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WO2014064733A1 - 光記録媒体およびフォーマット装置ならびにフォーマット方法 - Google Patents

光記録媒体およびフォーマット装置ならびにフォーマット方法 Download PDF

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Publication number
WO2014064733A1
WO2014064733A1 PCT/JP2012/006796 JP2012006796W WO2014064733A1 WO 2014064733 A1 WO2014064733 A1 WO 2014064733A1 JP 2012006796 W JP2012006796 W JP 2012006796W WO 2014064733 A1 WO2014064733 A1 WO 2014064733A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
light beam
correction
layer
recording
recording layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2012/006796
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
克也 渡邊
耕一 瓜田
良一 今中
哲雄 細美
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Corp
Original Assignee
Panasonic Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Corp filed Critical Panasonic Corp
Priority to PCT/JP2012/006796 priority Critical patent/WO2014064733A1/ja
Publication of WO2014064733A1 publication Critical patent/WO2014064733A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
    • G11B7/1392—Means for controlling the beam wavefront, e.g. for correction of aberration
    • G11B7/13925—Means for controlling the beam wavefront, e.g. for correction of aberration active, e.g. controlled by electrical or mechanical means
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/007—Arrangement of the information on the record carrier, e.g. form of tracks, actual track shape, e.g. wobbled, or cross-section, e.g. v-shaped; Sequential information structures, e.g. sectoring or header formats within a track
    • G11B7/00736—Auxiliary data, e.g. lead-in, lead-out, Power Calibration Area [PCA], Burst Cutting Area [BCA], control information
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/08—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
    • G11B7/09—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
    • G11B7/0945—Methods for initialising servos, start-up sequences
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/24—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • G11B7/2403—Layers; Shape, structure or physical properties thereof
    • G11B7/24035—Recording layers
    • G11B7/24038—Multiple laminated recording layers
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/24—Record carriers characterised by shape, structure or physical properties, or by the selection of the material
    • G11B7/2403—Layers; Shape, structure or physical properties thereof
    • G11B7/24047—Substrates
    • G11B7/2405—Substrates being also used as track layers of pre-formatted layers

Definitions

  • the present invention relates to an optical recording medium in which a plurality of flat recording layers on which sample servo information serving as a reference for tracking is formed, and an optical recording medium formatting apparatus and formatting method.
  • an optical recording medium in which a plurality of recording layers are laminated, there is a method of forming an uneven track for tracking control in each layer, but the amount of light incident on the lower recording layer is insufficient due to diffraction of the light beam. As a result, recording and reproducing information may be difficult.
  • an optical recording medium is used that has a flat recording layer without providing a tracking groove in each recording layer and includes a reference layer on which a reference track is formed. In the optical recording medium having the reference layer, information is recorded / reproduced with another beam while tracking the reference track with one beam.
  • the reference layer and the recording layer have different depths in the optical recording medium. It is necessary to correct aberrations such as aberrations.
  • aberrations such as aberrations.
  • uneven prepit information formed on the recording layer is used.
  • prepits are used to avoid the influence of light beam diffraction. There was a problem that information could not be formed and aberrations could not be corrected.
  • an object of the present invention is to easily perform aberration correction even in an optical recording medium having a multilayered recording layer.
  • an optical recording medium of the present invention is formed on a substrate, a plurality of recording layers laminated on the substrate, a reference layer laminated together with the recording layer, and the reference layer.
  • the reference track is used for tracking when forming the sample servo information
  • the sample servo information is used for tracking when recording and reproducing data
  • aberration correction is performed using the correction mark.
  • a plurality of recording layers stacked on the substrate, a first reference layer and a second reference layer stacked together with the recording layer, and a spiral first layer formed on the first reference layer
  • the reference track is used for tracking when the first sample servo information and the second sample servo information are formed, respectively, and the first sample servo information and the second sample servo information are used when recording and reproducing data. It is used for tracking, and aberration correction is performed using the correction mark.
  • the correction mark is formed at a position shifted from each other by a different angle with respect to one radius of the substrate for each recording layer.
  • a servo mark is formed on the recording layer of an optical recording medium including one or a plurality of reference layers including a reference track and a plurality of recording layers including a correction mark, and the first light beam
  • the step of tracking to the reference track, the step of irradiating the correction mark of the recording layer to be formatted while tracking the reference track, the second light beam to the correction mark, and the second correction beam to the correction mark Analyzing the change in the light amount distribution of the reflected light irradiated with the light beam, adjusting the position of the optical system used for the irradiation of the second light beam from the analysis result, and correcting the aberration; Forming a servo mark with a light beam and performing formatting.
  • the formatting apparatus of the present invention forms a servo mark on the recording layer of the optical recording medium including one or a plurality of reference layers including a reference track and a plurality of recording layers including a correction mark, and the first light beam
  • a first laser light source that emits light
  • a second laser light source that emits a second light beam
  • a collimating lens that makes the second light beam substantially parallel light, the first light beam, and the first light beam.
  • the objective lens that irradiates the optical recording medium with the second light beam and the amount of change in the light amount or the light amount distribution of the reflected light of the second light beam reflected before and after the edge of the correction mark are detected and corrected.
  • a light detector for outputting a control signal for correction, and an actuator for correcting aberration by moving the collimating lens in the optical axis direction according to the control signal for correction. While tracking the reference track over beam, and forming said servo mark by the irradiation of the second light beam.
  • two reference layers may be provided, and the reference track formed in the two reference layers may be a reverse spiral.
  • the first light beam may be a red laser light beam
  • the second light beam may be a blue laser light beam
  • focus position adjustment and aberration correction can be easily performed even with an optical recording medium having a multi-layered recording layer.
  • FIG. 6 illustrates a configuration of an optical recording medium according to Embodiment 1.
  • the figure which illustrates the structure of the correction mark in the optical recording medium of the present invention Sectional view illustrating the configuration of the optical recording medium in Embodiment 1
  • FIG. 6 illustrates a configuration of an optical recording medium according to Embodiment 2.
  • FIG. 1 Flow chart illustrating the formatting method of the present invention Flow chart explaining the aberration correction method of the present invention
  • the figure explaining the structure of the photodetector of this invention The figure explaining the analysis result of the reflected light at the time of passing the correction mark
  • the figure which illustrates the analysis result of the light quantity distribution with the aberration The figure which illustrates the analysis result of the light quantity distribution with the aberration Diagram showing the relationship between differential output and spherical aberration
  • the optical recording medium of the present invention is an optical recording medium in which one or a plurality of reference layers and a plurality of concave and convex recording layers on which sample servo information is recorded are laminated, and focus on each recording layer. It is characterized in that a correction mark used for position adjustment and aberration correction is formed.
  • the correction mark has a configuration in which at least one side forming the outer periphery thereof is formed in the radial direction of the recording layer, the surface is flat without unevenness, and the reflectance is different from the above-mentioned side as a boundary.
  • the correction mark is flat by performing focus position adjustment and aberration correction using the correction mark, the light beam is diffracted by the correction mark even if the recording layer of the optical recording medium is multilayered. Therefore, focus position adjustment and aberration correction can be easily performed. Further, in each recording layer, the correction marks are shifted from each other in the scanning direction of the light beam, so that the diffraction of the light beam can be further reduced and the number of recording layers being accessed depends on the position of the correction mark.
  • the recording layer can be specified.
  • FIG. 1A and 1B are diagrams for explaining the configuration of an optical recording medium according to Embodiment 1.
  • FIG. 1A is a perspective view showing the configuration of an optical disc that is an optical recording medium
  • FIG. 1B is a reference that constitutes the optical disc.
  • FIG. 1C is a perspective view showing a configuration of a recording layer constituting an optical disc.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating the configuration of the correction mark in the optical recording medium of the present invention.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating the configuration of the optical recording medium in the first embodiment.
  • each recording layer 101 of the optical disc 100 includes a recording area 104, a lead-in 102 which is an inner peripheral area where no data is recorded, and a lead-out 103 which is an outer peripheral area where no data is recorded.
  • the optical disc 100 includes one or a plurality of reference layers 106, and a reference track 108 is provided on the reference layer 106.
  • the reference track 108 is used for tracking when the sample servo information 112 is formed along the virtual track 111 of the recording layer 101.
  • the optical disc 100 includes a plurality of recording layers 101, and sample servo information 112 used for tracking when data is recorded / reproduced is formed along the virtual track 111 in each recording layer 101.
  • the sample servo information 112 includes a plurality of servo marks 110, and the virtual track 111 is assumed to correspond to the center or edge of the reference track 108 of the reference layer 106.
  • a feature of the optical recording medium of the present invention is that a correction mark 209 is formed on each recording layer 101.
  • the correction mark 209 has at least one of the sides forming the periphery of the correction mark 209 formed in the radial direction of the recording layer 101, and crosses this side when the light beam is scanned along the virtual track 111. It is a shape like this.
  • the correction mark 209 is formed along the virtual track 111 so that the reflectance of light with the surroundings is different. Focus position adjustment and aberration correction are performed by scanning the correction mark 209 with a light beam and analyzing the change in the light amount or light amount distribution of the light spot to detect a shift in focus or aberration.
  • the correction mark 209 can be flattened, so that light beam mixing and diffraction loss due to the correction mark 209 are reduced. be able to. Therefore, even if the recording layers are made multilayer, when accessing each recording layer 101, it is possible to easily perform focus position adjustment and aberration correction by using the correction marks 209 having different light reflectances from the surroundings. Since the quality of the light spot irradiated on the layer 101 can be maintained, good data recording / reproduction can be realized.
  • the correction mark 209 may be formed anywhere as long as the virtual track 111 of the recording layer 101 is supposed to be formed. However, in order to secure an area for recording data, the lead-in 102 or the lead-out 103 is used. It is preferable to form. At this time, the reference track 108 of the reference layer 106 may be formed so that the virtual track 111 is assumed in the lead-in 102 or the lead-out 103.
  • the correction mark 209 having a different reflectance from the surrounding reflectance can be formed, for example, by forming the correction mark 209 in which the recording film is not formed in the region where the recording film is formed.
  • the reflectance of the light of the recording film is about 3%, whereas the reflectance of the base of the recording layer 101 is almost 0%. Therefore, the correction mark 209 is formed by this reflectance difference.
  • the correction marks 209 formed on the respective recording layers 101 are formed so as to be shifted relative to each other on the concentric circles of the recording layer 101 so that they do not overlap when irradiated with a light beam.
  • the correction marks 209 of each recording layer 101 may be shifted from the line in the circumferential direction by different angles.
  • the position of the correction mark 209 is relatively different for each recording layer 101 on the circumference of the recording layer 101, the diffraction of the light beam by the correction mark 209 of the different recording layer 101 is different from that of the other recording layers. It is possible to prevent the layer 101 from being adversely affected, and to specify the recording layer 101 from which the correction mark 209 has been read, that is, the number of the recording layer 101 being accessed.
  • correction mark 209 is formed by not forming the recording film in the region where the recording film of the lead-in 102 is formed.
  • the correction marks 209 are arranged so as to be shifted by a certain angle ⁇ for each recording layer 101.
  • a correction mark 2090 is formed at the same position as the position 230 on the recording layer 101 located immediately above the reference layer 106, and the upper recording layer 101 is formed thereon.
  • the correction mark 2091 is formed by shifting the angle ⁇ counterclockwise from the position 230.
  • correction marks 2092,... are sequentially formed on the upper recording layer 101 by further shifting the angle ⁇ . .. 209A... Are formed on the recording layer 101 located below the reference layer 106 by shifting the angle .theta.
  • the correction mark 209 for each recording layer can be obtained, for example, by depositing a recording film such as a mask 215 for each recording layer and depositing or sputtering the recording film. That is, the recording area 104 and the correction mark 209 are formed by placing the mask 215 by shifting the angle with respect to the position 230 for each recording layer 101 and forming a recording film on each recording layer 101. Since the manufacturing process of such an optical disc is already known in the known optical disc technology, a detailed description is omitted.
  • the configuration in which the correction mark 209 is shifted by a fixed angle ⁇ has been described as an example. However, the shift angle does not have to be constant, and all the correction marks 209 do not overlap in the optical axis direction.
  • the formation position is shifted.
  • the reference layer 106 may be provided at the uppermost layer, the lowermost layer, or an arbitrary position of the recording layer 101 to be stacked.
  • the lead-out 103 In the recording layer 101 of the optical disc 100 of the present invention, no information is recorded on the lead-out 103, so that no recording film is formed.
  • the lead-out 103 also includes the recording layer 101 and the recording layer 101. It is desirable to form the same recording film.
  • the reference track 108 formed of a spiral groove is shown as an example in FIG. 1B, but is not limited thereto.
  • the shape of the reference track 108 may be a spiral, concentric circle, or discretely arranged pits or land / groove information that can be tracked.
  • the reference layer 106 is not necessarily built in the optical disc 100, and can be provided outside as long as it rotates integrally with the optical disc when the optical disc is formatted.
  • the reference layer 106 is not limited to one layer, and two or more reference layers 106 may be provided as a minimum according to the number of recording layers 101 to be stacked.
  • FIG. 3 shows a cross section 200 of the optical disc used in the present invention cut along AA ′ in FIG.
  • a first recording layer region 203 is formed by alternately laminating a flat recording layer 101 without a groove and a light-transmitting spacer layer 205 on a substrate 201.
  • a reference layer 106 is disposed on the first recording region 203, and a second recording layer 101 is formed by alternately laminating a flat recording layer 101 without a groove and a light-transmitting spacer layer 205 on the surface of the reference layer 106.
  • a recording layer region 204 is formed.
  • a cover layer 202 having translucency is formed on the surface of the second recording layer region 204.
  • the lead-in area is 102
  • the lead-out area is not particularly provided
  • a recording layer is formed on the entire surface except for the inner peripheral portion of the lead-in 102.
  • a correction mark 209 formed by not providing a recording film in the lead-in 102, which is an inner peripheral area where no data is recorded, is provided. As described with reference to FIG. 2, the correction marks 209 are arranged so as to be shifted in the circumferential direction by a certain angle for each recording layer with respect to the reference position of the reference layer 106.
  • the number of recording layers 101 in the first recording layer area 203 is set to be larger than the number of recording layers 101 in the second recording layer area 204. This can partially match the arrangement of the recording layer 101 in the second recording layer area 204 and the arrangement of the existing Blu-ray DISC (registered trademark) recording layer. This is because the compatibility of the optical recording medium of the present invention with the Blu-ray DISC (registered trademark) standard can be ensured as the compatibility layer.
  • By arranging the recording layer 101 in the second recording layer area 204 in this way it is partially compatible with a conventional disc manufacturing apparatus, or backward compatible with a Blu-ray DISC (registered trademark) recorder or player. There is an advantage that becomes easy.
  • the recording layer 101 is surrounded by the surrounding and light.
  • the correction marks 209 having different reflectances, the focus position adjustment and aberration correction can be easily performed using the correction marks 209, and the quality of the light spot irradiated on the recording layer 101 can be maintained. Therefore, it is possible to realize a good format and good recording / reproduction of data. Further, by relatively shifting the formation position of the correction mark 209 for each recording layer 101, it is possible to prevent the diffraction of the light beam by the correction mark 209 of different recording layers 101 from adversely affecting the other recording layers 101. At the same time, the recording layer 101 from which the correction mark 209 is read can be specified.
  • the correction mark 209 (see FIG. 2) is formed by not providing a recording film, the reflectance is almost 0%, and the correction mark 209 (see FIG. 2) is on the correction mark 209 (see FIG. 2). While the light beam is scanning, no focus error can be detected. Therefore, since the reflected light during this period becomes a step-like disturbance signal with respect to the focus control, the width of the correction mark 209 (see FIG. 2) is equal to or shorter than the time during which the disturbance of the reflected light makes the focus control unstable. It is better to set as follows. Further, since the correction marks 2091 and 2092 (see FIG. 2) adjacent to the correction mark 2091 in the layer direction are mixed with a disturbance signal due to the influence of transmission and reflection with the adjacent layer on the focus control.
  • the shift amount of the correction mark 209X (see FIG. 2) adjacent in the layer direction is preferably separated from the distance at which the focus control is stable. (Embodiment 2) Next, the structure of an optical disc that is an optical recording medium in Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIG.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining the configuration of the optical recording medium according to the second embodiment.
  • the optical recording medium in the second embodiment is characterized in that each recording layer is provided with correction marks having different reflectances from the surroundings.
  • the difference from the optical recording medium in the first embodiment is that two reference layers are provided, the spiral directions of the spiral reference tracks formed in each reference layer are opposite to each other, and the spiral directions of the virtual tracks are alternately reversed.
  • the recording layers are laminated in order so as to be oriented.
  • the optical recording medium in Embodiment 2 includes two reference layers 106a and 106b.
  • the reference layers 106a and 106b are provided with spiral reference tracks 108a and 108b whose spiral directions are opposite to each other.
  • a plurality of recording layers are stacked, and a virtual track is assumed for each, and sample servo information (not shown) is formed along the virtual track.
  • the spiral direction of the virtual track is formed in the reverse direction in order in the recording layer to be laminated.
  • the optical recording medium according to the second embodiment includes two reference layers, a reference layer 106a provided with a reference track 108a, and a reference layer 108b provided with a reference track 108b in which a spiral is formed in the opposite direction to the reference track 108a. 106b. Then, assuming a virtual track 111a corresponding to the reference track 108a in a certain layer, for example, the recording layer 101a adjacent to the reference layer 106b, sample servo information (not shown) is formed along the virtual track 111a.
  • the recording layer 101b stacked on the recording layer 101a assumes a virtual track 111b whose spiral direction is opposite to the virtual track 111a corresponding to the reference track 108b of the reference layer 106b, and samples along the virtual track 111b.
  • Servo information (not shown) is formed.
  • the recording layer 101c stacked on the recording layer 101b assumes a virtual track 111c having a spiral direction opposite to that of the virtual track 111b, that is, the virtual track 111a and the spiral direction being the same, and a sample servo along the virtual track 111c.
  • Form information (not shown).
  • the recording layer 101d stacked on the recording layer 101c assumes a virtual track 111d in which the spiral direction is opposite to that of the virtual track 111c, that is, the virtual track 111b and the spiral direction are the same, and the sample servo along the virtual track 111d is assumed. Form information (not shown). Subsequently, the virtual tracks assumed in the adjacent recording layers are sequentially reversed in spirals, and sample servo information (not shown) is formed along each virtual track.
  • FIG. 4 the case where the reference layers 106a and 106b are provided in the lowermost layer has been described as an example. However, the reference layers 106a and 106b may be provided in the uppermost layer, and any recording layer in which the reference layers 106a and 106b are respectively stacked.
  • sample servo information is formed in adjacent recording layers so as to have a reverse spiral
  • tracking is applied to the reference layer 106a or the reference layer 106b. If the reference layers are adjacent to each other, the reference by focus jump is used. Layer switching can be performed in a short time.
  • the virtual tracks 111a and 111c are assumed to correspond to the reference track 108a, and the virtual tracks 111b and 111d are assumed to correspond to the reference track 108b.
  • the formatting time can be shortened.
  • the light beam is moved between successive layers at the time of recording / reproduction, it is not necessary to seek between the inner circumference and the outer circumference of the recording layer, so that the recording / reproduction time can be shortened.
  • focus adjustment and aberration correction can be made faster.
  • the correction mark 209 is formed on each recording layer as in the optical recording medium according to the first embodiment. Further, the correction mark 209 is formed so that the reflectance of light is different from that of the periphery, and is formed so as to have a side that coincides with the radius of the recording layer as the outer periphery.
  • a correction mark 209 it is possible to easily perform focus position adjustment and aberration correction from the state of change in the amount of reflected light when the light beam passes through the outer periphery during formatting or data recording / reproduction.
  • the quality of the light spot irradiated on the recording layer 101 can be maintained, a good format and good recording / reproduction of data can be realized.
  • diffraction of the light beam from the correction mark 209 in the recording layer other than the target recording layer is performed by relatively shifting the formation position of the correction mark 209 for each recording layer. Loss and mixing can be prevented, and the recording layer can be specified.
  • the configuration can be the same as that of the correction mark 209 in the first embodiment.
  • FIG. 5 is a flowchart for explaining the formatting method of the present invention
  • FIG. 6 is a flowchart for explaining the aberration correcting method of the present invention.
  • the recording layer 101 when the sample servo information 112 including the servo marks 110 is formed in the format, the recording layer 101 includes one or more reference layers 106. Sample servo information 112 is formed along a virtual track 111 corresponding to the reference track 108 in a state where the reference track 108 formed on one reference layer 106 is tracked.
  • Sample servo information 112 is formed along a virtual track 111 corresponding to the reference track 108 in a state where the reference track 108 formed on one reference layer 106 is tracked.
  • the reference track 108 of the reference layer 106 corresponding to the recording layer 101 to be formatted is irradiated with a red laser beam, and the reference track 108 is tracked with the red laser beam (step 1 in FIG. 5). ).
  • the blue laser light beam is irradiated onto the recording layer 101 to be formatted in a state where the reference track 108 is tracked with the red laser light beam (step 2 in FIG. 5).
  • focus control is performed on the recording layer 101 to be formatted using reflected light of the blue laser light beam (step 3 in FIG. 5).
  • the reflected light of the blue laser light beam is used to correct the aberration for the recording layer 101 to be formatted (step 4 in FIG. 5).
  • sample servo information 112 is formed with the blue laser light beam along the virtual track 111 on the recording layer 101 corresponding to the reference track 108 in a state where the reference track 108 is tracked with the red laser light beam (step of FIG. 5). 5).
  • the irradiation of the blue laser light beam is moved to the other recording layer 101, and after each focus movement, focus control and aberration correction are performed, the formatting is performed.
  • the recording layer 101 to be formatted is irradiated with a blue laser beam.
  • a blue laser light beam is applied to the correction mark 209 formed on each recording layer 101 (step 2 in FIG. 5 and step 1 in FIG. 6).
  • the light amount or light amount distribution of the light spot is analyzed for the reflected light of the blue laser light beam when the correction mark 209 is scanned (step 2 in FIG. 6).
  • a correction control signal for correcting the aberration is generated from the analysis result of the light spot (step 3 in FIG. 6).
  • the correction control signal is a signal corresponding to the direction in which the aberration is deviated from the surface of the recording layer 101 from the change in the light amount or light amount distribution of the light spot before and after the correction mark 209 is scanned. is there.
  • the aberration is corrected using the correction control signal (step 4 in FIG. 6).
  • the correction of the aberration is performed by moving the optical system used when irradiating the blue laser light beam such as the collimator lens 315 with a correction control signal corresponding to the deviation of the aberration.
  • the correction mark 209 formed on each recording layer 101 is used to correct the aberration each time the light beam moves to the recording layer 101 to be formatted, thereby recording the recording layer. Even if the number of layers 101 is increased, the quality of the light spot applied to the recording layer 101 can be maintained, and the format can be performed satisfactorily.
  • the correction of aberration at the time of formatting has been described.
  • the correction mark 209 is used to correct the aberration. By performing correction, information can be recorded and reproduced satisfactorily.
  • the recording system 101 stores in advance the state of the optical system that optimizes the standard focus and aberration for each recording layer 101. By performing focus control and aberration correction after the recording layer 101 is specified and stored each time the layer 101 is moved, the amount of correction can be made relatively small, so focus control and aberration correction can be performed more easily. It can be performed.
  • the wavelength of the laser light used is about ⁇ 650 nm for the red laser light. It is appropriate that the laser beam is about 30 nm, and the blue laser beam is about ⁇ 30 nm centered on 405 nm.
  • the format device of the present invention will be described with reference to FIGS. 7 to 14, including the configuration of the aberration correction device and the correction method.
  • the formatting device of the present invention is used when formatting the optical recording medium of the first and second embodiments as shown in the third embodiment.
  • the format device includes two laser light sources that irradiate long and short light beams of two wavelengths, an optical system that includes a collimating lens corresponding to each light beam and an objective lens that irradiates the optical disk with the light beam, It comprises a photodetector that generates a correction signal in accordance with the reflected light from the optical disc, and an actuator that performs tracking and focusing under the control of the correction signal to adjust aberration.
  • the format device having such a configuration, while the reference track is tracked by the long wavelength light beam, the short wavelength light beam is formatted by the short wavelength light beam, and the short wavelength light beam is reflected by the reflected light reflected by the correction mark. Adjust aberrations. Thereby, even if the recording layer is an optical recording medium having a multilayered structure, focus position adjustment and aberration correction can be easily performed.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating the configuration of the formatting device of the present invention.
  • FIG. 7 is a configuration diagram of an optical system of a formatter apparatus in which an aberration correction apparatus according to the present invention is incorporated in order to format a servo mark on each recording layer of the optical disc 100.
  • the formatter device 300 includes a red laser light source 331 (wavelength 650 nm) for tracking control and a blue laser light source 311 (wavelength 405 nm) for servo mark recording.
  • a red laser optical system an optical system using the blue laser light source 311
  • an optical system using the blue laser light source 311 is referred to as a blue laser optical system.
  • optical characteristics and wavelength characteristics of these laser light sources are arbitrary, it is preferable to satisfy the specifications of laser light sources used for Blu-ray (registered trademark) and DVD.
  • the blue laser light beam emitted from the blue laser light source 311 is collected by a relay lens 312, passes through an AO modulator (Acousto-Optic Modulator) 313 and a polarizing beam splitter 314, and becomes a substantially parallel light beam by a collimator lens 315. .
  • the parallel light beam further passes through the quarter-wave plate 316 and the wavelength separation beam splitter 317 and enters the objective lens 318.
  • the blue laser light beam emitted from the objective lens 318 is reflected by the reference layer 106, traces the optical path in reverse, becomes a polarization plane orthogonal to the forward polarization plane by the quarter wave plate 316, and is reflected by the polarization beam splitter 314.
  • the photodetector 320 generates a focus error signal 321 from the light beam detected by the detection lens 319.
  • the focus error signal 321 is a signal that controls the operation of the focusing coil 322, and the focusing coil 322 moves the objective lens 318 in the optical axis direction according to the light beam detected by the detection lens 319, so that the blue laser light is emitted. This signal is focused on the reference layer 106. Since the focus error signal 321 can be generated by a known method such as an astigmatism method, a detailed description is omitted.
  • the focus can be adjusted to the optimum with respect to the reference layer 106.
  • the reflected light from the recording layer is reflected by the polarization beam splitter 314 and the beam splitter 325, and the photodetector 326 is incident.
  • the light detector 326 analyzes the light quantity or light quantity distribution of the reflected light and outputs a control signal 327 for correction.
  • the actuator 324 moves the collimator lens 315 in the optical axis direction according to the control signal 327 to correct the aberration. Do.
  • the control signal 327 for correction is a signal indicating that the aberration is shifted, or that the aberration is shifted and the direction in which the aberration is shifted, and the actuator 324 indicates the direction indicated by the control signal 327 when the control signal 327 is input. Accordingly, the collimating lens 315 is moved. By performing feedback control of this operation until the aberration converges and the control signal 327 is not output, the aberration is corrected.
  • the red laser light beam emitted from the red laser 331 passes through the polarization beam splitter 332, is made into a substantially parallel light beam by the collimating lens 333, is reflected by the quarter-wave plate 334, and the wavelength separation beam splitter 317, and is reflected by the objective lens. Incident on 318.
  • the objective lens 318 is preliminarily designed in combination with the collimating lens 315 so that the spherical aberration of the red laser light is minimized in the reference layer 106.
  • the NA of the objective lens 318 by red laser light is set to 0.60.
  • An aperture (not shown) is required to limit the NA, and can be formed on, for example, a quarter wave plate 334.
  • the objective lens 318 is provided with a tracking coil 339 and a focusing coil 322 as actuators in the tracking direction and the focusing direction, respectively.
  • the focusing coil 322 is controlled in advance so that the light beam emitted from the red laser light source 331 is focused on the surface of the reference layer 106. Further, the red laser light beam emitted from the objective lens 318 enters the reference layer 106 of the optical disc 100 (outward path) and is reflected by the surface thereof.
  • the optical path of the reflected light beam follows the forward path in reverse, and becomes a polarization plane orthogonal to the polarization plane of the forward path by the quarter-wave plate 334, reflected by the polarization beam splitter 332, passes through the detection lens 335, and passes through the light path.
  • the light enters the detector 336.
  • the focus of the red laser light beam controls the focusing coil 338 based on the focus signal 340 generated by the photodetector 336.
  • the photodetector 336 generates a tracking signal 341 in accordance with the diffraction from the reference track 108 formed in the reference layer 106 and controls the tracking coil 339.
  • the tracking control by the tracking signal 341 may use a known tracking method such as a push-pull tracking method or a phase difference method according to the shape of the reference track 108.
  • blue laser light emitted from the objective lens 318 is irradiated to the same reference layer 106 that is once tracked by the red laser light.
  • the servo layer is moved to the recording layer for recording, so that the blue laser beam emitted from the objective lens 318 can enter the recording layer for recording.
  • a pulse voltage is applied to the focusing coil 322, and a jumping operation is performed from the reference layer 106 to a desired recording layer so that the focus position becomes a predetermined recording layer.
  • the spherical aberration of the objective lens 318 due to the blue laser light is designed to be minimized near the reference layer 106 when collimated parallel light is incident. Therefore, when focusing on the target recording layer, it is necessary to correct the aberration with the blue laser light in accordance with the target recording layer. For this reason, the aberration of the blue laser beam is corrected while focusing on a predetermined recording layer. The aberration is corrected by moving the collimating lens 315 to an optimal position by the actuator 324.
  • the objective lens 318 needs to be set within the focus depth ⁇ d.
  • NA 0.85
  • ⁇ d is about 0.28 ⁇ m. Therefore, when formatting, it is necessary to perform focus control within the focus depth of 0.28 ⁇ m of the blue laser beam in advance.
  • the focus position of the red laser light is between the reference layer 106 and the reference layer 106. Focus error occurs. This is because the distance between the target recording layer and the reference layer 106 differs depending on the location, and the distance between all the recording layers and the reference layer 106 does not fall within the focus depth of the red laser light of the objective lens 318. Derived from.
  • the focus correction coil 338 is controlled based on the focus signal 340 generated by the photodetector 336 to move the collimator lens 333 in the optical axis direction, thereby correcting the focus error of the red laser light.
  • ⁇ d is about 0.90 ⁇ m. It is necessary to control the focus of the red laser light within a focus depth of about 0.90 ⁇ m.
  • a method for formatting the optical disc 100 using this formatter device will be described. While following the reference track of the reference layer 106 with red laser light, a format for forming servo marks constituting sample servo information on the recording layer with blue laser light is performed. The servo mark is written along a virtual track (hereinafter referred to as a temporary track) of each recording layer corresponding to the reference track 108 of the reference layer 106.
  • a virtual track hereinafter referred to as a temporary track
  • the center of the virtual track corresponding to the reference track 108 and the inner peripheral side and the outer peripheral side in the direction perpendicular to the virtual track from the center.
  • the servo mark is written at the offset position, and the actual data is recorded with reference to the center of the servo mark, that is, the center of the virtual track.
  • an AO modulator 313 As a method of writing servo marks with an offset, for example, an AO modulator 313 is used.
  • the blue laser light emitted from the blue laser light source 311 is collected by the relay lens 312 and is incident on the AO modulator 313.
  • the blue laser light is diffracted and collimated by the collimating lens 315 via the polarization beam splitter 314.
  • the diffraction angle of the AO slightly changes according to the modulation frequency, and the servo is moved to a position slightly displaced from the center of the virtual track. A mark is formed. If the track pitch is 0.32 ⁇ m, which is the same as that of the Blu-ray disc (registered trademark), the modulation frequency may be set so that this displacement is about 0.08 ⁇ m.
  • the blue laser beam detects the focus error signal 321 with the reproduction level power, and improves the laser beam intensity to the recording power only when the servo mark is recorded.
  • the focus servo is not affected because the blue laser beam output is at the recording power for only a short time. However, if the drive signal is saturated and adversely affected, the gate is only recorded while the focus error signal is being recorded. Then, it may be processed as a hold or no signal.
  • each recording layer does not have an address or the like, it is necessary to specify which recording layer is recording.
  • Each recording layer is formed with a correction mark 209 (see FIG. 2).
  • the correction mark 209 is a reference layer reference position, such as a land groove switching point or a specific clock.
  • each recording layer can be shifted in the circumferential direction so as to be separated by a certain angle ⁇ with respect to a position 230 corresponding to (see FIG. 2). Therefore, the recording layer can be specified by measuring the angle from the reference position 230 (see FIG. 2) to the correction mark 209 (see FIG. 2).
  • a servo mark can be freely formed on a desired recording layer in accordance with a reference track.
  • the correction of the aberration will be described in detail with reference to FIGS. 7 to 9, taking as an example the case of correcting the spherical aberration due to the disc thickness.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining the concept of correcting the spherical aberration due to the disc thickness
  • FIG. 9 is a diagram for explaining the configuration of the photodetector of the present invention.
  • FIG. 8A shows the relationship between the disc thickness error ⁇ t and the third-order spherical aberration WSA.
  • the spherical aberration WSA caused by the optical disk thickness error ⁇ t cannot be corrected by focus correction.
  • the spherical aberration WSA is related to a decrease in central energy density SD (Stretch Definition), which is a condensing characteristic of the light beam by the objective lens.
  • a Marechal allowable value W ⁇ 0.07 ⁇ in which the central energy density is generally about 80% is applied, and from an empirical value of aberration distribution, a WSA of about 0.02 ⁇ or less is appropriate.
  • ⁇ t needs to be 4 ⁇ m or less.
  • a spacer layer having translucency requires a certain distance to avoid noise due to multiple interference of light beams, and a value of about 5 to 14 ⁇ m is usually selected, and multiple interference can be caused by changing the thickness of the adjacent spacer layer.
  • the thickness of the spacer layer is larger than the tolerance of the optical disk thickness, and correction of spherical aberration is indispensable every time recording or reproduction is performed on a different layer.
  • the spherical aberration is corrected by moving the collimator lens 315 in the optical axis direction and changing the curvature of the wavefront incident on the objective lens 318.
  • FIG. 8B shows spherical aberration WSA that occurs when the collimating lens 315 is moved in the optical axis direction. From this, it can be seen that the third-order spherical aberration WSA caused by the disc thickness error can be corrected by moving the collimating lens 315 in the optical axis direction. That is, when there is a disc thickness error ⁇ t, the generated spherical aberration is WSA 0 from FIG. 8A, but by moving the collimating lens 315 by ⁇ in the optical axis direction, spherical aberration is generated by ⁇ WSA 0 . Therefore, the spherical aberration due to the disc thickness can be corrected.
  • the spherical aberration WSA generated by the disc thickness error ⁇ t can be detected, it can be understood that the spherical aberration can be corrected by moving the collimating lens 315 in the optical axis direction by a corresponding distance.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating the configuration of the photodetector 326 shown in FIG. 7 for detecting aberrations.
  • the aberration detection light beam is split by the beam splitter 325 and enters the photodetector 326.
  • the incident light beam 371 is divided by the photodetector 326 into four detection regions 1, 2, 3, and 4 by a concentric circular dividing line 373 and a dividing line 372 divided in the diameter direction, for example, vertically.
  • the photodetector 326 includes a differential amplifier 374 or a summing amplifier 378, or both amplifiers as shown in the figure, and when detecting aberrations, any one of the mounted amplifiers is used for detection.
  • the addition amplifier 378 further includes a differentiation circuit 376, and the addition output 379 from the addition amplifier 378 is output as a differentiation output 380 via the differentiation circuit 376.
  • the actuator 324 is operated to move the collimating lens 315 so that the differential output 380 is maximized, thereby correcting the aberration. That is, when correcting the aberration using the addition amplifier 378, first, the correction mark 209 (see FIG. 2) is scanned with a light beam.
  • an addition amplifier 378 and a differentiation circuit 376 detect a change in the amount of reflected light when scanning the front and back of the edge portion of the correction mark 209 (see FIG. 2).
  • the summing amplifier 378 adds the total amount of reflected light, differentiates the output by the differentiating circuit 376, and outputs the change in the amount of light per unit time as a differential output 380 that is a control signal for correction.
  • the actuator 324 is driven in accordance with the differential output 380 to move the collimating lens 315 so that the level of the differential output 380 is maximized to correct the aberration.
  • the differential output level at the time sampled by the sampling clock is stored in the memory and compared with the differential output level at the next sampled time, and the difference It is also possible to control by repeating until the difference becomes zero.
  • the storage device and the comparison device are omitted in the figure.
  • the differential output 375 is output from the differential amplifier 374.
  • the differential output 375 is adjusted to zero. That is, the differential output 375 is a differential output of the total light amount of the region 1 and the region 4 and the total light amount of the region 2 and the region 3.
  • the differential output 375 becomes 0, and the differential output 375 is
  • the actuator 324 is operated at a value other than 0, the collimator lens 315 is moved so that the differential output 375 becomes 0 to correct the aberration.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining the analysis result of the addition amplifier output and the differential output of the reflected light when passing through the correction mark.
  • 11 to 13 are diagrams for explaining the analysis results of the differential amplifier output of the reflected light when passing through the correction mark.
  • FIG. 10A shows the disk transmittance in the recording layer from which the correction mark 209 is read out after scanning the light beam from the reference position 230 of the reference layer and after the time value t m .
  • the addition amplifier 378 outputs the increase or decrease light quantity of the light beam 371, and the differentiation circuit 376 outputs the ratio of the increase or decrease light quantity per unit time as the differential output 380.
  • the aberration decreases as the differential output 380 increases.
  • the actuator 324 is operated so that the blue laser light is focused on the target recording layer, and the collimator lens 315 is moved so as to increase the differential output 380 as a correction control signal, thereby correcting the aberration.
  • the added output 379 has a gentle waveform as shown in FIG. 10B even if focus adjustment is performed.
  • the differential output 380 at this time is also small as shown in FIG.
  • the collimating lens 315 is moved in the direction of the optical axis, and an addition output 379 and a differential output 380 are obtained.
  • the position of the collimating lens 315 at this time is the position where the spherical aberration of the light beam is minimum. Specifically, this is the point at which the aberration in the circumferential direction of the light beam is minimized, and the smallest spot is detected in the circumferential direction of the optical disk.
  • This method is the most reliable method for obtaining the minimum aberration and the best focus position.
  • the position correction of the collimator lens may be repeatedly performed so that the differential output is maximized during formatting or information recording / reproduction in response to a focus position shift caused by a slight lateral movement of the optical axis.
  • the control for correction of the differential output 380 and the like from the change rate of the light quantity reflected by the edge of the correction mark.
  • FIG. 11 to FIG. 13 show a state in which the light spot passes through an edge that is an outer periphery parallel to the radial direction of the recording layer of the correction mark 209.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating the analysis result of the light quantity distribution in the absence of aberration
  • FIGS. 12 and 13 are diagrams illustrating the analysis result of the light quantity distribution in the presence of aberration
  • FIG. 14 is the differential output and spherical aberration. It is a figure which shows the relationship.
  • the blue laser light emitted from the objective lens 318 is reflected by the recording layer having the correction mark 209, passes through the objective lens 318 again, is collected by the condenser lens 381, and enters the photodetector 326.
  • the objective lens 318 is developed on the going side and the returning side with the recording layer as the center, and the condenser lens 381 combines the collimating lens 315 and the detecting lens 319 of FIG. It is schematically shown as a thing.
  • FIGS. 11 (a), 12 (a), and 13 (a) show the light quantity distribution of the reflected light input to the photodetector 326 immediately before the light spot passes through the edge of the correction mark 209.
  • FIG. FIGS. 11B, 12B, and 13B show the light amount distribution of the reflected light input to the photodetector 326 at the moment when the center of the light spot passes the edge of the correction mark 209.
  • FIG. 11C, 12C, and 13C show the light quantity distribution of the reflected light input to the photodetector 326 immediately after the light spot passes through the edge of the correction mark 209.
  • FIG. 11D, 12D, and 13D show the differential output 375 corresponding to the above (a), (b), and (c) while the light beam crosses the correction mark 209.
  • FIG. 11 shows a state in which the light spot passes through the edge when the spherical aberration is minimum.
  • the light amount distribution changes almost instantaneously when the light spot passes through the edge of the recording film. Therefore, almost all the light amount of the light spot is incident until the light spot passes through the edge of the correction mark 209 as shown in FIG. 11A, and the light spot becomes the correction mark 209 as shown in FIG.
  • the differential output may generate a pulse instantaneously. However, since the output changes uniformly over the entire spot, the differential output 375 becomes substantially zero. .
  • FIG. 12 schematically shows spherical aberration that occurs when the recording layer becomes thinner than a predetermined thickness.
  • the focus position is drawn to the position of the smallest circle of confusion where the size of the light spot is minimum, and the focus position on the outer peripheral side of the light spot is on the inner peripheral side of the light spot before the recording layer.
  • the focus position shifts to the position after being reflected by the recording layer.
  • the edge of the correction mark 209 shields the outer side light beam, and then starts to block the opposite inner side light beam. There appears a change in the light distribution that oozes out to the area on the opposite side of the dividing line.
  • the correction mark 209 shields the light spot in the order of region 4, region 1, region 2, and region 3 in FIG.
  • the shielded portion becomes the region 4 and the region 1, and is inverted between the outer peripheral side and the inner peripheral side.
  • the shielded area reaches the area 2 and the area 3 as shown in FIG. Accordingly, as shown in FIG. 12D, a differential output 375 that is maximized at the moment when the center of the light spot passes the edge of the correction mark 209 is obtained.
  • the polarity of the output of the opposite edge is inverted, so either one of the outputs is used, or the polarity of the output of the opposite edge is switched and added for correction. Can be used as a control signal.
  • FIG. 13 schematically shows spherical aberration that occurs when the disc becomes thicker than a predetermined thickness.
  • the focus position is drawn to the position of the smallest circle of confusion where the size of the light spot is minimum, and the focus position on the inner periphery side of the light spot is on the outer periphery side of the light spot before the recording layer.
  • the focus position shifts to the position after being reflected by the recording layer.
  • the edge of the correction mark 209 shields the outer peripheral light beam opposite to FIG. 12A, and then the opposite side.
  • the light distribution changes so as to begin to shield the inner peripheral light beam and ooze out into the region opposite to the two-part dividing line.
  • the correction mark 209 shields the light spot in the order of region 3, region 2, region 1, and region 4 in FIG.
  • the shielded portions are the regions 2 and 3, and the shield portions are opposite to those in FIG. 12 (b). Inverted on the outer peripheral side and inner peripheral side.
  • the shielded area extends to the areas 1 and 4 as shown in FIG. Accordingly, as shown in FIG. 13D, a differential output 375 that maximizes at the moment when the center of the light spot passes the edge of the correction mark 209 is obtained. Since the polarity of the output of the opposite edge is inverted, only one of the outputs can be used, or the polarity of the output of the opposite edge can be switched and added to be used as a control signal for correction.
  • FIG. 14 schematically shows the spherical aberration caused by the disc thickness error on the horizontal axis and the differential output 375 at that time on the vertical axis.
  • the spherical aberration can be detected from the differential output 375 relatively linearly. Accordingly, the spherical aberration can be corrected by moving the collimator lens 315 in the optical axis direction by the actuator 324 based on this output.
  • the focus and spherical aberration can be optimized using the edge of the correction mark 209, and the servo mark can be used even in a multilayer recording medium. It can be satisfactorily formed on the recording layer of the optical disc, and good information can be recorded and reproduced. Further, the recording layer can be specified by forming the correction mark 209 by shifting the correction mark 209 in the circumferential direction for each recording layer.
  • the reference layer is one layer
  • the present invention can be similarly applied to a case where a plurality of reference layers are provided, and an optical recording including two reference layers on which a reverse spiral reference track is formed. It can also be used for formatting media. If the correction marks 209 are provided on the inner and outer peripheral sides of the recording layer, it is possible to speed up focus adjustment and aberration correction when moving the light beam between the inner and outer peripheral sides.
  • the optical disk to be used has a reference layer
  • the present invention can also be applied to the case where the optical disk to be used does not have a reference layer.
  • the correction mark 209 of the recording layer closest to the surface or the recording layer farthest from the surface in the multilayer optical disc is detected, and the other recording layers can be specified by using this recording layer as a reference. It can be carried out. Further, the focus and spherical aberration can be optimized by using the edge of the correction mark 209 in these recording layers.
  • FIG. 15 is a diagram exemplifying a main part of a device configuration relating to correction at the time of recording / reproducing of the present invention.
  • a case where blue laser light is used as laser light for recording / reproducing will be described as an example.
  • the blue laser light beam emitted from the blue laser light source 311 passes through the polarization beam splitter 314, is made into a substantially parallel light beam by the collimator lens 315, and enters the objective lens 318.
  • the light beam emitted from the objective lens 318 enters the optical disc 100.
  • the blue laser light beam incident on the optical disc 100 is applied to the reference layer 106 or the recording layer.
  • the spherical aberration of the objective lens 318 for the blue laser light is minimized in the vicinity of the reference layer 106 when collimated parallel light is incident. Since it is designed, first, the reference layer 106 is irradiated with the blue laser light beam through the above-described path. The light beam reflected by the reference layer 106 follows the optical path in the reverse direction, is reflected by the polarization beam splitter 314, passes through the detection lens 319, is transmitted or reflected by the beam splitter 325, and is detected by the photodetector 320 and the photodetector 326. Is incident on.
  • focus control and tracking control are performed by the output of the photodetector 320, and an aberration correction signal is generated by the output of the photodetector 326 to perform aberration correction. Since a technique for generating a focus control signal related to recording / reproduction and performing a focus control and a technique for generating a tracking control signal from sample servo information and performing a tracking control are already well-known techniques, description thereof is omitted here.
  • the position 230 serving as a reference of the reference layer 106 and necessary information are once read with the blue laser light, and then moved to the target recording layer by a jumping operation.
  • the recording layer is directly irradiated with a blue laser light beam, focus control, tracking control, aberration correction, and the number of recording layers can be determined, access to the reference layer 106 is unnecessary.
  • the positions of the objective lens 318 and the collimating lens 315 that can be focused for each recording layer can be recorded and controlled in advance, the focus is not directly focused on the reference layer 106, but the target recording layer is directly subjected to focus control and aberration correction. It can be carried out.
  • the target recording layer to be recorded / reproduced is irradiated with blue laser light
  • the focus error signal 321 is obtained from the output of the photodetector 320
  • the objective lens 318 is moved by the focusing actuator 322 to focus on the target recording layer.
  • the spherical aberration of the objective lens 318 with respect to the blue laser light is designed to be minimized in the vicinity of the reference layer 106 when collimated parallel light is incident. Therefore, it is necessary to adjust the aberration.
  • the aberration is adjusted by moving to the position of the collimator lens 315 recorded in advance and roughly correcting the aberration, then scanning the correction mark 209 of the target recording layer, and the light quantity or light quantity distribution from the output of the photodetector 326. Is generated to generate a precise control signal 327 for correction, and the actuator 324 is driven in accordance with the control signal 327 for correction to finely adjust the collimating lens 315 in the optical axis direction to correct the aberration.
  • the sample servo information of the recording layer is tracked with the blue laser light beam, and information is recorded / reproduced with the blue laser light beam.
  • a well-known method may be used as a method of tracking the blue laser light based on the sample servo information.
  • the correction mark 209 used at that time is not limited to the presence or absence of the recording film, but is reflected by a dent or a hole. You may form by the pattern from which a rate changes.
  • the correction beam 209 is irradiated with the light beam, and the reflected light is analyzed by the photodetector 326 to correct the control signal. 327, and correction of aberrations such as spherical aberration using the correction control signal 327, the sample servo information of each recording layer can be obtained even in an optical recording medium composed of multiple recording layers. Information can be recorded and reproduced satisfactorily while reading.
  • the reference layer having the tracking reference track is not necessarily built in the optical disc 100. If the reference layer is formed so as to rotate integrally with the optical disc when the optical disc is formatted, the reference layer is not necessarily recorded. It is not necessary to be laminated together with the layers, and for example, it can be provided outside a turntable or the like.
  • a reference layer is provided on a turntable, and an optical disc without a reference layer is fixed in close contact with the reference layer.
  • the blue laser light is condensed on the recording layer of the optical disc 100 by the objective lens, and the red laser light is condensed on the reference layer on the turntable to perform the format while performing tracking control.
  • the above-described methods are used for focus control to the recording layer by the blue laser light, correction of spherical aberration, tracking control to the reference layer by the red laser, and focus control.
  • the number of reference layers 106 and the spiral direction of sample servo information are arbitrary.
  • a similar formatting device can also be used.
  • correction can be performed without providing pre-bits or the like that must measure jitter for adjusting the focus position, spherical aberration, and other aberrations in each recording layer.
  • the focus position and spherical aberration of the light beam in each layer can be adjusted using the edge of the mark for use.

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Abstract

　基準トラック１０８を備えるリファレンス層１０６と、サンプルサーボ情報が形成される複数の平坦な記録層１０１とが積層される光記録媒体において、各記録層１０１に周囲と反射率の異なる補正用マーク２０９を設け、フォーマットや情報の記録再生時に、補正用マーク２０９を用いて収差補正を容易に行うことができる。

Description

光記録媒体およびフォーマット装置ならびにフォーマット方法
　本発明は、トラッキングの基準となるサンプルサーボ情報が形成された平坦な記録層を複数積層してなる光記録媒体、および光記録媒体のフォーマット装置ならびにフォーマット方法に関する。
　複数の記録層が積層された光記録媒体において、各層にトラッキング制御の為に凹凸形状のトラックを形成する方法があるが、光ビームの回折により下層記録層に入射される光の光量が不足して情報の記録再生が困難となることがあった。これを防止するため、各記録層にトラッキング溝を設けず平坦な記録層とし、基準トラックが形成されたリファレンス層を備えた光記録媒体が用いられる。このリファレンス層を備えた光記録媒体では、基準トラックに１つのビームでトラッキングをさせながら、別ビームで情報の記録再生を行っていた。
特開２００４－２１３７２０号公報 特開２００９－１１０５５７号公報
　しかしながら、記録層に記録再生する際にリファレンス層にある基準トラックにトラッキングを行った場合、リファレンス層と記録層とでは光記録媒体における深さが異なるため、記録層に合わせたフォーカスの調整や球面収差等の収差の補正を行う必要がある。ここで、一般的に収差の補正を行う場合は、記録層に形成した凹凸のあるプリピット情報を用いるが、記録層を多層化した光記録媒体では、光ビームの回折の影響を避けるため、プリピット情報を形成することができず、収差の補正ができないという問題点を有していた。
　本発明は、前記問題点を解決するために、記録層が多層化された光記録媒体であっても、収差補正を容易に行うことを目的とする。
　上記目的を達成するために、本発明の光記録媒体は、基板と、前記基板上に積層される複数層の記録層と、前記記録層と共に積層されるリファレンス層と、前記リファレンス層に形成される螺旋状の基準トラックと、前記記録層に形成されて前記基準トラックと同じスパイラルの仮想トラックに沿って配列されるサンプルサーボ情報と、前記記録層毎に形成される補正用マークとを有し、前記基準トラックはそれぞれ前記サンプルサーボ情報の形成時のトラッキングに用いられ、前記サンプルサーボ情報はデータの記録再生時のトラッキングに用いられ、前記補正用マークを用いて収差補正が行われることを特徴とする。
　または、前記基板上に積層される複数層の記録層と、前記記録層と共に積層される第１のリファレンス層および第２のリファレンス層と、前記第１のリファレンス層に形成される螺旋状の第１の基準トラックと、前記第２のリファレンス層に形成される前記第１の基準トラックと逆スパイラルの第２の基準トラックと、１層おきの前記記録層に形成されて前記第１の基準トラックと同じスパイラルの第１の仮想トラックに沿って配列される第１のサンプルサーボ情報と、前記１層おきの前記記録層に隣接する前記記録層に形成されて前記第２の基準トラックと同じスパイラルの第２の仮想トラックに沿って配列される第２のサンプルサーボ情報と、前記記録層毎に形成される補正用マークとを有し、前記第１の基準トラックおよび前記第２の基準トラックはそれぞれ前記第１のサンプルサーボ情報および前記第２のサンプルサーボ情報の形成時のトラッキングに用いられ、前記第１のサンプルサーボ情報および前記第２のサンプルサーボ情報はデータの記録再生時のトラッキングに用いられ、前記補正用マークを用いて収差補正が行われることを特徴とする。
　また、前記補正用マークは前記記録層毎に前記基板の１つの半径に対して異なる角度ずれた位置に形成されることが好ましい。
　さらに、本発明のフォーマット方法は、基準トラックを備える１または複数のリファレンス層と補正用マークを備える複数の記録層からなる光記録媒体の前記記録層にサーボマークを形成し、第１の光ビームで前記基準トラックにトラッキングする工程と、前記基準トラックにトラッキングした状態でフォーマットを行う前記記録層の前記補正用マークに第２の光ビームを照射する工程と、前記補正用マークに前記第２の光ビームを照射した反射光の光量分布の変化を解析する工程と、解析結果から前記第２の光ビームの照射に用いる光学系の位置を調整して収差補正を行う工程と、前記第２の光ビームで前記サーボマークを形成してフォーマットを行う工程とを有することを特徴とする。
　さらに、本発明のフォーマット装置は、基準トラックを備える１または複数のリファレンス層と補正用マークを備える複数の記録層からなる光記録媒体の前記記録層にサーボマークを形成し、第１の光ビームを出射する第１のレーザ光源と、第２の光ビームを出射する第２のレーザ光源と、前記第２の光ビームを略平行光にするコリメートレンズと、前記第１の光ビームおよび前記第２の光ビームを前記光記録媒体に照射する対物レンズと、前記補正用マークのエッジ前後で反射した前記第２の光ビームの反射光の光量または光量分布の変化量から収差を検出して補正用の制御信号を出力する光検出器と、前記補正用の制御信号に応じて前記コリメートレンズを光軸方向に移動させて収差を補正するアクチュエータとを有し、前記第１の光ビームで前記基準トラックにトラッキングした状態で、前記第２の光ビームの照射により前記サーボマークを形成することを特徴とする。
　また、前記リファレンス層を２層設け、２層の前記リファレンス層に形成される前記基準トラックが逆スパイラルであっても良い。
　また、前記第１の光ビームが赤色レーザ光ビームで、前記第２の光ビームが青色レーザ光ビームであっても良い。
　以上のように、本発明によると、記録層が多層化された光記録媒体であっても、フォーカス位置調整や収差補正を容易に行うことができる。
実施の形態１における光記録媒体の構成を説明する図 本発明の光記録媒体における補正用マークの構成を例示する図 実施の形態１における光記録媒体の構成を例示する断面図 実施の形態２における光記録媒体の構成を説明する図 本発明のフォーマット方法を説明するフロー図 本発明の収差の補正方法を説明するフロー図 本発明のフォーマット装置の構成を例示する図 ディスク厚さによる球面収差を補正する概念を説明する図 本発明の光検出器の構成を説明する図 補正用マークを通過する際の反射光の解析結果を説明する図 収差のない状態での光量分布の解析結果を例示する図 収差がある状態での光量分布の解析結果を例示する図 収差がある状態での光量分布の解析結果を例示する図 差動出力と球面収差の関係を示す図 本発明の記録再生時の補正に係る装置構成の要部を例示する図
　本発明の光記録媒体は、１または複数層のリファレンス層と、サンプルサーボ情報が記録された複数の凹凸が少なくほぼ平坦な記録層とが積層されてなる光記録媒体において、各記録層にフォーカス位置調整や収差補正に用いる補正用マークを形成することが特徴である。そして、補正用マークはその外周をなす少なくとも１辺が記録層の半径方向に形成され、表面は凹凸がなく平坦で、前述の辺を境に反射率が異なる構成である。本発明においては、補正用マークを用いてフォーカス位置調整や収差補正を行うことにより、補正用マークが平坦であるので、光記録媒体の記録層を多層化しても補正用マークによる光ビームの回折が少なく、フォーカス位置調整や収差補正を容易に行うことができる。また、各記録層において、補正用マークを光ビームの走査方向に互いにずらせて配置することにより、さらに光ビームの回折を低減できると共に、補正用マークの位置によってアクセス中の記録層が何層目の記録層であるか特定することができる。
　以下、図面を用いて本発明の光記録媒体およびフォーマット装置ならびにフォーマット方法について説明する
（実施の形態１）
　まず、図１～図３を用いて本発明の実施の形態１における光記録媒体である光ディスクの構造について説明する。
　図１は実施の形態１における光記録媒体の構成を説明する図であり、図１（ａ）は光記録媒体である光ディスクの構成を示す斜視図、図１（ｂ）は光ディスクを構成するリファレンス層の構成を示す斜視図、図１（ｃ）は光ディスクを構成する記録層の構成を示す斜視図である。図２は本発明の光記録媒体における補正用マークの構成を例示する図である。図３は実施の形態１における光記録媒体の構成を例示する断面図である。
　本発明の光ディスク１００は、基板上に溝のない平坦な記録層１０１とリファレンス層１０６とを積層し、その最上層に透光性を有するカバー層２０２が設けられる。光ディスク１００の個々の記録層１０１は、記録領域１０４とデータが記録されない内周領域であるリードイン１０２とデータが記録されない外周領域であるリードアウト１０３とから成る。
　光ディスク１００は１または複数のリファレンス層１０６を備えており、リファレンス層１０６には基準トラック１０８が設けられている。基準トラック１０８は、記録層１０１の仮想トラック１１１に沿ってサンプルサーボ情報１１２を形成する際のトラッキングに用いられる。
　光ディスク１００は複数層の記録層１０１を備えており、各記録層１０１にはデータを記録再生する際のトラッキングに用いるサンプルサーボ情報１１２が仮想トラック１１１に沿って形成される。サンプルサーボ情報１１２は複数のサーボマーク１１０によって構成され、仮想トラック１１１はリファレンス層１０６の基準トラック１０８の中心またはエッジ等に対応して想定される。
　そして、本発明の光記録媒体の特徴は、各記録層１０１に補正用マーク２０９を形成することである。補正用マーク２０９は、補正用マーク２０９の周囲を形成する辺のうち少なくとも１つの辺が記録層１０１の半径方向に形成されており、仮想トラック１１１に沿って光ビームを走査した時にこの辺を横切るような形状である。また、補正用マーク２０９は、仮想トラック１１１上に沿って周囲との光の反射率が異なるように形成される。フォーカス位置調整や収差補正は、補正用マーク２０９を光ビームで走査し、光スポットの光量または光量分布の変化を解析してフォーカスや収差のズレを検出することにより行う。このように、光の反射率を異ならせて補正用マーク２０９を形成することにより、補正用マーク２０９を平坦とすることができるので、補正用マーク２０９による光ビームの混入や回折ロスを低減することができる。そのため、記録層を多層化しても、各記録層１０１にアクセスする際に、周囲と光の反射率が異なる補正用マーク２０９を用いてフォーカス位置調整や収差補正を容易に行うことができ、記録層１０１に照射される光スポットの品質を維持することができることにより、データの良好な記録再生を実現することができる。
　なお、補正用マーク２０９は記録層１０１の仮想トラック１１１が想定される領域に形成されればどこに形成しても良いが、データを記録する領域を確保するために、リードイン１０２もしくはリードアウト１０３に形成することが好ましい。この際には、リードイン１０２もしくはリードアウト１０３に仮想トラック１１１が想定されるようにリファレンス層１０６の基準トラック１０８を形成しても良い。
　また、周囲の反射率と異なる補正用マーク２０９の形成は、例えば、記録膜が形成された領域中に記録膜が形成されない補正用マーク２０９を形成することにより行なうことができる。一般的に、記録膜の光の反射率が約３％であるのに対し、記録層１０１の下地の反射率はほぼ０％であるので、この反射率差により補正用マーク２０９を形成し、この反射率差に応じて生じる反射光の光量変化または光量分布の変化を解析することにより、フォーカス位置調整や収差補正を行うことができる。
　また、各記録層１０１に形成される補正用マーク２０９は光ビームを照射した際に重ならないように、互いに記録層１０１の同心円上で相対的に位置をずらせて形成することが好ましい。例えば、リファレンス層１０６の基準となるある半径方向の線を想定し、その線に対して各記録層１０１の補正用マーク２０９をそれぞれ異なる角度だけ円周方向にずらせて配置しても良い。このように、補正用マーク２０９の位置が、記録層１０１の円周上で記録層１０１毎に相対的に異なることにより、異なる記録層１０１の補正用マーク２０９による光ビームの回折が他の記録層１０１に悪影響を与えることを防止できると共に、補正用マーク２０９が読み出されている記録層１０１を特定、すなわち何層目の記録層１０１をアクセスしているかを特定することができる。
　図２に即して具体的な構成例を説明する。この例では、リードイン１０２の少なくとも一部に記録膜が形成されているとする。そして、リードイン１０２の記録膜が形成される領域に、記録膜を形成しないことにより補正用マーク２０９を形成する。この補正用マーク２０９は、記録層１０１ごとに一定の角度θずつずれるように配置されている。例えば、リファレンス層１０６の基準となる位置２３０を想定した場合、リファレンス層１０６の直上に位置する記録層１０１には位置２３０と同位置に補正用マーク２０９０を形成し、その上層の記録層１０１には位置２３０から反時計回りに角度θずらせて補正用マーク２０９１を形成する。以下、同様にその上層の記録層１０１にはさらに角度θずつずらせて、順次補正用マーク２０９２・・・を形成する。リファレンス層１０６の下に位置する記録層１０１には位置２３０から時計回りに角度θずつずらせて２０９Ａ・・・を形成する。
　各記録層の補正用マーク２０９は、例えばマスク２１５のような形状のものを記録層毎に密着させて記録膜を蒸着やスパッターすることで得られる。つまり、記録層１０１毎に位置２３０に対する角度をずらせてマスク２１５を載置し、各記録層１０１上に記録膜を形成することにより、記録領域１０４と補正用マーク２０９を形成する。かかる光ディスクの製造過程は既に公知の光ディスク技術で明らかなので詳細な説明は省略する。なお、ここでは、補正用マーク２０９を一定角度θずつずらす構成を例に説明したが、ずらす角度は一定でなくても良く、全ての補正用マーク２０９が光軸方向に重ならず、相対的に形成位置がずれていれば良い。また、リファレンス層１０６が積層される記録層１０１の間に設けられる例を説明したが、リファレンス層１０６は積層される記録層１０１の最上層，最下層あるいは任意の位置に設けることもできる。
　なお、本発明の光ディスク１００の記録層１０１において、リードアウト１０３には情報の記録がされないので記録膜を形成しなくてもよいが、後述するように、このリードアウト１０３にも記録層１０１と同じ記録膜が形成されるほうが望ましい。また、本発明の光ディスク１００のリファレンス層１０６において、図１（ｂ）では、一例として、螺旋状の溝からなる基準トラック１０８を示したが、これに制限されるものではない。基準トラック１０８の形状は、螺旋、または同心円、あるいは離散的に配置されたピット、ランドグルーブ形態等トラッキングが行える情報が形成されたものであれば良い。またリファレンス層１０６は必ずしも光ディスク１００に内蔵する必要はなく、光ディスクのフォーマット時に光ディスクと一体的に回転するものであれば外部に設けることも可能である。また、リファレンス層１０６は１層に限らず、積層する記録層１０１の層数等に応じて必要最低限で２層以上設けても良い。
　ここで、図３を用いて既存のＢｌｕ‐ｒａｙ　ＤＩＳＣ（登録商標）規格に準拠した光記録媒体の構成例を説明する。図３は図１（ａ）のＡ―Ａ´で切断した本発明に用いられる光ディスクの断面２００を示す。図３に示すように、基板２０１上に溝のない平坦な記録層１０１と透光性を有するスペーサ層２０５とを交互に積層した第１の記録層領域２０３が形成される。この第１の記録領域２０３の上にリファレンス層１０６が配置され、このリファレンス層１０６の表面に溝のない平坦な記録層１０１と透光性を有するスペーサ層２０５とを交互に積層した第２の記録層領域２０４が形成される。この第２の記録層領域２０４の表面に透光性を有するカバー層２０２が形成される。この図では、リードイン領域は１０２であり、リードアウト領域は特に設けず、リードイン１０２の内周部を除き全面に記録層を形成する。
　データが記録されない内周領域であるリードイン１０２内に記録膜を設けないことにより形成した補正用マーク２０９を設ける。この補正用マーク２０９を、図２で説明したようにリファレンス層１０６の基準となる位置に対して記録層毎に一定の角度ずつ円周方向にずらせて配置する。
　第１の記録層領域２０３の記録層１０１の数は第２の記録層領域２０４の記録層１０１の数よりも多くするように配置する。これは、第２の記録層領域２０４の記録層１０１の配置と既存のＢｌｕ‐ｒａｙ　ＤＩＳＣ（登録商標）の記録層の配置とを部分一致させることが出来るので、第２の記録層領域２０４を互換層として本発明の光記録媒体をＢｌｕ‐ｒａｙ　ＤＩＳＣ（登録商標）規格と互換性を確保することができるからである。このように第２の記録層領域２０４の記録層１０１を配置することで、従来のディスク製造装置との一部互換や、Ｂｌｕ‐ｒａｙ　ＤＩＳＣ（登録商標）記録機や再生機での、下位互換が容易となる利点がある。そのため、ＬＳＩやピックアップなどを含む記録再生機器に搭載するハードウェアや光ディスクの製造コストの削減を行うことが出来るとともに、例えば管理領域やサムネールをこの互換のある層に記録したり、ファイルエントリのみをこの互換層に順次記録したりするようにアプリケーションで対応すれば、従来機でコンテンツの内容を確認することができ、ユーザビリティを向上させることができる。
　以上のように、基準トラック１０８が設けられたリファレンス層１０６とサンプルサーボ情報１１２が設けられた複数のほぼ平坦な記録層１０１とが積層される光記録媒体において、各記録層１０１に周囲と光の反射率の異なる補正用マーク２０９を設けることにより、補正用マーク２０９を用いてフォーカス位置調整や収差補正を容易に行うことができ、記録層１０１に照射される光スポットの品質を維持することができることにより、良好なフォーマットおよびデータの良好な記録再生を実現することができる。さらに、記録層１０１毎に補正用マーク２０９の形成位置を相対的にずらすことにより、異なる記録層１０１の補正用マーク２０９による光ビームの回折が他の記録層１０１に悪影響を与えることを防止できると共に、補正用マーク２０９が読み出されている記録層１０１を特定することができる。
　なお、本実施の形態では補正用マーク２０９（図２参照）は記録膜を設けないことにより形成されているので、反射率が殆ど０％であり、この補正用マーク２０９（図２参照）上を光ビームが走査している間はフォーカスの誤差が検出できなくなる。よって、この間の反射光はフォーカス制御に対してステップ状の外乱信号となるので、補正用マーク２０９（図２参照）の幅は、反射光の外乱がフォーカス制御を不安定にする時間以下となるように設定するのがよい。さらに、補正用マーク２０９１に対して、層方向に隣接する補正用マーク２０９０、２０９２（図２参照）からも、フォーカス制御に対して隣接層との透過や反射の影響で外乱信号が混入するので、層方向に隣接する補正用マーク２０９Ｘ（図２参照）のずれ量は、フォーカス制御が安定となる距離以上に離間させるのがよい。
（実施の形態２）
　次に、図４を用いて本発明の実施の形態２における光記録媒体である光ディスクの構造について説明する。
　図４は実施の形態２における光記録媒体の構成を説明する図である。
　実施の形態２における光記録媒体は、実施の形態１における光記録媒体と同様に、各記録層に周囲と反射率の異なる補正用マークを設けることが特徴である。実施の形態１における光記録媒体と異なる点は、リファレンス層を２層設け、各リファレンス層に形成される螺旋状の基準トラックのスパイラル方向を互いに逆向きにし、仮想トラックのスパイラル方向が交互に逆向きになるように順に記録層を積層することである。
　図４に示すように、実施の形態２における光記録媒体は、２層のリファレンス層１０６ａ，１０６ｂを備える。リファレンス層１０６ａ，１０６ｂは、それぞれスパイラル方向が互いに逆向きの螺旋状の基準トラック１０８ａ，１０８ｂが設けられる。また、複数の記録層が積層され、それぞれに仮想トラックが想定され、仮想トラックに沿ってサンプルサーボ情報（図示せず）が形成される。本実施の形態では、仮想トラックのスパイラル方向が、積層される記録層において順に逆方向に形成される。
　例えば、実施の形態２における光記録媒体は、２層のリファレンス層、基準トラック１０８ａが設けられたリファレンス層１０６ａと基準トラック１０８ａと逆方向にスパイラルが形成された基準トラック１０８ｂが設けられたリファレンス層１０６ｂとを備える。そして、ある層、例えばリファレンス層１０６ｂに隣接する記録層１０１ａに基準トラック１０８ａに対応する仮想トラック１１１ａを想定し、仮想トラック１１１ａに沿ってサンプルサーボ情報（図示せず）を形成する。記録層１０１ａの上に積層される記録層１０１ｂには、リファレンス層１０６ｂの基準トラック１０８ｂに対応して仮想トラック１１１ａとスパイラル方向が逆方向の仮想トラック１１１ｂを想定し、仮想トラック１１１ｂに沿ってサンプルサーボ情報（図示せず）を形成する。記録層１０１ｂの上に積層される記録層１０１ｃには仮想トラック１１１ｂとスパイラル方向が逆方向、つまり仮想トラック１１１ａとスパイラル方向が同じである仮想トラック１１１ｃを想定し、仮想トラック１１１ｃに沿ってサンプルサーボ情報（図示せず）を形成する。記録層１０１ｃの上に積層される記録層１０１ｄには仮想トラック１１１ｃとスパイラル方向が逆方向、つまり仮想トラック１１１ｂとスパイラル方向が同じである仮想トラック１１１ｄを想定し、仮想トラック１１１ｄに沿ってサンプルサーボ情報（図示せず）を形成する。以降、順次、隣り合う記録層に想定される仮想トラックが互いに逆スパイラルになるようにし、それぞれの仮想トラックに沿ってサンプルサーボ情報（図示せず）を形成する。図４では最下層にリファレンス層１０６ａ，１０６ｂを設ける場合を例に説明したが、リファレンス層１０６ａ，１０６ｂは最上層に設けても良く、リファレンス層１０６ａ，１０６ｂをそれぞれ積層された記録層の任意の間に設けても良い。なお、隣り合う記録層に互いに逆スパイラルとなるようにサンプルサーボ情報を形成する際、リファレンス層１０６ａもしくはリファレンス層１０６ｂにトラッキングをかけるが、互いのリファレンス層が隣接していると、フォーカスジャンプによるリファレンス層の切り換えを短時間に行うことができる。
　また、図４の例では、仮想トラック１１１ａ，１１１ｃを基準トラック１０８ａに対応して想定し、仮想トラック１１１ｂ，１１１ｄを基準トラック１０８ｂに対応して想定する。このように、交互に逆スパイラルとなる基準トラックを想定してサンプルサーボ情報を記録することにより、フォーマット時に連続する層間で光ビームを移動させても、記録層の内周と外周との間をシークする必要がなくなるため、フォーマットの時短を実現できる。また、同様に記録再生時に連続する層間で光ビームを移動させても、記録層の内周と外周との間をシークする必要がなくなるため、記録再生の時短を実現できる。また外周の層間で光ビームを移動させる場合、外周側に補正用マークを設けておくとフォーカス調整および収差補正が早くできる。
　さらに、実施の形態２における光記録媒体では、実施の形態１の光記録媒体と同様に、各記録層に補正用マーク２０９を形成する。また、補正用マーク２０９は周辺と光の反射率が異なるように形成され、外周辺として記録層の半径と一致する辺を有するように形成する。このような補正用マーク２０９を設けることにより、フォーマット時またはデータの記録再生時に、外周辺を光ビームが通過する際の反射光量の変化の様子からフォーカス位置調整や収差補正を容易に行うことができ、記録層１０１に照射される光スポットの品質を維持することができることにより、良好なフォーマットおよびデータの良好な記録再生を実現することができる。
　また、実施の形態１と同様に、記録層毎に、補正用マーク２０９の形成位置を相対的にずらすことにより、目的の記録層以外の記録層にある補正用マーク２０９からの光ビームの回折ロスや混入を防止することができると共に、記録層を特定することができる。その他、実施の形態１における補正用マーク２０９と同様の構成とすることができる。
（実施の形態３）
　次に、図１，図２，図５，図６を用いて、本発明のフォーマット方法およびその際の収差の補正方法について説明する。
　図５は本発明のフォーマット方法を説明するフロー図、図６は本発明の収差の補正方法を説明するフロー図である。
　実施の形態１または実施の形態２に係る光記録媒体において、サーボマーク１１０からなるサンプルサーボ情報１１２を形成するフォーマットの際には、記録層１０１毎に、１または複数のリファレンス層１０６の内の１つのリファレンス層１０６に形成された基準トラック１０８にトラッキングした状態で、その基準トラック１０８に対応した仮想トラック１１１に沿ってサンプルサーボ情報１１２を形成する。以下、赤色レーザ光ビームでトラッキングをしながら、青色レーザ光ビームでフォーマットを行う場合を例に説明する。
　フォーマットの際には、まず、フォーマットを行う記録層１０１に対応するリファレンス層１０６の基準トラック１０８に赤色レーザ光ビームを照射し、この基準トラック１０８に赤色レーザ光ビームでトラッキングする（図５ステップ１）。次に、赤色レーザ光ビームで基準トラック１０８にトラッキングした状態で、フォーマットを行う記録層１０１に青色レーザ光ビームを照射する（図５ステップ２）。この時、基準トラック１０８にトラッキングした状態では記録層１０１に対してフォーカス誤差が生じるので、青色レーザ光ビームの反射光を用いて、フォーマットを行う記録層１０１に対するフォーカス制御を行う（図５ステップ３）。同様に、記録層１０１に対して球面収差等の収差の誤差が生じるので、青色レーザ光ビームの反射光を用いて、フォーマットを行う記録層１０１に対する収差の補正を行う（図５ステップ４）。その後、赤色レーザ光ビームで基準トラック１０８にトラッキングした状態で、基準トラック１０８に対応した記録層１０１上の仮想トラック１１１に沿って、青色レーザ光ビームでサンプルサーボ情報１１２を形成する（図５ステップ５）。その後、他の記録層１０１をフォーマットする際には、青色レーザ光ビームの照射を他の記録層１０１に移動し、移動する毎にフォーカス制御と収差の補正を行った後、フォーマットを行う。
　次に、収差の補正について詳細に説明する。
　まず、フォーマットを行う記録層１０１に青色レーザ光ビームを照射する。収差の補正の際には、青色レーザ光ビームを各記録層１０１に形成された補正用マーク２０９に照射する（図５ステップ２，図６ステップ１）。次に、補正用マーク２０９を走査した時の青色レーザ光ビームの反射光について、光スポットの光量または光量分布を解析する（図６ステップ２）。次に、光スポットの解析結果から、収差を補正する補正用の制御信号を生成する（図６ステップ３）。補正用の制御信号は、補正用マーク２０９の走査の前後における光スポットの光量または光量分布の変化から記録層１０１表面に対して収差がずれている方向を検出し、その方向に応じた信号である。次に、補正用の制御信号を用いて収差の補正を行う（図６ステップ４）。収差の補正は、収差のズレに対応した補正用の制御信号により、コリメートレンズ３１５等の青色レーザ光ビームを照射する際に用いる光学系を移動させて行う。
　以上のように、フォーマットの際に、各記録層１０１に形成された補正用マーク２０９を用いて、フォーマットを行う記録層１０１に光ビームが移動する度に収差の補正を行うことにより、記録層１０１を多層化したとしても、記録層１０１に照射される光スポットの品質を維持することができ、良好にフォーマットを行うことができる。
　以上の説明では、フォーマットの際の収差の補正について説明したが、各記録層１０１に情報を記録する際や各記録層１０１の情報を再生する際にも、補正用マーク２０９を用いて収差の補正をすることにより、良好に情報の記録再生を行うことができる。
　また、補正用マーク２０９が記録層１０１毎に相対的にずれて形成されていると、あらかじめ記録層１０１毎に基準となるフォーカスや収差を最適とする光学系の状態を記憶しておき、記録層１０１を移動する度に記録層１０１を特定して記憶した光学系の状態にしてからフォーカス制御および収差補正を行うことにより、比較的補正量を小さくできるため、より容易にフォーカス制御および収差補正を行うことができる。
　なお、上記説明では、赤色レーザ光ビームでトラッキングを行い、青色レーザ光ビームでフォーマットや記録再生を行う場合を例に説明したが、使用するレーザ光の波長は赤色レーザ光は６５０ｎｍを中心に±３０ｎｍくらいのものが、青色レーザ光は４０５ｎｍを中心に±３０ｎｍくらいのものが適当である。
（実施の形態４）
　次に、図７～図１４を用いて、本発明のフォーマット装置について、収差の補正装置の構成，補正方法を含めて説明する。
　本発明のフォーマット装置は、実施の形態１，２の光記録媒体において、実施の形態３に示す様なフォーマットを行う際に用いられる。フォーマット装置は、長短の２波長の光ビームを照射する２つのレーザ光源と、それぞれの光ビームに対応するコリメートレンズおよび光ディスクに光ビームを照射する対物レンズを含む光学系と、それぞれの光ビームの光ディスクからの反射光に応じて補正用の信号を生成する光検出器と、補正用の信号により制御されてトラッキングおよびフォーカシングを行い、収差の調整を行うアクチュエータからなる。このような構成のフォーマット装置において、長波長光ビームで基準トラックをトラッキングしながら、短波長光ビームでフォーマットを行うと共に、短波長光ビームが補正用マークで反射した反射光により短波長光ビームの収差の調整を行う。これにより、記録層が多層化された光記録媒体であっても、フォーカス位置調整や収差補正を容易に行うことができる。
　図７は本発明のフォーマット装置の構成を例示する図である。
　図７は光ディスク１００の各記録層にサーボマークを書き込むフォーマットを行うために本発明による収差補正装置を組み込んだフォーマッタ装置の光学系の構成図である。フォーマッタ装置３００には、トラッキング制御用のための赤色レーザ光源３３１（波長６５０ｎｍ）とサーボマーク記録用の青色レーザ光源３１１（波長４０５ｎｍ）とを備えている。以下、便宜上、赤色レーザ光源３３１を用いた光学系を赤色レーザ光学系、青色レーザ光源３１１を用いた光学系を青色レーザ光学系とする。
　これらのレーザ光源の光学的な特性および波長特性は任意であるが、Ｂｌｕ－ｒａｙ（登録商標）やＤＶＤに使われるレーザ光源の仕様を満たすことが好ましい。
　以下、詳細を説明する。
　まず青色レーザ光源３１１を出射した青色レーザ光ビームはリレーレンズ３１２で集光され、ＡＯ変調器（Ａｃｏｕｓｔｏ－Ｏｐｔｉｃ　Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）３１３、偏光ビームスプリッタ３１４を透過し、コリメートレンズ３１５で略平行光ビームとなる。この平行光ビームは、さらに、４分の１波長板３１６、波長分離ビームスプリッタ３１７を透過して、対物レンズ３１８に入射する。対物レンズ３１８から出射した青色レーザ光ビームはリファレンス層１０６で反射され、光路を逆に辿り、４分の１波長板３１６にて往路の偏波面と直交する偏波面となり、偏光ビームスプリッタ３１４で反射して、検出レンズ３１９を通過して光検出器３２０に入射する。光検出器３２０は、検出レンズ３１９で検出した光ビームからフォーカス誤差信号３２１を生成する。フォーカス誤差信号３２１はフォーカシングコイル３２２の動作を制御する信号であり、検出レンズ３１９で検出した光ビームに応じて、フォーカシングコイル３２２が対物レンズ３１８を光軸方向に移動させることにより、青色レーザ光をリファレンス層１０６にフォーカスさせる信号である。フォーカス誤差信号３２１の生成は、非点収差法等、公知の方法で生成できるので詳細な記述は省略する。なお、対物レンズ３１８の青色レーザ光での球面収差は、リファレンス層１０６近傍で最小となるように設計されているので、リファレンス層１０６に対し最適のフォーカスに調整が出来る。また、フォーマット時または記録層にデータを記録再生する場合に青色レーザ光を記録層に照射する際には、記録層からの反射光を偏光ビームスプリッタ３１４およびビームスプリッタ３２５で反射し、光検出器３２６に入射する。光検出器３２６では反射光の光量または光量分布を解析して補正用の制御信号３２７を出力し、制御信号３２７に応じてアクチュエータ３２４がコリメートレンズ３１５を光軸方向に移動させて収差の補正を行う。補正用の制御信号３２７は収差がずれていること、または収差がずれていることおよびずれている方向を示す信号であり、アクチュエータ３２４は、制御信号３２７が入力されると制御信号３２７が示す方向に応じてコリメートレンズ３１５を移動させる。この動作を収差が収束して制御信号３２７が出力されなくなるまでフィードバック制御することにより、収差の補正が行われる。
　一方赤色レーザ３３１を出射した赤色レーザ光ビームは偏光ビームスプリッタ３３２を透過し、コリメートレンズ３３３で略平行光ビームとされ、４分の１波長板３３４、波長分離ビームスプリッタ３１７で反射して対物レンズ３１８に入射する。対物レンズ３１８は、赤色レーザ光の球面収差がリファレンス層１０６で最小となるように予めコリメートレンズ３１５との組み合わせで設計されている。例えば、赤色レーザ光による対物レンズ３１８のＮＡは０．６０に設定する。ＮＡを制限する為にアパーチャ（図示せず）が必要であり、例えば４分の１波長板３３４の上に形成することが出来る。また、対物レンズ３１８には、トラッキング方向およびフォーカシング方向のアクチュエータとして、各々トラキングコイル３３９およびフォーカシングコイル３２２とが設けられる。フォーカシングコイル３２２には、赤色レーザ光源３３１を出射した光ビームがリファレンス層１０６表面で焦点を結ぶように予め制御されている。また、対物レンズ３１８を出射した赤色レーザ光ビームは、光ディスク１００のリファレンス層１０６に入射し（往路）、その表面で反射する。この反射された光ビームの光路は往路を逆に辿り、４分の１波長板３３４で往路の偏波面と直交する偏波面となり、偏光ビームスプリッタ３３２で反射して検出レンズ３３５を通過して光検出器３３６に入射する。この赤色レーザ光ビームのフォーカスは、光検出器３３６で生成されたフォーカス信号３４０を基にフォーカシングコイル３３８を制御する。光検出器３３６ではリファレンス層１０６に形成された基準トラック１０８からの回折に応じてトラッキング信号３４１を生成し、トラッキングコイル３３９を制御する。なお、トラッキング信号３４１によるトラッキング制御は、基準トラック１０８の形状に応じて、プッシュプルトラッキング方式や位相差方式など、公知のトラッキング方式を用いれば良い。
　以上のような構成の装置を用いてフォーマットを行う際には、まず、赤色レーザ光にて基準トラック１０８にトラッキングを行う。そして、このトラッキング状態を保持して、青色レーザ光にて所定の記録層にサーボマークを書き込む。
　例えば、対物レンズ３１８から出射した青色レーザ光を、一旦赤色レーザ光がトラッキングしているのと同じリファレンス層１０６に照射する。
　そのリファレンス層１０６に、青色レーザ光のフォーカスを引き込んだ後に、サーボマークを記録するための記録層に移動するため、対物レンズ３１８から出射した青色レーザ光が、記録するための記録層に入射できるようにフォーカシングコイル３２２にパルス電圧を加え、フォーカス位置が所定の記録層になるように、レファレンス層１０６から所望の記録層にジャンピング動作をさせる。
　対物レンズ３１８の青色レーザ光での球面収差は、コリメートされた平行光が入射する時にリファレンス層１０６近傍で最小となるように設計されている。従って、目的の記録層にフォーカスする際には、目的の記録層に合わせて青色レーザ光での収差の補正を行う必要がある。そのため、所定の記録層にフォーカスした状態で青色レーザ光の収差の補正を行う。収差の補正は、アクチュエータ３２４によってコリメートレンズ３１５を最適な位置まで移動させることにより行う。
　目的の記録層での青色レーザ光による収差の検出の方法は後述する。
　なお、対物レンズ３１８はフォーカス深度Δｄ以内に設定する必要がある。フォーカス深度は
Δｄ＝λ／[２(ＮＡ２)]・・・・（１）
で表され、青色レーザ光の場合、λ＝４０５ｎｍ、ＮＡ＝０．８５とするとΔｄは約０．２８μｍとなる。従って、フォーマットの際には、あらかじめフォーカス制御をこの青色レーザ光のフォーカス深度０．２８μｍ内にする必要がある。
　一方、フォーマットの際に、青色レーザ光でサーボマークを書き込む記録層に対物レンズ３１８のフォーカシングを行ない、赤色レーザ光でリファレンス層１０６を読み取ろうとすると赤色レーザ光の焦点位置とリファレンス層１０６の間にフォーカス誤差が生じる。これは、目的の記録層とリファレンス層１０６との間の距離が場所により異なり、対物レンズ３１８の赤色レーザ光のフォーカス深度内に全ての記録層とリファレンス層１０６との間の距離が収まらないことに由来する。その為、次に、光検出器３３６で生成されるフォーカス信号３４０を元にフォーカス補正コイル３３８を制御してコリメートレンズ３３３を光軸方向に移動させ、赤色レーザ光のフォーカス誤差の補正を行う。赤色レーザ光の場合、λ＝６５０ｎｍ、ＮＡ＝０．６０とするとΔｄは約０．９０μｍとなる。赤色レーザ光のフォーカス制御をフォーカス深度約０．９０μｍ内にする必要がある。
　次に、このフォーマッタ装置により光ディスク１００のフォーマットを行う方法について説明する。赤色レーザ光でリファレンス層１０６の基準トラックに追従しながら、青色レーザ光で記録層上にサンプルサーボ情報を構成するサーボマークを形成するフォーマットを行う。サーボマークは、リファレンス層１０６の基準トラック１０８に対応した各記録層の仮想的なトラック（以下仮称トラックと称す）に沿って書き込まれる。
　このように、サンプルサーボ情報を書き込む記録層には物理的なトラックは存在しないが、基準トラック１０８に対応した仮想トラックの中心、およびこの中心から仮想トラックと垂直な方向に内周側と外周側にオフセットさせた位置にサーボマークを書き込み、そのサーボマークの中心、すなわち仮想トラックの中心を基準として、実際のデータの記録が行われる。
　オフセットを持たせてサーボマークを書き込む方法としては、例えばＡＯ変調器３１３が用いられる。青色レーザ光源３１１を出射した青色レーザ光はリレーレンズ３１２で集光され、ＡＯ変調器３１３に入射され、この変調に応じて、青色レーザ光は回折して偏光ビームスプリッタ３１４を介してコリメートレンズ３１５により平行光ビームとなる。ここで、サーボマークを記録するときに、ＡＯ変調器３１３に信号を与えると、その変調周波数に応じてＡＯの回折角が僅かに変化して、仮想トラックの中心から僅かに変位した位置にサーボマークが形成される。仮にＢｌｕ‐ｒａｙディスク（登録商標）と同じトラックピッチ０．３２μｍとすると、この変位が０．０８μｍ程度となるように変調周波数を設定すれば良い。
　青色レーザ光は、再生レベルのパワーでフォーカス誤差信号３２１の検出を行ない、サーボマークを記録するときだけ記録パワーにレーザ光強度を向上させる。青色レーザ光出力が記録パワーになる時間はほんの僅かであるのでフォーカスサーボが影響されることはないが、駆動信号が飽和して悪影響があるような場合にはフォーカス誤差信号を記録する間だけゲートしてホールドもしくは無信号として処理すればよい。
　なお、各記録層にはアドレス等はないので、どの記録層に記録しているのか特定する必要がある。各記録層には補正用マーク２０９（図２参照）が形成されており、この補正用マーク２０９（図２参照）は、リファレンス層の基準となる位置、例えばランドグルーブの切り替え点とか特定のクロックに対応した位置２３０（図２参照）に対して記録層ごとに、例えば一定の角度θだけ離れるように円周方向にずらせ配置できる。従ってリファレンス層の基準となる位置２３０（図２参照）から補正用マーク２０９（図２参照）までの角度を測定することで記録層を特定することが出来る。
　以上、説明したフォーマッタ装置を用いることで、所望の記録層に基準トラックに合わせたサーボマークを自在に形成することが出来るが、本発明のように多層ディスクをフォーマットする際、あるいは記録層にデータを記録再生する際には、球面収差等の収差の補正が必要となる。次に、収差の補正について、図７～図９を用いてディスク厚さによる球面収差を補正する場合を例に詳細に説明する。
　図８はディスク厚さによる球面収差を補正する概念を説明する図、図９は本発明の光検出器の構成を説明する図である。
　図８（ａ）にディスクの厚さ誤差Δｔと３次の球面収差ＷＳＡの関係を示す。光ディスク厚さの誤差Δｔにより発生する球面収差ＷＳＡはフォーカス補正では補正することが出来ない。球面収差ＷＳＡは光ディスクの屈折率ｎとして
ＷＳＡ＝Δｔ（ｎ２―１）ＮＡ４／（１０７ｎ３）・・・・・・（２）
で表され、Δｔに比例することが知られている。球面収差ＷＳＡは対物レンズによる光ビームの集光特性である中心エネルギー密度ＳＤ（Ｓｔｒｅｈｌ　Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ）の低下と関係する。中心エネルギー密度は
ＳＤ＝１－（ｋＷ）２　・・・・・・（３）
で表される。Ｗは３次の球面収差ＷＳＡを含むトータルの波面収差であり、光ディスク厚さ誤差以外に、光ディスクの傾き、光学素子の収差、レーザ光の分布、汚れや欠陥などに依存するファクターである。ｋは波数で使用波長をλとするとｋ＝２π／λである。波面収差Ｗの限界として一般に中心エネルギー密度が約８０％となるＭａｒｅｃｈａｌの許容値Ｗ＜０．０７λが適用され、収差配分の経験的な値からＷＳＡは～０．０２λ以下が適当とされる。ｎ＝１．５、ＷＳＡ＝０．０２λとして（２）式に代入するとΔｔは４μｍ以下となる必要がある。一方、透光性を有するスペーサ層は光ビームの多重干渉によるノイズを避けるためある程度の間隔が必要となり、通常５～１４μｍくらいの値が選ばれ、隣接するスペーサ層の厚みを変えて多重干渉を避ける工夫がされている。従ってスペーサ層の厚みは光ディスク厚さの許容誤差よりも大きく、異なる層に記録または再生する場合には、その都度球面収差の補正が必須となる。球面収差の補正は、コリメートレンズ３１５を光軸方向に移動させて対物レンズ３１８に入射する波面の曲率を変えることにより行う。
　図８（ｂ）にコリメートレンズ３１５を光軸方向に移動させた時に発生する球面収差ＷＳＡを示す。これからコリメートレンズ３１５を光軸方向に移動させることでディスク厚さ誤差により発生する３次の球面収差ＷＳＡを補正できることが分る。即ちディスク厚さ誤差Δｔがある時、発生する球面収差は図８（ａ）よりＷＳＡ０であるが、コリメートレンズ３１５を光軸方向にΔξ移動させることにより、球面収差を－ＷＳＡ０だけ生じさせることができるので、ディスク厚さによる球面収差を補正することが出来る。従ってディスク厚さ誤差Δｔで発生する球面収差ＷＳＡの値を検出できれば、それに対応する距離だけコリメートレンズ３１５を光軸方向に移動させることにより球面収差が補正可能なことが分る。
　次に、本発明に用いる光ディスク１００に設けた記録層のリードイン１０２（図２参照）の補正用マーク２０９（図２参照）を用いた球面収差の検出、調整方法について説明する。
　図９は収差の検出をするための図７に示す光検出器３２６の構成を例示する図である。収差検出用の光ビームはビームスプリッタ３２５で分割されて光検出器３２６に入射する。入射した光ビーム３７１は、光検出器３２６で、同心円形の分割線３７３と直径方向例えば縦に２分割された分割線３７２とで１，２，３，４の４つの検出領域に分割される。光検出器３２６には差動アンプ３７４または加算アンプ３７８、あるいは図に示すように両方のアンプが内蔵され、収差の検出の際には搭載されるいずれかのアンプを用いて検出する。
　光検出器３２６を加算アンプ３７８だけでフォーカス調整および収差補正に使用する場合には、自明であるが検出器の分割は不要となる。また、加算アンプ３７８は更に微分回路３７６を備え、加算アンプ３７８からの加算出力３７９は微分回路３７６経て微分出力３８０として出力する。アクチュエータ３２４を動作させて、微分出力３８０が最大となるようにコリメートレンズ３１５を移動させて収差を補正する。つまり、加算アンプ３７８を用いて収差の補正を行う場合には、まず、補正用マーク２０９（図２参照）を光ビームで走査する。次に、補正用マーク２０９（図２参照）のエッジ部の前後を走査した場合の反射光の光量変化を加算アンプ３７８および微分回路３７６で検出する。光量の変化の検出は、加算アンプ３７８で反射光の合計光量を加算し、出力を微分回路３７６で微分して、単位時間当たりの光量変化を補正用の制御信号である微分出力３８０として出力する。そして、微分出力３８０に応じてアクチュエータ３２４を駆動してコリメートレンズ３１５を移動させ、微分出力３８０レベルが最大となるようにすることで収差の補正をおこなう。
　球面収差が比較的早い時間で変動する場合には、例えばトラック１周で球面収差の変動が、カバー層圧換算で、２μｍ以上あるときは、微分出力３８０で連続のフィードバック制御までは出来ないが、サンプリングクロック、メモリ（図示せず）を使用して、例えばサンプリングクロックによりサンプルされた時間での微分出力レベルをメモリに記憶しておき次のサンプルされた時間での微分出力レベルと比較し差分をとり差分が０となるまで繰り返すことで制御することも可能である。ただし、図では記憶装置および比較装置は省略している。
　差動アンプ３７４からは、差動出力３７５が出力する。差動アンプでフォーカス調整および収差補正に使用する場合には、差動出力３７５が０になるように調整を行う。即ち差動出力３７５は領域１と領域４の合計光量、および領域２と領域３の合計光量の差動出力であり、収差が０の時に差動出力３７５が０になり、差動出力３７５が０以外のときにアクチュエータ３２４を動作させて、差動出力３７５が０となるようにコリメートレンズ３１５を移動させて収差を補正する。
　以下、図２，図７，図９～図１４を用いて、光検出器からの出力を用いた収差の補正方法について具体的に説明する。
　図１０は補正用マークを通過する際の反射光の加算アンプ出力および微分出力の解析結果を説明する図である。
図１１～図１３は補正用マークを通過する際の反射光の差動アンプ出力の解析結果を説明する図である。
　図１０（ａ）はリファレンス層の基準となる位置２３０から光ビームを走査して時間値ｔｍ後に補正用マーク２０９が読み出される記録層でのディスク透過率を示す。
　図９より、加算アンプ３７８は光ビーム３７１の増加又は減少光量を出力し、微分回路３７６により、単位時間当たりの増加又は減少光量の割合を微分出力３８０として出力する。微分出力３８０が大きい程収差が小さくなる。
　アクチュエータ３２４を目的の記録層に青色レーザ光がフォーカスするように動作させ、補正用の制御信号として微分出力３８０が大きくなるようにコリメートレンズ３１５を移動させて収差を補正する。球面収差がある場合、フォーカス調整を行っても加算出力３７９は図１０（ｂ）のようにエッジがなだらかな波形となる。この時の微分出力３８０も図１０（ｃ）のように小さいものとなる。ここでコリメートレンズ３１５を光軸の方向に移動させ加算出力３７９および微分出力３８０を得る。この動作を繰り返して行い、図１０（ｄ）および図１０（ｅ）のようにエッジが最もシャープでかつ大きな微分出力が得られるコリメートレンズ３１５の光軸方向の位置を定めることにより、収差の補正を行うことが出来る。つまり、このときのコリメートレンズ３１５の位置が光ビームの球面収差最小の位置となる。具体的には、光ビームの円周方向での収差が最小となる点であり、光ディスクの円周方向に対し最小のスポットを検出することとなる。この方法が収差の最小とフォーカスの最良位置を得る最も確実な方法である。さらに、光軸のわずかな横移動などによるフォーカス位置ずれに対応して、フォーマット中あるいは情報の記録再生中にも微分出力が最大となるようなコリメートレンズの位置補正を繰り返し行っても良い。
　このように、フォーマットやデータの記録再生に用いる青色レーザ光を記録層間で移動させる際に、青色レーザ光が補正用マークのエッジで反射した光量の変化割合から微分出力３８０等の補正用の制御信号を生成し、補正用の制御信号に応じてコリメートレンズ３１５を移動させることにより、記録層が多層されても収差の補正を行うことができる。
　次に、差動出力を用いる方法を説明する。
　図１１～図１３は、光スポットが補正用マーク２０９の記録層の半径方向と平行な外周辺であるエッジを通過する様子を示したものである。図１１は収差のない状態での光量分布の解析結果を例示する図、図１２，図１３は収差がある状態での光量分布の解析結果を例示する図、図１４は差動出力と球面収差の関係を示す図である。
　対物レンズ３１８を出射した青色レーザ光は補正用マーク２０９のある記録層で反射して、再び対物レンズ３１８を通過して集光レンズ３８１で集光され光検出器３２６に入射する。
　図１１～図１３では、対物レンズ３１８を記録層を中心に行き側と、戻り側で展開し、集光レンズ３８１は図７のコリメートレンズ３１５と検出レンズ３１９を合成し、光学的に等価なものとして模式的に示したものである。
　図１１（ａ）、図１２（ａ）、図１３（ａ）は光スポットが補正用マーク２０９のエッジを通過する直前の光検出器３２６に入力する反射光の光量分布を示す。図１１（ｂ）、図１２（ｂ）、図１３（ｂ）は光スポット中心が補正用マーク２０９のエッジを通過する瞬間の光検出器３２６に入力する反射光の光量分布を示す。図１１（ｃ）、図１２（ｃ）、図１３（ｃ）は光スポットが補正用マーク２０９のエッジを通過した直後の光検出器３２６に入力する反射光の光量分布を示す。図１１（ｄ）、図１２（ｄ）、図１３（ｄ）は、補正用マーク２０９を光ビームが横切る間の上記（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に対応する差動出力３７５の出力の変化を示す。
　図１１は球面収差が最小の時、光スポットがエッジを通過する時の様子を示した。球面収差のない時には、光スポットが記録膜のエッジを通過すると、ほぼ瞬時に光量分布が変化する。従って、図１１（ａ）のように光スポットが補正用マーク２０９のエッジを通過する直前までは光スポットのほぼ全光量が入射し、図１１（ｃ）のように光スポットが補正用マーク２０９のエッジを通過した直後には、光スポット全域にわたりほぼ一様に減衰する。図１１（ｂ）のように光スポット中心が補正用マーク２０９のエッジを通過する瞬間は光スポット全域にわたり光量はその中間の値を示す。従って図１１（ｄ）のように差動出力は瞬間的にパルスが発生することはあるかもしれないが、スポット全域にわたり、一様に出力が変化するので差動出力３７５は、略０となる。
　図１２は記録層が所定の厚さより薄くなった場合等に発生する球面収差を模式的に示したものである。フォーカス位置は図１２に示すように、光スポットの大きさが最小となる最小錯乱円の位置に引き込まれ、光スポットの外周側のフォーカス位置は記録層の手前に、光スポットの内周側のフォーカス位置は記録層で反射した後の位置にずれる。このような球面収差が生じている時には、図１２（ａ）で示すように補正用マーク２０９のエッジが外周側の光ビームを遮蔽し、続いて反対側の内周の光ビームを遮蔽し始めて２分割線の反対側の領域に染み出すような光分布の変化が現れる。すなわち、補正用マーク２０９は光スポットのうち、図９における領域４，領域１，領域２，領域３の順に遮蔽していく。光スポット中心が補正用マーク２０９のエッジを通過する瞬間には図１２（ｂ）に示すように、遮蔽された部分は領域４と領域１となり、外周側と内周側で反転する。さらに遮蔽が進むと図１２（ｃ）のように、遮蔽された領域が領域２，領域３にも及ぶようになる。従って図１２（ｄ）に示すように、光スポット中心が補正用マーク２０９のエッジを通過する瞬間に最大となる差動出力３７５が得られる。言うまでもないが、図１２（ｄ）から明らかなように、反対エッジの出力は極性が反転するので、何れか一方のみの出力を使用するか、反対エッジの出力の極性を切り替えて加算して補正用の制御信号として使用することができる。
　図１３はディスクが所定の厚さより厚くなった場合等に発生する球面収差を模式的に示したものである。フォーカス位置は図１３に示すように、光スポットの大きさが最小となる最小錯乱円の位置に引き込まれ、光スポットの内周側のフォーカス位置は記録層の手前に、光スポットの外周側のフォーカス位置は記録層で反射した後の位置にずれる。このような球面収差が生じている時には、図１３（ａ）で示すように補正用マーク２０９のエッジが図１２（ａ）とは反対側の外周の光ビームを遮蔽し、続いてその反対側の内周の光ビームを遮蔽し始めて２分割線の反対側の領域に染み出すような光分布の変化が現れる。すなわち、補正用マーク２０９は光スポットのうち、図９における領域３，領域２，領域１，領域４の順に遮蔽していく。光スポット中心が補正用マーク２０９のエッジを通過する瞬間には図１３（ｂ）に示すように、遮蔽された部分は領域２と領域３となり、遮蔽部分は図１２（ｂ）とは逆の外周側と内周側でそれぞれ反転する。さらに遮蔽が進むと図１３（ｃ）のように、遮蔽された領域が領域１，領域４にも及ぶようになる。従って図１３（ｄ）に示すように、光スポット中心が補正用マーク２０９のエッジを通過する瞬間に最大となる差動出力３７５が得られる。反対エッジの出力は極性が反転するので、何れか一方のみの出力を使用するか、反対エッジの出力の極性を切り替えて加算して補正用の制御信号として使用することができる。
　また、図１４は、横軸にディスク厚さの誤差等により発生する球面収差を、縦軸にそのときの差動出力３７５を模式的に描いたものである。このように差動出力３７５からは、比較的線形に球面収差が検出できている。従ってこの出力に基づいてアクチュエータ３２４でコリメートレンズ３１５を光軸方向に移動させ球面収差を補正することも出来る。
　以上の説明通り、記録層に補正用マーク２０９を設けることにより、この補正用マーク２０９のエッジを利用してフォーカスと球面収差の最適化を行うことが出来、多層記録媒体においても、サーボマークを良好に光ディスクの記録層に形成し、良好な情報の記録再生を行うことが出来る。さらに、この補正用マーク２０９を記録層ごとに円周方向にずらせて形成することで記録層の特定を行うことができる。
　以上の説明では、リファレンス層が１層の場合を例に説明したが、リファレンス層が複数設けられる場合でも同様に実施でき、逆スパイラルの基準トラックが形成された２層のリファレンス層を備える光記録媒体のフォーマットに用いることもできる。また補正用マーク２０９を記録層の内周側および外周側に設けると、内周側および外周側で光ビームの層間移動をする時にフォーカス調整および収差補正を早くすることが可能となる。また、使用する光ディスクにリファレンス層がある場合について説明したが、使用する光ディスクにリファレンス層がない場合にも適用が出来る。この場合には、例えば多層光ディスクにおける最も表面に近い記録層、もしくは最も表面から遠い記録層の補正用マーク２０９を検出して、この記録層を基準とすることでその他の各記録層の特定を行うことができる。さらに、これらの記録層にある補正用マーク２０９のエッジを利用してフォーカスと球面収差の最適化を行うことが出来る。
　次に、光記録媒体への情報記録再生時のフォーカス調整方法および収差の補正方法について、図１５を用いて説明する。図１５は本発明の記録再生時の補正に係る装置構成の要部を例示する図である。ここでは、記録再生するためのレーザ光として青色レーザ光を用いる場合を例に説明する。
　図１５において、青色レーザ光源３１１を出射した青色レーザ光ビームは偏光ビームスプリッタ３１４を透過し、コリメートレンズ３１５で略平行光ビームとされ、対物レンズ３１８に入射する。対物レンズ３１８を出射した光ビームは、光ディスク１００に入射する。光ディスク１００に入射した青色レーザ光ビームは、リファレンス層１０６又は記録層に照射される。
　記録層に情報を記録する場合、あるいは記録層の情報を読み出す場合、対物レンズ３１８の青色レーザ光についての球面収差は、コリメートされた平行光が入射する時にリファレンス層１０６近傍で最小となるように設計されているため、まず最初にリファレンス層１０６に青色レーザ光ビームを上記の経路で照射する。このリファレンス層１０６で反射された光ビームは光路を逆に辿り、偏光ビームスプリッタ３１４で反射し、検出レンズ３１９を経て、ビームスプリッタ３２５で透過または反射して、光検出器３２０および光検出器３２６に入射する。そして、光検出器３２０の出力でフォーカス制御及びトラッキング制御を行い、光検出器３２６の出力で収差補正信号を作り収差補正を行う。記録再生に関るフォーカス制御信号を作りフォーカス制御を行なう技術やサンプルサーボ情報からトッラッキング制御信号を作りトラッキング制御を行なう技術は既に良く知られた技術であるからここでは説明を省略する。
　これにより、一旦青色レーザ光でリファレンス層１０６の基準となる位置２３０や必要な情報の読み出しを行い、次に目的の記録層にジャンピング動作により移動させる。
　ただし記録層に直接青色レーザ光ビームを照射し、フォーカス制御やトラッキング制御および収差の補正や記録層が何層目か判別できる場合はリファレンス層１０６へのアクセスは不要である。例えば、記録層毎にフォーカシングできる対物レンズ３１８やコリメートレンズ３１５の位置をあらかじめ記録して制御できる場合は、リファレンス層１０６へのフォーカシングを行わず、目的の記録層へ直接フォーカス制御および収差の補正から行うことができる。
　まず青色レーザ光を、記録再生を行う目的の記録層に照射して、光検出器３２０の出力からフォーカス誤差信号３２１を得てフォーカシングアクチュエータ３２２により対物レンズ３１８を動かして目的の記録層へのフォーカス制御を行う。次に、対物レンズ３１８の青色レーザ光についての球面収差は、コリメートされた平行光が入射する時にリファレンス層１０６近傍で最小となるように設計されているため、収差の調整を行う必要がある。収差の調整は、あらかじめ記録されたコリメートレンズ３１５の位置に移動させ大まかな収差の補正を行い、その後目的の記録層の補正用マーク２０９を走査し、光検出器３２６の出力から光量または光量分布を解析して補正用の精密な制御信号３２７を生成し、補正用の制御信号３２７に応じてアクチュエータ３２４を駆動してコリメートレンズ３１５を光軸方向に微調整して収差の補正を行う。
　これにより、情報を記録再生しようとする記録層に、青色レーザ光ビームのフォーカス制御および収差の補正が完了する。この状態で、記録層のサンプルサーボ情報を青色レーザ光ビームでトラッキングし、青色レーザ光ビームで情報の記録再生を行う。サンプルサーボ情報に基づいて青色レーザ光をトラッキングさせる方法は既に良く知られた方法を用いてもよい。
　以上、本発明の光記録媒体に対する、フォーカシング制御と収差の補正方法、について説明したが、その際に用いる補正用マーク２０９は、記録膜の有無により形成するに限らず、凹みや穴などの反射率の変化するパターンにより形成しても良い。
　以上のように、記録層への情報の記録再生の際にも、光ビームを各記録層の補正用マーク２０９に照射し、その反射光を光検出器３２６で解析して補正用の制御信号３２７を生成して、補正用の制御信号３２７を用いて球面収差等の収差の補正を行うことにより、多層の記録層記録層からなる光記録媒体であっても、各記録層のサンプルサーボ情報を読み込みながら、良好に情報の記録再生を行うことができる。
　また前述したようにトラッキングの基準トラックがあるリファレンス層は必ずしも光ディスク１００に内蔵する必要はなく、光ディスクのフォーマット時に光ディスクと一体的に回転するように形成されたものであれば、リファレンス層は必ずしも記録層と共に積層される必要はなく、例えばターンテーブル等の外部に設けることも可能である。
　即ちリファレンス層をターンテーブル上に設け、リファレンス層のない光ディスクをリファレンス層に密着させて固定する。対物レンズで青色レーザ光を光ディスク１００の記録層に集光させ、赤色レーザ光をターンテーブル上のリファレンス層に集光させてトラッキング制御を行ないながらフォーマットを行なう。この時の青色レーザ光による記録層へのフォーカス制御や球面収差の補正及び赤色レーザによるリファレンス層へのトラッキング制御やフォーカス制御は前述した方法を用いる。
　なお、以上の説明では、青色レーザ光にて情報の記録再生を行う場合を例に説明したが、サンプルサーボ情報の読み込みおよび記録再生に用いるレーザ光の波長は任意である。
　また、リファレンス層１０６の層数や、サンプルサーボ情報のスパイラル方向は任意であり、例えば、実施の形態２に示す、逆スパイラルの基準トラックが設けられた２層のリファレンス層を備える光記録媒体に対しても、同様のフォーマット装置を用いることができる。
　以上のように、本発明の技術を用いることで、各記録層にフォーカス位置や球面収差等の収差の調整の為に、ジッターを測定しなければならないようなプリビット等を設けなくても、補正用マークのエッジを用いて各層での光ビームのフォーカス位置や球面収差の調整が可能となる。これにより、記録層を如何に多層化しても、最深層へ到達する光ビームの光量を大きく低下させることなく情報の記録再生が可能な大容量の光記録媒体を実現できる。
　記録層が多層化された光記録媒体であっても、フォーカス位置調整や収差補正を容易に行うことができ、トラッキングの基準となるサンプルサーボ情報が形成された平坦な記録層を複数積層してなる光記録媒体、および光記録媒体のフォーマット装置ならびにフォーマット方法等に有用である。

Claims (14)

  1. 　基板と、
    　前記基板上に積層される複数層の記録層と、
    　前記記録層と共に積層されるリファレンス層と、
    　前記リファレンス層に形成される螺旋状の基準トラックと、
    　前記記録層に形成されて前記基準トラックと同じスパイラルの仮想トラックに沿って配列されるサンプルサーボ情報と、
    　前記記録層毎に形成される補正用マークと
    を有し、前記基準トラックはそれぞれ前記サンプルサーボ情報の形成時のトラッキングに用いられ、前記サンプルサーボ情報はデータの記録再生時のトラッキングに用いられ、前記補正用マークを用いて収差補正が行われることを特徴とする光記録媒体。
  2. 　基板と、
    　前記基板上に積層される複数層の記録層と、
    　前記記録層と共に積層される第１のリファレンス層および第２のリファレンス層と、
    　前記第１のリファレンス層に形成される螺旋状の第１の基準トラックと、
    　前記第２のリファレンス層に形成される前記第１の基準トラックと逆スパイラルの第２の基準トラックと、
    　１層おきの前記記録層に形成されて前記第１の基準トラックと同じスパイラルの第１の仮想トラックに沿って配列される第１のサンプルサーボ情報と、
    　前記１層おきの前記記録層に隣接する前記記録層に形成されて前記第２の基準トラックと同じスパイラルの第２の仮想トラックに沿って配列される第２のサンプルサーボ情報と、
    　前記記録層毎に形成される補正用マークと
    を有し、前記第１の基準トラックおよび前記第２の基準トラックはそれぞれ前記第１のサンプルサーボ情報および前記第２のサンプルサーボ情報の形成時のトラッキングに用いられ、前記第１のサンプルサーボ情報および前記第２のサンプルサーボ情報はデータの記録再生時のトラッキングに用いられ、前記補正用マークを用いてフォーカス調整および収差補正が行われることを特徴とする光記録媒体。
  3. 　前記補正用マークは前記記録層毎に前記基板の１つの半径に対して異なる角度ずれた位置に形成されることを特徴とする請求項１の記載の光記録媒体。
  4. 　前記補正用マークは前記記録層毎に前記基板の１つの半径に対して異なる角度ずれた位置に形成されることを特徴とする請求項２の記載の光記録媒体。
  5. 　前記補正用マークを用いてさらにフォーカス調整を行うことを特徴とする請求項１の記載の光記録媒体。
  6. 　前記サンプルサーボ情報が複数のサーボマークからなる組が複数配列されてなることを特徴とする請求項１記載の光記録媒体。
  7. 　前記第１のサンプルサーボ情報および前記第２のサンプルサーボ情報が複数のサーボマークからなる組が複数配列されてなることを特徴とする請求項２記載の光記録媒体。
  8. 　基準トラックを備える１または複数のリファレンス層と補正用マークを備える複数の記録層からなる光記録媒体の前記記録層にサーボマークを形成し、
    　第１の光ビームで前記基準トラックにトラッキングする工程と、
    　前記基準トラックにトラッキングした状態でフォーマットを行う前記記録層の前記補正用マークに第２の光ビームを照射する工程と、
    　前記補正用マークに前記第２の光ビームを照射し前記補正用マークのエッジ前後で反射した光量または光量分布の変化を解析する工程と、
    　解析結果から前記第２の光ビームの照射に用いる光学系の位置を調整して収差補正を行う工程と、
    　前記第２の光ビームで前記サーボマークを形成してフォーマットを行う工程と
    を有することを特徴とするフォーマット方法。
  9. 　前記リファレンス層を２層設け、２層の前記リファレンス層に形成される前記基準トラックが逆スパイラルであることを特徴とする請求項８記載のフォーマット方法。
  10. 　前記２層のリファレンス層は、互いに隣接して積層されることを特徴とする請求項９記載のフォーマット方法。
  11. 　前記第１の光ビームが赤色レーザ光ビームで、前記第２の光ビームが青色レーザ光ビームであることを特徴とする請求項８記載のフォーマット方法。
  12. 　基準トラックを備える１または複数のリファレンス層と補正用マークを備える複数の記録層からなる光記録媒体の前記記録層にサーボマークを形成し、
    　第１の光ビームを出射する第１のレーザ光源と、
    　第２の光ビームを出射する第２のレーザ光源と、
    　前記第２の光ビームを略平行光にするコリメートレンズと、
    　前記第１の光ビームおよび前記第２の光ビームを前記光記録媒体に照射する対物レンズと、
    　前記補正用マークのエッジ前後で反射した前記第２の光ビームの反射光の光量または光量分布の変化量から収差を検出して補正用の制御信号を出力する光検出器と、
    　前記補正用の制御信号に応じて前記コリメートレンズを光軸方向に移動させて収差を補正するアクチュエータと
    を有し、前記第１の光ビームで前記基準トラックにトラッキングした状態で、前記第２の光ビームの照射により前記サーボマークを形成することを特徴とするフォーマット装置。
  13. 　前記リファレンス層を２層設け、２層の前記リファレンス層に形成される前記基準トラックが逆スパイラルであることを特徴とする請求項１２記載のフォーマット装置。
  14. 　前記第１の光ビームはＤＶＤの光ビームと同じ赤色レーザ光ビームで、前記第２の光ビームはＢｌｕ－ｒａｙ　ＤＩＳＣ（登録商標）の光ビームと同じ青色レーザ光ビームであることを特徴とする請求項１２記載のフォーマット装置。
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