(57)【要約】【課題】再生専用および記録型の記録媒体の両方に対応する光ヘッドに関し、再生専用の記録媒体に適切な動作を行う。【解決手段】  制御部を有する光情報処理装置に実装されて、光記録媒体に対してデータを選択的に読み書きする光ヘッドを提供する。制御部は、記録可能な光記録媒体が装填されると第１指示信号を出力し、再生専用の光記録媒体が装填されると第２指示信号を出力する。光ヘッドは、光ビームを放射する光源と、光ビームの光量を低減させるための光学素子と、指示信号の種類に応じて光学素子を駆動し、光ビームの光学特性を切り替えて光ビームの光量を調整する素子駆動部と、光ビームを光記録媒体に集光し、光記録媒体からの反射光を検出する光学系とを備えている。光ヘッドは第１指示信号に基づいて第１パワーで光ビームを放射し、第２指示信号に基づいて第１パワーよりも小さい第２パワーで光ビームを放射する。【選択図】図１
2008117444.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御部を有する光情報処理装置に実装されて、光記録媒体へのデータの書き込み、および、光記録媒体からのデータの読み出しを選択的に行う光ヘッドであって、前記制御部は、記録可能な光記録媒体が装填されると第１指示信号を出力し、再生専用の光記録媒体が装填されると第２指示信号を出力し、
光ビームを放射する光源と、
前記光ビームの光量を低減させるための光学素子と、
指示信号の種類に応じて前記光学素子を駆動し、前記光ビームの光学特性を切り替えて前記光ビームの光量を調整する素子駆動部と、
前記光ビームを前記光記録媒体に集光し、前記光記録媒体からの反射光を検出する光学系と
を備え、前記第１指示信号に基づいて第１パワーで光ビームを放射し、前記第２指示信号に基づいて前記第１パワーよりも小さい第２パワーで光ビームを放射する光ヘッド。
【請求項２】
前記素子駆動部は、前記第１指示信号に基づいて前記光ビームの光量が低減されないように前記光学素子を駆動し、前記第２指示信号に基づいて前記光ビームの光量が低減されるように前記光学素子を駆動する、請求項１に記載の光ヘッド。
【請求項３】
前記記録可能な光記録媒体からデータを読み出すために前記第１パワーで光ビームを放射し、前記再生専用の光記録媒体からデータを読み出すために前記第２パワーで光ビームを放射する、請求項１に記載の光ヘッド。
【請求項４】
前記光学素子には、光の透過率を低減するコーティングが施されており、
前記素子駆動部は、前記第１指示信号に基づいて前記光学素子を前記光ビームの光路上から退避させ、前記第２指示信号に基づいて前記光学素子を前記光ビームの光路上に移動させる、請求項３に記載の光ヘッド。
【請求項５】
前記光学素子は液晶を含んでおり、
前記素子駆動部は、前記第１指示信号に基づいて前記光学素子が前記光ビームを透過するように前記液晶を駆動し、前記第２指示信号に基づいて前記光学素子が前記光ビームの光量を低減するように前記液晶を駆動する、請求項３に記載の光ヘッド。
【請求項６】
前記光源は、４１５ｎｍ以下の波長の光ビームを放射する、請求項１に記載の光ヘッド。
【請求項７】
記録可能な光記録媒体が装填されると第１指示信号を出力し、再生専用の光記録媒体が装填されると第２指示信号を出力する制御部と、
請求項１から６のいずれかに記載の光ヘッドと
を備えた光情報処理装置。
【請求項８】
前記光ヘッドは、前記光ビームを所定のパワーで放射して前記光記録媒体で反射した光を検出し、
前記制御部は、放射した光の光量と反射した光の光量とに基づいて前記第１指示信号および前記第２指示信号の一方を出力する、請求項７に記載の光情報処理装置。
【請求項９】
前記制御部は、前記反射した光に基づいて特定される前記光記録媒体の記録層の数に応じて、前記光ヘッドから放射される光ビームの前記第２パワーを変化させる、請求項７に記載の光情報処理装置。
【請求項１０】
前記制御部は、前記記録層の数が少ないほど前記第２パワーを相対的に小さく変化させる、請求項９に記載の光情報処理装置。
【請求項１１】
前記制御部は、前記光ヘッドの光源の出力パワーを変化させることによって前記第２パワーを変化させる、請求項１０に記載の光情報処理装置。
【請求項１２】
前記記録層の数が１つの再生専用の記録媒体に対し、前記第２パワーを０．２５ミリワット以上に調整する、請求項１１に記載の光情報処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ヘッドおよび光ヘッドを備えた装置に関する。より具体的には、本発明は、データの書き込みおよび読み出しが可能な光ヘッドを利用して光記録媒体からデータを読み出す際の光ヘッドの動作に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ディジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ）は大容量（高密度）の記録媒体として注目されている。その理由は、コンパクトディスク（ＣＤ）と比較すると、ＤＶＤにはディジタルデータを約６倍の記録密度で書き込むことができるためである。ディジタルデータは、波長約６６０ｎｍのレーザ光と開口数（ＮＡ）約０．６の対物レンズとを用いてＤＶＤに書き込まれ、またはＤＶＤから読み出される。
【０００３】
映像などの高画質化に伴い、記録されるデータのデータ量はますます増大する傾向にある。そのため更に高密度の記録媒体が要望されている。記録密度をＤＶＤよりも大きくするためには、レーザ光の波長をより短く、対物レンズのＮＡをより大きくすることが必要となる。そこで、たとえば４０５ｎｍの青色半導体レーザ光とＮＡ０．８５の対物レンズとを使用してデータが読み書きされるブルーレイ・ディスク（Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ；ＢＤ）の実用化が進んでいる。ＢＤの記録容量は、ＤＶＤの記録容量の約５倍である。
【０００４】
１枚の光ディスクの記録容量はその記録層数に比例するため、記録層が１層の光ディスク（いわゆる１層メディア）のみならず、記録層を複数有する多層メディアの開発も行われている。たとえば、２つの記録層を有するＢＤの開発が行われており、１層ＤＶＤの約１０倍の記憶容量を有するにいたっている。なお、多層メディアに放射される青色半導体レーザの出力は、１層メディアに放射されるレーザの出力よりも大きい必要があるが、これは近年のレーザの高出力化に伴って実現可能である。
【０００５】
青色半導体レーザを用いてＢＤ等の高密度光ディスクにデータを読み書きする際には再生マージンが非常に厳しいため、光源の量子雑音が問題となる。そこで特許文献１は、記録可能な光ディスク（記録型ディスク）からのデータ読み出し時に、半導体レーザの量子雑音を低く抑えて再生信号を出力する光ヘッドを開示している。さらにこの光ヘッドは、記録型ディスクに実際に放射される光の光量（パワー）を低く抑えることにより、光ディスクの劣化やデータの消去等が発生することを防止している。
【０００６】
図３は、従来の光ヘッドの構成を示す。従来の光ヘッドは、ＧａＮ系の青色発光の半導体レーザ光源１０１を用いて、光ディスク１０７にデータを書き込み、または書き込まれているデータを読み出すことができる。光源１０１から放射されるレーザ光のパワーは、量子雑音が十分に小さく、しかもデータの書き込みを行うのに必要十分な値にあらかじめ設定されている。このパワーはデータの書き込み時および読み出し時にかかわらず一定である。
【０００７】
光ヘッド内の光源１０１とビームスプリッタ１０３との間の光路上には、吸収膜が形成された強度フィルタ１０２が出し入れ可能に設けられている。強度フィルタ１０２はデータの読み出し時には光路中に挿入され、データの書き込み時には光路外に出されている。
【０００８】
データ読み出し時の光ヘッドの動作は以下のとおりである。光源１０１から放射されたレーザ光は、まず強度フィルタ１０２を透過する。このとき、レーザ光は強度フィルタ１０２の吸収膜によってその一部が吸収されるため、その光量は減衰する。その後、レーザ光はビームスプリッタ１０３、コリメータレンズ１０４、ミラー１０５および対物レンズ１０６を経て光ディスク１０７の記録層上に集光される。強度フィルタ１０２が光路上に存在することにより、パワーを光ディスクの劣化やデータの消去などが起きないように比較的低く抑えることが可能になる。
【０００９】
一方、光ディスク１０７によって反射された光は、対物レンズ１０６、ミラー１０５、コリメータレンズ１０４を経てビームスプリッタ１０３に至る。そしてビームスプリッタ１０３およびマルチレンズ１０８を透過してフォトダイオード１０９に集光される。フォトダイオード１０９は反射光の波形から、光ディスク１０７上のデータの再生信号を出力する。量子雑音があらかじめ十分に小さく設定されているため、比較的よい品質の再生信号が得られる。
【００１０】
一方、データ書き込み時には、光ヘッドは強度フィルタ１０２を光路上から退避させる。そして、光源１０１がレーザ光を放射し、再生時と同じ経路でレーザ光を光ディスク１０７に到達させ、データを書き込む。強度フィルタ１０２が存在しないため、書き込みを行うために必要十分なパワーでレーザ光を放射できる。ただし、データの書き込み位置を特定するために、光ヘッドは光ディスク１０７のアドレス情報を読み出す必要がある。よって上述のデータ読み出し時の再生マージンと同等の、厳しい再生マージンが要求される。
【００１１】
次に、特許文献２は、記録層が１層および２層の各光ディスクに対して、強度フィルタを利用してデータを読み書きする光ヘッドを開示している。この光ヘッドは、２層ディスクに対するパワーで光源からレーザを放射させている。ただし、１層ディスクにデータを読み書きするために必要なレーザのパワーは、２層ディスクに対して必要なレーザのパワーの約２分の１である。そこでこの光ヘッドは層数に応じて光ディスクの種類を判定し、１層ディスクが装填されたと判定すると強度フィルタを挿入する。これにより、光源の量子雑音を十分に低く抑えている。
【特許文献１】特開２０００−１９５０８６号公報
【特許文献２】特開２００４−２７２９４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上述の各特許文献は、記録型ディスクに対応する光ヘッドの構成および動作を開示している。いずれも記録型ディスクであることを前提として説明おり、再生専用ディスクが装填されたときの動作については言及がない。現状では多くの光ディスクの規格が存在し、可能な限り多くの規格に対応した光ヘッドおよび装置が要求されているため、光ヘッドが記録型ディスクのみならず再生専用ディスクに対応することは重要である。
【００１３】
このとき留意すべきは、再生専用ディスクと記録型ディスクとは光学的な特性に関して大きく相違するため、その相違を考慮して光ヘッドの構成および動作を決定しなければならないことである。
【００１４】
たとえば再生専用ディスクは記録型ディスクよりも十分に大きい反射率を有するため、記録型ディスクからデータを読み出す時のパワーを用いて再生専用ディスクのデータを読み出そうとすると、戻り光によるレーザノイズが極めて大きくなり、再生信号の品質が劣化する。特に、上述の特許文献２においては光ディスクの記録層数のみで動作が切り替えられるため、２層の再生専用ディスクが装填されたときには強度フィルタは挿入されない。よって戻り光によるレーザノイズのために再生信号の品質が大幅に劣化し、データの読み出しができない可能性がある。
【００１５】
なお、上述の特許文献１の光ディスク装置は実現可能か否か自体が不明である。特許文献１によれば、データの読み出し動作と書き込み動作との切り替え時に強度フィルタを出し入れする必要がある。しかし、アドレス情報の読み出し直後、瞬時にデータを書き込む場合には、強度フィルタの出し入れの速度が問題となる。例えば、ＢＤ等の高密度光ディスクでは、強度フィルタの出し入れを１００ナノ秒程度で完了する必要がある。しかし、特許文献１で言及されているような、機械的な強度フィルタの出し入れは極めて困難である。
【００１６】
本発明の目的は、再生専用および記録型の記録媒体の両方に対応する光ヘッドに関し、再生専用の記録媒体に適切な動作を行うことである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明による光ヘッドは、制御部を有する光情報処理装置に実装されて、光記録媒体へのデータの書き込み、および、光記録媒体からのデータの読み出しを選択的に行う。前記制御部は、記録可能な光記録媒体が装填されると第１指示信号を出力し、再生専用の光記録媒体が装填されると第２指示信号を出力する。前記光ヘッドは、光ビームを放射する光源と、前記光ビームの光量を低減させるための光学素子と、指示信号の種類に応じて前記光学素子を駆動し、前記光ビームの光学特性を切り替えて前記光ビームの光量を調整する素子駆動部と、前記光ビームを前記光記録媒体に集光し、前記光記録媒体からの反射光を検出する光学系とを備えている。前記光ヘッドは、前記第１指示信号に基づいて第１パワーで光ビームを放射し、前記第２指示信号に基づいて前記第１パワーよりも小さい第２パワーで光ビームを放射する。
【００１８】
前記素子駆動部は、前記第１指示信号に基づいて前記光ビームの光量が低減されないように前記光学素子を駆動し、前記第２指示信号に基づいて前記光ビームの光量が低減されるように前記光学素子を駆動してもよい。
【００１９】
前記光ヘッドは、前記記録可能な光記録媒体からデータを読み出すために前記第１パワーで光ビームを放射し、前記再生専用の光記録媒体からデータを読み出すために前記第２パワーで光ビームを放射してもよい。
【００２０】
前記光学素子には、光の透過率を低減するコーティングが施されており、前記素子駆動部は、前記第１指示信号に基づいて前記光学素子を前記光ビームの光路上から退避させ、前記第２指示信号に基づいて前記光学素子を前記光ビームの光路上に移動させてもよい。
【００２１】
前記光学素子は液晶を含んでおり、前記素子駆動部は、前記第１指示信号に基づいて前記光学素子が前記光ビームを透過するように前記液晶を駆動し、前記第２指示信号に基づいて前記光学素子が前記光ビームの光量を低減するように前記液晶を駆動してもよい。
【００２２】
前記光源は、４１５ｎｍ以下の波長の光ビームを放射してもよい。
【００２３】
本発明による光情報処理装置は、記録可能な光記録媒体が装填されると第１指示信号を出力し、再生専用の光記録媒体が装填されると第２指示信号を出力する制御部と、上述のいずれかの光ヘッドとを備えている。
【００２４】
前記光ヘッドは、前記光ビームを所定のパワーで放射して前記光記録媒体で反射した光を検出し、前記制御部は、放射した光の光量と反射した光の光量とに基づいて前記第１指示信号および前記第２指示信号の一方を出力してもよい。
【００２５】
前記制御部は、前記反射した光に基づいて特定される前記光記録媒体の記録層の数に応じて、前記光ヘッドから放射される光ビームの前記第２パワーを変化させてもよい。
【００２６】
前記制御部は、前記記録層の数が少ないほど前記第２パワーを相対的に小さく変化させてもよい。
【００２７】
前記制御部は、前記光ヘッドの光源の出力パワーを変化させることによって前記第２パワーを変化させてもよい。
【００２８】
前記光情報処理装置は、前記記録層の数が１つの再生専用の記録媒体に対し、前記第２パワーを０．２５ミリワット以上に調整してもよい。
【発明の効果】
【００２９】
本発明にかかる光ヘッドおよびその光ヘッドを搭載した光ディスク装置によれば、光記録媒体に対して光ビームを放射するとき、記録型の光記録媒体か再生専用の光記録媒体かに応じて、光学素子を利用して光ビームの光学特性を切り替えて、光ビームの光量を調整する。再生専用の光記録媒体に対して放射されるパワーは、光記録媒体の種類に応じた反射率を考慮して、記録型の光記録媒体に対して放射されるパワーよりも小さくされる。
【００３０】
これにより、再生専用の光記録媒体からデータを読み出す際の量子雑音を低くすることができ、光ヘッドの再生信号品質をより向上させることができる。よって、機器の信頼性を向上させることができる。
【００３１】
特に４１５ｎｍ以下の波長の光ビームを放射する際には、再生マージンが非常に厳しく光源の量子雑音の影響が大きいため、記録型の光記録媒体か再生専用の光記録媒体かに応じて、放射される光ビームのパワーを調整すると光源の量子雑音に与える影響を非常に小さくできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、添付の図面を参照して、本発明による光ヘッドおよび光ヘッドを備えた光情報処理装置の実施形態を説明する。
【００３３】
図１は、本実施形態による光ディスク装置２０の機能ブロックの構成を示す。光ディスク装置２０は、光ヘッド３０と、光ディスクコントローラ４０と、モータ５０とを備えている。なお、図４には光ディスク６０が示されているがこれは説明の便宜のためであり、光ディスク装置２０の構成要素ではない。
【００３４】
本実施形態においては、光ディスク装置２０には、読み出しのみが可能で書き込みは不可能な再生専用の光ディスク、または、データの書き込みが可能な記録型の光ディスクが装填されるとする。いずれの種類の光ディスクも波長約４０５ｎｍの青色レーザ光を利用してデータの読み出し／書き込みが行われる、いわゆるブルーレイディスク（BD）であるとする。
【００３５】
まず、光ディスク装置２０の動作の概要を説明する。光ディスク装置２０は、再生専用ディスクが装填されたときは、そのディスクに書き込まれているデータを読み出す。また光ディスク装置２０は、記録型ディスクが装填されたときは、その光ディスクにデータを書き込み、または、光ディスクに書き込まれているデータを読み出す。データを読み出す際には、装填されている光ディスク６０が再生専用ディスクか記録型ディスクかによって、光ディスク装置２０は放射するレーザ（光ビーム）のパワーを変化させている。
【００３６】
以下では、光ディスク装置２０の全体構成、および、光ヘッド３０の構成を詳細に説明する。その後、光ディスク装置２０の動作を説明して、どのようにして光ディスク装置２０が放射する光ビームのパワーを変化させているかを明らかにする。
【００３７】
なお本明細書においては、光ビームの「パワー」という語は、光ビームの「光量」と同義であるとする。また、光ヘッド３０から放射された直後の光ビームのパワーと光ディスク６０の記録層に到達したときの光ビームのパワーとは、実質的に同じであるとする。
【００３８】
光ヘッド３０は、光ディスク６０に対して光ビームを放射して光ディスク６０からの反射光を検出し、反射光の検出位置および検出光量に応じた光量信号を出力する。光量信号は、光ディスクコントローラ４０に送られる。
【００３９】
光ディスクコントローラ４０は、いわゆる制御部であり、光ディスク装置２０による光ディスク６０からのデータの読み出し、および、光ディスク６０へのデータの書き込みに関する全体の処理を制御する。
【００４０】
光ディスクコントローラ４０は、信号処理回路４１と、サーボ制御回路４２と、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）４３とを含む。光ディスクコントローラ４０の制御動作は、ＲＡＭ４３に格納されたプログラムを、コンピュータとしての信号処理回路４１やサーボ制御回路４２が実行することにより実現される。
【００４１】
図１においては、信号処理回路４１およびサーボ制御回路４２は独立した回路として記載されているが、これらは１つの中央処理ユニット（ＣＰＵ）として実現されてもよい。ＣＰＵがＲＡＭ４３に格納されたプログラムを実行することにより、信号処理回路４１およびサーボ制御回路４２の各機能を実現することができればよい。
【００４２】
信号処理回路４１は、光ヘッド３０から出力される反射光の光量信号に応じて、光ディスク６０が記録型ディスクか再生専用ディスクかを判定する。サーボ制御回路４２は、信号処理回路４１による判定結果に応じて、装填された光ディスク６０の種類に応じた指示信号を光ヘッド３０内のアクチュエータ１０（後述）に送信する。アクチュエータ１０はその指示信号に基づいて駆動される。
【００４３】
記録型ディスクに対応する指示信号を受けたときは、アクチュエータ１０は光減衰素子３（後述）を駆動して光路上から退避させ、光源からの光ビームを減衰させない。その結果、光ヘッド３０は所定の第１パワーで光ビームを放射する。この第１パワーとは、たとえば記録型ディスクからのデータの読み出しに必要とされるパワーである。データの書き込みに必要なパワーはさらに強いことに留意されたい。
【００４４】
一方、再生専用ディスクに対応する指示信号を受けたときは、アクチュエータ１０は光減衰素子３を駆動して光路上に挿入して光源からの光ビームを減衰させる。その結果、その第１パワーよりも小さい第２パワーで光ビームを放射する。
【００４５】
再生専用ディスクは記録型ディスクよりも反射率が高いため、比較的弱い第２パワーの光ビームであってもデータの読み出しが可能である。なお、再生専用ディスクからのデータの読み出しを、記録型ディスクに対して適用される第１パワーで行おうとすると光源の量子雑音が多くなり、信号品質が劣化する。
【００４６】
光ディスク６０に放射するパワーが決まると、光ディスク装置２０は、光ディスク６０からデータを読み出し、または光ディスク６０にデータを書き込むために、決定されたパワーで光ビームを放射する。
【００４７】
その結果、信号処理回路４１は、光ヘッド３０から出力される光量信号に応じて、モータ５０の回転を制御する回転制御信号、光源１のレーザパワーを制御するパワー制御信号、光ディスク６０上における光ビームの合焦状態を示すフォーカスエラー（ＦＥ）信号、光ビームの焦点位置と光ディスク６０のトラックとの位置関係を示すトラッキングエラー（ＴＥ）信号等を生成して出力する。ＦＥ信号やＴＥ信号は、光ディスク６０の所望の記録層およびトラックに光ビームを集光するためのサーボ制御において利用されるため、サーボ信号と総称される。サーボ制御回路４２は、サーボ信号および制御信号を各制御対象に適切な信号形式に変換して駆動信号を出力する。制御対象は、モータ５０、光源１、対物レンズ９のアクチュエータ（図示せず）等である。
【００４８】
モータ５０は、駆動信号に基づいて記録速度／再生速度に応じた回転速度で光ディスク６０を回転させる。対物レンズ９のアクチュエータは、駆動信号に基づいて対物レンズ９の位置を調整する。これにより、光ディスク６０に放射される光ビームの焦点が記録層から外れないように制御される。なお、光ディスク装置２０は、光ヘッド３０を光ディスク６０の半径方向に移動させるためのトラバースモータ（図示せず）を有していてもよい。上述のサーボ制御回路４２はそのトラバースモータを駆動するための制御信号も出力することができる。
【００４９】
光ビームの焦点が記録層から外れないように制御されている状態において、信号処理回路９は光量信号に基づいて再生信号を出力する。再生信号は光ディスク６０に書き込まれたデータを示している。これにより、光ディスク６０からのデータの読み出しが実現される。
【００５０】
次に、光ヘッド３０の構成を詳細に説明する。
【００５１】
光ヘッド３０は、光源１と、ビーム整形素子２と、光減衰素子３と、ビームスプリッタ４と、コリメータレンズ５と、立ち上げミラー６と、１／４波長板７と、回折レンズ８と、対物レンズ９と、アクチュエータ１０と、検出ホログラム１１と、検出レンズ１２と、第１の光検出器１３と、集光レンズ１４と、第２の光検出器１５とを有している。
【００５２】
光源１は、ＧａＮ系の青色半導体レーザ素子で構成され、データの書き込みおよび読み出し用のコヒーレントな光ビームを出力する。光ビームの波長は約４０５ｎｍであるとする。ただし、若干の誤差を考慮すると波長４１５ｎｍ以下であればよい。
【００５３】
ビーム整形素子２は、入射した光ビームを円形に整形する。
【００５４】
光減衰素子３は光の透過率を低減するコーティング、たとえばマルチコートを有したガラス板である。光減衰素子３は後に詳細に説明する。
【００５５】
ビームスプリッタ４は、光源１から入射する光ビームを分離して、コリメータレンズ５および集光レンズ１４に指向させる。またビームスプリッタ４は、コリメータレンズ５を介して光ディスク６０からの反射光を受け取り、検出ホログラム１１に指向させる。
【００５６】
コリメータレンズ５は、光源１から出射されビームスプリッタ４より反射された発散光を平行光に変換するレンズである。立ち上げミラー６は入射する光を反射して光ディスク６０に指向させる。１／４波長板７は、直線偏光の光ビームを円偏光に変換し、またはその逆の変換を行う。回折レンズ８は、波長が変わったときの屈折率変化による対物レンズ９の焦点距離変化を抑える。対物レンズ９は光ビームを集光して、所定の焦点距離の位置においてその光ビームを合焦させる。対物レンズ９の開口数（ＮＡ）は０．８５に設定されている。対物レンズ９の位置はアクチュエータ（図示せず）によって調整可能であり、光ディスク６０の記録層上で合焦される。
【００５７】
アクチュエータ１０は、光減衰素子３と結合されて、駆動信号に応じて光減衰素子３の位置を変化させる駆動機能を有する。本実施形態においては、アクチュエータ１０は光減衰素子３をビーム整形素子２とビームスプリッタ４との間の光路上に配置し、または、その光路上の位置から光減衰素子３を退避させる。
【００５８】
検出ホログラム１１は、たとえば３ビーム法によってトラッキングエラー信号を得るために、入射した光ビームを回折させて、サブビームを含む３つの光ビームに分ける。検出レンズ１２は第１の光検出器１３に光ビームを集光する。第１の光検出器１３は光ディスクの記録層で反射された光を受けて、受光した光ビームを電気信号に変換する。
【００５９】
集光レンズ１４は第２の光検出器１５に光ビームを集光する。第２の光検出器１５は、光源１から出射された光ビームを受けて、受光した光ビームの光量に応じた電気信号を出力する。この電気信号は光ビームの光量をモニタするために用いられる。
【００６０】
次に、図２を参照しながら、光ディスク装置２０に実装されたときの上述の光ヘッドの動作を説明する。
【００６１】
図２は、光ディスク装置２０の動作の手順を示す。まずステップＳ２１において、光ディスク装置２０は光ディスク６０の装填を検出する。たとえばディスクのローディング機構（図示せず）が動作してディスクトレーの開閉が行われたことを検出すると、光ディスク装置２０は光ディスク６０の装填を検出する。
【００６２】
次のステップＳ２２において、光ヘッド３０は光ビームを放射して光ディスクからの反射光量を測定する。そして次のステップＳ２３において、光ディスクコントローラ４０の信号処理回路４１は、装填された光ディスク６０の種類が、再生専用であるか、記録型であるかを特定する。再生専用ディスクの反射率と記録型ディスクの反射率とはそれぞれ異なっているため、信号処理回路４１は、放射した光の光量と光ディスク６０からの反射光の光量とに基づいて光ディスク６０の種類を特定することができる。
【００６３】
光ディスク６０が再生専用であるときはステップＳ２４に進み、記録型であるときはステップＳ２６に進む。ここで、「光ディスク６０が再生専用ディスクである」とは、光ディスク６０がＢＤ−ＲＯＭであることを意味する。また「光ディスク６０が記録型ディスクである」とは、光ディスク６０が書き換え可能なＢＤ−ＲＥまたは追記のみ可能なＢＤ−Ｒであることを意味する。なお、記録層の数は１層であるとする。記録層の数が複数であるときの例は後述する。
【００６４】
なお、光ディスク６０の種類を特定する方法は、上述の方法に限られない。たとえば光ディスク６０の記録領域の一部にディスクの種類を記録する領域を設け、予めディスクが生産されて利用者の手に渡る前にこの領域にディスクの種類を示す情報を書き込んでおく。そして光ディスク６０が装填された時点で、光ヘッド３０を利用してこの情報を読み出し、信号処理回路４１がメディアの種類を特定してもよい。
【００６５】
ステップＳ２４では、サーボ制御回路４２は信号処理回路４１の判断結果に基づいて、アクチュエータ１０に対して再生専用ディスクに対応する指示信号を出力する。この指示信号に基づいてアクチュエータ１０は光減衰素子３を光路に挿入する。
【００６６】
次のステップＳ２５において、光ヘッド３０は光ビームを光ディスク６０に放射してデータを読み出し、情報を再生する。これにより、処理は終了する。
【００６７】
一方、ステップＳ２６においては、サーボ制御回路４２は信号処理回路４１の判断結果に基づいて、アクチュエータ１０に対して記録型ディスクに対応する指示信号を出力する。この指示信号に基づいてアクチュエータ１０は光減衰素子３を光路に存在しない位置に退避させる。
【００６８】
次のステップＳ２７において、光ヘッド３０は光ビームをその光ディスク６０に放射してデータの書き込みまたは読み出しを行う。これにより、処理は終了する。
【００６９】
ここで再び図１を参照しながら、光ディスク装置２０が再生専用の光ディスク６０からデータを読み出すための具体的な動作を説明する。この動作は、上述のステップＳ２５において行われる。
【００７０】
光源１は、光ヘッド３０から放射された直後の光ビームのパワーが０．２５ミリワット（ｍＷ）になるように、光ビームを放射する。この「０．２５ｍＷ」という数値は、再生専用ディスク６０からデータを読み出すための最適なパワーとして、さまざまな実験結果をもとに本願発明者らによって決定された数値である。
【００７１】
いま、光減衰素子３が光路から退避された状態の光ヘッド３０の光学透過率を２５％とし、後述のように光減衰素子３の透過率を５０％とする。すると、光減衰素子３が光路に挿入されたときの光ヘッド３０の光学透過率は１２．５％になる。よって、光源１は約２ｍＷのパワーで光ビームを放射すればよい。なお、これらの数値は好ましい例である。厳密でなくてもよく、他の数値を利用してもよい。
【００７２】
光源１から出射した直線偏光の光は、ビーム整形素子２に入射して円形に整形され、その後、アクチュエータ１０によって光路上に配置された光減衰素子３に入射する。
【００７３】
光減衰素子３は、入射した光ビームの光量を約５０％に減衰させる。光減衰素子３を透過した光はビームスプリッタ４に入射し、その一部がそのまま透過して、集光レンズ１４を経て、第２の光検出器１５に入射する。
【００７４】
第２の光検出器１５は、受けた光をその光量に応じた電気信号に変換して出力する。信号処理回路４１はその電気信号を受けて、約５０％に減衰された光ビームの光量が、再生専用ディスク６０上のデータの読み出しに適切であるかをモニタする。そして光量が適切になるように、サーボ制御回路４２を介して光源１を制御する。これにより、光ヘッド３０から放射される光ビームが、光ディスク６０上で０．２５ｍＷ相当のパワーになるように調整される。
【００７５】
ビームスプリッタ４において反射された光は、コリメータレンズ５に入射される。発散光であった光ビームは、コリメータレンズ６により平行光に変換される。コリメータレンズ６を透過した光は、立ち上げミラー６で反射されその進行方向から９０度曲げられた方向に進み、１／４波長板７で円偏光に変換され、凸レンズ作用を持つ回折レンズ８を透過し、対物レンズ９に入射される。回折レンズ８が路中に設けられているため、波長が変動したときの屈折率変化による対物レンズ９の焦点距離変化を抑えることができる。光ビームは対物レンズ９によって光ディスク６０上に集光される。
【００７６】
次に光ディスク６０から反射された光は、対物レンズ９、回折レンズ８を透過し、１／４波長板７で往路とは直交する直線偏光に変換され、立ち上げミラー６で反射されその進行方向から９０度曲げられた方向に進む。光はコリメータレンズ５と透過し、ビームスプリッタ４によって検出ホログラム１１の方向に反射されて検出ホログラムに入射する。この反射光は検出ホログラム１１において回折されて検出レンズ１２で集光され、第１の光検出器１３に入射される。
【００７７】
第１の光検出器１３は、複数の受光領域を有しており、その各々において光を受け、その光量に応じた電気信号を出力する。信号処理回路４１は各受光領域からの電気信号を受け取り、光ディスク６０上の情報面に対する光の合焦状態を示すフォーカスエラー信号、光ディスク６０のトラックと焦点位置との関係を示すトラッキングエラー信号を出力する。たとえば信号処理回路４１は、位相作法を用いてトラッキングエラー信号を得る。
【００７８】
サーボ制御回路４２は、フォーカスエラー信号に基づいて、光ビームが合焦状態で常に光ディスク６０の情報面上に集光されるように、対物レンズ９の位置をその光軸方向に制御するための制御信号を生成する。さらにサーボ制御回路４２は、トラッキングエラー信号に基づき、光ビームの焦点が光ディスク６０上の所望のトラック上に位置するように対物レンズ９の位置を制御する。また、第２の光検出器１５からは光ディスク６０に記録された情報をも得ている。
【００７９】
光ディスク６０からのデータの読み出し中は、光減衰素子３は常に光路上に挿入されている。再生専用ディスクは記録型ディスクに比べて反射率が非常に高いため、上述の光ビームのパワーであってもデータの読み出しは可能である。光減衰素子３を光路上に挿入しておくことによって、光源１への戻り光を低減できるため、レーザノイズを低下できる。これにより、品質の高い再生信号が得られる。
【００８０】
なお、記録型ディスクからデータを読み出すときの動作は、光減衰素子３が光路から退避されるように制御されることを除いては再生専用ディスクからデータを読み出すときの動作と同じである。光源１が約２ｍＷのパワーで光ビームを出力すると、光ヘッド３０からは約０．５ｍＷ（２５％）のパワーで光ビームが光ディスク６０に放射される。なお、トラッキングエラー信号を、検出ホログラム１１により生成したサブビームを用いた３ビーム法によって取得する等の変更は適宜行ってもよい。
【００８１】
次に、記録層が複数存在する光ディスク６０が装填されたときの動作を説明する。光ディスク６０は記録層が２つ設けられたいわゆる２層ディスクであるとするが、記録層数が３以上であっても、以下の説明は同様に適用される。
【００８２】
なお、記録層が１つか複数かを判定することは容易である。たとえば光ディスク６０の種類を判定する際に、信号処理回路４１は、光ビームの焦点を光ディスク６０のより深い方向に移動させるように、サーボ制御回路４２に指示する。そして、信号処理回路４１はその反射光のフォーカスエラー信号の波形に基づいて、合焦した回数（フォーカスエラー信号の信号値が０になった回数）をカウントすればよい。そして、信号処理回路４１はその数と同じ数の記録層が存在すると判断すればよい。
【００８３】
近年はＧａＮ系の青色半導体レーザの高出力化が盛んに報告され、ピーク出力が５０ｍＷを越えるものが開発されている。光源のピーク出力が５０ｍＷを越えると、一般的なヘッドの光学透過率（すなわち約２５％程度のレーザ出力効率）を有する光ヘッドにおいても、対物レンズから出射される光ビームのパワーのピーク値は５０ｍＷｘ２５％＝１２．５ｍＷとなる。
【００８４】
一方、２層ディスクからデータを読み出すために必要とされる光ビームのパワーは、再生光劣化を防ぐ観点から約０．８ｍＷ程度以下であることが要求される。よって、すでに開発された青色半導体レーザを利用すると、２層ディスクの再生が可能になる。
【００８５】
なお、これらのパワーは、波長４０５ｎｍのレーザ光を用いて、開口数（ＮＡ）０．８５の対物レンズを用いた光情報記録再生システムとそれに対応した光ディスク固有の値の例である。波長が短く、かつ開口数（ＮＡ）が大きい光ディスクシステムにおいては、光ディスク上のスポットのエネルギー密度が高い。これは、従来のＭＤシステムのような、波長７８０ｎｍ、開口数（ＮＡ）０．４５のシステムに比較すると、非常に小さなパワーでデータの記録再生を行っていることになる。
【００８６】
本願発明者らは、２層ディスクからのデータの読み出しにおいては、光ディスクに放射する光ビームのパワーの最適値を０．５ｍＷと設定した。１層ディスクに対して２層ディスクの再生パワーが約２倍になっているのは、２層ディスクの対物レンズに近い側の層（いわゆるＬ０層）の透過率を約５０％と設定したためである。Ｌ０層の透過率の逆数だけパワーを強くすればよい。換言すれば、記録層の数が少ないほどパワーを相対的に小さく変化させればよい。
【００８７】
再生専用の２層ディスクにおいても再生光劣化はない。また、データを書き込む必要もない。よって、常に光減衰素子を光路に挿入していても、光源１から出力されるパワーは約４ｍＷでよい。ピーク時の出力パワーが５０ｍＷの光源であれば、その１／１０に満たない出力であるため、光源１にかかる負担は全くないといえる。
【００８８】
上述のように、２層ディスクに必要な光ビームのパワーは、１層ディスクの約２倍である。光ディスク装置２０の光ディスクコントローラ４０は、再生専用ディスクであれば光減衰素子３を光路に挿入するように制御しつつ、層の数に応じたパワーで光源１を制御すればよい。これにより、再生専用の２層ディスクからのデータ読み出し時においても量子雑音が抑えられ、再生信号の品質を向上できる。一方、記録型ディスクであれば、光減衰素子３を光路から退避するように制御しつつ、層の数に応じたパワーで光源１を制御すればよい。
【００８９】
なお、記録型の２層ディスクにデータを書き込むときは、光ビームのパワーを最も強くする必要がある。しかし、光減衰素子３は光路上に存在しないため、再生専用の２層ディスクのときよりも光ビームのパワーをやや強くすればよい。光源１にかかる負担はやはり小さいため、光源１の製品寿命に与える影響は小さい。
【００９０】
本実施形態の説明においては、光ディスク６０は波長約４０５ｎｍのレーザ光を利用するＢＤであるとし、かつ、光ヘッド３０のレーザ素子１は波長約４０５ｎｍのレーザ光を出力するとした。しかし、光ディスク６０はＢＤだけではなく、いわゆるＤＶＤであってもよいし、ＣＤであってもよい。これに対応して、光ヘッド３０はさらに他の波長（たとえば波長６６０ｎｍおよび７８０ｎｍの少なくとも一つ）のレーザ光を放射することが可能であってもよい。このときもまた、再生専用のメディアか否かで、光減衰素子３を挿入するか否かを決定すればよい。
【００９１】
なお本実施形態においては、光減衰素子３はビーム整形素子２とビームスプリッタ４との間の光路上に挿入されるとしたが、挿入される位置は例である。光減衰素子３は光源１とビーム整形素子２との間に挿入されてもよいし、その他の位置に挿入されてもよい。さらに、光源１は光を放射する箇所にカバーガラスを有することが一般的であるため、このカバーガラスを光減衰素子３として利用することも可能である。このとき、アクチュエータ１０はカバーガラスを駆動するように設置すればよい。
【００９２】
また、光減衰素子３はガラス板であるとしたが、これは例である。上述の光減衰素子３の機能を有する限り、たとえば液晶を含む光学素子（液晶素子）を用いて実現することもできる。このとき液晶素子を駆動する要素は、アクチュエータ１０に代えて、液晶素子に電圧を印加する駆動回路を設ければよい。上述の実施形態の説明をあてはめると、再生専用ディスクが装填されたときは、駆動回路は所定の駆動電圧を印加して液晶素子の透過率を約５０％にする。一方、記録型ディスクが装填されたときは、駆動回路は駆動電圧を印加することなく、液晶素子の透過率を高い（たとえば約１００％）状態に保っておけばよい。なお、電圧が印加されない場合には透過率が低く保たれ、電圧が印加された場合に透過率が高くなる液晶素子を用いてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９３】
本発明による光ヘッド、および、そのような光ヘッドを備えた装置は、再生専用光ディスク等の光記録媒体からレーザ光を用いてデータを読み出して再生し、またはそのデータの通信を行う際に有用である。具体的には、半導体レーザの出力負担を大幅に軽減して光源の製品寿命を伸ばすことができる。また、レーザ光の戻り光に起因するレーザノイズを大幅に低減して再生信号の品質を高く保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】本発明の実施形態による光ディスク装置２０の機能ブロックの構成を示す図である。
【図２】光ディスク装置２０の動作の手順を示すフローチャートである。
【図３】従来の光ヘッドの構成を示す図である。
【符号の説明】
【００９５】
１  光源
２  ビーム整形素子
３  光減衰素子
４  ビームスプリッタ
５  コリメータレンズ
６  立ち上げミラー
７  １／４波長板
８  回折レンズ
９  対物レンズ
１０  アクチュエータ
１１  検出ホログラム
１２  検出レンズ
１３  第１の光検出器
１４  集光レンズ
１５  第２の光検出器
２０  光ディスク装置
３０  光ヘッド
４０  光ディスクコントローラ
４１  信号処理回路
４２  サーボ制御回路
４３  ＲＡＭ
５０  モータ
６０  光ディスク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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