(57)【要約】【課題】確実なサーボ特性を有し高速ランダムアクセスや追加記録が可能であり、かつ３次元記録における高密度化も可能な情報の記録再生装置及び記録再生方法、並びに３次元記録媒体を提供する。【解決手段】位置情報などを示すサーボ層３１を予め有し、かつ深さ方向にデータ記録が可能な３次元記録媒体８に、記録再生用光源１及びサーボ用光源１６から出射されたビームを照射しながら、記録再生時は他の記録層への層間移動を予め指定した領域においてのみ実行する。また、記録再生用ビームの焦点位置の移動はリレーレンズ５の記録媒体側のレンズ移動のみで行い、層間移動に伴う球面収差を液晶素子７によって補正する。個々の記録マークに対して半径方向隣の記録トラックでは深さ方向に層間の半分だけずらして記録マークを形成する。これにより半径方向の記録トラックピッチを狭くすることができ、高密度化が可能となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
位置情報などを示すサーボ層を予め有し、かつ深さ方向にデータ記録が可能な３次元記録媒体を用い、該記録媒体に情報を記録する情報の記録再生装置であって、少なくともサーボ層にビームを照射するサーボ用光源と前記記録媒体中の記録層にビームを照射する記録再生用光源とを備え、それぞれの光源から出射された各ビームの焦点位置の制御が可能であり、該記録再生用ビームによる情報の記録中もしくは再生中においては記録媒体中の深さ方向における記録マークが形成されたあるいは形成する予定の他の記録層への層間移動を該サーボ層上の予め指定した領域においてのみ実行することを特徴とする情報の記録再生装置。
【請求項２】
請求項１記載の情報の記録再生装置において、該記録再生用ビームによる情報の記録中もしくは再生中においては深さ方向における記録マーク間の距離だけ離れた他の記録層への層間移動は記録媒体が１回転する間に実行を完了することを特徴とする情報の記録再生装置。
【請求項３】
請求項１記載の情報の記録再生装置において、該記録再生用ビームによる情報の記録中もしくは再生中においては深さ方向における記録マーク間の距離だけ離れた他の記録層への層間移動を、記録媒体が１回転する毎に実行することを特徴とする情報の記録再生装置。
【請求項４】
請求項３記載の情報の記録再生装置において、深さ方向における記録マーク間の距離だけ離れた他の記録層への層間移動を実行するための領域を、同一半径において深さ方向に（（記録層数／2）-1）個形成することを特徴とする情報の記録再生装置。
【請求項５】
請求項３記載の情報の記録再生装置において、深さ方向における記録マーク間の距離だけ離れた他の記録層への層間移動を実行するための領域が、同一半径において深さ方向に重ならないようにしたことを特徴とする情報の記録再生装置。
【請求項６】
請求項１記載の情報の記録再生装置において、該記録再生用ビームによる情報の記録中もしくは再生中においては深さ方向における記録マーク間の距離だけ離れた他の記録層への層間移動時に層情報を記録もしくは再生することを特徴とする情報の記録再生装置。
【請求項７】
請求項１記載の情報の記録再生装置において、記録再生用光源から出射された記録再生用ビームによる情報の記録中もしくは再生中における記録媒体中の半径方向の隣接記録トラックへの移動は前記サーボ層上の予め指定した領域においてのみ実行することを特徴とする情報の記録再生装置。
【請求項８】
請求項７記載の情報の記録再生装置において、記録媒体中の記録層の最下部あるいは最上部の層へ移動する時に半径方向の該隣接記録トラックへの移動も同時に実行することを特徴とする情報の記録再生装置。
【請求項９】
請求項８記載の情報の記録再生装置において、半径方向の該隣接記録トラックへの移動時は深さ方向における記録マーク間距離の約半分の距離だけ移動することを特徴とする情報の記録再生装置。
【請求項１０】
請求項１記載の情報の記録再生装置において、一度も記録されていない記録媒体の場合にはサーボ層に近い記録層から順に記録をしていくことを特徴とする情報の記録再生装置。
【請求項１１】
請求項１記載の情報の記録再生装置において、前記記録再生用光源から出射された記録再生用ビームによる情報の記録再生は、記録媒体が１回転する間の大部分の間は同一平面上の位置で行うことを特徴とする情報の記録再生装置。
【請求項１２】
位置情報などを示すサーボ層を予め有し、かつ深さ方向にデータ記録が可能な３次元記録媒体を用い、該記録媒体に情報を記録する情報の記録再生装置であって、少なくともサーボ層にビームを照射するサーボ用光源と前記記録媒体中の記録層にビームを照射する記録再生用光源とを備え、それぞれの光源から出射された各ビームの焦点位置の制御が可能であり、少なくとも目的の記録層へ記録再生用光源から出射されたビームを合わせる為の深さ方向へのビーム位置可変手段、予め焦点位置の移動距離と球面収差量との関係を求めておいて記録再生用光源から出射されたビームの焦点位置がサーボ層面上より記録層方向に移動した距離に応じて収差補正を自動で行う収差補正機構を備えていることを特徴とする情報の記録再生装置。
【請求項１３】
請求項１２記載の情報の記録再生装置において、記録再生用光源から出射されたビームの焦点位置を深さ方向に可変させるためにリレーレンズを用いることを特徴とする情報の記録再生装置。
【請求項１４】
請求項１３記載の情報の記録再生装置において、記録再生用光源から出射されたビームの焦点位置を深さ方向に可変させるために該リレーレンズの記録媒体側のレンズのみを移動させることを特徴とする情報の記録再生装置。
【請求項１５】
請求項１３記載の情報の記録再生装置において、該リレーレンズ中の焦点が合う場所にピンホールを設置したことを特徴とする情報の記録再生装置。
【請求項１６】
請求項１２記載の情報の記録再生装置において、該収差補正を行う為に液晶素子を用いたことを特徴とする情報の記録再生装置。
【請求項１７】
請求項１２記載の情報の記録再生装置において、初めて該記録再生装置にセットされた記録媒体においては、最初に設定された半径でのサーボ層上にサーボ用光源および記録再生用光源から出射された各ビームが合焦するように自動調整するＡＦ制御手段、その時のパラメータ値（リレーレンズの位置、フォーカスサーボゲインなど）を装置内のメモリに記憶する手段を有していることを特徴とする情報の記録再生装置。
【請求項１８】
請求項１７記載の情報の記録再生装置において、該サーボ層上にサーボ用光源および記録再生用光源から出射された各ビームが合焦するようにした状態におけるリレーレンズの記録媒体側のレンズ位置を基準として、記録再生用光源から出射されたビームが記録層方向へ移動した場合には記録層側のレンズ位置の変化により収差補正量を制御することを特徴とする情報の記録再生装置。
【請求項１９】
請求項１７記載の情報の記録再生装置において、初めて該記録再生装置にセットされた記録媒体においては、該サーボ層上にサーボ用光源および記録再生用光源から出射された２つのビームが合焦するようにした状態から改めて記録再生用ビームの焦点位置の移動量に対応する最適な収差補正量を求め、その値を元に記録媒体中の記録再生用ビームの基準位置からの移動した距離に応じて自動で収差補正を行うことを特徴とする情報の記録再生装置。
【請求項２０】
位置情報などを示すサーボ層を予め有し、かつ深さ方向にデータ記録が可能な３次元記録媒体を用い、該記録媒体に情報を記録する情報の記録再生装置であって、少なくともサーボ層にビームを照射するサーボ用光源と前記記録媒体中の記録層にビームを照射する記録再生用光源とを備え、それぞれの光源から出射された各ビームの焦点位置の制御が可能であり、該記録再生用光源から出射された記録再生用ビームによる記録では個々の記録マークに対して半径方向隣の記録トラックの記録マークを深さ方向にずらして記録を行うことを特徴とする情報の記録再生装置。
【請求項２１】
請求項２０記載の情報の記録再生装置において、個々の記録マークに対して半径方向隣の記録トラックの記録マークを深さ方向の記録マーク間距離の約半分だけずらして記録を行うことを特徴とする情報の記録再生装置。
【請求項２２】
請求項２０記載の情報の記録再生装置において、該サーボ層は凸部と凹部で形成され、該サーボ層の凸部に対応する一番サーボ層に近い記録マークと該サーボ層の凸部との距離に対して、該サーボ層の凹部に対応する一番サーボ層に近い記録マークと該サーボ層の凹部との距離の方を大きくとるようにして記録を行うことを特徴とする情報の記録再生装置。
【請求項２３】
位置情報などを示すサーボ層を予め有し、かつ深さ方向にデータ記録が可能な３次元記録媒体を用い、該記録媒体に情報を記録する情報の記録再生方法であって、サーボ用ビームはサーボ層に焦点を合わせて半径方向の位置を制御し、記録再生用ビームは少なくと記録層に焦点を合わせて深さ方向の位置を制御して目的の場所に記録再生を行うことが可能であり、該記録再生用ビームによる情報の記録中もしくは再生中においては記録媒体中の深さ方向における記録マークが形成されたあるいは形成する予定の他の記録層への層間移動を該サーボ層上の予め指定した領域においてのみ実行することを特徴とする情報の記録再生方法。
【請求項２４】
請求項２３記載の情報の記録再生方法において、該記録再生用ビームによる情報の記録中もしくは再生中においては深さ方向における記録マーク間の距離だけ離れた他の記録層への層間移動は記録媒体が１回転する間に実行を完了することを特徴とする情報の記録再生方法。
【請求項２５】
請求項２３記載の情報の記録再生方法において、該記録再生用ビームによる情報の記録中もしくは再生中においては深さ方向における記録マーク間の距離だけ離れた他の記録層への層間移動を、記録媒体が１回転する毎に実行することを特徴とする情報の記録再生方法。
【請求項２６】
請求項２５記載の情報の記録再生方法において、深さ方向における記録マーク間の距離だけ離れた他の記録層への層間移動を実行するための領域を、同一半径において深さ方向に（（記録層数／2）-1）個形成することを特徴とする情報の記録再生方法。
【請求項２７】
請求項２５記載の情報の記録再生方法において、深さ方向における記録マーク間の距離だけ離れた他の記録層への層間移動を実行するための領域が、同一半径において深さ方向に重ならないようにしたことを特徴とする情報の記録再生方法。
【請求項２８】
請求項２３記載の情報の記録再生方法において、該記録再生用ビームによる情報の記録中もしくは再生中においては深さ方向における記録マーク間の距離だけ離れた他の記録層への層間移動時に層情報を記録もしくは再生することを特徴とする情報の記録再生方法。
【請求項２９】
請求項２３記載の情報の記録再生方法において、記録再生用光源から出射された記録再生用ビームによる情報の記録中もしくは再生中における記録媒体中の半径方向の隣接記録トラックへの移動は前記サーボ層上の予め指定した領域においてのみ実行することを特徴とする情報の記録再生方法。
【請求項３０】
請求項２９記載の情報の記録再生方法において、記録媒体中の記録層の最下部あるいは最上部の層へ移動する時に半径方向の該隣接記録トラックへの移動も同時に実行することを特徴とする情報の記録再生方法。
【請求項３１】
請求項３０記載の情報の記録再生方法において、半径方向の該隣接記録トラックへの移動時は深さ方向における記録マーク間距離の約半分の距離だけ移動することを特徴とする情報の記録再生方法。
【請求項３２】
請求項２３記載の情報の記録再生方法において、一度も記録されていない記録媒体の場合にはサーボ層に近い記録層から順に記録をしていくことを特徴とする情報の記録再生方法。
【請求項３３】
請求項２３記載の情報の記録再生方法において、該記録再生用ビームによる情報の記録再生は記録媒体が１回転する間の大部分の間は同一平面上の位置で行うことを特徴とする情報の記録再生方法。
【請求項３４】
位置情報などを示すサーボ層を予め有し、かつ深さ方向にデータ記録が可能な３次元記録媒体を用い、該記録媒体に情報を記録する情報の記録再生方法であって、サーボ用ビームはサーボ層に焦点を合わせて半径方向の位置を制御し、記録再生用ビームは少なくと記録層に焦点を合わせて深さ方向の位置を制御して目的の場所に記録再生を行うことが可能であり、少なくとも目的の記録層へ記録再生用ビームを合わせる為に深さ方向へのビーム焦点位置を移動させた場合には、予め求めておいた記録再生用ビームの焦点位置の移動距離と球面収差量との関係から、記録再生用ビームの焦点位置がサーボ面上より記録層方向に移動した距離に応じて収差補正を自動で行うことを特徴とする情報の記録再生方法。
【請求項３５】
請求項３４記載の情報の記録再生方法において、前記情報の記録再生方法において、リレーレンズを用いて記録再生用ビームの焦点位置を深さ方向に可変させることを特徴とする情報の記録再生方法。
【請求項３６】
請求項３５記載の情報の記録再生方法において、該リレーレンズの記録媒体側のレンズのみを移動させて記録再生用ビームの焦点位置を深さ方向に可変させることを特徴とする情報の記録再生方法。
【請求項３７】
請求項３５記載の情報の記録再生方法において、該リレーレンズ中の焦点が合う場所にピンホールを設置していることを特徴とする情報の記録再生方法。
【請求項３８】
請求項３４記載の情報の記録再生方法において、液晶素子を用いて該収差補正を行うことを特徴とする情報の記録再生方法。
【請求項３９】
請求項３４記載の情報の記録再生方法において、初めて該記録再生装置にセットされた記録媒体においては、最初に設定された半径でのサーボ層上にサーボ用ビームおよび記録再生用ビームの両方の焦点が合うようにＡＦを自動調整し、その時のパラメータ値（リレーレンズの位置、フォーカスサーボゲインなど）を装置内のメモリに記憶することを特徴とする情報の記録再生方法。
【請求項４０】
請求項３９記載の情報の記録再生方法において、該サーボ層上にサーボ用ビームおよび記録再生用ビームの両方の焦点が合うようにした状態におけるリレーレンズの記録媒体側にあるレンズの位置を基準として、該記録再生用ビームが記録層方向へ移動した場合には記録層側のレンズ位置を変化させることにより収差補正量を制御することを特徴とする情報の記録再生方法。
【請求項４１】
請求項３９記載の情報の記録再生方法において、初めて該記録再生装置にセットされた記録媒体においては、該サーボ層上にサーボ用光源および記録再生用光源から出射された２つのビームが合焦するようにした状態から改めて記録再生用ビームの焦点位置の移動量に対応する最適な収差補正量を求め、その値を元に記録媒体中の記録再生用ビームの基準位置からの移動した距離に応じて自動で収差補正を行うことを特徴とする情報の記録再生方法。
【請求項４２】
位置情報などを示すサーボ層を予め有し、かつ深さ方向にデータ記録が可能な３次元記録媒体を用い、該記録媒体に情報を記録する情報の記録再生方法であって、サーボ用ビームはサーボ層に焦点を合わせて半径方向の位置を制御し、記録再生用ビームは少なくと記録層に焦点を合わせて深さ方向の位置を制御して目的の場所に記録再生を行うことが可能であり、該記録再生用ビームによる記録では、個々の記録マークに対して半径方向隣の記録トラックの記録マークを深さ方向にずらして記録を行うことを特徴とする情報の記録再生方法。
【請求項４３】
請求項４２記載の情報の記録再生方法において、個々の記録マークに対して半径方向隣の記録トラックの記録マークを深さ方向の記録マーク間距離の半分だけずらして記録を行うことを特徴とする情報の記録再生方法。
【請求項４４】
請求項４２記載の情報の記録再生方法において、該サーボ層は凸部と凹部で形成され、該サーボ層の凸部に対応する一番サーボ層に近い記録マークと該サーボ層の凸部との距離に対して、該サーボ層の凹部に対応する一番サーボ層に近い記録マークと該サーボ層の凹部との距離の方を大きくとるようにして記録を行うことを特徴とする情報の記録再生方法。
【請求項４５】
位置情報などを示すサーボ層を予め有し、かつ深さ方向にデータ記録が可能な３次元記録媒体において、記録再生用ビームによる情報の記録中もしくは再生中に記録媒体中の深さ方向における記録マークが形成されたあるいは形成する予定の他の記録層への層間移動を行う為に該サーボ層上の予め指定した領域に層間移動専用の領域を設けたことを特徴とする３次元記録媒体。
【請求項４６】
請求項４５記載の３次元記録媒体において、該記録再生用ビームによる情報の記録中もしくは再生中に記録媒体が１回転する間に深さ方向における記録マーク間の距離だけ離れた他の記録層への層間移動が完了していることを特徴とする３次元記録媒体。
【請求項４７】
請求項４５記載の３次元記録媒体において、該記録再生用ビームによる情報の記録中もしくは再生中に記録媒体が１回転する毎に深さ方向における記録マーク間の距離だけ離れた他の記録層への層間移動を繰り返していくことを特徴とする３次元記録媒体。
【請求項４８】
請求項４７記載の３次元記録媒体において、深さ方向における記録マーク間の距離だけ離れた他の記録層への層間移動を実行するための領域が、同一半径において深さ方向に（（記録層数／2）-1）個形成されていることを特徴とする３次元記録媒体。
【請求項４９】
請求項４７記載の３次元記録媒体において、深さ方向における記録マーク間の距離だけ離れた他の記録層への層間移動を実行するための領域が、同一半径において深さ方向に重ならないように形成されていることを特徴とする３次元記録媒体。
【請求項５０】
請求項４５記載の３次元記録媒体において、他の記録層への層間移動を実行するための領域に、層情報が記録されていることを特徴とする３次元記録媒体。
【請求項５１】
請求項４５記載の３次元記録媒体において、該記録再生用ビームによる情報の記録中もしくは再生中における記録媒体中の半径方向の隣接記録トラックへの移動の為の領域を該サーボ層上に設けていることを特徴とする３次元記録媒体。
【請求項５２】
請求項５１記載の３次元記録媒体において、記録媒体中の記録層の最下部あるいは最上部の層に繋がって半径方向の該隣接記録トラックへ移動するための領域が設けられていることを特徴とする３次元記録媒体。
【請求項５３】
請求項５２記載の３次元記録媒体において、半径方向の該隣接記録トラックへの移動距離は深さ方向における記録マーク間距離の約半分であることを特徴とする３次元記録媒体。
【請求項５４】
請求項４５記載の３次元記録媒体において、一度も記録されていない記録媒体の場合にはサーボ層に近い記録層から順に記録されていることを特徴とする３次元記録媒体。
【請求項５５】
請求項４５記載の３次元記録媒体において、該記録再生用ビームにより形成された記録マークはほぼ同一平面上の位置に形成されていることを特徴とする３次元記録媒体。
【請求項５６】
位置情報などを示すサーボ層を予め有し、かつ深さ方向にデータ記録が可能な３次元記録媒体において、個々の記録マークに対して半径方向隣の記録トラックの記録マークが深さ方向にずれて記録されていることを特徴とする３次元記録媒体。
【請求項５７】
請求項５６記載の３次元記録媒体において、深さ方向の記録マーク間距離の半分だけずれて記録されていることを特徴とする３次元記録媒体。
【請求項５８】
請求項５６記載の３次元記録媒体において、前記情報の記録媒体において、該サーボ層は凸部と凹部で形成され、該サーボ層の凸部に対応する一番サーボ層に近い記録マークと該サーボ層の凸部との距離に対して、該サーボ層の凹部に対応する一番サーボ層に近い記録マークと該サーボ層の凹部との距離の方をより離して記録されていることを特徴とする３次元記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は情報の記録再生装置及び記録再生方法、並びに情報記録媒体に係り、特に記録媒体の厚さ方向に3次元的に記録マークを形成し、連続的或いはランダムに記録再生を行う情報の記録再生装置及び記録再生方法、並びに3次元的に記録マークが形成された３次元記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報の大容量化に伴い、光記録を用いた高密度記録技術の開発が活発に行われている。光記録では、その限界が光の回折により、記録ビット径が500nm前後といわれている。この回折限界は光の波長に比例し、さらに、レンズの性能指数(ＮＡ)に反比例する。
【０００３】
このため、高密度化の１つの方向は、光の波長を短波長化すること、絞り込みレンズを高ＮＡ化することにある。また、別の方法としては、この回折限界によらない光学現象を利用する方法である。記録媒体においては、超解像膜を記録膜上に形成する方法がある。また、光ヘッドにおいては、最近、特に、これらを推進する方法として、光における近接場が注目されている。たとえば、ＳＩＬ(Solid Immersion Lens)を用いて高ＮＡ化を実現し、通常の光学レンズを用いたものより小さなスポット径を得ている。
【０００４】
前記のように、記録の為のビームスポットを小さくする方向とは別に、記録媒体の深さ方向へ記録することにより更なる大容量化を図る方法も考えられている。その内の一つが、特許文献１に記載されているようなバルク状態の記録媒体に3次元的に記録再生を行うものである。
【０００５】
このようなバルク状態への記録再生方法は種々考えられるが、その中で、従来技術で実施されているような螺旋状記録は、連続的に無駄なく記録再生が行える点でメリットは大きい。即ち、光ディスクを回転させて光ビームを光ディスクの半径方向に走査しながら光ビームを深さ方向にも移動させることにより螺旋軌跡上に記録マークを順次形成させるのである。この時、光ビームを回転している光ディスクの半径方向の所定位置に固定させ、光ビームを深さ方向に移動させることにより、木の年輪状の軌跡上に記録マークが形成することもできる。
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−２２８０１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来技術のように、螺旋状記録や木の年輪状記録においては、記録マークは深さ方向に僅かにずらしながら記録を行う為に、確実なサーボ及び記録再生を行うには連続して記録される２つの記録マークの相対位置関係が重要になる。従来技術によれば、記録される記録マークの軌跡上の距離Ｌと記録マークの深さ方向の相対位置の差ｄが「０＜ｄ／Ｌ＜２．５」の関係を満たすようにしている。
【０００８】
しかし、記録時の熱的影響により記録マークの深さ方向に大きくずらすケースも有り、その時には前記許容範囲に入らなくなる可能性がある。更に、記録の変調方式によっても記録マーク間が大きくなりＡＦ（自動焦点）やトラッキングなどのサーボがかからなくなる可能性もある。また、連続的に深さが変化する為に絶えず球面収差補正をする必要もあり、フォーカス制御が難しい。
【０００９】
また仮に従来技術の一例のように、同一平面状の領域の再生が終了し次の層へ移動する時に層間の連結部（最内周から最外周）において螺旋状に記録マークを配列するようにすると、記録マーク間及び層方向への移動距離をそれほど大きく取れないので結局層間移動に相当な時間がかかってしまう。更に層間の距離を大きく取らないといけなくなる。
【００１０】
また、従来技術においては、深さ方向への記録マークの形成は記録装置の機械的制御により実行できるが、このような螺旋状記録では深さ方向の情報が無い為に、一度書きこんだ記録マークの高速再生や追加記録は難しい。もし、記録トラック上にアドレスなどの情報を書き込んでいたとしても、連続的に再生していかなければ目的のアドレスに到達することが出来ず、高速アクセスはできない。もちろん、機械的に深さ方向を制御することによる再生方法も考えられるが装置間の違いなどにより深さ位置の誤差が大きくて実用的ではない。
【００１１】
本発明は、このような従来技術における問題点を解決し、確実なサーボ特性を有し高速ランダムアクセスや追加記録が可能であり、かつ３次元記録における高密度化も可能な情報の記録再生方法及び記録再生装置、並びに情報記録媒体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
かかる課題を解決するために、本発明における記録再生装置は、以下の特徴を備えている。
（１）アドレスや半径位置などの情報を表す為の凹凸を有するサーボ層を予め有し、かつ深さ方向にデータ記録が可能な３次元記録媒体を用い、この記録媒体に情報を記録する情報の記録再生装置であって、サーボ層にビームを照射するサーボ用光源と記録媒体中の記録層にビームを照射する記録再生用光源とを少なくとも備え、それぞれの光源から出射された各ビームの焦点位置の制御がそれぞれ別に可能であり、さらに記録再生用ビームによる情報の記録中もしくは再生中においては記録媒体中の深さ方向における記録マークが形成されたあるいは形成する予定の他の記録層への層間移動を実施するために設けられた領域においてのみ実行することを特徴としている。
【００１３】
ここでは、この他の記録層への層間移動を実施するために設けられた領域を便宜上「層間切り替え領域」と呼ぶことにする。
【００１４】
ここでの記録層とは、記録媒体の深さ方向に対してある一定の距離を隔ててサーボ層にほぼ平行面（同一平面）である仮想の層も含む。即ち、予め記録層として記録膜や保護膜などが形成されているわけでもなく、記録されたマークが同一平面上にさも層があるように配置されている場合である。また、これから記録を行おうとする場合においては仮想の記録層としてその同一平面上への記録を実施することになる。
【００１５】
サーボ層には、同心円状あるいはスパイラル状に凹凸の溝が形成されている。必要に応じてこの凹凸の表面に金属膜などを形成しても良い。
【００１６】
また記録再生用ビームによる情報の記録中もしくは再生中においては深さ方向における記録マーク間の距離だけ離れた他の記録層への層間移動は記録媒体が１回転する間に「層間切り替え領域」において実行することを特徴としている。
【００１７】
さらに、深さ方向における記録マーク間の距離だけ離れた他の記録層への層間移動を、記録媒体が１回転する毎に実行すれば、連続的に深さ方向への記録再生が可能となる。例えば、ある半径において１層目の記録層における特定の場所から記録再生を実施し始め、この記録媒体が1回転する間に次の３層目の記録層へ記録再生用ビームが「層間切り替え領域」を通って移動していき、次の１回転で３層目から「層間切り替え領域」を通って５層目へ移動するのである。ここで１層目から２層目へ移動しないで３層目に移動する理由は、後述するように、個々の記録マークに対して半径方向隣の記録トラックの記録マークを深さ方向にずらして記録を行っているので、同じ半径で見ると深さ方向に２層毎に移動していることになるのである（記録マーク間の距離）。この場合、記録再生する情報量が少ない場合には、記録再生が深さ方向への移動がメインになり、半径方向への移動距離が少なくなる為、例えば追加記録時の記録開始場所へのアクセス時間が少なくすむ。ここでの「層間切り替え領域」は、同一半径において深さ方向に（（記録層数／2）-1）個形成することになる。
【００１８】
本発明では深さ方向における記録マーク間の距離だけ離れた他の記録層への層間移動時に「層間切り替え領域」内の各層間移動領域毎に層情報を記録もしくは再生することも特徴の一つである。ここでの層情報は、マーク列でもＤＣ(連続)マークをウォブルさせて表しても良い。即ち、半径方向の位置情報はサーボ層で制御し、深さ方向への位置制御はこの層情報を読むことにより行うのである。これにより、情報の再生時に高速アクセスが可能となる。この時、層情報と同時に、ＤＣ(連続)マークによる、ＡＦ引き込み部と層間切り替え部を設けている。このＡＦ引き込み部は、ランダムアクセスした時に情報の記録マーク列ではＡＦが引き込みにくいので、ＡＦを引き込みやすくするためにこのＤＣ(連続)マークを設けているのである。同じように、層間移動時のＡＦを確実にする為に層間切り替え部を設けているのである。この意味からも、これらのＤＣ(連続)マークの幅を、記録マークの幅よりも広くするのが好ましい。この「層間切り替え領域」にはユーザデータは記録されない。実際の動作としては、まず記録再生用ビームをサーボ層側から記録層側へ移動させることにより、記録層間に形成されているＤＣ(連続)マークによるＡＦ引き込み部の再生信号が検知される。このＡＦ引き込み部の再生信号の数を数えて、目的の層の手前の層間に来ると、ＡＦ制御をＡＦ引き込み部で実施し、すぐに層情報を読むことにより確実な層間移動が可能となる。その層情報を元に層間切り替え部を通って次の記録層への記録再生を実施するのである。
【００１９】
また、情報の再生時のランダムアクセス性を向上させるために、深さ方向における記録マーク間の距離だけ離れた他の記録層への層間移動を実行する「層間切り替え領域」を、同一半径において深さ方向に重ならないようにしてもよい。即ち、各記録層間に対応した領域が記録トラックの円周方向にずれているのである。実際の動作としては、まず記録再生用ビームをサーボ層側から記録層側へ移動させることにより、記録層間に形成されているＤＣ(連続)マークによるＡＦ引き込み部の再生信号が検知される。このＡＦ引き込み部の再生信号が検知される円周方向の位置が、予めわかっているサーボ層上の円周方向の位置（アドレスなど）と対応することにより、深さ方向の位置が即座にわかる。そして目的の層の手前の層間に来ると、ＡＦ制御をＡＦ引き込み部で実施し、すぐに層情報を読むことにより確実な層間移動が可能となる。その層情報を元に層間切り替え部を通って次の記録層への記録再生を実施するのである。なお、一旦、記録層間の距離と記録再生ビームの焦点位置の移動距離との関係を調べることにより、記録媒体を記録再生装置から外さない限り、高速アクセスが可能である。
【００２０】
また追加記録を行う場合には、以前記録した最後の位置を改めて探すか記録層中に記録あるいは記録再生装置の内部メモリに記憶しておく必要がある。ただ、上記の様に深さ方向における記録マーク間の距離だけ離れた他の記録層への層間移動を実行する「層間切り替え領域」を、同一半径において深さ方向に重ならないように設けておけば、すぐに以前記録した最後の位置を探すことができる。
【００２１】
更に本発明では、記録再生用ビームによる情報の記録中もしくは再生中における記録媒体中の半径方向の隣接記録トラックへの移動を実施するために設けられた領域においてのみ実行することを特徴としている。
【００２２】
ここでは、この隣接記録トラックへの移動を実施するために設けられた領域を便宜上「記録トラック切り替え領域」と呼ぶことにする。この「記録トラック切り替え領域」は、「層間切り替え領域」と同じ領域を兼ねている場合が多い。
【００２３】
半径方向の隣接記録トラックへの移動は記録媒体中の記録層の最下部あるいは最上部の層へ層間移動する時に同時に実行される。例えば情報も再生時においては、記録媒体に形成された記録層の最上部の層へ移動する時に、「記録トラック切り替え領域」に形成されたＤＣ（連続）マークに沿って半径方向にビームを１記録トラック分移動させる。サーボ層に予め設けられている凹凸に対して記録トラックを設けているので、ここでは例えばサーボ層の凸部から凹部へサーボ用のビームにおけるトラッキングサーボの極性を変えて半径方向へ対物レンズを移動させることになる。この時の「記録トラック切り替え領域」でのトラッキングサーボは記録再生用ビームにより制御しても良い。この時、半径方向の該隣接記録トラックへの移動時は深さ方向における記録マーク間距離の約半分の距離だけ移動する。こうすることにより深さ方向に隣の記録マークとずれることになり記録密度を上げることができる。
【００２４】
また、一度も記録されていない記録媒体の場合を装置にセットした場合には、サーボ層に近い記録層から順に記録をしていくことにより、記録された記録マークによる影響を少なくすることができて好ましい。
【００２５】
場合によっては、「層間切り替え領域」及び「記録トラック切り替え領域」のトータル走査時間分のバッファメモリを記録装置内に設けても良い。
【００２６】
更に、確実に素早く記録マークを形成するために、複数のビームを用いて同時に記録再生を行えば短時間で記録再生が終了でき好ましい。
【００２７】
（２）位置情報などを示すサーボ層を予め有し、かつ深さ方向にデータ記録が可能な３次元記録媒体を用い、該記録媒体に情報を記録する情報の記録再生装置であって、少なくともサーボ層にビームを照射するサーボ用光源と前記記録媒体中の記録層にビームを照射する記録再生用光源とを備え、それぞれの光源から出射された各ビームの焦点位置の制御が可能であり、少なくとも目的の記録層へ記録再生用光源から出射されたビームを合わせる為の深さ方向へのビーム位置可変手段、予め焦点位置の移動距離と球面収差量との関係を求めておいて記録再生用光源から出射されたビームの焦点位置がサーボ層面上より記録層方向に移動した距離に応じて収差補正を自動で行う収差補正機構を備えていることを特徴としている。
【００２８】
本発明では、確実なサーボ及びアクセスを可能とするために、サーボ層を設けてこれ専用のサーボ用ビームによりＡＦ制御及びトラッキング制御している。また、これとは別に記録再生用ビームを用いて、確実な記録再生を実施している。この場合、２つのビームは同じ対物レンズを用いているため、２つのビーム同時に一つの対物レンズによる制御はできない。そこで、対物レンズの制御はサーボ用ビームのみで実行するようにしている。即ち、記録媒体の回転中に生じる上下ぶれや偏心などはサーボ用ビームで制御し、記録再生用ビームでは対物レンズの制御はしていない。ここで、サーボ用ビームと記録再生用ビームの対物レンズに対する光軸は同じである。本発明の記録再生装置ではサーボ用ビームの焦点位置と記録再生用ビームの焦点位置は任意に変えることができる。本発明では、初期状態において対物レンズに対して記録再生用ビームの焦点位置をサーボ用ビームの焦点位置よりも遠くになるようにしている。実際には、記録再生用ビームの焦点位置を深さ方向に可変させるためにリレーレンズを用いている。更にこのリレーレンズの記録媒体側のレンズのみを移動させることにより、リレーレンズ内で平行光が焦点を結ぶ位置の変化も無く記録再生用ビーム焦点位置を確実に制御できる。また、リレーレンズ中の焦点が合う場所にピンホールを設置することにより、記録媒体中の目的の記録マークからの反射ビーム以外の反射ビームをこのピンホールで除去することができ、確実な再生信号を得ることが出来る。厳密に言えば、対物レンズの移動に応じて記録再生用ビームの焦点位置を自動調整した方が好ましい。
【００２９】
通常、記録再生用ビームが透過する層（基板や保護層など）の厚みによって球面収差が発生する。この球面収差は、層の厚さをｄ、ビームの波長をλとすると、ＮＡ４×ｄ／λに比例する。即ち、この層の厚さによって球面収差を補正する必要がある。そこで、本発明では、球面収差補正を行う為に液晶素子を用いている。この液晶素子は、誘電率と屈折率に異方性を持つため、液晶素子に印加する電圧によって屈折率が変化する。この物性を利用することにより、球面収差を補正するものである。
【００３０】
次に、球面収差を自動で補正する方法を述べる。
初めて記録再生装置にセットされた記録媒体においては、最初に設定された半径でのサーボ層上にサーボ用ビームおよび記録再生用ビームの両方が合焦するようにそれぞれのＡＦ制御手段により実行する。その時のパラメータ値（リレーレンズの位置、フォーカスサーボゲインなど）を装置内のメモリに記憶しておく。これらのパラメータを取得する為の領域を、記録再生領域とは別の半径位置に設けても良い（初期調整用領域）。
【００３１】
また、記録再生用ビームの焦点位置の移動距離と球面収差量との関係は予め記録再生装置内の内部メモリに記憶されている。
【００３２】
サーボ層上にサーボ用ビームおよび記録再生用ビームの両方が合焦するようにした状態におけるリレーレンズの記録媒体側のレンズ位置を基準として、記録再生用光源から出射されたビームが記録層方向へ移動した場合には記録層側のレンズ位置の変化により収差補正量を制御するのである。例えば、３層目の記録層へ記録再生用ビームの焦点を合わせた時に、サーボ層面に焦点が合った状態でのリレーレンズの記録媒体側のレンズ位置（基準位置）から２０μｍ程度記録媒体側のレンズが移動したとすると、内部メモリに記憶されている電圧補正分布データをもとに２０μｍずれた時の補正量分だけ液晶素子に電圧をかけて補正する（ここでは層厚がある程度わかっている場合）。本発明では、基準位置から５μｍずつ６０μｍまでずれた場合の補正データを記憶させている（１３データ）。層厚が数１００μｍであれば５μｍ程度ずれても収差補正をすれば再生品質に問題はでないので、記録媒体側のレンズ移動量は四捨五入している。この球面収差補正は「層間切り替え領域」あるいは「記録トラック切り替え領域」で実施するのが好ましい。
【００３３】
更にサーボ層上に２つのビームが合焦するようにした状態から改めて記録再生用ビームの焦点位置の移動量に対応する最適な収差補正量を求め、その値を元に記録媒体中の記録再生用ビームの基準位置からの移動した距離に応じて自動で収差補正を行ってもよい。この場合の方が確実に球面収差補正ができる。
【００３４】
（３）位置情報などを示すサーボ層を予め有し、かつ深さ方向にデータ記録が可能な３次元記録媒体を用い、該記録媒体に情報を記録する情報の記録再生装置であって、少なくともサーボ層にビームを照射するサーボ用光源と前記記録媒体中の記録層にビームを照射する記録再生用光源とを備え、それぞれの光源から出射された各ビームの焦点位置の制御が可能であり、該記録再生用光源から出射された記録再生用ビームによる記録では個々の記録マークに対して半径方向隣の記録トラックの記録マークを深さ方向にずらして記録を行うことを特徴としている。
【００３５】
個々の記録マークに対して半径方向隣の記録トラックの記録マークを深さ方向の記録マーク間距離の約半分だけずらして記録を行うことにより、３次元記録においては最も高密度に記録することができる。即ち、半径方向に約１３.４％の高密度化が図れることになる。
【００３６】
サーボ層を凸部と凹部で形成し、該サーボ層の凸部に対応する一番サーボ層に近い記録マークと該サーボ層の凸部との距離に対して、該サーボ層の凹部に対応する一番サーボ層に近い記録マークと該サーボ層の凹部との距離の方を大きくとるようにして記録を行えば更に効率が良い。
【００３７】
以上の様に、「層間切り替え領域」や「記録トラック切り替え領域」を設けたことにより、従来課題となっていた高速ランダムアクセスが可能となり、層間切り替えに要していた時間が大幅に短縮できた。また、記録再生用ビームの焦点位置の移動はリレーレンズの記録媒体側のレンズ移動のみで行い、層間移動に伴う球面収差は液晶素子によって自動補正することにより、確実な記録再生が行えるようになった。更に個々の記録マークに対して半径方向隣の記録トラックでは深さ方向に層間の半分だけずらして記録マークを形成することにより、半径方向の記録トラックピッチを狭くすることができ、高密度化が可能となった。
【発明の効果】
【００３８】
かくして本発明によれば、更なる高密度化が可能な情報の記録再生装置及び記録再生方法、並びに情報記録媒体が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
以下、図面に基づき、本発明を実施するための最良の形態（以下、実施の形態）について詳細に説明する。
【００４０】
(実施例)
図１は、本実施の形態が適用される３次元記録媒体への記録再生装置を説明するための図である。記録再生装置１００は、波長４０５ｎｍのレーザ光を発光する記録再生用高出力半導体レーザ１と、記録再生用高出力半導体レーザ１からのビームを平行光線にするコリメートレンズ２と、偏光ビームスプリッタ３と、λ/４板４と、記録再生用ビームの焦点位置を変えるためのリレーレンズ５と、再生信号のSNを上げるためにリレーレンズ５内に設けたピンホール６と、球面収差を補正する球面収差補正板（液晶素子）７と、記録再生用ビーム及びサーボ用ビームを３次元記録媒体８内に焦点を絞る対物レンズ９と、記録媒体から戻ってきたビームを元に信号再生用とＡＦ用及びトラッキング用のビームに分けるビームスプリッタ１０と、ビームスプリッタ１０により分けられた信号用の平行光線を絞り込む絞り込みレンズ１１と、信号用の検出器１２と、ＡＦ用及びトラッキング用のビームを絞り込む絞込みレンズ１３とシリンドリカルレンズ１４と検出器１５、を有している。
【００４１】
また、記録装置１００は、サーボ用ビームに使用する波長６５０ｎｍのレーザ光を発光するサーボ用半導体レーザ１６と、コリメートレンズ１７と、偏光ビームスプリッタ１８と、λ／４波長板１９と、波長４０５ｎｍのレーザ光を選択的に透過し、波長６５０ｎｍのレーザ光を選択的に反射するダイクロイックミラー２０と、反射ミラー２１と、絞り込みレンズ２２と、シリンドリカルレンズ２３とＡＦ制御用の検出器２４と、を有する。
【００４２】
更に、記録装置１００は、記録再生用高出力半導体レーザ１を制御するレーザドライバ２５と、サーボ用半導体レーザ１６を制御するレーザドライバ２６と、検出器２４からの信号を用いて対物レンズ９の焦点位置を調整するＡＦ＆トラッキング制御回路２７および記録再生用ビームの焦点位置を目的の記録層に合わせるためのＡＦ＆トラッキング制御回路２８と、サーボ制御、記録パワー制御などを総合的に制御するマイクロプロセッサ２９と、を備えている。
【００４３】
尚、記録再生装置１００は、対物レンズ９の位置を調整するためのアクチュエータと、リレーレンズ５の各レンズを移動させる移動装置と、リレーレンズ５と連動して球面収差補正板７に収差が小さくなるように電圧を印加する自動補正機構を備え、さらに、レーザスポットを３次元記録媒体８の半径方向に移動させる移動装置と、３次元記録媒体８を回転させるための回転装置と、を有し、これらは図示を省略した。
【００４４】
また、本実施の形態においては、記録再生用ビームに波長（λ）４０５ｎｍの高出力半導体レーザ１を使用しているが、これに限定されず、波長（λ）２５０ｎｍ〜４５０ｎｍの高出力レーザを用いても良い。更に、光源は、高出力半導体レーザに限らず、ガスレーザ、他の構造のレーザを用いることができる。記録ビームの波長は、３次元記録媒体の記録層における吸収率が大きい波長が好ましい。
【００４５】
前記、３次元記録媒体は、ポリカーボネイト基板３０上にサーボ層３１を形成し、この上に３次元記録が可能な記録膜３２を形成し、０．１ｍｍの透明保護板のカバー層３３で挟んだ構造となっている。
【００４６】
本実施例では、３次元記録が可能な記録膜３２として２光子吸収を利用するためにアクリル樹脂を用いたが、フォトリフラクティブ効果を利用したものやフォトクロミズム効果を利用した物等、ビーム照射によりその部分の反射率や屈折率などの光学定数が変化するものなら本発明に使用できる。
【００４７】
ここで図１を元に実際の記録再生動作を説明するが、記録再生装置１００に初めて記録媒体８をセットした場合の記録動作についてのみ例として詳細に説明する。
【００４８】
まず記録媒体８をセットしたら目的の回転数まで記録媒体８を回転させる。一定回転数になったら、サーボ用ビームを基準半径位置（初期調整用領域）の記録トラック上のサーボ層３１表面に照射し、ＡＦ及びトラッキングをかける。と同時に、記録再生用ビームの焦点位置が同じサーボ層３１表面に合うようにリレーレンズ５の記録媒体側のレンズを移動させる。（ここでリレーレンズ５の記録媒体側のレンズのみを移動させることにより、リレーレンズ内で平行光が焦点を結ぶ位置の変化も無く記録再生用ビーム焦点位置を確実に制御できる。）そしてＡＦ・Ｔｒ制御回路２８によりサーボ層３１に記録再生用ビームのＡＦがかかった状態のパラメータ（リレーレンズ５における記録媒体側のレンズの位置、フォーカスサーボゲインなど）を記録再生装置１００内の内部メモリに記憶しておく。
【００４９】
次に、サーボ用ビームを元にサーボ層３１にＡＦ制御した状態で記録しようとする目的の半径位置の記録トラック上に移動し、トラッキング完了と同時に、リレーレンズ５における記録媒体側のレンズを移動させることにより記録再生用ビームの焦点位置をサーボ層３１面から仮想の第１記録層の位置まで上昇させる。この時、記録再生用ビームの焦点位置の移動距離とリレーレンズ５における記録媒体側のレンズの移動距離との関係を予め求めておけば、目的の記録層への移動を素早くできる。
【００５０】
この時、記録膜３２中の深さ方向に記録再生用ビームの焦点位置が移動した為、球面収差の量が変化する。この球面収差は、層の厚さをｄ、ビームの波長をλとすると、ＮＡ４×ｄ／λに比例する。即ち、記録再生用ビーム移動することにより、対物レンズ９と記録再生用ビームの焦点位置との間にあるカバー層３３と記録膜３２との合計の厚さが変化し、この変化した層のトータル厚さによって球面収差を補正する必要がある。そこで、本発明では、球面収差補正を行う為に液晶素子７を用いている。この液晶素子７は、誘電率と屈折率に異方性を持つため、液晶素子７に印加する電圧によって屈折率が変化する。この物性を利用することにより、球面収差を補正するものである。
【００５１】
この時、１層目の記録層へ記録再生用ビームの焦点を移動させた時に、サーボ層３１面に焦点が合った状態でのリレーレンズ５の記録媒体側のレンズ位置（基準位置）から２０μｍ程度記録媒体側のレンズが移動したとすると、記録装置１００の内部メモリに記憶されている電圧補正分布データをもとに１０μｍずれた時の補正量分だけ液晶素子７に電圧をかけて補正する。本実施例では、基準位置から５μｍずつ６０μｍまでずれた場合の補正データを記憶させている（１３データ）。この場合、サーボ層の凹凸の溝深さが十分に大きい場合にはこの溝深さ分も考慮して収差補正をする必要がある。
【００５２】
さらにサーボ層上に２つのビームが合焦するようにした状態から改めて記録再生用ビームの焦点位置の移動量に対応する最適な収差補正量を求め、その値を元に記録媒体中の記録再生用ビームの基準位置からの移動した距離に応じて自動で収差補正を行ってもよい。この場合の方が確実に球面収差補正ができる。
【００５３】
また、本実施例のようにリレーレンズ５中の焦点が合う場所にピンホール６を設置することにより、目的の記録層における記録マークなどからの反射ビーム以外の反射ビームはこのピンホールで除去することができ、確実な再生信号を得ることが出来る。また、リレーレンズ５の記録媒体側のレンズのみを移動させるためにリレーレンズ５内で平行光が焦点を結ぶ位置の変化も無いので、ピンホール６の位置を記録再生用ビームの焦点位置を移動させる度に移動させる必要はない。
【００５４】
なお、記録層１以降の記録層への記録再生方法に関しては図２を元に説明する。
図２は、本実施例における３次元記録媒体に記録する場合の記録再生用ビームの軌跡を説明する為の媒体断面図である。なお、レーザビームの入射方向に対してほぼ垂直な面を記録層（仮想の記録層）  と仮定し、この記録層には同心円状に記録マークを形成するための記録トラック、即ちサーボ用の凸部３４及び凹部３５に対応する記録トラックが設定されている。この記録トラックは凹凸などの形状変化はしてない仮想の記録トラックである。わかりやすくする為に、図２は各記録トラックすべてに記録マークが形成されている場合の記録媒体の断面図を示している。ここでは再生の場合についての動作を詳細に説明する。
【００５５】
まず、記録媒体８を回転させながら記録しようとする記録トラックの半径位置に、対物レンズ９を移動させる。そして、例えば再生開始点である記録マーク(1)に記録再生用ビーム（実線）の焦点を合わせる。この時は、サーボ用ビーム(点線)の焦点は、サーボ層の表面に合っている。ここでリレーレンズ５における記録媒体側のレンズを移動させることにより記録再生用ビームの焦点位置をサーボ層３１面から仮想の第１記録層の位置まで上昇させる。この時、記録再生用ビームの焦点位置の移動距離とリレーレンズ５における記録媒体側のレンズの移動距離との関係を予め求めておけば、目的の記録層への移動を素早くできる。ただ、記録再生用ビームの焦点位置を目的のところまで移動させたとしても第１記録層３６の記録マーク(1)に焦点が合わない場合も有り、その場合には記録再生用ビームの制御回路２８により確実に合わせることになる。また場合によっては、記録マーク列へのトラッキングもこの記録再生用ビームの制御回路２８により実施しても良い。次に記録マーク(1)と同じ記録トラック（ここでは凸部３４に対応した記録トラック上）にある記録マーク列を再生しながら記録媒体８が１回転すると記録マーク(1)´を通って同じ場所に戻ってくることになるが、本実施例では、１回転して元の位置に戻る前に「層間切り替え領域」（図４にて説明）が形成されており、その「層間切り替え領域」で深さ方向の記録マーク間ｄ（この距離は記録膜の材質によって異なるが、この値は予め記録再生装置１００内の内部メモリに記憶されている）だけ対物レンズ９の方に移動し、記録マーク(1)に対してはｄの距離だけ離れた第３記録層３７の記録マーク(2)が再生される。同様にして、サーボ層３１の凸部３４上の記録トラックのみについて再生を実行していく（この図では第５記録層３８まで）。そして第５記録層３８を再生した後、「層間切り替え領域」と同じ場所でサーボ層３１の凹部３５に対応する記録トラックに移動することになる。
【００５６】
これは「記録トラック切り替え領域」（図４にて説明）が設けられている為である。この「記録トラック切り替え領域」において、再生ビームは内周側の記録トラックに移動するとともに第６記録層３９の位置に移動し、記録マーク(4)を再生する。即ち「記録トラック切り替え領域」において深さ方向に記録マーク間の半分の距離だけ移動していることになる（本実施例では記録マーク間の距離ｄの半分が記録層間になっている：ｄ／２）。
【００５７】
同様にして記録マーク(4)と同じ記録トラック（ここでは凹部３５に対応した記録トラック上）にある記録マーク列を再生しながら記録媒体８が１回転すると記録マーク(4)´を通って同じ場所に戻ってくることになるが、本実施例では、前記「層間切り替え領域」で深さ方向の記録マーク間（この距離は記録膜の材質によって異なる）だけ記録媒体８の方に移動し、記録マーク(4)に対してはｄの距離だけ離れた第４記録層４０の記録マーク(5)が再生される。同様にして、サーボ層３１の凹部３５上の記録トラックのみについて再生を実行していく（この図では第２記録層４１まで）。そして第２記録層４１を再生した後、「記録トラック切り替え領域」において、再生ビームは内周側の記録トラックに移動するとともに第１記録層３６の位置に移動し、記録マーク(7)を再生する。即ち「記録トラック切り替え領域」において深さ方向に記録マーク間の半分の距離だけ移動していることになる。この動作を繰り返すことにより、例えば内周側に再生を連続的に行うことが出きる。ただし、半径方向に記録トラックを切り替えた時（例えばサーボ層３１の凸部３４から凹部３５へのビーム移動）には、サーボ用ビームのトラッキング極性を同時に変える必要がある。このように、同一半径上では記録媒体が回転しても半径方向へのビーム移動は無く、深さ方向へのみ記録再生用ビームの焦点が移動することになる。従って、サーボ層に形成する凹凸の溝は同心円状が好ましい。結果的に対物レンズは最終的には図２のように、個々の記録マークに対して半径方向隣の記録トラックの記録マークを深さ方向の記録マーク間距離の約半分だけずらして記録を行うことになり、３次元記録においては最も高密度に記録することができる。即ち、半径方向に約１３.４％の高密度化が図れることになる(図３で説明)。
【００５８】
図３は、本実施例における３次元記録媒体に記録された記録マークの配置が従来の配置に比べて高密度化が可能であることを示したものである。図３（Ａ）には、従来技術として他のマークに何らかの影響を及ぼす範囲を球状として、最も高密度に記録できるパターンを図示している（記録マーク間：ｄ）。これに対して、図３（Ｂ）は、本発明の記録マークの配置図を示している。本発明では、他のマークからの何らかの影響が及ばないような範囲で、かつ高密度化を図るために、個々の記録マークに対して半径方向隣の記録トラックの記録マークを深さ方向にずらしている。この時、図３(Ｂ)のように記録マーク間間ｄの半分だけずらすのが最も効率が良い（ここでは層間距離分）。計算すると、半径方向に約１３.４％の高密度化が図れる（cos30°＝0.866＝86.6％）。結果的に、記録トラックの半径方向両隣の記録トラックには記録マークを形成していないことになる。更に、層間の上下の記録トラックで記録マークが重ならないように記録マークを形成することにより更なる高密度化も可能である。計算を簡単にする為に、他のマークに何らかの影響を及ぼす範囲を球状としたが、実際にはビームが及ぼす範囲は深さ方向に長い長円形となる。  しかし、基本的にはずらした方が従来技術より高密度記録は可能となる。
【００５９】
図３において、深さ方向に注目すると従来技術よりも本発明の方が記録マーク間ｄの半分の厚みだけ厚くなっていることがわかる。ただ、従来技術においてもう１層増やすには記録マーク間距離ｄの分の厚さが必要となる。即ち３層分の記録においては３ｄ以内の間にすれば良く、本技術においても深さ方向の必要な厚さは２．５ｄである為に容量的には同じといえる。また、深さ方向の層数が多くなればなるほど、余分なｄ/２分の厚さの全体に占める割合は少なくなっていく。
【００６０】
また、記録マークを深さ方向にずらす場合、サーボ用の凹凸に対応させた方が好ましい。即ち、凹部３５のすぐ下にある記録トラックの方が凸部３４のすぐ下にある記録トラックよりも深さ方向に１／2層だけずれているのである。この方がサーボトラックとの距離がほぼ一定となり記録再生マージンが増えるので好ましい（サーボ層の凹凸の深さが浅い場合）。
【００６１】
ここで上下の記録トラックに形成される記録マーク間同士の位置関係を制御することにより更に高密度化が可能であるが、実際に制御することは現実的には難しく、本実施例のように隣の記録トラック間同士の位置関係を制御する方が装置側から見ると好ましい。
【００６２】
図４は、本実施例の記録再生方法を説明する為の一例として、既に記録されている記録媒体の情報を第１層目から連続的に再生を行う場合の、「層間切り替え領域」が深さ方向の同じ位置に形成している場合について示したものである（図２と違って円周方向の断面図である）。
【００６３】
例えば、記録媒体８を回転させながら、ある半径の記録トラックのＡ点（例えば、図２に示したサーボ層３１の凸部３４上の第１層目３６における記録マーク(1)に対応）から記録を始め、同一平面状の深さ位置に記録をしながら一周してくるとＢ点にくることになる。そして「層間切り替え領域」と呼ぶ領域において深さ方向の記録マーク間ｄの距離だけ記録媒体の深さ方向の逆方向（この図では上方向）に記録ビームが移動する。即ち、層間移動は記録媒体が1回転する間に行われる。そして、Ｃ点（例えば、図２の第３層目３７の記録マーク(2)に対応）よりまた記録を続ける。このようにして記録媒体が１回転する毎にこの「層間切り替え領域」で層間移動を繰り返し、記録媒体の深さ方向に再生を連続的に続けていくことになる。ただし、最後の記録トラックのＤ点からは記録マーク間ｄの半分の距離だけ深さ方向に、かつ隣の記録トラック(サーボ領域の凹部に対応)へＤＣ（連続）マークで形成された「記録トラック切り替え領域」４４上をＡＦ＆トラッキング制御しながら移動することになる。このようにして隣の記録トラックに移動した後は、図５に示したようにして今度は深さ方向（この図では下側）へ連続的に再生を行っていく。即ち、Ｅ点（例えば、図２に示したサーボ層３１の凹部３５上の第６層目３９における記録マーク(4)に対応）から記録を開始し、同一平面状の深さ位置に記録をしながら一周してくるとＦ点にくることになる。そして「層間切り替え領域」において記録マーク間ｄの距離だけ記録媒体の深さ方向に記録ビームの焦点位置を移動していく。そして、Ｇ点よりまた再生を続ける。このようにして記録媒体の深さ方向に再生を連続的に続けていく。ただし、最後の記録トラックのＨ点からは記録マーク間ｄの半分の距離だけ、「記録トラック切り替え領域」をサーボしながら隣の記録トラック(サーボ領域の凸部に対応)へ移動することになる。これ以降は、図４と同じやり方で記録媒体内に目的の情報を半径方向へ連続的に記録していくことになる。
【００６４】
図６は、「層間切り替え領域」の一例を詳細に示した図である。本発明では、この層間切り替え領域には少なくともＡＦ引き込み部４５及び層間切り替え部４６を設けている。これにより、再生時の高速アクセスが可能となる。即ち、サーボ層にＡＦをかけた状態で記録再生用ビームをサーボ層面から記録膜側へ移動させて、目的の層のＡＦ引き込み領域によりＡＦ制御する。この場合は、層間切り替え部４６からの再生信号の数を数えたり、サーボ層面からの距離を計算することにより、目的の層間切り替え領域におけるＡＦ引き込み部４５にＡＦをかける事ができる。ゆえに、層間切り替え領域から再生信号を確実に得る為には層間切り替え部４６の長さを層間切り替え領域の半分以上の長さにする方が好ましい。また層情報部４７を設けることにより、確実にその切り替え領域が何層目と何層目の間のものかを知ることができる。この層情報部４７はＤＣ(連続)マークのウォブルとしても良い。またここで確実な層間移動を行う為に、ＡＦ引き込み領域４５及び層間切り替え領域４６はＤＣ(連続)マークで形成している。更に、このＤＣ（連続）マーク幅は記録マークの幅よりも広くした方が再生信号を大きく取れるので好ましい。
【００６５】
図７は、層間切り替え領域が円周方向にずれている場合の例を示したものである。即ち、同じ半径位置において記録ビームが記録トラックを一周する毎に記録マーク間ｄの距離だけ各層間に対応した切り替え領域が円周方向にずれていることが特徴である。この図では、８層の場合を示しており、各層間に対応して円周方向に３個の切り替え領域を形成している。この切り替え領域は、（（記録層数/２）-１）個必要となる。またこのように円周方向にずらす場合には、さらに「記録トラック切り替え領域」も必要となる。このように記録できる領域が少なくなるデメリットはあるが、目的の層への高速アクセスが可能であるというメリットもある。即ち、サーボ層にＡＦをかけた状態で記録再生用ビームの焦点位置を深さ方向に移動させて、層間切り替え領域に対応した反射光がサーボ層の円周方向のどの位置で検知できたかによって、ＡＦサーボ層からの層間切り替え領域の数を数えなくても瞬時に移動することができるのである。
【００６６】
また、本実施例のようにバルク状態の記録媒体でなくても、層間が数μｍ程度と狭い記録層を積み重ねた多層型記録媒体の場合にも本発明は適用できる。
【００６７】
また、本実施例では１回転毎に深さ方向へ移動しながら記録再生する方法を説明したが、例えば、同一平面状において１回転毎に半径方向への記録トラックに移動して記録再生を行う方法においても、記録領域の最内周あるいは最外周にて本発明の特徴である「層間切り替え部」により他の記録層へ連続的に移動しても良い。この場合にも本発明のように凸部と凹部とで記録マーク間距離の半分だけずらして記録マークを形成することにより高密度化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本実施例における記録再生装置の構成図
【図２】本実施例における記録マークの配置図の一例を示した図
【図３】本実施例と従来例との記録マークの配置比較図
【図４】本実施例における層間切り替え領域の説明図（凸部）
【図５】本実施例における層間切り替え領域の説明図（凹部）
【図６】本実施例における層間切り替え領域の詳細を示した図(凸部)
【図７】本実施例における層間切り替え領域が円周方向にずれている一例図(凸部)
【符号の説明】
【００６９】
１    記録再生用高出力半導体レーザ
２    コリメートレンズ
３，１０，２８    偏光ビームスプリッタ
４    λ/４板
５    リレーレンズ
６    ピンホール
７    球面収差補正板（液晶素子）
８    ３次元記録媒体
９    対物レンズ
１０    球面収差補正板（液晶パネル）
１１，１３，１７，２２    絞り込みレンズ
１２，１５，２４    検出器
１４，２３    シリンドリカルレンズ
１５    ＡＦ制御用半導体レーザ
１６    サーボ用半導体レーザ
２０    ダイクロイックミラー
２１    反射ミラー
２５，２６    レーザドライバ
２７，２８    ＡＦ＆トラッキング制御回路
２９    マイクロプロセッサ
３０    ポリカーボネイト基板
３１    サーボ層
３２    記録膜
３３    カバー層
３４，４２    凸部
３５，４３    凹部
３６，３７，３８，３９，４０，４１    仮想の記録層
４４    記録トラック切り替え部
４５    ＡＦ引き込み部
４６    層間切り替え部
４７    層情報部
１００    記録装置
【図１】
2006107668.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2006107668.tif 000006
【図５】
2006107668.tif 000007
【図６】
2006107668.tif 000008
【図７】
2006107668.tif 000009