JP2011113633A - 光学ドライブ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】記録層の情報を正しく再生できるように、精度良く光ビームの焦点を合わせることのできる光学ドライブ装置、光記録媒体、及びフォーカスサーボ方法を提供する。
【解決手段】光ディスク１１は、隣接する２つの光干渉縞記録層間で互いに異なった屈折率を有する複数の光干渉縞記録層の積層体により構成された記録層１２を有し、光学ドライブ装置１は、光ディスク１１の記録層１２に光ビームを集光させる対物レンズ４と、光ビームの記録層１２からの反射光に非点収差を与える光学部品２６，３１と、該光学部品２６，３１を通過した反射光を受光する４分割光検出器６と、４分割光検出器６の受光量に基づき、非点収差法によるフォーカス誤差信号を生成するフォーカス誤差信号生成部と、フォーカス誤差信号に基づいて対物レンズの位置を制御するフォーカスサーボ部とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は光記録媒体及び光学ドライブ装置に関し、特に反射型ホログラム層を用いる光記録媒体及び光学ドライブ装置に関する。

ＣＤ、ＤＶＤ、ＢＤなどの光ディスクや特許文献１に開示される光情報記録カードなど、記録層と、記録層のうら面（光ビームの入射側とは反対側の表面。以下、各層の「おもて面」という場合には光ビーム入射側の表面を指し、「うら面」という場合には光ビームの入射側とは反対側の表面を指すこととする。）に設けられた反射層とを有する光記憶媒体が知られている。記録層と反射層の界面での反射により、光ビームの反射光を受光することができ、この反射光を用いて、記録層への光ビームの焦点合わせ（フォーカスサーボ）を行うことができる。以下、追記型ＤＶＤの例を参照しながら、詳しく説明する。

図３６は、追記型ＤＶＤ１００の断面構造を示す断面図である。同図に示すように、追記型ＤＶＤ１００では、記録層１０１のうら面に隣接して反射層１０２が設けられている。対物レンズ１０３を通して入射した光ビームは、反射層１０２のおもて面で反射し、図示しないシリンドリカルレンズを通って図示しない４分割光検出器に受光される。フォーカス誤差信号は、この４分割光検出器の出力信号に基づいて生成される。こうして生成されたフォーカス誤差信号の値は、少なくとも反射層１０２のおもて面付近では、反射層１０２のおもて面に焦点が合っているときにゼロとなり、焦点が反射層１０２のおもて面から離れるに従ってゼロから離れるので、フォーカス誤差信号がゼロとなるように対物レンズの位置を制御することで、反射層１０２のおもて面、すなわち記録層１０１のうら面に焦点を合わせることが可能になる。

特開平１１−３５３７１５号公報

しかしながら、上記従来の技術には、記録層と反射層の界面を滑らかに形成することが難しいため、界面に光ビームの焦点を精度良く合わせることができず、そのために記録層の情報を正しく再生できない場合があるという問題があった。

したがって、本発明の目的の一つは、記録層の情報を正しく再生できるように、精度良く光ビームの焦点を合わせることのできる光学ドライブ装置、光記録媒体、及びフォーカスサーボ方法を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明による光学ドライブ装置は、光記録媒体のフォーカスサーボを行う光学ドライブ装置であって、前記光記録媒体は、隣接する２つの光干渉縞記録層間で互いに異なった屈折率を有する複数の光干渉縞記録層の積層体により構成された記録層を有し、前記光記録媒体の前記記録層に光ビームを集光させる対物レンズと、前記光ビームの前記記録層からの反射光に非点収差を与える光学部品と、前記光学部品を通過した前記反射光を受光する４分割光検出器と、前記４分割光検出器の受光量に基づき、非点収差法によるフォーカス誤差信号を生成するフォーカス誤差信号生成手段と、前記フォーカス誤差信号に基づいて前記対物レンズの位置を制御するフォーカスサーボ手段とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、非点収差法を用いることから、フォーカス誤差信号生成手段により生成されたフォーカス誤差信号は、光ビームの焦点が記録層の中間部に合っているときに０となる。したがって、該フォーカス誤差信号に基づいて対物レンズの位置を制御することにより、記録層の中間部に光ビームの焦点を合わせることが可能になる。

なお、非点収差を与える光学部品としては、シリンドリカルレンズ、非平行光中に斜め配置された平行平板などが挙げられる。

上記光学ドライブ装置において、前記記録層は、それぞれ前記積層体により構成された第１及び第２の部分記録層と、前記第１及び第２の部分記録層の間に挟まれた、前記光ビームを吸収して熱を発する吸収層とからなることとしてもよい。これによれば、吸収層内に光ビームの焦点を合わせることが可能になる。したがって、記録層を効率よく熱することが可能になる。

また、この光学ドライブ装置において、前記記録層は、前記吸収層を挟んで対称な構造を有することとしてもよい。

また、上記各光学ドライブ装置において、前記４分割光検出器の受光量に基づき、プルイン信号を生成するプルイン信号生成手段をさらに備え、前記フォーカスサーボ手段は、前記プルイン信号の値が所定のしきい値より大きくなる前記対物レンズの位置範囲内で、前記フォーカス誤差信号に基づいて前記対物レンズの位置を制御することとしてもよい。

また、上記各光学ドライブ装置において、前記４分割光検出器の受光量に基づき、プルイン信号を生成するプルイン信号生成手段をさらに備え、前記フォーカスサーボ手段は、前記プルイン信号の値が所定のしきい値より大きいか否かを判定する判定手段を有し、前記判定手段の判定結果により前記プルイン信号の値が前記所定のしきい値より大きいことが示される前記対物レンズの位置範囲内で前記フォーカス誤差信号がゼロとなる３つの位置のうち中央の位置に前記対物レンズが位置するよう、前記フォーカス誤差信号に基づいて前記対物レンズの位置を制御することとしてもよい。

また、本発明による光記録媒体は、隣接する２つの光干渉縞記録層間で互いに異なった屈折率を有する複数の光干渉縞記録層の積層体により構成された記録層を備えることを特徴とする。

上記光記録媒体において、前記記録層は、それぞれ前記積層体により構成された第１及び第２の部分記録層と、前記第１及び第２の部分記録層の間に挟まれた、前記光ビームを吸収して熱を発する吸収層とからなることとしてもよい。

また、この光記録媒体において、前記記録層は、前記吸収層を挟んで対称な構造を有することとしてもよい。

また、上記各光記録媒体において、前記第１の部分記録層の０点と前記第２の部分記録層の０点との間の距離は、フォーカス誤差信号の線形性を保つように、前記光干渉縞記録層間の一つの界面での反射光成分のみによって算出したフォーカス引き込みレンジの１．５倍程度より小さいことを特徴とする。

また、上記各光記録媒体において、前記記録層がスペーサ層を介して複数設けられることとしてもよい。

また、この光記録媒体において、前記積層体を構成する前記各光干渉縞記録層の屈折率と前記スペーサ層の屈折率とは、前記積層体と前記スペーサ層の界面で光ビームが反射しないよう選択されることとしてもよい。

また、上記各光記録媒体において、前記記録層とは光記録媒体法線方向の異なる位置に、トラッキングサーボ用のサーボ専用層が設けられることとしてもよい。

本発明によれば、記録層の中間部に光ビームの焦点を合わせることが可能になる。

本発明の実施の形態による光学ドライブ装置の模式図である。 本発明の実施の形態による光ディスクの記録面の断面図である。 図２に示した領域Ａの拡大図である。 対物レンズにより光が集光している様子を示す図である。 記録再生時に、記録層にレーザー光が集光している様子を表す図である。（ａ）は、吸収層と各部分記録層の合計の厚さが焦点深度以下の場合を、（ｂ）は焦点深度以上の場合をそれぞれ示す図である。 センサレンズによって付与される非点収差の説明図である。 本発明の実施の形態による光検出器の上面図である。 本発明の実施の形態による光検出器の上面図である。 本発明の実施の形態による処理部の機能ブロックを示す図である。 （ａ）は、記録層のひとつの界面での反射光成分のみによって算出したフォーカス誤差信号成分を示す図である。（ｂ）は、図２に示した光ディスクを用いるときに得られるフォーカス誤差信号を示す図である。 （ａ）は、図１０（ｂ）の原点付近を横方向に拡大した図であり、（ｂ）は、（ａ）を縦方向に拡大した図である。 部分記録層の層数が２０層である場合の、記録層付近における光ディスクの断面の模式図である。 図１２の例における各信号を、図１０（ｂ）と同様に示したものある。 部分記録層の層数が１７層である場合の、記録層付近における光ディスクの断面の模式図である。 図１４の例における各信号を、図１０（ｂ）と同様に示したものある。 部分記録層の層数が１０層である場合の、記録層付近における光ディスク１１の断面の模式図である。 図１６の例における各信号を、図１０（ｂ）と同様に示したものある。 部分記録層の層数が５層である場合の、記録層付近における光ディスクの断面の模式図である。 図１８の例における各信号を、図１０（ｂ）と同様に示したものある。 部分記録層の層数が３０層である場合の、記録層付近における光ディスクの断面の模式図である。 図２０の例における各信号を、図１０（ｂ）と同様に示したものある。 部分記録層の層数が４０層である場合の、記録層付近における光ディスクの断面の模式図である。 図２２の例における各信号を、図１０（ｂ）と同様に示したものある。 図１２の例において、吸収層と吸収層に隣接する光干渉縞記録層との間に、反射型ホログラムではないホログラム層を挿入した場合の、記録層付近における光ディスクの断面の模式図である。 図２４の例における各信号を、図１０（ｂ）と同様に示したものある。 図１８に示した光ディスクを用い、復路の光学倍率を３０倍とし、フォーカス誤差信号の引き込みレンジが１μｍとなる場合の各信号を、図１０（ｂ）と同様に示したものある。 部分記録層の層数が４層である場合の、記録層付近における光ディスクの断面の模式図である。 図２７の光ディスクを用い、その他は図２６と同条件下で得られる各信号を、図１０（ｂ）と同様に示したものある。 部分記録層の層数が３層である場合の、記録層付近における光ディスクの断面の模式図である。 図２９の光ディスクを用い、その他は図２６と同条件下で得られる各信号を、図１０（ｂ）と同様に示したものある。 記録層のひとつの界面での反射光成分のみによって算出したプルイン誤差信号成分を示す図である。 （ａ）は、図２に示した光ディスクを用いるときに得られるプルイン信号を示す図である。（ｂ）は、（ａ）の原点付近を、縦方向及び横方向に拡大して示した図である。 図２６と同じ条件下で得られるプルイン信号を示す図である。 図３３の例において、復路光学倍率を１５倍、フォーカス誤差信号の引き込みレンジを２μｍとした場合の各信号を示す図である。 （ａ）は、吸収層を有しない記録層を用いる場合のフォーカス誤差信号の例を示す図である。（ｂ）は、（ａ）の原点付近を縦方向に拡大した図である。 本発明の背景技術による追記型ＤＶＤの断面構造を示す断面図である。

図１は、本発明の実施の形態による光学ドライブ装置１の模式図である。

光学ドライブ装置１は光ディスク１１の再生及び記録を行う。光ディスク１１としてはＣＤ、ＤＶＤ、ＢＤ等の各種光記録媒体を用いることができるが、本実施の形態では特に、記録面に記録層１２とサーボ専用層１３とが設けられ、かつ記録層１２が多層膜によって多層化されている円盤状の光ディスクを用いる。また、光ディスクには、再生専用型（ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＢＤ−ＲＯＭなど。）、追記型（ＤＶＤ−Ｒ、ＤＶＤ＋Ｒ、ＢＤ−Ｒなど。）、書換型（ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ、ＢＤ−ＲＥなど。）など、記録方法によって分類されるいくつかの種類があるが、本実施の形態はすべてに適用可能である。

図２は、光ディスク１１の記録面の断面図である。

図２に示すように、光ディスク１１の記録面では、記録層１２は複数の記録層１４により構成される。図２では記録層１２が３つの記録層１４−１〜３により構成される例を示しているが、記録層１４の数は３つに限られず、１つ以上であればよい。また、トラッキングサーボ用のサーボ専用層１３は、記録層１２とは光ディスク１１の記録面法線方向の異なる位置に設けられる。図２では記録層の奥側に配置されているが、手前側や隣接する記録層１４の間(例えば、記録層１４−１と記録層１４−２の間)に配置されていてもよいし、複数配置されていてもよい。各層は、スペーサ層１５によって隔てられている。

サーボ専用層１３には周期的に溝が設けられており、溝の凸部はランドＬ、凹部はグルーブＧと呼ばれる。ただし、溝の凸部と凹部は相対的なものであり、凸部と凹部のいずれをランドＬと呼ぶかについては、光ディスク１１のおもて面・うら面のいずれを下とするかによって変わってくる。なお、図２には示していないが、ランドＬとグルーブＧは、半径方向にわずかに蛇行（ウォブル）している。

ランドＬとグルーブＧのいずれか少なくとも一方は情報書込ラインに対応しており、各記録層１４では、情報書込ラインに対応する位置に、情報を記憶するための符号（ピットまたは記録マーク。不図示。）が設けられる。この符号は、光ビームの照射によって記録又は消去される。また、サーボ専用層１３は、符号（ピットまたは記録マーク）を持ち、位相差検出法（ＤＰＤ法）でトラッキング制御することとしてもよい。

図３は、図２に示した領域Ａの拡大図である。同図に示すように、記録層１４−１は、光の干渉により生成されたホログラムの干渉縞でそれぞれ屈折率が異なる第１の光干渉縞記録層１６ａ及び第２の光干渉縞記録層１６ｂ（以下、これらをまとめて「反射型ホログラム層」ということがある。）により構成された第１及び第２の部分記録層１４ａ，１４ｂと、これらの間に挟まれた吸収層１７とから構成されている。図示していないが、記録層１４−２，３も同一の構造を有する。また、第１及び第２の部分記録層１４ａ，１４ｂは、反射型ホログラム層に物理的に反射型でないホログラム層を積層させた構造も含んでもよい。

第１の光干渉縞記録層１６ａと第２の光干渉縞記録層１６ｂとは、互いに異なった屈折率を有しており、それぞれがホログラムの光干渉による干渉縞によって構成される。第１の光干渉縞記録層１６ａと第２の光干渉縞記録層１６ｂとの屈折率が互いに異なるため、光ディスク１１の記録面に照射された光ビームは、第１の光干渉縞記録層１６ａと第２の光干渉縞記録層１６ｂとの界面（図３に示す界面Ｂ１−１〜Ｂ１−１４及び界面Ｃ１−１〜Ｃ１−１４）で反射する。

ホログラムの具体的な材料としてはフォトポリマーが用いられ、光の干渉により生成された干渉縞、即ち、光干渉縞記録層の厚さは、フォトポリマーの屈折率をｎ、光の波長をλとすると、λ/４ｎで表される。以下、フォトポリマーの屈折率を１とすると、４０５ｎｍの青色波長の場合は０．１０１２５μｍとなる。また、それぞれの屈折率は、フォトポリマーの構成により、ある程度の自由度をもって決めることができ、反射率を大きくするために、屈折率差を大きくするようにフォトポリマーを構成する必要がある。このようにホログラムの材料を用いて、光の干渉により干渉縞の構造を形成することにより、光干渉縞記録層間の界面を、極めて滑らかに精度よく形成することが可能になる。屈折率が異なるホログラムの干渉縞の構造は、反射型ホログラムと呼ばれている。

第１の部分記録層１４ａと第２の部分記録層１４ｂとは、吸収層１７を挟んで対称な構造とすることが好適である。つまり、図３にも示すように、各部分記録層を構成する光干渉縞記録層の数、並びに第１の光干渉縞記録層１６ａと第２の光干渉縞記録層１６ｂの積層順を、吸収層１７を挟んで対称な構造とすることが好適である。こうすることで、フォーカスサーボの際、吸収層１７のちょうど中心の位置Ｐ１（光ディスク法線方向の中心位置）に光ビームの焦点を合わせることが可能になる。詳細は後述する。ただし、Ｐ１を中心とするフォーカス誤差信号の線形性が悪くなったり、ゼロ点が複数存在するような構造になってしまうと好ましくない。

吸収層１７は、光ビームを吸収して熱を発する色素などの有機材料によって構成される。吸収層１７の屈折率は、隣接する光干渉縞記録層（図３では第１の光干渉縞記録層１６ｂ）と同一となっていることが好ましい。各部分記録層と吸収層１７との界面（図３に示す界面Ｂ２，Ｃ２）は、反射型ホログラムの光干渉縞記録層間の界面とは違ってあまり精度よく形成できないため、屈折率が異なって反射が起きると、界面の不均一性により焦点位置合わせの精度が悪化したり、乱反射成分がノイズとなったりして、フォーカスサーボの精度を悪化させることから、このように吸収層１７の屈折率を隣接する光干渉縞記録層と同一とすることで、各部分記録層と吸収層１７との界面で反射が起きないようにしている。吸収層１７は、自身に光ビームの焦点が合うと発熱し、その熱は各部分記録層１４ａ，１４ｂに伝えられる。各部分記録層１４ａ，１４ｂは、この熱によって変形し、ブラッグの反射の条件を満たさなくなってきて、反射光強度が小さくなっていく。このようにして反射率を変化させることにより情報を記録する。また、各部分記録層１４ａ，１４ｂの厚さは、光の焦点深度を考慮して決められる。図４は対物レンズにより光が集光している様子を示しているが、レンズの回折の影響により、集光した時のビーム径は有限の値を持つ。また、焦点が合っている有限の範囲が生じ、この範囲の距離を焦点深度と言う。例えば、焦点深度Ｄ＝４×λ×ｎ／ＮＡ^２（λは波長で青色の時は０．４０５ｕｍ、ｎは屈折率で１．６、ＮＡは青色の時は０．８５）と表されるとすると、Ｄ＝３．６ｕｍとなるため、各部分記録層１４ａ，１４ｂの厚さは、吸収層の厚さが１ｕｍで、吸収層の中心に焦点深度の中心がくる場合は、図５のように１．３ｕｍ以上とするのが好ましい。即ち、記録再生時に少なくとも焦点深度内の反射光は全て利用することができるように、吸収層と各部分記録層１４ａ，１４ｂの合計の厚さが焦点深度以上となっていればよい。焦点深度外の反射光も利用できると、反射率を高くすることができるが、焦点深度外のデフォーカスされた反射光がＲＦ信号やトラッキング誤差信号、フォーカス誤差信号などのサーボ信号に悪影響を及ぼす場合は、吸収層と各部分記録層１４ａ，１４ｂの合計の厚さを焦点深度以下にすればよい。図５は、記録再生時に、記録層にレーザー光が集光している様子を表しており、吸収層と各部分記録層１４ａ，１４ｂの合計の厚さが焦点深度以下の場合（ａ）と焦点深度以上の場合（ｂ）とを示している。焦点深度Ｄ＝３．６μｍの時に、吸収層の中心に焦点深度の中心がくるように焦点が合っている時、反射型ホログラムの厚さが１．３μｍ以上になっていれば、焦点深度内の反射光を全て利用でき、高い反射率を得られることが分かる。また、吸収層の両側にホログラム層を配置することにより、再生時の反射率を、片側だけに部分記録層がある場合に比べて２倍程度に大きくすることができる。即ち、焦点深度の範囲は、吸収層の両側の領域に存在するため、焦点深度内の反射光を無駄にすることなく利用できる。また、吸収層の熱をホログラム層に伝える際も、遠くまでは伝わりにくいため、吸収層の両側にホログラム層がある方が良い。

スペーサ層１５は、例えばＵＶ硬化樹脂などによって構成される。スペーサ層１５の屈折率も、吸収層１７と同様に、隣接する光干渉縞記録層（図３では第１の光干渉縞記録層１６ａ）と同一となっていることが好ましい。このようにすれば、スペーサ層１５と記録層１４の界面（図３に示す界面Ｂ０，Ｃ０）で反射が起きなくなるため、上記のような精度悪化の問題が生ずることはなくなる。

図１に戻る。図１に示すように、光学ドライブ装置１は、レーザ光源２−１，２−２、光学系３、光検出器６−１，６−２、及び処理部７を備えて構成される。これらのうち、レーザ光源２、光学系３、及び光検出器６は光ピックアップを構成する。

光学系３は、偏光ビームスプリッタ２１、コリメータレンズ２２、ダイクロイックプリズム２３、１／４波長板２４、センサレンズ（シリンドリカルレンズ）２６、回折格子２７、偏光ビームスプリッタ２８、コリメータレンズ２９、センサレンズ（シリンドリカルレンズ）３１、対物レンズ４、及びアクチュエータ５を有している。光学系３は、レーザ光源２−１，２−２がそれぞれ発した光ビームを光ディスク１１に導く往路光学系として機能するとともに、光ディスク１１からの戻りビームを光検出器６−１，６−２に導く復路光学系としても機能する。

まず、レーザ光源２−１が発した光ビーム（以下、記録層用光ビームと称する。）の往路光学系では、記録層用光ビームはまず偏光ビームスプリッタ２１に入射する。偏光ビームスプリッタ２１は、入射された記録層用光ビームを通過させ、コリメータレンズ２２に入射させる。コリメータレンズ２２は、記録層用光ビームを平行光とし、ダイクロイックプリズム２３に入射させる。ダイクロイックプリズム２３は、入射された平行光を光ディスク１１方向に反射させ、１／４波長板２４に入射させる。１／４波長板２４は、入射された平行光を円偏光とし、対物レンズ４に入射させる。

一方、レーザ光源２−２が発した光ビーム（以下、サーボ専用層用光ビームと称する。）の往路光学系では、まず回折格子２７がサーボ専用層用光ビームを３ビーム（０次回折光及び±１次回折光）に分解し、偏光ビームスプリッタ２８に入射させる。ビームスプリッタ２８は、入射された光ビームを通過させ、コリメータレンズ２９に入射させる。コリメータレンズ２９は、入射されたサーボ専用層用光ビームを平行光とし、ダイクロイックプリズム２３に入射させる。ダイクロイックプリズム２３は、入射された平行光を通過させ、１／４波長板２４に入射させる。１／４波長板２４は、入射された平行光を円偏光とし、対物レンズ４に入射させる。

光学系３は、対物レンズ４に入射された２種類の光ビーム（平行光状態の光ビーム）の光軸が一致するように構成される。対物レンズ４は、これら同一の光軸を有する２種類の光ビームを光ディスク１１上に集光させるとともに、光ディスク１１の記録面で反射してきた戻り光ビームを平行光に戻す。

ここで、コリメータレンズ２９は、フォーカス方向（記録面と垂直な方向）に駆動可能に構成されている。また、対物レンズ４は、フォーカス方向、光ディスク１１の記録面に平行な方向、及び光ディスク１１の記録面に対して回転する方向の３方向に駆動可能に構成されている。対物レンズ４の位置及び姿勢の制御はアクチュエータ５によって行われる。光学ドライブ装置１では、サーボ専用層用光ビームをサーボ専用層に合焦させ、かつ記録層用光ビームがアクセス対象層に合焦させるために、コリメータレンズ２９及び対物レンズ４の位置制御が行われる（フォーカスサーボ）。

サーボ専用層用光ビームの戻り光ビームはサーボ専用層１３のランド・グループで回折されており、０次回折光及び±１次回折光に分解されている。この０次回折光及び±１次回折光は、回折格子２７により生ずる０次回折光及び±１次回折光とは異なるもので、紛らわしいので、以下では回折格子２７により分解された０次回折光，＋１次回折光，−１次回折光をそれぞれメインビームＭＢ，サブビームＳＢ１，サブビームＳＢ２と称し、０次回折光及び±１次回折光という場合にはサーボ専用層１３のランド・グループでの回折によって生じた回折光を指すことにする。メインビームＭＢ，サブビームＳＢ１，サブビームＳＢ２は、それぞれ独立して反射光を生ずる。

記録層用光ビームの復路光学系では、対物レンズ４を通過した記録層用光ビームが、１／４波長板２４を介してダイクロイックプリズム２３に入射され、ダイクロイックプリズム２３で折り曲げられてコリメータレンズ２２に入射する。コリメータレンズ２２を通過した光ビームは、集光しつつ偏光ビームスプリッタ２１で反射して、センサレンズ２６（シリンドリカルレンズ）に入射する。センサレンズ２６は、入射された記録層用光ビームに非点収差を付与する。非点収差を付与された記録層用光ビームは光検出器６−１に入射する。

サーボ専用層用光ビームの復路光学系では、対物レンズ４を通過したサーボ専用層用光ビームが、１／４波長板２４及びダイクロイックプリズム２３を介してコリメータレンズ２９に入射する。コリメータレンズ２９を通過した光ビームは、集光しつつビームスプリッタ２８で反射して、センサレンズ３１（シリンドリカルレンズ）に入射する。センサレンズ３１は、センサレンズ２６と同様、入射されたサーボ専用層用光ビームに非点収差を付与する。非点収差を付与されたサーボ専用層用光ビームは光検出器６−２に入射する。ここでは、サーボ専用層のフォーカス制御として非点収差法を考えているが、非点収差法でなく、スポットサイズ法など別の方法で行ってもよい。

図６はセンサレンズ２６，３１によって付与される非点収差の説明図である。同図に示すように、センサレンズは一方方向（同図ＭＹ軸方向＝子線方向。）にのみレンズ効果を有している。そのため、コリメータレンズとセンサレンズによって構成される光学系の焦点の位置は、ＭＹ軸方向と、ＭＹ軸方向に垂直な方向であるＭＸ軸方向（母線方向）とで異なっている（図６に示すＭＹ軸焦点とＭＸ軸焦点）。なお、ＭＹ軸方向とＭＸ軸方向の光ビームの長さが等しい点を合焦点と称する。

フォーカスサーボでは、複数の記録層１４のうちアクセス対象である記録層１４で反射した記録層用光ビーム（信号光）の合掌点がちょうど光検出器６−１上に位置し、かつサーボ専用層１３で反射したサーボ専用層用光ビーム（信号光）の合掌点がちょうど光検出器６−２上に位置するよう、コリメータレンズ２９及び対物レンズ４の位置制御が行われる。その他の層で反射した光ビーム（迷光）の合掌点は光検出器６−１，６−２上に位置しないこととなり、迷光が光検出器６−１，６−２上に形成するスポット（迷光スポット）は、信号光が光検出器６−１，６−２上に形成するスポット（信号光スポット）に比べ、ＭＹ軸方向とＭＸ軸方向の少なくとも一方に広がった形状を有することとなる。

図１に戻る。光検出器６−１は、光学系３から出射される記録層用光ビームの戻り光ビームの光路に交差する平面上に設置される。一方、光検出器６−２は、光学系３から出射されるサーボ専用層用光ビームの戻り光ビームの光路に交差する平面上に設置される。光検出器６−１は１つの受光面、光検出器６−２は３つの受光面をそれぞれ備えており、各受光面はそれぞれ複数の受光領域に分割されている。光学ドライブ装置１では、これらの受光領域を適宜組み合わせて用いることで、サーボ専用層用フォーカス誤差信号、記録層用フォーカス誤差信号、全加算信号（記録層プルイン信号、サーボ専用層プルイン信号、ＲＦ信号）、サーボ専用層用トラッキング誤差信号、記録層用トラッキング誤差信号などの各種信号を生成することが可能となっている。

図７及び図８はそれぞれ、本実施の形態による光検出器６−１，６−２の上面図である。これらの図には、信号光が受光面上に形成するスポットの例も示している。図８に示すスポット内の領域Ｐ１，Ｐ２は、０次回折光と±１次回折光とが干渉している領域（プッシュプル領域）である。図中に示すＸ，Ｙ方向はそれぞれ、光ディスク接線方向，光ディスク半径方向に対応している。

光検出器６−１は、図７に示すように、正方形の受光面６１を備えている。受光面６１は、同一面積の４つの正方形（受光領域６１Ａ〜６１Ｄ）に分割されている。受光面６１は、記録層用光ビームの戻り光ビームを受光できる位置に配置されている。

光検出器６−２は、図８に示すように、いずれも正方形の３つの受光面６２〜６４を備えている。このうち受光面６２は、同一面積の４つの正方形（受光領域６２Ａ〜６２Ｄ）に分割されている。また、受光面６３及び６４は、上下２つに同一面積で分割されている（受光領域６３Ａ，６３Ｂ及び受光領域６４Ａ，６４Ｂ）。受光面６２〜６４はそれぞれ、サーボ専用層用光ビームの戻り光ビームのうち、メインビームＭＢ、サブビームＳＢ１、及びサブビームＳＢ２を受光できる位置に配置されている。受光面６３及び６４は、差動プッシュプル法によるトラッキングサーボを行う際に用いるものである。

光ビームを受光した光検出器６−１，６−２は、受光領域ごとに、光ビームの強度を受光面で面積分して得られる値（受光量）の振幅を有する信号を出力する。以下では、受光領域Ｘに対応する出力信号をＩ_Ｘと表す。

図１に戻る。処理部７は、一例として多チャンネル分のアナログ信号をデジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換機能を備えたＤＳＰ(Digital Signal Processor)で構成されており、光検出器６−１，６−２の出力信号を受け付けて上記各信号を生成するとともに、フォーカスサーボ、トラッキングサーボ、チルトサーボといった各種の対物レンズ４の位置制御を行う。

ＣＰＵ８はコンピュータやＤＶＤレコーダー等に内臓される処理装置であり、図示しないインターフェイスを介し、処理部７に対して光ディスク１１上のアクセス位置を特定するための指示信号を送信する。この指示信号を受信した処理部７は、対物レンズ４を制御し、光ディスク１１の表面に平行に移動させることによりオントラック状態を実現する（トラッキングサーボ）。オントラック状態になると、ＣＰＵ７は処理部７が生成するＲＦ信号をデータ信号として取得する。

ここから、記録層用光ビームを記録層１４に合焦させるための処理部７の処理の詳細について説明する。併せて、光ディスク１１の構造のさらなる詳細についても説明する。

図９は、処理部７の機能ブロックを示す図である。同図に示すように、処理部７は、フォーカス誤差信号生成部７１（フォーカス誤差信号生成手段）、フォーカスサーボ部７２（フォーカスサーボ手段）、全加算信号生成部７３（プルイン信号生成手段）を有している。また、フォーカスサーボ部７２は、内部に判定部７４（判定手段）を有する。

フォーカス誤差信号生成部７１は、図７に示した受光面６１を構成する各受光領域６１Ａ〜６１Ｄの受光量に基づいて、フォーカス誤差信号ＦＥを生成する。具体的には、次の式（１）の演算を行って、記録層用のフォーカス誤差信号ＦＥを生成する。

フォーカスサーボ部７２は、上記フォーカス誤差信号ＦＥの値が０となるように、対物レンズ４の位置を光ディスク１１の記録面と垂直な方向に制御するための制御信号を生成する。この制御信号はアクチュエータ５に出力され、アクチュエータ５は対物レンズ４の位置を光ディスク１１の記録面と垂直な方向に制御する（フォーカスサーボ）。この制御により、記録層用光ビームの焦点を、記録層１４の中間部、特に吸収層１７の中心（光ディスク１１の記録面法線方向の中心）に合わせることが可能になる。以下、フォーカス誤差信号ＦＥの具体例を挙げて説明する。

まず、図１０（ａ）に、参考のために、各受光領域６１Ａ〜６１Ｄの受光量のうち、記録層１４−１（図２）の界面Ｃ１−１（図３）での反射光成分のみによって算出したフォーカス誤差信号成分ＦＥ_Ｃ１−１を示す。同図において、横軸は対物レンズ４の位置（光ディスク１１の法線方向の位置）である。原点は、界面Ｃ１−１に焦点が合っているときの対物レンズ４の位置としている。縦軸は、信号の振幅を示している。後掲の各図でも同様である。また、復路の光学倍率を１５倍、一つの界面での反射光成分のみによって算出したフォーカス誤差信号の引き込みレンジ（ゼロクロス点を挟んで隣接する極大値間の距離）を２μｍとしている。なお、以下の各図に示すフォーカス誤差信号及びその成分は近似式を用いて描画したものであり、実際に測定した結果を示すものではない。

図１０（ａ）に示すように、フォーカス誤差信号成分ＦＥ_Ｃ１−１は、光ビームの焦点が界面Ｃ１−１（図１０（ａ）の原点）にあるときに０となる。したがって、実際には不可能であるが、仮にフォーカス誤差信号成分ＦＥ_Ｃ１−１を用いてフォーカスサーボを実行したとすれば、記録層用光ビームの焦点を界面Ｂ１−１に合わせることが可能になる。

次に、図１０（ｂ）は、光ディスク１１からの反射光によって得られるフォーカス誤差信号ＦＥを示す図である。同図の例は、復路の光学倍率を１５倍とし、一つの界面での反射光成分のみによって算出したフォーカス誤差信号の引き込みレンジが２μｍとなる場合の例である。図２に示すように、この例における各記録層１４−１〜３は、対応する中心位置Ｐ１〜Ｐ３を挟んで、対称な構造を有している。具体的には、図３に示すように、各部分記録層１４ａ，１４ｂは、８層の光干渉縞記録層１６ａと、７層の光干渉縞記録層１６ｂとで交互に構成された１５層構造を有している。したがって、この例では、光干渉縞記録層１６ａ，１６ｂ間の界面は、界面Ｂ１−１〜界面Ｂ１−１４及び界面Ｃ１−１〜界面Ｃ１−１４の計２８個存在する。また、光干渉縞記録層１６ａ、吸収層１７、及びスペーサ層１５の屈折率は１．６とし、光干渉縞記録層１６ｂの屈折率は１．６０４とした。したがって、この例においては、界面Ｂ０，Ｂ２，Ｃ０，Ｃ２では、その界面の両側に位置する層の屈折率が同じであるため、光ビームは反射しない。また、各光干渉縞記録層１６ａ，１６ｂの膜厚（図３に示した膜厚Ｔ１）、吸収層１７の膜厚（図３に示した膜厚Ｔ２）、及び隣接する記録層１４の中心位置間の距離（図２に示した距離Ｔ３）をそれぞれ、０．１０１２５μｍ、１μｍ、及び１０μｍとしている。

図１０（ｂ）には、フォーカス誤差信号ＦＥの他に、界面ごとの反射光成分のみによって算出したフォーカス誤差信号成分ＦＥ_Ｂ１−１〜ＦＥ_{Ｂ１−１４}，ＦＥ_Ｃ１−１〜ＦＥ_{Ｃ１−１４}も示している。フォーカス誤差信号ＦＥは、これらのフォーカス誤差信号成分の合計信号となる。同図において、フォーカス誤差信号成分に付した上付き数字１〜３は、それぞれ記録層１４−１〜３に対応する成分であることを示している。同図に示す点Ｐ１〜Ｐ３は、図２に示した各記録層１４−１〜３の中心位置Ｐ１〜Ｐ３に対応している。

また、図１１（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、図１０（ｂ）の一部を拡大して示した図である。図１１（ａ）は、図１０（ｂ）の原点付近を横方向に拡大した図であり、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）を縦方向に拡大した図である。

図１０（ｂ）並びに図１１（ａ）及び（ｂ）から理解されるように、記録層１４−１〜３がそれぞれ、対応する中心位置Ｐ１〜Ｐ３を挟んで対称な構造を有する場合、フォーカス誤差信号ＦＥがゼロとなる点は中心位置Ｐ１〜Ｐ３と一致する。したがって、フォーカス誤差信号ＦＥを用いてフォーカスサーボを実行することで、記録層用光ビームの焦点を中心位置Ｐ１〜Ｐ３に合わせることが可能になる。

ここで、各記録層１４において、部分記録層１４ａの０点（フォーカス誤差信号成分ＦＥ_Ｂ１−１〜ＦＥ_{Ｂ１−１４}の合計信号が０になる位置）と部分記録層１４ｂの０点（フォーカス誤差信号成分ＦＥ_Ｃ１−１〜ＦＥ_{Ｃ１−１４}の合計信号が０になる位置）との間の距離は、フォーカス誤差信号の線形性を保つように、部分記録層１４ａ，１４ｂのフォーカス引き込みレンジの合計程度より小さいことが好ましい。以下、この点について詳しく説明する。

以上、復路の光学倍率が１５倍、一つの界面での反射光成分のみによって算出したフォーカス誤差信号の引き込みレンジが２μｍの時に、各部分記録層１４ａ，１４ｂが１５層構造（厚さは、０．１０１２５×１５＝１．５１８７５μｍ）の時の例を示したが、部分記録層の厚さを変えた場合のフォーカス誤差信号の例を示しながら、これらの値の好ましい例について説明する。

以下では、記録層１２が２つの記録層１４−１，２により構成される例を用いて説明する。いずれの図においても、各記録層１４−１、２は、対応する中心位置Ｐ１、Ｐ２を挟んで対称な構造を有しているとし、膜厚Ｔ１、膜厚Ｔ２、距離Ｔ３はそれぞれ、特に言及しない限り、０．１０１２５μｍ、１μｍ、及び１０μｍとした。以下の説明において、信号ＦＥ_１４−１，ＦＥ_１４−２はそれぞれ、記録層１４−１，２に属する界面での反射光成分のみによって算出したフォーカス誤差信号成分である。

図１２は、部分記録層の層数が２０層である場合の、記録層１２付近における光ディスク１１の断面の模式図である。この例における各部分記録層１４ａ，１４ｂは、１０層の光干渉縞記録層１６ａと、１０層の光干渉縞記録層１６ｂとで交互に構成された２０層構造を有している。したがって、この例では、１つの記録層１４あたりの光干渉縞記録層１６ａ，１６ｂ間の界面は、界面Ｂ１−１〜界面Ｂ１−１９及び界面Ｃ１−１〜界面Ｃ１−１９の計３８個存在する。なお、図示していないが、図２に示した例と同様に、スペーサ層１５には光干渉縞記録層１６ａが隣接するとした。これは、後掲の各例でも同様である。そして、光干渉縞記録層１６ａ及びスペーサ層１５の屈折率を１．６０４とし、光干渉縞記録層１６ｂ及び吸収層１７の屈折率を１．６とした。したがって、この例においても、界面Ｂ０，Ｂ２，Ｃ０，Ｃ２では、その界面の両側に位置する層の屈折率が同じであるため、光ビームは反射しない。

図１３は、図１２の例における信号ＦＥ_１４−１，ＦＥ_１４−２，ＦＥを、図１０（ｂ）と同様に示したものある。

部分記録層が２０層である場合、図１３に示すように、フォーカス誤差信号ＦＥのゼロクロス点（Ｐ１，Ｐ２）付近での線形性が悪くなっている。したがって、この例のように部分記録層を２０層とすることは好ましくない。なお、図示していないが、部分記録層が２０層より多い場合、線形性はさらに悪化する。したがって、部分記録層の層数は、２０層よりも少ない方が好ましい。ただし、少なすぎると部分記録層の反射率が低下し、フォーカス誤差信号ＦＥの振幅が小さくなるため、線形性が問題にならない範囲で、できる限り層数を多くするのがよい。

図１４は、部分記録層の層数が１７層である場合の、記録層１２付近における光ディスク１１の断面の模式図である。この例における各部分記録層１４ａ，１４ｂは、９層の光干渉縞記録層１６ａと、８層の光干渉縞記録層１６ｂとで交互に構成された１７層構造を有している。したがって、この例では、１つの記録層１４あたりの光干渉縞記録層１６ａ，１６ｂ間の界面は、界面Ｂ１−１〜界面Ｂ１−１６及び界面Ｃ１−１〜界面Ｃ１−１６の計３２個存在する。また、光干渉縞記録層１６ａ、吸収層１７、及びスペーサ層１５の屈折率は１．６とし、光干渉縞記録層１６ｂの屈折率は１．６０４とした。したがって、この例においても、界面Ｂ０，Ｂ２，Ｃ０，Ｃ２では、その界面の両側に位置する層の屈折率が同じであるため、光ビームは反射しない。

図１５は、図１４の例における信号ＦＥ_１４−１，ＦＥ_１４−２，ＦＥを、図１０（ｂ）と同様に示したものある。

図１５と図１３を比較すると明らかなように、部分記録層の層数が１７層である場合、２０層である場合に比べて、フォーカス誤差信号ＦＥのゼロクロス点（Ｐ１，Ｐ２）付近での線形性が改善されている。

図１６は、部分記録層の層数が１０層である場合の、記録層１２付近における光ディスク１１の断面の模式図である。この例における各部分記録層１４ａ，１４ｂは、５層の光干渉縞記録層１６ａと、５層の光干渉縞記録層１６ｂとで交互に構成された１０層構造を有している。したがって、この例では、１つの記録層１４あたりの光干渉縞記録層１６ａ，１６ｂ間の界面は、界面Ｂ１−１〜界面Ｂ１−９及び界面Ｃ１−１〜界面Ｃ１−９の計１８個存在する。また、光干渉縞記録層１６ａ及びスペーサ層１５の屈折率を１．６０４とし、光干渉縞記録層１６ｂ及び吸収層１７の屈折率を１．６とした。したがって、この例においても、界面Ｂ０，Ｂ２，Ｃ０，Ｃ２では、その界面の両側に位置する層の屈折率が同じであるため、光ビームは反射しない。

図１７は、図１６の例における信号ＦＥ_１４−１，ＦＥ_１４−２，ＦＥを、図１０（ｂ）と同様に示したものある。

図１７から理解されるように、部分記録層の層数が１０層である場合も、部分記録層の層数が１７層である場合（図１５）と同様に、フォーカス誤差信号ＦＥのゼロクロス点（Ｐ１，Ｐ２）付近で良好な線形性が得られている。

図１８は、部分記録層の層数が５層である場合の、記録層１２付近における光ディスク１１の断面の模式図である。この例における各部分記録層１４ａ，１４ｂは、３層の光干渉縞記録層１６ａと、２層の光干渉縞記録層１６ｂとで交互に構成された５層構造を有している。したがって、この例では、１つの記録層１４あたりの光干渉縞記録層１６ａ，１６ｂ間の界面は、界面Ｂ１−１〜界面Ｂ１−４及び界面Ｃ１−１〜界面Ｃ１−４の計８個存在する。また、光干渉縞記録層１６ａ、吸収層１７、及びスペーサ層１５の屈折率は１．６とし、光干渉縞記録層１６ｂの屈折率は１．６０４とした。したがって、この例においても、界面Ｂ０，Ｂ２，Ｃ０，Ｃ２では、その界面の両側に位置する層の屈折率が同じであるため、光ビームは反射しない。

図１９は、図１８の例における信号ＦＥ_１４−１，ＦＥ_１４−２，ＦＥを、図１０（ｂ）と同様に示したものある。

図１９から理解されるように、部分記録層の層数が５層である場合も、部分記録層の層数が１７層，１０層である場合（図１５，図１７）と同様に、フォーカス誤差信号ＦＥのゼロクロス点（Ｐ１，Ｐ２）付近で良好な線形性が得られている。

図２０は、部分記録層の層数が３０層である場合の、記録層１２付近における光ディスク１１の断面の模式図である。この例における各部分記録層１４ａ，１４ｂは、１５層の光干渉縞記録層１６ａと、１５層の光干渉縞記録層１６ｂとで交互に構成された３０層構造を有している。したがって、この例では、１つの記録層１４あたりの光干渉縞記録層１６ａ，１６ｂ間の界面は、界面Ｂ１−１〜界面Ｂ１−２９及び界面Ｃ１−１〜界面Ｃ１−２９の計５８個存在する。また、光干渉縞記録層１６ａ及びスペーサ層１５の屈折率を１．６０４とし、光干渉縞記録層１６ｂ及び吸収層１７の屈折率を１．６とした。したがって、この例においても、界面Ｂ０，Ｂ２，Ｃ０，Ｃ２では、その界面の両側に位置する層の屈折率が同じであるため、光ビームは反射しない。

図２１は、図２０の例における信号ＦＥ_１４−１，ＦＥ_１４−２，ＦＥを、図１０（ｂ）と同様に示したものある。

図１３に示したように、部分記録層の層数が２０層である場合は、フォーカス誤差信号ＦＥのゼロクロス点（Ｐ１，Ｐ２）付近での線形性が悪くなっていて、図示していないが、部分記録層の層数が増えていくと、線形性はより悪化していく。部分記録層の層数がさらに増え、３０層の場合は、図２１に示すように、ゼロクロス点が点Ｐ１，Ｐ２以外にも複数生じてくるようになり、フォーカスサーボを実施するにあたり、複数の中から点Ｐ１，Ｐ２の点を認識させるプロセスが必要となる。したがって、このように点Ｐ１，Ｐ２以外のゼロクロス点を生ずる層数３０層は好ましくない。

図２２は、部分記録層の層数が４０層である場合の、記録層１２付近における光ディスク１１の断面の模式図である。この例における各部分記録層１４ａ，１４ｂは、２０層の光干渉縞記録層１６ａと、２０層の光干渉縞記録層１６ｂとで交互に構成された４０層構造を有している。したがって、この例では、１つの記録層１４あたりの光干渉縞記録層１６ａ，１６ｂ間の界面は、界面Ｂ１−１〜界面Ｂ１−３９及び界面Ｃ１−１〜界面Ｃ１−３９の計７８個存在する。また、光干渉縞記録層１６ａ及びスペーサ層１５の屈折率を１．６０４とし、光干渉縞記録層１６ｂ及び吸収層１７の屈折率を１．６とした。したがって、この例においても、界面Ｂ０，Ｂ２，Ｃ０，Ｃ２では、その界面の両側に位置する層の屈折率が同じであるため、光ビームは反射しない。

図２３は、図２２の例における信号ＦＥ_１４−１，ＦＥ_１４−２，ＦＥを、図１０（ｂ）と同様に示したものある。

図２３から明らかなように、部分記録層の層数が４０層である場合にも、部分記録層の層数が３０層である場合と同様、Ｐ１，Ｐ２以外のゼロクロス点が複数生ずる。したがって、層数４０層も好ましくない。

図２４は、図１２の例において、吸収層１７と吸収層１７に隣接する光干渉縞記録層１６ａとの間に、厚さ２μｍの反射型ホログラムではないホログラム層１６ｃを挿入した場合の、記録層１２付近における光ディスク１１の断面の模式図である。即ち、この例における各部分記録層１４ａ，１４ｂは、１層の反射型ホログラムではないホログラム層１６ｃに、１０層の光干渉縞記録層１６ａと、１０層の光干渉縞記録層１６ｂとで交互に構成された２０層構造が積層された構造を有している。したがって、この例では、１つの記録層１４あたりの光干渉縞記録層１６ａ，１６ｂ間の界面は、界面Ｂ１−１〜界面Ｂ１−２０及び界面Ｃ１−１〜界面Ｃ１−２０の計４０個存在する。また、ホログラム層１６ｃ、光干渉縞記録層１６ａ、吸収層１７、及びスペーサ層１５の屈折率は１．６とし、光干渉縞記録層１６ｂの屈折率は１．６０４とした。したがって、この例においても、界面Ｂ０，Ｂ２，Ｃ０，Ｃ２では、その界面の両側に位置する層の屈折率が同じであるため、光ビームは反射しない。

図２５は、図２４の例における信号ＦＥ_１４−１，ＦＥ_１４−２，ＦＥを、図１０（ｂ）と同様に示したものある。

図２５から明らかなように、この例でもＰ１，Ｐ２以外のゼロクロス点が複数生じている。したがって、吸収層１７の両隣に反射型ホログラムではないホログラム層１６ｃを設けることは好ましくない。

以上より、復路光学倍率が１５倍、一つの界面での反射光成分のみによって算出したフォーカス誤差信号の引き込みレンジが２μｍで吸収層が１μｍの場合には、吸収層のすぐ隣に、およそ２０層以下の反射型ホログラムを部分記録層として用いると、ゼロクロス点が複数生じることなく、また、所望のゼロクロス点付近の線形性も良くなることが理解される。吸収層を薄くすると、その分反射型ホログラムの層数を、線形性を保ちつつ多くすることができ、反射率も大きくなる。したがって、吸収層はできるだけ薄いことが好ましい。

実際には、吸収層の厚さの下限値は、吸収層から発生する熱量（温度）とホログラム層を変形させるために必要な熱量（温度）との兼ね合いで決められ、材料の特性に依存する。

ただし、焦点深度外の反射光が悪影響を及ぼす場合は、反射型ホログラムの層数は、吸収層と各部分記録層１４ａ，１４ｂの合計の厚さが焦点深度以下になるように決めるのが好ましい。よって、反射型ホログラムの層数は、線形性や焦点深度を考慮して決められる。

図２６は、図１８に示した光ディスク１１を用い、復路の光学倍率を３０倍とし、一つの界面での反射光成分のみによって算出したフォーカス誤差信号の引き込みレンジが１μｍとなる場合の信号ＦＥ_１４−１，ＦＥ_１４−２，ＦＥを、図１０（ｂ）と同様に示したものある。

図２６から理解されるように、この場合、復路の光学倍率が１５倍、フォーカス誤差信号の引き込みレンジが２μｍである図１９の場合に比べて、一つの界面での反射光成分のみによって算出したフォーカス誤差信号ＦＥのゼロクロス点（Ｐ１，Ｐ２）付近での線形性が悪くなっている。したがって、少なくとも部分記録層の層数が５層の場合、復路の光学倍率を３０倍、一つの界面での反射光成分のみによって算出したフォーカス誤差信号の引き込みレンジを１μｍとすることは好ましくない。

図Ｙ２(a)は、部分記録層の層数が４層である場合の、記録層１２付近における光ディスク１１の断面の模式図である。この例における各部分記録層１４ａ，１４ｂは、２層の光干渉縞記録層１６ａと、２層の光干渉縞記録層１６ｂとで交互に構成された４層構造を有している。したがって、この例では、１つの記録層１４あたりの光干渉縞記録層１６ａ，１６ｂ間の界面は、界面Ｂ１−１〜界面Ｂ１−３及び界面Ｃ１−１〜界面Ｃ１−３の計６個存在する。また、光干渉縞記録層１６ａ及びスペーサ層１５の屈折率を１．６０４とし、光干渉縞記録層１６ｂ及び吸収層１７の屈折率を１．６とした。したがって、この例においても、界面Ｂ０，Ｂ２，Ｃ０，Ｃ２では、その界面の両側に位置する層の屈折率が同じであるため、光ビームは反射しない。

図２８は、図２７の光ディスク１１を用い、その他は図２６と同条件下で得られる信号ＦＥ_１４−１，ＦＥ_１４−２，ＦＥを、図１０（ｂ）と同様に示したものある。

図２８から理解されるように、この場合、図２６の場合に比べて、フォーカス誤差信号ＦＥのゼロクロス点（Ｐ１，Ｐ２）付近での線形性が良くなっている。

図２９は、部分記録層の層数が３層である場合の、記録層１２付近における光ディスク１１の断面の模式図である。この例における各部分記録層１４ａ，１４ｂは、２層の光干渉縞記録層１６ａと、１層の光干渉縞記録層１６ｂとで交互に構成された３層構造を有している。したがって、この例では、光干渉縞記録層１６ａ，１６ｂ間の界面は、界面Ｂ１−１〜界面Ｂ１−２及び界面Ｃ１−１〜界面Ｃ１−２の計４個存在する。また、光干渉縞記録層１６ａ、吸収層１７、及びスペーサ層１５の屈折率は１．６とし、光干渉縞記録層１６ｂの屈折率は１．６０４とした。したがって、この例においても、界面Ｂ０，Ｂ２，Ｃ０，Ｃ２では、その界面の両側に位置する層の屈折率が同じであるため、光ビームは反射しない。

図３０は、図２９の光ディスク１１を用い、その他は図２６と同条件下で得られる信号ＦＥ_１４−１，ＦＥ_１４−２，ＦＥを、図１０（ｂ）と同様に示したものある。

図３０から理解されるように、この場合、図２８の場合と同様に、フォーカス誤差信号ＦＥのゼロクロス点（Ｐ１，Ｐ２）付近において、良好な線形性が得られている。

以上のように、復路光学倍率が３０倍、一つの界面での反射光成分のみによって算出したフォーカス誤差信号の引き込みレンジが１μｍの場合には、吸収層のすぐ隣に、およそ５層以下の反射型ホログラムを部分記録層として用いると、所望のゼロクロス点付近の線形性も良くなってくる。このように、フォーカス誤差信号の引き込みレンジ(復路光学倍率)の値によって、最適な反射型ホログラム層の構造が決められる。ただし、反射型ホログラム層を構成する光干渉縞記録層数が少なくなってくると、その分反射が減り、反射光強度が小さくなってくる。

線形性の観点からは、反射型ホログラム層の中心間の距離が一つの界面での反射光成分のみによって算出したフォーカス誤差信号の引き込みレンジの値のおよそ１．５倍より小さくなるように、吸収層の厚さ、反射型ホログラムの厚さ(干渉縞記録層数)を決めればよいことが分かる。

図９に戻る。全加算信号生成部７３は、記録層用光ビームを受光するための受光面６１を構成する各受光領域６１Ａ〜６１Ｄの受光量に基づいて、ＲＦ信号ＲＦ及びプルイン信号ＰＩを生成する。具体的には、次の式（２）の演算を行ってこれらの信号を生成する。式（２）から明らかなように、ＲＦ信号ＲＦとプルイン信号ＰＩとは同一の信号である。ただし、プルイン信号ＰＩは通常、ローパスフィルタを通すことにより帯域制限がなされた状態で出力される。帯域制限をするのは、符号Ｍの有無に応じた変動やノイズを除去するためである。

ＲＦ信号ＲＦは、データ信号としてＣＰＵ８に入力される。ＣＰＵ８は、ＲＦ信号ＲＦに基づいて光ディスク１１に書き込まれている情報を取得する。

プルイン信号ＰＩはフォーカスサーボ部７２において層認識のために用いられる。つまり、プルイン信号ＰＩは、光ビームの焦点位置が層間を移動する際、記録層１４付近に焦点が合っているときに極大になるという性質を有している。部分記録層１４ａ及び１４ｂの中心付近では、それぞれの光干渉縞記録層からのプルイン信号の加算により、極大値をもつ。記録層１４のプルイン信号ＰＩは、部分記録層１４ａと１４ｂのプルイン信号の加算となり、部分記録層の中心間の距離が小さくなってくると記録層１４の中心に極大点を持つことになる。フォーカスサーボ部７２は、このようなプルイン信号ＰＩの性質を利用し、各記録層１４に対応する焦点位置の範囲を検出する。そして、検出された複数（記録層１４の数分）の範囲の中からアクセス対象である記録層１４に対応する焦点位置の範囲を選択し、その範囲内でフォーカスサーボを行う。これにより、アクセス対象である記録層１４の吸収層１７に焦点を合わせることが可能になる。以下、プルイン信号ＰＩの具体例を挙げて説明する。

まず、図３１に、参考のために、各受光領域６１Ａ〜６１Ｄの受光量のうち、記録層１４−１（図２）の界面Ｃ１−１（図３）での反射光成分のみによって算出したプルイン信号成分ＰＩ_Ｃ１−１を示す。同図の横軸及び縦軸は、図１０（ａ）と同様である。なお、以下の各図に示すプルイン信号及びその成分も近似式を用いて描画したものであり、実際に測定した結果を示すものではない。

図３１に示すように、プルイン信号成分ＰＩ_Ｃ１−１は、光ビームの焦点が界面Ｃ１−１（図３１の原点）付近にあるときに最大となる。したがって、実際には不可能であるが、仮にプルイン信号成分ＰＩ_Ｃ１−１を用いて層認識を実行したとすれば、フォーカス誤差信号成分ＦＥ_Ｃ１−１と併せて記録層用光ビームの焦点を界面Ｃ１−１に合わせることが可能になる。即ち、フォーカス誤差信号がゼロとなる点は図１０より、焦点が離れていく場合でも存在するため、焦点が合っているゼロ点を選択できるように、プルイン信号のスライス信号がハイであるという条件を組合わせている。よって、プルイン信号は層認識以外にも、正しく焦点位置を合わすために、フォーカス誤差信号と組合わせて用いられる。

次に、図３２（ａ）は、図１０（ｂ）と同じ条件下で得られるプルイン信号ＰＩを示す図である。同図には、界面ごとの反射光成分のみによって算出したプルイン信号成分ＰＩ_Ｂ１−１〜ＰＩ_{Ｂ１−１４}，ＰＩ_Ｃ１−１〜ＰＩ_{Ｃ１−１４}も示している。同図において、これらのプルイン信号成分に付した上付き数字１〜３は、それぞれ記録層１４−１〜３に対応する成分であることを示している。プルイン信号ＰＩは、これらのプルイン信号成分の合計信号となる。また、同図には、他にも、記録層１４−１の部分記録層１４ａに属する界面での反射光成分のみによって算出したプルイン信号成分ＰＩ_{１４−１ａ}、記録層１４−１の部分記録層１４ｂに属する界面での反射光成分のみによって算出したプルイン信号成分ＰＩ_{１４−１ｂ}、記録層１４−２の部分記録層１４ａに属する界面での反射光成分のみによって算出したプルイン信号成分ＰＩ_{１４−２ａ}、記録層１４−２の部分記録層１４ｂに属する界面での反射光成分のみによって算出したプルイン信号成分ＰＩ_{１４−２ｂ}、記録層１４−３の部分記録層１４ａに属する界面での反射光成分のみによって算出したプルイン信号成分ＰＩ_{１４−３ａ}、記録層１４−３の部分記録層１４ｂに属する界面での反射光成分のみによって算出したプルイン信号成分ＰＩ_{１４−３ｂ}、プルイン信号成分ＰＩ_{１４−１ａ}とプルイン信号成分ＰＩ_{１４−１ｂ}の加算信号ＰＩ_１４−１、プルイン信号成分ＰＩ_{１４−２ａ}とプルイン信号成分ＰＩ_{１４−２ｂ}の加算信号ＰＩ_１４−２、プルイン信号成分ＰＩ_{１４−３ａ}とプルイン信号成分ＰＩ_{１４−３ｂ}の加算信号ＰＩ_１４−３も示している。同図に示す点Ｐ１〜Ｐ３は、図１０（ｂ）に示したものと同様、記録層１４−１〜３の吸収層１７の中心の位置に対応している。

また、図３２（ｂ）は、図３２（ａ）の原点付近を、縦方向及び横方向に拡大して示した図である。

上述したように、プルイン信号ＰＩは層認識に用いられる。しかし、これはプルイン信号ＰＩが各記録層１４の中心位置Ｐ１〜Ｐ３付近でそれぞれ極大値を有するからこそ可能になることである。つまり、これらの極大値と層間の極小値との間にしきい値を設定し、プルイン信号ＰＩの値とこのしきい値とを比較し、このしきい値より高くなっている部分を検出することで、層認識を行うことが可能になる。

しかしながら、図３２（ａ）に示したプルイン信号ＰＩは上記のような極大値を有しておらず、記録層ごとに分離されていない。したがって、このプルイン信号ＰＩでは記録層１４−１〜３の層認識が行えない。よって、何かしらの方法でプルイン信号ＰＩの層間分離を行う必要がある。単純に、スペーサ層の厚みを大きくしていくと、層間分離がされてくるが、メディアの厚さが大きくなり、好ましくない。

図３３は、図２６と同じ条件下（復路光学倍率が３０倍で、フォーカス誤差信号の引き込みレンジが１μｍ。記録層１２が２つの記録層１４−１，２により構成される。）で得られるプルイン信号ＰＩを示す図である。同図に示す各信号の意味は、図３２（ａ）と同様である。

この場合、加算信号であるプルイン信号ＰＩが記録層ごとに分離されているため、層認識が可能である。受光面上のスポット光の直径Ｒは、復路光学倍率をβ、対物レンズのＮＡ、フォーカス誤差信号の引き込みレンジｘを用いて、Ｒ＝２×β×ＮＡ×ｘと表されるため、同じスポット光サイズにおいて、引き込みレンジが半分になれば、復路光学倍率を２倍にする必要がある。このように、復路光学倍率を大きくすることができれば、プルイン信号ＰＩの層間分離がされてくる。

図３４は比較例として、復路光学倍率が１５倍で、一つの界面での反射光成分のみによって算出したフォーカス誤差信号の引き込みレンジが２μｍの時の図であり、これらの条件以外は図３３と同じである。

層認識について具体的に説明する。フォーカスサーボ部７２は、初めに対物レンズ４を光ディスク１１の記録面法線方向に移動させ、同時に、判定部７４にプルイン信号ＰＩの値としきい値とを比較させる。そして、判定部７４による比較の結果、しきい値より大きいプルイン信号ＰＩが得られていたときの対物レンズ４の位置の範囲を、記録層１４に対応する焦点位置の範囲であると認識して記憶する。図３２（ａ）の例では、それぞれ記録層１４−１〜３に対応する３つの範囲Ｒ１〜Ｒ３が記憶されることになる。

フォーカスサーボ部７２は、アクセス対象層である記録層１４に対応する焦点位置の範囲内においてフォーカスサーボを実施する。例えば、記録層１４−２がアクセス対象層である場合には、範囲Ｒ２の中で対物レンズ４の位置制御を行うことにより、フォーカスサーボを実施する。上述したように、フォーカス誤差信号ＦＥは、光ビームの焦点が各記録層１４の中心位置にあるときに０となるので、上記処理により、アクセス対象である記録層１４の吸収層１７の中心に記録層用光ビームの焦点を合わせることが可能になる。

以上説明したように、本実施の形態による光学ドライブ装置１によれば、記録層１４の中間部に吸収層１７を設けることにより、スペーサ層１５や吸収層１７の界面での反射を用いずに、反射型ホログラムの光干渉縞記録層間の滑らかな界面での反射光を用いてフォーカス制御が行えるため、精度よく吸収層１７に焦点を合わすことが可能になる。

以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるものではなく、本発明が、その要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施され得ることは勿論である。

例えば、上記実施の形態では記録層１４の中間部に吸収層１７を設けたが、吸収層１７がなくとも記録層１４の中間部に光ビームの焦点を合わせることができるのはもちろんである。

図３５（ａ）は、吸収層１７を有しない記録層１４を用いる場合のフォーカス誤差信号ＦＥの例を示している。図３５（ｂ）は、図３５（ａ）の原点付近を縦方向に拡大した図である。

図３５（ａ）及び（ｂ）から理解されるように、吸収層１７を有しない記録層１４でも、記録層１４の中心位置Ｐ４においてフォーカス誤差信号ＦＥは０となっている。したがって、フォーカスサーボによって記録層１４の中心位置Ｐ４に光ビームの焦点を合わせることは可能である。

１ 光学ドライブ装置
２ レーザ光源
３ 光学系
４ 対物レンズ
５ アクチュエータ
６ 光検出器
７ 処理部
８ ＣＰＵ
１１ 光ディスク
１２，１４ 記録層
１３ サーボ専用層
１４ａ，１４ｂ 部分記録層
１５ スペーサ層
１６ａ，１６ｂ 光干渉縞記録層
１７ 吸収層
２１，２８ 偏光ビームスプリッタ
２２，２９ コリメータレンズ
２３ ダイクロイックプリズム
２４ １／４波長板
２６，３１ センサレンズ
２７ 回折格子
６１〜６４ 受光面
６１Ａ〜６１Ｄ、６２Ａ〜６２Ｄ、６３Ａ、６３Ｂ、６４Ａ、６４Ｂ 受光領域
７１ フォーカス誤差信号生成部
７２ フォーカスサーボ部
７３ 全加算信号生成部
７４ 判定部
Ｂ０〜Ｂ２，Ｃ０〜Ｃ２ 界面
Ｐ１〜Ｐ３ 記録層の中心位置

Claims (11)

1. 光記録媒体のフォーカスサーボを行う光学ドライブ装置であって、
   前記光記録媒体は、複数の光干渉縞記録層からなり、隣接する２つの前記光干渉縞記録層間で互いに異なった屈折率を有するホログラムの干渉縞構造である反射型ホログラムにより構成された記録層を有し、
   前記光記録媒体の前記記録層に光ビームを集光させる対物レンズと、
   前記光ビームの前記記録層からの反射光に非点収差を与える光学部品と、
   前記光学部品を通過した前記反射光を受光する４分割光検出器と、
   前記４分割光検出器の受光量に基づき、非点収差法によるフォーカス誤差信号を生成するフォーカス誤差信号生成手段と、
   前記フォーカス誤差信号に基づいて前記対物レンズの位置を制御するフォーカスサーボ手段とを備えることを特徴とする光学ドライブ装置。
2. 前記記録層は、
   それぞれ前記反射型ホログラムにより構成された第１及び第２の部分記録層と、
   前記第１及び第２の部分記録層の間に挟まれた、前記光ビームを吸収して熱を発する吸収層と
   からなることを特徴とする請求項１に記載の光学ドライブ装置。
3. 前記記録層は、前記吸収層を挟んで対称な構造を有することを特徴とする請求項２に記載の光学ドライブ装置。
4. 前記４分割光検出器の受光量に基づき、層間分離がされているプルイン信号を生成するプルイン信号生成手段をさらに備え、
   前記フォーカスサーボ手段は、前記プルイン信号の値が所定のしきい値より大きくなる前記対物レンズの位置範囲内で、前記フォーカス誤差信号に基づいて前記対物レンズの位置を制御することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光学ドライブ装置。
5. 複数の光干渉縞記録層からなり、隣接する２つの前記光干渉縞記録層間で互いに異なった屈折率を有するホログラムの干渉縞構造である反射型ホログラムにより構成された記録層を備えることを特徴とする光記録媒体。
6. 前記記録層は、
   それぞれ前記反射型ホログラムにより構成された第１及び第２の部分記録層と、
   前記第１及び第２の部分記録層の間に挟まれた、前記光ビームを吸収して熱を発する吸収層と
   からなることを特徴とする請求項５に記載の光記録媒体。
7. 前記記録層は、前記吸収層を挟んで対称な構造を有することを特徴とする請求項６に記載の光記録媒体。
8. 前記第１の部分記録層の０点と前記第２の部分記録層の０点との間の距離は、フォーカス誤差信号の線形性を保つように、前記光干渉縞記録層間の一つの界面での反射光成分のみによって算出したフォーカス引き込みレンジの１．５倍程度より小さいことを特徴とする請求項６又は７に記載の光記録媒体。
9. 前記記録層がスペーサ層を介して複数設けられることを特徴とする請求項６乃至８のいずれか一項に記載の光記録媒体。
10. 前記反射型ホログラムを構成する前記各光干渉縞記録層の屈折率と前記スペーサ層の屈折率とは、前記反射型ホログラムと前記スペーサ層の界面で光ビームが反射しないよう選択されることを特徴とする請求項９に記載の光記録媒体。
11. 前記記録層とは光記録媒体法線方向の異なる位置に、トラッキングサーボ用のサーボ専用層が設けられることを特徴とする請求項５乃至９のいずれか一項に記載の光記録媒体。

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