JP2010250868A - 光スポット位置制御装置、光スポット位置制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】1)半径方向に同一幅のグルーブとランドとが交互に形成されたディスク状記録媒体。2)m個に分割した第2スポットの半径方向の間隔がトラックピッチの1/mとする。3)上記第2の各ビームを個別に受光して、各ビームのスポット位置のトラックに対する半径方向におけるそれぞれの誤差信号を生成。4)生成した誤差信号から1の誤差信号を選択しトラッキングサーボをかける。これによりメインビームのトレース位置はトラックピッチをm等分したそれぞれの位置となり、トラックピッチの1/mの幅で記録/再生位置を選択でき、従来の光学限界を超えたより高精度な光軸位置の調整ができる。
【選択図】図8
Description
また再生時には、ホログラム記録媒体に対して参照光を照射する。このように参照光が照射されることで、上記のようにしてホログラム記録媒体に形成された干渉縞に応じた回折光が得られる。すなわち、これによって記録データに応じた再生光(再生信号光)が得られる。このようにして得られた再生光を例えばCCD(Charge Coupled Device)センサやCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)センサなどのイメージセンサによって検出することで、記録データを再生するようにされる。
この図17においては、反射膜を有する反射型のホログラム記録媒体100の構造例を示している。
図示されるように、ホログラム記録媒体100には、上述した信号光と参照光との干渉縞によるホログラムの記録が行われる記録層(106)と、基板110上の凹凸断面構造により位置制御のためのアドレス情報等の記録が行われた位置制御情報記録層とがそれぞれ別々に形成されたものとなっている。
記録層106の下層に形成される反射膜107は、再生時においてホログラムの再生のためのレーザ光(上述した参照光)が照射され、上記記録層106に記録されたホログラムに応じた再生像が得られた際に、これを反射光として装置側に戻すために設けられる。
また、上記基板110には、スパイラル状又は同心円状に、上記記録層106におけるホログラムの記録/再生位置を案内するためのトラックが形成されている。例えばトラックは、ピット列によるアドレス情報等の情報記録が行われることにより形成される。
基板110の上層に形成された反射膜109は、上記ピット列に応じた反射光を得るために設けられる。なお、中間層108は、例えばレジンなどの接着材料である。
ここで仮に、1つの光のみを用いてこれをホログラムの記録再生と位置制御とに兼用しようとすると、再生時において、ホログラムの再生像に対して基板110(反射膜109)上の凹凸断面形状に応じた成分がノイズとして重畳してしまい、それによって再生性能を悪化させてしまう虞がある。このために、ホログラム記録再生システムにおける位置制御には、ホログラムの記録再生光と共に、上記位置制御情報記録層からの反射光を得るための位置制御光を別途に照射するようにされている。
例えばホログラムの記録再生光としては波長λ=405nm程度の青紫色レーザ光が、また位置制御光としては例えば波長λ=650nm程度の赤色レーザ光が用いられる。
一方で、上記反射膜107としては、記録層106に記録されたホログラムに応じた再生像が反射光として装置側に戻されるべく、ホログラムの記録再生光は反射する必要がある。
このようにホログラムの記録再生光と位置制御光とを同一光軸上に合成してホログラム記録媒体100に照射するようにした上で、位置制御光の反射光に基づく位置制御を行うことにより、ホログラムの記録再生位置を、ホログラム記録媒体100に形成されたトラック(ピット列)に沿った位置に制御するようにされている。
つまりこの点からも理解されるように、上記手法による位置制御を行う従来のホログラム記録再生システムにおいては、再生時に記録ホログラム列を正確にトレースすることができなくなる可能性があり、それに伴ってホログラムの再生を適正に行うことができなくなってしまう虞があった。
その具体的な手法としては、記録再生光の光軸位置を調整するアクチュエータなどの調整機構を別途に設けた上で、再生時における記録再生光(参照光)の光軸位置を、実際にホログラムが記録位置された位置に一致させるようにして調整するという手法を挙げることができる。
より具体的に説明すると、この手法を採る場合には、ホログラムの再生を行うのに先立ち、上記アクチュエータ(調整機構)により記録再生光(参照光)の光軸位置を複数箇所に振って最も再生光量の得られた光軸位置を特定するキャリブレーションを行う。つまりこれにより、実際にホログラムが記録されている位置を特定するものである。そして、このように求まった位置に記録再生光の光軸位置を調整することで、ホログラムの記録位置と再生位置とのずれを補正することができる。
このように非常に高精度な調整を要することから、上記のように光軸位置調整のための別途の調整機構を設ける手法を採った場合には、技術的難易度が非常に高いものとなり、また調整機構自体にも非常に高精度・高剛性な機構を要するものとなって、この点でも装置製造コストの増加を招く結果となる。
つまり、第1の光源と、第2の光源とを備える。
また、上記第2の光源から出射された光をm個のビーム光に分割するビーム分割部を備える。
また、半径方向において同一幅によるグルーブとランドとが交互に形成されるようにして上記グルーブがスパイラル状又は同心円状に形成されたディスク状記録媒体に対して、上記第1の光源から出射された第1の光と、上記ビーム分割部により生成されたm個のビーム光とを共通の対物レンズを介して照射する光学系であって、上記m個のビーム光の上記ディスク状記録媒体上でのそれぞれの照射スポットの上記半径方向における間隔が、上記グルーブの形成に伴い上記ディスク状記録媒体に形成されるトラックのピッチの1/mとなるようにして上記m個のビーム光を照射する光学系を備える。
また、上記対物レンズを介して照射される光の光軸と上記ディスク状記録媒体との上記半径方向における相対的な位置関係を変化させて、上記対物レンズを介して照射される光についてのトラッキング制御を行うように構成されたトラッキング制御機構を備える。
そして、上記対物レンズを介して照射され上記ディスク状記録媒体を介した上記m個のビーム光をそれぞれ個別に受光する受光部を備える。
さらに、上記受光部により得られるそれぞれの受光信号に基づき、上記ディスク状記録媒体に形成された上記トラックに対する上記m個のビーム光のスポット位置の上記半径方向における位置誤差をそれぞれ表す誤差信号を生成する誤差信号生成部を備える。
また、少なくとも上記誤差信号生成部により生成された上記誤差信号のうちから1の誤差信号を選択する誤差信号選択部を備える。
その上で、上記誤差信号選択部によって選択された誤差信号に基づき、上記対物レンズを介して照射される光についてのトラッキングサーボが行われるように上記トラッキング制御機構を制御するサーボ制御部を備えるようにした。
1)半径方向において同一幅によるグルーブとランドとが交互に形成されたディスク状記録媒体を用いる
2)m個に分割した第2の光の各照射スポットの半径方向における間隔が、上記ディスク状記録媒体のトラックピッチの1/mとなるようにする
3)m個に分割した第2の光の各ビームをそれぞれ個別に受光して、各ビームのスポット位置のトラックに対する上記半径方向における位置誤差をそれぞれ表す誤差信号を生成する
4)生成した上記誤差信号のうちから1の誤差信号を選択し、該選択した誤差信号に基づいてトラッキングサーボをかける
という点である。
ここで、上記1)2)の条件が満たされる場合、各スポットについての誤差信号について個別にトラッキングサーボをかけると、それらのトレース位置(サーボ対象位置)は、それぞれ上記トラックピッチの1/mずつずれた位置となる。このことからも理解されるように、上記本発明によれば、スポットのトレース位置は、通常のトラック中心以外にも、上記トラックピッチをm等分するそれぞれの位置から選択することができる。つまり上記本発明によれば、トラッキングサーボに用いるトラッキング誤差信号の選択によって、光スポットのトレース位置をトラックピッチの1/mの幅という細かさで選択できるものである。
このことからも理解されるように、上記本発明によれば、トラックピッチの1/mの幅の単位で第1の光(記録再生光)の半径方向におけるトレース位置を制御できるトラッキングサーボ制御を実現することができる。すなわち、従来の光学限界を超えたより細かな単位でホログラムの記録再生光のトレース位置を制御することができる。
なお、説明は以下の順序で行うものとする。
<1.記録媒体の構成>
[1-1.断面構造]
[1-2.位置制御情報記録層の構造]
[1-3.アドレス情報のフォーマット]
<2.記録再生装置の構成>
[2-1.ホログラムの記録再生系及び位置制御のための光学系]
[2-2.スポット位置の微調整手法]
[2-3.スポット位置制御のための構成]
<3.実施の形態のまとめ>
<4.変形例>
[1-1.断面構造]
図1は、本発明のディスク状記録媒体の一実施形態としてのホログラム記録媒体HMの断面構造を示している。
先ず、本実施の形態のホログラム記録媒体HMは、反射型の記録媒体とされ、図示されるように反射膜L3と反射膜L5とを有している。また、このホログラム記録媒体HMには、ホログラムの記録/再生が行われる記録層L2と、図中の基板L6上の凹凸断面構造により位置制御のためのアドレス情報等の記録が行われた位置制御情報記録層とがそれぞれ別々に形成されている。
また、本実施の形態のホログラム記録媒体HMは、ディスク状の記録媒体とされる。
上記カバー層L1は、例えばプラスチック基板やガラス板などで構成され、記録層L2の保護のために設けられている。
また、反射膜L3は、再生時において上記青紫色レーザ光による参照光が照射され上記記録層L2に記録された干渉縞(データ)に応じた再生光が得られた際に、これを反射光として記録再生装置側に戻すために設けられる。
基板L6には、スパイラル状又は同心円状に、上記記録層L2におけるホログラムの記録/再生位置を案内するためのピット列が形成されている。この場合、上記ピット列は、後述するようにしてピットの形成有無のパターンによってアドレス情報等の情報記録が行われることにより形成される。
一方で、反射膜L3としては、記録層L2に記録されたホログラムに応じた再生光が反射光として記録再生装置側に戻されるべく、青紫色レーザ光を反射する必要がある。
これらの点から、上記反射膜L3としては、ホログラムの記録/再生のための青紫色レーザ光は透過し、位置制御用の赤色レーザ光は透過するという、波長選択性を有する反射膜を用いるようにされている。すなわち、上記青紫色レーザ光としての特定の波長帯による光は反射し、それ以外の波長帯の光は透過するという波長選択性を有するものである。
このような波長選択性を有する反射膜L3とされることで、赤色レーザ光が適正に反射膜L5に到達して位置制御のための反射光が記録再生装置側にて適正に検出されると共に、記録層L2に記録されたホログラムの再生光が記録再生装置にて適正に検出されるように図られている。
図2は、ホログラム記録媒体HMにおける位置制御情報記録層(基板L6上の凹凸が反射膜L5に反映されて形成される)の表面を一部拡大して示した図(平面図)である。
この図2において、紙面の横方向はホログラム記録媒体HMの半径方向であり、後述するグルーブGの形成に伴って形成されることになる、スポット位置をガイドするためのトラックの配列方向となる。
また、上記半径方向と直交する方向(紙面の縦方向)は、上記トラックの形成方向(トラック形成方向:周回方向)を表す。上述した位置制御のための赤色レーザ光のスポットは、ホログラム記録媒体HMの回転駆動に伴い、当該トラック形成方向に平行な方向に移動する。
ここで、ランドLの形成ピッチは、上記グルーブGの形成ピッチ=2nと等しくなる。このことからも理解されるように、この場合においてトラックの形成ピッチ(トラックピッチ)は2nとなる。
ここで、位置制御情報記録層に対する再生波長(この場合は上述した赤色レーザ光の波長となる)をλとすると、本実施の形態においては、図のようにグルーブGの深さはλ/8、ピットの深さはλ/4に設定するものとしている。
後述するように、本実施の形態では、トラッキング誤差信号としてPush Pull信号を生成するが、当該Push Pull信号は、その信号振幅に関して、深さλ/8の設定が最も有利となり、また深さλ/4の設定が最も不利となる。
後述もするが、このようなグルーブGとピットの深さの設定により、安定したトラッキングサーボを実現できる。
続いて、図4により、位置制御情報記録層に記録するアドレス情報のフォーマットの一例について説明する。
図4において、図4(a)は、ランドLに対するピットの形成手法について説明するための図である。
先ず前提として、本実施の形態では、CD(Compact Disc)やDVD(Digital Versatile Disc)などのように、ピット/スペースの長さにより情報を記録するという手法は採らずに、予め定められたピットの形成可能位置におけるピットの形成有無のパターンによって情報記録を行うものとしている。
具体的に、先ず本実施の形態では、ピットがトラッキング誤差信号に与える影響を最小限に抑えるため、ピットの長さを最短長に設定するものとしている。本例の場合、位置制御情報記録層に対する記録再生条件はDVDの場合と同様(波長λ=650nm程度、開口数NA=0.60程度)としているので、最短ピット長は3Tとしている。
そして、本実施の形態では、このような最短ピット長を1つの単位区間長として、複数の単位区間ごとに1つのピット形成可能位置を設定するものとしている。具体的にこの場合は、6つの単位区間ごと(つまり5つの単位区間おき)にピット形成可能位置を設定するものとしている。
図4(a)では、「*」マークがピット形成可能位置としての上記単位区間を表しており、「*」マークの間の各「0」がピット形成可能位置ではない上記単位区間を表している。
具体的に本例では、図4(b)に示されるように、チャネルビット4つ分でデータビットの「0」「1」を表現するものとし、例えば4チャネルビットのパターン「1011」がデータビット「0」、4チャネルビットのパターン「1101」がデータビット「1」を表すものとしている。
例えばシンクパターンについては、図示するように12チャネルビットで表現するものとし、前半の8ビットを上記データビットの定義に当てはまらないチャネルビットパターン「11111111」とし、その後の4チャネルビットのパターンでシンクの別(種類)を表すものとしている。具体的に、上記8ビットに続く4チャネルビットのパターンが「1011」であればSync1、「0111」であればSync2としている。
ここでアドレス情報としては、少なくとも半径位置の情報、及び角度位置の情報を記録する。
[2-1.ホログラムの記録再生系及び位置制御のための光学系]
図5は、上記により説明した実施の形態としてのホログラム記録媒体HMに対応してホログラムの記録再生を行う記録再生装置の内部構成として、主にホログラムの記録再生系、及び位置制御のための光学系の構成のみを抽出して示した図である。
このように保持されるホログラム記録媒体HMに対して、図中の第1レーザ2を光源とするレーザ光が照射されることによってホログラムページの記録/再生が行われることになる。
なお、IS機能部4については後述する。
この図6に示されるように、SLM8においては、その中心部に円形による信号光エリアA2が形成され、その外周部分には輪状のギャップエリアA3を介して、同じく輪状による参照光エリアA1が設定される。上記信号光エリアA2は信号光の生成領域として設定されたエリアである。同様に上記参照光エリアA1は、参照光の生成領域として設定されたエリアである。
なお、上記ギャップエリアA3は、参照光エリアA1と信号光エリアA2を介した光が互いに干渉してノイズとなってしまうことを防止するための、緩衝領域として設定されるものである。
上記変調制御部27は、記録時には、SLM8における信号光エリアA2内の画素パターン(例えば各画素ごとのON/OFFパターン)が、入力される記録データに応じたパターンとなるようにして画素ごとの駆動信号値を設定する。また、これと共に、参照光エリアA1内の画素パターンは予め定められた所定のパターンとなるようにし、さらにギャップエリアA3を含むそれ以外のエリアは全てOFFとするような画素ごとの駆動信号値を設定する。そして、このようにして設定した値による駆動信号DSを、SLM8に供給する。これにより、記録時においてSLM8からは、記録データに応じた光強度パターンを有する信号光と、所定の光強度パターンを有する参照光とが生成される。
また再生時には、参照光エリアA1内の画素パターンのみが予め定められた所定のパターンとなるようにし、それ以外のエリアは全てOFFとするような駆動信号値を設定してSLM8の各画素を駆動することで、SLM8から参照光のみが出力されるようにする。
従って上記リレーレンズ系を介した記録再生用レーザ光は、当該ダイクロイックミラー12を透過する。
トラッキングアクチュエータ16A、フォーカスアクチュエータ16Bに対しては、後述するサーボ回路38(図13を参照)からのトラッキングドライブ信号TD、フォーカスドライブ信号FDがそれぞれ供給される。これにより、対物レンズ15を介してホログラム記録媒体HMに照射される光とホログラム記録媒体HMとのトラッキング方向における相対位置関係の制御、及び対物レンズ15を介してホログラム記録媒体HMに照射される光のフォーカシング制御が行われ、フォーカス・トラッキングの各サーボ動作やトラックジャンプなどの動作が実現されるようになっている。
なお、図示の都合により省略したが、実際には、上記対物レンズ15を含む図中の光学ピックアップOPとホログラム記録媒体HMとのトラッキング方向における位置関係を変化させるためのスライド機構も設けられるものとなる。
この戻り光は、対物レンズ15を介して平行光となるようにされた後、1/4波長板14→ミラー13を経てさらにダイクロイックミラー12→リレーレンズ11→リレーレンズ10を介した後、偏光ビームスプリッタ9に入射する。
偏光ビームスプリッタ9で反射された上記戻り光は、図示するようにしてリレーレンズ17→リレーレンズ18によるリレーレンズ系を介してイメージセンサ19に入射する。
なお、イメージセンサ19にて得られた上記読出信号(画像信号)は、読出信号D-imgとする。
なお、このような「0」「1」による記録データを再生するにあたっては、イメージセンサ19による読出信号D-imgについて、SLM8のデータピクセル単位で「0」「1」のデータ識別を行うための信号処理が行われる。このようにイメージセンサ19の出力から「0」「1」の記録データを再生するための再生信号処理の手法としては各種が存在し、ここで特に限定されるべきものではない。
本実施の形態の場合のようにホログラム記録媒体HMを回転駆動してホログラムの記録/再生を行うとした場合には、記録再生用レーザ光が記録媒体上の同じ位置に対して所定時間照射され続けるようにするために、記録再生用レーザ光を一定間隔ごとにスキャンするといったことが行われる。すなわち、このようなレーザ光のスキャンを行うことで、例えば記録時には干渉縞の形成がより確実に行われるように図ることができ、また再生時には検出光量を増大してより確実な読み出しが行われるように図ることができる。このようにして、所定時間だけ記録再生用レーザ光が記録媒体上の同じ位置に対して照射されるようにして上記のような一定間隔ごとのスキャンを行う機能は、IS(イメージスタビライズ)機能と呼ばれる。
AOM4Aは、例えば百数十MHz程度の高周波信号により駆動され、当該高周波信号の振幅の変化に応じ透過率が変化する素子(音響光学媒体)を備えて構成される。すなわち、このような透過率の変化により、シャッタとしての機能を実現する。
このためにIS機能の実現にあたっては、レーザ光を走査させるための手段(AOD4B)と共に、上記ブランキング期間においてレーザ光の透過率を著しく低下させて記録材料の反応を防止するためのシャッタ(AOM4A)とが必要となるものである。
なお図示もしているように、上記AOM4Aに代えてメカシャッタを用いることもできる。
図5において、このような位置制御のための光学系は、第2レーザ20、グレーティング21、コリメーションレンズ22,偏光ビームスプリッタ23、集光レンズ24、レンズ25、及び受光部26で構成される。
上記グレーティング21は、上記第2レーザ20からの出射光をメインビーム光、第1サブビーム光、第2サブビーム光の3ビームに分割する。上記コリメーションレンズ22に対してはこれら3つのビームが入射することになる。
なお、図5では図示の都合上、これら3ビームによる位置制御用レーザ光を1つの光束にまとめて示している。
先にも述べたように、ダイクロイックミラー12は、第2レーザ20からの位置制御用レーザ光は反射するように構成されている。ダイクロイックミラー12で反射された位置制御用レーザ光は、先に説明した記録再生用レーザ光の場合と同様に、ミラー13→1/4波長板14→対物レンズ15を介してホログラム記録媒体HMに照射される。
なおこの説明からも理解されるように、上記ダイクロイックミラー12は、記録再生用レーザ光と上記メインビーム光とが同一光軸上に合成されてホログラム記録媒体HMに対して照射させるために設けられた素子となる。
ここで、本実施の形態では、上記のように位置制御用レーザ光は3ビームに分割されており、これに対応して上記受光部26は、後述もするようにこれら3ビームのそれぞれの反射光を個別に受光するための3つのディテクタ(フォトディテクタ26M,26S1,26S2)を備えている。このことに応じ、受光部26による上記受光信号D-pdとしては、これらそれぞれのディテクタからの個別の受光信号D-pdM,D-pdS1、D-pdS2が得られる。
なお、実施の形態としてのスポットの位置微調整及びアドレス情報の検出等を行うための具体的な構成については後に改めて説明する。
上記による記録再生装置の構成の説明を踏まえた上で、以下、実施の形態としてのスポット位置の微調整手法について説明する。
ここで、先の図19を参照して説明したように、ホログラムの記録再生光とは別途の光を用いてホログラムの記録再生位置の制御を行う場合には、例えば経時変化や温度変化などに起因して、2つの光軸にずれが生じることがある。そしてこのように光軸ずれが生じた場合には、位置制御用レーザ光の反射光を利用してトラッキングサーボなどの位置制御を行っても、ホログラムの記録再生位置を所望のピット列に沿った正確な位置に制御することができなくなってしまうという問題がある。
つまり、この点より従来のホログラム記録再生システムでは、再生時に記録ホログラム列を正確にトレースすることができなくなる可能性があり、ホログラムの再生が適正に行われない虞があった。
具体的に、この際の調整精度としては、例えばサブミクロン程度の精度を要するものとなる。
図7(a)は、ホログラムの記録位置と再生位置とのずれを模式化して示している。
先ず、上述のようにホログラムの記録再生光と位置制御光とに光軸ずれが発生する場合には、記録時に或るピット列(アドレス)を対象としてホログラムの記録を行ったとしても、実際に記録されたホログラム列(ホログラムの記録位置)は、上記対象としたピット列上には形成されていないことになる(先の図19の状態)。このとき、再生時における2つの光軸のずれ量が記録時と同じであれば問題は無いが、再生時における光軸位置ずれ量は必ずしも記録時におけるずれ量と一致するものとはならい(温度変化や装置の違いより)。よって、図7(a)に示すように、再生時に上記対象とするピット列をトレースして再生を行ったとしても、実際のホログラムの記録位置と再生位置とにずれが生じることとなって、適正な再生を行うことができなくなってしまう。
このとき、上記のようなトラッキングサーボ位置の選択による光軸位置の微調整を行うことを考慮すると、トラックピッチとしては、狭くするほどより細かな調整幅を実現でき、例えば光学限界付近にまで狭めることが望ましいことになる。
例えば一例として、ホログラムの半径方向における適正な記録ピッチがトラック10本分(この場合はランドL10本分)に相当するとした場合には、ホログラムの記録は、トラック1周の記録を完了した後に、順次10本のトラックをジャンプしながら行うといった手法を採ることができる。すなわち、或るトラックを1周記録→10本のトラックジャンプ→ジャンプ先のトラックを1周記録→10本のトラックジャンプ→ジャンプ先のトラックの1周記録・・・を繰り返すものである。
何れにしても、本実施の形態のホログラム記録媒体HMを用いる場合は、ホログラムの記録ピッチ=トラックピッチとするとホログラムの適正な再生が不能となる虞があるので、ホログラムの記録は、その半径方向における記録ピッチがトラックピッチよりも大となるようにして行う。
従って本実施の形態において、上記目標補正量を求めるための手法については如何なる手法が採られてもよく、上記手法に限定されるべきものではない。
先ず図8は、図5にて説明した3つのビーム光(メインビーム光,第1サブビーム光、第2サブビーム光)の各照射スポット位置とホログラム記録媒体HMに形成されるランドL・グルーブGとの関係を示している。
ここで、以下の説明において、上記メインビーム光の位置制御情報記録層に対する照射スポットについてはメインビームスポットMと表記する。また、上記第1サブビーム光の位置制御情報記録層に対する照射スポットは第1サブビームスポットS1、上記第2サブビーム光の位置制御情報記録層に対する照射スポットは第2サブビームスポットS2と表記する。
この場合、トラックピッチは2nであるので、図のようにメインビームスポットMに対する第1サブビームスポットS1、第2サブビームスポットS2のそれぞれの半径方向配置間隔は「2n/3」となる。
具体的には、上記メインビームスポットMでの反射光に基づくトラッキング誤差信号TE−m、上記第1サブビームスポットS1での反射光に基づくトラッキング誤差信号TE−s1、第2サブビームスポットS2での反射光に基づくトラッキング誤差信号TE−s2をそれぞれ生成するものである。
なお図9(a)では、半径方向に移動するスポットM,S1,S2の組が各移動位置にある状態を一紙面上に同時に示している。
またこの図9以降において、スポットM,S1,S2の形状は、図示の都合上楕円形状により示している。
つまりこの場合のトラッキング誤差信号TEは、ランドL間の1回の横断(1トラックの横断)で1つの波形周期が得られるものとなる。
このようにして、ランドLの間の各位置は、位相0°〜360°の何れかの位置として定義できる。このようにトラッキング誤差信号TEの位相に基づき定義できるランドL(トラック)の間の各位置の位相0°〜360°を、以下、「トラック位相」と称する。例えばトラック位相0°(=360°)はランドLの中心、トラック位相180°はグルーブGの中心を表すことになる。
このことに伴い、図9(a)のようにビームスポットM,S1,S2の組が半径方向に移動したときのトラッキング誤差信号TE−m,TE−s1,TE−s2としては、図9(b)に示されるように、それぞれの位相が120°ずつずれたものとなる。
具体的に、図9(a)ではビームスポットM,S1,S2の組が紙面の右方向に移動しているので、メインビームスポットMの左側に配置される第1サブビームスポットS1のトラッキング誤差信号TE−s1は、トラッキング誤差信号TE−mに対して位相が120°遅れており、またメインビームスポットMの右側に配置される第2サブビームスポットS2のトラッキング誤差信号TE−s2はトラッキング誤差信号TE−mに対して位相が120°進むものとなる。
ここで、図9(a)では、半径方向の移動に伴い、メインビームスポットMの中心がトラック位相0°の位置、120°の位置、240°の位置、360°の位置にある状態をそれぞれ示しているが、上記のようにビームスポットM,S1,S2がそれぞれトラック位相120°ずつずれた位置に配置されることで、メインビームスポットMがトラック位相120°の位置(つまりトラックピッチの1/3の位置)にある状態では、第1サブビームスポットS1の中心がトラック位相0°の位置、すなわちランドLの中心と一致した状態となる。また、メインビームスポットMがトラック位相240°の位置(トラックピッチの2/3の位置)にある状態では、第2サブビームスポットS2の中心がトラック位相360°(=0°)の位置、すなわちランドLの中心と一致した状態となる。
同様にして、第2サブビームスポットS2の反射光から生成したトラッキング誤差信号TE−s2に基づいて当該第2サブビームスポットS2中心がランドL中心と一致するようにトラッキングサーボをかけることで、メインビームスポットMの位置が、トラック位相240°の位置上をトレースする状態を得ることができる。
なお、メインビームスポットMの反射光から生成したトラッキング誤差信号TE−mに基づくトラッキングサーボを行えば、メインビームスポットM中心がランドL中心をトレースすることは言うまでもない。
つまり、このような目標補正量の情報に応じて、選択すべきトラッキング誤差信号TEが定まるので、そのトラッキング誤差信号TEに基づくトラッキングサーボを行うことで、自動的に、トラックピッチを超えたより細かな調整幅によるホログラムの再生位置の調整(補正)が実現されるものである。
上記のような3種のトラッキング誤差信号TE−m,TE−s1,TE−s2の選択による再生位置の選択を基本とした上で、本実施の形態では、さらに、次の図10に示されるようにこれら3種のトラッキング誤差信号TE−m,TE−s1,TE−s2のそれぞれの反転信号を生成することで、計6種のトラッキング誤差信号TEを得るものとする。そして、これら6種のトラッキング誤差信号TEのうちから1のトラッキング誤差信号TEを選択してトラッキングサーボを行うことで、トラックピッチを6等分するそれぞれの位置を対象とした再生位置の選択が可能となるようにする。
このことからも理解されるように、上記トラッキング誤差信号TE−moに基づくトラッキングサーボを行えば、メインビームスポットM1の位置は、元信号であるトラッキング誤差信号TE−mに基づくトラッキングサーボを行った場合のトラック位相0°の位置からトラック位相180°だけずれた位置とすることができる。
また、上記トラッキング誤差信号TE−s1oに基づくトラッキングサーボを行えば、メインビームスポットMの位置は、元信号であるトラッキング誤差信号TE−s1に基づくトラッキングサーボを行った場合のトラック位相120°の位置から180°だけずれた、トラック位相300°の位置とすることができる。
同様に、上記トラッキング誤差信号TE−s2oに基づくトラッキングサーボを行えば、メインビームスポットMの位置は、元信号であるトラッキング誤差信号TE−s2に基づくトラッキングサーボを行った場合のトラック位相240°の位置から180°だけずれたトラック位相60°の位置とすることができる。
この図11に示されるようにして、上記6種のトラッキング誤差信号TEのうちから1の誤差信号TEを選択してトラッキングサーボを行うことによっては、メインビームスポットMの位置を、トラック位相0°(360°)、60°、120°、180°、240°、300°の6つの位置から選択できる。
具体的には、
・トラッキング誤差信号TE−mの選択によりトラック位相0°(360°)の位置
・トラッキング誤差信号TE−s2oの選択によりトラック位相60°の位置
・トラッキング誤差信号TE−s1の選択によりトラック位相120°の位置
・トラッキング誤差信号TE−moの選択によりトラック位相180°の位置
・トラッキング誤差信号TE−s2の選択によりトラック位相240°の位置
・トラッキング誤差信号TE−s1oの選択によりトラック位相300°の位置
をそれぞれ選択することができる。
ここで、図12に示したようなトレース位置の選択を行う場合には、選択するトレース位置に応じて、各ビームスポットとピットの形成されるランドLとの位置関係に変化が生じることになる。
このために、上記ランドL上に記録されたアドレス情報の読み出しを行うためには、選択したトレース位置(誤差信号TE)に応じて、アドレス読出に使用するスポットを適宜選択する必要がある。
この図12においては、6種のトラッキング誤差信号TEと、そのうちから選択したトラッキング誤差信号TEに基づくトラッキングサーボを行ったときの各スポット(M,S1,S2)のトラックに対する位置関係とを示すと共に、図中の色付きのスポットによりアドレス情報の読み出しに用いるべきスポットを表している。
本実施の形態の記録再生装置では、このように予め定められた対応関係の情報に基づき、上述した目標補正量に基づいて選択したトラッキング誤差信号TEに対応するスポットの反射光信号を用いたアドレス情報読出(及びクロックの生成)を行うことになる。
続いて、上記により説明した実施の形態としてのスポット位置制御(微調整手法)を実現するための構成について説明する。
図13は、本実施の形態の記録再生装置の内部構成のうち、主に上記スポット位置制御を実現するための信号処理系の構成のみを抽出して示している。
本実施の形態において、これらメインフォトディテクタ26M、第1サブフォトディテクタ26S1、第2サブフォトディテクタ26S2としては、それぞれ4分割ディテクタを用いる。
さらに、上記光学ピックアップOPの外部には、反転回路33,反転回路34,反転回路35、セレクタ36、アドレス検出・クロック生成回路37、サーボ回路38,及び制御部39が設けられている。
具体的に、上記sum信号は上記各受光素子による受光信号の和信号となる。また、上記トラッキング誤差信号TEとしては、Push Pull信号を生成する。
この第1信号生成回路31にて生成された上記トラッキング誤差信号TEは、先に説明したトラッキング誤差信号TE−s1となる。図示するように当該トラッキング誤差信号TE−s1はセレクタ36と反転回路34とに供給される。
第2信号生成回路32にて生成された上記トラッキング誤差信号TEは先に説明したトラッキング誤差信号TE−s2となり、当該トラッキング誤差信号TE−s2はセレクタ36と反転回路35とに供給される。
また、第2信号生成回路32にて生成された上記sum信号は、sum−S2信号と称し、当該sum−S2信号はアドレス検出・クロック生成回路37に対して供給される。
このようなトラッキングドライブ信号TDに基づき上記トラッキングアクチュエータ16Aが駆動制御されることで、メインビームスポットMが、先の図12に示したようなトラックピッチを6分割する各位置のうちの何れか1つの位置上をトレースすることになる。
アドレス情報の検出及びクロックの生成は、上記sum−m信号、sum−S1信号、sum−S2信号のうちから、制御部39からの指示に基づく1のsum信号を選択し、該選択したsumに基づき行うことになる。
ここで、先の図4を参照して説明したように、本実施の形態の場合、アドレス情報は、ランドL上の所定間隔ごとに設定されたピット形成可能位置におけるピット形成有無を1チャネルビットの情報として記録されている。これに応じアドレス検出・クロック生成回路37は、上記選択したsum信号における、上記所定間隔ごとの上記ピット形成可能位置でのピットの有無の識別(H/Lの識別)を行うことで、1チャネルビットの「0」「1」のデータ識別を行う。そしてその結果に基づき、先の図4で説明したフォーマットに従ったアドレスデコード処理を行うことで、記録されたアドレス情報の検出(読出)を行う。アドレス検出・クロック生成回路37で得られたアドレス情報は、制御部39に対して供給される。
また、上記クロックの生成は、上記選択した1のsum信号を入力信号(基準信号)としたPLL処理を行って生成することになる。図示は省略したが、アドレス検出・クロック生成回路37にて生成された上記クロックは、必要な各部の動作クロックとして供給される。
具体的に、ホログラムの記録時においては、先に述べたようにして半径方向のホログラム記録ピッチを適正化するための記録制御処理を行う。具体的には、例えば先に例示したようなトラックを1周記録→10本のトラックジャンプ→ジャンプ先のトラックを1周記録→10本のトラックジャンプ→ジャンプ先のトラックの1周記録・・・を繰り返させるための制御を行う。
ここで、この際に設定される「目標位置」は、予め行われたキャリブレーションにより求まった「目標補正量」を反映した半径方向の位置となる。すなわち、再生対象のアドレス(つまりデータを記録したとされるアドレス:ランドL)にメインビームスポットMの位置を合わせたとしても、実際の再生位置(記録再生光の位置)は、先の図7(a)に示したように実際の記録位置からずれている可能性があるので、上記再生対象のアドレスから、上記キャリブレーションにより予め求められた目標補正量の分だけオフセットさせた位置を、「目標位置」として設定するものである。このように設定された「目標位置」へのシーク動作制御を行うことで、実際の記録位置と再生位置との間のずれを補正することができる。
1)光学ピックアップOP全体の移動による目標位置付近への移動
2)フォーカスサーボON
3)メインビームスポットMのトラッキング誤差信号TE−mを用いたトラッキングサーボの引き込み
4)上記3)にてトラッキングサーボがかかることで、アドレス(半径位置)が読めるので、そのアドレスから「目標位置」までの誤差に応じて、トラックジャンプ・トラッキング誤差信号TEの再選択の必要なものを行う
制御部39は、上記1)2)の動作が実行されるように、サーボ回路38に対する指示を行う。また制御部39は、上記3)の実現のために、セレクタ36に対するトラッキング誤差信号TE−mの選択指示、及びサーボ回路38に対するトラッキングサーボの引き込み開始指示を行う。
また制御部39は、上記4)の動作の実現のために、上記3)によるトラッキングサーボがかかることに応じてアドレス検出・クロック生成回路37により検出されるアドレス情報を入力し、該アドレス情報に基づき、「目標位置」までに要するトラックジャンプ本数を計算し、計算したジャンプ本数分だけトラックジャンプ動作を実行させるための指示をサーボ回路38に対して行う。またこの場合、トラッキングサーボの引き込みはトラッキング誤差信号TE−mを用いてメインビームスポットMをトラック位相0°の位置(ランドL中心)に合わせるようにして行っているので、上記「目標位置」に応じたトラッキング誤差信号TEの選択指示をセレクタ36に対して行う。つまり、上記「目標位置」は、先の説明から理解されるように再生対象のトラック(ランドL中心)を基準としてそこからのトラックずれ本数とトラック位相ずれ量(つまり選択すべきトラッキング誤差信号TEの別)とで表される情報となるので、上記トラックジャンプを実行した後には、上記「目標位置」に応じたトラッキング誤差信号TEの選択指示も行うものである。
なお確認のための述べておくと、アドレスを読んだ位置から上記「目標位置」までに必要なトラックジャンプ本数は「0」の場合もあり得る。また、上記「目標位置」のトラック位相は0°(ランドL中心)の場合も有り得る。よって、上記4)においてはトラックジャンプ・トラッキング誤差信号TEの再選択の必要なものを行えばよい。
つまりこれに対応して制御部39は、上記のような「目標位置」へのシーク動作制御を行った後は、記録時と同様の手法でスポット位置の移動が行われるように制御を行う。具体的に、上述したような1周の記録完了ごとにトラックジャンプを行う記録手法を採った場合には、制御部39は、1周の再生完了ごとに所定本数のトラックジャンプが行われるようにサーボ回路38に対する制御を行う。
アドレス検出・クロック生成回路37は、このように2つのsum信号が指示された場合は、それらのうち信号品質の良好な方を選択する。具体的に、アドレス検出・クロック生成回路37は、指示された2つのsum信号をモニタリングして信号品質が良好な1のsum信号を選択する。
以上で説明してきたように本実施の形態では、
1)半径方向において同一幅によるグルーブGとランドLとが交互に形成されたホログラム記録媒体HMを用いる
2)3分割した位置制御用レーザ光の各ビームスポットの半径方向における間隔が、ホログラム記録媒体HMのトラックピッチ(この場合はランドLの形成ピッチ)の1/3となるようにする
3)3分割した各ビームをそれぞれ個別に受光して、各ビームごとのトラッキング誤差信号TEを生成する
4)生成した各誤差信号TEのうちから設定された補正量の情報に基づく1の誤差信号TEを選択し、該選択した誤差信号TEに基づいてトラッキングサーボをかける
ものとしている。
上記1)2)の条件が満たされることで、各サブビーム光のうち第1サブビーム光の受光信号から生成したトラッキング誤差信号TE−s1を用いたトラッキングサーボを行うと、メインビームスポットMは、その中心が、トラック上をトレースする上記第1サブビーム光のスポットS1中心からトラックピッチの1/3だけずれた位置をトレースすることになる。一方、上記第2サブビーム光の受光信号から生成したトラッキング誤差信号TE−s2を用いたトラッキングサーボを行うと、メインビームスポットMの中心は、トラック上をトレースする上記第2サブビーム光のスポットS2中心からトラックピッチの1/3だけずれた位置をトレースすることになる。また、メインビーム光の受光信号から生成したトラッキング誤差信号TE−mを用いたトラッキングサーボを行った場合には、メインビームスポットMの中心はトラック中心をトレースする。
このようにして、メインビームスポットMのトレース位置に関して、その中心がトラック中心をトレースする状態、上記トラック中心から一方の方向にトラックピッチの1/3だけずれた位置をトレースする状態、及び上記トラック中心から他方の方向にトラックピッチの1/3だけずれた位置をトレースする状態の3状態を選択することができる。つまり、トラッキングサーボに用いるトラッキング誤差信号の選択によって、メインビームスポットMのトレース位置を、トラックピッチの1/3の幅という細かさで選択できるものである。
つまりこの結果、より安定したトラッキングサーボを実現できる。
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明としてはこれまでに説明した具体例に限定されるべきものではない。
例えば、次の図14に示すような変形例としての構成を採ることもできる。
図14は、変形例としての記録再生装置の内部構成のうち、主に位置制御のための信号処理系の構成のみを抽出して示している。
なお変形例としての記録再生装置の構成のうちホログラムの記録再生系や位置制御のための光学系の構成については実施の形態で説明したもの(図5)と同様となるため,改めての説明は省略する。
また図14において、既に先の図13にて説明した部分については同一符号を付して説明を省略する。
図14に示すように、変形例としての記録再生装置は、図13に示した記録再生装置と比較して、セレクタ36により選択出力されたトラッキング誤差信号TEが、加算器40を介してサーボ回路38に供給される点が異なる。
上記加算器40は、上記トラッキング誤差信号TEに対して所要のオフセットを与えるために設けられる。この場合、加算器40が上記トラッキング誤差信号TEに与えるオフセットの値は、制御部39が指示するものとなる。また、この場合はトラッキング誤差信号TEに対してオフセットを与えるものとしているので、上記加算器40に対しては負極性によるオフセット値を入力する。すなわち上記加算器40は減算器として機能させる。
この場合の制御部39は、上記加算器40に対して指示するオフセット値として、メインビームスポットMの移動量(ホログラムの再生位置の移動量)が、トラックピッチの1/6の幅を超えない程度となるようにして定められた値を指示する。これにより、トラックピッチの1/6の幅よりもさらに細かい再生位置の調整が可能となる。
これに応じ制御部39は、キャリブレーションで求まった上記「目標補正量」から、目標とするアドレス(ランドL)・選択すべきトラッキング誤差信号TE・上記オフセット値で表される「目標位置」を求めた上で、該「目標位置」にメインビームスポットMが位置するようにして先に説明したシーク動作制御とさらに上記加算器40へのオフセット値の指示を行う。
これにより、トラックピッチの1/6の幅を超えたより細かな再生位置の調整を実現することができ、結果、実際の記録位置と再生位置とのずれの補正をさらに高精度に行うことができる。
このとき、トラッキングドライブ信号TDに対して与えるオフセットの極性はトラッキング誤差信号TEに対して与える場合と異ならせることについては言うまでもない。
つまり、中央のメインビーム光についてのフォーカスエラー信号FE単体を用いたフォーカスサーボを行う場合には、トラック中心(トラック位相0°)となる位置以外では実際のフォーカス点と理想フォーカス点とに誤差が生じることが考えられなくもないので、例えばそのような場合には、トラック中心以外の位置ではその位置に応じて予め定められたオフセットをフォーカスサーボループに対して与えるものとすればよい。
具体的にこの場合は、グレーティングにより得られる0次光(メインビームスポット)と各1次光(各サイドビームスポット)と共に、さらに2次光も利用する。5つの各ビームスポットについては、内周側から順にビームスポットSL2、SL1、M(メイン)、SR1、SR2とおく。なお図中では各ビームスポットの中心(黒丸)を示している。
この場合、5つのビームスポットのそれぞれの半径方向の間隔は、図のようにトラックピッチ=2nとしたとき「2n/5」となるようにしておく。
図のようにこの場合の各トラッキング誤差信号TEの位相差は、360°÷5=72°となる。
この場合はトラックピッチを5等分した各位置から再生位置の選択を行うことができる。具体的に、トラッキング誤差信号TE−mの選択によってはトラック位相0°の位置、トラッキング誤差信号TE−sl1の選択によってはトラック位相72°の位置、トラッキング誤差信号TE−sl2の選択によってはトラック位相144°の位置、トラッキング誤差信号TE−sr2の選択によってはトラック位相216°の位置、トラッキング誤差信号TE−sr1の選択によってはトラック位相288°の位置に再生位置を調整することができる。
従ってこの場合には、トラッキング誤差信号TE−mの選択によりトラック位相0°の位置、トラッキング誤差信号TE−sr2oの選択によりトラック位相36°の位置、トラッキング誤差信号TE−sl1の選択によりトラック位相72°の位置、トラッキング誤差信号TE−sr1oの選択によりトラック位相108°の位置、トラッキング誤差信号TE−sl2の選択によりトラック位相144°の位置、トラッキング誤差信号TE−moの選択によりトラック位相180°の位置、トラッキング誤差信号TE−sr2の選択によりトラック位相216°の位置、トラッキング誤差信号TE−sl1oの選択によりトラック位相252°の位置、トラッキング誤差信号TE−sr1の選択によりトラック位相288°の位置、トラッキング誤差信号TE−sl2oの選択によりトラック位相324°の位置に、それぞれ再生位置を調整することができる。すなわちこのことからも明らかなように、この場合はトラックピッチの1/10の細かさで再生位置の調整を行うことができる。
また、スポット数を3つ以外とする場合においても、上述した変形例のようにオフセットの付与によって更なる微調整を行うことができる点についても言うまでもない。
Claims (6)
- 第1の光源と、
第2の光源と、
上記第2の光源から出射された光をm個のビーム光に分割するビーム分割部と、
半径方向において同一幅によるグルーブとランドとが交互に形成されるようにして上記グルーブがスパイラル状又は同心円状に形成されたディスク状記録媒体に対して、上記第1の光源から出射された第1の光と、上記ビーム分割部により生成されたm個のビーム光とを共通の対物レンズを介して照射する光学系であって、上記m個のビーム光の上記ディスク状記録媒体上でのそれぞれの照射スポットの上記半径方向における間隔が、上記グルーブの形成に伴い上記ディスク状記録媒体に形成されるトラックのピッチの1/mとなるようにして上記3つのビーム光を照射する光学系と、
上記対物レンズを介して照射される光の光軸と上記ディスク状記録媒体との上記半径方向における相対的な位置関係を変化させて、上記対物レンズを介して照射される光についてのトラッキング制御を行うように構成されたトラッキング制御機構と、
上記対物レンズを介して照射され上記ディスク状記録媒体を介した上記m個のビーム光をそれぞれ個別に受光する受光部と、
上記受光部により得られるそれぞれの受光信号に基づき、上記ディスク状記録媒体に形成された上記トラックに対する上記m個のビーム光のスポット位置の上記半径方向における位置誤差をそれぞれ表す誤差信号を生成する誤差信号生成部と、
少なくとも上記誤差信号生成部により生成された上記誤差信号のうちから1の誤差信号を選択する誤差信号選択部と、
上記誤差信号選択部によって選択された誤差信号に基づき、上記対物レンズを介して照射される光についてのトラッキングサーボが行われるように上記トラッキング制御機構を制御するサーボ制御部と
を備える光スポット位置制御装置。 - さらに、上記誤差信号生成部により生成された上記誤差信号の反転信号を生成する反転信号生成部を備え、
上記誤差信号選択部は、
上記誤差信号生成部と上記反転信号生成部とにより生成された誤差信号のうちから1の誤差信号を選択する
請求項1に記載の光スポット位置制御装置。 - 設定された補正量の情報に基づくオフセットをトラッキングサーボループに対して与えるオフセット付与部をさらに備える
請求項1に記載の光スポット位置制御装置。 - 上記ディスク状記録媒体においては、
上記グルーブ又は上記ランドの何れか一方における周回方向の所定間隔おきの位置がピットの形成可能位置として設定された上で、当該ピットの形成可能位置におけるピットの形成有無のパターンによってアドレス情報の記録が行われており、
上記受光部により得られた受光信号に基づき上記ピットの有無を反映したピット有無反映信号を生成するピット有無反映信号生成部と、
上記ピット有無反映信号に基づいて上記ピットの形成可能位置における上記ピットの形成有無のパターンを検出することで、上記アドレス情報の検出を行うアドレス検出部とをさらに備える
請求項1に記載の光スポット位置制御装置。 - 上記ピット有無反映信号生成部は、
上記受光部により得られたそれぞれの受光信号から上記メインビーム光、第1サブビーム光、第2サブビーム光のそれぞれのスポット位置での上記ピットの有無を反映するピット有無反映信号をそれぞれ生成し、
上記アドレス検出部は、
上記ピット有無反映信号生成部により生成された上記ピット有無反映信号のうち上記誤差信号選択部により選択された誤差信号の別に応じて選択した1のピット有無反映信号に基づいて上記アドレス情報の検出を行う
請求項4に記載の光スポット位置制御装置。 - 第1の光源と、第2の光源と、上記第2の光源から出射された光をm個のビーム光に分割するビーム分割部と、半径方向において同一幅によるグルーブとランドとが交互に形成されるようにして上記グルーブがスパイラル状又は同心円状に形成されたディスク状記録媒体に対して、上記第1の光源から出射された第1の光と、上記ビーム分割部により生成されたm個のビーム光とを共通の対物レンズを介して照射する光学系であって、上記m個のビーム光の上記ディスク状記録媒体上でのそれぞれの照射スポットの上記半径方向における間隔が、上記グルーブの形成に伴い上記ディスク状記録媒体に形成されるトラックのピッチの1/mとなるようにして上記m個のビーム光を照射する光学系と、上記対物レンズを介して照射される光の光軸と上記ディスク状記録媒体との上記半径方向における相対的な位置関係を変化させて、上記対物レンズを介して照射される光についてのトラッキング制御を行うように構成されたトラッキング制御機構とを備える光スポット位置制御装置における光スポット位置制御方法であって、
上記対物レンズを介して照射され上記ディスク状記録媒体を介した上記m個のビーム光をそれぞれ個別に受光する受光手順と、
上記受光手順により得られるそれぞれの受光信号に基づき、上記ディスク状記録媒体に形成された上記トラックに対する上記m個のビーム光のスポット位置の上記半径方向における位置誤差をそれぞれ表す誤差信号を生成する誤差信号生成手順と、
少なくとも上記誤差信号生成手順により生成した上記誤差信号のうちから1の誤差信号を選択する誤差信号選択手順と、
上記誤差信号選択手順により選択した誤差信号に基づき、上記対物レンズを介して照射される光についてのトラッキングサーボが行われるように上記トラッキング制御機構を制御するサーボ制御手順と
を有する光スポット位置制御方法。
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