(57)【要約】  本発明による光学的情報記録再生システムは、光記録媒体と、光学的情報記録再生装置とを具備する。ここで、光記録媒体は、ビームガイド層を有するものである。ビームガイド層は、ビームガイド層の面内で互いに直交する第１及び第２の方向にそれぞれ第１及び第２の周期で離散的に配置された第１〜第４の領域群を具備する。光学的情報記録再生装置は、光学ユニットと、位置誤差信号生成回路とを具備する。  ここで、光学ユニットは、第１の光をビームガイド層に集光して集光スポットを形成し、第１の光がビームガイド層で反射した第１の反射光を受光するものである。  位置誤差信号生成回路は、第１の反射光に基づいて、集光スポットの、第１の領域群が含む複数の領域の一つに対する、第１及び第２の方向の位置ずれをそれぞれ表す第１及び第２の位置誤差信号を生成するものである。  さらに、光学的情報記録再生装置は、第１及び第２の位置誤差信号に基づいて集光スポット移動手段を駆動するものである。
2009148020.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビームガイド層を有する光記録媒体と、
前記光記録媒体を用いて情報を光学的に記録再生する光学的情報記録再生装置と
を具備し、
前記ビームガイド層は、
前記ビームガイド層の面内で互いに直交する第１及び第２の方向にそれぞれ第１及び第２の周期で離散的に配置された第１〜第４の領域群
を具備し、
前記光学的情報記録再生装置は、
第１の光源から第１の光を出射し、前記第１の光を前記ビームガイド層に集光して集光スポットを形成し、前記第１の光が前記ビームガイド層で反射した第１の反射光を受光する光学ユニットと、
前記第１の反射光に基づいて、前記集光スポットの、前記第１の領域群が含む複数の領域の一つに対する、前記第１及び第２の方向の位置ずれをそれぞれ表す第１及び第２の位置誤差信号を生成する位置誤差信号生成回路と
を具備し、
前記光学ユニットは、
前記第１の光源と、
前記集光スポットを形成するための対物レンズと、
前記第１の反射光を受光するための第１の光検出器と、
前記集光スポットを前記光記録媒体に対して相対的に前記第１及び第２の方向へ移動する集光スポット移動手段と
を具備し、
前記光学的情報記録再生装置は、
前記集光スポット移動手段を前記第１及び第２の位置誤差信号に基づいて駆動する集光スポット移動手段駆動回路
をさらに具備する
光学的情報記録再生システム。
【請求項２】
請求の範囲１に記載の光学的情報記録再生システムにおいて、
前記第２の領域群は、前記第１の領域群に対して前記第１の方向に隣接し、前記第１の領域群に対して前記第１の方向に前記第１の周期の半分だけずらした位置であり、かつ、前記第１の領域群に対して第１の深さだけ深い位置に設けられており、
前記第３の領域群は、前記第１の領域群に対して前記第２の方向に隣接し、前記第１の領域群に対して前記第２の方向に前記第２の周期の半分だけずらした位置であり、かつ、前記第１の領域群に対して前記第１の深さだけ深い位置に設けられており、
前記第４の領域群は、前記第３の領域群及び前記第２の領域群に対してそれぞれ前記第１の方向及び前記第２の方向に隣接し、前記第１の領域群に対して前記第１の方向及び前記第２の方向にそれぞれ前記第１の周期の半分及び前記第２の周期の半分だけずらした位置であり、かつ、前記第１の領域群に対して前記第１の深さの２倍である第２の深さだけ深い位置に設けられている
光学的情報記録再生システム。
【請求項３】
請求の範囲１または２に記載の光学的情報記録再生システムにおいて、
前記ビームガイド層は、
情報を記録するための記録層
を具備し、
前記光学的情報記録再生装置は、
前記第１の光で前記記録層に情報を記録するために、記録信号に基づいて前記第１の光源を駆動する第１の光源駆動回路と、
前記第１の反射光から前記記録層に記録された情報を再生するための再生回路と
をさらに具備する
光学的情報記録再生システム。
【請求項４】
請求の範囲１または２に記載の光学的情報記録再生システムにおいて、
前記光記録媒体は、
情報を記録するための記録層
をさらに具備し、
前記光学ユニットは、
第２の光を出射する第２の光源と、
前記第２の光が前記記録層で反射した第２の反射光を受光する第２の光検出器と、
をさらに具備し、
前記光学的情報記録再生装置は、
前記第２の光で前記記録層に情報を記録するために、記録信号に基づいて前記第２の光源を駆動する第２の光源駆動回路と、
前記第２の反射光から前記記録層に記録された情報を再生するための再生回路と
をさらに具備する
光学的情報記録再生システム。
【請求項５】
請求の範囲１〜４のいずれかに記載の光学的情報記録再生システムにおける
光記録媒体。
【請求項６】
請求の範囲１〜４のいずれかに記載の光学的情報記録再生システムにおける
光学的情報記録再生装置。
【請求項７】
請求の範囲１〜４のいずれかに記載の光学的情報記録再生システムにおける
光学ユニット。
【請求項８】
（ａ）第１の光を出射するステップと、
（ｂ）前記第１の光を光記録媒体のビームガイド層に集光して集光スポットを形成するステップと、
（ｃ）前記第１の光が前記ビームガイド層で反射した第１の反射光を受光するステップと、
（ｄ）前記第１の反射光に基づいて、前記集光スポットの、前記第１の領域群が含む複数の領域の一つに対する、前記第１及び第２の方向の位置ずれをそれぞれ表す第１及び第２の位置誤差信号を生成するステップと、
（ｅ）前記第１及び第２の位置誤差信号に基づいて前記集光スポットを前記光記録媒体に対して相対的に前記第１及び第２の方向へ移動するステップと
を具備する
光学的情報記録再生方法。
【請求項９】
請求の範囲８に記載の光学的情報記録再生方法において、
（ｆ）前記第１の光を出射する第１の光源を、記録信号に基づいて駆動するステップと、
（ｇ）前記ビームガイド層が具備する記録層に前記第１の光で情報を記録するステップと、
（ｈ）前記第１の反射光から前記記録層に記録された情報を再生するステップと
をさらに具備する
光学的情報記録再生方法。
【請求項１０】
請求の範囲８に記載の光学的情報記録再生方法において、
（ｉ）前記光記録媒体が具備する記録層に情報を記録するための第２の光を出射する第２の光源を記録信号に基づいて駆動するステップと、
（ｊ）前記第２の光を出射するステップと、
（ｋ）前記記録層に前記第１の光で情報を記録するステップと、
（ｌ）前記第２の光が前記記録層で反射した第２の反射光を受光するステップと、
（ｍ）前記第２の反射光から前記記録層に記録された情報を再生するステップと
をさらに具備する
光学的情報記録再生方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学的情報記録再生システムと、このシステムに用いる光記録媒体および光学的情報記録再生装置と、この装置に用いる光学ユニットと、このシステムを用いる光学的情報記録再生方法とに係る。
【背景技術】
【０００２】
デジタル情報を記録再生するための光記録媒体として、ディスク状の光記録媒体と、カード状の光記録媒体とが知られている。【０００３】
ディスク状の光記録媒体に対して光学的情報記録再生装置により情報の記録再生を行う場合、光記録媒体を回転させると共に、光学的情報記録再生装置内の光学ユニットを光記録媒体の半径方向へ移動させる。そのため、光記録媒体の中央部分に光記録媒体をクランプするためのクランプ領域を設ける必要がある。したがって、光記録媒体の中央部分を、情報を記録するための領域として使用することができない。【０００４】
一方、カード状の光記録媒体に対して光学的情報記録再生装置により情報の記録再生を行う場合、光記録媒体を回転させず、光記録媒体又は光学的情報記録再生装置内の光学ユニットを光記録媒体の面内の２方向へ移動させる。そのため、光記録媒体にクランプ領域を設ける必要が無い。したがって、光記録媒体のほぼ全面を、情報を記録するための領域として使用することができる。【０００５】
特開２００１−０５２３４０号公報及び特開２００５−３０１０２３号公報に、このような特徴を有するカード状の光記録媒体及び情報記録方法にかかる発明が開示されている。【０００６】
特開２００１−０５２３４０号公報には、情報記録方法に係る記載が開示されている。
特開２００１−０５２３４０号公報記載の情報記録方法は、情報記録媒体にシーケンシャルに情報を記録する方法である。この情報記録媒体は、複数のトラックが設けられており、各トラックの片側の端部にトラックの物理的な位置を示すトラック番号がプリフォーマットされている。この情報記録方法は、記録媒体のトラック番号がプリフォーマットされていない側からデータを記録する場合は、記録すべきトラックの近傍の記録済みトラックを読み出し、読み出した信号に基づいて書き込み開始タイミングを決定することを特徴とする。【０００７】
図１は、特開２００１−０５２３４０号公報に記載の情報記録方法で用いられる光記録媒体の上面図である。光記録媒体２００は、トラッキングを行うために設けられた、複数の直線状のトラック２０１を有している。特開２００１−０５２３４０号公報に記載の情報記録方法では、光記録媒体２００をトラック２０１に平行な方向へ移動させて、トラック２０１に沿って情報の記録再生を行う。記録再生を行うトラック２０１を変更する場合は、光学ユニットをトラック２０１に垂直な方向へ移動させる。【０００８】
また、特開２００５−３０１０２３号公報には、ホログラムメモリ媒体の情報記録方法に係る記載が開示されている。
特開２００５−３０１０２３号公報に記載のホログラムメモリ媒体の情報記録方法は、カード状のホログラムメモリ媒体の情報記録エリアに一定のルートに従って、各情報を所定の間隔を保ちつつ順次記録することを特徴とする。【０００９】
図２は、特開２００５−３０１０２３号公報に記載の情報記録方法で用いられる光記録媒体の上面図である。光記録媒体２０２は、トラッキングを行うためのスパイラル状のトラック２０３を有している。特開２００５−３０１０２３号公報に記載の情報記録方法では、光記録媒体２０２又は光学ユニットを面内の２方向へ移動させて、トラック２０３に沿って情報の記録再生を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００１−０５２３４０号公報
【特許文献２】特開２００５−３０１０２３号公報
【発明の概要】
【００１１】
特開２００１−０５２３４０号公報及び特開２００５−３０１０２３号公報に記載の情報記録方法では、光記録媒体の面内で記録再生を行う集光スポットの位置を変更する場合、トラックに垂直な方向については、集光スポットを目標位置へ高速かつ正確に移動させることが可能である。これは、トラック誤差信号を用いて横断するトラック数をカウントして目標位置までの移動量の検出を行い、トラック誤差信号を用いて目標位置に対するずれ量を検出してトラックサーボの引き込みを行うことにより、可能となっている。しかし、トラックに平行な方向については、目標位置までの移動量及び目標位置に対するずれ量を検出することができないため、集光スポットを目標位置へ高速かつ正確に移動させることが困難である。そのため、記録再生を行う集光スポットの位置を変更する際のアクセス時間が長くなるという課題があった。
【００１２】
本発明の目的は、光記録媒体の面内で記録再生を行う集光スポットの位置を変更する際のアクセス時間を短くすることができる光学的情報記録再生システムと、このシステムに用いる光記録媒体および光学的情報記録再生装置と、この装置に用いる光学ユニットと、このシステムを用いる光学的情報記録再生方法とを提供することにある。
【００１３】
本発明による光学的情報記録再生システムは、光記録媒体と、光学的情報記録再生装置とを具備する。ここで、光記録媒体は、ビームガイド層を有するものである。光学的情報記録再生装置は、光記録媒体を用いて情報を光学的に記録再生するものである。ビームガイド層は、第１〜第４の領域群を具備する。ここで、第１〜第４の領域群は、ビームガイド層の面内で互いに直交する第１及び第２の方向にそれぞれ第１及び第２の周期で離散的に配置されている。光学的情報記録再生装置は、光学ユニットと、位置誤差信号生成回路とを具備する。ここで、光学ユニットは、第１の光源から第１の光を出射し、第１の光をビームガイド層に集光して集光スポットを形成し、第１の光がビームガイド層で反射した第１の反射光を受光するものである。位置誤差信号生成回路は、第１の反射光に基づいて、集光スポットの、第１の領域群が含む複数の領域の一つに対する、第１及び第２の方向の位置ずれをそれぞれ表す第１及び第２の位置誤差信号を生成するものである。さらに、光学ユニットは、第１の光源と、対物レンズと、第１の光検出器と、集光スポット移動手段とを具備する。ここで、対物レンズは、集光スポットを形成するためのである。第１の光検出器は、第１の反射光を受光するためのものである。集光スポット移動手段は、集光スポットを光記録媒体に対して相対的に第１及び第２の方向へ移動するものである。光学的情報記録再生装置は、集光スポット移動手段駆動回路をさらに具備する。ここで、集光スポット移動手段駆動回路は、集光スポット移動手段を第１及び第２の位置誤差信号に基づいて駆動するものである。
【００１４】
本発明による光学的情報記録再生方法は、（ａ）第１の光を出射するステップと、（ｂ）第１の光を光記録媒体のビームガイド層に集光して集光スポットを形成するステップと、（ｃ）第１の光がビームガイド層で反射した第１の反射光を受光するステップと、（ｄ）第１の反射光に基づいて、集光スポットの、第１の領域群が含む複数の領域の一つに対する、第１及び第２の方向の位置ずれをそれぞれ表す第１及び第２の位置誤差信号を生成するステップと、（ｅ）第１及び第２の位置誤差信号に基づいて集光スポットを光記録媒体に対して相対的に第１及び第２の方向へ移動するステップとを具備する。
【００１５】
本発明による光学的情報記録再生システムと、このシステムに用いる光記録媒体および光学的情報記録再生装置と、この装置に用いる光学ユニットと、このシステムを用いる光学的情報記録再生方法との効果は、光記録媒体の面内で記録再生を行う集光スポットの位置を変更する際のアクセス時間を短くできることである。その理由は、面内の２方向について、位置誤差信号を用いて目標位置までの移動量及び目標位置に対するずれ量を検出することにより、集光スポットを目標位置へ高速かつ正確に移動させることが可能なためである。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、特開２００１−０５２３４０号公報に記載の情報記録方法で用いられる光記録媒体の上面図である。
【図２】図２は、特開２００５−３０１０２３号公報に記載の情報記録方法で用いられる光記録媒体の上面図である。
【図３】図３は、本発明による第１の実施形態における、光学的情報記録再生システムのブロック図である。
【図４】図４は、本発明による第１の実施形態における光学ユニット２のブロック図である。
【図５】図５は、本発明による第１の実施形態における光記録媒体３の断面図である。
【図６】図６は、保護層２０の斜視図である。
【図７】図７は、光検出器１６ａの受光部の平面図である。
【図８】図８は、光検出器１６ｂの受光部の平面図である。
【図９】図９は、領域群４０が含む複数の領域の一つに対する集光スポットの位置と位置誤差信号ＰＥＸ１との関係を計算したグラフである。
【図１０】図１０は、本発明による第２の実施形態における、光学的情報記録再生装置のブロック図である。
【図１１】図１１は、本発明による第２の実施形態における、光学ユニット１００のブロック図である。
【図１２】図１２は、本発明による第２の実施形態における、光記録媒体９９の断面図である。
【図１３】図１３は、光検出器１２５の受光部の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
添付図面を参照して、本発明による光学的情報記録再生システムと、このシステムに用いる光記録媒体および光学的情報記録再生装置と、この装置に用いる光学ユニットと、このシステムを用いる光学的情報記録再生方法とを実施するための形態を以下に説明する。
【００１８】
（第１の実施形態）
図３は、本発明による第１の実施形態における、光学的情報記録再生システムのブロック図である。
【００１９】
光学的情報記録再生システムは、光学的情報記録再生装置1と、光記録媒体３とを含む。光学的情報記録再生装置１は、光学ユニット２と、コントローラ５０と、変調回路５１と、記録信号生成回路５２と、レーザ駆動回路５３と、増幅回路５４と、再生信号処理回路５５と、復調回路５６と、誤差信号生成回路５９と、対物レンズ駆動回路６０と、光偏向器駆動回路６３と、ポジショナ６１と、ポジショナ駆動回路６２とを備える。
【００２０】
コントローラ５０は、変調回路５１からレーザ駆動回路５３までの回路と、増幅回路５４と、再生信号処理回路５５から復調回路５６までの回路と、誤差信号生成回路５９と、対物レンズ駆動回路６０と、光偏向器駆動回路６３と、ポジショナ駆動回路６２とのそれぞれに接続されている。
【００２１】
変調回路５１と、記録信号生成回路５２と、レーザ駆動回路５３と、光学ユニット２とは、この順番に直列に接続されている。
【００２２】
光学ユニット２と、増幅回路５４と、再生信号処理回路５５と、復調回路５６とは、この順番に直列に接続されている。
【００２３】
増幅回路５４は、誤差信号生成回路５９に接続されている。
【００２４】
誤差信号生成回路５９は、対物レンズ駆動回路６０と、光偏向器駆動回路６３と、ポジショナ駆動回路６２とのそれぞれに接続されている。
【００２５】
対物レンズ駆動回路６０と、光偏向器駆動回路６３とは、それぞれ、光学ユニット２に接続されている。
【００２６】
ポジショナ駆動回路６２は、ポジショナ６１に接続されている。
【００２７】
光記録媒体３はポジショナ６１に搭載されている。
【００２８】
変調回路５１からレーザ駆動回路５３までの回路と、増幅回路５４と、再生信号処理回路５５から復調回路５６までの回路と、誤差信号生成回路５９と、対物レンズ駆動回路６０と、光偏向器駆動回路６３と、ポジショナ駆動回路６２とは、いずれもコントローラ５０により制御される。これらの回路の動作に関しては後述する。
【００２９】
図４は、本発明による第１の実施形態における光学ユニット２のブロック図である。
【００３０】
光学ユニット２は、レーザ光源４と、凸レンズ５と、ビームスプリッタ６と、光偏向器７と、対物レンズ８と、凸レンズ１４と、ビームスプリッタ１５と、光検出器１６ａと、光検出器１６ｂとを備える。
【００３１】
レーザ光源４と、凸レンズ５と、ビームスプリッタ６の一方の光軸と、光偏向器７と、対物レンズ８と、光記録媒体３の任意の情報記録再生位置とは、同一の光軸上に配置されている。また、ビームスプリッタ６のもう一方の光軸と、凸レンズ１４と、ビームスプリッタ１５の一方の光軸と、光検出器１６Ａとは、同一の光軸上に配置されている。さらに、光検出器１６ｂは、ビームスプリッタ１５のもう一方の光軸の上に配置されている。
【００３２】
レーザ光源４は第１の光源に相当する。レーザ光源４から出射した光により、光記録媒体３に対して情報の記録再生が行われる。
【００３３】
光偏向器７は集光スポット移動手段に相当する。光偏向器７は図示しない２つの電極の間に電気光学結晶、液晶等を挟んだ構成であり、入射光を光軸に垂直な面内の２方向へ偏向可能である。対物レンズ８は図示しない１軸のアクチュエータに搭載されており、光軸方向へ移動可能である。
【００３４】
レーザ光源４から出射した光は、凸レンズ５を通って平行光になる。この平行光の一部は、ビームスプリッタ６を透過する。ビームスプリッタ６を透過した光は、光偏向器７を透過する。光偏向器７を透過した光は、対物レンズ８により光記録媒体３内に集光される。
【００３５】
光記録媒体３内に集光された光は、光記録媒体３内で反射される。光記録媒体３内で反射された光は、対物レンズ８を逆向きに通る。対物レンズ８を逆向きに通った光は、光偏向器７を透過する。光偏向器７を透過した光の一部がビームスプリッタ６で反射される。ビームスプリッタ６で反射された光は、凸レンズ１４を透過する。凸レンズ１４を透過した光は、ビームスプリッタ１５へ入射する。ビームスプリッタ１５へ入射した光の略半分はビームスプリッタ１５を透過して光検出器１６ａの受光部で受光される。ビームスプリッタ１５へ入射した光の略半分はビームスプリッタ１５で反射されて光検出器１６ｂの受光部で受光される。
【００３６】
図５は、本発明による第１の実施形態における光記録媒体３の断面図である。
【００３７】
光記録媒体３は、保護層１７と、記録層１９と、反射層３０と、保護層２０とを具備し、４つの層はこの順に積層されている。保護層１７、２０の材料としては、例えばガラスやプラスチックが用いられるが、これらに限定されない。記録層１９の材料としては、例えば相変化材料や有機色素材料が用いられるが、これらに限定されない。反射層３０の材料としては、例えば銀やアルミニウムが用いられるが、これらに限定されない。
【００３８】
記録層１９及び反射層３０は、対物レンズ８により光記録媒体３内に集光されるビーム２１の焦点深度内に位置している。
【００３９】
図６は、保護層２０の斜視図である。
【００４０】
図６のＸ軸方向、Ｙ軸方向はそれぞれ第１、第２の方向に相当し、Ｚ軸方向は光軸方向に相当する。保護層２０の反射層３０側の面には、位置誤差信号を検出するための凹凸構造が形成されている。
【００４１】
この凹凸構造は、それぞれ第１〜第４の領域群に相当する領域群４０〜４３により構成されている。領域群４０〜４３は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向にそれぞれ周期ｐｘ、ｐｙで離散的に配置された複数の領域から成る。周期ｐｘ、ｐｙはそれぞれ第１、第２の周期に相当する。領域群４１は、領域群４０に対してＸ軸方向に隣接し、領域群４０に対してＸ軸方向にｐｘ／２だけずらした位置であり、かつ、領域群４０に対して深さｄだけ深い位置に設けられている。領域群４２は、領域群４０に対してＹ軸方向に隣接し、領域群４０に対してＹ軸方向にｐｙ／２だけずらした位置であり、かつ、領域群４０に対して深さｄだけ深い位置に設けられている。領域群４３は、領域群４２、４１に対してそれぞれＸ軸方向、Ｙ軸方向に隣接し、領域群４０に対してＸ軸方向、Ｙ軸方向にそれぞれｐｘ／２、ｐｙ／２だけずらした位置であり、かつ、領域群４０に対して深さ２ｄだけ深い位置に設けられている。深さｄ、２ｄはそれぞれ第１、第２の深さに相当する。
【００４２】
記録層１９及び反射層３０は、保護層２０に形成されているものと同じ凹凸構造を有している。光記録媒体３においては、記録層１９及び反射層３０がビームガイド層に相当する。
【００４３】
図７、図８はそれぞれ、光検出器１６ａ、１６ｂの受光部の平面図である。
【００４４】
図７、図８の横方向、縦方向は、それぞれ図６のＸ軸方向、Ｙ軸方向に対応している。
【００４５】
光検出器１６ａの受光部は、受光部２８ａ〜２８ｈの８個に分割されており、受光部２８ａ〜２８ｄは周辺部分、受光部２８ｅ〜２８ｈは中心部分に配置されている。光検出器１６ｂの受光部は、受光部２９ａ〜２９ｈの８個に分割されており、受光部２９ａ〜２９ｄは周辺部分、受光部２９ｅ〜２９ｈは中心部分に配置されている。ここで、凸レンズ１４から光検出器１６ａまでの距離は、凸レンズ１４の焦点距離よりも長く設定されており、凸レンズ１４から光検出器１６ｂまでの距離は、凸レンズ１４の焦点距離よりも短く設定されている。
【００４６】
図７、図８に点線で示されているのは、それぞれ光検出器１６ａ上の光スポット３１、光検出器１６ｂ上の光スポット３２である。光スポット３１の円弧で囲まれた領域３３ａ、３３ｂ及び光スポット３２の円弧で囲まれた領域３５ａ、３５ｂは、光記録媒体３からの反射光のうち、図６に示す凹凸構造によるＸ軸方向への±１次回折光と０次光とが重なって届く領域である。また、光スポット３１の円弧で囲まれた領域３４ａ、３４ｂ及び光スポット３２の円弧で囲まれた領域３６ａ、３６ｂは、光記録媒体３からの反射光のうち、図６に示す凹凸構造によるＹ軸方向への±１次回折光と０次光とが重なって届く領域である。
【００４７】
対物レンズ８と光記録媒体３との距離の変化に伴い、光記録媒体３内の集光スポットにデフォーカスが生じた場合、光検出器１６ａ上の光スポット３１と光検出器１６ｂ上の光スポット３２との大きさが変化する。対物レンズ８と光記録媒体３との距離が広がった場合、光検出器１６ａ上の光スポット３１の径は大きくなり、光検出器１６ｂ上の光スポット３２の径は小さくなる。一方、対物レンズ８と光記録媒体３との距離が狭まった場合、光検出器１６ａ上の光スポット３１の径は小さくなり、光検出器１６ｂ上の光スポット３２の径は大きくなる。
【００４８】
受光部２８ａ〜２８ｈから出力される信号をそれぞれＶ１ａ〜Ｖ１ｈとし、受光部２９ａ〜２９ｈから出力される信号をそれぞれＶ２ａ〜Ｖ２ｈとする。ただし、Ｖ１ａ〜Ｖ１ｈ、Ｖ２ａ〜Ｖ２ｈのそれぞれは、具体的には、例えば電圧のように、加減算が可能な数値である。この時、集光スポットの光記録媒体３に対するフォーカス誤差信号ＦＥ１は、公知のスポットサイズ法により検出でき、以下の演算式で与えられる。なお、ＦＥ１も、具体的には加減算が可能な数値である。
【００４９】
（数１）
ＦＥ１＝  （Ｖ１ａ＋Ｖ１ｂ＋Ｖ１ｃ＋Ｖ１ｄ）
−（Ｖ１ｅ＋Ｖ１ｆ＋Ｖ１ｇ＋Ｖ１ｈ）
−（Ｖ２ａ＋Ｖ２ｂ＋Ｖ２ｃ＋Ｖ２ｄ）
＋（Ｖ２ｅ＋Ｖ２ｆ＋Ｖ２ｇ＋Ｖ２ｈ）
【００５０】
また、集光スポットの、領域群４０が含む複数の領域の一つに対する、Ｘ軸方向の位置ずれを表す位置誤差信号ＰＥＸ１と、Ｙ軸方向の位置ずれを表す位置誤差信号ＰＥＹ１とは、公知のプッシュプル法を２次元に拡張した方法により検出でき、それぞれ以下の演算式で与えられる。なお、ＰＥＸ１とＰＥＹ１も、具体的には加減算が可能な数値である。
【００５１】
（数２）
ＰＥＸ１＝  （Ｖ１ａ＋Ｖ１ｃ＋Ｖ１ｅ＋Ｖ１ｇ）
−（Ｖ１ｂ＋Ｖ１ｄ＋Ｖ１ｆ＋Ｖ１ｈ）
＋（Ｖ２ａ＋Ｖ２ｃ＋Ｖ２ｅ＋Ｖ２ｇ）
−（Ｖ２ｂ＋Ｖ２ｄ＋Ｖ２ｆ＋Ｖ２ｈ）
【００５２】
（数３）
ＰＥＹ１＝  （Ｖ１ｃ＋Ｖ１ｄ＋Ｖ１ｇ＋Ｖ１ｈ）
−（Ｖ１ａ＋Ｖ１ｂ＋Ｖ１ｅ＋Ｖ１ｆ）
＋（Ｖ２ａ＋Ｖ２ｂ＋Ｖ２ｅ＋Ｖ２ｆ）
−（Ｖ２ｃ＋Ｖ２ｄ＋Ｖ２ｇ＋Ｖ２ｈ）
【００５３】
ここで、位置誤差信号ＰＥＸ１、ＰＥＹ１はそれぞれ第１、第２の位置誤差信号に相当する。
【００５４】
また、光記録媒体３からの再生信号は、以下の演算式で与えられる和信号ＳＵＭ１の高周波成分から得られる。なお、ＳＵＭ１も、具体的には加減算が可能な数値である。
【００５５】
（数４）
ＳＵＭ１＝  Ｖ１ａ＋Ｖ１ｂ＋Ｖ１ｃ＋Ｖ１ｄ
＋Ｖ１ｅ＋Ｖ１ｆ＋Ｖ１ｇ＋Ｖ１ｈ
＋Ｖ２ａ＋Ｖ２ｂ＋Ｖ２ｃ＋Ｖ２ｄ
＋Ｖ２ｅ＋Ｖ２ｆ＋Ｖ２ｇ＋Ｖ２ｈ
【００５６】
図９は、領域群４０が含む複数の領域の一つに対する集光スポットの位置と位置誤差信号ＰＥＸ１との関係を計算したグラフである。
【００５７】
このグラフの横軸は、領域群４０が含む複数の領域のうち、一つの中心を基準とした時の、Ｘ軸方向の集光スポットの位置である。このグラフの縦軸は、和信号ＳＵＭ１で規格化した位置誤差信号ＰＥＸ１である。また、領域群４０が含む複数の領域のうち、一つの中心を基準とした時の、Ｙ軸方向の集光スポットの位置を−１μｍから１μｍまで０．１２５μｍ間隔で変化させた時のグラフを重ねて示している。
【００５８】
計算条件は、次のとおりである。レーザ光源４の波長は、４０５ｎｍである。対物レンズ８の開口数は、０．３である。周期ｐｘ及びｐｙは、それぞれ２μｍである。領域群４０が含む複数の領域のそれぞれにおいて、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の幅は、いずれも１μｍである。それぞれの領域において、隣接する領域との高低差ｄは、０．１２７λ／ｎ（但し、λはレーザ光源４から出射する光の波長、ｎは保護層１７の屈折率）である。
【００５９】
位置誤差信号ＰＥＸ１の振幅は、Ｙ軸方向の集光スポットの位置が±０．５μｍの時に最小となり、Ｙ軸方向の集光スポットの位置が０μｍ、±１μｍの時に最大となる。しかし、Ｙ軸方向の集光スポットの位置による位置誤差信号ＰＥＸ１の振幅の変化量は、最大値に対して１８％と小さい。すなわち、Ｙ軸方向の集光スポットの位置によらず、Ｘ軸方向の集光スポットの位置ずれを検出することができる。
【００６０】
また、領域群４０が含む複数の領域の一つに対する集光スポットの位置と位置誤差信号ＰＥＹ１との関係は、図９に示すものと同じである。すなわち、Ｘ軸方向の集光スポットの位置によらず、Ｙ軸方向の集光スポットの位置ずれを検出することができる。
【００６１】
以上より、Ｘ軸方向の集光スポットの位置ずれとＹ軸方向の集光スポットの位置ずれとを独立に検出することができる。従って、集光スポットの目標位置へのＸ軸方向及びＹ軸方向の移動を同時に行うことができ、アクセス時間をさらに短くすることができる。
【００６２】
次に、図３に示す光学的情報記録再生装置１の回路の動作について説明する。
【００６３】
レーザ駆動回路５３は第１の光源駆動回路に相当する。誤差信号生成回路５９は位置誤差信号検出回路に相当する。ポジショナ６１は集光スポット移動手段に相当する。光偏向器駆動回路６３及びポジショナ駆動回路６２は集光スポット移動手段駆動回路に相当する。
【００６４】
変調回路５１は、光記録媒体３への情報の記録時に、記録データとして外部から入力された信号を変調規則に従って変調する。記録信号生成回路５２は、変調回路５１で変調された信号に基づいて、光学ユニット２内のレーザ光源４を駆動するための記録信号を生成する。レーザ駆動回路５３は、光記録媒体３への情報の記録時には、記録信号生成回路５２で生成された記録信号に基づいて、レーザ光源４へ記録信号に応じた電流を供給してレーザ光源４を駆動する。また、レーザ駆動回路５３は、光記録媒体３からの情報の再生時には、レーザ光源４からの出射光のパワーが一定になるように、レーザ光源４へ一定の電流を供給してレーザ光源４を駆動する。
【００６５】
増幅回路５４は、光記録媒体３への情報の記録時及び光記録媒体３からの情報の再生時に、光学ユニット２内の光検出器１６ａ、１６ｂの各受光部から出力される電圧信号を増幅する。
【００６６】
再生信号処理回路５５は、光記録媒体３からの情報の再生時に、増幅回路５４で増幅された電圧信号に基づいて、再生信号の生成、波形等化、２値化を行う。復調回路５６は、再生信号処理回路５５で２値化された信号を復調規則に従って復調し、再生データとして外部へ出力する。
【００６７】
誤差信号生成回路５９は、光記録媒体３への情報の記録時及び光記録媒体３からの情報の再生時に、増幅回路５４で増幅された電圧信号に基づいて、フォーカス誤差信号ＦＥ１を生成する。フォーカス誤差信号ＦＥ１は、光学ユニット２内の対物レンズ８を駆動するためのものである。誤差信号生成回路５９は、同様に、光学ユニット２内の光偏向器７を駆動するための位置誤差信号ＰＥＸ１及び位置誤差信号ＰＥＹ１を生成する。
【００６８】
対物レンズ駆動回路６０は、対物レンズ８が搭載されているアクチュエータへ、フォーカス誤差信号ＦＥ１に応じた電流を供給する。これは、集光スポットにデフォーカスが生じないように、対物レンズ８を光軸方向へ駆動するためである。
【００６９】
誤差信号生成回路５９で生成された、位置誤差信号ＰＥＸ１及び位置誤差信号ＰＥＹ１は、光偏向器駆動回路６３に送られる。光偏向器駆動回路６３は、位置誤差信号ＰＥＸ１及び位置誤差信号ＰＥＹ１に応じた電圧を光偏向器７の電極へ供給する。これは、集光スポットが、領域群４０が含む複数の領域の内、任意の領域の中心に位置するように、入射光をＸ軸方向及びＹ軸方向へ偏向するためである。
【００７０】
ポジショナ駆動回路６２は、光記録媒体３の面内で集光スポットの位置を変更する際に、光記録媒体３をＸ軸方向及びＹ軸方向へ移動させるために、ポジショナ６１を駆動する。ポジショナ駆動回路６２は、この動作を、位置誤差信号ＰＥＸ１及び位置誤差信号ＰＥＹ１に基づいて、目標位置までのＸ軸方向及びＹ軸方向の移動量を検出しながら行う。
【００７１】
（第２の実施形態）
図１０は、本発明による第２の実施形態における、光学的情報記録再生システムのブロック図である。
【００７２】
光学的情報記録再生装置９８は、３次元記録再生用の光学的情報記録再生装置である。
【００７３】
光学的情報記録再生装置９８は、光学ユニット１００と、コントローラ１５０と、変調回路１５１と、記録信号生成回路１５２と、レーザ駆動回路１５３と、増幅回路１５４と、再生信号処理回路１５５と、復調回路１５６と、シャッタ駆動回路１６７と、レーザ駆動回路１５７と、増幅回路１５８と、誤差信号生成回路１５９と、対物レンズ駆動回路１６０と、光偏向器駆動回路１６８と、増幅回路１６１と、誤差信号生成回路１６２と、対物レンズ駆動回路１６３と、光偏向器駆動回路１６９と、リレーレンズ駆動回路１６６と、ポジショナ１６４と、ポジショナ駆動回路１６５とを備える。
【００７４】
コントローラ１５０は、変調回路１５１からレーザ駆動回路１５３までの回路、増幅回路１５４から復調回路１５６までの回路、シャッタ駆動回路１６７、レーザ駆動回路１５７、増幅回路１５８から誤差信号生成回路１５９までの回路、対物レンズ駆動回路１６０、光偏向器駆動回路１６８、増幅回路１６１から誤差信号生成回路１６２までの回路、対物レンズ駆動回路１６３、光偏向器駆動回路１６９、リレーレンズ駆動回路１６６、ポジショナ駆動回路１６５に接続されている。
【００７５】
変調回路１５１と、記録信号生成回路１５２と、レーザ駆動回路１５３と、光学ユニット１００とは、この順番に直列に接続されている。
【００７６】
光学ユニット１００と、増幅回路１５４と、再生信号処理回路１５５と、復調回路１５６とは、この順番に直列に接続されている。
【００７７】
光学ユニット１００と、増幅回路１５８と、誤差信号生成回路１５９とは、この順番に直列に接続されている。
【００７８】
光学ユニット１００と、増幅回路１６１と、誤差信号生成回路１６２とは、この順番に直列に接続されている。
【００７９】
シャッタ駆動回路１６７と、レーザ駆動回路１５７と、対物レンズ駆動回路１６０と、光偏向器駆動回路１６８と、対物レンズ駆動回路１６３と、光偏向器駆動回路１６９と、リレーレンズ駆動回路１６６とは、それぞれ、光学ユニット１００に接続されている。
【００８０】
誤差信号生成回路１５９は、対物レンズ駆動回路１６０と、光偏向器駆動回路１６８と、ポジショナ駆動回路１６５とに接続されている。
【００８１】
誤差信号生成回路１６２は、対物レンズ駆動回路１６３と、光偏向器駆動回路１６９と、リレーレンズ駆動回路１６６とに接続されている。
【００８２】
光記録媒体９９はポジショナ１６４に搭載されている。
【００８３】
変調回路１５１からレーザ駆動回路１５３までの回路、増幅回路１５４から復調回路１５６までの回路、シャッタ駆動回路１６７、レーザ駆動回路１５７、増幅回路１５８から誤差信号生成回路１５９までの回路、対物レンズ駆動回路１６０、光偏向器駆動回路１６８、増幅回路１６１から誤差信号生成回路１６２までの回路、対物レンズ駆動回路１６３、光偏向器駆動回路１６９、リレーレンズ駆動回路１６６、ポジショナ駆動回路１６５は、いずれもコントローラ１５０により制御される。これらの回路の動作に関しては後述する。
【００８４】
図１１は、本発明による第２の実施形態における、光学ユニット１００のブロック図である。
【００８５】
光学ユニット１００は、レーザ光源１０１と、凹レンズ１３８と、凸レンズ１０２と、λ／４板１２３と、偏光ビームスプリッタ１０３と、λ／２板１０６と、偏光ビームスプリッタ１０４と、ミラー１０５と、凸レンズ１０７と、凸レンズ１０８と、ダイクロイックミラー１０９と、光偏向器１４３と、λ／４板１１０と、対物レンズ１１１と、ミラー１１２と、シャッタ１１３と、偏光ビームスプリッタ１１４と、ミラー１１５と、凸レンズ１１６と、凸レンズ１１７と、ミラー１１８と、光偏向器１４４と、λ／４板１１９と、対物レンズ１２０と、凸レンズ１２１と、光検出器１２２と、円筒レンズ１３３と、凸レンズ１２４と、光検出器１２５と、レーザ光源１２６と、凸レンズ１２７と、ビームスプリッタ１２８と、凸レンズ１２９と、ビームスプリッタ１３０と、光検出器１３１と、光検出器１３２とを備える。
【００８６】
レーザ光源１０１と、凹レンズ１３８と、凸レンズ１０２と、λ／４板１２３と、偏光ビームスプリッタ１０３の一方の光軸とは、第１の光軸の上に配置されている。
【００８７】
偏光ビームスプリッタ１０３の一方の光軸と、λ／２板１０６と、偏光ビームスプリッタ１０４の一方の光軸とは、第２の光軸の上に配置されている。
【００８８】
対物レンズ１２０と、凸レンズ１２１と、偏光ビームスプリッタ１０４のもう一方の光軸とは、第３の光軸の上に配置されている。
【００８９】
凸レンズ１０７と、凸レンズ１０８と、ダイクロイックミラー１０９の一方の光軸とは、第４の光軸の上に配置されている。
【００９０】
第２の光軸と、第４の光軸とは、ミラー１０５の反射によって接続されている。
【００９１】
レーザ光源１２６と、凸レンズ１２７と、ビームスプリッタ１２８の一方の光軸と、ダイクロイックミラー１０９のもう一方の光軸と、光偏向器１４３と、λ／４板１１０と、対物レンズ１１１と、光記録媒体９９の任意の情報記録再生位置と、対物レンズ１２０と、λ／４板１１９と、光偏向器１４４とは、第５の光軸の上に配置されている。
【００９２】
ビームスプリッタ１２８のもう一方の光軸と、凸レンズ１２９と、ビームスプリッタ１３０の一方の光軸と、光検出器１３１とは、第６の光軸の上に配置されている。
【００９３】
光検出器１３２は、ビームスプリッタ１３０の、もう一方の光軸の上に配置されている。
【００９４】
凸レンズ１１６と、凸レンズ１１７とは、第７の光軸の上に配置されている。
【００９５】
第５の光軸と、第７の光軸とは、ミラー１１８の反射によって接続されている。
【００９６】
シャッタ１１３と、偏光ビームスプリッタ１１４の一方の光軸とは、第８の光軸の上に配置されている。
【００９７】
第１の光軸と、第８の光軸とは、ミラー１１２の反射によって接続されている。また、第７の光軸と、第８の光軸とは、ミラー１１５の反射によって接続されている。
【００９８】
偏光ビームスプリッタ１１４のもう一方の光軸と、円筒レンズ１３３と、凸レンズ１２４と、光検出器１２５とは、第９の光軸の上に配置されている。
【００９９】
レーザ光源１２６、１０１はそれぞれ第１、第２の光源に相当する。レーザ光源１２６から出射する光の波長と、レーザ光源１０１から出射する光の波長とは互いに異なる。レーザ光源１０１から出射した光により、光記録媒体９９に対して情報の記録再生が行われる。
【０１００】
シャッタ１１３は、入射光を通過させるか遮断するかを切り替え可能である。
【０１０１】
ダイクロイックミラー１０９は、レーザ光源１２６から出射する光と同じ波長の光を透過させ、レーザ光源１０１から出射する光と同じ波長の光を反射する。
【０１０２】
光偏向器１４３、１４４は集光スポット移動手段に相当する。光偏向器１４３、１４４は図示しない２つの電極の間に電気光学結晶、液晶等を挟んだ構成であり、入射光を光軸に垂直な面内の２方向へ偏向可能である。対物レンズ１１１、１２０は図示しない１軸のアクチュエータに搭載されており、光軸方向へ移動可能である。凸レンズ１０８、１１７は図示しない１軸のアクチュエータに搭載されており、光軸方向へ移動可能である。
【０１０３】
レーザ光源１０１から出射した光は、凹レンズ１３８、凸レンズ１０２により構成されるエキスパンダレンズ系を透過してビーム径が拡大される。エキスパンダレンズ系を透過した光は、λ／４板１２３を透過して直線偏光から円偏光へ変換される。円偏光へ変換された光のうち、約５０％が偏光ビームスプリッタ１０３でＳ偏光成分として反射される。円偏光へ変換された光のうち、約５０％が偏光ビームスプリッタ１０３をＰ偏光成分として透過する。
【０１０４】
光記録媒体９９への情報の記録時には、シャッタ１１３は入射光を通過させる。
【０１０５】
このとき、偏光ビームスプリッタ１０３で反射された光は、λ／２板１０６を透過して偏光方向が９０°変化する。λ／２板１０６を透過した光は、偏光ビームスプリッタ１０４へＰ偏光として入射してほぼ１００％が透過する。偏光ビームスプリッタ１０４を透過した光は、ミラー１０５で反射される。ミラー１０５で反射された光は、凸レンズ１０７、１０８により構成されるリレーレンズ系を透過する。リレーレンズ系を透過した光は、ダイクロイックミラー１０９で反射される。ダイクロイックミラー１０９で反射された光は、光偏向器１４３を透過する。光偏向器１４３を透過した光は、λ／４板１１０を透過して直線偏光から円偏光へ変換される。λ／４板１１０を透過した光は、対物レンズ１１１により光記録媒体９９内に集光される。
【０１０６】
光記録媒体９９内に集光された光は、光記録媒体９９を透過する。光記録媒体９９を透過した光は、対物レンズ１２０を逆向きに通る。対物レンズ１２０を逆向きに通った光は、λ／４板１１９を透過して円偏光から直線偏光へ変換される。λ／４板１１９を透過した光は、光偏向器１４４を透過する。光偏向器１４４を透過した光は、ミラー１１８で反射される。ミラー１１８で反射された光は、凸レンズ１１７、１１６により構成されるリレーレンズ系を透過する。リレーレンズ系を透過した光は、ミラー１１５で反射される。ミラー１１５で反射された光は、偏光ビームスプリッタ１１４へＳ偏光として入射してほぼ１００％が反射される。偏光ビームスプリッタ１１４で反射された光は、円筒レンズ１３３で非点収差が与えられる。円筒レンズ１３３を通った光は、凸レンズ１２４により光検出器１２５の受光部上に集光される。
【０１０７】
一方、偏光ビームスプリッタ１０３を透過した光は、ミラー１１２で反射される。ミラー１１２で反射された光は、シャッタ１１３を通過する。シャッタ１１３を通過した光は、偏光ビームスプリッタ１１４へＰ偏光として入射してほぼ１００％が透過する。変更ビームスプリッタ１１４を透過した光は、ミラー１１５で反射される。ミラー１１５で反射された光は、凸レンズ１１６、１１７により構成されるリレーレンズ系を透過する。リレーレンズ系を透過した光は、ミラー１１８で反射される。ミラー１１８で反射された光は、光偏向器１４４を透過する。光偏向器１４４を透過した光は、λ／４板１１９を透過して直線偏光から円偏光へ変換される。λ／４板１１９を透過した光は、対物レンズ１２０により光記録媒体９９内に集光される。
【０１０８】
偏光ビームスプリッタ１０３で反射された光と、偏光ビームスプリッタ１０３を透過した光とは、光記録媒体９９内の同一の位置に集光されて干渉し、集光位置に微小な回折格子のパタンが形成される。
【０１０９】
これに対し、光記録媒体９９からの情報の再生時には、シャッタ１１３は入射光を遮断する。
【０１１０】
このとき、偏光ビームスプリッタ１０３で反射された光は光記録媒体９９内に集光される。光記録媒体９９内に集光された光は、光記録媒体９９内の集光位置に形成された回折格子のパタンで一部が反射される。光記録媒体９９内で反射された光は、対物レンズ１１１を逆向きに通る。対物レンズ１１１を逆向きに通った光は、λ／４板１１０を透過して円偏光から直線偏光へ変換される。直線偏光に変換された光は、光偏向器１４３を透過する。光偏向器１４３を透過した光は、ダイクロイックミラー１０９で反射される。ダイクロイックミラー１０９で判射された光は、凸レンズ１０８、１０７により構成されるリレーレンズ系を透過する。リレーレンズ系を透過した光は、ミラー１０５で反射される。ミラー１０５で反射された光は、偏光ビームスプリッタ１０４へＳ偏光として入射してほぼ１００％が反射される。偏光ビームスプリッタ１０４で反射された光は、凸レンズ１２１により光検出器１２２の受光部上に集光される。
【０１１１】
一方、偏光ビームスプリッタ１０３を透過した光は光記録媒体９９へ向かわない。
【０１１２】
ここで、回折格子のパタンはビットデータの情報を有している。偏光ビームスプリッタ１０３で反射された光及び偏光ビームスプリッタ１０３を透過した光の集光位置を光記録媒体９９の厚さ方向へ移動させる。このように、光記録媒体９９の面内だけでなく厚さ方向へも多層に回折格子のパタンを形成することにより、３次元記録再生を行うことができる。
【０１１３】
さらに、レーザ光源１２６から出射した光は、凸レンズ１２７を通って平行光となる。凸レンズ１２７を通った光の一部は、ビームスプリッタ１２８を透過する。ビームスプリッタ１２８を透過した光は、ダイクロイックミラー１０９を透過する。ダイクロイックミラー１０９を透過した光は、光偏向器１４３を透過する。光偏向器１４３を透過した光は、λ／４板１１０を透過する。λ／４板１１０を透過した光は、対物レンズ１１１により光記録媒体９９内に集光される。
【０１１４】
光記録媒体９９内に集光された光は、光記録媒体９９内で反射される。光記録媒体９９内で反射された光は、対物レンズ１１１を逆向きに透過する。対物レンズ１１１を透過した光は、λ／４板１１０を透過する。λ／４板１１０を透過した光は、光偏向器１４３を透過する。光偏向器１４３を透過した光は、ダイクロイックミラー１０９を透過する。ダイクロイックミラー１０９を透過した光の一部は、ビームスプリッタ１２８で反射される。ビームスプリッタ１２８で反射された光は、凸レンズ１２９を透過する。凸レンズ１２９を透過した光は、ビームスプリッタ１３０へ入射する。ビームスプリッタ１３０へ入射した光の略半分はビームスプリッタ１３０を透過して光検出器１３１の受光部で受光される。ビームスプリッタ１３０へ入射した光の残る略半分はビームスプリッタ１３０で反射されて光検出器１３２の受光部で受光される。
【０１１５】
図１２は、本発明による第２の実施形態における、光記録媒体９９の断面図である。
【０１１６】
光記録媒体９９は、保護層１３９と、波長選択層１４０と、記録層１４１と、保護層１４２とを具備し、４つの層はこの順に積層されている。保護層１３９、１４２の材料としては、例えばガラスやプラスチックが用いられるが、これらに限定されない。波長選択層１４０の材料としては、例えば誘電体多層膜等が用いられるが、これらに限定されない。記録層１４１の材料としては、例えばフォトポリマ等が用いられるが、これらに限定されない。
【０１１７】
波長選択層１４０は、レーザ光源１０１から出射する光と同じ波長の光を透過させ、レーザ光源１２６から出射する光と同じ波長の光を反射する。
【０１１８】
ビーム１３４、１３５は、レーザ光源１０１から出射し、それぞれ偏光ビームスプリッタ１０３で反射された光、偏光ビームスプリッタ１０３を透過した光であり、対物レンズ１１１、１２０により記録層１４１内の同一の位置に集光される。
【０１１９】
ビーム１４５は、レーザ光源１２６から出射した光であり、対物レンズ１１１により波長選択層１４０上に集光される。
【０１２０】
保護層１３９は図６に示すものと同じである。保護層１３９の波長選択層１４０側の面には、位置誤差信号を検出するための凹凸構造が形成されている。
【０１２１】
波長選択層１４０は、保護層１３９に形成されているものと同じ凹凸構造を有している。光記録媒体９９においては、波長選択層１４０がビームガイド層に相当する。
【０１２２】
光検出器１３１、１３２の受光部は、それぞれ図７、図８に示すものと同じである。
【０１２３】
光学ユニット１００は、第１の実施形態の光学ユニット２と同様に、ビーム１４５の集光スポットの光記録媒体９９に対するフォーカス誤差信号ＦＥ１を検出することができる。また、ビーム１４５の集光スポットの、領域群４０が含む複数の領域の一つに対する位置誤差信号ＰＥＸ１、ＰＥＹ１を検出することができる。
【０１２４】
領域群４０が含む複数の領域の一つに対するビーム１４５の集光スポットの位置と位置誤差信号ＰＥＸ１、ＰＥＹとの関係は、図９に示すものと同じである。光学ユニット１００は、第１の実施形態の光学ユニット２と同様に、ビーム１４５の、Ｘ軸方向における集光スポットの位置ずれと、Ｙ軸方向における集光スポットの位置ずれとを、独立に検出することができる。従って、ビーム１４５の集光スポットの目標位置へのＸ軸方向及びＹ軸方向の移動を同時に行うことができ、アクセス時間をさらに短くすることができる。
【０１２５】
図１３は、光検出器１２５の受光部の平面図である。
【０１２６】
図１３の横方向、縦方向は、それぞれ図６のＸ軸方向、Ｙ軸方向に対応している。
【０１２７】
光検出器１２５の受光部は、受光部１３６ａ〜１３６ｄの４個に分割されている。ここで、光検出器１２５は、円筒レンズ１３３と凸レンズ１２４とにより形成される２つの焦線の中間に設けられている。
【０１２８】
図１３に点線で示されているのは、光検出器１２５上の光スポット１３７である。
【０１２９】
光記録媒体９９内のビーム１３４の集光スポットと、ビーム１３５の集光スポットとの間に、光軸方向の位置ずれが生じた場合、光検出器１２５上の光スポット１３７の形状が変化する。この、光軸方向の位置ずれは、対物レンズ１１１と対物レンズ１２０との間隔の変化に伴って発生する。また、この、光軸方向の位置ずれは、凸レンズ１０７と凸レンズ１０８との間隔の変化に伴って発生する。また、この、光軸方向の位置ずれは、凸レンズ１１６と凸レンズ１１７との間隔の変化に伴って発生する。
【０１３０】
また、光記録媒体９９内のビーム１３４の集光スポットと、ビーム１３５の集光スポットとの間に、Ｘ軸方向又はＹ軸方向の位置ずれが生じた場合、光検出器１２５上の光スポット１３７はそれぞれ縦方向又は横方向へ移動する。これは、円筒レンズ１３３の作用によるものである。なお、この、Ｘ軸方向又はＹ軸方向の位置ずれは、対物レンズ１１１と対物レンズ１２０とのディセンタ、あるいは凸レンズ１０７と凸レンズ１０８とのディセンタに伴って発生する。また、この、Ｘ軸方向又はＹ軸方向の位置ずれは、凸レンズ１１６と凸レンズ１１７とのディセンタに伴って発生する。
【０１３１】
受光部１３６ａ〜１３６ｄから出力される信号をそれぞれＶ３ａ〜Ｖ３ｄとする。ただし、Ｖ３ａ〜Ｖ３ｄのそれぞれは、具体的には、例えば電圧のように、加減算が可能な数値である。この時、ビーム１３４の集光スポットに対するビーム１３５の集光スポットの、光軸方向の位置ずれを表す相対フォーカス信号ＦＥ２は、公知の非点収差法により検出でき、以下の演算式で与えられる。なお、ＦＥ２も、具体的には加減算が可能な数値である。
【０１３２】
（数５）
ＦＥ２＝  （Ｖ３ａ−Ｖ３ｂ−Ｖ３ｃ＋Ｖ３ｄ）
【０１３３】
また、ビーム１３４の集光スポットに対するビーム１３５の集光スポットの、Ｘ軸方向の位置ずれを表す相対位置誤差信号ＰＥＸ２と、Ｙ軸方向の位置ずれを表す相対位置誤差信号ＰＥＹ２とは、それぞれ以下の演算式で与えられる。なお、ＰＥＸ２とＰＥＹ２も、具体的には加減算が可能な数値である。
【０１３４】
（数６）
ＰＥＸ２＝  （Ｖ３ａ＋Ｖ３ｂ−Ｖ３ｃ−Ｖ３ｄ）
【０１３５】
（数７）
ＰＥＹ２＝  （Ｖ３ａ−Ｖ３ｂ＋Ｖ３ｃ−Ｖ３ｄ）
【０１３６】
次に、図１０に示す光学的情報記録再生装置９８の回路の動作について説明する。
【０１３７】
レーザ駆動回路１５３は第２の光源駆動回路に相当する。レーザ駆動回路１５７は第１の光源駆動回路に相当する。誤差信号生成回路１５９は位置誤差信号検出回路に相当する。ポジショナ１６４は集光スポット移動手段に相当する。光偏向器駆動回路１６８及びポジショナ駆動回路１６５は集光スポット移動手段駆動回路に相当する。
【０１３８】
変調回路１５１は、光記録媒体９９への情報の記録時に、記録データとして外部から入力された信号を変調規則に従って変調する。記録信号生成回路１５２は、変調回路１５１で変調された信号に基づいて、光学ユニット１００内のレーザ光源１０１を駆動するための記録信号を生成する。レーザ駆動回路１５３は、光記録媒体９９への情報の記録時には、記録信号生成回路１５２で生成された記録信号に基づいて、レーザ光源１０１へ記録信号に応じた電流を供給してレーザ光源１０１を駆動する。また、レーザ駆動回路１５３は、光記録媒体９９からの情報の再生時には、レーザ光源１０１からの出射光のパワーが一定になるように、レーザ光源１０１へ一定の電流を供給してレーザ光源１０１を駆動する。
【０１３９】
増幅回路１５４は、光記録媒体９９からの情報の再生時に、光学ユニット１００内の光検出器１２２の受光部から出力される電圧信号を増幅する。再生信号処理回路１５５は、増幅回路１５４で増幅された電圧信号に基づいて、再生信号の生成、波形等化、２値化を行う。復調回路１５６は、再生信号処理回路１５５で２値化された信号を復調規則に従って復調し、再生データとして外部へ出力する。
【０１４０】
シャッタ駆動回路１６７は、光記録媒体９９への情報の記録時には、光学ユニット１００内のシャッタ１１３が入射光を通過させる。また、シャッタ駆動回路１６７は、光記録媒体９９からの情報の再生時には、シャッタ１１３が入射光を遮断するように、図示しないモータによりシャッタ１１３を駆動する。
【０１４１】
レーザ駆動回路１５７は、光記録媒体９９への情報の記録時及び光記録媒体９９からの情報の再生時に、光学ユニット１００内のレーザ光源１２６からの出射光のパワーが一定になるように、レーザ光源１２６へ一定の電流を供給してレーザ光源１２６を駆動する。
【０１４２】
増幅回路１５８は、光記録媒体９９への情報の記録時及び光記録媒体９９からの情報の再生時に、光学ユニット１００内の光検出器１３１、１３２の各受光部から出力される電圧信号を増幅する。誤差信号生成回路１５９は、増幅回路１５８で増幅された電圧信号に基づいて、フォーカス誤差信号ＦＥ１ならびに位置誤差信号ＰＥＸ１及び位置誤差信号ＰＥＹ１を生成する。なお、フォーカス誤差信号ＦＥ１は、光学ユニット１００内の対物レンズ１１１を駆動するためのものである。また、位置誤差信号ＰＥＸ１及び位置誤差信号ＰＥＹ１は、光学ユニット１００内の光偏向器１４３を駆動するためのものである。
【０１４３】
対物レンズ駆動回路１６０は、誤差信号生成回路１５９で生成されたフォーカス誤差信号ＦＥ１を入力する。対物レンズ駆動回路１６０は、対物レンズ１１１が搭載されているアクチュエータへフォーカス誤差信号ＦＥ１に応じた電流を供給する。こうすることで、対物レンズ駆動回路１６０は、ビーム１４５の集光スポットにデフォーカスが生じないように、対物レンズ１１１を光軸方向へ駆動する。
【０１４４】
誤差信号生成回路１５９で生成された、位置誤差信号ＰＥＸ１及び位置誤差信号ＰＥＹ１は、光偏向器駆動回路１６８に送られる。光偏向器駆動回路１６８は、位置誤差信号ＰＥＸ１及び位置誤差信号ＰＥＹ１に応じた電圧を光偏向器１４３の電極へ供給する。これは、ビーム１４５の集光スポットが、領域群４０が含む複数の領域の内、任意の領域の中心に位置するように、入射光をＸ軸方向及びＹ軸方向へ偏向するためである。
【０１４５】
増幅回路１６１は、光記録媒体９９への情報の記録時に、光学ユニット１００内の光検出器１２５の各受光部から出力される電圧信号を増幅する。誤差信号生成回路１６２は、増幅回路１６１で増幅された電圧信号に基づいて、相対フォーカス誤差信号ＦＥ２、ならびに相対位置誤差信号ＰＥＸ２及び相対位置誤差信号ＰＥＹ２を生成する。ここで、相対フォーカス誤差信号ＦＥ２は、光学ユニット１００内の対物レンズ１２０及び凸レンズ１１７を駆動するためのものである。相対位置誤差信号ＰＥＸ２及び相対位置誤差信号ＰＥＹ２は、光学ユニット１００内の光偏向器１４４を駆動するためのものである。
【０１４６】
対物レンズ駆動回路１６３は、誤差信号生成回路１６２で生成された相対フォーカス誤差信号ＦＥ２に基づいて、対物レンズ１２０が搭載されているアクチュエータへ相対フォーカス誤差信号ＦＥ２に応じた電流を供給する。これは、光記録媒体９９内のビーム１３４の集光スポットとビーム１３５の集光スポットとの光軸方向の位置が一致するように、対物レンズ１２０を光軸方向へ駆動するためである。
【０１４７】
誤差信号生成回路１６２で生成された相対位置誤差信号ＰＥＸ２及び相対位置誤差信号ＰＥＹ２は、光偏向器駆動回路１６９に送られる。光偏向器駆動回路１６９は、光偏向器１４４の電極へ、相対位置誤差信号ＰＥＸ２及び相対位置誤差信号ＰＥＹ２に応じた電圧を供給する。これは、光記録媒体９９内のビーム１３４の集光スポットとビーム１３５の集光スポットとのＸ軸方向及びＹ軸方向の位置が一致するように、入射光をＸ軸方向及びＹ軸方向へ偏向するためである。
【０１４８】
リレーレンズ駆動回路１６６は、光記録媒体９９の厚さ方向にビーム１３４の集光スポットの位置を変更する際に、光学ユニット１００内の凸レンズ１０８が搭載されているアクチュエータへ目標位置までの厚さ方向の移動量に応じた電流を供給する。このようにして、リレーレンズ駆動回路１６６は、リレーレンズ系を構成する凸レンズ１０７と凸レンズ１０８との間隔を変化させる。
【０１４９】
また、誤差信号生成回路１６２で生成された相対フォーカス誤差信号ＦＥ２は、リレーレンズ駆動回路１６６に送られる。リレーレンズ駆動回路１６６は、光学ユニット１００内の凸レンズ１１７が搭載されているアクチュエータへ相対フォーカス誤差信号ＦＥ２に応じた電流を供給する。これは、光記録媒体９９内のビーム１３４の集光スポットとビーム１３５の集光スポットとの光軸方向の位置が一致するように、リレーレンズ系を構成する凸レンズ１１６と凸レンズ１１７との間隔を変化させるためである。
【０１５０】
ポジショナ駆動回路１６５は、光記録媒体９９の面内でビーム１４５の集光スポットの位置を変更する際に、ポジショナ１６４により光記録媒体９９をＸ軸方向及びＹ軸方向へ移動させる。ポジショナ駆動回路１６５は、この移動を、誤差信号生成回路１５９で生成された位置誤差信号ＰＥＸ１及び位置誤差信号ＰＥＹ１に基づいて、目標位置までのＸ軸方向及びＹ軸方向の移動量を検出しながら行う。
【０１５１】
以上、実施の形態を参照して本願発明を発明したが、本願発明は上記実施の形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
【０１５２】
なお、本願の基礎出願である特願２００８−１４９１３５号の内容は、この出願番号の開示により本願に組み込まれるものとする。
【図１】
2009148020.tif 000003
【図２】
2009148020.tif 000004
【図３】
2009148020.tif 000005
【図４】
2009148020.tif 000006
【図５】
2009148020.tif 000007
【図６】
2009148020.tif 000008
【図７】
2009148020.tif 000009
【図８】
2009148020.tif 000010
【図９】
2009148020.tif 000011
【図１０】
2009148020.tif 000012
【図１１】
2009148020.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【手続補正書】
【提出日】平成21年10月5日(2009.10.5)
【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】
ビームガイド層を有する光記録媒体と、
前記光記録媒体を用いて情報を光学的に記録再生する光学的情報記録再生装置と
を具備し、
前記ビームガイド層は、
前記ビームガイド層の面内で互いに直交する第１及び第２の方向にそれぞれ第１及び第２の周期で離散的に配置された第１〜第４の領域群
を具備し、
前記第２の領域群は、前記第１の領域群に対して前記第１の方向に隣接し、前記第１の領域群に対して前記第１の方向に前記第１の周期の半分だけずらした位置であり、かつ、前記第１の領域群に対して第１の深さだけ深い位置に設けられており、
前記第３の領域群は、前記第１の領域群に対して前記第２の方向に隣接し、前記第１の領域群に対して前記第２の方向に前記第２の周期の半分だけずらした位置であり、かつ、前記第１の領域群に対して前記第１の深さだけ深い位置に設けられており、
前記第４の領域群は、前記第３の領域群及び前記第２の領域群に対してそれぞれ前記第１の方向及び前記第２の方向に隣接し、前記第１の領域群に対して前記第１の方向及び前記第２の方向にそれぞれ前記第１の周期の半分及び前記第２の周期の半分だけずらした位置であり、かつ、前記第１の領域群に対して前記第１の深さの２倍である第２の深さだけ深い位置に設けられており、
前記光学的情報記録再生装置は、
第１の光源から第１の光を出射し、前記第１の光を前記ビームガイド層に集光して集光スポットを形成し、前記第１の光が前記ビームガイド層で反射した第１の反射光を受光する光学ユニットと、
前記第１の反射光に基づいて、前記集光スポットの、前記第１の領域群が含む複数の領域の一つに対する、前記第１及び第２の方向の位置ずれをそれぞれ表す第１及び第２の位置誤差信号を生成する位置誤差信号生成回路と
を具備し、
前記光学ユニットは、
前記第１の光源と、
前記集光スポットを形成するための対物レンズと、
前記第１の反射光を受光するための第１の光検出器と、
前記集光スポットを前記光記録媒体に対して相対的に前記第１及び第２の方向へ移動する集光スポット移動手段と
を具備し、
前記光学的情報記録再生装置は、
前記集光スポット移動手段を前記第１及び第２の位置誤差信号に基づいて駆動する集光スポット移動手段駆動回路
をさらに具備する
光学的情報記録再生システム。
【請求項２】
（削除）
【請求項３】
請求の範囲１に記載の光学的情報記録再生システムにおいて、
前記ビームガイド層は、
情報を記録するための記録層
を具備し、
前記光学的情報記録再生装置は、
前記第１の光で前記記録層に情報を記録するために、記録信号に基づいて前記第１の光源を駆動する第１の光源駆動回路と、
前記第１の反射光から前記記録層に記録された情報を再生するための再生回路と
をさらに具備する
光学的情報記録再生システム。
【請求項４】
請求の範囲１または３に記載の光学的情報記録再生システムにおいて、
前記光記録媒体は、
情報を記録するための記録層
をさらに具備し、
前記光学ユニットは、
第２の光を出射する第２の光源と、
前記第２の光が前記記録層で反射した第２の反射光を受光する第２の光検出器と、
をさらに具備し、
前記光学的情報記録再生装置は、
前記第２の光で前記記録層に情報を記録するために、記録信号に基づいて前記第２の光源を駆動する第２の光源駆動回路と、
前記第２の反射光から前記記録層に記録された情報を再生するための再生回路と
をさらに具備する
光学的情報記録再生システム。
【請求項５】
請求の範囲１、３または４のいずれかに記載の光学的情報記録再生システムにおける
光記録媒体。
【請求項６】
請求の範囲１、３または４のいずれかに記載の光学的情報記録再生システムにおける
光学的情報記録再生装置。
【請求項７】
請求の範囲１、３または４のいずれかに記載の光学的情報記録再生システムにおける
光学ユニット。
【請求項８】
ビームガイド層を有する光記録媒体を使用対象とし、
前記ビームガイド層は、
前記ビームガイド層の面内で互いに直交する第１及び第２の方向にそれぞれ第１及び第２の周期で離散的に配置された第１〜第４の領域群
を具備し、
前記第２の領域群は、前記第１の領域群に対して前記第１の方向に隣接し、前記第１の領域群に対して前記第１の方向に前記第１の周期の半分だけずらした位置であり、かつ、前記第１の領域群に対して第１の深さだけ深い位置に設けられており、
前記第３の領域群は、前記第１の領域群に対して前記第２の方向に隣接し、前記第１の領域群に対して前記第２の方向に前記第２の周期の半分だけずらした位置であり、かつ、前記第１の領域群に対して前記第１の深さだけ深い位置に設けられており、
前記第４の領域群は、前記第３の領域群及び前記第２の領域群に対してそれぞれ前記第１の方向及び前記第２の方向に隣接し、前記第１の領域群に対して前記第１の方向及び前記第２の方向にそれぞれ前記第１の周期の半分及び前記第２の周期の半分だけずらした位置であり、かつ、前記第１の領域群に対して前記第１の深さの２倍である第２の深さだけ深い位置に設けられており、
（ａ）第１の光を出射するステップと、
（ｂ）前記第１の光を前記ビームガイド層に集光して集光スポットを形成するステップと、
（ｃ）前記第１の光が前記ビームガイド層で反射した第１の反射光を受光するステップと、
（ｄ）前記第１の反射光に基づいて、前記集光スポットの、前記第１の領域群が含む複数の領域の一つに対する、前記第１及び第２の方向の位置ずれをそれぞれ表す第１及び第２の位置誤差信号を生成するステップと、
（ｅ）前記第１及び第２の位置誤差信号に基づいて前記集光スポットを前記光記録媒体に対して相対的に前記第１及び第２の方向へ移動するステップと
を具備する
光学的情報記録再生方法。
【請求項９】
請求の範囲８に記載の光学的情報記録再生方法において、
（ｆ）前記第１の光を出射する第１の光源を、記録信号に基づいて駆動するステップと、
（ｇ）前記ビームガイド層が具備する記録層に前記第１の光で情報を記録するステップと、
（ｈ）前記第１の反射光から前記記録層に記録された情報を再生するステップと
をさらに具備する
光学的情報記録再生方法。
【請求項１０】
請求の範囲８に記載の光学的情報記録再生方法において、
（ｉ）前記光記録媒体が具備する記録層に情報を記録するための第２の光を出射する第２の光源を記録信号に基づいて駆動するステップと、
（ｊ）前記第２の光を出射するステップと、
（ｋ）前記記録層に前記第１の光で情報を記録するステップと、
（ｌ）前記第２の光が前記記録層で反射した第２の反射光を受光するステップと、
（ｍ）前記第２の反射光から前記記録層に記録された情報を再生するステップと
をさらに具備する
光学的情報記録再生方法。
【国際調査報告】
2009148020.tif 000016
2009148020.tif 000017
2009148020.tif 000018