JP2010097652A - 光ピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ホログラフィを利用して情報が記録される記録媒体に対して、より適切に情報の再生を行える光ピックアップ装置を提供する。
【解決手段】ホログラフィを利用した光ピックアップ装置において、第１の半導体レーザＬＤ１から出射された波長λ１の光束が、対物レンズＯＢＪを介して記録層ＲＬに集光スポットを形成する際に、制御回路ＣＯＮＴは、ガイド層ＧＬに形成された複数の集光スポットＳＰ１〜ＳＰ３のいずれかを選択し、光検出器ＰＤ２が、選択された集光スポットを読み取った信号に基づいて、２軸アクチュエータＡＣ２を駆動して、対物レンズＯＢＪをトラッキング制御するので、ガイド層ＧＬのトラック間隔ＴＰより狭い間隔でトラック幅方向にずらせて、記録層ＲＬに集光スポットを形成できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、光ピックアップ装置に関し、特にホログラフィを利用して情報が記録される記録媒体に対して情報を記録し、情報が記録されている記録媒体からの情報の再生を行う光ピックアップ装置に関する。

近年、高密度の情報を記録再生可能な光ピックアップ装置として、特許文献１、２のようなホログラフィの原理を用いたものが提案されている。かかる光ピックアップ装置において、記録の動作は以下のようにおこなわれる。空間光変調器(SLM:Spatial Light Modulator)により記録データに応じて変調された情報光と、所定の参照光とを同一光源からのレーザ光によって生成し、これらをホログラム記録媒体に照射して、ホログラム記録媒体中で信号光と情報光とを干渉させてホログラム（回折縞）を形成する。このようにして、ホログラム記録媒体に記録データがホログラムとして記録される。ここで記録される１のホログラムには、極めて大容量の情報が含まれ、この１のホログラムは１ページと称され、記録データは１ページ毎に特定され管理される（非特許文献１参照）。

また、かかる光ピックアップ装置では、記録済みのホログラム記録媒体からの再生の動作は以下のようにおこなわれる。上述した記録データに応じ形成されたホログラムに所定の参照光を照射することで再生光（回折光）を発生させる。この再生光は１ページ分の記録データを含んでいるので、再生光を２次元配列された受光素子で受光し、信号処理を施して記録データを再生できる。

なお、上述した情報光と参照光との発生および再生光の受光は、光学素子を組み合わせて構成した光学部でおこなわれる。光学部における光路設計のひとつの方式としては、信号光と参照光とを同軸状に配置して、これらの光ビームが通過する光路を共通とする、所謂コアキシャル方式の光ピックアップ装置が知られている。
特開２００８−６５９３２号公報 特開２００３−１７８４８４号公報 Ｓｔａｎｄａｒｄ ＥＣＭＡ−３７７

ところで、特許文献１に示すようなコアキシャル方式の光ピックアップ装置において、例えば青色レーザ光と赤色レーザ光のように、異なる波長の光束を用いて情報の記録／再生を行う、いわゆる２波長方式のものがある。かかる方式においては、青色レーザ光を記録・再生のために用い、赤色レーザ光をトラッキング調整のために用いている。トラッキング調整は、記録媒体の記録層に重ねたガイド層におけるトラックに沿って形成されたピット又はグルーブに対し、赤色レーザ光を照射して、その反射光を光検出器で検出することにより行っている。

ここで、全ての光ピックアップ装置において、トラッキング用の赤色レーザ光と情報記録用の青色レーザ光との集光位置のズレ量が一定（好ましくはゼロ）であれば、いずれかの光ピックアップ装置で記録した記録媒体に対し、別の光ピックアップ装置で記録媒体の情報を読み出すことは可能である。ところが、光ピックアップ装置において装置間バラツキは必ず存在するため、トラッキング用の赤色レーザ光と情報記録用の青色レーザ光との集光位置のズレ量が異なると、いずれかの光ピックアップ装置で記録した記録媒体を別の光ピックアップ装置で再生する際に、トラッキング制御を行っても情報の記録位置に青色レーザ光が照射されず、読み取りエラーを生じさせる恐れがある。これに対し、トラック間隔を狭めれば読み取りエラーを抑制できるという考えもある。しかしながら、波長の長い赤色レーザ光は集光スポット径が比較的大きいため、トラック間隔を狭めると隣接するトラック間にまたがってしまい、トラッキング制御が不可能になる恐れがある。又、レーザ位置調整装置を設けて、青色レーザ光の照射位置を調整することもできるが、構成が複雑となりコストを増大させる恐れがある。

本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、ホログラフィを利用して情報が記録される記録媒体に対して、より適切に情報の再生を行える光ピックアップ装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の光ピックアップ装置は、波長λ１の第１光束を出射する第１の光源と、波長λ２（λ１≠λ２）の第２光束を出射する第２の光源と、前記第１の光源からの第１光束の一部を情報光に変換する空間光変調素子と、前記第１光束の残りを参照光として前記情報光と共に前記記録媒体の記録層に集光させ、且つ前記第２光束を前記記録媒体のガイド層に集光する対物レンズと、前記対物レンズを少なくともトラッキング方向に駆動するアクチュエータと、前記アクチュエータの制御回路と、前記記録媒体の記録層からの前記第１光束を受光する画像受光素子と、前記記録媒体のガイド層からの前記第２光束を受光する光検出器とを備え、前記参照光と前記情報光とを干渉させて前記記録媒体の記録層に情報を記録し、また前記参照光を前記記録媒体の記録層に照射し、該記録媒体から出射する前記第１光束を前記画像受光素子に導き情報の再生を行う、コアキシャル方式を用いた光ピックアップ装置において、
前記記録媒体のガイド層は、前記記録層に重ねられ、同心円状又は螺旋状に配置されたトラックに沿ってピット又はグルーブを有しており、
前記第２光束が、前記対物レンズを介して前記記録媒体の前記ガイド層に集光されたとき、複数の集光スポットが、前記トラックの幅方向に離れて形成されるようになっており、
少なくとも前記参照光が、前記対物レンズを介して前記記録層に集光される際に、前記制御回路は、前記ガイド層に形成された複数の前記第２光束の集光スポットのいずれかを選択して前記光検出器に検出させ、選択された前記第２光束の集光スポットがトラック上のピット又はグルーブから反射した反射光を読み取ることにより、前記アクチュエータを駆動して、前記対物レンズをトラッキング制御することを特徴とする。

本発明によれば、少なくとも前記参照光が、前記対物レンズを介して前記記録層に集光される際に、前記制御回路は、前記ガイド層に形成された前記第２光束の複数の集光スポットのいずれかを選択して前記光検出器に検出させ、選択された集光スポットがトラック上のピット又はグルーブから反射した反射光を読み取ることにより、前記アクチュエータを駆動して、前記対物レンズをトラッキング制御するので、前記ガイド層のトラック間隔より狭い間隔で、前記トラックの幅方向にずらせて前記第１光束の集光スポットを並べて前記記録層に形成でき、それにより情報の再生等を確実に行うことができる。

請求項２に記載の光ピックアップ装置は、請求項１に記載の発明において、前記情報光と前記参照光が、前記対物レンズを介して前記記録層に集光される際に、同一トラックを基準として複数の前記第２光束の集光スポットのいずれかを選択してトラッキング制御を行うときは、先行する集光位置と、それに後行する集光位置とを、トラック方向にシフトさせることを特徴とする。これにより、前記情報光と前記参照光の集光により形成される干渉縞（ホログラム）であって、トラック幅方向に隣接するもの同士が重なり合うことが抑制される。

請求項３に記載の光ピックアップ装置は、請求項１又は２に記載の発明において、前記第２の光源から出射された前記第２光束は、回折格子を通過することにより、複数の光束に分岐することを特徴とする。回折格子を通過した光束は、通常３つに分岐されるが、２つもしくは４つ以上に分岐されても良い。又、回折格子を設けることなく、光軸直交方向にトラック間隔の半分以下にずらして、複数の光源を配置しても同様な効果を得ることができる。

請求項４に記載の光ピックアップ装置は、請求項１〜３のいずれか記載の発明において、前記制御回路は、前記光検出器からの信号に基づいて、ＤＰＤ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｐｈａｓｅ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）法またはプッシュプル法によりトラッキングエラー信号を生成し、前記対物レンズをトラッキング制御することを特徴とする。

請求項５に記載の光ピックアップ装置は、請求項１〜４のいずれかに記載の発明において、前記情報光は、選択された前記第２光束の集光スポットの位置情報を含むことを特徴とする。尚、「第２光束の集光スポットの位置情報」とは、第２光束の集光スポットが集光されたトラック番号を含む。

本発明によれば、ホログラフィを利用して情報が記録される記録媒体に対して、より適切に情報の再生を行える光ピックアップ装置を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。尚、本実施の形態にかかる光ピックアップ装置ＰＵ１は、光ディスクドライブ装置に組み込むことが可能である。図１は、光ピックアップ装置ＰＵ１の概略構成を示す図である。回転するホログラム用の記録媒体ＨＬＤは、保護層ＰＬと、情報を記録可能な記録層ＲＬと、単一のガイド層ＧＬとを、この順序で厚さ方向に重ねてなる。最も深い位置のガイド層ＧＬには、トラック間隔を１．５μｍとした同心円状又は螺旋状のアドレス情報を含んだピットＰＩＴ（またはグルーブ）が形成されている（図２参照）。又、光束分岐手段である回折格子Ｄは、公知の３ビーム法で用いられるものであるため、詳細は記載しない。

まず、トラッキングエラー信号の生成について説明する。図１に示す光ピックアップ装置ＰＵ１において、制御回路ＣＯＮＴがレーザ駆動回路ＬＤＲ２を制御して第２半導体レーザＬＤ２を発光させると、第２半導体レーザＬＤ２から射出された発散光束（λ２＝６５０ｎｍ）は、回折格子Ｄを通過して３つの光束に分岐した後、第２偏光ビームスプリッタＰＢＳ２，第２コリメータＣＬ２を通過し、ダイクロイックプリズムＤＰで反射され、更に立ち上げミラーＭで反射されて、λ／４波長板ＱＷＰを通過し、対物レンズＯＢＪに入射した後、記録媒体ＨＬＤの保護基板ＰＬ及び記録層ＲＬを介してガイド層ＧＬ上に形成される３つのスポットＳＰ１、ＳＰ２，ＳＰ３となる（図２参照）。図２に示すように、３つのスポットＳＰ１、ＳＰ２，ＳＰ３は、トラックＴＲの幅方向に、トラック間隔ＴＰの１／３の間隔（ＴＰ／３＝０．５μｍ）でずれているものとする。

ガイド層ＧＬでピットにより変調された反射光束は、再び対物レンズＯＢＪ、λ／４波長板ＱＷＰを通過し、立ち上げミラーＭで反射され、更にダイクロイックプリズムＤＰで反射され、第２コリメータＣＬ２を通過し、第２偏光ビームスプリッタＰＢＳ２で反射されて、第２センサレンズＳＬ２を介して第２光検出器ＰＤ２に入射する。

光検出器である第２光検出器ＰＤ２は、図３に概略的に示すように、それぞれトラックの接線方向に沿って平行な境界線とこれに直交する境界線とによって４分割された受光部を有する３つの受光面ＲＰ１，ＲＰ２，ＲＰ３を有している。受光面ＲＰ１はスポットＳＰ１の反射光を受光し、受光面ＲＰ２はスポットＳＰ２の反射光を受光し、受光面ＲＰ３はスポットＳＰ３の反射光を受光して、それぞれ受光量に応じた信号を出力するようになっている。ここで、３つの受光面ＲＰ１，ＲＰ２，ＲＰ３は、それぞれＡ１〜Ａ４，Ｂ１〜Ｂ４、Ｃ１〜Ｃ４の信号を個別に出力するようになっている。

制御回路ＣＯＮＴは、切り換えスイッチＳＷを切り換えることで、第２光検出器ＰＤ２のいずれかの受光面を選択して信号を出力させることができるようになっている。制御回路ＣＯＮＴは、アドレス処理部ＡＤＰを介してトラックのアドレスを検出できる。

ここで、制御回路ＣＯＮＴが、第２光検出器ＰＤ２の受光面ＲＰ１を選択した場合、スポットＳＰ１を用いてフォーカスエラー信号とトラッキングエラー信号を生成することとなる。フォーカスエラー信号は、フォーカスエラー検出回路ＦＤで公知の非点収差法などを用いて行われ、波長λ２の光束に対する対物レンズＯＢＪのフォーカシング制御を行うために用いられる。一方、トラッキングエラー信号は、ＤＰＤトラッキングエラー検出回路ＴＥＤにより、第２光検出器ＰＤ２の受光面ＲＰ１からの信号を受信して、ＤＰＤ法で生成される。ＤＰＤ法は、トラックの接線方向に沿って平行な境界線とこれに直交する境界線とによって４分割された受光部ａ，ｂ，ｃ，ｄのうち、対角和信号である（ａ＋ｃ）及び（ｂ＋ｄ）の位相差Δｔを検出し、両者の位相差に比例した大きさの電圧であるトラッキング誤差電圧を得るものである。

より具体的には、図３に示すように、受光面ＲＰ１を４分割した受光部から、信号Ａ１〜Ａ４が出力された場合、ＤＰＤ信号Ｓｄは、以下のように表せる。
Ｓｄ＝（Ａ１＋Ａ３）−（Ａ２＋Ａ４）

ここで、スポットＳＰ１がトラックの真上に照射されたときは、その反射光は図３に点線（ＯＫ）で示すように、円形となって受光面ＲＰ１の中央に入射するので、４分割した受光部からの信号は等しくなり、Ｓｄ＝０となる。かかる場合、図４（ａ）に示すように、対物レンズＯＢＪの光軸は、トラックＴＲに対して、−（ＴＰ／３）＝−０．５μｍの間隔で精度良くずれた状態にサーボ制御されることとなる。一方、スポットＳＰ１がトラックからずれて照射されたときは、その反射光は図３に点線（ＮＧ）で示すように、傾いた楕円形となって受光面ＲＰ１の中央に入射するので、４分割した受光部からの信号は偏り、Ｓｄ＜０又はＳｄ＞０となる。このときは、サーボ部ＳＶＲが、トラッキング駆動回路ＴＤＲを制御して、２軸アクチュエータＡＣ２をトラック幅方向に変位させて、Ｓｄ＝０となるようにトラッキングサーボ制御を行う。

ここで、記録層ＲＬに対して情報の記録を行う場合には、制御回路ＣＯＮＴの制御に基づき、データ信号処理部ＳＰＲ１から記録すべき情報がＳＬＭ駆動回路ＳＤＲに入力され、空間光変調素子ＳＬＭを駆動制御する。

空間光変調素子ＳＬＭは透過型液晶であって、この透過型液晶を構成する２次元に配列された微小な液晶素子の各々が、光ビームを透過するか透過しないかがＳＬＭ駆動回路ＳＤＲによって制御される。また、この空間光変調素子ＳＬＭは、図示していないがドーナツ状の参照光領域と、その内側の円形状の情報光領域との２領域を有している。参照光領域に属する液晶素子の各々は、ＳＬＭ駆動回路ＳＤＲの記憶領域、例えば、ＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリー）に記憶された「１」と「０」との組み合わせによって表現される所定の参照光パターンに応じて、「１」の場合には透過状態に、「０」の場合には非透過状態に維持される。

同様に、情報光領域に属する液晶素子の各々は、ＳＬＭ駆動回路ＳＤＲから出力される「１」と「０」との組み合わせによって表現されるページを単位とする記録データに応じて、「１」の場合には透過状態に、「０」の場合には非透過状態に維持される。ここで、記録データは、ブロックコードである変調記録データとして符号化されており、例えば、変調記録データの１ブロックは、４行４列の１６個の液晶素子の領域に対応させられており、１６個の内の３個が透過状態となる１６：３符号が用いられている。尚、記録データ中の制御領域には、第２半導体レーザＬＤ２から出射された光束が集光する基準となるトラック番号と、選択された集光スポット（即ち第２光検出器ＰＤ２の受光面ＲＰ１〜ＲＰ３のいずれか）の情報と、同一トラックにおける続き番号の情報（１，２，３，・・・）とを含むものとする。それ以外の領域には、例えばＴＯＣ情報等を記録してもかまわない。

記録時には、上述したトラッキング制御を行いながら、制御回路ＣＯＮＴが、レーザ駆動回路ＬＤＲ１を制御して第１半導体レーザＬＤ１を発光させる。第１半導体レーザＬＤ１から射出された発散光束（λ１＝４０５ｎｍ）は、第１コリメータＣＬ１で平行光束に変換され，エキスパンダーＥＸＰ、ビームシェイパーＢＰＳを通過し、また空間光変調素子ＳＬＭを通過することで記録すべき情報に対応した２次元変調を施され同軸の参照光と情報光となり、更に第１偏光ビームスプリッタＰＢＳ１、レンズＬ１，ピンホールＰ１、レンズＬ２、ダイクロイックプリズムＤＰを通過し、立ち上げミラーＭで反射され、λ／４波長板ＱＷＰを通過し、対物レンズＯＢＪに入射した後、記録媒体ＨＬＤの保護層ＰＬを介して記録層ＲＬ上に集光され、ここで参照光と信号光とは干渉して干渉縞（図５，６に示すホログラムＨＰ）を発生させる。これにより情報の記録を行うことができる。

再生時には、情報光領域の液晶素子を全て非透過状態にする。更に上述したトラッキング制御を行いながら、制御回路ＣＯＮＴが、レーザ駆動回路ＬＤＲ１を制御して第１半導体レーザＬＤ１を発光させる。第１半導体レーザＬＤ１から射出された発散光束は、第１コリメータＣＬ１で平行光束に変換され，エキスパンダーＥＸＰ、ビームシェイパーＢＰＳを通過し、また空間光変調素子ＳＬＭを通過することで参照光のみが出射され、更に第１偏光ビームスプリッタＰＢＳ１、レンズＬ１，ピンホールＰ１、レンズＬ２、ダイクロイックプリズムＤＰを通過し、立ち上げミラーＭで反射され、λ／４波長板ＱＷＰを通過し、対物レンズＯＢＪに入射した後、記録媒体ＨＬＤの保護層ＰＬを介して、情報が記録された記録層ＲＬ上に集光される。

このとき、ホログラム中に記録された情報に応じて変調された反射光束は、再び対物レンズＯＢＪ、λ／４波長板ＱＷＰを通過し、立ち上げミラーＭで反射され、ダイクロイックプリズムＤＰ、レンズＬ２，ピンホールＰ１、レンズＬ１を通過し、更に第１偏光ビームスプリッタＰＢＳ１で反射され、第１センサレンズＳＬ１を介して画像受光素子である第１光検出器ＰＤ１（ここではＣＭＯＳだが、ＣＣＤでも良い）に入射する。第１光検出器ＰＤ１が受光する像は、記録時に空間光変調素子ＰＬＭに表示されたと同様の形態で形成される。すなわち、外周部には、再生光に含まれる参照光成分に応じた像が再生され、内周部には、再生光に含まれる信号光成分に応じた像が再生される。かかる像を電気信号に変換してなる第１光検出器ＰＤ１の出力信号は、ＣＭＯＳ駆動回路ＣＤＲへと送信され、更にデータ信号処理部ＳＰＲ１に送信される。

尚、第２光検出器ＰＤ２からの信号に基づいて、制御回路ＣＯＮＴで生成されたエラー信号は、サーボ部ＳＶＲに送信され、これに応じてサーボ部ＳＶＲはフォーカス駆動回路ＦＤＲを制御して、２軸アクチュエータＡＣ２を駆動して対物レンズＯＢＪをフォーカシング駆動する。尚、対物レンズＯＢＪのトラッキング制御は、上述した通りである。以上により、トラックＴＲに対して、−（ＴＰ／３）＝−０．５μｍずれた位置に精度良く情報を、２次元情報を含むホログラムの形で記録することができる。

ここで、「ホロピッチ」を、隣接しあうホログラムが正常に記録再生できる最低の距離としたときに、半径方向の最小ホロピッチをＨＰＲ、周方向の最小ホロピッチをＨＰＴとする。又、２次元情報を含むスポットにおけるシフトマージン（中心からシフトした際に情報を読み取ることができる最大シフト量）は、±０．２５μｍとする。

次に、トラックＴＲ上に精度良く情報を記録する場合、制御回路ＣＯＮＴは切り換えスイッチＳＷを用いて、第２光検出器ＰＤ２の受光面ＲＰ２を選択する。

これにより、図３に示すように、スポットＳＰ２を受光した受光面ＲＰ２の４分割した受光部から、信号Ｂ１〜Ｂ４が出力されるので、ＤＰＤ信号Ｓｄは、以下のように表せる。
Ｓｄ＝（Ｂ１＋Ｂ３）−（Ｂ２＋Ｂ４）

上述したように、Ｓｄ＝０であれば、図４（ｂ）に示すように、対物レンズＯＢＪは、トラックＴＲ上に位置する状態となる。一方、Ｓｄ＜０又はＳｄ＞０である場合、サーボ部ＳＶＲが、トラッキング駆動回路ＴＤＲを制御して、２軸アクチュエータＡＣ２をトラック幅方向に変位させて、Ｓｄ＝０となるようにトラッキングサーボ制御を行う。以下同様にして、トラックＴＲ上に精度良く情報を記録することができる。即ち、スポットＳＰ１を用いたトラッキングサーボ制御時に記録層ＲＬに形成された集光スポットに対して、スポットＳＰ２を用いたトラッキングサーボ制御時には、それからトラック幅方向に＋（ＴＰ／３）ずれた位置（つまりトラックＴＲ上）に集光スポットを形成できることとなる。このとき、トラックＴＲに対して−（ＴＰ／３）ずれた集光スポットと、これに隣接するトラックＴＲ上の集光スポットとは、少なくとも最小ホロピッチＨＰＲで記録媒体の回転方向後側にずらすようにする。即ち先行する集光位置と、それに後行する集光位置とをトラック方向にシフトさせる。

次に、トラックＴＲに対して、＋（ＴＰ／３）＝＋０．５μｍずれた位置に精度良く情報を記録する場合、制御回路ＣＯＮＴは切り換えスイッチＳＷを用いて、第２光検出器ＰＤ２の受光面ＲＰ３を選択する。

これにより、図３に示すように、スポットＳＰ３を受光した受光面ＲＰ３の４分割した受光部から、信号Ｃ１〜Ｃ４が出力されるので、ＤＰＤ信号Ｓｄは、以下のように表せる。
Ｓｄ＝（Ｃ１＋Ｃ３）−（Ｃ２＋Ｃ４）

上述したように、Ｓｄ＝０であれば、図４（ｃ）に示すように、対物レンズＯＢＪは、トラックＴＲに対して、＋（ＴＰ／３）＝＋０．５μｍずれた位置となる。一方、Ｓｄ＜０又はＳｄ＞０である場合、サーボ部ＳＶＲが、トラッキング駆動回路ＴＤＲを制御して、２軸アクチュエータＡＣ２をトラック幅方向に変位させて、Ｓｄ＝０となるようにトラッキングサーボ制御を行う。以下同様にして、トラックＴＲに対して、＋（ＴＰ／３）ずれた位置に精度良く情報を記録することができる。即ち、スポットＳＰ２を用いたトラッキングサーボ制御時に記録層ＲＬに形成された集光スポットに対して、スポットＳＰ３を用いたトラッキングサーボ制御時には、トラックＴＲからトラック幅方向に＋（ＴＰ／３）ずれた位置に集光スポットを形成できることとなる。このとき、トラックＴＲ上の集光スポットと、これに隣接するトラックＴＲに対して−（ＴＰ／３）ずれた集光スポットとは、少なくとも最小ホロピッチＨＰＲで記録媒体の回転方向後側にずらすようにする。以上により明らかであるが、同一トラックを基準として３つの平行で異なるラインに沿ってトラッキングサーボ制御を行うことができる。同一トラックに沿って全周に記録が行われたら、トラックをずらして同じように繰り返して記録を行うことができる。

以上の実施の形態では、ＤＰＤ法を用いてトラッキングエラー信号を生成したが、プッシュプル法を用いてトラッキングエラー信号を生成してもよい。かかる場合、第２光検出器ＰＤ２からの信号に基づいて、プッシュプル信号Ｓｐは、以下のように表せる。
Ｓｐ＝（ｘ１＋ｘ４）−（ｘ２＋ｘ３） （但しｘ＝Ａ，Ｂ，Ｃ）

Ｓｐ≠０であれば、適正記録位置からずれていることを示すので、同様にＳｐ＝０となるように、対物レンズＯＢＪをトラッキング制御することで、トラック間隔より短い間隔でトラック幅方向にずらせて、精度良く情報の記録を行うことができる。

図５は、本実施の形態にかかる態様であって、上述したようにしてトラックに対して幅方向にＴＰ／３ずつシフトしながら情報を記録した状態を示す概略図であり、図６は、比較例であって、トラック上に一列に情報を記録した状態を示す概略図である。いずれの図においても、トラックは太線で示すようにストレートに描いており、その両側の細線は、そのトラックを基準としてトラック幅方向に±ＴＰ／３シフトしたトラッキングラインである。また参照光と情報光とが集光されることにより情報が記録されたホログラムＨＰを○印で示している。

ここで、記録媒体に情報を記録した光ピックアップ装置と、その記録媒体から情報を再生しようとする光ピックアップ装置との間で、装置間バラツキがあり、第１半導体レーザＬＤ１の出射光束の集光位置と、第２半導体レーザＬＤ２の出射光束の集光位置とのトラック幅方向におけるズレ量が異なる場合がある。かかるズレ量が大きいと、あるトラックに沿って第２半導体レーザＬＤ２の出射光束を用いてトラッキング制御しようとしたときに、参照光は、例えば矢印Ｘで示すようにそれに隣接するトラックとの間に沿って走査されることもある。ここで、シフトマージン（±０．２５μｍ）が限られているために、図６に示す比較例では参照光が素通りし、いずれのホログラムＨＰも認識できず、それにより読み取りエラーが発生する恐れがある。

これに対し、図５に示す本実施の形態によれば、トラック幅方向に対してＴＰ／３ずつずれてホログラムＨＰが形成されているため、上述と同じ量のズレが発生した場合でも、例えば矢印Ｘで示すように隣接するトラック間に沿って参照光が走査されると、必ずいずれかのホログラムＨＰ（ここでは●）の上を通過してこれを認識できる（即ちホログラムＨＰから生じた像が第１光検出器ＰＤ１で検出される）ので、シフトマージン（±０．２５μｍ）が限られていても、読み取りエラーの発生を抑制することができる。又、いずれのホログラムＨＰにも、基準となるトラック番号と、選択された集光スポットの情報が記録されているために、いずれかのホログラムＨＰを参照光で走査することにより情報を取得できれば、取得した情報に基づいて、現在参照光が走査している位置は、どの位置かを判別することができ、目標とするトラック又はそれに対して±ＴＰ／３ずれたトラッキングラインへの移動も任意に行える。

本実施の形態によれば、許容できるホログラムＨＰのシフトマージンはＴＰ／３ということになる。円周方向に関しても記録してあるピット長がＴＰ／３であるのが望ましいが、ピットから生成するクロック周期を最低ＴＰ／３にすれば、このクロックを使用することによって読み取り精度をシフトマージン以下に抑えることができる。現実には記録媒体より生成されたクロックにはジッタがのっているため、より逓倍されたクロックを用いることが望ましい。尚、記録の順序は特に重要ではなく、最終的に記録されたパターンの並びが重要であるといえる。本実施の形態によれば、レーザ位置調整機構を不要とするホログラフィック光ピックアップ装置が構成できる。

以上の実施の形態においては、光源からの光束を３つに分岐したが、２つに分岐しても良く、かかる場合には０．７５μｍ間隔で情報の記録が可能である。又、制御回路ＣＯＮＴは、１トラック毎に切り換えスイッチＳＷを切り換えて情報の記録を行っても良いし、トラック全てをトレースした後、切り換えスイッチＳＷを切り換えて情報の記録を行っても良い。更に、情報の再生も、同様にしてトラッキングサーボ制御を行っても良い。ピットの代わりにグルーブを設けても良い。

光ピックアップ装置ＰＵ１の構成を概略的に示す図である。 ホログラフィック光ディスク（記録媒体）のガイド層を拡大して示す図である。 第２光検出器ＰＤ２の受光面を概略的に示す図である。 対物レンズをトラックに対してトラッキング制御した状態を示す図である。 本実施の形態にかかる態様であって、トラックに対して幅方向にＴＰ／３ずつシフトしながら情報を記録した状態を示す概略図である。 比較例であって、トラック上に一列に情報を記録した状態を示す概略図である。

符号の説明

ＡＣ２ ２軸アクチュエータ
ＡＤＰ アドレス処理部
ＣＬ１ 第１コリメータ
ＣＬ２ 第２コリメータ
ＣＯＮＴ 制御回路
Ｄ 回折格子
ＤＰ ダイクロイックプリズム
ＥＤ１ エラー信号検出回路
ＢＰＳ ビームシェイパー
ＥＸＰ エキスパンダー
ＦＤ フォーカスエラー検出回路
ＦＤＲ フォーカス駆動回路
ＧＬ ガイド層
ＨＬＤ 記録媒体
ＨＰ ホログラム
Ｌ１ レンズ
Ｌ２ レンズ
ＬＤ１ 第１半導体レーザ
ＬＤ２ 第２半導体レーザ
ＬＤＲ１ 第１レーザ駆動回路
ＬＤＲ２ 第２レーザ駆動回路
Ｍ ミラー
ＯＢＪ 対物レンズ
Ｐ１ ピンホール
ＰＢＳ１ 第１偏光ビームスプリッタ
ＰＢＳ２ 第２偏光ビームスプリッタ
ＰＤ１ 第１光検出器
ＰＤ２ 第２光検出器
ＰＩＴ ピット
ＰＬ 保護層
ＰＬＭ 空間光変調素子
ＰＵ１ 光ピックアップ装置
ＱＷＰ λ／４波長板
ＲＬ 記録層
ＲＰ１，ＲＰ２，ＲＰ３ 受光面
ＳＤ１ データ信号検出回路
ＳＤＲ 駆動回路
ＳＬ１ 第１センサレンズ
ＳＬ２ 第２センサレンズ
ＳＬＭ 空間光変調素子
ＳＰ１ スポット
ＳＰ２ スポット
ＳＰ３ スポット
ＳＰＲ１ データ信号処理部
ＳＶＲ サーボ部
ＳＷ スイッチ
ＴＤＲ トラッキング駆動回路
ＴＥＤ トラッキングエラー検出回路
ＴＲ トラック

Claims (5)

1. 波長λ１の第１光束を出射する第１の光源と、波長λ２（λ１≠λ２）の第２光束を出射する第２の光源と、前記第１の光源からの第１光束の一部を情報光に変換する空間光変調素子と、前記第１光束の残りを参照光として前記情報光と共に前記記録媒体の記録層に集光させ、且つ前記第２光束を前記記録媒体のガイド層に集光する対物レンズと、前記対物レンズを少なくともトラッキング方向に駆動するアクチュエータと、前記アクチュエータの制御回路と、前記記録媒体の記録層からの前記第１光束を受光する画像受光素子と、前記記録媒体のガイド層からの前記第２光束を受光する光検出器とを備え、前記参照光と前記情報光とを干渉させて前記記録媒体の記録層に情報を記録し、また前記参照光を前記記録媒体の記録層に照射し、該記録媒体から出射する前記第１光束を前記画像受光素子に導き情報の再生を行う、コアキシャル方式を用いた光ピックアップ装置において、
   前記記録媒体のガイド層は、前記記録層に重ねられ、同心円状又は螺旋状に配置されたトラックに沿ってピット又はグルーブを有しており、
   前記第２光束が、前記対物レンズを介して前記記録媒体の前記ガイド層に集光されたとき、複数の集光スポットが、前記トラックの幅方向に離れて形成されるようになっており、
   少なくとも前記参照光が、前記対物レンズを介して前記記録層に集光される際に、前記制御回路は、前記ガイド層に形成された複数の前記第２光束の集光スポットのいずれかを選択して前記光検出器に検出させ、選択された前記第２光束の集光スポットがトラック上のピット又はグルーブから反射した反射光を読み取ることにより、前記アクチュエータを駆動して、前記対物レンズをトラッキング制御することを特徴とする光ピックアップ装置。
2. 前記情報光と前記参照光が、前記対物レンズを介して前記記録層に集光される際に、同一トラックを基準として複数の前記第２光束の集光スポットのいずれかを選択してトラッキング制御を行うときは、先行する集光位置と、それに後行する集光位置とを、トラック方向にシフトさせることを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ装置。
3. 前記第２の光源から出射された前記第２光束は、回折格子を通過することにより、複数の光束に分岐することを特徴とする請求項１又は２に記載の光ピックアップ装置。
4. 前記制御回路は、前記光検出器からの信号に基づいて、ＤＰＤ法またはプッシュプル法によりトラッキングエラー信号を生成し、前記対物レンズをトラッキング制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光ピックアップ装置。
5. 前記情報光は、選択された前記第２光束の集光スポットの位置情報を含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の光ピックアップ装置。

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