光記録媒体の記録装置
【課題】移動する光学ユニットの応答性を向上させる。
【解決手段】光記録媒体１０′を支持する媒体支持部（スピンドル２１）と、記録用のパルスレーザ光を発生する第１のレーザ光源と、第１のレーザ光源から出射されたパルスレーザ光に情報をエンコードする変調器とを有する変調レーザ光発生ユニット３０と、光記録媒体１０′に照射されるパルスレーザ光を集光する対物レンズ４１と、当該対物レンズ４１を支持する支持部材（基板４０Ａ）とを有し、位置が移動されることで媒体支持部に支持される光記録媒体に対し移動される光学ユニット４０と、変調レーザ光発生ユニット３０から出力されるパルスレーザ光を、光学ユニット４０へ導くため、変調レーザ光発生ユニット３０と光学ユニット４０とを接続する、可撓性を有する第１の光導波路９１とを備えて光記録媒体の記録装置を構成する。
【解決手段】光記録媒体１０′を支持する媒体支持部（スピンドル２１）と、記録用のパルスレーザ光を発生する第１のレーザ光源と、第１のレーザ光源から出射されたパルスレーザ光に情報をエンコードする変調器とを有する変調レーザ光発生ユニット３０と、光記録媒体１０′に照射されるパルスレーザ光を集光する対物レンズ４１と、当該対物レンズ４１を支持する支持部材（基板４０Ａ）とを有し、位置が移動されることで媒体支持部に支持される光記録媒体に対し移動される光学ユニット４０と、変調レーザ光発生ユニット３０から出力されるパルスレーザ光を、光学ユニット４０へ導くため、変調レーザ光発生ユニット３０と光学ユニット４０とを接続する、可撓性を有する第１の光導波路９１とを備えて光記録媒体の記録装置を構成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光記録媒体の記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光記録媒体に情報を記録するため、２光子吸収などの多光子吸収反応を用いて光記録媒体中の記録材料に光学的変化を起こさせる方法が知られている。多光子吸収化合物に多光子吸収反応を起こさせるためには、ほぼ同時に複数の光子が与えられなければならないため、強いピークパワーを有するレーザを用いるのが望ましく、そのために、連続波レーザではなくパルスレーザを用いることが検討されている（特許文献１）。
【０００３】
また、光記録媒体の記録材料として、光を照射することにより蛍光特性が変化するものを用いることが知られている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２７７２７０号公報
【特許文献２】特表２００１−５０５７０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、パルスレーザ光を発する光源装置は、連続波レーザ光を発する光源装置に比較して非常に大きい。そのため、連続波レーザを用いていた従来のＣＤやＤＶＤなどの光ディスクドライブのように、移動する光ピックアップユニットにパルスレーザを搭載するのは極めて困難である。
【０００６】
また、蛍光特性によりエンコードされた情報を光記録媒体から読み取ろうとする場合、蛍光の強度は非常に弱いことから、光検出器には光電子倍増管（ＰＭＴ）やアバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）などの、感度が非常に高いものを用いるのが望ましい。
【０００７】
しかし、これらの光検出器は、比較的大きいので、これらを、移動する光ピックアップユニットとして搭載するのは非常に困難である。
【０００８】
そこで、本発明は、パルスレーザを光源装置として用いる光記録媒体の記録装置において、光記録媒体に対して移動する部分を軽量化して、応答性を良くし、光記録媒体の実用的な記録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】
【０００９】
前記した課題を解決するため、本発明の光記録媒体の記録装置は、光記録媒体を支持する媒体支持部と、記録用のパルスレーザ光を発生する第１のレーザ光源と、前記第１のレーザ光源から出射されたパルスレーザ光に情報をエンコードする変調器とを有する変調レーザ光発生ユニットと、前記光記録媒体に照射されるパルスレーザ光を集光する対物レンズと、当該対物レンズを支持する支持部材とを有し、位置が移動されることで前記媒体支持部に支持される前記光記録媒体に対し移動される光学ユニットと、前記変調レーザ光発生ユニットから出力されるパルスレーザ光を、前記光学ユニットへ導くため、前記変調レーザ光発生ユニットと前記光学ユニットとを接続する、可撓性を有する第１の光導波路とを備えることを特徴とする。
【００１０】
このような光記録媒体の記録装置によれば、重量の大きな第１のレーザ光源を光学ユニットに搭載しないで済むので、光学ユニットを軽くすることができる。そのため、光学ユニットの慣性が小さいので、光学ユニットを移動させるときに応答性良く位置の制御ができる。したがって、実用的な光記録媒体の記録装置を実現することができる。
【００１１】
前記した光記録媒体の記録装置においては、再生用のレーザ光を発生する第２のレーザ光源と、前記再生用のレーザ光が前記光記録媒体に照射された結果、前記光記録媒体から帰ってきた再生光を検出する光検出器とをさらに備え、前記光学ユニットは、前記第２のレーザ光源から出射されたレーザ光を前記対物レンズに導くように構成され、前記光記録媒体から帰ってきた再生光を前記光検出器に導くため、前記光学ユニットと前記光検出器とを接続する、可撓性を有する第２の光導波路を備える構成とすることができる。
【００１２】
このような再生機能を有する光記録媒体の記録装置によれば、光検出器を光学ユニットに搭載しないで済むので、光学ユニットを軽くすることができる。そのため、光学ユニットの慣性が小さく、光学ユニットを移動させるときに、応答性良く位置の制御ができるので実用的な光記録媒体の記録装置を実現することができる。
【００１３】
前記した光記録媒体の記録装置においては、前記変調器から出力されたパルスレーザ光の波長を短くする高調波発生器を備えることができる。または、光記録媒体の記録装置は、前記変調器に入力されるパルスレーザ光の波長を短くする高調波発生器を備えることができる。高調波発生器を備えることで、パルスレーザ光の波長を短くして、ビームを小さく絞って高い密度で情報を記録することができる。
【００１４】
前記した光記録媒体の記録装置において、前記第１の光導波路は、シングルモード光ファイバであることが望ましい。シングルモード光ファイバを用いると、コアの径が小さいため、光記録媒体に集光するビームを小さく絞ることができ、高密度で光記録媒体に情報を記録することができる。
【００１５】
前記した再生機能を有する光記録媒体の記録装置においては、前記光検出器は、アバランシェフォトダイオードまたは光電子倍増管を有する構成とすることができる。アバランシェフォトダイオードや光電子倍増管光検出器は、比較的大きいため、光検出器を光学ユニットから分離することによる効果を有効に利用することができる。
【００１６】
前記した再生機能を有する光記録媒体の記録装置においては、前記第２の光導波路は、マルチモード光ファイバであることが望ましい。マルチモード光ファイバを用いると、伝送する光量を大きくすることができるので、光記録媒体から帰ってきた光を効率良く光検出器に導くことができ、Ｓ／Ｎ比を向上することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、パルスレーザ光を光源装置として用いる光記録媒体の記録装置において、光記録媒体に対して移動する部分である光学ユニットを軽量化して、光学ユニットの位置の応答性を良くするので、光記録媒体の実用的な記録装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】光記録ディスクの記録装置の全体構成図である。
【図２】（ａ）多層の光記録媒体の断面図と（ｂ）単層の光記録媒体の断面図である。
【図３】第１実施形態に係る記録再生装置の構成図である。
【図４】第１実施形態に係る記録再生装置の変形例を示す図である。
【図５】第２実施形態に係る記録再生装置の構成図である。
【図６】光記録ディスクの記録再生装置の全体構成図である。
【図７】第３実施形態に係る記録再生装置の構成図である。
【図８】第４実施形態に係る記録再生装置の構成図である。
【図９】３つのダイクロイックミラーの特性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
次に、本発明のいくつかの実施形態について、図面を参照しながら説明する。
まず、図２を参照して、本発明の光記録媒体の記録装置および再生装置が情報を記録し、再生する対象となる光記録媒体の一例について説明する。
【００２０】
図２（ａ）に示すように、多層の光記録媒体１０は、基板１１と、サーボ信号層１２と、複数の中間層１３および記録層１４と、遮光フィルタ層１５と、カバー層１６とを備えてなる。
【００２１】
基板１１は、ポリカーボネートなどの円板であり、記録層１４を支持する支持体である。
サーボ信号層１２は、中間層１３および記録層１４を基板１１に保持させるための粘着性または接着性の樹脂材料からなり、基板１１側の面に予め凹凸または屈折率の変化によりサーボ信号が記録された層である。ここでのサーボ信号は、記録時および再生時のフォーカスの基準面であることを記録再生装置１が認識できるように予め設定された信号である。所定の記録層１４に焦点を合わせる場合には、この基準面からの距離を考慮して焦点を制御する。また、記録時および再生時に円周方向に並んだ記録スポットのトラックに正確にレーザ光を照射できるようにトラッキング用のサーボ信号または溝を設けておくとよい。
【００２２】
記録層１４は、情報が光学的に記録される感光材料からなる層であり、記録光（記録用の照射光）の照射により、２光子吸収反応などの多光子吸収反応を起こし、蛍光強度、屈折率、光吸収率などの光学的特性が変化するものを用いる。
【００２３】
記録層１４は、例えば１〜１００層程度設けられる。光記録媒体１０の記憶容量を大きくするため、記録層１４は多い方が望ましく、例えば１０層以上であるのが望ましい。
【００２４】
中間層１３は、複数の記録層１４の間に配置され、記録時および再生時のレーザ光の照射により変化しない材料が用いられる。中間層１３は、複数の記録層１４の間で層間クロストーク（隣接する記録層１４間の信号の混じり合い）が生じないように、記録層１４同士の間隔を所定量空けるために設けられている。中間層１３の材料としては、例えば、ポリビニルアルコールや、アクリル酸およびアクリル酸エステルからなる分子量１０万以上のポリマーをイソシアネートでゆるく架橋したＴｇが室温以下のポリマーを含む組成物を用いることができる。なお、複数の中間層１３および記録層１４を合わせた層を便宜的に複合層１９と称することとする。
【００２５】
遮光フィルタ層１５は、複合層１９の上に設けられ、記録再生に不要な波長の光を吸収もしくは反射して減衰させる層である。遮光フィルタ層１５は、長期的な不要光の暴露による記録層１４の劣化を防止するために任意的に設けることができる。
【００２６】
カバー層１６は、複合層１９を保護するために設けられる層であり、記録時および再生時のレーザ光が透過可能な材料からなる。カバー層１６は、数十μｍ〜数ｍｍの適宜な厚さで設けられる。
【００２７】
図２（ｂ）は、光記録媒体を記録層１４が１つだけの単層とした場合の例である。図２（ｂ）の光記録媒体１０′は、基板１１の上に記録層１４が設けられ、記録層１４の上にカバー層１６が設けられている。基板１１には、トラッキングのための溝１１Ａを設けておくとよい。また、必要に応じて、記録層１４とカバー層１６の間に反射層を設けてもよい。
【００２８】
次に、記録装置の構成について説明する。図１に示すように、記録装置の一例としての光ディスクの記録再生装置１は、一例としてディスク形状の光記録媒体１０′に対し情報の記録や再生を行う装置であり、筐体５内に、ディスク駆動部２０と、変調レーザ光発生ユニット３０と、光学ユニット４０と、制御装置９５とを備えて構成されている。
【００２９】
ディスク駆動部２０は、モータ２２と、モータ２２のスピンドル２１を有している。媒体支持部の一例としてのスピンドル２１は、光記録媒体１０′の支持ができる形状に形成されている。
【００３０】
変調レーザ光発生ユニット３０は、情報が強度変化としてエンコードされたレーザ光を出力するユニットである。変調レーザ光発生ユニット３０は、通常の使用時において筐体５に対して移動しないように固定されている。
【００３１】
光学ユニット４０は、ＤＶＤドライブの光ピックアップのように、位置が移動することで、光記録媒体１０′に対する位置が移動するユニットである。光学ユニット４０は、光記録媒体１０′に対し照射するレーザ光を集光する対物レンズ４１と、この対物レンズ４１を支持する支持部材の一例としての基板４０Ａが設けられている。光学ユニット４０は、光記録媒体１０′の半径方向に沿って延びるガイド７１に沿って移動できるように、ガイド７１と係合する光学ユニット駆動部７２を有している。
なお、光学ユニット４０の位置の移動は、光記録媒体３０に対する単なる相対的な移動ではなく、絶対的な位置の移動、つまり、慣性が問題となるような移動を意味する。つまり、光学ユニット４０の移動により、結果として光記録媒体１０′に対する相対的な移動が生じるのはもちろんであるが、例えば、図１の例でいえば、筐体５に対しても移動することを意味する。
【００３２】
変調レーザ光発生ユニット３０と光学ユニット４０とは、変調レーザ光発生ユニット３０から出力されるレーザ光を光学ユニット４０へ導くために、可撓性の第１の光導波路９１により接続されている。
【００３３】
筐体５に対し移動しない変調レーザ光発生ユニット３０と、筐体５に対して移動する光学ユニット４０の相対的な変位を吸収するため、第１の光導波路９１は、十分なたるみをもってこれらを接続している。例えば、図１に示したように、第１の光導波路９１はＵ字に曲げられた部位を有し、Ｕ字の末端が延びる方向（図１の左右方向）に光学ユニット４０が移動するように構成されている。これにより、光学ユニット４０の移動が可能であり、図１の２点鎖線で示したように、光学ユニット４０の移動により第１の光導波路９１のたるみ状態の変化も抑制することができる。
第１の光導波路９１のレーザ入射部は、レーザ光の結合効率を高め伝達光量を増加するためにコア拡大処理をしておくのが望ましい。また、伝達光量を増加するために、第１の光導波路９１の両端部は、反射防止処理をしておくのが望ましい。
第１の光導波路９１の種類は特に限定されないが、例えば、光ファイバや、フォトニッククリスタルファイバ（ＰＣＦ）、その他の光導波路を用いることができる。また、その構成材料も、ガラス、樹脂、結晶質材料など、特に限定されない。
【００３４】
ディスク駆動部２０、変調レーザ光発生ユニット３０および光学ユニット４０は、制御装置９５と接続され、各動作が制御される。すなわち、制御装置９５により、モータ２２の回転、光学ユニット４０の位置、後述するフォーカスやトラッキング、変調レーザ光発生ユニット３０での発光および変調の制御などがなされる。また、情報の再生時には、光記録媒体１０から帰ってきた光は、光学ユニット４０で検出され、制御装置９５に出力されて、復調されるようになっている。
【００３５】
このように、光学ユニット４０とは別に変調レーザ光発生ユニット３０が設けられ、これらが可撓性の第１の光導波路９１により接続されている場合において、より詳細な構成を示した第１および第２実施形態について説明する。
【００３６】
［第１実施形態］
図３に示す、第１実施形態に係る記録再生装置１Ａ（記録再生装置１の一つの詳細例）は、記録層１４が単層の光記録媒体１０′を対象とし、記録層１４としては、記録光の照射により屈折率が変化する記録材料を採用した場合を想定している。
【００３７】
変調レーザ光発生ユニット３０は、パルスレーザ３１と、変調器３２と、ＳＨＧ素子３３とコネクタ３９を有している。
【００３８】
変調器３２は、パルスレーザ３１から出力されたパルスレーザ光のうちの一部のパルス光を間引くことで、パルスレーザ光に情報をエンコードする装置である。変調器３２としては、音響光学素子（ＡＯＭ）、マッハツェンダ（ＭＺ）型光変調素子その他の電気光学変調素子（ＥＯＭ）を用いることができる。変調器３２として、これらの音響光学素子、電気光学素子を用いることで、メカニカルシャッタを用いる場合に比較して極めて高速に光のＯＮ・ＯＦＦを行うことができる。
【００３９】
変調器３２とパルスレーザ３１の間には、不要な反射光によるノイズを防止するため、パルスレーザ３１から変調器３２への光の透過のみを許容する光アイソレータを配置するのが望ましい。
【００４０】
光学ユニット４０は、対物レンズ４１の光軸上に、対物レンズ４１から順に、収差補正のためのビームエキスパンダ４６、λ／４波長板４５、ＤＢＳ（ダイクロイックビームスプリッタ）４４、レンズ５５、ＰＢＳ（偏光ビームスプリッタ）５４、集光レンズ６２、シリンドリカルレンズ６３および受光素子６１Ａを備えている。
【００４１】
対物レンズ４１は、記録光および読出光（本明細書において情報の再生のために光記録媒体に照射する光をいう。）を複数の記録層１４のうちの一つに収束するレンズである。対物レンズ４１は、図示しないフォーカスアクチュエータにより光軸方向に移動され、記録層１４に焦点を合わせることができるようになっている。
【００４２】
ＤＢＳ４４は、特定の波長域の光を反射し、その他の波長域の光を透過させる光学素子であり、記録光を反射し、読出光を透過するものが用いられている。本実施形態では、側方から入射される記録光を光記録媒体１０′へ向けるために配置されている。
【００４３】
λ／４波長板４５は、直線偏光を円偏光に変換し、円偏光を回転方向に応じた向きの直線偏光に変換する光学素子である。
【００４４】
ＤＢＳ４４の、対物レンズ４１の光軸に直交する方向には、第１の光導波路９１のコネクタ４９Ａが配置され、コネクタ４９Ａから出射された光が、コリメートレンズ４２およびλ／２波長板４３を介してＤＢＳ４４に導入されるようになっている。これにより、コネクタ４９Ａから出射された記録光は、ＤＢＳ４４により反射されて光記録媒体１０′に照射されるようになっている。
【００４５】
ＰＢＳ５４の、対物レンズ４１の光軸に直交する方向には、再生用レーザ５１Ａが配置されている。再生用レーザ５１Ａは、連続波レーザが用いられ、パルスレーザ３１とは異なる波長のレーザ光を発するものが用いられる。
【００４６】
受光素子６１Ａは、再生時に、読出光が記録層１４とこの記録層１４に隣接する界面（反射層がある場合には反射層の表面）で反射することで、光記録媒体１０′から対物レンズ４１に帰ってきた光（本明細書において、情報の再生時に光記録媒体から帰ってきた、情報を含む光を「再生光」という。）を受光する素子である。受光素子６１Ａは、再生された情報を含む光を受光して、これにより得た信号を制御装置９５に出力する。また、受光素子６１Ａが受光した光は、シリンドリカルレンズ６３を通過しているので、光量分布を制御装置９５に出力することで、制御装置９５において、非点収差法により、再生光のフォーカシングサーボのための制御量を得ることができる。
【００４７】
このような記録再生装置１Ａは、情報を記録する際に、制御装置９５によりモータ２２が駆動されて光記録媒体１０′が回転し、光学ユニット駆動部７２を制御することで、所望の記録位置（半径位置）に対物レンズ４１が位置するように光学ユニット４０が移動される。そして、パルスレーザ３１が駆動されてパルスレーザ光が変調器３２に出力される。同時に、情報を記録媒体に記録するピットパターンに変調した信号が制御装置９５から変調レーザ光発生ユニット３０に出力され、変調器３２において、パルスレーザ光の強度を変化させて、パルスレーザ光に情報をエンコードする。情報がエンコードされたパルスレーザ光（記録光）は、ＳＨＧ素子３３で２分の１の波長に変換され、コネクタ３９、第１の光導波路９１を通って、光学ユニット４０のコネクタ４９Ａに到達する。コネクタ４９Ａから出た記録光は、コリメートレンズ４２、λ／２波長板４３を通ってＤＢＳ４４に入り、ＤＢＳ４４で反射されて、λ／４波長板４５に向けて向きが変えられる。そして、この記録光は、λ／４波長板４５、ビームエキスパンダ４６、対物レンズ４１を通過して、光記録媒体１０′の記録層１４に集光される。記録層１４は、記録光が照射されることにより、屈折率が変化し、屈折率の変調によりピットパターンが形成される。
【００４８】
そして、このように情報を記録しながら、制御装置９５は、光学ユニット駆動部７２を制御して、光学ユニット４０の位置を光記録媒体１０′の径方向に徐々に移動させ、これにより、光記録媒体１０′の平面方向に広がるように情報が記録された箇所を形成していくことができる。
【００４９】
このような情報の記録の過程において、光学ユニット４０が逐次移動されるが、本実施形態の記録再生装置１Ａは、大きな装置であるパルスレーザ３１を移動する光学ユニット４０に設けず、移動しない変調レーザ光発生ユニット３０に設けたので、光学ユニット４０を軽量化して、光学ユニット４０の位置の応答性を良くすることができる。すなわち、パルスレーザ３１を用いる記録再生装置を実用的な装置とすることができる。
【００５０】
また、パルスレーザ３１だけでなく、変調器３２およびＳＨＧ素子３３も比較的サイズが大きいことから光学ユニット４０から分離して変調レーザ発生ユニット３０に設けることで、光学ユニット４０を軽量化することができる。特に、高精度な変調およびＳＨＧ変換を行う場合に、これらの素子は一定温度に制御されることが望ましいので、光学ユニット４０の外部にこれらの素子を設置することで、温度制御が容易になるという利点もある。
【００５１】
なお、情報を再生する場合には、再生用レーザ５１Ａから、読出光を発する。読出光は、コリメートレンズ５２、λ／２波長板５３を通過し、ＰＢＳ５４で反射し、レンズ５５，ＤＢＳ４４、λ／４波長板４５、ビームエキスパンダ４６、対物レンズ４１を通過して、光記録媒体１０′の記録層１４に集光される。光記録媒体１０′で反射した光は、対物レンズ４１を通過して平行光束となった後、対物レンズ４１の光軸上の光学素子をシリンドリカルレンズ６３まで順次通過し、受光素子６１Ａで受光される。受光素子６１Ａで受光された光は、情報の信号およびフォーカシングサーボ用の信号として、制御装置９５に出力される。
【００５２】
第１実施形態においては、発明の理解の容易のため、単層の光記録媒体１０′を対象とする記録再生装置を説明したが、多層の光記録媒体に対して情報の記録・再生を行うようにするには、後述する第４実施形態のように、基準サーボ光レーザと、基準サーボ用の受光素子を設けるとよい。
【００５３】
また、第１実施形態において、変調器３２およびＳＨＧ素子３３の順序は使用する変調器の特性により順序を入れ替えることが可能である。変調器の光学特性が長波長で効率が良い場合は波長変換前に変調器３２を設置することが望ましく、短波長で効率が良ければＳＨＧ素子３３の後に設置することが望ましい。例えば、図４に示す記録再生装置１Ａ′の変調レーザ発生ユニット３０では、パルスレーザ３１が出力したパルスレーザ光は、ＳＨＧ素子３３に入力されて２分の１の波長に変換され、この短くなった波長の光が変調器３２に入力されるように構成されている。
【００５４】
［第２実施形態］
図５に示す、第２実施形態に係る記録再生装置１Ｂは、記録層１４が単層の光記録媒体１０′を対象とし、記録層１４としては、記録光の照射により蛍光強度が変化するものを採用した場合を想定している。なお、第２実施形態においては、第１実施形態と異なる点についてのみ説明し、同じ部分については、図面に同じ符号を付して説明を省略する。
【００５５】
記録再生装置１Ｂは、光記録媒体１０′から帰ってきた蛍光を検出するための光学素子が追加された以外は、第１実施形態と同様の構成である。光記録媒体１０′に読出光を照射することで記録層１４で発生した蛍光を検出するため、レンズ５５とＰＢＳ５４の間にＤＢＳ６４Ｆが設けられ、ＤＢＳ６４Ｆの、対物レンズ４１の光軸に直交する方向には、ＤＢＳ６４Ｆから順に、フィルタ６５Ｆ、集光レンズ６６Ｆ、受光素子６１Ｆが配置されている。ＤＢＳ６４Ｆは、ＤＢＳ４４とは別の波長選択性を有し、光記録媒体１０′で発生した蛍光の波長に近い波長の光を反射するものが用いられる。このような構成により、光記録媒体１０′で発生した再生光としての蛍光は、ＤＢＳ６４Ｆで反射して、受光素子６１Ｆに受光される。受光素子６１Ｆで蛍光を受光した信号は、再生情報を含む信号として制御装置９５に出力される。なお、受光素子６１Ａで受光されて得られた信号は、再生情報を含まないので、読取光のフォーカシングサーボのためにのみ用いられる。
【００５６】
このような、蛍光強度の強弱で情報を記録・再生するために、受光素子６１Ｆを備えた記録再生装置１Ｂにおいても、変調レーザ光発生ユニット３０が移動する光学ユニット４０と別に設けられ、これらが第１の光導波路９１で接続された構成であるので、光学ユニット４０の軽量化が図られ、光学ユニット４０の位置の応答性を良くすることができる。すなわち、パルスレーザ３１を用いる記録再生装置を実用的な装置とすることができる。
【００５７】
第２実施形態においては、発明の理解の容易のため、単層の光記録媒体１０′を対象とする記録再生装置を説明したが、多層の光記録媒体に対して情報の記録・再生を行うようにするには、後述する第４実施形態のように、基準サーボ光レーザと、基準サーボ用の受光素子を設けるとよい。
【００５８】
次に、再生用のレーザ光が光記録媒体に照射された結果、光記録媒体から帰ってきた再生光を検出する光検出器を、光学ユニットと別に設けた例である第３および第４実施形態について説明する。
【００５９】
図６に示す本発明の記録装置の一例としての記録再生装置２は、図１を参照して説明した記録再生装置１に対し、再生光を検出する光検出器６０が光学ユニット４０と別に設けられ、筐体５に固定されている。光記録媒体１０′（１０）から帰ってきた再生光を光検出器６０に導くため、光学ユニット４０と光検出器６０は、可撓性を有する第２の光導波路９２により接続されている。第２の光導波路９２としては、第１の光導波路９１と同様のものを用いることができる。
【００６０】
［第３実施形態］
図７に示す、第３実施形態に係る記録再生装置２Ａは、記録層１４が単層の光記録媒体１０′を対象とし、記録層１４としては、記録光の照射により蛍光強度が変化するものを採用した場合を想定している。なお、第３実施形態においては、第２実施形態と異なる点についてのみ説明し、同じ部分については、図面に同じ符号を付して説明を省略する。
【００６１】
記録再生装置２Ａは、第２実施形態において光学ユニット４０に設けられていた受光素子６１Ｆが、前記した光検出器６０に設けられている。一方、光学ユニット４０における、集光レンズ６６Ｆにより再生光が集光される部分には、この光を導入可能なコネクタ４９Ｆが設けられている。受光素子６１Ｆは、コネクタ６９Ｆと接続され、コネクタ４９Ｆとコネクタ６９Ｆの間が可撓性の第２の光導波路９２で接続されている。これにより、受光素子６１Ｆは、再生光を受光することができる。なお、本実施形態において再生用レーザ５１Ａは、第２のレーザ光源の一例である。
【００６２】
そして、本実施形態においては、光検出器６０の受光素子６１Ｆとして、アバランシェフォトダイオードまたは光電子倍増管のような、感度が高いものを用いている。このような受光素子６１は、比較的大きなものであるが、移動する光学ユニット４０には設けず、移動しない光検出器６０に設け、光学ユニット４０と光検出器６０を第２の光導波路９２で接続するようにしたので、光学ユニット４０の軽量化が図られ、光学ユニット４０の位置の応答性を良くすることができる。すなわち、パルスレーザ３１および受光素子６１Ｆを用いる記録再生装置を実用的な装置とすることができる。
【００６３】
第３実施形態においては、発明の理解の容易のため、単層の光記録媒体１０′を対象とする記録再生装置を説明したが、多層の光記録媒体に対して情報の記録・再生を行うようにするには、後述する第４実施形態のように、基準サーボ光レーザと、基準サーボ用の受光素子を設けるとよい。
【００６４】
［第４実施形態］
図８に示す、第４実施形態に係る記録再生装置２Ｂは、記録層１４が多層の光記録媒体１０を対象とし、記録層１４としては、記録光の照射により蛍光強度が変化するものを採用した場合を想定している。なお、第４実施形態においては、第３実施形態と異なる点についてのみ説明し、同じ部分については、図面に同じ符号を付して説明を省略する。
【００６５】
図８に示すように、記録再生装置２Ｂは、情報の記録時に記録光を所望の記録層１４にフォーカシングするための基準サーボ光を発する基準サーボ用レーザ５１Ｌと、光記録媒体１０から帰ってきた基準サーボ光を検出する受光素子６１Ｌが設けられている。具体的には、記録光がコネクタ４９ＡからＤＢＳ４４に入る光学経路の途中である、λ／２波長板４３とＤＢＳ４４の間にＤＢＳ４４Ｌが配置されて、記録光の光路への基準サーボ光の導入および導出が行われている。ＤＢＳ４４Ｌの側方（コネクタ４９Ａ〜ＤＢＳ４４の光路に対し直交する方向）には、レンズ５５Ｌ、ＰＢＳ５４Ｌ、集光レンズ６２Ｌ、シリンドリカルレンズ６３Ｌ、受光素子６１Ｌが設けられている。これらは、それぞれ、レンズ５５、ＰＢＳ５４、集光レンズ６２、シリンドリカルレンズ６３、受光素子６１と同様の構成である。そして、ＰＢＳ５４Ｌの側方（ＤＢＳ４４Ｌ〜受光素子６１Ｌの光路に対し直交する方向）には、λ／２波長板５３Ｌ、コリメートレンズ５２Ｌ、基準サーボ用レーザ５１Ｌが設けられている。基準サーボ用レーザ５１Ｌは、再生用レーザ５１Ａや、パルスレーザ３１の発する波長とは別の波長で連続波レーザを発する。なお、本実施形態において再生用レーザ５１Ａは、第２のレーザ光源の一例である。
【００６６】
受光素子６１Ｌで受光して得られた信号は、制御装置９５に出力される。そして、所定の記録層１４に記録光の焦点を合わせる場合には、サーボ信号層１２を基準面とし、この基準面から記録層１４を順に数えていき、目的の記録層１４で、隣接する中間層１３との界面反射に基づき、非点収差法によりフォーカシングサーボを行う。そして、記録光のトラッキングサーボを行う場合も同様に、サーボ信号層１２から得られるトラッキング制御信号に基づき対物レンズ４１を駆動することで所定のトラック間隔で記録層１４に信号を記録することができる。
【００６７】
ちなみに、ＤＢＳ６４Ｆ（ＤＢＳ−１とする）、ＤＢＳ４４（ＤＢＳ−２とする）およびＤＢＳ４４Ｌ（ＤＢＳ−３とする）は、それぞれ異なる反射率の波長依存性を有している。図９に示すように、ＤＢＳ−１，ＤＢＳ−２，ＤＢＳ−３は、これらのうちＤＢＳ−１が最も短いカットオフ波長を有し、ＤＢＳ−２，ＤＢＳ−３は、この順でＤＢＳ−１よりも長いカットオフ波長を有している。再生用レーザ光の波長λＡは、ＤＢＳ−１のカットオフ波長より短く、再生光の波長λＢは、ＤＢＳ−１のカットオフ波長とＤＢＳ−２のカットオフ波長の間、記録光の波長λＣは、ＤＢＳ−２のカットオフ波長とＤＢＳ−３のカットオフ波長の間、基準サーボ光の波長λＤは、ＤＢＳ−３のカットオフ波長より長い。このように、各光の波長と、ダイクロイックミラーのカットオフ波長を選択することで、図８に示したような光学系で、各光の分岐および合流をすることが可能である。より具体的にいえば、再生用レーザ光の波長λＡ、再生光の波長λＢ、記録光の波長λＣ、基準サーボ光の波長λＤ、をこの順で短い波長に設定し、この４つの波長の光のうち、２つの短い波長の光と２つの長い波長の光をＤＢＳ−２で分離し、その後、２つの短い波長（λＡ，λＢ）の光をＤＢＳ−１で分離し、２つの長い波長（λＣ，λＤ）の光をＤＢＳ−４で分離しているので、４つの波長の光を分離するのにＤＢＳを通す回数を最大でも２回と少なくすることができ、損失を小さくすることができる。また、光学系の構成が、記録光・再生光・基準サーボ光の３つを合波しつつ、検出器（受光素子６１Ｆ）側に反射される波長は再生光（蛍光）のみになるので、微弱な再生光のＳ/Ｎを確保することが可能である。
【００６８】
このように、記録再生装置２Ｂによれば、多層の光記録媒体１０に対して情報の記録・再生を行うことができ、その際、第３実施形態と同様に、移動する光学ユニット４０には、パルスレーザ３１と受光素子６１Ｆを設けず、これらをそれぞれ動かない変調レーザ光発生ユニット３０と光検出器６０に設けたので、光学ユニット４０の軽量化が図られ、光学ユニット４０の位置の応答性を良くすることができる。すなわち、パルスレーザ３１を用いる記録再生装置を実用的な装置とすることができる。
【００６９】
以上に、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、前記した実施形態に限定されることなく適宜変形して実施することができる。例えば、図１および図６においては、情報の記録と再生の両方を行う装置を例示したが、記録のみを行う装置として構成することもできる。また、本発明の記録装置が対象とする光記録媒体は、図２に例示したものに限られない。もっとも、本発明の意義が最も高いのは、複数の記録層を有する光記録媒体に対し、パルスレーザを用いて記録を行う場合である。この場合には、パルスレーザが大きい装置であることから、光学ユニットの重量を小さくする意義が大きいといえる。
【符号の説明】
【００７０】
１，１Ａ，１Ａ′，１Ｂ，２，２Ａ，２Ｂ 記録再生装置
１０，１０′ 光記録媒体
１１ 基板
１２ サーボ信号層
１３ 中間層
１４ 記録層
１５ 遮光フィルタ層
１６ カバー層
２１ スピンドル
３０ 変調レーザ光発生ユニット
３１ パルスレーザ
３２ 変調器
３３ ＳＨＧ素子
４０ 光学ユニット
４０Ａ 基板
４１ 対物レンズ
５１Ａ 再生用レーザ
５１Ｌ 基準サーボ用レーザ
６０ 光検出器
６１ 受光素子
６１Ａ 受光素子
６１Ｆ 受光素子
６１Ｌ 受光素子
７１ ガイド
７２ 光学ユニット駆動部
９１ 第１の光導波路
９２ 第２の光導波路
９５ 制御装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光記録媒体の記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光記録媒体に情報を記録するため、２光子吸収などの多光子吸収反応を用いて光記録媒体中の記録材料に光学的変化を起こさせる方法が知られている。多光子吸収化合物に多光子吸収反応を起こさせるためには、ほぼ同時に複数の光子が与えられなければならないため、強いピークパワーを有するレーザを用いるのが望ましく、そのために、連続波レーザではなくパルスレーザを用いることが検討されている（特許文献１）。
【０００３】
また、光記録媒体の記録材料として、光を照射することにより蛍光特性が変化するものを用いることが知られている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２７７２７０号公報
【特許文献２】特表２００１−５０５７０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、パルスレーザ光を発する光源装置は、連続波レーザ光を発する光源装置に比較して非常に大きい。そのため、連続波レーザを用いていた従来のＣＤやＤＶＤなどの光ディスクドライブのように、移動する光ピックアップユニットにパルスレーザを搭載するのは極めて困難である。
【０００６】
また、蛍光特性によりエンコードされた情報を光記録媒体から読み取ろうとする場合、蛍光の強度は非常に弱いことから、光検出器には光電子倍増管（ＰＭＴ）やアバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）などの、感度が非常に高いものを用いるのが望ましい。
【０００７】
しかし、これらの光検出器は、比較的大きいので、これらを、移動する光ピックアップユニットとして搭載するのは非常に困難である。
【０００８】
そこで、本発明は、パルスレーザを光源装置として用いる光記録媒体の記録装置において、光記録媒体に対して移動する部分を軽量化して、応答性を良くし、光記録媒体の実用的な記録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】
【０００９】
前記した課題を解決するため、本発明の光記録媒体の記録装置は、光記録媒体を支持する媒体支持部と、記録用のパルスレーザ光を発生する第１のレーザ光源と、前記第１のレーザ光源から出射されたパルスレーザ光に情報をエンコードする変調器とを有する変調レーザ光発生ユニットと、前記光記録媒体に照射されるパルスレーザ光を集光する対物レンズと、当該対物レンズを支持する支持部材とを有し、位置が移動されることで前記媒体支持部に支持される前記光記録媒体に対し移動される光学ユニットと、前記変調レーザ光発生ユニットから出力されるパルスレーザ光を、前記光学ユニットへ導くため、前記変調レーザ光発生ユニットと前記光学ユニットとを接続する、可撓性を有する第１の光導波路とを備えることを特徴とする。
【００１０】
このような光記録媒体の記録装置によれば、重量の大きな第１のレーザ光源を光学ユニットに搭載しないで済むので、光学ユニットを軽くすることができる。そのため、光学ユニットの慣性が小さいので、光学ユニットを移動させるときに応答性良く位置の制御ができる。したがって、実用的な光記録媒体の記録装置を実現することができる。
【００１１】
前記した光記録媒体の記録装置においては、再生用のレーザ光を発生する第２のレーザ光源と、前記再生用のレーザ光が前記光記録媒体に照射された結果、前記光記録媒体から帰ってきた再生光を検出する光検出器とをさらに備え、前記光学ユニットは、前記第２のレーザ光源から出射されたレーザ光を前記対物レンズに導くように構成され、前記光記録媒体から帰ってきた再生光を前記光検出器に導くため、前記光学ユニットと前記光検出器とを接続する、可撓性を有する第２の光導波路を備える構成とすることができる。
【００１２】
このような再生機能を有する光記録媒体の記録装置によれば、光検出器を光学ユニットに搭載しないで済むので、光学ユニットを軽くすることができる。そのため、光学ユニットの慣性が小さく、光学ユニットを移動させるときに、応答性良く位置の制御ができるので実用的な光記録媒体の記録装置を実現することができる。
【００１３】
前記した光記録媒体の記録装置においては、前記変調器から出力されたパルスレーザ光の波長を短くする高調波発生器を備えることができる。または、光記録媒体の記録装置は、前記変調器に入力されるパルスレーザ光の波長を短くする高調波発生器を備えることができる。高調波発生器を備えることで、パルスレーザ光の波長を短くして、ビームを小さく絞って高い密度で情報を記録することができる。
【００１４】
前記した光記録媒体の記録装置において、前記第１の光導波路は、シングルモード光ファイバであることが望ましい。シングルモード光ファイバを用いると、コアの径が小さいため、光記録媒体に集光するビームを小さく絞ることができ、高密度で光記録媒体に情報を記録することができる。
【００１５】
前記した再生機能を有する光記録媒体の記録装置においては、前記光検出器は、アバランシェフォトダイオードまたは光電子倍増管を有する構成とすることができる。アバランシェフォトダイオードや光電子倍増管光検出器は、比較的大きいため、光検出器を光学ユニットから分離することによる効果を有効に利用することができる。
【００１６】
前記した再生機能を有する光記録媒体の記録装置においては、前記第２の光導波路は、マルチモード光ファイバであることが望ましい。マルチモード光ファイバを用いると、伝送する光量を大きくすることができるので、光記録媒体から帰ってきた光を効率良く光検出器に導くことができ、Ｓ／Ｎ比を向上することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、パルスレーザ光を光源装置として用いる光記録媒体の記録装置において、光記録媒体に対して移動する部分である光学ユニットを軽量化して、光学ユニットの位置の応答性を良くするので、光記録媒体の実用的な記録装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】光記録ディスクの記録装置の全体構成図である。
【図２】（ａ）多層の光記録媒体の断面図と（ｂ）単層の光記録媒体の断面図である。
【図３】第１実施形態に係る記録再生装置の構成図である。
【図４】第１実施形態に係る記録再生装置の変形例を示す図である。
【図５】第２実施形態に係る記録再生装置の構成図である。
【図６】光記録ディスクの記録再生装置の全体構成図である。
【図７】第３実施形態に係る記録再生装置の構成図である。
【図８】第４実施形態に係る記録再生装置の構成図である。
【図９】３つのダイクロイックミラーの特性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
次に、本発明のいくつかの実施形態について、図面を参照しながら説明する。
まず、図２を参照して、本発明の光記録媒体の記録装置および再生装置が情報を記録し、再生する対象となる光記録媒体の一例について説明する。
【００２０】
図２（ａ）に示すように、多層の光記録媒体１０は、基板１１と、サーボ信号層１２と、複数の中間層１３および記録層１４と、遮光フィルタ層１５と、カバー層１６とを備えてなる。
【００２１】
基板１１は、ポリカーボネートなどの円板であり、記録層１４を支持する支持体である。
サーボ信号層１２は、中間層１３および記録層１４を基板１１に保持させるための粘着性または接着性の樹脂材料からなり、基板１１側の面に予め凹凸または屈折率の変化によりサーボ信号が記録された層である。ここでのサーボ信号は、記録時および再生時のフォーカスの基準面であることを記録再生装置１が認識できるように予め設定された信号である。所定の記録層１４に焦点を合わせる場合には、この基準面からの距離を考慮して焦点を制御する。また、記録時および再生時に円周方向に並んだ記録スポットのトラックに正確にレーザ光を照射できるようにトラッキング用のサーボ信号または溝を設けておくとよい。
【００２２】
記録層１４は、情報が光学的に記録される感光材料からなる層であり、記録光（記録用の照射光）の照射により、２光子吸収反応などの多光子吸収反応を起こし、蛍光強度、屈折率、光吸収率などの光学的特性が変化するものを用いる。
【００２３】
記録層１４は、例えば１〜１００層程度設けられる。光記録媒体１０の記憶容量を大きくするため、記録層１４は多い方が望ましく、例えば１０層以上であるのが望ましい。
【００２４】
中間層１３は、複数の記録層１４の間に配置され、記録時および再生時のレーザ光の照射により変化しない材料が用いられる。中間層１３は、複数の記録層１４の間で層間クロストーク（隣接する記録層１４間の信号の混じり合い）が生じないように、記録層１４同士の間隔を所定量空けるために設けられている。中間層１３の材料としては、例えば、ポリビニルアルコールや、アクリル酸およびアクリル酸エステルからなる分子量１０万以上のポリマーをイソシアネートでゆるく架橋したＴｇが室温以下のポリマーを含む組成物を用いることができる。なお、複数の中間層１３および記録層１４を合わせた層を便宜的に複合層１９と称することとする。
【００２５】
遮光フィルタ層１５は、複合層１９の上に設けられ、記録再生に不要な波長の光を吸収もしくは反射して減衰させる層である。遮光フィルタ層１５は、長期的な不要光の暴露による記録層１４の劣化を防止するために任意的に設けることができる。
【００２６】
カバー層１６は、複合層１９を保護するために設けられる層であり、記録時および再生時のレーザ光が透過可能な材料からなる。カバー層１６は、数十μｍ〜数ｍｍの適宜な厚さで設けられる。
【００２７】
図２（ｂ）は、光記録媒体を記録層１４が１つだけの単層とした場合の例である。図２（ｂ）の光記録媒体１０′は、基板１１の上に記録層１４が設けられ、記録層１４の上にカバー層１６が設けられている。基板１１には、トラッキングのための溝１１Ａを設けておくとよい。また、必要に応じて、記録層１４とカバー層１６の間に反射層を設けてもよい。
【００２８】
次に、記録装置の構成について説明する。図１に示すように、記録装置の一例としての光ディスクの記録再生装置１は、一例としてディスク形状の光記録媒体１０′に対し情報の記録や再生を行う装置であり、筐体５内に、ディスク駆動部２０と、変調レーザ光発生ユニット３０と、光学ユニット４０と、制御装置９５とを備えて構成されている。
【００２９】
ディスク駆動部２０は、モータ２２と、モータ２２のスピンドル２１を有している。媒体支持部の一例としてのスピンドル２１は、光記録媒体１０′の支持ができる形状に形成されている。
【００３０】
変調レーザ光発生ユニット３０は、情報が強度変化としてエンコードされたレーザ光を出力するユニットである。変調レーザ光発生ユニット３０は、通常の使用時において筐体５に対して移動しないように固定されている。
【００３１】
光学ユニット４０は、ＤＶＤドライブの光ピックアップのように、位置が移動することで、光記録媒体１０′に対する位置が移動するユニットである。光学ユニット４０は、光記録媒体１０′に対し照射するレーザ光を集光する対物レンズ４１と、この対物レンズ４１を支持する支持部材の一例としての基板４０Ａが設けられている。光学ユニット４０は、光記録媒体１０′の半径方向に沿って延びるガイド７１に沿って移動できるように、ガイド７１と係合する光学ユニット駆動部７２を有している。
なお、光学ユニット４０の位置の移動は、光記録媒体３０に対する単なる相対的な移動ではなく、絶対的な位置の移動、つまり、慣性が問題となるような移動を意味する。つまり、光学ユニット４０の移動により、結果として光記録媒体１０′に対する相対的な移動が生じるのはもちろんであるが、例えば、図１の例でいえば、筐体５に対しても移動することを意味する。
【００３２】
変調レーザ光発生ユニット３０と光学ユニット４０とは、変調レーザ光発生ユニット３０から出力されるレーザ光を光学ユニット４０へ導くために、可撓性の第１の光導波路９１により接続されている。
【００３３】
筐体５に対し移動しない変調レーザ光発生ユニット３０と、筐体５に対して移動する光学ユニット４０の相対的な変位を吸収するため、第１の光導波路９１は、十分なたるみをもってこれらを接続している。例えば、図１に示したように、第１の光導波路９１はＵ字に曲げられた部位を有し、Ｕ字の末端が延びる方向（図１の左右方向）に光学ユニット４０が移動するように構成されている。これにより、光学ユニット４０の移動が可能であり、図１の２点鎖線で示したように、光学ユニット４０の移動により第１の光導波路９１のたるみ状態の変化も抑制することができる。
第１の光導波路９１のレーザ入射部は、レーザ光の結合効率を高め伝達光量を増加するためにコア拡大処理をしておくのが望ましい。また、伝達光量を増加するために、第１の光導波路９１の両端部は、反射防止処理をしておくのが望ましい。
第１の光導波路９１の種類は特に限定されないが、例えば、光ファイバや、フォトニッククリスタルファイバ（ＰＣＦ）、その他の光導波路を用いることができる。また、その構成材料も、ガラス、樹脂、結晶質材料など、特に限定されない。
【００３４】
ディスク駆動部２０、変調レーザ光発生ユニット３０および光学ユニット４０は、制御装置９５と接続され、各動作が制御される。すなわち、制御装置９５により、モータ２２の回転、光学ユニット４０の位置、後述するフォーカスやトラッキング、変調レーザ光発生ユニット３０での発光および変調の制御などがなされる。また、情報の再生時には、光記録媒体１０から帰ってきた光は、光学ユニット４０で検出され、制御装置９５に出力されて、復調されるようになっている。
【００３５】
このように、光学ユニット４０とは別に変調レーザ光発生ユニット３０が設けられ、これらが可撓性の第１の光導波路９１により接続されている場合において、より詳細な構成を示した第１および第２実施形態について説明する。
【００３６】
［第１実施形態］
図３に示す、第１実施形態に係る記録再生装置１Ａ（記録再生装置１の一つの詳細例）は、記録層１４が単層の光記録媒体１０′を対象とし、記録層１４としては、記録光の照射により屈折率が変化する記録材料を採用した場合を想定している。
【００３７】
変調レーザ光発生ユニット３０は、パルスレーザ３１と、変調器３２と、ＳＨＧ素子３３とコネクタ３９を有している。
【００３８】
変調器３２は、パルスレーザ３１から出力されたパルスレーザ光のうちの一部のパルス光を間引くことで、パルスレーザ光に情報をエンコードする装置である。変調器３２としては、音響光学素子（ＡＯＭ）、マッハツェンダ（ＭＺ）型光変調素子その他の電気光学変調素子（ＥＯＭ）を用いることができる。変調器３２として、これらの音響光学素子、電気光学素子を用いることで、メカニカルシャッタを用いる場合に比較して極めて高速に光のＯＮ・ＯＦＦを行うことができる。
【００３９】
変調器３２とパルスレーザ３１の間には、不要な反射光によるノイズを防止するため、パルスレーザ３１から変調器３２への光の透過のみを許容する光アイソレータを配置するのが望ましい。
【００４０】
光学ユニット４０は、対物レンズ４１の光軸上に、対物レンズ４１から順に、収差補正のためのビームエキスパンダ４６、λ／４波長板４５、ＤＢＳ（ダイクロイックビームスプリッタ）４４、レンズ５５、ＰＢＳ（偏光ビームスプリッタ）５４、集光レンズ６２、シリンドリカルレンズ６３および受光素子６１Ａを備えている。
【００４１】
対物レンズ４１は、記録光および読出光（本明細書において情報の再生のために光記録媒体に照射する光をいう。）を複数の記録層１４のうちの一つに収束するレンズである。対物レンズ４１は、図示しないフォーカスアクチュエータにより光軸方向に移動され、記録層１４に焦点を合わせることができるようになっている。
【００４２】
ＤＢＳ４４は、特定の波長域の光を反射し、その他の波長域の光を透過させる光学素子であり、記録光を反射し、読出光を透過するものが用いられている。本実施形態では、側方から入射される記録光を光記録媒体１０′へ向けるために配置されている。
【００４３】
λ／４波長板４５は、直線偏光を円偏光に変換し、円偏光を回転方向に応じた向きの直線偏光に変換する光学素子である。
【００４４】
ＤＢＳ４４の、対物レンズ４１の光軸に直交する方向には、第１の光導波路９１のコネクタ４９Ａが配置され、コネクタ４９Ａから出射された光が、コリメートレンズ４２およびλ／２波長板４３を介してＤＢＳ４４に導入されるようになっている。これにより、コネクタ４９Ａから出射された記録光は、ＤＢＳ４４により反射されて光記録媒体１０′に照射されるようになっている。
【００４５】
ＰＢＳ５４の、対物レンズ４１の光軸に直交する方向には、再生用レーザ５１Ａが配置されている。再生用レーザ５１Ａは、連続波レーザが用いられ、パルスレーザ３１とは異なる波長のレーザ光を発するものが用いられる。
【００４６】
受光素子６１Ａは、再生時に、読出光が記録層１４とこの記録層１４に隣接する界面（反射層がある場合には反射層の表面）で反射することで、光記録媒体１０′から対物レンズ４１に帰ってきた光（本明細書において、情報の再生時に光記録媒体から帰ってきた、情報を含む光を「再生光」という。）を受光する素子である。受光素子６１Ａは、再生された情報を含む光を受光して、これにより得た信号を制御装置９５に出力する。また、受光素子６１Ａが受光した光は、シリンドリカルレンズ６３を通過しているので、光量分布を制御装置９５に出力することで、制御装置９５において、非点収差法により、再生光のフォーカシングサーボのための制御量を得ることができる。
【００４７】
このような記録再生装置１Ａは、情報を記録する際に、制御装置９５によりモータ２２が駆動されて光記録媒体１０′が回転し、光学ユニット駆動部７２を制御することで、所望の記録位置（半径位置）に対物レンズ４１が位置するように光学ユニット４０が移動される。そして、パルスレーザ３１が駆動されてパルスレーザ光が変調器３２に出力される。同時に、情報を記録媒体に記録するピットパターンに変調した信号が制御装置９５から変調レーザ光発生ユニット３０に出力され、変調器３２において、パルスレーザ光の強度を変化させて、パルスレーザ光に情報をエンコードする。情報がエンコードされたパルスレーザ光（記録光）は、ＳＨＧ素子３３で２分の１の波長に変換され、コネクタ３９、第１の光導波路９１を通って、光学ユニット４０のコネクタ４９Ａに到達する。コネクタ４９Ａから出た記録光は、コリメートレンズ４２、λ／２波長板４３を通ってＤＢＳ４４に入り、ＤＢＳ４４で反射されて、λ／４波長板４５に向けて向きが変えられる。そして、この記録光は、λ／４波長板４５、ビームエキスパンダ４６、対物レンズ４１を通過して、光記録媒体１０′の記録層１４に集光される。記録層１４は、記録光が照射されることにより、屈折率が変化し、屈折率の変調によりピットパターンが形成される。
【００４８】
そして、このように情報を記録しながら、制御装置９５は、光学ユニット駆動部７２を制御して、光学ユニット４０の位置を光記録媒体１０′の径方向に徐々に移動させ、これにより、光記録媒体１０′の平面方向に広がるように情報が記録された箇所を形成していくことができる。
【００４９】
このような情報の記録の過程において、光学ユニット４０が逐次移動されるが、本実施形態の記録再生装置１Ａは、大きな装置であるパルスレーザ３１を移動する光学ユニット４０に設けず、移動しない変調レーザ光発生ユニット３０に設けたので、光学ユニット４０を軽量化して、光学ユニット４０の位置の応答性を良くすることができる。すなわち、パルスレーザ３１を用いる記録再生装置を実用的な装置とすることができる。
【００５０】
また、パルスレーザ３１だけでなく、変調器３２およびＳＨＧ素子３３も比較的サイズが大きいことから光学ユニット４０から分離して変調レーザ発生ユニット３０に設けることで、光学ユニット４０を軽量化することができる。特に、高精度な変調およびＳＨＧ変換を行う場合に、これらの素子は一定温度に制御されることが望ましいので、光学ユニット４０の外部にこれらの素子を設置することで、温度制御が容易になるという利点もある。
【００５１】
なお、情報を再生する場合には、再生用レーザ５１Ａから、読出光を発する。読出光は、コリメートレンズ５２、λ／２波長板５３を通過し、ＰＢＳ５４で反射し、レンズ５５，ＤＢＳ４４、λ／４波長板４５、ビームエキスパンダ４６、対物レンズ４１を通過して、光記録媒体１０′の記録層１４に集光される。光記録媒体１０′で反射した光は、対物レンズ４１を通過して平行光束となった後、対物レンズ４１の光軸上の光学素子をシリンドリカルレンズ６３まで順次通過し、受光素子６１Ａで受光される。受光素子６１Ａで受光された光は、情報の信号およびフォーカシングサーボ用の信号として、制御装置９５に出力される。
【００５２】
第１実施形態においては、発明の理解の容易のため、単層の光記録媒体１０′を対象とする記録再生装置を説明したが、多層の光記録媒体に対して情報の記録・再生を行うようにするには、後述する第４実施形態のように、基準サーボ光レーザと、基準サーボ用の受光素子を設けるとよい。
【００５３】
また、第１実施形態において、変調器３２およびＳＨＧ素子３３の順序は使用する変調器の特性により順序を入れ替えることが可能である。変調器の光学特性が長波長で効率が良い場合は波長変換前に変調器３２を設置することが望ましく、短波長で効率が良ければＳＨＧ素子３３の後に設置することが望ましい。例えば、図４に示す記録再生装置１Ａ′の変調レーザ発生ユニット３０では、パルスレーザ３１が出力したパルスレーザ光は、ＳＨＧ素子３３に入力されて２分の１の波長に変換され、この短くなった波長の光が変調器３２に入力されるように構成されている。
【００５４】
［第２実施形態］
図５に示す、第２実施形態に係る記録再生装置１Ｂは、記録層１４が単層の光記録媒体１０′を対象とし、記録層１４としては、記録光の照射により蛍光強度が変化するものを採用した場合を想定している。なお、第２実施形態においては、第１実施形態と異なる点についてのみ説明し、同じ部分については、図面に同じ符号を付して説明を省略する。
【００５５】
記録再生装置１Ｂは、光記録媒体１０′から帰ってきた蛍光を検出するための光学素子が追加された以外は、第１実施形態と同様の構成である。光記録媒体１０′に読出光を照射することで記録層１４で発生した蛍光を検出するため、レンズ５５とＰＢＳ５４の間にＤＢＳ６４Ｆが設けられ、ＤＢＳ６４Ｆの、対物レンズ４１の光軸に直交する方向には、ＤＢＳ６４Ｆから順に、フィルタ６５Ｆ、集光レンズ６６Ｆ、受光素子６１Ｆが配置されている。ＤＢＳ６４Ｆは、ＤＢＳ４４とは別の波長選択性を有し、光記録媒体１０′で発生した蛍光の波長に近い波長の光を反射するものが用いられる。このような構成により、光記録媒体１０′で発生した再生光としての蛍光は、ＤＢＳ６４Ｆで反射して、受光素子６１Ｆに受光される。受光素子６１Ｆで蛍光を受光した信号は、再生情報を含む信号として制御装置９５に出力される。なお、受光素子６１Ａで受光されて得られた信号は、再生情報を含まないので、読取光のフォーカシングサーボのためにのみ用いられる。
【００５６】
このような、蛍光強度の強弱で情報を記録・再生するために、受光素子６１Ｆを備えた記録再生装置１Ｂにおいても、変調レーザ光発生ユニット３０が移動する光学ユニット４０と別に設けられ、これらが第１の光導波路９１で接続された構成であるので、光学ユニット４０の軽量化が図られ、光学ユニット４０の位置の応答性を良くすることができる。すなわち、パルスレーザ３１を用いる記録再生装置を実用的な装置とすることができる。
【００５７】
第２実施形態においては、発明の理解の容易のため、単層の光記録媒体１０′を対象とする記録再生装置を説明したが、多層の光記録媒体に対して情報の記録・再生を行うようにするには、後述する第４実施形態のように、基準サーボ光レーザと、基準サーボ用の受光素子を設けるとよい。
【００５８】
次に、再生用のレーザ光が光記録媒体に照射された結果、光記録媒体から帰ってきた再生光を検出する光検出器を、光学ユニットと別に設けた例である第３および第４実施形態について説明する。
【００５９】
図６に示す本発明の記録装置の一例としての記録再生装置２は、図１を参照して説明した記録再生装置１に対し、再生光を検出する光検出器６０が光学ユニット４０と別に設けられ、筐体５に固定されている。光記録媒体１０′（１０）から帰ってきた再生光を光検出器６０に導くため、光学ユニット４０と光検出器６０は、可撓性を有する第２の光導波路９２により接続されている。第２の光導波路９２としては、第１の光導波路９１と同様のものを用いることができる。
【００６０】
［第３実施形態］
図７に示す、第３実施形態に係る記録再生装置２Ａは、記録層１４が単層の光記録媒体１０′を対象とし、記録層１４としては、記録光の照射により蛍光強度が変化するものを採用した場合を想定している。なお、第３実施形態においては、第２実施形態と異なる点についてのみ説明し、同じ部分については、図面に同じ符号を付して説明を省略する。
【００６１】
記録再生装置２Ａは、第２実施形態において光学ユニット４０に設けられていた受光素子６１Ｆが、前記した光検出器６０に設けられている。一方、光学ユニット４０における、集光レンズ６６Ｆにより再生光が集光される部分には、この光を導入可能なコネクタ４９Ｆが設けられている。受光素子６１Ｆは、コネクタ６９Ｆと接続され、コネクタ４９Ｆとコネクタ６９Ｆの間が可撓性の第２の光導波路９２で接続されている。これにより、受光素子６１Ｆは、再生光を受光することができる。なお、本実施形態において再生用レーザ５１Ａは、第２のレーザ光源の一例である。
【００６２】
そして、本実施形態においては、光検出器６０の受光素子６１Ｆとして、アバランシェフォトダイオードまたは光電子倍増管のような、感度が高いものを用いている。このような受光素子６１は、比較的大きなものであるが、移動する光学ユニット４０には設けず、移動しない光検出器６０に設け、光学ユニット４０と光検出器６０を第２の光導波路９２で接続するようにしたので、光学ユニット４０の軽量化が図られ、光学ユニット４０の位置の応答性を良くすることができる。すなわち、パルスレーザ３１および受光素子６１Ｆを用いる記録再生装置を実用的な装置とすることができる。
【００６３】
第３実施形態においては、発明の理解の容易のため、単層の光記録媒体１０′を対象とする記録再生装置を説明したが、多層の光記録媒体に対して情報の記録・再生を行うようにするには、後述する第４実施形態のように、基準サーボ光レーザと、基準サーボ用の受光素子を設けるとよい。
【００６４】
［第４実施形態］
図８に示す、第４実施形態に係る記録再生装置２Ｂは、記録層１４が多層の光記録媒体１０を対象とし、記録層１４としては、記録光の照射により蛍光強度が変化するものを採用した場合を想定している。なお、第４実施形態においては、第３実施形態と異なる点についてのみ説明し、同じ部分については、図面に同じ符号を付して説明を省略する。
【００６５】
図８に示すように、記録再生装置２Ｂは、情報の記録時に記録光を所望の記録層１４にフォーカシングするための基準サーボ光を発する基準サーボ用レーザ５１Ｌと、光記録媒体１０から帰ってきた基準サーボ光を検出する受光素子６１Ｌが設けられている。具体的には、記録光がコネクタ４９ＡからＤＢＳ４４に入る光学経路の途中である、λ／２波長板４３とＤＢＳ４４の間にＤＢＳ４４Ｌが配置されて、記録光の光路への基準サーボ光の導入および導出が行われている。ＤＢＳ４４Ｌの側方（コネクタ４９Ａ〜ＤＢＳ４４の光路に対し直交する方向）には、レンズ５５Ｌ、ＰＢＳ５４Ｌ、集光レンズ６２Ｌ、シリンドリカルレンズ６３Ｌ、受光素子６１Ｌが設けられている。これらは、それぞれ、レンズ５５、ＰＢＳ５４、集光レンズ６２、シリンドリカルレンズ６３、受光素子６１と同様の構成である。そして、ＰＢＳ５４Ｌの側方（ＤＢＳ４４Ｌ〜受光素子６１Ｌの光路に対し直交する方向）には、λ／２波長板５３Ｌ、コリメートレンズ５２Ｌ、基準サーボ用レーザ５１Ｌが設けられている。基準サーボ用レーザ５１Ｌは、再生用レーザ５１Ａや、パルスレーザ３１の発する波長とは別の波長で連続波レーザを発する。なお、本実施形態において再生用レーザ５１Ａは、第２のレーザ光源の一例である。
【００６６】
受光素子６１Ｌで受光して得られた信号は、制御装置９５に出力される。そして、所定の記録層１４に記録光の焦点を合わせる場合には、サーボ信号層１２を基準面とし、この基準面から記録層１４を順に数えていき、目的の記録層１４で、隣接する中間層１３との界面反射に基づき、非点収差法によりフォーカシングサーボを行う。そして、記録光のトラッキングサーボを行う場合も同様に、サーボ信号層１２から得られるトラッキング制御信号に基づき対物レンズ４１を駆動することで所定のトラック間隔で記録層１４に信号を記録することができる。
【００６７】
ちなみに、ＤＢＳ６４Ｆ（ＤＢＳ−１とする）、ＤＢＳ４４（ＤＢＳ−２とする）およびＤＢＳ４４Ｌ（ＤＢＳ−３とする）は、それぞれ異なる反射率の波長依存性を有している。図９に示すように、ＤＢＳ−１，ＤＢＳ−２，ＤＢＳ−３は、これらのうちＤＢＳ−１が最も短いカットオフ波長を有し、ＤＢＳ−２，ＤＢＳ−３は、この順でＤＢＳ−１よりも長いカットオフ波長を有している。再生用レーザ光の波長λＡは、ＤＢＳ−１のカットオフ波長より短く、再生光の波長λＢは、ＤＢＳ−１のカットオフ波長とＤＢＳ−２のカットオフ波長の間、記録光の波長λＣは、ＤＢＳ−２のカットオフ波長とＤＢＳ−３のカットオフ波長の間、基準サーボ光の波長λＤは、ＤＢＳ−３のカットオフ波長より長い。このように、各光の波長と、ダイクロイックミラーのカットオフ波長を選択することで、図８に示したような光学系で、各光の分岐および合流をすることが可能である。より具体的にいえば、再生用レーザ光の波長λＡ、再生光の波長λＢ、記録光の波長λＣ、基準サーボ光の波長λＤ、をこの順で短い波長に設定し、この４つの波長の光のうち、２つの短い波長の光と２つの長い波長の光をＤＢＳ−２で分離し、その後、２つの短い波長（λＡ，λＢ）の光をＤＢＳ−１で分離し、２つの長い波長（λＣ，λＤ）の光をＤＢＳ−４で分離しているので、４つの波長の光を分離するのにＤＢＳを通す回数を最大でも２回と少なくすることができ、損失を小さくすることができる。また、光学系の構成が、記録光・再生光・基準サーボ光の３つを合波しつつ、検出器（受光素子６１Ｆ）側に反射される波長は再生光（蛍光）のみになるので、微弱な再生光のＳ/Ｎを確保することが可能である。
【００６８】
このように、記録再生装置２Ｂによれば、多層の光記録媒体１０に対して情報の記録・再生を行うことができ、その際、第３実施形態と同様に、移動する光学ユニット４０には、パルスレーザ３１と受光素子６１Ｆを設けず、これらをそれぞれ動かない変調レーザ光発生ユニット３０と光検出器６０に設けたので、光学ユニット４０の軽量化が図られ、光学ユニット４０の位置の応答性を良くすることができる。すなわち、パルスレーザ３１を用いる記録再生装置を実用的な装置とすることができる。
【００６９】
以上に、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、前記した実施形態に限定されることなく適宜変形して実施することができる。例えば、図１および図６においては、情報の記録と再生の両方を行う装置を例示したが、記録のみを行う装置として構成することもできる。また、本発明の記録装置が対象とする光記録媒体は、図２に例示したものに限られない。もっとも、本発明の意義が最も高いのは、複数の記録層を有する光記録媒体に対し、パルスレーザを用いて記録を行う場合である。この場合には、パルスレーザが大きい装置であることから、光学ユニットの重量を小さくする意義が大きいといえる。
【符号の説明】
【００７０】
１，１Ａ，１Ａ′，１Ｂ，２，２Ａ，２Ｂ 記録再生装置
１０，１０′ 光記録媒体
１１ 基板
１２ サーボ信号層
１３ 中間層
１４ 記録層
１５ 遮光フィルタ層
１６ カバー層
２１ スピンドル
３０ 変調レーザ光発生ユニット
３１ パルスレーザ
３２ 変調器
３３ ＳＨＧ素子
４０ 光学ユニット
４０Ａ 基板
４１ 対物レンズ
５１Ａ 再生用レーザ
５１Ｌ 基準サーボ用レーザ
６０ 光検出器
６１ 受光素子
６１Ａ 受光素子
６１Ｆ 受光素子
６１Ｌ 受光素子
７１ ガイド
７２ 光学ユニット駆動部
９１ 第１の光導波路
９２ 第２の光導波路
９５ 制御装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光記録媒体を支持する媒体支持部と、
記録用のパルスレーザ光を発生する第１のレーザ光源と、前記第１のレーザ光源から出射されたパルスレーザ光に情報をエンコードする変調器とを有する変調レーザ光発生ユニットと、
前記光記録媒体に照射されるパルスレーザ光を集光する対物レンズと、当該対物レンズを支持する支持部材とを有し、位置が移動されることで前記媒体支持部に支持される前記光記録媒体に対し移動される光学ユニットと、
前記変調レーザ光発生ユニットから出力されるパルスレーザ光を、前記光学ユニットへ導くため、前記変調レーザ光発生ユニットと前記光学ユニットとを接続する、可撓性を有する第１の光導波路とを備えることを特徴とする光記録媒体の記録装置。
【請求項２】
再生用のレーザ光を発生する第２のレーザ光源と、
前記再生用のレーザ光が前記光記録媒体に照射された結果、前記光記録媒体から帰ってきた再生光を検出する光検出器とをさらに備え、
前記光学ユニットは、前記第２のレーザ光源から出射されたレーザ光を前記対物レンズに導くように構成され、
前記光記録媒体から帰ってきた再生光を前記光検出器に導くため、前記光学ユニットと前記光検出器とを接続する、可撓性を有する第２の光導波路とを備えることを特徴とする請求項１に記載の光記録媒体の記録装置。
【請求項３】
前記変調器から出力されたパルスレーザ光の波長を短くする高調波発生器を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光記録媒体の記録装置。
【請求項４】
前記変調器に入力されるパルスレーザ光の波長を短くする高調波発生器を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光記録媒体の記録装置。
【請求項５】
前記第１の光導波路は、シングルモード光ファイバであることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の光記録媒体の記録装置。
【請求項６】
前記光検出器は、アバランシェフォトダイオードまたは光電子倍増管を有することを特徴とする請求項２に記載の光記録媒体の記録装置。
【請求項７】
前記第２の光導波路は、マルチモード光ファイバであることを特徴とする請求項２または請求項６に記載の光記録媒体の記録装置。
【請求項１】
光記録媒体を支持する媒体支持部と、
記録用のパルスレーザ光を発生する第１のレーザ光源と、前記第１のレーザ光源から出射されたパルスレーザ光に情報をエンコードする変調器とを有する変調レーザ光発生ユニットと、
前記光記録媒体に照射されるパルスレーザ光を集光する対物レンズと、当該対物レンズを支持する支持部材とを有し、位置が移動されることで前記媒体支持部に支持される前記光記録媒体に対し移動される光学ユニットと、
前記変調レーザ光発生ユニットから出力されるパルスレーザ光を、前記光学ユニットへ導くため、前記変調レーザ光発生ユニットと前記光学ユニットとを接続する、可撓性を有する第１の光導波路とを備えることを特徴とする光記録媒体の記録装置。
【請求項２】
再生用のレーザ光を発生する第２のレーザ光源と、
前記再生用のレーザ光が前記光記録媒体に照射された結果、前記光記録媒体から帰ってきた再生光を検出する光検出器とをさらに備え、
前記光学ユニットは、前記第２のレーザ光源から出射されたレーザ光を前記対物レンズに導くように構成され、
前記光記録媒体から帰ってきた再生光を前記光検出器に導くため、前記光学ユニットと前記光検出器とを接続する、可撓性を有する第２の光導波路とを備えることを特徴とする請求項１に記載の光記録媒体の記録装置。
【請求項３】
前記変調器から出力されたパルスレーザ光の波長を短くする高調波発生器を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光記録媒体の記録装置。
【請求項４】
前記変調器に入力されるパルスレーザ光の波長を短くする高調波発生器を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光記録媒体の記録装置。
【請求項５】
前記第１の光導波路は、シングルモード光ファイバであることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の光記録媒体の記録装置。
【請求項６】
前記光検出器は、アバランシェフォトダイオードまたは光電子倍増管を有することを特徴とする請求項２に記載の光記録媒体の記録装置。
【請求項７】
前記第２の光導波路は、マルチモード光ファイバであることを特徴とする請求項２または請求項６に記載の光記録媒体の記録装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−１９８４４７（Ｐ２０１１−１９８４４７Ａ）
【公開日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−６７４４８（Ｐ２０１０−６７４４８）
【出願日】平成２２年３月２４日（２０１０．３．２４）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月２４日（２０１０．３．２４）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
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