光ディスク装置および光ディスク記録方法
【課題】
ガイド層と記録層の少なくとも２つの種類の層で形成される光ディスクの場合、波長の異なる２つ以上の光ビームを用いるため、ディスク接線方向の記録密度とディスク半径方向の記録密度が両立しない課題がある。
【解決手段】
半導体レーザを出射した第１の光ビームと第２の光ビームの対物レンズに入射する光軸方向を変える光軸角度可変素子を有した光ピックアップ装置を搭載した光ディスク装置において、ガイド層の１つのガイドトラックに対して、複数トラック相当の記録マークを形成するよう、前記光軸角度可変素子を駆動する。
ガイド層と記録層の少なくとも２つの種類の層で形成される光ディスクの場合、波長の異なる２つ以上の光ビームを用いるため、ディスク接線方向の記録密度とディスク半径方向の記録密度が両立しない課題がある。
【解決手段】
半導体レーザを出射した第１の光ビームと第２の光ビームの対物レンズに入射する光軸方向を変える光軸角度可変素子を有した光ピックアップ装置を搭載した光ディスク装置において、ガイド層の１つのガイドトラックに対して、複数トラック相当の記録マークを形成するよう、前記光軸角度可変素子を駆動する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスク装置及び光ディスク記録方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
本技術分野の背景技術として、例えば、特開２００３−６７９３９-（特許文献１）がある。本公報には課題として「狭いトラックピッチで安定的に記録又は再生が可能な光学式情報記録媒体及び記録再生方法を提供する。」と記載があり、解決手段として「光学式情報記録媒体は、基板３１と少なくとも１層の記録層３４を有し、基板に所定のガイドピッチで離れて交わることなく延在する複数のガイドトラック３２と、記録間隔がガイドピッチより小で、ガイドトラックに並列に配列された反射率又は透過率の変化した複数の記録マークとを有し、記録層３４に集光された光ビームよる記録層の反射率又は透過率の変化により情報の記録又は再生可能である。記録間隔で互いに離間した複数の光ビームを照射して、光ビームの１つで照射されたガイドトラック３２からの戻り光に基づいてトラッキング誤差信号を生成し、ガイドトラック上にて光ビームのスポットを追従せしめ、光ビームのスポットの他の１つで記録し、光ビームのスポットの少なくとも１つからの戻り光により読み取り信号を生成する。」と記載がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−６７９３９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
光ディスクにおいては２層以上のディスク層数とすることで記録容量を増やしており、今後もディスク層数を多くすることで記録容量を増やすことが期待されている。多層ディスクとして特許文献１のようなサーボ信号検出用の層（ガイド層）と記録層の少なくとも２つの種類の層で形成されるガイド層分離型の光ディスクが提案されている。
【０００５】
このようなガイド層分離型の光ディスクにおいて記録容量を大きくするときに１層当たりの記録容量を大きくすることが課題となっている。以下その理由について説明する。
【０００６】
まず、１つ目にサーボ用の光ビームと記録用の光ビームの波長の違いがある。本実施例のようなガイド層分離型の光ディスクの場合、それぞれの層に反射率の波長特性を持たせているため、記録層で集光する光ビームと、ガイド層で集光する光ビームの波長を変える必要がある。このとき、光ビームのスポット径を小さくするためには、原理的に短い波長の光ビームでなければならない。
【０００７】
ここで、例えばガイド層に集光する光ビームに対し、記録層に集光する光ビームの波長を短くしたとする。このようにすると、記録層でのスポット径を小さくすることができるため、ディスク接線方向の記録密度を大きくすることができる。しかし、ガイド層のガイドトラックピッチが、短い波長のレーザを用いるときに比べ、大きくなってしまうため、ディスク半径方向の記録密度を大きくすることができない。ここで、このままの状態でガイドトラックピッチだけを小さくしていくと不安定なトラッキング誤差信号となってしまうため、安定した記録ができなくなってしまう課題がある。
【０００８】
また、例えばガイド層に集光する光ビームに対し、記録層に集光する光ビームの波長を長くしたとすると、ディスク半径方向の記録密度を大きくすることができる一方、ディスク接線方向の記録密度を大きくすることがきないため、１層当たりの記録密度を大きくすることができない。
【０００９】
このように、ガイド層と記録層の少なくとも２つの種類の層で形成される光ディスクの場合、ディスク接線方向の記録密度とディスク半径方向の記録密度が両立しない課題がある。
【００１０】
これに対し、特許文献１では、ガイド層の１つのガイドトラックに対して、複数トラック相当の記録マークを形成することを特徴としている。具体的には、サーボ層に複数のスポットを形成し、トラッキング誤差信号を生成するスポットを選択的に切り替えることにより、記録層のスポット位置を相対的にずらしている。これにより、ガイド層と記録層に分かれた光ディスクにおけるディスク接線方向の記録密度とディスク半径方向の記録密度の両立の課題を解決している。
【００１１】
ところが、特許文献１の場合、ガイド層の偏芯によって半径方向の記録マークの間隔が変化してしまうことが課題となっている。この課題について以下説明する。
【００１２】
ガイド層に偏芯があると、トラックの角度が回転位置に応じて変化する。例えば、ここでガイド層に集光する光ビームのメインビームと複数のサブビームがあるとする。このとき、記録層に集光する光ビーム（記録用光ビーム）は、メインビームと略同じ光軸とする。
【００１３】
まず、メインビームでトラッキング制御を行った場合、ガイドトラックの角度が変化したとしても、記録用光ビームはガイドトラックと同じ軌道で走査するため、半径方向の記録マーク位置はガイドトラックと同じように一定間隔となる。それに対し、サブビームでトラッキング制御を行った場合、ガイドトラックの角度が変化すると、記録用光ビーム、メインビームとサブビームのディスク半径方向の間隔が大きく変化してしまう。これは、信号検出の観点から複数のビームの間隔をディスク接線方向に所定量離さなければならないためであり、トラックの角度が変わるとそれに伴ってディスク半径方向の距離（トラックに対して垂直方向の距離）が変化してしまうためである。このため、メインビームのトラッキング制御で記録した記録マークとサブビームのトラッキング制御で記録した記録マークの半径方向の位置がディスク回転位置に応じて変化してしまうのである。これにより、記録マークの半径位置ずれに伴い、半径方向の隣接記録マークによる再生性能劣化が課題となる。さらに、例えばメインビームのトラッキング制御で記録した記録マークをサブビームのトラッキング制御した記録用光ビームで追加記録してしまうことで記録情報の破壊などが発生してしまうことが課題となっている。
【００１４】
そこで本発明は、ガイド層分離型の光ディスクにおいて、ガイド層の１つのガイドトラックに対して、複数トラック相当の記録マークを形成する光ディスク装置および光ディスク記録方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的は、特許請求の範囲に記載の発明によって達成できる。本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、第１の光ビームを出射する半導体レーザと、第２の光ビームを出射する半導体レーザと、前記第１、第２の光ビームを光ディスクに照射する対物レンズと、少なくとも第２光ビームの前記対物レンズに入射する光軸方向を変える光軸角度可変素子と、前記第１、第２の光ビームが入射する対物レンズを前記ディスク半径方向に駆動するアクチュエータと、前記光ディスクから反射した前記第１、第２の光ビームを受光する光検出器と、を備えた光ピックアップ装置を搭載している光ディスク装置であって、記録層とガイド層の少なくとも２層を有する光ディスクを記録する場合、前記第１の光ビームは記録層に集光し、前記第２の光ビームはガイド層に集光し、前記光軸角度可変素子の駆動量を変えることで、前記光ディスク上の第１の光ビームと第２の光ビームの相対位置をずらし、前記ガイド層のガイドトラックの半径方向の本数よりも、記録層の記録マーク列の半径方向の本数が多くなるよう記録することを特徴とする光ディスク装置による。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ガイド層分離型の光ディスクにおいて、ガイド層の１つのガイドトラックに対して、複数トラック相当の記録マークを形成することができる。これにより一層当たりの記録容量を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施例１における本発明の光ディスク装置を説明する図である。
【図２】実施例１における本発明の光ディスク装置の光ピックアップ装置光学系を説明する図である。
【図３】実施例１における本発明の光ディスクと第１、第２の光ビームの関係を示す図である。
【図４】実施例１における本発明のディスク記録方法を示す図である。
【図５】実施例１における本発明のドライブの記録動作を示す図である。
【図６】実施例１における本発明の記録動作での光ビームの角度調整方法を示す図である。
【図７】実施例１における本発明のドライブのイレース動作を示す図である。
【図８】実施例１における本発明のイレース動作での光ビームの角度調整方法を示す図である。
【図９】実施例２における本発明の光ディスク装置の光ピックアップ装置光学系を示す図である。
【図１０】実施例３における本発明の光ディスク装置の光ピックアップ装置光学系を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００１８】
図１は本発明の光ディスク装置の概略構成である。本発明の光ディスク装置は、ガイド層と記録層とを有する光ディスクに少なくとも対応した光ディスク装置である。
【００１９】
光ディスク装置内の光ピックアップ装置１７０は、光ディスク１００のＲａｄ方向に沿って駆動できる機構が設けられており、アクセス制御回路１７２からのアクセス制御信号に応じて位置制御される。
【００２０】
レーザ点灯回路１７７からは所定のレーザ駆動電流が光ピックアップ装置１７０内の半導体レーザに供給され、半導体レーザからは再生に応じて所定の光量でレーザ光が出射される。なお、レーザ点灯回路１７７は光ピックアップ装置１７０内に組み込むこともできる。
【００２１】
光ピックアップ装置１７０内の光検出器から出力された信号は、サーボ信号生成回路１７４および情報信号再生回路１７５に送られる。サーボ信号生成回路１７４では光検出器からの信号に基づいてフォーカス誤差信号、トラッキング誤差信号ならびにチルト制御信号などのサーボ信号が生成され、これを基にアクチュエータ駆動回路１７３を経て光ピックアップ装置１７０内のアクチュエータを駆動して、対物レンズの位置制御がなされる。また、サーボ信号生成回路１７４では、光検出器からの信号に基づいて光軸角度誤差信号が生成され、これを基に光軸角度可変素子駆動回路１７９を経て光ピックアップ内の光軸角度可変素子を駆動して光軸角度調整が行われる。また、前記情報信号再生回路１７５では、前記光検出器１０からの信号に基づいて光ディスク１００に記録されている情報信号が再生される。
【００２２】
サーボ信号生成回路１７４および情報信号再生回路１７５で得られた信号の一部はコントロール回路１７６に送られる。このコントロール回路１７６にはスピンドルモータ駆動回路１７１、アクセス制御回路１７２、サーボ信号生成回路１７４、レーザ点灯回路１７７などが接続され、光ディスク１００を回転させるスピンドルモータ１８０の回転制御、アクセス方向およびアクセス位置の制御、対物レンズのサーボ制御、光ピックアップ装置１７０内の半導体レーザ発光光量の制御などが行われる。また記録時には、コントロール回路１７６とレーザ点灯回路１７７の間の情報信号記録回路１７８からの記録制御信号に基づいてレーザ点灯回路１７７の点灯制御を行って、光ディスク１００へ所望の情報を書き込む。
【００２３】
このような光ディスク装置において、図２は光ピックアップ装置１７０の光学系を示したものである。
【００２４】
まず、記録層の信号を検出する光学系について説明する。半導体レーザ５０から第１の光ビームが出射される。半導体レーザ５０を出射した第１の光ビームは、レンズ５１により略平行光に変換される。そして、レンズ５１を透過した光ビームは、ＰＢＳプリズム５２、レンズ５３、ダイクロイックプリズム７４、レンズ７５を経て角度可変立上げミラー１０に入射する。なお、ＰＢＳプリズム５２は透過・反射率に偏光特性を有するプリズムであり、半導体レーザ５０から出射した光ビームを効率良く透過し、ディスクから反射した光ビームを効率良く反射する特性を有している。また、ダイクロイックプリズムは、波長選択性があり、本実施例では、半導体レーザ５０を出射した第１の光ビームを反射し、半導体レーザ６０を出射した第２の光ビームを透過する特性を有するプリズムとなっている。
【００２５】
ここで、レンズ５３は光軸方向に駆動可能となっており、レンズ７５と組み合わせることで、対物レンズに入射する発散／収束状態を変えることが可能となっている。これにより、複数の記録層のディスク表面から記録層（基板厚さ）の違いから発生する球面収差を補正することが可能となる。
【００２６】
そして、角度可変立上げミラー１０を反射した光ビームは、１／４波長板７６を透過し、アクチュエータに搭載された対物レンズ１を経て、光ディスク上の記録層に集光する。記録層を反射した光ビームは、対物レンズ１、１／４波長板７６、角度可変立上げミラー１０、レンズ７５、ダイクロイックプリズム７４、レンズ５３、ＰＢＳプリズム５２を経て、レンズ５４に入射する。レンズ５４では、光ビームに非点収差が与えられ、検出器５５で検出することで非点収差方式によるフォーカス誤差信号やトラッキング誤差信号のＤＰＤ信号や再生信号が検出される。
【００２７】
次にガイド層の信号を検出する光学系について説明する。半導体レーザ６０を出射した第２の光ビームは、レンズ６１により略平行光に変換される。そして、レンズ６１を透過した光ビームは、ＰＢＳプリズム６２、レンズ６３、ダイクロイックプリズム７４、レンズ７５を経て角度可変立上げミラー１０に入射する。なお、ＰＢＳプリズム６２は透過・反射率に偏光特性を有するプリズムであり、半導体レーザ５０から出射した光ビームを効率良く透過し、ディスクから反射した光ビームを効率良く反射する特性を有している。
【００２８】
ここで、レンズ６３は光軸方向に駆動可能となっており、レンズ７５と組み合わせることで、対物レンズに入射する発散／収束状態を変えることが可能となっている。これにより、複数の記録層とガイド層から発生する相対デフォーカスを補正することが可能となる。
【００２９】
そして、角度可変立上げミラー１０を反射した光ビームは、１／４波長板７６を透過し、アクチュエータに搭載された対物レンズ１を経て、光ディスク上のガイド層に集光する。ガイド層を反射した光ビームは、対物レンズ１、１／４波長板７６、角度可変立上げミラー１０、レンズ７５、ダイクロイックプリズム７４、レンズ６３、ＰＢＳプリズム６２を経て、レンズ６４に入射する。レンズ６４では、光ビームに非点収差が与えられ、検出器６５で検出することで非点収差方式によるフォーカス誤差信号やトラッキング誤差信号が検出される。
【００３０】
このような光学系構成において、本実施例の特徴は、光軸角度可変素子として角度可変立上げミラー１０を搭載していることである。例えばＭＥＭＳミラーなどが角度可変立上げミラー１０に相当する。
【００３１】
図３は、本発明の光ディスクと第１、第２の光ビームの関係を示したものである。ここでは、簡単のため１つの記録層４００と１つのガイド層５００として説明する。なお、第１の光ビーム４１０は記録層４００で集光し、第２の光ビーム５１０はガイド層５００で集光している。また、記録位置６００、６０１、６０２は、本実施例における記録位置を示しており、（ａ）は記録位置６００を記録している状態、（ｂ）は記録位置６０１を記録している状態、（ｃ）は記録位置６０２を記録している状態を示している。このように記録することでガイド層上の１つのガイドトラックに対し、複数の記録マーク列を形成することができる。図４は、本発明でのディスク記録状態を示している。ここで、Ｗ６００、Ｗ６０１、Ｗ６０２は、図３の記録位置６００、記録位置６０１、記録位置６０２を示している。この図においてガイド層のガイドトラック位置相当の記録部はＷ６０１であることから、本発明では、記録マークの半径方向の周期がガイドトラックピッチの１／３の周期となっていることがわかる。
【００３２】
このように、本実施例のように光ディスクに対して第１、第２の光軸の入射角度を変えることにより、記録層４００上での第２の光ビームのスポット位置を変えることで、１つのガイドトラック当たりの半径方向の記録マーク列を複数にすることができるため、半径方向の記録密度を向上することが可能となる。ここで、本実施例の記録方法の場合、第１の光ビームと第２の光ビームのずれ量は、隣接記録マーク間の半径方向の距離のみであるため、特許文献１で課題となったガイド層の偏芯があったとしても問題なく、安定した記録が行える特長がある。
【００３３】
次に、本実施例の光ディスク装置での記録動作、イレース動作について説明する。まず記録動作について説明する。図５は、本実施例のドライブの記録動作について示したものである。まず、光ディスクドライブのコントロール回路（図示せず）からの指令に応じて記録動作を開始する。まず、ディスクを駆動し、半導体レーザ５０、半導体レーザ６０を点灯する（ＳＷ１）。ここで、フォーカス制御やトラッキング制御を行い、ディスクの所定領域を使用して記録パワーや、レンズ５３による球面収差補正や、対物レンズの角度等の記録条件最適化を各層で行う（ＳＷ２）。その後、光軸角度可変素子を用いて光ビーム角度の調整を行う（ＳＷ３）。この角度調整の結果を元に記録を開始する（ＳＷ４）。
【００３４】
ここで、図６は、記録動作での光ビームの角度調整方法を示したものである。まず第１の光ビーム（記録層）でフォーカス制御した後（Ｓ１）、記録部で第２の光ビーム（ガイド層）でトラッキング制御を行う（Ｓ２）。ここで、光ディスクが既に記録されている場合には、追記記録位置付近まで移動し、第１のトラッキング誤差信号が所定の位置で略０となるよう光軸可変素子を制御する（Ｓ４）。このとき、光軸可変素子の制御を学習する（Ｓ５）。そして、第１の光ビームのトラッキング制御をオフにし、学習に応じて光軸可変素子を駆動する（Ｓ６）。第２の光ビームでトラッキング制御した状態で、光軸可変素子を駆動すると所定の位置の記録マークを追従可能となる。そして、この後所定位置で記録を開始する（図５ ＳＷ４）。
【００３５】
次に、光ディスクに既に記録された領域がない場合には、対物レンズを固定し、第２の光ビームのトラッキング誤差信号が略０となるよう光軸可変素子を制御する（Ｓ７）。そして、同じディスク回転角での隣接ガイドトラックの２点以上での光軸可変素子の制御を学習する（Ｓ８）。例えば、図４のＰ６０１ＡとＰ６０１Ｂが隣接ガイドトラックの２点に相当する。ここで、２点以上での演算結果を元に光軸可変素子を制御する。つまり、２つの光軸角度から間の位置を算出しているのである。例えば、本実施例では、対物レンズ入射角度を線形補間することで記録位置の最適化を行っている。そして、その制御のまま所定位置に移動し、記録を行う（図５ ＳＷ４）。
【００３６】
ここで、本実施例は光ディスクに既に記録された領域がある場合には、以前に記録された条件に合わせて光軸可変素子を制御していることが特徴としている。そして、既に記録された領域がない場合には、隣り合うガイドトラックの角度から、間の角度の制御量を決定している。このようにすることで、隣接するガイドトラックの間に記録マークを形成することができる。このため、ディスクに対し効率良く記録するためには、ｎを自然数としたとき、ガイド層のトラックピッチに対し、記録層の半径方向の記録マーク列の周期をｎ倍とすれば良い。
【００３７】
次にイレースの動作について説明する。図７は、本実施例のドライブのイレース動作について示したものである。まず、光ディスクドライブのコントロール回路（図示せず）からの指令に応じてイレース動作を開始する。まず、ディスクを駆動し、半導体レーザ５０、半導体レーザ６０を点灯する（ＳＥ１）。ここで、フォーカス制御やトラッキング制御を行い、ディスクの所定領域を使用してイレースパワーや、レンズ５３による球面収差補正や、対物レンズの角度等のイレース条件最適化を行う（ＳＥ２）。その後、ディスクに入射する光ビームの入射角度を以前に記録した状態と合わせるために角度可変立上げミラー１０の最適化を行う（ＳＥ３）。そしてその最適化条件の下、ディスクに情報をイレースを行う（ＳＥ４）。
【００３８】
ここで、図８は、イレース動作での光ビームの角度調整方法を示したものである。まず第１の光ビーム（記録層）でフォーカス制御した後（Ｔ１）、記録部で第２の光ビーム（ガイド層）でトラッキング制御を行う（Ｔ２）。ここで、イレースを行う位置付近まで移動し、第１のトラッキング誤差信号が所定の位置で略０となるよう光軸可変素子を制御する（Ｔ３）。このとき、光軸可変素子の制御を学習する（Ｔ４）。そして、第１の光ビームのトラッキング制御をオフにし、学習に応じて光軸可変素子を駆動する（Ｔ５）。第２の光ビームでトラッキング制御した状態で、光軸可変素子を駆動すると所定の位置の記録マークを追従可能となる。そして、この後所定位置でイレースを開始する（図７ ＳＥ４）。このように、以前に記録された条件に合わせて光軸可変素子である角度可変立上げミラー１０を制御することで、安定したイレース動作が行える特長がある。
【００３９】
以上のように、本実施例は角度可変立上げミラー１０を制御することで、隣接するガイドトラックの間に記録マークを形成することが可能となる。また、角度可変立上げミラー１０を制御することでイレースも行うことが可能となる。
【００４０】
なお、本実施例では、光ビームの角度調整（ＳＷ３、ＳＥ３）を１度しか行わなかったが、これには限定されず例えば記録およびイレースの性能を向上させる目的で１〜数トラック周期おきに光ビーム角度最適化を行っても良い。
【００４１】
そして、光ビームの角度調整（ＳＷ３、ＳＥ３）後の光軸可変素子の駆動方法は固定角度に限定されなく、例えば、スピンドルに対してディスクが傾いて取り付けられた場合には、ディスクの傾きが時間に依って変化するため、光軸可変素子を時間的に制御しても良い。この場合には、光軸可変素子を駆動した後の光軸がディスク半径方向に向かって略サイン関数で変位するよう制御すればよい。このとき、略サイン関数のＤＣ成分は、記録位置への変位、ディスクに対する光ピックアップ装置１７０の傾き、第１の光ビームと第２の光ビームの相対光軸ずれ等を示し、ＡＣ成分は、スピンドルに対してディスクが傾くことによる記録層での第１の光ビームのスポットと第２の光ビームのスポットの相対位置変化を示している。ここで、例えば回転周期１周期の中で数点摘出し、サイン関数で近似し、その近似式に合わせて光軸可変素子を制御しても良い。さらにそれには限定されず、例えば回転周期１周期の制御を学習し、その制御を行っても良い。
【００４２】
また、本実施例では簡単のため、記録層とガイド層を１層で説明したが、記録層とガイド層が２層以上あったとしても同様の効果が得られる。また、本実施例では、１つのガイドトラック当たりの半径方向の記録マーク列を３列（図３記録位置６００、６０１、６０２）で説明したが、これには限定されなく、例えば１つのガイドトラック当たりの半径方向の記録マーク列を４列であったり、それ以上であっても良い。
【００４３】
そして、本実施例の光学系を図２で示したが、この光学系だけには限定されず、光軸を傾けることでガイド層と記録層の相対位置をずらす構成となっていれば同様の効果が得られる。また、光ビームの角度最適化方法を図６示したが、これ以外の動作であっても良い。また、ガイド層はトラック構造であっても良いし、ピット構造であっても良い。そして、ガイド層がトラック構造の場合には例えばＰＰ信号によるトラッキング誤差信号を生成しても良いし、ピット構造の場合には例えばＤＰＤ信号によるトラッキング誤差信号を生成しても良い。また、記録層についてもＰＰ信号によるトラッキング誤差信号を生成しても良い。
【００４４】
本実施例では、対物レンズがディスク半径方向に光軸ずれした場合ついては説明しなかったが、例えば製造上のばらつきなどで第１の光ビームと第２の光ビームの光軸傾きずれが発生しても、本実施例のように、光軸を傾けることで第１の光ビームと第２の光ビームを所定の位置に集光することが可能となる。
【００４５】
さらに、本実施例では角度可変立上げミラー１０をＭＥＭＳミラーで説明したがこれには限定されず、反射光の角度を駆動できれば同様の効果が得られる。
【００４６】
そして、本実施例では、記録動作やイレース動作ごとに角度可変立上げミラー１０の最適化を行ったが、予め学習してあれば省略しても良い。
【００４７】
さらに１つのガイドトラックに対する半径方向の記録マーク列を層により変えても良い。これは、本実施例の光軸可変素子の角度を調整することで実現できる。本実施例は、対物レンズに発散、収束光を入射することで、複数の記録層のディスク表面から記録層（基板厚さ）の違いから発生する球面収差を補正しているため、補正量が大きくなると対物レンズが高次収差が発生し、ディスク上のスポットが歪む。このため、収差の小さい層では高密度記録、収差の大きい層では、低密度記録とすることでディスクに記録する容量を最大とすることができる。
【００４８】
また、本実施例のフォーカス誤差信号検出方式は非点収差方式であったが、これには限定されず、例えばナイフエッジ方式やスポットサイズ方式であっても良い。さらに、本発明は光軸を傾けることでガイド層と記録層の相対位置をずらして記録することを特徴としているため、図４のようなガイドトラックに限定されず、例えば特許文献１のようなガイドトラック構造であっても良いし、それ以外の構造であっても良い。
【実施例２】
【００４９】
図９は本発明の第２の実施例に係る本発明の光ディスク装置における光ピックアップ装置１７０の光学系を示したものである。本実施例と実施例１との違いは、光軸角度可変素子が異なることである。実施例１では、角度可変立上げミラー１０を用いていたが、本実施例ではディスク半径方向に駆動可能なレンズ１５を用いてディスクに入射する光ビームの入射角度を変えていることが異なっている。なお、図中に示された各光学部品については、図２に示した本発明の第１の実施例と同じ機能を有する光学部品には同じ番号を付している。
【００５０】
まず、記録層の信号を検出する光学系について説明する。半導体レーザ５０から第１の光ビームが出射される。半導体レーザ５０を出射した第１の光ビームは、レンズ５１により略平行光に変換される。そして、レンズ５１を透過した光ビームは、ＰＢＳプリズム５２、レンズ５３、ダイクロイックプリズム７４を経て、レンズ１５に入射する。
【００５１】
ここで、レンズ５３は光軸方向に駆動可能となっており、レンズ１５と組み合わせることで、対物レンズに入射する発散／収束状態を変えることが可能となっている。これにより、複数の記録層のディスク表面から記録層（基板厚さ）の違いから発生する球面収差を補正することが可能となる。
【００５２】
そして、レンズ１５を出射し、立上げミラー７０を反射した光ビームは、１／４波長板７６を透過し、アクチュエータに搭載された対物レンズ１を経て、光ディスク上の記録層に集光する。記録層を反射した光ビームは、対物レンズ１、１／４波長板７６、立上げミラー７０、レンズ１５、ダイクロイックプリズム７４、レンズ５３、ＰＢＳプリズム５２を経て、レンズ５４に入射する。レンズ５４では、光ビームに非点収差が与えられ、検出器５５で検出することで非点収差方式によるフォーカス誤差信号やトラッキング誤差信号のＤＰＤ信号が検出される。
【００５３】
次にガイド層の信号を検出する光学系について説明する。半導体レーザ６０を出射した第２の光ビームは、レンズ６１により略平行光に変換される。そして、レンズ６１を透過した光ビームは、ＰＢＳプリズム６２、レンズ６３、ダイクロイックプリズム７４を経て、レンズ１５に入射する。
【００５４】
ここで、レンズ６３は光軸方向に駆動可能となっており、レンズ１５と組み合わせることで、対物レンズに入射する発散／収束状態を変えることが可能となっている。これにより、複数の記録層とガイド層から発生する相対デフォーカスを補正することが可能となる。
【００５５】
そして、レンズ１５を出射し、立上げミラー７０を反射した光ビームは、１／４波長板７６を透過し、アクチュエータに搭載された対物レンズ１を経て、光ディスク上のガイド層に集光する。ガイド層を反射した光ビームは、対物レンズ１、１／４波長板７６、立上げミラー７０、レンズ１５、ダイクロイックプリズム７４、レンズ６３、ＰＢＳプリズム６２を経て、レンズ６４に入射する。レンズ６４では、光ビームに非点収差が与えられ、検出器６５で検出することで非点収差方式によるフォーカス誤差信号やトラッキング誤差信号が検出される。
【００５６】
このような光学系構成において、本実施例の特徴は、光軸角度可変素子としてレンズと半径方向に駆動可能な駆動機構を搭載していることである。ここでは、例えば対物レンズが搭載されているアクチュエータ等のように電流で駆動する磁気駆動機構であるとする。ここで、収束／発散光中でレンズが変位すると光軸方向が変位する。これにより、レンズ１５のディスク半径方向の位置を変化させることで、対物レンズに入射する光軸を変えることができるため、１つのガイドトラック当たりの半径方向の記録マーク列を複数にすることができ、半径方向の記録密度を向上することが可能となる。
【００５７】
ここで、記録動作やイレース動作については、実施例１と同様であり、図５、図６に示す記録動作、図７、図８に示すイレース動作を行うことで安定した記録、イレースを行える。
【００５８】
なお、実施例１同様、光ビームの角度調整（ＳＷ３、ＳＥ３）後の光軸可変素子の駆動方法は固定角度に限定されなく、例えば、スピンドルに対してディスクが傾いて取り付けられた場合には、ディスクの傾きが時間に依って変化するため、光軸可変素子を時間的に制御しても良い。この場合には、光軸可変素子を駆動した後の光軸がディスク半径方向に向かって略サイン関数で変位するよう制御すればよい。このとき、略サイン関数のＤＣ成分は、記録位置への変位、ディスクに対する光ピックアップ装置１７０の傾き、第１の光ビームと第２の光ビームの相対光軸ずれ等を示し、ＡＣ成分は、スピンドルに対してディスクが傾くことによる記録層での第１の光ビームのスポットと第２の光ビームのスポットの相対位置変化を示している。ここで、例えば回転周期１周期の中で数点摘出し、サイン関数で近似し、その近似式に合わせて光軸可変素子を制御しても良い。さらにそれには限定されず、例えば回転周期１周期分の制御を学習し、その制御を行っても良い。
【００５９】
そして、本実施例の光学系を図９で示したが、この光学系だけには限定されず、光軸を傾けることでガイド層と記録層の相対位置をずらす構成となっていれば同様の効果が得られる。このため、例えばレンズ６３やレンズ５３などをディスク半径方向に駆動しても同様の効果が得られる。特にレンズ６３は、ガイド層の信号を検出する第２の光ビームのみに作用し、記録層の信号を検出する第１の光ビームには全く作用しないため、対物レンズに入射する光ビームの傾きずれに伴う収差が発生しない。このため、レンズ６３を駆動するとレンズ１５やレンズ６４を駆動するよりも安定した記録を行える利点がある。
【００６０】
また、光ビームの角度最適化方法を図６で示したが、これ以外の動作であっても良く、ガイド層でトラッキング制御した状態で、記録層のトラッキング誤差信号から光軸を制御し補正する方法であれば同様の効果が得られる。また、ガイド層はトラック構造であっても良いし、ピット構造であっても良い。そして、ガイド層がトラック構造の場合には例えばＰＰ信号によるトラッキング誤差信号を生成しても良いし、ピット構造の場合には例えばＤＰＤ信号によるトラッキング誤差信号を生成しても良い。また、記録層についてもＰＰ信号によるトラッキング誤差信号を生成しても良い。
【００６１】
本実施例では、対物レンズがディスク半径方向に光軸ずれした場合ついては説明しなかったが、例えば製造上のばらつきなどで第１の光ビームと第２の光ビームの光軸傾きずれが発生しても、本実施例のように、光軸を傾けることで第１の光ビームと第２の光ビームを所定の位置に集光することが可能となる。
【００６２】
さらに、本実施例ではレンズ１５を磁気駆動機構で説明したがこれには限定されず、レンズを駆動できれば同様の効果が得られる。
【００６３】
そして、本実施例では、記録動作やイレース動作ごとにレンズ１５の最適化を行ったが、予め学習してあれば省略しても良い。
【００６４】
さらに１つのガイドトラックに対する半径方向の記録マーク列を層により変えても良い。これは、本実施例の光軸可変素子の角度を調整することで実現できる。本実施例は、対物レンズに発散、収束光を入射することで、複数の記録層のディスク表面から記録層（基板厚さ）の違いから発生する球面収差を補正しているため、補正量が大きくなると対物レンズが高次収差が発生し、ディスク上のスポットが歪む。このため、収差の小さい層では高密度記録、収差の大きい層では、低密度記録とすることでディスクに記録する容量を最大とすることができる。
【００６５】
また、本実施例のフォーカス誤差信号検出方式は非点収差方式であったが、これには限定されず、例えばナイフエッジ方式やスポットサイズ方式であっても良い。さらに、本発明は光軸を傾けることでガイド層と記録層の相対位置をずらして記録することを特徴としているため、図４のようなガイドトラックに限定されず、例えば特許文献１のようなガイドトラック構造であっても良いし、それ以外の構造であっても良い。
【実施例３】
【００６６】
図１０は本発明の第３の実施例に係る本発明の光ディスク装置における光ピックアップ装置１７０の光学系を示したものである。本実施例と実施例１との違いは、光軸角度可変素子が異なることである。実施例１では、角度可変立上げミラー１０を用いていたが、本実施例では液晶収差素子１７を用いてディスクに入射する光ビームの入射角度を変えていることが異なっている。なお、図中に示された各光学部品については、図２に示した本発明の第１の実施例と同じ機能を有する光学部品には同じ番号を付している。
【００６７】
まず、記録層の信号を検出する光学系について説明する。半導体レーザ５０から第１の光ビームが出射される。半導体レーザ５０を出射した第１の光ビームは、レンズ５１により略平行光に変換される。そして、レンズ５１を透過した光ビームは、ＰＢＳプリズム５２、レンズ５３、ダイクロイックプリズム７４を経て、レンズ７５入射する。
【００６８】
ここで、レンズ５３は光軸方向に駆動可能となっており、レンズ７５と組み合わせることで、対物レンズに入射する発散／収束状態を変えることが可能となっている。これにより、複数の記録層のディスク表面から記録層（基板厚さ）の違いから発生する球面収差を補正することが可能となる。
【００６９】
そして、レンズ７５を出射し、立上げミラー７０を反射した光ビームは、液晶収差素子１７、１／４波長板７６を透過し、アクチュエータに搭載された対物レンズ１を経て、光ディスク上の記録層に集光する。記録層を反射した光ビームは、対物レンズ１、１／４波長板７６、液晶収差素子１７、立上げミラー７０、レンズ７５、ダイクロイックプリズム７４、レンズ５３、ＰＢＳプリズム５２を経て、レンズ５４に入射する。レンズ５４では、光ビームに非点収差が与えられ、検出器５５で検出することで非点収差方式によるフォーカス誤差信号やトラッキング誤差信号のＤＰＤ信号が検出される。
【００７０】
次にガイド層の信号を検出する光学系について説明する。半導体レーザ６０を出射した第２の光ビームは、レンズ６１により略平行光に変換される。そして、レンズ６１を透過した光ビームは、ＰＢＳプリズム６２、レンズ６３、ダイクロイックプリズム７４を経て、レンズ７５に入射する。
【００７１】
ここで、レンズ６３は光軸方向に駆動可能となっており、レンズ７５と組み合わせることで、対物レンズに入射する発散／収束状態を変えることが可能となっている。これにより、複数の記録層とガイド層から発生する相対デフォーカスを補正することが可能となる。
【００７２】
そして、レンズ７５を出射し、立上げミラー７０を反射した光ビームは、液晶収差素子１７、１／４波長板７６を透過し、アクチュエータに搭載された対物レンズ１を経て、光ディスク上のガイド層に集光する。ガイド層を反射した光ビームは、対物レンズ１、１／４波長板７６、液晶収差素子１７、立上げミラー７０、レンズ７５、ダイクロイックプリズム７４、レンズ６３、ＰＢＳプリズム６２を経て、レンズ６４に入射する。レンズ６４では、光ビームに非点収差が与えられ、検出器６５で検出することで非点収差方式によるフォーカス誤差信号やトラッキング誤差信号が検出される。
【００７３】
このような光学系構成において、本実施例の特徴は、光軸角度可変素子として液晶収差素子１７を搭載していることである。ここで液晶収差素子１７は例えば階段状もしくはスロープ状の屈折率分布を有した液晶素子で、電圧を印加することで屈折率を変化させることが可能な素子である。
【００７４】
これにより、液晶収差素子１７の屈折率分布を変化させることで、対物レンズに入射する光軸角度を変えることができるため、１つのガイドトラック当たりの半径方向の記録マーク列を複数にすることができ、半径方向の記録密度を向上することが可能となる。
【００７５】
ここで、記録動作やイレース動作については、実施例１と同様であり、図５、図６に示す記録動作、図７、図８に示すイレース動作を行うことで安定した記録、イレースを行える。
【００７６】
なお、実施例１同様、光ビームの角度調整（ＳＷ３、ＳＥ３）後の光軸可変素子の駆動方法は固定角度に限定されなく、例えば、スピンドルに対してディスクが傾いて取り付けられた場合には、ディスクの傾きが時間に依って変化するため、光軸可変素子を時間的に制御しても良い。この場合には、光軸可変素子を駆動した後の光軸がディスク半径方向に向かって略サイン関数で変位するよう制御すればよい。このとき、略サイン関数のＤＣ成分は、記録位置への変位、ディスクに対する光ピックアップ装置１７０の傾き、第１の光ビームと第２の光ビームの相対光軸ずれ等を示し、ＡＣ成分は、スピンドルに対してディスクが傾くことによる記録層での第１の光ビームのスポットと第２の光ビームのスポットの相対位置変化を示している。ここで、例えば回転周期１周期の中で数点摘出し、サイン関数で近似し、その近似式に合わせて光軸可変素子を制御しても良い。さらにそれには限定されず、例えば回転周期１周期分の制御を学習し、その制御を行っても良い。
【００７７】
そして、本実施例の光学系を図１０で示したが、この光学系だけには限定されず、光軸を傾けることでガイド層と記録層の相対位置をずらす構成となっていれば同様の効果が得られる。このため、液晶収差素子１７の配置位置は、対物レンズ１と立上げミラー７０の間には限らず光学系のどの位置に配置しても同様の効果が得られる。特にガイド層の信号を検出する光学系に配置すると、ガイド層の信号を検出する第２の光ビームのみに作用し、記録層の信号を検出する第１の光ビームには全く作用しないため、対物レンズに入射する光ビームの傾きずれに伴う収差が発生しない。このため、第１の光ビームと第２の光ビームの共通光路に配置するよりも安定した記録を行える利点がある。
【００７８】
また、光ビームの角度最適化方法を図６で示したが、これ以外の動作であっても良く、ガイド層でトラッキング制御した状態で、記録層のトラッキング誤差信号から光軸を制御し補正する方法であれば同様の効果が得られる。また、ガイド層はトラック構造であっても良いし、ピット構造であっても良い。そして、ガイド層がトラック構造の場合には例えばＰＰ信号によるトラッキング誤差信号を生成しても良いし、ピット構造の場合には例えばＤＰＤ信号によるトラッキング誤差信号を生成しても良い。また、記録層についてもＰＰ信号によるトラッキング誤差信号を生成しても良い。
【００７９】
本実施例では、対物レンズがディスク半径方向に光軸ずれした場合ついては説明しなかったが、例えば製造上のばらつきなどで第１の光ビームと第２の光ビームの光軸傾きずれが発生しても、本実施例のように、光軸を傾けることで第１の光ビームと第２の光ビームを所定の位置に集光することが可能となる。
【００８０】
そして、本実施例では、記録動作やイレース動作ごとに液晶収差素子１７の最適化を行ったが、予め学習してあれば省略しても良い。
【００８１】
さらに１つのガイドトラックに対する半径方向の記録マーク列を層により変えても良い。これは、本実施例の光軸可変素子の角度を調整することで実現できる。本実施例は、対物レンズに発散、収束光を入射することで、複数の記録層のディスク表面から記録層（基板厚さ）の違いから発生する球面収差を補正しているため、補正量が大きくなると対物レンズが高次収差が発生し、ディスク上のスポットが歪む。このため、収差の小さい層では高密度記録、収差の大きい層では、低密度記録とすることでディスクに記録する容量を最大とすることができる。
【００８２】
また、本実施例のフォーカス誤差信号検出方式は非点収差方式であったが、これには限定されず、例えばナイフエッジ方式やスポットサイズ方式であっても良い。さらに、本発明は光軸を傾けることでガイド層と記録層の相対位置をずらして記録することを特徴としているため、図４のようなガイドトラックに限定されず、例えば特許文献１のようなガイドトラック構造であっても良いし、それ以外の構造であっても良い。
【００８３】
そして、本実施例では、ディスクに対して光軸を傾ける方法として光ピックアップ装置の光学系を用いたが、本発明は、光ディスクに対する入射光軸が傾くことで同様の効果を実現できるため、例えば、光ディスク装置が光ディスクに対し光ピックアップ装置を傾ける構成としても良いし、光ピックアップ装置に対し、ディスクを傾ける構成としても良い。
【００８４】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【００８５】
１：対物レンズ、１０：角度可変立上げミラー、１５：レンズ、１７：液晶収差素子、５０：半導体レーザ、６０：半導体レーザ、５５：検出器、６５：検出器、１７０：光ピックアップ装置、１７１：スピンドルモータ駆動回路、１７２：アクセス制御回路、１７３：アクチュエータ駆動回路、１７４：サーボ信号生成回路、１７５：情報信号再生回路、１７６：コントロール回路、１７７：レーザ点灯回路、１７８：情報記録回路、１７９：光軸角度可変素子駆動回路、１８０：スピンドルモータ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスク装置及び光ディスク記録方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
本技術分野の背景技術として、例えば、特開２００３−６７９３９-（特許文献１）がある。本公報には課題として「狭いトラックピッチで安定的に記録又は再生が可能な光学式情報記録媒体及び記録再生方法を提供する。」と記載があり、解決手段として「光学式情報記録媒体は、基板３１と少なくとも１層の記録層３４を有し、基板に所定のガイドピッチで離れて交わることなく延在する複数のガイドトラック３２と、記録間隔がガイドピッチより小で、ガイドトラックに並列に配列された反射率又は透過率の変化した複数の記録マークとを有し、記録層３４に集光された光ビームよる記録層の反射率又は透過率の変化により情報の記録又は再生可能である。記録間隔で互いに離間した複数の光ビームを照射して、光ビームの１つで照射されたガイドトラック３２からの戻り光に基づいてトラッキング誤差信号を生成し、ガイドトラック上にて光ビームのスポットを追従せしめ、光ビームのスポットの他の１つで記録し、光ビームのスポットの少なくとも１つからの戻り光により読み取り信号を生成する。」と記載がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−６７９３９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
光ディスクにおいては２層以上のディスク層数とすることで記録容量を増やしており、今後もディスク層数を多くすることで記録容量を増やすことが期待されている。多層ディスクとして特許文献１のようなサーボ信号検出用の層（ガイド層）と記録層の少なくとも２つの種類の層で形成されるガイド層分離型の光ディスクが提案されている。
【０００５】
このようなガイド層分離型の光ディスクにおいて記録容量を大きくするときに１層当たりの記録容量を大きくすることが課題となっている。以下その理由について説明する。
【０００６】
まず、１つ目にサーボ用の光ビームと記録用の光ビームの波長の違いがある。本実施例のようなガイド層分離型の光ディスクの場合、それぞれの層に反射率の波長特性を持たせているため、記録層で集光する光ビームと、ガイド層で集光する光ビームの波長を変える必要がある。このとき、光ビームのスポット径を小さくするためには、原理的に短い波長の光ビームでなければならない。
【０００７】
ここで、例えばガイド層に集光する光ビームに対し、記録層に集光する光ビームの波長を短くしたとする。このようにすると、記録層でのスポット径を小さくすることができるため、ディスク接線方向の記録密度を大きくすることができる。しかし、ガイド層のガイドトラックピッチが、短い波長のレーザを用いるときに比べ、大きくなってしまうため、ディスク半径方向の記録密度を大きくすることができない。ここで、このままの状態でガイドトラックピッチだけを小さくしていくと不安定なトラッキング誤差信号となってしまうため、安定した記録ができなくなってしまう課題がある。
【０００８】
また、例えばガイド層に集光する光ビームに対し、記録層に集光する光ビームの波長を長くしたとすると、ディスク半径方向の記録密度を大きくすることができる一方、ディスク接線方向の記録密度を大きくすることがきないため、１層当たりの記録密度を大きくすることができない。
【０００９】
このように、ガイド層と記録層の少なくとも２つの種類の層で形成される光ディスクの場合、ディスク接線方向の記録密度とディスク半径方向の記録密度が両立しない課題がある。
【００１０】
これに対し、特許文献１では、ガイド層の１つのガイドトラックに対して、複数トラック相当の記録マークを形成することを特徴としている。具体的には、サーボ層に複数のスポットを形成し、トラッキング誤差信号を生成するスポットを選択的に切り替えることにより、記録層のスポット位置を相対的にずらしている。これにより、ガイド層と記録層に分かれた光ディスクにおけるディスク接線方向の記録密度とディスク半径方向の記録密度の両立の課題を解決している。
【００１１】
ところが、特許文献１の場合、ガイド層の偏芯によって半径方向の記録マークの間隔が変化してしまうことが課題となっている。この課題について以下説明する。
【００１２】
ガイド層に偏芯があると、トラックの角度が回転位置に応じて変化する。例えば、ここでガイド層に集光する光ビームのメインビームと複数のサブビームがあるとする。このとき、記録層に集光する光ビーム（記録用光ビーム）は、メインビームと略同じ光軸とする。
【００１３】
まず、メインビームでトラッキング制御を行った場合、ガイドトラックの角度が変化したとしても、記録用光ビームはガイドトラックと同じ軌道で走査するため、半径方向の記録マーク位置はガイドトラックと同じように一定間隔となる。それに対し、サブビームでトラッキング制御を行った場合、ガイドトラックの角度が変化すると、記録用光ビーム、メインビームとサブビームのディスク半径方向の間隔が大きく変化してしまう。これは、信号検出の観点から複数のビームの間隔をディスク接線方向に所定量離さなければならないためであり、トラックの角度が変わるとそれに伴ってディスク半径方向の距離（トラックに対して垂直方向の距離）が変化してしまうためである。このため、メインビームのトラッキング制御で記録した記録マークとサブビームのトラッキング制御で記録した記録マークの半径方向の位置がディスク回転位置に応じて変化してしまうのである。これにより、記録マークの半径位置ずれに伴い、半径方向の隣接記録マークによる再生性能劣化が課題となる。さらに、例えばメインビームのトラッキング制御で記録した記録マークをサブビームのトラッキング制御した記録用光ビームで追加記録してしまうことで記録情報の破壊などが発生してしまうことが課題となっている。
【００１４】
そこで本発明は、ガイド層分離型の光ディスクにおいて、ガイド層の１つのガイドトラックに対して、複数トラック相当の記録マークを形成する光ディスク装置および光ディスク記録方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的は、特許請求の範囲に記載の発明によって達成できる。本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、第１の光ビームを出射する半導体レーザと、第２の光ビームを出射する半導体レーザと、前記第１、第２の光ビームを光ディスクに照射する対物レンズと、少なくとも第２光ビームの前記対物レンズに入射する光軸方向を変える光軸角度可変素子と、前記第１、第２の光ビームが入射する対物レンズを前記ディスク半径方向に駆動するアクチュエータと、前記光ディスクから反射した前記第１、第２の光ビームを受光する光検出器と、を備えた光ピックアップ装置を搭載している光ディスク装置であって、記録層とガイド層の少なくとも２層を有する光ディスクを記録する場合、前記第１の光ビームは記録層に集光し、前記第２の光ビームはガイド層に集光し、前記光軸角度可変素子の駆動量を変えることで、前記光ディスク上の第１の光ビームと第２の光ビームの相対位置をずらし、前記ガイド層のガイドトラックの半径方向の本数よりも、記録層の記録マーク列の半径方向の本数が多くなるよう記録することを特徴とする光ディスク装置による。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ガイド層分離型の光ディスクにおいて、ガイド層の１つのガイドトラックに対して、複数トラック相当の記録マークを形成することができる。これにより一層当たりの記録容量を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施例１における本発明の光ディスク装置を説明する図である。
【図２】実施例１における本発明の光ディスク装置の光ピックアップ装置光学系を説明する図である。
【図３】実施例１における本発明の光ディスクと第１、第２の光ビームの関係を示す図である。
【図４】実施例１における本発明のディスク記録方法を示す図である。
【図５】実施例１における本発明のドライブの記録動作を示す図である。
【図６】実施例１における本発明の記録動作での光ビームの角度調整方法を示す図である。
【図７】実施例１における本発明のドライブのイレース動作を示す図である。
【図８】実施例１における本発明のイレース動作での光ビームの角度調整方法を示す図である。
【図９】実施例２における本発明の光ディスク装置の光ピックアップ装置光学系を示す図である。
【図１０】実施例３における本発明の光ディスク装置の光ピックアップ装置光学系を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００１８】
図１は本発明の光ディスク装置の概略構成である。本発明の光ディスク装置は、ガイド層と記録層とを有する光ディスクに少なくとも対応した光ディスク装置である。
【００１９】
光ディスク装置内の光ピックアップ装置１７０は、光ディスク１００のＲａｄ方向に沿って駆動できる機構が設けられており、アクセス制御回路１７２からのアクセス制御信号に応じて位置制御される。
【００２０】
レーザ点灯回路１７７からは所定のレーザ駆動電流が光ピックアップ装置１７０内の半導体レーザに供給され、半導体レーザからは再生に応じて所定の光量でレーザ光が出射される。なお、レーザ点灯回路１７７は光ピックアップ装置１７０内に組み込むこともできる。
【００２１】
光ピックアップ装置１７０内の光検出器から出力された信号は、サーボ信号生成回路１７４および情報信号再生回路１７５に送られる。サーボ信号生成回路１７４では光検出器からの信号に基づいてフォーカス誤差信号、トラッキング誤差信号ならびにチルト制御信号などのサーボ信号が生成され、これを基にアクチュエータ駆動回路１７３を経て光ピックアップ装置１７０内のアクチュエータを駆動して、対物レンズの位置制御がなされる。また、サーボ信号生成回路１７４では、光検出器からの信号に基づいて光軸角度誤差信号が生成され、これを基に光軸角度可変素子駆動回路１７９を経て光ピックアップ内の光軸角度可変素子を駆動して光軸角度調整が行われる。また、前記情報信号再生回路１７５では、前記光検出器１０からの信号に基づいて光ディスク１００に記録されている情報信号が再生される。
【００２２】
サーボ信号生成回路１７４および情報信号再生回路１７５で得られた信号の一部はコントロール回路１７６に送られる。このコントロール回路１７６にはスピンドルモータ駆動回路１７１、アクセス制御回路１７２、サーボ信号生成回路１７４、レーザ点灯回路１７７などが接続され、光ディスク１００を回転させるスピンドルモータ１８０の回転制御、アクセス方向およびアクセス位置の制御、対物レンズのサーボ制御、光ピックアップ装置１７０内の半導体レーザ発光光量の制御などが行われる。また記録時には、コントロール回路１７６とレーザ点灯回路１７７の間の情報信号記録回路１７８からの記録制御信号に基づいてレーザ点灯回路１７７の点灯制御を行って、光ディスク１００へ所望の情報を書き込む。
【００２３】
このような光ディスク装置において、図２は光ピックアップ装置１７０の光学系を示したものである。
【００２４】
まず、記録層の信号を検出する光学系について説明する。半導体レーザ５０から第１の光ビームが出射される。半導体レーザ５０を出射した第１の光ビームは、レンズ５１により略平行光に変換される。そして、レンズ５１を透過した光ビームは、ＰＢＳプリズム５２、レンズ５３、ダイクロイックプリズム７４、レンズ７５を経て角度可変立上げミラー１０に入射する。なお、ＰＢＳプリズム５２は透過・反射率に偏光特性を有するプリズムであり、半導体レーザ５０から出射した光ビームを効率良く透過し、ディスクから反射した光ビームを効率良く反射する特性を有している。また、ダイクロイックプリズムは、波長選択性があり、本実施例では、半導体レーザ５０を出射した第１の光ビームを反射し、半導体レーザ６０を出射した第２の光ビームを透過する特性を有するプリズムとなっている。
【００２５】
ここで、レンズ５３は光軸方向に駆動可能となっており、レンズ７５と組み合わせることで、対物レンズに入射する発散／収束状態を変えることが可能となっている。これにより、複数の記録層のディスク表面から記録層（基板厚さ）の違いから発生する球面収差を補正することが可能となる。
【００２６】
そして、角度可変立上げミラー１０を反射した光ビームは、１／４波長板７６を透過し、アクチュエータに搭載された対物レンズ１を経て、光ディスク上の記録層に集光する。記録層を反射した光ビームは、対物レンズ１、１／４波長板７６、角度可変立上げミラー１０、レンズ７５、ダイクロイックプリズム７４、レンズ５３、ＰＢＳプリズム５２を経て、レンズ５４に入射する。レンズ５４では、光ビームに非点収差が与えられ、検出器５５で検出することで非点収差方式によるフォーカス誤差信号やトラッキング誤差信号のＤＰＤ信号や再生信号が検出される。
【００２７】
次にガイド層の信号を検出する光学系について説明する。半導体レーザ６０を出射した第２の光ビームは、レンズ６１により略平行光に変換される。そして、レンズ６１を透過した光ビームは、ＰＢＳプリズム６２、レンズ６３、ダイクロイックプリズム７４、レンズ７５を経て角度可変立上げミラー１０に入射する。なお、ＰＢＳプリズム６２は透過・反射率に偏光特性を有するプリズムであり、半導体レーザ５０から出射した光ビームを効率良く透過し、ディスクから反射した光ビームを効率良く反射する特性を有している。
【００２８】
ここで、レンズ６３は光軸方向に駆動可能となっており、レンズ７５と組み合わせることで、対物レンズに入射する発散／収束状態を変えることが可能となっている。これにより、複数の記録層とガイド層から発生する相対デフォーカスを補正することが可能となる。
【００２９】
そして、角度可変立上げミラー１０を反射した光ビームは、１／４波長板７６を透過し、アクチュエータに搭載された対物レンズ１を経て、光ディスク上のガイド層に集光する。ガイド層を反射した光ビームは、対物レンズ１、１／４波長板７６、角度可変立上げミラー１０、レンズ７５、ダイクロイックプリズム７４、レンズ６３、ＰＢＳプリズム６２を経て、レンズ６４に入射する。レンズ６４では、光ビームに非点収差が与えられ、検出器６５で検出することで非点収差方式によるフォーカス誤差信号やトラッキング誤差信号が検出される。
【００３０】
このような光学系構成において、本実施例の特徴は、光軸角度可変素子として角度可変立上げミラー１０を搭載していることである。例えばＭＥＭＳミラーなどが角度可変立上げミラー１０に相当する。
【００３１】
図３は、本発明の光ディスクと第１、第２の光ビームの関係を示したものである。ここでは、簡単のため１つの記録層４００と１つのガイド層５００として説明する。なお、第１の光ビーム４１０は記録層４００で集光し、第２の光ビーム５１０はガイド層５００で集光している。また、記録位置６００、６０１、６０２は、本実施例における記録位置を示しており、（ａ）は記録位置６００を記録している状態、（ｂ）は記録位置６０１を記録している状態、（ｃ）は記録位置６０２を記録している状態を示している。このように記録することでガイド層上の１つのガイドトラックに対し、複数の記録マーク列を形成することができる。図４は、本発明でのディスク記録状態を示している。ここで、Ｗ６００、Ｗ６０１、Ｗ６０２は、図３の記録位置６００、記録位置６０１、記録位置６０２を示している。この図においてガイド層のガイドトラック位置相当の記録部はＷ６０１であることから、本発明では、記録マークの半径方向の周期がガイドトラックピッチの１／３の周期となっていることがわかる。
【００３２】
このように、本実施例のように光ディスクに対して第１、第２の光軸の入射角度を変えることにより、記録層４００上での第２の光ビームのスポット位置を変えることで、１つのガイドトラック当たりの半径方向の記録マーク列を複数にすることができるため、半径方向の記録密度を向上することが可能となる。ここで、本実施例の記録方法の場合、第１の光ビームと第２の光ビームのずれ量は、隣接記録マーク間の半径方向の距離のみであるため、特許文献１で課題となったガイド層の偏芯があったとしても問題なく、安定した記録が行える特長がある。
【００３３】
次に、本実施例の光ディスク装置での記録動作、イレース動作について説明する。まず記録動作について説明する。図５は、本実施例のドライブの記録動作について示したものである。まず、光ディスクドライブのコントロール回路（図示せず）からの指令に応じて記録動作を開始する。まず、ディスクを駆動し、半導体レーザ５０、半導体レーザ６０を点灯する（ＳＷ１）。ここで、フォーカス制御やトラッキング制御を行い、ディスクの所定領域を使用して記録パワーや、レンズ５３による球面収差補正や、対物レンズの角度等の記録条件最適化を各層で行う（ＳＷ２）。その後、光軸角度可変素子を用いて光ビーム角度の調整を行う（ＳＷ３）。この角度調整の結果を元に記録を開始する（ＳＷ４）。
【００３４】
ここで、図６は、記録動作での光ビームの角度調整方法を示したものである。まず第１の光ビーム（記録層）でフォーカス制御した後（Ｓ１）、記録部で第２の光ビーム（ガイド層）でトラッキング制御を行う（Ｓ２）。ここで、光ディスクが既に記録されている場合には、追記記録位置付近まで移動し、第１のトラッキング誤差信号が所定の位置で略０となるよう光軸可変素子を制御する（Ｓ４）。このとき、光軸可変素子の制御を学習する（Ｓ５）。そして、第１の光ビームのトラッキング制御をオフにし、学習に応じて光軸可変素子を駆動する（Ｓ６）。第２の光ビームでトラッキング制御した状態で、光軸可変素子を駆動すると所定の位置の記録マークを追従可能となる。そして、この後所定位置で記録を開始する（図５ ＳＷ４）。
【００３５】
次に、光ディスクに既に記録された領域がない場合には、対物レンズを固定し、第２の光ビームのトラッキング誤差信号が略０となるよう光軸可変素子を制御する（Ｓ７）。そして、同じディスク回転角での隣接ガイドトラックの２点以上での光軸可変素子の制御を学習する（Ｓ８）。例えば、図４のＰ６０１ＡとＰ６０１Ｂが隣接ガイドトラックの２点に相当する。ここで、２点以上での演算結果を元に光軸可変素子を制御する。つまり、２つの光軸角度から間の位置を算出しているのである。例えば、本実施例では、対物レンズ入射角度を線形補間することで記録位置の最適化を行っている。そして、その制御のまま所定位置に移動し、記録を行う（図５ ＳＷ４）。
【００３６】
ここで、本実施例は光ディスクに既に記録された領域がある場合には、以前に記録された条件に合わせて光軸可変素子を制御していることが特徴としている。そして、既に記録された領域がない場合には、隣り合うガイドトラックの角度から、間の角度の制御量を決定している。このようにすることで、隣接するガイドトラックの間に記録マークを形成することができる。このため、ディスクに対し効率良く記録するためには、ｎを自然数としたとき、ガイド層のトラックピッチに対し、記録層の半径方向の記録マーク列の周期をｎ倍とすれば良い。
【００３７】
次にイレースの動作について説明する。図７は、本実施例のドライブのイレース動作について示したものである。まず、光ディスクドライブのコントロール回路（図示せず）からの指令に応じてイレース動作を開始する。まず、ディスクを駆動し、半導体レーザ５０、半導体レーザ６０を点灯する（ＳＥ１）。ここで、フォーカス制御やトラッキング制御を行い、ディスクの所定領域を使用してイレースパワーや、レンズ５３による球面収差補正や、対物レンズの角度等のイレース条件最適化を行う（ＳＥ２）。その後、ディスクに入射する光ビームの入射角度を以前に記録した状態と合わせるために角度可変立上げミラー１０の最適化を行う（ＳＥ３）。そしてその最適化条件の下、ディスクに情報をイレースを行う（ＳＥ４）。
【００３８】
ここで、図８は、イレース動作での光ビームの角度調整方法を示したものである。まず第１の光ビーム（記録層）でフォーカス制御した後（Ｔ１）、記録部で第２の光ビーム（ガイド層）でトラッキング制御を行う（Ｔ２）。ここで、イレースを行う位置付近まで移動し、第１のトラッキング誤差信号が所定の位置で略０となるよう光軸可変素子を制御する（Ｔ３）。このとき、光軸可変素子の制御を学習する（Ｔ４）。そして、第１の光ビームのトラッキング制御をオフにし、学習に応じて光軸可変素子を駆動する（Ｔ５）。第２の光ビームでトラッキング制御した状態で、光軸可変素子を駆動すると所定の位置の記録マークを追従可能となる。そして、この後所定位置でイレースを開始する（図７ ＳＥ４）。このように、以前に記録された条件に合わせて光軸可変素子である角度可変立上げミラー１０を制御することで、安定したイレース動作が行える特長がある。
【００３９】
以上のように、本実施例は角度可変立上げミラー１０を制御することで、隣接するガイドトラックの間に記録マークを形成することが可能となる。また、角度可変立上げミラー１０を制御することでイレースも行うことが可能となる。
【００４０】
なお、本実施例では、光ビームの角度調整（ＳＷ３、ＳＥ３）を１度しか行わなかったが、これには限定されず例えば記録およびイレースの性能を向上させる目的で１〜数トラック周期おきに光ビーム角度最適化を行っても良い。
【００４１】
そして、光ビームの角度調整（ＳＷ３、ＳＥ３）後の光軸可変素子の駆動方法は固定角度に限定されなく、例えば、スピンドルに対してディスクが傾いて取り付けられた場合には、ディスクの傾きが時間に依って変化するため、光軸可変素子を時間的に制御しても良い。この場合には、光軸可変素子を駆動した後の光軸がディスク半径方向に向かって略サイン関数で変位するよう制御すればよい。このとき、略サイン関数のＤＣ成分は、記録位置への変位、ディスクに対する光ピックアップ装置１７０の傾き、第１の光ビームと第２の光ビームの相対光軸ずれ等を示し、ＡＣ成分は、スピンドルに対してディスクが傾くことによる記録層での第１の光ビームのスポットと第２の光ビームのスポットの相対位置変化を示している。ここで、例えば回転周期１周期の中で数点摘出し、サイン関数で近似し、その近似式に合わせて光軸可変素子を制御しても良い。さらにそれには限定されず、例えば回転周期１周期の制御を学習し、その制御を行っても良い。
【００４２】
また、本実施例では簡単のため、記録層とガイド層を１層で説明したが、記録層とガイド層が２層以上あったとしても同様の効果が得られる。また、本実施例では、１つのガイドトラック当たりの半径方向の記録マーク列を３列（図３記録位置６００、６０１、６０２）で説明したが、これには限定されなく、例えば１つのガイドトラック当たりの半径方向の記録マーク列を４列であったり、それ以上であっても良い。
【００４３】
そして、本実施例の光学系を図２で示したが、この光学系だけには限定されず、光軸を傾けることでガイド層と記録層の相対位置をずらす構成となっていれば同様の効果が得られる。また、光ビームの角度最適化方法を図６示したが、これ以外の動作であっても良い。また、ガイド層はトラック構造であっても良いし、ピット構造であっても良い。そして、ガイド層がトラック構造の場合には例えばＰＰ信号によるトラッキング誤差信号を生成しても良いし、ピット構造の場合には例えばＤＰＤ信号によるトラッキング誤差信号を生成しても良い。また、記録層についてもＰＰ信号によるトラッキング誤差信号を生成しても良い。
【００４４】
本実施例では、対物レンズがディスク半径方向に光軸ずれした場合ついては説明しなかったが、例えば製造上のばらつきなどで第１の光ビームと第２の光ビームの光軸傾きずれが発生しても、本実施例のように、光軸を傾けることで第１の光ビームと第２の光ビームを所定の位置に集光することが可能となる。
【００４５】
さらに、本実施例では角度可変立上げミラー１０をＭＥＭＳミラーで説明したがこれには限定されず、反射光の角度を駆動できれば同様の効果が得られる。
【００４６】
そして、本実施例では、記録動作やイレース動作ごとに角度可変立上げミラー１０の最適化を行ったが、予め学習してあれば省略しても良い。
【００４７】
さらに１つのガイドトラックに対する半径方向の記録マーク列を層により変えても良い。これは、本実施例の光軸可変素子の角度を調整することで実現できる。本実施例は、対物レンズに発散、収束光を入射することで、複数の記録層のディスク表面から記録層（基板厚さ）の違いから発生する球面収差を補正しているため、補正量が大きくなると対物レンズが高次収差が発生し、ディスク上のスポットが歪む。このため、収差の小さい層では高密度記録、収差の大きい層では、低密度記録とすることでディスクに記録する容量を最大とすることができる。
【００４８】
また、本実施例のフォーカス誤差信号検出方式は非点収差方式であったが、これには限定されず、例えばナイフエッジ方式やスポットサイズ方式であっても良い。さらに、本発明は光軸を傾けることでガイド層と記録層の相対位置をずらして記録することを特徴としているため、図４のようなガイドトラックに限定されず、例えば特許文献１のようなガイドトラック構造であっても良いし、それ以外の構造であっても良い。
【実施例２】
【００４９】
図９は本発明の第２の実施例に係る本発明の光ディスク装置における光ピックアップ装置１７０の光学系を示したものである。本実施例と実施例１との違いは、光軸角度可変素子が異なることである。実施例１では、角度可変立上げミラー１０を用いていたが、本実施例ではディスク半径方向に駆動可能なレンズ１５を用いてディスクに入射する光ビームの入射角度を変えていることが異なっている。なお、図中に示された各光学部品については、図２に示した本発明の第１の実施例と同じ機能を有する光学部品には同じ番号を付している。
【００５０】
まず、記録層の信号を検出する光学系について説明する。半導体レーザ５０から第１の光ビームが出射される。半導体レーザ５０を出射した第１の光ビームは、レンズ５１により略平行光に変換される。そして、レンズ５１を透過した光ビームは、ＰＢＳプリズム５２、レンズ５３、ダイクロイックプリズム７４を経て、レンズ１５に入射する。
【００５１】
ここで、レンズ５３は光軸方向に駆動可能となっており、レンズ１５と組み合わせることで、対物レンズに入射する発散／収束状態を変えることが可能となっている。これにより、複数の記録層のディスク表面から記録層（基板厚さ）の違いから発生する球面収差を補正することが可能となる。
【００５２】
そして、レンズ１５を出射し、立上げミラー７０を反射した光ビームは、１／４波長板７６を透過し、アクチュエータに搭載された対物レンズ１を経て、光ディスク上の記録層に集光する。記録層を反射した光ビームは、対物レンズ１、１／４波長板７６、立上げミラー７０、レンズ１５、ダイクロイックプリズム７４、レンズ５３、ＰＢＳプリズム５２を経て、レンズ５４に入射する。レンズ５４では、光ビームに非点収差が与えられ、検出器５５で検出することで非点収差方式によるフォーカス誤差信号やトラッキング誤差信号のＤＰＤ信号が検出される。
【００５３】
次にガイド層の信号を検出する光学系について説明する。半導体レーザ６０を出射した第２の光ビームは、レンズ６１により略平行光に変換される。そして、レンズ６１を透過した光ビームは、ＰＢＳプリズム６２、レンズ６３、ダイクロイックプリズム７４を経て、レンズ１５に入射する。
【００５４】
ここで、レンズ６３は光軸方向に駆動可能となっており、レンズ１５と組み合わせることで、対物レンズに入射する発散／収束状態を変えることが可能となっている。これにより、複数の記録層とガイド層から発生する相対デフォーカスを補正することが可能となる。
【００５５】
そして、レンズ１５を出射し、立上げミラー７０を反射した光ビームは、１／４波長板７６を透過し、アクチュエータに搭載された対物レンズ１を経て、光ディスク上のガイド層に集光する。ガイド層を反射した光ビームは、対物レンズ１、１／４波長板７６、立上げミラー７０、レンズ１５、ダイクロイックプリズム７４、レンズ６３、ＰＢＳプリズム６２を経て、レンズ６４に入射する。レンズ６４では、光ビームに非点収差が与えられ、検出器６５で検出することで非点収差方式によるフォーカス誤差信号やトラッキング誤差信号が検出される。
【００５６】
このような光学系構成において、本実施例の特徴は、光軸角度可変素子としてレンズと半径方向に駆動可能な駆動機構を搭載していることである。ここでは、例えば対物レンズが搭載されているアクチュエータ等のように電流で駆動する磁気駆動機構であるとする。ここで、収束／発散光中でレンズが変位すると光軸方向が変位する。これにより、レンズ１５のディスク半径方向の位置を変化させることで、対物レンズに入射する光軸を変えることができるため、１つのガイドトラック当たりの半径方向の記録マーク列を複数にすることができ、半径方向の記録密度を向上することが可能となる。
【００５７】
ここで、記録動作やイレース動作については、実施例１と同様であり、図５、図６に示す記録動作、図７、図８に示すイレース動作を行うことで安定した記録、イレースを行える。
【００５８】
なお、実施例１同様、光ビームの角度調整（ＳＷ３、ＳＥ３）後の光軸可変素子の駆動方法は固定角度に限定されなく、例えば、スピンドルに対してディスクが傾いて取り付けられた場合には、ディスクの傾きが時間に依って変化するため、光軸可変素子を時間的に制御しても良い。この場合には、光軸可変素子を駆動した後の光軸がディスク半径方向に向かって略サイン関数で変位するよう制御すればよい。このとき、略サイン関数のＤＣ成分は、記録位置への変位、ディスクに対する光ピックアップ装置１７０の傾き、第１の光ビームと第２の光ビームの相対光軸ずれ等を示し、ＡＣ成分は、スピンドルに対してディスクが傾くことによる記録層での第１の光ビームのスポットと第２の光ビームのスポットの相対位置変化を示している。ここで、例えば回転周期１周期の中で数点摘出し、サイン関数で近似し、その近似式に合わせて光軸可変素子を制御しても良い。さらにそれには限定されず、例えば回転周期１周期分の制御を学習し、その制御を行っても良い。
【００５９】
そして、本実施例の光学系を図９で示したが、この光学系だけには限定されず、光軸を傾けることでガイド層と記録層の相対位置をずらす構成となっていれば同様の効果が得られる。このため、例えばレンズ６３やレンズ５３などをディスク半径方向に駆動しても同様の効果が得られる。特にレンズ６３は、ガイド層の信号を検出する第２の光ビームのみに作用し、記録層の信号を検出する第１の光ビームには全く作用しないため、対物レンズに入射する光ビームの傾きずれに伴う収差が発生しない。このため、レンズ６３を駆動するとレンズ１５やレンズ６４を駆動するよりも安定した記録を行える利点がある。
【００６０】
また、光ビームの角度最適化方法を図６で示したが、これ以外の動作であっても良く、ガイド層でトラッキング制御した状態で、記録層のトラッキング誤差信号から光軸を制御し補正する方法であれば同様の効果が得られる。また、ガイド層はトラック構造であっても良いし、ピット構造であっても良い。そして、ガイド層がトラック構造の場合には例えばＰＰ信号によるトラッキング誤差信号を生成しても良いし、ピット構造の場合には例えばＤＰＤ信号によるトラッキング誤差信号を生成しても良い。また、記録層についてもＰＰ信号によるトラッキング誤差信号を生成しても良い。
【００６１】
本実施例では、対物レンズがディスク半径方向に光軸ずれした場合ついては説明しなかったが、例えば製造上のばらつきなどで第１の光ビームと第２の光ビームの光軸傾きずれが発生しても、本実施例のように、光軸を傾けることで第１の光ビームと第２の光ビームを所定の位置に集光することが可能となる。
【００６２】
さらに、本実施例ではレンズ１５を磁気駆動機構で説明したがこれには限定されず、レンズを駆動できれば同様の効果が得られる。
【００６３】
そして、本実施例では、記録動作やイレース動作ごとにレンズ１５の最適化を行ったが、予め学習してあれば省略しても良い。
【００６４】
さらに１つのガイドトラックに対する半径方向の記録マーク列を層により変えても良い。これは、本実施例の光軸可変素子の角度を調整することで実現できる。本実施例は、対物レンズに発散、収束光を入射することで、複数の記録層のディスク表面から記録層（基板厚さ）の違いから発生する球面収差を補正しているため、補正量が大きくなると対物レンズが高次収差が発生し、ディスク上のスポットが歪む。このため、収差の小さい層では高密度記録、収差の大きい層では、低密度記録とすることでディスクに記録する容量を最大とすることができる。
【００６５】
また、本実施例のフォーカス誤差信号検出方式は非点収差方式であったが、これには限定されず、例えばナイフエッジ方式やスポットサイズ方式であっても良い。さらに、本発明は光軸を傾けることでガイド層と記録層の相対位置をずらして記録することを特徴としているため、図４のようなガイドトラックに限定されず、例えば特許文献１のようなガイドトラック構造であっても良いし、それ以外の構造であっても良い。
【実施例３】
【００６６】
図１０は本発明の第３の実施例に係る本発明の光ディスク装置における光ピックアップ装置１７０の光学系を示したものである。本実施例と実施例１との違いは、光軸角度可変素子が異なることである。実施例１では、角度可変立上げミラー１０を用いていたが、本実施例では液晶収差素子１７を用いてディスクに入射する光ビームの入射角度を変えていることが異なっている。なお、図中に示された各光学部品については、図２に示した本発明の第１の実施例と同じ機能を有する光学部品には同じ番号を付している。
【００６７】
まず、記録層の信号を検出する光学系について説明する。半導体レーザ５０から第１の光ビームが出射される。半導体レーザ５０を出射した第１の光ビームは、レンズ５１により略平行光に変換される。そして、レンズ５１を透過した光ビームは、ＰＢＳプリズム５２、レンズ５３、ダイクロイックプリズム７４を経て、レンズ７５入射する。
【００６８】
ここで、レンズ５３は光軸方向に駆動可能となっており、レンズ７５と組み合わせることで、対物レンズに入射する発散／収束状態を変えることが可能となっている。これにより、複数の記録層のディスク表面から記録層（基板厚さ）の違いから発生する球面収差を補正することが可能となる。
【００６９】
そして、レンズ７５を出射し、立上げミラー７０を反射した光ビームは、液晶収差素子１７、１／４波長板７６を透過し、アクチュエータに搭載された対物レンズ１を経て、光ディスク上の記録層に集光する。記録層を反射した光ビームは、対物レンズ１、１／４波長板７６、液晶収差素子１７、立上げミラー７０、レンズ７５、ダイクロイックプリズム７４、レンズ５３、ＰＢＳプリズム５２を経て、レンズ５４に入射する。レンズ５４では、光ビームに非点収差が与えられ、検出器５５で検出することで非点収差方式によるフォーカス誤差信号やトラッキング誤差信号のＤＰＤ信号が検出される。
【００７０】
次にガイド層の信号を検出する光学系について説明する。半導体レーザ６０を出射した第２の光ビームは、レンズ６１により略平行光に変換される。そして、レンズ６１を透過した光ビームは、ＰＢＳプリズム６２、レンズ６３、ダイクロイックプリズム７４を経て、レンズ７５に入射する。
【００７１】
ここで、レンズ６３は光軸方向に駆動可能となっており、レンズ７５と組み合わせることで、対物レンズに入射する発散／収束状態を変えることが可能となっている。これにより、複数の記録層とガイド層から発生する相対デフォーカスを補正することが可能となる。
【００７２】
そして、レンズ７５を出射し、立上げミラー７０を反射した光ビームは、液晶収差素子１７、１／４波長板７６を透過し、アクチュエータに搭載された対物レンズ１を経て、光ディスク上のガイド層に集光する。ガイド層を反射した光ビームは、対物レンズ１、１／４波長板７６、液晶収差素子１７、立上げミラー７０、レンズ７５、ダイクロイックプリズム７４、レンズ６３、ＰＢＳプリズム６２を経て、レンズ６４に入射する。レンズ６４では、光ビームに非点収差が与えられ、検出器６５で検出することで非点収差方式によるフォーカス誤差信号やトラッキング誤差信号が検出される。
【００７３】
このような光学系構成において、本実施例の特徴は、光軸角度可変素子として液晶収差素子１７を搭載していることである。ここで液晶収差素子１７は例えば階段状もしくはスロープ状の屈折率分布を有した液晶素子で、電圧を印加することで屈折率を変化させることが可能な素子である。
【００７４】
これにより、液晶収差素子１７の屈折率分布を変化させることで、対物レンズに入射する光軸角度を変えることができるため、１つのガイドトラック当たりの半径方向の記録マーク列を複数にすることができ、半径方向の記録密度を向上することが可能となる。
【００７５】
ここで、記録動作やイレース動作については、実施例１と同様であり、図５、図６に示す記録動作、図７、図８に示すイレース動作を行うことで安定した記録、イレースを行える。
【００７６】
なお、実施例１同様、光ビームの角度調整（ＳＷ３、ＳＥ３）後の光軸可変素子の駆動方法は固定角度に限定されなく、例えば、スピンドルに対してディスクが傾いて取り付けられた場合には、ディスクの傾きが時間に依って変化するため、光軸可変素子を時間的に制御しても良い。この場合には、光軸可変素子を駆動した後の光軸がディスク半径方向に向かって略サイン関数で変位するよう制御すればよい。このとき、略サイン関数のＤＣ成分は、記録位置への変位、ディスクに対する光ピックアップ装置１７０の傾き、第１の光ビームと第２の光ビームの相対光軸ずれ等を示し、ＡＣ成分は、スピンドルに対してディスクが傾くことによる記録層での第１の光ビームのスポットと第２の光ビームのスポットの相対位置変化を示している。ここで、例えば回転周期１周期の中で数点摘出し、サイン関数で近似し、その近似式に合わせて光軸可変素子を制御しても良い。さらにそれには限定されず、例えば回転周期１周期分の制御を学習し、その制御を行っても良い。
【００７７】
そして、本実施例の光学系を図１０で示したが、この光学系だけには限定されず、光軸を傾けることでガイド層と記録層の相対位置をずらす構成となっていれば同様の効果が得られる。このため、液晶収差素子１７の配置位置は、対物レンズ１と立上げミラー７０の間には限らず光学系のどの位置に配置しても同様の効果が得られる。特にガイド層の信号を検出する光学系に配置すると、ガイド層の信号を検出する第２の光ビームのみに作用し、記録層の信号を検出する第１の光ビームには全く作用しないため、対物レンズに入射する光ビームの傾きずれに伴う収差が発生しない。このため、第１の光ビームと第２の光ビームの共通光路に配置するよりも安定した記録を行える利点がある。
【００７８】
また、光ビームの角度最適化方法を図６で示したが、これ以外の動作であっても良く、ガイド層でトラッキング制御した状態で、記録層のトラッキング誤差信号から光軸を制御し補正する方法であれば同様の効果が得られる。また、ガイド層はトラック構造であっても良いし、ピット構造であっても良い。そして、ガイド層がトラック構造の場合には例えばＰＰ信号によるトラッキング誤差信号を生成しても良いし、ピット構造の場合には例えばＤＰＤ信号によるトラッキング誤差信号を生成しても良い。また、記録層についてもＰＰ信号によるトラッキング誤差信号を生成しても良い。
【００７９】
本実施例では、対物レンズがディスク半径方向に光軸ずれした場合ついては説明しなかったが、例えば製造上のばらつきなどで第１の光ビームと第２の光ビームの光軸傾きずれが発生しても、本実施例のように、光軸を傾けることで第１の光ビームと第２の光ビームを所定の位置に集光することが可能となる。
【００８０】
そして、本実施例では、記録動作やイレース動作ごとに液晶収差素子１７の最適化を行ったが、予め学習してあれば省略しても良い。
【００８１】
さらに１つのガイドトラックに対する半径方向の記録マーク列を層により変えても良い。これは、本実施例の光軸可変素子の角度を調整することで実現できる。本実施例は、対物レンズに発散、収束光を入射することで、複数の記録層のディスク表面から記録層（基板厚さ）の違いから発生する球面収差を補正しているため、補正量が大きくなると対物レンズが高次収差が発生し、ディスク上のスポットが歪む。このため、収差の小さい層では高密度記録、収差の大きい層では、低密度記録とすることでディスクに記録する容量を最大とすることができる。
【００８２】
また、本実施例のフォーカス誤差信号検出方式は非点収差方式であったが、これには限定されず、例えばナイフエッジ方式やスポットサイズ方式であっても良い。さらに、本発明は光軸を傾けることでガイド層と記録層の相対位置をずらして記録することを特徴としているため、図４のようなガイドトラックに限定されず、例えば特許文献１のようなガイドトラック構造であっても良いし、それ以外の構造であっても良い。
【００８３】
そして、本実施例では、ディスクに対して光軸を傾ける方法として光ピックアップ装置の光学系を用いたが、本発明は、光ディスクに対する入射光軸が傾くことで同様の効果を実現できるため、例えば、光ディスク装置が光ディスクに対し光ピックアップ装置を傾ける構成としても良いし、光ピックアップ装置に対し、ディスクを傾ける構成としても良い。
【００８４】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【００８５】
１：対物レンズ、１０：角度可変立上げミラー、１５：レンズ、１７：液晶収差素子、５０：半導体レーザ、６０：半導体レーザ、５５：検出器、６５：検出器、１７０：光ピックアップ装置、１７１：スピンドルモータ駆動回路、１７２：アクセス制御回路、１７３：アクチュエータ駆動回路、１７４：サーボ信号生成回路、１７５：情報信号再生回路、１７６：コントロール回路、１７７：レーザ点灯回路、１７８：情報記録回路、１７９：光軸角度可変素子駆動回路、１８０：スピンドルモータ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の光ビームを出射する半導体レーザと、
第２の光ビームを出射する半導体レーザと、
前記第１、第２の光ビームを光ディスクに照射する対物レンズと、
少なくとも第２光ビームの前記対物レンズに入射する光軸方向を変える光軸角度可変素子と、
前記第１、第２の光ビームが入射する対物レンズを前記ディスク半径方向に駆動するアクチュエータと、
前記光ディスクから反射した前記第１、第２の光ビームを受光する光検出器と、
を備えた光ピックアップ装置を搭載している光ディスク装置であって、
記録層とガイド層の少なくとも２層を有する光ディスクを記録する場合、
前記第１の光ビームは記録層に集光し、
前記第２の光ビームはガイド層に集光し、
前記光軸角度可変素子の駆動量を変えることで、前記光ディスク上の第１の光ビームと第２の光ビームの相対位置をずらし、前記ガイド層のガイドトラックの半径方向のトラック数よりも、記録層の記録マーク列の半径方向のマーク列数が多くなるよう記録することを特徴とする光ディスク装置。
【請求項２】
第１の光ビームを出射する半導体レーザと、
第２の光ビームを出射する半導体レーザと、
前記第１、第２の光ビームを光ディスクに照射する対物レンズと、
少なくとも第２光ビームの前記対物レンズに入射する光軸方向を変える光軸角度可変素子と、
前記第１、第２の光ビームが入射する対物レンズを前記ディスク半径方向に駆動するアクチュエータと、
前記光ディスクから反射した前記第１、第２の光ビームを受光する光検出器と、
を備えた光ピックアップ装置を搭載している光ディスク装置であって、
記録層とガイド層の少なくとも２層を有する光ディスクを記録する場合、
前記第１の光ビームは記録層に集光し、
前記第２の光ビームはガイド層に集光し、
前記光軸角度可変素子の駆動量を変えることで、前記光ディスク上の第１の光ビームと第２の光ビームの相対位置をずらし、前記ガイド層のピット列の半径方向のピット列数よりも、記録層の記録マーク列の半径方向のマーク列数が多くなるよう記録することを特徴とする光ディスク装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の光ディスク装置において、
前記光軸可変素子の駆動は、ディスク回転周期と同期することを特徴とする光ディスク装置。
【請求項４】
請求項１乃至３記載の光ディスク装置において、
前記光軸可変素子の駆動後の対物レンズに入射する光ビームの角度は、
ディスク回転角に対して、ディスク回転周期を１周期とする略サイン関数で変化することを特徴とする光ディスク装置。
【請求項５】
請求項１乃至４記載の光ディスク装置において、
前記光ディスクに記録領域がある場合には、
記録済みの半径位置で、前第２の光ビームのトラッキング誤差信号を用いて、前記アクチュエータを駆動し、
第１の光ビームのトラッキング誤差信号を用いて、前記光軸可変素子を駆動し、
前記光軸可変素子の駆動方法を学習することを特徴とする光ディスク装置。
【請求項６】
請求項５記載の光ディスク装置において、
前記光ディスクの未記録の半径位置で、前記光ディスクの記録済み半径位置における前記光軸可変素子の駆動信号の学習結果に応じて前記光軸可変素子を駆動することを特徴とする光ディスク装置。
【請求項７】
請求項１乃至６記載の光ディスク装置において、
前記光学可変素子駆動後にイレースまたは追記録を開始することを特徴とする光ディスク装置。
【請求項８】
請求項１乃至７記載の光ディスク装置において、
前記光軸角度可変素子は、角度可変ミラーであることを特徴とする光ディスク装置。
【請求項９】
請求項１乃至７記載の光ピックアップ装置において、
前記光軸角度可変素子は、レンズとレンズをディスク半径方向に駆動する駆動機構であることを特徴とする光ディスク装置。
【請求項１０】
請求項１乃至７記載の光ピックアップ装置において、
前記光軸角度可変素子は、液晶収差素子であることを特徴とする光ディスク装置。
【請求項１１】
第１の光ビームを出射する半導体レーザと、
第２の光ビームを出射する半導体レーザと、
前記第１、第２の光ビームを光ディスクに照射する対物レンズと、
前記第１、第２の光ビームが入射する対物レンズを前記ディスク半径方向に駆動するアクチュエータと、
前記光ディスクから反射した前記第１、第２の光ビームを受光する光検出器と、
を備えた光ピックアップ装置を搭載した光ディスク装置による光ディスク記録方法であって、
記録層とガイド層の少なくとも２層を有する光ディスクに記録する場合、
前記第１の光ビームは記録層に集光し、
前記第２の光ビームはガイド層に集光し、
前記光ディスクに対する第１の光ビームまたは第２の光ビームまたは第１、第２の光ビームの光軸角度を変えることで、前記ガイド層のガイドトラックの半径方向のトラック数よりも、記録層の記録マーク列の半径方向のマーク列数が多くなるよう記録することを特徴とする光ディスク記録方法。
【請求項１２】
請求項１１記載の光ディスク記録方法において、
自然数をｎとしたとき、前記ガイド層のトラックピッチに対し、前記記録層の半径方向の記録マーク列の周期がｎ倍で示されることを特徴とする光ディスク記録方法
【請求項１３】
第１の光ビームを出射する半導体レーザと、
第２の光ビームを出射する半導体レーザと、
前記第１、第２の光ビームを光ディスクに照射する対物レンズと、
前記第１、第２の光ビームが入射する対物レンズを前記ディスク半径方向に駆動するアクチュエータと、
前記光ディスクから反射した前記第１、第２の光ビームを受光する光検出器と、
を備えた光ピックアップ装置を搭載した光ディスク装置による光ディスク記録方法であって、
記録層とガイド層の少なくとも２層を有する光ディスクに記録する場合、
前記第１の光ビームは記録層に集光し、
前記第２の光ビームはガイド層に集光し、
前記光ディスクに対する第１の光ビームまたは第２の光ビームまたは第１、第２の光ビームの光軸角度を変えることで、前記ガイド層のピット列の半径方向のピット列数よりも、記録層の記録マーク列の半径方向のマーク列数が多くなるよう記録することを特徴とする光ディスク記録方法。
【請求項１４】
請求項１３記載の光ディスク記録方法において、
自然数をｎとしたとき、前記ガイド層の半径方向のピット列の周期に対し、前記記録層の半径方向の記録マーク列の周期がｎ倍で示されることを特徴とする光ディスク記録方法
【請求項１５】
複数の層を有する光ディスクの記録方法であって、
層に応じて記録密度が異なることを特徴とする光ディスク記録方法。
【請求項１６】
請求項１５記載の光ディスク記録方法において、
ディスク表面に最も近い記録層の記録密度が最も低密度であることを特徴とする光ディスク記録方法。
【請求項１７】
請求項１５記載の光ディスク記録方法において、
ディスク表面から最も遠い記録層の記録密度が最も低密度であることを特徴とする光ディスク記録方法。
【請求項１】
第１の光ビームを出射する半導体レーザと、
第２の光ビームを出射する半導体レーザと、
前記第１、第２の光ビームを光ディスクに照射する対物レンズと、
少なくとも第２光ビームの前記対物レンズに入射する光軸方向を変える光軸角度可変素子と、
前記第１、第２の光ビームが入射する対物レンズを前記ディスク半径方向に駆動するアクチュエータと、
前記光ディスクから反射した前記第１、第２の光ビームを受光する光検出器と、
を備えた光ピックアップ装置を搭載している光ディスク装置であって、
記録層とガイド層の少なくとも２層を有する光ディスクを記録する場合、
前記第１の光ビームは記録層に集光し、
前記第２の光ビームはガイド層に集光し、
前記光軸角度可変素子の駆動量を変えることで、前記光ディスク上の第１の光ビームと第２の光ビームの相対位置をずらし、前記ガイド層のガイドトラックの半径方向のトラック数よりも、記録層の記録マーク列の半径方向のマーク列数が多くなるよう記録することを特徴とする光ディスク装置。
【請求項２】
第１の光ビームを出射する半導体レーザと、
第２の光ビームを出射する半導体レーザと、
前記第１、第２の光ビームを光ディスクに照射する対物レンズと、
少なくとも第２光ビームの前記対物レンズに入射する光軸方向を変える光軸角度可変素子と、
前記第１、第２の光ビームが入射する対物レンズを前記ディスク半径方向に駆動するアクチュエータと、
前記光ディスクから反射した前記第１、第２の光ビームを受光する光検出器と、
を備えた光ピックアップ装置を搭載している光ディスク装置であって、
記録層とガイド層の少なくとも２層を有する光ディスクを記録する場合、
前記第１の光ビームは記録層に集光し、
前記第２の光ビームはガイド層に集光し、
前記光軸角度可変素子の駆動量を変えることで、前記光ディスク上の第１の光ビームと第２の光ビームの相対位置をずらし、前記ガイド層のピット列の半径方向のピット列数よりも、記録層の記録マーク列の半径方向のマーク列数が多くなるよう記録することを特徴とする光ディスク装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の光ディスク装置において、
前記光軸可変素子の駆動は、ディスク回転周期と同期することを特徴とする光ディスク装置。
【請求項４】
請求項１乃至３記載の光ディスク装置において、
前記光軸可変素子の駆動後の対物レンズに入射する光ビームの角度は、
ディスク回転角に対して、ディスク回転周期を１周期とする略サイン関数で変化することを特徴とする光ディスク装置。
【請求項５】
請求項１乃至４記載の光ディスク装置において、
前記光ディスクに記録領域がある場合には、
記録済みの半径位置で、前第２の光ビームのトラッキング誤差信号を用いて、前記アクチュエータを駆動し、
第１の光ビームのトラッキング誤差信号を用いて、前記光軸可変素子を駆動し、
前記光軸可変素子の駆動方法を学習することを特徴とする光ディスク装置。
【請求項６】
請求項５記載の光ディスク装置において、
前記光ディスクの未記録の半径位置で、前記光ディスクの記録済み半径位置における前記光軸可変素子の駆動信号の学習結果に応じて前記光軸可変素子を駆動することを特徴とする光ディスク装置。
【請求項７】
請求項１乃至６記載の光ディスク装置において、
前記光学可変素子駆動後にイレースまたは追記録を開始することを特徴とする光ディスク装置。
【請求項８】
請求項１乃至７記載の光ディスク装置において、
前記光軸角度可変素子は、角度可変ミラーであることを特徴とする光ディスク装置。
【請求項９】
請求項１乃至７記載の光ピックアップ装置において、
前記光軸角度可変素子は、レンズとレンズをディスク半径方向に駆動する駆動機構であることを特徴とする光ディスク装置。
【請求項１０】
請求項１乃至７記載の光ピックアップ装置において、
前記光軸角度可変素子は、液晶収差素子であることを特徴とする光ディスク装置。
【請求項１１】
第１の光ビームを出射する半導体レーザと、
第２の光ビームを出射する半導体レーザと、
前記第１、第２の光ビームを光ディスクに照射する対物レンズと、
前記第１、第２の光ビームが入射する対物レンズを前記ディスク半径方向に駆動するアクチュエータと、
前記光ディスクから反射した前記第１、第２の光ビームを受光する光検出器と、
を備えた光ピックアップ装置を搭載した光ディスク装置による光ディスク記録方法であって、
記録層とガイド層の少なくとも２層を有する光ディスクに記録する場合、
前記第１の光ビームは記録層に集光し、
前記第２の光ビームはガイド層に集光し、
前記光ディスクに対する第１の光ビームまたは第２の光ビームまたは第１、第２の光ビームの光軸角度を変えることで、前記ガイド層のガイドトラックの半径方向のトラック数よりも、記録層の記録マーク列の半径方向のマーク列数が多くなるよう記録することを特徴とする光ディスク記録方法。
【請求項１２】
請求項１１記載の光ディスク記録方法において、
自然数をｎとしたとき、前記ガイド層のトラックピッチに対し、前記記録層の半径方向の記録マーク列の周期がｎ倍で示されることを特徴とする光ディスク記録方法
【請求項１３】
第１の光ビームを出射する半導体レーザと、
第２の光ビームを出射する半導体レーザと、
前記第１、第２の光ビームを光ディスクに照射する対物レンズと、
前記第１、第２の光ビームが入射する対物レンズを前記ディスク半径方向に駆動するアクチュエータと、
前記光ディスクから反射した前記第１、第２の光ビームを受光する光検出器と、
を備えた光ピックアップ装置を搭載した光ディスク装置による光ディスク記録方法であって、
記録層とガイド層の少なくとも２層を有する光ディスクに記録する場合、
前記第１の光ビームは記録層に集光し、
前記第２の光ビームはガイド層に集光し、
前記光ディスクに対する第１の光ビームまたは第２の光ビームまたは第１、第２の光ビームの光軸角度を変えることで、前記ガイド層のピット列の半径方向のピット列数よりも、記録層の記録マーク列の半径方向のマーク列数が多くなるよう記録することを特徴とする光ディスク記録方法。
【請求項１４】
請求項１３記載の光ディスク記録方法において、
自然数をｎとしたとき、前記ガイド層の半径方向のピット列の周期に対し、前記記録層の半径方向の記録マーク列の周期がｎ倍で示されることを特徴とする光ディスク記録方法
【請求項１５】
複数の層を有する光ディスクの記録方法であって、
層に応じて記録密度が異なることを特徴とする光ディスク記録方法。
【請求項１６】
請求項１５記載の光ディスク記録方法において、
ディスク表面に最も近い記録層の記録密度が最も低密度であることを特徴とする光ディスク記録方法。
【請求項１７】
請求項１５記載の光ディスク記録方法において、
ディスク表面から最も遠い記録層の記録密度が最も低密度であることを特徴とする光ディスク記録方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−４１３３（Ｐ２０１３−４１３３Ａ）
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３２７９３（Ｐ２０１１−１３２７９３）
【出願日】平成２３年６月１５日（２０１１．６．１５）
【出願人】（５０９１８９４４４）日立コンシューマエレクトロニクス株式会社 (998)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月１５日（２０１１．６．１５）
【出願人】（５０９１８９４４４）日立コンシューマエレクトロニクス株式会社 (998)
【Ｆターム（参考）】
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