JP5687609B2 - 光情報記録媒体及び追記方法 - Google Patents

Description

本発明は、リファレンス層を用いてトラック制御を行う光情報記録再生システムに関わる。

以下における説明中の用語の一部は、Blu-ray Disc（ＢＤ）で使用されるものを基本とする。ただし、本発明の適用範囲は、ＢＤに限定されるものではない。

光ディスクの記録容量の拡大は、光源の短波長化と対物レンズの開口数（ＮＡ）の増大に加えてディスク１枚当たりの記録層数を増やすことにより実現されてきた。ＢＤでは青色半導体レーザと、ＮＡが０．８５という高ＮＡ対物レンズを用いて、２層で５０ＧＢの記録容量を実現している。更に、２０１０年には、記録層の数を３乃至４に増やすと同時に面記録密度も高めることにより１００ＧＢ以上の記録容量を有するＢＤＸＬの実用化に至った。

記録波長の短波長化や対物レンズの高ＮＡ化は限界に近く、今後、面記録容量を大幅に向上させるのは容易でない。よって、上記以上の記録容量を実現するためには、記録層の数をさらに増大させるのが有力な解決手段の一つである。

しかし、従来の多層光ディスクと同様の構成で記録層数を増大させようとすると記録容量当たりのコスト低減が実現しにくい可能性が高い。何故なら、現行の多層光ディスクの製造コスト及び歩留まりは、専ら記録層の形成プロセスに関わるからである。即ち、層数の増大は工程数の増大に直結し、最終的な歩留まりは１層当たりのスタンパ工程の歩留まりの層数の冪乗で概ね決定される。

そこで、非特許文献１に記載されているように、記録層形成時にスタンパ工程が不要な方式が検討されている。この方式では、各記録層とは別に、トラッキングに用いるグルーブを形成した層（以下、リファレンス層という）を設け、記録及び再生に用いるビームとは別のビームを用いてトラッキングを行うことを特徴とする。以下においては、これをグルーブレス多層方式と呼ぶこととする。

また、従来の多層ディスクのように物理的に定義された記録層を有さない光ディスク及びその記録技術も検討されている。一例として、特許文献１に記載されている技術では、フォトリフラクティブ材料からなる記録領域中にマイクロホログラム、即ち微小な干渉縞を記録している。上記記録領域の中には、物理的に記録位置を規定する構造が無いので各マイクロホログラムの記録位置は、記録に用いる光（記録光）の焦点位置を間接的に制御することにより決定される。また、別の一例を挙げると、特許文献２中の記述にあるように、記録領域中にボイド（空隙）を形成することにより記録を行うものもある。これらの記録方法によれば、仮想的な記録層を比較的自由に増やすことが可能であり、ディスク１枚当たりの記録容量増大を図りやすい。なお、本明細書中では、以上のように記録領域中に物理的に記録位置を規定する層が無い方式について便宜上、空間記録と総称することとする。この方式においても、トラッキングはリファレンス層を用いる。

特開２００８−９７７２３号公報 特開２００９−２３８２８５号公報 特開平７−１１０９５８号公報

ISOM10 Technical Abstract, Th-L-07, "16 Layers Write Once Disc with a Separated Guide Layer" Japanese Journal of Applied Physics 48 (2009) 03A054

上記背景技術の項で説明したように、グルーブレス多層方式及び空間記録方式のいずれにおいても、記録を行う記録層若しくは記録位置においてはトラッキング信号を検出できる物理的な構造が存在しない。従って、少なくとも記録時のトラッキングはリファレンス層を用いて行う必要がある。しかしながら、非特許文献２などに記載があるように、ラジアルチルト（ディスク面の鉛直からの対物レンズ光軸の傾きの内、ディスク半径方向成分）の変化により記録面における記録及び再生を行う光スポットの当たる半径が変化してしまうという課題がある。

図２は、空間記録の場合について、上記の課題を説明するための模式図で、記録媒体の半径方向の断面図である。この記録媒体は、透明かつ剛性を有する基板２３と記録材料から構成される記録領域２５からなる。記録領域と接する側の基板の面がリファレンス層になっていて、トラッキング用のグルーブが形成されている。特に、このようなリファレンス層をグルーブ式リファレンス層２４と呼ぶこととする。ただし、以下においては、文脈上混乱を生じない範囲において単にリファレンス層と呼ぶこととする。なお、このグルーブのピッチは、０．６４μｍである。メインビーム２１は、記録及び再生に用いる光で、波長４０５ｎｍの青色レーザ光である。また、メインビームの位置決めに用いるガイドビーム２０は、波長６５０ｎｍの赤色レーザ光である。メインビームとガイドビームは、対物レンズ３を共用している。なお、この対物レンズの青色レーザ光に対するＮＡは、０．８５である。従って、ガイドビームを用いてグルーブ式リファレンス層に設けられたグルーブをトラッキングすることによりメインビームもグルーブの形状に沿って移動する。

図２中のトラック２６は、メインビーム及びガイドビームの光軸がリファレンス層に鉛直な状態でグルーブ（入射側から見て凹んでいる）に対してトラッキングを掛けた状態で記録されたものである。従って、各トラックは、リファレンス層のグルーブの直下に整列して記録されている。ディスクの半径方向の断面から見ると、図２に図示したように、記録マーク列からなるトラックは、仮想的な記録層を構成しているように見える。以後、特に区別する必要が無い場合には、このような仮想的な記録層も単に記録層と呼ぶこととする。

そして、図２は、ガイドビームをリファレンス層のグルーブでトラッキングを掛けている。ここで、何らかの理由により光軸がリファレンス層に対してラジアルチルトを生じると、図２に示したように、メインビーム２１のスポットが照射される位置は記録済みのトラックに対してオフセットｄを生じる。オフセットｄは、ラジアルチルトの大きさと、リファレンス層からのメインビームの焦点位置までの距離に依存する。チルトの大きさが十分に小さいとすると、ｄの大きさは式（１）で近似的に与えられる。

ここで、θはチルト角度、Ｌはリファレンス層からのメインビームの焦点位置までの距離、ｎは空気の屈折率、ｎ’記録領域の屈折率をそれぞれ表す。

仮に、チルトが０．１度、Ｌが１００μｍ、ｎ’＝１．６である場合を考えると、オフセットは約０．１１μｍに達する。これは、トラックピッチの１／６近い大きなものである。このような大きなトラックオフセットが発生している場合、ガイドビームでリファレンス層のグルーブに対してトラッキングを掛けても記録済みのトラックを再生することは困難である。また、途中まで記録されている層に続けて記録を行う追記の場合に、このようなオフセットを生じていると、追記開始位置でトラックに不連続なずれを生じるだけでなく、オフセットの大きさが著しい場合は、既に記録済みのトラックの上に記録してしまい、ディスクを破壊する危険性すらあるという課題を有する。

再生時に生じるオフセットに関しては、非特許文献２に記載があるように、記録済みのトラックからトラックエラー信号を検出することにより回避できる可能性がある。また、追記開始位置のずれに関しても、追記開始前に記録済みトラックに対するオフセットを記録済みトラックから検出したトラックエラー信号を用いて補正すれば良いということは当業者であれば類推可能であると考えられる。しかしながら、実際にはこの考え方は一般的には適用することができない。何故なら、連続したグルーブを用いてトラックエラー信号（プッシュプル信号）を検出する方式では、有効なトラックエラー信号を検出できない領域が必ず存在するからである。

図３は、グルーブとこれを用いて検出されるトラックエラー信号（プッシュプル信号）との関係を説明するもので、上側にグルーブ断面の模式図を示し、それに対応するトラックエラー信号を下側に示した。ここでは、グルーブとランドの幅の比率は、１：１としている。グルーブのピッチをＰとすると、トラックエラー信号も周期がＰの正弦波状の信号となる。なお、プッシュプル信号の検出方法などに関しては、当業者であれば当然に承知していることなのでここでの説明は省略した。トラックエラー信号の０クロス点がグルーブの中心に対応することは容易に理解できよう。トラックエラー信号生成系は、図３に示したようにグルーブ中心におけるトラックエラー信号の勾配の符号が正であると定義されているとする。当然、この信号を用いてトラック制御を行う調節計への入力信号の符号定義もこれに従う。しかし、図３から明らかなように、プッシュプル信号は、正弦波状であるから、その一周期のおよそ１／２の領域においてはその傾きの符号が負になる。よって、このような領域（図３でグルーブ中心からの距離がＰ／４以上、３Ｐ／４以下の領域）においてはトラック制御を行うことができない。即ち、先に述べたオフセットの大きさがこの領域に相当する場合、オフセットを補償してトラック制御を行うことはできない。

トラッキング信号を生成する方式としては、グルーブ付きディスクとプッシュプル信号を用いる方式の他に所謂サンプルサーボ方式がある。サンプルサーボ方式に関しては、例えば特許文献３に詳述されているのでここでは簡単に述べる。この方式では、図４に示したように、グルーブの代わりにグルーブと同程度の深さを有するＡピット２７Ａ及びＢピット２７Ｂがリファレンス層である基板表面に形成されている。ＡピットとＢピットの大きさ及び深さは同一であるものの、これらは互いに各トラックの中心に対して等距離ずらされている。また、Ａピットは必ずＢピットよりも先に出現するように配置されている。図５は、リファレンス層７２の構造を説明する図である。図５に示すように、先に述べたようなピットの組みが半径方向にトラックピッチで配置されている。以下においては、このような、半径方向に配置されたピット群７１をスポーク７０と呼ぶこととする。スポーク７０は、角度方向（周方向）に等角度間隔で十分な数が設けられている。

トラックエラー信号は、Ａピットで検出される振幅（再生光強度変化）からＢピットで検出される振幅を差し引くことにより生成する。このようにして得られたトラックエラー信号は、図４の下部に示したようにやはり周期Ｐの正弦波状となる。つまり、グルーブを用いた場合と同じ問題を生じる。

以上で述べたように、グルーブレス多層方式や空間記録方式のようにリファレンス層に設けられたトラッキング情報をガイドビームにより検出し、メインビームのトラック制御を行う場合には、ラジアルチルトの変化により生じるオフセットが課題である。特に、記録中途の記録層に対して追記を行う場合に、記録済みのトラックを破壊する可能性があるのが問題である。そして、従来のグルーブやサンプルサーボ方式では、制御不能領域が存在するために、このオフセットを補償してトラック制御を行うのが不可能な場合がある。

上記課題を解決するために、本発明に基づく光情報記録媒体は、反射光強度を変調する作用を有するマーク対が形成されたリファレンス層と記録層を有する。マーク対は、マーク対がトラックピッチの整数倍のピッチで半径方向に配列された第１のマーク対列と、マーク対がトラックピッチの整数倍のピッチで半径方向に配列された１つ以上の別のマーク対列とによりスポークを構成する。スポークは、媒体の周方向に複数個配列されている。

スポークに含まれるマーク対列の数が３以上のとき、マーク対列におけるマーク対の配置周期は、マーク対列の数とトラックピッチの積に等しい。マーク対列の数が２のとき、第２のマーク対列は第１のマーク対列に対して半径方向にトラックピッチの１／２ずらして配列されている。

一例の媒体は、第１から第３までの３つのマーク対列を有する。このとき、第１のマーク対列、第２のマーク対列、第３のマーク対列の各マーク対を構成する第１のマークは、トラック中心に対して半径外周方向にトラックピッチの３／４ずらして配列されるとともに、各マーク対列を構成する第２のマークはトラック中心に対して半径外周方向にトラックピッチの３／４ずらして配列されている。第１のマーク対列、第２のマーク対列、第３のマーク対列におけるマーク対の配置周期はトラックピッチの３倍に等しい。また、第１のマーク対列に対して第２のマーク対列は半径方向にトラックピッチだけずらして配置され、第２のマーク対列に対して第３のマーク対列は半径方向にトラックピッチだけずらして配置されている。

また、上記課題を解決するために、本発明に基づく光情報記録再生装置は、光源と、光源から出射された光束を対物レンズで本発明の光情報記録媒体の記録層に集光する光学系と、光情報記録媒体の記録層からの反射光からトラックエラー信号を検出する手段と、第２の光源と、第２の光源から出射された光を光情報記録媒体のリファレンス層に照射する光学系と、リファレンス層の複数のマーク対列からの反射光から複数のトラックエラー信号を検出する手段と、複数のトラックエラー信号の中から所望の性質を有するトラックエラー信号を選択する手段と、トラック制御用のフィードバック調節計と、第１又は第２の光源により検出されたトラックエラー信号のいずれかを選択する手段とを有する。

また、本発明の追記方法は、本発明に基づく光情報記録媒体の記録中途の記録層へ追記を行う方法である。この追記方法は、記録用のメインビームを用いて記録済みトラックに対してトラック制御を行う工程と、ガイドビームをリファレンス層に照射してリファレンス層から得られるトラックエラー信号を記録する工程と、記録されたトラックエラー信号をメインビームのトラック制御駆動信号と比較し、相関性の高い時間変化を示すものを選択する工程と、選択したトラックエラー信号の中から、振幅の絶対値の平均が小さいものを選択する工程と、最終的に選定したトラックエラー信号の追記開始位置における値をオフセットとして選ぶ工程と、メインビームのトラック制御信号をリファレンス層から得たトラックエラー信号に切り替え、オフセットを目標値にしてトラック制御を行い、追記を開始する工程と、を有する。

本発明によると、従来のグルーブやサンプルサーボ方式と異なり制御不能領域が存在しないために、ラジアルチルトの変化により生じるオフセットを補償してトラック制御を行うことが可能となる。その結果、グルーブレス多層方式や空間記録方式のようにリファレンス層に設けられたトラッキング情報をガイドビームで検出してメインビームのトラック制御を行う方式においても、記録中途の記録層に対して問題なく追記を行うことが可能となる。
上記した以外の、課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

本発明を実施した一例の説明図。 ラジアルチルトによるオフセットの発生の様子を説明する模式図。 グルーブとこれを用いて検出されるトラックエラー信号との関係を説明する図。 サンプルサーボ方式で検出されるピット配置とトラックエラー信号との関係を説明する図。 リファレンス層の構造を説明する模式図。 本発明を実施した別の一例の説明図。 トラックエラー信号の生成手段の説明図。 トラックエラー信号の生成過程の説明図。 本発明を実施した装置の一例の説明図。 追記の手順を説明する図。 ディスクの周内でオフセットが一定でない場合の対処法を説明する図。 追記の際のオフセットの求め方を説明する図。 本発明を実施した装置の一例の説明図。

なお、先のサンプルサーボ方式の説明においては、リファレンス層からのトラックエラー信号の元はピットであるとした。しかし、ピットの代わりに反射率や屈折率が周囲と異なるマークであっても同様のトラックエラー信号を得ることができる。よって、本明細書中では、ピットを含めたこれらを単にマークと呼ぶこととする。ただし、以下においては、先の説明同様に、マークとしてピットを用いるものとして説明することとする。

図１に、本発明を実施した一例の説明図を示す。図１の上段の図は、リファレンス層の構造を説明するものであり、図１の下段の図は、この構造から得られる原始トラックエラー信号の様子を説明する図である。ここで横軸は、ディスクの半径方向を表す。図１の上段で、ガイド光スポット３４は、下から上へと移動するものとする。

この例では、スポークは、半径方向に伸びた溝から構成される開始コード２８とピット列から構成される。ピット列は、図１に示したように領域１及び領域２に２重に配列されているのが特徴である。領域１は、開始コードに隣接する領域で、領域２は、領域１の次に出現する。領域１及び領域２は、説明を容易にするために導入した仮想的な概念で、必ずしも明確な構造として認められるものではない。

領域１には、ピット１Ａ ２９Ａ及びピット１Ｂ ２９Ｂが基板表面に形成されている。ピット１Ａとピット１Ｂの大きさ及び深さは同一であるものの、これらは互いに各トラックのトラック中心線３１に対して等距離ずらされている。また、ピット１Ａは必ずピット１Ｂよりも先に出現するように配置されている。このようなピットの組みが半径方向にトラックピッチで配置されている。従って、先に発明が解決しようとする課題の項の中で説明したように、領域１のピット１Ａ及びピット１Ｂを用いて検出されるトラックエラー信号は、図１下段に示したトラックエラー信号１ ３２のような正弦波状のものになる。

領域２には、ピット２Ａ ３０Ａ及びピット２Ｂ ３０Ｂが基板表面に形成されている。これらの大きさ及び深さはピット１Ａやピット１Ｂと同一であるものの配列方法が異なる。即ち、ピット２Ａ及びピット２Ｂは、ピット１Ａ及びピット１Ｂの配列を半径方向にトラックピッチの１／２ずらした配置となっている。従って、領域２のピット２Ａ及びピット２Ｂを用いて領域１の場合と同様の方法で検出されるトラックエラー信号は、トラックエラー信号１に対してトラックピッチ即ち、１／２周期ずれたトラックエラー信号２ ３３となる。即ち、トラックエラー信号１の勾配が負である領域においては、トラックエラー信号２の勾配が正になっている。よって、この領域ではトラックエラー信号２を使用すればトラック制御が可能である。

図１に示した例では、オフセットの大きさがＰ／４に極近い場合、トラックエラー信号の勾配が小さくなるために制御精度が低下するという問題が残っている。本発明に基づき、この問題を解消するピットの配置を図６に示す。この例の特徴は、３つの領域にそれぞれ配置された３組のピットを用いることにある。

開始コード２８に隣接する領域０には、ピット０Ａ ３５Ａ及びピット０Ｂ ３５Ｂが基板表面に形成されている。ピット０Ａとピット０Ｂの大きさ及び深さは同一であるものの、これらは互いに各トラックのトラック中心線３１に対して３Ｐ／４ずらされている。また、ピット０Ａは必ずピット０Ｂよりも先に出現するように配置されている。このようなピットの組みが半径方向にトラックピッチの３倍の周期で配置されている。従って、先に発明が解決しようとする課題の項の中で説明したように、領域０のピット０Ａ及びピット０Ｂを用いて検出されるトラックエラー信号は、図６下段に示したトラックエラー信号０ ３６のような正弦波状のものになる。

領域１におけるピット１Ａ及びピット１Ｂの配列の仕方は、開始コードからの距離と配置の中心とするトラックが領域０のものの右隣りのトラックであることを除いて領域０の場合と同様である。よって、領域１のピット１Ａ及びピット１Ｂを用いて検出されるトラックエラー信号は、図６下段に示したトラックエラー信号１ ３２のような正弦波状のものになることは容易に理解できる。また、同様にして、領域２のピット２Ａ及びピット２Ｂを用いて検出されるトラックエラー信号は、図６下段に示したトラックエラー信号２ ３３のような正弦波状のものになることは容易に理解できる。

図６に示すように、上記のようにピットを配列することにより、トラックエラー信号０〜２の勾配が正である半径方向の範囲が互いに３Ｐ／４ずつオーバーラップすることになる。従って、オフセットの量に応じていずれかのトラックエラー信号を選択することにより先に述べた問題を解消することが可能であることが解る。

なお、以上の例においては各領域中のピットの半径方向の間隔は全て等しいので、各領域のピットから得られるトラックエラー信号は正弦波状になっていた。しかし、例えば図６の例で、ピット０Ａ及びピット０Ｂなどのトラック中心からの距離を共に（３／４）Ｐよりも僅かに増減させた場合、トラックエラー信号の形状が正弦波から少し変化するだけで、オフセットの量に応じていずれかのトラックエラー信号を選択することに対しては支障が無いことが理解できる。また、領域の数をＮ（ただし、３以上）とした場合、各領域におけるピット対の半径方向の配置周期は、ＮＰである。

次に、トラックエラー信号の検出について図７及び図８を用いて説明する。図７は、トラックエラー信号を生成するのに必要な要素と構成を示したものである。ただし、簡単のために、ガイド光とトラックエラー信号生成に関わる部分のみを抽出して示している。ガイド光の光源である赤色レーザダイオード１９から放射されたレーザ光は、コリメータレンズ４で平行光線に変換された後に偏光ビームスプリッタ５と１／４波長板６を通過した後、対物レンズ３によって光ディスク１のリファレンス層上に焦点を結ぶ。レーザ光は、リファレンス層で反射される際に、その表面に形成されたピットの影響により反射光強度が変調される。リファレンス層で反射されたガイド光は、元の経路を偏光ビームスプリッタ５まで戻ると、そこで反射され集束レンズ８によってフォトダイオード９上に集光され電流信号に変換される。この電流信号は、電流電圧変換アンプ１１によって電圧信号に変換される。電流電圧変換アンプ１１の出力は、開始コード検出器１２に入力される。開始コード検出器１２は、入力信号のパターンを解析して予め指定された開始コードに対応する特定の信号パターンを検出すると開始パルスをタイマー１３へと出力する。タイマー１３は、予め指定された、開始パルスからの経過時間（ピットが出現するはずの時刻）に応じてゲート信号を生成し、ピーク検出器１４へと出力する。ピーク検出器１４は、ゲートが開いている間に、供給されている電流電圧変換アンプ１１の出力のピーク値を検出し、算出器１５へと出力する。算出器１５は、開始パルスも受信する。開始パルスを受信すると、その時点からピーク検出器１４から入力された値を用いてトラックエラー信号を算出し出力する。トラックエラー信号の値は、次の値を算出するまでの間保持される。

図８は、以上の過程に関する信号の様子を模式的に示したものである。最上段は、ピットの配列図である。その直下の図は、ガイド光スポット３４がガイド光スポット軌跡３９を辿った際に観測されるガイド光スポットの反射光強度変化、即ち、電流電圧変換アンプ１１の出力に相当するものである。先に説明したように、ガイド光スポット３４は、まず、開始コードを通過する。開始コードは、図１では、簡単のために単純化して描かれていた。実際には開始コードは、図８に示したように、開始コードであることを識別するための識別コード３７と識別コードの終了位置を示す終了マーク３８とから構成される。

開始コード検出器１２は、開始コードに対応する特定の信号パターンを検出すると終了マーク３８の出現に合わせて開始パルスを出力する。その様子を下から２番目の図に示す。タイマー１３が生成するゲート信号を再下段の図に示す。ピーク検出器１４は、ゲートが開いている間に、供給されている電流電圧変換アンプ１１の出力のピーク値を検出し、算出器１５へと出力する。

次に、本発明に基づき、図９及び図１０を用いて記録中途の記録層に追記を行う際の手順を説明する。
図９は、本発明に基づく光ディスク装置の構成例を示す図である。ただし、追記前にメインビームの焦点位置を校正する手順を説明するためのものなので、その説明に不要な構成要素は概ね省略されている。この例の特徴の一つは、フォーカシング及びトラッキングのフィードバック制御に用いるエラー信号の検出に、ガイドビームを用いるのかメインビームを用いるのかを選択することができることである。

メインビームの光源は、青色レーザダイオード２で、これを発した青色レーザ光は、コリメータレンズ４Ａで平行光に変換され、偏光ビームスプリッタ５Ａを透過し、１／４波長板６Ａで円偏光に変えられる。そして、ダイクロイックプリズム１６を透過した後に、対物レンズ３によって光ディスク１の記録領域内に焦点を結ぶ。ここで、メインビームの焦点が記録済みの記録層にあれば、記録マークによりメインビーム光の一部が反射され、偏光ビームスプリッタ５Ａまで戻っていく。その間、再度１／４波長板６Ａを通過するために偏光の向きが往路とは９０°異なっているので、偏光ビームスプリッタ５Ａによって反射されて非対称収束レンズ８Ａにより４分割フォトダイオード１７Ａ上に集光される。非対称収束レンズ８Ａは、故意に非点収差を発生させることにより、４分割フォトダイオード１７Ａとの組み合わせにより非点収差方式にてフォーカスエラー信号を得る。非対称収束レンズは、球面レンズと円柱レンズの組み合わせでも同等の機能を実現できる。また、トラックエラー信号も同時に４分割フォトダイオード出力から得られることは当業者には周知のことである。

ガイドビームの光源は、赤色レーザダイオード１９で、これを発した赤色レーザ光は、コリメータレンズ４Ｂで平行光に変換され、偏光ビームスプリッタ５Ｂを透過し、１／４波長板６Ｂで円偏光に変えられる。そして、ダイクロイックプリズム１６で反射された後に、対物レンズ３によって光ディスク１のリファレンス面に焦点を結ぶ。リファレンス面でガイドビーム光の一部が反射され、偏光ビームスプリッタ５Ｂまで戻っていく。その間、再度１／４波長板６Ｂを通過するために偏光の向きが往路とは９０°異なっているので、偏光ビームスプリッタ５Ｂによって反射されて非対称収束レンズ８Ｂにより４分割フォトダイオード１７Ｂ上に集光される。非対称収束レンズ８Ｂは、故意に非点収差を発生させることにより、４分割フォトダイオード１７Ｂとの組み合わせにより非点収差方式にてフォーカスエラー信号を得る。また、先に述べた方法により、リファレンス層上のピットからトラックエラー信号を得られることは明らかである。即ち、図９中のトラックエラー信号算出部６１が図７の演算部分などに相当する。なお、この時点ではトラックエラー信号は、どの領域のピットを用いて算出するかは確定していない。そして、得られたトラックエラー信号は、トラックエラー信号記録選択部６２へと送られ、ここでどの領域のピットを用いて算出するかを確定する。その方法に関しては以下において述べる。

メインビーム或いはガイドビームを用いて検出されたエラー信号から必要に応じてセレクタ１８によっていずれかを選択し、調節計４０に送る。調節計４０は、入力されたエラー信号を用いてアクチュエータ４１を駆動することにより、レンズのフォーカス及びトラッキングのフィードバック制御を行う。

追記時には、図１０に示したように、まず、追記を行う点を含むトラック、或いは、その極近傍へシークする。その際は、セレクタ１８をメインビーム側に切り替え、メインビームを用いて記録済みトラックに対してトラック制御を行う（Ｓ０１）。次に、その状態においてアクチュエータのトラック制御駆動信号及びリファレンス層から得られるトラックエラー信号（全てのトラックエラー信号。図６の例では３種類）をトラックエラー信号記録選択部６２へ送りこれらを記録する（Ｓ０２）。記録されたトラックエラー信号をアクチュエータのトラック制御駆動信号と比較し、アクチュエータのトラック制御駆動信号と相関性の高い時間変化を示すものを選択する。この際、複数の候補を残すことを許容する（Ｓ０３）。直前の手順で選択したトラックエラー信号の中から、振幅の絶対値の平均が小さいものを選択する（Ｓ０４）。次に、最終的に選定したトラックエラー信号の追記開始位置における値をオフセットとして選ぶ（Ｓ０５）。トラック制御調節計への入力をリファレンス層から得たトラックエラー信号に切り替え、その際にオフセットとしてステップＳ０４で得た値を使用し、記録層への記録を開始する（Ｓ０６）。

温度変化によってディスクが変形することにより生じるチルトの変化は、ディスクの周内で均一に起こるとは限らない。この問題に対する対処法としては、ディスクの場所によりオフセットを変化させる方法がある。そのためには、スポークに角度の絶対座標を定義し、スポーク毎にトラックエラー信号生成に使用すべきオフセットの量を追記開始前に評価し、表を作成する必要がある。そのためには、図１１の下段の表に示すように、スポーク毎に角度座標を割り当て、その識別コードを記録した角度コード７３を開始コードの前に配置する必要がある。

追記時には、前述のように、まず、追記を行う点を含むトラック、或いは、その極近傍へシークする。その際は、セレクタ１８をメインビーム側に切り替え、メインビームを用いて記録済みトラックに対してトラック制御を行う。次に、その状態においてリファレンス層から得られる全ての領域からのトラックエラー信号（図６の例では３種類）をトラックエラー信号記録選択部６２へ送り、これらを記録する。図１２は、図６の一部を拡大し、そこに上記の条件の下におけるガイドビームの軌跡４２の例を記したものである。図１２の上部の図は、ディスク周回の極一部を示したものである。従って、ガイドビームの軌跡の位置を下部のグラフ中に示すと１点にしか表されない。しかし、ディスクを周回させた際の状況を考えると、ディスクの偏芯の影響は、記録済みトラックを追尾することにより解消されているものの、記録済みトラックには僅かな歪やとリファレンス層との間に僅かな偏芯がある。従って、ガイドビームは、半径方向に僅かに変動しながら進む。この変動により、ガイドビームが達する最も内側の半径をＡ、最も外側をＢとする。

記録されたトラックエラー信号から周回分の２乗和を算出し、その最も小さいものを選択する。これは、トラックエラー信号振幅が平均的に小さいもの、即ち、トラックエラー信号検出に適切な領域を選択することである。ただし、その差が小さい場合は、複数の候補を残すことを許容する。図１２の例では、トラックエラー信号０ ３６が除かれるのは自明であるのに対し、トラックエラー信号１ ３２とトラックエラー信号２ ３３の差は小さいので、この段階ではトラックエラー信号１及び２を候補として残す。

続いて、メインビームのトラッキングに適当な量の変位を印加する。それに伴い、ガイドビームもリファレンス層上で半径方向に変位する。その際のトラックエラー信号１及びトラックエラー信号２の変化を調べることにより、半径を変数にした場合のそれぞれの曲線の勾配を判定する。今の場合、トラッキングに用いるエラー信号の勾配の符号は正であると定めているので、図１２の例では、トラックエラー信号１ ３２が選択される。また、図１２が追記開始点の近傍に有るスポークであるとすると、トラックエラー信号の０交差点からガイドビーム軌跡４２がオフセット４３になる。

追記開始する際には、セレクタ１８をガイドビーム側に切り替え、図１２中に示した追記オフセット４４を目標値にしてトラック制御を行う。追記オフセット４４は、オフセット４３を生じた際に生じるトラックエラー信号振幅であるから、このようにすることにより、リファレンス層で検出したトラックエラー信号を用いて必要なオフセット４３（図１２中の二点鎖線で示す半径）を生じた状態でメインビームの半径位置を決定することができる。

オフセットは、ディスクの全周回において一定であるとは限らない。そのような場合、全スポークに関して上記の追記オフセットを求め、これらの値を用いてフィードフォワード制御を行う。

図１３は、光ディスク装置の構成の一例を示したものである。光ディスク１は、スピンドルモータ５２によって回転される。ピックアップ５１は、例えば図９に示したような記録再生に用いる光源、対物レンズをはじめとする光学系などで構成されている。ピックアップ５１は、スライダ５３によりシークを行う。シーク及びスピンドルモータの回転などはメイン回路５４からの指示によって行う。メイン回路には、信号処理回路やフィードバック調節計などの専用回路及びマイクロプロセッサ、メモリなどが搭載されている。光ディスク装置全体の動作を制御するのはファームウェア５５である。ファームウェアは、メイン回路中のメモリに格納されている。先に述べた、追記時のメインビームのオフセット調整もファームウェアの指示に従って行う。

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。

１：光ディスク、２：青色レーザダイオード、３：対物レンズ、４，４Ａ，４Ｂ：コリメータレンズ、５，５Ａ，５Ｂ：偏光ビームスプリッタ、６，６Ａ，６Ｂ：１／４波長板、８，８Ａ，８Ｂ：非対称収束レンズ、９：フォトダイオード、１０：ＡＤ変換器、１１：電流電圧変換アンプ、１２：開始コード検出器、１３：タイマー、１４：ピーク検出器、１５：算出器、１６：ダイクロイックプリズム、１７Ａ，１７Ｂ：４分割フォトダイオード、１８：セレクタ、１９：赤色レーザダイオード、
２０：ガイドビーム、２１：メインビーム、２３：基板、２４：グルーブ式リファレンス層、２５：記録領域、２６：トラック、２７Ａ：Ａピット、２７Ｂ：Ｂピット、２８：開始コード、２９Ａ：ピット１Ａ、２９Ｂ：ピット１Ｂ、３０Ａ：ピット２Ａ、３０Ｂ：ピット２Ｂ、３１：トラック中心線、３２：トラックエラー信号１、３３：トラックエラー信号２、３４：ガイド光スポット、３５Ａ：ピット０Ａ、３５Ｂ：ピット０Ｂ、３６：トラックエラー信号０、３７：識別コード、３８：終了マーク、３９：ガイド光スポット軌跡、４０：調節計、４１：アクチュエータ、４２：ガイドビーム軌跡、４３：オフセット、４４：追記オフセット、
５１：ピックアップ、５２：スピンドルモータ、５３：スライダ、５４：メイン回路、５５：ファームウェア、
６１：トラックエラー信号算出部、６２：トラックエラー信号記録選択部、７０：スポーク、７１：ピット群、７２：リファレンス層、７３：角度コード

Claims (3)

1. 反射光強度を変調する作用を有するマーク対が形成されたリファレンス層を有する光情報記録媒体であって、
   前記マーク対がトラックピッチの整数倍のピッチで半径方向に配列された第１のマーク対列と、前記マーク対が前記トラックピッチの整数倍のピッチで半径方向に配列された１つ以上の別のマーク対列とによりスポークが構成され、
   前記スポークが周方向に複数個配列されており、
   前記別のマーク対列は、第２のマーク対列と第３のマーク対列であり、
   前記第１のマーク対列、前記第２のマーク対列、及び前記第３のマーク対列の各マーク対を構成する第１のマークはトラック中心に対して半径外周方向にトラックピッチの３／４ずらして配列されるとともに、各マーク対列を構成する第２のマークはトラック中心に対して半径外周方向にトラックピッチの３／４ずらして配列されており、
   前記第１のマーク対列、前記第２のマーク対列、及び前記第３のマーク対列における前記マーク対の配置周期が前記トラックピッチの３倍に等しく、
   前記第１のマーク対列に対して前記第２のマーク対列は半径方向に前記トラックピッチだけずらして配置されており、前記第２のマーク対列に対して前記第３のマーク対列は半径方向に前記トラックピッチだけずらして配置されている
   ことを特徴とする光情報記録媒体。
2. 請求項１に記載の光情報記録媒体において、
   前記スポークに角度座標を識別するマーク列を付加した
   ことを特徴とする光情報記録媒体。
3. 反射光強度を変調する作用を有するマーク対が形成されたリファレンス層と記録層を有し、前記マーク対がトラックピッチの整数倍のピッチで半径方向に配列された第１のマーク対列と、前記マーク対が前記トラックピッチの整数倍のピッチで半径方向に配列された１つ以上の別のマーク対列とによりスポークが構成され、前記スポークが周方向に複数個配列されている空間記録型の光情報記録媒体の記録中途の記録層への追記方法であって、
   記録用のメインビームを用いて記録済みトラックに対してトラック制御を行う工程と、
   ガイドビームを前記リファレンス層に照射して前記リファレンス層から得られるトラックエラー信号を記録する工程と、
   前記記録されたトラックエラー信号を前記メインビームのトラック制御駆動信号と比較し、相関性の高い時間変化を示すものを選択する工程と、
   前記選択したトラックエラー信号の中から、振幅の絶対値の平均が小さいものを選択する工程と、
   最終的に選定したトラックエラー信号の追記開始位置における値をオフセットとして選ぶ工程と、
   前記メインビームのトラック制御信号を前記リファレンス層から得たトラックエラー信号に切り替え、前記オフセットを目標値にしてトラック制御を行い、追記を開始する工程と
   を有することを特徴とする追記方法。

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