(57)【要約】【課題】  レーベル面に可視画像を記録可能な光ディスクのレーベル面に可視画像を記録する光ディスク装置を薄型化できる光ヘッドおよび光ディスク装置を提供する。【解決手段】  光ヘッドの半導体レーザと対物レンズの間の光路上にレーベル記録領域に可視画像を記録するとき稼動する焦点距離を可変とする液晶素子を配設することによって、対物レンズアクチュエータの可動範囲を小さく抑えることが出来、ひいては光ディスク装置を薄型化できる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーベル面側に可視画像を記録可能なレーベル記録領域を有する光ディスクの前記レーベル記録領域に可視画像を記録し、前記光ディスクの情報記録層に対して情報を記録再生する光ヘッドであって、
半導体レーザから出射されたレーザ光を光ディスクに向けて集光するとともに、前記光ディスクから反射した戻りレーザ光を受ける対物レンズと、
前記半導体レーザと前記対物レンズの間の光路上に設けられ、前記光ディスクの前記レーベル記録領域に可視画像を記録するとき焦点距離を可変とする液晶素子と
を有することを特徴とする光ヘッド。
【請求項２】
レーベル面側に可視画像を記録可能なレーベル記録領域を有する光ディスクの前記レーベル記録領域に可視画像を記録し、前記光ディスクの情報記録層に対して情報を記録再生する光ディスク装置であって、
対物レンズアクチュエータを具備する光ヘッドと、
前記対物レンズアクチュエータの駆動を制御する駆動制御部と、
前記光ヘッドから出力される信号を再生処理する再生処理部と、
記録用データを変調し、レーザ制御信号として前記光ヘッドへ出力する記録処理部と、を有し、
前記光ヘッドは、半導体レーザから出射されたレーザ光を光ディスクに向けて集光するとともに、前記光ディスクから反射した戻りレーザ光を受ける対物レンズと、
前記半導体レーザと前記対物レンズの間の光路上に設けられ、前記光ディスクの前記レーベル記録領域に可視画像を記録するとき焦点距離を可変とする液晶素子と
を有することを特徴とする光ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーベル面にレーザ光で画像を形成する光ディスクに対して画像を記録する光ヘッド及び光ディスク装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように近年では、情報記録メディアとしてＣＤやＤＶＤのような光ディスクが普及している。ＣＤとしては、再生専用のＣＤ−ＲＯＭ、追記可能なＣＤ−Ｒ、書換え可能なＣＤ−ＲＷ等があり、ＤＶＤとしては再生専用のＤＶＤ−ＲＯＭ、追記可能なＤＶＤ−Ｒ、書換え可能なＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ等がある。記録型光ディスクつまり追記可能又は書換え可能な光ディスクは情報記録層を有し、情報記録層の記録容量は例えばＣＤ−Ｒの場合は７００ＭＢ程度、ＤＶＤ−Ｒ（単層）等の場合は４．７ＧＢ程度である。
【０００３】
記録型光ディスクの情報記録層側の面とは反対側のレーベル面には、光ディスクの種類等を示す文字あるいはロゴが例えばシルク印刷される。又、インクジェットプリンタ又は手書きで文字や絵を記録できるレーベル面を有する光ディスクも普及している。
【０００４】
最近では、レーベル面に絵や文字等の可視画像をレーザ光を用いて記録することができるlight Scribe（登録商標）と呼ばれる光ディスクが普及し始めている。レーベル面にレーザ光を用いて可視画像を記録するとき、光ヘッドに対して、レーベル面が対向するように光ディスク装置の光ディスクを回転する回転テーブルに装着される。つまり光ディスクへの情報記録のときとレーベル面への可視画像の記録のときとでは、光ディスクの装着面の向きが逆である。
【０００５】
図６はＣＤ（ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ等）に対して情報を記録再生するときとレーベル面に可視画像を記録するときの対物レンズの位置の差を示した図である。図６の光ディスク２はＣＤである。対物レンズ９およびλ／４板８は一体となって対物レンズアクチュエータ１２によってフォーカス方向に移動される。情報記録層への記録再生ではレーザ光を情報記録層に焦点を結ぶように集光し、レーベル面へ可視画像の記録するときはレーベル面に焦点を結ぶように集光する。ＣＤは基板の厚さが１．２ｍｍであり、情報記録層２８への情報記録時とレーベル面への可視画像記録時とでは、対物レンズの位置が約１．２ｍｍ異なることを示している。
【０００６】
図７はＤＶＤ（ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ等）に対して情報を記録再生するときとレーベル面に可視画像を記録するときの対物レンズの位置の差を示した図である。ＤＶＤは厚さ０．６ｍｍの基板が２枚貼りあわされた構造をしており、対物レンズ側の基板表面から略０．６ｍｍの位置に情報記録層がある。情報記録層２８への情報記録時とレーベル面への可視画像記録時とでは、対物レンズの位置が約０．６ｍｍ異なることを示している。
【０００７】
レーベル面に可視画像を記録する機能を持たない光ディスク装置は、基板表面から０．６〜１．２ｍｍに動作中立点を設定すればよい。情報記録時の動作範囲は機械的誤差、光ディスクの装着ばらつき、装着基板の反りによる変形、光ディスク基板の厚さばらつきなどが加算される。これに対してレーベル面に可視画像を記録する場合は、それよりも０．６ｍｍ対物レンズ側の方向に対物レンズを移動しなければならず、対物レンズの移動範囲がたいへん大きくなる。このため光ヘッドの高さを小さくすることが難しくなり、薄型の光ディスクドライブを実現する障害となっていた。
【０００８】
一方、上述したようにＣＤとＤＶＤとでは、基板表面から情報記録層までの距離が０．６ｍｍ異なっており、レーザ光が通過する基板厚さが異なっている。このような厚みの異なるディスクに対してフレネルタイプのホログラムレンズ用いていたが、光の利用効率が悪いという問題点があった。また焦点距離の異なる２個の対物レンズをＣＤとＤＶＤで切り替えるという方法があるが、切り替え機構などによって薄型化が難しいという問題があり、これを解決する方法として液晶レンズを用いてＣＤとＤＶＤの両方の光ディスクに対応した光ヘッドが考案されている。（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１０−１８８３３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
レーベル面にレーザ光を用いて可視画像を記録できる光ディスクに可視画像を記録する光ディスク装置は例えばノートパソコンに搭載される場合には薄型化が望まれる。それに伴い光ヘッドも薄型化が望まれている。レーベル面に可視画像を記録する光ヘッドは対物レンズの動作範囲が大きいため光ヘッドの薄型化が困難であった。
【００１０】
本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、レーベル面に可視画像を記録可能な光ディスクのレーベル面に可視画像を記録する光ディスク装置を薄型化できる光ヘッドおよび光ディスク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】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明の光ヘッドは、レーベル面側に可視画像を記録可能なレーベル記録領域を有する光ディスクの前記レーベル記録領域に可視画像を記録し、前記光ディスクの情報記録層に対して情報を記録再生する光ヘッドであって、半導体レーザから出射されたレーザ光を光ディスクに向けて集光するとともに、前記光ディスクから反射した戻りレーザ光を受ける対物レンズと、前記半導体レーザと前記対物レンズの間の光路上に設けられ、前記光ディスクの前記レーベル記録領域に可視画像を記録するとき焦点距離を可変とする液晶素子とを有することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の光ディスク装置は、レーベル面側に可視画像を記録可能なレーベル記録領域を有する光ディスクの前記レーベル記録領域に可視画像を記録し、前記光ディスクの情報記録層に対して情報を記録再生する光ディスク装置であって、対物レンズアクチュエータを具備する光ヘッドと、前記対物レンズアクチュエータの駆動を制御する駆動制御部と、前記光ヘッドから出力される信号を再生処理する再生処理部と、記録用データを変調し、レーザ制御信号として前記光ヘッドへ出力する記録処理部と、を有し、前記光ヘッドは、半導体レーザから出射されたレーザ光を光ディスクに向けて集光するとともに、前記光ディスクから反射した戻りレーザ光を受ける対物レンズと、前記半導体レーザと前記対物レンズの間の光路上に設けられ、前記光ディスクの前記レーベル記録領域に可視画像を記録するとき焦点距離を可変とする液晶素子とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、レーベル面に可視画像を記録する光ディスク装置に具備される対物レンズアクチュエータの可動範囲を小さく抑えることが出来、ひいては光ディスク装置を薄型化できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【００１５】
図１は、光ディスク装置１の構成例を示した図である。光ディスク装置１は、光ヘッド３、アクチュエータ駆動制御部１３、再生処理部１６、および記録処理部１９を備えて構成されている。
【００１６】
光ヘッド３は、光ディスク２に対して情報の記録や再生のためにレーザ光を照射すると供に光ディスク２からの反射光を電気信号に変換し再生信号として出力するものであり、光学系構成品として、半導体レーザ４、コリメートレンズ５、ＰＢＳ（偏光ビームスプリッタ）６、液晶素子７、λ／４板８、対物レンズ９、集光レンズ１０、および光検出器１１を備えている。
【００１７】
また、光ヘッド３は、対物レンズ９およびλ／４板８を装着する対物レンズアクチュエータ１２を備えており、対物レンズアクチュエータ１２によって対物レンズ９およびλ／４板８を制御している。アクチュエータ駆動制御部１３は、フォーカスエラー及びトラッキングエラー信号生成回路１４、フォーカスおよびトラッキング制御回路１５を備えている。
【００１８】
アクチュエータ駆動制御部１３が備えるこれらの回路によって生成される制御信号は、対物レンズアクチュエータ１２に出力され、対物レンズ９の位置制御を行っている。具体的には、レーザ光の焦点が光ディスク２の記録面上に正確に位置するように対物レンズ９と光ディスク２の記録面との離隔距離を制御するフォーカス制御、光ディスク２の所望のトラックの中心にレーザ光の焦点が位置するように光ディスクの半径方向の位置を微調するトラッキング制御をそれぞれサーボ制御している。液晶制御回路２３はレーベル面に画像を記録するとき焦点距離を可変とするため液晶素子７に印加する電圧を制御する。
【００１９】
再生処理部１６は、光ヘッド３から出力される信号に対して再生処理を行うものであり、信号処理回路１７および復調回路１８を備えている。記録処理部１９は、主に光ディスク２に対する情報の記録を行うものであり、変調回路２２、記録再生制御部２１、およびレーザ制御回路２０を備えている。
【００２０】
上記のように構成された情報記録再生装置１の動作について説明する。まず、光ディスク２に対する情報記録の動作から説明する。記録処理部１９の変調回路２２は、所定の変調方式に基づいてホスト、例えばパーソナルコンピュータ本体から提供される記録情報（データシンボル）をチャネルビット系列に変調する。記録情報に対応したチャネルビット系列は、記録再生制御部２１に入力される。
【００２１】
この記録再生制御部２１には、ホストからの記録再生指示（この場合、記録指示）が入力される。記録再生制御部２１は、アクチュエータ駆動制御部１３に制御信号を出力し、目的の記録位置に光ビームが適切に集光されるように対物レンズアクチュエータ１２を駆動する。さらに、記録再生制御部２１は、チャネルビット系列をレーザ制御回路２０に供給する。レーザ制御回路２０は、チャネルビット系列をレーザ駆動波形に変換し、半導体レーザ４をパルス駆動させる。この結果、半導体レーザ４は、所望のビット系列に対応した記録用の光ビームを生成する。
【００２２】
半導体レーザ４で生成された記録用の光ビームは、コリメートレンズ５で平行光となり、ＰＢＳ６に入射し、透過する。ＰＢＳ６を透過した光ビームは、液晶素子７、λ／４板８を透過し、対物レンズ９により光ディスク２の記録面に集光される。集光された記録用の光ビームは、アクチュエータ駆動制御１３および対物レンズアクチュエータ１２によるフォーカス制御、トラッキング制御によって、光ディスク２の記録面上に最良の光ビームスポットが得られる状態で維持される。
【００２３】
次に、この情報記録再生装置１による光ディスク２からの情報の再生について説明する。記録再生制御部２１には、ホストからの記録再生指示（この場合、再生指示）が入力される。記録再生制御部２１は、ホストからの再生指示に従って、レーザ制御回路２０に再生制御信号を出力する。
【００２４】
レーザ制御回路２０は、再生制御信号に基づいて半導体レーザ４を駆動させ再生用の光ビームを生成する。半導体レーザ４で生成された再生用の光ビームは、コリメートレンズ５で平行光となり、ＰＢＳ６に入射し透過する。ＰＢＳ６を透過した光ビームは液晶素子７、λ／４板８を透過し、対物レンズ９により光ディスク２の記録面に集光される。
【００２５】
集光された再生用の光ビームは、アクチュエータ駆動制御１３および対物レンズアクチュエータ１２によるフォーカス制御、トラッキング制御によって、光ディスク２の記録面上に最良の光ビームスポットが得られる状態で維持される。光ディスク２上に照射された再生用の光ビームは、記録面内の反射膜あるいは反射性記録膜によって反射される。反射光は、対物レンズ９を逆方向に透過して再度平行光となり、λ／４板８を透過した後、入射光に対して垂直な偏光を持つＰＢＳ６で反射される。
【００２６】
ＰＢＳ６で反射された光ビームは、集光レンズ１０により収束光となり、光検出器１１に入射される。光検出器１１は、例えば、４分割のフォトディテクタから構成されている。光検出器１１に入射した光束は、光電変換されて電気信号となり増幅される。増幅された信号は、再生処理部１６の信号処理回路１７において等化処理された後２値化され、復調回路１８に送られる。復調回路１８では所定の変調方式に対応した復調動作が施されて、再生データが出力される。
【００２７】
一方、光検出器１１から出力される電気信号の一部はアクチュエータ駆動制御１３へ入力され、フォーカスエラー及びトラッキングエラー信号生成回路１４によりフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号が生成される。フォーカス及びトラッキング制御回路１５は、フォーカスエラー信号に基づき対物レンズアクチュエータ１２を制御し、ビームスポットのフォーカスを制御し、トラッキングエラー信号に基づき対物レンズアクチュエータ１２を制御し、ビームスポットのトラッキングを制御する。
【００２８】
このように、対物レンズアクチュエータ１２は、アクチュエータ駆動制御部１３からの制御信号に基づいて対物レンズアクチュエータ１２に搭載されている対物レンズ９の位置および姿勢角を制御し、光ディスク２に対するビームスポットの位置が最適となるように維持している。
【００２９】
図２はレーベル面側に可視画像を記録可能なレーベル記録領域２４を有する光ディスクの構造を示す図である。光ディスク２は情報記録型ディスクであって、ディスク基板の一方の側に情報記録面を有し、他方の側にレーベル面を有する。図２（ａ）は光ディスク２をレーベル面から見た図である。
【００３０】
ディスク２のレーベル面側には、レーベル記録領域２４がディスク２の外径と同心円で形成される。レーベル記録領域２４は光ディスク装置１の半導体レーザ４から照射されるレーザ光を用いて印刷が可能な領域である。レーベル記録領域２４より内周側にはクランプエリア２５がある。ディスク２の中心部にはディスク２を光ディスク装置１に装着するための孔２６がある。
【００３１】
図２（ｂ）はディスク２の断面図である。光ディスク基板２７上に情報記録層２８が形成され、その上に情報記録層２８を覆うように保護膜２９が形成され、その上にレーベル記録層３０が形成されている。情報記録層２８にＣＤ用レーザを合焦することにより、情報の記録と再生が可能になる。
【００３２】
次にレーベル面への可視画像の記録について説明する。最初にレーベル面を対物レンズ側にした状態で光ディスク２を図示しないディスク回転モータのテーブルに取り付ける。その後、光ディスク２を図示しないディスク回転モータで回転させる。その後光ヘッド３を光ディスク２の径方向に移動させる。光ディスク２のレーベル記録領域２４への画像の形成を開始させる位置にレーザ光を集光させるため、例えば光ヘッド３を光ディスク２の中心からある半径位置に移動させる。なお、このときには半導体レーザ４からのレーザ光の出射はまだ行われていない。
【００３３】
次に液晶素子７に電圧を印加し、光ヘッド３のレーザ光の焦点をレーベル面に合わせる。光ディスク２を回転した状態で半導体レーザ４からのレーザ光を液晶素子７と対物レンズ９でレーベル記録層３０に集光することでレーベル記録層３０が変色される。対物レンズアクチュータ１２が駆動することでレーベル記録層３０への焦点合わせが維持される。液晶素子７によるレンズ効果によってレーベル記録層３０へ集光する際、対物レンズ９のフォーカス方向の移動範囲を小さい範囲に抑制することが可能となる。
【００３４】
光ディスク２の回転に合わせて、半導体レーザ４を点滅することで、光ディスク２のレーベル面の円周方向にドット（レーベル記録層３０がスポット状に変色した箇所）を形成する。画像（イメージ）をドットの集合として形成するためである。なお、ドットが連続すればライン（線）となる。光ヘッド３の集光箇所を光ディスク２の径方向に移動させ、光ディスク２の円周方向でのドットの作成を行う。なお、光ヘッド３の移動のとき、半導体レーザ４は必要に応じて、消灯、点灯のいずれかを行う。
【００３５】
以上のように、光ディスク２のレーベル記録層３０にレーザ光を集光させて変色させることで、レーベル面にイメージを形成することができる。
【００３６】
図３は液晶素子７の断面図である。ガラス基板３１、３２の間に液晶分子を含む液晶層３３が配設されている。ガラス基板３１、３２の内側表面（液晶層３３側の面）には液晶に電界を印加する透明電極３４、３５が形成されている。液晶素子７は液晶層３２を透過するレーザ光の屈折率を変化させてレーザ光の光路長を変化させる素子である。ガラス基板３１、３２の厚さは約０．５ｍｍ、液晶層３２の厚さは数μｍ〜数十μｍ（マイクロメートル）である。この液晶素子７の全体の厚さは約１ｍｍである。外形は数ｍｍ角の正方形あるいはそれに近い長方形、または面積がほぼ同じような円形である。ガラス基板３１、３２はフレネルレンズを構成するようにしてもよい。
【００３７】
図４は液晶素子７の透明電極３４、３５の分割パターン３６を示す図である。透明電極３４、３５の内少なくとも一方は同心円状の複数の円環に分割されたパターンとなっている。この液晶素子７は液晶レンズとして機能し、円環状に分割されたパターン毎に電荷を印加することによって、ＰＢＳ６を通過したレーザ光が予め絞られて対物レンズに送達される。電荷が印加されないときレーザ光は絞られることなく、そのまま透過する。
【００３８】
図５は液晶素子７のレンズ作用を示す図である。液晶素子７が液晶レンズとして作用し焦点距離を調整しレーザ光が対物レンズ９に送達される前に所定量絞られるため、対物レンズ９は液晶素子７のレンズ作用が無いときに比較してレンズの移動距離を少なくすることができる。このためレーベル面のレーベル記録層２９にレーザ光の焦点を結ぶ場合でも、対物レンズの移動距離を小さくできる。
【００３９】
以上のように液晶素子７によるレンズ効果によってレーベル記録層３０へ集光する際、対物レンズ９のフォーカス方向の移動範囲を小さい範囲に抑制することが可能となる。従って対物レンズアクチュエータを小さくすることができ、それに伴って光ヘッドの薄型化が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明による光ディスク装置の実施例を示す構成図。
【図２】レーベル面側に可視画像を記録可能なレーベル記録領域を有する光ディスクを示す図。
【図３】液晶素子の断面図。
【図４】液晶素子の透明電極の分割パターンを示す図。
【図５】液晶素子のレンズ作用を示す図。
【図６】ＣＤに対して情報を記録再生するときとレーベル面に可視画像を記録するときの対物レンズの位置の差を示した図。
【図７】ＤＶＤに対して情報を記録再生するときとレーベル面に可視画像を記録するときの対物レンズの位置の差を示した図。
【符号の説明】
【００４１】
１  光ディスク装置
２  光ディスク
３  光ヘッド
４  半導体レーザ
６  ＰＢＳ
７  液晶素子
９  対物レンズ
１１  光検出器
１２  対物レンズアクチュエータ
１３  アクチュエータ駆動制御部
１６  再生処理部
１９  記録処理部
２３  液晶制御回路
２４  レーベル記録領域
２７  光ディスク基板
２８  情報記録層
２９  保護層
３０  レーベル記録層
３１、３２  ガラス基板
３３  液晶層
３４、３５  透明電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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