(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体に対して情報の記録または再生を行う光学ピックアップであって、
光ビームを発生する発生手段と、
入射してくる所定の偏光である前記光ビームに対して、平行平板として働くことで、前記光ビームを透過させる光回折手段と、
前記光回折手段を透過した前記光ビームを前記記録媒体に集光させる集光手段と、
集光された前記光ビームであって、前記記録媒体において反射された前記光ビームの戻り光を、他の所定の偏光にする偏光手段と、
前記他の所定の偏光となった前記戻り光を、前記光回折手段を介して受光する受光手段と
を備え、
前記光回折手段は、前記他の所定の偏光となった前記戻り光が入射してきた場合、前記光ビームが前記記録媒体に集光するときの光学倍率と、前記戻り光が前記受光手段によって受光されるときの光学倍率とが異なるように、入射してくる前記戻り光に対して、前記光ビームの径を絞る凸レンズおよび前記光ビームの径を広げる凹レンズとして働くことで、前記他の所定の偏光である前記戻り光を回折する
ことを特徴とする光学ピックアップ。
【請求項２】
前記光回折手段は、ホログラム光学素子より構成される
ことを特徴とする請求項１に記載の光学ピックアップ。
【請求項３】
前記発生手段は、レーザダイオードである
ことを特徴とする請求項１に記載の光学ピックアップ。
【請求項４】
光ビームを発生する発生手段と、
入射してくる所定の偏光である前記光ビームに対して、平行平板として働くことで、前記光ビームを透過させる光回折手段と、
前記光回折手段を透過した前記光ビームを前記記録媒体に集光させる集光手段と、
集光された前記光ビームであって、前記記録媒体において反射された前記光ビームの戻り光を、他の所定の偏光にする偏光手段と、
前記他の所定の偏光となった前記戻り光を、前記光回折手段を介して受光する受光手段と
を備え、
前記光回折手段は、前記他の所定の偏光となった前記戻り光が入射してきた場合、前記光ビームが前記記録媒体に集光するときの光学倍率と、前記戻り光が前記受光手段によって受光されるときの光学倍率とが異なるように、入射してくる前記戻り光に対して、前記光ビームの径を絞る凸レンズおよび前記光ビームの径を広げる凹レンズとして働くことで、前記他の所定の偏光である前記戻り光を回折する
ことを特徴とする記録再生装置。
【請求項５】
光ビームを発生する発生ステップと、
入射してくる所定の偏光である前記光ビームに対して、平行平板として働くことで、前記光ビームを透過させる光回折ステップと、
前記光ビームを前記記録媒体に集光させる集光ステップと、
集光された前記光ビームであって、前記記録媒体において反射された前記光ビームの戻り光を、他の所定の偏光にする偏光ステップと、
前記他の所定の偏光となった前記戻り光を、前記光回折ステップを介して受光する受光ステップと
を含み、
前記光回折ステップは、前記他の所定の偏光となった前記戻り光が入射してきた場合、前記光ビームが前記記録媒体に集光するときの光学倍率と、前記戻り光が前記受光ステップによって受光されるときの光学倍率とが異なるように、入射してくる前記戻り光に対して、前記光ビームの径を絞る凸レンズおよび前記光ビームの径を広げる凹レンズとして働くことで、前記他の所定の偏光である前記戻り光を回折する
ことを特徴とする記録再生方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録再生装置および方法、並びに光学ピックアップに関し、例えば、往路と復路における光学倍率が異なるようにすることにより、記録時に必要なパワーを得るとともに、デフォーカスバラツキおよびフォーカス引き込み範囲を抑えることができるようにした記録再生装置および方法、並びに光学ピックアップに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５は、従来の光学ピックアップの構成例を示すブロック図である。レーザカプラ（Laser Coupler）１は、図６を参照して後述するように、レーザダイオード（Laser Diode）１１とフォトディテクタ（Rhoto Ditector）１３，１４より構成され、レーザ光を出射するとともに、その戻り光を検出するようになされている。ミラー２は、レーザカプラ１から出射されたレーザ光が記録媒体５に照射される往路において、レーザカプラ１より出射されたレーザ光を反射するようになされている。また、ミラー３は、ミラー２からの反射光をさらに反射するようになされている。対物レンズ４は、ミラー３からの反射光を集光し、記録媒体５上に照射するようになされている。
【０００３】
また、記録媒体５に照射されたレーザ光が反射されて、戻り光が再びレーザカプラ１に戻る復路においては、対物レンズ４は、記録媒体５からの戻り光を集光し、ミラー３に照射するようになされている。ミラー３は、対物レンズ４からの戻り光を反射するようになされている。ミラー２は、ミラー３からの戻り光をさらに反射し、レーザカプラ１に入射させるようになされている。
【０００４】
図６は、レーザカプラ１の構成例を示している。同図に示すように、レーザカプラ１は、レーザダイオード１１、マイクロプリズム（μ−prism）１２、およびフォトディテクタ１３，１４が一体化して構成されている。レーザダイオード１１は、レーザ光を出射するようになされている。マイクロプリズム１２は、図６に示すように、面Ａにおいてレーザダイオード１１から出射されたレーザ光を反射するようになされている。また、面Ａに入射した戻り光を屈折し、面Ｂにおいて反射した光が面Ｃにおいて結像するようになされている。そして、レーザダイオード１１の発光点Ｐ1とマイクロプリズム１２の面Ｃにおける結像点Ｐ2とは、共役関係にある。
【０００５】
例えば、レーザダイオード１１より出射されたレーザ光は、マイクロプリズム（μ−prism）１２において反射され、ミラー２に照射される。ミラー２に照射されたレーザ光は、さらに反射され、ミラー３に照射される。ミラー３においては、ミラー２より照射されたレーザ光がさらに反射され、対物レンズ４に入射される。対物レンズ４に入射されたレーザ光は集光され、記録媒体５の記録面に照射される。
【０００６】
記録媒体５の記録面に照射されたレーザ光は反射され、対物レンズ４、ミラー３、ミラー２を介してレーザカプラ１のマイクロプリズム１２に入射する。そして、マイクロプリズム１２の面Ａにおいて屈折された後、面Ｂを介して一部はフォトディテクタ１３に入射し、一部はそこでさらに反射され、マイクロプリズム１２の他の面Ｃに照射される。そして、面Ｃにおいてさらに反射され、面Ｂに設けられたフォトディテクタ１４に入射される。
【０００７】
従来のレーザカプラ搭載光学系は、例えば、ＣＤ（Compact Disc）などの再生専用のピックアップとして用いられ、光学倍率は約５倍乃至５．５倍の間に設定されている。この場合、レーザカプラ内の部品製造誤差と光学倍率から決まるデフォーカスのバラツキや、レーザカプラ内のマイクロプリズムの形状および硝材と光学倍率から決まるフォーカスサーボの引き込み範囲は、次式（１）および次式（２）でそれぞれ与えられる。
【０００８】
デフォーカスのバラツキ
＝レーザカプラ製造誤差／戻り光学倍率2    （式１）
【０００９】
フォーカス引き込み範囲
＝ＰＤ１３，ＰＤ１４間の光路長／戻り光学倍率2／２  （式２）
（ただし、光路長＝２×ｈ／ｃｏｓθ／ｎ）
【００１０】
現在のＣＤ用ピックアップにおいて、光学倍率を５倍として、上記式よりデフォーカスバラツキおよびフォーカス引き込み範囲を求めると、デフォーカスバラツキは、約０．４マイクロメートル（μｍ）、フォーカス引き込み範囲は、約１５μｍと計算される。この値は、実際のシステムに対しては、十分成り立つものとなっている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、レーザカプラを記録用光学ピックアップに用いる場合には、記録媒体上においてハイパワーが必要となるが、レーザ光の出射パワーが限られているため、光学倍率を再生専用ピックアップよりも小さくせざるを得ない。ところが、光学倍率を小さくすると、上記式（１）および式（２）から、デフォーカスバラツキおよびフォーカス引き込み範囲が大きくなり、システムとして成り立たなくなる。
【００１２】
例えば、追記型のＣＤ−Ｒ（Compact Disc-Recordable）用ピックアップにおいては、データの書き込み時、記録媒体上において、１５ミリワット（ｍＷ）以上のハイパワーが必要であり、光学倍率を３倍程度にまで小さくせざるを得ない。光学倍率が３倍程度の場合、上記式（１）および式（２）より、デフォーカスバラツキは約１．１μｍ、フォーカス引き込み範囲は、約４０μｍと計算される。しかしながら、この値は、実際にはシステムとして成り立たないものである。
【００１３】
即ち、従来のレーザカプラを搭載した光学ピックアップを記録用に用いようとした場合、記録媒体上の必要パワーを実現させる光学倍率と、システムが成り立つデフォーカスバラツキおよびフォーカス引き込み範囲を実現させる光学倍率とを両立させることが困難である課題があった。
【００１４】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、往路の光学倍率と復路の光学倍率が異なるようにすることにより、記録時に必要なパワーを得るとともに、デフォーカスバラツキやフォーカス引き込み範囲を抑えることができるようにするものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の光学ピックアップは、記録媒体に対して情報の記録および読み出しを行う光学ピックアップであって、光ビームを発生する発生手段と、入射してくる所定の偏光である光ビームに対して、平行平板として働くことで、光ビームを透過させる光回折手段と、光回折手段を透過した光ビームを記録媒体に集光させる集光手段と、集光された光ビームであって、記録媒体において反射された光ビームの戻り光を、他の所定の偏光にする偏光手段と、他の所定の偏光となった戻り光を、光回折手段を介して受光する受光手段とを備え、光回折手段は、他の所定の偏光となった戻り光が入射してきた場合、光ビームが記録媒体に集光するときの光学倍率と、戻り光が受光手段によって受光されるときの光学倍率とが異なるように、入射してくる戻り光に対して、光ビームの径を絞る凸レンズおよび光ビームの径を広げる凹レンズとして働くことで、他の所定の偏光である戻り光を回折することを特徴とする。
【００１６】
請求項４に記載の記録再生装置は、光ビームを発生する発生手段と、入射してくる所定の偏光である光ビームに対して、平行平板として働くことで、光ビームを透過させる光回折手段と、光回折手段を透過した光ビームを記録媒体に集光させる集光手段と、集光された光ビームであって、記録媒体において反射された光ビームの戻り光を、他の所定の偏光にする偏光手段と、他の所定の偏光となった戻り光を、光回折手段を介して受光する受光手段とを備え、光回折手段は、他の所定の偏光となった戻り光が入射してきた場合、光ビームが記録媒体に集光するときの光学倍率と、戻り光が受光手段によって受光されるときの光学倍率とが異なるように、入射してくる戻り光に対して、光ビームの径を絞る凸レンズおよび光ビームの径を広げる凹レンズとして働くことで、他の所定の偏光である戻り光を回折することを特徴とする。
【００１７】
請求項５に記載の記録再生方法は、光ビームを発生する発生ステップと、入射してくる所定の偏光である光ビームに対して、平行平板として働くことで、光ビームを透過させる光回折ステップと、光ビームを記録媒体に集光させる集光ステップと、集光された光ビームであって、記録媒体において反射された光ビームの戻り光を、他の所定の偏光にする偏光ステップと、他の所定の偏光となった戻り光を、光回折ステップを介して受光する受光ステップとを含み、光回折ステップは、他の所定の偏光となった戻り光が入射してきた場合、光ビームが記録媒体に集光するときの光学倍率と、戻り光が受光ステップによって受光されるときの光学倍率とが異なるように、入射してくる戻り光に対して、光ビームの径を絞る凸レンズおよび光ビームの径を広げる凹レンズとして働くことで、他の所定の偏光である戻り光を回折することを特徴とする。
【００１８】
請求項１に記載の光学ピックアップにおいては、発生手段が光ビームを発生し、光回折手段が入射してくる所定の偏光である光ビームに対して、平行平板として働くことで、光ビームを透過させ、集光手段が光回折手段を透過した光ビームを記録媒体に集光させ、偏光手段が集光された光ビームであって、記録媒体において反射された光ビームの戻り光を、他の所定の偏光にし、受光手段が他の所定の偏光となった戻り光を、光回折手段を介して受光する。このとき、光回折手段は、他の所定の偏光となった戻り光が入射してきた場合、光ビームが記録媒体に集光するときの光学倍率と、戻り光が受光手段によって受光されるときの光学倍率とが異なるように、入射してくる戻り光に対して、光ビームの径を絞る凸レンズおよび光ビームの径を広げる凹レンズとして働くことで、他の所定の偏光である戻り光を回折する。
【００１９】
請求項４に記載の記録再生装置においては、発生手段が光ビームを発生し、光回折手段が入射してくる所定の偏光である光ビームに対して、平行平板として働くことで、光ビームを透過させ、集光手段が光回折手段を透過した光ビームを記録媒体に集光させ、偏光手段が集光された光ビームであって、記録媒体において反射された光ビームの戻り光を、他の所定の偏光にし、受光手段が他の所定の偏光となった戻り光を、光回折手段を介して受光する。このとき、光回折手段は、他の所定の偏光となった戻り光が入射してきた場合、光ビームが記録媒体に集光するときの光学倍率と、戻り光が受光手段によって受光されるときの光学倍率とが異なるように、入射してくる戻り光に対して、光ビームの径を絞る凸レンズおよび光ビームの径を広げる凹レンズとして働くことで、他の所定の偏光である戻り光を回折する。
【００２０】
請求項５に記載の記録再生方法においては、光ビームを発生し、入射してくる所定の偏光である光ビームに対して、平行平板として働くことで、光ビームを透過させ、光ビームを記録媒体に集光させ、集光された光ビームであって、記録媒体において反射された光ビームの戻り光を、他の所定の偏光にし、受光手段が他の所定の偏光となった戻り光を受光する。このとき、他の所定の偏光となった戻り光が入射してきた場合、光ビームが記録媒体に集光するときの光学倍率と、戻り光が受光手段によって受光されるときの光学倍率とが異なるように、入射してくる戻り光に対して、光ビームの径を絞る凸レンズおよび光ビームの径を広げる凹レンズとして働くことで、他の所定の偏光である戻り光を回折する。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の記録再生装置の一実施の形態の構成例を示している。この実施の形態においては、光学ピックアップ部１００は、内蔵する放射光源（レーザダイオード（Laser Diode:LD）１１（図６）からレーザ光を発生し、所定の光学系（後述）を介して、光ディスク（記録媒体）５（例えばＣＤ−Ｒ（compact disc-recordable）、ＤＶＤ（digital versatile disc）等）に集光し、その反射光を、複数の受光部を有するフォトディテクタ（ＰＤ）１３，１４（図６）で検出し、各受光部の出力信号をＰＤ出力信号として演算回路２１に出力するようになされている。
【００２２】
演算回路２１は、ＰＤ出力信号（各受光部の信号）から、光ディスク再生用のデータ検出信号（ＲＦ信号）、光軸方向におけるレーザ光のフォーカスのずれを示すフォーカスエラー信号、および、光ディスクの半径方向のトラッキングのずれを示すトラッキングエラー信号を算出し、データ検出信号を再生回路２２に出力し、フォーカスエラー信号およびトラッキングエラー信号を制御回路２３に出力するようになされている。
【００２３】
再生回路２２は、演算回路２１より供給されたデータ検出信号をイコライズした後、２値化し、さらに、エラー訂正しながら復調した信号を、再生信号として、所定の装置（図示せず）に出力するようになされている。
【００２４】
制御回路２３は、演算回路２１より供給されたフォーカスエラー信号に応じて、フォーカスサーボ用アクチュエータ２５を制御し、光学ピックアップ部１００の対物レンズ４（集光手段）（図２）を光軸方向に移動させ、フォーカスを調整し、演算回路２１より供給されたトラッキングエラー信号に応じて、トラッキングサーボ用アクチュエータ２６を制御し、光学ピックアップ部１００の対物レンズ４を光ディスク５の半径方向に移動させ、トラッキングを調整するようになされている。
【００２５】
制御回路２３は、光ディスク５を再生するとき、ＬＤ１１からレーザ光を発生させるようになされている。また、制御回路２３は、モータ２７を制御し、光ディスク５を所定の速度で回転させるようになされている。
【００２６】
なお、制御回路２３は、入力装置２４からユーザによる操作に応じた信号を受け取ると、その信号に応じて、各回路を制御するようになされている。
【００２７】
図２は、本発明の光学ピックアップの一実施の形態の構成例を示している。この実施の形態においては、図５に示した従来の光学ピックアップにおいて、ミラー２とミラー３の間に、偏光ホログラム板３２（光回折手段）、およびλ／４板３３を設けるようにしている。従って、図５に示した従来の光学ピックアップの場合と対応する部分には同一の符号を付し、その説明は適宜省略する。
【００２８】
制御回路２３の制御により、光学ピックアップ部１００のレーザカプラ１（発生手段、受光手段）を構成するレーザダイオード１１よりレーザ光が出射され、図２および図３に示すような光路で記録媒体５とレーザカプラ１の間を往復する。図２は、レーザカプラ１から出射されたレーザ光が、ミラー３１、偏光ホログラム板３２、λ／４板３３、およびミラー３、対物レンズ４を介して記録媒体５に照射される往路における光路を表している。また、図３は、記録媒体５において反射されたレーザ光が、対物レンズ４、ミラー３、λ／４板３３、偏光ホログラム板３２、およびミラー３１を介してレーザカプラ１に入射する復路における光路を表している。
【００２９】
偏光ホログラム板３２には、図４（Ｂ）に示すように、両面に偏光ホログラムが形成されている。そして、所定の直線偏光（仮にＳ偏光とする）に対しては、図４（Ａ）に示すように、ホログラム作用を持たず、従って単なる平行平板の働きをするに過ぎないが、図４（Ｂ）に示すように、Ｐ偏光成分に対しては、偏光ホログラム面Ｂが光ビームの径を絞る凸レンズの作用を有し、偏光ホログラム面Ａが光ビームの径を広げる凹レンズの作用を有している。
【００３０】
次に、レーザカプラ１から出射されたレーザ光が、記録媒体５に照射されるときの往路における動作について説明する。図６を参照して上述したように、制御回路２３の制御により、レーザカプラ１を構成するレーザダイオード１１から出射されたレーザ光は、マイクロプリズム１２の面Ａにおいて反射され、ミラー３１に照射される。ミラー３１に照射されたレーザ光は、さらに反射され、偏光ホログラム板３２およびλ／４板３３を透過し、ミラー３において反射された後、対物レンズ４によって集光され、記録媒体５に照射される。
【００３１】
往路においては、ミラー３１によって反射された光がＳ偏光となるように、レーザカプラ１から出射されたレーザ光の偏光の向きが設定されている。従って、この場合、偏光ホログラム板３２は、単なる平行平板の働きをするに過ぎず、ミラー３１からのレーザ光をそのまま透過する。偏光ホログラム板３２を透過した光は、λ／４板３３において、円偏光に変換される。この円偏光は、ミラー３によって反射され、対物レンズ４において絞り込まれた後、記録媒体５に照射される。
【００３２】
記録媒体５に照射されたレーザ光（円偏光）は、そこで反射され、対物レンズ４に入射する。記録媒体５において反射された戻り光は、記録媒体５に照射された円偏光と反対回りの円偏光になっている。対物レンズ４に入射した反射光は、ミラー３において反射された後、λ／４板３３に入射する。そして、λ／４板３３においてＰ偏光に変換された後、偏光ホログラム板３２に照射される。
【００３３】
偏光ホログラム板３２は、上述したように、Ｐ偏光に対してレンズ作用を持つように偏光ホログラムが形成されている。従って、λ／４板３３より偏光ホログラム板３２に入射したＰ偏光は、偏光ホログラム板３２の面Ｂの作用により、一旦ビームを絞られた後、面Ａの作用により、レーザカプラ１内のマイクロプリズム上の結像位置が従来通りになるようにビームが広げられる。偏光ホログラム板３２を透過したＰ偏光は、ミラー３１において反射された後、レーザカプラ１内のフォトディテクタ１３，１４に入射し、電気信号に変換された後、演算回路２１に供給される。
【００３４】
演算回路２１においては、フォトディテクタ１３，１４からの出力信号に基づいて、フォーカスエラーおよびトラッキングエラーが検出され、フォーカスエラー信号およびトラッキングエラー信号として制御回路２３に供給される。また、演算回路２１は、データ検出信号を算出し、再生回路２２に供給する。
【００３５】
制御回路２３は、演算回路２１からのフォーカスエラー信号およびトラッキングエラー信号に基づいて、フォーカスサーボ用アクチュエータ２５およびトラッキングサーボ用アクチュエータ２６を制御する。
【００３６】
このように、フォトディテクタ１３，１４に入射する光は、λ／４板３３において一旦ビームが絞られた後、広げられるので、往路と復路における光学倍率が変わることになる。
【００３７】
例えば、ＣＤ−Ｒ用の光学ピックアップにおいて、往路の光学倍率として、３倍程度まで小さくしつつ、復路の光学倍率を５倍程度にすることができる。その場合、往路の光学倍率を復路の光学倍率に対して抑えることができるので、記録媒体上において、１５ｍＷ以上のハイパワーを得ることができる。
【００３８】
一方、偏光ホログラム板３２の作用により、復路の光学倍率を５倍程度に上げることができるため、デフォーカスバラツキおよびフォーカス引き込み範囲をＣＤ並に抑えることが可能となる。
【００３９】
以上のようにして、レーザカプラ１上での発光点および結像点の共役位置関係を変えることなく、往路の光学倍率と復路の光学倍率が異なる光学系を実現することができる。これにより、往路の光学倍率を記録媒体上において必要なパワーを得ることができるような値に設定するとともに、復路の光学倍率を、システムが成り立つデフォーカスバラツキおよびフォーカス引き込み範囲を実現するような値に設定することができる。
【００４０】
また、従来、記録時の出力パワーの関係で、光記録用ピックアップとして搭載することができなかったレーザカプラを、往路の光学倍率と復路の光学倍率を変えることにより、光記録用ピックアップとして用いることが可能となる。
【００４１】
また、従来の光記録用ピックアップと比較して、光学部品点数を減らすことができ、材料費を削減することができる。さらに、グレーティング調整やＺ調整が不要であるため、加工費を削減することができる。
【００４２】
なお、上記実施の形態においては、ＣＤ−Ｒに対して情報を記録再生する場合について説明したが、他の記録媒体に情報を記録再生する場合にも本発明を適用することが可能である。
【００４３】
【発明の効果】
以上の如く請求項１に記載の光学ピックアップによれば、光回折手段は、光ビームが所定の偏光として記録媒体に集光するときの光学倍率と、戻り光が他の所定の偏光として受光手段によって受光されるときの光学倍率が異なるように配置されるようにしたので、往路の光学倍率と復路の光学倍率が異なるようにすることができ、記録時の記録媒体上での出力と、デフォーカスバラツキおよびフォーカス引き込み範囲をそれぞれ適当な値にすることができる。
【００４４】
請求項４に記載の記録再生装置、および請求項５に記載の記録再生方法によれば、光ビームが所定の偏光として記録媒体に集光するときの光学倍率と、戻り光が他の所定の偏光として受光されるときの光学倍率が異なるように光を回折するようにしたので、往路の光学倍率と復路の光学倍率が異なるようにすることができ、記録時の記録媒体上での出力と、デフォーカスバラツキおよびフォーカス引き込み範囲をそれぞれ適当な値にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の記録再生装置の一実施の形態の構成例を示すブロック図である。
【図２】本発明の光学ピックアップの一実施の形態の構成例と往路における光路を示す図である。
【図３】図２の光学ピックアップにおいて、復路における光路を示す図である。
【図４】図２および図３の偏光ホログラム板３２の働きを説明する図である。
【図５】従来の光学ピックアップの一例の構成を示す図である。
【図６】レーザカプラ１の構成例を示す図である。
【符号の説明】
１  レーザカプラ，  ２，３  ミラー，  ４  対物レンズ，  ５  記録媒体，１１  レーザダイオード，  １２  マイクロプリズム，  １３，１４  フォトディテクタ，  ３１  ミラー，３２  偏光ホログラム板，  ３３  λ／４板
【図１】
0003695560.tif 000002
【図２】
0003695560.tif 000003
【図３】
0003695560.tif 000004
【図４】
0003695560.tif 000005
【図５】
0003695560.tif 000006
【図６】
0003695560.tif 000007