JP4347727B2

JP4347727B2 - 光ディスク装置

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Publication number: JP4347727B2
Application number: JP2004064905A
Authority: JP
Inventors: 秀明平井; 哲也小形
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2003-11-27
Filing date: 2004-03-09
Publication date: 2009-10-21
Anticipated expiration: 2024-03-09
Also published as: JP2005182972A

Description

本発明は、光ディスク装置に係り、さらに詳しくは、複数の記録層を有する光ディスクに対して、情報の記録、再生及び消去のうち少なくとも再生を行なう光ディスク装置に関する。

近年、デジタル技術の進歩及びデータ圧縮技術の向上に伴い、音楽、映画、写真及びコンピュータソフトなどの情報（以下「コンテンツ」ともいう）を記録するための媒体として、ＤＶＤ（digital versatile disc）などの光ディスクが注目されるようになり、その低価格化とともに、光ディスクを情報記録の対象媒体とする光ディスク装置が普及するようになった。

ところで、コンテンツの情報量は、年々増加する傾向にあり、光ディスクの記録容量の更なる増加が期待されている。光ディスクの記録容量を増加させる手段としては、記録密度の向上及び記録層の多層化が考えられる。

光ディスクの記録密度の向上については、光ディスクに照射する光束の波長を短くし、対物レンズによって記録層に形成される光スポットの大きさ（スポット径）を小さくすることが検討され、波長が約６６０ｎｍの光束に対応する現在のＤＶＤ（以下「赤色ＤＶＤ」ともいう）よりも短波長である約４００ｎｍの光束に対応する次世代ＤＶＤ（以下「青色ＤＶＤ」ともいう）の開発及び規格化が精力的に行なわれている。

記録層の多層化については、複数の記録層を有する光ディスク（以下「多層ディスク」ともいう）及び該多層ディスクをアクセス対象とする光ディスク装置の開発が盛んに行われている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。多層ディスクでは、記録層と記録層との間隔が重要である。この間隔が狭いと、いわゆる層間クロストークにより、多層ディスクからの戻り光束には、目的とする記録層からの信号だけでなく、目的とする記録層以外の記録層からの信号も高いレベルで含まれることとなり、再生信号のＳ／Ｎ比が低下するおそれがある。一方、記録層と記録層との間隔が広いと、球面収差の影響により目的とする記録層からの信号が劣化するおそれがある。そこで、例えば片面２層ＤＶＤ−ＲＯＭでは、２つの記録層の間隔は５５±１５μｍに規定されている。

そこで、光束の短波長化と記録層の多層化とを組み合わせると、記録容量の大幅な増加が期待できる。しかしながら、光束の波長が短くなると、２つの記録層の間隔の上限が上記片面２層ＤＶＤ−ＲＯＭの場合（７０μｍ）よりも小さくなるため、従来の製造設備を転用することが困難であり、光ディスクが高価なものとなる。

特開平０８−０９６４０６号公報特開平０９−０５４９８１号公報

本発明は、かかる事情の下になされたもので、その目的は、複数の記録層を有する高記録容量の光ディスクへのアクセスを精度良く安定して行うことができる光ディスク装置を提供することにある。

本発明は、第１の観点からすると、第１記録層と第２記録層とを有し、該２つの記録層の間隔ｔが８７μｍ以下である光ディスクに対して、情報の記録、再生及び消去のうち少なくとも再生を行なう光ディスク装置であって、光源と；入射光束が略平行光のときに、前記第１記録層から前記第２記録層に向かって（１／２）ｔに対応する位置での波面収差がほぼ最小となるように設定されている対物レンズを含み、前記光源から出射された光束を前記複数の記録層のうち選択された記録層に集光するとともに、前記選択された記録層で反射された戻り光束を所定の受光位置まで導く光学系と；前記受光位置に配置され、前記戻り光束を受光する光検出器と；前記選択された記録層が前記第１記録層のときに、前記第１記録層から前記第２記録層に向かって（１／４）ｔに対応する位置での球面収差がほぼ最小となるときの収差補正量を選択し、前記選択された記録層が前記第２記録層のときに、前記第１記録層から前記第２記録層に向かって（３／４）ｔに対応する位置での球面収差がほぼ最小となるときの収差補正量を選択する収差補正手段と；前記光検出器の出力信号を用いて、前記情報の記録、再生及び消去のうち少なくとも再生を行なう処理装置と；を備える光ディスク装置である。

これによれば、選択された記録層が複数の記録層のうちのいずれの記録層であっても、形状品質に優れた光スポットを形成することが可能となる。従って、結果として複数の記録層を有する高記録容量の光ディスクへのアクセスを精度良く安定して行うことができる。

本発明は、第２の観点からすると、第１記録層と第２記録層とを有し、該２つの記録層の間隔ｔが６５μｍ以下である光ディスクに対して、情報の記録、再生及び消去のうち少なくとも再生を行なう光ディスク装置であって、光源と；入射光束が略平行光のときに、前記第１記録層又は前記第２記録層に対応する位置での波面収差がほぼ最小となるように設定されている対物レンズを含み、前記光源から出射された光束を前記複数の記録層のうち選択された記録層に集光するとともに、前記選択された記録層で反射された戻り光束を所定の受光位置まで導く光学系と；前記受光位置に配置され、前記戻り光束を受光する光検出器と；前記選択された記録層が前記第１記録層のときに、前記第１記録層から前記第２記録層に向かって（１／３）ｔに対応する位置での球面収差がほぼ最小となるときの収差補正量を選択し、前記選択された記録層が前記第２記録層のときに、前記第１記録層から前記第２記録層に向かって（２／３）ｔに対応する位置での球面収差がほぼ最小となるときの収差補正量を選択する収差補正手段と；前記光検出器の出力信号を用いて、前記情報の記録、再生及び消去のうち少なくとも再生を行なう処理装置と；を備える光ディスク装置である。

上記各光ディスク装置において、前記収差補正手段は、前記光源と前記対物レンズとの間の光路上に配置された正レンズと負レンズとを含み、前記選択結果に基づいて前記正レンズと前記負レンズとの間隔を調整し、収差を補正することとすることができる。

上記各光ディスク装置において、前記収差補正手段は、前記光源と前記対物レンズとの間の光路上に配置されたカップリングレンズを含み、前記選択結果に基づいて光軸方向に関する前記カップリングレンズの位置を調整し、収差を補正することとすることができる。

上記各光ディスク装置において、前記収差補正手段は、前記光源と前記対物レンズとの間の光路上に配置され、印加電圧によってその屈折率分布が変化する電気光学素子を含み、前記選択結果に基づいて前記電気光学素子の屈折率分布を調整し、収差を補正することとすることができる。

この場合において、前記電気光学素子は、液晶素子であることとすることができる。また、前記電気光学素子は、電気光学結晶を含む光学素子であることとすることができる。

以下、本発明の一実施形態を図１〜図４（Ｂ）に基づいて説明する。図１には、本発明の一実施形態に係る光ディスク装置２０の概略構成が示されている。

この図１に示される光ディスク装置２０は、光ディスク１５を回転駆動するスピンドルモータ２２、光ピックアップ装置２３、該光ピックアップ装置２３をスレッジ方向に駆動するシークモータ２１、レーザ制御回路２４、エンコーダ２５、モータ制御回路２６、サーボ制御回路２７、再生信号処理回路２８、バッファＲＡＭ３４、バッファマネージャ３７、インターフェース３８、フラッシュメモリ３９、ＣＰＵ４０及びＲＡＭ４１などを備えている。なお、図１における接続線は、代表的な信号や情報の流れを示すものであり、各ブロックの接続関係の全てを表すものではない。また、光ディスク装置２０は、複数の記録層を有する光ディスクに対応しているものとする。

前記光ディスク１５は、波長が約４００ｎｍの光束に対応し、２つの記録層を有する本発明の一実施形態に係る光ディスク（以下「片面２層青色ＤＶＤ」ともいう）である。この光ディスク１５は、一例として図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示されるように、前記光ピックアップ装置２３に近いほうから順に、第１基板Ｌ0、第１記録層Ｍ0、中間層ＭＬ、第２記録層Ｍ1、第２基板Ｌ1などを有している。また、第１記録層Ｍ0と中間層ＭＬとの間には金や誘電体などで形成された半透明膜があり、第２記録層Ｍ1と第２基板Ｌ1との間にはアルミニウムなどで形成された金属反射膜がある。中間層ＭＬには、光ピックアップ装置２３から照射される光束に対して透過率が高く、基板の屈折率に近い屈折率を有する紫外線硬化型の樹脂材料が用いられる。なお、第１記録層Ｍ0と第２記録層Ｍ1との間隔（すなわち中間層ＭＬの厚さ）ｔについては後で詳述する。また、各記録層には、スパイラル状又は同心円状のトラックが形成されている。

前記光ピックアップ装置２３は、光ディスク１５における選択された記録層（以下「選択記録層」と略述する）にレーザ光を照射するとともに、その選択記録層からの反射光を受光するための装置である。この光ピックアップ装置２３は、一例として図３に示されるように、光源ＬＤ、カップリングレンズ５２、偏向プリズム５３、偏光ビームスプリッタ５４、１／４波長板５５、収差補正レンズ系５６、集光レンズ５８、対物レンズ６０、光検出器としての受光器ＰＤ、及び駆動系（フォーカシングアクチュエータ及びトラッキングアクチュエータ（いずれも図示省略））などを備えている。

前記光源ＬＤは、波長が約４００ｎｍの直線偏光（ここでは一例としてＳ偏光とする）の光束を出射する半導体レーザである。なお、光源ＬＤから出射される光束の最大強度出射方向を＋Ｘ方向とする。この光源ＬＤの＋Ｘ側に前記カップリングレンズ５２が配置され、光源ＬＤから出射された光束を略平行光とする。

前記偏光ビームスプリッタ５４は、カップリングレンズ５２の＋Ｘ側に配置され、Ｓ偏光に対しては高い透過率を有し、Ｐ偏光に対しては高い反射率を有している。従って、偏光ビームスプリッタ５４は、カップリングレンズ５２からの光束を透過させるとともに、光ディスク１５の選択記録層で反射した光束（戻り光束）を−Ｚ方向に分岐する。

前記収差補正レンズ系５６は、偏光ビームスプリッタ５４の＋Ｘ側に配置され、負レンズとしての凹レンズ５６ａと、正レンズとしての凸レンズ５６ｂと、前記凹レンズ５６ａ及び凸レンズ５６ｂの少なくとも一方を駆動し両レンズの間隔（以下「レンズ間隔」ともいう）を変更する不図示のレンズ駆動装置を含んでいる。レンズ間隔が変化すると、対物レンズ６０の結像倍率が変化し、球面収差が変化する。

前記偏向プリズム５３は収差補正レンズ系５６の＋Ｘ側に配置され、収差補正レンズ系５６からの光束の光路を＋Ｚ方向に曲げる。なお、偏向プリズム５３に代えて反射ミラーを用いても良い。この偏向プリズム５３の＋Ｚ側には前記１／４波長板５５が配置され、１／４波長板５５の＋Ｚ側には前記対物レンズ６０が配置されている。

前記偏光ビームスプリッタ５４の−Ｚ側には、前記集光レンズ５８が配置され、偏光ビームスプリッタ５４で−Ｚ方向に分岐された戻り光束を前記受光器ＰＤの受光面に集光する。受光器ＰＤは複数の受光領域を有し、その受光領域毎に受光量に応じた信号（光電変換信号）をそれぞれ出力する。

前記フォーカシングアクチュエータ（図示省略）は、対物レンズ６０の光軸方向であるフォーカス方向に対物レンズ６０を微少駆動するためのアクチュエータである。前記トラッキングアクチュエータ（図示省略）は、トラックの接線方向に直交する方向であるトラッキング方向に対物レンズ６０を微少駆動するためのアクチュエータである。

なお、本実施形態では、対物レンズ６０に略平行光が入射されたときに波面収差がほぼ０となる位置（以下「収差基準位置」ともいう）が、対物レンズ６０の光軸方向に関して前記中間層ＭＬのほぼ中央に対応する位置となるように設定されているものとする。

図１に戻り、前記再生信号処理回路２８は、Ｉ／Ｖアンプ２８ａ、サーボ信号検出回路２８ｂ、ウォブル信号検出回路２８ｃ、ＲＦ信号検出回路２８ｄ及びデコーダ２８ｅなどから構成されている。

前記Ｉ／Ｖアンプ２８ａは、受光器ＰＤの出力信号を電圧信号に変換するとともに、所定のゲインで増幅する。

前記サーボ信号検出回路２８ｂは、Ｉ／Ｖアンプ２８ａの出力信号に基づいてフォーカスエラー信号及びトラックエラー信号などのサーボ信号を検出する。ここで検出されたサーボ信号は前記サーボ制御回路２７に出力される。

前記ウォブル信号検出回路２８ｃは、Ｉ／Ｖアンプ２８ａの出力信号に基づいてウォブル信号を検出する。前記ＲＦ信号検出回路２８ｄは、Ｉ／Ｖアンプ２８ａの出力信号に基づいてＲＦ信号を検出する。前記デコーダ２８ｅは前記ウォブル信号からアドレス情報及び同期信号などを抽出する。ここで抽出されたアドレス情報はＣＰＵ４０に出力され、同期信号はエンコーダ２５に出力される。また、デコーダ２８ｅは前記ＲＦ信号に対して復号処理及び誤り検出処理などを行い、誤りが検出されたときには誤り訂正処理を行った後、再生データとして前記バッファマネージャ３７を介して前記バッファＲＡＭ３４に格納する。

前記サーボ制御回路２７は、ＦＣコントローラ２７ａ、ＴＲコントローラ２７ｂ、ＡＣＴドライバ２７ｃ、ＳＡコントローラ２７ｄ、及びＳＡドライバ２７ｅなどを有している。

前記ＦＣコントローラ２７ａは、前記フォーカスエラー信号に基づいてフォーカスずれを補正するためのフォーカス制御信号を生成する。前記ＴＲコントローラ２７ｂは、前記トラックエラー信号に基づいてトラックずれを補正するためのトラッキング制御信号を生成する。ここで生成されたフォーカス制御信号及びトラッキング制御信号は、それぞれ前記ＡＣＴドライバ２７ｃに出力される。

前記ＡＣＴドライバ２７ｃは、前記フォーカス制御信号に応じてフォーカシングアクチュエータの駆動信号（駆動電流）を光ピックアップ装置２３に出力し、前記トラッキング制御信号に応じてトラッキングアクチュエータの駆動信号（駆動電流）を光ピックアップ装置２３に出力する。これにより、トラッキング制御及びフォーカス制御が行われる。

前記ＳＡコントローラ２７ｄは、ＣＰＵ４０からの選択記録層に関する情報に基づいて前記収差補正レンズ系５６を構成する両レンズの間隔を制御するためのレンズ間隔制御信号を生成する。ここで生成されたレンズ間隔制御信号は前記ＳＡドライバ２７ｅに出力される。

前記ＳＡドライバ２７ｅは、前記レンズ間隔制御信号に応じて、予め設定されている２種類の駆動信号（駆動信号Ａ及び駆動信号Ｂとする）の一方を前記収差補正レンズ系５６を構成するレンズ駆動装置の駆動信号として光ピックアップ装置２３に出力する。本実施形態では、選択記録層が第１記録層のときに駆動信号Ａが出力され、選択記録層が第２記録層のときに駆動信号Ｂが出力される。

ところで、補正処理が行われないときの球面収差は、一例として図４（Ａ）に示されるように、前記収差基準位置（Ｓとする）からの距離に比例して大きくなり、次の（１）式で示されることが知られている。ここで、Ｗ_４０ ^rmsはＲＭＳ値で示される球面収差、ｄは収差基準位置Ｓからの距離、ｎは中間層ＭＬの等価屈折率、ＮＡは対物レンズ６０の開口数である。
W₄₀ ^rms≒{ 1/48√5 } { (n²-1) /n³ } NA⁴ ・d ……（１）

通常光ディスクに記録されている情報を安定して再生するには、波面収差は光束の波長をλとすると、ＲＭＳ値で０．０７λより小さくする必要があることが経験上知られている。そして、波面収差には対物レンズの収差や光ディスクの傾きに起因する収差なども含めて考える必要があるため、記録層での球面収差は０．０７λの１／２（＝０.０３５λ）以下にする必要がある。

図４（Ａ）に示されるように、球面収差が０．０３５λとなる位置をＰ1及びＰ2とすると、Ｐ1とＰ2の間隔（Ｔ１とする）は、次の（２）式で示される。すなわち、球面収差が補正されない場合には、記録層の間隔の上限値はＴ1となる。なお、ここでは、Ｐ1を対物レンズ側の位置とする。

T1=7.5 n³λ/{(n²-1)NA⁴ } ……（２）

本実施形態では、一例として図４（Ｂ）に示されるように、位置Ｐ1での球面収差がほぼ０となるように前記レンズ間隔を変更するための駆動信号を前記駆動信号Ａとし、位置Ｐ2での球面収差がほぼ０となるようにレンズ間隔を変更するための駆動信号を前記駆動信号Ｂとしている。なお、各駆動信号は予め、実験、シミュレーション及び理論計算などにより得られている。

従って、図４（Ｂ）に示されるように、選択記録層が第１記録層Ｍ0の場合には、駆動信号Ａを出力することにより、第１記録層Ｍ0の位置が収差基準位置Ｓと位置Ｐ11との間であれば、球面収差は０．０３５λ以下となる。また、選択記録層が第２記録層Ｍ1の場合には、駆動信号Ｂを出力することにより、第２記録層Ｍ1の位置が収差基準位置Ｓと位置Ｐ21との間であれば、球面収差は０．０３５λ以下となる。すなわち、中間層ＭＬの厚さｔは、次の（３）式で示されるＴ2以下であれば良い。

T2=15 n³λ/{(n²-1)NA⁴ } ……（３）

上記（３）式に、λ＝０．４０μｍ、ｎ＝１．６２３、ＮＡ＝０．６５を代入すると、Ｔ2＝８７μｍとなる。これは、前述した片面２層ＤＶＤ−ＲＯＭにおける上限値７０μｍよりも大きい。従って、従来の製造設備を転用することが可能であり、片面２層青色ＤＶＤを低コストで製造することができる。

また、中間層ＭＬの厚さｔの下限値としては、フォーカスエラー信号のキャプチャーレンジ、及び層間クロストークの影響が小さいときの前記受光器ＬＤの出力レベルの少なくとも一方に基づいて規定することができる。例えば「栗林祐基等：PIONEER R&D Vol.６ No.2（1996） p62〜72」の図３に記載されているように、ｔ＜４５μｍでは層間クロストークに伴い、受光器ＬＤの出力信号のジッタ劣化が急激に大きくなるおそれがある。また、前記収差補正レンズ系５６の制御誤差を考慮し、それを約５％とすると、ｔ≧４５μｍであることが望ましい。

図１に戻り、前記モータ制御回路２６は、ＣＰＵ４０の指示に基づいてスピンドルモータ２２及びシークモータ２１をそれぞれ駆動制御する。

前記バッファＲＡＭ３４には、光ディスク１５に記録するデータ（記録用データ）、及び光ディスク１５から再生したデータ（再生データ）などが一時的に格納される。このバッファＲＡＭ３４へのデータの入出力は、前記バッファマネージャ３７によって管理されている。

前記エンコーダ２５は、ＣＰＵ４０の指示に基づいてバッファＲＡＭ３４に蓄積されている記録用データをバッファマネージャ３７を介して取り出し、データの変調及びエラー訂正コードの付加等を行ない、光ディスク１５への書き込み信号を生成する。ここで生成された書き込み信号はレーザ制御回路２４に出力される。

前記レーザ制御回路２４は、光源ＬＤから出射されるレーザ光のパワーを制御する。例えば記録の際には、前記書き込み信号、記録条件、及び光源ＬＤの発光特性などに基づいて光源ＬＤの駆動信号がレーザ制御回路２４にて生成される。

前記インターフェース３８は、ホスト（例えば、パソコン）との双方向の通信インターフェースであり、ＡＴＡＰＩ（AT Attachment Packet Interface）及びＳＣＳＩ（Small Computer System Interface）などの標準インターフェースに準拠している。

前記フラッシュメモリ３９には、ＣＰＵ４０にて解読可能なコードで記述されたプログラム、記録層毎のレンズ駆動装置の駆動信号、記録条件及び光源ＬＤの発光特性などが格納されている。

前記ＣＰＵ４０は、フラッシュメモリ３９に格納されているプログラムに従って上記各部の動作を制御するとともに、制御に必要なデータなどをＲＡＭ４１に保存する。

なお、選択記録層が第１記録層であるか第２記録層であるかは、指定されたアドレスに基づいてＣＰＵ４０によって判別される。従って、ＣＰＵ４０は、ホストから記録要求又は再生要求があると、選択記録層に関する情報を前記ＳＡコントローラ及び前記ＦＣコントローラ２７ａなどに通知する。

以上の説明から明らかなように、本実施形態に係る光ディスク装置２０では、ＣＰＵ４０及び該ＣＰＵ４０によって実行されるプログラムと、ＳＡコントローラ２７ｄと、ＳＡドライバ２７ｅと、収差補正レンズ系５６とによって、収差補正手段が構成されている。また、再生信号処理回路２８、ＣＰＵ４０及び該ＣＰＵ４０によって実行されるプログラムによって、処理装置が実現されている。なお、ＣＰＵ４０によるプログラムに従う処理の少なくとも一部をハードウェアによって構成することとしても良いし、あるいは全てをハードウェアによって構成することとしても良い。

以上説明したように、本実施形態に係る光ディスク装置２０によると、記録及び再生などの光ディスクへのアクセスに先立って、選択記録層が第１記録層であれば駆動信号Ａがレンズ駆動装置に供給され、一方選択記録層が第２記録層であれば駆動信号Ｂがレンズ駆動装置に供給される。これにより、収差補正量が選択記録層に応じて切り換わることとなる。そして、選択記録層がいずれの記録層であっても、球面収差を０．０３５λ以下に維持することができる。従って、選択記録層に形状品質に優れた光スポットを形成することが可能となり、その結果複数の記録層を有する高記録容量の光ディスクへのアクセスを精度良く安定して行うことができる。

また、本実施形態に係る光ディスク１５によると、光ディスク装置２０で用いられると、選択記録層が第１記録層及び第２記録層のいずれであっても球面収差をそれぞれ０．０３５λ以下に抑えることができる。そして、第１記録層Ｍ0と第２記録層Ｍ1との間隔ｔは８７μｍ以下であれば良いことから、第１記録層Ｍ0と第２記録層Ｍ1との間隔（すなわち中間層ＭＬの厚さ）についての許容範囲が従来よりも広くなり、従来の製造設備を用いて、歩留り良く製造することができる。従って、記録容量の大きな光ディスクを安価に供給することが可能となる。

なお、上記実施形態では、前記収差補正レンズ系５６を用いて収差を補正する場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、前記コリメートレンズ５２の位置をＸ軸方向に移動して収差を補正しても良い。この場合には、コリメートレンズ５２を移動させるための駆動機構が新たに必要となるが、前記収差補正レンズ系５６は不要となる。そして、前記ＳＡドライバ２７ｅは、前記駆動機構の駆動信号を出力することとなる。

また、上記実施形態では、凹レンズ５６ａを凸レンズ５６ｂの光源側に配置する場合について説明したが、これに限らず、凸レンズ５６ｂを凹レンズ５６ａの光源側に配置しても良い。要するに、レンズ間隔が重要である。

また、上記実施形態において、前記収差補正レンズ系５６に代えて、例えば印加電圧によって屈折率が変化する液晶素子や、電気光学結晶を含む光学素子などの電気光学素子を用いても良い。但し、この場合には、前記ＳＡドライバ２７ｅは、前記電気光学素子の印加電圧を出力することとなる。

また、上記実施形態では、ＣＰＵ４０から選択記録層に関する情報が前記ＳＡコントローラ２７ｄに通知されることとしたが、ＣＰＵ４０で駆動信号を選択し、その選択結果をＳＡコントローラ２７ｄに通知しても良い。

また、上記実施形態では、対物レンズ６０の開口数が０．６５の場合について説明したが、これに限定されるものではない。

また、上記実施形態では、情報の記録及び再生が可能な光ディスク装置について説明したが、これに限らず、情報の記録、再生、及び消去のうち少なくとも再生が可能な光ディスク装置であれば良い。

また、上記実施形態では、収差基準位置が、対物レンズ６０の光軸方向に関して中間層ＭＬのほぼ中央に対応する位置となるように設定されている場合について説明したが、これに限らず、例えば収差基準位置が第１記録層Ｍ0又は第２記録層Ｍ1に対応する位置となるように設定されても良い。第１記録層Ｍ0に対応する位置（Ｐ12とする）が収差基準位置に設定されている場合には、例えば図５（Ａ）に示されるように、前記駆動信号Ａに代えて、第１記録層Ｍ0から第２記録層Ｍ1（対応する位置をＰ22とする）に向かって（１／３）ｔに対応する位置（Ｐ1’とする）での球面収差がほぼ最小となるときの駆動信号Ａ’が出力され、前記駆動信号Ｂに代えて、第１記録層Ｍ0から第２記録層Ｍ1に向かって（２／３）ｔに対応する位置（Ｐ2’とする）での球面収差がほぼ最小となるときの駆動信号Ｂ’が出力されるように設定すると、中間層ＭＬの厚さは、次の（４）式で示されるＴ3以下であれば、球面収差を０．０３５λ以下に維持することができる。

T3=11 n³λ/{(n²-1)NA⁴ } ……（４）

上記（４）式に、λ＝０．４０μｍ、ｎ＝１．６２３、ＮＡ＝０．６５を代入すると、Ｔ3＝６５μｍとなる。これは、前述した片面２層ＤＶＤ−ＲＯＭにおける上限値７０μｍとほぼ同等である。従って、従来の製造設備を転用することが可能であり、片面２層青色ＤＶＤを低コストで製造することができる。また、第２記録層Ｍ1に対応する位置Ｐ22に収差基準位置が設定されている場合も同様である。

また、上記実施形態において、更に約４００ｎｍの光束に対応し１つの記録層を有する光ディスク（以下「１層青色ＤＶＤ」ともいう）にも、光ディスク装置２０が対応しても良い。この場合に、１層青色ＤＶＤの記録層に対応する位置が前記Ｐ1とＰ2の間であれば、図５（Ｂ）に示されるように、収差基準位置Ｓでの球面収差がほぼ０となるようにレンズ間隔を変更する（すなわち設計値に戻す）ための駆動信号を駆動信号Ｃとし、選択記録層が１層青色ＤＶＤの記録層のとき出力することにより、１層青色ＤＶＤの記録層の球面収差を低く抑えることができる。すなわち、前記レンズ駆動装置の駆動信号として予め３種類の駆動信号（駆動信号Ａ、駆動信号Ｂ、駆動信号Ｃ）を設定しておき、光ディスクが１層青色ＤＶＤであるか片面２層青色ＤＶＤであるか、及び選択記録層が片面２層青色ＤＶＤの第１記録層Ｍ0であるか第２記録層Ｍ1であるかに応じて３種類の駆動信号のうちのいずれかの駆動信号を前記ＳＡドライバ２７ｅから出力する。光ディスクが１層青色ＤＶＤであるか片面２層青色ＤＶＤであるかの判別処理は、通常光ディスクがマウントされたときにＣＰＵ４０によって行なわれる。

さらに、波長が約６６０ｎｍの光束（以下「赤色ＤＶＤ用光束」ともいう）に対応し、２つの記録層を有する光ディスク（以下「片面２層赤色ＤＶＤ」ともいう）にも、光ディスク装置が対応しても良い。この場合には、前記光ピックアップ装置２３に代えて、一例として図６に示されるように、前記光ピックアップ装置２３に、ホログラムユニットＨＵ、カップリングレンズ５２ａ、ダイクロイックプリズム６３、位相補正板６２などが付加された光ピックアップ装置２３’が用いられる。なお、前記対物レンズ６０の開口数は赤色ＤＶＤ用光束に対しても０．６５であるものとする。

前記ダイクロイックプリズム６３は、前記偏光ビームスプリッタ５４と前記収差補正レンズ系５６との間の光路上に配置され、波長が約４００ｎｍの光束（以下「青色ＤＶＤ用光束」ともいう）については高い透過率を有し、赤色ＤＶＤ用光束については高い反射率を有している。従って、偏光ビームスプリッタ５４からの光束の大部分は、ダイクロイックレンズ６３を透過する。前記カップリングレンズ５２ａは、ダイクロイックレンズ６３の−Ｚ側に配置され、前記ホログラムユニットＨＵは、カップリングレンズ５２ａの−Ｚ側に配置されている。

前記ホログラムユニットＨＵは、直線偏光（ここでは一例としてＳ偏光とする）の赤色ＤＶＤ用光束を出射する光源ＬＤａ、受光器ＰＤａ、及びホログラム６１などを有している。受光器ＰＤａは、前記受光器ＰＤと同様な構成を有している。なお、ホログラムユニットＨＵは、光源ＬＤａから出射される赤色ＤＶＤ用光束の最大強度出射方向が＋Ｚ方向となるように配置されている。

前記位相補正板６２は、前記１／４波長板５５と前記対物レンズ６０との間に配置され、青色ＤＶＤ用光束と赤色ＤＶＤ用光束との波長の違いに起因する球面収差を相殺する。例えば前記対物レンズ６０が青色ＤＶＤ用光束に対して最適化されている場合には、透過する赤色ＤＶＤ用光束の位相分布を変化させるように設定されている。

片面２層赤色ＤＶＤがマウントされている場合には、前記レーザ制御回路２４の指示により光源ＬＤａから光束が出射され、ホログラム６１及びカップリングレンズ５２ａを介してダイクロイックレンズ６３に入射する。この光束の大部分はダイクロイックレンズ６３で＋Ｘ方向に反射され、収差補正レンズ系５６、偏向プリズム５３、１／４波長板５５、位相補正板６２及び対物レンズ６０を介して片面２層赤色ＤＶＤの選択記録層に集光される。

片面２層赤色ＤＶＤの選択記録層で反射した赤色ＤＶＤ用光束（以下「赤色ＤＶＤ用戻り光束」ともいう）は、対物レンズ６０、位相補正板６２、１／４波長板５５、偏向プリズム５３、収差補正レンズ系５６、ダイクロイックレンズ６３、及びカップリングレンズ５２ａを介してホログラム６１に入射する。ホログラム６１で回折された赤色ＤＶＤ用戻り光束は前記受光器ＰＤａで受光される。

この場合には、上記実施形態と同様に、選択記録層が第１記録層であるか第２記録層であるかに応じて、前記２種類の駆動信号（駆動信号Ａ、駆動信号Ｂ）のうちのいずれかが前記ＳＡドライバ２７ｅから出力される。

なお、マウントされている光ディスクが、片面２層赤色ＤＶＤであるか片面２層青色ＤＶＤであるかは、光ディスクがマウントされたときにＣＰＵ４０によって判別される。この判別結果は、前記レーザ制御回路２４など波長に応じた処理を行う回路に通知される。

本発明の一実施形態に係る光ディスク装置の構成を示すブロック図である。図２（Ａ）及び図２（Ｂ）は、それぞれ本発明の一実施形態に係る光ディスクとしての片面２層青色ＤＶＤの構造を説明するための図である。図１における光ピックアップ装置の構成を説明するための図である。図４（Ａ）及び図４（Ｂ）は、それぞれ収差基準位置が中間層のほぼ中央に対応する位置に設定されているときの、２種類の駆動信号と球面収差との関係を説明するための図である。図５（Ａ）は、第１記録層に対応する位置が収差基準位置に設定されているときの、２種類の駆動信号と球面収差との関係を説明するための図であり、図５（Ｂ）は、３種類の駆動信号と球面収差との関係を説明するための図である。２波長光ピックアップ装置の構成を説明するための図である。

符号の説明

１５…光ディスク、２０…光ディスク装置、２３、２３’…光ピックアップ装置、２７ｄ…ＳＡコントローラ（収差補正手段の一部）、２７ｅ…ＳＡドライバ（収差補正手段の一部）、２８…再生信号処理回路（処理装置の一部）、４０…ＣＰＵ（収差補正手段の一部、処理装置の一部）、５２…カップリングレンズ、５６…収差補正レンズ系（収差補正手段の一部）、５６ａ…凹レンズ（負レンズ）、５６ｂ…凸レンズ（正レンズ）、６０…対物レンズ、ＬＤ、ＬＤａ…光源、ＰＤ、ＰＤａ…受光器（光検出器）。

Claims

第１記録層と第２記録層とを有し、該２つの記録層の間隔ｔが８７μｍ以下である光ディスクに対して、情報の記録、再生及び消去のうち少なくとも再生を行なう光ディスク装置であって、
光源と；
入射光束が略平行光のときに、前記第１記録層から前記第２記録層に向かって（１／２）ｔに対応する位置での波面収差がほぼ最小となるように設定されている対物レンズを含み、前記光源から出射された光束を前記複数の記録層のうち選択された記録層に集光するとともに、前記選択された記録層で反射された戻り光束を所定の受光位置まで導く光学系と；
前記受光位置に配置され、前記戻り光束を受光する光検出器と；
前記選択された記録層が前記第１記録層のときに、前記第１記録層から前記第２記録層に向かって（１／４）ｔに対応する位置での球面収差がほぼ最小となるときの収差補正量を選択し、前記選択された記録層が前記第２記録層のときに、前記第１記録層から前記第２記録層に向かって（３／４）ｔに対応する位置での球面収差がほぼ最小となるときの収差補正量を選択する収差補正手段と；
前記光検出器の出力信号を用いて、前記情報の記録、再生及び消去のうち少なくとも再生を行なう処理装置と；を備える光ディスク装置。
第１記録層と第２記録層とを有し、該２つの記録層の間隔ｔが６５μｍ以下である光ディスクに対して、情報の記録、再生及び消去のうち少なくとも再生を行なう光ディスク装置であって、
光源と；
入射光束が略平行光のときに、前記第１記録層又は前記第２記録層に対応する位置での波面収差がほぼ最小となるように設定されている対物レンズを含み、前記光源から出射された光束を前記複数の記録層のうち選択された記録層に集光するとともに、前記選択された記録層で反射された戻り光束を所定の受光位置まで導く光学系と；
前記受光位置に配置され、前記戻り光束を受光する光検出器と；
前記選択された記録層が前記第１記録層のときに、前記第１記録層から前記第２記録層に向かって（１／３）ｔに対応する位置での球面収差がほぼ最小となるときの収差補正量を選択し、前記選択された記録層が前記第２記録層のときに、前記第１記録層から前記第２記録層に向かって（２／３）ｔに対応する位置での球面収差がほぼ最小となるときの収差補正量を選択する収差補正手段と；
前記光検出器の出力信号を用いて、前記情報の記録、再生及び消去のうち少なくとも再生を行なう処理装置と；を備える光ディスク装置。
前記収差補正手段は、前記光源と前記対物レンズとの間の光路上に配置された正レンズと負レンズとを含み、前記選択結果に基づいて前記正レンズと前記負レンズとの間隔を調整し、収差を補正することを特徴とする請求項１又は２に記載の光ディスク装置。
前記収差補正手段は、前記光源と前記対物レンズとの間の光路上に配置されたカップリングレンズを含み、前記選択結果に基づいて光軸方向に関する前記カップリングレンズの位置を調整し、収差を補正することを特徴とする請求項１又は２に記載の光ディスク装置。
前記収差補正手段は、前記光源と前記対物レンズとの間の光路上に配置され、印加電圧によってその屈折率分布が変化する電気光学素子を含み、前記選択結果に基づいて前記電気光学素子の屈折率分布を調整し、収差を補正することを特徴とする請求項１又は２に記載の光ディスク装置。
前記電気光学素子は、液晶素子であることを特徴とする請求項５に記載の光ディスク装置。
前記電気光学素子は、電気光学結晶を含む光学素子であることを特徴とする請求項５に記載の光ディスク装置。