(57)【要約】【課題】  高速で記録及び再生ができる光記録再生システムを提供する。【解決手段】  光ディスク記録再生装置では、光ディスクが回転方向に沿って回転され、光ディスクにレーザービームがフォーカスされて光ディスク上にビームスポットが形成される。スキャナによってレーザービームは、光ディスクの半径方向に沿って偏向されてビームスポットが回転方向に交差する方向にスキャン軌跡を描き、このスキャン軌跡に沿って記録ビットの配列を有するデータトラックが形成される。【選択図】図２
2013073646.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ディスクを回転方向に沿って回転させる回転機構と、
レーザービームを発生し、前記光ディスクにフォーカスして前記光ディスク上にビームスポットを形成する記録再生光学系であって、
前記レーザービームを前記光ディスクの半径方向に沿って偏向して、前記回転方向に交差する第１方向に沿った第１スキャン軌跡及びこの第１方向とは異なった第２方向に沿った第２スキャン軌跡を前記ビームスポットで描かせるスキャナを含み、前記第１スキャン軌跡に沿って記録ビットの配列を有する第１のデータトラックが形成され、この第１のデータトラックが前記光ディスクに配列されている記録再生光学系と、
を具備する光ディスク記録再生装置。
【請求項２】
前記光ディスクは、当該光ディスクの回転中心を略中心とするスパイラル状又は同心円状に配置されている１又は複数のデータトラック列を含み、当該データトラック列には、前記複数の第１のデータトラックが配列されていることを特徴とする請求項１に記載の光ディスク記録再生装置。
【請求項３】
前記複数の第１のデータトラックは、前記回転方向に沿って略平行に前記データトラック列内に配列されていることを特徴とする請求項２に記載の光ディスク記録再生装置。
【請求項４】
前記光学系は、前記光ディスクにフォーカスされる前記レーザービームを記録すべきデータに応じて変調するレーザービーム発生部を具備することを特徴とする請求項１の光ディスク記録再生装置。
【請求項５】
前記データトラックに、前記スキャン軌跡にそって符号化されたデータ列を記録・再生する事を特徴とする請求項１の光ディスク記録再生装置。
【請求項６】
光ディスクを回転方向に沿って回転させることと、
レーザービームを発生し、前記光ディスクにフォーカスして前記光ディスク上にビームスポットを形成するビームスポットの形成において、
前記レーザービームを前記光ディスクの半径方向に沿って偏向して、前記回転方向に交差する方向にスキャン軌跡を前記ビームスポットで描かせ、前記スキャン軌跡に沿って記録ビットの配列を有する複数のデータトラックを形成するビームスポットの形成と、
を具備する光ディスク記録再生方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
実施の形態は、光ディスクにデータを記録し、再生する光ディスク記録再生装置及びその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、光を用いて情報の書き込み／読み出しを行ういわゆる光ディスクは、広く普及している。光ディスクとして、例えば、ＣＤ(Compact Disc)，ＤＶＤ(Digital Versatile Disc)、ＤＶＤ−ＨＤ(High-Definition Digital Versatile Disc)，ＢＤ(Blu-ray Disc)等がその代表例として知られている。
【０００３】
これらの光ディスクを用いた光情報記録／再生装置においては、１枚の記録媒体に、より多くの情報を記録すること、並びに、それら情報の書き込み／読出し速度を高速にすることが常に求められ続けられている。特に、近年においては、書き込み／読出し速度を高速にすることに対して強い要望がある。
【０００４】
光ディスクの書き込み／読出し速度を上げる方法として、主に２つの方法が考えられる。第１の方法は、ビット・サイズの微小化にあり、第２の方法は、ディスクの回転速度の高速化にある。
【０００５】
第１の方法に係るビット・サイズの微小化は、同一の回転数で記録／再生する場合においても、ビット・サイズが小さければ、単位時間当たりにアクセス出来るビット数が増大することに基づいている。
【０００６】
しかし、光ディスクでは、情報の記録／再生には、レーザー光をレンズで集光した光スポットが用いられていることから、光スポットのサイズ以下には、記録ビットを小さくすることができない。一方、光スポットのサイズは、光の回折限界によって規定される限界以下には小さくすることができないことから、原理的に記録ビット・サイズには、限界がある。この限界は、光ディスクに用いるレーザー光の波長が短くなるほど小さくなるため、光ディスク記録システムで用いる光の波長を短くすることにより、記録ビットの微小化を実現することが可能で、現在では、波長４００ｎｍ程度の青色レーザーを用いたＢＤ，ＨＤ−ＤＶＤが最も小さなビット・サイズを実現したシステムとなっている。
【０００７】
しかしながら、波長４００ｎｍよりも短波長化すると、その領域の光を透過する光学材料は限定されてしまい、また、従来用いられてきた材料では、光によってダメージを受ける可能性があり、光学系を設計する事が困難になる。このため、光の短波長化によって記録／再生速度を上げる方法は、ほぼ限界に達している。
【０００８】
上述した第２の方法に係るアプローチは、単純にディスクの回転数を上げる方法であり、この方法により単位時間当たりにアクセスすることが出来るビット数を増やすことができる。しかしながら、現在、ＣＤ、ＤＶＤ、ＨＤ−ＤＶＤ、ＢＤ等で用いられている光ディスクは、１万回転以上で回転させると遠心力により破壊してしまう問題がある。
【０００９】
現状では、ブルーレイ（ＢＤ）システムにおいて、約１万回転のディスク回転数で、ディスク最外周においてのみ、１２倍速（４３２Ｍｂｐｓ）のビットレートが、実現されている。しかし、このビットレートは、あくまでも最外周においてのみ実現可能な値であり、ディスク全体の平均アクセス速度は、その半分程度に留まり、１万回転以上に高速化することは困難となっている。
【００１０】
以上説明したように、現在では、光ディスクの書き込み／読出し速度を向上させることは、従来取られてきた方法では、極めて困難な状況となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平１１−８６２９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
そこで、ディスクの回転数をあげないで高速化する方法として、読み取り／書込み用レーザーのスポットをディスク面でスキャンして、同時に複数のトラックを読み／書きする技術が特許文献１に提案されている。
【００１３】
この特許文献１においては、隣接した複数のトラックに、パラレルに複数のビット列が書き込まれ、また、この複数のトラックからパラレルに複数のビット列が読出されてディスクの回転数に制限されない高速なデータアクセスが可能であると記述している。しかしながら、従来のＢＤのように、回転方向に記録ビット列が形成されるフォーマットでは、読み取りの際に、読み取ったシグナルから複数トラックの各データ列を再構成することが必要とされ、上記特許文献１に記述されているような、同時読出しの複数のサンプリング回路が必要とされ、回路的に複雑になる問題がある。また、同様に、ビット列の読み取りに限らず、ビット列の書き込みにあっても、同時書き込みの複数のサンプリング回路が必要とされ、回路的に複雑になる問題がある。
【００１４】
また、隣接した複数のトラックに必要なデータが記録されているかどうかは分からず、複数トラックを同時に読み出ししても、その中の１部分しかデータを利用できず、結果として、読出し速度を向上させることは困難となる可能性もある。更に、読み取りが高速に出来るように、書き込み時における記録位置を再配置するとすると、記録時に複雑なマッピング処理が必要となる問題がある。
【００１５】
また、ＰＷＭ記録のように、現在の光ディスクで一般的に用いられている記録方式が各トラックに採用される場合、５Ｔマークのように長いマークが記録される際に、横にスキャンしながら記録する場合には、従来技術に比べてより高い精度のタイミングコントロールが必要となり、その分、高密度化のマージンが減ってしまう問題（横ずれエラー）がある。また、このように、トラックに対してレーザーを横方向に振りながら、書き込み／読出しを行なう方法は、従来、光ディスクで用いられてきた方法とは全く異なり、従来技術を応用することが難しく、新たな記録／読出しスキームを作り出す必要性がある。
【００１６】
特にトラックに対して単純に横方向にレーザーを振っただけだと、各トラック直上でサンプリングを行なう必要性があるため、書き込み／読み込み時のタイミングコントロールが非常にシビアになり、実現は極めて困難になる。
【００１７】
また、マークの開始位置／終端位置をトラックのどの位置からでも可能にするためには、細かなスキャンを行なう必要があり、特許文献１に明記されているように、ナイキストの折り返し効果を防ぐために、より高周波で動作するスキャナが必要とされる。しかしながら、高周波で光をスキャンすることは、技術的に困難をともなうことが知られており、容易に実現することが出来ない問題もある。より実用的で安価なシステムにするためには、出来るだけ低い周波数のスキャナを用いて構成出来ることが望まれている。
【００１８】
上述のように、従来取られてきたようなビットの微小化及びディスク回転数の増加では、光ディスクにおける記録及び再生の高速化は、限界に達している。このためディスクの回転数に限定されない、光スキャン方法に基づく、データ列への高速なアクセスが考えられる。しかしながら、従来提案されているような隣接する複数トラックへの並列アクセスは、複雑な構成、精密な制御、高速なスキャナを必要とするため、低価格で商品化することは困難とされている。
【００１９】
実施の形態は、上記問題点を解決するためになされてものであり、その目的は、レーザー光をディスク上でスキャンする光ディスク・システムにおいて、従来に比して高速な記録及び再生が可能な光記録システムを工業的に安価に提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
実施形態によれば、
光ディスクを回転方向に沿って回転させる回転機構と、
レーザービームを発生し、前記光ディスクにフォーカスして前記光ディスク上にビームスポットを形成する記録再生光学系であって、
前記レーザービームを前記光ディスクの半径方向に沿って偏向して、前記回転方向に交差する第１方向に沿った第１スキャン軌跡及びこの第１方向とは異なった第２方向に沿った第２スキャン軌跡を前記ビームスポットで描かせるスキャナを含み、前記第１スキャン軌跡に沿って記録ビットの配列を有する第１のデータトラックが形成され、この第１のデータトラックが前記光ディスクの半径方向に沿って配列されている記録再生光学系と、
を具備する光ディスク記録再生装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】光ディスクにデータを記録し、この光ディスクからデータを再生する実施の形態に係る記録及び再生装置の構成を示す概略図である。
【図２】第１の実施の形態に係る記録方法が図１に示す記録及び再生装置に適用されて、データピットが記録されている光ディスクの一部を概略的に示す平面図であって、複数のデータピットが配列されているトラック列及びレーザービームがトラック列をスキャンしてレーザービームスポットがトラック列上に描くスキャニング軌跡を説明的且つ概略的に示す平面図である。
【図３】図２に示されるレーザービームスポットのスキャニングに伴い光ディスク上に形成さるレーザービームスポットのスキャニング軌跡及びレーザービームの変調に伴い、このスキャニング軌跡上に形成されるデータピットの配列の一例を概略的に示す平面図である。
【図４】図３に示されるスキャニングの繰り返しであって、位相がシフトされた複数回のレーザービームスポットのスキャニングに伴い、複数のスキャニング軌跡上に高密度で形成される多数のデータピットの配列を概略的に示す平面図である。
【図５】第２の実施の形態に係る記録方法に従って記録されるデータピットの配列の一例であって、図２に示されると同様にある位相でレーザービームスポットによって形成されるスキャニング軌跡上に形成されるデータピットの配列の一例を概略的に示す平面図である。
【図６】第２の実施の形態に係る記録方法に従って記録される高密度のデータピットの配列であって、図５示される高密度のデータピットの配列の一例を概略的に示す平面図である。
【図７】第３の実施の形態に係る記録方法でデータピットが形成される光ディスクのトラック列に設けられるランド及びグルーブを概略的に示す平面図である。
【図８】図７に示す第３の実施の形態の変形例に係る記録方法でデータピットが形成される光ディスクのトラック列に設けられるランド及びグルーブを概略的に示す平面図である。
【図９】第４の実施の形態に係る記録及び再生装置を示す概略図である。
【図１０】図９に示される第４の実施の形態に係る記録及び再生装置における光ディスクのトラッキングレイヤー上のトラッキングマークと記録層に記録されるデータトラックとのある配置関係を概略的に示す平面図である。
【図１１】図９に示される第４の実施の形態に係る記録及び再生装置における光ディスクのトラッキングレイヤー上のトラッキングマークと記録層に記録されるデータトラックとの他の配置関係を概略的に示す平面図である。
【図１２】図９に示される第４の実施の形態に係る記録及び再生装置における光ディスクのトラッキングレイヤー上のトラッキングマークと記録層に記録されるデータトラックとの更に他の配置関係を概略的に示す平面図である。
【図１３】図９に示される第４の実施の形態に係る記録及び再生装置における光ディスクのトラッキングレイヤー上のトラッキングマークと記録層に記録されるデータトラックとの更にまた他の配置関係を概略的に示す平面図である。
【図１４】図１に示される第１の実施の形態に係る記録再生システムをより具体化した第１の実施例に係る高速光記録システムの基本的構成を示す概略図である。
【図１５】（ａ）及び（ｂ）は、図１４に示されるスキャナの構造を概略的に示す上面図及び断面図である。
【図１６】図１に示される第１の実施の形態に係る記録再生システムをより具体化した第２の実施例に係る高速光記録システムの基本的構成を示す概略図である。
【図１７】図１６に示される第２の実施例に係る高速光記録システムの変形例を示す概略図である。
【図１８】図１６に示される第２の実施例に係る高速光記録システムにおける光学系を説明的に示す概略図である。
【図１９】（ａ）及び（ｂ）は、図１５に示されるスキャナの他の構造を概略的に示す上面図及び断面図である。
【図２０】（ａ）及び（ｂ）は、図１５に示されるスキャナの更に他の構造を概略的に示す上面図及び断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に、図面を参照して実施の形態に係る光ディスク記録再生装置について詳細に説明する。
【００２３】
図１は、この実施の形態に係る光ディスク記録再生装置の概略構成が示されている。この図１に示される光ディスク記録再生装置においては、光ディスク２がスピンドルモータを備えた回転機構、即ち、回転部(図示せず）によって矢印Ｒで示すように回転される。この光ディスク２には、記録及び再生光学系から光ビーム、即ち、レーザービームが収束されて記録用或いは再生用のビームスポットが形成される。ここで、レーザービーム（光ビーム）は、レーザーダイオードＬＤで発生され、このレーザービームがレーザスキャナ４を介して対物レンズ６に導かれ、この対物レンズ６によって光ディスク２上に収束されて光ディスク２上にビームスポットを形成している。光ディスク２が回転され、レーザービームがレーザスキャナ４によって光ディスク２の半径方向に偏向されていることから、光ディスク２上の領域は、光ディスク２の半径方向に沿ってビームスポットでスキャンされ、この半径方向のスキャンを伴いながら円周方向に沿ってビームスポットでトレースされている。その結果、光ディスク２上の領域は、ビームスポットによってスキャンされて、周期的な波形を有するスキャニング軌跡が描かれることとなる。
【００２４】
レーザスキャナ４は、一例として、レーザービームを１００ＭＨｚ〜１ＧＨｚの周波数で、光軸を中心に±１°の角度範囲に偏向している。また、対物レンズ６は、１．０mm程の焦点距離を有し、レーザービームを直径０．３μｍ以下のスポットに収束している。従って、周期的な波形を描くビームスポットが光ディスク上に形成されている数十のトラックを僅かな時間差を持って（略同時とみなすことができる程の時間差をもって）光ディスク上の領域をスキャンしている。従って、この周期的波形のビームスポットで光ディスク上の領域が周方向に沿ってトレースされてスキャニング軌跡が描かれることとなる。このような記録再生システムでは、現状で最も高速の記録及び再生が可能とされているブルーレイディスク（ＢＤ）の為の記録再生装置に比して１０倍以上の高速（１〜１０Gbpsのデータ転送速度）の書き込み或いは読み込み速度で、光ディスクにデータが書き込まれ、或いは、光ディスクからデータが読み出される。
【００２５】
［第１の実施形態］
図２には、第１の実施の形態に係る光記録方法が適用されたシステムにおける記録ビットで構成されるデータトラック列１８の形態(フォーマット）が概略的に示されている。この図２には、矢印Ｒの方向に沿って回転される光ディスク２上の領域の一部が矩形状に抜き出して示されている。半径方向の矩形状の領域は、この矢印Ｒで示される周方向に対して直交される半径方向に沿って、複数のデータトラック列１８に区分され、データトラック列１８がスパイラル状、または同心状に矢印Ｒで示される周方向に延出されるように複数のデータトラック列１８がスパイラル状または同心状に配列されている。即ち、光ディスク２は、光ディスク２の回転中心を略中心とするスパイラル状又は同心円状に配置されているトラック列を備えている。
【００２６】
図２には、レーザービームが対物レンズ６によって収束されて形成されるビームスポット２０が示されている。レーザービームは、スキャナ４によってスキャン方向１２にデータトラック列１８で定められる領域内で偏向されている。従って、このビームスポット２０は、記録モード時には、このデータトラック列１８内にピット列或いはマーク列でデータトラック１４を形成している。このデータトラック１４を形成するピット或いはマークは、以下の説明においては、単にデータピット１６と称し、マーク長等でデータが光ディスク２の記録層に記録される。
【００２７】
この第１の実施の形態では、図２に示すように光ディスクの中心から外周に向かい、また、外周から中心に向かうような往復のスキャンでデータトラック列１８の領域がスキャンされている。そして、この往復のスキャン中の一方向スキャン２２のみで、データトラックが形成されてデータトラック１４がデータトラック列１８内で周方向Ｒに沿って互いに並列して配列されるように形成される。より詳細には、往復のスキャン中の一方向スキャン２２では、レーザービームが記録強度に切り替えられて記録モードとされ、この記録モードで、この記録用のレーザービームが記録データで変調され、このレーザービームがデータトラック列１８内で光ディスクの内周から外周方向或いは外周から内周方向に偏向される。従って、記録用のレーザービームは、例えば、マーク長変調記録方式（ＰＷＭ記録方式）においては、光ディスク２の記録層にデータピットを記録データに応じたマーク長を有するように形成される。往復のスキャン中の反対方向スキャン２４では、レーザービームの強度が減衰されて非記録モードとされて光ディスクの内周から外周方向或いは外周から内周方向に偏向される。従って、光ディスク２の記録層には、データピット１６が形成されない。その結果として、図２に示すようにデータピットが略直線的に配列されてデータトラック列１８が形成され、このデータトラック列１８が並列して周方向に沿って配列されることとなる。再生モード時には、再生光強度のレーザービームが光ディスク２のデータトラック１４内に向けられ、この再生用のレーザービームが偏向されてデータトラック１４がスキャンされ、このデータトラック１４のデータピット１６で変調されたレーザービームが検出光学系に戻されてデータが再現される。この再生モードにおいても、往復のスキャンにおける一方向スキャンでのみデータピットがスキャンされてデータが再生され、往復のスキャンにおける他方向スキャンでは、データピットがスキャンされず、データが再生されない。
【００２８】
ここで、データトラックとは、記録ビットがシーケンシャルに記録されている一連の記録ビットの連なり（記録ビットのシーケンス或いは記録ビットの列）を意味している。即ち、従来の光ディスク記録システムにおいて、一般的に使用されているパルス幅変調記録（ＰＷＭ記録）を一例として説明すると、２Ｔ、３Ｔ、４Ｔ、５Ｔといった複数の長さの異なる記録マークの連なり（配列）が続いて形成され、その連なり（配列）方向に符号化等の処理が行なわれ、再生される情報がその連なり（シーケンス）方向にシーケンシャルな関連性を持っている１次元的なビットの連続（シーケンス）をデータトラックと称している。
【００２９】
このようにデータトラックをスキャン方向に形成することにより、データの記録／再生は、データトラックに沿った１次元的なシーケンシャル・アクセスによって実施することが可能となる。従って、再生された信号自体は、従来の光ディスクからの再生信号と同様の連続性を有し、従来用いられてきた光ディスク技術を利用することができる。特に、読み取りシグナルからデータ列を再構成する特別で、しかも、複雑な仕組みも必要とされることがない。またデータトラックに沿ってスキャンを行なうために、読み込み／書き込み時の絶対位置精度には余裕が出てくるため、不必要に高精度なサンプリングを行なう必要がなく、実現が容易となる。
【００３０】
また、この実施の形態に係る記録/再生方式は、複数のトラックを同時に読む方法ではなく、1つのレーザービームで１本のデータトラックを高速に読み／書きする方法に相当する方式であることから、複数の隣接したトラックに書き込まれたデータをほぼ同時に読見込むような方式とは異なり、読み込む必要のないデータを読み込む無駄を極力省くことが可能になる。その結果、書き込み／読出し速度を十分に向上させることが可能になる。また、書き込み時に、無駄な読み込みが極力なくなるように複雑な書き込み位置のマッピング等を行なう必要もないためシステムがシンプルで信頼性の高いものとなる。
【００３１】
更に、ＰＷＭ記録を用いるシステムにあっては、スキャン方向にデータトラックがあるため、従来のシステムと同様な方法によって２Ｔ，３Ｔ，４Ｔのようなビット長がコントロールされて書き込み／読出しが可能で、新たな書き込み／読出しスキームの開発が不要であり、従来技術の応用で、データの書き込み／読出しを実現することができる。また、この実施の形態に係るシステムでは、データの書き込み／読出しの為に、特別なタイミングコントロールが必要なく、データの高密度化記録に好適している。
【００３２】
このようにこの第１の実施の形態においては、スキャン方向に沿ってデータトラック１４、即ち、データ・ビット１６の配列が形成されている。従って、この第１の実施の形態に係る記録再生方法では、比較例としての複数のデータトラックを横断的に並列して読み込む方法とは異なり、１本のデータトラックに沿って書き込み／読出しが次々に実施されることとなる。従って、第１の実施の形態では、高速且つ確実なデータの書き込み及び読み出しを実現することができる。また、この第１の実施の形態に係る記録再生方法によれば、読み出した再生信号をそのまま時系列で処理することから、再生信号処理が単純で、処理回路の負担を軽減することができる。
【００３３】
更に、レーザービームのスキャン方向にデータトラックが形成されているため、複数の並列トラックをスキャンするときのような、ナイキストの折り返し効果によるサンプリング周波数の下限に関する制限がない。従って、光スキャナとしては必要以上に高い動作周波数が要求されない利点がある。
【００３４】
光ディスクの書き込み／読み取り速度としてブルーレイディスク（ＢＤ）における６０倍速程度（２Ｇｂｐｓ）を実現する場合に、スキャナとしては、１０ＭＨｚ〜２００ＭＨｚ程度の周波数でレーザービームをスキャンすることができる性能が必要とされる。しかし、現在、世の中に存在するような光スキャナでは、このような高周波数動作を実現することは容易ではなく、光スキャナは、できる限り低周波で動作することが望ましい。この第１の実施の形態にでは、このような要請に対応することができ、より安価で、安定性のよい高速光ディスク装置を提供することができる。
【００３５】
このように、この第１の実施の形態によれば、従来の光ディスク・システム開発で培われてきた技術資産を最大限に利用しながら、従来の１０倍以上の高速化を実現することができ、安価で安定した高速な記録再生が可能な高速光ディスク記録システムを提供することができる。
【００３６】
尚、図２に示すように、光ディスク２をスキャンする際に１方向のスキャン２２を行なうときのみに書き込み／読出しを行い、他方の戻り方向のスキャン２４の時には書き込み／読出しを行なわないようにすることで各データトラックを略平行にすることができ、データトラック間を十分につめる事が可能になるため、記録密度を十分高くすることができる。
【００３７】
また、図４に示すように、第１回目における１方向のスキャン２２−１で第１配列のデータトラック１４−１が周方向（回転方向Ｒ）に沿って形成され、第２回目の新たな１方向のスキャン２２−２で、第１配列で形成されたデータトラック１４−１間に第２配列のデータトラック１４−２を周方向（回転方向Ｒ）に沿って形成させることができる。更に、第１及び第２配列のデータトラック１４−１、１４−２間に更に新たな１方向のスキャン２２−３，２２−４で新たな配列のデータトラック１４−３，１４−４を形成しても良い。このように複数配列のデータトラック１４−１、１４−２、１４−３，１４−４が次々と形成させることによって、隣接したデータトラック１４−１、１４−２、１４−３，１４−４を互いに略平行にすることができ、データトラック１４−１、１４−２、１４−３，１４−４間を十分につめた状態で記録ビット１６を形成することができ、結果として記録密度を十分高くすることができる。即ち、図４に示すように、複数回の１方向のスキャン２２−１，２２−２、２２−３、２２−４において、少しずつ位相がずらされてデータトラック１４−１、１４−２、１４−３，１４−４の記録／再生が実施されることにより、高密度に記録することが可能になる。
【００３８】
このとき光ディスクの回転数は、隣接する２つのデータトラック１４−１、１４−２、１４−３，１４−４の間隔が十分に狭くなるように、スキャン周波数に応じて調節する必要がある。すなわち、図４に示すように位相がずらされて記録が行なわれる場合には、１つのデータトラックデータトラック１４−１、１４−２、１４−３，１４−４のスキャンが終了し、次のデータトラックデータトラック１４−１、１４−２、１４−３，１４−４のスキャンが開始するときに、少なくとも１データトラックの幅分だけディスク２上でスキャン開始点がシフトされるように回転数が調整されることが好ましい。このような記録方法によって、記録密度を最大限に大きくすることができる。
【００３９】
また光スキャナ４の周波数特性が十分にあることが要求されるが、図３に示すように、データトラック列１８の幅よりも十分に広く光スポット１６を振りながら、データトラック列１８の幅に相当する光スポット１６の軌跡の一部分だけで記録を行うこともできる。このような部分記録により、よりデータトラック１４−１の直線性を向上させ、信頼性のあるデータ記録／再生を行なうことができる。
【００４０】
上述した第１の実施の形態では、データトラック列１８の幅は、１μｍ〜１０００μｍまで範囲の幅のなかから最適な値を選択することができ、一例として一方向スキャンにおいて、約２Ｇｂｐｓのデータ書き込み速度で、３μｍの１データトラック列１８が形成される。
【００４１】
（第２の実施の形態）
一方向スキャンの際にのみ記録ビット１６を形成する場合に限らず、図５に示したように、ビームスポット２０の両方向スキャン時に、このビームスポット２０の軌跡に沿って記録ビット１６を次々に形成し、正弦波的にデータトラック２４−１が形成されても良い。このような記録方式では、光スキャナ４に必要とされる周波数特性の上限を低く抑えることができる。
【００４２】
また、この記録方式では、図６で示すように隣接する２つのデータトラック２４−１，２４−２の間隔を詰めることができる。図６に示したように隣接するデータトラック２４−１，２４−２が近接するように記録すれば、より高密度で記録することができる。
【００４３】
この場合も第１の実施の形態と同様に、ＰＷＭ記録をスキャン軌跡に沿って行なう事により、従来技術の応用が可能となり、安価で、高速、信頼性の高い高速光ディスク記録システムを提供することが可能となる。
【００４４】
またこの実施の形態では、スキャン軌跡の全てにおいて記録再生を行なう事が出来るためレーザーダイオードの変調帯域、フォトダイオードの帯域に対する要求は、第１の実施の形態の場合よりも軽減されるが、記録密度の点ではやや劣るため、システムによって使い分けることが望ましい。
【００４５】
（第３の実施の形態）
図７には、光ディスク２上の２列のトラック列１８が示され、このトラック列１８が形成される領域には、レーザービームの一方向スキャン方向に沿ってランド３０が並列に形成され、ランド３０間にグルーブ３２が規定されている。ランド３０及びグルーブ３２が交互に光ディスク２の回転方向Ｒに沿って配列されるように、このランド３０及びグルーブ３２が光ディスク２の回転方向Ｒに沿ってトラック列１８の領域に配列されている。グルーブ３２には、当該トラック列１８のアドレス及びその他の情報が記録されているプリピット３４が予め記録されている。このランド３０及びグルーブ３２は、回転される光ディスク２をレーザービームでスキャンするに適するように回転方向に対してある角度を成すように斜め方向にトラック列１８内で延出されている。明らかなように各ランド３０及びグルーブ３２が回転方向に対して成す角は、光ディスク２の回転速度（回転数）及びレーザービームのスキャン速度に依存して定められる。
【００４６】
このようなランド３０及びグルーブ３２が予めトラック列１８に形成されている光ディスク２においても、図２に示す第１の実施の形態と同様に一方向スキャンにおける記録モード時にデータピット１６がランド３０上に次々に形成されてデータトラック３６が形成される。そして、プリピット３４の情報が読み込まれ、読み込まれた情報に従って記録動作が継続される。
【００４７】
図７に示す第３の実施の形態においては、データトラック３６は、従来の光ディスクのように、光ディスク表面に形成されたランド３０又はグルーブ３２上、或いは、ランド３０上及びグルーブ３２の両方の上に記録することができる。ランド３０及びグルーブ３２は、図７に示すように、データトラック列１８の幅に依存する長さを有するように、個別にランド３０及びグルーブ３２が形成されてもよく、図８に示すように複数の、例えば、２列のデータトラック列１８の範囲に亘って、２列のデータトラック列１８の長さを有するように、共通するデータトラック列１８が延出されても良い。ランド３０及びグルーブ３２の長さは、図８に示される２列のデータトラック列１８の長さを有する例に限らず、３又はそれ以上のデータトラック列１８の長さを有するように延出されてもよい。
【００４８】
尚、ランド３０には、ウォブリングを形成して、ウォブル周波数からビームスキャン周波数にフィードバックをかけてマッチングを取ることもできる。また、プリピット情報は、アドレス情報に限らず、記録制御の為の情報が記録されてこのプリピット情報に基づいて、書き込みトリガーが生成され、スキャン幅がコントロールされても良い。プリピット３４は、図７或いは図８に示すように、グルーブ３２内のスキャン幅の中央部に形成してもよく、或いは、両端に形成する事も出来、またグルーブ３２内のスキャン幅の両端に形成しても良い。また、全てのデータトラック３６間に形成する必要はなく、数個又は数十データトラック３６毎に形成しても良い。
【００４９】
ランド３０及びグルーブ３２を形成する場合には、従来の光ディスク装置で行なっていたのと同様の技術を用いて、ランド３０或いはグルーブ３２を利用してデータトラック３０のフォーカシング制御並びにトラッキング制御を実施することができる。
【００５０】
（第４の実施の形態）
図９は、第４の実施の形態に係る記録及び再生装置を概略的に示している。
【００５１】
この第４の実施の形態では、トラッキングレイヤー４０を用いてトラッキング制御が実行されてデータピットが記録される。従って、記録層３８−１、３８−２上に図７及び図８に示されるようなランド３０及びグルーブ３２が設けられていても或いは記録層３８−１、３８−２上にランド３０及びグルーブ３２が設けられていなくても、トラッキングレイヤー４０のトラッキングガイド４２を利用して記録層３８−１、３８−２にデータピットが記録される。
【００５２】
第３の実施の形態においては、記録層上に形成されたランド３０及びグルーブ３２が利用されてフォーカシング制御並びにトラッキング制御が実行されているが、図９に示す第４の実施の形態においては、トラッキングレイヤー４０のトラッキングガイド４２を用いてトラッキング制御が実行されてデータピットが記録される。
【００５３】
第４の実施の形態では、光ディスク２は、図９に示すように積層構造で構成され、この積層構造３６中に単一或いは複数の記録層３８−１及び３８−２が設けられ、この積層構造３６にトラッキングレイヤー（トラッキング層）４０が形成され、このトラッキングレイヤー４０に設けたトラッキングガイド４２に基づいてトラッキング制御が実行される。このトラッキングガイド４２は、図９に示すようにランドで形成されても良く、或いは、グルーブ(図示せず）で形成されてもよい。
【００５４】
より詳細には、図１に示されるスキャナ４及び対物レンズ６が組み込まれている光ヘッド(図示せず）からは、記録・再生用のレーザービームとは異なるトラッキング用のレーザービーム、例えば、赤色レーザービーム４５が対物レンズ６で集光されて光ディスク２の入射面の側から積層構造３６を介してトラッキングガイド４２に向けられている。トラッキング用のレーザービームは、このトラッキングガイド４２で反射されて積層構造３６を通過して再び対物レンズ６に向けられる。対物レンズ６に向けられたトラッキング用のレーザービームは、対物レンズ６及びリレー光学系を介してトラッキング検出光学系(図示せず）でトラッキングガイド４２が既に知られているように検出される。このトラッキング検出光学系からのトラッキング信号に基づいて対物レンズ６がトラッキング制御されてトラッキングガイド４２がトラッキング用のレーザービーム４５でトラッキングされる。
【００５５】
トラッキング用のレーザービーム４５がトラッキングガイド４２をトラッキングするトラッキング状態にある際に、対物レンズ６からは、記録或いは再生用のレーザービーム、例えば、青色レーザービーム４６が光ディスク２の記録層３８−１或いは３８−２の一方に向けて収束される。この記録或いは再生用のレーザービーム４６は、スキャナ４によって偏向されていることから、そのビームスポットが記録層３８−１または３８−２上で矢印２２，２４に示されるようにスキャンされる。図９には、トラック列１８の領域内の始点位置の記録或いは再生用のレーザービーム４６−１及び終点位置の記録或いは再生用のレーザービーム４６−２が示されている。記録モード時には、トラッキング状態に維持され、記録用レーザービーム４６が変調されてスキャンされることから、データピット１４が記録層３８−１上に次々に形成される。
【００５６】
尚、トラッキングレイヤー４０上のトラッキング用トラック４２は、ディスク２の回転方向Ｒに形成することが望ましい。このトラッキング用トラック４２が形成される場合にあっても、情報が記録されるデータトラック３６は、ディスクの回転方向に対してある角度を成すように形成することにより、簡便で安価な高速光ディスクを提供することができる。
【００５７】
図１０に示されるようにトラッキングレイヤー４０に形成されるトラッキングガイド４２は、連続したグルーブ或いはランドでもいいが、単なるマーク４４に形成されても良い。例えば、トラッキングレイヤー４０が反射膜で形成され、トラッキングマーク４４がこの反射性のトラッキングレイヤー４０に非反射マークとして帯状のマークが回転方向Ｒの方向に沿って延出されるように形成されても良い。このトラッキングマーク４４は、トラッキングレイヤー４０に形成されてもよく、記録層３８−１、３８−２に形成されてもよい。このトラッキングマーク４４は、図９に示したと同様にトラッキング用のレーザービーム４５でトラッキングされて対物レンズ６がトラッキング状態に維持され、図５を参照して説明したと同様に正弦波的にデータトラック２４−１，２４−２を形成することができる。
【００５８】
また、図１１に示されるようにトラッキングレイヤー４０に形成されるトラッキング用ガイド４２又は、トラッキングマーク４４を基準にして図３と同様に直線的にデータトラック１４−１が形成されても良い。ここで、トラッキングマーク４４は、反射性のトラッキングレイヤー４０に非反射帯状のマークが回転方向Ｒの方向に沿って延出されるように形成されても良く、或いは、記録層３８−１、３８−２に非反射帯状のマークとして形成されてもよい。
【００５９】
尚、図１０に示すデータトラック２４−１、２４−２は、図５及び図６に示すデータトラック２４−１、２４−２と同様に形成され、図１１に示すデータトラック１４−１，１４−２は、図２、図３及び図４に示すデータトラック１４−１，１４−２と同様に形成される。
【００６０】
また、図１０及び図１１では、トラッキング用ガイド４２またはトラッキング用トラッキングマーク４４がデータトラック列の中央に１本配置されているが、図１２に示すように、トラッキング用ガイド４２またはトラッキング用トラッキングマーク４４−１、４４−２が、あるトラック列１８−１の両端に相当する位置に形成され、同様にトラッキング用ガイド４２またはトラッキング用トラッキングマーク４４−２、４４−３が他のトラック列１８−２の両端に相当する位置に形成されてもよい。このトラッキング用トラッキングマーク４４−１、４４−２、４４−３は、記録層３８−１、３８−２に帯状のマークとして形成されてもよい。
【００６１】
また、図１３に示すように、トラッキング用ガイド４２またはトラッキング用トラッキングマーク４４−１、４４−２があるトラック列１８−１の両端に相当する位置に形成され、同様にトラッキング用ガイド４２またはトラッキング用トラッキングマーク４４−３、４４−４が他のトラック列１８−２の両端に相当する位置に形成されても良い。このトラッキング用トラッキングマーク４４−１、４４−２、４４−３、４４−４は、記録層３８−１、３８−２に非反射帯状のマークとして形成されても良い。
【００６２】
図１２及び図１３に示すように１つのデータトラック列１８−１，１８−２に対して複数のトラッキング用ガイド４２またはトラッキングマーク４４−１、４４−２、４４−３、４４−４を参照することができる実施例においては、いずれのトラッキング用トラック４２またはトラッキングマーク４４−１、４４−２、４４−３、４４−４がトラッキングの為に参照されてもよい。
【００６３】
トラッキングレイヤー４０のトラッキングガイド４２或いはトラックマーク４４−１、４４−２、４４−３、４４−４には、ウォブリングを施し、それによって光ディスクの回転速度を検出して制御をおこなうこともできる。また、ウォブリングに番地情報を埋め込んで、アクセス位置の制御に用いることができる。また、トラッキングガイド４２或いはトラックマーク４４−１、４４−２、４４−３、４４−４には、プリピットを形成して書き込みタイミングのクロックを生成する用にしても良い。
【００６４】
以下に記録再生システムの種々の実施例について、図１４〜図２０を参照して説明する。
【００６５】
［実施例１］
図１４は、図１に示される第１の実施の形態に係る記録再生システムをより具体化した高速光記録システムの基本的構成を示す概略図である。
【００６６】
図１４のシステムにおいては、レーザーダイオードＬＤ、例えば、青色レーザーダイオードから青色波長を有するレーザービームが発生される。ここで、再生モードでは、青色レーザーダイオードＬＤに供給する電圧が略一定に維持されて一定強度の青色レーザービームが再生用レーザービームとして発生される。記録モードでは、書き込むべきデータに応じて、青色レーザーダイオードＬＤに供給する電圧が制御されて、レーザービームが強度変調され、書き込みデータ列を有する記録用レーザービームが発生される。ここで、記録モードにおいて、書き込み速度が１Ｇｂｐｓを超えると、通常の方法でレーザービームを強度変調することが困難な場合もある。この場合は、緩和振動を用いたパルスレーザーダイオードを用いることにより、高速な書き込みが可能になるようにしても良い。この実施例１においては、緩和振動レーザーダイオードＬＤを用いることにより１ＧＨｚの変調周波数での書き込み変調が可能なように緩和振動レーザーダイオードＬＤを動作させている。
【００６７】
レーザーダイオードＬＤから射出されたレーザービームは、カップリング・レンズ５１を介して光スキャナ４に入射される。ここで、カップリング・レンズ５１は、レーザーダイオードＬＤからのレーザービームを後段の光学系に連結するレンズであり、スキャナ４にレーザーを入射させている。このレーザービームは、光スキャナ４によって略±１°の範囲内で偏向されてビーム整形アナモルフィック・レンズ５２に入射される。
【００６８】
光スキャナ４としては、数ＭＨｚ以上で光をスキャンできる性能が必要であるため、電気光学スキャナ（ＥＯスキャナ）若しくは音響光学スキャナ（ＡＯスキャナ）を用いることが望ましいとされている。また、場合によっては、光スキャナ４としてＭＥＭＳスキャナを用いることもできる。
【００６９】
スキャナ４として導波路型ＥＯ素子を用いる場合には、カップリング・レンズ５１として、シリンドリカル・レンズが最適である。また、カップリング・レンズ５１をスキャナと青色レーザーダイオードＬＤとの間に介在せずに、青色レーザーダイオードＬＤの射出面とスキャナ４としての導波路型ＥＯ素子の入射面とを近接させてレンズ無しでレーザービームを入射させても良い。また、青色レーザーダイオードＬＤの導波路とスキャナ４としての導波路型ＥＯ素子の導波路を互いに直接カップリングさせても良い。
【００７０】
この実施例１においては、光スキャナ４として、図１５（ａ）及び（ｂ）に示した導波路型ＥＯスキャナを用いている。この導波路型ＥＯスキャナによって、高速でレーザービームをスキャンすることができる。図１５（ｂ）に示すように、このＥＯスキャナ４では、導電性基板６０上に電気光学材料で作られたクラッド６１、コア６２及びクラッド６３から構成された積層構造６６が載置され、更に、クラッド６３上に図１５（ａ）に示すようなパターンを有する電極６４が形成されている。ここで、コア６２は、好ましくは、ＬｉＮｂＯ３：Ｍｇで作られてシングルモードの光導波路に構成される。また、クラッド６１及びクラッド６３は、このＬｉＮｂＯ３：Ｍｇ等の材料で定まる屈折率に応じて適切な材料が選定される。導電性単結晶基板６０及び電極６４には、端子６５−１，６５−２が接続され、電圧源（図示せず）からスキャン周期に対応するある周期で変動される交流電圧が印加されている。レーザービームは、矢印６８で示すように積層構造６６の一方の端面から入射されて他方の端面から射出される。
【００７１】
電極６４は、図１５（ａ）に示すように３角形のプリズム型の複数の電極パターンが符号６８で示すレーザービームの進行方向６８に沿って行列、例えば、３行７列で配列されて形成されている。この電極６４と導電性単結晶基板６０との間に電圧が印可されると、印可された電圧に応じて積層構造６６のコア６２内に屈折率変化が生じて電極パターンに応じてコア６２内にレーザービームの進行方向６８に沿って実質的なプリズムの連続配列が生じる。従って、その内を進行するレーザービームは、屈折率が変化される各プリズム体のプリズム面で屈折されてその進行方向が偏向される。従って、電極６４と導電性単結晶基板６０との間に電圧が印可されていない時のレーザービームの進行方向を基準とすると、電極６４と導電性単結晶基板６０との間に電圧に応じて偏向されて積層構造６６の他端面から射出される。電極６４と導電性単結晶基板６０との間の印加電圧が大きくなると、偏向角が増大され、電極６４と導電性単結晶基板６０との間の印加電圧が減少されると、同様に偏向角が減少される。その結果、電極６４と導電性単結晶基板６０との間の印加電圧の周期的な変化に応じて、レーザービームがある角度を伴って偏向され、積層構造６６の他端面からある周期で偏向されるレーザービームが射出される。
【００７２】
スキャナ４を高速で動作させるためには、スキャナ４を構成する素子のサイズをできるだけ小さくすることが望ましい。一例として、積層構造６６の全高Ｈが２０μｍ以下に形成され、スキャナ素子の長手方向（進行方向６８に相当する。）に沿った長さＬが５００μｍ、幅Ｗが１７０μｍのサイズで構成され、電極６４と導電性単結晶基板６０との間に印加する電圧は、レーザービームが積層構造６６の他端面で１７．５μｍの偏向幅Ｄｗが得られるように設定される。
【００７３】
スキャナ４によって偏向されたレーザービームは、図１４に示すように、アナモルフィック・レンズ５２に入射され、このアナモルフィック・レンズ５２においてビーム整形されて射出される。レーザーダイオードＬＤからは、楕円状に扁平なビーム断面を有するレーザービームが射出され、このレーザービームがスキャナ４で偏向されているが、レーザービームが偏向されてもこのアナモルフィック・レンズ５２によって常に略円状断面を有するレーザービームに整形されて射出される。
【００７４】
尚、スキャナ４の種類によっては、スキャナ４にレーザービームが入射する前にビーム整形されることが望ましい場合もあり、このようなシステムでは、レーザーダイオードＬＤとカップリング・レンズ５１との間にアナモルフィック・レンズ５２が設けられる。
【００７５】
スキャナ４から射出され、偏向されているレーザービームは、偏光ビームスプリッター５４に入射され、この偏光ビームスプリッター５４で反射されてコリメータレンズ５６に入射される。コリメータレンズ５６において、レーザービームは、コリメートされて立ち上げミラー５８で反射されて対物レンズ６に向けられる。ここで、コリメータレンズ５６は、矢印５７で示すように、光軸に沿ってその位置を変えることが可能であり、光軸位置を調整することによって球面収差を補正することができる。
【００７６】
立ち上げミラー５８と対物レンズ６との間には、色消し回折ホログラムレンズ７１及びアパーチャ７３が配置され、立ち上げられたレーザービームは、色消し回折ホログラムレンズ７１によって色収差が補正され、アパーチャ６２によってレーザービームの周辺が遮断されてビームが整えられて対物レンズ６に入射される。ここで、色消し回折ホログラムレンズ７１は、１／４λ板の機能をも有し、レーザービームが対物レンズ６から光ディスク２に向けられて反射される際に生じる位相の変化（１／２λの位相変化）をこの色消し回折ホログラムレンズ７１が補正することが好ましい。
【００７７】
立ち上げミラー５８に入射されたレーザービームの一部は、この立ち上げミラー５８を透過して、ＬＤ光量モニター７４に入射されて、レーザーダイオードＬＤから光ディスク２に向けられたレーザービームがモニターされる。ＬＤ光量モニター７４からのモニター信号がレーザーダイオードＬＤの駆動回路（図示せず）にフィードバックされてレーザーダイオードＬＤからのレーザービーム光量が制御される。
【００７８】
対物レンズ６に入射してレーザービームは、光ディスク２の記録層３８に収束されて、この記録層３８上に書き込み／読出しを行うためのビームスポットを形成する。ここで、対物レンズとしては、一例として、ＮＡ０．８５に近い高いＮＡのレンズを用いている。また、対物レンズ６を含む集光光学系においては、レーザービームは、光ディスク２に対して略垂直に投影されることが望ましいとされている。即ち、レーザービームが斜めに投影されると、コマ収差が発生して、スポットサイズを小さくすることが困難になる問題があり、このこま収差の発生を防止する為にレーザービームは、光ディスク２に対して略垂直に投影されることが望ましいとされている。このため、対物レンズ６は、テレセントリック特性をもったレンズを用いることが望ましい。このため、対物レンズ６は、単一のレンズで構成せずに、２〜３枚程度の組み合わせレンズで構成しても良い。また、対物レンズ６に簡易的にテレセントリック特性を持たせるため、対物レンズ６の直前の焦点面にアパーチャ７３が配置されることが好ましい。この実施の形態においては、アパーチャ７３が配置されることによって、対物レンズ６に簡易的なテレセントリック特性が与えられている。また、レーザービームの偏向角（レーザービームの振り角）が１°以下である場合には、通常の光ディスク２で用いられている単一の対物レンズ６を利用することもできる。
【００７９】
光ディスク２から反射されたレーザービームは、対物レンズ６、アパーチャ７３、色消し回折ホログラムレンズ７１、立ち上げミラー５８及びコリメータレンズ５６と光ディスク２への入射経路と同一の経路を辿って、偏光ビームスプリッター５４に戻される。戻されるレーザービームは、位相遅れが与えられていることから、この偏光ビームスプリッター５４を通過して検出光学系７５に向けられる。レーザービームは、検出光学系７５のホログラムフィルタ７６によって、フォーカシング、トラッキング、信号読出しが可能なように複数のレーザービームに分割（スプリット）され、集光レンズ７８によってマルチ・フィールドの反射光モニター７０に入射される。
【００８０】
この反射光モニター７０は、複数のレーザービームを検出して検出信号を発生し、この検出信号は、よく知られている信号処理回路（図示せず）で処理されて、フォーカシング信号、トラッキング信号及び再生信号が生成される。そして、フォーカシング信号、トラッキング信号及び再生信号は、コントローラー（図示せず）に供給されて書き込み／読み込みの為の制御信号が発生され、この制御信号に基づいて記録再生システムが制御される。その結果、対物レンズ６は、フォーカス信号に従ってドライバ（図示せず）よってフォーカス状態に維持され、光ディスク２の記録層３８に最小ビームスポットを形成し、また、トラッキング信号に応じて対物レンズ６がドライバ（図示せず）よって微動されてトラックを追跡するトラッキング状態に維持される。
【００８１】
この実施例１に係るシステムは、従来のシステムとは、光ディスク２上で光スポット２０が周期波形を有するようにスキャンされる点において相違しているが、従来の光ディスク装置と略同様の光学的構成をも有し、反射光モニター７０で検出された再生信号は、単純に光ディスク２が従来の１０倍早く回転している際に得られる再生信号と略同様であることが確認されている。従って、この実施例１に係るシステムは、従来の光ディスク装置で用いられている技術を援用することができ、より具体的には、従来開発されている光学部品を利用することができる。
【００８２】
以上のように、この実施の形態によれば、１Ｇｂｐｓの書き込み／読出しが可能な高速光ディスク記録再生装置を安価に作成することができる。
【００８３】
［実施例２］
図１６は、第１の実施の形態に係る記録再生システムの基本的構成をより具体化した第２の実施例に係る記録再生システムを示す概略図である。図１６においては、図１４と同一符号で示す箇所或いは部分は、同一箇所或いは部分を示すものとしてその詳細な説明を省略する。
【００８４】
図１６に示されるシステムでは、立ち上げミラー５８と対物レンズ６との間に、即ち、実質的に対物レンズ６の直前にスキャナ４が配置され、光ディスク２からの反射レーザービームが再度スキャナ４を通って検出光学系７４に戻されている。
【００８５】
図１６に示されるシステムにおいては、レーザーダイオードＬＤ、例えば、青色レーザーダイオードから青色波長を有するレーザービームが発生される。この発生されたレーザービームは、プリズム７２に入射されてこのプリズム７２内においてＬＤモニター７４に向けられるとともに光ディスク２の側に向けて反射される。また、このプリズム７２は、光ディスク２の側から反射された戻りレーザービームを反射光モニター７０に向けて反射する反射面を有している。ここで、このプリズム７２は、戻りレーザービームに対してフォーカスして反射する機能を有するホログラムを有し、このフォーカスされたレーザービームが反射光モニター７０で検出されることによって対物レンズ６のフォーカス状態が検出される。従って、反射光モニター７０は、対物レンズ６のフォーカス状態に応じた検出信号を出力し、この検出信号を処理することによって対物レンズ６のフォーカス状態に対応するフォーカス信号が信号処理回路（図示せず）で発生され、このフォーカス信号に応じて対物レンズ６がドライバ（図示せず）によって光軸方向に沿って微動されてフォーカス状態に維持される。また、反射光モニター７０からの検出信号は、信号処理回路（図示せず）でトラッキング信号に変換され、このトラッキング信号に応じて対物レンズ６がドライバ（図示せず）によって微動されて対物レンズ６は、トラックを追跡するトラッキング状態に維持される。
【００８６】
プリズム７２からのレーザービームは、アナモルフィック・レンズ５２に入射され、このアナモルフィック・レンズ５２においてビーム整形されて射出される。このアナモルフィック・レンズ５２によって、レーザービームがスキャナ４で偏向されてもそのビーム断面形状が略円形に維持される。そして、アナモルフィック・レンズ５２を通過したレーザービームは、ホログラムフィルタ７６を通過して偏向ビームスプリッター５４に向けられる。偏向ビームスプリッター５４で反射されたレーザービームは、コリメータレンズ５６を通過して立ち上げミラー５８に向けられる。この立ち上げミラー５８で反射されたレーザービームは、第１のカップリング・レンズ５１−１、スキャナ４及び第２のカップリング・レンズ５１−２を介して対物レンズ６の側に向けられる。この第１及び第２のカップリング・レンズ５１−１、５１−２は、レーザービームを対物レンズ６の側及び検出光学系７５の側に連結するレンズである。第２のカップリング・レンズ５１−２からのレーザービームは、色消し回折ホログラムレンズ７１及びアパーチャ７３を通過して対物レンズ６に入射され、この対物レンズ６によって光ディスク２の記録層３８にビームスポットを形成する。
【００８７】
光ディスク２の記録層３８で反射されたレーザービームは、対物レンズ６、アパーチャ７３及び色消し回折ホログラムレンズ７１を介して第２のカップリング・レンズ５１−２、スキャナ４及び第１のカップリング・レンズ５１−１の光学系に戻され、立ち上げミラー５８で反射されて偏光ビームスプリッター５４に向けられる。偏光ビームスプリッター５４から再びトラッキング用ホログラム７６及びビーム整形レンズ５２を介してプリズム７２に戻され、この戻されたレーザービームは、反射光モニター７０で検出される。反射光モニター７０からの検出信号は、既に述べた信号処理回路（図示せず）で処理されて、フォーカシング信号、トラッキング信号及び再生信号が生成される。
【００８８】
図１６に示された光学系は、図１７に示すような光学系に変形されても良い。この図１７に示される光学系においては、書き込みレーザーの発生源として、２つの青色ダイオードＬＤ−１、ＬＤ−２が同一光軸上に配置され、青色ダイオードＬＤ−１、ＬＤ−２の夫々に対応する光学系７５−１，７５−２が設けられている。光学系７５−１においては、レーザーダイオードＬＤ−１から発生されたレーザービームは、プリズム７２−１に入射されてこのプリズム７２−１内においてＬＤモニター７４−１に向けられるとともにアナモルフィック・レンズ５２−１及びホログラムフィルタ７６−１を介して偏向ビームスプリッター５４−１に向けて反射される。同様に、光学系７５−２においては、レーザーダイオードＬＤ−２から発生されたレーザービームは、プリズム７２−２に入射されてこのプリズム７２−２内においてＬＤモニター７４−２に向けられるとともにアナモルフィック・レンズ５２−２及びホログラムフィルタ７６−２を介して偏向ビームスプリッター５４−２に向けて反射される。偏向ビームスプリッター５４−１、５４−２に向けられたレーザービームは、この偏向ビームスプリッター５４−１、５４−２で反射されて同一光軸上の立ち上げミラー５８に向けられる。
【００８９】
また、光ディスク６から偏向ビームスプリッター５４−１に戻されたレーザービームは、偏向ビームスプリッター５４−１において、２つのレーザービームにスプリットされてその一方がホログラムフィルタ７６−１及びアナモルフィック・レンズ５２−１を介してプリズム７２−１に向けられ、プリズム７２−１で反射されて反射光モニター７０−１で検出される。同様に、光ディスク６から偏向ビームスプリッター５４−１に戻され、この偏向ビームスプリッター５４−１を通過したレーザービームは、偏向ビームスプリッター５４−２で反射され、ホログラムフィルタ７６−１及びアナモルフィック・レンズ５２−１を介してプリズム７２−１に向けられる。このレーザービームは、プリズム７２−１で反射されて反射光モニター７０−１で検出される。
【００９０】
この変形例に係る光学系においては、２つの青色ダイオードＬＤ−１、ＬＤ−２を交互に書き込みパルスを発生させることを可能とし、２Ｇｐｓ以上の書き込み速度に対応させて２Ｇｂｐｓ或いはそれ以上の書き込み速度での書き込みを実現することができる。また、さらに高速化するために、３つ以上のダイオードＬＤを配置させて順次レーザービームパルスを発生させるようにすることもできる。
【００９１】
図１６及び図１７に示すスキャナ４を含むスキャナ光学系は、好ましくは、図１８に示すようなテレンセントリック光学系が採用される。即ち、ダイオードＬＤ、ＬＤ−１、ＬＤ−２からのレーザービームは、焦点距離Ｆ１を有する第１のカップリング・レンズ５１−１で焦点面８０に向けて収束される。このレーザービームは、スキャナ４でスキャンされることから、収束点は、焦点面８０上で移動されるが、この焦点面８０に第２のカップリング・レンズ５１−２の焦点距離Ｆ２が合わされていることから、この焦点面８０の収束点が光点としてそのまま記録面３８に対してフォーカスされている対物レンズ６を介して記録面３８上に投影される。アパーチャ７３によってテレセントリック性を持たせることができるため、常に円形に維持された最小ビームスポットによって記録面３８上に記録ビットを形成させることができる。
【００９２】
光スキャナ４としては、図１５（ａ）及び（ｂ）に示される導波路型ＥＯスキャナの電極パターンに限られず、図１９（ａ）及び（ｂ）に示されるような導波路型ＥＯスキャナの電極パターンに構成されても良い。即ち、図１９（ａ）に示されるように、頂点が一方の側に向けられるように、２等辺三角形の電極パターン６４−１がレーザービームの進行方向６８に沿って配列され、レーザービームの進行方向６８の途中で、頂点が他方の側に向けられるような逆配列で２等辺三角形の電極パターン６４−２がレーザービームの進行方向６８に沿って配列されても良い。このような電極パターン６４−１，６４−２を有するスキャナ４では、レーザービームが電極パターン６４−１下のコア６２を進行するにつれて他方の側に向けて次第に進行方向が曲げられ、電極パターン６４−２下のコア６２を進行する際に一方の側に向けて次第に進行方向が曲げられる。従って、図１９（ａ）及び（ｂ）に示され導波路型ＥＯスキャナでは、電極パターン６４に印可された電圧に応じて適切に偏向方向を設定することができる。特に、電極パターン６４−１、６４−２に与える電圧を調整することによって、より微細に偏向方向を設定することができる。
【００９３】
図１９（ａ）及び（ｂ）に示され導波路型ＥＯスキャナでは、一例として、積層構造６６の全高Ｈが１０μｍ以下に形成され、スキャナ素子の長手方向（進行方向６８に相当する。）に沿った長さＬが２ｍｍ、幅Ｗが２００μｍのサイズで構成される。このような構造の導波路型ＥＯスキャナでは、高速でレーザービームをスキャンすることができる。この導波路型ＥＯの構造は、一例であってこの構造に導波路型ＥＯが限定されるものではないことは明かである。また、光導波路としてはシングルモードに設定され、また高速で動作させるためには素子のサイズを出来るだけ小さくすることが好ましい。また材料としては、ＬｉＮｂＯ３：Ｍｇを導波路コアとして用いることができる。
【００９４】
光スキャナ４としては、図１５（ａ）及び（ｂ）或いは図１９（ａ）及び（ｂ）に示される導波路型ＥＯスキャナの電極パターンに限られず、図２０（ａ）及び（ｂ）に示されるような導波路型ＥＯスキャナの電極パターンに構成されても良い。即ち、図２０（ａ）に示されるように、各列が複数の正三角形が連結され、各頂点がレーザービームの進行得方向６８に向けられている複数列の電極パターン６４を備える導波路型ＥＯスキャナに構成されても良い。この正三角形が連結されている列がレーザービームの進行得方向６８に沿って次第に角度を成すように扇状を成すように配置されている。このような電極パターン６４を有するスキャナ４では、レーザービームが電極パターン６４下のコア６２を進行するにつれて列が成す角度に応じて次第に進行方向が曲げられることとなる。従って、図２０（ａ）及び（ｂ）に示され導波路型ＥＯスキャナでは、電極パターン６４に印可される電圧が適切に選定されると、この電圧に応じて適切に偏向方向を設定することができる。
【００９５】
図２０（ａ）及び（ｂ）に示され導波路型ＥＯスキャナでは、一例として、積層構造６６の全高Ｈが１０μｍ以下に形成され、スキャナ素子の長手方向（進行方向６８に相当する。）に沿った長さＬが１ｍｍ、幅Ｗが３．０ｍｍのサイズで構成される。このような構造の導波路型ＥＯスキャナでは、高速でレーザービームをスキャンすることができる。この導波路型ＥＯの構造は、一例であってこの構造に導波路型ＥＯが限定されるものではないことは明かである。また、光導波路としてはシングルモードに設定され、また高速で動作させるためには素子のサイズを出来るだけ小さくすることが好ましい。また材料としては、ＬｉＮｂＯ３：Ｍｇを導波路コアとして用いることができる。
【００９６】
以上のように、この実施の形態によれば、レーザー光をディスク上でスキャンする光ディスク・システムにおいて、従来に比して高速な記録及び再生が可能な光記録システムを工業的に安価に提供することができる。
【００９７】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００９８】
ＬＤ、ＬＤ−１、ＬＤ２・・・レーザーダイオード、Ｒ・・・回転方向、２・・・光ディスク、４・・・スキャナ、６・・・対物レンズ、１２・・・スキャン方向、１４、１４−１、１４−２、３６・・・データトラック、１６・・・データピット、１８、１８−１、１８−２、３６・・・データトラック列、２０・・・ビームスポット、２２、２２−１、２２−２、２２−３、２２−４・・・一方向スキャン、２４、２４−１、２４−２・・・逆方向スキャン、３０・・・ランド、３２・・・グルーブ、３４・・・プリピット、３６・・・積層構造、３８、３８−１、３８−２・・・記録層、４０・・・トラッキングレイヤー、４２・・・トラッキングガイド、４５、４６，４６−１，４６−２・・・レーザービーム、４４、４４−１、４４−２、４４−３，４４−４・・・トラッキングマーク、５１、５１−１、５１−２・・・カップリング・レンズ、５２、５２−１、５２−２・・・ビーム整形アナモルフィック・レンズ、５４、５４−１，５４−２・・・偏光ビームスプリッター、５６・・・コリメータレンズ、５８・・・立ち上げミラー、６１、６３・・・クラッド、６２・・・コア、６４、６４−１、６４−２・・・電極、６５−１，６５−２・・・端子、６０・・・基板、６６・・・積層構造、６８・・・進行方向、７０、７０−１，７０−２・・・反射光モニター、７１・・・色消し回折ホログラムレンズ、７２，７２−１，７２−２・・・プリズム、７３・・・アパーチャ、７４、７４−１，７４−２・・・ＬＤ光量モニター、７５、７５−１、７５−２・・・検出光学系、７６・・・ホログラムフィルタ、７８・・・集光レンズ
【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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