JPWO2008099708A1 - 記録媒体、光ピックアップ装置および記録再生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】多光子吸収過程により屈折率が変化する記録層を積層方向に複数有する多層記録媒体において、記録再生用のレーザ光を奥部側の記録層に円滑かつ効率的に導くことができ、且つ、各記録層に対するサーボ信号の信頼性を高めることができるようにする。【解決手段】光ディスク１０中に、サーボ層１３、６つのスペース層１４および５つの記録層１５からなる組が４段配されている。サーボ層１３は、サーボ用レーザ光に対する反射率が高く、記録用レーザ光と再生用レーザ光に対する反射率が低い材料にて形成されている。サーボ層と、これと組になる記録層が積層方向に大きく離間しないため、各記録層に対するサーボ信号の信頼性を高く維持できる。また、サーボ層は上記材料から構成されているため、サーボ層によって生じる記録および再生用のレーザ光の減衰が抑制される。【選択図】図１

Description

本発明は、記録媒体、光ピックアップ装置および記録再生装置に関し、特に、多光子吸収過程により情報が記録される記録層を積層方向に複数有する多層記録媒体およびそれに対応する光ピックアップ装置、記録再生装置に用いて好適なものである。

近年、記録媒体の高容量化に伴い、積層方向に複数の記録層を有する光記録媒体が開発されている。たとえば、以下の特許文献１には、複数の記録層と一つのサーボ層が積層された光記録媒体が開示されている。この記録媒体では、ガイドトラックのない平坦な記録層が形成され、その上に、ガイドトラックを有するサーボ層が形成されている。記録再生時には、サーボ層に形成されたガイドトラックをもとにフォーカスサーボ信号とトラッキングサーボ信号が生成される。これらサーボ信号をもとに記録層上のビームスポットを位置制御することにより、ビームスポットが所望の走査軌跡に沿うよう記録層上を走査する。

この種の記録媒体では、記録層の増加に伴い、積層方向におけるサーボ層と記録層の位置が離間するため、記録層の層数をあまり多くすると、記録層に対するサーボ信号の信頼性が低下するとの問題が生じる。このため、この記録媒体では、記録層の層数増加に一定の限界があり、これにより記録容量も制限されることとなる。

この問題は、たとえば、積層方向に一定間隔毎にサーボ層を配置し、サーボ層とサーボ層の間に挟まれる記録層の層数を少なくすることにより解消できる。しかし、こうすると、サーボ層による光量減衰が大きくなるため、レーザ光が奥側の記録層に届き難くなるとの問題が生じる。

なお、記録層に用いる材料としては、従来、一つの光子を吸収することによって記録がなされる相変化材料や色素材料が用いられてきたが、最近では、２つの光子を吸収することにより屈折率が変化する、いわゆる２光子吸収材料を記録層材料として用いる提案がなされている。この他、３つ以上の光子吸収によって屈折率が変化する多光子吸収材料を記録層材料として用いることも可能である。

記録層材料として２光子吸収材料を用いる場合、２光子吸収過程によって情報が記録される。２光子吸収過程とは、物質が２つの光子を吸収して励起される現象のことである。２光子吸収の起こる確率は、入射光強度の２乗に比例する（非線形光学効果）。つまり、入射光のエネルギーが集中している領域においてのみ２光子吸収が誘起される。入射光をレンズで集光すれば、焦点付近でのみ２光子吸収が起こり、焦点が合っていないその他の空間では２光子吸収は起こらないという状態を作り出すことができる。具体的には、その材料の吸収波長帯のレーザ光を超短パルス且つ高強度にて集光照射することにより、２光子吸収材料に２光子吸収を誘起することができる。この他、その材料の吸収波長帯以外の波長の光を照射しつつ吸収波長帯のレーザ光を集光照射して、２光子吸収材料に２光子吸収を誘起させる方法もある。この場合、吸収波長帯以外の波長の光によって２光子吸収材料のエネルギー準位が上昇する。このため、吸収波長帯のレーザ光の強度レベルをある程度抑えても２光子吸収が生じる。

この種の材料を上記多層記録媒体の記録層に用いる場合には、記録および再生時にレーザ光を奥側の記録層に円滑かつ効率的に導く構成が必要となる。特に、記録時には、記録層に対して超短パルスの高強度のレーザ光を照射する必要があるため、レーザ光を奥側の記録層まで減衰を抑えながら到達させる必要がある。
特開２００４−３３５０６０号公報

本発明は、２つ以上の光子（多光子）を吸収することによる非線形光学効果によって屈折率が変化する記録層を積層方向に複数有する多層記録媒体において、記録再生用のレーザ光を奥部側の記録層に円滑かつ効率的に導くことができ、且つ、各記録層に対するサーボ信号の信頼性を高めることができるようにすることを課題とする。

上記課題に鑑み本発明は、以下の特徴を有する。

本発明の第１の態様は、記録媒体に関するものである。この態様に係る記録媒体は、多光子吸収過程により情報が記録される記録層と、前記記録層に対し積層方向に配されるとともに第１および第２の波長のレーザ光のビームスポットを走査軌跡に沿って案内するためのトラックが形成されたサーボ層とを備え、前記サーボ層と少なくとも一つの前記記録層の組が積層方向に複数配され、且つ、前記サーボ信号を生成するための第３の波長のレーザ光に対する反射率が高く前記第１および第２の波長のレーザ光に対する反射率が低い材料によって前記サーボ層が形成されていることを特徴とする。

第１の態様に係る記録媒体によれば、積層方向に所定の間隔にてサーボ層が配置されるため、サーボ層と、これと組になる記録層が積層方向に大きく離間することはない。よって、各記録層に対するサーボ信号の信頼性を高く維持することができ、その結果、第１および第２の波長のレーザ光のビームスポットを記録層上において適正に走査させることができる。また、サーボ層は、第３の波長のレーザ光に対する反射率が高く第１および第２の波長のレーザ光に対する反射率が低い材料によって形成されるため、サーボ層によって生じる第１および第２の波長のレーザ光（記録および再生用のレーザ光）の減衰を抑制することができる。よって、本発明のようにサーボ層を複数配しても、これら第１および第２の波長のレーザ光を最奥部の記録層まで、円滑かつ効率的に導くことができ、全ての記録層に対し適正に記録再生を行うことができる。

なお、第１の態様に係る記録媒体において、前記サーボ層のトラック上に、記録および再生用のクロックを生成するための構造を形成すると、サーボ層に形成されたクロック生成用の構造をもとに、光ディスク装置側において、記録再生用クロックを生成することができる。

記録媒体に多数の記録層が積層される場合には、通常、記録層毎に偏心の生じ方が相違する。このため、単純にディスク径方向の位置に基づいてクロック信号を生成すると、記録層によっては、クロック信号が適正な状態から大きくずれる場合が生じる。これに対し、本発明のように、サーボ層にクロック生成用の構造を生成しておけば、この構造をもとに光ディスク装置側においてクロック信号を生成することができる。そして、このクロック信号を、当該サーボ層と組となる記録層の記録再生用クロック信号に用いることにより、適正なクロック信号にて各記録層に対する記録再生動作を行うことができる。

また、第１の態様に係る記録媒体において、前記サーボ層のトラック上に、前記サーボ層のチルトを検出するための構造を形成すると、サーボ層に形成されたチルト検出用の構造をもとに、光ディスク装置側において、チルトサーボを掛けることができる。

記録媒体中に多数の記録層が配される場合には、通常、記録層毎にチルト状態が相違する。これに対し、本発明によれば、サーボ層と、これと組になる記録層に対する各レーザ光のチルトが、当該サーボ層のチルト検出用の構造から導出されたチルトエラー信号をもとに抑制され得る。ここで、サーボ層と、これと組になる５つの記録層は積層方向の距離が接近しているため、チルト状態も似通っている。よって、このように、サーボ層のチルト検出用の構造に基づくチルトエラー信号をもとに、これと組となる記録層に対するチルトを補正することにより、これら記録層に対するレーザ光のチルトを円滑に抑制することができる。

また、第１の態様に係る記録媒体において、前記サーボ層のトラック上に、走査アドレスを検出するための第１の構造と、この第１の構造を適正に読み取れなかったときに前記走査アドレスを検出するための第２の構造を形成すると、サーボ層に形成された第１および第２の構造をもとに、光ディスク装置側において、記録再生位置の物理アドレスを取得することができる。

記録媒体中に多数の層が積層される場合、何れかの層の一部に異物等が混入すると、レーザ光入射側から見てこの異物の奥側にあるサーボ層に基づく信号には、この異物による劣化が生じる。この場合、この異物がサーボ層上の物理アドレス形成領域に対応する位置にあると、この異物のために物理アドレスを読み取れない惧れがある。これに対し、本発明によれば、一つの物理アドレスに対して第１および第２の構造が二重に配されるため、このうち何れか一方が読み取れなくとも、他方から物理アドレスを取得することができる。

なお、以上の構成において、前記各サーボ層に層検出用のゾーンをそれぞれ割り当て、積層方向に互いに重ならない各ゾーン内の位置に、各サーボ層を検出するための構造を形成すると、第３の波長のレーザ光によって層検出用のゾーンを面内方向に走査することにより、現在アクセス中のサーボ層が、記録媒体中に存在する複数のサーボ層のうちどのサーボ層であるかを識別することができる。

本発明の第２の態様は、記録媒体にレーザ光を照射する光ピックアップ装置に関するものである。この態様において、前記記録媒体は、多光子吸収過程により情報が記録される記録層と、前記記録層に対し積層方向に配されるとともに第１および第２の波長のレーザ光のビームスポットを走査軌跡に沿って案内するためのトラックが形成されたサーボ層とを備えるとともに、前記サーボ層と少なくとも一つの前記記録層の組が積層方向に複数配され、且つ、前記サーボ信号を生成するための第３の波長のレーザ光に対する反射率が高く前記第１および第２の波長のレーザ光に対する反射率が低い材料によって前記サーボ層が形成されている。この態様に係る光ピックアップ装置は、前記第１、第２および第３の波長のレーザ光をそれぞれ出射する第１、第２および第３の光源と、前記第１および第２の波長のレーザ光を前記記録媒体上に収束させる記録再生用対物レンズと、前記第３の波長のレーザ光を前記記録媒体上に収束させるサーボ用対物レンズと、前記第１および第２の波長のレーザ光の光路を結合して前記記録再生用対物レンズに導くと共にこれら２つのレーザ光の前記記録媒体からの反射光のうち少なくとも再生用に用いる反射光を再生用光検出器へと導く記録再生用光学系と、前記第３の波長のレーザ光を前記サーボ用対物レンズに導くと共にこのレーザ光の前記記録媒体からの反射光をサーボ用光検出器へと導くサーボ用光学系と、前記第３の波長のレーザ光のフォーカス位置と前記第１および第２の波長のレーザ光のフォーカス位置をこれらレーザ光の光軸方向に変位させるためのフォーカス調整ユニットとを有することを特徴とする。

この態様に係る光ピックアップ装置によれば、前記第１および第２の波長のレーザ光を、記録再生対象とされる記録層に円滑に引き込むことができる。

本発明の第３の態様は、記録媒体にレーザ光を照射する光ピックアップ装置に関するものである。この態様において、前記記録媒体は、多光子吸収過程により情報が記録される記録層と、前記記録層に対し積層方向に配されるとともに第１および第２の波長のレーザ光のビームスポットを走査軌跡に沿って案内するためのトラックが形成されたサーボ層とを備えるとともに、前記サーボ層と少なくとも一つの前記記録層の組が積層方向に複数配され、且つ、前記サーボ信号を生成するための第３の波長のレーザ光に対する反射率が高く前記第１および第２の波長のレーザ光に対する反射率が低い材料によって前記サーボ層が形成されている。この態様に係る光ピックアップ装置は、前記第１、第２および第３の波長のレーザ光をそれぞれ出射する第１、第２および第３の光源と、前記第１および第２の波長のレーザ光を前記記録媒体上に収束させる記録再生用対物レンズと、前記第３の波長のレーザ光を前記記録媒体上に収束させるサーボ用対物レンズと、前記第１および第２の波長のレーザ光の光路を結合して前記記録再生用対物レンズに導くと共にこれら２つのレーザ光の前記記録媒体からの反射光のうち少なくとも再生用に用いる反射光を再生用光検出器へと導く記録再生用光学系と、前記第３の波長のレーザ光を前記サーボ用対物レンズに導くと共にこのレーザ光の前記記録媒体からの反射光をサーボ用光検出器へと導くサーボ用光学系と、前記記録再生用対物レンズとサーボ用対物レンズを一体的に保持するホルダと、前記ホルダを駆動する対物レンズアクチュエータとを備え、前記記録再生用光学系には、前記第１および第２の波長のレーザ光のフォーカス位置をこれらレーザ光の光軸方向に変位させるための光学素子が配されていることを特徴とする。

この態様に係る光ピックアップ装置によれば、前記第１および第２の波長のレーザ光を、記録再生対象とされる記録層に円滑に引き込むことができる。また、光学素子によって、第１および第２の波長のレーザ光のフォーカス位置がこれらレーザ光の光軸方向に変位され記録再生対象の記録層に引き込まれるため、記録再生用対物レンズとサーボ用対物レンズを個別に駆動制御する必要がなく、よって、光ピックアップ装置の構成を簡素化でき、光ピックアップ装置の制御を簡易化することができる。

本発明の第４の態様は、記録媒体に情報を記録および再生する記録再生装置に関するものである。この態様において、前記記録媒体は、多光子吸収過程により情報が記録される記録層と、前記記録層に対し積層方向に配されるとともに第１および第２の波長のレーザ光のビームスポットを走査軌跡に沿って案内するためのトラックが形成されたサーボ層とを備えるとともに、前記サーボ層と少なくとも一つの前記記録層の組が積層方向に複数配され、且つ、前記サーボ信号を生成するための第３の波長のレーザ光に対する反射率が高く前記第１および第２の波長のレーザ光に対する反射率が低い材料によって前記サーボ層が形成されている。この態様に係る記録再生装置は、光ピックアップ装置とサーボ回路を備え、前記光ピックアップ装置は、前記第１および第２の波長のレーザ光と前記サーボ層を走査するための第３の波長のレーザ光を前記記録媒体に照射すると共に前記記録媒体によって反射された各波長のレーザ光のうち再生用に用いる反射光と前記第３の波長のレーザ光の反射光を対応する光検出器に導く光学系と、前記第１および第２の波長のレーザ光を前記記録層に追従させると共に前記第３の波長のレーザ光を前記サーボ層に追従させるアクチュエータを具備し、前記サーボ回路は、前記第３の波長のレーザ光を受光する前記光検出器からの検出信号にもとづいて、前記第３の波長のレーザ光を前記サーボ層上の前記トラック上に位置づけるとともに前記第１および第２の波長のレーザ光を記録もしくは再生対象とされる前記記録層上の前記走査軌跡に沿って走査させるサーボ信号を生成して前記アクチュエータに供給することを特徴とする。

ここで、前記サーボ層のトラック上に、記録および再生用のクロックを生成するための構造が形成されている場合、第４の態様に係る記録再生装置は、この構造を前記第３の波長のレーザ光が走査するときの前記検出信号に基づいて記録および再生用のクロックを生成するクロック生成回路をさらに有する構成とされ得る。

また、前記サーボ層のトラック上に、前記サーボ層のチルトを検出するための構造が形成されている場合、第４の態様に係る記録再生装置におけるアクチュエータは、前記記録層に対する前記第１および第２の波長のレーザ光のチルトを補正するための構成と、前記サーボ層に対する前記第３の波長のレーザ光のチルトを補正する構成を備え、前記サーボ回路は、この構造を前記第３の波長のレーザ光が走査するときの前記検出信号に基づいて前記チルトを抑制するためのチルトサーボ信号を生成して前記アクチュエータに供給するよう構成され得る。

また、前記サーボ層のトラック上に、走査アドレスを検出するための第１の構造とこの第１の構造から前記走査アドレスを取得できなかったときにこれを補完するための第２の構造が形成されている場合、第４の態様に係る記録再生装置は、これら第１および第２の構造を前記第３の波長のレーザ光が走査するときの前記検出信号に基づいてアドレス情報を生成するアドレス生成回路をさらに有する構成とされ得る。

また、前記各サーボ層の面内方向の同じ領域に層検出用のゾーンがそれぞれ割り当てられ、各サーボ層の前記ゾーンの積層方向に互いに重ならない位置に、前記各サーボ層を検出するための構造が形成されている場合、第４の態様に係る記録再生装置は、記録または再生の際に前記サーボ層の前記ゾーンを前記第３の波長のレーザ光で走査し、このゾーン内の何れの位置において前記サーボ層を検出するための構造に対応する検出信号が得られるかによって、走査されたサーボ層が複数存在するサーボ層のうち何れのサーボ層であるかを識別するよう構成され得る。

なお、上記各態様において、「フォーカス調整ユニット」は、以下の実施の形態において、ホルダ１３１およびこれを駆動する対物レンズアクチュエータ１３２と、エキスパンダ１１６およびこれを駆動するアクチュエータ１３４からなる構成が対応する。

実施の形態に係る光ディスクの断面構造を示す図である。 実施の形態に係るサーボ層材料の光学特性を示す図である。 実施の形態に係る光ディスクのエリアフォーマットを示す図である。 実施の形態に係る層検出ゾーンの構成（断面構造）を示す図である。 実施の形態に係るサーボ層のグルーブ領域の構造を示す斜視図である。 実施の形態に係るサーボ層のグルーブ領域の構造を示す平面図である。 実施の形態に係るサーボ層のグルーブ領域の構造を示す平面図である。 実施の形態に係る光ピックアップ装置の構成（光学系）を示す図である。 実施の形態に係る各種サーボ信号の生成方法を説明する図である。 実施の形態に係る光ディスク装置の構成を示す図である。 実施の形態に係る記録再生動作を概念的に示す図である。 実施の形態に係る初期動作を示すフローチャートである。 実施の形態に係る記録再生動作を示すフローチャートである。

ただし、図面はもっぱら説明のためのものであって、この発明の範囲を限定するものではない。

以下、本発明の実施の形態につき図面を参照して説明する。本実施の形態は、多層型の光ディスクとこれに対応する光ピックアップ装置および光ディスク装置に本発明を適用したものである。なお、本実施の形態では、記録時に、記録用レーザ光の他に、再生用レーザ光が記録層に同時に照射され、記録層に２光子吸収が誘起される。

まず、図１に実施の形態に係る光ディスク１０の断面構造を示す。

図示の如く、光ディスク１０は、基板１１と表面層１２の間に、サーボ層１３、６つのスペース層１４および５つの記録層１５からなる組を４段配することにより構成されている。

基板１１および表面層１２は、ポリカーボネート、ポリオレフィンまたはアクリル等の透光性材料からなっている。この他、基板１１および表面層１２の材料として、生分解性材料、ＵＶ硬化樹脂、粘着フィルム等を用いることもできる。

サーボ層１３は、サーボ用レーザ光（以下、「サーボ光」という）に対する反射率が高く、記録用レーザ光（以下、「記録光」という）と再生用レーザ光（以下、「再生光」という）に対する反射率が低い材料にて形成されている。本実施の形態では、サーボ光として波長６３５ｎｍ程度の赤色レーザ光が用いられ、記録光および再生光としてそれぞれ波長８００ｎｍの赤外レーザ光と波長４５０ｎｍ程度の青色レーザ光が用いられるため、サーボ層１３の材料として、たとえば、５酸化ニオブが用いられる。

図２は、５酸化ニオブで生成した膜の光学特性を示す図である。図示の如く、この膜は、波長６３５ｎｍ付近の光に対する反射率が高く、波長５００ｎｍおよび８００ｎｍ付近の光に対する反射率が非常に低い。したがって、上記の如くサーボ光の波長を６３５ｎｍとし、記録光および再生光の波長をそれぞれ４５０ｎｍおよび８００ｎｍとする場合には、サーボ光に対する反射が高く、記録光および再生光に対する反射が低い膜となる。

なお、ここでは、サーボ層１３の材料として５酸化ニオブを用いたが、これは、上記の如く、サーボ光、記録光および再生光の波長が、それぞれ６３５ｎｍ、８００ｎｍおよび４５０ｎｍに設定されているためである。サーボ光、記録光および再生光の波長がこれら以外の値に設定される場合には、それに応じて、サーボ光に対する反射率が高く、記録光と再生光に対する反射率が低い材料が、サーボ層１３の材料として選択される。

図１に戻り、スペース層１４は、紫外線硬化樹脂または両面に粘着剤が塗布された透明なフィルム材によって構成される。

記録層１５は、２光子吸収により屈折率が変化する材料からなっている。本実施の形態では、記録時に記録光と再生光が記録層１５に同時に照射される。再生光の照射により記録層１５のエネルギー準位を持ち上げつつ、記録光にて記録層１５に２光子吸収を誘起させる。よって、記録層１５の材料には、この光学作用に適応する２光子吸収材料が用いられる。

記録層１５の材料として、たとえば、ジアリールエテン系またはスピロピラン系の材料を用いることができる。本実施の形態では、記録光と再生光の波長が８００ｎｍと４５０ｎｍであるため、ジアリールエテン系の材料として、たとえば、cis-1,2-dicyano-1,2-bis(2,4,5-trimethy-3-thienyl)を用いることができ、また、スピロピラン系の材料として、たとえば、1,3,3-trimethylindolino-6-nitrobenzopyrylospiranを用いることができる。記録光と再生光の波長として８００ｎｍと４５０ｎｍ以外の波長が選択される場合には、それに応じて、記録層の材料が変更される。この他、記録層１５の材料として、フォトポリマー、フォトリクラクティブ結晶、蛍光色素、ＺｎＳ、ＺｎＯを含む蛍光材料などを用いることもできる。

サーボ層１３には、螺旋状にグルーブが形成され、これにより、グルーブ間の領域に螺旋状のランドが形成されている。グルーブおよびランドの構造は、追って図５ないし図７を参照して説明する。なお、サーボ層１３の一部には、後述の如く、サーボ層識別用の層構造や、そのサーボ層１３と組となる５つの記録層１５の物理情報を保持するピットが形成されている。

記録層１５は、所定の厚みを有する均一かつ平坦な膜からなっている。スペース層１４は、サーボ層１３と記録層１５の間、表面層１２と記録層１５の間、および、積層方向に隣り合う２つの記録層の間に介在している。

この光ディスク１０は、たとえば、以下の工程にて生成される。

まず、サーボ層１３に転写されるべきグルーブ構造を有するスタンパが準備される。このスタンパを用いて射出成形を行い、片面にグルーブ構造が転写された基板１１が生成される。さらに、基板１１のグルーブ構造転写面上に、アルミニウム等の高反射材料からなる反射膜が蒸着により形成される。これにより、基板１１上にサーボ層１３が生成される。このように、１層目のサーボ層１３は、上述の５酸化ニオブではなく、アルミニウム等の高反射率材料から形成される。

次に、１層目のサーボ層１３上に紫外線硬化樹脂がスピンコート法等によって塗布され、これに紫外線を照射して均一なスペース層１４が形成される。このようにして形成されたスペース層１４上に、上述のジアリールエテン系またはスピロピラン系の材料が蒸着され記録層１５が形成される。記録層１５の厚みは、０．１〜１．５μｍ程度とされる。さらに、その上に紫外線硬化樹脂がスピンコート法等によって塗布され、これに紫外線を照射して均一なスペース層１４が形成される。ここで、スペース層１４の厚みは、１〜８μｍ程度とされる。なお、ここでは、紫外線硬化樹脂によってスペース層１４を形成したが、両面に粘着剤が塗布された透明なフィルム材（たとえば、ポリビニルアルコールからなるシール材）を記録層１５上に貼り付けることによりスペース層１４を形成しても良い。

その後、記録層１５とスペース層１４の形成が上記工程に従って繰り返し行われ、所定数の記録層１５とスペース層１４が積層される。そして、次のサーボ層１３の直前のスペース層１４の生成の際に、紫外線硬化樹脂が記録層１５上に塗布され、その上に上記スタンパが押し付けられた状態で、基板１１側から紫外線が照射される。これにより、紫外線硬化樹脂が硬化し、その後、スタンパを紫外線硬化樹脂から剥離することで、表面にグルーブ構造が転写されてスペース層１４が形成される。

このようにしてスペース層１４が形成された後、その表面に上述の５酸化ニオブが蒸着され、サーボ層１３が形成される。そして、このサーボ層１３上に紫外線硬化樹脂がスピンコート法等によって塗布され、これに紫外線を照射して均一なスペース層１４が形成される。以後、上記工程に従って記録層１５とスペース層１４の形成が繰り返され、所定数の記録層１５とスペース層１４が積層される。

以上の工程が表面層１２の直前まで繰り返され、サーボ層１３、スペース層１４および記録層１５からなる組が４つ形成される。その後、最後のスペース層１４上に紫外線硬化樹脂が塗布され、これに紫外線を照射して表面層１２が形成される。なお、最後のスペース層１４がシール材ではなく紫外線硬化樹脂から形成される場合には、最後のスペース層１４の厚みを大きくして表面層１２としても良い。

図３は、光ディスク１０のエリアフォーマットを示す図である。図示の如く、光ディスク１０のエリアは、内周から外周に向かってクランプエリア２１、層検出ゾーン２２、システムゾーン２３、データゾーン２４、リードアウトゾーン２５に区分される。なお、上述のグルーブ構造は、層検出ゾーン２２からリードアウトゾーン２５まで形成されている。

クランプエリア２１は、光ディスク１０を光ディスク装置内のターンテーブルにチャッキングするためのエリアである。層検出ゾーン２２は、それぞれのサーボ層１３が表面層１２から何番目のものであるかを検出するためのゾーンである。

図４に、層検出ゾーン２２の構成（ディスク断面構造）を示す。図示の如く、層検出ゾーン２２は、内周から外周に向かって４つのゾーンＺ１〜Ｚ４に区分される。これら４つのゾーンのうち、最内周にあるゾーンＺ１は、表面層１２から１番目のサーボ層１３を検出するためのゾーンに割り当てられる。同様に、内周側から２番目、３番目および４番目のゾーンＺ２、Ｚ３およびＺ４は、表面層１２から２番目、３番目および４番目のサーボ層１３を検出するためのゾーンに割り当てられる。表面層１２から１番目のサーボ層１３には、最内周のゾーンＺ１にサーボ層識別用の層構造が形成される。同様に、表面層１２から２番目、３番目、４番目のサーボ層１３には、それぞれゾーンＺ２、Ｚ３、Ｚ４にサーボ層識別用の層構造が形成される。

ここで、サーボ層識別用の層構造は、たとえば、サーボ層１３をディスク周方向に間欠的に消失させるようにして形成される。この層構造は、たとえば、サーボ層１３形成後に高パワーのレーザ光によってサーボ層１３を焼き切る方法によって形成される。

この場合、光ディスク１０が回転されている状態でレーザ光がサーボ層識別用の層構造に収束されると、サーボ層１３の消失パターンに応じて反射光の強度が変調される。したがって、レーザ光を一つのサーボ層１３にフォーカス合わせした後、レーザ光の走査位置をＺ１からＺ４に順次移動させると、そのサーボ層１３におけるサーボ層識別用の層構造の形成ゾーンにレーザ光が移動したところで、反射光の強度に変調が起こる。よって、レーザ光がゾーンＺ１〜Ｚ４のうちどのゾーンにあるときに反射光の強度が変調するかをモニタすることにより、そのサーボ層１３が表面層１２から何番目にあるかを識別できる。具体的には、レーザ光がゾーンＺ１の位置にあるときに反射光の強度が変調すれば、そのサーボ層１３は表面層１２から１番目にあると識別される。

なお、サーボ層識別用の層構造には、サーボ層１３の消失パターンによって各サーボ層の識別ＩＤを保持させても良い。こうすると、各サーボ層１３をより正確に識別できるようになる。また、ここでは、サーボ層１３のゾーンＺ１〜Ｚ４を高パワーのレーザ光で焼き切ることによりサーボ層識別用の層構造を形成する方法を示したが、対応するゾーンにピットや凹凸を形成したスタンパをサーボ層毎に準備しておき、各サーボ層１３を形成する際に対応するスタンパを使用して、ゾーンＺ１〜Ｚ４のうちそのサーボ層１３に対応する領域にピットや凹凸を転写するようにしても良い。この場合、そのサーボ層１３に対応する以外のゾーンは、ピットや凹凸のないフラットな状態にすると良い。

また、ゾーンＺ１にはサーボ層識別用の構造としてレーザ光入射側から最初に位置するサーボ層（Ｌ０）を意味するピット列もしくはアドレス構造を形成し、同様に、ゾーンＺ２、Ｚ３、Ｚ４にはサーボ層識別用の構造としてレーザ光入射側から２番目、３番目、４番目に位置するサーボ層（Ｌ１）、（Ｌ２）、（Ｌ３）を意味するピット列もしくはアドレス構造を形成して、ゾーンＺ１〜Ｚ４にそのサーボ層の層情報を記録するようにしても良い。

さらに、層検出ゾーン２２を利用して記録層１５の判別を行えるようにしてもよい。未記録のディスクでは、記録層１５に信号が記録されておらずブランク状態となっているが、記録を行う際に、レーザ光入射側から順番に、層検出ゾーン２２の記録層１５に記録層１５を検出するための信号を記録する。たとえば、レーザ光入射側から見て一番手前の記録層１５には、一番手前のサーボ層１３（Ｌ０）に組み合わされた最初の記録層１５であることを意味する“００”という信号を単一もしくは連続して記録し、同様に、レーザ光入射側から見て二番手前の記録層１５には、一番手前のサーボ層１３（Ｌ０）に組み合わされた２番目の記録層１５であることを意味する“０１”という信号を単一もしくは連続して記録する。同様の記録処理を、全ての記録層１５に対し繰り返すことにより、ブランクディスクの層検出ゾーン２２の記録層１５にその記録層１５を識別するための層情報を記録することができる。このように記録された層情報を再生時に再生することにより、再生対象のサーボ層のみならず記録層の層情報をも取得することができる。

また、各記録層１５の層情報は、層検出ゾーン２２に付加するだけでなく、システムゾーン２３の記録層１５に付加しても良く、また、記録層１５のデータゾーン２４に記録する論理アドレスの一部に含めても良い。また、データゾーン２４をたとえば径方向に複数に分割する場合には、分割された各領域の境界部分等に層情報を記録するようにしても良い。このように、層検出ゾーン２２以外にも複数個所に層情報を記録しておけば、再生時に、逐一、層検出ゾーン２２にアクセスする必要がなくなり、層判別の際のシーク時間を抑制することができる。よって、記録層間に渡ってランダムアクセスを行うような場合にも、円滑かつ迅速に層判別が行えるようになり、安定した再生動作を実現することができる。

また、サーボ層１３の層判別において層判別ゾーン２２をゾーンＺ０〜Ｚ４に分割したのと同様に、記録層１５の層判別においても層判別ゾーン２２をサーボ層間に存在する記録層の数（本実施の形態では５つ）のゾーンに分割し、その記録層に対応するゾーンに信号を記録することで、記録層の判別を可能とするようにしても良い。

図３に戻り、システムゾーン２３には、記録再生動作を制御するための情報が保持される。サーボ層１３のシステムゾーン２３には、そのサーボ層１３と組となる５つの記録層１５の物理情報（記録密度、再生レーザパワー、記録レーザパワー、等）を保持するピット列が螺旋状に形成されている。なお、このピット列は、システムゾーン２３の内周部領域に形成され、この領域にはグルーブは形成されず、ピット列のみが形成され、このピット列領域に続く外周部領域にグルーブが形成されている。各記録層１５のシステムゾーン２３には、その記録層１５を識別するための情報（記録層ＩＤ）と、その記録層１５に対する記録を管理する情報、たとえば、その記録層１５に対する記録の可否を示す情報、次の記録開始アドレス、レーザパワー調整時のテスト記録に関する情報および記録済みユーザ情報のファイル構造を示す情報等が記録される。

データゾーン２４には、ユーザ情報が記録される。本実施の形態では、ランド３０に対応する走査軌跡のみならずグルーブ３１の走査軌跡にも追従して、データゾーン２４の記録層１５にユーザ情報が記録される。リードアウトゾーン２５には、そこがディスク外周部であることを示す情報が記録される。

図５に、ランドとグルーブの構造を示す。同図（ａ）に示すように、ランド３０とグルーブ３１は一定ピッチで形成されている。本実施の形態では、ランド３０とグルーブ３１の幅は同じとなっている。これは、上記の如く、ランド３０に対応する走査軌跡のみならずグルーブ３１の走査軌跡にも追従するように、記録層１５に情報が記録されるためである。なお、ランド３０とグルーブ３１の何れか一方のみに追従するように情報を記録する場合には、記録容量を増加させるために、他方の幅をできるだけ小さくすれば良い。

これらランド３０とグルーブ３１には、同図（ｂ）に示す如く、一定間隔毎にＦＣＭ（ファインクロックマーク）３２、３３が形成されている。図中、ＦＣＭ３２の深さはグルーブ３１の深さと同じで、ＦＣＭ３３の高さはランド３０の高さと同じである。

ランド３０またはグルーブ３１の走査時に、ビームスポットがＦＣＭ３２またはＦＣＭ３３に到達すると、反射光の強度レベルに変化が生じる。本実施の形態では、後述の如く、この反射光を受光する光検出器からの出力に基づいてＦＣＭ３２または３３の検出信号が生成され、さらに、この検出信号をもとに記録再生用のクロック信号が生成される。

上記の如く、光ディスク１０に多数の記録層１５が積層される場合には、通常、記録層１５毎に偏心の生じ方が相違する。このため、単純にディスク径方向の位置に基づいてクロック信号を生成すると、記録層１５によっては、クロック信号が適正な状態から大きくずれる場合が生じる。このため、本実施の形態では、ＦＣＭ３２、３３の検出信号をもとにクロック信号を生成し、これを、当該サーボ層１３と組となる記録層１５の記録再生用クロック信号に用いるようにしている。

なお、同図（ｂ）に示す構造に換えて、同図（ｃ）に示す如く、グルーブ３１上のみにＦＣＭ３３を形成するようにしても良い。この場合、ビームスポットがランド３０上を走査している場合にも、ビームスポットのディスク径方向における周縁部分がグルーブ３１上のＦＣＭ３３に掛かるため、反射光の強度レベルに変化が生じる。よって、ランド３０の走査時にも、この反射光を受光する光検出器からの出力に基づいて、ＦＣＭ３３の検出信号およびクロック信号を生成することができる。

このＦＣＭ３２、３３の他に、ランド３０とグルーブ３１上には、ランド３０とグルーブ３１の物理アドレスを保持する構造が形成されている。すなわち、図６（ａ）に示すように、ランド３０とグルーブ３１の境界にある壁面をディスク径方向にウォブルさせることにより第１アドレス３４と第２アドレス３５が保持されている。ここで、グルーブ３１上において連続する第１および第２アドレス３４、３５は、同じ物理アドレスを保持している。このため、ランド上において連続する第１および第２アドレス３４、３５には、互いに異なる物理アドレスが保持される。

すなわち、同図（ａ）の場合、ランド３０上の第１アドレス３４は右側のグルーブ３１の物理アドレスを保持し、ランド３０上の第２アドレス３５は左側のグルーブ３１の物理アドレスを保持している。この場合、ランド３０の物理アドレスはそのランド３０上の第２アドレス３５によって規定され、そのランド３０上の第１アドレス３４は、第２アドレス３５が読み取れなかった場合に、この第２アドレス３５に保持された物理アドレスを取得するために用いられる。すなわち、この場合、第１アドレス３４を読み取って取得された物理アドレスに、このランド３０上の第１および第２アドレス３４、３５のアドレス差を加減算することにより、当該ランドの物理アドレスが取得される。

なお、このように一つの物理アドレスに対して２つのウォブル形状（第１および第２アドレス３４、３５）を二重に形成するのは、以下の理由によるものである。すなわち、上記の如く光ディスク１０中に多数の層が積層される場合、何れかの層の一部に異物等が混入すると、レーザ光入射側から見てこの異物の奥側にあるサーボ層１３に基づく信号には、この異物による劣化が生じる。この場合、この異物がサーボ層１３上の物理アドレス形成領域に対応する位置にあると、この異物のために物理アドレスを読み取れない惧れがある。そこで、本実施の形態では、一つの物理アドレスに対して２つのウォブル形状（第１および第２アドレス３４、３５）を二重に形成し、このうち何れか一方が読み取れなくとも、他方から物理アドレスを取得できるようにしている。

なお、ここでは、物理アドレスを二重に保持させるようにしたが、三重以上保持させても良い。ただし、そうすると、記録領域に対するウォブル形状の占有率が高まるため、その分、ディスクの記録容量が減少する。よって、物理アドレスの繰り返し回数は、記録容量の減少を考慮しつつ、適当数に設定するようにすれば良い。

また、上記では、グルーブ３１上において連続する第１および第２アドレス３４、３５に同じ物理アドレスを保持させるようにしたが、ランド３０上において連続する第１および第２アドレス３４、３５の方に同じ物理アドレスを保持させるようにしても良い。また、第１および第２アドレス３４、３５には、必ずしも同じ物理アドレスを保持させずとも良く、何れか一方から取得された情報をもとにその位置の物理アドレスを適正に取得できるような情報を保持させておいても良い。

これら第１および第２アドレス３４、３５の他に、グルーブ３１上には、その位置のチルト状態（レーザ光軸に対するサーボ層１３の傾斜状態）を検出するための構造が形成されている。すなわち、図６（ｂ）に示すように、グルーブ３１上には、ディスク径方向におけるグルーブ幅を一定寸法だけ広狭させたチルトマーク３６（第１チルトマーク３６ａ、第２チルトマーク３６ｂ）が形成されている。ここで、第１チルトマーク３６ａの形成位置の隣のランドは幅が狭くなり、また、第２チルトマーク３６ｂの形成位置の隣のランドは幅が広くなる。よって、第１チルトマーク３６ａと第２チルトマーク３６ｂの形成により、ランド３０上にも、ディスク径方向におけるグルーブ幅を一定寸法だけ広狭させたチルトマーク３６が形成される。

第１チルトマーク３６ａと第２チルトマーク３６ｂ上をビームスポットが走査すると、レーザ光軸に対するサーボ層１３の傾斜状態に応じて、ラジアルプッシュプル信号上にＳ字カーブが生じる。このＳ字カーブの波形状態によって、その走査位置におけるサーボ層１３のチルト状態が検出される。本実施の形態では、ラジアルプッシュプル信号上に生じるＳ字カーブをもとに、チルトエラー信号（ＴＩＥ）が生成される。そして、この信号をもとに、サーボ層１３とこれと組となる記録層１５に照射される各レーザ光の光軸が傾斜され、サーボ層１３および記録層１５に対する各レーザ光軸のチルトが補正される。

上記のように光ディスク１０中に多数の記録層１５が配される場合には、通常、記録層１５毎にチルト状態が相違する。本実施の形態では、サーボ層１３と、これと組になる記録層１５に対する各レーザ光のチルトが、当該サーボ層１３から導出されたチルトエラー信号をもとに抑制される。ここで、サーボ層１３と、これと組になる５つの記録層１５は積層方向の距離が接近しているため、チルト状態も似通っている。よって、このように、サーボ層１３に基づくチルトエラー信号をもとに、これと組となる５つの記録層１５に対するチルトを補正することにより、これら記録層１５に対する記録光および再生光のチルトを円滑に抑制することができる。

なお、チルトマークは、上記以外の構造としても良い。たとえば、図５（ｃ）に示すＦＣＭ３３をチルトマークに共用することもできる。こうすると、別途チルトマークの形成領域を確保する必要がないため、その分、光ディスク１０の記録容量を向上させることができる。

また、チルト補正の観点からはチルトマークをディスク全周にわたって形成するのが好ましいが、記録容量の観点からは、チルトマークの形成領域を所定の領域に制限するのが望ましい。記録容量を優先する場合には、たとえば、記録領域（システムゾーン２３、データゾーン２４およびリードアウトゾーン２５からなる領域）をディスク径方向に複数の領域に分割し、これら各領域の区切位置にチルトマークを形成するようにすることができる。この場合、たとえば、記録再生位置に近いチルトマークから検出されたチルトエラー信号をもとに、当該記録再生位置におけるチルトが補正される。

図７に、サーボ層１３におけるグルーブ形成領域の物理フォーマットを示す。

図示の如く、ランド３０とグルーブ３１は、ＦＣＭ３２、３３によって複数の区間に区分されている。ＦＣＭ３２、３３によって区分された各区間は、チルト検出区間とアドレス区間とデータ区間の何れかに割り当てられる。このうちチルト検出区間とアドレス区間には、それぞれ、上記チルトマーク３６と第１および第２アドレス３４、３５が形成されている。データ区間には、ウォブルすることのないランド３０とグルーブ３１が形成されている。なお、システムゾーン２３の記録層１５には、データ区間に対応する位置に、上述の物理情報が記録され、データゾーン２４の記録層１５には、ユーザ情報が記録される。

図示の如く、サーボ層１３のグルーブ形成領域には、チルト検出区間とアドレス区間に続いてデータ区間が所定個数だけ配置される。そして、データ区間が終了すると、再度、チルト検出区間とアドレス区間が配され、これに続いて、所定個数のデータ区間が配される。

次に、上記光ディスク１０に対し情報を記録再生する光ディスク装置の構成について説明する。

まず、図８に、光ディスク装置に搭載される光ピックアップ装置の構成（光学系）を示す。同図（ａ）は、１／４波長板１０６、１１７、サーボ用対物レンズ１０７および記録再生用対物レンズ１１８を除く光学系の平面図、同図（ｂ）は、立ち上げミラー１０５、１／４波長板１０６、１１７、サーボ用対物レンズ１０７および記録再生用対物レンズ１１８の部分における光学系の側面図である。

図において、１０１から１０９は、サーボ光を光ディスク１０に照射するための光学系であり、１１１から１２１は、記録光および再生光を光ディスク１０に照射するための光学系である。

半導体レーザ１０１は、波長６３５ｎｍのサーボ光を出射する。コリメートレンズ１０２は、半導体レーザ１０１から出射されたサーボ光を平行光に変換する。偏光ビームスプリッタ１０３は、コリメートレンズ１０２側から入射するサーボ光を略全透過し、エキスパンダ１０４側から入射するサーボ光を略全反射する。エキスパンダ１０４は、凹レンズと凸レンズの組み合わせからなり、このうち一方のレンズがアクチュエータ１３３によって光軸方向に駆動される。ここで、アクチュエータ１３３は、モータおよびウォームギア等を備え、サーボ層１３上におけるサーボ光の収差を補正するためのサーボ信号に応じて駆動される。

立ち上げミラー１０５は、エキスパンダ１０４側から入射されるサーボ光をサーボ用対物レンズ１０７方向に反射する。また、立ち上げミラー１０５は、エキスパンダ１１６側から入射される記録光および再生光を記録再生用対物レンズ１１８方向に反射する。

１／４波長板１０６は、立ち上げミラー１０５側から入射されるサーボ光を円偏光に変換すると共に、サーボ用対物レンズ１０７側から入射されるサーボ光（光ディスク１０からの反射光）を、サーボ用対物レンズ１０７へ向かう際の偏光方向に直交する直線偏光に変換する。サーボ用対物レンズ１０７は、サーボ光をサーボ層１３上に収束させる。

アナモレンズ１０８は、偏光ビームスプリッタ１０３にて反射されたサーボ光（光ディスク１０からの反射光）に非点収差を導入する。光検出器１０９は、アナモレンズ１０８によって収束されたサーボ光を受光して検出信号を出力する。なお、光検出器１０９には、サーボ光を受光する４分割センサが配されており、光検出器１０９はサーボ光の光軸が４分割センサのセンサ分割線の交点位置を貫くよう配置されている。

フェムト秒レーザ１１１は、波長８００ｎｍの記録光を出射する。なお、この記録光は、フェムト秒レーザ１１１から平行光の状態で出射される。半導体レーザ１１２は、波長４５０ｎｍの再生光を出射する。コリメートレンズ１１３は、半導体レーザ１１２から出射された再生光を平行光に変換する。ダイクロプリズム１１４は、フェムト秒レーザ１１１から出射された記録光と半導体レーザ１１２から出射された再生光を結合する。

偏光ビームスプリッタ１１５は、ダイクロプリズム１１４側から入射する記録光と再生光を略全透過し、エキスパンダ１１６側から入射する記録光と再生光のうち再生光のみを略全反射する。すなわち、偏光ビームスプリッタ１１５には、再生光のみに作用する波長選択性の偏光膜が形成されている。

エキスパンダ１１６は、凹レンズと凸レンズの組み合わせからなり、このうち一方のレンズがアクチュエータ１３４によって光軸方向に駆動される。ここで、アクチュエータ１３４は、モータおよびウォームギア等を備え、記録光および再生光を記録または再生対象の記録層１５（以下、この記録層を特に「ターゲット記録層１５」という）に引き込むためのサーボ信号に応じて駆動される。

エキスパンダ１１６を通過した記録光および再生光は立ち上げミラー１０５によって記録再生用対物レンズ１１８に向かって反射される。１／４波長板１１７は、立ち上げミラー１０５側から入射される記録光および再生光を円偏光に変換すると共に、記録再生用対物レンズ１１８側から入射される記録光および再生光（光ディスク１０からの反射光）を、記録再生用対物レンズ１１８へ向かう際の偏光方向に直交する直線偏光に変換する。

記録再生用対物レンズ１１８は、記録光と再生光をターゲット記録層１５上に収束させる。記録再生用対物レンズ１１８の表面には、記録光と再生光を光ディスク１０中の同一位置に収束させるためのホログラムが形成されている。つまり、このホログラムによって、波長の異なる記録光と再生光の焦点距離が調整される。

集光レンズ１１９は、偏光ビームスプリッタ１１５にて反射された再生光（光ディスク１０からの反射光）を収束させる。ピンホール板１２０は、微小なピンホールを有し、このピンホールがターゲット記録層１５によって反射された再生光の焦点位置に位置するよう配置されている。したがって、ターゲット記録層１５によって反射された再生光は大半がピンホールを通過し、その他の記録層１５によって反射された再生光（迷光）は、その大半がピンホールを通過せず、ピンホール板１２０によって遮光される。

ＡＰＤ（Avalanche Photo Diode）１２１は、ピンホール板１２０を通過した再生光を受光して再生信号を出力する。なお、ＡＰＤ１２１は、微小な光量変化を検出可能な光検出器である。

１／４波長板１０６、１１７と、サーボ用対物レンズ１０７および記録再生用対物レンズ１１８は、共通のホルダ１３１に装着されている。ここで、ホルダ１３１は、対物レンズアクチュエータ１３２によって、フォーカス方向、トラッキング方向およびチルト方向に駆動される。対物レンズアクチュエータ１３２は、従来周知のコイルと磁気回路から構成され、このうちコイルがホルダ１３１に装着されている。この対物レンズアクチュエータ１３２にサーボ信号が供給されることにより、１／４波長板１０６、１１７とサーボ用対物レンズ１０７および記録再生用対物レンズ１１８が、ホルダ１３１と一体的に、フォーカス方向、トラッキング方向およびチルト方向に変位される。

図９（ｂ）は光検出器１０９に配された４分割センサを示す図、図９（ｃ）は４分割センサの出力からフォーカスエラー信号（ＦＯＥ）、ラジアルプッシュプル信号（ＲＰＰ）およびファインクロックマーク信号（ＦＣＭ）を生成するための回路構成（演算回路）を示す図である。なお、図９（ａ）はサーボ層１３のグルーブ形成領域におけるビームスポット（サーボ光）の走査例を示す図である。

図示の如く、演算回路は、６つの加算回路と３つの減算回路を備えている。なお、同図（ａ）に示すビームスポットの４分割領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの反射光は、それぞれ同図（ｂ）に示す４分割センサのセンサ領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄに導かれる。ここで、センサ領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄから出力される検出信号を、それぞれａ、ｂ、ｃ、ｄとすると、フォーカスエラー信号（ＦＯＥ）は、ＦＯＥ＝（ｂ＋ｃ）−（ａ＋ｄ）の信号演算により生成される。また、ラジアルプッシュプル信号（ＲＰＰ）は、ＲＰＰ＝（ａ＋ｂ）−（ｃ＋ｄ）の信号演算により生成され、ファインクロックマーク信号（ＦＣＭ）は、ＦＣＭ＝（ｂ＋ｄ）−（ａ＋ｃ）の信号演算により生成される。

ビームスポットがグルーブ３１のセンターからラジアル方向に変位すると、ラジアルプッシュプル信号（ＲＰＰ）は、その変位方向と変位量に応じた極性および大きさを持つようになる。この極性および大きさを抽出することにより、トラッキングエラー信号（ＴＲＥ）が生成される。

また、サーボ層１３にチルトが生じている状態にてビームスポットがチルトマーク３６を通過すると、ラジアルプッシュプル信号（ＲＰＰ）上に、サーボ層１３のチルト状態に応じたＳ字カーブが現れる。このＳ字カーブの振幅ピーク値を比較演算することによりチルトエラー信号（ＴＩＥ）が生成される。

さらに、ビームスポットが第１および第２アドレス３４、３５を通過すると、これら第１および第２アドレス３４、３５のウォブル形状に応じて、ラジアルプッシュプル信号（ＲＰＰ）が変調される。この変調成分を周波数フィルタにて抽出し、さらに抽出した変調成分を復調することにより、ビームスポット走査位置の物理アドレスが取得される。

次に、図１０を参照して、光ディスク装置の構成について説明する。

図示の如く、光ディスク装置は、エンコーダ２０１と、変調回路２０２と、レーザ駆動回路２０３と、光ピックアップ２０４と、信号増幅回路２０５と、復調回路２０６と、デコーダ２０７と、アドレス再生回路２０８と、サーボ回路２０９と、クロック生成回路２１０と、コントローラ２１１から構成されている。

エンコーダ２０１は、入力された記録データに対し誤り訂正符号の付加等のエンコード処理を施し、変調回路２０２へ出力する。変調回路２０２は、入力された記録データに所定の変調を施し、さらに記録信号を生成してレーザ駆動回路２０３に出力する。

レーザ駆動回路２０３は、記録時に、変調回路２０２からの記録信号に応じた駆動信号を光ピックアップ装置２０４内のフェムト秒レーザ１１１に供給すると共に、一定パワーにてサーボ光および再生光を発光させるべく、光ピックアップ装置２０４内の半導体レーザ１０１、１１２にそれぞれ駆動信号を供給する。また、レーザ駆動回路２０３は、再生時に、一定パワーにてサーボ光および再生光を発光させるべく、光ピックアップ装置２０４内の半導体レーザ１０１、１１２に駆動信号を供給する。

ここで、記録時および再生時のレーザパワーは、コントローラ２１１からの制御信号によってコントロールされる。コントローラ２１１は、記録時に、記録光のパワーを変えつつ試し書きエリアに試し書きを行い、その際に信号増幅回路２０５から入力されるＡＰＤ信号（ＡＰＤ１２１による検出信号）をモニタして、この信号のレベルが所定の閾値以上となる記録光パワーを記録時のパワーに設定する。また、コントローラ２１１は、再生時に、再生光のパワーを変えつつ信号増幅回路２０５から入力されるＡＰＤ信号をモニタし、この信号のレベルが所定の閾値以上となるよう再生光のパワーを調整する。

光ピックアップ装置２０４は、上記図８に示す光学系を備えている。信号増幅回路２０５は、図９（ｃ）に示す演算回路と、光ピックアップ装置２０４内のＡＰＤ１２１における検出信号を増幅およびノイズ除去するための回路構成を備えている。復調回路２０６は、信号増幅回路２０５から入力されたＡＰＤ信号を復調して再生データを生成し、デコーダ２０７に出力する。デコーダ２０７は、復調回路２０６から入力されたデータに対し誤り訂正等のデコード処理を施し、後段回路に出力する。

アドレス再生回路２０８は、信号増幅回路２０５から入力されたラジアルプッシュプル信号（ＲＰＰ）から第１および第２アドレス３４、３５に応じた周波数成分を抽出し、これを復調して、物理アドレスを取得する。取得された物理アドレスは、コントローラ２１１に供給される。なお、アドレス再生回路２０８は、第１および第２アドレス３４、３５のうち何れか一方から物理アドレスを再生できない場合、上記の如く、他方から物理アドレスを再生する。

サーボ回路２０９は、信号増幅回路２０５から入力されたフォーカスエラー信号（ＦＯＥ）、トラッキングエラー信号（ＴＲＥ）からフォーカスサーボ信号およびトラッキングサーボ信号を生成し、光ピックアップ装置２０４の対物レンズアクチュエータ１３２に出力する。また、サーボ回路２０９は、信号増幅回路２０５から入力されたラジアルプッシュプル信号（ＲＰＰ）上のＳ字カーブをもとにチルトサーボ信号を生成し、光ピックアップ装置２０４の対物レンズアクチュエータ１３２に出力する。さらに、サーボ回路２０９は、信号増幅回路２０５から入力されたファインクロックマーク信号（ＦＣＭ）からモータサーボ信号を生成し、ディスク駆動モータに出力する。この他、サーボ回路２０９は、記録再生動作時において、後述の如く、光ピックアップ装置２０４のアクチュエータ１３３、１３４を駆動する。

クロック生成回路２１０は、信号増幅回路２０５から入力されたファインクロックマーク信号（ＦＣＭ）から記録再生用のクロック信号を生成し、これを各回路に供給する。

コントローラ２１１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と内蔵メモリを備え、内蔵メモリに各種データを格納するとともに、あらかじめ設定されたプログラムに従って各部を制御する。

図１１は、記録再生時の動作を概念的に示す図である。

ターゲット記録層１５に記録光と再生光を照射する場合、まず、サーボ光を発光させつつ対物レンズアクチュエータ１３２が駆動制御され、サーボ光の焦点位置が、同図（ａ）に示す如く、ターゲット記録層１５と組となるサーボ層１３（以下、このサーボ層のことを特に「ターゲットサーボ層１３」という）に引き込まれる。このとき、エキスパンダ１１６はイニシャル状態とされ、記録光と再生光の焦点位置は、たとえば、サーボ光と同じく、ターゲットサーボ層１３上に位置づけられる。

しかる後、記録光と再生光の焦点位置をターゲット記録層１５上に移動させるに必要なステップ数だけエキスパンダ１１６が駆動される。これにより、記録光と再生光の焦点位置はターゲット記録層１５上に移動される。さらに、この状態において再生光が発光され、ＡＰＤ信号が最良となるよう、エキスパンダレンズ１１６が微細に駆動制御される。これにより再生光がターゲット記録層１５にオンフォーカスされ、ターゲット記録層１５に対する再生が可能となる。

記録動作時には、この状態において、さらに記録光が発光される。このとき記録光は、記録信号に応じて変調（ＯＮ／ＯＦＦ）される。これにより、記録光と再生光がターゲット記録層１５に同時に照射され、ターゲット記録層１５に対する記録が行われる。

なお、記録再生動作時には、上記の如く、フォーカスサーボ信号、トラッキングサーボ信号およびチルトサーボ信号が対物レンズアクチュエータ１３２に印加され、サーボ用対物レンズ１０７と記録再生用対物レンズ１１８が、一体的に、フォーカス方向、トラッキング方向およびチルト方向に駆動される。これにより、記録光および再生光のビームスポットは、ターゲットサーボ層１３上のグルーブまたはランドと同様のトラック軌跡に沿って、ターゲット記録層１５上を走査する。

図１２は、記録再生動作に先立って行われる初期動作を示すフローチャートである。なお、ここでは、ディスク全体を管理するディスク管理情報が所定の記録層に記録されているものとする。なお、ディスク管理情報には、たとえば、記録済み記録層と未記録の記録層を識別する情報や、最後に記録が行われた記録層とその記録層上における最終記録位置の物理アドレス等、記録再生動作に必要な情報が含まれている。

初期動作時には、まず、光ディスク１０に対して回転サーボを掛けつつ、サーボ光が発光され（Ｓ１０１）、光ピックアップ装置２０４が層検出ゾーン２２にアクセスされる。そして、サーボ層１３に形成されたサーボ層識別用の構造をもとに、ディスク管理情報を保持する記録層１５と組となるサーボ層１３にサーボ光が引き込まれる（Ｓ１０２）。

次に、光ピックアップ装置２０４は、ディスク管理情報の記録位置にアクセスされる（Ｓ１０５）。その後、再生光が発光され（Ｓ１０３）、さらに、上記の如くエキスパンダ１１６が駆動されて、ディスク管理情報を保持するターゲット記録層１５に再生光が引き込まれる（Ｓ１０４）。

しかる後、ターゲット記録層１５に対するディスク管理情報のリード動作が行われる（Ｓ１０６）。このとき、上記の如く、ＡＰＤ信号が最良となるよう、エキスパンダ１１６にサーボが掛けられる。

このリード動作によってディスク管理情報が読み取れれば（Ｓ１０７：ＹＥＳ）、リードされたディスク管理情報がコントローラ２１１内のメモリに格納され（Ｓ１０８）、初期動作は終了する。一方、ディスク管理情報をリードできなければ（Ｓ１０７：ＮＯ）、この光ディスク１０は未使用であると判断され、Ｓ１０９以降のイニシャライズ動作が行われる。

すなわち、光ピックアップ装置２０４がシステムゾーン２３にアクセスされ（Ｓ１０９）、光ディスク１０内の全ての記録層１５のシステムゾーン２３に、その記録層を識別するための記録層ＩＤが順次書き込まれる（Ｓ１１０）。すなわち、上記の如く、サーボ層１３に対するサーボ光の引き込みと記録層１５に対する再生光の引き込みが順次行われ、再生光が各記録層１５に引き込まれる。そして、それぞれの引き込みの後、記録光が発光され、引き込み対象の記録層１５に記録層ＩＤが記録される。ここで、記録層ＩＤの記録は、記録層番号等の情報を記録する方法の他、たとえば、各サーボ層１３と組となる５つの記録層１５にそれぞれ１Ｔ、２Ｔ、３Ｔ、４Ｔ、５Ｔの長さの単一マーク列を記録する方法を用いても良い。

なお、記録層ＩＤは、システムゾーン２３の他、システムゾーン２３とデータゾーン２４の境界位置や、データゾーン２４とリードアウトゾーン２５の境界位置等にも記録するようにしても良い。また、データゾーン２４をディスク径方向に複数のゾーンに区分し、さらに各ゾーンをセクタ割りする場合には、セクタ割りによって残存する各ゾーンの空き領域に記録層ＩＤを記録するようにしても良い。こうすると、光ピックアップ装置２０４のアクセス位置に拘わらず、少ないシーク時間により記録層ＩＤを取得することができる。

このようにして全ての記録層１５のシステムゾーン２３に記録層ＩＤが記録されると、再度、ディスク管理情報を保持すべき記録層１５にアクセスされ、この記録層１５に初期情報が記録される（Ｓ１１１）。これにより、当該光ディスク１０に対するイニシャライズが完了し、初期動作が終了する。

図１３（ａ）は、記録動作時のフローチャートである。

記録動作が開始されると、光ディスク１０に対し回転サーボが掛けられ、サーボ光が発光される（Ｓ２０１）。次に、光ピックアップ装置２０４が層検出ゾーン２２にアクセスされ、サーボ層１３に形成されたサーボ層識別用の構造をもとに、ターゲット記録層１５と組となるサーボ層１３にサーボ光が引き込まれる（Ｓ２０２）。

しかる後、光ピックアップ装置２０４は、サーボ層１３から取得されるアドレス情報をもとに記録開始位置に移動される（Ｓ２０３）。その後、再生光が発光され（Ｓ２０４）、さらに、上記の如くエキスパンダ１１６が駆動されて、ターゲット記録層１５に再生光が引き込まれる（Ｓ２０５）。

このようにして再生光がターゲット記録層１５上の記録開始アドレスに位置づけられると、記録光が発光され、記録開始位置から順次ターゲット記録層１５にユーザ情報が記録される（Ｓ２０６）。そして、ユーザ情報の記録が終了すると（Ｓ２０７：ＹＥＳ）、当該記録動作が終了する。

図１３（ｂ）は、再生動作時のフローチャートである。

再生動作が開始されると、光ディスク１０に対し回転サーボが掛けられ、サーボ光が発光される（Ｓ３０１）。次に、光ピックアップ装置２０４が層検出ゾーン２２にアクセスされ、サーボ層１３に形成されたサーボ層識別用の構造をもとに、ターゲット記録層１５と組となるサーボ層１３にサーボ光が引き込まれる（Ｓ３０２）。

しかる後、光ピックアップ装置２０４は、サーボ層１３から取得されるアドレス情報をもとに再生開始位置に移動される（Ｓ３０３）。その後、再生光が発光され（Ｓ３０４）、さらに、上記の如くエキスパンダ１１６が駆動されて、ターゲット記録層１５に再生光が引き込まれる（Ｓ３０５）。

このようにして再生光がターゲット記録層１５上の再生開始アドレスに位置づけられた後、再生開始位置から順次ターゲット記録層１５に対するリード動作が行われ、ユーザ情報が再生される（Ｓ３０６）。このとき、上記の如く、ＡＰＤ信号が最良となるよう、エキスパンダ１１６にサーボが掛けられる。そして、ユーザ情報の再生が終了すると（Ｓ３０７：ＹＥＳ）、当該再生動作が終了する。

以上、本実施の形態によれば、光ディスク１０中、積層方向に所定の間隔にてサーボ層１３が配置されるため、サーボ層１３と、これと組になる５つの記録層１５が積層方向に大きく離間することはない。よって、各記録層１５に対するサーボ信号の信頼性を高く維持することができ、その結果、記録光および再生光のビームスポットを記録層上において適正に走査させることができる。また、サーボ層１３は、サーボ光に対する反射率が高く記録光および再生光に対する反射率が低い材料（５酸化ニオブ等）によって形成されるため、サーボ層１３によって生じる記録光および再生光の減衰を抑制することができる。よって、このようにサーボ層１３を複数配しても、記録光と再生光を最奥部の記録層１５まで、円滑かつ効率的に導くことができ、全ての記録層１５に対し適正に記録再生を行うことができる。

なお、本発明の実施形態は、上記に限定されるものではなく、他に種々の変更が可能である。

たとえば、上記実施の形態では、一つのサーボ層１３と組となる記録層１５を５つとしたが、これ以外の数の記録層１５を一つのサーボ層１３に組み合わせても良い。また、上記実施の形態では、記録光および再生光の焦点位置を調整するためにエキスパンダ１１６を用いたが、これに換えて、液晶素子等を用いることもできる。

また、上記実施の形態では、記録光と再生光の焦点位置を整合させるようにしたが、記録光と再生光の焦点位置は必ずしも整合していなくとも良く、これらの光が記録層に同時に照射されるよう、これらの光の焦点位置が光軸方向にずれていても良い。

なお、上記実施の形態では、記録光と再生光を同時に記録層１５に照射して記録を行う形態を示したが、記録光のみを記録層１５に照射して記録を行うようにすることもできる。この場合、光ピックアップ装置の構成は、上記と同様でよく、フェムト秒レーザ１１１と半導体レーザ１１２に対する制御のみが相違する。すなわち、記録動作時には、記録光を発光するフェムト秒レーザ１１１のみが超短パルスで発光され、再生光を発光する半導体レーザ１１２は発光されない。この場合、再生光によって記録層１５のエネルギー準位が引き上げられないため、フェムト秒レーザ１１１の発光パワーは、上記実施の形態の場合よりも高められる。なお、記録光のみで記録を行う場合も、上記実施の形態と同様の２光子吸収材料を記録層１５の材料として用いることができる。

さらには、記録動作時には、記録光を発光するフェムト秒レーザ１１１と、再生光を発光する半導体レーザ１１２が照射され、記録層１５が再生光の波長において吸収がない場合にも本発明を適用可能である。この場合、フェムト秒レーザ１１１、半導体レーザ１１２はともに発光しているが、実際に記録に寄与するのはフェムト秒レーザ１１１である。この場合も再生光によって記録層１５のエネルギー準位が引き上げられないため、フェムト秒レーザ１１１の発光パワーは、上記実施の形態の場合よりも高められる。

この他、各レーザ光の波長や、各層の材料、膜厚等は上記に限定されるものではなく、また、光ピックアップ装置２０４および光ディスク装置の構成も適宜変更可能である。

本発明の実施の形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。

Claims (12)

1. 多光子吸収過程により情報が記録される記録層と、
   前記記録層に対し積層方向に配されるとともに第１および第２の波長のレーザ光のビームスポットを走査軌跡に沿って案内するためのトラックが形成されたサーボ層とを備え、
   前記サーボ層と少なくとも一つの前記記録層の組が積層方向に複数配され、且つ、前記サーボ信号を生成するための第３の波長のレーザ光に対する反射率が高く前記第１および第２の波長のレーザ光に対する反射率が低い材料によって前記サーボ層が形成されている、
   ことを特徴とする記録媒体。
   
2. 請求項１に記載の記録媒体において、
   前記サーボ層には、前記トラック上に、記録および再生用のクロックを生成するための構造が形成されている、
   ことを特徴とする記録媒体。
   
3. 請求項１において、
   前記サーボ層には、前記トラック上に、前記サーボ層のチルトを検出するための構造が形成されている、
   ことを特徴とする記録媒体。
   
4. 請求項１において、
   前記サーボ層には、前記トラック上に、走査アドレスを検出するための第１の構造と、この第１の構造を適正に読み取れなかったときに前記走査アドレスを検出するための第２の構造が形成されている、
   ことを特徴とする記録媒体。
   
5. 請求項１ないし４の何れか一項において、
   前記各サーボ層には、層検出用のゾーンがそれぞれ割り当てられ、前記各サーボ層の前記ゾーンには、積層方向に互いに重ならない位置に、前記各サーボ層を検出するための構造が形成されている、
   ことを特徴とする記録媒体。
   
6. 記録媒体にレーザ光を照射する光ピックアップ装置であって、
   前記記録媒体は、多光子吸収過程により情報が記録される記録層と、前記記録層に対し積層方向に配されるとともに第１および第２の波長のレーザ光のビームスポットを走査軌跡に沿って案内するためのトラックが形成されたサーボ層とを備えるとともに、前記サーボ層と少なくとも一つの前記記録層の組が積層方向に複数配され、且つ、前記サーボ信号を生成するための第３の波長のレーザ光に対する反射率が高く前記第１および第２の波長のレーザ光に対する反射率が低い材料によって前記サーボ層が形成されており、
   前記第１、第２および第３の波長のレーザ光をそれぞれ出射する第１、第２および第３の光源と、
   前記第１および第２の波長のレーザ光を前記記録媒体上に収束させる記録再生用対物レンズと、
   前記第３の波長のレーザ光を前記記録媒体上に収束させるサーボ用対物レンズと、
   前記第１および第２の波長のレーザ光の光路を結合して前記記録再生用対物レンズに導くと共にこれら２つのレーザ光の前記記録媒体からの反射光のうち少なくとも再生用に用いる反射光を再生用光検出器へと導く記録再生用光学系と、
   前記第３の波長のレーザ光を前記サーボ用対物レンズに導くと共にこのレーザ光の前記記録媒体からの反射光をサーボ用光検出器へと導くサーボ用光学系と、
   前記第３の波長のレーザ光のフォーカス位置と前記第１および第２の波長のレーザ光のフォーカス位置をこれらレーザ光の光軸方向に変位させるためのフォーカス調整ユニットとを有する、
   ことを特徴とする光ピックアップ装置。
   
7. 記録媒体にレーザ光を照射する光ピックアップ装置であって、
   前記記録媒体は、多光子吸収過程により情報が記録される記録層と、前記記録層に対し積層方向に配されるとともに第１および第２の波長のレーザ光のビームスポットを走査軌跡に沿って案内するためのトラックが形成されたサーボ層とを備えるとともに、前記サーボ層と少なくとも一つの前記記録層の組が積層方向に複数配され、且つ、前記サーボ信号を生成するための第３の波長のレーザ光に対する反射率が高く前記第１および第２の波長のレーザ光に対する反射率が低い材料によって前記サーボ層が形成されており、
   前記第１、第２および第３の波長のレーザ光をそれぞれ出射する第１、第２および第３の光源と、
   前記第１および第２の波長のレーザ光を前記記録媒体上に収束させる記録再生用対物レンズと、
   前記第３の波長のレーザ光を前記記録媒体上に収束させるサーボ用対物レンズと、
   前記第１および第２の波長のレーザ光の光路を結合して前記記録再生用対物レンズに導くと共にこれら２つのレーザ光の前記記録媒体からの反射光のうち少なくとも再生用に用いる反射光を再生用光検出器へと導く記録再生用光学系と、
   前記第３の波長のレーザ光を前記サーボ用対物レンズに導くと共にこのレーザ光の前記記録媒体からの反射光をサーボ用光検出器へと導くサーボ用光学系と、
   前記記録再生用対物レンズとサーボ用対物レンズを一体的に保持するホルダと、
   前記ホルダを駆動する対物レンズアクチュエータとを備え、
   前記記録再生用光学系には、前記第１および第２の波長のレーザ光のフォーカス位置をこれらレーザ光の光軸方向に変位させるための光学素子が配されている、
   ことを特徴とする光ピックアップ装置。
   
8. 記録媒体に情報を記録および再生する記録再生装置であって、
   前記記録媒体は、多光子吸収過程により情報が記録される記録層と、前記記録層に対し積層方向に配されるとともに第１および第２の波長のレーザ光のビームスポットを走査軌跡に沿って案内するためのトラックが形成されたサーボ層とを備えるとともに、前記サーボ層と少なくとも一つの前記記録層の組が積層方向に複数配され、且つ、前記サーボ信号を生成するための第３の波長のレーザ光に対する反射率が高く前記第１および第２の波長のレーザ光に対する反射率が低い材料によって前記サーボ層が形成されており、
   光ピックアップ装置とサーボ回路を備え、
   前記光ピックアップ装置は；
   前記第１および第２の波長のレーザ光と前記サーボ層を走査するための第３の波長のレーザ光を前記記録媒体に照射すると共に前記記録媒体によって反射された各波長のレーザ光のうち再生用に用いる反射光と前記第３の波長のレーザ光の反射光を対応する光検出器に導く光学系と、
   前記第１および第２の波長のレーザ光を前記記録層に追従させると共に前記第３の波長のレーザ光を前記サーボ層に追従させるアクチュエータを具備し、
   前記サーボ回路は；
   前記第３の波長のレーザ光を受光する前記光検出器からの検出信号にもとづいて、前記第３の波長のレーザ光を前記サーボ層上の前記トラック上に位置づけるとともに前記第１および第２の波長のレーザ光を記録もしくは再生対象とされる前記記録層上の前記走査軌跡に沿って走査させるサーボ信号を生成して前記アクチュエータに供給する、
   ことを特徴とする記録再生装置。
   
9. 請求項８に記載の記録再生装置において、
   前記サーボ層には、前記トラック上に、記録および再生用のクロックを生成するための構造が形成されており、
   この構造を前記第３の波長のレーザ光が走査するときの前記検出信号に基づいて記録および再生用のクロックを生成するクロック生成回路をさらに有する、
   ことを特徴とする記録再生装置。
   
10. 請求項８に記載の記録再生装置において、
    前記サーボ層には、前記トラック上に、前記サーボ層のチルトを検出するための構造が形成されており、
    前記アクチュエータは、前記記録層に対する前記第１および第２の波長のレーザ光のチルトを補正するための構成と、前記サーボ層に対する前記第３の波長のレーザ光のチルトを補正する構成を備え、
    前記サーボ回路は、この構造を前記第３の波長のレーザ光が走査するときの前記検出信号に基づいて前記チルトを抑制するためのチルトサーボ信号を生成して前記アクチュエータに供給する、
    ことを特徴とする記録再生装置。
    
11. 請求項８に記載の記録再生装置において、
    前記サーボ層には、前記トラック上に、走査アドレスを検出するための第１の構造とこの第１の構造から前記走査アドレスを取得できなかったときにこれを補完するための第２の構造が形成されており、
    これら第１および第２の構造を前記第３の波長のレーザ光が走査するときの前記検出信号に基づいてアドレス情報を生成するアドレス生成回路をさらに有する、
    ことを特徴とする記録再生装置。
    
12. 請求項８に記載の記録再生装置において、
    前記各サーボ層には、面内方向の同じ領域に層検出用のゾーンがそれぞれ割り当てられ、前記各サーボ層の前記ゾーンには、積層方向に互いに重ならない位置に、前記各サーボ層を検出するための構造が形成されており、
    記録または再生の際に前記サーボ層の前記ゾーンを前記第３の波長のレーザ光で走査し、このゾーン内の何れの位置において前記サーボ層を検出するための構造に対応する検出信号が得られるかによって、走査されたサーボ層が複数存在するサーボ層のうち何れのサーボ層であるかを識別する、
    ことを特徴とする記録再生装置。

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