(57)【要約】 【課題】  従来の光ディスクのトラック幅の中に複数の記録マークを記録することにより、光ディスクのコストアップを防止し、かつ記録容量の増大を実現できる記録再生装置を提供することを目的とする。【解決手段】  複数の光束を記録信号に基づいて選択的に対物レンズに入射させ、任意の記録パターンを形成できる記録再生装置を提供する。【選択図】  図１
2006079702.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光源からの光を集光する集光レンズと、
該集光レンズにより集光された光の集光点近傍に配置され、記録信号に基づいて、光を選択的に透過あるいは反射させる光選択素子と、
該透過あるいは反射した光束を記録媒体上に集光する対物レンズと、
を備えたことを特徴とする記録再生装置。
【請求項２】
複数の光源と、
該複数の光源を記録信号に基づいて選択的に発光させる駆動回路と、
該選択的に発光した光束を記録媒体上に集光する対物レンズと、
を備えたことを特徴とする記録再生装置。
【請求項３】
単一の光源からの光束を複数の光束に分割する光束分割手段と、
該複数の光束を記録信号に基づいて選択的に透過あるいは反射させる光選択素子と、
該透過あるいは反射した光束を記録媒体上に集光する対物レンズと、
を備えたことを特徴とする記録再生装置。
【請求項４】
前記光束分割手段が、レンズアレイであることを特徴とする請求項３に記載された記録再生装置。
【請求項５】
前記レンズアレイの各レンズの透過率が、中心のレンズから外側のレンズにいくに従って、漸次高く設定されていることを特徴とする請求項４に記載された記録再生装置。
【請求項６】
単一の光源からの光束を複数の光束に分割する光束分割手段と、
該複数の光束を集光する集光レンズと、
該集光レンズにより集光された光の集光点近傍に該複数の光束を記録信号に基づいて選択的に透過あるいは反射させる光選択素子と、
該透過あるいは反射した光束を記録媒体上に集光する対物レンズと、
を備えたことを特徴とする記録再生装置。
【請求項７】
前記光束分割手段が、回折型光学素子であることを特徴とする請求項６に記載された記録再生装置。
【請求項８】
前記回折型光学素子が、多段階位相回折型光学素子であることを特徴とする請求項７に記載された記録再生装置。
【請求項９】
前記光選択素子の各素子の透過率が、中心の素子から外側の素子にいくに従って、漸次高く設定されていることを特徴とする請求項１または３または６に記載された記録再生装置。
【請求項１０】
前記光選択素子が空間光変調器であることを特徴とする請求項１または３または６に記載された記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光記録媒体に光を照射して情報を記録する記録再生装置に関し、特に、大容量の情報を高速に記録する記録再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報の記録媒体として相変化型や光磁気型などの書き換え可能な光ディスクが、広く普及している。これらの光ディスクでは、さらに記録密度を高めるために、ビームスポット径を小さくし、あるいは隣接トラックまたは隣接ビットとの距離を短くするなどの技術が開発されている。
【０００３】
こうした新たな技術により、光ディスクの微小スポット化による大容量化が進められた結果、光記録媒体の記録密度は、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）から ＤＶＤ （Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）、ＤＶＤからＢＤ （Ｂｌｕｅ−Ｌａｙ Ｄｉｓｃ）への変遷において、飛躍的な増加を実現している。しかしながら、新たな技術の登場により、新たな光記録媒体が登場しても、そこに記録される情報（記録マーク）は、これらの光記録媒体に形成されたトラックに対し、そのトラック幅(トラック上の光スポットの進行方向と異なる方向)に対し1つだけであった（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平９−１４７３７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、将来のさらなるスポットの微小化による記録情報の大容量化が図られていくことを想定すると、光ディスク面内での光スポットの位置を制御するためのトラックの幅も当然に狭める必要がある。その一方で、微小幅のトラックを光ディスク全面に欠陥なく成型することは、実際には容易なことではなく、光記録媒体の生産の歩留まり低下やコストアップが懸念される。
【０００５】
そこで、本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、従来の光ディスクのトラック幅の中に複数の記録マークを記録することにより、光ディスクのコストアップを防止し、かつ記録容量の増大を実現できる記録再生装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明は以下の事項を提案している。
請求項１に係る発明は、複数の光源からの光を集光する集光レンズと、該集光レンズにより集光された光の集光点近傍に配置され、記録信号に基づいて、光を選択的に透過あるいは反射させる光選択素子と、該透過あるいは反射した光束を記録媒体上に集光する対物レンズと、を備えたことを特徴とする記録再生装置を提案している。
【０００７】
この発明によれば、複数の光源からの光を集光する集光レンズと該集光レンズにより集光された光の集光点近傍に配置され透過する光を記録信号に基づいて、選択的に透過あるいは反射させる光選択素子と該透過あるいは反射した光束を記録媒体上に集光する対物レンズとを配置したので、複数の光源からの光を分離することが可能となり、光選択素子により任意の記録パターンを形成できる。
また、複数の記録マークを同時に形成できるので、光学系の構成を簡略化することができる。さらに、光選択素子を用いることにより、複数のマークを記録する場合に、光源のＯＮ／ＯＦＦ動作が不要となる。
【０００８】
請求項２に係る発明は、複数の光源と、該複数の光源を記録信号に基づいて選択的に発光させる駆動回路と、該選択的に発光した光束を記録媒体上に集光する対物レンズと、を備えたことを特徴とする記録再生装置を提案している。
【０００９】
この発明によれば、複数の光源を記録信号に基づいて選択的に発光させる駆動回路を備えたので、任意の記録パタ−ンを形成できる。さらに、光源を駆動回路により、直接高速変調ができるので、高速記録が可能となる。
【００１０】
請求項３に係る発明は、単一の光源からの光束を複数の光束に分割する光束分割手段と、該複数の光束を記録信号に基づいて選択的に透過あるいは反射させる光選択素子と、該透過あるいは反射した光束を記録媒体上に集光する対物レンズとを備えたことを特徴とする記録再生装置を提案している。
【００１１】
この発明によれば、単一の光源からの光束を複数の光束に分割する光束分割手段と、複数の光束を記録信号に基づいて選択的に透過あるいは反射させる光選択素子と透過あるいは反射した光束を記録媒体上に集光する対物レンズを備えているため、複数の記録マークを同時に形成できる。
【００１２】
請求項４に係る発明は、請求項３に記載された記録再生装置について、前記光束分割手段が、レンズアレイであることを特徴とする記録再生装置を提案している。
この発明によれば、前記光束分割手段をレンズアレイとしたので、光束の分割と集光とを単一部品で行うことができる。
【００１３】
請求項５に係る発明は、請求項４に記載された記録再生装置について、前記レンズアレイの各レンズの透過率が、中心のレンズから外側のレンズにいくに従って、漸次高く設定されていることを特徴とする記録再生装置を提案している。
【００１４】
この発明によれば、レンズアレイの各レンズ透過率を中心のレンズから外側のレンズにいくに従って、漸次高くなるよう設定したため、ガウシャン分布をした光源の光をレンズアレイで分割しても、分割された光束のそれぞれ光量をほぼ均一にすることができる。
【００１５】
請求項６に係る発明は、単一の光源からの光束を複数の光束に分割する光束分割手段と、該複数の光束を集光する集光レンズと、該集光レンズにより集光された光の集光点近傍に該複数の光束を記録信号に基づいて選択的に透過あるいは反射させる光選択素子と、該透過あるいは反射した光束を記録媒体上に集光する対物レンズとを備えたことを特徴とする記録再生装置を提案している。
【００１６】
この発明によれば、単一の光源からの光束を複数の光束に分割する光束分割手段と、複数の光束を集光する集光レンズと、集光レンズにより集光された光の集光点近傍に複数の光束を記録信号に基づいて選択的に透過あるいは反射させる光選択素子と、透過あるいは反射した光束を記録媒体上に集光する対物レンズとを備えたことから、複数の記録マークを同時に形成できる。
【００１７】
請求項７に係る発明は、請求項６に記載された記録再生装置について、前記光束分割手段が、回折型光学素子であることを特徴とする記録再生装置を提案している。
この発明によれば、光束分割手段を回折型光学素子としたため、部品の厚みを薄くし、小型化できる。
【００１８】
請求項８に係る発明は、請求項７に記載された記録再生装置について、前記回折型光学素子が、多段階位相回折型光学素子であることを特徴とする記録再生装置を提案している。
この発明によれば、回折型光学素子を多段階位相回折型光学素子としたため、回折効率を向上させ、分割された光束の強度の均―性を向上させることができる。
【００１９】
請求項９に係る発明は、請求項１または３または６に記載された記録再生装置について、前記光選択素子の各素子の透過率が、中心の素子から外側の素子にいくに従って、漸次高く設定されていることを特徴とする記録再生装置を提案している。
【００２０】
この発明によれば、透過光選択素子の各素子の透過率が、中心の素子から外側の素子にいくに従って、漸次高くなるように設定したため、複数に分割される光束の外側の光束が光路中の各レンズに入射する画角が大きくなって収差が発生し、光スポットのピーク強度が低下しても、光記録媒体上に形成される複数の光スポットのピーク強度を均一とすることができる。
【００２１】
請求項１０に係る発明は、請求項１または３または６に記載された記録再生装置について、前記光選択素子が空間光変調器であることを特徴とする記録再生装置を提案している。
この発明によれば、光選択素子を空間光変調器としたのため、任意の透過あるいは反射パターンを容易に実現できる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、複数の記録マークを同時に形成できるため、例えば、これらの記録マークをトラック溝部あるいはトラック溝間に形成することにより、従来の光ディスクの製造技術を用いた光記録媒体に従来の光ディスクの記録容量よりも多くの情報を記録することができるという効果がある。
また、本発明は、単一光源を複数の光束に分割する光束分割手段を備えるため、光学系のコスト削減や小型化を図ることができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態に係る記録再生装置について図１から図２３を参照して詳細に説明する。
【００２４】
本発明の実施形態に係る記録再生装置の記録再生光学系は、図１に示すように、主に、レーザーアレイ７と、カップリングレンズ８と、対物レンズ９、１１と、集光レンズ１２と、光検出器アレイ１３とから構成されている。レーザーアレイ７から出射した複数の光（図中では、各光束を一本の光線で示してある。)は、カップリングレンズ８により略平行光に変換され、対物レンズ９によって、光記録媒体１０上に微小光スポットとして集光される。
【００２５】
レーザーアレイ７は、図２に示すようにレーザーチップ１４が1次元に配置された構造になっており、レーザーチップ１４から出射した光は、光記録媒体１０上で、図３に示すように1次元の光スポット列を形成する。ここで、図中、１５は光スポットを示している。図１８で示すような1次元のマークを同時に記録する時には、このレーザーチップ１４を用いて、記録マークに対応したレーザーをレーザー駆動回路により発光させ、順次光スポットの進行方向に記録マークを形成していく。具体的な記録方法は、図１８（１）に示すように、まず、記録するトラック（Ｎ）に対し、そのラジアル方向(トラックに対して直交方向)に略平行な方向に、１次元の複数光スポットで複数の記録マークを同時に記録する。次に、図１８（２）に示すように、記録したマークの記録光進行方向に、同様に複数の記録マークを同時に記録する。以下、図１８（３）、（４）、（５）に示すように情報を記録していき、トラック（Ｎ）の記録動作が完結する。なお、図１８に示した例では、複数光スポット列が、ラジアル方向に略平行としたが、これに限るものではなく、例えば、レーザーチップ１４をラジアル方向(ｘ方向)に対し略６０°（θ〜６０°）の方向に配置して、記録マークを形成しても良い。
【００２６】
また、レーザーアレイ７は、図４に示すように、レーザーチップ１４が２次元に配置されており、レーザーチップ１４から出射した光は、光記録媒体１０上で、図５に示すように、２次元の光スポット列を形成する。ここで、図中、１５は光スポットを示している。図１９から図２２で示すような２次元のマークを同時に記録する時には、記録マークに対応したレーザーをレーザー駆動回路により発光させ、順次光スポットの進行方向に記録マークを形成していく。また、図２３に示すような単一の記録マークを順次記録する場合は、単一のレーザーで記録が可能である。
【００２７】
具体的な記録方法は、図１９の場合には、図１９（１）に示すように、まず、トラックの端の領域に２次元の複数の記録マークを同時に記録する。次に、図１９（２）に示すように記録したマークの記録光進行方向に複数の記録マークを同時に記録する。さらに、図１９（３）に示すように、記録したマークに隣接した領域に２次元の複数の記録マークを同時に記録し、続いて、図１９（４）に示すように、記録したマークの記録光進行方向に、２次元の複数の記録マークを同時に記録して、トラック（Ｎ）の記録動作が完結する。
【００２８】
また、図２０の場合は、図２０（１）に示すように、まず、記録するトラック（Ｎ）に２次元の複数の記録マークを同時に記録する。この例の場合、２列分の記録マークを同時に記録している。次に、図２０（２）に示すように、記録したマークの記録光進行方向に２次元の複数の記録マークを同時に記録し、トラック（Ｎ）の記録動作が完結する。
【００２９】
なお、図２１に示すように、一度に記録する領域を図２０の場合よりも大きくしてもよいし、図２２に示すように、２次元記録光スポット群の周縁を結んだ線の形状を平行四辺形とし、１組の対向する２辺(図中のＩとＪ)がラジアル方向（ｘ方向）と略垂直であり、他の対向する２辺(図中のＫとＬ)がラジアル方向（ｘ方向）と所定の角度、例えば略６０°（γ〜６０°）の角度をなすように記録スポット群を配置してもよい。
【００３０】
次に、光記録媒体１０に記録された記録マークを再生するときは、レーザーアレイ７を発光させ、カップリングレンズ８および対物レンズ９を介して、記録マークに対応した位置にそれぞれ光スポットを照射する。記録マークの有無により変調された光は、対物レンズ１１により略平行光とされ、集光レンズ１２により、光検出器アレイ１３に入射する。光検出器アレイ１３の各素子の出力により記録情報の再生が行われる。
【００３１】
図６は、記録再生光学系の他実施形態を示している。
なお、図１と同一の機能を有するものについては、図１と同一符号を付してある。レーザーアレイ７から出射した複数の光(図中では、各光束を一本の光線で示してある。)は、集光レンズ１６で、光選択素子１７近傍に集光する。光選択素子１７を透過した光は、カップリングレンズ８により略平行光とされ、対物レンズ９により光記録媒体１０上に微小光スポットとして集光される。
【００３２】
図７は、光選択素子１７をカップリングレンズ８側から見た図である。
この図によれば、光源の数に対応した領域(ａ〜ｅ)が、記録信号に対応して透過状態と非透過状態に切り替わる。図７には、ａ〜ｅを全て透過状態とした図が示されている。なお、ｆ〜ｊは光選択素子１７を透過した光源からの光である。この場合、光記録媒体１０上には５つの記録光スポットが形成される。
【００３３】
また、図８は、光選択素子１７の一部である領域ｂとｅを非透過状態とした場合を示している。
ここで、光選択素子１７を透過する光は、ｆ、ｈ、ｉの３光束となり、光記録媒体１０上には３つの記録光スポットが形成される。光選択素子７としては、例えば、空間光変調器がある。
【００３４】
図９は、記録再生光学系の他実施形態を示している。
なお、図１と同一の機能を有するものについては、図１と同一符号を付してある。単一の光源１８から出射した光は、コリメートレンズ１９により略平行光とされ、光束分割手段であるレンズアレイ２０に入射し、光選択素子１７近傍に集光される。集光された光は、記録信号に対応した光のみが光選択素子１７を透過または反射し、カップリングレンズ８により略平行光とされる。平行光は、対物レンズ９により光記録媒体１０上に微小光スポットとして集光され、記録マークが形成される。なお、記録再生時の動作については、前述の実施形態と同様である。
【００３５】
ここで、図１０に示すように、レーザー光源１８からの光束の強度分布はガウシャン分布であり、レンズアレイ２０の各レンズに入射する光量は、外側に行<ほど低下する。この状態で対物レンズ１９により光記録媒体１０に記録光スポットを形成すると、各光スポットの強度に差が生じ、記録できない光スポットあるいは記録過剰の光スポットが生じる可能性がある。そこで、１１図に示すように、レンズアレイ２０の各レンズの透過率を外側に行くにしたがって漸次高くなるように設定する。このようにすることにより、光記録媒体１０上に形成される複数のスポットの強度を均一とすることができる。
【００３６】
図１２は、記録再生光学系の他実施形態を示している。
なお、図１と同一の機能を有するものについては、図１と同一符号を付してある。単一の光源１８から出射した光は、コリメートレンズ１９により略平行光とされ、光束分割手段である回折型光学素子２１に入射し、光束を複数に分割され(図中では、各光束を一本の光線で示してある。)集光レンズ２２により、光選択素子１７近傍に集光する。集光した光は、記録信号に対応した光のみが光選択素子１７を透過あるいは反射し、カップリングレンズ８により略平行光とされ、対物レンズ９により光記録媒体１０上に微小光スポットとして集光されて、記録マークが形成される。なお、記録、再生時の動作については、前述の実施形態と同様である。
【００３７】
また、図１３および図１４は、位相回折型光学素子２１ａ、２１ｂの概略的な構成を示している。
これらの素子は、入射光を複数の光束に分離する機能を持つ素子であり、２１ａは２段階の位相回折格子を、２１ｂは多段階の位相回折格子を示している。なお、一般に、多段階の位相回折格子の方が、回折効率および強度の均一性に優れている。
【００３８】
また、一般に、複数に分割される光束は外側に行くほど、各レンズに入射する画角が大きくなる。そして、各レンズの性能や光束分離角度にもよるが、外側に行くほど収差が大きくなり、光記録媒体１０上に形成される光スポットの性能も、対物レンズ９の光軸から離れるほど低下する場合がある。
【００３９】
なお、光スポット性能の低下は、ピーク強度の低下を招くため、各光スポットのピーク強度に差が生じ、記録できない光スポットあるいは記録過剰の光スポットが生じる可能性がある。そこで、本発明においては、図１５に示すように、光選択素子１７の各素子の透過率を外側に行くにしたがって漸次高くなるように設定することにより、光記録媒体１０上に形成される複数のスポットのピーク強度を均一とすることができる。
【００４０】
また、上記の実施形態においては、主に、１次元の複数スポットを形成する記録再生装置について説明したが、同様に、２次元スポットを形成することも可能である。また、本発明では、光記録媒体面内の光照射位置を制御するためのトラックあるいは案内マークにより形成される仮想トラックを有する光記録媒体を想定して説明を行ったが、図１６および１７に示すように、トラックを有しない光記録媒体２３に２４−１、２４−２、２４−３で示したような２次元のページ情報を、本発明の記録再生装置を用いて記録することも可能である。
【００４１】
したがって、これらの実施例によれば、任意の記録パターンを、従来の光ディスクの製造技術を用いた光記録媒体のトラックに形成できるので、従来の光ディスクの記録容量よりも多くの情報を記録することができる。  
【００４２】
以上、図面を参照して本発明の実施形態について詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本実施形態に係る記録再生装置の記録再生光学系を示した図である。
【図２】1次元に配置されたレーザーチップの構造図である。
【図３】1次元に配置されたレーザーチップにより形成される光スポット列を示した図である。
【図４】２次元に配置されたレーザーチップの構造図である。
【図５】２次元に配置されたレーザーチップにより形成される光スポット列を示した図である。
【図６】他の実施形態に係る記録再生装置の記録再生光学系を示した図である。
【図７】光選択素子をカップリングレンズ側から見た図である。
【図８】光選択素子の一部である領域ｂとｅを非透過状態とした場合を示した図である。
【図９】他の実施形態に係る記録再生装置の記録再生光学系を示した図である。
【図１０】レーザー光源から射出される光束の強度分布をガウシャン分布で示した図である。
【図１１】レンズアレイの各レンズとその透過率との関係を示した図である。
【図１２】他の実施形態に係る記録再生装置の記録再生光学系を示した図である。
【図１３】位相回折型光学素子の構成を概略的に示した図である。
【図１４】位相回折型光学素子の構成を概略的に示した図である。
【図１５】光選択素子の各素子とその透過率との関係を示した図である。
【図１６】トラックを有しない光記録媒体に２次元のページ情報を記録する場合の概念図である。
【図１７】トラックを有しない光記録媒体に２次元のページ情報を記録する場合の概念図である。
【図１８】複数のデータを記録する方法の一例を示した図である。
【図１９】複数のデータを記録する方法の一例を示した図である。
【図２０】複数のデータを記録する方法の一例を示した図である。
【図２１】複数のデータを記録する方法の一例を示した図である。
【図２２】複数のデータを記録する方法の一例を示した図である。
【図２３】複数のデータを記録する方法の一例を示した図である。
【符号の説明】
【００４４】
７・・・レーザーアレイ、８・・・カップリングレンズ、９、１１・・・対物レンズ、１０、２３・・・光記録媒体、１２、１６、２２・・・集光レンズ、１３・・・光検出器アレイ、１４・・・レーザーチップ、１５・・・光スポット、１７・・・光選択素子、１８・・・レーザー光源、１９・・・コリメータレンズ、２０・・・レンズアレイ、２１、２１ａ、２１ｂ・・・回折型光学素子、２４−１、２４−２、２４−３・・・２次元のページ情報、
【図１】
2006079702.tif 000003
【図２】
2006079702.tif 000004
【図３】
2006079702.tif 000005
【図４】
2006079702.tif 000006
【図５】
2006079702.tif 000007
【図６】
2006079702.tif 000008
【図７】
2006079702.tif 000009
【図８】
2006079702.tif 000010
【図９】
2006079702.tif 000011
【図１０】
2006079702.tif 000012
【図１１】
2006079702.tif 000013
【図１２】
2006079702.tif 000014
【図１３】
2006079702.tif 000015
【図１４】
2006079702.tif 000016
【図１５】
2006079702.tif 000017
【図１６】
2006079702.tif 000018
【図１７】
2006079702.tif 000019
【図１８】
2006079702.tif 000020
【図１９】
2006079702.tif 000021
【図２０】
2006079702.tif 000022
【図２１】
2006079702.tif 000023
【図２２】
2006079702.tif 000024
【図２３】
2006079702.tif 000025