(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と少なくとも１層の記録層とからなり前記記録層への集光された光ビームによる反射率又は透過率の変化により情報の記録又は再生可能な光学式情報記録媒体であって、前記基板又は前記記録層に形成されかつ所定のガイドピッチで離れて交わることなく延在する複数のガイドトラックと、前記ガイドトラックに直交する方向における記録間隔が前記ガイドピッチより小でありかつ前記ガイドトラックに並列に配列された反射率又は透過率の変化した複数の記録マークと、を有し、前記ガイドトラックは螺旋状に形成され、前記ガイドトラックは複数の切断された螺旋弧からなることを特徴とする光学式情報記録媒体。
【請求項２】
前記ガイドトラックが配置されたガイド層と前記記録マークが配置された記録層とがスペーサ層を介して所定の間隔をおいて積層されたことを特徴とする請求項１記載の光学式情報記録媒体。
【請求項３】
前記記録層とスペーサ層とが交互に少なくとも２以上積層されたことを特徴とする請求項２記載の光学式情報記録媒体。
【請求項４】
前記記録マークは前記ガイドトラック間に配置された記録層に形成されていることを特徴とする請求項１記載の光学式情報記録媒体。
【請求項５】
前記ガイドトラックは、隣接するガイドトラックまでの間隔が前記螺旋の一周あたりの半径変化量より大きくなるように、形成されていることを特徴とする間欠ガイドトラックを有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の光学式情報記録媒体。
【請求項６】
前記ガイドトラックは、隣接するガイドトラックまでの間隔が前記螺旋の一周あたりの半径変化量のｎ倍（但し、ｎは２以上の自然数である）となるように、形成されていることを特徴とする間欠ガイドトラックを有することを特徴とする請求項５記載の光学式情報記録媒体。
【請求項７】
前記ガイドトラックは前記基板上に平行に形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の光学式情報記録媒体。
【請求項８】
前記記録層は相変化材料からなることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の光学式情報記録媒体。
【請求項９】
基板と、前記基板に形成されかつ所定のガイドピッチで離れて交わることなく延在する複数のガイドトラックが配置されたガイド層と、前記ガイド層にスペーサ層を介して所定の間隔をおいて積層された少なくとも１層の記録層とからなり、前記ガイドトラックは螺旋状に形成され、前記ガイドトラックは複数の切断された螺旋弧からなり、前記ガイドトラックに直交する方向における記録間隔が前記ガイドピッチより小でありかつ前記ガイドトラックに並列に配列された反射率又は透過率の変化した複数の記録マークとして前記記録層への集光された光ビームより情報の記録又は再生可能な光学式情報記録媒体の情報記録再生装置であって、
前記記録層への集光される光ビームの第１光源と、前記第１光源より長い波長の光を発する第２光源と、を含み、
前記第２光源の光ビームが照射された前記ガイドトラックからの反射戻り光に基づいてトラッキング誤差信号を生成し、前記トラッキング誤差信号に基づいて前記ガイドトラック上にて前記光ビームのスポットを追従せしめ、前記第１光源の光ビームで前記記録マークを記録し、或いは、前記第１光源の光ビームの変調された戻り光に基づいて読み取り信号を生成することを特徴とする情報記録再生装置。
【請求項１０】
前記第２光源の光ビームが絞り込まれる際の開口数を、前記第１光源の光ビームに対する開口数よりも小さくしたことを特徴とする請求項９記載の情報記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ディスク、光カードなどの光学式情報記録媒体に関し、また、光学式情報記録媒体に光ビームを照射して情報を記録又は再生する記録再生方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、光ディスクとしてＤＶＤ（Digital Versatile Disc）と称される高記録密度及び大容量の情報記録媒体並びにこれを用いた記録再生システムが広く知られている。ＤＶＤでは、反射率の変化として情報の記録再生が行われるが、異なる光ディスク構造、方式のＤＶＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−ＲＡＭ，ＤＶＤ−ＲＷ，ＤＶＤ−Ｒなどが存在する。例えば、図１に示すように、読み取り専用の光ディスク（ＤＶＤ−ＲＯＭ）の構造では、透明基板１の反射記録面に凹凸からなるエンボスピットＰの列が記録情報として形成されている。図２に示すように、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−Ｒなどは透明基板１の色素又は相変化材料からなる記録層ＲＬに凹凸であるグルーブＧを設けその上に反射率が変化したピット（記録マーク）ＲＭの列を記録情報として形成するグルーブ記録方式の構造を有している。さらに、図３に示すように、透明基板１の相変化材料記録層ＲＬに凹凸であるランドＬ及びグルーブＧを設けそれらランド及びグルーブ上の記録層に同様にピット列ＲＭを形成するランド／グルーブ記録方式の光ディスク構造もある。
【０００３】
一般に、これら光ディスクの記録再生において、ランド又はグルーブをガイドトラックとして、これに光ビームを追従させ集光してスポットを形成し、該ガイドトラックとしてのランド又はグルーブに記録し、また、ランド又はグルーブ上のスポットから反射されて戻った戻り光を検出して、その出力に基づいて、復調信号、各種エラー信号が生成される。
【０００４】
よって従来から、ランド又はグルーブのガイドトラックに光ビームを追従させるためにその反射光の光検出器上の光強度分布を利用するトラッキングサーボが用いられている。記録可能な光ディスクにおいては、例えば、トラックに沿った方向に２分割した光検出器上の反射光強度分布の差分検出出力を演算することにより、いわゆるプッシュプルトラッキング誤差信号を得てこれがゼロとなるように光ビーム位置を制御することによって、光ビームがグルーブを追従するトラッキングサーボを実行している。
【０００５】
また、トラッキングサーボのプッシュプル法の１つとして、データを記録すべきトラックを照射、検出するために集光されるメインビームに加えて、その両隣のトラックの近辺にサイドビームを集光し、３ビームスポットのそれぞれの戻り光毎に光検出器を設け、各サイドビームからラジアルプッシュプル信号を検出し、その差動信号をトラッキング誤差信号としトラックからの誤差検出するいわゆる差動プッシュプル法が知られている。３つの光ビームを得るには、光ビームを回折格子により回折させ、発生するメインビームの０次回折光とサイドビームの±１次回折光とを用いることが一般的である。さらに、隣接トラックの信号が再生時に漏れこんでしまう、いわゆるクロストークを抑えるために、目標の１つのトラックに０次回折光のメインビームを、±１次回折光の両サイドビームを両側隣接トラック上にそれぞれ集光させることによって、隣接トラックの信号を同時に読み出し、中央のメインビームによる読み出し信号から差し引くことによってクロストークを相殺する方法（以下、クロストークキャンセラという）を実現している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
光ディスクの高密度化のために、トラック方向にピット長を短くすることに加えて、トラック方向に垂直な方向のトラックピッチを短く記録していくことが行われている。
トラックピッチを短くした場合には、上記のクロストークキャンセラのように、電気的な信号処理によってクロストークを除去することが可能になったので、クロストークの発生量はトラックピッチを狭小化する際の主たる決定要因ではなくなった。
【０００７】
トラックピッチの狭小化を制限する要因はトラッキングサーボ自体となってきている。トラックピッチを狭小化するとトラッキング誤差信号特にラジアルプッシュプル信号の出力は小さくなり、まだクロストークキャンセラによって信号の再生が可能なトラックピッチであるにもかかわらず、十分なトラッキングが実行されない問題点が発生していた。トラックピッチを狭くすると、光ディスクのカバー面の傷や振動がない状態であればトラッキングをかけることができるが、実際の使用状態ではトラッキングが不安定になり、正しい書き込みが行えなくなる。
【０００８】
本発明はこのような従来のトラッキング方法の問題点を解決するためになされ、その目的は、狭いトラックピッチで安定的に記録又は再生を行うことが可能な光学式情報記録媒体及び記録再生方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の光学式情報記録媒体は、基板と少なくとも１層の記録層とからなり前記記録層への集光された光ビームによる反射率又は透過率の変化により情報の記録又は再生可能な光学式情報記録媒体であって、前記基板又は前記記録層に形成されかつ所定のガイドピッチで離れて交わることなく延在する複数のガイドトラックと、前記ガイドトラックに直交する方向における記録間隔が前記ガイドピッチより小でありかつ前記ガイドトラックに並列に配列された反射率又は透過率の変化した複数の記録マークと、を有し、前記ガイドトラックは螺旋状に形成され、前記ガイドトラックは複数の切断された螺旋弧からなることを特徴とする。
【００１０】
本発明の光学式情報記録媒体においては、前記ガイドトラックが配置されたガイド層と前記記録マークが配置された記録層とがスペーサ層を介して所定の間隔をおいて積層されたことを特徴とする。
本発明の光学式情報記録媒体においては、前記記録層とスペーサ層とが交互に少なくとも２以上積層されたことを特徴とする。
【００１１】
本発明の光学式情報記録媒体においては、前記記録マークは前記ガイドトラック間に配置された記録層に形成されていることを特徴とする。
【００１２】
本発明の光学式情報記録媒体においては、前記ガイドトラックは、隣接するガイドトラックまでの間隔が前記螺旋の一周あたりの半径変化量より大きくなるように、形成されていることを特徴とする間欠ガイドトラックを有することを特徴とする。
本発明の光学式情報記録媒体においては、前記ガイドトラックは、隣接するガイドトラックまでの間隔が前記螺旋の一周あたりの半径変化量のｎ倍（但し、ｎは２以上の自然数である）となるように、形成されていることを特徴とする間欠ガイドトラックを有することを特徴とする。
【００１３】
本発明の光学式情報記録媒体においては、前記ガイドトラックは前記基板上に平行に形成されていることを特徴とする。本発明の光学式情報記録媒体においては、前記記録層は相変化材料からなることを特徴とする。本発明の情報記録再生装置は、基板と、前記基板に形成されかつ所定のガイドピッチで離れて交わることなく延在する複数のガイドトラックが配置されたガイド層と、前記ガイド層にスペーサ層を介して所定の間隔をおいて積層された少なくとも１層の記録層とからなり、前記ガイドトラックは螺旋状に形成され、前記ガイドトラックは複数の切断された螺旋弧からなり、前記ガイドトラックに直交する方向における記録間隔が前記ガイドピッチより小でありかつ前記ガイドトラックに並列に配列された反射率又は透過率の変化した複数の記録マークとして前記記録層への集光された光ビームより情報の記録又は再生可能な光学式情報記録媒体の情報記録再生装置であって、前記記録層への集光される光ビームの第１光源と、前記第１光源より長い波長の光を発する第２光源と、を含み、前記第２光源の光ビームが照射された前記ガイドトラックからの反射戻り光に基づいてトラッキング誤差信号を生成し、前記トラッキング誤差信号に基づいて前記ガイドトラック上にて前記光ビームのスポットを追従せしめ、前記第１光源の光ビームで前記記録マークを記録し、或いは、前記第１光源の光ビームの変調された戻り光に基づいて読み取り信号を生成することを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。
＜第１実施形態＞
図４は本発明に基づく第１実施形態の光ディスクの２層光ディスク構造を示したものである。図において、３１は円盤形状の基板、３２はこの基板に形成されたガイドトラックとしてのガイドグルーブＧＧを担持する反射膜を持つガイド層、３３は光透過性のスペーサ層、３４は反射率の変化した領域であるピット（記録マーク）ＲＭの複数がガイドグルーブＧＧに平行に配置された平坦な記録層、３５は透過性のカバー層である。ガイドグルーブＧＧ（これはガイドトラックとしてガイドランドでもよい）は光ディスクのほぼ接線方向に沿って交わることなく形成され、その半径方向において所定のガイドピッチで離れて延在するように、円盤形状基板の中心に螺旋状に形成され、複数の切断された螺旋弧からなる。そして、複数の記録マークは、ガイドグルーブＧＧに直交する方向（半径方向）における記録間隔すなわちトラックピッチがガイドグルーブＧＧピッチより小でありかつガイドグルーブＧＧに平行に配列されている。２層光ディスクは、読み取り側（照射側）から見てカバー層３５下の記録層３４と、奥の２層目のガイド層３２とからなる２層構造を有する。図４に示すように、記録層３４は読み取り光が透過してガイド層３２のガイドグルーブＧＧを読み取れるように半透明膜とされる。スペーサ層３３は記録層３４及びガイド層３２間を一定の厚さで分離している。
【００１５】
図４の２層光ディスク構造の他に、図５に示すように、光ディスクは、基板３１上にガイド層３２と最深の記録層３４１とがスペーサ層３３を介して所定の間隔をおいて積層され、その上にスペーサ層３３と記録層３４２とが交互に少なくとも２以上積層された多層構造とすることができる。
このように、本発明によれば、図４及び５に示すように、光ディスクは、基板３１に形成されかつ所定のガイドピッチＧＤで離れて交わることなく延在する複数のガイドグルーブＧＧと、ガイドグルーブＧＧに直交する方向におけるトラックピッチすなわち記録間隔ＲＤがガイドピッチＧＤより小でありかつガイドグルーブＧＧに平行に配列された反射率の変化した複数の記録マークＲＭと、を有している。
【００１６】
この光ディスクの記録再生方法は、ガイドピッチより小であるトラックピッチで互いに離間した複数の光ビームを照射して、光ビームのスポットの少なくとも１つで照射されたガイドグルーブＧＧからの反射戻り光に基づいてトラッキング誤差信号を生成し、このトラッキング誤差信号に基づいて光ビームのトラッキングサーボ制御を行い、光ビームのスポットの内の１つで、記録マークを記録し、或いは、光ビームのスポットの少なくとも１つからの反射戻り光に基づいて読み取り信号を生成する。
【００１７】
例えば、図６に示すように、１つの光源光からの３回折光（メインビーム０次光及びそのサイドビーム±１次光）をトラッキングサーボ制御に用い、０次光に重なる位置に照射される記録再生用の異なる波長の光ビームのスポットＲＳを用い、４つの光ビームのスポットを用いて光ディスクの記録再生が可能である。
４つの光ビームのスポットを用いて記録再生する光ディスクでは、円盤状基板上にその中心に螺旋状にトラックを形成して情報を記録又は再生する際に用いられるガイドグルーブがあり、そのガイドグルーブは複数の切断された螺旋弧からなり、そのガイドグルーブと隣接するガイドグルーブまでの間隔は上記螺旋の一周あたりの半径変化量より大きく設定されている。ガイドグルーブは間欠ガイドトラックとされている。
【００１８】
間欠ガイドトラックを有する光ディスクを図７に示す。光ディスクは基板上に刻まれたガイドグルーブ１を有し、ガイドグルーブ１を追従するメインビーム３並びにサイドビーム２，４のスポットが照射されている。図において、点線５はブランクのトラック又は記録済トラックである。
光スポットを基板上に形成するために用いられる光源は例えば波長４００ｎｍのレーザであり、これを、例えば開口数０．８５の対物レンズを用いて絞り込む。このとき、基板上で約０．２８μｍの光ビーム径を有するスポットを得ることができる。基板上に刻まれたガイドグルーブ１は螺旋形状で形成され、以下の式（１）によって示されるガイドグルーブの半径位置ｒの条件を満たす。
【００１９】
【数１】
ｒ＝ｒ０＋ａθ／（２π）・・・・・・（１）
ただし、ｒ０はガイドグルーブ１の最内周の半径であり、例えば、２０ｍｍである。ａは一周あたりの半径の増加量であり、ここでは、０．２８μｍとする。θは最内周からの回転角度をラジアンで表したもので、一周しても０には戻さず積算してカウントする。なお、間欠とするためθ／（２π）の整数部が偶数の時だけガイドグループを形成する。
【００２０】
次に、間欠ガイドトラックを有する光ディスクの動作を説明する。
図７のように、メインビーム３が偶数回転の周回上にいるときには、ガイドグルーブ１上にメインビーム３があるようにトラッキングサーボをかける。具体的には、メインビーム３の反射光をガイドグルーブ１に沿う方向に２分割した光検出出力の差分からプッシュプルトラッキング誤差信号を取り出し、これをゼロとするように光ビームの半径位置を制御してガイドグルーブ１上に記録を行う。このとき、隣接するトラックとの間隔は０．５６μｍあるので、十分な大きさのプッシュプルトラッキング誤差信号を得ることができる。
【００２１】
図８のように、光ディスクが奇数周回にはいると、今度はサイドビーム２及び４の双方からプッシュプルトラッキング誤差信号を取り出す。これによってメインビーム３をそれぞれのガイドグルーブ間の中央の位置５（ブランクのトラック）に制御し、このメインビーム３によって情報を記録する。
光ディスクにおける偶数奇数周回の切り替えは、上記実施形態と同様に、それぞれの光ビーム反射光から得られるプッシュプル信号の出力を監視することによって切り替えを行うことができる。あるいは、予め記録されるガイドグルーブが途切れる前にこれを知らせるグルーブの形状変化などを予め記録しておき、これを検出してトラッキングサーボ制御の切り替えを行うように構成することもできる。
【００２２】
また、図９のように、図７の３ビーム２，３，４のさらに外側にサイドビーム２ａ，４ａを配置した５つの光ビームのスポットを用いて、偶数周回においては外側のサイドビーム２ａ，４ａによってトラッキング誤差信号を得るように構成することも可能である。
または、サイドビームの間隔をガイドグルーブ間隔よりもやや狭く、あるいは広く設定することも可能である。このように設定することにより、それぞれのプッシュプル信号の差分信号をトラッキングに用いれば、プッシュプル信号に種々の要因で生じるオフセットをうち消すことができる。いわゆる差動プッシュプルの信号を得ることができる。
【００２３】
上記実施形態では記録される１ガイドピッチおきにガイドルーブを配置するような構成を示したが、これは、例えば２トラックおきにガイドグルーブを配置してさらにガイドグルーブの間隔を広げることも可能である。このような構成例を図１０に示す。
図１０において、それぞれピックアップから照射される回折光で、２３は信号の記録又は再生を行うメインビームで、２１，２２，２４，２５はサイドビームである。実線２６は基板上に形成されるガイドグルーブ、点線２７は基板上のブランクのトラック又は記録済トラックを示している。この場合、グルーブは以下の条件で基板上に記録される。すなわち、基板上に刻まれたガイドグルーブ２６は螺旋形状で形成され、以下の式（２）によって示されるガイドグルーブの半径位置ｒの条件を満たす。
【００２４】
【数２】
ｒ＝ｒ０＋ａθ／（２π）・・・・・・（２）
ただし、ｒ０はガイドグルーブ１の最内周の半径であり、例えば、２０ｍｍである。ａは一周あたりの半径の増加量であり、ここでは、０．２８μｍとする。θは最内周からの回転角度をラジアンで表したもので、一周しても０には戻さず積算してカウントする。なお、２トラックおきの間欠とするためθ／πの整数部ｍ＝ｉｎｔ（θ／π）が３の倍数の時だけガイドグルーブを形成する。整数部ｍ＝ｉｎｔ（θ／π）が３であり、ここにメインビーム２３がガイドグルーブ２６にのっている状態にあるとするとき、トラッキングのためのプッシュプル信号はメインビーム２３の反射光から得る。そして、光ディスクが半周し、整数部ｍ＝４となったとき、今度は、サイドビーム２１，２４の反射光からそれぞれトラッキング誤差信号を得て、追従を継続する。このようにすることで、整数部ｍ＝３で記録されたトラックから継続してガイドピッチが「ａ」である記録トラックが形成されていく。このとき、サイドビーム２１，２４以外のトラックからはガイドグルーブによるプッシュプル信号は生じていないので、発生したプッシュプル信号を加算することで引き続いてトラッキングをかけることができる。
【００２５】
上記実施形態は、５ビームを用いたトラッキング誤差信号生成手法を説明したものであるが、ビーム２１と２５を用いずに３スポットでトラッキングをかけることも可能である。この場合、ｍ＝３のときには２３から、ｍ＝４のときには２４から、ｍ＝５のときには２２から、ｍ＝６のときにはふたたぴ２３からというように、それぞれいずれかのガイドグルーブの１つから生成されるプッシュプル信号を用いてトラッキングをかけることができる。
【００２６】
上記実施形態は、同様にガイドグルーブ間隔を広げていって構成することが可能であり、ｎを自然数として、ｎθ／（２π）の整数部ｉｎｔ（ｎθ／（２π））がｎ＋１の倍数の時だけガイドグルーブを形成するというルールに基づき、拡張が可能である。このとき、２ｎ−１個の光ビームを用いて同様にトラッキング誤差信号の検出を行うことができる。
【００２７】
図１１は、上記第１実施形態の４つの光ビームのスポットで光ディスクの記録再生する場合の本発明による光ディスク情報記録再生装置の光ピックアップ光学系の概略を示す。該情報記録再生装置の光ピックアップは、情報記録再生用の第１光源１１と、ガイド層のトラッキング情報を読み取るための第１光源より長い波長の光を発する第２光源１２と、第１及び第２光源１１，１２からの射出光を同軸に合成する合波プリズム１３と、第２光源１２と合波プリズム１３との間に回折光を発生させるグレーティング１２ａと、を備えている。
【００２８】
さらに、光ピックアップは、ビームスプリッタ１４、コリメータレンズ１５、第２光源１２の波長に対して絞り作用する開口絞りなどの開口制限手段１１７、並びに、例えば、２つのレンズを含む２群対物レンズユニットなどの対物レンズ１６を備えている。
以上の光照射光学系によって、光源からの発散光ビームは、ビームスプリッタ１４を透過して、コリメータレンズ１５で平行に近い光ビームに変換され、対物レンズ１６によって、光ディスク３０に向けて集光される。３ビーム仕様のグレーティング１２ａの場合は、光ディスクのガイド層にて複数の光ビーム（メインビーム０次光及びそのサイドビーム±１次光）のスポットを生成し、光ディスク３０の各層上で光スポットを形成する。
【００２９】
このとき、開口制限手段１１７には第１光源１１の波長を透過して第２光源１２の光だけ遮断するダイクロイックミラー部を含む絞り作用する開口絞りが用いられる。開口制限手段１１７の開口絞りに第２光源１２からの長波長光ビーム横断面の周囲を環状に制限して、当該長波長光ビームが絞り込まれる際の開口数を、第１光源１１の光に対する開口数よりも小さく選ぶことができる。
【００３０】
コリメータレンズ１５から第１及び第２光源１１，１２までの光軸上の距離については、第２光源１２のほうが第１光源１１より近くに設定されている。第１光源１１の光ビームは記録層３４近辺に、同時に、第２光源１２の光ビーム（メインビームと両サイドビーム）はガイド層３２に、それぞれ集光するような位置に設定されている。また、対物レンズとして２群対物レンズ１６を用いているが、対物レンズは開口制限手段１１７と光ディスク３０の間にあるレンズ（又はレンズ群）全てを含むものであり、単一レンズでも複数レンズでも良い。開口絞りと光ディスクの間にある全てのレンズにより所定焦点距離が決まるので、かかる対物レンズの焦点距離に基づいて開口絞りの位置が定まる。
【００３１】
以上の光照射光学系に加えて、光ピックアップはさらに検出レンズなど光検出光学系を有しており、対物レンズ１６及びビームスプリッタ１４は光検出光学系にも利用されている。光検出光学系は、第１光源による再生信号を読み取りフォーカス誤差信号を検出するための第１光検出器１１３と、第２光源によるトラッキング誤差信号を検出するための第２光検出器１１４と、ダイクロイックミラー１１２などの第１及び第２光源の光を分割する分割手段と、を備える。
【００３２】
光検出光学系により、光ディスク３０からの反射光は、対物レンズ１６で集められビームスプリッタ１４によって所定倍率の検出用集光レンズ１１１に向けられ、収束される。集光レンズ１１１で集光された収束光は、ダイクロイックミラー１１２に向けられる。
ダイクロイックミラー１１２において、記録層３４の短波長光（第1光源）のスポットからの反射光は、ダイクロイックミラー１１２の透明平行平板部分を透過することにより非点収差を付与され、第１光検出器１１３の受光面中心付近に集光される。また、平行平板の代わりにシリンドリカルレンズ、マルチレンズなどの非点収差発生素子（図示せず）を用いて、光検出器の受光面中心付近に光スポットを形成するようにしてもよい。
【００３３】
ガイド層３２における長波長光（第２光源）の３つのスポットからの反射光は、ダイクロイックミラー１１２で反射され第２光検出器１１４の受光面中心付近に集光される。
よって、第１光検出器１１３によって検出される記録層３４の情報記録面からの第１光源の反射光と、第２光検出器１１４によって検出されるガイド層３２のグルーブ情報を有する第２光源の反射光とは、第１及び第２光源１１，１２のつの光スポットからの反射光はダイクロイックミラー１１２で分離され、第１及び第２光検出器１１３，１１４によって独立に検出される。
【００３４】
第１光検出器１１３はフォーカス誤差検出回路（図示せず）に接続され、この回路は、対物レンズ１６のフォーカスサーボ制御用のアクチュエータ１１５を駆動する駆動回路に接続されている。フォーカスアクチュエータ１１５は供給される信号に応じて対物レンズ１６を照射光軸において駆動する。
具体的には、記録又は再生する場合、記録層３４からの反射光を第１光検出器１１３によって検出し、ダイクロイックミラー１１２によって付加された非点収差を用いて４分割ディテクタで対角成分の差を検出することによっていわゆる非点収差法によるフォーカス誤差信号を得る。
【００３５】
一方、図１２に示すように、第２光検出器１１４は、第１光源光の反射光の集光点に配置された半径方向に沿って分割された受光部（Ｂ１，Ｂ２）からなる０次回折光用の受光素子４００並びにそれぞれ半径方向に沿って分割された受光部（Ａ１，Ａ２）（Ｃ１，Ｃ２）からなる±１次回折光用受光素子４０１、４０２の受光部を備えている。第２光検出器１１４の各受光部はトラッキング誤差検出回路（図示せず）に接続され、受光部の光電変換により出力された各信号に基づいて所定の演算を行ってトラッキング誤差信号を生成する。例えば、この回路では、０次回折光用の受光素子４００並びに±１次回折光用受光素子４０１、４０２の受光部の符号をその出力として示すと、以下の式（３）によって示されるトラッキング誤差信号ＴＥを生成する。
【００３６】
【数３】
ＴＥ＝（Ｂ１−Ｂ２）＋Ｇ×｛（Ａ１−Ａ２）＋（Ｃ１−Ｃ２）｝・・・・・・（３）
ただし、上記式中、Ｇは補正係数を示す。
【００３７】
トラッキング誤差検出回路は、対物レンズ１６のトラッキングサーボ制御用のアクチュエータ１１６を駆動する駆動回路に接続されている。アクチュエータ１１６は供給される信号に応じて対物レンズ１６を光ディスク半径方向において駆動する。
このように、０次及び±１次回折光用の受光素子４００、４０１、４０２からのラジアルプッシュプル信号を検出し、その差動信号からトラッキング誤差信号を生成する。得たトラッキング誤差信号に基づいて、トラッキングアクチュエータ１１６を駆動してトラッキングサーボ制御を行う。
【００３８】
また、トラッキング誤差検出回路には、トラック切り替え手段を備えることもできる。トラック切り替え手段は、例えば図１２に示すように０次回折光用の受光素子４００並びに±１次回折光用受光素子４０１、４０２の受光部の符号をその出力として示すと、以下の式（４），（５）によって示されるトラッキング誤差信号ＴＥ１，ＴＥ２をのトラック位置状態に応じて切り替えて生成する。
【００３９】
【数４】
ＴＥ１＝Ｇ×｛（Ａ１−Ａ２）＋（Ｃ１−Ｃ２）｝・・・・・・（４）
ＴＥ２＝Ｂ１−Ｂ２・・・・・・（５）
ただし、上記式中、Ｇは補正係数を示す。
【００４０】
トラッキング誤差信号ＴＥ１を生成する場合は、図６及び図８に示すように、長波長光源からの３つの回折光のうちのメインビーム０次光のスポットがガイドグルーブＧＧの間にあるときであり、図１２に示す±１次回折光用受光素子４０１、４０２により、その両側のサイドビーム±１次光の戻り光双方からプッシュプル信号を取り出しトラッキングサーボをかける。トラッキング誤差信号ＴＥ２を生成する場合は、図７及び図１３に示すように、メインビーム０次光のスポットがガイドグルーブＧＧ上にあるときであり、図１２に示す０次回折光用の受光素子４００により、メインビーム０次光のスポットだけからプッシュプル信号を取り出し、トラッキングサーボをかける。このとき、隣接するガイドグルーブの間隔はトラックピッチすなわち記録間隔ＲＤより大であるので、十分な大きさのプッシュプルトラッキング誤差信号を得ることができる。
【００４１】
トラック切り替え手段では、それぞれの光ビーム反射光から得られるプッシュプル信号の出力を監視することによって切り替えタイミングを制御することができる。あるいは、予め記録されるガイドグルーブＧＧが途切れる前にこれを知らせるグルーブの形状変化などを予め記録しておき、これを検出してトラッキングサーボ制御の切り替えを行うように構成することもできる。
【００４２】
図６ではガイドピッチＧＤの１／２の記録間隔ＲＤで記録マークＲＭを記録しているが、図１４のように、短波長光ビームを記録層３４の読み取りに用いかつ長波長光ビームの０回折光、±１次回折光、±２次回折光をガイド層３２によるトラッキングサーボ制御に用いて、ガイドピッチＧＤの１／４の記録間隔ＲＤで記録マークＲＭを記録する光ディスクとすることもできる。
【００４３】
第１実施形態の光ディスクによれば、図４に示すように、記録材料を塗布する面（記録層３４）を平坦な面とできるので、記録面全面にわたって均一な条件の記録層を形成することが容易になる。また、このような記録層を何層か積層する場合も平坦な記録面が確保できる。このようにすると、従来の記録面におけるトラックのグルーブを透過させないで光照射して記録をすることが可能なので、記録性能が向上し、隣接記録層の間隔（スペーサ層）を短くすることができる。
【００４４】
このように、ガイド層から離れた位置に記録層を配置した場合には、光ビームの焦点は記録面上に結ぶように動作させることが可能である。なぜなら、本発明によれば、実質的にピッチ間隔の広いガイドグルーブＧＧによって一周あたりのトラック進行量が小さいトラッキング誤差信号を得られるので、記録層から離れて大きくなったスポット径を有する光ビームによってもトラッキング誤差信号を得ることができるからである。
【００４５】
またさらに、本発明の光ディスクによれば、トラッキング検出用に記録用光源よりも波長が長いもう１つの光源を用意し、長波長の光ビームを用いてトラッキング誤差信号を得る構成をとることができる。従来の構成によっては、例えばトラックピッチ０．３μｍのトラックに記録するためのトラッキング誤差信号は短波長の青色のレーザを用いないと得ることができなかったが、本発明によれば実際のガイドピッチが０．６μｍや０．９μｍといったガイドグルーブＧＧを用いて０．３μｍのトラックピッチで記録を行うためのトラッキング誤差信号を得ることができるので、トラッキング検出用の光源には赤色６５０ｎｍや、近赤外７８０ｎｍの波長のレーザを用いて構成することが可能である。これらの光源は検出器と一体となったものが容易に入手できる。
【００４６】
このように波長の異なる２つの光ビームを用いる場合には、ガイドグルーブＧＧはトラッキング検出用の波長に対して大きな感度をもっていればよい。すなわち、記録層が第１波長で記録又は再生が行われかつガイド層が第２波長で照射される場合、ガイド層は、ガイド層によって得られる信号変調度が記録層のものより大きくなる材料で形成されている。例えば、グルーブの光学的深さを記録再生用のレーザ波長４００ｎｍに対して半分の波長２００ｎｍに設定する場合、反射により与えられる位相差がちょうどこの波長に対して１波長となるので、信号に変化を与えない。一方、トラッキング検出用の光源波長を例えば７８０ｎｍとすれば、十分な量のプッシュプル信号信号を得ることができる。このようにすることでグルーブが再生信号に与える悪影響を排除でき、また、記録層をガイド層とは別に設ける場合においては、記録層の反射膜特性を、４００ｎｍの波長では完全に反射し、７８０ｎｍの波長ではおおむね透過するように設計することが可能となるので、それぞれの信号量を増加させることができる。
＜第２実施形態＞
第１実施形態においては、ガイド層上にスペーサ層を形成しこの上に記録材料を塗布して記録層を形成する例を示したが、他の実施形態としては、ガイドグルーブＧＧを設けた面に直接記録材料を塗布し、この面に記録を行う構成も可能である。
【００４７】
第２実施形態の光ディスクにおいては、ガイド層３２、スペーサ層３３及び記録層３４の代わりに、図１５に示すように、記録マークＲＭの列が隣接する一対のガイドトラックＧＧ間に配置された記録層３２４を形成した以外、第１実施形態と同様の構成を有している。また、この記録層３２４を２層以上積層した光ディスク構造とすることもできる。
【００４８】
本発明の第２実施形態においても、円盤状基板上にその中心に螺旋状にトラックを形成して情報を記録又は再生する際に用いられるガイドグルーブがあり、そのガイドグルーブは複数の切断された螺旋弧からなり、そのガイドグルーブと隣接するガイドグルーブまでの間隔は上記螺旋の一周あたりの半径変化量より大きく設定されている。ガイドグルーブは間欠ガイドトラックとされている。
【００４９】
上記実施形態においては、トラッキング誤差信号の生成をプッシュプルによって行う方法を例にとって説明したが、これは、単純にメインビームに関して対称に位置するサイドビームの受光部出力を減算する３ビーム法を用いたり、グルーブに時間変化する信号成分を入れてウォブルし、この信号をとらえるウォブル法を用いるなど、従来より知られる種々のトラッキング誤差信号生成方法を用いることができる。
【００５０】
上記実施形態においては、記録時の動作を中心に説明をしたが、読み取りの場合にも同様にガイドグルーブからトラッキング誤差信号を得て記録されたトラックを追従することができ、さらに、記録されたトラックから直接、位相差法によるトラッキング誤差信号を得ることも可能である。また、再生時に複数のトラックを同時に再生するように構成することも可能であり、これら複数トラックから読み出された情報をそのまま復調、再生することも、上述したクロストークキャンセラによってお互いの信号からクロストークを除去して復調、再生することも可能である。
【００５１】
上記実施形態においては複数光ビームの実際の間隔について特に限定をしていないが、トラックに垂直な方向に計った距離が必要な条件を満たせば、実際の間隔は受光部上での光ビームのスポットが互いに重ならないように選ぶなど、ピックアップシステムの設計として選択することができる。また、このマルチ光ビームを生成する方法は、回折格子を用いて複数光ビームに分割を行っても、複数の発光領域を有するレーザアレイを光源として使っても、複数のレーザダイオードを合波手段を用いて共通の光軸を有するように配置しても良く、いずれの方法であっても複数の光ビームが得られれば本発明を動作させるためのシステムを構成することができる。また、レーザアレイや複数のレーザダイオードを用いた場合にはそれぞれのレーザを独立に変調することが可能であるので、複数のトラックに同時に記録を行い、記録速度を向上させるように構成することが可能である。
【００５２】
本発明は、相変化媒体を用いた記録層や色素を使った記録膜など、記録マークとして反射率の変化に換えて透過率の変化を用いた記録膜など、種々の記録方式に適用することが可能である。
上記実施形態においては円盤状の光ディスクに螺旋状のトラックを形成する場合について説明を行ったが、間隔をあけたガイドグルーブとこれより狭いトラック方向の間隔を有する複数光ビームによって上記実施形態のようにトラッキングを行い、ガイドグルーブのガイドピッチより狭いトラックピッチによって情報を記録することは、円盤上の螺旋状トラックに限らず、例えば光カードなどの場合に平行なガイドグルーブを形成して構成することも可能である。このような光カードの構成を図１６に示す。図１６において、４１、４６、４１１はガイドグルーブを、４２、４３、４４、４５、４７、４８、４９、４１０はブランクのトラック又は記録済トラックを、４２１、４２２、４２４、４２５はトラッキング用のサイドビームを、４２３は信号記録用のメインビームをそれぞれ示す。ガイドグルーブ４６に信号を記録するときには光ビーム４２３自身によってトラッキングを行い、トラック４７に信号を記録するときにはサイドビーム４２２がガイドグルーブ４６を追従するようにトラッキングサーボ制御を行う。上記実施形態と同様に各トラックに記録を行うことができる。また、他の光カードの構成を図１７に示す。この光カードでは、平行なガイドグルーブの代わりに、図１０に示す２トラックおき螺旋間欠ガイドトラックを形成して構成されたものである。
【００５３】
【発明の効果】
以上のように、本発明においては、別層として或いは間欠的に存在するなど、ガイドグルーブを記録部位とは別個に設け、これを複数の光ビームで追従することによってトラッキングを行うように構成したので、従来安定したトラッキング誤差信号を得ることができなかった狭いトラックピッチの他にガイドピッチのガイドピッチによって十分な大きさのトラッキング誤差信号を得て高密度に情報を記録することが可能になる。
【００５４】
さらに、記録面を積層させることによって、平坦な記録面への記録を行うことが可能となり、記録信号の品質を向上させることが可能となる。また、ガイドピッチが広いのでガイドグルーブに焦点を正確に合わせなくとも十分大きなトラッキング誤差信号を得ることが可能なので、多層の記録層を有する媒体では焦点は常に記録面上において高密度な記録を行うことが可能である。
【００５５】
また、トラッキング誤差信号を検出するために長波長のレーザを用いるような構成を取ることもでき、このような場合には記録信号に対するグルーブの影響を低減できるので、さらに記録密度の向上を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＲＯＭ光ディスク構造を示す概略部分斜視図。
【図２】グルーブ記録光ディスク構造を示す概略部分斜視図。
【図３】ランドグルーブ記録光ディスク構造を示す概略部分斜視図。
【図４】本発明による実施形態の２層光ディスク構造を示す概略部分斜視図。
【図５】本発明による他の実施形態の多層光ディスク構造を示す概略断面図。
【図６】本発明による他の実施形態の２層光ディスク構造を示す概略部分平面図。
【図７】本発明による他の実施形態の光ディスクのトラック構造を示す概略部分平面図。
【図８】本発明による他の実施形態の光ディスクのトラック構造を示す概略部分平面図。
【図９】本発明による他の実施形態の光ディスクのトラック構造を示す概略部分平面図。
【図１０】本発明による他の実施形態の光ディスクのトラック構造を示す概略部分平面図。
【図１１】本発明による他の実施形態の２層光ディスクから記録再生する光ピックアップの概略を示す構成図。
【図１２】本発明による他の実施形態の２層光ディスクから記録再生する光ピックアップの第２光検出器を示す平面図。
【図１３】本発明による他の実施形態の２層光ディスク構造を示す概略部分平面図。
【図１４】本発明による他の実施形態の２層光ディスク構造を示す概略部分斜視図。
【図１５】本発明による他の実施形態の光ディスク構造を示す概略部分斜視図。
【図１６】本発明による他の実施形態の光カードのトラック構造を示す概略平面図。
【図１７】本発明による他の実施形態の光カードのトラック構造を示す概略平面図。
【符号の説明】
１，２６，４１、４６、４１１    ガイドグルーブ
２，４，２１，２２，２４，２５    サイドビーム
２ａ，４ａ    外側サイドビーム
３，２３    メインビーム
５，２７，４２、４３、４４、４５、４７、４８、４９、４１０    ブランクのトラック又は記録済トラック
１１    第１光源
１２    第２光源
１３    合波プリズム
１４    ビームスプリッタ
１５    コリメータレンズ
１６    対物レンズ
３０    光ディスク
３２    ガイド層
３３    スペーサ層
３４，３２４，３４２    記録層
１１１    集光レンズ
１１２    ダイクロイックミラー
１１３    第１光検出器
１１４    第２光検出器
１１５    フォーカスアクチュエータ
１１６    トラッキングアクチュエータ
１１７    開口制限手段
４２１、４２２、４２４、４２５    トラッキング用サイドビーム
４２３    信号記録用メインビーム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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