JP2008146751A - 光情報装置及びトラッキング信号生成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】記録により溝深さが変化するディスクにおいて、未記録トラックに挟まれて記録済みトラックが１本のみ存在するとき、プッシュプル法のトラッキング信号では振幅が小さくなりすぎ安定なトラッキング制御を行うことができなかった。
【解決手段】光ディスクで反射・回折された光ビームの遠視野像の中央付近にプッシュプル法とは逆の光量アンバランスが生じることが原因であるため、遠視野像を少なくとも４つの領域に分割し、２つの領域から溝回折光のトラッキング信号を検出し、残りの領域で光量のアンバランスを検出してアンバランスを打ち消す演算をすることで、トラッキング信号振幅の低下を抑えることができる。これにより安定なトラッキング制御を実現する。
【選択図】図４

Description

本発明は、光ディスクや光カードなど、光情報媒体に情報を記録もしくは再生する光情報装置及びトラッキング信号生成方法に関するものである。

従来の光情報装置としては、プッシュプル法でトラッキング信号を生成しているものがあった（例えば、特許文献１参照）。図１９は、前記特許文献１に記載された従来の光情報装置の光ヘッド装置１００を示すものである。

図１９において、光源としての半導体レーザ１０１から出射された光ビームをコリメータレンズ１０２で平行光になり、偏光ビームスプリッタ１０３で反射され、１／４波長板１０４を通って円偏光にされた後、集光光学系としての対物レンズ１０５に入射し、収束光となる。この収束光は光ディスク１０６に照射される。光ディスク１０６の情報層１０７で反射・回折された光は再び対物レンズ１０５を通り、１／４波長板１０４にて最初の光とは直交した偏光に変換され、偏光ビームスプリッタ１０３を透過する。対物レンズ１０５はアクチュエータ１０８により光軸方向及びトラック垂直方向に移動される。偏光ビームスプリッタ１０３を透過した光ビームは検出レンズ１０９を通り、光検出器１１０に入射する。

図２０は光検出器１１０の受光部の配置を示す。光ビーム１２０は光軸上の４分割受光部１２１により受光され、トラッキング信号と和信号（ＴＳ信号）が検出される。分割線１２２に対して一方の側の受光部から検出した光量に応じて出力される信号は加算器１３０で加算され、分割線１２２に対して反対側の受光部から検出した光量に応じて出力された信号は加算器１３１で加算される。差動回路１３２は加算器１３０からの信号と加算器１３１からの信号の差信号を出力する。差動回路１３２からプッシュプル方式のトラッキング信号が出力される。また加算器１３３は加算器１３０からの信号と加算器１３１からの信号の和信号をＴＳ信号として出力する。

図２１は記録により記録部の光学的溝深さが浅くなることで反射率が増加する光ディスクにおいて、未記録のトラックに挟まれて記録済みトラックが１トラックのみある場合のＴＳ信号とＴＳ信号で規格化したＴＥ信号（ＴＥ／ＴＳ）を示す。

ＴＳ信号は未記録トラックでは０．３であるのに対し、記録済みトラックでは０．４３となる。このようなディスクでは記録により反射率が増加し、未記録部より記録部の方が信号が大きくなる。

一方、ＴＥ/ＴＳの振幅は未記録トラックでは０．５８であるのに対し、記録済みトラックでは０．０４である。計算の条件は、対物レンズのＮＡは０．８５、波長λは４０５ｎｍ、トラック間隔Ｔｐは０．３２μｍ、未記録トラックの溝深さはλ／８、記録済みトラックの溝深さはλ／１６としている。
特開昭６４−１１３１号公報

しかしながら、前記従来の構成では、記録済みトラックのトラッキング信号の振幅は未記録トラックのトラッキング信号の振幅の１／１０以下であり、このようなトラックに安定にトラッキング制御を行うことは困難であるという課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、未記録トラックの中に１トラックのみ記録済みトラックがある場合でもトラッキング制御が可能なトラッキング信号を得ることができる光情報装置を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の光情報装置は、あらかじめ所望の光学的溝深さを有する案内溝が形成され、所望の光量の光ビームの照射により被照射部の案内溝の光学的溝深さが変化して記録をおこなう光情報媒体と、光ビームを発する光源と、前記光源から出射された光ビームを前記光情報媒体に集光する集光光学系と、前記光情報媒体で反射・回折された光ビームを分岐する分岐素子と、前記分岐素子で分岐された光ビームを検出する光検出器を有し、前記光情報媒体で反射・回折された光ビームは少なくとも４つの領域に分割して検出され、前記４つの領域のうち、前記案内溝の回折光を主に含む２つの領域を第１の領域群とし、前記第１の領域群から得られる信号の差信号を第１の差信号として生成し、前記第１の領域群以外の領域を分割した少なくとも２つの領域を第２の領域群とし、前記第２の領域群から得られる信号の差信号を第２の差信号として生成し、前記第２の領域群は前記光情報媒体の未記録の案内溝に挟まれた記録済みの案内溝に前記集光光学系で集光された光ビームを照射した時に光検出器上に発生する光量分布のアンバランスを検出するように配置され、前記第１の差信号から前記第２の差信号に所望の係数をかけて減算することでトラッキング信号を得る。

本構成によって、未記録の案内溝に挟まれた記録済みの案内溝でも十分な大きさのトラッキング信号をえることができる。

また望ましくは、光情報媒体は、光の入射側から見て案内溝の奥側に情報が記録され、記録により前記案内溝の光学的溝深さが浅くなることを特徴とする。

本構成のような特徴を有すると、未記録の案内溝の光学的溝深さがλ／８以下でも、未記録の案内溝に挟まれた記録済みの案内溝でも十分な大きさのトラッキング信号をえることができる。

また望ましくは、前記光情報媒体で反射・回折された光ビームは少なくとも７つの領域に分割され、前記７つの領域のうち、案内溝の回折光を主に含む２つの領域を第１の領域群とし、前記第１の領域群から得られる信号の差信号を第１の差信号として生成し、前記第１の領域群以外の５つの領域のうち１つの領域はトラッキング信号の生成に使用せず、残りの４つの領域を第２の領域群とし、前記第２の領域群から得られる信号の差信号を第２の差信号として生成し、前記第２の領域群は前記光情報媒体の未記録の案内溝に挟まれた記録済みの案内溝に前記集光光学系で集光された光ビームを照射した時に光検出器上に発生する光量分布のアンバランスを検出するように配置され、前記第１の差信号から前記第２の差信号に所望の係数をかけて減算することでトラッキング信号を得る。

本構成によれば、光量分布のアンバランスな領域の一部を最初から演算に使用しないため、アンバランスの相殺がより容易に可能となる。

また、前記従来の課題を解決するために、本発明の光情報装置は、あらかじめ所望の光学的溝深さを有する案内溝が形成され、所望の光量の光ビームの照射により被照射部の案内溝の光学的溝深さが変化して記録を行う光情報媒体と、光ビームを発する光源と、前記光源から出射された光ビームを前記光情報媒体に集光する集光光学系と、前記光情報媒体で反射・回折された光ビームを分岐する分岐素子と、前記分岐素子で分岐された光ビームを検出する光検出器を有し、前記光情報媒体に少なくとも２つの光ビームを照射し、前記光情報媒体の未記録の案内溝に挟まれた記録済みの案内溝に前記集光光学系で集光された光ビームの一方を照射した時に他方のうち少なくとも一つの光ビームは記録済みの案内溝上以外の場所を照射し、それぞれの光ビームから得られたプッシュプル信号を演算することによりトラッキング信号を生成する。

本構成によれば、未記録の案内溝に挟まれた記録済みの案内溝でも十分な大きさのトラッキング信号をえることができる。

また、望ましくは、光情報媒体は、光の入射側から見て案内溝の奥側に情報が記録され、記録により前記案内溝の光学的溝深さが浅くなることを特徴とする。

本構成のような特徴を有すると、未記録の案内溝の光学的溝深さがλ／８以下でも、未記録の案内溝に挟まれた記録済みの案内溝でも十分な大きさのトラッキング信号をえることができる。

また、望ましくは、複数の光ビームのうち、一つが未記録の案内溝に挟まれた記録済みの案内溝の中央にあるとき、他方のうち少なくとも一つの光ビームは記録済みの案内溝に隣接する未記録の案内溝の中央にあり、それぞれの光ビームから得られたプッシュプル信号の演算とは、加算処理である。

本構成の場合、最小２本のビームで構成することができるため、メインビームの光の利用効率を高くできる。

また、望ましくは、複数の光ビームの一つが未記録の案内溝に挟まれた記録済みの案内溝の中央にあるとき、他方のうち少なくとも一つの光ビームは記録済み案内溝と未記録の案内溝の中間にあり、それぞれの光ビームから得られたプッシュプル信号の演算とは、減算処理である。

本構成の場合、レンズシフトによるプッシュプル信号のオフセットの補正を同時に行うことができる。

本発明の光情報装置及びトラッキング信号生成方法によれば、記録により溝深さが変わる光情報媒体で、未記録トラックに挟まれた記録済みトラックが単独である場合でも、十分にトラッキング制御が可能な大きさのトラッキング信号を得ることができる。

以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における光情報媒体としての光ディスク１０６の案内溝に垂直な面での断面図である。図１（ａ）は記録前の状態を示す。図１（ａ）において、基板２０４には所望の深さの案内溝としてのトラック２０５が形成されている。基板２０４には反射層２０６、色素層２０７が形成されており、その上に保護層としてのカバー層２０８が形成される。光情報装置の対物レンズから出力された光ビーム２０９はカバー層２０８側から色素層２０７や反射層２０６を照射する。記録前は色素層２０７の特性は一様であり各トラックの光学的溝深さも一様である。図１（ｂ）は中央のトラックに一定パワーの光が照射され、色素層が記録済みの状態２１０になった様子を示す。ここでは色素層２０７は一定パワーの光を照射することにより組成が変化し、屈折率が低下する場合について示す。各トラックの光学的溝深さＴｄは、物理的深さをｄ、屈折率をｎとして、
Ｔｄ＝ｎ・ｄ
で表される。記録済み状態反射層２１０のあるトラックは屈折率の低下により、トラックの光学的溝深さは浅くなる。図１（ｃ）は中央のトラックのみ記録済みの時の溝深さを模式的に表した図である。記録済みトラック２１１は未記録トラック２１２に比べ溝深さが浅いことを示している。

図２は未記録トラックの中に挟まれて記録済みトラックが１本のみ孤立してある場合にプッシュプル方式のトラッキング信号（ＴＥ信号）がどのように現れるかを考察した図である。図２（ａ）では各トラックを微視的に見た場合を示す。各トラックでは溝深さに応じたトラッキング信号が得られる。ここでは光の照射側から見て奥側（溝が深い側）で右上がりの極性のＴＥ信号が得られると定義する。未記録トラック２１２の溝深さをλ／８とし、記録済みトラック２１１の溝深さをその半分のλ／１６とすると、未記録トラック２１２で得られるＴＥ信号より、記録済みトラック２１１で得られるＴＥ信号の振幅は小さくなるが約７０％のＴＥ振幅を得られる。一方、図２（ｂ）ではトラック全体を巨視的に見た場合を示す。各トラックを平均した場合、溝深さは点線２２０に示したように近似できる。未記録トラックが連続する部分では一様な深さであるが、孤立した記録済みトラック２１１の部分のみが浅くなったように見える。この部分のみ浅いトラックがあるように感じられるため、巨視的には図２（ｂ）の下側に示したようなトラッキング信号を生じる。これは図２（ａ）の場合とは逆の極性（トラック中心で左上がり）のＴＥ信号となる。実際には図２（ａ）の微視的に見たＴＥ信号と図２（ｂ）の巨視的にみたＴＥ信号が加算される。このため、記録済みトラック２１１付近では逆極性のＴＥが加算され、プッシュプル方式のＴＥ信号が極端に小さくなる。

図３は未記録トラックに挟まれて記録済みトラックが１本のみある場合に光ディスクで反射・回折した光ビームの遠視野像（ＦＦＰ像）がどのようになるかを計算により求めた図である。図３（ａ）は記録済みトラック２１１とＦＦＰ像を計算した位置の関係を示す。点Ａは記録済みトラック２１１の中心から１／４トラックずれた位置を示す。この点は記録済みトラック２１１の影響を大きく受けている。点Ｂは記録済みトラック２１１から２トラックと１／４トラックずれた位置を示す。この点は記録済みトラック２１１の影響をほとんど受けない。図３（ｂ）が点ＡでのＦＦＰ像、図３（ｃ）が点ＢでのＦＦＰ像を示す。ＦＦＰ像は色が濃い程光量が強いことを示している。また矢印で示した位置のＦＦＰ像の断面での光量分布を各図の下部に重ねて表示している。断面の光量分布は図の一番下が０で、上へ行く程光量が大きいことを示す。計算シミュレーションの条件は、対物レンズのＮＡは０．８５、波長λは４０５ｎｍ、トラック間隔Ｔｐは０．３２μｍ、未記録トラックの溝深さはλ／８、記録済みトラックの溝深さはλ／１６としている。Ｔｐ＝０．３２μｍのトラックによる±１次の回折光（案内溝による回折光）と０次光との干渉部は領域２３０、領域２３１で表される。トラックが一様な場合、トラックによる光量変化は領域２３０、領域２３１のみに現れる。図３（ｂ）（ｃ）とも各々近接のトラック中心に対して１／４トラックずれているため領域２３０の方が領域２３１より明るい。領域２３０と領域２３１以外の領域を比較すると点ＢのＦＦＰ像である図３（ｃ）ではほぼ一様なのに対し、点ＡのＦＦＰ像である図３（ｂ）では領域２３１に近いほど光量が大きく、領域２３０に近いほど光量が小さいという勾配をもったアンバランスな分布になっている。図３（ｂ）に現れている光量の非対称は領域２３０と領域２３１の光量の関係とは逆極性であり、図２（ｂ）で説明した巨視的に見たときの溝深さによるトラッキング信号がＦＦＰ像では光軸の中央付近を含めて一様に影響を与えることがわかる。

このように、記録により光学的溝深さが浅くなる光ディスクにおいて、未記録トラックの中に１本だけ記録済みトラックがある場合にプッシュプルのトラッキング信号の振幅が低下する原因がＦＦＰ像の光軸の中央付近を含めて一様に存在する光量のアンバランスに原因があることがわかった。このため、このようなトラックでも安定なトラッキング信号を得るためにはＦＦＰ像の光軸の中央付近の光量のアンバランスを打ち消すような演算をすればよい。

図４（ａ）に本実施の形態でのＦＦＰ像の分割パターンを示す。この例ではホログラム素子３００により光ビームを分割して演算する例を示す。ホログラム素子３００は分割線により、７つの領域に分割される。第１の領域群としての領域３０１と領域３０２は、光ビームのトラックによる干渉部（案内溝の回折光）である領域２３０と領域２３１を主に含む。第２の領域群としての４つの領域、領域３０３、領域３０４、領域３０５、領域３０６はＦＦＰ像の中でトラックの接線方向の端部を含み、未記録トラックに挟まれた記録済みトラックに光ビームを照射したときに光検出器上で発生する光量分布のアンバランスを検出する。ダミー領域である領域３０７はＦＦＰ像の光軸の中央付近を含む。図４（ｂ）は図３（ａ）の点ＡでのＦＦＰ像をホログラム素子３００に組み合わせた図である。領域３０１と領域３０２にはトラックによる±１次回折光と０次光の干渉領域及びその近傍の領域が含まれ、ＦＦＰ像の光量の非対称性がここから得られる信号に影響を与えるのがわかる。これに対し領域３０３〜領域３０６にもＦＦＰ像の光量の非対称性が現れている。領域３０１〜領域３０７に入った光量に応じた信号をそれぞれ、Ｓ３０１〜Ｓ３０７で表す。ここで得られた信号から、
ＴＥ＝Ｓ３０１−Ｓ３０２−ｋ・｛（Ｓ３０４＋Ｓ３０６）−（Ｓ３０３＋Ｓ３０５）｝
という演算を行うことによりＦＦＰ像の光量の非対称性（アンバランス）を打ち消すことができ、未記録トラックに挟まれた記録済みトラックがある場合でもトラッキング信号の振幅が低下を抑えることができる。ここで、ｋは所定の定数であり、領域３０７はこの演算には使用しない。

図５はこのホログラム素子を用いる光ヘッド装置３１０の構成図である。光源としての半導体レーザ１０１から出射された光ビームはコリメータレンズ１０２で平行光になり、分岐素子としての偏光ビームスプリッタ１０３で反射され、１／４波長板１０４を通って円偏光にされた後、集光光学系としての対物レンズ１０５に入射し、収束光となる。この収束光は光ディスク１０６に照射される。光ディスク１０６の情報層１０７で反射・回折された光は再び対物レンズ１０５を通り、１／４波長板１０４にて最初の光とは直交した偏光に変換され、偏光ビームスプリッタ１０３を透過する。対物レンズ１０５はアクチュエータ１０８により光軸方向及びトラック垂直方向に移動される。偏光ビームスプリッタ１０３を透過した光ビームはホログラム素子３００で一部の光が回折される。回折光３１１と回折されない０次光３１２は、検出レンズ３１３を通り、光検出器３１４に入射する。

図６は光検出器３１４の受光部と光ビームの配置の関係及びトラッキング信号の演算回路の構成を示す。０次光３１２は４分割受光部３２０で受光され、この信号からフォーカス信号やＲＦ信号が生成される。回折光３１１のうち、領域３０１を通った光ビーム３３１は受光部３２１で受光され、領域３０２を通った光ビーム３３２は受光部３２２で受光され、それぞれ受光した光量に応じた電気信号として出力される。領域３０３と領域３０５を通った光ビームは焦点付近では１つの光ビーム３３３として受光部３２３で受光され、領域３０４と領域３０６を通った光ビームも焦点付近では１つの光ビーム３３４として受光部３２４で受光され、それぞれ受光した光量に応じた電気信号として出力される。領域３０７で回折された光ビームは回折光３１１とは直交した方向に回折され、光ビーム３３７及び光ビーム３３８として受光部には入らない位置に導かれる。差動回路３４０は受光部３２１と受光部３２２から出力された信号を受けてその差信号を出力する。差動回路３４１は受光部３２４と受光部３２３から出力された信号を受けてその差信号を出力する。可変増幅回路３４２は差動回路３４１から出力される信号を受けて、係数ｋを掛け算した信号を出力する。差動回路３４３は差動回路３４０と可変増幅回路３４２の出力信号を受けてその差を出力する。差動回路３４３からトラッキング信号が出力される。

図７に記録により記録部の光学的溝深さが浅くなる光ディスクにおいて、未記録のトラックに挟まれて記録済みトラックが１トラックのみある場合に本実施の形態の方法で得られるＴＳ信号で規格化したＴＥ信号（ＴＥ／ＴＳ）を示す。ＴＳ信号で規格化したＴＥ信号の振幅は未記録トラックでは０．５８であるのに対し、記録済みトラックでも０．３５である。これはプッシュプル法の０．０４に比べて、約９倍となり、トラッキング制御が十分可能な大きさの信号である。

図８に、ホログラム素子３００の替わりに別の分割パターンを持つホログラム素子３５０の例を示す。ホログラム素子３５０は６つの領域に分かれており、第１の領域群としての２つのメイン領域である領域３５１と領域３５２は、光ビームのトラックによる干渉部を主に含む。第２の領域群としての４つのサブ領域である領域３５３、領域３５４、領域３５５、領域３５６はＦＦＰ像の中でトラックの接線方向の端部を含み、記録済みトラック近傍で発生する光量の非対称性を検出する。領域３５１〜領域３５６に入った光量に応じた信号をそれぞれ、Ｓ３５１〜Ｓ３５６で表す。ここで得られた信号から、
ＴＥ＝Ｓ３５１−Ｓ３５２−ｋ２・｛（Ｓ３５４＋Ｓ３５６）−（Ｓ３５３＋Ｓ３５５）｝
という演算を行うことによりＦＦＰ像の光量の非対称性を打ち消すことができ、未記録トラックの中に１本だけ記録済みトラックがある場合でもトラッキング信号の振幅の低下を抑えることができる。ここで、ｋ２は所定の定数である。

更に別の分割パターンの例を図９に示す。ホログラム素子３６０は５つの領域に分かれており、第１の領域群としての２つのメイン領域である領域３６１と領域３６２は、光ビームのトラックによる干渉部を主に含む。第２の領域群としての２つのサブ領域である領域３６３、領域３６４はＦＦＰ像の中でトラックの接線方向の端部と中間部の領域を含み、記録済みトラック近傍で発生する光量の非対称性を検出する。領域３６５は光軸付近の領域を含み、この領域をトラッキング信号の演算に含めないことで光量の非対称性の影響を軽減する。領域３６１〜領域３６４に入った光量に応じた信号をそれぞれ、Ｓ３６１〜Ｓ３６４で表す。ここで得られた信号から、
ＴＥ＝Ｓ３６１−Ｓ３６２−ｋ３・（Ｓ３６４−Ｓ３６３）
という演算を行うことによりＦＦＰ像の光量の非対称性を打ち消すことができ、未記録トラックの中に１本だけ記録済みトラックがある場合でもトラッキング信号の振幅が低下を抑えることができる。ここで、ｋ３は所定の定数である。

更に別の分割パターンの例を図１０に示す。ホログラム素子３７０は４つの領域に分かれており、２つのメイン領域である領域３７１と領域３７２は、光ビームのトラックによる干渉部を主に含む。２つのサブ領域である領域３７３、領域３７４はＦＦＰ像の中で光軸付近の領域を含み、記録済みトラック近傍で発生する光量の非対称性を検出する。領域３７１〜領域３７４に入った光量に応じた信号をそれぞれ、Ｓ３７１〜Ｓ３７４で表す。ここで得られた信号から、
ＴＥ＝Ｓ３７１−Ｓ３７２−ｋ４・（Ｓ３７４−Ｓ３７３）
という演算を行うことによりＦＦＰ像の光量の非対称性を打ち消すことができ、未記録トラックの中に１本だけ記録済みトラックがある場合でもトラッキング信号の振幅が低下を抑えることができる。ここで、ｋ４は所定の定数である。

図１１に光情報装置としての光ディスクドライブ４００の構成例を示す。光ディスク１０６はクランパー４０１とターンテーブル４０２で固定され、モーター（回転系）４０３によって回転させられる。光ヘッド装置３１０はトラバース（移送系）４０４上に乗っており、光ビームを照射する点が光ディスク１０６の内周から外周まで移動できるようにしている。制御回路４０５は光ヘッド２００ら受けた信号をもとにフォーカス制御、トラッキング制御、トラバース制御、モーターの回転制御等を行う。また信号処理回路４０６は再生信号から情報の再生を行い入出力回路４０７に出力したり、入出力回路４０７から入ってきた信号を制御回路４０５を通じて光ヘッド装置３１０へ送出する。

ここで示したように、かかる構成によれば、ＦＦＰ像を複数の領域に分割し、光量の非対称性を打ち消す演算を行うことにより、ＦＦＰ像の非対称性により発生する逆極性のトラッキング信号を打ち消すこととなり、未記録トラックに挟まれた記録済みトラックがある場合でもトラッキング信号の振幅の低下を抑えることができる。これにより、安定なトラッキング制御が可能となり、また安定な情報の書き込みが可能となり、誤り率の低い情報の再生が可能となる。

また、本構成によれば、光ディスクの偏芯に追従して対物レンズが移動した場合に分割線と光ビームとがずれた場合にトラッキングに発生するオフセットを同時に抑えることが可能である。

尚、ここではホログラム素子を利用して光ビームを分割する例を示したが、分割素子はこれに限定されるものではなく、プリズムを組み合わせて分割したり、光検出器の分割線が分割素子としての役割を果たしても良い。

また、ここでは光情報媒体の色素層として記録により屈折率が下がり、光学的溝深さが浅く見える例を示したが、記録により屈折率が上がり、光学的溝深さが深く見える場合でも、記録前の光学的溝深さがλ／４以上かつλ／２以下の場合には、この実施例で述べたのと同様の現象が置き、本発明はその場合でも効果を発揮する。

尚、記録可能な光ディスクとして色素層を用いた光ディスクの例を示したが、記録により屈折率が変化する特性を示す材料であれば、色素に限らず、層変化膜や金属膜、無機酸化物や有機酸化物等でも本発明の効果を得ることができる。

尚、本実施の形態ではＮＡ＝０．８５、波長λ＝４０５ｎｍ、トラック間隔Ｔｐ＝０．３２μｍ、未記録トラックの溝深さがλ／８、記録済みトラックの溝深さがλ／１６の例を示したが、これに限定されるものではない。

（実施の形態２）
図１２は、本発明の実施の形態２の光ヘッド装置５００の構成図である。本実施の形態では光情報媒体上に複数の光ビームを照射する例について述べる。

図１２において、光源としての半導体レーザ１０１から照射された光ビームは回折格子５０１によりメインビームと２本のサブビームが生成される。３本のビームは（図示はメインビームのみ）分岐素子としての偏光ビームスプリッタ１０３で反射され、コリメータレンズ５０２で平行光になり、１／４波長板１０４にて円偏光にされた後、集光光学系としての対物レンズ１０５に入射し収束光となる。この収束光は光ディスク１０６に照射される。光ディスク１０６の情報層１０７で反射・回折された光は再び対物レンズ１０５を通り、１／４波長板１０４にて最初の光とは直交した偏光に変換され、コリメータレンズ５０２で収束光となり、偏光ビームスプリッタ１０３を透過する。対物レンズ１０５はアクチュエータ１０８により光軸方向及びトラック垂直方向に移動される。偏光ビームスプリッタ１０３を透過した光ビームは検出レンズ５０３を通り光検出器５０４に入射する。

図１３は光ディスク上の３つの光スポットの配置を示した図である。メインビーム５１０があるトラックの中心にある時、サブビーム５１１とサブビーム５１２はそのトラックと隣接トラックの中央に位置するように配置される。

図１４は光検出器５０４の受光部と光ビームの配置の関係及びトラッキング信号の演算回路の構成を示す。メインビーム５２１は４分割受光部５３１で受光され、各受光領域は受光した光量に応じた電気信号を出力する。また、サブビーム５２２は２分割受光部５３２で受光され、各受光領域は受光した光量に応じた電気信号を出力する。また、サブビーム５２３は２分割受光部５３３で受光され、各受光領域は受光した光量に応じた電気信号を出力する。４分割受光部５３１から出力された信号は加算器５４１と加算器５４２に入力されそれぞれトラックの接線に平行な分割線に対し同じ側同士の領域の信号が加算される。差動回路５４３は加算器５４１と加算器５４２の出力信号を受けてその差信号（メインビームのプッシュプル方式のトラッキング信号）を出力する。加算器５４４は２分割受光部５３２の片側の受光領域と２分割受光部５３３の片側の受光領域からの信号を受けてその和信号を出力する。また加算器５４５は２分割受光部５３２のもう一つの側の受光領域と２分割受光部５３３のもう一つの側の受光領域からの信号を受けてその和信号を出力する。差動回路５４６は加算器５４４と加算器５４５の出力信号を受けてその差信号（２つのサブビームのプッシュプル方式のトラッキング信号の和）を出力する。可変増幅回路５４７は差動回路５４６から出力される信号を受けて、係数ｋ５を掛け算した信号を出力する。差動回路５４８は差動回路５４３と可変増幅回路５４７の出力信号を受けてその差を出力する。差動回路５４８からトラッキング信号が出力される。

図１５に記録により記録部の光学的溝深さが浅くなる光ディスクにおいて、未記録のトラックに挟まれて記録済みトラックが１トラックのみある場合に本実施の形態の方法で得られるＴＳ信号で規格化したＴＥ信号（ＴＥ／ＴＳ）を示す。計算条件は第１の実施の形態の場合と同じである。ＴＳ信号で規格化したＴＥ信号の振幅は、記録済みトラックで０．１７である。これはプッシュプル法の０．０４に比べて、約４倍となり、トラッキング制御が十分可能な大きさの信号である。

本実施の形態では、メインビームのプッシュプル方式のトラッキング信号は未記録のトラック中に１トラックのみ記録状態がある場合にＴＥ信号の振幅は極端に小さくなるが、サブビームはその時に未記録トラックと記録トラックの中間にあるため、ＴＥ信号の振幅の低下はそれほど大きくなく、演算後のトラッキング信号はサブビームのトラッキング信号に助けられて、ある程度の振幅を得ることができる。

ここで示したように、かかる構成によれば、光ディスク上に複数の光ビームを照射し、それぞれから得られたトラッキング信号の演算を行うことにより、トラッキング信号振幅を平均化することとなり、未記録トラックに挟まれて１本だけ記録済みトラックがある場合でもトラッキング信号の振幅の低下を抑えることができる。

また、本構成によれば、光ディスクの偏芯に追従して対物レンズが移動した場合に分割線と光ビームとがずれた場合にトラッキングに発生するオフセットを同時に抑えることが可能である。

尚、本実施の形態ではサブビームを隣接トラックとの間に配置したが、隣接トラックの更に隣のトラックとのトラック間に配置しても良い。

（実施の形態３）
本実施の形態では光情報媒体上に複数の光ビームを照射する別の例について述べる。実施の形態２と共通の部分については説明を省略する。本実施の形態では光ディスク上に２つの光ビームを照射する例を示す。

光ヘッド装置の構成は図示しないが、実施の形態２と基本的には同じで、３つの光ビームを発生させる回折格子５０１の替わりに２つの光ビーム発生させる回折格子を使用する。これは回折格子の断面を非対称にするブレーズ化を行ってもよいし、３つの光ビーム発生させた後、使用しない１本の光ビームを遮光しても良い。

図１６は光ディスク上の２つの光スポットの配置を示した図である。メインビーム６００が、あるトラックの中心にある時、サブビーム６０１はそのトラックと隣接するトラックの中心に配置される。

図１７は光検出器６１０の受光部と光ビームの配置の関係及びトラッキング信号の演算回路の構成を示す。メインビーム６１１は４分割受光部６２１で受光され、各受光領域は受光した光量に応じた電気信号を出力する。また、サブビーム６１２は２分割受光部６２２で受光され、各受光領域は受光した光量に応じた電気信号を出力する。４分割受光部６２１から出力された信号は加算器６３１と加算器６３２に入力されそれぞれトラックの接線に平行な分割線に対し同じ側同士の領域の信号が加算される。差動回路６３３は加算器６３１と加算器６３２の出力信号を受けてその差信号（メインビームのプッシュプル方式のトラッキング信号）を出力する。差動回路６３４は２分割受光部６２２の２つの受光領域それぞれからの出力信号を受けてその差信号（サブビームのプッシュプル方式のトラッキング信号）を出力する。可変増幅回路６３５は差動回路６３４から出力される信号を受けて、係数ｋ６を掛け算した信号を出力する。差動回路６３６は差動回路６３３と可変増幅回路６３５の出力信号を受けてその差を出力する。差動回路６３６からトラッキング信号が出力される。

図１８に記録により記録部の光学的溝深さが浅くなることにより反射率が増加する光ディスクにおいて、未記録のトラックに挟まれて記録済みトラックが１トラックのみある場合に本実施の形態の方法で得られるＴＳ信号で規格化したＴＥ信号（ＴＥ／ＴＳ）を示す。ＴＳ信号で規格化したＴＥ信号の振幅は、記録済みトラックで０．２９である。これはプッシュプル法の０．０４に比べて、約７倍となり、トラッキング制御が十分可能な大きさの信号である。

ここで示したように、かかる構成によれば、光ディスク上に複数の光ビームを照射し、それぞれから得られたトラッキング信号の演算を行うことにより、トラッキング信号振幅を平均化することとなり、未記録トラックの中に１本だけ記録済みトラックがある場合でもトラッキング信号の振幅の低下を抑えることができる。

本発明にかかる光情報装置は、製造コストの安価な色素等を利用した記録可能な光ディスクに対し、安定なトラッキング制御を実現できる機能を有し、コンピュータの外部記憶装置等として有用である。またＤＶＤレコーダーやＢＤレコーダー、ＨＤ−ＤＶＤレコーダー等の映像記録装置や映像再生装置等の用途にも応用できる。さらに、カーナビゲーションシステムや、携帯音楽プレーヤー、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラの記憶装置の用途にも応用できる。

（ａ）光情報媒体としての光ディスクの未記録状態の断面図（ｂ）光情報媒体としての光ディスクの一部記録状態の断面図（ｃ）光情報媒体としての光ディスクの一部記録状態の溝深さを模式的に表す断面図 （ａ）光情報媒体としての光ディスクの一部記録状態のトラックを微視的に見たときのプッシュプル方式のトラッキング信号を模式的に示す図（ｂ）光情報媒体としての光ディスクの一部記録状態のトラックを巨視的に見たときのプッシュプル方式のトラッキング信号を模式的に示す図 （ａ）光情報媒体としての光ディスクの一部記録状態の溝深さと観測点の関係を示す模式図（ｂ）点Ａでの遠視野像（ＦＦＰ像）を示す図（ｃ）点Ｂでの遠視野像（ＦＦＰ像）を示す図 （ａ）本発明の実施の形態１におけるホログラム素子の分割パターンを示す図（ｂ）本発明の実施の形態１におけるホログラム素子とＦＦＰ像の関係を示す図 本実施の形態１の光ヘッド装置の構成図 本実施の形態１の光検出器の受光部と光ビームとトラッキング信号の演算回路の構成図 本実施の形態１の光情報装置で未記録トラックで挟まれた記録済みトラックを再生したときに得られるトラッキング信号を示す図 本発明の実施の形態１における別の例のホログラム素子とＦＦＰ像の関係を示す図 本発明の実施の形態１における更に別の例のホログラム素子とＦＦＰ像の関係を示す図 本発明の実施の形態１におけるまた別の例のホログラム素子とＦＦＰ像の関係を示す図 本発明の実施の形態１における光情報装置の構成図 本実施の形態２の光ヘッド装置の構成図 本実施の形態２の光情報媒体としての光ディスク上のトラックとスポットの位置関係を示す図 本実施の形態２の光検出器の受光部と光ビームとトラッキング信号の演算回路の構成図 本実施の形態２の光情報装置で未記録トラックで挟まれた記録済みトラックを再生したときに得られるトラッキング信号を示す図 本実施の形態３の光情報媒体としての光ディスク上のトラックとスポットの位置関係を示す図 本実施の形態３の光検出器の受光部と光ビームとトラッキング信号の演算回路の構成図 本実施の形態３の光情報装置で未記録トラックで挟まれた記録済みトラックを再生したときに得られるトラッキング信号を示す図 従来の光ヘッド装置の構成図 従来の光検出器の受光部と光ビームとトラッキング信号の演算回路の構成図 従来の光情報装置で未記録トラックで挟まれた記録済みトラックを再生したときに得られる和信号とトラッキング信号を示す図

符号の説明

１００ 光ヘッド装置
１０１ 半導体レーザ（光源）
１０３ 偏光ビームスプリッタ（分岐素子）
１０５ 対物レンズ（集光光学素子）
１０６ 光ディスク（光情報媒体）
１１０ 光検出器
２０４ 基板
２０５ トラック（案内溝）
２０６ 反射層
２０７ 色素層
２０８ カバー層（保護層）
２１０ 記録済み状態反射層
２１１ 記録済みトラック
２１２ 未記録トラック
３００ ホログラム素子（分割素子）
３１０ 光ヘッド装置
３１４ 光検出器
３２０ ４分割受光部
３２１〜３２４ 受光部
３５０，３６０，３７０ ホログラム素子（分割素子）
４００ 光ディスクドライブ（光情報装置）
５００ 光ヘッド装置
５０１ 回折格子
５０４ 光検出器
５１０ メインビーム
５１１，５１２ サブビーム
５３１ ４分割受光部
５３２，５３３ ２分割受光部
６００ メインビーム
６０１ サブビーム
６２１ ４分割受光部
６２２ ２分割受光部

Claims (9)

1. あらかじめ所望の光学的溝深さを有する案内溝が形成され、所望の光量の光ビームの照射により被照射部の案内溝の光学的溝深さが変化して記録を行う光情報媒体と、光ビームを発する光源と、前記光源から出射された光ビームを前記光情報媒体に集光する集光光学系と、前記光情報媒体で反射・回折された光ビームを分岐する分岐素子と、前記分岐素子で分岐された光ビームを検出する光検出器を有し、
   前記光情報媒体で反射・回折された光ビームは少なくとも４つの領域に分割して検出され、
   前記４つの領域のうち、前記案内溝の回折光を主に含む２つの領域を第１の領域群とし、前記第１の領域群から得られる信号の差信号を第１の差信号として生成し、
   前記第１の領域群以外の領域を分割した少なくとも２つの領域を第２の領域群とし、前記第２の領域群から得られる信号の差信号を第２の差信号として生成し、
   前記第２の領域群は前記光情報媒体の未記録の案内溝に挟まれた記録済みの案内溝に前記集光光学系で集光された光ビームを照射した時に光検出器上に発生する光量分布のアンバランスを検出するように配置され、前記第１の差信号から前記第２の差信号に所望の係数をかけて減算することでトラッキング信号を得ることを特徴とする光情報装置。
2. 光情報媒体は、光の入射側から見て案内溝の奥側に情報が記録され、記録により前記案内溝の光学的溝深さが浅くなることを特徴とする請求項１記載の光情報装置。
3. 前記光情報媒体で反射・回折された光ビームは少なくとも７つの領域に分割され、
   前記７つの領域のうち、案内溝の回折光を主に含む２つの領域を第１の領域群とし、前記第１の領域群から得られる信号の差信号を第１の差信号として生成し、
   前記第１の領域群以外の５つの領域のうち１つの領域はトラッキング信号の生成に使用せず、残りの４つの領域を第２の領域群とし、前記第２の領域群から得られる信号の差信号を第２の差信号として生成し、
   前記第２の領域群は前記光情報媒体の未記録の案内溝に挟まれた記録済みの案内溝に前記集光光学系で集光された光ビームを照射した時に光検出器上に発生する光量分布のアンバランスを検出するように配置され、前記第１の差信号から前記第２の差信号に所望の係数をかけて減算することでトラッキング信号を得ることを特徴とする請求項１記載の光情報装置。
4. あらかじめ所望の光学的溝深さを有する案内溝が形成され、所望の光量の光ビームの照射により被照射部の案内溝の光学的溝深さが変化して記録を行う光情報媒体と、
   光ビームを発する光源と、前記光源から出射された光ビームを前記光情報媒体に集光する集光光学系と、前記光情報媒体で反射・回折された光ビームを分岐する分岐素子と、前記分岐素子で分岐された光ビームを検出する光検出器を有し、
   前記光情報媒体に少なくとも２つの光ビームを照射し、
   前記光情報媒体の未記録の案内溝に挟まれた記録済みの案内溝に前記集光光学系で集光された光ビームの一方を照射した時に他方のうち少なくとも一つの光ビームは記録済みの案内溝上以外の場所を照射し、それぞれの光ビームから得られたプッシュプル信号を演算することによりトラッキング信号を生成することを特徴とする光情報装置。
5. 光情報媒体は、光の入射側から見て案内溝の奥側に情報が記録され、記録により前記案内溝の光学的溝深さが浅くなることを特徴とする請求項４記載の光情報装置。
6. 複数の光ビームのうち、一つが未記録の案内溝に挟まれた記録済みの案内溝の中央にあるとき、他方のうち少なくとも一つの光ビームは記録済みの案内溝に隣接する未記録の案内溝の中央にあり、それぞれの光ビームから得られたプッシュプル信号の演算とは、加算処理であることを特徴とする請求項４記載の光情報装置。
7. 複数の光ビームの一つが未記録の案内溝に挟まれた記録済みの案内溝の中央にあるとき、他方のうち少なくとも一つの光ビームは記録済み案内溝と未記録の案内溝の中間にあり、それぞれの光ビームから得られたプッシュプル信号の演算とは、減算処理であることを特徴とする請求項４記載の光情報装置。
8. あらかじめ所望の光学的深さを有する案内溝が形成され、所望の光量の光ビームの照射により被照射部の案内溝の光学的深さが変化して記録を行う光情報媒体と、
   光ビームを発する発光過程と、前記発光過程で出射された光ビームを前記光情報媒体に集光する集光過程と、前記光情報媒体で反射・回折された光ビームを分岐する分岐過程と、前記分岐過程で分岐された光ビームを検出する光検出過程を有し、
   前記光検出過程は前記光情報媒体で反射・回折された光ビームを少なくとも４つの領域に分割して検出し、
   前記４つの領域のうち、前記案内溝の回折光を主に含む２つの領域を第１の領域群とし、前記第１の領域群から得られる信号の差信号を第１の差信号として生成し、
   前記第１の領域群以外の領域を分割した少なくとも２つの領域を第２の領域群とし、前記第２の領域群から得られる信号の差信号を第２の差信号として生成し、
   前記第２の領域群は前記光情報媒体の未記録の案内溝に挟まれた記録済みの案内溝に前記集光過程の光ビームが照射されたときに光検出器過程に発生する光量分布のアンバランスを検出するように配置され、前記第１の差信号から前記第２の差信号に所望の係数をかけて減算することでトラッキング信号を得ることを特徴とするトラッキング信号生成方法。
9. あらかじめ所望の光学的溝深さを有する案内溝が形成され、所望の光量の光ビームの照射により被照射部の案内溝の光学的溝深さが変化して記録を行う光情報媒体と、
   光ビームを発する発光過程と、前記発光過程で出射された光ビームを前記光情報媒体に集光する集光過程と、前記光情報媒体で反射・回折された光ビームを分岐する分岐過程と、前記分岐過程で分岐された光ビームを検出する光検出過程を有し、
   前記光情報媒体に少なくとも２つの光ビームを照射し、
   前記光情報媒体の未記録の案内溝に挟まれた記録済みの案内溝に前記集光過程で集光された光ビームの一方を照射した時に他方のうち少なくとも一つの光ビームは記録済みの案内溝上以外の場所を照射し、それぞれの光ビームから得られたプッシュプル信号を演算することによりトラッキング信号を生成することを特徴とするトラッキング信号生成方法。