WO2008032865A1 - Dispositif de disque optique, procédé de commande de position de point focal et support d'enregistrement - Google Patents

Dispositif de disque optique, procédé de commande de position de point focal et support d'enregistrement Download PDF

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Description

光ディスク装置、 焦点位置制御方法及び記録媒体 技術分野

本発明は光ディスク装置、 焦点位置制御方法及び記録媒体に関し、 例え ば光ディスクにホログラムを記録する光ディスク装置に適用して好適なも のである。 背景技術

従来、 光ディスク装置においては、 CD (Compact Disc) 、 DVD ( Digital Versatile Disc) 及び B l u— r a y D i s c (登録商標.、 以下 BDと呼ぶ) 等、 光ディスクに対して光ビームを照射し、 その反射光を読 み取ることにより情報を再生するようになされたものが広く普及している またかかる従来の光ディスク装置では、 当該光ディスクに対して光ビー ムを照射することにより、 当該光ディスクの局所的な反射率等を変化させ ることにより、 情報の記録を行うようになされている。

この光ディスクに関しては、 当該光ディスク上に形成される光スポッ ト の,大きさは、 およそえ/ N A (入 : 光ビームの波長、 N A:開口数) で与 えられ、 解像度もこの値に比例することが知られている。 例えば、 直径 1 2 0 [mm] の光ディスクにおよそ 2 5 [GB] のデ一夕を記録し得る B Dの詳細については、 非特許文献 1に示されている。

ところで光ディスクには、 音楽コンテンッゃ映像コンテンツ等の各種コ ンテンッ、 或いはコンピュータ用の各種データ等のような種々の情報が記 録されるようになされている。 特に近年では、 映像の高精細化や音楽の高 音質化等により情報量が増大し、 また 1枚の光ディスクに記録するコンテ ンッ数の増加が要求されているため、 当該光ディスクのさらなる大容量化 が要求されている。

そこで、 1枚の光ディスク内で記録層を重ねることにより、 1枚の光デ イスクにおける記録容量を増加させる手法も提案されている (例えば、 非 特許文献 2参照) 0

一方、 光ディスクに対する情報の記録手法として、 ホログラムを用いた 光ディスク装置も提案されている (例えば、 非特許文献 3参照) 。

例えば図 1に示すように、 光ディスク装置 1は、 照射された光強度によ つて屈折率が変化するフオ トポリマ等でなる光ディスク 8中に、 光学へッ ド 7から一旦光ビームを集光し、 その後光ディスク 8の裏面側 (図 1では 下側) に設けられた反射装置 9を用いて、 もう一度逆方向から光ビームを 同一焦点位置に集光するようになされている。

光ディスク装置 1は、 レーザ 2からレーザ光でなる光ビームを出射させ 、 音響光学変調器 3によりその光波を変調し、 コリメ一夕レンズ 4により 平行光に変換する。 続いて光ビームは、 偏光ビ一ムスプリ ッ夕 5を透過し 、 1 / 4波長板 6により直線偏光から円偏光に変換されてから、 光学へッ ドアへ入射される。

光学へッ ド 7は、 情報の記録及び再生を行い得るようになされており、 光ビームをミラー 7 Aにより反射し、 対物レンズ 7 Bにより集光して、 ス ピン ドルモ一夕 (図示せず) により回転されている光ディスク 8に照射す る。

このとき光ビームは、 光ディスク 8の内部で一旦合焦されてから、 当該 光ディスク 8の裏面側に配置ざれた反射装置 9によって反射され、 当該光 ディスク 8の裏面側から光ディスク 8の内部における同一焦点に集光され る。 因みに反射装置 9は、 集光レンズ 9 A、 シャツ夕 9 B、 集光レンズ 9 C及び反射ミラー 9 Dにより構成されている。

この結果、 図 2 ( A ) に示すように、 光ビームの焦点位置に定在波が生 じ、 全体的に 2つの円錐体を互いの底面同士で貼り合わせたような形状で なる、 光スポヅ トサイズの小さなホログラムでなる記録マーク R Mを形成 する。 かく してこの記録マーク R Mが情報として記録される。

光ディスク装置 1は、 光ディスク 8の内部にこの記録マーク R Mを複数 記録する際、 当該光ディスク 8を回転させ各記録マーク R Mを同心円状又 は螺旋状のトラックに沿って配置することにより一つのマーク記録層を形 成し、 さらに光ビームの焦点位置を調整することにより、 マーク記録層を 複数層重ねるように各記録マーク R Mを記録することができる。

これにより光ディスク 8は、 内部に複数のマーク記録層を有する多層構 造となる。 例えば光ディスク 8は、 図 2 ( B ) に示すように、 記録マーク R M間の距離 (マークピッチ) p 1が 1 . 5 [〃m ] 、 トラック間の距離 (トラックピッチ) p 2が 2 [ / m ] 、 層間の距離 p 3が 2 2 . 5 [ ju m ] となっている.。

また光ディスク装置 1は、 記録マーク R Mが記録された光デイスク 8か ら情報を再生する場合、 反射装置 9のシャツ夕 9 Bを閉じ、 光ディスク 8 の裏面側から光ビームを照射しないようにする。

このとき光ディスク装置 1は、 光学へッ ド 7によって光ディスク 8中の 記録マーク R Mへ光ビームを照射し、 当該記録マーク R Mから発生する再 生光ビームを当該光学ヘッ ド 7へ入射させる。 この再生光ビームは、 1 / 4波長板 6により円偏光から直線偏光に変換され、 偏光ビームスプリ ッ夕 5により反射される。 さらに再生光ビームは、 集光レンズ 1 0により集光 され、 ピンホール 1 1を介してフォ トディテクタ 1 2へ照射される。

光ディスク装置 1は、 このときフォ トディテグ夕 1 2により再生光ビ一 ムの光量を検出し、 その検出結果を基に情報を再生する。 非特許文献 1 Y.Kasami, Y.Kuroda, K.Seo, O.Kawakubo, S.Takagawa, M.Ono, and M.Yamada, Jpn. J. Appl. Phys. , 39, 756(2000). 非特許文献 2 LIchimura et al, Technical Digest of ISOM'04, pp52, Oct.11 15, 2005, Jeju Korea.

非特許文献 3 R. R. McLeod et al., " Microholographic multilayer optical disk data storage," Appl. Opt. , Vol. 44, 2005, pp3197. ところで、 従来の C D、 D V D又は B Dに対応した光ディスク装置では 、 回転される光ディスクに面ブレゃ偏心等が生じる可能性があるものの、 光ビームの検出結果等を基にフォーカス制御やトラッキング制御等の各種 制御を行うことにより、 目標とする トラックに対して光ビームを正確に照 射し得るようになされている。

しかしながら、 図 1に示した光ディスク装置 1は、 かかるフォーカス制 御やトラッキング制御等を具体的に行い得るような構成を有していないた め、 光ディスクに生じ得る面ブレゃ偏心等に対応することができない。 すなわち光ディスク装置 1は、 光ディスク 8中の所望の位置に光ビーム の焦点を正確に合わせることができず、 情報の記録や再生を正しく行い得 ない可能性がある、 という問題があった。 発明の開示

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、 情報を表すホログラムを 光ディスクに対して高精度に記録又は再生し得る光ディスク装置、 ホログ ラムの記録又は再生に用いる光の焦点位置を高精度に制御し得る焦点位置 制御方法、 及び情報を表すホログラムを高精度に記録させ得る記録媒体を 提案しょうとするものである。

かかる課題を解決するため本発明の光ディスク装置においては、 同一の 光源から射出される第 1及び第 2の光をそれぞれ対応する第 1及び第 2の 対物レンズによりディスク状でなる記録媒体の両.面から同一の焦点位置と なるよう照射し定在波を記録する光ディスク装置において、 記録媒体に設 けられた反射層からの戻り光を基に第 1の対物レンズを位置制御する第 1 の制御手段と、 第 1及び第 2の対物レンズの一方から射出され記録媒体を 通過し他方の対物レンズへ入射される第 1又は第 2の光を検出する検出手 段と、 検出手段による検出結果を基に第 1及び第 2の対物レンズにおける 焦点位置を合わせるよう第 2の対物レンズを位置制御する第 2の制御手段 とを設けるようにした。

これにより本発明では、 記録媒体における反射層からの戻り光を基に位 置制御された第 1の対物レンズにより、 第 1の光における焦点位置を所望 位置に合わせ得ると共に、 第 2の対物レンズを通過した後の第 1又は第 2 の光の検出結果を基に当該第 2の対物レンズが位置制御されることにより 、 第 2の光における焦点位置を第 1の光における焦点位置と共に所望位置 に合わせることができる。

また本発明の焦点位置制御方法においては、 第 1及び第 2の光を第 1及 び第 2の対物レンズにより照射対象の両面から同一の焦点位置となるよう 照射する際の焦点位置制御方法において、 照射対象に設けられた反射層か らの戻り光を基に第 1の対物レンズを位置制御する第 1の制御ステツプと 、 第 1及び第 2の対物レンズの一方から射出され照射対象を通過し他方の 対物レンズへ入射される第 1又は第 2の光を検出し、 その検出結果を基に 第 1及び第 2の対物レンズにおける焦点位置を合わせるよう第 2の対物レ ンズを位置制御する第 2の制御ステップとを設けるようにした。

これにより本発明では、 照射対象における反射層からの戻り光を基に位 置制御された第 1の対物レンズにより、 第 1の光における焦点位置を所望 位置に合わせ得ると共に、 第 2の対物レシズを通過した後の第 1又は第 2 の光の検出結果を基に当該第 2の対物レンズが位置制御されることにより 、 第 2の光における焦点位置を第 1の光における焦点位置と共に所望位置 に合わせることができる。

また本発明の記録媒体においては、 第 1及び第 2の対物レンズを介して 両面から照射される第 1及び第 2の光により生じる定在波を記録する記録 層と共に反射層が設けられた記録媒体において、 反射層は、 第 1の対物 ンズを介して反射層に照射される光を反射することにより第 1の対物レン ズを制御するための反射光を生じさせ、 第 1又は第 2の光を通過させるこ とにより、 第 2の対物レンズを制御するための通過光を生じさせるように した。

これにより本発明では、 所定の光ディスク装置によって記録層に定在波 が記録される際、 反射層からの戻り光を基に位置制御された第 1の対物レ ンズにより、 第 1の光における焦点位置を所望位置に合わせさせ得ると共 に、 第 2の対物レンズを通過した後の第 1又は第 2の光の検出結果を基に 当該第 2の対物レンズが位置制御させることにより、 第 2の光における焦 点位置を第 1の光における焦点位置と共に所望位置に合わせさせることが できる。 .

本発明によれば、 記録媒体における反射層からの戻り光を基に位置制御 された第 1の対物レンズにより、 第 1の光における焦点位置を所望位置に 合わせ得ると共に、 第 2の対物レンズを通過した後の第 1又は第 2の光の 検出結果を基に当該第 2の対物レンズが位置制御されることにより、 第 2 の光における焦点 置を第 1の光における焦点位置と共に所望位置に合わ せることができ、 かく して情報を表すホログラムを光ディスクに対して高 精度に記録又は再生し得る光ディスク装置を実現できる。

また本発明によれば、 照射対象における反射層からの戻り光を基に位置 御された第 1の対物レンズにより、 第 1の光における焦点位置を所望位 置に合わせ得ると共に、 第 2の対物レンズを通過した後の第 1又は第 2の 光の検出結果を基に当該第 2の対物レンズが位置制御されることにより、 第 2の光における焦点位置を第 1の光における焦点位置と共に所望位置に 合わせることができ、 かく してホログラムの記録又は再生に用いる光の焦 点位置を高精度に制御し得る焦点位置制御方法を実現できる。 本発明によれば、 所定の光ディスク装置により記録層に定在波が記録さ れる際、 反射層からの戻り光を基に位置制御された第 1の対物レンズによ り、 第 1の光における焦点位置を所望位置に合わせさせ得ると共に、 第 2 の対物レンズを通過した後の第 1又は第 2の光の検出結果を基に当該第 2 の対物レンズが位置制御させることにより、 第 2の光における焦点位置を 第 1の光における焦点位置と共に所望位置に合わせさせることができ、 か く して情報を表すホログラムを高精度に記録させ得る記録媒体を実現でき る。 図面の簡単な説明

図 1は、 従来の定在波記録型光ディスク装置の構成を示す略線図である 図 2は、 ホログラムの形成の様子を示す略線図である。

図 3は、 本発明の一実施形態による光ディスクの構成を示す略線図であ る。

図 4は、 本発明の一実施形態による光ディスク,装置の構成を示す略線図 である。

図 5は、 光ピックアップの外観構成を示す略線図である。

図 6は、 光ピックアツプの構成を示す略線図である。 .

図 7は、 赤色光ビームの光路を示す略線図である。

図 8は、 フォ トディテクタにおける検出領域の構成を示す略線図である 図 9は、 青色光ビームの光路 ( 1 ) を示す略線図である。

図 1 0は、 青色光ビームの光路 ( 2 ) を示す略線図である。

図 1 1は、 フォ トディテク夕における検出領域の構成を示す略線図であ る。 発明を実施するための最良の形態

以下、 図面について、 本発明の一実施の形態を詳述する。

( 1 ) 光ディスクの構成 、

まず、 本発明における記録媒体としての光ディスク 1 00について説明 する。 図 3 (A) に外観図を示すように、 光ディスク 1 00は、 全体とし て従来の C D、 D VD及び B Dと同様に直径約 1 20 [mm] の円盤状に 構成されており、 中央部分に孔部 100 Hが形成されている。

また光ディスク 100は、 図 3 (B) に断面図を示すように、 情報を記 録するための記録層 1 0 1を中心に有しており、 基板 1ひ 2及び 103に より当該記録層 10 1を両面から挟むように構成されている。

因みに記録層 10 1の厚さ t 1は約 0. 3 [mm] 、 基板 1 02及び 1 03の厚さ t 2及び t 3はいずれも約 0. 6 [mm] となるようになされ ている。

基板 1 02及び 103は、 例えばポリカーボネィ トゃガラス等の材料に より構成されており、 いずれも一面から入射される光をその反対面へ高い 透過率で透過させるようになされている。 また基板 102及び 103は、 ある程度の強度を有しており、 記録層 1 0 1を保護する役割も担うように なされている。

因みに光ディスク 100は、 厚さ方向に関して記録層 10 1を中心とし たほぼ対称な構造となっており、 全体として経年変化等による反りや歪み 等の発生を極力抑えるようにも配慮されている。 なお基板 102及び 1 0 3の表面については、 無反射コ一テイ ングにより不要な反射が防止される ようになされていても良い。

記録層 10 1は、 光ディスク 8 (図 1 ) と同様、 照射された光強度によ つて屈折率が変化するフォ トポリマ等でなり、 波長 405 [nm] でなる 青色光ビームに反応するようになされている。 図 3 ( B ) に示したように 、 比較的強い強度でなる 2本の青色光ビーム L b 1及び L b 2が記録層 1 0 1内において干渉した場合、 当該記録層 1 0 1には定在波が生成される ことになり、 図 2 ( A ) に示したようなホログラムとしての性質を有する 干渉パターンが形成される。

さらに記録層 1 0 1は、 波長 4 0 5 [ n m ] でなる青色光ビームに関し て、 基板 1 0 2及び 1 0 3と同等の屈折率を呈するようになされており、 記録層 1 0 1 と基板 1 0 3との境界面等において当該青色光ビームを殆ど 屈折させないようになされている。

また光デイスク 1 0 0は、 記録層 1 0 1 と基板 1 0 2 との境界面に反射 層としての反射透過膜 1 0 4を有している。 反射透過膜 1 0 4は、 誘電体 多層膜等でなり、 波長 4 0 5 [ n m ] でなる青色光ビーム L b 1、 L b 2 及び青色再生光ビーム L b 3を透過すると共に、 波長 6 6 0 [ n m ] でな る赤色光ビームを反射するといつた波長選択性を有している。

また反射透過膜 1 0 4は、 トラッキングサーボ用の案内溝を形成してお り、 具体的には、 一般的な B D— R ( Recordable ) ディスク等と同様の ラン ド及びグループにより螺旋状の トラックを形成している。 このトラッ クには、 所定の記録単位ごとに一連の番号でなるァドレスが付されており 、 情報を記録又は再生する トラックを当該アドレスにより特定し得るよう になされている。

なお反射透過膜 1 0 4 (すなわち記録層 1 0 1 と基板 1 0.2 との境界面 ) には、 案内溝に代えてピッ ト等が形成され、 或いは案内溝とピッ ト等と が組み合わされていても良い。

この反射透過膜 1 0 4は、 基板 1 0 2側から赤色光ビーム L r 1が照射 された場合、 これを当該基板 1 0 2側へ反射する。 以下、 このとき反射さ れた光ビームを赤色反射光ビーム L r 2と呼ぶ。

この赤色反射光ビーム L r 2は、 例えば光ディスク装置において、 目標 とする トラック (以下、 これを目標トラックと呼ぶ') に対して、 所定の対 物レンズ 0 L 1により集光された赤色光ビーム L r 1の焦点 F rを合わせ るための、 当該対物レンズ 0 L 1の位置制御 (すなわちフォーカス制御及 びトラッキング制御) に用いられることが想定されている。

因みに以下では、 光ディスク 1 0 0の基板 1 0 2側の面を案内面 1 0 0 Aと呼び、 当該光ディスク 1 0 0の基板 1 0 3 .側の面を記録光照射面 1 0 0 Β ·と呼ぶ。

実際上、 光ディスク 1 0 0に情報が記録されるとき、 図 3 ( B ) に示し たように、 位置制御された対物レンズ 0 L 1により赤色光ビーム L r 1が 集光され、 反射透過膜 1 0 4の目標トラックに合焦される。

また、 当該赤色光ビーム L r 1 と光軸 L xを共有し当該対物レンズ 0 L 1により集光された青色光ビーム L b 1が、 基板 1 0 2及び反射透過膜 1 0 4を透過し、 記録層 1 0 1内における当該所望トラックの裏側 (すなわ ち基板 1 0 3側) に相当する位置に合焦される。 このとき青色光ビーム L b 1の焦点 F b 1は、 対物レンズ 0 L 1を基準として、 共通の光軸 L X上 における焦点 F rよりも遠方に位置することになる。

さらに、 青色光ビーム丄 b 1 と同一波長でなり光軸 L xを共有する青色 光ビーム L b 2が、 当該青色光ビーム L b 1の反対側 (すなわち基板 1 0 3側) から、 対物レンズ O L 1 と同等の光学特性を有する対物レンズ◦ L 2により集光され、 照射されるようになされている。 このとき当該青色光 ビーム L b 2の焦点 F b 2は、 当該対物レンズ 0 L 2が位置制御されるこ とにより、 青色光ビーム L b 1の焦点 F b 1 と同一の位置となるようにな されている。 ―

この結果、 光ディスク 1 0 0には、 記録層 1 0 1内における目標トラッ クの裏側に相当する焦点 F b 1及び F b 2の位置に、 青色光ビーム L b 1 及び L b 2による定在波が生成され、 比較的小さい干渉パターンでなる記 録マーク R Mが記録される。

このとき記録層 1 0 1内には、 いずれも収束光でなる青色光ビーム L b 1及び L b 2が重なり、 且つ所定強度以上となった部分に定在波が生じ、 記録マーク RMが形成される。 このため記録マーク RMは、 図 2 ( A) に 示したように、 全体的に 2つの円錐体を互いの底面同士で貼り合わせたよ うな形状となり、 中央部 (底面同士を貼り合わせた部分) が僅かにくびれ ている。

因みに、 記録マーク RMに関して、 中央部におけるくびれ部分の直径 R M rについては、 青色光ビーム L b 1及び L b 2の波長をえ [m] 、 対物 レンズ 0 L 1及び 0 L 2の開口数を N Aとすると、 次に示す ( 1 ) 式によ り求められる。 Mr = 1.2x— …… (1)

NA

' また記録マーク RMの高さ RMhに関しては、 記録層 1 0 1の屈折率を nとすると、 次に示す ( 2 ) 式により求められる。

例えば、 波長えを 4 0 5 [ n m] 、 開口数 N Aを 0 · 5、 屈折率 nを 1 . 5とすると、 ( 1 ) 式より直径 RMr = 0. 9 7 [〃m] 、 ( 2 ) 式よ り高さ RMh= 9. 7 2 [ zm] となる。 ?.

さらに光ディスク 1 0 0は、 記録層 1 0 1の厚さ t l (= 0. 3 [mm ] ) が記録マーク RMの高さ RMhよりも充分に大きくなるよう設計され ている。 このため光ディスク 1 00は、 記録層 1 0 1内における反射透過 膜 1 04からの距離 (以下、 これを深さと呼ぶ) が切り換えられながら記 録マーク RMが記録されることにより、 図 2 (B ) に示したような、 複数 のマーク記録層を当該光ディスク 1 0 0の厚さ方向に重ねた多層記録を行 い得るようになされている。

この場合、 光ディスク 1 0 0の記録層 1 0 1内において、 青色光ビーム L b 1及び L b 2の焦点 F b 1及び F b 2の深さが調整されることにより 、 記録マーク RMの深さが変更されることになる。 例えば光ディスク 1 0 0は、 記録マーク R M同士の相互干渉等を考慮してマーク記録層同士の距 離 p 3が約 1 5 [〃m ] に設定されれば、 記録層 1 0 1内に約 2 0層のマ —ク記録層を形成することができる。 なお距離 p 3については、 約 1 5 [ 〃m ] とする以外にも、 記録マーク R M同士の相互干渉等を考慮した上で 他の種々の値としても良い。

一方、 光ディスク 1 0 0は、 情報が再生されるとき、 当該情報を記録し たときと同様に、 対物レンズ O L 1により集光された赤色光ビーム L r 1 が反射透過膜 1 0 4の目標トラックに合焦されるよう、 当該対物レンズ 0 L 1が位置制御されるようになされている。

さらに光ディスク 1 0 0は、 同一の対物レンズ 0 L 1を介し基板 1 0 2 及び反射透過膜 1 0 4を透過した青色光ビーム L b 1の焦点 F b 1が、 記 録層 1 0 1内における当該目標トラックの 「裏側」 に相当し、 かつ目標深 さとなる位置 (以下、 これを目標マーク位置と呼ぶ) に合焦されるように なされている。

このとき焦点 F b 1の位置に記録されている記録マーク R Mは、 ホログ ラムとしての性質により、 当該目標マーク位置に記録されている記録マ一 ク R Mから、 青色再生光ビーム L b 3を発生する。 この青色再生光ビーム L b 3は、 記録マーク R Mの記録時に照射された青色光ビーム L b 2 と同 等の光学特性を有しており、 当該青色光ビーム L b 2と同じ方向へ、 すな わち記録層 1 0 1内から基板 1 0 2側へ発散しながら進むことになる。 . このように光デイスク 1 0 0は、 情報が記録される場合、 位置制御用の 赤色光ビーム L r 1、 情報記録用の青色光ビーム L b 1及び L b 2が用い られることにより、 記録層 1 0 1内において焦点 F b 1及び F b 2が重な る位置、 すなわち反射透過膜 1 0 4における目標トラックの裏側となり且 つ目標深さとなる目標マーク位置に、 当該情報として記録マーク R Mが形 成されるようになされている。

また光ディスク 1 0 0は、 記録済みの情報が再生される場合、 位置制御 用の赤色光ビーム L r 1及び情報再生用の青色光ビーム L b 1が用いられ ることにより、 焦点 F b lの位置、 すなわち目標マーク位置に記録されて いる記録マーク R Mから、 青色再生光ビーム L b 3を発生させるようにな されている。

( 2 ) 光ディスク装置の構成

次に、 上述した光ディスク 1 0 0に対応した光ディスク装置 2 0につい て説明する。 光ディスク装置 2 0は、 図 4に示すように、 制御部 2 1によ り全体を統括制御するようになされている。

制御部 2 1は、 図示しない C P U ( Central Processing Unit) を中心 に構成されており、 図示しない R O M ( Read Only Memory) から基本プ 口グラムや情報記録プログラム等の各種プログラムを読み出し、 これらを 図示しない R A M ( Random Access Memory ) に展開することにより、 情報記録処理等の各種処理を実行するようになされている。

例えば制御部 2 1は、 光ディスク 1 0 0が装填された状態で、 図示しな い外部機器等から情報記録命令、 記録情報及び記録ァドレス情報を受け付 けると、 駆動命令及び記録ァドレス情報を駆動制御部 2 2へ供給すると共 に、 記録情報を信号処理部 2 3へ供給する。 因みに記録ア ドレス情報は、 光ディスク 1 0 0の記録層 1 0 1に付されたアドレスのうち、 記録情報を 記録すべきァドレスを示す情報である。

駆動制御部 2 2は、 駆動命令に従い、 スピン ドルモータ 2 4を駆動制御 することにより光ディスク 1 0 0を所定の回転速度で回転させると共に、 スレッ ドモー夕 2 5を駆動制御することにより、 光ピックアップ 2 6を移 動軸 2 5 A及び 2 5 Bに沿って光ディスク 1 0 0の径方向 (すなわち内周 方向又は外周方向) における記録ァドレス情報に対応した位置へ移動させ も。

信号処理部 2 3は、 供給された記録情報に対して所定の符号化処理や変 調処理等の各種信号処理を施すことにより記録信号を生成し、 これを光ピ ックアップ 2 6へ供給する。

光ピックアップ 2 6は、 図 5に示すように、 側面略コ字状に構成されて おり、 図 3 ( B ) に示したように、 光ディスク 1 0 0に対して両面から焦 点を合わせて光ビームを照射し得るようになされている。 - 光ピックアップ 2 6は、 駆動制御部 2 2 (図 4 ) の制御に基づいてフォ 一カス制御及びトラヅキング制御を行うことにより、 光ディスク 1 0 0の 記録層 1 0 1における記録アドレス情報により示される トラック (以下、 これを目標トラックと呼ぶ) に光ビームの照射位置を合わせ、 信号処理部 2 3からの記録信号に応じた記録マーク R Mを記録するようになされてい る (詳しくは後述する) 。

また制御部 2 1は、 例えば外部機器 (図示せず) から情報再生命令及び 当該記録情報のァドレスを示す再生ァドレ 情報を受け付けると、 駆動制 御部 2 2に対して駆動命令を供給すると共に、 再生処理命令を信号処理部 2 3へ供給する。

駆動制御部 2 2は、 情報を記録する場合と同様、 スピンドルモ一夕 2 4 を駆動制御することにより光ディスク 1 0 0を所定の回転速度で回転させ ると共に、 スレツ ドモータ 2 5を駆動制御することにより光ピックアツプ, 2 6を再生ア ドレス情報に対応した位置へ移動させる。

光ピックアップ 2 6は、 駆動制御部 2 2 (図 4 ) の制御に基づいてフォ 一カス制御及びトラヅキング制御を行うことにより、 光ディスク 1 0 0の 記録層 1 0 1における再生ア ドレス情報により示される トラック (すなわ ち目標トラック) に光ビームの照射位置を合わせ、 所定光量の光ビームを 照射する。 このとき光ピックアップ 2 6は、 光ディスク 1 0 0における記 録層 1 0 1の記録マーク R Mから発生される再生光ビームを検出し、 その 光量に応じた検出信号を信号処理部 2 3へ供給するようになされている ( 詳しくは後述する) 。

信号処理部 2 3は、 供給された検出信号に対して所定の復調処理ゃ復号 化処理等の各種信号処理を施すことにより再生情報を生成し、 この再生情 報を制御部 2 1へ供給する。 これに応じて制御部 2 1は、 この再生情報を 外部機器 (図示せず) へ送出するようになされている。

このように光ディスク装置 2 0は、 制御部 2 1によって光ピックアップ 2 6を制御することにより、 光ディスク 1 0 0の記録層 1 0 1における目 標トラックに情報を記録し、 また当該目標トラックから情報を再生するよ うになされている。

( 3 ) 光ピックアツプの構成

次に、 光ピックアップ 2 6の構成について説明する。 図 6に模式的に示 すように、 光ピックアップ 2 6は、 多数の光学部品が設けられており、 大 きく分けて案内面位置制御光学系 3 0、 案内面情報光学系 5 0及び記録光 照射面光学系 7 0により構成されている。

( 3 - 1 ) 案内面赤色光学系の構成

案内面位置制御光学系 3 0は、 光ディスク 1 0 0の案内面 1 0 0 Aに対 して赤色光ビーム L r 1を照射し、 当該光ディスク 1 0 0により当該赤色 光ビーム L r 1が反射されてなる赤色反射光ビーム L r 2を受光するよう になされている。

図 Ίにおいて案内面位置制御光学系 3 0のレーザダイオード 3 1は、 波 長約 6 6 0 [ n m ] の赤色レーザ光を射出し得るようになされている。 実 際上レーザダイオード 3 1は、 制御部 2 1 (図 4 ) の制御に基づいて発散 光でなる所定光量の赤色光ビーム L r 1 を発射し、 コリメ 夕レンズ. 3 2 へ入射させる。 コリメ一夕レンズ 3 2は、 赤色光ビーム L r 1を発散光か ら平行光に変換しスリ ヅ ト 3 3を介して無偏光ビ一ムスプリッ夕 3 4へ入 射させる。

無偏光ビ一ムスプリ ッ夕 3 4は、 赤色光ビーム L r 1を反射透過面 3 4 Aにおいて約 5 0 %の割合で透過し、 補正レンズ 3 5へ入射させる。 補正 レンズ 3 5及び 3 6は、 赤色光ビーム L r 1を一度発散させてから収束さ せ、 ダイクロックプリズム 3 7へ入射させる。

ダイク口ックプリズム 3 7の反射透過面 3 7 Sは、 光ビ ムの波長によ り透過率及び反射率が異なる、 いわゆる波長選択性を有しており、 赤色光 ビーム ¾ほぼ 1 0 0 %の割合で透過し、 青色光ビームをほぼ 1 0 0 %の割 合で反射するようになされている。 このためダイクロックプリズム 3 7は 、 当該反射透過面 3 7 Sにおいて赤色光ビーム L r 1を透過し、 対物レン ズ 3 8へ入射させる。

対物レンズ 3 8は、 赤色光ビーム L r 1を集光し、 光ディスク 1 0 0の 案内面 1 0 0 Aへ向けて照射する。 このとき赤色光ビーム L r 1は、 図 3 ( B ) に示したように、 基板 1 0 2を透過し反射透過膜 1 0 4において反 射され、 赤色光ビーム L r 1 と反対方向へ向かう赤色反射光ビーム L r 2 となる。

因みに対物レンズ 3 8は、 青色光ビーム L b 1に最適化されて設計され ており、 赤色光ビーム L r 1に関しては、 スリ ッ ト 3 3、 補正レンズ 3 5 及び 3 6 との光学的な距離等の関係により、 開口数 ( N A : Numerical Aperture ) がひ . 4 1の集光レンズとして作用することになる。

この後、 赤色反射光ビーム L r 2は、 対物レンズ 3 8、 ダイク.ロックプ リズム 3 7、 補正レンズ 3 6及び 3 5を順次透過して平行光にされた後、 無偏光ビームスプリ ツ夕 3 4へ入射される。

無偏光ビームスプリ ツ夕 3 4は、 赤色反射光ビーム L r 2を約 5 0 %の 割合で反射することにより ミラー 4 0へ照射.し、 当該ミラ一 4 0により当 該赤色反射光ビーム L r 2を再度反射させた後、 集光レンズ 4 1へ入射さ せる。

集光レンズ 4 1は、 赤色反射光ビーム L r 2を収束させ、 シリン ドリカ ルレンズ 4 2により非点収差を持たせた上で当該赤色反射光ビーム L r 2 をフォ トディテクタ 4 3へ照射する。

ところで光ディスク装置 2 0では、 回転する光ディスク 1 0 0における 面ブレ等が発生する可能性があるため、 案内面位置制御光学系 30に対す る目標トラックの相対的な位置が変動する可能性がある。

このため、 案内面位置制御光学系 3 0において赤色光ビーム L r 1の焦 点 F r (図 3 (B) ) を目標トラックに追従させるには、 当該焦点 F rを 光ディスク 1 0 0に対する近接方向又は離隔方向であるフォーカス方向及 び光.ディスク 1 00の内周側方向又は外周側方向である トラッキング方向 へ移動させる必要がある。

そこで対物レンズ 3 8は、 2軸ァクチユエ一夕 3 8 Aにより、 フォ一力 ス方向及びトラッキング方向の 2軸方向へ駆動され得るようになされてい る。

また案内面位置制御光学系 3 0 (図 7 ) では、 対物レンズ 3 8により赤 色光ビーム L r 1が集光され光ディスク 1 00の反射透過膜 1 04へ照射. されるときの合焦状態が、 集光レンズ 4.1により赤色反射光ビーム L r 2 が集光されフォ トディテクタ 43に照射されるときの合焦状態に反映され るよう、 各種光学部品の光学的位置が調整されている。

フォ トディテクタ 4 3は、 図 8に示すように、 赤色反射光ビーム L r 2 が照射される面上に、 格子状に分割された 4つの検出領域 4 3 A、 4 3 B 、 4 3 C及び 43 Dを有している。 因みに矢印 a 1により示される方向 ( 図中の縦方向) は、 赤色光ビーム L r 1が反射透過膜 1 04 (図 3 ) に照 射されるときの、 トラックの走行方向に対応している。

フォ トディテクタ 4 3は、 検出領域 4 3 A、 43 B、 43 C及び 4 3 D により赤色反射光ビーム L r 2の一部をそれぞれ検出し、 このとき検出し た光量に応じて検出信号 S D A r、 S D B r、 S D C r及び S DD rをそ れぞれ生成して、 これらを信号処理部 2 3 (図 4 ) へ送出する。

信号処理部 2 3は、 いわゆる非点収差法によるフォーカス制御を行うよ うになされており、 次に示す ( 3 ) 式に従ってフォーカスエラ一信号 S F E rを算出し、 これを駆動制御部 2 2へ供給する。 SFEr = (SDAr + SDCr)- (SDBr + SDDr) このフオーカスエラ一信号 S F E rは、 赤色光ビーム L r 1の焦点 F r と光ディスク 1 0 0の反射透過膜 1 0 4 とのずれ量を表すことになる。 また信号処理部 2 3は、 いわゆるプッシュプル法による トラヅキング制 御を行うようになされており、 次に示す ( 4 ) 式に従って トラヅキングェ ラー信号 S T E rを算出し、 これを駆動制御部 2 2へ供給する。

STEr = (SDAr + SDDr) - (SDBr + SDCr) …… (4) このトラヅキングエラー信号 S T E rは、 赤色光ビーム L r 1の焦点 F rと光ディスク 1 0 0の反射透過膜 1 0 4における目標トラックとのずれ 量を表すことになる。

駆動制御部 2 2は、 フォーカスエラ一信号 S F E rを基にフォーカス駆 動信号 S F D rを生成し、 当該フォーカス駆動信号 S F D rを 2軸ァクチ ユエ一夕 3 8 Aへ供給することにより、 赤色光ビーム L r 1が光ディスク 1 0 0の反射透過膜 1 0 4に合焦するよう、 対物レンズ 3 8をフィードバ ック制御 (すなわちフォーカス制御) する。

また駆動制御部 2 2は、 トラッキングエラー信号 S T E rを基に トラッ キング駆動信号 S T D rを生成し、 当該トラッキング駆動信号 S T D rを 2軸ァクチユエ一夕 3 8 Aへ供給することにより、 赤色光ビーム L r 1が 光ディスク.1 0 0の反射透過膜 1 0 4における目標卜ラックに合焦するよ う、 対物レンズ 3 8をフィードバック制御 (すなわち トラッキング制御) する。

このように案内面位置制御光学系 3 0は、 赤色光ビーム L r 1を光ディ スク 1 0 0の反射透過膜 1 0 4に照射し、 その反射光である赤色反射光ビ ーム L r 2の受光結果を信号処理部 2 3へ供給するようになされている。 これに応じて駆動制御部 2 2は、 当該赤色光ビーム L r 1を当該反射透過 膜 1 04の目標トラックに合焦させるよう、 対物レンズ 3 8のフォーカス 制御及びトラツキング制御を行うようになされている。

( 3— 2 ) 案内面青色光学系の構成

案内面情報光学系 5 0は、 光ディスク 1 0 0の案内面 1 0 0 Aに対して 青色光ビーム L b 1を照射するようになされており、 また当該光ディスク 1 0 0から入射される青色光ビーム L b 2又は青色再生光ビーム L b 3を 受光するようになされている。

( 3— 2— 1 ) 青色光ビームの照射

図 9において案内面情報光学系 5 0のレーザダイオー ド 5 1は、 波長約 40 5 [ nm] の青色レーザ光を射出し得るようになされている。 実際上 レーザダイォード 5 1は、 制御部 2 1 (図 4 ) の制御に基づいて発散光で なる青色光ビーム L b 0を発射し、 コリメ一夕レンズ 5 2へ入射させる。 コリメ一夕レンズ 5 2は、 青色光ビーム L b 0を発散光から平行光に変換 し、 1/2波長板 5 3へ入射させる。

このとき青色光ビーム L b 0は、 1/2波長板 5 3により偏光方向が所 定角度回転され、 アナモプリズム 54により強度分布が成形された後、 偏 光ビ一ムスプリ ッ夕 .5 5の面 5 5 Aに入射される。'

偏光ビ一ムスプリ ッ夕 5 5は、 反射透過面 5 5 Sにおいて、 光ビームの 偏光方向により異なる割合で当該光ビームを反射又は透過するようになさ れている。例えば反射透過面 5 5 Sは、 p偏光の光ビームを約 5 0 %の割 合で反射すると共に残りの 5 0 %を透過し、 s偏光の光ビームを約 1 0 0 %の割合で透過するようになされている。

実際上、 偏光ビ一ムスプリ ッ夕 5 5は、 反射透過面 5 5 Sにより、 p偏 光でなる青色光ビーム L b 0を約 5 0 %の割合で反射し、 面 5 5 Bから 1 /4波長板 5 6へ入射させると共に、 残りの 50 %を透過し、 面 5 5 Dか らシャツ夕 7 1へ入射させる。 以下では、 反射透過面 5 5 Sにより反射さ れた青色光ビームを青色光ビーム L b 1、 反射透過面 5 5 Sを透過した青 色光ビームを青色光ビーム L b 2と呼ぶ。

1 / 4波長板 5 6は、 青色光ビーム L b 1を直線偏光から円偏光に変換 して可動ミラー 5 7へ照射し、 また当該可動ミラー 5 7により反射され青 色光ビーム L b 1を円偏光から直線偏光に変換し、 再度偏光ビームスプリ ッ夕 5 5の面 5 5 Bへ入射させる。

このとき青色光ビーム L b 1は、 例えば 1ノ 4波長板 5 6により p偏光 から左円偏光に変換され、 可動ミラ一 5 7により反射された際に左円偏光 から右円偏光に変換された後、 再度 1 / 4波長板 5 6により右円偏光から s偏光に変換される。 すなわち青色光ビーム L b 1は、 面 5 5 Bから出射 されたときと可動ミラー 5 7により反射された後に当該面 5 5 Bに入射さ れるときとで、 互いの偏光方向が異なることになる。

偏光ビームスプリ ッ夕 5 5は、 面 5 5 Bから入射された青色光ビーム L b 1の偏光方向 ( s偏光) に応じて、 反射透過面 5 5 Sにより当該青色光 ビーム L b lをそのまま透過させ、 面 5 5 Cから偏光ビームスプリ ヅ夕 5 8へ入射させるようになされている。

この結果、 案内面情報光学系 5 0は、 偏光ビームスプリ ッ夕 5 5、 1 / 4波長板 5 6及び可動ミ ラー 5 7によ り、 青色光ビーム L b 1の光路長を 引き延ばすことになる。

偏光ビ一ムスブリ ツ夕 5 8の反射透過面 5 5 Sは、 例えば p偏光の光ビ —ムを約 1 0 0 %の割合で反射し、 s偏光の光ビームを約 1 0 0 %の割合 で透過するようになされている。 実際上、 偏光ビームスプリツ夕 5 8は、 反射透過面 5 8 Sにおいて青色光ビーム L b lをそのまま透過させ、 1 / 4波長板 5 9により直線偏光 ( s偏光) から円偏光 (右円偏光) に変換さ せた上で、 リ レーレンズ 6 0へ入射させる。

リ レーレンズ 6 0は、 可動レンズ 6 1により青色光ビーム L b 1を平行 光から収束光に変換し、 収束後に発散光となった当該青色光ビーム L b 1 を固定レンズ 6 2により再度収束光に変換し、 ダイクロックプリズム 3 7 へ入射させる。

ここで可動レンズ 6 1は、 ァクチユエ一夕 6 1 Aにより青色光ビーム L- b 1の光軸方向に移動されるようになされている。 実際上、 リ レ一レンズ 6 0は、 制御部 2 1 (図 4 ) の制御に基づきァクチユエ一夕 6 1 Aによつ て可動レンズ 6 1を移動させることにより、 固定レンズ 6 2から出射され る青色光ビーム L b 1の収束状態を変化させ得るようになされている。 ダイクロックプリズム 3 7は、 青色光ビーム L b 1の波長に応じて、 反 射透過面 3 7 Sにより当該青色光ビーム L b 1を反射し、 これを対物レン ズ 3 8へ入射させる。 因みに青色光ビーム L b 1は、 反射透過面 3 7 Sに おいて反射されるときに円偏光における偏光方向が反転され、 例えば右円 偏光から左円偏光に変換される。

対物レンズ 3 8は、 青色光ビーム L b 1を集光し、 光ディスク 1 0 0の 案内面 1 0 0 Aへ照射する。 因みに対物レンズ 3 8は、 青色光ビーム L b 1に関しては、 リレーレンズ 6 0との光学的な距離等の関係により、 開口 数 (N A ) が 0 . 5の集光レンズとして作用することになる。

このとき青色光ビーム L b 1は、 図 3 ( B ) に示したように、 基板 1 0 2及び反射透過膜 1 0 4を透過し、 記録層 1 0 1内に合焦する。 ここで当 該青色光ビーム L b 1の焦点 F b 1の位置は、 リ レ一レンズ 6 0の固定レ ンズ 6 2から出射される際の収束状態により定められることになる。 すな わち焦点 F b 1は、 可動レンズ 6 1の位置に応じて記録層 1 0 1内の案内 面 1 0 0 A側又は記録光照射面 1 0 0 B側へ移動することになる。

具体的に案内面情報光学系 5 0は、 可動レンズ 6 1の移動距離と青色光 ビーム L b 1の焦点 F b 1の移動距離とがほぼ比例関係となるように設計 されており、 例えば可動レンズ 6 1を 1 [ m m ] 移動させると、 青色光ビ —ム L b 1の焦点 F b 1が 3 0 [〃m ] 移動するようになされている。 実際上、 案内面情報光学系 5 0は、 制御部 2 1 (図 4 ) により可動レン ズ 6 1の位置が制御されることにより、 光ディスク 1 0 0の記録層 1 0 1 内における青色光ビーム L b 1の焦点 F b 1 (図 3 ( B ) ) の深さ d l ( すなわち反射透過膜 1 0 4からの距離) を調整するようになされている。 青色光ビーム L b 1は、 焦点 F b 1に収束した後に発散光となり、 記録 層 1 0 1及び基板 1 0 3を透過し、 記録光照射面 1 0 0 Bから出射されて 、 対物レンズ 7 9へ入射される (詳しくは後述する) 。

このように案内面情報光学系 5 0は、 青色光ビーム L b 1を光ディスク 1 0 0の案内面 1 0 0 A側から照射して記録層 1 0 1内に当該青色光ビ一 ム L b 1の焦点 F b 1を位置させ、 さらにリ レ一レンズ 6 0における可動 レンズ 6 1の位置に応じて、 当該焦点 F b 1の深さ d 1を調整するように なされている。

( 3 - 2 - 2 ) 青色光ビームの受光

ところで光ディスク 1 0 0は、 記録光照射面光学系 7 0の対物レンズ 7 9から記録光照射面 1 0 0 Bへ照射される青色光ビーム L b 2を透過し、 案内面 1 0 0 Aから発散光として出射するようになされている (詳しくは 後述する) 。 因みに青色光ビーム L b 2は、 円偏光 (例えば右円偏光) と なるようになされている。

この ぎ案内面情報光学系 5 0では、 図 1 0に示すように、 青色光ビー ム L b 2が対物レンズ 3 8によりある程度収束された後、 ダイクロックプ リズム 3 7により反射され、 リレーレンズ 6 0へ入射される。 因みに青色 光ビーム L b 2は、 反射透過面 3 7 Sにおいて反射される際、 円偏光にお ける偏光方向が反転され、 例えば右円偏光から左円偏光に変換される。 続いて青色光ビーム L b 2は、 リ レーレンズ 6 0の固定レンズ 6 2及び 可動レンズ 6 1によって平行光に変換され、 さらに 1 / 4波長板 5 9によ り円偏光 (左円偏光) から直線偏光 (P偏光) に変換された上で、 偏光ビ —ムスプリ ッ夕 5 8へ入射される。

偏光ビームスプリ ッ夕 5 8は、 青色光ビーム L b 2の偏光方向に応じて 当該青色光ビーム L b 2を反射し、 集光レンズ 6 3へ入射させる。 集光レ ンズ 6 3は、 青色光ビーム L b 2を集光し、 フォ トディテクタ 6 4へ照射 させる。

因みに、 案内面情報光学系 5 0内の各光学部品は、 青色光ビーム L b 2 がフォ トディテクタ 6 4に合焦するよう配置されている。

フォ トディテクタ 6 4は、 青色光ビーム L b 2の光量を検出し、 このと き検出した光量に応じて再生検出信号 S D pを生成し、 これを信号処理部 2 3 (図 4 ) へ供給する。

但し、 このとき当該フォ トディテクタ 6 4において青色光ビーム L b 2 の光量に応じて生成される再生検出信号 S D pには、 特に用途がない。 こ のため信号処理部 2 3 (図 4 ) は、 当該再生検出信号 S D pが供給される ものの、 特に信号処理を行わないようになされている。

一方、 光ディスク 1 0 0は、 記録層 1 0 1に記録マーク R Mが記録され ていた場合、 上述したように、 青色光ビーム L b 1の焦点 F b 1が当該記 録マーク R Mに合焦されると、 ホログラムとしての性質により、 当該記録 マーク R Mから青色再生光ビーム L b 3を発生することになる。

この青色再生光ビーム L b 3は、 ホログラムの原理上、 当該記録マーク R Mが記録された際に青色光ビーム L b 1の他に照射されていた光ビーム 、 すなわち青色光ビーム L b 2を再現したものとなる。 従って青色再生光 ビーム L b 3は、 案内面情報光学系 5 0内において青色光ビーム L b 2と 同様の光路を経ることにより、 最終的にフォ トディテク夕 6 4へ照射され る。 :

ここで案内面情報光学系 5 0内の各光学部品は、 上述したように、 青色 光ビーム L b 2がフォ トディテクタ 6 4に合焦するよう配置されている。 このため青色再生光ビーム L b 3は、 当該青色光ビーム L b 2 と同様に当 該フォ トディテクタ 6 4に合焦する。

フォ トディテクタ 6 4は、 青色光ビーム L b 3の光量を検出し、 このと き検出した光量に応じて再生検出信号 S D pを生成し、 これを信号処理部 2 3 (図 4 ) へ供給する。

この場合、 再生検出信号 S D pは、 光ディスク 1 0 0に記録されている 情報を表すものとなる。 このため信号処理部 2 3は、 再生検出信号 S D p に対して所定の復調処理や復号化処理等を施すことにより再生情報を生成 し、 この再生情報を制御部 2 1へ供給するようになされている。

このように案内面情報光学系 5 0は、 光ディスク 1 0 0の案内面 1 0 0 Aから対物レンズ 3 8へ入射される青色光ビーム L b 2又は青色再生光ビ —ム L b 3を受光し、 その受光結果を信号処理部 2 3へ供給するようにな されている。

( 3 - 3 ) 記録光照射面光学系の構成

記録光照射面光学系 7 0 (図 6 ) は、 光ディスク 1 0 0の記録光照射面 1 0 0 Bに対して青色光ビーム L b 2を照射するようになされており、 ま た案内面情報光学系 5 0から照射され光ディスク 1 0 0を透過した青色光 ビーム L b 1を受光するようになされている。

( 3 - 3 - 1 ) 青色光ビームの照射

図 1 0において案内面情報光学系 5 0の偏光ビームスプリ ツ夕 5 5は、 上述したように、 反射透過面 5 5 Sにおいて p偏光でなる青色光ビーム L b 0を約 5 0 %の割合で透過し、 これを青色光ビーム L b 2として面 5 5 Dからシャツ夕 7 1へ入射させる。

シャツ夕 7 1は、 制御部 2 1 (図 4 ) の制御に基づいて青色光ビーム L b 2を遮断又は透過するようになされており、 当該青色光ビーム L b 2を 透過した場合、 偏光ビームスプリ ツ夕 7 2へ入射させる。

因みにシャツ夕 7 1 としては、 例えば青色光ビーム L b 2を遮断する遮 断板を機械的に動かすことにより青色光ビーム L b 2を遮断又は透過する 機械式シャッ夕や、 液晶パネルに印加する電圧を変化することにより当該 青色光ビーム L b 2を遮断又は透過する液晶シャッ夕等を用いることがで きる。 偏光ビームスプリ ツ夕 7 2の反射透過面 7 2 Sは、 例えば p偏光の光ビ —ムを約 1 0 0 %の割合で透過し、 s偏光の光ビームを約 1 0 0 %の割合 で反射するようになされている。 実際上、 偏光ビームスプリ ッ夕 7 2は、 P偏光でなる青色光ビーム L b 2をそのまま透過させ、 ミラ一 7 3により 反射させた後、 1 / 4波長板 7 4により直線偏光 (p偏光) から円偏光 ( 左円偏光) に変換させた上で、 リ レーレンズ 7 5へ入射させる。

リ レーレンズ 7 5は、 リレーレンズ 6 0と同様に構成されており、 可動 レンズ 6 1、 ァクチユエ一夕 6 1 A及び固定レンズ 6 2 とそれぞれ対応す る可動レンズ 7 6、 ァクチユエ一夕 7 6 A及び固定レンズ 7 7を有してい る。

リ レーレンズ 7 5は、 可動レンズ 7 6により青色光ビーム L b 2を平行 光から収束光に変換し、 収束後に発散光となった当該青色光ビーム L b 2 を固定レンズ 7 7により再度収束光に変換し、 光軸可変手段としてのガル バノ ミラー 7 8へ入射させる。

またリ レーレンズ 7 5は、 リ レーレンズ 6 0と同様、 制御部 2 1 (図 4 ) の制御に基づきァクチユエ一夕 7 6 Aによって可動レンズ 7 6を移動さ せることにより、 固定レンズ 7 7から出射される青色光ビーム L b 2の収 束状態を変化させ得るようになされている。

ガルバノ ミラ一 7 8は、 青色光ビーム L b 2を反射し、 対物レンズ 7 9 へ入射させる。 因みに青色光ビーム L b 2は、 反射されるときに円偏光に おける偏光方向が反転され、 例えば左円偏光から右円偏光に変換される。 またガルバノ ミラー 7 8は、 反射面 7 8 Aの角度を変化し得るようにな されており、 制御部 2 1 (図 4 ) の制御に従い反射面 7 8 Aの角度を調整 することにより、 青色光ビーム L b 2の進行方向を調整し得るようになさ れている。

対物レンズ 7 9は、 2軸ァクチユエ一夕 7 9 Aと一体に構成されており 、 当該 2軸ァクチユエ一夕 7 9 Aにより、 対物レンズ 3 8と同様、 光ディ スク 1 0 0への近接方向又は離隔方向であるフォーカス方向と、 光ディス ク 1 0 0の内周側方向又は外周側方向である トラッキング方向との 2軸方 向へ駆動され得るようになされている。

この対物レンズ 7 9は、 青色光ビーム L b 2を集光し、 光ディスク 1 0 0の記録光照射面 1 0 0 Bへ照射する。 この対物レンズは、 対物レンズ 3 8 と同様の光学特性を有しており、 当該青色光ビーム L b 2に関して、 リ レーレンズ 7 5 との光学的な距離等の関係により、 開口数 (N A ) が 0 . 5の集光レンズとして作用することになる。

このとき青色光ビーム L b 2は、 図 3 ( B ) に示したように、 基板 1 0 3を透過して記録層 1 0 1内に合焦する。 ここで当該青色光ビーム L b 2 の焦点 F b 2の位置は、 リレーレンズ 7 5の固定レンズ 7 7から出射され る際の収束状態により定められることになる。 すなわち当該焦点 F b 2は 、 青色光ビーム L b 1の焦点 F b 1 と同様、 可動レンズ 7 6の位置に応じ て記録層 1 0 1内の案内面 1 0 0 A側又は記録光照射面 1 0 0 B側へ移動 することになる。

具体的に記録光照射面光学系 7 0は、 案内面情報光学系 5 0 と同様、 可 動レンズ 7 6の移動距離と青色光ビーム L b 2の焦点 F b 2の移動距離と がほぼ比例関係となるように設計されており、 例えば可動レンズ 7 6を 1 [ m m ] 移動させると、 青色光ビーム L b 2の焦点 F b 2が 3 0 [ m ] 移動するようになされている。

. 実際上、 記録光照射面光学系 7 0は、 制御部 2 : 1 (図 4 ) によってリレ —レンズ 6 0における可動レンズ 6 1の位置と共にリレ一レンズ 7 5にお ける可動レンズ 7 6の位置が制御されることにより、 光ディスク 1 0 0の 記録層 1 0 1内における青色光ビーム L b 2の焦点 F b 2 (図 3 ( B ) ) の深さ d 2を調整するようになされている。

このとき光ディスク装置 2 0では、 制御部 2 1 (図 4 ) によ り、 光ディ スク 1 0 0に面ブレ等が発生していないと仮定したときの (すなわち理想 的な状態の) 記録層 1 0 1内における、 対物レンズ 3 8が基準位置にある ときの青色光ビーム L b 1の焦点 F b 1に対して、 対物レンズ 7 9が基準 位置にあるときの青色光ビーム L b 2の焦点 F b 2を合わせるようになさ れている。

青色光ビーム L b 2は、 焦点 F b 2において合焦した後、 発散しながら 記録層 1 0 1、 反射透過膜 1 0 4及び基板 1 0 2を透過し、 案内面 1 0 0 Aから出射されて、 対物レンズ 3 8へ入射されるようになされている。 このように記録光照射面光学系 7 0は、 青色光ビーム L b 2を光ディス ク 1 0 0の記録光照射面 1 0 0 B側から照射して記録層 1 0 1内に当該青 色光ビーム L b 2の焦点 F b 2を位置させ、 さらにリ レーレンズ 7 5にお ける可動レンズ 7 6の位置に応じて、 当該焦点 F b 2の深さ d 2を調整す るようになされている。

( 3— 3— 2 ) 青色光ビームの受光

ところで、 案内面情報光学系 5 0 (図 9 ) の対物レンズ 3 8から照射さ れた青色光ビーム L b 1は、 上述したように、 光ディスク 1 0 0の記録層 1 0 1内において一度収束した後、 発散光となり対物レンズ 7 9へ入射さ れる。 - このとき記録光照射面光学系 7 0では、 青色光ビーム L b 1が対物レン ズ 7 9によりある程度収束された後、 ガルバノ ミラ一 7 8により反射され て、 リレーレンズ 7 5へ入射される。 因みに青色光ビーム L b 1は、 反射 面 7 :8 Aにおいて反射される際、 円偏光における偏光方向が反転され、 例 えば左円偏光から右円偏光に変換される。

続いて青色光ビーム L b 1は、 リ レ一レンズ 7 5の固定レンズ 6 2及び 可動レンズ 6 1によって平行光に変換され、 さらに 1 / 4波長板 7 4によ り円偏光 (右円偏光) から直線偏光 ( s偏光) に変換された後、 ミラー 7 3により反射されてから、 偏光ビームスプリ ッ夕 7 2へ入射される。

偏光ビームスプリ ッ夕 7 2は、 青色光ビーム L b 1の偏光方向に応じて 当該青色光ビーム L b 1を反射し、 集光レンズ 8 0へ入射させる。 集光レ ンズ 8 0は、 青色光ビーム L b 1を収束させ、 シリン ドリカルレンズ 8 1 により非点収差を持たせた上で当該青色光ビーム L b lをフォ トディテク 夕 8 2へ照射する。

しかしながら光ディスク 1 0 0は、 実際には面ブレ等を生じる可能性が ある。 このため対物レンズ 3 8は、 上述したように、 案内面位置制御光学 系 3 0及び駆動制御部 2 2 (図 4 ) 等によりフォーカス制御及びトラツキ ング制御されるようになされている。

このとき青色光ビーム L b 1の焦点 F b 1は、 対物レンズ 3 8の移動に 伴って移動することになるため、 対物レンズ 7 9が基準位置にあるときの 青色光ビーム L b 2における焦点 F b 2の位置からずれることになる。 そこで記録光照射面光学系 7 0では、 記録層 1 0 1内における青色光ビ ーム L b 1の焦点 F b 1に対する青色光ビーム L b 2の焦点 F b 2のずれ 量が、 集光レンズ 8 0により青色光ビーム L b 1が集光されフォ トディテ クタ 8 2へ照射されるときの照射状態に反映されるよう、 各種光学部品の 光学的位置が調整されている。

フォ トディテクタ 8 2は、 図 1 1に示すように、 フォ トディテクタ 43 と同様、 青色光ビーム L b 1が照射される面上に、 格子状に分割された 4 つの検出領域 8 2 A、 8 2 B、 8 2 C及び 8 2 Dを有している。 因みに矢 印 a 2により示される方向 (図中の横方向) は、 青色光ビーム L b 1が照 射されるときの、 反射透過膜 1 04 (図 3 ) における トラックの走行方向 に対応している。

フォ トディテクタ 8 2は、 検出領域 8 2 A、 8 2 B、 8 2 C及び 8 2 D により青色光ビーム L b 1の一部をそれぞれ検出し、 このとき検出した光 量に応じて検出信号 S D Ab、 S D B b、 S D C b及び S D D bをそれぞ れ生成して、 これらを信号処理部 2 3 (図 4 ) へ送出する。

信号処理部 2 3は、 いわゆる非点収差法によるフォーカス制御を行うよ うになされており、 次に示す ( 5 ) 式に従ってフォーカスエラ一信号 S F E bを算出し、 これを駆動制御部 2 2へ供給する。

SFEb = ISDAb + SDCb) - (SDBb + SDDb) (5) このフォーカスエラ一信号 S F E bは、 青色光ビーム L b 1の焦点 F b 1 と青色光ビーム L b 2の焦点 F b 2とのフォーカス方向に関するずれ量 を表すことになる。

また信号処理部 2 3は、 プッシュプル信号を用いた トラッキング制御を 行うようになされており、 次に示す ( 6 ) 式に従って トラッキングエラ一 信号 S T E bを算出し、 これを駆動制御部 2 2へ供給する。

STEb = (SDAb + SDBb)- (SDCb + SDDb) ■… · (6) このトラッキングエラ一信号 S T E bは、 青色光ビーム L b 1の焦点 F b 1 と青色光ビーム L b 2の焦点 F b 2 とのトラッキング方向に関するず れ量を表すことになる。

さらに信号処理部 2 3は、 夕ンジェンシャル制御に必要な夕ンジェンシ ャルエラ一信号も生成するようになされている。 この夕ンジェンシャル制 御とは、 タンジェンシャル方向 (すなわち 卜ラックの接線方向) に関して 青色光ビーム L b 2の焦点 F b 2を目標位置へ移動させる制御である。 具体的に信号処理部 2 3は、 プッシュプル信号を用いた夕ンジ: ϋンシャ ル制御を行うようになされており、 次に示す ( 7 ) 式に従ってタンジェン シャルエラ一信号 S N E bを算出し、 これを駆動制御部 2 2へ供給する。

SNEb = (SDAb + SDDb) - (SDBb + SDCb) ·… · · (7) この夕ンジェンシャルエラ一信号 S N E bは、 青色光ビーム L b 1の焦 点 F b 1 と青色光ビーム L b 2の焦点 F b 2とのタンジェンシャル方向に 関するずれ量を表すことになる。 これに応じて駆動制御部 2 2は、 フオーカスエラー信号 S F E bを基に フォーカス駆動信号 S F D bを生成し、 当該フォーカス駆動信号 S F D b を 2軸ァクチユエ一夕 7 9 Aへ供給することにより、 青色光ビーム L b 1 の焦点 F b 1に対する青色光ビーム L b 2の焦点 F b 2のフォーカス方向 に関するずれ量を減少させるよう、 対物レンズ 7 9をフォーカス制御する ようになされている。

また駆動制御部 2 2は、 トラッキングエラ一信号 S T E bを基に トラッ キング駆動信号 S T D bを生成し、 当該トラツキング駆動信号 S T D bを 2軸ァクチユエ一夕 7 9 Aベ供給することにより、 青色光ビーム L b 1の 焦点 F b 1に対する青色光ビーム L b 2の焦点 F b 2の トラッキング方向 に関するずれ量を減少させるよう、 対物レンズ 7 9を トラッキング制御す るようになされている。

さらに駆動制御部 2 2は、 タ ンジェンシャルエラ一信号 S N E bを基に 夕ンジヱンシャル駆動信号 S N D bを生成し、 当該夕ンジヱンシャル駆動 信号 S N D bをガルバソ ミラー 7 8へ供給することにより、 青色光ビーム L b 1の焦点 F b 1に対する青色光ビーム L b 2の焦点 F b 2のタンジェ ンシャル方向に関するずれ量を減少させるよう、 ガルバノ ミラ一 7 8にお ける反射面 7 8 Aの角度を調整する、 タンジヱンシャル制御を行うように なされている。

このように記録光照射面光学系 7 0は、 光ディスク 1 0 0の記録光照射 S 1 0 0 Bから対物レンズ 7. 9へ入射される.青色光ビーム L b 1を受光し 、 その受光結果を信号処理部 2 3へ供給するようになされている。 これに 応じて駆動制御部 2 2は、 青色光ビーム L b 2の焦点 F b 2を青色光ビー ム L b 1の焦点 F b 1に合わせるよう、 対物レンズ 7 9のフォーカス制御 及びトラッキング制御、 並びにガルバノ ミラー 7 8による夕ンジェンシャ ル制御を行うように されている。

( 3 - 4 ) 光路長の調整 ところで光ディスク装置 2 0の光ピックアップ 2 6は、 情報を記録する 際、 上述したように、 偏光ビ一ムスプリ ッ夕 5 5 (図 9 ) により、 青色光 ビーム L b Oから青色光ビーム L b l及び L b 2を分離し、 光ディスク 1 0 0の記録層 1 0 1内で当該青色光ビーム L b l及び L b 2を互いに干渉 させることにより、 当該記録層 1 0 1内の目標マーク位置に記録マーク R Mを記録させるようになされている。

この青色光ビーム L b 0を出射するレーザダイオード 5 1は、 一般的な ホログラムの形成条件に従い、 光ディスク 1 00の記録層 1 0 1にホログ ラムとしての記録マーク RMが正しく記録されるために、 当該青色光ビー ム L b Oのコヒ一レン ト長をホログラムサイズ (すなわち記録マーク RM の高さ RMh) 以上とする必要がある。

実際上レーザダイォ一ド 5 1では、 一般的なレーザダイォードと同様、 このコヒ一レン ト長が、 当該レーザダイオード 5 1内に設けられた共振器 (図示せず) の長さに当該共振器の屈折率を乗じた値にほぼ相当するため 、 およそ 1 0 0 [〃m] から 1 [mm] 程度であると考えられる。

一方、 光ピックアップ 2 6では、 青色光ビーム L b 1が案内面情報光学 系 5 0 (図 9.) 内の光路を通り、 光ディスク 1 0 0の案内面 1 0 0 A側か ら照射されると共に、 青色光ビーム L b 2が記録光照射面光学系 70 (図 1 0 ) 内の光路を通り、 光ディスク 1 0 0の記録光照射面 1 0 0 B側から 照射される。 すなわち光ピックアップ 2 6では、 青色光ビーム L b l及び L b 2の光路が互いに異なっているため、 その光路長 (すなわちレーザダ ィオード 5 1から目標マーク位置までの光路の長さ) に差が生じることに なる。

さらに光ピックアップ 2 6では、 上述したように、 リ レーレンズ 6 0及 び 7 5における可動レンズ 6 1及び 7 6の位置を調整することにより、 光 ディスク 1 0 0の記録層 1 0 1内における目標マーク位置の深さ (目標深 さ) を変更するようになされている。 このとき光ピックアップ 2 6は、 目 標マーク位置の深さを変更することにより、 結果的に青色光ビーム L b 1 及び L b 2の光路長をそれぞれ変化させることになる。

しかしながら、 光ピックアップ 2 6において干渉パターンが形成される には、 一般的なホログラムの形成条件により、 当該青色光ビーム L b 1及 び L b 2における光路長の差がコヒ一レント長 (すなわちおよそ 1 0 0 [ 〃m ] から 1 [ m m ] ) 以下となる必要がある。

そこで制御部 2 1 (図 4 ) は、 可動ミラ一 5 7の位置を制御することに より、 青色光ビーム L b 1の光路長を調整するようになされている。 この 場合、 制御部 2 1は、 リレ一レンズ 6 0における可動レンズ 6 1の位置と 目標マーク位置の深さとの関係を利用し、 当該可動レンズ 6 1の位置に応 じて可動ミラ一 5 7を移動させることにより、 当該青色光ビーム L b 1の 光路長を変化させるようになされている。

この結果、 光ピックアップ 2 6では、 青色光ビーム L b 1及び L b 2に おける光路長の差をコヒーレン ト長以下に抑えることができ、 記録層 1 0 1内の目標マーク位置に良好なホログラムでなる記録マーク R Mを記録す ることができる。

このように光ディスク装置 2 0の制御部 2 1は、 可動ミラ一 5 7の位置 を制御することにより、 光ピックアップ 2 6内の青色光ビーム L b 1及び L b 2における光路長の差をコヒ一レン ト長以下に抑え、 この結果として 光ディスク 1 0 0の記録層 1 0 1内における.目標マーク位置に良好な記録 マーク R Mを記録し得るようになされている。

( 4 ) 情報の記録及び再生

( 4 — 1 ) 光ディスクに対する情報の記録

光ディスク 1 0 0に情報を記録する場合、 光ディスク装置 2 0の制御部 2 1 (図 4 ) は、 上述したように、 外部機器 (図示せず) 等から情報記録 命令、 記録情報及び記録アドレス情報を受け付けると、 駆動命令及び記録 アドレス情報を駆動制御部 2 2へ供給すると共に、 記録情報を信号処理部 2 3へ供給する。

このとき駆動制御部 2 2は、 光ピックアップ 2 6の案内面位置制御光学 系 3 0 (図 7 ) により赤色光ビーム L r 1を光ディスク 1 0 0の案内面 1 0 O A側から照射させ、 その反射光である赤色反射光ビーム L r 2の検出 結果を基に、 対物レンズ 3 8のフォーカス制御及びトラッキング制御 (す なわち位置制御) を行うことにより、 赤色光ビーム L r 1の焦点 F rを記 録ァドレス情報に対応した目標トラックに追従させる。

また制御部 2 1は、 案内面情報光学系 5 0 (図 9 ) により青色光ビーム L b 1を'光ディスク 1 ひ 0の案内面 1 0 0 A側から照射させる。 このとき 青色光ビーム L b 1の焦点 F b 1は、 位置制御された対物レンズ 3 8によ つて集光されることにより、 目標トラッ の裏側に位置することになる。 さらに制御部 2 1は、 リ レーレンズ 6 0における可動レンズ 6 1の位置 を.調整することにより、 当該焦点 F b 1 (図 3 ( B ) ) の深さ d 1を目標 深さに調整する。 この結果、 青色光ビーム L b 1の焦点 F b 1は、 目標マ —ク位置に合わされる。 .

一方、 制御部 2 1は、 記録光照射面光学系 7 0 (図 1 0 ) のシャツ夕 7 1を制御して

青色光ビーム L b 2を透過させ、 当該青色光ビーム L b 2を光ディスク 1 0 0の記録光照射面 1 0 0 B側から照射させる。

また制御部 2 1は、 リ レーレンズ 6 0における可動レンズ 6 1の位置に 合わせてリレーレ.ンズ 7 5における可動レンズ 7 6の位置を調整すること により、 青色光ビーム L b 2 (図 3 ( B ) ) の深さ d 2を調整する。 これ により青色光ビーム L b 2は、 焦点 F b 2の深さ d 2が、 光ディスク 1 0 0に面ブレが生じていないと仮定した場合の青色光ビーム L b 1における 焦点 F b 1の深さ d 1に合わされる。

さらに制御部 2 1は、 対物レンズ 3 8及び 7 9を介した青色光ビーム L b 1を記録光照射面光学系 7 0により検出させ、 その検出結果を基に、 駆 動制御部 2 2により対物レンズ 7 9のフォーカス制御及びトラツキング制 御 (すなわち位置制御) 、 並びにガルバノ ミラ一 7 8のタンジェンシャル 制御を行わせる。

この結果、 青色光ビーム L b 2の焦点 F b 2は、 青色光ビーム L b 1に おける焦点 F b 1の位置、 すなわち目標マーク位置に合わされる。

そのうえ制御部 2 1は、 リレーレンズ 6 0における可動レンズ 6 1の位 置に応じて可動ミラ一 5 7の位置を調整し、 青色光ビーム L b 1及び L b 2における光路長の差をコヒ一レン ト長以下に抑える。

かく して光ディスク装置 2 0の制御部 2 1は、 光ディスク 1 00の記録 層 1 0 1内の目標マーク位置に対して、 良好な記録マーク RMを形成させ ることができる。

ところで信号処理部 23 (図 4 ) は、 外部機器 (図示せず) 等から供給 される記録情報を基に、 例えば値 「 0」 又は 「 1」 のバイナリデ一夕を表 す記録信号を生成する。 これに応じてレーザダイオード 5 1は、 例えば記 録信号が値 「 1」 である時に青色光ビーム L b 0を出射し、 記録信号が値 「0」 である時に青色光ビーム L b 0を出射しないようになされている。 これにより光ディスク装置 20では、 記録信号が値 「 1」 のときには光 ディスク 1 0 0の記録層 1 0 1内の目標マーク位置に記録マーク RMを形 成し、 当該記録信号が値 「 0」 のときには当該目標マーク位置に当該記録 マーク R Mを形成しないことになるため、.当該記録マーク RMの有無によ り当該目標マーク位置に記録信号の値 「 1」 又は 「0」 を記録することが でき、 結果的に記録情報を光ディスク 1 0 0の記録層 1 0 1に記録するこ とができる。

( 4— 2 ) 光ディスクからの情報の再生

光ディスク 1 00から情報を再生する場合、 光ディスク装置 2 0の制御 部 2 1 (図 4) は、 光ピックアップ 2 6の案内面位置制御光学系 3 0 (図 7 ) により赤色光ビーム L r 1を光ディスク 1 0 0の案内面 1 00 A側か ら照射させ、 その反射光である赤色反射光ビーム L r 2の検出結果を基に 、 駆動制御部 2 2により対物レンズ 3 8のフォーカス制御及びトラツキン グ制御 (すなわち位置制御) を行わせる。

また制御部 2 1は、 案内面情報光学系 5 0 (図 9 ) により青色光ビーム L b 1を光ディスク 1 0 0の案内面 1 0 0 A側から照射させる。 このとき 青色光ビーム L b 1の焦点 F b 1は、 位置制御された対物レンズ 3 8によ つて集光されることにより、 目標トラックの裏側に位置することになる。 因みに制御部 2 1は、 再生時におけるレーザダイオード 5 1の出射パヮ —を抑えることにより、 青色光ビーム L b 1による記録マーク R Mの誤消 去を防止するようになされている。

さらに制御部 2 1は、 リレ一レンズ 6 0における可動レンズ 6 1の位置 を調整することにより、 当該焦点 F b 1 (図 3 ( B ) ) の深さ d 1を目標 深さに調整する。 この結果、 青色光ビーム L b 1の焦点 F b 1は、 目標マ —ク位置に合わされる。

一方、 制御部 2 1は、 記録光照射面光学系 7 0 (図 1 0 ) のシャツ夕 7 1を制御し、 青色光ビーム L b 2を遮断することにより、 当該青色光ビー ム L b 2を光ディスク 1 0 0には照射させない。

すなわち光ピックアップ 2 6は、 光ディスク 1 0 0の記録層 1 0 1内に おける目標マーク位置に記録されている記録マーク R Mに対して、 いわゆ る参照光としての青色光ビーム L b 1のみを照射する。 これに応じて当該 記録マーク R Mは、 ホログラムとして作用し、 いわゆる再生光としての青 色再生光ビーム L b 3を案内面 1 0 0 A側へ発生させる。 このとき案内面 情報光学系 5 0は、 この青色再生光ビーム L b 3を検出し、 その検出結果 に応じた検出信号を生成する。

かく して光ディスク装置 2 0の制御部 2 1は、 光ディスク 1 0 0の記録 層 1 0 1内における目標マーク位置に記録されている記録マーク R Mから 青色再生光ビーム L b 3を発生させ、 これを受光することにより、 記録マ ーク R Mが記録されていることを検出することができる。

ここで光ディスク装置 2 0は、 目標マーク位置に記録マーク R Mが記録 されていなかった場合、 当該目標マーク位置からは青色再生光ビーム L b 3が発生しないため、 案内面情報光学系 5 0により、 当該青色再生光ビー ム L b 3を受光しなかったことを示す検出信号を生成することになる。 これに応じて信号処理部 2 3は、 検出信号を基に、 青色再生光ビーム L b 3が検出されたか否かを値 「 1」 又は 「 0」 として認識し、 この認識結 果を基に再生情報を生成する。

これにより光デ.ィスク装置 2 0では、 光ディスク 1 0 0の記録層 1 0 1 内の目標マーク位置に記録マーク R Mが形成されているときには青色再生 光ビーム L b 3を受光し、 当該目標マーク位置に当該記録マーク R Mが形 成されていないときには青色再生光ビーム L b 3を受光しないことにより 、 目標マーク位置に値 「 1」 又は 「 0」 のいずれが記録されているかを認 識することができ、 結果的に光ディスク 1 0 0の記録層 1 0 1に記録され た情報を再生することができる。

( 5 ) 動作及び効果

以上の構成において光ディスク装置 2 0の制御部' 2 1は、 光ディスク 1 0 0に情報を記録する際、 案内面位置制御光学系 3 0 (図 7 ) により赤色 光ビーム L r 1を当該光ディスク 1 0 0の案内面 1 0 0 A側から照射させ 、 その反射光であ.る赤色反射光ビーム L r 2の検出結果を基に.、 対物レン ズ 3 8のフォーカス制御及びトラッキング制御 (すなわち位置制御) を行 うことにより、 赤色光ビーム L r 1の焦点 F rを記録ァドレス情報に対応 した目標トラックに追従させる。

その上で制御部 2 1は、 案内面情報光学系 5 0 (図 9 ) により青色光ビ —ム L b 1を光ディスク 1 0 0の案内面 1 0 0 A側から照射させると共に 、 リ レーレンズ 6 0における可動レンズ 6 1の位置を調整することにより 、 青色光ビーム L b 1の焦点 F b 1を目標マーク位置に合わせる。 また制御部 2 1は、 記録光照射面光学系 7 0 (図 1 0 ) のシャツ夕 7 1 を制御して青色光ビーム L b 2を透過させ、 当該青色光ビーム L b 2を光 ディスク 1 0 0の記録光照射面 1 0 0 B側から照射させると共に、 リ レー レンズ 6 0における可動レンズ 6 1の位置に合わせてリ レーレンズ 7 5に おける可動レンズ 7 6の位置を調整する。

さらに制御部 2 1は、 対物レンズ 3 8及び 7 9を介した青色光ビーム L b 1 (図 9 ) を記録光照射面光学系 7 0により検出させ、 その検出結果を 基に、 駆動制御部 2 2により対物レンズ 7 9の位置制御 (すなわちフォー カス制御及びトラヅキング制御) 、 並びにガルバノ ミラ一 7 8の夕ンジェ ンシャル制御を行わせることにより、 青色光ビーム L b 2の焦点 F b 2を 、 青色光ビーム L b 1における焦点 F b 1の位置、 すなわち目標マーク位 置に合わせる。

これにより光ディスク装置 2 0は、 光ディスク 1 0 0の記録層 1 0 1内 における目標マーク位置において青色光ビーム L b 1の焦点 F b 1及び青 色光ビーム L b 2の焦点 F b 2を合わせて干渉させることができ、 当該目 標マーク位置に記録マーク R Mを記録することができる。

このとき光ディスク 1 0 0は、 波長選択性を有する反射透過膜 1 0 4に よって トラックが形成されているため、 赤色光ビーム L r 1を高い反射率 で反射することができると共に、 青色光ビーム L b 1及び L b 2並びに青 色再生光ビーム L b 3を高い透過率で.透過させることができる。

これに応じて光ディスク装置 2 0は、 充分な光量でなる赤色反射光ビー ム L r 2を検出して対物レンズ 3 8の位置制御を確実且つ高精度に行うこ とができると共に、 充分な光量でなる青色光ビーム L b 1を検出して対物 レンズ 7 9の位置制御及びガルバノ ミラ一 7 8の制御を確実且つ高精度に 行うことができ、 さらに充分な光量でなる青色光ビーム L b 1を目標マ一 ク位置に照射して記録マーク R Mを確実に記録することができ、 そのうえ 当該記録マーク R Mから発生した青色再生光ビーム L b 3を充分な光量で 検出でき情報の再生を高精度に行うことができる。

すなわち光ディスク装置 2 0は、 対物レンズ 3 8の位置制御用と記録マ ーケ R Mの記録用とで異なる波長の光ビームを使い分けることができるの で、 良好な干渉パターンを形成し得るような充分な光量の青色光ビーム L b 1及び L b 2を光ディスク 1 0 0の両側から目標マーク位置へ照射する ことと、 目標トラックを確実に追従し得るような充分な光量の赤色反射光 ビーム L r 2を検出することとを高い次元で両立することができる。

このため光ディスク装置 2 0は、 対物レンズ 3 8の位置制御とは完全に 独立して、 リ レーレンズ 6 0及び 7 5により青色光ビーム L b 1及び L b 2の焦点 F b 1及び F b 2の位置 (すなわち目標マーク位置) を深さ方向 に変化させる (すなわち反射記録膜 1 0 4からの距離を変化させる) こと ができるので、 目標トラックに対する位置を高精度に保ちながら、 深さの みを変化させて複数の記録マーク R Mを記録するこどができ、 これにより 多層記録を実現することができる。

この場合、 光ディスク装置 2 0は、 目標マーク位置の深さを切り換える だけで、 記録層 1 0 1内に記録マーク R Mを多層化することができる。 こ のため光ディスク 1 0 0としては、 記録層 1 0 1内に従来の多層型光ディ スクのような複数の記録層 (案内溝) が予め形成される必要がなく、 当該 記録層 1 0 1内にフォ トポリマ等が一様に充填されていれば良いため、 構 成を簡素化することができる。 これにより、 例えば当該光ディスク 1 0 0 の製造工程について、 従来の多層型光ディスクよりも簡略化することを期 待できる。

また光ディスク装置 2 0は、 制御部 2 1により リ レーレンズ 6 0におけ る可動レンズ 6 1の位置に応じて可動ミラ一 5 7の位置を調整し、 青色光 ビーム L b l及び L b 2における光路長の差をコヒーレン ト長以下に抑え るため、 目標マーク位置に明確な縞模様が現れた良好な干渉パターンを発 生させることができ、 これにより良好な記録マーク R Mを記録することが できる。

以上の構成によれば、 光ディスク装置 2 0は、 光ディスク 1 0 0に情報 を記録する際、 赤色光ビーム L r 1を当該光ディスク 1 0 0の案内面 1 0 O A側から照射させ、 その反射光である赤色反射光ビーム L r 2の検出結 果を基に、 対物レンズ 3 8を位置制御することにより焦点 F rを目標トラ ックに追従させ、 青色光ビーム L b 1を光ディスク 1 0 0の案内面 1 0 0 A側から照射させて焦点 F b 1を目標マーク位置に合わせ、 青色光ビーム L b 2を光ディスク 1 0 0の記録光照射面 1 0 0 B側か.ら照射させると共 に、 対物レンズ 3 8及び 7 9を介した青色光ビーム L b 1の検出結果を基 に、 対物レンズ 7 9及びガルバノ ミラー 7 8を制御して焦点 F b 2も目標 マーク位置に合わせることにより、 目標マーク位置において青色光ビーム L b 1の焦点 F b 1及び青色光ビーム L b 2の焦点 F b 2を一致させ互い に干渉させることができるので、 当該目標マーク位置に記録マーク R Mを 記録することができる。

( 6 ) 他の実施の形態

なお上述した実施の形態においては、 青色光ビーム L b 1の検出結果を 基にフォーカズエラー信号、 トラヅキングエラ一信号及び夕ンジェンシャ ルエラ一信号を生成して対物レンズ 7 9のフォーカス制御及びトラッキン グ制御並びにガルバソ ミラ一 7 8のタ ンジェンシャル制御を行うようにし た場合について述べたが、 本発明はこれに限らず、 例えば案内面情報光学 系 5 0においてフォ 卜ディテク夕 6 4よる青色光ビーム L b 2の検出結果 を基にフォ一カスエラー信号、 トラッキングエラー信号及び夕ンジェンシ ャルエラ一信号を生成して対物レンズ 7 9のフォーカス制御及びトラツキ ング制御並びにガルバノ ミラ一 7 8の夕ンジヱンシャル制御を行うように しても良い。

また上述した実施の形態においては、 偏光ビームスプリ ヅ夕 5 5、 1 / 4波長板 5 6及び可動ミラ一 5 7を用いて青色光ビーム L b 1の光路長を 調整するようにした場合について述べたが、 本発明はこれに限らず、 例え ば複数のミラー等を組み合わせて青色光ビーム L b 1の光路長を調整する ようにし、 又は当該青色光ビーム L b 1に屈折率の異なる 質中を通過さ せることにより当該青色光ビーム L b 1の光路長を調整する等、 他の種々 の光学部品の組み合わせにより青色光ビーム L b 1の光路長を調整するよ うにしても良い。 また、 青色光ビーム L b 1の光路長に代えて青色光ビー ム L b 2の光路長を調整するようにしても良く、 要は青色光ビーム L b 1 の光路長と青色光ビーム L b 2の光路長とをほぼ同等に揃えることができ れば良い。

さらに上述した実施の形態においては、 リレーレンズ 6 0及び 7 5によ り、 光ディスク 1 0 0内における目標マーク位置の深さ (すなわち反射透 過膜 1 0 4からの距離) を調整するようにした場合について述べたが、. 本 発明はこれに限らず、 例えば単一の集光レンズを移動させることにより当 該目標マーク位置の深さを変更し、 或いは対物レンズ 3 8及び 7 9のフォ 一カス制御を行うことにより当該目標マーク位置の深さを変更するなど、 他の手法により当該目標マーク位置の深さを変更するようにしても良い。

さらに上述した実施の形態においては、 赤色光ビーム L r 1 と青色光ビ ーム L b 1 との光軸を一致させるようにした場合について述べたが、 本発 明はこれに限らず、 例えば赤色光ビーム L r 1 と青色光ビーム L b 1との 光軸を所定角度傾け、 光ディスク 1 0 0の案内面 1 0 0 A又は記録光照射 面 1 0 0 Bから見て目標トラックと目標マーク位置とを意図的に一致させ ない (すなわちオフセッ トを設ける) ようにしても良い。

さらに上述した実施の形態においては、 案内面位置制御光学系 3 0 (図 7 ) において、 非点収.差法によりフォーカスエラー信号を生成するように した場合について述べたが、 本発明はこれに限らず、 例えばナイフエッジ 法やフーコー法等の他の手法によってフォーカスエラ一信号を生成するよ うにしても良い。 記録光照射面光学系 7 0におけるフォーカスエラー信号 の生成についても同様である。

また当該案内面位置制御光学系 3 0における トラッキングエラー信号の 生成についても、 プッシュプル法に限らず、 3 ビーム法や差動プッシュプ ル法等の他の手法により当該トラッキングエラ一信号を生成するようにし ても良い。

一方、 記録光照射面光学系 7 0における トラッキングエラ一信号の生成 及び夕ンジェンシャルエラ一信号の生成については、 青色光ビーム L b 1 及び L b 2の焦点 F b 1及び F b 2が位置する記録層 1 0 1内には案内溝 ゃピッ ト等が形成されていないため、 この案内溝ゃピッ ト等を利用しない ものであれば、 他の手法でも良い。

これらの場合、 各エラー信号の生成手法に応じて、 シリン ドリカルレン ズ 4 2及び 8 1に代えて回折格子等の光学素子が設けられれば良く、 また フォ トディテク夕 4 3及び 8 2については、 各エラー信号の生成手法に対 応した分割パターンで検出領域が分割されていれば良く、 さらに信号処理 部 2 3は、 各エラー信号の生成手法に対応した演算処理を行うことにより 各エラー信号を生成すれば良い。

さらに上述した実施の形態においては、 案内面位置制御光学系 3 0にお いて、 無偏光ビームスプリ ッ夕 3 4により赤色光ビーム L r 1を透過させ 赤色反射光ビーム L r 2を反射させるようにした場合について述べたが、 本発明はこれに限らず、 例えば偏光ビームスプリ ッ夕を用い、 1 / 2波長 板、 1 / 4波長板等の組み合わせにより光ビームの偏光方向を適宜変化さ せた上で、 当該赤色光ビーム L r 1を透過させ当該赤色反射光ビーム L r 2を反射させるようにしても良い。

さらに上述した実施の形態においては、 光ディスク 1 0 0において反射 透過膜 1 0 4を記録層 1 0 1 と基板 1 0 2との間に設けるようにした場合 について述べたが、 本発明はこれに限らず、 例えば当該反射透過膜 1 0 4 を記録層 1 0 1 と基板 1 0 3との間や、 基板 1 0 2の内部又は記録層 1 0 1の内部等のような他の箇所に設けるようにしても良い。

さらに上述した実施の形愈においては、 対物レンズ 3 8の位置制御を行 うための光ビーム (これを位置制御光ビームと呼ぶ) を波長約 6 6 0 [n m] の赤色光ビームとし、 記録マーク RMを形成するための光ビーム (こ れを記録光ビームと呼ぶ) を波長約 4 0 5 [nm] の青色光ビームとする ようにした場合について述べたが、 本発明はこれに限らず、 位置制御光ビ —ム及び記録光ビームをそれぞれ任意の波長としても良い。

この場合、 反射透過膜 1 04としては、 位置制御光ビームをその波長に 応じて反射し、 記録光ビームをその波長に応じて透過する性質を有してい ればよい。 また記録層 1 0 1は、 記録光ビームの波長に反応する材料であ れば良い。

因みに記録光.ビームの波長を変更した場合、 上述した ( 1 ) 式及び ( 2 ) 式に示したように、 記録マーク RMのサイズが変化するため、 記録マー ク RM間の距離 p 1、 トラ、ソク間の距離 p 2及びマーク記録層同士の距離 p 3についても適宜変更することが好ましい。

さらに上述した実施の形態においては、 光ディスク 1 0 0の記録層 1 0 1内に微小なホログラムを新たに形成することにより情報の値 「 0」 又は 「 1」 を表す記録マーク RMを記録する、 いわゆるポジ型の記録を行うよ うにした場合について述べたが、 本発明はこれに限らず、 例えば光デイス ク 1 0 0.の記録層 1 0 1内に、 予め当該光ディスク 1 0 0のほぼ全面に渡 るホログラムを所定間隔ごとに多層化して形成しておき、 所定強度の青色 光ビーム L b 1及び L b 2を目標マーク位置に合焦させて当該目標マーク 位置のホログラムを破壊 (消去) することにより情報の値 「0」 又は 「 1 」 を記録する、 いわゆるネガ型の記録を行うようにしても良い。

さらに上述した実施の形態においては、 反射透過膜 1 04が波長選択性 を有することにより、 波長約 6 6 0 [nm] でなる位置制御光ビームを反 射すると共に波長約 4 0 5 [nm] でなる記録光ビームを透過するよゔに した場合について述べたが、 本発明はこれに限らず、 例えば反射透過膜 1 0 4が偏光選択性を有するようにし、 位置制御光ビームの偏光方向と記録 光ビームの偏光方向とを相違させることにより、 位置制御光ビームを反射 し記録光ビームを透過するようにしても良い。

さらに上述した実施の形態においては、 光ディスク 1 0 0の直径を約 1 2 0 [ m m ] 、 記録層 1 0 1の厚さ t 1を約 0 . 3 [ m m ] 、 基板 1 0 2 及び 1 0 3の厚さ t 2及び t 3を約 0 . 6 [ m m ] とするようにした場合 について述べたが、 本発明はこれに限らず、 それぞれ他の値であっても良 い。 この場合、 記録層 1 0 1並びに基板 1 0 2及び 1 0 3の厚さと各材料 の屈折率等を考慮した上で、 青色光ビーム L b 1及び L b 2の焦点が目標 マーク位置に合わされるよう、 各光学部品の光学特性や配置等が設定され ていれば良い。

さらに上述した実施の形態においては、 第 1の制御手段としての駆動制 御部 2 2、 信号処理部 2 3及びァクチユエ一夕 3 8 Aと、 検出手段として のフォ トディテクタ 8 2と、 第 2の制御手段としての駆動制御部 2 2、 信 号処理部 2' 3、 ァクチユエ一夕 7 9 A及びガルバノ ミラー 7 8 とによって 光ディスク装置としての光ディスク装置 2 0を構成する場合について述べ たが、 本発明はこれに限らず、 その他種々の回路構成でなる第 1の制御手 段と、 検出手段と、 第 2の制御手段とによって光ディスク装置を構成する ようにしても良い。 産業上の利用可能性

本発明は、 記録媒体としての光ディスクに音楽コンテンツや映像コンテ ンッ或いは各種データ等を大量に記録する光ディスク装置において利用す ることができる。

Claims

1 . 同一の光源から射出される第 1及び第 2の光をそれぞれ対応する第 1 及び第 2の対物レンズによりディスク状でなる記録媒体の両面から同一の 焦点位置となるよう照射し定在波を記録する光ディスク装置において、 上記記録媒体に設けられた反射層からの戻り光を基に上記第 1の対物レ ンズを位置制御する第 1の制御手段と、
上記第 1及び第 2の対物レンズの一方から射出され上記記録媒体を通過 し他方の対物レンズへ入射される上記の第 1又は第 2の光を検出する検出手 段と、
上記検出手段による検出結果を基に上記第囲 1及び第 2の対物レンズにお ける焦点位置を合わせるよう上記第 2の対物レンズを位置制御する第 2の 制御手段と
を具えることを特徴とする光ディスク装置。
2 . 他の光源から射出される第 3の光を上記第 1の光と光軸を合わせ上記 第 1の対物レンズを介して上記記録媒体へ照射する照射手段と
を具え、
上記第 1の制御手段は、
上記第 3の光が上記反射層により反射されてなる上記戻り光を基に上記 第 1の対物レンズを位置制御する
ことを特徴とする請求項.1に記載の光ディスク装置。
3 . 上記第 3の光は、 上記第 1及び第 2の光と異なる波長でなり、
上記反射層は、 波長選択性により上記第 1及び第 2の光を透過させると 共に上記第 3の光を反射させる
ことを特徴とする請求項 1に記載の光ディスク装置。
4 . 上記反射層は、
上記定在波の記録位置を表すトラックが形成され、 上記第 1の制御手段は、
上記戻り光を基に上記トラックを認識した上で上記第 1の対物レンズを 位置制御する
ことを特徴とする請求項 1に記載の光ディスク装置。
5 . 上記第 2の光における光軸方向を変化させる光軸可変手段と
を具え、
上記第 2の制御手段は、
上記第 1及び第 2対物レンズにおける焦点位置を合わせるよう上記光軸 可変手段により上記第 2の光における光軸方向を制御する
ことを特徴とする請求項 1に記載の光ディスク装置。
6 . 上記第 1の光及び上記第 2の光の収束状態を変化させることにより、 当該第 1及び第 2の光における焦点の位置を当該第 1及び第 2の光におけ る光軸方向に移動させる焦点位置移動手段と
を具えることを特徴とする請求項 1に記載の光ディスク装置。
7 . 上記光源から上記第 1の光における焦点位置までの第 1の光路長と当 該光源から上記第 2の光における焦点位置までの第 2の光路長との少なく とも一方を変化させる光路長変化手段と、
上記第 1の光路長と上記第 2の光路長とをほぼ同等に揃えるよう上記光 路長変化手段を制御する光路長制御手段と
を具えることを特徴とする請求項 1に記載の光ディスク装置。
8 . 上記光路長変化手段は、
偏光ビームスプリ ヅ夕から出射され直線偏光でなる上記第 1の光を 1 / 4波長板を介して可動ミラーへほぼ垂直に入射させた後、 その反射光を当 該 1 / 4波長板を介して当該偏光ビ一ムスプリ ッ夕へ入射させ、
上記光路長制御手段は、
上記可動ミラーの位置を上記第 1の光における光軸方向に制御すること により上記第 1の光路長と上記第 2の光路長とをほぼ同等に揃える ことを特徴とする請求項 7に記載の光ディスク装置。
9 . 第 1及び第 2の光を第 1及び第 2の対物レンズにより照射対象の両面 から同一の焦点位置となるよう照射する際の焦点位置制御方法において、 上記照射対象に設けられた反射層からの戻り光を基に上記第 1の対物レ ンズを位置制御する第 1の制御ステップと、
上記第 1及び第 2の対物レンズの一方から射出され上記照射対象を通過 し他方の対物レンズへ入射される上記第 1又は第 2の光を検出し、 その検 出結果を基に上記第 1及び第.2の対物レンズにおける焦点位置を合わせる よう上記第 2の対物レンズを位置制御する第 2の制御ステツプと
を具えることを特徴とする焦点位置制御方法。
1 0 . 第 1及び第 2の対物レンズを介して両面から照射される第 1及び第 2の光により生じる定在波を記録する記録層と共に反射層が設けられた記 録媒体において、.
上記反射層は、
上記第 1の対物レンズを介して上記反射層に照射される光を反射するこ とにより上記第 1の対物レンズを制御するための反射光を生じさせ、 上記第 1又は第 2の光を通過させることにより、 上記第.2の対物レンズ を制御するための通過光を生じさせる
ことを特徴とする記録媒体。
1 1 . 上記記録媒体は、 ディスク状でなり、
上記反射層は、 上記第 1及び第 2の光による定在波が記録される際の記 録位置を表すトラックが形成されている
ことを特徴とする請求項 1 0に記載の記録媒体。
1 2 . 上記反射層は、
螺旋状又は同心円状に案内溝が配置されることにより上記トラックが形 成されている
ことを特徴とする請求項 1 1に記載の記録媒体。
1 3 . 上記反射層は、
螺旋状又は同心円状にピッ 卜が配置されることにより上記トラックが形 成されている
ことを特徴とする請求項 1 1に記載の記録媒体。
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