JP4772870B2 - 光ディスク媒体及び光ディスク装置 - Google Patents

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Description

本発明は、光ディスク媒体及び光ディスク装置に係わるものであり、特に高密度化が可能な光ディスク媒体及び光ディスク装置に関するものである。
従来、各種光ディスクの大容量化は、ディスクのトラック上に書かれる情報ピットの大きさを小さくするとともに、記録や再生に用いるレーザ光の短波長化及び高開口数の対物レンズの採用により、焦点面での集光スポットサイズを小さくすることによって達成してきた。
例えば、ＣＤ（コンパクトディスク）では、光透過層（情報記録層上に設けられる透明保護層及びスペース層。透明基板とも言う。）となるディスク基板の厚さが約１．２ｍｍ、レーザ光波長が約７８０ｎｍ、対物レンズの開口数（ＮＡ）が０．４５であり、記録容量が６５０ＭＢであった。それに対して、ＤＶＤ（デジタル多用途ディスク）では、光透過層となるディスク基板の厚さが約０．６ｍｍ、レーザ光波長が約６５０ｎｍ、ＮＡが０．６であり、記録容量が４．７ＧＢとなっている。ＤＶＤは、例えば、厚さ約０．６ｍｍのディスク基板を２枚貼り合わせて１．２ｍｍの厚さのディスクとして用いられている。
さらに高密度のＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ：ブルーレイディスク）では、光透過層の厚さを０．１ｍｍに薄くした光ディスクを用いて、レーザ光波長を約４０５ｎｍ、ＮＡを０．８５とすることで２３ＧＢ以上の大容量化を実現している。
このほか、光透過層となるディスク基板の厚さをＤＶＤと同じ０．６ｍｍとした光ディスクを用いて、レーザ光波長を約４０５ｎｍ、ＮＡを０．６５とすることで１８ＧＢ以上の大容量化を実現するＨＤＤＶＤ（高精細デジタル多用途ディスク）などがある。
これらよりも更に高密度化が可能な光ディスク技術が期待される。
光ディスクの高密度化技術の中に、回折限界以下の小さな記録マーク又は情報ピットを記録し再生する超解像技術がある。
一般に、使用波長λの光を開口数ＮＡで集光した光スポットを利用する再生方法では、記録マーク列周期（又は情報ピット列周期）がλ／（２×ＮＡ）以下のとき読み取りが不可能となり、この記録マーク列周期（又は情報ピット列周期）の長さを回折限界という。１周期の中で記録マーク部（又は情報ピット部）とスペース部の長さが同じだとしたとき、記録マーク長（又は情報ピット長）の回折限界はλ／（４×ＮＡ）で与えられる。
超解像技術には、例えば、光強度によってその屈折率又は透過率が変化する非線形光吸収材料を光ディスク媒体に利用し局在した光の分布を発生させて回折限界以下の小さな記録マーク又は情報ピットを記録再生するもの、金属プラズモン効果又はその他の光のエンハンス効果を併用してさらに強い再生光強度で回折限界以下の小さな記録マーク又は情報ピットを記録再生するものがある（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３、非特許文献１、及び、非特許文献２）。
さらにトラックが延在する方向とは直行する方向（以下、ラジアル方向と呼ぶ）への高密度化を図る従来の技術として、回折限界以下の小さな情報ピットをグループトラックとして配列させて、微小ピットで形成され且つそれらがグループ化されたトラックとその間に存在する略平坦部のラジアル方向の周期的な構造から回折される光をラジアル方向についてプッシュプル信号として検出し、それから得られるグループトラックに対するトラッキングエラー信号を用いて回折限界以下の間隔で配置されるピット列に集光スポットを精度よくトラッキング制御し所望の前記微小ピットを再生しようとする光ディスク媒体構造が考案されている（例えば、非特許文献４）。
より具体的には、超解像光ディスクの基本構造は、回折限界以下の微小ピットが形成されたディスク基板に超解像効果を示す例えばＡｇＩｎＳｂＴｅの光吸収材料が製膜されたものである。そこでは、前記微小ピットのみで構成される３つの情報ピット列を一群の回折限界以上の大きな幅のトラックと見立てたグループトラックが形成される。これによる回折光をプッシュプル信号として検出してトラッキングエラー信号が得られることが報告されている。前記グループトラック内の３つのピット列に集光スポットを走査させる場合には、前記トラッキングエラー信号に電気的オフセットを印加して、所望のピット列上に集光スポットを移動させる（例えば、非特許文献４）。
上記の従来技術によれば、グループトラック化しない場合に比べて１．５倍の高密度化が可能となるが、回折限界以下の小さな幅のピット列からなる光ディスク媒体において、光ディスク媒体のラジアル方向に更なる高密度記録化を図りながら、トラッキングエラー信号の検出及びトラッキングサーボの制御を行うことは困難であった。
特開２００４−８７０７３号公報 （第９頁、第１図） 特開２００４−２３５２５９号公報 （第４〜５頁、第１図） 特開２００５−３３９７９５号公報 （第１２頁、第２図） Ｊ．Ｊ．Ａ．Ｐ．Ｖｏｌ．４３，Ｎｏ．７Ａ，２００４，ｐｐ．４２１２−４２１５，「Ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ ｏｆ Ｅｙｅ Ｐａｔｔｅｒｎ ｏｎ Ｓｕｐｅｒ−Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ Ｎｅａｒ−Ｆｉｅｌｄ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ Ｄｉｓｋ ｗｉｔｈ Ｗｒｉｔｅ−Ｓｔｒａｔｅｇｙ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ」 Ｊ．Ｊ．Ａ．Ｐ． Ｖｏｌ．３９，Ｐａｒｔ １，Ｎｏ．２Ｂ, ２０００，ｐｐ．９８０−９８１，「Ａ Ｎｅａｒ−Ｆｉｅｌｄ Ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ ａｎｄ Ｒｅａｄｏｕｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｕｓｉｎｇ ａ Ｍｅｔａｌｌｉｃ Ｐｒｏｂｅ ｉｎ ａｎ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄｉｓｋ」 Ｊ．Ｊ．Ａ．Ｐ．Ｖｏｌ．４５，Ｎｏ．２Ｂ，２００６，ｐｐ．１３７９−１３８２，「Ｈｉｇｈ−Ｓｐｅｅｄ Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｓｕｐｅｒ−Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ Ｎｅａｒ−Ｆｉｅｌｄ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ Ｍａｓｔｅｒ Ｄｉｓｃ ｕｓｉｎｇ ＰｔＯｘ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ」 ＯＤＳ Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ，ＷＢ４， ｐｐ．２０３−２０５，「Ｓｕｐｅｒ−ＲＥＮＳ ＲＯＭ Ｄｉｓｃ ｗｉｔｈ Ｎａｒｒｏｗ Ｔｒａｃｋ Ｐｉｔｃｈ」
本発明は、上記の光ディスク媒体の高密度化、特にラジアル方向への更なる高密度化という課題を解決するものである。
本発明は、上記従来技術で述べた光ディスク媒体のグループトラック間に存在する略平坦部にも情報ピットを配置し、且つグループトラックによる回折光をプッシュプル信号として検出してトラッキングエラー信号を得るものであり、従来技術よりも更に高密度化を図るものである。
また、前記本発明の光ディスク媒体を再生する光ディスク装置において、内周から外周、又は外周から内周へ順番にピット列を読み出し可能とするためのトラッキング制御方法を与えるものである。
本発明に係わる光ディスク媒体は、
情報ピットが円形状又はスパイラル状に配列されて構成される情報ピット列を有し、
且つ、波長λの光が開口数ＮＡの対物レンズにより集光される集光スポットを用いて記録及び／又は再生が行われる光ディスク媒体であって、
前記光ディスク媒体の半径方向に前記情報ピットの周期的な深さ変化を有し、
前記情報ピットの幅が、前記対物レンズの開口数ＮＡと前記波長λにより決まる集光スポットの回折限界であるλ／（４×ＮＡ）以下であり、
前記情報ピットの深さが同じである複数の情報ピット列であって、前記光ディスク媒体の半径方向に連続的に配列されたものを１つの組トラックとし、
前記光ディスク媒体の半径方向に繰り返し形成される前記組トラック毎の前記情報ピットの深さ変化の周期が、前記対物レンズの開口数ＮＡと前記波長λにより決まる集光スポットの回折限界であるλ／（２×ＮＡ）以上である
ことを特徴とする。
本発明の光ディスク媒体及び光ディスク装置によれば、正確にトラッキング動作が可能であり、これにより回折限界以下の小さな情報ピットを高密度に再生または記録が可能であり、且つ光ディスク媒体の内周から外周、又は外周から内周へ情報を順番に再生が行なえるという効果がある。
本発明の実施の形態に係わる光ディスク媒体の情報記録面の拡大斜視図である。 本発明の実施の形態の光ディスク媒体の構造を示した断面図である。 本発明の実施の形態の光ディスク媒体を再生する光ディスク装置の構成を示すブロック図である。 （ａ）本発明の実施の形態の光ディスク媒体から得られるトラッキングエラー信号のシミュレーション波形の一例である。 本発明の実施の形態に係わる光ディスク媒体のトラックフォーマットの平面図である。 本発明の実施の形態に係わる光ディスク媒体のトラックフォーマットを示す図５のトラック切換り部を説明する拡大図である。 本発明の実施の形態に係わる光ディスク媒体の別のトラックフォーマットの平面図である。 本発明の実施の形態に係わる光ディスク媒体のトラックフォーマットを示す図７のトラック切換り部を説明する拡大図である。 本発明の実施の形態に係わる光ディスク媒体のトラックフォーマットの変形例を示すトラック切換り部の拡大図である。
符号の説明
１ ディスク基板、２ 記録層、３ 超解像膜、３０ 光ディスク、
３１ 光ヘッド、３２ システムコントロール部、 ３３ 半導体レーザ、
３４ レーザ光、３５ コリメータレンズ、３６ ビームスプリッタ、
３７ 対物レンズ、３８ 光検知器、３９ アクチュエータ、
４０ 加算増幅器、４１ 波形整形部、４２ 再生信号処理部、
４３ 差動増幅器、４４ 極性制御部、４５ トラッキング制御部、
４６ 駆動部、４７ アドレス処理部、４８ トラバース制御部、
４９ 記録信号処理部、５０ レーザ駆動部、５１ スピンドルモータ、
５２ 駆動部。
実施の形態．
以下、図に従って本発明の実施の形態における光ディスク媒体について説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係わる光ディスク媒体の情報記録面の拡大斜視図である。１はディスク基板、２は記録層、３は超解像効果を得るための超解像膜である。超解像膜３は、光の強度に対して非線形な特性を有し、所定の閾値以上の光強度でその屈折率又は透過率が変化する光吸収材料からなる。例えば、特許文献１及び特許文献２に記載があるように、Ｓｂ（アンチモン）又はＴｅ（テルル）又はＳｂとＴｅを含む化合物、又は特許文献３に記載があるＺｎＯ、ＳｎＯ ２ 、ＴｉＯ ２ 、Ｔａ ２ Ｏ ３ 等の金属酸化物からなる光吸収材料を超解像膜３に用いることで、超解像効果が発生する。特に、非特許文献１及び非特許文献２に記載されているように、ＡｇＩｎＳｂＴｅやＧｅＳｂＴｅ等がその代表的材料である。さらに、超解像膜３の材料として、表面プラズモン効果またはその他の光のエンハンス効果をもたらす非線形材料を用いてもよい。上記の所定の閾値以上の光強度に達する回折限界以下の局所的な領域を作ることで、光ディスク媒体上の回折限界以下の微小な記録マーク又は情報ピットを再生可能にする。
Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３はそれぞれ、情報ピット列Ｐ１１とＰ１２とＰ１３、情報ピット列Ｐ２１とＰ２２とＰ２３、情報ピット列Ｐ３１とＰ３２とＰ３３をそれぞれ１組とした組トラックであり、隣接する組トラックを構成する情報ピット列のピット深さが組トラックごとに異なる。
図２は、本発明の実施の形態の光ディスク媒体の構造を示した断面図である。図２では、組トラックＴ１と組トラックＴ３が同じピット深さｄ１であり、組トラックＴ２のピット深さｄ２は前記ｄ１と異なる深さに設定されていて、ｄ１＞ｄ２の関係をもつ。
便宜上、図１は、本発明の実施の形態の光ディスク媒体の一部を切り取った部分のみを示しており、図示のラジアル（Ｘ）方向に前記ピット深さｄ１及びｄ２のそれぞれから成る組トラックが周期的に構成されている。また、図１及び図２に示される光ディスク媒体の積層構造は最小限の構成であって、化学的劣化や機械的な損傷を保護する等の役割を有するカバー層や透明層が更に積層されていてもよい。
図１に示される１点破線ＣＴ１、ＣＴ２、ＣＴ３はそれぞれ、組トラックＴ１、Ｔ２、Ｔ３のトラック中心であり、組トラック周期（若しくはトラックピッチ）はＣＴ１とＣＴ３の間隔に相当する。
次に、本発明の実施の形態の光ディスク媒体を再生する光ディスク装置について説明する。図３は、この光ディスク装置の構成を示すブロック図である。ただし、本発明の実施の形態に係わる部位のみについて図示するものであり、その他の構成が付加されていてもよい。図３において、３０は光ディスク、３１は光ヘッドである。３２は光ディスク装置の動作全体を制御するように、内部にプログラム可能なコマンド演算機能を有するシステムコントロール部である。光ヘッド３１においては、３３は半導体レーザ、３４は半導体レーザから出射したレーザ光、３５は半導体レーザ３３から出射したレーザ光３４を平行光に変換するコリメータレンズ、３６はビームスプリッタ、３７はビームスプリッタ３６を透過したレーザ光３４を光ディスク３０上に集光して集光スポットを形成する対物レンズである。また、３８は、光ディスク３０からの戻り光を受光するための光検知器であり、この反射光をプッシュプル信号として検出してトラッキングエラー信号を得るために、光ディスク３０のトラック（組トラック、ピット列）が延在する方向に対応した方向の分割線により２分割された受光面からなる。３９は、対物レンズ３７を前記トラックの延在する方向に直行する方向（以下、ラジアル方向と呼ぶ）と光ディスク３０の情報記録面に垂直な方向、すなわち対物レンズ３７の光軸方向（以下、フォーカス方向）とに自由自在に移動可能な駆動構造を有するアクチュエータである。
４０は光検知器３８から出力される信号が入力される加算増幅器、４１は加算増幅器４０からの出力信号をデジタル信号に変換しやすくするためのイコライザーにより前記出力信号の変調成分の強調を行なう波形整形部、４２は波形整形部４１から出力されるデジタル信号の誤り訂正や再生データに復調する再生信号処理部である。４３は光検知器３８から出力される信号が入力されプッシュプル出力によりトラッキングエラー信号を生成する差動増幅器、４４はシステムコントロール部３２からの出力信号Ｓ１に基づいて前記トラッキングエラー信号の極性反転を行なう極性制御部である。４５は、トラッキング制御部であり、システムコントロール部３２からの出力信号Ｓ２に基づいて極性制御部４４で処理されたトラッキングエラー信号に電気的オフセットを印加できる。さらに、トラッキング制御部４５より出力されるトラッキングエラー信号をアクチュエータ３９の駆動部４６へ入力して、前記トラッキングエラー信号に基づいて対物レンズ３７で形成される集光スポットを光ディスク３０上のラジアル方向にトラッキング位置制御する。４７は、再生信号処理部４２から出力される再生データより光ディスク３０上の集光スポットの位置情報を抽出し、システムコントロール部３２へ前記位置情報（すなわち、アドレス情報）を送出するアドレス処理部である。
４８は、トラッキング制御部４５から出力されるトラッキングエラー信号とシステムコントロール部３２からの出力信号Ｓ３とに基づいて、光ヘッド３１を光ディスク３０の半径方向（すなわちラジアル方向）に移動させ、内周から外周の情報ピットにアクセスを可能にするためのトラバース制御部である。４９は記録データが入力され、それに対応する半導体レーザ３３の発光パターンを生成し出力する記録信号処理部、５０は記録信号処理部４９から出力される発光パターンに基づいて半導体レーザ３３に電流を流して発光させるレーザ駆動部である。
再生時においては、レーザ駆動部で高周波重畳された電流により半導体レーザ３３を発光させることで、半導体レーザ３３のノイズを低減させることができる。さらに、レーザ駆動部５０は、前述したように超解像効果を発生させるために超解像膜３の屈折率又は透過率が変化する所定の閾値以上の光強度を回折限界以下の微小な領域に形成するように半導体レーザ３３の発光量をコントロールする。記録信号処理部４９及びレーザ駆動部５０の動作は、システムコントロール部３２からの出力信号Ｓ４１およびＳ４２に基づいて行われる。再生時においては、半導体レーザ３３を発光するように、または発光を止めるように、Ｓ４１に基づいてレーザ駆動部５０が制御される。また、記録時には、記録信号処理部４９からレーザ駆動部５０に記録データに応じた信号を送るよう、Ｓ４２に基づいた信号がシステムコントロール部３２から記録信号処理部４９に送られる。さらに、システムコントロール部３２からの出力信号Ｓ４１がレーザ駆動部５０に送られ、半導体レーザ３３は、記録データに応じて変調された発光動作を行うことができる。５１は光ディスク３０を回転駆動できるスピンドルモータ、５２はスピンドルモータ５１の回転制御を行なう駆動部である。駆動部５２は、システムコントロール部３２からの出力信号Ｓ５に基づいて回転スピード及び回転動作の作動と停止の換えを行なう。
図４（ａ）は、図１及び図２で示した光ディスク媒体の情報記録面上に集光される集光スポットが、光ディスク媒体のラジアル方向（すなわち、Ｘ方向）に変位したときに、図３の光ディスク装置内の差動増幅器４３でプッシュプル信号として検出して得られるトラッキングエラー信号のシミュレーション波形の一例である。
前記トラッキングエラー信号波形のシミュレーション条件は、使用波長はλ＝４０５ｎｍ、対物レンズ３７の開口数はＮＡ＝０．８５、微小ピット形状は回折限界以下の微小な矩形ピット（回折限界は０．１１９μｍ（＝λ／（４×ＮＡ））である）とした。なお、この微小ピットは、０．０７５μｍ×０．０７５μｍの大きさを持つ。また、隣接するピットの中心間距離は０．１５μｍとし、組トラック周期は０．９μｍとした。
また、図１及び図２に示した構造と同様に組トラックのピット列は３列とし、各ピット深さをｄ１＝６λ／８、ｄ２＝２λ／１６に設定した。ここで、前記ピット深さｄ１及びｄ２の値は、光の位相又は位相差にて説明を行うため、光が情報記録面上に集光するまでに至る光ディスク内の透過層の実質的な屈折率ｎが１であると仮定したものにしている。しかしながら、実際には前記屈折率は１以上の値を有するので、実際のピット深さは上記ピット深さｄ１及びｄ２を更に前記屈折率ｎで割った値に設定する。以下に説明するピット深さの差Δｄについても同様である。
なお、超解像膜３に関しても、本シミュレーションにおいては、光強度に依らず一定の屈折率（本シミュレーションにおいては１と仮定）を有する膜として扱っている。超解像を生じる面積は集光スポットと比べて十分に小さく、また、超解像部から生じる反射光の変化（いわゆるＲＦ信号）は作動信号検出によりキャンセルされるため、本シミュレーションにおいて扱う作動信号であるプッシュプル信号への寄与は無視できるためである。
さらに、図４（ｂ）は、ピット深さの差Δｄ（＝ｄ１−ｄ２）に対する前記トラッキングエラー信号の振幅変化のシミュレーション結果の一例である。ここでは、ピット深さｄ２＝２λ／１６に固定してピット深さｄ１を変化させている。図４（ｂ）の結果によれば、ピット深さの差Δｄが略４．５λ／１６であるときにプッシュプル信号レベルが最も大きくなり、略３λ／１６〜６λ／１６に設定することで大きなトラッキングエラー信号レベルの確保が可能となる。
図４（ａ）において前記トラッキングエラー信号の波形上に記された●は、ピット深さがｄ２のピット列Ｐ２１、Ｐ２２、Ｐ２３を、○はピット深さがｄ１のピット列Ｐ１２、Ｐ１３、Ｐ３１、Ｐ３２をトラッキング制御するときのサーボ動作点である。したがって、所望のピット列にトラッキング動作を行なう際には、サーボ動作点での傾き極性を同じにするための極性制御部４４による極性設定と、トラッキング制御部４５による電気的オフセットの印加を行なって、各サーボ動作点にてトラッキング動作を良好に実現できる。これら極性設定及び電気的オフセットの設定は、アドレス処理部４７で抽出した前記アドレス情報に基づき行なわれる。
以上のように、極めて狭いトラックピッチにおいても、上記のトラッキング方法によって、良好なトラッキング動作が実現できる。
次に、本発明の実施の形態の光ディスク媒体のトラックフォーマットについて説明する。
図５は、本発明の実施の形態に係わる光ディスク媒体のトラックフォーマットの平面図である。図５は、破線で囲まれたトラック切換り部６ａにおいて、組トラックがこれと隣接し且つピット深さの異なる別の組トラックに連結したスパイラルタイプのトラックフォーマットである。
図６は、図５のトラック切換り部６ａを説明する拡大図である。四角の印は情報ピット７を表している。図６を用いて、トラック切換り部６ａにて図４で示したトラッキングエラー信号の制御方法について説明する。
トラック切換り部６ａの破線枠内はピット列毎若しくは組トラック毎に設けられた凹凸構造のヘッダ領域８である。前記ヘッダ領域８の詳細な構造については、本発明の要部ではないのでここでは敢えて省略し、集光スポットが走査することで、集光スポットがディスク上のどの位置に存在しているかをアドレス処理部４７で抽出することができるものである。アドレス情報はシステムコントロール部３２で処理された後、トラッキング制御部４５へ次の動作指示が成される。例として、ピット列Ｐ２３にサーボ動作した後（経路Ｉ→経路ＩＩ）、トラック切換り部６ａにて前述したように極性及び電気的オフセットを設定してピット列Ｐ３１へサーボ動作点を変える。その結果、経路ＩＩＩをたどって引続きピット列Ｐ３１へサーボを切換えることができる。このような一連の動作を繰返すことで、すべてのピット列を光ディスクの内周から外周、又は外周から内周に順番に再生することができる。
図７は、本発明の実施の形態に係わる光ディスク媒体の別のトラックフォーマットの平面図である。図８は、図７のトラック切換り部６ｂを説明する拡大図である。図６と同一符号は同一叉は相当部分を示すので説明を省略する。図８を用いて、トラック切換り部６ｂにて図４で示したトラッキングエラー信号の制御方法について説明する。先に説明した図６と同様、トラック切換り部６ｂの破線枠内はピット列毎若しくは組トラック毎に設けられた凹凸構造のヘッダ領域８である。前記ヘッダ領域８の詳細な構造については、本発明の要部ではないのでここでは省略するが、集光スポットが走査することで、集光スポットがディスク上のどの位置に存在しているかをアドレス処理部４７で抽出することができるものである。アドレス情報はシステムコントロール部３２で処理された後、トラッキング制御部４５へ次の動作指示が成される。
例として、ピット列Ｐ２２にサーボ動作した後（経路Ｉ→経路ＩＩ）、トラック切換り部６ｂにて前述したように極性及び電気的オフセットを設定してピット列Ｐ２３へサーボ動作点を変える。その結果、経路ＩＩＩをたどって引続きピット列Ｐ２３へサーボを切換えることができる。このような一連の動作を繰返すことで、すべてのピット列を光ディスクの内周から外周、又は外周から内周に順番に再生することができる。
図８で示したトラックフォーマットによれば、対物レンズ３７を保持し移動させるアクチュエータの実際の動き量を小さくでき、トラッキングサーボ動作がより安定化する。
図９は、図７で示される本発明の実施の形態に係わる光ディスク媒体のトラックフォーマットの変形例を示すトラック切換り部６ｂの拡大図である。図６及び図８と同一符号は同一又は相当部分を示すので説明を省略する。図９を用いて、トラック切換り部６ｂにて図４で示したトラッキングエラー信号の制御方法について説明する。先に説明した図６と同様、トラック切換り部６ｂの破線枠内はピット列毎若しくは組トラック毎に設けられた凹凸構造のヘッダ領域８である。前記ヘッダ領域８の詳細な構造については、本発明の要部ではないのでここでは省略するが、集光スポットが走査することで、集光スポットがディスク上のどの位置に存在しているかをアドレス処理部４７で抽出することができるものである。アドレス情報はシステムコントロール部３２で処理された後、トラッキング制御部４５へ次の動作指示が成される。
例として、ピット列Ｐ２３にサーボ動作した後（経路Ｉ→経路ＩＩ）、トラック切換り部６ｂにて前述したように極性及び電気的オフセットを設定してピット列Ｐ３１へサーボ動作点を変える。その結果、経路ＩＩＩをたどって引続きピット列Ｐ３１へサーボを切換えることができる。このような一連の動作を繰返すことで、すべてのピット列を光ディスクの内周から外周、又は外周から内周に順番に再生することができる。
図９で示したトラックフォーマットによれば、対物レンズ３７を保持し移動させるアクチュエータの実際の動き量を与える必要はなく、図８で示したトラックフォーマットよりも更にトラッキングサーボ動作が安定化する。
本発明の実施の形態では、図１及び図２で示したようにピット形状を矩形で示したが、これに限るものではなく、円形状又は楕円形状等であってもよい。
また、本発明の実施の形態における図１及び図２では情報ピット７が等間隔にもれなく並んだ例を示したが、実際の情報データが記録される際には、必ずしもすべてのピットが必要とはならず、情報ピット７の配列方向にはランダムな間隔でピットが配置されていてよいし、さらに情報ピット７の配列方向への長さは一定である必要はなく、記録データ及びデータの変調方式に応じて異なってよい。
また、すべてのピットについて、情報ピット７の配列方向に回折限界以下の微小な長さとしておくことで、回折限界以上の長さを有するピットによる回折光との干渉を避けることができる利点がある。無論のこと、前記干渉を解決できる別の光ディスクシステムであるならば、必ずしもすべてのピットの配列方向の長さが回折限界以下の微小長さである必要はない。
また、組トラック内のピット列数を３として説明したがこれに限るものではなく、個々のピット列がラジアル方向に回折限界以下の微小な幅を有し、組トラックのピッチ（もしくは周期）が回折限界以上の長さであればよい。
また、前記組トラックのピッチ（もしくは周期）を、略１．６μｍ、略０．７４μｍ、略０．３２μｍに設定しておけば、それぞれ既存のＣＤ、ＤＶＤ、ＢＤのトラックピッチと同じとなり、トラックジャンプ動作などの光ディスクシステムにおけるサーボ動作の互換性を高めることができる。

また、本発明の実施の形態においては凹状のピットがピット列を構成するとしたが、必ずしも凹状である必要は無く、凸状の「でっぱり」であっても良い。この場合、ピット深さの差Δｄ（＝ｄ１−ｄ２）は、凸状の「でっぱり」高さの差で置き換えることができる。また、ある組トラックが凸状の「でっぱり」を有し、隣接する組トラックが凹状のピットを有していても良い。この場合、Δｄ（＝ｄ１−ｄ２）において、ｄ１＞０、ｄ２＜０として、Δｄを計算すれば良い。いずれにしても、凹凸から生じる位相差を考慮すれば、同様の効果が得られる。

Claims (16)

  1. 情報ピットが円形状又はスパイラル状に配列されて構成される情報ピット列を有し、
    且つ、波長λの光が開口数ＮＡの対物レンズにより集光される集光スポットを用いて記録及び／又は再生が行われる光ディスク媒体であって、
    前記光ディスク媒体の半径方向に前記情報ピットの周期的な深さ変化を有し、
    前記情報ピットの幅が、前記対物レンズの開口数ＮＡと前記波長λにより決まる集光スポットの回折限界であるλ／（４×ＮＡ）以下であり、
    前記情報ピットの深さが同じである複数の情報ピット列であって、前記光ディスク媒体の半径方向に連続的に配列されたものを１つの組トラックとし、
    前記光ディスク媒体の半径方向に繰り返し形成される前記組トラック毎の前記情報ピットの深さ変化の周期が、前記対物レンズの開口数ＮＡと前記波長λにより決まる集光スポットの回折限界であるλ／（２×ＮＡ）以上である
    ことを特徴とする光ディスク媒体。
  2. 前記情報ピットが前記円形状又はスパイラル状に配列される方向への前記情報ピットは、前記対物レンズの開口数ＮＡと前記波長λにより決まる集光スポットの回折限界であるλ／（４×ＮＡ）以下の長さのものが含まれていることを特徴とする請求項１に記載の光ディスク媒体。
  3. 前記情報ピットの構造を有する光ディスク基板上に、光の強度に対して非線形な光の透過率特性を有する光吸収材料がすくなくとも１層積層されていることを特徴とする請求項１に記載の光ディスク媒体。
  4. 前記光吸収材料は、Ｓｂ又はＴｅを含有することを特徴とする請求項３に記載の光ディスク媒体。
  5. 前記光吸収材料は、ＺｎＯ、ＳｎＯ２、ＴｉＯ２、Ｔａ２Ｏ３の少なくともいずれかの金属酸化物を含有することを特徴とする請求項３に記載の光ディスク媒体。
  6. 請求項３に記載の光ディスク媒体を記録及び／又は再生する光ディスク装置において、前記光ディスク装置の前記対物レンズにより前記光ディスク媒体に集光される集光スポットの一部における光強度が前記光吸収材料の超解像効果が発生する閾値以上であることを特徴とする光ディスク装置。
  7. 前記情報ピットの深さの変化で生じる光の位相差が３λ／１６〜６λ／１６であることを特徴とする請求項１に記載の光ディスク媒体。
  8. 情報ピットが円形状又はスパイラル状に配列されて構成される情報ピット列を有する光ディスク媒体であって、
    前記情報ピットの深さが同じである複数の情報ピット列であって、前記光ディスク媒体の半径方向に連続的に配列されたものを１つの組トラックとし、
    前記光ディスク媒体の半径方向に繰り返し形成される前記組トラック毎の前記情報ピットの深さが、前記半径方向に周期的に変化している
    ことを特徴とする光ディスク媒体。
  9. 波長λの光が開口数ＮＡの対物レンズにより集光される集光スポットを用いて記録及び／又は再生が行われる光ディスク媒体であって、
    前記情報ピットが前記円形状又はスパイラル状に配列される方向への前記情報ピットは、前記対物レンズの開口数ＮＡと前記波長λにより決まる集光スポットの回折限界であるλ／（４×ＮＡ）以下の長さのものが含まれている
    ことを特徴とする請求項８に記載の光ディスク媒体。
  10. 前記組トラックは、すくなくとも一周ごとにトラック切換り部を有し、前記トラック切換り部に少なくともアドレス情報及び／又はトラッキング制御情報を含むヘッダ部が設けられていることを特徴とする請求項８に記載の光ディスク媒体。
  11. 前記情報ピットが第１のピット深さ及び第２のピット深さを有し、且つ前記情報ピットの深さ変化の周期Λを有する光ディスク媒体であって、
    前記トラック切換り部にて、前記情報ピット列が前記周期Λの半分だけシフトした情報ピット列と連結されている
    ことを特徴とする請求項１０に記載の光ディスク媒体。
  12. 前記情報ピットが第１のピット深さ及び第２のピット深さを有し、且つ前記情報ピットの深さ変化の周期Λを有する光ディスク媒体であって、
    前記トラック切換り部にて、前記情報ピット列がこれに隣接する情報ピット列と連結されている
    ことを特徴とする請求項１０に記載の光ディスク媒体。
  13. 波長λの光が開口数ＮＡの対物レンズにより集光される集光スポットを用いて記録及び／又は再生が行われる光ディスク媒体であって、
    前記組トラック毎の前記情報ピットの深さ変化の周期が、前記対物レンズの開口数ＮＡと前記波長λにより決まる集光スポットの回折限界であるλ／（２×ＮＡ）以上である
    ことを特徴とする請求項８に記載の光ディスク媒体。
  14. 前記組トラック毎の前記情報ピットの深さ変化の周期が、０．３２μｍ、０．７４μｍ、１．６μｍのいずれかであることを特徴とする請求項１３に記載の光ディスク媒体。
  15. 請求項８項に記載の光ディスク媒体を記録及び／又は再生する光ディスク装置において、
    前記光ディスク媒体から反射された光について、少なくとも円形状又はスパイラル状に前記情報ピットが配列する方向に平行な分割線により分割された分割受光面を有し、前記分割受光面から出力される電気信号を差分演算して得られるプッシュプル信号を用いて、前記集光スポットのトラッキング位置制御を行なう
    ことを特徴とする光ディスク装置。
  16. 各情報ピット列の位置に対応するトラッキングエラー信号の極性及びオフセット値を設定することでトラッキングサーボの動作点を切り換えて所望の情報ピット列に前記集光スポットを位置制御することを特徴とする請求項１５に記載の光ディスク装置。
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