JP4226182B2 - 光ディスク装置 - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、情報の記録保存媒体である光ディスクに情報を記録、再生するために使われる光ディスク装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の技術を、図１９から図２２に基づいて説明する。
【０００３】
図１９は従来の光ディスク装置の断面構成を示している。図１９において半導体レーザー等の放射光源１を出射する光２は、ビームスプリッター３を透過し、コリメートレンズ４により平行光５に変換される。この光５は反射ミラー９を反射して対物レンズ１１により光ディスク基材１２の裏面に形成されたトラック上の信号面１２Ｓに集光する。
【０００４】
対物レンズ１１はアクチュエータにより信号面１２Ｓに対するフォーカシング方向とトラッキング方向に制御される。信号面１２Ｓを反射する光は対物レンズ１１により集光されて反射ミラー９を反射し、コリメートレンズ４を経て、ビームスプリッター３を反射し、光検出器１６上に入射する光１５となる。光検出器１６により光１５のスポット１５Ｓの光量が検出されて、和信号４１Ｓとなる。なお実際の光ディスク装置にはフォーカシングエラーやトラッキングエラーを検出するための仕組みがあるが、本題とは関係ないので、ここでは説明を省略する。
【０００５】
図２０、２１は光ディスクの断面構成を示している。図２０に於いて、光ディスクの信号面１２Ｓ上には光ディスク基材１２の径方向に沿ってピッチｐの周期で凹凸状の溝１２Ｇと溝間１２Ｌが形成されている。溝１２Ｇ上には領域外に比べ複素反射率の異なる信号マーク２０が形成されており、それらの反射率の差異が溝１２Ｇに沿って走査する集光スポット２１により再生信号として読みとられる。
【０００６】
なお、光ディスクの断面構成には図２１のものも考えられる。図２１に於いて、光ディスクの信号面１２Ｓ上には光ディスク基材１２の径方向に沿ってピッチ２ｐの周期で凹凸状の溝１２Ｇと溝間１２Ｌが形成されている。溝１２Ｇや溝間１２Ｌ上には領域外に比べ複素反射率の異なる信号マーク２０が形成されており、それらの反射率の差異が溝１２Ｇ及び溝間１２Ｌに沿って走査する集光スポット２１により再生信号として読みとられる。
【０００７】
図２２は従来例に於ける２値符号生成の原理を示す説明図である。図２２に於いて、集光スポット２１が信号マーク２２、２３の上を走査することで、和信号４１Ｓは信号波形２４を描く。この信号波形２４を適当な検出レベル２５でスライスすることで、信号マーク２２、２３の始終端部２２Ｓ、２２Ｅ、２３Ｓ、２３Ｅに対応する位置でスライスポイント２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄが検出される。
【０００８】
信号長の基本単位Ｔ（１ビット長）がＴ＝０．１４μｍの場合、スライスポイント直後のビットで符号１を立て、それ以外のビットでは符号０を立てると約束すると、信号波形２４から読みとられる２値符号は１００１００１０００１・・・となる。このようにして信号マークが２値符号に変換される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の光ディスクや光ディスク装置において、情報の高密度化を図る上で以下の問題があった。すなわち集光スポット径の大きさを固定したままで光ディスクの信号マークの密度を上げると、クロストークや符号間干渉の増大など、信号の品質が劣化し、ディスクを含めた光学系の収差やばらつきなどを考慮すれば密度化の余地はほとんど残されていなかった。
【００１０】
本発明はかかる問題点に鑑み、集光スポット径の大きさや信号マークの密度を変えなくても情報の高密度化を実現でき、光源の短波長化や対物レンズの高ＮＡ化による集光スポット径の縮小と組み合わせれば、更にもう一歩上の高密度化を可能にする光ディスク装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するため、第１の本発明は、光を発する光源と、
光ディスクの信号面上の隣り合う各二つのトラック間の、その隣り合うトラック間を実質上二分する、前記各トラックと実質上平行な境界線のうち隣り合う２本の前記境界線に囲まれる各信号マーク形成領域内において、または各ランド内において、または各グルーブ内において、前記トラックと実質上直交する方向の複数の位置のいずれかに任意に選択して信号マークを位置させるように、前記光源からの光を前記光ディスクの信号面上に集光する集光手段と、
前記光ディスクからの反射光を検出する光検出手段と、
前記光検出手段の検出結果に基づいて、前記信号マークの有無を判別するとともに、前記信号マークの前記トラックからのそのトラックと実質上直交する方向のずれ量および前記信号マークの位置を判別し、前記光ディスクに記録されているデータを解析する解析手段とを備え、
前記解析手段による前記信号マークの有無の判別は、前記光ディスクからの全ての反射光を用いて行い、
前記解析手段による前記信号マークの前記ずれ量および前記位置の判別は、前記光ディスクからの反射光のうち、前記反射光の外周側の光を用いて行うことを特徴とする光ディスク装置である。
【００１２】
第２の本発明（請求項２に対応）は、前記集光手段が、前記光源からの光を実質上平行光に変換する集光レンズと、
前記集光レンズによって変換された実質上平行光が入射し、前記光ディスクに集光される光が前記トラックと実質上直交する方向に所定量変位してまたは実質上変位しないで、前記光ディスクに光が集光するように、前記実質上平行光を任意に出射させる光偏向手段とを有する
ことを特徴とする第１の本発明に記載の光ディスク装置である。
【００１３】
第３の本発明（請求項３に対応）は、前記集光手段によって集光された光を前記トラックと実質上直交方向に所定の速度で移動させるとともに、前記光源が発する光の量を調整し、前記トラックに既に形成されている信号マークを消去するための制御手段をさらに備えたことを特徴とする第１または第２の本発明に記載の光ディスク装置である。
【００１４】
第４の本発明（請求項４に対応）は、前記集光手段によって集光された光を、前記トラックと実質上直交する方向に不均一に移動させて、前記集光された光の存在時間の短い領域と長い領域とを生じさせるとともに、前記光源が発する光の量を調整し、前記トラックに既に形成されている信号マークを消去するとともに、前記トラックに新たな信号マークを形成するための制御手段をさらに備えたことを特徴とする第１または第２の本発明に記載の光ディスク装置である。
【００１５】
第５の本発明は、前記光偏向手段が、電気光学効果を持つ結晶板と、その結晶板の表面と裏面とに所定の対称なパターンで形成される電極とで形成されており、
前記集光レンズによって変換された実質上平行光が、前記結晶板の第一側面に入射して前記結晶板を透過し、前記第一側面と対向する前記結晶板の第二側面から出射し、
その第二側面から出射する光が、前記各電極間に印加される電圧の大きさに基づいて偏向する
ことを特徴とする第２の本発明の光ディスク装置である。
【００１６】
第６の本発明（請求項６に対応）は、前記結晶板の第一側面に入射する光が、前記第一側面の法線と２０度以上の角度をなし、
および／または、前記結晶板の第二側面から出射する光が、前記第二側面の法線と２０度以上の角度をなす
ことを特徴とする第５の本発明に記載の光ディスク装置である。
【００１７】
第７の本発明（請求項７に対応）は、前記電極の形成パターンが、交互に噛み合いつつ絶縁された２対の鋸歯状のパターンであって、
その２対の鋸歯状のパターンの隣り合う電極同士に印加される電圧が逆極性であり、
前記結晶板を透過する光が、前記２対の鋸歯状のパターンの境界を含む前記結晶板の表裏面に対して実質上垂直な前記結晶板の断面に対して斜入射する
ことを特徴とする第５または第６の本発明に記載の光ディスク装置である。
【００１８】
第８の本発明（請求項８に対応）は、前記集光手段が、前記信号マークの長さが短いほど、その信号マークの始終端部の、および／またはその信号マークの始終端間の部分の、前記トラックからのずれ幅が大きくなるように、前記集光を行うことを特徴とする第１から第７のいずれかの本発明に記載の光ディスク装置である。
【００１９】
第９の本発明（請求項９に対応）は、前記集光手段が、ビット情報符号０の連続の最小が１個である信号変調方式を用いて、前記信号マークが前記光ディスクに形成されるように、前記集光を行うことを特徴とする第１から第８のいずれかの本発明に記載の光ディスク装置である。
【００２５】
第１０の本発明は、前記光ディスクからの反射光を、前記トラックの接線方向に対応した所定の線でａ光とｂ光とに分岐して、前記光検出手段に進行させる光分岐手段をさらに備え、
前記光検出手段が、前記ａ光の量を検出するａ光量光検出手段と、前記ｂ光の量を検出するｂ光量光検出手段とを有し、
前記解析手段が、前記ａ光の量と前記ｂ光の量の差に基づいて前記ずれ量を判別し、前記ａ光の量と前記ｂ光の量の和に基づいて前記信号マークの前記トラックの実質上接線方向における長さを判別する
ことを特徴とする第１の本発明の光ディスク装置である。
【００２６】
第１１の本発明は、前記光ディスクからの反射光を、その反射光の内周側の領域の光と、前記反射光の外周側の領域の光とに分岐するとともに、前記外周側の領域の光を、前記トラックの接線方向に対応した所定の線でａ光とｂ光とにさらに分岐して、前記内周側の領域の光、前記ａ光、および前記ｂ光を、前記光検出手段に進行させる光分岐手段をさらに備え、
前記光検出手段が、前記内周側の領域の光の量を検出する内周側光量検出手段と、前記ａ光の量を検出するａ光量検出手段と、前記ｂ光の量を検出するｂ光量検出手段とを有し、
前記解析手段が、前記ａ光の量と前記ｂ光の量の差に基づいて前記ずれ量を判別し、前記内周側の領域の光の量と前記ａ光の量と前記ｂ光の量の和に基づいて前記信号マークの前記トラックの実質上接線方向における長さを判別する
ことを特徴とする第１の本発明の光ディスク装置である。
【００２７】
第１２の本発明は、前記解析手段が、前記和が減少して所定の値に実質上なったときに前記信号マークの始端を判別し、前記和が増加して所定の値に実質上なったときに前記信号マークの終端を判別し、
また、前記信号マークの始端または終端において、前記差が正の所定の第１の値より大きい場合、その始端または終端におけるデータが所定の第１のデータ値であることを意味し、前記差が負の所定の第２の値より小さい場合、前記始端または終端におけるデータが所定の第２のデータ値であることを意味し、前記差が前記第２の値以上前記第１の値以下の場合、前記始端または終端におけるデータが所定の第３のデータ値であることを意味することを読み取る
ことを特徴とする第１０または第１１の本発明の光ディスク装置である。
【００２８】
第１３の本発明は、前記光ディスクからの反射光を、前記トラックの接線方向に対応した第１の線と、前記トラックの直交方向に対応した第２の線とで、ａ光とｂ光とｃ光とｄ光に分岐して、前記光検出手段に進行させる光分岐手段をさらに備え、
前記ａ光とｃ光とが前記反射光において対角に位置する関係にあるとともに、前記ｂ光とｄ光とが前記反射光において対角に位置する関係にあり、
前記光検出手段が、前記ａ光の量を検出するａ光量光検出手段と、前記ｂ光の量を検出するｂ光量光検出手段と、前記ｃ光の量を検出するｃ光量光検出手段と、前記ｄ光の量を検出するｄ光量光検出手段とを有し、
前記解析手段が、前記ａ光の量と前記ｃ光の量の第１和と、前記ｂ光の量と前記ｄ光の量の第２和との差に基づいて前記ずれ量を判別し、前記第１和と前記第２和との和に基づいて前記信号マークの前記トラックの実質上接線方向における長さを判別する
ことを特徴とする第１の本発明の光ディスク装置である。
【００２９】
第１４の本発明は、前記光ディスクからの反射光を、その反射光の内周側の領域の光と、前記反射光の外周側の領域の光とに分岐するとともに、前記外周側の領域の光を、前記トラックの接線方向に対応した第１の線と、前記トラックの直交方向に対応した第２の線とで、ａ光とｂ光とｃ光とｄ光にさらに分岐して、前記光検出手段に進行させる光分岐手段をさらに備え、
前記ａ光とｃ光とが前記反射光において対角に位置する関係にあるとともに、前記ｂ光とｄ光とが前記反射光において対角に位置する関係にあり、
前記光検出手段が、前記内周側の領域の光の量を検出する内周側光量検出手段と、前記ａ光の量を検出するａ光量光検出手段と、前記ｂ光の量を検出するｂ光量光検出手段と、前記ｃ光の量を検出するｃ光量光検出手段と、前記ｄ光の量を検出するｄ光量光検出手段とを有し、
前記解析手段が、前記ａ光の量と前記ｃ光の量の第１和と、前記ｂ光の量と前記ｄ光の量の第２和との差に基づいて前記ずれ量を判別し、前記内周側の領域の光の量と前記第１和と前記第２和との和に基づいて前記信号マークの前記トラックの実質上接線方向における長さを判別する
ことを特徴とする第１の本発明の光ディスク装置である。
【００３０】
第１５の本発明は、前記解析手段が、前記和が減少して所定の値に実質上なったときに前記信号マークの始端を判別し、前記和が増加して所定の値に実質上なったときに前記信号マークの終端を判別し、
また、前記信号マークの始端において、前記差が正の所定の第１の値より大きい場合、その始端におけるデータが所定の第１のデータ値であることを意味し、前記差が負の所定の第２の値より小さい場合、前記始端におけるデータが所定の第２のデータ値であることを意味し、前記差が前記第２の値以上前記第１の値以下の場合、前記始端におけるデータが所定の第３のデータ値であることを意味し、
さらに、前記信号マークの終端において、前記差が前記第１の値より大きい場合、その終端におけるデータが前記第３のデータ値であることを意味し、前記差が前記第２の値より小さい場合、前記終端におけるデータが前記第１のデータ値であることを意味し、前記差が前記第２の値以上前記第１の値以下の場合、前記終端におけるデータが前記第３のデータ値であることを意味することを読み取る
ことを特徴とする第１３または第１４の本発明の光ディスク装置である。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明および本発明に関連する発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００３４】
（第１の実施の形態）
以下本発明に関連する発明の第１の実施の形態を図１から図７に基づいて説明する。
【００３５】
図１は本発明に関連する発明の第１の実施の形態に於ける光ディスク装置の断面構成を示している。図１において半導体レーザー等の放射光源１を出射する光２は、ビームスプリッター３を透過し、コリメートレンズ４により平行光５に変換される。この光５は光偏向素子６を透過し、反射ミラー９を反射してホログラム素子１０を透過し、対物レンズ１１により光ディスク基材１２の裏面に形成されたトラック上の信号面１２Ｓに集光する。
【００３６】
光偏向素子６には電圧信号が印加され、光偏向素子６を出射する光７の伝搬方位が紙面上の方位８に沿って変化し、信号面１２Ｓ上の集光スポットをトラック直交方向１３に変位させる。対物レンズ１１とホログラム素子１０は一体で、アクチュエータによりフォーカシング方向とトラッキング方向に制御される。
【００３７】
信号面１２Ｓを反射する光は対物レンズ１１により集光され、その光１４はホログラム素子１０により分配される。この分配光は反射ミラー９を反射し、光偏向素子６を透過してコリメートレンズ４を経、ビームスプリッター３を反射し、光検出器１６上に集光する光１５となる。
【００３８】
なお、光ディスク装置にはフォーカシングエラーやトラッキングエラーを検出するための仕組みがあるが、本題とは関係ないのでここでは説明を省略する。また、ホログラム素子１０を対物レンズ１１の下に配置したが、他の位置（例えばコリメートレンズ４と光偏向素子６の間）でもよく、光の分配方法にホログラム素子１０以外の手法を用いてもよい。また、ホログラム素子１０だけでも光源１から光ディスク基材１２に向かう光と、光ディスク基材１２から光検出器１６に向かう光に分離が可能なので、ビームスプリッター３は省略してもよい。
【００３９】
図２は本発明に関連する発明の第１の実施の形態に於ける光偏向素子６の外観構成を示している。図２に示すように、光偏向素子６は例えばＬｉＮｂＯ3等の電気光学効果を持つ結晶板の表面６ａと裏面６ｂにＡｌやＣｒ等の電極を形成した構造をなす。光偏向素子６にＬｉＮｂＯ3の結晶を用いる場合、ＬｉＮｂＯ3結晶の光学軸はｚ軸方向、光の伝搬はｘｙ平面に沿った方向、電圧駆動回路１７による電界の印加方向はｚ軸方向にある。
【００４０】
ｚ軸方向から見た結晶板の外形は長方形で、表面６ａには１対の鋸波形状の電極６ａ１，６ａ２が対向して配置され、それらの電極は互いに絶縁され、逆極性の電圧が加えられる。裏面６ｂにも１対の鋸波形状の電極６ｂ１，６ｂ２が対向して配置され、それらの電極は互いに絶縁されて逆極性の電圧が加えられる。なお、電極６ｂ１，６ｂ２は図示されていない。
【００４１】
電極６ａ１、６ｂ１は互いに対面しており、それらの間にも逆極性の電圧が加えられる。結晶板の側面６ｃに入射する光５はその電気ベクトルがｘｙ平面に沿った方向にある直線偏光の光（いわゆる異常光）であり、側面の法線（ｘ軸）と大きな角度（例えば７１度程度）を持って入射する。
【００４２】
結晶板のｚ方向の厚さを１ｍｍ、電極パターンの鋸波形状の頂角θを５２度程度に設定すると、透過光は入射面６ｃと出射面６ｄの間に存在する電極パターン間の境界６ｅ，６ｆ，６ｇを大きな入射角（例えば２６度程度）をなして入射および透過し、出射面６ｄを入射時と同じ角（７１度程度）で出射する。
【００４３】
電圧駆動回路１７により電極間に±５Ｖの変動電圧を加えると、電気光学効果により透過光（異常光）に対して±０．０００００１だけ屈折率が変動する。従って入射面６ｃと出射面６ｄ、及びそれらの間に存在する３つの境界６ｅ，６ｆ，６ｇを光が透過することで屈折率差に伴う屈折角差が発生し、出射光７には変動電圧に同期した±０．００２度程度の偏向８が発生する。
【００４４】
この偏向角は対物レンズ１１の焦点距離を３ｍｍとすると、信号面１２Ｓ上での変位±０．１μｍに相当する。また、電気光学効果の応答性は極めて速く、光ディスクの信号帯域の数十倍〜数百倍に相当する１ＧＨｚ以上の応答性が期待できる。なお、ｚ軸方向から見た結晶板の外形は平行四辺形等の形状でもよい。また大きな偏向角を得るには、入射面や出射面、各境界面への入射角が大きい程好ましい。
【００４５】
図３は本発明に関連する発明の第１の実施の形態に於けるホログラム素子１０と光検出器１６の外観説明図である。光検出器１６は２つの検出器１６ａ，１６ｂに分離され、ホログラム素子１０はトラック接線方向、すなわち光ディスク基材１２の回転方向（図１の紙面に直交する方向）に対応した分割線１０Ｌにより２つの領域１０ａ、１０ｂに分割される。
【００４６】
分割線１０Ｌは戻り光１４をほぼ等分割し、戻り光１４は領域１０ａ、１０ｂを透過することでホログラムの回折現象により光路が曲がって、それぞれ検出器１６ａ，１６ｂ上に集光する光スポット１５ａ，１５ｂとなり、加算器１８によりそれぞれの和信号１８Ｓが、減算器１９により差信号１９Ｓ（ＴＥ信号）が検出される。
【００４７】
図４は本発明に関連する発明の第１の実施の形態に於ける信号マークの外観形状を示している。信号マークは図２０に示した様に溝部１２Ｇに形成されており、同じ長さの信号マークでも始端と終端のトラックセンターからのずれかたにより９つの種類に分類される。
【００４８】
すなわち、信号マーク２０ＬＬは始端が左で終端が左、信号マーク２０ＬＣは始端が左で終端が真上、信号マーク２０ＬＲは始端が左で終端が右、信号マーク２０ＣＬは始端が真上で終端が左、信号マーク２０ＣＣは始端が真上で終端が真上、信号マーク２０ＣＲは始端が真上で終端が右、信号マーク２０ＲＬは始端が右で終端が左、信号マーク２０ＲＣは始端が右で終端が真上、信号マーク２０ＲＲは始端が右で終端が右である。
【００４９】
なお、上記の「左」とは例えばトラックに対してディスクの内側を意味し、また「右」とはトラックに対してディスクの外側を意味する。または、「左」とはトラックに対してディスクの外側を意味し、「右」とはトラックに対してディスクの内側を意味する。
【００５０】
信号マークの位置ずれは始端、終端に限らず始終端間にあってもよい。例えば、信号マーク２０ＬＲＬは始端、終端の間の１カ所でずれる場合、信号マーク２０ＲＬＲＬは始端、終端の間の２カ所でずれる場合である。なお、トラック直交方向でのずれ幅が大きいとクロストークが増大するので、大きくてもトラックピッチＰの１／４以下が好ましい。また信号マークの長さが短いほど、オフトラックの判定信号（差信号）の検出出力が落ちるので、ずれ幅は信号マークの長さが短い程大きくするのが好ましい。
【００５１】
図５は本発明に関連する発明の第１の実施の形態に於ける４値符号生成の原理を示す説明図である。図５に於いて、信号マーク２２の始端２２Ｓと終端２２Ｅは共にトラックの右に、信号マーク２３の始端２３Ｓと終端２３Ｅは共に左にずれる場合を想定する。集光スポット２１が信号マーク２２、２３の上を走査することで、和信号１８Ｓは信号波形２４を描く。
【００５２】
この信号波形２４を適当な検出レベル２５でスライスすることで、信号マーク２２、２３の始終端部２２Ｓ、２２Ｅ、２３Ｓ、２３Ｅに対応する位置でスライスポイント２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄが検出される。信号長の基本単位Ｔ（１ビット長）がＴ＝０．１４μｍの場合、スライスポイント直後のビットで符号１を立て、それ以外のビットでは符号０を立てると約束すると、信号波形２４から読みとられる２値符号は１００１００１０００１・・・となる。このようにして信号マークがまず２値符号に変換される。
【００５３】
次に、集光スポット２１が信号マーク２２、２３の上を走査することで、差信号１９Ｓは信号波形２６を描く。差信号１９Ｓは信号マークのオフトラックに関して敏感であり、オフトラックの状態に対応して信号マークの始端や終端が右にずれれば負、左にずれれば正の出力をなす。
【００５４】
この信号波形２６に於いてスライスポイント２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄに対応した時点でポイント２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄをそれぞれ検出し、それぞれの出力レベルが−ε以下か（領域２７Ｒ）、±ε以内にあるか（領域２７Ｃ）、ε以上か（領域２７Ｌ）によって、符号１に対する異なった置き換えを行う。
【００５５】
例えば、差信号検出ポイントが領域２７Ｒにあれば符号１をＲに、領域２７Ｃにあれば符号１をＣに、領域２７Ｌにあれば符号１をＬに置き換えるものと約束する。このようにして信号波形２４及び２６から読みとられる符号はＲ００Ｒ００Ｌ０００Ｌ・・・となり、同じマーク長で有りながら従来の２値（０と１）から４値（０とＲとＣとＬ）へと多様性が増えるので、それだけ情報の高密度化が実現できる。
【００５６】
図６は本発明に関連する発明の第１の実施の形態に於ける信号マークの消去原理を示す説明図である。集光スポット２１の走査によってトラック近傍には破線２８に示す熱分布がトラック直交方向に加わる。この熱分布２８によりアモルファスが結晶化する等の現象で領域２８Ｅの範囲での信号マークの消去が行われるが、信号マーク２２，２３の様にトラックセンターから左右にずれているマークでは消し残りが発生する。
【００５７】
このため図２で説明した光偏向素子６を利用して、光強度を増した状態で集光スポット２１をトラック直交方向１３に高周波で（例えば集光スポット２１の走査速度よりも１０倍以上速く）変位させる。仮に集光スポット２１の中心が実線２９の存在確率分布をなすように変位させれば、トラック近傍には実線３０に示す熱分布が加わる。この熱分布により領域３０Ｅの範囲での信号マークの消去が行われ、トラックから左右にずれている信号マーク２２，２３でも完全な消去が実現される。
【００５８】
図７は本発明に関連する発明の第１の実施の形態に於ける信号マークの記録（オーバーライト）原理を示す説明図である。図２で説明した光偏向素子６を利用して、光強度を増した状態で集光スポット２１をトラック直交方向１３に破線３１の存在確率分布をなすように高周波で変位させると、トラック近傍には破線３２に示す熱分布が加わる（消去モード）。この熱分布３２によりアモルファスが結晶化する等の現象で領域３２Ｅの範囲での信号マークの消去が行われる。
【００５９】
また、より光強度を増した状態で集光スポット２１を実線３３の存在確率分布をなすように高周波で変位させると、トラック近傍には実線３４に示す熱分布が加わる（記録モード）。この熱分布３４によりアモルファスが結晶化する等の現象で領域３４Ｅの範囲での信号マークの消去が行われると同時に、結晶が溶融してアモルファス化する等の現象で領域３４Ｒの範囲で信号マーク３５の記録が行われる。
【００６０】
すなわち、消去モードと記録モードを繰り返すことで、トラックセンターから左右にずれた信号マーク３５を形成しながら、同時に領域３２Ｅ、３４Ｅの範囲での信号マークの消去が実現される。さらにいうと、集光された光のトラック直交方向における各位置での存在時間（停留時間）を異ならせると、トラックに既に形成されている信号マークを消去するとともに、トラックに新たな信号マークを形成することができるということである。
【００６１】
第１の実施の形態では信号マークのオフトラックの種類を差信号１９Ｓを用いて判別するが、その検出感度を高めるためには信号マークが位相マーク（すなわち光学的に凹凸ピットと類似した働きの信号で、信号マーク外の値で標準化した複素反射率比の位相項がゼロでないこと）であることが好ましく、複素反射率比の振幅項は１でなくてもよい（すなわち完全な凹凸ピットでなく、濃淡と組合わさってもよい）。
【００６２】
一例として溝深さを５０度（長さ単位では５０λ／７２０、ただしλは波長）、信号マークの複素反射率比の振幅を０．７、位相を９０度（複素反射率比の表現では０．７ｅｘｐ（９０ｉπ／１８０）、ただしｉは虚数単位）等が設計例として上げられる。なお、本発明に関連する発明の第１の実施の形態では、信号マークが図２０に示した様に溝部に形成される場合を想定したが、溝間部に形成されてもよく、図２１の様な溝部と溝間部に形成される場合であってもよい。
【００６３】
（第２の実施の形態）
次に、本発明に関連する発明の第２の実施の形態を図８から図１０に基づいて説明する。第２の実施の形態はホログラム素子及び光検出器の構成と４値符号生成の原理が違うだけで、その他の構成は全て第１の実施の形態と同じであり、同一部分の説明は省略する。
【００６４】
図８は本発明に関連する発明の第２の実施の形態に於けるホログラム素子１０と光検出器１６の外観説明図である。光検出器１６は４つの検出器１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄに分離され、ホログラム素子１０はトラック接線方向、トラック直交方向に対応した分割線１０Ｌ、１０Ｍにより４つの領域１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄに分割される。
【００６５】
分割線１０Ｌ、１０Ｍは戻り光１４をほぼ等分割し、戻り光１４は領域１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄを透過することでホログラムの回折現象により光路が曲がって、それぞれ検出器１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ上に集光する光スポット１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄとなり、加算器１８’により１６ａ＋１６ｂ＋１６ｃ＋１６ｄに対応した和信号１８’Ｓが、減算器１９’により１６ａ＋１６ｃ−（１６ｂ＋１６ｄ）に対応した差信号１９’Ｓ（位相差信号）が検出される。
【００６６】
図９は本発明に関連する発明の第２の実施の形態に於ける信号マークの外観形状を示している。信号マークは図２１に示した様に溝部１２Ｇ及び溝間部１２Ｌに形成されており、同じ長さの信号マークでも始端と終端のトラックセンターからのずれかたにより９つの種類に分類される。
【００６７】
すなわち、信号マーク２０ＬＬは始端が左で終端が左、信号マーク２０ＬＣは始端が左で終端が真上、信号マーク２０ＬＲは始端が左で終端が右、信号マーク２０ＣＬは始端が真上で終端が左、信号マーク２０ＣＣは始端が真上で終端が真上、信号マーク２０ＣＲは始端が真上で終端が右、信号マーク２０ＲＬは始端が右で終端が左、信号マーク２０ＲＣは始端が右で終端が真上、信号マーク２０ＲＲは始端が右で終端が右である。
【００６８】
信号マークの位置ずれは始端、終端に限らず始終端間にあってもよい。例えば、信号マーク２０ＬＲＬは始端、終端の間の１カ所でずれる場合、信号マーク２０ＲＬＲＬは始端、終端の間の２カ所でずれる場合である。なお、トラック直交方向でのずれ幅は大きくてもトラックピッチＰの１／４以下が好ましい。また信号マークの長さが短いほど、オフトラックの判定信号（差信号）の検出出力が落ちるので、ずれ幅は信号マークの長さが短い程大きくするのが好ましい。
【００６９】
図１０は本発明に関連する発明の第２の実施の形態に於ける４値符号生成の原理を示す説明図である。図１０に於いて、信号マーク２２’の始端２２’Ｓと終端２２’Ｅは共にトラックセンターの真上に、信号マーク２３’の始端２３’Ｓと終端２３’Ｅは共に左にずれる場合を想定する。集光スポット２１が信号マーク２２’、２３’の上を走査することで、和信号１８’Ｓは信号波形２４’を描く。
【００７０】
この信号波形２４’を適当な検出レベル２５’でスライスすることで、信号マーク２２’、２３’の始終端部２２’Ｓ、２２’Ｅ、２３’Ｓ、２３’Ｅに対応する位置でスライスポイント２４’ａ、２４’ｂ、２４’ｃ、２４’ｄが検出される。信号長の基本単位Ｔ（１ビット長）がＴ＝０．１４μｍの場合、スライスポイント直後のビットで符号１を立て、それ以外のビットでは符号０を立てると約束すると、信号波形２４’から読みとられる２値符号は１００１００１０００１・・・となる。このようにして信号マークがまず２値符号に変換される。
【００７１】
次に、集光スポット２１が信号マーク２２’、２３’の上を走査することで、差信号１９’Ｓは信号波形２６’を描く。差信号１９’Ｓは信号マークのオフトラックに関して敏感であり、オフトラックの状態に対応して信号マークの始端が右にずれれば正、左にずれれば負の出力をなし、信号マークの終端が右にずれれば負、左にずれれば正の出力をなす。
【００７２】
この信号波形２６’に於いてスライスポイント２４’ａ、２４’ｂ、２４’ｃ、２４’ｄに対応した時点のポイント２６’ａ、２６’ｂ、２６’ｃ、２６’ｄをそれぞれ検出し、それぞれの出力レベルが−ε以下か（領域２７’Ｒ）、±ε以内にあるか（領域２７’Ｃ）、ε以上か（領域２７’Ｌ）と言うことと、それらのポイントが信号マークの始端に対応するか終端に対応するか（言い換えればスライスポイント２４’ａ、２４’ｂ、２４’ｃ、２４’ｄでの信号波形２４’の傾きが負か正か）と言うことを組み合わせて、符号１に対する異なった置き換えを行う。
【００７３】
例えば、信号波形２４’の傾きが負の場合、差信号検出ポイントが領域２７’Ｒにあれば符号１をＲに、領域２７’Ｃにあれば符号１をＣに、領域２７’Ｌにあれば符号１をＬに置き換えるものと約束する。また、信号波形２４’の傾きが正の場合、差信号検出ポイントが領域２７’Ｒにあれば符号１をＬに、領域２７’Ｃにあれば符号１をＣに、領域２７’Ｌにあれば符号１をＲに置き換えるものと約束する。
【００７４】
このようにして信号波形２４’及び２６’から読みとられる符号はＣ００Ｃ００Ｒ０００Ｒ・・・となり、同じマーク長で有りながら従来の２値（０と１）から４値（０とＲとＣとＬ）へと多様性が増えるので、それだけ情報の高密度化が実現できる。
【００７５】
第２の実施の形態に於ける信号マークの消去原理、信号マークの記録（オーバーライト）原理はそれぞれ図６、図７で示した第１の実施の形態のものと同一であり、説明を省略する。
【００７６】
信号マークが溝部と溝間部に形成される場合には濃淡マーク（すなわち信号マーク外の値で標準化した複素反射率比の位相項がゼロであるか、少なくとも３０度以下であること）であることが好ましい。信号マークが溝部又は溝間部に形成される場合には、濃淡マーク以外にも位相マーク（すなわち光学的に凹凸ピットと類似した働きの信号で、信号マーク外の値で標準化した複素反射率比の位相項がゼロでないこと）であってもよい。なお、本発明に関連する発明の第２の実施の形態では、信号マークが図２１に示した様に溝部と溝間部に形成される場合を想定したが、図２０の様な溝又は溝間部に形成されてもよい。
【００７７】
図１１は第１の実施の形態、第２の実施の形態に於けるクロストーク時の信号波形を示す。図１１に於いて、信号マーク３６の始端３６Ｓと終端３６Ｅは共にトラックセンターの真上に、信号マーク３７の始端３７Ｓと終端３７Ｅは共に左にずれる場合を想定する。
【００７８】
隣接トラックに信号マークが存在しない場合、集光スポット２１が信号マーク３６、３７の上を走査することで、和信号１８Ｓ（または１８’Ｓ）は信号波形３８、ＴＥ信号による差信号１９Ｓ（図３参照）は信号波形３９、位相差信号による差信号１９’Ｓ（図８参照）は信号波形４０を描く。
【００７９】
図３、図８で説明した手順で、スライスポイント３８ａ，３８ｂ，３８ｃ，３８ｄに基づき、各差信号のポイント３９ａ，３９ｂ，３９ｃ，３９ｄ、及び４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄが検出される。図１１には隣接トラックに信号マークが存在してクロストークが発生する場合の信号波形を２本それぞれ重ね書きしてあるが、各差信号に於けるクロストークの影響は非常に大きく、検出ポイントでの出力ばらつきも大きい。
【００８０】
従って、信号マークのオフトラック状態（真上にあるか、右か、左か）を判定する上で、分別誤りを起こす可能性が大きい。この課題を克服する発明を以下の実施の形態で説明する。
【００８１】
（第３の実施の形態）
次に、本発明の第３の実施の形態を図１２から図１３に基づいて説明する。第３の実施の形態はホログラム素子及び光検出器の構成が違うだけで、その他の構成は全て第１の実施の形態と同じであり、同一部分の説明は省略する。
【００８２】
図１２は本発明の第３の実施の形態に於けるホログラム素子１０と光検出器１６の外観説明図である。光検出器１６は３つの検出器１６ａ、１６ｂ、１６ｅに分離され、ホログラム素子１０は内周側の円領域１０ｅと、その外側の領域１０ａ、１０ｂに分割される。
【００８３】
領域１０ｅは戻り光１４の内周側を、領域１０ａ、１０ｂは戻り光１４の外周側をトラック接線方向に対応した分割線１０Ｌでほぼ等分割しており、戻り光１４は領域１０ａ、１０ｂ、１０ｅを透過することでホログラムの回折現象により光路が曲がって、それぞれ検出器１６ａ、１６ｂ、１６ｅ上に集光する光スポット１５ａ，１５ｂ、１５ｅとなり、加算器１８により１６ａ＋１６ｂ＋１６ｅに対応した和信号１８Ｓが、減算器１９により１６ａ−１６ｂに対応した差信号１９Ｓ（ＴＥ信号）が検出される。
【００８４】
円領域１０ｅの径は開口数換算で波長／（溝のピッチ）の６割以上が好ましい。例えば、溝のピッチ＝０．７４μｍ、波長＝０．６６μｍの時は、開口数０．５５以上となる。
【００８５】
図１３は本発明の第３の実施の形態に於けるクロストーク時の信号波形を示す。図１３に於いて、信号マーク３６の始端３６Ｓと終端３６Ｅは共にトラックセンターの真上に、信号マーク３７の始端３７Ｓと終端３７Ｅは共に左にずれる場合を想定する。隣接トラックに信号マークが存在しない場合、集光スポット２１が信号マーク３６、３７の上を走査することで、和信号１８Ｓは信号波形３８、ＴＥ信号による差信号１９Ｓは信号波形３９を描く。
【００８６】
図３で説明した手順で、スライスポイント３８ａ，３８ｂ，３８ｃ，３８ｄに基づき、差信号のポイント３９ａ，３９ｂ，３９ｃ，３９ｄが検出される。図１３には隣接トラックに信号マークが存在してクロストークが発生する場合の信号波形を２本それぞれ重ね書きしてあるが、ＴＥ信号による差信号に於けるクロストークの影響はほとんどなく、検出ポイントでの出力ばらつきもほとんどない。従って、信号マークのオフトラック状態を判定する上で、分別誤りを起こす可能性は極めて小さい。
【００８７】
なお図１４に示すように、和信号１８Ｓは１６ｅに対応した検出信号でもよい。また、領域１０ａ，１０ｂを円領域の外としたが、戻り光１４の外周領域であればどこでもよい。
【００８８】
（第４の実施の形態）
次に、本発明の第４の実施の形態を図１３、図１５に基づいて説明する。第４の実施の形態はホログラム素子及び光検出器の構成が違うだけで、その他の構成は全て第２の実施の形態と同じであり、同一部分の説明は省略する。
【００８９】
図１５は本発明の第４の実施の形態に於けるホログラム素子１０と光検出器１６の外観説明図である。光検出器１６は５つの検出器１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅに分離され、ホログラム素子１０は内周側の円領域１０ｅと、その外側の領域１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄに分割される。
【００９０】
領域１０ｅは戻り光１４の内周側を、領域１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄは戻り光１４の外周側をトラック接線方向、及びトラック直交方向に対応した分割線１０Ｌ、１０Ｍでほぼ等分割しており、戻り光１４は領域１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅを透過することでホログラムの回折現象により光路が曲がって、それぞれ検出器１６ａ，１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅ上に集光する光スポット１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ｅとなり、加算器１８’により１６ａ＋１６ｂ＋１６ｃ＋１６ｄ＋１６ｅに対応した和信号１８’Ｓが、減算器１９’により１６ａ＋１６ｃ−（１６ｂ＋１６ｄ）に対応した差信号１９’Ｓ（位相差信号）が検出される。円領域１０ｅの径は開口数換算で波長／（溝のピッチ）の６割以上が好ましい。
【００９１】
図１３には本発明の第４の実施の形態に於けるクロストーク時の信号波形を示す。隣接トラックに信号マークが存在しない場合、集光スポット２１が信号マーク３６、３７の上を走査することで、和信号１８’Ｓは信号波形３８、位相差信号による差信号１９’Ｓは信号波形４０を描く。図８で説明した手順で、スライスポイント３８ａ，３８ｂ，３８ｃ，３８ｄに基づき、差信号のポイント４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄが検出される。
【００９２】
図１３には隣接トラックに信号マークが存在してクロストークが発生する場合の信号波形を２本それぞれ重ね書きしてあるが、差信号に於けるクロストークの影響はほとんどなく、検出ポイントでの出力ばらつきもほとんどない。従って、信号マークのオフトラック状態を判定する上で、分別誤りを起こす可能性は極めて小さい。
【００９３】
なお図１６に示すように、和信号１８’Ｓは１６ｅに対応した検出信号でもよい。また、領域１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄを円領域の外としたが、戻り光１４の外周領域であればどこでもよい。
【００９４】
（第５の実施の形態）
次に、本発明の第５の実施の形態を説明する。第５の実施の形態は信号面の断面形状が違うだけで、その他の構成は全て第１から４の実施の形態の何れかと同じであり、同一部分の説明は省略する。図１７は本発明の第５の実施の形態に於ける信号マークの外観形状を示している。信号マークは平面上に形成されており、同じ長さの信号マークでも始端と終端のトラックセンターからのずれかたにより９つの種類に分類される。
【００９５】
すなわち、信号マーク２０ＬＬは始端が左で終端が左、信号マーク２０ＬＣは始端が左で終端が真上、信号マーク２０ＬＲは始端が左で終端が右、信号マーク２０ＣＬは始端が真上で終端が左、信号マーク２０ＣＣは始端が真上で終端が真上、信号マーク２０ＣＲは始端が真上で終端が右、信号マーク２０ＲＬは始端が右で終端が左、信号マーク２０ＲＣは始端が右で終端が真上、信号マーク２０ＲＲは始端が右で終端が右である。信号マークの位置ずれは始端、終端に限らず始終端間にあってもよい。
【００９６】
例えば、信号マーク２０ＬＲＬは始端、終端の間の１カ所でずれる場合、信号マーク２０ＲＬＲＬは始端、終端の間の２カ所でずれる場合である。なお、トラック直交方向でのずれ幅は大きくてもトラックピッチＰの１／４以下が好ましい。信号マークは位相マーク（すなわち光学的に凹凸ピットと類似した働きの信号で、信号マーク外の値で標準化した複素反射率比の位相項がゼロでないこと）であることが好ましく、位相項は１８０度程度（深さλ／４のピットに相当）が最適である。特に光ディスク装置を再生専用に限定する場合、位相マークはピットであり、図２で説明した光偏向素子は不要である。
【００９７】
以上、第１から第５までの実施の形態を説明したが、それらの一部を他の実施の形態と組み合わせるなど、様々な適用が考えられる。さらに、符号１を符号Ｒ、Ｃ、Ｌの３値に置き換える例で説明したが、検出レベル（２７Ｒ、２７Ｃ、２７Ｌ等）を多段にすることで３値以上の置き換えも可能である。
【００９８】
また、多値化は符号１に対して行われるので、情報の高密度化には符号１の出現頻度の高い変調方式が好ましく、例えば最短マークが３ビットで表現されるＥＦＭやＥＦＰ−ｐｌｕｓよりも、最短マークが２ビットで表現される（言い換えればビット情報符号０の連続の最小が１個である）変調方式（例えば１７変調等）が好ましい。
【００９９】
具体的にはビット情報符号０の連続の最小が１個である場合に、ｍをＲかＣかＬかの３値の符号として、９ビットの符号（変調ビット）でどこまでの多様性があるかを数えてみる。ただし、９ビット中符号ｍを２個以上含み、ビット情報符号０の連続の最小が１個であることを満足させるために、９ビットの最終ビットは０に固定する。
【０１００】
符号配列 多様性の数
ｍ００００００ｍ０ ３×３＝９個
０ｍ０００００ｍ０ ３×３＝９個
００ｍ００００ｍ０ ３×３＝９個
０００ｍ０００ｍ０ ３×３＝９個
００００ｍ００ｍ０ ３×３＝９個
０００００ｍ０ｍ０ ３×３＝９個
ｍ０００００ｍ００ ３×３＝９個
０ｍ００００ｍ００ ３×３＝９個
００ｍ０００ｍ００ ３×３＝９個
０００ｍ００ｍ００ ３×３＝９個
００００ｍ０ｍ００ ３×３＝９個
ｍ００００ｍ０００ ３×３＝９個
０ｍ０００ｍ０００ ３×３＝９個
００ｍ００ｍ０００ ３×３＝９個
０００ｍ０ｍ０００ ３×３＝９個
ｍ０００ｍ００００ ３×３＝９個
０ｍ００ｍ００００ ３×３＝９個
００ｍ０ｍ００００ ３×３＝９個
ｍ００ｍ０００００ ３×３＝９個
０ｍ０ｍ０００００ ３×３＝９個
ｍ０ｍ００００００ ３×３＝９個
ｍ００００ｍ０ｍ０ ３×３×３＝２７個
０ｍ０００ｍ０ｍ０ ３×３×３＝２７個
００ｍ００ｍ０ｍ０ ３×３×３＝２７個
０００ｍ０ｍ０ｍ０ ３×３×３＝２７個
ｍ０００ｍ００ｍ０ ３×３×３＝２７個
０ｍ００ｍ００ｍ０ ３×３×３＝２７個
００ｍ０ｍ００ｍ０ ３×３×３＝２７個
ｍ００ｍ０００ｍ０ ３×３×３＝２７個
０ｍ０ｍ０００ｍ０ ３×３×３＝２７個
ｍ０ｍ００００ｍ０ ３×３×３＝２７個
ｍ０００ｍ０ｍ００ ３×３×３＝２７個
０ｍ００ｍ０ｍ００ ３×３×３＝２７個
００ｍ０ｍ０ｍ００ ３×３×３＝２７個
ｍ００ｍ００ｍ００ ３×３×３＝２７個
０ｍ０ｍ００ｍ００ ３×３×３＝２７個
ｍ０ｍ０００ｍ００ ３×３×３＝２７個
ｍ００ｍ０ｍ０００ ３×３×３＝２７個
０ｍ０ｍ０ｍ０００ ３×３×３＝２７個
ｍ０ｍ００ｍ０００ ３×３×３＝２７個
ｍ０ｍ０ｍ００００ ３×３×３＝２７個
ｍ００ｍ０ｍ０ｍ０ ３×３×３×３＝８１個
０ｍ０ｍ０ｍ０ｍ０ ３×３×３×３＝８１個
ｍ０ｍ００ｍ０ｍ０ ３×３×３×３＝８１個
ｍ０ｍ０ｍ００ｍ０ ３×３×３×３＝８１個
ｍ０ｍ０ｍ０ｍ００ ３×３×３×３＝８１個
以上の９ビットの多様性の総和は１１３４個になり２の１０乗（＝１０２４）よりも大きい。従って、９ビットの変調ビットで１０ビットの情報ビットに相当する情報を有する。一般に２値の１７変調では６ビットの変調ビットで４ビットの情報ビットに対応しているので、本発明のように符号ｍが３値に置き換えられることで、６／４×１０／９＝１．６６７倍の高密度化が達成できる。
【０１０１】
なお、第１の実施の形態から第５の実施の形態までは図２で説明した光偏向素子６を用いたが、図１８に示す形態であってもよい。図１８に示すように、光偏向素子６は例えばＬｉＮｂＯ3等の電気光学効果を持つ結晶板の表面６ａと裏面６ｂにＡｌやＣｒ等の電極を形成した構造をなす。光偏向素子にＬｉＮｂＯ3の結晶を用いる場合、ＬｉＮｂＯ3結晶の光学軸はｚ軸方向、光の伝搬はｘｙ平面に沿った方向、電圧駆動回路１７による電界の印加方向はｚ軸方向にある。
【０１０２】
ｚ軸方向から見た結晶板の外形は３角形で、表面６ａと裏面６ｂには逆極性の電圧が加えられる。結晶板の側面６Ｃに入射する光５はその電気ベクトルがｘｙ平面に沿った方向にある直線偏光の光（異常光）であり、側面の法線（ｘ軸）と大きな角度（例えば７１度程度）を持って入射する。
【０１０３】
結晶板のｚ方向の厚さを１ｍｍ、電極パターンの鋸波形状の頂角θを５２度程度に設定すると、出射面６ｄでの出射角は７２度程度である。電圧駆動回路１７により電極間に±４０Ｖの変動電圧を加えると、電気光学効果により透過光（異常光）に対して±０．０００００８だけ屈折率が変動する。従って入射面６ｃと出射面６ｄを光が透過することで屈折率差に伴う屈折角差が発生し、出射光７には変動電圧に同期した±０．００２度程度の偏向８が発生する。
【０１０４】
この偏向角は対物レンズの焦点距離を３ｍｍとすると、信号面１２Ｓ上での変位±０．１μｍに相当する。また、電気光学効果の応答性は極めて速く、光ディスクの信号帯域の数十倍〜数百倍に相当する１ＧＨｚ以上の応答性が期待できる。
【０１０５】
以上各実施の形態で述べたように、集光スポットを高速にトラック直交方向に変位できるので消し残りのない消去やオーバーライトが可能である。更に、集光スポット径の大きさや信号マークの密度を変えなくても、信号マークのオフトラックの情報を信号マーク及び信号マーク間の長さの情報に組み合わせることで情報の多様性を増やせられるので、それだけ情報の高密度化が実現でき、高密度信号の記録再生を実現する上での効果は非常に大きい。またクロストークの影響を抑えられ、信号マークのオフトラックの状態を正確に判定できるので装置の信頼性と実現性は高い。
【０１０６】
【発明の効果】
以上説明したところから明らかなように、本発明は、集光スポット径の大きさや信号マークの密度を変えなくても情報の高密度化を実現でき、光源の短波長化や対物レンズの高ＮＡ化による集光スポット径の縮小と組み合わせれば、更にもう一歩上の高密度化を可能にする光ディスク装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明および本発明に関連する発明の各実施の形態に於ける光ディスク装置の断面構成図
【図２】本発明および本発明に関連する発明の各実施の形態に於ける光偏向素子の外観構成図
【図３】本発明に関連する発明の第１の実施の形態に於けるホログラム素子と光検出器の外観説明図
【図４】本発明に関連する発明の第１の実施の形態に於ける信号マークの外観形状図
【図５】本発明に関連する発明の第１の実施の形態に於ける４値符号生成の原理を示す説明図
【図６】本発明に関連する発明の各実施の形態に於ける信号マークの消去原理を示す説明図
【図７】本発明に関連する発明の各実施の形態に於ける信号マークの記録（オーバーライト）原理を示す説明図
【図８】本発明に関連する発明の第２の実施の形態に於けるホログラム素子と光検出器の外観説明図
【図９】本発明に関連する発明の第２の実施の形態に於ける信号マークの外観形状図
【図１０】本発明に関連する発明の第２実施の形態に於ける４値符号生成の原理を示す説明図
【図１１】本発明に関連する発明の第１の実施の形態、第２の実施の形態に於けるクロストーク時の信号波形図
【図１２】本発明の第３の実施の形態に於けるホログラム素子と光検出器の外観説明図
【図１３】本発明の第３の実施の形態、第４の実施の形態に於けるクロストーク時の信号波形図
【図１４】本発明に関連する発明の他の実施の形態に於けるホログラム素子と光検出器の外観説明図
【図１５】本発明の第４の実施の形態に於けるホログラム素子と光検出器の外観説明図
【図１６】本発明に関連する発明の他の実施の形態に於けるホログラム素子と光検出器の外観説明図
【図１７】本発明の第５の実施の形態に於ける信号マークの外観形状図
【図１８】本発明の他の実施の形態に於ける光偏向素子の外観構成図
【図１９】従来例の光ディスク装置に於ける断面構成図
【図２０】従来例及び本発明の各実施の形態共通の光ディスクに於ける断面構成図
【図２１】従来例及び本発明の各実施の形態共通の光ディスクに於ける断面構成図
【図２２】従来例の光ディスク装置に於ける２値符号生成の原理を示す説明図
【符号の説明】
１・・・放射光源
３・・・ビームスプリッター
４・・・コリメートレンズ
６・・・光偏向素子
９・・・反射ミラー
１０・・・ホログラム素子
１１・・・対物レンズ
１２・・・光ディスク基材
１２Ｓ・・・信号面
１３・・・トラック直交方向
１６・・・光検出器

Claims (15)

  1. 光を発する光源と、
    光ディスクの信号面上の隣り合う各二つのトラック間の、その隣り合うトラック間を実質上二分する、前記各トラックと実質上平行な境界線のうち隣り合う２本の前記境界線に囲まれる各信号マーク形成領域内において、または各ランド内において、または各グルーブ内において、前記トラックと実質上直交する方向の複数の位置のいずれかに任意に選択して信号マークを位置させるように、前記光源からの光を前記光ディスクの信号面上に集光する集光手段と、
    前記光ディスクからの反射光を検出する光検出手段と、
    前記光検出手段の検出結果に基づいて、前記信号マークの有無を判別するとともに、前記信号マークの前記トラックからのそのトラックと実質上直交する方向のずれ量および前記信号マークの位置を判別し、前記光ディスクに記録されているデータを解析する解析手段とを備え、
    前記解析手段による前記信号マークの有無の判別は、前記光ディスクからの全ての反射光を用いて行い、
    前記解析手段による前記信号マークの前記ずれ量および前記位置の判別は、前記光ディスクからの反射光のうち、前記反射光の外周側の光を用いて行うことを特徴とする光ディスク装置。
  2. 前記集光手段は、前記光源からの光を実質上平行光に変換する集光レンズと、
    前記集光レンズによって変換された実質上平行光が入射し、前記光ディスクに集光される光が前記トラックと実質上直交する方向に所定量変位してまたは実質上変位しないで、前記光ディスクに光が集光するように、前記実質上平行光を任意に出射させる光偏向手段とを有する
    ことを特徴とする請求項１に記載の光ディスク装置。
  3. 前記集光手段によって集光された光を前記トラックと実質上直交方向に所定の速度で移動させるとともに、前記光源が発する光の量を調整し、前記トラックに既に形成されている信号マークを消去するための制御手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の光ディスク装置。
  4. 前記集光手段によって集光された光を、前記トラックと実質上直交する方向に不均一に移動させて、前記集光された光の存在時間の短い領域と長い領域とを生じさせるとともに、前記光源が発する光の量を調整し、前記トラックに既に形成されている信号マークを消去するとともに、前記トラックに新たな信号マークを形成するための制御手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の光ディスク装置。
  5. 前記光偏向手段は、電気光学効果を持つ結晶板と、その結晶板の表面と裏面とに所定の対称なパターンで形成される電極とで形成されており、
    前記集光レンズによって変換された実質上平行光は、前記結晶板の第一側面に入射して前記結晶板を透過し、前記第一側面と対向する前記結晶板の第二側面から出射し、
    その第二側面から出射する光は、前記各電極間に印加される電圧の大きさに基づいて偏向する
    ことを特徴とする請求項２に記載の光ディスク装置。
  6. 前記結晶板の第一側面に入射する光は、前記第一側面の法線と２０度以上の角度をなし、および／または、前記結晶板の第二側面から出射する光は、前記第二側面の法線と２０度以上の角度をなす
    ことを特徴とする請求項５に記載の光ディスク装置。
  7. 前記電極の形成パターンは、交互に噛み合いつつ絶縁された２対の鋸歯状のパターンであって、
    その２対の鋸歯状のパターンの隣り合う電極同士に印加される電圧は逆極性であり、
    前記結晶板を透過する光は、前記２対の鋸歯状のパターンの境界を含む前記結晶板の表裏面に対して実質上垂直な前記結晶板の断面に対して斜入射する
    ことを特徴とする請求項５または６に記載の光ディスク装置。
  8. 前記集光手段は、前記信号マークの長さが短いほど、その信号マークの始終端部の、および／またはその信号マークの始終端間の部分の、前記トラックからのずれ幅が大きくなるように、前記集光を行うことを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の光ディスク装置。
  9. 前記集光手段は、ビット情報符号０の連続の最小が１個である信号変調方式を用いて、前記信号マークが前記光ディスクに形成されるように、前記集光を行うことを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の光ディスク装置。
  10. 前記光ディスクからの反射光を、前記トラックの接線方向に対応した所定の線でａ光とｂ光とに分岐して、前記光検出手段に進行させる光分岐手段をさらに備え、
    前記光検出手段は、前記ａ光の量を検出するａ光量光検出手段と、前記ｂ光の量を検出するｂ光量光検出手段とを有し、
    前記解析手段は、前記ａ光の量と前記ｂ光の量の差に基づいて前記ずれ量を判別し、前記ａ光の量と前記ｂ光の量の和に基づいて前記信号マークの前記トラックの実質上接線方向における長さを判別する
    ことを特徴とする請求項１に記載の光ディスク装置。
  11. 前記光ディスクからの反射光を、その反射光の内周側の領域の光と、前記反射光の外周側の領域の光とに分岐するとともに、前記外周側の領域の光を、前記トラックの接線方向に対応した所定の線でａ光とｂ光とにさらに分岐して、前記内周側の領域の光、前記ａ光、および前記ｂ光を、前記光検出手段に進行させる光分岐手段をさらに備え、
    前記光検出手段は、前記内周側の領域の光の量を検出する内周側光量検出手段と、前記ａ光の量を検出するａ光量検出手段と、前記ｂ光の量を検出するｂ光量検出手段とを有し、
    前記解析手段は、前記ａ光の量と前記ｂ光の量の差に基づいて前記ずれ量を判別し、前記内周側の領域の光の量と前記ａ光の量と前記ｂ光の量の和に基づいて前記信号マークの前記トラックの実質上接線方向における長さを判別する
    ことを特徴とする請求項１に記載の光ディスク装置。
  12. 前記解析手段は、前記和が減少して所定の値に実質上なったときに前記信号マークの始端を判別し、前記和が増加して所定の値に実質上なったときに前記信号マークの終端を判別し、
    また、前記信号マークの始端または終端において、前記差が正の所定の第１の値より大きい場合、その始端または終端におけるデータが所定の第１のデータ値であることを意味し、前記差が負の所定の第２の値より小さい場合、前記始端または終端におけるデータが所定の第２のデータ値であることを意味し、前記差が前記第２の値以上前記第１の値以下の場合、前記始端または終端におけるデータが所定の第３のデータ値であることを意味することを読み取る
    ことを特徴とする請求項１０または１１に記載の光ディスク装置。
  13. 前記光ディスクからの反射光を、前記トラックの接線方向に対応した第１の線と、前記トラックの直交方向に対応した第２の線とで、ａ光とｂ光とｃ光とｄ光に分岐して、前記光検出手段に進行させる光分岐手段をさらに備え、
    前記ａ光とｃ光とが前記反射光において対角に位置する関係にあるとともに、前記ｂ光とｄ光とが前記反射光において対角に位置する関係にあり、
    前記光検出手段は、前記ａ光の量を検出するａ光量光検出手段と、前記ｂ光の量を検出するｂ光量光検出手段と、前記ｃ光の量を検出するｃ光量光検出手段と、前記ｄ光の量を検出するｄ光量光検出手段とを有し、
    前記解析手段は、前記ａ光の量と前記ｃ光の量の第１和と、前記ｂ光の量と前記ｄ光の量の第２和との差に基づいて前記ずれ量を判別し、前記第１和と前記第２和との和に基づいて前記信号マークの前記トラックの実質上接線方向における長さを判別する
    ことを特徴とする請求項１に記載の光ディスク装置。
  14. 前記光ディスクからの反射光を、その反射光の内周側の領域の光と、前記反射光の外周側の領域の光とに分岐するとともに、前記外周側の領域の光を、前記トラックの接線方向に対応した第１の線と、前記トラックの直交方向に対応した第２の線とで、ａ光とｂ光とｃ光とｄ光にさらに分岐して、前記光検出手段に進行させる光分岐手段をさらに備え、
    前記ａ光とｃ光とが前記反射光において対角に位置する関係にあるとともに、前記ｂ光とｄ光とが前記反射光において対角に位置する関係にあり、
    前記光検出手段は、前記内周側の領域の光の量を検出する内周側光量検出手段と、前記ａ光の量を検出するａ光量光検出手段と、前記ｂ光の量を検出するｂ光量光検出手段と、前記ｃ光の量を検出するｃ光量光検出手段と、前記ｄ光の量を検出するｄ光量光検出手段とを有し、
    前記解析手段は、前記ａ光の量と前記ｃ光の量の第１和と、前記ｂ光の量と前記ｄ光の量の第２和との差に基づいて前記ずれ量を判別し、前記内周側の領域の光の量と前記第１和と前記第２和との和に基づいて前記信号マークの前記トラックの実質上接線方向における長さを判別する
    ことを特徴とする請求項１に記載の光ディスク装置。
  15. 前記解析手段は、前記和が減少して所定の値に実質上なったときに前記信号マークの始端を判別し、前記和が増加して所定の値に実質上なったときに前記信号マークの終端を判別し、
    また、前記信号マークの始端において、前記差が正の所定の第１の値より大きい場合、その始端におけるデータが所定の第１のデータ値であることを意味し、前記差が負の所定の第２の値より小さい場合、前記始端におけるデータが所定の第２のデータ値であることを意味し、前記差が前記第２の値以上前記第１の値以下の場合、前記始端におけるデータが所定の第３のデータ値であることを意味し、
    さらに、前記信号マークの終端において、前記差が前記第１の値より大きい場合、その終端におけるデータが前記第３のデータ値であることを意味し、前記差が前記第２の値より小さい場合、前記終端におけるデータが前記第１のデータ値であることを意味し、前記差が前記第２の値以上前記第１の値以下の場合、前記終端におけるデータが前記第３のデータ値であることを意味することを読み取る
    ことを特徴とする請求項１３または１４に記載の光ディスク装置。
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