JP4816797B2 - フォーカス制御方法 - Google Patents

Description

本発明は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５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、光ディスク１００が傾斜した場合、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うことができず、情報の再生精度を大幅に低下させ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のフォーカス制御方法においては、光ディスクに設けられ同心円状又は螺旋状のトラックが形成された基準層に照射するための基準光ビームを出射すると共に、光ディスクの基準層と異なる記録層内に情報を表す記録マークによって基準層の基準トラックと対応する情報トラックが形成されたマーク層に照射するための情報光ビームを出射するビーム出射ステップと、基準光ビームが所定の対物レンズにより集光され基準層により反射されてなる基準反射光ビームの受光結果を基に対物レンズをフォーカス方向に移動させて基準光ビームの焦点を基準層に合わせる基準フォーカス制御を行う基準フォーカス制御ステップと、情報光ビームの光軸方向に関し、基準光ビーム及び情報光ビームの焦点同士の距離を、目標とする目標マーク層と基準層との距離だけ離隔させるよう、基準光ビーム及び情報光ビームを成形するビーム成形ステップと、情報光ビームが対物レンズにより集光され目標マーク層により反射されてなる情報反射光ビームの受光結果を基に、情報光ビームの焦点と目標マーク層とのフォーカス方向に関するずれ量を表す情報光フォーカスエラー信号を生成するエラー信号生成ステップと、光ディスクの回転により情報光フォーカスエラー信号を取得し得る状態となってから、基準フォーカス制御から、情報光フォーカスエラー信号に基づき情報光ビームの焦点をマーク層に合わせる情報フォーカス制御に切り換える制御切換ステップとを設けるようにした。

このフォーカス制御方法では、光ディスクを再生する光ディスク装置に対し光ディスクの傾き等が生じたとしても、基準フォーカス制御を行った後に情報光フォーカスエラー信号を取得し得る状態となってから情報フォーカス制御に切り換えることによって情報光ビームの焦点を所望のマーク層に確実に合わせることができ、当該マーク層の情報を高い精度で読み出すことができる。

本発明によれば、光ディスクを再生する光ディスク装置に対し光ディスクの傾き等が生じたとしても、基準フォーカス制御を行った後に情報光フォーカスエラー信号を取得し得る状態となってから情報フォーカス制御に切り換えることによって情報光ビームの焦点を所望のマーク層に確実に合わせることができ、当該マーク層の情報を高い精度で読み出すことができ、かくして光ディスクからの情報の再生精度を高め得るフォーカス制御方法を実現できる。

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路形成部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（３）を示す略線図である。 トラッキングエラー信号の収束状態を示す略線図である。 フォーカス制御における検出信号のゲインの切換を示す略線図である。 フォーカス制御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２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２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。 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。 リレーレンズ制御処理手順を示す略線的フローチャートである。

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。

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、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］でなるサーボ光ビームＬＳを照射する。このときサーボ光ビームＬＳは、光ディスク１００の基準層１０２により反射されサーボ反射光ビームＬＳＲとなる。

光ディスク装置１０は、サーボ反射光ビーム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、サーボ光ビーム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、サーボ光ビーム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及び基準面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、サーボ光ビーム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へサーボ光ビームＬＳ及び情報光ビームＬＭ１を照射し、サーボ反射光ビーム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、サーボ反射光ビーム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、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により集光されるサーボ光ビーム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サーボ光学系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）サーボ光学系の構成
サーボ光学系３０は、光ディスク１００の第１面１００Ａに対してサーボ光ビームＬＳを照射し、当該光ディスク１００により当該サーボ光ビームＬＳが反射されてなるサーボ反射光ビームＬＳＲを受光するようになされている。

図７においてサーボ光学系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サーボ光ビーム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、サーボ光ビーム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、サーボ光ビーム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、サーボ光ビーム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においてサーボ光ビームＬＳを透過し、対物レンズ２１へ入射させる。

対物レンズ２１は、サーボ光ビームＬＳを集光し、光ディスク１００の第１面１００Ａへ向けて照射する。このときサーボ光ビーム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、サーボ光ビームＬＳと反対方向へ向かうサーボ反射光ビームＬＳＲとなる。

この後サーボ反射光ビーム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、サーボ反射光ビーム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により当該サーボ反射光ビーム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、サーボ反射光ビーム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サーボ反射光ビームＬＳＲをフォトディテクタ４３へ照射する。

因みにサーボ光学系３０では、対物レンズ２１によりサーボ光ビーム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によりサーボ反射光ビーム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、サーボ反射光ビーム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、サーボ光ビーム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によりサーボ反射光ビーム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、これらをまとめてサーボ検出信号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。

このようにサーボ光学系３０は、サーボ光ビームＬＳを光ディスク１００の基準層１０２へ照射すると共に、サーボ反射光ビームＬＳＲを検出してサーボ検出信号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、制御部１１（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とサーボ光ビーム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との距離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、サーボ光ビーム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）。

このため対物レンズ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。

すなわちサーボ光学系３０及び第１面情報光学系５０では、図１０に示すように、レーザダイオード３１及び５１、コリメータレンズ３２及び５２、並びにリレーレンズ６１等の組み合わせでなる光路形成部９０により、対物レンズ２１へ入射されるサーボ光ビームＬＳ及び情報光ビームＬＭ１をそれぞれ適切に成形するようになされている。

このとき光路形成部９０は、サーボ光ビームＬＳ及び情報光ビームＬＭ１の光軸を一致させ、且つ両者の集光状態、すなわち発散角等を相違させることにより焦点ＬＳと焦点ＦＭ１との間隔を距離ｄとするよう成形した状態で、それぞれを対物レンズ２１へ入射させることになる。

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１１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１６０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１１）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、制御部１１（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、制御部１１（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２０）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ＦＭ１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）フォーカス制御及びトラッキング制御
次に、光ディスク装置１０におけるフォーカス制御及びトラッキング制御について説明する。光ディスク装置１０は、いわゆる非点収差法によるフォーカス制御を行うと共に、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。

（１−４−１）フォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号の生成
信号処理部１３は、光ピックアップ１７から供給されるサーボ検出信号Ｕ１及び情報検出信号Ｕ２のそれぞれについて、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するようになされている。

すなわち信号処理部１３は、次に示す（１）式に従ってサーボ検出信号Ｕ１の検出信号Ｕ１Ａ〜Ｕ１Ｄを基にフォーカスエラー信号ＳＦＥ１を算出し、これを駆動制御部１２へ供給する。

このフォーカスエラー信号ＳＦＥ１は、サーボ光ビームＬＳの焦点ＦＳ（図４）と光ディスク１００の基準層１０２とのフォーカス方向に関するずれ量を表すことになる。

また信号処理部１３は、次に示す（２）式に従ってサーボ検出信号Ｕ１の検出信号Ｕ１Ａ〜Ｕ１Ｄを基にトラッキングエラー信号ＳＴＥ１を算出し、これを駆動制御部１２へ供給する。

このトラッキングエラー信号ＳＴＥ１は、サーボ光ビームＬＳの焦点ＦＳ（図４）と光ディスク１００の基準層１０２における目標基準トラックＴＳＧ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。

さらに信号処理部１３は、次に示す（３）式に従い基準層１０２における目標基準トラックＴＳＧから再生ＲＦ信号ＳＲＦを順次生成する。

この再生ＲＦ信号ＳＲＦには、基準層１０２の各トラックに付与されたアドレス情報等が含まれている。

さらに信号処理部１３は、次に示す（４）式に従って情報検出信号Ｕ２の検出信号Ｕ２Ａ〜Ｕ２Ｄを基に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。

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。

さらに信号処理部１３は、次に示す（５）式に従って情報検出信号Ｕ２の検出信号Ｕ２Ａ〜Ｕ２Ｄを基にトラッキングエラー信号ＳＴＥ２を算出し、これを駆動制御部１２へ供給する。

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、サーボ検出信号Ｕ１及び情報検出信号Ｕ２を基にそれぞれのフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号等を算出するようになされている。

（１−４−２）基準層を利用したフォーカス制御
光ディスク装置１０は、まずサーボ検出信号Ｕ１に基づいたフォーカスエラー信号ＳＦＥ１を基に、フォーカス制御を行うようになされている。

実際上駆動制御部１２は、次に示す（６）式に従い、サーボ検出信号Ｕ１に基づいたフォーカスエラー信号ＳＦＥ１と情報検出信号Ｕ２に基づいたフォーカスエラー信号ＳＦＥ２とにそれぞれゲインＧ１及びＧ２を乗じ、合成フォーカスエラー信号ＳＦＥＣを算出する。

ここでゲインＧ１及びＧ２は、次に示す（７）式を満たすような値となっている。すなわち（６）式では、ゲインＧ１及びＧ２に応じた比率でフォーカスエラー信号ＳＦＥ１及びＳＦＥ２の混合比率を調整し得るようになされている。

駆動制御部１２は、この時点では（６）式におけるゲインＧ１を値「１」としゲインＧ２を値「０」とすることにより、フォーカスエラー信号ＳＦＥ１のみを基にフォーカス制御を行うようになされている。

駆動制御部１２は、合成フォーカスエラー信号ＳＦＥＣに対し所定のフィルタ処理や増幅処理等を施すことによりフォーカス駆動信号ＳＦＤ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。これに応じて２軸アクチュエータ２３は、対物レンズ２１をフォーカス方向へ駆動する。

このとき光ディスク装置１０では、一連の処理を繰り返すフィードバック処理によってフォーカス制御を行うことにより、合成フォーカスエラー信号ＳＦＥＣを値「０」に収束させていき、最終的にサーボ光ビームＬＳを光ディスク１００の基準層１０２に合焦させるようになされている（以下、これを基準フォーカス制御と呼ぶ）。

（１−４−３）目標マーク層を利用したトラッキング制御
次に光ディスク装置１０は、情報検出信号Ｕ２に基づいたトラッキングエラー信号ＳＴＥ２を基に、トラッキング制御を行うようになされている。

因みに、このとき光ディスク装置がフォーカス制御の次にトラッキング制御を行うのは、トラッキングエラー信号ＳＴＥ２の算出原理上、情報光ビームＬＭ１がある程度目標マーク層ＹＧに合焦した状態となっていなければ、当該トラッキングエラー信号ＳＴＥ２が適切な値とならないためである。

駆動制御部１２は、トラッキングエラー信号ＳＴＥ２に対し所定のフィルタ処理や増幅処理等を施すことによりトラッキング駆動信号ＳＴＤ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。これに応じて２軸アクチュエータ２３は、対物レンズ２１をトラッキング方向へ駆動する。

このとき光ディスク装置１０では、フォーカス制御の場合と同様、一連の処理を繰り返すフィードバック処理によってトラッキング制御を行うことにより、トラッキングエラー信号ＳＴＥ２を値「０」に収束させていき、最終的に情報光ビームＬＭ１を目標マーク層ＹＧの目標位置ＰＧに追従させるようになされている。

（１−４−４）目標マーク層を利用したフォーカス制御
ところで光ディスク装置１０では、制御部１１によって上述したリレーレンズ６１の可動レンズ６２を制御することにより、サーボ光ビームＬＳの焦点ＦＳ（図４）と情報光ビームＬＭ１の焦点ＦＭ１との距離を調整するようになされている。

ここで制御部１１は、可動レンズ６２の設定位置と光ディスク１００における各マーク層Ｙとを対応付けたリレーレンズ制御テーブルをＲＯＭ（図示せず）に保持している。

実際上制御部１１は、光ディスク１００のいずれのマーク層Ｙが目標マーク層ＹＧであるかに応じて、当該リレーレンズ制御テーブルに従って可動レンズ６２の設定位置を読み出し、可動レンズ６２を当該設定位置に合わせるようリレーレンズ６１を制御するようになされている。

しかしながら実際の光ディスク１００では、図２を用いて説明した面ブレの発生等により、リレーレンズ６１を制御すると共にサーボ光ビームＬＳを基準層１０２に合焦させたとしても、情報光ビームＬＭ１を目標マーク層ＹＧに合焦させ得ない可能性もある。

そこで光ディスク装置１０は、サーボ検出信号Ｕ１に基づいたフォーカス制御から、情報検出信号Ｕ２に基づいたフォーカス制御に切り換えるようになされている。

具体的に駆動制御部１２は、トラッキングエラー信号ＳＴＥ２を監視し、当該トラッキングエラー信号ＳＴＥ２がある程度収束し、いわゆるトラッキングサーボがかかった状態となるまで待機する。

実際上トラッキングエラー信号ＳＴＥ２は、未だトラッキング制御し得ない段階、すなわち情報光ビームＬＭ１を目標マーク層ＹＧにおける所望のトラックに追従させ得ない段階では、例えば図１２（Ａ）に波形図を示すように、比較的大きな振幅ｗ１となる。

一方トラッキングエラー信号ＳＴＥ２の波形は、トラッキング制御し得る段階、すなわち情報光ビームＬＭ１を目標マーク層ＹＧにおける所望のトラックに追従させ得る段階では、図１２（Ｂ）に波形図を示すように、比較的小さな振幅ｗ２となる。

そこで駆動制御部１２は、トラッキングエラー信号ＳＴＥ２の振幅値を所定の閾値と比較し、当該閾値未満となったことを検出した段階でトラッキングサーボがかかったものと判断する。

このとき駆動制御部１２は、図１３（Ａ）に示すように、（７）式を満たす範囲で、ゲインＧ１を徐々に減少させると共に、ゲインＧ２を徐々に増加させていき、最終的にゲインＧ１を値「０」としゲインＧ２を値「１」とする。

この結果、駆動制御部１２は、時間ｔｅの経過後にはフォーカスエラー信号ＳＦＥ２のみを基にフォーカス制御を行うことになる（以下、これを情報フォーカス制御と呼ぶ）。

因みに駆動制御部１２は、情報光ビームＬＭ１の焦点ＦＭ１が目標マーク層ＹＧの目標位置ＰＧから大きく外れ、いわゆるフォーカスサーボが外れた状態となり、フォーカス制御及びトラッキング制御の継続が困難となった場合には、上述した基準フォーカス制御に戻って一連の処理を繰り返すようになされている。

このとき駆動制御部１２は、フォーカスエラー信号ＳＦＥ２の絶対値が所定の閾値よりも大きくなった場合に、フォーカスサーボが外れた状態にあることを検出するようになされている。

このように駆動制御部１２は、まず光ディスク１００の基準層１０２を利用して基準フォーカス制御を行い、トラッキングエラー信号ＳＴＥ２がある程度収束した段階で、光ディスク１００の目標マーク層ＹＧを利用した情報フォーカス制御に徐々に切り換えていくようになされている。

（１−４−５）フォーカス制御処理手順
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フォーカス制御を行うようになされている。

すなわち駆動制御部１２は、光ディスク１００の再生を開始する際、制御部１１からの再生開始命令を受けることによりフォーカス制御処理手順ＲＴ１を開始し、ステップＳＰ１へ移る。

ステップＳＰ１において駆動制御部１２は、（６）式におけるゲインＧ１及びＧ２をそれぞれ値「１」及び値「０」に設定することにより、サーボ検出信号Ｕ１を基に基準層１０２を利用した基準フォーカス制御を行い、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、情報検出信号Ｕ２を基に目標マーク層ＹＧを利用したトラッキング制御を行い、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、トラッキングエラー信号ＳＴＥ２の振幅が所定の閾値未満となった段階で、（６）式におけるゲインＧ１及びＧ２をそれぞれ値「１」及び値「０」からそれぞれ値「０」及び「１」となるよう徐々に変化させる。これにより駆動制御部１２は、基準フォーカス制御から情報フォーカス制御へ徐々に切り換え、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、フォーカスサーボが外れたか否か、すなわちフォーカスエラー信号ＳＦＥ２の絶対値が所定の閾値を超えたか否かを判定する。ここで肯定結果が得られると、このことは一度フォーカスサーボが外れてしまったため、基準フォーカス制御からやり直す必要があることを表している。このとき駆動制御部１２はステップＳＰ１へ戻って一連の処理を繰り返す。

一方、ステップＳＰ５において肯定結果が得られると、このことはフォーカスサーボがかかった状態が維持されており情報フォーカス制御を継続し得ることを表しており、このとき駆動制御部１２は次のステップＳＰ６へ移る。

ステップＳＰ６において駆動制御部１２は、情報フォーカス制御を維持し、再度ステップＳＰ５へ戻ることにより、フォーカスサーボが外れない限り当該情報フォーカス制御を継続する。

因みに駆動制御部１２は、光ディスク１００からの情報の再生を終了する際にフォーカス制御処理手順ＲＴ１を終了するようになされている。

（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は、光ディスク１００の基準層１０２から距離ｄだけ離隔したとマーク層Ｙから情報を再生する際、サーボ光ビームＬＳ及び情報光ビームＬＭ１を対物レンズ２１へ入射させる。

このとき光ピックアップ１７の光路形成部９０は、サーボ光ビームＬＳ及び情報光ビームＬＭ１の光軸を一致させ、且つ焦点ＬＳと焦点ＦＭ１との間隔を距離ｄとするよう成形する。

さらに光ディスク装置１０は、制御部１１の制御に基づき、光ディスク１００の第１面１００Ａ側から、対物レンズ２１によりサーボ光ビームＬＳ及び情報光ビームＬＭ１を集光する。

光ディスク装置１０の光ピックアップ１７は、サーボ光ビームＬＳが基準層１０２において反射されてなるサーボ反射光ビームＬＳＲを受光し、これを基にサーボ検出信号Ｕ１を生成する。これと共に、光ディスク装置１０は、情報光ビームＬＭ１が目標マーク層ＹＧにおいて反射されてなる情報光ビームＬＭ３を受光し、これを基に信号検出信号Ｕ２を生成する。

信号処理部１３は、サーボ検出信号Ｕ１を基にフォーカスエラー信号ＳＦＥ１及びトラッキングエラー信号ＳＴＥ１を算出し、情報検出信号Ｕ２を基に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。

駆動制御部１２は、まず（６）式におけるゲインＧ１及びＧ２をそれぞれ値「１」及び「０」とすることにより基準サーボ検出信号Ｕ１に基づいた基準フォーカス制御を行う。

その後駆動制御部１２は、トラッキングエラー信号ＳＴＥ２がある程度収束した段階で、（６）式におけるゲインＧ１及びＧ２をそれぞれ徐々に値「０」及び「１」に変化させていくことにより、情報検出信号Ｕ２に基づいた情報フォーカス制御に切り換える。

従って光ディスク装置１０は、最終的に情報フォーカス制御を行うことができるので、目標マーク層ＹＧに対し情報光ビームＬＭ１の焦点ＦＭ１を高精度に合わせることができる。

このとき光ディスク装置１０は、まず正しい値を検出し得る可能性が極めて高い基準フォーカス制御を行ってサーボ光ビームＬＳを基準層１０２に合焦させ、情報光ビームＬＭ１の焦点ＦＭ１を目標マーク層ＹＧへおおよそ合わせた上で、情報フォーカス制御に切り換える。

このため光ディスク装置１０は、当初より情報フォーカス制御のみを行う場合に生じ得る、情報光ビームＬＭ１の焦点ＦＭ１を目標マーク層ＹＧの近傍に位置させることができずフォーカスエラー信号ＳＦＥ２を正常に取得できない、といった問題が発生することを未然に防止できる。この結果光ディスク装置１０は、当該情報フォーカス制御をほぼ確実に行うことができる。

ところで記録層１０１内は、位置決めの指標となり得るようなものが存在せず一様に構成されている。このため光ディスク装置１０は、情報光ビームＬＭ１の焦点ＦＭ１が記録マークにより構成されたトラックから外れてしまうと、目標マーク層ＹＧそのものを見失ってしまい、情報フォーカス制御を全く行い得なくなる危険性も考えられる。

この点に関し光ディスク装置１０は、トラッキングエラー信号ＳＴＥ２の振幅値が所定の閾値未満となってから、すなわちトラッキングサーボがかかり情報光ビームＬＭ１の焦点ＦＭ１を記録マークにある程度追従できる状態となってから、情報フォーカス制御に切り換える。このため光ディスク装置１０は、当該情報フォーカス制御を確実に行うことができる。

さらに光ディスク装置１０は、（６）式におけるゲインＧ１及びＧ２を値「０」及び値「１」の間で徐々に変化させ、フォーカス制御におけるフォーカスエラー信号ＳＦＥ２の比重を徐々に高めることができる。このため光ディスク装置１０は、例えば情報光ビームＬＭ１の焦点ＦＭ１が目標マーク層ＹＧとやや離隔していた場合であっても、当該焦点ＦＭ１を目標マーク層ＹＧに徐々に近づけていくことができ、目標マーク層ＹＧを見失うおそれを格段に低減できる。

以上の構成によれば、光ディスク装置１０は、まずサーボ光ビームＬＳが基準層１０２において反射されてなるサーボ反射光ビームＬＳＲを受光して得られるサーボ検出信号Ｕ１に基づいた基準フォーカス制御を行う。その後光ディスク装置１０は、トラッキングエラー信号ＳＴＥ２の振幅値が所定の閾値未満となってから、情報光ビームＬＭ１が目標マーク層ＹＧにおいて反射されてなる情報光ビームＬＭ３を受光して得られる情報検出信号Ｕ２に基づいた情報フォーカス制御に切り換える。従って光ディスク装置１０は、情報光ビームＬＭ１の焦点ＦＭ１を目標マーク層ＹＧから大きく外すことなく情報フォーカス制御を確実に行うことができるので、当該目標マーク層ＹＧに対し当該情報光ビームＬＭ１の焦点ＦＭ１を高精度に合わせることができる。

（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、基準層１０２と同様にサーボ用の案内溝が形成されるものの、当該基準層１０２とは異なり、記録層２０１と基板２０４との境界面に設けられている。また基準層２０２は、波長４０５［ｎｍ］の青色レーザ光でなるサーボ光ビーム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サーボ反射光ビームＬＳＲとするようになされている。

光ディスク装置１１０は、サーボ反射光ビームＬＳＲを受光し、その受光結果を基に対物レンズ１１８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、サーボ光ビーム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１１８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を反射させて反射情報光ビーム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、サーボ光ビーム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と比較して制御部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ている。なお光ディスク装置１１０は、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、大きく分けてサーボ光学系３０と対応するサーボ光学系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。

（２−２−１）サーボ光学系の構成
図１８に示すように、サーボ光学系１３０は、主にサーボ光ビームＬＳを対物レンズ１１８により集光し、これを光ディスク２００の基準層２０２（図１５）へ照射するようになされている。

すなわちサーボ光学系１３０は、レーザダイオード１３１から波長約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１３２へ入射させる。実際上レーザダイオード１３１は、制御部１１１（図１６）の制御に基づき発散光でなる所定光量の光ビームＬ０を出射する。コリメータレンズ１３２は、光ビームＬ０を発散光から平行光に変換し、１／２波長板１３３へ入射させる。

光ビームＬ０は、１／２波長板１３３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偏光成分が約８０％、Ｓ偏光成分が約２０％となされ、偏光ビームスプリッタ１３５へ入射される。

偏光ビームスプリッタ１３５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１３５Ｓを有している。例えば反射透過面１３５Ｓ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１３５は、光ビームＬ０のうちＳ偏光成分を反射し偏光ビームスプリッタ１３６へ入射させる。このとき光ビームＬ０のＳ偏光成分はサーボ光ビームＬＳとなる。

また偏光ビームスプリッタ１３５は、光ビームＬ０のうちＰ偏光成分を透過して液晶パネル１５２へ入射させる。このとき光ビームＬ０のＰ偏光成分は情報光ビームＬＭとなる。

偏光ビームスプリッタ１３６は、偏光ビームスプリッタ１３５の反射透過面１３５Ｓと同様の反射透過面１３６を有しており、当該反射透過面１３６ＳによりＳ偏光でなるサーボ光ビームＬＳを反射し、当該サーボ光ビームＬＳを１／４波長板１３７へ入射させる。

１／４波長板１３７は、Ｓ偏光でなるサーボ光ビームＬＳを例えば左円偏光に変換し、無偏光ビームスプリッタ１３８へ入射させる。無偏光ビームスプリッタ１３８は、例えば光ビームを約５０％の割合で透過及び反射させるようになされており、これによりサーボ光ビームＬＳを反射して対物レンズ１１８へ入射させる。

対物レンズ１１８は、サーボ光ビームＬＳを集光し、光ディスク２００の基準層２０２へ向けて照射する。このときサーボ光ビームＬＳは、図１５に示したように、基板２０３及び記録層２０１を透過し基準層２０２において反射され、サーボ反射光ビームＬＳＲとなる。

この後サーボ反射光ビームＬＳＲは、記録層２０１及び基板２０３を順次透過し、対物レンズ１１８によって平行光に変換された後、無偏光ビームスプリッタ１３８へ入射される。無偏光ビームスプリッタ１３８は、反射透過面１３８Ｓによりサーボ反射光ビームＬＳＲを約５０％の割合で反射し、これを１／４波長板１３７へ入射させる。

１／４波長板１３７は、右円偏光でなるサーボ反射光ビームＬＳＲをＰ偏光に変換し、偏光ビームスプリッタ１３６へ入射させる。偏光ビームスプリッタ１３６は、Ｐ偏光でなるサーボ反射光ビームＬＳＲを透過させ、集光レンズ１４１へ入射する。

集光レンズ１４１は、サーボ反射光ビームＬＳＲを収束させ、シリンドリカルレンズ１４２により非点収差を持たせた上で当該サーボ反射光ビームＬＳＲをフォトディテクタ１４３へ照射する。

ここでサーボ光学系１３０では、対物レンズ１１８によりサーボ光ビームＬＳが集光され光ディスク２００の基準層２０２へ照射されるときの合焦状態が、集光レンズ１４１によりサーボ反射光ビームＬＳＲが集光されフォトディテクタ１４３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や光学特性等が調整されている。

フォトディテクタ１４３は、図１９（Ａ）に示すように、サーボ反射光ビーム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１４３Ａ、１４３Ｂ、１４３Ｃ及び１４３Ｄを有している。因みに矢印ａ４により示される方向（図中の縦方向）は、サーボ光ビームＬＳが基準層２０２（図１５）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１４３は、検出領域１４３Ａ、１４３Ｂ、１４３Ｃ及び１４３Ｄによりサーボ反射光ビームＬＳＲの一部を検出し、このとき検出した光量に応じて検出信号Ｕ１Ａ、Ｕ１Ｂ、Ｕ１Ｃ及びＵ１Ｄ（すなわちサーボ検出信号Ｕ１）を生成して、これらを信号処理部１１３（図１６）へ送出する。

このようにサーボ光学系１３０は、サーボ光ビームＬＳを光ディスク１００の基準層２０２へ照射すると共に、サーボ反射光ビームＬＳＲを検出してサーボ検出信号Ｕ１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。

（２−２−２）情報光ビームの光路
一方、情報光学系１５０は、図１７と対応する図２０に示すように、主に情報光ビームＬＭを対物レンズ１１８により集光し、これらを光ディスク２００の目標マーク層ＹＧ（図１５）へ照射するようになされている。

実際上、情報光学系１５０は、偏光ビームスプリッタ１３５から出射される情報光ビームＬＭを液晶パネル１５２へ入射させる。

液晶パネル１５２は、情報光ビームＬＭの球面収差等を補正して１／４波長板１５３へ入射させる。１／４波長板１５３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１５４へ入射させる。

リレーレンズ１５４は、可動レンズ１５５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１５６により再度収束光に変換し、ミラー１５７へ入射させる。

ここで可動レンズ１５５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１５４は、制御部１１１（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１５５を移動させることにより、固定レンズ１５６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１５７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、無偏光ビームスプリッタ１３８へ入射させる。無偏光ビームスプリッタ１３８は、反射透過面１３８Ｓにより情報光ビームＬＭの約５０％を透過させ、これらを対物レンズ１１８へ入射させる。

対物レンズ１１８は、情報光ビームＬＭを集光する。ここで情報光ビームＬＭの焦点ＦＭとサーボ光ビーム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ＬＭがリレーレンズ１５４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１５４は、焦点ＦＭと焦点ＦＳとのフォーカス方向に関する距離を基準層２０２と目標マーク層ＹＧとの距離に一致させるよう、可動レンズ１５５の位置が制御されるようになされている。また対物レンズ１１８は、サーボ光ビームＬＳを基準層２０２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）。

このため対物レンズ１１８は、図１５に示したように、情報光ビームＬＭを記録層２０１内の目標マーク層ＹＧに合焦させる。

すなわちサーボ光学系１３０及び情報光学系１５０では、図１７に示したように、レーザダイオード１３１、コリメータレンズ１３２、リレーレンズ１５４等の組み合わせでなる光路形成部１７０により、対物レンズ１１８へ入射されるサーボ光ビームＬＳ及び情報光ビームＬＭをそれぞれ適切に成形するようになされている。

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１１８により収束され、無偏光ビームスプリッタ１３８へ入射される。

その後情報反射光ビームＬＭＲは、無偏光ビームスプリッタ１３８を約５０％の割合で透過し、ミラー１５７により反射され、リレーレンズ１５４により平行光に変換された後、１／４波長板１５３及び液晶パネル１５２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１３５へ入射される。

偏光ビームスプリッタ１３５は、Ｓ偏光でなる情報反射光ビームＬＭＲを反射透過面１３５Ｓによって反射し、集光レンズ１５８へ入射させる。集光レンズ１５８は、情報反射光ビームＬＭＲを集光し、ピンホール板１５９を介してフォトディテクタ１６０へ照射させる。

ここで図２１に示すように、ピンホール板１５９は、集光レンズ１５８（図２０）により集光される情報反射光ビームＬＭＲの焦点を孔部１５９Ｈ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１５９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１６０は、図１９（Ｂ）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１６０Ａ、１６０Ｂ、１６０Ｃ及び１６０Ｄが設けられている。

検出領域１６０Ａ、１６０Ｂ、１６０Ｃ及び１６０Ｄ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Ｕ２Ａ、Ｕ２Ｂ、Ｕ２Ｃ及びＵ２Ｄ（すなわち情報検出信号Ｕ２）をそれぞれ生成して、これらを信号処理部１１３（図１６）へ供給する。

このように情報光学系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。

（２−３）フォーカス制御及びトラッキング制御
次に、光ディスク装置１１０におけるフォーカス制御及びトラッキング制御について説明する。光ディスク装置１１０は、第１の実施の形態における光ディスク装置１０と同様、いわゆる非点収差法によるフォーカス制御を行うと共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。

信号処理部１１３は、光ピックアップ１１７から供給されるサーボ検出信号Ｕ１を基に、上述した（１）〜（３）式に従ってフォーカスエラー信号ＳＦＥ１、トラッキングエラー信号ＳＴＥ１及び再生ＲＦ信号ＳＲＦをそれぞれ算出する。

また信号処理部１１３は、光ピックアップ１１７から供給される情報検出信号Ｕ２を基に、上述した（４）及び（５）式に従ってフォーカスエラー信号ＳＦＥ２、トラッキングエラー信号ＳＴＥ２をそれぞれ算出する。

駆動制御部１１２は、上述した（６）式に従って合成フォーカスエラー信号ＳＦＥＣを算出し、これを基にフォーカス駆動信号ＳＦＤを生成して、光ピックアップ１１７の２軸アクチュエータ１１９へ供給する。これに応じて２軸アクチュエータ１１９は、対物レンズ１１８をフォーカス方向へ駆動する。

このとき駆動制御部１１２は、上述した第１の実施の形態と同様に基準フォーカス制御から情報フォーカス制御へ切り換えるようになされているものの、徐々にではなく瞬時に切り換えるようになされている。

具体的に駆動制御部１１２は、第１の実施の形態と同様、フォーカス制御処理手順ＲＴ１（図１４）に従った一連のフォーカス制御処理を行う。ここで駆動制御部１１２は、フォーカス制御処理手順ＲＴ１のステップＳＰ４において、図１３（Ｂ）に示すように、ある時点ｔｃにおいてゲインＧ１を値「１」から「０」に変化させると共にゲインＧ２を値「０」から「１」に変化させる。

これにより駆動制御部１１２は、基準フォーカス制御から情報フォーカス制御へ極めて短い時間で切り換えることができる。

（２−４）リレーレンズ制御
さらに光ディスク装置１１０は、リレーレンズ１５４の可動レンズ１５５を移動させる際、対物レンズ１１８と同様、情報検出信号Ｕ２を用いて位置制御を行うようになされている。

すなわち光ディスク装置１１０は、まず制御部１１１の制御に基づいて可動レンズ１５５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におおよそ合わせる。次に光ディスク装置１１０は、駆動制御部１１２により、フォーカスエラー信号ＳＦＥ２を値「０」に近づけるよう可動レンズ１５５の位置を微調整する。

これにより光ディスク装置１１０は、情報光ビームＬＭの焦点ＦＭを目標マーク層ＹＧに高い精度で合わせることができる。

実際上駆動制御部１１２は、図２２に示すフローチャートに従って一連のフォーカス制御を行うようになされている。

すなわち駆動制御部１１２は、光ディスク２００の再生を開始する際、制御部１１１（図１６）からの再生開始命令を受けることによりリレーレンズ制御処理手順ＲＴ２を開始し、ステップＳＰ１１へ移る。

ステップＳＰ１１において駆動制御部１１２は、（６）式におけるゲインＧ１及びＧ２をそれぞれ値「１」及び値「０」に設定することにより、サーボ検出信号Ｕ１を基に基準フォーカス制御を行い、次のステップＳＰ２へ移る。

ステップＳＰ１２において駆動制御部１１２は、制御部１１１による制御の下で、リレーレンズ１５４を制御し可動レンズ１５５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ＳＰ１３へ移る。

ステップＳＰ１３において駆動制御部１１２は、情報検出信号Ｕ２を基に目標マーク層ＹＧを利用したトラッキング制御を行い、次のステップＳＰ１４へ移る。

ステップＳＰ１４において駆動制御部１１２は、トラッキングエラー信号ＳＴＥ２の振幅が所定の閾値未満となった段階で、可動レンズ１５５の位置を制御することによりフォーカスエラー信号ＳＦＥ２を値「０」に近づけさせ、次のステップＳＰ１５へ移る。

ステップＳＰ１５において駆動制御部１１２は、フォーカスサーボが外れたか否か、すなわちフォーカスエラー信号ＳＦＥ２の絶対値が所定の閾値を超えたか否かを判定する。ここで肯定結果が得られると、このことは一度フォーカスサーボが外れてしまったため、基準層１０２を用い基準フォーカス制御からやり直す必要があることを表している。このとき駆動制御部１１２はステップＳＰ１１へ戻って一連の処理を繰り返す。

一方、ステップＳＰ１５において肯定結果が得られると、このことはフォーカスサーボがかかった状態が維持されておりリレーレンズ制御をやり直す必要はないことを表している。このとき駆動制御部１１２は所定時間が経過した後、再度ステップＳＰ１５へ戻る。

因みに駆動制御部１１２は、光ディスク２００からの情報の再生を終了する際にリレーレンズ制御処理手順ＲＴ２を終了するようになされている。

（２−５）動作及び効果
以上の構成において、光ディスク装置１１０は、基準層２０２とマーク層Ｙとが離隔した光ディスク２００から情報を再生する際、サーボ光ビームＬＳ及び情報光ビームＬＭを対物レンズ１１８へ入射させる。

このとき光ピックアップ１１７の光路形成部１７０は、サーボ光ビームＬＳ及び情報光ビームＬＭの光軸を一致させ、且つ焦点ＬＳと焦点ＦＭとの間隔を距離ｄとするよう成形する。

さらに光ディスク装置１１０は、制御部１１１の制御に基づき、光ディスク２００の第１面２００Ａ側から、対物レンズ１１８によりサーボ光ビームＬＳ及び情報光ビームＬＭを集光する。

光ディスク装置１１０の光ピックアップ１１７は、サーボ光ビームＬＳが基準層２０２において反射されてなるサーボ反射光ビームＬＳＲを受光し、これを基にサーボ検出信号Ｕ１を生成する。これと共に光ピックアップ１１７は、情報光ビームＬＭが目標マーク層ＹＧにおいて反射されてなる情報反射光ビームＬＭＲを受光し、これを基に信号検出信号Ｕ２を生成する。

信号処理部１１３は、サーボ検出信号Ｕ１を基にフォーカスエラー信号ＳＦＥ１及びトラッキングエラー信号ＳＴＥ１を算出し、情報検出信号Ｕ２を基に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。

駆動制御部１１２は、まず（６）式におけるゲインＧ１及びＧ２をそれぞれ値「１」及び「０」とすることによりサーボ検出信号Ｕ１に基づいた基準フォーカス制御を行う。

その後駆動制御部１１２は、トラッキングエラー信号ＳＴＥ２がある程度収束した段階で、（６）式におけるゲインＧ１及びＧ２をそれぞれ瞬時に値「０」及び「１」に変化させることにより、情報検出信号Ｕ２に基づいた情報フォーカス制御に切り換える。

従って光ディスク装置１１０は、第１の実施の形態と同様、最終的に情報フォーカス制御を行うことができるので、目標マーク層ＹＧに対し情報光ビームＬＭ１の焦点ＦＭ１を高精度に合わせることができる。

このとき光ディスク装置１１０は、（６）式におけるゲインＧ１及びＧ２を時点ｔｃ（図１３（Ｂ））において瞬時に変化させることにより、第１の実施の形態よりも極めて短い時間で情報フォーカス制御に切り換えることができる。

また光ディスク装置１１０は、（６）式におけるゲインＧ１及びＧ２を徐々に変化させる点を除き、第１の実施の形態における光ディスク装置１０と同様の作用効果を奏し得る。

さらに光ディスク装置１１０は、フォーカスエラー信号ＳＦＥ２を利用してリレーレンズ１５４における可動レンズ１５５の位置を微調整する。これにより光ディスク装置１１０は、第１の実施の形態のようにリレーレンズ制御テーブルに従い当該可動レンズ１５５の位置を制御する場合と比較して、一段と高い精度で情報光ビームＬＭの焦点ＦＭ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、第２の実施の形態による光ディスク装置１１０は、第１の実施の形態における光ディスク装置１０と同様、まずサーボ検出信号Ｕ１に基づいた基準フォーカス制御を行う。その後光ディスク装置１１０は、トラッキングエラー信号ＳＴＥ２の振幅値が所定の閾値未満となってから、情報検出信号Ｕ２に基づいた情報フォーカス制御に切り換える。従って光ディスク装置１１０は、情報光ビームＬＭの焦点ＦＭを目標マーク層ＹＧから大きく外すことなく情報フォーカス制御を確実に行うことができるので、当該目標マーク層ＹＧに対し当該情報光ビームＬＭの焦点ＦＭを高精度に合わせることができる。

（３）他の実施の形態
なお上述した実施の形態においては、光ディスク装置１０では（６）式におけるゲインＧ１及びＧ２を徐々に変化させ、光ディスク装置１１０では当該ゲインＧ１及びＧ２を瞬時に変化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、光ディスク装置１０ではゲインＧ１及びＧ２を瞬時に変化させ、光ディスク装置１１０では当該ゲインＧ１及びＧ２を徐々に変化させる等しても良い。

さらにゲインＧ１及びＧ２の変化については、第１及び第２の実施の形態を組み合わせることにより、例えばトラッキングエラー信号ＳＴＥ２の振幅に応じ、当該振幅が所定閾値未満であれば瞬時に変化させる一方、当該振幅が所定閾値以上であれば徐々に変化させる等しても良い。

また上述した実施の形態では、ゲインＧ１及びＧ２を徐々に変化させる場合、ゲインの変化に要する時間ｔｅ（図１３（Ａ））は任意の時間とすることができる。さらに上述した実施の形態では、ゲインＧ１及びＧ２を時間の経過と共に一様に変化させる、すなわち図１３（Ａ）においてゲインＧ１及びＧ２の境界線を一直線状とするようにしたが、当該境界線が任意の曲線を描くようにゲインＧ１及びＧ２を変化させても良い。いずれの場合であっても、上述した（７）式を満たしていれば良い。

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１００の記録層にホログラムでなる記録マークＲＭを記録し、第２の実施の形態においては空洞でなる記録マークＲＭを記録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、他の記録手法を用いても良い。例えば、光ディスクに予めホログラムを形成する初期化を施した上で、当該光ディスクのホログラムを破壊することにより情報を記録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、トラッキングエラー信号ＳＴＥ２に基づいたトラッキング制御のみを行う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、他のトラッキング制御と組み合わせるようにしても良い。

例えば光ディスク装置１０において、再生ＲＦ信号ＳＲＦからアドレス情報を読み出し、当該アドレス情報を基にサーボ光ビームＬＳを所望のアドレスに合焦させるよう大まかなトラッキング制御をした上で、トラッキングエラー信号ＳＴＥ２に基づいたトラッキング制御を行うようにしても良い。

さらに上述した実施の形態においては、トラッキングエラー信号ＳＴＥ２の振幅が所定の閾値未満となった段階で基準フォーカス制御から情報フォーカス制御に切り換え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。

例えば光ディスク装置１０は、情報検出信号Ｕ２を基に再生ＲＦ信号を生成し、当該再生ＲＦ信号の振幅が所定の閾値以上となった段階で情報フォーカス制御に切り換える等、種々の条件によりフォーカス制御を切り換えるようにしても良い。

さらに上述した第２の実施の形態においては、リレーレンズ１５４における可動レンズ１５５の位置をフォーカスエラー信号ＳＦＥ２に基づき制御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ない。

例えば、第２の実施の形態において制御部１１によりリレーレンズ制御テーブルを用いて可動レンズ１５５の位置を制御するのみとするようにし、或いは第１の実施の形態において可動レンズ６２の位置をフォーカスエラー信号ＳＦＥ２に基づき制御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、光ピックアップ１７のレーザダイオード３１及び５１、コリメータレンズ３２及び５２、並びにリレーレンズ６１等の組み合わせにより光路形成部９０を構成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、種々の構成としても良い。この場合、光路形成部９０としては、サーボ光ビームＬＳ及び情報光ビームＬＭ１の光軸を一致させ、且つ両者の集光状態、すなわち発散角等を相違させることにより焦点ＬＳと焦点ＦＭ１との間隔を距離ｄとし得れば良い。第２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の実施の形態においては、光ピックアップ１７のリレーレンズ６１によりサーボ光ビームＬＳの焦点ＬＳと情報光ビームＬＭ１の焦点ＦＭ１との距離を調整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、他の種々の光学素子を用いても良い。この場合、要は光ピックアップ１７の光路形成部９０において、情報光ビームＬＭ１の発散角を変化させることにより、対物レンズ２１により集光されたときの焦点ＦＭ１を移動させ得れば良い。第２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について情報の記録及び再生の双方を行い得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ようにしても良く、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。

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。

１０、１１０……光ディスク装置、１１、１１１……制御部、１２、１１２……駆動制御部、１３、１１３……信号処理部、１７、１１７……光ピックアップ、２１、２２、１１８……対物レンズ、２３、２４、１１９……２軸アクチュエータ、３１、５１、１３１……レーザダイオード、３２、５２、１３２……コリメータレンズ、３７……ダイクロイックプリズム、５５、１３５、１３６……偏光ビームスプリッタ、６１、７５、１５４……リレーレンズ、６２、７６、１５５……可動レンズ、４３、６６、８２、１４３、１６０……フォトディテクタ、１３８……無偏光ビームスプリッタ、１００、２００……光ディスク、１０１、２０１……記録層、１０２、２０２……基準層、ＴＳＧ……目標基準トラック、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……サーボ光ビーム、ＬＳＲ……サーボ反射光ビーム、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 (7)

1. 光ディスクに設けられ同心円状又は螺旋状のトラックが形成された基準層に基準光ビームを出射すると共に、上記光ディスクの上記基準層と異なる記録層内に情報を表す記録マークによって上記基準層の上記トラックと対応する情報トラックが形成されたマーク層に情報光ビームを出射するビーム出射ステップと、
   上記基準光ビームが所定の対物レンズにより集光され上記基準層により反射されてなる基準反射光ビームの受光結果を基に、上記対物レンズをフォーカス方向に移動させて上記基準光ビームの焦点を上記基準層に合わせる基準フォーカス制御を行う基準フォーカス制御ステップと、
   上記情報光ビームの光軸方向に関し、上記基準光ビーム及び上記情報光ビームの焦点同士の距離を、目標とする目標マーク層と上記基準層との距離だけ離隔させるよう、上記基準光ビーム及び上記情報光ビームを成形するビーム成形ステップと、
   上記情報光ビームが上記対物レンズにより集光され上記目標マーク層により反射されてなる情報反射光ビームの受光結果を基に、上記情報光ビームの焦点と上記目標マーク層との上記フォーカス方向に関するずれ量を表す情報光フォーカスエラー信号を生成するエラー信号生成ステップと、
   上記光ディスクの回転により上記情報光フォーカスエラー信号を取得し得る状態となってから、上記基準フォーカス制御から、上記情報光フォーカスエラー信号に基づき上記情報光ビームの焦点を上記マーク層に合わせる情報フォーカス制御に切り換える制御切換ステップと
   を有するフォーカス制御方法。
2. 上記エラー信号生成ステップでは、
   上記情報光フォーカスエラー信号に加えて、上記情報反射光ビームの受光結果を基に所望の上記情報トラックに対する上記情報光ビームの焦点位置の上記光ディスクにおける半径方向に関するずれ量を表すトラッキングエラー信号を算出し、
   上記制御切換ステップでは、
   上記トラッキングエラー信号が所定振幅未満となり上記情報光フォーカスエラー信号を取得し得る状態となったことを検出した後、上記基準フォーカス制御から上記情報フォーカス制御に切り換える
   請求項１に記載のフォーカス制御方法。
3. 上記制御切換ステップでは、
   上記基準フォーカス制御から上記情報フォーカス制御へ切り換える際、
   上記基準フォーカス制御の比率を徐々に引き下げると共に上記情報フォーカス制御の比率を徐々に引き上げる
   請求項１に記載のフォーカス制御方法。
4. 上記光ディスクは、
   上記記録層内に上記記録マークが空洞として形成されている
   請求項１に記載のフォーカス制御方法。
5. 上記光ディスクは、
   上記記録層内に上記記録マークがホログラムとして形成されている
   請求項１に記載のフォーカス制御方法。
6. 上記ビーム成形ステップでは、
   所定の焦点距離調整部によって、上記情報光ビームの発散状態を変化させることにより上記基準光ビームの焦点と当該情報光ビームの焦点との間の距離を制御する
   請求項１に記載のフォーカス制御方法。
7. 上記ビーム成形ステップでは、
   上記焦点距離調整部が有する少なくとも上記情報光ビームの光軸方向に移動可能な可動レンズを移動させることにより、上記基準光ビームの焦点と当該情報光ビームの焦点との間の距離を調整する
   請求項６に記載のフォーカス制御方法。

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