JP2001134961A - 光記録再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ３次元光記録媒体に対して、記録再生ビーム
とサーボビームの間隔のずれによらず、安定した記録再
生ビームのトラッキング制御を簡単かつ確実に行う。 【解決手段】 アクチュエータ制御回路５１は、データ
信号の振幅を測定する振幅測定回路６１と、オフセット
電圧を発生するオフセット発生回路６２と、振幅測定回
路６１で測定されたデータ信号の振幅とオフセット発生
回路６２が発生したオフセット電圧値とを記憶するメモ
リ６３と、メモリ６３に記憶されたデータ信号の振幅及
びオフセット電圧値により所定の演算を行う演算回路６
４と、演算回路６４の演算結果に基づきオフセット発生
回路６２を制御するＣＰＵ６５と、トラッキングエラー
信号にオフセット電圧値を加算し二軸アクチュエータ５
０に出力する加算器６６とからなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光記録再生装置、更
に詳しくは３次元光記録媒体の複数の記録層へのトラッ
キング制御部分に特徴のある光記録再生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、光ディスク等の記録媒体の次世代
超高密度光記録媒体として有望視されているものの１つ
として、３次元光記録媒体がある。

【０００３】従来の光記録媒体が記録層上に２次元的に
情報を記録するのに対して、上記の３次元光記録媒体
は、使用されるレーザの焦点深度よりも大きな膜厚を有
する記録層に２次元（平面）的に記録するだけでなく、
その層の深さ方向にも情報を記録するものであり、例え
ば深さ方向に１００層記録すれば、容易に現行の１００
倍の記録密度を達成することができる。

【０００４】このような３次元光記録媒体に関する研究
報告は、記録媒体がディスク状態における記録・再生を
目的としたものではないが、例えば光連合シンポジウム
京都’92講演予稿集P39-40や第４０回応用物理学関連連
合講演予稿集29p-B-11、29p-B-12に開示されている。

【０００５】この種の３次元光記録媒体に情報を記録再
生する光ピックアップ装置として、例えば特開平１−１
２０３０２号公報に記載されているものがある。この光
ピックアップ装置は、少なくとも３層の記録面を重ね合
わせた構造の光記録媒体に対し、データの記録再生を行
う多層式光ディスク装置において、前記記録面の少なく
とも１つに設けられたトラッキング用の固定情報に基づ
いてトラッキングを行い、固定情報が設けられた記録面
とは異なる記録面上でデータの記録再生を行ったのち、
今度はこのデータをトラッキング情報としてトラッキン
グを行い上記記録面とは異なる記録面上でデータの記録
再生を行うようになっている。

【０００６】すなわちガイドドラックから最初の１層目
は、ガイドトラックのエラー信号でトラッキングをか
け、記録後は記録したデータからトラッキングエラー信
号をつくりこの信号に基づき次のデータ記録再生を行う
といったものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、データ
からトラックエラー信号を取る場合、非常にＳ／Ｎの悪
い信号となってしまうという問題がある。また、一般的
に反射率変化でトラックエラー信号をとることになり、
検出光学系の結像スポットを２分割検出器で取り出すた
め、検出器の高い調整精度が必要、経年変化、温度中で
発生する位置ずれでオフセットがでる等別の問題もあ
る。

【０００８】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、３次元光記録媒体に対して、記録再生ビームと
サーボビームの間隔のずれによらず、安定した記録再生
ビームのトラッキング制御を簡単かつ確実に行うことの
できる光記録再生装置を提供することを目的としてい
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の光記録再生装置
は、トラッキング情報が予め記録されているサーボ層及
び情報を記録する複数の記録層を有した光記録再生媒体
に情報を記録・再生、または消去する光記録再生装置に
おいて、前記サーボ層に照射するサーボ用ビームを発光
するサーボ用光源と、前記記録層に照射する記録再生用
ビームを発光する記録再生用光源と、前記サーボ用ビー
ムにより前記トラッキング情報に基づく前記サーボ層に
おけるトラッキングエラー信号を生成するトラッキング
エラー信号生成手段と、前記記録再生用ビームの前記記
録層での記録用スポットと前記記録層に記録されている
データ列とのズレ量を検出するズレ検出手段と、前記ズ
レ検出手段からのズレ量に基づき前記トラッキングエラ
ー信号を補正し前記記録層におけるトラッキングエラー
信号を生成するトラッキングエラー信号補正手段と、前
記トラッキングエラー信号補正手段により補正された前
記トラッキングエラー信号により前記記録層に前記記録
再生用ビームをトラッキング制御を行うトラッキング制
御手段とを備えて構成される。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施の形態について述べる。

【００１１】図１ないし図５は本発明の第１の実施の形
態に係わり、図１は光記録再生装置の光学系の構成を示
す構成図、図２は図１のアクチュエータ制御回路の構成
を示す構成図、図３は図１の情報記録媒体におけるサー
ボ用スポット及びデータ用スポットを説明する説明図、
図４は図２の演算回路の作用を説明する説明図、図５は
図１の光記録再生装置の変形例の作用を説明する第１の
説明図である。

【００１２】図６は本発明の第２の実施の形態に係る光
記録再生装置の作用を説明する説明図である。

【００１３】図７は本発明の第３の実施の形態に係る光
記録再生装置の作用を説明する説明図である。

【００１４】図１に示すように、情報記録媒体２１は、
グループを有する反射面２２と、そのグループを有する
面上に設けられたフォトポリマ，フォトリフラクティブ
結晶、フォトクロミック材料等の媒質２３と、反射面２
２と媒質２３の両側に設けられた保護層２４とを有して
おり、媒質２３中の異なる深さ位置に、それぞれ屈折率
や光吸収率を変化させて情報が記録された複数の記録層
２５が形成されている。この実施の形態では、かかる情
報記録媒体２１に、その媒質２３側から記録情報を読み
取る情報読み取り用レーザ光３０と、フォーカス制御お
よびトラッキング制御を行うためのサーボ用レーザ光４
０とを照射して、所望の記録層に記録されている情報を
読み取る。なお、情報読み取り用レーザ光３０の波長
は、サーボ用レーザ光４０の波長よりも短くする。

【００１５】情報読み取り用レーザ光３０は、半導体レ
ーザ３１から出射させる。この半導体レーザ３１から出
射したレーザ光は、コリメータレンズ３２で平行光に変
換して偏光ビームスプリッタ３３にＰ偏光で入射させ、
該偏光ビームスプリッタ３３を透過するレーザ光を１／
４波長板３４を経てダイクロイックプリズム３５に入射
させて、該ダイクロイックプリズム３５で反射させ、こ
のダイクロイックプリズム３５で反射されたレーザ光を
対物レンズ３６により情報記録媒体２１の所望の記録層
２５の情報トラック上に集光させる。対物レンズ３６
は、二軸アクチュエータ５０により情報記録媒体２１に
対してフォーカス方向およびトラッキング方向に駆動可
能に構成する。

【００１６】また、情報記録媒体２１で反射される情報
読み取り用レーザ光３０は、往路とは逆の経路をたどっ
て、対物レンズ３６、ダイクロイックプリズム３５およ
び１／４波長板３４を経て偏光ビームスプリッタ３３に
入射させる。ここで、偏光ビームスプリッタ３３に入射
する情報記録媒体２１からの反射光は、往路と復路とで
１／４波長板３４を透過するのでＳ偏光となり、偏光ビ
ームスプリッタ３３で反射される。この偏光ビームスプ
リッタ３３で反射されるレーザ光は、検出レンズ３７で
集光し、その集光点においてピンホール３８を介してピ
ンフォトダイオード３９で受光し、その出力に基づいて
情報記録媒体２１の所望の記録層２５に記録されている
情報を再生する。

【００１７】一方、サーボ用レーザ光４０は、光源ユニ
ット４１から出射させる。この光源ユニット４１には、
半導体レーザ４２、光検出器４３およびホログラム４４
を設け、半導体レーザ４２からホログラム４４を経て、
情報読み取り用レーザ光３０とは異なる波長のサーボ用
レーザ光４０を出射させる。この光源ユニット４１から
のサーボ用レーザ光４０は、コリメータレンズ４５で平
行光にした後、ダイクロイックプリズム３５を透過させ
て対物レンズ３６により情報記録媒体２１の反射面２２
上に集光させる。コリメータレンズ４５は、図示しない
一軸アクチュエータによりフォーカス方向に駆動可能に
構成する。

【００１８】また、情報記録媒体２１で反射されるサー
ボ用レーザ光４０は、往路とは逆の経路をたどって、対
物レンズ３６、ダイクロイックプリズム３５およびコリ
メータレンズ４５を経て光源ユニット４１のホログラム
４４に入射させて回折させ、公知のビームサイズ法やフ
ーコー法等によりフォーカスエラー信号を検出し、プッ
シュプル法等によりトラッキングエラー信号を検出す
る。対物レンズ３６およびコリメータレンズ４５は、読
み取るべき所望の記録層２５の位置に応じてフォーカス
方向に駆動し、さらに対物レンズ３６は上記フォーカス
エラー信号およびトラッキングエラー信号に基づいてフ
ォーカス方向およびトラッキング方向に駆動して、情報
読み取り用レーザ光３０が所望の記録層２５に集光し、
かつサーボ用レーザ光４０が反射面２２上に集光して所
望の情報トラックを追従するように制御する。

【００１９】二軸アクチュエータ５０は、ピンフォトダ
イオード３９で受光し得られた記録データと光検出器４
３で検出されたトラッキングエラー信号とに基づいて、
アクチュエータ制御回路５１により、後述するように制
御・駆動される。

【００２０】アクチュエータ制御回路５１は、図２に示
すように、データ信号の振幅を測定する振幅測定回路６
１と、オフセット電圧を発生するオフセット発生回路６
２と、振幅測定回路６１で測定されたデータ信号の振幅
とオフセット発生回路６２が発生したオフセット電圧値
とを記憶するメモリ６３と、メモリ６３に記憶されたデ
ータ信号の振幅及びオフセット電圧値により所定の演算
を行う演算回路６４と、演算回路６４の演算結果に基づ
きオフセット発生回路６２を制御するＣＰＵ６５と、ト
ラッキングエラー信号にオフセット電圧値を加算し二軸
アクチュエータ５０に出力する加算器６６とから構成さ
れている。

【００２１】図３に示すように、サーボ用レーザ光４０
のサーボ用スポットは、反射面２２のグループ２２ａに
より、トラックエラー信号をつくり、ポイントＡでサー
ボをかけることでスポットがグルーブ上に維持される。
しかし、記録層２５に記録されたデータ列に対し、情報
読み取り用レーザ光３０のデータ用スポットがずれてい
る場合、十分な信号振幅がえられない。

【００２２】そこで、演算回路６４での所定の演算で
は、メモリ６３に記憶されたデータ信号の振幅及びオフ
セット電圧値を取り込み、図４に示すように、データ信
号の振幅が振幅最大となるオフセット電圧Ｖｐ（＝（Ｖ
1＋Ｖ2）／２）を求める。

【００２３】そして、振幅最大となる電圧ＶｐをＣＰＵ
６５に出力することで、オフセット発生回路６２を制御
し、電圧Ｖｐをトラックエラー信号に加える。

【００２４】これにより、図３のポイントＢでサーボを
かけることで最適な振幅をもつデータ信号を再生するこ
とが可能となる。

【００２５】このように本実施の形態では、データ信号
からオフセット成分のみを抽出し、サーボスポットとグ
ルーブからつくるトラックエラー信号へオフセット補正
をかけるので、Ｓ／Ｎの高いサーボ信号でデータ列上に
スポットを追従させることができる。

【００２６】その他の記録データ列のオフセット成分の
抽出法もあり、例えばディスクウオッブリング法では、
データ記録時に周期的なある領域に対し、対物レンズを
半径方向へシフトしてデータ列から左右に記録マークを
ずらして書き込む。このずれたマーク上にスポットがの
った場合に信号振幅が低下するが、このレベルが対象と
なるオフセット量を見つけてこれをトラックエラー信号
へ加える。

【００２７】また、ウオブリング法では、二軸アクチュ
エータ５０をラジアル方向へ高周波でふり、このときで
てくるデータ信号振幅が二軸アクチュエータ５０への加
算オフセット量に対し振幅低下量が対象となるＤＣオフ
セット分を見つけ、トラックエラー信号へ加える。

【００２８】ここで、もしデータスポットがサーボ用ス
ポットに対し１／２トラックずれた場合は、トラックエ
ラー信号の極性をひっくりかえし、サーボ用スポットを
ランド部へサーボをかけ追従させることでデータ用スポ
ットも同時に１／２トラックずれることでデータ列上に
追従させる事が可能である。

【００２９】しかし、もしデータスポットがサーボ用ス
ポットに対し１／４トラックずれると、最適なオフセッ
ト注入時にトラックエラー信号の感度がほぼ０となって
しまい、サーボがかからないという不具合が発生する。
すなわち図５においてサーボ点をポイントＢ’にかける
ことになる。

【００３０】そこで、第２の実施の形態として、図１の
光源ユニット４１のホログラム板４４のホログラムとは
逆側にグレーティングを施す。

【００３１】グレーティングを施すことにより、図６に
示すように、グレーティングで発生した０次、＋１次、
−１次光の３つのスポットをトラックピッチの１／４づ
つずらして配置する。そして、光源ユニット４１の中に
それぞれのスポットに対応する２分割検出器を持たせ、
それぞれの差信号により３つのトラックエラー信号をつ
くる。

【００３２】図６に３つのエラー信号の位相関係を示
す。０次光トラックエラー信号７１に対し、±９０度位
相がずれた＋１次光トラックエラー信号７２、−１次光
トラックエラー信号７３ができる。

【００３３】まず、０次光トラックエラー信号７１でサ
ーボをかけ、データ信号の振幅をメモリ６３にいれる。
続いて＋１次光トラックエラー信号７２でサーボをか
け、続いて−１次光トラックエラー信号７３でサーボを
かけそれぞれ振幅を測定する。

【００３４】３つの振幅で最大となるトラックエラー信
号を見つけ、そのトラックエラー信号でサーボをかけ
る。この場合は＋１次光トラックエラー信号７２とな
る。あとは、図２のアクチュエータ制御回路５１、その
他前述した方法でオフセット最適量を求めて補正する。

【００３５】この第２の実施の形態では、±９０度付近
のデータスポットのずれに対し、安定してデータスポッ
トをデータ列に追従させることができる。

【００３６】別の方法として、±１次光の１つのスポッ
トのトラックエラー信号と０次光のスポットのトラック
エラー信号を使うことでも同様のことが可能である。す
なわち、＋１次光のスポットによるトラックエラー信号
と−１次光のトラックエラー信号は１８０度位相がずれ
ているので、たとえば＋１次光のスポットのトラックエ
ラー信号でサーボをかけた場合のデータ振幅を取り込ん
だ後、このトラックエラー信号の極性を反転させてサー
ボをかけてデータ振幅を取り込めば−１次光トラックエ
ラー信号でサーボをかけることと同等となる。

【００３７】次に第３の実施の形態を示す。図６におい
てグループ２２ａのピッチに対しデータ列のピッチを２
分の１以下に設定する。図７に示すように、情報読み取
り用レーザ光３０はサーボ用レーザ光４０の波長より短
くし、スポットを絞り込む。

【００３８】この際、サーボスポットのトラックエラー
信号をつかうので、どの位置にデータスポットがあって
も、いずれかのエラー信号をつかい前述した方法でオフ
セット量を加え、スポットをデータ上に持っていくこと
ができ、高密度化がはかれる。

【００３９】グルーブ位置基準でかかれたデータを再生
する時に、データスポットがサーボスポットに対しずれ
ている状況を最適化する前提で説明したが、たとえば、
データを書き込む場合、２つのずれたスポットで書き込
みを行っても問題ない。

【００４０】イニシャル時はグルーブに対しデータ列は
ずれてかかれる。次回読み出す場合スポット間隔がずれ
ている場合は同様の補正をエラー信号で行うことで最適
な信号振幅で再生できる。また、この後にデータを書き
込む場合、直前の再生時に補正したオフセット量を加え
ながらデータの記録を行う。

【００４１】よって、経年変化で２つのスポットがずれ
ていっても追書き込みは常にデータ位置がイニシャル時
の状態でたもたれることになり、つねに最適な再生がで
きる。

【００４２】尚、サーボ用トラックをグルーブ列２２ａ
として実施の形態を説明したが、これに限定されるもの
ではなく、ピット列の場合は位相差法、ウオブリング法
等の応用例が可能である。また、多層記録層は、層変化
膜、光磁気膜など他の記録方式のものでもよい。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように本発明の光記録再生
装置によれば、３次元光記録媒体に対して、記録再生ビ
ームとサーボビームの間隔のずれによらず、安定した記
録再生ビームのトラッキング制御を簡単かつ確実に行う
ことができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係る光記録再生装置の
光学系の構成を示す構成図

【図２】図１のアクチュエータ制御回路の構成を示す構
成図

【図３】図１の情報記録媒体におけるサーボ用スポット
及びデータ用スポットを説明する説明図

【図４】図２の演算回路の作用を説明する説明図

【図５】図１の光記録再生装置の変形例の作用を説明す
る第１の説明図

【図６】本発明の第２の実施の形態に係る光記録再生装
置の作用を説明する説明図

【図７】本発明の第３の実施の形態に係る光記録再生装
置の作用を説明する説明図

【符号の説明】

２１…情報記録媒体 ２２…反射面 ２３…媒質 ２４…保護層 ２５…記録層 ３０…情報読み取り用レーザ光 ３１…半導体レーザ ３２…コリメータレンズ ３３…偏光ビームスプリッタ ３４…１／４波長板 ３５…ダイクロイックプリズム ３６…対物レンズ ３７…検出レンズ ３８…ピンホール ３９…ピンフォトダイオード ４０…サーボ用レーザ光 ４１…光源ユニット ４２…半導体レーザ ４３…光検出器 ４４…ホログラム ５０…二軸アクチュエータ ５１…アクチュエータ制御回路 ６１…振幅測定回路 ６２…オフセット発生回路 ６３…メモリ ６４…演算回路 ６５…ＣＰＵ ６６…加算器

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トラッキング情報が予め記録されている
   サーボ層及び情報を記録する複数の記録層を有した光記
   録再生媒体に情報を記録・再生、または消去する光記録
   再生装置において、 前記サーボ層に照射するサーボ用ビームを発光するサー
   ボ用光源と、 前記記録層に照射する記録再生用ビームを発光する記録
   再生用光源と、 前記サーボ用ビームにより前記トラッキング情報に基づ
   く前記サーボ層におけるトラッキングエラー信号を生成
   するトラッキングエラー信号生成手段と、 前記記録再生用ビームの前記記録層での記録用スポット
   と前記記録層に記録されているデータ列とのズレ量を検
   出するズレ検出手段と、 前記ズレ検出手段からのズレ量に基づき前記トラッキン
   グエラー信号を補正し前記記録層におけるトラッキング
   エラー信号を生成するトラッキングエラー信号補正手段
   と、 前記トラッキングエラー信号補正手段により補正された
   前記トラッキングエラー信号により前記記録層に前記記
   録再生用ビームをトラッキング制御を行うトラッキング
   制御手段とを備えたことを特徴とする光記録再生装置。
2. 【請求項２】 前記サーボ用ビームより複数のサーボ用
   スポットを形成するスポット形成手段と、 複数のサーボ用スポットを前記サーボ層上で１／４トラ
   ックピッチずらして配置するスポット配置手段とを有
   し、 前記トラッキングエラー信号生成手段は、 前記複数のサーボ用スポットにより前記トラッキング情
   報に基づく前記サーボ層における複数のトラッキングエ
   ラー信号を生成し、前記複数のトラッキングエラー信号
   を選択手段により選択し、 前記トラッキングエラー信号補正手段は、 前記ズレ検出手段からのズレ量に基づき前記選択された
   トラッキングエラー信号を補正し前記記録層に最適なト
   ラッキングエラー信号を生成することを特徴とする請求
   項１に記載の光記録再生装置。