JP5100665B2

JP5100665B2 - 光ピックアップ装置

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Publication number: JP5100665B2
Application number: JP2008558045A
Authority: JP
Inventors: 守雄中谷; 謙司永冨; 吉晋松村; 誠一郎高橋
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2007-02-16
Filing date: 2008-02-04
Publication date: 2012-12-19
Anticipated expiration: 2028-02-04
Also published as: US20090303857A1; WO2008099706A1; US7969853B2; JPWO2008099706A1

Description

本発明は、光ピックアップ装置に関し、特に、多光子吸収過程により情報が記録される記録層を積層方向に複数有する多層記録媒体に対応する光ピックアップ装置に用いて好適なものである。

近年、記録媒体の高容量化に伴い、積層方向に複数の記録層を有する光記録媒体が開発されている。たとえば、以下の特許文献１には、複数の記録層と一つのサーボ層が積層された光記録媒体が開示されている。この記録媒体では、ガイドトラックのない平坦な記録層が形成され、その上に、ガイドトラックを有するサーボ層が形成されている。

記録再生時には、サーボ層に形成されたガイドトラックをもとにフォーカスサーボ信号とトラッキングサーボ信号が生成される。これらサーボ信号をもとに記録層上のビームスポットを位置制御することにより、ビームスポットが所望の走査軌跡に沿うよう記録層上を走査する。
特開２００４−３３５０６０号公報

この種の記録媒体に対応する光ピックアップ装置では、サーボ用のレーザ光と記録再生用のレーザ光をそれぞれサーボ層と記録層に個別に位置づけるための構成が必要となる。この場合、記録再生用のレーザ光は、サーボ層との関係をもとに記録層に引き込まれサーボが掛けられるため、記録再生用の対物レンズとサーボ用の対物レンズは、単純に独立駆動されるよりも、互いに何らかの連携関係を持ちつつ駆動される方が、記録再生用のレーザ光を目標とする記録層上の走査軌跡に追従させ易くなる。

また、一つのサーボ層と複数の記録層からなる組が積層方向に複数配される場合には、目標とする記録層とこれと組となるサーボ層にサーボ用レーザ光を引き込んだ後、目標とする記録層に記録再生用レーザ光を引き込むよう制御されるものと想定される。この場合、サーボ層にサーボ用レーザ光を引き込む際に、記録再生用レーザ光の焦点位置をサーボ用レーザ光の焦点位置に追従させると、記録再生用レーザ光の焦点位置をサーボ層の近くに位置づけられることができ、サーボ層にサーボ用レーザ光を引き込んだ後に、目標とする記録層に記録再生用のレーザ光を引き込み易くなる。

本発明は、このような検討をもとになされたものであり、一つのサーボ層と複数の記録層を積層方向に有する多層記録媒体に対応する光ピックアップ装置において、記録再生用のレーザ光を目標とする記録層に円滑かつ迅速に引き込むことができ、且つこの記録層に対するサーボ動作を円滑に行い得るようにすることを課題とする。

本発明の主たる態様に係る光ピックアップ装置は、第１、第２および第３の波長のレーザ光をそれぞれ出射する第１、第２および第３の光源と、前記第１および第２の波長のレーザ光を前記記録媒体上に収束させる記録再生用対物レンズと、前記第３の波長のレーザ光を前記記録媒体上に収束させるサーボ用対物レンズと、前記第１および第２の波長のレーザ光を前記記録再生用対物レンズに導くと共にこれら２つのレーザ光の前記記録媒体からの反射光のうち少なくとも再生用に用いる反射光を再生用光検出器へと導く記録再生用光学系と、前記第３の波長のレーザ光を前記サーボ用対物レンズに導くと共にこのレーザ光の前記記録媒体からの反射光をサーボ用光検出器へと導くサーボ用光学系と、前記記録再生用対物レンズとサーボ用対物レンズを一体的に保持するホルダと、前記ホルダを駆動する対物レンズアクチュエータとを備え、前記記録再生用の光学系には、前記第１および第２の波長のレーザ光のフォーカス位置をこれらレーザ光の光軸方向に変位させるための光学素子が配されていることを特徴とする。

この態様に係る光ピックアップ装置において、前記光学素子は、前記第１および第２の波長のレーザ光の焦点距離を変化させるエキスパンダにより構成することができ、この場合、このエキスパンダを駆動するアクチュエータが光ピックアップ装置内にさらに配されている。

なお、光学素子は、エキスパンダの他、サーボ信号に応じて第１および第２の波長のレーザ光の焦点距離を変化させる液晶素子とすることもできる。この場合、アクチュエータが不要となるため構成が簡素化されるが、液晶素子を通過する際にレーザ光にパワー減衰が生じるとのデメリットもある。

本発明によれば、記録再生用対物レンズとサーボ用対物レンズがホルダに一体的に保持され、このホルダが対物レンズアクチュエータによって駆動されるため、サーボ動作時に記録再生用対物レンズとサーボ用対物レンズを連携させることができ、よって、記録再生用のレーザ光を目標とする記録層上の走査軌跡に円滑に追従させることができる。

また、本発明によれば、記録再生用対物レンズとサーボ用対物レンズが一体的に駆動されるため、サーボ層にサーボ用レーザ光を引き込む際に、記録再生用レーザ光の焦点位置をサーボ用レーザ光の焦点位置に追従させることができ、記録再生用レーザ光の焦点位置をサーボ層の近くに位置づけることができる。よって、サーボ層にサーボ用レーザ光を引き込んだ後に、目標とする記録層に記録再生用のレーザ光を円滑かつ迅速に引き込むことができる。この場合、記録層に対する記録再生用のレーザ光の引き込みは、記録再生用光学系に配された光学素子を駆動することによって行われる。したがって、記録再生用対物レンズをサーボ用対物レンズに対しフォーカス方向に相対的に変位させるための構成をホルダに配する必要がなく、光ピックアップ装置の構成を簡素化できる。

実施の形態に係る光ディスクの断面構造を示す図である。実施の形態に係るサーボ層材料の光学特性を示す図である。実施の形態に係る光ディスクのエリアフォーマットを示す図である。実施の形態に係る光ピックアップ装置の構成（光学系）を示す図である。実施の形態に係る各種サーボ信号の生成方法を説明する図である。実施の形態に係る光ディスク装置の構成を示す図である。実施の形態に係る記録再生動作を概念的に示す図である。

ただし、図面はもっぱら説明のためのものであって、この発明の範囲を限定するものではない。

図１に実施の形態に係る光ディスク１０の断面構造を示す。

図示の如く、光ディスク１０は、基板１１と表面層１２の間に、サーボ層１３、６つのスペース層１４および５つの記録層１５からなる組を４段配することにより構成されている。

基板１１および表面層１２は、ポリカーボネート、ポリオレフィンまたはアクリル等の透光性材料からなっている。この他、基板１１および表面層１２の材料として、生分解性材料を用いることもできる。

サーボ層１３は、サーボ用レーザ光（以下、「サーボ光」という）に対する反射率が高く、記録用レーザ光（以下、「記録光」という）と再生用レーザ光（以下、「再生光」という）に対する反射率が低い材料にて形成されている。本実施の形態では、サーボ光として波長６３５ｎｍ程度の赤色レーザ光が用いられ、記録光および再生光としてそれぞれ波長８００ｎｍの赤外レーザ光と波長４５０ｎｍ程度の青色レーザ光が用いられるため、サーボ層１３の材料として、たとえば、５酸化ニオブが用いられる。

図２は、５酸化ニオブで生成した膜の光学特性を示す図である。図示の如く、この膜は、波長６３５ｎｍ付近の光に対する反射率が高く、波長５００ｎｍおよび８００ｎｍ付近の光に対する反射率が非常に低い。したがって、上記の如くサーボ光の波長を６３５ｎｍとし、記録光および再生光の波長をそれぞれ４５０ｎｍおよび８００ｎｍとする場合には、サーボ光に対する反射が高く、記録光および再生光に対する反射が低い膜となる。

なお、ここでは、サーボ層１３の材料として５酸化ニオブを用いたが、これは、上記の如く、サーボ光、記録光および再生光の波長が、それぞれ６３５ｎｍ、８００ｎｍおよび４５０ｎｍに設定されているためである。サーボ光、記録光および再生光の波長がこれら以外の値に設定される場合には、それに応じて、サーボ光に対する反射率が高く、記録光と再生光に対する反射率が低い材料が、サーボ層１３の材料として選択される。

図１に戻り、スペース層１４は、紫外線硬化樹脂または両面に粘着剤が塗布された透明なフィルム材によって構成される。

記録層１５は、２光子吸収過程により屈折率が変化する材料からなっている。２光子吸収過程とは、物質が２つの光子を吸収して励起される現象のことである。２光子吸収の起こる確率は、入射光強度の２乗に比例する（非線形光学効果）。つまり、入射光のエネルギーが集中している領域においてのみ２光子吸収が誘起される。入射光をレンズで集光すれば、焦点付近でのみ２光子吸収が起こり、焦点が合っていないその他の空間では２光子吸収は起こらないという状態を作り出すことができる。具体的には、その材料の吸収波長帯のレーザ光を超短パルス且つ高強度にて集光照射することにより、２光子吸収材料に２光子吸収を誘起することができる。この他、その材料の吸収波長帯以外の波長の光を照射しつつ吸収波長帯のレーザ光を集光照射して、２光子吸収材料に２光子吸収を誘起させる方法もある。この場合、吸収波長帯以外の波長の光によって２光子吸収材料のエネルギー準位が上昇する。このため、吸収波長帯のレーザ光の強度レベルをある程度抑えても２光子吸収が生じる。

本実施の形態では、記録時に記録光と再生光が記録層１５に同時に照射される。再生光の照射により記録層１５のエネルギー準位を持ち上げつつ、記録光にて記録層１５に２光子吸収を誘起させる。よって、記録層１５の材料には、この光学作用に適応する２光子吸収材料が用いられる。

記録層１５の材料として、たとえば、ジアリールエテン系またはスピロピラン系の材料を用いることができる。本実施の形態では、記録光と再生光の波長が８００ｎｍと４５０ｎｍであるため、ジアリールエテン系の材料として、たとえば、cis-1,2-dicyano-1,2-bis(2,4,5-trimethy-3-thienyl)を用いることができ、また、スピロピラン系の材料として、たとえば、1,3,3-trimethylindolino-6-nitrobenzopyrylospiranを用いることができる。記録光と再生光の波長として８００ｎｍと４５０ｎｍ以外の波長が選択される場合には、それに応じて、記録層の材料が変更される。この他、記録層１５の材料として、フォトポリマー、フォトリクラクティブ結晶、蛍光色素、ＺｎＳ、ＺｎＯを含む蛍光材料などを用いることもできる。

サーボ層１３には、螺旋状にグルーブが形成され、これにより、グルーブ間の領域に螺旋状のランドが形成されている。なお、グルーブおよびランドの構造は、追って図５（ａ）を参照して説明する。記録層１５は、所定の厚みを有する均一かつ平坦な膜からなっている。スペース層１４は、サーボ層１３と記録層１５の間、表面層１２と記録層１５の間、および、積層方向に隣り合う２つの記録層の間に介在している。

図３は、光ディスク１０のエリアフォーマットを示す図である。図示の如く、光ディスク１０のエリアは、内周から外周に向かってクランプエリア２１、層検出ゾーン２２、システムゾーン２３、データゾーン２４、リードアウトゾーン２５に区分される。なお、上述のグルーブ構造は、層検出ゾーン２２からリードアウトゾーン２５まで形成されている。

クランプエリア２１は、光ディスク１０を光ディスク装置内のターンテーブルにチャッキングするためのエリアである。層検出ゾーン２２は、それぞれのサーボ層１３が表面層１２から何番目のものであるかを検出するためのゾーンである。層検出ゾーンのサーボ層１３には、サーボ層識別用の層構造が形成されている。たとえば、サーボ層１３をディスク周方向に間欠的に消失させることにより各サーボ層の識別ＩＤが記録されている。

システムゾーン２３には、記録再生動作を制御するための情報が保持される。データゾーン２４には、ユーザ情報が記録される。本実施の形態では、ランドに対応する走査軌跡のみならずグルーブに対応する走査軌跡にも追従して、データゾーン２４の記録層１５にユーザ情報が記録される。リードアウトゾーン２５には、そこがディスク外周部であることを示す情報が記録される。

図４に、光ピックアップ装置の構成（光学系）を示す。なお、同図（ａ）は、１／４波長板１０６、１１７、サーボ用対物レンズ１０７および記録再生用対物レンズ１１８を除く光学系の平面図、同図（ｂ）は、立ち上げミラー１０５、１／４波長板１０６、１１７、サーボ用対物レンズ１０７および記録再生用対物レンズ１１８の部分における光学系の側面図である。

図において、１０１から１０９は、サーボ光を光ディスク１０に照射するための光学系であり、１１１から１２１は、記録光および再生光を光ディスク１０に照射するための光学系である。

半導体レーザ１０１は、波長６３５ｎｍのサーボ光を出射する。コリメートレンズ１０２は、半導体レーザ１０１から出射されたサーボ光を平行光に変換する。偏光ビームスプリッタ１０３は、コリメートレンズ１０２側から入射するサーボ光を略全透過し、エキスパンダ１０４側から入射するサーボ光を略全反射する。エキスパンダ１０４は、凹レンズと凸レンズの組み合わせからなり、このうち一方のレンズがアクチュエータ１３３によって光軸方向に駆動される。ここで、アクチュエータ１３３は、モータおよびウォームギア等を備え、サーボ層１３上におけるサーボ光の収差を補正するためのサーボ信号に応じて駆動される。

立ち上げミラー１０５は、エキスパンダ１０４側から入射されるサーボ光をサーボ用対物レンズ１０７方向に反射する。また、立ち上げミラー１０５は、エキスパンダ１１６側から入射される記録光および再生光を記録再生用対物レンズ１１８方向に反射する。

１／４波長板１０６は、立ち上げミラー１０５側から入射されるサーボ光を円偏光に変換すると共に、サーボ用対物レンズ１０７側から入射されるサーボ光（光ディスク１０からの反射光）を、サーボ用対物レンズ１０７へ向かう際の偏光方向に直交する直線偏光に変換する。サーボ用対物レンズ１０７は、サーボ光をサーボ層１３上に収束させる。

アナモレンズ１０８は、偏光ビームスプリッタ１０３にて反射されたサーボ光（光ディスク１０からの反射光）に非点収差を導入する。光検出器１０９は、アナモレンズ１０８によって収束されたサーボ光を受光して検出信号を出力する。なお、光検出器１０９には、サーボ光を受光する４分割センサが配されており、光検出器１０９はサーボ光の光軸が４分割センサのセンサ分割線の交点位置を貫くよう配置されている。

フェムト秒レーザ１１１は、波長８００ｎｍの記録光を出射する。なお、この記録光は、フェムト秒レーザ１１１から平行光の状態で出射される。半導体レーザ１１２は、波長４５０ｎｍの再生光を出射する。コリメートレンズ１１３は、半導体レーザ１１２から出射された再生光を平行光に変換する。ダイクロプリズム１１４は、フェムト秒レーザ１１１から出射された記録光と半導体レーザ１１２から出射された再生光を結合する。

偏光ビームスプリッタ１１５は、ダイクロプリズム１１４側から入射する記録光と再生光を略全透過し、エキスパンダ１１６側から入射する記録光と再生光のうち再生光のみを略全反射する。すなわち、偏光ビームスプリッタ１１５には、再生光のみに作用する波長選択性の偏光膜が形成されている。

エキスパンダ１１６は、凹レンズと凸レンズの組み合わせからなり、このうち一方のレンズがアクチュエータ１３４によって光軸方向に駆動される。ここで、アクチュエータ１３４は、モータおよびウォームギア等を備え、記録光および再生光を記録または再生対象の記録層１５（以下、この記録層を特に「ターゲット記録層１５」という）に引き込むためのサーボ信号に応じて駆動される。

エキスパンダ１１６を通過した記録光および再生光は立ち上げミラー１０５によって記録再生用対物レンズ１１８に向かって反射される。１／４波長板１１７は、立ち上げミラー１０５側から入射される記録光および再生光を円偏光に変換すると共に、記録再生用対物レンズ１１８側から入射される記録光および再生光（光ディスク１０からの反射光）を、記録再生用対物レンズ１１８へ向かう際の偏光方向に直交する直線偏光に変換する。

記録再生用対物レンズ１１８は、記録光と再生光をターゲット記録層１５上に収束させる。記録再生用対物レンズ１１８の表面には、記録光と再生光を光ディスク１０中の同一位置に収束させるための波長選択性のホログラムが形成されている。つまり、このホログラムによって、波長の異なる記録光と再生光の焦点距離が調整される。

集光レンズ１１９は、偏光ビームスプリッタ１１５にて反射された再生光（光ディスク１０からの反射光）を収束させる。ピンホール板１２０は、微小なピンホールを有し、このピンホールがターゲット記録層１５によって反射された再生光の焦点位置に位置するよう配置されている。したがって、ターゲット記録層１５によって反射された再生光は大半がピンホールを通過し、その他の記録層１５によって反射された再生光（迷光）は、その大半がピンホールを通過せず、ピンホール板１２０によって遮光される。

ＡＰＤ（Avalanche Photo Diode）１２１は、ピンホール板１２０を通過した再生光を受光して再生信号を出力する。なお、ＡＰＤ１２１は、微小な光量変化を検出可能な光検出器である。

１／４波長板１０６、１１７と、サーボ用対物レンズ１０７および記録再生用対物レンズ１１８は、共通のホルダ１３１に装着されている。ここで、ホルダ１３１は、対物レンズアクチュエータ１３２によって、フォーカス方向、トラッキング方向およびチルト方向に駆動される。対物レンズアクチュエータ１３２は、従来周知のコイルと磁気回路から構成され、このうちコイルがホルダ１３１に装着されている。この対物レンズアクチュエータ１３２にサーボ信号が供給されることにより、１／４波長板１０６、１１７とサーボ用対物レンズ１０７および記録再生用対物レンズ１１８が、ホルダ１３１と一体的に、フォーカス方向、トラッキング方向およびチルト方向に変位される。

図５（ａ）は、サーボ層１３のグルーブ構造を示す図である。

図において、３０はランド、３１はグルーブ、３２および３３はランド３０およびグルーブ３１に一定間隔毎に形成されたＦＣＭ（ファインクロックマーク）である。ＦＣＭ３２の深さはグルーブ３１の深さと同じで、ＦＣＭ３３の高さはランド３０の高さと同じである。

３４および３５は、ランド３０およびグルーブ３１の物理アドレスを保持するアドレス構造である。アドレス構造３４、３５は、ランド３０とグルーブ３１の境界にある壁面をディスク径方向にウォブルさせることにより形成されている。ここで、グルーブ３１上において連続する２つのアドレス構造３４、３５は、同じ物理アドレスを保持している。このため、ランド上において連続するアドレス構造３４、３５には、互いに異なる物理アドレスが保持される。

この場合、ランド３０の物理アドレスは、そのランド３０上のアドレス構造３５によって規定され、そのランド３０上のアドレス構造３４は、アドレス構造３５が読み取れなかった場合に、このアドレス構造３５に保持された物理アドレスを取得するために用いられる。すなわち、この場合、アドレス構造３４を読み取って取得された物理アドレスに、このランド３０上のアドレス構造３４、３５のアドレス差を加減算することにより、当該ランドの物理アドレスが取得される。

３６は、ビームスポット走査位置におけるサーボ層１３のチルト状態を検出するためのチルトマークである。チルトマーク３６は、ディスク径方向におけるグルーブ幅を一定寸法だけ広狭させることにより形成されている。

図５（ｂ）は、光検出器１０９に配された４分割センサを示す図、図５（ｃ）は、４分割センサの出力からフォーカスエラー信号（ＦＯＥ）、ラジアルプッシュプル信号（ＲＰＰ）およびファインクロックマーク信号（ＦＣＭ）を生成するための回路構成（演算回路）を示す図である。

図示の如く、演算回路は、６つの加算回路と３つの減算回路を備えている。なお、同図（ａ）に示すビームスポットの４分割領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの反射光は、それぞれ同図（ｂ）に示す４分割センサのセンサ領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄに導かれる。ここで、センサ領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄから出力される検出信号を、それぞれａ、ｂ、ｃ、ｄとすると、フォーカスエラー信号（ＦＯＥ）は、ＦＯＥ＝（ｂ＋ｃ）−（ａ＋ｄ）の信号演算により生成される。また、ラジアルプッシュプル信号（ＲＰＰ）は、ＲＰＰ＝（ａ＋ｂ）−（ｃ＋ｄ）の信号演算により生成され、ファインクロックマーク信号（ＦＣＭ）は、ＦＣＭ＝（ｂ＋ｄ）−（ａ＋ｃ）の信号演算により生成される。

ビームスポットがグルーブ３１のセンターからラジアル方向に変位すると、ラジアルプッシュプル信号（ＲＰＰ）は、その変位方向と変位量に応じた極性および大きさを持つようになる。この極性および大きさを抽出することにより、トラッキングエラー信号（ＴＲＥ）が生成される。

また、サーボ層１３にチルトが生じている状態にてビームスポットがチルトマーク３６を通過すると、ラジアルプッシュプル信号（ＲＰＰ）上に、サーボ層１３のチルト状態に応じたＳ字カーブが現れる。このＳ字カーブの振幅ピーク値を比較演算することによりチルトエラー信号（ＴＩＥ）が生成される。

さらに、ビームスポットがアドレス構造３４、３５を通過すると、これらアドレス構造３４、３５のウォブル形状に応じて、ラジアルプッシュプル信号（ＲＰＰ）が変調される。この変調成分を周波数フィルタにて抽出し、さらに抽出した変調成分を復調することにより、ビームスポット走査位置の物理アドレスが取得される。

図６に、光ディスク１０に対し記録再生を行う光ディスク装置の構成を示す。

図示の如く、光ディスク装置は、エンコーダ２０１と、変調回路２０２と、レーザ駆動回路２０３と、光ピックアップ２０４と、信号増幅回路２０５と、復調回路２０６と、デコーダ２０７と、アドレス再生回路２０８と、サーボ回路２０９と、クロック生成回路２１０と、コントローラ２１１から構成されている。

エンコーダ２０１は、入力された記録データに対し誤り訂正符号の付加等のエンコード処理を施し、変調回路２０２へ出力する。変調回路２０２は、入力された記録データに所定の変調を施し、さらに記録信号を生成してレーザ駆動回路２０３に出力する。

レーザ駆動回路２０３は、記録時に、変調回路２０２からの記録信号に応じた駆動信号を光ピックアップ装置２０４内のフェムト秒レーザ１１１に供給すると共に、一定パワーにてサーボ光および再生光を発光させるべく、光ピックアップ装置２０４内の半導体レーザ１０１、１１２にそれぞれ駆動信号を供給する。また、レーザ駆動回路２０３は、再生時に、一定パワーにてサーボ光および再生光を発光させるべく、光ピックアップ装置２０４内の半導体レーザ１０１、１１２に駆動信号を供給する。

ここで、記録時および再生時のレーザパワーは、コントローラ２１１からの制御信号によってコントロールされる。コントローラ２１１は、記録時に、記録光のパワーを変えつつ試し書きエリアに試し書きを行い、その際に信号増幅回路２０５から入力されるＡＰＤ信号（ＡＰＤ１２１による検出信号）をモニタして、この信号のレベルが所定の閾値以上となる記録光パワーを記録時のパワーに設定する。また、コントローラ２１１は、再生時に、再生光のパワーを変えつつ信号増幅回路２０５から入力されるＡＰＤ信号をモニタし、この信号のレベルが所定の閾値以上となるよう再生光のパワーを調整する。

光ピックアップ装置２０４は、上記図４に示す光学系を備えている。信号増幅回路２０５は、図５（ｃ）に示す演算回路と、光ピックアップ装置２０４内のＡＰＤ１２１における検出信号を増幅およびノイズ除去するための回路構成を備えている。復調回路２０６は、信号増幅回路２０５から入力されたＡＰＤ信号を復調して再生データを生成し、デコーダ２０７に出力する。デコーダ２０７は、復調回路２０６から入力されたデータに対し誤り訂正等のデコード処理を施し、後段回路に出力する。

アドレス再生回路２０８は、信号増幅回路２０５から入力されたラジアルプッシュプル信号（ＲＰＰ）からアドレス構造３４、３５に応じた周波数成分を抽出し、これを復調して、物理アドレスを取得する。取得された物理アドレスは、コントローラ２１１に供給される。なお、アドレス再生回路２０８は、アドレス構造３４、３５のうち何れか一方から物理アドレスを再生できない場合、他方から物理アドレスを再生する。

サーボ回路２０９は、信号増幅回路２０５から入力されたフォーカスエラー信号（ＦＯＥ）、トラッキングエラー信号（ＴＲＥ）からフォーカスサーボ信号およびトラッキングサーボ信号を生成し、光ピックアップ装置２０４の対物レンズアクチュエータ１３２に出力する。また、サーボ回路２０９は、信号増幅回路２０５から入力されたラジアルプッシュプル信号（ＲＰＰ）上のＳ字カーブをもとにチルトサーボ信号を生成し、光ピックアップ装置２０４の対物レンズアクチュエータ１３２に出力する。さらに、サーボ回路２０９は、信号増幅回路２０５から入力されたファインクロックマーク信号（ＦＣＭ）からモータサーボ信号を生成し、ディスク駆動モータに出力する。この他、サーボ回路２０９は、記録再生動作時において、後述の如く、光ピックアップ装置２０４のアクチュエータ１３３、１３４を駆動する。

クロック生成回路２１０は、信号増幅回路２０５から入力されたファインクロックマーク信号（ＦＣＭ）から記録再生用のクロック信号を生成し、これを各回路に供給する。

コントローラ２１１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と内蔵メモリを備え、内蔵メモリに各種データを格納するとともに、あらかじめ設定されたプログラムに従って各部を制御する。

図７は、記録再生時における光ピックアップ装置２０４の制御動作を概念的に示す図である。

ターゲット記録層１５に記録光と再生光を照射する場合、まず、サーボ光を発光させつつ対物レンズアクチュエータ１３２が駆動制御され、サーボ光の焦点位置が、同図（ａ）に示す如く、ターゲット記録層１５と組となるサーボ層１３（以下、このサーボ層のことを特に「ターゲットサーボ層１３」という）に引き込まれる。このとき、エキスパンダ１１６はイニシャル状態とされ、記録光と再生光の焦点位置は、たとえば、サーボ光と同じく、ターゲットサーボ層１３上に位置づけられる。

しかる後、記録光と再生光の焦点位置をターゲット記録層１５上に移動させるに必要なステップ数だけエキスパンダ１１６が駆動される。これにより、記録光と再生光の焦点位置はターゲット記録層１５上に移動される。さらに、この状態において再生光が発光され、ＡＰＤ信号が最良となるよう、エキスパンダ１１６が微細に駆動制御される。これにより再生光がターゲット記録層１５にオンフォーカスされ、ターゲット記録層１５に対する再生が可能となる。

記録動作時には、この状態において、さらに記録光が発光される。このとき記録光は、記録信号に応じて変調（ＯＮ／ＯＦＦ）される。これにより、記録光と再生光がターゲット記録層１５に同時に照射され、ターゲット記録層１５に対する記録が行われる。

なお、記録再生動作時には、上記の如く、フォーカスサーボ信号、トラッキングサーボ信号およびチルトサーボ信号が対物レンズアクチュエータ１３２に印加され、サーボ用対物レンズ１０７と記録再生用対物レンズ１１８が、一体的に、フォーカス方向、トラッキング方向およびチルト方向に駆動される。これにより、記録光および再生光のビームスポットは、ターゲットサーボ層１３上のグルーブまたはランドと同様のトラック軌跡に沿って、ターゲット記録層１５上を走査する。

以上、本実施の形態によれば、記録再生用対物レンズ１１８とサーボ用対物レンズ１０７がホルダ１３１に一体的に保持され、このホルダ１３１が対物レンズアクチュエータ１３２によってフォーカス方向、トラッキング方向およびチルト方向に駆動される。このため、サーボ動作時に、記録再生用対物レンズ１１８とサーボ用対物レンズ１０７を連携させることができ、よって、記録光と再生光をターゲット記録層１５上の走査軌跡に円滑に追従させることができる。

また、本実施の形態によれば、記録再生用対物レンズ１１８とサーボ用対物レンズ１０７が一体的に駆動されるため、ターゲットサーボ層１３にサーボ光を引き込む際に、記録光と再生光の焦点位置をサーボ光の焦点位置に追従させることができ、記録光と再生光の焦点位置をターゲットサーボ層１３の近くに位置づけることができる。よって、ターゲットサーボ層１３にサーボ光を引き込んだ後に、ターゲット記録層１５に記録光と再生光を円滑かつ迅速に引き込むことができる。この場合、ターゲット記録層１５に対する記録光と再生光の引き込みは、エキスパンダ１１６を駆動することによって行われる。したがって、記録再生用対物レンズ１１８をサーボ用対物レンズ１０７に対しフォーカス方向に相対的に変位させるための構成をホルダ１３１に配する必要がなく、光ピックアップ装置の構成を簡素化できる。

なお、本発明の実施形態は、上記に限定されるものではなく、他に種々の変更が可能である。

たとえば、上記実施の形態では、一つのサーボ層１３と組となる記録層１５を５つとしたが、これ以外の数の記録層１５を一つのサーボ層１３に組み合わせるようにしても良い。また、上記実施の形態では、サーボ層１３と記録層１５の組を積層方向に４段配したが、これ以外の段数とすることもでき、この組が１段のみである場合にも本発明を適用可能である。

また、上記実施の形態では、記録光および再生光の焦点位置を調整するためにエキスパンダ１１６を用いたが、これに換えて、液晶素子等を用いることもできる。焦点位置調整用の液晶素子は、たとえば、特開２００６−１２２４７号公報に記載されているものを用いることができる。

また、上記実施の形態では、記録光と再生光の焦点位置を整合させるようにしたが、記録光と再生光の焦点位置は必ずしも整合していなくとも良く、これらの光が記録層に同時に照射されるよう、これらの光の焦点位置が光軸方向にずれていても良い。この場合、記録時には記録光がターゲット記録層１５に引き込まれ、再生時には再生光がターゲット記録層１５に引き込まれるよう、エキスパンダ１１６がステップ駆動される。

なお、上記実施の形態では、記録光と再生光を同時に記録層１５に照射して記録を行う形態を示したが、記録光のみを記録層１５に照射して記録を行うようにすることもできる。この場合、光ピックアップ装置の構成は、上記と同様でよく、フェムト秒レーザ１１１と半導体レーザ１１２に対する制御のみが相違する。すなわち、記録動作時には、記録光を発光するフェムト秒レーザ１１１のみが超短パルスで発光され、再生光を発光する半導体レーザ１１２は発光されない。この場合、再生光によって記録層１５のエネルギー準位が引き上げられないため、フェムト秒レーザ１１１の発光パワーは、上記実施の形態の場合よりも高められる。なお、記録光のみで記録を行う場合も、上記実施の形態と同様の２光子吸収材料を記録層１５の材料として用いることができる。

この他、各レーザ光の波長や、各層の材料、膜厚等は上記に限定されるものではなく、また、光ディスク装置の構成も適宜変更可能である。

本発明の実施の形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。

Claims

第１、第２および第３の波長のレーザ光をそれぞれ出射する第１、第２および第３の光源と、
前記第１および第２の波長のレーザ光を前記記録媒体上に収束させる記録再生用対物レンズと、
前記第３の波長のレーザ光を前記記録媒体上に収束させるサーボ用対物レンズと、
前記第１および第２の波長のレーザ光を前記記録再生用対物レンズに導くと共にこれら２つのレーザ光の前記記録媒体からの反射光のうち少なくとも再生用に用いる反射光を再生用光検出器へと導く記録再生用光学系と、
前記第３の波長のレーザ光を前記サーボ用対物レンズに導くと共にこのレーザ光の前記記録媒体からの反射光をサーボ用光検出器へと導くサーボ用光学系と、
前記記録再生用対物レンズとサーボ用対物レンズを一体的に保持するホルダと、
前記ホルダを駆動する対物レンズアクチュエータとを備え、
前記記録再生用光学系には、前記第１および第２の波長のレーザ光のフォーカス位置をこれらレーザ光の光軸方向に変位させるための光学素子が配されている、
ことを特徴とする光ピックアップ装置。
請求項１に記載の光ピックアップ装置において、
前記光学素子は、前記第１および第２の波長のレーザ光の焦点距離を変化させるエキスパンダであって、このエキスパンダを駆動するアクチュエータがさらに配されている、
ことを特徴とする光ピックアップ装置。