JP2006004524A - 光メモリ素子および光再生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 複雑な再生回路を必要とすることなく再生可能で、かつ、記録密度の高い光ディスクを提供する。
【解決手段】 本光ディスクでは、情報ユニットのピット配列が、５つの位相ピット、すなわち、情報トラック上に配される１つの位相ピット４と、その周囲に位置する４つの位相ピット３との組み合わせからなっている。従って、本光ディスクは、３２（２^５）種類の情報を多重記録できるようになっている。また、本メモリ素子では、１つの位相ピットを中央に配置しているため、情報の再生に必要な光検出器の受光面の分割数（部分受光面数）を、４つとできる。従って、本光ディスクは、情報を高密度に記録できるとともに、情報の再生のために複雑な再生回路を必要とすることのない光ディスクとなっている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、記録情報に応じた複数の情報ユニットの形成された光メモリ素子に関するものである。

従来、ＤＶＤやＣＤなどの光ディスクでは、ディスク面にピット（位相ピット）を形成することで、情報を記録するようになっている。
また、従来、複数のピットを用いて１つの情報ユニット（情報単位）を記録する技術が開発されている（特許文献１）。図９（０）〜（Ｆ）は、この技術を示す説明図である。

この図に示すように、この技術では、情報ユニット１００を、０〜４個のピット１０１により記録するようになっている。
また、ピット１０１は、情報ユニット１００内で、記録トラック１０２上に中心を有する正方形Ｔの頂点に位置している。

そして、この技術では、ピット１０１の数・位置の組み合わせ（ピット配列）により、情報ユニット１００の情報（記録内容）を決定するように設計されている。従って、情報の種類は、図９（０）〜（Ｆ）に示すような１６通りとなる。

ここで、図９（０）〜（Ｆ）に示した情報ユニット１００の再生について説明する。再生では、情報ユニット１００に照射された光ビームの各ピットからの反射光を、受光面を８分割して形成される、図１０に示す８つの部分受光面Ｄ１〜Ｄ８を有する光検出器１０３で受ける。そして、部分受光面Ｄ１〜Ｄ８の受光状態に基づいてピット配列を判別し、その情報を読み取ることとなる。
特開平７−２１５６８号公報 （公開日；１９９５年１月２４日）

しかしながら、上記した従来技術では、ピット１０１が、情報ユニット１００内の正方形Ｔの頂点に配置される。従って、一つの情報ユニット１００に記録可能な情報は、１６種類に限られることになる。
また、記録密度をより高める場合には、情報ユニット１００内に例えば正五角形を配し、その頂点にピット１０１を形成することで、情報ユニット１００内のピット数を増やすことが必要となる。

しかし、正五角形の頂点位置にピット１０１を配置する場合、同時に、光検出器１０３の部分受光面数（受光面分割数）を増加させることが必要となる。このため、隣接する部分受光面間の角度差が小さくなるので、ピット１０１の位置決定の精度が低下して、読み出しエラーを増加させてしまう。
さらに、部分受光面数の増加に伴い、ピット１０１の位置決定のための計算が複雑化し、このため、複雑な再生回路が必要となる。

本発明は、上記のような従来の問題点に鑑みてなされたものである。そして、その目的は、複雑な再生回路を必要とすることなく再生可能で、かつ、記録密度の高い光ディスク（光メモリ素子）を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明の光メモリ素子（本メモリ素子）は、情報トラック上に、ピット配列に応じた情報を有する複数の情報ユニットを配した光メモリ素子において、
情報ユニットのピット配列が、
中心が情報トラックに重なる四角形の頂角位置に配される頂角位相ピットと、
この四角形の中心位置に配される中心位相ピットとの組み合わせからなることを特徴としている。

本メモリ素子は、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）・ＣＤ（compact disk）などの光ディスクや光カードなど、光照射によって読み取られる情報を記録するタイプの記録媒体である。
また、本メモリ素子に対する情報の記録は、情報トラック上に、位相ピットからなる情報ユニットを形成することによってなされる。

位相ピットとは、本メモリ素子の基板上に形成された窪み（あるいは突起）のことであり、基板の平らな部分（位相ピットの形成されていない部分）と光の反射率の異なるものである。

また、情報ユニットは、本メモリ素子における記録の単位であり、位相ピットの群から形成されるものである。
すなわち、本メモリ素子では、１つの情報ユニットに属する位相ピットの数・位置の組み合わせ（ピット配列）により、情報ユニットの表す情報を決定するようになっている。

また、本メモリ素子に対する情報の再生については、情報ユニットに光を照射して得られる反射光に基づいて、情報ユニットをなすピット配列を特定することによってなされる。

そして、特に、本メモリ素子では、情報ユニットのピット配列が、５つの位相ピット、すなわち、情報トラック上に配される１つの中央位相ピットと、その周囲に位置する４つの頂角位相ピットとの組み合わせからなっている。
ここで、頂角位相ピットは、中心が情報トラックと重なる四角形の頂角位置に配される位相ピットである。
また、中央位相ピットは、この四角形の中心位置に配される位相ピットである。

このように、本メモリ素子では、４つの頂角位相ピット、および、その中央の１つの中央位相ピットによって、情報ユニットのピット配列が形成されるように設計されている。

従って、本メモリ素子では、１つの情報ユニットに関し、３２（２^５）種類の情報（５ビットのデータ）を多重記録することが可能となっている。このため、４つの頂角位相ピットのみによってピット配列を構成する場合に比して、記録密度を格段に高めることが可能となっている。

また、本メモリ素子では、情報の再生に必要な再生用光検出器の受光面の分割数（部分受光面数）を、４つとできるようになっている。

すなわち、情報ユニットのピット配列が、４つの頂角位相ピットのみから構成される場合、情報ユニットからの反射強度分布は、四角形に対応したものとなる（全位相ピットのある場合に、四角形となる）。
このため、情報の再生に使用される再生用光検出器は、４つの頂角位相ピットに対応するようにその受光面を４分割されることとなり、４つの部分受光面を有する４分割光検出器となる。

また、通常、４つの部分受光面は、再生用光検出器の中央を通る２本の分割線によって分割されているため、再生用光検出器の中央から放射状に伸びる扇形形状を有している。
そして、再生用光検出器では、４つの部分受光面のそれぞれに入射する光強度に応じて、情報ユニットにおける４つの頂角位相ピットの有無（どの頂角位相ピットを有しているか）を判別し、判別結果に基づいてピット配列を求めることとなる。

また、４つの頂角位相ピットの中央に中央位相ピットを配した本メモリ素子のピット配列に関しても、上記と同様の、４つの部分受光面を有する４分割光検出器を使用できる。

すなわち、中央位相ピットからの反射光の強度分布は、再生用光検出器の中心からの距離に依存する強度分布となる（再生用光検出器の中心から等距離位置に入射する光強度が等しくなる）。従って、再生用光検出器における４つの部分受光面のそれぞれには、中央位相ピットから、等しい強度の反射光が入射することになる。

従って、４分割光検出器を用いて本メモリ素子を再生する場合、中央位相ピットの有無については、受光面全体での受光量の合計（情報ユニット（ピット配列）全体からの総反射光量；トータル反射光量）の強度から判別できることとなる。
一方、上記したように、頂角位相ピットの有無については、４つの部分受光面のそれぞれに入射する光強度によって判別できる。

このように、本メモリ素子では、５つの位相ピットを用いて情報ユニットを構成するけれども、４分割光検出器を用いて情報を再生することが可能である。
従って、本メモリ素子は、情報を高密度に記録できるとともに、情報の再生のために複雑な再生回路を必要とすることのない光メモリ素子となっている。

なお、五角形の５つの角に位相ピットを配する場合、情報ユニットからの反射強度分布は、五角形に対応したものとなる（全位相ピットのある場合に、五角形となる）。このため、それぞれの位相ピットに応じて部分受光面を設け、各部分受光面への入射光強度に基づいて、各位相ピットの有無を判定する必要がある。
従って、再生用光検出器の部分受光面数（分割数）を、５つとする必要が生じる。このため、各部分受光面への入射光強度を処理するための回路が複雑となり、コスト高となる。
また、光検出器の部分受光面を５つとすることにより、隣接する受光面間の角度差が小さくなり、位相ピットの位置決定の精度が低下して再生エラーを増加させてしまうという欠点もある。

また、本メモリ素子では、四角形の頂角と中心とに位相ピットを配している。従って、位相ピットの密度を高められるので、記録密度をより向上させられる。

また、本メモリ素子では、頂角位相ピットを、対角線の一方が情報トラックに重なる四角形の頂角位置に配することが好ましい。
これにより、ピット配列を、情報トラックを軸とした線対称に設定しやすくなる。

すなわち、本メモリ素子では、情報ユニットのピット配列として、情報トラックを軸として線対称となっているもののみを用いることが好ましい。
通常、本メモリ素子の再生では、本メモリ素子に照射する光（再生光）を情報トラック上で走査（トラッキング）することとなる。また、このようなトラッキングについては、情報ユニットからの反射光に基づいて、プッシュプル法等により制御するようになる。

このとき、ピット配列が径方向に非対称である場合、情報トラックの両側からの反射光強度が非対称となるため、プッシュプル信号が乱され、正確なトラッキング制御を行えない（トラッキングが不安定となる）可能性がある。そして、トラッキングが不安定となると、各情報ユニットからの正確なトータル反射光量を測定できなくなり、ピット配列を正確に識別できなくなってしまう。

一方、情報トラックを軸として線対称となっているピット配列のみを用いる場合、上記のようなプッシュプル信号の乱れを確実に防止できる。これにより、安定したトラッキングを実現できる。

なお、本メモリ素子としては、上記したように、光ディスクや光カードとして形成することが可能である。
ここで、光ディスクとは、情報トラックがスパイラル状（渦状）あるいは同心円状に形成されたものである。また、光カードとは、直線状の情報トラックを有するものである。

また、本発明の光再生装置（本再生装置）は、本メモリ素子の情報ユニットに光を照射し、その反射光に基づいて情報を再生する光再生装置において、
情報ユニットからの反射光を受光して、受光量に応じた受光信号を出力する再生用光検出器と、
再生用光検出器から出力される受光信号に基づいて、再生にかかる情報ユニットのピット配列を特定するピット配列特定回路とを備えている構成である。

本再生装置は、本メモリ素子を再生するための装置であり、本メモリ素子の情報ユニットに光を照射して、その反射光に基づいて、情報ユニットのピット配列を特定して再生を行うものである。
すなわち、本再生装置では、再生用光検出器が、情報ユニットからの反射光を受光し、受光量に応じた受光信号を出力する。そして、この受光信号に基づいて、ピット配列特定回路が、再生にかかる情報ユニット（光を照射された情報ユニット）のピット配列を特定するように設計されている。

また、本再生装置に、上記した再生用光検出器とは別体の、制御用光検出器を備えてもよい。この制御用光検出器は、情報ユニットからの反射光を受光して、受光量に応じた受光信号を光制御回路に出力するものである。
ここで、光制御回路とは、制御用光検出器から出力される受光信号に基づいて、光メモリ素子に照射する光の制御（光の照射位置や焦点位置の制御）を行うためのものである。

通常、制御用光検出器に照射される反射光は、シリンドリカルレンズによってフォーカシングされるため、波面の乱れたものとなる。従って、制御用光検出器と再生用光検出器とを１つの光検出器で兼用すると、再生用光検出器に対しても、波面の乱れた反射光が照射されてしまう。このため、受光面での光強度分布に乱れが生じ、情報ユニットのピット配列を正確に特定することが困難となる。

そこで、上記の構成では、制御用光検出器を再生用光検出器と別体に設けることにより、再生用光検出器に波面の乱れた反射光を照射してしまうことを回避するようになっている。これにより、正確な光の制御と情報再生とを両立させられる。

また、本再生装置における再生用光検出器としては、上記したように、４分割光検出器を用いることが可能である。
ここで、４分割光検出器とは、２本の分割線によって受光面を４分割して形成される４つの部分受光面を有するものである。

なお、このような４分割光検出器では、各部分受光面は、自身の受光量に応じた受光信号をピット配列特定回路に出力する。
そして、これら４つの受光信号に基づいて、ピット配列特定回路が、再生にかかる情報ユニットのピット配列を特定するように設計される。

また、上記のような４分割光検出器では、再生用光検出器の受光面を分割する２本の分割線が、互いに直交していることが好ましい。これにより、各部分受光面のサイズを等しくできるので、ピット配列特定回路における受光信号の処理を容易に行える。

また、再生用光検出器の上記した分割線は、互いに直交しているとともに、受光面における上記四角形の一方の対角線に対応する直線に対して４５°の角度で交叉していることが好ましい。
この場合には、部分受光面の中心を、本再生装置の頂角位相ピットに対応する位置（各頂角位相ピットからの反射光が最大となる位置）に配置できる。従って、４つの部分受光面のそれぞれに対し、頂角位相ピットを１対１で対応させられる。このため、４つの部分受光面によって、４種類の頂角位相ピットの有無を明確に判定できる。

また、本再生装置のピット配列特定回路については、トータル光量比較回路と、部分光量比較回路とで構成することが可能である。
ここで、トータル光量比較回路は、再生用光検出器における全ての部分受光面から出力される受光信号に基づいて、情報ユニットによって反射された光の総量であるトータル反射光量を特定するものである。

ここで、位相ピットの存在する場合、これらが存在しない場合よりも反射光量は小さくなる。従って、情報ユニットを構成する位相ピットの多いほど、反射光量は小さくなる。
また、本メモリ素子に照射する光としてレーザー光を用いる場合、頂角位相ピットが１つ存在する場合よりも、中央位相ピットが１つ存在する場合の方が、反射光量が小さくなる傾向にある。
従って、トータル光量比較回路によってトータル反射光量を特定することで、情報ユニットのピット配列を大まかに判別できる。

また、部分光量比較回路は、各部分受光面から出力される受光信号を用い、各部分受光面に入射した光の大きさを比較（部分比較）するものである。
また、部分光量比較回路は、部分比較の内容（部分比較の種類および回数）について、トータル光量比較回路による判別結果に基づいて決定するように設計されている。

そして、部分光量比較回路は、その比較結果に基づいて、頂角位相ピットおよび中央位相ピットの有無を判別し、情報ユニットのピット配列を特定するようになっている。

このように、この構成では、部分光量比較回路による部分比較を行う前に、トータル光量比較回路によって、ピット配列を大まかに判別している。
従って、部分光量比較回路によるピット配列の特定に必要な部分比較の種類・回数を、少なくすることが可能となっている。

また、この構成では、ピット配列特定回路に、対称性判別回路を備えることが好ましい。
この対称性判別回路は、トータル光量比較回路による処理（トータル反射光量の特定）の前に、各部分受光面から出力される受光信号に基づいて、情報ユニットのピット配列における対称性を判別するものである。
そして、この構成では、トータル光量比較回路が、対称性判別回路によって判別された対称性に基づいて、トータル反射光量の特定種類（特定すべき光量の種類）を決定するように設計されていることが好ましい。

この構成では、トータル光量比較回路による処理の前に、対称性によって、情報ユニットのピット配列を大まかに判別できる。従って、トータル光量比較回路による光量の特定種類を少なくできる（特定（識別）される光量間の差を大きくできる）。

このため、本メモリ素子に照射する光強度の制御やトラッキング制御の精度を低くしても、トータル光量比較回路による光量特定を良好に行える。
これにより、この構成では、上記の制御精度を高くめる必要がないため、製造コストの増加を回避することが可能となっている。

以上のように、本発明の光メモリ素子（本メモリ素子）は、情報トラック上に、ピット配列に応じた情報を有する複数の情報ユニットを配した光メモリ素子において、情報ユニットのピット配列が、中心が情報トラックに重なる四角形の頂角位置に配される頂角位相ピットと、この四角形の中心位置に配される中心位相ピットとの組み合わせからなる構成である。

本メモリ素子では、情報ユニットのピット配列が、５つの位相ピット、すなわち、情報トラック上に配される１つの中央位相ピットと、その周囲に位置する４つの頂角位相ピットとの組み合わせからなっている。

従って、本メモリ素子では、１つの情報ユニットに関し、３２（２^５）種類の情報（５ビットのデータ）を多重記録することが可能となっている。このため、４つの頂角位相ピットのみによってピット配列を構成する場合に比して、記録密度を格段に高めることが可能となっている。

また、本メモリ素子では、情報の再生に必要な光検出器の受光面の分割数（部分受光面数）を、４つとできるようになっている。
すなわち、本メモリ素子では、５つの位相ピットを用いて情報ユニットを構成するけれども、４分割光検出器を用いて情報を再生することが可能である。
従って、本メモリ素子は、情報を高密度に記録できるとともに、情報の再生のために複雑な再生回路を必要とすることのない光メモリ素子となっている。

本発明の一実施形態について説明する。
本実施の形態にかかる光ディスク装置（本ディスク装置；光再生装置）は、光ディスクに記録された情報を再生するための再生装置である。

図２は、本ディスク装置の構成を示す説明図である。
この図に示すように、本ディスク装置は、スピンドル１０，光ピックアップ１１，回路基板１２を備えている。

スピンドル１０は、再生する光ディスク１を固定した状態で回転するものである。
なお、光ディスク１の構成については、後に詳細に説明する。

光ピックアップ１１は、回転中の光ディスク１に対し、その半径方向に移動しながらレーザー光（光ビーム）Ｌを照射するものである。本ディスク装置では、このレーザー光Ｌの照射により、光ディスク１の情報を再生するようになっている。
回路基板１２は、スピンドル１０および光ピックアップ１１を駆動するための複数の回路群を有する基板である。

図２に示すように、光ピックアップ１１は、半導体レーザー光源２１，コリメータレンズ２２、ビームスプリッタ２３，集光レンズ２４，アクチュエータ２５，ビームスプリッタ２６，集光レンズ２７，シリンドリカルレンズ２８，制御用光検出器２９，集光レンズ３０，光検出器（再生用光検出器）３１を備えている。

半導体レーザー光源２１は、レーザー光Ｌを生成する光源である。
コリメータレンズ２２は、半導体レーザー光源２１から出射されたレーザー光Ｌの光束を平行とするものである。
ビームスプリッタ２３は、コリメータレンズ２２を透過したレーザー光Ｌを透過する一方、光ディスク１側（集光レンズ２４側）から入射するレーザー光Ｌを反射し、その進路を直角に曲げるものである。

集光レンズ２４は、ビームスプリッタ２３を透過したレーザー光Ｌを集光し、光ディスク１の記録面上に集光照射するものである。また、集光レンズ２４は、光ディスク１によって反射された反射レーザー光Ｌａを集光する機能も有している。
アクチュエータ２５は、フォーカシング調整およびトラッキング調整を行うため、集光レンズ２４の位置を調整する（集光レンズ２４を駆動する）ものである。

なお、光ディスク１によって反射レーザー光Ｌａは、入射時の光路を戻り、ビームスプリッタ２３により反射され、ビームスプリッタ２６に導かれる。
ビームスプリッタ２６は、反射レーザー光Ｌａの一部を透過し、一部を集光レンズ３０側に反射するものである。

集光レンズ２７，シリンドリカルレンズ２８は、ビームスプリッタ２６を透過した反射レーザー光Ｌａを制御用光検出器２９に集光するものである。
制御用光検出器２９は、反射レーザー光Ｌａに基づいて、非点収差法によりフォーカシング信号を生成するとともに、プッシュプル法によりトラッキング信号を生成するものである。

また、集光レンズ３０は、ビームスプリッタ２６によって反射された反射レーザー光Ｌａを光検出器３１に集光するものである。
光検出器３１は、反射レーザー光Ｌａを受光して電気信号（受光信号）を生成するものである。
なお、この光検出器３１の構成については後述する。

また、図２に示すように、回路基板１２は、スピンドル制御回路４１，レーザー制御回路４２，トータル光量比較回路４３，部分光量比較回路４４，復調回路４５，エラー訂正回路４６，フォーカシング／トラッキング回路４７を備えている。

スピンドル制御回路４１は、スピンドル１０に固定された光ディスク１を、スピンドル１０とともに回転駆動するものである。
レーザー制御回路４２は、半導体レーザー光源２１を制御（駆動）して、レーザー光Ｌを照射させるものである。

フォーカシング／トラッキング回路４７は、制御用光検出器２９の生成するフォーカシング信号およびトラッキング信号に基づいてアクチュエータ２５を駆動し、フォーカシングとトラッキングとを行うものである。

回路４３〜４６は、光検出器３１から出力される受光信号に基づいて、再生信号を生成する回路群である。
なお、これら回路４３〜４６についても、後に詳細に説明する。

また、本ディスク装置には、回路基板１２の回路を制御することによって、本ディスク装置の全動作を制御するための制御部（図示せず）が備えられている。

ここで、光ディスク１の構成について説明する。
図３は、光ディスク（光メモリ素子）１の構成を示す平面図である。光ディスク１は、直径１２０ｍｍの円盤形状を有しており、図３に示すように、その記録面（表面）に、情報を記録するための情報トラック２をスパイラル（渦巻き）状に備えたものである。

また、図４は、光ディスク１の断面図である。
この図に示すように、光ディスク１は、透明基板７、金属反射膜８，保護膜９をこの順に積層した構成を有している。

透明基板７は、ポリカーボネート樹脂等の透明材料からなるものである。
金属反射膜８は、透明基板７の表面を覆う金属膜であり、その材料としては、例えば、アルミニウムを用いることが可能である。
保護膜９は、金属反射膜８を覆う保護膜である。

また、透明基板７における金属反射膜８との界面には、凸状の位相ピット３・４が形成されている。これら位相ピット３・４は、情報の記録単位（情報単位）である情報ユニット５をなすものであり、上記の情報トラック２に沿って形成されている。

また、図５は、情報トラック２を詳細に示す説明図である。この図に示すように、情報トラック２は、情報の記録単位（情報単位）である情報ユニット５を、自身の伸びる方向に沿って、複数並べた構成を有している。

情報ユニット５は、最大で４つの位相ピット３と、最大で１つの位相ピット４とからなる情報単位であり、情報トラック２上に、規則的に（等間隔で）配列されている。

位相ピット３は、対角線の一方が情報トラック２と重なる正方形（正四角形）の頂角位置に配置される位相ピットである。また、位相ピット４は、この正方形の中心位置に配置される位相ピットである。
そして、光ディスク１では、位相ピット３・４の数・位置の組み合わせ（位相ピットの配列状態；ピット配列）により、情報ユニット５の情報（記録内容）を決定するように設計されている。

図１は、情報ユニット５のピット配列の種類（情報の種類）を示す説明図である。この図に示すように、光ディスク１では、情報ユニット５が、３２通りのピット配列１ａｘ〜３２ｊｘをとるように設計されている。
すなわち、情報ユニット５は、ピット配列１ａｘ〜３２ｊｘに応じた、３２通りの情報を有するように設計されている。

ここで、ピット配列１ａｘは、位相ピットのない状態である。
また、ピット配列２ｂｙ，３ｂｙ，４ｂｙ，５ｂｙ，６ｃｘは、１個の位相ピットを有する配列状態である。
さらに、ピット配列７ｄｘ，８ｄｘ，９ｄｙ，１０ｄｙ，１１ｄｙ，１２ｄｙ，１３ｅｙ，１４ｅｙ，１５ｅｙ，１６ｅｙは、２個の位相ピットからなる配列状態である。

また、ピット配列１７ｆｙ，１８ｆｙ，１９ｆｙ，２０ｆｙ，２１ｇｙ，２２ｇｙ，２３ｇｙ，２４ｇｙ，２５ｇｘ，２６ｇｘは、３個の位相ピットによって形成される配列状態である。
また、ピット配列２７ｈｘ，２８ｉｙ，２９ｉｙ，３０ｉｙ，３１ｉｙは、４個の位相ピットからなる配列状態である。
最後に、ピット配列３２ｊｘは、５個の位相ピットで構成される配列状態である。

なお、ピット配列１ａｘ〜３２ｊｘの符号は、各ピット配列の「通し番号，光量識別子，対称性識別子」を組み合わせたものである。
すなわち、通し番号は、ピット配列の全３２種類に１つづつ付される番号（１〜３２）である。

また、光量識別子は、そのピット配列を有する情報ユニット５から後述する光検出器３１に入射する、反射レーザー光Ｌａの総光量（トータル反射光量）に応じたものである。
すなわち、本ディスク装置における光ディスク１の再生では、制御部が、スピンドル制御回路４１を制御して、光ディスク１を回転させる。また、制御部は、レーザー制御回路４２を制御して、集光レンズ２４から光ディスク１にレーザー光Ｌを照射し、図５に示すように、光ディスク１の情報トラック２に沿ってビームスポット６を走査する。このとき、レーザー光Ｌは、そのビームスポット６の中心位置が情報ユニット５の中心位置に重なるように照射される。
これにより、情報トラック２上の情報ユニット５によってレーザー光Ｌが反射され、反射レーザー光Ｌａが生成される。

また、この反射レーザー光Ｌａの光量は、情報ユニット５のピット配列に応じて変化する。
すなわち、光量識別子は、各情報ユニット５におけるピット配列に応じた反射レーザー光Ｌａの光量を示す値である。そして、光ディスク１では、各ピット配列のトータル反射光量を、１０種類の光量識別子ａ〜ｊによって分類するようになっている。
なお、同じ光量識別子ａ〜ｊを有するピット配列では、トータル反射光量はほぼ等しくなる。また、ａ〜ｊの順で、トータル反射光量は小さくなる。

ここで、位相ピット３・４の数・位置と、トータル反射光量との関係について説明する。
位相ピット３・４の存在する場合、これらが存在しない場合よりも反射光量は小さくなる。
また、レーザー光Ｌにおけるビームスポット６の強度分布は、ガウシアン分布となっており、従って、ビームスポット６では、その中心の光強度が周囲よりも強くなっている。さらに、上記したように、レーザー光Ｌは、そのビームスポット６の中心位置が情報ユニット５の中心位置に重なるように照射される。

このため、頂角位置に位相ピット３のある場合よりも、中心位置に位相ピット４のある場合の方が、反射光量が小さくなる傾向にある。

ピット配列２ｂｙ〜５ｂｙは、いずれも、ビームスポット６の外周位置に対応する１つの位相ピット３が存在し、トータル反射光量が等しくなる。
また、ピット配列６ｃｘでは、ビームスポット６の中心位置に対応する位相ピット４が１つ存在するため、ピット配列２ｂｙ〜５ｂｙに比べて、トータル反射光量が小さくなる。

次に、位相ピット３が２個になる７ｄｘ〜１２ｄｙでは、位相ピット数の増加により、トータル反射光量がピット配列６ｃｘよりも小さくなる。
また、ピット配列１３Ｇｙ〜１６ｅｙでは、位相ピット４と位相ピット３とを１つづつ有しているため、ピット配列７ｄｘ〜１２ｄｙよりもトータル反射光量が小さくなる。以降、同様にして、位相ピット数の増加に伴い、トータル反射光量が減少する。

また、ピット配列の対称性識別子は、情報トラック２の伸びる方向（周方向）および光ディスク１の径方向（情報トラック２に垂直で、ピット配列の中心を通る方向（半径方向））に対する、ピット配列の対称性を示す識別子（ｘあるいはｙ）である。
すなわち、ピット配列が、周方向に線対称である場合（半径方向に沿った軸に対して線対称である場合）であって、かつ、径方向にも線対称である場合（情報トラック２に対して線対称である場合）、対称性識別子はｘとなる。
一方、いずれかの方向に対して線対称となっていない場合、対称性識別子はｙとなる。

次に、光検出器３１の構成について説明する。
図６は、光検出器３１の構成を示す説明図である。この図に示すように、光検出器３１は、受光面を４分割してなる、４つの部分受光面（光検出素子）Ｄ１〜Ｄ４を備えている。

部分受光面Ｄ１〜Ｄ４は、光検出器３１における円形の受光面を、受光面の中心を通り、互いに直交する２本の分割線Ａ・Ｂで分割して形成されるものであり、光検出器３１の受光面の中心から放射状に伸びる扇形形状を有している。
そして、この部分受光面Ｄ１〜Ｄ４は、自身の受光した反射光量に応じた電圧値を有する電圧信号（受光信号）Ｒ１〜Ｒ４を、それぞれ出力するものである。
また、光検出器３１では、部分受光面Ｄ１〜Ｄ４を分割する分割線Ａ・Ｂが、光ディスク１の情報トラック２に対応する直線（光検出器３１の受光面上での、情報トラックに対応する直線）Ｘ−Ｘ’と４５°の角度を成すように配置されている。
ここで、各位相ピット３・４と部分受光面Ｄ１〜Ｄ４との関係について説明する。
個々の位相ピットからの反射光は、回折光となって部分受光面Ｄ１〜Ｄ４の全面に入射する。また、複数の位相ピットの存在する場合、それぞれの位相ピットからの回折光が干渉して、部分受光面Ｄ１〜Ｄ４に入射することになる。すなわち、各位相ピットからの反射光は、部分受光面Ｄ１〜Ｄ４の１つではなく、全てに入射される。

しかしながら、１つの位相ピット３からの反射光は、その位相ピット３に対応する位置にある、いずれかの部分受光面Ｄ１〜Ｄ４に入射する強度が相対的に大きくなる（その位相ピット３から遠い位置にある素子に入射する光の強度が、相対的に小さくなる）。
例えば、ピット配列２ｂｙでは、部分受光面Ｄ２に入射する光の強度が相対的に大きくなり、部分受光面Ｄ４に入射する光の強度が相対的に小さくなる。

また、四角形の中心に位置する位相ピット４からの反射光は、全ての部分受光面Ｄ１〜Ｄ４の中心付近に均等に入射する。
従って、１つの位相ピット４のみを有するピット配列６ｃｘでは、全ての部分受光面Ｄ１〜Ｄ４の中心付近に入射する光の強度が相対的に大きくなり、周辺領域に入射する光の強度が相対的に小さくなる。

次に、図２に示した、回路基板１２の回路４３〜４６について説明する。
これらの回路４３〜４６は、光検出器３１から出力される受光信号に基づいて、再生にかかる情報ユニット５のピット配列を識別し、識別結果に応じた再生信号を生成する回路群である。

トータル光量比較回路４３は、光検出器３１の全ての部分受光面Ｄ１〜Ｄ４から出力される受光信号Ｒ１〜Ｒ４を加算して、トータル反射光量を求める。そして、その値から、再生にかかる情報ユニット５のピット配列における、光量識別子ａ〜ｊを導出する機能を有している。

なお、ピット配列１ａｘ，６ｃｘ，２７ｈｘ，３２ｊｘには、同じトータル反射光量となる他のピット配列が存在しない。このため、再生にかかる情報ユニット５が上記のピット配列である場合には、トータル光量比較回路４３だけで、ピット配列の識別が完了する。

部分光量比較回路４４は、トータル光量比較回路４３の導出した光量識別子ａ〜ｊに基づいて、再生にかかる情報ユニット５のピット配列を識別するものである。
表１に、部分光量比較回路４４による識別条件を示す。

この表に示すように、部分光量比較回路４４は、光量識別子ａ〜ｊに応じて、受光信号Ｒ１〜Ｒ４の大小関係、あるいは、２つの受光信号を加算処理して得られる加算結果の大小関係を算出する。そして、その算出結果に基づいて、情報ユニット５のピット配列を識別するように設計されている。

例えば、部分光量比較回路４４は、光量識別子ｂの情報ユニット５については、対角位置にある部分受光面Ｄ１・Ｄ３あるいは部分受光面Ｄ２・Ｄ４から出力される受光信号Ｒ１・Ｒ３あるいは受光信号Ｒ２・Ｒ４を比較することによって、ピット配列を識別するようになっている。
すなわち、例えば、部分光量比較回路４４は、Ｒ２＞Ｒ４であることを測定した場合に、ピット配列が２ｂｙであると判断する。

このように、部分光量比較回路４４は、光量識別子に基づいて受光信号Ｒ１〜Ｒ４の強度を比較することにより、３２種類の全てのピット配列を識別することが可能となっている。

復調回路４５は、部分光量比較回路４４によるピット配列の識別結果に基づいて、復調信号（復調データ）を生成するものである。
なお、表１に、各ピット配列に応じた復調信号を示している。
図１に示したように、本ディスク装置では、情報ユニット５のピット配列が３２種類存在する。従って、１つの情報ユニット５を用いて３２種類の情報を多重記録することが可能であり、このため、１つの情報ユニットから５ビットの復調信号を得られることになる。

エラー訂正回路４６は、復調回路４５によって生成された復調信号に対し、エラー訂正を施し、再生信号を生成するものである。
そして、本ディスク装置では、図示しない変換回路によって、再生信号を映像信号（映像情報）や音声信号（音声情報）に変換する。そして、これらの信号を、表示画面やスピーカーなどの表示装置（図示せず）によって表示するようになっている。

以上のように、光ディスク１では、情報ユニット５のピット配列が、５つの位相ピット、すなわち、情報トラック上に配される１つの位相ピット４と、その周囲に位置する４つの位相ピット３との組み合わせからなっている。
ここで、位相ピット３は、一方の対角線が情報トラック２と重なる四角形の頂角位置に配される位相ピットである。
また、位相ピット４は、この四角形の中心位置に配される位相ピットである。

このように、光ディスク１では、４つの位相ピット３、および、その中央の１つの位相ピット４によって、情報ユニット５のピット配列が形成されるように設計されている。

従って、光ディスク１では、１つの情報ユニット５に関し、３２（２^５）種類の情報（５ビットのデータ）を多重記録することが可能となっている。このため、４つの位相ピット３のみによってピット配列を構成する場合に比して、記録密度を格段に高めることが可能となっている。

また、光ディスク１では、情報の再生に必要な光検出器３１の受光面の分割数（部分受光面数）を、４つとできるようになっている。

すなわち、情報ユニット５のピット配列が、４つの位相ピット３のみから構成される場合、情報ユニット５からの反射強度分布は、四角形に対応したものとなる（全位相ピットのある場合に、四角形となる）。
このため、情報の再生に使用される光検出器３１は、４つの位相ピット３に対応するようにその受光面を４分割されることとなり、４つの部分受光面Ｄ１〜Ｄ４を有する４分割光検出器となる。
そして、光検出器３１では、４つの部分受光面Ｄ１〜Ｄ４のそれぞれに入射する反射光強度に応じて、情報ユニット５における４つの位相ピット３の有無（どの位相ピット３を有しているか）を判別し、判別結果に基づいてピット配列を求めることとなる。

また、４つの位相ピット３の中央に位相ピット４を配した光ディスク１のピット配列に関しても、上記と同様の、４つの部分受光面Ｄ１〜Ｄ４を有する４分割光検出器３１を使用できる。

すなわち、位相ピット４からの反射光の強度分布は、光検出器３１の中心からの距離に依存する強度分布となる（光検出器の中心から等距離位置に入射する光強度が等しくなる）。従って、光検出器３１における４つの部分受光面Ｄ１〜Ｄ４のそれぞれには、位相ピット４から、等しい強度の反射光が入射することになる。

従って、４分割光検出器である光検出器３１を用いて光ディスク１を再生する場合、位相ピット４の有無については、受光面全体での受光量の合計（情報ユニット５（ピット配列）全体からの総反射光量；トータル反射光量）の強度から判別できることとなる。
一方、上記したように、位相ピット３の有無については、４つの部分受光面Ｄ１〜Ｄ４のそれぞれに入射する光強度によって判別できる。

このように、光ディスク１では、５つの位相ピット３・４を用いて情報ユニット５を構成するけれども、光検出器３１のような４分割光検出器を用いて情報を再生することが可能である。
従って、光ディスク１は、情報を高密度に記録できるとともに、情報の再生のために複雑な再生回路を必要とすることのない光ディスクとなっている。

なお、五角形の５つの角に位相ピットを配する場合、情報ユニット５からの反射強度分布は、五角形に対応したものとなる（全位相ピットのある場合に、五角形となる）。このため、それぞれの位相ピットに応じて部分受光面を設け、各部分受光面への入射光強度に基づいて、各位相ピットの有無を判定する必要がある。
従って、光検出器の部分受光面数（分割数）を、５つとする必要が生じる。このため、各部分受光面への入射光強度を処理するための回路が複雑となり、コスト高となる（特に、部分光量比較回路４４が複雑化する）。

また、光ディスク１では、四角形の頂角と中心とに位相ピット３・４を配している。従って、光ディスク１内での位相ピットの密度を高められるので、記録密度をより向上させられる。

また、本ディスク装置では、反射レーザー光Ｌａに応じて再生にかかる情報ユニット５のピット配列を特定するために、トータル光量比較回路４３および部分光量比較回路４４を備えている。
そして、トータル光量比較回路４３によってトータル反射光量を特定し、情報ユニット５のピット配列を大まかに判別（光量識別子毎に判別）している。
その後、特定されたトータル反射光量に応じて、部分光量比較回路４４が、各部分受光面Ｄ１〜Ｄ４に入射した光の大きさを比較（部分比較）し、情報ユニット５のピット配列を特定するようになっている。

このように、この構成では、部分光量比較回路による部分比較を行う前に、トータル光量比較回路によって、ピット配列を大まかに判別している。
従って、部分光量比較回路によるピット配列の特定に必要な部分比較の種類・回数を、少なくすることが可能となっている。

また、本ディスク装置では、光検出器３１における部分受光面Ｄ１〜Ｄ４を分割する分割線Ａ・Ｂが、光ディスク１の情報トラック２に対応する直線Ｘ−Ｘ’と４５°の角度を成している。

ここで、分割線Ａ・Ｂの一方が情報トラック２に対応する直線Ｘ−Ｘ’と重なるように（平行となるように）、光検出器３１を配置してもよい。この構成でも、同様の識別プロセスにより、情報ユニット５のピット配列を識別できる。
しかしながら、この場合、光強度変化の最も大きくなる位置（各位相ピット３に対応する位置）に、分割線が存在することになる。このため、部分受光面Ｄ１〜Ｄ４による光強度分布の検出精度が低下する。

従って、検出精度を向上させるためには、分割線Ａ・Ｂを、光ディスク１の情報トラック２に対応する直線Ｘ−Ｘ’と４５°の角度となるように配置することが好ましいといえる。
この場合には、部分受光面Ｄ１〜Ｄ４の中心を、各位相ピット３に対応する位置（各位相ピット３からの反射光が最大となる位置）に配置できる。従って、４つの部分受光面Ｄ１〜Ｄ４のそれぞれに対し、位相ピット３を１対１で対応させられる。このため、４つの部分受光面Ｄ１〜Ｄ４によって、４種類の位相ピット３の有無を明確に判定できる。

このように、分割線Ａ・Ｂを直線Ｘ−Ｘ’と４５°の角度に交叉させることで有効な効果を得られるが、これは、４つの位相ピット３のなす四角形の一方の対角線が、情報トラック２と重なっているからである。
すなわち、上記のような効果は、分割線Ａ・Ｂを、この四角形の一方の対角線に応じた受光面上の直線に対して、４５度の角度で交叉させることで得られるものである。このような構成であれば、分割線Ａ・Ｂが直線Ｘ−Ｘ’と４５°の角度で交叉していない場合でも、同様の効果を得られる。

なお、本ディスク装置のように、四角形の一方の対角線が情報トラック２に重なっている場合、情報ユニット５のピット配列を、情報トラック２を軸とした線対称にしやすい、という効果を得られる。

また、本ディスク装置では、光検出器３１の分割線Ａ・Ｂが、互いに直交している。これにより、各部分受光面Ｄ１〜Ｄ４のサイズを等しくできるので、部分光量比較回路４４による受光信号Ｒ１〜Ｒ４の比較処理を容易に行える。

また、本ディスク装置では、光検出器３１とは別体の、制御用光検出器２９を備えている。制御用光検出器２９に照射される反射光は、シリンドリカルレンズ２８によってフォーカシングされるため、波面の乱れたものとなる。従って、制御用光検出器２９と光検出器３１とを１つの光検出器で兼用すると、位相ピット３１に波面の乱れた反射光が照射されてしまう。このため、部分受光面Ｄ１〜Ｄ４での光強度分布に乱れが生じ、情報ユニット５のピット配列を正確に特定することが困難となる。

そこで、本ディスク装置成では、両光検出器を別体に設けることにより、光検出器３１に波面の乱れた反射光を照射してしまうことを回避するようになっている。これにより、正確な光の制御と情報再生とを両立させられる。

なお、図２に示した本ディスク装置では、トータル光量比較回路４３が、光検出器３１から出力される受光信号Ｒ１〜Ｒ４に基づいてトータル反射光量を求め、再生にかかる情報ユニット５のピット配列における、光量識別子ａ〜ｊを導出するとしている。
すなわち、この構成では、トータル光量比較回路４３は、１０種類のトータル反射光量を識別することとなる。

ところで、トータル反射光量の種類の多い場合、識別される光量間の差が小さくなるため、トータル光量比較回路４３によるトータル反射光量の識別エラーの発生確率が高くなる。このような識別エラーは、レーザー光Ｌの強度変動やトラッキングエラー等に起因するものであり、また、復調信号（および再生信号）のエラーに直結するものである。従って、上記のような識別エラーの発生を防止することが好ましいといえる。

しかしながら、レーザー光Ｌの強度変動やトラッキングエラーを抑制するためには、レーザー制御回路４２やフォーカシング／トラッキング回路４７等の制御回路における制御精度を高くめる必要がある。このため、本ディスク装置の製造コストの増加を招来してしまう。

そこで、本ディスク装置を、図７に示すような構成としてもよい。この構成は、図２に示した構成において、トータル光量比較回路４３の前段に、対称性判別回路５１を備えた構成である。
この対称性判別回路５１は、受光信号Ｒ１〜Ｒ４に基づいて、再生にかかる情報ユニット５のピット配列の対称性を判別するものである。

表２に、図７に示した本ディスク装置における、対称性判別回路５１の判別条件，トータル光量比較回路４３の識別種類，部分光量比較回路４４の識別条件を示す。

すなわち、この対称性判別回路５１は、（Ｒ１＋Ｒ２）と（Ｒ３＋Ｒ４）との比較、および、（Ｒ２＋Ｒ３）と（Ｒ１＋Ｒ４）との比較を行うことにより、ピット配列の対称性を判別する（表２における「対称性判別Ｉ」）。

そして、対称性判別回路５１は、「（Ｒ１＋Ｒ２）＝（Ｒ３＋Ｒ４）、かつ、（Ｒ２＋Ｒ３）＝（Ｒ１＋Ｒ４）」なる結果を得た場合、「ピット配列が、情報トラック２を軸として対称（径方向に対称）であり、かつ、ピット配列の中心を通り、情報トラック２に垂直な軸に対して対称（周方向に対称）である」と判断する。
そして、このように判断した場合、対称性判別回路５１は、ピット配列の対称性がｘである、と判別する。

一方、対称性判別回路５１は、「（Ｒ１＋Ｒ２）≠（Ｒ３＋Ｒ４）、または、（Ｒ２＋Ｒ３）≠（Ｒ１＋Ｒ４）」なる結果を得た場合、「ピット配列が、周方向あるいは径方向のいずれかで非対称である」と判断し、ピット配列の対称性がｙである、と判別する。
なお、対称性判別回路５１は、上記した２種類の比較を、「（Ｒ１＋Ｒ２）−（Ｒ３＋Ｒ４）の絶対値、および、（Ｒ２＋Ｒ３）−（Ｒ１＋Ｒ４）の絶対値が、特定の閾値よりも小さくなるか否か」を算出することによって行う。

このような対称性判別回路５１による対称性判別Ｉ処理の後、トータル光量比較回路４３が、これら６種類のトータル反射光量を識別する。その後、部分光量比較回路４４が、表２に示した識別条件に基づいて、ピット配列を識別する。

また、表２に示すように、対称性ｘのピット配列には、６種類のトータル反射光量を有する、８種類の配列がある。また、対称性ｙのピット配列には、６種類のトータル反射光量を有する、２４種類の配列がある。
従って、図７に示した構成では、トータル光量比較回路４３は、６種類のトータル反射光量を識別することとなる。

このように、図７に示した構成では、対称性判別回路５１によって対称性を識別した後、トータル光量比較回路４３によってトータル反射光量を識別するように設計されている。
従って、比較されるトータル反射光量の種類を、１０種類から６種類に低減することが可能となっている。
これにより、トータル光量比較回路４３によって識別すべき光量間の差を、比較的に大きくできる。このため、レーザー制御回路４２やフォーカシング／トラッキング回路４７の制御精度を高めることなく、再生にかかるピット配列に対し、光量識別子を正確に設定することが可能となっている。

また、図７に示す構成では、表３に示すように、対称性判別回路５１が、対称性の判別を２種類（２段階）行うように設計されていてもよい。

この構成では、対称性判別回路５１は、まず、上記した（Ｒ１＋Ｒ２）と（Ｒ３＋Ｒ４）との比較、および、（Ｒ２＋Ｒ３）と（Ｒ１＋Ｒ４）との比較を行う（対称性判別Ｉ）。
その後、対称性判別回路５１は、対称性判別Ｉで判別したピット配列のグループ（対称性ｘに属するピット配列のグループ、および、対称性ｙに属するピット配列のグループ）に対し、さらに、別種の対称性判別IIを行う。

この対称性判別IIでは、対称性判別回路５１は、対称性ｘを有するピット配列に関し、（Ｒ１＋Ｒ３）と（Ｒ２＋Ｒ４）との比較を行う。
この比較により、対称性判別回路５１は、ピット配列が４回対称を有しているか否か、を判別する。

これにより、対称性判別回路５１は、光量識別子（トータル反射光量）ａ，ｃ，ｈ，ｊを有するピット配列のグループと、光量識別子ｄ，ｇを有するピット配列のグループとを判別することが可能となる。

一方、対称性判別回路５１は、対称性ｙを有するピット配列に関し、Ｒ１とＲ３との比較、および、Ｒ２とＲ４との比較を行う。
この比較により、対称性判別回路５１は、周方向あるいは径方向のいずれかの対称性を有しているか否か、を判別する。

これにより、対称性判別回路５１は、光量識別子ｂ，ｅ，ｆ，ｉを有するピット配列のグループと、光量識別子ｄ，ｇを有するピット配列のグループとを判別することが可能となる。

この構成では、対称性判別回路５１による対称性判別IIの後、トータル光量比較回路４３が、トータル反射光量の識別を行う。そして、部分光量比較回路４４が、表３に示した識別条件に基づいて、ピット配列を識別する。
このように、この構成では、トータル光量比較回路４３によって識別されるトータル反射光量の種類を、最大でも４種類とできる。従って、レーザー制御回路４２やフォーカシング／トラッキング回路４７、トータル光量比較回路４３の回路を、より単純な構成とすることが可能となる。

また、本実施の形態では、光ディスク１に形成される情報ユニット５のピット配列として、図１に示した３２種類を挙げている。
しかしながら、ピット配列の種類を、３２種類より少なく設定してもよい。

例えば、光ディスク１に、図８に示すような１６種類のピット配列だけを形成するように設定してもよい。
この図に示すピット配列は、図１に示した３２種類のピット配列のうち、情報トラック２を軸として線対称なピット配列（径方向に対称なピット配列）ものである。

上記したように、本ディスク装置では、制御用光検出器２９が、情報ユニット５からの反射レーザー光Ｌａに基づいて、非点収差法によりフォーカシング信号を生成するとともに、プッシュプル法によりトラッキング信号を生成するようになっている。
従って、ピット配列が径方向に非対称である場合、プッシュプル信号が乱され、レーザー光Ｌのビームスポット６を、情報トラック２の中心軸上で走査できない（トラッキングが不安定となる）可能性がある。そして、トラッキングが不安定となると、各情報ユニット５からの正確なトータル反射光量を測定できなくなるため、再生エラーの増加を招来してしまう。

一方、図８に示すような１６種類のピット配列だけを用いた場合、全てのピット配列が径方向に対称であるため、上記のようなプッシュプル信号の乱れを確実に防止できる。これにより、安定したトラッキングを実現できる。

また、表４に、図８に示した光ディスク１を用いる場合の識別条件を示す。

図８に示すピット配列のみを用いる場合でも、図１に示したピット配列を用いる場合と同様に、各ピット配列を識別できる。なお、この場合、ピット配列が１６種類であるため、１個の情報ユニット５は、４ビットの情報を有することになる。

また、図８に示すピット配列のみを用いる場合でも、表２および表３に示したような、対称性判別回路５１による対称性判別Ｉ，IIを行うことが好ましい。
これにより、トータル光量比較回路４３によって識別するトータル反射光量の種類数を減少させられる。

また、本実施の形態では、位相ピット３を、正四角形の頂角位置に配置するとしている。しかしながら、位相ピット３の配置位置はこれに限らない。
例えば、位相ピット３を、周方向および径方向に対称な他の四角形（正四角形を周方向あるいは径方向に圧縮した菱形）の頂角に配置してもよい。この構成でも、上記と同様に、本ディスク装置によって情報ユニット５のピット配列を識別することが可能である。

また、本実施の形態では、コリメータレンズ２２が、半導体レーザー光源２１から出射されたレーザー光Ｌの光束を平行とするとしている。ここで、半導体レーザー光源２１からのレーザー光放射が楕円形状である場合には、コリメータレンズ２２（あるいは他のビーム整形部材）によって、適宜、ビーム形状の整形を行ってもよい。

また、本実施の形態では、光ディスク１は、直径１２０ｍｍの円盤形状であるとしている。しかしながら、本ディスク装置では、光ピックアップ１１（アクチュエータ２５）の可動範囲を変えることで、他のサイズを有する光ディスク１を再生することも可能である。
また、本実施の形態では、光ディスク１が、スパイラル状の情報トラック２を有するとしている。しかしながら、これに限らず、光ディスク１に、複数の情報トラック２を同心円状に設けてもよい。

また、本実施の形態では、本ディスク装置によって再生する媒体（光メモリ素子）として、光ディスク１を示している。
しかしながら、これに限らず、本ディスク装置を、情報トラックを直線状に配列した光カードを再生するように設計してもよい。この場合、光カードの情報トラックには、図１あるいは図８に示すようなピット配列からなる情報ユニット５を形成することが好ましい。

また、本ディスク装置では、保護膜９として透明材料を用いる場合には、保護膜９側からレーザー光を照射して、金属反射膜８８上にビームスポット６を形成し、再生を実行することが可能である。
また、光ディスク１の透明基板７側からレーザー光Ｌを照射して再生を行うことも可能である。

なお、本実施の形態では、トータル光量比較回路４３の求める光量を、情報ユニット５から反射された光の総量（トータル反射光量）としている。しかしながら、厳密には、トータル光量比較回路４３の求める光量は、光検出器３１（部分受光面Ｄ１〜Ｄ４）に対する入射光の総量（トータル入射光量）である。
トータル入射光量は、ビームスプリッタ２６によって制御用光検出器２９側に向かう光（制御用光）をトータル反射光量から差し引いたものであり、トータル反射光量に比例するものである。

また、本実施の形態では、光検出器３１の分割線Ａ・Ｂが、互いに直交するとしている。しかしながら、これに限らず、分割線Ａ・Ｂの交叉角度を９０度からずらしてもよい。この場合には、各部分受光面Ｄ１〜Ｄ４のサイズが互いに異なるため、部分光量比較回路４４や対称性判別回路５１による受光信号Ｒ１〜Ｒ４の比較処理を変更することが好ましい。

また、本実施の形態では、光検出器３１の受光面の形状を円形であるとしている。しかしながら、これに限らず、反射レーザー光Ｌａの全体を受け止められる形状であれば、光検出器３１の受光面の形状は、どのような形状でもかまわない。

また、本実施の形態では、光検出器３１の受光面の分割数を４としている。しかしながら、光検出器３１の受光面の分割数は、これに限らず、倍の８分割としてもよい（８分割光検出器）。そして、この光検出器３１を使用して、８個の部分受光面からの受光信号に基づいて、情報ユニット５の識別を行うことも可能である。ただし、上記のような４分割光検出器を用いることにより、情報ユニット５の識別を行う際の計算プロセスを簡略化できる。従って、トータル光量比較回路４３，部分光量比較回路４４をより簡単な回路から構成できるので、本ディスク装置を低コスト化できる。

ここで、光ディスク１の製造および再生に関する具体例を、実施例１〜３として説明する。

〔実施例１〕
光ディスク１におけるスパイラル状に形成された情報トラック２上に、図１に示したピット配列を有する情報ユニット５を３５０ｎｍピッチで規則的に配列した。
また、位相ピット３・４については、ポリカーボネート製の透明基板７の記録面に対し、射出成形法により、深さ４０ｎｍの窪み状に形成した。

また、位相ピット３・４の直径を６０ｎｍとし、位相ピット３・４の形成ピッチを１００ｎｍとした。

このような位相ピット３・４を有する透明基板７を形成するための原盤のパターニングについては、電子ビーム露光装置を用いて行った。

次に、該原盤から光ディスク用スタンパーを形成し、該スタンパーを用いて射出成形を行うことにより透明基板７を形成した。

次に、このような情報ユニット５の形成された透明基板７上に、スパッタリングにより、アルミニウムからなる金属反射膜８を５０ｎｍの厚さで形成した。さらに、この金属反射膜８上に、保護膜９として、０．１ｍｍ厚のポリカーボネートシートを、紫外線硬化樹脂により貼り合わせた。

このような光ディスク１を図３に示した本ディスク装置に装着し、再生を行った。

ここで、半導体レーザー光源２１として、波長４０５ｎｍの半導体レーザー素子を使用した。また、レーザー光Ｌを光ディスク１に集光する集光レンズ２４として、開口数（ＮＡ）０．８５のレンズを使用した。
また、レーザー光Ｌについては、光ディスク１の保護膜９側から入射した。

再生では、制御部およびフォーカシング／トラッキング回路４７によって、レーザー光Ｌを金属反射膜８上に集光するようにフォーカシングを行い、情報トラック２に沿ってトラッキングを行った。

また、トータル光量比較回路４３および部分光量比較回路４４によって、光検出器３１の検出素子Ｄ１〜Ｄ４の各受光信号Ｒ１〜Ｒ４を、表１に示すような識別条件に従って処理した。その結果、情報ユニット５における３２種類（５ビット）のピット配列の識別を行うことができ、５ビットのデータを復調できた。

〔実施例２〕
また、実施例１に示した光ディスク１を、図７に示した本ディスク装置に装着して再生を行った。また、対称性判別回路５１，トータル光量比較回路４３，部分光量比較回路４４の判別処理・識別処理については、表２に示す方法を用いた。
その結果、結果、情報ユニット５における３２種類（５ビット）のピット配列の識別を行うことができ、５ビットのデータを復調できた。

〔実施例３〕
また、実施例１に示した光ディスク１の構成において、情報ユニット５のピット配列を図８に示す１６種類に限定した光ディスク１を作成した。そして、図２および図７に示す本ディスク装置を用いて再生を行った。
その結果、それぞれの再生装置において、１６種類（４ビット）の情報ユニット５の識別を行うことができ、４ビットのデータを復調できた。

ここで、光ディスク１の製造について、簡単に説明する。
情報ユニット５を構成する位相ピット３・４を有する透明基板７の製造では、透明基板７を形成するための原盤に対し、位相ピット３・４を形成する位置に、原盤の回転に同期させて、電子ビームもしくは光ビームを照射して露光を行うこととなる。

ここで、電子ビーム露光の場合、原盤の回転に同期して、位相ピットを形成すべき位置で、電子ビームの移動を一定時間停止させる。これにより、原盤に対し、位相ピットが露光形成される。その後、次の位相ピットの位置まで電子ビームを高速で移動させ、次の位相ピットの露光を行うこととなる。

例えば、ピット配列２０ｆｉを形成する場合、四角形の左端の位相ピット３を露光形成した後、電子ビームを高速移動させ、原盤の範囲外へと逃がす。
次に、原盤回転に同期して、上側の頂の位置に電子ビームを高速移動させ、その位置で電子ビームを一定時問停止させて位相ピットを露光形成する。
次に、下側の頂角位置に電子ピームを高速移動させ、その位置で電子ビームを一定時問停止させて位相ピットを露光形成する。

また、光ビームを用いる場合、光ビームを３つに分割する。そして、それぞれの光ビームの集光位置を、情報トラックより上側の位相ピット位置、情報トラック２上の位相ピット位置、情報トラック２より下側の位相ピット位置とする。
そして、それぞれの位相ピットを形成する位置で、光ビームをパルス照射することとなる。

また、本発明の光メモリ素子を、情報トラック上に、位相ピットを組み合わせてなる複数の情報ユニットを設けた光メモリ素子において、上記の位相ピットが、その対角線の一方が情報トラックと重なる四角形の頂角位置と、この四角形の中心位置とのいすれかに配されるように設計されている構成である、と表現することもできる。

また、本発明は、情報が位相ピットにより記録されている光メモリ素子、および、光ビームにより少なくとも該情報の再生を行うことができる光メモリ素子再生装置に関するものであるともいえる。また、従来の光ディスクにおいては、情報トラックを挟んで、光ディスクの径方向に非対称な記録単位（情報ユニット）が存在することになる。この場合、トラッキングのためのプッシュプル信号に乱れが生じるため、非対称な記録単位を通過する度にトラッキングが乱され、再生エラーの増加の原因となるといえる。

また、光ディスク１は、ポリカーボネート樹脂等の透明基板７と、該透明基板７の表面に凹状に形成された位相ピット３，４と、該透明基板７の表面を覆うアルミニウム等の金属反射膜８と、該金属反射膜８を覆う保護膜９とで構成されており、レーザー光が該透明基板側から入射され、金属反射膜８８上に集光スポットが形成され、その反射光により情報の再生が行われるともいえる。ここで、上記保護膜９として透明材料を用いて、保護膜９側からレーザー光を入射させ、再生することも可能である。

また、図２に示した半導体レーザー光源２１，コリメータレンズ２２、ビームスプリッタ２３，ビームスプリッタ２６，集光レンズ２７，シリンドリカルレンズ２８，制御用光検出器２９，集光レンズ３０，光検出器（再生用光検出器）３１は、レーザー光Ｌの照射および検出を行うための光学系部分であるともいえる。
また、図１に示した対称性（ｘ，ｙ）は、位相ピット３・４の配列の対称性を示す識別子であり、対称性識別子がｘの場合、情報ユニット５の位相ピット３・４の配列は、情報ユニット５の中心位置を基準として、光ディスク１の情報トラック方向と、光ディスク１の径方向に対称なピット配列となっており、対称性識別子がｙの場合、該ピット配列が非対称となっていることを示すともいえる。

また、光ディスク１は、その対角線の一方が情報トラック２上に存在する正四角形の頂角位置に配置された複数の位相ピット３と、正四角形の中心位置に配置された位相ピット４とで構成された情報ユニット５を、スパイラル状に成された情報トラック２上に規則的に配列することにより、１個の情報ユニット５に３２種類の情報（５ビットのデータ）を多重記録することが可能となり、大容量光ディスクを実現することが可能である。

なお、五角形の５つの角に位相ピットを配した場合には、それぞれの位相ピットからの回折反射光の強度分布から位相ピットの有無を判定することが必要となる。該強度分布は、位相ピットが配された五角形の位置に対応した分布となるため、これら５つの位相ピットの有無を判定するためには、５つの分割数を有する部分受光面が必要となる。これに対して、中心位置に配された位相ピットからの回折反射光の強度分布は、部分受光面の中心からの距離に依存する強度分布となり、部分受光面の中心から半径の等しい位置に入射する光強度は等しいものとなり、分割された部分受光面のそれぞれには等しい強度の光が入射することになる。従って、四角形の４つの角に配された４つの位相ピットは、４つに分割された部分受光面の光検出強度の大小関係により判別され、中心位置に存在する位相ピットの有無は、トータル反射光量の大小関係から判別することが可能となり、４つの分割数で、５つの位相ピットの判別が可能となる。

また、本ディスク装置は、上記光ディスク１の情報ユニット５にレーザー光を照射する光照射手段と、該情報ユニット５からの反射光が、その分割線が、情報トラックに対応する直線Ｘ−Ｘ’と４５°の角度を成すように配置された４分割部分受光面からなる再生用光検出器に入射するように構成された光学系と、該４分割部分受光面の光検出信号に基づき、情報ユニット５の識別を行い、記録情報を再生する手段とを備えている。本発明においては、上記のように４分割部分受光面を配置することにより、簡単な比較回路を用いて、各検出素子の光検出信号を比較することにより、容易に情報ユニット５の識別を行うことができる。

ここで、４分割部分受光面の配置方法として、その分割線が、情報トラックに対応する直線Ｘ−Ｘ’と４５°の角度を成すように配置された構成について説明したが、該分割線が、情報トラックに対応する直線と一致するように配置した場合においても、同様な識別プロセスにより、情報ユニット５の識別が可能である。ただし、上記分割線が、情報トラックに対応する直線と一致するように配置した場合、位相ピットに対応する位置に、分割線が存在することになる。この場合、最も光強度の変化が大きくなる位相ピットに対応する位置に分割線が存在することになり、部分受光面上での光強度分布を検出する際、その検出精度が劣化することになる。従って、より高精度な再生光検出を行うためには、４分割部分受光面の分割線が、情報トラックに対応する直線と４５°の角度を成すように配置された構成とすることが望ましい。また、特許文献１に記載されているように、８分割の受光面を有する再生用光検出器を使用することも可能であるが、本発明に示す４分割光検出器を用いることにより、情報ユニット５の識別を行う際の計算プロセスが簡略化され、より簡単な比較回路で情報ユニット５の識別が可能となり、再生装置の低コスト化が実現する。

また、光ディスク１の射出成形に用いるスタンパを形成するための原盤のパターニングについては、電子ビーム露光装置を用いて行ってもよい。また、図８に示す情報ユニット５は、その対角線の一方が情報トラック２に重なる正四角形の頂角位置に配置された複数の位相ピット３と、正四角形の中心位置に配置された位相ピット４とで構成されており、かつ、情報トラック２を軸として、線対称に位相ピット３・４が配列された情報ユニット５であるともいえる。また、本発明の光メモリ素子においては、情報トラックが直線状に配列された光カードにおいても同様な光メモリ素子を実現することが可能である。また、図１に示したピット配列２ｂｙでは、図１の方向のみに位相ピットが存在しており、Ｒ２＞Ｒ４となる。ここで、図１での左右方向での配列は対称となっているため、部分受光面に入射する光の強度も左右対称となり、必然的にＲ１＝Ｒ３となるといえる。

また、本発明を、以下の第１・第２光メモリ素子，第１〜第６光メモリ素子再生装置として表現することもできる。
すなわち、第１光メモリ素子は、情報トラック上に複数の情報単位が設けられた光メモリ素子において、該情報単位が、その対角線の一方が情報トラックと重なる四角形の頂角位置に配置された複数の位相ピットと、該四角形の中心位置に配置された位相ピットとで構成されているものである。この構成では、正四角形の頂角位置に４個の位相ピットが配置され、正四角形の中心位置に１個の位相ピットが配置される。従って、５個の位相ピットの有無で、一つの情報単位が構成されることになり、一つの情報単位に３２種類の情報を多重記録することが可能となり、光メモリ素子の大容量化を実現することができる。また、正四角形の中心位置に１個の位相ピットを追加することにより、再生用光検出器の分割数を増やすことなく情報単位の特定を行なうことが可能となり、光メモリ素子再生装置における情報単位の特定を複雑化することなく、光メモリ素子の大容量化を図ることができる。

なお、四角形位置に配置された位相ピットからの回折光の状態を判断するためには、４個の受光面で可能であるが、五角形位置に配置された位相ピットからの回折光の状態を判断するためには、５個の受光面が必要となる。しかし、五角形位置に配置するのではなく、四角形位置の中心に位相ピットを配置すれば、受光面の分割数を増やすことなく回折光の状態を判別することが可能となり、光メモリ素子再生装置における情報単位の特定を複雑化することなく、光メモリ素子の大容量化を図れる。

また、第２光メモリ素子は、第１光メモリ素子において、上記情報単位が、情報トラックを軸として、線対称に位相ピットが配列された構成である。上記情報単位を、情報トラックを軸として、線対称に位相ピットが配列された構成とすることにより、プッシュプル信号の乱れが発生せず、安定したトラッキングを実現することができる。その結果、再生エラーの少ない光ディスクを提供することが可能となる。

また、第１光メモリ素子再生装置は、第１あるいは第２光メモリ素子から記録情報を再生する光ディスク再生装置であって、再生光を前記光メモリ素子の記録単位に照射する光照射手段と、該記録単位からの反射光を再生用光検出器へと導く光学系とを有する光メモリ素子再生装置において、上記再生用検出器が複数の領域に分割された部分受光面で構成され、該部分受光面の個々の光検出信号に基づき、上記情報単位を特定し、情報を再生する手段を備えた構成である。上記光メモリ素子に再生光を照射し、その反射光を複数の領域に分割された部分受光面に入射させ、該部分受光面の個々の光検出信号に基づき、上記情報単位の特定を行うことにより、複数の情報が多重記録された情報単位の特定が実現し、上記光メモリ素子に記録された情報を再生することが可能となる。

また、第２光メモリ素子再生装置は、第１光メモリ素子再生装置において、上記光学系が、再生用光検出器とは別に、フォーカシング信号及びトラッキング信号を得るための制御用光検出器を有し、上記情報単位からの反射光が、再生用検出器に照射される反射光と、制御用光検出器に照射される反射光とに分離される構成である。再生用光検出器と別に制御用光検出器を設けることにより、再生用検出器の複数の領域に分割された部分受光面に適切な反射光を照射することが可能となり、情報単位の特定を行う際のエラー発生が抑制され、再生エラーの少ない光メモリ素子を提供することが可能となる。制御用光検出器に照射される反射光は、フォーカシングをおこなうため、シリンドリカルレンズを通過して照射される。この場合、制御用光検出器に照射される反射光の波面は、乱されることになる。従って、再生用光検出器と制御用光検出器とを共通化した場合、再生用光検出器にもシリンドリカルレンズを通過して波面の乱れた反射光が照射されていることになり、再生用光検出器上での光強度分布に乱れが生じて、正確に情報単位を特定することができなくなる。再生用光検出器と制御用光検出器と分離することにより、再生用光検出器上での光強度分布の乱れが無くなり、正確な情報単位の特定が可能となる。

また、第３光メモリ素子再生装置は、第１光メモリ素子再生装置において、上記再生用検出器が４分割部分受光面である構成である。上記再生用検出器を４分割光検出素子とすることにより、情報単位の特定に必要となる判定プロセスが簡略化され、再生用光検出器に入射するトータル信号を比較するための回路構成、及び、再生用光検出器の各部分受光面の光量比較を行うための回路構成を簡単なものとすることが可能となり、情報単位の特定時間の短縮が図れるとともに、回路規模の減少による光メモリ素子再生装置の低コスト化が実現する。

また、第４光メモリ素子再生装置は、第３光メモリ素子再生装置において、上記４分割部分受光面の分割線が、情報トラックに対応する直線と４５°の角度を成すように配置された構成である。上記４分割部分受光面の分割線が、情報トラックに対応する直線と４５°の角度を成すように配置されることにより、位相ピットに対応する位置に、分割線が存在しないため、位相ピットの有無による再生用光検出器上での光強度分布を、より正確に検出することが可能となり、トータル反射光量の識別精度と、各部分受光面に入射する光強度の比較精度が高くなる。その結果、情報単位の検出エラーを抑制することが可能となる。

また、第５光メモリ素子再生装置は、第１光メモリ素子再生装置において、上記情報単位を特定する手段が、上記複数の部分受光面の光検出信号を足し合わせたトータル信号の比較を行い、情報単位のグループ分けを行った後、上記複数の部分受光面からの光検出信号の大きさを比較して、情報単位を特定する手段である構成である。上記複数の部分受光面の光検出信号を足し合わせたトータル信号の比較を行い、情報単位のグループ分けを行った後、上記複数の部分受光面からの光検出信号の大きさを比較することにより、本発明に係る情報単位を特定し、記録された情報を再生することが可能な光メモリ素子再生装置を提供することができる。

また、第６光メモリ素子再生装置は、第１光メモリ素子再生装置において、上記情報単位を特定する手段が、上記複数の部分受光面からの光検出信号の大きさを比較して、情報単位のグループ分けを行った後、上記複数の部分受光面の光検出信号を足し合わせたトータル信号の比較を行うことにより、さらに、情報単位のグループ分けを行い、最後に、上記複数の部分受光面からの光検出信号の大きさを再度比較して、情報単位を特定する手段である構成である。トータル信号の比較を行う前に、対称性を有する情報単位と対称性を有さない情報単位とにグループ分けを行うことにより、トータル信号を比較する情報単位の種類を減らすことが可能となり、トータル信号比較のための回路の判別精度が低減されることにより、より簡単な判別回路でのグループ分けが実現する。その結果、光メモリ素子再生装置の低コスト化が可能となる。

本発明は、ＤＶＤやＣＤなどの光ディスク、および、光ディスクを再生する光ディスク装置に対し、好適に使用できるものである。

本発明の一実施形態にかかる光ディスクに形成される、情報ユニットのピット配列の種類（情報の種類）を示す説明図である。 本発明の一実施形態にかかる光ディスク装置の構成を示す説明図である。 上記した光ディスクの平面図である。 図３に示した光ディスクの断面図である。 図３に示した光ディスクに形成される情報ユニットを示す説明図である。 図２に示した光ディスク装置に備えられた、光検出器の構成を示す説明図である。 本発明の他の実施形態にかかる光ディスク装置の構成を示す説明図である。 図３に示した光ディスクに形成される、情報ユニットにおける他のピット配列の種類（情報の種類）を示す説明図である。 従来の光ディスクに形成される情報ユニットのピット配列を示す説明図である。 従来の光ディスク装置に備えられる光検出器の構成を示す説明図である。

符号の説明

１ 光ディスク（光メモリ素子）
２ 情報トラック
３ 位相ピット（頂角位相ピット）
４ 位相ピット（中央位相ピット）
５ 情報ユニット
６ ビームスポット
７ 透明基板
８ 金属反射面
９ 保護膜
１０ スピンドル
１１ 光ピックアップ
１２ 回路基板
２１ 半導体レーザー光源
２２ コリメータレンズ
２３ ビームスプリッタ
２４ 集光レンズ
２５ アクチュエータ
２６ ビームスプリッタ
２７ 集光レンズ
２８ シリンドリカルレンズ
２９ 制御用光検出器
３０ 集光レンズ
３１ 光検出器
４１ スピンドル制御回路
４２ レーザー制御回路
４３ トータル光量比較回路（ピット配列特定回路）
４４ 部分光量比較回路（ピット配列特定回路）
４５ 復調回路
４６ エラー訂正回路
４７ フォーカシング／トラッキング回路（光制御回路）
５１ 対称性判別回路（ピット配列特定回路）
Ｄ１〜Ｄ４ 部分受光面
Ｌ レーザー光
Ｌａ 反射レーザー光
Ｒ１〜Ｒ４ 受光信号
ａ〜ｊ 光量識別子
ｘ，ｙ 対称性
１ａｘ〜３２ｊｘ ピット配列

Claims (10)

1. 情報トラック上に、ピット配列に応じた情報を有する複数の情報ユニットを配した光メモリ素子において、
   情報ユニットのピット配列が、
   中心が情報トラックに重なる四角形の頂角位置に配される頂角位相ピットと、この四角形の中心位置に配される中心位相ピットとの組み合わせからなることを特徴とする光メモリ素子。
2. 上記の四角形における一方の対角線が、情報トラックと重なっていることを特徴とする、請求項１に記載の光メモリ素子。
3. 上記した情報ユニットのピット配列が、情報トラックを軸として線対称となっていることを特徴とする請求項１に記載の光メモリ素子。
4. 上記の情報トラックがスパイラル状あるいは同心円状に形成された光ディスクであることを特徴とする、請求項１に記載の光メモリ素子。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の光メモリ素子の情報ユニットに光を照射し、その反射光に基づいて情報を再生する光再生装置において、
   情報ユニットからの反射光を受光して、受光量に応じた受光信号を出力する再生用光検出器と、
   再生用光検出器から出力される受光信号に基づいて、再生にかかる情報ユニットのピット配列を特定するピット配列特定回路とを備えていることを特徴とする光再生装置。
6. 上記の光メモリ素子における情報ユニットからの反射光を受光して、受光量に応じた受光信号を出力する、上記再生用光検出器とは別体の制御用光検出器と、
   制御用光検出器から出力される受光信号に基づいて、光メモリ素子に照射する光を制御する、光制御回路とを備えていることを特徴とする請求項５に記載の光再生装置。
7. 上記の光出検器が、２本の分割線によって受光面を４分割して形成される４つの部分受光面を有する、４分割光検出器から構成されていることを特徴とする、請求項５に記載の光再生装置。
8. 上記した再生用光検出器の受光面を分割する２本の分割線が、互いに直交しているとともに、受光面における上記四角形の一方の対角線に応じた直線に対して４５°の角度で交叉していることを特徴とする請求項７に記載の光再生装置。
9. 上記のピット配列特定回路が、
   全ての部分受光面から出力される受光信号に基づいて、情報ユニットによって反射された光の総量であるトータル反射光量を特定するトータル光量比較回路と、
   各部分受光面から出力される受光信号を用いて、各部分受光面に入射した光の大きさを比較し、情報ユニットのピット配列を特定する部分光量比較回路とを備えており、
   この部分光量比較回路が、トータル反射光量に基づいて、上記の比較の内容を決定するように設計されていることを特徴とする請求項７に記載の光再生装置。
10. 上記ピット配列特定回路は、
    さらに、各部分受光面から出力される受光信号に基づいて、情報ユニットのピット配列における対称性を判別する対称性判別回路を備えており、
    上記のトータル光量比較回路が、判別されたピット配列の対称性に基づいて、トータル反射光量の特定種類を決定するように設計されていることを特徴とする、請求項９に記載の光再生装置。

Images