JP3979515B2 - 可変光学素子とその可変光学素子を備えたピックアップ装置並びにそのピックアップ装置を備えた情報記録再生装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば回折効率などの光学特性を変化させることが可能な可変光学素子と、その可変光学素子を備えたピックアップ装置と、そのピックアップ装置を備えて情報記録媒体への情報記録又は情報記録媒体からの情報再生を行う情報記録再生装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、高密度且つ大容量の情報記録媒体として、再生専用の情報記録媒体の他、記録可能な相変化（phase change）型の情報記録媒体が注目されている。相変化型の情報記録媒体では、情報の追記録が可能な追記型光ディスクと、情報の消去と再記録が可能な書換え型光ディスクが注目されている。
【０００３】
これら相変化型の情報記録媒体は、例えば、図１３の断面図に示すように、いわゆるピックアップ装置に備えられた対物レンズからの光ビームを入射する光入射層と、保護層で保護された結晶又はアモルファスの記録層と、反射層及び基板を備えた積層構造から成り、光ビームの光エネルギーで記録層を相変化させることにより情報を記録する構造となっている。また、情報再生は、記録層に光ビームを照射することで生じる反射光を対物レンズで集光し、その反射光をピックアップ装置内の光検出器で検出することによって行われる。
【０００４】
また、追記型光ディスクは光エネルギーに応じて相変化（非可逆変化）する記録層を備えることで、情報を１回に限って記録するという特徴を有し、書込え型光ディスクは光エネルギーに応じて相変化（可逆変化）する記録層を備えることで情報の書込えを可能にするという特徴を有している。また、これらの情報記録媒体は、記録層におけるトラックピッチを狭少化することで高密度化が図られ、また、記録層を多層化することで更なる大容量化が図られている。
【０００５】
一方、こうした高密度の情報記録媒体に対応する情報記録再生装置を実現するため、ピックアップ装置に設けられている対物レンズの開口数（numerical aperture：ＮＡ）を大きくすることによって照射径の小さな光ビームを記録層に照射することが考えられている。
【０００６】
また、情報記録媒体のトラックピッチの狭少化等に対応して対物レンズの開口数ＮＡを大きくするとはいっても、限りある対物レンズの開口数ＮＡの範囲内で高密度の情報記録と適切な情報再生を行うことが重要である。この課題に対応するために、情報再生を行う際にクロストークキャンセラ技術を適用することの有用性が注目されている。
【０００７】
クロストークキャンセラ技術は、情報が記録されているトラック（主トラックという）に光ビーム（主ビームという）を照射してその情報を読み取るだけでなく、主トラックに隣接しているトラック（隣接トラックという）にも光ビーム（副ビームという）を照射してその隣接トラックの情報を読み取り、主ビームによって得られた主信号と副ビームによって得られた副信号とに基づいて所定の演算処理を行うことで、主信号中に含まれているクロストーク成分を抑制して、情報を精度よく再生するものである。
【０００８】
また、上記主ビームと副ビームを生成するために、レーザ光源から射出されるレーザ光を回折格子で回折し、それによって生じる０次光を主ビーム、±１次光を副ビームとして対物レンズを介して各トラックに照射する方法が考えられている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記クロストークキャンセラ技術を適用した場合、ＤＶＤ−ＲＯＭなどの再生専用の情報記録媒体から情報を再生する際には、精度よく情報を再生するのに有効であるが、ＤＶＤ−ＲＷなどの相変化型の情報記録媒体に記録されている情報を再生する際には、次のような問題があった。
【００１０】
相変化型の情報記録媒体は、光エネルギーに応じて記録層が相変化する。このため、相変化型の情報記録媒体から情報を再生する際、再生専用の情報記録媒体で用いられている上記主ビームと副ビームを相変化型の情報記録媒体の主トラックと副トラックにそれぞれ照射すると、主トラック又は副トラックの記録層が相変化してしまい、記録されていた情報を消去又は破壊してしまう等の問題があった。つまり、同じ光ビームを再生専用の情報記録媒体と相変化型の情報記録媒体に適用すると、一方の情報記録媒体には適していても、他方の情報記録媒体に不適切な場合が生じるという問題があった。
【００１１】
こうした問題を回避するのに、相変化型の情報記録媒体に情報を記録する場合と、相変化型の情報記録媒体から情報を再生する場合と、相変化型ではない再生専用の情報記録媒体から情報を再生する場合とで、それぞれ回折効率の異なった回折格子に入れ替えることにより、主ビームと副ビームの光エネルギーを調節する方法が考えられるが、これでは、複数の回折格子を入れ替えるための大がかりな機構が必要になるという問題を招くことになる。
【００１２】
また、回折格子を入れ替えると、上記対物レンズ等を含む光学系の光学特性が不安定になるという問題が生じる。
【００１３】
また、回折格子の入れ替えには時間がかかるため、例えば、相変化型の情報記録媒体への情報記録と情報再生とを交互に繰り返すような場合に、情報記録と情報再生を迅速に行えなくなる等の応答性の問題も発生する。
【００１４】
本発明はこうした従来の問題を克服するためになされたものであり、情報記録媒体への情報記録又は情報記録媒体からの情報再生を適切に行うことを可能にする可変光学素子と、その可変光学素子を備えたピックアップ装置と、そのピックアップ装置を備えた情報記録再生装置を提供することを目的とする。
【００１５】
また、クロストークキャンセラ技術を適用する場合でも、相変化型の情報記録媒体と再生専用の情報記録媒体に対し、互換性をもって情報記録又は情報再生を行うことを可能にする可変光学素子とピックアップ装置並びに情報記録再生装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、光源からの光を反射及び回折させ、情報記録媒体の主トラックに照射する主ビームと隣接トラックに照射する副ビームとをパワー調整して生じさせる可変光学素子であって、基準媒質の上面に、印加電圧に応じて歪み効果による厚み変化を生じる凸条の圧電媒質層と前記圧電媒質層を有さない溝とが互いに隣接して所定ピッチ間隔で周期的に複数形成されると共に、前記複数の圧電媒質層の上面と溝の底部に光反射用の誘電体層が積層された構造を有し、調整される前記印加電圧に応じて前記複数の圧電媒質層に歪み効果による厚み変化を生じさせて、前記複数の圧電媒質層と溝とによる回折効率を設定させ、入射する前記光源からの光の波面に光学変化を与えて反射することで、前記印加電圧に応じたパワーで前記主ビームと副ビームとを生じさせること、を特徴とする。
【００１７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の可変光学素子において、前記凸条の圧電媒質層は、それぞれ別個の印加電圧が印加される複数の圧電媒質層が積層された構造であること、を特徴とする。
【００１９】
請求項３に記載の発明は、光源からの光を反射及び回折させ、情報記録媒体の主トラックに照射する主ビームと隣接トラックに照射する副ビームとパワー調整して生じさせる可変光学素子であって、基準媒質の上面に、印加電圧に応じて歪み効果による厚み変化を生じる凸条の圧電媒質層と前記圧電媒質層を有さない溝とが互いに隣接して所定ピッチ間隔で周期的に複数形成されると共に、前記複数の圧電媒質層と溝の上面全体が透明な媒質で埋められた構造を有し、調整される前記印加電圧に応じて前記複数の圧電媒質層に歪み効果による厚み変化を生じさせて、前記複数の圧電媒質層と溝とによる回折効率を設定させ、入射する前記光源からの光の波面に光学変化を与えて反射することで、前記印加電圧に応じたパワーで前記主ビームと副ビームとを生じさせること、を特徴とする。
【００２１】
請求項４に記載の発明は、情報記録媒体に設けられた主トラックと隣接トラックに、主ビームと副ビームをパワー調整して照射し、情報記録又は情報再生を行うピックアップ装置であって、光を射出する光源と、基準媒質の上面に、印加電圧に応じて歪み効果による厚み変化を生じる凸条の圧電媒質層と前記圧電媒質層を有さない溝とが互いに隣接して所定ピッチ間隔で周期的に複数形成されると共に、前記複数の圧電媒質層の上面と溝の底部に光反射用の誘電体層が積層された構造を有し、調整される前記印加電圧に応じて前記複数の圧電媒質層に歪み効果による厚み変化を生じさせて、前記複数の圧電媒質層と溝とによる回折効率を設定させ、入射する前記光源からの光の波面に光学変化を与えて反射することで、前記印加電圧に応じたパワーで主ビームと副ビームとを生じさせる可変光学素子と、
前記可変光学素子で生成される前記主ビームと副ビームとを集光し、前記主トラックと隣接トラックに照射する対物レンズと、を備え、調整される前記印加電圧に応じて前記複数の圧電媒質層に歪み効果による厚み変化を生じさせて、前記複数の圧電媒質層と溝とによる回折効率を設定させ、入射する前記光源からの光の波面に光学変化を与えて反射することで、前記印加電圧に応じたパワーで前記主ビームと副ビームとを生じさせること、を特徴とする。
【００２３】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のピックアップ装置において、前記可変光学素子の前記凸条の圧電媒質層は、それぞれ別個の印加電圧が印加される複数の圧電媒質層が積層された構造であること、を特徴とする。
【００２５】
請求項６に記載の発明は、情報記録媒体に設けられた主トラックと隣接トラックに、主ビームと副ビームをパワー調整して照射し、情報記録又は情報再生を行うピックアップ装置であって、光を射出する光源と、基準媒質の上面に、印加電圧に応じて歪み効果による厚み変化を生じる凸条の圧電媒質層と前記圧電媒質層を有さない溝とが互いに隣接して所定ピッチ間隔で周期的に複数形成されると共に、前記複数の圧電媒質層と溝の上面全体が透明な媒質で埋められた構造を有し、調整される前記印加電圧に応じて前記複数の圧電媒質層に歪み効果による厚み変化を生じさせて、前記複数の圧電媒質層と溝とによる回折効率を設定させ、入射する前記光源からの光の波面に光学変化を与えて反射することで、前記印加電圧に応じたパワーで前記主ビームと副ビームとを生じさせ可変光学素子と、前記可変光学素子で生成される前記主ビームと副ビームとを集光し、前記主トラックと隣接トラックに照射する対物レンズと、を備え、調整される前記印加電圧に応じて前記複数の圧電媒質層に歪み効果による厚み変化を生じさせて、前記複数の圧電媒質層と溝とによる回折効率を設定させ、入射する前記光源からの光の波面に光学変化を与えて反射することで、前記印加電圧に応じたパワーで前記主ビームと副ビームとを生じさせること、を特徴とする。
【００２７】
請求項７に記載の発明は、情報記録媒体に設けられた主トラックと隣接トラックに、主ビームと副ビームをパワー調整して照射し、情報記録又は情報再生を行うピックアップ装置を備えた情報記録再生装置であって、光を射出する光源と、基準媒質の上面に、印加電圧に応じて歪み効果による厚み変化を生じる凸条の圧電媒質層と前記圧電媒質層を有さない溝とが互いに隣接して所定ピッチ間隔で周期的に複数形成されると共に、前記複数の圧電媒質層の上面と溝の底部に光反射用の誘電体層が積層された構造を有し、調整される前記印加電圧に応じて前記複数の圧電媒質層に歪み効果による厚み変化を生じさせて、前記複数の圧電媒質層と溝とによる回折効率を設定させ、入射する前記光源からの光の波面に光学変化を与えて反射することで、前記印加電圧に応じたパワーで主ビームと副ビームとを生じさせる可変光学素子と、前記可変光学素子で生成される前記主ビームと副ビームとを集光し、前記主トラックと隣接トラックに照射する対物レンズと、を備えた前記ピックアップ装置と、前記印加電圧を調整する電圧制御手段と、を具備し、前記電圧制御手段によって調整される前記印加電圧に応じて前記複数の圧電媒質層に歪み効果による厚み変化を生じさせて、前記複数の圧電媒質層と溝とによる回折効率を設定させ、入射する前記光源からの光の波面に光学変化を与えて反射することで、前記印加電圧に応じたパワーで前記主ビームと副ビームとを生じさせること、を特徴とする。
【００２８】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の情報記録再生装置において、前記可変光学素子の前記凸条の圧電媒質層は、それぞれ別個の印加電圧が印加される複数の圧電媒質層が積層された構造を有し、前記電圧制御手段は、前記それぞれ別個の印加電圧の調整を行うこと、を特徴とする。
【００３０】
請求項９に記載の発明は、情報記録媒体に設けられた主トラックと隣接トラックに、主ビームと副ビームをパワー調整して照射し、情報記録又は情報再生を行うピックアップ装置を備えた情報記録再生装置であって、光を射出する光源と、基準媒質の上面に、印加電圧に応じて歪み効果による厚み変化を生じる凸条の圧電媒質層と前記圧電媒質層を有さない溝とが互いに隣接して所定ピッチ間隔で周期的に複数形成されると共に、前記複数の圧電媒質層と溝の上面全体が透明な媒質で埋められた構造を有し、調整される前記印加電圧に応じて前記複数の圧電媒質層に歪み効果による厚み変化を生じさせて、前記複数の圧電媒質層と溝とによる回折効率を設定させ、入射する前記光源からの光の波面に光学変化を与えて反射することで、前記印加電圧に応じたパワーで前記主ビームと副ビームとを生じさせ可変光学素子と、前記可変光学素子で生成される前記主ビームと副ビームとを集光し、前記主トラックと隣接トラックに照射する対物レンズと、を備えた前記ピックアップ装置と、前記印加電圧を調整する電圧制御手段と、を具備し、前記電圧制御手段によって調整される前記印加電圧に応じて前記複数の圧電媒質層に歪み効果による厚み変化を生じさせて、前記複数の圧電媒質層と溝とによる回折効率を設定させ、入射する前記光源からの光の波面に光学変化を与えて反射することで、前記印加電圧に応じたパワーで前記主ビームと副ビームとを生じさせること、を特徴とする。
【００３１】
請求項１０に記載の発明は、請求項７〜９の何れか１項に記載の情報記録再生装置において、前記主ビームと副ビームとの照射によって前記主トラックと隣接トラックで反射される各々の反射光を受光し、前記主ビームによる反射光を示す第１の電気信号と、前記副ビームによる反射光を示す第２の電気信号とを生成する光検出手段と、前記第１の電気信号を前記第２の電気信号で相殺することで、前記主トラックで反射される前記主ビームの反射光に生じて前記第１の電気信号に生じることとなったクロストーク成分を抑制し、該クロストーク成分を抑制した読取り信号を生成する雑音除去手段と、を更に備え、前記読取り信号に基づいて前記主トラックの情報を再生すること、を特徴とする。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の可変光学素子とピックアップ装置と情報記録再生装置の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００３３】
尚、図１はピックアップ装置の構成を示す構成図、図２は可変光学素子の構造を示す図、図３は可変光学素子の製造方法を示す図、図４は可変光学素子及びピックアップ装置の動作を説明するための図、図５は情報記録再生装置の構成を示すブロック図、図６は情報記録再生装置に備えられたクロストークキャンセラ回路の構成を示すブロック図である。
【００３４】
図１において、本ピックアップ装置１００は、レーザ光Ｈaを射出する光源１、第１のビームスプリッタ２、第１のビームスプリッタ２の両側に対向する１／４波長板３，４、１／４波長板３の外側に対向する可変光学素子５、１／４波長板４の外側に対向する反射板６、第２のビームスプリッタ７、コリメータレンズ８、１／４波長板９、情報記録媒体１３に対向する対物レンズ１０、集光レンズ１１、光検出器１２を備えて構成され、これらの構成要素１〜１２は、光軸ＯＡに沿って配設されている。
【００３５】
光源１は、光軸ＯＡに沿って向けられた半導体レーザ（図示省略）を備え、その半導体レーザから第１のビームスプリッタ２側に、直線偏光のレーザ光Ｈaを射出する。
【００３６】
光源１から射出される上記レーザ光Ｈaは、第１のビームスプリッタ２で反射され、１／４波長板３を透過して可変光学素子５に入射し、更に可変光学素子５で反射される。その反射されたレーザ光Ｈbは、再び１／４波長板３を透過すると共に、第１のビームスプリッタ２を透過し、更に１／４波長板４を透過して反射板６に入射し、反射板６で反射される。そして、反射板６で反射されたレーザ光Ｈcは、１／４波長板４を再び透過し、第１のビームスプリッタ２で反射されて第２のビームスプリッタ７側に射出される。
【００３７】
すなわち、光源１から射出されるレーザ光Ｈaは、第１のビームスプリッタ２によって１／４波長板３側へ反射される。１／４波長板３側から第１のビームスプリッタ２に入射するレーザ光Ｈbは、１／４波長板３を２回透過して戻ってくる光であるため、第１のビームスプリッタ２を透過して１／４波長板４側へ入射する。更に、１／４波長板４側から第１のビームスプリッタ２に入射するレーザ光Ｈcは、１／４波長板４を２回透過して戻ってくる光であるため、第１のビームスプリッタ２によって第２のビームスプリッタ７側へ反射される。
【００３８】
こうして第１のビームスプリッタ２から第２のビームスプリッタ７側へ射出されるレーザ光Ｈcは、第２のビームスプリッタ７を透過し、コリメータレンズ８で平行光にされて１／４波長板９を通り、更に対物レンズ１０で収束されることで、後述の光ビームＭＢ(0)，ＳＢ(-1)，ＳＢ(+1)となって情報記録媒体１３に合焦状態で照射される。
【００３９】
また、光ビームＭＢ(0)，ＳＢ(-1)，ＳＢ(+1)が情報記録媒体１３で反射されることで生じる各反射光ＲＭＢ(0)，ＲＳＢ(-1)，ＲＳＢ(+1)が、対物レンズ１０、１／４波長板９、コリメータレンズ８を通り、更に第２のビームスプリッタ７で反射されて集光レンズ１１側へ射出される。そして、集光レンズ１１が第２のビームスプリッタ７からのこれら反射光ＲＭＢ(0)，ＲＳＢ(-1)，ＲＳＢ(+1)を集光して光検出器１２側へ射出し、光検出器１２がこれら反射光ＲＭＢ(0)，ＲＳＢ(-1)，ＲＳＢ(+1)を受光してそれぞれ電気信号ＳMB(0)，ＳSB(-1)，ＳSB(+1)に光電変換して出力するようになっている。
【００４０】
ここで、可変光学素子５は、図２（Ａ）〜（Ｄ）に示す構造を有している。すなわち、図２（Ａ）の斜視図に示すように、基準媒質としての半導体基板５ａ上に反射型のグレーティング部５ｂが一体形成された構造を有し、グレーティング部５ｂに形成された電極５ｃと半導体基板５ａの裏面に形成された電極層５ｄとの間に、電圧制御回路１４によって適宜の電圧Ｖが印加されるようになっている。
【００４１】
更に、図２（Ｂ）の平面図に示すように、グレーティング部５ｂには、複数のスリット状の矩形溝１６と、各矩形溝１６に隣接する複数の凸部（以下、凸条部という）１７とが一定のピッチ間隔Ｄで周期的に形成され、これにより、複数の凸条部１７を有する第１の領域と、複数の矩形溝１６を有する第２の領域が形成されている。
【００４２】
更に又、図２（Ｃ）の縦断面図（図２（Ｂ）のＸ−Ｘに沿った縦断面図）に示すように、それぞれの凸条部１７は、半導体基板５ａ上に積層された歪み効果を有する圧電媒質である圧電半導体（piezoelectric semiconductor）やその他の圧電媒質によって形成される圧電素子層１７ａと電極層１７ｂと光反射用の誘電体反射層１７ａとの積層構造によって構成され、それぞれの矩形溝１６の底部には、半導体基板５ａ上に積層された光反射用の誘電体反射層１６ａが形成されている。また、上記の電極５ｃが電極層１７ｂの上面に形成され、電極層５ｄが半導体基板５ａの裏面に蒸着によって形成されている。
【００４３】
そして、電極５ｃと電極層５ｄの間に電圧Ｖが印加されると、その印加電圧Ｖによる電界に応じて圧電半導体層１７ａがピエゾ効果（piezo electric effect）による厚み変化を生じることにより、図２（Ｄ）の縦断面図（図２（Ｃ）の一部分を代表して示す縦断面図）に示す矩形溝１６の誘電体反射層１６ａに対する凸条部１７の誘電体反射層１７ｃの高さＨが変化する。
【００４４】
次に、可変光学素子５の製造方法を、図３（Ａ）〜（Ｇ）に示す断面図を参照して、製造工程順に説明する。
【００４５】
可変光学素子５は半導体製造プロセスによって製造されている。まず、Ｐ型又はＮ型のシリコン半導体基板５ａを用意し（同図（Ａ））、その半導体基板５ａ上に、ＺｎＯ、ＺｎＳ、ＣｄＳ、ＣｄＴｅ、ＩｎＳｂ、ＢａＴｉＯ3（チタン酸バリウム）、ＫＮａＣ4Ｈ4Ｏ6 （ロッシェル塩）などの歪み効果を有する媒質から成る圧電素子層１７ａをスパッタリングによって形成し（同図（Ｂ））、次に、圧電素子層１７ａ上に金属の電極層１７ｂをスパッタリングによって積層する（同図（Ｃ））。尚、本実施形態では、圧電素子層１７ａの厚みを約１２０μｍに設定している。
【００４６】
次に、電極層１７ｂ上に、リソグラフィによってホトレジストパターンＰＬをパターンニングする（同図（Ｄ））。ここで、ホトレジストパターンＰＬは、矩形溝１６の幅と凸条部１７の幅が共にピッチ間隔Ｄの１／２となるようにパターンニングする。本実施形態では、ピッチ間隔Ｄが約２５μｍとなるように設定している。
【００４７】
次に、ホトレジストパターンＰＬをマスクとして、ドライエッチング（ＲＩＥ）によって電極層１７ｂ及び圧電素子層１７ａを半導体基板５ａまで除去し、ホトレジストパターンＰＬでマスキングされた電極層１７ｂ及び圧電素子層１７ａの部分を残す（同図（Ｅ））。
【００４８】
次に、ホトレジストパターンＰＬを除去剤によって除去した後（同図（Ｆ））、電極層１７ｂに電極５ｃを形成する。
【００４９】
次に、露出した電極層１７ｂと半導体基板５ａの上面に、誘電体反射層を蒸着することで、図２（Ｃ）に示した矩形溝１６の誘電体反射層１６ａと、凸条部１７の誘電体反射層１７ｃを積層し（同図（Ｇ））、これによって、グレーティング部５ｂを完成する。
【００５０】
そして、最後に、半導体基板５ａの裏面に金属の電極層５ｄを蒸着することで、可変光学素子５を完成する。
【００５１】
こうして製造された可変光学素子５が、図１に示したように、グレーティング部５ｂを１／４波長板３に向けて配置されると共に、１／４波長板３を透過して入射するレーザ光Ｈaの偏光方向に対して、矩形溝１６と凸条部１７の配列方向が直交するように配置されている。
【００５２】
再び図１において、光源１から射出される光ビームＨaがビームスプリッタ２及び１／４波長板３を通って可変光学素子５に入射すると、可変光学素子５は、１／４波長板３からの光ビームＨaを単に反射するのではなく、グレーティング部５ｂの矩形溝１６と凸条部１７によって決まる１次回折効率ηに基づいて回折し、それによって生じる０次光と−１次回折光と＋１次回折光を１／４波長板３側へ射出する。すなわち、レーザ光Ｈ1は、０次光と−１次回折光と＋１次回折光となる。
【００５３】
したがって、対物レンズ１０で収束されて情報記録媒体１３に照射される光ビームＭＢ(0)，ＳＢ(-1)，ＳＢ(+1)は、上記０次光と−１次回折光と＋１次回折光に基づいて生成され、図４の平面図に示すように、０次光によって生成される光ビーム（以下、主ビームという）ＭＢ(0)と、−１次回折光によって生成される光ビーム（以下、副ビームという）ＳＢ(-1)と、＋１次回折光によって生成される光ビーム（以下、副ビームという）ＳＢ(+1)との３つの光ビームが情報記録媒体１３に照射される。また、これらの光ビームＭＢ(0)，ＳＢ(-1)，ＳＢ(+1)が情報記録媒体１３で反射されて生じる各反射光ＲＭＢ(0)，ＲＳＢ(-1)，ＲＳＢ(+1)が、図１中の光検出器１２によって検出される。
【００５４】
尚、図４は、光入射層１３ａと記録層１３ｂと基板１３ｃとの積層構造を有する相変化型の円盤状情報記録媒体１３に各光ビームＭＢ(0)，ＳＢ(-1)，ＳＢ(+1)を照射した場合を示しており、情報記録時と情報再生時におけるグルーブ（Groove）Ｇとランド（Land）Ｌに対する、各光ビームＭＢ(0)，ＳＢ(-1)，ＳＢ(+1)の照射位置を示している。また、便宜上、グルーブＧ１は、情報記録又は情報再生が行われる主トラックに相当し、グルーブＧ２，Ｇ３は、隣接トラックに相当するものとして示している。また、情報記録と情報再生が行われる際にピックアップ装置１００が相対移動する線走査方向をθs、線走査方向θsに対し直交する方向（以下、半径方向という）をθrで示している。
【００５５】
ここで、各光ビームＭＢ(0)，ＳＢ(-1)，ＳＢ(+1)の各パワーＰ(0)，Ｐ(-1)，Ｐ(+1)は、可変光学素子５に形成されているグレーティング部５ｂの１次回折効率ηに従って決まり、光ビームＭＢ(0)，ＳＢ(-1)，ＳＢ(+1)の合計パワーをＰad、光源１から射出されるレーザ光ＨaのパワーをＰa、レーザ光Ｈaが情報記録媒体１３に到達するまでの減衰率をαとすると、次式（１）（２）（３）のようになる。
【００５６】
Ｐ(0) ≒（１−２×η）×Ｐad≒（１−２×η）×α×Ｐa …(1)
Ｐ(-1)≒η×Ｐad≒η×α×Ｐa …(2)
Ｐ(+1)≒η×Ｐad≒η×α×Ｐa …(3)
また、１次回折効率ηは、図２（Ｂ）に示したグレーティング部５ｂに形成されている矩形溝１６と凸条部１７とのピッチ間隔Ｄと、図２（Ｄ）に示した誘電体反射層１７ｃ，１６ａ間の高さＨに基づいて決まる係数であり、更に、印加電圧Ｖに応じて圧電素子層１７ａの厚みが変化し、高さＨも変化するため、印加電圧Ｖを制御することで１次回折効率ηを変化させることが可能となり、それに伴って各パワーＰ(0)，Ｐ(-1)，Ｐ(+1)を調節できるようになっている。
【００５７】
ちなみに、圧電素子層１７ａの厚みを約１２０μｍ、凸条部１７の幅をピッチ間隔Ｄ（約２５μｍ）の１／２にした結果、印加電圧Ｖを０ボルトから約６０ボルトに切替えると、上記高さＨが約１５ｎｍ増加する。これにより、光源１に青色半導体レーザを用いた場合、そのレーザ光Ｈaに対する１次回折効率ηを約２５パーセント変化させることができる。
【００５８】
尚、本実施形態では、情報再生時には、いわゆるメインビームのパワーを０．５ｍＷ、サブビームを０．１ｍＷ程度にしており、これを実現するのに回折効率ηを約２０％にしている。また、情報記録時には、メインビームを６ｍＷ、サブビームを０．６ｍＷ程度にしており、これを実現するのに、回折効率ηを約１０％以下にしている。
【００５９】
次に、図５及び図６を参照して、可変光学素子５を備えたピックアップ装置１００によって情報記録と情報再生を行う情報記録再生装置２００の構成を説明する。尚、図５は情報記録再生装置２００の構成を示すブロック図、図６は情報記録再生装置２００に設けられたクロストークキャンセラ回路３００の構成を示すブロック図である。
【００６０】
図５において、情報記録再生装置２００は、情報記録媒体１３を支持しつつ回転駆動する駆動モータ１８と、図１に示したピックアップ装置１００、ピックアップ装置１００に設けられている可変光学素子５に電圧Ｖを印加する電圧制御回路１４、クロストークキャンセラ回路３００、記録／再生処理回路１９、サーボ回路２０、システムコントローラ２１を備えて構成されている。
【００６１】
記録／再生処理回路１９は、情報記録時には、供給されるコンテンツ信号Ｓinに対してエンコード等の処理を行って、ピックアップ装置１００に設けられている光源１に供給し、レーザ光ＨaのパワーＰaを記録用のパワーＰawに設定して射出させる。また、情報再生時には、光源１にレーザ光ＨaのパワーＰaを再生用のパワーＰarに設定して射出させ、情報記録媒体１３から読み取られてクロストークキャンセラ回路３００を介して供給される読取り信号Ｓoに対してデコード等の処理を行うことで、再生信号Ｓoutを生成して出力する。
【００６２】
サーボ回路２０は、駆動モータ１８の回転速度を制御すると共に、ピックアップ装置１００を情報記録媒体１３の半径方向θrに進退移動させる搬送機構（図示省略）を制御することで、情報記録媒体１３に対しピックアップ装置１００を所定の線速度で移動させる。
【００６３】
システムコントローラ２１には、情報記録再生装置２００全体の動作を制御するマイクロプロセッサ（ＭＰＵ）が備えられている。
【００６４】
かかる構成の情報記録再生装置２００おいて、ユーザー等が相変化型の情報記録媒体１３を装着してシステムコントローラ２１に情報記録開始の指令を行うと、情報記録が開始される。
【００６５】
この情報記録時には、電圧制御回路１４が可変光学素子５に所定電圧Ｖwを印加することで、グレーティング部５ｂを情報書記録用の１次回折効率ηwに設定する。更に、この１次回折効率ηwの状態で、記録／再生処理回路１９が記録すべき信号を光源１に供給して記録用パワーＰawのレーザ光Ｈaを射出させる。
【００６６】
これにより、図４に示した主トラックＧ１上に主ビームＭＢ(0)、隣接トラックＧ２，Ｇ３上に副ビームＳＢ(-1)，ＳＢ(+1)が照射され、主ビームＭＢ(0)による主トラックＧ１への情報記録が行われる。
【００６７】
ここで、レーザ光ＨaのパワーＰawとグレーティング部５ｂの１次回折効率ηwは、情報記録媒体１３の種類に応じて決められる。
【００６８】
すなわち、情報記録媒体１３の記録層１３ｂを相変化させそれによって情報を記録させ得るパワー（以下、記録パワーという）をＰwt、情報記録媒体１３の記録層１３ｂを相変化させそれによって既に記録されている情報を消去させ得るパワー（以下、消去パワーという）をＰer、主ビームＭＢ(0)のパワーをＰ(0)、副ビームＳＢ(-1)のパワーをＰ(-1)、副ビームＳＢ(+1)のパワーをＰ(+1)とすると、次式（４）〜（８）の条件を満足するように、レーザ光ＨaのパワーＰawが設定されると共に、電圧Ｖwによって１次回折効率ηwが設定される。
【００６９】
Ｐwt≦Ｐ(0) …(4)
Ｐ(-1)＜Ｐes …(5)
Ｐ(+1)＜Ｐes …(6)
ηw＜Ｐes／Ｐwt …(7)
Ｐaw＝｛Ｐ(0)＋Ｐ(-1)＋Ｐ(+1)｝／α …(8)
このように、レーザ光ＨaのパワーＰawとグレーティング部５ｂの１次回折効率ηwを設定すると、副ビームＳＢ(-1)，ＳＢ(+1)が隣接トラックＧ２，Ｇ３の情報を消去或いは破壊させることなく、適切なパワーＰ(0)の主ビームＭＢ(0)によって主トラックＧ１に情報を記録することができる。
【００７０】
次に、ユーザー等が相変化型の情報記録媒体１３を装着し、システムコントローラ２１に対し情報再生開始の指令を行うと、情報再生が開始される。
【００７１】
この情報再生時には、電圧制御回路１４が可変光学素子５に所定電圧Ｖrを印加することで、グレーティング部５ｂを情報再生用の１次回折効率ηrに設定し、この１次回折効率ηrの状態で、光源１に再生用のパワーＰrのレーザ光Ｈaを射出させる。
【００７２】
これにより、図４に示した主トラックＧ１上に主ビームＭＢ(0)、隣接トラックＧ２，Ｇ３上に副ビームＳＢ(-1)，ＳＢ(+1)が照射され、主ビームＭＢ(0)によって主トラックＧ１からの情報読み取りが行われる。
【００７３】
ここで、レーザ光ＨaのパワーＰarとグレーティング部５ｂの１次回折効率ηrは、情報記録媒体１３の種類に応じて決められる。すなわち、各光ビームＭＢ(0)，ＳＢ(-1)，ＳＢ(+1)の合計パワーＰad（＝Ｐ(0)＋Ｐ(-1)＋Ｐ(+1)）と、消去パワーＰer、主トラックＧ１から情報を読み取るのに必要なパワーＰrdに基づいて、次式（８）〜（１２）の条件を満足するように、レーザ光ＨaのパワーＰarが設定されると共に、電圧Ｖrによって１次回折効率ηrが設定される。
【００７４】
Ｐ(0)≒Ｐrd …(8)
Ｐ(-1)＜Ｐer …(9)
Ｐ(+1)＜Ｐer …(10)
ηr＞（１−Ｐer／Ｐad）／２ …(11)
Ｐar＝｛Ｐ(0)＋Ｐ(-1)＋Ｐ(+1)｝／α …(12)
このようにレーザ光ＨaのパワーＰarとグレーティング部５ｂの１次回折効率ηrを設定すると、主ビームＭＢ(0)と副ビームＳＢ(-1)，ＳＢ(+1)が各トラックＧ１，Ｇ２，Ｇ３の情報を消去或いは破壊することなく、主ビームＭＢ(0)によって主トラックＧ１の情報読み取ることができる。
【００７５】
更に、主ビームＭＢ(0)によって生じる反射光ＲＢ(0)と副ビームＳＢ(-1)，ＳＢ(+1)によって生じる各反射光ＲＭＢ(0)，ＲＳＢ(-1)，ＲＳＢ(+1)を光検出器１２が受光し、電気信号ＳMB(0)，ＳSB(-1)，ＳSB(+1)を図６に示すクロストークキャンセラ回路３００に供給する。
【００７６】
クロストークキャンセラ回路３００は、光検出器１２から出力される電気信号ＳMB(0)，ＳSB(-1)，ＳSB(+1)を２値の論理信号ＳMB(0)，ＳSB(-1)，ＳSB(+1)に波形成形する波形成形回路２２，２３，２４と、波形成形された論理信号ＳMB(0)，ＳSB(-1)，ＳSB(+1)をそれぞれ一時的に格納するＦＩＦＯ（first in first out）メモリとしてのＣＣＤメモリ２５，２６，２７と、同期検出回路２８と、タイミング調整回路２９、及び雑音除去回路３０を備えて構成されている。
【００７７】
ここで、同期検出回路２８は、論理信号ＳMB(0)，ＳSB(-1)，ＳSB(+1)に含まれているグルーブＧ１，Ｇ２，Ｇ３の各物理アドレス情報を検出し、その検出結果に基づいて、図４に示した線走査方向θrにおける光ビームＭＢ(0)に対する光ビームＳＢ(-1)の遅延時間τdと、光ビームＭＢ(0)に対する光ビームＳＢ(+1)の進み時間τfを判定する。そして、光ビームＭＢ(0)を基準とする上記遅延時間τdと進み時間τfを示す同期信号ＣＫを生成して、タイミング調整回路２９に供給する。
【００７８】
タイミング調整回路２９は、同期信号ＣＫのタイミングに基づいて、ＣＣＤメモリ２５に記録されている論理信号ＳMB(0)を読み出し、その論理信号ＳMB(0)を論理信号Ｓ(0)として雑音除去回路３０へ転送する。更に、ＣＣＤメモリ２６から、論理信号ＳMB(0)の読み出しタイミングより遅延時間τd分だけ早いタイミングで論理信号ＳSB(-1)を読み出し、その論理信号ＳSB(-1)をタイミング調整を施した論理信号Ｓ(-1)として雑音除去回路３０へ転送する。更に、ＣＣＤメモリ２７から、論理信号ＳMB(0)の読み出しタイミングより進み時間τf分だけ遅いタイミングで論理信号ＳSB(+1)を読み出し、その論理信号ＳSB(+1)をタイミング調整を施した論理信号Ｓ(+1)として雑音除去回路３０へ転送する。
【００７９】
このように、ＣＣＤメモリ２５，２６，２７に記憶された論理信号ＳMB(0)，ＳSB(-1)，ＳSB(+1)を遅延時間τdと進み時間τfに基づいてタイミング調整して雑音除去回路３０へ転送することで、図４に示したグルーブＧ１，Ｇ２，Ｇ３の半径方向θrにおける隣接位置の情報を含んだ論理信号ＳMB(0)，ＳSB(-1)，ＳSB(+1)を雑音除去回路３０へ供給する。
【００８０】
つまり、実際には光ビームＭＢ(0)，ＳＢ(-1)，ＳＢ(+1)は線走査方向θsにおいて位相がずれているが、タイミング調整回路２９が同期信号ＣＫに基づいて上記のタイミング調整を行うことで、見かけ上、光ビームＭＢ(0)，ＳＢ(-1)，ＳＢ(+1)が線走査方向θsにおいて同位相で（別言すれば、半径方向θrに並んで）照射された場合に得られる論理信号ＳMB(0)，ＳSB(-1)，ＳSB(+1)が雑音除去回路３０に供給されるようになっている。
【００８１】
つまり、実際には光ビームＭＢ(0)，ＳＢ(-1)，ＳＢ(+1)は線走査方向θsにおいて位相がずれているが、タイミング調整回路２９が同期信号ＣＫに基づいて上記のタイミング調整を行うことで、見かけ上、光ビームＭＢ(0)，ＳＢ(-1)，ＳＢ(+1)が線走査方向θsにおいて同位相で（別言すれば、半径方向θrに並んで）照射された場合に得られる論理信号ＳMB(0)，ＳSB(-1)，ＳSB(+1)が雑音除去回路３０に供給されるようになっている。なお、図６では、説明の便宜上、タイミング調整回路２９でタイミング調整されて雑音除去回路３０に供給される上述の各論理信号Ｓ MB(0) ，Ｓ SB(-1) ，Ｓ SB(+1) が符号Ｓ (0) ，Ｓ (-1) ，Ｓ (+1) で表されている。
【００８２】
尚、相変化型でない再生専用の情報記録媒体から情報再生を行う場合にも、上記相変化型の情報記録媒体１３から情報再生を行うのと同様にして、情報再生が行われ、クロストーク成分を抑制した再生信号Ｓoutを生成することができる。
【００８３】
このように、本実施形態のピックアップ装置と情報記録再生装置は、印加電圧Ｖに応じて１次回折効率ηが変化する可変光学素子５を備え、その１次回折効率ηを情報記録時と情報再生時で調節するようにした。これにより、情報記録時には、情報記録媒体１３の隣接トラックＧ２，Ｇ３に、情報を消去或いは破壊することのない低パワーＰ(-1)，Ｐ(+1)の副ビームＳＢ(-1)，ＳＢ(+1)をそれぞれ照射しつつ、適切なパワーＰ(0)の主ビームＭＢ(0)によって主トラックＧ１に情報を記録することができる。
【００８４】
つまり、可変光学素子５は、印加電圧Ｖに応じて１次回折効率ηを変化させるという特性を有しており、印加電圧Ｖを下げると１次回折効率ηが低下し、印加電圧Ｖを上げると１次回折効率ηが上昇する。そして、１次回折効率ηが低下すると、−１次回折光と＋１次回折光のパワーを減少させ、相対的に０次光のパワーを増加させ、１次回折効率ηが上昇すると、−１次回折光と＋１次回折光のパワーを増加させ、相対的に０次光のパワーを減少させるという特性を有している。
【００８５】
したがって、情報記録時に、低い記録用電圧Ｖwによって１次回折効率ηを下げるように制御することで、−１次回折光と＋１次回折光のパワーを低下させ、それに伴って０次光のパワーを上昇させることが可能となり、主ビームＭＢ(0)を情報記録に適したパワーに設定し、副ビームＳＢ(-1)，ＳＢ(+1)を情報の消去或いは破壊を生じさせない低パワーに設定することができる。
【００８６】
また、情報再生時には、情報記録媒体１３の主トラックＧ１と隣接トラックＧ２，Ｇ３に、情報を消去或いは破壊することのない低パワーＰ(0)，Ｐ(-1)，Ｐ(+1)の主ビームＭＢ(0)と副ビームＳＢ(-1)，ＳＢ(+1)をそれぞれ照射させつつ、適切なパワーＰ(0)の主ビームＭＢ(0)によって主トラックＧ１から情報を再生することができる。特に、隣接トラックＧ２，Ｇ３に既に記録されている情報を消去或いは破壊することが無いので、クロストークキャンセル技術を有効に適用することが可能となる。
【００８７】
つまり、上記したように、可変光学素子５は、印加電圧Ｖに応じて１次回折効率ηを変化させ、−１次回折光と＋１次回折光のパワーと０次光のパワーを相対的に変化させるという特性を有しているので、情報再生時に、高い再生用電圧Ｖrによって１次回折効率ηを上げるように制御することで、−１次回折光と＋１次回折光のパワーを上昇させ、それに伴って０次光のパワーを減少させることが可能となる。従って、１次回折効率ηを適切に制御すると、主ビームＭＢ(0)と副ビームＳＢ(-1)，ＳＢ(+1)を情報の消去或いは破壊を生じさせない適切なパワーに設定して、情報再生を行うことが可能となる。
【００８８】
また、相変化型の情報記録媒体に情報を記録又は情報を再生する場合と、相変化型でない再生専用の情報記録媒体から情報を再生する場合に、可変光学素子５の１次回折効率ηを調節することで、容易にそれぞれの情報記録媒体に適したパワーの主ビームＭＢ(0)と副ビームＳＢ(-1)，ＳＢ(+1)を生成することができる。このため、互換性の高いピックアップ装置と情報記録再生装置を提供することができる。
【００８９】
また、可変光学素子５の圧電素子層１７ｂは、印加電圧Ｖに応じて高速にその厚みを変化させる特性（歪み特性）を有しているため、情報記録と情報再生を交互に切替えるような場合でも、応答性の良い情報記録と情報再生を行うことができる。
【００９０】
また、本実施形態では、可変光学素子５を適切なパワーの主ビームＭＢ(0)と副ビームＳＢ(-1)，ＳＢ(+1)を生成するための反射型グレーティングとして用いた場合を説明したが、この可変光学素子５は、他の用途の光変調素子として利用することができるものである。また、本実施形態では、図１に示したように、可変光学素子５を入射光ビームＨaに対して直交するように配置したが、光学系に応じて斜めに配置するような利用も可能である。
【００９１】
尚、以上の実施形態では、可変光学素子５に凸条部１７に、圧電素子層１７ａを１層だけ形成する場合を説明したが、図７の縦断面図に示すように、電極層１７ｂと誘電体反射層１７ｃの間に圧電素子層１７ａ’と電極層１７ｂ’を更に形成し、電極層１７ｂ’，１７ｂ間に第１の印加電圧Ｖ１、電極層１７ｂ，１５ｄ間に第２の印加電圧Ｖ２を印加するようにしてもよい。かかる構造によると、印加電圧Ｖ１，Ｖ２に応じて、圧電素子層１７ａ，１７ａ’の厚み変化を大きくすることができるため、より大きな範囲で１次回折効率ηを制御することができ、より多様な情報記録媒体への情報記録と情報再生が可能となる。例えば、１層の記録層を有する情報記録媒体と、多層構造の複数の記録層を有する情報記録媒体への情報記録と情報再生を同一のピックアップ装置で行うことが可能となる。また、複数の記録層の一方の記録層への情報記録と情報再生と、残りの記録層への情報記録と情報再生とを高速で切替えることが可能となる。
【００９２】
また、図７に示した圧電素子層１７ａ’と電極層１７ｂ’を更に多数組積層することで、更に大きな範囲で１次回折効率ηを制御することができる。
【００９３】
また、図２と図７に示した可変光学素子５では、光を反射させるために誘電体反射層１６ａ，１７ｃが設けられているが、図８に示すように、凸条部１７の電極層１７ｂと、矩形溝１６となる半導体基板５ａの上面に、透明な媒質ＰＥをスピンコート塗布し、矩形溝１６を媒質ＰＥによって埋める構造にしてもよい。かかる構造によると、印加電圧Ｖに応じて、１次回折が発生しない状態と、１次回折が発生する状態に切替えることが可能となり、図２又は図７に示した可変光学素子５と同様の機能を発揮する可変光学素子を実現することができる。
【００９４】
また、図２には、細い長方形の矩形溝１６と凸条部１７が周期的に形成されたグレーティング部５ｂを有する可変光学素子５を示したが、これに限らず、図９の斜視図に示すように、回折光に与えるべき波面に従った折れ線状の溝３１と凸条部３２を周期的に形成した構造のグレーティング部５ｂにしてもよい。
【００９５】
また、図２には、細い長方形の矩形溝１６の周囲を凸条部１７と同じ凸部で囲った構造のグレーティング部５ｂを有する可変光学素子５を示したが、これに限らず、図１０の斜視図に示すように、櫛歯状の凸部によって矩形溝１６と凸条部１７を形成するようにしてもよい。
【００９６】
また、図１１の斜視図に示すように、各凸条部１７を個々に分離し、各凸条部１７に形成した電極に印加電圧Ｖを印加するようにしてもよい。また、図１１において、各凸条部１７に共通の印加電圧Ｖを印加するのではなく、各凸条部１７毎に独立して電圧を印加するようにしてもよい。この独立して電圧を印加すると、各凸条部１７の厚みをそれぞれ独立して制御することができるため、多様な光学特性を発揮する可変光学素子を実現することができる。
【００９７】
また、図３等に示したように、上記の可変光学素子５では、凸条部１７に圧電素子層１７ａと反射層１７ｃが形成され、矩形溝１６には反射層１６ａだけが形成された構造を有しているが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００９８】
変形例として、図１２（ａ）に示すように、圧電素子層１７ａより厚みの薄い圧電素子層１７ａ”を形成してその上面に反射層１６ａを設けることによって、凸条部１７より低い矩形溝１６を形成するようにしてもよい。
【００９９】
かかる構造はリソグラフィ技術やエッチング技術、スパッタリング技術、気相成長法等によって実現することが可能であるが、例えば、図３（Ｅ）に示したエッチングの際に、矩形溝１６に該当する圧電素子層１７ａの領域のエッチング量を少な目にして、薄い厚さで残った圧電素子層の部分を上記の薄い圧電素子層１７ａ”にすることができる。
【０１００】
そして、薄い圧電素子層１７ａ”と厚い圧電層１７ａに個別に接続する配線を形成し、各配線に個別の電圧を印加してそれぞれの歪みの発生量を制御したり、薄い圧電素子層１７ａ”と厚い圧電層１７ａに共通に接続する配線を形成し、その配線に共通の制御電圧を印加することで、電圧は共通していても厚みの差に応じて歪みの発生量を制御することができる。
【０１０１】
また、図８に示した可変光学素子５の変形例として、図１２（ｂ）に示すように、図１２（ａ）の場合と同様に矩形溝１６の領域に圧電素子層１７ａより厚みの薄い圧電素子層１７ａ”を形成し、全体を透明な媒質ＰＥで覆うようにしてもよい。かかる図１２（ｂ）の構造も、図１２（ａ）の場合と同様に上記エッチング量を適宜に調整することで実現できる。
【０１０２】
また、図１２（ｂ）の構造において、各圧電素子層１７ａと１７ａ”に個別に配線を形成して個別に電圧制御するようにしてもよい。また、圧電素子層１７ａと１７ａ”に共通の配線を形成して、共通の電圧を印加するようにしてもよい。つまり、制御電圧は共通であっても圧電素子層１７ａと１７ａ”の厚みの差に応じて歪みの発生量を制御するようにしてもよい。また、共通の制御電圧を印加する場合には、透明な媒質ＰＥとして透明電極（ＩＴＯ）を形成し、この透明電極に共通の制御電圧を印加するように構成してもよい。
【０１０３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の可変光学素子は、圧電媒質層の歪効果によって生じる第１，第２の領域の光学特性の変化に基づいて、第１，第２の領域に入射する光の波面に光学変化を与えて反射する構造としたので、圧電媒質層の歪効果を制御することにより、入射する光に様々な光学変化を与えることができ、例えば情報記録又は情報再生のために情報記録媒体に照射される光ビームの光学特性を適切に制御する等の利用が可能となる。
【０１０４】
また、本発明のピックアップ装置は、可変光学素子の第１，第２の領域側へ光を射出する光源と、可変光学素子によって上記光が回折されることで生じる回折光と非回折光に基づいて情報記録用光ビーム又は情報再生用光ビームを生成する光学系とを備えたので、例えば可変光学素子に印加する電圧を制御することで、情報記録媒体に情報を記録するのに適したパワー、すなわち、情報記録媒体に既に記録されている情報を消去或いは破壊等を生じさせることのないパワーの情報記録用光ビームを生成したり、情報記録媒体から情報を再生するのに適したパワー、すなわち、情報記録媒体に既に記録されている情報を消去或いは破壊等を生じさせることのないパワーの情報再生用光ビームを生成することができる。
【０１０５】
また、本発明の情報記録再生装置は、可変光学素子を備えるピックアップ装置を備えることで、情報記録用光ビームの照射によって情報記録媒体から反射されてくる反射光を光検出器で検出し、その検出結果に基づいて、適切な情報記録処理を行うための制御信号等、例えばトラッキングエラー信号等を生成することを可能にする。その際、情報記録媒体に既に記録されている情報を消去或いは破壊等を生じさせることのないパワーの情報記録用光ビームを生成することができる。また、情報再生用光ビームの照射によって情報記録媒体から反射されてくる反射光を光検出器で検出し、その検出結果に基づいて、適切な情報記再生処理を行うための制御信号等を生成することを可能にする。その際にも、情報記録媒体に既に記録されている情報を消去或いは破壊等を生じさせることのないパワーの情報再生用光ビームを生成することができる。また、光検出器の検出に基づいてクロストーク成分を抑制した情報を再生することができる。
【０１０６】
また、これらの可変光学素子とピックアップ装置と情報記録再生装置によれば、相変化型の情報記録媒体に情報を記録又は情報を再生する場合と、相変化型でない再生専用の情報記録媒体から情報を再生する場合に、それぞれの情報記録媒体に適した光ビームを生成することができるため、互換性の高いピックアップ装置と情報記録再生装置を提供することができる等の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係るピックアップ装置の構成を示す図である。
【図２】本実施形態に係る可変光学素子の構造を示す図である。
【図３】本実施形態に係る可変光学素子の製造方法を示す図である。
【図４】本実施形態に係るピックアップ装置と情報記録再生装置の動作を説明するための図である。
【図５】本実施形態に係る情報記録再生装置の構成を示すブロック図である。
【図６】情報記録再生装置に備えられたクロストークキャンセラ回路の構成を示すブロック図である。
【図７】可変光学素子の他の構造を示す断面図である。
【図８】可変光学素子の更に他の構造を示す断面図である。
【図９】可変光学素子の更に他の構造を示す断面図である。
【図１０】可変光学素子の更に他の構造を示す断面図である。
【図１１】可変光学素子の更に他の構造を示す断面図である。
【図１２】可変光学素子の更に他の構造を示す断面図である。
【図１３】情報記録媒体の構造を模式的に示した断面図である。
【符号の説明】
１…光源
２…第１のビームスプリッタ
３，４，９…１／４波長板
５…可変光学素子
５ａ…半導体基板
５ｂ…グレーティング部
６…反射板
７…第２のビームスプリッタ
８…コリメータレンズ
１０…対物レンズ
１１…集光レンズ
１２…光検出器
１３…情報記録媒体
１４…電圧制御回路
１６…矩形溝
１７…凸条部
１７ａ，１７ａ’，１７ａ”…圧電素子層
１７ｂ，１７ｂ’，５ｂ…電極層
１７ｃ，１６ａ…誘電体反射層
３１…折れ線状の溝
３２…折れ線状の凸条部
１００…ピックアップ
２００…情報記録再生装置
３００…クロストークキャンセラ回路
ＭＢ(0)，ＳＢ(-1)，ＳＢ(+1)…光ビーム
Ｇ，Ｇ1，Ｇ2，Ｇ3…グルーブ
Ｌ…ランド
ＰＥ…透明な媒質
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば回折効率などの光学特性を変化させることが可能な可変光学素子と、その可変光学素子を備えたピックアップ装置と、そのピックアップ装置を備えて情報記録媒体への情報記録又は情報記録媒体からの情報再生を行う情報記録再生装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、高密度且つ大容量の情報記録媒体として、再生専用の情報記録媒体の他、記録可能な相変化（phase change）型の情報記録媒体が注目されている。相変化型の情報記録媒体では、情報の追記録が可能な追記型光ディスクと、情報の消去と再記録が可能な書換え型光ディスクが注目されている。
【０００３】
これら相変化型の情報記録媒体は、例えば、図１３の断面図に示すように、いわゆるピックアップ装置に備えられた対物レンズからの光ビームを入射する光入射層と、保護層で保護された結晶又はアモルファスの記録層と、反射層及び基板を備えた積層構造から成り、光ビームの光エネルギーで記録層を相変化させることにより情報を記録する構造となっている。また、情報再生は、記録層に光ビームを照射することで生じる反射光を対物レンズで集光し、その反射光をピックアップ装置内の光検出器で検出することによって行われる。
【０００４】
また、追記型光ディスクは光エネルギーに応じて相変化（非可逆変化）する記録層を備えることで、情報を１回に限って記録するという特徴を有し、書込え型光ディスクは光エネルギーに応じて相変化（可逆変化）する記録層を備えることで情報の書込えを可能にするという特徴を有している。また、これらの情報記録媒体は、記録層におけるトラックピッチを狭少化することで高密度化が図られ、また、記録層を多層化することで更なる大容量化が図られている。
【０００５】
一方、こうした高密度の情報記録媒体に対応する情報記録再生装置を実現するため、ピックアップ装置に設けられている対物レンズの開口数（numerical aperture：ＮＡ）を大きくすることによって照射径の小さな光ビームを記録層に照射することが考えられている。
【０００６】
また、情報記録媒体のトラックピッチの狭少化等に対応して対物レンズの開口数ＮＡを大きくするとはいっても、限りある対物レンズの開口数ＮＡの範囲内で高密度の情報記録と適切な情報再生を行うことが重要である。この課題に対応するために、情報再生を行う際にクロストークキャンセラ技術を適用することの有用性が注目されている。
【０００７】
クロストークキャンセラ技術は、情報が記録されているトラック（主トラックという）に光ビーム（主ビームという）を照射してその情報を読み取るだけでなく、主トラックに隣接しているトラック（隣接トラックという）にも光ビーム（副ビームという）を照射してその隣接トラックの情報を読み取り、主ビームによって得られた主信号と副ビームによって得られた副信号とに基づいて所定の演算処理を行うことで、主信号中に含まれているクロストーク成分を抑制して、情報を精度よく再生するものである。
【０００８】
また、上記主ビームと副ビームを生成するために、レーザ光源から射出されるレーザ光を回折格子で回折し、それによって生じる０次光を主ビーム、±１次光を副ビームとして対物レンズを介して各トラックに照射する方法が考えられている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記クロストークキャンセラ技術を適用した場合、ＤＶＤ−ＲＯＭなどの再生専用の情報記録媒体から情報を再生する際には、精度よく情報を再生するのに有効であるが、ＤＶＤ−ＲＷなどの相変化型の情報記録媒体に記録されている情報を再生する際には、次のような問題があった。
【００１０】
相変化型の情報記録媒体は、光エネルギーに応じて記録層が相変化する。このため、相変化型の情報記録媒体から情報を再生する際、再生専用の情報記録媒体で用いられている上記主ビームと副ビームを相変化型の情報記録媒体の主トラックと副トラックにそれぞれ照射すると、主トラック又は副トラックの記録層が相変化してしまい、記録されていた情報を消去又は破壊してしまう等の問題があった。つまり、同じ光ビームを再生専用の情報記録媒体と相変化型の情報記録媒体に適用すると、一方の情報記録媒体には適していても、他方の情報記録媒体に不適切な場合が生じるという問題があった。
【００１１】
こうした問題を回避するのに、相変化型の情報記録媒体に情報を記録する場合と、相変化型の情報記録媒体から情報を再生する場合と、相変化型ではない再生専用の情報記録媒体から情報を再生する場合とで、それぞれ回折効率の異なった回折格子に入れ替えることにより、主ビームと副ビームの光エネルギーを調節する方法が考えられるが、これでは、複数の回折格子を入れ替えるための大がかりな機構が必要になるという問題を招くことになる。
【００１２】
また、回折格子を入れ替えると、上記対物レンズ等を含む光学系の光学特性が不安定になるという問題が生じる。
【００１３】
また、回折格子の入れ替えには時間がかかるため、例えば、相変化型の情報記録媒体への情報記録と情報再生とを交互に繰り返すような場合に、情報記録と情報再生を迅速に行えなくなる等の応答性の問題も発生する。
【００１４】
本発明はこうした従来の問題を克服するためになされたものであり、情報記録媒体への情報記録又は情報記録媒体からの情報再生を適切に行うことを可能にする可変光学素子と、その可変光学素子を備えたピックアップ装置と、そのピックアップ装置を備えた情報記録再生装置を提供することを目的とする。
【００１５】
また、クロストークキャンセラ技術を適用する場合でも、相変化型の情報記録媒体と再生専用の情報記録媒体に対し、互換性をもって情報記録又は情報再生を行うことを可能にする可変光学素子とピックアップ装置並びに情報記録再生装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、光源からの光を反射及び回折させ、情報記録媒体の主トラックに照射する主ビームと隣接トラックに照射する副ビームとをパワー調整して生じさせる可変光学素子であって、基準媒質の上面に、印加電圧に応じて歪み効果による厚み変化を生じる凸条の圧電媒質層と前記圧電媒質層を有さない溝とが互いに隣接して所定ピッチ間隔で周期的に複数形成されると共に、前記複数の圧電媒質層の上面と溝の底部に光反射用の誘電体層が積層された構造を有し、調整される前記印加電圧に応じて前記複数の圧電媒質層に歪み効果による厚み変化を生じさせて、前記複数の圧電媒質層と溝とによる回折効率を設定させ、入射する前記光源からの光の波面に光学変化を与えて反射することで、前記印加電圧に応じたパワーで前記主ビームと副ビームとを生じさせること、を特徴とする。
【００１７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の可変光学素子において、前記凸条の圧電媒質層は、それぞれ別個の印加電圧が印加される複数の圧電媒質層が積層された構造であること、を特徴とする。
【００１９】
請求項３に記載の発明は、光源からの光を反射及び回折させ、情報記録媒体の主トラックに照射する主ビームと隣接トラックに照射する副ビームとパワー調整して生じさせる可変光学素子であって、基準媒質の上面に、印加電圧に応じて歪み効果による厚み変化を生じる凸条の圧電媒質層と前記圧電媒質層を有さない溝とが互いに隣接して所定ピッチ間隔で周期的に複数形成されると共に、前記複数の圧電媒質層と溝の上面全体が透明な媒質で埋められた構造を有し、調整される前記印加電圧に応じて前記複数の圧電媒質層に歪み効果による厚み変化を生じさせて、前記複数の圧電媒質層と溝とによる回折効率を設定させ、入射する前記光源からの光の波面に光学変化を与えて反射することで、前記印加電圧に応じたパワーで前記主ビームと副ビームとを生じさせること、を特徴とする。
【００２１】
請求項４に記載の発明は、情報記録媒体に設けられた主トラックと隣接トラックに、主ビームと副ビームをパワー調整して照射し、情報記録又は情報再生を行うピックアップ装置であって、光を射出する光源と、基準媒質の上面に、印加電圧に応じて歪み効果による厚み変化を生じる凸条の圧電媒質層と前記圧電媒質層を有さない溝とが互いに隣接して所定ピッチ間隔で周期的に複数形成されると共に、前記複数の圧電媒質層の上面と溝の底部に光反射用の誘電体層が積層された構造を有し、調整される前記印加電圧に応じて前記複数の圧電媒質層に歪み効果による厚み変化を生じさせて、前記複数の圧電媒質層と溝とによる回折効率を設定させ、入射する前記光源からの光の波面に光学変化を与えて反射することで、前記印加電圧に応じたパワーで主ビームと副ビームとを生じさせる可変光学素子と、
前記可変光学素子で生成される前記主ビームと副ビームとを集光し、前記主トラックと隣接トラックに照射する対物レンズと、を備え、調整される前記印加電圧に応じて前記複数の圧電媒質層に歪み効果による厚み変化を生じさせて、前記複数の圧電媒質層と溝とによる回折効率を設定させ、入射する前記光源からの光の波面に光学変化を与えて反射することで、前記印加電圧に応じたパワーで前記主ビームと副ビームとを生じさせること、を特徴とする。
【００２３】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のピックアップ装置において、前記可変光学素子の前記凸条の圧電媒質層は、それぞれ別個の印加電圧が印加される複数の圧電媒質層が積層された構造であること、を特徴とする。
【００２５】
請求項６に記載の発明は、情報記録媒体に設けられた主トラックと隣接トラックに、主ビームと副ビームをパワー調整して照射し、情報記録又は情報再生を行うピックアップ装置であって、光を射出する光源と、基準媒質の上面に、印加電圧に応じて歪み効果による厚み変化を生じる凸条の圧電媒質層と前記圧電媒質層を有さない溝とが互いに隣接して所定ピッチ間隔で周期的に複数形成されると共に、前記複数の圧電媒質層と溝の上面全体が透明な媒質で埋められた構造を有し、調整される前記印加電圧に応じて前記複数の圧電媒質層に歪み効果による厚み変化を生じさせて、前記複数の圧電媒質層と溝とによる回折効率を設定させ、入射する前記光源からの光の波面に光学変化を与えて反射することで、前記印加電圧に応じたパワーで前記主ビームと副ビームとを生じさせ可変光学素子と、前記可変光学素子で生成される前記主ビームと副ビームとを集光し、前記主トラックと隣接トラックに照射する対物レンズと、を備え、調整される前記印加電圧に応じて前記複数の圧電媒質層に歪み効果による厚み変化を生じさせて、前記複数の圧電媒質層と溝とによる回折効率を設定させ、入射する前記光源からの光の波面に光学変化を与えて反射することで、前記印加電圧に応じたパワーで前記主ビームと副ビームとを生じさせること、を特徴とする。
【００２７】
請求項７に記載の発明は、情報記録媒体に設けられた主トラックと隣接トラックに、主ビームと副ビームをパワー調整して照射し、情報記録又は情報再生を行うピックアップ装置を備えた情報記録再生装置であって、光を射出する光源と、基準媒質の上面に、印加電圧に応じて歪み効果による厚み変化を生じる凸条の圧電媒質層と前記圧電媒質層を有さない溝とが互いに隣接して所定ピッチ間隔で周期的に複数形成されると共に、前記複数の圧電媒質層の上面と溝の底部に光反射用の誘電体層が積層された構造を有し、調整される前記印加電圧に応じて前記複数の圧電媒質層に歪み効果による厚み変化を生じさせて、前記複数の圧電媒質層と溝とによる回折効率を設定させ、入射する前記光源からの光の波面に光学変化を与えて反射することで、前記印加電圧に応じたパワーで主ビームと副ビームとを生じさせる可変光学素子と、前記可変光学素子で生成される前記主ビームと副ビームとを集光し、前記主トラックと隣接トラックに照射する対物レンズと、を備えた前記ピックアップ装置と、前記印加電圧を調整する電圧制御手段と、を具備し、前記電圧制御手段によって調整される前記印加電圧に応じて前記複数の圧電媒質層に歪み効果による厚み変化を生じさせて、前記複数の圧電媒質層と溝とによる回折効率を設定させ、入射する前記光源からの光の波面に光学変化を与えて反射することで、前記印加電圧に応じたパワーで前記主ビームと副ビームとを生じさせること、を特徴とする。
【００２８】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の情報記録再生装置において、前記可変光学素子の前記凸条の圧電媒質層は、それぞれ別個の印加電圧が印加される複数の圧電媒質層が積層された構造を有し、前記電圧制御手段は、前記それぞれ別個の印加電圧の調整を行うこと、を特徴とする。
【００３０】
請求項９に記載の発明は、情報記録媒体に設けられた主トラックと隣接トラックに、主ビームと副ビームをパワー調整して照射し、情報記録又は情報再生を行うピックアップ装置を備えた情報記録再生装置であって、光を射出する光源と、基準媒質の上面に、印加電圧に応じて歪み効果による厚み変化を生じる凸条の圧電媒質層と前記圧電媒質層を有さない溝とが互いに隣接して所定ピッチ間隔で周期的に複数形成されると共に、前記複数の圧電媒質層と溝の上面全体が透明な媒質で埋められた構造を有し、調整される前記印加電圧に応じて前記複数の圧電媒質層に歪み効果による厚み変化を生じさせて、前記複数の圧電媒質層と溝とによる回折効率を設定させ、入射する前記光源からの光の波面に光学変化を与えて反射することで、前記印加電圧に応じたパワーで前記主ビームと副ビームとを生じさせ可変光学素子と、前記可変光学素子で生成される前記主ビームと副ビームとを集光し、前記主トラックと隣接トラックに照射する対物レンズと、を備えた前記ピックアップ装置と、前記印加電圧を調整する電圧制御手段と、を具備し、前記電圧制御手段によって調整される前記印加電圧に応じて前記複数の圧電媒質層に歪み効果による厚み変化を生じさせて、前記複数の圧電媒質層と溝とによる回折効率を設定させ、入射する前記光源からの光の波面に光学変化を与えて反射することで、前記印加電圧に応じたパワーで前記主ビームと副ビームとを生じさせること、を特徴とする。
【００３１】
請求項１０に記載の発明は、請求項７〜９の何れか１項に記載の情報記録再生装置において、前記主ビームと副ビームとの照射によって前記主トラックと隣接トラックで反射される各々の反射光を受光し、前記主ビームによる反射光を示す第１の電気信号と、前記副ビームによる反射光を示す第２の電気信号とを生成する光検出手段と、前記第１の電気信号を前記第２の電気信号で相殺することで、前記主トラックで反射される前記主ビームの反射光に生じて前記第１の電気信号に生じることとなったクロストーク成分を抑制し、該クロストーク成分を抑制した読取り信号を生成する雑音除去手段と、を更に備え、前記読取り信号に基づいて前記主トラックの情報を再生すること、を特徴とする。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の可変光学素子とピックアップ装置と情報記録再生装置の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００３３】
尚、図１はピックアップ装置の構成を示す構成図、図２は可変光学素子の構造を示す図、図３は可変光学素子の製造方法を示す図、図４は可変光学素子及びピックアップ装置の動作を説明するための図、図５は情報記録再生装置の構成を示すブロック図、図６は情報記録再生装置に備えられたクロストークキャンセラ回路の構成を示すブロック図である。
【００３４】
図１において、本ピックアップ装置１００は、レーザ光Ｈaを射出する光源１、第１のビームスプリッタ２、第１のビームスプリッタ２の両側に対向する１／４波長板３，４、１／４波長板３の外側に対向する可変光学素子５、１／４波長板４の外側に対向する反射板６、第２のビームスプリッタ７、コリメータレンズ８、１／４波長板９、情報記録媒体１３に対向する対物レンズ１０、集光レンズ１１、光検出器１２を備えて構成され、これらの構成要素１〜１２は、光軸ＯＡに沿って配設されている。
【００３５】
光源１は、光軸ＯＡに沿って向けられた半導体レーザ（図示省略）を備え、その半導体レーザから第１のビームスプリッタ２側に、直線偏光のレーザ光Ｈaを射出する。
【００３６】
光源１から射出される上記レーザ光Ｈaは、第１のビームスプリッタ２で反射され、１／４波長板３を透過して可変光学素子５に入射し、更に可変光学素子５で反射される。その反射されたレーザ光Ｈbは、再び１／４波長板３を透過すると共に、第１のビームスプリッタ２を透過し、更に１／４波長板４を透過して反射板６に入射し、反射板６で反射される。そして、反射板６で反射されたレーザ光Ｈcは、１／４波長板４を再び透過し、第１のビームスプリッタ２で反射されて第２のビームスプリッタ７側に射出される。
【００３７】
すなわち、光源１から射出されるレーザ光Ｈaは、第１のビームスプリッタ２によって１／４波長板３側へ反射される。１／４波長板３側から第１のビームスプリッタ２に入射するレーザ光Ｈbは、１／４波長板３を２回透過して戻ってくる光であるため、第１のビームスプリッタ２を透過して１／４波長板４側へ入射する。更に、１／４波長板４側から第１のビームスプリッタ２に入射するレーザ光Ｈcは、１／４波長板４を２回透過して戻ってくる光であるため、第１のビームスプリッタ２によって第２のビームスプリッタ７側へ反射される。
【００３８】
こうして第１のビームスプリッタ２から第２のビームスプリッタ７側へ射出されるレーザ光Ｈcは、第２のビームスプリッタ７を透過し、コリメータレンズ８で平行光にされて１／４波長板９を通り、更に対物レンズ１０で収束されることで、後述の光ビームＭＢ(0)，ＳＢ(-1)，ＳＢ(+1)となって情報記録媒体１３に合焦状態で照射される。
【００３９】
また、光ビームＭＢ(0)，ＳＢ(-1)，ＳＢ(+1)が情報記録媒体１３で反射されることで生じる各反射光ＲＭＢ(0)，ＲＳＢ(-1)，ＲＳＢ(+1)が、対物レンズ１０、１／４波長板９、コリメータレンズ８を通り、更に第２のビームスプリッタ７で反射されて集光レンズ１１側へ射出される。そして、集光レンズ１１が第２のビームスプリッタ７からのこれら反射光ＲＭＢ(0)，ＲＳＢ(-1)，ＲＳＢ(+1)を集光して光検出器１２側へ射出し、光検出器１２がこれら反射光ＲＭＢ(0)，ＲＳＢ(-1)，ＲＳＢ(+1)を受光してそれぞれ電気信号ＳMB(0)，ＳSB(-1)，ＳSB(+1)に光電変換して出力するようになっている。
【００４０】
ここで、可変光学素子５は、図２（Ａ）〜（Ｄ）に示す構造を有している。すなわち、図２（Ａ）の斜視図に示すように、基準媒質としての半導体基板５ａ上に反射型のグレーティング部５ｂが一体形成された構造を有し、グレーティング部５ｂに形成された電極５ｃと半導体基板５ａの裏面に形成された電極層５ｄとの間に、電圧制御回路１４によって適宜の電圧Ｖが印加されるようになっている。
【００４１】
更に、図２（Ｂ）の平面図に示すように、グレーティング部５ｂには、複数のスリット状の矩形溝１６と、各矩形溝１６に隣接する複数の凸部（以下、凸条部という）１７とが一定のピッチ間隔Ｄで周期的に形成され、これにより、複数の凸条部１７を有する第１の領域と、複数の矩形溝１６を有する第２の領域が形成されている。
【００４２】
更に又、図２（Ｃ）の縦断面図（図２（Ｂ）のＸ−Ｘに沿った縦断面図）に示すように、それぞれの凸条部１７は、半導体基板５ａ上に積層された歪み効果を有する圧電媒質である圧電半導体（piezoelectric semiconductor）やその他の圧電媒質によって形成される圧電素子層１７ａと電極層１７ｂと光反射用の誘電体反射層１７ａとの積層構造によって構成され、それぞれの矩形溝１６の底部には、半導体基板５ａ上に積層された光反射用の誘電体反射層１６ａが形成されている。また、上記の電極５ｃが電極層１７ｂの上面に形成され、電極層５ｄが半導体基板５ａの裏面に蒸着によって形成されている。
【００４３】
そして、電極５ｃと電極層５ｄの間に電圧Ｖが印加されると、その印加電圧Ｖによる電界に応じて圧電半導体層１７ａがピエゾ効果（piezo electric effect）による厚み変化を生じることにより、図２（Ｄ）の縦断面図（図２（Ｃ）の一部分を代表して示す縦断面図）に示す矩形溝１６の誘電体反射層１６ａに対する凸条部１７の誘電体反射層１７ｃの高さＨが変化する。
【００４４】
次に、可変光学素子５の製造方法を、図３（Ａ）〜（Ｇ）に示す断面図を参照して、製造工程順に説明する。
【００４５】
可変光学素子５は半導体製造プロセスによって製造されている。まず、Ｐ型又はＮ型のシリコン半導体基板５ａを用意し（同図（Ａ））、その半導体基板５ａ上に、ＺｎＯ、ＺｎＳ、ＣｄＳ、ＣｄＴｅ、ＩｎＳｂ、ＢａＴｉＯ3（チタン酸バリウム）、ＫＮａＣ4Ｈ4Ｏ6 （ロッシェル塩）などの歪み効果を有する媒質から成る圧電素子層１７ａをスパッタリングによって形成し（同図（Ｂ））、次に、圧電素子層１７ａ上に金属の電極層１７ｂをスパッタリングによって積層する（同図（Ｃ））。尚、本実施形態では、圧電素子層１７ａの厚みを約１２０μｍに設定している。
【００４６】
次に、電極層１７ｂ上に、リソグラフィによってホトレジストパターンＰＬをパターンニングする（同図（Ｄ））。ここで、ホトレジストパターンＰＬは、矩形溝１６の幅と凸条部１７の幅が共にピッチ間隔Ｄの１／２となるようにパターンニングする。本実施形態では、ピッチ間隔Ｄが約２５μｍとなるように設定している。
【００４７】
次に、ホトレジストパターンＰＬをマスクとして、ドライエッチング（ＲＩＥ）によって電極層１７ｂ及び圧電素子層１７ａを半導体基板５ａまで除去し、ホトレジストパターンＰＬでマスキングされた電極層１７ｂ及び圧電素子層１７ａの部分を残す（同図（Ｅ））。
【００４８】
次に、ホトレジストパターンＰＬを除去剤によって除去した後（同図（Ｆ））、電極層１７ｂに電極５ｃを形成する。
【００４９】
次に、露出した電極層１７ｂと半導体基板５ａの上面に、誘電体反射層を蒸着することで、図２（Ｃ）に示した矩形溝１６の誘電体反射層１６ａと、凸条部１７の誘電体反射層１７ｃを積層し（同図（Ｇ））、これによって、グレーティング部５ｂを完成する。
【００５０】
そして、最後に、半導体基板５ａの裏面に金属の電極層５ｄを蒸着することで、可変光学素子５を完成する。
【００５１】
こうして製造された可変光学素子５が、図１に示したように、グレーティング部５ｂを１／４波長板３に向けて配置されると共に、１／４波長板３を透過して入射するレーザ光Ｈaの偏光方向に対して、矩形溝１６と凸条部１７の配列方向が直交するように配置されている。
【００５２】
再び図１において、光源１から射出される光ビームＨaがビームスプリッタ２及び１／４波長板３を通って可変光学素子５に入射すると、可変光学素子５は、１／４波長板３からの光ビームＨaを単に反射するのではなく、グレーティング部５ｂの矩形溝１６と凸条部１７によって決まる１次回折効率ηに基づいて回折し、それによって生じる０次光と−１次回折光と＋１次回折光を１／４波長板３側へ射出する。すなわち、レーザ光Ｈ1は、０次光と−１次回折光と＋１次回折光となる。
【００５３】
したがって、対物レンズ１０で収束されて情報記録媒体１３に照射される光ビームＭＢ(0)，ＳＢ(-1)，ＳＢ(+1)は、上記０次光と−１次回折光と＋１次回折光に基づいて生成され、図４の平面図に示すように、０次光によって生成される光ビーム（以下、主ビームという）ＭＢ(0)と、−１次回折光によって生成される光ビーム（以下、副ビームという）ＳＢ(-1)と、＋１次回折光によって生成される光ビーム（以下、副ビームという）ＳＢ(+1)との３つの光ビームが情報記録媒体１３に照射される。また、これらの光ビームＭＢ(0)，ＳＢ(-1)，ＳＢ(+1)が情報記録媒体１３で反射されて生じる各反射光ＲＭＢ(0)，ＲＳＢ(-1)，ＲＳＢ(+1)が、図１中の光検出器１２によって検出される。
【００５４】
尚、図４は、光入射層１３ａと記録層１３ｂと基板１３ｃとの積層構造を有する相変化型の円盤状情報記録媒体１３に各光ビームＭＢ(0)，ＳＢ(-1)，ＳＢ(+1)を照射した場合を示しており、情報記録時と情報再生時におけるグルーブ（Groove）Ｇとランド（Land）Ｌに対する、各光ビームＭＢ(0)，ＳＢ(-1)，ＳＢ(+1)の照射位置を示している。また、便宜上、グルーブＧ１は、情報記録又は情報再生が行われる主トラックに相当し、グルーブＧ２，Ｇ３は、隣接トラックに相当するものとして示している。また、情報記録と情報再生が行われる際にピックアップ装置１００が相対移動する線走査方向をθs、線走査方向θsに対し直交する方向（以下、半径方向という）をθrで示している。
【００５５】
ここで、各光ビームＭＢ(0)，ＳＢ(-1)，ＳＢ(+1)の各パワーＰ(0)，Ｐ(-1)，Ｐ(+1)は、可変光学素子５に形成されているグレーティング部５ｂの１次回折効率ηに従って決まり、光ビームＭＢ(0)，ＳＢ(-1)，ＳＢ(+1)の合計パワーをＰad、光源１から射出されるレーザ光ＨaのパワーをＰa、レーザ光Ｈaが情報記録媒体１３に到達するまでの減衰率をαとすると、次式（１）（２）（３）のようになる。
【００５６】
Ｐ(0) ≒（１−２×η）×Ｐad≒（１−２×η）×α×Ｐa …(1)
Ｐ(-1)≒η×Ｐad≒η×α×Ｐa …(2)
Ｐ(+1)≒η×Ｐad≒η×α×Ｐa …(3)
また、１次回折効率ηは、図２（Ｂ）に示したグレーティング部５ｂに形成されている矩形溝１６と凸条部１７とのピッチ間隔Ｄと、図２（Ｄ）に示した誘電体反射層１７ｃ，１６ａ間の高さＨに基づいて決まる係数であり、更に、印加電圧Ｖに応じて圧電素子層１７ａの厚みが変化し、高さＨも変化するため、印加電圧Ｖを制御することで１次回折効率ηを変化させることが可能となり、それに伴って各パワーＰ(0)，Ｐ(-1)，Ｐ(+1)を調節できるようになっている。
【００５７】
ちなみに、圧電素子層１７ａの厚みを約１２０μｍ、凸条部１７の幅をピッチ間隔Ｄ（約２５μｍ）の１／２にした結果、印加電圧Ｖを０ボルトから約６０ボルトに切替えると、上記高さＨが約１５ｎｍ増加する。これにより、光源１に青色半導体レーザを用いた場合、そのレーザ光Ｈaに対する１次回折効率ηを約２５パーセント変化させることができる。
【００５８】
尚、本実施形態では、情報再生時には、いわゆるメインビームのパワーを０．５ｍＷ、サブビームを０．１ｍＷ程度にしており、これを実現するのに回折効率ηを約２０％にしている。また、情報記録時には、メインビームを６ｍＷ、サブビームを０．６ｍＷ程度にしており、これを実現するのに、回折効率ηを約１０％以下にしている。
【００５９】
次に、図５及び図６を参照して、可変光学素子５を備えたピックアップ装置１００によって情報記録と情報再生を行う情報記録再生装置２００の構成を説明する。尚、図５は情報記録再生装置２００の構成を示すブロック図、図６は情報記録再生装置２００に設けられたクロストークキャンセラ回路３００の構成を示すブロック図である。
【００６０】
図５において、情報記録再生装置２００は、情報記録媒体１３を支持しつつ回転駆動する駆動モータ１８と、図１に示したピックアップ装置１００、ピックアップ装置１００に設けられている可変光学素子５に電圧Ｖを印加する電圧制御回路１４、クロストークキャンセラ回路３００、記録／再生処理回路１９、サーボ回路２０、システムコントローラ２１を備えて構成されている。
【００６１】
記録／再生処理回路１９は、情報記録時には、供給されるコンテンツ信号Ｓinに対してエンコード等の処理を行って、ピックアップ装置１００に設けられている光源１に供給し、レーザ光ＨaのパワーＰaを記録用のパワーＰawに設定して射出させる。また、情報再生時には、光源１にレーザ光ＨaのパワーＰaを再生用のパワーＰarに設定して射出させ、情報記録媒体１３から読み取られてクロストークキャンセラ回路３００を介して供給される読取り信号Ｓoに対してデコード等の処理を行うことで、再生信号Ｓoutを生成して出力する。
【００６２】
サーボ回路２０は、駆動モータ１８の回転速度を制御すると共に、ピックアップ装置１００を情報記録媒体１３の半径方向θrに進退移動させる搬送機構（図示省略）を制御することで、情報記録媒体１３に対しピックアップ装置１００を所定の線速度で移動させる。
【００６３】
システムコントローラ２１には、情報記録再生装置２００全体の動作を制御するマイクロプロセッサ（ＭＰＵ）が備えられている。
【００６４】
かかる構成の情報記録再生装置２００おいて、ユーザー等が相変化型の情報記録媒体１３を装着してシステムコントローラ２１に情報記録開始の指令を行うと、情報記録が開始される。
【００６５】
この情報記録時には、電圧制御回路１４が可変光学素子５に所定電圧Ｖwを印加することで、グレーティング部５ｂを情報書記録用の１次回折効率ηwに設定する。更に、この１次回折効率ηwの状態で、記録／再生処理回路１９が記録すべき信号を光源１に供給して記録用パワーＰawのレーザ光Ｈaを射出させる。
【００６６】
これにより、図４に示した主トラックＧ１上に主ビームＭＢ(0)、隣接トラックＧ２，Ｇ３上に副ビームＳＢ(-1)，ＳＢ(+1)が照射され、主ビームＭＢ(0)による主トラックＧ１への情報記録が行われる。
【００６７】
ここで、レーザ光ＨaのパワーＰawとグレーティング部５ｂの１次回折効率ηwは、情報記録媒体１３の種類に応じて決められる。
【００６８】
すなわち、情報記録媒体１３の記録層１３ｂを相変化させそれによって情報を記録させ得るパワー（以下、記録パワーという）をＰwt、情報記録媒体１３の記録層１３ｂを相変化させそれによって既に記録されている情報を消去させ得るパワー（以下、消去パワーという）をＰer、主ビームＭＢ(0)のパワーをＰ(0)、副ビームＳＢ(-1)のパワーをＰ(-1)、副ビームＳＢ(+1)のパワーをＰ(+1)とすると、次式（４）〜（８）の条件を満足するように、レーザ光ＨaのパワーＰawが設定されると共に、電圧Ｖwによって１次回折効率ηwが設定される。
【００６９】
Ｐwt≦Ｐ(0) …(4)
Ｐ(-1)＜Ｐes …(5)
Ｐ(+1)＜Ｐes …(6)
ηw＜Ｐes／Ｐwt …(7)
Ｐaw＝｛Ｐ(0)＋Ｐ(-1)＋Ｐ(+1)｝／α …(8)
このように、レーザ光ＨaのパワーＰawとグレーティング部５ｂの１次回折効率ηwを設定すると、副ビームＳＢ(-1)，ＳＢ(+1)が隣接トラックＧ２，Ｇ３の情報を消去或いは破壊させることなく、適切なパワーＰ(0)の主ビームＭＢ(0)によって主トラックＧ１に情報を記録することができる。
【００７０】
次に、ユーザー等が相変化型の情報記録媒体１３を装着し、システムコントローラ２１に対し情報再生開始の指令を行うと、情報再生が開始される。
【００７１】
この情報再生時には、電圧制御回路１４が可変光学素子５に所定電圧Ｖrを印加することで、グレーティング部５ｂを情報再生用の１次回折効率ηrに設定し、この１次回折効率ηrの状態で、光源１に再生用のパワーＰrのレーザ光Ｈaを射出させる。
【００７２】
これにより、図４に示した主トラックＧ１上に主ビームＭＢ(0)、隣接トラックＧ２，Ｇ３上に副ビームＳＢ(-1)，ＳＢ(+1)が照射され、主ビームＭＢ(0)によって主トラックＧ１からの情報読み取りが行われる。
【００７３】
ここで、レーザ光ＨaのパワーＰarとグレーティング部５ｂの１次回折効率ηrは、情報記録媒体１３の種類に応じて決められる。すなわち、各光ビームＭＢ(0)，ＳＢ(-1)，ＳＢ(+1)の合計パワーＰad（＝Ｐ(0)＋Ｐ(-1)＋Ｐ(+1)）と、消去パワーＰer、主トラックＧ１から情報を読み取るのに必要なパワーＰrdに基づいて、次式（８）〜（１２）の条件を満足するように、レーザ光ＨaのパワーＰarが設定されると共に、電圧Ｖrによって１次回折効率ηrが設定される。
【００７４】
Ｐ(0)≒Ｐrd …(8)
Ｐ(-1)＜Ｐer …(9)
Ｐ(+1)＜Ｐer …(10)
ηr＞（１−Ｐer／Ｐad）／２ …(11)
Ｐar＝｛Ｐ(0)＋Ｐ(-1)＋Ｐ(+1)｝／α …(12)
このようにレーザ光ＨaのパワーＰarとグレーティング部５ｂの１次回折効率ηrを設定すると、主ビームＭＢ(0)と副ビームＳＢ(-1)，ＳＢ(+1)が各トラックＧ１，Ｇ２，Ｇ３の情報を消去或いは破壊することなく、主ビームＭＢ(0)によって主トラックＧ１の情報読み取ることができる。
【００７５】
更に、主ビームＭＢ(0)によって生じる反射光ＲＢ(0)と副ビームＳＢ(-1)，ＳＢ(+1)によって生じる各反射光ＲＭＢ(0)，ＲＳＢ(-1)，ＲＳＢ(+1)を光検出器１２が受光し、電気信号ＳMB(0)，ＳSB(-1)，ＳSB(+1)を図６に示すクロストークキャンセラ回路３００に供給する。
【００７６】
クロストークキャンセラ回路３００は、光検出器１２から出力される電気信号ＳMB(0)，ＳSB(-1)，ＳSB(+1)を２値の論理信号ＳMB(0)，ＳSB(-1)，ＳSB(+1)に波形成形する波形成形回路２２，２３，２４と、波形成形された論理信号ＳMB(0)，ＳSB(-1)，ＳSB(+1)をそれぞれ一時的に格納するＦＩＦＯ（first in first out）メモリとしてのＣＣＤメモリ２５，２６，２７と、同期検出回路２８と、タイミング調整回路２９、及び雑音除去回路３０を備えて構成されている。
【００７７】
ここで、同期検出回路２８は、論理信号ＳMB(0)，ＳSB(-1)，ＳSB(+1)に含まれているグルーブＧ１，Ｇ２，Ｇ３の各物理アドレス情報を検出し、その検出結果に基づいて、図４に示した線走査方向θrにおける光ビームＭＢ(0)に対する光ビームＳＢ(-1)の遅延時間τdと、光ビームＭＢ(0)に対する光ビームＳＢ(+1)の進み時間τfを判定する。そして、光ビームＭＢ(0)を基準とする上記遅延時間τdと進み時間τfを示す同期信号ＣＫを生成して、タイミング調整回路２９に供給する。
【００７８】
タイミング調整回路２９は、同期信号ＣＫのタイミングに基づいて、ＣＣＤメモリ２５に記録されている論理信号ＳMB(0)を読み出し、その論理信号ＳMB(0)を論理信号Ｓ(0)として雑音除去回路３０へ転送する。更に、ＣＣＤメモリ２６から、論理信号ＳMB(0)の読み出しタイミングより遅延時間τd分だけ早いタイミングで論理信号ＳSB(-1)を読み出し、その論理信号ＳSB(-1)をタイミング調整を施した論理信号Ｓ(-1)として雑音除去回路３０へ転送する。更に、ＣＣＤメモリ２７から、論理信号ＳMB(0)の読み出しタイミングより進み時間τf分だけ遅いタイミングで論理信号ＳSB(+1)を読み出し、その論理信号ＳSB(+1)をタイミング調整を施した論理信号Ｓ(+1)として雑音除去回路３０へ転送する。
【００７９】
このように、ＣＣＤメモリ２５，２６，２７に記憶された論理信号ＳMB(0)，ＳSB(-1)，ＳSB(+1)を遅延時間τdと進み時間τfに基づいてタイミング調整して雑音除去回路３０へ転送することで、図４に示したグルーブＧ１，Ｇ２，Ｇ３の半径方向θrにおける隣接位置の情報を含んだ論理信号ＳMB(0)，ＳSB(-1)，ＳSB(+1)を雑音除去回路３０へ供給する。
【００８０】
つまり、実際には光ビームＭＢ(0)，ＳＢ(-1)，ＳＢ(+1)は線走査方向θsにおいて位相がずれているが、タイミング調整回路２９が同期信号ＣＫに基づいて上記のタイミング調整を行うことで、見かけ上、光ビームＭＢ(0)，ＳＢ(-1)，ＳＢ(+1)が線走査方向θsにおいて同位相で（別言すれば、半径方向θrに並んで）照射された場合に得られる論理信号ＳMB(0)，ＳSB(-1)，ＳSB(+1)が雑音除去回路３０に供給されるようになっている。
【００８１】
つまり、実際には光ビームＭＢ(0)，ＳＢ(-1)，ＳＢ(+1)は線走査方向θsにおいて位相がずれているが、タイミング調整回路２９が同期信号ＣＫに基づいて上記のタイミング調整を行うことで、見かけ上、光ビームＭＢ(0)，ＳＢ(-1)，ＳＢ(+1)が線走査方向θsにおいて同位相で（別言すれば、半径方向θrに並んで）照射された場合に得られる論理信号ＳMB(0)，ＳSB(-1)，ＳSB(+1)が雑音除去回路３０に供給されるようになっている。なお、図６では、説明の便宜上、タイミング調整回路２９でタイミング調整されて雑音除去回路３０に供給される上述の各論理信号Ｓ MB(0) ，Ｓ SB(-1) ，Ｓ SB(+1) が符号Ｓ (0) ，Ｓ (-1) ，Ｓ (+1) で表されている。
【００８２】
尚、相変化型でない再生専用の情報記録媒体から情報再生を行う場合にも、上記相変化型の情報記録媒体１３から情報再生を行うのと同様にして、情報再生が行われ、クロストーク成分を抑制した再生信号Ｓoutを生成することができる。
【００８３】
このように、本実施形態のピックアップ装置と情報記録再生装置は、印加電圧Ｖに応じて１次回折効率ηが変化する可変光学素子５を備え、その１次回折効率ηを情報記録時と情報再生時で調節するようにした。これにより、情報記録時には、情報記録媒体１３の隣接トラックＧ２，Ｇ３に、情報を消去或いは破壊することのない低パワーＰ(-1)，Ｐ(+1)の副ビームＳＢ(-1)，ＳＢ(+1)をそれぞれ照射しつつ、適切なパワーＰ(0)の主ビームＭＢ(0)によって主トラックＧ１に情報を記録することができる。
【００８４】
つまり、可変光学素子５は、印加電圧Ｖに応じて１次回折効率ηを変化させるという特性を有しており、印加電圧Ｖを下げると１次回折効率ηが低下し、印加電圧Ｖを上げると１次回折効率ηが上昇する。そして、１次回折効率ηが低下すると、−１次回折光と＋１次回折光のパワーを減少させ、相対的に０次光のパワーを増加させ、１次回折効率ηが上昇すると、−１次回折光と＋１次回折光のパワーを増加させ、相対的に０次光のパワーを減少させるという特性を有している。
【００８５】
したがって、情報記録時に、低い記録用電圧Ｖwによって１次回折効率ηを下げるように制御することで、−１次回折光と＋１次回折光のパワーを低下させ、それに伴って０次光のパワーを上昇させることが可能となり、主ビームＭＢ(0)を情報記録に適したパワーに設定し、副ビームＳＢ(-1)，ＳＢ(+1)を情報の消去或いは破壊を生じさせない低パワーに設定することができる。
【００８６】
また、情報再生時には、情報記録媒体１３の主トラックＧ１と隣接トラックＧ２，Ｇ３に、情報を消去或いは破壊することのない低パワーＰ(0)，Ｐ(-1)，Ｐ(+1)の主ビームＭＢ(0)と副ビームＳＢ(-1)，ＳＢ(+1)をそれぞれ照射させつつ、適切なパワーＰ(0)の主ビームＭＢ(0)によって主トラックＧ１から情報を再生することができる。特に、隣接トラックＧ２，Ｇ３に既に記録されている情報を消去或いは破壊することが無いので、クロストークキャンセル技術を有効に適用することが可能となる。
【００８７】
つまり、上記したように、可変光学素子５は、印加電圧Ｖに応じて１次回折効率ηを変化させ、−１次回折光と＋１次回折光のパワーと０次光のパワーを相対的に変化させるという特性を有しているので、情報再生時に、高い再生用電圧Ｖrによって１次回折効率ηを上げるように制御することで、−１次回折光と＋１次回折光のパワーを上昇させ、それに伴って０次光のパワーを減少させることが可能となる。従って、１次回折効率ηを適切に制御すると、主ビームＭＢ(0)と副ビームＳＢ(-1)，ＳＢ(+1)を情報の消去或いは破壊を生じさせない適切なパワーに設定して、情報再生を行うことが可能となる。
【００８８】
また、相変化型の情報記録媒体に情報を記録又は情報を再生する場合と、相変化型でない再生専用の情報記録媒体から情報を再生する場合に、可変光学素子５の１次回折効率ηを調節することで、容易にそれぞれの情報記録媒体に適したパワーの主ビームＭＢ(0)と副ビームＳＢ(-1)，ＳＢ(+1)を生成することができる。このため、互換性の高いピックアップ装置と情報記録再生装置を提供することができる。
【００８９】
また、可変光学素子５の圧電素子層１７ｂは、印加電圧Ｖに応じて高速にその厚みを変化させる特性（歪み特性）を有しているため、情報記録と情報再生を交互に切替えるような場合でも、応答性の良い情報記録と情報再生を行うことができる。
【００９０】
また、本実施形態では、可変光学素子５を適切なパワーの主ビームＭＢ(0)と副ビームＳＢ(-1)，ＳＢ(+1)を生成するための反射型グレーティングとして用いた場合を説明したが、この可変光学素子５は、他の用途の光変調素子として利用することができるものである。また、本実施形態では、図１に示したように、可変光学素子５を入射光ビームＨaに対して直交するように配置したが、光学系に応じて斜めに配置するような利用も可能である。
【００９１】
尚、以上の実施形態では、可変光学素子５に凸条部１７に、圧電素子層１７ａを１層だけ形成する場合を説明したが、図７の縦断面図に示すように、電極層１７ｂと誘電体反射層１７ｃの間に圧電素子層１７ａ’と電極層１７ｂ’を更に形成し、電極層１７ｂ’，１７ｂ間に第１の印加電圧Ｖ１、電極層１７ｂ，１５ｄ間に第２の印加電圧Ｖ２を印加するようにしてもよい。かかる構造によると、印加電圧Ｖ１，Ｖ２に応じて、圧電素子層１７ａ，１７ａ’の厚み変化を大きくすることができるため、より大きな範囲で１次回折効率ηを制御することができ、より多様な情報記録媒体への情報記録と情報再生が可能となる。例えば、１層の記録層を有する情報記録媒体と、多層構造の複数の記録層を有する情報記録媒体への情報記録と情報再生を同一のピックアップ装置で行うことが可能となる。また、複数の記録層の一方の記録層への情報記録と情報再生と、残りの記録層への情報記録と情報再生とを高速で切替えることが可能となる。
【００９２】
また、図７に示した圧電素子層１７ａ’と電極層１７ｂ’を更に多数組積層することで、更に大きな範囲で１次回折効率ηを制御することができる。
【００９３】
また、図２と図７に示した可変光学素子５では、光を反射させるために誘電体反射層１６ａ，１７ｃが設けられているが、図８に示すように、凸条部１７の電極層１７ｂと、矩形溝１６となる半導体基板５ａの上面に、透明な媒質ＰＥをスピンコート塗布し、矩形溝１６を媒質ＰＥによって埋める構造にしてもよい。かかる構造によると、印加電圧Ｖに応じて、１次回折が発生しない状態と、１次回折が発生する状態に切替えることが可能となり、図２又は図７に示した可変光学素子５と同様の機能を発揮する可変光学素子を実現することができる。
【００９４】
また、図２には、細い長方形の矩形溝１６と凸条部１７が周期的に形成されたグレーティング部５ｂを有する可変光学素子５を示したが、これに限らず、図９の斜視図に示すように、回折光に与えるべき波面に従った折れ線状の溝３１と凸条部３２を周期的に形成した構造のグレーティング部５ｂにしてもよい。
【００９５】
また、図２には、細い長方形の矩形溝１６の周囲を凸条部１７と同じ凸部で囲った構造のグレーティング部５ｂを有する可変光学素子５を示したが、これに限らず、図１０の斜視図に示すように、櫛歯状の凸部によって矩形溝１６と凸条部１７を形成するようにしてもよい。
【００９６】
また、図１１の斜視図に示すように、各凸条部１７を個々に分離し、各凸条部１７に形成した電極に印加電圧Ｖを印加するようにしてもよい。また、図１１において、各凸条部１７に共通の印加電圧Ｖを印加するのではなく、各凸条部１７毎に独立して電圧を印加するようにしてもよい。この独立して電圧を印加すると、各凸条部１７の厚みをそれぞれ独立して制御することができるため、多様な光学特性を発揮する可変光学素子を実現することができる。
【００９７】
また、図３等に示したように、上記の可変光学素子５では、凸条部１７に圧電素子層１７ａと反射層１７ｃが形成され、矩形溝１６には反射層１６ａだけが形成された構造を有しているが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００９８】
変形例として、図１２（ａ）に示すように、圧電素子層１７ａより厚みの薄い圧電素子層１７ａ”を形成してその上面に反射層１６ａを設けることによって、凸条部１７より低い矩形溝１６を形成するようにしてもよい。
【００９９】
かかる構造はリソグラフィ技術やエッチング技術、スパッタリング技術、気相成長法等によって実現することが可能であるが、例えば、図３（Ｅ）に示したエッチングの際に、矩形溝１６に該当する圧電素子層１７ａの領域のエッチング量を少な目にして、薄い厚さで残った圧電素子層の部分を上記の薄い圧電素子層１７ａ”にすることができる。
【０１００】
そして、薄い圧電素子層１７ａ”と厚い圧電層１７ａに個別に接続する配線を形成し、各配線に個別の電圧を印加してそれぞれの歪みの発生量を制御したり、薄い圧電素子層１７ａ”と厚い圧電層１７ａに共通に接続する配線を形成し、その配線に共通の制御電圧を印加することで、電圧は共通していても厚みの差に応じて歪みの発生量を制御することができる。
【０１０１】
また、図８に示した可変光学素子５の変形例として、図１２（ｂ）に示すように、図１２（ａ）の場合と同様に矩形溝１６の領域に圧電素子層１７ａより厚みの薄い圧電素子層１７ａ”を形成し、全体を透明な媒質ＰＥで覆うようにしてもよい。かかる図１２（ｂ）の構造も、図１２（ａ）の場合と同様に上記エッチング量を適宜に調整することで実現できる。
【０１０２】
また、図１２（ｂ）の構造において、各圧電素子層１７ａと１７ａ”に個別に配線を形成して個別に電圧制御するようにしてもよい。また、圧電素子層１７ａと１７ａ”に共通の配線を形成して、共通の電圧を印加するようにしてもよい。つまり、制御電圧は共通であっても圧電素子層１７ａと１７ａ”の厚みの差に応じて歪みの発生量を制御するようにしてもよい。また、共通の制御電圧を印加する場合には、透明な媒質ＰＥとして透明電極（ＩＴＯ）を形成し、この透明電極に共通の制御電圧を印加するように構成してもよい。
【０１０３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の可変光学素子は、圧電媒質層の歪効果によって生じる第１，第２の領域の光学特性の変化に基づいて、第１，第２の領域に入射する光の波面に光学変化を与えて反射する構造としたので、圧電媒質層の歪効果を制御することにより、入射する光に様々な光学変化を与えることができ、例えば情報記録又は情報再生のために情報記録媒体に照射される光ビームの光学特性を適切に制御する等の利用が可能となる。
【０１０４】
また、本発明のピックアップ装置は、可変光学素子の第１，第２の領域側へ光を射出する光源と、可変光学素子によって上記光が回折されることで生じる回折光と非回折光に基づいて情報記録用光ビーム又は情報再生用光ビームを生成する光学系とを備えたので、例えば可変光学素子に印加する電圧を制御することで、情報記録媒体に情報を記録するのに適したパワー、すなわち、情報記録媒体に既に記録されている情報を消去或いは破壊等を生じさせることのないパワーの情報記録用光ビームを生成したり、情報記録媒体から情報を再生するのに適したパワー、すなわち、情報記録媒体に既に記録されている情報を消去或いは破壊等を生じさせることのないパワーの情報再生用光ビームを生成することができる。
【０１０５】
また、本発明の情報記録再生装置は、可変光学素子を備えるピックアップ装置を備えることで、情報記録用光ビームの照射によって情報記録媒体から反射されてくる反射光を光検出器で検出し、その検出結果に基づいて、適切な情報記録処理を行うための制御信号等、例えばトラッキングエラー信号等を生成することを可能にする。その際、情報記録媒体に既に記録されている情報を消去或いは破壊等を生じさせることのないパワーの情報記録用光ビームを生成することができる。また、情報再生用光ビームの照射によって情報記録媒体から反射されてくる反射光を光検出器で検出し、その検出結果に基づいて、適切な情報記再生処理を行うための制御信号等を生成することを可能にする。その際にも、情報記録媒体に既に記録されている情報を消去或いは破壊等を生じさせることのないパワーの情報再生用光ビームを生成することができる。また、光検出器の検出に基づいてクロストーク成分を抑制した情報を再生することができる。
【０１０６】
また、これらの可変光学素子とピックアップ装置と情報記録再生装置によれば、相変化型の情報記録媒体に情報を記録又は情報を再生する場合と、相変化型でない再生専用の情報記録媒体から情報を再生する場合に、それぞれの情報記録媒体に適した光ビームを生成することができるため、互換性の高いピックアップ装置と情報記録再生装置を提供することができる等の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係るピックアップ装置の構成を示す図である。
【図２】本実施形態に係る可変光学素子の構造を示す図である。
【図３】本実施形態に係る可変光学素子の製造方法を示す図である。
【図４】本実施形態に係るピックアップ装置と情報記録再生装置の動作を説明するための図である。
【図５】本実施形態に係る情報記録再生装置の構成を示すブロック図である。
【図６】情報記録再生装置に備えられたクロストークキャンセラ回路の構成を示すブロック図である。
【図７】可変光学素子の他の構造を示す断面図である。
【図８】可変光学素子の更に他の構造を示す断面図である。
【図９】可変光学素子の更に他の構造を示す断面図である。
【図１０】可変光学素子の更に他の構造を示す断面図である。
【図１１】可変光学素子の更に他の構造を示す断面図である。
【図１２】可変光学素子の更に他の構造を示す断面図である。
【図１３】情報記録媒体の構造を模式的に示した断面図である。
【符号の説明】
１…光源
２…第１のビームスプリッタ
３，４，９…１／４波長板
５…可変光学素子
５ａ…半導体基板
５ｂ…グレーティング部
６…反射板
７…第２のビームスプリッタ
８…コリメータレンズ
１０…対物レンズ
１１…集光レンズ
１２…光検出器
１３…情報記録媒体
１４…電圧制御回路
１６…矩形溝
１７…凸条部
１７ａ，１７ａ’，１７ａ”…圧電素子層
１７ｂ，１７ｂ’，５ｂ…電極層
１７ｃ，１６ａ…誘電体反射層
３１…折れ線状の溝
３２…折れ線状の凸条部
１００…ピックアップ
２００…情報記録再生装置
３００…クロストークキャンセラ回路
ＭＢ(0)，ＳＢ(-1)，ＳＢ(+1)…光ビーム
Ｇ，Ｇ1，Ｇ2，Ｇ3…グルーブ
Ｌ…ランド
ＰＥ…透明な媒質
Claims (10)
- 光源からの光を反射及び回折させ、情報記録媒体の主トラックに照射する主ビームと隣接トラックに照射する副ビームとをパワー調整して生じさせる可変光学素子であって、
基準媒質の上面に、印加電圧に応じて歪み効果による厚み変化を生じる凸条の圧電媒質層と前記圧電媒質層を有さない溝とが互いに隣接して所定ピッチ間隔で周期的に複数形成されると共に、前記複数の圧電媒質層の上面と溝の底部に光反射用の誘電体層が積層された構造を有し、
調整される前記印加電圧に応じて前記複数の圧電媒質層に歪み効果による厚み変化を生じさせて、前記複数の圧電媒質層と溝とによる回折効率を設定させ、入射する前記光源からの光の波面に光学変化を与えて反射することで、前記印加電圧に応じたパワーで前記主ビームと副ビームとを生じさせること、
を特徴とする可変光学素子。 - 前記凸条の圧電媒質層は、それぞれ別個の印加電圧が印加される複数の圧電媒質層が積層された構造であること、
を特徴とする請求項１に記載の可変光学素子。 - 光源からの光を反射及び回折させ、情報記録媒体の主トラックに照射する主ビームと隣接トラックに照射する副ビームとパワー調整して生じさせる可変光学素子であって、
基準媒質の上面に、印加電圧に応じて歪み効果による厚み変化を生じる凸条の圧電媒質層と前記圧電媒質層を有さない溝とが互いに隣接して所定ピッチ間隔で周期的に複数形成されると共に、前記複数の圧電媒質層と溝の上面全体が透明な媒質で埋められた構造を有し、
調整される前記印加電圧に応じて前記複数の圧電媒質層に歪み効果による厚み変化を生じさせて、前記複数の圧電媒質層と溝とによる回折効率を設定させ、入射する前記光源からの光の波面に光学変化を与えて反射することで、前記印加電圧に応じたパワーで前記主ビームと副ビームとを生じさせること、
を特徴とする可変光学素子。 - 情報記録媒体に設けられた主トラックと隣接トラックに、主ビームと副ビームをパワー調整して照射し、情報記録又は情報再生を行うピックアップ装置であって、
光を射出する光源と、
基準媒質の上面に、印加電圧に応じて歪み効果による厚み変化を生じる凸条の圧電媒質層と前記圧電媒質層を有さない溝とが互いに隣接して所定ピッチ間隔で周期的に複数形成されると共に、前記複数の圧電媒質層の上面と溝の底部に光反射用の誘電体層が積層された構造を有し、調整される前記印加電圧に応じて前記複数の圧電媒質層に歪み効果による厚み変化を生じさせて、前記複数の圧電媒質層と溝とによる回折効率を設定させ、入射する前記光源からの光の波面に光学変化を与えて反射することで、前記印加電圧に応じたパワーで主ビームと副ビームとを生じさせる可変光学素子と、
前記可変光学素子で生成される前記主ビームと副ビームとを集光し、前記主トラックと隣接トラックに照射する対物レンズと、を備え、
調整される前記印加電圧に応じて前記複数の圧電媒質層に歪み効果による厚み変化を生じさせて、前記複数の圧電媒質層と溝とによる回折効率を設定させ、入射する前記光源からの光の波面に光学変化を与えて反射することで、前記印加電圧に応じたパワーで前記主ビームと副ビームとを生じさせること、
を特徴とするピックアップ装置。 - 前記可変光学素子の前記凸条の圧電媒質層は、それぞれ別個の印加電圧が印加される複数の圧電媒質層が積層された構造であること、
を特徴とする請求項４に記載のピックアップ装置。 - 情報記録媒体に設けられた主トラックと隣接トラックに、主ビームと 副ビームをパワー調整して照射し、情報記録又は情報再生を行うピックアップ装置であって、
光を射出する光源と、
基準媒質の上面に、印加電圧に応じて歪み効果による厚み変化を生じる凸条の圧電媒質層と前記圧電媒質層を有さない溝とが互いに隣接して所定ピッチ間隔で周期的に複数形成されると共に、前記複数の圧電媒質層と溝の上面全体が透明な媒質で埋められた構造を有し、調整される前記印加電圧に応じて前記複数の圧電媒質層に歪み効果による厚み変化を生じさせて、前記複数の圧電媒質層と溝とによる回折効率を設定させ、入射する前記光源からの光の波面に光学変化を与えて反射することで、前記印加電圧に応じたパワーで前記主ビームと副ビームとを生じさせ可変光学素子と、
前記可変光学素子で生成される前記主ビームと副ビームとを集光し、前記主トラックと隣接トラックに照射する対物レンズと、を備え、
調整される前記印加電圧に応じて前記複数の圧電媒質層に歪み効果による厚み変化を生じさせて、前記複数の圧電媒質層と溝とによる回折効率を設定させ、入射する前記光源からの光の波面に光学変化を与えて反射することで、前記印加電圧に応じたパワーで前記主ビームと副ビームとを生じさせること、
を特徴とするピックアップ装置。 - 情報記録媒体に設けられた主トラックと隣接トラックに、主ビームと副ビームをパワー調整して照射し、情報記録又は情報再生を行うピックアップ装置を備えた情報記録再生装置であって、
光を射出する光源と、
基準媒質の上面に、印加電圧に応じて歪み効果による厚み変化を生じる凸条の圧電媒質層と前記圧電媒質層を有さない溝とが互いに隣接して所定ピッチ間隔で周期的に複数形成されると共に、前記複数の圧電媒質層の上面と溝の底部に光反射用の誘電体層が積層された構造を有し、調整される前記印加電圧に応じて前記複数の圧電媒質層に歪み効果による厚み変化を生じさせて、前記複数の圧電媒質層と溝とによる回折効率を設定させ、入射する前記光源からの光の波面に光学変化を与えて反射することで、前記印加電圧に応じたパワーで主ビームと副ビームとを生じさせる可変光学素子と、
前記可変光学素子で生成される前記主ビームと副ビームとを集光し、前記主トラックと隣接トラックに照射する対物レンズと、を備えた前記ピックアップ装置と、
前記印加電圧を調整する電圧制御手段と、を具備し、
前記電圧制御手段によって調整される前記印加電圧に応じて前記複数の圧電媒質層に歪み効果による厚み変化を生じさせて、前記複数の圧電媒質層と溝とによる回折効率を設定させ、入射する前記光源からの光の波面に光学変化を与えて反射することで、前記印加電圧に応じたパワーで前記主ビームと副ビームとを生じさせること、
を特徴とする情報記録再生装置。 - 前記可変光学素子の前記凸条の圧電媒質層は、それぞれ別個の印加電圧が印加される複数の圧電媒質層が積層された構造を有し、
前記電圧制御手段は、前記それぞれ別個の印加電圧の調整を行うこと、
を特徴とする請求項７に記載の情報記録再生装置。 - 情報記録媒体に設けられた主トラックと隣接トラックに、主ビームと副ビームをパワー調整して照射し、情報記録又は情報再生を行うピックアップ装置を備えた情報記録再生装置であって、
光を射出する光源と、
基準媒質の上面に、印加電圧に応じて歪み効果による厚み変化を生じる凸条の圧電媒質層と前記圧電媒質層を有さない溝とが互いに隣接して所定ピッチ間隔で周期的に複数形成されると共に、前記複数の圧電媒質層と溝の上面全体が透明な媒質で埋められた構造を有し、調整される前記印加電圧に応じて前記複数の圧電媒質層に歪み効果による厚み変化を生じさせて、前記複数の圧電媒質層と溝とによる回折効率を設定させ、入射する前記光源からの光の波面に光学変化を与えて反射することで、前記印加電圧に応じたパワーで前記 主ビームと副ビームとを生じさせ可変光学素子と、
前記可変光学素子で生成される前記主ビームと副ビームとを集光し、前記主トラックと隣接トラックに照射する対物レンズと、を備えた前記ピックアップ装置と、
前記印加電圧を調整する電圧制御手段と、を具備し、
前記電圧制御手段によって調整される前記印加電圧に応じて前記複数の圧電媒質層に歪み効果による厚み変化を生じさせて、前記複数の圧電媒質層と溝とによる回折効率を設定させ、入射する前記光源からの光の波面に光学変化を与えて反射することで、前記印加電圧に応じたパワーで前記主ビームと副ビームとを生じさせること、
を特徴とする情報記録再生装置。 - 前記主ビームと副ビームとの照射によって前記主トラックと隣接トラックで反射される各々の反射光を受光し、前記主ビームによる反射光を示す第１の電気信号と、前記副ビームによる反射光を示す第２の電気信号とを生成する光検出手段と、
前記第１の電気信号を前記第２の電気信号で相殺することで、前記主トラックで反射される前記主ビームの反射光に生じて前記第１の電気信号に生じることとなったクロストーク成分を抑制し、該クロストーク成分を抑制した読取り信号を生成する雑音除去手段と、を更に備え、
前記読取り信号に基づいて前記主トラックの情報を再生すること、
を特徴とする請求項７〜９の何れか１項に記載の情報記録再生装置。
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