(57)【要約】本発明は、高い下位互換性を有するとともに情報アクセスの高速化が可能な光情報記憶装置を提供することを目的とし、赤色レーザ３０＿１ａと青紫色レーザ３０＿１ｂとのそれぞれから発せられたレーザ光を共通光路によって平行光束で伝達する伝達光学系７４，８１と、その伝達光学系７４，８１によって伝達されてきた光を輪状の格子で回折する回折素子付の対物レンズ８２と、赤色レーザ３０＿１ａから発せられた光については２次回折光に情報記憶媒体２ａ上で焦点を結ばせ、青紫色レーザ３０＿１ｂから発せられた光については３次回折光に情報記憶媒体２ａ上で焦点を結ばせる焦点機構６０とを備えている。
2003021585.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の情報記憶媒体に対して情報再生および情報記録のうち少なくともいずれか一方を行う光情報記憶装置において、
赤色領域の光を発する赤色光源と、
青紫色領域の光を発する青紫色光源と、
輪状の格子を有し、光をその輪状の格子によって回折させるとともに集光させる回折素子と、
前記赤色光源が発する光と前記青紫色光源が発する光との双方を所定の共通光路に導き、それらの光をその共通光路で前記回折素子まで伝達する伝達光学系と
前記赤色光源が発した光については前記回折素子によって回折された２次回折光を使って情報記憶媒体上に焦点を結ばせ、前記青紫色光源が発した光については前記回折素子によって回折された３次回折光を使って情報記憶媒体上に焦点を結ばせる焦点機構とを備えたことを特徴とする光情報記憶装置。
【請求項２】
前記回折素子によって回折された光に前記情報記憶媒体上で焦点を結ばせるレンズを備え、
前記焦点機構が、前記レンズと前記情報記憶媒体との距離を調節することにより、前記赤色光源が発した光については前記回折素子によって回折された２次回折光を使って情報記憶媒体上に焦点を結ばせ、前記青紫色光源が発した光については前記回折素子によって回折された３次回折光を使って情報記憶媒体上に焦点を結ばせるものであることを特徴とする請求項１記載の光情報記憶装置。
【請求項３】
前記回折素子と前記レンズとが一体に形成された光学素子を備えたことを特徴とする請求項２記載の光情報記憶装置。
【請求項４】
前記赤色光源と前記青紫色光源が組み込まれた固定光学部と、
前記回折素子が組み込まれ、前記固定光学部に対して接近離反する方向に移動する移動光学部とを備え、
前記伝達光学系が、前記固定光学部と前記移動光学部との間に前記共通光路を有し、該共通光路では光を平行光束で伝達するものであることを特徴とする請求項１記載の光情報記憶装置。
【請求項５】
前記情報記憶媒体が、記憶容量の異なる複数種類の情報記憶媒体の中から選択される任意の情報記憶媒体であり、
前記赤色光源と前記青紫色光源とを情報記憶媒体の種類に応じて選択する選択機構を備えたことを特徴とする請求項１記載の光情報記憶装置。
【請求項６】
複数種類の情報記憶媒体の中から選択される任意の情報記憶媒体が挿入され、その挿入された情報記憶媒体に対して情報再生および情報記録のうち少なくともいずれか一方を行う光情報記憶装置において、
赤色領域の光を発する赤色光源と、
青紫色領域の光を発する青紫色光源と、
前記赤色光源が発する光と前記青紫色光源が発する光との双方を前記所定の情報記憶媒体に対して集光させる光学素子と、
情報記憶媒体の挿入時に、挿入された情報記憶媒体の種類を識別する媒体識別部と、
前記媒体識別部によって識別された情報記憶媒体の種類に応じて、前記赤色光源と前記青紫色光源とのうちのいずれか一方を光源として選択する選択機構とを備えたことを特徴とする光情報記憶装置。
【請求項７】
この光情報記憶装置は、挿入された情報記憶媒体を回転させて情報再生および情報記録のうち少なくともいずれか一方を行うものであって、
情報記憶媒体の回転数を、前記媒体識別部によって識別された情報記憶媒体の種類に応じた回転数に設定する回転数設定部を備えたことを特徴とする請求項６記載の光情報記憶装置。
【請求項８】
前記選択機構で選択された光源の発光パワーを、前記媒体識別部によって識別された情報記憶媒体の種類に応じたパワーに設定する発光パワー設定部を備えたことを特徴とする請求項６記載の光情報記憶装置。
【請求項９】
前記光学素子が、輪状の格子を有し、光をその輪状の格子によって回折させるものであることを特徴とする請求項６記載の光情報記憶装置。
【請求項１０】
前記光学素子が、光を回折する輪状の格子が表面に設けられた屈折レンズであることを特徴とする請求項６記載の光情報記憶装置。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、所定の情報記憶媒体に対して情報再生および情報記録のうち少なくともいずれか一方を行う光情報記憶装置に関する。
背景技術
従来より、音声信号や画像信号を記憶する大容量の記憶媒体として、ＣＤ，ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ−Ｒ，ＤＶＤ，ＰＤ，ＭＯ，ＭＤ等といった情報記憶媒体が広く使われている。特に、光磁気記録媒体や相変化記録媒体は、情報の書き換えが可能な高密度記録媒体として注目されており、さらなる高記録密度化などのために盛んに研究開発が行われている。また、そのような情報記憶媒体に対する情報再生や情報記憶を行う光情報記憶装置の研究開発もさかんに行われている。
上述したような情報記録媒体は一般にディスク状の形態を有しており、螺旋状あるいは同心円状のトラックが設けられ、そのトラックに情報が記録される。そして、光記録媒体の記録密度を向上させるためには、トラックピッチの短縮と線記録密度の向上という二つの手法が考えられる。いずれの手法も、情報の記録再生に使用する半導体レーザの短波長化によって実現することができ、青紫色領域の短波長のレーザ光を発振する半導体レーザ（青紫色レーザ）を搭載した高記録密度の光情報記憶装置が提案されている。そのような高記録密度の光情報記憶装置には、高記録密度に対応した情報記録媒体が用いられる。
一方で、赤色領域のレーザ光を発振する半導体レーザ（赤色レーザ）を搭載した光情報記憶装置に対応したいわゆる下位の情報記憶媒体は既に広く市販されている。このため、青紫色レーザを搭載した高記録密度の光情報記憶装置でもこのような下位の情報記憶媒体に対する情報アクセスが保証される下位互換性が求められている。下位の情報記憶媒体の諸特性は赤色領域のレーザ光によるアクセスに最適化されているため、青紫色領域のレーザ光で下位の情報記憶媒体に対する情報アクセスを行うことは原理的に困難である。このため、下位互換性を目的として提案されている光情報記憶装置には、一般に、赤色レーザと青紫色レーザとの双方が備えられている。
下位互換性を目的とした光情報記憶装置の提案としては、例えば、光源としての赤色レーザおよび青紫色レーザから、レーザ光を情報記憶媒体上に集光させる対物レンズに至る全ての光学系を、それら赤色レーザおよび青紫色レーザそれぞれ用に２重に備えた光情報記憶装置が知られている。この光情報記憶装置では下位互換性が確実に保証されるが、２重に備えられた対物レンズを情報アクセスの際に情報記憶媒体に沿って移動させることが必要であり、情報アクセスの高速化が妨げられるという問題がある。パーソナルコンピュータの外部記憶装置として用いられることが強く求められているタイプの光情報記憶装置では、情報アクセスの高速化も重要な課題の１つであるので、この問題を無視することはできない。また、２重に設けられた光学系を切り換える切換機構が必要であるという問題もある。
下位互換性を目的とした光情報記憶装置の別の提案としては、例えば、赤色レーザおよび青紫色レーザについて共通の１つの対物レンズを備え、対物レンズにおける色収差が、対物レンズに入射する光の発散収束状態を光の色に応じて変えたり、対物レンズに屈折率の異なる別部材を貼り付けたりといった種々の手段で補正された光情報記憶装置が知られている。しかし、赤色領域の光と青紫色領域の光とでは波長が極端に相違するので、対物レンズでは、屈折率の波長依存性に起因して焦点位置がずれるいわゆる色収差も大きく、その色収差を十分に補正して光情報記憶装置に十分な下位互換性を持たせることは難しい。特に、情報の書き換えが可能な種類の光情報記憶装置では、０．５以上というような大きな開口比（ＮＡ）の対物レンズが求められることが多く、このように大きな開口比（ＮＡ）の対物レンズでは色収差も大きいので、しばしば、色収差の十分な補正が不可能である。
発明の開示
本発明は、上記事情に鑑み、高い下位互換性を有するとともに情報アクセスの高速化が可能な光情報記憶装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成する本発明の光情報記憶装置は、所定の情報記憶媒体に対して情報再生および情報記録のうち少なくともいずれか一方を行う光情報記憶装置において、
赤色領域の光を発する赤色光源と、
青紫色領域の光を発する青紫色光源と、
輪状の格子を有し、光をその輪状の格子によって回折させるとともに集光させる回折素子と、
赤色光源が発する光と青紫色光源が発する光との双方を所定の共通光路に導き、それらの光をその共通光路で前記回折素子まで伝達する伝達光学系と、
赤色光源が発した光については回折素子によって回折された２次回折光を使って情報記憶媒体上に焦点を結ばせ、青紫色光源が発した光については回折素子によって回折された３次回折光を使って情報記憶媒体上に焦点を結ばせる焦点機構とを備えたことを特徴とする。
ここで、赤色領域の光は、波長が６３０ｎｍ〜７００ｎｍの光であり、青紫色領域の光は、波長が３９０ｎｍ〜４１０ｎｍの光である。
本発明の光情報記憶装置によれば、集光系が１つで済むので情報アクセスの高速化が可能である。
また、赤色領域の光の波長は６３０ｎｍ〜７００ｎｍであり、青紫色領域の光の波長は３９０ｎｍ〜４１０ｎｍであるので、赤色光の２次回折光と青紫色光の３次回折光は原理的に近い方向に回折されて集光される。このため、本発明の光情報記憶装置によれば、赤色光と青紫色光が焦点機構によって容易に同一の位置に焦点を結ぶこととなり、本発明の光情報記憶装置は、赤色光と青紫色光を同等に使って情報アクセスを行うことができ、高い下位互換性を有する。
本発明の光情報記憶装置は、「上記回折素子によって回折された光に情報記憶媒体上で焦点を結ばせるレンズを備えるとともに、
上記焦点機構が、レンズと情報記憶媒体との距離を調節することにより、赤色光源が発した光については回折素子によって回折された２次回折光を使って情報記憶媒体上に焦点を結ばせ、青紫色光源が発した光については回折素子によって回折された３次回折光を使って情報記憶媒体上に焦点を結ばせるものである」ということが好適である。
回折素子とレンズの双方を備えることにより、赤色光の２次回折光と青紫色光の３次回折光との回折方向の差をレンズの収差で打ち消すように設計することができる。
また、そのように回折素子とレンズの双方を備える場合には、本発明の光情報記憶装置は、それら回折素子とレンズとが一体に形成された光学素子を備えることが好ましい。
回折素子とレンズとが一体に形成されていることにより集光系が軽量化され、情報アクセスの一層の高速化を図ることができる。
本発明の光情報記憶装置は、「赤色光源と青紫色光源が組み込まれた固定光学部と、
上記回折素子が組み込まれ、固定光学部に対して接近離反する方向に移動する移動光学部とを備え、
上記伝達光学系が、固定光学部と移動光学部との間に共通光路を有し、その共通光路では光を平行光束で伝達するものである」ということが好適である。
このような固定光学部と移動光学部とを備えた光情報記憶装置によれば、軽量な移動光学部を移動させることで高速な情報アクセスを実現することができる。
本発明の光情報記憶装置では、一般に、上記情報記憶媒体は、記憶容量の異なる複数種類の情報記憶媒体の中から選択される任意の情報記憶媒体であり、本発明の光情報記憶装置は、赤色光源と青紫色光源とを情報記憶媒体の種類に応じて選択する選択機構を備えることが好適である。
このような選択機構を備えた光情報記憶装置によれば、光情報記憶装置のユーザは、情報記憶媒体の種類を意識することなく装置や媒体を自由に使用することができる。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の光情報記憶装置の一実施形態である光磁気（ＭＯ）ディスク装置を示す外観図である。
ここに示すＭＯディスク装置１は、パーソナルコンピュータ等といったホスト装置に組み込まれるものであり、このＭＯディスク装置１には、カートリッジ２が挿入口１ａから挿入される。カートリッジ２には、本発明にいう情報記憶媒体の一例である光磁気（ＭＯ）ディスク２ａが内包されており、ＭＯディスク装置１は、そのＭＯディスク２ａを所定の順方向へと回転させながらそのＭＯディスク２ａに対して情報記録と情報再生とを行う。また、本実施形態のＭＯディスク装置１では、イジェクトボタン１ｂが押されると、ＭＯディスク装置１に内蔵されたイジェクトモータがＭＯディスク２ａをカートリッジ２ごと装置外に送出する。
図２は、ＭＯディスク２ａを示す図である。
この図２に示すＭＯディスク２ａの表面には、いわゆるＺＣＡＶ（Ｚｏｎｅ  Ｃｏｎｓｔａｎｔ  Ａｎｇｕｌａｒ  Ｖｅｌｏｃｉｔｙ）のゾーンが同心円状に設けられており、各ゾーンにはＭＯディスク２ａの中心周りを１周する、ほぼ円形のトラックが多数設けられている。これら多数のトラックそれぞれの先端は他のトラックの後端に繋がっており、ＭＯディスク２ａ全体として１本の螺旋を構成している。
これらのゾーンやトラックの境界は視認することができないが、ＭＯディスク２ａの表面に多数視認することができる細長いプリピット帯３の長さがＺＣＡＶのゾーンの幅に相当する。
上述したトラックは複数のセクタに分割されており、各セクタには、セクタの先頭を表すセクタマークや複数のセクタを相互に区別するアドレス等を含むＩＤデータが基板の凹凸形状（ピット）によって予め記録されているＩＤ領域と、光磁気記録方式で書き換え自在にデータが記録されるデータ領域が設けられている。トラック当たりのセクタ数はゾーン毎に決められており、上述したプリピット帯３は、各トラック上のセクタのＩＤ領域がＭＯディスク２ａの半径方向に並んだ束に相当する。同一円周上に並んだプリピット帯３の数は即ち１トラック辺りのセクタ数に相当しており、この図２に示すＭＯディスク２ａでは、最内周のゾーンにおいて１トラックが２７セクタに分割されており、最外周のゾーンにおいて１トラックが４１セクタに分割されている。
図３は、ＭＯディスク装置の内部構成図である。
図１に外観を示すＭＯディスク装置１の内部構成は、図１に示すカートリッジ２が内部に挿入されてカートリッジ２内のＭＯディスク２ａにアクセスするエンクロージャ１１と、エンクロージャ１１の動作を制御するコントロールユニット１０に大きく区分けされる。
エンクロージャ１１内に挿入されたカートリッジ２のＭＯディスク２ａは、スピンドルモータ４０によって保持される。このスピンドルモータ４０は、マイクロプロセッサユニット（Ｍｉｃｒｏ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ  Ｕｎｉｔ：ＭＰＵ）１２から発せられる駆動制御信号に従うスピンドルモータドライバ３８によって駆動電流を供給されて、上記順方向へのＭＯディスク２ａの回転駆動や、ＭＯディスク２ａの強制的な停止を行う。
図１に示すイジェクトボタン１ｂが押されると、ＭＰＵ１２からイジェクト信号が発せられてイジェクトモータドライバ５１に入力され、そのイジェクトモータドライバ５１によってイジェクトモータ５２に駆動電流が供給され、イジェクトモータ５２によってカートリッジ２ごとＭＯディスク２ａがＭＯディスク装置１外に送出される。
エンクロージャ１１にはレーザダイオードユニット３０が備えられており、このレーザダイオードユニット３０には、本発明にいう赤色光源に相当するレーザダイオード３０＿１ａと、本発明にいう青紫色光源に相当するレーザダイオード３０＿１ｂが備えられている。情報再生時には、２つのレーザダイオード３０＿１ａ，３０＿１ｂのうち選択された一方のレーザダイオードから所定強度のレーザ光が発せられる。２つのレーザダイオード３０＿１ａ，３０＿１ｂそれぞれから発せられるレーザ光の強度は、各モニタフォトダイオード３０＿２ａ，３０＿２ｂを介してモニタされレーザダイオード制御回路２２によって制御される。そして、それらのレーザ光は、後述する対物レンズによってＭＯディスク２ａ上に集光照射され、ＭＯディスク２ａに記録されている情報に応じた反射光を生じる。その反射光は、２つのＩＤ／ＭＯ用ディテクタ３２ａ，３２ｂのうち反射光の波長に応じたＩＤ／ＭＯ用ディテクタによって受光されてＩＤ信号およびＭＯ信号が検出される。それらＩＤ信号およびＭＯ信号は、ヘッドアンプ３４で増幅されてリードＬＳＩ回路２４に入力され、周波数シンセサイザ２６が水晶振動子の基本周期信号の周期を変更して生成する周期信号に同期したリード復調回路２５によって復調されて再生データに変換される。この再生データは、光ディスクコントローラ１４によってエラーをチェックされたうえでインタフェース１７を介してホスト装置へと送られる。
一方、情報記録時には、ホスト装置からインタフェース１７を介して記録データが光ディスクコントローラ１４に送られて来る。その記録データは、光ディスクコントローラ１４によってシンクバイト、ＶＦＯ、エラーコレクションコードなどが付加されてライトＬＳＩ回路２０に入力される。この記録データは、ライトＬＳＩ回路２０のライト変調回路２１で変調されて書込信号に変換され、その書込信号がレーザダイオードユニット３０に入力されて、レーザダイオードから書込信号に応じたレーザ光が発せられる。
また、情報記録時には、ＭＰＵ１２から磁界発生信号が発せられてデジタルシグナルプロセッサ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ：ＤＳＰ）１６に入力される。そのＤＳＰ１６により、その磁界発生信号と温度センサ３６の出力信号とに応じて磁気ヘッドドライバ４２が制御され、磁気ヘッドドライバ４２から磁気ヘッドの電磁石４４に電流が供給されて、ＭＯディスク２ａ上に記録磁界が発生される。そして、この記録磁界と、上述した書込信号に応じたレーザ光によってＭＯディスク２ａに情報が記録される。なお、情報消去時には、記録磁界の向きとは反対向きの消去磁界が発生されて情報が消去され、媒体の種類によっては、情報再生時に再生磁界が発生される。
また、ＭＯディスク装置１には、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）ドライバ６６によって駆動電流を供給されて、上記対物レンズを搭載したキャリッジをＭＯディスク２ａの表面に沿って移動させるボイスコイルモータ６８が備えられている。ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）ドライバ６６は、トラッキングエラーシグナル（ＴＥＳ）用ディテクタ４７ａ，４７ｂによって得られるディテクト信号から、ＴＥＳ検出回路４８およびトラッキングゼロクロス（ＴＺＣ）検出回路５０によって検出されるＴＥＳおよびＴＺＣと、ＭＰＵ１２から発せられるシーク信号とに応じてＤＳＰ１６により制御される。
更に、ＭＯディスク装置１には、フォーカスアクチュエータドライバ５８によって駆動電流を供給されて、上記対物レンズをＭＯディスクに対して接近離反する方向に駆動するフォーカスアクチュエータ６０も備えられている。フォーカスアクチュエータドライバ５８は、フォーカスエラーシグナル（ＦＥＳ）用フォトディテクタ４５ａ，４５ｂによって得られるディテクト信号からＦＥＳ検出回路４６によって検出されるＦＥＳに応じてＤＳＰ１６により制御される。これらフォーカスアクチュエータドライバ５８、フォーカスアクチュエータ６０、フォーカスエラーシグナル（ＦＥＳ）用フォトディテクタ４５ａ，４５ｂ、およびＤＳＰ１６は、本発明にいう焦点機構の一例を構成している。
次に、光学系について説明する。
図４は、ＭＯディスク装置の光学系を示す図である。
図１に外観を示すＭＯディスク装置１の光学系は、ＭＯディスク装置１の筐体に固定された固定光学部７０と、その固定光学部７０に対して接近離反する方向に移動する移動光学部（キャリッジ）８０とで構成されている。
固定光学部７０には、上述したレーザダイオード３０＿１ａ，３０＿１ｂやモニタフォトダイオード３０＿２ａ，３０＿２ｂなどが組み込まれており、レーザダイオード３０＿１ａ，３０＿１ｂはＰ偏光の発散光束としてレーザ光を発する。また、本発明にいう赤色光源に相当するレーザダイオード３０＿１ａは、波長６５０ｎｍのレーザ光を発し、本発明にいう青紫色光源に相当するレーザダイオード３０＿１ｂは、波長４０５ｎｍのレーザ光を発する。
レーザダイオード３０＿１ａ，３０＿１ｂによって発せられた発散光束のレーザ光は、コリメートレンズ７１ａ，７１ｂによって平行光束に変換されて偏光ビームスプリッタ７２ａ，７２ｂへ入射する。これらの偏光ビームスプリッタ７２ａ，７２ｂの偏光特性は、例えば、Ｐ偏光に対する透過率と反射率の比が５０：５０となり、Ｓ偏光に対する透過率と反射率の比が３：９７となるように設計されている。この設計により、偏光ビームスプリッタ７２ａ，７２ｂへ入射したＰ偏光のレーザ光は、偏光ビームスプリッタ７２ａ，７２ｂによって５０％透過され、５０％反射される。
偏光ビームスプリッタ７２ａ，７２ｂによって反射されたレーザ光は、モニタ用レンズ７３ａ，７３ｂによってモニタフォトダイオード３０＿２ａ，３０＿２ｂの受光面に集光され、上述したようにレーザ光強度のモニタと制御が行われる。
一方、偏光ビームスプリッタ７２ａ，７２ｂを透過したレーザ光は、ダイクロイックミラー７４に入射する。このダイクロイックミラー７４は、６５０ｎｍの光を９７％以上透過し、４０５ｎｍの光を９７％以上反射するように設計されたものである。２つのレーザダイオード３０＿１ａ，３０＿１ｂによって発せられた赤色光および青紫色光は、このダイクロイックミラー７４によって共通の光路上に導かれ、移動光学部８０へ伝達される。このダイクロイックミラー７４と、後述する立ち上げミラーによって、本発明にいう伝達光学系が構成されている。なお、ダイクロイックミラー７４の直後に色消しレンズを配置する形態もあり得るが、ここでは色消しレンズを用いない形態について説明する。
移動光学部８０に伝達されてきたレーザ光は、立ち上げミラー８１によって進行方向が変えられて対物レンズ８２に入射され、この対物レンズ８２によってＭＯディスク２ａ上に集光されて照射される。対物レンズ８２とＭＯディスク２ａとの距離は、上述したフォーカスアクチュエータ６０等が構成する焦点機構によって調整され、赤色光および青紫色光のレーザ光は、いずれもＭＯディスク２ａ中の同一の深さで焦点を結ぶ。また、ＭＯディスク２ａを挟んで対物レンズ８２の逆側には、上述した電磁石４４（図４では図示を省略；図３参照）が配置されており、情報記録時などには記録磁界が発生され、ＭＯディスク２ａに記録マークが形成される。赤色光および青紫色光のレーザ光が、ＭＯディスク２ａ中の同一の深さで焦点を結ぶので、記録磁場の強度も同一となる。
ところで、ＭＯディスク装置は、主にパーソナルコンピュータなどの記憶装置として用いられ、ＭＯディスク２ａに対して高速かつランダムにアクセスする能力が必須である。この図４に示す移動光学部（キャリッジ）８０は、立ち上げミラー８１、対物レンズ８２、フォーカスアクチュエータ６０などが搭載された軽量な構成となっており、この移動光学部（キャリッジ）８０は、上述したボイスコイルモータによって高速に移動させられる。ボイスコイルモータによる移動光学部（キャリッジ）８０の高速移動によって、ＭＯディスク２ａの半径方向での粗シークと、ＭＯディスク２ａの偏心に伴う数１０μｍ程度のトラック位置ずれの補正が行われる。なお、移動光学部（キャリッジ）８０には、フォーカスアクチュエータ６０と並んで、図示を省略したトラックアクチュエータも搭載されており、このトラックアクチュエータはトラックジャンプの制御を担当している。
ＭＯディスク２ａに集光されて照射されたレーザ光がＭＯディスク２ａで反射された反射光は、上述した光路を、対物レンズ８２、立ち上げミラー８１、ダイクロイックミラー７４、偏光ビームスプリッタ７２ａ，７２ｂと逆行し、偏光ビームスプリッタ７２ａ，７２ｂによって反射される。偏光ビームスプリッタ７２ａ，７２ｂによって反射されたレーザ光は、レンズやプリズムを含む光学素子群７５ａ，７５ｂを経て総合ディテクタ７６ａ，７６ｂに受光される。この総合ディテクタ７６ａ，７６ｂは、複数の受光面を有するディテクタであり、その複数の受光面のうちのいくつかの受光面が所定の組み合わせで組みあわされたものが、上述したＩＤ／ＭＯ用ディテクタ３２ａ，３２ｂ、フォーカスエラーシグナル（ＦＥＳ）用フォトディテクタ４５ａ，４５ｂ、トラッキングエラーシグナル（ＴＥＳ）用ディテクタ４７ａ，４７ｂに相当する。
なお、本発明にいう固定光学系における光学素子などの配置は、図４に示す固定光学部７０における光学素子などの配置に限定されるものではなく、適宜に設計変更されうるものである。本発明にいう固定光学系は、例えば、図４に示す種々の光学素子が集積された光学ユニットとして校正されてもよい。
次に、対物レンズ８２について詳細に説明する。
図５は、対物レンズ８２の詳細と製造方法を示す図である。
この図５のパート（Ａ）およびパート（Ｂ）には、対物レンズ８２を製造方法するための金型が示されており、この図５のパート（Ｃ）およびパート（Ｄ）には対物レンズ８２の詳細が示されている。
図５のパート（Ｃ）およびパート（Ｄ）に示すように、対物レンズ８２の表面には、複数の輪状の格子８２ａが設けられており、この格子８２ａが設けられている部分は、本発明にいう回折素子に相当する。この複数の輪状の格子８２ａは、レンズ作用を持つように設計された間隔で配設されており、この複数の輪状の格子８２ａに平行光束の光が入射すると収束光束に変換される。また、回折の原理によって、６５０ｎｍの赤色光の２次回折光と、４０５ｎｍの青紫色光の３次回折光は、互いに近い方向に回折される。この回折方向の差は、対物レンズ８２の、輪状の格子８２ａが設けられている面とは逆側の屈折面８２ｂにおける色収差によって補正される。つまり、ここでは、６５０ｎｍの赤色光と４０５ｎｍの青紫色光が互いに同一の位置に焦点を結ぶように対物レンズ８２が設計されている。ただし、本発明では回折方向の差が補正されることは必須ではなく、回折方向の差が残っていても小さな差であるので焦点機構などによって十分に対処することができる。
このような対物レンズ８２は、プラスチックの射出成形によって製造され、図５のパート（Ａ）およびパート（Ｂ）に示すように、その射出成形用の金型８３，８４のうちの一方の金型８３には、輪状の格子８２ａに対応する溝８３ａが彫り込まれる。そして、２つの金型８３，８４の間にプラスチックが充填されて冷却されると対物レンズ８２が形成される。形成された対物レンズ８２は、金型８３，８４から剥離され、不要部分８２ｃが削り取られる。
このように設計され製造された対物レンズ８２が図４に示す光学系に組み込まれることにより、上述した焦点機構は、６５０ｎｍの赤色光と４０５ｎｍの青紫色光とのそれぞれについて同じレンズ位置で焦点を結ばせることができる。
なお、本発明の光情報記憶装置では、赤色光源の光が焦点を結ぶレンズ位置と青紫色光源の光が焦点を結ぶレンズ位置がずれていてもよい。そのようにずれている場合であっても、回折素子によってずれの量は小さく抑えられているので、焦点機構による調整範囲内で容易に焦点を結ばせることができる。
本実施形態の光情報記憶装置（ＭＯディスク装置）では、青紫色光源によりアクセスされる上位のＭＯディスクの基板厚が、赤色光源によりアクセスされる下位のＭＯディスクの基板厚と同一に設定されている。ＭＯディスクの記録膜はこの基板上に形成される。ＭＯディスクの基板厚が同一に設定されていると、ＭＯディスク装置の大幅な仕様変更を回避することができる。即ち、基板厚が変わることに伴うカートリッジ厚の変更や、イジェクト機構の変更等を回避することができる。また、塵埃などがＭＯディスクの表面に付着する時の影響を小さくするためにレーザビームは基板側から照射されるので、レーザ光の焦点位置を制御するときに基板厚は重要な要素となり、この観点からも、基板厚が同一に設定されていることは望ましい。基板の材料としてはポリカーボネートや樹脂が用いられる。
ところで、図５に示す対物レンズの開口比（ＮＡ）は０．５５に設計されており、これは、ＭＯディスクにおける基板厚みの誤差とディスクチルトに伴う波面収差が考慮されて決定された開口比である。
図６は、ＭＯディスクにおける基板厚みの誤差とディスクチルトに伴う波面収差を表すグラフである。
この図６のグラフの横軸はディスクチルト量を分単位で示しており、縦軸は波面収差を波長単位で示している。また、破線で表された３本のグラフは開口比が０．６である場合のグラフであり、実線で示された３本のグラフは開口比が０．５５である場合のグラフである。
ここでは、ＭＯディスクの基板厚みの設計値は１．２０ｍｍであり、三角の印が付されたグラフは、基板厚みが−０．０５ｍｍの誤差を含む１．１５ｍｍである場合のグラフである。また、丸の印が付されたグラフは基板厚みが１．２０ｍｍ丁度である場合のグラフであり、かけ印が付されたグラフは、基板厚みが＋０．０５ｍｍの誤差を含む１．２５ｍｍである場合のグラフである。
波面収差の限度値は０．０４波長程度であり、実線で示された３本のグラフは、いずれもディスクチルト量が１０分程度までは波面収差が限度以下にとどまっている。これに対し、破線で示されたグラフの場合には、ディスクチルト量が０であっても、基板厚みに誤差が生じただけで、限度を越えた波面収差が生じる。
従って、対物レンズの開口比は０．５５程度以下であることが望ましい。一方、レーザスポットのサイズをより小さくするためには対物レンズの開口比が大きい方が有利であるので、図５に示す対物レンズの開口比（ＮＡ）は０．５５に設計されている。
最後に、本実施形態のＭＯディスク装置に備えられている、光源の自動選択機能について説明する。
この自動選択機能は、本発明にいう選択機構が担う機能であり、本実施形態における選択機構は、図３に示すＭＰＵ１２、光ディスクコントローラ１４等によって構成されている。
図７は、自動選択機能の動作を表すフローチャートである。
この図７のフローチャートが表す動作について、図３を参照しながら説明する。
この図７に示す動作は、ＭＯディスク装置１内にＭＯディスクが挿入された時やＭＯディスク装置１の電源が入ったときに起動され、まず、ＭＰＵ１２の命令に基づいてスピンドルモータドライバ３８が駆動電流を供給することによりスピンドルモータ４０が駆動される（ステップＳ１０１）。次に、光ディスクコントローラ１４によってレーザパワーがレーザダイオード制御回路２２に指示され、赤色光を発するレーザダイオード３０＿１ａが駆動される（ステップＳ１０２）。
次に、ＭＰＵ１２の命令に基づいてボイスコイルモータ６８が駆動されてキャリッジがＭＯディスクの最外周にシークされる（ステップＳ１０３）。本実施形態では、キャリッジの移動路上にストッパーが設けられており、そのストッパーにキャリッジが物理的に突き当たる位置がディスクの最外周として定義されている。その後、キャリッジがＭＯディスクの内周側へと徐々にシークされ、図２に示すプリピット帯３に起因するＩＤ信号がリードＬＳＩ回路２４によって検出されるまでキャリッジが移動される（ステップＳ１０４）。そして、ＭＯディスクの１周当たりに検出されるＩＤ信号の数、即ち、１トラック当たりのセクタ数が計算される（ステップＳ１０５）。
ＭＯディスクには、記憶容量の異なる複数の種類が存在しており、種類が異なると１トラック当たりのセクタ数も相違するのが一般的である。例えば、３．５インチのＭＯディスクでは、最外周のゾーンにおける１トラック当たりのセクタ数は、２．３ＧＢの媒体で５０セクタ、１．３ＧＢの媒体では４１セクタ、６４０ＭＢの媒体では１５セクタ、５４０ＭＢの媒体では５０セクタ、２３０ＭＢの媒体では３０セクタ、１２８ＭＢの媒体では２５セクタとなっている。これらの媒体は赤色光によってアクセスされる媒体であり、本実施形態では、青紫色光によってアクセスされる高記録密度の媒体における１トラック当たりのセクタ数は５４であるものとして以下説明する。
上記ステップＳ１０５で計算された１トラック当たりのセクタ数が、上述したセクタ数と比較され（ステップＳ１０６）、赤色光によってアクセスされるいずれかの媒体におけるセクタ数と同じセクタ数である場合には、ＭＯディスクの内周側に設けられたコントロールゾーンへとキャリッジがシークされる（ステップＳ１０７）。このコントロールゾーンには、媒体固有の情報である媒体識別情報として、トラックピッチや１論理トラック当たりのセクタ数などが凹凸ピットによって記録されており、この媒体識別情報が再生される（ステップＳ１０８）。その媒体識別情報に基づいて、最終的に媒体の種類が確認されて、情報再生や情報記録の準備に進む（ステップＳ１０９）。この準備では、ＭＯディスクの回転数や、記録マーク作成用の基本周波数や、レーザパワーや、磁界強度などといった各種の駆動条件が媒体の種類に応じて設定され、上位装置からのコマンドに対して応答可能な状態（レディ状態）となる。ここで回転数は、例えば、２．３ＧＢ、１．３ＧＢ、２３０ＭＢ、１２８ＭＢの各媒体については３６００回転／分に設定され、６４０ＭＢの媒体については４２００回転／分に設定される。また、レーザパワーはレーザダイオードへの駆動電流が制御されることによって制御され、例えば、情報再生時のレーザパワーの初期値は、２．３ＧＢ、１．３ＧＢ、２３０ＭＢ、１２８ＭＢの各媒体については１．６ｍＷに設定され、６４０ＭＢの媒体については２．３ｍＷに設定される。同様に、情報記録時のレーザパワーの初期値は、媒体の種類に応じて３〜４ｍＷに設定される。但し、情報再生や情報記録のための最適パワーは、ゾーンの変更や、温度などの環境変化や、個々の媒体の製造誤差等に起因して変化するので、上述した初期値からパワーが徐々に変化されながらテストライトやテストリードが行われることにより最適パワーが決定される。情報消去時のレーザパワーについても同様に設定される。
上述したステップＳ１０６で、計算された１トラック当たりのセクタ数が、赤色光によってアクセスされるいずれの媒体におけるセクタ数とも一致しないと判定された場合は、赤色光を発するレーザダイオード３０＿１ａに替えて、青紫色光を発するレーザダイオード３０＿１ｂが駆動される（ステップＳ１１０）。そして、青紫色光によって再度、ＭＯディスクの１周当たりに検出されるＩＤ信号の数、即ち、１トラック当たりのセクタ数が計算される（ステップＳ１１１）。この計算されたセクタ数は、上述した高記録密度の媒体における１トラック当たりのセクタ数「５４」と比較され、上記同様に、コントロールゾーンへのシーク（ステップＳ１１３）、媒体識別情報の再生（ステップＳ１１４）、媒体種類の最終確認と情報の再生記録の準備（ステップＳ１１５）が行われる。
また、上記ステップＳ１１１で計算されたセクタ数が「５４」とは異なる値である場合には、規格外のＭＯディスクが挿入されたものとみなし、レーザダイオード３０＿１ｂやスピンドルモータ４０を停止し、イジェクトモータ５２によってＭＯディスクを装置外に排出する（ステップＳ１１６）。
このような動作によって、２つのレーザダイオード３０＿１ａ，３０＿１ｂのうちの一方が光源として媒体の種類に応じて自動選択される。また、上述した各種の駆動条件が媒体の種類に応じて設定される。
このように媒体の種類に応じて設定された光源や各種の駆動条件は、その媒体が排出されるか、あるいは電源が遮断されるまで、その設定が有効のまま維持される。この設定は媒体排出時や電源遮断時に無効となり、媒体挿入時や電源投入時に上記手順によって再設定が行われる。
上述した手順で光源や各種の駆動条件が設定されたにも関わらず、現在挿入されている媒体に対するアクセスが不可能であった場合には、取り扱い不能な媒体である旨を表すエラーメッセージが上位装置に向けて出力され、その上位装置は、ユーザに対して「取り扱い不能な媒体であるので媒体を排出してください。」というメッセージを表示する。
なお、上記実施形態では、媒体の種類を識別する手法として、最外周のトラックにおけるプリピット帯の数を数える手法が採用されているが、本発明では、この手法の他に、コントロールゾーン等に記録されている媒体識別情報を直接読み出してＭＰＵなどの制御部で種類を判別する手法や、ＭＯディスクのカートリッジに媒体識別スイッチを設けてその媒体識別スイッチに基づいて識別する手法や、カートリッジやＭＯディスク自体にバーコードのような媒体識別マークを付けて検出センサで読み取り、ＭＰＵなどの制御部で種類を判別する手法なども採用され得る。媒体識別スイッチやバーコードなどを用いる手法の場合には、光源や駆動条件の初期設定が不要であり、初期設定から媒体種別に応じた設定への設定変更も不要となる。
なお、上記実施形態では、本発明にいう情報記憶媒体の一例として光記録方式の光磁気ディスクが用いられるが、本発明にいう情報記憶媒体は、光磁気記録方式、相変化記録方式、および磁気記録方式といった他の記録方式の光磁気ディスクであってもよく、ＣＤなどといった他の光アクセス型の記憶媒体であってもよく、あるいは、カード型等といった他の形状の記憶媒体であってもよい。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の光情報記憶装置の一実施形態である光磁気（ＭＯ）ディスク装置を示す外観図である。
図２は、ＭＯディスクを示す図である。
図３は、ＭＯディスク装置の内部構成図である。
図４は、ＭＯディスク装置の光学系を示す図である。
図５は、対物レンズの詳細と製造方法を示す図である。
図６は、ＭＯディスクにおける基板厚みの誤差とディスクチルトに伴う波面収差を表すグラフである。
図７は、自動選択機能の動作を表すフローチャートである。
【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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【国際調査報告】
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