以下、図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。
(1)ホログラムを利用した情報の記録再生原理
本発明による光ディスクの具体的な構成を説明する前に、情報の記録原理及び再生原理について説明する。
図3(A)において、記録媒体Mは、略直方体状に形成されており、例えば波長405[nm]でなる青色光ビームに反応し、照射された光強度によって屈折率が変化するフォトポリマ等でなるものとする。
この記録媒体Mは、事前のフォーマット処理として、図の上側及び下側から波長405[nm]でなる青色光ビームLb1及びLb2が全体的に照射されることにより、一様にホログラムが形成されている。
この記録媒体Mに対して、例えば波長405[nm]でなる青色光ビームLb1を集光するよう所定の強度で照射した場合、当該青色光ビームLb1によりホログラムが破壊され、図3(B)に示すように、ホログラムが破壊された部分でなる記録マークRMが形成される。
この結果、図3(C)に示すように、記録媒体Mのうち記録マークRMが形成されていない箇所に対して、フォーマット時と同波長の青色光ビームLb1が照射された場合、ホログラムとしての性質により、当該青色光ビームLb1の照射箇所から再生光ビームLb3が発生する。
一方、記録マークRMが記録された箇所は、ホログラムが破壊されていることから、青色光ビームLb1が照射されても、ホログラムとしての性質を呈さないこととなり、再生光ビームLb3は発生しない。
そこで、例えば情報を2進数表示したときの値「0」及び「1」を、それぞれ「記録マークRMなし(すなわちホログラム未破壊)」及び「記録マークRMあり(すなわちホログラム破壊済み)」に割り当てることにより、記録媒体Mに対して情報を記録し、また再生することが可能となる。
このようにホログラムを利用した情報の記録及び再生では、予めフォーマットされることにより全体的にホログラムが形成された上で、情報の記録及び再生のいずれにおいても、例えば青色光ビームLb1のように1本の光ビームが用いられるようになされている。
(2)第1の実施の形態
(2−1)光ディスクの構成
次に、本実施の形態において情報記録媒体として用いられる光ディスク100について説明する。図4に外観図を示すように、光ディスク100は、全体として従来のCD、DVD及びBDと同様に直径約120[mm]の円盤状に構成されている。
また光ディスク100は、図5に断面図を示すように、情報を記録するための記録層101を中心に有しており、基板102及び103により当該記録層101を両面から挟むように構成されている。
基板102及び103は、例えばポリカーボネイトやガラス等の材料により構成されており、いずれも一面から入射される光をその反対面へ高い透過率で透過させるようになされている。また基板102及び103は、ある程度の強度を有しており、記録層101を保護する役割も担うようになされている。
因みに光ディスク100は、厚さ方向に関して記録層101を中心としたほぼ対称な構造となっており、全体として経年変化等による反りや歪み等の発生を極力抑えるようにも配慮されている。なお基板102及び103の表面については、無反射コーティングにより不要な反射が防止されるようになされていても良い。
記録層101は、光ディスク8(図1)及び記録媒体M(図3)と同様、照射された光強度によって屈折率が変化するフォトポリマ等でなり、波長405[nm]でなる青色光ビームに反応するようになされている。
実際上、光ディスク100は、情報の記録時及び再生時に、対物レンズOLにより青色光ビームLb1が集光されて照射されるようになされている(詳しくは後述する)。
このとき記録層101の内部では、青色光ビームLb1の焦点Fb1の近傍における光強度が高められるため、当該焦点Fb1近傍のホログラムが破壊され、記録マークRMが形成される。
また光ディスク100は、記録層101と基板102との境界面に反射透過層としての反射透過膜104を有している。反射透過膜104は、誘電体多層膜等でなり、波長405[nm]でなる青色光ビームLb1及びLb2並びに青色再生光ビームLb3及びLb4を透過すると共に、波長660[nm]でなる赤色光ビームLr1を反射するといった波長選択性を有している。
また反射透過膜104は、トラッキングサーボ用の案内溝を形成しており、具体的には、一般的なBD−R(Recordable)ディスク等と同様のランド及びグルーブにより螺旋状のトラックを形成している。このトラックには、所定の記録単位ごとに一連の番号でなるアドレスが付されており、情報を記録又は再生するトラックを当該アドレスにより特定し得るようになされている。
なお反射透過膜104(すなわち記録層101と基板102との境界面)には、案内溝に代えてピット等が形成され、或いは案内溝とピット等とが組み合わされていても良く、要は光ビームを用いてアドレスを認識し得れば良い。
この反射透過膜104は、基板102側から赤色光ビームLr1が照射された場合、これを当該基板102側へ反射する。以下、このとき反射された光ビームを赤色反射光ビームLr2と呼ぶ。
赤色反射光ビームLr2は、例えば光ディスク装置において、目標とするトラック(以下、これを目標トラックと呼ぶ)に対して、所定の対物レンズOLにより集光された赤色光ビームLr1の焦点Frを合わせるための、当該対物レンズOLの位置制御(すなわちフォーカス制御及びトラッキング制御)に用いられることが想定されている。なお以下では、光ディスク100の基板102側の面を面100Aと呼ぶ。
実際上、光ディスク100に情報が記録されるとき、図5に示したように、位置制御された対物レンズOLにより赤色光ビームLr1が集光され、反射透過膜104の目標トラックに合焦される。
また、当該赤色光ビームLr1と光軸Lxを共有し当該対物レンズOLにより集光された青色光ビームLb1が、基板102及び反射透過膜104を透過し、記録層101内における当該目標トラックの裏側(すなわち基板103側)に相当する位置に合焦される。このとき青色光ビームLb1の焦点Fb1は、対物レンズOLを基準として、共通の光軸Lx上における焦点Frよりも遠方に位置することになる。
この結果、光ディスク100には、記録層101内における目標トラックの裏側に相当する焦点Fb1の位置に、比較的小さい記録マークRM(以下これを第1記録マークRM1と呼ぶ)が記録される。
このとき記録層101内には、収束光でなる青色光ビームLb1が所定強度以上となった部分のホログラムが破壊され、記録マークRMが形成される。このため記録マークRMは、図3(B)に示したように、上下に長い楕円体のような形状となる。
因みに、記録マークRMは、直径RMrが約1.0[μm]、高さRMhが約9.7[μm]となっている。
さらに光ディスク100は、記録層101の厚さt1(=0.3[mm])が記録マークRMの高さRMhよりも充分に大きくなるよう設計されている。このため光ディスク100は、記録層101内における記録反射膜104からの距離(以下、これを深さと呼ぶ)が切り換えられながら記録マークRMが記録されることにより、図2(B)に示したような、複数のマーク記録層を当該光ディスク100の厚さ方向に重ねた多層記録を行い得るようになされている。
この場合、光ディスク100の記録層101内において、青色光ビームLb1の焦点Fb1の深さが調整されることにより、記録マークRMの深さが変更されることになる。例えば光ディスク100は、記録マークRM同士の相互干渉等を考慮してマーク記録層同士の距離p3が約15[μm]に設定されれば、記録層101内に約20層のマーク記録層を形成することができる。なお距離p3については、約15[μm]とする以外にも、記録マークRM同士の相互干渉等を考慮した上で他の種々の値としても良い。
さらに光ディスク100は、情報が記録される場合、図5に示したように、赤色光ビームLr1及び青色光ビームLb1と光軸Lxを共有し当該対物レンズOLにより集光された青色光ビームLb2が、基板102及び反射透過膜104を透過し、記録層101内における当該目標トラックの裏側(すなわち基板103側)に相当する位置に合焦されるようにもなされている。このとき青色光ビームLb2の焦点Fb2は、対物レンズOLを基準として、共通の光軸Lx上における焦点Fr及び青色光ビームLb1の焦点Fb1のいずれよりも遠方に位置することになる。
この結果、光ディスク100には、焦点Fb2の位置、すなわち記録層101内における目標トラックの裏側における目標深さ(以下、第2目標深さとも呼ぶ)となる位置(以下、第2目標マーク位置PS2と呼ぶ)に、比較的小さい記録マークRM(以下これを第2記録マークRM2と呼ぶ)が記録される。このとき記録層101内には、青色光ビームLb1の場合と同様、収束光でなる青色光ビームLb2が所定強度以上となった部分のホログラムが破壊され、当該第2記録マークRM2が形成される。
このように光ディスク100は、情報が記録される場合、位置制御用の赤色光ビームLr1、情報記録用の青色光ビームLb1及びLb2が用いられることにより、記録層101内において焦点Fb1及びFb2の位置、すなわち反射透過膜104における目標トラックの裏側となり且つ第1目標深さ及び第2目標深さとなる第1目標マーク位置PS1及び第2目標マーク位置PS2において、第1記録マークRM1及び第2記録マークRM2が同時に記録され得るようになされている。
また光ディスク100は、情報が再生される場合、当該情報を記録したときと同様、対物レンズOLにより集光された赤色光ビームLr1が反射透過膜104の目標トラックに合焦するよう、当該対物レンズOLが位置制御されるようになされている。
この場合、光ディスク100は、同一の対物レンズOLを介し基板102及び反射透過膜104を透過した青色光ビームLb1の焦点Fb1が記録層101内における第1目標マーク位置PS1に合焦されるようになされている。
ここで第1目標マーク位置PS1に第1記録マークRM1が記録されていない場合、当該第1目標マーク位置PS1は、ホログラムが破壊されず残されているためにホログラムとしての性質を呈する。このため記録層101の当該第1目標マーク位置PS1からは、青色再生光ビームLb3が発生する。
この青色再生光ビームLb3は、フォーマット時に照射された青色光ビームLb2と同等の光学特性を有しており、当該青色光ビームLb2と同じ方向へ、すなわち記録層101内から基板102側へ発散しながら進むことになる。
一方、第1目標マーク位置PS1に第1記録マークRM1が記録されている場合、当該第1記録マークRM1は、ホログラムとしての性質を呈さない。このため当該第1目標マーク位置PS1からは、青色再生光ビームLb3が発生しない。
さらに光ディスク100は、情報が再生される際、記録時と同様に図示しない光学素子によって青色光ビームLb2の焦点Fb2が調整され、図5に示したように、第2目標マーク位置PS2の記録マークRM2に合焦されるようにもなされている。
ここで第2目標マーク位置PS2に第2記録マークRM2が記録されていない場合、当該第2目標マーク位置PS2は、ホログラムが破壊されず残されているためにホログラムとしての性質を呈する。このため記録層101の当該第2目標マーク位置PS2からは、青色再生光ビームLb4が発生する。この青色再生光ビームLb4は、青色再生光ビームLb3と同様に、記録層101内から基板102側へ発散しながら進むことになる。
一方、第2目標マーク位置PS2に第2記録マークRM2が記録されている場合、当該第2記録マークRM2は、ホログラムとしての性質を呈さない。このため当該第2目標マーク位置PS2からは、青色再生光ビームLb4が発生しない。
このように光ディスク100は、記録済みの情報が再生される場合、記録層101内において2本の青色光ビームLb1及びLb2の焦点Fb1及びFb2が互いに異なる第1目標マーク位置PS1及び第2目標マーク位置PS2に合焦されることにより、当該第1目標マーク位置PS1及び第2目標マーク位置PS2における第1記録マークRM1及び第2記録マークRM2の有無に応じて、青色再生光ビームLb3及び青色再生光ビームLb4をそれぞれ発生するようになされている。
(2−2)光ディスク装置の構成
次に、上述した光ディスク100に対応した光ディスク装置20について説明する。光ディスク装置20は、図6に示すように、制御部21により全体を統括制御するようになされている。
制御部21は、図示しないCPU(Central Processing Unit)を中心に構成されており、図示しないROM(Read Only Memory)から基本プログラムや情報記録プログラム等の各種プログラムを読み出し、これらを図示しないRAM(Random Access Memory)に展開することにより、情報記録処理や情報再生処理等の各種処理を実行するようになされている。
例えば制御部21は、光ディスク100が装填された状態で、図示しない外部機器等から情報記録命令、記録情報及び記録アドレス情報を受け付けると、駆動命令及び記録アドレス情報を駆動制御部22へ供給すると共に、記録情報を信号処理部23へ供給する。因みに記録アドレス情報は、光ディスク100の記録層101又は反射透過膜104に付されたアドレスのうち、記録情報を記録すべきアドレスを示す情報である。
駆動制御部22は、駆動命令に従い、スピンドルモータ24を駆動制御することにより光ディスク100を所定の回転速度で回転させると共に、スレッドモータ25を駆動制御することにより、光ピックアップ26を移動軸25A及び25Bに沿って光ディスク100の径方向(すなわち内周方向又は外周方向)における記録アドレス情報に対応した位置へ移動させる。
信号処理部23は、供給された記録情報に対して所定の符号化処理や変調処理等の各種信号処理を施すことにより記録信号を生成し、これを光ピックアップ26へ供給する。
光ピックアップ26は、駆動制御部22の制御に基づいてフォーカス制御及びトラッキング制御を行うことにより、光ディスク100の記録層101又は反射透過膜104における記録アドレス情報により示されるトラック(以下、これを目標トラックと呼ぶ)に光ビームの照射位置を合わせ、信号処理部23からの記録信号に応じた記録マークRMを記録するようになされている(詳しくは後述する)。
また制御部21は、例えば外部機器(図示せず)から情報再生命令及び当該記録情報のアドレスを示す再生アドレス情報を受け付けると、駆動制御部22に対して駆動命令を供給すると共に、再生処理命令を信号処理部23へ供給する。
駆動制御部22は、情報を記録する場合と同様、スピンドルモータ24を駆動制御することにより光ディスク100を所定の回転速度で回転させると共に、スレッドモータ25を駆動制御することにより光ピックアップ26を再生アドレス情報に対応した位置へ移動させる。
光ピックアップ26は、駆動制御部22の制御に基づいてフォーカス制御及びトラッキング制御を行うことにより、光ディスク100の記録層101又は反射透過膜104における再生アドレス情報により示されるトラック(すなわち目標トラック)に光ビームの照射位置を合わせ、所定光量の光ビームを照射する。このとき光ピックアップ26は、光ディスク100における記録層101の記録マークRMから発生される再生光ビームを検出し、その光量に応じた検出信号を信号処理部23へ供給するようになされている(詳しくは後述する)。
信号処理部23は、供給された検出信号に対して所定の復調処理や復号化処理等の各種信号処理を施すことにより再生情報を生成し、この再生情報を制御部21へ供給する。これに応じて制御部21は、この再生情報を外部機器(図示せず)へ送出するようになされている。
このように光ディスク装置20は、制御部21によって光ピックアップ26を制御することにより、光ディスク100の記録層101における目標トラックに情報を記録し、また当該目標トラックから情報を再生するようになされている。
(2−3)光ピックアップの構成
次に、光ピックアップ26の構成について説明する。図7に模式的に示すように、光ピックアップ26は、多数の光学部品が設けられており、大きく分けて位置制御光学系30及び情報光学系50により構成されている。
(2−3−1)位置制御光学系の構成
位置制御光学系30は、光ディスク100の面100Aに対して赤色光ビームLr1を照射し、当該光ディスク100により当該赤色光ビームLr1が反射されてなる赤色反射光ビームLr2を受光するようになされている。
図7において位置制御光学系30のレーザダイオード31は、波長約660[nm]の赤色レーザ光を射出し得るようになされている。実際上レーザダイオード31は、制御部21(図6)の制御に基づいて発散光でなる所定光量の赤色光ビームLr1を射出し、コリメータレンズ32へ入射させる。因みに赤色光ビームLr1は、例えばs偏光でなる。
コリメータレンズ32は、赤色光ビームLr1を発散光から平行光に変換し無偏光ビームスプリッタ33の面33Bへ入射させる。無偏光ビームスプリッタ33は、赤色光ビームLr1を反射透過面33Sにおいて約50%の割合で反射し、面33Aから出射させダイクロックプリズム34へ入射させる。
ダイクロックプリズム34の反射透過面34Sは、光ビームの波長により透過率及び反射率が異なる、いわゆる波長選択性を有しており、波長約660[nm]の赤色光ビームをほぼ100%の割合で透過し、波長約405[nm]の青色光ビームをほぼ100%の割合で反射するようになされている。このためダイクロックプリズム34は、当該反射透過面34Sにおいて赤色光ビームLr1を透過し、偏光ビームスプリッタ35の面35Cへ入射させる。
偏光ビームスプリッタ35は、反射透過面35Sにおいて、光ビームの偏光方向に応じて例えばp偏光成分を反射すると共にs偏光成分を透過するようになされている。実際上、偏光ビームスプリッタ35は、反射透過面35Sにおいて、s偏光でなる赤色光ビームLr1を透過し、面35Aから出射させ対物レンズ36へ入射させる。
対物レンズ36は、赤色光ビームLr1を集光し、光ディスク100の面100Aへ向けて照射する。このとき赤色光ビームLr1は、図5(A)に示したように、基板102を透過し反射透過膜104において反射され、赤色光ビームLr1と反対方向へ向かう赤色反射光ビームLr2となる。
この後、赤色反射光ビームLr2は、対物レンズ36により平行光に変換され、偏光ビームスプリッタ35及びダイクロックプリズム34を順次透過し、無偏光ビームスプリッタ33の面33Aへ入射される。
無偏光ビームスプリッタ33は、赤色反射光ビームLr2を約50%の割合で透過することにより面33Cから出射させ、集光レンズ37へ入射させる。集光レンズ37は、赤色反射光ビームLr2を収束させ、シリンドリカルレンズ38により非点収差を持たせた上で当該赤色反射光ビームLr2をフォトディテクタ39へ照射する。
ところで光ディスク装置20では、回転する光ディスク100においていわゆる面ブレ等が発生する可能性があるため、位置制御光学系30に対する目標トラックの相対的な位置が変動する可能性がある。
このため、位置制御光学系30において赤色光ビームLr1の焦点Fr(図5)を目標トラックに追従させるには、当該焦点Frを光ディスク100に対する近接方向又は離隔方向であるフォーカス方向及び光ディスク100の内周側方向又は外周側方向であるトラッキング方向へ移動させる必要がある。
そこで対物レンズ36は、2軸アクチュエータ36Aにより、フォーカス方向及びトラッキング方向の2軸方向へ駆動され得るようになされている。
また位置制御光学系30(図8)では、対物レンズ36により赤色光ビームLr1が集光され光ディスク100の反射透過膜104へ照射されるときの合焦状態が、集光レンズ37により赤色反射光ビームLr2が集光されフォトディテクタ39に照射されるときの合焦状態に反映されるよう、各種光学部品の光学的位置等が調整されている。
フォトディテクタ39は、図8に示すように、赤色反射光ビームLr2が照射される面上に、格子状に分割された4つの検出領域39A、39B、39C及び39Dを有している。因みに矢印a1により示される方向(図中の縦方向)は、赤色光ビームLr1が反射透過膜104(図5)に照射されるときの、トラックの走行方向に対応している。
フォトディテクタ39は、検出領域39A、39B、39C及び39Dにより赤色反射光ビームLr2の一部をそれぞれ検出し、このとき検出した光量に応じて検出信号SDAr、SDBr、SDCr及びSDDrをそれぞれ生成して、これらを信号処理部23(図6)へ送出する。
信号処理部23は、いわゆる非点収差法によるフォーカス制御を行うようになされており、次に示す(1)式に従ってフォーカスエラー信号SFErを算出し、これを駆動制御部22へ供給する。
このフォーカスエラー信号SFErは、赤色光ビームLr1の焦点Frと光ディスク100の反射透過膜104とのずれ量(すなわち距離)の大きさを表すことになる。
また信号処理部23は、いわゆるプッシュプル法によるトラッキング制御を行うようになされており、次に示す(2)式に従ってトラッキングエラー信号STErを算出し、これを駆動制御部22へ供給する。
このトラッキングエラー信号STErは、赤色光ビームLr1の焦点Frと光ディスク100の反射透過膜104における目標トラックとのずれ量(すなわち距離)の大きさを表すことになる。
駆動制御部22は、フォーカスエラー信号SFErを基にフォーカス駆動信号SFDrを生成し、当該フォーカス駆動信号SFDrを2軸アクチュエータ36Aへ供給することにより、赤色光ビームLr1が光ディスク100の反射透過膜104に合焦するよう、対物レンズ36をフィードバック制御(すなわちフォーカス制御)する。
また駆動制御部22は、トラッキングエラー信号STErを基にトラッキング駆動信号STDrを生成し、当該トラッキング駆動信号STDrを2軸アクチュエータ36Aへ供給することにより、赤色光ビームLr1が光ディスク100の反射透過膜104における目標トラックに合焦するよう、対物レンズ36をフィードバック制御(すなわちトラッキング制御)する。
このように位置制御光学系30は、赤色光ビームLr1を光ディスク100の反射透過膜104に照射し、その反射光である赤色反射光ビームLr2の受光結果を信号処理部23へ供給するようになされている。これに応じて駆動制御部22は、当該赤色光ビームLr1を当該反射透過膜104の目標トラックに合焦させるよう、対物レンズ36のフォーカス制御及びトラッキング制御を行うようになされている。
(2−3−2)情報光学系の構成
情報光学系50(図7)は、光ディスク100の面100Aに対して青色光ビームLb1及びLb2を照射するようになされており、また当該光ディスク100において発生する青色再生光ビームLb3及びLb4を受光するようになされている。
(2−3−2−1)青色光ビームの光路(1)
情報光学系50のレーザダイオード51は、波長約405[nm]の青色レーザ光を射出し得るようになされている。実際上レーザダイオード51は、制御部21(図6)の制御に基づいて発散光でなる青色光ビームLb1を射出し、コリメータレンズ52へ入射させる。因みに青色光ビームLb1は、例えばp偏光でなる。
コリメータレンズ52は、青色光ビームLb1を発散光から平行光に変換し、無偏光ビームスプリッタ54の面54Dに入射させる。無偏光ビームスプリッタ54は、反射透過面54Sにおいて青色光ビームLb1を所定の割合(例えば約50%)で透過し、面54Bから出射させ液晶パネル57へ入射させる。
液晶パネル57は、青色光ビームLb1の球面収差や光ディスク100の傾きに起因するコマ収差等を補正し、リレーレンズ58へ入射させる。
リレーレンズ58は、可動レンズ59により青色光ビームLb1を平行光から収束光に変換し、収束後に発散光となった当該青色光ビームLb1を固定レンズ60により再度収束光に変換して、偏光ビームスプリッタ35の面35Dへ入射させる。
ここで可動レンズ59は、アクチュエータ59Aにより青色光ビームLb1の光軸方向に移動されるようになされている。実際上、リレーレンズ58は、制御部21(図6)の制御に基づきアクチュエータ59Aによって可動レンズ59を移動させることにより、固定レンズ60から出射される青色光ビームLb1の収束状態を変化させ得るようになされている。
偏光ビームスプリッタ35は、反射透過面35Sにおいてs偏光でなる青色光ビームLb2を透過し、対物レンズ36へ入射させる。対物レンズ36は、青色光ビームLb1を集光し、光ディスク100の面100Aへ照射する。因みに対物レンズ36は、青色光ビームLb1に関しては、リレーレンズ58との光学的な距離等の関係により、開口数(NA)が0.5の集光レンズとして作用することになる。
このとき青色光ビームLb1は、図5に示したように、基板102及び反射透過膜104を透過し、記録層101内に合焦する。ここで当該青色光ビームLb1の焦点Fb1の位置は、リレーレンズ58の固定レンズ60から出射される際の収束状態により定められることになる。すなわち焦点Fb1は、可動レンズ59の位置に応じて記録層101内の面100A側又はその反対側へ移動することになる。
具体的に情報光学系50は、可動レンズ59の移動距離と青色光ビームLb1の焦点Fb1の移動距離とがほぼ比例関係となるように設計されており、例えば可動レンズ59を1[mm]移動させると、青色光ビームLb1の焦点Fb1が30[μm]移動するようになされている。
実際上、情報光学系50は、制御部21(図6)によって可動レンズ59の位置が制御されることにより、光ディスク100の記録層101内における青色光ビームLb1の焦点Fb1(図5)の深さd1(すなわち反射透過膜104からの距離)を調整するようになされている。
このように情報光学系50では、リレーレンズ58における可動レンズ59の位置を制御することにより、無偏光ビームスプリッタ54の面54Aから出射される青色光ビームLb1の焦点Fb1が光ディスク100の記録層101内における所望の焦点深さdに位置するよう調整するようになされている。なお、以下では、青色光ビームLb1が辿る光路を青光路1と呼ぶ。
(2−3−2−2)青色光ビームの光路(2)
レーザダイオード71は、レーザダイオード51と同様、波長約405[nm]の青色レーザ光を射出し得るようになされている。実際上レーザダイオード71は、制御部21(図6)の制御に基づいて発散光でなる青色光ビームLb2を射出し、コリメータレンズ72へ入射させる。
コリメータレンズ72は、青色光ビームLb2を発散光から平行光に変換し、1/2波長板73へ入射させる。青色光ビームLb2は、1/2波長板73によって偏光方向が所定角度回転されることにより、例えばp偏光からs偏光に変換し、無偏光ビームスプリッタ74の面74Dに入射される。
無偏光ビームスプリッタ74は、反射透過面74Sにおいて青色光ビームLb2を所定の割合(例えば約50%)で透過し、面74Bから出射させ液晶パネル75へ入射させる。液晶パネル75は、青色光ビームLb2の球面収差や光ディスク100の傾きに起因するコマ収差等を補正し、リレーレンズ76へ入射させる。
リレーレンズ76は、可動レンズ77により青色光ビームLb2を平行光から収束光に変換し、収束後に発散光となった当該青色光ビームLb2を固定レンズ78により再度収束光に変換し、ダイクロックプリズム34の面34Dへ入射させる。
ここで可動レンズ77は、アクチュエータ77Aにより青色光ビームLb1の光軸方向に移動されるようになされている。実際上、リレーレンズ76は、制御部21(図6)の制御に基づきアクチュエータ77Aによって可動レンズ77を移動させることにより、固定レンズ78から出射される青色光ビームLb2の収束状態を変化させ得るようになされている。
ダイクロックプリズム34は、反射透過面34Sにおいて青色光ビームLb2を反射し、面34Aから出射させて偏光ビームスプリッタ35の面35Cへ入射させる。偏光ビームスプリッタ35は、反射透過面35Sにおいてs偏光でなる青色光ビームLb2を透過し、対物レンズ36へ入射させる。
対物レンズ36は、青色光ビームLb2を集光し、光ディスク100の面100Aへ照射する。因みに対物レンズ36は、青色光ビームLb2に関しては、リレーレンズ58との光学的な距離等の関係により、青色光ビームLb1の場合と同様、開口数(NA)が0.5の集光レンズとして作用することになる。
このとき青色光ビームLb2は、図5に示したように、基板102及び反射透過膜104を透過し、記録層101内に合焦する。ここで当該青色光ビームLb2の焦点Fb2の位置は、リレーレンズ76の固定レンズ78から出射される際の収束状態により定められることになる。すなわち焦点Fb2は、可動レンズ77の位置に応じて記録層101内の面100A側又はその反対側へ移動することになる。
具体的に情報光学系50は、青色光ビームLb1の場合と同様、可動レンズ77の移動距離と青色光ビームLb2の焦点Fb2の移動距離とがほぼ比例関係となるように設計されており、例えば可動レンズ77を1[mm]移動させると、青色光ビームLb2の焦点Fb2が30[μm]移動するようになされている。
実際上、情報光学系50は、制御部21(図6)によって可動レンズ77の位置が制御されることにより、光ディスク100の記録層101内における青色光ビームLb2の焦点Fb2(図5)の深さd2を調整するようになされている。
因みにリレーレンズ58及び76は、制御部21により可動レンズ59及び77を互いに独立して調整する以外にも、互いに連動して調整し得るようにもなされている。
このように情報光学系50では、リレーレンズ76における可動レンズ77の位置を制御することにより、レーザダイオード71から出射される青色光ビームLb2の焦点Fb2が光ディスク100の記録層101内における所望の焦点深さd2に位置するよう調整するようになされている。なお、以下では、青色光ビームLb2が辿る光路を青光路2と呼ぶ。
(2−3−2−3)青色光ビームの光路(3)
ところで光ディスク100(図5)は、上述したように、青色光ビームLb1が照射された際、記録層101における焦点Fb1の位置(すなわち第1目標マーク位置PS1)に第1記録マークRMが記録されていなかった場合、ホログラムとしての性質を呈するため、青色再生光ビームLb3を発生する。このとき青色再生光ビームLb3は、例えば青色光ビームLb1と同様のs偏光となる。
この青色再生光ビームLb3は、図7に示した青色光ビームLb1の青光路1を逆方向へ辿るように、対物レンズ36により平行光に変換された後、無偏光ビームスプリッタ35の面35Aに入射される。無偏光ビームスプリッタ35は、反射透過面35Sにおいてs偏光でなる青色再生光ビームLb3を反射し、面35Dからリレーレンズ58へ入射させる。
リレーレンズ58は、固定レンズ60及び可動レンズ59を順次介して青色再生光ビームLb3を無偏光ビームスプリッタ54の面54Aへ入射させる。無偏光ビームスプリッタ54は、s偏光でなる青色再生光ビームLb3を反射透過面54Sにおいて一部反射させ、面54Cから出射させて集光レンズ61へ入射させる。
集光レンズ61は、青色再生光ビームLb3を収束させ、所定径の孔62Hが設けられたピンホール板62を介してフォトディテクタ63へ照射させる。フォトディテクタ63は、青色再生光ビームLb3の光量を検出し、このとき検出した光量に応じて検出信号SD1を生成し、これを信号処理部23(図6)へ供給するようになされている(詳しくは後述する)。なお、以下では、青色再生光ビームLb3が辿る光路を青光路3と呼ぶ。
(2−3−2−4)青色光ビームの光路(4)
また光ディスク100(図5)は、上述したように、青色光ビームLb2が照射された際、青色光ビームLb1と同様、記録層101における焦点Fb2の位置(すなわち第2目標マーク位置PS2)に第2記録マークRMが記録されていなかった場合、ホログラムとしての性質を呈するため、青色再生光ビームLb4を発生する。このとき青色再生光ビームLb4は、例えば青色光ビームLb2と同様のp偏光となる。
この青色光ビームLb4は、図7に示した青色光ビームLb2の青光路2を逆方向に辿るようにして、対物レンズ36により平行光に変換され、無偏光ビームスプリッタ35の面35Aに入射される。無偏光ビームスプリッタ35は、反射透過面35Sにおいてp偏光でなる青色再生光ビームLb4を透過し、面35Cから出射されてダイクロックプリズム34の面34Aへ入射される。
ダイクロックプリズム34は、反射透過面34Sにより青色光ビームLb4を反射し、面34Dから出射してリレーレンズ76へ入射させる。リレーレンズ76は、固定レンズ78及び可動レンズ77を順次介し、さらに液晶パネル75を介して、青色光ビームLb4を無偏光ビームスプリッタ74の面74Bへ入射させる。
無偏光ビームスプリッタ74は、青色光ビームLb4を所定の割合(例えば約50%)で反射し、面74Cから出射させて集光レンズ81へ入射させる。集光レンズ81は、青色光ビームLb4を収束させ、所定径の孔82Hが設けられたピンホール板82を介してフォトディテクタ83へ照射させる。
フォトディテクタ83は、青色光ビームLb4の光量を検出し、このとき検出した光量に応じて検出信号SD2を生成し、これを信号処理部23(図6)へ供給するようになされている(詳しくは後述する)。なお、以下では、青色光ビームLb4が辿る光路を青光路4と呼ぶ。
(2−4)情報の記録及び再生
次に、光ディスク装置20が光ディスク100に情報を記録する場合、及び当該光ディスク100から情報を再生する場合について、それぞれ説明する。
(2−4−1)情報の記録
光ディスク装置20の制御部21(図6)は、光ディスク100に情報を記録する場合、上述したように、外部機器(図示せず)等から情報記録命令、記録情報及び記録アドレス情報を受け付けると、駆動命令及び記録アドレス情報を駆動制御部22へ供給すると共に、記録情報を信号処理部23へ供給する。
このとき駆動制御部22は、光ピックアップ26の位置制御光学系30により赤色光ビームLr1を光ディスク100の面100A側から照射させ、その反射光である赤色反射光ビームLr2の検出結果を基に、対物レンズ36のフォーカス制御及びトラッキング制御(すなわち位置制御)を行うことにより、赤色光ビームLr1の焦点Frを記録アドレス情報に対応した目標トラックに追従させる。
また制御部21は、リレーレンズ58における可動レンズ59の位置を調整することにより、青色光ビームLb1の焦点Fb1(図5)の深さd1を調整し、当該焦点Fb1が第1目標マーク位置PS1に位置するようにする。
同様に制御部21は、リレーレンズ76における可動レンズ77の位置を調整することにより、青色光ビームLb2の焦点Fb2(図5)の深さd2を調整し、当該焦点Fb2が第2目標マーク位置PS2に位置するようにする。
かくして情報光学系50は、青色光ビームLb1及びLb2を光ディスク100の面100A側から照射する。このとき青色光ビームLb1の焦点Fb1及び青色光ビームLb2の焦点Fb2は、位置制御された対物レンズ36によって集光されることにより、いずれも目標トラックの裏側である第1目標マーク位置PS1及び第2目標マーク位置PS2にそれぞれ位置することになる。
この結果、光ピックアップ26は、光ディスク100の記録層101内における第1目標マーク位置PS1及び第2目標マーク位置PS2にそれぞれ第1記録マークRM1及び第2記録マークRM2を形成することができる。
ところで信号処理部23は、所定のデータ分割処理により記録情報を第1分割記録情報及び第2分割記録情報に分割し、各分割記録情報を構成するバイナリデータ(すなわち値「0」又は「1」)に対応する記録信号をそれぞれ生成して、レーザダイオード51及び71へそれぞれ供給するようになされている。
すなわちレーザダイオード51は、第1分割記録情報が値「0」である時には青色光ビームLb1を出射せず、第1分割記録情報が値「1」である時には青色光ビームLb1を出射する。同様にレーザダイオード71は、第2分割記録情報が値「0」である時には青色光ビームLb2を出射せず、第2分割記録情報が値「1」である時には青色光ビームLb2を出射する。
これにより光ディスク装置20は、光ディスク100の記録層101内における第1目標マーク位置PS1に対し、第1分割記録情報が値「0」である時には何ら記録せずホログラムを残し、第1分割記録情報が値「1」のときには第1記録マークRM1を記録することができ、これと並行して、第2目標マーク位置PS2に対し、第2分割記録情報が値「0」である時には何ら記録せずホログラムを残し、第2分割記録情報が値「1」のときには第2記録マークRM2を記録することができる。
因みに制御部21は、例えば光ディスク100のTOC(Table of Contents)等に、情報を2つの記録マーク層に分割して記録していること(以下、これを分割記録と呼ぶ)及びマーク記録層の対応に関する情報等を管理情報として記録しておくようになされている。
このように光ディスク装置20は、光ディスク100の記録層101内において目標トラックに対応する2箇所の位置、すなわち第1目標マーク位置PS1及び第2目標マーク位置PS2に対し、記録情報を分割した2系統の分割記録情報として、互いに独立した第1記録マークRM1及び第2記録マークRM2を同時に記録し得るようになされている。
(2−4−2)情報の再生
光ディスク装置20の制御部21(図6)は、光ディスク100から情報を再生する場合、光ピックアップ26の位置制御光学系30により赤色光ビームLr1を光ディスク100の面100A側から照射させ、その反射光である赤色反射光ビームLr2の検出結果を基に、駆動制御部22により対物レンズ36のフォーカス制御及びトラッキング制御(すなわち位置制御)を行わせる。
また制御部21は、情報光学系50(図7)により青色光ビームLb1を光ディスク100へ照射させる。このとき青色光ビームLb1の焦点Fb1は、位置制御された対物レンズ36によって集光されることにより、目標トラックの裏側に位置することになる。
さらに制御部21は、リレーレンズ58における可動レンズ59の位置を調整することにより、図5に示すように、焦点Fb1の深さd1を調整する。この結果、青色光ビームLb1の焦点Fb1は、第1目標マーク位置PS1に合わされる。
これに応じて、第1目標マーク位置PS1に第1記録マークRM1が記録されていなかった場合、記録層101の第1目標マーク位置PS1がホログラムとして作用し、いわゆる再生光としての青色再生光ビームLb3を面100A側へ発生させる。
一方、第1目標マーク位置PS1に第1記録マークRM1が記録されていた場合、当該第1記録マークRM1の存在により記録層101の第1目標マーク位置PS1がホログラムとして作用しないため、第1目標マーク位置PS1からは青色再生光ビームLb3が発生しない。
因みに制御部21は、信号処理部23を介してレーザダイオード51を制御することにより、青色光ビームLb1の光量を記録時よりも低い一定の光量とし、第1記録マークRM1の誤消去を防止すると共に当該第1記録マークRMの有無を正しく検出させ得るようになされている。
そのうえ制御部21は、情報光学系50により、青色光ビームLb1に加えて青色光ビームLb2も光ディスク100へ照射させるようになされている。このとき青色光ビームLb2の焦点Fb2は、青色光ビームLb1の焦点Fb1と同様、位置制御された対物レンズ36によって集光されることにより、目標トラックの裏側に位置することになる。
また制御部21は、リレーレンズ76における可動レンズ77の位置を、リレーレンズ58における可動レンズ59の位置と独立して調整することにより、図5に示したように、焦点Fb2の深さd2を焦点Fb1の深さd1と異なる第2の目標深さに調整する。この結果、青色光ビームLb2の焦点Fb2は、第2目標マーク位置PS2に合わされる。
これに応じて、第2目標マーク位置PS2からは、第1目標マーク位置PS1の場合と同様、第2記録マークRM2が記録されていなければ青色再生光ビームLb4を面100A側へ発生させ、当該第2記録マークRM2が記録されていれば当該青色再生光ビームLb4を発生させない。
因みに制御部21は、信号処理部23を介してレーザダイオード51と同様にレーザダイオード71を制御することにより、青色光ビームLb2の光量を記録時よりも低い一定の光量とし、第2記録マークRM2の誤消去を防止すると共に当該第2記録マークRMの有無を正しく検出させ得るようになされている。
すなわち情報光学系50は、互いの焦点Fb1及びFb2を互いに異なる第1及び第2の目標マーク位置にそれぞれ合わせるよう、青色光ビームLb1及びLb2を同時に照射することにより、光ディスク100の記録層101内における第1目標マーク位置PS1及び第2目標マーク位置PS2から、第1記録マークRM1及び第2記録マークRM2の有無に応じて、それぞれ青色再生光ビームLb3及びLb4を同時に発生させることができる。
このとき情報光学系50の対物レンズ36は、青色再生光ビームLb3及びLb4を混合したまま平行光に変換し、無偏光ビームスプリッタ35の面35Aへ入射させる。無偏光ビームスプリッタ35の反射透過膜35Sは、青色再生光ビームLb3及びLb4を混合したまま、その一部を反射して面35Dから出射させ、青光路3を経て集光レンズ61へ入射させる。
集光レンズ61は、青色再生光ビームLb3及びLb4を集光する。ここで図9(A)に示すように、スリット62は、青色再生光ビームLb3の焦点を孔部62H内に位置させるよう配置されているため、当該青色再生光ビームLb3を通過させフォトディテクタ63に照射させる。
一方、スリット62は、焦点が孔部62H内に形成されない青色再生光ビームLb4については、その大部分を遮断するため、当該青色再生光ビームLb4を事実上フォトディテクタ63に照射させない。
この結果、フォトディテクタ63は、青色再生光ビームLb3の光量を検出し、このとき検出した光量に応じて検出信号SD1を生成し、これを信号処理部23(図6)へ供給することができる。
さらに、無偏光ビームスプリッタ35の反射透過膜35S(図13)は、青色再生光ビームLb3及びLb4を混合したまま、その一部を透過して面35Cから出射させ、青光路4を経て集光レンズ81へ入射させる。
集光レンズ81は、青色再生光ビームLb3及びLb4を集光する。ここで図9(B)に示すように、スリット82は、青色再生光ビームLb4の焦点を孔部62H内に位置させるよう配置されているため、当該青色再生光ビームLb4を通過させフォトディテクタ83に照射させる。
一方、スリット82は、焦点が孔部82H内に形成されない青色再生光ビームLb3については、その大部分を遮断するため、スリット62と反対に、当該青色再生光ビームLb3を事実上フォトディテクタ83に照射させない。
この結果、フォトディテクタ83は、青色再生光ビームLb4の光量を検出し、このとき検出した光量に応じて検出信号SD2を生成し、これを信号処理部23(図6)へ供給することができる。
因みに光ディスク装置20は、第1目標マーク位置PS1又は第2目標マーク位置PS2に第1記録マークRM1又は第2記録マークRM2が記録されていた場合、第1目標マーク位置PS1又は第2目標マーク位置PS2からは青色再生光ビームLb3又はLb4が発生しないため、情報光学系50により、当該青色再生光ビームLb3又はLb4を受光しなかったことを示す検出信号SD1又はSD2を生成することになる。
これに応じて信号処理部22は、この検出信号SD1及びSD2を基に、青色再生光ビームLb3又はLb4が検出されたか否かを値「0」又は「1」として認識し、この認識結果を基に再生情報を生成する。
これにより光ディスク装置20では、光ディスク100の記録層101内の第1目標マーク位置PS1及び第2目標マーク位置PS2に第1記録マークRM1又は第2記録マークRM2が記録されているか否かに応じて、それぞれ情報として値「1」又は「0」のいずれが記録されているかを独立して認識することができる。
このように光ピックアップ26は、いわゆる参照光としての青色光ビームLb1及びLb2を、光ディスク100の記録層101内における第1目標マーク位置PS1及び第2目標マーク位置PS2にそれぞれ合焦させることにより、第1記録マークRM1又は第2記録マークRM2が記録されていない場合に青色再生光ビームLb3及びLb4をそれぞれ発生させ、青光路3及び青光路4を介してフォトディテクタ63及び83によりそれぞれの光量を検出し、検出信号SD1及びSD2を生成し得るようになされている。
その後信号処理部23は、検出信号SD1及びSD2に対してそれぞれ上述した復調処理や復号化処理等の各種信号処理を施すことによりそれぞれ再生情報を生成し、これらの再生情報を制御部21へ供給する。
制御部21は、まず光ディスク100のTOC等に記録されている管理情報を参照し、分割記録が行われていること及びマーク記録層の対応に関する情報等を認識する。
制御部21は、光ディスク100に分割記録が行われていた場合、所定の情報統合処理によって2種類の再生情報を一つの再生情報に統合した上で外部機器(図示せず)へ送出するようになされている。この結果、光ディスク装置20は、青色再生光ビームLb3及びLb4によりそれぞれ通常の再生速度で再生するだけで、見かけ上、2倍の再生速度を得ることができる。
なお光ディスク装置20は、例えば液晶パネル75を制御して青色光ビームLb2及び青色再生光ビームLb4等を遮断することにより、敢えて青色光ビームLb1および青色再生光ビームLb3により得られる1系統の再生情報のみを基に情報を再生するようにしても良い。
(2−5)動作及び効果
以上の構成において、第1の実施の形態における光ディスク装置20の制御部21(図6)は、光ディスク100に対して情報を記録する際、及び当該光ディスク100から情報を再生する際のいずれにおいても、光ピックアップ26の位置制御光学系30により赤色光ビームLr1の焦点Frを光ディスク100の反射透過膜104(図5)における目標トラックに合焦させるよう、対物レンズ36のフォーカス制御及びトラッキング制御を行う。
さらに制御部21は、光ディスク100に対して情報を記録する際、青色光ビームLb1及びLb2を用い、リレーレンズ58及び76の可動レンズ59および77の位置を制御して当該青色光ビームLb1及びLb2の焦点Fb1及びFb2を互いに異なる第1目標マーク位置PS1及び第2目標マーク位置PS2にそれぞれ合わせることにより(図5)、光ディスク100の記録層101内に第1記録マークRM1及び第2記録マークRM2を互いに独立して形成する。
一方、制御部21は、光ディスク100から情報を再生する際、リレーレンズ58及び76の可動レンズ59及び77の位置を互いに独立して制御し、2本の青色光ビームLb1及びLb2の焦点Fb1及びFb2を互いに異なる第1目標マーク位置PS1及び第2目標マーク位置PS2にそれぞれ合わせることにより(図5)、第1記録マークRM1及び第2の記録マークRM2が記録されていなければ、それぞれ青色再生光ビームLb3及びLb4を発生させ、それぞれフォトディテクタ63及び83により検出する。
従って光ディスク装置20の制御部21は、情報の記録時および再生時の双方において、光ディスク100の目標トラックに対応し深さが互いに異なる2箇所の目標マーク位置に対して、互いに独立した2つの記録マークを同時に記録できると共に、当該2箇所の目標マーク位置から互いに独立した2系統の再生信号を得ることができる。
このとき制御部21は、情報の記録時に記録情報を第1分割記録情報及び第2分割記録情報に分割してそれぞれ第1目標マーク位置PS1及び第2目標マーク位置PS2に記録し、また情報の再生時に第1目標マーク位置PS1及び第2目標マーク位置PS2からそれぞれ得られた検出信号SD1及びSD2を統合し、2倍の再生速度でなる一つの再生信号を生成することにより、見かけ上、2倍の記録速度及び2倍の再生速度を得ることができる。
この結果、光ディスク装置20は、記録層101における記録マークRMの形成にどうしても一定の時間を要することや、光ディスク100の物理的な強度や高速回転時における面ブレ等によって光ディスク100の回転速度に上限があること等の要因により、情報の記録速度及び再生速度の上限が必然的に定められてしまうとしても、2系統の青色光ビームLb1及びLb2を並行して利用することにより、見かけ上の記録速度及び再生速度を約2倍に向上させることができる。
このとき光ディスク装置20の制御部21は、分割した記録情報を記録したマーク記録層同士の対応関係を表す管理情報を光ディスク100のTOC等に記録しておき、再生時にこれを参照することにより、2系統の再生信号同士を正しく統合することができ、元の記録情報を再生することができる。
また制御部21は、情報が分割記録されていない場合であっても、本来読み出すべき情報を青色光ビームLb1により読み出し、これと並行して、今後読み出す可能性が高い他のマーク記録層から青色光ビームLb2を用い検出信号SD2を得て内蔵のRAM等に蓄えておくことにより、いわゆる先読みキャッシュとして作用させることもできる。
以上の構成によれば、第1の実施の形態における光ディスク装置20の制御部21は、光ピックアップ26の位置制御光学系30により赤色光ビームLr1の焦点Frを光ディスク100の反射透過膜104における目標トラックに合焦させるよう、対物レンズ36のフォーカス制御及びトラッキング制御を行い、光ディスク100に対して情報を記録する際、記録情報を分割し、各分割記録情報に基づいた青色光ビームLb1及びLb2の焦点Fb1及びFb2を互いに異なる第1目標マーク位置PS1及び第2目標マーク位置PS2にそれぞれ合わせ、第1記録マークRM1及び第2記録マークRM2を互いに独立して形成し、光ディスク100から情報を再生する際、2本の青色光ビームLb1及びLb2の焦点Fb1及びFb2を互いに異なる第1目標マーク位置PS1及び第2目標マーク位置PS2にそれぞれ合わせ、第1記録マークRM1及び第2の記録マークRM2の有無に応じて発生する青色再生光ビームLb3及びLb4を元に得られる再生信号を統合することにより、記録速度及び再生速度をいずれも高速化することができる。
(3)第2の実施の形態
(3−1)光ディスクの構成
第2の実施の形態においては、第1の実施の形態と同様、光ディスク100(図4及び図5)に対して情報を記録し、また記録された情報を再生するようになされているため、その説明は省略する。
(3−2)光ディスク装置の構成
次に、第2の実施の形態における光ディスク装置120について説明する。光ディスク装置120は、図6に示した光ディスク装置20と対応した構成を有しており、制御部21に対応する制御部121、光ピックアップ26に対応する光ピックアップ126を有している点が異なっているものの、他は同様に構成されている。
制御部121は、第1の実施の形態における制御部21と同様、図示しないCPUを中心に構成されており、図示しないROMから基本プログラムや情報記録プログラム等の各種プログラムを読み出し、これらを図示しないRAMに展開することにより、情報記録処理や情報再生処理等の各種処理を実行するようになされている。
この結果光ディスク装置120は、第1の実施の形態における光ディスク装置20と同様、制御部121によって光ピックアップ126を制御することにより、光ディスク100の記録層101における目標トラックに情報を記録し、また当該目標トラックから情報を再生するようになされている。
(3−3)光ピックアップの構成
次に、光ピックアップ126の構成を、図7との対応部分に同一符号を付した図10に模式的に示す。この光ピックアップ126は、光ピックアップ26と同様、多数の光学部品が設けられており、大きく分けて位置制御光学系30及び情報光学系90により構成されている。
(3−3−1)位置制御光学系の構成
第2の実施の形態における位置制御光学系30は、第1の実施の形態における光ピックアップ26の位置制御光学系30と同様に構成されているため、その説明は省略する。
(3−3−2)情報光学系の構成
一方、第2の実施の形態における情報光学系90は、第1の実施の形態における情報光学系50(図7)と比較して、レーザダイオード51及びコリメータレンズ52等が省略され、レーザダイオード71から照射される1本の青色光ビームを分配して2本の青色光ビームLb1及びLb2とする点が大きく異なるものの、他は同様に構成されている。
すなわち情報光学系90において、レーザダイオード71は、波長約405[nm]の青色レーザ光を射出し得るようになされている。実際上レーザダイオード71は、制御部121(図6)の制御に基づいて発散光でなる青色光ビームLb0を射出し、コリメータレンズ72へ入射させる。因みに青色光ビームLb0は、例えばp偏光でなる。
コリメータレンズ72は、青色光ビームLb0を発散光から平行光に変換し、1/2波長板73へ入射させる。1/2波長板73は、青色光ビームLb0の偏光方向を回転させることにより、例えばp偏光成分を約50%、s偏光成分を約50%として、偏光ビームスプリッタ91の面91Dへ入射させる。
偏光ビームスプリッタ91は、反射透過面91Sにおいて、光ビームの偏光方向により異なる割合で当該光ビームを反射又は透過するようになされている。例えば反射透過面91Sは、p偏光の光ビームをほぼ全て反射し、s偏光の光ビームをほぼ全て透過するようになされている。
実際上偏光ビームスプリッタ91は、図10と対応する図11に示すように、反射透過面91Sにおいて青色光ビームLb0のうちp偏光成分を反射して青色光ビームLb1とし、これを面91Aからミラー92へ照射して反射させた上で、無偏光ビームスプリッタ54の面54Dへ入射させる。
その後情報光学系90は、第1の実施の形態と同様の青光路1を経由することにより、青色光ビームLb1の焦点Fb1を光ディスク100の記録層101内における第1目標マーク位置PS1に合焦させ、第1記録マークRM1を形成し得るようになされている。
また偏光ビームスプリッタ91は、図10と対応する図12に示すように、反射透過面91Sにおいて青色光ビームLb0のうちs偏光成分を透過して青色光ビームLb2とし、これを面91Bから無偏光ビームスプリッタ74の面74Dへ入射させる。
その後情報光学系90は、第1の実施の形態と同様の青光路2を経由することにより、青色光ビームLb2の焦点Fb2を光ディスク100の記録層101内における第2目標マーク位置PS2に合焦させ、第2記録マークRM2を形成し得るようになされている。
さらに情報光学系90は、青色再生光ビームLb3及びLb4についても、第1の実施の形態と同様に、青光路3及び青光路4を経由させ、フォトディテクタ63及び83においてそれぞれ検出することにより、検出信号SD1及びSD2を生成し得るようになされている。
(3−4)情報の記録及び再生
次に、光ディスク装置120が光ディスク100に情報を記録する場合、及び当該光ディスク100から情報を再生する場合について、それぞれ説明する。
(3−4−1)情報の記録
光ディスク装置120の制御部121(図6)は、光ディスク100に情報を記録する場合、上述したように、外部機器(図示せず)等から情報記録命令、記録情報及び記録アドレス情報を受け付けると、駆動命令及び記録アドレス情報を駆動制御部22へ供給すると共に、記録情報を信号処理部23へ供給する。
このとき駆動制御部22は、光ピックアップ26の位置制御光学系30により赤色光ビームLr1を記録アドレス情報に対応した目標トラックに追従させるよう、対物レンズ36のフォーカス制御及びトラッキング制御(すなわち位置制御)を行う。
また制御部121は、リレーレンズ58及び76における可動レンズ59及び77の位置を調整することにより、青色光ビームLb1の焦点Fb1及び青色光ビームLb2の焦点Fb2を、いずれも目標トラックの裏側である第1目標マーク位置PS1及び第2目標マーク位置PS2にそれぞれ位置させることができる。
この結果、光ピックアップ126は、光ディスク100の記録層101内における第1目標マーク位置PS1及び第2目標マーク位置PS2にそれぞれ第1記録マークRM1及び第2記録マークRM2を形成することができる。
ところで第2の実施の形態における光ピックアップ126は、1つのレーザダイオード71から出射される青色光ビームLb0を分配することにより青色光ビームLb1及びLb2を生成しているため、第1の実施の形態における光ピックアップ26と異なり、当該青色光ビームLb1及びLb2の光量等を独立して制御することができない。
このため信号処理部23は、記録情報を分割することなくそのまま用いて記録信号を生成し、これをレーザダイオード71へ供給するようになされている。
この結果光ディスク装置120は、光ディスク100の記録層101に対して、第1目標マーク位置PS1及び第2目標マーク位置PS2にそれぞれ形成する第1記録マークRM1及び第2記録マークRM2により、同一の情報を重複して記録することになる。
ここで図13に示すように、光ディスク装置120が光ディスク100に情報を記録する際、光ディスク100の記録層101内には、例えば10層のマーク記録層が形成され得るようになされている。
なお、説明の便宜上、反射透過膜104に近い方から順に第1マスタレイヤYS1、第2マスタレイヤYS2、…、及び第5マスタレイヤYS5、並びに第1ミラーレイヤYR1、第2ミラーレイヤYR2、…、及び第5ミラーレイヤYR5と呼ぶ。
実際上、光ディスク装置120の制御部121は、第1マスタレイヤYS1と第1ミラーレイヤYR1、第2マスタレイヤYS2と第2ミラーレイヤYR2、…、及び第5マスタレイヤYS5と第5ミラーレイヤYS5とを、それぞれ対応付けるようになされている。すなわち制御部121は、互いに対応するマスタレイヤYS及びミラーレイヤYRに同一の情報を記録する、いわゆるミラーリング記録を行うようになされている。
これにより光ディスク装置120は、光ディスク100の記録層101内における第1目標マーク位置PS1及び第2目標マーク位置PS2の双方に対し、記録情報が値「0」である時には何ら記録せずホログラムを残し、当該記録情報が値「1」のときには第1記録マークRM1及び第2記録マークRM2をそれぞれ記録することができる。
この場合、制御部121は、例えば光ディスク100のTOC(Table of Contents)等に、ミラーリング記録を行っていること及びマーク記録層の対応に関する情報等を管理情報として記録しておくようになされている。
このように光ディスク装置120の制御部121は、は、光ディスク100の記録層101内において目標トラックに対応する2箇所の位置、すなわち第1目標マーク位置PS1及び第2目標マーク位置PS2に対して、同一の情報を表す第1記録マークRM1及び第2記録マークRM2を同時に記録し得るようになされている。
因みに光ディスク装置120の制御部121は、例えば液晶パネル75を制御して青色光ビームLb2を遮断し、当該青色光ビームLb2を光ディスク100に照射させないことにより、ミラーリング記録を行わず、第1目標マーク位置PS1にのみ第1記録マークRM1を記録し得るようにもなされている。
(3−4−2)情報の再生
光ディスク装置120の制御部121(図6)は、光ディスク100から情報を再生する場合、第1の実施の形態における光ディスク装置20の場合と同様、赤色光ビームLr1を目標トラックに追従させるよう対物レンズ36のフォーカス制御及びトラッキング制御(すなわち位置制御)を行わせ、青色光ビームLb1の焦点Fb1及び青色光ビームLb2の焦点Fb2を、互いに異なる第1目標マーク位置PS1及び第2目標マーク位置PS2にそれぞれ合わせて照射する。
これにより制御部121は、光ディスク100の記録層101内における第1目標マーク位置PS1及び第2目標マーク位置PS2から、第1記録マークRM1及び第2記録マークRM2の有無に応じて、それぞれ青色再生光ビームLb3及びLb4を同時に発生させることができる。
このとき情報光学系90では、第1の実施の形態における情報光学系50と同様、ピンホール板62及び82(図9(A)及び(B))の作用により、青色再生光ビームLb3及びLb4を選別した上で検出信号SD1及びSD2を生成することができる。
これに応じて信号処理部22は、この検出信号SD1及びSD2を基に、青色再生光ビームLb3又はLb4が検出されたか否かを値「0」又は「1」として認識し、この認識結果を基に2系統の再生情報を生成し、制御部121へ供給する。
制御部121は、まず光ディスク100のTOC等に記録されている管理情報を基に、ミラーリング記録がされているか、或いは第1の実施の形態のように分割記録がされているか等を確認する。
制御部121は、光ディスク100にミラーリング記録が行われていた場合、青色光ビームLb1及びLb2の焦点Fb1及びFb2を互いに対応するマスタレイヤYS及びミラーレイヤYRにそれぞれ合わせて検出信号SD1及びSD2を生成し、所定の比較訂正処理により2種類の再生情報を比較し、必要に応じて所定のエラー訂正処理等を施すことにより最終的な再生情報を生成し、これを外部機器(図示せず)へ送出するようになされている。この場合、光ディスク装置20における再生速度は、通常通りの再生速度となる。
一方、制御部121は、光ディスク100に分割記録が行われていた場合、青色光ビームLb1及びLb2の焦点Fb1及びFb2を互いに対応するマーク記録層にそれぞれ合わせて検出信号SD1及びSD2を生成し、第1の実施の形態と同様、所定の情報統合処理によって2種類の再生情報を一つの再生情報に統合した上で外部機器(図示せず)へ送出するようになされている。この結果、光ディスク装置120は、第1の実施の形態における光ディスク装置20と同様、青色再生光ビームLb3及びLb4によりそれぞれ通常の再生速度で再生するだけで、見かけ上、2倍の再生速度を得ることができる。
このように光ディスク装置120の制御部121は、青色光ビームLb1及びLb2の焦点Fb1及びFb2をそれぞれ第1目標マーク位置PS1及び第2目標マーク位置PS2に合わせて照射することにより、第1記録マークRM1及び第2記録マークRM2の有無に応じて発生する青色再生光ビームLb3及びLb4を検出して検出信号SD1及びSD2を生成し、これらを元に最終的な再生情報を出力し得るようになされている。
なお光ディスク装置120は、例えば液晶パネル75を制御して青色光ビームLb2及び青色再生光ビームLb4等を遮断することにより、敢えて青色光ビームLb1および青色再生光ビームLb3により得られる1系統の再生情報のみを基に情報を再生するようにしても良い。
(3−5)動作及び効果
以上の構成において、第2の実施の形態における光ディスク装置120の制御部121(図6)は、光ディスク100に対して情報を記録する際、及び当該光ディスク100から情報を再生する際のいずれにおいても、光ピックアップ126の位置制御光学系30により赤色光ビームLr1の焦点Frを光ディスク100の反射透過膜104(図5)における目標トラックに合焦させるよう、対物レンズ36のフォーカス制御及びトラッキング制御を行う。
さらに制御部121は、光ディスク100に対して情報を記録する際、青色光ビームLb0を分配してなる青色光ビームLb1及びLb2を用い、リレーレンズ58及び76の可動レンズ59および77の位置を制御して当該青色光ビームLb1及びLb2の焦点Fb1及びFb2を互いに異なるマスタレイヤYS及びミラーレイヤYRにそれぞれ合わせることにより(図5)、光ディスク100の記録層101内に互いに同一の情報を表す第1記録マークRM1及び第2記録マークRM2を形成する。
一方、制御部121は、ミラーリング記録された光ディスク100から情報を再生する際、リレーレンズ58及び76の可動レンズ59及び77の位置をそれぞれ制御し、2本の青色光ビームLb1及びLb2の焦点Fb1及びFb2を互いに対応するマスタレイヤYS及びミラーレイヤYRにそれぞれ合わせることにより、第1記録マークRM1及び第2の記録マークRM2の有無に応じて発生する青色再生光ビームLb3及びLb4をそれぞれ検出して検出信号SD1及びSD2を生成し、所定の比較訂正処理により最終的な再生情報を生成する。
従って光ディスク装置120の制御部121は、光ディスク100から情報を再生する際、第1の実施の形態と同様、光ディスク100の目標トラックに対応し深さが互いに異なる2箇所の目標マーク位置から、互いに独立した2系統の再生信号を得ることができる。
一方光ディスク装置120の制御部121は、光ディスク100に対して情報を記録する際、第1の実施の形態とは異なり、光ディスク100の目標トラックに対応し深さが互いに異なるマスタレイヤYS及びミラーレイヤYRにおける2箇所の目標マーク位置に対して、同一の情報を表す記録マークRMを記録することができる。
このため制御部121は、光ディスク100の記録層101内おいて互いに対応するマスタレイヤYS及びミラーレイヤYRを用いて情報の冗長性を高めたミラーリング記録を行うことができ、再生情報の品質を高めることができる。
すなわち制御部121は、例えばマスタレイヤYS又はミラーレイヤYRのいずれか一方におけるホログラム(すなわちフォーマットされた状態)や記録マークRM等が何らかの要因により破壊され、或いはディスク100のディフェクト等の存在により、検出信号SD1又はSD2が異常な再生情報を表すものであったとしても、比較訂正処理において正しい情報に訂正できる可能性が高い。
このとき制御部121は、情報の記録時に対応するマーク記録層同士の対応関係を表す管理情報を光ディスク100のTOC等に記録しておき、再生時にこれを参照することにより、2系統の再生信号同士を正しく対応させることができ、元の記録情報を得ることができる。
また制御部121は、第1の実施の形態のように光ディスク100に対して情報が分割記録されていた場合には、第1の実施の形態と同様、2系統の再生情報を得てこれらを統合することにより、2倍の再生速度を得ることができる。
さらに制御部121は、情報が分割記録されていない場合であっても、第1の実施の形態と同様、本来読み出すべき情報を青色光ビームLb1により読み出し、これと並行して、今後読み出す可能性が高い他のマーク記録層から青色光ビームLb2を用い検出信号SD2を得て内蔵のRAM等に蓄えておくことにより、いわゆる先読みキャッシュとして作用させることもできる。
以上の構成によれば、第2の実施の形態における光ディスク装置120の制御部121は、赤色光ビームLr1の焦点Frを光ディスク100の反射透過膜104における目標トラックに合焦させるよう、対物レンズ36のフォーカス制御及びトラッキング制御を行い、光ディスク100に対して情報を記録する際、目標トラックからの深さが互いに異なるマスタレイヤYS及びミラーレイヤYRにおける2箇所の目標マーク位置に対して、互いに同一の情報を表す第1記録マークRM1及び第2記録マークRM2を形成するミラーリング記録を行い、情報を再生する際、青色光ビームLb1及びLb2の焦点Fb1及びFb2を互いに対応するマスタレイヤYS及びミラーレイヤYRにそれぞれ合わせることにより、第1記録マークRM1及び第2の記録マークRM2の有無に応じて発生する青色再生光ビームLb3及びLb4をそれぞれ検出して検出信号SD1及びSD2を生成し、所定の比較訂正処理により最終的な再生情報を生成することにより、再生情報の品質を高めることができ、また記録情報が分割記録されていた場合には、再生速度を高速化することもできる。
(4)第3の実施の形態
(4−1)光ディスクの構成
第3の実施の形態では、第1及び第2の実施の形態における光ディスク100に代えて、光ディスク200に対して情報を記録し、また当該光ディスク200から情報を再生するようになされている。
この光ディスク200は、第1及び第2の実施の形態における光ディスク100(図6)と同様の外観構成を有しているものの、その内部構成は当該光ディスク100と一部異なっている。
すなわち図5との対応部分に同一符号を付した図14に示すように、光ディスク200は、第1及び第2の実施の形態における反射透過膜104に代えて、反射透過膜204を有している。
この反射透過膜204は、反射透過膜104と同様に螺旋状のトラックが形成されている一方、反射透過膜104と異なり、青色光ビームLbのうち所定の割合(例えば約10%)を反射すると共に残り(例えば約90%)を透過するような材料で構成されている。
かかる構成により、光ディスク200は、情報が記録される際、光ディスク100と比較して反射透過膜204における青色光ビームLb1及びLb2の透過率を一部低下させるものの、当該青色光ビームLb1及びLb2により第1記録マークRM1及び第2記録マークRM2をほぼ同様に記録するようになされている。
また光ディスク200は、情報が再生される際、光ディスク100と同様に、青色光ビームLb1及びLb2の焦点Fb1及びFb2が第1目標マーク位置PS1及び第2目標マーク位置PS2にそれぞれ位置するとき、当該第1目標マーク位置PS1及び第2目標マーク位置PS2に第1記録マークRM1及び第2記録マークRM2が形成されていなければ、それぞれ青色再生光ビームLb3及びLb4を発生させる。
このとき光ディスク200は、光ディスク100と比較して反射透過膜204における青色再生光ビームLb3及びLb4の透過率についても一部低下させるものの、当該青色再生光ビームLb3及びLb4を面200A側から発散光として出射させるようになされている。
このように光ディスク200は、第1の実施の形態における光ディスク100と異なり、情報が記録される場合及び情報が再生される場合のいずれにおいても、位置制御用及び情報記録用の双方に青色光ビームが用いられるようになされている。
(4−2)光ディスク装置の構成
次に、上述した光ディスク200に対応した光ディスク装置220について説明する。光ディスク装置220は、図6に示した第1の実施の形態における光ディスク装置20と比較して、制御部21に代えて制御部221を有し、光ピックアップ26に代えて光ピックアップ226を有している点が異なるものの、他はほぼ同様に構成されている。
制御部221は、制御部21と同様、図示しないCPUを中心に構成されており、図示しないROMから基本プログラムや情報記録プログラム等の各種プログラムを読み出し、これらを図示しないRAMに展開することにより、情報記録処理等の各種処理を実行するようになされている。
また光ディスク装置220は、第1の実施の形態における光ディスク装置20と同様、制御部221によって光ピックアップ226を制御することにより、光ディスク200の記録層101における目標トラックに対応する位置に情報を記録し、また当該目標トラックに対応する位置から情報を再生するようになされている。
(4−3)光ピックアップの構成
次に、光ピックアップ226の構成について説明する。光ピックアップ226は、図7との対応部分に同一符号を付した図15に示すように、光ピックアップ26におけるレーザダイオード31やフォトディテクタ39等といった一部の光学部品に代えて、偏光ビームスプリッタ231及びフォトディテクタ239等を有している。
すなわち光ピックアップ226は、光ピックアップ26と比較して、位置制御光学系30が省略され、これに代えて青色光ビームを用いたフォーカス制御やトラッキング制御を行う位置制御光学系230(図16)を有しており、また情報光学系50と対応する情報光学系250(図17)を有している。
(4−3−1)位置制御光学系の構成
図15と対応する図16において、レーザダイオード71は、制御部221(図6)の制御に基づいて発散光でなる青色光ビームLb0を射出し、コリメータレンズ72へ入射させる。コリメータレンズ72は、青色光ビームLb0を発散光から平行光に変換し、1/2波長板53へ入射させる。
青色光ビームLb0は、1/2波長板53によって偏光方向が所定角度回転されることにより、例えばp偏光成分が約50%、s偏光成分が約50%となされ、偏光ビームスプリッタ231の面231Dに入射される。
偏光ビームスプリッタ231は、反射透過面231Sにおいて、光ビームの偏光方向により当該光ビームを反射又は透過するようになされている。例えば反射透過面231Sは、s偏光の光ビームをほぼ全て反射し、p偏光の光ビームをほぼ全て透過するようになされている。
実際上偏光ビームスプリッタ231は、反射透過面231Sにおいて青色光ビームLb0のうちs偏光成分を反射して青色光ビームLb11とし、これを面231Cから出射して偏光ビームスプリッタ232へ入射させる。
偏光ビームスプリッタ232は、偏光ビームスプリッタ231と同様、反射透過面232Sにおいてs偏光の光ビームをほぼ全て反射し、p偏光の光ビームをほぼ全て透過するようになされている。このため偏光ビームスプリッタ232は、反射透過面232において青色光ビームLb11を反射し、面232Bから出射させてミラー233においてさらに反射させた上で、無偏光ビームスプリッタ234の面234Cへ入射させる。
無偏光ビームスプリッタ234は、反射透過面234Sにおいて青色光ビームLb11を所定の割合(例えば約20%)で透過させ、面234Aから出射させ、無偏光ビームスプリッタ235の面235Cへ入射させる。無偏光ビームスプリッタ235は、反射透過面235Sにおいて青色光ビームLb11を所定の割合(例えば約50%)で透過させ、面235Aから出射させ1/4波長板236へ入射させる。
1/4波長板は、光ビームを直線偏光及び円偏光の間で相互変換するようになされており、この場合は青色光ビームLb11を例えばs偏光から左円偏光に変換した上で、対物レンズ36へ入射させる。
対物レンズ36は、第1の実施の形態における赤色光ビームLr1と同様に、青色光ビームLb11を集光し、光ディスク200の面200Aへ向けて照射する。このとき青色光ビームLb11は、図14に示したように、基板102を透過し反射透過膜204において所定の割合(例えば約10%)が反射され、青色光ビームLb11と反対方向へ向かう青色光ビームLb12となる。このとき円偏光の回転方向が反転されるため、左円偏光である青色光ビームLb11に対して、青色光ビームLb12は右円偏光となる。
この後、青色光ビームLb12は、対物レンズ36により平行光に変換され、1/4波長板236へ入射される。1/4波長板236は、青色光ビームLb12を右円偏光からp偏光でなる直線偏光に変換し、無偏光ビームスプリッタ235の面235Aへ入射させる。
その後青色光ビームLb12は、無偏光ビームスプリッタ35及び無偏光ビームスプリッタ234を順次透過し、ミラー233により反射された後、偏光ビームスプリッタ232の面232Bへ入射される。
偏光ビームスプリッタ232は、p偏光でなる青色光ビームLb12を透過して面232Dから出射させ、集光レンズ237へ入射させる。集光レンズ237は、青色光ビームLb12を収束させ、シリンドリカルレンズ238により非点収差を持たせた上で当該青色光ビームLb12をフォトディテクタ239へ照射する。
フォトディテクタ239は、第1の実施の形態におけるフォトディテクタ39と同様に検出領域(図示せず)が4分割されており、当該フォトディテクタ39と同様に4種類の検出信号SDAc、SDBc、SDCc及びSDDcをそれぞれ生成して、これらを信号処理部23(図6)へ送出する。
これに応じて信号処理部23は、第1の実施の形態と同様のフォーカスエラー信号SFEc及びトラッキングエラー信号STEcを生成し、これらを駆動制御部22へ供給する。
駆動制御部22は、フォーカスエラー信号SFEcを基に、青色光ビームLb11が光ディスク200の反射透過膜204に合焦するよう対物レンズ36をフィードバック制御(すなわちフォーカス制御)する。
また駆動制御部22は、トラッキングエラー信号STErを基に、青色光ビームLb11が光ディスク200の反射透過膜204における目標トラックに合焦するよう、対物レンズ36をフィードバック制御(すなわちトラッキング制御)する。
このように位置制御光学系230は、第1の実施の形態における赤色光ビームLr1に代えて青色光ビームLb11を用い、これを光ディスク200の反射透過膜204に照射し、その反射光である青色光ビームLb12の受光結果を信号処理部23へ供給するようになされている。これに応じて駆動制御部22は、当該青色光ビームLb11を当該反射透過膜204の目標トラックに合焦させるよう、対物レンズ36のフォーカス制御及びトラッキング制御を行うようになされている。
(4−3−2)情報光学系の構成
図15と対応する図17に示すように、第2の実施の形態における情報光学系250は、第1の実施の形態における情報光学系50(図7)と対応した構成を有している。
(4−3−2−1)青色光ビームの光路(1)
第1の実施の形態と同様、レーザダイオード51は、波長約405[nm]の青色レーザ光を射出し得るようになされている。実際上レーザダイオード51は、制御部221(図6)の制御に基づいて発散光でなる青色光ビームLb1を射出し、コリメータレンズ52へ入射させる。因みに青色光ビームLb1は、例えばs偏光でなる。
コリメータレンズ52は、青色光ビームLb1を発散光から平行光に変換し、偏光ビームスプリッタ254へ入射させる。偏光ビームスプリッタ254は、反射透過面254Sにおいて、光ビームの偏光方向により当該光ビームを反射又は透過するようになされており、例えばp偏光の光ビームをほぼ全て反射し、s偏光の光ビームをほぼ全て透過するようになされている。
実際上偏光ビームスプリッタ254は、反射透過面254Sにおいてp偏光でなる青色光ビームLb1を透過し、面254Bから出射して液晶パネル57へ入射させる。液晶パネル57は、第1の実施の形態と同様、青色光ビームLb1の球面収差や光ディスク100の傾きに起因するコマ収差等を補正し、リレーレンズ58へ入射させる。
リレーレンズ58は、第1の実施の形態と同様、可動レンズ59により青色光ビームLb1を平行光から収束光に変換し、収束後に発散光となった当該青色光ビームLb1を固定レンズ60により再度収束光に変換して、無偏光ビームスプリッタ235の面235Dへ入射させる。
無偏光ビームスプリッタ235は、反射透過面35Sにおいて青色光ビームLb1を所定の割合(例えば約50%)で反射し、1/4波長板236へ入射させる。1/4波長板236は、例えばs偏光でなる青色光ビームLb1を左円偏光に変換し、対物レンズ36へ入射させる。対物レンズ36は、青色光ビームLb1を集光し、光ディスク100の面100Aへ照射する。
このとき青色光ビームLb1は、図14に示したように、基板102及び反射透過膜204を透過し、記録層101内において可動レンズ59の位置に応じた位置、すなわち第1目標マーク位置PS1に焦点Fb1を位置させる。なお、以下では、青色光ビームLb1が辿る光路を青光路1と呼ぶ。
(4−3−2−2)青色光ビームの光路(2)
一方、偏光ビームスプリッタ231は、レーザダイオード71から出射された青色光ビームLb0のうちp偏光成分を反射透過面231Sにより透過して青色光ビームLb2とし、これを面231Bから出射させ、偏光ビームスプリッタ274の面274Dへ入射させる。
偏光ビームスプリッタ274は、偏光ビームスプリッタ254と同様、反射透過面274Sにおいてp偏光でなる青色光ビームLb2を透過し、面274Bから出射して液晶パネル75へ入射させる。
液晶パネル75は、第1の実施の形態と同様、青色光ビームLb2の球面収差や光ディスク100の傾きに起因するコマ収差等を補正し、リレーレンズ76へ入射させる。
リレーレンズ76は、第1の実施の形態と同様、可動レンズ77により青色光ビームLb2を平行光から収束光に変換し、収束後に発散光となった当該青色光ビームLb2を固定レンズ78により再度収束光に変換して、無偏光ビームスプリッタ234の面234Dへ入射させる。
無偏光ビームスプリッタ234は、反射透過面234Sにおいて青色光ビームLb2を所定の割合(例えば約50%)で反射し、面234Aから出射させて無偏光ビームスプリッタ235の面235Cへ入射させる。無偏光ビームスプリッタ235は、反射透過面235Sにおいて青色光ビームLb2を所定の割合(例えば約50%)で透過し、1/4波長板236へ入射させる。
1/4波長板236は、例えばp偏光でなる青色光ビームLb2を右円偏光に変換し、対物レンズ36へ入射させる。対物レンズ36は、青色光ビームLb2を集光し、光ディスク100の面100Aへ照射する。
このとき青色光ビームLb2は、図14に示したように、基板102及び反射透過膜204を透過し、記録層101内において可動レンズ77の位置に応じた位置、すなわち第2目標マーク位置PS2に焦点Fb2を位置させる。なお、以下では、青色光ビームLb2が辿る光路を青光路2と呼ぶ。
(4−3−2−3)青色光ビームの光路(3)
ところで光ディスク200(図14)は、上述したように、青色光ビームLb1が照射された際、記録層101における焦点Fb1の位置(すなわち第1目標マーク位置PS1)に第1記録マークRMが記録されていなかった場合、ホログラムとしての性質を呈するため、青色再生光ビームLb3を発生する。このとき青色再生光ビームLb3は、例えば青色光ビームLb1と反対の右円偏光となる。
この青色再生光ビームLb3は、1/4波長板236(図17)により右円偏光からp偏光に変換され、青光路1を逆方向へ辿るように進み、無偏光ビームスプリッタ235の面235Aへ入射される。無偏光ビームスプリッタ235は、反射透過面235Sにおいて青色再生光ビームLb3を所定の割合(例えば約50%)で反射し、リレーレンズ58へ入射させる。
リレーレンズ58は、青色再生光ビームLb3を固定レンズ60及び可動レンズ59の順に透過させ、液晶パネル57を介して偏光ビームスプリッタ254の面254Bへ入射させる。偏光ビームスプリッタ254は、反射透過面254Sにおいて、p偏光でなる青色再生光ビームLb3を反射して面254Cから出射させ、集光レンズ61へ入射させる。
集光レンズ61は、第1の実施の形態と同様、青色再生光ビームLb3を収束させ、所定径の孔部62Hが設けられたピンホール板62を介してフォトディテクタ63へ照射させる。フォトディテクタ63は、青色再生光ビームLb3の光量を検出し、このとき検出した光量に応じて検出信号SD1を生成し、これを信号処理部23(図6)へ供給する。なお、以下では、青色再生光ビームLb3が辿る光路を青光路3と呼ぶ。
(4−3−2−4)青色光ビームの光路(4)
また光ディスク200(図14)は、青色光ビームLb1と同様、青色光ビームLb2が照射された際にも、記録層101における焦点Fb2の位置(すなわち第2目標マーク位置PS2)に第2記録マークRMが記録されていなかった場合、ホログラムとしての性質を呈するため、青色再生光ビームLb4を発生する。このとき青色再生光ビームLb4も、例えば青色光ビームLb2と反対の左円偏光となる。
この青色再生光ビームLb4は、1/4波長板236(図18)により左円偏光からs偏光に変換され、青光路2を逆方向へ辿るように進み、無偏光ビームスプリッタ235の面235Aへ入射される。無偏光ビームスプリッタ235は、反射透過面235Sにおいて青色再生光ビームLb4を所定の割合(例えば約50%)で透過し、面235Cから出射させて無偏光ビームスプリッタ234の面234Aへ入射させる。無偏光ビームスプリッタ234は、反射透過面234Sにおいて青色再生光ビームLb4を所定の割合(例えば約80%)で反射し、リレーレンズ76へ入射させる。
リレーレンズ76は、青色再生光ビームLb4を固定レンズ78及び可動レンズ77の順に透過させ、液晶パネル75を介して偏光ビームスプリッタ274の面274Bへ入射させる。偏光ビームスプリッタ274は、反射透過面274Sにおいて、s偏光でなる青色再生光ビームLb4を反射して面274Cから出射させ、集光レンズ81へ入射させる。
集光レンズ81は、第1の実施の形態と同様、青色再生光ビームLb4を収束させ、所定径の孔部82Hが設けられたピンホール板82を介してフォトディテクタ83へ照射させる。フォトディテクタ83は、青色再生光ビームLb4の光量を検出し、このとき検出した光量に応じて検出信号SD2を生成し、これを信号処理部23(図6)へ供給する。なお、以下では、青色再生光ビームLb4が辿る光路を青光路4と呼ぶ。
(4−4)情報の記録及び再生
次に、光ディスク装置220が光ディスク200に情報を記録する場合、及び当該光ディスク200から情報を再生する場合について、それぞれ説明する。
(4−4−1)情報の記録
光ディスク装置220の制御部221は、光ディスク200に情報を記録する際、青色光ビームLb11を用いて対物レンズ36のフォーカス制御及びトラッキング制御を行った状態で、青色光ビームLb1及びLb2を光ディスク200へ照射し、それぞれの焦点Fb1及びFb2をいずれも目標トラックの裏側である第1目標マーク位置PS1及び第2目標マーク位置PS2にそれぞれ位置させる。これにより光ディスク装置220は、光ディスク100の記録層101内における第1目標マーク位置PS1及び第2目標マーク位置PS2に、それぞれ第1記録マークRM1及び第2記録マークRM2を形成することができる。
ここで信号処理部23は、第1の実施の形態と同様、所定のデータ分割処理により記録情報を第1分割記録情報及び第2分割記録情報に分割し、各分割記録情報を構成するバイナリデータ(すなわち値「0」又は「1」)に対応する記録信号をそれぞれ生成して、レーザダイオード51及び71へそれぞれ供給するようになされている。
これにより光ディスク装置220は、第1の実施の形態と同様、光ディスク200の記録層101内において目標トラックに対応する2箇所の位置、すなわち第1目標マーク位置PS1及び第2目標マーク位置PS2に対し、記録情報を分割した2系統の分割記録情報として、互いに独立した第1記録マークRM1及び第2記録マークRM2を同時に記録し得るようになされている。
(4−4−2)情報の再生
光ディスク装置220の制御部221(図6)は、光ディスク200から情報を再生する場合、情報の記録時と同様に、青色光ビームLb11を用いて対物レンズ36のフォーカス制御及びトラッキング制御(すなわち位置制御)を行わせる。
ここで情報光学系250(図17及び図18)は、第1の実施の形態における情報光学系50と同様、互いの焦点Fb1及びFb2を互いに異なる第1及び第2の目標マーク位置にそれぞれ合わせるよう、青色光ビームLb1及びLb2を同時に照射することにより、光ディスク200の記録層101内における第1目標マーク位置PS1及び第2目標マーク位置PS2から、第1記録マークRM1及び第2記録マークRM2の有無に応じて、それぞれ青色再生光ビームLb3及びLb4を同時に発生させる。
また情報光学系250は、第1の実施の形態と同様、フォトディテクタ63及び83により青色再生光ビームLb3及びLb4の光量をそれぞれ検出し、このとき検出した光量に応じて検出信号SD1及びSD2をそれぞれ生成し、これらを信号処理部23(図6)へ供給する。
このように光ピックアップ226は、いわゆる参照光としての青色光ビームLb1及びLb2を、光ディスク100の記録層101内における第1目標マーク位置PS1及び第2目標マーク位置PS2にそれぞれ合焦させることにより、第1記録マークRM1又は第2記録マークRM2が記録されていない場合に青色再生光ビームLb3及びLb4をそれぞれ発生させ、青光路3及び青光路4を介してフォトディテクタ63及び83によりそれぞれの光量を検出し、検出信号SD1及びSD2を生成し得るようになされている。
これにより光ディスク装置220では、第1の実施の形態と同様、光ディスク200の記録層101内の第1目標マーク位置PS1及び第2目標マーク位置PS2に第1記録マークRM1又は第2記録マークRM2が記録されているか否かに応じて、それぞれ情報として値「1」又は「0」のいずれが記録されているかを独立して認識することができる。
また制御部221は、光ディスク200に分割記録が行われていた場合、第1の実施の形態と同様、所定の情報統合処理によって2種類の再生情報を一つの再生情報に統合した上で外部機器(図示せず)へ送出するようになされている。この結果、光ディスク装置220は、第1の実施の形態と同様、青色再生光ビームLb3及びLb4によりそれぞれ通常の再生速度で再生するだけで、見かけ上、2倍の再生速度を得ることができる。
(4−5)動作及び効果
以上の構成において、第3の実施の形態における光ディスク装置220の制御部221(図6)は、光ディスク200に対して情報を記録する際、及び当該光ディスク200から情報を再生する際のいずれにおいても、光ピックアップ226の位置制御光学系230(図16)により青色光ビームLb11の焦点Fb11を光ディスク200の反射透過膜204(図14)における目標トラックに合焦させるよう、対物レンズ36のフォーカス制御及びトラッキング制御を行う。
さらに制御部221は、光ディスク200に対して情報を記録する際、第1の実施の形態と同様に、リレーレンズ58及び76の可動レンズ59及び77の位置をアクチュエータ59A及び77Aを介して相補的に制御し、2本の青色光ビームLb1及びLb2の焦点Fb1及びFb2を互いに異なる第1目標マーク位置PS1及び第2目標マーク位置PS2にそれぞれ合わせることにより(図14)、光ディスク200の記録層101内に第1記録マークRM1及び第2記録マークRM2を互いに独立して形成する。
一方、制御部221は、光ディスク200から情報を再生する際も、第1の実施の形態と同様に、リレーレンズ58及び76の可動レンズ59及び77の位置を互いに独立して制御し、2本の青色光ビームLb1及びLb2の焦点Fb1及びFb2を互いに異なる目標マーク位置にそれぞれ合わせることにより(図14)、第1記録マークRM1及び第2の記録マークRM2が記録されていなければ、それぞれ青色再生光ビームLb3及びLb4を発生させ、それぞれフォトディテクタ63及び83により検出する。
従って光ディスク装置220の制御部221は、第1の実施の形態と同様、情報の記録時および再生時の双方において、光ディスク200の目標トラックに対応し深さが互いに異なる2箇所の目標マーク位置に対して、互いに独立した2つの記録マークを同時に記録できると共に、当該2箇所の目標マーク位置から互いに独立した2系統の再生信号を得ることができる。
このとき制御部221は、第1の実施の形態と同様、情報の記録時に記録情報を第1分割記録情報及び第2分割記録情報に分割してそれぞれ第1目標マーク位置PS1及び第2目標マーク位置PS2に記録し、また情報の再生時に第1目標マーク位置PS1及び第2目標マーク位置PS2からそれぞれ得られた検出信号SD1及びSD2を統合し、2倍の再生速度でなる一つの再生信号を生成することにより、見かけ上、2倍の記録速度及び2倍の再生速度を得ることができる。
特に光ディスク装置220の光ピックアップ226(図15)は、第1の実施の形態における光ピックアップ26(図7)と比較して、赤色のレーザダイオード31等を省略することができるので、光ピックアップ226の構成を簡略化することができ、軽量化による光ピックアップ226のトラッキング方向移動時における応答性の向上や部品削減による低コスト化等を図ることができる。
以上の構成によれば、第3の実施の形態における光ディスク装置220の制御部221は、光ピックアップ226の位置制御光学系230により、青色光ビームLb11の焦点Fb11を光ディスク200の反射透過膜204における目標トラックに合焦させるよう対物レンズ36のフォーカス制御及びトラッキング制御を行い、光ディスク200に対して情報を記録する際、記録情報を分割し、各分割記録情報に基づいた青色光ビームLb1及びLb2の焦点Fb1及びFb2を互いに異なる第1目標マーク位置PS1及び第2目標マーク位置PS2にそれぞれ合わせて第1記録マークRM1及び第2記録マークRM2を互いに独立して形成し、光ディスク200から情報を再生する際、2本の青色光ビームLb1及びLb2の焦点Fb1及びFb2を互いに異なる第1目標マーク位置PS1及び第2目標マーク位置PS2にそれぞれ合わせ、第1記録マークRM1及び第2記録マークRM2の有無に応じて発生する青色再生光ビームLb3及びLb4を元に得られる再生信号を統合することにより、記録速度及び再生速度をいずれも高速化することができる。
(5)第4の実施の形態
(5−1)光ディスクの構成
第4の実施の形態においては、第3の実施の形態と同様、光ディスク200(図4及び図14)に対して情報を記録し、また記録された情報を再生するようになされているため、その説明は省略する。
(5−2)光ディスク装置の構成
次に、第4の実施の形態における光ディスク装置320について説明する。光ディスク装置320は、図6に示した光ディスク装置20と対応した構成を有しており、制御部21に対応する制御部321、光ピックアップ26に対応する光ピックアップ326を有している点が異なっているものの、他は同様に構成されている。
制御部321は、第3の実施の形態における制御部221と同様、図示しないCPUを中心に構成されており、図示しないROMから基本プログラムや情報記録プログラム等の各種プログラムを読み出し、これらを図示しないRAMに展開することにより、情報記録処理や情報再生処理等の各種処理を実行するようになされている。
この結果光ディスク装置320は、第1の実施の形態における光ディスク装置20と同様、制御部321によって光ピックアップ326を制御することにより、光ディスク200の記録層101における目標トラックに情報を記録し、また当該目標トラックから情報を再生するようになされている。
(5−3)光ピックアップの構成
次に、光ピックアップ326の構成を、図15との対応部分に同一符号を付した図19に模式的に示す。この光ピックアップ326は、光ピックアップ226と同様、多数の光学部品が設けられており、大きく分けて位置制御光学系330(図20)及び情報光学系350(図21及び図22)により構成されている。
(5−3−1)位置制御光学系の構成
図19と対応する図20において、第4の実施の形態における位置制御光学系330は、第3の実施の形態における光ピックアップ226の位置制御光学系230と比較して、偏光ビームスプリッタ231及び232に代えて無偏光ビームスプリッタ331が設けられている点が異なっているものの、他は同様に構成されている。
すなわちレーザダイオード71は、第3の実施の形態と同様に、制御部321(図6)の制御に基づいて発散光でなる青色光ビームLb0を射出し、コリメータレンズ72へ入射させる。コリメータレンズ72は、青色光ビームLb0を発散光から平行光に変換し、1/2波長板53へ入射させる。
青色光ビームLb0は、1/2波長板53によって偏光方向が所定角度回転されることにより、例えばp偏光成分が約50%、s偏光成分が約50%となされ、無偏光ビームスプリッタ331の面331Dに入射される。
無偏光ビームスプリッタ331は、反射透過面331Sにおいて青色光ビームLb0の一部(例えば約10%)を透過して青色光ビームLb11とし、これを面331Bから出射してミラー233により反射させた上で、無偏光ビームスプリッタ234の面234Cへ入射させる。
その後位置制御光学系330は、第3の実施の形態における位置制御光学系230の場合と同様に、青色反射光ビームLb11を光ディスク200の面200Aへ向けて照射する。このとき青色光ビームLb11は、図14に示したように、基板102を透過し反射透過膜204において所定の割合(例えば約10%)が反射され、青色光ビームLb11と反対方向へ向かう青色光ビームLb12となる。
青色光ビームLb12は、対物レンズ36により平行光に変換され、1/4波長板236へ入射される。1/4波長板236は、青色光ビームLb12を円偏光から直線偏光に変換し、無偏光ビームスプリッタ235の面235Aへ入射させる。
その後青色光ビームLb12は、無偏光ビームスプリッタ35及び無偏光ビームスプリッタ234を順次透過し、ミラー233により反射された後、無偏光ビームスプリッタ331の面331Bへ入射される。
無偏光ビームスプリッタ331は、反射透過面331Sにおいて青色光ビームLb12を所定の割合(例えば80%)で透過して面331Cから出射させ、集光レンズ237へ入射させる。集光レンズ237は、青色光ビームLb12を収束させ、シリンドリカルレンズ238により非点収差を持たせた上で当該青色光ビームLb12をフォトディテクタ239へ照射する。
フォトディテクタ239は、第3の実施の形態と同様に4種類の検出信号SDAc、SDBc、SDCc及びSDDcをそれぞれ生成し、これらを信号処理部23(図6)へ送出する。これに応じて信号処理部23は、第3の実施の形態と同様のフォーカスエラー信号SFEc及びトラッキングエラー信号STEcを生成する。駆動制御部22は、これらを基に当該青色光ビームLb11を当該反射透過膜204の目標トラックに合焦させるよう、対物レンズ36のフォーカス制御及びトラッキング制御を行うようになされている。
(5−3−2)情報光学系の構成
一方、第4の実施の形態における情報光学系350は、第3の実施の形態における情報光学系250(図17及び図18)と比較して、レーザダイオード51及びコリメータレンズ52等が省略され、レーザダイオード71から照射される1本の青色光ビームLb0を分配して2本の青色光ビームLb1及びLb2とする点が大きく異なるものの、他は同様に構成されている。
すなわち情報光学系350において、図19と対応する図21に示すように、無偏光ビームスプリッタ331は、反射透過面331Sにより、レーザダイオード71から出射されp偏光及びs偏光の比率が約50%ずつに調整された青色光ビームLb0を所定の割合(例えば約80%)で反射し、面331Aから出射させ偏光ビームスプリッタ332の面332Cへ入射させる。
偏光ビームスプリッタ332は、反射透過面332Sにより青色光ビームLb0のうちs偏光成分を透過して青色光ビームLb1とし、これを面332Aから出射しミラー92へ照射して反射させた上で、偏光ビームスプリッタ254の面254Dへ入射させる。
その後情報光学系350は、第3の実施の形態における情報光学系250と同様の青光路1を経由することにより、青色光ビームLb1の焦点Fb1を光ディスク200の記録層101内における第1目標マーク位置PS1に合焦させ、第1記録マークRM1を形成し得るようになされている。
また偏光ビームスプリッタ332は、図19と対応する図22に示すように、反射透過面332Sにおいて青色光ビームLb0のうちp偏光成分を透過して青色光ビームLb2とし、これを面332Bから偏光ビームスプリッタ274の面274Dへ入射させる。
その後情報光学系350は、第3の実施の形態における情報光学系250と同様の青光路2を経由することにより、青色光ビームLb2の焦点Fb2を光ディスク200の記録層101内における第2目標マーク位置PS2に合焦させ、第2記録マークRM2を形成し得るようになされている。
さらに情報光学系350は、青色再生光ビームLb3及びLb4についても、第3の実施の形態と同様に、青光路3及び青光路4を経由させ、フォトディテクタ63及び83においてそれぞれ検出することにより、検出信号SD1及びSD2を生成し得るようになされている。
(5−4)情報の記録及び再生
次に、光ディスク装置320が光ディスク200に情報を記録する場合、及び当該光ディスク200から情報を再生する場合について、それぞれ説明する。
(5−4−1)情報の記録
光ディスク装置320の制御部321(図6)は、光ディスク200に情報を記録する場合、上述したように、外部機器(図示せず)等から情報記録命令、記録情報及び記録アドレス情報を受け付けると、駆動命令及び記録アドレス情報を駆動制御部22へ供給すると共に、記録情報を信号処理部23へ供給する。
このとき駆動制御部22は、光ピックアップ326の位置制御光学系330により青色光ビームLb11を記録アドレス情報に対応した目標トラックに追従させるよう、対物レンズ36のフォーカス制御及びトラッキング制御(すなわち位置制御)を行う。
また制御部321は、リレーレンズ58及び76における可動レンズ59及び77の位置を調整することにより、青色光ビームLb1の焦点Fb1及び青色光ビームLb2の焦点Fb2を、いずれも目標トラックの裏側である第1目標マーク位置PS1及び第2目標マーク位置PS2にそれぞれ位置させることができる。
ここで制御部321は、第2の実施の形態と同様、互いに対応するマスタレイヤYS及びミラーレイヤYRに同一の情報を記録するミラーリング記録(図13)を行い得るようになされている。
この場合、光ピックアップ326は、第2の実施の形態における光ピックアップ126と同様、光ディスク200の記録層101内における第1目標マーク位置PS1及び第2目標マーク位置PS2に同一の情報を表す第1記録マークRM1及び第2記録マークRM2を形成することができる。
(5−4−2)情報の再生
一方、光ディスク装置320の制御部321(図6)は、光ディスク200から情報を再生する場合、第3の実施の形態における光ディスク装置220の場合と同様、青色光ビームLb11を記録アドレス情報に対応した目標トラックに追従させるよう、対物レンズ36のフォーカス制御及びトラッキング制御(すなわち位置制御)を行わせ、青色光ビームLb1の焦点Fb1及び青色光ビームLb2の焦点Fb2(図14)を、互いに異なる第1目標マーク位置PS1及び第2目標マーク位置PS2にそれぞれ合わせて照射する。
これにより制御部321は、光ディスク100の記録層101内における第1目標マーク位置PS1及び第2目標マーク位置PS2から、第1記録マークRM1及び第2記録マークRM2の有無に応じて、それぞれ青色再生光ビームLb3及びLb4を同時に発生させることができる。
制御部321は、光ディスク200にミラーリング記録が行われていた場合、第2の実施の形態と同様、青色光ビームLb1及びLb2の焦点Fb1及びFb2を互いに対応するマスタレイヤYS及びミラーレイヤYRにそれぞれ合わせて検出信号SD1及びSD2を生成し、所定の比較訂正処理により2種類の再生情報を比較し、必要に応じて所定のエラー訂正処理等を施すことにより最終的な再生情報を生成し、これを外部機器(図示せず)へ送出するようになされている。この場合、光ディスク装置320における再生速度は、通常通りの再生速度となる。
一方、制御部321は、光ディスク200に情報の分割記録が行われていた場合、青色光ビームLb1及びLb2の焦点Fb1及びFb2を互いに対応するマーク記録層にそれぞれ合わせて検出信号SD1及びSD2を生成し、第1の実施の形態と同様、所定の情報統合処理によって2種類の再生情報を一つの再生情報に統合した上で外部機器(図示せず)へ送出するようになされている。この結果、光ディスク装置320は、第1の実施の形態における光ディスク装置20と同様、青色再生光ビームLb3及びLb4によりそれぞれ通常の再生速度で再生するだけで、見かけ上、2倍の再生速度を得ることができる。
このように光ディスク装置320の制御部321は、光ピックアップ326により、青色光ビームLb1及びLb2の焦点Fb1及びFb2をそれぞれ第1目標マーク位置PS1及び第2目標マーク位置PS2に合わせて照射することにより、第1記録マークRM1及び第2記録マークRM2の有無に応じて発生する青色再生光ビームLb3及びLb4を検出して検出信号SD1及びSD2を生成し、これらを元に最終的な再生情報を出力し得るようになされている。
(5−5)動作及び効果
以上の構成において、第4の実施の形態における光ディスク装置320の制御部321(図6)は、光ディスク200に対して情報を記録する際、及び当該光ディスク200から情報を再生する際のいずれにおいても、第3の実施の形態と同様、光ピックアップ326の位置制御光学系330により青色光ビームLb11の焦点Fb11を光ディスク200の反射透過膜204(図14)における目標トラックに合焦させるよう、対物レンズ36のフォーカス制御及びトラッキング制御を行う。
さらに制御部321は、光ディスク100に対して情報を記録する際、第2の実施の形態と同様、青色光ビームLb0を分配してなる青色光ビームLb1及びLb2を用い、リレーレンズ58及び76の可動レンズ59および77の位置を制御して当該青色光ビームLb1及びLb2の焦点Fb1及びFb2を互いに異なるマスタレイヤYS及びミラーレイヤYRにそれぞれ合わせることにより(図5)、光ディスク200の記録層101内に互いに同一の情報を表す第1記録マークRM1及び第2記録マークRM2を形成する。
一方、制御部321は、ミラーリング記録された光ディスク200から情報を再生する際も、第2の実施の形態と同様、リレーレンズ58及び76の可動レンズ59及び77の位置をそれぞれ制御し、2本の青色光ビームLb1及びLb2の焦点Fb1及びFb2を互いに対応するマスタレイヤYS及びミラーレイヤYRにそれぞれ合わせることにより、第1記録マークRM1及び第2の記録マークRM2の有無に応じて発生する青色再生光ビームLb3及びLb4をそれぞれ検出して検出信号SD1及びSD2を生成し、所定の比較訂正処理により最終的な再生情報を生成する。
従って光ディスク装置320の制御部321は、光ディスク200から情報を再生する際、第1〜第3の実施の形態と同様、光ディスク200の目標トラックに対応し深さが互いに異なる2箇所の目標マーク位置から、互いに独立した2系統の再生信号を得ることができる。
一方光ディスク装置320の制御部321は、光ディスク200に対して情報を記録する際、第2の実施の形態と同様、光ディスク200の目標トラックに対応し深さが互いに異なるマスタレイヤYS及びミラーレイヤYRにおける2箇所の目標マーク位置に対して、同一の情報を表す記録マークRMを記録することができる。
このため制御部321は、光ディスク200の記録層101内おいて互いに対応するマスタレイヤYS及びミラーレイヤYRを用いて情報の冗長性を高めたミラーリング記録を行うことができ、再生情報の品質を高めることができる。
特に光ディスク装置320の光ピックアップ326(図19)は、第2の実施の形態における光ピックアップ126(図10)と比較して、赤色のレーザダイオード31等を省略することができるので、第3の実施の形態と同様、光ピックアップ326の構成を簡略化することができ、軽量化による光ピックアップ326のトラッキング方向移動時における応答性の向上や部品削減による低コスト化等を図ることができる。
以上の構成によれば、第4の実施の形態における光ディスク装置320の制御部321は、青色光ビームLb11の焦点Fb11を光ディスク200の反射透過膜204における目標トラックに合焦させるよう、対物レンズ36のフォーカス制御及びトラッキング制御を行い、光ディスク200に対して情報を記録する際、目標トラックからの深さが互いに異なるマスタレイヤYS及びミラーレイヤYRにおける2箇所の目標マーク位置に対して、互いに同一の情報を表す第1記録マークRM1及び第2記録マークRM2を形成するミラーリング記録を行い、情報を再生する際、青色光ビームLb1及びLb2の焦点Fb1及びFb2を互いに対応するマスタレイヤYS及びミラーレイヤYRにそれぞれ合わせることにより、第1記録マークRM1及び第2の記録マークRM2の有無に応じて発生する青色再生光ビームLb3及びLb4をそれぞれ検出して検出信号SD1及びSD2を生成し、所定の比較訂正処理により最終的な再生情報を生成することにより、再生情報の品質を高めることができ、また記録情報が分割記録されていた場合には、再生速度を高速化することもできる。
(6)他の実施の形態
なお上述した第1〜第4の実施の形態においては、光ディスク100及び200に対してフォーマットとして予めホログラムを全面に形成しておき、記録マークRMを記録して当該ホログラムを破壊することにより情報の記録を行うようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば図23(A)に示すように、一様な屈折率を持つフォトポリマでなる記録層に対して光ビームを集光することによりその屈折率又は反射率が変化して記録マークRMを形成し、図23(B)に示すように、光ビームの屈折率又は反射率の変化を基に記録マークRMの有無を検出し得る光ディスク等、1本の光ビームにより記録マークRMの記録及び再生を行い得るとともに記録層内に複数のマーク記録層を重ねて形成し得る種々の光ディスクを用いるようにしても良い。
この場合、光ディスクに照射する光ビームは、光ディスクの種類や記録方式等に合わせて適宜光量や照射時間等が調整されていれば良い。
また上述した第1〜第4の実施の形態においては、2系統の青光路を介して2本の青色再生光ビームLb3及びLb4を発生させ、このとき得られた2系統の再生信号を統合して2倍の再生速度でなる一つの再生信号を生成するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば3系統や4系統以上の青光路を設けるようにし、3本又は4本以上の青色再生光ビームを発生させて得られる3系統又は4系統以上の再生信号を統合して3倍や4倍以上の再生速度を得られるようにしても良い。
この場合、各青光路にリレーレンズを設けて光ディスク100又は200へ照射する青色光ビームLbの焦点Fbがそれぞれ異なる位置(深さ)となるように調整し得るようにし、またフォトディテクタの直前に設けたピンホール板により所望の青色再生光ビームのみの光量を検出し得るようにすれば良い。
さらに上述した第2及び第4の実施の形態においては、複数のマーク記録層に対して同一の情報を同時に記録するミラーリング記録を行うようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば上述した第1及び第3の実施の形態において青光路を3系統以上設け、各光路の青色光ビームごとに異なる情報を記録し得るようにした場合に、いわゆるRAID(Redundant Array of Inexpensive Discs)2〜5等における各ハードディスクドライブを各マーク記録層に対応させ、同時に記録する情報の一部をパリティとして記録するようにしても良い。
さらに上述した第2及び第4の実施の形態においては、ミラーリング記録を行った際、再生時にも青色光ビームLb1及びLb2の2系統の光ビームにより、第1目標マーク位置PS1及び第2目標マーク位置PS2から並行して青色再生光ビームLb3及びLb4を発生させリアルタイムで比較訂正処理を行って通常の再生速度で再生信号を生成するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば再生速度よりも優先して情報の再生精度を高めたい場合に、1系統の青色光ビームLb1のみを照射し得る構成の光ディスク装置において、マスタレイヤYS及びミラーレイヤYRから情報を順次読み出し比較訂正処理を行うようにしても良い。
さらに上述した第1及び第2の実施の形態においては、対物レンズ36の位置制御を行うための光ビーム(これを位置制御光ビームと呼ぶ)を波長約660[nm]の赤色光ビームとし、記録マークRMを形成するための光ビーム(これを記録光ビームと呼ぶ)を波長約405[nm]の青色光ビームとするようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、位置制御光ビーム及び記録光ビームをそれぞれ任意の波長としても良い。
この場合、反射透過膜104としては、位置制御光ビームをその波長に応じて反射し、記録光ビームをその波長に応じて透過する性質を有していればよい。また記録層101は、記録光ビームの波長に反応する材料であれば良い。
さらに上述した第3及び第4の実施の形態においては、位置制御光ビーム及び記録光ビームをいずれも波長約405[nm]の青色光ビームとするようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、位置制御光ビーム及び記録光ビームを任意の波長としても良い。
さらに上述した第1〜第4の実施の形態においては、リレーレンズ58及び76により、光ディスク100又は200内における目標マーク位置の深さ(すなわち反射透過膜104又は204からの距離)を調整するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば単一の集光レンズを移動させることにより当該目標マーク位置の深さを変更し、或いは対物レンズ36のフォーカス制御を行うことにより当該目標マーク位置の深さを変更するなど、他の手法により当該目標マーク位置の深さを変更するようにしても良い。
さらに上述した第1及び第2の実施の形態においては、赤色光ビームLr1と青色光ビームLb1との光軸を一致させるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えば赤色光ビームLr1と青色光ビームLb1との光軸を所定角度傾け、光ディスク100の100Aから見て目標トラックと目標マーク位置とを意図的に一致させない(すなわちオフセットを設ける)ようにしても良い。
さらに上述した第1〜第4の実施の形態においては、位置制御光学系30、90、230及び330において非点収差法によりフォーカスエラー信号を生成するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、例えばナイフエッジ法やフーコー法等の他の手法によってフォーカスエラー信号を生成するようにしても良い。
また位置制御光学系30、90、230及び330におけるトラッキングエラー信号の生成についても、プッシュプル法に限らず、3ビーム法や差動プッシュプル法等の他の手法により当該トラッキングエラー信号を生成するようにしても良い。
これらの場合、各エラー信号の生成手法に応じて、シリンドリカルレンズ38及び238に代えて回折格子等の光学素子が設けられれば良く、またフォトディテクタ39及び239については、各エラー信号の生成手法に対応した分割パターンで検出領域が分割されていれば良く、さらに信号処理部23は、各エラー信号の生成手法に対応した演算処理を行うことにより各エラー信号を生成すれば良い。
さらに上述した第1〜第4の実施の形態においては、液晶パネル57及び75により青色光ビームLb1及びLb2並びに青色再生光ビームLb3及びLb4の球面収差や光ディスク100の傾きに起因するコマ収差等を補正するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、リレーレンズレンズ等の他の種々の光学素子により球面収差や光ディスク100の傾きに起因するコマ収差等を補正するようにしても良い。
さらに上述した実施の形態においては、光ディスク100及び200の直径を約120[mm]、記録層101の厚さt1を約0.3[mm]、基板102及び103の厚さt2及びt3を約0.6[mm]とするようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、それぞれ他の値であっても良い。この場合、記録層101並びに基板102及び103の厚さと各材料の屈折率等を考慮した上で、青色光ビームLb1及びLb2の焦点が目標マーク位置に合わされるよう、各光学部品の光学特性や配置等が設定されていれば良い。
さらに上述した実施の形態においては、第1の焦点位置調整手段としてのリレーレンズ58及び制御部21と、第2の焦点位置調整手段としてのリレーレンズ76及び制御部21と、焦点制御手段及び記録制御手段としての制御部21とによって光ディスク装置としての光ディスク装置20とを構成する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、その他種々の回路構成でなる第1の焦点位置調整手段と、第2の焦点位置調整手段と、焦点制御手段記録制御手段とによって光ディスク装置を構成するようにしても良い。
さらに上述した実施の形態においては、第1の焦点位置調整手段としてのリレーレンズ58及び制御部21と、第2の焦点位置調整手段としてのリレーレンズ76及び制御部21と、焦点制御手段としての制御部21と、第1及び第2の検出手段としてのフォトディテクタ63及び83と、再生信号生成手段としての信号処理部23及び制御部21とによって光ディスク装置としての光ディスク装置20とを構成する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、その他種々の回路構成でなる第1の焦点位置調整手段と、第2の焦点位置調整手段と、焦点制御手段と、第1及び第2の検出手段と、再生信号生成手段とによって光ディスク装置を構成するようにしても良い。
20、120、220、320……光ディスク装置、21、121、221、321……制御部、22……駆動制御部、23……信号処理部、26、126、226、326……光ピックアップ、30、230、330……位置制御光学系、31、51、71……レーザダイオード、33、54、74、234、235、331……無偏光ビームスプリッタ、34……ダイクロックプリズム、35、91、231、232、254、274……偏光ビームスプリッタ、36……対物レンズ、36A……アクチュエータ、39、63、83、239……フォトディテクタ、50、90、250、350……情報光学系、57、75……液晶パネル、58、76……リレーレンズ、59、77……可動レンズ、62、82……ピンホール板、100、200……光ディスク、101……記録層、102、103……基板、104、204……反射透過膜、Lr1……赤色光ビーム、Lr2……赤色反射光ビーム、Lb0、Lb1、Lb2、Lb11、Lb12……青色光ビーム、Lb3、Lb4……青色再生光ビーム、Fr、Fb1、Fb2、Fb11……焦点、RM、RM1、RM2……記録マーク、PS1、PS2……目標マーク位置。