ｍＷのレーザー光を放射させる必要があり、放射されたレーザー光のうち２０ｍＷが記録に供せられ、残りの２０ｍＷはモニタ光としてモニタ用受光手段１００に受光される。
【００４４】
そして、ＤＶＤ系光記録媒体への記録を行う場合であれば、波長：６６０ｎｍのレーザー光を放射する半導体レーザーにおよそ２０ｍＷのレーザー光を放射させる必要があり、放射されたレーザー光のうち１０ｍＷが記録に供せられ、残りの１０ｍＷはモニタ光としてモニタ用受光手段１００に受光される。したがって、モニタ用受光手段１００に入射するモニタ光の光量は、光記録媒体１０７がＣＤ系光記録媒体の場合とＤＶＤ系光記録媒体の場合とで、略２：１になり、モニタ用受光手段１００の受光する受光量の差が１０ｍＷと大きくなってしまう。
【００４５】
このような問題を、本実施例１では以下のように回避している。すなわち、偏向ミラー１０４の分離膜の分光特性は、例えば、以下のようになっている。波長：６６０ｎｍの光は「入射光の５０％を透過させ、残りの５０％を反射」する。また、波長：７８０ｎｍの光は「入射光の６６％を反射し、残りの３４％を透過」させる。このような分光特性にすると、ＤＶＤ系光記録媒体に対して情報の記録を行うときには、発光波長：６６０ｎｍの半導体レーザーを２０ｍＷで発光させれば、記録面上に１０ｍＷの光量の光スポットを形成でき、モニタ用受光手段１００の受光するモニタ光の光量も１０ｍＷである。なお、説明の簡単のため、この説明においては、レンズ等による光束の「蹴られ」や透過率による光量損失を無視している。
【００４６】
また、ＣＤ系光記録媒体に対して情報の記録を行うときは、発光波長：７８０ｎｍの半導体レーザーを３０ｍＷで発光させれば、記録面上に２０ｍＷの光量の光スポットを形成でき、モニタ用受光手段１００の受光するモニタ光の光量は１０ｍＷとなる。したがって、モニタ光の光量には半導体レーザーによる差が実質的に無く（すなわち、記録を行う情報記録媒体がＣＤ系ディスクの場合とＤＶＤ系ディスクの場合とで、モニタ用受光手段の受光する光量が実質的に１：１であり）、モニタ用受光手段１００の光量検出範囲を大きく取らずにすみ、ゲインの調整や切り換えも不要となる。
【００４７】
図５は本発明の実施の形態１の実施例２における光ピックアップの概略構成を示す図である。前述の実施例１と同じく、「使用波長４０７ｎｍ、ＮＡ０．６５、光照射側基板厚０．６ｍｍの青色系光記録媒体」と「使用波長６６０ｎｍ、ＮＡ０．６５、光照射側基板厚０．６ｍｍのＤＶＤ系光記録媒体」と「使用波長７８０ｎｍ、ＮＡ０．５０、光照射側基板厚１．２ｍｍのＣＤ系光記録媒体」の各光記録媒体に記録、再生または消去を行うことのできる光ピックアップである。
【００４８】
本実施例２において、実施例１の光ピックアップと異なる点は、モニタ用受光手段１００の位置を、並列配置された２つのホログラムユニット１０１，２０１から各コリメートレンズ１０２，２０２の間における各発散光路が交錯する位置とした点である。これにより、２つのホログラムユニットの光源出射光を単一のモニタ用受光手段１００でモニタできる。
【００４９】
また、本実施例２では、図６に示すように対物レンズで集光されない外周部の光束のみモニタする構成としている。これにより、高効率の光ピックアップが実現できる。さらに、本実施例２の光ピックアップは、２つのホログラムユニットを図５のように平行配置するものに限るものでなく、直交して交錯してもよいし、ある程度の角度をもって交錯配置する構成であってもよい。
【００５０】
図７は本発明の実施の形態１の実施例３における光ピックアップの概略構成を示す図である。これも前述の実施例１と同じく、「使用波長４０７ｎｍ、ＮＡ０．６５、光照射側基板厚０．６ｍｍの青色系光記録媒体」と「使用波長６６０ｎｍ、ＮＡ０．６５、光照射側基板厚０．６ｍｍのＤＶＤ系光記録媒体」と「使用波長７８０ｎｍ、ＮＡ０．５０、光照射側基板厚１．２ｍｍのＣＤ系光記録媒体」の各光記録媒体に記録、再生または消去を行うことのできる光ピックアップである。
【００５１】
本実施例３において、実施例１の光ピックアップと異なる点は、モニタ用受光手段１００の位置を、偏向ミラー１０４が分配された光束を受光するのではなく、図８に示すように対物レンズ１０６に向かわないホログラムユニットからの回折光をモニタする位置に配置した点である。そして、同位置は、ホログラムユニット１０１，２０１それぞれの回折光をモニタする。
【００５２】
次に、本発明の実施の形態２における対物レンズに向かわないホログラムユニットからの回折光をモニタするための具体的方法について、図２に示す青色用のホログラムユニットを用いて説明する。
【００５３】
まず、図２に示すホログラムユニット１０１において、ホログラム１０１ｂの上面にはエッチングにより溝が形成されることでホログラムパターンが構成され、下面にもエッチングにより溝が形成されることでグレーティングパターンが構成される。また、受光素子１０１ｃは、例えば、８分割受光素子であり、１５ａ〜１５ｈの各分割セグメントから構成される。
【００５４】
ホログラムユニット１０１の半導体レーザー１０１ａからの出射光がグレーティングパターンにより回折されてトラッキングサーボ用に主光束と２つの副光束に分離されるとともに、光記録媒体１０７からの反射光に対しビームスプリット機能を有するサーボ信号生成用に形成されたホログラムパターンでも回折される。本実施の形態２では、これらの回折光を利用して、モニタ制御を行う。
【００５５】
ここで、ホログラムパターンは図９（ａ）に示すように３つの領域１４ａ〜１４ｃからなり、領域１４ｂと領域１４ｃ、領域１４ａの分割線は光記録媒体の半径方向に一致し、領域１４ｂと領域１４ｃの分割線はジッタ方向に一致する。グレーティングパターンにより回折された０次光の光記録媒体からの反射光は、ホログラムパターンの領域１４ａにより回折され、図９（ｂ）に示す８分割受光素子面上の受光部１５ａ，１５ｂの分割線上に、また他方に入射したホログラムパターンの領域１４ｂ，１４ｃにより回折され受光部１５ｃ，１５ｄ上に集光される。
【００５６】
また、グレーティングパターンにより回折された±１次光の光記録媒体からの反射光はそれぞれ受光部１５ｅ，１５ｆ，１５ｇ，１５ｈ上に集光される。これらの集光束は、光記憶媒体上の光束の収束状態に応じて図９（ｂ）に示すように変化する。したがって、８分割受光素子の各セグメントの出力をＳ１〜Ｓ８とすると、フォーカス誤差信号ＦＥは（数５）で与えられ、
【００５７】
【数５】
ＦＥ＝Ｓ１−Ｓ２
一方、トラッキング誤差信号ＴＥは、いわゆるプッシュプル法で検出され、（数６）で与えられる。
【００５８】
【数６】
ＴＥ＝Ｓ３−Ｓ４
また情報信号Ｒｆは（数７）で与えられる。
【００５９】
【数７】
Ｒｆ＝Ｓ１＋Ｓ２＋Ｓ３＋Ｓ４
前述の通り、半導体レーザー１０１ａからの出射光がグレーティングパターンにより回折されてトラッキングサーボ用に主光束（０次光）と２つの副光束（±１次光）に分離されると共に、光記録媒体からの反射光に対しビームスプリット機能を有するサーボ信号生成用に形成されたホログラムパターンでも回折される。これらの回折光の様子を図１０に示す。図１１に示すようにグレーティングパターンにより３光束に分けられた後、さらに図１２に示すようにホログラムパターンの各領域でそれぞれ０次，±１次の３光束に分けられる。
【００６０】
特に、図９（ａ）のホログラムパターンは、フォーカス信号生成用の領域１４ａとトラッキング信号生成用の領域１４ｂ，１４ｃの回折角度が異なっているため、最終的に５つの回折光に分けられる。こうしてグレーティングパターンで３つに分けられると共に、ホログラムパターンによりグレーティングパターンの回折光とは直交する方向の５方向に回折されるため、図１０に示すように計１５光束に分けられる。
【００６１】
グレーティングパターンでは、図１１に示すように光記録媒体方向とは反対の光源方向へ回折される光（反射回折光）が発生する。このような反射回折光がサーボ信号検出用の受光素子に入射すると、光記録媒体からの信号出力にオフセットを生じることから、サーボ制御に支障をきたす原因となる。そこで、本発明では、ホログラムパターンでの回折光とグレーティングパターンでの回折光とは直交する方向に生成させている。これにより グレーティングパターンでの反射回折光は信号検出用の受光素子とは直交する方向に向かい、結果的に不要なオフセットは発生しないようになっている。
【００６２】
こうして生成された複数の回折光の一部は、対物レンズに入射しない、すなわち光記録媒体の照射には用いられない。この余分な光を、モニタ用受光手段にて検出して、光束の光量に比例する検出信号が出力される。この検出信号は、ＡＰＣ（自動出力制御）回路（図示せず）において所定の基準値と比較され、検出信号と基準値の差分に応じた駆動信号が生成されて、半導体レーザー１０１ａ（図２参照）に供給される。これにより、半導体レーザー１０１ａから出射される光束の光量が制御され、モニタ用受光手段の検出信号と基準値との差分をゼロに近づけるようフィードバックが行われるので、光束の光量を常に一定に保つよう制御が行われることとなる。生成された複数の回折光のうち、対物レンズには入射しない光を、モニタ用受光素子にて検出するが、その具体的な位置としては例えば、図１３に示すような、複数の回折光が重なる領域が挙げられる。
【００６３】
またホログラム１０１ｂにグレーティングパターンが施されていなくても、図１２に示すようにモニタ検出が可能である。さらに、本実施の形態２と同様の手法により、図３に示すＤＶＤ／ＣＤ用のホログラムユニット２０１のＤＶＤやＣＤについてもホログラムパターンからの不要回折光をモニタすることができる。
【００６４】
本発明の実施の形態３における光ピックアップとして、記録に供するデータに応じて、光源の光量、または時間幅（パルス幅）を多段階で切り換えて記録を行う多値記録用光ピックアップについて説明する。特に、青色系光記録媒体であり、ＮＡは従来のＤＶＤ並とした、２値記録に対する情報記録密度増倍度が１．８倍以上となるような多値記録を適用すれば、２２ＧＢ相当の容量が得られることは前述の通りである。
【００６５】
この種の多値用光記録媒体に対して、本実施の形態３では、記録途中において、ＡＰＣ区間を設けて、光源の出力値に対してＡＰＣ（自動出力制御）を行うことにより、記録位置での最適出力制御を行って、光源の自己発熱などに伴う出力値の変動があっても、高品質の記録を行うことができる。
【００６６】
具体的な手順を説明する。記録開始時、あるいは所定領域において、Ｓ／Ｎの高い再生信号を得るために、試験用データを記録・再生して、光源の最適出力値あるいは最適時間幅を求める。その後、光源は自己発熱などに伴い、出力値が変動するが、本実施の形態３では、記録途中において、光源の出力値に対してＡＰＣ（自動出力制御）を行うＡＰＣ区間を設けておく。このＡＰＣ区間は、図１４に示すように、所定期間内に所定レベルの発光を行う領域であり、同期間の発光をモニタ用受光素子にてサンプルホールドする。このモニタ結果、すなわち温度変動に伴う出力変動分を補正するよう制御回路（図示せず）にて制御がなされる。
【００６７】
また、本発明の実施の形態４の実施例１における光ピックアップは、隣接トラックからの符号間干渉に伴うクロストーク成分を補正するクロストークキャンセルを行う光ピックアップである。前述の実施の形態１の実施例３の光ピックアップ上に、青色光学系にＲｆ信号のクロストーク成分をキャンセルする回路を搭載した光ピックアップを説明する。
【００６８】
図７に示す光記録媒体１０７に対する照射は、メインビームＢｍを照射すると共にこのメインビームの前方と後方で光記録媒体半径方向に対しトラックピッチの２分の１だけシフトした位置に第１のサイドビームＢｓ１、第２のサイドビームＢｓ２をそれぞれ照射する。図１５に示すように、このメインビームＢｍの反射光を図９（ｂ）に示す受光素子１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄに、一対のサイドビームＢｓ１，２の各反射光を受光素子１５ｅ，１５ｆ，１５ｇ，１５ｈにそれぞれ取り込み、トラックエラー信号、フォーカスエラー信号およびＲｆ信号を生成する。
【００６９】
さて、前述のような多値記録、あるいはトラックピッチを狭めた光記録媒体では、隣接トラックの信号をも一緒に再生してしまう、いわゆるクロストークの影響が大きくなり、記録信号が再生できなくなるという課題がある。本実施の形態４の光ピックアップは、前述したようなＲｆ信号中の隣接トラックからのＲｆ成分クロストークのキャンセルを行うために、図１５に示す構成を有している。
【００７０】
５１は第１のサイドビーム用受光素子１５ｅより得られる信号が入力されると共に、この信号を増幅する増幅回路であり、得られる信号は第１のサイドビームの隣接トラック側の部分より得られる信号である。したがって、受光部１５ｅより得られる信号中には隣接トラック上のＲｆ成分を含んだ状態となっている。５４，５５は増幅回路５１を通過した信号を遅延させる遅延回路であり、その遅延時間はそれぞれ第１のサイドビームの位置にメインビームが移動するまでに要する時間、メインビームの位置に第２のサイドビームが移動するまでに要する時間になるように設定されている。
【００７１】
５２は第２のサイドビーム用受光素子１５ｈより得られる信号が入力されると共に、この信号を増幅する増幅回路であり、得られる信号は第２のサイドビームの隣接トラック側の部分より得られる信号である。したがって、受光部１５ｈより得られる信号中には隣接トラック上のＲｆ成分を含んだ状態となっている。
【００７２】
５３はメインビーム用受光素子１５ｃ，１５ｄより得られる信号の和をとる加算回路であって、その出力信号はＲｆ信号となる。５６は加算回路５３からのＲｆ信号を所定時間遅延させる遅延回路であり、その遅延時間は第１のサイドビームの位置にメインビームが移動するまでに要する時間になるように設定されている。このＲｆ信号中には前述の通り隣接トラックからのＲｆ成分が重畳された状態となっている。
【００７３】
また５７は、増幅回路５１で増幅され遅延回路５４，５５により遅延された受光部１５ｅからの信号、および増幅回路５２で増幅された受光部１５ｈからの信号がそれぞれ−側端子に入力されると共に、遅延回路５６により遅延されたＲｆ信号が＋側端子に入力される減算回路である。
【００７４】
そして、この隣接トラックのＲｆ成分が重畳されたＲｆ信号（ＳＡ＋ＳＢ）より、クロストークの要因となっている隣接トラックからの出力信号であるｋ１ＳＥ，ｋ２ＳＨで減算した（数８）が得られることとなる。
【００７５】
【数８】
Ｒｆ＝（ＳＡ＋ＳＢ）−（ｋ１ＳＥ＋ｋ２ＳＦ）
これは隣接トラックからのＲｆクロストーク成分が除去されたＲｆ信号であり、光記憶媒体に記録されているＲｆ信号の識別再生動作を正確に行うことができる。また、以上の演算が行われる際に遅延回路での遅延量は先行する第１のサイドビーム、メインビームおよび後行する第２のサイドビームそれぞれのビーム間距離を光記録媒体の線速度にて除算された値に設定してある。
【００７６】
以上のようなＲｆ信号のクロストーク成分をキャンセルするように、情報記録面上のスポット配置、受光素子、そしてホログラムパターンが配置された本実施例１の光ピックアップにおける回折光を利用し、前述の実施の形態１の実施例１〜３において説明したモニタ用受光手段を適用してもよい。
【００７７】
また、本実施の形態４における実施例２の光ピックアップは、光記録媒体１０７に対する照射は、図１６のようにメインビームＢｍを照射すると共にメインビームＢｍに対して両側のトラックに第１のサイドビームＢｓ１、第２のサイドビームＢｓ２をそれぞれ照射する構成であってもよい。
【００７８】
光記録媒体１０７には、レーザービームのトラッキング制御のために案内溝が形成され、この案内溝の対向端面を図１７（ａ）のようにトラックに沿って所定の振幅および所定の周期を有する正弦波形状（以後、ウォブルという）に形成して、このウォブルをレーザービームにて光学的に検出することによって、システムコントロールのために用いられ、特に、光記録媒体の回転駆動手段、例えば、スピンドルモータ（図示せず）をサーボコントロールするために用いられる。ここでのサーボコントロールは、ウォブル信号の周期が一定となるようにスピンドルモータの回転数を制御するものである。
【００７９】
ところで、このウォブル形状を伴ったグルーブは一般に隣接したグルーブと同じ位相の配置にないことがある。実際に、２つの近接したグルーブの配置間の位相差は、グルーブに沿って変化する。この近接したグルーブの位相差関係は、極端な場合、それぞれ位相差がない状況のとき（図１７（ａ）参照）と、近接するグルーブの振幅周期に対して１／２ずれてしまうとき（図１７（ｂ）参照）がある。この近接するグルーブの位相差が存在すると、アドレス情報を再生した際のウォブル信号に、この位相差に伴って符号間干渉を起こしてビートが発生する。実際には、読み出し用のビームスポットがデフォーカス状態になると、ビートが劇的に増加する。これによりウォブル信号が小さくなって、再生した際のアドレスのエラーレートが高くなってしまい、正確な読み出しや、書き込みを行うことができなくなる。図１６のような情報記録面上のスポット配置とすることにより、前述したようなビートの影響をキャンセルできる。
【００８０】
６０は、第１のサイドビーム用受光素子１５ｅ，１５ｆからの出力の差信号であるプッシュプル信号が生成される減算回路であり、得られる信号は、第１のサイドビームＢｓ１が走査しているトラック上のウォブル信号を多く含んだ信号である。６２はこのプッシュプル信号が入力されると共に、この信号を増幅する増幅回路である。６５，６６は、増幅回路６２を通過した信号を遅延させる遅延回路であり、その遅延時間はそれぞれ第１のサイドビームＢｓ１の位置にメインビームＢｍが移動するまでに要する時間、メインビームＢｍの位置に第２のサイドビームＢｓ２が移動するまでに要する時間になるように設定されている。
【００８１】
６１は、第２のサイドビーム用受光素子１５ｇ，１５ｈからの出力の差信号であるプッシュプル信号が生成される減算回路であり、得られる信号は、第２のサイドビームＢｓ２が走査しているトラック上のウォブル信号を多く含んだ信号である。６３はこのプッシュプル信号が入力されると共に、この信号を増幅する増幅回路である。６４はメインビーム用受光素子１５ｃ，１５ｄからの出力の差信号であるプッシュプル信号が生成される減算回路である。６７は、減算回路６４からのプッシュプル信号を所定時間遅延させる遅延回路であり、その遅延時間はメインビームＢｍの位置に第２のサイドビームＢｓ２が移動するまでに要する時間になるように設定されている。このプッシュプル信号から得られるウォブル信号中には前述の通り隣接トラックからのウォブル成分が重畳された状態となっている。
【００８２】
６８は、遅延回路６６からの遅延された受光素子１５ｅ，１５ｆからのプッシュプル信号、および増幅回路６３からの受光素子１５ｇ，１５ｈからのプッシュプル信号がそれぞれ−側端子に入力されると共に、遅延回路６７により遅延されたプッシュプル信号が＋側端子に入力される減算回路である。
【００８３】
この隣接トラックのウォブル成分が重畳されたウォブル信号（ＳＡ−ＳＢ）より、ビートの要因となっている隣接トラックからの出力信号たるｋ１（ＳＥ−ＳＦ），ｋ２（ＳＧ−ＳＨ）で減算した（数９）が得られることとなる。
【００８４】
【数９】
Ｗｂ＝（ＳＡ−ＳＢ）−ｋ１（ＳＥ−ＳＦ）−ｋ２（ＳＧ−ＳＨ）
これは隣接トラックからのウォブル・クロストーク成分が除去されたウォブル信号であり、光記録媒体に記録されているウォブル信号の識別再生動作を正確に行うことができる。また、以上の演算が行われる際に遅延回路での遅延量は先行する第１のサイドビームＢｓ１、メインビームＢｍおよび後行する第２のサイドビームＢｓ２のそれぞれのビーム間距離を光記録媒体の線速度にて除算された値に設定してある。
【００８５】
以上のようなウォブル信号のクロストーク成分をキャンセルするように、情報記録面上のスポット配置、受光素子、そしてホログラムパターンが配置された本実施例２の光ピックアップにおける回折光を利用し、前述の実施の形態１の実施例１〜３において説明したモニタ用受光手段を適用してもよい。
【００８６】
なお、本実施の形態４における光ピックアップは、モニタ用受光手段の前段に集光レンズ（図示せず）を備えてもよい。この集光レンズを配置した場合には、モニタ用受光手段で十分な光量を検出することができ、結果、高Ｓ／Ｎのモニタ制御が可能となる。集光レンズを配置しない場合に比べ、同じ受光量をモニタするための受光素子面を小さくすることができ、かつ応答性を上げることも可能である。
【００８７】
図１８は本発明の実施の形態５における光情報処理装置である情報記録再生装置の概略構成を示す透過斜視図である。情報記録再生装置１０は、光記録媒体２０に対して光ピックアップ１１を用いて情報の記録、再生、または消去の少なくともいずれか１以上を行う装置である。本実施の形態５において、光記録媒体２０はディスク状であって、保護ケースのカートリッジ２１内に格納されている。光記録媒体２０はカートリッジ２１ごと、挿入口１２から情報記録再生装置１０に矢印「ディスク挿入」方向へ挿入セットされ、スピンドルモータ１３により回転駆動され、光ピックアップ１１により情報の記録、再生、または消去が行われる。この光ピックアップ１１として、前述の実施の形態１，２，３，４に記載の光ピックアップを適宜用いることができる。
【００８８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、十分なワーキングディスタンスを確保して、変動に伴う収差劣化の小さい大容量（青色）光記録媒体の光情報処理装置およびこれに用いる光ピックアップであると共に、従来のＤＶＤ，ＣＤを含めた３世代において互換可能な光情報処理装置およびこれに用いる光ピックアップであって、単一のモニタ用受光手段により、複数の光記録媒体における最適な光量制御を可能として、また、多値記録時にも安定した光量制御を行うことができ、さらに、製造ばらつきや波長変動の影響を受けにくい信頼性の高い光量制御を実現することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１の実施例１における青色系光記録媒体とＤＶＤ系光記録媒体とＣＤ系光記録媒体の各光記録媒体に記録、再生または消去を行う光ピックアップの概略構成を示す図
【図２】半導体レーザー（光源）、ホログラム（光路分離手段）および受光素子を一体化して構成のホログラムユニットを示す図
【図３】ＤＶＤ用／ＣＤ用２種類の光源、受光素子、光路分離手段を単一化して構成のホログラムユニットを示す図
【図４】分配手段としての偏向ミラーの作用により光束の光路の一方を対物レンズに、他方をモニタ用受光手段に向ける機能を説明する図
【図５】本発明の実施の形態１の実施例２における青色系光記録媒体とＤＶＤ系光記録媒体とＣＤ系光記録媒体の各光記録媒体に記録、再生または消去を行う光ピックアップの概略構成を示す図
【図６】モニタ用受光手段の対物レンズで集光されない外周部の光束のみモニタする構成を示す図
【図７】本発明の実施の形態１の実施例３における青色系光記録媒体とＤＶＤ系光記録媒体とＣＤ系光記録媒体の各光記録媒体に記録、再生または消去を行う光ピックアップの概略構成を示す図
【図８】モニタ用受光素子の対物レンズに向かわないホログラムユニットからの回折光をモニタする位置に配置した構成を示す図
【図９】ホログラムユニットにおける（ａ）はホログラムパターン、（ｂ）は受光素子セグメントを示す図
【図１０】ホログラムによる回折光の様子を示す図
【図１１】グレーティングパターンにより０次，±１次の３光束に分けられる回折光の様子を示す図
【図１２】ホログラムパターンの各領域における回折光の様子を示す図
【図１３】生成された回折光のうち対物レンズに入射しない光をモニタ用受光素子にて検出する位置を示す図
【図１４】記録途中の光源出力値に対してＡＰＣ（自動出力制御）を行うために設けたＡＰＣ区間を示す図
【図１５】Ｒｆ信号のクロストーク成分をキャンセルする回路を説明する図
【図１６】ウォブル信号のクロストーク成分をキャンセルする回路を説明する図
【図１７】（ａ）はグルーブに位相差がない状況のとき、（ｂ）はグルーブの振幅周期に対して１／２ずれてしまうときの位相差関係を説明する図
【図１８】本発明の実施の形態５における光情報処理装置である情報記録再生装置の概略構成を示す透過斜視図
【符号の説明】
１０ 情報記録再生装置
１１ 光ピックアップ
１２ 挿入口
１３ スピンドルモータ
１４ キャリッジ
２０，１０７ 光記録媒体
２１ カートリッジ
２２ シャッタ
５１，５２，６２，６３ 増幅回路
５３ 加算回路
５７，６０，６１，６４，６８ 減算回路
５４，５５，５６，６５，６６，６７ 遅延回路
１００ モニタ用受光手段
１０１，２０１ ホログラムユニット
１０１ａ，２０１ａ，３０１ａ 半導体レーザー
１０１ｂ，３０１ｂ ホログラム
１０１ｃ，２０１ｃ，３０１ｃ 受光素子
１０２，２０２ コリメートレンズ
１０３ ダイクロイックプリズム
１０４ 偏向ミラー
１０５ １／４波長板
１０６ 対物レンズ
【発明の属する技術分野】
本発明は、青色波長帯域，赤色波長帯域，赤外波長帯域の各光源からの出射光を単一のモニタ用受光手段によりモニタして、光記録媒体に記録，再生，消去を行う光ピックアップおよびこれを用いる光情報処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
映像情報、音声情報、またはコンピュータにおいて処理されるデータを保存する手段として、記録容量０．６５ＧＢのＣＤ、記録容量４．７ＧＢのＤＶＤなどの光記録媒体が普及しつつある。そして、近年、さらなる記録密度の向上および大容量化の要求が強くなっている。具体的には、ＨＤ（Ｈｉｇｈ Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ）−ＴＶを２時間（映画１本分）記録できる２２ＧＢの容量の必要性が挙げられている。
【０００３】
このような光記録媒体の記録密度を上げる手段としては、光記録媒体に情報の書き込みまたは読み出しを行う光ピックアップにおいて、対物レンズの開口数（ＮＡ）を大きくすること、あるいは、光源の波長を短くすることにより、この対物レンズによって集光され、光記録媒体上に形成されるビームスポットの小径化が有効である。
【０００４】
そこで、例えば、「ＣＤ系光記録媒体」では、対物レンズの開口数が０．５０、光源の波長が７８０ｎｍとされているのに対して、「ＣＤ系光記録媒体」よりも高記録密度化がなされた「ＤＶＤ系光記録媒体」では、対物レンズの開口数が０．６５（より詳細には０．５９〜０．６６の範囲を仕様とする）、光源の波長が６６０ｎｍとされている。そして、光記録媒体は、前述したように、さらなる記録密度の向上および大容量化が望まれている。
【０００５】
そのためには、対物レンズの開口数を０．６５よりもさらに大きく、あるいは、光源の波長を６６０ｎｍよりもさらに短くすることが望まれている。このような大容量の光記録媒体および光情報処理装置として、例えば、ＩＳＯＭ２００１ 予稿集「Ｎｅｘｔ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄｉｓｃ」Ｈｉｒｏｓｈｉ Ｏｇａｗａ、ｐ６〜７などに挙げられている、青色の波長領域の光源とＮＡ０．８５の対物レンズを用いて、２２ＧＢ相当の容量確保を満足するシステムの提案がある。
【０００６】
前述のように、対物レンズの開口数を大きくする（高ＮＡ化）ためには、焦点距離の短いレンズを用いる必要がある。そのために、対物レンズと光記録媒体との物理的距離を意味するワーキングディスタンスが短くなってしまう。そして、ＩＳＯＭ２００１ 予稿集「Ｎｅｘｔ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄｉｓｃ」Ｈｉｒｏｓｈｉ Ｏｇａｗａ、ｐ６〜７に挙げられているシステムでは、ワーキングディスタンスは０．１５ｍｍと、従来のＣＤやＤＶＤの１／１０程度である。ワーキングディスタンスが短くなると、光記録媒体と対物レンズの衝突による破損などが生じやすくなるという問題がある。
【０００７】
さらに、対物レンズの開口数をより大きく、あるいは光源の波長をより短くすると、レンズの製造誤差、光記録媒体の透明基板の厚み誤差などによって生じる球面収差の影響が顕著となる。光記録媒体の透明基板の厚み誤差によって発生する球面収差は、一般的に以下の（数１）で与えられる。
【０００８】
【数１】
Ｗ４０＝（（ｎ２−１）／（８ｎ３））×（ｄ×ＮＡ４／λ）
ここで、ｎは光記録媒体の透明基板の屈折率、ｄは透明基板の厚み、ＮＡは対物レンズの開口数、λは光源の波長である。
【０００９】
この（数１）から、短波長、高ＮＡほど収差が大きくなることがわかる。同様に、光ピックアップ中の光学部品、特に光記録媒体への集光に用いられる対物レンズの製造誤差も短波長、高ＮＡほど収差の劣化が大きくなる。
【００１０】
また、前記高ＮＡ化・短波長化による新規格が近年実現する一方、利用者の手元には、従来の光記録媒体であるＣＤ，ＤＶＤが存在する。これら従来の光記録媒体と前述した青色波長帯域を用いた大容量の新規格光記録媒体をともに同一の光情報処理装置で取り扱えることが望ましい。最も簡単な方法としては、従来の光ピックアップと、新規格用光ピックアップをともに搭載する方法がある。しかし、この方法では、小型化、低コスト化を達成することは難しい。
【００１１】
前述のように、ＩＳＯＭ２００１ 予稿集「Ｎｅｘｔ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄｉｓｃ」Ｈｉｒｏｓｈｉ Ｏｇａｗａ、ｐ６〜７に提案されてる大容量光情報処理装置においては、大容量化（例えば、２２ＧＢ達成）のために、高ＮＡ化あるいは短波長化を行うと、ワーキングディスタンス縮小、変動に伴う収差劣化などの信頼性の低下を招く、また、従来の光記録媒体との互換性が課題として挙げられる。すなわち、青色波長帯域を用いた大容量世代と、既存のＤＶＤ、ＣＤ世代の３世代互換を行う必要があるという課題があった。
【００１２】
これらの課題への対応手段としては、ＤＶＤと比較して、波長のみ短波長化して、ＮＡは従来のＤＶＤ並とし、さらに２値記録に対する情報記録密度増倍度が１．８倍以上となるような光ピックアップを実現できればよい。すなわち、光記録媒体への記録容量はスポット径で定まることから、ＤＶＤ系光記録媒体（４．７ＧＢ）に比べ、青色波長帯域を利用すれば、スポット径比（λ／ＮＡ）２で容量が上げられ、１２ＧＢ相当となる。これに上記の多値記録を適用することにより、２２ＧＢ相当の記録容量が得られる。結果、変動などに伴うマージンを拡大できる。例えば、対物レンズの焦点深度は、ＮＡの２乗に比例して厳しくなるため、ＮＡ０．８５の対物レンズに比べＮＡ０．６５のレンズは１．７倍マージンを広げられる。また、このような青色波長帯域、ＮＡ０．６５の対物レンズを用いることにより、従来のＤＶＤ、ＣＤを互換した場合も、十分なワーキングディスタンスを確保することができる。
【００１３】
さらに、光ピックアップにおいては、各種情報を安定して検出し、また安定した記録動作を行うために、光源から出射される光束の光量が安定していることが重要である。このため、従来から光源の発する光量を専用の受光素子でモニタし、そのモニタ受光量に応じて光源の光量を制御することが行われている。この場合のモニタ方式としては、光源のチップ内にその後方に向けて発せられる後方光を受光するモニタ受光素子を一体に内蔵させて構成したものもあるが、光源の構造が制約され、実際に用いる前方光との対応が必ずしも正確でない等の理由から、特許第２５７１０３４号公報に記載のように、光源から前方に向けて出射される光束の一部を受光するモニタ受光素子を設けることが提案されている。
【００１４】
この特許第２５７１０３４号公報に記載されている光ピックアップは、単一種の光記録媒体に対して記録、再生を行うものであり、青色／ＤＶＤ／ＣＤのような３種の光記録媒体に対応しておらず、同モニタ手段を青色／ＤＶＤ／ＣＤの各光路に配置するのでは、コストアップや装置の大型化を招く。このような課題に対応したものとして、特開２００２−８２６３号公報に記載された発明がある。これによれば、複数の光源からの出射光を合成する光路合成手段の後段に複数波長兼用のモニタ手段を配置することが提案されている。
【００１５】
また、従来のＤＶＤやＣＤの光記録媒体では、特開平８−９６３６４号公報に記載される記録時における光源から出射光の光量制御法は、スペースデータが出力されている期間のレベルをサンプルホールドすることにより、比較的低帯域の検出・制御回路によって記録時のバイアスレベルとイレースレベルを正確に制御する方法がある。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開２００２−８２６３号公報に記載されているような光路合成手段のダイクロイック膜を介したモニタ制御は、この膜が波長に応じて特性変動するために、光量制御の信頼性を低下させることが課題となっており、また、特開平８−９６３６４号公報に記載される光量制御法により多値記録を行う光情報処理装置においては、特定期間のレベル検出が行えないという問題があった。
【００１７】
本発明は、前記従来技術の問題を解決することに指向するものであり、青色波長帯域、ＮＡ０．６５の光源を用いて、ＤＶＤに比べ１．８倍以上の情報密度増倍度をもつ多値記録を行い、かつＤＶＤやＣＤの互換が可能な光ピックアップであって、単一のモニタ受光手段により、３種類の光記録媒体の光量制御を行えると共に、製造ばらつきや波長変動の影響を受けにくい信頼性の高い光量制御を可能とし、また、多値記録時の光量制御を行うことも可能な光ピックアップおよびこれを用いる光情報処理装置を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、本発明に係る請求項１記載に記載される光ピックアップは、光記録媒体に対して情報の記録，再生，消去のうちいずれか１以上を行う光ピックアップであって、青色波長帯域，赤色波長帯域，赤外波長帯域の各光源と、各光源の出射光をモニタする単一のモニタ用受光手段とを備えた構成によって、部品点数の削減により低コスト化、組立工程の簡素化を図ることができる。
【００１９】
また、請求項２，３に記載される光ピックアップは、各光源からの出射光を光記録媒体に集光する対物レンズと、対物レンズへ向かう光束における光量の一部をモニタ用受光手段に分配する分配手段とを備え、分配手段が、各光源の室温温度波長において透過率変動の変局点を有する光学薄膜が蒸着されて成ること、また、各光源において、少なくともいずれか２以上の光源が単一のパッケージに収容されて成り、モニタ用受光手段を各光源からの出射光の光路が交錯する位置に配設した構成によって、安定したモニタ制御を単一のモニタ用受光手段による簡素な構成により行うことができる。
【００２０】
また、請求項４，５に記載される光ピックアップは、各光源の各々に対応して、光記録媒体からの反射光をビームスプリットするホログラムパターンを有する光学素子を備え、モニタ用受光手段により、光源から出射され光記録媒体に向かう光束のうち、ホログラムパターンにより光源からの出射方向へ回折された光束をモニタすること、さらに、光学素子における少なくともいずれか１つの光源に、光源からの出射光を主光束と複数の副光束との回折光に分岐するグレーディングパターンを有する構成によって、ホログラムパターン、グレーティングパターンにより回折された光束を単一のモニタ用受光手段によりモニタ制御することができる。
【００２１】
また、請求項６に記載される光ピックアップは、光記録媒体に対して情報の記録，再生，消去のうちいずれか１以上を行う光ピックアップであって、青色波長帯域，赤色波長帯域，赤外波長帯域の各光源と、各光源の出射光をモニタする単一のモニタ用受光手段と、記録に供するデータに応じて、光源の光量、または時間幅を多段階に切り換えて記録する手段とを備え、モニタ用受光手段からの出力を所定期間モニタして各光源の出射光を補正する構成によって、所定期間内に所定レベルの発光をモニタ用受光素子にてサンプルホールドしたモニタ結果により温度変動に伴う出力変動を補正し安定した多値記録を行うことができる。
【００２２】
また、請求項７，８に記載される光ピックアップは、光記録媒体に対して情報の記録，再生，消去のうちいずれか１以上を行う光ピックアップであって、青色波長帯域，赤色波長帯域，赤外波長帯域の各光源と、各光源の出射光をモニタする単一のモニタ用受光手段と、光源からの出射光を主光束と複数の副光束の回折光に分岐するグレーティングパターンを有する光学素子と、光記録媒体からの主光束の反射光から、副光束の反射光を用い、光記録媒体における隣接トラックのクロストーク成分を除去するクロストーク補正手段とを備え、モニタ用受光手段により、光源から出射され光記録媒体へ向かう光束のうちグレーティングパターンで回折された光束をモニタすること、さらに、光学素子において、光記録媒体からの反射光をビームスプリットするホログラムパターンを有し、モニタ用受光手段により、光源から出射され光記録媒体に向かう光束のうち、ホログラムパターンにより光源からの出射方向へ回折された光束をモニタする構成によって、クロストーク補正に用いるグレーティングパターン、ホログラムパターンの回折光を単一のモニタ用受光手段でモニタ制御することができる。
【００２３】
また、請求項９に記載される光ピックアップは、光学素子において、光源から出射光を回折するグレーティングパターンの回折方向とホログラムパターンの回折方向とが略直交する構成によって、光源方向に回折されるグレーティングパターンでの反射回折光による受光素子への不要なオフセットの発生を防ぐことができる。
【００２４】
また、請求項１０〜１３に記載される光ピックアップは、光学素子により、回折された複数の回折光の重なる位置にモニタ用受光手段を配設したこと、さらに、回折された光束のうち対物レンズに集光される以外の光束をモニタ用受光手段によりモニタすること、さらに、各光源の光記録媒体に応じて変更される光量において、モニタ用受光手段に入力する光量を略同等とすること、さらに、モニタ用受光手段の前段に集光レンズを備えた構成によって、各光源出射光の不要回折光を検知できる位置へ配置して単一のモニタ用受光手段でモニタ制御でき、かつ光源の出射方向へ回折される不要な回折光をモニタすることで光記録媒体への光量マージンを増加でき、また複数の光記録媒体に対する検出レベルを略同等とすることで、出射光量の異なる光記録媒体ごとに、モニタ用受光手段のゲイン切り換えなどを行う必要がなく、素子の簡素化ができ、またモニタ用受光手段前段の集光レンズによって、十分な光量を検出でき、受光素子面を小さく、応答性の向上を図ることができる。
【００２５】
また、請求項１４に記載される光ピックアップは、請求項１〜１３のいずれか１項記載の光ピックアップを用いて、光記録媒体に対して除負の記録，再生，消去のうちいずれか１以上を行う光情報処理装置であって、青色波長帯域、赤色波長帯域、赤外波長帯域の各光源に対応する少なくともいずれか１以上の光記録媒体には、記録に供するデータに応じて、光源の光量、または時間幅を多段階で切り換えて多値記録を行う構成によって、製造ばらつきや波長変動の影響の受けにくい光量制御ができる光情報処理装置を提供できる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明における実施の形態を詳細に説明する。
【００２７】
図１は本発明の実施の形態１の実施例１における「使用波長４０７ｎｍ、ＮＡ０．６５、光照射側基板厚０．６ｍｍの青色系光記録媒体」と「使用波長６６０ｎｍ、ＮＡ０．６５、光照射側基板厚０．６ｍｍのＤＶＤ系光記録媒体」と「使用波長７８０ｎｍ、ＮＡ０．５０、光照射側基板厚１．２ｍｍのＣＤ系光記録媒体」の各光記録媒体に記録、再生または消去を行うことのできる光ピックアップの概略構成を示す説明図である。
【００２８】
図１に示すように光ピックアップの要部は、青色用のホログラムユニット１０１、コリメートレンズ１０２、ダイクロイックプリズム１０３、偏向ミラー１０４、１／４波長板１０５、対物レンズ１０６より構成される青色波長帯域の光が通過する青色光学系と、ＤＶＤ／ＣＤ用のホログラムユニット２０１、コリメートレンズ２０２、ダイクロイックプリズム１０３、偏向ミラー１０４、１／４波長板１０５、対物レンズ１０６から構成される赤色波長帯域、および赤外波長帯域の光が通過するＤＶＤ／ＣＤ系光学系と、さらに、青色／ＤＶＤ（赤色）／ＣＤ（赤外）波長帯域の各光源からの出射光をモニタするモニタ用受光手段から構成されている。すなわち、ダイクロイックプリズム１０３、偏向ミラー１０４、１／４波長板１０５、対物レンズ１０６は共通部品である。
【００２９】
次に、光学系の動作として、まず、「使用波長４０７ｎｍ、ＮＡ０．６５、光照射側基板厚０．６ｍｍの青色系光記録媒体」を記録、再生または消去する場合について説明する。本実施の形態１では、受発光素子を１つのキャンの中に設置し、ホログラムを用いて光束の分離を行うホログラムユニットを用いている。図１における青色用のホログラムユニット１０１は、図２の半導体レーザー１０１ａ（光源）、ホログラム１０１ｂ（光路分離手段）および受光素子１０１ｃを一体化して構成されたホログラムユニットを示す。なお、本実施の形態の光ピックアップは、往路と復路の光路分離手段としてホログラム以外のものであってもよく、例えば、プリズムなどであってもよい。
【００３０】
このホログラムユニット１０１の半導体レーザー１０１ａから出射された青色波長帯域の光は、ホログラム１０１ｂを透過し、コリメートレンズ１０２で平行光とされ、青色波長帯域の光は透過し赤色および赤外波長帯域の光は反射させるダイクロイックプリズム１０３によって偏向ミラー１０４の方向に反射され、偏向ミラー１０４によって光路が９０度偏向され、１／４波長板１０５を通過し円偏光とされ、対物レンズ１０６に入射し、光記録媒体１０７上に微小スポットとして集光される。このスポットにより、情報の再生、記録あるいは消去が行われる。
【００３１】
また、光記録媒体１０７から反射した光は、偏向ミラー１０４で偏向され、ダイクロイックプリズム１０３を透過され、コリメータレンズ１０２で収束光とされ、図２に示すようにホログラム１０１ｂにより半導体レーザー１０１ａと同一キャン内にある受光素子１０１ｃ方向に回折されて受光素子１０１ｃに受光される。受光素子１０１ｃからは、情報信号、サーボ信号が検出される。
【００３２】
次に、「使用波長６６０ｎｍ、ＮＡ０．６５、光照射側基板厚０．６ｍｍのＤＶＤ系光記録媒体」、「使用波長７８０ｎｍ、ＮＡ０．５０、光照射側基板厚１．２ｍｍのＣＤ系光記録媒体」を記録、再生または消去する場合について説明する。ＤＶＤ／ＣＤ光学系も青色光学系と同様のＤＶＤ／ＣＤ用のホログラムユニット２０１を具備している。青色用のホログラムユニット１０１と異なる点は、図３に示すようにＤＶＤ用／ＣＤ用２種類の光源、受光素子、光路分離手段を単一パッケージに集約した点である。これにより、３波長帯域の光学系を小型な光ピックアップで実現することが可能である。
【００３３】
なお、ホログラム３０１ｂとしては、ＤＶＤ用のホログラム面をもつ層とＣＤ用のホログラム面をもつ層を備えた構成を用いればよい。このホログラムユニット２０１の半導体レーザー２０１ａから出射された赤色波長帯域、あるいは赤外波長帯域の光は、ホログラム３０１ｂを透過し、コリメートレンズ２０２で平行光とされ、青色波長帯域の光は透過し赤色／赤外波長帯域の光は反射させるダイクロイックプリズム１０３によって偏向ミラー１０４の方向に反射され、偏向ミラー１０４によって光路が９０度偏向され、１／４波長板１０５を通過し円偏光とされ、対物レンズ１０６に入射し、光記録媒体１０７上に微小スポットとして集光される。このスポットにより、情報の再生、記録あるいは消去が行われる。
【００３４】
光記録媒体１０７から反射した光は、偏向ミラー１０４で偏向され、ダイクロイックプリズム１０３で反射され、コリメータレンズ２０２で収束光とされ、図３に示すようにホログラム３０１ｂにより受光素子２０１ｃ方向あるいは３０１ｃ方向に選択的に回折されて受光される。各受光素子からは、情報信号、サーボ信号が検出される。
【００３５】
コリメートレンズ１０２，２０２からの各平行光束は、図４に示すように分配手段としての偏向ミラー１０４の作用で光束の光路の一方を対物レンズ１０５に向けると共に、他方をモニタ用受光手段１００に向ける機能を有するので、２光束に分離される。分離された一方の光束は「モニタ光」として、モニタ用受光手段１００への光路をめぐり、モニタ用受光手段１００に入射する。モニタ用受光手段１００は受光量に応じた受光信号を発する。この信号はＡ／Ｄ変換器とＣＰＵ等により構成された制御手段（図示せず）に入力される。
【００３６】
この制御手段は入力情報に基づき、半導体レーザー用のドライバ回路（図示せず）を制御して、半導体レーザー１０１ａ，２０１ａ，３０１ａから放射される出射光の強度が所定の値となるように出力制御を行う。
【００３７】
光束の光量分配手段として、最も簡易な方法として、光学薄膜を蒸着した分配手段が知られている。一方、半導体レーザー光源は、温度変動に伴い波長変動をきたす。一般に、光量制御の許容変動幅は±５％以下である必要があるが、透過・反射を行う光学薄膜を分配手段として用いた場合、光学薄膜は波長変動の影響を受ける。発明者らの測定結果によれば、光ピックアップの動作温度範囲：−１０〜７０℃での青色波長帯域の半導体レーザーで波長変動は±２ｎｍ、赤色波長帯域、赤外波長帯域の半導体レーザーで±１０ｎｍ程度変動であり、光学薄膜は波長変動に伴い、その透過率が任意の周期で変動する。よって、前記のような光学薄膜が蒸着された分配手段を光ピックアップに用いるモニタ制御の場合は注意が必要である。
【００３８】
例えば、対物レンズへ向かう光とモニタ用受光手段へ向かう光の比が、５：９５であったときに、波長変動に伴い、６：９４になると、モニタ用受光手段は２０％増の光量変化があったと認識してしまい、結果、光源出射光をそれに応じた分低下する制御を行ってしまう。
【００３９】
しかしながら、本実施例１では、３つの光源の各室温波長で、透過率変動の変局点を有する光学薄膜が蒸着されて構成されるため、以下のような状態を実現することが可能である。対物レンズへ向かう光とモニタ用受光手段へ向かう光の比が、５：９５となる光学薄膜を用いた分配手段において、
（１）青色波長帯域の光源の室温における波長をλ１としたとき、λ１±２ｎｍの範囲で、モニタ用受光手段へ向かう光束の透過率変動ΔＴ１が（数２）
【００４０】
【数２】
｜ΔＴ１｜＜０．００２
（２）赤色波長帯域の光源の室温における波長をλ２としたとき、λ２±１０ｎｍの範囲で、モニタ用受光手段へ向かう光束の透過率変動ΔＴ２が（数３）
【００４１】
【数３】
｜ΔＴ２｜＜０．００２
（３）赤外波長帯域の光源の室温における波長をλ３としたとき、λ３±１０ｎｍの範囲で、モニタ用受光手段へ向かう光束の透過率変動ΔＴ３が（数４）
【００４２】
【数４】
｜ΔＴ３｜＜０．００２
のような状態を満足できる。すなわち、モニタ用受光手段への透過率変化は±０．２％以下となり、光量制御の許容変動幅を±５％以下を確保した安定したモニタ制御が行える。ここで、室温は２０〜３０℃の範囲を意味し、青色波長帯域λ１：３９７〜４１７ｎｍ、赤色波長帯域λ２：６５０〜６７０ｎｍ、赤外波長帯域λ３：７７５〜８００ｎｍの範囲にある。
【００４３】
また、青色系光記録媒体であるかＤＶＤ系光記録媒体であるかＣＤ系光記録媒体であるかに応じて、記録光量が異なる。ここでは簡単のため、ＣＤとＤＶＤの２光路を用いて説明する。一例として、ＣＤ系光記録媒体の記録面上で記録に必要な光量は２０ｍＷ、ＤＶＤ系光記録媒体の記録面上で記録に必要な光量は１０ｍＷである。仮に、偏向ミラー１０４の光学特性が「入射光の５０％を透過させ、残りの５０％を反射させる」ものであると、ＣＤ系光記録媒体に記録を行う場合であれば、波長：７８０ｎｍのレーザー光を放射する半導体レーザーにおよそ４０ｍＷのレーザー光を放射させる必要があり、放射されたレーザー光のうち２０ｍＷが記録に供せられ、残りの２０ｍＷはモニタ光としてモニタ用受光手段１００に受光される。
【００４４】
そして、ＤＶＤ系光記録媒体への記録を行う場合であれば、波長：６６０ｎｍのレーザー光を放射する半導体レーザーにおよそ２０ｍＷのレーザー光を放射させる必要があり、放射されたレーザー光のうち１０ｍＷが記録に供せられ、残りの１０ｍＷはモニタ光としてモニタ用受光手段１００に受光される。したがって、モニタ用受光手段１００に入射するモニタ光の光量は、光記録媒体１０７がＣＤ系光記録媒体の場合とＤＶＤ系光記録媒体の場合とで、略２：１になり、モニタ用受光手段１００の受光する受光量の差が１０ｍＷと大きくなってしまう。
【００４５】
このような問題を、本実施例１では以下のように回避している。すなわち、偏向ミラー１０４の分離膜の分光特性は、例えば、以下のようになっている。波長：６６０ｎｍの光は「入射光の５０％を透過させ、残りの５０％を反射」する。また、波長：７８０ｎｍの光は「入射光の６６％を反射し、残りの３４％を透過」させる。このような分光特性にすると、ＤＶＤ系光記録媒体に対して情報の記録を行うときには、発光波長：６６０ｎｍの半導体レーザーを２０ｍＷで発光させれば、記録面上に１０ｍＷの光量の光スポットを形成でき、モニタ用受光手段１００の受光するモニタ光の光量も１０ｍＷである。なお、説明の簡単のため、この説明においては、レンズ等による光束の「蹴られ」や透過率による光量損失を無視している。
【００４６】
また、ＣＤ系光記録媒体に対して情報の記録を行うときは、発光波長：７８０ｎｍの半導体レーザーを３０ｍＷで発光させれば、記録面上に２０ｍＷの光量の光スポットを形成でき、モニタ用受光手段１００の受光するモニタ光の光量は１０ｍＷとなる。したがって、モニタ光の光量には半導体レーザーによる差が実質的に無く（すなわち、記録を行う情報記録媒体がＣＤ系ディスクの場合とＤＶＤ系ディスクの場合とで、モニタ用受光手段の受光する光量が実質的に１：１であり）、モニタ用受光手段１００の光量検出範囲を大きく取らずにすみ、ゲインの調整や切り換えも不要となる。
【００４７】
図５は本発明の実施の形態１の実施例２における光ピックアップの概略構成を示す図である。前述の実施例１と同じく、「使用波長４０７ｎｍ、ＮＡ０．６５、光照射側基板厚０．６ｍｍの青色系光記録媒体」と「使用波長６６０ｎｍ、ＮＡ０．６５、光照射側基板厚０．６ｍｍのＤＶＤ系光記録媒体」と「使用波長７８０ｎｍ、ＮＡ０．５０、光照射側基板厚１．２ｍｍのＣＤ系光記録媒体」の各光記録媒体に記録、再生または消去を行うことのできる光ピックアップである。
【００４８】
本実施例２において、実施例１の光ピックアップと異なる点は、モニタ用受光手段１００の位置を、並列配置された２つのホログラムユニット１０１，２０１から各コリメートレンズ１０２，２０２の間における各発散光路が交錯する位置とした点である。これにより、２つのホログラムユニットの光源出射光を単一のモニタ用受光手段１００でモニタできる。
【００４９】
また、本実施例２では、図６に示すように対物レンズで集光されない外周部の光束のみモニタする構成としている。これにより、高効率の光ピックアップが実現できる。さらに、本実施例２の光ピックアップは、２つのホログラムユニットを図５のように平行配置するものに限るものでなく、直交して交錯してもよいし、ある程度の角度をもって交錯配置する構成であってもよい。
【００５０】
図７は本発明の実施の形態１の実施例３における光ピックアップの概略構成を示す図である。これも前述の実施例１と同じく、「使用波長４０７ｎｍ、ＮＡ０．６５、光照射側基板厚０．６ｍｍの青色系光記録媒体」と「使用波長６６０ｎｍ、ＮＡ０．６５、光照射側基板厚０．６ｍｍのＤＶＤ系光記録媒体」と「使用波長７８０ｎｍ、ＮＡ０．５０、光照射側基板厚１．２ｍｍのＣＤ系光記録媒体」の各光記録媒体に記録、再生または消去を行うことのできる光ピックアップである。
【００５１】
本実施例３において、実施例１の光ピックアップと異なる点は、モニタ用受光手段１００の位置を、偏向ミラー１０４が分配された光束を受光するのではなく、図８に示すように対物レンズ１０６に向かわないホログラムユニットからの回折光をモニタする位置に配置した点である。そして、同位置は、ホログラムユニット１０１，２０１それぞれの回折光をモニタする。
【００５２】
次に、本発明の実施の形態２における対物レンズに向かわないホログラムユニットからの回折光をモニタするための具体的方法について、図２に示す青色用のホログラムユニットを用いて説明する。
【００５３】
まず、図２に示すホログラムユニット１０１において、ホログラム１０１ｂの上面にはエッチングにより溝が形成されることでホログラムパターンが構成され、下面にもエッチングにより溝が形成されることでグレーティングパターンが構成される。また、受光素子１０１ｃは、例えば、８分割受光素子であり、１５ａ〜１５ｈの各分割セグメントから構成される。
【００５４】
ホログラムユニット１０１の半導体レーザー１０１ａからの出射光がグレーティングパターンにより回折されてトラッキングサーボ用に主光束と２つの副光束に分離されるとともに、光記録媒体１０７からの反射光に対しビームスプリット機能を有するサーボ信号生成用に形成されたホログラムパターンでも回折される。本実施の形態２では、これらの回折光を利用して、モニタ制御を行う。
【００５５】
ここで、ホログラムパターンは図９（ａ）に示すように３つの領域１４ａ〜１４ｃからなり、領域１４ｂと領域１４ｃ、領域１４ａの分割線は光記録媒体の半径方向に一致し、領域１４ｂと領域１４ｃの分割線はジッタ方向に一致する。グレーティングパターンにより回折された０次光の光記録媒体からの反射光は、ホログラムパターンの領域１４ａにより回折され、図９（ｂ）に示す８分割受光素子面上の受光部１５ａ，１５ｂの分割線上に、また他方に入射したホログラムパターンの領域１４ｂ，１４ｃにより回折され受光部１５ｃ，１５ｄ上に集光される。
【００５６】
また、グレーティングパターンにより回折された±１次光の光記録媒体からの反射光はそれぞれ受光部１５ｅ，１５ｆ，１５ｇ，１５ｈ上に集光される。これらの集光束は、光記憶媒体上の光束の収束状態に応じて図９（ｂ）に示すように変化する。したがって、８分割受光素子の各セグメントの出力をＳ１〜Ｓ８とすると、フォーカス誤差信号ＦＥは（数５）で与えられ、
【００５７】
【数５】
ＦＥ＝Ｓ１−Ｓ２
一方、トラッキング誤差信号ＴＥは、いわゆるプッシュプル法で検出され、（数６）で与えられる。
【００５８】
【数６】
ＴＥ＝Ｓ３−Ｓ４
また情報信号Ｒｆは（数７）で与えられる。
【００５９】
【数７】
Ｒｆ＝Ｓ１＋Ｓ２＋Ｓ３＋Ｓ４
前述の通り、半導体レーザー１０１ａからの出射光がグレーティングパターンにより回折されてトラッキングサーボ用に主光束（０次光）と２つの副光束（±１次光）に分離されると共に、光記録媒体からの反射光に対しビームスプリット機能を有するサーボ信号生成用に形成されたホログラムパターンでも回折される。これらの回折光の様子を図１０に示す。図１１に示すようにグレーティングパターンにより３光束に分けられた後、さらに図１２に示すようにホログラムパターンの各領域でそれぞれ０次，±１次の３光束に分けられる。
【００６０】
特に、図９（ａ）のホログラムパターンは、フォーカス信号生成用の領域１４ａとトラッキング信号生成用の領域１４ｂ，１４ｃの回折角度が異なっているため、最終的に５つの回折光に分けられる。こうしてグレーティングパターンで３つに分けられると共に、ホログラムパターンによりグレーティングパターンの回折光とは直交する方向の５方向に回折されるため、図１０に示すように計１５光束に分けられる。
【００６１】
グレーティングパターンでは、図１１に示すように光記録媒体方向とは反対の光源方向へ回折される光（反射回折光）が発生する。このような反射回折光がサーボ信号検出用の受光素子に入射すると、光記録媒体からの信号出力にオフセットを生じることから、サーボ制御に支障をきたす原因となる。そこで、本発明では、ホログラムパターンでの回折光とグレーティングパターンでの回折光とは直交する方向に生成させている。これにより グレーティングパターンでの反射回折光は信号検出用の受光素子とは直交する方向に向かい、結果的に不要なオフセットは発生しないようになっている。
【００６２】
こうして生成された複数の回折光の一部は、対物レンズに入射しない、すなわち光記録媒体の照射には用いられない。この余分な光を、モニタ用受光手段にて検出して、光束の光量に比例する検出信号が出力される。この検出信号は、ＡＰＣ（自動出力制御）回路（図示せず）において所定の基準値と比較され、検出信号と基準値の差分に応じた駆動信号が生成されて、半導体レーザー１０１ａ（図２参照）に供給される。これにより、半導体レーザー１０１ａから出射される光束の光量が制御され、モニタ用受光手段の検出信号と基準値との差分をゼロに近づけるようフィードバックが行われるので、光束の光量を常に一定に保つよう制御が行われることとなる。生成された複数の回折光のうち、対物レンズには入射しない光を、モニタ用受光素子にて検出するが、その具体的な位置としては例えば、図１３に示すような、複数の回折光が重なる領域が挙げられる。
【００６３】
またホログラム１０１ｂにグレーティングパターンが施されていなくても、図１２に示すようにモニタ検出が可能である。さらに、本実施の形態２と同様の手法により、図３に示すＤＶＤ／ＣＤ用のホログラムユニット２０１のＤＶＤやＣＤについてもホログラムパターンからの不要回折光をモニタすることができる。
【００６４】
本発明の実施の形態３における光ピックアップとして、記録に供するデータに応じて、光源の光量、または時間幅（パルス幅）を多段階で切り換えて記録を行う多値記録用光ピックアップについて説明する。特に、青色系光記録媒体であり、ＮＡは従来のＤＶＤ並とした、２値記録に対する情報記録密度増倍度が１．８倍以上となるような多値記録を適用すれば、２２ＧＢ相当の容量が得られることは前述の通りである。
【００６５】
この種の多値用光記録媒体に対して、本実施の形態３では、記録途中において、ＡＰＣ区間を設けて、光源の出力値に対してＡＰＣ（自動出力制御）を行うことにより、記録位置での最適出力制御を行って、光源の自己発熱などに伴う出力値の変動があっても、高品質の記録を行うことができる。
【００６６】
具体的な手順を説明する。記録開始時、あるいは所定領域において、Ｓ／Ｎの高い再生信号を得るために、試験用データを記録・再生して、光源の最適出力値あるいは最適時間幅を求める。その後、光源は自己発熱などに伴い、出力値が変動するが、本実施の形態３では、記録途中において、光源の出力値に対してＡＰＣ（自動出力制御）を行うＡＰＣ区間を設けておく。このＡＰＣ区間は、図１４に示すように、所定期間内に所定レベルの発光を行う領域であり、同期間の発光をモニタ用受光素子にてサンプルホールドする。このモニタ結果、すなわち温度変動に伴う出力変動分を補正するよう制御回路（図示せず）にて制御がなされる。
【００６７】
また、本発明の実施の形態４の実施例１における光ピックアップは、隣接トラックからの符号間干渉に伴うクロストーク成分を補正するクロストークキャンセルを行う光ピックアップである。前述の実施の形態１の実施例３の光ピックアップ上に、青色光学系にＲｆ信号のクロストーク成分をキャンセルする回路を搭載した光ピックアップを説明する。
【００６８】
図７に示す光記録媒体１０７に対する照射は、メインビームＢｍを照射すると共にこのメインビームの前方と後方で光記録媒体半径方向に対しトラックピッチの２分の１だけシフトした位置に第１のサイドビームＢｓ１、第２のサイドビームＢｓ２をそれぞれ照射する。図１５に示すように、このメインビームＢｍの反射光を図９（ｂ）に示す受光素子１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄに、一対のサイドビームＢｓ１，２の各反射光を受光素子１５ｅ，１５ｆ，１５ｇ，１５ｈにそれぞれ取り込み、トラックエラー信号、フォーカスエラー信号およびＲｆ信号を生成する。
【００６９】
さて、前述のような多値記録、あるいはトラックピッチを狭めた光記録媒体では、隣接トラックの信号をも一緒に再生してしまう、いわゆるクロストークの影響が大きくなり、記録信号が再生できなくなるという課題がある。本実施の形態４の光ピックアップは、前述したようなＲｆ信号中の隣接トラックからのＲｆ成分クロストークのキャンセルを行うために、図１５に示す構成を有している。
【００７０】
５１は第１のサイドビーム用受光素子１５ｅより得られる信号が入力されると共に、この信号を増幅する増幅回路であり、得られる信号は第１のサイドビームの隣接トラック側の部分より得られる信号である。したがって、受光部１５ｅより得られる信号中には隣接トラック上のＲｆ成分を含んだ状態となっている。５４，５５は増幅回路５１を通過した信号を遅延させる遅延回路であり、その遅延時間はそれぞれ第１のサイドビームの位置にメインビームが移動するまでに要する時間、メインビームの位置に第２のサイドビームが移動するまでに要する時間になるように設定されている。
【００７１】
５２は第２のサイドビーム用受光素子１５ｈより得られる信号が入力されると共に、この信号を増幅する増幅回路であり、得られる信号は第２のサイドビームの隣接トラック側の部分より得られる信号である。したがって、受光部１５ｈより得られる信号中には隣接トラック上のＲｆ成分を含んだ状態となっている。
【００７２】
５３はメインビーム用受光素子１５ｃ，１５ｄより得られる信号の和をとる加算回路であって、その出力信号はＲｆ信号となる。５６は加算回路５３からのＲｆ信号を所定時間遅延させる遅延回路であり、その遅延時間は第１のサイドビームの位置にメインビームが移動するまでに要する時間になるように設定されている。このＲｆ信号中には前述の通り隣接トラックからのＲｆ成分が重畳された状態となっている。
【００７３】
また５７は、増幅回路５１で増幅され遅延回路５４，５５により遅延された受光部１５ｅからの信号、および増幅回路５２で増幅された受光部１５ｈからの信号がそれぞれ−側端子に入力されると共に、遅延回路５６により遅延されたＲｆ信号が＋側端子に入力される減算回路である。
【００７４】
そして、この隣接トラックのＲｆ成分が重畳されたＲｆ信号（ＳＡ＋ＳＢ）より、クロストークの要因となっている隣接トラックからの出力信号であるｋ１ＳＥ，ｋ２ＳＨで減算した（数８）が得られることとなる。
【００７５】
【数８】
Ｒｆ＝（ＳＡ＋ＳＢ）−（ｋ１ＳＥ＋ｋ２ＳＦ）
これは隣接トラックからのＲｆクロストーク成分が除去されたＲｆ信号であり、光記憶媒体に記録されているＲｆ信号の識別再生動作を正確に行うことができる。また、以上の演算が行われる際に遅延回路での遅延量は先行する第１のサイドビーム、メインビームおよび後行する第２のサイドビームそれぞれのビーム間距離を光記録媒体の線速度にて除算された値に設定してある。
【００７６】
以上のようなＲｆ信号のクロストーク成分をキャンセルするように、情報記録面上のスポット配置、受光素子、そしてホログラムパターンが配置された本実施例１の光ピックアップにおける回折光を利用し、前述の実施の形態１の実施例１〜３において説明したモニタ用受光手段を適用してもよい。
【００７７】
また、本実施の形態４における実施例２の光ピックアップは、光記録媒体１０７に対する照射は、図１６のようにメインビームＢｍを照射すると共にメインビームＢｍに対して両側のトラックに第１のサイドビームＢｓ１、第２のサイドビームＢｓ２をそれぞれ照射する構成であってもよい。
【００７８】
光記録媒体１０７には、レーザービームのトラッキング制御のために案内溝が形成され、この案内溝の対向端面を図１７（ａ）のようにトラックに沿って所定の振幅および所定の周期を有する正弦波形状（以後、ウォブルという）に形成して、このウォブルをレーザービームにて光学的に検出することによって、システムコントロールのために用いられ、特に、光記録媒体の回転駆動手段、例えば、スピンドルモータ（図示せず）をサーボコントロールするために用いられる。ここでのサーボコントロールは、ウォブル信号の周期が一定となるようにスピンドルモータの回転数を制御するものである。
【００７９】
ところで、このウォブル形状を伴ったグルーブは一般に隣接したグルーブと同じ位相の配置にないことがある。実際に、２つの近接したグルーブの配置間の位相差は、グルーブに沿って変化する。この近接したグルーブの位相差関係は、極端な場合、それぞれ位相差がない状況のとき（図１７（ａ）参照）と、近接するグルーブの振幅周期に対して１／２ずれてしまうとき（図１７（ｂ）参照）がある。この近接するグルーブの位相差が存在すると、アドレス情報を再生した際のウォブル信号に、この位相差に伴って符号間干渉を起こしてビートが発生する。実際には、読み出し用のビームスポットがデフォーカス状態になると、ビートが劇的に増加する。これによりウォブル信号が小さくなって、再生した際のアドレスのエラーレートが高くなってしまい、正確な読み出しや、書き込みを行うことができなくなる。図１６のような情報記録面上のスポット配置とすることにより、前述したようなビートの影響をキャンセルできる。
【００８０】
６０は、第１のサイドビーム用受光素子１５ｅ，１５ｆからの出力の差信号であるプッシュプル信号が生成される減算回路であり、得られる信号は、第１のサイドビームＢｓ１が走査しているトラック上のウォブル信号を多く含んだ信号である。６２はこのプッシュプル信号が入力されると共に、この信号を増幅する増幅回路である。６５，６６は、増幅回路６２を通過した信号を遅延させる遅延回路であり、その遅延時間はそれぞれ第１のサイドビームＢｓ１の位置にメインビームＢｍが移動するまでに要する時間、メインビームＢｍの位置に第２のサイドビームＢｓ２が移動するまでに要する時間になるように設定されている。
【００８１】
６１は、第２のサイドビーム用受光素子１５ｇ，１５ｈからの出力の差信号であるプッシュプル信号が生成される減算回路であり、得られる信号は、第２のサイドビームＢｓ２が走査しているトラック上のウォブル信号を多く含んだ信号である。６３はこのプッシュプル信号が入力されると共に、この信号を増幅する増幅回路である。６４はメインビーム用受光素子１５ｃ，１５ｄからの出力の差信号であるプッシュプル信号が生成される減算回路である。６７は、減算回路６４からのプッシュプル信号を所定時間遅延させる遅延回路であり、その遅延時間はメインビームＢｍの位置に第２のサイドビームＢｓ２が移動するまでに要する時間になるように設定されている。このプッシュプル信号から得られるウォブル信号中には前述の通り隣接トラックからのウォブル成分が重畳された状態となっている。
【００８２】
６８は、遅延回路６６からの遅延された受光素子１５ｅ，１５ｆからのプッシュプル信号、および増幅回路６３からの受光素子１５ｇ，１５ｈからのプッシュプル信号がそれぞれ−側端子に入力されると共に、遅延回路６７により遅延されたプッシュプル信号が＋側端子に入力される減算回路である。
【００８３】
この隣接トラックのウォブル成分が重畳されたウォブル信号（ＳＡ−ＳＢ）より、ビートの要因となっている隣接トラックからの出力信号たるｋ１（ＳＥ−ＳＦ），ｋ２（ＳＧ−ＳＨ）で減算した（数９）が得られることとなる。
【００８４】
【数９】
Ｗｂ＝（ＳＡ−ＳＢ）−ｋ１（ＳＥ−ＳＦ）−ｋ２（ＳＧ−ＳＨ）
これは隣接トラックからのウォブル・クロストーク成分が除去されたウォブル信号であり、光記録媒体に記録されているウォブル信号の識別再生動作を正確に行うことができる。また、以上の演算が行われる際に遅延回路での遅延量は先行する第１のサイドビームＢｓ１、メインビームＢｍおよび後行する第２のサイドビームＢｓ２のそれぞれのビーム間距離を光記録媒体の線速度にて除算された値に設定してある。
【００８５】
以上のようなウォブル信号のクロストーク成分をキャンセルするように、情報記録面上のスポット配置、受光素子、そしてホログラムパターンが配置された本実施例２の光ピックアップにおける回折光を利用し、前述の実施の形態１の実施例１〜３において説明したモニタ用受光手段を適用してもよい。
【００８６】
なお、本実施の形態４における光ピックアップは、モニタ用受光手段の前段に集光レンズ（図示せず）を備えてもよい。この集光レンズを配置した場合には、モニタ用受光手段で十分な光量を検出することができ、結果、高Ｓ／Ｎのモニタ制御が可能となる。集光レンズを配置しない場合に比べ、同じ受光量をモニタするための受光素子面を小さくすることができ、かつ応答性を上げることも可能である。
【００８７】
図１８は本発明の実施の形態５における光情報処理装置である情報記録再生装置の概略構成を示す透過斜視図である。情報記録再生装置１０は、光記録媒体２０に対して光ピックアップ１１を用いて情報の記録、再生、または消去の少なくともいずれか１以上を行う装置である。本実施の形態５において、光記録媒体２０はディスク状であって、保護ケースのカートリッジ２１内に格納されている。光記録媒体２０はカートリッジ２１ごと、挿入口１２から情報記録再生装置１０に矢印「ディスク挿入」方向へ挿入セットされ、スピンドルモータ１３により回転駆動され、光ピックアップ１１により情報の記録、再生、または消去が行われる。この光ピックアップ１１として、前述の実施の形態１，２，３，４に記載の光ピックアップを適宜用いることができる。
【００８８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、十分なワーキングディスタンスを確保して、変動に伴う収差劣化の小さい大容量（青色）光記録媒体の光情報処理装置およびこれに用いる光ピックアップであると共に、従来のＤＶＤ，ＣＤを含めた３世代において互換可能な光情報処理装置およびこれに用いる光ピックアップであって、単一のモニタ用受光手段により、複数の光記録媒体における最適な光量制御を可能として、また、多値記録時にも安定した光量制御を行うことができ、さらに、製造ばらつきや波長変動の影響を受けにくい信頼性の高い光量制御を実現することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１の実施例１における青色系光記録媒体とＤＶＤ系光記録媒体とＣＤ系光記録媒体の各光記録媒体に記録、再生または消去を行う光ピックアップの概略構成を示す図
【図２】半導体レーザー（光源）、ホログラム（光路分離手段）および受光素子を一体化して構成のホログラムユニットを示す図
【図３】ＤＶＤ用／ＣＤ用２種類の光源、受光素子、光路分離手段を単一化して構成のホログラムユニットを示す図
【図４】分配手段としての偏向ミラーの作用により光束の光路の一方を対物レンズに、他方をモニタ用受光手段に向ける機能を説明する図
【図５】本発明の実施の形態１の実施例２における青色系光記録媒体とＤＶＤ系光記録媒体とＣＤ系光記録媒体の各光記録媒体に記録、再生または消去を行う光ピックアップの概略構成を示す図
【図６】モニタ用受光手段の対物レンズで集光されない外周部の光束のみモニタする構成を示す図
【図７】本発明の実施の形態１の実施例３における青色系光記録媒体とＤＶＤ系光記録媒体とＣＤ系光記録媒体の各光記録媒体に記録、再生または消去を行う光ピックアップの概略構成を示す図
【図８】モニタ用受光素子の対物レンズに向かわないホログラムユニットからの回折光をモニタする位置に配置した構成を示す図
【図９】ホログラムユニットにおける（ａ）はホログラムパターン、（ｂ）は受光素子セグメントを示す図
【図１０】ホログラムによる回折光の様子を示す図
【図１１】グレーティングパターンにより０次，±１次の３光束に分けられる回折光の様子を示す図
【図１２】ホログラムパターンの各領域における回折光の様子を示す図
【図１３】生成された回折光のうち対物レンズに入射しない光をモニタ用受光素子にて検出する位置を示す図
【図１４】記録途中の光源出力値に対してＡＰＣ（自動出力制御）を行うために設けたＡＰＣ区間を示す図
【図１５】Ｒｆ信号のクロストーク成分をキャンセルする回路を説明する図
【図１６】ウォブル信号のクロストーク成分をキャンセルする回路を説明する図
【図１７】（ａ）はグルーブに位相差がない状況のとき、（ｂ）はグルーブの振幅周期に対して１／２ずれてしまうときの位相差関係を説明する図
【図１８】本発明の実施の形態５における光情報処理装置である情報記録再生装置の概略構成を示す透過斜視図
【符号の説明】
１０ 情報記録再生装置
１１ 光ピックアップ
１２ 挿入口
１３ スピンドルモータ
１４ キャリッジ
２０，１０７ 光記録媒体
２１ カートリッジ
２２ シャッタ
５１，５２，６２，６３ 増幅回路
５３ 加算回路
５７，６０，６１，６４，６８ 減算回路
５４，５５，５６，６５，６６，６７ 遅延回路
１００ モニタ用受光手段
１０１，２０１ ホログラムユニット
１０１ａ，２０１ａ，３０１ａ 半導体レーザー
１０１ｂ，３０１ｂ ホログラム
１０１ｃ，２０１ｃ，３０１ｃ 受光素子
１０２，２０２ コリメートレンズ
１０３ ダイクロイックプリズム
１０４ 偏向ミラー
１０５ １／４波長板
１０６ 対物レンズ
Claims (14)
- 光記録媒体に対して情報の記録，再生，消去のうちいずれか１以上を行う光ピックアップであって、青色波長帯域，赤色波長帯域，赤外波長帯域の各光源と、前記各光源の出射光をモニタする単一のモニタ用受光手段とを備えたことを特徴とする光ピックアップ。
- 前記各光源からの出射光を光記録媒体に集光する対物レンズと、前記対物レンズへ向かう光束における光量の一部をモニタ用受光手段に分配する分配手段とを備え、
前記分配手段が、前記各光源の室温温度波長において透過率変動の変局点を有する光学薄膜が蒸着されて成ることを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ。 - 前記各光源において、少なくともいずれか２以上の光源が単一のパッケージに収容されて成り、モニタ用受光手段を前記各光源からの出射光の光路が交錯する位置に配設したことを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ。
- 前記各光源の各々に対応して、光記録媒体からの反射光をビームスプリットするホログラムパターンを有する光学素子を備え、モニタ用受光手段により、光源から出射され前記光記録媒体に向かう光束のうち、前記ホログラムパターンにより前記光源からの出射方向へ回折された光束をモニタすることを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ。
- 前記光学素子における少なくともいずれか１つの光源に、前記光源からの出射光を主光束と複数の副光束との回折光に分岐するグレーディングパターンを有することを特徴とする請求項４記載の光ピックアップ。
- 光記録媒体に対して情報の記録，再生，消去のうちいずれか１以上を行う光ピックアップであって、青色波長帯域，赤色波長帯域，赤外波長帯域の各光源と、前記各光源の出射光をモニタする単一のモニタ用受光手段と、記録に供するデータに応じて、前記光源の光量、または時間幅を多段階に切り換えて記録する手段とを備え、
前記モニタ用受光手段からの出力を所定期間モニタして前記各光源の出射光を補正することを特徴とする光ピックアップ。 - 光記録媒体に対して情報の記録，再生，消去のうちいずれか１以上を行う光ピックアップであって、青色波長帯域，赤色波長帯域，赤外波長帯域の各光源と、前記各光源の出射光をモニタする単一のモニタ用受光手段と、前記光源からの出射光を主光束と複数の副光束の回折光に分岐するグレーティングパターンを有する光学素子と、前記光記録媒体からの前記主光束の反射光から、前記副光束の反射光を用い、前記光記録媒体における隣接トラックのクロストーク成分を除去するクロストーク補正手段とを備え、
前記モニタ用受光手段により、前記光源から出射され前記光記録媒体へ向かう光束のうち前記グレーティングパターンで回折された光束をモニタすることを特徴とする光ピックアップ。 - 前記光学素子において、光記録媒体からの反射光をビームスプリットするホログラムパターンを有し、モニタ用受光手段により、光源から出射され前記光記録媒体に向かう光束のうち、前記ホログラムパターンにより前記光源からの出射方向へ回折された光束をモニタすることを特徴とする請求項７記載の光ピックアップ。
- 前記光学素子において、光源から出射光を回折するグレーティングパターンの回折方向とホログラムパターンの回折方向とが略直交することを特徴とする請求項５または８記載の光ピックアップ。
- 前記光学素子により、回折された複数の回折光の重なる位置にモニタ用受光手段を配設したことを特徴とする請求項４，５，８または９記載の光ピックアップ。
- 前記光学素子により、回折された光束のうち対物レンズに集光される以外の光束をモニタ用受光手段によりモニタすることを特徴とする請求項４，５，８，９または１０項記載の光ピックアップ。
- 前記各光源の光記録媒体に応じて変更される光量において、モニタ用受光手段に入力する光量を略同等とすることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項記載の光ピックアップ。
- 前記モニタ用受光手段の前段に集光レンズを備えたことを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項記載の光ピックアップ。
- 請求項１〜１３のいずれか１項記載の光ピックアップを用いて、光記録媒体に対して除負の記録，再生，消去のうちいずれか１以上を行う光情報処理装置であって、
青色波長帯域、赤色波長帯域、赤外波長帯域の各光源に対応する少なくともいずれか１以上の光記録媒体に、記録に供するデータに応じて、光源の光量、または時間幅を多段階で切り換えて多値記録を行うことを特徴とする光情報処理装置。
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