JP2006268952A - マルチビーム光ヘッド、フォーカス制御装置及び光ディスク制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 多層の記録層を有する記録媒体における異なる記録層に対して、同時に、異なる光源から出射される光ビームのフォーカス制御を行うことを可能にしたマルチビーム光ヘッドを提供する。
【解決手段】 マルチビーム光ヘッド１０は、光源１１ａ，１１ｂから出射される第１及び第２の光をそれぞれコリメータレンズ１２ａ，１２ｂによって平行光に変換した後に、同一の対物レンズ１８によって記録媒体Ｄに集光して、記録媒体Ｄに異なる光スポットを形成する際に、第１レンズ駆動手段２３によって対物レンズ１８を駆動することで、第１の光のフォーカス位置を第１記録層Ｌ₁に補正するとともに、第２レンズ駆動手段２４によってコリメータレンズ１２ｂを駆動することで、第２の光のフォーカス位置を第２記録層Ｌ₂に補正することを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、多層の記録層を有する記録媒体（多層光ディスク）における異なる記録層に対して、同時に光ビームのフォーカス制御を行うためのマルチビーム光ヘッド、フォーカス制御装置、並びに、それらを含む光ディスク制御装置に関する。

近年、光ディスク等の記録媒体は大容量化しており、高速にデータの書き込み及び読み出しを行う高転送レートの実現が望まれている。
このような背景の下で、異なる２つの光源から出射される光ビーム（レーザ光）を、記録媒体の記録層に照射することで、同時に複数のデータを記録、再生する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
この技術では、異なる２つの光源から出射されたレーザ光を、それぞれコリメータレンズによって平行光に変換し、一方の平行光の偏光方向を変えることで、同一の対物レンズにおいて、同時に２つのレーザ光を記録媒体に集光させ、同時に複数のデータを記録、再生している。
なお、この技術では、対物レンズのフォーカス制御は、対物レンズによって集光された２つの光の反射光から検出される、いずれか一方のフォーカスエラー信号、あるいは、それぞれのフォーカスエラー信号の平均値等によって制御されている。

また、最近では、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc：デジタル多用途ディスク）等のように記録媒体の記録層を多層化し、記録媒体の大容量化が行われている。
このような、多階層化された記録媒体に対して、高速にデータの書き込み及び読み出しを行う技術としては、複数の記録層に対して、同時に複数のレーザ光を照射することで、同時に複数の記録層においてデータを記録、再生する技術が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
この技術では、複数の記録層に対して、同時に複数（第１、第２）のレーザ光を独立して照射している。例えば、第２のレーザ光が予め第２の記録層に合わせてフォーカスされるように、第２のレーザ光を平行光に変換するコリメータレンズの位置をずらして配置することで、それぞれのレーザ光を個別に所定の記録層に照射している。
特開２００２−１５７７７３号公報（段落００２６〜００３６、図１） 特開２００４−２４１０８８号公報（段落００４４〜００５０、図４）

特許文献１で開示されている技術では、２つの光ビームを記録媒体の記録層に集光させる場合、お互いの光スポットの間隔が短ければ、どちらか片方のレーザ光を対物レンズによりフォーカス制御したり、フォーカスエラー信号の平均値によりフォーカス制御したりすることで、同時に複数のレーザ光のフォーカス制御を行うことは可能である。
しかし、お互いの光スポットの間隔が長い場合、記録媒体の回転面の傾き（チルト）等の影響により、一方のレーザ光をフォーカス制御したときの他方のレーザ光の集光性能や、フォーカスエラー信号の平均値によりフォーカス制御したときの双方のレーザ光の集光性能は、光スポットの回折限界を下回ってしまう。このため、記録媒体上のマーク（記録マーク）を記録したり、再生したりする際に必要となるパワーが低下し、マークを正しく記録できない、あるいは、正しく再生できないといった問題が発生してしまう。

さらに、特許文献１で開示されている技術では、例えば、一般に用いられている書換型２層光ディスクで、レーザ光の照射方向における記録層の間隔が２５マイクロメートル（μｍ）程度離れている場合、いずれか一方のレーザ光を対象としたフォーカス制御や、フォーカスエラー信号の平均値による双方のレーザ光を対象としたフォーカス制御では、集光性能が光スポットの回折限界を大きく下回ってしまうことになり、異なる記録層に対してフォーカス制御を行うことは不可能である。すなわち、特許文献１で開示されている技術では、多層の記録層を有する記録媒体において、異なる記録層に同時にデータを記録することはできないという問題がある。
また、特許文献１で開示されている技術では、同一の記録層に記録を行う場合、２つのレーザ光が相互に干渉するクロストークを防止するため、一定の時間間隔をあけて記録を行わなければならず、さらなる高転送レートを実現するための障害となっていた。

一方、特許文献２で開示されている技術は、複数の光ビームが、それぞれ個別の記録層にフォーカスされるように設定されているため、異なる記録層に同時にデータを記録することが可能である点が、特許文献１で開示されている技術に比べて優れている。
しかし、多層化された記録媒体は、例えば、低コストで大量生産される２層以上に積層された光ディスクにおいては、数十ナノメートル（ｎｍ）から数マイクロメートル（μｍ）レベルの層間距離の誤差が存在する。すなわち、このような層間距離に誤差が存在する記録媒体においては、レーザ光の集光性能が低下してしまい、データの記録、再生が不安定になるため、特許文献２で開示されている技術に対して、さらに安定してデータの記録、再生を実現するための技術が望まれていた。

本発明は、以上のような問題を解決するためになされたものであり、多層の記録層を有する記録媒体における異なる記録層に対して、同時に、異なる光源から出射される光ビームのフォーカス制御を行うことを可能にしたマルチビーム光ヘッド及びフォーカス制御装置と、多層の記録層を有する記録媒体における異なる記録層に対して、異なる光源から出射される光ビームにより、データの記録及び／又は再生を、同時にかつ安定して行うことを可能にした光ディスク制御装置を提供することを目的とする。

本発明は、前記目的を達成するために創案されたものであり、まず、請求項１に記載のマルチビーム光ヘッドは、異なる光源から出射される第１及び第２の光がそれぞれ第１及び第２のコリメータレンズによって平行光に変換された後に、偏光方向の異なる光として同一の対物レンズによって記録媒体に集光されることで、前記記録媒体に異なる光スポットを形成するマルチビーム光ヘッドにおいて、第１及び第２のレンズ駆動手段を備える構成とした。

かかる構成によれば、マルチビーム光ヘッドは、第１のレンズ駆動手段によって、外部から入力される駆動信号により、記録媒体における第１の記録層に光スポットをフォーカスさせるために、対物レンズをフォーカス方向に駆動し、第２のレンズ駆動手段によって、外部から入力される駆動信号により、記録媒体における第２の記録層に光スポットをフォーカスさせるために、第２のコリメータレンズをフォーカス方向に駆動する。なお、対物レンズから記録媒体に集光された光には、異なる光源から出射される第１及び第２の光が含まれているが、それぞれ偏光方向が異なるため、この第１のレンズ駆動手段では、第１の光のみを対象としてフォーカスの制御を行う。

また、第２の光は、第１の光の光路とは異なる位置に配置されている第２のコリメータレンズによって平行光に変換される。このため、第２のレンズ駆動手段によって、第２のコリメータレンズを駆動させることで、第１の光とは関係なく第２の光による記録媒体への光スポットのフォーカスを制御することが可能になる。
このように、対物レンズと、（第２の）コリメータレンズとを個々に駆動させることで、記録媒体が多層化されている場合、異なる光源から出射される光を、異なる記録層に個別にフォーカスを合わせることが可能になる。

また、請求項２に記載のマルチビーム光ヘッドは、多層の記録層を有する記録媒体における第１の記録層に対する光スポットのフォーカス位置を制御する第１のフォーカス制御手段と、第２の記録層に対する光スポットのフォーカス位置を制御する第２のフォーカス制御手段とに基づいて、異なる光源から出射された第１及び第２の光により、前記記録媒体の異なる記録層に光スポットを形成するマルチビーム光ヘッドであって、第１及び第２のコリメータレンズと、第１乃至第３の光路変更手段と、第１及び第２のレンズ駆動手段とを備える構成とした。

かかる構成によれば、マルチビーム光ヘッドは、第１のコリメータレンズによって、第１の光を平行光に変換し、第２のコリメータレンズによって、第２の光を平行光に変換する。そして、第１の光路変更手段によって、各々の平行光を入射し、異なる偏光方向として同一の出射面から出射する。このように、偏光方向を異なった光とすることで、同一方向に出射されている光であっても、各々の光を区別することが可能になる。

そして、マルチビーム光ヘッドは、対物レンズによって、偏光方向が異なった２つの平行光を記録媒体に集光させる。さらに、マルチビーム光ヘッドは、第１の光路変更手段によって、対物レンズにより記録媒体の異なる記録層からの反射光が平行光に変換された光を、第１及び第２の光に対応する第１及び第２の反射光として分離する。この第１の光路変更手段には、偏光ビームスプリッタを用いることができる。そして、第１及び第２の反射光は、それぞれ光源の方向に向かうことになる。
そこで、マルチビーム光ヘッドは、第２の光路変更手段によって、第１の反射光を第１の光検出手段に導く（反射させる）ことで、第１の光検出手段において、第１の反射光を検出する。
また、マルチビーム光ヘッドは、第３の光路変更手段によって、第２の反射光を第２の光検出手段に導く（反射させる）ことで、第２の光検出手段において、第２の反射光を検出する。

そして、マルチビーム光ヘッドは、第１のレンズ駆動手段によって、第１の光検出手段で検出された反射光に基づく第１のフォーカス制御手段から出力される操作信号により、対物レンズの位置を駆動する。また、マルチビーム光ヘッドは、第２のレンズ駆動手段によって、第２の光検出手段で検出された反射光に基づく第２のフォーカス制御手段から出力される操作信号により、第２のコリメータレンズの位置を駆動する。
これによって、対物レンズと、（第２の）コリメータレンズとを個々に駆動させることで、記録媒体が多層化されている場合、異なる光源から出射される光を、異なる記録層に個別にフォーカスを合わせることが可能になる。

さらに、請求項３に記載のフォーカス制御装置は、異なる光源から出射された第１及び第２の光に対応する第１及び第２の光スポットのフォーカス位置を、多層の記録層を有する記録媒体における異なる記録層に補正するフォーカス制御装置であって、マルチビーム光ヘッドと、第１及び第２のフォーカス制御手段とを備える構成とした。

かかる構成によれば、フォーカス制御装置は、マルチビーム光ヘッドによって、第１及び第２の光がそれぞれ第１及び第２のコリメータレンズによって平行光に変換された後に、偏光方向の異なる光として同一の対物レンズによって記録媒体に集光されることで、記録媒体に異なる光スポットを形成するとともに、その反射光を検出する。

そして、フォーカス制御装置は、第１のフォーカス制御手段によって、マルチビーム光ヘッドで検出される第１の光に対応する反射光に基づいて、第１の光に対応する光スポットのフォーカス位置を補正し、第２のフォーカス制御手段によって、マルチビーム光ヘッドで検出される第２の光に対応する反射光に基づいて、第２の光に対応する光スポットのフォーカス位置を補正する。これによって、第１及び第２の光に対応する光スポットのフォーカス制御を個別に行うことができる。

また、請求項４に記載のフォーカス制御装置は、請求項３に記載のフォーカス制御装置において、前記第１のフォーカス制御手段が、第１のフォーカス誤差検出手段と、第１のフィードバック制御手段とを備え、前記第２のフォーカス制御手段が、第２のフォーカス誤差検出手段と、第２のフィードバック制御手段とを備える構成とした。

かかる構成によれば、フォーカス制御装置は、第１のフォーカス誤差検出手段によって、マルチビーム光ヘッドにおいて検出される第１の光に対応する反射光に基づいて、第１の光スポットのフォーカス位置と、第１の記録層における当該光スポットのフォーカスの目標位置との差分を、フォーカス誤差として検出する。これによって、対物レンズの位置を補正するための補正量を求めることができる。そして、フォーカス制御装置は、第１のフィードバック制御手段によって、第１のフォーカス誤差検出手段で検出されたフォーカス誤差を縮小する方向に第１のレンズ駆動手段を制御し、第１の光スポットのフォーカス位置を補正する。このように、フォーカス誤差に基づいて、逐次補正を行うため、第１の光スポットを第１の記録層に追従させることが可能になる。

また、フォーカス制御装置は、第２のフォーカス誤差検出手段によって、マルチビーム光ヘッドにおいて検出される第２の光に対応する反射光に基づいて、第２の光スポットのフォーカス位置と、第２の記録層における当該光スポットのフォーカスの目標位置との差分を、フォーカス誤差として検出する。そして、フォーカス制御装置は、第２のフィードバック制御手段によって、第２のフォーカス誤差検出手段で検出されたフォーカス誤差を縮小する方向に第２のレンズ駆動手段を制御し、第２の光スポットのフォーカス位置を補正する。このように、フォーカス誤差に基づいて、逐次補正を行うため、第２の光スポットを第２の記録層に追従させることが可能になる。

さらに、請求項５に記載の光ディスク制御装置は、多層光ディスクの異なる記録層に、異なる光源から出射された光ビームによる光スポットを形成することで、前記多層光ディスクにおけるデータの記録及び／又は再生を行う光ディスク制御装置において、請求項３に記載のフォーカス制御装置を備える構成とした。

かかる構成によれば、光ディスク制御装置は、多層光ディスク（多層の記録層を有する記録媒体）における第１の記録層に対する光スポットと、第２の記録層に対する光スポットとを個別にフォーカス制御し、第１の記録層と第２の記録層に対して光スポットを形成することで、各記録層にマークを形成し、データの記録を行うことができる。また、第１の記録層と第２の記録層に対して光スポットを形成し、各記録層に記録されているマークを検出することで、データの再生を行うことができる。

本発明によれば、異なる光源から出射される第１及び第２の光（光ビーム）に対応する光スポットを、フォーカス方向に個別に駆動することができる。これによって、多層の記録層を有する記録媒体において、異なる記録層に個別にフォーカスを合わせることが可能になる。
また、本発明によれば、異なる記録層にフォーカスを合わせることができるため、記録媒体において光が集光する深さ方向の距離が異なり、光ビームのクロストークの発生を抑えることができ、さらに、同一記録層上での光ビームがクロストークすることで隣接トラックに対するデータ消去等を発生させるクロスイレースを防止することができる。

さらに、本発明によれば、同一の記録層上で複数の光ビームのフォーカス合わせを行う場合に比べて、記録媒体の面に対し、光ビームの間隔（トラック方向の間隔）を狭めることができるため、トラッキングの調整にかかる負荷を軽減することができる。これによって、本発明は、トラッキング制御を行う際の精度を高めることができる。
また、本発明によれば、多層光ディスクへの記録／再生の高転送レート化を実現することができる。すなわち、本発明によれば、従来の１つの光ビームを用いた光ディスクの記録／再生装置に比べ、例えば、映像等の記録再生時において、画質の向上や、データ転送、ファイルコピー等の速度の向上を行うことができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
［フォーカス制御装置の構成］
まず、図１を参照して、フォーカス制御装置の構成について説明する。図１は、本発明に係るフォーカス制御装置の構成を示すブロック図である。
図１に示したフォーカス制御装置１は、多層の記録層を有する記録媒体Ｄにおける異なる記録層Ｌ₁，Ｌ₂に対して、同時に複数の光スポットＳ₁，Ｓ₂のフォーカスを合わせる制御を行うものである。ここでは、フォーカス制御装置１は、マルチビーム光ヘッド１０と、第１記録層フォーカス制御部３０と、第２記録層フォーカス制御部５０とを備えている。

マルチビーム光ヘッド１０は、後で説明する第１記録層フォーカス制御部３０及び第２記録層フォーカス制御部５０からの操作信号に基づいて、多層の記録層を有する記録媒体Ｄにおける異なる記録層Ｌ₁，Ｌ₂に対して、異なる光ビームの光スポットＳ₁，Ｓ₂を形成するものである。ここでは、マルチビーム光ヘッド１０は、光源１１（１１ａ，１１ｂ）と、コリメータレンズ１２（１２ａ，１２ｂ）と、ビームスプリッタ（ＢＳ）１３（１３ａ，１３ｂ）と、発光量検出器１４（１４ａ，１４ｂ）と、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）１５と、λ／４波長板１６と、光路変換ミラー１７と、対物レンズ１８と、λ／２波長板１９と、シリンドリカルレンズ２０（２０ａ，２０ｂ）と、集光レンズ２１（２１ａ,２１ｂ）と、光検出器２２（２２ａ，２２ｂ）と、第１レンズ駆動手段２３と、第２レンズ駆動手段２４とを備えている。

光源１１は、波長と偏光方向が同一である直線偏光のレーザ光を出射するものである。例えば、赤色、青紫色等のレーザ光を発光するレーザダイオードである。ここでは、マルチビーム光ヘッド１０は、記録媒体Ｄの第１記録層Ｌ₁にレーザ光を照射するための光源１１ａと、第２記録層Ｌ₂にレーザ光を照射するための光源１１ｂとを、レーザ光の出射方向が直交する位置に配置している。なお、以下では、光源１１が出射するレーザ光は、“Ｐ偏光”の偏光方向を有しているものとして説明を行う。

コリメータレンズ１２は、光源１１から出射されたレーザ光を、平行光（平行光束）に変換するものである。ここでは、マルチビーム光ヘッド１０は、光源１１ａから出射されたレーザ光を平行光に変換するコリメータレンズ１２ａ（第１のコリメータレンズ）と、光源１１ｂから出射されたレーザ光を平行光に変換するコリメータレンズ１２ｂ（第２のコリメータレンズ）とを備えている。

ビームスプリッタ（以下、ＢＳと略す）１３は、入射された光束の光路を変換するもので、ハーフミラー等で構成されている。ここでは、マルチビーム光ヘッド１０は、ＢＳ１３ａとＢＳ１３ｂとを備えている。

ＢＳ１３ａ（第３の光路変更手段）は、コリメータレンズ１２ａにおいて平行光に変換された光束の約５０％を反射することで後記する発光量検出器１４ａに出射し、残りの約５０％を透過して後記するＰＢＳ１５に出射する。さらに、ＢＳ１３ａは、ＰＢＳ１５から出射される光束の約５０％を反射することで後記するシリンドリカルレンズ２０ｂに光束を出射し、残りの約５０％をコリメータレンズ１２ａの方向に透過する。

ＢＳ１３ｂ（第２の光路変更手段）は、コリメータレンズ１２ｂにおいて平行光に変換された光束の約５０％を反射することで後記する発光量検出器１４ｂに出射し、残りの約５０％を透過して後記するλ／２波長板１９に出射する。さらに、ＢＳ１３ｂは、λ／２波長板１９から出射される光束の約５０％を反射することで後記するシリンドリカルレンズ２０ａに出射し、残りの約５０％をコリメータレンズ１２ｂの方向に透過する。

発光量検出器１４は、光源１１が発光する光量を検出するものである。この光源１１が発光する光量を検出することで、図示を省略したレーザ光発光量調整手段において、光スポットの光強度が最適になるように光源１１が発光する光量を調整することができる。ここでは、マルチビーム光ヘッド１０は、発光量検出器１４ａと発光量検出器１４ｂとを備えている。この発光量検出器１４ａは、光源１１ａが発光する光量を検出するものであり、発光量検出器１４ｂは、光源１１ｂが発光する光量を検出するものである。

偏光ビームスプリッタ（以下、ＰＢＳと略す）１５（第１の光路変更手段）は、入射された光束をその偏光方向によって分離するものである。ここでは、ＰＢＳ１５は、偏光方向が“Ｐ偏光”である光束を透過し、“Ｐ偏光”に対して９０°異なる“Ｓ偏光”の偏光方向となる光束を内部で９０°の角度に反射する。これによって、ＰＢＳ１５において、ＢＳ１３ａから入射された“Ｐ偏光”の光束は、そのまま後記するλ／４波長板１６に透過され、逆にλ／４波長板１６から入射された“Ｐ偏光”の光束は、そのままＢＳ１３ａに透過される。また、ＰＢＳ１５において、後記するλ／２波長板１９から入射された“Ｓ偏光”の光束は、ＰＢＳ１５内部で反射することでλ／４波長板１６に出射され、λ／４波長板１６から入射された“Ｓ偏光”の光束は、ＰＢＳ１５内部で反射し、λ／２波長板１９に出射される。

λ／４波長板１６は、入射された光束の偏光状態を変換するものであって、一般的な偏光用光学素子で構成されている。このλ／４波長板１６は、直線偏光の光を円偏光に、円偏光の光を直線偏光に変換する。ここでは、λ／４波長板１６は、ＰＢＳ１５から入射された直線偏光の光（光束）を円偏光に変換し、後記する光路変換ミラー１７に出射する。また、λ／４波長板１６は、円偏光に変換された光が、記録媒体Ｄで反射した後に光路変換ミラー１７を介して入射された光を、直線偏光に変換し、ＰＢＳ１５に出射する。
なお、λ／４波長板１６は、λ／４波長板１６において直線偏光が円偏光に変換された光を再度入射し、直線偏光の光に変換すると、元の直線偏光とは偏光方向が９０°異なる特徴を有している。

光路変換ミラー１７は、光路を変換するものであって、全反射型のミラーで構成されている。ここでは、光路変換ミラー１７は、λ／４波長板１６から入射された光束を全反射し、対物レンズ１８に出射する。また、光路変換ミラー１７は、記録媒体Ｄで反射され対物レンズ１８を介して入射された光束を全反射し、λ／４波長板１６に出射する。なお、光路変換ミラー１７は、λ／４波長板１６から出射された光束を、記録媒体Ｄに対して垂直方向に導くためのものであるため、λ／４波長板１６から出射された光束が、予め記録媒体Ｄに対して垂直である場合は、構成から省略することができる。

対物レンズ１８は、光路変換ミラー１７を介して入射された光束を、記録媒体Ｄに対して集光させ、記録媒体Ｄの記録層（Ｌ₁，Ｌ₂）に光スポット（Ｓ₁，Ｓ₂）を形成するものである。また、対物レンズ１８は、記録層Ｌからの反射光を平行光に変換し、光路変換ミラー１７を介して、λ／４波長板１６に出射する。
また、ここでは、対物レンズ１８は、後記する第１レンズ駆動手段２３によって駆動されることで、光路変換ミラー１７から出射された光の中で、光源１１ａから出射された光を記録媒体Ｄの所望の記録層（ここでは第１記録層Ｌ₁）に集光するように、フォーカス制御が行われる。
なお、光路変換ミラー１７を介して対物レンズ１８に入射された光束には、光源１１ｂから出射された光も含まれているが、光源１１ｂから出射された光を記録媒体Ｄの所望の記録層（ここでは第２記録層Ｌ₂）に集光するには、後記する第２レンズ駆動手段２４によって、コリメータレンズ１２ｂが駆動されることで行われる。

λ／２波長板１９は、入射された光束の偏光方向を変換するものであって、一般的な偏光用光学素子で構成されている。このλ／２波長板１９は、入射された直線偏光の光束の偏光方向を、９０°異なる偏光方向、すなわち、“Ｐ偏光”を“Ｓ偏光”に、“Ｓ偏光”を“Ｐ偏光”に変換する。ここでは、λ／２波長板１９は、ＢＳ１３ｂから入射された光束の偏光方向を変換し、ＰＢＳ１５に出射するともに、ＰＢＳ１５から入射された光束の偏光方向を変換し、ＢＳ１３ｂに出射する。

シリンドリカルレンズ２０は、断面の一方向（出射面）のみに曲率を持するレンズである。このシリンドリカルレンズ２０に入射された光の水平方向及び垂直方向の入射角度の違いによって、出射される光には収差が発生する。すなわち、シリンドリカルレンズ２０は、入射光に対して非点収差を生じさせる作用を有する。この非点収差を解析することで、後記する光検出器２２において、記録層（Ｌ₁等）における集光位置のずれを検出することが可能になる。ここでは、マルチビーム光ヘッド１０は、シリンドリカルレンズ２０ａとシリンドリカルレンズ２０ｂとを備えている。
このシリンドリカルレンズ２０ａは、光源１１ａに対応する記録媒体Ｄからの反射光を、ＢＳ１３ｂから入射し、非点収差を生じさせた光を集光レンズ２１ａに出射する。また、シリンドリカルレンズ２０ｂは、光源１１ｂに対応する記録媒体Ｄからの反射光を、ＢＳ１３ａから入射し、非点収差を生じさせた光を集光レンズ２１ｂに出射する。

集光レンズ２１は、入射された光束を集光させるものである。ここでは、マルチビーム光ヘッド１０は、シリンドリカルレンズ２０ａから入射された光を光検出器２２ａに対して集光する集光レンズ２１ａと、シリンドリカルレンズ２０ｂから入射された光を光検出器２２ｂに対して集光する集光レンズ２１ｂとを備えている。

光検出器２２は、集光レンズ２１によって集光された光を検出するものである。なお、光検出器２２は、非点収差を解析するために複数の受光素子（フォトダイオード；図示せず）で構成されている。ここでは、マルチビーム光ヘッド１０は、光検出器２２ａと光検出器２２ｂとを備えている。

光検出器（第１の光検出手段）２２ａは、集光レンズ２１ａによって集光された光により、光源１１ａから出射されたレーザ光に対応する反射光を検出するものである。この光検出器２２ａで検出された光量は、フォーカス誤差を検出すための電気信号に変換されて、後記する第１記録層フォーカス制御部３０に出力される。さらに、光検出器２２ａで検出された光は、図示を省略した再生信号生成手段に出力されることで、記録媒体Ｄの記録層（第１記録層Ｌ₁）に記録されているデータとして再生される。

光検出器（第２の光検出手段）２２ｂは、集光レンズ２１ｂによって集光された光により、光源１１ｂから出射されたレーザ光に対応する反射光を検出するものである。この光検出器２２ｂで検出された光量は、フォーカス誤差を検出すための電気信号に変換されて、後記する第２記録層フォーカス制御部５０に出力される。さらに、光検出器２２ｂで検出された光は、図示を省略した再生信号生成手段に出力されることで、記録媒体Ｄの記録層（第２記録層Ｌ₂）に記録されているデータとして再生される。

第１レンズ駆動手段２３（第１のレンズ駆動手段）は、後記する第１記録層フォーカス制御部３０から出力される位置移動指示信号（操作信号）に基づいて、対物レンズ１８をフォーカス方向に駆動するものであって、一般的なアクチュエータである。この第１レンズ駆動手段２３によって、対物レンズ１８を駆動することで、記録媒体Ｄの所望の記録層（第１記録層Ｌ₁）に、光源１１ａから出射されたレーザ光に対応する光スポットＳ₁を形成することができる。

第２レンズ駆動手段２４（第２のレンズ駆動手段）は、後記する第２記録層フォーカス制御部５０から出力される位置移動指示信号（操作信号）に基づいて、コリメータレンズ１２ｂをフォーカス方向に駆動するものであって、一般的なアクチュエータである。この第２レンズ駆動手段２４によって、コリメータレンズ１２ｂを駆動することで、記録媒体Ｄの所望の記録層（第２記録層Ｌ₂）に、光源１１ｂから出射されたレーザ光に対応する光スポットＳ₂を形成することができる。
このように、マルチビーム光ヘッド１０を構成することで、対物レンズ１８と、コリメータレンズ１２ｂとを個別に駆動することが可能になり、異なる光源１１ａ，１１ｂから出射された光ビームのフォーカス制御を個別に制御することが可能になる。

第１記録層フォーカス制御部３０（第１のフォーカス制御手段）は、マルチビーム光ヘッド１０の第１レンズ駆動手段２３を制御することで、光源１１ａから出射された光ビームのフォーカス制御（フォーカスサーボ）を行うものである。ここでは、第１記録層フォーカス制御部３０は、フォーカス誤差検出手段３１と、フィードバック制御手段３２とを備えている。

フォーカス誤差検出手段３１（第１のフォーカス誤差検出手段）は、マルチビーム光ヘッド１０の光検出器２２ａで検出された光量に基づいて、記録媒体Ｄの所望の記録層（第１記録層Ｌ₁）に対するフォーカス位置の誤差量を検出するものである。このフォーカス位置の誤差量は、予め指示したフォーカス位置（目標位置）に対して、現在のフォーカス位置がどれだけずれているかを示す量である。
ここでは、フォーカス誤差検出手段３１は、光検出器２２ａから出力される複数の受光素子（図示せず）における光量を示す電気信号を測定し、一般的な非点収差法によってフォーカス位置の誤差量（フォーカス誤差信号）を検出する。このフォーカス誤差検出手段３１で検出されたフォーカス位置の誤差量は、フィードバック制御手段３２に出力される。
なお、フォーカス誤差検出手段３１は、光検出器２２ａにおいて、フォーカス誤差信号が検出されない場合、フォーカス制御における調整量を超過しているため、フィードバック制御手段３２への出力を停止する。

フィードバック制御手段３２（第１のフィードバック制御手段）は、フォーカス誤差検出手段３１で検出されたフォーカス位置の誤差量に基づいて、マルチビーム光ヘッド１０の第１レンズ駆動手段２３を制御することで、記録媒体Ｄの所望の記録層（第１記録層Ｌ₁）に対するフォーカス位置を補正するものである。このフィードバック制御手段３２は、第１レンズ駆動手段２３に対して、対物レンズ１８の駆動量を位置移動指示信号として出力する。なお、このフィードバック制御手段３２は、位相補償、ＰＩＤ（比例、積分、微分）補償制御、ロバスト制御等によりフィードバック制御を行う一般的なサーボ制御器である。

このように、第１記録層フォーカス制御部３０を構成することで、第１レンズ駆動手段２３が対物レンズ１８を駆動した結果、記録媒体Ｄからの反射光（戻り光）が、光検出器２２ａにおいて検出され、第１記録層Ｌ₁に対するフォーカス制御において、フィードバックループが形成されることになる。これによって、第１レンズ駆動手段２３において、対物レンズ１８をフォーカス方向に駆動し、記録媒体Ｄの第１記録層Ｌ₁にフォーカスを追従させることができる。

ここで、図２を参照（適宜図１参照）して、第１記録層フォーカス制御部３０によって形成される、第１記録層Ｌ₁に対するフィードバックループについて説明する。図２は、第１記録層用のフィードバック制御系を示すブロック線図である。
図２に示すように、第１記録層フォーカス制御部３０によって形成される、第１記録層Ｌ₁に対するフィードバック制御系３０Ａにおいて、伝達関数Ｐ₁（ｓ）（連続時間領域ｓに対する伝達関数）を持つ第１レンズ駆動手段２３に対して、伝達関数Ｃ₁（ｓ）（連続時間領域ｓに対する伝達関数；なお、連続時間領域ｓ以外に離散時間領域ｚでも可能）を持つフィードバック制御手段３２により、フィードバック制御がなされる。なお、減算手段ｓｂ１は、ある時刻ｔにおける、記録媒体Ｄ上の指示されたフォーカス位置（目標位置）Ｘ_dL1（ｔ）に対する現在のフォーカス位置Ｘ_L1（ｔ）の誤差量ｅ_L1（ｔ）を生成するため、光検出器２２ａ及びフォーカス誤差検出手段３１に相当する。
これによって、フィードバック制御系３０Ａは、誤差量ｅ_L1（ｔ）を小さくするようにフィードバック制御され、安定かつ高精度にフォーカス制御を行うことができる。
図１に戻って、フォーカス制御装置１の構成について説明を続ける。

第２記録層フォーカス制御部５０（第２のフォーカス制御手段）は、マルチビーム光ヘッド１０の第２レンズ駆動手段２４を制御することで、光源１１ｂから出射された光ビームのフォーカス制御（フォーカスサーボ）を行うものである。ここでは、第２記録層フォーカス制御部５０は、フォーカス誤差検出手段５１と、フィードバック制御手段５２とを備えている。

フォーカス誤差検出手段５１（第２のフォーカス誤差検出手段）は、マルチビーム光ヘッド１０の光検出器２２ｂで検出された光量に基づいて、記録媒体Ｄの所望の記録層（第２記録層Ｌ₂）に対するフォーカス位置の誤差量を検出するものである。このフォーカス位置の誤差量は、予め指示したフォーカス位置（目標位置）に対して、現在のフォーカス位置がどれだけずれているかを示す量である。
ここでは、フォーカス誤差検出手段５１は、光検出器２２ｂから出力される複数の受光素子（図示せず）における光量を示す電気信号を測定し、一般的な非点収差法によってフォーカス位置の誤差量（フォーカス誤差信号）を検出する。このフォーカス誤差検出手段５１で検出されたフォーカス位置の誤差量は、フィードバック制御手段５２に出力される。

なお、フォーカス誤差検出手段３１と同様に、フォーカス誤差検出手段５１は、光検出器２２ｂにおいて、フォーカス誤差信号が検出されない場合は、フォーカス制御における調整量を超過しているため、フィードバック制御手段５２への出力を停止する。これによって、記録媒体Ｄの所望の記録層に対して、トラッキング制御の位置調整や、フォーカス制御のための位置調整を行っている段階では、フォーカス制御の動作を停止させることができる。

フィードバック制御手段５２（第２のフィードバック制御手段）は、フォーカス誤差検出手段５１で検出されたフォーカス位置の誤差量に基づいて、マルチビーム光ヘッド１０の第２レンズ駆動手段２４を制御することで、記録媒体Ｄの所望の記録層（第２記録層Ｌ₂）に対するフォーカス位置を補正するものである。
なお、フィードバック制御手段５２は、制御対象が第２レンズ駆動手段２４であること以外は、前記したフィードバック制御手段３２と同様の機能を有する。

ここで、図３を参照（適宜図１参照）して、第２記録層フォーカス制御部５０によって形成される、第２記録層Ｌ₂に対するフィードバックループについて説明する。図３は、第２記録層用のフィードバック制御系を示すブロック線図である。
図３に示すように、第２記録層フォーカス制御部５０によって形成される、第２記録層Ｌ₂に対するフィードバック制御系５０Ａにおいて、伝達関数Ｐ₂（ｓ）（連続時間領域ｓに対する伝達関数）を持つ第２レンズ駆動手段２４に対して、伝達関数Ｃ₂（ｓ）（連続時間領域ｓに対する伝達関数；なお、連続時間領域ｓ以外に離散時間領域ｚでも可能）を持つフィードバック制御手段５２により、フィードバック制御がなされる。なお、減算手段ｓｂ２は、ある時刻ｔにおける、記録媒体Ｄ上の指示されたフォーカス位置（目標位置）Ｘ_dL2（ｔ）に対する現在のフォーカス位置Ｘ_L2（ｔ）の誤差量ｅ_L2（ｔ）を生成するため、光検出器２２ｂ及びフォーカス誤差検出手段５１に相当する。
なお、フィードバック制御系５０Ａにおいては、光検出器２２ｂにおいてフォーカス誤差信号が検出されなかった場合は、フォーカス誤差検出手段５１がフィードバック制御を停止するため、切り換え手段ｓｗは、フォーカス誤差検出手段５１に相当する。
これによって、フィードバック制御系５０Ａは、誤差量ｅ_L2（ｔ）を小さくするようにフィードバック制御され、安定かつ高精度にフォーカス制御を行うことができる。

このように、第２記録層フォーカス制御部５０を構成することで、第２レンズ駆動手段２４がコリメータレンズ１２ｂを駆動した結果、記録媒体Ｄからの反射光（戻り光）が、光検出器２２ｂにおいて検出され、第２記録層Ｌ₂に対するフォーカス制御において、フィードバックループが形成されることになる。これによって、第２レンズ駆動手段２４において、コリメータレンズ１２ｂをフォーカス方向に駆動し、記録媒体Ｄの第２記録層Ｌ₂にフォーカスを追従させることができる。

以上、フォーカス制御装置１の構成について説明したが、本発明はこの構成に限定されるものではない。例えば、ここでは、光源１１（１１ａ，１１ｂ）がそれぞれ１つの光ビームを出射することとして説明を行ったが、この光ビームの数は複数であってもよい。すなわち、図４に示すように、光源１１ａ，１１ｂをそれぞれ複数の光ビームを出射するレーザダイオードアレイ（ＬＤアレイ）とすることで、第１記録層Ｌ₁と第２記録層Ｌ₂とに複数の光スポットを形成することができる。なお、この場合は、図示を省略しているが、光検出器２２（２２ａ，２２ｂ）において、複数の光ビームを受光する受光素子をアレイ状に配置するものとする。
また、図１では、第１記録層Ｌ₁と第２記録層Ｌ₂との２層を例にして説明したが、第１レンズ駆動手段２３や、第２レンズ駆動手段２４に対して、正負の直流電流を与えることで、他の任意の記録層に対して光スポットを形成することも可能である。

［フォーカス制御装置の動作］
次に、図１を参照して、フォーカス制御装置の動作について説明する。ここでは、フォーカス制御装置１における、第１記録層Ｌ₁に対するフォーカス制御動作（光学系〔マルチビーム光ヘッド〕の説明を含む）と、第２記録層Ｌ₂に対するフォーカス制御動作（光学系の説明を含む）とについて個々に説明し、最後にフォーカス制御装置１の全体動作について説明することとする。

（第１記録層Ｌ₁に対するフォーカス制御動作）
最初に、光源１１ａから出射されるレーザ光により、記録媒体Ｄの第１記録層Ｌ₁に光スポットＳ₁を形成するための光学系と、フォーカス制御動作について説明を行う。
まず、フォーカス制御装置１は、光源１１ａから出射された光（レーザ光；ここでは、“Ｐ偏光”）を、コリメータレンズ１２ａによって、平行光の光束に変換する。この平行光の光束の約５０％は、ＢＳ１３ａによって、発光量検出器１４ａに向かって反射され、発光量検出器１４ａにおいて、光源１１ａの発光量が検出されて、光スポットＳ₁の光強度を調節するために利用される。また、コリメータレンズ１２ａによって平行光に変換された光束の約５０％は、ＢＳ１３ａを透過し、ＰＢＳ１５に入射される。
なお、ＰＢＳ１５は偏光方向が“Ｐ偏光”である光束を透過するため、ＰＢＳ１５に入射された光束は、λ／４波長板１６に入射される。そして、このλ／４波長板１６に入射された光束は、直線偏光から円偏光に変換され、光路変換ミラー１７によって、進行方向が変換されて、対物レンズ１８に入射される。

また、対物レンズ１８に入射された光束は、記録媒体Ｄの第１記録層Ｌ₁に入射される。このとき、第１レンズ駆動手段２３が、第１記録層フォーカス制御部３０から出力される対物レンズ１８の駆動量を示す位置移動指示信号に基づいて、対物レンズ１８を駆動することで、第１記録層Ｌ₁に入射される光は、回転する記録媒体Ｄの第１記録層Ｌ₁に対して、常に光ビームが回折限界まで集光するように、フォーカス制御される。
そして、記録媒体Ｄの第１記録層Ｌ₁に光が結像した光スポットＳ₁が形成され、例えば、記録媒体Ｄの第１記録層Ｌ₁に記録を行う場合は、記録データに合わせたマークが形成される。
なお、第１記録層Ｌ₁に記録されたマークは、記録データに伴って様々な長さを持っている。そこで、対物レンズ１８から入射された光は、第１記録層Ｌ₁におけるマーク（記録部分）と、未記録部分との状態に応じて光量を変化させながら、対物レンズ１８に反射される。

そして、その反射された光が、対物レンズ１８によって、平行光の光束に変換され、光路変換ミラー１７によって、進行方向が変換されて、λ／４波長板１６に入射される。そして、このλ／４波長板１６に入射された光束は、円偏光から、光源１１ａから出射された光とは偏光方向が９０°異なる偏光方向（“Ｓ偏光”）を持つ直線偏光に変換され、ＰＢＳ１５に入射される。
なお、ＰＢＳ１５は偏光方向が“Ｓ偏光”である光束を反射するため、ＰＢＳ１５に入射された光束は、光路を９０°変えてλ／２波長板１９に入射される。さらに、λ／２波長板１９に入射された光束は、偏光方向を“Ｓ偏光”から“Ｐ偏光”に変換されてＢＳ１３ａに入射される。

そして、ＢＳ１３ａに入射された光束の約５０％はＢＳ１３内で反射し、シリンドリカルレンズ２０ａに入射される。なお、残りの約５０％の光束はＢＳ１３ａを透過する。
そして、ＢＳ１３ａで反射された光束は、シリンドリカルレンズ２０ａによって、非点収差が付加されて、集光レンズ２１ａに入射される。そして、集光レンズ２１ａによって、平行光の光束が集光され、光検出器２２ａによって検出される。この光検出器２２ａで検出された光は、非点収差が付加されているため、フォーカス誤差を検出するための光となる。

そこで、フォーカス制御装置１は、第１記録層フォーカス制御部３０のフォーカス誤差検出手段３１によって、光検出器２２ａで検出された光量に基づいて、非点収差法により所望の記録層（第１記録層Ｌ₁）に対するフォーカス位置の誤差量を検出する。
そして、フォーカス制御装置１は、フォーカス位置の誤差量を検出することができた場合、第１記録層フォーカス制御部３０のフィードバック制御手段３２によって、対物レンズ１８の駆動量を示す位置移動指示信号を生成する。そして、この位置移動指示信号が、第１レンズ駆動手段２３に出力されることで、フォーカス制御装置１は、第１記録層Ｌ₁に対するフォーカス制御において、フィードバックループが形成され、記録媒体Ｄの第１記録層Ｌ₁にフォーカスを追従させることが可能になる。

（第２記録層Ｌ₂に対するフォーカス制御動作）
次に、光源１１ｂから出射されるレーザ光により、記録媒体Ｄの第２記録層Ｌ₂に光スポットＳ₂を形成するための光学系と、フォーカス制御動作について説明を行う。なお、本動作においては、初期状態として、前記した第１記録層Ｌ₁に対するフォーカス制御動作でフォーカス制御が正常に行われている状態（光検出器２２ａにおいてフォーカス誤差信号が出力される状態）で、コリメータレンズ１２ｂは、対物レンズ１８との相対位置に基づいて、予め第２記録層Ｌ₂にほぼフォーカスが合うように位置調節がなされているものとする。

まず、フォーカス制御装置１は、光源１１ｂから出射された光（レーザ光；ここでは、“Ｐ偏光”）を、コリメータレンズ１２ｂによって、平行光の光束に変換する。この平行光の光束の約５０％は、ＢＳ１３ｂによって、発光量検出器１４ｂに向かって反射され、発光量検出器１４ｂにおいて、光源１１ｂの発光量が検出され、光スポットＳ₂の光強度を調節するために利用される。また、コリメータレンズ１２ｂによって平行光に変換された光束の約５０％は、ＢＳ１３ｂを透過し、λ／２波長板１９に入射される。

さらに、λ／２波長板１９に入射された光束は、偏光方向を“Ｐ偏光”から“Ｓ偏光”に変換されてＰＢＳ１５に入射される。
なお、ＰＢＳ１５は偏光方向が“Ｓ偏光”である光束を反射するため、ＰＢＳ１５に入射された光束は、光路を９０°変えてλ／４波長板１６に入射される。さらに、λ／４波長板１６に入射された光束は、直線偏光から円偏光に変換され、光路変換ミラー１７によって、進行方向が変換されて、対物レンズ１８に入射される。

また、対物レンズ１８に入射された光束は、記録媒体Ｄの第２記録層Ｌ₂に入射される。このとき、対物レンズ１８は、光源１１ａからの光を第１記録層Ｌ₁に集光するように調整されているが、光源１１ｂからの光は、後の動作で説明するが、第２レンズ駆動手段２４によって、対物レンズ１８から第２記録層Ｌ₂に集光するように調整されている。
これによって、記録媒体Ｄの第２記録層Ｌ₂に光が結像した光スポットＳ₂が形成され、例えば、記録媒体Ｄの第２記録層Ｌ₂に記録を行う場合は、記録データに合わせたマークが形成される。
なお、第２記録層Ｌ₂に記録されたマークは、記録データに伴って様々な幅を持っている。そこで、対物レンズ１８から入射された光は、第２記録層Ｌ₂におけるマーク（記録部分）と、未記録部分との状態に応じて光量を変化させながら、対物レンズ１８に反射される。

そして、その反射された光が、対物レンズ１８によって、平行光の光束に変換され、光路変換ミラー１７によって、進行方向が変換されて、λ／４波長板１６に入射される。そして、このλ／４波長板１６に入射された光束は、円偏光から、偏光方向が９０°異なる偏光方向（“Ｐ偏光”）を持つ直線偏光に変換され、ＰＢＳ１５に入射される。
なお、ＰＢＳ１５は偏光方向が“Ｐ偏光”である光束を透過するため、ＰＢＳ１５に入射された光束は、そのままＢＳ１３ａに入射される。

そして、ＢＳ１３ａに入射された光束の約５０％はＢＳ１３内で反射し、シリンドリカルレンズ２０ｂに入射される。なお、残りの約５０％の光束はＢＳ１３ａを透過する。
そして、ＢＳ１３ｂで反射された光束は、シリンドリカルレンズ２０ｂによって、非点収差が付加されて、集光レンズ２１ｂに入射される。そして、集光レンズ２１ｂによって、平行光の光束が集光され、光検出器２２ｂによって検出される。この光検出器２２ｂで検出された光は、非点収差が付加されているため、フォーカス誤差を検出するための光となる。

そこで、フォーカス制御装置１は、第２記録層フォーカス制御部５０のフォーカス誤差検出手段５１によって、光検出器２２ｂで検出された光量に基づいて、非点収差法により所望の記録層（第２記録層Ｌ₂）に対するフォーカス位置の誤差量を検出する。
そして、フォーカス制御装置１は、第２記録層フォーカス制御部５０のフィードバック制御手段５２によって、コリメータレンズ１２ｂの駆動量を示す位置移動指示信号を生成する。そして、この位置移動指示信号が、第２レンズ駆動手段２４に出力されることで、フォーカス制御装置１は、第２記録層Ｌ₂に対するフォーカス制御において、フィードバックループが形成され、第１記録層Ｌ₁とは別に、第２記録層Ｌ₂にフォーカスを追従させることが可能になる。

（フォーカス制御装置の全体動作）
次に、図５を参照（適宜図１参照）して、フォーカス制御装置１の全体動作について説明する。図５は、本発明に係るフォーカス制御装置の全体の動作を示すフローチャートである。
まず、フォーカス制御装置１は、第１レンズ駆動手段２３によって、光源１１ａから出射された光ビームが、記録媒体Ｄの第１記録層Ｌ₁にほぼフォーカスが合うように（光検出器２２ａにおいてフォーカス誤差信号が出力されるように）、対物レンズ１８の位置調節を行う（ステップＳ１）。

この状態で、フォーカス制御装置１は、第１記録層フォーカス制御部３０によって、第１記録層Ｌ₁に対するフォーカス制御を開始する（ステップＳ２）。
すなわち、フォーカス制御装置１は、第１記録層フォーカス制御部３０のフォーカス誤差検出手段３１によって、光検出器２２ａで検出された光に基づいて、第１記録層Ｌ₁に対するフォーカス位置の誤差量を検出し、フィードバック制御手段３２によって、マルチビーム光ヘッド１０の第１レンズ駆動手段２３を制御することで、第１記録層Ｌ₁に対するフォーカス位置を補正する。

ここで、フォーカス制御装置１は、フォーカス誤差検出手段３１によって、フォーカス誤差の予め定めた誤差の範囲内で安定して（所定時間）、フォーカスが第１記録層Ｌ₁に対して追従動作しているかどうかを判定する（ステップＳ３）。
ここで、安定して追従動作していないと判定された場合（ステップＳ３でＮｏ）、フォーカス制御装置１は、ステップＳ２に戻って、再度、第１記録層Ｌ₁に対するフォーカス制御を実行する。

一方、安定して追従動作していると判定された場合（ステップＳ３でＹｅｓ）、フォーカス制御装置１は、フォーカス誤差検出手段５１によって、光検出器２２ｂにおいて、フォーカス誤差信号が検出されるかどうかを判定する（ステップＳ４）。
ここで、フォーカス誤差信号が検出されない場合（ステップＳ４でＮｏ）は、フォーカス制御装置１は、第２レンズ駆動手段２４によって、第２記録層Ｌ₂にほぼフォーカスが合うように（光検出器２２ｂにおいてフォーカス誤差信号が出力されるように）、コリメータレンズ１２ｂの位置調節を行い（ステップＳ５）、ステップＳ４に戻る。

一方、光検出器２２ｂにおいてフォーカス誤差信号が検出された場合（ステップＳ４でＹｅｓ）、フォーカス制御装置１は、第２記録層フォーカス制御部５０によって、第２記録層Ｌ₂に対するフォーカス制御を開始する（ステップＳ６）。
すなわち、フォーカス制御装置１は、第２記録層フォーカス制御部５０のフォーカス誤差検出手段５１によって、光検出器２２ｂで検出された光に基づいて、第２記録層Ｌ₂に対するフォーカス位置の誤差量を検出し、フィードバック制御手段５２によって、マルチビーム光ヘッド１０の第２レンズ駆動手段２４を制御することで、第２記録層Ｌ₂に対するフォーカス位置を補正する。

ここで、フォーカス制御装置１は、フォーカス誤差検出手段５１によって、フォーカス誤差の予め定めた誤差の範囲内で安定して（所定時間）、フォーカスが第２記録層Ｌ₂に対して追従動作しているかどうかを判定する（ステップＳ７）。
ここで、安定して追従動作していないと判定された場合（ステップＳ７でＮｏ）、フォーカス制御装置１は、ステップＳ６に戻って、再度、第２記録層Ｌ₂に対するフォーカス制御を実行する。

一方、安定して追従動作していると判定された場合（ステップＳ７でＹｅｓ）、フォーカス制御装置１におけるフォーカスの追従動作が完了する（ステップＳ８）。
この段階で、記録媒体Ｄへのデータの記録、再生を開始することができる。なお、第２記録層Ｌ₂に対して記録再生動作を行わない場合は、フォーカスが第１記録層Ｌ₁に対して安定して追従するようになった段階、すなわち、ステップＳ３でＹｅｓの段階で、記録媒体Ｄへのデータの記録、再生を開始する。
以上の動作によって、フォーカス制御装置１は、第１記録層Ｌ₁に対して高精度なフォーカスサーボを行いながら、同時に、第２記録層Ｌ₂に対して高精度なフォーカスサーボを行うことが可能になる。

［光ディスク記録再生装置（光ディスク制御装置）の構成］
次に、図６を参照して、光ディスク制御装置として、多層光ディスクへの記録／再生を行う光ディスク記録再生装置の構成について説明する。図６は、本発明に係る光ディスク制御装置（光ディスク記録再生装置）の構成を示すブロック図である。
この光ディスク記録再生装置６０は、外部から映像等のデータを入力し、多層の記録層を有する記録媒体Ｄにそのデータを記録するとともに、記録媒体Ｄに記録されているデータを再生し外部に出力するものである。

この光ディスク記録再生装置６０における、外部からのデータの入力手段としては、カメラ（例えば、放送用カメラ）２、データ送出装置（例えば、ハードディスク、半導体メモリ）３等があり、切り換え装置４ａにより入力手段を切り換えることで、種々のデータを入力することができる。また、この光ディスク記録再生装置６０における、外部へのデータの出力手段としては、表示装置（例えば、ＣＲＴ、プラズマディスプレイ、液晶ディスプレイ）５、データ保存装置（例えば、ハードディスク、半導体メモリ）６等があり、切り換え装置４ｂにより出力手段を切り換えることで、データの表示や、他の装置への保存等を行うことができる。

ここでは、光ディスク記録再生装置６０は、フォーカス制御装置１と、シリアル−パラレル信号変換手段６１と、レーザ駆動用信号生成手段６２（６２ａ，６２ｂ）と、再生信号生成手段６３（６３ａ，６３ｂ）と、パラレル−シリアル信号変換手段６４と、回転制御部６５と、回転駆動手段６６とを備えている。なお、回転制御部６５と回転駆動手段６６とは、紙面の都合上、記録媒体Ｄとともに、フォーカス制御装置１のマルチビーム光ヘッド１０の内部に模式的に記載している。また、フォーカス制御装置１は、すでに図１で説明したものと同一の構成であるため同一の符号を付し説明を省略する。

シリアル−パラレル信号変換手段６１は、外部から入力手段（カメラ２、データ送出装置３等）から入力される映像等のシリアル信号を、パラレル信号に変換するものである。このシリアル−パラレル信号変換手段６１で変換されたパラレル信号は、レーザ駆動用信号生成手段６２ａ，６２ｂにそれぞれ分配されて出力される。例えば、ビットレートが“ｍ”ギガｂｐｓ（Ｇｂｐｓ）である高品質映像が入力された場合、シリアル−パラレル信号変換手段６１は、その入力されたシリアル信号をパラレル信号に変換し、“ｍ／２”Ｇｐｓに分配し、レーザ駆動用信号生成手段６２ａ，６２ｂに出力する。

レーザ駆動用信号生成手段６２は、シリアル−パラレル信号変換手段６１で変換されたパラレル信号を、記録媒体Ｄに書き込むためのデータに符号化し、そのパターンを光レーザの出力パターン（レーザパルスストラテジ）を示すレーザ駆動用信号を生成するものである。ここでは、光ディスク記録再生装置６０は、レーザ駆動用信号生成手段６２ａとレーザ駆動用信号生成手段６２ｂとを備え、レーザ駆動用信号生成手段６２ａは、フォーカス制御装置１の光源１１ａにレーザ駆動用信号を出力し、レーザ駆動用信号生成手段６２ｂは、光源１１ｂにレーザ駆動用信号を出力する。

再生信号生成手段６３は、フォーカス制御装置１の光検出器２２から出力される光を、波形等化処理することで、データとなる再生信号を生成（復号）するものである。ここでは、光ディスク記録再生装置６０は、再生信号生成手段６３ａと再生信号生成手段６３ｂとを備え、再生信号生成手段６３ａは、フォーカス制御装置１の光検出器２２ａで検出された光から再生信号を生成し、再生信号生成手段６３ｂは、光検出器２２ｂで検出された光から再生信号を生成する。なお、再生信号生成手段６３ａ及び再生信号生成手段６３ｂは、それぞれで生成した再生信号をパラレル−シリアル信号変換手段６４に出力する。

パラレル−シリアル信号変換手段６４は、再生信号生成手段６３で生成されたパラレル信号である再生信号を、シリアル信号に変換するものである。このパラレル−シリアル信号変換手段６４で変換されたシリアル信号は、外部の出力手段（表示装置５、データ保存装置６等）に出力される。なお、ここでは、パラレル−シリアル信号変換手段６４は、再生信号生成手段６３ａ及び再生信号生成手段６３ｂで生成された再生信号を合成する。例えば、再生信号生成手段６３ａ及び再生信号生成手段６３ｂから出力される再生信号のビットレートがそれぞれ“ｍ／２”Ｇｐｓである場合、パラレル−シリアル信号変換手段６４は、２つの再生信号を合成することで、“ｍ”Ｇｂｐｓの信号とする。

回転制御部６５は、予め定めた回転速度（角速度）により記録媒体Ｄを回転駆動するための駆動信号を、回転駆動手段６６に出力するものである。

回転駆動手段６６は、回転制御部６５から出力される駆動信号に基づいて、記録媒体Ｄを回転させるものである。この回転駆動手段６６による記録媒体Ｄの回転に伴って、記録媒体Ｄの各記録層（Ｌ₁、Ｌ₂等）において、記録データに合わせたマークが形成され、また、マークの有無により異なる反射光が光検出器２２において検出されることになる。
なお、光ディスク記録再生装置６０は、図示を省略した一般的なトラッキング制御装置によって、回転制御部６５の駆動信号に合わせて、角速度一定（ＣＡＶ）制御、線速度一定（ＣＬＶ）制御を行いながら、トラッキング制御がなされるものとする。

以上、光ディスク記録再生装置６０の構成について説明したが、本発明はこの構成に限定されるものではない。例えば、光ディスク記録再生装置６０から、再生信号生成手段６３（６３ａ，６３ｂ）とパラレル−シリアル信号変換手段６４を省略することで、多層化された記録媒体Ｄにデータを記録する機能のみを有する光ディスク記録装置として構成することもできる。また、光ディスク記録再生装置６０から、シリアル−パラレル信号変換手段６１と、レーザ駆動用信号生成手段６２（６２ａ，６２ｂ）を省略し、光源１１から一定光量の光レーザを出射させることで、多層化された記録媒体Ｄからデータを再生する機能のみを有する光ディスク再生装置として構成することもできる。

［光ディスク記録再生装置の動作］
次に、図６を参照して、光ディスク記録再生装置の動作について説明する。ここでは、光ディスク記録再生装置６０は、カメラ２から映像を入力し、表示装置５に映像を再生するように、予め切り換え装置４ａ，４ｂが切り換えられているものとする。
まず、光ディスク記録再生装置６０は、シリアル−パラレル信号変換手段６１によって、カメラ２から映像（シリアル信号）を入力し、パラレル信号に変換し、レーザ駆動用信号生成手段６２ａ，６２ｂに分配して出力する。

そして、光ディスク記録再生装置６０は、レーザ駆動用信号生成手段６２ａによって、分配された一方のパラレル信号から、光レーザの出力パターンを示すレーザ駆動用信号を生成し、フォーカス制御装置１の光源１１ａに出力する。また、この光源１１ａが、レーザ駆動用信号に基づいて発振された光レーザを出射する。
さらに、フォーカス制御装置１において、図１で説明したように、光源１１ａから出射された光ビームが、マルチビーム光ヘッド１０の光学系を通過し、対物レンズ１８により、記録媒体Ｄの第１記録層Ｌ₁に光スポットＳ₁を形成する。なお、光ディスク記録再生装置６０は、回転制御部６５によって、回転駆動手段６６を駆動し、記録媒体Ｄを回転させることで、光スポットＳ₁により、第１記録層Ｌ₁にデータに対応するマークが記録される。

そして、記録媒体Ｄの回転により、マークの有無によって異なる第１記録層Ｌ₁からの反射光が、対物レンズ１８を通過し、マルチビーム光ヘッド１０の光学系を通過することで、光検出器２２ａに入射される。そして、光ディスク記録再生装置６０は、光検出器２２ａによって反射光を検出し、再生信号生成手段６３ａによって、波形等化処理を行うことで、データとなる再生信号を生成（復号）する。そして、この再生されたパラレル信号である再生信号は、パラレル−シリアル信号変換手段６４に出力される。
なお、第１記録層Ｌ₁に対するフォーカス制御は、第１記録層フォーカス制御部３０によって、第１レンズ駆動手段２３が制御されることにより行われる。

一方、シリアル−パラレル信号変換手段６１によって分配されたもう一方のパラレル信号は、レーザ駆動用信号生成手段６２ｂが入力し、光レーザの出力パターンを示すレーザ駆動用信号として生成され、フォーカス制御装置１の光源１１ｂに出力される。また、この光源１１ｂが、レーザ駆動用信号に基づいて発振された光レーザを出射する。
さらに、フォーカス制御装置１において、図１で説明したように、光源１１ｂから出射された光ビームが、マルチビーム光ヘッド１０の光学系（第２レンズ駆動手段２４によって駆動されるコリメータレンズ１２ｂを含む）を通過し、対物レンズ１８により、記録媒体Ｄの第２記録層Ｌ₂に光スポットＳ₂を形成する。なお、光ディスク記録再生装置６０は、回転制御部６５によって、回転駆動手段６６を駆動し、記録媒体Ｄを回転させることで、光スポットＳ₂により、第２記録層Ｌ₂にデータに対応するマークが記録される。

そして、記録媒体Ｄの回転により、マークの有無によって異なる第２記録層Ｌ₂からの反射光が、対物レンズ１８を通過し、マルチビーム光ヘッド１０の光学系を通過することで、光検出器２２ｂに入射される。そして、光ディスク記録再生装置６０は、光検出器２２ｂによって反射光を検出し、再生信号生成手段６３ｂによって、波形等化処理を行うことで、データとなる再生信号を生成（復号）する。そして、この再生されたパラレル信号である再生信号は、パラレル−シリアル信号変換手段６４に出力される。
そして、光ディスク記録再生装置６０は、パラレル−シリアル信号変換手段６４によって、再生信号生成手段６３ａ，６３ｂでそれぞれ生成された再生信号を合成し、シリアル信号に変換し、表示装置５に出力する。

これによって、従来の１つの光レーザにより記録再生を行う光ディスク記録再生装置に比べ、同じ記録媒体（光ディスク）の回転数であっても、２倍のビットレートを確保することが可能になり、より高画質の映像を再生することが可能になる。
また、ここでは、カメラ２から映像を入力し、表示装置５に映像を再生する例で説明を行ったが、ハードディスク、半導体メモリ等のデータ送出装置３に記録されたデータを、光ディスク記録再生装置６０にコピー（記録）し、再生した信号をデータ保存装置６にコピー（記録）するようなデータアーカイブシステムとして機能させることとしてもよい。

本発明に係るフォーカス制御装置（マルチビーム光ヘッドを含む）の構成を示すブロック図である。 第１記録層用のフィードバック制御系を示すブロック線図である。 第２記録層用のフィードバック制御系を示すブロック線図である。 本発明に係るマルチビーム光ヘッドにおいて、光源をＬＤアレイで構成した例を示す模式図である。 本発明に係るフォーカス制御装置の全体の動作を示すフローチャートである。 本発明に係る光ディスク制御装置（光ディスク記録再生装置）の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１ フォーカス制御装置
１０ マルチビーム光ヘッド
１１ 光源
１２ａ コリメータレンズ（第１のコリメータレンズ）
１２ｂ コリメータレンズ（第２のコリメータレンズ）
１３ａ ＢＳ（ビームスプリッタ；第３の光路変更手段）
１３ｂ ＢＳ（ビームスプリッタ；第２の光路変更手段）
１４ 発光量検出器
１５ ＰＢＳ（偏光ビームスプリッタ；第１の光路変更手段）
１６ λ／４波長板
１７ 光路変換ミラー
１８ 対物レンズ
１９ λ／２波長板
２０ シリンドリカルレンズ
２１ 集光レンズ
２２ａ 光検出器（第１の光検出手段）
２２ｂ 光検出器（第２の光検出手段）
２３ 第１レンズ駆動手段（第１のレンズ駆動手段）
２４ 第２レンズ駆動手段（第２のレンズ駆動手段）
３０ 第１記録層フォーカス制御部（第１のフォーカス制御手段）
３１ フォーカス誤差検出手段（第１のフォーカス誤差検出手段）
３２ フィードバック制御手段（第１のフィードバック制御手段）
５０ 第２記録層フォーカス制御部（第２のフォーカス制御手段）
５１ フォーカス誤差検出手段（第２のフォーカス誤差検出手段）
５２ フィードバック制御手段（第２のフィードバック制御手段）
６０ 光ディスク記録再生装置（光ディスク制御装置）

Claims (5)

1. 異なる光源から出射される第１及び第２の光がそれぞれ第１及び第２のコリメータレンズによって平行光に変換された後に、偏光方向の異なる光として同一の対物レンズによって記録媒体に集光されることで、前記記録媒体に異なる光スポットを形成するマルチビーム光ヘッドにおいて、
   前記記録媒体における第１の記録層に光スポットをフォーカスさせるために、前記対物レンズを駆動する第１のレンズ駆動手段と、
   前記記録媒体における第２の記録層に光スポットをフォーカスさせるために、前記第２のコリメータレンズを駆動する第の２レンズ駆動手段と、
   を備えていることを特徴とするマルチビーム光ヘッド。
2. 多層の記録層を有する記録媒体における第１の記録層に対する光スポットのフォーカス位置を制御する第１のフォーカス制御手段と、第２の記録層に対する光スポットのフォーカス位置を制御する第２のフォーカス制御手段とに基づいて、異なる光源から出射された第１及び第２の光により、前記記録媒体の異なる記録層に光スポットを形成するマルチビーム光ヘッドであって、
   前記第１の光を平行光に変換する第１のコリメータレンズと、
   前記第２の光を平行光に変換する第２のコリメータレンズと、
   前記第１及び第２の光に対応する平行光を入射し、異なる偏光方向として同一の出射面から出射するとともに、前記記録媒体からの反射光を前記出射面から入射し、前記第１及び第２の光に対応する第１及び第２の反射光として分離する第１の光路変更手段と、
   この第１の光路変更手段から異なる偏光方向で出射されたそれぞれの平行光を、前記記録媒体に集光するとともに、前記記録媒体の異なる記録層からの反射光を平行光に変換する対物レンズと、
   前記第１の光路変更手段によって分離された前記第１の反射光を検出する第１の光検出手段と、
   前記第１の反射光を、前記第１の光検出手段に導く第２の光路変更手段と、
   前記第１のフォーカス制御手段からの操作信号により、前記対物レンズの位置を駆動する第１のレンズ駆動手段と、
   前記第２の光路変換手段によって分離された前記第２の反射光を検出する第２の光検出手段と、
   前記第２の反射光を、前記第２の光検出手段に導く第３の光路変更手段と、
   前記第２のフォーカス制御手段からの操作信号により、前記第２のコリーメータレンズの位置を駆動する第２のレンズ駆動手段と、
   を備えていることを特徴とするマルチビーム光ヘッド
3. 異なる光源から出射された第１及び第２の光に対応する第１及び第２の光スポットのフォーカス位置を、多層の記録層を有する記録媒体における異なる記録層に補正するフォーカス制御装置であって、
   前記第１及び第２の光がそれぞれ第１及び第２のコリメータレンズによって平行光に変換された後に、偏光方向の異なる光として同一の対物レンズによって記録媒体に集光されることで、前記記録媒体に異なる光スポットを形成するとともに、その反射光を検出するマルチビーム光ヘッドと、
   このマルチビーム光ヘッドにおいて検出される前記第１の光に対応する反射光に基づいて、前記第１の光に対応する光スポットのフォーカス位置を補正する第１のフォーカス制御手段と、
   前記マルチビーム光ヘッドにおいて検出される前記第２の光に対応する反射光に基づいて、前記第２の光に対応する光スポットのフォーカス位置を補正する第２のフォーカス制御手段と、
   を備えていることを特徴とするフォーカス制御装置。
4. 前記第１のフォーカス制御手段が、
   前記マルチビーム光ヘッドにおいて検出される前記第１の光に対応する反射光に基づいて、前記第１の光スポットのフォーカス位置と、第１の記録層における当該光スポットのフォーカスの目標位置との差分を、フォーカス誤差として検出する第１のフォーカス誤差検出手段と、
   この第１のフォーカス誤差検出手段で検出されたフォーカス誤差に基づいて、前記第１の光スポットのフォーカス位置を補正する第１のフィードバック制御手段とを備え、
   前記第２のフォーカス制御手段が、
   前記マルチビーム光ヘッドにおいて検出される前記第２の光に対応する反射光に基づいて、前記第２の光スポットのフォーカス位置と、第２の記録層における当該光スポットのフォーカスの目標位置との差分を、フォーカス誤差として検出する第２のフォーカス誤差検出手段と、
   この第２のフォーカス誤差検出手段で検出されたフォーカス誤差に基づいて、前記第２の光スポットのフォーカス位置を補正する第２のフィードバック制御手段と、
   を備えていることを特徴とする請求項３に記載のフォーカス制御装置。
5. 多層光ディスクの異なる記録層に、異なる光源から出射された光ビームによる光スポットを形成することで、前記多層光ディスクにおけるデータの記録及び／又は再生を行う光ディスク制御装置において、請求項３に記載のフォーカス制御装置を備えていることを特徴とする光ディスク制御装置。

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