JP4596284B2 - 光ディスク装置及びフォーカス制御方法 - Google Patents

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Description

本発明は光ディスク装置及びフォーカス制御方法に関し、例えば光ビームの照射位置を定めるための基準層と情報を記録する記録層とが分離した光ディスクから情報を再生する光ディスク装置に適用して好適なものである。
従来、光ディスク装置においては、ＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）及びＢｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ（登録商標、以下ＢＤと呼ぶ）等のように、光ディスクに対して光ビームを照射し、その反射光を読み取ることにより情報を再生するようになされたものが広く普及している。
またかかる光ディスク装置では、当該光ディスクに対して光ビームを照射し、当該光ディスクの局所的な反射率等を変化させることにより、情報の記録を行うようになされている。
この光ディスクについて、対物レンズ等により光ビームが集光された際に形成するビームスポットの大きさは、およそλ／ＮＡ（λ：光ビームの波長、ＮＡ:開口数）で与えられ、解像度もこの値に比例することが知られている。例えばＢＤ方式では、直径１２０［ｍｍ］の光ディスクに１層あたり約２５［ＧＢ］のデータを記録することができる。
ところで光ディスクには、音楽コンテンツや映像コンテンツ等の各種コンテンツ、或いはコンピュータ用の各種データ等のような種々の情報が記録されるようになされている。特に近年では、映像の高精細化や音楽の高音質化等により情報量が増大し、また１枚の光ディスクに記録するコンテンツ数の増加等が要求されており、当該光ディスクのさらなる大容量化が望まれている。
そこで光ディスク装置のなかには、例えばホログラムを利用して光ディスクの一様な記録層内に定在波記録し、これを多層化することにより光ディスクの簡素化及び大容量化を図ったものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００７−２２０２０６公報（第２４図）
ところで、かかる構成の光ディスク装置に対応した光ディスクでは、記録層内が一様であるため、トラック等が形成された位置決め用の基準層を別途設け、当該基準層を利用して当該記録層内における記録位置を特定させるようになされている。
例えば図１に示すように、光ディスク１００の記録層１０１には、記録マークが所定平面上で螺旋状に配列されてなる層（以下これをマーク層Ｙと呼ぶ）が複数積層されている。また光ディスク１００では、基準層１０２の法線ＸＤに沿った方向に関し、基準層１０２の目標トラックＴＧと記録層１０１内の目標マーク層ＹＧとの間隔が所定の距離ＤＧとなっている。
光ディスク装置１は、情報を再生する場合、所定の基準光ビームＬＳをビームスプリッタ３により透過させ、対物レンズ４により光ディスク１００の基準層１０２に集光させる。
また光ディスク装置１は、光ディスク１００の基準層１０２において基準光ビームＬＳが反射されてなる反射基準光ビームを検出し、その検出結果に応じて対物レンズ４のフォーカス制御及びトラッキング制御等を行うことにより、基準光ビームＬＳを基準層１０２の目標トラックＴＧに合焦させる。
さらに光ディスク装置１は、情報光ビームＬＭをビームスプリッタ３により反射させ、位置制御された対物レンズ４を介して、記録層１０１内に形成されているマーク層Ｙのうち目標マーク層ＹＧに合焦させる。
このとき光ディスク装置１は、基準光ビームＬＳ及び情報光ビームＬＭの光軸ＸＬを光ディスク１００の法線ＸＤと一致させることを前提として、当該光軸ＸＬ上で基準光ビームＬＳの焦点ＦＳと情報光ビームＬＭの焦点ＦＭとを距離ＤＧだけ離隔させることにより、情報光ビームＬＭの焦点Ｆｂを目標マーク層ＹＧに合焦させることができる。
因みに光ディスク装置１は、情報光ビームＬＭが目標マーク層ＹＧの各記録マークにより反射されてなる情報反射光ビームを検出することにより、記録されている情報を再生するようになされている。
しかしながら光ディスク装置１では、光ディスク１００自体の反りやいわゆる面ブレ等により、当該光ディスク装置１に対し光ディスク１００が傾く場合がある。
例えば図１と対応する図２に示すように、光ディスク１００が角度θだけ傾いていた場合、光軸ＸＬ上での基準層１０２と目標マーク層ＹＧとの間隔が距離ＤＧから（１／ｃｏｓθ）倍されてしまい、当該距離ＤＧと相違することになってしまう。
この場合、基準光ビームＬＳを光ディスク１００の基準層１０２に合焦させていたとしても、情報光ビームＬＭの焦点ＦＭを目標マーク層ＹＧに合わせることができず、当該目標マーク層ＹＧの情報を読み取ることができない。
すなわち光ディスク装置１は、基準光ビームＬＳを基準層１０２に合焦させるだけでは、情報光ビームＬＭの焦点ＦＭを目標マーク層ＹＧに合わせるといった本来のフォーカス制御を正しく行い得ない場合があり、情報の再生精度を大幅に低下してしまう恐れがあるという問題があった。
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、光ディスクからの情報の再生精度を高め得る光ディスク装置及びフォーカス制御方法を提案しようとするものである。
かかる課題を解決するため本発明においては、光ディスクに設けられた基準層に照射するための基準光ビームを出射し、光ディスクに設けられた記録層内で情報を表す記録マークが基準層から所定距離だけ離隔して配置されたマーク層から情報を再生するための情報光ビームを出射し、情報光ビームの光軸方向に関し、所定の対物レンズにより集光される基準光ビームの焦点と情報光ビームの焦点との距離を所定距離に合わせるよう、対物レンズへ入射される情報光ビームを成形し、対物レンズを情報光ビームの光軸方向に移動させ、基準光ビームが光ディスクの基準層により反射されてなる基準反射光ビームを受光し基準検出信号を生成し、情報光ビームが光ディスクのマーク層により反射されてなる情報反射光ビームを受光し情報検出信号を生成し、基準検出信号を基に基準反射光ビームの光量を表す基準反射光量信号を生成すると共に、複数回得られた情報検出信号を基にマーク層の近傍において当該マーク層から情報光ビームの焦点までの距離に応じて変動するフォーカスエラー信号を生成し、基準反射光量信号の変化を契機としてフォーカスエラー信号に基づいたフォーカス制御を開始するようにした。
これにより本発明では、情報反射光の光量が不十分であったとしても、基準反射光の光量を基に、フォーカス制御を適切に開始して情報光ビームの焦点を記録マーク層に合わせることができる。
本発明によれば、情報反射光の光量が不十分であったとしても、基準反射光の光量を基に、フォーカス制御を適切に開始して情報光ビームの焦点を記録マーク層に合わせることができ、かくして光ディスクからの情報の再生精度を高め得る光ディスク装置及びフォーカス制御方法を実現できる。
以下、図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。
（１）第１の実施の形態
（１−１）光ディスクに対する情報の記録再生原理
まず、第１の実施の形態における情報の記録及び再生に関する原理について説明する。第１の実施の形態では、光ディスク１００の記録層１０１にホログラムでなる記録マークＲＭを形成するようになされている。
実際上光ディスク１００は、図３に外観図を示すように、全体として略円板状に構成され、中心にチャッキング用の孔部１００Ｈが設けられている。
また光ディスク１００は、図４に断面図を示すように、情報を記録するための記録層１０１の両面を基板１０３及び１０４により挟んだような構成を有しており、さらに記録層１０１と基板１０３との間に基準層１０２が設けられている。
因みに記録層１０１の厚さは約０．３［ｍｍ］、基板１０３及び１０４の厚さはそれぞれ約０．６［ｍｍ］となっている。
基準層１０２には、サーボ用の案内溝が形成されており、具体的には、一般的なＢＤ−Ｒ（Recordable）ディスク等と同様のランド及びグルーブにより螺旋状のトラックを形成している。このトラックには、所定の記録単位ごとに一連の番号でなるアドレスが付されており、情報を記録又は再生するトラックを当該アドレスにより特定し得るようになされている。
なお基準層１０２（すなわち記録層１０１と基板１０３との境界面）には、案内溝に代えてピット等が形成され、或いは案内溝とピット等とが組み合わされていても良い。また基準層１０２のトラックは、螺旋状でなく同心円状であっても良い。
また基準層１０２は、全面的に光ビームの波長に応じて反射率が異なる波長選択性を有しており、例えば波長約４０５［ｎｍ］の光ビームを高い透過率で透過すると共に、波長約６６０［ｎｍ］の光ビームを高い反射率で反射するようになされている。
光ディスク装置１０は、光ディスク１００に対して波長約６６０［ｎｍ］でなる基準光ビームＬＳを照射する。このとき基準光ビームＬＳは、光ディスク１００の基準層１０２により反射され基準反射光ビームＬＳＲとなる。
光ディスク装置１０は、基準反射光ビームＬＳＲを受光し、その受光結果を基に対物レンズ２１を光ディスク１００に近接又は離隔させるフォーカス方向へ位置制御することにより、基準光ビームＬＳの焦点ＦＳを基準層１０２の目標基準トラックＴＳＧに合わせるようになされている。
一方記録層１０１は、照射された光強度によって屈折率が変化するフォトポリマ等でなり、波長４０５［ｎｍ］でなる青色光ビームに反応するようになされている。
光ディスク装置１０は、光ディスク１００に情報を記録する際、第１面１００Ａ側から対物レンズ２１により情報光ビームＬＭ１を集光すると共に、当該情報光ビームＬＭ１と同一の焦点ＦＭに第２面１００Ｂ側から対物レンズ２２により情報光ビームＬＭ２を集光する。この情報光ビームＬＭ１及びＬＭ２は、同一の光源から出射され互いに過干渉性を有するレーザ光でなる。
このとき光ディスク装置１０は、基準光ビームＬＳと情報光ビームＬＭ１との光軸を互いに一致させている。これにより光ディスク装置１０は、情報光ビームＬＭ１の焦点ＦＭ１を、記録層１０１内における目標基準トラックＴＳＧに対応した箇所に、すなわち目標基準トラックＴＳＧを通り基準層１０２に垂直な法線ＸＤ上に位置させる。以下、目標マーク層ＹＧにおける目標基準トラックＴＳＧと対応したトラックを目標トラックＴＧと呼び、また焦点ＦＭ１の位置を目標位置ＰＧと呼ぶ。
記録層１０１は、比較的強い強度でなる２本の情報光ビームＬＭ１及びＬＭ２が当該記録層１０１内において干渉した場合、その干渉部分に定在波が生成され、ホログラムとしての性質を有する干渉パターンが形成される。
この結果光ディスク１００には、記録層１０１内の焦点ＦＭ１の位置にホログラムでなる記録マークＲＭが形成される。
因みに光ディスク装置１０は、記録すべき情報を符号「０」及び「１」の組み合わせでなる２値の記録データに符号化する。また光ディスク装置１０は、例えば当該記録データの符号「１」に対応して記録マークＲＭを形成すると共に、符号「０」に対応して当該記録マークＲＭを形成しないよう、情報光ビームＬＭを出射制御するようになされている。
さらに光ディスク装置１０は、光ディスク１００を回転駆動すると共に対物レンズ２１及び２２を半径方向へ適宜移動制御しながら情報光ビームＬＭ１及びＬＭ２の強度を変調させる。
この結果光ディスク１００の記録層１０１内には、複数の記録マークＲＭによる螺旋状のトラックが、基準層１０２に設けられたトラックと対応するよう順次形成される。
またこのようにして形成された記録マークＲＭは、光ディスク１００の第１面１００Ａ及び基準層１０２等の各面とほぼ平行な平面状に配置され、当該記録マークＲＭによる層（以下これをマーク層Ｙと呼ぶ）を形成する。
さらに光ディスク装置１０は、情報光ビームＬＭ１における焦点ＦＭ１の位置を光ディスク１００の厚さ方向に変化させることにより、記録層１０１内に複数のマーク層Ｙを形成することができる。例えば光ディスク装置１０は、光ディスク１００の一面１００Ａ側から所定の層間隔ごとにマーク層Ｙを順次形成するようになされている。
一方、光ディスク装置１０は、光ディスク１００から情報を再生する際、例えば第１面１００Ａ側から情報光ビームＬＭ１を集光する。ここで焦点ＦＭ１の位置（すなわち目標位置ＰＧ）にホログラムでなる記録マークＲＭが形成されている場合、当該記録マークＲＭから情報光ビームＬＭ３が出射される。
この情報光ビームＬＭ３は、記録マークＲＭのホログラムとしての性質により情報光ビームＬＭ１が回折されたものであり、当該記録マークＲＭを通過してさらに進行する情報光ビームＬＭ２とほぼ同等の光学的性質を有している。
光ディスク装置１０は、情報光ビームＬＭ３の検出結果に応じた検出信号を生成し、当該検出信号を基に記録マークＲＭが形成されているか否かを検出する。
このとき光ディスク装置１０は、例えば記録マークＲＭが形成されていれば符号「１」に、当該記録マークＲＭが形成されていなければ符号「０」に割り当てることにより、記録されている情報を再生することができる。
このように第１の実施の形態では、光ディスク装置１０により光ディスク１００から情報を再生する場合、基準光ビームＬＳを併用しながら情報光ビームＬＭ１を目標位置ＰＧに照射することにより、所望の情報を再生するようになされている。
（１−２）光ディスク装置の構成
図５に示すように、光ディスク装置１０は、制御部１１を中心に構成されている。制御部１１は、図示しないＣＰＵ(Central Processing Unit)と、各種プログラム等が格納されるＲＯＭ(Read Only Memory)と、当該ＣＰＵのワークメモリとして用いられるＲＡＭ(Random Access Memory)とによって構成されている。
制御部１１は、光ディスク１００から情報を再生する場合、駆動制御部１２を介してスピンドルモータ１５を回転駆動させ、所定のターンテーブルに載置された光ディスク１００を所望の速度で回転させる。
また制御部１１は、駆動制御部１２を介してスレッドモータ１６を駆動させることにより、光ピックアップ１７を移動軸ＧＲ１及びＧＲ２に沿ってトラッキング方向、すなわち光ディスク１００の内周側又は外周側へ向かう方向へ大きく移動させるようになされている。
光ピックアップ１７は、対物レンズ２１等の複数の光学部品が取り付けられており、制御部１１の制御に基づいて光ディスク１００へ基準光ビームＬＳ及び情報光ビームＬＭ１を照射し、基準反射光ビームＬＳＲ及び情報光ビームＬＭ３を検出するようになされている。
光ピックアップ１７は、基準反射光ビームＬＳＲ及び情報光ビームＬＭ３の検出結果に基づいた複数の検出信号を生成し、これらを信号処理部１３へ供給する。信号処理部１３は、供給された検出信号を用いた所定の演算処理を行うことによりフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号をそれぞれ生成し、これらを駆動制御部１２へ供給する。
駆動制御部１２は、制御部１１と同様に図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等を有している。また駆動制御部１２は、供給されたフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号を基に、対物レンズ２１を駆動するための駆動信号を生成し、これを光ピックアップ１７の２軸アクチュエータ２３へ供給する。
光ピックアップ１７の２軸アクチュエータ２３は、この駆動信号に基づいて対物レンズ２１のフォーカス制御及びトラッキング制御を行い、当該対物レンズ２１により集光される基準光ビームＬＳの焦点ＦＳ及び情報光ビームＬＭ１の焦点ＦＭ１の位置を調整する（詳しくは後述する）。
また信号処理部１３は、検出信号に対し所定の演算処理、復調処理及び復号化処理等を施すことにより、目標マーク層ＹＧの目標トラックＴＧに記録マークＲＭとして記録されている情報を再生し得るようになされている。
（１−３）光ピックアップの構成
次に、光ピックアップ１７の構成について説明する。この光ピックアップ１７は、図６に示すように多数の光学部品が組み合わされており、主に対物レンズ２１のサーボ制御を行う基準光学系３０、主に情報の再生又は記録を行う第１面情報光学系５０及び第２面情報光学系７０により構成されている。
（１−３−１）基準光学系の構成
基準光学系３０は、光ディスク１００の第１面１００Ａに対して基準光ビームＬＳを照射し、当該光ディスク１００により当該基準光ビームＬＳが反射されてなる基準反射光ビームＬＳＲを受光するようになされている。
図７において基準光学系３０のレーザダイオード３１は、波長約６６０［ｎｍ］の赤色レーザ光を射出し得るようになされている。実際上レーザダイオード３１は、制御部１１（図５）の制御に基づいて発散光でなる基準光ビームＬＳを発射し、コリメータレンズ３２へ入射させる。コリメータレンズ３２は、基準光ビームＬＳを発散光から平行光に変換しスリット３３を介して無偏光ビームスプリッタ３４へ入射させる。
無偏光ビームスプリッタ３４は、基準光ビームＬＳを反射透過面３４Ｓにおいて約５０％の割合で透過し、補正レンズ３５へ入射させる。補正レンズ３５は、補正レンズ３６と共に、基準光ビームＬＳを一度発散させてから収束させることによりビーム径を調整し、ダイクロイックプリズム３７へ入射させる。
ダイクロイックプリズム３７の反射透過面３７Ｓは、光ビームの波長に応じて透過率及び反射率が異なる波長選択性を有しており、赤色光ビームをほぼ１００％の割合で透過し、青色光ビームをほぼ１００％の割合で反射するようになされている。このためダイクロイックプリズム３７は、当該反射透過面３７Ｓにおいて基準光ビームＬＳを透過し、対物レンズ２１へ入射させる。
対物レンズ２１は、基準光ビームＬＳを集光し、光ディスク１００の第１面１００Ａへ向けて照射する。このとき基準光ビームＬＳは、図４に示したように、基板１０３を透過し基準層１０２において反射され、基準光ビームＬＳと反対方向へ向かう基準反射光ビームＬＳＲとなる。
この後基準反射光ビームＬＳＲは、対物レンズ２１、ダイクロイックプリズム３７、補正レンズ３６及び３５を順次透過して平行光にされた後、無偏光ビームスプリッタ３４へ入射される。
無偏光ビームスプリッタ３４は、基準反射光ビームＬＳＲを約５０％の割合で反射することによりミラー４０へ照射し、当該ミラー４０により当該基準反射光ビームＬＳＲを再度反射させた後、集光レンズ４１へ入射させる。
集光レンズ４１は、基準反射光ビームＬＳＲを収束させ、シリンドリカルレンズ４２により非点収差を持たせた上で当該基準反射光ビームＬＳＲをフォトディテクタ４３へ照射する。
因みに基準光学系３０では、対物レンズ２１により基準光ビームＬＳが集光され光ディスク１００の基準層１０２へ照射されるときの合焦状態が、集光レンズ４１により基準反射光ビームＬＳＲが集光されフォトディテクタ４３に照射されるときの合焦状態に反映されるよう、各種光学部品の光学的位置が調整されている。
フォトディテクタ４３は、図８（Ａ）に示すように、基準反射光ビームＬＳＲが照射される面上に、格子状に分割された４つの検出領域４３Ａ、４３Ｂ、４３Ｃ及び４３Ｄを有している。因みに矢印ａ１により示される方向（図中の縦方向）は、基準光ビームＬＳが基準層１０２（図４）に照射されるときの、トラックの走行方向に対応している。
フォトディテクタ４３は、検出領域４３Ａ、４３Ｂ、４３Ｃ及び４３Ｄにより基準反射光ビームＬＳＲの一部をそれぞれ検出し、このとき検出した光量に応じて検出信号Ｕ１Ａ、Ｕ１Ｂ、Ｕ１Ｃ及びＵ１Ｄ（以下、これらをまとめて基準検出信号Ｕ１とも呼ぶ）をそれぞれ生成して、これらを信号処理部１３（図５）へ送出する。
このように基準光学系３０は、基準光ビームＬＳを光ディスク１００の基準層１０２へ照射すると共に、基準反射光ビームＬＳＲを検出して基準検出信号Ｕ１（すなわち検出信号Ｕ１Ａ、Ｕ１Ｂ、Ｕ１Ｃ及びＵ１Ｄ）を生成し、これらを信号処理部１３へ供給するようになされている。
（１−３−２）第１面情報光学系の構成
第１面情報光学系５０は、光ディスク１００の第１面１００Ａに対して情報光ビームＬＭ１を照射するようになされており、また当該光ディスク１００から入射される情報光ビームＬＭ３を受光するようになされている。
図９において第１面情報光学系５０のレーザダイオード５１は、波長約４０５［ｎｍ］の青色レーザ光を射出し得るようになされている。実際上レーザダイオード５１は、制御部１１（図５）の制御に基づいて発散光でなる光ビームＬＭ０を所定光量で射出し、コリメータレンズ５２へ入射させる。
コリメータレンズ５２は、光ビームＬＭ０を発散光から平行光に変換し、１／２波長板５３へ入射させる。このとき青色光ビームＬＢは、１／２波長板５３により偏光方向が所定角度回転され、アナモプリズム５４により強度分布が成形された後、偏光ビームスプリッタ５５へ入射される。
偏光ビームスプリッタ５５は、反射透過面５５Ｓにおいて、光ビームの偏光方向に応じて異なる割合で当該光ビームを反射又は透過するようになされている。例えば反射透過面５５Ｓは、Ｐ偏光の光ビームを約５０％の割合で反射すると共に残りの５０％を透過し、Ｓ偏光の光ビームを約１００％の割合で透過するようになされている。
実際上、偏光ビームスプリッタ５５は、Ｐ偏光でなる光ビームＬＭ０を反射透過面５５Ｓにより約５０％の割合で反射し、１／４波長板５６へ入射させると共に、残りの５０％を透過し、シャッタ７１へ入射させる。以下では、反射透過面５５Ｓにより反射された光ビームを情報光ビームＬＭ１、反射透過面５５Ｓを透過した光ビームを情報光ビームＬＭ２と呼ぶ。
１／４波長板５６は、情報光ビームＬＭ１を直線偏光から円偏光に変換して可動ミラー５７へ照射し、また当該可動ミラー５７により反射され情報光ビームＬＭ１を円偏光から直線偏光に変換し、再度偏光ビームスプリッタ５５へ入射させる。
このとき情報光ビームＬＭ１は、例えば１／４波長板５６によりＰ偏光から左円偏光に変換され、可動ミラー５７により反射された際に左円偏光から右円偏光に変換された後、再度１／４波長板５６により右円偏光からＳ偏光に変換される。
この場合光ピックアップ１７は、情報光ビームＬＭ１を偏光ビームスプリッタ５５から可動ミラー５７までの間で往復させることにより、当該情報光ビームＬＭ１及び情報光ビームＬＭ２における光路長の差をコヒーレント長以下に抑えるようになされている。因みに可動ミラー５７の位置は、制御部１１により制御される。
偏光ビームスプリッタ５５は、１／４波長板５６から入射された情報光ビームＬＭ１の偏光方向（Ｓ偏光）に応じて、反射透過面５５Ｓにより当該情報光ビームＬＭ１をそのまま透過させ、偏光ビームスプリッタ５９へ入射させる。
偏光ビームスプリッタ５９の反射透過面５９Ｓは、例えばＰ偏光の光ビームをほぼ１００％の割合で反射し、Ｓ偏光の光ビームをほぼ１００％の割合で透過するようになされている。実際上偏光ビームスプリッタ５９は、反射透過面５９Ｓにおいて情報光ビームＬＭ１をそのまま透過させ、１／４波長板６０により直線偏光（Ｓ偏光）から円偏光（右円偏光）に変換させた上で、リレーレンズ６１へ入射させる。
リレーレンズ６１は、可動レンズ６２により情報光ビームＬＭ１を平行光から収束光に変換し、収束後に発散光となった当該情報光ビームＬＭ１を固定レンズ６３により再度収束光に変換し、ダイクロイックプリズム３７へ入射させる。
ここで可動レンズ６２は、アクチュエータ６２Ａにより情報光ビームＬＭ１の光軸方向に移動されるようになされている。実際上、リレーレンズ６１は、駆動制御部１２（図５）の制御に基づき当該アクチュエータ６２Ａによって可動レンズ６２を移動させることにより、固定レンズ６３から出射される情報光ビームＬＭ１の収束状態を変化させ得るようになされている。
ダイクロイックプリズム３７は、情報光ビームＬＭ１の波長に応じて、反射透過面３７Ｓにより当該情報光ビームＬＭ１を反射し、対物レンズ２１へ入射させる。対物レンズ２１は、情報光ビームＬＭ１を集光し、光ディスク１００の第１面１００Ａへ照射する。
ここで、情報光ビームＬＭ１の焦点ＦＭ１と基準光ビームＬＳの焦点ＦＳとのフォーカス方向に関する距離は、当該情報光ビームＬＭ１がリレーレンズ６１から出射されるときの発散角に応じて定まることになる。
実際上、リレーレンズ６１は、焦点ＦＭ１と焦点ＦＳとのフォーカス方向に関する距離を基準層１０２と目標マーク層ＹＧからの深さｄ（図４）に一致させるよう、可動レンズ６２の位置が調整されるようになされている。また対物レンズ２１は、基準光ビームＬＳを基準層１０２に合焦させるようフォーカス制御される（詳しくは後述する）。
この結果、対物レンズ２１は、図４に示したように、情報光ビームＬＭ１を記録層１０１内の目標マーク層ＹＧに合焦させる。
これを換言すれば、リレーレンズ６１は、情報光ビームＬＭ１の焦点ＦＭ１を目標マーク層ＹＧに合わせるよう、当該情報光ビームＬＭ１を成形していることになる。
ここで、光ディスク１００の目標マーク層ＹＧにおける目標位置ＰＧに記録マークＲＭが記録されていた場合、当該記録マークＲＭのホログラムとしての性質により、情報光ビームＬＭ３が生成され第１面１００Ａ側へ出射される。
図１０に示すように、情報光ビームＬＭ３は、対物レンズ２１により収束され、ダイクロイックプリズム３７により反射された後、リレーレンズ６１へ入射される。
続いて情報光ビームＬＭ３は、リレーレンズ６１の固定レンズ６３及び可動レンズ６２によって平行光に変換され、さらに１／４波長板６０により円偏光（左円偏光）から直線偏光（Ｐ偏光）に変換された上で、偏光ビームスプリッタ５９へ入射される。
偏光ビームスプリッタ５９は、情報光ビームＬＭ３の偏光方向に応じて当該情報光ビームＬＭ３を反射し、集光レンズ６４へ入射させる。集光レンズ６４は、情報光ビームＬＭ３を集光し、シリンドリカルレンズ６５により非点収差を持たせた上でフォトディテクタ６６へ照射させる。
ここで第１面情報光学系５０は、対物レンズ２１により情報光ビームＬＭ１が集光され光ディスク１００の目標マーク層ＹＧへ集光されるときの合焦状態が、集光レンズ６４により情報光ビームＬＭ３が集光されフォトディテクタ６６に照射されるときの合焦状態に反映されるよう、各部品の光学的位置や光学特性等が調整されている。
フォトディテクタ６６は、図８（Ｂ）に示すように、情報光ビームＬＭ３が照射される面に格子状に４分割された検出領域６６Ａ、６６Ｂ、６６Ｃ及び６６Ｄが形成されている。
検出領域６６Ａ、６６Ｂ、６６Ｃ及び６６Ｄは、それぞれ情報光ビームＬＭ３の一部の光量を検出し、このとき検出した光量に応じて検出信号Ｕ２Ａ、Ｕ２Ｂ、Ｕ２Ｃ及びＵ２Ｄ（以下、これらをまとめて情報検出信号Ｕ２とも呼ぶ）をそれぞれ生成し、これらを信号処理部１３（図５）へ供給する。
このように第１面情報光学系５０は、情報光ビームＬＭ１を光ディスク１００の目標マーク層ＹＧへ照射すると共に、情報光ビームＬＭ３を検出して情報検出信号Ｕ２（すなわち検出信号Ｕ２Ａ、Ｕ２Ｂ、Ｕ２Ｃ及びＵ２Ｄ）を生成し、これらを信号処理部１３へ供給するようになされている。
（１−３−３）第２面情報光学系の構成
第２面情報光学系７０（図１０）は、光ディスク１００の第２面１００Ｂに対して情報光ビームＬＭ２を照射するようになされており、また第１面情報光学系５０から照射され光ディスク１００を透過した情報光ビームＬＭ１を受光するようになされている。
因みに第２面情報光学系７０は、光ディスク１００に対し情報を記録する際にのみ用いられ、当該光ディスク１００から情報を再生する際には用いられないようになされている。
第１面情報光学系５０の偏光ビームスプリッタ５５は、上述したように、反射透過面５５ＳにおいてＰ偏光でなる光ビームＬＭ０を約５０％の割合で透過し、これを情報光ビームＬＭ２としてシャッタ７１へ入射させる。
シャッタ７１は、制御部１１（図５）の制御に基づいて情報光ビームＬＭ２を遮断又は透過するようになされており、当該情報光ビームＬＭ２を透過した場合、偏光ビームスプリッタ７２へ入射させる。
偏光ビームスプリッタ７２の反射透過面７２Ｓは、例えばＰ偏光の光ビームをほぼ１００％の割合で透過し、Ｓ偏光の光ビームをほぼ１００％の割合で反射するようになされている。実際上偏光ビームスプリッタ７２は、Ｐ偏光でなる情報光ビームＬＭ２をそのまま透過させ、ミラー７３により反射させた後、１／４波長板７４により直線偏光（Ｐ偏光）から円偏光（左円偏光）に変換させた上で、リレーレンズ７５へ入射させる。
リレーレンズ７５は、リレーレンズ６１と同様に構成されており、可動レンズ６２及び固定レンズ６３並びにアクチュエータ６２Ａとそれぞれ対応する可動レンズ７６及び固定レンズ７７並びにアクチュエータ７６Ａを有している。
リレーレンズ７５は、可動レンズ７６により情報光ビームＬＭ２を平行光から収束光に変換し、収束後に発散光となった当該情報光ビームＬＭ２を固定レンズ７７により再度収束光に変換し、ガルバノミラー７８へ入射させる。
またリレーレンズ７５は、リレーレンズ６１と同様、駆動制御部１２（図５）の制御に基づきアクチュエータ７６Ａによって可動レンズ７６を移動させることにより、固定レンズ７７から出射される情報光ビームＬＭ２の収束状態を変化させ得るようになされている。
ガルバノミラー７８は、情報光ビームＬＭ２を反射し、対物レンズ２２へ入射させる。因みに情報光ビームＬＭ２は、反射されるときに円偏光における偏光方向が反転され、例えば左円偏光から右円偏光に変換される。
またガルバノミラー７８は、リニアモータやピエゾ素子等によって反射面７８Ａの角度を変化し得るようになされており、駆動制御部１２（図５）の制御に従い反射面７８Ａの角度を調整することにより、情報光ビームＬＭ２の進行方向を調整し得るようになされている。
対物レンズ２２は、２軸アクチュエータ２４と一体に構成されており、当該２軸アクチュエータ２４により、対物レンズ２１と同様にフォーカス方向及びトラッキング方向の２軸方向へ駆動され得るようになされている。
この対物レンズ２２は、情報光ビームＬＭ２を集光し、光ディスク１００の第２面１００Ｂへ照射する。
このとき情報光ビームＬＭ２は、図４に示したように、基板１０４を透過して記録層１０１内に合焦する。ここで当該情報光ビームＬＭ２における焦点ＦＭ２の位置は、リレーレンズ７５の固定レンズ７７から出射される際の収束状態により定められる。
ところで、第１面情報光学系５０（図７）の対物レンズ２１により集光された情報光ビームＬＭ１は、光ディスク１００の記録層１０１内で焦点ＦＭ１に収束した後に発散光となり、当該記録層１０１及び基板１０４を透過し、第２面１００Ｂから出射されて、対物レンズ２２へ入射される。
このとき第２面情報光学系７０では、情報光ビームＬＭ１が対物レンズ２２によりある程度収束された後、ガルバノミラー７８により反射されて、リレーレンズ７５へ入射される。因みに情報光ビームＬＭ１は、反射面７８Ａにおいて反射される際、円偏光における偏光方向が反転され、例えば左円偏光から右円偏光に変換される。
続いて情報光ビームＬＭ１は、リレーレンズ７５の固定レンズ７７及び可動レンズ７６によって平行光に変換され、さらに１／４波長板７４により円偏光（右円偏光）から直線偏光（Ｓ偏光）に変換された後、ミラー７３により反射されてから、偏光ビームスプリッタ７２へ入射される。
偏光ビームスプリッタ７２は、情報光ビームＬＭ１の偏光方向に応じて当該情報光ビームＬＭ１を反射し、集光レンズ８０へ入射させる。集光レンズ８０は、情報光ビームＬＭ１を収束させ、シリンドリカルレンズ８１により非点収差を持たせた上で当該情報光ビームＬＭ１をフォトディテクタ８２へ照射する。
因みに第２面情報光学系７０は、記録層１０１内における情報光ビームＬＭ１の焦点ＦＭ１に対する情報光ビームＬＭ２の焦点ＦＭ２のずれ量が、集光レンズ８０により情報光ビームＬＭ１が集光されフォトディテクタ８２へ照射されるときの照射状態に反映されるよう、各部品の光学特性や光学的位置等が調整されている。
フォトディテクタ８２は、図８（Ｃ）に示すように、情報光ビームＬＭ１が照射される面上に、格子状に分割された４つの検出領域８２Ａ、８２Ｂ、８２Ｃ及び８２Ｄを有している。因みに矢印ａ３により示される方向（図中の縦方向）は、光ディスク１００に情報光ビームＬＭ１が照射されるときの、基準層１０２（図４）におけるトラックの走行方向に対応している。
フォトディテクタ８２は、検出領域８２Ａ、８２Ｂ、８２Ｃ及び８２Ｄにより情報光ビームＬＭ１の一部をそれぞれ検出し、このとき検出した光量に応じて検出信号Ｕ３Ａ、Ｕ３Ｂ、Ｕ３Ｃ及びＵ３Ｄ（以下、これらをまとめてＵ３Ａ〜Ｕ３Ｄと呼ぶ）をそれぞれ生成して、これらを信号処理部１３（図５）へ送出する。
信号処理部１３は、検出信号Ｕ３Ａ〜Ｕ３Ｄを基に所定のフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号を算出し、これらを駆動制御部１２へ送出する。
このフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号は、光ディスク１００の記録層１０１内における、フォーカス方向及びトラッキング方向に関する情報光ビームＬＭ１の焦点ＦＭ１と情報光ビームＬＭ２の焦点ＦＭ２とのずれ量を表すものである。
駆動制御部１２は、フォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号を基に２軸アクチュエータ２４を制御することにより、情報光ビームＬＭ１の焦点ＦＭ１と情報光ビームＬＭ２の焦点ＦＭ２とを一致させるよう、対物レンズ２２のフォーカス制御及びトラッキング制御を行うようになされている。
さらに信号処理部１３は、検出信号Ｕ３Ａ〜Ｕ３Ｄを基にタンジェンシャルエラー信号を算出し、これを駆動制御部１２へ供給する。
このタンジェンシャルエラー信号は、情報光ビームＬＭ１の焦点ＦＭ１と情報光ビームＬＭ２の焦点ＦＭ２とのタンジェンシャル方向（すなわちトラックの接線方向）に関するずれ量を表す。
駆動制御部１２は、タンジェンシャルエラー信号を基にタンジェンシャル駆動信号を生成し、これをガルバノミラー７８へ供給する。これに応じてガルバノミラー７８は、反射面７８Ａの角度を変化させることにより、情報光ビームＬＭ２の焦点ＦＭ２を情報光ビームＬＭ１の焦点ＦＭ１に一致させるようタンジェンシャル方向に移動させる。
この結果光ディスク装置１０は、情報光ビームＬＭ２の焦点ＦＭ２を情報光ビームＬＭ１の焦点ＦＭ１に一致させることができ、図４に示したように目標位置ＰＧにホログラムでなる記録マークＲＭを形成することができる。
（１−４）フォーカス制御
次に、光ディスク装置１０が光ディスク１００から情報を再生する際におけるフォーカス制御について説明する。光ディスク装置１０は、駆動制御部１２を中心に、いわゆる非点収差法によるフォーカス制御を行うようになされている。
（１−４−１）信号の生成
信号処理部１３は、光ピックアップ１７から供給される基準検出信号Ｕ１及び情報検出信号Ｕ２を基に、フォーカスエラー制御に用いる各種信号を算出するようになされている。
まず信号処理部１３は、次に示す（１）式に従って基準検出信号Ｕ１の検出信号Ｕ１Ａ〜Ｕ１Ｄを基に和信号ＳＳ１を算出し、これを駆動制御部１２へ供給する。
Figure 0004596284
この和信号ＳＳ１は、フォトディテクタ４３により検出した基準反射光ビームＬＳＲの光量を表しており、いわゆるプルイン信号と同等な信号である。
すなわち和信号ＳＳ１の信号レベルは、基準光ビームＬＳが基準層１０２に合焦しているときに最も高くなり、当該基準光ビームＬＳの焦点ＦＳが基準層１０２から遠ざかるに連れて低下していくことになる。
また信号処理部１３は、情報検出信号Ｕ２の検出信号Ｕ２Ａ〜Ｕ２Ｄを基に、次に示す（２）式に従ってフォーカスエラー信号ＳＦＥ２を算出し、これを駆動制御部１２へ供給する。
Figure 0004596284
このフォーカスエラー信号ＳＦＥ２は、情報光ビームＬＭ１の焦点ＦＭ１（図４）と光ディスク１００の目標マーク層ＹＧとのフォーカス方向に関するずれ量を表すことになる。
因みに信号処理部１３は、検出信号Ｕ２Ａ〜Ｕ２Ｄを基に、次に示す（３）式に従ってトラッキングエラー信号ＳＴＥ２も算出し、これを駆動制御部１２へ供給する。
Figure 0004596284
このトラッキングエラー信号ＳＴＥ２は、情報光ビームＬＭ１の焦点ＦＭ１（図４）と光ディスク１００の目標マーク層ＹＧにおける目標位置ＰＧとのトラッキング方向に関するずれ量を表すことになる。
このように光ディスク装置１０は、信号処理部１３により、基準検出信号Ｕ１に基づいた和信号ＳＳ１及び情報検出信号Ｕ２に基づいたフォーカスエラー信号ＳＦＥ２及びトラッキングエラー信号ＳＴＥ２を算出するようになされている。
（１−４−２）和信号を利用したプルイン動作
次に、光ディスク装置１０が光ディスク１００から情報の再生を開始する際のプルイン動作について説明する。
（１−４−２−１）情報検出信号を用いたプルイン動作
一般にフォーカスエラー信号は、図１１（Ａ）に示すように、フォーカス方向に関する対物レンズの位置に応じてＳ字状の曲線を描いている。すなわちフォーカスエラー信号ＳＦＥ２は、対物レンズ２１の移動に伴い、ほぼゼロレベルの状態から一度増加して極大値となった後、減少に転じて正負反転し、極小値となった後再度ゼロレベルに収束することにより、適切なＳ字状の曲線を描いている。
ここでフォーカスエラー信号ＳＦＥ２が極大値及び極小値の間で値「０」となる（すなわちゼロクロスする）ときは、当該フォーカスエラー信号ＳＦＥ２の算出原理から、情報光ビームＬＭ１の焦点ＦＭ１が目標マーク層ＹＧに合焦していることを表している。
またフォーカスエラー信号ＳＦＥ２は、極大値及び極小値の間でほぼ直線状となっている。この直線状の区間、すなわち焦点ＦＭ１が目標マーク層ＹＧの近傍に位置する範囲では、当該フォーカスエラー信号ＳＦＥ２の値は、情報光ビームＬＭ１の焦点ＦＭ１から目標マーク層ＹＧまでの距離とほぼ比例関係にある。
一般にフォーカス制御では、上述した比例関係を利用したフィードバック制御を行っているため、直線状の区間を外れてしまうと、いわゆるフォーカスが外れた状態となってしまう。また当該直線状の区間外からは、フォーカス制御を開始することもできない。
さらに図１１（Ａ）からわかるように、フォーカスエラー信号ＳＦＥ２における直線状の区間は、対物レンズ２１の移動可能な範囲と比較して極めて狭い範囲となっている。
ここで、情報反射光ビームＬＭＲの光量は、その原理上、情報光ビームＬＭ１の焦点ＦＭ１が目標マーク層ＹＧの近傍にあるときに比較的大きくなる。このとき、対物レンズ２１は、フォーカスエラー信号ＳＦＥ２における直線状の区間内に位置することになる。
このため一般的なフォーカス制御では、当該フォーカス制御を開始するためのプルイン動作として、いわゆる和信号を用いてフォーカス制御を開始する契機を定めている。
そこで、従来のＣＤ、ＤＶＤやＢＤ等に対応した一般的な光ディスク装置における一般的なプルイン動作と同様に、光ディスク装置１０において情報検出信号Ｕ２を用い、試験的なプルイン動作を行った。
実際上駆動制御部１２は、プルイン動作を開始すると、所定の速度で対物レンズ２１を光ディスク１００に近接させその後離隔させるといった、フォーカス方向に関する往復移動を繰り返す。
この往復移動中、信号処理部１３は、情報検出信号Ｕ２の検出信号Ｕ２Ａ〜Ｕ２Ｄを基に、次に示す（４）式に従い和信号ＳＳ２を随時算出する。
Figure 0004596284
この和信号ＳＳ２は、フォトディテクタ６６により検出した情報反射光ビームＬＭＲの光量を表している。
また駆動制御部１２は、和信号ＳＳ２を所定の閾値ＴＨ２と随時比較し、その比較結果としてトリガ信号ＳＴ２を随時生成する。このトリガ信号ＳＴ２は、負論理の論理信号となっている。
すなわち駆動制御部１２は、和信号ＳＳ２が閾値ＴＨ２未満であればトリガ信号ＳＴ２をハイレベルとし、当該和信号ＳＳ２が当該閾値ＴＨ２以上であれば当該トリガ信号ＳＴ２をローレベルとする。
駆動制御部１２は、図１１に示すように、トリガ信号ＳＴ２がローレベルになれば、フォーカス制御を行い得る状態にあるものと判断し、これを契機としてフォーカスエラー信号ＳＦＥ２を値「０」に近づけるようフォーカス制御を開始する。
しかしながらこの試験的なプルイン動作では、図１２に示すように、実際の和信号ＳＳ２における信号レベルが比較的低いままとなる場合があった。
これは、上述したように、光ディスク１００の目標マーク層ＹＧにおいて、一様な記録層１０１内に記録マークＲＭが層状に配列されて形成されていることと関連があるものと推測される。
すなわち光ディスク１００における目標マーク層ＹＧの近傍には、ＣＤ、ＤＶＤやＢＤ等におけるランド面や反射面が存在しない。このため情報反射光ビームＬＭＲの光量は、記録マークＲＭの形成パターン等によっては、比較的小さくなる場合があるものと考えられる。
このとき駆動制御部１２は、和信号ＳＳ２の信号レベルが閾値ＴＨ２を超えないことからトリガ信号ＳＴ２がハイレベルのままとなるため（図１２）、フォーカス制御を開始することができない。
このように光ディスク装置１０は、和信号ＳＳ２を利用して一般的な光ディスク装置と同様のプルイン動作を行った場合、フォーカス制御を正常に開始できないおそれがあることが判明した。
（１−４−２−２）基準検出信号を用いたプルイン動作
ところで、光ディスク１００の基準層１０２は、上述したように、サーボ用の案内溝が形成されているものの、全面的に波長選択性を有している。このため基準層１０２は、基準光ビームＬＳを比較的高い反射率で反射し得ると考えられる。
これに伴い、基準検出信号Ｕ１に基づいた和信号ＳＳ１については、上述した和信号ＳＳ２（図１２）と異なり、常に信号レベルが高くなることが期待できる。
そこで駆動制御部１２は、情報検出信号Ｕ２に基づいた和信号ＳＳ２に代えて、基準検出信号Ｕ１に基づいた和信号ＳＳ１を用いてプルイン動作を行うようになされている。
実際上駆動制御部１２は、まずリレーレンズ６１を制御することにより、基準光ビームＬＳの焦点ＦＳと情報光ビームＬＭ１の焦点ＦＭ１との距離を、目標位置ＰＧの深さｄとおおよそ等距離に合わせておく。
また駆動制御部１２は、対物レンズ２１を往復移動させる。ここで駆動制御部１２は、往復移動中に情報光ビームＬＭ１の焦点ＦＭ１を目標マーク層ＹＧから大きく遠ざけることなくその近傍にとどめるよう、移動範囲を適宜定めている。この移動範囲は、記録層１０１の厚さである０．３［ｍｍ］よりも十分に狭い範囲となっている。
その後駆動制御部１２は、随時和信号ＳＳ１を所定の閾値ＴＨ１と比較し、その比較結果としてトリガ信号ＳＴ１を生成する。トリガ信号ＳＴ１は、上述したトリガ信号ＳＴ２と同様、負論理の論理信号となっている。
すなわち駆動制御部１２は、和信号ＳＳ１が閾値ＴＨ１未満であれば当該トリガ信号ＳＴ１をハイレベルとし、当該和信号ＳＳ１が当該閾値ＴＨ１以上であれば当該トリガ信号ＳＴ１をローレベルとする。
ここで光ピックアップ１７では、和信号ＳＳ１が閾値ＴＨ１以上となった場合、基準光ビームＬＳの焦点ＦＳが基準層１０２の近傍に位置していることを表している。さらに光ピックアップ１７では、リレーレンズ６１による情報光ビームＬＭ１の集光状態が制御されていることにより、当該焦点ＦＳと情報光ビームＬＭ１の焦点ＦＭ１との距離がおおよそ深さｄと等距離となっている。
このため光ピックアップ１７では、和信号ＳＳ１が閾値ＴＨ１以上となったとき、基準光ビームＬＳの焦点ＦＳが基準層１０２の近傍に位置すると共に、情報光ビームＬＭ１の焦点ＦＭ１が目標マーク層ＹＧの近傍に位置することになる。このとき光ピックアップ１７では、目標マーク層ＹＧの記録マークＲＭが存在することにより、フォーカスエラー信号ＳＦＥ２がＳ字状の曲線を描くことになる。
実際上駆動制御部１２は、図１３に示すように、トリガ信号ＳＴ１がローレベルになれば、プルイン動作を開始すべき状態にあるものと判断し、フォーカスエラー信号ＳＦＥ２を基にフォーカス制御を開始する。
ここで駆動制御部１２は、図１３に示したようにフォーカスエラー信号ＳＦＥ２が十分な振幅でＳ字状の曲線を描いている場合に、フォーカス制御を外れることなく継続することができれば、プルイン動作を終了することができる。
一方、駆動制御部１２は、何らかの要因によりトリガ信号ＳＴ１がローレベルにならなかった場合や、フォーカスエラー信号ＳＦＥ２が適切なＳ字状とならなかった場合等には、フォーカス制御を開始することができない。また駆動制御部１２は、一度開始したフォーカス制御が何らかの要因により外れてしまう可能性もある。
しかしながら駆動制御部１２は、対物レンズ２１をフォーカス方向に繰り返し往復移動させているため、当該往復移動中に、トリガ信号ＳＴ１がローレベルとなり且つフォーカスエラー信号ＳＦＥ２が適切なＳ字状の曲線を描く機会があり、このときフォーカス制御を開始してそのまま継続し得るものと期待できる。
因みに駆動制御部１２は、光ディスク１００の再生を開始する場合のみでなく、例えば新たな光ディスク１００が装填された場合や、光ディスク１００への情報の記録を開始する際にいわゆるリードインエリアの情報を読み出す場合等、様々な場合に一連のプルイン動作を行うようになされている。
また駆動制御部１２は、トラッキングエラー信号ＳＴＥ２を基に、いわゆるプッシュプル法によるトラッキング制御を行うようになされている。
このように光ディスク装置１０は、基準検出信号Ｕ１に基づいた和信号ＳＳ１と情報検出信号Ｕ２に基づいたフォーカスエラー信号ＳＦＥ２とを組み合わせて用いることにより、プルイン動作を行うようになされている。
（１−４−３）プルイン動作処理手順
実際上、駆動制御部１２は、図１４に示すフローチャートに従って一連のプルイン動作を行うようになされている。
まず制御部１１は、光ディスク１００の再生を開始する場合等に、スピンドルモータ１５を制御して光ディスク１００を回転駆動させると共に、駆動制御部１２に対しプルイン動作処理手順ＲＴ１を開始させる。
駆動制御部１２は、プルイン動作処理手順ＲＴ１を開始するとステップＳＰ１へ移り、制御部１１を介して光ピックアップ１７のレーザダイオード３１及び５１からそれぞれ基準光ビームＬＳ及び光ビームＬＭ０（情報光ビームＬＭ１）を出射させて、次のステップＳＰ２へ移る。
ステップＳＰ２において駆動制御部１２は、リレーレンズ６１を制御し可動レンズ６２を移動させることにより、情報光ビームＬＭ１の焦点ＦＭ１を目標マーク層ＹＧにおおよそ合わせ、次のステップＳＰ３へ移る。
ステップＳＰ３において駆動制御部１２は、対物レンズ２１のフォーカス方向への往復移動を開始し、次のステップＳＰ４へ移る。
ステップＳＰ４において駆動制御部１２は、信号処理部１３により、情報光ビームＬＭ３の受光結果を表す情報検出信号Ｕ２を基にフォーカスエラー信号ＳＦＥ２を算出させ、次のステップＳＰ５へ移る。
ステップＳＰ５において駆動制御部１２は、信号処理部１３により、基準反射光ビームＬＳＲの受光結果を表す基準検出信号Ｕ１を基に和信号ＳＳ１を算出させ、次のステップＳＰ６へ移る。
ステップＳＰ６において駆動制御部１２は、和信号ＳＳ１を閾値ＴＨ１と比較することによりトリガ信号ＳＴ１を生成し、次のステップＳＰ７へ移る。
ステップＳＰ７において駆動制御部１２は、トリガ信号ＳＴ１がローレベルになったか否かを判定する。ここで否定結果が得られると、このことは和信号ＳＳ１が閾値ＴＨ１未満でありフォーカス制御を開始すべき状態ではないことを表しており、このとき駆動制御部１２は再度ステップＳＰ４へ戻り、トリガ信号ＳＴ１がローレベルになるまで繰り返す。
一方ステップＳＰ７において肯定結果が得られると、このことは和信号ＳＳ１が閾値ＴＨ１以上となったことを表しており、このとき駆動制御部１２は次のステップＳＰ８へ移る。
ステップＳＰ８において駆動制御部１２は、フォーカスエラー信号ＳＦＥ２を基にフォーカス制御を開始し、次のステップＳＰ９へ移る。
ステップＳＰ９において駆動制御部１２は、トリガ信号ＳＴ１が再度ハイレベルになる前に、フォーカス制御が外れることなく継続できているか否か、すなわちフォーカスサーボがかかった状態を維持できているか否かを判定する。ここで否定結果が得られると、このことは適切な状態でフォーカス制御の開始を再度試行する必要があることを表しており、このとき駆動制御部１２は再度ステップＳＰ４へ戻る。
一方ステップＳＰ９において肯定結果が得られると、駆動制御部１２は次のステップＳＰ１０へ移ってフォーカス制御を継続し、続くステップＳＰ１１へ移って一連のプルイン動作処理手順ＲＴ１を終了する。
（１−５）動作及び効果
以上の構成において、光ディスク装置１０の駆動制御部１２は、プルイン動作を行う際、まずリレーレンズ６１を制御して焦点ＦＳと焦点ＦＭ１との距離を目標位置ＰＧの深さｄとおおよそ等距離に合わせる。
続いて駆動制御部１２は、対物レンズ２１をフォーカス方向に往復移動させながら、信号処理部１３によって情報検出信号Ｕ２を基にフォーカスエラー信号ＳＦＥ２を算出させると共に基準検出信号Ｕ１を基に和信号ＳＳ１を算出させる。
さらに駆動制御部１２は、和信号ＳＳ１を閾値ＴＨ１と比較することによりトリガ信号ＳＴ１を生成し、当該トリガ信号ＳＴ１がローレベルとなった際に、フォーカスエラー信号ＳＦＥ２を基にフォーカス制御を開始する。
従って光ディスク装置１０の駆動制御部１２は、基準反射光ビームＬＳＲの検出結果に基づいた和信号ＳＳ１をトリガとすることにより、フォーカスエラー信号ＳＦＥ２が適切なＳ字状の曲線を描いているタイミングを捉えることができ、このときフォーカス制御を適切に開始することができる。
特に駆動制御部１２は、光ディスク１００において基準層１０２が全面的に形成されていることから、目標マーク層ＹＧにおける記録マークＲＭの形成状態に影響を受けることなく、安定して和信号ＳＳ１及びトリガ信号ＳＴ１を生成することができる（図１３）。
このため駆動制御部１２は、情報反射光ビームＬＭＲの受光結果に基づいた和信号ＳＳ２を用いる場合と比較して（図１２）、フォーカスエラー信号ＳＦＥ２が適切なＳ字状の曲線を描くタイミングを逃すことなく、フォーカス制御を開始することができる。
これを換言すれば、駆動制御部１２は、リレーレンズ６１によって焦点ＦＳと焦点ＦＭ１との距離を目標位置ＰＧの深さｄとおおよそ等距離に合わせているため、和信号ＳＳ２に代えて和信号ＳＳ１を用いたフォーカス制御を可能としている。
ところでフォーカスエラー信号ＳＦＥ２は、情報光ビームＬＭ１の焦点ＦＭ１が記録層１０１と基板１０４との境界面等にある場合にも、Ｓ字状の曲線を描く場合がある。このためプルイン動作を行う条件によっては、駆動制御部１２が焦点ＦＭ１を誤って当該境界面等に合わせてしまうおそれもある。
しかしながら駆動制御部１２は、情報光ビームＬＭ１の焦点ＦＭ１が目標マーク層ＹＧの近傍に位置するよう、対物レンズ２１の移動範囲を定めている。このため駆動制御部１２は、情報光ビームＬＭ１の焦点ＦＭ１を誤って境界面等に合わせてしまう危険を未然に回避することができる。
また光ディスク１００では、経時変化や記録精度の問題等により、基準層１０２と目標マーク層ＹＧとの距離、すなわち深さｄ（図４）が設計上の値と相違している場合が考えられる。
このような場合、例えば基準層１０２からの基準反射光ビームＬＳＲの検出結果を基にフォーカスエラー信号を生成し、基準光ビームＬＳの焦点ＦＳを基準層１０２に合焦させるようフォーカス制御を行う構成の場合、情報光ビームＬＭ１の焦点ＦＭ１は目標マーク層ＹＧから外れてしまう。
これに対し駆動制御部１２は、目標マーク層ＹＧから得られるフォーカスエラー信号ＳＦＥ２を用いてフォーカス制御を行うため、基準層１０２に対する基準光ビームＬＳの焦点ＦＳの合焦状態にかかわらず、情報光ビームＬＭ１の焦点ＦＭ１を目標マーク層ＹＧに合焦させることができる。
以上の構成によれば、光ディスク装置１０は、プルイン動作を行う際、まず焦点ＦＳと焦点ＦＭ１との距離を目標位置ＰＧの深さｄとおおよそ等距離に合わせ、対物レンズ２１をフォーカス方向に往復移動させながら、フォーカスエラー信号ＳＦＥ２及び和信号ＳＳ１を算出させる。その後駆動制御部１２は、和信号ＳＳ１を基に生成したトリガ信号ＳＴ１がローレベルとなった際に、フォーカスエラー信号ＳＦＥ２を基にフォーカス制御を開始する。これにより光ディスク装置１０は、フォーカスエラー信号ＳＦＥ２が十分な振幅のＳ字状の曲線を描いている適切な状態で、フォーカス制御を開始することができる。
（２）第２の実施の形態
（２−１）光ディスクに対する情報の記録再生原理
まず第２の実施の形態による情報の記録及び再生に関する基本原理について説明する。光ディスク２００は、図４と対応する図１５に断面図を示すように、光ディスク１００の記録層１０１、基準層１０２、並びに基板１０３及び１０４とそれぞれ対応する記録層２０１、基準層２０２、並びに基板２０３及び２０４を有している。
記録層２０１は、例えば樹脂材料に所定の光重合開始剤が混合され硬化された後、情報光ビームＬＭが集光されるとその焦点ＦＭを中心に温度が急激に上昇され、光重合開始剤残渣が気化することにより焦点を中心とした気泡を形成するようになされている。
この場合、形成された空洞が記録マークＲＭとなる。この記録マークＲＭは、記録層２０１を構成する樹脂材料と当該空洞との境界面において屈折率が大きく相違することにより、照射された光ビームを高い反射率で反射し得るようになされている。
基準層２０２は、記録層２０１と基板２０４との境界面に設けられており、基準層１０２と同様に波長選択性を有すると共にサーボ用の案内溝が形成されている。この基準層２０２は、基準層１０２と同様、基準光ビームＬＳが照射されると、これを基板２０３側へ反射することにより基準反射光ビームＬＳＲとするようになされている。
光ディスク装置１１０は、基準反射光ビームＬＳＲを受光し、その受光結果を基に対物レンズ２１を光ディスク１００に近接又は離隔させるフォーカス方向へ位置制御することにより、基準光ビームＬＳの焦点ＦＳを基準層２０２に合わせるようになされている。
実際上光ディスク装置１１０は、光ディスク２００に情報を記録する際、第１面２００Ａ側から対物レンズ２１によって情報光ビームＬＭを集光することにより、記録層２０１内における焦点ＦＭの位置に記録マークＲＭを形成するようになされている。
さらに記録層２０１内には、第１の実施の形態と同様、情報光ビームＬＭにおける焦点ＦＭの位置が光ディスク２００の厚さ方向に変化されることにより、複数のマーク層Ｙが形成され得る。例えば光ディスク装置１１０は、光ディスク２００の一面２００Ａ側から所定の層間隔ごとにマーク層Ｙを順次形成するようになされている。
一方光ディスク装置１１０は、光ディスク２００から情報を再生する際、情報光ビームＬＭを記録層２０１内に集光し、形成済の記録マークＲＭにより情報光ビームＬＭを反射させて情報反射光ビームＬＭＲとし、これを受光するようになされている。
因みに光ディスク装置１１０は、第１の実施の形態と同様、例えば記録マークＲＭが形成されていれば符号「１」に、当該記録マークＲＭが形成されていなければ符号「０」に割り当てることにより、記録されている情報を再生することができる。
このように第２の実施の形態では、光ディスク装置１１０により光ディスク２００から情報を再生する場合、基準光ビームＬＳを併用しながら情報光ビームＬＭを目標位置ＰＧに照射することにより、所望の情報を再生するようになされている。
（２−２）光ディスク装置及び光ピックアップの構成
第２の実施の形態による光ディスク装置１１０は、図５と対応する図１６に示すように、第１の実施の形態による光ディスク装置１０に類似した構成を有している。すなわち光ディスク装置１１０は、制御部１１、駆動制御部１２、信号処理部１３及び光ピックアップ１７に代えて制御部１１１、駆動制御部１１２、信号処理部１１３及び光ピックアップ１１７がそれぞれ設けられ、他の点については光ディスク装置１０とほぼ同様に構成されている。
光ピックアップ１１７は、図１７に示すように多数の光学部品が設けられているものの、第１の実施の形態における光ピックアップ１７と異なり、光ディスク２００の第１面２００Ａ側のみに各種光学部品が設けられた、いわゆる片面光学系を構成している。
この光ピックアップ１１７は、大きく分けて基準光学系３０と対応する基準光学系１３０及び第１面情報光学系５０と対応する情報光学系１５０により構成されている。
基準光学系１３０は、第１の実施の形態における基準光学系３０とほぼ同様に構成されているため、その説明については省略する。
因みに基準光学系１３０のフォトディテクタ４３は、第１の実施の形態と同様の基準検出信号Ｕ１（すなわち検出信号Ｕ１Ａ、Ｕ１Ｂ、Ｕ１Ｃ及びＵ１Ｄ）を生成し、これらを信号処理部１１３へ供給するようになされている。
情報光学系１５０は、第１の実施の形態における第１面情報光学系５０から偏光ビームスプリッタ５５、１／４波長板５６及び可動ミラー５７が省略されたような構成を有している。
これに伴い情報光学系１５０では、レーザダイオード５１、コリメータレンズ５２、１／２波長板５３及びアナモプリズム５４の取付位置が変更されており、アナモプリズム５４から出射された光ビームが偏光ビームスプリッタ５９へ直接入射されるようになされている。
この情報光学系１５０では、レーザダイオード５１から出射される波長約４０５［ｎｍ］でなる光ビームを情報光ビームＬＭとする。情報光ビームＬＭは、第１の実施の形態における第１面情報光学系５０の情報光ビームＬＭ１と同様の光路を辿り、対物レンズ２１により集光されて光ディスク２００に照射される。
情報光ビームＬＭは、光ディスク２００の目標マーク層ＹＧに記録マークＲＭが形成されていた場合、当該記録マークＲＭにより反射されて情報反射光ビームＬＭＲとなる。情報反射光ビームＬＭＲは、第１面情報光学系５０における情報光ビームＬＭ３と同様の光路を辿りフォトディテクタ６６に照射される。
かくして情報光学系１５０は、情報光ビームＬＭを光ディスク２００の目標マーク層ＹＧへ照射すると共に、情報反射光ビームＬＭＲを検出して情報検出信号Ｕ２（すなわち検出信号Ｕ２Ａ、Ｕ２Ｂ、Ｕ２Ｃ及びＵ２Ｄ）を生成し、これらを信号処理部１１３へ供給するようになされている。
因みに信号処理部１１３は、第１の実施の形態における信号処理部１３と同様、（１）式に従って和信号ＳＳ１を算出すると共に（２）式に従ってフォーカスエラー信号ＳＦＥ２を算出するようになされている。
（２−３）プルイン動作
第２の実施の形態では、駆動制御部１１２は、第１の実施の形態における駆動制御部１２と同様に、プルイン動作処理手順ＲＴ１（図１４）に従ったプルイン動作を行うようになされている。
すなわち駆動制御部１１２は、まずリレーレンズ６１を制御して焦点ＦＳと焦点ＦＭとの距離を目標位置ＰＧの深さｄとおおよそ等距離に合わせる。
続いて駆動制御部１１２は、対物レンズ２１をフォーカス方向に往復移動させながら、和信号ＳＳ１を所定の閾値ＴＨ１と比較し、その比較結果としてトリガ信号ＳＴ１を生成する。
ここで駆動制御部１１２は、トリガ信号ＳＴ１がローレベルになれば、プルイン動作を開始すべき状態にあるものと判断し、フォーカスエラー信号ＳＦＥ２を基にフォーカス制御を開始する（図１３）。
この結果、駆動制御部１１２は、第１の実施の形態と同様、安定的にフォーカス制御を開始し、また継続することができる。
（２−４）動作及び効果
以上の構成において、第２の実施の形態における光ディスク装置１１０は、駆動制御部１１２により焦点ＦＳと焦点ＦＭとの距離を目標位置ＰＧの深さｄとおおよそ等距離に合わせておく。
さらに駆動制御部１１２は、対物レンズ２１をフォーカス方向に往復移動させながら、和信号ＳＳ１基に生成したトリガ信号ＳＴ１がローレベルとなった際に、フォーカスエラー信号ＳＦＥ２を基にフォーカス制御を開始する。
従って光ディスク装置１１０の駆動制御部１１２は、第１の実施の形態と同様、基準反射光ビームＬＳＲの検出結果に基づいた和信号ＳＳ１をトリガとすることにより、フォーカスエラー信号ＳＦＥ２が十分な振幅のＳ字状の曲線を描いているタイミングを捉えることができ、このときフォーカス制御を適切に開始することができる。
その他、駆動制御部１１２は、第１の実施の形態と同様の作用効果を奏し得る。
以上の構成によれば、光ディスク装置１１０の駆動制御部１１２は、プルイン動作を行う際、まず焦点ＦＳと焦点ＦＭとの距離を目標位置ＰＧの深さｄとおおよそ等距離に合わせ、対物レンズ２１をフォーカス方向に往復移動させながら、フォーカスエラー信号ＳＦＥ２及び和信号ＳＳ１を算出させる。その後駆動制御部１１２は、和信号ＳＳ１を基に生成したトリガ信号ＳＴ１がローレベルとなった際に、フォーカスエラー信号ＳＦＥ２を基にフォーカス制御を開始する。これにより光ディスク装置１１０は、第１の実施の形態と同様、フォーカスエラー信号ＳＦＥ２が十分な振幅のＳ字状の曲線を描いている適切な状態で、フォーカス制御を開始することができる。
（３）第３の実施の形態
第３の実施の形態では、第２の実施の形態と同様の光ディスク２００から情報を再生するようになされている。
しかしながら第３の実施の形態では、基準光ビームＬＳを用いずに情報光ビームＬＭのみを用いて光ディスク２００から情報を再生するようになされている。
（３−１）光ディスク装置及び光ピックアップの構成
第３の実施の形態による光ディスク装置２１０は、図１６に示した光ディスク装置１１０と類似した構成を有している。すなわち光ディスク装置２１０は、制御部１１１、駆動制御部１１２、信号処理部１１３及び光ピックアップ１１７に代えて、制御部２１１、駆動制御部２１２、信号処理部２１３及び光ピックアップ２１７がそれぞれ設けられ、他の点については光ディスク装置１１０とほぼ同様に構成されている。
光ピックアップ２１７は、図１７と対応する図１８に示すように、光ピックアップ１１７と同様の片面光学系を構成しているものの、基準光学系１３０が省略されたような構成を有している。
光ディスク装置２１０が光ディスク２００から情報を再生する際、レーザダイオード２５１は、制御部２１１（図１６）の制御に基づき、発散光でなり波長約４０５［ｎｍ］の青色レーザ光でなる情報光ビームＬＭを出射させ、コリメータレンズ２５２へ入射させる。コリメータレンズ２５２は、情報光ビームＬＭを発散光から平行光に変換し、１／２波長板２５３へ入射させる。
情報光ビームＬＭは、１／２波長板２５３によって偏光方向が所定角度回転されることにより例えばＰ偏光となり、偏光ビームスプリッタ２５４へ入射される。
偏光ビームスプリッタ２５４は、入射される光ビームの偏光方向により異なる割合で当該光ビームを反射又は透過する反射透過面２５４Ｓを有している。例えば反射透過面２５４Ｓは、Ｐ偏光の光ビームをほぼ全て透過し、Ｓ偏光の光ビームをほぼ全て反射するようになされている。
実際上偏光ビームスプリッタ２５４は、Ｐ偏光でなる情報光ビームＬＭを透過して液晶パネル２５５へ入射させる。
液晶パネル２５５は、情報光ビームＬＭの球面収差等を補正して１／４波長板２５６へ入射させる。１／４波長板２５６は、情報光ビームＬＭをＰ偏光から例えば右円偏光に変換してリレーレンズ２５７へ入射させる。
リレーレンズ２５７は、可動レンズ２５８により情報光ビームＬＭを平行光から収束光に変換し、収束後に発散光となった当該情報光ビームＬＭを固定レンズ２５９により再度収束光に変換し、ミラー２６０へ入射させる。
ここで可動レンズ２５８は、図示しないアクチュエータにより情報光ビームＬＭの光軸方向に移動されるようになされている。実際上リレーレンズ２５７は、駆動制御部２１２（図１６）の制御に基づき当該アクチュエータによって可動レンズ２５８を移動させることにより、固定レンズ２５９から出射される情報光ビームＬＭの収束状態を変化させ得るようになされている。
ミラー２６０は、情報光ビームＬＭを反射すると共に、円偏光でなる情報光ビームＬＭの偏光方向を反転させ、対物レンズ２１へ入射させる。
対物レンズ２１は、情報光ビームＬＭを集光し光ディスク２００へ照射する。ここでフォーカス方向に関して基準層２０２から情報光ビームＬＭの焦点ＦＭまでの距離は、当該情報光ビームＬＭがリレーレンズ２５７から出射されるときの発散角に応じて定まることになる。
実際上、リレーレンズ２５７は、焦点ＦＭをおおよそ目標マーク層ＹＧに合わせるよう、可動レンズ２５８の位置が制御される。また対物レンズ２１は、２軸アクチュエータ２３によりフォーカス制御される（詳しくは後述する）。
ここで、光ディスク２００の目標マーク層ＹＧにおける目標位置ＰＧに記録マークＲＭが記録されていた場合、情報光ビームＬＭは、当該記録マークＲＭにより反射されて情報反射光ビームＬＭＲとなり、第１面２００Ａ側へ出射される。
この情報反射光ビームＬＭＲは、光ディスク２００の目標マーク層ＹＧにおいて反射された際、円偏光における回転方向が反転された上で、対物レンズ２１により収束される。
その後情報反射光ビームＬＭＲは、ミラー２６０により反射され、リレーレンズ２５７により平行光に変換された後、１／４波長板２５６及び液晶パネル２５５を順次透過することにより、Ｓ偏光の直線偏光として偏光ビームスプリッタ２５４へ入射される。
偏光ビームスプリッタ２５４は、Ｓ偏光でなる情報反射光ビームＬＭＲを反射透過面２５４Ｓによって反射し、集光レンズ２６１へ入射させる。集光レンズ２６１は、情報反射光ビームＬＭＲを集光し、ピンホール板２６２を介してフォトディテクタ２６３へ照射させる。
ここで図１９に示すように、ピンホール板２６２は、集光レンズ２６１（図１８）により集光される情報反射光ビームＬＭＲの焦点を孔部２６２Ｈ内に位置させるよう配置されているため、当該情報反射光ビームＬＭＲをそのまま通過させることになる。
一方、情報光ビームＬＭの一部が例えば光ディスク２００における基板２０３の表面、目標マーク位置とは異なる位置に存在する記録マークＲＭ及び基準層２０２等により反射された場合、情報反射光ビームＬＭＲとは焦点の異なる光（以下、これを迷光ＬＮと呼ぶ）となる。このためピンホール板２６２は、焦点位置が異なり集光されていない迷光ＬＮの大部分を遮断する。
フォトディテクタ２６３は、図２０に示すように、情報反射光ビームＬＭＲが照射される面に格子状に４分割された検出領域２６３Ａ、２６３Ｂ、２６３Ｃ及び２６３Ｄが設けられている。
検出領域２６３Ａ、２６３Ｂ、２６３Ｃ及び２６３Ｄは、それぞれ情報反射光ビームＬＭＲの一部の光量を検出し、このとき検出した光量に応じて検出信号Ｕ５Ａ、Ｕ５Ｂ、Ｕ５Ｃ及びＵ５Ｄ（すなわち情報検出信号Ｕ５）をそれぞれ生成して、これらを信号処理部２１３（図１６）へ供給する。
このように光ピックアップ２１７は、情報光ビームＬＭを光ディスク２００の目標マーク層ＹＧへ照射すると共に、情報反射光ビームＬＭＲを検出して情報検出信号Ｕ５を生成し、これらを信号処理部２１３へ供給するようになされている。
（３−２）フォーカス制御
次に、光ディスク装置２１０におけるフォーカス制御について説明する。光ディスク装置２１０は、いわゆる非点収差法によるフォーカス制御を行うようになされている。
（３−２−１）信号の生成
信号処理部２１３は、光ピックアップ２１７から供給される情報検出信号Ｕ５を基に、フォーカスエラー制御に用いる各種信号を算出するようになされている。
まず信号処理部２１３は、次に示す（５）式に従って情報検出信号Ｕ５を基に和信号ＳＳ５を算出し、これを駆動制御部２１２へ供給する。
Figure 0004596284
この和信号ＳＳ５は、フォトディテクタ２６３により検出した情報反射光ビームＬＭＲの光量を表しており、いわゆるプルイン信号と同等な信号である。
すなわち和信号ＳＳ５の信号レベルは、情報光ビームＬＭが光ディスク２００の目標マーク層ＹＧに合焦しているときに最も高くなり、当該情報光ビームＬＭの焦点ＦＭが目標マーク層ＹＧから遠ざかるに連れて低下していくことになる。
また信号処理部２１３は、情報検出信号Ｕ５を基に、次に示す（６）式に従ってフォーカスエラー信号ＳＦＥ５を算出し、これを駆動制御部２１２へ供給する。
Figure 0004596284
このフォーカスエラー信号ＳＦＥ５は、情報光ビームＬＭの焦点ＦＭ（図１５）と光ディスク２００の目標マーク層ＹＧとのフォーカス方向に関するずれ量を表すことになる。
さらに信号処理部２１３は、検出信号Ｕ５Ａ〜Ｕ５Ｄを基に次に示す（７）式に従ってトラッキングエラー信号ＳＴＥ５を算出し、これを駆動制御部２１２へ供給する。
Figure 0004596284
このトラッキングエラー信号ＳＴＥ５は、情報光ビームＬＭ１の焦点ＦＭ（図１５）と光ディスク２００の目標マーク層ＹＧにおける目標位置ＰＧとのトラッキング方向に関するずれ量を表すことになる。
このように光ディスク装置２１０は、信号処理部２１３により、情報検出信号Ｕ５に基づいた和信号ＳＳ５、フォーカスエラー信号ＳＦＥ５及びトラッキングエラー信号ＳＴＥを算出するようになされている。
（３−２−２）プルイン動作
次に、光ディスク装置２１０が光ディスク２００から情報の再生を開始する際のプルイン動作について説明する。
駆動制御部２１２は、第１及び第２の実施の形態と同様、対物レンズ２１をフォーカス方向に関し繰り返し往復移動させる。
この往復移動中、駆動制御部２１２は和信号ＳＳ５の相対的な変化を検出し、その検出結果に応じてトリガ信号ＳＴ５を生成する。因みにトリガ信号ＳＴ５は、上述したトリガ信号ＳＴ１及びＳＴ２と同様、フォーカスサーボを開始すべき状態にあることを表す負論理の信号となっている。
具体的に駆動制御部２１２は、例えば所定時間内に和信号ＳＳ５が所定の変化量以上変化したか否かを判定する。駆動制御部２１２は、図２１に示すように、和信号ＳＳ５の相対的な変化を検出すると、当該変化を検出したタイミングから所定の期間ｔ１の間、トリガ信号ＳＴ５をハイレベルからローレベルに切り換える。
因みに期間ｔ１は、フォーカスエラー信号ＳＦＥ５が適切なＳ字状の曲線を描く期間を基に定められている。
駆動制御部２１２は、トリガ信号ＳＴ５がローレベルになったことを検出すると、このとき和信号ＳＳ５が所定の変化率を超えて変化しており、焦点ＦＭが目標マーク層ＹＧの近傍にある可能性があることから、フォーカスエラー信号ＳＦＥ５を値「０」に近づけるようフォーカス制御を試行する。
この場合駆動制御部２１２は、期間ｔ１を試行期間としたプルイン動作、すなわちフォーカス制御を行うこと及びいわゆる「フォーカスサーボがかかった状態」を継続することを試みる。
ここで駆動制御部２１２は、図２１に示したようにフォーカスエラー信号ＳＦＥ５が十分な振幅でＳ字状の曲線を描いている場合に、フォーカス制御を外してしまうことなく継続することができれば、プルイン動作を正しく終了することができる。
一方、駆動制御部２１２は、情報光ビームＬＭの焦点ＦＭが目標マーク層ＹＧの近傍にないにも拘わらず、何らかの要因により和信号ＳＳ５が変化し、トリガ信号ＳＴ５がローレベルに切り替わったときのように、フォーカスエラー信号ＳＦＥ５が適切なＳ字状の曲線でなかった場合には、フォーカス制御を開始することができない。また駆動制御部２１２は、一度開始したフォーカス制御が何らかの要因により外れてしまう可能性もある。
しかしながら駆動制御部２１２は、対物レンズ２１をフォーカス方向に繰り返し往復移動させている。このため駆動制御部２１２は、当該往復移動中に、トリガ信号ＳＴ５がローレベルとなり且つフォーカスエラー信号ＳＦＥ５が適切なＳ字状の曲線を描く機会があり、このときフォーカス制御を試行すればそのまま継続し得るものと期待できる。
このように光ディスク装置２１０は、情報検出信号Ｕ５に基づいた和信号ＳＳ５の変化を基に定めたタイミングでフォーカスエラー信号ＳＦＥ５に基づいたフォーカス制御を試行することにより、プルイン動作を行うようになされている。
（３−２−３）プルイン動作処理手順
実際上、駆動制御部２１２は、図１４と対応する図２２に示すフローチャートに従って一連のプルイン動作を行うようになされている。
まず制御部２１１は、光ディスク２００の再生を開始する場合等に、スピンドルモータ１５を制御して光ディスク２００を回転駆動させると共に、駆動制御部２１２に対しプルイン動作処理手順ＲＴ２を開始させる。
駆動制御部２１２は、プルイン動作処理手順ＲＴ２を開始するとステップＳＰ２１へ移り、制御部２１１を介して光ピックアップ２１７のレーザダイオード２５１から情報光ビームＬＭ１を出射させて、次のステップＳＰ２２へ移る。
ステップＳＰ２２において駆動制御部２１２は、リレーレンズ２５７を制御し可動レンズ２５８を移動させることにより、情報光ビームＬＭの焦点ＦＭを目標マーク層ＹＧにおおよそ合わせ、次のステップＳＰ２３へ移る。
ステップＳＰ２３において駆動制御部２１２は、対物レンズ２１のフォーカス方向への往復移動を開始し、次のステップＳＰ２４へ移る。
ステップＳＰ２４において駆動制御部２１２は、信号処理部２１３により、情報検出信号Ｕ５を基にフォーカスエラー信号ＳＦＥ５を算出させ、次のステップＳＰ２５へ移る。
ステップＳＰ２５において駆動制御部２１２は、信号処理部２１３により、情報検出信号Ｕ５を基に和信号ＳＳ５を算出させ、次のステップＳＰ２６へ移る。
ステップＳＰ２６において駆動制御部２１２は、和信号ＳＳ５が所定の変化率で変化した際に期間ｔ１の間ローレベルとし、それ以外はハイレベルとするトリガ信号ＳＴ５を生成し、次のステップＳＰ２７へ移る。
ステップＳＰ２７において駆動制御部２１２は、トリガ信号ＳＴ５がローレベルになったか否かを判定する。ここで否定結果が得られると、このことは和信号ＳＳ５がほとんど変化をしておらずフォーカス制御を開始すべき状態ではないことを表しており、このとき駆動制御部２１２は再度ステップＳＰ２４へ戻り、トリガ信号ＳＴ５がローレベルになるまで繰り返す。
一方ステップＳＰ２７において肯定結果が得られると、このことは和信号ＳＳ５が所定の変化率を超えて変化したため、焦点ＦＭが目標マーク層ＹＧの近傍にある可能性が高いことを表しており、このとき駆動制御部２１２は次のステップＳＰ２８へ移る。
ステップＳＰ２８において駆動制御部２１２は、フォーカスエラー信号ＳＦＥ５を基にフォーカス制御を開始し、次のステップＳＰ２９へ移る。
ステップＳＰ２９において駆動制御部２１２は、トリガ信号ＳＴ５が再度ハイレベルになる前に、フォーカス制御が外れることなく継続できているか否か、すなわちフォーカスサーボがかかった状態を維持できているか否かを判定する。ここで否定結果が得られると、このことは適切な状態でフォーカス制御を再度試行する必要があることを表しており、このとき駆動制御部２１２は再度ステップＳＰ２４へ戻る。
一方ステップＳＰ２９において肯定結果が得られると、駆動制御部２１２は次のステップＳＰ３０へ移ってフォーカス制御を継続し、続くステップＳＰ３１へ移って一連のプルイン動作処理手順ＲＴ２を終了する。
（３−３）動作及び効果
以上の構成において、第３の実施の形態における光ディスク装置２１０は、駆動制御部２１２により焦点ＦＭを目標マーク層ＹＧにおおよそ合わせておく。
また駆動制御部２１２は、対物レンズ２１をフォーカス方向に往復移動させながら、和信号ＳＳ５が所定の変化率を超えて変化した際に、期間ｔ１の間トリガ信号ＳＴ５をハイレベルからローレベルに切り替える。
駆動制御部２１２は、トリガ信号ＳＴ５がローレベルとなった際に、フォーカスエラー信号ＳＦＥ５を基にフォーカス制御を開始する。
従って光ディスク装置２１０の駆動制御部２１２は、和信号ＳＳ５の変化に基づいて生成するトリガ信号ＳＴ５に基づき、高い頻度でフォーカス制御の開始を試行することができる。
このとき駆動制御部２１２は、和信号ＳＳ５の絶対的な信号レベルではなく相対的な変化率に基づいてトリガ信号ＳＴ５を生成するため、情報検出信号Ｕ５に基づいた和信号ＳＳ５の変化幅が比較的小さい場合でも、その変化を高精度に検出することができる（図２１）。
ところで駆動制御部２１２は、和信号ＳＳ５が様々な要因により変化した場合にもトリガ信号ＳＴ５をローレベルに切り替えることになる。このため駆動制御部２１２は、情報光ビームＬＭの焦点ＦＭが目標マーク層ＹＧから離れているときにもフォーカス制御を開始することがあり、第１及び第２の実施の形態と比較して、プルイン動作に失敗する可能性を高めることになる。
しかしながら光ディスク装置２１０としては、ユーザを待たせないという観点から、光ディスク２００の再生をできるだけ短い時間で開始できることが望ましい。この点において駆動制御部２１２は、失敗する回数に拘わらずプルイン動作を試行する回数を増加させ得るため、当該プルイン動作を完了するまでの時間を短縮できるものと考えられる。
さらに駆動制御部２１２は、和信号ＳＳ５の変化に拘わらず、トリガ信号ＳＴ５をローレベルとする期間ｔ１を、フォーカスエラー信号ＳＦＥ５のＳ字状の曲線に合わせて固定している。これにより駆動制御部１１２は、不安定に変化する和信号ＳＳ５に応じてトリガ信号ＳＴ５を短時間でローレベルからハイレベルに切り替えてしまうことを未然に防止でき、フォーカス制御の試行に十分な時間を割り当てることができる。
またこの第３の実施の形態では、情報光ビームＬＭのみを用いてプルイン動作及びフォーカス制御を行うことができる。このため光ディスク装置２１０の光ピックアップ２１７は、第１及び第２の実施の形態において基準光ビームＬＳを用いる構成とした光ピックアップ１７及び１１７と比較して、その構成を大幅に簡略化することができる。
以上の構成によれば、光ディスク装置２１０の駆動制御部２１２は、プルイン動作を行う際、まず焦点ＦＭを目標マーク層ＹＧにおおよそ合わせておき、対物レンズ２１をフォーカス方向に往復移動させながら、フォーカスエラー信号ＳＦＥ５及び和信号ＳＳ５を算出させる。その後駆動制御部２１２は、和信号ＳＳ５が所定の変化率を超えて変化したときにトリガ信号ＳＴ５を期間ｔ１の間ローレベルに切り替え、このときフォーカスエラー信号ＳＦＥ５を基にフォーカス制御を開始する。これにより光ディスク装置２１０は、情報光ビームＬＭのみを用いながら、フォーカス制御を試行する頻度を高めてプルイン動作を行うことができる。
（４）他の実施の形態
なお上述した実施の形態においては、プルイン動作を行う際に対物レンズ２１を繰り返し往復移動させるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らない。
例えば、対物レンズを片方向へ移動させる間に高い確度でプルイン動作を完了し得ることが判明しているような場合に、対物レンズ２１を片方向へのみ移動させ、或いは１往復のみ移動させるなど、当該対物レンズ２１の移動期間を種々に設定しても良い。
また上述した第１及び第２の実施の形態においては、和信号ＳＳ１を基にトリガ信号ＳＴ１を生成し、当該トリガ信号ＳＴ１を基にフォーカス制御を開始するようにした場合について述べた。
しかしながら本発明はこれに限らず、例えば駆動制御部１２及び１１２において、和信号ＳＳ１を閾値ＴＨと比較し、その比較結果を基に直接フォーカス制御を開始するようにしても良い。
さらに上述した第１の実施の形態においては、駆動制御部１２による対物レンズ２１の移動範囲を０．３［ｍｍ］よりも十分狭くする場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、例えば当該移動範囲を、隣接するマーク層Ｙ同士の間隔の２倍程度とするなど、種々の範囲としても良い。
この場合、要は情報光ビームＬＭ１の焦点ＦＭ１が記録層１０１と基板１０４との境界面や他のマーク層Ｙに対しフォーカス制御されてしまうことを未然に防止し得る範囲であれば良い。
或いは、例えば基準反射光ビームＬＳＲに基づいて生成された和信号ＳＳ１が所定の閾値以上となる範囲や、情報反射光ビームＬＭＲに基づいて生成された和信号ＳＳ２が最大となる位置を中心とした所定範囲等、種々の手法により移動範囲を定めるようにしても良い。第２及び第３の実施の形態についても同様である。
さらに上述した第３の実施の形態においては、所定時間範囲内に和信号ＳＳ５が所定の変化率以上の割合で変化した際に、当該和信号ＳＳ５が変化したことを検出するようにした場合について述べた。
しかしながら本発明はこれに限らず、例えば所定時間範囲内に和信号ＳＳ５が所定の差分値以上変化した場合や当該和信号ＳＳ５が極大値を形成した場合など、種々の条件により当該和信号ＳＳ５の変化を検出するようにしても良い。
さらに上述した実施の形態においては、非点収差法を利用してフォーカスエラー信号ＳＦＥ２を生成してフォーカス制御を行うようにした場合について述べた。
しかしながら本発明はこれに限らず、例えばナイフエッジ法やフーコー法等の種々の手法を利用してフォーカスエラー信号を生成してフォーカス制御を行うようにしても良い。
さらに上述した第１及び第２の実施の形態においては、フォトディテクタ４３に格子状に４分割された検出領域４３Ａ〜４３Ｄを設け、それぞれにおける検出信号Ｕ１Ａ〜Ｕ１Ｄを加算することにより和信号ＳＳ１を算出するようにした場合について述べた。
しかしながら本発明はこれに限らず、例えば集光レンズ４１とシリンドリカルレンズ４２の間に回折格子を設け、回折させた光ビームを他の検出領域により検出する等、種々の光学素子と検出領域との組み合わせにより和信号を検出するようにしても良い。第３の実施の形態についても同様である。
さらに上述した第１及び第２の実施の形態においては、基準光ビームＬＳを波長約６６０［ｎｍ］の赤色光ビームとし、情報光ビームＬＭ１、ＬＭ２及びＬＭを波長約４０５［ｎｍ］の青色光ビームとするようにした場合について述べた。
しかしながら本発明はこれに限らず、例えば基準光ビームを波長約７８０［ｎｍ］とし、情報光ビームを約５３０［ｎｍ］とするなど、各光ビームを種々の波長としても良い。
この場合、光ディスク１００の基準層１０２及び光ディスク２００の基準層２０２としては、基準光ビームをその波長に応じて反射し、情報光ビームをその波長に応じて透過する性質を有していれば良い。また記録層１０１及び２０１は、情報光ビームの波長に反応する材料であれば良い。
さらには、光ディスク２００を用いる場合に、基準光ビーム及び情報光ビームを同一波長としても良い。
さらに上述した第３の実施の形態においては、情報光ビームＬＭを波長約４０５［ｎｍ］の青色光ビームとするようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、種々の波長としても良い。この場合、また記録層２０１が情報光ビームの波長に反応する材料であれば良い。
さらに上述した第１及び第２の実施の形態においては、リレーレンズ６１を可動レンズ６２及び固定レンズ６３の組み合わせにより構成するようにした場合について述べた。
しかしながら本発明はこれに限らず、他の種々の光学素子又はその組み合わせを用いるようにしても良く、要は対物レンズ２１に入射される際の情報光ビームＬＭ１を適切に形成し得れば良い。リレーレンズ７５及び第３の実施の形態におけるリレーレンズ２５７についても同様である。
さらに上述した第３の実施の形態においては、リレーレンズ２５７を省略しても良く、この場合、対物レンズ２１をフォーカス方向に移動させることにより情報光ビームＬＭの焦点ＦＭを目標マーク層ＹＧに合わせるようにすれば良い。
さらに上述した第１の実施の形態においては、光ディスク装置１０が光ディスク１００に情報を記録し、また当該光ディスク１００から情報を再生する場合について述べたが、本発明はこれに限らない。
例えば光ディスク装置１０は、光ディスク１００から情報の再生のみを行い得る再生専用の光ディスク装置であっても良い。この場合、第２面情報光学系７０を省略することができる。第２の実施の形態における光ディスク装置１１０についても同様である。
さらに上述した実施の形態においては、基準光源としてのレーザダイオード３１と、情報光源としてのレーザダイオード５１と、対物レンズとしての対物レンズ２１と、ビーム成形部としてのリレーレンズ６１及びダイクロイックプリズム３７と、移動制御部としての駆動制御部１２及び２軸アクチュエータ２３と、基準受光部としてのフォトディテクタ４３と、情報受光部としてのフォトディテクタ６６と、信号生成部としての信号処理部１３と、サーボ制御部としての制御部１１及び駆動制御部１２とによって光ディスク装置としての光ディスク装置１０を構成する場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、その他種々の回路構成でなる基準光源と、情報光源と、対物レンズと、ビーム成形部と、移動制御部と、基準受光部と、情報受光部と、信号生成部と、サーボ制御部とによって光ディスク装置を構成するようにしても良い。
本発明は、映像や音声、或いはコンピュータ用のデータ等の情報を光ディスクに記録し、また当該光ディスクから当該情報を再生する光ディスク装置でも利用できる。
光ディスクに対する複数の光ビームの照射の説明に供する略線図である。 光ディスクの傾きによる焦点位置のずれの説明に供する略線図である。 光ディスクの外観構成を示す略線的斜視図である。 第１の実施の形態における光ビームの集光の説明に供する略線図である。 第１の実施の形態による光ディスク装置の構成を示す略線図である。 第１の実施の形態による光ピックアップの構成を示す略線図である。 第１の実施の形態による光ビームの光路（１）を示す略線図である。 フォトディテクタにおける検出領域の構成を示す略線図である。 第１の実施の形態による光ビームの光路（２）を示す略線図である。 第１の実施の形態による光ビームの光路（３）を示す略線図である。 プルイン動作時の信号波形（１） プルイン動作時の信号波形（２） プルイン動作時の信号波形（３） プルイン動作処理手順を示す略線的フローチャートである。 第２の実施の形態における光ビームの集光の説明に供する略線図である。 第２の実施の形態による光ディスク装置の全体構成を示す略線図である。 第２の実施の形態による光ピックアップの構成を示す略線図である。 第３の実施の形態による光ビームの光路を示す略線図である。 ピンホールによる光ビームの選別の説明に供する略線図である。 フォトディテクタにおける検出領域の構成を示す略線図である。 プルイン動作時の信号波形（４） プルイン動作処理手順を示す略線的フローチャートである。
符号の説明
１０、１１０、２１０……光ディスク装置、１１、１１１、２１１……制御部、１２、１１２、２１２……駆動制御部、１３、１１３、２１３……信号処理部、１７、１１７、２１７……光ピックアップ、２１、２２……対物レンズ、２３、２４……２軸アクチュエータ、３１、５１、２５１……レーザダイオード、３２、５２、２５２……コリメータレンズ、３７……ダイクロイックプリズム、５５、２５４……偏光ビームスプリッタ、６１、７５、２５７……リレーレンズ、６２、７６、２５８……可動レンズ、４３、６６、８２、２６３……フォトディテクタ、１００、２００……光ディスク、１０１、２０１……記録層、１０２、２０２……基準層、ＴＧ……目標トラック、Ｙ……マーク層、ＹＧ……目標マーク層、ＲＭ……記録マーク、ＬＳ……基準光ビーム、ＬＳＲ……基準反射光ビーム、ＬＭ１、ＬＭ２、ＬＭ３、ＬＭ……情報光ビーム、ＬＭＲ……情報反射光ビーム、ＦＳ、ＦＭ１、ＦＭ２、ＦＭ……焦点。

Claims (10)

  1. 光ディスクに設けられた基準層に照射するための基準光ビームを出射する基準光源と、
    上記光ディスクに設けられた記録層内で情報を表す記録マークが上記基準層から所定距離だけ離隔して配置されたマーク層から上記情報を再生するための情報光ビームを出射する情報光源と、
    上記基準光ビーム及び上記情報光ビームをそれぞれ集光する対物レンズと、
    上記情報光ビームの光軸方向に関し、上記対物レンズにより集光される上記基準光ビームの焦点と上記情報光ビームの焦点との間隔を上記所定距離に合わせるよう、上記対物レンズへ入射される上記情報光ビームを成形するビーム成形部と、
    上記対物レンズを上記情報光ビームの光軸方向に移動させる移動制御部と、
    上記基準光ビームが上記光ディスクの上記基準層により反射されてなる基準反射光ビームを受光し基準検出信号を生成する基準受光部と、
    上記情報光ビームが上記光ディスクの上記マーク層により反射されてなる情報反射光ビームを受光し情報検出信号を生成する情報受光部と、
    上記基準検出信号を基に上記基準反射光ビームの光量を表す基準反射光量信号を生成すると共に、複数回得られた上記情報検出信号を基に上記マーク層の近傍において当該マーク層から上記情報光ビームの焦点までの距離に応じて変動するフォーカスエラー信号を生成する信号生成部と、
    上記基準反射光量信号の変化を契機として上記フォーカスエラー信号に基づいたフォーカス制御を開始するサーボ制御部と
    を有する光ディスク装置。
  2. 上記サーボ制御部は、
    上記基準反射光量信号が所定の閾値を超えたときに上記フォーカス制御を開始する
    請求項１に記載の光ディスク装置。
  3. 上記サーボ制御部は、
    上記フォーカス制御の開始後、上記基準反射光量信号が上記閾値を下回ったときに上記フォーカス制御が外れていた場合、当該フォーカス制御を一度中断し、上記基準反射光量信号が上記閾値を再び超えたときに当該フォーカス制御を再開する
    請求項２に記載の光ディスク装置。
  4. 上記移動制御部は、
    上記対物レンズを上記情報光ビームの光軸方向に関し所定の移動範囲内で移動させる
    請求項１に記載の光ディスク装置。
  5. 上記移動制御部は、
    上記光ビームの焦点が上記記録マーク層の近傍に位置する近傍範囲を上記移動範囲とする
    請求項４に記載の光ディスク装置。
  6. 上記移動制御部は、
    基準反射光量信号が最大となる箇所を上記対物レンズの移動中心として上記近傍範囲を定める
    請求項５に記載の光ディスク装置。
  7. 上記移動制御部は、
    上記情報反射光ビームの光量を表す情報反射光量信号が最大となる箇所を上記対物レンズの移動中心として上記近傍範囲を定める
    請求項５に記載の光ディスク装置。
  8. 上記移動制御部は、
    基準反射光量信号が所定の閾値以上となる範囲を上記近傍範囲とする
    請求項５に記載の光ディスク装置。
  9. 上記移動制御部は、
    上記情報反射光ビームの光量を表す情報反射光量信号が所定の閾値以上となる範囲を上記近傍範囲とする
    請求項５に記載の光ディスク装置。
  10. 光ディスクに設けられた基準層に照射するための基準光ビームを出射する基準光出射ステップと、
    上記光ディスクに設けられた記録層内で情報を表す記録マークが上記基準層から所定距離だけ離隔して配置されたマーク層から上記情報を再生するための情報光ビームを出射する情報光出射ステップと、
    上記情報光ビームの光軸方向に関し、所定の対物レンズにより集光される上記基準光ビームの焦点と上記情報光ビームの焦点との距離を上記所定距離に合わせるよう、上記対物レンズへ入射される上記情報光ビームを成形するビーム成形ステップと、
    上記対物レンズを上記情報光ビームの光軸方向に移動させる移動制御ステップと、
    上記基準光ビームが上記光ディスクの上記基準層により反射されてなる基準反射光ビームを受光し基準検出信号を生成する基準受光ステップと、
    上記情報光ビームが上記光ディスクの上記マーク層により反射されてなる情報反射光ビームを受光し情報検出信号を生成する情報受光ステップと、
    上記基準検出信号を基に上記基準反射光ビームの光量を表す基準反射光量信号を生成すると共に、複数回得られた上記情報検出信号を基に上記マーク層の近傍において当該マーク層から上記情報光ビームの焦点までの距離に応じて変動するフォーカスエラー信号を生成する信号生成ステップと、
    上記基準反射光量信号の変化を契機として上記フォーカスエラー信号に基づいたフォーカス制御を開始するサーボ制御ステップと
    を有するフォーカス制御方法。
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