情報記録媒体及び光ピックアップ装置
【課題】 簡易な工程において量産可能な多層型の情報記録媒体、及び、この情報記録媒体に対する情報の記録再生に用いる光ピックアップ装置を提供する。
【解決手段】 多層ディスクＤＫの第０記録層Ｌ０に対して螺旋状のグルーブトラックＧＴ及びランドトラックＬＴを交互に形成すると共に、多層ディスクＤＫ上におけるアドレス等を管理するためのＬＰＰ（ランドプリピット）を形成し、更に、第１記録層Ｌ１については略平滑な面とした構成とする。第１記録層Ｌ１に対するデータの記録時には、第０記録層Ｌ０に設けられたグルーブトラックＧＴを用いつつトラッキング補正を行うと共に、第０記録層Ｌ０に設けられたＬＰＰを用いてアドレス管理を行う。
【解決手段】 多層ディスクＤＫの第０記録層Ｌ０に対して螺旋状のグルーブトラックＧＴ及びランドトラックＬＴを交互に形成すると共に、多層ディスクＤＫ上におけるアドレス等を管理するためのＬＰＰ（ランドプリピット）を形成し、更に、第１記録層Ｌ１については略平滑な面とした構成とする。第１記録層Ｌ１に対するデータの記録時には、第０記録層Ｌ０に設けられたグルーブトラックＧＴを用いつつトラッキング補正を行うと共に、第０記録層Ｌ０に設けられたＬＰＰを用いてアドレス管理を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、各種情報を記録可能な光ディスク等の情報記録媒体及び、この情報記録媒体に対する情報の記録及び再生に用いる光ピックアップ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来からＤＶＤ（Digital Versatile Disc）±Ｒ若しくはＤＶＤ±ＲＷ等のデータの書き込み可能な光ディスクの中には、各種データの記録される記録層が１層のみ形成された単層ディスクの他に、複数の記録層を有する多層ディスクが存在している（例えば、特許文献１）。また、この多層ディスクは、スタンパディスクを用いて各記録層に対応する基板を作成して、当該基板上にＧｅ−Ｔｅ−Ｓｂ等の相変化記録材料や色素材料を積層し、更に反射膜を積層した後、各基板を張り合わせることにより製造されている。
【特許文献１】特開２００３−３３８０５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記従来の多層ディスクは各記録層に対するデータ記録を実現すべく、各記録層上にグルーブトラックとランドトラックと呼ばれる凹凸状のトラックやランドプリピット（以下、「ＬＰＰ」という。）を同心円状または螺旋状に形成し、これらのトラック位置を各記録層間において高精度に一致させた構成が採用されている。このため、上記基板の張り合わせ時に各記録層の面内位置を高精度に一致させると共に、光ディスク回転時の各層の回転中心位置を合わせて偏芯の発生を防止することが必要となる。この結果、従来、３層、４層といった多層ディスクを製造することが困難となり、また、製造コストの削減も実現困難となっていた。
【０００４】
本願は、以上説明した事情に鑑みてなされたものであり、その課題の一例としては、簡易な工程において量産可能な多層型の情報記録媒体、及び、この情報記録媒体に対する情報の記録再生に用いて好適な光ピックアップ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以上説明した課題を解決するため、本願の一つの観点において請求項１に記載の情報記録媒体は、厚み方向に複数の記録層が形成され、前記記録層に光ビームを照射することにより情報を記録又は再生する情報記録媒体であって、少なくとも一の前記記録層には前記情報記録媒体に対する前記情報の記録又は再生を制御するための制御情報が記録され、他の少なくとも一の前記記録層には前記制御情報が記録されていないことを特徴とする。
【０００６】
また、本願の他の観点において、請求項９に記載の光ピックアップ装置は、複数の記録層を有する情報記録媒体に光ビームを照射すると共に、その反射光を受光し、データの記録及び再生を行う光ピックアップ装置であって、前記光ビームを照射する光ビーム出力手段と、前記光ビームを少なくとも二の前記記録層に集光可能な集光手段と、少なくとも一の前記記録層からの前記反射光を受光する受光手段と、前記受光した反射光に基づいてトラッキングエラー信号を生成するトラッキングエラー信号生成手段と、前記トラッキングエラー信号に基づいて前記集光手段を制御して、前記光ビームの前記記録層における集光点を変位させる集光点変位手段と、を有することを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
［１］本願にかかる多層ディスクの構成
まず、本願にかかる多層ディスクの具体的な説明に入る前に、本発明の基になる基本発想について説明すると次のようになる。すなわち、従来の多層ディスクにおいて３層、４層といった多層化を困難にし、更に、製造コストの上昇を引き起こしている大きな要因が各記録層の位置合わせを高精度にて行う必要性があり一定の精度が確保できないときは製品不良が生じる可能性があるという点である。従って、かかる観点からは、各記録層にグルーブトラック等のトラックやＬＰＰを設けず、略平滑なミラー面として形成し、各記録層の位置合わせを不要とすることが望ましいといえる。
【０００８】
その一方、多層ディスクを単にミラー面として形成した場合、多層ディスク内におけるトラック位置の特定、或いは、アドレス管理が不可能となり、当該ディスクに対するデータの記録が不可能となってしまう。従って、複数存在する記録層の内、少なくとも、１層に関しては、グルーブトラック及びランドトラックを設けてトラック位置を特定できる状態にすると共に、当該多層ディスク内におけるアドレス管理を行いうるようにし、更にミラー面として形成された記録層に関しては当該トラック及びＬＰＰを利用してデータの記録及び再生を行う必要性がある。
【０００９】
そこで、本願においては、例えば、図１のように多層ディスクＤＫの第０記録層Ｌ０に対してのみ螺旋状のグルーブトラックＧＴ及びランドトラックＬＴを交互に形成すると共に、多層ディスクＤＫ上におけるアドレス等を管理するためのＬＰＰを形成し、更に、第０記録層以外の記録層（図１に示す場合、第１記録層Ｌ１）については略平滑な面とした構成を採用することとした。これにより、第０記録層Ｌ０と第１記録層Ｌ１との間の位置合わせの必要性が排除され、また、多層ディスクＤＫ内における各トラックの面内位置を特定し、更には、第１記録層Ｌ１におけるアドレス管理も可能となる。なお、本願においては第１記録層Ｌ１からグルーブトラックＧＴ等を排除した構成を採用したため、当然、従来と同様の方法により第１記録層Ｌ１に対するデータ記録を行うことはできなくなるが、この記録方法については、次節において詳述することとする。
【００１０】
次に、このような概略構成を有する多層ディスクＤＫの具体的な構成について図１を参照しつつ説明する。まず、この多層ディスクＤＫは、第０記録層Ｌ０用のディスクＡと、第１記録層Ｌ１用のディスクＢとを、例えば、ホットメルトタイプの接着剤により張り合わせて構成されている。これらのディスクＡ及びＢの内、第０記録層Ｌ０用のディスクＡは、第０層用の基板Ｘ上に誘電体層１１、第０層相変化記録層１２及び第０層反射膜１３を順に積層し、この第０反射膜１３上に保護層１４を設けて構成され、第１記録層Ｌ１用のディスクＢは、略平滑な基板Ｙ上に第１層反射膜１８、第１層相変化記録層１７、誘電体層１６を積層し、当該誘電体層１６上に保護層１５を設けて構成されている。
【００１１】
これらのディスクＡ及びＢを構成する基板Ｘ及びＹは、共にポリカーボネイトやポリメチルメタクリレート等の合成樹脂により形成され、基板Ｘについてはウォブリングの施された溝と共に当該溝間の凸状部に対して所定の間隔にてピット（孔）が形成されている。なお、この基板Ｘ上の溝は、上記第０層相変化記録層１２等が積層されることにより、第０記録層Ｌ０のグルーブトラックＧＴとして機能するものであり、ピットは、第０記録層のＬＰＰ（ランドプリピット）として機能し、このＬＰＰにより多層ディスクＤＫにおけるアドレス等の各種データが記録、管理されることとなる。
【００１２】
なお、「特許請求の範囲」における「制御情報」は、例えば、このグルーブトラックＧＴ、ランドトラックＬＴ、ＬＰＰやグルーブトラックＧＴに施したウォブリング等のデータに対応している。
【００１３】
一方、基板Ｘ及びＹ上に積層される第０層相変化記録層１２及び第１層相変化記録層１７は、例えば、カルコゲナイド系材料等（Ｇｅ−Ｔｅ−Ｓｂ等）の相変化記録材料により構成され、照射された光ビームのエネルギー量に応じて相変化（アモルファス−結晶間）を生じる。
【００１４】
次いで、第０層反射膜１３は、第０層相変化記録層に対して金等の材料をスパッタリングすることにより形成された半透明反射膜（反射率２５〜３０％程度）であり、第１層反射膜１８は、基板Ｙに対してアルミニウム等の材料をスパッタリングすることにより形成された反射膜（反射率７０〜８０％程度）となっている。
【００１５】
このように、この多層ディスクＤＫは、第１記録層Ｌ１にグルーブトラックＧＴ及びランドトラックＬＴ、ＬＰＰが設けられていないため、各第０記録層Ｌ０と第１記録層Ｌ１の位置合わせを行わずに簡易な工程により製造することが可能となる。また、第１記録層Ｌ１を略平滑な面に形成した場合、基板Ｙに溝等の加工を施す必要性が無く、製造コストの削減を図ることも可能となる。
【００１６】
なお、３層、４層といった多数の記録層を有する多層ディスクＤＫを作成する場合、図１におけるディスクＢと同様のディスクを複数作成し、複数枚張り合わせるようにすれば良い。また、上記においては、相変化記録層１２及び１７を積層した多層ディスクＤＫ（例えば、ＤＶＤ±ＲＷ等）の構成例について説明したが、相変化記録層１２及び１７に代えて色素記録層を設けることにより、色素型の多層ディスクＤＫを製造することも可能である。
【００１７】
以上のように構成された多層ディスクＤＫに対するデータの記録は、第０記録層Ｌ０に関しては従来の多層ディスクと同様の方法により実現されるのに対し、第１記録層Ｌ１に関しては以下に説明する方法を用いて第０記録層Ｌ０に設けられたトラックＧＴ及びＬＴ、更にはＬＰＰを用いて実現されることとなる。
【００１８】
［２］本願にかかる情報記録再生装置
次に、上記多層ディスクＤＫに対するデータの記録及び再生を行うための情報記録再生装置の実施形態について説明することとする。
【００１９】
［２．１］第１実施形態
［２．１．１］第１実施形態の概要
まず、本願にかかる情報記録再生装置の第１の実施形態の概要について図２を参照しつつ説明する。なお、図２は本実施形態にかかる情報記録再生装置ＲＰの構成を示すブロック図である。
【００２０】
まず、同図に示すように本実施形態にかかる情報記録再生装置ＲＰは、信号処理部ＳＰと、レーザ駆動回路Ｄと、ＬＰＰ検出回路ＬＰＤと、第０記録層エラー検出回路ＥＤ０と、第１記録層エラー検出回路ＥＤ１と、制御部Ｃと、フォーカスサーボ回路ＦＳと、スイッチＳＷと、ＤＰＤトラッキングサーボ回路ＤＰＤＳと、ＤＰＰトラッキングサーボ回路ＤＰＰＳと、液晶ドライブ回路ＬＣＤと、再生部Ｐと、ピックアップＰＵと、を有すると共に、この光ピックアップＰＵは、対物レンズが設けられたアクチュエータ部１０１と、λ／４板１０２と、液晶グレーティング１０３と、集光レンズ１０４と、偏光性シリンドリカルレンズ１０５と、ホログラム素子１０６と、光源１０７と、第０記録層用ディテクタ１０８と、第１記録層用ディテクタ１０９と、を有しており、大別して以下の２つの機能を実現する。
【００２１】
＜データ記録機能＞
上記多層ディスクＤＫに対するデータの記録。
【００２２】
＜データ再生機能＞
上記多層ディスクＤＫの第０記録層Ｌ０及び第１記録層Ｌ１に記録されているデータの同時再生及び記録層Ｌ０及びＬ１の何れか一方に記録されているデータの単独再生。
【００２３】
なお、「特許請求の範囲」における「光ビーム出力手段」は、例えば、光源１０７に対応し、「集光手段」は、例えば、アクチュエータ部１０１の対物レンズや液晶グレーティング１０３、液晶ドライブ回路ＬＣＤに対応し、「受光手段」は、例えば、両ディテクタ１０８及び１０９、ホログラム素子１０６に対応している。また、「トラッキングエラー信号生成手段」は、例えば、ＤＰＤトラッキングサーボ回路ＤＰＤＳとＤＰＰトラッキングサーボ回路ＤＰＰＳに対応し、「集光点変位手段」は、例えば、アクチュエータ部１０１に対応している。
【００２４】
ここで、この情報記録再生装置ＲＰの上記各機能を実現するための動作原理について簡単に説明する。
【００２５】
（１）データ記録機能の動作原理
この情報記録再生装置ＲＰにおいて第０記録層Ｌ０にデータを記録する際の動作原理については従来のＤＶＤレコーダ等と同様であるため、以下においては、第１記録層Ｌ１にデータを記録する際の動作原理について説明する。まず、上述のように本願において多層ディスクＤＫの第１記録層Ｌ１は略平滑なミラー面として形成されておりトラックＧＴ、ＬＴ及びＬＰＰが設けられていないため、従来の方法により第１記録層Ｌ１にデータを記録しようとしても第１記録層Ｌ１のどの位置に対し、どのようにしてデータを記録すればよいのかを特定することができない。
【００２６】
そこで、本実施形態にかかる情報記録再生装置ＲＰを用いて第１記録層Ｌ１にデータを記録する場合、光ピックアップＰＵに設けられた光源１０７から光ビームを出力し、この光ビームを光ピックアップＰＵ内に設けられた液晶グレーティング１０３により０次光と＋１次光に回折させ、この結果得られる０次光を第０記録層Ｌ０に、＋１次光を第１記録層Ｌ１に、夫々、集光する構成を採用している。換言するならば、この情報記録再生装置ＲＰにおいては第０記録層Ｌ０及び第１記録層Ｌ１の各々に対して光ビームが同時に照射されるのである。なお、かかるグレーティングを用いた２焦点式の光ピックアップに関する参考文献としては「ＤＶＤ光ヘッド」（水野定夫、細美哲雄「光技術コンタクトVol36,No6,1998」 日本オプトメカトロニクス協会）や「ＤＶＤ用光ピックアップ」（水野定夫、田中伸一「O plus E No199（1996.6）」株式会社新技術コミュニケーションズ）がある。
【００２７】
そして、両記録層Ｌ０及びＬ１における反射光（以下、各々「０次反射光」及び「＋１次反射光」という）を各々異なるディテクタ１０８及び１０９において独立に受光し、第０記録層Ｌ０からの反射光に基づいてアドレス管理を行うと共に、トラッキングサーボ及びフォーカスサーボを行いつつ、第１記録層Ｌ１に対するデータの書き込みを行う。
【００２８】
ここで、かかる構成を採用する場合、次の２つの課題を解決することが必須となる。
【００２９】
＜課題１＞
まず、上記構成を採用する場合の１つ目の課題は、０次光と＋１次光を如何にして第０記録層Ｌ０及び第１記録層Ｌ１に集光させるかということである。すなわち、本実施形態にかかる情報記録再生装置ＲＰにおいては、光ピックアップＰＵのアクチュエータ部１０１に設けられている１つの対物レンズを用いて０次光と＋１次光の双方のフォーカスサーボを行う構成が採用されているため、多層ディスクＤＫの層間距離が変化してしまうと０次光と＋１次光の双方を各記録層Ｌ０及びＬ１に適切に集光させることができなくなってしまうのである。
【００３０】
そこで、この情報記録再生装置ＲＰにおいては、第１記録層Ｌ１に対するデータの記録時に、
（Ａ）アクチュエータ部１０１を用いて０次光のフォーカスサーボを行い、第０記録層Ｌ０に対する０次光のフォーカスを最適な状態にさせると共に（以下、このフォーカスが最適な状態を「ジャストフォーカス状態」という）、
（Ｂ）この状態を維持しつつ、液晶グレーティング１０３において格子間隔を変更することにより＋１次光の回折角度を変化させ、対物レンズを透過した＋１次光との焦点距離を変動させて、第１記録層Ｌ１に対する＋１次光のフォーカスをジャストフォーカス状態にさせる制御を行う（以下、この制御を「ジャストフォーカス制御」という）。
【００３１】
そして、このジャストフォーカス制御により両記録層Ｌ０及びＬ１に対する各光ビームの照射状態をジャストフォーカス状態とした後に、第１記録層Ｌ１に対するデータの記録を開始し、データ記録中のトラッキングサーボ及びフォーカスサーボについては第０記録層Ｌ０からの反射光を用いて実現する一方、アドレス管理についても第０記録層Ｌ０からの反射光に含まれるＬＰＰ信号成分を用いて実現するのである。
【００３２】
＜課題２＞
もう一つの課題は０次反射光と＋１次反射光とを如何にして分光し、各反射光を第０記録層用ディテクタ１０８及び第１記録層用ディテクタ１０９に導くかということである。この問題の解決方法としては、幾つかの方法が考えられるが、本実施形態においては以下に説明する方法を採用するものとして説明を行い、他の実現方法については後述する変形例の項において説明を行うこととする。
【００３３】
まず、第０記録層Ｌ０からの０次反射光の波面と、第１記録層Ｌ１からの＋１次反射光の波面は、互いに微妙に角度の異なる光束として光ピックアップＰＵ内の光路を光源１０７に向かって戻る性質を有している。そこで、本実施形態においては、この０次反射光と＋１次反射光の僅かな広がり角度の違いを検出して、ホログラム記録したホログラム素子１０６（すなわち、０次反射光の波面に対応したホログラムと、＋１次反射光の波面に対応したホログラムが設けられたホログラム素子１０６）を０次反射光及び＋１次反射光が光源１０７に戻る光路上に配置し、このホログラム素子１０６を用いて２光束に分離し、０次反射光と＋１次反射光とを第０記録層用ディテクタ１０８及び第１次記録層用ディテクタ１０９に導くのである。
【００３４】
（２）データ再生機能の動作原理
このデータ再生機能の内、第０記録層Ｌ０及び第１記録層Ｌ１の各々に記録されているデータの単独再生の動作原理については従来のＤＶＤプレーヤ等と同様であるため、以下においては複数層に記録されたデータの同時再生を行う場合の動作原理について説明する。
【００３５】
まず、本実施形態にかかる情報記録再生装置ＲＰにおいて第０記録層Ｌ０及び第１記録層Ｌ１に記録されたデータを同時再生する場合、光源１０７から出射された光ビームを液晶グレーティング１０３において回折させ、０次光を第０記録層Ｌ０に、＋１次光を第１記録層Ｌ１に各々集光させる。そして、第０記録層用ディテクタ１０８における０次反射光の受光結果に基づいて第０記録層Ｌ０に記録されたデータの再生を行うと共に、第１記録層用ディテクタ１０９における＋１次反射光の受光結果に基づいて第１記録層Ｌ１に記録されているデータの再生を行うこととなる。
【００３６】
なお、この際においても、情報記録再生装置ＲＰにおいてはジャストフォーカス制御が実行される点、及び、ホログラム素子１０６により０次反射光と＋１次反射光を分光して受光する点については上記「データ記録機能」において説明した場合と同様である。また、この状態におけるトラッキングサーボ及びフォーカスサーボを何れの反射光の受光結果に基づいて実現するのかは任意であるが、本実施形態においては０次反射光の受光結果に基づいてトラッキングサーボ及びフォーカスサーボを行うものとして説明を行う。
【００３７】
［２．１．２］第１実施形態の具体的構成
以上、簡単に本実施形態にかかる情報記録再生装置ＲＰの機能及び動作原理について説明したが、以下、かかる機能を実現するための情報記録再生装置ＲＰの具体的な構成について説明する。
【００３８】
まず、信号処理部ＳＰは、入力端子を有しており、制御部Ｃによる制御の下、この端子を介して外部から入力されたデータに信号処理を施してレーザ駆動回路Ｄに出力する。
【００３９】
レーザ駆動回路Ｄは主として増幅回路により構成され、信号処理部ＳＰから入力された信号を増幅した後、光ピックアップＰＵの光源１０７に供給する。この駆動回路Ｄにおける増幅率は信号処理部ＳＰにより制御され、光ディスクＤＫにデータを記録する場合には、光ピックアップＰＵから光ディスクＤＫに相変化を生じさせることができるエネルギー量（以下、「記録パワー」という）の光ビームが出力されるように増幅率が制御される。一方、光ディスクＤＫに記録されているデータを再生する場合、光ディスクＤＫにおいて相変化が生じないエネルギー量（以下、「再生パワー」という）の光ビームが光ピックアップＰＵから出力されるように増幅率が制御される。
【００４０】
フォーカスサーボ回路ＦＳは、第０記録層用ディテクタ１０８及び第１記録層用ディテクタ１０９から出力される検出信号に基づいてフォーカスエラー信号を生成し、この生成したフォーカスエラー信号に基づき補正量を算出し、アクチュエータ部１０１に駆動電力を供給する。また、フォーカスサーボ回路ＦＳは、上記ジャストフォーカス制御を実現すべく、制御部Ｃから供給される制御信号に従ってアクチュエータ部１０１に駆動信号を供給する。なお、フォーカスサーボ回路ＦＳにおいてフォーカスサーボを行う具体的な方式については任意であるが、本実施形態においては、偏光性シリンドリカルレンズ１０５を用いた非点収差法によりフォーカスサーボを行うものとする。
【００４１】
ＤＰＰトラッキングサーボ回路ＤＰＰＳとＤＰＤトラッキングサーボ回路ＤＰＤＳは、共に光ピックアップＰＵから供給される受光信号に基づいてアクチュエータ部１０１におけるトラッキングサーボを制御するための回路である。両トラッキングサーボ回路ＤＰＰＳ及びＤＰＤＳは、各々、トラッキングエラー信号を取得するために採用する方式が異なっており、ＤＰＰトラッキングサーボ回路ＤＰＰＳは差動プッシュプル方式により、ＤＰＤトラッキングサーボ回路ＤＰＤＳはＤＰＤ（Differential Phase Detection）方式によりトラッキングエラー信号を生成する。
【００４２】
ここで、差動プッシュプル方式とは、光検出器（図２の場合、第０記録層用ディテクタ１０８）を２つの領域に分割し、両領域における受光状態の差分をとってトラッキングエラー信号を生成する方式であり、ＤＰＤ方式とは、ヘテロダイン方式とも呼ばれ、光検出器を４つの領域に分割し、対角線上の領域の和信号どうしの位相差信号によりトラッキングエラー信号を生成する方式である。このＤＰＤ方式は、ピットの深さに対する影響が少ない方式でありデータ再生時に最適な方法である一方、記録層Ｌ０及びＬ１に形成されたピット形状をも加味してトラッキングエラー信号が取得されるため、未記録の状態では利用することができず、ディスクＤＫにデータが記録された状態でのみ利用可能である。これに対して、差動プッシュプル方式では、第０記録層Ｌ０上のピットの存在が不要であるため、未記録の多層ディスクＤＫに対するデータ記録時に用いることが可能となっている。
【００４３】
そこで、本実施形態においては、多層ディスクＤＫに対するデータ記録時にはＤＰＰトラッキングサーボ回路ＤＰＰＳを用いると共に、データ再生時にはＤＰＤトラッキングサーボ回路ＤＰＤＳを用いることとしている。かかる機能を実現すべく、本実施形態においては各サーボ回路ＤＰＰＳ及びＤＰＤＳからのアクチュエータ部１０１に対する駆動信号の供給を切り換えるスイッチＳＷを設け、多層ディスクＤＫに対するデータの記録時及び再生時においてスイッチＳＷの接続先を切り換える方法を採用することとした。
【００４４】
なお、差動プッシュプル方式は、疑似補正の発生を抑制するため回折格子により回折された０次光及び±１次光の３ビームが用いられる。従って、第０記録層用ディテクタ１０８には、差動プッシュプル方式とＤＰＤ方式の双方を実現するため、４つの領域に分割されたメインのディテクタと、当該メインディテクタの左右に２つのサブディテクタを設けることが必要となる。また、第１記録層Ｌ１に対してデータを記録する場合、第１記録層Ｌ１に集光される＋１次光とは別個に、±１次光の第０記録層Ｌ０における反射光をサブディテクタにおいて受光する構成を採用することが必要となる（以下、混乱を避けるためトラッキング用の±１次光を「トラッキング用光ビーム」と呼ぶ）。
【００４５】
次いで、液晶ドライバ回路ＬＣＤは、制御部Ｃによる制御の下、光ピックアップＰＵ内の液晶グレーティング１０３を駆動する。ＬＰＰ検出回路ＬＰＤは、第０記録層用ディテクタ１０８と接続されており、第０記録層用ディテクタ１０８から供給される受光信号からＬＰＰ信号成分を抽出して、当該ＬＰＰ信号に基づいて第０記録層Ｌ０におけるアドレスを特定すると共に、この特定されたアドレスを制御部Ｃに出力する。
【００４６】
第０記録層エラー検出回路ＥＤ０は第０記録層Ｌ０に対する０次光のフォーカス状態、第１記録層エラー検出回路ＥＤ１は第１記録層Ｌ１に対する＋１次光のフォーカス状態を判定し、当該判定結果に応じたエラー信号を制御部Ｃに出力する。そして、制御部Ｃは、これら両エラー検出回路ＥＤ０及びＥＤ１から出力されるエラー信号に基づいて上記ジャストフォーカス制御を行う。
【００４７】
なお、両エラー検出回路ＥＤ０及びＥＤ１におけるエラー信号の出力手法は任意である。例えば、次のような方法を採用するようにしても良い。
（方法ａ）光源から出力される光ビームに対する受光信号の振幅の最大値を初期設定としてメモリしておき、当該最大値と入力値との差分値を示すエラー信号を出力する。
（方法ｂ）エラーレートに対応した電圧値のエラー信号を出力する。
（方法ｃ）両ディテクタ１０８及び１０９から供給される信号に基づきアイパターンを求め当該アイパターンの劣化状態に基づいてジッタを求めて、当該ジッタ量に対応するエラー信号を出力する。
【００４８】
再生部Ｐは、出力端子を有しており、制御部Ｃによる制御の下、第０記録層用ディテクタ１０８及び第１記録層用ディテクタ１０９から供給される受光信号に対応したデータを出力端子に出力する。
【００４９】
制御部Ｃは、主としてＣＰＵ（Central Processing Unit）により構成され、情報記録再生装置ＲＰの各部を制御する。例えば、多層ディスクＤＫの第１記録層Ｌ１に対してデータを記録する場合、或いは、第０記録層Ｌ０及び第１記録層Ｌ１に記録されたデータの同時再生を行う場合、制御部Ｃは、第０記録層用エラー検出回路ＥＤ０及び第１記録層用エラー検出回路ＥＤ１から供給されるエラー信号に基づいてジャストフォーカス制御を実現するための処理を行った後、データ記録、或いは、データ再生のための処理を実行する。なお、この際の具体的な動作については後述する。
【００５０】
次に、光ピックアップＰＵは、レーザ駆動回路Ｄから供給される駆動信号に基づいて光ディスクＤＫに対して光ビームを照射し、光ディスクＤＫに対するデータの記録及び再生を行うために用いられる。
【００５１】
この光ピックアップＰＵを構成するアクチュエータ部１０１は、上述した対物レンズと当該対物レンズの配置位置を変更するための駆動機構とを有しており、フォーカスサーボ回路ＦＳ、或いは、ＤＰＰトラッキングサーボ回路ＤＰＰＳ、ＤＰＤトラッキングサーボ回路ＤＰＤＳから供給される信号に従って、対物レンズの配置位置をフォーカス方向及びトラッキング方向に移動させる。
【００５２】
液晶グレーティング１０３は、主として液晶パネルにより構成され、光源１０７から出力された光ビームを回折し、０次光及び±１次光を得るための回折格子として作用する。なお、この液晶グレーティング１０３の具体的な構成については、次節にて詳述する。
【００５３】
集光レンズ１０４は、シリンドリカルレンズ１０５において非点収差を与えられた反射光をホログラム素子１０６に集光させる。光源１０７はレーザ駆動回路Ｄから供給される信号に基づいて、例えば、Ｐ偏光された光ビームを出力する。偏光性シリンドリカルレンズ１０５は、メインアクチュエータ部１０１の対物レンズを透過して入射される０次反射光及び＋１次反射光に対して非点収差を与える。この偏光性シリンドリカルレンズ１０５は、所定方向に直線偏光（例えば、Ｐ偏光）された光を、そのまま透過する一方、他の方向に直線偏光（例えば、Ｓ変更）された光に対して非点収差を与えるようになっている。
【００５４】
ホログラム素子１０６は、例えば、ＳｉＯ２や高分子バルク等の材料により構成され、多層ディスクＤＫにおける０次反射光と＋１次反射光とを分光し、各々第０記録層用ディテクタ１０８及び第１記録層用ディテクタ１０９に集光させる。
【００５５】
第０記録層用ディテクタ１０８及び第１記録層用ディテクタ１０９は、例えば、フォトダイオードにより構成され、各々、ホログラム素子１０６により分光された０次反射光及び＋１次反射光を受光して、対応する受光信号を出力する。
【００５６】
なお、偏光性シリンドリカルレンズ１０５、ホログラム素子１０６、光源１０７、第０記録層用ディテクタ１０８及び第１記録層用ディテクタ１０９は、１ユニットのホログラムレーザ（以下、単に「ＨＲ」という）として構成しても良い。この場合における構成例に関しては、例えば、「集積回路内蔵型高速ホログラムユニット」（上村真一、石黒永孝、他７名 社団法人電子情報通信学会 TECHNICAL REPORT OF IEICE ICD96-118）や、「高速・高密度光ディスク用超薄型ホログラムユニット」（高須賀祥一、井島新一、他３名 社団法人電子情報通信学会 TECHNICAL REPORT OF IEICE.EMD98-43,CPM98-91,OPE98-64）等に記載されている。
【００５７】
［２．１．３］液晶グレーティングの具体的な構成
次に、図３（ａ）及び（ｂ）を参照しつつ、本実施形態にかかる情報記録再生装置ＲＰにおいて利用される液晶グレーティング１０３の具体的な構成について説明する。なお、図３（ａ）は、本実施形態にかかる液晶グレーティング１０３の構成を示す模式図であり、図３（ｂ）は、グレーティングの回折角度の変化に伴う焦点距離の変化を示す図である。
【００５８】
同図に示すように本実施形態にかかる液晶グレーティング１０３は、透明基板を間隙をもって張り合わせ、両基板間に複屈折効果を生じる液晶材料を充満して構成される。この基板上には、各々、半径の異なる複数の輪形透明電極ａ-ｋ（ｋ＝１，２，・・・，ｎ、以下、単に「電極ａ-ｋ」）が設けられ、各電極ａ-ｋは、全て、同一の幅ｔをもって形成されている。
【００５９】
これら各電極ａ-ｋは中心点を点Ｘとして、各々間隔Ｔをもって配置されており、各電極ａ-ｋに対して電圧を印加することにより、電極ａ-ｋの配置された領域を透過する光ビームと、電極ａ-ｋの設けられていない領域を透過する光ビームとの間に位相差を生じさせる。この結果、各電極ａ-ｋに電圧が印加された状態において液晶グレーティング１０３は、間隔Ｔを格子間隔ｄとする回折格子として作用することとなる。
【００６０】
ここで、液晶グレーティング１０３における１次光の回折角度θは、
ｓｉｎθ＝Ｎλ／ｄ・・・・（１）
（但し、Ｎ：屈折率、λ：波長、ｄ：格子間隔）により定まることから、屈折率Ｎ及び光ビームの波長λが固定されている状態においては、格子間隔ｄを変更することにより回折角度θを変更できることとなる。このため、本実施形態において液晶ドライブ回路ＬＣＤは各電極ａ-ｋに対して電圧を印加するか否かを変更し、この結果、各電極ａ-ｋに対して、例えば、１つおきに電圧を印加すると格子間隔ｄがｔ＋２Ｔ、２つおきに電圧を印加すると格子間隔ｄが２ｔ＋３Ｔ、に制御される。
【００６１】
このようにして、回折角度θが変化すると、＋１次光の光路が、図３（ｂ）における点線の状態から鎖線の状態に変化し、０次光の焦点位置から＋１次光の焦点位置までの距離が変化する結果、上記ジャストフォーカス制御が実現されることとなるのである。なお、このような円形グレーティングを用いて回折光を得る方法に関しては、上述した「ＤＶＤ用光ピックアップ」（水野定夫、田中伸一「O plus E No199（1996.6）」株式会社新技術コミュニケーションズ）に述べられている。
【００６２】
［２．１．４］第１実施形態にかかる情報記録再生装置の動作
次に、本実施形態にかかる情報記録再生装置ＲＰの動作について、（１）多層ディスクＤＫに対するデータ記録時、（２）多層ディスクＤＫに記録されたデータの再生時、の順に説明する。
【００６３】
（１）データ記録時の動作
まず、ユーザが図示せぬ入力部に対してデータを記録する旨の入力操作を行うと、制御部Ｃは、図４及び図５に示す処理を開始する。この処理において、制御部Ｃは、まず、データの記録対象となる記録層が第０記録層Ｌ０であるか否かを判定し（ステップＳａ１）、「ｙｅｓ」と判定した場合、従来の手法に従って第０記録層Ｌ０に対するデータの記録処理を行い（ステップＳａ２３）、処理を終了する。
【００６４】
具体的には、この際、制御部Ｃは、スイッチＳＷを端子ｂに接続させ、ＤＰＰトラッキングサーボ回路ＤＰＰからアクチュエータ部１０１に対するラインをＯＮにすると共に、液晶ドライブ回路ＬＣＤに対して制御信号を出力して液晶グレーティング１０３を回折格子として作用させ、０次光及びトラッキング用光ビームを発生させる。また、制御部Ｃは、信号処理部ＳＰに対して制御信号を出力し、入力端子ｉｎ（信号処理部ＳＰ）に入力されたデータに対応する駆動信号を出力させ、この結果、当該出力された駆動信号が駆動回路Ｄにおいて増幅された後、光源１０７へと供給されて、光源１０７から記録パワーの光ビームが出力される。一方、光源１０７から出力された光ビームは、液晶グレーティング１０３において回折され、λ／４板１０２において円偏光された後、０次光及びトラッキング用光ビームが第０記録層Ｌ０に集光され、この結果、当該データに対応したピットが第０記録層Ｌ０に順次形成されていくこととなる。
【００６５】
このようにして、第０記録層Ｌ０に対するデータの記録が開始されると、第０記録層用ディテクタ１０８においては多層ディスクＤＫの第０記録層Ｌ０からの反射光が順次受光され、当該反射光に対応した検出信号が順次ＤＰＰトラッキングサーボ回路ＤＰＰＳ及びフォーカスサーボ回路ＦＳに供給される。ＤＰＰトラッキングサーボ回路ＤＰＰＳ及びフォーカスサーボ回路ＦＳにおいては、この検出信号に基づいてトラッキングエラー信号及びフォーカスエラー信号が生成され、この結果、アクチュエータ部１０１においてトラッキング補正及びフォーカス補正が行われることとなる。
【００６６】
これに対して、ステップＳａ１において記録対象となる記録層が第１記録層Ｌ１であるものと判定された場合（「ｎｏ」）、制御部Ｃは、ジャストフォーカス制御を行うための処理を実行する（ステップＳａ２〜Ｓａ１７）。具体的には、制御部Ｃは、液晶ドライブＬＣＤに対して制御信号を出力する（ステップＳａ２）。この結果、液晶ドライブ回路ＬＣＤにより液晶グレーティング１０３が駆動され、光源１０７から出力された光ビームが０次光及び１次光に回折される状態に変更されることとなる。
【００６７】
この際の液晶グレーティング１０３における、０次光及び＋１次光の光量比は任意である。しかし、データ記録時に光源１０７から記録パワーの光ビームを出力した場合、０次光の光量を多くしてしまうと、当該０次光により第０記録層Ｌ０において相変化が生じてしまう。このため、この際における光量比は０次光対＋１次光の比において、１対１０〜２０程度とすることが望ましい。なお、０次光及び＋１次光の回折効率は、液晶グレーティング１０３における格子部分の屈折率を変化させることにより変更できるものであるため、この際、液晶ドライブ回路ＬＣＤは、各電極ａ-ｋに印加すべき電圧値を変更することにより回折効率を制御する。
【００６８】
次いで、制御部Ｃは、記録層Ｌ０及びＬ１の各々に照射される光ビームの調整を行うべく、信号出力部ＳＰに対して制御信号を出力し、光源１０７から再生用の光ビーム（再生パワー）が出力されるように制御を行う（ステップＳａ３）。この結果、信号処理部ＳＰから所定の駆動信号が出力され、当該駆動信号がレーザ駆動回路Ｄにおいて増幅された後、光源１０７に供給される。
【００６９】
このようにして、光源１０７に対する駆動信号の供給が行われると、光源１０７から再生パワーの光ビームが出力され、ホログラム素子１０６、偏光性シリンドリカルレンズ１０５、集光レンズ１０４、を透過して、液晶グレーティング１０３に照射される。そして、この光ビームが液晶グレーティング１０３において０次光及び＋１次光に回折され、λ／４板１０２により円偏光された後、アクチュエータ部１０１の対物レンズによって多層ディスクＤＫに集光される。この際、対物レンズに入射した０次光は第０記録層Ｌ０に集光されると共に、＋１次光は第１記録層に集光されることとなる。
【００７０】
一方、対物レンズによって第１記録層Ｌ０及び第１記録層Ｌ１に集光された０次光及び＋１次光は、各記録層Ｌ０及びＬ１に設けられた反射膜１３及び１８により反射され、０次反射光及び＋１次反射光として対物レンズを透過し、λ／４板１０２において直線偏光された後、液晶グレーティング１０３、集光レンズ１０４を透過し、偏光性シリンドリカルレンズ１０５において非点収差を与えられる。そして、両反射光は、ホログラム素子１０６へと入射した後、ホログラム素子１０６により分光されて、各々、第０記録層用ディテクタ１０８及び第１記録層用ディテクタ１０９に受光される状態となる。
【００７１】
このようにして、０次反射光及び＋１次反射光が各々、第０記録層用ディテクタ１０８及び第１記録層用ディテクタ１０９に受光される状態になると両エラー検出回路ＥＤ０及びＥＤ１からエラー信号が出力される状態となる。ここで、両エラー検出回路ＥＤ０及びＥＤ１におけるエラー信号の出力手法は上記のように任意である。
【００７２】
次いで、制御部Ｃは、第１記録層エラー検出回路ＥＤ１からのエラー信号を非アクティブにすると共に、第０記録層エラー検出回路ＥＤ０からのエラー信号をアクティブにした後（ステップＳａ４）、フォーカスサーボ回路ＦＳを制御してアクチュエータ部１０１の対物レンズをフォーカス方向に所定量移動させる（ステップＳａ５）。この結果、第０記録層用ディテクタ１０８における０次反射光の受光状態が変化し、第０記録層エラー検出回路ＥＤ０から出力されるエラー信号が変化することとなる。
【００７３】
一方、制御部Ｃは、この間、第０記録層エラー検出回路ＥＤ０から出力されるエラー信号の変化状態を監視し、第０記録層Ｌ０に対する０次光のフォーカス状態がジャストフォーカス状態（すなわち、最適な状態）にあるか否かを判定する（ステップＳａ６）。そして、この判定において「ｎｏ」と判定した場合には、制御部Ｃは前回のフォーカスサーボによりフォーカス状態が改善された否かを判定する（ステップＳａ７）。この際、制御部Ｃが判定を行う方法は、第０記録層エラー検出回路ＥＤ０におけるエラー信号の出力方法により異なり、上記（方法ａ）〜（方法ｃ）に対して、それぞれ、
＜上記（方法ａ）の方法を採用している場合＞
エラー信号により示される差分値が増加した場合集光状態が悪化したものと判定し、減少した場合集光状態が改善したものと判定する
＜上記（方法ｂ）の方法を採用している場合＞
エラー信号により示されるエラーレートが増大した場合集光状態が悪化したものと判定し、減少した場合改善されたものと判定する
＜上記（方法ｃ）の方法を採用している場合＞
エラー信号により示されるジッタ量が増加した場合集光状態が悪化したものと判定し、減少した場合改善されたものと判定する。
【００７４】
そして、この判定において、「ｙｅｓ」と判定した場合、制御部Ｃは前回のサーボ方向と同一の方向に対してフォーカスの微調整を行うのに対し（ステップＳａ８）、「ｎｏ」と判定した場合、前回のサーボ方向と反対の方向にフォーカスの微調整を行う（ステップＳａ９）。その後、制御部Ｃは０次光がジャストフォーカス状態となるまでステップＳａ６〜Ｓａ９の処理を繰り返す。
【００７５】
このようにして、０次光がジャストフォーカス状態となるとステップＳａ６における判定が「ｙｅｓ」となり、制御部Ｃは、第１記録層Ｌ１に対する所定データの試し書きを行うべく、信号処理部ＳＰに対して制御信号を出力し、光源１０７から出力される光ビームの光量を記録パワーに上昇させる（ステップＳａ１０）。この結果、多層ディスクＤＫの第１記録層Ｌ１に照射される＋１次光の光量が記録パワーに変化し、第１記録層Ｌ１に対するデータの試し書きが行われることとなる。
【００７６】
この記録パワーによる光ビームの照射状態を所定時間続けた後、制御部Ｃは、再度、信号処理部ＳＰに対して制御信号を出力し、光源１０７から出力される光ビームの光量を再生パワーに低減させる（ステップＳａ１１）。そして、制御部Ｃは、第１記録層用エラー検出回路ＥＤ１からのエラー信号のみをアクティブに切り換え（ステップＳａ１２）、液晶ドライブ回路ＬＣＤに対し制御信号を出力する（ステップＳａ１３）。この結果、液晶ドライブ回路ＬＣＤによって液晶グレーティング１０３の格子間隔が変更されて、＋１次光の回折角度が変更され、＋１次光の焦点距離と第１記録層エラー検出回路ＥＤ１から出力されるエラー信号が変化することとなる。
【００７７】
次に、制御部Ｃは、第１記録層エラー検出回路ＥＤ１から出力されるエラー信号に基づき第１記録層Ｌ１に対する＋１次光のフォーカス状態がジャストフォーカス状態にあるか否かを判定し（ステップＳａ１４）、同ステップにおいて「ｎｏ」と判定した場合、制御部Ｃは前回の格子間隔変更によりフォーカス状態が改善された否かを判定する状態となる（ステップＳａ１５）。そして、制御部Ｃは、このステップＳａ１５における判定結果に応じ、次のような制御を行う。
【００７８】
＜「ｙｅｓ」と判定した場合＞
この場合、前回、格子間隔を増大させる方に制御を行っていた場合には、更に格子間隔を増大させるように制御を行い、減少させるように制御を行っていた場合には、更に、減少させるように制御を行う（ステップＳａ１６）。
【００７９】
＜「ｎｏ」と判定した場合＞
この場合、前回、格子間隔を増大させる方に制御を行っていた場合には、逆に格子間隔を減少させる方に制御を行い、減少させるように制御を行っていた場合、増大させるように制御を行う（ステップＳａ１７）。
【００８０】
その後、＋１次光がジャストフォーカス状態となるまで、ステップＳａ１４〜Ｓａ１７の処理が繰り返され、ジャストフォーカス状態となると（ステップＳａ１４「ｙｅｓ」）、制御部Ｃは、ＬＰＰ検出回路ＬＰＤに対して制御信号を出力し、０次光の検出結果に基づいて第０記録層Ｌ０におけるアドレスを取得させる（ステップＳａ１８）。この結果、ＬＰＰ検出回路ＬＰＤにおいては第０記録層用ディテクタ１０８から供給される受光信号からＬＰＰ信号が抽出され、当該ＬＰＰ信号に基づいて第０記録層Ｌ０におけるアドレスが取得される。
【００８１】
次いで、制御部Ｃは、データの記録対象となっている多層ディスクＤＫがパラレルディスクであるか否かを判定し（ステップＳａ１９）、この判定において「ｙｅｓ」と判定した場合、制御部ＣはＬＰＰ検出回路ＬＰＤから供給されるアドレスを、そのまま、第１記録層Ｌ１のアドレスに設定して、当該アドレスを示すアドレス情報を生成する（ステップＳａ２０）。これに対して、記録対象となっている多層ディスクＤＫがオポジットディスクである場合、制御部ＣはステップＳａ１９において「ｎｏ」と判定し、ＬＰＰ検出回路ＬＰＤから供給されたアドレスを第１記録層Ｌ１上におけるものに変換し、当該変換後のアドレスを示すアドレス情報を生成する（ステップＳａ２１）。
【００８２】
ここで、パラレルディスクとは第０記録層Ｌ０における記録方向（例えば、多層ディスクＤＫの内周側から外周側）と第１記録層Ｌ１における記録方向が同一の多層ディスクＤＫを意味し、オポジットディスクとは記録方向が反対（例えば、第０記録層Ｌ０が内周側から外周側の記録方向を有する場合に、第１記録層Ｌ１が外周側から内周側の記録方向を有する場合）になる多層ディスクＤＫを意味している。
【００８３】
なお、データの記録対象となる多層ディスクＤＫがオポジットディスクである場合に、制御部Ｃがアドレスを変換する方法については任意であり、例えば、第０記録層Ｌ０におけるアドレスを第１記録層Ｌ１におけるアドレスに変換するための変換テーブルを設け、この変換テーブルを用いてアドレスの変換を行うようにしても良い。
【００８４】
以上の処理が完了し、第１記録層Ｌ１におけるアドレスを示すアドレス情報が生成されると、制御部Ｃは、第１記録層Ｌ１に対するデータの記録処理を実行して（ステップＳａ２２）、処理を終了する。
【００８５】
このステップＳａ２２における第１記録層Ｌ１へのデータ記録処理において制御部Ｃは、まず、スイッチＳＷにおける接続先を端子ｂに切り換え、ＤＰＰトラッキングサーボ回路ＤＰＰＳからアクチュエータ部１０１に対するラインをＯＮにする。次いで、制御部Ｃは、生成したアドレス情報に基づいて光ピックアップＰＵのスレッドコントロールを行い、当該アドレス情報に対応する多層ディスクＤＫ上の位置まで光ピックアップＰＵを移動させる。そして、多層ディスクＤＫのデータ記録位置が特定されると、制御部Ｃは、信号処理部ＳＰに対してアドレス情報を付加した制御信号を出力し、入力端子ｉｎ（信号処理部ＳＰ）に入力されたデータに対応する駆動信号を出力させる。
【００８６】
一方、信号処理部ＳＰにおいては、制御部Ｃから供給されるアドレス情報に基づいて第１記録層Ｌ１における各セクタのセクタ番号や当該セクタに対応するアドレスが決定され、第１記録層Ｌ１に記録するデータに対応した駆動信号が出力される。この信号処理部ＳＰから出力された駆動信号は駆動回路Ｄにおいて増幅された後、光源１０７へと供給されて、光源１０７から記録パワーの光ビームが出力されることとなる。そして、光源１０７から出力された光ビームは、液晶グレーティング１０３において回折され、＋１次光が第１記録層Ｌ１に集光される結果、第１記録層Ｌ１に、順次、データが記録されていくこととなる。
【００８７】
これに対して、０次光は第０記録層Ｌ０に集光されて、第０記録層Ｌ０において反射された後、０次反射光として第０記録層用ディテクタ１０８に受光される。そして、０次反射光が受光されると、第０記録層用ディテクタ１０８から当該反射光に対応した検出信号が順次ＤＰＰトラッキングサーボ回路ＤＰＰＳ及びフォーカスサーボ回路ＦＳに供給される。ＤＰＰトラッキングサーボ回路ＤＰＰＳ及びフォーカスサーボ回路ＦＳにおいては、この検出信号に基づいてトラッキングエラー信号及びフォーカスエラー信号が生成され、この結果、アクチュエータ部１０１においてトラッキングサーボ及びフォーカスサーボが行われることとなる。
【００８８】
（２）データ再生時の動作
次に、多層ディスクＤＫに記録されたデータの再生時における動作を説明する。なお、本実施形態にかかる多層ディスクＤＫの各記録層Ｌ０及びＬ１に記録されたデータを各層毎に再生する際の動作は従来の多層ディスク再生装置と同様であるため、詳細は省略し、第０記録層Ｌ０及び第１記録層Ｌ１に記録されているデータを同時に再生する場合について説明する。
【００８９】
まず、ユーザが図示せぬ入力部に対してデータの同時再生を行う旨の入力操作を行うと、制御部Ｃは、図６に示す処理を開始する。この処理において、制御部Ｃは、まず、液晶ドライブ回路ＬＣＤに対して制御信号を出力する（ステップＳｂ１）。この結果、液晶ドライブ回路ＬＣＤにより液晶グレーティング１０３が駆動され、光源１０７から出力された光ビームが０次光及び＋１次光に回折される状態に変更されることとなる。この際、制御部Ｃは、０次光と＋１次光の光量比が１対１になるように液晶ドライブ回路ＬＣＤを制御する。
【００９０】
次いで、制御部Ｃは、両記録層Ｌ０及びＬ１の各々に照射される光ビームの調整を行うべく、光源１０７から再生パワーの光ビームが出力されるように信号出力部ＳＰを制御する（ステップＳｂ２）。この結果、光源１０７から再生パワーの光ビームが出力され、液晶グレーティング１０３において０次光及び＋１次光に回折され、アクチュエータ部１０１の対物レンズによって０次光が第０記録層Ｌ０に、＋１次光が第１記録層Ｌ１にそれぞれ集光されることとなる。
【００９１】
一方、対物レンズによって第１記録層Ｌ０及び第１記録層Ｌ１に集光された０次光及び＋１次光は、各記録層Ｌ０及びＬ１に設けられた反射膜１３及び１８により反射され、０次反射光及び＋１次反射光として、各々第０記録層用ディテクタ１０８及び第１記録層用ディテクタ１０９に受光される状態となる。
【００９２】
このようにして、０次反射光及び＋１次反射光が各々ディテクタ１０８及び１０９に受光されると両エラー検出回路ＥＤ０及びＥＤ１からエラー信号が出力される。ここで、両エラー検出回路ＥＤ０及びＥＤ１におけるエラー信号の出力手法は、上記ごとく任意である。
【００９３】
次いで、制御部Ｃは、第１記録層エラー検出回路ＥＤ１からのエラー信号を非アクティブにすると共に、第０記録層エラー検出回路ＥＤ０からのエラー信号をアクティブにした後（ステップＳｂ３）、フォーカスサーボ回路ＦＳを制御してアクチュエータ部１０１の対物レンズをフォーカス方向に所定量移動させ（ステップＳｂ４）、第０記録層Ｌ０に対する０次光のフォーカス状態が最適の状態、すなわち、ジャストフォーカス状態にあるか否かを判定する（ステップＳｂ５）。そして、この判定において「ｎｏ」と判定した場合、制御部Ｃは前回のフォーカスサーボによりフォーカス状態が改善された否かを判定し（ステップＳｂ６）、「ｙｅｓ」と判定した場合、制御部Ｃは前回のサーボ方向と同一の方向に対してフォーカスの微調整を行うのに対し（ステップＳｂ７）、「ｎｏ」と判定した場合、前回のサーボ方向と反対の方向にフォーカスの微調整を行う（ステップＳｂ８）。その後、制御部Ｃは、０次光がジャストフォーカス状態となるまでステップＳｂ５〜Ｓｂ８の処理を繰り返す。
【００９４】
次に、０次光がジャストフォーカス状態となりステップＳｂ５における判定が「ｙｅｓ」となると、制御部Ｃは、第１記録層用エラー検出回路ＥＤ１からのエラー信号のみをアクティブに切り換え（ステップＳｂ９）、液晶ドライブ回路ＬＣＤに対し制御信号を出力して、液晶グレーティング１０３の格子間隔を変更させる（ステップＳｂ１０）。そして、第１記録層エラー検出回路ＥＤ１から出力されるエラー信号に基づき第１記録層Ｌ１に対する＋１次光のフォーカス状態がジャストフォーカス状態にあるか否かを判定し（ステップＳｂ１１）、同ステップにおいて「ｎｏ」と判定した場合、制御部Ｃは前回の格子間隔変更によりフォーカス状態が改善された否かを判定する状態となる（ステップＳｂ１２）。
【００９５】
次いで、制御部Ｃは、上記図５のステップＳａ１５〜ステップＳａ１７と同様に、ステップＳｂ１２における判定結果に応じて、液晶ドライブ回路ＬＣＤに対して制御信号を出力して、液晶グレーティング１０３における格子間隔を変更させる（ステップＳｂ１３及び１４）。
【００９６】
その後、＋１次光がジャストフォーカス状態になるまで、ステップＳｂ１１〜Ｓｂ１４の処理を繰り返し、ジャストフォーカス状態となると制御部Ｃは、第０記録層Ｌ０及び第１記録層Ｌ１に記録されたデータの再生処理を実行し（ステップＳｂ１５）、再生処理が完了した時点で処理を終了する。
【００９７】
この再生処理に際して、制御部Ｃは、再生部Ｐに対して制御信号を出力し、第０記録層用ディテクタ１０８及び第１記録層用ディテクタ１０９から供給される検出信号（ＲＦ信号）を外部に出力させる。また、この際、制御部Ｃは、スイッチＳＷにおける接続先を端子ａに切り換え、ＤＰＤトラッキングサーボ回路ＤＰＤからアクチュエータ部１０１に対するラインをＯＮにする。この結果、順次、第０記録層用ディテクタ１０８から出力される受光信号に基づいて、フォーカスサーボが行われると共に、ＤＰＤ方式によるトラッキングサーボが行われることとなる。
【００９８】
このようにして、本実施形態にかかる情報記録再生装置ＲＰは、光ビームを照射する光源１０７や液晶グレーティング１０３と、この光ビームを少なくとも二の前記記録層に集光させる対物レンズと、少なくとも第０記録層Ｌ０からの０次反射光を受光する第０記録層用ディテクタ１０８と第１記録層用ディテクタ１０９と、この受光した０次反射光に基づいてトラッキングエラー信号を生成するＤＰＰトラッキングサーボ回路ＤＰＰＳ及びＤＰＤトラッキングエラー回路ＤＰＤＳと、トラッキングエラー信号に基づいて対物レンズを変位させ、光ビームの記録層における集光点を変位させるアクチュエータ部１０１と、を有する構成となっている。
【００９９】
この構成により、光源１０７から出力された光ビームが液晶グレーティング１０３において回折され、第０記録層Ｌ０に０次光が集光されて、反射された後、第０記録層用ディテクタ１０８に受光され、当該反射光に応じてトラッキングエラー信号が生成されて、当該トラッキングエラー信号に基づいて対物レンズが変位する。このため、多層ディスクＤＫの第１記録層Ｌ１を略平滑なミラー面として構成した場合であっても、第０記録層Ｌ０からの０次反射光を用いてトラッキングサーボを行い、第１記録層Ｌ１に対して確実にデータを記録することが可能となる。
【０１００】
また、本実施形態にかかる情報記録再生装置ＲＰにおいて液晶グレーティング１０３は、複数の電極ａ-ｋの設けられた領域に分割されると共に、液晶ドライブ回路ＬＣＤによる制御の下、各領域毎に電圧の印加状態に応じて屈折率が変化する構成となっている。このため、複雑な構成を採用することなく、各領域毎に液晶グレーティング１０３の屈折率を電気的に変更することが可能となる。この場合において、液晶グレーティング１０３は、中心を一致させ、一定の間隔をもって配置された複数の輪形電極ａ-ｋにより領域を分割するようにしても良い。
【０１０１】
また、本実施形態にかかる情報記録再生装置ＲＰにおいて液晶ドライブ回路ＬＣＤは、各電極ａ-ｋに印加する電圧を制御することにより、回折格子の格子間隔を変更する構成となっている。このため、電気的な制御により簡易に格子間隔を変更させて回折角度を変更することが可能となり、もって、多層ディスクＤＫ毎に層間距離が異なる場合であっても、確実にジャストフォーカス状態を実現することが可能となる。
【０１０２】
また更に、本実施形態にかかる情報記録再生装置ＲＰにおいては、多層ディスクＤＫからの０次反射光及び＋１次反射光を分光するホログラム素子１０６が設けられており、これにより０次反射光と＋１次反射光が分光されるため、両ディテクタ１０８及び１０９において確実に０次反射光と＋１次反射光を独立して受光することが可能となる。
【０１０３】
更に、本実施形態にかかる情報記録再生装置ＲＰにおいては、受光した反射光に基づいてプッシュプル方式にてトラッキングエラー信号を生成するＤＰＰトラッキングサーボ回路ＤＰＰＳと、受光した反射光に基づいてＤＰＤ方式にてトラッキングエラー信号を生成するＤＰＤトラッキングサーボ回路ＤＰＤＳを設け、多層ディスクＤＫに対するデータの記録時にはプッシュプル方式で生成したトラッキングエラー信号に基づいてアクチュエータ部１０１を駆動する一方、データの再生時にはＤＰＤ方式で生成したトラッキングエラー信号に基づいてアクチュエータ部１０１を制御する構成が採用されている。このため、各記録層Ｌ０及びＬ１にデータが記録されていない状態及び記録された状態の双方において、確実にトラッキングサーボを行うことが可能となる。
【０１０４】
なお、上記実施形態においては、回折格子として液晶グレーティング１０３を用いた構成を採用していたが、例えば、２焦点発生用ホログラムやＰＬＺＴ（ジルコンチタン酸鉛にストロンチウムをドープしたセラミック）、電気光学素子等により構成した回折格子により液晶グレーティング１０３を代替するようにしても良い。
【０１０５】
また、上記実施形態においては、第０記録層Ｌ０及びＬ１に対してデータを記録する場合について説明したが、多層ディスクＤＫを３層、４層といった多層のディスクとして構成する場合であっても、上記と全く同様の手法によりデータ記録を行うことが可能である。但し、この場合、記録対象となっている層によって、第０記録層Ｌ０との距離が変動するため、液晶グレーティング１０３を適宜制御して、焦点距離を変更することが必要となる。
【０１０６】
また更に、この場合、２次光、３次光を第２記録層、第３記録層に照射し、多層に記録されたデータを同時再生するようにしても良い。
【０１０７】
更に、本実施形態にかかる情報記録再生装置ＲＰにおいては、制御部Ｃ及びレーザ駆動回路Ｄ等を光ピックアップＰＵと別体のＣＰＵ等の装置により構成した例について説明したが、これらは光ピックアップＰＵと一体的に構成するようにしても良い。
【０１０８】
更にまた、上記実施形態においては、データの記録時に差動プッシュプル方式のトラッキング補正を行う構成を採用したが、単純なプッシュプル方式や３ビーム方式を用いるようにしても良い。また更に、上記実施形態においては非点収差法を用いてフォーカスサーボを行う構成を採用したが、所謂、山登り法等の他のフォーカスサーボ方式を用いるようにしても良い。
【０１０９】
また、上記実施形態にかかる情報記録再生装置ＲＰにおいては、ＤＰＰトラッキングサーボ回路ＤＰＰＳとＤＰＤトラッキングサーボ回路ＤＰＤＳを設け、多層ディスクＤＫに記録されたデータの再生時にＤＰＤ方式により、トラッキグサーボを行う構成を採用した。しかし、ＤＰＰトラッキングサーボ回路ＤＰＰのみを設け、データ再生時に関してもＤＰＰ方式によりトラッキングサーボを行うようにしても良い。
【０１１０】
また更に、ＤＰＰトラッキングサーボ回路ＤＰＰＳとＤＰＤトラッキングサーボ回路ＤＰＤＳの双方を設けた態様においては、多層ディスクＤＫの記録状態に応じて、何れか一方のトラッキングサーボ回路ＤＰＰＳ及びＤＰＤＳにより得られたトラッキングエラー信号を選択し、当該選択されたトラッキングエラー信号を用いてトラッキングサーボを行うことも可能である。例えば、第０記録層Ｌ０に既にデータが記録されている場合、０次反射光に基づいてＲＦ信号を得ることが可能となる。このため、第０記録層Ｌ０に既にデータが記録されている状態で第１記録層Ｌ１にデータを記録する場合には、ＤＰＰ方式を用いずに、ＤＰＤ方式によりトラッキングサーボを行うことも可能となるのである。従って、第１記録層Ｌ１に対するデータ記録開始時に第０記録層Ｌ０のデータ記録状態を検出し、既記録の状態ならばＤＰＤ方式、未記録の状態ならばＤＰＰ方式を採用するようなことも可能である。この場合、第０記録層Ｌ０のデータ記録状態の検出結果に応じてスイッチＳＷを切り換えて、ＤＰＤトラッキングサーボ回路ＤＰＤＳ或いはＤＰＰトラッキングサーボ回路ＤＰＰＳを選択するようにすれば良い。
【０１１１】
［２．１．５］第１実施形態の変形例
上記実施形態においては、０次反射光の波面に対応したホログラムと、＋１次反射光の波面に対応したホログラムとを形成したホログラム素子１０６を０次反射光及び＋１次反射光が両ディテクタ１０８及び１０９に戻る光路上に配置することにより、０次反射光と＋１次反射光とを分光する方法を採用していた。
【０１１２】
しかし、０次反射光と＋１次反射光を分光する方法は、これに限らず、以下のような方法を採用することもできる。
【０１１３】
まず、通常、多層ディスクＤＫにおける０次反射光と＋１次反射光とでは、僅かに広がり角度が異なっている。従って、所謂、共焦点光学系を構成して、両反射光を分光することも可能である。具体的には、０次反射光と＋１次反射光の光路上にピンホールを配した素子を設け、何れか一方の反射光のみ、このピンホールを透過させて１つのディテクタにより受光すると共に、他方の反射光に関しては、当該素子上において反射させ、他のディテクタにおいて受光するのである。
【０１１４】
また、他の方法としては、０次反射光と＋１次反射光の光路上にビームスプリッタを設け、このビームスプリッタにより広がり角度の異なる０次反射光と＋１次反射光を分光することも可能である。
【０１１５】
［２．２］第２実施形態
［２．２．１］第２実施形態の構成及び動作
次に、本実施形態にかかる情報記録再生装置ＲＰ２の構成を示すブロック図である図７を参照しつつ、本実施形態にかかる情報記録再生装置ＲＰ２の構成及び動作について説明する。なお、同図において上記図２に示した要素と同様の要素については、同様の符号を付してある。
【０１１６】
ここで、上述した第１実施形態にかかる情報記録再生装置ＲＰにおいては、光源１０７から出力された光ビームを液晶グレーティング１０３において回折させ０次光及び＋１次光を発生させて、各々第０記録層Ｌ０及び第１記録層Ｌ１に集光させる構成が採用されていた。これに対して本実施形態にかかる情報記録再生装置ＲＰ２においては、２つの光源から光ビームを出力し、これらの光ビームを各々第０記録層Ｌ０及び第１記録層Ｌ１に集光させ、各々別個独立に受光することにより、多層ディスクＤＫの第１記録層Ｌ１に対するデータの記録及び同時再生を実現しようとするものである。
【０１１７】
かかる機能を実現すべく、本実施形態にかかる情報記録再生装置ＲＰ２の光ピックアップＰＵ２には、アクチュエータ部１０１と、集光レンズ１０４と、が設けられると共に、ビームスプリッタ１１０と、第０記録層用ＨＲ１１１と、第１記録層用ＨＲ１１２と、が設けられている。
【０１１８】
これら第０記録層用ＨＲ１１１及び第１記録層用ＨＲ１１２は、共に光ビームを出力するレーザチップと受光素子が同一基板上に配置されると共に、当該基板の光ビームの出力側に対向してホログラム素子が設けられた構成を有しており、本実施形態において光源及びディテクタとしての機能を実現するためのものである。このホログラム素子は、レーザチップから出力された光ビームを、そのまま透過させると共に、当該光ビームの入射面と反対の面から入射される光ビームを屈折させ基板上の受光素子に集光させる機能を有しており、上記図２のホログラム素子１０６とは異なる機能を有するものとなっている。なお、この場合におけるＨＲの構成例に関しても、上記文献に記載された構成を採用することができる。
【０１１９】
本実施形態においては、光ディスクＤＫに対するデータ記録時に、これら両ＨＲ１１１及び１１２の双方から光ビームを出力し、第０記録層用ＨＲ１１１により出力された光ビームを第０記録層Ｌ０に、第１記録層用ＨＲ１１２により出力された光ビームを第１記録層Ｌ１に、集光させる。そして、両記録層Ｌ０及びＬ１からの反射光を各々、両ＨＲ１１１及び１１２に設けられた受光素子により受光することで、第１記録層Ｌ１に対するデータの記録を実現する構成となっている。
【０１２０】
ここで、本実施形態のごとく、同一波長の光ビームを第０記録層Ｌ０及び第１記録層Ｌ１の双方に同時照射した場合、第０記録層Ｌ０からの反射光と、第１記録層Ｌ１からの反射光を如何にして分光し、受光するかが問題となる。本実施形態においては、かかる課題点を解決すべく次のような方法を採用している。
【０１２１】
まず、第０記録層用ＨＲ１１１及び第１記録層用ＨＲ１１２の各々から互いに異なる偏光方向に対して直線偏光した光ビームを出力する。なお、直線偏光の方向及び偏光方法については任意であるが、本実施形態においては両ＨＲ１１１及び１１２の各々に対して波長板を設け、第０記録層用ＨＲ１１１からの光ビームについてはＰ偏光（ＴＥ波）、第１記録層用ＨＲ１１２からの光ビームについてはＳ偏光（ＴＭ波）するものとして説明を行う（以下、「Ｐ偏光光ビーム」及び「Ｓ偏光光ビーム」という）。
【０１２２】
また、第０記録層用ＨＲ１１１及び第１記録層用ＨＲ１１２からの光路上には、ビームスプリッタ１１０としてＰＢＳ（偏光ビームスプリッタ）を設け、このビームスプリッタ１１０により光ビームを分光する。この結果、第０記録層用ＨＲ１１１から出力されたＰ偏光光ビームは、ビームスプリッタ１１０、集光レンズ１０４を透過し、アクチュエータ部１０１の対物レンズにより第０記録層Ｌ０に集光されて反射された後（以下、この反射光を「Ｐ偏光反射光」という）、再度、対物レンズ等を透過し、更にビームスプリッタ１０１を透過して第０記録層用ＨＲ１１１に受光される。
【０１２３】
一方、第１記録層用ＨＲ１１２から出力されたＳ偏光光ビームは、ビームスプリッタ１１０において反射され、集光レンズ１０４及び対物レンズを透過して第１記録層Ｌ１に集光される。そして、このＳ偏光光ビームは光ディスクＤＫにおいて反射され（以下、この反射光を「Ｓ偏光反射光」という）、対物レンズ等を透過して、ビームスプリッタ１１０にて反射された後、第１記録層用ＨＲ１１２に受光される。
【０１２４】
なお、多層ディスクＤＫの反射膜１３及び１８における光ビームの反射は固定端反射となり、位相差は生じず、よって偏光面の変化も生じないため上記受光形態が実現される。但し、ビームスプリッタ１１０にとメインアクチュエータ部１０１にとの間にλ／４板を設けた場合、波長板を透過する際に偏光方向が変化してしまうため上記受光形態が実現できなくなる。従って、本実施形態においては波長板を設けていないものとして説明を行い、この波長板を設けた構成については後述する。
【０１２５】
ここで、留意すべき点が幾つかある。その一つは、本実施形態の場合、同一波長の２つの光ビームを１つの対物レンズを用いて２つの記録層Ｌ０及びＬ１にフォーカスさせる必要性がある点である。従って、光学系の設計に際しては、例えば、次のような工夫を凝らすことが必要となる。
（１）対物レンズの開口数を中心部分と他の部分とで異ならせて設計し、第０記録層用ＨＲ１１１から出力されるＰ偏光光ビームに関しては対物レンズの中心部分を用いて第０記録層Ｌ０に集光させると共に、第１記録層用ＨＲ１１２から出力されたＳ偏光光ビームに関しては対物レンズの中心部分以外を用いて第１記録層Ｌ１に集光させる。
（２）２つの光源の発光点位置を光学倍率×２層間の距離分だけ離して設計する。具体的には、製造時に光源位置の精度合わせを行い、ピエゾ素子を用いて光源（図７の場合、両ＨＲ１１１或いは１１２）の配置位置を変位可能とする。そして、何れかのＨＲ１１１及び１１２とビームスプリッタ１１０との間にレンズアクチュエータを設けて発光点位置を擬似的に変位可能とする等の方法を採用することが可能である。
（３）何れかのＨＲ１１１及び１１２とビームスプリッタ１１０との間にサブレンズを設け、両ＨＲ１１１及び１１２から出力された光ビームの焦点位置を意図的にずらす。
【０１２６】
次に、もう１つの留意点は、本実施形態においてはλ／４板を設けておらず、直線偏光されたＰ偏光光ビーム及びＳ偏光光ビームを用いる構成を採用しているため、例えば、開口数０．５以上の対物レンズを用いてしまうと、多層ディスクＤＫの各記録層Ｌ０及びＬ１に集光された際の集光スポット形状が微妙に異なってしまう点である。従って、両光ビームの集光スポット形状が一致するようにホログラムの形状（すなわち、両ＨＲ１１１及び１１２に設けられたホログラム素子のホログラム形状）を決定することが必要となる。
【０１２７】
このような構成を有する情報記録再生装置ＲＰ２により、多層ディスクＤＫの第１記録層Ｌ１にデータを記録する場合、制御部Ｃは、信号処理部ＳＰを制御し、第０記録層用ＨＲ１１１から再生パワーのＰ偏光光ビームを出力させ、第０記録層Ｌ０からのＰ偏光反射光の受光信号に基づいてアドレス情報を生成する。なお、情報記録再生装置ＲＰにおける、この際の動作は、上述した図５ステップＳａ１８〜２１と同様である。
【０１２８】
このようにしてアドレス情報が生成されると、制御部Ｃは、第１記録層Ｌ１に対するデータの記録を開始すべく、まず、スイッチＳＷにおける接続先を端子ｂに切り換え、ＤＰＰトラッキングサーボ回路ＤＰＰからアクチュエータ部１０１に対するラインをＯＮにする。次いで、制御部Ｃは、生成したアドレス情報に基づいて光ピックアップＰＵのスレッドコントロールを行い、当該アドレス情報に対応する多層ディスクＤＫ上の位置まで光ピックアップＰＵを移動させる。このようにして、多層ディスクＤＫのデータ記録位置が特定されると、制御部Ｃは、信号処理部ＳＰに対してアドレス情報を付加した制御信号を出力する。
【０１２９】
一方、この制御信号が入力された信号処理部ＳＰは、アドレス情報に基づいて第１記録層Ｌ１における各セクタのセクタ番号や当該セクタに対応するアドレスを決定する。そして、信号処理部ＳＰは、記録すべきデータに対応した駆動信号をレーザ駆動回路Ｄに出力すると共にレーザ駆動回路Ｄの増幅率を制御し、第１記録層用ＨＲ１１２から記録対象となるデータに対応した記録パワーのＳ偏光光ビームを出力させると共に、第０記録層用ＨＲ１１１から再生パワーのＰ偏光光ビームを出力させる。この結果、第１記録層用ＨＲ１１２から記録パワーのＳ偏光光ビームが出力され、ビームスプリッタ１１０において反射された後、第１記録層Ｌ１に集光されて、順次、データが記録されていくこととなる。
【０１３０】
これに対して、第０記録層用ＨＲ１１１から出力された再生パワーのＰ偏光光ビームはビームスプリッタ１１０を透過した後、第０記録層Ｌ０に集光されて、Ｐ偏光反射光として第０記録層用ＨＲ１１１に受光される。そして、Ｐ偏光反射光が受光されると、第０記録層用ＨＲ１１１から当該反射光に対応した検出信号が順次ＤＰＰトラッキングサーボ回路ＤＰＰＳ及びフォーカスサーボ回路ＦＳに供給され、アクチュエータ部１０１においてトラッキング補正及びフォーカス補正が行われることとなる。
【０１３１】
また、第０記録層Ｌ０及び第１記録層Ｌ１に記録されているデータを同時再生する場合も同様に、第０記録層用ＨＲ１１１及び第１記録層用ＨＲ１１２から再生用のＰ偏光光ビーム及びＳ偏光光ビーム（再生パワー）が出力されて、両ＨＲ１１１及び１１２から供給される受光結果に対応した受光信号に基づいて再生部Ｐが外部出力を行うこととなる。
【０１３２】
このようにして本実施形態にかかる情報記録再生装置ＲＰ２によれば、２つのＨＲ１１１及び１１２を設け、両ＨＲ１１１及び１１２から出力された光ビームを対物レンズにより第０記録層Ｌ０及び第１記録層Ｌ１に集光させる構成とした場合であっても、第１記録層Ｌ１を略平滑な面として形成した多層ディスクＤＫに対するデータの記録及び再生を確実に行うことが可能となる。
【０１３３】
また、本実施形態にかかる情報記録再生装置ＲＰ２においては、第０記録層用ＨＲ１１１からＰ偏光された光ビームを、第１記録層用ＨＲからＳ偏光された光ビームを出力する構成としたため、ビームスプリッタ１１０を用いて確実に反射光を分光することが可能となる。
【０１３４】
なお、上記実施形態においては、ビームスプリッタ１１０を用いて２つのＨＲから出力された光ビームを分光する構成について説明したが、例えば、光学的な等方性領域と異方性領域とが交互に積層された構造を有する屈折率変調型の、所謂、偏光選択性ホログラム素子を用いた場合、Ｐ偏光反射光とＳ偏光反射光を分光することが可能となるため、基板上に２つのレーザチップと偏光板、受光素子を積層形成して、偏光選択性ホログラム素子を用いてＰ偏光反射光と、Ｓ偏光反射光を各々独立して受光する構成とすることも可能である。
【０１３５】
また、３層、４層といった多層のディスクＤＫを用いる場合、ＨＲを更に幾つか設け、各ＨＲからの光ビームを３層目、４層目に同時照射し、複数記録層に記録されているデータの同時再生を行うようにしても良い。
【０１３６】
［２．２．２］第２実施形態の変形例
（１）変形例１
上記実施形態においては、第１記録層Ｌ１に対するデータの記録時に第０記録層Ｌ０からの反射光はトラッキング補正及びフォーカス補正にのみ用いる構成が採用されていた。しかし、第０記録層Ｌ０に照射するＰ偏光光ビームのパワーを調整することにより、第１記録層Ｌ１に対するデータの記録を行いつつ、第０記録層Ｌ０からの０次反射光を利用して第０記録層Ｌ０に記録されているデータの再生を行うことも可能である。
【０１３７】
この場合、第１記録層Ｌ１に対するデータの記録時に、第０記録層用ＨＲ１１１から再生用のＰ偏光光ビーム（再生パワー）を出力させ、Ｐ偏光反射光の受光結果に応じて再生部Ｐから再生データの出力を行うようにすれば良い。
【０１３８】
また、第０記録層Ｌ０に照射するＰ偏光光ビームのパワーを記録パワーに上昇させ、且つ、記録対象となるデータに対応したＰ偏光光ビームを出力させる構成とすれば、第０記録層Ｌ０及び第１記録層Ｌ１の双方に対してデータの同時記録を行うことも可能となる。
【０１３９】
（２）変形例２
上記実施形態かかる情報記録再生装置ＲＰ２においては、第０記録層Ｌ０及び第１記録層Ｌ１の２つを有する多層ディスクＤＫに対してデータを記録するためのものとなっていた。しかし、多層ディスクＤＫが３層、４層といった多数の記録層を有する場合であっても、各記録層に対してデータを記録することが可能である。
【０１４０】
ここで、留意しなければならないのは、このような多数の記録層を有する多層ディスクＤＫの場合、例えば、第１記録層Ｌ１と、第４記録層とでは、第０記録層Ｌ０からの距離が異なると言うことである。従って、記録対象となる記録層が、どの層であるかによって両ＨＲ１１１及び１１２から出力される光ビームの焦点距離を変化させることが必要となるのである。
【０１４１】
かかる焦点距離の変更方法としては、次のような方法が考えられる。
（１）何れかのＨＲ１１１、１１２とビームスプリッタ１１０との間にサブレンズを設け、更に、このサブレンズをフォーカス方向に移動させるための駆動機構を設けて、両記録層Ｌ０及びＬ１に対するジャストフォーカス状態を設定可能とする構成。
（２）ＨＲ１１１、１１２の配置位置をピエゾ素子により変位させる構成。
【０１４２】
なお、各記録層に対するジャストフォーカスを実現するための制御方法については上述した第１実施形態と同様である。従って、この構成を採用する場合には、第０記録層用エラー検出回路ＥＤ０と第１記録層用エラー検出回路ＥＤ１を設けることが必要となる。
【０１４３】
（３）変形例３
上述のように、上記情報記録再生装置ＲＰ２においては、λ／４板を設けない構成を採用している。しかし、
（ａ）光ピックアップＰＵ２のＳ／Ｎ（Signal／Noise）比を確保しようとする場合、
（ｂ）直線偏光された状態のままで多層ディスクＤＫに集光させたくない場合、
（ｃ）直線偏光された状態のままで受光したくない場合、
（ｄ）偏光依存性グレーティングやホログラムを用いた場合、
には、ビームスプリッタ１１０とアクチュエータ部１０１との間にλ／４板を設けることが望ましい。そこで、本変形例においては、集光レンズ１０４とビームスプリッタ１１０との間にλ／４板を設けた場合の構成例を示す。
【０１４４】
まず、上述したようにλ／４板を設けた場合、両ＨＲ１１１及び１１２から出力される光ビーム（Ｐ偏光、Ｓ偏光）は、λ／４板において円偏光され、集光レンズ１０４に照射されることとなる。また、この光ビームに対する反射光は、再度、λ／４板において偏光され、直線偏光された状態に戻ることとなる。
【０１４５】
ここで、かかる過程を経た場合、往路及び復路において夫々１／４波長づつ位相差を生じ、この結果、Ｐ偏光光ビームは復路においてＳ偏光された状態にてビームスプリッタ１１０に入射することとなる。一方、Ｓ偏光光ビームはＰ偏光された状態にてビームスプリッタ１１０に入射する。
【０１４６】
この結果、第０記録層用ＨＲ１１１から出力された光ビームは、第１記録層用ＨＲ１１２に受光され、第１記録層用ＨＲ１１２から出力された光ビームは、第０記録層用ＨＲ１１１に受光されることとなる。従って、λ／４板を設けた場合、第１記録層用ＨＲ１１２における検出信号に基づいてアクチュエータ部１０１の補正量を算出することが必要となるのである。
【図面の簡単な説明】
【０１４７】
【図１】本願の多層ディスクＤＫの構成を示す模式図である。
【図２】第１実施形態における情報記録再生装置ＲＰの構成を示すブロック図である。
【図３】（ａ）同実施形態における液晶グレーティング１０３の構成を示す模式図である。（ｂ）グレーティングの回折角度の変化に伴う焦点距離の変化を示す図である。
【図４】同実施形態において制御部Ｃが実行する処理を示すフローチャートである。
【図５】同実施形態において制御部Ｃが実行する処理を示すフローチャートである。
【図６】同実施形態において制御部Ｃが実行する処理を示すフローチャートである。
【図７】第２実施形態における情報記録再生装置ＲＰ２の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【０１４８】
ＤＫ・・・光ディスク
Ｌ０・・・第０記録層
Ｌ１・・・第１記録層
ＲＰ、ＲＰ２・・・情報記録再生装置
Ｃ・・・制御部
ＳＰ・・・信号処理部
Ｄ・・・レーザ駆動回路
ＰＵ・・・光ピックアップ
ＬＣＤ・・・液晶ドライブ回路
ＦＳ・・・フォーカスサーボ回路
ＤＰＰＳ・・・ＤＰＰトラッキングサーボ回路
ＤＰＤＳ・・・ＤＰＤトラッキングサーボ回路
ＬＰＤ・・・ＬＰＰ検出回路
ＥＤ０、ＥＤ１・・・第０記録層エラー検出回路、第１記録層エラー検出回路
Ｐ・・・再生部
【技術分野】
【０００１】
本願は、各種情報を記録可能な光ディスク等の情報記録媒体及び、この情報記録媒体に対する情報の記録及び再生に用いる光ピックアップ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来からＤＶＤ（Digital Versatile Disc）±Ｒ若しくはＤＶＤ±ＲＷ等のデータの書き込み可能な光ディスクの中には、各種データの記録される記録層が１層のみ形成された単層ディスクの他に、複数の記録層を有する多層ディスクが存在している（例えば、特許文献１）。また、この多層ディスクは、スタンパディスクを用いて各記録層に対応する基板を作成して、当該基板上にＧｅ−Ｔｅ−Ｓｂ等の相変化記録材料や色素材料を積層し、更に反射膜を積層した後、各基板を張り合わせることにより製造されている。
【特許文献１】特開２００３−３３８０５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記従来の多層ディスクは各記録層に対するデータ記録を実現すべく、各記録層上にグルーブトラックとランドトラックと呼ばれる凹凸状のトラックやランドプリピット（以下、「ＬＰＰ」という。）を同心円状または螺旋状に形成し、これらのトラック位置を各記録層間において高精度に一致させた構成が採用されている。このため、上記基板の張り合わせ時に各記録層の面内位置を高精度に一致させると共に、光ディスク回転時の各層の回転中心位置を合わせて偏芯の発生を防止することが必要となる。この結果、従来、３層、４層といった多層ディスクを製造することが困難となり、また、製造コストの削減も実現困難となっていた。
【０００４】
本願は、以上説明した事情に鑑みてなされたものであり、その課題の一例としては、簡易な工程において量産可能な多層型の情報記録媒体、及び、この情報記録媒体に対する情報の記録再生に用いて好適な光ピックアップ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以上説明した課題を解決するため、本願の一つの観点において請求項１に記載の情報記録媒体は、厚み方向に複数の記録層が形成され、前記記録層に光ビームを照射することにより情報を記録又は再生する情報記録媒体であって、少なくとも一の前記記録層には前記情報記録媒体に対する前記情報の記録又は再生を制御するための制御情報が記録され、他の少なくとも一の前記記録層には前記制御情報が記録されていないことを特徴とする。
【０００６】
また、本願の他の観点において、請求項９に記載の光ピックアップ装置は、複数の記録層を有する情報記録媒体に光ビームを照射すると共に、その反射光を受光し、データの記録及び再生を行う光ピックアップ装置であって、前記光ビームを照射する光ビーム出力手段と、前記光ビームを少なくとも二の前記記録層に集光可能な集光手段と、少なくとも一の前記記録層からの前記反射光を受光する受光手段と、前記受光した反射光に基づいてトラッキングエラー信号を生成するトラッキングエラー信号生成手段と、前記トラッキングエラー信号に基づいて前記集光手段を制御して、前記光ビームの前記記録層における集光点を変位させる集光点変位手段と、を有することを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
［１］本願にかかる多層ディスクの構成
まず、本願にかかる多層ディスクの具体的な説明に入る前に、本発明の基になる基本発想について説明すると次のようになる。すなわち、従来の多層ディスクにおいて３層、４層といった多層化を困難にし、更に、製造コストの上昇を引き起こしている大きな要因が各記録層の位置合わせを高精度にて行う必要性があり一定の精度が確保できないときは製品不良が生じる可能性があるという点である。従って、かかる観点からは、各記録層にグルーブトラック等のトラックやＬＰＰを設けず、略平滑なミラー面として形成し、各記録層の位置合わせを不要とすることが望ましいといえる。
【０００８】
その一方、多層ディスクを単にミラー面として形成した場合、多層ディスク内におけるトラック位置の特定、或いは、アドレス管理が不可能となり、当該ディスクに対するデータの記録が不可能となってしまう。従って、複数存在する記録層の内、少なくとも、１層に関しては、グルーブトラック及びランドトラックを設けてトラック位置を特定できる状態にすると共に、当該多層ディスク内におけるアドレス管理を行いうるようにし、更にミラー面として形成された記録層に関しては当該トラック及びＬＰＰを利用してデータの記録及び再生を行う必要性がある。
【０００９】
そこで、本願においては、例えば、図１のように多層ディスクＤＫの第０記録層Ｌ０に対してのみ螺旋状のグルーブトラックＧＴ及びランドトラックＬＴを交互に形成すると共に、多層ディスクＤＫ上におけるアドレス等を管理するためのＬＰＰを形成し、更に、第０記録層以外の記録層（図１に示す場合、第１記録層Ｌ１）については略平滑な面とした構成を採用することとした。これにより、第０記録層Ｌ０と第１記録層Ｌ１との間の位置合わせの必要性が排除され、また、多層ディスクＤＫ内における各トラックの面内位置を特定し、更には、第１記録層Ｌ１におけるアドレス管理も可能となる。なお、本願においては第１記録層Ｌ１からグルーブトラックＧＴ等を排除した構成を採用したため、当然、従来と同様の方法により第１記録層Ｌ１に対するデータ記録を行うことはできなくなるが、この記録方法については、次節において詳述することとする。
【００１０】
次に、このような概略構成を有する多層ディスクＤＫの具体的な構成について図１を参照しつつ説明する。まず、この多層ディスクＤＫは、第０記録層Ｌ０用のディスクＡと、第１記録層Ｌ１用のディスクＢとを、例えば、ホットメルトタイプの接着剤により張り合わせて構成されている。これらのディスクＡ及びＢの内、第０記録層Ｌ０用のディスクＡは、第０層用の基板Ｘ上に誘電体層１１、第０層相変化記録層１２及び第０層反射膜１３を順に積層し、この第０反射膜１３上に保護層１４を設けて構成され、第１記録層Ｌ１用のディスクＢは、略平滑な基板Ｙ上に第１層反射膜１８、第１層相変化記録層１７、誘電体層１６を積層し、当該誘電体層１６上に保護層１５を設けて構成されている。
【００１１】
これらのディスクＡ及びＢを構成する基板Ｘ及びＹは、共にポリカーボネイトやポリメチルメタクリレート等の合成樹脂により形成され、基板Ｘについてはウォブリングの施された溝と共に当該溝間の凸状部に対して所定の間隔にてピット（孔）が形成されている。なお、この基板Ｘ上の溝は、上記第０層相変化記録層１２等が積層されることにより、第０記録層Ｌ０のグルーブトラックＧＴとして機能するものであり、ピットは、第０記録層のＬＰＰ（ランドプリピット）として機能し、このＬＰＰにより多層ディスクＤＫにおけるアドレス等の各種データが記録、管理されることとなる。
【００１２】
なお、「特許請求の範囲」における「制御情報」は、例えば、このグルーブトラックＧＴ、ランドトラックＬＴ、ＬＰＰやグルーブトラックＧＴに施したウォブリング等のデータに対応している。
【００１３】
一方、基板Ｘ及びＹ上に積層される第０層相変化記録層１２及び第１層相変化記録層１７は、例えば、カルコゲナイド系材料等（Ｇｅ−Ｔｅ−Ｓｂ等）の相変化記録材料により構成され、照射された光ビームのエネルギー量に応じて相変化（アモルファス−結晶間）を生じる。
【００１４】
次いで、第０層反射膜１３は、第０層相変化記録層に対して金等の材料をスパッタリングすることにより形成された半透明反射膜（反射率２５〜３０％程度）であり、第１層反射膜１８は、基板Ｙに対してアルミニウム等の材料をスパッタリングすることにより形成された反射膜（反射率７０〜８０％程度）となっている。
【００１５】
このように、この多層ディスクＤＫは、第１記録層Ｌ１にグルーブトラックＧＴ及びランドトラックＬＴ、ＬＰＰが設けられていないため、各第０記録層Ｌ０と第１記録層Ｌ１の位置合わせを行わずに簡易な工程により製造することが可能となる。また、第１記録層Ｌ１を略平滑な面に形成した場合、基板Ｙに溝等の加工を施す必要性が無く、製造コストの削減を図ることも可能となる。
【００１６】
なお、３層、４層といった多数の記録層を有する多層ディスクＤＫを作成する場合、図１におけるディスクＢと同様のディスクを複数作成し、複数枚張り合わせるようにすれば良い。また、上記においては、相変化記録層１２及び１７を積層した多層ディスクＤＫ（例えば、ＤＶＤ±ＲＷ等）の構成例について説明したが、相変化記録層１２及び１７に代えて色素記録層を設けることにより、色素型の多層ディスクＤＫを製造することも可能である。
【００１７】
以上のように構成された多層ディスクＤＫに対するデータの記録は、第０記録層Ｌ０に関しては従来の多層ディスクと同様の方法により実現されるのに対し、第１記録層Ｌ１に関しては以下に説明する方法を用いて第０記録層Ｌ０に設けられたトラックＧＴ及びＬＴ、更にはＬＰＰを用いて実現されることとなる。
【００１８】
［２］本願にかかる情報記録再生装置
次に、上記多層ディスクＤＫに対するデータの記録及び再生を行うための情報記録再生装置の実施形態について説明することとする。
【００１９】
［２．１］第１実施形態
［２．１．１］第１実施形態の概要
まず、本願にかかる情報記録再生装置の第１の実施形態の概要について図２を参照しつつ説明する。なお、図２は本実施形態にかかる情報記録再生装置ＲＰの構成を示すブロック図である。
【００２０】
まず、同図に示すように本実施形態にかかる情報記録再生装置ＲＰは、信号処理部ＳＰと、レーザ駆動回路Ｄと、ＬＰＰ検出回路ＬＰＤと、第０記録層エラー検出回路ＥＤ０と、第１記録層エラー検出回路ＥＤ１と、制御部Ｃと、フォーカスサーボ回路ＦＳと、スイッチＳＷと、ＤＰＤトラッキングサーボ回路ＤＰＤＳと、ＤＰＰトラッキングサーボ回路ＤＰＰＳと、液晶ドライブ回路ＬＣＤと、再生部Ｐと、ピックアップＰＵと、を有すると共に、この光ピックアップＰＵは、対物レンズが設けられたアクチュエータ部１０１と、λ／４板１０２と、液晶グレーティング１０３と、集光レンズ１０４と、偏光性シリンドリカルレンズ１０５と、ホログラム素子１０６と、光源１０７と、第０記録層用ディテクタ１０８と、第１記録層用ディテクタ１０９と、を有しており、大別して以下の２つの機能を実現する。
【００２１】
＜データ記録機能＞
上記多層ディスクＤＫに対するデータの記録。
【００２２】
＜データ再生機能＞
上記多層ディスクＤＫの第０記録層Ｌ０及び第１記録層Ｌ１に記録されているデータの同時再生及び記録層Ｌ０及びＬ１の何れか一方に記録されているデータの単独再生。
【００２３】
なお、「特許請求の範囲」における「光ビーム出力手段」は、例えば、光源１０７に対応し、「集光手段」は、例えば、アクチュエータ部１０１の対物レンズや液晶グレーティング１０３、液晶ドライブ回路ＬＣＤに対応し、「受光手段」は、例えば、両ディテクタ１０８及び１０９、ホログラム素子１０６に対応している。また、「トラッキングエラー信号生成手段」は、例えば、ＤＰＤトラッキングサーボ回路ＤＰＤＳとＤＰＰトラッキングサーボ回路ＤＰＰＳに対応し、「集光点変位手段」は、例えば、アクチュエータ部１０１に対応している。
【００２４】
ここで、この情報記録再生装置ＲＰの上記各機能を実現するための動作原理について簡単に説明する。
【００２５】
（１）データ記録機能の動作原理
この情報記録再生装置ＲＰにおいて第０記録層Ｌ０にデータを記録する際の動作原理については従来のＤＶＤレコーダ等と同様であるため、以下においては、第１記録層Ｌ１にデータを記録する際の動作原理について説明する。まず、上述のように本願において多層ディスクＤＫの第１記録層Ｌ１は略平滑なミラー面として形成されておりトラックＧＴ、ＬＴ及びＬＰＰが設けられていないため、従来の方法により第１記録層Ｌ１にデータを記録しようとしても第１記録層Ｌ１のどの位置に対し、どのようにしてデータを記録すればよいのかを特定することができない。
【００２６】
そこで、本実施形態にかかる情報記録再生装置ＲＰを用いて第１記録層Ｌ１にデータを記録する場合、光ピックアップＰＵに設けられた光源１０７から光ビームを出力し、この光ビームを光ピックアップＰＵ内に設けられた液晶グレーティング１０３により０次光と＋１次光に回折させ、この結果得られる０次光を第０記録層Ｌ０に、＋１次光を第１記録層Ｌ１に、夫々、集光する構成を採用している。換言するならば、この情報記録再生装置ＲＰにおいては第０記録層Ｌ０及び第１記録層Ｌ１の各々に対して光ビームが同時に照射されるのである。なお、かかるグレーティングを用いた２焦点式の光ピックアップに関する参考文献としては「ＤＶＤ光ヘッド」（水野定夫、細美哲雄「光技術コンタクトVol36,No6,1998」 日本オプトメカトロニクス協会）や「ＤＶＤ用光ピックアップ」（水野定夫、田中伸一「O plus E No199（1996.6）」株式会社新技術コミュニケーションズ）がある。
【００２７】
そして、両記録層Ｌ０及びＬ１における反射光（以下、各々「０次反射光」及び「＋１次反射光」という）を各々異なるディテクタ１０８及び１０９において独立に受光し、第０記録層Ｌ０からの反射光に基づいてアドレス管理を行うと共に、トラッキングサーボ及びフォーカスサーボを行いつつ、第１記録層Ｌ１に対するデータの書き込みを行う。
【００２８】
ここで、かかる構成を採用する場合、次の２つの課題を解決することが必須となる。
【００２９】
＜課題１＞
まず、上記構成を採用する場合の１つ目の課題は、０次光と＋１次光を如何にして第０記録層Ｌ０及び第１記録層Ｌ１に集光させるかということである。すなわち、本実施形態にかかる情報記録再生装置ＲＰにおいては、光ピックアップＰＵのアクチュエータ部１０１に設けられている１つの対物レンズを用いて０次光と＋１次光の双方のフォーカスサーボを行う構成が採用されているため、多層ディスクＤＫの層間距離が変化してしまうと０次光と＋１次光の双方を各記録層Ｌ０及びＬ１に適切に集光させることができなくなってしまうのである。
【００３０】
そこで、この情報記録再生装置ＲＰにおいては、第１記録層Ｌ１に対するデータの記録時に、
（Ａ）アクチュエータ部１０１を用いて０次光のフォーカスサーボを行い、第０記録層Ｌ０に対する０次光のフォーカスを最適な状態にさせると共に（以下、このフォーカスが最適な状態を「ジャストフォーカス状態」という）、
（Ｂ）この状態を維持しつつ、液晶グレーティング１０３において格子間隔を変更することにより＋１次光の回折角度を変化させ、対物レンズを透過した＋１次光との焦点距離を変動させて、第１記録層Ｌ１に対する＋１次光のフォーカスをジャストフォーカス状態にさせる制御を行う（以下、この制御を「ジャストフォーカス制御」という）。
【００３１】
そして、このジャストフォーカス制御により両記録層Ｌ０及びＬ１に対する各光ビームの照射状態をジャストフォーカス状態とした後に、第１記録層Ｌ１に対するデータの記録を開始し、データ記録中のトラッキングサーボ及びフォーカスサーボについては第０記録層Ｌ０からの反射光を用いて実現する一方、アドレス管理についても第０記録層Ｌ０からの反射光に含まれるＬＰＰ信号成分を用いて実現するのである。
【００３２】
＜課題２＞
もう一つの課題は０次反射光と＋１次反射光とを如何にして分光し、各反射光を第０記録層用ディテクタ１０８及び第１記録層用ディテクタ１０９に導くかということである。この問題の解決方法としては、幾つかの方法が考えられるが、本実施形態においては以下に説明する方法を採用するものとして説明を行い、他の実現方法については後述する変形例の項において説明を行うこととする。
【００３３】
まず、第０記録層Ｌ０からの０次反射光の波面と、第１記録層Ｌ１からの＋１次反射光の波面は、互いに微妙に角度の異なる光束として光ピックアップＰＵ内の光路を光源１０７に向かって戻る性質を有している。そこで、本実施形態においては、この０次反射光と＋１次反射光の僅かな広がり角度の違いを検出して、ホログラム記録したホログラム素子１０６（すなわち、０次反射光の波面に対応したホログラムと、＋１次反射光の波面に対応したホログラムが設けられたホログラム素子１０６）を０次反射光及び＋１次反射光が光源１０７に戻る光路上に配置し、このホログラム素子１０６を用いて２光束に分離し、０次反射光と＋１次反射光とを第０記録層用ディテクタ１０８及び第１次記録層用ディテクタ１０９に導くのである。
【００３４】
（２）データ再生機能の動作原理
このデータ再生機能の内、第０記録層Ｌ０及び第１記録層Ｌ１の各々に記録されているデータの単独再生の動作原理については従来のＤＶＤプレーヤ等と同様であるため、以下においては複数層に記録されたデータの同時再生を行う場合の動作原理について説明する。
【００３５】
まず、本実施形態にかかる情報記録再生装置ＲＰにおいて第０記録層Ｌ０及び第１記録層Ｌ１に記録されたデータを同時再生する場合、光源１０７から出射された光ビームを液晶グレーティング１０３において回折させ、０次光を第０記録層Ｌ０に、＋１次光を第１記録層Ｌ１に各々集光させる。そして、第０記録層用ディテクタ１０８における０次反射光の受光結果に基づいて第０記録層Ｌ０に記録されたデータの再生を行うと共に、第１記録層用ディテクタ１０９における＋１次反射光の受光結果に基づいて第１記録層Ｌ１に記録されているデータの再生を行うこととなる。
【００３６】
なお、この際においても、情報記録再生装置ＲＰにおいてはジャストフォーカス制御が実行される点、及び、ホログラム素子１０６により０次反射光と＋１次反射光を分光して受光する点については上記「データ記録機能」において説明した場合と同様である。また、この状態におけるトラッキングサーボ及びフォーカスサーボを何れの反射光の受光結果に基づいて実現するのかは任意であるが、本実施形態においては０次反射光の受光結果に基づいてトラッキングサーボ及びフォーカスサーボを行うものとして説明を行う。
【００３７】
［２．１．２］第１実施形態の具体的構成
以上、簡単に本実施形態にかかる情報記録再生装置ＲＰの機能及び動作原理について説明したが、以下、かかる機能を実現するための情報記録再生装置ＲＰの具体的な構成について説明する。
【００３８】
まず、信号処理部ＳＰは、入力端子を有しており、制御部Ｃによる制御の下、この端子を介して外部から入力されたデータに信号処理を施してレーザ駆動回路Ｄに出力する。
【００３９】
レーザ駆動回路Ｄは主として増幅回路により構成され、信号処理部ＳＰから入力された信号を増幅した後、光ピックアップＰＵの光源１０７に供給する。この駆動回路Ｄにおける増幅率は信号処理部ＳＰにより制御され、光ディスクＤＫにデータを記録する場合には、光ピックアップＰＵから光ディスクＤＫに相変化を生じさせることができるエネルギー量（以下、「記録パワー」という）の光ビームが出力されるように増幅率が制御される。一方、光ディスクＤＫに記録されているデータを再生する場合、光ディスクＤＫにおいて相変化が生じないエネルギー量（以下、「再生パワー」という）の光ビームが光ピックアップＰＵから出力されるように増幅率が制御される。
【００４０】
フォーカスサーボ回路ＦＳは、第０記録層用ディテクタ１０８及び第１記録層用ディテクタ１０９から出力される検出信号に基づいてフォーカスエラー信号を生成し、この生成したフォーカスエラー信号に基づき補正量を算出し、アクチュエータ部１０１に駆動電力を供給する。また、フォーカスサーボ回路ＦＳは、上記ジャストフォーカス制御を実現すべく、制御部Ｃから供給される制御信号に従ってアクチュエータ部１０１に駆動信号を供給する。なお、フォーカスサーボ回路ＦＳにおいてフォーカスサーボを行う具体的な方式については任意であるが、本実施形態においては、偏光性シリンドリカルレンズ１０５を用いた非点収差法によりフォーカスサーボを行うものとする。
【００４１】
ＤＰＰトラッキングサーボ回路ＤＰＰＳとＤＰＤトラッキングサーボ回路ＤＰＤＳは、共に光ピックアップＰＵから供給される受光信号に基づいてアクチュエータ部１０１におけるトラッキングサーボを制御するための回路である。両トラッキングサーボ回路ＤＰＰＳ及びＤＰＤＳは、各々、トラッキングエラー信号を取得するために採用する方式が異なっており、ＤＰＰトラッキングサーボ回路ＤＰＰＳは差動プッシュプル方式により、ＤＰＤトラッキングサーボ回路ＤＰＤＳはＤＰＤ（Differential Phase Detection）方式によりトラッキングエラー信号を生成する。
【００４２】
ここで、差動プッシュプル方式とは、光検出器（図２の場合、第０記録層用ディテクタ１０８）を２つの領域に分割し、両領域における受光状態の差分をとってトラッキングエラー信号を生成する方式であり、ＤＰＤ方式とは、ヘテロダイン方式とも呼ばれ、光検出器を４つの領域に分割し、対角線上の領域の和信号どうしの位相差信号によりトラッキングエラー信号を生成する方式である。このＤＰＤ方式は、ピットの深さに対する影響が少ない方式でありデータ再生時に最適な方法である一方、記録層Ｌ０及びＬ１に形成されたピット形状をも加味してトラッキングエラー信号が取得されるため、未記録の状態では利用することができず、ディスクＤＫにデータが記録された状態でのみ利用可能である。これに対して、差動プッシュプル方式では、第０記録層Ｌ０上のピットの存在が不要であるため、未記録の多層ディスクＤＫに対するデータ記録時に用いることが可能となっている。
【００４３】
そこで、本実施形態においては、多層ディスクＤＫに対するデータ記録時にはＤＰＰトラッキングサーボ回路ＤＰＰＳを用いると共に、データ再生時にはＤＰＤトラッキングサーボ回路ＤＰＤＳを用いることとしている。かかる機能を実現すべく、本実施形態においては各サーボ回路ＤＰＰＳ及びＤＰＤＳからのアクチュエータ部１０１に対する駆動信号の供給を切り換えるスイッチＳＷを設け、多層ディスクＤＫに対するデータの記録時及び再生時においてスイッチＳＷの接続先を切り換える方法を採用することとした。
【００４４】
なお、差動プッシュプル方式は、疑似補正の発生を抑制するため回折格子により回折された０次光及び±１次光の３ビームが用いられる。従って、第０記録層用ディテクタ１０８には、差動プッシュプル方式とＤＰＤ方式の双方を実現するため、４つの領域に分割されたメインのディテクタと、当該メインディテクタの左右に２つのサブディテクタを設けることが必要となる。また、第１記録層Ｌ１に対してデータを記録する場合、第１記録層Ｌ１に集光される＋１次光とは別個に、±１次光の第０記録層Ｌ０における反射光をサブディテクタにおいて受光する構成を採用することが必要となる（以下、混乱を避けるためトラッキング用の±１次光を「トラッキング用光ビーム」と呼ぶ）。
【００４５】
次いで、液晶ドライバ回路ＬＣＤは、制御部Ｃによる制御の下、光ピックアップＰＵ内の液晶グレーティング１０３を駆動する。ＬＰＰ検出回路ＬＰＤは、第０記録層用ディテクタ１０８と接続されており、第０記録層用ディテクタ１０８から供給される受光信号からＬＰＰ信号成分を抽出して、当該ＬＰＰ信号に基づいて第０記録層Ｌ０におけるアドレスを特定すると共に、この特定されたアドレスを制御部Ｃに出力する。
【００４６】
第０記録層エラー検出回路ＥＤ０は第０記録層Ｌ０に対する０次光のフォーカス状態、第１記録層エラー検出回路ＥＤ１は第１記録層Ｌ１に対する＋１次光のフォーカス状態を判定し、当該判定結果に応じたエラー信号を制御部Ｃに出力する。そして、制御部Ｃは、これら両エラー検出回路ＥＤ０及びＥＤ１から出力されるエラー信号に基づいて上記ジャストフォーカス制御を行う。
【００４７】
なお、両エラー検出回路ＥＤ０及びＥＤ１におけるエラー信号の出力手法は任意である。例えば、次のような方法を採用するようにしても良い。
（方法ａ）光源から出力される光ビームに対する受光信号の振幅の最大値を初期設定としてメモリしておき、当該最大値と入力値との差分値を示すエラー信号を出力する。
（方法ｂ）エラーレートに対応した電圧値のエラー信号を出力する。
（方法ｃ）両ディテクタ１０８及び１０９から供給される信号に基づきアイパターンを求め当該アイパターンの劣化状態に基づいてジッタを求めて、当該ジッタ量に対応するエラー信号を出力する。
【００４８】
再生部Ｐは、出力端子を有しており、制御部Ｃによる制御の下、第０記録層用ディテクタ１０８及び第１記録層用ディテクタ１０９から供給される受光信号に対応したデータを出力端子に出力する。
【００４９】
制御部Ｃは、主としてＣＰＵ（Central Processing Unit）により構成され、情報記録再生装置ＲＰの各部を制御する。例えば、多層ディスクＤＫの第１記録層Ｌ１に対してデータを記録する場合、或いは、第０記録層Ｌ０及び第１記録層Ｌ１に記録されたデータの同時再生を行う場合、制御部Ｃは、第０記録層用エラー検出回路ＥＤ０及び第１記録層用エラー検出回路ＥＤ１から供給されるエラー信号に基づいてジャストフォーカス制御を実現するための処理を行った後、データ記録、或いは、データ再生のための処理を実行する。なお、この際の具体的な動作については後述する。
【００５０】
次に、光ピックアップＰＵは、レーザ駆動回路Ｄから供給される駆動信号に基づいて光ディスクＤＫに対して光ビームを照射し、光ディスクＤＫに対するデータの記録及び再生を行うために用いられる。
【００５１】
この光ピックアップＰＵを構成するアクチュエータ部１０１は、上述した対物レンズと当該対物レンズの配置位置を変更するための駆動機構とを有しており、フォーカスサーボ回路ＦＳ、或いは、ＤＰＰトラッキングサーボ回路ＤＰＰＳ、ＤＰＤトラッキングサーボ回路ＤＰＤＳから供給される信号に従って、対物レンズの配置位置をフォーカス方向及びトラッキング方向に移動させる。
【００５２】
液晶グレーティング１０３は、主として液晶パネルにより構成され、光源１０７から出力された光ビームを回折し、０次光及び±１次光を得るための回折格子として作用する。なお、この液晶グレーティング１０３の具体的な構成については、次節にて詳述する。
【００５３】
集光レンズ１０４は、シリンドリカルレンズ１０５において非点収差を与えられた反射光をホログラム素子１０６に集光させる。光源１０７はレーザ駆動回路Ｄから供給される信号に基づいて、例えば、Ｐ偏光された光ビームを出力する。偏光性シリンドリカルレンズ１０５は、メインアクチュエータ部１０１の対物レンズを透過して入射される０次反射光及び＋１次反射光に対して非点収差を与える。この偏光性シリンドリカルレンズ１０５は、所定方向に直線偏光（例えば、Ｐ偏光）された光を、そのまま透過する一方、他の方向に直線偏光（例えば、Ｓ変更）された光に対して非点収差を与えるようになっている。
【００５４】
ホログラム素子１０６は、例えば、ＳｉＯ２や高分子バルク等の材料により構成され、多層ディスクＤＫにおける０次反射光と＋１次反射光とを分光し、各々第０記録層用ディテクタ１０８及び第１記録層用ディテクタ１０９に集光させる。
【００５５】
第０記録層用ディテクタ１０８及び第１記録層用ディテクタ１０９は、例えば、フォトダイオードにより構成され、各々、ホログラム素子１０６により分光された０次反射光及び＋１次反射光を受光して、対応する受光信号を出力する。
【００５６】
なお、偏光性シリンドリカルレンズ１０５、ホログラム素子１０６、光源１０７、第０記録層用ディテクタ１０８及び第１記録層用ディテクタ１０９は、１ユニットのホログラムレーザ（以下、単に「ＨＲ」という）として構成しても良い。この場合における構成例に関しては、例えば、「集積回路内蔵型高速ホログラムユニット」（上村真一、石黒永孝、他７名 社団法人電子情報通信学会 TECHNICAL REPORT OF IEICE ICD96-118）や、「高速・高密度光ディスク用超薄型ホログラムユニット」（高須賀祥一、井島新一、他３名 社団法人電子情報通信学会 TECHNICAL REPORT OF IEICE.EMD98-43,CPM98-91,OPE98-64）等に記載されている。
【００５７】
［２．１．３］液晶グレーティングの具体的な構成
次に、図３（ａ）及び（ｂ）を参照しつつ、本実施形態にかかる情報記録再生装置ＲＰにおいて利用される液晶グレーティング１０３の具体的な構成について説明する。なお、図３（ａ）は、本実施形態にかかる液晶グレーティング１０３の構成を示す模式図であり、図３（ｂ）は、グレーティングの回折角度の変化に伴う焦点距離の変化を示す図である。
【００５８】
同図に示すように本実施形態にかかる液晶グレーティング１０３は、透明基板を間隙をもって張り合わせ、両基板間に複屈折効果を生じる液晶材料を充満して構成される。この基板上には、各々、半径の異なる複数の輪形透明電極ａ-ｋ（ｋ＝１，２，・・・，ｎ、以下、単に「電極ａ-ｋ」）が設けられ、各電極ａ-ｋは、全て、同一の幅ｔをもって形成されている。
【００５９】
これら各電極ａ-ｋは中心点を点Ｘとして、各々間隔Ｔをもって配置されており、各電極ａ-ｋに対して電圧を印加することにより、電極ａ-ｋの配置された領域を透過する光ビームと、電極ａ-ｋの設けられていない領域を透過する光ビームとの間に位相差を生じさせる。この結果、各電極ａ-ｋに電圧が印加された状態において液晶グレーティング１０３は、間隔Ｔを格子間隔ｄとする回折格子として作用することとなる。
【００６０】
ここで、液晶グレーティング１０３における１次光の回折角度θは、
ｓｉｎθ＝Ｎλ／ｄ・・・・（１）
（但し、Ｎ：屈折率、λ：波長、ｄ：格子間隔）により定まることから、屈折率Ｎ及び光ビームの波長λが固定されている状態においては、格子間隔ｄを変更することにより回折角度θを変更できることとなる。このため、本実施形態において液晶ドライブ回路ＬＣＤは各電極ａ-ｋに対して電圧を印加するか否かを変更し、この結果、各電極ａ-ｋに対して、例えば、１つおきに電圧を印加すると格子間隔ｄがｔ＋２Ｔ、２つおきに電圧を印加すると格子間隔ｄが２ｔ＋３Ｔ、に制御される。
【００６１】
このようにして、回折角度θが変化すると、＋１次光の光路が、図３（ｂ）における点線の状態から鎖線の状態に変化し、０次光の焦点位置から＋１次光の焦点位置までの距離が変化する結果、上記ジャストフォーカス制御が実現されることとなるのである。なお、このような円形グレーティングを用いて回折光を得る方法に関しては、上述した「ＤＶＤ用光ピックアップ」（水野定夫、田中伸一「O plus E No199（1996.6）」株式会社新技術コミュニケーションズ）に述べられている。
【００６２】
［２．１．４］第１実施形態にかかる情報記録再生装置の動作
次に、本実施形態にかかる情報記録再生装置ＲＰの動作について、（１）多層ディスクＤＫに対するデータ記録時、（２）多層ディスクＤＫに記録されたデータの再生時、の順に説明する。
【００６３】
（１）データ記録時の動作
まず、ユーザが図示せぬ入力部に対してデータを記録する旨の入力操作を行うと、制御部Ｃは、図４及び図５に示す処理を開始する。この処理において、制御部Ｃは、まず、データの記録対象となる記録層が第０記録層Ｌ０であるか否かを判定し（ステップＳａ１）、「ｙｅｓ」と判定した場合、従来の手法に従って第０記録層Ｌ０に対するデータの記録処理を行い（ステップＳａ２３）、処理を終了する。
【００６４】
具体的には、この際、制御部Ｃは、スイッチＳＷを端子ｂに接続させ、ＤＰＰトラッキングサーボ回路ＤＰＰからアクチュエータ部１０１に対するラインをＯＮにすると共に、液晶ドライブ回路ＬＣＤに対して制御信号を出力して液晶グレーティング１０３を回折格子として作用させ、０次光及びトラッキング用光ビームを発生させる。また、制御部Ｃは、信号処理部ＳＰに対して制御信号を出力し、入力端子ｉｎ（信号処理部ＳＰ）に入力されたデータに対応する駆動信号を出力させ、この結果、当該出力された駆動信号が駆動回路Ｄにおいて増幅された後、光源１０７へと供給されて、光源１０７から記録パワーの光ビームが出力される。一方、光源１０７から出力された光ビームは、液晶グレーティング１０３において回折され、λ／４板１０２において円偏光された後、０次光及びトラッキング用光ビームが第０記録層Ｌ０に集光され、この結果、当該データに対応したピットが第０記録層Ｌ０に順次形成されていくこととなる。
【００６５】
このようにして、第０記録層Ｌ０に対するデータの記録が開始されると、第０記録層用ディテクタ１０８においては多層ディスクＤＫの第０記録層Ｌ０からの反射光が順次受光され、当該反射光に対応した検出信号が順次ＤＰＰトラッキングサーボ回路ＤＰＰＳ及びフォーカスサーボ回路ＦＳに供給される。ＤＰＰトラッキングサーボ回路ＤＰＰＳ及びフォーカスサーボ回路ＦＳにおいては、この検出信号に基づいてトラッキングエラー信号及びフォーカスエラー信号が生成され、この結果、アクチュエータ部１０１においてトラッキング補正及びフォーカス補正が行われることとなる。
【００６６】
これに対して、ステップＳａ１において記録対象となる記録層が第１記録層Ｌ１であるものと判定された場合（「ｎｏ」）、制御部Ｃは、ジャストフォーカス制御を行うための処理を実行する（ステップＳａ２〜Ｓａ１７）。具体的には、制御部Ｃは、液晶ドライブＬＣＤに対して制御信号を出力する（ステップＳａ２）。この結果、液晶ドライブ回路ＬＣＤにより液晶グレーティング１０３が駆動され、光源１０７から出力された光ビームが０次光及び１次光に回折される状態に変更されることとなる。
【００６７】
この際の液晶グレーティング１０３における、０次光及び＋１次光の光量比は任意である。しかし、データ記録時に光源１０７から記録パワーの光ビームを出力した場合、０次光の光量を多くしてしまうと、当該０次光により第０記録層Ｌ０において相変化が生じてしまう。このため、この際における光量比は０次光対＋１次光の比において、１対１０〜２０程度とすることが望ましい。なお、０次光及び＋１次光の回折効率は、液晶グレーティング１０３における格子部分の屈折率を変化させることにより変更できるものであるため、この際、液晶ドライブ回路ＬＣＤは、各電極ａ-ｋに印加すべき電圧値を変更することにより回折効率を制御する。
【００６８】
次いで、制御部Ｃは、記録層Ｌ０及びＬ１の各々に照射される光ビームの調整を行うべく、信号出力部ＳＰに対して制御信号を出力し、光源１０７から再生用の光ビーム（再生パワー）が出力されるように制御を行う（ステップＳａ３）。この結果、信号処理部ＳＰから所定の駆動信号が出力され、当該駆動信号がレーザ駆動回路Ｄにおいて増幅された後、光源１０７に供給される。
【００６９】
このようにして、光源１０７に対する駆動信号の供給が行われると、光源１０７から再生パワーの光ビームが出力され、ホログラム素子１０６、偏光性シリンドリカルレンズ１０５、集光レンズ１０４、を透過して、液晶グレーティング１０３に照射される。そして、この光ビームが液晶グレーティング１０３において０次光及び＋１次光に回折され、λ／４板１０２により円偏光された後、アクチュエータ部１０１の対物レンズによって多層ディスクＤＫに集光される。この際、対物レンズに入射した０次光は第０記録層Ｌ０に集光されると共に、＋１次光は第１記録層に集光されることとなる。
【００７０】
一方、対物レンズによって第１記録層Ｌ０及び第１記録層Ｌ１に集光された０次光及び＋１次光は、各記録層Ｌ０及びＬ１に設けられた反射膜１３及び１８により反射され、０次反射光及び＋１次反射光として対物レンズを透過し、λ／４板１０２において直線偏光された後、液晶グレーティング１０３、集光レンズ１０４を透過し、偏光性シリンドリカルレンズ１０５において非点収差を与えられる。そして、両反射光は、ホログラム素子１０６へと入射した後、ホログラム素子１０６により分光されて、各々、第０記録層用ディテクタ１０８及び第１記録層用ディテクタ１０９に受光される状態となる。
【００７１】
このようにして、０次反射光及び＋１次反射光が各々、第０記録層用ディテクタ１０８及び第１記録層用ディテクタ１０９に受光される状態になると両エラー検出回路ＥＤ０及びＥＤ１からエラー信号が出力される状態となる。ここで、両エラー検出回路ＥＤ０及びＥＤ１におけるエラー信号の出力手法は上記のように任意である。
【００７２】
次いで、制御部Ｃは、第１記録層エラー検出回路ＥＤ１からのエラー信号を非アクティブにすると共に、第０記録層エラー検出回路ＥＤ０からのエラー信号をアクティブにした後（ステップＳａ４）、フォーカスサーボ回路ＦＳを制御してアクチュエータ部１０１の対物レンズをフォーカス方向に所定量移動させる（ステップＳａ５）。この結果、第０記録層用ディテクタ１０８における０次反射光の受光状態が変化し、第０記録層エラー検出回路ＥＤ０から出力されるエラー信号が変化することとなる。
【００７３】
一方、制御部Ｃは、この間、第０記録層エラー検出回路ＥＤ０から出力されるエラー信号の変化状態を監視し、第０記録層Ｌ０に対する０次光のフォーカス状態がジャストフォーカス状態（すなわち、最適な状態）にあるか否かを判定する（ステップＳａ６）。そして、この判定において「ｎｏ」と判定した場合には、制御部Ｃは前回のフォーカスサーボによりフォーカス状態が改善された否かを判定する（ステップＳａ７）。この際、制御部Ｃが判定を行う方法は、第０記録層エラー検出回路ＥＤ０におけるエラー信号の出力方法により異なり、上記（方法ａ）〜（方法ｃ）に対して、それぞれ、
＜上記（方法ａ）の方法を採用している場合＞
エラー信号により示される差分値が増加した場合集光状態が悪化したものと判定し、減少した場合集光状態が改善したものと判定する
＜上記（方法ｂ）の方法を採用している場合＞
エラー信号により示されるエラーレートが増大した場合集光状態が悪化したものと判定し、減少した場合改善されたものと判定する
＜上記（方法ｃ）の方法を採用している場合＞
エラー信号により示されるジッタ量が増加した場合集光状態が悪化したものと判定し、減少した場合改善されたものと判定する。
【００７４】
そして、この判定において、「ｙｅｓ」と判定した場合、制御部Ｃは前回のサーボ方向と同一の方向に対してフォーカスの微調整を行うのに対し（ステップＳａ８）、「ｎｏ」と判定した場合、前回のサーボ方向と反対の方向にフォーカスの微調整を行う（ステップＳａ９）。その後、制御部Ｃは０次光がジャストフォーカス状態となるまでステップＳａ６〜Ｓａ９の処理を繰り返す。
【００７５】
このようにして、０次光がジャストフォーカス状態となるとステップＳａ６における判定が「ｙｅｓ」となり、制御部Ｃは、第１記録層Ｌ１に対する所定データの試し書きを行うべく、信号処理部ＳＰに対して制御信号を出力し、光源１０７から出力される光ビームの光量を記録パワーに上昇させる（ステップＳａ１０）。この結果、多層ディスクＤＫの第１記録層Ｌ１に照射される＋１次光の光量が記録パワーに変化し、第１記録層Ｌ１に対するデータの試し書きが行われることとなる。
【００７６】
この記録パワーによる光ビームの照射状態を所定時間続けた後、制御部Ｃは、再度、信号処理部ＳＰに対して制御信号を出力し、光源１０７から出力される光ビームの光量を再生パワーに低減させる（ステップＳａ１１）。そして、制御部Ｃは、第１記録層用エラー検出回路ＥＤ１からのエラー信号のみをアクティブに切り換え（ステップＳａ１２）、液晶ドライブ回路ＬＣＤに対し制御信号を出力する（ステップＳａ１３）。この結果、液晶ドライブ回路ＬＣＤによって液晶グレーティング１０３の格子間隔が変更されて、＋１次光の回折角度が変更され、＋１次光の焦点距離と第１記録層エラー検出回路ＥＤ１から出力されるエラー信号が変化することとなる。
【００７７】
次に、制御部Ｃは、第１記録層エラー検出回路ＥＤ１から出力されるエラー信号に基づき第１記録層Ｌ１に対する＋１次光のフォーカス状態がジャストフォーカス状態にあるか否かを判定し（ステップＳａ１４）、同ステップにおいて「ｎｏ」と判定した場合、制御部Ｃは前回の格子間隔変更によりフォーカス状態が改善された否かを判定する状態となる（ステップＳａ１５）。そして、制御部Ｃは、このステップＳａ１５における判定結果に応じ、次のような制御を行う。
【００７８】
＜「ｙｅｓ」と判定した場合＞
この場合、前回、格子間隔を増大させる方に制御を行っていた場合には、更に格子間隔を増大させるように制御を行い、減少させるように制御を行っていた場合には、更に、減少させるように制御を行う（ステップＳａ１６）。
【００７９】
＜「ｎｏ」と判定した場合＞
この場合、前回、格子間隔を増大させる方に制御を行っていた場合には、逆に格子間隔を減少させる方に制御を行い、減少させるように制御を行っていた場合、増大させるように制御を行う（ステップＳａ１７）。
【００８０】
その後、＋１次光がジャストフォーカス状態となるまで、ステップＳａ１４〜Ｓａ１７の処理が繰り返され、ジャストフォーカス状態となると（ステップＳａ１４「ｙｅｓ」）、制御部Ｃは、ＬＰＰ検出回路ＬＰＤに対して制御信号を出力し、０次光の検出結果に基づいて第０記録層Ｌ０におけるアドレスを取得させる（ステップＳａ１８）。この結果、ＬＰＰ検出回路ＬＰＤにおいては第０記録層用ディテクタ１０８から供給される受光信号からＬＰＰ信号が抽出され、当該ＬＰＰ信号に基づいて第０記録層Ｌ０におけるアドレスが取得される。
【００８１】
次いで、制御部Ｃは、データの記録対象となっている多層ディスクＤＫがパラレルディスクであるか否かを判定し（ステップＳａ１９）、この判定において「ｙｅｓ」と判定した場合、制御部ＣはＬＰＰ検出回路ＬＰＤから供給されるアドレスを、そのまま、第１記録層Ｌ１のアドレスに設定して、当該アドレスを示すアドレス情報を生成する（ステップＳａ２０）。これに対して、記録対象となっている多層ディスクＤＫがオポジットディスクである場合、制御部ＣはステップＳａ１９において「ｎｏ」と判定し、ＬＰＰ検出回路ＬＰＤから供給されたアドレスを第１記録層Ｌ１上におけるものに変換し、当該変換後のアドレスを示すアドレス情報を生成する（ステップＳａ２１）。
【００８２】
ここで、パラレルディスクとは第０記録層Ｌ０における記録方向（例えば、多層ディスクＤＫの内周側から外周側）と第１記録層Ｌ１における記録方向が同一の多層ディスクＤＫを意味し、オポジットディスクとは記録方向が反対（例えば、第０記録層Ｌ０が内周側から外周側の記録方向を有する場合に、第１記録層Ｌ１が外周側から内周側の記録方向を有する場合）になる多層ディスクＤＫを意味している。
【００８３】
なお、データの記録対象となる多層ディスクＤＫがオポジットディスクである場合に、制御部Ｃがアドレスを変換する方法については任意であり、例えば、第０記録層Ｌ０におけるアドレスを第１記録層Ｌ１におけるアドレスに変換するための変換テーブルを設け、この変換テーブルを用いてアドレスの変換を行うようにしても良い。
【００８４】
以上の処理が完了し、第１記録層Ｌ１におけるアドレスを示すアドレス情報が生成されると、制御部Ｃは、第１記録層Ｌ１に対するデータの記録処理を実行して（ステップＳａ２２）、処理を終了する。
【００８５】
このステップＳａ２２における第１記録層Ｌ１へのデータ記録処理において制御部Ｃは、まず、スイッチＳＷにおける接続先を端子ｂに切り換え、ＤＰＰトラッキングサーボ回路ＤＰＰＳからアクチュエータ部１０１に対するラインをＯＮにする。次いで、制御部Ｃは、生成したアドレス情報に基づいて光ピックアップＰＵのスレッドコントロールを行い、当該アドレス情報に対応する多層ディスクＤＫ上の位置まで光ピックアップＰＵを移動させる。そして、多層ディスクＤＫのデータ記録位置が特定されると、制御部Ｃは、信号処理部ＳＰに対してアドレス情報を付加した制御信号を出力し、入力端子ｉｎ（信号処理部ＳＰ）に入力されたデータに対応する駆動信号を出力させる。
【００８６】
一方、信号処理部ＳＰにおいては、制御部Ｃから供給されるアドレス情報に基づいて第１記録層Ｌ１における各セクタのセクタ番号や当該セクタに対応するアドレスが決定され、第１記録層Ｌ１に記録するデータに対応した駆動信号が出力される。この信号処理部ＳＰから出力された駆動信号は駆動回路Ｄにおいて増幅された後、光源１０７へと供給されて、光源１０７から記録パワーの光ビームが出力されることとなる。そして、光源１０７から出力された光ビームは、液晶グレーティング１０３において回折され、＋１次光が第１記録層Ｌ１に集光される結果、第１記録層Ｌ１に、順次、データが記録されていくこととなる。
【００８７】
これに対して、０次光は第０記録層Ｌ０に集光されて、第０記録層Ｌ０において反射された後、０次反射光として第０記録層用ディテクタ１０８に受光される。そして、０次反射光が受光されると、第０記録層用ディテクタ１０８から当該反射光に対応した検出信号が順次ＤＰＰトラッキングサーボ回路ＤＰＰＳ及びフォーカスサーボ回路ＦＳに供給される。ＤＰＰトラッキングサーボ回路ＤＰＰＳ及びフォーカスサーボ回路ＦＳにおいては、この検出信号に基づいてトラッキングエラー信号及びフォーカスエラー信号が生成され、この結果、アクチュエータ部１０１においてトラッキングサーボ及びフォーカスサーボが行われることとなる。
【００８８】
（２）データ再生時の動作
次に、多層ディスクＤＫに記録されたデータの再生時における動作を説明する。なお、本実施形態にかかる多層ディスクＤＫの各記録層Ｌ０及びＬ１に記録されたデータを各層毎に再生する際の動作は従来の多層ディスク再生装置と同様であるため、詳細は省略し、第０記録層Ｌ０及び第１記録層Ｌ１に記録されているデータを同時に再生する場合について説明する。
【００８９】
まず、ユーザが図示せぬ入力部に対してデータの同時再生を行う旨の入力操作を行うと、制御部Ｃは、図６に示す処理を開始する。この処理において、制御部Ｃは、まず、液晶ドライブ回路ＬＣＤに対して制御信号を出力する（ステップＳｂ１）。この結果、液晶ドライブ回路ＬＣＤにより液晶グレーティング１０３が駆動され、光源１０７から出力された光ビームが０次光及び＋１次光に回折される状態に変更されることとなる。この際、制御部Ｃは、０次光と＋１次光の光量比が１対１になるように液晶ドライブ回路ＬＣＤを制御する。
【００９０】
次いで、制御部Ｃは、両記録層Ｌ０及びＬ１の各々に照射される光ビームの調整を行うべく、光源１０７から再生パワーの光ビームが出力されるように信号出力部ＳＰを制御する（ステップＳｂ２）。この結果、光源１０７から再生パワーの光ビームが出力され、液晶グレーティング１０３において０次光及び＋１次光に回折され、アクチュエータ部１０１の対物レンズによって０次光が第０記録層Ｌ０に、＋１次光が第１記録層Ｌ１にそれぞれ集光されることとなる。
【００９１】
一方、対物レンズによって第１記録層Ｌ０及び第１記録層Ｌ１に集光された０次光及び＋１次光は、各記録層Ｌ０及びＬ１に設けられた反射膜１３及び１８により反射され、０次反射光及び＋１次反射光として、各々第０記録層用ディテクタ１０８及び第１記録層用ディテクタ１０９に受光される状態となる。
【００９２】
このようにして、０次反射光及び＋１次反射光が各々ディテクタ１０８及び１０９に受光されると両エラー検出回路ＥＤ０及びＥＤ１からエラー信号が出力される。ここで、両エラー検出回路ＥＤ０及びＥＤ１におけるエラー信号の出力手法は、上記ごとく任意である。
【００９３】
次いで、制御部Ｃは、第１記録層エラー検出回路ＥＤ１からのエラー信号を非アクティブにすると共に、第０記録層エラー検出回路ＥＤ０からのエラー信号をアクティブにした後（ステップＳｂ３）、フォーカスサーボ回路ＦＳを制御してアクチュエータ部１０１の対物レンズをフォーカス方向に所定量移動させ（ステップＳｂ４）、第０記録層Ｌ０に対する０次光のフォーカス状態が最適の状態、すなわち、ジャストフォーカス状態にあるか否かを判定する（ステップＳｂ５）。そして、この判定において「ｎｏ」と判定した場合、制御部Ｃは前回のフォーカスサーボによりフォーカス状態が改善された否かを判定し（ステップＳｂ６）、「ｙｅｓ」と判定した場合、制御部Ｃは前回のサーボ方向と同一の方向に対してフォーカスの微調整を行うのに対し（ステップＳｂ７）、「ｎｏ」と判定した場合、前回のサーボ方向と反対の方向にフォーカスの微調整を行う（ステップＳｂ８）。その後、制御部Ｃは、０次光がジャストフォーカス状態となるまでステップＳｂ５〜Ｓｂ８の処理を繰り返す。
【００９４】
次に、０次光がジャストフォーカス状態となりステップＳｂ５における判定が「ｙｅｓ」となると、制御部Ｃは、第１記録層用エラー検出回路ＥＤ１からのエラー信号のみをアクティブに切り換え（ステップＳｂ９）、液晶ドライブ回路ＬＣＤに対し制御信号を出力して、液晶グレーティング１０３の格子間隔を変更させる（ステップＳｂ１０）。そして、第１記録層エラー検出回路ＥＤ１から出力されるエラー信号に基づき第１記録層Ｌ１に対する＋１次光のフォーカス状態がジャストフォーカス状態にあるか否かを判定し（ステップＳｂ１１）、同ステップにおいて「ｎｏ」と判定した場合、制御部Ｃは前回の格子間隔変更によりフォーカス状態が改善された否かを判定する状態となる（ステップＳｂ１２）。
【００９５】
次いで、制御部Ｃは、上記図５のステップＳａ１５〜ステップＳａ１７と同様に、ステップＳｂ１２における判定結果に応じて、液晶ドライブ回路ＬＣＤに対して制御信号を出力して、液晶グレーティング１０３における格子間隔を変更させる（ステップＳｂ１３及び１４）。
【００９６】
その後、＋１次光がジャストフォーカス状態になるまで、ステップＳｂ１１〜Ｓｂ１４の処理を繰り返し、ジャストフォーカス状態となると制御部Ｃは、第０記録層Ｌ０及び第１記録層Ｌ１に記録されたデータの再生処理を実行し（ステップＳｂ１５）、再生処理が完了した時点で処理を終了する。
【００９７】
この再生処理に際して、制御部Ｃは、再生部Ｐに対して制御信号を出力し、第０記録層用ディテクタ１０８及び第１記録層用ディテクタ１０９から供給される検出信号（ＲＦ信号）を外部に出力させる。また、この際、制御部Ｃは、スイッチＳＷにおける接続先を端子ａに切り換え、ＤＰＤトラッキングサーボ回路ＤＰＤからアクチュエータ部１０１に対するラインをＯＮにする。この結果、順次、第０記録層用ディテクタ１０８から出力される受光信号に基づいて、フォーカスサーボが行われると共に、ＤＰＤ方式によるトラッキングサーボが行われることとなる。
【００９８】
このようにして、本実施形態にかかる情報記録再生装置ＲＰは、光ビームを照射する光源１０７や液晶グレーティング１０３と、この光ビームを少なくとも二の前記記録層に集光させる対物レンズと、少なくとも第０記録層Ｌ０からの０次反射光を受光する第０記録層用ディテクタ１０８と第１記録層用ディテクタ１０９と、この受光した０次反射光に基づいてトラッキングエラー信号を生成するＤＰＰトラッキングサーボ回路ＤＰＰＳ及びＤＰＤトラッキングエラー回路ＤＰＤＳと、トラッキングエラー信号に基づいて対物レンズを変位させ、光ビームの記録層における集光点を変位させるアクチュエータ部１０１と、を有する構成となっている。
【００９９】
この構成により、光源１０７から出力された光ビームが液晶グレーティング１０３において回折され、第０記録層Ｌ０に０次光が集光されて、反射された後、第０記録層用ディテクタ１０８に受光され、当該反射光に応じてトラッキングエラー信号が生成されて、当該トラッキングエラー信号に基づいて対物レンズが変位する。このため、多層ディスクＤＫの第１記録層Ｌ１を略平滑なミラー面として構成した場合であっても、第０記録層Ｌ０からの０次反射光を用いてトラッキングサーボを行い、第１記録層Ｌ１に対して確実にデータを記録することが可能となる。
【０１００】
また、本実施形態にかかる情報記録再生装置ＲＰにおいて液晶グレーティング１０３は、複数の電極ａ-ｋの設けられた領域に分割されると共に、液晶ドライブ回路ＬＣＤによる制御の下、各領域毎に電圧の印加状態に応じて屈折率が変化する構成となっている。このため、複雑な構成を採用することなく、各領域毎に液晶グレーティング１０３の屈折率を電気的に変更することが可能となる。この場合において、液晶グレーティング１０３は、中心を一致させ、一定の間隔をもって配置された複数の輪形電極ａ-ｋにより領域を分割するようにしても良い。
【０１０１】
また、本実施形態にかかる情報記録再生装置ＲＰにおいて液晶ドライブ回路ＬＣＤは、各電極ａ-ｋに印加する電圧を制御することにより、回折格子の格子間隔を変更する構成となっている。このため、電気的な制御により簡易に格子間隔を変更させて回折角度を変更することが可能となり、もって、多層ディスクＤＫ毎に層間距離が異なる場合であっても、確実にジャストフォーカス状態を実現することが可能となる。
【０１０２】
また更に、本実施形態にかかる情報記録再生装置ＲＰにおいては、多層ディスクＤＫからの０次反射光及び＋１次反射光を分光するホログラム素子１０６が設けられており、これにより０次反射光と＋１次反射光が分光されるため、両ディテクタ１０８及び１０９において確実に０次反射光と＋１次反射光を独立して受光することが可能となる。
【０１０３】
更に、本実施形態にかかる情報記録再生装置ＲＰにおいては、受光した反射光に基づいてプッシュプル方式にてトラッキングエラー信号を生成するＤＰＰトラッキングサーボ回路ＤＰＰＳと、受光した反射光に基づいてＤＰＤ方式にてトラッキングエラー信号を生成するＤＰＤトラッキングサーボ回路ＤＰＤＳを設け、多層ディスクＤＫに対するデータの記録時にはプッシュプル方式で生成したトラッキングエラー信号に基づいてアクチュエータ部１０１を駆動する一方、データの再生時にはＤＰＤ方式で生成したトラッキングエラー信号に基づいてアクチュエータ部１０１を制御する構成が採用されている。このため、各記録層Ｌ０及びＬ１にデータが記録されていない状態及び記録された状態の双方において、確実にトラッキングサーボを行うことが可能となる。
【０１０４】
なお、上記実施形態においては、回折格子として液晶グレーティング１０３を用いた構成を採用していたが、例えば、２焦点発生用ホログラムやＰＬＺＴ（ジルコンチタン酸鉛にストロンチウムをドープしたセラミック）、電気光学素子等により構成した回折格子により液晶グレーティング１０３を代替するようにしても良い。
【０１０５】
また、上記実施形態においては、第０記録層Ｌ０及びＬ１に対してデータを記録する場合について説明したが、多層ディスクＤＫを３層、４層といった多層のディスクとして構成する場合であっても、上記と全く同様の手法によりデータ記録を行うことが可能である。但し、この場合、記録対象となっている層によって、第０記録層Ｌ０との距離が変動するため、液晶グレーティング１０３を適宜制御して、焦点距離を変更することが必要となる。
【０１０６】
また更に、この場合、２次光、３次光を第２記録層、第３記録層に照射し、多層に記録されたデータを同時再生するようにしても良い。
【０１０７】
更に、本実施形態にかかる情報記録再生装置ＲＰにおいては、制御部Ｃ及びレーザ駆動回路Ｄ等を光ピックアップＰＵと別体のＣＰＵ等の装置により構成した例について説明したが、これらは光ピックアップＰＵと一体的に構成するようにしても良い。
【０１０８】
更にまた、上記実施形態においては、データの記録時に差動プッシュプル方式のトラッキング補正を行う構成を採用したが、単純なプッシュプル方式や３ビーム方式を用いるようにしても良い。また更に、上記実施形態においては非点収差法を用いてフォーカスサーボを行う構成を採用したが、所謂、山登り法等の他のフォーカスサーボ方式を用いるようにしても良い。
【０１０９】
また、上記実施形態にかかる情報記録再生装置ＲＰにおいては、ＤＰＰトラッキングサーボ回路ＤＰＰＳとＤＰＤトラッキングサーボ回路ＤＰＤＳを設け、多層ディスクＤＫに記録されたデータの再生時にＤＰＤ方式により、トラッキグサーボを行う構成を採用した。しかし、ＤＰＰトラッキングサーボ回路ＤＰＰのみを設け、データ再生時に関してもＤＰＰ方式によりトラッキングサーボを行うようにしても良い。
【０１１０】
また更に、ＤＰＰトラッキングサーボ回路ＤＰＰＳとＤＰＤトラッキングサーボ回路ＤＰＤＳの双方を設けた態様においては、多層ディスクＤＫの記録状態に応じて、何れか一方のトラッキングサーボ回路ＤＰＰＳ及びＤＰＤＳにより得られたトラッキングエラー信号を選択し、当該選択されたトラッキングエラー信号を用いてトラッキングサーボを行うことも可能である。例えば、第０記録層Ｌ０に既にデータが記録されている場合、０次反射光に基づいてＲＦ信号を得ることが可能となる。このため、第０記録層Ｌ０に既にデータが記録されている状態で第１記録層Ｌ１にデータを記録する場合には、ＤＰＰ方式を用いずに、ＤＰＤ方式によりトラッキングサーボを行うことも可能となるのである。従って、第１記録層Ｌ１に対するデータ記録開始時に第０記録層Ｌ０のデータ記録状態を検出し、既記録の状態ならばＤＰＤ方式、未記録の状態ならばＤＰＰ方式を採用するようなことも可能である。この場合、第０記録層Ｌ０のデータ記録状態の検出結果に応じてスイッチＳＷを切り換えて、ＤＰＤトラッキングサーボ回路ＤＰＤＳ或いはＤＰＰトラッキングサーボ回路ＤＰＰＳを選択するようにすれば良い。
【０１１１】
［２．１．５］第１実施形態の変形例
上記実施形態においては、０次反射光の波面に対応したホログラムと、＋１次反射光の波面に対応したホログラムとを形成したホログラム素子１０６を０次反射光及び＋１次反射光が両ディテクタ１０８及び１０９に戻る光路上に配置することにより、０次反射光と＋１次反射光とを分光する方法を採用していた。
【０１１２】
しかし、０次反射光と＋１次反射光を分光する方法は、これに限らず、以下のような方法を採用することもできる。
【０１１３】
まず、通常、多層ディスクＤＫにおける０次反射光と＋１次反射光とでは、僅かに広がり角度が異なっている。従って、所謂、共焦点光学系を構成して、両反射光を分光することも可能である。具体的には、０次反射光と＋１次反射光の光路上にピンホールを配した素子を設け、何れか一方の反射光のみ、このピンホールを透過させて１つのディテクタにより受光すると共に、他方の反射光に関しては、当該素子上において反射させ、他のディテクタにおいて受光するのである。
【０１１４】
また、他の方法としては、０次反射光と＋１次反射光の光路上にビームスプリッタを設け、このビームスプリッタにより広がり角度の異なる０次反射光と＋１次反射光を分光することも可能である。
【０１１５】
［２．２］第２実施形態
［２．２．１］第２実施形態の構成及び動作
次に、本実施形態にかかる情報記録再生装置ＲＰ２の構成を示すブロック図である図７を参照しつつ、本実施形態にかかる情報記録再生装置ＲＰ２の構成及び動作について説明する。なお、同図において上記図２に示した要素と同様の要素については、同様の符号を付してある。
【０１１６】
ここで、上述した第１実施形態にかかる情報記録再生装置ＲＰにおいては、光源１０７から出力された光ビームを液晶グレーティング１０３において回折させ０次光及び＋１次光を発生させて、各々第０記録層Ｌ０及び第１記録層Ｌ１に集光させる構成が採用されていた。これに対して本実施形態にかかる情報記録再生装置ＲＰ２においては、２つの光源から光ビームを出力し、これらの光ビームを各々第０記録層Ｌ０及び第１記録層Ｌ１に集光させ、各々別個独立に受光することにより、多層ディスクＤＫの第１記録層Ｌ１に対するデータの記録及び同時再生を実現しようとするものである。
【０１１７】
かかる機能を実現すべく、本実施形態にかかる情報記録再生装置ＲＰ２の光ピックアップＰＵ２には、アクチュエータ部１０１と、集光レンズ１０４と、が設けられると共に、ビームスプリッタ１１０と、第０記録層用ＨＲ１１１と、第１記録層用ＨＲ１１２と、が設けられている。
【０１１８】
これら第０記録層用ＨＲ１１１及び第１記録層用ＨＲ１１２は、共に光ビームを出力するレーザチップと受光素子が同一基板上に配置されると共に、当該基板の光ビームの出力側に対向してホログラム素子が設けられた構成を有しており、本実施形態において光源及びディテクタとしての機能を実現するためのものである。このホログラム素子は、レーザチップから出力された光ビームを、そのまま透過させると共に、当該光ビームの入射面と反対の面から入射される光ビームを屈折させ基板上の受光素子に集光させる機能を有しており、上記図２のホログラム素子１０６とは異なる機能を有するものとなっている。なお、この場合におけるＨＲの構成例に関しても、上記文献に記載された構成を採用することができる。
【０１１９】
本実施形態においては、光ディスクＤＫに対するデータ記録時に、これら両ＨＲ１１１及び１１２の双方から光ビームを出力し、第０記録層用ＨＲ１１１により出力された光ビームを第０記録層Ｌ０に、第１記録層用ＨＲ１１２により出力された光ビームを第１記録層Ｌ１に、集光させる。そして、両記録層Ｌ０及びＬ１からの反射光を各々、両ＨＲ１１１及び１１２に設けられた受光素子により受光することで、第１記録層Ｌ１に対するデータの記録を実現する構成となっている。
【０１２０】
ここで、本実施形態のごとく、同一波長の光ビームを第０記録層Ｌ０及び第１記録層Ｌ１の双方に同時照射した場合、第０記録層Ｌ０からの反射光と、第１記録層Ｌ１からの反射光を如何にして分光し、受光するかが問題となる。本実施形態においては、かかる課題点を解決すべく次のような方法を採用している。
【０１２１】
まず、第０記録層用ＨＲ１１１及び第１記録層用ＨＲ１１２の各々から互いに異なる偏光方向に対して直線偏光した光ビームを出力する。なお、直線偏光の方向及び偏光方法については任意であるが、本実施形態においては両ＨＲ１１１及び１１２の各々に対して波長板を設け、第０記録層用ＨＲ１１１からの光ビームについてはＰ偏光（ＴＥ波）、第１記録層用ＨＲ１１２からの光ビームについてはＳ偏光（ＴＭ波）するものとして説明を行う（以下、「Ｐ偏光光ビーム」及び「Ｓ偏光光ビーム」という）。
【０１２２】
また、第０記録層用ＨＲ１１１及び第１記録層用ＨＲ１１２からの光路上には、ビームスプリッタ１１０としてＰＢＳ（偏光ビームスプリッタ）を設け、このビームスプリッタ１１０により光ビームを分光する。この結果、第０記録層用ＨＲ１１１から出力されたＰ偏光光ビームは、ビームスプリッタ１１０、集光レンズ１０４を透過し、アクチュエータ部１０１の対物レンズにより第０記録層Ｌ０に集光されて反射された後（以下、この反射光を「Ｐ偏光反射光」という）、再度、対物レンズ等を透過し、更にビームスプリッタ１０１を透過して第０記録層用ＨＲ１１１に受光される。
【０１２３】
一方、第１記録層用ＨＲ１１２から出力されたＳ偏光光ビームは、ビームスプリッタ１１０において反射され、集光レンズ１０４及び対物レンズを透過して第１記録層Ｌ１に集光される。そして、このＳ偏光光ビームは光ディスクＤＫにおいて反射され（以下、この反射光を「Ｓ偏光反射光」という）、対物レンズ等を透過して、ビームスプリッタ１１０にて反射された後、第１記録層用ＨＲ１１２に受光される。
【０１２４】
なお、多層ディスクＤＫの反射膜１３及び１８における光ビームの反射は固定端反射となり、位相差は生じず、よって偏光面の変化も生じないため上記受光形態が実現される。但し、ビームスプリッタ１１０にとメインアクチュエータ部１０１にとの間にλ／４板を設けた場合、波長板を透過する際に偏光方向が変化してしまうため上記受光形態が実現できなくなる。従って、本実施形態においては波長板を設けていないものとして説明を行い、この波長板を設けた構成については後述する。
【０１２５】
ここで、留意すべき点が幾つかある。その一つは、本実施形態の場合、同一波長の２つの光ビームを１つの対物レンズを用いて２つの記録層Ｌ０及びＬ１にフォーカスさせる必要性がある点である。従って、光学系の設計に際しては、例えば、次のような工夫を凝らすことが必要となる。
（１）対物レンズの開口数を中心部分と他の部分とで異ならせて設計し、第０記録層用ＨＲ１１１から出力されるＰ偏光光ビームに関しては対物レンズの中心部分を用いて第０記録層Ｌ０に集光させると共に、第１記録層用ＨＲ１１２から出力されたＳ偏光光ビームに関しては対物レンズの中心部分以外を用いて第１記録層Ｌ１に集光させる。
（２）２つの光源の発光点位置を光学倍率×２層間の距離分だけ離して設計する。具体的には、製造時に光源位置の精度合わせを行い、ピエゾ素子を用いて光源（図７の場合、両ＨＲ１１１或いは１１２）の配置位置を変位可能とする。そして、何れかのＨＲ１１１及び１１２とビームスプリッタ１１０との間にレンズアクチュエータを設けて発光点位置を擬似的に変位可能とする等の方法を採用することが可能である。
（３）何れかのＨＲ１１１及び１１２とビームスプリッタ１１０との間にサブレンズを設け、両ＨＲ１１１及び１１２から出力された光ビームの焦点位置を意図的にずらす。
【０１２６】
次に、もう１つの留意点は、本実施形態においてはλ／４板を設けておらず、直線偏光されたＰ偏光光ビーム及びＳ偏光光ビームを用いる構成を採用しているため、例えば、開口数０．５以上の対物レンズを用いてしまうと、多層ディスクＤＫの各記録層Ｌ０及びＬ１に集光された際の集光スポット形状が微妙に異なってしまう点である。従って、両光ビームの集光スポット形状が一致するようにホログラムの形状（すなわち、両ＨＲ１１１及び１１２に設けられたホログラム素子のホログラム形状）を決定することが必要となる。
【０１２７】
このような構成を有する情報記録再生装置ＲＰ２により、多層ディスクＤＫの第１記録層Ｌ１にデータを記録する場合、制御部Ｃは、信号処理部ＳＰを制御し、第０記録層用ＨＲ１１１から再生パワーのＰ偏光光ビームを出力させ、第０記録層Ｌ０からのＰ偏光反射光の受光信号に基づいてアドレス情報を生成する。なお、情報記録再生装置ＲＰにおける、この際の動作は、上述した図５ステップＳａ１８〜２１と同様である。
【０１２８】
このようにしてアドレス情報が生成されると、制御部Ｃは、第１記録層Ｌ１に対するデータの記録を開始すべく、まず、スイッチＳＷにおける接続先を端子ｂに切り換え、ＤＰＰトラッキングサーボ回路ＤＰＰからアクチュエータ部１０１に対するラインをＯＮにする。次いで、制御部Ｃは、生成したアドレス情報に基づいて光ピックアップＰＵのスレッドコントロールを行い、当該アドレス情報に対応する多層ディスクＤＫ上の位置まで光ピックアップＰＵを移動させる。このようにして、多層ディスクＤＫのデータ記録位置が特定されると、制御部Ｃは、信号処理部ＳＰに対してアドレス情報を付加した制御信号を出力する。
【０１２９】
一方、この制御信号が入力された信号処理部ＳＰは、アドレス情報に基づいて第１記録層Ｌ１における各セクタのセクタ番号や当該セクタに対応するアドレスを決定する。そして、信号処理部ＳＰは、記録すべきデータに対応した駆動信号をレーザ駆動回路Ｄに出力すると共にレーザ駆動回路Ｄの増幅率を制御し、第１記録層用ＨＲ１１２から記録対象となるデータに対応した記録パワーのＳ偏光光ビームを出力させると共に、第０記録層用ＨＲ１１１から再生パワーのＰ偏光光ビームを出力させる。この結果、第１記録層用ＨＲ１１２から記録パワーのＳ偏光光ビームが出力され、ビームスプリッタ１１０において反射された後、第１記録層Ｌ１に集光されて、順次、データが記録されていくこととなる。
【０１３０】
これに対して、第０記録層用ＨＲ１１１から出力された再生パワーのＰ偏光光ビームはビームスプリッタ１１０を透過した後、第０記録層Ｌ０に集光されて、Ｐ偏光反射光として第０記録層用ＨＲ１１１に受光される。そして、Ｐ偏光反射光が受光されると、第０記録層用ＨＲ１１１から当該反射光に対応した検出信号が順次ＤＰＰトラッキングサーボ回路ＤＰＰＳ及びフォーカスサーボ回路ＦＳに供給され、アクチュエータ部１０１においてトラッキング補正及びフォーカス補正が行われることとなる。
【０１３１】
また、第０記録層Ｌ０及び第１記録層Ｌ１に記録されているデータを同時再生する場合も同様に、第０記録層用ＨＲ１１１及び第１記録層用ＨＲ１１２から再生用のＰ偏光光ビーム及びＳ偏光光ビーム（再生パワー）が出力されて、両ＨＲ１１１及び１１２から供給される受光結果に対応した受光信号に基づいて再生部Ｐが外部出力を行うこととなる。
【０１３２】
このようにして本実施形態にかかる情報記録再生装置ＲＰ２によれば、２つのＨＲ１１１及び１１２を設け、両ＨＲ１１１及び１１２から出力された光ビームを対物レンズにより第０記録層Ｌ０及び第１記録層Ｌ１に集光させる構成とした場合であっても、第１記録層Ｌ１を略平滑な面として形成した多層ディスクＤＫに対するデータの記録及び再生を確実に行うことが可能となる。
【０１３３】
また、本実施形態にかかる情報記録再生装置ＲＰ２においては、第０記録層用ＨＲ１１１からＰ偏光された光ビームを、第１記録層用ＨＲからＳ偏光された光ビームを出力する構成としたため、ビームスプリッタ１１０を用いて確実に反射光を分光することが可能となる。
【０１３４】
なお、上記実施形態においては、ビームスプリッタ１１０を用いて２つのＨＲから出力された光ビームを分光する構成について説明したが、例えば、光学的な等方性領域と異方性領域とが交互に積層された構造を有する屈折率変調型の、所謂、偏光選択性ホログラム素子を用いた場合、Ｐ偏光反射光とＳ偏光反射光を分光することが可能となるため、基板上に２つのレーザチップと偏光板、受光素子を積層形成して、偏光選択性ホログラム素子を用いてＰ偏光反射光と、Ｓ偏光反射光を各々独立して受光する構成とすることも可能である。
【０１３５】
また、３層、４層といった多層のディスクＤＫを用いる場合、ＨＲを更に幾つか設け、各ＨＲからの光ビームを３層目、４層目に同時照射し、複数記録層に記録されているデータの同時再生を行うようにしても良い。
【０１３６】
［２．２．２］第２実施形態の変形例
（１）変形例１
上記実施形態においては、第１記録層Ｌ１に対するデータの記録時に第０記録層Ｌ０からの反射光はトラッキング補正及びフォーカス補正にのみ用いる構成が採用されていた。しかし、第０記録層Ｌ０に照射するＰ偏光光ビームのパワーを調整することにより、第１記録層Ｌ１に対するデータの記録を行いつつ、第０記録層Ｌ０からの０次反射光を利用して第０記録層Ｌ０に記録されているデータの再生を行うことも可能である。
【０１３７】
この場合、第１記録層Ｌ１に対するデータの記録時に、第０記録層用ＨＲ１１１から再生用のＰ偏光光ビーム（再生パワー）を出力させ、Ｐ偏光反射光の受光結果に応じて再生部Ｐから再生データの出力を行うようにすれば良い。
【０１３８】
また、第０記録層Ｌ０に照射するＰ偏光光ビームのパワーを記録パワーに上昇させ、且つ、記録対象となるデータに対応したＰ偏光光ビームを出力させる構成とすれば、第０記録層Ｌ０及び第１記録層Ｌ１の双方に対してデータの同時記録を行うことも可能となる。
【０１３９】
（２）変形例２
上記実施形態かかる情報記録再生装置ＲＰ２においては、第０記録層Ｌ０及び第１記録層Ｌ１の２つを有する多層ディスクＤＫに対してデータを記録するためのものとなっていた。しかし、多層ディスクＤＫが３層、４層といった多数の記録層を有する場合であっても、各記録層に対してデータを記録することが可能である。
【０１４０】
ここで、留意しなければならないのは、このような多数の記録層を有する多層ディスクＤＫの場合、例えば、第１記録層Ｌ１と、第４記録層とでは、第０記録層Ｌ０からの距離が異なると言うことである。従って、記録対象となる記録層が、どの層であるかによって両ＨＲ１１１及び１１２から出力される光ビームの焦点距離を変化させることが必要となるのである。
【０１４１】
かかる焦点距離の変更方法としては、次のような方法が考えられる。
（１）何れかのＨＲ１１１、１１２とビームスプリッタ１１０との間にサブレンズを設け、更に、このサブレンズをフォーカス方向に移動させるための駆動機構を設けて、両記録層Ｌ０及びＬ１に対するジャストフォーカス状態を設定可能とする構成。
（２）ＨＲ１１１、１１２の配置位置をピエゾ素子により変位させる構成。
【０１４２】
なお、各記録層に対するジャストフォーカスを実現するための制御方法については上述した第１実施形態と同様である。従って、この構成を採用する場合には、第０記録層用エラー検出回路ＥＤ０と第１記録層用エラー検出回路ＥＤ１を設けることが必要となる。
【０１４３】
（３）変形例３
上述のように、上記情報記録再生装置ＲＰ２においては、λ／４板を設けない構成を採用している。しかし、
（ａ）光ピックアップＰＵ２のＳ／Ｎ（Signal／Noise）比を確保しようとする場合、
（ｂ）直線偏光された状態のままで多層ディスクＤＫに集光させたくない場合、
（ｃ）直線偏光された状態のままで受光したくない場合、
（ｄ）偏光依存性グレーティングやホログラムを用いた場合、
には、ビームスプリッタ１１０とアクチュエータ部１０１との間にλ／４板を設けることが望ましい。そこで、本変形例においては、集光レンズ１０４とビームスプリッタ１１０との間にλ／４板を設けた場合の構成例を示す。
【０１４４】
まず、上述したようにλ／４板を設けた場合、両ＨＲ１１１及び１１２から出力される光ビーム（Ｐ偏光、Ｓ偏光）は、λ／４板において円偏光され、集光レンズ１０４に照射されることとなる。また、この光ビームに対する反射光は、再度、λ／４板において偏光され、直線偏光された状態に戻ることとなる。
【０１４５】
ここで、かかる過程を経た場合、往路及び復路において夫々１／４波長づつ位相差を生じ、この結果、Ｐ偏光光ビームは復路においてＳ偏光された状態にてビームスプリッタ１１０に入射することとなる。一方、Ｓ偏光光ビームはＰ偏光された状態にてビームスプリッタ１１０に入射する。
【０１４６】
この結果、第０記録層用ＨＲ１１１から出力された光ビームは、第１記録層用ＨＲ１１２に受光され、第１記録層用ＨＲ１１２から出力された光ビームは、第０記録層用ＨＲ１１１に受光されることとなる。従って、λ／４板を設けた場合、第１記録層用ＨＲ１１２における検出信号に基づいてアクチュエータ部１０１の補正量を算出することが必要となるのである。
【図面の簡単な説明】
【０１４７】
【図１】本願の多層ディスクＤＫの構成を示す模式図である。
【図２】第１実施形態における情報記録再生装置ＲＰの構成を示すブロック図である。
【図３】（ａ）同実施形態における液晶グレーティング１０３の構成を示す模式図である。（ｂ）グレーティングの回折角度の変化に伴う焦点距離の変化を示す図である。
【図４】同実施形態において制御部Ｃが実行する処理を示すフローチャートである。
【図５】同実施形態において制御部Ｃが実行する処理を示すフローチャートである。
【図６】同実施形態において制御部Ｃが実行する処理を示すフローチャートである。
【図７】第２実施形態における情報記録再生装置ＲＰ２の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【０１４８】
ＤＫ・・・光ディスク
Ｌ０・・・第０記録層
Ｌ１・・・第１記録層
ＲＰ、ＲＰ２・・・情報記録再生装置
Ｃ・・・制御部
ＳＰ・・・信号処理部
Ｄ・・・レーザ駆動回路
ＰＵ・・・光ピックアップ
ＬＣＤ・・・液晶ドライブ回路
ＦＳ・・・フォーカスサーボ回路
ＤＰＰＳ・・・ＤＰＰトラッキングサーボ回路
ＤＰＤＳ・・・ＤＰＤトラッキングサーボ回路
ＬＰＤ・・・ＬＰＰ検出回路
ＥＤ０、ＥＤ１・・・第０記録層エラー検出回路、第１記録層エラー検出回路
Ｐ・・・再生部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚み方向に複数の記録層が形成され、前記記録層に光ビームを照射することにより情報を記録又は再生する情報記録媒体であって、
少なくとも一の前記記録層には前記情報記録媒体に対する前記情報の記録又は再生を制御するための制御情報が記録され、他の少なくとも一の前記記録層には前記制御情報が記録されていないことを特徴とする情報記録媒体。
【請求項２】
前記制御情報の記録された前記記録層には、前記制御情報に対応した案内溝が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の情報記録媒体。
【請求項３】
前記制御情報の記録されていない前記記録層は略平滑な面として形成されていることを特徴とする請求項１に記載の情報記録媒体。
【請求項４】
前記略平滑な記録層は前記光ビームを照射することによって反射率に変化を生じる記録膜を含むことを特徴とする請求項３に記載の情報記録媒体。
【請求項５】
前記記録膜は所定の波長の前記光ビームを照射することによって色素変化を生じる色素膜を含むことを特徴とする請求項４に記載の情報記録媒体。
【請求項６】
前記記録膜は前記光ビームを照射することによって反射率に変化を生じる相変化記録膜を含むことを特徴とする請求項４に記載の情報記録媒体。
【請求項７】
前記制御情報の記録されていない記録層と隣り合う記録層には、前記制御情報が記録されていることを特徴とする請求項１に記載の情報記録媒体。
【請求項８】
前記制御情報の記録された記録層は、当該他の記録層よりも前記光ビームの照射面側に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の情報記録媒体。
【請求項９】
複数の記録層を有する情報記録媒体に光ビームを照射すると共に、その反射光を受光し、データの記録及び再生を行う光ピックアップ装置であって、
前記光ビームを照射する光ビーム出力手段と、
前記光ビームを少なくとも二の前記記録層に集光可能な集光手段と、
少なくとも一の前記記録層からの前記反射光を受光する受光手段と、
前記受光した反射光に基づいてトラッキングエラー信号を生成するトラッキングエラー信号生成手段と、
前記トラッキングエラー信号に基づいて前記集光手段を制御して、前記光ビームの前記記録層における集光点を変位させる集光点変位手段と、
を有することを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項１０】
前記集光手段はレンズであり、前記集光点変位手段は前記トラッキングエラー信号に基づいて前記レンズを変位させることを特徴とする請求項９に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１１】
前記集光手段は前記光ビームを少なくとも二つに分割する光分割手段と、分割された各々の光ビームを各々対応する前記記録層に集光させるレンズと、を更に有し、
前記集光点変位手段は前記トラッキングエラー信号に基づいて前記レンズを変位させることを特徴とする請求項９に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１２】
前記光ビーム出力手段は、光源と、当該光源から出力された光ビームを複数の光ビームに分光する分光手段と、を更に有し、
前記集光手段は、前記分光された各光ビームを各々異なる前記記録層に集光させることを特徴とする請求項９に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１３】
前記分光手段は、
複数の領域に分割されると共に、各領域への電圧の印加状態に応じて前記領域毎に屈折率が変化する回折格子と、
前記回折格子を制御する回折格子制御手段と、を更に有することを特徴とする請求項１２に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１４】
前記回折格子は、中心が一致し、一定の間隔をもって配置された複数の輪形領域に分割されていることを特徴とする請求項１３に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１５】
前記回折格子制御手段は、
前記各領域に印加する電圧を制御することにより、前記回折格子の格子間隔を変更することを特徴とする請求項１３に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１６】
前記光ビーム出力手段は、複数の光源を有し、
前記集光手段は、各光源から照射された前記光ビームを各々異なる前記記録層に集光させることを特徴とする請求項９に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１７】
前記複数の光源は、各々異なる偏光方向に偏光された前記光ビームを照射することを特徴とする請求項１６に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１８】
前記受光手段は、
複数の受光部と、
前記各記録層からの反射光を分光し前記複数の受光部の各々に照射する分光手段と、を更に有することを特徴とする請求項９に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１９】
前記トラッキングエラー信号生成手段は、
前記受光した反射光に基づいてプッシュプル方式にてトラッキングエラー信号を生成するプッシュプル回路を更に有することを特徴とする請求項９に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２０】
前記トラッキングエラー信号生成手段は、
前記受光した反射光に基づいてヘテロダイン方式にてトラッキングエラー信号を生成するヘテロダイン回路を更に有することを特徴とする請求項１９に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２１】
前記集光点変位手段は、
前記プッシュプル回路及び前記ヘテロダイン回路の何れか一方にて生成されたトラッキングエラー信号を選択し、当該トラッキングエラー信号に基づいて前記集光手段を制御することを特徴とする請求項２０に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２２】
前記集光点変位手段は、
前記記録層へのデータの記録状態に基づいて前記プッシュプル回路及び前記ヘテロダイン回路の何れか一方にて生成されたトラッキングエラー信号を選択することを特徴とする請求項２１に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１】
厚み方向に複数の記録層が形成され、前記記録層に光ビームを照射することにより情報を記録又は再生する情報記録媒体であって、
少なくとも一の前記記録層には前記情報記録媒体に対する前記情報の記録又は再生を制御するための制御情報が記録され、他の少なくとも一の前記記録層には前記制御情報が記録されていないことを特徴とする情報記録媒体。
【請求項２】
前記制御情報の記録された前記記録層には、前記制御情報に対応した案内溝が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の情報記録媒体。
【請求項３】
前記制御情報の記録されていない前記記録層は略平滑な面として形成されていることを特徴とする請求項１に記載の情報記録媒体。
【請求項４】
前記略平滑な記録層は前記光ビームを照射することによって反射率に変化を生じる記録膜を含むことを特徴とする請求項３に記載の情報記録媒体。
【請求項５】
前記記録膜は所定の波長の前記光ビームを照射することによって色素変化を生じる色素膜を含むことを特徴とする請求項４に記載の情報記録媒体。
【請求項６】
前記記録膜は前記光ビームを照射することによって反射率に変化を生じる相変化記録膜を含むことを特徴とする請求項４に記載の情報記録媒体。
【請求項７】
前記制御情報の記録されていない記録層と隣り合う記録層には、前記制御情報が記録されていることを特徴とする請求項１に記載の情報記録媒体。
【請求項８】
前記制御情報の記録された記録層は、当該他の記録層よりも前記光ビームの照射面側に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の情報記録媒体。
【請求項９】
複数の記録層を有する情報記録媒体に光ビームを照射すると共に、その反射光を受光し、データの記録及び再生を行う光ピックアップ装置であって、
前記光ビームを照射する光ビーム出力手段と、
前記光ビームを少なくとも二の前記記録層に集光可能な集光手段と、
少なくとも一の前記記録層からの前記反射光を受光する受光手段と、
前記受光した反射光に基づいてトラッキングエラー信号を生成するトラッキングエラー信号生成手段と、
前記トラッキングエラー信号に基づいて前記集光手段を制御して、前記光ビームの前記記録層における集光点を変位させる集光点変位手段と、
を有することを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項１０】
前記集光手段はレンズであり、前記集光点変位手段は前記トラッキングエラー信号に基づいて前記レンズを変位させることを特徴とする請求項９に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１１】
前記集光手段は前記光ビームを少なくとも二つに分割する光分割手段と、分割された各々の光ビームを各々対応する前記記録層に集光させるレンズと、を更に有し、
前記集光点変位手段は前記トラッキングエラー信号に基づいて前記レンズを変位させることを特徴とする請求項９に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１２】
前記光ビーム出力手段は、光源と、当該光源から出力された光ビームを複数の光ビームに分光する分光手段と、を更に有し、
前記集光手段は、前記分光された各光ビームを各々異なる前記記録層に集光させることを特徴とする請求項９に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１３】
前記分光手段は、
複数の領域に分割されると共に、各領域への電圧の印加状態に応じて前記領域毎に屈折率が変化する回折格子と、
前記回折格子を制御する回折格子制御手段と、を更に有することを特徴とする請求項１２に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１４】
前記回折格子は、中心が一致し、一定の間隔をもって配置された複数の輪形領域に分割されていることを特徴とする請求項１３に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１５】
前記回折格子制御手段は、
前記各領域に印加する電圧を制御することにより、前記回折格子の格子間隔を変更することを特徴とする請求項１３に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１６】
前記光ビーム出力手段は、複数の光源を有し、
前記集光手段は、各光源から照射された前記光ビームを各々異なる前記記録層に集光させることを特徴とする請求項９に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１７】
前記複数の光源は、各々異なる偏光方向に偏光された前記光ビームを照射することを特徴とする請求項１６に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１８】
前記受光手段は、
複数の受光部と、
前記各記録層からの反射光を分光し前記複数の受光部の各々に照射する分光手段と、を更に有することを特徴とする請求項９に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１９】
前記トラッキングエラー信号生成手段は、
前記受光した反射光に基づいてプッシュプル方式にてトラッキングエラー信号を生成するプッシュプル回路を更に有することを特徴とする請求項９に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２０】
前記トラッキングエラー信号生成手段は、
前記受光した反射光に基づいてヘテロダイン方式にてトラッキングエラー信号を生成するヘテロダイン回路を更に有することを特徴とする請求項１９に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２１】
前記集光点変位手段は、
前記プッシュプル回路及び前記ヘテロダイン回路の何れか一方にて生成されたトラッキングエラー信号を選択し、当該トラッキングエラー信号に基づいて前記集光手段を制御することを特徴とする請求項２０に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２２】
前記集光点変位手段は、
前記記録層へのデータの記録状態に基づいて前記プッシュプル回路及び前記ヘテロダイン回路の何れか一方にて生成されたトラッキングエラー信号を選択することを特徴とする請求項２１に記載の光ピックアップ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００６−１０７６１２（Ｐ２００６−１０７６１２Ａ）
【公開日】平成１８年４月２０日（２００６．４．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２９２４８６（Ｐ２００４−２９２４８６）
【出願日】平成１６年１０月５日（２００４．１０．５）
【出願人】（０００００５０１６）パイオニア株式会社 (3,620)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年４月２０日（２００６．４．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１０月５日（２００４．１０．５）
【出願人】（０００００５０１６）パイオニア株式会社 (3,620)
【Ｆターム（参考）】
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