JP2009015990A - 光情報記録再生装置及び光ディスク - Google Patents

Abstract

【課題】所望のトラックに対して適切に情報を記録及び／又は再生できる光情報記録再生装置を提供する。
【解決手段】光ディスクの記録層における所定領域に、集光位置シフト量探索情報（エラーレイトを測定するための情報）が記録されているときに、集光位置シフト量探索情報を読み出して、読み出した集光位置シフト量探索情報に基づき、決定された第２の光束の集光位置を調整するので、集光位置シフト量探索情報と、基準位置情報とに基づいて、光ディスクに対して精度良く情報を記録／再生することが可能となる。
【選択図】図３

Description

本発明は、光ディスクの記録層において表面からの深さが異なる記録位置に対して情報の記録及び／又は再生を行える光情報記録再生装置及び光ディスクに関する。

記録層において、深さ方向の異なる位置に情報を記録できる光ディスクが開発されている（特許文献１参照）。これは、体積型記録媒体中に２本の対向する光を同一焦点へ集光させる事によって、回折限界サイズのマイクロリフレクタ（微小ホログラム）が形成されることを利用して、所望の深さ位置に情報を記録するものである。
齊藤公博、小林誠司、「マイクロリフレクタ方式３次元光ディスクの検討」、信学技報、ｖｏｌ．１０６，ｎｏ．２４８，ＣＰＭ２００６−８２，ｐｐ．１９−２３，２００６年９月

ところで、かかる光ディスクにおいては、第１のビームを光ディスクの基準層に集光することでトラック位置を検出し、第２のビームを光ディスクの記録層に集光することで情報の記録／再生を行っている。本来的には、第１の光ビームの集光位置に対して、第２の光ビームの集光位置は、情報を記録及び／又は再生すべき深さ位置に応じて光ディスクの軸線方向に所定の量だけシフトしていることが望ましい。ところが、情報の記録／再生を行う光情報記録再生装置には個体差があるために、第１のビームの集光位置と第２のビームの集光位置とが、光ディスクの軸線直交方向にずれていた場合、ずれた位置のトラックに対して誤って情報を記録／再生するという恐れがある。又、第ｎ層の記録層に対して情報の記録及び／又は再生を行う場合において、第１のビームの集光位置に対して第２のビームの集光位置が、光ディスクの軸線方向にずれているために、第（ｎ±１）層に対して誤って情報を記録／再生するという恐れもある。

本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、基準層と記録層とを有する光ディスクにおいて、適切に情報を記録及び／又は再生できる光情報記録再生装置及び光ディスクを提供することを目的とする。

本発明の光情報記録再生装置は、基準層と記録層とを有し、前記記録層において表面からの深さが異なる記録位置に情報を記録可能な光ディスクに対して情報の記録及び／又は再生を行える光情報記録再生装置において、
第１の光束と第２の光束とを出射する光源と、対物レンズと、光検出器とを有し、前記対物レンズが、前記光源から出射された第１の光束を前記基準層に集光させ、その反射光を前記光検出器で読み取ることで基準位置情報を検出し、これと並行して、前記対物レンズが、前記光源から出射された第２の光束を前記記録層のいずれかの深さ位置に集光させることにより情報の記録／再生が可能であり、
前記基準位置情報に基づいて、前記第２の光束の集光位置が決定され、
前記光ディスクの記録層における所定領域に、集光位置シフト量探索情報が記録されているときに、前記集光位置シフト量探索情報を読み出して、読み出した前記集光位置シフト量探索情報に基づき、決定された前記第２の光束の集光位置を調整することを特徴とする。

本発明によれば、前記光ディスクの記録層における所定領域に、集光位置シフト量探索情報が記録されているときに、前記集光位置シフト量探索情報を読み出して、読み出した前記集光位置シフト量探索情報に基づき、決定された前記第２の光束の集光位置を調整するので、前記集光位置シフト量探索情報と、前記基準位置情報とに基づいて、前記光ディスクに対して精度良く情報を記録／再生することが可能となる。「所定領域」は、光ディスクの最も内周側、最も外周側、中間位置などであると好ましい。

本発明の具体的な態様によれば、前記光ディスクの記録層における所定領域に、集光位置シフト量探索情報が記録されていない場合には、前記光情報記録再生装置が記憶している固有の集光位置シフト量探索情報を前記所定領域に記録するので、最初に光ディスクに情報を記録する場合、その記録を行う光情報記録再生装置が、集光位置シフト量探索情報を決めることができ、情報を記録したかかる光ディスクを別の光情報記録再生装置で再生等を行う際には、この記録された集光位置シフト量探索情報に基づいて第２の光束の集光位置を適切に定めることができる。

本発明の具体的な態様によれば、前記集光位置シフト量探索情報はエラーレイトを測定するための情報であり、前記光情報記録再生装置は、前記決定された第２の光束の集光位置を基準に、第２の光束の集光位置を前記光ディスクの軸線直交方向に所定量ずつシフトさせながら、前記エラーレイトを測定するための情報を読み出すことにより、最も精度良く情報の読み出しを行えるトラックシフト位置を選定し、選定されたトラックシフト位置と、前記基準位置情報に基づいて決定されたトラック基準位置との差に基づいて、前記第２の光束の集光位置を調整することで、精度良く情報の記録及び／又は再生を行える。尚、「エラーレイトを測定するための情報」の一例としては、規格等の取り決めで決められたデータであって、かかるデータが光ディスクに書き込まれている場合、これを実際に読み出したときに、本来の正しいデータとの差からエラー発生率を求めることができるものがある。たとえば、１０００バイトのデータ中、誤りが８バイトあれば、バイトエラーレイトが、８×１０^-3とする。具体的なデータとしては、ピットが一番細かく存在したり、ピットが連続で続く部分を含んでいたりするような、読み書き条件の厳しいデータを選ぶと好ましい。

本発明の具体的な態様によれば、前記集光位置シフト量探索情報はエラーレイトを測定するための情報であり、前記光情報記録再生装置は、前記決定された第２の光束の集光位置を基準に、第２の光束の集光位置を前記光ディスクの深さ方向に所定量ずつシフトさせながら、前記エラーレイトを測定するための情報を読み出すことにより、最も精度良く情報の読み出しを行えるフォーカスシフト位置を選定し、選定されたフォーカスシフト位置と、前記基準位置情報に基づいて決定されたフォーカス基準位置との差に基づいて、前記第２の光束の集光位置を調整することで、精度良く情報の記録及び／又は再生を行える。

本発明の具体的な態様によれば、前記集光位置シフト量探索情報は、予め決められた信号を含み、前記光情報記録再生装置は、前記決定された第２の光束の集光位置を基準に、第２の光束の集光位置を前記光ディスクの軸線直交方向に所定量ずつシフトさせながら、前記予め決められた信号を読み出すことにより、最も信号の強度が高くなるトラックシフト位置を選定し、選定されたトラックシフト位置と、前記基準位置情報に基づいて決定されたトラック基準位置との差に基づいて、前記第２の光束の集光位置を調整するので、精度良く情報の記録及び／又は再生を行える。

本発明の具体的な態様によれば、前記集光位置シフト量探索情報は、予め決められた信号を含み、前記光情報記録再生装置は、前記決定された第２の光束の集光位置を基準に、第２の光束の集光位置を前記光ディスクの深さ方向に所定量ずつシフトさせながら、前記予め決められた信号を読み出すことにより、最も信号の強度が高くなるフォーカスシフト位置を選定し、選定されたフォーカスシフト位置と、前記基準位置情報に基づいて決定されたフォーカス基準位置との差に基づいて、前記第２の光束の集光位置を調整するので、精度良く情報の記録及び／又は再生を行える。

本発明の具体的な態様によれば、前記集光位置シフト量探索情報は、光ディスクのセクタ毎に記録される。

本発明によれば、基準層と記録層とを有する光ディスクにおいて、所望のトラックに対して適切に情報を記録及び／又は再生できる光情報記録再生装置及び光ディスクを提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。尚、本実施の形態にかかる光情報記録再生装置ＰＵ１は、基準層と記録層とを有し、記録層において表面からの距離が異なる深さ位置に情報を記録可能な光ディスクＯＤに対して、情報の記録及び／又は再生を行うことが出来る。図１は、光情報記録再生装置ＰＵ１の概略構成を示す図である。図２は、記録時に光ディスクに集光される光束を模式的に示す図である。

光ディスクＯＤの記録層における所定の深さ位置Ｐ１に対して情報の記録／再生を行う場合には、第１リレーレンズＲＳ１と第２リレーレンズＲＳ２の光軸方向位置を所定位置とする。まず、半導体レーザＬＤから出射された光束は、ビームシェイパＢＳＨを通過し、コリメータＣＯＬを通過し、第１ビームスプリッタＢＳ１で２分される。

第１ビームスプリッタＢＳ１を通過した第１の光束（Ａ）は、ミラーＭで反射され、第２ビームスプリッタＢＳ２，第３ビームスプリッタＢＳ３を通過して、図２に点線で示すように、対物レンズＯＢＪより光ディスクＯＤの記録層ＲＬを透過して基準層ＳＬに対して集光される。基準層ＳＬから反射された光束（Ａ）は、第３ビームスプリッタＢＳ３，第２ビームスプリッタＢＳ２を通過し、ミラーＭで反射され、第１ビームスプリッタＢＳ１で反射されて、センサレンズＳＮ、シリンドリカルレンズＣＹを介して、サーボ光検出器ＳＰＤに受光される。これにより、トラッキング位置の検出（基準トラック情報の読み出し）を行うことができる。

一方、第１ビームスプリッタＢＳ１で反射された光束は、第１λ/２波長板をＨＷＰ１を通過し、偏光ビームスプリッタＰＢＳで２分される。偏光ビームスプリッタＰＢＳで反射された第２の光束（Ｂ）は、第２λ/２波長板ＨＷＰ２、シャッタＳＴ、第１λ／４波長板ＱＷＰ１、第１リレーレンズＲＳ１を通過し、第２ビームスプリッタＢＳ２で反射され、第３ビームスプリッタＢＳ３を通過し、図２に実線（Ｂ）で示すように、対物レンズＯＢＪより光ディスクＯＤの基準層ＳＬに向かい、そこで反射する。

これに対し、偏光ビームスプリッタＰＢＳを通過した第２の光束（Ｃ）は、サーボ光検出器ＳＰＤからの信号で駆動されトラッキング位置等を調整するためのガルバノミラーＧＶで反射され、第２λ／４波長板ＱＷＰ２、第２リレーレンズＲＳ２を通過し、第３ビームスプリッタＢＳ３で反射され、図２に実線（Ｃ）で示すように、対物レンズＯＢＪより光ディスクＯＤの基準層ＳＬに向かい、そこで反射する。このとき光束（Ｂ）と光束（Ｃ）とは、記録層ＲＬ中において、基準層ＳＬから所定の深さ方向の距離Δの位置Ｐで交差して干渉する。これにより深さ位置Ｐに、情報の記録を行うことができる。

尚、シャッタＳＴを閉じることで光ディスクＯＤに光束（Ｂ）が集光されないため、光束（Ｃ）と干渉が生じず記録が行われないので、情報の再生を行える。かかる場合、深さ位置Ｐに形成されたピットを通過した光束（Ｃ）は、第３ビームスプリッタＢＳ３で反射され、第２リレーレンズＲＳ２、第２λ／４波長板ＱＷＰ２を通過し、ガルバノミラーＧＶで反射され、偏光ビームスプリッタＰＢＳで反射されて、カップリングレンズＣＬを通過し、記録／再生用光検出器ＰＤに入射する。これにより、情報の記録／再生を行うことができる。記録中に、記録／再生用光検出器ＰＤで信号をピックアップすることで、記録信号のモニタ（ベリファイ）を行うこともできる。

光ディスクＯＤの記録層における深さ位置Ｐ１と異なる深さ位置Ｐ２に対して情報の記録／再生を行う場合には、第１リレーレンズＲＳ１と第２リレーレンズＲＳ２の光軸方向位置を変更する。これにより、光束の集光位置が変わるので、異なる深さ位置Ｐ２に情報を記録することができる。

ここで、図２に示すように、第１の光束（Ａ）の集光位置に対して、第２の光束（Ｂ）、（Ｃ）の集光位置が常に真上にあれば、誤ったトラックに対して情報の記録及び／又は再生を行う恐れは低い。又、第１の光束（Ａ）の集光位置に対して、第２の光束（Ｂ）、（Ｃ）が常に決められた距離だけ離れていれば、誤った記録層に対して情報の記録及び／又は再生を行う恐れは低い。しかしながら、光情報記録再生装置には必ず個体差が存在するので、無視できない個体差により、誤った記録位置に情報を記録及び／又は再生する恐れがある。本実施の形態によれば、かかる不具合を解消できる。

図３は、本実施の形態にかかる光情報記録再生装置の記録／再生シーケンスを示す図である。尚、一度記録した集光位置シフト量探索情報は、書き換えられないと望ましい。ここでは、集光位置シフト量探索情報はエラーレイトを測定するための情報そのものであるとするが、これに限られない。又、集光位置シフト量探索情報は、規格として光ディスクの所定領域に記録されるようにすると、光情報記録再生装置の互換性を確保でき望ましい。

光情報記録再生装置に光ディスクが装填され、不図示のＣＰＵから光情報記録再生装置に、例えば第Ｎトラックの第Ｍ層に対して情報を記録又は再生せよという命令があったとき、図３のシーケンスがスタートする。

図３のステップＳ１０１で、光情報記録再生装置は、まず第１の光束を、エラーレイトを測定するための情報が記録される光ディスクの所定領域における基準層に照射して、その基準位置情報を読み出す。読み出した基準位置情報に基づいて、トラック基準位置（エラーレイトを測定するための情報が記録されたトラックの中心位置座標）と、フォーカス基準位置（エラーレイトを測定するための情報が記録された記録層の深さ位置座標）とを求めることができる。これと並行して、光情報記録再生装置は、第２の光束を光ディスクの所定領域における記録層に照射して、集光位置シフト量探索情報であるエラーレイトを測定するための情報を読みにゆく。

ステップＳ１０２で、所定領域の記録層にエラーレイトを測定するための情報を発見したと判断すれば、光情報記録再生装置は、ステップＳ１０３で、そのままエラーレイトを測定するための情報を読み出す。このとき、求められたトラック基準位置を中心として、所定範囲（±１トラック間距離以内）で光ディスクの軸線直交方向両方向に複数ステップでスキャンしながらエラーレイトを測定するための情報を読み出すようにする。又、求められたフォーカス基準位置を中心として、所定範囲（±１記録層間距離以内）で光ディスクの深さ方向両方向に複数ステップでスキャンしながらエラーレイトを測定するための情報を読み出すようにする。

更に、ステップＳ１０４で、エラーレイトを測定するための情報を最も精度良く読み出せたトラック位置（トラックシフト位置という）を選定し、トラック基準位置からトラックシフト位置までのシフト量Δ１を決定する。

又、ステップＳ１０５で、エラーレイトを測定するための情報を電気的な信号値として捉え、最も信号強度が高くなるフォーカス位置（フォーカスシフト位置という）を選定し、フォーカス基準位置からフォーカスシフト位置までのシフト量Δ２を決定する。

ステップＳ１０６では、目標とする第Ｎトラックの第Ｍ層のトラック基準位置及びフォーカス基準位置に対して、光ディスクの軸線直交方向にシフト量Δ１だけシフトし、且つ光ディスクの深さ方向にシフト量Δ２だけシフトした位置に、第２の光束を集光させる。その後、ステップＳ１０７で情報の記録及び／又は再生を行う。光ディスクの軸線直交方向への第２の光束のシフトは、リレー光学系ＲＳ１，ＲＳ２を光軸直交方向に動かすことで行っても良いし、対物レンズＯＢＪ毎、光ディスクの軸線直交方向にシフトしても良い。後者の場合には、第１の光束の集光位置が基準層の最適位置からずれる恐れがあるが、第１の光束は基準位置情報の読み出しに用いるものであり、多少集光位置がずれても読み出しに支障はない。これに対し、光ディスクの軸線直交方向への第２の光束のシフトは、リレー光学系ＲＳ１，ＲＳ２を光軸方向に動かすことで行える。

一方、ステップＳ１０２で、エラーレイトを測定するための情報を発見しなかったと判断すれば、光情報記録再生装置は、ステップＳ１０８で、装置固有のエラーレイトを測定するための情報を書き込み、ステップＳ１０６で、目標とする第Ｎトラックの第Ｍ層の基準位置に対して、シフトすることなく第２の光束を集光させる。このとき書き込まれたエラーレイトを測定するための情報は、この光ディスクを他の光情報記録再生装置にセットした際に、上述のごとく読み出されて利用されることとなる。

本実施の形態によれば、光ディスクの記録層における所定領域に、集光位置シフト量探索情報（エラーレイトを測定するための情報）が記録されているときに、集光位置シフト量探索情報を読み出して、読み出した集光位置シフト量探索情報に基づき、決定された第２の光束の集光位置を調整するので、集光位置シフト量探索情報と、基準位置情報とに基づいて、光ディスクに対して精度良く情報を記録／再生することが可能となる。

尚、光ディスクの製造時に、基礎情報（記録可能な最大層数、書き込み必要パワー、材質）等を記録層のいずれかに書き込んでおけば、光情報記録再生装置に装填されたときに、かかる基礎情報を読み込むことで、最適な情報の記録及び／又は再生を行うことができる。又、求められたトラック基準位置を中心として、所定範囲で光ディスクの光軸直交方向方向に複数ステップでスキャンしながらエラーレイトを測定するための情報を読み出して、最も信号強度が高くなる位置をトラックシフト位置として選定しても良い。或いは、求められたフォーカス基準位置を中心として、所定範囲で光ディスクの深さ方向両方向に複数ステップでスキャンしながらエラーレイトを測定するための情報を読み出して、最も読み出し精度が高くなる位置をフォーカスシフト位置として選定しても良い。

以上、本発明を実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。集光位置シフト量探索情報はエラーレイトを測定するための情報に限られず、光ディスクの製造時に記録されても良い。

光情報記録再生装置ＰＵ１の構成を概略的に示す図である。 記録時に光ディスクに集光される光束を模式的に示す図である。 本実施の形態にかかる光情報記録再生装置の記録／再生シーケンスを示す図である。

符号の説明

ＢＳ１ 第１ビームスプリッタ
ＢＳ２ 第２ビームスプリッタ
ＢＳ３ 第３ビームスプリッタ
ＢＳＨ ビームシェイパ
ＣＬ カップリングレンズ
ＣＯＬ コリメータ
ＣＹ シリンドリカルレンズ
ＧＶ ガルバノミラー
ＨＷＰ１ 第１λ／２波長板
ＨＷＰ２ 第２λ／２波長板
ＬＤ 半導体レーザ
Ｍ ミラー
ＯＢＪ 対物レンズ
ＯＤ 光ディスク
ＰＢＳ 偏光ビームスプリッタ
ＰＤ 記録／再生用光検出器
ＰＵ１ 光情報記録再生装置
ＱＷＰ１ 第１λ／４波長板
ＱＷＰ２ 第２λ／４波長板
ＲＬ 記録層
ＲＳ１ 第１リレーレンズ
ＲＳ２ 第２リレーレンズ
ＳＬ 基準層
ＳＮ センサレンズ
ＳＰＤ サーボ光検出器
ＳＴ シャッタ

Claims (10)

1. 基準層と記録層とを有し、前記記録層において表面からの深さが異なる記録位置に情報を記録可能な光ディスクに対して情報の記録及び／又は再生を行える光情報記録再生装置において、
   第１の光束と第２の光束とを出射する光源と、対物レンズと、光検出器とを有し、前記対物レンズが、前記光源から出射された第１の光束を前記基準層に集光させ、その反射光を前記光検出器で読み取ることで基準位置情報を検出し、これと並行して、前記対物レンズが、前記光源から出射された第２の光束を前記記録層のいずれかの深さ位置に集光させることにより情報の記録／再生が可能であり、
   前記基準位置情報に基づいて、前記第２の光束の集光位置が決定され、
   前記光ディスクの記録層における所定領域に、集光位置シフト量探索情報が記録されているときに、前記集光位置シフト量探索情報を読み出して、読み出した前記集光位置シフト量探索情報に基づき、決定された前記第２の光束の集光位置を調整することを特徴とする光情報記録再生装置。
2. 前記光ディスクの記録層における所定領域に、集光位置シフト量探索情報が記録されていない場合には、前記光情報記録再生装置が記憶している固有の集光位置シフト量探索情報を前記所定領域に記録することを特徴とする請求項１に記載の光情報記録再生装置。
3. 前記集光位置シフト量探索情報はエラーレイトを測定するための情報であることを特徴とする請求項１又は２に記載の光情報記録再生装置。
4. 前記光情報記録再生装置は、前記決定された第２の光束の集光位置を基準に、第２の光束の集光位置を前記光ディスクの軸線直交方向に所定量ずつシフトさせながら、前記エラーレイトを測定するための情報を読み出すことにより、最も精度良く情報の読み出しを行えるトラックシフト位置を選定し、選定されたトラックシフト位置と、前記基準位置情報に基づいて決定されたトラック基準位置との差に基づいて、前記第２の光束の集光位置を調整することを特徴とする請求項３に記載の光情報記録再生装置。
5. 前記光情報記録再生装置は、前記決定された第２の光束の集光位置を基準に、第２の光束の集光位置を前記光ディスクの深さ方向に所定量ずつシフトさせながら、前記エラーレイトを測定するための情報を読み出すことにより、最も精度良く情報の読み出しを行えるフォーカスシフト位置を選定し、選定されたフォーカスシフト位置と、前記基準位置情報に基づいて決定されたフォーカス基準位置との差に基づいて、前記第２の光束の集光位置を調整することを特徴とする請求項３に記載の光情報記録再生装置。
6. 前記集光位置シフト量探索情報は、予め決められた信号を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光情報記録再生装置。
7. 前記光情報記録再生装置は、前記決定された第２の光束の集光位置を基準に、第２の光束の集光位置を前記光ディスクの軸線直交方向に所定量ずつシフトさせながら、前記予め決められた信号を読み出すことにより、最も信号の強度が高くなるトラックシフト位置を選定し、選定されたトラックシフト位置と、前記基準位置情報に基づいて決定されたトラック基準位置との差に基づいて、前記第２の光束の集光位置を調整することを特徴とする請求項６に記載の光情報記録再生装置。
8. 前記光情報記録再生装置は、前記決定された第２の光束の集光位置を基準に、第２の光束の集光位置を前記光ディスクの深さ方向に所定量ずつシフトさせながら、前記予め決められた信号を読み出すことにより、最も信号の強度が高くなるフォーカスシフト位置を選定し、選定されたフォーカスシフト位置と、前記基準位置情報に基づいて決定されたフォーカス基準位置との差に基づいて、前記第２の光束の集光位置を調整することを特徴とする請求項６に記載の光情報記録再生装置。
9. 前記集光位置シフト量探索情報は、光ディスクのセクタ毎に記録されることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の光情報記録再生装置。
10. 請求項１に記載の光情報記録再生装置に用いる光ディスクであって、所定の領域に集光位置シフト量探索情報を記録していることを特徴とする光ディスク。

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