JP2010097651A - 光ピックアップ装置及び記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】ホログラフィを用いて記録媒体に対して適切に情報の記録／再生を行える光ピックアップ装置及び記録媒体を提供する。
【解決手段】対物レンズＯＢＪをトラッキング方向に位置決めしたまま、第１半導体レーザＬＤ１から出射された波長λ１の光束を、対物レンズＯＢＪを介して記録層ＲＬに集光スポットを形成することにより、情報の記録を行うので、トラックの幅方向に離れたピットＰＴ１の間隔で、即ちガイド層ＧＬのトラック間隔ＴＰより狭い間隔で、トラックに沿って記録層ＲＬに集光スポットを並べて形成でき、それにより適切な情報の記録/再生を可能とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、光ピックアップ装置に関し、特にホログラフィを利用して情報が記録される記録媒体に対して情報を記録し、情報が記録されている記録媒体からの情報の再生を行う光ピックアップ装置に関する。

近年、高密度の情報を記録再生可能な光ピックアップ装置として、特許文献１、２のようなホログラフィの原理を用いたものが提案されている。かかる光ピックアップ装置において、記録の動作は以下のようにおこなわれる。空間光変調器(SLM:Spatial Light Modulator)により記録データに応じて変調された情報光と、所定の参照光とを同一光源からのレーザ光によって生成し、これらをホログラム記録媒体に照射して、ホログラム記録媒体中で信号光と情報光とを干渉させてホログラム（回折縞）を形成する。このようにして、ホログラム記録媒体に記録データがホログラムとして記録される。ここで記録される１のホログラムには、極めて大容量の情報が含まれ、この１のホログラムは１ページと称され、記録データは１ページ毎に特定され管理される（非特許文献１参照）。

また、かかる光ピックアップ装置では、記録済みのホログラム記録媒体からの再生の動作は以下のようにおこなわれる。上述した記録データに応じ形成されたホログラムに所定の参照光を照射することで再生光（回折光）を発生させる。この再生光は１ページ分の記録データを含んでいるので、再生光を２次元配列された受光素子で受光し、信号処理を施して記録データを再生できる。

なお、上述した情報光と参照光との発生および再生光の受光は、光学素子を組み合わせて構成した光学部でおこなわれる。光学部における光路設計のひとつの方式としては、信号光と参照光とを同軸状に配置して、これらの光ビームが通過する光路を共通とする、所謂コアキシャル方式の光ピックアップ装置が知られている。
特開２００８−６５９３２号公報 特開２００３−１７８４８４号公報 Ｓｔａｎｄａｒｄ ECMA−３７７

ところで、特許文献１に示すようなコアキシャル方式の光ピックアップ装置において、例えば青色レーザ光と赤色レーザ光のように、異なる波長の光束を用いて情報の記録／再生を行う、いわゆる２波長方式のものがある。かかる方式においては、青色レーザ光を記録・再生のために用い、赤色レーザ光をトラッキング調整のために用いている。トラッキング調整は、記録媒体の記録層に重ねたガイド層におけるトラックに沿って形成されたピット又はグルーブに対し、赤色レーザ光を照射して、その反射光を光検出器で検出することにより行っている。

ここで、全ての光ピックアップ装置において、トラッキング用の赤色レーザ光と情報記録用の青色レーザ光との集光位置のズレ量が一定（好ましくはゼロ）であれば、いずれかの光ピックアップ装置で記録した記録媒体に対し、別の光ピックアップ装置で記録媒体の情報を読み出すことは可能である。ところが、光ピックアップ装置において装置間バラツキは必ず存在するため、トラッキング用の赤色レーザ光と情報記録用の青色レーザ光との集光位置のズレ量が異なると、いずれかの光ピックアップ装置で記録した記録媒体を別の光ピックアップ装置で再生する際に、トラッキング制御を行っても情報の記録位置に青色レーザ光が照射されず、読み取りエラーを生じさせる恐れがある。これに対し、トラック間隔を狭めれば読み取りエラーを抑制できるという考えもある。しかしながら、波長の長い赤色レーザ光は集光スポット径が比較的大きいため、トラック間隔を狭めると隣接するトラック間にまたがってしまい、トラッキング制御が不可能になる恐れがある。又、レーザ位置調整装置を設けて、青色レーザ光の照射位置を調整することもできるが、構成が複雑となりコストを増大させる恐れがある。

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、ホログラフィを用いて記録媒体に対して適切に情報の記録／再生を行える光ピックアップ装置及び記録媒体を提供することを目的とする。

請求項１に記載の光ピックアップ装置は、波長λ１の第１光束を出射する第１の光源と、波長λ２（λ１≠λ２）の第２光束を出射する第２の光源と、前記第１の光源からの第１光束の一部を情報光に変換する空間光変調素子と、前記第１光束の残りを参照光として前記情報光と共に前記記録媒体の記録層に集光させ、且つ前記第２光束を前記記録媒体のガイド層に集光する対物レンズと、前記対物レンズを少なくともトラッキング方向に駆動するアクチュエータと、前記アクチュエータの制御回路と、前記記録媒体の記録層からの前記第１光束を受光する画像受光素子と、前記記録媒体のガイド層からの前記第２光束を受光する光検出器とを備え、前記参照光と前記情報光とを干渉させて前記記録媒体の記録層に情報を記録し、また前記参照光を前記記録媒体の記録層に照射し、該記録媒体から出射する前記第１光束を前記画像受光素子に導き情報の再生を行う、コアキシャル方式を用いた光ピックアップ装置において、
前記記録媒体において前記記録層に重ねられてなる前記ガイド層は、同心円状又は螺旋状に設けられたトラックに沿ってトラック幅間隔より小さい間隔で幅方向にずらして複数のピット又はグルーブを形成しており、
前記制御回路は、前記第２の光源から前記対物レンズを介して前記ガイド層に集光させた前記第２光束の反射光を前記光検出器で検出することにより、前記ガイド層における複数のピット又はグルーブの１つを選択し、この選択したピット又はグルーブに基づいて、前記アクチュエータを駆動することにより前記対物レンズをトラッキング方向に位置決め固定し、
前記対物レンズをトラッキング方向に位置決め固定したまま、前記第１の光源から出射された前記情報光と前記参照光を、前記対物レンズを介して前記記録層に集光させることにより、情報の記録を行うことを特徴とする。

本発明によれば、前記対物レンズをトラッキング方向に位置決め固定したまま、前記第１の光源から出射された前記情報光と前記参照光を、前記対物レンズを介して前記記録層に集光スポットを形成することにより、情報の記録を行うので、トラックの幅方向に離れた前記ピット又はグルーブの間隔で、即ち前記ガイド層のトラック間隔より狭い間隔で、前記トラックに沿って前記記録層に集光スポットを精度良く並べて形成でき、それにより装置間バラツキが生じた場合でも情報の再生を可能とするのである。

請求項２に記載の光ピックアップ装置は、請求項１に記載の発明において、前記ガイド層において、１つのトラックは、２以上の同一数のセクタからなるセクタグループを複数個含み、各セクタグループにおいて、同一の番目のセクタは、基準トラックラインに対して同じ間隔で幅方向にずれたピット又はグルーブを有しており、セクタグループにおけるｍ番目のセクタ中のピット又はグルーブに基づいて前記対物レンズをトラッキング方向に位置決め制御して、１トラック分の情報の記録を行った後、（ｍ＋１）番目のセクタ中のピット又はグルーブに基づいて前記対物レンズをトラッキング方向に位置決め制御して、更に１トラック分の情報の記録を行うことを特徴とする。

請求項３に記載の光ピックアップ装置は、請求項１又は２に記載の発明において、前記情報光と前記参照光が、前記対物レンズを介して前記記録層に集光される際に、トラック方向において、先行する集光位置と、それに後行する集光位置とが半径方向に並ばないようにすることを特徴とする。

請求項４に記載の記録媒体は、請求項１〜３のいずれかに記載の光ピックアップ装置に用いる記録媒体において、記録層と、該記録層に重ねられ、同心円状又は螺旋状に設けられたトラックに沿って幅方向にずらして複数のピット又はグルーブを形成したガイド層とを有することを特徴とする。

本発明によれば、ホログラフィを用いて記録媒体に対して適切に情報の記録／再生を行える光ピックアップ装置及び記録媒体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ピックアップ装置ＰＵ１は、光ディスクドライブ装置に組み込むことが可能である。図１は、光ピックアップ装置ＰＵ１の概略構成を示す図である。回転するホログラム用の記録媒体ＨＬＤは、保護層ＰＬと、情報を記録可能な記録層ＲＬと、単一のガイド層ＧＬとを、この順序で厚さ方向に重ねてなる。

図２は、最も深い位置のガイド層ＧＬに形成されたトラックとサーボセクタとの関係を概略的に示す図であるが、理解を容易とすべくトラックラインを直線で描いている。並行して延在するトラックＮ〜Ｎ＋４において、それぞれ第１サーボセクタから第４サーボセクタが周期的に設けられている。図３に示すように、１つのサーボセクタは、３つのサンプルピットと、クロック抽出用のモノトーンと、同期をとるためのヘッダと、アドレスデータとを有している。サンプルピットは、図６に示すように、記録媒体の回転方向において、最も先行する第１ピットＰＴ１と、それに間隔Δ１で続く第２ピットＰＴ２と、それに間隔Δ２（Δ１＞Δ２）で続き最も後行する第３ピットＰＴ３からなり、第２ピットＰＴ２は第１ピットＰＴ１に対して進行方向右側に、トラック間隔ＴＰの１／４の間隔でシフトしており、また第３ピットＰＴ３は第１ピットＰＴ１に対して進行方向左側に、トラック間隔ＴＰの１／４の間隔でシフトしている。モノトーンと、ヘッダと、アドレスデータは、第１ピットＰＴ１を通過するライン上に位置する。尚、以上はサーボセクタの一例であって、これに限られることはない。

図４は、４つのサーボセクタからなる１つのサーボセクタグループを示す図であり、図５は、サーボセクタグループからなるトラックフォーマットを示す図である。第２〜第４サーボセクタの第１ピットＰＴ１は、先行するサーボセクタの第１ピットＰＴ１に対し、トラック間隔ＴＰ（１．６μｍ）の１／４の間隔で順次シフトしており、第１サーボセクタの第１ピットＰＴ１は、先行する第４サーボセクタの第１ピットＰＴ１に対し、トラック間隔ＴＰの３／４逆側にシフトしている。各サーボセクタは、トラック幅方向に隣接するサーボセクタに対しトラック間隔ＴＰを維持しながら螺旋状に配置される。尚、本実施の形態では、第１サーボセクタの第１ピットＰＴ１を全て結んだライン（基準トラックラインとする）が完全な螺旋状（又は同心円状）となっており、第２〜第４サーボセクタは、それに対してトラック幅方向（即ち基準トラックラインに対して直交する方向）に上述の間隔で平行にずれているものとする。

ここで、サンプルホールド回路によるサンプルピットの検出方法について説明する。記録媒体の回転方向に集光スポットＳＰを走査してゆくと、反射率が高いピットを通過したときに、光検出器よりパルス状の信号が出力される。例えば、集光スポットＳＰが第１ピットＳＰ１を含むライン上を通過すると、第１ピットＳＰ１通過時の反射光量は大きくなるが、ラインからずれた第２ピットＳＰ２，第３ピットＳＰ３通過時の反射量は小さい。よって、図６（ａ）に示すように、最初に大きなパルスＰＬ１（第１ピットＰＴ１に対応）が生じ、その後間隔をおいて小さなパルスＰＬ２，ＰＬ３（第２ピットＰＴ２，第３ピットＰＴ３に対応）が続いて生じることとなる。

これに対し、集光スポットＳＰが第２ピットＰＴ２を含むライン上を通過すると、図６（ｂ）に示すように、最初に中程度のパルスＰＬ１（第１ピットＰＴ１に対応）が生じ、その後間隔をおいて大きなパルスＰＬ２（第２ピットＰＴ２に対応）が生じ、続いて小さなパルスＰＬ３（第３ピットＰＴ３に対応）が生じることとなる。

更に、集光スポットＳＰが第３ピットＰＴ３を含むライン上を通過すると、図６（ｃ）に示すように、最初に中程度のパルスＰＬ１（第１ピットＰＴ１に対応）が生じ、その後間隔をおいて小さなパルスＰＬ２（第２ピットＰＴ２に対応）が生じ、続いて大きなパルスＰＬ３（第３ピットＰＴ３に対応）が生じることとなる。従って、集光スポットＳＰと、第１ピットＰＴ１とのトラッキング方向のズレは、パルスＰＬ２，ＰＬ３が等しい高さとなるように、対物レンズをトラッキング調整して集光スポットＳＰの位置を調整することで排除できる。以上、明らかであるが、トラッキングサーボをかけるには、サンプルピットの第１ピットＰＴ１のみならず、第２ピットＰＴ２及び第３ピットＰＴ３が必要になる。第２ピットＰＴ２及び第３ピットＰＴ３を通過しているときの出力信号（ＰＬ２，ＰＬ３）の最大値が同じになるようにサーボをかけることで、第１ピットＰＴ１を含むラインに沿ってトラッキング方向の位置決めを行える。

より具体的に、対物レンズのトラッキング調整について説明する。図１に示す光ピックアップ装置ＰＵ１において、制御回路ＣＯＮＴがレーザ駆動回路ＬＤＲ２を制御して第２半導体レーザＬＤ２を発光させると、第２半導体レーザＬＤ２から射出された発散光束（λ２＝７８０ｎｍ）は、第２偏光ビームスプリッタＰＢＳ２，第２コリメータＣＬ２を通過し、ダイクロイックプリズムＤＰで反射され、更に立ち上げミラーＭで反射されて、λ／４波長板ＱＷＰを通過し、対物レンズＯＢＪに入射した後、記録媒体ＨＬＤの保護基板（記録層ＲＬを含む）を介してガイド層ＧＬ上に形成されるスポットＳＰとなる（図６参照）。

ガイド層ＧＬでピットにより変調された反射光束は、再び対物レンズＯＢＪ、λ／４波長板ＱＷＰを通過し、立ち上げミラーＭで反射され、更にダイクロイックプリズムＤＰで反射され、第２コリメータＣＬ２を通過し、第２偏光ビームスプリッタＰＢＳ２で反射されて、第２センサレンズＳＬ２を介して第２光検出器ＰＤ２に入射する。

ここでは、ピットからの波長λ２の反射光を用いてフォーカスエラー信号とトラッキングエラー信号を生成する。第２光検出器ＰＤ２からの信号は、フォーカスエラー検出回路ＦＤに入力されて、公知の非点収差法などを用いてフォーカスエラー信号が生成され、これに基づきサーボ部ＳＶＲ、フォーカス駆動回路ＦＤＲを介して２軸アクチュエータＡＣ２が駆動制御され、波長λ２の光束に対する対物レンズＯＢＪのフォーカシング制御が行われる。一方、光検出器ＰＤ２からの信号は、サンプルホールド回路ＳＨ（サンプルピットに基づく出力信号の最大値をホールドする）に入力され、上述したようにサンプルピットからの信号に基づきトラッキングエラー信号を生成されて、トラッキングエラー検出回路ＴＥＤを介して、サーボ部ＳＶＲに入力される。サーボ部ＳＶＲは、生成されたトラッキングエラー信号に基づいて、トラッキング駆動回路ＴＥＤを制御し、２軸アクチュエータＡＣ２を用いて、対物レンズＯＢＪをトラッキング方向に制御する。

ここで、波長λ２の集光スポットＳＰの位置に、Ｎ番目のトラックの第１サーボセクタが来たものとすると、制御回路ＣＯＮＴが、第１サーボセクタのサンプルピットを読み取りこれを選択することにより、２軸アクチュエータＡＣ２を用いて、対物レンズＯＢＪを、第１サーボセクタのサンプルピットに基づいてトラッキング方向に位置決め固定する。かかる固定は、２軸アクチュエータＡＣ２のトラッキングコイルに同じ電流を流し続けることで行われる。かかる場合、制御回路ＣＯＮＴは、アドレス処理部ＡＤＰを介してアドレスデータを検出できるが、第１サーボセクタのアドレスデータは、第１ピットＰＴ１と同様にＮ番目のトラック上にあるので問題なく読み出すことができる。

次に、記録層ＲＬに対して情報の記録を行う場合には、制御回路ＣＯＮＴの制御に基づき、データ信号処理部ＳＰＲ１から記録すべき情報がＳＬＭ駆動回路ＳＤＲに入力され、空間光変調素子ＳＬＭを駆動制御する。

空間光変調素子ＳＬＭは透過型液晶であって、この透過型液晶を構成する２次元に配列された微小な液晶素子の各々が、光ビームを透過するか透過しないかがＳＬＭ駆動回路ＳＤＲによって制御される。また、この空間光変調素子ＳＬＭは、図示していないがドーナツ状の参照光領域と、その内側の円形状の情報光領域との２領域を有している。参照光領域に属する液晶素子の各々は、ＳＬＭ駆動回路ＳＤＲの記憶領域、例えば、ＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリー）に記憶された「１」と「０」との組み合わせによって表現される所定の参照光パターンに応じて、「１」の場合には透過状態に、「０」の場合には非透過状態に維持される。

同様に、情報光領域に属する液晶素子の各々は、ＳＬＭ駆動回路ＳＤＲから出力される「１」と「０」との組み合わせによって表現されるページを単位とする記録データに応じて、「１」の場合には透過状態に、「０」の場合には非透過状態に維持される。ここで、記録データは、ブロックコードである変調記録データとして符号化されており、例えば、変調記録データの１ブロックは、４行４列の１６個の液晶素子の領域に対応させられており、１６個の内の３個が透過状態となる１６：３符号が用いられている。尚、記録データ中の制御領域には、記録時に用いた基準となる（第１サーボセクタと重なる）トラック番号と、記録時に用いたサーボセクタ番号（１〜４）と、同一トラックライン上におけるサーボセクタの続き番号の情報（１，２，３，・・・）とを含むものとする。それ以外の領域には、例えばＴＯＣ情報等を記録してもかまわない。

記録時には、上述したトラッキング制御を行いながら、制御回路ＣＯＮＴが、レーザ駆動回路ＬＤＲ１を制御して第１半導体レーザＬＤ１を発光させる。第１半導体レーザＬＤ１から射出された発散光束（λ１＝４０５ｎｍ）は、第１コリメータＣＬ１で平行光束に変換され，エキスパンダーＥＸＰ、ビームシェイパーＢＰＳを通過し、また空間光変調素子ＳＬＭを通過することで記録すべき情報に対応した２次元変調を施され同軸の参照光と情報光となり、更に第１偏光ビームスプリッタＰＢＳ１、レンズＬ１，ピンホールＰ１、レンズＬ２、ダイクロイックプリズムＤＰを通過し、立ち上げミラーＭで反射され、λ／４波長板ＱＷＰを通過し、対物レンズＯＢＪに入射した後、記録媒体ＨＬＤの保護層ＰＬを介して記録層ＲＬ上に集光され、ここで参照光と信号光とは干渉して干渉縞（図７，８に示すホログラムＨＰ）を発生させる。これにより情報の記録を行うことができる。

ここで、「ホロピッチ」を、隣接しあうホログラムが正常に記録再生できる最低の距離としたときに、半径方向の最小ホロピッチをＨＰＲ、周方向の最小ホロピッチをＨＰＴとする。又、２次元情報を含むスポットにおけるシフトマージン（中心からシフトした際に情報を読み取ることができる最大シフト量）は、±０．２５μｍとする。

尚、対物レンズＯＢＪのトラッキング方向の位置決めは、上述したように固定されたままである。以上により、次のサーボセクタグループ内の第１サーボセクタに到達するまで、Ｎ番目のトラックＴＲ上に精度良く情報を記録することができる。波長λ２の集光スポットＳＰの位置に次の第１サーボセクタが来たときは、そのサンプルピットで同様にトラッキング制御（微調整）をかける。以上を繰り返すことにより、Ｎ番目のトラックＴＲ上に、続けて情報の記録を行えるようにサーボをかけ続けることができる。Ｎ番目のトラックＴＲ上での情報の記録が完了したら、次は第２サーボセクタを利用して、Ｎ番目のトラックＴＲに対して＋ＴＰ／４ずれた位置に情報の記録を行う。

第２サーボセクタを利用してサーボをかける場合について説明する。第１サーボセクタを利用した情報の記録の後、波長λ２の集光スポットＳＰの位置に第２サーボセクタが来たときは、制御回路ＣＯＮＴが、第２光検出器ＰＤ２の信号に基づいて第２サーボセクタのサンプルピットを選択することにより、対物レンズＯＢＪを、第２サーボセクタのサンプルピットの位置に従い、＋ＴＰ／４だけシフトするようにトラッキング方向に位置決め固定する。これにより、次のサーボセクタグループ内の第２サーボセクタに到達するまで対物レンズＯＢＪはトラッキング方向に固定され、Ｎ番目のトラックＴＲから＋ＴＰ／４だけずれた位置に精度良く情報を記録することができる。更に波長λ２の集光スポットＳＰの位置に次の第２サーボセクタが来たときは、そのサンプルピットで同様にトラッキング制御（微調整）をかける。以上を繰り返すことにより、Ｎ番目のトラックＴＲから＋ＴＰ／４だけずれた位置に、続けて情報の記録を行えるようにサーボをかけ続けることができる。Ｎ番目のトラックＴＲから＋ＴＰ／４だけずれた位置での情報の記録が完了したら、次は第３サーボセクタを利用して、Ｎ番目のトラックＴＲに対して＋ＴＰ／２ずれた位置に情報の記録を行う。

第３サーボセクタを利用してサーボをかける場合について説明する。第２サーボセクタを利用した情報の記録の後、波長λ２の集光スポットＳＰの位置に第３サーボセクタが来たときは、制御回路ＣＯＮＴが、第２光検出器ＰＤ２の信号に基づいて第３サーボセクタのサンプルピットを選択することにより、対物レンズＯＢＪを、第３サーボセクタのサンプルピットの位置に従い、更に＋ＴＰ／４だけシフトするようにトラッキング方向に位置決め固定する。これにより、次のサーボセクタグループ内の第３サーボセクタが到達するまで対物レンズＯＢＪはトラッキング方向に固定され、Ｎ番目のトラックＴＲから＋ＴＰ／２だけずれた位置に精度良く情報を記録することができる。更に、波長λ２の集光スポットＳＰの位置に次の第３サーボセクタが来たときは、そのサンプルピットで同様にトラッキング制御（微調整）をかける。以上を繰り返すことにより、Ｎ番目のトラックＴＲから＋ＴＰ／２だけずれた位置に、続けて情報の記録を行えるようにサーボをかけ続けることができる。Ｎ番目のトラックＴＲから＋ＴＰ／２だけずれた位置での情報の記録が完了したら、次は第４サーボセクタを利用して、Ｎ番目のトラックＴＲに対して＋３ＴＰ／４ずれた位置に情報の記録を行う。

第４サーボセクタを利用してサーボをかける場合について説明する。第３サーボセクタを利用した情報の記録の後、波長λ２の集光スポットＳＰの位置に第４サーボセクタが来たときは、制御回路ＣＯＮＴが、第２光検出器ＰＤ２の信号に基づいて第４サーボセクタのサンプルピットを選択することにより、対物レンズＯＢＪを、第４サーボセクタのサンプルピットの位置に従い、更に＋ＴＰ／４だけシフトするようにトラッキング方向に位置決め固定する。これにより、次のサーボセクタグループ内の第４サーボセクタが到達するまで対物レンズＯＢＪはトラッキング方向に固定され、Ｎ番目のトラックＴＲから＋３ＴＰ／４だけずれた位置に精度良く情報を記録することができる。更に、波長λ２の集光スポットＳＰの位置に次の第４サーボセクタが来たときは、そのサンプルピットで同様にトラッキング制御（微調整）をかける。以上を繰り返すことにより、Ｎ番目のトラックＴＲから＋３ＴＰ／４だけずれた位置に、続けて情報の記録を行えるようにサーボをかけ続けることができる。Ｎ番目のトラックＴＲから＋３ＴＰ／４だけずれた位置での情報の記録が完了したら、次はＮ＋１番目のトラックに移動し、以上と同様に情報の記録を行うことができる。尚、同一サーボセクタにサーボをかけ続け、ディスク全面に記録した後、他のサーボセクタに切り替えても良い。又、情報光と参照光が、対物レンズＯＢＪを介して記録層ＲＬに集光される際に、トラック方向において、先行するホログラムＨＰと、それに後行するホログラムＨＰとが半径方向に並ばないようにする（図７参照）。これにより、必要な最小ホロピッチを確保できる。

再生時には、情報光領域の液晶素子を全て非透過状態にする。更に上述したトラッキング制御を行いながら、制御回路ＣＯＮＴが、レーザ駆動回路ＬＤＲ１を制御して第１半導体レーザＬＤ１を発光させる。第１半導体レーザＬＤ１から射出された発散光束は、第１コリメータＣＬ１で平行光束に変換され，エキスパンダーＥＸＰ、ビームシェイパーＢＰＳを通過し、また空間光変調素子ＳＬＭを通過することで参照光のみが出射され、更に第１偏光ビームスプリッタＰＢＳ１、レンズＬ１，ピンホールＰ１、レンズＬ２、ダイクロイックプリズムＤＰを通過し、立ち上げミラーＭで反射され、λ／４波長板ＱＷＰを通過し、対物レンズＯＢＪに入射した後、記録媒体ＨＬＤの保護層ＰＬを介して、情報が記録された記録層ＲＬ上に集光される。

このとき、ホログラム中に記録された情報に応じて変調された反射光束は、再び対物レンズＯＢＪ、λ／４波長板ＱＷＰを通過し、立ち上げミラーＭで反射され、ダイクロイックプリズムＤＰ、レンズＬ２，ピンホールＰ１、レンズＬ１を通過し、更に第１偏光ビームスプリッタＰＢＳ１で反射され、第１センサレンズＳＬ１を介して画像受光素子である第１光検出器ＰＤ１（ここではＣＭＯＳだが、ＣＣＤでも良い）に入射する。第１光検出器ＰＤ１が受光する像は、記録時に空間光変調素子ＰＬＭに表示されたと同様の形態で形成される。すなわち、外周部には、再生光に含まれる参照光成分に応じた像が再生され、内周部には、再生光に含まれる信号光成分に応じた像が再生される。かかる像を電気信号に変換してなる第１光検出器ＰＤ１の出力信号は、ＣＭＯＳ駆動回路ＣＤＲへと送信され、更にデータ信号処理部ＳＰＲ１に送信される。

尚、第２光検出器ＰＤ２からの信号に基づいて、制御回路ＣＯＮＴで生成されたエラー信号は、サーボ部ＳＶＲに送信され、これに応じてサーボ部ＳＶＲはフォーカス駆動回路ＦＤＲを制御して、２軸アクチュエータＡＣ２を駆動して対物レンズＯＢＪをフォーカシング駆動する。

図７は、本実施の形態にかかる態様であって、上述したようにしてトラックに対して幅方向にＴＰ／４ずつシフトしながら情報を記録した状態を示す概略図であり、図８は、比較例であって、トラック上に一列に情報を記録した状態を示す概略図である。いずれの図においても、トラックは太線で示すようにストレートに描いており、その間の細線は、そのトラックを基準としてトラック幅方向に±ＴＰ／４ずつシフトしたトラッキングラインである。また参照光と情報光とが集光されることにより情報が記録されたホログラムＨＰを○印で示している。

ここで、記録媒体に情報を記録した光ピックアップ装置と、その記録媒体から情報を再生しようとする光ピックアップ装置との間で、装置間バラツキがあり、第１半導体レーザＬＤ１の出射光束の集光位置と、第２半導体レーザＬＤ２の出射光束の集光位置とのトラック幅方向におけるズレ量が異なる場合がある。かかるズレ量が大きいと、あるトラックに沿って第２半導体レーザＬＤ２の出射光束を用いてトラッキング制御しようとしたときに、参照光は、例えば矢印Ｘで示すようにそれに隣接するトラックとの間に沿って走査されることもある。ここで、シフトマージン（±０．２５μｍ）が限られているために、図８に示す比較例では参照光が素通りし、いずれのホログラムＨＰも認識できず、それにより読み取りエラーが発生する恐れがある。

これに対し、図７に示す本実施の形態によれば、トラック幅方向に対してＴＰ／４ずつずれてホログラムＨＰが形成されているため、上述と同じ量のズレが発生した場合でも、例えば矢印Ｘで示すように隣接するトラック間に沿って参照光が走査されると、必ずいずれかのホログラムＨＰ（ここでは●）の上を通過してこれを認識できる（即ちホログラムＨＰから生じた像が第１光検出器ＰＤ１で検出される）ので、シフトマージン（±０．２５μｍ）が限られていても、読み取りエラーの発生を抑制することができる。又、いずれのホログラムＨＰにも、記録時に用いた基準となる（第１サーボセクタと重なる）トラック番号と、記録時に用いたサーボセクタ番号（１〜４）の情報と、同一サーボセクタにおける続き番号の情報（１，２，３，・・・）とが記録されているために、いずれかのホログラムＨＰを参照光で走査することによりその情報を取得できる。この取得した情報と、トラッキングサーボのため同時に出射されている波長λ２の光束を光検出器ＰＤ２で検出することにより得られるサーボセクタのアドレス情報とに基づいて、現在の参照光の走査により検出されたホログラムＨＰが、いずれのサーボセクタに対応しているのかを判別することができる。即ち、第１半導体レーザＬＤ１の出射光束の集光位置と、第２半導体レーザＬＤ２の出射光束の集光位置とのトラック幅方向の相対ズレ量を、ホログラムＨＰの情報と、記録時に用いた基準となるトラックの番号及びサーボセクタの番号とから求めることが出来、更にトラック方向の相対ズレ量を、ホログラムＨＰの情報と、同一トラックライン上におけるサーボセクタにおける続き番号の情報とから求めることが出来できるので、かかる相対ズレ量に基づいてトラッキングサーボに補正をかけることで、目標となるトラック又はそれに対してＴＰ／４ずつずれたトラッキングラインにおける目標のホログラムＨＰへの走査を迅速且つ適切に行えることとなる。

本実施の形態によれば、許容できるホログラムＨＰのシフトマージンはＴＰ／４ということになる。円周方向に関しても記録してあるピット長がＴＰ／４であるのが望ましいが、ピットから生成するクロック周期を最低ＴＰ／４にすれば、このクロックを使用することによって読み取り精度をシフトマージン以下に抑えることができる。現実には記録媒体より生成されたクロックにはジッタがのっているため、より逓倍されたクロックを用いることが望ましい。尚、記録の順序は特に重要ではなく、最終的に記録されたパターンの並びが重要であるといえる。本実施の形態によれば、レーザ位置調整機構を不要とするホログラフィック光ピックアップ装置が構成できる。

尚、以上の実施の形態においては、サーボ光としてλ２＝７８０ｎｍの光束を用いたが、λ２＝６５０ｎｍの光束を用いても良く、例えばその場合トラックピッチＴＰは０．７４μｍとなるので、サーボセクタは３つとして、各第１サーボピットをＴＰ／４＝０．４μｍずつずらすと好ましい。更に、情報の再生も、同様にしてトラッキングサーボ制御を行っても良い。ピットの代わりにグルーブを設けても良い。

光ピックアップ装置ＰＵ１の構成を概略的に示す図である。 ガイド層ＧＬに形成されたトラックとサーボセクタとの関係を概略的に示す図である。 １つのサーボデータを示す図である。 ４つのサーボセクタからなる１つのサーボセクタグループを示す図である。 サーボセクタグループからなるトラックフォーマットを示す図である。 サンプルピットと、光検出器の信号との関係を示す図である。 本実施の形態にかかる態様であって、トラックに対して幅方向にＴＰ／４ずつシフトしながら情報を記録した状態を示す概略図である。 比較例であって、トラック上に一列に情報を記録した状態を示す概略図である。

符号の説明

ＡＣ１ １軸アクチュエータ
ＡＣ２ ２軸アクチュエータ
ＡＤＰ アドレス処理部
ＣＬ１ 第１コリメータ
ＣＬ２ 第２コリメータ
ＣＯＮＴ 制御回路
ＤＰ ダイクロイックプリズム
ＦＤ フォーカスエラー検出回路
ＦＤＲ フォーカス駆動回路
ＧＬ ガイド層
ＬＤ１ 第１半導体レーザ
ＬＤ２ 第２半導体レーザ
ＬＤＲ１ レーザ駆動回路
ＬＤＲ２ レーザ駆動回路
Ｍ ミラー
ＯＢＪ 対物レンズ
ＰＢＳ１ 第１偏光ビームスプリッタ
ＰＢＳ２ 第２偏光ビームスプリッタ
ＰＤ１ 第１光検出器
ＰＤ２ 第２光検出器
ＰＵ１ 光ピックアップ装置
ＱＷＰ λ／４波長板
ＲＬ 記録層
ＲＰ１ 受光面
ＲＰ２ 受光面
ＲＰ３ 受光面
ＳＨ サンプルホールド回路
ＳＬ１ センサレンズ
ＳＬ２ センサレンズ
ＳＰ データ信号処理部
ＳＰ スポット
ＳＰＲ１ データ信号処理部
ＳＶＲ サーボ部
ＴＤＲ トラッキング駆動回路
ＴＥＤ トラッキングエラー検出回路
ＴＰ トラック間隔

Claims (4)

1. 波長λ１の第１光束を出射する第１の光源と、波長λ２（λ１≠λ２）の第２光束を出射する第２の光源と、前記第１の光源からの第１光束の一部を情報光に変換する空間光変調素子と、前記第１光束の残りを参照光として前記情報光と共に前記記録媒体の記録層に集光させ、且つ前記第２光束を前記記録媒体のガイド層に集光する対物レンズと、前記対物レンズを少なくともトラッキング方向に駆動するアクチュエータと、前記アクチュエータの制御回路と、前記記録媒体の記録層からの前記第１光束を受光する画像受光素子と、前記記録媒体のガイド層からの前記第２光束を受光する光検出器とを備え、前記参照光と前記情報光とを干渉させて前記記録媒体の記録層に情報を記録し、また前記参照光を前記記録媒体の記録層に照射し、該記録媒体から出射する前記第１光束を前記画像受光素子に導き情報の再生を行う、コアキシャル方式を用いた光ピックアップ装置において、
   前記記録媒体において前記記録層に重ねられてなる前記ガイド層は、同心円状又は螺旋状に設けられたトラックに沿ってトラック幅間隔より小さい間隔で幅方向にずらして複数のピット又はグルーブを形成しており、
   前記制御回路は、前記第２の光源から前記対物レンズを介して前記ガイド層に集光させた前記第２光束の反射光を前記光検出器で検出することにより、前記ガイド層における複数のピット又はグルーブの１つを選択し、この選択したピット又はグルーブに基づいて、前記アクチュエータを駆動することにより前記対物レンズをトラッキング方向に位置決め固定し、
   前記対物レンズをトラッキング方向に位置決め固定したまま、前記第１の光源から出射された前記情報光と前記参照光を、前記対物レンズを介して前記記録層に集光させることにより、情報の記録を行うことを特徴とする光ピックアップ装置。
2. 前記ガイド層において、１つのトラックは、２以上の同一数のセクタからなるセクタグループを複数個含み、各セクタグループにおいて、同一の番目のセクタは、基準トラックラインに対して同じ間隔で幅方向にずれたピット又はグルーブを有しており、セクタグループにおけるｍ番目のセクタ中のピット又はグルーブに基づいて前記対物レンズをトラッキング方向に位置決め制御して、１トラック分の情報の記録を行った後、（ｍ＋１）番目のセクタ中のピット又はグルーブに基づいて前記対物レンズをトラッキング方向に位置決め制御して、更に１トラック分の情報の記録を行うことを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ装置。
3. 前記情報光と前記参照光が、前記対物レンズを介して前記記録層に集光される際に、トラック方向において、先行する集光位置と、それに後行する集光位置とが半径方向に並ばないようにすることを特徴とする請求項１又は２に記載の光ピックアップ装置。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の光ピックアップ装置に用いる記録媒体において、記録層と、該記録層に重ねられ、同心円状又は螺旋状に設けられたトラックに沿って幅方向にずらして複数のピット又はグルーブを形成したガイド層とを有することを特徴とする記録媒体。