JP2013131261A - 露光装置、記録媒体、記録装置、再生装置 - Google Patents

露光装置、記録媒体、記録装置、再生装置 Download PDF

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Abstract

【課題】光学的限界値を超えたトラックピッチの設定下でも記録情報の再生を可能として高記録密度化、大記録容量化を図る。
【解決手段】ピット又はマークが配列されてなる単純トラックと、ピット又はマーク間にグルーブが挿入されたグルーブ付トラックとが半径方向に交互に且つ0.27μm以下のトラックピッチで配列された記録媒体とする。これにより、実際のトラックピッチの倍のトラックピッチが設定された場合とほぼ同様のトラッキングエラー信号を得ることができ、トラッキングサーボを安定的にかけることができる。このとき、グルーブ無しの単純トラックとグルーブ付トラックとのトラッキングサーボのかけ分けは、単純トラックを対象とした位置制御時とグルーブ付トラックを対象とした位置制御時とで、トラッキングエラー信号を極性反転又はオフセットさせた信号に基づく位置制御と、トラッキングエラー信号を上記極性反転又は上記オフセットさせていない信号に基づく位置制御とを切り替えて行うことで実現できる。
【選択図】図4

Description

本技術は、光ディスク記録媒体の製造に用いられるディスク原盤への露光を行うための露光装置、及び記録媒体に関する。また、レーザ光照射に応じてマーク記録が可能とされた記録層を有する記録可能型の記録媒体に対する記録を行う記録装置、及び記録媒体についての再生を行う再生装置に関する。
特開2007−226965号公報 特開2002−123982号公報
光の照射により信号の記録又は再生が行われる光記録媒体として、例えばCD(Compact Disc)、DVD(Digital Versatile Disc)、BD(Blu-ray Disc:登録商標)などのいわゆる光ディスク記録媒体(以下、単に光ディスクとも表記)が広く普及している。
従来より、光ディスクについては、その情報記録密度の向上を図ることで大記録容量化が達成されてきた。情報記録密度の向上には、ピット列又はマーク列としてのトラックの形成ピッチを詰める、つまりは半径方向における記録密度を向上させる手法、及びピット又はマークのサイズ縮小化により線方向(半径方向に直交する方向)の記録密度を向上させる手法が採られている。
しかしながら、情報記録密度向上のためトラックピッチを詰める手法は、空間分解能的に限界があることを考慮しなければならない。
例えばBDの場合、記録再生の光学条件としては記録再生波長λ=405nm程度、対物レンズの開口数NA=0.85程度とされるが、従来のトラッキングエラー検出手法を採った場合、トラックピッチをλ/2NA以下(BDの場合はおよそ0.238μm以下)に詰めてしまうと、トラッキングエラー信号振幅を得ることができず、トラッキングエラーを全く検出できなくなってしまう。すなわち、トラッキングサーボをかけることができず、結果として高密度記録した情報を全く再生できない事態に陥る。
このとき、上記の「λ/2NA」は理論的な数値であって、実際の光学的ノイズ等の悪化要因を考慮すると、トラッキングエラーを適正に検出可能なトラックピッチの限界値はさらに大きな値となる。例えばBDの場合、トラックピッチの限界値はおよそ0.27μm程度となる。
このように従来のトラッキングエラー検出手法を採った場合には、光学的な限界値の存在により、トラックピッチを当該限界値を超えて詰めることができない。換言すれば、従来手法によっては、トラックピッチを詰めることによる情報記録密度の向上には限界があり、さらなる大記録容量化を図ることが非常に困難とされている。
本技術は上記問題点に鑑み為されたものであり、光学的な限界値を超えたピッチによりトラックが配列されている下でトラッキングサーボが適正にかけられるようにし、それにより情報記録密度のさらなる向上が図られるようにすることをその課題とする。
上記課題の解決のため、本技術では露光装置を以下のように構成することとした。
すなわち、ディスク原盤を回転駆動する回転駆動部を備える。
また、上記回転駆動部により回転される上記ディスク原盤に対し、ピットが配列されてなる単純ピット列と、ピット間にグルーブが挿入されたグルーブ付ピット列とが半径方向に交互に且つ0.27μm以下のトラックピッチで配列されるように露光を行う露光部を備えるものである。
また、本技術では記録媒体を以下のように構成することとした。
すなわち、本技術の記録媒体は、ピット又はマークが配列されてなる単純トラックと、ピット又はマーク間にグルーブが挿入されたグルーブ付トラックとが半径方向に交互に且つ0.27μm以下のトラックピッチで配列されているものである。
また、本技術では記録装置を以下のように構成することとした。
すなわち、記録媒体の記録層に対し、マークが配列された単純マーク列と、マーク間にグルーブが挿入されたグルーブ付マーク列とが半径方向に交互に且つ0.27μm以下のトラックピッチで配列されるように記録を行う記録部を備えるものである。
また、本技術では再生装置を以下のように構成することとした。
すなわち、ピット又はマークが配列されてなる単純トラックと、ピット又はマーク間にグルーブが挿入されたグルーブ付トラックとが半径方向に交互に且つ0.27μm以下のトラックピッチで配列された記録媒体に対して対物レンズを介してレーザ光を照射すると共に、その反射光を受光する光照射・受光部を備える。
また、上記光照射・受光部が上記反射光を受光して得られる受光信号に基づき、トラッキングエラー信号を生成するトラッキングエラー信号生成部を備える。
また、上記トラッキングエラー信号に基づき、上記対物レンズの、上記半径方向に平行な方向であるトラッキング方向における位置を制御することで、上記レーザ光の上記半径方向における位置を制御する位置制御部を備える。
また、上記受光信号に基づき上記記録媒体の記録信号についての再生を行う再生部を備えるものである。
上記本技術によれば、記録媒体には、ピット又はマークが配列されてなる単純トラックと、ピット又はマーク間にグルーブが挿入されたグルーブ付トラックとが半径方向に交互に且つ0.27μm以下のトラックピッチで配列されることになる。
グルーブの形成により、グルーブ付トラックではトラッキングエラー信号振幅をより大きく得ることができる。一方で、グルーブの形成されていない単純トラックについては、トラックピッチが0.27μm以下(実際上の光学的限界値を超えたピッチ)とされていることから、トラッキングエラー信号振幅が殆ど得られないことになる。
これらの点より、上記本技術によれば、ほぼ、グルーブ付トラックに対応してのみトラッキングエラー信号振幅が得られる、つまりは光ディスク記録媒体上にグルーブ付トラックのみが形成された場合とほぼ同様のトラッキングエラー信号を得ることができる。換言すれば、実際のトラックピッチの倍のトラックピッチが設定された場合とほぼ同様のトラッキングエラー信号が得られるものである。
このようにグルーブ付トラックに対応してのみトラッキングエラー信号振幅が得られることで、トラッキングサーボを安定的に行うことができる。すなわち、光学的限界値を超えたピッチによりトラックが配列された場合において、適正にトラッキングサーボをかけることができるものである。
このとき、グルーブが形成されていない単純トラックとグルーブ付トラックとのトラッキングサーボのかけ分けは、後述するように、単純トラックを対象とした位置制御時とグルーブ付トラックを対象とした位置制御時とで、トラッキングエラー信号を極性反転又はオフセットさせた信号(第1制御用信号)に基づく位置制御と、トラッキングエラー信号を上記極性反転又は上記オフセットさせていない信号(第2制御用信号)に基づく位置制御とを切り替えて行うことで実現できる。
上記のように本技術によれば、光学的な限界値を超えたピッチによりトラックが配列されている下で、トラッキングサーボが適正にかけられるようにすることができる。つまりこの結果、情報記録密度のさらなる向上が図られるようにできる。
トラックピッチを0.32μmから0.27μm、0.23μmと徐々に詰めていった場合に観測されるSUM信号とプッシュプル信号を示した図である。 レーザ光の0次光と回折光(+1次光、−1次光)を示した図である。 実施の形態の光ディスク記録媒体に形成されるトラックの構造についての説明図である。 図3Aに示した配列によりトラックが形成された場合において、トラックピッチを0.32μm、0.27μm以下としたときの各トラックとNPP信号振幅との関係を示した図である。 グルーブ付トラックT-g、グルーブ無トラックT-sとNPP信号振幅のより詳細な関係を示した図である。 第1の実施の形態としての光ディスク記録媒体の製造工程について説明図である。 第1の実施の形態としての露光装置の内部構成例を示した図である。 グルーブ付トラックの記録とグルーブ無トラックの記録との切り替え手法についての説明図である。 第1の実施の形態としての記録動作の切り替え手法を実現するために実行されるべき具体的な処理の手順を示すフローチャートである。 第1の実施の形態の光ディスク記録媒体についての再生を行う再生装置の内部構成例を示した図である。 サーボ回路の内部構成を例示した図である。 グルーブ付トラックとグルーブ無トラックとのトラッキングサーボのかけ分けを実現するために実行されるべき具体的な処理の手順を示すフローチャートである。 第2の実施の形態としての露光装置の内部構成例についての説明図である。 第2の実施の形態の再生装置の内部構成例についての説明図である。 第3の実施の形態において記録の対象とする光ディスク記録媒体の断面構造図である。 基準面に形成された位置案内子を利用した位置制御手法についての説明図である。 第3の実施の形態の光ディスク記録媒体が有する基準面の表面を一部拡大して示した図(平面図)である。 基準面全体におけるピットの具体的形成手法について説明図である。 光ディスク記録媒体の回転に伴い基準面上をサーボ用レーザ光のスポットが移動する様子と、その際に得られるSUM信号、SUM微分信号、及びP/P信号の波形との関係を模式的に示した図である。 SUM微分信号から生成されるクロックと、該クロックに基づき生成される各selector信号の波形と、基準面に形成された各ピット列(の一部)との関係を模式化して示した図である。 任意ピッチによるスパイラル移動実現のための具体的な手法についての説明図である。 第3の実施の形態の記録再生装置が備える主に光学系の構成についての説明図である。 第3の実施の形態の記録再生装置全体の内部構成例を示した図である。 第4の実施の形態の第1の手法についての説明図である。 第1の手法による記録が行われる際の様子を示した図である。 第1の手法による記録再生動作を実現するための記録再生装置が備える主に光学系の構成についての説明図である。 第1の手法による記録再生動作を実現するための記録再生装置全体の内部構成例を示した図である。 第4の実施の形態の第2の手法についての説明図である。 第2の手法による具体的な記録動作(第1トラッキングサーボ制御状態下での記録)についての説明図である。 第2の手法による具体的な記録動作(第2トラッキングサーボ制御状態下での記録)についての説明図である。
以下、本技術に係る実施の形態について説明する。
なお、説明は以下の順序で行う。

<1.実施の形態のトラッキングエラー検出手法の概要>
[1-1.光学的限界値について]
[1-2.トラックエラー検出手法の概要]
<2.第1の実施の形態(シングルスパイラル露光)>
[2-1.ディスク製造プロセス]
[2-2.露光装置の構成]
[2-3.具体的な露光手法]
[2-4.再生装置の構成]
[2-5.トラッキングサーボ制御手法]
<3.第2の実施の形態(ダブルスパイラル露光)>
[3-1.露光装置の構成]
[3-2.再生装置の構成]
<4.第3の実施の形態(記録可能型ディスクへのシングルスパイラル記録)>
[4-1.光ディスク記録媒体の構造]
[4-2.基準面を利用した位置制御手法]
[4-3.任意ピッチスパイラル移動制御]
[4-4.記録再生装置の構成]
<5.第4の実施の形態(任意ピッチスパイラル移動制御を不要とするための手法)>
[5-1.第1の手法]
[5-2.記録再生装置の構成]
[5-3.第2の手法]
<6.変形例>
<1.実施の形態のトラッキングエラー検出手法の概要>
[1-1.光学的限界値について]

先ず、実施の形態についての説明に先立ち、トラックピッチの光学的限界値(光学的カットオフ)について説明しておく。
ここで以下、光ディスク記録媒体においてピット又はマークが配列されて形成されたトラックをトラックTと表記する。また、トラックTの半径方向における形成間隔(ピッチ)をトラックピッチTpと表記する。
なお確認のため述べておくと、光ディスク記録媒体とは、光の照射により信号の記録又は再生が行われる円盤状の記録媒体を総称したものである。
図1は、トラックピッチTpを0.32μmから0.27μm、0.23μmと徐々に詰めていった場合に観測されるSUM信号(RF信号の低域成分信号)とプッシュプル信号P/Pを示している。
なお、この図では、光学条件として現状のBDシステム(BD=Blu-ray Disc:登録商標)と同様の記録再生波長λ=405nm、対物レンズの開口数NA=0.85を設定した場合の結果を示している。
また、SUM信号、プッシュプル信号P/Pについては、いわゆるトラバース状態(レーザスポットが半径方向にトラックを横切っている状態)で観測される信号としている。なお以下、トラバース状態でのプッシュプル信号P/PについてはNPP信号とも表記する。
また、横軸はデトラック量であり、0°〜360°の範囲で示している。図中「G」はグルーブ中央位置、「L」はランド中央位置を意味する。
先ず、トラックピッチTp=0.32μm時を参照すると、この場合にはSUM信号、プッシュプル信号P/Pともトラバース時に横切るグルーブ/ランドに応じた信号変調が適正に観測されていることが分かる。この場合のプッシュプル信号P/Pによれば、レーザスポットの半径方向(トラッキング方向:ラジアル方向)の位置情報、すなわちトラッキングエラー信号が検出できることが理解される。
これに対し、トラックピッチTpを0.27μm→0.23μmと狭くしていくと、SUM信号、プッシュプル信号P/Pとも変調成分が減少していき、0.23μmとした場合は、変調成分は全く観測されないことが分かる。
トラックピッチTp=0.23μmとは、λ=405nm、NA=0.85の光学条件下において光学的カットオフより短いピッチとなる。
光学的カットオフについて図2を参照して説明する。
図2は、レーザ光の0次光と回折光(+1次光、−1次光)を示している。回折光のシフト量を図中の矢印SFとして示す。
円の半径を「1」とした場合の回折光のシフト量は、

回折光のシフト量=λ/(NA・p)=(λ/NA)/p

で表される。
但し、pは周期構造の周期である。周期構造とは、例えばランド/グルーブ等の構造の周期である。
フォトディテクタに入射するレーザ光(反射光)については、0次光と±1次光の重なり部分が変調成分となる。
つまり斜線部として示す重なり部分の面積が大きいほど、フォトディテクタでの検出上で明暗の差が大きくなり、大きな信号変調が得られる。
半径「1」の円とした場合、回折光のシフト量が「2」となると、重なり部分がなくなり、変調成分が得られなくなる。
つまり、(λ/NA)/p=2となると、変調信号が全く得られない。
BDシステムの波長λや開口数NAの場合、シフト量が「2」となる周期構造の周期pはおよそ0.24μm(0.238μm)と計算される。
従って、周期構造の周期pに相当するトラックピッチとしては、0.24μm程度が光学的カットオフ相当のピッチとなる。
整理すると次のようになる。

・周期p≦λ/(2NA)のときは、変調信号が得られない。
・周期p>λ/(2NA)のときは、変調信号が得られる。
このことから、狭トラックピッチ化による高密度記録化には、光学的な限界があることが分かる。
ここで、上記のように導出される限界値=0.24μm程度とは、あくまで理論的な数値であって、光学的なノイズ等の様々な悪化要因の影響により、実際上の限界値は0.24μmよりも大きな値となる。
具体的に、BDシステムの場合、実際上の光学的限界値、すなわち実際において適正にトラッキングサーボをかけることができるとされるトラックピッチTpの限界値は、0.27μm程度とされる。
[1-2.トラックエラー検出手法の概要]

上記のように狭トラックピッチ化による高密度記録化を図る上では、トラックピッチTp=0.27μm程度が実際上の限界である。
本実施の形態は、このような実際上の限界値を超えたトラックピッチTpによる高密度記録化を推し進めた場合にも、適正にトラッキングサーボがかけられるようにすることで、従来よりも飛躍的に記録容量の増大化が図られるようにすることをその課題とする。
上記課題解決のため鋭意検討を重ねた結果、本発明者らは、光ディスク記録媒体におけるトラックTを、図3に示すような態様で形成する手法を見出した。
図3は、本実施の形態の光ディスク記録媒体に形成されるトラックTの構造についての説明図であり、図3Aは平面図、図3Bは断面図を表す。
図3Aに示されるように、本実施の形態では、ピットPが線方向に配列されて形成されるトラックTとして、ピットPの間にグルーブGが挿入されたグルーブ付トラックT-gと、ピットPの間にグルーブGが挿入されないグルーブ無トラックT-sとを半径方向に交互に配列させるものとしている。
このとき、グルーブ付トラックT-gにおけるグルーブGは、図3Bに示すように、その深さがランドよりも深く、ピットPよりは浅くなるように形成する。
本実施の形態では、このようにグルーブ付トラックT-gとグルーブ無トラックT-sとを交互に配列させた上で、これらトラックTのピッチを、少なくとも実際上の光学的限界値=0.27μm以下に詰めるものとする。
具体的に本例の場合、トラックピッチTpとしては0.22μm程度に設定するものとしている。
図4は、図3Aに示した配列によりトラックTが形成された場合において、トラックピッチTpを0.32μmとしたときの各トラックTとNPP信号振幅との関係(図4A)、及びトラックピッチTpを0.27μm以下としたときの各トラックTとNPP信号振幅との関係(図4B)を示している。
なお、この図においても光学条件はBDシステムと同様にλ=405nm、NA=0.85である。
先ず、図4Aに示すトラックピッチTp=0.32μmでは、NPP信号としては、グルーブ付トラックT-gとグルーブ無トラックT-sの双方に対応して振幅が得られていることが確認できる。
このとき、グルーブGの挿入により、グルーブ付トラックT-gの方がグルーブ無トラックT-sよりもプッシュプル信号P/Pの振幅がより大きく得られることになる。
図示は省略しているが、トラックピッチTpを0.32μm、すなわち現状のBDシステムでのトラックピッチTpから徐々に狭くしていくと、NPP信号としては、グルーブ無トラックT-sに対応する部分の振幅が徐々に減衰してくことになる。
そして、トラックピッチTpを実際上の光学的限界値を超えて0.27μm以下とすると、図4Bに示されるように、NPP信号としてはグルーブ無トラックT-sに対応する部分の振幅はほぼ得られなくなり、ほぼ、グルーブ付トラックT-gに対応する部分でのみ振幅が得られるようになる。つまりこれは、光ディスク記録媒体上にグルーブ付トラックT-gのみが形成された場合とほぼ同様のNPP信号が得られていることを意味し、換言すれば、実際の光ディスク記録媒体上のトラックピッチTpの倍のトラックピッチが設定された場合とほぼ同様のNPP信号が得られるものである。
このように、グルーブ付トラックT-gに対応してのみトラッキングエラー信号振幅が得られることで、トラッキングサーボは安定的に行うことができる。すなわち、光学的限界値を超えたピッチによりトラックTが配列された場合において、トラッキングサーボを安定的にかけることができるものである。
但しこの場合、単純にトラッキングエラー信号に基づくサーボ制御を行ったのみでは、グルーブ付トラックT-gとグルーブ無トラックT-sとにトラッキングサーボをかけ分けることができない。すなわち、グルーブ付トラックT-gの記録情報とグルーブ無トラックT-sの記録情報の双方を適正に読み出すことができない。
グルーブ無トラックT-sとグルーブ付トラックT-gとに対するトラッキングサーボのかけ分けは、次のようにして実現する。
すなわち、グルーブ無トラックT-sを対象としたサーボ制御時と、グルーブ付トラックT-gを対象としたサーボ制御時とで、トラッキングエラー信号を極性反転させた信号(第1制御用信号)に基づくサーボ制御と、トラッキングエラー信号を上記極性反転させていない信号(第2制御用信号)に基づくサーボ制御とを切り替えて行うというものである。
図5は、グルーブ付トラックT-g、グルーブ無トラックT-sとNPP信号振幅のより詳細な関係を示した図である。
なお図中では説明上、紙面右側が内周側、紙面左側が外周側であるものとする。
この図に示すように、NPP信号は、レーザ光のビームスポットがグルーブ付トラックT-gの中央に位置するとき、及びグルーブ無トラックT-sの中央に位置するときの双方でその振幅がゼロとなる。
但し、グルーブ付トラックT-gについては、例えばビームスポットが内周側から外周側へと横切る際にはNPP信号の値は負極性→正極性に変化するのに対し、グルーブ無トラックT-gについては、同様にビームスポットが内周側から外周側へと横切るときのNPP信号の値は逆に正極性→負極性に変化することになる。
この関係を考慮して分かるように、グルーブGが形成されていないグルーブ無トラックT-sを対象としてトラッキングサーボをかけるとしたときは、トラッキングエラー信号として、その極性を反転させた信号に基づくトラッキングサーボ制御を行うものとすればよい。
また、言うまでもないが、この場合、グルーブGが形成されたグルーブ付トラックT-gを対象としたトラッキングサーボ制御は、トラッキングエラー信号そのもの(つまり上記極性反転をさせていないトラッキングエラー信号)に基づき行うことができる。
ここで、上記では、トラッキングエラー信号を極性反転させた信号を用いてグルーブ付トラックT-gとグルーブ無トラックT-sとのトラッキングサーボのかけ分けを実現する例を挙げたが、このようなトラッキングサーボのかけ分けは、トラッキングエラー信号に対しトラックピッチTpに相当するオフセット値(つまりグルーブ付トラックT-gとグルーブ無トラックT-sの形成間隔に相当するオフセット値)を与えた信号を用いて実現することも勿論可能である。
具体的には、グルーブ無トラックT-sを対象としたトラッキングサーボ制御は、トラッキングエラー信号に対して上記オフセット値を加算した信号に基づき行い、グルーブ付トラックT-gを対象としたトラッキングサーボ制御は、トラッキングエラー信号そのもの(つまり上記オフセット値を加算していないトラッキングエラー信号)に基づき行うものである。
<2.第1の実施の形態(シングルスパイラル露光)>

以上の前提を踏まえた上で、以下、本技術に係る各実施の形態について説明する。
ここで、先ず各実施の形態の概要について触れておくと、第1及び第2の実施の形態は、いわゆるROM(Read Only Memory)型としての再生専用タイプの光ディスク記録媒体について、先の図3に示したようなトラック構造を有する記録媒体の製造を実現するための手法を提案するものとなる。
また、第3及び第4の実施の形態は、記録可能型の光ディスク記録媒体について、図3に示したようなトラック構造が実現されるように記録を行うための手法を提案するものとなる。
第1の実施の形態は、図3に示したようなトラック構造によるROMディスクの製造にあたり、シングルスパイラル状に露光を行うものである。
[2-1.ディスク製造プロセス]

先ずは図6により、第1の実施の形態としての光ディスク記録媒体(以下、光ディスクDsc1)の製造工程について説明しておく。
図6において、光ディスクDsc1を製造する工程としては、原盤製造工程、記録工程(露光工程)、現像工程、金型(スタンパ)作製工程、記録媒体生成工程に大別することができる。
図6(a)は、光ディスク原盤(以下、単にディスク原盤又は原盤とも表記)を構成する原盤形成基板100を示している。先ず、この原盤形成基板100の上に、スパッタリング法等により無機系のレジスト材料からなる無機レジスト層101を均一に成膜する(レジスト層形成工程、図6(b))。これによって、先ずは無機レジスト原盤102を生成する。
本例では、ディスク原盤を製造するマスタリング工程として、無機系のレジスト材料を用いたPTM(Phase Transition Mastering)方式のマスタリングを行う。
このとき、レジスト層101に提供される材料としては、遷移金属の不完全酸化物が用いられる。具体的な遷移金属としては、例えばTi、V、Cr、Mn、Fe、Nb、Cu、Ni、Co、Mo、Ta、W、Zr、Ru、Ag等が挙げられる。
なお、レジスト層101の具体的な材料としては、いわゆる熱記録を可能とするもの(レーザ光照射に伴う熱反応により感光するもの)であれば特に限定されるものではない。
ここで、無機レジスト層101の露光感度の改善のために基板100とレジスト層101との間に所定の中間層99を形成しても良く、図6(b)ではその状態を示している。何れにしても、レジスト層101としては、露光時のレーザ光照射に応じて感光できるように、基板100の上層において外部に表出するようにして成膜されればよい。
また、この場合、原盤形成基板100としては例えばSiウエハ基板を用い、上記レジスト層101の成膜は、スパッタリングにより行う。この場合、成膜方法としてはDC又はRFスパッタを用いる。
次に、レジスト層101に信号パターンに対応した選択的な露光を施し感光させる(レジスト層露光工程、図6(c))。
なお、この露光工程(記録工程)は、後述する原盤記録装置1を利用して行われるものとなる。
そして、レジスト層101を現像することによって、所定の凹凸パターンが形成されたディスク原盤103(以下、現像済原盤103とも表記)を生成する(レジスト層現像工程、図6(d))。当該レジスト層現像工程において、具体的な現像手法としては、浸漬によるディッピング法、或いは、スピナーにて回転させた原盤102に薬液を塗布するなどの手法を挙げることができる。
現像液については、例えばTMAH(水酸化テトラメチルアンモニウム)等の有機アルカリ現像液、KOH,NaOH、燐酸系等の無機アルカリ現像液などを用いることができる。
続いて、上記のように生成した現像済原盤103を水洗い後、電鋳槽にてメタル原盤を作製する(電鋳工程、図6(e))。そしてこの電鋳後、現像済原盤103とメタル原盤とを剥離することで、現像済原盤103の凹凸パターンが転写された成型用のスタンパ104を得る(図6(f))。この場合、上記メタル原盤(スタンパ104)の材料としてはNiを用いる。
ここで、図6(e)の電鋳工程を行う前に、現像済原盤103の表面の離形処理を行って離型性を改善することも可能であり、必要に応じて行う。
離型性の改善は、例えば現像済原盤103に対して以下に示す何れかの処理を施すことで行えばよい。
1) 40〜60℃に加温したアルカリ液に数分浸漬する。
2) 40〜60℃に加温した電解アルカリ液に数分浸漬したまま電解酸化させる。
3) RIEなどを用いて酸化膜を形成する。
4) 成膜装置を用いて金属酸化膜を成膜する。
或いは、離型性の改善は、予め無機レジスト材料として、メタル原盤に対してより離型しやすい酸素組成比率を持つ組成の材料を選定することでも実現できる。
なお、スタンパ104を作製後、現像済原盤103は水洗・乾燥状態で保管しておき、必要に応じて所望枚数のスタンパ104を繰り返し作製する。
続いて、スタンパ104を用いて、射出成型法によって熱可塑性樹脂(例えばポリカーボネート)からなる樹脂製ディスク基板105を成形する(図6(g))。
その後、スタンパ104を剥離し(図6(h))、樹脂製ディスク基板105の凹凸面にAg合金などの反射膜106(図6(i))と、膜厚0.1mm程度の保護膜107とを成膜することにより、光ディスクDsc1を生成する(図6(j))。すなわちこれにより、ピットの形成パターンにより情報が記憶された光ディスク記録媒体が得られる。
[2-2.露光装置の構成]

原盤記録装置1の内部構成例を図7に示す。
本例の原盤記録装置1は、図6(c)に示したマスタリング工程において、無機レジスト層101を形成した記録前原盤102に対しレーザ光照射による熱記録動作により記録マークの形成を行う。
図7において、原盤記録装置1には、ピックアップヘッド10として、一点鎖線部で示す構成を備える。ピックアップヘッド10内において、半導体レーザとしてのレーザ光源11は、製造すべき光ディスク記録媒体の種別に応じた波長が設定される。本例の場合、BDに対応した405nm程度の波長が設定されているとする。
レーザ光源11から出射したレーザ光は、コリメータレンズ12で平行光となるようにされた後、アナモルフィックプリズム13でスポット形状が例えば円形に変形され、偏光ビームスプリッタ(PBS)14に導かれる。
そして偏光ビームスプリッタ14を透過した偏光成分は、1/4波長板15,ビームエキスパンダ16を介して対物レンズ17に導かれ、該対物レンズ17で集光されて無機レジスト原盤102上に照射される。
上記のように対物レンズ17を介して原盤102に照射されるレーザ光は、当該原盤102における無機レジスト層101上で焦点を結ぶことになる。無機レジスト層101はレーザビームを吸収することで、照射部の特に中心付近の高温に加熱された部分で多結晶化が生じる。
この作用により、露光パターンが無機レジスト層101上に形成されていく。
偏光ビームスプリッタ14において反射されたレーザ光は、モニタディテクタ19(レーザパワーモニタ用のフォトディテクタ)に照射される。モニタディテクタ19は、レーザ光の受光光量(光強度)に応じた光強度モニタ信号SMを出力する。
一方、無機レジスト原盤102に照射されたレーザ光の戻り光は、対物レンズ17、ビームエキスパンダ16、1/4波長板15を通過して偏光ビームスプリッタ14に達する。
ここで、このように偏光ビームスプリッタ14に達するレーザ光の戻り光は、1/4波長板15を往路と復路で2回通過していることで偏光方向が90°回転されており、偏光ビームスプリッタ14で反射されることになる。偏光ビームスプリッタ14で反射された戻り光は集光レンズ20、シリンドリカルレンズ21を介してフォトディテクタ22の受光面に受光される。
フォトディテクタ22の受光面は、例えば4分割受光面を備え、非点収差によるフォーカスエラー信号を得ることができるようにされている。
フォトディテクタ22の各受光面では、受光光量に応じた電流信号を出力して反射光演算回路23に供給する。
反射光演算回路23は、4分割の各受光面からの電流信号を電圧信号に変換すると共に、非点収差法としての演算処理を行ってフォーカスエラー信号FEを生成する。
図のようにフォーカスエラー信号FEはフォーカス制御回路24に供給される。
フォーカス制御回路24は、フォーカスエラー信号FEに基づいて、対物レンズ17をフォーカス方向に移動可能に保持しているアクチュエータ18のサーボ駆動信号FSを生成する。そしてアクチュエータ18がサーボ駆動信号FSに基づいて、対物レンズ17を無機レジスト原盤102に対して接離する方向に駆動することで、フォーカスサーボが実行される。
無機レジスト原盤102は、スピンドルモータ8によって回転駆動される。スピンドルモータ8は、スピンドルサーボ/ドライバ5によって回転速度が制御されながら回転駆動される。これによって無機レジスト原盤102は例えば一定線速度で回転される。
また本例の場合、スピンドルモータ8は、無機レジスト原盤102の回転角度(θ)を検出する。スピンドルモータ8により検出された回転角度θの情報は後述するコントローラ2に供給される。
スライダ7は、スライドドライバ6によって駆動され、無機レジスト原盤102が積載された、スピンドル機構を含む基台全体を移動させる。すなわち、スピンドルモータ8で回転されている状態の無機レジスト原盤102は、スライダ7で半径方向に移動されながら上記光学系によって露光されていくことで、無機レジスト層101に形成される溝部(ピット列:トラックT)がスパイラル状に形成されていくことになる。
スライダ7による移動位置、すなわち無機レジスト原盤102の露光位置(ディスク半径位置:スライダ半径位置)はセンサ9によって検出される。センサ9による位置検出情報SSはコントローラ2に供給される。
コントローラ2は、例えばマイクロコンピュータで構成され、原盤記録装置1の全体制御を行う。例えば、スピンドルサーボ/ドライバ5に対するスピンドル回転動作制御、スライドドライバ6によるスライダ7の移動動作の制御等を行うことで、原盤102上での記録位置の制御を行う。
また、特に本例の場合、スピンドルモータ8により検出される回転角度θの情報に基づく記録制御を行うことになるがこの点については後述する。
ここで、本実施の形態では、トラックピッチTpは0.27μm以下の所定のピッチ(本例の場合は前述した0.22μm程度)に設定する。コントローラ2は、このような所定のピッチが実現されるべく、スライドドライバ6に対する制御を行う。
記録波形生成部3は、入力データに対する所定の記録変調符号化処理を行って記録変調符号列を得ると共に、当該記録変調符号列に応じた記録波形の生成を、コントローラ2により指示されたライトストラテジ設定に基づき行う。
レーザドライバ4は、記録波形生成部3によって生成された記録波形(記録駆動信号)を入力し、ピックアップヘッド10内のレーザ光源11を駆動する。レーザドライバ4は、上記記録駆動信号に応じた発光駆動電流をレーザ光源11に与える。
なお、レーザドライバ4に対しては、モニタディテクタ19からの光強度モニタ信号SMも供給される。レーザドライバ4は、この光強度モニタ信号SMと基準値とを比較した結果に基づくレーザ発光制御も併せて行うことができる。
[2-3.具体的な露光手法]

ここで、前述のように第1の実施の形態は、シングルスパイラル状の露光を行うことで、図3に示したようなトラック構造を実現するものである。
このとき、レーザ光源11より発せられた1つのレーザビームを用いて、図3Aに示したようなグルーブ付トラックT-gとグルーブ無トラックT-sの交互配置を実現するためには、図8に示すように、或る回転角度(図中、回転角度θR)において、グルーブ付トラックT-gの記録とグルーブ無トラックT-sの記録とを切り替えるようにすればよい。
そこで第1の実施の形態では、コントローラ2の制御により、このような回転角度θRでの記録動作の切り替えを実現する。
図9は、図8に示すような記録動作の切り替え手法を実現するために実行されるべき具体的な処理の手順を示すフローチャートである。
なお、この図9に示す処理は、図7に示すコントローラ2が例えば内蔵するROM等に格納されたプログラムに基づき実行するものである。
図9において、ステップS101では、記録動作識別子Fwを0にリセットする。
なお、後の説明から明らかとなるように、当該記録動作識別子Fwは、現在の記録動作がグルーブ付トラックT-gについての記録動作(以下、グルーブ付記録とも表記)であるかグルーブ無トラックT-sについての記録動作(グルーブ無記録とも表記)であるかを識別するための識別子となる。本例の場合、F=0はグルーブ付記録を、F=1はグルーブ無記録を表すものであるとする。
識別子Fwを0リセットした後は、ステップS102において、グルーブ付記録を開始するための処理を行う。すなわち、記録波形生成部3に対する指示を行って、入力データに基づくピット列が、グルーブ付トラックT-gとしての形態で形成されるように制御を行う。
このとき、ピットPの間に形成すべきグルーブGについては、先の図3Bに示した深さが実現されるべく、ピットPの形成部分よりも低パワーでその記録が行われるようにする。
ステップS102によりグルーブ付記録を開始させた後は、図中のステップS103、及びS104の処理により、回転角度θ=θRとなる状態、又は記録を終了すべき状態の何れかとなるまで待機する。
具体的に、ステップS103では、スピンドルモータ8により検出される回転角度θの値が予め定められたθRとなったか否かを判別し、θRではないとして否定結果が得られた場合はステップS104に進んで記録を終了すべき状態となったか否かを判別する。そして、該ステップS104において、記録を終了すべき状態になってはいないとして否定結果が得られた場合は、ステップS103に戻るようにされる。
ステップS103において、回転角度θ=θRであるとして肯定結果が得られた場合は、ステップS105に進み、F=0であるか否かを判別する。
ステップS105において、F=0である(つまりグルーブ付記録中である)として肯定結果が得られた場合は、ステップS106に進み、グルーブ無記録に切替えるための処理を行う。すなわち、記録波形生成部3に対する指示を行って、入力データに基づくピット列が、グルーブ無トラックT-sとしての形態で形成されるように制御を行う。
そして、続くステップS107において、記録動作識別子Fwの値をF←F+1(F=1)とした後、先のステップS103に戻る。
一方、上記ステップS105において、F=0ではない(つまりグルーブ無記録中である)として否定結果が得られた場合は、ステップS108に進み、グルーブ付記録に切替えるための処理を行う。そして、続くステップS109において、記録動作識別子Fwの値をF←F−1(F=0)とした後、先のステップS103に戻る。
また、先のステップS104において、記録を終了すべき状態となったとして肯定結果が得られた場合は、この図に示す処理動作は終了となる。
上記により説明した一連の処理により、無機レジスト原盤102の回転角度θが所定の回転角度θRとなるごとに、グルーブ付記録とグルーブ無記録とを切り替えることができる。
すなわち、当該無機レジスト原盤102に基づき生成される光ディスクDsc1として、先の図3Aに示したようにグルーブ付トラックT-gとグルーブ無トラックT-sとが半径方向において交互に且つ0.27μm以下のピッチで形成された光ディスク記録媒体を実現できる。
[2-4.再生装置の構成]

図10は、第1の実施の形態の光ディスクDsc1についての再生を行うディスクドライブ装置30の内部構成例を示した図である。
なお、この図では、ROMディスクである光ディスクDsc1についての再生機能以外にも、記録可能型の光ディスクについての記録機能も与えられたディスクドライブ装置の構成を例示するが、本例のディスクドライブ装置30としては、記録機能実現に係る構成は省略することも可能である。
図10において、光ディスクDsc1(又は記録可能型の光ディスク)は、ディスクドライブ装置に装填されると図示しないターンテーブルに積載され、記録/再生動作時においてスピンドルモータ32によって一定線速度(CLV)又は一定角速度(CAV)で回転駆動される。
そして再生時には、光ピックアップ(光学ヘッド)31によって光ディスクDsc1上の情報記録トラックに記録された情報についての読出が行われる。
また、記録可能型の光ディスクに対するデータ記録時には、光ピックアップ31によって当該光ディスク上のトラックに、ユーザーデータがマーク列として記録される。
光ピックアップ31内には、レーザ光源となるレーザダイオードや、反射光を検出するためのフォトディテクタ、レーザ光の出力端となる対物レンズ、対物レンズを介してディスク記録面にレーザ光を照射し、またその反射光をフォトディテクタに導く光学系等が形成される。
光ピックアップ31内において、上記対物レンズは2軸アクチュエータによってトラッキング方向及びフォーカス方向に移動可能に保持されている。
また光ピックアップ31全体はスレッド機構33によりディスク半径方向に移動可能とされている。
また光ピックアップ31における上記レーザダイオードはレーザドライバ43によって駆動電流が流されることでレーザ発光駆動される。
光ディスクからの反射光情報はフォトディテクタによって検出され、受光光量に応じた電気信号とされてマトリクス回路34に供給される。
マトリクス回路34には、フォトディテクタとしての複数の受光素子からの出力電流に対応して電流電圧変換回路、マトリクス演算/増幅回路等を備え、マトリクス演算処理により必要な信号を生成する。
例えば再生データに相当する再生情報信号(以下、RF信号と表記)、サーボ制御のためのフォーカスエラー信号FE、トラッキングエラー信号TEなどを生成する。
マトリクス回路34から出力されるRF信号は、クロストークキャンセル回路(XTC)36を介してデータ検出処理部35へ供給される。
またマトリクス回路34から出力されるフォーカスエラー信号FE及びトラッキングエラー信号TEはサーボ回路41へ供給される。
クロストークキャンセル回路36は、RF信号に対してクロストークキャンセル処理を施す。
ここで、本実施の形態の光ディスクDsc1は、先の図3等により説明したように光学的限界値を超えた非常に狭いトラックピッチTpで隣接するトラックTを有する。トラックピッチTpが狭くなるほど、再生時に隣接トラックのクロストーク成分の混入が多くなる。そこで、クロストークキャンセル回路36を設け、隣接するトラックのRF信号成分をキャンセルする処理を行うものである。
なお、RF信号のクロストークキャンセル処理の技術については、例えば下記の各参考文献にも開示されているように周知の技術であり、ここでの詳細な説明は省略する。
なお、クロストークキャンセル処理の具体的な手法については、下記参考文献に開示される周知技術以外にも、適宜最適とされる手法を選択できる。

・参考文献1:特許第3225611号明細書
・参考文献2:特許第2601174号明細書
・参考文献3:特許第4184585号明細書
・参考文献4:特開2008−108325号公報
データ検出処理部35は、RF信号の2値化処理を行う。
例えばデータ検出処理部35では、RF信号のA/D変換処理、PLL(Phase Locked Loop)による再生クロック生成処理、PR(Partial Response)等化処理、ビタビ復号(最尤復号)等を行い、パーシャルレスポンス最尤復号処理(PRML検出方式:Partial Response Maximum Likelihood検出方式)により、2値データ列を得る。
そしてデータ検出処理部35は、光ディスクDsc1から読み出した情報としての2値データ列を、後段のエンコード/デコード部37に供給する。
エンコード/デコード部37は、再生時おける再生データの復調と、記録時における記録データの変調処理を行う。すなわち、再生時にはデータ復調、デインターリーブ、ECCデコード、アドレスデコード等を行い、また記録可能型光ディスクについての記録時にはECCエンコード、インターリーブ、データ変調等を行う。
再生時においては、データ検出処理部35で復号された2値データ列がエンコード/デコード部37に供給される。エンコード/デコード部37では上記2値データ列に対する復調処理を行い、再生データを得る。
例えば、光ディスクDsc1に記録されたデータが、RLL(1,7)PP変調等のランレングスリミテッドコード変調(RLL;Run Length Limited、PP:Parity preserve/Prohibit rmtr(repeated minimum transition runlength))が施されたものであった場合、このようなデータ変調に対しての復調処理を行い、またECCデコード処理でエラー訂正を行って、再生データを得る。
エンコード/デコード部37で再生データにまでデコードされたデータは、ホストインターフェース38に転送され、システムコントローラ40の指示に基づいてホスト機器Hstに転送される。ホスト機器Hstとは、例えばコンピュータ装置やAV(Audio-Visual)システム機器などである。
また、記録時には、ホスト機器Hstから記録データが転送されてくるが、その記録データはホストインターフェース38を介してエンコード/デコード部37に供給される。
この場合エンコード/デコード部37は、記録データのエンコード処理として、エラー訂正コード付加(ECCエンコード)やインターリーブ、サブコードの付加等を行う。またこれらの処理を施したデータに対して、例えばRLL(1−7)PP方式等のランレングスリミテッドコード変調等を施す。
エンコード/デコード部37で処理された記録データは、ライトストラテジ部44に供給される。ライトストラテジ部では、記録補償処理として、記録層の特性、レーザ光のスポット形状、記録線速度等に対するレーザ駆動パルス波形調整を行う。そして、レーザ駆動パルスをレーザドライバ43に出力する。
レーザドライバ43は、記録補償処理したレーザ駆動パルスに基づいて、光ピックアップ31内のレーザダイオードに電流を流し、レーザ発光駆動を実行させる。これにより記録可能型の光ディスクに対し、記録データに応じたマークが形成されることになる。
なお、レーザドライバ43は、いわゆるAPC回路(Auto Power Control)を備え、光ピックアップ31内に設けられたレーザパワーのモニタ用ディテクタの出力によりレーザ出力パワーをモニタしながらレーザの出力が温度などによらず一定になるように制御する。
記録時及び再生時のレーザ出力の目標値はシステムコントローラ40から与えられ、記録時及び再生時にはそれぞれレーザ出力レベルが、その目標値になるように制御する。
サーボ回路41は、マトリクス回路34からのフォーカスエラー信号FE、トラッキングエラー信号TEに基づき、フォーカスサーボ信号FS、トラッキングサーボ信号TS、スレッドドライブ信号SDの各種信号を生成し、サーボ動作を実行させる。
すなわち、フォーカスサーボ動作については、フォーカスエラー信号FEに対するサーボ信号生成のためのフィルタ処理を施すことでフォーカスサーボ信号FSを生成し、該フォーカスサーボ信号FSに基づき2軸ドライバ48により光ピックアップ31内の2軸アクチュエータのフォーカスコイルを駆動させることで実現する。
また、スレッドサーボ動作については、トラッキングエラー信号TEの低域成分として得られるスレッドエラー信号や、システムコントローラ40からのアクセス実行制御などに基づいてスレッドドライブ信号SDを生成し、スレッドドライバ49によりスレッド機構33を駆動させる。スレッド機構33には、図示しないが、光ピックアップ31を保持するメインシャフト、スレッドモータ、伝達ギア等による機構を有し、スレッドドライブ信号SDに応じて上記スレッドモータを駆動することで、光ピックアップ31の所要のスライド移動が行われる。
また、サーボ回路41は、トラッキングエラー信号TE、及びシステムコントローラ40からの指示に基づき、先に説明した実施の形態としてのトラッキングサーボ制御(グルーブ付トラックT-gとグルーブ無トラックT-sとのトラッキングサーボのかけ分け)を実現するが、その詳細については後に改めて説明する。
スピンドルサーボ回路42は、スピンドルモータ32をCLV(線速度一定)回転させる制御を行う。
スピンドルサーボ回路42は、例えばRF信号に対するPLL処理で生成されるクロックを現在のスピンドルモータ32の回転速度情報として得、これを所定のCLV基準速度情報と比較することで、スピンドルエラー信号を生成する。
そしてスピンドルサーボ回路42は、スピンドルエラー信号に応じて生成したスピンドルドライブ信号を出力し、スピンドルドライバ47によりスピンドルモータ32のCLV回転を実行させる。
またスピンドルサーボ回路42は、システムコントローラ40からのスピンドルキック/ブレーキ制御信号に応じてスピンドルドライブ信号を発生させ、スピンドルモータ32の起動、停止、加速、減速などの動作も実行させる。
以上のようなサーボ系及び記録再生系の各種動作はマイクロコンピュータによって形成されたシステムコントローラ40により制御される。
システムコントローラ40は、ホストインターフェース38を介して与えられるホスト機器Hstからのコマンドに応じて各種処理を実行する。
例えばホスト機器Hstから書込命令(ライトコマンド)が出されると、システムコントローラ40は、まず書き込むべき論理的もしくは物理的なアドレスに光ピックアップ31を移動させる。そしてエンコード/デコード部37により、ホスト機器Hstから転送されてきたデータ(例えばビデオデータやオーディオデータ等)について上述したようにエンコード処理を実行させる。そしてエンコードされたデータに応じて上述したようにレーザドライバ43がレーザ発光駆動することで記録が実行される。
また、例えばホスト機器Hstから光ディスクDsc1に記録されている或るデータの転送を求めるリードコマンドが供給された場合は、システムコントローラ40はまず指示されたアドレスを目標としてシーク動作制御を行う。すなわち、サーボ回路41に指令を出し、シークコマンドにより指定されたアドレスをターゲットとする光ピックアップ31のアクセス動作を実行させる。
その後、その指示されたデータ区間のデータをホスト機器Hstに転送するために必要な動作制御を行う。すなわち、光ディスクDsc1からのデータ読出を実行させ、データ検出処理部35、エンコード/デコード部37における再生処理を実行させ、要求されたデータを転送する。
また、特に本実施の形態の場合、システムコントローラ40は、光ディスクDsc1の回転角度θが所定の回転角度θRであるか否かの判別を行った結果に基づき、前述のトラッキングサーボのかけ分けを実現するための処理も行うものとなる(該処理については以下で改めて説明する)。
なお、この図10の例は、ホスト機器Hstに接続されるディスクドライブ装置として説明したが、ディスクドライブ装置30としては他の機器に接続されない形態もあり得る。その場合は、操作部や表示部が設けられたり、データ入出力のインターフェース部位の構成が、図10とは異なるものとなる。つまり、ユーザの操作に応じて記録や再生が行われるとともに、各種データの入出力のための端子部が形成されればよい。もちろんディスクドライブ装置30の構成例としては他にも多様に考えられる。
[2-5.トラッキングサーボ制御手法]

ここで、前述したトラッキングサーボのかけ分けを実現するため、本実施の形態の光ディスクDsc1には、該光ディスクDsc1に対する記録情報として、各トラックT上の回転角度θRとなる位置に対してマーカ情報としての所定パターンが記録されているとする。
なお、このような回転角度θRを表すマーカ情報の記録は、図7に示した原盤記録装置1において、コントローラ2が、回転角度θRとなるごとに、例えば記録波形生成部3に対して当該マーカとしての記録パターンの挿入を指示するなどにより実現できる。
システムコントローラ40は、例えばデータ検出処理部35にて得られた2値データ列を入力して、上記マーカとしての情報を検出する。
そして、該マーカ情報が検出されたことに応じて、サーボ回路41に対してトラッキングサーボの切替えを指示する。
ここで、前述のようにトラッキングサーボのかけ分けの手法としては、トラッキングエラー信号TEを極性反転させた信号を用いる手法、及びトラッキングエラー信号TEにトラックピッチTp分のオフセットを与える手法の2種が挙げられる。
図11は、これらの手法に対応する場合のサーボ回路41の内部構成を例示している。
図11Aは極性反転信号を用いる手法が採られる場合、図11Bはオフセットを与える手法が採られる場合に対応したサーボ回路41の内部構成をそれぞれ例示している。
なおこの図では、サーボ回路41におけるトラッキングサーボ制御に係る構成のみを抽出して示している。
図11Aの場合、サーボ回路41としては、図のようにトラッキングエラー信号TEそのものと、該トラッキングエラー信号TEを反転回路41bにより極性反転させた信号(以下、トラッキングエラー信号TE’と表記)とを得るものとし、これらの信号を、スイッチSW1によってサーボフィルタ41aに択一的に出力するように構成する。
一方、図11Bの場合、サーボ回路41としては、トラッキングエラー信号TEそのものと、該トラッキングエラー信号TEに対し加算器41cにより所定のオフセット値OFSを加算した信号(同様にトラッキングエラー信号TE’と表記)とを得るものとし、これらの信号を、スイッチSW2によりサーボフィルタ41aに択一的に出力するように構成する。
ここで、先の説明からも理解されるように、オフセット値OFSは、光ディスクDsc1におけるトラックピッチTpに対応した値が設定されるものである。換言すれば、該オフセット値OFSが加算されたトラッキングエラー信号TE’を用いたトラッキングサーボ制御が行われた場合に、レーザ光のビームスポット位置がグルーブ付トラックT-gから1トラック分離間した位置となるように選定されるものである。
このようなサーボ回路41の構成が採られた上で、システムコントローラ40は、以下のような処理を実行することで先に説明したようなトラッキングサーボのかけ分けを実現させる。
図12は、グルーブ付トラックT-gとグルーブ無トラックT-sとのトラッキングサーボのかけ分けを実現するために実行されるべき具体的な処理の手順を示すフローチャートである。
なお、図12に示す処理は、システムコントローラ40が例えば内蔵するROM等に格納されたプログラムに基づき実行するものである。
図12において、先ずステップS201においては、再生開始トラックがグルーブ付であるか否かを判別する。すなわち、ホスト機器Hstからのリードコマンドにより指示された再生開始位置が、グルーブ付トラックT-g上であるか否かを判別するものである。
ステップS201において、再生開始トラックがグルーブ付であるとして肯定結果が得られた場合は、ステップS202に進み、トラッキングエラー信号TEを選択するための処理を行う。すなわち、サーボ回路41に対するスイッチSW1又はスイッチSW2の端子選択指示を行うことで、サーボフィルタ41aに対してトラッキングエラー信号TEが入力されるようにする。
そして、ステップS202にてトラッキングエラー信号TEを選択させた後は、ステップS203において、再生動作識別子Frを0に設定する処理を行う。ここで、再生動作識別子Frは、現在の再生動作として、グルーブ付トラックT-gについての再生を行っている状態(Fr=0)とグルーブ無トラックT-sについての再生を行っている状態(Fr=1)とを識別するための値となる。
ステップS203にて識別子Frの設定を行った後は、ステップS206に処理を進める。
一方、ステップS201において、再生開始トラックがグルーブ付ではないとして否定結果が得られた場合は、ステップS204に進み、トラッキングエラー信号TE’を選択するための処理を行う。すなわち、サーボ回路41に対するスイッチSW1又はスイッチSW2の端子選択指示を行うことで、サーボフィルタ41aに対してトラッキングエラー信号TE’(極性反転信号又はオフセットOFTの加算信号)が入力されるようにする。
そして、ステップS204にてトラッキングエラー信号TE’を選択させた後は、ステップS205において、再生動作識別子Frを1に設定する処理を行う。該ステップS205による識別子Frの設定を行った後は、ステップS206に処理を進める。
ステップS206、及びステップS207によっては、回転角度θ=θRとなる状態、又は再生を終了すべき状態の何れかとなるまで待機するようにされる。
具体的に、ステップS206では、回転角度θ=θRであるか否かを判別する。すなわち本例の場合は、前述のように例えばデータ検出処理部35からの2値データ列に基づきマーカ情報が検出されたか否かを判別するものである。
そしてステップS206において、マーカ情報が検出されておらず回転角度θ=θRではないとの否定結果が得られた場合は、ステップS207に進み再生を終了すべき状態となったか否かを判別し、該ステップS207にて否定結果が得られた場合はステップS206に戻るようにされる。
この場合、ステップS206にてマーカ情報が検出されて回転角度θ=θRであるとの肯定結果が得られたことに応じては、ステップS208に進んで、再生動作識別子Fr=0であるか否かを判別する。
ステップS208において、識別子Fr=0である(つまりグルーブ付トラックT-gを再生中であった)との肯定結果が得られた場合は、ステップS209に進んでトラッキングエラー信号TE’を選択するための処理を行う。そして、続くステップS210にて識別子Fr←Fr+1とすることでFr=1に設定した後、先のステップS206に戻る。
一方、ステップS208において、識別子Fr=0ではない(つまりグルーブ無トラックT-sを再生中であった)との否定結果が得られた場合は、ステップS211に進んでトラッキングエラー信号TEを選択するための処理を行う。そして、続くステップS212にて識別子Fr←Fr−1とすることでFr=0に設定した後、先のステップS206に戻る。
また、先のステップS207において、再生を終了すべき状態となったとして肯定結果が得られた場合は、この図に示す一連の処理は終了となる。
上記のような一連の処理により、シングルスパイラル露光によってグルーブ付トラックT-gとグルーブ無トラックT-sとが所定の回転角度θRごとに切り替わるように形成された光ディスクDsc1について、グルーブ付トラックT-gとグルーブ無トラックT-sとに適正にトラックサーボをかけ分けることができ、結果、記録情報を適正に再生することができる。
なお、上記説明では、グルーブ付トラックT-gとグルーブ無トラックT-sとの形成境界となる回転角度θRの検出を、予め光ディスクDsc1にマーカ情報を記録させておくことで実現するものとしたが、回転角度θRの検出は、スピンドルモータ32として例えばFG(Frequency Generator)やPG(Pulse Generator)を有するものを用い、その出力をシステムコントローラ40に供給して行うこともできる。
<3.第2の実施の形態(ダブルスパイラル露光)>

第1の実施の形態では、1ビームによる露光を行うものとしたので、トラックTをスパイラル状に形成することを前提とすると、前述のようにグルーブ付トラックT-gとグルーブ無トラックT-sとを半径方向に交互に配列させるために所定の回転角度θRごとの記録動作切り替えを要するものであった。
第2の実施の形態は、このような回転角度θRごとの記録動作切り替えを不要とすべく、グルーブ付トラックT-gについての露光を行うためのビームと、グルーブ無トラックT-sについての露光を行うためのビームとを用いた露光を行うものである。すなわち、これらのビームによって、グルーブ付トラックT-gとしてのスパイラル状のトラックと、グルーブ無トラックT-sとしてのスパイラル状のトラックとが並走して形成されるように露光を行うものである。
[3-1.露光装置の構成]

図13は、第2の実施の形態としての露光装置(原盤記録装置)の内部構成例についての説明図である。
なお、この図13では、先の図7に示した第1の実施の形態の原盤記録装置1と異なる部分を主に示しており、他の部分については図示を省略している。
ここで、以下の説明において、既に説明済みとなった部分と同様となる部分については同一符号を付して説明を省略する。
先の図7と比較して分かるように、この場合の原盤記録装置は、第1の実施の形態の原盤記録装置1との比較で、記録波形生成部3に代えて記録波形生成部3’が設けられ、またレーザドライバ4が省略された上で第1レーザドライバ4-1、第2レーザドライバ4-2が設けられ、さらにレーザダイオード11が省略された上で第1レーザダイオード11-1、第2レーザダイオード11-2が設けられる点が異なる。
記録波形生成部3’は、入力されるデータ(記録データ)を2系統に分割し、該分割したデータの一方に基づく記録波形を第1レーザドライバ4-1に与え、他方に基づく記録波形を第2レーザドライバ4-2に供給する。
ここで、本例の場合、第1レーザダイオード11-1側がグルーブ付トラックT-gの露光を担当し、第2レーザダイオード11-2側がグルーブ無トラックT-sの露光を担当するものとする。このため、この場合の記録波形生成部3’は、第1レーザドライバ4-1側に供給する記録波形として、入力データに応じて形成されるピットの間にグルーブGが挿入されるようにすることのできる波形を生成する。
なお、記録波形生成部3’におけるデータ分割の手法としては、例えば入力データを所定のデータ単位ごとに第1レーザドライバ4-1側、第2レーザドライバ4-2側に振り分ける手法等を挙げることができる。
第1レーザドライバ4-1、第2レーザドライバ4-2は、それぞれ記録波形生成部3’から供給された記録波形に従って第1レーザダイオード11-1、第2レーザダイオード11-2を発光駆動する。
これら第1レーザダイオード11-1、第2レーザダイオード11-2より発せられたレーザ光は、第1の実施の形態の場合と同様にコリメータレンズ12や対物レンズ17を介して無機レジスト原盤102(無機レジスト層101)に照射される。
このとき、第1レーザドライバ4-1より発せられたレーザ光(第1レーザ光とする)と第2レーザダイオード11-2より発せられたレーザ光(第2レーザ光とする)のそれぞれのビームスポット(無機レジスト原盤102上に形成されるビームスポット)は、半径方向におけるそれらの間隔が0.27μm以下、すなわち実際上の光学的限界値を超える間隔となるように配置される(本例の場合は例えば前述した0.22μm)。
またこの場合、無機レジスト原盤102についての回転駆動及びスライド駆動は、第1の実施の形態の場合と同様に行われる。
このことで、この場合の無機レジスト原盤102に対しては、上記第1レーザ光の露光によるグルーブ付トラックT-gと、上記第2レーザ光の露光によるグルーブ無トラックT-sとが、それぞれ独立のスパイラルを描き、且つこれらトラックTの半径方向における間隔が光学的限界値を超えた間隔となるようにして形成されることになる。
このような第2の実施の形態の原盤記録装置によっても、第1の実施の形態の場合と同様に、グルーブ付トラックT-gとグルーブ無トラックT-sとが半径方向に交互に且つ0.27μm以下のトラックピッチで配列された光ディスク記録媒体を生成することができる。
つまりは、光学的な限界値を超えたピッチによりトラックTが配列されている下で、トラッキングサーボが適正にかけられるようにできる(ひいてはさらなる高記録密度化を適正に実現できる)光ディスク記録媒体を提供できるものである。
なお以下、第2の実施の形態の原盤露光装置を用いて作成された光ディスク記録媒体のことを、光ディスクDsc2と表記する。
[3-2.再生装置の構成]

ここで、上記のように第2の実施の形態の原盤記録装置によっては、第1レーザ光の露光によるグルーブ付トラックT-gと、上記第2レーザ光の露光によるグルーブ無トラックT-sとがそれぞれ独立のスパイラルを描くように形成され且つこれらトラックTの半径方向における間隔が0.27μm以下となる光ディスクDsc2を得ることができるが、このような第2の実施の形態としての光ディスクDsc2について再生を行うとした場合、トラッキングサーボについては、第1の実施の形態のようなかけ分けは不要であり、該光ディスクDsc2からの反射光に基づき生成したトラッキングエラー信号TE(図4Bや図5を参照)そのものに基づき行うものとすればよい。
すなわち、再生用のレーザ光として、グルーブ付トラックT-gの記録情報を再生するためのレーザ光(第1再生用レーザ光とする)とグルーブ無トラックT-sの記録情報を再生するためのレーザ光(第2再生用レーザ光とする)とを共通の対物レンズを介して照射するものとすれば、上記第1再生用レーザ光の反射光に基づき生成したトラッキングエラー信号TEに従って上記対物レンズの位置制御を行うことで、それらのレーザ光をそれぞれグルーブ付トラックT-g、グルーブ無トラックT-sにそれぞれ追従させることができ、結果、これらグルーブ付トラックT-g、グルーブ無トラックT-sの記録情報を同時に読み出すことができる。
図14は、光ディスクDsc2についての再生を行う第2の実施の形態の再生装置(ディスクドライブ装置50とする)の内部構成例についての説明図である。
なお図14では、先の図10に示した第1の実施の形態のディスクドライブ装置30と異なる部分を主に示し、他の部分の図示は省略している。
先の図10と比較して分かるように、第2の実施の形態のディスクドライブ装置50は、第1の実施の形態のディスクドライブ装置30との比較で、光ピックアップ31に代えて光ピックアップ31’が設けられ、またサーボ回路41に代えてサーボ回路41’が設けられ、さらにRF信号生成回路59が追加された上で、クロストークキャンセル回路36としてクロストークキャンセル回路36-1,36-2の2つが設けられる点が異なる。
先ず、光ピックアップ31’内には、上述した第1再生用レーザ光(グルーブ付トラックT-g再生用のレーザ光)の光源となる第1レーザ51-1、及び第2再生用レーザ光(グルーブ無トラックT-s再生用のレーザ光)の光源となる第2レーザ光51-2が設けられる。
ここで、これら第1再生用レーザ光と第2再生用レーザ光のビームスポット(光ディスクDsc2上に形成されるビームスポット)は、それらの半径方向における配置間隔がトラックピッチTpと等しくなるように設定される。すなわち、この場合の光学系は、該配置間隔が実現されるように設計されている。
第1レーザ51-1より出射された第1再生用レーザ光、第2レーザ51-2より出射された第2再生用レーザ光は、それぞれコリメータレンズ52を介することで平行光となるようにされ、偏光ビームスプリッタ53→1/4波長板54を介した後、2軸アクチュエータ56により保持された対物レンズ55を介して光ディスクDsc2に照射される。
光ディスクDsc2より得られる第1再生用レーザ光、第2再生用レーザ光のそれぞれの反射光(戻り光)は、対物レンズ55→1/4波長板54を介して偏光ビームスプリッタ53に入射する。
ここで、このように偏光ビームスプリッタ53に達するそれぞれのレーザ光の戻り光は、1/4波長板54を往路と復路で2回通過していることで偏光方向が90°回転されており、偏光ビームスプリッタ53で反射される。
偏光ビームスプリッタ53で反射されたそれぞれの戻り光は、集光レンズ57を介して第1受光部58-1、第2受光部58-2のうちそれぞれ対応する側で受光される。具体的に、第1再生用レーザ光の戻り光は第1受光部58-1によって受光され、第2再生用レーザ光の戻り光は第2受光部58-2によって受光される。
このうち、第1受光部58-1については、トラッキングエラー信号TE及びフォーカスエラー信号FEの生成のため、例えば4分割ディテクタなどにより第1再生用レーザ光の戻り光を複数のディテクタで分割受光するように構成される。
マトリクス回路34は、第1受光部58-1により得られた受光信号に基づき、先に説明したマトリクス回路34と同様にRF信号、フォーカスエラー信号FE、トラッキングエラー信号TEを生成する。
ここで、この場合のマトリクス回路34が生成するRF信号については、後述するRF信号生成回路59が第2再生用レーザ光の戻り光に基づき生成するRF信号と区別する意味で、以下、「第1再生情報信号RF-1」と表記する。
図のようにマトリクス回路34から出力される第1再生情報信号RF-1は、第1クロストークキャンセル回路36-1に供給されて、先のクロストークキャンセル回路36と同様のクロストークキャンセル処理が施される。
図示は省略したが、第1クロストークキャンセル回路36-1にてクロストークキャンセル処理が施された第1再生情報信号RF-1は、データ検出処理部35へと供給される。
また、マトリクス回路34から出力されるフォーカスエラー信号FE及びトラッキングエラー信号TEは、サーボ回路41’に供給される。
ここで、サーボ回路41’は、先に説明したサーボ回路41との比較で、トラッキングサーボのかけ分けに係る構成(図11Aにおける反転回路41bとスイッチSW1、又は図11Bにおける加算器41CとスイッチSW2)が省略されたものとなる。
図示は省略したが、サーボ回路41’により得られるトラッキングサーボ信号TS、フォーカスサーボ信号FSは、2軸ドライバ46に供給される。
これにより、第1再生用レーザ光のビームスポットがグルーブ付トラックT-gをトレースするようにトラッキングサーボがかけられることになる。また、前述のように第1再生用レーザ光のビームスポットと第2再生用レーザ光のビームスポットの半径方向の間隔はトラックピッチTpと等しいため、第2再生用レーザ光のビームスポットを、グルーブ無トラックT-sに追従させることができる。
また、第2受光部58-2により得られた第2再生用レーザ光の戻り光についての受光信号は、RF信号生成回路59に供給される。
RF信号生成回路59は、第2受光部58-2による受光信号に基づきRF信号を生成する。なお、先のマトリクス回路34により生成されるRF信号との区別の意味で、RF信号生成回路59により生成されるRF信号については「第2再生情報信号RF-2」と表記する。
第2再生情報信号RF-2は、第2クロストークキャンセル回路36-2に供給され、先のクロストークキャンセル回路36と同様のクロストークキャンセル処理が施される。
図示は省略したが、第2クロストークキャンセル回路36-2にてクロストークキャンセル処理が施された第2再生情報信号RF-2は、データ検出処理部35へと供給される。
なお確認のため述べておくと、第1クロストークキャンセル回路36-1と第2クロストークキャンセル回路36-2とが設けられることで、グルーブ付トラックT-gとグルーブ無トラックT-sの双方について、隣接トラックからのクロストーク成分の抑圧が図られ、再生データを適正に得ることができる。
なお、上記では説明の便宜上、グルーブ付トラックT-g再生用のビームとグルーブ無トラックT-g再生用のビームとを光ディスクDsc2に照射するにあたり、独立の光源を設けるものとしたが、光源は共通とし、該共通の光源からのレーザ光を分光して2つのビームスポットが形成されるように構成することも勿論可能である。
<4.第3の実施の形態(記録可能型ディスクへのシングルスパイラル記録)>

これまでの第1,第2の実施の形態では、ROM型の光ディスク記録媒体を製造するための露光手法と該ROM型の光ディスク記録媒体についての再生手法(主にトラッキングサーボ制御手法)とについて説明を行ったが、本技術は、記録可能型の光ディスク記録媒体についても適用可能なものである。
具体的に、本技術は、記録層に対してグルーブとしての位置案内子が形成されていない記録可能型の光ディスク記録媒体について、該記録層にマーク記録を行う場合においても適用できるものである。
以下、第3及び第4の実施の形態として、このように記録層に位置案内子の形成されてない記録可能型の光ディスク記録媒体についての記録に係る実施例を説明する。
[4-1.光ディスク記録媒体の構造]

図15は、第3の実施の形態において記録対象とする光ディスク記録媒体(多層記録媒体Dsc3とする)の断面構造を示している。
図示するように多層記録媒体Dsc3には、上層側から順にカバー層60、記録層63、接着層64、反射膜65、基板66が形成されている。
ここで、本明細書において「上層側」とは、後述する記録装置(記録再生装置70)側からのレーザ光が入射する面を上面としたときの上層側を指す。
多層記録媒体Dsc3において、カバー層60は、例えば樹脂で構成され、その下層側に形成された記録層63の保護層として機能する。
記録層63は、図のように複数の半透明記録膜61を備えて構成される。具体的に、この場合の記録層63は、これら複数の半透明記録膜61の各々の間にそれぞれ中間層62が挿入された多層構造を有する。換言すれば、この場合の記録層63は、半透明記録膜61→中間層62→半透明記録膜61→中間層62・・・→半透明記録膜61の繰り替えし積層が行われて形成されたものとなっている。
本例の場合、記録層63には半透明記録膜61が5つ設けられている。すなわち、記録層63における記録可能層数は「5」であるものとしている。
ここで、注意すべきは、それぞれの半透明記録膜61には、図からも明らかなようにグルーブやピット列等の形成に伴う位置案内子が形成されていないという点である。すなわち、半透明記録膜61は平面状に形成されているものである。
記録層63の下層側には、所要の接着材料で構成された接着層(中間層)64を介して、反射膜65が形成されている。
該反射膜65には、記録/再生位置を案内するための位置案内子が形成される。なお反射膜に位置案内子が形成されているというのは、位置案内子が形成されている界面上に反射膜が形成されるという意味である。
具体的に、この場合は、図中の基板66の一方の面側に対して位置案内子が形成されることで、図のような凹凸の断面形状が与えられ、基板66の該凹凸断面形状が与えられた面上に対し反射膜65が成膜されることで、該反射膜65に位置案内子が形成されたものとなっている。
なお、基板66は、例えばポリカーボネートやアクリルなどの樹脂で構成される。該基板66は、例えば上記位置案内子としての凹凸断面形状を与えるためのスタンパを用いた射出成形などによって生成することができる。
ここで、現状の記録可能型光ディスクで行われているように、上記位置案内子の形成により、多層記録媒体Dsc3の記録面内方向に平行な方向における絶対位置を表す情報(絶対位置情報:半径位置情報、及び回転角度情報)を記録することができる。例えばこの絶対位置情報は、上記位置案内子がグルーブで形成される場合には当該グルーブの蛇行(ウォブル)周期の変調により記録することができ、また上記位置案内子がピット列で形成される場合には、ピットの長さや形成間隔の変調により記録を行うことができる。
なお、上記のように記録層63の内部においては位置案内子が形成されておらず、記録層63内における記録位置の制御は、後述するように位置案内子が形成された反射膜65からの反射光に基づき行われることになる。
この意味で、以下、位置案内子が形成された反射膜65(反射面)のことを、「基準面Ref」と表記することとする。
[4-2.基準面を利用した位置制御手法]

図16は、基準面Refに形成された位置案内子を利用した位置制御手法についての説明図である。
上記構成による多層記録媒体Dsc3に対しては、記録層63を対象として照射されるべき記録層用レーザ光についての位置制御の実現のため、該記録層用レーザ光と共に、基準面Refにおける位置案内子に基づく位置制御を行うためのレーザ光(以下、サーボ用レーザ光と表記する)を照射することになる。
具体的に、これら記録層用レーザ光とサーボ用レーザ光とは、図のように共通の対物レンズ(対物レンズ55)を介して多層記録媒体Dsc3に対して照射する。
このとき、正確なトラッキングサーボの実現のため、記録層用レーザ光とサーボ用レーザ光の光軸は一致させるようにする。
記録層63(所要の半透明記録膜61)を対象としたマークの記録時には、図のようにサーボ用レーザ光を反射膜65の反射面(基準面Ref)に合焦させるように照射して、その反射光に基づき得られるトラッキングエラー信号に従って対物レンズ55の位置制御を行う(つまりトラッキングサーボをかける)。
これにより、同じ対物レンズ55を介して照射される記録層用レーザ光のトラッキング方向における位置を、所望の位置に制御することができる。
一方、再生時における位置制御は、以下のようにして実現できる。
再生時においては、半透明記録膜61にマーク列(つまり記録済みトラック)が形成されているので、該マーク列を対象として記録層用レーザ光単体でトラッキングサーボをかけることができる。すなわち、再生時におけるトラッキングサーボは、記録層用レーザ光の反射光に基づき得られるトラッキングエラー信号に従って対物レンズ55の位置制御を行うことで実現できる。
ここで、上記のような位置制御手法において、サーボ用レーザ光として記録層用レーザ光と同波長帯の光を用いてしまうと、サーボ用レーザ光の反射光を得るべき基準面Refについて、記録層用レーザ光についての反射率を高めざるを得なくなってしまう。すなわち、その分迷光成分が増大して再生性能を著しく悪化させてしまう虞がある。
このため、サーボ用レーザ光と記録層用レーザ光とはそれぞれ波長帯の異なる光を用いるものとし、基準面Refを形成する反射膜65として波長選択性を有する反射膜を用いる。
具体的に本例の場合、記録層用レーザ光の波長はBDの場合と同様の405nm程度、サーボ用レーザ光の波長はDVD(Digital Versatile Disc)の場合と同様の650nm程度とされる。そして、反射膜65としては、サーボ用レーザ光と同波長帯の光を選択的に反射し、それ以外の波長による光は透過又は吸収する波長選択性反射膜を用いる。
このような構成により、基準面Refから記録層用レーザ光の不要な反射光成分が生じてしまうことを防止でき、良好なS/N(信号対雑音比)を確保できる。
[4-3.任意ピッチスパイラル移動制御]

とろこで、本実施の形態において、光ディスク記録媒体に形成された位置案内子に基づく位置制御を行って記録を行うものとしているのは、本実施の形態で想定している記録装置が、一般ユーザによって使用されるドライブ装置とされることによる。すなわち、このようなドライブ装置は、ディスク製造業者等により使用される原盤記録装置との比較で高い機械精度を確保することが(コスト等の面で)困難であるため、前述したようなスライド制御のみによる正確なスパイラル移動制御の実現が困難なことによる。
上記により説明した位置制御とすることで、機械精度が確保できない場合であっても、記録層63内の所望位置にマーク列(トラックT)を形成することができる。
但し、ここで注意すべきは、本技術においては、記録層63に形成すべきトラックTのピッチを、光学的限界値を超えたピッチとしなければならない点である。
ここで、上述のように、記録層用レーザ光とサーボ用レーザ光とが仮に同波長であると、不要反射による迷光が増大するなどの問題から、これらの波長を異ならせるものとしている。そして波長の関係は、記録層63での記録密度を優先して、サーボ用レーザ光よりも記録層用レーザ光の方をより短波長としている。すなわち、記録層63における光学条件をBDと同様の光学条件(λ=405nm程度、NA=0.85程度)とすることで、記録層63での高密度記録を可能とすべく、基準面Refでの光学条件はDVDとほぼ同様の光学条件(λ=650nm程度、NA=0.65程度)としているものである。
この場合、基準面Refのトラックピッチは、およそ0.500μm程度が光学的限界値となる。従って、単に基準面Refのトラックピッチに従って上述のような記録層用レーザ光についてのトラッキングサーボを行ってしまうと、記録層63に対して、光学的限界値を超えたピッチによる記録を実現することができなくなってしまう。
以上の点を考慮し、第3の実施の形態では、基準面Refの構造として、例えば下記の参考文献5,6に開示されているような任意ピッチによるスパイラル移動を可能とする構造を適用する。

・参考文献5:特開2010−225237号公報
・参考文献6:特開2011−198425号公報
確認のため、任意ピッチによるスパイラル移動を可能とするための基準面Refの構造及びそれに基づく位置制御の手法を、図17〜図21を参照して説明する。
図17は、第3の実施の形態の多層記録媒体Dsc3が有する基準面Refの表面を一部拡大して示した図(平面図)である。
先ず、図17においては、紙面の左側から右側に向かう方向をピット列の形成方向、つまりはトラックの形成方向としている。上述した位置制御のためのサーボ用レーザ光のビームスポットは、多層記録媒体Dsc3の回転に伴い、紙面の左側から右側に移動するものとする。
また、ピット列の形成方向と直交する方向(紙面の縦方向)は、多層記録媒体Dsc3の半径方向である。
また図17において、図中の白丸で示すA〜Fは、ピットの形成可能位置を表す。すなわち、基準面Refにおいて、ピットは、当該ピットの形成可能位置においてのみ形成されるものであって、ピットの形成可能位置以外にはピットは形成されない。
また、図中のA〜Fの符号の別はピット列の別(半径方向において配列されるピット列の別)を表し、これらA〜Fの符号に付される数字はピット列上におけるピットの形成可能位置の別を表す。
ここで、図中の黒太線で表す間隔(光学限界のトラック幅)は、基準面Refの光学条件から定まる最小トラックピッチ(光学的限界値によるトラックピッチ)を表している。このことからも理解されるように、この場合の基準面Refにおいては、A〜Fの計6本のピット列が、半径方向において、光学的限界値を超えたピッチで配列されていることになる。
但し、単に光学的限界値を超えたピッチでこれら複数のピット列を配列したのみでは、ピット列形成方向においてピットの形成位置が重なってしまう虞があり、つまりはピット列形成方向におけるピットの間隔が光学限界を超えてしまう虞がある。
また、後の説明から明らかなように、任意ピッチによるスパイラル移動の実現のためには、A〜Fの各ピット列についてのトラッキング誤差信号を、それぞれ個別に得ることが可能とされている必要がある。
つまりこの点においても、各ピット列の配列には工夫が施される必要がある。
これらの点を考慮し、この場合の基準面Refにおいては、A〜Fの各ピット列について以下のような条件を課す。
すなわち、

1)A〜Fの各ピット列において、ピットの形成可能位置の間隔を所定の第1の間隔に制限する。
2)このようにピットの形成可能位置の間隔が制限されたA〜Fの各ピット列を、それぞれのピットの形成可能位置がピット列形成方向において所定の第2の間隔ずつずれたものとなるようにして配列する(つまり上記第2の間隔で各ピット列の位相をずらす)。

というものである。
ここで、半径方向に配列されるA〜Fのピット列におけるそれぞれのピットの形成可能位置のピット列形成方向における間隔(上記第2の間隔)をnとおく。このとき、上記2)の条件が満たされるようにA〜Fの各ピット列が配列されることで、ピット列A−B、ピット列B−C、ピット列C−D、ピット列D−E、ピット列E−F、及びピット列F−Aの各ピット形成可能位置間の間隔は、図示するように全てnとなる。
また、A〜Fの各ピット列におけるピット形成可能位置の間隔(上記第1の間隔)は、この場合はA〜Fまでの計6つのピット列位相を実現するものとしているので、6nとなる。
このことからも理解されるように、この場合の基準面Refでは、それぞれが異なるピット列位相を有するA〜Fの複数のピット列は、それぞれ、その基本周期は上記6nとされた上で、それぞれの位相が上記nだけずらされて形成されることになる。
これにより、後述する任意ピッチによるスパイラル移動の実現手法において、A〜Fの各ピット列についてのトラッキング誤差信号をそれぞれ個別に得ることが可能とされる。
また同時に、本例の場合のようにA〜Fの各ピット列を基準面Refの光学的限界値を超えたピッチで半径方向に配列する場合において、ピット列形成方向におけるピットの間隔が光学限界を超えてしまうことの防止が図られる。
ここで、前述のように基準面Refにおける光学条件はDVDの場合と同様の波長λ=650nm程度、NA=0.65程度とされている。このことに対応し、この場合における各ピット形成可能位置の区間長は、DVDにおける最短マークと同じ3T分の区間長とし、またピット列形成方向におけるA〜Fの各ピット形成可能位置のエッジ間の間隔も、同様の3T分の長さに設定している。
この結果、上記1)2)の条件が満たされるものとなっている。
続いて、基準面Ref全体におけるピットの形成態様について理解するために、図18を参照してより具体的なピット列の形成手法について説明する。
なお図18では、基準面Refに形成されるピット列の一部(7本分)を模式的に示している。図中において、黒丸はピット形成可能位置を表す。
この図18を参照して分かるように、この場合の基準面Refにおいては、ピット列をスパイラル状に形成するものとしている。
そして、ピット列の1周ごとに、ピット列位相が上記第2の間隔(「n」)の分だけずらされるようにしてピット形成可能位置を定めることで、半径方向に配列されるピット列に関して、先に挙げた1)及び2)の条件が満たされるようにしている。
例えば、図18に示す例では、ピット列の1周目ではピット列Aとしてのピット列位相が得られるようにピット形成可能位置が定められており、図中の1周開始位置(所定の角度位置)を基準としたピット列の2周目には、ピット列Bとしてのピット列位相が得られるようにピット形成可能位置が定められている。以降も同様に、3周目にはピット列Cとしてのピット列位相が得られるようにピット形成可能位置が定められ、4周目にはピット列D、5周目にはピット列E、6周目にはピット列F、7周目には再びピット列Aといったように、ピット列の1周ごとに、ピット列位相が第2の間隔nの分だけずらされるように、ピット列の各周におけるピット形成可能位置が定められている。
なお、上記参考文献5などにも開示されているように、A〜Fの各ピット列には、それぞれ独立にアドレス情報(絶対値位置情報)が記録されるものとなる。
ここで、図18に示したように、本例の場合、基準面Refにおけるピット列は、1本のスパイラル状で形成された上で、ピット列の1周ごとに、ピット列の位相がA→B→C→D→E→F→A・・・の順に切り替わるように、すなわちピット列の1周ごとにピット列位相が第2の間隔nの分だけずらされるように、ピット列の各周におけるピット形成可能位置が定められた構造とされている。
このことによれば、例えばA〜Fのうち或る1本のピット列を対象としてトラッキングサーボをかけることができれば、スパイラルピッチとして、基準面Refの光学的限界値の1/6のピッチを実現することができる。例えば本例の場合であれば、0.500μm/6よりおよそ0.083μm程度のピッチ、すなわち記録層63の光学的限界値(0.27μm以下)を超えたピッチを実現することができる。
但し、基準面Refにおける各ピット列は、図18に示すような1本のスパイラルではなく、A〜Fの6重のスパイラル状に形成したり、或いは同心円状に形成するといったことも可能である。その場合においては、上記のように或る1本のピット列を対象としてトラッキングサーボをかけたのでは、光学的限界値を超えたピッチによるスパイラル移動を実現することができない、或いはスパイラル移動自体を実現できないものとなってしまう。
そこで、基準面Refのピット列の形成条件として上述の1)及び2)の条件を課すことで、光学的限界値を超えたピッチで配列された各ピット列の個々を対象としてトラッキングサーボをかけ分けることができるようにした上で、トラッキングエラー信号に時間経過と共に上昇するオフセットを与えて、A〜Fの各ピット列を順次渡っていくことにより、任意ピッチによるスパイラル移動が実現されるようにする。
ここで、任意ピッチによるスパイラル移動を実現するためには、サーボ対象とするピット列を、ピット列A→ピット列B→ピット列C・・・などのように順次外周側に隣接するピット列に切り替えていくことが必要となる。
このようにサーボ対象とするピット列を順次切り替えていくという動作を実現するためには、A〜Fの各位相によるピット列についてのトラッキング誤差信号が、それぞれ個別に得られるようにすることが必要となる。A〜Fの各ピット列に対するトラッキング誤差信号を区別できなければ、そもそもサーボ対象とするピット列を切り換えるということはできないためである。
図19は、多層記録媒体Dsc3の回転に伴い基準面Ref上をサーボ用レーザ光のスポットが移動する様子と、その際に得られるSUM信号、SUM微分信号、及びP/P信号の波形との関係を模式的に示している。
なお、SUM微分信号は、サーボ用レーザ光の反射光に基づき得られるSUM信号を微分して得られる信号である。
ここで、この図19では説明の便宜上、図中の各ピット形成可能位置の全てにピットが形成されているものとしている。
図示するように、多層記録媒体Dsc3の回転に伴いサーボ用レーザ光のビームスポットが移動することに伴っては、SUM信号は、A〜Fの各ピットのピット列形成方向における配置間隔に応じた周期でその信号レベルがピークを迎えることになる。つまりこのSUM信号は、A〜Fの各ピットのピット列形成方向における間隔(形成周期)を表していることになる。
ここで、この図の例ではビームスポットがピット列A上に沿って移動するものとしているので、SUM信号は、ピット列形成方向におけるピットAの形成位置の通過時にピーク値が最大となり、またピットB〜ピットDの各形成位置にかけて徐々にピーク値が減少していく傾向となる。そしてその後、ピットEの形成位置→ピットFの形成位置の順でピーク値は上昇傾向に転じ、再びピットAの形成位置に至ることでピーク値が最大となる。すなわち、ピット列形成方向における上記ピットE、Fの形成位置においては、内周側に隣接するピット列E、Fにおけるピットの影響を受けるので、SUM信号のピーク値はピットE、Fの形成位置ごとで順に上昇することになる。
また、SUM微分信号、及びトラッキング誤差信号としてのP/P信号としては、それぞれ図示するような波形が得られる。
ここで注目すべきは、トラッキング誤差信号としてのP/P信号は、所定の間隔nずつ離間されたA〜Fの各ピット形成可能位置ごとに、ビームスポットとピット列との相対的な位置関係を表すようにして得られるという点である。
また、SUM微分信号は、各ピット列A〜Fのピット形成位置(厳密にはピット形成可能位置である)のピット列形成方向における間隔を表すものとなる。
従ってこのSUM微分信号に基づき、ピット列形成方向における各ピット列A〜Fのピット形成可能位置の間隔を表すクロックCLKを得ることができる。
具体的に、この場合のクロックCLKは、各ピットのセンター位置(ピークポジション)に相当する位置(タイミング)を立ち上がり位置(タイミング)とする信号となる。
図20は、クロックCLKと、該クロックCLKに基づき生成される各selector信号の波形と、基準面Refに形成された各ピット列(の一部)との関係を模式化して示している。
この図に示すように、クロックCLKとしては、各ピット(ピット形成可能位置)のピークポジションに対応したタイミングで立ち上がり、且つ各立ち上がり位置間の中間点が立ち下がり位置とされた信号となる。
このようなクロックCLKは、SUM微分信号から生成されるタイミング信号(SUM微分信号のゼロクロスタイミングを表す)を入力信号(基準信号)としたPLL(Phase Locked Loop)処理で生成できる。
そして、このようにピットA〜Fの形成間隔に応じた周期を有するクロックCLKから、A〜Fの個々のピット形成可能位置のタイミングを表す6種のselector信号を生成する。具体的にこれらselector信号としては、それぞれクロックCLKを1/6に分周して生成されたものとなっており、且つそれぞれの位相が1/6周期ずつずらされたものとなっている。換言すれば、これら各selector信号は、それぞれの立ち上がりタイミングが1/6周期ずつずれたものとなるように、クロックCLKをそれぞれのタイミングで1/6に分周して生成されるものである。
これらselector信号は、それぞれ、A〜Fの対応するピット列のピット形成可能位置のタイミングを表す信号となる。本例では、これらselector信号を生成した上で、任意のselector信号を選択し、該選択したselector信号が表す期間内におけるP/P信号に従ってトラッキングサーボ制御を行うことで、A〜Fのピット列のうちの任意のピット列上にサーボ用レーザ光のビームスポットをトレースさせる。つまりこのようにすることで、A〜Fの各ピット列のうちから、サーボ対象とするピット列を任意に選択できるものである。
このようにして、A〜Fの対応するピット列のピット形成可能位置のタイミングを表す各selector信号を生成し、これらのうち任意のselector信号を選択し、該選択したselector信号が表す期間内のトラッキング誤差信号(P/P信号)に基づいてトラッキングサーボ制御を行うことで、A〜Fのうちの任意のピット列を対象としたトラッキングサーボを実現できる。つまり、上記selector信号の選択により、サーボ対象とするピット列についてのトラッキング誤差信号の切り換えを行うことができ、これによってサーボ対象とするピット列の切り換えが実現されるものである。
図21は、任意ピッチによるスパイラル移動実現のための具体的な手法についての説明図として、トラッキングエラー信号TEに対して与えるオフセットと、基準面Refにおけるビームスポットの移動軌跡との関係を示している。
なお、ここで言うトラッキングエラー信号TEは、先に説明したselector信号に基づきP/P信号をサンプルホールドして得られる信号である。すなわち、サーボ対象とするピット列についてのP/P信号(トラッキング誤差信号)を意味する。
この図21では、オフセットの付与によって、ビームスポットがピット列A→ピット列Bを渡っていく様子を例示している。
先ず、任意ピッチによるスパイラル移動を実現するにあたりサーボ対象のピット列を順次切り替えていくという手法を採る場合、その切り換え位置(タイミング)を予め定めておくことになる。この図の例では、このようなサーボ対象ピット列の切り換え位置を、隣接関係にあるピット列との間の中間点となる位置(半径方向における)に設定するものとしている。
ここで、或るスパイラルピッチを実現しようとしたとき、そのスパイラルピッチの実現のためにビームスポットをディスク上のどの位置を通過させていけばよいかは、基準面Refのフォーマットから予め計算により求めておくことができる。つまりこのことからも理解されるように、上記のようにビームスポットが隣接ピット列との間の中間点に至る位置は、予め計算によって求めておくことができるものである。
このように、予め計算などにより求められた上記中間点としての位置(どのアドレスブロックの何クロック目)に至ったことに応じて、サーボ対象とするピット列をそれまで対象としていたピット列の外側に隣接するピット列に順次切り換えていくことになる。
一方で、ビームスポットを半径方向に移動させるためには、トラッキングエラー信号TEに対し、図示するような鋸歯状波によるオフセットを与える。このオフセットの傾きの設定により、スパイラルピッチを任意のピッチに設定できる。
ここで、任意のスパイラルピッチの実現のために与えるオフセットは、上述のようにビームスポットが隣接ピット列との間の中間点に至るタイミングで順次サーボ対象ピット列の切り換えを行う関係から、上記中間点ごとに極性が変化する波形となる。つまり、上記中間点となる位置にビームスポットを移動させるために必要なオフセット量は、例えばピット列Aを対象としたサーボ時には「+α」、隣接するピット列Bを対象としたサーボ時には「−α」となるので、上記中間点に至るタイミングとしてのサーボ対象ピット列の切り換えタイミングにおいては、上記オフセットの極性を反転させる必要がある。この点から、この場合において与えるべきオフセットの波形は、上記のように鋸歯状波による波形となるものである。
確認のために述べておくと、このようなオフセットの波形としても、実現しようとするスパイラルピッチの情報と、基準面Refのフォーマットの情報とに基づき予め計算などにより求めておくことができる。
このように、予め定められた鋸歯状波によるオフセットをトラッキングエラー信号TEに対して与えつつ、ビームスポットが上記中間点としての予め定められた隣接ピット列との間の所定位置に至るタイミングごとにトラッキングサーボの対象とするピット列をそれまで対象としていたピット列の外側に隣接するピット列に切り換える。
このことで、任意ピッチによるスパイラル移動を実現することができる。
このように、基準面Refの光学的限界値に依らぬ任意のピッチによるスパイラル移動を実現できることで、記録層63におけるマーク列を、該記録層63の光学的限界値を超えたトラックピッチTpにより記録することができる。
具体的に、この場合の記録層63(所要の半透明記録膜61)に対する記録は、サーボ用レーザ光の反射光に基づく対物レンズ55の位置制御として上記により説明した任意ピッチのスパイラル移動実現のための位置制御を行っている下で、記録層用レーザ光により、第1の実施の形態の場合と同様にディスク1回転ごとに(つまり回転角度θRごとに)グルーブ付のマーク列の記録/グルーブ無のマーク列の記録を切り替えて行う。
これにより、記録可能型光ディスクとしての多層記録媒体Dsc3に対して、グルーブ付トラック(マーク列)T-gとグルーブ無トラック(マーク列)T-sとが半径方向に交互に且つ0.27μm以下のトラックピッチで配列されるように記録を行うことができる。
つまりは、光学的な限界値を超えたピッチによりトラックTが配列されている下で、トラッキングサーボが適正にかけられるようにできる(ひいてはさらなる高記録密度化を適正に実現できる)光ディスク記録媒体を提供できる。
なお第3の実施の形態において、記録時における回転角度θRに至ったか否かの判定は、基準面Refに予め埋め込んでおいたマーカ情報を検出した結果に基づき行う。
[4-4.記録再生装置の構成]

図22及び図23により、多層記録媒体Dsc3に対応して記録及び再生を行う記録再生装置70の構成について説明する。
図22は、記録再生装置70が備える主に光学系の構成についての説明図である。
具体的には、第3の実施の形態の記録再生装置70が備える光ピックアップOPの内部構成を主に示すものである。
図22において、記録再生装置70に装填された多層記録媒体Dsc3は、当該記録再生装置70における所定位置においてそのセンターホールがクランプされるようにしてセットされ、図示は省略したスピンドルモータによる回転駆動が可能な状態に保持される。
光ピックアップOPは、上記スピンドルモータにより回転駆動される多層記録媒体Dsc3に対して記録層用レーザ光、サーボ用レーザ光を照射するために設けられる。
光ピックアップOP内には、マークによる情報記録、及びマークにより記録された情報の再生を行うための記録層用レーザ光の光源である記録層用レーザ51と、基準面Refに形成された位置案内子を利用した位置制御を行うための光であるサーボ用レーザ光の光源であるサーボ用レーザ77とが設けられる。
ここで、前述のように記録層用レーザ光とサーボ用レーザ光とはそれぞれ波長帯が異なる。前述のように、本例の場合、記録層用レーザ光の波長はおよそ405nm程度(いわゆる青紫色レーザ光)、サーボ用レーザ光の波長はおよそ650nm程度(赤色レーザ光)とされる。
また、光ピックアップOP内には、記録層用レーザ光とサーボ用レーザ光の多層記録媒体Dsc3への出力端となる対物レンズ55が設けられる。
さらには、記録層用レーザ光の多層記録媒体Dsc3からの反射光を受光するための記録層用受光部58と、サーボ用レーザ光の多層記録媒体Dsc3からの反射光を受光するためのサーボ光用受光部82とが設けられる。
その上で、光ピックアップOP内においては、記録層用レーザ51より出射された記録層用レーザ光を対物レンズ55に導くと共に、該対物レンズ55に入射した多層記録媒体Dsc3からの記録層用レーザ光の反射光を記録層用受光部58に導くための光学系が形成される。
具体的に、記録層用レーザ51より出射された記録層用レーザ光は、コリメータレンズ52を介して平行光となるようにされた後、偏光ビームスプリッタ53に入射する。偏光ビームスプリッタ53は、このように記録層用レーザ51側から入射した記録層用レーザ光については透過するように構成されている。
偏光ビームスプリッタ53を透過した記録層用レーザ光は、固定レンズ71、可動レンズ72、及びレンズ駆動部73を有して構成されるフォーカス機構に入射する。このフォーカス機構は、記録層用レーザ光についての合焦位置の調整のために設けられたものであり、光源である記録層用レーザ51に近い側が固定レンズ71とされ、記録層用レーザ51から遠い側に可動レンズ72が配置され、レンズ駆動部73によって可動レンズ72側が記録層用レーザ光の光軸に平行な方向に駆動されるように構成されている。
上記フォーカス機構を形成する固定レンズ71及び可動レンズ72を介した記録層用レーザ光は、図のようにミラー74にて反射された後、1/4波長板75を介してダイクロイックプリズム76に入射する。
ダイクロイックプリズム76は、その選択反射面が、記録層用レーザ光と同波長帯の光は反射し、それ以外の波長による光は透過するように構成されている。従って上記のように入射した記録層用レーザ光は、ダイクロイックプリズム76にて反射される。
ダイクロイックプリズム76で反射された記録層用レーザ光は、図示するように対物レンズ55を介して多層記録媒体Dsc3(所要の半透明記録膜61)に対して照射される。
対物レンズ55に対しては、該対物レンズ55をフォーカス方向(多層記録媒体Dsc3に対して接離する方向)、及びトラッキング方向(上記フォーカス方向に直交する方向:ディスク半径方向)に変位可能に保持する2軸アクチュエータ56が設けられる。
2軸アクチュエータ56には、フォーカスコイル、トラッキングコイルが備えられ、それぞれに駆動信号(後述するドライブ信号FD、TD)が与えられることで、対物レンズ20をフォーカス方向、トラッキング方向にそれぞれ変位させる。
ここで、再生時においては、上記のようにして多層記録媒体Dsc3に対して記録層用レーザ光が照射されることに応じて、該多層記録媒体Dsc3(再生対象とする半透明記録膜61)より記録層用レーザ光の反射光が得られる。このように得られた記録層用レーザ光の反射光は、対物レンズ55を介してダイクロイックプリズム76に導かれ、該ダイクロイックプリズム76にて反射される。
ダイクロイックプリズム76で反射された記録層用レーザ光の反射光は、1/4波長板75→ミラー74→フォーカス機構(可動レンズ72→固定レンズ71)を介した後、偏光ビームスプリッタ53に入射する。
このように偏光ビームスプリッタ53に入射する記録層用レーザ光の反射光は、往路と復路とで1/4波長板75を通過することで、その偏光方向が90度回転していることになる。この結果、上記のように入射した記録層用レーザ光の反射光は、偏光ビームスプリッタ53にて反射される。
偏光ビームスプリッタ53にて反射された記録層用レーザ光の反射光は、集光レンズ57を介して記録層用受光部58の受光面上に集光する。
また、光ピックアップOP内には、サーボ用レーザ77より出射されたサーボ用レーザ光を対物レンズ55に導き且つ、該対物レンズ55に入射した多層記録媒体Dsc3からのサーボ用レーザ光の反射光をサーボ光用受光部82に導くための光学系が形成される。
図示するように、サーボ用レーザ77より出射されたサーボ用レーザ光は、コリメータレンズ78を介して平行光となるようにされた後、偏光ビームスプリッタ79に入射する。偏光ビームスプリッタ79は、このようにサーボ用レーザ77側から入射したサーボ用レーザ光(往路光)は透過するように構成される。
偏光ビームスプリッタ79を透過したサーボ用レーザ光は、1/4波長板80を介してダイクロイックプリズム76に入射する。
先に述べたように、ダイクロイックプリズム76は記録層用レーザ光と同波長帯の光は反射しそれ以外の波長による光は透過するように構成されているため、サーボ用レーザ光はダイクロイックプリズム76を透過し、対物レンズ55を介して多層記録媒体Dsc3に照射される。
また、このように多層記録媒体Dsc3にサーボ用レーザ光が照射されたことに応じて得られる当該サーボ用レーザ光の反射光(基準面Refからの反射光)は、対物レンズ55を介した後ダイクロイックプリズム76を透過し、1/4波長板80を介して偏光ビームスプリッタ79に入射する。
先の記録層用レーザ光の場合と同様に、このように多層記録媒体Dsc3側から入射したサーボ用レーザ光の反射光は往路と復路とで1/4波長板80を2回通過しているためその偏光方向が90度回転しおり、従って上記サーボ用レーザ光の反射光は偏光ビームスプリッタ79にて反射される。
偏光ビームスプリッタ79にて反射されたサーボ用レーザ光の反射光は、集光レンズ81を介してサーボ光用受光部82の受光面上に集光する。
なお、図示による説明は省略するが、実際において記録再生装置70には、上記により説明した光ピックアップOP全体をトラッキング方向にスライド駆動するスライド駆動部が設けられ、当該スライド駆動部による光ピックアップOPの駆動により、レーザ光の照射位置を広範囲に変位させることができるようにされる。
ここで、前述のように多層記録媒体Dsc3は、記録層63の下層側に対して基準面Refが設けられるので、記録時には、このように記録層63の下層側に設けられた基準面Refに対してサーボ用レーザ光が合焦するように対物レンズ55のフォーカスサーボ制御が行われ、且つ記録層用レーザ光については、当該記録層用レーザ光の反射光に基づくフォーカスサーボ制御によって先のフォーカス機構(レンズ駆動部73)を駆動することで、記録層用レーザ光が基準面Refよりも上層側に形成された記録層63内に合焦するように対物レンズ55に入射する当該記録層用レーザ光のコリメーション状態が調整されることになる。
また、再生時における記録層用レーザ光のトラッキングサーボ制御については、再生対象とする半透明記録膜61に形成されたマーク列に基づき行うことができる。すなわち、再生時における記録層用レーザ光についてのトラッキングサーボ制御は、当該記録層用レーザ光の反射光に基づき対物レンズ55の位置を制御することで実現できる。
なお、再生時のフォーカスサーボ制御は、記録時と同様でよい。
図23は、第3の実施の形態の記録再生装置70全体の内部構成例を示している。
なお図23において、光ピックアップOPの内部構成については、図22に示した構成のうち記録層用レーザ51、レンズ駆動部73、及び2軸アクチュエータ56のみを抽出して示している。
図23において、記録再生装置70の光ピックアップOPの外部には、多層記録媒体Dsc3における記録層63を対象とした記録/再生や、記録層63内に形成される半透明記録膜61からの反射光に基づくフォーカス/トラッキングの位置制御を行うための構成として、記録処理部83、発光駆動部84、マトリクス回路34、クロストークキャンセル回路36、再生処理部85、サーボ回路41、フォーカスドライバ86、及び2軸ドライバ46が設けられている。
記録処理部83は、入力される記録データに応じた記録変調符号を生成する。具体的に記録処理部83は、入力される記録データに対してエラー訂正符号の付加や所定の記録変調符号化処理を施すなどして、記録層63を対象として実際に記録されるべき例えば「0」「1」の2値データ列である記録変調符号列を得る。
記録処理部83は、このように生成した記録変調符号列に基づく記録信号を発光駆動部84に与える。
ここで、本実施の形態では、先の第1の実施の形態の場合と同様にシングルスパイラル記録を行うことになるので、再生時においては回転角度θRごとのトラッキングサーボ切り替え(かけ分け)が必要となる。
本例の場合、このような再生時における回転角度θRの検出は、記録層63(半透明膜61)に対し予め回転角度θRを表すマーカ情報を記録しておき、再生信号から該マーカ情報を得て行う。
このため、この場合の記録処理部83は、該マーカ情報の挿入処理も行うことになる。
発光駆動部84は、記録時には、記録処理部83より入力される記録信号に基づくレーザ駆動信号D-rを生成し、該駆動信号D-rに基づき記録層用レーザ51を発光駆動する。
ここで、発光駆動部84は、グルーブ付トラックT-gとグルーブ無トラックT-sが半径方向に交互に配列されるべく、後述するコントローラ91からの指示に応じて、マーク間にグルーブGが挿入された状態とするための記録信号の生成と、マーク間にグルーブGが挿入されない状態とするための記録信号の生成とを切り替えて行うことが可能に構成されている。
また発光駆動部84は、再生時においては、コントローラ91からの指示に基づき記録層用レーザ51を再生パワーにより発光させる。
この場合のマトリクス回路34は、先の図22に示した記録層用受光部58としての複数の受光素子からの受光信号DT-sp(出力電流)に基づき、RF信号、フォーカスエラー信号FE-r、トラッキングエラー信号TE-rを生成する。
なお、先の説明からも理解されるように、フォーカスエラー信号FE-rについては記録時と再生時の双方において利用されるものである。
一方、トラッキングエラー信号TE-rについては再生時にのみ利用されることになる。
これらフォーカスエラー信号FE-r、トラッキングエラー信号TE-rはサーボ回路41に供給される。
また、マトリクス回路34にて得られたRF信号は、クロストークキャンセル回路36にてクロストークキャンセル処理が施された後、再生処理部85に供給される。
再生処理部85は、先の図10にて説明したデータ検出処理部35とエンコード/デコード部37における再生に係る処理部とを併せたものに相当する。すなわち、少なくともPRML検出方式による2値データ列の生成、該2値データ列からの再生データの復調処理、及びクロックの生成を行う。
ここで、再生処理部85で得られた2値データ列は、回転角度θRを表すマーカ情報の検出のためコントローラ91に対して供給される。
サーボ回路41は、図10に示したサーボ回路41と同様に、フォーカスエラー信号FE-rに基づくフォーカスサーボ信号FS-rの生成と共に、再生時におけるトラッキングサーボ信号TS-rとして、グルーブ付トラックT-gとグルーブ無トラックT-sとのトラッキングサーボのかけ分けを可能とするためのトラッキングサーボ信号TS-rを生成するための処理を行う。
具体的に、サーボ回路41は、再生時に対応してコントローラ91から為される指示に応じて、トラッキングエラー信号TE-rを極性反転又はオフセットさせた信号に基づくトラッキングサーボ信号TS-rの生成と、トラッキングエラー信号TE-rそのもの(上記極性反転又は上記オフセットさせていないトラッキングエラー信号TE-r)の生成とを切り替えて行うものである。
サーボ回路41にて生成されたフォーカスサーボ信号FS-rは、フォーカスドライバ86に供給される。フォーカスドライバ86はフォーカスサーボ信号FS-rに基づくフォーカスドライブ信号FD-rを生成し、該フォーカスドライブ信号FD-rに基づきレンズ駆動部73を駆動する。
これにより、記録層用レーザ光についてのフォーカスサーボ制御が実現される。
また、サーボ回路41にて生成されたトラッキングサーボ信号TS-rは、後述するスイッチSWに対して供給される。
また、記録再生装置70には、サーボ用レーザ光の反射光についての信号処理系として、任意ピッチスパイラル移動制御部87、フォーカスエラー信号生成回路89、及びフォーカスサーボ回路90が設けられる。
任意ピッチスパイラル移動制御部87は、図22に示したサーボ光用受光部82としての複数の受光素子からの受光信号DT-svに基づき、先の図19〜図21により説明した任意ピッチスパイラル移動を実現するためのトラッキングサーボ信号TS-svを生成する。
なお、このように任意ピッチスパイラル移動を実現するための任意ピッチスパイラル移動制御部87の具体的な構成については、先に挙げた参考文献5や参考文献6に開示されているためここでの説明は省略する。
先の説明からも理解されるように、本例の場合、任意ピッチスパイラル移動制御部87としては、ピッチ=0.22μmによるスパイラル移動が実現されるように構成されるものとなる。
任意ピッチスパイラル移動制御部87により得られたトラッキングサーボ信号TS-svは、スイッチSWに供給される。
ここで、スイッチSWは、対物レンズ55のトラッキング方向における位置制御に関して、記録時には任意ピッチスパイラル移動制御部87にて得られるトラッキングサーボ信号TS-svに基づく位置制御が、また再生時にはサーボ回路41にて得られるトラッキングサーボ信号TS-rに基づく位置制御がそれぞれ実行されるべく設けられたものとなる。
具体的に、スイッチSWは、記録時に対応してコントローラ91より為される指示に応じて、トラッキングサーボ信号TS-svを選択出力する。
またスイッチSWは、再生時に対応してコントローラ91より為される指示に応じて、トラッキングサーボ信号TS-rを選択出力する。
これにより、記録時に対応した任意ピッチスパイラル移動制御としてのトラッキングサーボ制御と、再生時に対応した記録層用レーザ光の反射光に基づくトラッキングサーボ制御との切り替えが可能とされる。
スイッチSWより選択出力されたトラッキングサーボ信号TSは、後述する2軸ドライバ46に供給される。
また、フォーカスエラー信号生成回路89は、サーボ光用受光部82による受光信号DT-svに基づきフォーカスエラー信号FE-svを生成し、フォーカスサーボ回路90は、該フォーカスエラー信号FE-svに対してサーボ信号生成のためのフィルタ処理を施してフォーカスサーボ信号FS-svを生成する。
フォーカスサーボ回路90により得られたフォーカスサーボ信号FS-svは、2軸ドライバ46に供給される。
2軸ドライバ46は、スイッチSWより供給されるトラッキングサーボ信号TS-sv、フォーカスサーボ回路90より供給されるフォーカスサーボ信号FS-svに基づきそれぞれトラッキングドライブ信号TD、フォーカスドライブ信号FD-svを生成し、これらドライブ信号に基づき2軸アクチュエータ56のトラッキングコイル、フォーカスコイルを駆動する。
コントローラ91は例えばマイクロコンピュータで構成され、例えば内蔵するROM等に記憶されたプログラムに従った制御・処理を実行することで、記録再生装置70の全体制御を行う。
例えばコントローラ91は、対物レンズ55のトラッキングサーボ制御に関して、記録時/再生時に対応した切り替えを行うための処理を行う。具体的にコントローラ91は、記録時に対応してはスイッチSWにトラッキングサーボ信号TS-svを選択させ、先に説明した任意ピッチスパイラル移動実現のためのトラッキングサーボ制御が行われるようにする。また再生時に対応しては、スイッチSWにトラッキングサーボ信号TS-rを選択させて記録層用レーザ光の反射光に基づくトラッキングサーボ制御が実行されるようにする。
またコントローラ91は、回転角度θRについての検出処理結果に基づき、記録時におけるグルーブ付トラックT-gの記録/グルーブ無トラックT-sの記録の切り替えを実現するための処理と、再生時におけるトラッキングサーボのかけ分け実現のための処理も行う。
ここで、先の説明からも理解されるように、本例では、記録時の回転角度θRの検出は、基準面Refに記録されたマーカ情報を検出することで行い、また再生時の回転角度θRの検出は、記録層63(再生対象とする半透明記録膜61)に記録されたマーカ情報を検出することで行うものとなる。
コントローラ91は、記録時においては、任意ピッチスパイラル移動制御部87から入力されるサーボ対象ピット列についての再生信号から上記マーカ情報の検出を行い、その結果に基づき、回転角度θRごとに記録処理部83へのグルーブ付トラックT-gの記録/グルーブ無トラックT-sの記録の切り替え指示を行う。
なお確認のため述べておくと、先の参考文献5、6を参照して分かるように、任意ピッチスパイラル移動制御部87は、基準面Refに記録されたアドレス情報の読み出しのため、サーボ対象ピット列についての再生信号を得るように構成されている。
また再生時には、再生処理部85から入力される2値データ列から上記マーカ情報の検出を行い、その結果に基づきサーボ回路41に対してトラッキングサーボかけ分けのための切り替え指示を行う。
上記のような記録再生装置70により、記録可能型光ディスクとしての多層記録媒体Dsc3に対して、グルーブ付トラック(マーク列)T-gとグルーブ無トラック(マーク列)T-sとが半径方向に交互に且つ0.27μm以下のトラックピッチで配列されるように記録を行うことができる。また記録再生装置70によれば、このように光学的限界値を超えたピッチでトラックTが配列された多層記録媒体Dsc3に対応して、トラッキングサーボを適正にかけることができる。
このように、第3の実施の形態によっても、光学的限界値を超えたピッチによりトラックTが配列されている下で、トラッキングサーボが適正にかかるようにできる光ディスクシステムを実現できる。つまりこの結果、情報記録密度のさらなる向上、ひいては記録容量のさらなる拡大化が図られるようにできる。
<5.第4の実施の形態(任意ピッチスパイラル移動制御を不要とするための手法)>

第4の実施の形態は、第3の実施の形態と同様、基準面Refに形成された位置案内子を利用した位置制御を行うものとしたことで記録層63の位置案内子が省略された記録可能型光ディスクを対象とした記録を行う場合において、第3の実施の形態のような任意ピッチスパイラル移動制御を不要とするための手法を提案するものである。
以下、このような第4の実施の形態では、第1の手法と第2の手法の2手法を提案する。
[5-1.第1の手法]

先ず、前提として、第4の実施の形態では、記録可能型光ディスクとして、基準面Ref上に形成される位置案内子がグルーブとされ、且つ、該グルーブが、基準面Refでの光学的限界値を超えないトラックピッチで形成されたものを用いる。
具体的に、第4の実施の形態では、第3の実施の形態で用いた多層記録媒体Dsc3との比較で、基準面Refの構造について上記の変更が加えられ、他の構造については同様とされた光ディスク記録媒体を用いる。
以下、このような第4の実施の形態で用いる光ディスク記録媒体のことを「多層記録媒体Dsc4」と表記する。
但し、先に述べたように、基準面Ref上のトラックピッチを光学的限界値を超えない範囲とした場合、該基準面Ref上のトラックに従ったサーボ制御を単純に行ったのみでは、記録層63内に形成するマーク列を該記録層63での光学的限界値を超えたトラックピッチTpで配列させることができない。
従って、この点を考慮した記録手法を採る。
図24は、第4の実施の形態の第1の手法についての説明図である。
図24では、多層記録媒体Dsc4の概略断面構造(基準面Ref、記録層63内の半透明記録膜61のみを抽出して示す)と、対物レンズ55を介して多層記録媒体Dsc4に照射される各レーザ光との関係を模式的に表している。
この図24を参照して分かるように、第4の実施の形態では、記録層用レーザ光として、第1記録層用レーザ光と第2記録層用レーザ光の2つのレーザ光を同時照射するものとしている。
本例の場合、第1記録層用レーザ光は、グルーブ付トラックT-gの記録を担当し、第2記録層用レーザ光はグルーブ無トラックT-sの記録を担当する。
ここで、記録対象とする半透明記録膜61上に形成される、これら第1記録層用レーザ光、第2記録層用レーザ光のそれぞれのビームスポットを図のように第1スポットSp-1、第2スポットSp-2とすると、第1の手法においては、これら第1スポットSp-1と第2スポットSp-2との半径方向における間隔Dstを、基準面Ref上のトラックピッチの1/2に設定するものとしている。
そして第1の手法では、記録時におけるトラッキングサーボ制御は、サーボ用レーザ光の反射光に基づき、該サーボ用レーザ光のビームスポット(図のようにサーボ光スポットSp-sと表記する)が基準面Ref上のグルーブをトレースするように対物レンズ55の位置を制御することで行う。
第1の手法では、このようなスポット間隔Dstの設定、及びトラッキングサーボ制御が行われる下で、第1記録層用レーザ光によるグルーブ付トラックT-gの記録と第2記録層用レーザ光によるグルーブ無トラックT-sの記録とを同時並行的に行う。
確認のため、図25に、このような第1の手法による記録が行われる際の様子を示しておく。
なお図25において、グレーの線は基準面Ref上のグルーブを表し、黒線は半透明記録膜61に記録されたトラックT(実線がグルーブ付トラックT-g、破線がグルーブ無トラックT-s)を表す。
先ず、確認のため述べておくと、この場合、2つの記録層用レーザ光のうち一方は、サーボ用レーザ光と光軸が一致するように多層記録媒体Dsc4に照射する。本例では、第1記録層用レーザ光の方を、サーボ用レーザ光の光軸に一致させるものとしている。
上述のように、この場合の記録時には、サーボ光スポットSp-sを基準面Ref上のグルーブに追従させるように対物レンズ55についてのトラッキングサーボ制御が行われる(図25Aを参照)
そして、このようなトラッキングサーボ制御下で、第1記録層用レーザ光(第1スポットSp-1)によるグルーブ付トラックT-gの記録と第2記録層用レーザ光(第2スポットSp-2)によるグルーブ無トラックT-sの記録とが同時に行われることで、記録対象とする半透明記録膜61には、図25Bの黒線で示すようにトラックTが形成されていくことになる。具体的にこの場合は、基準面Refのトラックピッチ(図中、グレー線のピッチ)の1/2のピッチによりトラックTが配列されるように記録が行われる。
このように第1の手法によれば、記録対象とする半透明記録膜61に対して、基準面Refのトラックピッチの1/2のトラックピッチTpによりグルーブ付トラックT-gとグルーブ無トラックT-sとを配列させることができる。
例えば、基準面Refのトラックピッチを0.500μm程度にできる(基準面Refの光学的限界値を該0.500μm程度とする光学条件を設定できる)場合には、半透明記録膜61におけるトラックピッチTpはその半分の0.25μm程度とすることができ、本技術の光ディスク記録媒体を実現できる。
なお、上記ではサーボ光スポットSp-2を基準面Refのグルーブに追従させるように対物レンズ55のトラッキングサーボ制御を行うものとしたが、基準面Refのランド部分に追従させるようにトラッキングサーボ制御を行った場合にも同様の結果が得られることは言うまでもない。
また、上記では基準面Refの位置案内子としてグルーブが形成される場合を例示したが、基準面Refの位置案内子としてはピット列やマーク列によるものとすることもできる。
ここで、上記第1の手法によれば、記録層63においては、第2の実施の形態と同様のダブルスパイラル記録が行われるので、記録層63に記録されたマーク列についての再生時には、第2の実施の形態と同様に2ビームを用いた再生を行うものとすれば、第1及び第3の実施の形態のようなトラッキングサーボのかけ分けは不要とできる。
具体的に、この場合の再生は、第1記録層用レーザ光(グルーブ付トラックT-gを再生するための第1再生用レーザ光として機能)と第2記録層用レーザ光(グルーブ無トラックT-sを再生するための第2再生用レーザ光として機能)とを用いて行えばよく、第1記録層用レーザ光の反射光に基づき生成したトラッキングエラー信号TEに従って対物レンズ55の位置制御を行うことで、第1記録層用レーザ光、第2記録層用レーザ光をそれぞれグルーブ付トラックT-g、グルーブ無トラックT-sに追従させることができ、それによってグルーブ付トラックT-g、グルーブ無トラックT-sの記録情報を同時に読み出すことができる。
[5-2.記録再生装置の構成]

図26及び図27を参照し、上記により説明した第1の手法としての記録再生動作を実現するための記録再生装置95の構成について説明する。
図26は、記録再生装置95が備える主に光学系の構成についての説明図であり、具体的には、記録再生装置95が備える光ピックアップOP’の内部構成例を主に示している。
先の図22と比較して分かるように、この場合の光ピックアップOP’は、第3の実施の形態の場合の光ピックアップOPとの比較で、記録層用レーザ51として第1記録層用レーザ光の光源となる第1記録層用レーザ51-1と第2記録層用レーザ光の光源となる第2記録層用レーザ51-2の2つが設けられた点、及び記録層用受光部58として第1記録層用レーザ光の反射光を受光する第1記録層用受光部58-1と第2記録層用レーザ光の反射光を受光する第2記録層用受光部58-2とが設けられた点が異なる。
先の説明からも理解されるように、この場合の光ピックアップOP’(光学系)は、第1記録層用レーザ光による第1スポットSp-1と第2記録層用レーザ光による第2スポットSp-2とのスポット間隔Dstが基準面Refのトラックピッチの1/2となるように設計される。
また、第1記録層用受光部58-1は、前述のように再生時において第1記録層用レーザ光の反射光に基づくトラッキングエラー信号TE-rの生成が可能となるようにすべく、分割ディテクタを有して、第1記録層用レーザ光の反射光を分割受光するように構成される。
図27は、記録再生装置95全体の内部構成例を示している。
なお図27において、光ピックアップOP’の内部構成については、図26に示した構成のうち第1記録層用レーザ51-1、第2記録層用レーザ51-2、レンズ駆動部73、及び2軸アクチュエータ56のみを抽出して示している。
先の図23と比較して分かるように、この場合の記録再生装置95は、第3の実施の形態の記録再生装置70との比較で、光ピックアップOP’外部の構成に関して、記録処理部83に代えて記録処理部83’が設けられた点、発光駆動部84として発光駆動部84-1と発光駆動部84-2が設けられた点、マトリクス回路34に代えて記録層用マトリクス回路34-rが設けられた点、RF信号生成回路59が新たに設けられた点、クロストークキャンセル回路36としてクロストークキャンセル回路36-1、クロストークキャンセル回路36-2が設けられた点、再生処理部85に代えて再生処理部85’が設けられた点、サーボ回路41に代えて記録層用サーボ回路41’が設けられた点、及び任意ピッチスパイラル移動制御部87・フォーカスエラー信号生成回路89・フォーカスサーボ回路90に代えてサーボ光用マトリクス回路34-sv・サーボ光用サーボ回路96が設けられた点が異なる。
記録処理部83’は、第2の実施の形態の場合の記録波形生成部3’と同様に、入力される記録データを2系統に分割し、該分割したデータの一方に基づく記録信号と他方に基づく記録信号とを生成する。
前述のように本例の場合は、第1記録層用レーザ光側がグルーブ付トラックT-gの記録を、第2記録層用レーザ光側がグルーブ無トラックT-sの記録をそれぞれ担当するので、この場合の記録処理部83’は、発光駆動部84-1側に供給する記録信号として、入力記録データに応じたマークの間にグルーブGを挿入させることのできる信号を生成する。
なおこの場合としても、記録データの分割手法としては、例えば記録データを所定のデータ単位ごとに発光駆動部84-1側、発光駆動部84-2側に振り分ける手法等を挙げることができる。
発光駆動部84-1、発光駆動部84-2は、それぞれ記録処理部83’から供給された記録信号に従ってレーザ駆動信号D-r1、レーザ駆動信号D-r2を生成し、該駆動信号に基づき光ピックアップOP’内の第1記録層用レーザ55-1、第2記録層用レーザ55-2を発光駆動する。
また、これら発光駆動部84-1、84-2は、それぞれ後述するコントローラ97から再生時に対応して行われる指示に応じて第1記録層用レーザ55-1、第2記録層用レーザ55-2を再生パワーにより発光駆動する。
記録層用マトリクス回路34-rは、第1記録層用受光部58-1としての複数の受光素子からの受光信号DT-r1に基づき、先のマトリクス回路34と同様にRF信号、フォーカスエラー信号FE-r、トラッキングエラー信号TE-rを生成する。
ここで、第2記録層用レーザ光の反射光に基づき生成されるRF信号と区別する意味で、第1記録層用マトリクス回路34-rにより生成されるRF信号を以下「第1再生情報信号RF-1」と表記する。
記録層用マトリクス回路34-rにより得られたフォーカスエラー信号FE-r、トラッキングエラー信号TE-rは、記録層用サーボ回路41’に対して供給される。
記録層用マトリクス回路34-rにより得られた第1再生情報信号RF-1は、第1クロストークキャンセル回路36-1によるクロストークキャンセル処理を経た後、再生処理部85’に供給される。
また、RF信号生成回路59は、第2記録層用受光部58-2により得られた受光信号DT-r2に基づき、RF信号(以下、第2再生情報信号RF-2と表記)を生成する。
RF信号生成回路59により得られた第2再生情報信号RF-2は、第2クロストークキャンセル回路36-2によるクロストークキャンセル処理を経た後、再生処理部85’に供給される。
再生処理部85’は、クロストークキャンセル処理の施された第1再生情報信号RF-1、第2再生情報信号RF-2について2値化処理や所定の復調処理を行って再生データを得る。
記録層用サーボ回路41’は、フォーカスエラー信号FE-r、トラッキングエラー信号TE-rについてサーボ信号生成のためのフィルタ処理を施してフォーカスサーボ信号FS-r、トラッキングサーボ信号TS-rをそれぞれ生成する。
フォーカスサーボ信号FS-rはフォーカスドライバ86に供給され、トラッキングサーボ信号TS-rはスイッチSWに供給される。
フォーカスドライバ86は、フォーカスサーボ信号FS-rに基づき生成したフォーカスドライブ信号FD-rにより、レンズ駆動部73を駆動する。これにより、第1記録層用レーザ光及び第2記録層用レーザ光が記録/再生対象とする半透明記録膜61に合焦するようにフォーカスサーボ制御が行われる。
また、サーボ用レーザ光側の信号処理系について、サーボ光用マトリクス回路34-svは、サーボ光用受光部82としての複数の受光素子からの受光信号DT-svに基づき、サーボ用レーザ光の反射光に基づくフォーカスエラー信号FE-sv、及びトラッキングエラー信号TE-svを生成する。
サーボ光用サーボ回路96は、フォーカスエラー信号FE-sv、トラッキングエラー信号TE-svに対しサーボ信号生成のためのフィルタ処理を施し、フォーカスサーボ信号FS-sv、トラッキングサーボ信号TS-svを生成する。
図のようにフォーカスサーボ信号FS-svは2軸ドライバ46に供給され、トラッキングサーボ信号TS-svはスイッチSWに供給される。
スイッチSWは、コントローラ97からの指示に基づき、記録層用サーボ回路41’側より入力されるトラッキングサーボ信号TS-rとサーボ光用サーボ回路96側より入力されるトラッキングサーボ信号TS-svの何れか一方を2軸ドライバ46に対して択一的に出力する。
先の説明からも理解されるように、対物レンズ55のトラッキングサーボ制御としては、記録時にはサーボ用レーザ光の反射光(つまり基準面Refからの反射光)に基づき行われ、再生時には第1記録層用レーザ光の反射光に基づき行われるものである。従ってスイッチSWは、コントローラ97からの指示に基づき、記録時に対応してはトラッキングサーボ信号TS-svを選択出力し、再生時に対応してはトラッキングサーボ信号TS-rを選択出力するようにされる。
2軸ドライバ46は、フォーカスサーボ信号FS-sv、スイッチSWから入力されるトラッキングサーボ信号TSのそれぞれから生成したフォーカスドライブ信号FD-sv、トラッキングドライブ信号TDに基づき、2軸アクチュエータ56のフォーカスコイル、トラッキングコイルをそれぞれ駆動する。
これにより、対物レンズ55についてのフォーカスサーボ制御、トラッキングサーボ制御が実現される。
コントローラ97は、例えばマイクロコンピュータで構成され、内蔵するROM等に記憶されたプログラムに従った制御・処理を実行することで、記録再生装置95の全体制御を行う。
特にこの場合のコントローラ97は、対物レンズ55のトラッキングサーボ制御に関して、記録時/再生時に対応した切り替えを行うための処理を行う。具体的にコントローラ97は、記録時に対応してはスイッチSWにトラッキングサーボ信号TS-svを選択させ、基準面Refからの反射光に基づく対物レンズ55のトラッキングサーボ制御が行われるようにする。また再生時に対応しては、スイッチSWにトラッキングサーボ信号TS-rを選択させて第1記録層用レーザ光の反射光に基づくトラッキングサーボ制御が実行されるようにする。
このような記録再生装置95により、記録可能型光ディスクとしての多層記録媒体Dsc4に対して、グルーブ付トラック(マーク列)T-gとグルーブ無トラック(マーク列)T-sとが半径方向に交互に且つ0.27μm以下のトラックピッチで配列されるように記録を行うことができる。また記録再生装置95によれば、このように光学的限界値を超えたピッチでトラックTが配列された多層記録媒体Dsc4に対応して、トラッキングサーボを適正にかけることができる。
このように、第4の実施の形態によっても、光学的限界値を超えたピッチによりトラックTが配列されている下で、トラッキングサーボが適正にかかるようにできる光ディスクシステムを実現できる。この結果、情報記録密度のさらなる向上、ひいては記録容量のさらなる拡大化が図られるようにできる。
[5-3.第2の手法]

ここで、先に述べたように、基準面Refの光学条件をDVDと同程度の条件としたときには、理論的な光学的限界値は0.500μm程度となる。これは、換言すれば、実際上の光学的限界値としては0.500μm以上となることを意味し、場合によっては、上記により説明した第1の手法、すなわち記録層63でのトラックピッチTpを基準面Refのトラックピッチの1/2とできる手法を採ったとしても、記録層63におけるトラックピッチTpを0.27μm以下にできない可能性があることを意味する。
そこで、第4の実施の形態では、以下のような第2の手法を提案する。
なお、以下の例では、基準面Refのトラックピッチは例えば0.800μm程度に設定されているとする。
また確認のため述べておくと、第2の手法で対象とする光ディスク記録媒体の構造は、先の第1の手法で用いた多層記録媒体Dsc4と同様となる。
図28は、第4の実施の形態の第2の手法についての説明図である。
この図28に示されるように、第2の手法においては、第1記録用レーザ光による第1スポットSp-1と第2記録層用レーザ光による第2スポットSp-2とのスポット間隔Dstを、基準面Refのトラックピッチの1/4に設定する。
この場合、基準面Ref上のトラックピッチは前述のように0.800μm程度とされるので、スポット間隔Dstは0.200μmとなる。
なお、図からも明らかなように、この場合も先の第1の手法と同様、第1記録層用レーザ光側の光軸をサーボ用レーザ光の光軸と一致させるものとしている。
第2の手法では、このようなスポット間隔Dstが設定された第1記録層用レーザ光、第2記録層用レーザ光を用いて、以下のような手法により記録層63に対するマーク記録を行う。
図29、図30は、第2の手法による具体的な記録動作についての説明図である。
なおこれら図29、図30においても、先の図25と同様に、グレーの線は基準面Ref上に形成されたグルーブ(位置案内子:トラック)を表し、黒線が対象とする半透明記録膜61に形成されるトラックT、具体的には実線がグルーブ付トラックT-g、破線がグルーブ無トラックT-sを表す。
先ず前提として、第2の手法としても、第1記録層用レーザ光、第2記録層用レーザ光の2ビームを用いて、グルーブ付トラックT-gの記録とグルーブ無トラックT-sの記録を同時並行的に行う点は第1の手法と同様となる。
第2の手法では、このような2ビームを用いたグルーブ付トラックT-gとグルーブ無トラックT-sの同時記録を、サーボ光スポットSp-sを基準面Refのグルーブ(位置案内子)にトレースさせる第1のトラッキングサーボ制御状態と、サーボ光スポットSp-sを基準面Refのランド部分(位置案内子の間部分)にトレースさせる第2のトラッキングサーボ制御状態との双方で実行する点が第1の手法と異なる。
具体的に、この場合の記録動作では、先ず図29A→図29Bの遷移として示すように、基準面Refのグルーブを対象とした上記第1のトラッキングサーボ制御状態下で、第1記録層用レーザ光と第2記録層用レーザ光とによるグルーブ付トラックT-gとグルーブ無トラックT-sの同時記録を行う。
そして、該記録動作を行った後、図30A→図30Bの遷移として示すように、基準面Refのランド部分を対象とした上記第2のトラッキングサーボ制御状態下で、第1記録層用レーザ光と第2記録層用レーザ光とによるグルーブ付トラックT-gとグルーブ無トラックT-sの同時記録を行う。
このような第2の手法としての記録動作により、この場合の記録層63に対しては、グルーブ付トラック(マーク列)T-gとグルーブ無トラック(マーク列)T-sとが、基準面Refのトラックピッチの1/4のトラックピッチTpにより配列されるように記録を行うことができる。
つまり本例の場合であれば0.200μm程度のトラックピッチTpを実現できるものであり、トラックピッチTp=0.27μm以下が要求される本技術の光ディスク記録媒体を実現できる。
ここで、このようなマーク記録が行われた多層記録媒体Dsc4についての再生時には、トラッキングサーボ制御は以下のようにして行えばよい。
すなわち、この場合としても再生ビームは、第1の手法と同様に第1記録層用レーザ光と第2記録層用レーザ光の2ビームを用いる。
そして、第1記録層用レーザ光の反射光から生成したトラッキングエラー信号TE-rに基づき、対物レンズ55のトラッキングサーボ制御を行う。これにより、第1記録層用レーザ光による第1スポットSp-1をグルーブ付トラックT-gに追従させることができ、同時に、第2記録層用レーザ光による第2スポットSp-2をグルーブ無トラックT-sに追従させることができる。つまりこの結果、同時記録された情報の同時読み出しを実現できる。
このように第2の手法によっても、光学的限界値を超えたピッチによりトラックTが配列されている下で、トラッキングサーボが適正にかかるようにできる光ディスクシステムを実現でき、情報記録密度のさらなる向上、ひいては記録容量のさらなる拡大化を図ることができる。
なお、上記第2の手法に関して、記録時における基準面Refのグルーブ/ランドを対象としたトラッキングサーボのかけ分けは、図27に示したサーボ光用サーボ回路96において、トラッキングエラー信号TE-svそのものに基づくトラッキングサーボ信号TS-svの生成と、トラッキングエラー信号TE-svを極性反転又はオフセット(1トラック分のオフセット)させた信号に基づくトラッキングサーボ信号TS-svの生成とを切り替えて行うことで実現できる。
また、上記による再生時のサーボ手法については、第1の手法における記録再生装置95と同様の構成で実現することができる。
<6.変形例>

以上、本技術に係る各実施の形態について説明したが、本技術はこれまでに説明した具体例に限定されるべきものではない。
例えばこれまでの説明では、トラッキングエラー信号としてプッシュプル信号P/Pを用いることを前提としたが、例えばDPP(Differential Push-Pull)信号やDPD(Differential Phase Detection)信号などの他のトラッキングエラー信号を用いた場合にも本技術は好適に適用できる。
また、第3及び第4の実施の形態において、マーク記録用のレーザ光の波長は405nm程度、サーボ用レーザ光の波長は650nm程度とする場合を例示したが、これらの波長については例示した数値に限定されるべきものではない。
また、第2及び第4の実施の形態については、記録用のレーザ光を2ビームとしてダブルスパイラル記録を行う場合を例示したが、記録用のビームを3以上用いて、3重以上のスパイラル記録を行うこともできる。
また、第2及び第4の実施の形態について、再生時は、それぞれ独立のスパイラルを描くように記録されたグルーブ付トラックT-g、グルーブ無トラックT-sの記録情報を複数のビームを用いて同時に読み出す手法を例示したが、再生ビームとして1ビームのみを用いて読み出しを行うことも勿論可能である。その場合、グルーブ付トラックT-gとグルーブ無トラックT-sとでサーボのかけ分けを行うことになる。
具体的に、グルーブ付トラックT-g上の再生対象データを読み出すときは、該グルーブ付トラックT-gを対象としたトラッキングサーボ(本例の場合はトラッキングエラー信号TEそのものを用いたトラッキングサーボ)をかけて、対象データを読み出す。また、グルーブ無トラックT-s上の再生対象データを読み出すときは、該グルーブ無トラックT-sを対象としたトラッキングサーボ(本例の場合はトラッキングエラー信号TEを極性反転又はオフセットさせた信号を用いたトラッキングサーボ)をかけて、対象データを読み出す。
また、第3及び第4の実施の形態について、基準面Refは記録層63の下層側に設けるものとしたが、逆に記録層63の上層側に設けることもできる。その場合、反射膜65としては、記録層用レーザ光と同波長帯の光を選択的に透過し、それ以外の波長による光は反射する性質のものを用いる。
また、本技術は以下に示す構成を採ることもできる。
(1)
ディスク原盤を回転駆動する回転駆動部と、
上記回転駆動部により回転される上記ディスク原盤に対し、ピットが配列されてなる単純ピット列と、ピット間にグルーブが挿入されたグルーブ付ピット列とが半径方向に交互に且つ0.27μm以下のトラックピッチで配列されるように露光を行う露光部と
を備える露光装置。
(2)
上記露光部は、
上記ディスク原盤の回転角度が所定の回転角度となるごとに交互に上記単純ピット列/上記グルーブ付ピット列についての露光動作を切り替える
上記(1)に記載の露光装置。
(3)
上記露光部は、
複数のビームを用いて、上記ディスク原盤に対する上記単純ピット列についての露光と上記グルーブ付ピット列についての露光とを同時に行う
上記(1)に記載の露光装置。
(4)
ピット又はマークが配列されてなる単純トラックと、ピット又はマーク間にグルーブが挿入されたグルーブ付トラックとが半径方向に交互に且つ0.27μm以下のトラックピッチで配列されている
記録媒体。
(5)
記録媒体の記録層に対し、マークが配列された単純マーク列と、マーク間にグルーブが挿入されたグルーブ付マーク列とが半径方向に交互に且つ0.27μm以下のトラックピッチで配列されるように記録を行う記録部を備える
記録装置。
(6)
上記記録部は、
プリグルーブを持たない平面状の上記記録層に対してマーク列を記録する
上記(5)に記載の記録装置。
(7)
上記記録媒体には、
上記記録層と共に、位置案内子が形成された基準面が形成されており、
上記基準面からの反射光を得るためのサーボ用レーザ光と、上記記録層に対する記録を行うための記録用レーザ光とを上記記録媒体に対して照射する光照射部と、
上記サーボ用レーザ光の反射光を受光して得られる受光信号に基づき、上記記録媒体に照射される上記記録用レーザ光のトラッキング方向における照射位置を制御する位置制御部とを備える
上記(6)に記載の記録装置。
(8)
上記光照射部は、
上記サーボ用レーザ光を上記記録用レーザ光と共通の対物レンズを介して上記記録媒体に対して照射するように構成され、
上記位置制御部は、
上記サーボ用レーザ光についての上記受光信号に基づき上記対物レンズの上記トラッキング方向における位置を制御する
上記(7)に記載の記録装置。
(9)
上記基準面は、
1周回におけるピットの形成可能位置の間隔が所定の第1の間隔に制限されたピット列がスパイラル状又は同心円状に形成されていると共に、半径方向に配列されるピット列において、上記ピットの形成可能位置のピット列形成方向における間隔が所定の第2の間隔ずつずれた位置に設定されて、複数のピット列位相を有しており、
上記位置制御部は、
上記サーボ用レーザ光の反射光を受光して得られる受光信号に基づき、上記記録用レーザ光の移動軌跡が0.27μm以下のピッチによるスパイラル形状を描くように上記対物レンズのトラッキング方向位置を制御する
上記(7)又は(8)に記載の記録装置。
(10)
上記記録部は、
上記記録用レーザ光として、半径方向におけるスポット間隔が上記基準面に形成された上記位置案内子のトラックピッチの1/2となるように上記記録層に対して照射した第1のレーザ光と第2のレーザ光とを用いて、上記記録層に対する上記単純マーク列についての記録と上記グルーブ付ピット列についての記録とを同時に行う
上記(7)又は(8)に記載の記録装置。
(11)
上記記録部は、
上記記録用レーザ光として、上記半径方向におけるスポット間隔が上記基準面に形成された位置案内子のトラックピッチの1/4となるように上記記録層に対して照射した第1のレーザ光と第2のレーザ光とを用いて、上記記録層に対する上記単純マーク列についての記録と上記グルーブ付ピット列についての記録とを同時に行う記録動作を、上記位置制御部が上記位置案内子を対象として位置制御を行っている状態と上記位置案内子間に形成されるランド部分を対象として位置制御を行っている状態の双方において実行する
上記(7)又は(8)に記載の記録装置。
(12)
ピット又はマークが配列されてなる単純トラックと、ピット又はマーク間にグルーブが挿入されたグルーブ付トラックとが半径方向に交互に且つ0.27μm以下のトラックピッチで配列された記録媒体に対して対物レンズを介してレーザ光を照射すると共に、その反射光を受光する光照射・受光部と、
上記光照射・受光部が上記反射光を受光して得られる受光信号に基づき、トラッキングエラー信号を生成するトラッキングエラー信号生成部と、
上記トラッキングエラー信号に基づき、上記対物レンズの、上記半径方向に平行な方向であるトラッキング方向における位置を制御することで、上記レーザ光の上記半径方向における位置を制御する位置制御部と、
上記受光信号に基づき上記記録媒体の記録信号についての再生を行う再生部と
を備える再生装置。
(13)
上記位置制御部は、
上記単純トラックを対象とした位置制御時と、上記グルーブ付トラックを対象とした位置制御時とで、上記トラッキングエラー信号を極性反転又はオフセットさせた信号である第1制御用信号に基づく位置制御と、上記トラッキングエラー信号を上記極性反転又は上記オフセットさせていない信号である第2制御用信号に基づく位置制御とを切り替えて行う
上記(12)に記載の再生装置。
T-g グルーブ付トラック、T-s グルーブ無トラック、P ピット、G グルーブ、Dsc1,Dsc2 光ディスク、1 原盤記録装置、2 コントローラ、3,3’ 記録波形生成部、4 レーザドライバ、5 スピンドルサーボ/ドライバ、6 スライドドライバ、7 スライダ、8,32 スピンドルモータ、10 ピックアップヘッド、11 レーザダイオード、30,50 ディスクドライブ装置、31,31’,OP,OP’ 光ピックアップ、35 データ検出処理部、36 クロストークキャンセル回路、40 システムコントローラ、41,41’ サーボ回路(記録層用サーボ回路)、43 レーザドライバ、46 2軸ドライバ、41b 反転回路、41c 加算器、SW1,SW2 スイッチ、4-1 第1レーザドライバ、4-2 第2レーザドライバ、11-1 第1レーザダイオード、11-2 第2レーザダイオード、51-1 第1レーザ(第1記録層用レーザ)、51-2 第2レーザ(第2記録層用レーザ)、36-1 第1クロストークキャンセル回路、36-2 第2クロストークキャンセル回路、Dsc3,Dsc4 多層記録媒体、61 半透明記録膜、63 記録層、Ref 基準面、70,95 記録再生装置、51 記録層用レーザ、55 対物レンズ、56 2軸アクチュエータ、58 記録層用受光部、76 ダイクロイックプリズム、77 サーボ用レーザ、82 サーボ光用受光部、83,83’ 記録処理部、84,84-1,84-2 発光駆動部、85,85’ 再生処理部、87 任意ピッチスパイラル移動制御部、58-1 第1記録層用受光部、58-2 第2記録層用受光部、91,97 コントローラ、96 サーボ光用サーボ回路

Claims (13)

  1. ディスク原盤を回転駆動する回転駆動部と、
    上記回転駆動部により回転される上記ディスク原盤に対し、ピットが配列されてなる単純ピット列と、ピット間にグルーブが挿入されたグルーブ付ピット列とが半径方向に交互に且つ0.27μm以下のトラックピッチで配列されるように露光を行う露光部と
    を備える露光装置。
  2. 上記露光部は、
    上記ディスク原盤の回転角度が所定の回転角度となるごとに交互に上記単純ピット列/上記グルーブ付ピット列についての露光動作を切り替える
    請求項1に記載の露光装置。
  3. 上記露光部は、
    複数のビームを用いて、上記ディスク原盤に対する上記単純ピット列についての露光と上記グルーブ付ピット列についての露光とを同時に行う
    請求項1に記載の露光装置。
  4. ピット又はマークが配列されてなる単純トラックと、ピット又はマーク間にグルーブが挿入されたグルーブ付トラックとが半径方向に交互に且つ0.27μm以下のトラックピッチで配列されている
    記録媒体。
  5. 記録媒体の記録層に対し、マークが配列された単純マーク列と、マーク間にグルーブが挿入されたグルーブ付マーク列とが半径方向に交互に且つ0.27μm以下のトラックピッチで配列されるように記録を行う記録部を備える
    記録装置。
  6. 上記記録部は、
    プリグルーブを持たない平面状の上記記録層に対してマーク列を記録する
    請求項5に記載の記録装置。
  7. 上記記録媒体には、
    上記記録層と共に、位置案内子が形成された基準面が形成されており、
    上記基準面からの反射光を得るためのサーボ用レーザ光と、上記記録層に対する記録を行うための記録用レーザ光とを上記記録媒体に対して照射する光照射部と、
    上記サーボ用レーザ光の反射光を受光して得られる受光信号に基づき、上記記録媒体に照射される上記記録用レーザ光のトラッキング方向における照射位置を制御する位置制御部とを備える
    請求項6に記載の記録装置。
  8. 上記光照射部は、
    上記サーボ用レーザ光を上記記録用レーザ光と共通の対物レンズを介して上記記録媒体に対して照射するように構成され、
    上記位置制御部は、
    上記サーボ用レーザ光についての上記受光信号に基づき上記対物レンズの上記トラッキング方向における位置を制御する
    請求項7に記載の記録装置。
  9. 上記基準面は、
    1周回におけるピットの形成可能位置の間隔が所定の第1の間隔に制限されたピット列がスパイラル状又は同心円状に形成されていると共に、半径方向に配列されるピット列において、上記ピットの形成可能位置のピット列形成方向における間隔が所定の第2の間隔ずつずれた位置に設定されて、複数のピット列位相を有しており、
    上記位置制御部は、
    上記サーボ用レーザ光の反射光を受光して得られる受光信号に基づき、上記記録用レーザ光の移動軌跡が0.27μm以下のピッチによるスパイラル形状を描くように上記対物レンズのトラッキング方向位置を制御する
    請求項8に記載の記録装置。
  10. 上記記録部は、
    上記記録用レーザ光として、半径方向におけるスポット間隔が上記基準面に形成された上記位置案内子のトラックピッチの1/2となるように上記記録層に対して照射した第1のレーザ光と第2のレーザ光とを用いて、上記記録層に対する上記単純マーク列についての記録と上記グルーブ付ピット列についての記録とを同時に行う
    請求項7に記載の記録装置。
  11. 上記記録部は、
    上記記録用レーザ光として、上記半径方向におけるスポット間隔が上記基準面に形成された位置案内子のトラックピッチの1/4となるように上記記録層に対して照射した第1のレーザ光と第2のレーザ光とを用いて、上記記録層に対する上記単純マーク列についての記録と上記グルーブ付ピット列についての記録とを同時に行う記録動作を、上記位置制御部が上記位置案内子を対象として位置制御を行っている状態と上記位置案内子間に形成されるランド部分を対象として位置制御を行っている状態の双方において実行する
    請求項7に記載の記録装置。
  12. ピット又はマークが配列されてなる単純トラックと、ピット又はマーク間にグルーブが挿入されたグルーブ付トラックとが半径方向に交互に且つ0.27μm以下のトラックピッチで配列された記録媒体に対して対物レンズを介してレーザ光を照射すると共に、その反射光を受光する光照射・受光部と、
    上記光照射・受光部が上記反射光を受光して得られる受光信号に基づき、トラッキングエラー信号を生成するトラッキングエラー信号生成部と、
    上記トラッキングエラー信号に基づき、上記対物レンズの、上記半径方向に平行な方向であるトラッキング方向における位置を制御することで、上記レーザ光の上記半径方向における位置を制御する位置制御部と、
    上記受光信号に基づき上記記録媒体の記録信号についての再生を行う再生部と
    を備える再生装置。
  13. 上記位置制御部は、
    上記単純トラックを対象とした位置制御時と、上記グルーブ付トラックを対象とした位置制御時とで、上記トラッキングエラー信号を極性反転又はオフセットさせた信号である第1制御用信号に基づく位置制御と、上記トラッキングエラー信号を上記極性反転又は上記オフセットさせていない信号である第2制御用信号に基づく位置制御とを切り替えて行う
    請求項12に記載の再生装置。
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