JP2007200427A - Multilayer optical information recording medium, optical head, and optical drive device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、多層光情報記録媒体、光学ヘッド、光ドライブ装置に係り、さらに詳しくは、複数の記録層が積層された多層光情報記録媒体、該多層光情報記録媒体に対応可能な光学ヘッド、及び前記多層光情報記録媒体に対して、情報の記録、再生及び消去のうち少なくとも再生が可能な光ドライブ装置に関する。 The present invention relates to a multilayer optical information recording medium, an optical head, and an optical drive device. More specifically, the present invention relates to a multilayer optical information recording medium in which a plurality of recording layers are laminated, an optical head that can handle the multilayer optical information recording medium, The present invention also relates to an optical drive apparatus capable of reproducing at least one of recording, reproduction and erasure of information on the multilayer optical information recording medium.
近年、デジタル技術の進歩及びデータ圧縮技術の向上に伴い、音楽、映画、写真及びコンピュータソフトなどの情報(以下「コンテンツ」ともいう)を記録するための媒体として、DVD(digital versatile disc)などの光ディスクが注目されるようになり、その低価格化とともに、光ディスクを情報記録の対象媒体とする光ディスク装置が普及するようになった。 In recent years, with the advancement of digital technology and the improvement of data compression technology, DVD (digital versatile disc) and the like are used as media for recording information (hereinafter also referred to as “content”) such as music, movies, photos, and computer software. Optical discs have attracted attention, and along with the reduction in price, optical disc apparatuses that use optical discs as information recording media have become widespread.
ところで、コンテンツの情報量は、年々増加する傾向にあり、光ディスクの記録容量の更なる増加が期待されている。そこで、光ディスクの記録容量を増加させる手段の一つとして、記録層の多層化が考えられ、複数の記録層を有する光ディスク(以下「多層ディスク」ともいう)及び該多層ディスクをアクセス対象とする光ディスク装置の開発が盛んに行われている。 Incidentally, the amount of content information tends to increase year by year, and further increase in the recording capacity of the optical disc is expected. Thus, as one of means for increasing the recording capacity of the optical disk, it is conceivable to make the recording layer multi-layered, and an optical disk having a plurality of recording layers (hereinafter also referred to as “multi-layer disk”) and an optical disk for accessing the multi-layer disk. The development of equipment is being actively conducted.
しかしながら、従来の光ディスクにおける記録層の層数を2層、3層、4層と増やしていくと、各記録層での光吸収によって、入射面から遠くなるにつれて反射光量が減少し、その結果、信号光量が少なくなり、記録層によっては信号検出が困難になったり、従来の半導体レーザでは十分な記録パワーが得られないという不都合を生じる。すなわち、記録層の層数に限界がある。 However, when the number of recording layers in the conventional optical disc is increased to 2, 3, and 4, the amount of reflected light decreases as the distance from the incident surface decreases due to light absorption in each recording layer. The amount of signal light is reduced, and depending on the recording layer, it becomes difficult to detect the signal, and a conventional semiconductor laser cannot provide sufficient recording power. That is, there is a limit to the number of recording layers.
そこで、記録層の層数をより増やすことができる技術として近年、2光子吸収材料を用いた多層ディスクが提案された(例えば、特許文献1及び特許文献2)。これは、2光子吸収材料が2光子吸収によってその屈折率が変化することを利用している。すなわち、屈折率が変化した領域(ピット)と屈折率が変化していない領域のそれぞれの長さとそれらの組み合わせとによって記録層に情報が記録される。
Accordingly, in recent years, multilayer disks using a two-photon absorption material have been proposed as a technique that can further increase the number of recording layers (for example,
2光子吸収の起こる確率は、加えた光電場(入射光強度)の自乗に比例するため、入射光のエネルギーが集中している領域でのみ2光子吸収が誘起される。すなわち、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、焦点の合ってないその他の空間では吸収が起こらないという状態を作りだせる。従って、集光点近傍以外の記録層では光が照射されても屈折率は変化しないで光をそのまま透過させることとなり、記録層の層数が増えても信号検出が困難になったり、十分な記録パワーが得られなくなるという不具合は生じない。 Since the probability of occurrence of two-photon absorption is proportional to the square of the added photoelectric field (incident light intensity), two-photon absorption is induced only in a region where the energy of incident light is concentrated. That is, if the incident light is collected by the lens, it is possible to create a state in which two-photon absorption occurs only near the focal point and no absorption occurs in other unfocused spaces. Therefore, even if light is irradiated on the recording layer other than the vicinity of the condensing point, the refractive index does not change and the light is transmitted as it is, and even if the number of recording layers increases, signal detection becomes difficult or sufficient. There is no problem that the recording power cannot be obtained.
そこで、記録層の層数を10層、20層・・・50層と増やしていくと、飛躍的に大容量化を実現することができる。しかしながら、従来の多層ディスクと同様に、各記録層にガイドトラックを形成すると製造コストが上昇するという問題が生じる。 Therefore, if the number of recording layers is increased from 10, 20 to 50 layers, the capacity can be dramatically increased. However, as with conventional multilayer discs, the formation of guide tracks on each recording layer raises the problem of increased manufacturing costs.
そこで、ガイドトラックを記録層以外に形成することが考案された(例えば、特許文献3及び特許文献4参照)。
Thus, it has been devised to form guide tracks other than the recording layer (see, for example,
特許文献3に開示されている記録媒体では、サーボ層からの反射光を検出してサーボ制御を行うために、光の入射方向に対して記録媒体をその半径方向に傾斜させると、サーボ層から離れたデータ層でトラックずれを生じるおそれがある。例えば、サーボ層から1mm離れた位置にあるデータ層では、光の入射方向に対して記録媒体が1°傾くと、集光位置が17.4μmもずれてしまう。これは、Blu−ray規格に準拠した光ディスクのようにトラックピッチが0.32μmの場合は、約50トラックもずれることに相当する。従って、特許文献3に開示されている記録媒体では、記録層の層数が少ない場合と異なるチルト制御が必要となる。さらに、2光子吸収によってデータ層では小さい集光スポットが得られるが、2光子吸収材料のないサーボ層では大きな集光スポットとなってしまう。そのためトラック密度を高くすることができず、1データ層当たりの記録容量を大容量化できないという不都合があった。
In the recording medium disclosed in
また、特許文献4に開示されている光情報記録媒体では、互いの凹凸部が整列するように、第一の層と第二の層とを精度良く配置させることは非常に困難である。 Moreover, in the optical information recording medium disclosed in Patent Document 4, it is very difficult to accurately arrange the first layer and the second layer so that the concavo-convex portions are aligned.
本発明は、かかる事情の下になされたもので、その第1の目的は、記録容量の減少を招くことなく、記録層の層数が少ない場合と同等のチルト安定性を有する多層光情報記録媒体を提供することにある。 The present invention has been made under such circumstances. The first object of the present invention is to provide a multilayer optical information recording having tilt stability equivalent to the case where the number of recording layers is small without causing a reduction in recording capacity. To provide a medium.
また、本発明の第2の目的は、本発明の多層光情報記録媒体から精度良く信号を取得することができる光ヘッドを提供することにある。 A second object of the present invention is to provide an optical head capable of accurately acquiring signals from the multilayer optical information recording medium of the present invention.
また、本発明の第3の目的は、本発明の多層光情報記録媒体に対して、情報の記録、再生及び消去のうち少なくとも再生を精度良く行うことができる光ドライブ装置を提供することにある。 A third object of the present invention is to provide an optical drive device capable of accurately performing at least reproduction of information recording, reproduction and erasure on the multilayer optical information recording medium of the present invention. .
本発明は、第1の観点からすると、第1の波長の光に対応するガイド層と前記第1の波長と異なる第2の波長の光に対応する複数の記録層とが積層されたユニットが、複数積層された多層光情報記録媒体である。 From the first viewpoint, the present invention provides a unit in which a guide layer corresponding to light having a first wavelength and a plurality of recording layers corresponding to light having a second wavelength different from the first wavelength are stacked. A multilayer optical information recording medium in which a plurality of layers are stacked.
これによれば、ガイド層と複数の記録層とが積層されたユニットが複数積層され、ガイド層と各記録層が互いに異なる波長の光に対応しているため、記録容量の減少を招くことなく、記録層の層数が少ない場合と同等のチルト安定性を有することが可能となる。 According to this, a plurality of units each including a guide layer and a plurality of recording layers are stacked, and the guide layer and each recording layer correspond to light having different wavelengths, so that the recording capacity is not reduced. Thus, it is possible to have tilt stability equivalent to that when the number of recording layers is small.
本発明は、第2の観点からすると、第1の波長の光に対応する複数のガイド層と;前記複数のガイド層に積層された前記第1の波長と異なる第2の波長の光に対応する複数の記録層と;を有する多層光情報記録媒体である。 From a second standpoint, the present invention supports a plurality of guide layers corresponding to light having a first wavelength; and a light having a second wavelength different from the first wavelength stacked on the plurality of guide layers. A multilayer optical information recording medium comprising: a plurality of recording layers;
これによれば、複数の記録層が複数のガイド層に積層され、各ガイド層と各記録層が互いに異なる波長の光に対応しているため、記録容量の減少を招くことなく、記録層の層数が少ない場合と同等のチルト安定性を有することが可能となる。 According to this, a plurality of recording layers are laminated on a plurality of guide layers, and each guide layer and each recording layer correspond to light of different wavelengths, so that the recording layer is not reduced without causing a reduction in recording capacity. It is possible to have tilt stability equivalent to that when the number of layers is small.
本発明は、第3の観点からすると、第1の波長の光に対応する複数のガイド層と、前記複数のガイド層に積層された前記第1の波長と異なる第2の波長の光に対応する複数の記録層とを含むユニットが、複数積層された多層光情報記録媒体である。 From a third viewpoint, the present invention supports a plurality of guide layers corresponding to light of the first wavelength and a light of a second wavelength different from the first wavelength stacked on the plurality of guide layers. A multilayer optical information recording medium in which a plurality of units including a plurality of recording layers are stacked.
これによれば、複数のガイド層と該複数のガイド層に積層された複数の記録層とを含むユニットが複数積層され、各ガイド層と各記録層が互いに異なる波長の光に対応しているため、記録容量の減少を招くことなく、記録層の層数が少ない場合と同等のチルト安定性を有することが可能となる。 According to this, a plurality of units including a plurality of guide layers and a plurality of recording layers stacked on the plurality of guide layers are stacked, and each guide layer and each recording layer correspond to light of different wavelengths. Therefore, tilt stability equivalent to that when the number of recording layers is small can be achieved without causing a reduction in recording capacity.
本発明は、第4の観点からすると、本発明の多層光情報記録媒体に対応可能な光学ヘッドであって、前記多層光情報記録媒体における第1の波長の光を出射する光源と;前記多層光情報記録媒体における第2の波長の光を出射する光源と;前記第1の波長の光を前記多層光情報記録媒体のガイド層に集光し、前記第2の波長の光を前記ガイド層に対応する前記多層光情報記録媒体の記録層に集光する対物レンズを含み、前記各光源からの光を前記対物レンズに導くとともに、前記対物レンズを介した前記多層光情報記録媒体からの反射光を前記ガイド層からの反射光と前記記録層からの反射光とに分離する光学系と;前記光学系で分離された前記ガイド層からの反射光を受光する光検出器と;前記光学系で分離された前記記録層からの反射光を受光する光検出器と;を備える光学ヘッドである。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an optical head that is compatible with the multilayer optical information recording medium of the present invention, and a light source that emits light of a first wavelength in the multilayer optical information recording medium; A light source that emits light of a second wavelength in the optical information recording medium; and condensing the light of the first wavelength on a guide layer of the multilayer optical information recording medium, and the light of the second wavelength of the guide layer An objective lens for condensing on the recording layer of the multilayer optical information recording medium corresponding to the above, guiding light from each of the light sources to the objective lens, and reflecting from the multilayer optical information recording medium via the objective lens An optical system for separating light into reflected light from the guide layer and reflected light from the recording layer; a photodetector for receiving reflected light from the guide layer separated by the optical system; and the optical system Reflected light from the recording layer separated by An optical head comprising; a photodetector for receiving.
これによれば、各光源から、本発明の多層光情報記録媒体における第1の波長の光及び第2の波長の光がそれぞれ出射され、対物レンズによって、第1の波長の光が多層光情報記録媒体のガイド層に集光され、第2の波長の光が該ガイド層に対応する多層光情報記録媒体の記録層に集光される。そして、各光検出器によって、ガイド層からの反射光及び記録層からの反射光が個別に受光される。従って、本発明の多層光情報記録媒体から精度良く信号を取得することが可能となる。 According to this, the light of the first wavelength and the light of the second wavelength in the multilayer optical information recording medium of the present invention are respectively emitted from each light source, and the light of the first wavelength is multilayer optical information by the objective lens. The light is condensed on the guide layer of the recording medium, and the light of the second wavelength is condensed on the recording layer of the multilayer optical information recording medium corresponding to the guide layer. Then, the reflected light from the guide layer and the reflected light from the recording layer are individually received by each photodetector. Therefore, it is possible to acquire a signal with high accuracy from the multilayer optical information recording medium of the present invention.
本発明は、第5の観点からすると、本発明の多層光情報記録媒体に対応可能な光学ヘッドであって、前記多層光情報記録媒体における第1の波長の光を出射する光源と;前記多層光情報記録媒体における第2の波長の光をそれぞれ出射する複数の光源と;前記第1の波長の光を前記多層光情報記録媒体のガイド層に集光し、前記各第2の波長の光を前記ガイド層に対応する前記多層光情報記録媒体の複数の記録層にそれぞれ集光する対物レンズを含み、前記各光源からの光を前記対物レンズに導くとともに、前記対物レンズを介した前記多層光情報記録媒体からの反射光を前記ガイド層からの反射光と前記複数の記録層からの複数の反射光とに分離する光学系と;前記光学系で分離された前記ガイド層からの反射光を受光する光検出器と;前記光学系で分離された前記複数の記録層からの複数の反射光を個別に受光する複数の光検出器と;を備える光学ヘッドである。 From a fifth aspect, the present invention is an optical head that is compatible with the multilayer optical information recording medium of the present invention, and a light source that emits light of a first wavelength in the multilayer optical information recording medium; A plurality of light sources respectively emitting light of a second wavelength in the optical information recording medium; condensing the light of the first wavelength on a guide layer of the multilayer optical information recording medium, and light of each of the second wavelengths An objective lens for condensing each of the plurality of recording layers of the multilayer optical information recording medium corresponding to the guide layer, guiding the light from each light source to the objective lens, and the multilayer via the objective lens An optical system for separating reflected light from the optical information recording medium into reflected light from the guide layer and reflected light from the plurality of recording layers; reflected light from the guide layer separated by the optical system; A photodetector that receives light; An optical head comprising a; and a plurality of photodetectors for receiving a plurality of reflected light individually from the plurality of recording layers separated by the optical system.
これによれば、各光源から、本発明の多層光情報記録媒体における第1の波長の光及び第2の波長の複数の光が出射され、対物レンズによって、第1の波長の光が多層光情報記録媒体のガイド層に集光され、第2の波長の複数の光が該ガイド層に対応する多層光情報記録媒体の複数の記録層に集光される。そして、各光検出器によって、ガイド層からの反射光及び複数の記録層からの複数の反射光が個別に受光される。従って、本発明の多層光情報記録媒体から精度良く信号を取得することが可能となる。 According to this, the light of the first wavelength and the plurality of light of the second wavelength in the multilayer optical information recording medium of the present invention are emitted from each light source, and the light of the first wavelength is emitted from the light source by the objective lens. The light is condensed on the guide layer of the information recording medium, and the plurality of lights having the second wavelength are condensed on the plurality of recording layers of the multilayer optical information recording medium corresponding to the guide layer. Each photodetector receives the reflected light from the guide layer and the reflected light from the plurality of recording layers individually. Therefore, it is possible to acquire a signal with high accuracy from the multilayer optical information recording medium of the present invention.
本発明は、第6の観点からすると、本発明の多層光情報記録媒体に対して、情報の記録、再生及び消去のうち少なくとも再生が可能な光ドライブ装置であって、本発明の光学ヘッドと;前記光学ヘッドの各光検出器の出力信号を用いて、前記多層光情報記録媒体に記録されている情報の再生を行う処理装置と;を備える光ドライブ装置である。 According to a sixth aspect of the present invention, there is provided an optical drive device capable of reproducing at least one of information recording, reproduction and erasure with respect to the multilayer optical information recording medium of the present invention. A processing device for reproducing information recorded on the multilayer optical information recording medium using output signals of the respective photodetectors of the optical head.
これによれば、本発明の光学ヘッドを備えているため、本発明の多層光情報記録媒体に対して、情報の記録、再生及び消去のうち少なくとも再生を精度良く行うことが可能となる。 According to this, since the optical head of the present invention is provided, at least reproduction of information recording, reproduction and erasure can be accurately performed on the multilayer optical information recording medium of the present invention.
以下、本発明の一実施形態を図1〜図10に基づいて説明する。図1には、本発明の一実施形態に係る多層光情報記録媒体としての光ディスク15の断面図が示されている。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows a cross-sectional view of an
図1に示される光ディスク15は、カバー層Cと、該カバー層C上に積層された3個のユニット(U1、U2、U3)を有している。ここでは、光ディスク15の厚さ方向をZ軸方向とする。また、レーザ光LBは、光ディスク15の−Z側から照射されるものとする。
The
カバー層Cは、光ディスク15における−Z側端部に配置されている。従って、カバー層Cの−Z側の面がレーザ光LBの入射面となる。そして、カバー層Cの+Z側にユニットU1が積層され、ユニットU1の+Z側にユニットU2が積層され、ユニットU2の+Z側にユニットU3が積層されている。
The cover layer C is disposed at the −Z side end of the
各ユニットは、ガイドトラック層Sと情報層Mを含んでいる。 Each unit includes a guide track layer S and an information layer M.
ガイドトラック層Sは、390nm〜420nmの範囲内の波長の光に対応し、案内用のスパイラル状あるいは同心円状の溝(トラック)が形成されている。また、このトラックは、所定の周期で蛇行(ウォブル)している。 The guide track layer S corresponds to light having a wavelength in the range of 390 nm to 420 nm, and a guide spiral or concentric groove (track) is formed. Further, this track meanders (wobbles) at a predetermined cycle.
情報層Mは、ガイドトラック層Sの+Z側に配置され、図2に示されるように、5層の記録層Dと、各記録層の間に配置された樹脂層Gとから構成されている。すなわち、1つのガイドトラック層Sを用いて、5層の記録層Dに対する情報の記録及び再生を行うようになっている。また、各ユニットでは、ガイドトラック層Sのほうが各記録層よりも前記入射面に近い位置に配置されることとなる。 The information layer M is arranged on the + Z side of the guide track layer S, and as shown in FIG. 2, is composed of five recording layers D and a resin layer G arranged between the recording layers. . That is, information is recorded and reproduced with respect to the five recording layers D by using one guide track layer S. In each unit, the guide track layer S is disposed closer to the incident surface than each recording layer.
各記録層は、650nm〜680nmの範囲内の波長の光に対応する2光子吸収材料からできており、フォトンモードで情報が記録される。この2光子吸収材料としては、フォトリフラクティブ結晶やフォトポリマやフォトクロミック材料が用いられる。 Each recording layer is made of a two-photon absorption material corresponding to light having a wavelength in the range of 650 nm to 680 nm, and information is recorded in a photon mode. As the two-photon absorption material, a photorefractive crystal, a photopolymer, or a photochromic material is used.
フォトンモード記録では、光スポットの光強度分布に応じて屈折率変化が生じ、ピットが形成されると考えられており、通常の記録に比べてスポット径は約0.71倍(=1/√2)となる。一例として図3に示されるように、2光子吸収で記録されたピット(長さ:Dz2、幅:Dr2)は通常の1光子吸収で記録されたピット(長さ:Dz1、幅:Dr1)よりも小さく、光源波長が同じであっても従来よりも高密度で記録できることがわかる(塩野照弘、「半導体レーザを用いたフォトクロミック材料の2光子吸収記録」、OPTRONICS、オプトロニクス社、2005年7月、No.283、p174参照)。すなわち、記録容量を大容量化することができる。なお、図3における横軸はピットの中心を基準としている。 In the photon mode recording, it is considered that a refractive index change occurs according to the light intensity distribution of the light spot, and pits are formed, and the spot diameter is about 0.71 times (= 1 / √) compared to normal recording. 2). As an example, as shown in FIG. 3, a pit (length: Dz2, width: Dr2) recorded by two-photon absorption is more than a pit (length: Dz1, width: Dr1) recorded by ordinary one-photon absorption. It can be seen that even if the light source wavelength is the same, recording can be performed with higher density than before (Teruhiro Shiono, “two-photon absorption recording of photochromic material using a semiconductor laser”, OPTRONICS, Optronics, July 2005, No. 283, p174). That is, the recording capacity can be increased. The horizontal axis in FIG. 3 is based on the center of the pit.
ところで、光ディスクの記録容量を大容量化するために記録層が多層化されているが、1記録層あたりの記録容量を大きくすることも重要である。1記録層あたりの記録容量をできるだけ大きくするためには、できるだけ短波長の光を用いて高密度に記録することが望ましい。しかしながら、現状では青色光に適した2光子吸収材料を見つけ出すのは困難である。そこで、緑色光や赤色光に適した2光子吸収材料を用いるのが良いが、現状では緑色光を発する半導体レーザが量産されていないため、ここでは、記録層Dの2光子吸収材料として、赤色光に適した2光子吸収材料を用いることとした。赤色光を利用した場合でも、記録層に形成されるスポット径は、上述したように通常の記録で形成されるスポット径の0.71倍(=1/√2)であるため、青色光で記録した場合と同レベルの高密度記録が可能である。 Incidentally, in order to increase the recording capacity of the optical disc, the recording layer is multilayered, but it is also important to increase the recording capacity per recording layer. In order to increase the recording capacity per recording layer as much as possible, it is desirable to perform recording at a high density using light having a short wavelength as much as possible. However, at present, it is difficult to find a two-photon absorption material suitable for blue light. Therefore, it is preferable to use a two-photon absorption material suitable for green light and red light. However, since no semiconductor laser that emits green light is mass-produced at present, the two-photon absorption material for the recording layer D is red. A two-photon absorption material suitable for light was used. Even when red light is used, the spot diameter formed in the recording layer is 0.71 times (= 1 / √2) of the spot diameter formed in normal recording as described above. High-density recording at the same level as when recording is possible.
ガイドトラック層Sには2光子吸収材料は用いられていない。これは、2光子吸収材料が青色光〜紫外線の照射により劣化し、例えば紫外線硬化型の樹脂や接着剤を硬化させるときのように、紫外線を必要とする工程(例えば2P工程など)で紫外線が照射される層には2光子吸収材料を使わない方が望ましいためである。 The guide track layer S does not use a two-photon absorption material. This is because the two-photon absorbing material is deteriorated by irradiation with blue light to ultraviolet light, and ultraviolet light is emitted in a process that requires ultraviolet light (for example, 2P process), for example, when curing an ultraviolet curable resin or adhesive. This is because it is desirable not to use a two-photon absorption material for the irradiated layer.
ところで、仮にガイドトラック層Sに、記録層と同じ赤色光が用いられると、2光子吸収材料がないため、スポット径を小さくすることができず、1記録層あたりの記録容量を大きくできない。一般にスポット径は、波長/レンズの開口数(NA)に比例するため、光の波長を短くすれば2光子吸収材料がなくてもスポット径を小さくすることができる。そこで、本実施形態では、一例として、ガイドトラック層Sに照射する光を、記録層Dに照射する光の波長に比べて短波長である青色光とした。これにより、ガイドトラック層Sのトラックピッチを狭くすることができ、その結果、1記録層あたりの記録容量を大きくすることが可能となる。そして、光ディスク1枚あたりの記録容量を飛躍的に大きくすることが可能となる。また、高密度に記録した場合でも高精度にサーボ制御を行うことが可能となる。 By the way, if the same red light as the recording layer is used for the guide track layer S, since there is no two-photon absorbing material, the spot diameter cannot be reduced and the recording capacity per recording layer cannot be increased. Since the spot diameter is generally proportional to the wavelength / the numerical aperture (NA) of the lens, if the light wavelength is shortened, the spot diameter can be reduced without a two-photon absorption material. Therefore, in the present embodiment, as an example, the light irradiated to the guide track layer S is blue light having a shorter wavelength than the wavelength of the light irradiated to the recording layer D. Thereby, the track pitch of the guide track layer S can be narrowed, and as a result, the recording capacity per recording layer can be increased. In addition, the recording capacity per optical disc can be dramatically increased. In addition, even when recording is performed at high density, it is possible to perform servo control with high accuracy.
また、ガイドトラック層Sと複数の記録層Dをユニット化することで、いわゆるチルトに対する安定性を高めることが可能となる。例えば1記録層あたりの厚さを3μmとすると、情報層Mの厚さは15μm(=3μm×5)となり、光の入射方向に対して光ディスク15が1°傾いた場合でもトラックのずれは0.26μmに抑えることができる。Blu−ray規格に準拠した光ディスクのようにトラックピッチを0.32μmとした場合でも本来のトラックから外れるほどではなく、従来の傾き制御を行えば十分信頼性の高い記録再生を行うことができる。換言すれば、光ディスク15では、次の(1)式で示される関係が満足されている。ここで、nはユニットにおける記録層の数、dは1つの記録層の厚さ、pはトラックのピッチである。
Further, by forming the guide track layer S and the plurality of recording layers D as a unit, it is possible to improve the so-called tilt stability. For example, if the thickness per recording layer is 3 μm, the thickness of the information layer M is 15 μm (= 3 μm × 5), and even when the
n×d×sin(1°)<p ……(1) n × d × sin (1 °) <p (1)
すなわち、ガイドトラック層Sと情報層Mを交互に積層する構造とすることで、トータルの記録層の層数は多くても、記録層の層数が少ない場合と同等のチルト安定性を有しており、安定して、信頼性の高い記録及び再生を行うことができる。 That is, by adopting a structure in which the guide track layers S and the information layers M are alternately laminated, even if the total number of recording layers is large, the tilt stability is equivalent to that when the number of recording layers is small. Therefore, stable and reliable recording and reproduction can be performed.
次に、本発明の一実施形態に係る光学ヘッドとしての光ピックアップ装置23について図4〜図7を用いて説明する。
Next, an
図4に示される光ピックアップ装置23は、光源LD1、偏光ビームスプリッタ51、コリメータレンズ52、収差補正光学素子53、ダイクロイックプリズム54、1/4波長板55、対物レンズ60、光源LD2、検出レンズ56、受光器PD1、ハーフミラー59、回折光学素子58、コリメータレンズ57、受光器PD2、及び対物レンズ60を駆動するための駆動系(図示省略)などを備えている。
4 includes a light source LD1, a
光源LD1は、約405nmの波長の光を発光する半導体レーザを有している。この光源LD1は、出射される光の最大強度出射方向が+Z方向となるように配置されている。なお、一例として光源LD1から出射される光はP偏光であるものとする。また、以下では、光源LD1から出射される光を「サーボ用ビーム」ともいう。 The light source LD1 has a semiconductor laser that emits light having a wavelength of about 405 nm. The light source LD1 is arranged so that the maximum intensity emission direction of the emitted light is the + Z direction. As an example, light emitted from the light source LD1 is assumed to be P-polarized light. Hereinafter, the light emitted from the light source LD1 is also referred to as a “servo beam”.
偏光ビームスプリッタ51は、光源LD1の+Z側に配置されている。この偏光ビームスプリッタ51は、入射する光の偏光状態に応じてその反射率が異なっている。ここでは、偏光ビームスプリッタ54は、一例としてP偏光に対する反射率が小さく、S偏光に対する反射率が大きくなるように設定されている。従って、光源LD1から出射されたサーボ用ビームの大部分は、偏光ビームスプリッタ51を透過することができる。
The
コリメータレンズ52は、偏光ビームスプリッタ51の+Z側に配置され、偏光ビームスプリッタ51を透過したサーボ用ビームを略平行光とする。
The
収差補正光学素子53は、コリメータレンズ52の+Z側に配置され、入射光の収差を補正する。
The aberration correction
光源LD2は、約660nmの波長の光を発光する発光部を少なくとも5個有する半導体レーザアレイを有している。この光源LD2は、5つの光束が−Y方向に向けて出射されるように配置されている。なお、一例として光源LD2から出射される5つの光束はそれぞれP偏光であるものとする。また、以下では、光源LD2から出射される光束を「記録再生用ビーム」ともいう。 The light source LD2 has a semiconductor laser array having at least five light emitting portions that emit light having a wavelength of about 660 nm. The light source LD2 is arranged so that five light beams are emitted in the -Y direction. As an example, it is assumed that each of the five light beams emitted from the light source LD2 is P-polarized light. Hereinafter, the light beam emitted from the light source LD2 is also referred to as a “recording / reproducing beam”.
ハーフミラー59は、光源LD2の−Y側に配置され、入射光の一部の光路を直角に曲げる。
The
回折光学素子58は、ハーフミラー59の−Y側に配置され、入射光を回折する。ここでは、ハーフミラー59を透過した5つの記録再生用ビームは、回折光学素子58によって、光軸が互いに重なるように光路が変換され、さらに、発散角が互いに異なるように変換される。
The diffractive
コリメータレンズ57は、回折光学素子58の−Y側に配置され、回折光学素子58からの光を略平行光とする。但し、回折光学素子58からの5つの記録再生用ビームは発散角が互いに異なるため、コリメータレンズ57を通過した光は、平行光、やや発散ぎみの光、及びやや収束ぎみの光が混在した光になる。
The
ダイクロイックプリズム54は、収差補正光学素子53の+Z側であって、かつコリメータレンズ57の−Y側に配置され、約660nmの波長の光(ここでは、記録再生用ビーム)の光路を直角に折り曲げる。
The
1/4波長板55は、ダイクロイックプリズム54の+Z側に配置され、入射した光に1/4波長の光学的位相差を付与する。
The
対物レンズ60は、1/4波長板55の+Z側に配置され、1/4波長板55からの光を集光する。ここでは、一例として図5〜図7に示されるように、5つの記録再生用ビームLB2は、1つのユニットの各記録層にそれぞれ集光され、サーボ用ビームLB1は、該ユニットのガイドトラック層Sに集光される。
The objective lens 60 is disposed on the + Z side of the
検出レンズ56は、偏光ビームスプリッタ51の+Y側に配置され、偏光ビームスプリッタ51で+Y方向に反射されたガイドトラック層Sからの戻り光に非点収差を付与する。
The
受光器PD1は、検出レンズ56の+Y側に配置され、検出レンズ56からの光を受光する。
The light receiver PD1 is disposed on the + Y side of the
受光器PD2は、ハーフミラー59の−Z側に配置され、ハーフミラー59で−Z方向に反射した情報層Mからの戻り光を受光する。
The light receiver PD2 is disposed on the −Z side of the
前記駆動系は、対物レンズ60の光軸方向であるフォーカス方向に対物レンズ60を微少駆動するためのフォーカシングアクチュエータ、及びトラックの接線方向に直交する方向であるトラッキング方向に対物レンズ60を微少駆動するためのトラッキングアクチュエータを有している。 The drive system slightly drives the objective lens 60 in a tracking direction which is a direction perpendicular to the tangential direction of the track and a focusing actuator for slightly driving the objective lens 60 in a focus direction which is an optical axis direction of the objective lens 60. It has a tracking actuator.
上記のように構成される光ピックアップ装置23の作用を簡単に説明する。ここでは、光ディスク15のユニットU2の5つの記録層Dがアクセス対象の記録層であるものとする。
The operation of the
光源LD1から出射された直線偏光(ここではP偏光)のサーボ用ビームLB1は、偏光ビームスプリッタ51に入射する。偏光ビームスプリッタ51に入射したサーボ用ビームLB1の大部分は偏光ビームスプリッタ51をそのまま透過し、コリメータレンズ52で略平行光とされた後、収差補正光学素子53で収差補正され、ダイクロイックプリズム54に入射する。ダイクロイックプリズム54に入射したサーボ用ビームLB1は、ダイクロイックプリズム54をそのまま透過し、1/4波長板55で円偏光とされ、対物レンズ60を介してユニットU2のガイドトラック層Sに集光される。
The linearly polarized light (P-polarized light in this case) servo beam LB1 emitted from the light source LD1 is incident on the
ユニットU2のガイドトラック層Sからの反射光は、往路とは反対回りの円偏光となり、戻り光として対物レンズ60を介して1/4波長板55に入射し、ここで往路と直交した直線偏光(ここではS偏光)とされる。そして、この戻り光は、ダイクロイックプリズム54、収差補正光学素子53、及びコリメータレンズ52を介して偏光ビームスプリッタ51に入射する。
The reflected light from the guide track layer S of the unit U2 becomes circularly polarized light opposite to the outward path, and enters the quarter-
偏光ビームスプリッタ51で+Y方向に反射された戻り光は、検出レンズ56を介して受光器PD1で受光される。受光器PD1は、通常の光ディスク装置と同様に、ウォブル信号情報、サーボ情報(フォーカスエラー情報及びトラックエラー情報など)を含む信号を出力する複数の受光素子(又は複数の受光領域)を含んで構成されている。各受光素子(又は各受光領域)はそれぞれ光電変換により受光量に応じた信号を生成する。
The return light reflected in the + Y direction by the
一方、光源LD2から出射された直線偏光(ここではP偏光)の5つの記録再生用ビームLB2は、ハーフミラー59に入射する。ハーフミラー59を透過した5つの記録再生用ビームLB2は、回折光学素子58及びコリメータレンズ57を介してダイクロイックプリズム54に入射し、ダイクロイックプリズム54でその光路が+Z方向に曲げられ、1/4波長板55で円偏光とされ、対物レンズ60を介してユニットU2の5つの記録層Dにそれぞれ集光される。
On the other hand, five recording / reproducing beams LB2 of linearly polarized light (here P-polarized light) emitted from the light source LD2 enter the
ユニットU2の5つの記録層Dからの5つの反射光は、往路とは反対回りの円偏光となり、戻り光として対物レンズ60を介して1/4波長板55に入射し、ここで往路と直交した直線偏光(ここではS偏光)とされる。そして、これら5つの戻り光は、ダイクロイックプリズム54で+Y方向に反射され、コリメータレンズ57及び回折光学素子58を介してハーフミラー59に入射する。ハーフミラー59で−Z方向に反射された5つの戻り光は受光器PD2で受光される。受光器PD2は、5つの戻り光を個別に受光し、再生情報などを含む信号を出力する5つの受光素子(又は5つの受光領域)を含んで構成されている。各受光素子(又は各受光領域)はそれぞれ光電変換により受光量に応じた信号を生成する。すなわち、5つの記録層Dからの信号を同時に読み取ることができる。
The five reflected lights from the five recording layers D of the unit U2 are circularly polarized light opposite to the outward path, and enter the quarter-
このように、サーボ情報が含まれる光を受光する受光器PD1と再生情報が含まれる光を受光する受光器PD2とが分離されているため、各受光器をそれぞれ最適化することができる。具体的には、受光器PD1に低速用のものを用い、受光器PD2に高速用のものを用いることができる。特に感度の低い短波長の光を受光する受光器PD1に低速用のものを用いることができるため、システムを組む上で有利である。また、サーボ用ビームは記録時、再生時を問わず、一定の強度で良いため、受光器PD1にゲイン切換装置を設ける必要はなく、回路構成を簡略化できる効果もある。 As described above, since the light receiver PD1 that receives the light including the servo information and the light receiver PD2 that receives the light including the reproduction information are separated, each of the light receivers can be optimized. Specifically, the low-speed receiver PD1 can be used, and the high-speed receiver PD2 can be used. In particular, since a low-speed receiver PD1 that receives light with a short wavelength with low sensitivity can be used, it is advantageous in assembling the system. In addition, since the servo beam may have a constant intensity regardless of whether it is recorded or reproduced, it is not necessary to provide a gain switching device in the light-receiving device PD1, and the circuit configuration can be simplified.
また、受光器PD1にはダイナミックレンジの広いSi-Pinフォトダイオードを使い、受光器PD2には増倍率の大きいアバランシェフォトダイオード(APD)を使うこともできる。これにより、広いダイナミックレンジや光量に対するリニアリティが要求されるサーボ情報が含まれる光は、Si-Pinフォトダイオードで高精度に検出することができ、一方、反射率が小さな記録層Dからの微弱な再生情報が含まれる光はアバランシェフォトダイオードで増幅することができる。 In addition, a Si-Pin photodiode having a wide dynamic range can be used for the photodetector PD1, and an avalanche photodiode (APD) having a large multiplication factor can be used for the photodetector PD2. As a result, light including servo information that requires a wide dynamic range and linearity with respect to the amount of light can be detected with high accuracy by a Si-Pin photodiode, while weak light from the recording layer D having a low reflectivity can be detected. Light containing reproduction information can be amplified by an avalanche photodiode.
次に、本発明の一実施形態に係る光ドライブ装置としての光ディスク装置20について図8を用いて説明する。
Next, an
図8に示される光ディスク装置20は、光ディスクを回転駆動するためのスピンドルモータ22、光ピックアップ装置23、該光ピックアップ装置23をシーク方向に駆動するためのシークモータ21、レーザ制御回路24、エンコーダ25、駆動制御回路26、再生信号処理回路28、バッファRAM34、バッファマネージャ37、インターフェース38、フラッシュメモリ39、CPU40及びRAM41などを備えている。なお、図8における矢印は、代表的な信号や情報の流れを示すものであり、各ブロックの接続関係の全てを表すものではない。また、光ディスク装置20は上記光ディスク15に対応しているものとする。
An
再生信号処理回路28は、前記受光器PD1の出力信号(複数の光電変換信号)に基づいて、アドレス情報、同期情報、フォーカスエラー信号及びトラックエラー信号などを取得する。また、再生信号処理回路28は、前記受光器PD2の出力信号(5つの光電変換信号)に基づいて、記録層毎にRF信号などを取得する。
The reproduction
ここで得られたサーボ信号は駆動制御回路26に出力され、アドレス情報はCPU40に出力され、同期信号はエンコーダ25や駆動制御回路26などに出力される。さらに、再生信号処理回路28は、各RF信号に対して復号処理及び誤り検出処理などを行い、誤りが検出されたときには誤り訂正処理を行った後、再生データとして前記バッファマネージャ37を介して前記バッファRAM34に格納する。また、再生データに含まれるアドレス情報はCPU40に出力される。
The servo signal obtained here is output to the
駆動制御回路26は、再生信号処理回路28からのサーボ信号に基づいて、前記駆動系の駆動信号を生成し、光ピックアップ装置23に出力する。これにより、トラッキング制御及びフォーカス制御が行われる。また、駆動制御回路26は、CPU40の指示に基づいて、シークモータ21を駆動するための駆動信号、及びスピンドルモータ22を駆動するための駆動信号を生成する。各モータの駆動信号は、それぞれシークモータ21及びスピンドルモータ22に出力される。
The
バッファRAM34には、光ディスク15に記録するデータ(記録用データ)、及び光ディスク15から再生したデータ(再生データ)などが一時的に格納される。このバッファRAM34へのデータの入出力は、前記バッファマネージャ37によって管理されている。
The
エンコーダ25は、CPU40の指示に基づいて、バッファRAM34に蓄積されている記録用データをバッファマネージャ37を介して取り出し、データの変調及びエラー訂正コードの付加などを行ない、光ディスク15の情報層Mへの書き込み信号を生成する。例えば5つの記録層に記録する場合には、5つの書き込み信号が生成される。ここで生成された書き込み信号はレーザ制御回路24に出力される。
Based on an instruction from the
レーザ制御回路24は、前記各光源の発光パワーを制御する。
The
例えば記録の際には、光源LD2の駆動信号は、前記書き込み信号、記録条件、及び光源LD2の半導体レーザアレイの発光特性などに基づいて生成される。例えば5つの記録層に同時に記録する場合には、半導体レーザアレイの5つの発光部に対応して5つの駆動信号が生成される。 For example, at the time of recording, the drive signal for the light source LD2 is generated based on the write signal, the recording conditions, the light emission characteristics of the semiconductor laser array of the light source LD2, and the like. For example, when recording is simultaneously performed on five recording layers, five drive signals are generated corresponding to the five light emitting units of the semiconductor laser array.
インターフェース38は、上位装置90(例えば、パソコン)との双方向の通信インターフェースであり、ATAPI(AT Attachment Packet Interface)、SCSI(Small Computer System Interface)及びUSB(Universal Serial Bus)などの標準インターフェースに準拠している。
The
フラッシュメモリ39には、CPU40にて解読可能なコードで記述された各種プログラム、光源LD1の半導体レーザの発光特性、光源LD2の半導体レーザアレイの発光特性、記録パワーや記録ストラテジ情報を含む記録条件などが格納されている。
In the flash memory 39, various programs described by codes readable by the
CPU40は、フラッシュメモリ39に格納されている上記プログラムに従って前記各部の動作を制御するとともに、制御に必要なデータなどをRAM41及びバッファRAM34に保存する。
The
《記録処理》
次に、上位装置90からユーザデータの記録要求があったときの、光ディスク装置20における処理(記録処理)について図9を用いて説明する。図9のフローチャートは、CPU40によって実行される一連の処理アルゴリズムに対応している。なお、ここでは、一例として、複数の記録層にユーザデータが記録されるものとする。
<Recording process>
Next, processing (recording processing) in the
上位装置90から記録要求コマンドを受信すると、図9のフローチャートに対応するプログラムの先頭アドレスがCPU40のプログラムカウンタにセットされ、記録処理がスタートする。
When a recording request command is received from the
最初のステップ401では、所定の線速度(又は角速度)で光ディスク15が回転するように駆動制御回路26に指示するとともに、上位装置90から記録要求コマンドを受信した旨を再生信号処理回路28に通知する。
In the
次のステップ403では、記録要求コマンドを解析し、指定アドレスに基づいて記録対象の記録層及び記録対象のユニットを特定する。そして、その特定結果を、再生信号処理回路28、駆動制御回路26、エンコーダ25及びレーザ制御回路24などに通知する。これにより、サーボ用ビームLB1が記録対象のユニットのガイドトラック層Sに集光するように、駆動制御回路26によって対物レンズ60が駆動制御される。また、光源LD2における駆動対象の発光部、及び受光器PD2における信号取得対象の受光素子(又は受光領域)が特定される。
In the
次のステップ405では、受光器PD1の出力信号から得られたアドレス情報を参照し、指定アドレスに対応する目標位置近傍に光スポットが形成されるように、駆動制御回路26に指示する。これにより、シーク動作が行なわれる。なお、シーク動作が不要であれば、ここでの処理はスキップされる。
In the
次のステップ407では、記録を許可する。これにより、エンコーダ25、レーザ制御回路24及び光ピックアップ装置23を介して、記録対象の各記録層にユーザデータがそれぞれほぼ同時に記録される。なお、記録中は、上記トラッキング制御及びフォーカス制御が所定のタイミング毎に行われる。
In the
次のステップ409では、記録が完了したか否かを判断する。完了していなければ、ここでの判断は否定され、所定時間経過後に再度判断する。記録が完了していれば、ここでの判断は肯定され、記録処理を終了する。ここでは、複数の記録層への記録がほぼ同時に行われるため、従来よりも単時間で記録処理を終了することができる。
In the
《再生処理》
次に、上位装置90から再生要求があったときの、光ディスク装置20における処理(再生処理)について図10を用いて説明する。図10のフローチャートは、CPU40によって実行される一連の処理アルゴリズムに対応している。なお、ここでは、一例として、複数の記録層から情報を再生するものとする。
《Reproduction processing》
Next, processing (playback processing) in the
上位装置90から再生要求コマンドを受信すると、図10のフローチャートに対応するプログラムの先頭アドレスがCPU40のプログラムカウンタにセットされ、再生処理がスタートする。
When a playback request command is received from the
最初のステップ501では、所定の線速度(又は角速度)で光ディスク15が回転するように駆動制御回路26に指示するとともに、上位装置90から再生要求コマンドを受信した旨を再生信号処理回路28に通知する。
In the
次のステップ503では、再生要求コマンドを解析し、指定アドレスに基づいて再生対象の記録層及び再生対象のユニットを特定する。そして、その特定結果を再生信号処理回路28、駆動制御回路26及びレーザ制御回路24などに通知する。これにより、サーボ用ビームLB1が再生対象のユニットのガイドトラック層Sに集光するように、駆動制御回路26によって対物レンズ60が駆動制御される。また、光源LD2における駆動対象の発光部、及び受光器PD2における信号取得対象の受光素子(又は受光領域)が特定される。
In the
次のステップ505では、指定アドレスに対応する目標位置近傍に光スポットが形成されるように、駆動制御回路26に指示する。これにより、シーク動作が行なわれる。なお、シーク動作が不要であれば、ここでの処理はスキップされる。
In the
次のステップ507では、再生を許可する。これにより、光ピックアップ装置23及び再生信号処理回路28を介して、再生対象の各記録層に記録されているデータがそれぞれほぼ同時に再生される。そして、バッファRAM34に格納された再生データは、所定のデータ量に達すると上位装置90に転送される。
In the
次のステップ509では、再生が完了したか否かを判断する。完了していなければ、ここでの判断は否定され、所定時間経過後に再度判断する。再生が完了していれば、ここでの判断は肯定され、再生処理を終了する。ここでは、複数の記録層からの再生がほぼ同時に行われるため、従来よりも単時間で再生処理を終了することができる。
In the
以上の説明から明らかなように、本実施形態に係る光ディスク15では、ガイドトラック層Sによってガイド層が実現されている。
As is clear from the above description, a guide layer is realized by the guide track layer S in the
また、本実施形態に係る光ピックアップ装置23では、光源LD1によって第1の波長の光を出射する光源が実現され、光源LD2によって第2の波長の光を出射する光源が実現され、受光器PD1によってガイド層からの反射光を受光する光検出器が実現され、受光器PD2によって複数の記録層からの複数の反射光を個別に受光する複数の光検出器が実現されている。
Further, in the
また、本実施形態に係る光ディスク装置20では、再生信号処理回路28と、CPU40及び該CPU40によって実行されるプログラムとによって、処理装置が構成されている。なお、CPU40によるプログラムに従う処理の少なくとも一部をハードウェアによって構成することとしても良いし、あるいは全てをハードウェアによって構成することとしても良い。
Further, in the
以上説明したように、本実施形態に係る光ディスク15によると、390nm〜420nmの範囲内の波長(第1の波長)の光に対応するガイドトラック層S(ガイド層)と650nm〜680nmの範囲内の波長(第2の波長)の光に対応する2光子吸収材料からなる複数の記録層Dとが積層されたユニットが、複数積層されている。これにより、記録容量の減少を招くことなく、記録層の層数が少ない場合と同等のチルト安定性を有することが可能となる。
As described above, according to the
また、本実施形態に係る光ディスク15によると、記録再生用ビームに波長が660nmのレーザ光を用い、サーボ用ビームに波長が405nmのレーザ光を用いることができるため、フェムト秒レーザのような高価なレーザを用いる必要はなく、光ディスク15を対象媒体とする安価な光ピックアップ装置及び光ディスク装置を実現することが可能となる。
In addition, according to the
また、本実施形態に係る光ディスク15によると、複数の記録層Dに対応してガイドトラック層Sが設けられているため、各記録層には案内用の溝を形成する必要はなく、製造工程の一部を簡略化することができる。
Further, according to the
また、本実施形態に係る光ディスク15によると、ガイドトラック層Sと各記録層とが分離されている。これにより、サーボ用ビームに青色光を用いた場合でも、記録層付近では小さな集光スポットを形成することがなく、青色や紫外光に弱い2光子吸収材料が劣化する心配がない。
Further, according to the
また、本実施形態に係る光ディスク15によると、1つのユニットでは、ガイドトラック層Sが情報層Mよりも入射面に近い位置に配置されている。これにより、サーボ用ビームに青色光を用いた場合でも、青色光に対しては基板厚さが薄くなり、光ピックアップ装置23では、光ディスク15が対物レンズ60に対して1°程度傾斜しても、安定して高精度なサーボ情報を得ることが可能となる。すなわち、光ディスク15はチルトに対して安定な多層光情報記録媒体である。
Further, according to the
また、本実施形態に係る光ピックアップ装置23によると、サーボ用ビームを出射する光源に青色光を発光する半導体レーザを用いているため、光ディスク15からサーボ制御に必要な信号を精度良く取得することができる。
In addition, according to the
また、本実施形態に係る光ピックアップ装置23によると、サーボ用ビームを出射する光源に青色光を発光する半導体レーザを用い、記録再生用ビームを出射する光源に赤色光を発光する半導体レーザアレイを用いているため、小型化及び低コスト化を図ることができる。
Further, according to the
また、本実施形態に係る光ピックアップ装置23によると、波長が約405nmの光のほうが、波長が約660nmの光よりも、対物レンズ60に近い位置に集光される。これにより、光ディスク15の記録層Dの劣化を抑制することができる。また、ガラスは波長が短い方が屈折率が大きくなる場合が多いため、波長が短い光に対して焦点距離を短くでき、対物レンズの設計が容易になるといったメリットがある。すなわち、硝材の色収差を利用して、波長の短い光、波長の長い光の両方に対応した安価なレンズを、対物レンズとして使用することができる。
Further, according to the
また、本実施形態に係る光ピックアップ装置23によると、サーボ用ビームの反射光を受光する受光器と、記録再生用ビームの反射光を受光する受光器とを個別に配置している。これにより、各受光器の応答速度、ゲイン、感度、変調特性等を最適化でき、良好な信号を生成することができる。
Further, according to the
また、本実施形態に係る光ディスク装置20によると、光ピックアップ装置23を有しているため、光ディスク15に対して、情報の記録、再生及び消去のうち少なくとも再生を精度良く行うことが可能となる。
Further, according to the
なお、上記実施形態では、光ディスク15におけるユニット数が3個の場合について説明したが、本発明がこれに限定されるものではない。
In the above embodiment, the case where the number of units in the
また、上記実施形態では、1ユニットに含まれる記録層の数が5層の場合について説明したが、本発明がこれに限定されるものではない。このときには、1ユニットに含まれる記録層の数に応じて、光源LD2の発光部の数を変更しても良い。 In the above embodiment, the case where the number of recording layers included in one unit is five has been described, but the present invention is not limited to this. At this time, the number of light emitting portions of the light source LD2 may be changed according to the number of recording layers included in one unit.
また、本発明の一実施形態に係る多層光情報記録媒体として、一例として図11に示される光ディスク15aのように、前記カバー層Cの+Z側に複数のガイドトラック層(S1、S2、S3)が積層され、該複数のガイドトラック層の+Z側に複数の情報層(M1、M2、M3)が積層されても良い。ここでは、ガイドトラック層S1と情報層M1との距離と、ガイドトラック層S2と情報層M2との距離と、ガイドトラック層S3と情報層M3との距離は、それぞれ同じ距離tに設定されている。
Further, as a multilayer optical information recording medium according to an embodiment of the present invention, as an example, a plurality of guide track layers (S1, S2, S3) on the + Z side of the cover layer C, as in the
この光ディスク15aでは、一例として図12に示されるように、情報層M1に対して記録及び再生を行うときには、ガイドトラック層S1が用いられ、一例として図13に示されるように、情報層M2に対して記録及び再生を行うときには、ガイドトラック層S2が用いられ、一例として図14に示されるように、情報層M3に対して記録及び再生を行うときには、ガイドトラック層S3が用いられる。従って、この場合には、前記対物レンズ60は、前記サーボ用ビームLB1の集光位置と記録再生用ビームLB2の最も近い集光位置との距離が上記tとなるように設定される。
In this
また、光ディスク15aでは、複数のガイドトラック層のほうが複数の情報層より入射面に近い位置にあるため、層間ジャンプした場合でもサーボ用ビームは記録層Dを通ることはない。従って、層間ジャンプ時に余分な層からの反射光(フレア光)を受けないため安定したサーボ信号を得ることができる。すなわち、高速で途切れることなくサーボ制御を行うことができる。
Further, in the
また、光ディスク15aでは、記録層とガイドトラック層とが分離されているため、製造工程を簡素化することができる。
Further, in the
この場合に、一例として図15に示される光ディスク15bのように、複数のガイドトラック層と複数の情報層の境界に、390nm〜420nmの範囲内の波長の光を反射し、650nm〜680nmの範囲内の波長の光は透過させるフィルタ層Fを配置しても良い。これにより、サーボ用ビームLB1は、このフィルタ層Fで全て反射され、2光子吸収材料からなる記録層Dに照射されることはなくなり、記録層Dの劣化の要因の一つを排除することができる。その結果、信頼性の高い記録及び再生を行うことが可能となる。
In this case, as an example, as in the
また、一例として図16に示される光ディスク15cのように、上記複数のガイドトラック層と複数の情報層をユニットとし、該ユニットが複数(UN1、UN2、・・・・)積層されても良い。
Further, as an example, like the
また、上記光ピックアップ装置23では、光ディスク15aの前記tに応じて、サーボ用ビームLB1及び記録再生用ビームLB2の有効径を変更するなどして前記対物レンズ60のNAを変えることにより、光ディスク15aに容易に対応することができる。
In the
また、上記実施形態において、光源LD1から出射される光の波長は、390nm〜420nmの範囲内であれば良い。また、光源LD2から出射される光の波長は、650nm〜680nmの範囲内であれば良い。 Moreover, in the said embodiment, the wavelength of the light radiate | emitted from light source LD1 should just be in the range of 390 nm-420 nm. The wavelength of the light emitted from the light source LD2 may be in the range of 650 nm to 680 nm.
また、上記実施形態では、ガイドトラック層Sが、390nm〜420nmの範囲内の波長の光に対応し、記録層Dが、650nm〜680nmの範囲内の波長の光に対応する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。要するに、ガイドトラック層Sと記録層Dが互いに異なる波長の光に対応すれば良い。このときには、当然、光源LD1はガイドトラック層Sに対応する波長の光を出射し、光源LD2は記録層Dに対応する波長の光を出射することとなる。 In the above embodiment, the guide track layer S corresponds to light having a wavelength in the range of 390 nm to 420 nm, and the recording layer D corresponds to light having a wavelength in the range of 650 nm to 680 nm. However, the present invention is not limited to this. In short, the guide track layer S and the recording layer D may correspond to light having different wavelengths. At this time, naturally, the light source LD1 emits light having a wavelength corresponding to the guide track layer S, and the light source LD2 emits light having a wavelength corresponding to the recording layer D.
また、上記実施形態では、光ドライブ装置として、情報の記録及び再生が可能な光ディスク装置を説明したが、これに限らず、情報の記録、再生及び消去のうち、少なくとも情報の再生が可能な光ディスク装置であれば良い。 In the above embodiment, an optical disk device capable of recording and reproducing information has been described as an optical drive device. However, the present invention is not limited to this, and an optical disk capable of reproducing at least information among recording, reproducing, and erasing information is provided. Any device can be used.
また、上記実施形態では、複数の記録層に対して同時に記録及び再生を行う場合について説明したが、これに限らず、例えばいずれか1つの記録層に対して記録及び再生を行っても良い。この場合には、前記光源LD2は1つの発光部を有していれば良い。また、前記受光器PD2は1つの受光素子(又は受光領域)を有していれば良い。 In the above embodiment, the case where recording and reproduction are simultaneously performed on a plurality of recording layers has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, recording and reproduction may be performed on any one recording layer. In this case, the light source LD2 only needs to have one light emitting unit. The light receiver PD2 only needs to have one light receiving element (or light receiving region).
また、上記実施形態では、前記ガイドトラック層Sには、案内用として溝が形成されている場合について説明したが、これに限らず、例えば、案内用のピット(プリピット)が形成されていても良い。また、溝とプリピットの両方が形成されていても良い。 In the above-described embodiment, the guide track layer S is described as having a groove for guiding. However, the present invention is not limited to this. For example, a guide pit (pre-pit) may be formed. good. Further, both grooves and pre-pits may be formed.
また、上記実施形態において、前記ガイドトラック層Sが記録可能な層であっても良い。これにより、記録容量を更に大きくすることが可能となる。そして、例えば、いわゆるハイブリッドディスクのように、ガイドトラック層Sに読出し専用のプログラムやセキュリティ用のデータなどを記録しても良い。この場合に、Blu−ray規格に準拠して記録しておけば、Blu−ray規格に準拠した光ディスク装置で用いられている信号処理系を流用することができ、安価な光ドライブ装置が実現できる。 In the above embodiment, the guide track layer S may be a recordable layer. As a result, the recording capacity can be further increased. Then, for example, a read-only program or security data may be recorded on the guide track layer S like a so-called hybrid disk. In this case, if recording is performed in accordance with the Blu-ray standard, a signal processing system used in an optical disc apparatus compliant with the Blu-ray standard can be used, and an inexpensive optical drive device can be realized. .
また、上記実施形態において、前記ガイドトラック層Sに、例えばユニット番号などの該ガイドトラック層Sを特定するための情報を含む情報が予め記録されていても良い。これにより、いわゆる層間ジャンプやアクセスに要する時間を短縮することができる。 In the above embodiment, information including information for specifying the guide track layer S such as a unit number may be recorded in the guide track layer S in advance. Thereby, the time required for so-called interlayer jump and access can be shortened.
以上説明したように、本発明の多層光情報記録媒体によれば、記録容量の減少を招くことなく、記録層の層数が少ない場合と同等のチルト安定性を有するのに適している。また、本発明の光学ヘッドによれば、本発明の多層光情報記録媒体から精度良く信号を取得するのに適している。また、本発明の光ドライブ装置によれば、本発明の多層光情報記録媒体に対して、情報の記録、再生及び消去のうち少なくとも再生を精度良く行うのに適している。 As described above, the multilayer optical information recording medium of the present invention is suitable for having a tilt stability equivalent to that in the case where the number of recording layers is small without causing a reduction in recording capacity. Also, the optical head of the present invention is suitable for acquiring signals with high accuracy from the multilayer optical information recording medium of the present invention. Also, the optical drive device of the present invention is suitable for performing at least reproduction of information recording, reproduction and erasure with high accuracy on the multilayer optical information recording medium of the present invention.
15、15a、15b、15c…光ディスク(多層光情報記録媒体)、20…光ディスク装置(光ドライブ装置)、23…光ピックアップ装置(光学ヘッド)、28…再生信号処理回路(処理装置の一部)、40…CPU(処理装置の一部)、60…対物レンズ、LD1…光源(第1の波長の光を出射する光源)、LD2…光源(第2の波長の光を出射する光源)、D…記録層、S…ガイドトラック層(ガイド層)、F…フィルタ層、PD1…受光器(ガイド層からの反射光を受光する光検出器)、PD2…受光器(記録層からの反射光を受光する光検出器)、U1、U2、U3…ユニット、UN1、UN2…ユニット。 15, 15a, 15b, 15c ... optical disc (multilayer optical information recording medium), 20 ... optical disc device (optical drive device), 23 ... optical pickup device (optical head), 28 ... reproduction signal processing circuit (part of processing device) 40 ... CPU (part of processing apparatus), 60 ... objective lens, LD1 ... light source (light source that emits light of the first wavelength), LD2 ... light source (light source that emits light of the second wavelength), D ... Recording layer, S ... Guide track layer (guide layer), F ... Filter layer, PD1 ... Light receiver (photodetector that receives light reflected from the guide layer), PD2 ... Light receiver (light reflected from the recording layer) Photodetector for receiving light), U1, U2, U3... Unit, UN1, UN2.
Claims (19)
前記ユニットでは、前記ガイド層が前記複数の記録層よりも前記入射面に近い位置に配置されていることを特徴とする請求項2に記載の多層光情報記録媒体。 The light of the first wavelength and the light of the second wavelength are both incident through the same incident surface,
3. The multilayer optical information recording medium according to claim 2, wherein in the unit, the guide layer is disposed at a position closer to the incident surface than the plurality of recording layers.
前記ユニットにおける記録層の数n、1つの記録層の厚さd、前記トラックのピッチpを用いて、n×d×sin(1°)<p、を満足することを特徴とする請求項3に記載の多層光情報記録媒体。 The guide layer is formed with a spiral or concentric track,
4. The number n of recording layers in the unit, the thickness d of one recording layer, and the pitch p of the track satisfy n × d × sin (1 °) <p. The multilayer optical information recording medium described in 1.
前記複数のガイド層に積層された前記第1の波長と異なる第2の波長の光に対応する複数の記録層と;を有する多層光情報記録媒体。 A plurality of guide layers corresponding to light of the first wavelength;
And a plurality of recording layers corresponding to light having a second wavelength different from the first wavelength, stacked on the plurality of guide layers.
前記複数のガイド層は、前記複数の記録層よりも前記入射面に近い位置に配置されていることを特徴とする請求項5に記載の多層光情報記録媒体。 The light of the first wavelength and the light of the second wavelength are both incident through the same incident surface,
6. The multilayer optical information recording medium according to claim 5, wherein the plurality of guide layers are disposed closer to the incident surface than the plurality of recording layers.
前記ユニットでは、前記複数のガイド層が前記複数の記録層よりも前記入射面に近い位置に配置されていることを特徴とする請求項8に記載の多層光情報記録媒体。 The light of the first wavelength and the light of the second wavelength are both incident through the same incident surface,
9. The multilayer optical information recording medium according to claim 8, wherein in the unit, the plurality of guide layers are disposed closer to the incident surface than the plurality of recording layers.
前記多層光情報記録媒体における第1の波長の光を出射する光源と;
前記多層光情報記録媒体における第2の波長の光を出射する光源と;
前記第1の波長の光を前記多層光情報記録媒体のガイド層に集光し、前記第2の波長の光を前記ガイド層に対応する前記多層光情報記録媒体の記録層に集光する対物レンズを含み、前記各光源からの光を前記対物レンズに導くとともに、前記対物レンズを介した前記多層光情報記録媒体からの反射光を前記ガイド層からの反射光と前記記録層からの反射光とに分離する光学系と;
前記光学系で分離された前記ガイド層からの反射光を受光する光検出器と;
前記光学系で分離された前記記録層からの反射光を受光する光検出器と;を備える光学ヘッド。 An optical head compatible with the multilayer optical information recording medium according to any one of claims 1 to 15,
A light source that emits light of a first wavelength in the multilayer optical information recording medium;
A light source that emits light of a second wavelength in the multilayer optical information recording medium;
An objective for condensing the light of the first wavelength on the guide layer of the multilayer optical information recording medium and condensing the light of the second wavelength on the recording layer of the multilayer optical information recording medium corresponding to the guide layer. Including a lens, guiding light from each of the light sources to the objective lens, and reflecting light from the multilayer optical information recording medium via the objective lens as reflected light from the guide layer and reflected light from the recording layer An optical system that is separated into
A photodetector for receiving reflected light from the guide layer separated by the optical system;
And a photodetector for receiving reflected light from the recording layer separated by the optical system.
前記多層光情報記録媒体における第1の波長の光を出射する光源と;
前記多層光情報記録媒体における第2の波長の光をそれぞれ出射する複数の光源と;
前記第1の波長の光を前記多層光情報記録媒体のガイド層に集光し、前記各第2の波長の光を前記ガイド層に対応する前記多層光情報記録媒体の複数の記録層にそれぞれ集光する対物レンズを含み、前記各光源からの光を前記対物レンズに導くとともに、前記対物レンズを介した前記多層光情報記録媒体からの反射光を前記ガイド層からの反射光と前記複数の記録層からの複数の反射光とに分離する光学系と;
前記光学系で分離された前記ガイド層からの反射光を受光する光検出器と;
前記光学系で分離された前記複数の記録層からの複数の反射光を個別に受光する複数の光検出器と;を備える光学ヘッド。 An optical head compatible with the multilayer optical information recording medium according to any one of claims 1 to 15,
A light source that emits light of a first wavelength in the multilayer optical information recording medium;
A plurality of light sources respectively emitting light of a second wavelength in the multilayer optical information recording medium;
The light of the first wavelength is condensed on the guide layer of the multilayer optical information recording medium, and the light of the second wavelength is respectively applied to the plurality of recording layers of the multilayer optical information recording medium corresponding to the guide layer. A focusing objective lens that guides light from each of the light sources to the objective lens, and reflects reflected light from the multilayer optical information recording medium via the objective lens to the reflected light from the guide layer and the plurality of light sources. An optical system that separates into a plurality of reflected lights from the recording layer;
A photodetector for receiving reflected light from the guide layer separated by the optical system;
And a plurality of photodetectors that individually receive a plurality of reflected lights from the plurality of recording layers separated by the optical system.
請求項16〜18のいずれか一項に記載の光学ヘッドと;
前記光学ヘッドの各光検出器の出力信号を用いて、前記多層光情報記録媒体に記録されている情報の再生を行う処理装置と;を備える光ドライブ装置。 An optical drive device capable of reproducing at least one of recording, reproduction and erasure of information with respect to the multilayer optical information recording medium according to any one of claims 1 to 15,
An optical head according to any one of claims 16 to 18;
An optical drive device comprising: a processing device that reproduces information recorded on the multilayer optical information recording medium using an output signal of each photodetector of the optical head.
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