(57)【要約】  記録再生方法は、膜厚方向において積層された複数の記録層とトラッキングサーボ情報を担持する複数のトラックを有するトラック層とを含む記録媒体に対して、記録層に記録マークを形成することによって情報の記録又は再生をなす記録再生方法であって、共通の対物レンズ介して、サーボ光ビームをガイド層へかつ互いに隣り合う複数のメイン光ビームからなるメイン光ビーム群を記録層のいずれか１つへ択一的に集光するフォーカシングステップと、サーボ光ビームがトラックを追従するように対物レンズの位置決めをなすトラッキングステップと、フォーカシングステップとトラッキングステップを実行しつつ、メイン光ビーム群によって情報の記録又は再生をなす記録再生ステップと、を含み、トラックのうちの隣り合うもの同士のいずれか一方をサーボ光ビームが追従しているときのメイン光ビーム群によって当該１つの記録層上に形成される軌跡群と、サーボ光ビームが他方のトラックを追従しているときのメイン光ビーム群によって当該１つの記録層上に形成される軌跡群との間隔が軌跡群内の平均軌跡ピッチよりも大である。
2009037773.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
膜厚方向において積層された複数の記録層とトラッキングサーボ情報を担持する複数のトラックを有するトラック層とを含む記録媒体に対して、前記記録層に記録マークを形成することによって情報の記録又は再生をなす記録再生方法であって、
共通の対物レンズ介して、サーボ光ビームを前記ガイド層へかつ互いに隣り合う複数のメイン光ビームからなるメイン光ビーム群を前記記録層のいずれか１つへ択一的に集光するフォーカシングステップと、
前記サーボ光ビームが前記トラックを追従するように前記対物レンズの位置決めをなすトラッキングステップと、
前記フォーカシングステップとトラッキングステップを実行しつつ、前記メイン光ビーム群によって情報の記録又は再生をなす記録再生ステップと、を含み、
前記トラックのうちの隣り合うもの同士のいずれか一方を前記サーボ光ビームが追従しているときの前記メイン光ビーム群によって当該１つの記録層上に形成される軌跡群と、前記サーボ光ビームが他方のトラックを追従しているときの前記メイン光ビーム群によって当該１つの記録層上に形成される軌跡群との間隔が前記軌跡群内の平均軌跡ピッチよりも大であることを特徴とする記録再生方法。
【請求項２】
前記軌跡群の存在幅をＴＷ、前記トラックの間隔をＴｇ、前記軌跡群のメイン光ビームの本数をｎ本とするとき、下記（１）式、
【数１】
2009037773.tif 000010
を満足するように、設定されていることを特徴とする請求項１記載の記録再生方法。
【請求項３】
前記サーボ光ビームの波長をλｓ、前記対物レンズにより集光されたサーボ光ビームの開口数をＮＡｓとするとき、下記（２）式、
【数２】
2009037773.tif 000011
を満足するように、設定されていることを特徴とする請求項２記載の記録再生方法。
【請求項４】
前記複数の記録層の内、前記ガイド層から最も遠い記録層までの光軸方向の距離をｄ、記録媒体の記録再生で許容するディスクチルト量をθ［ｒａｄ］とするとき、下記（３）式、
【数３】
2009037773.tif 000012
を満足するように、設定されていることを特徴とする請求項２記載の記録再生方法。
【請求項５】
膜厚方向において積層された複数の記録層とトラッキングサーボ情報を担持する複数のトラックを有するトラック層とを含む記録媒体に対して、前記記録層に記録マークを形成することによって情報の記録又は再生をなす記録再生装置であって、
サーボ光ビーム光学系及びメイン光ビーム光学系と、これらに共通する対物レンズと、前記対物レンズを介して、サーボ光ビームを前記ガイド層へかつ互いに隣り合う複数のメイン光ビームからなるメイン光ビーム群を前記記録層のいずれか１つへ択一的に集光しつつ、前記サーボ光ビームが前記トラックを追従するように前記対物レンズの位置決めをなすサーボ機構と、を有し、
前記サーボ機構において、前記トラックのうちの隣り合うもの同士のいずれか一方を前記サーボ光ビームが追従しているときの前記メイン光ビーム群によって当該１つの記録層上に形成される軌跡群と、前記サーボ光ビームが他方のトラックを追従しているときの前記メイン光ビーム群によって当該１つの記録層上に形成される軌跡群との間隔が前記軌跡群内の平均軌跡ピッチよりも大となるように、前記複数のメイン光ビームが設定されていることを特徴とする記録再生装置。
【請求項６】
前記軌跡群の幅をＴＷ、前記トラックの間隔をＴｇ、前記軌跡群のメイン光ビームの本数をｎ本とするとき、下記（１）式、
【数４】
2009037773.tif 000013
を満足するように、設定されていることを特徴とする請求項５記載の記録再生装置。
【請求項７】
前記サーボ光ビームの波長をλｓ、前記対物レンズにより集光されたサーボ光ビームの開口数をＮＡｓとするとき、下記（２）式、
【数５】
2009037773.tif 000014
を満足するように、設定されていることを特徴とする請求項６記載の記録再生装置。
【請求項８】
前記複数の記録層の内、前記ガイド層から最も遠い記録層までの光軸方向の距離をｄ、記録媒体の記録再生で許容するディスクチルト量をθ［ｒａｄ］とするとき、下記（３）式、
【数６】
2009037773.tif 000015
を満足するように、設定されていることを特徴とする請求項６記載の記録再生装置。
【請求項９】
膜厚方向において積層された複数の記録層とトラッキングサーボ情報を担持する複数のトラックを有するトラック層とを含み、共通する対物レンズを介して、サーボ光ビームをガイド層へかつ複数のメイン光ビームを記録層のいずれか１つへ択一的に集光して、前記複数のメイン光ビームにより前記記録層上で並列した複数のスポットと記録マークと一致させて、前記サーボ光ビームを前記ガイド層のトラックに追従させつつ前記記録層に記録マークの記録又は再生がなされる記録媒体であって、
前記トラックのうちの隣り合うもの同士のいずれか一方を前記サーボ光ビームが追従しているときの前記メイン光ビーム群によって当該１つの記録層上に形成される軌跡群と、前記サーボ光ビームが他方のトラックを追従しているときの前記メイン光ビーム群によって当該１つの記録層上に形成される軌跡群との間隔が前記軌跡群内の平均軌跡ピッチよりも大となるように、前記トラックが形成されていることを特徴とする記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光ビームの照射により情報の記録又は再生可能な記録層を有する光ディスク、光カードなどの光学的に情報記録又は情報再生が行われる記録媒体、そのための記録再生方法及び記録再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、記録媒体の光ディスクは、映像データ、音声データ及びコンピュータデータなどのデータを記録再生する手段として広く用いられている。例えば、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ブルーレイディスク（Blu-ray Disc）の規格には、ディスク片側から読み出すことができる、片面に２つの記録層を有する２層ディスクが、再生用、記録用光ディスクとして実用化されている。【０００３】
２層ディスクでは、再生用光ビームの焦点を各層へ移動させるだけで浅い記録層、深い記録層のいずれの電気信号もディスク片側から読み出すことができる。光ビームが浅い記録層を透過して深い記録層の電気信号を読み取れるように浅い記録層を半透明膜とし、その膜厚や材料が選択される。深い記録層は反射膜が用いられる。浅い記録層と深い記録層の間にはこれらを一定の厚さで分離するため、光の波長での透過率が高い光透過性のスペーサ層が設けられる。【０００４】
一方、次世代光ディスクではブルーレイディスクよりさらに高密度化が要求され、そのために記録層を更に増やした多層化すると共に、多層光ディスクにおいて記録再生を行う際、サーボをかけるために多層光ディスクにガイド層と記録層を別に設けて、サーボ光ビームでガイド層から信号を得ながらメイン光ビームで記録層の各々に記録するというシステムが提案されている。【０００５】
例えば、特許文献１の先行技術においては、サーボ用光源から出射したサーボ光を記録媒体内のトラッキングサーボ情報を担持するトラック上に集光させるようにフォーカス及びトラッキングの制御を行い、記録再生用光源から出射した光をデータ記録層に集光させるようにフォーカス制御を行う。これにより複数のガイド層を設けることなく多層光ディスクの記録再生を行う。【０００６】
また、特許文献２の先行技術においては、ガイド層と複数のデータ記録層を有する記録媒体に記録再生を行う際に、ガイド層により反射したガイド光を用いて対物レンズの位置を制御しつつ、記録層から複数ビームを用いて同時に複数トラックの読み出しを行う。特許文献２の実施例中には複数光源を用いて、複数トラックを同時に記録することも言及している。【０００７】
特許文献１の先行技術、特許文献２の先行技術ともに、記録媒体内に設けられた単一のガイド層を利用して記録媒体と対物レンズの相対位置の制御を行い、別の光源から出た光を同じ対物レンズでデータ記録層に集光することでデータの記録を行うという点では、同じ構成である。
【特許文献１】特許３１１０５３２号公報
【特許文献２】特開２００３−６７９３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１及び２には、同時に複数トラックの群単位で記録を行う場合のトラック間隔や、同時に書かれるトラックの幅などについては述べられていない。【０００９】
ガイド層から光軸方向に離れた位置にあるデータ記録層への記録を行う場合、光ディスクの傾きや反り等により、常にトラックの真上にデータが記録されるとは限らず、トラックに対して面内方向に多少ずれて記録されることが常に起こりうる。このことは、データ記録層の増加など多層化により、ガイド層から離れた層になるほど顕著に起こる。【００１０】
また、同時に記録するトラック群はその中のトラック間隔がある程度近接しても、信号処理などにより情報を正確に読み取ることができるが、隣接したトラック群からのクロストークに対してはその情報分離が難しくなる場合がある。【００１１】
そこで、本発明の解決しようとする課題には、安定的に記録又は再生を行うことを可能にする記録再生装置及び方法並びに記録媒体を提供することが一例として挙げられる。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の記録再生方法は、膜厚方向において積層された複数の記録層とトラッキングサーボ情報を担持する複数のトラックを有するトラック層とを含む記録媒体に対して、前記記録層に記録マークを形成することによって情報の記録又は再生をなす記録再生方法であって、
共通の対物レンズ介して、サーボ光ビームを前記ガイド層へかつ互いに隣り合う複数のメイン光ビームからなるメイン光ビーム群を前記記録層のいずれか１つへ択一的に集光するフォーカシングステップと、
前記サーボ光ビームが前記トラックを追従するように前記対物レンズの位置決めをなすトラッキングステップと、
前記フォーカシングステップとトラッキングステップを実行しつつ、前記メイン光ビーム群によって情報の記録又は再生をなす記録再生ステップと、を含み、
前記トラックのうちの隣り合うもの同士のいずれか一方を前記サーボ光ビームが追従しているときの前記メイン光ビーム群によって当該１つの記録層上に形成される軌跡群と、前記サーボ光ビームが他方のトラックを追従しているときの前記メイン光ビーム群によって当該１つの記録層上に形成される軌跡群との間隔が前記軌跡群内の平均軌跡ピッチよりも大であることを特徴とする。【００１３】
本発明の記録再生装置は、膜厚方向において積層された複数の記録層とトラッキングサーボ情報を担持する複数のトラックを有するトラック層とを含む記録媒体に対して、前記記録層に記録マークを形成することによって情報の記録又は再生をなす記録再生装置であって、
サーボ光ビーム光学系及びメイン光ビーム光学系と、これらに共通する対物レンズと、前記対物レンズを介して、サーボ光ビームを前記ガイド層へかつ互いに隣り合う複数のメイン光ビームからなるメイン光ビーム群を前記記録層のいずれか１つへ択一的に集光しつつ、前記サーボ光ビームが前記トラックを追従するように前記対物レンズの位置決めをなすサーボ機構と、を有し、
前記サーボ機構において、前記トラックのうちの隣り合うもの同士のいずれか一方を前記サーボ光ビームが追従しているときの前記メイン光ビーム群によって当該１つの記録層上に形成される軌跡群と、前記サーボ光ビームが他方のトラックを追従しているときの前記メイン光ビーム群によって当該１つの記録層上に形成される軌跡群との間隔が前記軌跡群内の平均軌跡ピッチよりも大となるように、前記複数のメイン光ビームが設定されていることを特徴とする。【００１４】
本発明の記録媒体は、膜厚方向において積層された複数の記録層とトラッキングサーボ情報を担持する複数のトラックを有するトラック層とを含み、共通する対物レンズを介して、サーボ光ビームをガイド層へかつ複数のメイン光ビームを記録層のいずれか１つへ択一的に集光して、前記複数のメイン光ビームにより前記記録層上で並列した複数のスポットと記録マークと一致させて、前記サーボ光ビームを前記ガイド層のトラックに追従させつつ前記記録層に記録マークの記録又は再生がなされる記録媒体であって、
前記トラックのうちの隣り合うもの同士のいずれか一方を前記サーボ光ビームが追従しているときの前記メイン光ビーム群によって当該１つの記録層上に形成される軌跡群と、前記サーボ光ビームが他方のトラックを追従しているときの前記メイン光ビーム群によって当該１つの記録層上に形成される軌跡群との間隔が前記軌跡群内の平均軌跡ピッチよりも大となるように、前記トラックが形成されていることを特徴とする。【００１５】
本発明によれば、隣接トラック群との間は十分な間隔をあけておくことができ、トラック群単位の幅を狭め、トラック群同士の間隔を広げて記録することにより、複数トラックの同時記録を行う際には極めて有効となり、記録媒体から正確に記録再生を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明による実施形態の記録媒体及びその記録又は再生のための記録再生システムの概略構成を説明する線図である。
【図２】本発明による実施形態の多層構造の光ディスクの模式的一部切り欠き斜視分解図である。
【図３】図２の線ＡＡの断面を示す部分断面図である。
【図４】本発明による他の実施形態の多層構造の光ディスクの部分断面図である。
【図５】本発明による他の実施形態の多層構造の光ディスクの部分断面図である。
【図６】本発明による実施形態の多層構造の光ディスクの模式斜視分解図である。
【図７】本発明による他の実施形態の多層構造の光ディスクの模式斜視分解図である。
【図８】本発明による他の実施形態の多層構造の光ディスクの部分斜視図である。
【図９】本発明による他の実施形態の多層構造の光ディスクの部分斜視図である。
【図１０】本発明による他の実施形態の多層構造の光ディスクの部分斜視図である。
【図１１】本発明による実施例の記録再生装置における記録媒体及びその記録又は再生のためのトラックを説明する部分断面図及び平面図である。
【図１２】本発明による他の実施例の記録再生装置における記録媒体の部分断面図である。
【図１３】本発明による他の実施例の記録再生装置における記録媒体の部分断面図である。
【図１４】本発明による実施形態の記録再生装置における記録媒体及びその記録又は再生のためのピックアップの概略構成を説明する部分断面図である。
【図１５】本発明による実施例の記録再生装置におけるサーボ検出部の部分正面図である。
【図１６】本発明による実施例の記録再生装置における読み出し検出部の部分正面図である。
【図１７】本発明による他の実施例の記録再生装置における記録媒体の部分平面図である。
【図１８】本発明による他の実施例の記録再生装置におけるトラッキングエラー信号の波形を示すグラムである。
【図１９】本発明による他の実施例の記録再生装置におけるトラッキングエラー信号の波形を示すグラムである。
【図２０】本発明による他の実施例の記録再生装置における記録媒体の部分断面図である。
【図２１】本発明による具体例の記録再生装置における記録媒体の部分平面図である。
【図２２】本発明による他の実施例の記録再生装置におけ対物レンズで集光したスポットの強度分布を示すグラフである。
【図２３】本発明による他の具体例の記録再生装置における記録媒体の部分平面図である。
【符号の説明】
【００１７】
ＷＰ  四分の一波長板
２  記録媒体
３  保持基板
５  記録層
５ａ  第１記録層
５ｂ  第２記録層
５ｎ  第ｎ記録層
Ｔ  トラック
７ａ  第１スペーサ層
７ｂ  第２スペーサ層
７ｎ  第ｎスペーサ層
９  波長選択性反射膜
１１  ガイド層
１３  カバー層
２３  ピックアップ
３６  レンズアクチュエータ
５０  記録層群
１０１  制御装置
１３１  第２カバー層
ＳＢＬＤ  サーボ用光源
ＬＤ１、ＬＤ２、ＬＤ３  記録再生用光源
ＭＢ  メイン光ビーム
ＳＢ  サーボ光ビーム
ＯＢ  対物レンズ
ＰＢＳ  偏光ビームスプリッタ
ＤＰ  ダイクロイックプリズム
ＣＬ３  読み出し用検出レンズ
ＣＬ２  コリメータレンズ
ＰＢＳ２  偏光ビームスプリッタ
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
【００１９】
（記録再生装置）
図１は本実施形態の記録媒体及びその記録又は再生のための記録再生システムの概略構成を示す。
【００２０】
図１に示すように、記録再生装置は、ディスク状の記録媒体２を着脱自在かつ回転自在に保持するターンテーブル（可動保持装置）を有するスピンドルモータ８、記録媒体２へ記録再生用のメイン光ビームＭＢを照射する対物レンズを含むピックアップ２３、及びこれらを制御する制御装置１０１などを備えている。制御装置１０１は、スピンドルモータ８及びピックアップ２３に設けられている各種センサから各種出力される出力データに基づいてスピンドルモータ８及びピックアップ２３を制御するとともに、それらデータを処理する。制御装置１０１からの信号によって、ピックアップ２３は回転制御されている記録媒体２に対してサーボ光ビームＳＢを用いてその光スポットの位置をサーボ制御しつつメイン光ビームを集光させることにより、その部分の光学的特性を変化させ、記録マークを形成（記録）させることができる。また、サーボ制御しつつ記録マークに弱いメイン光ビームを照射し、制御装置１０１はメイン光ビームＭＢの戻り光から生成される信号をピックアップ２３から得てこれを復号処理して出力する。
【００２１】
（記録媒体）
図２は実施形態１のディスク状の記録媒体２を示す斜視図である。図３は図２の線ＡＡの断面を示す。図３に示すように、膜厚方向において積層された複数の記録層に屈折率変化タイプの多光子吸収材料を利用した多層記録媒体としての多層光ディスクの断面構造例を示す。記録媒体２は、メイン光ビームＭＢ及びサーボ光ビームＳＢの入射側から、カバー層１３、ガイド層１１、サーボ光ビームＳＢの反射用波長選択性反射膜９、記録層群５０、保持基板３からなる。すなわち、この例では、記録層群５０の光入射側にガイド層１１が配置されている。
【００２２】
カバー層１３は透明な樹脂材料など有機又は無機の光透過性材料からなり、積層構造の平坦化や、記録層群５０などの保護の機能を担う。
【００２３】
ガイド層１１はサーボ光ビームＳＢのフォーカシング及びトラッキングサーボ信号を検出するため設けられたトラックＴを有する層である。ガイド層のトラックＴについては後に詳述する。
【００２４】
記録層群５０は各々が情報を記録する複数の記録層５の積層である。記録層については後に詳述する。
【００２５】
ガイド層１１及び記録層群５０間の波長選択性反射膜９は、メイン光ビームＭＢとは異なる波長のサーボ光ビームＳＢ（第１波長、例えばメイン光ビームより長い波長）を反射しかつメイン光ビームＭＢ（第２波長）を透過するように設定されている。ガイド層に波長選択性を有する場合は波長選択性反射膜９を省略することができる。この実施例は波長選択性反射膜９に限定されない。
【００２６】
対物レンズＯＢが集光するサーボ光ビームＳＢと特定位置関係にあるメイン光ビームＭＢによって、記録層群５０のメイン光ビームＭＢの各々の記録層５の集光点において、３次元的にデータ（記録マークＲＭ）が記録される。所定の開口数を有する対物レンズＯＢは集光ビームを照射しかつ記録層群５０からの反射光を集める。集光ビームは記録層群５０のいずれかの記録層から信号を書き込み又は読み出すためにカバー層１３側から照射されて、情報の記録再生が行われる。
【００２７】
保持基板３は、例えば、ガラス、或いはポリカーボネート、アモルファスポリオレフィン、ポリイミド、ＰＥＴ、ＰＥＮ、ＰＥＳなどのプラスチック、紫外線硬化型アクリル樹脂などからなる。なお、記録媒体２の外形は上記のディスク形状以外に、カード形状などでもよい。
【００２８】
図４は実施形態２の記録媒体２の概略構成を示す。
【００２９】
図４に示す記録媒体２は、ガイド層１１を、実施形態１の記録層群５０の光入射側にではなく、光入射側から見て記録層群５０を介して一番奥に第２カバー層１３１を介して配置した構造を有している以外、実施形態１のものとほぼ同様である。記録層群５０の各層は、動作時のメイン光ビームＭＢを少なくとも部分的に反射しかつサーボ光ビームＳＢの波長を常に透過するように設定されている。この構成によりサーボ光ビームＳＢは記録層群５０の影響を受けることなく、光入射側から最も奥のガイド層１１に入射する。この例のガイド層１１はサーボ光ビームＳＢの長波長の光を反射する金属材料、または誘電体多層膜によるミラーなどが用いられる。ガイド層１１はメイン光ビームの短波長の光を反射しないことが望ましい。
【００３０】
第２カバー層１３１は光透過性材料からなり、ガイド層１１の平坦化や、記録層群５０などの保護の機能を担う。
【００３１】
図５は実施形態３の記録媒体２の概略構成を示す。
【００３２】
図５に示す記録媒体２は、他の記録層群５０ｂをさらに設け、ガイド層１１を２つの記録層群の間に配置した構造を有している以外、実施形態２のものとほぼ同様である。他の記録層群５０ｂの各層も、動作時のメイン光ビームＭＢを少なくとも部分的に反射しかつサーボ光ビームＳＢの波長を常に透過するように設定されている。この構成によりサーボ光ビームＳＢは記録層群５０の影響を受けることなく、光入射側から中間のガイド層１１に入射する。
【００３３】
第３カバー層１３２も第２カバー層１３１と同様、光透過性材料からなり、ガイド層１１の平坦化や、記録層群５０などの保護の機能を担う。この例のガイド層１１、第３カバー層１３２には、サーボ光ビームＳＢの長波長の光を反射するが、メイン光ビームの短波長の光を透過する材料が望ましい。
【００３４】
どの実施形態においても、記録媒体２は基本的に、互いに平行に積層された第１記録層５ａ、第１スペーサ層７ａ、第２記録層５ｂ、第２スペーサ層７ｂ、・・・・第ｎ記録層５ｎ、及び第ｎスペーサ層７ｎの光透過性の多層部（記録層群５０）と、これら多層部を担持する光透過性の保持基板３とからなる。スペーサ層７は複数の記録層５同士を分離するために配置され、厚さ数μｍから数十μｍ程度の樹脂材料などが用いられる。各スペーサ層（屈折率＝ｎｓ）は隣接記録層（未記録部の屈折率＝ｎｂ）の所定層間距離を保つために、一定膜厚を有し、記録層とスペーサ層が交互に積層されている。記録層とスペーサ層の屈折率差を大きくすると界面での反射が増えて奥の層まで光が届かなくなったりするので、できるだけ記録層とスペーサ層の屈折率差は小さい方が望ましい。
【００３５】
各記録層には、屈折率が周囲と異なる複数の記録マークＲＭが形成されている。記録マーク（屈折率＝ｎａ≠ｎb）は、例えば、短パルスレーザー光などを対物レンズで集光した時の焦点近傍の光子密度の高い領域のみで多光子吸収を起こすことで任意の記録層に形成できる。記録マークの形成方法には公知方法が適用される。記録層では屈折率の違いとして記録マークが従来の光ディスクのように分布している。記録情報の変調方式には公知方法が適用される。このように多層記録媒体は、基板上に形成された所定膜厚のスペーサ層と記録層とが交互に積層され、記録層には屈折率が周囲と異なる複数の記録マークＲＭが形成され、これに記録すべき情報を担持させてある。
【００３６】
ここで多光子吸収を利用した光子記録と呼ばれる記録メカニズムを説明する。
【００３７】
従来の光ディスクは、光エネルギーを熱として利用するヒートモード記録である。ヒートモード記録方式では、材料の高感度化に限界がある。これに代わる光子（フォトン）による多光子吸収過程記録方式が提案される。多光子吸収過程とは、通常の１光子反応（線形光学過程）と異なり、一つの原子ないし分子が同時に複数の光子と相互作用する過程をいう。一般的に、通常のレーザ光照射のように光子密度が低い場合には、エネルギーE＝ｈＣ／λ（ただし、λ＝波長、ｈ＝プランク定数、Ｃ＝光速度）を持っている光子の１つしか、物質（原子ないし分子）は吸収しない（１光子吸収）。しかし、例えば超短パルスレーザー光を高開口数対物レンズで絞って、照射すると、焦点近傍では光子密度が非常に高くなり、物質は一度に２個、３個の光子を吸収する（ｎ光子吸収の非線形光学過程）ことで、Eの２倍、３倍といった多くのエネルギーを一度に受け取ることができる。例えば、フェムト秒レーザでは、電界強度が非常に強いのでビームが集光された箇所の近傍だけが空間選択的に多光子吸収の非線形な反応を引き起こす。２光子吸収過程を利用してデータを記録すると３次元空間の多くの点にデータを多層記録することが可能となる。これを利用すれば、例えば１０層以上の超多層光ディスクを実現できる。つまり、記録層の吸収波長域よりも長い波長の光を照射することで、充分に光が絞り込まれていない手前の記録層では吸収を起こさずに、充分集光されている再生すべき目的の記録層のみで吸収を起こすことができる。
【００３８】
多光子吸収で物質が光を吸収する場合、その吸収強度は、ｎ光子吸収とすると照射光の強度のｎ乗に比例する。この結果、物質内で鋭い分布で吸収され、局所的に強力な化学反応が起こり異質相の形成が可能となる。例えば、そのパルス幅が数フェムト秒から数百フェムト秒と非常に短いために、焦点位置では非常に大きなエネルギー密度となり多光子反応が起こり隣接層に吸収される。また、パルス幅が物質の格子振動の逆数に比べて非常に短いためにレーザ光の吸収過程において熱的な影響をほとんど受けない。
【００３９】
よって、本発明の記録再生方法は、ｎ光子吸収の非線形光学過程において複数の記録層の目的の層において光学特性を変化させ、その光学特性変化を検出することで再生することが可能となる。よってサーボ光ビームＳＢ（第１波長）はメイン光ビームＭＢの波長（第２波長）のｎ分１の波長周辺と重ならないように設定する。或いは、メイン光ビームＭＢの波長（第２波長）はサーボ光ビームＳＢ（第１波長）のｎ分１の波長周辺と重ならないように設定する。
【００４０】
例えば、２光子吸収材料としては、２光子吸収が起こった領域の蛍光強度が変化する蛍光物質を用いる蛍光タイプと、電子の局在化によって屈折率が変化するフォトリフラクティブ物質を用いる屈折率変化タイプがある。屈折率変化タイプの２光子吸収材料としてはフォトクロミック化合物やビス（アラルキリデン）シクロアルカノン化合物などの利用が有望視されている。
【００４１】
２光子吸収材料を利用した光ディスク構造としては、光ディスク全体が２光子吸収材料からなるバルク型と、２光子吸収材料の記録層と、別の透明材料のスペーサ層を交互に積層した層構造型がある。層構造型は記録層とスペーサ層の界面で反射される光を利用してフォーカスサーボ制御ができるという利点があるが、バルク型よりは多層成膜工程が多く製造コストが上がる可能性が高い。
【００４２】
なお、記録層５の他の材料には、例えば、メイン光ビームＭＢの波長及び強度の少なくとも一方に応じて感応し、屈折率、透過率、吸収率、反射率などが変化することで記録を行うことができ、安定な材料であればよい。例えば光重合反応を生じるフォトポリマーや、光異方性材料や、フォトリフラクティブ材料や、ホールバーニング材料、光を吸収して吸収スペクトルが変化するフォトクロミック材料など透光性の光感応材料などが用いられる。
【００４３】
例えば、記録層５はメイン光ビームの波長６５０ｎｍの光に感応し、サーボ光ビームＳＢの波長７８０ｎｍの光には感応しない相変化材料や２光子吸収材料などが用いられる。また、記録媒体２には、表面からの深さ０．６ｍｍの位置を中心に、３層の記録層５が存在する例があげられるが、記録層５の位置や層数はこれに限らない。
【００４４】
（ガイド層のトラック）
ガイド層１１上には、スパイラル状（図６）又は同心円状（図７）のトラックＴが形成されており、記録媒体２内のサーボ光ビームＳＢの位置決め（トラッキングステップ）に利用される。トラックＴは通常、図８のような溝状の凸部（または凹部）によって形成されているが、図９のようにトラックＴが断続的な凸部（または凹部）のピット列であってもよい。また、表面の凹凸だけでなく、溝やピットに相当する部分を反射率の異なる部材でトラックＴとして形成されていてもよい（図１０）。一例として、ガイド層１１は記録媒体２表面から深さ０．８ｍｍの位置に形成されていてもよいが、この位置に限るものではない。
【００４５】
かかる記録層にデータの記録又は再生をなす記録再生方法においては、記録層とトラックを有するガイド層とに対して、上記の共通する対物レンズを介して、サーボ光ビームをガイド層へかつ複数のメイン光ビームを記録層のいずれかへ同時に集光することにより、サーボ光ビームがトラックＴを追従するようにかかる対物レンズの位置決めをする。すなわち、装置においては、図１１に示すように、サーボ光ビームＳＢを対物レンズによりガイド層１１に集光させ、その反射光を検出することによって、対物レンズＯＢと記録媒体２の距離を一定に保つと共に、対物レンズＯＢをトラックＴに追従させるサーボ機構を有する。共通の対物レンズＯＢにサーボ光ビームＳＢとは異なる波長の複数のメイン光ビームを入射させ、記録媒体２内のある記録層５に複数の光スポットを形成することで、トラックＴと平行な複数のピット列、記録マークＲＭを同時に記録（又は再生）する。
【００４６】
図１１に示すように、複数のメイン光ビームによる記録層上で並列した複数のスポット（３つの記録マークＲＭに対応）からなる並列組と、これに並列して隣接する複数のスポットからなる他の並列組（隣の３つの記録マークＲＭに対応）との間隔が、並列組のうちの隣接するスポット同士の間隔より大となるように、トラックが形成され又は複数のメイン光ビームが設定されている。このようにして、トラックのうちの隣り合うもの同士のいずれか一方をサーボ光ビームが追従しているときのメイン光ビーム群によって当該１つの記録層上に形成されるスポットの軌跡群と、サーボ光ビームが他方のトラックを追従しているときのメイン光ビーム群によって当該１つの記録層上に形成されるスポット軌跡群との間隔が軌跡群内の平均軌跡ピッチよりも大となる。すなわち、図１１に示すように、複数のマーク列ＲＭの群同士の間隔Ｂｇが記録マークＲＭの間隔すなわち軌跡ピッチＰｇよりも大となる。
【００４７】
かかる多層記録媒体２の記録方式において、図１１に示すように、一度に記録するピット列（メイン光ビームの軌跡群に対応）の幅をＴＷ、トラックＴの間隔をＴｇ、一度に記録するピット列の本数をｎ本とするとき、下記（１）式、
【００４８】
【数１】
2009037773.tif 000003
【００４９】
を満足するように、設定されている（図１１の例では例えばｎ＝３）。
【００５０】
さらに、サーボ光ビームＳＢの波長をλｓ、前記対物レンズにより集光されたサーボ光ビームの開口数をＮＡｓとするとき、下記（２）式、
【００５１】
【数２】
2009037773.tif 000004
【００５２】
を満足するように、設定されていてもよい。
【００５３】
またさらに、図１２に示すように、複数の記録層（記録層群５０）の内、ガイド層１１から最も遠い記録層５ａまでの光軸方向の距離をｄ、記録媒体２の記録再生で許容するディスクチルト量をθ［ｒａｄ］とするとき、下記（３）式、
【００５４】
【数３】
2009037773.tif 000005
【００５５】
を満足するように、設定されていてもよい。
【００５６】
以上のトラック設定の効果については、後に詳述する。
【００５７】
なお、図３〜図５では層状となった個別の複数の記録層５を有する記録媒体２を示したが、図１３のように３次元的な記録領域５００（バルク）を有し、その記録領域の中で、深さ方向の記録（再生）位置を変化させながら記録（再生）を行うような記録媒体２に対しても同様の構成で記録（再生）することができる。図では、基板側から４層目を記録しており、この場合、未記録部分がスペーサ層となる。
【００５８】
（ピックアップ）
図１４は記録再生装置における記録媒体２及びその記録又は再生のためのピックアップの概略構成を示す。
【００５９】
例えば、２光子記録において、このシステムのピックアップでは、長い波長（第１波長）のサーボ用光源ＳＢＬＤ及び短い波長（第１波長）の記録再生用光源ＬＤ１、ＬＤ２、ＬＤ３を用いる。
【００６０】
サーボ光ビーム光学系は、第１コリメータレンズＣＬ１、第１偏光ビームスプリッタＰＢＳ１、第１、第２エキスパンダレンズＥｘｐ１、Ｅｘｐ２、ダイクロイックプリズムＤＰ、四分の一波長板ＷＰ及び対物レンズＯＢ並びにマルチレンズＭＬ１及びサーボ検出部Ｄｅｔ１を含む。
【００６１】
メイン光ビーム光学系は、ハーフプリズムＨＦ１、ＨＦ２、第２コリメータレンズＣＬ２、第２偏光ビームスプリッタＰＢＳ２、第３、第４エキスパンダレンズＥｘｐ３、Ｅｘｐ４、ダイクロイックプリズムＤＰ、四分の一波長板ＷＰ及び対物レンズＯＢ並びにマルチレンズＭＬ２及び読み出し検出部Ｄｅｔ２を含む。
【００６２】
かかる記録システムのピックアップ構成では、対物レンズＯＢを、記録媒体２に対してその光軸ＡＸ方向（フォーカス方向）及び光軸に直交する方向（例えばトラッキング方向）に可動する機構（レンズアクチュエータ３６）を有する構成となっており、記録媒体２に対するメイン光ビームＭＢの集光スポットの相対位置を調節することによって、記録媒体２の記録層５（光軸のいずれかの位置）にメイン光ビームＭＢを集光照射し、情報の記録を行い、また、メイン光ビームの強度を低下させ（読み出し光）て記録層５の記録部ＲＭに照射して、その反射した戻り光を読み出し検出部Ｄｅｔ２で検知することで記録されたデータを読み出すことができる。
【００６３】
なお、図１４では光ピックアップ光学系及び制御装置１０１を主に示しているが、図示しないけれども、ピックアップは集光スポットのフォーカシング及びトラッキングのレンズアクチュエータ３６以外の位置制御機構も含み、また、記録再生装置は光ピックアップ全体を記録媒体２の記録面に沿って移動するスライダ移動制御機構や、ディスク状記録媒体の回転制御のためのサーボ機構などを含む。また、制御装置１０１は記録再生用光源ＬＤ１、ＬＤ２、ＬＤ３およびサーボ用光源ＳＢＬＤを制御するコントロール回路、読み出し検出部Ｄｅｔ２で検出した信号を処理して情報、ｏｕｔｐｕｔ信号を出力する回路、マイクロコンピュータ等からなるＣＰＵなどの装置全体の制御をなす制御回路、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の各データを記憶する記憶回路、外部機器とデータの入出力を行うための、インターフェースなどを備えている。
【００６４】
制御装置１０１は、対物レンズＯＢと記録媒体２の距離を一定に保つように制御すると同時に、第３エキスパンダレンズＥｘｐにより対物レンズを介したサーボ光ビームＳＢのフォーカス位置を設定して、メイン光ビームＭＢのスポットを記録層群５０において目的の記録層５を切り替えるように、その焦点ＦＰを光軸方向（膜厚方向）に移動させることができる。この記録システムは、第３エキスパンダレンズＥｘｐ３により、集光するメイン光ビームＭＢの記録層５を択一的に選択する。
【００６５】
（サーボ光ビームＳＢの流れについて）
サーボ用光源ＳＢＬＤは例えば波長７８０ｎｍの半導体レーザなどが使われる。サーボ用光源ＳＢＬＤから出射された光（直線偏光）は第１コリメータレンズＣＬ１で略平行光とされ、第１偏光ビームスプリッタＰＢＳ１を通過した後、凹レンズと凸レンズの組み合わせからなるエキスパンダレンズ（第１エキスパンダレンズＥｘｐ１、第２エキスパンダレンズＥｘｐ２）により、適切な拡がり角を有する拡散光とされる。ダイクロイックプリズムＤＰは波長７８０ｎｍの光を透過するように設計されており、サーボ光ビームはそのまま通過する。サーボ光ビームは四分の一波長板ＷＰを通過して円偏光となった後、対物レンズＯＢに入射する。ここで使用する四分の一波長板ＷＰは広範囲の波長域に対して四分の一波長板ＷＰとして機能するものが用いられる。対物レンズＯＢは例えばＤＶＤ用のものが用いられる。ＤＶＤ用対物レンズＯＢは、波長６５０ｎｍの平行光が入射した時、０．６ｍｍの厚みのカバーガラスの奥に収差無く集光させることができる。例えば、サーボ光ビームは波長がより長い７８０ｎｍであり、入射光が拡散光となっていることから、０．６ｍｍよりも深い位置に焦点を結ぶことになる。したがって例えば深さ０．８ｍｍの位置に、トラックピッチＴｇで形成されたトラックＴを含むガイド層１１を配置することにより、サーボ光ビームＳＢをガイド層１１に集光させることができる。
【００６６】
ガイド層１１で反射したサーボ光ビームＳＢは、再び四分の一波長板ＷＰを通過することで入射光に対して偏光方向が９０度回転した直線偏光となる。入射時とは逆の光路を戻り、第１偏光ビームスプリッタＰＢＳ１で反射し、光検出器ＰＤを含むサーボ検出部Ｄｅｔ１へと導かれる。マルチレンズＭＬ１は球面レンズとシリンドリカルレンズの組み合わせで構成され、通過する光に対して非点収差を与える。サーボ検出部Ｄｅｔ１の光検出器ＰＤで受光した光に基づいた信号処理によって、対物レンズＯＢと記録媒体２の間隔を適切に保つフォーカスサーボや、対物レンズＯＢをトラックＴに追従させるトラッキングサーボが行われる。フォーカスサーボは例えば非点収差法が用いられ、トラッキングサーボは例えばプッシュプル法などが用いられる。サーボ手段は通常の光ディスクに使われるものと全く同様であるので、ここでは詳細な説明は省略するが、非点収差法の場合、たとえば、光検出器ＰＤを４分割光検出器とすると、図１５に示すように、直交する２本の分割線４００Ｌ、４００Ｍを境界線として各々近接配置されかつ互いに独立した第１〜第４象限の４個の等しい面積の受光部（Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４）から構成され、一方の分割線４００Ｌが接線方向ＴＡＮ（トラックＴ伸長方向）に平行になりかつ、分割線４００Ｌ、４００Ｍの交点が媒体からの戻り光ＲＬＢの光軸ＯＡＸに交差するように配置されている。非点収差法では、対角線位置の受光部（Ｂ１、Ｂ３）とマルチレンズＭＬ１のシリンドリカルレンズの稜線（非点収差の方向）とが平行となるように、一方の分割線が当該稜線に関して同軸の光軸の周りにθ＝４５°の角度で回転した位置関係にある。受光部はそれぞれ所定の回路（図示せず）に接続され、それぞれからの各光電変換出力は演算され、フォーカスエラー信号や再生信号などが生成される。例えば、４分割光検出器ＰＤの各受光部Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４の出力信号Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４を用いて、次式のフォーカスエラー信号：ＦＥ＝（Ｂ１＋Ｂ３）−（Ｂ２＋Ｂ４）、次式のプッシュプルトラッキングエラー信号：ＰＰ＝（Ｂ１＋Ｂ４）−（Ｂ２＋Ｂ３）、次式のＲＦ信号：ＲＦ＝Ｂ１＋Ｂ３＋Ｂ２＋Ｂ４が得られる。
【００６７】
なお、サーボ光ビームＳＢの光路中に適切なアパーチャ（図示しない）を設けることでサーボ光ビームＳＢの開口数を変化させることができる。また、第２エキスパンダレンズＥｘｐ２を光軸方向に移動させることで、エキスパンダレンズ通過後の光の拡がり具合を調整することが可能であり、フォーカスサーボがかかった状態での対物レンズＯＢと記録媒体２の距離いわゆるワーキングディスタンスを変化させることが可能である。
【００６８】
第１及び２エキスパンダレンズ系を、結像位置を同一面に保ったままレンズ全体の焦点距離を連続的に変化させる構造のズームレンズ系とすることもできる。ズームレンズ系による結像位置を同一面に保つ方法として、光学的補正式としては構成レンズの内の何枚かを一体として光軸方向に移動させるため、所望個所の焦点位置（記録層）のみが一致するようにできる。
【００６９】
このようにサーボ光ビームＳＢにより、対物レンズＯＢは記録媒体２に対してある適切な位置（サーボ光ビームＳＢの焦点ＳＦＰ）に固定される。
【００７０】
（メイン光ビームの流れについて）
次に、複数のメイン光ビームによる記録動作について説明する。
【００７１】
図１４に示すように、記録再生用光源は例えば波長６５０ｎｍの半導体レーザが用いられる。ここでは同じ仕様の半導体レーザを３個（ＬＤ１、ＬＤ２、ＬＤ３）使用する。まず、第１光源ＬＤ１から出射されたメイン光ビームである第１光ビームＭＢ１について説明する。つぎに、第２及び３光源ＬＤ２、ＬＤ３から出射されたメイン光ビームである第２及び３光ビームＭＢ２、ＭＢ３について説明する。
【００７２】
第１光ビームＭＢ１（直線偏光）は、２個のハーフプリズムＨＦ２、ＨＦ１を通過後、第２コリメータレンズＣＬ２で平行光とされる。第２偏光ビームスプリッタＰＢＳ２を通過後、第４及び第３エキスパンダレンズＥｘｐ４、Ｅｘｐ３（凸レンズで構成されたケプラー型）を通過する。通常の状態ではこのエキスパンダレンズではビーム径などが拡大されることはない。ダイクロイックプリズムＤＰは波長６５０ｎｍの光を反射するように設計されており、反射面で反射して記録媒体２方向へと９０度光路が曲げられる。その後、四分の一波長板ＷＰを経て対物レンズＯＢへと入射する。対物レンズＯＢに入射する光は平行光となっているので、適切なワーキングディスタンスの元では記録媒体２の深さ０．６ｍｍの位置にある記録層５上に焦点ＦＰを結ぶ。記録媒体２を回転させながら、第１光源ＬＤ１の出力を適切にオン／オフすることで、記録層５上には記録マーク列が形成される。
【００７３】
第２光ビームＭＢ２はハーフプリズムＨＦ２で合成されて、第１光ビームＭＢ１と同様の光路を進むが、第１光ビームＭＢ１の光軸とは多少オフセットさせてある。
【００７４】
同様に第３光ビームＭＢ３はハーフプリズムＨＦ１で合成されるが、第１光ビームＭＢ１の光軸に対して、第２光ビームＭＢ２とは逆方向にオフセットさせてある。
【００７５】
また第２コリメータレンズＣＬ２から、３つの光源までの光学的距離は全て等しくなるように設定される。このとき３つの光源によるスポットは、同じ記録面上に並ぶことになる。第２及び３光源ＬＤ２、ＬＤ３もそれぞれ独立にオン／オフの変調を行うことで、記録層５上には、トラックＴに沿うように３本のマーク列が記録されることになる。
【００７６】
メイン光ビームすべては記録層５で反射され、反射光は対物レンズＯＢ、四分の一波長板ＷＰ、ダイクロイックプリズムＤＰ、第３及び第４エキスパンダレンズＥｘｐ３、Ｅｘｐ４を通った後、第２偏光ビームスプリッタＰＢＳ２で反射して読み出し検出部Ｄｅｔ２へと導かれる。
【００７７】
読み出し検出部Ｄｅｔ２には、図１６に示すように、３つの光源ＬＤ１〜ＬＤ３に対応して３つの光検出器ＰＤ１〜ＰＤ３が存在する。このうち少なくとも１つ例えば光検出器ＰＤ１は４分割ディテクタであり、光検出器ＰＤ１の出力から非点収差法によるフォーカスサーボ信号が得られる。このフォーカスサーボ信号に基づき、第３エキスパンダレンズＥｘｐ３を光軸方向に駆動することで、第１光ビームＭＢ１のスポットを記録層５上で合焦状態に保つことが可能となる。このとき第２光ビームＭＢ２及び第３光ビームＭＢ３のスポットも第１光ビームＭＢ１のスポットと同一平面上に存在することから、やはり記録層５上に合焦していることとなる。
【００７８】
現在の記録層５から、別の記録層５へと移動する際にも、第３エキスパンダレンズＥｘｐ３を駆動することで行う。このときはフォーカスサーボによる第３エキスパンダレンズＥｘｐ３の制御をオフとした状態で第３エキスパンダレンズＥｘｐ３を光軸方向に駆動する。それに伴い記録媒体２内ではスポットの位置が光軸方向に移動する。初期の位置から何層分スポットが移動したかは、読み出し検出部Ｄｅｔ２の信号出力から知ることができる。所望の記録層５の近傍にビームスポットが達したら、フォーカスサーボによる制御をオンとすることで、最寄りの記録層５上に合焦した状態とすることができる。この層移動のシーケンスは一般的なＤＶＤの２層光ディスクにおける層移動と同様なものであるので、詳細な動作説明は省略する。
【００７９】
（バンドル方式のメリット１）
このような記録形態の多層式光ディスクで、より高密度な記録を行うためにはトラックピッチを狭めることが考えられるが、トラックピッチが小さくなることで隣接するトラックＴからのクロストークによる影響が無視できなくなり、信号の読み取りにも影響が出てくることが考えられる。これは一般的な光ディスクの場合と同様である。
【００８０】
図１７に示すように、３本のトラックＴＡ、ＴＢ、ＴＣ上に９本のマーク列ａ〜ｉを記録したところを表している。トラックＴＡに追従しながらマーク列ａ、ｂ、ｃを、トラックＴＢに追従しながらマーク列ｄ、ｅ、ｆを、トラックＴＣに追従しながらマーク列ｇ、ｈ、ｉを記録している。ここでトラック単位で同時に記録される複数のマーク列の束（複数のメイン光ビームの集光スポットからなる軌跡群に対応）を「バンドル」と呼ぶことにする。図１７（Ａ）は全てのマーク列を均等間隔で配置した場合、図１７（Ｂ）は同時に記録する３本のマーク列の間隔を寄せて記録した場合である。トラックＴの間隔はどちらも同じであり、全体としての記録密度（記録容量）は変わらない。このように記録された情報を再生する場合を考える。ｄのマーク列を再生する場合、ｃのマーク列と、ｅのマーク列からのクロストークの影響を受ける。ここでｄ、ｅ、ｆは同時に記録された３本のマーク列であるので、この３本の中では隣にどのようなマークが来るのかは、予めわかっていることである。ｄの列を再生している場合、ｅの列にマークがあるのか無いのかはわかっていることになる。しかしながら、ｃの列にはどのようなマークがあるかはわからない。従って、ｅの列からのクロストークは信号処理などで除去することは容易であるが、ｃの列からのクロストークは取り除くのが難しい。つまりｅの列からのクロストークを多少増やしても、ｃの列からのクロストークを減らす構成になっていることが好ましい。これは図１７（Ｂ）のように、バンドル内のマーク列の間隔は狭く、バンドル同士の間隔を広くすることで実現できる。
【００８１】
（バンドル方式のメリット２）
また、上記（２）式において、トラックＴの間隔Ｔｇの上限値がλｓ／ＮＡｓ（ただし、λｓはサーボ光ビームＳＢの波長を、ＮＡｓは前記対物レンズにより集光されたサーボ光ビームの開口数を示す）に制限されているが、この上限値内に収めることのメリットを説明する。
【００８２】
サーボ光ビームＳＢをトラックＴに追従させるために、例えばプッシュプル法によるトラッキングサーボが行われる。トラックＴのトラックピッチが適正な間隔で配列されている時、サーボ光ビームＳＢがトラックＴを横切った際に生成されるトラッキングエラー信号の波形は、図１８に示すような正弦波状の波形となる。しかしながらトラックピッチが大きくなりすぎると、図１９のようにトラックＴ間にはエラー信号が０となる部分が生じてしまい、トラックジャンプ時に速度制御がしにくくなるなど、サーボ動作に不具合を与えることがある。
【００８３】
これまでに市場で実績のあるＣＤ、ＤＶＤ、Blu-ray Discの３種の光ディスクにおいて、トラックピッチとビームスポット系に相当するλ／ＮＡの値（ただし、λ＝波長、ＮＡ＝開口数）の関係を見てみると、以下の表のようになっている。
【００８４】
【表１】
2009037773.tif 000006
【００８５】
このようにトラックピッチの値はいずれもλ／ＮＡの値よりも小さく設定されていることがわかる。つまりトラックピッチをλ／ＮＡ以下に設定することで、品質の良いトラッキングエラー信号を得ることができる。
【００８６】
（バンドル方式のメリット３）
このようなバンドル構造で記録するもう一つのメリットについて説明する。
【００８７】
ここで使用する記録媒体２ではディスクチルトが発生した場合、そのときに追従しているトラックＴを中心に光ディスクが傾く（回転する）ことになる。この状態では、図２０に示すように記録マークＲＭの位置はトラックＴの真上（法線ＮＬの上）の位置Ｄではなく、記録層５内で（傾きの方向に）ずれた位置Ｅに記録される。隣接するバンドルを記録した時と、ディスクチルトの状態が変化した場合には、隣接バンドルと接近したりして、最悪、重なることも考えられる。バンドル間に余裕を設けた構造とすることで、このようなリスクを回避することができる。
【００８８】
（具体例１）
サーボ光ビームＳＢを波長７８５ｎｍ、開口数０．４５、メイン光ビームを波長６５０ｎｍ、開口数０．６５とし、３トラックの同時書き込みを行うものとする。波長６５０ｎｍを使った光ディスクとしてはＤＶＤがある。ＤＶＤは基板厚み０．６μｍ、開口数０．６、トラックピッチ０．７４μｍという規格となっており、このＤＶＤの記録面上のスポットサイズに対して０．７４μｍというトラックピッチは、隣接トラックからのクロストークの影響を受けずに再生を行うために十分な値であると言える。使用する対物レンズＯＢの開口数がＮＡ0、波長がλ0［μｍ］であるとき、記録面上のスポットサイズはＤＶＤの場合の（λ0／０．６５）×（０．６／ＮＡ0）倍となるため、トラックピッチを次式（２）、
【００８９】
【数４】
2009037773.tif 000007
【００９０】
以上と設定することで、ＤＶＤと同等以下のクロストークレベルとなる。（１）式の条件に加えて、バンドル間隔が（２）式の値以上となるように設定するのが好ましい。そこで、図２１に示すように、バンドルＢＤＬ同士の間隔Ｂｇを０．７μｍと設定する。これにより隣接バンドルからのクロストークが、ＤＶＤ並以下となる。
【００９１】
サーボ光ビームＳＢは波長７８５ｎｍ、開口数０．４５であり、ＣＤと同じスペックであるので、ＣＤと同じトラックピッチ１．６μｍとすれば、トラックの読み取りに支障はない。このときバンドル幅（ピット列、メイン光ビームの軌跡群の幅ＴＷ）は１．６−０．７＝０．９μｍとなり（１）式を満足する。
【００９２】
（具体例２）
記録媒体２として２光子吸収材料を用いる場合のバンドル構成について示す。通常の１光子吸収材料（相変化材料や有機色素など）では照射した光の強度に比例して反応するのに対し、２光子吸収材料では照射した光の強度の２乗に比例して反応するという特徴がある。図２２は対物レンズで集光したスポットの強度分布で、通常の強度分布（波線）と２乗強度分布（実線）の比較を示したグラフである。このように２乗強度を利用した記録では、同じ波長と開口数を用いた場合でも、実質的により小さなビームスポットで記録したことと等価であることがわかる。文献Jpn. J. Appl. Phys., Vol. 44, No.5B(2005) pp. 3559-3563にも示されているように、２光子吸収を用いた場合の実質的なスポットサイズは、１／√２倍（≒０．７１倍）となる。つまり２光子吸収の原理に基づいた記録再生では、開口数と波長で決まるスポットサイズのほぼ０．７１倍の小さなスポットを用いた記録再生と同等となる。
【００９３】
やはりサーボ光ビームＳＢを波長７８５ｎｍ、開口数０．４５、メイン光ビームを波長６５０ｎｍ、開口数０．６５とし、３トラックの同時書き込みを行うものとする。先に示したケースと同様にして、バンドル間の幅を次式、
【００９４】
【数５】
2009037773.tif 000008
【００９５】
以上となるように設定することで、隣接バンドルからのクロストークはＤＶＤ並かそれ以下とすることができて好ましい。そこで、図２３に示すように、バンドルＢＤＬ同士の間隔Ｂｇを０．４９μｍとする。また、トラックＴの間隔を１．２μｍ、バンドル幅（ピット列、メイン光ビームの軌跡群の幅ＴＷ）を０．６７μｍとすることで（１）式を満たすことになる。サーボ光ビームＳＢに関しては２光子吸収の原理を用いるわけではなく、通常の光ディスクの再生と同様である。にもかかわらず、先の具体例１よりもトラックピッチが狭くなっているが、ＤＶＤのトラックピッチを、波長７８５ｎｍ、開口数０．４５に換算してみると、次式、
【００９６】
【数６】
2009037773.tif 000009
【００９７】
となり、スポットサイズで規格化した場合にＤＶＤと同等のトラックピッチとなっており、現実的な値であることがわかる。
【００９８】
本発明によれば、トラックＴにガイド光を、記録層５にメイン光ビームをそれぞれ追従させることにより、データの記録を行っても、ガイド層１１と記録層５の間隔ばらつきがあっても正しく記録（再生）を行える。
【００９９】
さらに、複数のトラックＴ（バンドル）毎に同時に記録（再生）することにより、転送レートを向上できる。
【０１００】
またさらに、全てのトラックＴを均一間隔で記録（再生）する場合と比べて、バンドル内のトラックＴの間隔は狭く、バンドル同士の間隔を広く記録（再生）することができるので、面密度を下げることなく隣接トラックＴからのクロストークを低減し、記録（再生）時にディスクチルトが発生した場合でも安定した記録（再生）ができる。
【図１】
2009037773.tif 000016
【図２】
2009037773.tif 000017
【図３】
2009037773.tif 000018
【図４】
2009037773.tif 000019
【図５】
2009037773.tif 000020
【図６】
2009037773.tif 000021
【図７】
2009037773.tif 000022
【図８】
2009037773.tif 000023
【図９】
2009037773.tif 000024
【図１０】
2009037773.tif 000025
【図１１】
2009037773.tif 000026
【図１２】
2009037773.tif 000027
【図１３】
2009037773.tif 000028
【図１４】
2009037773.tif 000029
【図１５】
2009037773.tif 000030
【図１６】
2009037773.tif 000031
【図１７】
2009037773.tif 000032
【図１８】
2009037773.tif 000033
【図１９】
2009037773.tif 000034
【図２０】
2009037773.tif 000035
【図２１】
2009037773.tif 000036
【図２２】
2009037773.tif 000037
【図２３】
2009037773.tif 000038
【手続補正書】
【提出日】平成22年3月12日(2010.3.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
膜厚方向において積層された複数の記録層とトラッキングサーボ情報を担持する複数のトラックを有するガイド層とを含む記録媒体に対して、前記記録層に記録マークを形成することによって情報の記録又は再生をなす記録再生方法であって、
共通の対物レンズ介して、サーボ光ビームを前記ガイド層へかつ互いに隣り合う複数のメイン光ビームからなるメイン光ビーム群を前記記録層のいずれか１つへ択一的に集光するフォーカシングステップと、
前記サーボ光ビームが前記トラックを追従するように前記対物レンズの位置決めをなすトラッキングステップと、
前記フォーカシングステップとトラッキングステップを実行しつつ、前記メイン光ビーム群によって情報の記録又は再生をなす記録再生ステップと、を含み、
前記トラックのうちの隣り合うもの同士のいずれか一方を前記サーボ光ビームが追従しているときの前記メイン光ビーム群によって当該１つの記録層上に形成される軌跡群と、前記サーボ光ビームが他方のトラックを追従しているときの前記メイン光ビーム群によって当該１つの記録層上に形成される軌跡群との間隔が前記軌跡群内の平均軌跡ピッチよりも大であることを特徴とする記録再生方法。
【請求項２】
前記軌跡群の存在幅をＴＷ、前記トラックの間隔をＴｇ、前記軌跡群のメイン光ビームの本数をｎ本とするとき、下記（１）式、
【数１】
2009037773.tif 000039
を満足するように、設定されていることを特徴とする請求項１記載の記録再生方法。
【請求項３】
前記サーボ光ビームの波長をλｓ、前記対物レンズにより集光されたサーボ光ビームの開口数をＮＡｓとするとき、下記（２）式、
【数２】
2009037773.tif 000040
を満足するように、設定されていることを特徴とする請求項２記載の記録再生方法。
【請求項４】
前記複数の記録層の内、前記ガイド層から最も遠い記録層までの光軸方向の距離をｄ、記録媒体の記録再生で許容するディスクチルト量をθ［ｒａｄ］とするとき、下記（３）式、
【数３】
2009037773.tif 000041
を満足するように、設定されていることを特徴とする請求項２記載の記録再生方法。
【請求項５】
膜厚方向において積層された複数の記録層とトラッキングサーボ情報を担持する複数のトラックを有するガイド層とを含む記録媒体に対して、前記記録層に記録マークを形成することによって情報の記録又は再生をなす記録再生装置であって、
サーボ光ビーム光学系及びメイン光ビーム光学系と、これらに共通する対物レンズと、前記対物レンズを介して、サーボ光ビームを前記ガイド層へかつ互いに隣り合う複数のメイン光ビームからなるメイン光ビーム群を前記記録層のいずれか１つへ択一的に集光しつつ、前記サーボ光ビームが前記トラックを追従するように前記対物レンズの位置決めをなすサーボ機構と、を有し、
前記サーボ機構において、前記トラックのうちの隣り合うもの同士のいずれか一方を前記サーボ光ビームが追従しているときの前記メイン光ビーム群によって当該１つの記録層上に形成される軌跡群と、前記サーボ光ビームが他方のトラックを追従しているときの前記メイン光ビーム群によって当該１つの記録層上に形成される軌跡群との間隔が前記軌跡群内の平均軌跡ピッチよりも大となるように、前記複数のメイン光ビームが設定されていることを特徴とする記録再生装置。
【請求項６】
前記軌跡群の幅をＴＷ、前記トラックの間隔をＴｇ、前記軌跡群のメイン光ビームの本数をｎ本とするとき、下記（１）式、
【数４】
2009037773.tif 000042
を満足するように、設定されていることを特徴とする請求項５記載の記録再生装置。
【請求項７】
前記サーボ光ビームの波長をλｓ、前記対物レンズにより集光されたサーボ光ビームの開口数をＮＡｓとするとき、下記（２）式、
【数５】
2009037773.tif 000043
を満足するように、設定されていることを特徴とする請求項６記載の記録再生装置。
【請求項８】
前記複数の記録層の内、前記ガイド層から最も遠い記録層までの光軸方向の距離をｄ、記録媒体の記録再生で許容するディスクチルト量をθ［ｒａｄ］とするとき、下記（３）式、
【数６】
2009037773.tif 000044
を満足するように、設定されていることを特徴とする請求項６記載の記録再生装置。
【請求項９】
膜厚方向において積層された複数の記録層とトラッキングサーボ情報を担持する複数のトラックを有するガイド層とを含み、共通する対物レンズを介して、サーボ光ビームをガイド層へかつ複数のメイン光ビームを記録層のいずれか１つへ択一的に集光して、前記複数のメイン光ビームにより前記記録層上で並列した複数のスポットと記録マークと一致させて、前記サーボ光ビームを前記ガイド層のトラックに追従させつつ前記記録層に記録マークの記録又は再生がなされる記録媒体であって、
前記トラックのうちの隣り合うもの同士のいずれか一方を前記サーボ光ビームが追従しているときの前記メイン光ビーム群によって当該１つの記録層上に形成される軌跡群と、前記サーボ光ビームが他方のトラックを追従しているときの前記メイン光ビーム群によって当該１つの記録層上に形成される軌跡群との間隔が前記軌跡群内の平均軌跡ピッチよりも大となるように、前記トラックが形成されていることを特徴とする記録媒体。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
本発明の記録再生方法は、膜厚方向において積層された複数の記録層とトラッキングサーボ情報を担持する複数のトラックを有するガイド層とを含む記録媒体に対して、前記記録層に記録マークを形成することによって情報の記録又は再生をなす記録再生方法であって、
共通の対物レンズ介して、サーボ光ビームを前記ガイド層へかつ互いに隣り合う複数のメイン光ビームからなるメイン光ビーム群を前記記録層のいずれか１つへ択一的に集光するフォーカシングステップと、
前記サーボ光ビームが前記トラックを追従するように前記対物レンズの位置決めをなすトラッキングステップと、
前記フォーカシングステップとトラッキングステップを実行しつつ、前記メイン光ビーム群によって情報の記録又は再生をなす記録再生ステップと、を含み、
前記トラックのうちの隣り合うもの同士のいずれか一方を前記サーボ光ビームが追従しているときの前記メイン光ビーム群によって当該１つの記録層上に形成される軌跡群と、前記サーボ光ビームが他方のトラックを追従しているときの前記メイン光ビーム群によって当該１つの記録層上に形成される軌跡群との間隔が前記軌跡群内の平均軌跡ピッチよりも大であることを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
本発明の記録再生装置は、膜厚方向において積層された複数の記録層とトラッキングサーボ情報を担持する複数のトラックを有するガイド層とを含む記録媒体に対して、前記記録層に記録マークを形成することによって情報の記録又は再生をなす記録再生装置であって、
サーボ光ビーム光学系及びメイン光ビーム光学系と、これらに共通する対物レンズと、前記対物レンズを介して、サーボ光ビームを前記ガイド層へかつ互いに隣り合う複数のメイン光ビームからなるメイン光ビーム群を前記記録層のいずれか１つへ択一的に集光しつつ、前記サーボ光ビームが前記トラックを追従するように前記対物レンズの位置決めをなすサーボ機構と、を有し、
前記サーボ機構において、前記トラックのうちの隣り合うもの同士のいずれか一方を前記サーボ光ビームが追従しているときの前記メイン光ビーム群によって当該１つの記録層上に形成される軌跡群と、前記サーボ光ビームが他方のトラックを追従しているときの前記メイン光ビーム群によって当該１つの記録層上に形成される軌跡群との間隔が前記軌跡群内の平均軌跡ピッチよりも大となるように、前記複数のメイン光ビームが設定されていることを特徴とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
本発明の記録媒体は、膜厚方向において積層された複数の記録層とトラッキングサーボ情報を担持する複数のトラックを有するガイド層とを含み、共通する対物レンズを介して、サーボ光ビームをガイド層へかつ複数のメイン光ビームを記録層のいずれか１つへ択一的に集光して、前記複数のメイン光ビームにより前記記録層上で並列した複数のスポットと記録マークと一致させて、前記サーボ光ビームを前記ガイド層のトラックに追従させつつ前記記録層に記録マークの記録又は再生がなされる記録媒体であって、
前記トラックのうちの隣り合うもの同士のいずれか一方を前記サーボ光ビームが追従しているときの前記メイン光ビーム群によって当該１つの記録層上に形成される軌跡群と、前記サーボ光ビームが他方のトラックを追従しているときの前記メイン光ビーム群によって当該１つの記録層上に形成される軌跡群との間隔が前記軌跡群内の平均軌跡ピッチよりも大となるように、前記トラックが形成されていることを特徴とする。
【国際調査報告】
2009037773.tif 000045
2009037773.tif 000046
2009037773.tif 000047
2009037773.tif 000048