JP2012226809A - Optical recording medium and drive unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光ディスクなどの光記録媒体、及び、この光記録媒体に対して情報の記録と再生の一方または双方を行う駆動装置に関するものである。 The present invention relates to an optical recording medium such as an optical disk, and a drive device that performs one or both of recording and reproducing information on the optical recording medium.
CD(Compact Disc)やDVD(Digtal Versatile Disc:デジタル多用途ディスク)やBD(Blu−ray Disc:ブルーレイディスク;登録商標)といった光ディスクは、レーザ光の照射を受けて映像データや音楽データなどの情報の記録、あるいは、記録された情報の再生のために使用される情報記録媒体である。光ディスクは、世代を重ねるにつれて大容量の発展を続けている。たとえば、CDでは、光透過層であるディスク基板の厚みが約1.2mm、レーザ光波長が約780nm、対物レンズの開口数NA(Numerical Aperture)が0.45であり、650MBの容量が実現されている。また、CDよりも後の世代のDVDでは、光透過層であるディスク基板の厚みが約0.6mm、レーザ光波長が約650nm、NAが0.6であり、4.7GBの容量が実現されている。たとえば、厚みが約0.6mmのディスク基板を2枚貼り合わせて約1.2mmの厚みを有するDVDを作製することができる。さらに高記録密度を有するBDでは、情報記録面を被覆する保護層(光透過層)の厚みが約0.1mm、レーザ光波長が約405nm、NAが0.85である。BDが単層ディスクの場合には約25GBの大容量が実現され、BDが2層ディスクの場合には約50GBの大容量が実現されており、BDには高精細なハイビジョン映像を長時間記録することができる。 Optical discs such as CD (Compact Disc), DVD (Digital Versatile Disc: Digital Versatile Disc) and BD (Blu-ray Disc: Blu-ray Disc; registered trademark) receive information on video data, music data, etc. when irradiated with laser light. Is an information recording medium used for recording or reproducing recorded information. Optical discs continue to develop large capacities as generations increase. For example, in a CD, the thickness of a disk substrate that is a light transmitting layer is about 1.2 mm, the wavelength of a laser beam is about 780 nm, the numerical aperture NA (Numerical Aperture) of an objective lens is 0.45, and a capacity of 650 MB is realized. ing. Moreover, in DVDs of generations later than CD, the thickness of the disk substrate, which is a light transmission layer, is about 0.6 mm, the laser light wavelength is about 650 nm, and the NA is 0.6, and a capacity of 4.7 GB is realized. ing. For example, a DVD having a thickness of about 1.2 mm can be manufactured by bonding two disk substrates having a thickness of about 0.6 mm. Further, in a BD having a high recording density, the thickness of the protective layer (light transmission layer) covering the information recording surface is about 0.1 mm, the laser beam wavelength is about 405 nm, and the NA is 0.85. When the BD is a single-layer disc, a large capacity of about 25 GB is realized, and when the BD is a double-layer disc, a large capacity of about 50 GB is realized. A high-definition high-definition video is recorded on the BD for a long time. can do.
ハイビジョン映像を超える次世代の高精細映像や立体映像について、今後も一般ユーザーが扱うデータ量は膨大なものに増えていくと予想されているため、BDの容量を超える大容量のデータを蓄積可能な光ディスクが求められている。 With regard to next-generation high-definition video and stereoscopic video that exceed high-definition video, it is expected that the amount of data handled by general users will continue to increase, so large volumes of data that exceed the capacity of BD can be stored. Optical discs are desired.
上記したように光ディスクの大容量化は、レーザ光波長の短波長化と対物レンズの高NA化とにより対物レンズの焦点面における集光スポットサイズを微小化することで、また、情報記録層のトラック上の記録マークのサイズを微小化することで達成されてきた。しかしながら、集光スポットサイズの微小化には、対物レンズの光学性能とレーザ光波長とで定まる物理的限界が存在する。 As described above, the capacity of the optical disk is increased by reducing the size of the focused spot on the focal plane of the objective lens by shortening the wavelength of the laser beam and increasing the NA of the objective lens. This has been achieved by reducing the size of the recording mark on the track. However, the miniaturization of the focused spot size has a physical limit determined by the optical performance of the objective lens and the laser beam wavelength.
そこで、近年、厚み方向に複数の情報記録層が所定間隔で積層された多層構造を有する多層光ディスクが開発され市販されている。たとえば、1層当たり約25GBの記録容量を有する2層光ディスク(DL disc:Dual−Layer disc)、1層当たりの記録容量を約33GBに向上させた3層光ディスク(TL disc:Triple Layer disc)、及び、1層当たりの記録容量を約32GBとした4層光ディスク(QL disc:Quadruple Layer disc)が市販されている。 Therefore, in recent years, a multilayer optical disc having a multilayer structure in which a plurality of information recording layers are laminated at a predetermined interval in the thickness direction has been developed and marketed. For example, a two-layer optical disc (DL disc: Dual-Layer disc) having a recording capacity of about 25 GB per layer, a three-layer optical disc (TL disc: Triple Layer disc) having an improved recording capacity per layer to about 33 GB, A four-layer optical disk (QL disc: Quadruple Layer disc) with a recording capacity per layer of about 32 GB is commercially available.
しかしながら、このような多層光ディスクでは、情報記録層の数を増やすと、記録または再生に用いる光に対する透過率や反射率や光吸収特性を考慮した光学設計が難しくなる。たとえば、多層光ディスクの情報記録層のうち光入射面から離れた奧側の情報記録層に光を照射してアクセスしようとするときに、アクセス対象の情報記録層と光入射面との間に介在する情報記録層の反射率と光吸収率とにより光量ロスが発生し、これにより情報の記録または再生に必要となる光量を確保することが難しい場合がある。 However, in such a multilayer optical disc, when the number of information recording layers is increased, it becomes difficult to perform optical design in consideration of transmittance, reflectance, and light absorption characteristics for light used for recording or reproduction. For example, when trying to access the information recording layer on the far side of the information recording layer of a multilayer optical disc that is far from the light incident surface by irradiating it with light, it is interposed between the information recording layer to be accessed and the light incident surface. A light amount loss occurs due to the reflectance and light absorption rate of the information recording layer, and it may be difficult to secure the light amount necessary for recording or reproducing information.
特に、従来の多層(DL、TLあるいはQL)光ディスクでは、それぞれの情報記録層にトラッキング(トラッキングサーボ)のための案内溝またはピット列が設けられているので、その案内溝またはピット列で回折光が発生することにより光量ロスが大きくなるという課題がある。さらに、そのような回折光は、光ディスクに対する情報の記録や再生のために使用される光学系において不要な迷光となり、記録特性や再生特性に悪影響を及ぼすといった問題の原因となりうる。そこで、このような多層光ディスクのトラッキングサーボ用の案内溝やピット列に起因する光量ロスや迷光の影響を抑制する技術が、たとえば、下記の非特許文献1及び特許文献1〜4に開示されている。
In particular, in a conventional multilayer (DL, TL, or QL) optical disc, a guide groove or pit row for tracking (tracking servo) is provided in each information recording layer. As a result, there is a problem that the loss of light amount increases. Further, such diffracted light becomes unnecessary stray light in an optical system used for recording and reproducing information on an optical disk, and may cause a problem of adversely affecting recording characteristics and reproduction characteristics. Therefore, techniques for suppressing the effects of light loss and stray light due to the guide grooves and pit rows for tracking servo of such multilayer optical discs are disclosed in, for example, Non-Patent
非特許文献1には、複数の情報記録層(Recording Layers)と、トラッキングサーボ用のガイドトラックを有するガイド層(Guide Layer)とを備えた多層光ディスクが開示されている。ガイド層は、情報記録層とは分離した別の層として形成されている。また、非特許文献1に開示されている記録装置は、対物レンズを介してガイド層に第1の光ビーム(波長:655nm)を集光させてガイドトラックに対物レンズを追従させ、これと同時に、同じ対物レンズを介して第2の光ビーム(波長:405nm)を情報記録層に集光させて情報の記録または再生を行う。第1の光ビームに対する対物レンズの実効的な開口数NAは、第2の光ビームに対する実効的な開口数NAよりも小さい値に設定される。この多層光ディスクでは、ガイドトラックが情報記録層とは分離しているので、情報記録層にトラッキングサーボ用の案内溝やピット列が設けられていない。このため、情報の記録または再生に使用される第2の光ビームの光量ロスや迷光の発生を抑制することができる。
Non-Patent
特許文献1で引用されている特許文献2〜4にも、非特許文献1に開示されているガイド層分離型の構造と類似の構造を有する光ディスクが開示されている。
上記ガイド層分離型の光ディスク構造の場合、トラッキングサーボ用の第1の光ビームと情報の記録または再生用の第2の光ビームとが同時に多層光ディスクに照射される。これら第1及び第2の光ビームの反射光を光学系で互いに分離して検出するためには、両者の波長が互いに異なる必要があり、トラッキングサーボ用の第1の光ビームの波長は、第2の光ビームの波長よりも長い。このため、ガイド層のトラックピッチを狭小化することは容易ではなかった。 In the case of the guide layer separation type optical disc structure, the first optical beam for tracking servo and the second optical beam for recording or reproducing information are simultaneously irradiated onto the multilayer optical disc. In order to detect the reflected light of the first and second light beams separately from each other by the optical system, the wavelengths of the two need to be different from each other. The wavelength of the first light beam for tracking servo is 2 longer than the wavelength of the light beam. For this reason, it is not easy to reduce the track pitch of the guide layer.
たとえば、非特許文献1によれば、第1の光ビームの波長は655nm、第1の光ビームの波長に対する対物レンズの実効開口数は0.6であり、第2の光ビームの波長は405nm、第2の光ビームの波長に対する対物レンズの実効開口数は0.85である。また、ガイドトラックのトラックピッチは740nmであり、BDのトラックピッチ320nmに比べて大きい。このため、非特許文献1に開示されるガイド層分離型の構造の場合、ラジアル方向の記録密度が低く、光ディスクの大容量化の妨げになるという課題がある。
For example, according to Non-Patent
上記に鑑みて本発明の目的は、ガイド層分離型の構造を有していても、ラジアル方向の記録密度を向上させることができる光記録媒体及び駆動装置を提供することである。 In view of the above, an object of the present invention is to provide an optical recording medium and a driving device that can improve the recording density in the radial direction even if it has a guide layer separation type structure.
本発明の第1の態様による光記録媒体は、第1波長の第1の光ビームと前記第1波長よりも短い第2波長の第2の光ビームとを光軸方向の互いに異なる位置にそれぞれ集光させる集光光学系を用いた情報の記録または再生がなされる光記録媒体であって、前記集光光学系により集光された当該第2の光ビームの照射を受ける少なくとも1層の情報記録層と、前記情報記録層に対して当該情報記録層の厚み方向に離間し、前記集光光学系により集光された当該第1の光ビームの照射を受けるガイド層とを備え、前記ガイド層は、複数のピットからなるピット列を含むガイドトラックを有し、前記ガイドトラックの延在方向における前記ピットの長さは、前記第1波長と該第1波長に対する前記集光光学系の開口数とで定まる回折限界の1/2以上であることを特徴とする。 The optical recording medium according to the first aspect of the present invention includes a first light beam having a first wavelength and a second light beam having a second wavelength shorter than the first wavelength at different positions in the optical axis direction. An optical recording medium on which information is recorded or reproduced using a condensing optical system for condensing, and information of at least one layer that is irradiated with the second light beam condensed by the condensing optical system A recording layer; and a guide layer that is spaced apart from the information recording layer in the thickness direction of the information recording layer and receives the irradiation of the first light beam condensed by the condensing optical system, and the guide The layer has a guide track including a pit row composed of a plurality of pits, and the length of the pit in the extending direction of the guide track is determined by the first wavelength and the aperture of the condensing optical system with respect to the first wavelength. 1/2 or less of the diffraction limit determined by the number And characterized in that.
本発明の第2の態様による光記録媒体は、第1波長の第1の光ビームと前記第1波長よりも短い第2波長の第2の光ビームとを光軸方向の互いに異なる位置にそれぞれ集光させる集光光学系を用いた情報の記録または再生がなされる光記録媒体であって、前記集光光学系により集光された当該第2の光ビームの照射を受ける少なくとも1層の情報記録層と、前記情報記録層に対して当該情報記録層の厚み方向に離間し、前記集光光学系により集光された当該第1の光ビームの照射を受けるガイドトラックを有するガイド層と、前記ガイド層に前記厚み方向に隣接して配置され、前記集光光学系により集光された当該第1の光ビームの照射により光学特性が変化した局所的な領域で局在光を発生させる超解像機能層とを備えることを特徴とする。 The optical recording medium according to the second aspect of the present invention includes a first light beam having a first wavelength and a second light beam having a second wavelength shorter than the first wavelength at different positions in the optical axis direction. An optical recording medium on which information is recorded or reproduced using a condensing optical system for condensing, and information of at least one layer that is irradiated with the second light beam condensed by the condensing optical system A recording layer, and a guide layer having a guide track that is spaced apart from the information recording layer in the thickness direction of the information recording layer and receives the irradiation of the first light beam condensed by the condensing optical system; A superposition that is disposed adjacent to the guide layer in the thickness direction and generates localized light in a local region in which optical characteristics have changed due to irradiation of the first light beam condensed by the condensing optical system. And a resolution function layer.
本発明の第3の態様による駆動装置は、上記光記録媒体に対する情報の記録または再生を行う駆動装置であって、前記光記録媒体を回転させる回転駆動部と、前記第1の光ビームを出射する第1の光源と、情報の記録または再生用の光ビームを前記第2の光ビームとして出射する第2の光源と、前記前記ガイド層に前記第1の光ビームを集光させるとともに前記第2の光ビームを前記情報記録層に集光させる前記集光光学系と、前記ガイド層で反射した前記第1の光ビームの戻り光を受光して第1の検出信号を出力する第1の受光素子と、前記情報記録層で反射した前記第2の光ビームの戻り光を受光して第2の検出信号を出力する第2の受光素子と、前記第1の検出信号に基づいてトラッキングエラー信号を生成するトラッキング制御部と、前記トラッキングエラー信号に応じて前記集光光学系を駆動して前記ガイドトラックに追従させるアクチュエータとを備えることを特徴とする。 A driving device according to a third aspect of the present invention is a driving device that records or reproduces information on the optical recording medium, and outputs a rotation driving unit that rotates the optical recording medium and the first light beam. A first light source for emitting information, a second light source for emitting a light beam for recording or reproducing information as the second light beam, and condensing the first light beam on the guide layer. And a first optical signal for receiving a return light of the first light beam reflected by the guide layer and outputting a first detection signal. A light-receiving element; a second light-receiving element that receives the return light of the second light beam reflected by the information recording layer and outputs a second detection signal; and a tracking error based on the first detection signal A tracking controller that generates the signal and Characterized in that it comprises an actuator to follow the guide track by driving the focusing optical system in response to the tracking error signal.
本発明の第4の態様による駆動装置は、上記光記録媒体に対する情報の記録または再生を行う駆動装置であって、前記光記録媒体を回転させる回転駆動部と、前記第1の光ビームを出射する第1の光源と、情報の記録または再生用の光ビームを前記第2の光ビームとして出射する第2の光源と、前記前記ガイド層に前記第1の光ビームを集光させるとともに前記第2の光ビームを前記情報記録層に集光させる前記集光光学系と、前記ガイド層で反射した前記第1の光ビームの戻り光を受光して第1の検出信号を出力する第1の受光素子と、前記情報記録層で反射した前記第2の光ビームの戻り光を受光して第2の検出信号を出力する第2の受光素子と、前記第1の検出信号に基づいてトラッキングエラー信号を生成するトラッキング制御部と、前記トラッキングエラー信号に応じて前記集光光学系を駆動して前記ガイドトラックに追従させるアクチュエータと、前記第1の検出信号に基づいて、前記ガイドトラック上の位置を表すアドレス情報を含む埋め込み情報を検出するアドレス検出部とを備え、前記ピット列を構成するピットの各々は、所定の変調方式による符号長に対応した長さを有し、前記アドレス検出部は、前記ピットの長さに対応する前記第1の検出信号の信号波形に基づいて前記埋め込み情報を検出することを特徴とする。 A drive device according to a fourth aspect of the present invention is a drive device for recording or reproducing information with respect to the optical recording medium, wherein the driving device rotates the optical recording medium, and emits the first light beam. A first light source for emitting information, a second light source for emitting a light beam for recording or reproducing information as the second light beam, and condensing the first light beam on the guide layer. And a first optical signal for receiving a return light of the first light beam reflected by the guide layer and outputting a first detection signal. A light-receiving element; a second light-receiving element that receives the return light of the second light beam reflected by the information recording layer and outputs a second detection signal; and a tracking error based on the first detection signal A tracking controller that generates the signal and An actuator that drives the condensing optical system according to the tracking error signal to follow the guide track, and embedded information including address information that represents a position on the guide track based on the first detection signal. Each of the pits constituting the pit row has a length corresponding to a code length according to a predetermined modulation method, and the address detection unit corresponds to the length of the pit. The embedded information is detected based on a signal waveform of the first detection signal.
本発明の第5の態様による駆動装置は、上記光記録媒体に対する情報の記録または再生を行う駆動装置であって、前記光記録媒体を回転させる回転駆動部と、前記第1の光ビームを出射する第1の光源と、情報の記録または再生用の光ビームを前記第2の光ビームとして出射する第2の光源と、前記前記ガイド層に前記第1の光ビームを集光させるとともに前記第2の光ビームを前記情報記録層に集光させる前記集光光学系と、前記ガイド層で反射した前記第1の光ビームの戻り光を受光して第1の検出信号を出力する第1の受光素子と、前記情報記録層で反射した前記第2の光ビームの戻り光を受光して第2の検出信号を出力する第2の受光素子と、前記第1の検出信号に基づいてトラッキングエラー信号を生成するトラッキング制御部と、前記トラッキングエラー信号に応じて前記集光光学系を駆動して前記ガイドトラックに追従させるアクチュエータと、前記第1の検出信号に基づいて埋め込み情報を検出するアドレス検出部とを備え、前記ピット列は、各々が所定の空間周波数で蛇行する一連のウォブルパターンを形成しており、前記第1の受光素子は、前記ガイドトラックと直交する方向に対応する方向に互いに対向する一対の受光面を有し、前記アドレス検出部は、前記一対の受光面からそれぞれ出力された検出信号の差分に基づいて前記埋め込み情報を検出することを特徴とする。 A drive device according to a fifth aspect of the present invention is a drive device for recording or reproducing information with respect to the optical recording medium, wherein the driving device rotates the optical recording medium, and emits the first light beam. A first light source for emitting information, a second light source for emitting a light beam for recording or reproducing information as the second light beam, and condensing the first light beam on the guide layer. And a first optical signal for receiving a return light of the first light beam reflected by the guide layer and outputting a first detection signal. A light-receiving element; a second light-receiving element that receives the return light of the second light beam reflected by the information recording layer and outputs a second detection signal; and a tracking error based on the first detection signal A tracking controller that generates the signal and An actuator for driving the condensing optical system in accordance with the tracking error signal to follow the guide track; and an address detecting unit for detecting embedded information based on the first detection signal; , Each of which forms a series of wobble patterns meandering at a predetermined spatial frequency, and the first light receiving element has a pair of light receiving surfaces facing each other in a direction corresponding to a direction orthogonal to the guide track. The address detection unit detects the embedded information based on a difference between detection signals respectively output from the pair of light receiving surfaces.
本発明によれば、ガイド層分離型の構造を有していても、情報記録層のラジアル方向の記録密度を高くすることができる。 According to the present invention, the recording density in the radial direction of the information recording layer can be increased even if it has a guide layer separation type structure.
以下、本発明の種々の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。 Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
実施の形態1.
図1は、本発明に係る実施の形態1の光ディスクシステムである駆動装置1の主な構成を概略的に示す機能ブロック図である。この駆動装置1は、積層された複数の情報記録層からなる情報記録層群MLを有する多層光ディスク4Aに対して情報の記録または再生を行う機能を有している。
FIG. 1 is a functional block diagram schematically showing a main configuration of a
図1に示されるように、多層光ディスク4Aは、情報記録層群MLとガイド層Lgとを含み、ガイド層Lgは、情報記録層群MLに対して厚み方向に離間し、情報記録層群MLから完全に分離した別の層として形成されている。情報記録層群MLには、トラッキングサーボ用の案内溝やピット列などのガイドトラックは設けられておらず、ガイドトラックはガイド層Lgに同心円状またはスパイラル状に形成されている。図2(A)は、多層光ディスク4Aのガイド層Lgに形成された同心円状のガイドトラックTR,TR,TR,…を概略的に示す平面図であり、図2(B)は、ガイド層Lgに形成されたスパイラル状のガイドトラックTRを概略的に示す平面図である。
As shown in FIG. 1, the multilayer
図3は、実施の形態1に係る多層光ディスク4Aの構造の一部を概略的に示す断面図である。図3において、符号XRは、多層光ディスク4Aのラジアル方向を示し、符号Yθは、ラジアル方向XRと直交する多層光ディスク4Aのタンジェンシャル方向を示している。
FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a part of the structure of the multilayer
図3に示されるように、多層光ディスク4Aは、互いに積層された情報記録層L0〜L6と、ガイド層Lgと、これら情報記録層L0〜L6及びガイド層Lgを被覆する透光性保護層(カバー層)401とを有している。また、ガイド層Lgの裏面は、裏面保護層409によって被覆されている。情報記録層L0〜L6は、透光性中間層402〜407によって互いに分離されており、情報記録層L0とガイド層Lgとは透光性中間層408によって互いに分離されている。なお、図3の例では、情報記録層L0〜L6は7層であるが、この層数に限定されるものではない。
As shown in FIG. 3, the multilayer
ガイド層Lgには、ガイドトラックを構成するピットPtが形成されている。ガイド層Lgは、たとえば、エンボス加工により基材の表面に凹凸パターンを形成し、この凹凸パターン上にアルミニウムなどの反射膜(図示せず)を成膜することにより形成することができる。 In the guide layer Lg, pits Pt constituting a guide track are formed. The guide layer Lg can be formed, for example, by forming a concavo-convex pattern on the surface of the substrate by embossing and forming a reflective film (not shown) such as aluminum on the concavo-convex pattern.
図4は、ガイド層Lgのピット列を概略的に示す斜視図である。図4に示されるように、ガイド層Lgは、ガイドトラックTRk−1,TRk,TRk+1,TRk+2,…の各々を構成する複数のピットPtを有している。これらガイドトラックTRk−1,TRk,TRk+1,TRk+2,…の各々は、多層光ディスク4Aのタンジェンシャル方向Yθに延在している。図4に示されるように、ガイドトラックTRk−1,TRk,TRk+1,TRk+2,…は、ラジアル方向XRにおいて一定間隔(トラックピッチ)Λで配列されており、各ピットPtは、ガイドトラックの延在方向に長さαを有している。図4では、ピットPtがベース材から凸形状を成すものとして例示されているが、凸形状に代えて凹形状を成していてもよい。
FIG. 4 is a perspective view schematically showing a pit row of the guide layer Lg. As shown in FIG. 4, the guide layer Lg has a plurality of pits Pt constituting each of the guide tracks TR k−1 , TR k , TR k + 1 , TR k + 2 ,. Each of these guide tracks TR k−1 , TR k , TR k + 1 , TR k + 2 ,... Extends in the tangential direction Y θ of the multilayer
情報記録層L0〜L6の各々は、ガイド層LgのガイドトラックTRk−1,TRk,TRk+1,TRk+2,…にそれぞれ対応する記録トラックを有している。各記録トラックに情報ピットなどの凹凸パターンもしくは相変化材料の情報マークを形成すればよい。 Each of the information recording layers L0 to L6 has a recording track corresponding to each of the guide tracks TR k−1 , TR k , TR k + 1 , TR k + 2 ,. An uneven pattern such as an information pit or an information mark of a phase change material may be formed on each recording track.
図1を参照すると、駆動装置1は、光ヘッド(光ピックアップ)2、コリメータレンズ制御回路(CL1制御回路)52、トラッキング制御回路53、アドレス検出部54、回転制御部55、再生記録制御回路61、レーザドライバ62、データ処理回路65、コリメータレンズ制御回路(CL2制御回路)66及びフォーカス制御回路67を備えている。これらの構成要素2,52〜55,61,62,65〜67の動作は、図示されないMPU(Micro Processing Unit)によって制御される。このMPUは、外部のホスト機器(図示せず)から受信したコマンドに応じて各種制御処理を実行する。
Referring to FIG. 1, the driving
多層光ディスク4Aは、ディスク回転モータ3の駆動軸(スピンドル)3aに固定されたターンテーブル(図示せず)に着脱自在に装着される。ディスク回転モータ3は、回転制御部55による制御を受けてこの多層光ディスク4Aを回転駆動する。回転制御部55は、多層光ディスク4Aの実回転速度を表すパルス信号波形を抽出する回転パルス検出回路552と、このパルス信号に基づいて実回転速度が目標回転速度に一致するようにディスク回転モータ3の動作を制御するモータ制御回路551とを有している。モータ制御回路551は、ガイドトラックに対する光ビームB1の走査線速度が一定となるようにディスク回転モータ3の動作を制御することができる。
The multilayer
光ヘッド2は、多層光ディスク4Aに対して波長の異なる2種類の光ビームB1,B2を同時に集光して照射し、多層光ディスク4Aのガイド層Lgと情報記録層とでそれぞれ反射した戻り光を検出する機能を有する。なお、駆動装置1は、光ヘッド2を多層光ディスク4Aのラジアル方向に移動させて位置決めする光ヘッド駆動機構とその制御回路とを備えているが、これら光ヘッド駆動機構と制御回路は図1に示されていない。
The
具体的には、光ヘッド2は、図1に示されるように、図示されないレーザドライバにより駆動されて波長λ1の光ビームB1を出射するレーザ光源21と、レーザドライバ62により駆動されて波長λ2(λ1>λ2)の光ビームB2を出射するレーザ光源29とを備える。光ビームB1は、多層光ディスク4Aのガイド層Lgに集光され、光ビームB2は、多層光ディスク4Aの複数の情報記録層のうちのアクセス対象の情報記録層に集光される。図1においては、光ビームB1,B2の有効光束がそれぞれ破線と実線とで概略的に示されている。
Specifically, as shown in FIG. 1, the
また、光ヘッド2は、レーザ光源21から出射された光ビームB1を多層光ディスク4Aに導いてガイド層Lgに集光させる構成として、図1に示されるように、偏光ビームスプリッタ22、コリメータレンズ(CL1)23、波長選択性プリズム27、偏光ビームスプリッタ30、コリメータレンズ(CL2)34、反射ミラー(立ち上げミラー)36、1/4波長板37及び対物レンズ38を備えている。
Further, as shown in FIG. 1, the
レーザ光源21から出射された光ビームB1は、偏光ビームスプリッタ22とコリメータレンズ23とを順に透過して波長選択性プリズム27に入射する。ここで、レンズ駆動部24は、コリメータレンズ制御回路52による制御を受けて動作し、たとえばパルスモータを用いてコリメータレンズ23を光軸方向に沿ってシフトさせて、光学収差(たとえば、多層光ディスク4Aのカバー層の厚みや製造誤差に起因する球面収差)の補正や、多層光ディスク4Aにおける光ビームB1の集光点位置の制御を行うことができる。コリメータレンズ制御回路52は、受光素子26から供給された検出信号を用いてコリメータレンズ23を適正位置にシフトさせることが可能である。
The
波長選択性プリズム27は、コリメータレンズ23から入射した波長λ1の光ビームB1を偏光ビームスプリッタ30の方向に反射させる。波長選択性プリズム27から偏光ビームスプリッタ30に入射した光ビームB1は、当該偏光ビームスプリッタ30とコリメータレンズ34とを順に透過して反射ミラー36で反射して1/4波長板37に入射する。反射ミラー36で反射した光ビームB1は、1/4波長板37で円偏光に変換された後に、対物レンズ38により多層光ディスク4Aのガイド層Lgに集光させられる。このとき、図3及び図4に示されるように、光ビームB1の集光スポットがガイドトラックTRk上に形成される。図4に示されるように、集光スポットSP1は、中心部でピークを形成する光強度分布D1を有している。
The wavelength
ガイド層Lgで反射した光ビームB1の回折成分を含む戻り光は、対物レンズ38で収束され、1/4波長板37で直線偏光に変換された後に、反射ミラー36でコリメータレンズ34の方向に反射する。なお、光ビームB1,B2に対する対物レンズ38の有効径の大小関係は、対物レンズ38の設計に応じて異なる。
The return light including the diffraction component of the light beam B1 reflected by the guide layer Lg is converged by the
反射ミラー36で反射した光ビームB1の戻り光は、コリメータレンズ34と偏光ビームスプリッタ30とを順に透過した後、波長選択性プリズム27でコリメータレンズ23の方向に反射する。そして、光ビームB1の戻り光は、コリメータレンズ23を透過した後に、偏光ビームスプリッタ22で集光レンズ25の方向に反射する。受光素子26は、集光レンズ25を透過した光ビームB1の戻り光を受光する。
The return light of the light beam B1 reflected by the
受光素子26は、位相差検出(DPD:Differential Phase Detection)法によるトラッキングエラー検出に適した4分割受光面を有している。図5は、受光素子26の4分割受光面の一例を概略的に示す図である。この4分割受光面260に光ビームB1の戻り光のスポット(受光スポット)RS1が形成される。図5の4分割受光面260は、多層光ディスク4Aのラジアル方向XRに対応する方向X1の分割線(光不感帯)261と、この分割線261と直交する分割線(光不感帯)262とを有し、これら分割線261,262で区画された4つの受光領域260A〜260Dを有している。これら受光領域260A,260B,260C,260Dは、入射光を光電変換してそれぞれ検出信号IA,IB,IC,IDを生成する。
The
トラッキング制御回路53は、受光素子26による戻り光の検出結果に基づいて、DPD法によるトラッキングエラー信号TEを生成し、このトラッキングエラー信号TEに応じた駆動信号をアクチュエータ40に供給する。アクチュエータ40は、当該駆動信号に応じて対物レンズ38を多層光ディスク4Aのラジアル方向にシフト(変位)させることができる。これにより、ガイドトラックに対する対物レンズ38のデトラック(トラックずれ)が生じている場合には、トラッキング制御回路53は対物レンズ38を当該ガイドトラックに追従させることができる。
The
図5の4分割受光面260を使用する場合、DPD法によるトラッキングエラー信号TEは、次の演算式(1A),(1B)のいずれかで与えられる。
TE=φ(IA+IC)−φ(IB+ID) ・・・(1A)、
TE={φ(IA)−φ(IB)}+{φ(IC)−φ(ID)} ・・・(1B)
When the quadrant
TE = φ (I A + I C ) −φ (I B + I D ) (1A),
TE = {φ (I A ) −φ (I B )} + {φ (I C ) −φ (I D )} (1B)
ここで、φ(I)は、信号Iの位相を表す記号である。上式(1A)を採用するときは、4分割受光面260の斜めに対向する受光領域260A,260Cから出力された検出信号IA,ICの加算結果と、斜めに対向する受光領域260B,260Dから出力された検出信号IB,IDの加算結果との間の時間的な位相差がトラッキングエラー信号TEとして生成される。一方、上式(1B)を採用するときは、4分割受光面260のX1方向に対向する受光領域260A,260Bから出力された検出信号IA,IB間の時間的な位相差と、X1方向に対向する受光領域260C,260Dから出力された検出信号IC,ID間の時間的な位相差との加算結果がトラッキングエラー信号TEとして生成される。上式(1A),(1B)のいずれを採用する場合でも、光ビームB1の集光スポットSP1の中心がピット列の中心線を走査するとき、トラッキングエラー信号TEの信号レベルはゼロとなる。一方、集光スポットSP1の中心がピット列の中心線からラジアル方向XRにずれた位置を走査するときは、トラッキングエラー信号TEの信号レベルは、当該ずれに応じた信号レベルを示す。
Here, φ (I) is a symbol representing the phase of the signal I. When the above formula (1A) is adopted, the addition result of the detection signals I A and I C output from the
このようなDPD法によるトラッキングエラーの検出感度は、タンジェンシャル方向Yθ(ほぼガイドトラックの延在方向)におけるピットPtの外形寸法に依存する。一般に、プッシュプル法によるトラッキングエラーの検出感度は、トラックピッチに対する集光スポットのラジアル方向XRの分解能に依存する。それ故、ラジアル方向のトラックピッチが小さく、ガイドトラックで反射した回折光が対物レンズ38の開口を外れて伝搬すれば、プッシュプル法によるトラッキングエラー検出ができなくなる。これに対し、DPD法では、隣接ガイドトラック間の信号クロストーク量に対して一定以上のSN比が得られる限り、ラジアル方向XRの分解能に依存せずに高い検出感度を確保することができる。
The tracking error detection sensitivity according to the DPD method depends on the external dimensions of the pits Pt in the tangential direction Y θ (substantially the guide track extending direction). In general, the detection sensitivity of the tracking error by the push-pull method depends on the resolution of the radial X R of the focused spot with respect to the track pitch. Therefore, if the track pitch in the radial direction is small and the diffracted light reflected by the guide track propagates off the opening of the
そこで、本実施の形態での多層光ディスク4Aの特徴の1つは、ガイド層LgのすべてのピットPtの長さαを回折限界の1/2以上とすることである。波長λ1に対する対物レンズ38の実効開口数をNA1とすると、理論的には、回折限界は、λ1/(2×NA1)で与えられるといわれている。この回折限界λ1/(2×NA1)は、光ディスクのタンジェンシャル方向に同一長のピットとスペースとが繰り返し配列された周期パターンの解像限界とほぼ一致するので、ピットの解像限界は、回折限界λ1/(2×NA1)の半分程度すなわちλ1/(4×NA1)程度であると考えられる。
Therefore, one of the features of the multilayer
したがって、すべてのピット長αをピットの解像限界λ1/(4×NA1)以上にすることで、たとえトラックピッチΛを回折限界λ1/(2×NA1)近くまで小さくしたとしても、トラッキングエラーの検出感度を確保しつつ、情報記録層L0〜L6のラジアル方向XRの記録密度を高くすることができる。それ故、本実施の形態に係る多層光ディスク4Aは、ガイド層分離型の構造を有していても、従来の多層光ディスクと比べて更なる大容量化を実現することができる。
Therefore, by setting all the pit lengths α to be equal to or larger than the pit resolution limit λ1 / (4 × NA1), even if the track pitch Λ is reduced to near the diffraction limit λ1 / (2 × NA1), the tracking error is reduced. The recording density in the radial direction XR of the information recording layers L0 to L6 can be increased while ensuring the detection sensitivity. Therefore, even if the multilayer
たとえば、非特許文献1に記載されているような、DVD用の波長λ1=655nm、NA1=約0.6が用いられている構成の場合であれば、トラックピッチΛが640nm以下で且つ回折限界λ1/(2×NA1)より大きい範囲においては、DPD法は、前記プッシュプル法に比べ検出感度を大きく確保することができるので、DPD法を適用するのが望ましい。ここで、トラックピッチΛが640nmの場合にプッシュプル法により得られるトラッキングエラー信号の振幅は、トラックピッチΛが740nmの場合にプッシュプル法により得られるトラッキングエラー信号の振幅よりも3dB程度低下する。なお、ピット長αの上限は、たとえば、回折限界の5倍〜10倍程度に設定されればよい。
For example, in the case where the wavelength λ1 = 655 nm for DVD and NA1 = about 0.6 as described in
一方、レーザドライバ62は、再生記録制御回路61による制御を受けてレーザ光源29を駆動する。レーザ光源29は、レーザドライバ62から供給された駆動信号に応じた再生パワーまたは記録パワーを有する光ビームB2を出射する。レーザ光源29から出射された光ビームB2は、偏光ビームスプリッタ30でレンズ駆動部35の方向に反射し、その後、コリメータレンズ34を透過して反射ミラー36で反射して1/4波長板37に入射する。
On the other hand, the
ここで、レンズ駆動部35は、コリメータレンズ制御回路66による制御を受けて動作し、たとえばパルスモータを用いてコリメータレンズ34を光軸方向に沿ってシフトさせて、光学収差(たとえば、多層光ディスク4Aのカバー層の厚みや製造誤差に起因する球面収差)の補正や、多層光ディスク4Aにおける光ビームB2,B1の焦点制御を行うことができる。なお、コリメータレンズ制御回路66は、受光素子32から供給された検出信号を用いてコリメータレンズ35を適正位置にシフトさせることが可能である。
Here, the
反射ミラー36で反射した光ビームB2は、1/4波長板37で円偏光に変換された後に、対物レンズ38により多層光ディスク4Aのアクセス対象の情報記録層Lm(mは1〜7のいずれか)に集光させられる。なお、アクセス対象の情報記録層(アクセス層)とは、複数の情報記録層L0〜L6のうち、情報の記録または再生の対象(ターゲット)となる特定の情報記録層をいう。
The light beam B2 reflected by the
情報記録層Lmで反射した光ビームB2の戻り光は、対物レンズ38で収束され、1/4波長板37で直線偏光に変換された後に、反射ミラー36でコリメータレンズ34の方向に反射する。反射ミラー36で反射した光ビームB2の戻り光は、偏光ビームスプリッタ30と波長選択性プリズム27と集光レンズ31とを順に透過し、その後、受光素子32で検出される。
The return light of the light beam B2 reflected by the information recording layer Lm is converged by the
受光素子32は、RF信号生成とフォーカスエラー検出とに適した受光面を有している。フォーカスエラーについては、たとえば、公知の非点収差法によるフォーカスエラー検出を行うことができる。図6は、受光素子32の4分割受光面の一例を示す図である。図6の4分割受光面320は、十字状の分割線321,322を有し、これら分割線321,322で区画された4つの受光領域320A〜320Dを有している。受光領域320A,320B,320C,320Dは、入射光を光電変換してそれぞれ検出信号KA,KB,KC,KDを生成する。この4分割受光面320には、図6に示されるように光ビームB2の戻り光のスポット(受光スポット)RS2が形成される。
The
データ処理回路65は、受光素子32による検出結果に基づいて再生RF信号を生成する。また、データ処理回路65は、アドレス検出部54により検出されたアドレス情報を用いて、再生RF信号に対して増幅、二値化及び復調処理を実行することで再生データを生成する。図6の4分割受光面320を使用する場合は、再生RF信号は、検出信号KA,KB,KC,KDを加算することで生成することができる。すなわち、再生RF信号=KA+KB+KC+KD、との式に従って再生RF信号を生成することができる。
The
フォーカス制御回路67は、受光素子32による検出結果に基づいてフォーカスエラー信号FEを生成し、このフォーカスエラー信号FEに応じた駆動信号をアクチュエータ40に供給する。アクチュエータ40は、当該駆動信号に応じて対物レンズ38をフォーカス方向へシフトさせることができる。図6の4分割受光面320を使用する場合、フォーカス制御回路67は、たとえば、非点収差法により次式(2)に従ってフォーカスエラー信号FEを生成することができる。
FE=(KA+KC)−(KB+KD) …(2)
The
FE = (K A + K C ) − (K B + K D ) (2)
一方、回転パルス検出回路552は、受光素子26による検出結果に基づいて、多層光ディスク4Aの実回転速度を表すパルス信号波形を抽出する機能を有している。具体的には、回転パルス検出回路552は、ガイド層Lgのピット群から検出される反射光量変化信号(ガイドトラック再生信号)に基づいて、パルス信号波形を抽出することができる。モータ制御回路551は、たとえば、抽出されたパルス信号を入力クロックとし、当該入力クロックと目標回転速度に対応する基準クロックとの位相差を一定またはゼロにさせるPLL(Phase Locked Loop)制御を行ってディスク回転モータ3の回転速度を制御することができる。あるいは、モータ制御回路551は、抽出されたパルス信号を入力クロックとし、当該入力クロックと、目標回転速度に対応する基準クロックの逓倍又は分周により生成された変換クロックとの位相差を一定またはゼロにさせるPLL制御を行ってディスク回転モータ3の回転速度を制御してもよい。
On the other hand, the rotation
ここで、ガイド層LgのすべてのピットPtの長さαを一定長さとする単純なピット列の構成を採用することで、ガイド層Lgのピットを簡易に形成することができ、また、そのピット列から得られる再生RF信号が単一周波数の信号となるので、モータ制御回路551における前記PLL制御を行う回路構成も簡易なものとすることができるという利点がある。
Here, by adopting a simple pit row configuration in which the length α of all the pits Pt of the guide layer Lg is a fixed length, the pits of the guide layer Lg can be easily formed. Since the reproduction RF signal obtained from the column becomes a single frequency signal, there is an advantage that the circuit configuration for performing the PLL control in the
また、上記トラッキングエラー検出と同時並行で、アドレス検出部54は、ガイド層Lgからの戻り光の光量変化に基づいて、予めガイド層Lgのガイドトラックに記録されているアドレス情報や制御情報などの埋め込み情報を検出する機能を有する。アドレス情報は、情報記録層L0〜L6における位置を特定するために予めガイド層Lgに記録される情報である。データ処理回路65は、検出されたアドレス情報や制御情報を利用してデータ処理を行うことができる。また、再生記録制御回路61も、検出されたアドレス情報や制御情報を利用して情報の再生制御もしくは記録制御を行うことが可能である。
In parallel with the tracking error detection, the
本実施の形態に係る多層光ディスク4Aでは、ガイド層Lgのピットの長さ(ピット長)を変調することで、あるいは、ピット列を所定の空間周波数(周期)で蛇行させることで埋め込み情報をガイド層Lgに記録することができる。埋め込み情報は、情報記録層L0〜L6とは別のガイド層Lgに記録されるので、データ記録領域と埋め込み情報の記録領域とを互いに分離することができる。したがって、ガイドトラックとデータを担う情報ピット(または情報マーク)との設計上の制約を取り除くことができるという利点がある。
In the multilayer
以下、このような利点を活かすためのガイド層Lgの構成について説明する。 Hereinafter, the structure of the guide layer Lg for taking advantage of such advantages will be described.
図7(A)は、ピット長の変調により埋め込み情報が記録される場合のガイド層Lgにおけるピット列の一例を示す図である。図7(B)は、図7(A)のピット列に対応する再生信号の波形を概略的に示す図である。図7(B)の再生信号は、光ビームB2の戻り光の光強度信号であればよい。図5の4分割受光面260を使用する場合、アドレス検出部54は、たとえば、検出信号IA,IB,IC,IDのすべてを加算し、その加算結果(=IA+IB+IC+ID)の信号振幅をフィルタで補正することで図7(B)の再生信号を生成することができる。
FIG. 7A is a diagram illustrating an example of a pit row in the guide layer Lg when the embedded information is recorded by modulation of the pit length. FIG. 7B is a diagram schematically showing the waveform of the reproduction signal corresponding to the pit string in FIG. The reproduction signal in FIG. 7B may be an optical intensity signal of the return light of the light beam B2. 5 is used, for example, the
図7(A)のピット列においては、区間TAは、再生信号として周期的な基本波成分を生成させる一定長a0を有するピットを3個含み、区間TBは、一定長a0とは異なる長さa1,a2,a3,a4をそれぞれ有する4個のピットを含み、区間TCは、周期的な基本波成分を生成させる一定長a0を有するピットを3個含む。区間TBにおける長さa1,a2,a3,a4を有するピットは、基本波成分の周期や位相が変化した信号波形を生成させるものである。各ピットは、たとえばBDで採用されているMSK(Minimum−Shift−Keying)といった変調方式で規定される符号長に対応したピット長を有している。また、ピット長に応じて信号周期を変えることで、MSK信号に相当する再生信号を得ることが可能である。なお、変調方式は、MSKに限定されるものではない。 In the pit row of FIG. 7 (A), the interval T A, comprises three pits having a constant length a0 to produce a periodic fundamental component as a reproduction signal, the interval T B is different from the predetermined length a0 It includes four pits having lengths a1, a2, a3, a4, respectively, the interval T C includes three pits having a constant length a0 to produce a periodic fundamental component. Pits having a length a1, a2, a3, a4 in the section T B is to generate a signal waveform cycle and phase of the fundamental wave component is changed. Each pit has a pit length corresponding to a code length defined by a modulation method such as MSK (Minimum-Shift-Keying) adopted in BD, for example. Further, it is possible to obtain a reproduction signal corresponding to the MSK signal by changing the signal cycle according to the pit length. Note that the modulation scheme is not limited to MSK.
ここで、変調成分が充分確保できる程度のピット長を選択すれば、広い周波数帯域でゲイン特性を調整する必要がなく、ピット列に対応する周波数成分のみにゲインを与える簡易なイコライザー回路を採用することができる。また、ピット長を集光スポットのスポット径のほぼ1/2であるλ1/(2×NA1)よりも大きく設定すれば、前記イコライザー回路を採用せずに変調振幅を確保することができる。 Here, if a pit length that can secure a sufficient modulation component is selected, it is not necessary to adjust the gain characteristics in a wide frequency band, and a simple equalizer circuit that gives gain only to the frequency component corresponding to the pit row is adopted. be able to. Further, if the pit length is set to be larger than λ1 / (2 × NA1), which is approximately a half of the spot diameter of the focused spot, the modulation amplitude can be ensured without employing the equalizer circuit.
また、図7(A)のピット列のピット長がMSKで規定される場合であれば、このピット列を、ピット長をたとえば3種類の長さに限定した単純なピット列の構成とすることで、ガイド層Lgのピットを簡易に形成することができる。またさらに、このガイド層Lgから得られる再生信号をディスク回転モータ3の回転速度制御にも用いる場合には、ディスク回転モータ3の回転速度に対するPLL制御に用いる基準クロックの周波数を安定化するために、上記3種類それぞれのピットの長さの差が前記基準クロックの周波数に相当するピットの物理的な長さの定倍に設定しておくことが望ましい。これにより安定なクロックを得ることができる。 Further, if the pit length of the pit row in FIG. 7A is defined by MSK, this pit row is configured as a simple pit row with the pit length limited to, for example, three types. Thus, the pits of the guide layer Lg can be easily formed. Furthermore, when the reproduction signal obtained from the guide layer Lg is also used for the rotation speed control of the disk rotation motor 3, in order to stabilize the frequency of the reference clock used for the PLL control with respect to the rotation speed of the disk rotation motor 3. It is desirable that the difference between the lengths of the three pits is set to a fixed multiple of the physical length of the pit corresponding to the frequency of the reference clock. Thereby, a stable clock can be obtained.
次に、図8(A),(B)は、ピット列の蛇行により埋め込み情報が記録される場合のガイド層Lgにおけるピット列の一例を示す図である。図8(A)は、ガイド層LgのガイドトラックTRkにおいて形成される一連のウォブルパターン811〜81N(Nは数十〜数百の整数)からなる埋め込み単位80を示す図であり、図8(B)は、一連のウォブルパターン811〜81Nの一部を含むピット列の蛇行状態を示す図である。図8(B)に示されるように、ピット列は、タンジェンシャル方向Yθに沿って所定の空間周波数で蛇行(ウォブル)しており、ガイドトラックTRk−1,TRk,TRk+1,…はこれら蛇行するピット列で構成されている。
Next, FIGS. 8A and 8B are diagrams illustrating an example of a pit row in the guide layer Lg when embedded information is recorded by meandering of the pit row. FIG. 8A is a diagram showing an embedding
図5の4分割受光面260を使用するとき、アドレス検出部54は、プッシュプル信号PP(=(IA+ID)−(IB+IC))をフィルタリング(波形整形)することで、図8(B)のウォブルパターンに対応する波形を有するウォブル信号を生成することができる。
When the quadrant
よって、図8(A),(B)の構造により、BDで採用されているADIP(Address In Pregroove)ユニットに相当する構成を実現することができる。ADIPでは、一定深さの案内溝を蛇行させたウォブルトラック構造が採用されており、各ADIPユニットは、2個のMSK(Minimum−Shift−Keying)要素と37個のSTW(Saw−Tooth−Wobble)要素とを含む。これに対し、本実施の形態では、ピット列の蛇行構造が採用されるので、図8(A)の埋め込み単位80をAIWP(Adress In Wobbling Pit)ユニットと呼ぶこととする。各ウォブルパターンの空間周波数(周期)や位相を変化させることで、MSK信号やSTW信号に相当するウォブル信号を生成することが可能である。
8A and 8B, a configuration corresponding to an ADIP (Address In Pregroove) unit employed in BD can be realized. ADIP employs a wobble track structure in which guide grooves of a certain depth meander, and each ADIP unit has two MSK (Minimum-Shift-Keying) elements and 37 STWs (Saw-Tooth-Wobble). ) Element. On the other hand, in this embodiment, since the meandering structure of the pit row is adopted, the embedding
なお、図8(B)のピットPtはすべて一定の長さを有しているが、この代わりに、ピットPtの長さが変調されてもよいし、あるいは、ランダムな長さであってもよい。また、上記したピット列の蛇行とピット長の変調とを組み合わせることで埋め込み情報をガイド層Lgに予め記録してもよい。 Although all the pits Pt in FIG. 8B have a fixed length, the length of the pits Pt may be modulated instead or may be a random length. Good. Further, the embedded information may be recorded in advance in the guide layer Lg by combining the above-described meandering of the pit row and modulation of the pit length.
また、図8(B)は、ピット列の蛇行の様子のみを表した図となっているが、実際にはピット列が蛇行している軌跡の接線方向にそれぞれのピットの長手方向が一致するように形成されていてもよい。また、図8(B)では、隣接するピット列の蛇行する位相がすべて揃って図示されているが、実際にはガイドトラックごとに位相がずれていてもよい。 FIG. 8B shows only the state of the meandering of the pit row, but in reality, the longitudinal direction of each pit coincides with the tangential direction of the locus where the pit row meanders. It may be formed as follows. Further, in FIG. 8B, all the meandering phases of adjacent pit rows are illustrated, but in actuality, the phase may be shifted for each guide track.
以上に説明したように実施の形態1に係る多層光ディスク4Aは、ガイド層分離型構造を有しているが、ガイド層Lgのガイドトラックに形成されるピットPtは、すべて、光ビームB1の波長λ1とこの波長λ1に対する対物レンズ38の実効開口数NA1とで定まる解像限界(回折限界の1/2)以上のピット長を有するように形成されている。このため、DPD法を適用した場合にトラッキングエラーの検出感度を十分に確保することができ、しかも、情報記録層L0〜L6のラジアル方向XRの記録密度を高くすることができる。したがって、本実施の形態に係る多層光ディスク4Aは、ガイド層分離型構造を有していても、従来の多層光ディスクと比べて更なる大容量化を実現することができる。
As described above, the multilayer
BDなどの従来の光ディスクでは、データを高密度に記録することができるように短いピット長が採用されており、再生信号の振幅は非常に小さいのが一般的である。よって、データの再生性能や記録密度を犠牲にしてDPD法の検出感度を優先するようにピットを長く設定することはできないという制限がある。これに対し、本実施の形態の多層光ディスク4Aは、上記したように、再生信号に関係なく、DPD法によるトラッキングエラー検出に最適化された設計が可能であるという利点がある。
In a conventional optical disc such as a BD, a short pit length is employed so that data can be recorded with high density, and the amplitude of a reproduction signal is generally very small. Therefore, there is a limitation that the pit cannot be set long so that the detection sensitivity of the DPD method is prioritized at the expense of data reproduction performance and recording density. On the other hand, the multilayer
また、ガイド層Lgは情報記録層L0〜L6とは分離されており、このガイド層Lgに当該解像限界以上の長さαを有するピットPtを形成すればよい。このため、情報記録層L0〜L6の微細な構造に合わせて短いピットを形成するための微細加工を必要としない。また、情報記録層L0〜L6に形成される情報マークまたは情報ピットの長さよりもガイド層Lgのピット長を大きくすることができる。したがって、BDなどの従来の光ディスクと比べて、ガイド層Lgに関する加工精度または成形精度を緩和することができる。したがって、多層光ディスク4Aを安価で製造することができる。
Further, the guide layer Lg is separated from the information recording layers L0 to L6, and a pit Pt having a length α not less than the resolution limit may be formed on the guide layer Lg. For this reason, the fine processing for forming a short pit according to the fine structure of the information recording layers L0 to L6 is not required. In addition, the pit length of the guide layer Lg can be made larger than the length of the information marks or information pits formed on the information recording layers L0 to L6. Therefore, compared with a conventional optical disc such as BD, the processing accuracy or molding accuracy related to the guide layer Lg can be relaxed. Therefore, the multilayer
また、本実施の形態では、回転制御部55は、ガイド層Lgのピット列から検出される反射光量変化信号(ガイドトラック再生信号)に基づいて多層光ディスク4Aの回転制御を正確に行うことができる。
In the present embodiment, the
さらに、本実施の形態の多層光ディスク4Aでは、ガイド層Lgのピットの長さを変調することで、あるいは、ピット列を所定の空間周波数(周期)で蛇行させることでアドレス情報や制御情報などを含む埋め込み情報をガイド層Lgに記録することができる。このため、駆動装置1のアドレス検出部54は、その埋め込み情報を検出することができる。データ処理回路65は、検出された埋め込み情報を用いたデータ処理を行うことができ、再生記録制御回路61は、検出された埋め込み情報を用いた再生制御や記録制御を行うことができる。
Further, in the multilayer
埋め込み情報は、情報記録層L0〜L6とは別のガイド層Lgに記録されるので、ピット長を大きい値に設定して、受光素子26で検出される信号振幅を大きくすることができる。よって、ラジアル方向のトラックピッチΛを小さい値に設定する場合でも、DPD法によるトラッキングエラーの検出感度を高くすることができる。
Since the embedded information is recorded in a guide layer Lg different from the information recording layers L0 to L6, the signal amplitude detected by the
実施の形態2.
次に、本発明に係る実施の形態2について説明する。本実施の形態の駆動装置の構成は、上記実施の形態1の駆動装置1の構成とほぼ同じであるので、以下、図1を参照しつつ実施の形態2について説明する。本実施の形態の駆動装置1は、超解像機能層を有する多層光ディスクに対して情報の再生あるいは記録を行うことが可能である。
Next, a second embodiment according to the present invention will be described. Since the configuration of the drive device of the present embodiment is almost the same as the configuration of the
図9は、実施の形態2に係る超解像機能層Lsを有する多層光ディスク4Bの断面構造を概略的に示す図である。図9に示されるように、多層光ディスク4Bは、積層された情報記録層L0〜L6と、ガイド層Lgpと、このガイド層Lgpに隣接する超解像機能層Lsと、これら情報記録層L0〜L6とガイド層Lgpと超解像機能層Lsとを被覆する透光性保護層(カバー層)401とを有している。また、ガイド層Lgpの裏面は、裏面保護層409によって被覆されている。情報記録層L0〜L6は、透光性中間層402〜407によって互いに分離されており、超解像機能層Lsは、ガイド層Lgpと情報記録層L0〜L6との間に介在している。なお、図9の例では、情報記録層L0〜L6は7層であるが、この層数に限定されるものではない。
FIG. 9 is a diagram schematically showing a cross-sectional structure of a multilayer
この多層光ディスク4Bは、超解像機能層Lsとガイド層Lgpの寸法とを除いて、上記実施の形態1のガイド層Lgと同じ構造を有している。ただし、ガイド層Lgpに形成されるピットについては、超解像機能層Lsの存在により、すべてのピットの長さが解像限界(回折限界の1/2)以上である必要はない。
The multilayer
超解像機能層Lsが光ビームB1の照射を受けると、光ビームB1の集光スポットの光強度の高いあるいは温度の高い局所的な領域で超解像機能層Lsの光学特性が一時的に変化する。そして、超解像機能層Lsは、その局所的な領域で近接場光や局在プラズモン光などの局在光を発生させる。この局在光は、ガイド層Lgpのガイドトラックの微細構造(ピット列など)と相互作用することで伝搬光(戻り光)に変換される。 When the super-resolution functional layer Ls is irradiated with the light beam B1, the optical characteristics of the super-resolution functional layer Ls are temporarily changed in a local region having a high light intensity or a high temperature at the focused spot of the light beam B1. Change. The super-resolution functional layer Ls generates localized light such as near-field light and localized plasmon light in the local region. This localized light is converted into propagating light (returned light) by interacting with the fine structure (pit array or the like) of the guide track of the guide layer Lgp.
超解像機能層Lsは、光ビームB1の光強度に応じて光学特性(光吸収特性や光透過反射特性や光散乱特性)が非線形に変化する材料で構成され、光ビームB1の集光スポットの照射を受ける間、屈折率などの光学特性が変化する非線形光吸収特性または非線形光特性を有するものである。超解像機能層Lsは、たとえば、半導体材料や相転移材料や金属酸化物材料により形成することができる。たとえば、レーザ光が集光され照射されたとき、超解像機能層Lsは、回折限界よりも小さい局所的な領域で光学特性が変化して光学的な微小開口が形成され、その微小開口から光(近接場光)が漏れ出す。これにより、集光スポットによる再生分解能が高くなり、対物レンズ38の開口数NA1と波長λ1とで定まる回折限界λ1/(2×NA1)よりも小さいトラックピッチのガイドトラックを検出することが可能となる。
The super-resolution functional layer Ls is made of a material whose optical characteristics (light absorption characteristics, light transmission / reflection characteristics, and light scattering characteristics) change nonlinearly according to the light intensity of the light beam B1, and the condensing spot of the light beam B1. It has a non-linear light absorption characteristic or a non-linear light characteristic in which an optical characteristic such as a refractive index changes during irradiation. The super-resolution functional layer Ls can be formed of, for example, a semiconductor material, a phase transition material, or a metal oxide material. For example, when the laser beam is condensed and irradiated, the super-resolution functional layer Ls changes its optical characteristics in a local region smaller than the diffraction limit to form an optical minute aperture. Light (near field light) leaks out. As a result, the reproduction resolution by the focused spot is increased, and a guide track having a track pitch smaller than the diffraction limit λ1 / (2 × NA1) determined by the numerical aperture NA1 of the
なお、光ビームB1の集光スポットに高い分解能を与える超解像機能層材料の光学特性の一例として挙げられた光吸収特性や光透過反射特性や光散乱特性については、超解像機能層Lsの透過率や反射率や吸収率の変化はレーザ光強度に応じて増加または減少のどちらであってもよい。集光スポットより小さい領域で、光吸収特性や光透過反射特性や光散乱特性のいずれかの光学特性の変化が発生すればよい。 For the light absorption characteristics, light transmission reflection characteristics, and light scattering characteristics given as an example of the optical characteristics of the super-resolution functional layer material that gives high resolution to the condensing spot of the light beam B1, the super-resolution functional layer Ls Changes in transmittance, reflectance, and absorptance may be increased or decreased depending on the intensity of the laser beam. Any change in the optical characteristics of light absorption characteristics, light transmission reflection characteristics, and light scattering characteristics may occur in a region smaller than the focused spot.
超解像機能層材料としては、たとえば、Ge−Sb−Te系,Ag−In−Sb−Te系,Sb−Te系またはIn−Sb系の材料により形成することができる。あるいは、ZnOなどの金属酸化物材料を使用してもよい。また、超解像機能を有する材料層のほかに、放熱機能層または熱吸収機能層やガイド層Lgpからの反射光量を調整するための、また、超解像機能層Lsの構成材料の変質や流動を防ぎ耐久性を高めるための干渉層や誘電体層が設けられていてもよい。干渉層は、光を多重干渉させる機能と熱拡散防止機能とを併せ持つものである。干渉層は、たとえば、AlN、GeNまたはZrO2により形成することができる。上記誘電体層や干渉層を設けることで、超解像機能層の再生耐久性を向上させることが可能となる。超解像機能層Lsと干渉層や誘電体層とを含む積層構造は特に限定されるものではなく、その膜数や構成材料などについても特に限定されるものではない。これら干渉層や誘電体層は、超解像機能層Lsよりも光ビームB1の入射面に近い手前側及び当該入射面とは反対側(奥側)の両方またはいずれか一方に積層されればよい。 The super-resolution functional layer material can be formed of, for example, a Ge—Sb—Te, Ag—In—Sb—Te, Sb—Te, or In—Sb material. Alternatively, a metal oxide material such as ZnO may be used. In addition to the material layer having the super-resolution function, in order to adjust the amount of reflected light from the heat dissipation function layer or the heat absorption function layer or the guide layer Lgp, An interference layer or a dielectric layer for preventing flow and enhancing durability may be provided. The interference layer has both a function of causing multiple interference of light and a function of preventing thermal diffusion. The interference layer can be formed of, for example, AlN, GeN, or ZrO2. By providing the dielectric layer and the interference layer, it is possible to improve the reproduction durability of the super-resolution functional layer. The laminated structure including the super-resolution functional layer Ls, the interference layer, and the dielectric layer is not particularly limited, and the number of films, constituent materials, and the like are not particularly limited. If these interference layers and dielectric layers are laminated on the front side closer to the incident surface of the light beam B1 than the super-resolution functional layer Ls and / or the opposite side (back side) of the incident surface, Good.
上記超解像機能層Lsを設けた場合、光ビームB1の集光スポットの実効的な分解能を高めることができるため、情報の記録または再生用の光ビームB2の波長λ2よりも長い波長λ1の光ビームB1を用いても、トラックピッチΛを小さい値に設定することができる。これにより、多層光ディスク4Bのラジアル方向の記録密度を高くすることができる。
When the super-resolution functional layer Ls is provided, the effective resolution of the condensing spot of the light beam B1 can be increased. Therefore, the wavelength λ1 is longer than the wavelength λ2 of the information recording or reproducing light beam B2. Even when the light beam B1 is used, the track pitch Λ can be set to a small value. Thereby, the recording density in the radial direction of the multilayer
同時に、超解像機能層Lsによる分解能は、タンジェンシャル方向についても向上するので、ガイドトラック再生信号の変調信号振幅がさらに大きくなって、特にピット列で構成されるガイドトラックからDPD法によりトラッキングエラー信号を検出する場合には検出感度がさらによくなるという利点がある。 At the same time, the resolution of the super-resolution functional layer Ls is improved in the tangential direction, so that the modulation signal amplitude of the guide track reproduction signal is further increased. In the case of detecting a signal, there is an advantage that the detection sensitivity is further improved.
たとえば、ガイド層Lgpに照射される光ビームB1の波長λ1を655nmとし、光ビームB1の波長λ1に対する対物レンズ38の実効開口数NA1を0.60としたときの回折限界λ1/(2×NA1)は、約564nmである。また、情報記録層L0〜L6のいずれかに照射される光ビームB2の波長λ2を405nmとし、光ビームB2の波長λ2に対する対物レンズ38の実効開口数NA2を0.85としたときの回折限界λ2/(2×NA2)は、約238nmである。非特許文献1では、情報記録層に照射される短い波長405nmの光ビームを使用していても、ガイド層に照射される波長655nmの光ビームと対物レンズの開口数とで定まる回折限界によってガイド層のトラックピッチが制限されており、ガイドトラックのトラックピッチは、740nmに設定されている。BDでのトラックピッチは320nmであるので、非特許文献1のガイド層分離型構造のラジアル方向の記録密度は低い。
For example, the diffraction limit λ1 / (2 × NA1) when the wavelength λ1 of the light beam B1 irradiated to the guide layer Lgp is 655 nm and the effective numerical aperture NA1 of the
これに対し、本実施の形態の多層光ディスク4Bでは、光ビームB1の実効的な分解能を向上させることができ、ラジアル方向の記録密度を高くすることができる。たとえば、超解像機能層Lsが、InSbやGeSbTe、AgInSbTeなどの相変化材料を用いて構成された場合、分解能を2倍程度に高めることができれば、トラックピッチΛを370nm程度まで小さくすることができる。
On the other hand, in the multilayer
なお、図9の超解像機能層Lsは、ガイド層Lgpよりも光ビームB1の入射面に近い手前側に形成されているが、これに限定されるものではなく、当該入射面とは反対側(奥側)に超解像機能層が形成されてもよいし、あるいは、手前側及び反対側の両方に超解像機能層が形成されてもよい。 The super-resolution functional layer Ls in FIG. 9 is formed on the near side closer to the incident surface of the light beam B1 than the guide layer Lgp, but is not limited to this and is opposite to the incident surface. A super-resolution functional layer may be formed on the side (back side), or a super-resolution functional layer may be formed on both the near side and the opposite side.
また、情報記録層L0〜L6のすべてまたは情報記録層L0〜L6のうちのいずれかに隣接する超解像機能層を設けてデータの記録密度を高くしてもよい。 Further, a super-resolution function layer adjacent to all of the information recording layers L0 to L6 or any one of the information recording layers L0 to L6 may be provided to increase the data recording density.
本実施の形態に係る多層光ディスク4Bは、超解像機能層Lsとガイド層Lgpの寸法とを除いて、上記実施の形態1のガイド層Lgとほぼ同じ構造を有しているので、上記実施の形態1の多層光ディスク4Aと同様の効果を奏することができる。また、本実施の形態の多層光ディスク4Bは超解像機能層Lsを有していることから、再生分解能が向上するので、超解像機能層Lsの再生分解能で変調が得られる範囲であれば回折限界未満の長さのピットが一部含まれていてもよく、上記実施の形態1の多層光ディスク4Aと同様の効果を奏することができる。さらに、本実施の形態の多層光ディスク4Bは超解像機能層Lsを有しているので、ラジアル方向の記録密度をさらに高くすることができる。
The multilayer
なお、本実施の形態の多層光ディスク4Bに対するトラッキングエラー検出は、DPD法により行われることが好ましいが、DPD法の代わりに、プッシュプル法を用いてトラッキングエラー信号を検出してもよい。プッシュプル法としては、3ビーム型のプッシュプル法あるいは1ビーム型のプッシュプル法を使用することができる。3ビーム型のプッシュプル法(DPP法)は、光ディスクのガイド層Lgに照射されるべき光ビームB1から1本のメインビーム(たとえば、0次透過回折光ビーム)と2本のサブビーム(たとえば、±1次透過回折光ビーム)とを分離する回折格子などの光分離素子(図示せず)を使用する方式である。たとえば、ガイド層Lgにおける2本のサブビームの照射位置は、メインビームの照射位置を中心として対称な位置となるように、また、多層光ディスク4Aのタンジェンシャル方向Yθに互いに離間し、且つ、ラジアル方向XRに略1/2トラックピッチだけ互いに離間するように調整される。たとえば、レーザ光源21と偏光ビームスプリッタ22との間の光路に光分離素子を配置することが可能である。一方、1ビーム型のプッシュプル法は、たとえば、偏光ビームスプリッタ22と受光素子26との間の光路に配置されたホログラム素子などの光分離素子を用いて、ガイド層Lgで反射した光ビームB1の戻り光から、0次回折光ビームと±1次回折光ビームとを分離して受光素子26で受光させる方式である。3ビーム型と1ビーム型のいずれのプッシュプル法を使用しても、受光素子26に対する対物レンズ38の変位(対物レンズシフト)の際に生じるオフセット成分に起因するトラッキングエラー信号のDC成分(直流成分)の変動を抑制することができる。
Although tracking error detection for the multilayer
図10は、3ビーム型のプッシュプル法に使用される受光素子26の受光面の構成例を概略的に示す図である。図10の受光面は、メインビームの戻り光のスポットRS1mを受光する主受光面260と、2本のサブビームのうちの一方の戻り光のスポットRS1aを受光する副受光面263と、2本のサブビームのうちの他方の戻り光のスポットRS1bを受光する副受光面265とを有している。これら主受光面260と副受光面263,265とは、多層光ディスク4Aのラジアル方向XRに対応する方向X1に配列されている。図10の主受光面260は、図5の4分割受光面260と同じであり、DPD法や非点収差法にも適用することができるものである。また、一方の副受光面263は、分割線264を境にして2つの受光領域263E,263Fに分割され、他方の副受光面265は、分割線266を境にして2つの受光領域265G,265Hに分割されている。これら受光領域263E,263F,265G,265Hは、入射光を光電変換してそれぞれ検出信号IE,IF,IG,IHを生成する。
FIG. 10 is a diagram schematically showing a configuration example of the light receiving surface of the
プッシュプル法によるトラッキングエラー信号TEは、次式(3),(3a),(3b)で与えられる。
TE=MPP−k×SPP ・・・(3)
MPP=(IA+ID)−(IB+IC) ・・・(3a)
SPP=(IE−IF)+(IG−IH) ・・・(3b)
The tracking error signal TE by the push-pull method is given by the following equations (3), (3a), (3b).
TE = MPP-k × SPP (3)
MPP = (I A + I D ) − (I B + I C ) (3a)
SPP = (I E -I F) + (I G -I H) ··· (3b)
ここで、kは、ゲイン係数である。MPPは主プッシュプル信号を表し、SPPは副プッシュプル信号を表している。主プッシュプル信号MPPと副プッシュプル信号SPPとは、対物レンズシフトに関して互いに同じ位相を有している。すなわち、MPPの信号レベルが増大すると、SPPの信号レベルも増大し、MPPの信号レベルが低下すると、SPPの信号レベルも低下する。このため、対物レンズシフトに起因するオフセット成分は信号成分k×SPPとして得られる。したがって、ゲイン係数kを適宜調整して副プッシュプル信号SPPを増幅することで、対物レンズシフトに起因するオフセット成分がキャンセルされたトラッキングエラー信号TEを生成することができる。 Here, k is a gain coefficient. MPP represents a main push-pull signal, and SPP represents a sub push-pull signal. The main push-pull signal MPP and the sub push-pull signal SPP have the same phase with respect to the objective lens shift. That is, when the MPP signal level increases, the SPP signal level also increases, and when the MPP signal level decreases, the SPP signal level also decreases. For this reason, the offset component resulting from the objective lens shift is obtained as a signal component k × SPP. Therefore, the tracking error signal TE in which the offset component due to the objective lens shift is canceled can be generated by appropriately adjusting the gain coefficient k and amplifying the sub push-pull signal SPP.
実施の形態3.
次に、本発明に係る実施の形態3について説明する。上記実施の形態2に係る多層光ディスク4Bは、ガイド層Lgpのガイドトラックがピット列によって構成されている例であるが、ピット列ではなく、グルーブ構造によってガイドトラックが構成されてもよい。実施の形態3に係る多層光ディスクは、グルーブ構造で構成されるガイドトラックを有している。
Embodiment 3 FIG.
Next, a third embodiment according to the present invention will be described. The multilayer
図11は、この実施の形態3に係る多層光ディスク4Cの断面構造を概略的に示す図である。なお、本実施の形態の駆動装置の構成は、上記実施の形態1の駆動装置1の構成とほぼ同じであるので、以下、図1を参照しつつ実施の形態3について説明する。本実施の形態の駆動装置は、多層光ディスク4Cに対して情報の再生あるいは記録を行うことが可能である。
FIG. 11 is a diagram schematically showing a cross-sectional structure of a multilayer
図11に示されるように、多層光ディスク4Cは、積層された情報記録層L0〜L6と、ガイド層Lggと、このガイド層Lggに隣接する超解像機能層Lsと、これら情報記録層L0〜L6とガイド層Lggと超解像機能層Lsとを被覆する透光性保護層(カバー層)401とを有している。また、ガイド層Lggの裏面は、裏面保護層409によって被覆されている。情報記録層L0〜L6は、透光性中間層402〜407によって互いに分離されており、超解像機能層Lsは、ガイド層Lggと情報記録層L0〜L6との間に介在している。なお、図11の例では、情報記録層L0〜L6は7層であるが、この層数に限定されるものではない。
As shown in FIG. 11, the multilayer
この多層光ディスク4Cは、ガイド層Lggを除いて、上記実施の形態2の多層光ディスク4Bと同じ構造を有する。また、多層光ディスク4Cの超解像機能層Lsの機能及び構成材料は、上記実施の形態2に係る多層光ディスク4Bの超解像機能層Lsの機能及び構成材料と同じである。よって、多層光ディスク4Cの超解像機能層Lsは、光ビームB1の光強度に応じて光学特性(光吸収特性や光透過反射特性や光散乱特性)が非線形に変化する材料で構成され、光ビームB1の集光スポットの照射を受ける間、屈折率などの光学特性が変化する非線形光吸収特性または非線形光特性を有している。
This multilayer
多層光ディスク4Cの超解像機能層Lsが光ビームB1の照射を受けると、光ビームB1の集光スポットの光強度の高いあるいは温度の高い局所的な領域で超解像機能層Lsの光学特性が一時的に変化する。そして、超解像機能層Lsは、その局所的な領域で近接場光や局在プラズモン光などの局在光を発生させる。この局在光は、ガイド層Lggのガイドトラックの微細構造(ピット列など)と相互作用することで伝搬光(戻り光)に変換される。これにより、集光スポットによる再生分解能が高くなり、対物レンズ38の開口数NA1と波長λ1とで定まる回折限界λ1/(2×NA1)よりも小さいトラックピッチのガイドトラックを検出することが可能となる。
When the super-resolution functional layer Ls of the multilayer
図12は、実施の形態3に係る多層光ディスク4Cのガイド層Lggのガイドトラックを構成するグルーブ構造を概略的に示す斜視図である。図12に示されるように、ガイド層Lggは、ガイドトラックGTk−1,GTk,GTk+1,GTk+2,…を構成しタンジェンシャル方向Yθに延在するグルーブ410Gとランド410Lとを有している。ガイドトラックGTk−1,GTk,GTk+1,GTk+2,…は、ラジアル方向XRにおいて一定間隔(トラックピッチ)Λで配列されている。このようなガイド層Lggに対して、超解像機能層Lsで発生した光強度分布LD1を持つ局在光LB1の光スポットLS1が照射される。
FIG. 12 is a perspective view schematically showing a groove structure constituting a guide track of the guide layer Lgg of the multilayer
なお、本実施の形態では、トラッキング制御回路53は、グルーブ410Gをガイドトラックとし、このグルーブ410Gの略中心線を目標に光スポットLS1を追従させているが、この代わりに、ランド410Lをガイドトラックとし、このランド410Lの略中心線を目標に光スポットLS1を追従させてもよい。
In the present embodiment, the
また、実施の形態2の場合と同様に、図11の超解像機能層Lsは、ガイド層Lggよりも光ビームB1の入射面に近い手前側に形成されているが、これに限定されるものではなく、当該入射面とは反対側(奥側)に超解像機能層が形成されてもよいし、あるいは、手前側及び反対側の両方に超解像機能層が形成されてもよい。さらに、情報記録層L0〜L6のすべてまたは情報記録層L0〜L6のうちのいずれかに隣接する超解像機能層を設けてデータの記録密度を高くしてもよい。 Further, as in the case of the second embodiment, the super-resolution functional layer Ls in FIG. 11 is formed on the near side closer to the incident surface of the light beam B1 than the guide layer Lgg, but is limited to this. The super-resolution functional layer may be formed on the opposite side (back side) to the incident surface, or the super-resolution functional layer may be formed on both the near side and the opposite side. . Furthermore, a super-resolution functional layer adjacent to all of the information recording layers L0 to L6 or any one of the information recording layers L0 to L6 may be provided to increase the data recording density.
アドレス検出部54は、ガイド層Lggからの戻り光の光量変化に基づいて、予めガイド層LggのガイドトラックGTk−1,GTk,GTk+1,GTk+2,…に記録されているアドレス情報や制御情報などの埋め込み情報を検出する機能を有する。アドレス情報は、情報記録層L0〜L6における位置を特定するために予めガイド層Lggに記録される情報である。データ処理回路65は、検出されたアドレス情報や制御情報を利用してデータ処理を行うことができる。また、再生記録制御回路61も、検出されたアドレス情報や制御情報を利用して情報の再生制御もしくは記録制御を行うことが可能である。
Based on the change in the amount of return light from the guide layer Lgg, the
グルーブ410Gは、図12に示されるように、MSKやSTWなどの変調方式で規定される空間周波数で蛇行(ウォブル)している。このため、アドレス検出部54は、受光素子26から供給された検出信号に基づいてプッシュプル信号を生成し、このプッシュプル信号をフィルタリング(波形整形)することで、グルーブ410Gの空間周波数に対応する波形を有するウォブル信号を生成することができる。そして、アドレス検出部54は、このウォブル信号からアドレス情報や制御情報などの埋め込み情報を検出することが可能である。たとえば、DVD+RやBDで採用されているプリグルーブのウォブリングによるアドレス管理方法を採用してグルーブ構造を形成することができる。あるいは、DVD−Rで採用されているようなランドプリピットによるアドレス管理方法を採用してランドプリピット付きのグルーブ構造を形成してもよい。
As shown in FIG. 12, the
本実施の形態では、トラッキングエラー検出は、上記のDPD法とプッシュプル法のいずれを使用して行われてもよい。たとえば、図5の受光面を用いたDPD法、あるいは、図10の受光面を用いた3ビーム型のプッシュプル法によりトラッキングエラー検出を行うことが可能である。この場合、アドレス検出部54は、受光領域260A,260Dでの受光量と受光領域260B,260Cでの受光量との差分に相当するプッシュプル信号(=IA+ID)−(IB+IC))をウォブル信号として得ることができる。
In the present embodiment, tracking error detection may be performed using either the DPD method or the push-pull method described above. For example, tracking error detection can be performed by the DPD method using the light receiving surface of FIG. 5 or the three-beam push-pull method using the light receiving surface of FIG. In this case, the
以上に説明したように実施の形態3は、上記超解像機能層Lsにより、光ビームB1の集光スポットの実効的な分解能を高めることができるため、情報の記録または再生用の光ビームB2の波長λ2よりも長い波長λ1の光ビームB1を用いても、トラックピッチΛを小さい値に設定することができる。これにより、多層光ディスク4Cのラジアル方向の記録密度を高くすることができる。
As described above, in the third embodiment, the super-resolution functional layer Ls can increase the effective resolution of the focused spot of the light beam B1, so that the light beam B2 for recording or reproducing information is used. Even when the light beam B1 having the wavelength λ1 longer than the wavelength λ2 is used, the track pitch Λ can be set to a small value. Thereby, the recording density in the radial direction of the multilayer
たとえば、超解像効果によってラジアル方向の分解能が約2.32倍以上に設定した場合には、DVDと同等の集光光学系(光ビームB1の波長λ1を655nm、対物レンズ38の実効開口数NA1を0.60)を用いながらトラックピッチを従来のBDディスクと同様の320nm、あるいは、それ以下に小さくすることができる。たとえば、超解像機能層Lsが、InSbやGeSbTe、AgInSbTeなどの相変化材料を用いて構成された場合、分解能を2倍程度に高めることができれば、トラックピッチΛを370nm程度まで小さくすることができる。
For example, when the resolution in the radial direction is set to about 2.32 times or more due to the super-resolution effect, the condensing optical system equivalent to that of DVD (the wavelength λ1 of the light beam B1 is 655 nm, and the effective numerical aperture of the
実施の形態1〜3の変形例.
以上、図面を参照して本発明に係る種々の実施の形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な形態を採用することもできる。たとえば、図1の駆動装置1において光ビームB1,B2を伝搬する光学系はその一例を示したものであり、これに限定されるものではない。さらに、図1には、駆動装置1の主要な構成要素のみが示されているが、駆動装置1はその他の構成要素を有していてもよい。
Modifications of the first to third embodiments.
Although various embodiments according to the present invention have been described above with reference to the drawings, these are examples of the present invention, and various forms other than the above can be adopted. For example, the optical system that propagates the light beams B1 and B2 in the
また、駆動装置1は、情報記録層L0〜L6のうちアクセス対象の情報記録層以外で反射された光(迷光)を除去するための迷光除去手段を有していることが好ましい。このような迷光は、サーボエラー検出(トラッキングエラー検出及びフォーカスエラー検出など)や再生信号検出に不要なものである。図13は、ケプラータイプ光学系を有する迷光除去手段の構成を示す図である。図13の迷光除去手段は、2枚のレンズ42,43と、これらレンズ42,43の集光点に配置された空間フィルタ44とを有する。空間フィルタ44には、たとえば、図14に示されるようにピンホール44pを有するものを使用することができるが、これに代えて、回折格子を使用してもよい。このような迷光除去手段を、たとえば、コリメータレンズ34と反射ミラー36との間に挿入すればよい。
The driving
また、上記駆動装置1を、たとえば、パーソナル・コンピュータ、ワークステーション、音響装置もしくはディジタル放送の録画装置などの電子機器に組み込むことも可能である。
The
1 駆動装置、 2 光ヘッド(光ピックアップ)、 3 ディスク回転モータ、 4A,4B,4C 多層光ディスク(光記録媒体)、 L0〜L6 情報記録層、 Lg,Lgp,Lgg ガイド層、 Ls 超解像機能層、 401 保護層(カバー層)、 402〜408 中間層、 409 裏面保護層、 21 レーザ光源、 22 偏光ビームスプリッタ、 23 コリメータレンズ(CL1)、 24 レンズ駆動部、 25 集光レンズ、 26 受光素子、 260 4分割受光面、 260A〜260D 受光領域、 263,265 副受光面(2分割受光面)、 263E,263F,265G,265H 受光領域、 27 波長選択性プリズム、 29 レーザ光源、 30 偏光ビームスプリッタ、 31 集光レンズ、 32 受光素子、 34 コリメータレンズ(CL2)、 35 レンズ駆動部、 36 反射ミラー、 37 1/4波長板、 38 対物レンズ、 39 レンズホルダー、 40 アクチュエータ、 52 コリメータレンズ制御回路(CL1制御回路)、 53 トラッキング制御回路、 54 アドレス検出部、 55 回転制御部、 551 モータ制御回路、 552 回転パルス検出回路、 61 再生記録制御回路、 62 レーザドライバ、 65 データ処理回路、 66 コリメータレンズ制御回路(CL2制御回路)、 67 フォーカス制御回路。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Drive apparatus, 2 Optical head (optical pick-up), 3 Disc rotation motor, 4A, 4B, 4C Multilayer optical disk (optical recording medium), L0-L6 information recording layer, Lg, Lgp, Lgg guide layer, Ls super-resolution function Layer, 401 protective layer (cover layer), 402 to 408 intermediate layer, 409 back surface protective layer, 21 laser light source, 22 polarization beam splitter, 23 collimator lens (CL1), 24 lens driving unit, 25 condensing lens, 26 light receiving element , 260 four-divided light receiving surface, 260A to 260D light receiving region, 263, 265 sub light receiving surface (two-divided light receiving surface), 263E, 263F, 265G, 265H light receiving region, 27 wavelength selective prism, 29 laser light source, 30 polarization beam splitter , 31 condenser lens, 32 light receiving element, 34 collimator lens (CL2), 35 lens drive unit, 36 reflecting mirror, 37 1/4 wavelength plate, 38 objective lens, 39 lens holder, 40 actuator, 52 collimator lens control circuit (CL1 control circuit), 53 tracking control circuit, 54 address detection unit, 55 rotation control unit, 551 motor control circuit, 552 rotation pulse detection circuit, 61 reproduction / recording control circuit, 62 laser driver, 65 data processing circuit, 66 collimator lens control circuit (CL2 control circuit), 67 focus control circuit.
Claims (18)
前記集光光学系により集光された当該第2の光ビームの照射を受ける少なくとも1層の情報記録層と、
前記情報記録層に対して当該情報記録層の厚み方向に離間し、前記集光光学系により集光された当該第1の光ビームの照射を受けるガイド層と
を備え、
前記ガイド層は、複数のピットからなるピット列を含むガイドトラックを有し、
前記ガイドトラックの延在方向における前記ピットの長さは、前記第1波長と該第1波長に対する前記集光光学系の開口数とで定まる回折限界の1/2以上である、
ことを特徴とする光記録媒体。 Information recording using a condensing optical system that condenses a first light beam having a first wavelength and a second light beam having a second wavelength shorter than the first wavelength at different positions in the optical axis direction. Or an optical recording medium to be reproduced,
At least one information recording layer that is irradiated with the second light beam condensed by the condensing optical system;
A guide layer that is spaced apart from the information recording layer in the thickness direction of the information recording layer and receives the irradiation of the first light beam condensed by the condensing optical system,
The guide layer has a guide track including a pit row composed of a plurality of pits,
The length of the pit in the extending direction of the guide track is ½ or more of a diffraction limit determined by the first wavelength and the numerical aperture of the condensing optical system with respect to the first wavelength.
An optical recording medium characterized by the above.
前記集光光学系により集光された当該第2の光ビームの照射を受ける少なくとも1層の情報記録層と、
前記情報記録層に対して当該情報記録層の厚み方向に離間し、前記集光光学系により集光された当該第1の光ビームの照射を受けるガイドトラックを有するガイド層と、
前記ガイド層に前記厚み方向に隣接して配置され、前記集光光学系により集光された当該第1の光ビームの照射により光学特性が変化した局所的な領域で局在光を発生させる超解像機能層と
を備えることを特徴とする光記録媒体。 Information recording using a condensing optical system that condenses a first light beam having a first wavelength and a second light beam having a second wavelength shorter than the first wavelength at different positions in the optical axis direction. Or an optical recording medium to be reproduced,
At least one information recording layer that is irradiated with the second light beam condensed by the condensing optical system;
A guide layer having a guide track that is spaced apart from the information recording layer in the thickness direction of the information recording layer and receives the irradiation of the first light beam condensed by the condensing optical system;
A superposition that is disposed adjacent to the guide layer in the thickness direction and generates localized light in a local region in which optical characteristics have changed due to irradiation of the first light beam condensed by the condensing optical system. An optical recording medium comprising a resolution functional layer.
前記ピットの各々は、所定の変調方式による符号長に対応した長さを有し、
前記ピット列は、前記ピットの長さに対応する埋め込み情報を有する、
ことを特徴とする光記録媒体。 An optical recording medium according to any one of claims 1 to 4 and claim 6,
Each of the pits has a length corresponding to a code length according to a predetermined modulation method,
The pit row has embedded information corresponding to the length of the pit.
An optical recording medium characterized by the above.
前記集光光学系により集光された当該第1の光ビーム及び当該第2の光ビームの入射面を有し前記情報記録層を被覆する保護層をさらに備え、
前記ガイド層は、前記情報記録層に対して前記入射面とは反対側に配置されている、
ことを特徴とする光記録媒体。 The optical recording medium according to any one of claims 1 to 10,
A protective layer covering the information recording layer and having incident surfaces for the first light beam and the second light beam collected by the condensing optical system;
The guide layer is disposed on the side opposite to the incident surface with respect to the information recording layer.
An optical recording medium characterized by the above.
前記光記録媒体を回転させる回転駆動部と、
前記第1の光ビームを出射する第1の光源と、
情報の記録または再生用の光ビームを前記第2の光ビームとして出射する第2の光源と、
前記前記ガイド層に前記第1の光ビームを集光させるとともに前記第2の光ビームを前記情報記録層に集光させる前記集光光学系と、
前記ガイド層で反射した前記第1の光ビームの戻り光を受光して第1の検出信号を出力する第1の受光素子と、
前記情報記録層で反射した前記第2の光ビームの戻り光を受光して第2の検出信号を出力する第2の受光素子と、
前記第1の検出信号に基づいてトラッキングエラー信号を生成するトラッキング制御部と、
前記トラッキングエラー信号に応じて前記集光光学系を駆動して前記ガイドトラックに追従させるアクチュエータと
を備えることを特徴とする駆動装置。 A drive device for recording or reproducing information with respect to the optical recording medium according to any one of claims 1 to 12,
A rotation drive unit for rotating the optical recording medium;
A first light source that emits the first light beam;
A second light source for emitting a light beam for recording or reproducing information as the second light beam;
The condensing optical system for condensing the first light beam on the guide layer and condensing the second light beam on the information recording layer;
A first light receiving element that receives the return light of the first light beam reflected by the guide layer and outputs a first detection signal;
A second light receiving element for receiving a return light of the second light beam reflected by the information recording layer and outputting a second detection signal;
A tracking control unit that generates a tracking error signal based on the first detection signal;
An actuator for driving the condensing optical system in accordance with the tracking error signal so as to follow the guide track;
前記第1の受光素子は、4分割受光面を有し、
前記トラッキング制御部は、位相差検出法により前記トラッキングエラー信号を生成する、
ことを特徴とする駆動装置。 The drive device according to claim 13,
The first light receiving element has a four-divided light receiving surface;
The tracking control unit generates the tracking error signal by a phase difference detection method;
A drive device characterized by that.
前記光記録媒体を回転させる回転駆動部と、
前記第1の光ビームを出射する第1の光源と、
情報の記録または再生用の光ビームを前記第2の光ビームとして出射する第2の光源と、
前記前記ガイド層に前記第1の光ビームを集光させるとともに前記第2の光ビームを前記情報記録層に集光させる前記集光光学系と、
前記ガイド層で反射した前記第1の光ビームの戻り光を受光して第1の検出信号を出力する第1の受光素子と、
前記情報記録層で反射した前記第2の光ビームの戻り光を受光して第2の検出信号を出力する第2の受光素子と、
前記第1の検出信号に基づいてトラッキングエラー信号を生成するトラッキング制御部と、
前記トラッキングエラー信号に応じて前記集光光学系を駆動して前記ガイドトラックに追従させるアクチュエータと、
前記第1の検出信号に基づいて、前記ガイドトラック上の位置を表すアドレス情報を含む埋め込み情報を検出するアドレス検出部と
を備え、
前記ピット列を構成するピットの各々は、所定の変調方式による符号長に対応した長さを有し、
前記アドレス検出部は、前記ピットの長さに対応する前記第1の検出信号の信号波形に基づいて前記埋め込み情報を検出する、
ことを特徴とする駆動装置。 A drive device for recording or reproducing information on an optical recording medium according to any one of claims 1 to 4 and claim 6,
A rotation drive unit for rotating the optical recording medium;
A first light source that emits the first light beam;
A second light source for emitting a light beam for recording or reproducing information as the second light beam;
The condensing optical system for condensing the first light beam on the guide layer and condensing the second light beam on the information recording layer;
A first light receiving element that receives the return light of the first light beam reflected by the guide layer and outputs a first detection signal;
A second light receiving element for receiving a return light of the second light beam reflected by the information recording layer and outputting a second detection signal;
A tracking control unit that generates a tracking error signal based on the first detection signal;
An actuator that drives the condensing optical system according to the tracking error signal to follow the guide track;
An address detection unit for detecting embedded information including address information indicating a position on the guide track based on the first detection signal;
Each of the pits constituting the pit row has a length corresponding to a code length by a predetermined modulation method,
The address detection unit detects the embedding information based on a signal waveform of the first detection signal corresponding to the length of the pit;
A drive device characterized by that.
前記光記録媒体を回転させる回転駆動部と、
前記第1の光ビームを出射する第1の光源と、
情報の記録または再生用の光ビームを前記第2の光ビームとして出射する第2の光源と、
前記前記ガイド層に前記第1の光ビームを集光させるとともに前記第2の光ビームを前記情報記録層に集光させる前記集光光学系と、
前記ガイド層で反射した前記第1の光ビームの戻り光を受光して第1の検出信号を出力する第1の受光素子と、
前記情報記録層で反射した前記第2の光ビームの戻り光を受光して第2の検出信号を出力する第2の受光素子と、
前記第1の検出信号に基づいてトラッキングエラー信号を生成するトラッキング制御部と、
前記トラッキングエラー信号に応じて前記集光光学系を駆動して前記ガイドトラックに追従させるアクチュエータと、
前記第1の検出信号に基づいて埋め込み情報を検出するアドレス検出部と
を備え、
前記ピット列は、各々が所定の空間周波数で蛇行する一連のウォブルパターンを形成しており、
前記第1の受光素子は、前記ガイドトラックと直交する方向に対応する方向に互いに対向する一対の受光面を有し、
前記アドレス検出部は、前記一対の受光面からそれぞれ出力された検出信号の差分に基づいて前記埋め込み情報を検出する、
ことを特徴とする駆動装置。 A drive device for recording or reproducing information on an optical recording medium according to any one of claims 1 to 4 and claim 6,
A rotation drive unit for rotating the optical recording medium;
A first light source that emits the first light beam;
A second light source for emitting a light beam for recording or reproducing information as the second light beam;
The condensing optical system for condensing the first light beam on the guide layer and condensing the second light beam on the information recording layer;
A first light receiving element that receives the return light of the first light beam reflected by the guide layer and outputs a first detection signal;
A second light receiving element for receiving a return light of the second light beam reflected by the information recording layer and outputting a second detection signal;
A tracking control unit that generates a tracking error signal based on the first detection signal;
An actuator that drives the condensing optical system according to the tracking error signal to follow the guide track;
An address detector for detecting embedded information based on the first detection signal,
The pit row forms a series of wobble patterns each meandering at a predetermined spatial frequency,
The first light receiving element has a pair of light receiving surfaces facing each other in a direction corresponding to a direction orthogonal to the guide track,
The address detection unit detects the embedded information based on a difference between detection signals output from the pair of light receiving surfaces, respectively.
A drive device characterized by that.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011094821A JP2012226809A (en) | 2011-04-21 | 2011-04-21 | Optical recording medium and drive unit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2011094821A JP2012226809A (en) | 2011-04-21 | 2011-04-21 | Optical recording medium and drive unit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012226809A true JP2012226809A (en) | 2012-11-15 |
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ID=47276809
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011094821A Withdrawn JP2012226809A (en) | 2011-04-21 | 2011-04-21 | Optical recording medium and drive unit |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2012226809A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014091845A1 (en) * | 2012-12-14 | 2014-06-19 | 太陽誘電株式会社 | Guide layer separation type optical recording medium |
WO2014123008A1 (en) * | 2013-02-06 | 2014-08-14 | デクセリアルズ株式会社 | Nanostructure |
-
2011
- 2011-04-21 JP JP2011094821A patent/JP2012226809A/en not_active Withdrawn
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2014151379A (en) * | 2013-02-06 | 2014-08-25 | Dexerials Corp | Nanostructure |
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