(57)【要約】【課題】多層の光ディスクを記録媒体とする光学的情報記録装置において、構成要素を低減する。【解決手段】光ディスクは例えば一つのピット付き記録層と複数のピット無し記録層を有する。情報記録装置が有する光ピックアップは切替式レンズ素子を備え、多層の光ディスクに対して照射するレーザ光を、互いに隣接する二つの記録層に集光させる。ピット付き記録層で得たトラッキング誤差信号のオフセットを記憶し、トラッキング誤差信号を検出できない記録層に対して、記憶したオフセットに基づき前記ピットに対するトラックの位置精度を維持しつつ情報信号を記録する。情報信号の再生時は、記録した情報信号のピットに基づくトラッキング制御が行われる。【選択図】図５Ａ
2014006942.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報信号を記録する記録層を厚さ方向に複数有する多層の光ディスクに対してレーザ光を照射して前記情報信号を記録し再生する光ピックアップ装置であって、
前記レーザ光を発生するレーザ光源と、
当該レーザ光源が発生したレーザ光を分割して前記光ディスクの記録層のうち隣接する二つの記録層の双方に集光させる第１の動作モードと前記レーザ光源が発生したレーザ光を前記光ディスクの記録層のうちいずれか一つの記録層に集光させる第２の動作モードを有する液晶レンズ素子と、
当該液晶レンズ素子が第１の動作モードにある際には前記二つの記録層のうち前記液晶レンズ素子に近い側の記録層で反射された光が照射され第２のモードにある際には前記一つの記録層で反射された光が照射されて当該光から電気信号を検出して出力する第１の受光素子と、
前記液晶レンズ素子が第１の動作モードにある際には前記二つの記録層のうち前記液晶レンズ素子から遠い側の記録層で反射された光が照射され当該光から電気信号を検出して出力する第２の受光素子と
を有することを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２】
情報信号を記録する記録層を厚さ方向に複数有する多層の光ディスクを記録媒体とする光学的情報記録装置であって、
レーザ光を発生するレーザ光源と、当該レーザ光源が発生したレーザ光を分割して前記光ディスクの記録層のうち隣接する二つの記録層の双方に集光させる第１の動作モードと前記レーザ光源が発生したレーザ光を前記光ディスクの記録層のうちいずれか一つの記録層に集光させる第２の動作モードを有する液晶レンズ素子と、当該液晶レンズ素子が第１の動作モードにある際には前記二つの記録層のうち前記液晶レンズ素子に近い側の記録層で反射された光が照射され第２のモードにある際には前記記録層で反射された光が照射されて当該光から電気信号を検出して出力する第１の受光素子と、前記液晶レンズ素子が第１の動作モードにある際には前記二つの記録層のうち前記液晶レンズ素子から遠い側の記録層で反射された光が照射され当該光から電気信号を検出して出力する第２の受光素子と、を有する光ピックアップと、
前記光ピックアップの第１の受光素子が出力した電気信号に基づき差動位相検出法によるトラッキング誤差信号であるＤＰＤ信号を生成して出力する第１のＤＰＤ信号生成回路と、
前記光ピックアップの第２の受光素子が出力した電気信号に基づき差動位相検出法によるトラッキング誤差信号であるＤＰＤ信号を生成して出力する第２のＤＰＤ信号生成回路と、
前記第２のＤＰＤ信号生成回路が出力したＤＰＤ信号が供給され、供給された信号が含む前記光ディスクの回転に伴うオフセット成分を検出し、当該オフセット成分を記憶し再生して出力する波形記憶再生回路と、
前記第１のＤＰＤ信号生成回路、第２のＤＰＤ信号生成回路、及び前記波形記憶再生回路が出力した信号に基づき、前記光ピックアップの液晶レンズ素子が前記レーザ光を集光する位置を制御するためのトラッキング制御を行う制御回路と
を有し、
前記光ディスクの前記液晶レンズ素子から遠い側の記録層に情報信号が既に記録されており前記液晶レンズ素子に近い側の記録層に情報信号を記録する場合には、
前記制御回路は、
前記光ピックアップの液晶レンズ素子を第１の動作モードとし、
前記第２のＤＰＤ信号生成回路が生成したＤＰＤ信号が含む前記オフセット成分を前記波形記憶再生回路に記憶させ、
前記第２のＤＰＤ信号生成回路が生成したＤＰＤ信号から前記波形記憶再生回路が記憶したオフセット成分を減算した信号に基づきトラッキング制御を行って前記液晶レンズ素子に近い側の記録層に前記情報信号を記録するよう制御し、
前記光ディスクの記録層に記録された情報信号を再生する場合には、
前記制御回路は、
前記光ピックアップの液晶レンズ素子を第２の動作モードとし、
前記第１のＤＰＤ信号生成回路が生成したＤＰＤ信号に基づきトラッキング制御を行って前記情報信号を再生するよう制御する
ことを特徴とする光学的情報記録装置。
【請求項３】
請求項２に記載の光学的情報記録装置において、
前記光ディスクの内の一つの記録層は、プッシュプル法によるトラッキング誤差信号であるＤＰＰ信号を生成するための構造を備え、
前記光ピックアップの第１の受光素子が出力した電気信号に基づき前記ＤＰＰ信号を生成して出力するＤＰＰ信号生成回路を備え、
前記一つの記録層に情報信号を記録する場合には、
前記制御回路は、
前記光ピックアップの液晶レンズ素子を第２の動作モードとし、
前記ＤＰＰ信号生成回路が生成したＤＰＰ信号に基づきトラッキング制御を行って前記一つの記録層に前記情報信号を記録するよう制御する
ことを特徴とする光学的情報記録装置。
【請求項４】
請求項２に記載の光学的情報記録装置において、
前記光ディスクの内の一つの記録層は、プッシュプル法によるトラッキング誤差信号であるＤＰＰ信号を生成するための構造を備え、
前記光ピックアップの第１の受光素子が出力した電気信号に基づき前記ＤＰＰ信号とレンズ誤差信号（ＬＥ信号）を生成して出力するＤＰＰ信号生成回路を備え、
情報信号が記録されていない状態の前記一つの記録層に情報信号を記録する場合には、
前記制御回路は、
前記光ピックアップの液晶レンズ素子を第２の動作モードとし、
前記ＤＰＰ信号生成回路が生成したＬＥ信号が含む前記オフセット成分を前記波形記憶再生回路に記憶させ、
前記ＤＰＰ信号生成回路が生成したＤＰＰ信号から前記波形記憶再生回路が記憶したオフセット成分を減算した信号に基づきトラッキング制御を行って前記一つの記録層に前記情報信号を記録するよう制御する
ことを特徴とする光学的情報記録装置。
【請求項５】
請求項２に記載の光学的情報記録装置において、
第１のＤＰＤ信号生成回路、及び第２のＤＰＤ信号生成回路は、生成したＤＰＤ信号の値を保持するためのサンプルホールド回路を有し、
前記制御回路は、
前記レーザ光源が発生するレーザ光の強度が変動する場合には、前記第１のＤＰＤ信号生成回路、及び第２のＤＰＤ信号生成回路が生成したＤＰＤ信号の値を保持するよう前記サンプルホールド回路を制御する
ことを特徴とする光学的情報記録装置。
【請求項６】
請求項２に記載の光学的情報記録装置において、
前記波形記憶再生回路を２個有し、前記複数の記憶層におけるオフセット成分を層ごと交互に記憶する
ことを特徴とする光学的情報記録装置。
【請求項７】
請求項１に記載の光ピックアップ装置において、
前記液晶レンズ素子は、前記レーザ光源が発生したレーザ光の光軸方向に複数個設けられ、前記第１の動作モードにおいては、前記レーザ光を集光させる二つの記録層の間隔に応じて前記複数個の液晶レンズ素子のうちから選択された液晶レンズ素子が、前記レーザ光を分割して前記光ディスクの記録層のうち隣接する二つの記録層の双方に集光させる
ことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項８】
請求項２に記載の光学的情報記録装置において、
前記光ピックアップの液晶レンズ素子は、前記レーザ光源が発生したレーザ光の光軸方向に複数個設けられ、
前記制御回路は、前記第１の動作モードにおいては、前記レーザ光を集光させる二つの記録層の間隔に応じて前記複数個の液晶レンズ素子のうちから液晶レンズ素子を選択し、前記レーザ光を分割して前記光ディスクの記録層のうち隣接する二つの記録層の双方に集光させるよう前記光ピックアップを制御する
ことを特徴とする光学的情報記録装置。
【請求項９】
情報信号を記録する記録層を厚さ方向に複数有し、一つの記録層はプッシュプル法によるトラッキング誤差信号であるＤＰＰ信号とレンズ誤差信号（ＬＥ信号）を生成するための構造を備えた多層の光ディスクに対してレーザ光を照射して前記情報信号を記録する光学的情報記録方法であって、
前記一つの記録層から前記ＤＰＰ信号とＬＥ信号を生成して当該ＬＥ信号が含むオフセット成分を検出し、
生成した前記ＤＰＰ信号から前記検出したオフセット成分を減算して前記一つの記録層に対してトラッキング制御し、
前記情報信号を前記一つの記録層へ記録し、
前記一つの記録層の全面に情報信号が記録された場合には、
前記一つの記録層へ記録された情報信号から差動位相検出法によるトラッキング誤差信号であるＤＰＤ信号を生成して当該ＤＰＤ信号が含むオフセット成分を検出し、
前記光ディスクに照射するレーザ光を液晶レンズ素子で分割して前記一つの記録層と当該一つの記録層に隣接する記録層の双方に集光し、
前記一つの記録層に集光されたレーザ光に基づいて生成されたＤＰＤ信号から前記オフセット成分を減算して前記隣接する記録層に対してトラッキング制御し、
前記情報信号を前記隣接する記録層へ記録する
ことを特徴とする光学的情報記録方法。
【請求項１０】
情報信号を記録する記録層を厚さ方向に複数有する光学的情報記録媒体であって、
前記記録層は、プッシュプル法によるトラッキング誤差信号であるＤＰＰ信号を生成するための構造を備えた複数の第１の記録層と、前記情報信号が記録されていない状態においてはトラッキング誤差信号を生成するための構造を有さない複数の第２の記録層を含み、
前記第１の記録層は、前記第２の記録層を厚さ方向に挟みながら配置される
ことを特徴とする光学的情報記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ピックアップ装置、当該光ピックアップ装置を用いた光学的情報記録装置、光学的情報記録方法、及び当該光学的情報記録装置で用いる光学的情報記録媒体に係り、特に構成要素を低減した光ピックアップ装置、光学的情報記録装置、光学的情報記録方法、及び、当該光学的情報記録装置におけるトラッキング精度を改善した多層の光学的情報記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
背景技術として、特許文献１の技術がある。特許文献１には、「記録再生領域を深さ方向に複数有する光記録媒体に対して、正確かつ簡易に情報の記録及び再生を行うことのできるピックアップ装置、及び記録再生装置を提供することを目的とする」と記載され、その構成として、青色光を用いてＲＦ信号を記録再生する第１の光学系と、赤色光を用いてサーボ用の信号を取得するための第２の光学系を組合せた、光記録再生装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１１８９９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
光ディスク記録媒体の記憶容量の大容量化に伴い、媒体も装置も安価であることが求められている。多層光ディスクとして安価な記録媒体を使用できる特許文献１のような構成の装置が提案されている。しかし、特許文献１の構成では、青色光と赤色光の２つの光学系を組合せる必要があり、装置全体の構成要素の数が増大して高価となる点が課題となっていた。また、同じ対物レンズにより青色光と赤色光を異なる深さへ集光する必要があるが、記録層数が増えるとその深さの差が大きくなり、球面収差の差を補正する光学系の構成要素の数が増大して高価となる課題があった。また、多層光ディスクにおけるトラッキング精度をさらに改善するための方法が課題であった。
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、構成要素を低減した光ピックアップ装置、光学的情報記録装置、光学的情報記録方法、及び、当該光学的情報記録装置におけるトラッキング精度を改善した多層の光学的情報記録媒体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的は、一例として、特許請求の範囲に記載の発明により達成できる。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、構成要素を低減した光ピックアップ装置、光学的情報記録装置、光学的情報記録方法、及び、当該光学的情報記録装置におけるトラッキング精度を改善した多層の光学的情報記録媒体を提供することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１Ａ】従来の多層光ディスク媒体構造を示す厚さ方向の断面図である。
【図１Ｂ】従来の多層光ディスク媒体構造を示す厚さ方向の断面図である。
【図１Ｃ】本発明の実施例で用いる多層光ディスク媒体構造を示す厚さ方向の断面図である。
【図１Ｄ】本発明の実施例で用いる多層光ディスク媒体構造を示す厚さ方向の断面図である。
【図２】多層光ディスクへの光束の照射方法の従来例を示す図である。
【図３Ａ】トラッキング誤差信号検出の課題を示す図である。
【図３Ｂ】トラッキング誤差信号検出の課題を示す図である。
【図３Ｃ】トラッキング誤差信号検出の課題を示す図である。
【図３Ｄ】トラッキング誤差信号検出の課題を示す図である。
【図４Ａ】トラッキング誤差信号のオフセットの例を示す図である。
【図４Ｂ】トラッキング誤差信号のオフセットの例を示す図である。
【図４Ｃ】トラッキング誤差信号のオフセットの例を示す図である。
【図５Ａ】本発明の実施例における情報記録装置の全体構成図である。
【図５Ｂ】本発明の実施例におけるＤＰＰ信号生成回路３０の構成図である。
【図５Ｃ】本発明の実施例におけるＤＰＤ信号生成回路３４ａの構成図である。
【図５Ｄ】本発明の実施例におけるＤＰＤ信号生成回路３４ｂの構成図である。
【図６】本発明における多層光ディスクへの光束の照射方法を示す図である。
【図７】本発明における多層光ディスクへの光束の照射方法を示す図である。
【図８】本発明の実施例における１層目の学習の手順を示すフロー図である。
【図９】本発明の実施例における２層目以降の学習の手順を示すフロー図である。
【図１０】本発明の実施例における波形記憶再生回路の構成図である。
【図１１】本発明の実施例における補間回路の動作を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明による情報記録装置の実施例について説明する。本発明の実施例における情報記録装置は光ディスク装置であり、光学系において、一つのレーザ光源が発生した光を液晶素子に照射し、液晶素子は収束または発散性の分割光束を生成して、互いに隣接する２つの層に照射する。これにより２つのトラッキング誤差信号を生成する。さらに、制御系において、その２つのトラッキング誤差信号の不一致を学習補正により回路側で補正する。この光学系と制御系の仕組みの組合せによって、一つのレーザ光源を用いて、溝のない記録層に対するトラッキングと、情報の記録と再生を可能にする。
本発明の実施例における情報記録装置は、前記光学系を持つ光ピックアップと、前記学習補正機能をもつ信号処理回路との組合せにより実現される。また、信号処理回路を復号・エラー補正の機能を持つ単一の集積回路チップに組込むことで、低コスト化と高機能・高信頼化を実現できる。
本発明の実施の形態を、図面を用いて、以下の実施例で説明する。なお、理解を容易にするため、各図において、同じ作用を示す部分には一部同じ符号を付して説明している。
【０００９】
本実施例の情報記録装置は、光束分割素子として、電圧印加時にレンズ作用を生じる液晶素子（液晶レンズ素子）を用いて、２つの記録層上でのサーボ信号を取得し、情報を記録再生できるようにするものである。
まず、図１Ａ〜図１Ｄと図２を用いて、多層光ディスク媒体の課題と、その記録再生方法の課題について説明する。
図１Ａと図１Ｂは、従来の多層光ディスク媒体構造を示す厚さ方向の断面図である。
図１Ｃと図１Ｄは、本発明の実施例で用いる多層光ディスク媒体構造を示す厚さ方向の断面図である。
図２は、図１Ｃで示す多層光ディスクへの光束の照射方法の従来例を示す図である。
【００１０】
図１Ａは、従来の典型的な多層光ディスク媒体の厚さ方向の断面構造を示している。ディスク２は厚さ方向に複数の溝付記録層（ピット付記録層）８１を有し、各層ごとにトラッキング誤差信号を生成できるよう周期的な溝が形成されている。このディスクは、従来の構成の光学系で記録再生することができる。但し、実際には製造時に、各層ごとにスタンパの位置がずれる。このため、図１Ｂのように溝の位置がずれ、ディスク表面が凹凸して荒れるため、質の良いディスクを製造することが難しく、価格的にも高価になり易い。
そこで、図１Ｃで示すように、記録層は溝無し記録層（ピット無し記録層）８３とし、トラッキング制御のための溝を有するガイド層８２を一層のみ設けた多層ディスクが提案されている。グルーブレス多層ディスクと呼ばれるディスクでは、ガイド層８２に情報信号を記録することをせずにトラッキング制御のみに使用するため、ガイド層８２はサーボ専用層とも呼ばれる。これに対して溝を有するガイド層８２を記録層の一つとして使用するディスクもある。本発明の実施例は、いずれのディスクを使用する場合にも適用される。これにより、前記したような溝の位置ずれによるディスクの製造の難しさが低減され、さらには価格も低価格化することが期待できる。
【００１１】
また、図１Ｄで示すように、ディスク２がガイド層８２を、溝なし記録層８３の複数層おきに複数個有することも考えられ、やはり本実施例に適用することができる。この場合も、図１Ａと図２Ｂの場合と比較すれば、溝の位置ずれによるディスクの製造の難しさが低減され、さらには価格も低価格化するほか、後記するように複数の記録層おきにトラッキングオフセットがリセットされ更新されるために、情報記録装置におけるトラッキング精度を改善することが期待できる。
例えば図１Ｃで示すディスク２を用いて記録再生する時は、従来は図２のように、溝無し記録層（ピット無し記録層）８３上に焦点を結ぶ青色光（記録再生光：実線）と、ガイド層８２上に焦点を結ぶ赤色光（サーボ光：点線）との両方用いるため、特許文献１のように、２つの光学系が必要となり、また記録再生時に補正すべき球面収差が大きくなり、さらには青色光と赤色光を合成するための合成光学系が必要となり、光ピックアップの構成要素が増大して価格が高価となる課題がある。
以上が、多層光ディスク媒体の課題と、その記録再生方法の課題である。
【００１２】
次に、図３Ａ〜図３Ｄと図４Ａ〜図４Ｃを用いて、光ディスク装置としての情報記録装置におけるトラッキング誤差信号オフセットの課題について説明する。
図３Ａ〜図３Ｄは、トラッキング誤差信号検出の課題を示す図である。
図４Ａ〜図４Ｃは、トラッキング誤差信号のオフセットの例を示す図である。
光ディスク装置では、ディスクに偏芯があった場合でも正しくトラック追従するために、サーボ制御に用いるトラッキング誤差信号に対して、偏芯で生じるレンズ中心ずれ（レンズシフト：ＬＳ）の影響を補正する信号補正を行っている。例えば、３スポット法の場合、図３Ａで示す様に、光ピックアップの受光素子において、メインスポット受光面９０の両隣に２つのサブスポット受光面９１を配置し、メインスポット受光面で検出するプッシュプル信号（メインプッシュプル信号：ＭＰＰ）のオフセットを、サブスポット受光面で検出するプッシュプル信号（サブプッシュプル信号：ＳＰＰ）との差分を取ることで打消して補正する、いわゆる差動プッシュプル法（ディファレンシャル・プッシュプル法：ＤＰＰ法）が用いられる。この補正されたプッシュプル信号を、差動プッシュプル信号（ディファレンシャル・プッシュプル信号：ＤＰＰ）と呼ぶ。通常、正しく調整された差動プッシュプル信号では、図４Ａで示すように、レンズシフトに伴うＤＰＰ信号の上下変動（オフセット）が消えている。
【００１３】
ところが、近年、２層または３層以上の記録層を持つ多層光ディスクにおいては、迷光対策の為に、図３Ｂの様に、サブスポットの中央部が中抜きされた受光面を用いる必要がある。この場合、メインスポットとサブスポットの受光面形状が異なるために、レンズシフトしてスポットが変動した場合、図４Ｂの様に、ＭＰＰ信号とＳＰＰ信号でオフセットのアンバランスが生じる。特にＳＰＰ信号側で、レンズシフトに伴い、非直線的な上下変動（オフセット）が生じる。このため、従来のＤＰＰ法で得られる信号に、レンズシフトに対する非直線的なオフセットが生じることで、記録層上で光スポットがトラック中央からずれる場合が生じるようになった。
【００１４】
同様の課題は、１ビーム法と呼ばれるトラッキング誤差信号の生成法でも生じる。図３Ｃと図３Ｄは、１ビーム法に用いる回折格子パターンの一例である。図３Ｃ中の斜線部分がＭＰＰ信号の生成に用いるパターンである。図３Ｄ中の斜線部分がレンズ変位に対応したレンズ誤差信号（ＬＥ信号）の生成に用いるパターンである。なお、１ビーム法におけるレンズ誤差信号（ＬＥ信号）は、３ビーム法におけるＳＰＰ信号に相当する役割を持つ。ここでは、図３Ｃと図３Ｄでパターン形状が異なるために、大きなレンズシフトに対して図４Ｃに示すようなＤＰＰ信号の非直線的なオフセットが発生する。
なお、今後、この非直線的なオフセットのことを、非線形オフセットと呼ぶ。それに対して、図４Ａで示したようなオフセットの直線的な変化を、線形オフセットと呼ぶ。
【００１５】
一般的に、線形オフセットは、ＤＰＰ法で正しく調整されれば、ほぼゼロに打消しできるが、非線形オフセットは完全に補正できず、非線形成分が残ってしまう。このようなオフセットが残ると、光スポットの軌跡がトラック中心からずれ、記録されたマークが本来のトラックからずれて真円から歪んでしまう。
また、もう一つのトラッキング誤差信号の生成方法として、ディスク上にすでに記録されたマークより再生される再生信号から記録マークと光スポットの相対的な位置ずれを検出する方法に、差動位相検出法（ディファレンシャル・フェイズ・ディテクション・メソッド：ＤＰＤ法）がある。これにより検出されるトラッキング誤差信号をＤＰＤ信号と呼ぶ。ＤＰＤ信号は、３スポット法の場合、図３Ａと図３Ｂのメインスポット受光面９０の４面の光信号の位相差信号より得られる。１ビーム法の場合は、図３Ｃまたは図３Ｄの中の斜線部分の４面の光信号の位相差信号より得られる。
【００１６】
ＤＰＤ信号も、ＤＰＰ信号と同様、レンズシフトしてスポットが変動した場合、４面の間で光量のアンバランスが生じるため、レンズシフトに伴い、図４Ｂのようなオフセットが生じる。従って、ＤＰＤ信号でも、ＤＰＰ信号と同様のオフセットが発生する。このため、従来のＤＰＤ法で得られる信号に、レンズシフトに対する非直線的なオフセットの問題が生じる。
典型的には、ディスク媒体に偏芯や反りや部分変形がある場合、反射光のバランスが崩れて、ＤＰＰ信号とＤＰＤ信号の双方に、ディスク回転周期に同期した周期的オフセット変動が発生し、本来のトラック中心とＤＰＰ信号やＤＰＤ信号によるトラッキング制御の中心とがずれる。
以上が、本実施例の光ディスク装置としての情報記録装置が解決すべき、トラッキング誤差信号オフセットの課題である。
本実施例の光ディスク装置では、上記トラッキング誤差信号であるＤＰＰ信号やＤＰＤ信号の周期的オフセット変動成分を、各層ごとに検知し、学習し、補正することができる。また、トラッキング方法を工夫することで、光ピックアップと光ディスク装置を少ない構成要素で安価に構成することができるという特徴がある。
【００１７】
[本発明による多層光ディスク装置の具体構成例]
本発明による情報記録装置における実施の形態の一例を、図５Ａ乃至図１１を用いて説明する。
[多層光ディスク装置の全体構成例]
図５Ａは、本発明の実施例における情報記録装置の全体構成図である。
図５Ｂは、図５ＡにおけるＤＰＰ信号生成回路３０の構成図である。
図５Ｃは、図５ＡにおけるＤＰＤ信号生成回路３４ａの構成図である。
図５Ｄは、図５ＡにおけるＤＰＤ信号生成回路３４ｂの構成図である。
図５Ａにおいて、情報記録装置は、光ピックアップ部１、取り外しできる媒体である光ディスク２、スピンドルモータ３を含む機構部、さらには信号処理回路部を有する。
記録媒体である光ディスク２は、回転サーボ回路４によって回転速度が制御されるスピンドルモータ３に取付けられている。この媒体に対して、光ピックアップ部１が有するレーザ駆動回路５により駆動された半導体レーザ６からの光が照射される。
半導体レーザ６が発生した光は、３スポット法の場合、回折格子７を通過し、３ビームに分割される。なお、１ビーム法の場合には、この回折格子７はなく、代わりに、復路側に回折格子８を設ける。本実施例では、以後１ビーム法を例に説明をするが、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。
【００１８】
以下１ビーム法の場合を例にとって説明を行なう。半導体レーザ６が発生した光は、偏光ビームスプリッタ９とコリメートレンズ１０を通過し、そのまま可動側ビームエキスパンダレンズ１１へ向かう。可動側ビームエキスパンダレンズ１１は、レンズ駆動機構の可動部上に保持されており、この可動部はステッピングモータ１２ａにより光軸と平行な方向に移動可能なように構成されている。可動側ビームエキスパンダレンズ１１を通過した光は、固定側ビームエキスパンダレンズ１３と、液晶レンズ素子１４を通過する。
液晶レンズ素子１４は、電圧を印加することで、２段階の強さの凹レンズとして作用する切替式のレンズ素子になっており、通過する光の一部（５〜３０％）を１／３００ｍｍｍ〜１／９００ｍｍ程度の弱いパワーで発散させる。通過する光の大部分（７０〜９５％）は、レンズ作用を受けず素通りする。これにより、光束は、隣り合う奥側の層と手前側の層に焦点を結ぶ２つの成分に分けられる。この液晶レンズ素子１４は、偏光性があるため往路のみ作用させることができる。液晶レンズ素子１４を通過した光は、引続きλ／４板１５を通過し、対物レンズ１６により集光されて、記録媒体である光ディスク２へ照射される。
【００１９】
対物レンズ１６はアクチュエータ１７上に取付けられており、焦点位置を、フォーカス誤差信号３６ａと補正後トラッキング誤差信号４９によってフォーカス方向とトラック方向に、それぞれ駆動できるようになっている。前記２つの成分の光とも照射されたうちの一部がディスク２によって反射され、再び対物レンズ１６を通過し、λ／４板１５を通過して、今度は液晶レンズ素子１４を素通りして、固定側ビームエキスパンダレンズ１３、可動側ビームエキスパンダレンズ１１、コリメートレンズ１０を順に通過し、偏光ビームスプリッタ９へ入射する。この際、光束はλ／４板１５を２回通過したことにより偏光が９０度回転しているため、偏光ビームスプリッタ９で反射され、回折格子８を通過し（３ビーム法の場合、回折格子８はない）、検出レンズ１８へ向かう。検出レンズ１８を通過した光の大部分は、ビームスプリッタ１９と半反射鏡２０を順に通過し、受光素子２１上の検出面で検出され、電気信号に変換される。
【００２０】
なお、残る一部の光は、ビームスプリッタ１９と半反射鏡２０の各々で反射される。ビームスプリッタ１９で反射された光は、補助レンズ２２を通過して、補助受光素子２３で検出される。この補助受光素子２３では、液晶レンズ素子１４で発散（または収束）された光を検出するもので、奥側の層のトラッキング誤差信号（ＤＰＤ信号）の元となる信号を生成する。補助レンズ２２は、駆動機構の可動部上に保持されており、ステッピングモータ１２ｂにより光軸と平行な方向に駆動され、多層記録層の層間隔の違いを補正できるように作用する。
半反射鏡２０で反射された光は、再生信号専用検出器２４で検出される。この再生信号専用検出器２４は、再生信号の信号／ノイズ比（Ｓ／Ｎ比）を改善するために、再生信号のうち目的とした記録層からのＲＦ信号を専用に検出する。
【００２１】
なお、液晶レンズ素子１４をオンした場合、液晶レンズ素子１４に入射した光は、情報の記録再生を行う層上に集光する光スポットの光束（これをメイン光と呼ぶ）と、一つ隣の層（本実施例では奥側の層）上へ集光する光スポットの光束（これをサブ光と呼ぶ）に分けられる。受光素子２１は、受光素子上の受光面の配置方法（ずらし方）により、メイン光のみを主に受光できるよう構成されている。補助受光素子２３も同様に、受光素子上の受光面の配置方法（ずらし方）により、サブ光のみを主に受光できるよう構成されている。液晶レンズ素子１４をオフした場合は、光束はサブ光へ分割されず、メイン光のみが受光素子２１へ到達する。受光素子２１上で変換された電気信号は、受光素子内の光電流アンプで増幅され、受光信号２５ａが出力される。また、補助受光素子２３上で変換された電気信号は、補助受光素子内の光電流アンプで増幅され、受光信号２５ｂが出力される。
図５Ｂで示すＤＰＰ信号生成回路３０は、受光信号２５ａ、２５ｂのどちらかが図５Ａの切替スイッチ１０１で選択されて供給（入力）され、ＭＰＰ信号３１と、レンズ誤差信号３２（ＬＥ信号）と、ＤＰＰ信号３３を生成（出力）する。スイッチ３９は、３ビーム法と１ビーム法の切替を行う。本図では１ビーム法の側に切替えられている。１ビーム法の場合は、ナイフエッジ法によりフォーカス誤差信号を生成する。３ビーム法の場合は、四分割光検出器を用いて、非点収差法によりフォーカス誤差を生成する。
【００２２】
図５Ｃと図５Ｄで示すように、ＤＰＤ信号生成回路３４ａ、３４ｂは、各々、位相比較器３５を備えており、受光信号２５ａ、２５ｂより、フォーカス誤差信号３６ａ、３６ｂと、再生信号３７ａ、３７ｂ（ＲＦ信号）と、ＤＰＤ信号３８ａ、３８ｂを生成する。
なお、ＤＰＤ信号３８ａ、３８ｂの出力の手前には、サンプルホールド回路５２ａ、５２ｂがあり、記録中は半導体レーザ６の駆動電流変化に応じて出力値をホールドできるようになっている。このサンプルホールド回路５２ａと５２ｂは、半導体レーザ６が発生する光の強度が安定している期間はＤＰＤ信号をそのまま通過させ、安定しない期間は安定する期間のＤＰＤ信号をホールドする。これにより、信号記録時におけるレーザ光強度の変調がトラッキングサーボ動作に影響を与えないようにしている。
この構成により、トラッキング誤差信号として、ＤＰＤ信号生成回路３４ａと３４ｂからは二つの層の各々に係る２つのＤＰＤ信号３８ａと３８ｂが、ＤＰＰ信号生成回路３０からはどちらか一方の層のＤＰＰ信号３３が、同時に生成できる。
生成されたフォーカス誤差信号３６ａは対物レンズを支えるアクチュエータ１７の駆動に用いられる。これに基づきアクチュエータ１７が対物レンズ１６を駆動することで、フォーカス制御が行われる。再生信号３７ａはディスクから読出した情報信号の復号に用いられる。フォーカス誤差信号３６ｂと再生信号３７ｂは、主制御回路５８へ供給されて、ステッピングモータ１２ｂのフィードバック制御に用いられる。
【００２３】
なお、図５Ａのスイッチ５３において、ディスク２より再生された前記再生信号３７ａ、又は、前記再生信号専用検出器２４の出力のどちらかが選択された後、選択された信号は、等化回路５４、レベル検出回路５５、同期クロック生成回路５６を経て、復号回路５７にて、記録された元のデジタル情報信号に変換される。また、同期クロック生成回路５６は同時に、再生信号を直接検出して同期信号を生成し、復号回路５７へ供給する。
これらの一連の回路は、主制御回路５８によって統括的に制御される。なお、本構成では不揮発メモリ５９を備えており、これら補正に必要な光ピックアップの初期パラメータを電源切断された間も保持し、前回の学習内容を利用することで初期化動作を高速化できるようになっている。
【００２４】
[トラッキング誤差信号補正回路の説明]
次に、トラッキング誤差学習補正回路４０におけるトラッキング誤差信号の補正回路について説明する。図５Ｂに示すＤＰＰ信号生成回路３０で生成されたレンズ誤差（ＬＥ）信号３２・ＤＰＰ信号３３と、図５Ｃと図５Ｄに示すＤＰＤ信号生成回路３４ａ・３４ｂで生成されたＤＰＤ信号３８ａ・３８ｂは、図５Ａに示すトラッキング誤差学習補正回路４０へ供給される。トラッキング誤差学習補正回路４０は、最大ピーク値検出器４１と最小ピーク値検出器４２と波形記憶再生回路４３ａ・４３ｂと微小ウォブル信号発振器４４と、補正値減算用の減算器４８と、各入力信号の切替スイッチ１０２〜１０６を有する。ＤＰＰ信号や二つのＤＰＤ信号のいずれかを切替スイッチ１０４で選択し、最大ピーク値検出器４１により上側エンベロープ信号が、最小ピーク値検出器４２により下側エンベロープ信号が各々生成される。これら上側エンベロープ信号と下側エンベロープ信号の平均値をとることによって、ＤＰＰ信号やＤＰＤ信号の振幅中央値４５が生成できる。この振幅中央値は、トラッキングサーボオフ時に、学習すべきトラッキング誤差信号のオフセット量信号となっている。
トラッキングサーボオン時には、その時点でサーボに用いているトラッキング誤差信号（ＤＰＰ信号やＤＰＤ信号のどれか）以外のトラッキング誤差信号（残りのＤＰＰ信号やＤＰＤ信号）が、学習すべきトラッキング誤差信号のオフセット量信号となる。
【００２５】
これらのトラッキング誤差信号のオフセット量信号を、選択して、スピンドルクロック４６に同期して、波形記憶再生回路４３ａ・４３ｂに記憶する。そして再びスピンドルクロック４６に同期して、波形記憶再生回路４３ａ・４３ｂでこのオフセット量信号を再生し、補正値信号４７ａ・４７ｂとして出力することで、ディスク回転に同期してトラッキング誤差信号のオフセット量信号を記憶・再生することができる。
再生されたオフセット量信号を、アクチュエータを駆動しているトラッキング誤差信号（＝ＤＰＰ信号やＤＰＤ信号）から差引くこと、光スポットが正しく本来のトラック中央を走査できるようになる。即ち、再現されたオフセット量信号が、補正値の信号そのものとなっている。これを減算器４８でトラッキング制御信号から減算して、最終的にトラックのズレが補正された補正後トラッキング誤差信号４９が出力され、これによりアクチュエータ１７を駆動する。これに基づきアクチュエータ１７が対物レンズ１６を駆動することで、トラッキング制御が行われる。
【００２６】
また、本構成では２系統の波形記憶再生回路４３ａ・４３ｂを有し、一方が補正値の信号を生成（再生）している間は、もう一方が別の信号のオフセットを学習（記録）することができる。２系統の波形記憶再生回路４３ａ・４３ｂで交互にオフセット補正値を記憶／再生することで、多層媒体の記録層に記録されたマークのズレを交互に学習し補正することができ、複数の層に渡って、高精度にトラックの位置を維持して情報マークを記録することができる。
また、本構成では、波形記憶再生回路４３ａは、入力として、ＤＰＰ信号やＤＰＤ信号の振幅中央値４５と、ＤＰＰ信号３３と、ＤＰＤ信号３８ａ・３８ｂを切替スイッチ１０５で選べるようになっている。また波形記憶再生回路４３ｂは、入力として、レンズ誤差信号３２と、ＤＰＰ信号３３と、ＤＰＤ信号３８ａ・３８ｂを切替スイッチ１０６で選べるようになっている。例えば、ＤＰＰ信号３３に対するオフセット信号を一方の波形記憶再生回路から出力してオフセットを補正しながら、ＤＰＤ信号３８ａ・３８ｂに対して求められたオフセット信号を残る一方の波形記憶再生回路に記憶するように、トラッキング誤差学習補正回路４０が動作することができる。
また波形記憶再生回路４３ｂの出力直後には、微小ウォブル信号発振器４４の信号が加算できるよう構成されている。また減算器４８の入力は、補正値信号４７ａ・４７ｂと、ニュートラル（無補正）の３通りを切替スイッチ１０２で選べるようになっている。
なお、図５Ｂで示すようにＤＰＰ信号生成回路３０では、まず内部でレンズ誤差信号の元信号５０と、サブスポット受光面の総和信号より、除算器５１を用いて総光量補正されたレンズ誤差信号３２を生成している。即ち、レンズ誤差信号３２は元信号５０の絶対値ではなく、総和信号との相対値に応じて生成される。これにより、再生総光量の変動によるレンズシフト量の誤検出を防ぐことができ、本発明の実施例における補正を高精度化するのに役立つ。
【００２７】
[液晶レンズについての補足説明]
先の図５Ａにおいて、液晶レンズ素子１４として二つの素子を用いる場合を示した。これについて、図６〜図７を用いて説明する。
図６及び図７は、本発明における多層光ディスクへの光束の照射方法を示す図である。図６は図５Ａとは異なり液晶レンズ素子１４が一つの素子を有する場合であり、図７は図５Ａと同様に液晶レンズ素子１４が二つの素子を有する場合である。説明の都合上、ここではガイド層８２がサーボ専用層である場合を例にして述べる。
図６は、ガイド層８２と記録層８３の双方につき、隣接する層との層間隔がほぼ等しいディスクを使用した実施形態を示す。即ち、ディスク２に信号を記録する際、液晶レンズ素子１４は入射したレーザ光の多くをそのまま透過させ（図中の実線）、一部のレーザ光を発散させる（図中の破線）。これらのレーザ光はさらに対物レンズ１６で収束されて、前者の光は信号を記録する記録層へ、後者の光は当該記録層の一つ奥側の記録層又はガイド層へ照射される。
一つの記録層への信号の記録が終わると、図中の矢印で示す順で使用する記録層が変更される。この場合は、隣接する層間隔がほぼ等しいディスクを使用しているので、液晶レンズ素子１４が有するレンズパワーは一つで良い。なお、記録又は再生する記録層の深さに応じた球面収差は、図５Ａにおける可動側ビームエキスパンダレンズ１１の光軸方向位置によって補正できる。
【００２８】
図７は、隣接する層間隔が異なるディスクを使用した実施形態であり、層間隔が二つある場合を示す。例えば図１Ｄで示したような、ガイド層を複数備えたディスクでは、層間隔が二つある場合を考えておく必要がある。
この場合は、液晶レンズ素子１４として、レンズパワーの大きい１４Ａと、１４Ａよりもレンズパワーの小さい１４Ｂの二つを備え、層間隔に応じていずれかの液晶レンズ素子を機能させると良い。もちろん層間隔に応じて、機能させる液晶レンズ素子の数を一つ又は二つのいずれかに切替えても良い。
図７の実施形態を用いることにより、隣接する層間隔が異なるディスクに対して本発明の実施例を容易に適用することができる。
【００２９】
[多層光ディスク媒体への情報記録時の学習および記録再生手順]
次に、学習および記録再生の手順について図８〜図９を用いて説明する。
図８は、本発明の実施例における１層目の学習の手順を示すフロー図である。ここでディスクの１層目である例えば図１Ｃにおけるガイド層８２は、情報信号の記録が可能な記録層であるとする。
図９は、本発明の実施例における２層目以降の学習の手順を示すフロー図である。
[第１層への記録手順]
まず、第１層目への学習および記録手順について図８を用いて説明する。
液晶レンズ素子１４は、初期状態ではオフしておく（ステップＳ８０１）。この状態で、受光素子２１で検出される光信号は、一般的な多層光ディスクと同じである。主制御回路５８は半導体レーザ６を点灯し（Ｓ８０２）、レンズ上下動（レンズスイング）によるフォーカス誤差信号の走査を行い（Ｓ８０３）、ディスクの種類を判別する。次に主制御回路５８はディスク回転を開始し（Ｓ８０４）、コリメートレンズ位置を移動して球面収差の粗調整を行う（Ｓ８０５）。次に主制御回路５８はフォーカスサーボをＯＮする（Ｓ８０６）。この時点でＤＰＰ信号生成回路３０はＤＰＰ信号を生成できるので、主制御回路５８はレンズシフトを行って（Ｓ８０７）、ＤＰＰ信号生成回路３０中の２ヶ所の可変ゲインアンプの利得を調節し、いわゆる差動プッシュプル法におけるｋ値調整、即ちｋＤＰＰとｋＬＥの学習を行う（Ｓ８０８）。これにより、ＤＰＰ信号のうちレンズ誤差信号に対する線形なオフセットは補正され、残りは非線形なオフセットのみとなる。以下、この非線形なオフセットを、単に、ＤＰＰ信号のオフセットと呼ぶ。次に回転サーボ回路４はディスク回転と同期したスピンドルクロック４６に合わせて、回転サーボ回路４内の位相ロック回路（ＰＬＬ）をオンする（Ｓ８０９）。この状態で、ディスク回転に同期して、波形記憶再生回路４３ａ・４３ｂは入力された波形を記憶・再生できるようになる。
【００３０】
本構成の情報記録装置では、初めに第１層（溝付き層；ガイド層８２）の記録層において、トラック中央に正しくマークを書くために、三段階の学習を行う。
まず、第一段階の学習として、まず前記ＤＰＰ信号のオフセットを学習し補正する。このオフセットは、フォーカスサーボ時にディスクの偏芯に追従する際に生じるレンズシフトにより発生するので、この状態を再現するために、まず主制御回路５８はトラッキングサーボをオンする（Ｓ８１０）。この際のレンズ誤差信号（ＬＥ信号）の変動を、ディスク一回転の間、波形記憶再生回路４３ｂが記憶し学習する（Ｓ８１１）。
【００３１】
次に第二段階の学習として、主制御回路５８はトラッキングサーボをオフしてＤＰＰ信号の振幅が見える状態にし（Ｓ８１２）、先程学習したレンズ誤差信号の変動を再現するように、ディスク回転に同期してアクチュエータ１７を駆動する。具体的には、記憶されたレンズ誤差信号をディスク回転に同期して波形記憶再生回路４３ｂが出力し、補正値として減算器４８へ供給する。減算器４８のもう一つ入力としては、切替スイッチ１０３がリアルタイムなレンズ誤差信号３２を選択する。これにより、アクチュエータが学習したレンズ誤差信号の変動を正確に再現するようアクチュエータ１７が駆動され、結果として、ディスク回転に同期してトラッキングサーボＯＮ時と同じレンズシフト量の軌跡が、トラッキングサーボＯＦＦのままで再現される（Ｓ８１３）。本願では、このレンズシフト量のサーボを、ＬＥ変動再現サーボと呼ぶ。なお本構成では、この際、微小ウォブル信号発振器４４によって、前記レンズシフト位置からわずかに振動させることができるよう構成されている。これにより、偏芯が小さいディスクの場合でも、各々のレンズシフト位置におけるＤＰＰ信号３３の振幅を確実に検出できる。この状態で得たＤＰＰ信号の振幅中央値が、トラッキングサーボオン時の本当のトラック中央に対応する。
【００３２】
次に第三段階の学習として、この振幅中央値を、ディスク回転に同期して、もう一方の波形記憶再生回路４３ａが記憶し学習する（Ｓ８１４）。学習が完了したら、主制御回路５８はＬＥ変動再現サーボをオフする（Ｓ８１５）。このようにして学習した振幅中央値を狙ってＤＰＰ信号でトラッキングサーボをかけることで、正しいトラック中央上を光スポットが走査できる。具体的には、記憶された振幅中央値を波形記憶再生回路４３ａが出力することで、ＤＰＰオフセット補正値出力を開始し、補正値として減算器４８へ供給する（Ｓ８１６）。減算器４８のもう一つ入力としては、切替スイッチ１０３によってリアルタイムなＤＰＰ信号３３を選択する。これらは主制御回路５８によって統括的に制御されており、これによりＤＰＰトラッキング方式にてサーボ制御（サーボオン）される（Ｓ８１７）。
【００３３】
以上により、学習したトラック中央をスポットが正しく走査する状態で、トラッキングサーボがかけられる。この状態で情報を第一層の記録層上一面に記録する（Ｓ８１８）。マークが記録されると、記録したマークからＤＰＤ信号が得られるようになる。これで第一面の記録が完了する。
この状態で、第１層（溝付き層）の記録層上一面に、正しく記録マークをトラック中央上に記録することができるが、次の第２層（溝なし層）の記録の準備として、次の第四段階の学習を行う。
【００３４】
第四段階の学習として、主制御回路５８は第１層（溝付き層）の記録層上にフォーカスサーボし、かつＤＰＰトラッキングサーボをオンしたまま、ＤＰＤ信号のオフセット変動を学習する（Ｓ８１９）。具体的には、ディスク回転に伴う偏芯に同期して、ＤＰＤ信号生成回路３４ｂは周期的にオフセットしたＤＰＤ信号が検出できるので、この検出されたＤＰＤ信号のオフセット値を、ディスク回転に同期して波形記憶再生回路４３ｂは記憶し学習する。記憶されたＤＰＤ信号のオフセットは、トラック中央に正しく記録されたマークから発生するオフセットであるので、ＤＰＤ信号がこのオフセット値に一致するようＤＰＤ信号によりトラッキングサーボをかけることで、ＤＰＤトラッキングサーボであっても光スポットが正しく本来のトラック中央上を走査できる状態となる。具体的には、記憶されたＤＰＤ信号のオフセット値を波形記憶再生回路４３ｂが出力し、補正値として減算器４８へ供給する。減算器４８のもう一つ入力としては、切替スイッチ１０３がリアルタイムなＤＰＤ信号３８ａを選択する。この状態でサーボ制御することで、光スポットが正しく本来のトラック中央上を走査することが可能な状態となる。これにより、次の２層目以降の記録の準備が完了する。フォーカスサーボをオフし（Ｓ８２０）、次の第２層目以降の手順へ移る。
【００３５】
[第２層以降への記録手順]
次に、第２層目以降への学習および記録手順について図９を用いて説明する。
２層目以降（第Ｎ層）に記録する際は、上記第（Ｎ−１）層が記録し終わった時点で学習したＤＰＤ信号のオフセット値をサーボ目標値として、ＤＰＤ信号によりトラッキングサーボをかければよい。なお、２層目へ記録する場合、Ｎ＝２である。具体的手順は以下の通りである。
【００３６】
まず主制御回路５８は液晶レンズ素子１４をオンし（Ｓ９０１）、第Ｎ層に対してメイン光が、第（Ｎ−１）層に対してサブ光が、各々集光する状態で、フォーカスサーボをオンにする（Ｓ９０２）。液晶レンズ素子１４は、電圧を印加されることにより２段階の発散パワーを生じて、前記メイン光とサブ光を発生する。メイン光は第Ｎ層に集光されるが、サブ光は第（Ｎ−１）層ではなく第Ｎ層と第（Ｎ−１）層の間に集光される場合が多い。この場合、サブ光が目的とする第（Ｎ−１）層に対しては若干の焦点ずれが発生する。しかし、補助受光素子２３においては、サブ光のこの焦点ずれは、比較的小さいため、フォーカス誤差信号３６ｂをフィードバック信号としてステッピングモータ１２ｂを駆動することで、焦点ずれは補正される。即ち、サブ光は第（Ｎ−１）層に等価的に集光されたこととなる（Ｓ９０３）。
ＤＰＤ信号生成回路３４ｂはサブ光によりＤＰＤ信号を生成し、トラッキング誤差学習補正回路４０は図８のＳ８１９で学習したオフセット変動を読み出して（Ｓ９０４）、トラッキングサーボをかける（Ｓ９０５）。主制御回路５８はメイン光により記録膜上にマークを書込みし、情報の記録を行う（Ｓ９０６）。この際、第（Ｎ−１）層上に焦点を結ぶサブ光により生成されるＤＰＤ信号３８ｂによってトラッキングサーボをかけるよう、トラッキング誤差学習補正回路４０の切替スイッチ１０３が切替わる。
【００３７】
本構成例の場合、減算器４８の入力として、ＤＰＤ信号３８ｂを選択し、減算する補正値としては、第（Ｎ−１）層上で学習したＤＰＤ信号のオフセットが記憶されているどちらかの波形記憶再生回路（４３ａまたは４３ｂ）から読出された補正値（補正値信号４７ａまたは４７ｂ）を選べばよい。この状態で主制御回路５８は第Ｎ層の記録層にメイン光を用いてマークを書込み、情報を一面に記録する。第Ｎ層が記録し終わった時点で、再生状態へ移り、トラッキング誤差学習補正回路４０は第Ｎ層の記録済マークにより生成されるＤＰＤ信号３８ａのオフセット値を、もう一方の波形記憶再生回路（４３ｂまたは４３ａ）へ記憶し学習する（Ｓ９０７）。学習が完了した時点で、液晶レンズ素子１４をオフし（Ｓ９０８）、トラッキングサーボとフォーカスサーボはオフしてよい（Ｓ９０９、Ｓ９１０）。これにより第Ｎ層に対する記録再生と学習が完了する。
【００３８】
以後、第Ｎ層に代えて第（Ｎ＋１）層、第（Ｎ−１）層に代えて第Ｎ層と読み替えて、同様の手順を繰返すことにより、３層以上の多層ディスクで、２層目以降に溝やピット（トラックマーク）のない記録層が続く場合であっても、記録層間でトラックの配置をコピーしていくことができ、学習補正により高精度にトラックの位置精度を保ったまま、情報を追記していくことが可能となる。また、このように、２系統の波形記憶再生回路４３ａと４３ｂで各層ごとに交互にオフセット補正値を記憶／再生することで、２系統のみの最小限のメモリを用いて、任意の多数層のトラッキングサーボのオフセットを正しく補正できるため、回路を低コスト化できる。
なお、ある程度コピーを繰返すと位置精度は少しずつ劣化していく。先に図１Ｄで示したように複数の記録層おきに溝のある（ＤＰＰ信号を生成可能な）記録層を挿入したディスクを使用する場合には、トラックのずれの影響をリセットしトラッキング精度を改善することができる。また主制御回路５８もそれに対応するよう構成することができる。
【００３９】
以上は、未記録の多層ディスク媒体に対して、複数層に情報を新規に記録する場合の記録手順である。
記録した情報の再生時は、すでに記録されたマークによってＤＰＤ信号を生成できるので、このＤＰＤ信号を用いてトラッキングサーボをかければ良い。再生時は液晶レンズ素子１４をオンする必要はなく、またオフしておくことで、隣接層による迷光の発生を低減できる。レンズ作用をオフできる液晶レンズ素子を用いることで、このように隣接層による迷光の影響を低減でき、多層光ディスクの情報再生時の信頼性を向上することができる。また、２値の収束発散パワーを持つ液晶レンズ素子を用いることで、記録層間中で多重反射される迷光の影響を抑えることが可能な、隣接層との間隔を変えた多層ディスクにも対応できる。
【００４０】
また、第１層目から第Ｎ層目の途中まで情報を記録済みのディスクに対し、改めて情報を追加で記録する場合には、第（Ｎ−１）層と第Ｎ層でＤＰＤ信号のオフセット値を学習してサーボ目標値とし、ＤＰＤ信号によりトラッキングサーボをかけながら第Ｎ層目の途中から記録を開始するとよい。この際は、まず受光素子２１が第Ｎ層目の記録済み領域の一部から得た信号に基づき、ＤＰＤ信号生成回路３４ａがＤＰＤ信号を生成してトラッキングサーボをかける。この際に、第Ｎ層上でのＤＰＤ信号のオフセット値も学習する。次いで未記録領域に至ると、補助受光素子２３が第（Ｎ−１）層目の領域から得た信号に基づき、ＤＰＤ信号のオフセット値を学習する。次いで、ＤＰＤ信号生成回路３４ｂがＤＰＤ信号を生成し、前記第（Ｎ−１）層上のオフセット値と第Ｎ層上のオフセット値の両方を参照してトラッキングサーボをかけながら、光ピックアップ部１が未記録の領域へ情報を記録することとなる。
即ち、一部記録済ディスクに追記する場合は、記録済の領域と未記録の領域で、トラッキングサーボに用いるＤＰＤ信号を、ＤＰＤ信号３８ａとＤＰＤ信号３８ｂの間で切替えれば良い。記録済の領域に対しては、第Ｎ層上ですでに記録されたマークにより生成できるＤＰＤ信号によって、トラッキングサーボをかける。未記録の領域に対しては、隣の第（Ｎ−１）層上に記録されたマークにより生成できるＤＰＤ信号によってトラッキングサーボをかける。記録済の領域と未記録の領域が同一周内に混在する場合は、可能な限り記録済領域中のマークへトラック中心が一致するよう優先して学習する。記録領域中のＤＰＤトラッキング誤差信号のオフセットが、未記録領域でも同じオフセットに保たれるよう、記録領域のオフセットを学習し、未記録領域で再現するようトラッキングサーボする。これにより、すでに記録済の領域のトラックの整列を乱さずに、未記録領域へマークを追記することができる。
【００４１】
なお、記録中は、記録変調のために、レーザ光強度が早い速度で変調されるので、ＤＰＤ信号生成回路３４ａ・３４ｂで生成されるＤＰＤ信号３８ａ・３８ｂが不安定となる。そこで、記録中は、サンプルホールド回路５２ａ・５２ｂにより、レーザ光強度が一定時間安定するタイミングのみ信号を通過させ、それ以外は信号を保持するよう制御している。これにより、記録時でも、ＤＰＤ信号３８ａ・３８ｂによるトラッキングサーボが安定するようにしている。
【００４２】
本構成では、ＤＰＰ信号振幅の上側エンベロープと下側エンベロープの平均値によりトラッキング信号オフセットを検出しているため、ディスク偏芯に伴うレンズシフトで生じるＤＰＰ信号オフセットが正しく検出できる。また、ＬＥ変動再現サーボを用いて、ＤＰＰ信号のオフセットを正確に学習しトラッキングサーボ時に補正するため、ディスク偏芯に伴うレンズシフトで生じるＤＰＰ信号オフセットも補正でき、より高精度なトラック中心ずれの補正が可能となる。初層に記録するマーク位置とトラック中央位置とをより高い精度で一致させることができるため、それらをコピーして記録される多層光ディスク媒体全体の記録マークの位置精度も上げることができる。
これまでの実施例においては、ディスク２に情報信号を記録する動作から説明しているが、情報信号の記録動作を行わず再生動作のみを行う情報再生装置に対しても、本発明が適用できることは言うまでもない。
【００４３】
（その他細部の構成）
なお、波形記憶再生回路（４３ａまたは４３ｂ）では、波形そのものを記憶する場合、大きな容量のメモリを必要とするので、メモリ容量を抑えたい場合、回転サーボ回路４より出力されるスピンドルクロック４６に応じ、ディスク回転に同期して、入力信号を記憶し、読出し時はスプライン法により補間して出力するといった構成を取っても良い。
この場合の波形記憶再生回路（４３ａまたは４３ｂ）の構成を、図１０〜図１１を用いて詳しく説明する。
【００４４】
図１０は、本発明の実施例における波形記憶再生回路（４３ａまたは４３ｂ）の構成図である。波形記憶再生回路（４３ａまたは４３ｂ）では、ディスク回転角度（ここではスピンドルクロック４６）に応じて、補正すべきトラッキング誤差信号の振幅とオフセット量の記憶と補間処理を行う。複数の補正値記憶回路６１は、各々、ディスク回転角度の範囲に対応して、いずれかが、入力信号６０を、学習中に記憶するように機能する。記憶した補正値６２は、補間回路６３に対して出力される。補間回路６３では、近隣の４点の記憶した補正値６２と前記ディスク回転角度を用いて、対応する補間範囲が一致した補間回路６３が、補間された補正値信号４７を出力する。これにより、記憶された補正値の各点を滑らかにつないだ補間波形出力が、波形記憶再生回路の出力として生成される。
【００４５】
図１１は、本発明の実施例における補間回路６３の動作を説明する図である。補間処理は、スプライン補間によって行われ、その計算値は、前記ディスク回転角度をｘ、記憶されている補正値６２をＳとして、図１１に示されるような滑らかな３次関数により近似されて出力される。学習時に、
【００４６】
【数１】
2014006942.tif 000003
で示される数式によりａ、ｂ、ｃ、ｄを区間ごとに求め、
【００４７】
【数２】
2014006942.tif 000004
で示される数式により計算されて計算値が出力される。
【００４８】
これらにより、学習で波形を記憶する際に必要とするメモリの量が大幅に低減され、制御回路を低コスト化することができる。
以上、本構成により、隣接する複数層間でトラック中心ずれが補正され、トラッキング信号を発生できる溝構造またはマーク構造がないような一部の領域や記録層を複数有する多層光ディスク媒体に対しても、隣接層間のトラック位置を検出・補正し、マークを正しくトラック中心へ合わせて記録することができる。多層媒体として、溝構造やプリピットのない平らな記録層を持つものを使用できるため、媒体が低コストとなる。また、光ピックアップとしても、青色光学系と赤色光学系を両方用いる難易度の高い従来構成を用いずに、単色の光学系のみの低コストなものを用いることができる。これにより、媒体・装置共に低コスト化された光ディスク装置としての情報記録装置が実現できる。
【００４９】
上記構成例では、媒体の第１層の記録層として、プッシュプル法によりトラッキング信号を発生可能な溝構造を有する場合を示したが、溝構造に代えて、差動位相検出法によりトラッキング誤差信号を発生可能なピット（トラッキングマーク）構造を有する記録層を第１層として有する媒体であっても構わない。その場合、ピット（トラッキングマーク）より直接ＤＰＤ信号が得られるので、前記、第１層への記録手順で、手順に示したＤＰＰ信号に代えて、ＤＰＤ信号で学習を行えばよい。図５Ａに示した構成例は、スイッチの切替えのみで、どちらの媒体の場合にも対応できるようになっている。本構成例では、ＤＰＰ信号生成回路３０とＤＰＤ信号生成回路３４ａ、３４ｂを有し、同一記録層上でＤＰＰ法によるトラッキング誤差信号とＤＰＤ法によるトラッキング誤差信号を同時に発生でき、オフセット学習時にこれらの信号を任意に選んで学習し補正できるため、どちらの媒体構造であっても正しく補正して、マークをトラック中央へ正しく記録することができる。  
【００５０】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
また、上記の各構成は、それらの一部又は全部が、ハードウェアで構成されても、プロセッサでプログラムが実行されることにより実現されるように構成されてもよい。また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
【符号の説明】
【００５１】
１：光ピックアップ部、２：光ディスク、３：スピンドルモータ、４：回転サーボ回路、５：レーザ駆動回路、６：半導体レーザ、７：回折格子、８：回折格子、９：偏光ビームスプリッタ、１０：コリメートレンズ、１１：可動側ビームエキスパンダレンズ、１２ａ，１２ｂ：ステッピングモータ、１３：固定側ビームエキスパンダレンズ、１４：液晶レンズ素子、１５：λ／４板、１６：対物レンズ、１７：アクチュエータ、１８：検出レンズ、１９：ビームスプリッタ、２０：半反射鏡、２１：受光素子、２２：補助レンズ、２３：補助受光素子、２４：再生信号専用検出器、２５ａ，２５ｂ：受光信号、３０：ＤＰＰ信号生成回路、３１：ＭＰＰ信号、３２：レンズ誤差信号、３３：ＤＰＰ信号、３４ａ，３４ｂ：ＤＰＤ信号生成回路、３５：位相比較器、３６ａ，３６ｂ：フォーカス誤差信号、３７ａ、３７ｂ：再生信号、３８ａ，３８ｂ：ＤＰＤ信号、３９：スイッチ、４０：トラッキング誤差学習補正回路、４１：最大ピーク値検出器、４２：最小ピーク値検出器、４３ａ，４３ｂ：波形記憶再生回路、４４：微小ウォブル信号発振器、４５：振幅中央値、４６：スピンドルクロック、４７ａ，４７ｂ：補正値信号、４８：減算器、４９：補正後トラッキング誤差信号、５０：レンズ誤差信号の元信号、５１：除算器、５２ａ，５２ｂ：サンプルホールド回路、５３：スイッチ、５４：等化回路、５５：レベル検出回路、５６：同期クロック生成回路、５７：復号回路、５８：主制御回路、５９：不揮発メモリ、６０：入力信号、６１：補正値記憶回路、６２：補正値、６３：補間回路、８１：溝付記録層（ピット付記録層）、８２：ガイド層、８３：溝無し記録層（ピット無し記録層）。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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