(57)【要約】【課題】低コストで作製可能な複数の情報記録面を有する情報記録媒体を記録／再生する場合に、安定したサーボ信号を得ることが可能な光ピックアップ装置およびこれを搭載した光ディスク装置を提供する。【解決手段】光ビームを出射する半導体レーザと、光ビームを少なくともメインビームと第一のサブビーム、第二のサブビームとに分岐する回折格子と、光ビームを集光して光ディスク上に少なくとも３つのスポットを形成するための対物レンズとを備え、光ディスク上のメインビームのスポットに対し、第一のサブビームのスポットと第二のサブビームのスポットは両方とも光ディスクの内周側または外周側に位置し、第一のサブビームと第二のサブビームを検出した信号からトラッキング誤差信号を生成する。【選択図】図３
2013012272.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体である光ディスクに光ビームを照射して前記光ディスクが含む記録マークに基づき信号を検出する光ピックアップ装置であって、
前記光ビームを出射するレーザ光源と、
該レーザ光源から出射された前記光ビームを少なくともメインビーム、第一のサブビーム及び第二のサブビームである３つの光ビームに分岐する分岐素子と、
該分岐素子で分岐された前記少なくも３つの光ビームを集光して前記光ディスク上に少なくとも３つの光スポットを形成するための対物レンズと、
前記光ディスクから反射された前記少なくも３つの光ビームを検出して検出信号を生成する光検出器
を備え、
前記光ディスク上のメインビームの光スポットに対して第一のサブビームの光スポットと第二のサブビームの光スポットを、双方とも光ディスクの内周側または外周側のいずれか一方に位置するよう前記光ディスクに照射し、
前記光検出器において前記第一のサブビームと前記第二のサブビームを検出した検出信号を用いて、前記光スポットが前記光ディスクを走査するためのトラッキング誤差信号を生成することを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２】
請求項１記載の光ピックアップ装置において、
前記トラッキング誤差信号は、前記第一のサブビームを検出した第一の検出信号と前記第二のサブビームを検出した第二の検出信号の差分を求めることにより生成されることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項３】
請求項１記載の光ピックアップ装置において、
前記記録マーク間の光ディスクの半径方向における距離をＴとし、ｎ、ｍを０以上の整数とした際に、
光ディスクの半径方向における前記第一のサブビームの光スポットと前記第二のサブビームの光スポットの間隔が略（ｎ＋１／２）Ｔであり、
光ディスクの半径方向における前記第一のサブビームの光スポットと前記第二のサブビームの光スポットの中心と、前記メインビームの光スポットとの間隔が略（ｍ＋１）Ｔ／２であることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項４】
記録媒体である光ディスクに光ビームを照射して前記光ディスクが含む記録マークに基づき信号を検出する光ピックアップ装置であって、
前記光ビームを出射するレーザ光源と、
該レーザ光源から出射された前記光ビームを少なくともメインビーム、第一のサブビーム、第二のサブビーム、第三のサブビーム及び第四のサブビームである５つの光ビームに分岐する分岐素子と、
該分岐素子で分岐された前記少なくも５つの光ビームを集光して前記光ディスク上に少なくとも５つの光スポットを形成するための対物レンズと、
前記光ディスクから反射された前記光ビームを検出して検出信号を生成する光検出器
を備え、
前記光ディスク上のメインビームの光スポットに対して第一のサブビームの光スポットと第二のサブビームの光スポットを、双方とも光ディスクの内周側に位置するよう前記光ディスクに照射し、
前記光ディスク上のメインビームの光スポットに対して第三のサブビームの光スポットと第四のサブビームの光スポットを、双方とも光ディスクの外周側に位置するよう前記光ディスクに照射し、
前記光検出器において、前記第一のサブビームと前記第二のサブビームを検出した検出信号、または、前記第三のサブビームと前記第四のサブビームを検出した検出信号のいずれか一方を用いて、前記光スポットが前記光ディスクを走査するためのトラッキング誤差信号を生成することを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項５】
請求項４記載の光ピックアップ装置において、
前記トラッキング誤差信号は、前記第一のサブビームを検出した第一の検出信号と前記第二のサブビームを検出した第二の検出信号の差分、または、前記第三のサブビームを検出した第三の検出信号と前記第四のサブビームを検出した第四の検出信号の差分を求めて生成されることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項６】
請求項４記載の光ピックアップ装置において、
前記記録マーク間の光ディスクの半径方向における距離をＴとし、ｎ、ｍを０以上の整数とした際に、
光ディスクの半径方向における前記第一のサブビームの光スポットと前記第二のサブビームの光スポットの間隔、および、前記第三のサブビームの光スポットと前記第四のサブビームの光スポットの間隔が略（ｎ＋１／２）Ｔであり、
光ディスクの半径方向における前記第一のサブビームの光スポットと前記第二のサブビームの光スポットの中心と、前記メインビームの光スポットとの間隔、および、
前記第三のサブビームの光スポットと前記第四のサブビームの光スポットの中心と、前記メインビームの光スポットとの間隔が
略（ｍ＋１）Ｔ／２であることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項７】
請求項４記載の光ピックアップ装置において、
該光ピックアップ装置が前記光ディスクの内周側から外周側に向かって走査する場合には、
前記第一のサブビームと前記第二のサブビームを検出した検出信号から前記トラッキング誤差信号を生成し、
前記光ピックアップ装置が前記光ディスクの外周側から内周側に向かって走査する場合には、
前記第三のサブビームと前記第四のサブビームを検出した検出信号から前記トラッキング誤差信号を生成することを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項８】
請求項４記載の光ピックアップ装置において、
該光ピックアップ装置は、これを搭載する光ディスク装置から前記光ディスクの半径方向における走査方向を指示するための制御信号を供給され、
該制御信号に基づき、前記光ディスク装置に供給するトラッキング誤差信号に関し、前記第一のサブビームと前記第二のサブビームを検出した検出信号、または、前記第三のサブビームと前記第四のサブビームを検出した検出信号のうち、いずれを用いて生成するかを決定することを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項９】
記録媒体である光ディスクに光ビームを照射して前記光ディスクが含む記録マークに基づき信号を検出する光ピックアップ装置であって、
前記光ビームを出射するレーザ光源と、
該レーザ光源から出射された前記光ビームを少なくともメインビーム、第一のサブビーム、第二のサブビーム、第三のサブビーム及び第四のサブビームである５つの光ビームに分岐する分岐素子と、
該分岐素子で分岐された前記少なくも５つの光ビームを集光して前記光ディスク上に少なくとも５つの光スポットを形成するための対物レンズと、
前記光ディスクから反射された前記光ビームを検出して検出信号を生成する光検出器
を備え、
前記光ディスク上のメインビームの光スポットに対して第一のサブビームの光スポットと第二のサブビームの光スポットを、双方とも光ディスクの内周側に位置するよう前記光ディスクに照射し、
前記光ディスク上のメインビームの光スポットに対して第三のサブビームの光スポットと第四のサブビームの光スポットを、双方とも光ディスクの外周側に位置するよう前記光ディスクに照射し、
前記光検出器において、前記第一のサブビームと前記第二のサブビームを検出した検出信号、または、前記第三のサブビームと前記第四のサブビームを検出した検出信号のいずれかを、前記光スポットが前記光ディスクを走査するためのトラッキング誤差信号を生成するための信号として出力することを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項１０】
請求項９記載の光ピックアップ装置において、
前記記録マーク間の光ディスクの半径方向における距離をＴとし、ｎ、ｍを０以上の整数とした際に、
光ディスクの半径方向における前記第一のサブビームの光スポットと前記第二のサブビームの光スポットの間隔、および、前記第三のサブビームの光スポットと前記第四のサブビームの光スポットの間隔が略（ｎ＋１／２）Ｔであり、
光ディスクの半径方向における前記第一のサブビームの光スポットと前記第二のサブビームの光スポットの中心と、前記メインビームの光スポットとの間隔、および、
前記第三のサブビームの光スポットと前記第四のサブビームの光スポットの中心と、前記メインビームの光スポットとの間隔が
略（ｍ＋１）Ｔ／２であることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項１１】
請求項９記載の光ピックアップ装置において、
該光ピックアップ装置が前記光ディスクの内周側から外周側に向かって走査する場合には、
前記第一のサブビームと前記第二のサブビームを検出した検出信号を、前記トラッキング誤差信号を生成するための信号として出力し、
前記光ピックアップ装置が前記光ディスクの外周側から内周側に向かって走査する場合には、
前記第三のサブビームと前記第四のサブビームを検出した検出信号を、前記トラッキング誤差信号を生成するための信号として出力することを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項１２】
請求項９記載の光ピックアップ装置において、
該光ピックアップ装置は、これを搭載する光ディスク装置から前記光ディスクの半径方向における走査方向を指示するための制御信号を供給され、
前記制御信号に基づき、前記第一のサブビームと前記第二のサブビームを検出した検出信号、または、前記第三のサブビームと前記第四のサブビームを検出した検出信号のいずれを、前記トラッキング誤差信号を生成するための信号として前記光ディスク装置に出力するかを決定することを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項１３】
記録媒体である光ディスクに光ビームを照射して前記光ディスクが含む信号を検出する光ピックアップ装置であって、
前記光ビームを出射するレーザ光源と、
該レーザ光源から出射された前記光ビームを少なくともメインビーム、第一のサブビーム、第二のサブビームである３つの光ビームに分岐する分岐素子と、
該分岐素子で分岐された前記少なくも３つの光ビームを集光して前記光ディスク上に少なくとも３つの光スポットを形成するための対物レンズと、
前記光ディスクから反射された前記光ビームを検出して検出信号を生成する光検出器
を備え、
前記メインビームの光スポットが前記光ディスクの未記録領域を走査して信号を記録する際は、前記第一のサブビームの光スポットと前記第二のサブビームの光スポットは、双方とも前記光ディスクの記録済領域を走査することを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項１４】
請求項１、請求項４、請求項９または請求項１３のいずれか１項記載の光ピックアップ装置において、
前記分岐素子は少なくとも２つの領域に分割された回折格子であることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項１５】
請求項９または請求項１３記載の光ピックアップ装置と、
該光ピックアップ装置が含む前記レーザ光源を駆動するレーザ点灯回路と、
前記光ピックアップ装置が含む前記光検出器で検出された検出信号を用いてフォーカス誤差信号およびトラッキング誤差信号を生成するサーボ信号生成回路と、
前記光ディスクに記録された情報信号を再生する情報信号再生回路を有することを特徴とする光ディスク装置。
【請求項１６】
請求項９または請求項１３記載の光ピックアップ装置と、
該光ピックアップ装置が含む前記レーザ光源を駆動するレーザ点灯回路と、
前記光ピックアップ装置が含む前記光検出器で検出された検出信号を用いてフォーカス誤差信号およびトラッキング誤差信号を生成するサーボ信号生成回路と、
前記光ディスクに記録された情報信号を再生する情報信号再生回路を有し、
前記光ピックアップ装置の前記光ディスクの半径方向における走査方向に応じてトラッキング誤差信号の演算方法を切り替えることを特徴とする光ディスク装置。
【請求項１７】
記録媒体である光ディスクに対する情報記録方法であって、
前記光ディスクに少なくとも第一のスポット、第二のスポットおよび第三のスポットを含む複数の光スポットを照射し、
前記第二のスポットと第三のスポットを用いて前記光ディスク上をトラッキング制御し、前記第一のスポットを用いて情報を記録するための記録マークを形成することを特徴とする情報記録方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ピックアップ装置、光ディスク装置、および情報記録方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
本技術分野の背景技術として、例えば特許文献１には課題として「多層記録のトラッキングを形成するためにすべての層にトラッキング用のパターンを転写しようとすると媒体の製造コストが増大する。」と記載があり、解決手段として「媒体の一部にのみあらかじめサーバ用のパターンを形成しておき、２つの光スポットのうちひとつをサーボパターンに照射してトラッキングを行いもう一方の光スポットでサーボパターンを追記する。」と記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３０２０８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
光ディスクではＢＤ（Blu-ray Disc）などに代表されるように記録層数を２層以上とすることで記録容量を増やしており、今後もディスク層数を多くすることで記録容量を増やすことが期待されている。ただし、現状の多層ディスクについては以下のような課題がある。
ここで、一例として２層のＢＤディスクの製造方法について説明する。まず、ポリカーボネート樹脂等の基板上に片面のピットや案内溝を成形する。その後、成形樹脂基板上に金属薄膜や熱記録が可能な薄膜材料などを形成し、Ｌａｙｅｒ０を形成する。次に紫外線硬化型樹脂をＬａｙｅｒ０上に形成する。そして、紫外線硬化型樹脂にピットや案内溝を有する樹脂スタンパーを押圧することにより、紫外線硬化型樹脂にピットや案内溝を転写する。
【０００５】
次に、樹脂スタンパー越しに紫外線硬化型樹脂に向け紫外線を照射する。これにより、紫外線硬化型樹脂は硬化する。そして、樹脂スタンパーを取り外し、その上に金属薄膜や熱記録が可能な薄膜材料などを形成し、Ｌａｙｅｒ１を形成する。そしてＬａｙｅｒ１上に紫外線硬化型樹脂を形成し、記録層を保護する保護層をＬａｙｅｒ１の記録層上に形成する。このようにして２層ディスクを製造する。なお、多層ディスクの場合には、Ｌａｙｅｒ０とＬａｙｅｒ１の形成工程を繰り返し行うことで、作製可能となる。
【０００６】
このように、多層ディスクは案内溝を形成するために、紫外線硬化型樹脂に樹脂スタンパーを押圧する複雑な作業が課題となっている。また、例えば、ディスクのピット形状や案内溝形状、ディスク偏芯など全ての記録層で規格を満足する必要があるため、ディスクは記録層数が多くなるほど製造ラインでの歩留まりが悪くなってしまう。このため、ディスク記録層は簡単な構成にしたい要求がある。
【０００７】
以上のように、多層ディスクを製造する上で、複雑な作業や、歩留まりの悪さが課題となっている。このため、多層ディスクとすると製造コストが上がってしまう課題がある。
この課題に対し、特許文献１では、光ディスク上に第１の光スポットと第２の光スポットを照射し第１の光スポットを用いてトラッキング制御を行いながら第２のスポットを用いてトラッキング制御のためのマークを形成している。これにより、多層ディスクにおいて、すべての層に案内溝をあらかじめ形成しておく必要がなくなるため、媒体製造コストの低減が図れると記載している。
【０００８】
ところが、特許文献１の構成では、記録中に安定したトラッキング誤差信号を生成できない課題がある。ここで、特許文献１のように１つのビームから生成する一般的なトラッキング誤差信号検出方式としてＰＰ（Push Pull）方式やＤＰＤ（Differential Phase Detection）方式がある。ＰＰ方式は案内溝によって回折した回折光の干渉領域を２分割受光面で検出する方式である。しかし、特許文献１のディスクには案内溝は形成されていないためＰＰ信号は発生しない。また、光ビームを照射することでピット列を形成してもＰＰ信号振幅としては微小であり、安定したＰＰ信号は得られない。
また、ＤＰＤ信号についても課題がある。ＤＰＤ信号は、ディスク上のマーク上を走査したときにマークのセンタ位置からずれると少なくとも２分割された受光部からの検出信号にマークの位相差が生じることを利用した検出方式である。このため、ＤＰＤ信号は、記録マークの高周波の信号を比較することでトラッキング誤差信号を生成している。
【０００９】
ここで、記録を行っている場合には、レーザが高周波で明滅し、記録のマーク／スペースを形成している。このため、もし第１の光スポットと第２の光スポットが同じレーザから出射している場合には、記録を行っているときにレーザが高周波で明滅しているため、ＤＰＤ信号のような高周波の信号を同時に安定して検出することができない。例えば、第１の光スポットと第２の光スポットを別のレーザから出射する場合には、問題とはならないが、光ピックアップ装置の構成として複雑化・高コスト化は避けられない。
そこで本発明は、低コストで作製可能な複数の情報記録面を有する情報記録媒体を記録／再生する場合に、安定したサーボ信号を得ることが可能な光ピックアップ装置、これを搭載した光ディスク装置、および情報記録方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的は、特許請求の範囲に記載の発明によって達成できる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば低コストで作製可能な複数の情報記録面を有する情報記録媒体を記録／再生する場合に、安定したサーボ信号を得ることが可能な光ピックアップ装置、これを搭載した光ディスク装置、および情報記録方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施例１における光学系を説明する図である。
【図２】実施例１における回折格子を示す図である。
【図３】実施例１における記録マークとディスク上のスポットの関係を示す図である。
【図４】実施例１における光検出器上の光ビームと受光面の関係を示す図である。
【図５】実施例１における記録マークとディスク上のスポットの関係を示す図である。
【図６】実施例１における光ディスクの記録方法を示す図である。
【図７】実施例１における記録マークとディスク上のスポットの関係を示す図である。
【図８】実施例１における光検出器上の光ビームと受光面の関係を示す図である。
【図９】実施例２における記録マークとディスク上のスポットの関係を示す図である。
【図１０】実施例２における光検出器上の光ビームと受光面の関係を示す図である。
【図１１】実施例２における記録マークとディスク上のスポットの関係を示す図である。
【図１２】実施例２における光検出器上の光ビームと受光面の関係を示す図である。
【図１３】実施例２における別の回折格子を示す図である。
【図１４】実施例３における記録マークとディスク上のスポットの関係を示す図である。
【図１５】実施例３における光検出器上の光ビームと受光面の関係を示す図である。
【図１６】実施例４における光学系を説明する図である。
【図１７】実施例４における光ディスクと光ビームの関係を示す図である。
【図１８】実施例４における情報記録方法の手順を示す図である。
【図１９】実施例５における光学的再生装置を説明する図である。
【図２０】実施例６における光学的記録再生装置を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態につき図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００１４】
図１は、本発明の第１の実施例に係る光ピックアップ装置の光学系を示したものである。半導体レーザ５０からは、波長略４０５ｎｍの光ビームが発散光として出射される。半導体レーザ５０から出射した光ビームは回折格子１１に入射する。
図２は、回折格子１１のパターンを示している。回折格子１１は、ディスク接線方向（Ｔａｎ方向）に対し、領域Ｉ、領域IIの上下２分割されており、入射した光ビームは、領域Ｉ、領域IIで異なる方向に回折される。なお、回折格子１１の回折効率は例えば０次回折光：＋１次回折光：−１次回折光＝１０：０：１であるとする。
【００１５】
回折格子１１で回折された光ビームはビームスプリッタ５２で反射される。なお一部の光ビームはビームスプリッタ５２を透過しフロントモニタ５３に入射する。一般的に記録型の光ディスクに情報を記録する場合には、光ディスクの記録面に所定の光量を照射させるため、半導体レーザの光量を高精度に制御する必要がある。このため、フロントモニタ５３は記録型の光ディスクに信号を記録する際に、半導体レーザ５０の光量の変化を検出し、半導体レーザ５０の駆動回路（図示せず）にフィードバックさせる。これにより光ディスク上の光量をモニタして所定の光量とするよう制御することが可能となる。
【００１６】
ビームスプリッタ５２で反射された光ビームはコリメートレンズ５１に入射する。コリメートレンズ５１は、光軸方向に駆動する機構を有しており、コリメートレンズ５１が光軸方向に駆動されることで、対物レンズに入射する光ビームの発散・収束状態を変え、光ディスク１００のカバー層の厚み誤差による球面収差を補償するようにしている。コリメートレンズ５１を出射した光ビームは立上げミラー５５、１／４波長板５６を経て、アクチュエータ５に搭載された対物レンズ２により光ディスク１００上に、１つのメインビームと２つのサブビームによる計３つの光ビームが集光される。なお、ここでの対物レンズ開口数はＢＤと同じ０．８５であるとする。立上げミラー５５、１／４波長板５６、対物レンズ２は、図１では互いに重なって示されているが、前記の順序で図の奥側から手前側に向けて配列されている。
【００１７】
図３は、記録マークとディスク上のスポットの関係を示したものである。なお、回折格子１１の０次回折光はスポット２０ａ（メインビーム）、領域Ｉの−１次回折光はスポット２０ｄ（サブビーム）、領域IIの−１次回折光はスポット２０ｅ（サブビーム）を示している。ここで、ディスク半径方向（Ｒａｄ方向）の記録マーク間距離をＴとするとスポット２０ｄとスポット２０ｅのディスク半径方向の間隔Ｄ１は（ｎ＋１／２）Ｔ（ｎは０以上の整数）で示される。また、スポット２０ｄ、スポット２０ｅの中心とスポット２０ａのディスク半径方向の間隔Ｄ２は（ｍ＋１）Ｔ／２（ｍは０以上の整数）で示される。なお、本実施例ではｎ＝０、ｍ＝１とした。
そして、光ディスク１００で反射された光ビームは、対物レンズ２、１／４波長板５６、立上げミラー５５、コリメートレンズ５１、ビームスプリッタ５２、検出レンズ１２を経て光検出器１０上の受光面に入射する。検出レンズ１２では非点収差が与えられるため、非点収差方式のフォーカス誤差信号が検出できる。
【００１８】
図４は、光検出器１０上の光ビームと受光面の関係を示したものである。なお、ディスク上と光検出器上で同じ光ビームに関しては同じ記号で示した。ここで、図２に示す回折格子１１に対して略９０度回転しているのは非点収差方式を用いているためである。
ここで、回折格子１１の０次回折光２０ａは４分割受光面領域ａ、領域ｂ、領域ｃ、領域ｄに入射し、−１次回折光２０ｄ、２０ｅは２分割受光面領域ｇ、領域ｈに入射する。そして、領域ａ、領域ｂ、領域ｃ、領域ｄ、領域ｇ、領域ｈから得られたＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｇ、Ｈの信号を以下の演算によりフォーカス誤差信号（ＦＥＳ）、トラッキング誤差信号（ＴＥＳ）、ＲＦ信号（ＲＦ）を生成する。
【００１９】
【数１】
2013012272.tif 000003
ここで、トラッキング誤差信号生成方法について説明する。
図５は、記録マークとディスク上のスポット２０ｄ、２０ｅの位置関係とそのときの信号について示した図である。（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれスポット位置が異なっており、（ａ）はスポット２０ｅが記録マークに沿って走査している状態、（ｃ）はスポット２０ｄが記録マークに沿って走査している状態、（ｂ）はスポット２０ｄとスポット２０ｅの中心が記録マークに沿って走査している状態を示している。ここで、記録マークは未記録部に対して反射率が小さくなるとする。
【００２０】
まず、（ａ）の場合には、スポット２０ｅが記録マークに沿って走査していることから、スポット２０ｅよりもスポット２０ｄの信号光量が大きいため、トラッキング誤差信号演算を行うとプラスの信号が得られる。それに対し、（ｃ）の場合には、スポット２０ｄが記録マークに沿って走査していることから、スポット２０ｄよりもスポット２０ｅの信号光量が大きいため、トラッキング誤差信号演算を行うとマイナスの信号が得られる。そして、（ｂ）の場合には、スポット２０ｄとスポット２０ｅはどちらも同じようにマーク中心からオフセットしているため、信号光量は等しくなり、トラッキング誤差信号演算を行うとゼロとなる。
【００２１】
これより、トラッキング誤差信号がゼロとなるようトラッキング制御を行えば、スポット２０ｄとスポット２０ｅの中心は記録マークに沿って走査することになる。それに伴ってスポット２０ａは記録し続けることが可能となるのである。なお、半径方向の記録マーク間距離をＴとするとスポット２０ｄとスポット２０ｅのディスク半径方向の間隔Ｄ１は（ｎ＋１／２）Ｔ（ｎは０以上の整数）を満たしていればトラッキング誤差信号が生成できる。また、生成したトラッキング誤差信号がスポット２０ａの記録マークに同期するために、スポット２０ｄ、スポット２０ｅの中心とスポット２０ａのディスク半径方向の間隔Ｄ２は（ｍ＋１）Ｔ／２（ｍは０以上の整数）を満たせば良い。
このトラッキング誤差信号検出方式の場合、ＤＰＤ信号検出のように高周波の信号比較をする必要がなく、サーボの周波数帯域で良いため、記録を行っているときのレーザの高周波の明滅は影響しない。
【００２２】
以上のように、本実施例ではディスク上に３つのスポットを形成し、半径方向の記録マーク間距離をＴとし、ｎ、ｍを０以上の整数としたとき、２つのサブビームのスポット間隔を（ｎ＋１／２）Ｔとし、２つのサブビームのスポット（スポット２０ｄ、スポット２０ｅ）の中心とメインビーム（スポット２０ａ）のスポットの間隔を（ｍ＋１）Ｔ／２で示されるようにディスク上にスポットを配置することで安定したトラッキング誤差信号を検出することができる。これにより、ディスク内周または外周の一部の領域に予め記録マークが記録されていれば図６に示すように、それに沿って記録が可能となる。
なお図６は、内周から外周に記録する記録方法を示しているが、例えばディスク螺旋構造とスポット２０ｄとスポット２０ｅに対するスポット２０ａの位置関係を変えることで外周から内周に記録することもできる。また、実線は既に記録されている記録マーク列を示しており、点線は本実施例の記録を行ったときの記録マーク列を示している。
【００２３】
本実施例は、メインビームと少なくとも２つのサブビームがあり、ディスク上において２つのサブビームはメインビーム対し、ディスク内周側または外周側にあり、２つのサブビームの中心はメインビーム対し、少なくとも半径方向の記録マーク間距離の半分、内周側または外周側にあり、その２つのサブビームの差分を求めることでトラッキング誤差信号が検出できる。このため、本ピックアップ装置は記録したマーク列にトラッキング制御して記録するため、一旦記録を始めるとディスクの未記録の半径位置が存在する限り絶えず記録することが可能となっている。
このような本実施例の光ピックアップ装置を用いて本実施例の情報記録方法を実施することで、光ディスクの構造を単純化することが可能となるため、多層ディスクのコストが大幅に低減可能となる。
【００２４】
なお、ディスク上に予め記録マークを記録しておく作業は例えばディスク出荷時に行えば良い。また、本実施例では３つのスポットを用いていたため、内周から外周または外周から内周の一方向の記録しか対応できないが、例えば回折格子１１の回折効率を０次回折光：＋１次回折光：−１次回折光＝１０：１：１として、図７に示すようにディスク上に５つのビームを配置すれば両方向の記録が可能となる。なお、回折格子１１の０次回折光はスポット２０ａ（メインビーム）、領域Ｉの＋１次回折光はスポット２０ｂ（サブビーム）、−１次回折光がスポット２０ｄ（サブビーム）、領域IIの＋１次回折光はスポット２０ｃ（サブビーム）、−１次回折光はスポット２０ｅ（サブビーム）を示している。ここで、半径方向の記録マーク間距離をＴとするとスポット２０ｂとスポット２０ｃ（スポット２０ｄとスポット２０ｅ）のディスク半径方向の間隔Ｄ１は（ｎ＋１／２）Ｔ（ｎは０以上の整数）で示される。また、スポット２０ｂ、スポット２０ｃの中心（スポット２０ａとスポット２０ｄ、スポット２０ｅの中心）とスポット２０ａのディスク半径方向の間隔Ｄ２は（ｍ＋１）Ｔ／２（ｍは０以上の整数）で示される。
【００２５】
そして、図８に示す受光部を用いて信号を検出すれば良い。ここで、回折格子１１の０次回折光２０ａは４分割受光面領域ａ、領域ｂ、領域ｃ、領域ｄに入射し、＋１次回折光２０ｂ、２０ｃは２分割受光面領域ｅ、領域ｆに入射し、−１次回折光２０ｄ、２０ｅは２分割受光面領域ｇ、領域ｈに入射する。そして、領域ａ、領域ｂ、領域ｃ、領域ｄ、領域ｅ、領域ｆ、領域ｇ、領域ｈから得られたＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈの信号を以下の演算によりフォーカス誤差信号、トラッキング誤差信号、ＲＦ信号を生成する。
【００２６】
【数２】
2013012272.tif 000004
なお、ここでは、内周から外周に記録する場合を示したものである。例えば外周から内周に記録する場合には、以下の演算をすれば良い。
【００２７】
【数３】
2013012272.tif 000005
以上のようにすると、内周から外周、外周から内周の記録に対応することが可能となる。
なお、本実施例の球面収差補正としてコリメートレンズ５１を光軸方向に駆動したが球面収差補正方法については限定されなく、例えばビームエキスパンダを光学系に組み入れても良い。また、本実施例のフォーカス誤差信号検出方式としては非点収差方式で説明を行ったが、それには限定されず例えばナイフエッジ方式やスポットサイズ方式などのフォーカス誤差信号検出方式と組み合わせても良い。また、半導体レーザの波長や対物レンズの開口数は本実施例には限定されない。
さらに、本発明では図２の回折格子で説明を行ったがこれには限定されず、ディスク上に３つまたは５つのビームを配置し、スポット間隔Ｄ１、Ｄ２を満たしていれば同様の効果が得られる。
【００２８】
そして、本実施例では１つ内周側の記録マークに沿ってトラッキング制御を行うことを説明したがこれには限定されず、それ以上内周側であっても良く、それに対応した記録マークをディスク上に予め記録しておけば良い。その場合にはｍを変えれば良い。
また、記録は、内周から外周方向に記録しても良いし、外周から内周に記録しても良い。この際、内周から外周に記録するときのトラッキング誤差信号と外周から内周に記録するときのトラッキング誤差信号で演算が異なる場合には、記録方向に応じて光ディスク装置から信号を受け取り、光ピックアップ装置で信号出力を変えても良い。また、信号出力数を少なくするために、図８のような受光領域に対し、例えば領域Ｇと領域Ｅ、領域Ｆと領域Ｈを結線して出力しても良い。なお、本実施例は記録時のトラッキング誤差信号検出方法について説明したが、再生時の場合には、本実施例の検出方法を用いても良いし、メインビームを用いてＤＰＤ信号でトラッキング制御しても良い。
【実施例２】
【００２９】
図９、図１０は、本発明の第２の実施例に係る光ピックアップ装置の記録マークとディスク上のスポットの関係、光検出器上の光ビームと受光面の関係を示している。それ以外は実施例１と同様の構成である。
ここで、本実施例は、図１に示す実施例１と同様の光学系である。半導体レーザ５０からは、波長略４０５ｎｍの光ビームが発散光として出射される。半導体レーザ５０から出射された光ビームは回折格子１１に入射する。図２は、回折格子１１のパターンを示している。回折格子１１は、ディスク接線方向に対し、領域Ｉ、領域IIの上下２分割されており、入射した光ビームは、領域Ｉ、領域IIで異なる方向に回折される。なお、回折格子１１の回折効率は例えば０次回折光：＋１次回折光：−１次回折光＝１０：０：１であるとする。
回折格子１１で回折された光ビームはビームスプリッタ５２で反射される。なお一部の光ビームはビームスプリッタ５２を透過しフロントモニタ５３に入射する。
【００３０】
ビームスプリッタ５２で反射された光ビームはコリメートレンズ５１に入射する。コリメートレンズ５１は、光軸方向に駆動する機構を有しており、コリメートレンズ５１が光軸方向に駆動されることで、対物レンズに入射する光ビームの発散・収束状態を変え、光ディスク１００のカバー層の厚み誤差による球面収差を補償するようにしている。コリメートレンズ５１を出射した光ビームは立上げミラー５５、１／４波長板５６を経て、アクチュエータ５に搭載された対物レンズ２により光ディスク１００上に１つのメインビームと２つのサブビームの計３つの光ビームが集光される。なお、ここでの対物レンズ開口数はＢＤと同じ０．８５であるとする。立上げミラー５５、１／４波長板５６、対物レンズ２は、図１では互いに重なって示されているが、前記の順序で図の奥側から手前側に向けて配列されている。
【００３１】
図９は、記録マークとディスク上のスポットの関係を示したものである。なお、回折格子１１の０次回折光はスポット２０ａ（メインビーム）、領域Ｉの−１次回折光はスポット２０ｄ（サブビーム）、領域IIの−１次回折光はスポット２０ｅ（サブビーム）を示している。ここで、半径方向の記録マーク間距離をＴとするとスポット２０ｄとスポット２０ｅのディスク半径方向の間隔Ｄ１は（ｎ＋１／２）Ｔ（ｎは０以上の整数）で示される。また、スポット２０ｄ、スポット２０ｅの中心とスポット２０ａのディスク半径方向の間隔Ｄ２は（ｍ＋１）Ｔ／２（ｍは０以上の整数）で示される。なお、本実施例ではｎ＝０、ｍ＝１とした。
そして、光ディスク１００で反射された光ビームは、対物レンズ２、１／４波長板５６、立上げミラー５５、コリメートレンズ５１、ビームスプリッタ５２、検出レンズ１２を経て光検出器上の受光面に入射する。検出レンズ１２では非点収差が与えられるため、非点収差方式のフォーカス誤差信号が検出できる。
【００３２】
図１０は、光検出器１０上の光ビームと受光面の関係を示したものである。なお、ディスク上と光検出器１０上で同じ光ビームに関しては同じ記号で示した。ここで、図２に示す回折格子１１に対して略９０度回転しているのは非点収差方式を用いているためである。
ここで、回折格子１１の０次回折光２０ａは４分割受光面領域ａ、領域ｂ、領域ｃ、領域ｄに入射し、領域Ｉの−１次回折光２０ｄは受光面ｇｈに入射し、領域IIの−１次回折光２０ｅは２分割受光面ｅｆに入射する。そして、領域ａ、領域ｂ、領域ｃ、領域ｄ、領域ｅｆ、領域ｇｈから得られたＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、ＥＦ、ＧＨの信号を以下の演算によりフォーカス誤差信号、トラッキング誤差信号、ＲＦ信号を生成する。
【００３３】
【数４】
2013012272.tif 000006
ここで、実施例１との違いは、ディスク上のスポット２０ｅのディスク接線方向の位置が異なるだけで、トラッキング誤差信号検出方法については、実施例１と同様の検出方法となっている。そして、半径方向の記録マーク間距離をＴとするとスポット２０ｄとスポット２０ｅのディスク半径方向の間隔Ｄ１は（ｎ＋１／２）Ｔ（ｎは０以上の整数）を満たしていればトラッキング誤差信号が生成できる。また、生成したトラッキング誤差信号がスポット２０ａの記録マークに同期するために、スポット２０ｄ、スポット２０ｅの中心とスポット２０ａのディスク半径方向の間隔Ｄ２は（ｍ＋１）Ｔ／２（ｍは０以上の整数）を満たせば良い。
このトラッキング誤差信号検出方式の場合、ＤＰＤ信号検出のように高周波の信号比較をする必要がなく、サーボの周波数帯域で良いため、記録を行っているときのレーザの高周波の明滅は影響しない。
【００３４】
以上のように、本実施例ではディスク上に３つのスポットを形成し、半径方向の記録マーク間距離をＴとし、ｎ、ｍを０以上の整数としたとき、２つのサブビームのスポット間隔を（ｎ＋１／２）Ｔとし、２つのサブビームのスポット（スポット２０ｄ、スポット２０ｅ）の中心とメインビーム（スポット２０ａ）のスポットの間隔を（ｍ＋１）Ｔ／２で示されるようにディスク上にスポットを配置することで安定したトラッキング誤差信号を検出することができる。これにより、ディスク内周または外周の一部の領域に予め記録マークが記録されていれば図６に示すように、それに沿って記録が可能となる。なお、図６は内周から外周に記録する記録方法を示しているが、例えばディスク螺旋構造とスポット２０ｄとスポット２０ｅに対するスポット２０ａの位置関係を変えることで外周から内周に記録することもできる。また、実線は既に記録されている記録マーク列を示しており、点線は本実施例の記録を行ったときの記録マーク列を示している。
【００３５】
本実施例は、メインビームと少なくとも２つのサブビームがあり、ディスク上において２つのサブビームはメインビーム対し、ディスク内周側または外周側にあり、２つのサブビームの中心はメインビーム対し、少なくとも半径方向の記録マーク間距離の半分、内周側または外周側にあり、その２つのサブビームの差動を演算することでトラッキング誤差信号が検出できる。このため、本ピックアップ装置は記録したマーク列にトラッキング制御して記録するため、一旦記録を始めるとディスクの未記録の半径位置が存在する限り絶えず記録することが可能となっている。
このような本実施例の光ピックアップ装置を用いて本実施例の情報記録方法を実施することで、光ディスクの構造を単純化することが可能となるため、多層ディスクのコストが大幅に低減可能となる。
【００３６】
なお、ディスク上に予め記録マークを記録しておく作業は例えばディスク出荷時に行えば良い。また、本実施例では３つのスポットを用いていたため、内周から外周または外周から内周の一方向の記録しか対応できないが、例えば回折格子１１の回折効率を０次回折光：＋１次回折光：−１次回折光＝１０：１：１として、図１１に示すようにディスク上に５つのビームを配置すれば両方向の記録が可能となる。なお、回折格子１１の０次回折光はスポット２０ａ（メインビーム）、領域Ｉの＋１次回折光はスポット２０ｂ（サブビーム）、−１次回折光がスポット２０ｄ（サブビーム）、領域IIの＋１次回折光はスポット２０ｃ（サブビーム）、−１次回折光はスポット２０ｅ（サブビーム）を示している。ここで、半径方向の記録マーク間距離をＴとするとスポット２０ｂとスポット２０ｃ（スポット２０ｄとスポット２０ｅ）のディスク半径方向の間隔Ｄ１は（ｎ＋１／２）Ｔ（ｎは０以上の整数）で示される。
また、スポット２０ｂ、スポット２０ｃの中心（スポット２０ａとスポット２０ｄ、スポット２０ｅの中心）とスポット２０ａのディスク半径方向の間隔Ｄ２は（ｍ＋１）Ｔ／２（ｍは０以上の整数）で示される。
【００３７】
そして、図１２に示す受光部を用いて信号を検出すれば良い。ここで、回折格子１１の０次回折光２０ａは４分割受光面領域ａ、領域ｂ、領域ｃ、領域ｄに入射し、領域Ｉの＋１次回折光２０ｂ、領域IIの−１次回折光２０ｅは２分割受光面領域ｅ、領域ｆに入射し、領域Ｉの−１次回折光２０ｄ、領域IIの＋１次回折光２０ｃは２分割受光面領域ｇ、領域ｈに入射する。そして、領域ａ、領域ｂ、領域ｃ、領域ｄ、領域ｅ、領域ｆ、領域ｇ、領域ｈから得られたＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈの信号を以下の演算によりフォーカス誤差信号、トラッキング誤差信号、ＲＦ信号を生成する。
【００３８】
【数５】
2013012272.tif 000007
なお、ここでは、内周から外周に記録する場合を示したものである。例えば外周から内周に記録する場合には、以下の演算をすれば良い。
【００３９】
【数６】
2013012272.tif 000008
以上のようにすると、内周から外周、外周から内周の記録に対応することが可能となる。
なお、本実施例の球面収差補正としてコリメートレンズ５１を光軸方向に駆動したが球面収差補正方法については限定されなく、例えばビームエキスパンダを光学系に組み入れても良い。また、本実施例のフォーカス誤差信号検出方式としては非点収差方式で説明を行ったが、それには限定されず例えばナイフエッジ方式やスポットサイズ方式などのフォーカス誤差信号検出方式と組み合わせても良い。また、半導体レーザの波長や対物レンズの開口数は本実施例には限定されない。
【００４０】
さらに、本発明では図２の回折格子で説明を行ったがこれには限定されず、ディスク上に３つまたは５つのビームを配置し、スポット間隔Ｄ１、Ｄ２を満たしていれば同様の効果が得られる。例えば、図１３のように図２の溝構造（領域Ｉ、領域II）を複数領域に分け、回折効率を例えば０次回折光：＋１次回折光：−１次回折光＝１０：０：１として、図９と同じディスク上のスポット配置とし、図１０と同じ光検出器で検出しても同様の効果が得られる。
【００４１】
そして、本実施例では、１つ内周側の記録マークに沿ってトラッキング制御を行うことを説明したがこれには限定されず、それ以上内周側であっても良く、それに対応した記録マークをディスク上に予め記録しておけば良い。その場合にはｍを変えれば良い。
また、記録は、内周から外周方向に記録しても良いし、外周から内周に記録しても良い。この際、内周から外周に記録するときのトラッキング誤差信号と外周から内周に記録するときのトラッキング誤差信号で演算が異なる場合には、記録方向に応じて光ディスク装置から信号を受け取り、光ピックアップ装置で信号出力を変えても良い。また、信号出力数を少なくするために、図１２のような受光領域に対し、例えば領域Ｇと領域Ｅ、領域Ｆと領域Ｈを結線して出力しても良い。
なお、本実施例は記録時のトラッキング誤差信号検出方法について説明したが、再生時の場合には、本実施例の検出方法を用いても良いし、メインビームを用いてＤＰＤ信号でトラッキング制御しても良い。
【実施例３】
【００４２】
図１４、図１５は本発明の第３の実施例に係る光ピックアップ装置の記録マークとディスク上のスポットの関係、光検出器上の光ビームと受光面の関係を示している。それ以外は実施例１と同様の構成である。
ここで、本実施例は、図１に示す実施例１と同様の光学系である。半導体レーザ５０からは、波長略４０５ｎｍの光ビームが発散光として出射される。半導体レーザ５０から出射された光ビームは回折格子１１に入射する。図２は、回折格子１１のパターンを示している。回折格子１１は、ディスク接線方向に対し、領域Ｉ、領域IIの上下２分割されており、入射した光ビームは、領域Ｉ、領域IIで異なる方向に回折される。なお、回折格子１１の回折効率は例えば０次回折光：＋１次回折光：−１次回折光＝１０：０：１であるとする。ここで、本実施例は実施例２に対し、回折格子１１の回折角が大きいことを特徴とする。
回折格子１１で回折された光ビームはビームスプリッタ５２で反射される。なお一部の光ビームはビームスプリッタ５２を透過しフロントモニタ５３に入射する。
【００４３】
ビームスプリッタ５２で反射された光ビームはコリメートレンズ５１に入射する。コリメートレンズ５１は、光軸方向に駆動する機構を有しており、コリメートレンズ５１が光軸方向に駆動されることで、対物レンズに入射する光ビームの発散・収束状態を変え、光ディスク１００のカバー層の厚み誤差による球面収差を補償するようにしている。コリメートレンズ５１を出射した光ビームは立上げミラー５５、１／４波長板５６を経て、アクチュエータ５に搭載された対物レンズ２により光ディスク１００上に１つのメインビームと２つのサブビームの計３つの光ビームが集光される。なお、ここでの対物レンズ開口数はＢＤと同じ０．８５であるとする。立上げミラー５５、１／４波長板５６、対物レンズ２は、図１では互いに重なって示されているが、前記の順序で図の奥側から手前側に向けて配列されている。
【００４４】
また、本実施例では、回折格子１１は、回折角が大きいために回折格子１１の分割線８００を通過した光が対物レンズに入射しない構成となっている。このため、対物レンズに入射する光ビームのうちディスク接線方向のプラス側に回折された光ビームに関し、ディスク接線方向のプラス側の領域である領域Ｉで回折された光ビームは、回折によって対物レンズに入射しないため、対物レンズには領域IIで回折された光ビームのみが入射する。同様にディスク接線方向のマイナス方向に回折された光ビームに関し、ディスク接線方向のマイナス側の領域である領域IIで回折された光ビームは、回折によって対物レンズに入射しないため、対物レンズには領域Ｉで回折された光ビームのみが入射する。
【００４５】
図１４は、記録マークとディスク上のスポットの関係を示したものである。なお、回折格子１１の０次回折光はスポット２０ａ（メインビーム）、領域Ｉの−１次回折光はスポット２０ｄ（サブビーム）、領域IIの−１次回折光はスポット２０ｅ（サブビーム）を示している。ここで、半径方向の記録マーク間距離をＴとするとスポット２０ｄとスポット２０ｅのディスク半径方向の間隔Ｄ１は（ｎ＋１／２）Ｔ（ｎは０以上の整数）で示される。また、スポット２０ａとスポット２０ｄ、スポット２０ｅの中心とのディスク半径方向の間隔Ｄ２は（ｍ＋１）Ｔ／２（ｍは０以上の整数）で示される。なお、本実施例ではｎ＝０、ｍ＝１とした。
【００４６】
そして、光ディスク１００で反射された光ビームは、対物レンズ２、１／４波長板５６、立上げミラー５５、コリメートレンズ５１、ビームスプリッタ５２、検出レンズ１２を経て光検出器上の受光面に入射する。検出レンズ１２では非点収差が与えられるため、非点収差方式のフォーカス誤差信号が検出できる。
図１５は光検出器１０上の光ビームと受光面の関係を示したものである。ここで、ディスク上と光検出器１０上で同じ光ビームに関しては同じ記号で示した。ここで、図２に示す回折格子１１に対して略９０度回転しているのは非点収差方式を用いているためである。
【００４７】
ここで、回折格子１１の０次回折光２０ａは４分割受光面領域ａ、領域ｂ、領域ｃ、領域ｄに入射し、領域Ｉの−１次回折光２０ｄは受光面ｇｈに入射し、領域IIの−１次回折光２０ｅは２分割受光面ｅｆに入射する。そして、領域ａ、領域ｂ、領域ｃ、領域ｄ、領域ｅｆ、領域ｇｈから得られたＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、ＥＦ、ＧＨの信号を以下の演算によりフォーカス誤差信号、トラッキング誤差信号、ＲＦ信号を生成する。
【００４８】
【数７】
2013012272.tif 000009
ここで、実施例２との違いは、光検出器１０上のスポット２０ｄ、スポット２０ｅの光量が異なるだけで、トラッキング誤差信号検出方法については、実施例１と同様の検出方法となっている。そして、半径方向の記録マーク間距離をＴとするとスポット２０ｄとスポット２０ｅのディスク半径方向の間隔Ｄ１は（ｎ＋１／２）Ｔ（ｎは０以上の整数）を満たしていればトラッキング誤差信号が生成できる。また、生成したトラッキング誤差信号がスポット２０ａの記録マークに同期するために、スポット２０ｄ、スポット２０ｅの中心とスポット２０ａのディスク半径方向の間隔Ｄ２は（ｍ＋１）Ｔ／２（ｍは０以上の整数）を満たせば良い。
このトラッキング誤差信号検出方式の場合、ＤＰＤ信号検出のように高周波の信号比較をする必要がなく、サーボの周波数帯域で良いため、記録を行っているときのレーザの高周波の明滅は影響しない。
【００４９】
以上のように、本実施例ではディスク上に３つのスポットを形成し、半径方向の記録マーク間距離をＴとし、ｎ、ｍを０以上の整数としたとき、２つのサブビームのスポット間隔を（ｎ＋１／２）Ｔとし、メインビーム（スポット２０ａ）のスポットと２つのサブビームのスポット（スポット２０ｄ、スポット２０ｅ）の中心との間隔を（ｍ＋１）Ｔ／２で示されるようにディスク上にスポットを配置することで安定したトラッキング誤差信号を検出することができる。これにより、ディスク内周または外周の一部の領域に予め記録マークが記録されていれば図６に示すように、それに沿って記録が可能となる。なお、図６は内周から外周に記録する記録方法を示しているが、例えばディスク螺旋構造とスポット２０ｄとスポット２０ｅに対するスポット２０ａの位置関係を変えることで外周から内周に記録することもできる。また、実線は既に記録されている記録マーク列を示しており、点線は本実施例の記録を行ったときの記録マーク列を示している。
【００５０】
本実施例は、メインビームと少なくとも２つのサブビームがあり、ディスク上において２つのサブビームはメインビーム対し、ディスク内周側または外周側にあり、２つのサブビームの中心はメインビーム対し、少なくとも半径方向の記録マーク間距離の半分、内周側または外周側にあり、その２つのサブビームの差分求めることでトラッキング誤差信号が検出できる。このため、本ピックアップ装置は記録したマーク列にトラッキング制御して記録するため、一旦記録を始めるとディスクの未記録の半径位置が存在する限り絶えず記録することが可能となっている。
このような本実施例の光ピックアップ装置を用いて本実施例の情報記録方法を実施することで、光ディスクの構造を単純化することが可能となるため、多層ディスクのコストが大幅に低減可能となる。
【００５１】
なお、ディスク上に予め記録マークを記録しておく作業は例えばディスク出荷時に行えば良い。そして、本実施例の球面収差補正としてコリメートレンズ５１を光軸方向に駆動したが球面収差補正方法については限定されなく、例えばビームエキスパンダを光学系に組み入れても良い。また、本実施例のフォーカス誤差信号検出方式としては非点収差方式で説明を行ったが、それには限定されず例えばナイフエッジ方式やスポットサイズ方式などのフォーカス誤差信号検出方式と組み合わせても良い。また、半導体レーザの波長や対物レンズの開口数は本実施例には限定されない。
さらに、本発明では図２の回折格子で説明を行ったがこれには限定されず、ディスク上に３つまたは５つのビームを配置し、スポット間隔Ｄ１、Ｄ２を満たしていれば同様の効果が得られる。
【００５２】
そして、本実施例では、１つ内周側の記録マークに沿ってトラッキング制御が行うことを説明したがこれには限定されず、それ以上内周側であっても良く、それに対応した記録マークをディスク上に予め記録しておけば良い。その場合にはｍを変えれば良い。また、記録は、内周から外周方向に記録しても良いし、外周から内周に記録しても良い。
本実施例のような構成とすることで、実施例１、実施例２に対し、回折格子１１のディスク接線方向ずれの影響を受けない構成とすることができる。また、スポット２０ａの多層ディスクの迷光の外側となるように受光面ｅｆ、受光面ｇｈを配置することで、多層ディスクの迷光の影響を低減することも可能となる。なお、本実施例は記録時のトラッキング誤差信号検出方法について説明したが、再生時の場合には、本実施例の検出方法を用いても良いし、メインビームを用いてＤＰＤ信号でトラッキング制御しても良い。
【実施例４】
【００５３】
図１６は、本発明の第４の実施例に係る光ピックアップ装置の光学系を示している。本実施例の光ディスクは、サーボ信号検出用の層（ガイド層）と記録層に分かれた光ディスクであり、光ピックアップからはサーボ用の光ビームと記録／再生用の光ビームの２つのビームが出射される。
まず、記録層の信号を検出する光学系について説明する。半導体レーザ５０からは、波長略４０５ｎｍの第１の光ビームが発散光として出射される。半導体レーザ５０から出射した第１の光ビームは回折格子１１に入射する。図２は、回折格子１１のパターンを示している。回折格子１１は、ディスク接線方向に対し、領域Ｉ、領域IIの上下２分割されており、入射した光ビームは、領域Ｉ、領域IIで異なる方向に回折される。なお、回折格子１１の回折効率は例えば０次回折光：＋１次回折光：−１次回折光＝１０：０：１であるとする。
【００５４】
回折格子１１を回折した第１の光ビームは、コリメートレンズ５１により略平行光に変換される。そして、コリメートレンズ５１を透過した光ビームは、ビームスプリッタ５２、レンズ５３、ダイクロイックプリズム７４、レンズ７５を経て立上げミラー５５に入射する。なお、ビームスプリッタ５２は透過・反射率に偏光特性を有するプリズムであり、半導体レーザ５０から出射した光ビームを効率良く透過し、ディスクから反射された光ビームを効率良く反射する特性を有している。また、ダイクロイックプリズム７４は、波長選択性があり、本実施例では、半導体レーザ５０を出射した第１の光ビームを反射し、半導体レーザ６０を出射した第２の光ビームを透過する特性を有するプリズムとなっている。
ここで、レンズ５３は光軸方向に駆動可能となっており、レンズ７５と組み合わせることで、対物レンズに入射する発散／収束状態を変えることが可能となっている。これにより、複数の記録層のディスク表面から記録層（基板厚さ）の違いから発生する球面収差を補正することが可能となる。
【００５５】
そして、立上げミラー５５で反射された光ビームは、１／４波長板５６を透過し、アクチュエータ５に搭載された対物レンズ２により、図１７に示す記録層４００Ａ上に１つのメインビームと２つのサブビームの計３つの光ビームが集光される。ここで、図中の記録層４００Ａ、記録層４００Ｂ、記録層４００Ｃは、案内溝を有さない記録層を示しており、ガイド層５００は案内溝を有するガイド層を示している。
【００５６】
図３は、記録マークとディスク上のスポットの関係を示したものである。なお、回折格子１１の０次回折光はスポット２０ａ（メインビーム）、領域Ｉの−１次回折光はスポット２０ｄ（サブビーム）、領域IIの−１次回折光はスポット２０ｅ（サブビーム）を示している。ここで、半径方向の記録マーク間距離をＴとするとスポット２０ｄとスポット２０ｅのディスク半径方向の間隔Ｄ１は（ｎ＋１／２）Ｔ（ｎは０以上の整数）で示される。また、スポット２０ｄ、スポット２０ｅの中心とスポット２０ａのディスク半径方向の間隔Ｄ２は（ｍ＋１）Ｔ／２（ｍは０以上の整数）で示される。なお、本実施例ではｎ＝０、ｍ＝１とした。
そして、記録層で反射された光ビームは、対物レンズ２、１／４波長板５６、立上げミラー１０、レンズ７５、ダイクロイックプリズム７４、レンズ５３、ビームスプリッタ５２、検出レンズ１２を経て光検出器１０上の受光面に入射する。検出レンズ１２では非点収差が与えられるため、非点収差方式のフォーカス誤差信号が検出できる。
【００５７】
図４は、光検出器１０上の光ビームと受光面の関係を示したものである。なお、ディスク上と光検出器１０上で同じ光ビームに関しては同じ記号で示した。ここで、図２に示す回折格子１１に対して略９０度回転しているのは非点収差方式を用いているためである。
ここで、回折格子１１の０次回折光２０ａは４分割受光面領域ａ、領域ｂ、領域ｃ、領域ｄに入射し、−１次回折光２０ｄ、２０ｅは２分割受光面領域ｇ、領域ｈに入射する。そして、領域ａ、領域ｂ、領域ｃ、領域ｄ、領域ｇ、領域ｈから得られたＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｇ、Ｈの信号を以下の演算によりフォーカス誤差信号、トラッキング誤差信号、ＲＦ信号を生成する。
【００５８】
【数８】
2013012272.tif 000010
次にガイド層の信号を検出する光学系について説明する。半導体レーザ６０から出射された波長略６５０ｎｍの第２の光ビームは、コリメートレンズ６１により略平行光に変換される。そして、コリメートレンズ６１を透過した光ビームは、ビームスプリッタ６２、レンズ６３、ダイクロイックプリズム７４、レンズ７５を経て立上げミラー５５に入射する。なお、ビームスプリッタ６２は透過・反射率に偏光特性を有するプリズムであり、半導体レーザ６０から出射した光ビームを効率良く透過し、ディスクから反射された光ビームを効率良く反射する特性を有している。
【００５９】
ここで、レンズ６３は光軸方向に駆動可能となっており、レンズ７５と組み合わせることで、対物レンズに入射する発散／収束状態を変えることが可能となっている。これにより、複数の記録層とガイド層から発生する相対デフォーカスを補正することが可能となる。
そして、立上げミラー５５で反射された光ビームは、１／４波長板５６を透過し、アクチュエータ５に搭載された対物レンズ２を経て、図１７に示す光ディスク上のガイド層５００に集光する。ガイド層５００で反射された光ビームは、対物レンズ２、１／４波長板５６、立上げミラー５５、レンズ７５、ダイクロイックプリズム７４、レンズ６３、ビームスプリッタ６２を経て、検出レンズ６４に入射する。検出レンズ６４では、光ビームに非点収差が与えられ、検出器６５で検出することで非点収差方式によるフォーカス誤差信号やトラッキング誤差信号が検出される。
【００６０】
ここで、本実施例の情報記録方法を説明する。
図１８は、情報記録方法の手順を示したフロー図である。まず、ディスクを駆動し、半導体レーザ５０（第１の光ビーム）、半導体レーザ６０（第２の光ビーム）を点灯する（Ｓ１）。次に第１の光ビームを用いて対物レンズ２を光軸方向に駆動し、記録層にフォーカス制御する（Ｓ２）。そして、第２の光ビームを用いてレンズ６３を光軸方向に駆動し、ガイド層にフォーカス制御し、対物レンズ２を半径方向に駆動し、ガイド層のガイドトラックにトラッキング制御する（Ｓ３）。次に、第１の光ビームを用いてディスクの記録層の所定領域を用いて記録パワーや、レンズ５３による球面収差補正や、デフォーカス、対物レンズの傾き等の記録条件最適化を行う（Ｓ４）。そして、ディスクの記録層の所定領域に移動し、記録最適条件の下、数トラックの記録を行う（Ｓ５）。次に、半導体レーザ６０（第２の光ビーム）を消灯し（Ｓ６）、対物レンズ２を光軸方向に駆動して第１の光ビームを記録層にフォーカス制御し、対物レンズ２を半径方向に駆動して第１の光ビームを記録層の記録マーク列にトラッキング制御する（Ｓ７）。この状態で、記録を行う（Ｓ８）。
【００６１】
本実施例では、既に記録されたマーク列を使ってサーボ信号を生成することができるため、Ｓ５の動作で記録マーク列を形成すれば、それを用いて記録し続けることが可能となる。なお、基本的なトラッキング誤差信号検出方法は実施例１と同様である。
このような本実施例の光ピックアップ装置を用いた光ディスク装置で本実施例の情報記録方法を実施することで、光ディスクの構造を単純化することが可能となるため、多層ディスクのコストが大幅に低減可能となる。本実施例は、ディスク上に予め記録マークを記録しておく必要がなく、案内溝を有するガイド層を少なくとも１層有していれば良い点が実施例１〜３とは異なる。
【００６２】
ここで、本実施例では３つのスポットを用いていたため、内周から外周または外周から内周の一方向の記録しか対応できないが、例えばガイド層を２層構成とし、螺旋構造を２つの層で互いに反対にして、回折格子１１の回折効率を０次回折光：＋１次回折光：−１次回折光＝１０：１：１として、図７に示すようにディスク上に５つのビームを配置すれば両方向の記録が可能となる。なお、回折格子１１の０次回折光はスポット２０ａ（メインビーム）、領域Ｉの＋１次回折光はスポット２０ｂ（サブビーム）、−１次回折光がスポット２０ｄ（サブビーム）、領域IIの＋１次回折光はスポット２０ｃ（サブビーム）、−１次回折光はスポット２０ｅ（サブビーム）を示している。ここで、半径方向の記録マーク間距離をＴとするとスポット２０ｂとスポット２０ｃ（スポット２０ｄとスポット２０ｅ）のディスク半径方向の間隔Ｄ１は（ｎ＋１／２）Ｔ（ｎは０以上の整数）で示される。また、スポット２０ａとスポット２０ｂ、スポット２０ｃの中心（スポット２０ａとスポット２０ｄ、スポット２０ｅの中心）のディスク半径方向の間隔Ｄ２は（ｍ＋１）Ｔ／２（ｍは０以上の整数）で示される。
【００６３】
そして、図８に示す受光部を用いて信号を検出すれば良い。ここで、回折格子１１の０次回折光２０ａは４分割受光面領域ａ、領域ｂ、領域ｃ、領域ｄに入射し、＋１次回折光２０ｂ、２０ｃは２分割受光面領域ｅ、領域ｆに入射し、−１次回折光２０ｄ、２０ｅは２分割受光面領域ｇ、領域ｈに入射する。そして、領域ａ、領域ｂ、領域ｃ、領域ｄ、領域ｅ、領域ｆ、領域ｇ、領域ｈから得られたＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈの信号を以下の演算によりフォーカス誤差信号、トラッキング誤差信号、ＲＦ信号を生成する。
【００６４】
【数９】
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なお、ここでは、内周から外周に記録する場合を示したものである。例えば外周から内周に記録する場合には、以下の演算をすれば良い。
【００６５】
【数１０】
2013012272.tif 000012
以上のようにすると、内周から外周、外周から内周の記録に対応することが可能となる。
そして、本実施例の球面収差補正としてレンズ５３を光軸方向に駆動したが球面収差補正方法については限定されなく、例えばビームエキスパンダを光学系に組み入れても良い。また、本実施例のフォーカス誤差信号検出方式としては非点収差方式で説明を行ったが、それには限定されず例えばナイフエッジ方式やスポットサイズ方式などのフォーカス誤差信号検出方式と組み合わせても良い。また、半導体レーザの波長や対物レンズの開口数は本実施例には限定されない。
【００６６】
さらに、本発明では図２の回折格子で説明を行ったがこれには限定されず、ディスク上に３つまたは５つのビームを配置し、スポット間隔Ｄ１、Ｄ２を満たしていれば同様の効果が得られる。
そして、本実施例では、１つ内周側の記録マークに沿ってトラッキング制御が行うことを説明したがこれには限定されず、それ以上内周側であっても良く、それに対応した記録マークをディスク上に予め記録しておけば良い。その場合にはｍを変えれば良い。
また、記録は、内周から外周方向に記録しても良いし、外周から内周に記録しても良い。さらに、本実施例は実施例１と同じディスク上のスポット配置であったが実施例２、実施例３のようなディスク上のスポット配置であっても良い。その場合には、ディスク上のスポット配置と同時に検出方法、信号演算方法を実施例２、実施例３と同様にすれば良い。
なお、本実施例は記録時のトラッキング誤差信号検出方法について説明したが、再生時の場合には、本実施例の検出方法を用いても良いし、メインビームを用いてＤＰＤ信号でトラッキング制御しても良い。また、記録時に第２の光ビームをガイド層に照射し、ガイドトラックを用いて回転の同期信号を検出しても良い。これによりディスク回転に同期した安定した記録が行える。また本実施例では、記録層は３層（４００Ａ、４００Ｂ、４００Ｃ）の例を示したがこれには限定されない。
【実施例５】
【００６７】
実施例５では、光ピックアップ装置１７０を搭載した、光学的再生装置について説明する。
図１９は、光学的再生装置の概略構成である。光ピックアップ装置１７０は、光ディスク１００の半径方向に沿って駆動できる機構が設けられており、アクセス制御回路１７２からのアクセス制御信号に応じて位置制御される。
レーザ点灯回路１７７からは所定のレーザ駆動電流が光ピックアップ装置１７０内の半導体レーザに供給され、半導体レーザからは再生動作をする際に所定の光量でレーザ光が出射される。なお、レーザ点灯回路１７７は光ピックアップ装置１７０内に組み込むこともできる。
【００６８】
光ピックアップ装置１７０内の光検出器１０から出力された信号は、サーボ信号生成回路１７４および情報信号再生回路１７５に送られる。サーボ信号生成回路１７４では前記光検出器１０からの信号に基づいてフォーカス誤差信号、トラッキング誤差信号ならびにチルト制御信号などのサーボ信号が生成され、これを基にアクチュエータ駆動回路１７３を経て光ピックアップ装置１７０内のアクチュエータを駆動して、対物レンズの位置制御がなされる。また、サーボ信号生成回路１７４では、内周から外周へ記録する場合と外周から内周へ記録する場合にトラッキング誤差信号の演算を変更する機能を有している。
前記情報信号再生回路１７５では、前記光検出器１０からの信号に基づいて光ディスク１００に記録されている情報信号が再生される。
【００６９】
前記サーボ信号生成回路１７４および情報信号再生回路１７５で得られた信号の一部はコントロール回路１７６に送られる。このコントロール回路１７６にはスピンドルモータ駆動回路１７１、アクセス制御回路１７２、サーボ信号生成回路１７４、レーザ点灯回路１７７、球面収差補正素子駆動回路１７９などが接続され、光ディスク１００を回転させるスピンドルモータ１８０の回転制御、アクセス方向およびアクセス位置の制御、対物レンズのサーボ制御、光ピックアップ装置１７０内の半導体レーザ発光光量の制御、ディスク基板厚さの違いによる球面収差の補正などが行われる。
【実施例６】
【００７０】
実施例６では、光ピックアップ装置１７０を搭載した、光学的記録再生装置について説明する。
図２０は、光学的記録再生装置の概略構成である。この装置で前記図１９で説明した光学的情報記録再生装置と相違する点は、コントロール回路１７６とレーザ点灯回路１７７の間に情報信号記録回路１７８を設け、情報信号記録回路１７８からの記録制御信号に基づいてレーザ点灯回路１７７の点灯制御を行って、光ディスク１００へ所望の情報を書き込む機能が付加されている点である。
【００７１】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換えをすることが可能である。
【符号の説明】
【００７２】
２：対物レンズ、５：アクチュエータ、１０：光検出器、１１：回折格子、１２：検出レンズ、５０：半導体レーザ、５１：コリメートレンズ、５２：ビームスプリッタ、５３：レンズ、５５：立上げミラー、５６：１／４波長板、６０：半導体レーザ、６１：コリメートレンズ、６２：ビームスプリッタ、６３：レンズ、７４：ダイクロイックプリズム、７５：レンズ、１７０：光ピックアップ装置、１７１：スピンドルモータ駆動回路、１７２：アクセス制御回路、１７３：アクチュエータ駆動回路、１７４：サーボ信号生成回路、１７５：情報信号再生回路、１７６：コントロール回路、１７７：レーザ点灯回路、１７８：情報記録回路、１７９：球面収差補正素子駆動回路、１８０：スピンドルモータ。
【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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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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