(57)【要約】【課題】情報記録／再生のための記録層及び画像形成のための変色層に対して、レーザー光を合焦させることが可能となる光ディスクの焦点制御装置を提供することを目的とする。【解決手段】情報記録／再生用の記録層、画像形成用の変色層の少なくとも一方と、焦点制御用の反射層とを有する光ディスクの焦点制御装置において、レーザー光を出射する半導体レーザーと、レーザー光の回折により０次光及び回折光を発生する回折格子と、回折格子と光ディスクとの間の光路に介在する対物レンズと、光ディスクに対する対物レンズを位置変更するアクチュエータと、０次光を記録層に集光する場合、反射層からの０次光の反射光及び回折光の反射光を用いる差動非点収差法によりアクチュエータを位置制御し、０次光を変色層に集光する場合、反射層からの０次光の反射光を用いる非点収差法によりアクチュエータを位置制御する焦点制御部と、を備えたことを特徴とする。【選択図】図１
2007179702.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報記録／再生用の記録層、感光材料又は感熱材料からなる画像形成用の変色層の少なくとも一方と、焦点制御用の反射層とを有する光ディスクの焦点制御装置において、
レーザー光を出射する半導体レーザーと、
前記レーザー光を回折することにより、０次光及び回折光を発生する回折格子と、
前記回折格子と前記光ディスクの一方側の面との間の光路に介在する対物レンズと、
前記光ディスクに対する前記対物レンズの位置を変更するアクチュエータと、
前記対物レンズからの前記０次光を前記記録層に集光する場合、前記反射層からの前記０次光の反射光及び前記回折光の反射光を用いる差動非点収差法に基づいて前記アクチュエータの位置を制御し、前記対物レンズからの前記０次光を前記変色層に集光する場合、前記反射層からの前記０次光の反射光を用いる非点収差法に基づいて前記アクチュエータの位置を制御する焦点制御部と、
を備えたことを特徴とする光ディスクの焦点制御装置。
【請求項２】
前記焦点制御部は、
前記０次光の反射光を受光する第１センサと、
前記回折光の反射光を受光する第２センサと、
前記第１センサ及び前記第２センサの検出結果に基づいて前記アクチュエータの位置を制御するための焦点制御信号を発生する信号処理回路と、を有し、
前記対物レンズからの前記０次光を前記変色層に集光する場合、前記第２センサの検出結果を無効とする、
ことを特徴とする請求項１に記載の光ディスクの焦点制御装置。
【請求項３】
前記対物レンズからの前記０次光を前記記録層に集光するのか前記変色層に集光するのかを検出する検出部、を備え、
前記焦点制御部は、
前記対物レンズからの前記０次光を前記変色層に集光することを示す前記検出部の検出結果に基づいて、前記第２センサの検出結果を無効とするべく、前記信号処理回路内の前記第２センサの検出結果を示す信号線を開放するスイッチ回路、を有する、
ことを特徴とする請求項２に記載の光ディスクの焦点制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスクの焦点制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、情報記録／再生のための記録媒体として光ディスク（例えば、ＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等）が普及している。光ディスクには、図６に示すような情報記録／再生のためのレーザー光を案内するための案内溝（凸形のグルーブ、凹形のランド）が、記録層１０１の例えば内周側から外周側へ螺旋状に予め形成されている。そして、この光ディスク１００の記録層１０１に対してレーザー光を照射し、反射層１０９からのレーザー光の反射光に基づいて、情報記録／再生のための各種サーボ制御を行なう光ディスク装置がある。光ディスク装置のサーボ制御の一つには、光ディスク１００の記録層１０１に対してレーザー光を合焦させるためのフォーカス制御がある。このフォーカス制御を実現する方法としては、近年、案内溝をシークする際のフォーカスエラー信号への外乱成分の発生を抑制し、良好なフォーカス制御が可能となる差動非点収差法が採用されている。以下、図７、図８を参照しつつ、差動非点収差法に基づくフォーカス制御ついて詳述する。尚、光ディスク１００の記録層１０１に対する記録方式として、例えば、グルーブ記録方式が採用されているものとして説明する。
【０００３】
光ディスク装置に備わる半導体レーザー（不図示）から出射されるレーザー光は、回折格子（不図示）により回折されて、０次光（以下、メインビームという）及び例えば±１次回折光（以下、＋１次回折光を先行サブビーム、−１次回折光を後行サブビームという）が発生する。メインビーム、先行サブビーム、後行サブビームは、光ディスク装置の各種光学系（コリメータレンズ、ビームスプリッタ）を介した後、対物レンズ１１０から光ディスク１００に対して出射される。このとき、トラッキング方向（径方向）へのスレッド制御又はトラッキング制御により、メインビームは、図７に示すように、情報記録／再生の対象となるピットがタンジェンシャル方向（グルーブ又はランドの接線方向）に形成されるグルーブ（以下、目標グルーブという）に照射される。また、先行サブビームは、メインビームに対して、タンジェンシャル方向において例えば＋側へ所定間隔離れ、トラッキング方向において隣接するグルーブ間の距離（以下、トラックピッチＴｐという）の１／２離れた外周側（＋側）の隣接ランドＡに照射される。また、後行サブビームは、メインビームに対し、タンジェンシャル方向において−側へ所定距離離れ、トラッキング方向においてＴｐ／２離れた内周側（−側）の隣接ランドＢに照射される。
【０００４】
そして、目標グルーブを照射した反射層１０９からのメインビームの反射光（以下、メイン反射光という）は、再び対物レンズ１１０、各種光学系を介した後、アナモフィックレンズ（不図示）により非点収差が付与されて、光検出器（不図示）に備わるメイン反射光用の受光面１０２（図８参照）にて受光される。また、隣接ランドＡを照射した反射層１０９からの先行サブビームの反射光（以下、先行サブ反射光という）も同様に非点収差が付与されて、光検出器に備わる先行サブ反射光用の受光面１０３にて受光される。また、隣接ランドＢを照射した反射層１０９からの後行サブビームの反射光（以下、後行サブ反射光という）も同様に非点収差が付与されて、光検出器に備わる後行サブ反射光用の受光面１０４にて受光される。ここで、受光面１０２乃至１０４はそれぞれ、アナモフィックレンズによる非点収差の発生方向に対して略４５°傾いた４分割のパターン（受光領域Ａ乃至Ｄ、Ｅ乃至Ｈ、Ｉ乃至Ｌ）で設けられており、アナモフィックレンズを透過した各反射光が最小錯乱円となる位置に配置される。この結果、目標グルーブに対してメインビームが合焦する場合、受光面１０２に対するメイン反射光の照射パターンは円形状（メイン反射光Ａ）となり、受光領域Ａ乃至Ｄに均等に照射されることとなる。同様に、受光面１０３に対する先行サブ反射光の照射パターンも円形状（先行サブ反射光Ａ）となり、受光領域Ｅ乃至Ｈに均等に照射されることとなる。同様に、受光面１０４に対する後行サブ反射光の照射パターンも円形状（後行サブ反射光Ａ）となり、受光領域Ｉ乃至Ｌに均等に照射されることとなる。
【０００５】
これに対して、目標グルーブより手前側（フォーカス方向における対物レンズ１１０側）にメインビームの焦点が位置する場合、受光面１０２に対するメイン反射光の照射パターンは楕円形状（メイン反射光Ｂ）となり、受光領域Ａ、Ｃに対して受光領域Ｂ、Ｄに照射されるメイン反射光の割合が大きくなる。同様に、受光面１０３に対する先行サブ反射光の照射パターンも楕円形状（先行サブ反射光Ｂ）となり、受光領域Ｅ、Ｇに対して受光領域Ｆ、Ｈに照射される先行サブ反射光の割合が大きくなる。同様に、受光面１０４に対する後行サブ反射光の照射パターンも楕円形状（後行サブ反射光Ｂ）となり、受光領域Ｉ、Ｋに対して受光領域Ｊ、Ｌに照射される後行サブ反射光の割合が大きくなる。逆に、目標グルーブより奥側（フォーカス方向における反射層１０９側）にメインビームの焦点が位置する場合、受光面１０２に対するメイン反射光の照射パターンは、メイン反射光Ｂの非点収差の発生方向と直交する方向の楕円形状（メイン反射光Ｃ）となり、受光領域Ｂ、Ｄに対して受光領域Ａ、Ｃに照射されるメイン反射光の割合が大きくなる。同様に、受光面１０３に対する先行サブ反射光の照射パターンも、先行サブ反射光Ｂの非点収差の発生方向と直交する方向の楕円形状（先行サブ反射光Ｃ）となり、受光領域Ｆ、Ｈに対して受光領域Ｅ、Ｇに照射される先行サブ反射光の割合が大きくなる。同様に、受光面１０４に対する後行サブ反射光の照射パターンも、後行サブ反射光Ｂの非点収差の発生方向と直交する方向の楕円形状（後行サブ反射光Ｃ）となり、受光領域Ｊ、Ｌに対して受光領域Ｉ、Ｋに照射される後行サブ反射光の割合が大きくなる。
【０００６】
そして、受光領域Ａ乃至Ｌにおける各反射光のレベルに応じた光電変換信号ａ乃至ｌに基づいて、｛（ａ＋ｃ）−（ｂ＋ｄ）｝＋ｍ［｛（ｅ＋ｇ＋ｉ＋ｋ）−（ｆ＋ｈ＋ｊ＋ｌ）｝（ｍ：メインビームの光強度／先行、後行サブビームの光強度）が演算処理されることによりフォーカスエラー（ＦＥ）信号が生成される。このフォーカスエラー信号が、フォーカス方向における対物レンズ１１０の位置を変更するアクチュエータ（不図示）に供給されることにより対物レンズの位置変更が行われ、レーザー光が目標グルーブ（記録層１０１）に合焦することとなる。この結果、目標グルーブに対する情報記録／再生が良好に行われることとなる。このように、差動非点収差法を採用したフォーカス制御においては、光ディスク１００に予め形成された凸形のグルーブ、凹形のランドに対して、メインビーム、先行サブビーム、後行サブビームが所定の関係（トラッキング方向におけるメインビームに対する先行サブビーム、後行サブビームの位置が±Ｔｐ／２離れる、タンジェンシャル方向において±所定距離離れる）となるように照射されることによって、フォーカス制御を行うことが可能となる。
【０００７】
ところで、近年、レーザー光の熱、光強度により変色する変色層が設けられ、文字、図形、画像等（以下、画像という）を形成可能な光ディスクが提唱されている。図９を参照しつつ、画像形成可能な光ディスク１０５の構成の一例について説明すると、光ディスク１０５は、保護層１０６、変色層１０７、反射層１０８が積層された構造となっている。変色層１０７は、対物レンズ１１０から出射されるレーザー光の熱又は光強度に応じて、可視特性｛色（色相、明度、彩度）、反射率、透過率、光錯乱等｝が変化（例えば、白色から有色、透明から有色等）する感熱材料、感光材料によって構成される。そして、この光ディスク１０５の変色層１０７に対して正確な画像形成を行うべく、レーザー光を変色層１０７に合焦させるためのフォーカス制御が必要となる。
【特許文献１】特開２００４−５８４７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、画像形成される変色層１０７には、一般的に、前述の記録層１０１のような案内溝（凸形のグルーブ、凹形のランド）が予め形成されていない。そのため、差動非点収差法に基づくフォーカス制御においては、レーザー光を変色層１０７に合焦させることができない可能性があった。
【０００９】
以下、図１０を参照し図７と比較しつつ、変色層１０７に対する画像形成における差動非点収差法に基づくフォーカス制御の問題点について詳述する。尚、図１０に示す暗部は、変色層１０７に画像形成された箇所を示している。また、説明の便宜のため、画像形成された暗部を凹形の変色層１０７、画像形成されていない箇所を凸形の変色層１０７と称して以下説明する。変色層１０７に対する画像形成は、一般的に、スレッド制御、反射層１０８からの反射光に基づくフォーカス制御、当該光ディスク１０５の回転速度等に応じたタイミングのレーザー光の出射により可能となる。そして、変色層１０７に対するレーザー光は、形成される画像の視認性を高めるべく（例えば、画像を描画する描線が太くする等）、例えば、光ディスク１０５の周回毎に同一トラッキング方向に連続して照射される場合がある。更に、特許文献１においては、変色層１０７に形成される画像のコントラストを高めるべく、レーザー光をトラッキング方向に振動させている。このように変色層１０７に対する画像形成においては、所望の画像を変色層１０７に形成するべく、多様なレーザー光の照射を行う可能性がある。この結果、画像形成された変色層１０７には、規則性のない凹形の変色層１０７、凸形の変色層１０７が形成される可能性がある。そして、この変色層１０７に対して非点収差法に基づくフォーカス制御を行う場合、メインビーム、先行サブビーム、後行サブビームは、記録層１０１に対する照射と同様に、光ディスク１０５の変色層１０７に対して所定の関係を有して照射されることとなる。このとき、例えば、図１０に示す一例においては、メインビーム、後行サブビームは凸形の変色層１０７を照射し、先行サブビームは凹形の変色層１０７を照射することとなる。つまり、差動非点収差法に基づいてフォーカス制御を行うための、メインビームの凸形のグルーブの照射、先行サブビーム、後行サブビームの凹形のランドの照射という関係が、光ディスク１０５の変色層１０７に対する画像の形成においては必ずしも保証されない可能性があった。
【００１０】
このため、例えば、光ディスク１０５の線速度に応じて、図１１に示すアクチュエータに固有の共振周波数に近似する周波数成分が発生し、共振が発生する可能性があった。一例を示すと、タンジェンシャル方向における先行サブビームの中心から後行サブビームの中心までの長さを５０（μｍ）、光ディスク１０５の線速度を１（ｍ／ｓ）とすると、周波数成分は２０（ｋＨｚ）となり、アクチュエータに固有の１次共振周波数（約５０（ｋＨｚ））に近似する値となる。或いは、図１２に示すフォーカス制御のループ帯域内の周波数成分が発生し、フォーカス方向への振動が発生する可能性があった。一例を示すと、タンジェンシャル方向における凹形の変色層１０７が１（ｍｍ）間隔で繰り返される場合、周波数成分は１（ｋＨｚ）となり、フォーカス制御のループ帯域内となる。この結果、差動点収差法に基づくフォーカス制御は不安定となり、レーザー光を変色層１０７に合焦させることができない可能性があった。そのため、例えば、変色層１０７に対して意図しない画像形成が行われたり、フォーカス制御はずれが発生し変色層１０７に対する画像形成が不能となる可能性があった。
【００１１】
そこで、本発明は、情報記録／再生のための記録層及び画像形成のための変色層に対して、レーザー光を合焦させることが可能となる光ディスクの焦点制御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】
【００１２】
前記課題を解決するための発明は、情報記録／再生用の記録層、感光材料又は感熱材料からなる画像形成用の変色層の少なくとも一方と、焦点制御用の反射層とを有する光ディスクの焦点制御装置において、レーザー光を出射する半導体レーザーと、前記レーザー光を回折することにより、０次光及び回折光を発生する回折格子と、前記回折格子と前記光ディスクの一方側の面との間の光路に介在する対物レンズと、前記光ディスクに対する前記対物レンズの位置を変更するアクチュエータと、前記対物レンズからの前記０次光を前記記録層に集光する場合、前記反射層からの前記０次光の反射光及び前記回折光の反射光を用いる差動非点収差法に基づいて前記アクチュエータの位置を制御し、前記対物レンズからの前記０次光を前記変色層に集光する場合、前記反射層からの前記０次光の反射光を用いる非点収差法に基づいて前記アクチュエータの位置を制御する焦点制御部と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、情報記録／再生のための記録層及び画像形成のための変色層に対して、レーザー光を合焦させることが可能となる光ディスクの焦点制御装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本明細書および添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。
【００１５】
＜＜光ディスクの焦点制御装置１の全体構成例＞＞
以下、図６、図７、図１０、図１１を適宜参照しつつ、図１乃至図４を用いて本発明に係る光ディスクの焦点制御装置１の全体構成について説明する。図１は、本発明に係る光ディスクの焦点制御装置１の全体構成の一例を示すブロック図である。図２は、図１に示す光ピックアップ装置１１の詳細図である。図３は、図２に示す光検出器４５及びフォーカス信号処理部２０の構成の一例を示す図である。図４は、光ディスク１０５の変色層１０７に配列されるドットを説明するための図である。尚、本実施形態における光ディスクの焦点制御装置１は、図６に示す案内溝（凸形のグルーブ、凹形のランド）が予め形成された記録層１０１、反射層１０９を有する光ディスク１００に対する情報記録／再生を行うものとして説明する。また、光ディスク１００のリードイン領域には、当該光ディスク１００の規格、製造メーカ等及び記録層１０１を有している旨を示す予め情報が記録されているものとして説明する。更に、光ディスク１００の記録層１０１に対する記録方式として、例えば、グルーブ記録方式を採用するものとして説明する。また、本実施形態における光ディスクの焦点制御装置１は、図４、図９に示す変色層１０７、反射層１０８を有する光ディスク１０５に対する画像形成を行うものとして説明する。また、光ディスク１０５のリードイン領域には、当該光ディスク１０５の規格、製造メーカ等及び変色層１０７を有している旨を示す情報が予め記録されているものとして説明する。
【００１６】
光ディスクの焦点制御装置１は、スピンドルモータ３、スピンドルモータ制御部４、ＦＧ発生回路５、分周回路９、ＰＬＬ（Phase Locked Loop）回路１０、光ピックアップ装置１１、ＲＦ（ラジオ周波数）信号処理部２１、デコーダ２２、フォーカス信号処理部２０（焦点制御部、信号処理回路）、トラッキング信号処理部１９、振動付加回路１８、ステッピングモータ２９、スレッド処理部２８、統括制御部６（焦点制御部、検出部）、カウンタ３４、タイマ３５、インタフェース（Ｉ／Ｆ）２４、バッファメモリ２３、エンコーダ８、描画信号処理部３１、描画制御部３３、ストラテジ回路３６、レーザーパワー制御部３２、レーザードライバ１７を有する。
【００１７】
スピンドルモータ３は、スピンドルモータ制御部４からの制御電圧がスピンドルモータコイル（不図示）に印加されることによって回転し、例えば、回転軸７と固着される不図示のチャッキング機構で設置される光ディスク１００（１０５）を回転させる。
【００１８】
ＦＧ発生回路５は、例えば、スピンドルモータ３が回転する時の逆起電圧に基づいて、スピンドルモータ３の回転速度に対応した周波数のＦＧ信号を生成する。尚、本実施形態においてＦＧ発生回路５は、スピンドルモータ３が１回転するあたり、例えば１８パルスのＦＧ信号を生成するものとして説明する。
【００１９】
スピンドルモータ制御部４は、統括制御部６からの制御信号に基づいて、光ディスク１００（１０５）の回転周波数を当該制御信号に応じた所定回転周波数とするべく、スピンドルモータ３をスピンドル制御するものである。そのため、スピンドルモータ制御部４は、ＦＧ信号に基づいて実際の光ディスク１００（１０５）の回転周波数を検出し、当該回転周波数を制御信号に対応する所定回転周波数とするための、スピンドルモータ３に印加させる制御電圧のレベルを制御する。尚、本実施形態においてスピンドルモータ制御部４は、統括制御部６からの例えばＣＡＶ（Constant Angular Velocity）回転方式に応じた制御信号に基づいて、スピンドル制御するものとして説明する。また、一般的な周知技術であり、本発明の要旨に関係しないため説明を簡略化するが、スピンドルモータ制御部４は、スピンドル制御において、光ディスク１００の記録層１０１に対する記録のための記録データ、光ディスク１０５の変色層１０７に対する画像形成のための画像データに同期したクロックがエンコーダ８から供給され、当該クロックとＦＧ信号との位相同期制御を行っている。
【００２０】
分周回路９は、ＦＧ信号を１／１８分周して得られるＳＦＧ信号を出力する。この結果、ＳＦＧ信号の例えば立上りから次のＳＦＧ信号の立上りまでの期間は、光ディスク１００（１０５）が１回転する期間を示すこととなる。
【００２１】
ＰＬＬ回路１０は、ＶＣＯ（Voltage Control Osilator、不図示）や回路内のループを制御することによって、ＦＧ信号と同期し、且つ、ＦＧ信号の周波数を逓倍したクロック信号ＣＫを出力する。尚、本実施形態においては、後述する光ディスク１０５の各行における列数ｎをＦＧ発生回路５が発生する１回転あたりのパルス数（１８）で割り切れる値とし、列数ｎをパルス数（１８）で除した商をＰＬＬ回路１０の逓倍率に設定するものとする。この結果、ＰＬＬ回路１０が出力するクロック信号ＣＫの１周期と光ディスク１０５が１列分回転する期間とは同期したものとなる。
【００２２】
光ピックアップ装置１１は、図２に示すように、半導体レーザー３７、回折格子３８、ビームスプリッタ３９、コリメータレンズ４０、１／４波長板４１、対物レンズ４２、アクチュエータ４３、アナモフィックレンズ４４、光検出器４５を有している。尚、本発明の要旨に関係しないため不図示としたが、光ピックアップ装置１１は、一般的な光ピックアップ装置が有するフロントモニタダイオード等を有している。
【００２３】
半導体レーザー３７は、レーザードライバ１７からの制御信号に基づいて、当該制御信号によって発生する電流に応じた光強度であって、所定方向に直線偏光したレーザー光を出射する。回折格子３８は、半導体レーザー３７からのレーザー光を回折し、メインビーム（０次光）、先行サブビーム（回折光）、後行サブビーム（回折光）を発生する。ビームスプリッタ３９は、回折格子３８からの所定方向に直線偏光したメインビーム、先行サブビーム、後行サブビームを透過して、コリメータレンズ４０に出射する。また、ビームスプリッタ３９は、コリメータレンズ４０からの所定方向と直交する方向に直線偏光した、メイン反射光、先行サブ反射光、後行サブ反射光を反射してアナモフィックレンズ４４に出射する。コリメータレンズ４０は、ビームスプリッタ３９からのメインビーム、先行サブビーム、後行サブビームを平行光に変換して、１／４波長板４１に出射する。また、コリメータレンズ４０は、１／４波長板４１からの平行光であるメイン反射光、先行サブ反射光、後行サブ反射光を収束光に変換して、ビームスプリッタ３９に出射する。１／４波長板４１は、コリメータレンズ４０からのメインビーム、先行サブビーム、後行サブビームを円偏光に変換して、対物レンズ４２に出射する。また、１／４波長板４１は、対物レンズ４２からの円偏光であるメイン反射光、先行サブ反射光、後行サブ反射光を所定方向と直交する方向の直線偏光に変換して、コリメータレンズ４０に出射する。
【００２４】
対物レンズ４２は、アクチュエータ４３のレンズホルダ（不図示）に設置され、金属バネ（不図示）等の弾性力により光ディスク１００（１０５）の一方側の面と対向する位置に保持される。そして、対物レンズ４２は、１／４波長板４１からのメインビーム、先行サブビーム、後行サブビームを収束光に変換して、光ディスク１００（１０５）に出射する。また、対物レンズ４２は、光ディスク１００（１０５）からのメイン反射光、先行サブ反射光、後行サブ反射光を平行光に変換して、１／４波長板４１に出射する。この対物レンズ４２は、アクチュエータ４３によりトラッキング方向又はフォーカス方向における位置が変更される。
【００２５】
アクチュエータ４３は、トラッキング方向における対物レンズ４２の位置を変更するためのトラッキングコイル（不図示）、フォーカス方向における対物レンズ４２の位置を変更するためのフォーカスコイル（不図示）等を有している。このアクチュエータ４３は、後述するように、記録層１０１に対する情報記録／再生を行う場合、振動付加回路１８からのトラッキング制御のためのトラッキングエラー信号がトラッキングコイルに供給されることにより、当該トラッキング信号の振幅レベルに対応した移動距離分、対物レンズ４２をトラッキング方向に移動させる。この結果、対物レンズ４２からのメインビームを記録層１０１に形成された目標グルーブ（図７参照）に追従させることが可能となる。また、先行サブビームを隣接ランドＡに追従させることが可能となる。また、後行サブビームを隣接ランドＢに追従させることが可能となる。更に、アクチュエータ４３は、後述するように、変色層１０７に対する画像形成を行う場合、振動付加回路１８からの対物レンズ４２をトラッキング方向へ振動させるための交流信号がトラッキングコイルに供給されることにより、対物レンズ４２を振動させる。この対物レンズ４２の振動は、交流信号の周波数に対応した振動周波数であって、タンジェンシャル方向における振動振幅が交流信号の振幅に対応したものとなっている。また、アクチュエータ４３は、フォーカス信号処理部２０からのフォーカス制御のためのフォーカスエラー信号（焦点制御信号）がフォーカスコイルに供給されることにより、当該フォーカスエラー信号の振幅レベルに対応した移動距離分、対物レンズ４２をフォーカス方向に移動させる。この結果、対物レンズ４２からのメインビームを、記録層１０１の目標グルーブ又は変色層１０７に合焦させることが可能となる。また、先行サブビームを、隣接ランドＡ又は変色層１０７に合焦させることが可能となる。また、後行サブビームを、隣接ランドＢ又は変色層１０７に合焦させることが可能なる。このアクチュエータ４３は、各構成部材（金属バネ（不図示）やトラッキングコイル等）のバネ定数や高剛性等が選択されて製造されことにより、図１１に示す固有の共振周波数（１次共振周波数、２次（ローリング）周波数等）を有している。
【００２６】
アナモフィックレンズ４４は、ビームスプリッタ３９からのメイン反射光、先行サブ反射光、後行サブ反射光に対し非点収差を付与して光検出器４５に出射する。
【００２７】
光検出器４５は、図３に示すように、アナモフィックレンズ４４からのメイン発射光を受光するための受光面４６（第１センサ）と、先行サブ反射光を受光するための受光面４７（第２センサ）と、後行サブ反射光を受光するための受光面４８（第２センサ）とを有している。受光面４６乃至４８は、アナモフィックレンズ４４を透過したメイン反射光、先行サブ反射光、後行サブ反射光が最小錯乱円となる位置に配置される。更に、受光面４６乃至４８の全受光領域を４つの受光領域Ａ乃至Ｄ、Ｅ乃至Ｈ、Ｉ乃至Ｌに分割する２つの分割線Ｏ、Ｐは互いに直交し、何れかの分割線（例えば分割線Ｐ）の方向は差動プッシュプル法に基づくトラッキング制御を行う場合、タンジェルシャル方向を示すように設けられる。また、受光領域Ａ乃至Ｄ、Ｅ乃至Ｈ、Ｉ乃至Ｌは、アナモフィックレンズ４４による非点収差の発生方向に対して略４５°傾くように設けられる。そして、光検出器４５は、受光面４６の受光領域Ａ乃至Ｄにて受光したメイン反射光のレベルに応じた光電変換信号ａ乃至ｄを、ＲＦ信号処理部２１、フォーカス信号処理部２０、トラッキング信号処理部１９に出力する。また、光検出器４５は、受光面４７の受光領域Ｅ乃至Ｈにて受光した先行サブ反射光のレベルに応じた光電変換信号ｅ乃至ｈを、フォーカス信号処理部２０、トラッキング信号処理部１９に出力する。また、光検出器４５は、受光面４８の受光領域Ｉ乃至Ｌにて受光した後行サブ反射光のレベルに応じた光電変換信号ｉ乃至ｌを、フォーカス信号処理部２０、トラッキング信号処理部１９に出力する。尚、図１に示す光ディスクの焦点制御装置１においては、光ピックアップ装置１１からＲＦ信号処理部２１、フォーカス信号処理部２０、トラッキング信号処理部１９に対しては信号線が１本のみ描かれているが、実際においては光電変換信号ａ乃至ｌが各処理部に供給されるための１６本の信号線が設けられている。また、図１に示す光ディスクの焦点制御装置１においては、光電変換信号ａ乃至ｌを増幅するための増幅回路等は省略している。
【００２８】
再び、図１を参照しつつ光ディスクの焦点制御装置１の構成について説明する。ＲＦ信号処理部２１は、光検出器４５からの光電変換信号ａ乃至ｄに基づいて、光ディスク１００の記録層１０１、リードイン領域、又は、光ディスク１０５のリードイン領域に記録された情報を示すデータ信号のＲＦ信号を生成する。そして、ＲＦ信号処理部２１は、ＲＦ信号を最適レベルにゲインコントロールするとともにイコライジング処理を施して２値データ化する。
【００２９】
デコーダ２２は、ＲＦ信号処理部２１からの２値データ化された信号に対して光ディスク１００（１０５）の規格に対応するデコード処理を施し、デコード処理の結果得られる情報（アドレス情報やデータ情報、ＡＴＩＰ（Absolute Time In Pre-groove）情報等）をバッファメモリ２３に送信する。例えば、光ディスク１００（１０５）がＣＤである場合、ＣＤ規格においては変調コードとしてＥＦＭ（Eight Fourteen Modulation）が採用され、誤り訂正符号としてＣＩＲＣ（Cross Interleaved Reed-Solomon Code）が採用されているため、デコーダ２２は、これらの変調コード、誤り訂正符号に基づくデコード処理を行う。或いは、光ディスク１００（１０５）がＤＶＤである場合、ＤＶＤ規格においては変調コードとしてＥＦＭ−Ｐｌｕｓ（８−１６）が採用され、誤り訂正符号としてＲＳ（Reed-Solomon）Ｐｒｏｄｕｃｔ−Ｃｏｄｅが採用されているため、デコーダ２２は、これらの変調コード、誤り訂正符号に基づくデコード処理を行う。この結果、光ディスク１００（１０５）に記録された情報が、バッファメモリ２３、インタフェース２４を介して、ホストコンピュータ２５にて再生されることとなる。尚、本実施形態において光ディスク１００（１０５）は、例えばＣＤ規格に対応しているものとして説明する。
【００３０】
フォーカス信号処理部２０は、光検出器４５からの光電変換信号ａ乃至ｌに基づいて、フォーカス制御のためのフォーカスエラー信号を生成して光ピックアップ装置１１に送信する。このフォーカスエラー信号は、記録層１０１に対する情報記録／再生を行う場合、統括制御部６からの制御信号に応じて、差動非点収差法に基づくフォーカス制御を行うための信号となる。また、光ディスク１０５の変色層１０７に対する画像形成を行う場合、統括制御部６からの制御信号に応じて、非点収差法に基づくフォーカス制御を行うための信号となる。尚、フォーカス信号処理部２０の詳細については後述する。
【００３１】
トラッキング信号処理部１９は、記録層１０１に対する情報記録／再生を行う場合、光検出器４５からの光電変換信号ａ乃至ｌに基づいて、トラッキング制御のためのトラッキングエラー信号を生成する。このトラッキングエラー信号は、差動プッシュプル法に基づくトラッキング制御を行う場合、｛（ａ＋ｄ）−（ｂ＋ｃ）｝−ｍ｛（ｅ＋ｈ＋ｉ＋ｌ）−（ｆ＋ｇ＋ｊ＋ｋ）｝（ｍ：メインビームの光強度／先行、後行サブビームの光強度）を演算処理することによって算出される。尚、トラッキング信号処理部１９は、変色層１０７に対する画像形成を行う場合、統括制御部６からの制御信号に基づいて、光検出器４５からの光電変換信号ａ乃至ｌの入力の有無に係らずトラッキングエラー信号の生成を行わない。つまり、変色層１０７に対する画像形成においては、トラッキング制御が停止状態となる。何故ならば、記録層１０１と変色層１０７のフォーカス方向における位置の相違、変色層１０７の光吸収等に起因してトラッキング制御が不安定となる可能性があるためである。尚、トラッキング制御を選択的にするための実現例としては、例えば、光電変換信号ａ乃至ｌがトラッキング信号処理部１９に入力する信号線に、統括制御部６からの制御信号に基づいてオン又はオフするスイッチ回路（不図示）等を設けることで可能となる。尚、本実施形態においては、差動プッシュプル法に基づくトラッキング制御を行っているがこれに限るものではない。例えば、光電変換信号ａ乃至ｄに基づいて制御信号｛（ａ＋ｄ）−（ｂ＋ｃ）｝を生成し、プッシュプル法に基づくトラッキング制御を行うこととしても良い。
【００３２】
振動付加回路１８は、記録層１０１に対する情報記録／再生を行う場合、統括制御部６からの制御信号に基づいて、トラッキング信号処理部１９からのトラッキングエラー信号を光ピックアップ装置１１に送信する。また、振動付加回路１８は、変色層１０７に対する画像形成を行う場合、統括制御部６からの制御信号に基づいて、振幅及び周波数が制御された交流信号を光ピックアップ装置１１に送信する。そして、この交流信号が前述のアクチュエータ４３のトラッキングコイルに供給されることにより、対物レンズ４２がトラッキング方向へ振動することとなる。このため、変色層１０７に形成される画像のコントラスを優れたものとすることが可能となる。
【００３３】
ステッピングモータ２９は、スレッド処理部２８からの制御電圧がステッピングモータコイル（不図示）に印加されることによって、当該制御電圧のレベルに対応したステップ距離分回転し、光ピックアップ装置１１をトラッキング方向へ移動させる。つまり、光ピックアップ装置１１のトラッキング方向への移動距離は、ステッピングモータ２９のステップ距離に対応したものとなっている。
【００３４】
スレッド処理部２８は、統括制御部６からの制御信号に基づいて、光ピックアップ装置１１のトラッキング方向への移動距離を当該制御信号に応じた移動距離とするべく、ステッピングモータ２９をスレッド制御するものである。そのため、スレッド処理部２８は、制御信号が示す移動距離に応じた制御電圧をステッピングモータ２９に印加させる。尚、本実施形態においてスレッド処理部２８は、例えば、−トラッキング方向（回転軸７、光ディスク１００（１０５）の内周側）から＋トラッキング方向（外周側）へ光ピックアップ装置１１を移動するべく、ステッピングモータ２９をスレッド制御するものして説明する。また、スレッド制御によるステッピングモータ２９の最小ステップ距離に対応した光ピックアップ装置１１の＋トラッキング方向への最小移動距離は、後述する光ディスク１０５の行間の距離と等しくなるものとして以下説明する。
【００３５】
インタフェース２４は、接続端子（不図示）を介して接続される、例えばホストコンピュータ２５と、光ディスクの焦点制御装置１とがデータの送受信を行うために設けられる。インタフェース２４の一例としては、ＡＴＡＰＩ（AT Attachment Packet Interface）規格やＳＣＳＩ（small Computer System Interface）規格、ＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronic Engineers）１３９４規格、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）規格等がある。
【００３６】
バッファメモリ２３は、デコーダ２２のデコード処理の結果得られる情報を保持する。また、バッファメモリ２３は、インタフェース２４を介したホストコンピュータ２５からの記録層１０１に対する記録のための記録データを保持する。また、バッファメモリ２３は、インタフェース２４を介したホストコンピュータ２５からの変色層１０７に対する画像形成のための画像データを保持する。そして、光ディスクの焦点制御装置１やホストコンピュータ２５は、所定のタイミングでバッファメモリ２３に保持された情報（データ）を読み出し、当該情報（データ）に対する処理を行う。
【００３７】
エンコーダ８は、バッファメモリ２３からの記録データ、画像データに対し、ＣＤ規格に対応した変調コードであるＥＦＭ変調等のエンコード処理を施す。尚、ホストコンピュータ２５からの画像データは、一般的にビットマップ形式のデータである。そこで、エンコーダ８は、エンコード処理において、バッファメモリ２３からのビットマップ形式の画像データを、図４に示す、光ディスク１０５の形状に応じたドットの配置位置（変色層１０７における行、列）情報、画像を構成するドットの階調情報を示す階調データ群からなる画像データに変換する。
【００３８】
以下、エンコーダ８によるエンコード処理後の画像データについて詳述する。図４に示すように、光ディスク１０５の変色層１０７には画像を構成する各ドットが、光ディスク１０５の中心からの放射線（列）と同心円（行）との交点ごとに配列されている。そして、画像データを構成する各階調データは、各ドットに対応して、第１行乃至第ｍ行の何れかの行番号を示す情報と、第１列乃至第ｎ列の何れかの列番号を示す情報と、ドットの諧調を示す情報とを示すものである。そして、ドットの諧調を示す情報とは、ビットマップ形式の画像データにおける濃淡情報に応じて、変色層１０７に対して形成される画像のコントラストを選択的にする８（＝２の３乗）階調を示す３ビットデータである。そこで、本実施形態においては、８階調の画像形成を可能とするべく、１行分の画像形成にあたり光ディスク１０５を最大７回転させるものとする。また、３ビットデータが、例えば‘１１１’のとき、変色層１０７に形成される画像を最も濃く（暗）するべく、光ディスク１０５の７回転全てにおいて、当該変色層１０７に対するメインビームの光強度を画像形成可能なレベルとするものとする。つまり、３ビットデータを１０進数で示したときの値−１が示す光ディスク１０５の回転において、メインビームの光強度を画像形成可能なレベルとするものとする。尚、この条件によれば、３ビットデータが‘０００’のとき、変色層１０７に画像は形成されず、最も淡く（明）なる。尚、前述したように、メインビームがある列を照射した後、光ディスク１０５の回転により当該ある列と隣接する列を照射するまでの期間は、ＰＬＬ回路１０からのクロック信号ＣＫの１周期と同期している。また、行間の距離は、スレッド処理部２８のスレッド制御による光ピックアップ装置１１の最小移動距離と等しくなっている。尚、図４は、光ディスク１０５の変色層１０７におけるドットの配列を説明するために便宜的に示したものにすぎず、実際のドットの配列は密に設けられる。
【００３９】
描画信号処理部３１は、エンコーダ８にてエンコード処理されるデータから、画像形成のための画像データを検出し、エンコード処理された画像データを描画制御部３３に順次送信させる。また、描画信号処理部３１は、画像データを検出しない場合（つまり、エンコード処理されたデータが記録データの場合）、当該記録データをストラテジ回路３６に送信させる。
【００４０】
描画制御部３３は、エンコーダ８からの画像データに基づいて、レーザードライバ１７から半導体レーザー３７に供給される制御信号を制御するものである。例えば、描画制御部３３は、画像データが変色層１０７に対する画像形成を示すデータである場合、メインビームの光強度を画像形成可能なレベルとするためのパルス（以下、画像形成パルスという）を、レーザードライバ１７に送信する。また、描画制御部３３は、画像データが変色層１０７に対する画像形成をしないことを示すデータである場合、メインビームの光強度を少なくともフォーカス制御可能なレベル（＜画像形成可能なレベル）とするためのパルス（以下、サーボパルスＡという）を、レーザードライバ１７に送信する。
【００４１】
ストラテジ回路３６は、エンコーダ８からの記録データに基づいて、レーザードライバ１７から半導体レーザー３７に供給される制御信号を制御するものである。例えば、ストラテジ回路３６は、記録データが記録層１０１に形成された目標グルーブに対するピット形成を示すデータである場合、メインビームの光強度をピット形成可能なレベルとするためのパルス（以下、ピット形成パルスという）を、レーザードライバ１７に送信する。また、ストラテジ回路３６は、記録データが目標グルーブに対するピット形成をしないことを示すデータである場合、メインビームの光強度を少なくともフォーカス制御可能なレベル（＜ピット形成可能なレベル）とするためのパルス（以下、サーボパルスＢという）を、レーザードライバ１７に送信する。
【００４２】
レーザーパワー制御部３２は、ＡＰＣ（Automatic Power Control）回路を有し、光ピックアップ装置１１のフロントモニタダイオードにて受光されるレーザー光の光強度を検出し、記録層１０１又は変色層１０７に実際に照射されるメインビームの光強度を算出する。そして、レーザーパワー制御部３２は、記録層１０１又は変色層１０７に実際に照射されるメインビームの光強度を、統括制御部６からの制御信号が示す光強度とするべく、レーザードライバ１７に制御信号を送信する。尚、本実施形態においては、光ディスク１００（１０５）の回転方式としてＣＡＶ方式を採用しているため、光ピックアップ装置１１が−トラッキング方向から＋トラッキング方向（外周側）へ移動するにつれて当該光ディスク１００（１０５）の線速度が速くなる。このため、レーザーパワー制御部３２は、スレッド制御による光ピックアップ装置１１の移動量に基づく統括制御部６からの制御信号に基づいて、光ピックアップ装置１１が＋トラッキング方向に移動するにつれてメインビームの光強度が大きくなるような制御信号を、レーザードライバ１７に送信する。
【００４３】
レーザードライバ１７は、レーザーパワー制御部３２からの制御信号と描画制御部３３からの画像形成パルスとに応じた制御信号を半導体レーザー３７に供給する。また、レーザードライバ１７は、レーザーパワー制御部３２からの制御信号と描画制御部３３からのサーボパルスＡとに応じた制御信号を半導体レーザー３７に供給する。更に、レーザードライバ１７は、レーザーパワー制御部３２からの制御信号とストラテジ回路３６からのピット形成パルスとに応じた制御信号を半導体レーザー３７に供給する。また、レーザードライバ１７は、レーザーパワー制御部３２からの制御信号とストラテジ回路３６からのサーボパルスＢとに応じた制御信号を半導体レーザー３７に供給する。
【００４４】
カウンタ３４は、ＦＧ信号の例えば立ち上がりをカウントする。そして、カウンタ３４は、カウント値が１８カウントに達したときタイマ３５の計時を停止させるための信号を当該タイマ３５に送信する。尚、カウンタ３４のカウント値は、当該信号の送信とともにリセットされ、次回入力されるＦＧ信号の立ち上がりから再びカウントを開始する。タイマ３５は、カウンタ３４のカウント開始とともに計時を開始し、カウンタ３４からの信号に基づいて計時を停止する。
【００４５】
統括制御部６は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２６、メモリ２７を有している。ＣＰＵ２６は、メモリ２７に格納されているプログラムデータに基づいて、光ディスクの焦点制御装置１を統括制御するものである。メモリ２７は、例えばデータを紫外線消去することによりデータを繰り返し書き込み読み出しできるＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable ＲＯＭ）、データを電気消去することによりデータを繰り返し書き込み読み出しできるＥＥＰＲＯＭ（Electronically Erasable Programmable ＲＯＭ、フラッシュＲＯＭを含む）等の不揮発性記憶素子で構成される。
【００４６】
統括制御部６は、光ディスク１００（１０５）のリードイン領域にメインビームが照射されたときの、デコーダ２２によるデコード処理の結果得られる情報に基づいて、光ディスク１００（１０５）に適用する回転方式を選択する。このとき、統括制御部６が選択する回転方式は、前述したようにＣＡＶ方式となる。そして、統括制御部６は、光ディスク１００（１０５）を角速度一定とするための制御信号を、スピンドルモータ制御部４に制御信号を送信する。その後、統括制御部６は、タイマ３５の計時から実際の光ディスク１００（１０５）の回転周波数を検出する。統括制御部６は、振動付加回路１８が光ピックアップ装置１１に供給する交流信号の周波数を制御するべく、例えば、アクチュエータ４３の共振周波数（図１１参照）及び光ディスク１００（１０５）の回転周波数の１以上の整数倍となる周波数以外の周波数を交流信号の周波数とする制御信号を、当該振動付加回路１８に送信する。また、統括制御部６は、交流信号の振幅を制御するべく、例えば、スレッド制御による光ピックアップ装置１１の最小移動距離と等しい大きさの振幅の交流信号とするための制御信号を、振動付加回路１８に送信する。
【００４７】
更に、統括制御部６は、リードイン領域から読み出される情報に基づいて、光ディスクの焦点制御装置１にセットされた光ディスクが、記録層１０１を有する光ディスク１００、変色層１０７を有する光ディスク１０５の何れであるかを判別する。そして、統括制御部６は、記録層１０１を有する光ディスク１００であると判別した場合、当該記録層１０１に対する情報記録／再生において差動非点収差法に基づくフォーカス制御を行うための制御信号（以下、ＤＡＤ信号という）を、フォーカス信号処理部２０に送信する。また、統括制御部６は、変色層１０７を有する光ディスク１０５であると判別した場合、当該変色層１０７に対する画像形成において非点収差法に基づくフォーカス制御を行うための制御信号（以下、ＡＤ信号という）を、フォーカス信号処理部２０に送信する。尚、統括制御部６は、記録層１０１を有する光ディスク１００であると判別した場合、当該記録層１０１に対する情報記録／再生が終了するまで、ＤＡＤ信号を送信し続けるものである。また、統括制御部６は、変色層１０７を有する光ディスク１０５であると判別した場合、当該変色層１０７に対する画像形成が終了するまで、ＡＤ信号を送信し続けるものである。
【００４８】
＜＜フォーカス信号処理部２０の詳細＞＞
図２、図３を参照しつつ、フォーカス信号処理部２０について詳述する。フォーカス信号処理部２０は、加算器４９、５０、５２、５３、５５、５６、５８、６１、減算器５１、５４、５７、増幅器５９、スイッチ回路６０を有している。
【００４９】
加算器４９は、光検出器４５からの光電変換信号ａ、ｃを加算した信号ａ＋ｃを出力する。加算器５０は、光検出器４５からの光電変換信号ｂ、ｄを加算した信号ｂ＋ｄを出力する。減算器５１は、加算器４９が出力する信号ａ＋ｃから加算器５０が出力する信号ｂ＋ｄを減じた信号（ａ＋ｃ）−（ｂ＋ｄ）（第１センサの検出結果）を出力する。
【００５０】
加算器５２は、光検出器４５からの光電変換信号ｅ、ｇを加算した信号ｅ＋ｇを出力する。加算器５３は、光検出器４５からの光電変換信号ｆ、ｈを加算した信号ｆ＋ｈを出力する。減算器５４は、加算器５２が出力する信号ｅ＋ｇから加算器５３が出力する信号ｆ＋ｈを減じた信号（ｅ＋ｇ）−（ｆ＋ｈ）を出力する。
【００５１】
加算器５５は、光検出器４５からの光電変換信号ｉ、ｋを加算した信号ｉ＋ｋを出力する。加算器５６は、光検出器４５からの光電変換信号ｊ、ｌを加算した信号ｊ＋ｌを出力する。減算器５７は、加算器５５が出力する信号ｉ＋ｋから加算器５６が出力する信号ｊ＋ｌを減じた信号（ｉ＋ｋ）−（ｊ＋ｌ）を出力する。
【００５２】
加算器５８は、減算器５４が出力する信号（ｅ＋ｇ）−（ｆ＋ｈ）と減算器５７が出力する信号（ｉ＋ｋ）−（ｊ＋ｌ）とを加算した信号｛（ｅ＋ｇ）−（ｆ＋ｈ）＋（ｉ＋ｋ）−（ｊ＋ｌ）｝を出力する。増幅器５９は、加算器５８からの信号｛（ｅ＋ｇ）−（ｆ＋ｈ）＋（ｉ＋ｋ）−（ｊ＋ｌ）｝を増幅率ｍ（ｍ：メインビームの光強度／先行、後行サブビームの光強度）で増幅した信号ｍ｛（ｅ＋ｇ）−（ｆ＋ｈ）＋（ｉ＋ｋ）−（ｊ＋ｌ）｝（第２センサの検出結果）を出力する。
【００５３】
スイッチ回路６０は、一端が増幅器５９の出力と接続され、他端が加算器６１の一方の入力と接続される。スイッチ回路６０は、統括制御部６からのＤＡＤ信号に基づいてオンする。この結果、増幅器５９が出力する信号ｍ｛（ｅ＋ｇ）−（ｆ＋ｈ）＋（ｉ＋ｋ）−（ｊ＋ｌ）｝が加算器６１の一方の入力に入力される。また、スイッチ回路６０は、統括制御部６からのＡＤ信号に基づいてオフする。この結果、増幅器５９が出力する信号ｍ｛（ｅ＋ｇ）−（ｆ＋ｈ）＋（ｉ＋ｋ）−（ｊ＋ｌ）｝が加算器６１の一方の入力に入力されなくなる。
【００５４】
加算器６１は、スイッチ回路６０がオン状態のとき、減算器５１が出力する信号（ａ＋ｃ）−（ｂ＋ｄ）と、増幅器５９が出力する信号ｍ｛（ｅ＋ｇ）−（ｆ＋ｈ）＋（ｉ＋ｋ）−（ｊ＋ｌ）｝とを加算した信号｛（ａ＋ｃ）−（ｂ＋ｄ）｝＋ｍ｛（ｅ＋ｇ）−（ｆ＋ｈ）＋（ｉ＋ｋ）−（ｊ＋ｌ）｝を出力する。つまり、メイン反射光、先行サブ反射光、後行サブ反射光を用いた差動非点収差法に基づくフォーカス制御のためのフォーカスエラー信号｛（ａ＋ｃ）−（ｂ＋ｄ）｝＋ｍ｛（ｅ＋ｇ）−（ｆ＋ｈ）＋（ｉ＋ｋ）−（ｊ＋ｌ）｝が出力されることとなる。このフォーカスエラー信号｛（ａ＋ｃ）−（ｂ＋ｄ）｝＋ｍ｛（ｅ＋ｇ）−（ｆ＋ｈ）＋（ｉ＋ｋ）−（ｊ＋ｌ）｝は、アクチュエータ４３のフォーカスコイルに供給されて、フォーカス方向における対物レンズ４２の位置変更が行われこととなる。また、加算器６１は、スイッチ回路６０がオフ状態のとき、減算器５１が出力する信号（ａ＋ｃ）−（ｂ＋ｄ）と、スイッチ回路６０のオフ状態によるゼロとを加算した信号（ａ＋ｃ）−（ｂ＋ｄ）を出力する。つまり、メイン反射光を用いた非点収差法に基づくフォーカス制御のためのフォーカスエラー信号（ａ＋ｃ）−（ｂ＋ｄ）が出力されることとなる。このフォーカスエラー信号｛（ａ＋ｃ）−（ｂ＋ｄ）｝＋ｍ｛（ｅ＋ｇ）−（ｆ＋ｈ）＋（ｉ＋ｋ）−（ｊ＋ｌ）｝は、アクチュエータ４３のフォーカスコイルに供給されて、フォーカス方向における対物レンズ４２の位置変更が行われこととなる。
【００５５】
＜＜光ディスクの焦点制御装置１の動作＞＞
＝＝＝記録層１０１に対する情報記録／再生＝＝＝
以下、図１乃至図３、図６、図７を適宜参照しつつ、本発明に係る光ディスクの焦点制御装置１の記録層１０１に対する情報記録／再生時の動作について説明する。
【００５６】
統括制御部６は、例えば、チャッキング機構に光ディスク１００が設置され、当該光ディスク１００の引き込みを検出すると、半導体レーザー３７からレーザー光を出射させるべく、例えばレーザーパワー制御部３２に制御信号を送信する。レーザーパワー制御部３２は、統括制御部６からの制御信号に基づいて、レーザードライバ１７から半導体レーザー３７に対して制御信号を供給させる。半導体レーザー３７は、レーザードライバ１７からの制御信号に基づいて、所定方向に直線偏光したレーザー光を出射する。半導体レーザー３７からのレーザー光は、回折格子３８にて回折されてメインビーム、先行サブビーム、後行サブビームが発生する。メインビーム、先行サブビーム、後行サブビームは、ビームスプリッタ３９を透過し、コリメータレンズ４０にて平行光に変換されて１／４波長板４１に入射する。そして、メインビーム、先行サブビーム、後行サブビームは、１／４波長板４１にて円偏光に変換されて対物レンズ４２に入射し、当該対物レンズ４２にて収束光に変換されて光ディスク１００に対して出射される。
【００５７】
また、統括制御部６は、光ディスク１００のリードイン領域に、対物レンズ４２からのメインビームを照射させるべく、スレッド処理部２８に制御信号を送信する。尚、後述するＲＦ信号処理部２１、デコーダ２２における処理においては、メイン反射光のレベルに応じた光電変換信号ａ乃至ｄに基づいて処理を行うため、先行サブビーム、後行サブビームについては、光ディスク１００の記録層１０１に対するフォーカス制御の方法を統括制御部６が決定（差動非点収差法又は非点収差法の何れかを決定）するまで説明を省略する。スレッド処理部２８は、統括制御部６からの制御信号に基づいて、光ピックアップ装置１１の移動距離を当該光ピックアップ装置１１が光ディスク１００のリードイン領域と対向する移動距離とするための制御電圧を、ステッピングモータ２９に印加させる。ステッピングモータ２９は、制御電圧のレベルに対応したステップ距離分回転する。この結果、対物レンズ４２からのメインビームが、光ディスク１００のリードイン領域に照射されることとなる。
【００５８】
光ディスク１００のリードイン領域からのメイン反射光は、対物レンズ４２にて平行光に変換されて１／４波長板４１に入射し、当該１／４波長板４１にて所定方向と直交する方向の直線偏光に変換されてコリメータレンズ４０に入射する。そして、メイン反射光は、コリメータレンズ４０にて収束光に変換されてビームスプリッタ３９に入射し、当該ビームスプリッタ３９にて反射されてアナモフィックレンズ４４に入射する。そして、メイン反射光は、アナモフィックレンズ４４にて非点収差が付与されて光検出器４５の受光面４６にて受光される。光検出器４５は、受光面４６の受光領域Ａ乃至Ｄにて受光したメイン反射光のレベルに応じた光電変換信号ａ乃至ｄをＲＦ信号処理部２１に出力する。光電変換信号ａ乃至ｄは、ＲＦ信号処理部２１にてリードイン領域に記録された情報を示すデータ信号のＲＦ信号が生成され、ゲインコントロール、イコライジング処理された後２値データ化される。２値データ化されたリードイン領域に記録された情報を示すデータ信号は、デコーダ２２にてデコード処理が施され、光ディスク１００の回転方式を示す情報（ＣＡＶ方式情報）、当該光ディスク１００が記録層１０１を有していることを示す情報、アドレス情報等が再現される。統括制御部６は、リードイン領域から読み出された光ディスク１００の回転方式を示す情報に基づいて、当該光ディスク１００を角速度一定に回転させるべくスピンドルモータ制御部４に制御信号を送信する。そして、スピンドルモータ制御部４による前述のスピンドル制御により、光ディスク１００が角速度一定で回転することとなる。また、統括制御部６は、光ディスク１００の回転方式を示す情報に基づいて、当該光ディスク１００の内周側から外周側へ光ピックアップ装置１１が移動するにつれてメインビームの光強度を大きくするべく、レーザーパワー制御部３２に制御信号を送信する。
【００５９】
また、統括制御部６は、リードイン領域から読み出された記録層１０１を有していることを示す情報に基づいて、記録層１０１を有する光ディスク１００であると判別し、当該記録層１０１に対し差動非点収差法に基づくフォーカス制御を行うべく、フォーカス信号処理部２０にＤＡＤ信号を送信する。フォーカス信号処理部２０のスイッチ回路６０は、統括制御部６からのＤＡＤ信号に基づいてオンする。そして、統括制御部６は、例えば、ホストコンピュータ２５からの光ディスク１００の記録層１０１に対する情報記録／再生を指示する指示信号を検出すると、指示信号が示す目標グルーブにメインビームを合焦及び追従させるべく、リードイン領域から読み出されたアドレス情報に基づいてスレッド処理部２８に制御信号を送信する。スレッド処理部２８は、統括制御部６からの制御信号に基づいて、光ピックアップ装置１１の移動距離を当該光ピックアップ装置１１が記録層１０１の目標グルーブと対向する移動距離とするための制御電圧を、ステッピングモータ２９に印加させる。ステッピングモータ２９は、制御電圧のレベルに対応したステップ距離分回転する。この結果、対物レンズ４２からのメインビームは目標グルーブを照射し、先行サブビームは隣接ランドＡを照射し、後行サブビームは隣接ランドＢを照射することとなる（図７参照）。
【００６０】
目標グルーブを照射した反射層１０９からのメイン反射光、隣接ランドＡを照射した反射層１０９からの先行サブ反射光、隣接ランドＢを照射した反射層１０９からの後行サブ反射光は、対物レンズ４２にて平行光に変換されて１／４波長板４１に入射し、当該１／４波長板４１にて所定方向と直交する方向の直線偏光に変換されてコリメータレンズ４０に入射する。そして、メイン反射光、先行サブ反射光、後行サブ反射光は、コリメータレンズ４０にて収束光に変換されてビームスプリッタ３９に入射し、当該ビームスプリッタ３９にて反射されてアナモフィックレンズ４４に入射する。そして、メイン反射光、先行サブ反射光、後行サブ反射光は、アナモフィックレンズ４４にて非点収差が付与されて光検出器４５の受光面４６乃至４８にて受光される。光検出器４５は、受光面４６の受光領域Ａ乃至Ｄにて受光したメイン反射光のレベルに応じた光電変換信号ａ乃至ｄをＲＦ信号処理部２１、フォーカス信号処理部２０、トラッキング信号処理部１９に出力する。また、光検出器４５は、受光面４７の受光領域Ｅ乃至Ｈにて受光した先行サブ反射光のレベルに応じた光電変換信号ｅ乃至ｈをフォーカス信号処理部２０、トラッキング信号処理部１９に出力する。また、光検出器４５は、受光面４８の受光領域Ｉ乃至Ｌにて受光した後行サブ反射光のレベルに応じた光電変換信号ｉ乃至ｌをフォーカス信号処理部２０、トラッキング信号処理部１９に出力する。以下、フォーカス信号処理部２０による差動非点収差法に基づくフォーカスエラー信号の生成について説明するが、ＲＦ信号処理部２１、トラッキング信号処理部１９は、前述の構成において述べた処理をフォーカス制御の期間中行うものである。
【００６１】
光電変換信号ａ、ｃは、加算器４９にて加算されて信号ａ＋ｃが出力される。光電変換信号ｂ、ｄは、加算器５０にて加算されて信号ｂ＋ｄが出力される。そして、減算器５１は、加算器４９が出力する信号ａ＋ｃから加算器５０が出力する信号ｂ＋ｄを減じた信号（ａ＋ｃ）−（ｂ＋ｄ）を出力する。また、光電変換信号ｅ、ｇは、加算器５２にて加算されて信号ｅ＋ｇが出力される。光電変換信号ｆ、ｈは、加算器５３にて加算されて信号ｆ＋ｈが出力される。減算器５４は、加算器５２が出力する信号ｅ＋ｇから加算器５３が出力する信号ｆ＋ｈを減じた信号（ｅ＋ｇ）−（ｆ＋ｈ）を出力する。また、光電変換信号ｉ、ｋは、加算器５５にて加算されて信号ｉ＋ｋが出力される。光電変換信号ｊ、ｌは、加算器５６にて加算されて信号ｊ＋ｌが出力される。減算器５７は、加算器５５が出力する信号ｉ＋ｋから加算器５６が出力する信号ｊ＋ｌを減じた信号（ｉ＋ｋ）−（ｊ＋ｌ）を出力する。信号（ｅ＋ｇ）−（ｆ＋ｈ）と信号（ｉ＋ｋ）−（ｊ＋ｌ）は、加算器５８にて加算されて、信号｛（ｅ＋ｇ）−（ｆ＋ｈ）｝＋｛（ｉ＋ｋ）−（ｊ＋ｌ）｝が出力される。信号｛（ｅ＋ｇ）−（ｆ＋ｈ）｝＋｛（ｉ＋ｋ）−（ｊ＋ｌ）｝は、増幅器５９において増幅率ｍで増幅されて、信号ｍ｛（ｅ＋ｇ）−（ｆ＋ｈ）｝＋｛（ｉ＋ｋ）−（ｊ＋ｌ）｝が出力される。このとき、前述したようにスイッチ回路６０がオン状態であるため、信号ｍ｛（ｅ＋ｇ）−（ｆ＋ｈ）｝＋｛（ｉ＋ｋ）−（ｊ＋ｌ）｝が加算器６１に入力される。そして、信号（ａ＋ｃ）−（ｂ＋ｄ）と信号ｍ｛（ｅ＋ｇ）−（ｆ＋ｈ）｝＋｛（ｉ＋ｋ）−（ｊ＋ｌ）｝は、加算器６１にて加算されて、差動非点収差法に基づくフォーカス制御を行うためのフォーカスエラー信号｛（ａ＋ｃ）−（ｂ＋ｄ）｝＋ｍ｛（ｅ＋ｇ）−（ｆ＋ｈ）＋（ｉ＋ｋ）−（ｊ＋ｌ）｝が出力される。このフォーカスエラー信号｛（ａ＋ｃ）−（ｂ＋ｄ）｝＋ｍ｛（ｅ＋ｇ）−（ｆ＋ｈ）＋（ｉ＋ｋ）−（ｊ＋ｌ）｝は、アクチュエータ４３のフォーカスコイルに供給されて、フォーカス方向における対物レンズ４２の位置変更が行われこととなる。この結果、記録層１０１（目標グルーブ）に対してメインビームを合焦させることが可能となり、記録層１０１に対する情報記録／再生が良好に行われることとなる。
【００６２】
＝＝＝変色層１０７に対する画像形成＝＝＝
以下、図１乃至図５、図９乃至図１２を適宜参照しつつ、本発明に係る光ディスクの焦点制御装置１の変色層１０７に対する画像形成時の動作について説明する。図５は、メインビーム、先行サブビーム、後行サブビームの変色層１０７に対する照射を示す図である。
【００６３】
統括制御部６は、例えば、チャッキング機構に光ディスク１０５が設置され、当該光ディスク１０５の引き込みを検出すると、半導体レーザー３７からレーザー光を出射させるべく、例えばレーザーパワー制御部３２に制御信号を送信する。レーザーパワー制御部３２は、統括制御部６からの制御信号に基づいて、レーザードライバ１７から半導体レーザー３７に対して制御信号を供給させる。半導体レーザー３７は、レーザードライバ１７からの制御信号に基づいて、所定方向に直線偏光したレーザー光を出射する。半導体レーザー３７からのレーザー光は、回折格子３８にて回折されてメインビーム、先行サブビーム、後行サブビームが発生する。メインビーム、先行サブビーム、後行サブビームは、ビームスプリッタ３９を透過し、コリメータレンズ４０にて平行光に変換されて１／４波長板４１に入射する。そして、メインビーム、先行サブビーム、後行サブビームは、１／４波長板４１にて円偏光に変換されて対物レンズ４２に入射し、当該対物レンズ４２にて収束光に変換されて光ディスク１０５に対して出射される。
【００６４】
また、統括制御部６は、光ディスク１０５のリードイン領域に、対物レンズ４２からのメインビームを照射させるべく、スレッド処理部２８に制御信号を送信する。尚、前述と同様の理由により、先行サブビーム、後行サブビームについては、光ディスク１０５の変色層１０７に対するフォーカス制御の方法を統括制御部６が決定（差動非点収差法又は非点収差法のいずれを決定）するまで説明を省略する。スレッド処理部２８は、統括制御部６からの制御信号に基づいて、光ピックアップ装置１１の移動距離を当該光ピックアップ装置１１が光ディスク１０５のリードイン領域と対向する移動距離とするための制御電圧を、ステッピングモータ２９に印加させる。ステッピングモータ２９は、制御電圧のレベルに対応したステップ距離分回転する。この結果、対物レンズ４２からのメインビームが、光ディスク１０５のリードイン領域に照射されることとなる。
【００６５】
光ディスク１０５のリードイン領域からのメイン反射光は、対物レンズ４２にて平行光に変換されて１／４波長板４１に入射し、当該１／４波長板４１にて所定方向と直交する方向の直線偏光に変換されてコリメータレンズ４０に入射する。そして、メイン反射光は、コリメータレンズ４０にて収束光に変換されてビームスプリッタ３９に入射し、当該ビームスプリッタ３９にて反射されてアナモフィックレンズ４４に入射する。そして、メイン反射光は、アナモフィックレンズ４４にて非点収差が付与されて光検出器４５の受光面４６にて受光される。光検出器４５は、受光面４６の受光領域Ａ乃至Ｄにて受光したメイン反射光のレベルに応じた光電変換信号ａ乃至ｄをＲＦ信号処理部２１に出力する。光電変換信号ａ乃至ｄは、ＲＦ信号処理部２１にてリードイン領域に記録された情報を示すデータ信号のＲＦ信号が生成され、ゲインコントロール、イコライジング処理された後２値データ化される。２値データ化されたリードイン領域に記録された情報を示すデータ信号は、デコーダ２２にてデコード処理が施され、光ディスク１０５の回転方式を示す情報（ＣＡＶ方式情報）、当該光ディスク１０５が変色層１０７を有していることを示す情報等が再現される。統括制御部６は、リードイン領域から読み出された光ディスク１０５の回転方式を示す情報に基づいて、当該光ディスク１０５を角速度一定に回転させるべくスピンドルモータ制御部４に制御信号を送信する。そして、スピンドルモータ制御部４による前述のスピンドル制御により、光ディスク１０５が角速度一定で回転することとなる。また、統括制御部６は、光ディスク１０５の回転方式を示す情報に基づいて、当該光ディスク１０５の内周側から外周側へ光ピックアップ装置１１が移動するにつれてメインビームの光強度を大きくするべく、レーザーパワー制御部３２に制御信号を送信する。
【００６６】
また、統括制御部６は、リードイン領域から読み出された変色層１０７を有していることを示す情報に基づいて、変色層１０７を有する光ディスク１０５であると判別し、当該変色層１０７に対し非点収差法に基づくフォーカス制御を行うべく、フォーカス信号処理部２０にＡＤ信号を送信する。フォーカス信号処理部２０のスイッチ回路６０は、統括制御部６からのＡＤ信号に基づいてオフする。そして、統括制御部６は、例えば、ホストコンピュータ２５からの光ディスク１０５の変色層１０７に対する画像形成を指示する指示信号を検出すると、統括制御部６は、例えば、変色層１０７の第１行第１列のドットから画像形成を行うべくスレッド処理部２８に制御信号を送信する。スレッド処理部２８は、統括制御部６からの制御信号に基づいて、光ピックアップ装置１１の移動距離を当該光ピックアップ装置１１が変色層１０７の第１行と対向する移動距離とするための制御電圧を、ステッピングモータ２９に印加させる。ステッピングモータ２９は、制御電圧のレベルに対応したステップ距離分回転する。この結果、対物レンズ４２からのメインビームを第１行に照射させることが可能となる。
【００６７】
以下、説明の便宜上、先ず変色層１０７に対する非点収差法に基づくフォーカス制御について詳述するが、当該変色層１０７に対するフォーカス制御の期間中、光ディスクの焦点制御装置１は、後述する画像形成処理を行うものである。また、統括制御部６は、変色層１０７に対する画像形成の期間中（フォーカス制御期間中）、トラッキング信号処理部１９によるトラッキング制御を停止させる。何故ならば、前述したように記録層１０１と変色層１０７のフォーカス方向における位置の相違、変色層１０７の光吸収等に起因してトラッキング制御が不安定となる可能性があるためである。そのため、統括制御部６は、例えば、光電変換信号ａ乃至ｌがトラッキング信号処理部１９に入力する信号線に設けられるスイッチ回路（不図示）をオフする。
【００６８】
変色層１０７照射した反射層１０９からのメイン反射光、先行サブ反射光、後行サブ反射光は、対物レンズ４２にて平行光に変換されて１／４波長板４１に入射し、当該１／４波長板４１にて所定方向と直交する方向の直線偏光に変換されてコリメータレンズ４０に入射する。そして、メイン反射光、先行サブ反射光、後行サブ反射光は、コリメータレンズ４０にて収束光に変換されてビームスプリッタ３９に入射し、当該ビームスプリッタ３９にて反射されてアナモフィックレンズ４４に入射する。そして、メイン反射光、先行サブ反射光、後行サブ反射光は、アナモフィックレンズ４４にて非点収差が付与されて光検出器４５の受光面４６乃至４８にて受光される。光検出器４５は、受光面４６の受光領域Ａ乃至Ｄにて受光したメイン反射光のレベルに応じた光電変換信号ａ乃至ｄをＲＦ信号処理部２１、フォーカス信号処理部２０に出力する。また、光検出器４５は、受光面４７の受光領域Ｅ乃至Ｈにて受光した先行サブ反射光のレベルに応じた光電変換信号ｅ乃至ｈをフォーカス信号処理部２０に出力する。また、光検出器４５は、受光面４８の受光領域Ｉ乃至Ｌにて受光した後行サブ反射光のレベルに応じた光電変換信号ｉ乃至ｌをフォーカス信号処理部２０に出力する。以下、フォーカス信号処理部２０による非点収差法に基づくフォーカスエラー信号の生成について説明するが、ＲＦ信号処理部２１、トラッキング信号処理部１９は、前述の構成において述べた処理をフォーカス制御の期間中行うものである。
【００６９】
光電変換信号ａ、ｃは、加算器４９にて加算されて信号ａ＋ｃが出力される。光電変換信号ｂ、ｄは、加算器５０にて加算されて信号ｂ＋ｄが出力される。そして、減算器５１は、加算器４９が出力する信号ａ＋ｃから加算器５０が出力する信号ｂ＋ｄを減じた信号（ａ＋ｃ）−（ｂ＋ｄ）を出力する。また、光電変換信号ｅ、ｇは、加算器５２にて加算されて信号ｅ＋ｇが出力される。光電変換信号ｆ、ｈは、加算器５３にて加算されて信号ｆ＋ｈが出力される。減算器５４は、加算器５２が出力する信号ｅ＋ｇから加算器５３が出力する信号ｆ＋ｈを減じた信号（ｅ＋ｇ）−（ｆ＋ｈ）を出力する。また、光電変換信号ｉ、ｋは、加算器５５にて加算されて信号ｉ＋ｋが出力される。光電変換信号ｊ、ｌは、加算器５６にて加算されて信号ｊ＋ｌが出力される。減算器５７は、加算器５５が出力する信号ｉ＋ｋから加算器５６が出力する信号ｊ＋ｌを減じた信号（ｉ＋ｋ）−（ｊ＋ｌ）を出力する。信号（ｅ＋ｇ）−（ｆ＋ｈ）と信号（ｉ＋ｋ）−（ｊ＋ｌ）は、加算器５８にて加算されて、信号｛（ｅ＋ｇ）−（ｆ＋ｈ）｝＋｛（ｉ＋ｋ）−（ｊ＋ｌ）｝が出力される。信号｛（ｅ＋ｇ）−（ｆ＋ｈ）｝＋｛（ｉ＋ｋ）−（ｊ＋ｌ）｝は、増幅器５９にて増幅率ｍで増幅されて、信号ｍ｛（ｅ＋ｇ）−（ｆ＋ｈ）｝＋｛（ｉ＋ｋ）−（ｊ＋ｌ）｝が出力される。このとき、前述したようにスイッチ回路６０がオフ状態であるため、信号ｍ｛（ｅ＋ｇ）−（ｆ＋ｈ）｝＋｛（ｉ＋ｋ）−（ｊ＋ｌ）｝は加算器６１に入力されない。そして、信号（ａ＋ｃ）−（ｂ＋ｄ）とスイッチ回路６０がオフ状態によるゼロとが加算器６１にて加算されて、非点収差法に基づくフォーカス制御を行うためのフォーカスエラー信号（ａ＋ｃ）−（ｂ＋ｄ）が出力される。このフォーカスエラー信号（ａ＋ｃ）−（ｂ＋ｄ）は、アクチュエータ４３のフォーカスコイルに供給されて、フォーカス方向における対物レンズ４２の位置変更が行われこととなる。以下、図５を参照し図１０と比較しつつ、変色層１０７に対する画像形成において非点収差法が差動非点収差法よりフォーカス制御に適している理由の一例を説明する。図１０を参照しつつ前述したように、タンジェンシャル方向における先行サブビームの中心から後行サブビームの中心までの長さを５０（μｍ）、光ディスク１０５の線速度を１（ｍ／ｓ）とすると、先行サブビーム乃至後行サブビームが凹形の変色層１０７を照射することにより発生する周波数成分は２０（ｋＨｚ）となり、アクチュエータ４３に固有の１次共振周波数（約５０（ｋＨｚ）、図１１参照）に近似する値となる。また、タンジェンシャル方向における凹形の変色層１０７が１（ｍｍ）間隔で繰り返される場合、周波数成分は１（ｋＨｚ）となり、フォーカス制御のループ帯域内（図１２）となる。これに対し、変色層１０７に対する画像形成においては、メイン反射光を用いた非点収差法に基づくフォーカス制御を行っている。つまり、変色層１０７に対する画像形成においては、スイッチ回路６０をオフすることによって、図５に示すタンジェンシャル方向における長さが、例えば１（μｍ）のメイン反射光のみを利用していることとなる。このとき、光ディスク１０５の線速度を同様の１（ｍ／ｓ）と��ると、メインビームが凹形の変色層１０７を照射することにより発生する周波数成分は１（ＭＨｚ）となり高周波となる。そして、この高周波の周波数成分は、図１０に示すアクチュエータ４３の共振周波数に近似しない値であり、また、フォーカス制御のループ帯域外となる。この結果、高周波の周波数成分によるフォーカス制御に与える影響が、差動非点収差法に基づくフォーカス制御を行う場合に比べ十分に小さくなる。このため、変色層１０７に対する画像形成において非点収差法に基づくフォーカス制御を安定させることが可能となり、当該変色層１０７に対してメインビームを合焦させて良好な画像形成を行うことが可能となる。
【００７０】
次に、変色層１０７に対する画像形成について詳述する。  
ＦＧ発生回路５は、スピンドルモータ３が回転するときの逆起電圧に基づいて、スピンドルモータ３の１回転あたり（つまり、光ディスク１０５の１回転あたり）１８パルスのＦＧ信号を生成する。カウンタ３４はＦＧ信号の立ち上がりをカウントするとともに、タイマ３５はカウンタ３４のカウント開始とともに計時を開始する。そして、カウンタ３４は、カウント値が１８に達することによって、タイマ３５の計時を停止させる。統括制御部６は、タイマ３５の計時から１８パルスのＦＧ信号の期間Ｔを検出して、実際の光ディスク１０５の回転周波数（＝１／１８Ｔ）を算出する。そして、統括制御部６は、算出した実際の光ディスク１０５の回転周波数が、光ディスク１０５が角速度一定であるときの回転周波数であるか否かを判別する。統括制御部６は、実際の光ディスク１０５の回転周波数が角速度一定であるときの回転周波数であると判別すると、例えば、メモリ２７からアクチュエータ４３に固有の共振周波数（図１１参照）を示す共振周波数情報を読み出す。そして、統括制御部６は、メモリ２７からの共振周波数情報、及び、実際の回転周波数に基づいて、振動付加回路１８が発生する交流信号の周波数を算出する。詳述すると、統括制御部６は、共振周波数情報が示す共振周波数及び実際の回転周波数の１以上の整数倍となる周波数以外の周波数を、交流信号の周波数とする制御信号を生成する。また、統括制御部６は、交流信号の振幅を、スレッド処理部２８のスレッド制御による光ピックアップ装置１１の最小移動距離と等しくなる振幅を算出して制御信号を生成する。
【００７１】
描画信号処理部３１は、エンコーダ８にてエンコード処理された画像データを描画制御部３３に送信させる。このとき、統括制御部６は、第１行に画像形成するための画像データを読み出す。そして、統括制御部６は、第１行に対応した画像データである階調データ群が全て‘０００’であるか否かを判別する。何故ならば、階調データ群が全て‘０００’である場合、光ディスク１０５の変色層１０７に照射させるレーザー光は全てフォーカス可能なレベルとなり、画像形成を行う必要がないためである。仮に、統括制御部６は、第１行に対応した画像データである階調データ群が全て‘０００’であると判別した場合、後述する第２行に画像形成するための処理に移行する。逆に、統括制御部６は、階調データ群が全て‘０００’ではないと判別すると、交流信号の周波数を示す制御信号、交流信号の振幅を示す制御信号を振動付加回路１８に送信する。振動付加回路１８は、統括制御部６からの制御信号に基づいた交流信号を生成して光ピックアップ装置１１に送信する。この交流信号は、アクチュエータ４３のトラッキングコイルに供給される。この結果、対物レンズ４２が、トラッキング方向において交流信号の周波数に対応した振動周波数であって、交流信号の振幅に対応した振動振幅（＝光ディスク１０５の行間の距離、光ピックアップ装置１１の最小移動距離）で振動することとなる。
【００７２】
統括制御部６は、分周回路９からのＦＧ信号を１／１８分周して得られるＳＦＧ信号の立上り、及び、ＰＬＬ回路１０からのクロック信号ＣＫの立上りに基づいて、光ディスク１０５の第１行、第１列に達したと判別する。描画制御部３３は、エンコーダ８からの画像データのうちの第１行、第１列に対応した階調データに基づいて、変色層１０７に対するレーザー光の光強度を選択するためのパルスを生成する。例えば、描画制御部３３は、第１行、第１列に対応した階調データが、‘０００’以外の‘００１’乃至‘１１１’のとき、レーザー光を画像形成可能なレベルとするための画像形成パルスを生成する。また、描画制御部３３は、当該階調データが‘０００’のとき、レーザー光の光強度をフォーカス制御可能なレベルとするためのサーボパルスＡを生成する。
【００７３】
レーザードライバ１７は、レーザーパワー制御部３２からの実際に変色層１０７に対して照射されるメインビームの光強度に基づいた制御信号と、描画制御部３３からの例えば画像形成パルスに基づいて、半導体レーザー３７に画像形成可能なレベルに応じた制御信号を供給する。この結果、変色層１０７の第１行、第１列に配列されたドットに対する画像形成可能なレベルのメインビームが対物レンズ４２から出射される。そして、変色層１０７の第１行、第１列のドットが、メインビームにより感光又は感熱して画像形成されることとなる。又は、レーザードライバ１７は、レーザーパワー制御部３２からの制御信号と、描画制御部３３からサーボパルスＡに基づいて、半導体レーザー３７にフォーカス制御可能なレベルに応じた制御信号を供給する。この結果、変色層１０７の第１行、第１列のドットに対するフォーカス制御可能なレベルのメインビームが対物レンズ４２から出射される。次に、統括制御部６は、ＰＬＬ回路１０からのクロック信号ＣＫの立上りに基づいて、変色層１０７の第１行、第２列に配列されたドットに画像形成を行うべく前述の処理を行う。尚、このとき、統括制御部６は、階調データ群に、‘０００’又は‘００１’以外の階調データがあるか否か、つまり、２回転目でメインビームを画像形成可能なレベルとすべき階調データがあるか否かを判別することとなる。また、統括制御部６は、クロック信号ＣＫの立上りに基づいて、第ｎ列に達しているか否かを随時判別する。そして、統括制御部６は、第１行、第ｎ列に達したと判別すると、つまり、第１行に対する１回転目の画像形成が終了したと判別すると、２回転目の画像形成を行うべく前述の処理を行う。その後、統括制御部６は、第１行に対する最大７回転の画像形成が終了したと判別すると、例えば、描画制御部３３が、階調データに基づいて画像形成パルス又はサーボパルスＡの形成を行っているか否かを判別する。つまり、統括制御部６は、ホストコンピュータ２５からの画像データを全て処理したか否かを判別する。統括制御部６は、画像データを全て処理していないと判別すると、変色層１０７の第２行に配列されたドットに対する画像形成を行うべく、スレッド処理部２８に制御信号を送信する。尚、このとき、統括制御部６は、ＳＦＧ信号の立上りに基づいて、第ｍ行に達しているか否かを随時判別する。スレッド処理部２８は、統括制御部６からの制御信号に基づいて、光ピックアップ装置１１の移動距離を当該光ピックアップ装置１１が変色層１０７の第２行と対向する移動距離とするための制御電圧を、ステッピングモータ２９に印加させる。ステッピングモータ２９は、制御電圧のレベルに対応したステップ距離分回転する。この結果、対物レンズ４２からのメインビームを第２行に照射させることが可能となる。そして、前述したように、統括制御部６は、変色層１０７の第２行に対して画像形成するための画像データを読み出して同様の処理を行うこととなる。この結果、変色層１０７に対して正確且つコントラストに優れた画像形成を行うことが可能となる。
【００７４】
尚、上述によれば、記録層１０１を有する光ディスク１００と、変色層１０７を有する光ディスク１０５とを別個に用意して、リードイン領域から読み出される情報に基づいて、適用するフォーカス制御の方法（差動非点収差法又は非点収差法）の選択を統括制御部６が行っているが、これに限るものではない。例えば、記録層１０１及び変色層１０７を有する光ディスク（不図示、両用光ディスクという）に対しても本発明に係る光ディスクの焦点制御装置１は適用可能である。この場合、両用光ディスクのリードイン領域には、記録層１０１及び変色層１０７を有する情報が記録されることとなる。そこで、統括制御部６は、両用光ディスクのリードイン領域から当該情報を読み出すと、例えば、差動非点収差法に基づくフォーカス制御を行うべくＤＡＤ信号をフォーカス信号処理部２０に送信して、スイッチ回路６０をオンする。その後、統括制御部６は、ホストコンピュータ２５から変色層１０７に対する画像形成を指示する指示信号を検出すると、非点収差法に基づくフォーカス制御を行うべくＡＤ信号をフォーカス信号処理部２０に送信して、スイッチ回路６０をオフする。そして、光ディスクの焦点制御装置１は、前述の光ディスク１０７の変色層１０７に対する画像形成処理と同様の処理を行う。また、記録層１０１に対する情報記録／再生を指示する指示信号を統括制御部６が検出した場合、スイッチ回路６０のオン状態を保持したまま、光ディスクの焦点制御装置１は、前述の光ディスク１００の記録層１０１に対する情報記録／再生処理と同様の処理を行う。この結果、両用光ディスクの記録層１０１に対する情報記録／再生、及び、変色層１０７に対する画像形成を良好に行うことが可能となる。尚、両用光ディスクのリードイン領域から情報を読み出したときの統括制御部６がフォーカス信号処理部２０に送信する信号はＡＤ信号でも良い。
【００７５】
また、上述によれば、記録層１０１に対する情報記録／再生において、グルーブ記録方式を採用しているがこれに限るものではない。本発明に係る光ディスクの焦点制御装置１は、光ディスク１００の記録層１０１に対して、例えば、ランド・グルーブ記録方式を採用することも可能である。
【００７６】
また、上述によれば、増幅器５９と加算器６１の一方の入力との間にスイッチ回路６０を設けているがこれに限るものではない。例えば、減算器５４と加算器５８との間、及び、減算器５７と加算器５８との間にそれぞれ、スイッチ回路６０と同様のスイッチ回路を設けることとしても良い。つまり、非点収差法に基づくフォーカス制御を行う場合、光電変換信号ｅ乃至ｌに基づく信号が加算器６１の一方の入力に入力されなくするためオフし、差動非点収差法に基づくフォーカス制御を行う場合、信号ｍ｛（ｅ＋ｇ）−（ｆ＋ｈ）｝＋｛（ｉ＋ｋ）−（ｊ＋ｌ）｝が加算器６１の一方の入力に入力されるべくオンするスイッチ回路を設ければ良い。
【００７７】
また、上述によれば、回折格子３８によるレーザー光の回折により発生する＋１次回折光を先行サブビーム、−１次回折光を後行サブビームとしてフォーカス制御を行っているが、これに限るものではない。例えば、＋２次回折光を先行サブビームとし、−２次回折光を後行サブビームとしてフォーカス制御を行っても良い。
【００７８】
また、上述によれば、光ディスク１００（１０５）を角速度一定とするべくＣＡＶ方式を採用しているがこれに限るものではない。例えば、光ディスク１００（１０５）を線速度一定とするＣＬＶ（Constant Linear Velocity）方式、複数ゾーン領域ごとに光ディスク１００（１０５）を線速度一定とするＺＣＬＶ（Zoned ＣＬＶ）を採用しても良い。この場合、統括制御部６は、スレッド処理部２８のスレッド制御による光ピックアップ装置１１の移動量に応じて、外周側における光ディスク１００（１０５）の回転周波数を内周側における光ディスク１００（１０５）の回転周波数よりも小さくするべく、スピンドルモータ制御部４を制御することとなる。そして、光ディスク１００（１０５）を線速度一定とすることによって、例えば、光ディスク１００の記録層１０１に対して均等に情報記録を行うことが可能となり、また、光ディスク１０５の変色層１０７に対して均等に画像形成を行うことが可能となる。また、レーザーパワー制御部３２による内周側から外周側へ光ピックアップ装置１１が移動することによるレーザーパワー制御が必要なくなり、当該制御処理にかかる負担を軽減することが可能となる。
【００７９】
また、上述によれば、差動非点収差法又は非点収差法に基づくフォーカス制御の何れの場合においても、半導体レーザー３７からのレーザー光を回折格子３８にて回折してメインビーム、先行サブビーム、後行サブビームを発生しているが、これに限るものではない。例えば、半導体レーザー３７からのレーザー光の光路に回折格子３８を出し入れする出し入れ機構（不図示）を設ける。そして、この出し入れ機構は、例えば、記録層１０１を有する光ディスク１００であると統括制御部６が判別したときのＤＡＤ信号に基づいて、回折格子３８をレーザー光の光路に移動させる。また、出し入れ機構は、例えば、変色層１０７を有する光ディスク１０５であると統括制御部６が判別したときのＡＤ信号に基づいて、回折格子３８をレーザー光の光路から退避させる。この結果、差動非点収差法に基づくフォーカス制御を行う場合にメインビーム、先行サブビーム、後行サブビームを記録層１０１に照射させることが可能となるとともに、非点収差法に基づくフォーカス制御を行う場合に各種光学系（ビームスプリッタ３９等）を介した半導体レーザー３７からのレーザー光を変色層１０７に照射させることが可能となり、前述と同様の効果を奏することが可能となる。
【００８０】
また、上述によれば、ＰＬＬ回路１０からのクロック信号ＣＬＫに基づいて光ディスク１０５の各列に対して画像形成を行っているがこれに限るものではない。例えば、図１３に示す光ディスクの焦点制御装置６２のように、エンコーダ８の階調データが同期する所定周波数のクロックを発振する発振回路６３と、当該クロックを１／列数ｎで分周する分周回路６４と、当該分周回路６４の出力とＳＦＧ信号との位相比較を行う位相比較回路６５とを設ける。そして、スピンドルモータ制御部４が、位相比較回路６５の出力に基づいて、ＳＦＧ信号が分周回路６４の出力と同期するべくスピンドルモータ３をスピンドル制御する。そして、ＳＦＧ信号と分周回路６４の出力とが同期することにより、発振回路６３が発振するクロックの１周期と光ディスク１０５が１列分回転する期間とは同期したものとなる。このため、発振回路６３が発振するクロックに同期したタイミングで、画像形成可能なレベル（又はフォーカス制御可能なレベル）のメインビームが変色層１０７に出射されるとともに、光ディスク１０５が回転することとなり、当該光ディスク１０５の各列に対する画像形成を良好に行うことが可能となる。この結果、仮にスピンドルモータ３の回転が外乱を受けたとしても、安定した発振動作を行う発振回路６３からのクロックに基づいて各列に対する画像形成を行うことが可能となる。
【００８１】
上述した実施形態によれば、記録層１０１を有する光ディスク１００又は両用光ディスクに対して情報記録／再生を行う場合、差動非点収差法に基づくフォーカス制御を行うことが可能であるとともに、変色層１０７を有する光ディスク１０５又は両用光ディスクに対して画像形成を行う場合、非点収差法に基づくフォーカス制御を行うことが可能となる。この結果、記録層１０１に対してメインビームを合焦させることが可能となり、良好な情報記録／再生を行うことが可能となる。更に、変色層１０７に対してメインビームを合焦させることが可能となり、良好な画像形成を行うことが可能となる。
【００８２】
更に、非点収差法に基づくフォーカス制御を行う場合、光検出器４５の受光面４７、４８にて受光した先行サブ反射光、後行サブ反射光のレベルに応じた光電変換信号ｅ乃至ｌに基づく信号ｍ｛（ｅ＋ｇ）−（ｆ＋ｈ）｝＋｛（ｉ＋ｋ）−（ｊ＋ｌ）｝が、加算器６１の一方の入力に入力されることを無効とすることが可能となる。この結果、変色層１０７に対して画像形成を行う場合、非点収差法に基づくフォーカス制御をより確実に行うことが可能となる。
【００８３】
更に、リードイン領域から読み出される情報に基づいて、記録層１０１を有する光ディスク１００であるか、変色層１０７を有する光ディスク１０５であるかを統括制御部６が判別し、変色層１０７を有する光ディスク１０５であることを示す統括制御部６からのＡＤ信号に基づいて、スイッチ回路６０をオフすることが可能となる。或いは、記録層１０１を有する光ディスク１００であることを示す統括制御部６からのＤＡＤ信号に基づいて、スイッチ回路６０をオンすることが可能となる。更に、両用光ディスクであると統括制御部６が判別した場合、ホストコンピュータ２５からの指示信号（情報記録／再生を示す指示信号又は画像形成を示す指示信号）に応じて、スイッチ回路６０をオンオフすることが可能となる。この結果、スイッチ回路６０をオンオフすることのみで、差動非点収差法に基づくフォーカス制御又は非点収差法に基づくフォーカス制御の何れかを選択することが可能となり、当該フォーカス制御の選択を容易な回路構成で実現することが可能となる。
【００８４】
以上、本発明に係る光ディスクの焦点制御装置について説明したが、上記の説明は、本発明の理解を容易とするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得る。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明に係る光ディスクの焦点制御装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】光ピックアップ装置の詳細図である。
【図３】光検出器及びフォーカス信号処理部の構成の位置を示す図である。
【図４】変色層に配列されるドットを説明するための図である。
【図５】変色層に対するレーザー光の照射を示す図である。
【図６】記録層に形成されたグルーブ、ランドを示す図である。
【図７】記録層に対するレーザー光の照射を示す図である。
【図８】ＤＡＤ法によるフォーカスエラー信号の生成を示す図である。
【図９】変色層を有する光ディスクの構成を示す図である。
【図１０】従来の変色層に対するレーザー光の照射を示す図である。
【図１１】アクチュエータの特性を示す図である。
【図１２】フォーカス制御のループ帯域を示す図である。
【図１３】本発明に係る光ディスクの焦点制御装置のその他の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００８６】
１    光ディスクの焦点制御装置        ３    スピンドルモータ
４    スピンドルモータ制御部          ５    ＦＧ発生回路
６    統括制御部                      ７    回転軸
８    エンコーダ                      ９    分周回路
１０  ＰＬＬ回路                      １１  光ピックアップ装置
１７  レーザードライバ                １８  振動付加回路
１９  トラッキング信号処理部          ２０  フォーカス信号処理部
２１  ＲＦ信号処理部                  ２２  デコーダ
２３  バッファメモリ                  ２４  インタフェース
２５  ホストコンピュータ              ２６  ＣＰＵ
２７  メモリ                          ２８  スレッド処理部
２９  ステッピングモータ              ３１  描画信号処理部
３２  レーザーパワー制御部            ３３  描画制御部
３４  カウンタ                        ３５  タイマ
３６  ストラテジ回路                  ３７  半導体レーザー
３８  回折格子                        ３９  ビームスプリッタ
４０  コリメータレンズ                ４１  １／４波長板
４２  対物レンズ                      ４３  アクチュエータ
４４  アナモフィックレンズ            ４５  光検出器
４６、４７、４８  受光面              ５１、５４、５７  減算器
４９  加算器                          ５０  加算器
５２、５３、５５、５６、５８  加算器  ５９  増幅器
６０  スイッチ回路                    ６１  加算器
６２  光ディスクの焦点制御装置        ６３  発振回路
６４  分周回路                        ６５  位相比較回路
１００、１０５  光ディスク            １０２、１０３、１０４  受光面
１０１  記録層                        １０６  保護層
１０７  変色層                        １０８、１０９  反射層
１１０  対物レンズ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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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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【図１２】
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【図１３】
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