(57)【要約】  実施形態によれば、記録再生装置は、領域分割回折格子と受光素子と生成回路とを含む。領域分割回折格子は、第１の領域と当該第１の領域とは重複しない第２の領域とを含む複数の領域に従ってガイド層からの戻り光を分割する。受光素子は、非点収差光学系によって非点収差を与えられた０次光ビームを受光する第１の光検出器セル群と第１の領域を通過して非点収差光学系によって非点収差を与えられた＋１次光及び−１次光の少なくとも一方のビームを受光する第２の光検出器セル群と第２の領域を通過して非点収差光学系によって非点収差を与えられた＋１次光及び−１次光の少なくとも一方のビームを受光する第３の光検出器セル群とを含む。生成回路は、第１の光検出器セル群における光量に基づいてフォーカスエラー信号を生成し、第２の光検出器セル群及び第３の光検出器セル群における光量に基づいてウォブル再生信号を生成する。
2015037062.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガイド光を情報記録媒体内のガイド層に集光させ、情報記録光を前記情報記録媒体内の情報記録層に集光させる対物レンズと、
第１の領域と当該第１の領域とは重複しない第２の領域とを含む複数の領域に従って、前記ガイド層からの戻り光を分割する領域分割回折格子と、
前記領域分割回折格子によって分割された前記戻り光の０次光ビーム及び±１次光ビームに非点収差を与える非点収差光学系と、
前記非点収差光学系によって非点収差を与えられた０次光ビームを受光する第１の光検出器セル群と、前記第１の領域を通過して前記非点収差光学系によって非点収差を与えられた＋１次光及び−１次光の少なくとも一方のビームを受光する第２の光検出器セル群と、前記第２の領域を通過して前記非点収差光学系によって非点収差を与えられた＋１次光及び−１次光の少なくとも一方のビームを受光する第３の光検出器セル群とを含む受光素子と、
前記第１の光検出器セル群における光量に基づいてフォーカスエラー信号を生成し、前記第２の光検出器セル群及び前記第３の光検出器セル群における光量に基づいてウォブル再生信号を生成する生成回路と
を具備する、記録再生装置。
【請求項２】
前記生成回路は、前記第２の光検出器セル群における光量に基づいてトラッキングエラー信号を生成し、前記第３の光検出器セル群における光量に基づいてサブトラッキング信号を生成し、前記対物レンズが駆動されることに伴う前記トラッキングエラー信号のオフセット成分の変動を前記サブトラッキング信号を用いて補償する、請求項１の記録再生装置。
【請求項３】
前記生成回路は、前記サブトラッキング信号に正の定数を乗算してから前記トラッキングエラー信号より減算することによって、前記オフセット成分の変動を補償する、請求項２の記録再生装置。
【請求項４】
前記生成回路は、前記第２の光検出器セル群における光量に基づいてトラッキングエラー信号を生成し、前記第３の光検出器セル群における光量に基づいてサブトラッキング信号を生成し、前記サブトラッキング信号に正の定数を乗算してから前記トラッキングエラー信号に加算し、加算結果の高周波成分を抽出することによって前記ウォブル再生信号を生成する、請求項１の記録再生装置。
【請求項５】
前記第１の領域は、前記ガイド層からの戻り光に含まれる０次光ビーム及び±１次光ビームの干渉領域を包含する、請求項１の記録再生装置。
【請求項６】
前記領域分割回折格子は、前記第１の領域に対応する第１の回折格子及び前記第２の領域に対応する第２の回折格子を含み、
前記第１の回折格子の特性は、前記第２の回折格子の特性とは異なる、
請求項１の記録再生装置。
【請求項７】
前記生成回路は、非点収差法に基づいて前記フォーカスエラー信号を生成する、請求項６の記録再生装置。
【請求項８】
前記第１の回折格子における０次光の回折効率は、前記第２の回折格子における０次光の回折効率よりも低い、請求項７の記録再生装置。
【請求項９】
前記第２の領域は、前記戻り光の光軸に近い中心部分である第３の領域と当該第３の領域以外の周縁部分である第４の領域とを含み、
前記第２の回折格子は、前記第３の領域に対応する第３の回折格子と前記第４の領域に対応する第４の回折格子とを含み、
前記第３の回折格子における０次光の回折効率は、前記第４の回折格子における０次光の回折効率よりも低い、
請求項７の記録再生装置。
【請求項１０】
前記第１の回折格子における０次光の回折効率は、前記第４の回折格子における０次光の回折効率よりも低い、請求項９の記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
実施形態は、情報記録媒体に対する情報の記録及び再生に関する。
【背景技術】
【０００２】
情報記録媒体（光ディスク）の記録容量は、例えば情報記録層の層数を拡張することによって、増加させることができる。例えば、Ｂｌｕ−ｒａｙ  ｄｉｓｃ（登録商標）の拡張規格であるＢＤＸＬは、４層の情報記録層を備える光ディスクを実現する。しかしながら、ある種の光ディスクは、情報記録層の増大に伴って生産性が低下する（例えば、歩留まりが悪化する、製造タクトタイムが増大する、など）という問題がある。この問題の一因は、各情報記録層においてスパイラル状のトラック溝（グルーブ）を成型加工（転写）する工程にある。【０００３】
上記問題は、ガイド層分離方式の光ディスクによって、抑制することができる。ガイド層分離方式の光ディスクは、複数の情報記録層と、当該複数の情報記録層とは独立したガイド層（サーボ層とも呼ばれる）を備える。ガイド層分離方式の光ディスクにおいて、前述のグルーブは、ガイド層上に形成されるものの情報記録層上に形成されない。即ち、グルーブの成型加工は、情報記録層に比べて少数のガイド層に限って行われるので、情報記録層の増大に伴う生産性の低下を抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１１７５８５号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Ｊｐｎ．  Ｊ．  Ａｐｐｌ．  Ｐｈｙｓ．  ５０  （２０１１）  ０９ＭＦ０１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
実施形態は、球面収差発生時においてもガイド層からアドレス情報を安定的に読み出すことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態によれば、記録再生装置は、対物レンズと、領域分割回折格子と、非点収差光学系と、受光素子と、生成回路とを含む。対物レンズは、ガイド光を情報記録媒体内のガイド層に集光させ、情報記録光を情報記録媒体内の情報記録層に集光させる。領域分割回折格子は、第１の領域と当該第１の領域とは重複しない第２の領域とを含む複数の領域に従って、ガイド層からの戻り光を分割する。非点収差光学系は、領域分割回折格子によって分割された戻り光の０次光ビーム及び±１次光ビームに非点収差を与える。受光素子は、非点収差光学系によって非点収差を与えられた０次光ビームを受光する第１の光検出器セル群と、第１の領域を通過して非点収差光学系によって非点収差を与えられた＋１次光及び−１次光の少なくとも一方のビームを受光する第２の光検出器セル群と、第２の領域を通過して非点収差光学系によって非点収差を与えられた＋１次光及び−１次光の少なくとも一方のビームを受光する第３の光検出器セル群とを含む。生成回路は、第１の光検出器セル群における光量に基づいてフォーカスエラー信号を生成し、第２の光検出器セル群及び第３の光検出器セル群における光量に基づいてウォブル再生信号を生成する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の実施形態に係る記録再生装置を例示する図。
【図２】ガイド層分離方式の情報記録媒体の断面を例示する図。
【図３】第１の実施形態に係る記録再生装置における領域分割回折格子の領域分割パターンを例示する図。
【図４】図１のガイド層用受光素子の光検出器（ＰＤ）セルパターンを例示する図。
【図５Ａ】第１の実施形態に係る記録再生装置におけるＦＥＳ用ＰＤセル群に入射する０次光ビームの形状を例示する図。
【図５Ｂ】第１の実施形態に係る記録再生装置におけるＦＥＳ用ＰＤセル群に入射する０次光ビームの形状を例示する図。
【図５Ｃ】第１の実施形態に係る記録再生装置におけるＦＥＳ用ＰＤセル群に入射する０次光ビームの形状を例示する図。
【図５Ｄ】第１の実施形態に係る記録再生装置におけるＦＥＳ用ＰＤセル群に入射する０次光ビームの形状を例示する図。
【図５Ｅ】第１の実施形態に係る記録再生装置におけるＦＥＳ用ＰＤセル群に入射する０次光ビームの形状を例示する図。
【図５Ｆ】第１の実施形態に係る記録再生装置におけるＦＥＳ用ＰＤセル群に入射する０次光ビームの形状を例示する図。
【図５Ｇ】第１の実施形態に係る記録再生装置におけるＦＥＳ用ＰＤセル群に入射する０次光ビームの形状を例示する図。
【図６】図２の情報記録媒体のガイド層を例示する図。
【図７】ウォブル位相変調の説明図。
【図８】幅変調の説明図。
【図９】再生対象のガイドトラック及び周辺のガイドトラックのパターンを例示する図。
【図１０Ａ】球面収差の発生メカニズムを例示する図。
【図１０Ｂ】球面収差の発生メカニズムを例示する図。
【図１０Ｃ】球面収差の発生メカニズムを例示する図。
【図１１】情報記録光が集光する深さとガイド光の残留収差との関係を例示するグラフ。
【図１２Ａ】球面収差非発生時における、第１の比較例に係るウォブル再生信号のデフォーカスマージンのシミュレーション結果を示すグラフ。
【図１２Ｂ】球面収差発生時における、第１の比較例に係るウォブル再生信号のデフォーカスマージンのシミュレーション結果を示すグラフ。
【図１３Ａ】球面収差非発生時における、第２の比較例に係るウォブル再生信号のデフォーカスマージンのシミュレーション結果を示すグラフ。
【図１３Ｂ】球面収差発生時における、第２の比較例に係るウォブル再生信号のデフォーカスマージンのシミュレーション結果を示すグラフ。
【図１４Ａ】球面収差非発生時における、好適なウォブル再生信号のデフォーカスマージンのシミュレーション結果を示すグラフ。
【図１４Ｂ】球面収差発生時における、好適なウォブル再生信号のデフォーカスマージンのシミュレーション結果を示すグラフ。
【図１５】第２の実施形態に係る記録再生装置のＦＥＳ用ＰＤセル群に入射する０次光ビームの形状を例示する図。
【図１６】第３の実施形態に係る記録再生装置における領域分割回折格子の領域分割パターンを例示する図。
【図１７Ａ】球面収差発生時に、０次光ビームの全体を用いて生成されたフォーカスエラー信号を例示するグラフ。
【図１７Ｂ】球面収差発生時に、０次光ビームの中心部分を用いずに周縁部分を用いて生成されたフォーカスエラー信号を例示するグラフ。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照しながら実施形態の説明が述べられる。尚、以降、説明済みの要素と同一または類似の要素には同一または類似の符号が付され、重複する説明は基本的に省略される。
【００１０】
（第１の実施形態）  
第１の実施形態に係る記録再生装置は、図１に例示されるように、ＯＰＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｐｉｃｋ−Ｕｐ  Ｕｎｉｔ）１００と、サーボ処理回路１２０と、信号処理回路１４０とを備える。図１の記録再生装置は、情報記録媒体（光ディスク）に対して情報を記録再生する。
【００１１】
この情報記録媒体は、図２に例示されるように、光入射方向から見て奥側にガイド層が設けられ、手前側に複数の情報記録層が設けられる。ガイド層は、後述されるように、スパイラル状のトラック溝（即ち、ガイドトラック）構造を持つ。図１の記録再生装置は、図示されないディスク駆動機構を備えており、当該ディスク駆動機構は、情報の記録再生時に情報記録媒体を回転駆動する。
【００１２】
サーボ処理回路１２０及び信号処理回路１４０は一体化されてもよい。サーボ処理回路１２０及び信号処理回路１４０は図示されないコントローラと接続されている。コントローラは、例えばコンピュータなどの上位の情報処理装置からの指示に基づいて、サーボ処理回路１２０及び信号処理回路１４０を制御する。
【００１３】
ＯＰＵ１００は、情報記録媒体に対して情報を記録再生するために光学的処理を行う。具体的には、ＯＰＵ１００は、ガイド層（ｇｕｉｄｅ  ｌａｙｅｒ  （ＧＬ））用のガイド光及び情報記録層（ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ  ｌａｙｅｒ  （ＲＬ））用の情報記録光を発生できる。ＯＰＵ１００は、発生した光を情報記録媒体に照射する。また、ＯＰＵ１００は、情報記録媒体からの戻り光を電気信号の形式でサーボ処理回路１２０へと出力する。ＯＰＵ１００は、ガイド光を用いてガイド層に記録された情報を再生できる。また、ＯＰＵ１００は、情報記録光を用いて、情報記録層に情報を記録したり、情報記録層に記録された情報を再生したりすることができる。ＯＰＵ１００は、図示されないＯＰＵ駆動機構に接続されている。ＯＰＵ駆動機構は、ＯＰＵ１００を情報記録媒体のラジアル方向に移動させることができる。
【００１４】
ＯＰＵ１００は、赤色レーザダイオード（ＬＤ）１０１と、青色ＬＤ１０２と、ＧＬ用偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）１０３−１と、ＧＬ用コリメータレンズ１０３−２と、ダイクロイックプリズム１０３−３と、λ／４波長板１０３−４と、ＲＬ用ＰＢＳ１０３−５と、ＲＬ用コリメータレンズ１０３−６と、ＧＬ用フォーカス補正機構１０６と、ＲＬ用収差補正機構１０７と、対物レンズ１０８と、対物レンズ駆動機構１０９と、ＧＬ用受光素子１１０と、ＲＬ用受光素子１１１と、ＧＬ用レーザ駆動回路１１２と、ＲＬ用レーザ駆動回路１１３と、ＧＬ用サーボ信号生成回路１１４と、ＲＬ用サーボ信号生成回路１１５と、領域分割回折格子１１６と、非点収差光学系１１７とを備える。
【００１５】
ＬＤ１０１は、ガイド光の光源である。ガイド光の波長は６６０ｎｍ程度である。ＬＤ１０１が点灯中に発生するガイド光の一部は、図示されないＧＬ用フロントモニタＰＤへと集光される。フロントモニタＰＤは、集光されたガイド光を電気信号に変換してパワー制御回路１２１へと出力する。レーザ駆動回路１１２は、後述されるパワー制御回路１２１からの制御信号に従って、ＬＤ１０１が発生する光の強度を制御する。
【００１６】
ＬＤ１０２は、情報記録光の光源である。情報記録光の波長は４０５ｎｍ程度である。レーザ駆動回路１１３は、後述されるパワー制御回路１２３及びパルス変調回路１２４からの制御信号に従って、ＬＤ１０２が発生する光の強度を制御する。ＬＤ１０２が点灯中に発生する情報記録光の一部は、図示されないＲＬ用フロントモニタＰＤへと集光される。フロントモニタＰＤは、集光された情報記録光を電気信号に変換してサンプル／ホールド回路（Ｓ／Ｈ）１２２へと出力する。
【００１７】
レーザ駆動回路１１２及びレーザ駆動回路１１３は、ＬＤ１０１及びＬＤ１０２を同時に点灯できる。情報記録層に対する情報記録時には、ＬＤ１０１及びＬＤ１０２を同時に点灯する必要がある。
【００１８】
ＬＤ１０１が点灯中に発生するガイド光は、ＰＢＳ１０３−１を透過する。ＰＢＳ１０３−１を透過したガイド光は、コリメータレンズ１０３−２によってコリメートされる。後述されるＧＬ用フォーカス制御回路１２５は、フォーカスエラー信号に基づいてフォーカス補正機構１０６を制御してコリメータレンズ１０３−２を光軸方向に駆動することによって、図２に例示されるようにガイド光の集光スポットを所望のガイド層にフォーカスさせる。
【００１９】
コリメータレンズ１０３−２によって略コリメートされたガイド光は、ダイクロイックプリズム１０３−３によって反射される。ダイクロイックプリズム１０３−３によって反射されたガイド光は、λ／４波長板１０３−４を透過することにより、円偏光へと変換される。円偏光へと変換されたガイド光は、対物レンズ１０８へと入射し、情報記録媒体の所望のガイド層近傍に集光される。
【００２０】
情報記録媒体の所望のガイド層近傍に集光されたガイド光は、当該ガイド層によって反射される。ガイド層によって反射されたガイド光（即ち、戻り光）は、再び対物レンズ１０８へと入射し、略コリメートされる。対物レンズ１０８によって略コリメートされたガイド光はλ／４波長板１０３−４を透過することにより、直線偏光（これは、往路と比べて偏光方向が９０度異なる）へと変換される。
【００２１】
直線偏光へと変換されたガイド光は、ダイクロイックプリズム１０３−３によって反射され、コリメータレンズ１０３−２を透過し、ＰＢＳ１０３−１によって反射される。ＰＢＳ１０３−１によって反射されたガイド光は、後述される領域分割回折格子１１６及び非点収差光学系１１７を透過してから、受光素子１１０へと入射する。受光素子１１０は、入射光を電気信号（この電気信号の電圧は、入射光の光量に依存する）に変換してサーボ信号生成回路１１４へと出力する。
【００２２】
サーボ信号生成回路１１４は、後述されるように入力電気信号を演算することによって、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号及びウォブル再生信号を生成する。サーボ信号生成回路１１４は、フォーカスエラー信号をフォーカス制御回路１２５へと出力し、トラッキングエラー信号をトラッキング制御回路１２６へと出力し、ウォブル再生信号をプリアンプ１２７へと出力する。
【００２３】
ＬＤ１０２が点灯中に発生する情報記録光は、ＰＢＳ１０３−５を透過する。ＰＢＳ１０３−５を透過した情報記録光は、コリメータレンズ１０３−６によってコリメートされる。収差補正機構１０７は、後述される収差制御回路１３４からの制御信号に基づいて、コリメータレンズ１０３−６を通過する情報記録光に球面収差を与えることによって、球面収差（球面収差の大きさは、所望の情報記録層の深さに依存する）を補正する。
【００２４】
コリメータレンズ１０３−６によって略コリメートされた情報記録光は、ダイクロイックプリズム１０３−３を透過する。ダイクロイックプリズム１０３−３を透過した情報記録光は、更にλ／４波長板１０３−４を透過することにより、円偏光へと変換される。円偏光へと変換された情報記録光は、対物レンズ１０８へと入射し、情報記録媒体の所望の情報記録層近傍に集光される。
【００２５】
情報記録媒体の所望の情報記録層近傍に集光された情報記録光は、当該情報記録層によって反射される。情報記録層によって反射された情報記録光（即ち、戻り光）は、再び対物レンズ１０８へと入射し、略コリメートされる。対物レンズ１０８によって略コリメートされた情報記録光はλ／４波長板１０３−４を透過することにより、直線偏光（これは、往路と比べて偏光方向が９０度異なる）へと変換される。
【００２６】
直線偏光へと変換された情報記録光は、ダイクロイックプリズム１０３−３を透過し、コリメータレンズ１０３−６を透過し、ＰＢＳ１０３−５によって反射される。ＰＢＳ１０３−５によって反射された情報記録光は、受光素子１１１へと入射する。受光素子１１１は、入射光を電気信号（この電気信号の電圧は、入射光の光量に依存する）に変換してサーボ信号生成回路１１５へと出力する。
【００２７】
サーボ信号生成回路１１５は、例えばナイフエッジ法、非点収差法などに基づいて入力電気信号を演算することによって、フォーカスエラー信号を生成する。サーボ信号生成回路１１５は、フォーカスエラー信号をフォーカス制御回路１２９へと出力する。更に、サーボ信号生成回路１１５は、例えばＤＰＤ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｐｈａｓｅ  Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）法に基づいて入力電気信号を演算することによって、トラッキングエラー信号を生成する。サーボ信号生成回路１１５は、トラッキングエラー信号をトラッキング制御回路１３０へと出力する。
【００２８】
対物レンズ１０８は、対物レンズ駆動機構１０９によって、フォーカス制御のために光軸方向に駆動されたり、トラッキング制御のためにラジアル方向（ガイド溝の接線に垂直な方向）に駆動されたりする。対物レンズ１０８のＮＡは、例えば０．６５である。
【００２９】
情報記録媒体に対する情報記録時に、トラッキング制御回路１２６は、トラッキングエラー信号に基づいて対物レンズ駆動機構１０９を制御して対物レンズ１０８をラジアル方向に駆動することによって、図２に例示されるようにガイド光の集光スポットをガイド層上の所望のトラックにトラッキングさせる。
【００３０】
尚、情報記録光の集光スポットの半径位置は、ＯＰＵ１００及び対物レンズ駆動機構１０９の動きに追従するので、ガイド光の集光スポットの半径位置と一緒にトラッキング制御される。そして、ガイド層から再生されるアドレス情報に従って、情報記録光の集光スポットは所望の記録開始位置まで移動する。それから、情報記録光の強度（即ち、記録強度）はパルス変調回路１２４によってパルス変調されて、所望の情報が情報記録層に記録される。
【００３１】
フォーカス制御回路１２９は、フォーカスエラー信号に基づいて対物レンズ駆動機構１０９を制御して対物レンズ１０８を光軸方向に駆動することによって、図２に例示されるように情報記録光の集光スポットを所望の情報記録層にフォーカスさせる。
【００３２】
情報記録媒体からの情報再生時に、トラッキング制御回路１３０は、トラッキングエラー信号に基づいて対物レンズ駆動機構１０９を制御して対物レンズ１０８をラジアル方向に駆動することによって、図２に例示されるように情報記録光の集光スポットを情報記録層上の所望のトラックにトラッキングさせる。
【００３３】
サーボ処理回路１２０は、ＯＰＵ１００及び信号処理回路１４０から種々の電気信号を入力し、これらに基づいてトラッキングサーボ及び記録再生のための種々の制御信号を生成し、ＯＰＵ１００へと出力する。
【００３４】
サーボ処理回路１２０は、ＧＬ用パワー制御回路１２１と、サンプル／ホールド回路１２２と、ＲＬ用パワー制御回路１２３と、パルス変調回路１２４と、ＧＬ用フォーカス制御回路１２５と、ＧＬ用トラッキング制御回路１２６と、ＧＬ用プリアンプ１２７と、アナログデジタル変換器（Ａ／Ｄ）１２８と、ＲＬ用フォーカス制御回路１２９と、ＲＬ用トラッキング制御回路１３０と、ＲＬ用プリアンプ１３１と、Ａ／Ｄ１３２と、ＲＬ用収差制御回路１３４とを備える。
【００３５】
パワー制御回路１２１は、フロントモニタ（ＧＬ）から電気信号を入力する。パワー制御回路１２１は、入力電気信号を所望値に近づけるための制御信号を生成し、レーザ駆動回路１１２へとフィードバックする。
【００３６】
サンプル／ホールド回路１２２は、パルス変調回路１２４から出力される制御信号によってタイミング制御される。サンプル／ホールド回路１２２は、フロントモニタ（ＲＬ）からの電気信号をサンプル／ホールドし、パワー制御回路１２３へと出力する。
【００３７】
パワー制御回路１２３は、サンプル／ホールド回路１２２から電気信号を入力する。パワー制御回路１２３は、入力電気信号を所望値に近付けるための制御信号を生成し、レーザ駆動回路１１３へとフィードバックする。
【００３８】
パルス変調回路１２４は、情報記録時に、後述されるクロック生成部１４１から基準クロック信号を入力し、信号処理部１４３から記録信号（例えば、ＮＲＺＩ（Ｎｏｎ  Ｒｅｔｕｒｎ  ｔｏ  Ｚｅｒｏ  Ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ）信号）を入力する。パルス変調回路１２４は、基準クロック信号及び記録信号に基づいて制御信号を生成し、レーザ駆動回路１１３及びサンプル／ホールド回路１２２へと出力する。この結果、ＬＤ１０２のレーザ強度がパルス状に変調される。例えば、記録データが「１」の部分においてＬＤ１０２のレーザ強度は高くなり、記録データが「０」の部分でＬＤ１０２は消灯される。
【００３９】
フォーカス制御回路１２５は、サーボ信号生成回路１１４からフォーカスエラー信号を入力する。フォーカス制御回路１２５は、フォーカスエラー信号に基づいてフォーカス補正機構１０６を制御してコリメータレンズ１０３−２を光軸方向に駆動する。
【００４０】
トラッキング制御回路１２６は、情報記録媒体に対する情報記録時に、サーボ信号生成回路１１４からトラッキングエラー信号を入力する。トラッキング制御回路１２６は、トラッキングエラー信号に基づいて対物レンズ駆動機構１０９を制御して対物レンズ１０８をラジアル方向に駆動する。尚、トラッキング制御回路１２６は、トラッキングエラー信号に基づいてＯＰＵ駆動機構を制御してＯＰＵ１００をラジアル方向に駆動することもある。
【００４１】
プリアンプ１２７は、サーボ信号生成回路１１４からウォブル再生信号を入力する。プリアンプ１２７は、入力電気信号の振幅をゲインに応じて調整し、Ａ／Ｄ１２８へと出力する。Ａ／Ｄ１２８は、プリアンプ１２７から信号を入力し、アナログ−デジタル変換して信号処理回路１４０へと出力する。
【００４２】
フォーカス制御回路１２９は、サーボ信号生成回路１１５からフォーカスエラー信号を入力する。フォーカス制御回路１２９は、フォーカスエラー信号に基づいて対物レンズ駆動機構１０９を制御して対物レンズ１０８を光軸方向に駆動する。
【００４３】
トラッキング制御回路１３０は、情報記録媒体に対する情報再生時に、サーボ信号生成回路１１５からトラッキングエラー信号を入力する。トラッキング制御回路１３０は、トラッキングエラー信号に基づいて対物レンズ駆動機構１０９を制御して対物レンズ１０８をラジアル方向に駆動する。尚、トラッキング制御回路１３０は、トラッキングエラー信号に基づいてＯＰＵ駆動機構を制御してＯＰＵ１００をラジアル方向に駆動することもある。
【００４４】
プリアンプ１３１は、サーボ信号生成回路１１５からから電気信号を入力する。プリアンプ１３１は、入力電気信号の振幅をゲインに応じて調整し、Ａ／Ｄ１３２へと出力する。Ａ／Ｄ１３２は、プリアンプ１３１から信号を入力し、アナログ−デジタル変換して信号処理回路１４０へと出力する。
【００４５】
収差制御回路１３４は、後述される収差誤差計算部１４５から収差誤差データを入力し、当該収差誤差データに基づく制御信号を生成する。収差制御回路１３４は、制御信号を収差補正機構１０７へと出力する。
【００４６】
信号処理回路１４０は、情報記録媒体からの再生信号を処理したり、情報記録媒体への記録信号を生成したりする。また、信号処理回路１４０は、サーボ処理回路１２０の各要素に制御信号を与えることによって、サーボ処理回路１２０を制御する。信号処理回路１４０は、クロック生成部１４１と、アドレス処理部１４２と、信号処理部１４３と、ＲＬ用収差誤差計算部１４５とを備える。
【００４７】
クロック生成部１４１は、基準クロック信号を生成し、パルス変調回路１２４へと供給する。アドレス処理部１４２は、アドレス情報の再生などのアドレス情報に関する処理を行う。再生されたアドレス情報は、上位の情報処理装置へと送信される。
【００４８】
信号処理部１４３は、図示されない再生信号処理部と、図示されない記録信号処理部とを含む。  
記録信号処理部は、上位の情報処理装置から対象データを入力し、当該対象データを情報記録媒体に記録可能なデータ列へと変換する。具体的には、記録信号処理部は、対象データに対して、データパターンをランダム化するためにスクランブル処理を施したり、誤り訂正のために誤り訂正符号化（例えば、リードソロモン符号化、ＬＤＰＣ符号化など）したり、連続したエラーを回避するためのインタリーブ処理を施したりする。更に、記録信号処理部は、対象データに対して、データの番地情報に相当するセクタ−アドレス番号を付加し、バーストエラーを検出するためのバースト検出サブコードを付加する。それから、記録信号処理部は、対象データに前述の１７ＰＰ変調またはＥＴＭを行い、ＮＲＺＩ変換を施すことによって、情報記録媒体に記録可能なデータ列を得る。
【００４９】
再生信号処理部は、Ａ／Ｄ１２８及びＡ／Ｄ１３２から再生信号を入力し、例えば非線形雑音成分を抑圧するための適応フィルタ処理などの種々のフィルタ処理を施す。更に、再生信号処理部は、再生信号に対して、前述のランレングスを制約する変調方式に対応する復調処理を施したり、誤り訂正符号化方式に対応する誤り訂正復号を行ったりすることによって、対象データを復元する。復元された対象データは、上位の情報処理装置へと送信される。
【００５０】
収差誤差計算部１４５は、Ａ／Ｄ１３２からデジタル信号を入力し、これに基づいて収差誤差量を計算する。収差誤差計算部１４５は、収差誤差データを収差制御回路１３４へと出力する。
【００５１】
前述のように、ＰＢＳ１０３−１によって反射されたガイド光は、領域分割回折格子１１６に入射する。領域分割回折格子１１６は、入射ビームを光軸に対して垂直な平面上で規定される複数の領域に従って分割する。領域分割回折格子１１６は、上記複数の領域に対応する複数の回折格子を備えている。これら複数の回折格子の特性（例えば、方向、曲率、ピッチ、溝深さ、回折効率比など）を互いに異ならせることによって、入射ビームを分割することが可能となる。
【００５２】
領域分割回折格子１１６は、例えば図３に示される領域分割パターンに従って、入射ビームを分割してもよい。図３において、実線は上記複数の領域間の境界線を表す。図３において、点線は、領域分割回折格子１１６を通過するガイド光の大凡の断面形状と、ガイド層のガイド溝において回折されたガイド光の０次光と±１次光との干渉によって生じるベースボールパターンとを表す。
【００５３】
図３の領域分割パターンによれば、ＭＡ領域はガイド層のガイド溝において回折された０次光及び±１次光の干渉領域を包含し、ＭＢ領域は０次光及び±１次光の干渉領域を包含する。上記ＭＡ領域及びＭＢ領域以外の領域は、分割線によってＳＡ領域及びＳＢ領域へと分割されている。この分割線は、ガイド光の光軸中心を通りタンジェンシャル方向に略平行である。
【００５４】
本実施形態において、領域分割回折格子１１６は、ＭＡ領域、ＭＢ領域、ＳＡ領域及びＳＢ領域のいずれについても０次光及び±１次光の回折効率比を１：９とするが、係る比は領域毎に異なっていてもよい。
【００５５】
領域分割回折格子１１６を通過した０次光及び±１次光は、非点収差光学系１１７によって非点収差を与えられる。それから、この０次光及び±１次光は受光素子１１０へと入射する。
【００５６】
受光素子１１０は、図４に例示されるように複数のＰＤセルを含む。ＰＤセルＡ、ＰＤセルＢ、ＰＤセルＣ及びＰＤセルＤによって形成されるＦＥＳ用ＰＤセル群は、フォーカスエラー信号を演算するための電気信号を生成する。他方、ＰＤセルＥ及びＰＤセルＦによって形成されるＭＰＰ用ＰＤセル群は、トラッキングエラー信号を演算するための電気信号を生成する。ＰＤセルＧ及びＰＤセルＨによって形成されるＳＰＰ用ＰＤセル群は、後述されるサブトラッキング信号を演算するための電気信号を生成する。
【００５７】
非点収差光学系１１７を通過した０次光は、ＦＥＳ用ＰＤセル群に入射する。ＦＥＳ用ＰＤセル群は、非点収差光学系１１７における非点収差によって生じる最小錯乱円の位置に配置されている。そして、ＦＥＳ用ＰＤセル群に入射する０次光ビームの形状は、対物レンズ１０８と情報記録媒体との間の距離に依存して、図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃ、図５Ｄ、図５Ｅ、図５Ｆ及び図５Ｇに例示されるように変化する。
【００５８】
具体的には、上記距離が適切である（即ち、ガイド光の集光スポットが所望のガイド層に概ねフォーカスされる）ならば、０次光ビームの形状は図５Ｄに例示されるように略円形となる。他方、上記距離が大きくなったり小さくなったりすると、０次光ビームの形状は図５Ａ及び図５Ｇに例示されるようにタンジェンシャル方向及びラジアル方向に対して傾いた略楕円形となる。
【００５９】
サーボ信号生成回路１１４は、上記距離と０次光ビームの形状との関係を利用して、非点収差法に基づいてフォーカスエラー信号を生成する。具体的には、サーボ信号生成回路１１４は、受光素子１１１からフォーカスエラー信号を演算するための電気信号を入力する。これらの電気信号は、ＦＥＳ用ＰＤセル群を形成する各ＰＤセルが入射光の光量に応じた電流を発生し、当該電流を図示されないＩ／Ｖ増幅器によってＩ／Ｖ変換することによって得られる。ＰＤセルＡからの電気信号の電圧をＶａ、ＰＤセルＢからの電気信号の電圧をＶｂ、ＰＤセルＣからの電気信号の電圧をＶｃ、ＰＤセルＤからの電気信号の電圧をＶｄとすると、サーボ信号生成回路１１４は下記数式（１）の演算を行うことによってフォーカスエラー信号（ＦＥＳ）を生成できる。  
ＦＥＳ＝（Ｖａ＋Ｖｃ）−（Ｖｂ＋Ｖｄ）          （１）
ＦＥＳは、０次光ビームの形状は図５Ｄに例示されるように略円形であるならば略０となる。他方、ＦＥＳは、０次光ビームの形状の歪みが大きくなるほど、絶対値の大きな負値または正値となる。
【００６０】
非点収差光学系１１７を通過した＋１次光及び−１次光のいずれか一方は、ＭＰＰ用ＰＤセル群及びＳＰＰ用ＰＤセル群に集光する。尚、領域分割回折格子１１６は、非点収差光学系１１７によって＋１次光及び−１次光のいずれか一方に与えられる非点収差を打ち消すための非点収差を±１次光に与える。結果的に、例えば＋１次光はスポットサイズが小さな状態でＰＤセルに集光されるものの、−１次光はスポットサイズが小さな状態でＰＤセルに集光されないため受光することが困難である。故に、以降の説明において、＋１次光が種々のサーボ信号を生成するために用いられるものとするが、代わりに−１次光が種々のサーボ信号を生成するために用いられてもよい。また、各領域に対応する回折格子によって与えられる非点収差を適切に設計することにより、＋１次光及び−１次光のいずれが用いられるかを領域毎に設定できる。
【００６１】
具体的には、領域分割回折格子１１６の領域分割パターンのうちＭＡ領域を通過した＋１次光はＰＤセルＥに入射し、ＭＢ領域を通過した＋１次光はＰＤセルＦに入射し、ＳＡ領域を通過した±１次光はＰＤセルＧに入射し、ＳＢ領域を通過した＋１次光はＰＤセルＨに入射する。
【００６２】
前述のように、ＭＡ領域及びＭＢ領域はガイド層のガイド溝において回折された０次光及び±１次光の干渉領域を包含する。故に、これらの領域間の光量差に基づいてプッシュプル信号が演算可能である。具体的には、サーボ信号生成回路１１４は、受光素子１１１からトラッキングエラー信号としてのメインプッシュプル信号を演算するための電気信号を入力する。これらの電気信号は、ＭＰＰ用ＰＤセル群を形成する各ＰＤセルが入射光の光量に応じた電流を発生し、当該電流を図示されないＩ／Ｖ増幅器によってＩ／Ｖ変換することによって得られる。ＰＤセルＥからの電気信号の電圧をＶｅ、ＰＤセルＦからの電気信号の電圧をＶｆとすると、サーボ信号生成回路１１４は下記数式（２）の演算を行うことによってメインプッシュプル信号（ＭＰＰ）を生成できる。  
ＭＰＰ＝Ｖｅ−Ｖｆ         （２）
尚、メインプッシュプル信号は、対物レンズ１０８がラジアル方向に駆動されることに伴ってオフセット成分が変動する。そこで、サーボ信号生成回路１１４は、上記干渉領域を含まないＳＡ領域及びＳＢ領域の間の光量差に基づいて、オフセット成分の変動を補償するためのサブトラッキング信号を更に生成してもよい。具体的には、サーボ信号生成回路１１４は、受光素子１１１からサブトラッキング信号としてのサブプッシュプル信号を演算するための電気信号を入力する。これらの電気信号は、ＳＰＰ用ＰＤセル群を形成する各ＰＤセルが入射光の光量に応じた電流を発生し、当該電流を図示されないＩ／Ｖ増幅器によってＩ／Ｖ変換することによって得られる。ＰＤセルＧからの電気信号の電圧をＶｇ、ＰＤセルＨからの電気信号の電圧をＶｈとすると、サーボ信号生成回路１１４は下記数式（３）の演算を行うことによってサブプッシュプル信号（ＳＰＰ）を生成できる。  
ＳＰＰ＝Ｖｇ−Ｖｈ         （３）
そして、サーボ信号生成回路１１４は、下記数式（４）の演算を行うことによって、補償されたプッシュプル信号（ＣＰＰ）を生成できる。  
ＣＰＰ＝ＭＰＰ−ｋ１×ＳＰＰ             （４）
ここで、ｋ１は正の定数である。ＳＰＰは、±１次光の光量差に基づくプッシュプル信号成分を含まず、対物レンズ１０８のシフト量に基づくオフセット成分を含む。故に、ＳＰＰの振幅をｋ１によって調整し、調整済みＳＰＰをＭＰＰから減算することによって、プッシュプル信号成分の減少を防止しながらオフセット成分をキャンセルすることができる。
【００６３】
更に、サーボ信号生成回路１１４は、ガイド層に記録された管理情報（例えば、アドレス情報）の再生のために、ウォブル再生信号を生成する必要がある。前述のように、ガイド層上にはスパイラル状のガイドトラックが形成される。具体的には、図６に例示されるように、ガイド層上のランドと呼ばれる面に溝（即ち、グルーブ）が彫られる。グルーブの深さは、例えば６０ｎｍである。グルーブは、情報記録媒体の１周毎にグルーブ間隔（隣接するグルーブの中心間距離）の半分だけ内周側または外周側にずれるように形成される。従って、ガイドトラックは、情報記録媒体の１周毎にグルーブ及びランドが交互に切り替わるシングルスパイラル構造を備える。
【００６４】
グルーブは、記録されるアドレス情報に基づいて、ウォブル変調を施されたり、グルーブの幅を変化させる幅変調を施されたりするので、蛇行して形成される。この蛇行の振幅の標準値は、例えば２０ｎｍである。例えば、ウォブル変調によれば、グルーブはラジアル方向に振動するサイン波に一致するように形成される。そして、このサイン波の位相、周波数または振幅の変調によって、アドレス情報が表現される。
【００６５】
図６に例示されるガイド層は、情報を記録するためにランドトラック及びグルーブトラックの両方がトラッキングの対象とされるランドアンドグルーブトラッキング方式に基づいている。ランドアンドグルーブトラッキング方式によれば、情報記録層におけるデータトラックの間隔は、ガイド層におけるランドとグルーブとの間の間隔に一致する。即ち、データトラックの間隔は、ガイド層における物理的なピッチであるグルーブ間隔の半分に一致する。例えば、グルーブ間隔は０．６４μｍであって、データトラックの間隔が０．３２μｍである。故に、ランドアンドグルーブトラッキング方式によれば、情報記録層において高い記録密度が達成される。
【００６６】
シングルスパイラル構造によれば、ランド及びグルーブは交互にトラッキングの対象とされ、トラッキングの対象はランドグルーブ切り替え位置において切り替わる。図６のガイド層において、ランドグルーブ切り替え位置はトラック１周毎に設けられる。即ち、記録再生装置は、トラック１周毎に、グルーブ、ランド、グルーブ、ランド・・・という順でトラッキングすることになる。換言すれば、複数のグルーブトラックの各々は２つのランドトラックによって挟まれ、複数のランドトラックの各々は２つのグルーブトラックによって挟まれる。従って、ガイド層に対して情報再生する場合に、ガイド光ビームの軌跡は一本のスパイラルを描く。
【００６７】
ガイド層においてアドレス情報を記録されるために用いられるデータシンボルは、例えば４波のウォブルによって表現される。具体的には、図７に例示されるように、４波の通常位相のウォブルは、「０」を割り当てられたデータシンボルである。他方、４波の反転位相のウォブルは、「１」を割り当てられたデータシンボルである。尚、ランドに関して、所望のウォブル波形を形成するために、当該ランドに隣接するグルーブが幅変調されることもある。しかしながら、図８に例示されるように、幅変調シンボルは、ビット値を割り当てられない。
【００６８】
ガイドトラック（即ち、グルーブトラック及びランドトラック）に配置されるウォブルは、記録再生装置の中の光学系を通して再生され、ウォブル再生信号が電気的に生成される。ウォブル再生信号は、集光スポット及びトラックピッチの大きさの関係次第で、再生対象のガイドトラックのウォブルだけでなく周辺のガイドトラックのウォブルの影響を受けることがある。再生対象のガイドトラック及び周辺のガイドトラックの組み合わせは、図９に例示されるようにパターン化することができる。
【００６９】
パターン０００Ｇは、再生対象のグルーブトラックに内周側に隣接するグルーブトラック及び外周側に隣接するグルーブトラックの両方のウォブルの位相が当該再生対象のグルーブトラックのウォブルの位相と同じである組み合わせを指す。即ち、内周側に隣接するグルーブトラック、再生対象のグルーブトラック及び外周側に隣接するグルーブトラックのウォブルの位相パターンは、［０００］または［１１１］となる。尚、以降の説明において、通常位相のウォブルを「０」、反転位相のウォブルを「１」とする。
【００７０】
パターン１００Ｇは、再生対象のグルーブトラックに内周側に隣接するグルーブトラック及び外周側に隣接するグルーブトラックのいずれか一方のウォブルの位相が当該再生対象のグルーブトラックのウォブルの位相と同じであって、他方のウォブルの位相が当該再生対象のグルーブトラックのウォブルの位相に対して反転する組み合わせを指す。即ち、内周側に隣接するグルーブトラック、再生対象のグルーブトラック及び外周側に隣接するグルーブトラックのウォブルの位相パターンは、［００１］、［１００］、［０１１］または［１１０］となる。
【００７１】
パターン１０１Ｇは、再生対象のグルーブトラックに内周側に隣接するグルーブトラック及び外周側に隣接するグルーブトラックの両方のウォブルの位相が当該再生対象のグルーブトラックのウォブルの位相に対して反転する組み合わせを指す。即ち、内周側に隣接するグルーブトラック、再生対象のグルーブトラック及び外周側に隣接するグルーブトラックのウォブルの位相パターンは、［１０１］または［０１０］となる。
【００７２】
パターン０００Ｌは、再生対象のランドトラックに内周側に隣接するランドトラック及び外周側に隣接するランドトラックの両方のウォブルの位相が当該再生対象のランドトラックのウォブルの位相と同じである組み合わせを指す。即ち、内周側に隣接するランドトラック、再生対象のランドトラック及び外周側に隣接するランドトラックのウォブルの位相パターンは、［０００］または［１１１］となる。
【００７３】
パターン１００Ｌは、再生対象のランドトラックに内周側に隣接するランドトラック及び外周側に隣接するランドトラックのいずれか一方のウォブルの位相が当該再生対象のランドトラックのウォブルの位相と同じであって、他方のウォブルの位相が当該再生対象のランドトラックのウォブルの位相に対して反転する組み合わせを指す。即ち、内周側に隣接するランドトラック、再生対象のランドトラック及び外周側に隣接するランドトラックのウォブルの位相パターンは、［００１］、［１００］、［０１１］または［１１０］となる。
【００７４】
パターン１０１Ｌは、再生対象のランドトラックに内周側に隣接するランドトラック及び外周側に隣接するランドトラックの両方のウォブルの位相が当該再生対象のランドトラックのウォブルの位相に対して反転する組み合わせを指す。即ち、内周側に隣接するランドトラック、再生対象のランドトラック及び外周側に隣接するランドトラックのウォブルの位相パターンは、［１０１］または［０１０］となる。
【００７５】
ウォブル再生信号成分は、プッシュプル信号に高周波成分として含まれている。故に、サーボ信号帯域以下の周波数成分を抑圧する高域通過型フィルタをプッシュプル信号に対して適用することによって、ウォブル再生信号が抽出可能である。
【００７６】
ウォブル再生信号は、様々な手法により生成可能である。例えば、従来、非点収差法に基づいてフォーカスエラー信号が生成される場合には、前述のＦＥＳ用ＰＤセル群を用いて受光された０次光及び±１次光が利用される。これらの０次光及び±１次光は、トラッキングエラー信号としてのプッシュプル信号を演算するためにも用いられる。具体的には、（Ｖａ＋Ｖｂ）−（Ｖｃ＋Ｖｄ）により、プッシュプル信号が演算される。そして、上記プッシュプル信号に含まれるウォブル再生信号（ＷＢＬｃ１）は、下記数式（５）に示されるように生成可能である。  
ＷＢＬｃ１＝ＨＦＣ｛（Ｖａ＋Ｖｂ）−（Ｖｃ＋Ｖｄ）｝   （５）
尚、以降の説明において、ＨＦＣ（ｘ）はｘの高周波成分を抽出する関数である。
【００７７】
或いは、上記プッシュプル信号の代わりに上記数式（２）のメインプッシュプル信号に含まれるウォブル再生信号（ＷＢＬｃ２）が、下記数式（６）に示されるように生成されてもよい。  
ＷＢＬｃ２＝ＨＦＣ（ＭＰＰ）             （６）
しかしながら、後述されるように、上記第１の比較例に係るウォブル再生信号（ＷＢＬｃ１）及び第２の比較例に係るウォブル再生信号（ＷＢＬｃ２）は、いずれも、球面収差発生時に振幅が低下したり位相が逆転したりするおそれがある。そこで、サーボ信号生成回路１１４は、好ましくは、例えば下記数式（７）に示されるウォブル再生信号（ＷＢＬ）を生成する。
【００７８】
ＷＢＬ＝ＨＦＣ（ＭＰＰ＋ｋ２×ＳＰＰ）          （７）
ここで、ｋ２は正の定数である。ｋ２は、領域分割回折格子１１６の領域毎の回折効率の差異を補償する補償係数である。後述されるように、このウォブル再生信号（ＷＢＬ）によれば、球面収差発生時の悪影響（振幅低下及び位相逆転）が緩和される。
【００７９】
ガイド光の球面収差の収差量は、情報記録光が集光する深さに依存する。図１０Ａに例示されるように、情報記録時に、ガイド光及び情報記録光は、対物レンズ１０８を介して所望のガイド層及び所望の情報記録層にそれぞれ同時に集光される。通常、対物レンズ１０８の光学特性は、情報記録光が情報記録層内の特定の深さ（設計深さと呼ばれる）に集光する場合に波面収差が最低となるように最適化される。そして、設計深さが情報記録層の中心付近に定められていれば、情報記録光が各情報記録層に集光する場合の残留収差の最大値は小さくなる。
【００８０】
情報記録光を設計深さとは異なる深さに設けられた情報記録層に集光させる場合には、対物レンズ駆動機構１０９としての２軸アクチュエータが制御されて対物レンズ１０８を光軸方向に駆動される。
【００８１】
例えば図１０Ｂに示されるように、情報記録光を設計深さよりも浅い位置に設けられた情報記録層に集光させる場合には、対物レンズ１０８は情報記録媒体から離れるように光軸方向に沿って移動する。対物レンズ１０８の移動に伴って、情報記録光の集光位置は所望の情報記録層と同じ深さまで移動する。
【００８２】
設計深さとは異なる位置にある情報記録層に情報記録光を集光すると、当該情報記録光には球面収差が発生する。情報記録層の位置に起因する球面収差は、前述の収差補正機構１０７によってキャンセル可能である。具体的には、収差補正機構１０７がコリメータレンズ１０３−６を光軸方向に駆動すると、対物レンズ１０８による結像倍率が変化して球面収差が発生する。収差補正機構１０７は、この結像倍率の変化による球面収差が、情報記録層の位置による球面収差と同じ大きさであってかつ符号が異なるように調整することによって、当該情報記録層の位置に起因する球面収差をキャンセルできる。この結果、残留収差は実用上問題のない程度に抑圧される。
【００８３】
他方、図１０Ｂに示されるように、対物レンズ１０８が情報記録媒体から離れるように光軸方向に沿って移動すると、ガイド光は所望のガイド層よりも浅い位置に集光する。故に、フォーカス補正機構１０６は、コリメータレンズ１０３−２を光軸方向に駆動することによって、図１０Ｃに示されるようにガイド光の集光位置を所望のガイド層と同じ深さまで移動させる。
【００８４】
ガイド光のフォーカス補正によって生じる球面収差は、キャンセルされず、例えば図１１に示されるように残留する。図１１において、縦軸はガイド光の残留収差を表し、横軸は情報記録光が集光する情報記録層の深さを表す。図１１の残留収差は、対物レンズ１０８及び収差補正機構１０７によって情報記録光について残留収差を最小化してからフォーカス補正機構１０６によってガイド光について残留収差を最小化したうえで測定されている。
【００８５】
情報記録光が設計深さに集光している場合には、ガイド光の残留収差は０．０１ｒｍｓ以下である。しかしながら、情報記録光の集光位置が設計深さから離れるほど、ガイド光の残留収差は大きくなる。図１１の例によれば、情報記録光が最も浅い位置にある情報記録層及び最も深い位置にある情報記録層にそれぞれ集光する場合に、ガイド光の残留収差はマレシャル基準である０．０７λｒｍｓを超える。尚、情報記録層の層数の拡張に伴って、情報記録層の深さの範囲は大きくなるので、ガイド光の残留収差の最大値もまた大きくなる。
【００８６】
球面収差非発生時（収差量＝０λｒｍｓ）及び球面収差発生時（収差量＝０．１２ｒｍｓ）における、第１の比較例に係るウォブル再生信号（ＷＢＬｃ１）、第２の比較例に係るウォブル再生信号（ＷＢＬｃ２）及び好適なウォブル再生信号（ＷＢＬ）のデフォーカスマージンのシミュレーション結果が、図１２Ａ、図１２Ｂ、図１３Ａ、図１３Ｂ、図１４Ａ及び図１４Ｂに示される。
【００８７】
図１２Ａ、図１２Ｂ、図１３Ａ、図１３Ｂ、図１４Ａ及び図１４Ｂにおいて、縦軸はウォブル再生信号の振幅を表し、横軸はデフォーカス量を表す。デフォーカス量は、プッシュプル信号の振幅が最大となる距離を基準とする、情報記録媒体と対物レンズ１０８との間の相対距離である。
【００８８】
デフォーカスマージンとは、ウォブル再生信号の振幅が閾値振幅以上となるデフォーカスの範囲を意味する。デフォーカスがデフォーカスマージンに収まれば、アドレス情報の再生が期待できる。尚、ウォブル再生信号の振幅が負値であることは、ウォブル再生信号の位相が逆転していることを意味する。
【００８９】
図１２Ａ、図１３Ａ及び図１４Ａに示されるように、球面収差非発生時において、０００Ｇパターン、１００Ｇパターン及び１０１Ｇパターンのいずれについても、第１の比較例に係るウォブル再生信号（ＷＢＬｃ１）、第２の比較例に係るウォブル再生信号（ＷＢＬｃ２）及び好適なウォブル再生信号（ＷＢＬ）のデフォーカスマージンは３μｍ  ｐ−ｐ（ｐｅａｋ−ｔｏ−ｐｅａｋ）以上である。
【００９０】
しかしながら、図１２Ｂ及び図１３Ｂに示されるように、球面収差発生時において、少なくとも１００Ｇパターン及び１０１Ｇパターンについて、第１の比較例に係るウォブル再生信号（ＷＢＬｃ１）及び第２の比較例に係るウォブル再生信号（ＷＢＬｃ２）の振幅は、デフォーカス＝０であっても負値（即ち、位相逆転）であるから、アドレス情報の再生は困難である。
【００９１】
他方、図１４Ｂに示されるように、球面収差発生時において、０００Ｇパターン、１００Ｇパターン及び１０１Ｇパターンのいずれについても、好適なウォブル再生信号（ＷＢＬ）のデフォーカスマージンは４μｍ  ｐ−ｐ以上である。
【００９２】
図１２Ａ、図１２Ｂ、図１３Ａ、図１３Ｂ、図１４Ａ及び図１４Ｂに示されるように、０００Ｇパターンについて、いずれのウォブル再生信号も球面収差による影響が殆どない。他方、１００Ｇパターン及び１０１Ｇパターンについて、第１の比較例に係るウォブル再生信号（ＷＢＬｃ１）及び第２の比較例に係るウォブル再生信号（ＷＢＬｃ２）は、球面収差発生時には振幅が低下し、かつ、位相が反転している。概括すれば、球面収差発生時にウォブル再生信号の振幅が低下しにくいウォブル位相パターン（０００Ｇ）と、低下しやすいウォブル位相パターン（１００Ｇ、１０１Ｇ）とが存在する。
【００９３】
０００Ｇパターンの場合にガイド光の集光スポットの付近ではグルーブピッチは変動しないが、１００Ｇパターン及び１０１Ｇパターンの場合にガイド光の集光スポットの付近ではグルーブピッチは実質的に変動する。
【００９４】
特に、グルーブピッチが広くなる場合には、±１次光ビームの通過領域と図３のＳＡ領域及びＳＢ領域とのオーバーラップが大きくなる。更に、球面収差が大きくなると、ガイド層上のガイド光のスポットサイズは大きくなるので、周辺のグルーブトラックからの影響が大きくなる。そして、第２の比較例に係るウォブル再生信号（ＷＢＬｃ２）は、ＳＡ領域及びＳＢ領域における光量を反映していないから、球面収差発生時には振幅が低下しやすい。
【００９５】
他方、第１の比較例に係るウォブル再生信号（ＷＢＬｃ１）は、ビームの中心部分における光量を反映している。しかしながら、球面収差発生時には、ビームの中心部分と周縁部分とで焦点距離が異なる。例えば、ビームの周縁部分が最小錯乱円であるとしても、ビームの中心部分は大きくデフォーカスするかもしれない。更に、ＦＥＳ用ＰＤセル群の前段の非点収差光学系によって与えられる非点収差の影響で、ＦＥＳ用ＰＤセル群に入射する戻り光ビームのスポット形状は大きく歪む。即ち、球面収差発生時に、ビームの中心部分は、ガイド光の光軸中心を通りタンジェンシャル方向またはラジアル方向に略平行な分割線に沿って分割されていない。故に、第１の比較例に係るウォブル再生信号（ＷＢＬｃ１）は、球面収差発生時にビームの中心部分の光量を適切に反映できないので、適切な振幅を得ることが困難である。
【００９６】
以上説明したように、第１の実施形態に係る記録再生装置は、ガイド層からの戻り光のビームを、領域分割回折格子によって光軸に対して垂直な平面上で規定される複数の領域に従って分割した後に非点収差光学系によって非点収差を与える。ここで、これら複数の領域は、メインプッシュプル信号の演算に必要なビームが通過する領域と、サブプッシュプル信号の演算に必要なビームが通過する領域とを含む。そして、この記録再生装置は、メインプッシュプル信号及びサブプッシュプル信号を用いてウォブル再生信号を演算する。故に、この記録再生装置によれば、大きな球面収差が発生する場合であっても、ウォブル再生信号の振幅の低下は抑制されるのでガイド層からアドレス情報を安定的に読み出すことが可能となる。
【００９７】
（第２の実施形態）  
一般に、非点収差法に基づくフォーカスエラー信号の演算に用いられるビームは、プッシュプル信号成分を含む。故に、例えばガイド光の集光スポットがトラックを横切ることによってプッシュプル信号の振幅が変動し、この変動がフォーカスエラー信号に影響を与えることでフォーカスサーボが不安定となるおそれがある。そして、この問題は、例えば、ＰＤセルの位置調整が完全ではないこと、ビームの強度分布が理想的な分布とは異なることなどに起因しており、非点収差法を採用する場合には回避困難である。
【００９８】
第２の実施形態に係る記録再生装置は、図１の記録再生装置のうち領域分割回折格子１１６に備えられる複数の回折格子の特性を以下に説明されるように定めることによって、プッシュプル信号の振幅の変動に対して安定したフォーカスエラー信号を生成できる。
【００９９】
具体的には、図３に例示される領域分割パターンのうちＭＡ領域及びＭＢ領域に対応する回折格子として、例えばブレーズ型の回折格子が採用される。ＭＡ領域に対応するブレーズ型の回折格子の回折効率比は、例えば、−１次：０次：＋１次＝０：０：１である。ＭＢ領域に対応するブレーズ型の回折格子の回折効率比は、例えば、−１次：０次：１次＝０：０：１である。故に、０次光は、ＭＡ領域及びＭＢ領域を通過できない。
【０１００】
図３に例示される領域分割パターンのうちＳＡ領域及びＳＢ領域に対応する回折格子として、例えばバイナリ型の回折格子が採用される。これらのバイナリ型の回折格子の回折効率比は、例えば、−１次：０次：＋１次＝０．４：０．２：０．４である。
【０１０１】
前述のように、０次光はＭＡ領域及びＭＢ領域を通過できないので、ＦＥＳ用ＰＤセル群には図１５に例示される形状の０次光ビームが入射する。ここで、ＭＡ領域及びＭＢ領域は、メインプッシュプル信号の演算に必要なビームの通過領域である。即ち、ＦＥＳ用ＰＤセル群に入射する０次光ビームはプッシュプル信号成分を含まない。従って、サーボ信号生成回路１１４は、プッシュプル信号成分を含まないフォーカスエラー信号を生成できる。
【０１０２】
以上説明したように、第２の実施形態に係る記録再生装置は、０次光ビームがメインプッシュプル信号の演算に必要なビームの通過領域であるＭＡ領域及びＭＢ領域を通過させない（或いは、通過する光量を他の領域（例えば、ＳＡ領域及びＳＢ領域）に比べて低減させてもよい）。故に、この記録再生装置によれば、プッシュプル信号成分を含まないフォーカスエラー信号を生成できるので、安定したフォーカスサーボが可能である。
【０１０３】
（第３の実施形態）  
前述のように、球面収差発生時には、ビームの中心部分と周縁部分とで焦点距離が異なる。即ち、球面収差発生時にビーム全体を用いて演算されるフォーカスエラー信号は、複数の相異なる焦点距離に関する成分の重ね合わせに相当する。故に、球面収差発生時にはフォーカスエラー信号の歪みが大きくなるので、フォーカスサーボが不安定となるおそれがある。
【０１０４】
図１７Ａに示されるように、例えば０．１２λｒｍｓの球面収差発生時に、フォーカスエラー信号は、大きく歪んでいる（特に、感度が大きく変化する変曲点が出現する）ので、フォーカスサーボが不安定となるおそれがある。
【０１０５】
第３の実施形態に係る記録再生装置は、図１の記録再生装置のうち領域分割回折格子１１６の領域分割パターン、ならびに、当該領域分割回折格子１１６に備えられる複数の回折格子の特性を以下に説明されるように定めることによって、球面収差発生時にも歪みの小さなフォーカスエラー信号を生成できる。
【０１０６】
具体的には、領域分割回折格子１１６は、例えば図１６に示され領域分割パターンによって、入射ビームを分割してもよい。図１６において、実線は上記複数の領域間の境界線を表す。図１６において、点線は、領域分割回折格子１１６を通過するガイド光の大凡の断面形状と、ガイド層のガイド溝において回折されたガイド光の０次光と±１次光との干渉によって生じるベースボールパターンとを表す。
【０１０７】
図１６の領域分割パターンによれば、ＭＡ領域はガイド層のガイド溝において回折された０次光及び±１次光の干渉領域を包含し、ＭＢ領域は０次光及び±１次光の干渉領域を包含する。上記ＭＡ領域及びＭＢ領域以外の領域は、分割線によってＳＡ領域及びＷＡ領域を含むＡグループ及びＳＢ領域及びＷＢ領域を含むＢグループへと分割されている。この分割線は、ガイド光の光軸中心を通りタンジェンシャル方向に略平行である。Ａグループのうち戻り光の光軸に近い中心部分がＷＡ領域であって、ＷＡ領域以外の周縁部分がＳＡ領域である。同様に、Ｂグループのうちビームの光軸に近い中心部分がＷＢ領域であって、ＷＢ領域以外の周縁部分がＳＢ領域である。
【０１０８】
図１６に例示される領域分割パターンのうちＭＡ領域及びＭＢ領域に対応する回折格子として、例えばバイナリ型の回折格子が採用される。この回折格子における０次光の回折効率は、ＳＡ領域及びＳＢ領域に対応する回折格子における０次光の回折効率に比べて低くなるように定められる。これらのバイナリ型の回折格子の回折効率比は、例えば、−１次：０次：＋１次＝０．５：０：０．５である。
【０１０９】
図１６に例示される領域分割パターンのうちＷＡ領域及びＷＢ領域に対応する回折格子として、例えばバイナリ型の回折格子が採用される。この回折格子における０次光の回折効率は、ＳＡ領域及びＳＢ領域に対応する回折格子における０次光の回折効率に比べて低くなるように定められる。これらのバイナリ型の回折格子の回折効率比は、例えば、−１次：０次：＋１次＝０．５：０：０．５である。
【０１１０】
図１６に例示される領域分割パターンのうちＳＡ領域及びＳＢ領域に対応する回折格子として、例えばブレーズ型の回折格子が採用される。ＳＡ領域に対応するブレーズ型の回折格子の回折効率比は、例えば、−１次：０次：＋１次＝０：０．５：０．５である。ＳＢ領域に対応するブレーズ型の回折格子の回折効率比は、例えば、−１次：０次：＋１次＝０：０．５：０．５である。
【０１１１】
ＦＥＳ用ＰＤセル群には、ＳＡ領域及びＳＢ領域を通過した０次光ビームが入射する。ＭＰＰ用ＰＤセル群には、ＭＡ領域及びＭＢ領域を通過した＋１次光ビームが集光する。ＳＰＰ用ＰＤセル群には、ＳＡ領域、ＳＢ領域、ＷＡ領域及びＷＢ領域を通過した＋１次光ビームが集光する。
【０１１２】
換言すれば、サーボ信号生成回路１１４は、主にＳＡ領域及びＳＢ領域を通過した０次光ビームに基づいてフォーカスエラー信号を生成し、ＭＡ領域及びＭＢ領域を通過した＋１次光ビームに基づいてメインプッシュプル信号を生成し、ＳＡ領域、ＳＢ領域、ＷＡ領域及びＷＢ領域を通過した＋１次光ビームに基づいてサブプッシュプル信号を生成する。
【０１１３】
故に、ＷＡ領域及びＷＢ領域に対応する回折格子における０次光の回折効率が０であるならば、サーボ信号生成回路１１４は、０次光ビームのうち中心部分を用いずに周縁部分（即ち、ＳＡ領域及びＳＢ領域を通過した０次光ビーム）を用いてフォーカスエラー信号を生成する。
【０１１４】
係るフォーカスエラー信号によれば、図１７Ｂに示されるように、例えば０．１２λｒｍｓの球面収差発生時であっても歪みが小さい（特に、感度の大きな変化が見られない）ので、安定的なフォーカスサーボが可能である。
【０１１５】
尚、図１６のＭＡ領域及びＭＢ領域は図３のＭＡ領域及びＭＢ領域にそれぞれ相当し、図１６のＳＡ領域及びＷＡ領域は図３のＳＡ領域に相当し、図１６のＳＢ領域及びＷＢ領域は図３のＳＢ領域に相当する。故に、本実施形態において、サーボ信号生成回路１１４は、第１の実施形態と同一または類似のメインプッシュプル信号及びサブプッシュプル信号を生成できる。
【０１１６】
以上説明したように、第３の実施形態に係る記録再生装置は、０次光ビームの主に周縁部分を用いてフォーカスエラー信号を生成する。故に、この記録再生装置によれば、球面収差発生時にも歪みの小さなフォーカスエラー信号を生成できるので、安定的なフォーカスサーボが可能である。
【０１１７】
上記各実施形態の処理の一部は、汎用のコンピュータを基本ハードウェアとして用いることで実現可能である。上記各実施形態の処理を実現するプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記憶媒体に格納して提供されてもよい。プログラムは、インストール可能な形式のファイルまたは実行可能な形式のファイルとして記憶媒体に記憶される。記憶媒体としては、磁気ディスク、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ等）、光磁気ディスク（ＭＯ等）、半導体メモリなどである。記憶媒体は、プログラムを記憶でき、かつ、コンピュータが読み取り可能であれば、何れであってもよい。また、上記各実施形態の処理を実現するプログラムを、インターネットなどのネットワークに接続されたコンピュータ（サーバ）上に格納し、ネットワーク経由でコンピュータ（クライアント）にダウンロードさせてもよい。
【０１１８】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１１９】
１００・・・ＯＰＵ
１０１，１０２・・・ＬＤ
１０３−１，１０３−５・・・ＰＢＳ
１０３−２，１０３−６・・・コリメータレンズ
１０３−３・・・ダイクロイックプリズム
１０３−４・・・λ／４波長板
１０６・・・フォーカス補正機構
１０７・・・収差補正機構
１０８・・・対物レンズ
１０９・・・対物レンズ駆動機構
１１０，１１１・・・受光素子
１１２，１１３・・・レーザ駆動回路
１１４，１１５・・・サーボ信号生成回路
１１６・・・領域分割回折格子
１１７・・・非点収差光学系
１２０・・・サーボ処理回路
１２１，１２３・・・パワー制御回路
１２２・・・Ｓ／Ｈ
１２４・・・パルス変調回路
１２５，１２９・・・フォーカス制御回路
１２６，１３０・・・トラッキング制御回路
１２７，１３１・・・プリアンプ
１２８，１３２・・・アナログデジタル変換器
１３４・・・収差制御回路
１４０・・・信号処理回路
１４１・・・クロック生成部
１４２・・・アドレス処理部
１４３・・・信号処理部
１４５・・・収差誤差計算部
【図１】
2015037062.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
2015037062.tif 000008
【図５Ｃ】
2015037062.tif 000009
【図５Ｄ】
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【図５Ｅ】
2015037062.tif 000011
【図５Ｆ】
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【図５Ｇ】
2015037062.tif 000013
【図６】
2015037062.tif 000014
【図７】
2015037062.tif 000015
【図８】
2015037062.tif 000016
【図９】
2015037062.tif 000017
【図１０Ａ】
2015037062.tif 000018
【図１０Ｂ】
2015037062.tif 000019
【図１０Ｃ】
2015037062.tif 000020
【図１１】
2015037062.tif 000021
【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【国際調査報告】
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