JP4497051B2 - 情報処理装置、および光ピックアップ、並びに信号処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、情報処理装置、および光ピックアップ、並びに信号処理方法に関する。さらに、詳細には、複数の記録層を有するディスクを利用したデータ記録または再生における正確なサーボを実現する情報処理装置、および光ピックアップ、並びに信号処理方法に関する。

近年、デジタルデータの記録・再生メディアとして光ディスク（光磁気ディスクを含む）が多く用いられている。例えば、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｋ），ＭＤ（Ｍｉｎｉ−Ｄｉｓｋ），ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）などである。

光ディスク用の光ピックアップは、よく知られているように、例えば図１に示す構成を持つ。図１において、半導体レーザー１００から出力されたレーザー光は、コリメータレンズ１０２によって平行光化された後、回折格子１０４に入射し、ここで主ビームに加えてトラッキング用の副ビームが形成される。各ビームは、偏光ビームスプリッタ１０６を介して１／４波長板１０８に入射し、これによる偏光回転を受け、更には対物レンズ１１０で収束されて光ディスク１１２に入射する。

光ディスク１１２で反射したレーザービームは、対物レンズ１１０，１／４波長板１０８を順に通過して、偏光ビームスプリッタ１０６に入射する。ここで、レーザービームは、光ディスク１１２に対する往路及び復路で１／４波長板１０８を通過する。このため、偏光ビームスプリッタ１０６に入射する往路のレーザービームと比較して、復路のレーザービームの偏光軸が９０度異なるようになり、復路のレーザービームは偏光ビームスプリッタ１０６で反射されるようになる。

偏光ビームスプリッタ１０６で反射された復路のレーザービームは、集光レンズ１１４、円筒レンズ１１６をそれぞれ介してフォトディテクタ１１８に集光入射する。フォトディテクタ１１８上に形成される主ビームのスポットは、光ディスク１１２上におけるフォーカス位置のずれに応じて楕円に変化するが、円筒レンズ１１６によるレンズ作用により、ずれの方向に応じて楕円の方向が異なるように変化する。これをフォトディテクタ１１８で検出することで、フォーカス制御用の信号を得ることができる。また、副ビームの光量をフォトディテクタ１１８で検出することで、トラッキング制御用の信号を得ることができる。

光ディスクの一種である例えばＤＶＤにおいては、高画質データとしてのＨＤ（Ｈｉｇｈ Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ）画像の記録再生などのために大容量化が図られている。具体的には、例えば青色レーザー光を利用したブルーレイディスク（Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ）などの高密度光ディスクが開発されている。これは、レーザー光の短波長化により高密度化を実現するものであるが、さらにディスクの大容量化を実現する技術として記録層の多層構造化がある。例えば記録層を２層とすることにより、ディスクの記録容量を大幅に増加させることができる。

多層型の光ディスクの構成例について、図２を参照して説明する。図２に示す光ディスク１５０は、記録層を２層に形成した例である。基板１５１上に第１の記録層１５２が形成されており、その上に、中間層１５３を介して第２の記録層１５４が形成されている。第２の記録層１５４上には、保護層１５５が形成されている。光ピックアップからのレーザー光は、基板１５１側から記録層１５２あるいは記録層１５４に入射する。

このような多層型の光ディスクに、上述した図１に示す構成を持つ光ピックアップを適用したとすると、レーザー光入射側のディスク表面から記録層１５２，１５４に至る厚みが異なるため、球面収差が発生してフォトディテクタ１１８の検出信号が劣化してしまう。また、目的とする記録層以外の記録層からの戻り光（層間迷光）も生じ、これも検出信号の劣化の要因となる。

このような多層ディスクにおいて、記録または再生処理の目的とする記録層以外の記録層からの戻り光（層間迷光）による検出光における信号劣化を抑制する従来技術として、例えば特許文献１に記載された光ピックアップがある。図３に、同特許文献１に記載の光ピックアップの構成図を示す。

光ディスク１７０は４層の記録層１７０ａ〜ｄの積層構造を有する。各記録層に対するフォーカス検出は、ピンホール１７２を介して光ディスク１７０からの反射光を検出する共焦点法によって行なわれ、フォーカス信号は検出器１７４よりフォーカス制御系１７６に与えられる。一方、トラッキング信号は、２分割の検出器１７８から、トラッキング制御系１８０に与えられる。記録層選択制御系１８２が、球面収差補正系（焦点調節補正系）１７６を介して、目的の記録層の位置に対応してレンズ１８４，１８６を光軸方向に移動することで、フォーカス制御が行なわれ、各記録層１７０ａ〜ｄの距離の違いによって生ずる光ピックアップ光学系の球面収差の補正を行なう構成である。

しかしながら、この構成のように検出器１７４の直前の光軸上にピンホール１７２を配置する方法では、フォーカス制御手段として広く知られ、精度の高い合焦が可能な非点収差法を適用したフォーカス制御手段を用いることができず、正確なフォーカス制御ができないという欠点がある。

また、特許文献２は、電気的に制御可能な球面収差補正素子を設け、ピンホール検出法による検出信号に基づいて、球面収差補正を行い最適な球面収差補正処理を実行する構成を開示している。しかし、この文献においても、ピンホール検出法による検出信号を適用する構成であり、非点収差法を適用したフォーカス制御手段を用いた構成における層間迷光などに対する対策については言及されていない。

積層された記録層を持つ多層型ディスクにおいて、非点収差法を適用したフォーカス制御手段を用いてフォーカス制御を実行すると、焦点制御の目的とする層以外の記録層からの戻り光（層間迷光）の混在により、正確なフォーカス制御が実行できず、フォーカスエラーが発生するという問題点がある。
特開２００１−１５５３７１号公報 特開２００３−３２３７３６号公報

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、複数の記録層を有する多層型のディスクを適用したデータ記録再生を行なう構成において、焦点制御の目的とする層以外の記録層からの戻り光（層間迷光）の混在による、フォーカス制御エラーを回避し、正確なフォーカス制御を実現することを可能とした光ピックアップ、および情報処理装置、並びに情報処理方法を提供することを目的とする。

特に、本発明は、非点収差法を適用したフォーカス制御手段を用いた構成において、フォーカス制御手段に入射する光成分を制御し、焦点制御の目的とする層以外の記録層からの戻り光（層間迷光）の混在率を低減して、焦点制御の目的とする層からの戻り光の割合を高めた入射光に基づいて非点収差法を適用したフォーカス制御を実行することで、正確なフォーカス制御を実現することを可能とした情報処理装置、および光ピックアップ、並びに信号処理方法を提供することを目的とする。

本発明の第１の側面は、
複数の記録層を有する光ディスクに対する情報の記録または再生を実行する情報処理装置であり、
情報の記録または再生対象層に応じた判別信号を出力するディスク判別手段と、
前記ディスク判別手段の判別信号を入力し、入力判別信号に応じて情報記録または再生対象層に応じて設定された収差補正量を選択的に適用して、前記光ディスクからの反射光の経路内に設定された収差補正素子の制御を実行する収差補正素子制御手段と、
前記収差補正素子を通過する前記反射光中に含まれる外周近傍光の分離処理を実行する光制御手段と、
前記光制御手段によって分離された外周近傍光を入力し、光電変換処理によりフォーカスサーボ信号を出力するフォトディテクタと、
を有することを特徴とする情報処理装置にある。

さらに、本発明の情報処理装置の一実施態様において、前記光制御手段は、回折光学素子および非点収差素子によって構成されていることを特徴とする。

さらに、本発明の情報処理装置の一実施態様において、前記光制御手段は、回折光学素子として機能するホログラムレンズ、および非点収差素子として機能する円筒レンズの組み合わせによって構成されていることを特徴とする。

さらに、本発明の情報処理装置の一実施態様において、前記フォトディテクタは、前記光制御手段によって分離された前記外周近傍光を入力し、非点収差法に基づいてフォーカスサーボ信号を出力する構成であることを特徴とする。

さらに、本発明の情報処理装置の一実施態様において、前記光制御手段は、液晶パネルと、偏光ビームスプリッタを含む構成であり、前記液晶パネルは、選択的な配向制御を可能とした液晶を含む構成を有することを特徴とする。

さらに、本発明の情報処理装置の一実施態様において、前記ディスク判別手段は、光ディスクが単層ディスクであるか、多層ディスクであるかを判別し、さらに、多層ディスクである場合は、いずれの層に対するデータ記録または再生を実行する設定であるかを判別し、情報の記録または再生対象層に応じた判別信号を出力する構成であることを特徴とする。

さらに、本発明の情報処理装置の一実施態様において、前記収差補正素子制御手段は、異なる収差補正量を選択的に適用して、前記収差補正素子の制御を行う構成であり、光ディスクが単層ディスクであるか、多層ディスクであるか、さらに、多層ディスクである場合は、いずれの層に対するデータ記録再生を実行する設定であるかを検出するディスク判別手段からの検出信号に基づいて、適用する収差補正量を選択し、選択補正量に基づく収差補正素子の制御を実行する構成であることを特徴とする。

さらに、本発明の第２の側面は、
光ディスクに対する情報の記録または再生に適用する光ピックアップであり、
情報の記録または再生対象層に応じて設定された異なる収差補正量に従った収差補正を行なう収差補正素子と、
前記収差補正素子を通過する前記反射光中に含まれる外周近傍光の分離処理を実行する光制御手段と、
前記光制御手段によって分離された外周近傍光を入力し、光電変換処理によりフォーカスサーボ信号を出力するフォトディテクタと、
を有することを特徴とする光ピックアップにある。

本発明のさらに他の目的、特徴や利点は、後述する本発明の実施例や添付する図面に基づくより詳細な説明によって明らかになるであろう。なお、本明細書においてシステムとは、複数の装置の論理的集合構成であり、各構成の装置が同一筐体内にあるものには限らない。

本発明の一実施例の構成によれば、複数の積層された記録層を有する光ディスクに対するデータの記録または再生を行なう情報処理装置において、情報の記録または再生対象層に応じた判別信号に応じて、情報記録または再生対象層に応じて設定された収差補正量を選択的に適用して、光ディスクからの反射光の経路内に設定された収差補正素子の制御を実行し、収差補正素子を通過する反射光中に含まれる外周近傍光の一部を分離し、光制御手段によって分離された一部の外周近傍光を検出してフォーカスサーボ信号を出力する構成としたので、焦点制御の目的層からの光成分のみが正確な収差補正がなされ、焦点制御の目的とする層以外の他層からの光、いわゆる層間迷光については正確な収差補正のなされないぼやけた光となり、焦点制御の目的層からの光成分を効率的に集光し、これを検出光としたサーボが可能となり、より正確な制御が実現される。

以下、図面を参照しながら本発明の情報処理装置、および光ピックアップ、並びに信号処理方法の詳細について説明する。

［第１実施例］
図４は、本発明の第１実施例に係る情報処理装置の光ピックアップ構成を示す図である。図４に示すように、レーザー光源（半導体レーザー）３０１からの出力光の光路上には、コリメータレンズ３０２、回折格子３０３、偏光ビームスプリッタ３０４が順に設けられている。さらに、偏光ビームスプリッタ３０４の光透過側の光路上には、球面収差補正素子−１，３０５、１／４波長板３０６、対物レンズ３０７が順に設けられている。

対物レンズ３０７のレーザー光出力側に多層化された記録層（Ｌ０，Ｌ１）を有する光ディスク２００が位置している。

一方、偏光ビームスプリッタ３０４の復路における光反射側の光路上には、球面収差補正素子−２，３０８、ホログラムレンズ３０９、円筒レンズ３１０、フォトディテクタ３１１が順に設けられている。フォトディテクタ３１１では、光ディスク２００から読み出されたＲＦ信号やトラッキング信号検出、非点収差法を用いたフォーカスエラー検出を行なう。具体的な光分離処理、信号検出処理については、後段で詳細に説明する。

次に、図４に示す光ピックアップを適用した処理について説明する。半導体レーザー３０１から射出された光ビームは、コリメータレンズ３０２による平行光化の後、回折格子３０３を経て偏光ビームスプリッタ３０４に入射する。偏光ビームスプリッタ３０４は偏光鏡を有しており、入射した光ビームは偏光ビームスプリッタ３０４を通過し、球面収差補正素子３０５、１／４波長板３０６、対物レンズ３０７による作用を受けた後、光ディスク２００に入射する。

光ディスク２００から反射されたレーザー光は、対物レンズ３０７、１／４波長板３０６、球面収差補正素子−１，３０５を介して偏光ビームスプリッタ３０４に入射する。復路のレーザー光は、１／４波長板３０６を往復で２回通過したことによる偏光作用により、偏光ビームスプリッタ３０４で反射され、収差補正素子−２，３０８を介して、ホログラムレンズ３０９、円筒形レンズ３１０を介してフォトディテクタ３１１において受光される。フォトディテクタ３１１は０次回折光用受光部３１１ｂおよび±１次回折光用受光部３１１ａ，３１１ｃを備えている。

ホログラムレンズ３０９および円筒形レンズ３１０を通過した戻り光は、非点収差を付与されるとともに、回折され、フォトディテクタ３１１における０次回折光用受光部３１１ｂおよび±１次回折光用受光部３１１ａ，３１１ｃへそれぞれの回折光として入射する。なお、円筒形レンズ３１０とホログラムレンズ３０９とを逆順に配置して戻り光が回折された後に非点収差を付与するようにしてもよい。さらに、円筒形レンズ３１０を省いて、ホログラムレンズ３０９が戻り光に非点収差を付与する機能を有するように設定してもよい。

ディスク判別手段３２１は、光ディスクが単層ディスクであるか、２層ディスクであるかを判別し、さらに、２層ディスクである場合は、Ｌ０，Ｌ１のいずれの層に対するデータ記録再生を実行する設定にあるかを判別し、その判別信号を収差補正素子制御手段３２２に出力する。

収差補正素子制御手段３２２は、
光ディスクが単層ディスクである場合、
光ディスクが、２層ディスクであり、Ｌ０層に対するデータ記録再生を実行している場合、
光ディスクが、２層ディスクであり、Ｌ１層に対するデータ記録再生を実行している場合、
これらの各場合に応じて、収差補正素子−１，３０５と、収差補正素子−２，３０８の制御を行なう。具体的な制御構成については、後段で詳細に説明する。

図４に示す光検出光学系の戻り光の光軸に配置された回折光学素子として機能するホログラムレンズ３０９は光学ガラスからなる平行平板からなる回折格子を形成したグレーティング又はブレーズ型の透過ホログラムである。図５に示すように、回折光学素子のホログラムレンズ３０９は、光ディスク２００からの戻り光から、後述する特定の光線成分を環状に抽出する回折格子の輪帯３３１を有している。回折光学素子の輪帯３３１により抽出される特定の光線成分は、対物レンズなどの照射光学系の射出瞳面における瞳上の最外周の近傍の光線成分であり、光ディスクの情報記録面上の光透過層によって生じた波面収差の分布の極大値に対応している。

図６を参照して、光ディスク２００からの戻り光が、ホログラムレンズ３０９、円筒形レンズ３１０を介してフォトディテクタ３１１において受光される場合の光の経路について説明する。

図６に示すように、回折光学素子としてのホログラムレンズ３０９の輪帯３３１は戻り光を回折し、０次回折光及び±１次回折光をフォトディテクタ３１１の０次回折光用受光部３１１ｂ並びに±１次回折光用受光部３１１ａ，ｃ上へ非点収差発生光学素子としての円筒形レンズ３１０を介して導き、円形の０次回折光スポット並びに円形及び環状の±１次回折光スポットを形成して、透過光を０次回折光と１次回折光に分離する。すなわち、回折光学素子としてのホログラムレンズ３０９及び非点収差発生光学素子としての円筒形レンズ３１０を透過した

回折光学素子としてのホログラムレンズ３０９の作用を受けない０次回折光は、元の光軸からずれること無く進むが、±１次回折光は該光軸に対称に偏向される。０次回折光用受光部３１１ｂの受光信号は復調回路へ入力され、ディスクの記録信号再生に利用される。また、各±１次回折光用受光部３１１ａ，ｃの受光信号は駆動制御部へ接続されフォーカスエラー検出などのサーボ用信号として利用される。

０次回折光と±１次回折光の光量配分は広帯域で信号Ｓ／Ｎが必要な０次回折光に大きく配分する。そのためホログラムレンズ３０９は、０次回折光が±１次回折光より光量比が大きくなるように設定されている。±１次回折光はフォーカスエラー信号生成にのみ使用するため信号Ｓ／Ｎも帯域もそれほど必要ないからである。

次に、図７を参照して、ホログラムレンズ３０９の輪帯３３１から得られる±１次回折光を用いて非点収差法のフォーカスサーボを実行する処理例について説明する。
回折光学素子としてのホログラムレンズ３０９の輪帯３３１により抽出される環状スポットを受光する±１次回折光用受光部３１１ａ，ｃの出力を焦点誤差信号ＦＥ（フォーカスエラー）の検出に用いる。

非点収差法は、戻り光の光学系中に円筒レンズ３１０や平行平板など非点収差発生光学素子を配置し、戻り光を４分割受光部の中心近傍で受光し１つの光スポット形状の変化を検出して焦点誤差信号を生成する方法である。なお、図７において、ホログラムレンズ３０９の輪帯３３１からの＋１次回折光を代表して動作を説明するために、対物レンズ３０７、非点収差発生光学素子としての円筒レンズ３１０、回折光学素子としてのホログラムレンズ３０９及び＋１次回折光用受光部３１１ａ以外の要素は省略してある。

図７に示すように、対物レンズ３０７から回折光学素子としてのホログラムレンズ３０９の輪帯３３１及び円筒レンズ３１０を透過し非点収差を持った戻り光の＋１次回折光は、トラック（接線）伸長方向とディスク半径方向とで直交する２線分によって４分割された受光面を有する＋１次回折光用受光部３１１ａの中心付近に環状の光スポットＳ（後述の最小散乱円）を形成する。

円筒レンズ３１０は、図７に示すように、その中心軸（レンズ面をなす円柱曲面の回転対称軸）が光ディスクのトラック伸長方向に対して４５度の角度で伸長するように、戻り光の光路に配置されている。この構成において、対物レンズ３０７により収束する戻り光に非点収差を与え、光線は互いに９０度方向の異なる非点収差となって、光ディスク及び対物レンズ３０７間の距離に応じて前の線像Ｍ、最小散乱円Ｓ及び後ろの線像Ｍを形成する。

検出光学系は、光ビームの合焦時に図７（ａ）の最小散乱円Ｓを＋１次回折光用受光部３１１ａに照射し、デフォーカス時に図７（ｂ）又は（ｃ）のように受光面の対角線方向に延びた線像及び楕円環状の光スポットを＋１次回折光用受光部３１１ａに照射する。＋１次回折光の集光した線像間すなわち図７に示す（ｂ）及び（ｃ）間の距離が焦点誤差信号のキャプチャーレンジＣｐに対応する。

図８は＋１次回折光用受光部３１１ａの出力に基づき生成された焦点誤差信号ＦＥ（フォーカスエラー）の関数Ｓ（ｙ）、いわゆるＳ字特性であり、縦軸は信号強度Ｓ（ｙ）を、横軸は距離（ｙ）を示す。このＳ字特性において、合焦時に光スポット強度分布が４分割の受光部中心Ｏに関して対称、すわなち、接線方向及び半径方向において対称となる図７（ａ）の真円の光スポットが、受光部３１１ａの受光素子（Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４）に形成されるので、対角線上にある受光素子（Ａ１，Ａ４）（Ａ２，Ａ３）の光電変換出力をそれぞれ加算して得られる値は互いに等しくなり、焦点誤差成分は「０」となる。

また、非合焦時には図７（ｂ）又は（ｃ）の如く受光部の対角線方向に楕円又は線状の光スポットが受光部に形成されるので、対角線上にある受光部の光電変換出力をそれぞれ加算して得られる値は極性が互いに反対となる。よって、焦点誤差信号関数のＳ字特性の極大（ｂ）及び極小（ｃ）間がキャプチャーレンジＣｐに対応する。

図９は、ガウス強度分布を有する光ビームの合焦時及び光ディスクに近い又は遠い時における０及び±１次回折光用受光部上の光ビームのスポットの様子を示す。図９（ａ）に示すように、合焦時には、０次回折光は０次回折光用受光部３１１ｂ上の最小散乱円として集光され、同時に、±１次回折光も±１次回折光用受光部３１１ａ、３１１ｃ上の最小散乱円及び円環として集光される。

対物レンズが光ディスクに遠い場合、図９（ｂ）に示すように、０次及び±１次回折光スポットは対角位置の受光素子に延びた変形した楕円となり集光される。一方、対物レンズが光ディスクに近い場合、図９（ｃ）に示すように、９０度方向の異なる非点収差となって、０次及び±１次回折光スポットはもう一方の対角位置の受光素子に延びた変形した楕円となり集光される。

フォトディテクタ３１１の各受光部３１１ａ〜ｃは、受光した光を光電変換して、光検出電気信号を、駆動制御部（図示せず）へ供給する。駆動制御部は、所定の演算を行って焦点誤差信号ＦＥ及び再生信号ＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）を生成する。信号ＦＥ及びＲＦは、フォトディテクタの各受光部の符号をその出力として示すと、以下の式によって示される。
ＦＥ＝（Ａ１＋Ａ４＋Ｃ１＋Ｃ４）−（Ａ２＋Ａ３＋Ｃ２＋Ｃ３）
ＲＦ＝Ｂ１＋Ｂ２＋Ｂ３＋Ｂ４

駆動制御部はこれら焦点誤差信号ＦＥ及び再生信号ＲＦを、フォーカス駆動回路（図示せず）及び復調回路（図示せず）にそれぞれ供給する。接線方向の分割線で分けた受光素子の光電変換信号はトラッキングエラー信号生成に用いられ得る。すなわち、対物レンズを通るレーザー光のうち、レンズ全面を通るレーザー光がフォトディテクタ−３１１ｂでＲＦ信号として検出され、レンズ外周部を通るレーザー光がフォトディテクタ３１１ａ，ｃにおいて焦点誤差信号として検出されることと等価である。

次に、ディスク種類判別、及び球面収差補正処理について説明する。先に、図２を参照して説明したように、２層ディスクは光ピックアップ側から順に、基材、Ｌ０層（第１の記録層）、中間層、Ｌ１層（第２の記録層）、裏面の保護層という構成になっている。

標準的な２層ＤＶＤディスクの例では、図１０（Ａ）に示すように、基材厚みが５７０μｍ、中間層厚みが５５μｍとなっている。一方、ＤＶＤの単層ディスクでは、図１０（Ｂ）に示すように、基材厚みは６００μｍが標準である。すなわち、２層ディスクのＬ０層では、標準的な単層ディスクに対して基材厚みが３０μｍ薄く、またＬ１層では標準的な単層ディスクに対して基材厚みが２５μｍ厚いことになる。

従って、Ｌ０層、Ｌ１層にレーザー光を合焦して記録再生を行なう時は、夫々の厚みに応じた球面収差を補正する必要がある。例えば基準ディスクの基材厚みを６００μｍとする。図４に示す収差補正素子制御手段３２２には、
収差補正量（ａ）（球面収差補正量０ｍλ）、
収差補正量（ｂ）（基準ディスクに対して基材厚みが３０μｍ薄い光ディスクを補正する場合の球面収差補正量）、及び
収差補正量（ｃ）（基準ディスクに対して基材厚みが２５μｍ厚い光ディスクを補正する場合の球面収差補正量）
これらの３種類の収差補正量が予め設定されている。

図４に示すディスク判別手段３２１は、光ディスクが単層ディスクであるか、２層ディスクであるかを判別し、さらに、２層ディスクである場合は、Ｌ０，Ｌ１のいずれの層に対するデータ記録再生を実行する設定にあるかを判別し、その判別信号を収差補正素子制御手段３２２に出力する。

収差補正素子制御手段３２２は、
光ディスクが単層ディスクである場合は、
収差補正量（ａ）（球面収差補正量０ｍλ）、
光ディスクが、２層ディスクであり、Ｌ０層に対するデータ記録再生を実行している場合は、
収差補正量（ｂ）（基準ディスクに対して基材厚みが３０μｍ薄い光ディスクを補正する場合の球面収差補正量）、
光ディスクが、２層ディスクであり、Ｌ１層に対するデータ記録再生を実行している場合は、
収差補正量（ｃ）（基準ディスクに対して基材厚みが２５μｍ厚い光ディスクを補正する場合の球面収差補正量）
の各収差補正量に応じて、収差補正素子−１，３０５と収差補正素子−２，３０８の制御を行なう。

収差補正素子−１，３０５と収差補正素子−２，３０８を適用した球面収差補正処理の詳細について説明する。球面収差補正の動作は、例えば光ディスクが光ディスク装置に装着された時、又は光ディスク装置の電源を入れた時に開始することができる。最初にディスク判別手段３２１により光ディスクの種類が判別される。単層の記録層を有する光ディスクであると判定された場合には、ディスク判別手段３２１は、装着ディスクが単層ディスクであることを示す識別信号を収差補正素子制御手段３２２に出力する。

収差補正素子制御手段３２２は、装着ディスクが単層ディスクであることを示す識別信号を入力すると、収差補正量（ａ）を選択し、基準ディスクとの基材厚誤差０μｍに相当する球面収差の補正を実行するように、収差補正素子−１，３０５と収差補正素子−２，３０８を制御する。この結果、その後、この記録層に対して行なわれるフォーカス制御において安定なフォーカスエラー信号を得ることができる。

また、ディスク判別手段３２１から、装着ディスクが、２層の記録層を有する光ディスクであり、Ｌ０層に対するデータ記録再生を実行する設定にあるとの判定信号が、収差補正素子制御手段３２２に入力されると、収差補正素子制御手段３２２は、収差補正量（ｂ）を選択し、基準ディスクとの基材厚誤差が薄い側に３０μｍに相当する球面収差の補正を実行するように、収差補正素子−１，３０５と収差補正素子−２，３０８を制御する。この結果、その後、この記録層（Ｌ０）に対して行なわれるフォーカス制御において安定なフォーカスエラー信号を得ることができる。

また、ディスク判別手段３２１から、装着ディスクが、２層の記録層を有する光ディスクであり、Ｌ１層に対するデータ記録再生を実行する設定にあるとの判定信号が、収差補正素子制御手段３２２に入力されると、収差補正素子制御手段３２２は、収差補正量（ｃ）を選択し、基準ディスクとの基材厚誤差が厚い側に２５μｍに相当する球面収差の補正を実行するように、収差補正素子−１，３０５と収差補正素子−２，３０８を制御する。この結果、その後、この記録層（Ｌ１）に対して行なわれるフォーカス制御において安定なフォーカスエラー信号を得ることができる。

球面収差補正素子は、例えば液晶素子など、元の波面に対して位相分布を与えることで球面収差を補正するもので、多分割された素子のそれぞれに異なる電圧、或いは電流を印加すると、印加された電圧、電流に従って液晶分子の配向が偏倚される。これにより、液晶パネルを通過するレーザー光の進行方向に垂直な断面内で屈折率を任意に設定することができ、レーザー光の波面の位相を分割領域的に制御することができる。

次に、図１１を参照して、光学光ピックアップに設けられた収差補正素子として、液晶素子を用いた例を説明する。図４に示す収差補正素子−１，３０３、収差補正素子−２，３０８としては、例えば図１１（Ａ）に示す液晶パネル３４０を適用することができる。

液晶パネル３４０には、図１１（Ａ）に示すように同心円状の電極３４１〜３４５が構成される。これらの電極は、透明電極であり、レーザー光を通過させる。図１１（Ｂ）は、図１１（Ａ）に示す各電極３４１〜３４５に対する波面収差補正のための駆動レベルを示している。

液晶パネル３４０は、ガラス基板で屈折率異方性を持つ液晶分子が所定の向きに配向されている。そして、上側（又は下側）の透明電極で構成される同心円状の電極３４１〜３４５に対向する他方の電極が形成されている。

このような構成の液晶パネル３４０の各電極３４１〜３４５それぞれ駆動電圧を印加すると、印加される電圧による電界に従って液晶分子の配向が偏倚される。これにより、液晶パネル３４０を透過する光束の進行方向に垂直な断面内での屈折率分布を任意に設定することができ、光束の波面の位相を分割領域毎に制御することができる。

例えば、図１１（Ａ）に示すように、電極５０１を半径ｒ０である円形電極の領域Ａ１、電極３４２を外側半径ｒ１で内側半径ｒ０である中空円形電極の領域Ａ２、電極３４３を外側半径ｒ２で内側半径ｒ１である中空円形電極の領域Ａ３、電極３４４を外側半径ｒ３で内側半径ｒ２で中空円形電極の領域Ａ４、電極３４５を内側半径ｒ３の円形に抜かれた電極の領域Ａ５を持つ５分割パターンによる液晶パネル３４０を用いる場合について説明する。

このような液晶パネル３４０の各電極３４１〜３４５に対し図１１（Ｂ）に示すように、電極３４１及び電極３４５には０、電極３４２及び電極３４４にはそれぞれｄ１、ｄ３、電極３４３にはｄ２に示すレベルに相当する電圧を印加する。各電極の間には図示しない電極分離間隙を持つ。ここでｄ１とｄ３を同じレベルにとし、光ビームの中心と各電極の同心円の中心が一致するようになし、各半径ｒ０〜ｒ３を光ビームの半径方向の波面収差量に対応する値を選択することにより、この例では、電極３４１〜３４５の駆動レベルを０、ｄ１、ｄ３の３値でデジタル信号として簡単な駆動回路で選択切換えができ、透過光束に対して位相差を与えることにより波面収差を補正することができる。その他の詳細は、特開平１０−２６９６１１号公報に記載の通りである。

本実施の形態の情報処理装置ではフォーカス制御を動作させる前に、フォーカス制御を行う光ディスクの記録または再生面に対応して、前述した収差補正量（ａ）〜（ｃ）のいずれかの補正量に応じた球面収差補正を予め実行しておくことにより、その後のフォーカス制御において良好なフォーカスエラー信号を得ることができ、安定にフォーカス制御を動作させることができる。

このように、本実施の形態ではフォーカス制御を動作させる前に球面収差補正を開始する。前述したように、球面収差の補正量は、フォーカス制御を行う光ディスクの記録面ごとに予め決めておき、ディスクの種類と対象とする記録面に応じて選択して切り替える。なお、上述した実施例では、収差補正素子制御手段３２２で選択できる収差補正量を基準ディスクに対して＋２５／−３０μｍの基材厚誤差を想定したが、これは１つの例であり、本発明はこの基材厚誤差に限定されない。例えば２層ディスクの標準的な中間層厚に基づいて収差補正量を決めても同様の結果を得ることができる。即ち、２層ディスクの一方の記録面に対する球面収差補正量を０ｍλとし、他方の記録面に対する球面収差補正量は、標準的な中間層厚を考慮して設定することができる。

なお、ディスク判別手段３２１による光ディスクの種類の判別方法としては、光ディスクを収納するカートリッジに判別用の穴を開け、この穴を検出して判別する方法、カートリッジの形状により判別する方法、光ディスクからの反射光量より単層ディスクと２層ディスクを判別する方法など光ディスクの種類および記録再生面を判別できる手法であれば何れでも適用できる。

上述した手順により、２層ディスクのＬ０層に合焦した時には、Ｌ０層の厚みに対する球面収差は補正されＬ０層へは良好な記録再生が可能であるが、この時、Ｌ１層から反射される反射光については中間層厚みに相当する球面収差が残ることになる。同様に、Ｌ１層に合焦した時には、Ｌ１層の厚みに対する球面収差は補正されＬ１層へは良好な記録再生が可能であるが、Ｌ０層から反射される反射光については中間層厚みに相当する球面収差が残ることになる。

球面収差は対物レンズの開口数（ＮＡ）に依存し、開口数の４乗に比例して大きくなることが知られている。すなわち、球面収差を有する光束に対して対物レンズ外周部を通るレーザー光は大きな球面収差を受けることになる。

従って、図４に示すホログラムレンズ３０９の外周部を通過し、フォトディテクタ３１１ａ，ｃで受光されるレーザー光のうち、目的とする記録層からの反射光に対しては、最適な球面収差補正がなされてフォトディテクタ３１１ａ，ｃに良好な焦点を結ぶが、目的とする記録層と異なる他の層からの反射光（迷光）については大きな球面収差を生じ、フォトディテクタ３１１ａ，ｃでの結像はよりぼやけたものとなり、結果的に層間迷光が低減され、目的とする記録層からの反射光成分が高い光に基づいて、フォーカスサーボ信号検出を行なうことが可能となる。

尚、開口数（ＮＡ）が変わると光ディスク記録面に集光されるレーザー光のエアリディスク径（φ）は変化し、波長λのレーザー光の時は、φ＝１．２２×λ／ＮＡとなる。すなわち開口数が大きくなるとレーザー光のエアリディスクは小さくなり、ＲＦ信号のＭＴＦ（Ｍｏｄｕｌａｔｅｄ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）は広帯域になる。このためＤＶＤでは開口数は０．６と規定され、さらに次世代の高密度記録ＤＶＤでの開口数（ＮＡ）は０．８５が予定されている。

本発明の構成では、開口数（ＮＡ）＝０．６としたＤＶＤシステムにおいても、また、開口数（ＮＡ）は０．８５とした次世代の高密度記録ＤＶＤシステムにおいても、収差補正素子制御手段３２２が、収差補正量を目的とする記録層に適合するように制御するので、図４に示すホログラムレンズ３０９の外周部を通過し、フォトディテクタ３１１ａ，ｃで受光されるレーザー光のうち、目的とする記録層からの反射光に対しては、最適な球面収差補正がなされてフォトディテクタ３１１ａ，ｃに良好な焦点を結ぶが、目的とする記録層と異なる他の層からの反射光（迷光）については大きな球面収差を生じ、フォトディテクタ３１１ａ，ｃでの結像はよりぼやけたものとなり、結果的に層間迷光が低減され、目的とする記録層からの反射光成分が高い光に基づいて、フォーカスサーボ信号検出を行なうことが可能となる。

［第２実施例］
次に、本発明の実施の第２の形態について詳細に説明する。図１２は、第２実施例に係る情報処理装置の光ピックアップ構成を示す図である。なお、図１２において、先に説明した実施例１のピックアップである図４に示す構成と同じ構成要素については同じ参照符号を示してある。

レーザー光源（半導体レーザー）３０１からの出力光の光路上には、コリメータレンズ３０２、回折格子３０３、偏光ビームスプリッタ−１，３０４が順に設けられている。さらに、偏光ビームスプリッタ−１，３０４の光透過側の光路上には、球面収差補正素子−１，３０５、１／４波長板３０６、対物レンズ３０７が順に設けられている。

対物レンズ３０７のレーザー光出力側に多層化された記録層（Ｌ０，Ｌ１）を有する光ディスク２００が位置している。

一方、偏光ビームスプリッタ−１，３０４の復路における光反射側の光路上には、球面収差補正素子−２，３０８、液晶パネル３５１、偏光ビームスプリッタ−２，３５２が順に設けられている。さらに偏光ビームスプリッタ−２，３５２の光反射側の光路上には集光レンズ−２，３５３、円筒形レンズ３５４、フォトディテクタ−２，３５５が順に設けられている。一方、偏光ビームスプリッタ−２，３５２の光透過側の光路上には集光レンズ−１，３５６、フォトディテクタ−１，３５７が順に設けられている。

先に説明した実施例１と異なる構成は、偏光ビームスプリッタ−１，３０４の復路における光反射側の光路上の液晶パネル３５１以降の構成である。

フォトディテクタ−１，３５７では、光ディスク２００から読み出されたＲＦ信号やトラッキング信号などを検出し、フォトディテクタ−２，３５５では、非点収差法を用いたフォーカスエラー検出を行なう。光ディスク２００からの反射光の経路上に設けられた液晶パネル３５１と、偏光ビームスプリッタ３１０は、対物レンズ３０７の内周部を通るレーザー光と、対物レンズ３０７の外周部を通るレーザー光を分離する光制御手段として機能する。フォトディテクタ−２，３５５では、対物レンズ３０７の外周部を通るレーザー光を受光して、非点収差法を用いたフォーカスエラー検出を行なう。フォトディテクタ−１，３５７では、光ディスク２００から読み出され対物レンズ３０７の内周部を通るレーザー光を受光して、ＲＦ信号やトラッキング信号などを検出する。具体的な光分離処理については、後段で詳細に説明する。

次に、図１２に示す光ピックアップを適用した処理について説明する。半導体レーザー３０１から射出された光ビームは、コリメータレンズ３０２による平行光化の後、回折格子３０３を経て偏光ビームスプリッタ−１，３０４に入射する。偏光ビームスプリッタ−１，３０４は偏光鏡を有しており、入射した光ビームは偏光ビームスプリッタ−１，３０４を通過し、球面収差補正素子３０５、１／４波長板３０６、対物レンズ３０７による作用を受けた後、光ディスク２００に入射する。

光ディスク２００から反射されたレーザー光は、対物レンズ３０７、１／４波長板３０６、球面収差補正素子−１，３０５を介して偏光ビームスプリッタ−１，３０４に入射する。復路のレーザー光は、１／４波長板３０６を往復で２回通過したことによる偏光作用により、偏光ビームスプリッタ−１，３０４で反射され、収差補正素子−２，３０８、液晶パネル３５１を介して偏光ビームスプリッタ−２，３５２に入射する。

図１３に液晶パネル３５１の構造を示す。液晶パネル３５１は、図１３（Ａ）に示すような構成を持つ。図の左側からディスクからの読み取りレーザー光が入射し、右側に出力される。液晶パネル３５１は、透明なガラス基板４０１の内面に透明電極４０２が蒸着されている。さらに、この透明電極４０２の内面には、液晶４０４に所定の分子配向を与えるため配向膜４０３が形成されており、この配向膜４０３の間に、ネマチック液晶などの複屈折を有する液晶４０４が封入されている。

透明電極４０２は、図１３（Ｂ）に示すように、液晶パネル３５１の中心位置に円形の開口パターン４１０を中抜きした電極形状とされている。図１３（Ｂ）は、図１３（Ａ）に示す液晶パネル３５１のレーザー光入射側から見た図である。透明電極４０２は、この円形開口パターン４１０を除いた部分にのみ電圧を印加できるように構成されている。図１２に示す液晶板制御回路３２３によって、透明電極４０２に対して電圧が印加される。

ガラス基板４０１の間に封入される液晶４０４のセル厚ｄは、この液晶中を通過するレーザー光に、波長の１／２又はその奇数倍の位相差を与えるような厚み、すなわち、図１４に示すように、液晶分子Ｍの複屈折をΔｎとするとき、
Δｎ・ｄ＝λ／２、３λ／２、５λ／２、‥
を満足するような厚さに設定される。図１４中、ｎ１は液晶分子Ｍの光学軸方向の屈折率、ｎ２はこれと直交する方向の屈折率である。尚、複屈折Δｎが正（Δｎ＞０）の液晶をＰ型液晶、複屈折Δｎが負（Δｎ＜０）の液晶をＮ型液晶と呼んでいる。

なお、図１３に示す液晶パネル３５１はＰ型液晶を用いた場合の例であって、同図（Ａ）の断面方向から見たとき、液晶分子Ｍの光学軸（図１４参照）がガラス基板と平行で、かつ（Ｂ）の平面方向から見たとき、液晶分子Ｍの光学軸が４５°方向、すなわち対角線方向を向くように、配向膜によって分子配向が与えられている。液晶分子Ｍの光学軸は光の偏光面を与える。従って、図１２に示す光ピックアップに構成された液晶パネル３５１の場合、偏光面は対角線方向（４５°方向）となっている。そしてこのような構成になる液晶パネルを、図１２に示すように、その偏光面Ｐが偏光ビームスプリッタの偏光面Ｐと４５°の傾きをもって交わるように配置するものである。

次に、このように構成した光ピックアップの動作を説明する。まず、図１２に示す液晶板制御回路３２３から液晶パネル３５１の透明電極に対して所定の電圧が印加された場合の液晶パネル３５１の状態について、図１５を参照して説明する。

液晶板制御回路３２３から液晶パネル３５１の透明電極４０２に対して所定の電圧が印加された場合、図１５（Ａ）（Ｂ）に示すように、円形開口パターン４１０の部分の液晶は平行配向のままであり、１／２波長板として作用する。一方、透明電極４０２の形成部分は、図１５（Ａ）に示すように、透明電極４０２に印加する電圧に応じて、ガラス基板４０１と垂直方向に所定角度、立ち上がった配向となり、この部分は、波長板なしの状態と、１／２波長板との中間の作用を行なうことになる。このため、円形開口パターン４１０部分のみが１／２波長板として作用し、透明電極４０２の形成部分は、波長板なしの状態と１／２波長板がある場合の中間の作用をする。

このように円形開口パターン４１０部分のみが１／２波長板として作用すると、この円形開口パターン４１０部分を通るレーザー光のみが偏光されて振動方向が９０°回転され、円形開口パターン４１０部分以外の外周部の透明電極４０２の形成部分を通るレーザー光は、例えば偏光されて振動方向が４５°回転される。

図１２に示す偏光ビームスプリッタ−１，３０４で反射され液晶パネル３５１に入射するレーザー光はＳ偏光、すなわち、振動方向が紙面に垂直な偏光であり、液晶パネル３５１を通過すると、液晶パネル３５１内の１／２波長板として作用する円形開口パターン４１０内を通過したレーザー光はＰ偏光、すなわち振動方向が紙面内で光軸に垂直方向の偏光となり、偏光ビームスプリッタ−２，３５２の偏光膜のついた面で反射されることなく、そのまま偏光ビームスプリッタ−２，３５２を通過する。一方、円形開口パターン４１０の外側を通過したレーザー光はＳ偏光から、例えば４５°回転されるので、偏光ビームスプリッタ−２，３５２の偏光膜の付いた反射面で一部が反射され、一部がフォトディテクタ−２，３５５側に向かう。

すなわち、対物レンズ３０７を通る光ディスク２００からの読み取りレーザー光のうち、対物レンズ３０７内周部と外周部の１部を通るレーザー光がフォトディテクタ−１，３５７で検出され、対物レンズ３０７外周部のそれ以外のレーザー光がフォトディテクタ−２，３５５で検出される。フォトディテクタ−１，３５７では光ディスク２００から読み出されたＲＦ信号やトラッキング信号などを検出し、フォトディテクタ−２，３５５では、非点収差法を用いたフォーカスエラー検出を行なう

フォトディテクタ−１，３５７には、対物レンズ３０７内周部を通過する全レーザー光と、外周部を通過する一部のレーザー光が入力することになり、ＲＦ信号やトラッキング信号などを検出するために十分な光量の信号が入力される。一方、フォトディテクタ−２，３５５には、対物レンズ３０７外周部を通過する一部のレーザー光のみが入力することになるが、フォーカスサーボには、十分な光量となる。

このように、液晶パネル３５１内の１／２波長板として作用する円形開口パターン４１０内を通過したレーザー光のすべてと、円形開口パターン４１０の外周部を通過する一部のレーザー光は偏光ビームスプリッタ−２，３５２を通過し、集光レンズ−１，３５６を介してフォトディテクタ−１，３５７に入射し、他方、液晶パネル３５１の円形開口パターン４１０の外側を通過したレーザー光の一部は、偏光ビームスプリッタ−２，３５２の反射面で反射され、集光レンズ−２，３５３、円筒レンズ３５４を介してフォトディテクタ−２，３５５に入射する。

すなわち、光ディスク２００からの光を入力する対物レンズ３０７を通るレーザー光のうち、レンズ内周部を通るレーザー光と外周部を通る一部レーザー光が再生信号光としてフォトディテクタ−１，３５７で検出され、レンズ外周部を通る一部レーザー光のみが、フォーカスサーボ用信号光として、フォトディテクタ−２，３５５において検出される。

フォトディテクタ−１，３５７では、対物レンズ３０７の内周部を通るレーザー光および外周部を通る一部レーザー光を受光して、光ディスク２００から読み出されたＲＦ信号やトラッキング信号などを検出し、フォトディテクタ−２，３５５では、対物レンズ３０７の外周部を通るレーザー光の一部を受光して、非点収差法を用いたフォーカスエラー検出を行なう。

このように、光ディスク２００からの反射光の経路上に設けられた液晶パネル３５１と、偏光ビームスプリッタ３１０は、対物レンズ３０７の内周部を通るレーザー光のすべてをフォトディテクタ−１，３５７に出力し、対物レンズ３０７の外周部を通るレーザー光をフォトディテクタ−１，３５７と、フォトディテクタ−２，３５５に所定割合（例えば５０％）に分割して出力する光制御手段として機能する。フォトディテクタ−２，３５５では、対物レンズ３０７の外周部を通るレーザー光を受光して、非点収差法を用いたフォーカスエラー検出を行なう。

図１２の構成中のディスク種類判別手段３２１と、収差補正素子制御手段３２２の処理は、前述した第１の実施例と同様の処理を実行する。すなわち、図１２に示す収差補正素子制御手段３２２には、
収差補正量（ａ）（球面収差補正量０ｍλ）、
収差補正量（ｂ）（基準ディスクに対して基材厚みが３０μｍ薄い光ディスクを補正する場合の球面収差補正量）、及び
収差補正量（ｃ）（基準ディスクに対して基材厚みが２５μｍ厚い光ディスクを補正する場合の球面収差補正量）
これらの３種類の収差補正量が予め設定されている。

図１２に示すディスク判別手段３２１は、光ディスクが単層ディスクであるか、２層ディスクであるかを判別し、さらに、２層ディスクである場合は、Ｌ０，Ｌ１のいずれの層に対するデータ記録再生を実行する設定にあるかを判別し、その判別信号を収差補正素子制御手段３２２に出力する。

収差補正素子制御手段３２２は、
光ディスクが単層ディスクである場合は、
収差補正量（ａ）（球面収差補正量０ｍλ）、
光ディスクが、２層ディスクであり、Ｌ０層に対するデータ記録再生を実行している場合は、
収差補正量（ｂ）（基準ディスクに対して基材厚みが３０μｍ薄い光ディスクを補正する場合の球面収差補正量）、
光ディスクが、２層ディスクであり、Ｌ１層に対するデータ記録再生を実行している場合は、
収差補正量（ｃ）（基準ディスクに対して基材厚みが２５μｍ厚い光ディスクを補正する場合の球面収差補正量）
の各収差補正量に応じて、収差補正素子−１，３０５と収差補正素子−２，３０８の制御を行なう。

収差補正素子−１，３０５と収差補正素子−２，３０８を適用した球面収差補正処理の詳細について説明する。球面収差補正の動作は、例えば光ディスクが光ディスク装置に装着された時、又は光ディスク装置の電源を入れた時に開始することができる。最初にディスク判別手段３２１により光ディスクの種類が判別される。単層の記録層を有する光ディスクであると判定された場合には、ディスク判別手段３２１は、装着ディスクが単層ディスクであることを示す識別信号を収差補正素子制御手段３２２に出力する。

収差補正素子制御手段３２２は、装着ディスクが単層ディスクであることを示す識別信号を入力すると、収差補正量（ａ）を選択し、基準ディスクとの基材厚誤差０μｍに相当する球面収差の補正を実行するように、収差補正素子−１，３０５と収差補正素子−２，３０８を制御する。この結果、その後、この記録層に対して行なわれるフォーカス制御において安定なフォーカスエラー信号を得ることができる。

また、ディスク判別手段３２１から、装着ディスクが、２層の記録層を有する光ディスクであり、Ｌ０層に対するデータ記録再生を実行する設定にあるとの判定信号が、収差補正素子制御手段３２２に入力されると、収差補正素子制御手段３２２は、収差補正量（ｂ）を選択し、基準ディスクとの基材厚誤差が薄い側に３０μｍに相当する球面収差の補正を実行するように、収差補正素子−１，３０５と収差補正素子−２，３０８を制御する。この結果、その後、この記録層（Ｌ０）に対して行なわれるフォーカス制御において安定なフォーカスエラー信号を得ることができる。

また、ディスク判別手段３２１から、装着ディスクが、２層の記録層を有する光ディスクであり、Ｌ１層に対するデータ記録再生を実行する設定にあるとの判定信号が、収差補正素子制御手段３２２に入力されると、収差補正素子制御手段３２２は、収差補正量（ｃ）を選択し、基準ディスクとの基材厚誤差が厚い側に２５μｍに相当する球面収差の補正を実行するように、収差補正素子−１，３０５と収差補正素子−２，３０８を制御する。この結果、その後、この記録層（Ｌ１）に対して行なわれるフォーカス制御において安定なフォーカスエラー信号を得ることができる。

上述した手順により、２層ディスクのＬ０層に合焦した時には、Ｌ０層の厚みに対する球面収差は補正されＬ０層へは良好な記録再生が可能であるが、この時、Ｌ１層から反射される反射光については中間層厚みに相当する球面収差が残ることになる。同様に、Ｌ１層に合焦した時には、Ｌ１層の厚みに対する球面収差は補正されＬ１層へは良好な記録再生が可能であるが、Ｌ０層から反射される反射光については中間層厚みに相当する球面収差が残ることになる。

球面収差は対物レンズの開口数（ＮＡ）に依存し、開口数の４乗に比例して大きくなることが知られている。すなわち、球面収差を有する光束に対して対物レンズ外周部を通るレーザー光は大きな球面収差を受けることになる。従って、図１２に示す液晶パネル３５１の透明電極部を通過し、偏光ビームスプリッタ−２，３５２で反射されるレーザー光のうち、目的とする記録層からの反射光に対しては、球面収差補正がなされてフォトディテクタ−２，３５５に良好な焦点を結ぶが、他方の層からの反射光（迷光）については大きな球面収差を生じ、フォトディテクタ−２，３５５での結像はよりぼやけたものとなり、結果的に層間迷光が低減され、目的とする記録層以外の記録層などから反射される迷光の影響を低減できるので、フォーカスエラー検出に誤差（デフォーカス）が発生することなく、良好なフォーカスエラー検出を行なうことができる。

フォーカスサーボを実行するための検出光を入力するフォトディテクタ−２，３５５には、前述したように、図１２の光ピックアップ構成における液晶パネル３５１の円形開口パターン４１０の外側部を通過した光の一部が選択されて入力される。図１６を参照してフォトディテクタ−２，３５５における入射光とフォーカスサーボ制御処理について説明する。

前述したように、フォーカスサーボは、非点収差法によって実行される。フォトディテクタ−２，３５５は、図１６に示すように、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの４分割されたフォトディテクタを有し、ここに、図１２に示す光ピックアップ構成における液晶パネル３５１の円形開口パターン４１０の外側部を通過した光が、偏光ビームスプリッタ−２，３５２によって反射され、集光レンズ−２，３５３、円筒レンズ３５４を介して入力される。図１６に示すように、フォトディテクタ−２，３５５における入射光は、リング状の検出光６００となる。非点収差法では、（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ）の信号情報を生成し、この生成情報に基づいてフォーカスサーボ信号を得る。

リング状の検出光６００には、フォーカスサーボの対象層、すなわちデータ記録または再生の実行層から反射するレーザー光と、記録または再生の対象となっていない層からの反射光、すなわち層間迷光の各光成分が含まれることになる。しかし、本発明の構成によれば、図１２に示す光ピックアップ構成によって、フォトディテクタ−２，３５５における入射光に含まれる層間迷光成分は、データ記録または再生の実行層から反射するレーザー光の成分に比較して極めて低減されたものとなり、層間迷光成分によるエラーを起こすことなく、正確なフォーカスサーボが実現される。

フォトディテクタ−２，３５５における入射光に含まれる層間迷光成分が、データ記録または再生の実行層から反射するレーザー光の成分に比較して極めて低減されたものとなる理由については、上述したとおりであり、図１２の光ピックアップ構成における液晶パネル３５１の円形開口パターン４１０の外側部を通過し、偏光ビームスプリッタ−２，３５２で反射されるレーザー光のうち、フォーカス制御の対象層、すなわちデータ記録または再生対象となる記録層からの反射光については、収差補正素子制御手段３２２による収差補正素子１，２の制御により、的確な球面収差補正がなされてフォトディテクタ−２，３５５に対して良好な焦点を結ぶ光となる。しかし、フォーカス制御の対象層以外の他方の層からの反射光（迷光）については、その層からの反射光に対応する適正な収差補正が実行されていないので、フォトディテクタ−２，３５５での結像はよりぼやけたものとなり、結果的に層間迷光が低減される。

しかも、前述したように、球面収差は対物レンズの開口数（ＮＡ）に依存し、開口数の４乗に比例して大きくなることが知られている。すなわち、球面収差を有する光束に対して対物レンズ外周部を通るレーザー光は大きな球面収差を受けることになる。従って、収差補正のなされていないフォーカス制御の対象層以外の他方の層からの反射光（迷光）は、大きな球面収差を生じた反射光となり、フォトディテクタ−２，３５５での結像はよりぼやけたものとなり、図１６に示す検出光６００に含まれる迷光成分は、極めて低減されたレベルとなる。

結果として、フォーカスサーボを実行するための検出光を入力するフォトディテクタ−２，３５５は、層間迷光成分によるエラーを起こすことなく、正確なフォーカスサーボを行なうための非点収差信号を得ることが可能となる。

なお、前述したように、開口数（ＮＡ）が変わると光ディスク記録面に集光されるレーザー光のエアリディスク径（φ）は変化し、波長λのレーザー光の時は、φ＝１．２２×λ／ＮＡとなる。すなわち開口数が大きくなるとレーザー光のエアリディスクは小さくなり、ＲＦ信号のＭＴＦ（Ｍｏｄｕｌａｔｅｄ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）は広帯域になる。例えばＣＤでは、開口数（ＮＡ）は０．４、ＤＶＤでは開口数（ＮＡ）は０．６と規定され、さらに、次世代の高密度記録ＤＶＤでの開口数（ＮＡ）は０．８５が予定されている。

このように、各システムにおいて規定された開口数（ＮＡ）に応じた信号光の検出が、フォトディテクタ−１，３５５において検出されるように、液晶パネル３５１における透明電極構成を調整することが好ましい。すなわち、本発明の光ピックアップ構成は、光ディスクからの反射光における外周部の光の一部をフォーカスサーボ用検出光とし、内周部の光のすべてと外周部の光の一部を再生信号光として分離する構成となっており、再生信号光として用いるレーザー光は、システム規格に応じたレンズの開口数（ＮＡ）に応じて決定される半径を持つレーザー光となる。

以上、特定の実施例を参照しながら、本発明について詳解してきた。しかしながら、本発明の要旨を逸脱しない範囲で当業者が該実施例の修正や代用を成し得ることは自明である。すなわち、例示という形態で本発明を開示してきたのであり、限定的に解釈されるべきではない。本発明の要旨を判断するためには、特許請求の範囲の欄を参酌すべきである。

以上、説明したように、本発明の一実施例の構成によれば、複数の積層された記録層を有する光ディスクに対するデータの記録または再生を行なう情報処理装置において、情報の記録または再生対象層に応じた判別信号に応じて、情報記録または再生対象層に応じて設定された収差補正量を選択的に適用して、光ディスクからの反射光の経路内に設定された収差補正素子の制御を実行し、収差補正素子を通過する反射光中に含まれる外周近傍光の一部を分離し、光制御手段によって分離された一部の外周近傍光を検出してフォーカスサーボ信号を出力する構成としたので、焦点制御の目的層からの光成分のみが正確な収差補正がなされ、焦点制御の目的とする層以外の他層からの光、いわゆる層間迷光については正確な収差補正のなされないぼやけた光となり、焦点制御の目的層からの光成分を効率的に集光し、これを検出光としたサーボが可能となり、より正確な制御が実現される。

従来の光ピックアップ装置構成を示す図である。 多層ディスクの構成を説明する図である。 従来の多層ディスクに対するフォーカスサーボ構成について説明する図である。 本発明の一実施例に従った光ピックアップ装置構成を示す図である。 光ピックアップ中の回折光学素子として機能するホログラムレンズの一実施例構成について説明する図である。 フォトディテクタに入力するレーザー光の経路について説明する図である。 光ディスクの読み取りレーザー光に基づくサーボ信号の読み取り構成を示す図である。 光ディスクの読み取りレーザー光の焦点誤差信号の変化を説明するグラフを示した図である。 フォトディテクタに入力するレーザー光の０次及び±１次回折光スポットについて説明する図である。 多層ディスクと単層ディスクの仕様例について説明する図である。 球面収差補正素子の構成例について説明する図である。 本発明の第２実施例に従った光ピックアップ装置構成を示す図である。 光ピックアップ中の液晶パネルの一実施例構成について説明する図である。 液晶パネルを構成する液晶分子について説明する図である。 光ピックアップ中の液晶パネルの制御例について説明する図である。 フォーカスサーボ用のフォトディテクタの構成、および処理について説明する図である。

符号の説明

１００ 半導体レーザー
１０２ コリメータレンズ
１０４ 回折格子
１０６ 偏光ビームスプリッタ
１０８ １／４波長板
１１０ 対物レンズ
１１２ 光ディスク
１１４ 集光レンズ
１１６ 円筒レンズ
１１８ フォトディテクタ
１５０ 光ディスク
１５１ 基板
１５２ 第１の記録層
１５３ 中間層
１５４ 第２の記録層
１５５ 保護層
１７０ 光ディスク
１７０ａ〜ｄ 記録層
１７２ ピンホール
１７４ 検出器
１７６ 球面収差補正系（焦点調節補正系）
１７８ 検出器
１８０ トラッキング制御系
１８２ 記録層選択制御系
１８４，１８６ レンズ
２００ 光ディスク
３０１ レーザー光源（半導体レーザー）
３０２ コリメータレンズ
３０３ 回折格子
３０４ 偏光ビームスプリッタ−１
３０５ 球面収差補正素子−１
３０６ １／４波長板
３０７ 対物レンズ
３０８ 球面収差補正素子−２
３０９ ホログラムレンズ
３１０ 円筒レンズ
３１１ フォトディテクタ
３３１ 輪帯
３４０ 液晶パネル
３４１〜３４５ 電極
３５１ 液晶パネル
３５２ 偏光ビームスプリッタ−２
３５３ 集光レンズ−２
３５４ 円筒形レンズ
３５５ フォトディテクタ−２
３５６ 集光レンズ−１
３５７ フォトディテクタ−１
４０１ ガラス基板
４０２ 透明電極
４０３ 配向膜
４０４ 液晶
４１０ 円形配向パターン
６００ 検出光

Claims (8)

1. 複数の記録層を有する光ディスクに対する情報の記録または再生を実行する情報処理装置であり、
   情報の記録または再生対象層に応じた判別信号を出力するディスク判別手段と、
   前記ディスク判別手段の判別信号を入力し、入力判別信号に応じて情報記録または再生対象層に応じて設定された収差補正量を選択的に適用して、前記光ディスクからの反射光の経路内に設定された収差補正素子の制御を実行する収差補正素子制御手段と、
   前記収差補正素子を通過する前記反射光中に含まれる外周近傍光の分離処理を実行する光制御手段と、
   前記光制御手段によって分離された外周近傍光を入力し、光電変換処理によりフォーカスサーボ信号を出力するフォトディテクタを有し、
   前記光制御手段は、
   液晶パネルと、偏光ビームスプリッタを含む構成であり、
   前記液晶パネルは、選択的な配向制御を可能とした液晶を含むことを特徴とする情報処理装置。
2. 前記光制御手段は、
   回折光学素子および非点収差素子によって構成されていることを特徴とする請求項１に記載の情報処理装置。
3. 前記光制御手段は、
   回折光学素子として機能するホログラムレンズ、および非点収差素子として機能する円筒レンズの組み合わせによって構成されていることを特徴とする請求項１に記載の情報処理装置。
4. 前記フォトディテクタは、前記光制御手段によって分離された前記外周近傍光を入力し、非点収差法に基づいてフォーカスサーボ信号を出力する構成であることを特徴とする請求項１に記載の情報処理装置。
5. 前記偏光ビームスプリッタは、
   前記液晶パネルを通過した光を、フォーカスサーボ信号検出用フォトディテクタと、再生信号検出用フォトディテクタとに分離する処理を実行する構成であり、
   前記液晶パネルは、
   前記反射光中に含まれる内周光のほぼ全てと外周近傍光の一部が、前記再生信号検出用フォトディテクタに出力され、外周近傍光の一部が、前記フォーカスサーボ信号検出用フォトディテクタに出力されるように偏光処理を行なう構成であることを特徴とする請求項１に記載の情報処理装置。
6. 前記ディスク判別手段は、
   光ディスクが単層ディスクであるか、多層ディスクであるかを判別し、さらに、多層ディスクである場合は、いずれの層に対するデータ記録または再生を実行する設定であるかを判別し、情報の記録または再生対象層に応じた判別信号を出力する構成であることを特徴とする請求項１に記載の情報処理装置。
7. 前記収差補正素子制御手段は、
   異なる収差補正量を選択的に適用して、前記収差補正素子の制御を行う構成であり、
   光ディスクが単層ディスクであるか、多層ディスクであるか、さらに、多層ディスクである場合は、いずれの層に対するデータ記録再生を実行する設定であるかを検出するディスク判別手段からの検出信号に基づいて、適用する収差補正量を選択し、選択補正量に基づく収差補正素子の制御を実行する構成であることを特徴とする請求項１に記載の情報処理装置。
8. 光ディスクに対する情報の記録または再生に適用する光ピックアップであり、
   情報の記録または再生対象層に応じて設定された異なる収差補正量に従った収差補正を行なう収差補正素子と、
   前記収差補正素子を通過する前記反射光中に含まれる外周近傍光の分離処理を実行する光制御手段と、
   前記光制御手段によって分離された外周近傍光を入力し、光電変換処理によりフォーカスサーボ信号を出力するフォトディテクタを有し、
   前記光制御手段は、
   液晶パネルと、偏光ビームスプリッタを含む構成であり、
   前記液晶パネルは、選択的な配向制御を可能とした液晶を含むことを特徴とする光ピックアップ。

Images