JP4105128B2 - 光メモリ素子および光再生装置 - Google Patents

Description

本発明は、記録情報に応じた複数の情報ユニットの形成された光メモリ素子に関するものである。

従来、ＤＶＤやＣＤなどの光ディスクでは、ディスク面にピット（位相ピット）を形成することで、情報を記録するようになっている。
また、従来、複数のピットを用いて１つの情報ユニット（情報単位）を記録する技術が開発されている（特許文献１）。図１２（０）〜（Ｆ）は、この技術を示す説明図である。

この図に示すように、この技術では、情報ユニット１００を、０〜４個のピット１０１により記録するようになっている。
また、ピット１０１は、情報ユニット１００内で、記録トラック１０２上に中心を有する正方形Ｔの頂点に位置している。

そして、この技術では、ピット１０１の数・位置の組み合わせ（ピット配列）により、情報ユニット１００の情報（記録内容）を決定するように設計されている。従って、情報の種類は、図１２（０）〜（Ｆ）に示すような１６通りとなる。

ここで、図１２（０）〜（Ｆ）に示した情報ユニット１００の再生について説明する。再生では、情報ユニット１００に照射された光ビームの各ピットからの反射光を、受光面を８分割して形成される、図１３に示す８つの部分受光面Ｄ１〜Ｄ８を有する光検出器１０３で受ける。そして、部分受光面Ｄ１〜Ｄ８の受光状態に基づいてピット配列を判別し、その情報を読み取ることとなる。
特開平７−２１５６８号公報 （公開日；１９９５年１月２４日） 特開平５−２８６４９号公報 （公開日；１９９３年２月５日）

しかしながら、上記した従来技術では、ピット１０１が、情報ユニット１００内の正方形Ｔの頂点に配置される。従って、一つの情報ユニット１００に記録可能な情報は、１６種類に限られることになる。

また、従来技術では、情報ユニット１００からの反射光を得るために、受光面を８つに分割した８分割光検出素子を用いている。このため、８つの部分受光面Ｄ１〜Ｄ８からの信号を処理するための、回路規模の大きい、複雑な信号処理回路が必要となる。
従って、再生装置の低コスト化が困難となるとともに、信号処理時間の増大による、再生速度（情報転送速度）の低下を招来してしまう。

本発明は、上記のような従来の問題点に鑑みてなされたものである。そして、その目的は、複雑な再生回路を必要とすることなく安定的に再生可能で、かつ、記録密度の高い光ディスク（光メモリ素子）を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明の光メモリ素子（本メモリ素子）は、
情報トラックに沿って、ピット配列に応じた情報を有する複数の情報ユニットを配した光メモリ素子において、
記録領域における情報ユニットのピット配列が、情報トラック上に配される中央位相ピットと、この中央位相ピットの周囲に形成される周囲位相ピットとの組み合わせからなるとともに、
情報トラックを挟むように配された１対のサーボユニットを備えていることを特徴としている。

本メモリ素子は、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）・ＣＤ（compact disk）などの光ディスクや光カードなど、光照射によって読み取られる情報を記録するタイプの記録媒体である。
また、本メモリ素子に対する情報の記録は、情報トラックに沿って、位相ピットからなる情報ユニットを形成することによってなされる。

位相ピットとは、本メモリ素子の基板上に形成された窪み（あるいは突起）のことであり、基板の平らな部分（位相ピットの形成されていない部分）と光の反射率の異なるものである。

また、情報ユニットは、本メモリ素子における記録の単位であり、位相ピットの群から形成されるものである。
すなわち、本メモリ素子では、１つの情報ユニットに属する位相ピットの数・位置の組み合わせ（ピット配列）により、情報ユニットの表す情報を決定するようになっている。

また、本メモリ素子に対する情報の再生については、情報ユニットに光を照射して得られる反射光に基づいて、情報ユニットをなすピット配列を特定することによってなされる。

そして、特に、本メモリ素子では、情報ユニットのピット配列が、情報トラック上に配される中央位相ピットと、この中央位相ピットの周囲に形成される周囲位相ピットとの組み合わせからなっている。

従って、本メモリ素子では、周囲位相ピットのみによってピット配列を構成する場合に比して、記録密度を格段に高めることが可能となっている。
また、本メモリ素子では、周囲位相ピットの中心に位相ピットを配している。従って、位相ピットの密度を高められるので、記録密度をより向上させられる。

また、本メモリ素子では、情報の再生に必要な再生用光検出器の受光面の分割数（部分受光面数）を、周囲位相ピットの数と同数とできるようになっている。

すなわち、例えば、情報ユニットのピット配列が、４つの周囲位相ピットのみから構成される場合、情報ユニットからの反射強度分布は、四角形に対応したものとなる（全位相ピットのある場合に、四角形となる）。
このため、情報の再生に使用される再生用光検出器は、４つの周囲位相ピットに対応するようにその受光面を４分割されることとなり、４つの部分受光面を有する４分割光検出器となる。

また、通常、４つの部分受光面は、再生用光検出器の中央を通る２本の分割線によって分割されているため、再生用光検出器の中央から放射状に伸びる扇形形状を有している。
そして、再生用光検出器では、４つの部分受光面のそれぞれに入射する光強度に応じて、情報ユニットにおける４つの周囲位相ピットの有無（どの周囲位相ピットを有しているか）を判別し、判別結果に基づいてピット配列を求めることとなる。

また、４つの周囲位相ピットの中央に中央位相ピットを配した本メモリ素子のピット配列に関しても、上記と同様の、４つの部分受光面を有する４分割光検出器を使用できる。

すなわち、中央位相ピットからの反射光の強度分布は、再生用光検出器の中心からの距離に依存する強度分布となる（再生用光検出器の中心から等距離位置に入射する光強度が等しくなる）。従って、再生用光検出器における４つの部分受光面のそれぞれには、中央位相ピットから、等しい強度の反射光が入射することになる。

従って、４分割光検出器を用いて本メモリ素子を再生する場合、中央位相ピットの有無については、受光面全体での受光量の合計（情報ユニット（ピット配列）全体からの総反射光量；トータル反射光量）の強度から判別できることとなる。
一方、上記したように、周囲位相ピットの有無については、４つの部分受光面のそれぞれに入射する光強度によって判別できる。

このように、本メモリ素子では、中央位相ピットを有しているため、ｎ（整数）個の位相ピットを用いて情報ユニットを構成するけれども、受光面をｎ−１に分割した光検出器を用いて情報を再生することが可能である。
従って、本メモリ素子は、情報を高密度に記録できるとともに、情報の再生のために複雑な再生回路を必要とすることのない光メモリ素子となっている。

さらに、本メモリ素子は、情報トラックの両側にそれぞれ配された１対のサーボユニットを備えている。
ここで、一対のサーボユニットとは、情報トラック２に垂直な方向に互いにずれた状態で、情報トラックを挟むように配されているパターン対である。
なお、パターン対のずれは、２つのサーボユニットが、情報トラックを軸として線対称となるような値となっていることが好ましい。
また、パターンとは、位相ピットのような、基板上に形成された窪み（あるいは突起）のことである。

ここで、サーボユニットのない光メモリ素子を再生する場合、情報ユニットからの反射光に基づいて、プッシュプル法等によりトラッキングを制御することとなる。
このとき、ピット配列が径方向に非対称である場合、情報トラックの両側からの反射光強度が非対称となる。このため、プッシュプル信号が乱され、正確なトラッキング制御を行えない（トラッキングが不安定となる）可能性がある。そして、トラッキングが不安定となると、各情報ユニットからの正確なトータル反射光量の測定が困難となるため、情報ユニットのピット配列を正確に識別できなくなってしまう。

一方、本メモリ素子のようなサーボユニットを備えている場合、サーボユニットからの反射光を用いて、サンプルサーボ法によりトラッキングを制御できる。従って、本メモリ素子を用いれば、安定したトラッキングを実現できるので、高精度に情報を再生することが可能である。

また、本メモリ素子では、周囲位相ピットを、中央位相ピットから等距離に配することが好ましい。
この構成では、再生のために情報ユニットに照射される光スポット内に、全位相ピットを効率よく（高密度）に配置することが可能となる。従って、再生に使用する光スポットを小さくできる。

また、本メモリ素子では、周囲位相ピットを、中央位相ピットを中心とする四角形の頂角位置に配置することも好ましい。
この構成では、情報ユニットが、５つの位相ピット、すなわち、情報トラック上に配される１つの中央位相ピットと、その周囲に位置する４つの周囲位相ピットとの組み合わせからなっている。

この構成では、１つの情報ユニットに関し、３２（２^５）種類の情報（５ビットのデータ）を多重記録することが可能となっている。このため、４つの周囲位相ピットのみによってピット配列を構成する場合に比して、記録密度を格段に高めることが可能となっている。

なお、５ビットのデータを多重記録するために、五角形の５つの頂角に位相ピットを配する場合、情報ユニットからの反射強度分布は、五角形に対応したものとなる（全位相ピットのある場合に、五角形となる）。このため、それぞれの位相ピットに応じて部分受光面を設け、各部分受光面への入射光強度に基づいて、各位相ピットの有無を判定する必要がある。

従って、再生用光検出器の部分受光面数（分割数）を、５つとする必要が生じる。このため、各部分受光面への入射光強度を処理するための回路が複雑となり、コスト高となる。
また、光検出器の部分受光面を５つとすることにより、隣接する受光面間の角度差が小さくなり、位相ピットの位置決定の精度が低下して再生エラーを増加させてしまうという欠点もある。

また、この場合、周囲位相ピットを、対角線の一方が情報トラックに重なる四角形の頂角位置に配することが好ましい。
これにより、ピット配列を、情報トラックを軸とした線対称に設定しやすくなる。ピット配列をこのような線対称に設定すると、上記のようなプッシュプル信号の乱れを確実に防止できる。従って、プッシュプル法によっても、本メモリ素子のトラッキング制御を安定的に実現できる。

また、本メモリ素子では、周囲位相ピットを、中央位相ピットを中心とする六角形の頂角位置に配置することも好ましい。
この構成では、１つの情報ユニットに関し、１２８（２^７）種類の情報（７ビットのデータ）を多重記録することが可能となっている。記録密度を格段に高めることが可能となっている。

また、六角形の頂角位置と中心（重心）位置とに位相ピットを配しているため、位相ピットの密度を最も高められる（最密充填できる）ようになっている。
従って、本メモリ素子に、多数の情報ユニットを形成できるため、本メモリ素子の記録密度をより向上させられる。さらに、再生に使用する光スポットを非常に小さくできる。

なお、７ビットのデータを多重記録するために、七角形の７つの角に位相ピットを配する場合（７つの周囲位相ピットを用いる場合）、情報ユニットからの反射強度分布は、七角形に対応したものとなる（全位相ピットのある場合に、七角形となる）。このため、それぞれの位相ピットに応じて部分受光面を設け、各部分受光面への入射光強度に基づいて、各位相ピットの有無を判定する必要がある。

従って、再生用光検出器の部分受光面数（分割数）を、７つとする必要が生じる。このため、各部分受光面への入射光強度を処理するための回路が複雑となり、コスト高となる。
また、光検出器の部分受光面を７つとすることにより、隣接する受光面間の角度差が小さくなり、位相ピットの位置決定の精度が低下して再生エラーを増加させてしまうという欠点もある。

また、周囲位相ピットを六角形の頂角位置に配する構成では、六角形の中心を通る対角線の１つを、情報トラックと重ねることが好ましい。
これにより、ピット配列を、情報トラックを軸とした線対称に設定しやすくなる。ピット配列をこのような線対称に設定すると、上記のようなプッシュプル信号の乱れを確実に防止できる。従って、プッシュプル法によっても、本メモリ素子のトラッキング制御を安定的に実現できる。

また、本メモリ素子におけるサーボユニットについては、情報ユニットを構成する位相ピットよりも大きなパターンによって形成することが好ましい。
これにより、サーボユニットによる反射光の強度変化量を大きくできるので、サンプルサーボ法によるトラッキング制御を容易に行えることとなる。

また、本メモリ素子におけるサーボユニットについては、サイズの大きな１つのパターンを用いてもよいし、小サイズの複数のパターンの集合から構成してもよい。
また、サーボユニットを複数のパターンから構成する場合、そのパターンとして、情報ユニットと同様の位相ピットを用いることが好ましい。
この構成では、情報ユニットを構成する位相ピット（パターン）と、サーボユニットを構成するパターンとが同一の大きさとなるため、サーボユニットを形成しやすいという利点がある。

また、サーボユニットのパターンとして情報ユニットの位相ピットを用いる場合、サーボユニットのパターンを、全ての周囲位相ピットと中央位相ピットとから構成することが好ましい。
これにより、サーボユニットによる反射光の強度変化量を大きくできるので、サンプルサーボ法によるトラッキング制御を容易に行えることとなる。

なお、本メモリ素子としては、上記したように、光ディスクや光カードとして形成することが可能である。
ここで、光ディスクとは、情報トラックがスパイラル状（渦状）あるいは同心円状に形成されたものである。また、光カードとは、直線状の情報トラックを有するものである。

また、本発明の光再生装置（本再生装置）は、本メモリ素子の情報ユニットに光を照射し、その反射光に基づいて情報を再生する光再生装置において、
情報ユニットからの反射光を受光して、受光量に応じた受光信号を出力する再生用光検出器と、
再生用光検出器から出力される受光信号に基づいて、再生にかかる情報ユニットのピット配列を特定するピット配列特定回路とを備えている構成である。

本再生装置は、本メモリ素子を再生するための装置であり、本メモリ素子の情報ユニットに光を照射して、その反射光に基づいて、情報ユニットのピット配列を特定して再生を行うものである。
すなわち、本再生装置では、再生用光検出器が、情報ユニットからの反射光を受光し、受光量に応じた受光信号を出力する。そして、この受光信号に基づいて、ピット配列特定回路が、再生にかかる情報ユニット（光を照射された情報ユニット）のピット配列を特定するように設計されている。

また、本再生装置に、制御用光検出器を備えてもよい。この制御用光検出器は、サーボユニットからの反射光を受光して、受光量に応じた受光信号を光制御回路に出力するものである。
ここで、光制御回路とは、制御用光検出器から出力される受光信号に基づいて、光メモリ素子に照射する光のトラッキング制御を行うためのものである。

なお、この光制御回路は、サーボユニットからの反射光に基づいて、光メモリ素子に照射する光のフォーカシング制御（フォーカス制御）を行うように設定されていてもよい。

また、上記の制御用光検出器については、再生用光検出器とは別体とすることが好ましい。
通常、制御用光検出器に照射される反射光は、シリンドリカルレンズによってフォーカスされるため、波面の乱れたものとなる。従って、制御用光検出器と再生用光検出器とを１つの光検出器で兼用すると、再生用光検出器に対しても、波面の乱れた反射光が照射されてしまう。
このため、受光面での光強度分布に乱れが生じ、情報ユニットのピット配列を正確に特定することが困難となる。

従って、制御用光検出器を再生用光検出器と別体に設けることにより、再生用光検出器に波面の乱れた反射光を照射してしまうことを回避することが可能となる。これにより、正確な光の制御と情報再生とを両立させられる。

以上のように、本発明の光メモリ素子（本メモリ素子）は、
情報トラックに沿って、ピット配列に応じた情報を有する複数の情報ユニットを配した光メモリ素子において、
記録領域における情報ユニットのピット配列が、情報トラック上に配される中央位相ピットと、この中央位相ピットの周囲に形成される周囲位相ピットとの組み合わせからなるとともに、
情報トラックを挟むように配された１対のサーボユニットを備えている構成である。

本メモリ素子では、情報ユニットのピット配列が、情報トラック上に配される中央位相ピットと、この中央位相ピットの周囲に形成される周囲位相ピットとの組み合わせからなっている。

従って、本メモリ素子では、周囲位相ピットのみによってピット配列を構成する場合に比して、記録密度を格段に高めることが可能となっている。
また、本メモリ素子では、周囲位相ピットの中心に位相ピットを配している。従って、位相ピットの密度を高められるので、記録密度をより向上させられる。

また、本メモリ素子では、情報の再生に必要な再生用光検出器の受光面の分割数（部分受光面数）を、周囲位相ピットの数と同数とできるようになっている。
すなわち、本メモリ素子では、中央位相ピットを有しているため、ｎ（整数）個の位相ピットを用いて情報ユニットを構成するけれども、受光面をｎ−１に分割した光検出器を用いて情報を再生することが可能である。
従って、本メモリ素子は、情報を高密度に記録できるとともに、情報の再生のために複雑な再生回路を必要とすることのない光メモリ素子となっている。

さらに、本メモリ素子は、情報トラックを挟むように配された１対のサーボユニットを備えている。
従って、本メモリ素子を再生する場合、サーボユニットからの反射光を用いて、サンプルサーボ法によりトラッキングを制御できる。このため、本メモリ素子を用いれば、安定したトラッキングを実現できるので、高精度に情報を再生することが可能である。

本発明の一実施形態について説明する。
本実施の形態にかかる光ディスク装置（本ディスク装置；光再生装置）は、光ディスクに記録された情報を再生するための再生装置である。

図２は、本ディスク装置の構成を示す説明図である。
この図に示すように、本ディスク装置は、スピンドル１０，光ピックアップ１１，回路基板１２を備えている。

スピンドル１０は、再生する光ディスク１を固定した状態で回転するものである。
なお、光ディスク１の構成については、後に詳細に説明する。

光ピックアップ１１は、回転中の光ディスク１に対し、その半径方向に移動しながらレーザー光（光ビーム）Ｌを照射するものである。本ディスク装置では、このレーザー光Ｌの照射により、光ディスク１の情報を再生するようになっている。
回路基板１２は、スピンドル１０および光ピックアップ１１を駆動するための複数の回路群を有する基板である。

図２に示すように、光ピックアップ１１は、半導体レーザー光源２１，コリメータレンズ２２、ビームスプリッタ２３，集光レンズ２４，アクチュエータ２５，ビームスプリッタ２６，集光レンズ２７，シリンドリカルレンズ２８，制御用光検出器２９，集光レンズ３０，光検出器（再生用光検出器）３１を備えている。

半導体レーザー光源２１は、レーザー光Ｌを生成する光源である。
コリメータレンズ２２は、半導体レーザー光源２１から出射されたレーザー光Ｌの光束を平行とするものである。
ビームスプリッタ２３は、コリメータレンズ２２を透過したレーザー光Ｌを透過する一方、光ディスク１側（集光レンズ２４側）から入射するレーザー光Ｌを反射し、その進路を直角に曲げるものである。

集光レンズ２４は、ビームスプリッタ２３を透過したレーザー光Ｌを集光し、光ディスク１の記録面上に集光照射するものである。また、集光レンズ２４は、光ディスク１によって反射された反射レーザー光Ｌａを集光する機能も有している。
アクチュエータ２５は、フォーカシング調整およびトラッキング調整を行うため、集光レンズ２４の位置を調整する（集光レンズ２４を駆動する）ものである。

なお、光ディスク１によって反射レーザー光Ｌａは、入射時の光路を戻り、ビームスプリッタ２３により反射され、ビームスプリッタ２６に導かれる。
ビームスプリッタ２６は、反射レーザー光Ｌａの一部を透過し、一部を集光レンズ３０側に反射するものである。

集光レンズ２７，シリンドリカルレンズ２８は、ビームスプリッタ２６を透過した反射レーザー光Ｌａを制御用光検出器２９に集光するものである。
制御用光検出器２９は、反射レーザー光Ｌａに基づいて、後述する受光信号Ｒ５〜Ｒ８を出力するものである。

また、集光レンズ３０は、ビームスプリッタ２６によって反射された反射レーザー光Ｌａを光検出器３１に集光するものである。
光検出器３１は、反射レーザー光Ｌａを受光して電気信号（受光信号）を生成するものである。
なお、この光検出器３１の構成については後述する。

また、図２に示すように、回路基板１２は、スピンドル制御回路４１，レーザー制御回路４２，トータル光量比較回路４３，部分光量比較回路４４，復調回路４５，エラー訂正回路４６，フォーカシング／トラッキング回路４７を備えている。

スピンドル制御回路４１は、スピンドル１０に固定された光ディスク１を、スピンドル１０とともに回転駆動するものである。
レーザー制御回路４２は、半導体レーザー光源２１を制御（駆動）して、レーザー光Ｌを照射させるものである。

フォーカシング／トラッキング回路４７は、制御用光検出器２９の生成する受光信号Ｒ５〜Ｒ８に基づいて、非点収差法によりフォーカシング信号を生成するとともに、サンプルサーボ法によりトラッキング信号を生成するものである。そして、フォーカシング信号およびトラッキング信号に基づいてアクチュエータ２５を駆動し、フォーカシングとトラッキングとを行うものである。
なお、フォーカシング／トラッキング回路４７および制御用光検出器２９の動作については後述する。

回路４３〜４６は、光検出器３１から出力される受光信号に基づいて、再生信号を生成する回路群である。
なお、これら回路４３〜４６についても、後に詳細に説明する。

また、本ディスク装置には、回路基板１２の回路を制御することによって、本ディスク装置の全動作を制御するための制御部（図示せず）が備えられている。

ここで、光ディスク１の構成について説明する。
図３は、光ディスク（光メモリ素子）１の構成を示す平面図である。光ディスク１は、直径１２０ｍｍの円盤形状を有しており、図３に示すように、その記録面（表面）に、情報を記録するための情報トラック２をスパイラル（渦巻き）状に備えたものである。

また、図４は、光ディスク１の断面図である。
この図に示すように、光ディスク１は、透明基板７、金属反射膜８，保護膜９をこの順に積層した構成を有している。

透明基板７は、ポリカーボネート樹脂等の透明材料からなるものである。
金属反射膜８は、透明基板７の表面を覆う金属膜であり、その材料としては、例えば、アルミニウムを用いることが可能である。
保護膜９は、金属反射膜８を覆う保護膜である。

また、透明基板７における金属反射膜８との界面には、凸状の位相ピット３・４が形成されている。これら位相ピット３・４は、情報の記録単位（記録情報単位）である情報ユニット５をなすものであり、上記の情報トラック２に沿って形成されている。

また、図１は、情報トラック２を詳細に示す説明図である。この図に示すように、情報トラック２には、自身の伸びる方向に沿って、サーボ領域ＳＡと記録領域ＫＡとを含むセクタが、連続的かつ周期的に形成されている。

サーボ領域ＳＡは、セクタの先頭位置配されている領域であり、一対のサーボユニット（サーボ情報単位）６１・６２を備えている。
また、サーボ領域ＳＡに続いて形成される記録領域ＫＡは、複数の情報ユニット５を有している。

サーボユニット６１・６２は、制御用光検出器２９，フォーカシング／トラッキング回路４７によって行われるフォーカシング制御およびトラッキング制御に利用されるものである。
なお、このサーボユニット６１・６２については後述する。

情報ユニット５は、情報の記録単位（情報単位）である。
この情報ユニット５は、最大で４つの位相ピット３と、最大で１つの位相ピット４とからなる情報単位であり、情報トラック２上に、規則的に（等間隔で）配列されている。

位相ピット（周囲位相ピット）３は、対角線の一方が情報トラック２と重なる正方形（正四角形）の頂角位置（正方形の中心から等距離の位置）に配置される位相ピットである。また、位相ピット（中央位相ピット）４は、この正方形の中心位置（重心位置）に配置される位相ピットである。
そして、光ディスク１では、位相ピット３・４の数・位置の組み合わせ（位相ピットの配列状態；ピット配列）により、情報ユニット５の情報（記録内容）を決定するように設計されている。

図５は、情報ユニット５のピット配列の種類（情報の種類）を示す説明図である。この図に示すように、光ディスク１では、情報ユニット５が、３２通りのピット配列１ａｘ〜３２ｊｘをとるように設計されている。
すなわち、情報ユニット５は、ピット配列１ａｘ〜３２ｊｘに応じた、３２通りの情報を有するように設計されている。

ここで、ピット配列１ａｘは、位相ピットのない状態である。
また、ピット配列２ｂｙ，３ｂｙ，４ｂｙ，５ｂｙ，６ｃｘは、１個の位相ピットを有する配列状態である。
さらに、ピット配列７ｄｘ，８ｄｘ，９ｄｙ，１０ｄｙ，１１ｄｙ，１２ｄｙ，１３ｅｙ，１４ｅｙ，１５ｅｙ，１６ｅｙは、２個の位相ピットからなる配列状態である。

また、ピット配列１７ｆｙ，１８ｆｙ，１９ｆｙ，２０ｆｙ，２１ｇｙ，２２ｇｙ，２３ｇｙ，２４ｇｙ，２５ｇｘ，２６ｇｘは、３個の位相ピットによって形成される配列状態である。
また、ピット配列２７ｈｘ，２８ｉｙ，２９ｉｙ，３０ｉｙ，３１ｉｙは、４個の位相ピットからなる配列状態である。
最後に、ピット配列３２ｊｘは、５個の位相ピットで構成される配列状態である。

なお、ピット配列１ａｘ〜３２ｊｘの符号は、各ピット配列の「通し番号，光量識別子，対称性識別子」を組み合わせたものである。
すなわち、通し番号は、ピット配列の全３２種類に１つづつ付される番号（１〜３２）である。

また、上記の光量識別子は、そのピット配列を有する情報ユニット５から後述する光検出器３１に入射する、反射レーザー光Ｌａの総光量（トータル反射光量）に応じたものである。
すなわち、本ディスク装置における光ディスク１の再生では、制御部が、スピンドル制御回路４１を制御して、光ディスク１を回転させる。また、制御部は、レーザー制御回路４２を制御して、集光レンズ２４から光ディスク１にレーザー光Ｌを照射し、図１に示すように、光ディスク１の情報トラック２に沿ってビームスポット６を走査する。
このとき、レーザー光Ｌは、そのビームスポット６の中心位置が情報ユニット５の中心位置（情報トラック２）に重なるように照射される。
これにより、情報トラック２上の情報ユニット５によってレーザー光Ｌが反射され、反射レーザー光Ｌａが生成される。

また、この反射レーザー光Ｌａの光量は、情報ユニット５のピット配列に応じて変化する。
すなわち、光量識別子は、各情報ユニット５におけるピット配列に応じた反射レーザー光Ｌａの光量を示す値である。そして、光ディスク１では、各ピット配列のトータル反射光量を、１０種類の光量識別子ａ〜ｊによって分類するようになっている。
なお、同じ光量識別子ａ〜ｊを有するピット配列では、トータル反射光量はほぼ等しくなる。また、ａ〜ｊの順で、トータル反射光量は小さくなる。

ここで、位相ピット３・４の数・位置と、トータル反射光量との関係について説明する。
位相ピット３・４の存在する場合、これらが存在しない場合よりも反射光量は小さくなる。
また、レーザー光Ｌにおけるビームスポット６の強度分布は、ガウシアン分布となっており、従って、ビームスポット６では、その中心の光強度が周囲よりも強くなっている。さらに、上記したように、レーザー光Ｌは、そのビームスポット６の中心位置が情報ユニット５の中心位置に重なるように照射される。

このため、頂角位置に位相ピット３のある場合よりも、中心位置に位相ピット４のある場合の方が、反射光量が小さくなる傾向にある。

ピット配列２ｂｙ〜５ｂｙは、いずれも、ビームスポット６の外周位置に対応する１つの位相ピット３が存在し、トータル反射光量が等しくなる。
また、ピット配列６ｃｘでは、ビームスポット６の中心位置に対応する位相ピット４が１つ存在するため、ピット配列２ｂｙ〜５ｂｙに比べて、トータル反射光量が小さくなる。

次に、位相ピット３が２個になる７ｄｘ〜１２ｄｙでは、位相ピット数の増加により、トータル反射光量がピット配列６ｃｘよりも小さくなる。
また、ピット配列１３ｇｙ〜１６ｅｙでは、位相ピット４と位相ピット３とを１つずつ有しているため、ピット配列７ｄｘ〜１２ｄｙよりもトータル反射光量が小さくなる。以降、同様にして、位相ピット数の増加に伴い、トータル反射光量が減少する。

また、ピット配列の対称性識別子は、情報トラック２の伸びる方向（周方向）および光ディスク１の径方向（情報トラック２に垂直で、ピット配列の中心を通る方向（半径方向））に対する、ピット配列の対称性を示す識別子（ｘあるいはｙ）である。
すなわち、ピット配列が、周方向に線対称である場合（半径方向に沿った軸に対して線対称である場合）であって、かつ、径方向にも線対称である場合（情報トラック２に対して線対称である場合）、対称性識別子はｘとなる。
一方、いずれかの方向に対して線対称となっていない場合、対称性識別子はｙとなる。

次に、光検出器３１の構成について説明する。
図６は、光検出器３１の構成を示す説明図である。この図に示すように、光検出器３１は、受光面を４分割してなる、４つの部分受光面（光検出素子）Ｄ１〜Ｄ４を備えている。

部分受光面Ｄ１〜Ｄ４は、光検出器３１における円形の受光面を、受光面の中心を通り、互いに直交する２本の分割線Ａ・Ｂで分割して形成されるものであり、光検出器３１の受光面の中心から放射状に伸びる扇形形状を有している。

そして、この部分受光面Ｄ１〜Ｄ４は、自身の受光した反射光量に応じた電圧値を有する電圧信号（受光信号）Ｒ１〜Ｒ４を、それぞれ出力するものである。
また、光検出器３１では、部分受光面Ｄ１〜Ｄ４を分割する分割線Ａ・Ｂが、光ディスク１の情報トラック２に対応する直線（光検出器３１の受光面上での、情報トラックに対応する直線）Ｘ−Ｘ’と４５°の角度を成すように配置されている。

ここで、各位相ピット３・４と部分受光面Ｄ１〜Ｄ４との関係について説明する。
個々の位相ピットからの反射光は、回折光となって部分受光面Ｄ１〜Ｄ４の全面に入射する。また、複数の位相ピットの存在する場合、それぞれの位相ピットからの回折光が干渉して、部分受光面Ｄ１〜Ｄ４に入射することになる。すなわち、各位相ピットからの反射光は、部分受光面Ｄ１〜Ｄ４の１つではなく、全てに入射される。

しかしながら、１つの位相ピット３からの反射光は、その位相ピット３に対応する位置にある、いずれかの部分受光面Ｄ１〜Ｄ４に入射する強度が相対的に大きくなる（その位相ピット３から遠い位置にある素子に入射する光の強度が、相対的に小さくなる）。
例えば、ピット配列２ｂｙでは、部分受光面Ｄ２に入射する光の強度が相対的に大きくなり、部分受光面Ｄ４に入射する光の強度が相対的に小さくなる。

また、四角形の中心に位置する位相ピット４からの反射光は、全ての部分受光面Ｄ１〜Ｄ４の中心付近に均等に入射する。
従って、１つの位相ピット４のみを有するピット配列６ｃｘでは、全ての部分受光面Ｄ１〜Ｄ４の中心付近に入射する光の強度が相対的に大きくなり、周辺領域に入射する光の強度が相対的に小さくなる。

次に、図２に示した、回路基板１２の回路４３〜４６について説明する。
これらの回路４３〜４６は、光検出器３１から出力される受光信号に基づいて、再生にかかる情報ユニット５のピット配列を識別し、識別結果に応じた再生信号を生成する回路群である。

トータル光量比較回路４３は、光検出器３１の全ての部分受光面Ｄ１〜Ｄ４から出力される受光信号Ｒ１〜Ｒ４を加算して、トータル反射光量を求める。そして、その値から、再生にかかる情報ユニット５のピット配列における、光量識別子ａ〜ｊを導出する機能を有している。

なお、ピット配列１ａｘ，６ｃｘ，２７ｈｘ，３２ｊｘには、同じトータル反射光量となる他のピット配列が存在しない。このため、再生にかかる情報ユニット５が上記のピット配列である場合には、トータル光量比較回路４３だけで、ピット配列の識別が完了する。

部分光量比較回路４４は、トータル光量比較回路４３の導出した光量識別子ａ〜ｊに基づいて、再生にかかる情報ユニット５のピット配列を識別するものである。
表１に、部分光量比較回路４４による識別条件を示す。

この表に示すように、部分光量比較回路４４は、光量識別子ａ〜ｊに応じて、受光信号Ｒ１〜Ｒ４の大小関係を算出する。
すなわち、部分光量比較回路４４は、まず、Ｒ２とＲ４との大小関係の算出（比較）を行う（識別条件Ｉ）。次に、部分光量比較回路４４は、Ｒ１とＲ３との大小関係を算出し（識別条件II）、最後に，Ｒ１とＲ２との大小関係を算出する（識別条件III）。
これにより，全ての情報ユニット５を識別することが可能となる。

このように、部分光量比較回路４４は、光量識別子に基づいて受光信号Ｒ１〜Ｒ４の強度を比較することにより、３２種類の全てのピット配列を識別することが可能となっている。

復調回路４５は、部分光量比較回路４４によるピット配列の識別結果に基づいて、復調信号（復調データ）を生成するものである。
なお、表１に、各ピット配列に応じた復調信号を示している。
図５に示したように、本ディスク装置では、情報ユニット５のピット配列が３２種類存在する。従って、１つの情報ユニット５を用いて３２種類の情報を多重記録することが可能であり、このため、１つの情報ユニットから５ビットの復調信号を得られることになる。

エラー訂正回路４６は、復調回路４５によって生成された復調信号に対し、エラー訂正を施し、再生信号を生成するものである。
そして、本ディスク装置では、図示しない変換回路によって、再生信号を映像信号（映像情報）や音声信号（音声情報）に変換する。そして、これらの信号を、表示画面やスピーカーなどの表示装置（図示せず）によって表示するようになっている。

以上のように、光ディスク１では、情報ユニット５のピット配列が、５つの位相ピット、すなわち、情報トラック上に配される１つの位相ピット４と、その周囲に位置する４つの位相ピット３との組み合わせからなっている。
ここで、位相ピット３は、一方の対角線が情報トラック２と重なる四角形の頂角位置に配される位相ピットである。
また、位相ピット４は、この四角形の中心位置に配される位相ピットである。

このように、光ディスク１では、４つの位相ピット３、および、その中央の１つの位相ピット４によって、情報ユニット５のピット配列が形成されるように設計されている。

従って、光ディスク１では、１つの情報ユニット５に関し、３２（２^５）種類の情報（５ビットのデータ）を多重記録することが可能となっている。このため、４つの位相ピット３のみによってピット配列を構成する場合に比して、記録密度の格段に高い、大容量の光ディスクを構成することが可能となっている。

また、光ディスク１では、情報の再生に必要な光検出器３１の受光面の分割数（部分受光面数）を、４つとできるようになっている。

すなわち、情報ユニット５のピット配列が、４つの位相ピット３のみから構成される場合、情報ユニット５からの反射強度分布は、四角形に対応したものとなる（全位相ピットのある場合に、四角形となる）。
このため、情報の再生に使用される光検出器３１は、４つの位相ピット３に対応するようにその受光面を４分割されることとなり、４つの部分受光面Ｄ１〜Ｄ４を有する４分割光検出器となる。
そして、光検出器３１では、４つの部分受光面Ｄ１〜Ｄ４のそれぞれに入射する反射光強度に応じて、情報ユニット５における４つの位相ピット３の有無（どの位相ピット３を有しているか）を判別し、判別結果に基づいてピット配列を求めることとなる。

また、４つの位相ピット３の中央に位相ピット４を配した光ディスク１のピット配列に関しても、上記と同様の、４つの部分受光面Ｄ１〜Ｄ４を有する光検出器３１を使用できる。

すなわち、位相ピット４からの反射光の強度分布は、光検出器３１の中心からの距離に依存する強度分布となる（光検出器の中心から等距離位置に入射する光強度が等しくなる）。従って、光検出器３１における４つの部分受光面Ｄ１〜Ｄ４のそれぞれには、位相ピット４から、等しい強度の反射光が入射することになる。

従って、４分割光検出器である光検出器３１を用いて光ディスク１を再生する場合、位相ピット４の有無については、受光面全体での受光量の合計（情報ユニット５（ピット配列）全体からの総反射光量；トータル反射光量）の強度から判別できることとなる。
一方、上記したように、位相ピット３の有無については、４つの部分受光面Ｄ１〜Ｄ４のそれぞれに入射する光強度によって判別できる。

このように、光ディスク１では、５つの位相ピット３・４を用いて情報ユニット５を構成するけれども、光検出器３１のような４分割光検出器を用いて情報を再生することが可能である。
従って、光ディスク１は、情報を高密度に記録できるとともに、情報の再生のために複雑な再生回路を必要とすることのない光ディスクとなっている。

なお、五角形の５つの角に位相ピットを配する場合、情報ユニット５からの反射強度分布は、五角形に対応したものとなる（全位相ピットのある場合に、五角形となる）。このため、それぞれの位相ピットに応じて部分受光面を設け、各部分受光面への入射光強度に基づいて、各位相ピットの有無を判定する必要がある。
従って、光検出器の部分受光面数（分割数）を、５つとする必要が生じる。このため、各部分受光面への入射光強度を処理するための回路が複雑となり、コスト高となる（特に、部分光量比較回路４４が複雑化する）。

また、光ディスク１では、四角形の頂角と中心とに位相ピット３・４を配している。従って、光ディスク１内での位相ピットの密度を高められるので、記録密度をより向上させられる。

また、本ディスク装置では、反射レーザー光Ｌａに応じて再生にかかる情報ユニット５のピット配列を特定するために、トータル光量比較回路４３および部分光量比較回路４４を備えている。
そして、トータル光量比較回路４３によってトータル反射光量を特定し、情報ユニット５のピット配列を大まかに判別（光量識別子毎に判別）している。
その後、特定されたトータル反射光量に応じて、部分光量比較回路４４が、各部分受光面Ｄ１〜Ｄ４に入射した光の大きさを比較（部分比較）し、情報ユニット５のピット配列を特定するようになっている。

このように、この構成では、部分光量比較回路による部分比較を行う前に、トータル光量比較回路によって、ピット配列を大まかに判別している。
従って、部分光量比較回路によるピット配列の特定に必要な部分比較の種類・回数を、少なくすることが可能となっている。

また、本ディスク装置では、光検出器３１における部分受光面Ｄ１〜Ｄ４を分割する分割線Ａ・Ｂが、光ディスク１の情報トラック２に対応する直線Ｘ−Ｘ’と４５°の角度を成している。

ここで、分割線Ａ・Ｂの一方が情報トラック２に対応する直線Ｘ−Ｘ’と重なるように（平行となるように）、光検出器３１を配置してもよい。この構成でも、同様の識別プロセスにより、情報ユニット５のピット配列を識別できる。
しかしながら、この場合、光強度変化の最も大きくなる位置（各位相ピット３に対応する位置）に、分割線が存在することになる。このため、部分受光面Ｄ１〜Ｄ４による光強度分布の検出精度が低下する。

従って、検出精度を向上させるためには、分割線Ａ・Ｂを、光ディスク１の情報トラック２に対応する直線Ｘ−Ｘ’と４５°の角度となるように配置することが好ましいといえる。
この場合には、部分受光面Ｄ１〜Ｄ４の中心を、各位相ピット３に対応する位置（各位相ピット３からの反射光が最大となる位置）に配置できる。従って、４つの部分受光面Ｄ１〜Ｄ４のそれぞれに対し、位相ピット３を１対１で対応させられる。このため、４つの部分受光面Ｄ１〜Ｄ４によって、４種類の位相ピット３の有無を明確に判定できる。

このように、分割線Ａ・Ｂを直線Ｘ−Ｘ’と４５°の角度に交叉させることで有効な効果を得られるが、これは、４つの位相ピット３のなす四角形の一方の対角線が、情報トラック２と重なっているからである。
すなわち、上記のような効果は、分割線Ａ・Ｂを、この四角形の一方の対角線に応じた受光面上の直線に対して、４５度の角度で交叉させることで得られるものである。このような構成であれば、分割線Ａ・Ｂが直線Ｘ−Ｘ’と４５°の角度で交叉していない場合でも、同様の効果を得られる。

なお、本ディスク装置のように、四角形の一方の対角線が情報トラック２に重なっている場合、情報ユニット５のピット配列を、情報トラック２を軸とした線対称にしやすい、という効果を得られる。

また、本ディスク装置では、光検出器３１の分割線Ａ・Ｂが、互いに直交している。これにより、各部分受光面Ｄ１〜Ｄ４のサイズを等しくできるので、部分光量比較回路４４による受光信号Ｒ１〜Ｒ４の比較処理を容易に行える。

また、本ディスク装置では、光検出器３１とは別体の、制御用光検出器２９を備えている。制御用光検出器２９に照射される反射光は、シリンドリカルレンズ２８によってフォーカシングされるため、波面の乱れたものとなる。従って、制御用光検出器２９と光検出器３１とを１つの光検出器で兼用すると、光検出器３１に波面の乱れた反射光が照射されてしまう。このため、部分受光面Ｄ１〜Ｄ４での光強度分布に乱れが生じ、情報ユニット５のピット配列を正確に特定することが困難となる。

そこで、本ディスク装置成では、両光検出器を別体に設けることにより、光検出器３１に波面の乱れた反射光を照射してしまうことを回避するようになっている。これにより、正確な光の制御と情報再生とを両立させられる。

なお、本実施の形態では、図２に示したように、トータル光量比較回路４３が部分光量比較回路４４の前段に位置するとしている。そして、トータル光量比較回路４３によって光量識別子の判定を行った後、部分光量比較回路４４が、この光量識別子および受光信号Ｒ１〜Ｒ４に基づいて、情報ユニット５のピット配列を識別するとしている。

しかしながら、これに限らず、部分光量比較回路４４を、トータル光量比較回路４３の前段に配置するようにしてもよい。
表２に、この構成におけるピット配列の識別方法を示す。

この表２に示すように、この構成では、部分光量比較回路４４が、受光信号Ｒ１〜Ｒ４に基づいて、情報ユニット５のピット配列の対称性判別I〜IIIを行うこととなる。
なお、表２において、Ｔ１，Ｔ２は、それぞれ、（Ｒ１＋Ｒ３），（Ｒ２＋Ｒ４）である。また、Ｓ１〜Ｓ４は、それぞれ、（Ｒ１＋Ｒ２），（Ｒ２＋Ｒ３），（Ｒ３＋Ｒ４），（Ｒ４＋Ｒ１）である。

すなわち、この場合、部分光量比較回路４４は、対称性判別Iにおいて、Ｔ１とＴ２との大小関係を算出する。そして、対称性判別IIにおいて、Ｓ１とＳ３との大小関係を算出する。
さらに、部分光量比較回路４４は、対称性判別IIIにおいて、Ｓ２とＳ４との大小関係を算出する。

このような演算（比較）により、部分光量比較回路４４は、「情報ユニット５のピット配列が、対称性判別I〜IIIによって分類される１５種類の小グループのいずれに属するのか」、を判断する。
その後、トータル光量比較回路４３が、ピット配列の属する小グループの種類と、ピット配列のトータル反射光量とに基づいて、ピット配列を特定する。

この構成では、トータル光量比較回路４３は、トータル反射光量に加えて、ピット配列の属する小グループの情報を利用できる。このため、識別すべきトータル反射光量の種類が、２種類あるいは４種類となる。
従って、ａ〜ｊまでの１０種類のトータル反射光量を識別する必要のある表１の場合に比して、トータル光量比較回路４３によるトータル反射光量の識別精度を高められる。また、トータル光量比較回路４３を簡略な回路（相対的に簡略な比較回路）から構成できる。

すなわち、トータル光量比較回路４３によって識別すべきトータル反射光量の種類の多い場合、レーザー光Ｌのわずかな変化により、トータル反射光量が変化し、情報ユニット５におけるピット配列が困難になることもある。
従って、この場合には、レーザー制御回路４２の制御精度や、フォーカシング／トラッキング回路４７の制御精度（トラッキング，フォーカシングの精度）を高めることが好ましいといえる。

一方、表２を用いる構成のように、トータル光量比較回路４３によるトータル反射光量の識別種類を少なくすると、トータル光量比較回路４３によって識別すべき光量間の差を、比較的に大きくできる。

このため、レーザー制御回路４２やフォーカシング／トラッキング回路４７の制御精度を高めることなく、再生にかかるピット配列に対し、光量識別子を正確に特定することが可能となっている。

ここで、本ディスク装置におけるフォーカシング制御およびトラッキング制御について説明する。
図１に示すように、光ディスク１には、情報ユニット５の形成された記録領域ＫＡに先行するように、サーボ領域ＳＡが設けられている。そして、サーボ領域ＳＡには、一対のサーボユニット６１・６２が形成されている。

この図に示すように、サーボユニット６１・６２は、情報トラック２の両側に、情報トラック２に垂直な方向（径方向）および平行な方向（周方向）に、互いにずれた状態で配されている。
なお、径方向へのずれは、サーボユニット６１・６２が、情報トラック２を軸として線対称となるような値となっている（各サーボユニット６１・６２の中心が、情報トラック２から径方向に等距離だけ離れている）。

なお、サーボユニット６１・６２は、情報ユニット５を構成する位相ピット３・４よりも面積の大きな、位相ピット３・４と同様の深さを有するパターンである。
また、このようなサーボユニット６１・６２を有するサーボ領域ＳＡは、情報トラック２の一周あたり、１０〜２０箇所に設けられている。

そして、本ディスク装置では、このようなサーボ領域ＳＡにおけるサーボユニット６１・６２を利用して、制御用光検出器２９およびフォーカシング／トラッキング回路４７が、フォーカシング制御およびトラッキング制御を行うように設計されている。

図７は、制御用光検出器２９の構成を示す説明図である。
この図に示すように、制御用光検出器２９は、受光面を４分割してなる、４つの部分受光面（光検出素子）Ｄ５〜Ｄ８を備えた４分割検出素子である。

部分受光面Ｄ５〜Ｄ８は、制御用光検出器２９における円形の受光面を、受光面の中心を通り、互いに直交する２本の分割線Ｃ・Ｄで分割して形成されるものであり、制御用光検出器２９の受光面の中心から放射状に伸びる扇形形状を有している。

そして、この部分受光面Ｄ５〜Ｄ８は、自身の受光した反射光量に応じた電圧値を有する電圧信号（受光信号）Ｒ５〜Ｒ８を、それぞれ出力するものである。
また、制御用光検出器２９では、部分受光面Ｄ５〜Ｄ８を分割する分割線Ｄが、光ディスク１の情報トラック２に対応する直線（制御用光検出器２９の受光面上での、情報トラックに対応する直線）Ｘ−Ｘ’と重なる（一致する）ように配置されている。

また、フォーカシング／トラッキング回路４７は、制御用光検出器２９の生成する受光信号Ｒ５〜Ｒ８に基づいて、非点収差法によりフォーカシング信号を生成するとともに、サンプルサーボ法によりトラッキング信号を生成するものである。
そして、フォーカシング／トラッキング回路４７は、フォーカシング信号およびトラッキング信号に基づいてアクチュエータ２５を駆動し、フォーカシング制御とトラッキング制御とを行う機能を有している。

以下に、本ディスク装置におけるフォーカシング制御およびトラッキング制御の動作について説明する。
本ディスク装置における光ディスク１の再生では、制御部が、スピンドル制御回路４１を制御して、光ディスク１を回転させる。また、制御部は、レーザー制御回路４２を制御して、集光レンズ２４から光ディスク１にレーザー光Ｌを照射し、図１に示すように、光ディスク１の情報トラック２に沿ってビームスポット６を走査する。このとき、レーザー光Ｌは、そのビームスポット６の中心位置が情報トラック２に重なるように照射される。

そして、ビームスポット６がサーボ領域ＳＡ上にある場合には、サーボユニット６１・６２によってレーザー光Ｌが反射され、反射レーザー光Ｌａが生成され、制御用光検出器２９に照射される。これにより、制御用光検出器２９の部分受光面Ｄ５〜Ｄ８は、自身の受光した反射光量に応じた電圧値を有する受光信号Ｒ５〜Ｒ８を、フォーカシング／トラッキング回路４７に対してそれぞれ出力する。

受光信号Ｒ５〜Ｒ８を入力したフォーカシング／トラッキング回路４７は、制御部の指示により、フォーカシング制御とトラッキング制御とを実行する。
すなわち、フォーカシング／トラッキング回路４７は、まず、光ディスク１の記録面にレーザー光Ｌの焦点を合わせる（フォーカシング制御する）ために、シリンドリカルレンズ２８を用いた非点収差法を用いてフォーカシング信号を生成する。

このとき、フォーカシング／トラッキング回路４７は、制御用光検出器２９からの受光信号Ｒ５〜Ｒ８を入力し、（Ｒ５＋Ｒ７）−（Ｒ６＋Ｒ８）を算出する。
そして、算出した値が零（０）となるように、集光レンズ２４のフォーカス方向（光ディスク１の面に垂直な方向）の位置を制御するためのフォーカシング信号を生成する。そして、集光レンズ２４の位置を制御するアクチュエータ２５に出力する。
これにより、レーザー光Ｌの焦点を、光ディスク１の記録面に合わせることが可能となる。

また、フォーカシング／トラッキング回路４７は、レーザー光Ｌの中心を情報トラック２に沿わせる（トラッキング制御する）ために、一対のサーボユニット６１・６２を用いたサンプルサーボ法を用いてトラッキング信号を生成する。

すなわち、フォーカシング／トラッキング回路４７は、「サーボユニット６１からの反射光量とサーボユニット６２からの反射光量とが、互いに等しくなるように」、集光レンズ２４のトラッキング方向（光ディスク１の径方向）の位置を制御するためのトラッキング信号を生成し、アクチュエータ２５に出力する。

図８は、情報トラック２上を光ビームスポット６が走査（移動）した際の、制御用光検出器２９から出力される全受光信号の和（Ｒ５＋Ｒ６＋Ｒ７＋Ｒ８；総信号量）を示すグラフである。
ここで、ＲＴ１は、サーボユニット６１を通過したときに得られる総信号量であり、ＲＴ２は、サーボユニット６２を通過したときに得られる総信号量である。

ここで、光ビームスポット６の中心が情報トラック２上を移動する場合、ＲＴ１とＲＴ２とが等しくなる。
これは、サーボユニット６１・６２が、情報トラック２の両側に、情報トラック２から等距離に形成されているからである。

一方、光ビームスポット６の中心が情報トラック２から外れている場合、ＲＴ１とＲＴ２とが等しくなくなる。
これは、サーボユニット６１・６２の一方が光ビームスポット６の中心に近接し、他方が離れてしまうためである。

従って、フォーカシング／トラッキング回路４７は、「ＲＴ１−ＲＴ２＝０」となるようなトラッキング信号を生成し、アクチュエータ２５に出力するようになっている。

以上のように、光ディスク１は、情報トラック２を挟むように配された１対のサーボユニット６１・６２を備えている。
そして、本ディスク装置では、光ディスク１を再生する場合、サーボユニット６１・６２からの反射光を用いて、サンプルサーボ法によりトラッキングを制御できるようになっている。このため、光ディスク１を用いれば、安定したトラッキングを実現できるので、高精度に情報を再生することが可能である。

なお、トラッキングの方法としては、サンプルサーボ法の他に、プッシュプル法を用いることも可能である。光ディスク１に対してプッシュプル法を適用する場合、情報ユニット５から得られるプッシュプル信号を用いてトラッキングを行うことになる。

しかし、光ディスク１には、情報ユニット５として、図５に示すピット配列９ｄｙ，１３ｅｙのように、情報トラック２に対して非対称なものが存在する。このため、このような非対称の情報ユニット５から得られるプッシュプル信号が、正確なトラッキングを妨げることになる。従って、光ディスク１に対しては、サーボユニット６１・６２を用いたサンプルサーボ法でトラッキングを行うことが望ましいといえる。

また、本実施の形態では、位相ピット３の数を４つであるとしている。しかしながら、位相ピット３の数はこれに限らない。
例えば、図９に示すように、位相ピット３を、中心が情報トラック２と重なる正六角形の頂角位置に配置される位相ピットとしてもよい（各位相ピット３は、正六角形の中心から等距離の位置にある）。
なお、この図に示す構成におけるサーボユニット６１は、図１に示したものと同様である。
また、上記の正六角形は、自身を２分する対角線の１つが、情報トラック２と重なるように設計されていることが好ましい。

図９に示す光ディスク１においても、図１に示す光ディスク１と同様に、一対のサーボユニット６１・６２を用いて、サンプルサーボ法によりトラッキングを行うことが可能である。また、トータル光量比較回路４３によるトータル反射光量の比較、および、部分光量比較回路４４による識別あるいは対称性判別を行うことにより、情報ユニット５のピット配列を特定して記録情報の再生を行うことができる。

ここで、図９に示す構成においては、図１の構成に比して、情報ユニット５の位相ピット３の対称軸が増える。このため、光検出器３１として、６分割光検出素子を用いることが望ましい。

また、本実施の形態では、サーボユニット６１・６２は、情報ユニット５を構成する位相ピット３・４よりも面積が大きく、位相ピット３・４と同様の深さを有するとしている。しかしながら、これに限らず、サーボユニット６１・６２の面積・深さについては、ユーザーの所望の値とすることが可能である。

また、図１０・図１１に示すように、サーボユニット６１・６２のパターンを、情報ユニット５のものと同様の位相ピットから構成することも可能である。

すなわち、図１０・図１１に示す光ディスク１におけるサーボ領域ＳＡでは、
情報ユニット５と同様の構成を有するサーボユニット６１・６２が、情報トラック２を挟むようにに、情報トラック２に垂直な方向（径方向）および平行な方向（周方向）に、互いにずれた状態で配されている。
なお、径方向へのずれは、サーボユニット６１・６２が、情報トラック２を軸として線対称となるような値となっている（各サーボユニット６１・６２は、情報トラック２から径方向に等距離だけ離れている）。

このようなサーボユニット６１・６２を用いた場合においても、フォーカシング制御およびトラッキング制御を行うことが可能である。すなわち、「光ビームスポット６内のどの位置にサーボユニット６１・６２が存在するのか」により、サーボユニット６１・６２からのトータル反射光量（総信号量）が変化する。従って、サンプルサーボ法によるトラッキングを行うことが可能である。

この場合、情報ユニット５を構成する位相ピット３・４と、サーボユニット６１・６２を構成する位相ピット（パターン）が同一の大きさとなるため、サーボユニット６１・６２を形成しやすいという利点がある。

すなわち、電子ビーム露光装置を用いて図１に示す情報ユニット５，サーボユニット６１・６２を形成する場合、情報ユニット５の位相ピット３・４を形成できるような大きさに電子ビームを絞り込み、情報ユニット５の位相ピット３・４の露光を行う。

一方、位相ピット３・４より大きいサーボユニット６１・６２を露光するためには、同様に絞り込まれた電子ビームを連続照射して、情報トラック２に垂直な方向に高速移動させることにより、相対的に大きな位相ピットを形成する。
従って、情報ユニット５の位相ピット３・４とサーボユニット６１・６２の形成方法が異なるため、それぞれを最適に形成できるように、電子ビームを制御することが必要となる。

これに対し、図１０・図１１に示すように、情報ユニット５の位相ピット３・４と同じ位相ピットからなるサーボユニット６１・６２については、電子ビームを情報トラック２に対して垂直な方向に偏向させるだけで形成できる。
従って、サーボユニット６１・６２を、情報ユニット５と全く同じ条件で形成できる。このため、光ディスク１用の原盤形成時の制御条件を減少できるので、より簡単に（より安定して）原盤および光ディスク１を製造することが可能となる。

また、図１０・図１１に示したサーボユニット６１・６２は、全ての位相ピット３および位相ピット４を備えたピット配列からなっている。
しかしながら、サーボユニット６１・６２としては、どのようなピット配列であってもよい。

なお、トラッキング制御の精度を上げるためには、両サーボユニット６１・６２を構成する全てのパターンが、情報トラック２を軸として線対称となっていることが好ましい。
また、サーボユニット６１・６２によるトータル反射光量変化が大きいほど、トラッキング制御およびフォーカシング制御の安定化を図れる。従って、図１０，図１１に示したように、全位相ピット３および位相ピット４を備えたピット配列を用いることが好ましいといえる。

また、本実施の形態では、サーボ領域ＳＡに一対のサーボユニット６１・６２が設けられているとしている。しかしながら、これに限らず、１つのサーボ領域ＳＡに、２対以上のサーボユニット６１・６２を設けるようにしてもよい。また、情報トラック２におけるサーボ領域ＳＡの数は、１周あたり、１０〜２０箇所である必要はなく、ユーザーの望む数に設定することが可能である。

また、本実施の形態では、位相ピット３を、正方形あるいは正六角形の頂角位置に配置するとしている。しかしながら、位相ピット３の配置位置はこれらに限らない。
例えば、位相ピット３を、例えば、位相ピット３を、周方向および径方向に対称な他の四角形（正四角形を周方向あるいは径方向に圧縮した菱形）の頂角に配置してもよい。この構成でも、上記と同様に、本ディスク装置によって情報ユニット５のピット配列を識別すること、および、情報トラック２に対するトラッキングを行うことが可能である。

また、位相ピット３を、周方向および径方向に対称な他の六角形（正六角形を周方向あるいは径方向に圧縮した形）の頂角に配置してもよい。この構成でも、上記と同様に、本ディスク装置によって情報ユニット５のピット配列を識別すること、および、情報トラック２に対するトラッキングを行うことが可能である。

また、位相ピット３を、他の多角形（五角形，八角形）の頂角位置に配するようにしてもよい。この場合でも、部分光量比較回路４４による処理（識別条件）を適切に設定することで、ピット配列の特定を行える。

また、光ディスク１の位相ピット３については、位相ピット４から等距離に配することが好ましい。これにより、レーザー光Ｌにおけるほぼ円形状のビームスポット６内に、全ての位相ピット３・４を効率よく（高密度に）配置することが可能となる。従って、光ディスク１の記録密度をさらに向上できるとともに、ビームスポット６を小さくできる。

また、本実施の形態では、コリメータレンズ２２が、半導体レーザー光源２１から出射されたレーザー光Ｌの光束を平行とするとしている。ここで、半導体レーザー光源２１からのレーザー光放射が楕円形状である場合には、コリメータレンズ２２（あるいは他のビーム整形部材）によって、適宜、ビーム形状の整形を行ってもよい。

また、本実施の形態では、光ディスク１は、直径１２０ｍｍの円盤形状であるとしている。しかしながら、本ディスク装置では、光ピックアップ１１（アクチュエータ２５）の可動範囲を変えることで、他のサイズを有する光ディスク１を再生することも可能である。

また、本実施の形態では、光ディスク１が、スパイラル状の情報トラック２を有するとしている。しかしながら、これに限らず、光ディスク１に、複数の情報トラック２を同心円状に設けてもよい。

また、本実施の形態では、本ディスク装置によって再生する媒体（光メモリ素子）として、光ディスク１を示している。
しかしながら、これに限らず、本ディスク装置を、情報トラックを直線状に配列した光カードを再生するように設計してもよい。この場合、光カードの情報トラックには、図５あるいは図９に示すようなピット配列からなる情報ユニット５を形成することが好ましい。

また、本ディスク装置では、保護膜９として透明材料を用いる場合には、保護膜９側からレーザー光を照射して、金属反射膜８上にビームスポット６を形成し、再生を実行することが可能である。
また、光ディスク１の透明基板７側からレーザー光Ｌを照射して再生を行うことも可能である。

また、本実施の形態では、トータル光量比較回路４３の求める光量を、情報ユニット５から反射された光の総量（トータル反射光量）としている。しかしながら、厳密には、トータル光量比較回路４３の求める光量は、光検出器３１（部分受光面Ｄ１〜Ｄ４）に対する入射光の総量（トータル入射光量）である。
トータル入射光量は、ビームスプリッタ２６によって制御用光検出器２９側に向かう光（制御用光）をトータル反射光量から差し引いたものであり、トータル反射光量に比例するものである。

また、図６に示した構成では、光検出器３１の分割線Ａ・Ｂが、互いに９０度づつずれて配されているとしている。しかしながら、これに限らず、分割線Ａ・Ｂの交叉角度を９０度からずらしてもよい。この場合には、各部分受光面Ｄ１〜Ｄ４のサイズが互いに異なるため、部分光量比較回路４４による受光信号Ｒ１〜Ｒ４の比較処理を変更することが好ましい。

また、本実施の形態では、光検出器３１の受光面の形状を円形であるとしている。しかしながら、これに限らず、反射レーザー光Ｌａの全体を受け止められる形状であれば、光検出器３１の受光面の形状は、どのような形状でもかまわない。また、同様に、制御用光検出器２９の受光面も、円形である必要はない。

また、図６に示した構成では、光検出器３１の受光面の分割数を４としている。しかしながら、光検出器３１の受光面の分割数は、これに限らず、倍の８分割としてもよい（８分割光検出器）。そして、この光検出器３１を使用して、８個の部分受光面からの受光信号に基づいて、情報ユニット５の識別を行うことも可能である。ただし、上記のような４分割光検出器を用いることにより、情報ユニット５の識別を行う際の計算プロセスを簡略化できる。従って、トータル光量比較回路４３，部分光量比較回路４４をより簡単な回路から構成できるので、本ディスク装置を低コスト化できる。

また、本実施の形態では、サーボユニット６１・６２からの反射光によって、フォーカシング制御およびトラッキング制御を行うとしている。
しかしながら、これに限らず、フォーカシング制御については、常時的に行うことが好ましい。

この場合、フォーカシング／トラッキング回路４７によって生成されるフォーカシング信号（フォーカスサーボ信号）に、情報ユニット５を構成する位相ピット３・４からの反射光に基づく信号が混入すると、フォーカシング（フォーカスサーボ）が乱されることになる。
このため、ローパスフィルターを通して、フォーカシング信号から位相ピット３・４に対応する高周波信号成分を取り除くことが好ましい。これにより、安定したフォーカシングを行うことが可能となる。

また、サーボユニット６１・６２からの反射光によって、フォーカシング制御を行わず、トラッキング制御のみを行うように設計してもよい。
また、トラッキング制御については、サーボ領域ＳＡのサーボユニット６１・６２からの反射光のみを用いて行うことが一般的である。この場合、ビームスポット６が記録領域ＫＡを走査しているときには、集光レンズ２４における径方向の位置を固定しておくことが好ましい。

また、本ディスク装置を、「制御用光検出器２９から得た受光信号Ｄ５〜Ｄ８がサーボユニット６１・６２に応じたものであるか否か（ビームスポット６がサーボユニットを走査しているか否か）」を制御部がフォーカシング／トラッキング回路４７に対して伝達する（あるいは、フォーカシング／トラッキング回路４７がその旨を自ら検知する）ように設計してもよい。

この場合、光ディスク１におけるサーボ領域ＳＡの前段に、情報ユニット５（あるいはサーボユニット６１・６２）として存在しない特殊パターン（特殊な反射光を生成するパターン）を形成しておくことが好ましい。
これにより、制御部あるいはフォーカシング／トラッキング回路４７は、制御用光検出器２９からの反射光に基づいて特殊パターンを検知することで、サーボ領域ＳＡの走査タイミングを取得することが可能となる。

なお、上記のパターンとしては、例えば、情報ユニット５としては存在しないように設定された、情報ユニット５の３個分の空白領域（ピットの存在しない領域）を挙げられる。

また、本実施の形態では、制御用光検出器２９と光検出器３１とを別体に構成している。しかしながら、これに限らず、制御用光検出器２９に、光検出器３１の機能をもたせるようにしてもよい。この場合、回路４３〜４６は、制御用光検出器２９から出力される受光信号Ｄ５〜Ｄ８に基づいて、情報ユニット５のピット配列を特定し、情報の再生を行うこととなる。

また、本実施の形態では、制御用光検出器２９における部分受光面Ｄ５〜Ｄ８を分割する分割線Ｄが、光ディスク１の情報トラック２に対応する直線Ｘ−Ｘ’と重なるとしている。しかしながら、これに限らず、制御用光検出器２９における分割線Ｃを、直線Ｘ−Ｘ’と重ねる構成としてもよい。

ここで、光ディスク１の製造および再生に関する具体例を、実施例１〜３として説明する。

〔実施例１〕
光ディスク１におけるスパイラル状に形成された情報トラック２の記録領域ＫＡ上に、図５（図１）に示したピット配列を有する情報ユニット５を３５０ｎｍピッチで規則的に配列した。

また、情報トラック２上に配置した位相ピット４と、位相ピット４を中心とした正方形の頂角位置に配置した位相ピット３とについては、ポリカーボネート製の透明基板７の記録面に対し、射出成形法により、深さ４０ｎｍの窪み状に形成した。
また、位相ピット３・４の直径を６０ｎｍとし、位相ピット３・４の形成ピッチを１００ｎｍとした。

また、情報トラック２のサーボ領域ＳＡ上に、図１に示したサーボユニット６１・６２を形成した。サーボユニット６１・６２については、それぞれ、幅（径方向の長さ）１６０ｎｍ、長さ（周方向の長さ）３５０ｎｍ、深さ４０ｎｍの長円形ピットとし、その中心位置を、情報トラック２から相対する方向に８０ｎｍづつ離した（変移した）位置とした。
また、これら一対のサーボユニット６１・６２については、１２８００個の情報ユニット５の前に設けた。

このような情報ユニット５（位相ピット３・４）およびサーボユニット６１・６２を有する透明基板７を形成するための原盤のパターニングについては、電子ビーム露光装置を用いて行った。

ここで、サーボユニット６１・６２を形成するときには、集光電子ビームを情報トラック２に垂直な方向（径方向）に往復移動させることにより、相対的に大きな位相ピットを形成した。
一方、情報ユニット５の形成時では、位相ピット３・４を形成すべき位置に、露光可能な集光電子ビームを照射することにより、相対的に小さな位相ピットを形成した。
そして、この原盤から光ディスク用スタンパーを形成し、このスタンパーを用いて射出成形を行うことにより透明基板７を形成した。

次に、このような情報ユニット５およびサーボユニット６１・６２の形成された透明基板７上に、スパッタリングにより、アルミニウムからなる金属反射膜８を５０ｎｍの厚さで形成した。
さらに、この金属反射膜８上に、保護膜９として、０．１ｍｍ厚のポリカーボネートシートを、紫外線硬化樹脂により貼り合わせた。

このような光ディスク１を図２に示した本ディスク装置に装着し、再生を行った。
ここで、半導体レーザー光源２１として、波長４０５ｎｍの半導体レーザー素子を使用した。また、レーザー光Ｌを光ディスク１に集光する集光レンズ２４として、開口数（ＮＡ）０．８５のレンズを使用した。
また、レーザー光Ｌについては、光ディスク１の保護膜９側から入射した。

再生では、制御部，制御用光検出器２９およびフォーカシング／トラッキング回路４７によって、サーボユニット６１・６２から得られる受光信号Ｒ５〜Ｒ８に従って、レーザー光Ｌを金属反射膜８上に集光するように、非点収差法によるフォーカシングを行った。また、サンプルサーボ法により、情報トラック２に沿ってビームスポット６のトラッキングを行った。

また、トータル光量比較回路４３および部分光量比較回路４４によって、光検出器３１の部分受光面Ｄ１〜Ｄ４の各受光信号Ｒ１〜Ｒ４を、表１に示すような識別条件に従って処理した。その結果、情報ユニット５における３２種類（５ビット）のピット配列の識別を行うことができ、５ビットのデータを復調できた。

また、表２に示す識別方法に従っても、同様に、情報ユニット５におけるピット配列の識別が可能であった。
この場合、トータル光量比較回路４３による最終的な識別段階では、最大でも４種類のトータル反射光量の識別を行うだけであった。このため、情報ユニット５の識別が容易となり、表１に示す識別方法に比して、情報再生を安定的に実現できた。

〔実施例２〕
また、実施例１に示した光ディスク１の構成において、図９に示すピット配列からなる情報ユニット５を有する光ディスク１を形成した。
この構成では、位相ピット３を、位相ピット４を中心とする正六角形の頂角位置に配置し、かつ、その六角形を２分する対角線の一つを、情報トラック２と重なるように配置した。
また、実施例１と同様に、位相ピット３・４の直径を６０ｎｍ，形成ピッチを１００ｎｍ，深さを４０ｎｍとした。

このような光ディスク１を、実施例１と同様に本ディスク装置に装着して再生を行った。その結果、非点収差法によるフォーカス制御、および、サンプルサーボ法によるトラッキング制御を実現できることを確認した。
また、光検出器３１として６分割光検出素子を用いることにより、実施例１と同様な手順に従って、各情報ユニット５におけるピット配列を識別でき、７ビットのデータを復調できた。

〔実施例３〕
また、実施例１および実施例２に示した光ディスク１の構成において、図１０および図１１に示すサーボユニット６１・６２を有する光ディスク１を形成した。
これらの光ディスク１においては、サーボユニット６１・６２として、情報ユニット５と同一構成のピット配列（全ての位相ピット３および位相ピット４を備えたもの）を形成した。
また、サーボユニット６１・６２の中心位置が、情報トラック２から相対する方向に１００ｎｍ離れるように設計した。

これらの光ディスク１を、実施例１・２と同様にして再生した結果、サーボユニット６１・６２からの反射光に基づいて、制御用光検出器２９から、フォーカシング用およびトラッキング用（サンプルサーボ用）の受光信号を抽出でき、安定したトラッキングを行えた。また、実施例１・２と同様に、各情報ユニット５におけるピット配列を識別できた。

また、本発明の光メモリ素子を、情報トラック上に、ピット配列に応じた情報を有する複数の情報ユニットを含む記録領域と、サンプルサーボに用いるサーボ領域とを配した光メモリ素子において、記録領域における情報ユニットのピット配列が、情報トラック上に配される中央位相ピットと、この中央位相ピットの周囲に形成される周囲位相ピットとの組み合わせからなり、サーボ領域に、情報トラックの両側に１つづつ配された１対のサーボユニットを備えている構成である、と表現することもできる。

また、本発明は、情報が位相ピットにより記録されている光メモリ素子、および、光ビームにより少なくとも該情報の再生を行うことができる光メモリ素子再生装置に関するものであるともいえる。

また、従来の光ディスクにおいては、情報トラックを挟んで、光ディスクの径方向に非対称な記録単位（情報ユニット）が存在することになる。この場合、トラッキングのためのプッシュプル信号に乱れが生じるため、非対称な記録単位を通過する度にトラッキングが乱され、再生エラーの増加の原因となるといえる。
また、従来、さらに高密度な光ディスクを実現するためには、情報単位内の位相ピットの配列方法が、情報が記録された情報単位から、安定して情報を再生するために、重要な課題となる。

また、図１について、以下のように述べることもできる。すなわち、この図に示す例においては、上記中心位置から等距離位置に配置される複数の位相ピット３が、上記中心位置を重心とする正四角形位置に配置され、かつ、該正四角形の対角線の一つが情報トラックと重なるように配置されている構成について示している。さらに、該情報トラック２の情報ユニット５が形成された記録領域に先行する位置の情報トラック２上に、該情報トラック２に対して、相対する方向に偏移して、一対のサーボユニット６１・６２が設けられている。図１においては、情報ユニット５を構成する位相ピット３・４よりも大きな位相ピットで構成されたサーボユニット６１・６２を例示したものである。ここで、一対の上記サーボユニット６１・６２は、情報トラック２の１周当たり、１０箇所から２０箇所の位置に設けられることが望ましい。また、本ディスク装置では、光検出器３１により、情報ユニット５からの反射光を受け、各光検出素子（部分受光面）Ｄ１〜Ｄ４上での反射光強度分布を検出し、各光検出素子からの出力信号（受光信号）Ｒ１〜Ｒ４の信号強度を用いて情報ユニット５の識別が行なわれるともいえる。

また、図１に示した構成の光ディスク１は、その対角線の一方が情報トラック２上に存在する正四角形の頂角位置に配置された複数の位相ピット３と、正四角形の中心位置に配置された位相ピット４とで構成された情報ユニット５を、スパイラル状に成された情報トラック２上に規則的に配列することにより、１個の情報ユニット５に３２種類の情報（５ビットのデータ）を多重記録することが可能となり、大容量光ディスクを実現することが可能であるといえる。また、本ディスク装置は、上記光ディスク１の情報ユニット５にレーザー光を照射する光照射手段と、該情報ユニット５からの反射光が、その分割線が、情報トラック２に対応する直線Ｘ−Ｘ’と４５°の角度を成すように配置された４分割光検出素子からなる再生用光検出器（光検出器３１）に入射するように構成された光学系と、該４分割光検出素子の光検出信号に基づき、情報ユニット５の識別を行い、記録情報を再生する手段とを備えているといえる。本ディスク装置においては、上記のように４分割光検出素子を配置することにより、簡単な比較回路を用いて、各検出素子の光検出信号を比較することにより、容易に情報ユニット５の識別を行うことができる。

また、表２に関し、以下のように述べることもできる。すなわち、部分光量比較回路４４は、対称性判別Iと対称性判別IIと対称性判別IIIとを実施する回路であり、対称性判別Iにおいて、Ｔ１とＴ２の大小関係を比較し、対称性判別IIにおいて、Ｓ１とＳ３の大小関係を比較し、対称性判別IIIにおいてＳ２とＳ４の大小関係が比較される。上記比較により、小グループに分類された情報ユニット５について、トータル光量比較回路４３によりトータル反射光量の識別が行われ、個々の情報ユニット５の識別が完了する。この場合、各小グループにおいて識別されるべきトータル反射光量が、２種類もしくは４種類となる。表１に示す識別方法においては、最初にａ〜ｊまでの１０種類のトータル反射光量を識別することが必要となり、精度の高い比較回路が必要となる。また、わずかなレーザー光量変化により、トータル反射光量が変化し、情報ユニット５の識別が困難になるが、表２に示す識別方法によれば、比較すべきトータル反射光量の種類が減少することにより、相対的に簡略な比較回路により情報ユニット５の識別が可能となり、再生装置の低コスト化が図れるとともに、レーザー光量変化が発生した場合においても、正確な情報ユニット５の識別が可能な再生装置を提供することが可能となる。

また、本ディスク装置におけるトラッキングについて、以下のように述べることも可能である。すなわち、情報トラック２へのトラッキングは、一対のサーボユニット６１・６２を用いたサンプルサーボ法を用いて行われる。一対のサーボユニット６１・６２は、情報トラック２に対して、相対する方向に偏移して配置されており、光ビームスポット６が、一対のサーボユニット６１・６２を通過する際の反射光の状態を制御用光検出器２９で検出することにより、トラッキングが行われる。図８は、情報トラック２上を光ビームスポット６が移動した際に、（Ｒ５＋Ｒ６＋Ｒ７＋Ｒ８）の信号変化を示している。ここで、ＲＴ１は、サーボユニット６１を通過する時の信号変化量であり、ＲＴ２は、サーボユニット６２を通過する時の信号変化量である。ここで、光ビームスポット６の中心が、情報トラック２上を移動する場合、サーボユニット６１・６２が、情報トラック２に対して、相対する方向に偏移して配置されているため、ＲＴ１がＲＴ２と等しくなる。また、光ビームスポット６の中心が、情報トラック２を外れて移動する場合、サーボユニット６１・６２の一方が光ビームスポット６の中心に近接し、他方が離れるため、ＲＴ１とＲＴ２の大きさが等しくなくなる。従って、ＲＴ１−ＲＴ２＝０となるように、集光レンズ１３を光ディスク１の半径方向に駆動することによりトラッキングが実現する。また、図１０・図１１に示したサーボユニット６１・６２は、特定位置に配置された複数の位相ピットで構成されているといえる。

また、通常、サーボユニット６１・６２は、ディスク内の特定の領域に設けられている。特許文献２にも記載されているように、スパイラル状に設けられた情報トラックの一周をさらに細かく分割して、記録情報単位列を有するセクタを設け、各セクタの先頭位置にサーボ情報単位が設けられる。このサーボ情報単位位置で、トラッキング情報を得てトラッキングが行われる。
また、一般に、フォーカシングは常時行なわれている。この際、記録情報単位を構成する位相ピットからのフォーカスサーボ信号への信号混入により、フォーカスサーボが乱されることになるが、ローパスフィルターを通して、位相ピットに対応する高周波信号成分を取り除くことにより、安定したフォーカシングを行える。トラッキングについては、サーボ情報単位の位置のみで、トラッキング信号を得て、記録情報単位の位置では、集光レンズ位置を固定して、情報の再生が行われる。

また、サーボ情報単位（サーボユニット）からの反射光と位相ピットからの反射光とを区別するためには、記録情報単位列として存在しないパターンをサーボ情報単位の前に配置することにより、サーボ情報単位を認識することが可能となる。例えば、記録情報単位列としては存在しないように設定された記録情報単位３個分の空白領域（ピットの存在しない領域）を設けることにより、この空白領域に続いて、サーボ情報単位が存在することを確定できる。

また、本発明を、以下の第１〜第８光メモリ素子、および、第１・２光メモリ素子再生装置として表現することもできる。
すなわち、第１光メモリ素子は、特定位置に配置された複数の位相ピットで構成された記録情報単位が、情報トラックに沿って等間隔に配置された光メモリ素子において、該情報トラックに対して、相対する方向に偏移して、一対のサーボ情報単位が設けられた構成である。これにより、上記情報トラックに対して、相対する方向に偏移して配置された一対のサーボ情報単位からの反射光によりトラッキングを行う所謂サンプルサーボ方式によるトラッキングが可能である。従って、情報トラックに対して非対称な記録情報単位が存在するような場合においても、安定したトラッキングが実現し、記録情報単位の識別を正確に行うことができる。

第２光メモリ素子は、第１光メモリ素子において、上記記録情報単位が、該情報単位の中心位置に配置される位相ピットと、該中心位置から等距離位置に配置される複数の位相ピットとで構成された構成である。これにより、安定した上記トラッキングを実現することができることに加えて、情報単位を構成する位相ピットが、情報単位の中心位置と、該中心位置から等距離位置とに配置されることにより、再生のために集光照射される概ね円形状の光ビームスポット内に、複数の位相ピットを効率良く配置することが可能となり、記録情報単位の安定した再生と大容量化とを、共に実現することができる。

第３光メモリ素子は、第２光メモリ素子において、上記記録情報単位において、上記中心位置から等距離位置に配置される複数の位相ピットが、上記中心位置を重心とする四角形位置に配置され、かつ、該四角形の対角線の一方が情報トラックと重なるように配置されている構成である。これにより、安定した上記トラッキングを実現することができることに加えて、上記中心位置から等距離位置に配置される複数の位相ピットが、上記中心位置を重心とする四角形位置に配置されることにより、再生のために照射される光ビームスポット内に、複数の位相ピットが配置されることになり、一つの情報単位が有する情報の多重度が最大となり、光メモリ素子の大容量化が実現する。

第４光メモリ素子は、第２光メモリ素子において、上記記録情報単位において、上記中心位置から等距離位置に配置される複数の位相ピットが、上記中心位置を重心とする六角形位置に配置され、かつ、該六角形を２分する対角線の一つが情報トラックと重なるように配置されている構成である。これにより、安定した上記トラッキングを実現することができることに加えて、上記中心位置から等距離位置に配置される複数の位相ピットが、上記中心位置を重心とする六角形位置に配置されることにより、再生のために照射される光ビームスポット内に、最密状態で複数の位相ピットが配置されることになり、一つの情報単位が有する情報の多重度が最大となり、光メモリ素子の大容量化が実現する。

第５光メモリ素子再生装置は、第１光メモリ素子において、上記サーボ情報単位が、記録情報単位を構成する位相ピットよりも大きな一対のサーボ位相ピットである構成である。これにより、上記サーボ情報単位が、記録情報単位を構成する位相ピットよりも大きな一対のサーボ位相ピットで構成されることにより、サーボ情報単位からの反射光の状態変化が大きくなり、より安定したトラッキングを実現することが可能となる。

第６光メモリ素子は、第１光メモリ素子において、上記サーボ情報単位が、特定位置に配置された複数の位相ピットで構成された構成である。これにより、上記サーボ情報単位が、特定位置に配置された複数の位相ピットで構成されることにより、サーボ情報単位を構成する位相ピットと、記録情報単位を構成する位相ピットとを、同一の形状の位相ピットを用いることが可能となる。この場合、光メモリ素子用原盤を形成する際に、両者を同一条件で形成することが可能となり、光メモリ素子用原盤形成時の制御条件を減少させることができる。従って、より安定して光メモリ素子用原盤、および、光メモリ素子を形成することが可能となる。

第７光メモリ素子は、第６光メモリ素子において、上記サーボ情報単位を構成する位相ピットが、上記記録情報単位を構成する位相ピットと同じ位置に配置された同一構成のサーボ情報単位である構成である。これにより、上記サーボ情報単位を構成する位相ピットが、上記記録情報単位を構成する位相ピットと同じ位置に配置されており、光メモリ素子用原盤を形成する際に、両者を同一条件で形成することが可能となり、光メモリ素子用原盤形成時の制御条件を減少させることができる。従って、より安定して光メモリ素子用原盤、および、光メモリ素子を形成することが可能となる。

第８光メモリ素子は、第７光メモリ素子において、上記の課題を解決するために、上記サーボ情報単位が、上記記録情報単位の位相ピット配置位置の全てに位相ピットが配置されている構成である。これにより、上記の効果に加えて、上記サーボ情報単位が、上記記録情報単位の位相ピット配置位置の全てに位相ピットが配置されていることにより、上記サーボ情報単位からの反射光の状態変化を大きくなり、より安定したトラッキングを実現することが可能となる。

第１光メモリ素子再生装置は、第１〜８光メモリ素子のいずれかから記録情報を再生する光ディスク再生装置であって、上記光メモリ素子から記録情報を再生する光ディスク再生装置であって、再生光を前記光メモリ素子の記録情報単位に照射する光照射手段と、該記録情報単位からの反射光を再生用光検出器へと導く光学系とを有する光メモリ素子再生装置において、上記再生用検出器が複数の領域に分割された光検出素子で構成され、該光検出素子の個々の光検出信号に基づき、上記記録情報単位を識別し、情報を再生する手段を備えた構成である。これにより、複数の領域に分割された光検出素子に入射する反射光の状態により、個々の記録情報単位が識別され、本発明の光メモリ素子から記録情報を安定して再生することができる本発明の光メモリ素子再生装置を提供することが可能となる。

第２光メモリ素子再生装置は、上記光メモリ素子から記録情報を再生する光ディスク再生装置であって、上記サーボ用情報単位からの反射光に基づき、トラッキングが行なわれる構成である。これにより、上記サーボ用情報単位からの反射光に基づき、安定したトラッキングが行うことができる本発明の光メモリ素子再生装置を提供することが可能となる。

本発明は、ＤＶＤやＣＤなどの光ディスク、および、光ディスクを再生する光ディスク装置に対し、好適に使用できるものである。

本発明の一実施形態にかかる光ディスクに形成される、情報ユニットおよびサーボユニットを示す説明図である。 本発明の一実施形態にかかる光ディスク装置の構成を示す説明図である。 上記した光ディスクの平面図である。 図３に示した光ディスクの断面図である 図３に示した光ディスクに形成される、情報ユニットのピット配列の種類（情報の種類）を示す説明図である。 図２に示した光ディスク装置に備えられた、光検出器の構成を示す説明図である。 図２に示した光ディスク装置に備えられた、制御用光検出器２９の構成を示す説明図である。 図１に示した情報トラック上を光ビームスポットが走査（移動）した際の、制御用光検出器から出力される全受光信号の和（総信号量）を示すグラフである。 図３に示した光ディスクに形成される、情報ユニットにおける他のピット配列の種類（情報の種類）を示す説明図である。 図３に示した光ディスクに形成される、サーボユニットの他の構成を示す説明図である。 図３に示した光ディスクに形成される、サーボユニットの他の構成を示す説明図である。 従来の光ディスクに形成される情報ユニットのピット配列を示す説明図である。 従来の光ディスク装置に備えられる光検出器の構成を示す説明図である。

符号の説明

１ 光ディスク（光メモリ素子）
２ 情報トラック
３ 位相ピット（周囲位相ピット）
４ 位相ピット（中央ピット）
５ 情報ユニット
６ ビームスポット
７ 透明基板
８ 金属反射膜
９ 保護膜
１０ スピンドル
１１ 光ピックアップ
１２ 回路基板
１３ 集光レンズ
２１ 半導体レーザー光源
２２ コリメータレンズ
２３ ビームスプリッタ
２４ 集光レンズ
２５ アクチュエータ
２６ ビームスプリッタ
２７ 集光レンズ
２８ シリンドリカルレンズ
２９ 制御用光検出器
３０ 集光レンズ
３１ 光検出器
４１ スピンドル制御回路
４２ レーザー制御回路
４３ トータル光量比較回路
４４ 部分光量比較回路
４５ 復調回路
４６ エラー訂正回路
４７ フォーカシング／トラッキング回路
６１ サーボユニット
６２ サーボユニット
Ａ〜Ｄ 分割線
Ｄ１〜Ｄ８ 部分受光面
ＫＡ 記録領域
Ｌ レーザー光
Ｌａ 反射レーザー光
Ｒ１〜Ｒ８ 受光信号
ＳＡ サーボ領域
Ｘ−Ｘ’ 直線
ａ〜ｊ 光量識別子

Claims (13)

1. 情報トラックに沿って、ピット配列に応じた情報を有する複数の情報ユニットを配した光メモリ素子において、
   記録領域における情報ユニットのピット配列が、情報トラック上に配される中央位相ピットと、この中央位相ピットの周囲に形成される周囲位相ピットとの組み合わせからなるとともに、
   情報トラックを挟むように配された１対のサーボユニットを備えていることを特徴とする光メモリ素子。
2. 上記周囲位相ピットが、中央位相ピットから等距離に位置していることを特徴とする請求項１に記載の光メモリ素子。
3. 上記周囲位相ピットが、中央位相ピットを中心とする四角形の頂角位置に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の光メモリ素子。
4. 上記の四角形における一方の対角線が、情報トラックと重なっていることを特徴とする、請求項３に記載の光メモリ素子。
5. 上記周囲位相ピットが、中央位相ピットを中心とする六角形の頂角位置に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の光メモリ素子。
6. 上記の六角形における中心を通る対角線の１つが、情報トラックと重なっていることを特徴とする、請求項５に記載の光メモリ素子。
7. 上記サーボユニットが、情報ユニットを構成する位相ピットよりも大きなパターンからなることを特徴とする請求項１に記載の光メモリ素子。
8. 上記サーボユニットが、複数のパターンの集合からなることを特徴とする請求項１に記載の光メモリ素子。
9. 上記サーボユニットのパターンが、情報ユニットと同様の位相ピットであることを特徴とする請求項８に記載の光メモリ素子。
10. 上記サーボユニットが、全ての周囲位相ピットと中央位相ピットとからなることを特徴とする請求項９に記載の光メモリ素子。
11. 請求項１〜１０のいずれかに記載の光メモリ素子に光を照射し、その反射光に基づいて情報を再生する光再生装置において、
    情報ユニットからの反射光を受光して、受光量に応じた受光信号を出力する再生用光検出器と、
    再生用光検出器から出力される受光信号に基づいて、再生にかかる情報ユニットのピット配列を特定するピット配列特定回路とを備えていることを特徴とする光再生装置。
12. 上記の光メモリ素子におけるサーボユニットからの反射光を受光して、受光量に応じた受光信号を出力する制御用光検出器と、
    制御用光検出器から出力される受光信号に基づいて、光メモリ素子に照射する光のトラッキング制御を行う光制御回路とを備えていることを特徴とする請求項１１に記載の光再生装置。
13. 上記の制御用光検出器を、再生用光検出器と別体に設けていることを特徴とする請求項１２に記載の光再生装置。

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