(57)【要約】【課題】多数の記録層を持つ情報記録媒体のそれぞれの記録層において良好に記録または再生する技術を提供する。【解決手段】光ディスク再生装置１００において、光源１０は、記録層を少なくとも２層積層させた光ディスクの記録層のデータを再生する光を出射する。回折型光学素子２０は、光源１０から出射された光から、第１光スポットと第２光スポットとを光軸上の異なる位置に生じさせる。ここで回折型光学素子２０は、第１光スポットと第２光スポットとを、第１光スポットが再生する記録層の厚さ、及び、第２光スポットが再生する記録層の厚さのいずれか厚い方の厚さ以上離して生じさせる。【選択図】図１
2013004130.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録層を少なくとも２層積層させた光ディスクの記録層のデータを再生する光を出射する光源と、
前記光源から出射された光から、第１光スポットと第２光スポットとを光軸上の異なる位置に生じさせる回折型光学素子とを備え、
前記回折型光学素子は、第１光スポットと第２光スポットとを、第１光スポットが再生する記録層の厚さ、及び、第２光スポットが再生する記録層の厚さのいずれか厚い方の厚さ以上離して生じさせることを特徴とする光ディスク再生装置。
【請求項２】
前記回折型光学素子は、第１光スポットが再生する記録層の厚さと第２光スポットが再生する記録層の厚さとが等しい場合、第１光スポットと第２光スポットとを、再生対象の光ディスクの記録層の厚さの２分の１以上離して生じさせることを特徴とする請求項１に記載の光ディスク再生装置。
【請求項３】
前記回折型光学素子によって生じた前記第１光スポット及び前記第２光スポットの位置を変更するために前記回折型光学素子を移動させる光学素子駆動部をさらに備え、
前記光学素子駆動部は、記録層を少なくとも２層積層させた光ディスクの記録層のデータを再生する場合において前記光源側に存在する記録層のデータを再生するときは、前記第１光スポット及び前記第２光スポットのうちの前記光源から遠い方のスポットを前記光源側に存在する記録層に移動させ、前記光源から遠い位置に存在する記録層のデータを再生するときは、前記光源側のスポットを前記光源から遠い位置に存在する記録層に移動させるように前記回折型光学素子を移動させることを特徴とする請求項１または２に記載の光ディスク再生装置。
【請求項４】
前記光学素子駆動部は、第１光スポット及び第２光スポットのうちの第１光スポットが再生する記録層群の厚さと、第２光スポットが再生する記録層群の厚さとの、いずれか厚い方の厚さが、第１光スポットと第２光スポットとの距離以下となるように光学素子駆動部２１を移動させることを特徴とする請求項３に記載の光ディスク再生装置。
【請求項５】
第１光スポットと第２光スポットとの距離Ｌは、再生対象の光ディスクの記録層のうち、第１光スポットが再生する記録層群の厚さをＴ１、第２光スポットが再生する記録層群の厚さをＴ２としたとき、
Ｌ≧（Ｔ１＋Ｔ２）／２＋｜Ｔ１−Ｔ２｜／２
を満たすことを特徴とする請求項３または４に記載の光ディスク再生装置。
【請求項６】
前記第１光スポットと第２光スポットとの開口数は略同一であることを特徴とする請求項２から５のいずれか１項に記載の光ディスク再生装置。
【請求項７】
記録層を少なくとも２層積層させた光ディスクの記録層のデータを再生する光を光源から出射するステップと、
出射された光から、第１光スポットおよび第２光スポットを光軸上の異なる位置に生じさせるステップであって、第１光スポットと第２光スポットとを、第１光スポットが再生する記録層の厚さ、及び、第２光スポットが再生する記録層の厚さのいずれか厚い方の厚さ以上離して生じさせるステップとを含むことを特徴とする光ディスク再生方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスク再生装置および光ディスク再生方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、Ｂｌｕ−ｒａｙ（登録商標）に代表されるように、波長４０５ｎｍ帯の青紫色レーザービームを用いて、高密度光情報記録媒体に記録または再生を行う光ディスク装置の民生用機器の商品化が活発に行われている。また、様々な分野でデジタル化が進み、デジタルデータが加速度的に増えている。特に学術、研究分野や法曹分野、図書館等での用途においては、データのアーカイブのために１枚あたり１ＴＢ程度の超大容量の光ディスクシステムの開発が望まれている。このようなニーズのひとつの答えとして、高ＮＡ（Number of Aperture；開口数）レンズと多層の記録層を使う超大容量の光ディスクシステムが考えられる。具体的には、例えばＢｌｕ−ｒａｙと同様の技術を用いて、１層２５ＧＢの記憶容量の記録層を例えば４０層重ねて１ＴＢとすることが考えられる。
【０００３】
記録層が多層になると、光ディスクの表面からの深さが異なる複数の記録層において記録または再生することが必要となる。これに関し、特許文献１に記載の光ディスクの記録再生装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−１５９８０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載のような従来技術は、例えばＣＤ（Compact Disc）とＤＶＤ（Digital Versatile Disc）のように、異なるフォーマットの記録または再生を前提としている。このため、ふたつの焦点を形成する光束の開口数は異なり、それによって形成される光スポットのサイズも異なるので、一方のフォーマットを記録または再生するための光スポットで、他方のフォーマットの記録および再生をすることはできない。
【０００６】
また、ひとつのフォーマットで非常に厚い記録層およびカバー層厚を持つディスクでは、コリメーターを移動することでレンズの球面収差補正をおこなっても、十分に補正をしきれない。このため全ての記録層に対して良好な光スポットを形成することは困難である。
【０００７】
本発明はこうした状況に鑑みなされたものであり、その目的は、多数の記録層を持つ情報記録媒体のそれぞれの記録層において良好に記録または再生する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明のある態様は光ディスク再生装置である。この装置は、記録層を少なくとも２層積層させた光ディスクの記録層のデータを再生する光を出射する光源と、前記光源から出射された光から、第１光スポットと第２光スポットとを光軸上の異なる位置に生じさせる回折型光学素子とを備える。ここで前記回折型光学素子は、第１光スポットと第２光スポットとを、第１光スポットが再生する記録層の厚さ、及び、第２光スポットが再生する記録層の厚さのいずれか厚い方の厚さ以上離して生じさせる。
本発明のさらに別の態様は光ディスク再生方法である。この方法は、記録層を少なくとも２層積層させた光ディスクの記録層のデータを再生する光を光源から出射するステップと、出射された光から、第１光スポットおよび第２光スポットを光軸上の異なる位置に生じさせるステップであって、第１光スポットと第２光スポットとを、第１光スポットが再生する記録層の厚さ、及び、第２光スポットが再生する記録層の厚さのいずれか厚い方の厚さ以上離して生じさせる。
【０００９】
なお、以上の構成要素の任意の組み合わせ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、多数の記録層を持つ情報記録媒体のそれぞれの記録層において良好に記録または再生する技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態に係る光学装置の全体構成を模式的に示す図である。
【図２】図２（ａ）および（ｂ）は、実施の形態に係る回折型光学素子および光ディスクの構造を模式的に示す図である。
【図３】表１に記載の非球面レンズの収差を補正するために必要な位相差を示す図である。
【図４】図４（ａ）および（ｂ）は、光スポットに設計基準位置を示す図である。
【図５】図５（ａ）および（ｂ）は、光スポットの設計基準位置における縦収差の状態を示す図である。
【図６】図６（ａ）は、光スポットが第１記録層グループの最表層位置の再生時の縦収差の状態を示す図である。図６（ｂ）は、光スポットが第１記録層グループの最深層位置の再生時の縦収差の状態を示す図である。
【図７】図７（ａ）は、光スポットが第２記録層グループの最表層位置の再生時の縦収差の状態を示す図である。図７（ｂ）は、光スポットが第２記録層グループの最深層位置の再生時の縦収差の状態を示す図である。
【図８】図８（ａ）および（ｂ）は、ふたつの光スポットの距離が短い場合の、再生時の状態の一例を示す図である。
【図９】図９は、第１記録層グループの厚さと第２記録層グループの厚さとが等しい厚さのときに、第１光スポットと第２光スポットとが取るべき位置関係の一例を示す図である。図９（ａ）は、第１光スポットが第１記録層グループの最も深層側を記録／再生するときの位置関係を示す。図９（ｂ）は、第２光スポットが第２記録層グループの最も表層側を記録／再生するときの位置関係を示す。
【図１０】図１０は、第１記録層グループの厚さが第２記録層グループの厚さよりも厚いときに、第１光スポットと第２光スポットとが取るべき位置関係の一例を示す図である。図１０（ａ）は、第１光スポットが第１記録層グループの最も深層側を記録／再生するときの位置関係を示す。図１０（ｂ）は、第２光スポットが第２記録層グループの最も表層側を記録／再生するときの位置関係を示す。
【図１１】図１１は、第１記録層グループの厚さよりも第２記録層グループの厚さの方厚いときに、第１光スポットと第２光スポットとが取るべき位置関係の一例を示す図である。図１１（ａ）は、第１光スポットが第１記録層グループの最も深層側を記録／再生するときの位置関係を示す。図１１（ｂ）は、第２光スポットが第２記録層グループの最も表層側を記録／再生するときの位置関係を示す。
【図１２】光ディスクの記録層の厚さの総計と、残留収差との関係を示す図である。
【図１３】光ディスクの記録層の厚さの総計と、位相差係数との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は、実施の形態１に係る光ディスク再生装置１００の全体構成を模式的に示す図である。光ディスク再生装置１００は、光源１０、プリズム１２、検出器１４、コリメータレンズ１６、立ち上げミラー１８、回折型光学素子２０、光学素子駆動部２１、およびコリメータレンズ駆動部２２を含む。なお、以下の説明において、Ｂｌｕ−ｒａｙ規格に対応した光学装置、光ディスク、および光ディスク再生方法を例に説明するが、本発明はこれに限定されず、種々の光ディスク、その光ディスクに対応した光学装置、及びその光ディスクの再生方法でもよい。例えば、ＣＤやＤＶＤでもよい。また、記録済みディスクでもよいし、追記型ディスクや書き換え型ディスクでもよい。
【００１３】
光源１０は、例えばＢｌｕ−ｒａｙディスクに代表される光ディスク２４に記録／再生（記録または再生）するための高密度記録用の青色光源である。光源１０は、例えば波長４０５ｎｍ帯のレーザーを出射する青色ＬＤ（Laser Diode）を用いて実現できる。光源１０より出射した光ビームは、プリズム１２を透過後コリメータレンズ１６、回折型光学素子２０を通って光ディスク２４内の記録層に集光する。なお、立ち上げミラー１８は光源１０より出射した光ビームの光路を変更するものである。
【００１４】
光ディスク２４内の記録層で反射した光は、再び回折型光学素子２０、コリメータレンズ１６を透過後プリズム１２で反射され、検出器１４に入射する。検出器１４は、例えばフォトダイオードであり、検出器１４に入射した光は光電変換されて電気信号として検出される。
【００１５】
またコリメータレンズ１６は、コリメータレンズ駆動部２２によって光軸方向に自在に移動できる。これにより回折型光学素子２０に対し平行、収束、発散の任意の状態で入射光を制御することができる。コリメータレンズ駆動部２２は、Ｂｌｕ−ｒａｙディスク用の光学装置に一般的に用いられる駆動機構を用いて実現できる。回折型光学素子２０を移動するための光学素子駆動部２１も同様に、従来の光学装置で一般的に用いられる駆動機構を用いて実現できる。
【００１６】
図２（ａ）は、本実施の形態に係る回折型光学素子２０および光ディスク２４の構造を模式的に示す図である。
【００１７】
光ディスク２４は、例えば一つの記録層はＢｌｕ−ｒａｙディスクと同じフォーマットで、これを４０層重ねて１ＴＢのデータを記録できるように構成されている。より具体的には、光ディスク２４は、ディスクの表層側、すなわち回折型光学素子２０からの光が入射される側の面に存在する、厚さが１００マイクロメートルのカバー層２６と、隣接する記録層間の距離が５マイクロメートルとなるよう記録層を４０層重ね、全体として２００マイクロメートルの厚さとなる記録層群３６と、ディスク基板３２とを含む。以下説明の便宜上、光ディスク２４における光源１０からの光が入射される側を「表層側」とよび、その反対側を「深層側」と呼ぶことにする。
【００１８】
回折型光学素子２０は、第１面３４および第２面３８とを有する複合レンズの対物レンズを用いることができる。回折型光学素子２０は、例えばＢｌｕ−ｒａｙディスクと同じ０．８５の開口数を持つ。第１面３４は、回折型光学素子２０における収差を補正し、かつ入射された光を光軸上の異なる位置に収束してふたつのスポットを同時に生成するために、表面に回折構造を持つ。
【００１９】
第１面３４の回折構造は、回折型光学素子２０に入射した光によって、ほぼ同じ大きさの二つの光スポットを形成するように構成されている。この二つの光スポットの位置は、回折型光学素子２０に入射した光を、ほぼ同じ開口数で、かつ、それぞれの集光位置の深さに応じて球面収差が補正された状態で集光した際の焦点の位置に形成される。
【００２０】
ここで、回折型光学素子２０によって形成される二つの光スポットのうち、深層側に形成されるスポットを第１光スポット４２と呼び、表層側に形成されるスポットを第２光スポット４０と呼ぶことにする。また、光ディスク２４に設けられている複数の記録層のうち、第１光スポット４２が記録、再生する記録層群を第１記録層グループ２８と呼ぶことにする。同様に、光ディスク２４に設けられている複数の記録層のうち、第２光スポット４０が記録、再生する記録層群を第２記録層グループ３０と呼ぶことにする。さらに、本実施の形態において、第１記録層グループ２８と第２記録層グループ３０とを合わせて記録層群３６と総称することとする。
【００２１】
第１記録層グループ２８と第２記録層グループ３０とは、回折型光学素子２０の回折構造などを考慮して実験により定めればよい。本実施の形態では、例えば光ディスク２４の表層からの深さが１００マイクロメートルから２００マイクロメートルの範囲に設けた２０層の記録層を第１記録層グループ２８とし、２００マイクロメートルから３００マイクロメートルの範囲に設けた２０層の記録層を第２記録層グループ３０としているが、これに限定されるものではない。また、本実施の形態では、記録層群３６は、光ディスク２４の表層からの深さが１００マイクロメートルから３００マイクロメートルの範囲に設けられているものとする。
【００２２】
回折型光学素子２０を、フォーカシングに用いる光学素子駆動部２１を使って光軸方向に動かし、これにより、第１光スポット４２を用いて第１記録層グループ２８のデータの記録／再生を行い、第２光スポット４０を用いて第２記録層グループ３０のデータの記録／再生を行うことができる。このとき回折型光学素子２０を深さ方向に移動することによって光スポットが設計の際に基準とする位置（以下、「設計基準位置」という。）からずれると球面収差が発生するが、コリメータレンズ１６を移動して回折型光学素子２０に入射する入射光束の平行度を変える、いわゆる有限補正によって球面収差を補正することができる。なお、本実施形態においては、第１光スポット４２の位置と第２光スポット４０の位置とを結ぶ直線と、光ディスク２４の記録層とが直交するように、回折型光学素子２０から光ディスク２４へと光を出射するものとする。つまり、回折型光学素子２０が出射する光の光軸と、光ディスク２４の記録層を構成する面とが直交することとなる。
【００２３】
なお、第１面３４の表面に回折構造が付加されている場合に限らず、第１面３４とは別体の回折素子４４を第１面３４´の近傍に配置した構造であってもよい。このような回折型光学素子２０の別の構造を図２（ｂ）に模式的に示す。このように、回折型光学素子２０とは、図２（ａ）に示すように第１面３４に回折構造が付加された回折型光学素子２０でもよいし、図２（ｂ）に示すように第１面３４´と回折素子４４が別体の回折型光学素子２０でもよい。
【００２４】
回折型光学素子２０が有する回折構造について説明する。本実施の形態に係る回折構造は、回折型光学素子２０に入射された光から＋１次回折光と−１次回折光とのふたつの回折光を発生させるとともに、復号レンズである回折型光学素子２０の球面収差を補正する。なお、一例として、回折型光学素子２０の対物レンズが下記表１に示す非球面係数を持った非球面レンズであるとする。また、第１面３４および第２面３８の円錐係数はそれぞれ、−１．１１９、−７５．２６４であるとする。
【００２５】
【表１】
2013004130.tif 000003
【００２６】
図３は、表１に記載の非球面レンズの収差を補正するために必要な位相差を示す図である。図３において、横軸は半径を１とする規格化された半径ρであり、縦軸は位相差φである。位相差の単位は光の波長λである。実施の形態に係る回折構造は、光の回折作用を利用して図３に記載の位相差を補正するように設計されており、具体的には同心円状のバイナリ構造となっている。
【００２７】
図３に示す位相差φを規格化半径ρの多項式でフィッティングすると、以下の式（１）を得る。
φ=ａρ２+ｂρ４+ｃρ６+ｄρ８+ｅρ１０+ｆρ１２+ｇρ１４+ｈρ１６    （１）
式（１）におけるａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、およびｈはρの各次数における位相差係数と呼ばれ、それらは下記の表２の値となる。
【００２８】
【表２】
2013004130.tif 000004
【００２９】
回折構造の深さおよびピッチを変更すると、それによって生じる位相差も変更される。そこで、式（１）または表２に示すように、修正すべき位相差が数式を用いて定式化できれば、そのような位相差を生じさせる回折構造を設計することができる。実施の形態に係る回折構造は、例えば最外周においては１８波長分の位相差を補正のために付加することになる。なお、各次数における位相差係数と回折構造とは、おおむね次のような関係がある。すなわち、位相差係数の２次の係数を変更することにより、回折光が収束する位置を制御することができる。また、位相差係数４次および６次の係数を変更することで、球面収差を制御することができる。このように、各次数における位相差係数を変更することで回折構造によって生じる位相差を設計することができる。
【００３０】
回折構造に光が入射すると、回折作用によって＋１次の回折光と、−１次の回折光とが生じる。実施の形態に係る回折型光学素子２０では、＋１次の回折光は入射光の光軸に対して拡散する方向に回折し、反対に−１次の回折光は収束する方向に回折する。このため、＋１次の回折光は回折作用が無い場合よりも、回折型光学素子２０から見て遠方に焦点をむすび、−１次の回折光は回折作用が無い場合よりも、回折型光学素子２０から見て手前に焦点をむすぶ。
【００３１】
上述したとおり、実施の形態に係る光ディスク再生装置１００は、回折型光学素子２０による＋１次の回折光を第１記録層グループ２８の記録／再生のための第１光スポット４２の生成に用い、−１次の回折光を第２記録層グループ３０の記録／再生のための第２光スポット４０の生成に用いる。なお、この回折次数もこの組み合わせである必要はなく、第１光スポット４２を形成する焦点を−１次光、第２光スポット４０を形成する焦点を＋１次光で生成するように設計しても、上記の位相係数の符号が反対になるだけで、同様の効果を得られる。
【００３２】
図４（ａ）は、第１光スポット４２の設計基準位置を示す図である。図４（ａ）に示すように、回折型光学素子２０は、コリメータレンズ１６を調整して回折型光学素子２０に平行光を入射したときに、第１光スポット４２が第１記録層グループ２８の中心となるように構成されている。実施の形態においては、カバー層２６の厚さが１００マイクロメートル、第１記録層グループ２８の厚さが１００マイクロメートルであるから、第１光スポット４２の設計基準位置は、光ディスク２４の表層から１５０マイクロメートルの位置となる。
【００３３】
図４（ｂ）は、第２光スポットの設計基準位置を示す図である。第１光スポット４２の場合と同様に、回折型光学素子２０は、コリメータレンズ１６を調整して回折型光学素子２０に平行光を入射したときに、第２光スポット４０が第２記録層グループ３０の中心となるように構成されている。実施の形態においては、カバー層２６の厚さが１００マイクロメートル、第１記録層グループ２８の厚さが１００マイクロメートル、第２記録層グループ３０の厚さが１００マイクロメートルであるから、第２光スポット４０の設計基準位置は、光ディスク２４の表層から２５０マイクロメートルの位置となる。
【００３４】
このように構成することにより、一方の光スポットが光ディスク２４のいずれかの記録層の位置にあるときに、他方の光スポットは光ディスク２４のいずれの記録層にも位置していないような光スポットの位置関係となる。これにより他方の光スポットによるクロストークを防ぎ、安定した記録／再生が可能となる。
【００３５】
表１に記載の非球面レンズと表２に記載の回折構造とを持たせた回折型光学素子２０による、光ディスク２４再生時の面構造を表３および表４に示す。
【００３６】
表３は、第１光スポット４２が第１記録層グループ２８のデータを再生するときの面構成を示す。
【表３】
2013004130.tif 000005
【００３７】
表４は、第２光スポット４０が第２記録層グループ３０のデータを再生するときの面構成を示す。
【表４】
2013004130.tif 000006
【００３８】
表３および表４より、第１光スポット４２が第１記録層グループ２８のデータを再生するとき、および第２光スポット４０が第２記録層グループ３０のデータを再生するときのいずれの状態でも、面の形状や回折面の位相差係数は同じである。ただし、回折面の次数は＋1と−1と異なっており、それにしたがって第１光スポット４２の位置は第２光スポット４０の位置より深層側にできていることがわかる。
【００３９】
図５（ａ）は、第１光スポット４２の設計基準位置における縦収差の状態を示す図である。図５（ａ）は、第１光スポット４２が設計基準位置にあるときは収差がほぼ０であることを示している。
【００４０】
図５（ｂ）は、第２光スポット４０の設計基準位置における縦収差の状態を示す図である。図５（ｂ）より、第１光スポット４２の場合と同様に、第２光スポット４０が設計基準位置にあるときは収差がほぼ０であることが分かる。
【００４１】
図６（ａ）は、第１光スポット４２が第１記録層グループ２８の最表層側にあるときの縦収差の状態を示す図である。具体的には、第１光スポット４２によって、設計基準位置よりも表層側の位置である、光ディスク２４の表層から０．１ミリメートルの位置にある記録層のデータを再生するときの縦収差の状態を示す。この場合、コリメータレンズ１６の位置を調整することで回折型光学素子２０に収束光を入射し、球面収差を補正する。図６（ａ）に示すように、第１光スポット４２が設計基準位置にある場合（図５（ａ）に示す場合）よりは大きな縦収差が発生しているが、十分に再生可能な範囲である。
【００４２】
図６（ｂ）は、第１光スポット４２が第１記録層グループ２８の最深層側にあるときの縦収差の状態を示す図である。具体的には、第１光スポット４２によって、設計基準位置よりも深層側の位置である、光ディスク２４の表層から０．２ミリメートルの位置の記録層のデータを再生するときの縦収差の状態を示す。この場合、コリメータレンズ１６の位置を調整することで回折型光学素子２０に拡散光を入射して、球面収差を補正する。図６（ｂ）に示すように、第１光スポット４２が設計基準位置にある場合（図５（ａ）に示す場合）よりは大きな縦収差が発生しているが、十分に再生可能な範囲である。
【００４３】
図７（ａ）は、第２光スポット４０が第２記録層グループ３０の最表層側にあるときの縦収差の状態を示す図である。第１光スポット４２の場合と同様に、回折型光学素子２０に収束光を入射して球面収差を補正する。第２光スポット４０が設計基準位置にある場合よりは大きな縦収差が発生しているが、光ディスク２４を再生することができる波面収差量の目安である７０ｍλｒｍｓは下回っており、十分に再生可能である。
【００４４】
図７（ｂ）は、第２光スポット４０が第２記録層グループ３０の最深層側にあるときの縦収差の状態を示す図である。第１光スポット４２の場合と同様に、回折型光学素子２０に拡散光を入射して球面収差を補正する。第２光スポット４０が設計基準位置にある場合よりは大きな縦収差が発生しているが、光ディスク２４を再生することができる波面収差量の目安は下回っており、再生可能な範囲内である。
【００４５】
次に、第１光スポット４２と第２光スポット４０との距離Ｌについて説明する。
【００４６】
上述したとおり、本実施の形態に係る光ディスク再生装置１００は、光ディスク２４の深層側に生成される第１光スポット４２を用いて光ディスク２４の表層側に存在する第１記録層グループ２８の記録／再生を行い、かつ光ディスク２４の表層側に生成される第２光スポット４０を用いて光ディスク２４の深層側に存在する第２記録層グループ３０の記録／再生を行うことにより、記録／再生に関与していない光スポットは光ディスク２４の記録層に当たらないようになっている。しかし、第１光スポット４２と第２光スポット４０との距離Ｌが短い場合、例えば第１光スポット４２が第１記録層グループ２８の深層側に存在する記録層のデータの記録、再生を行っているときや、第２光スポット４０が第２記録層グループ３０の表層側に存在する記録層のデータの記録／再生を行っているときに、記録／再生を行っていない他方の光スポットが記録層に当たる場合もありうる。
【００４７】
図８（ａ）は、第１光スポット４２が第１記録層グループ２８の深層側に存在する記録層のデータの記録／再生を行っているときに第２光スポット４０が第１記録層グループ２８の記録層に当たっている様子を示す図である。図８（ｂ）は、第２光スポット４０が第２記録層グループ３０の表層側に存在する記録層のデータの記録／再生を行っているときに第１光スポット４２が第２記録層グループ３０の記録層に当たっている様子を示す図である。図８（ａ）や図８（ｂ）に示す状態が起こると、クロストークが発生するため問題となる。
【００４８】
このような状態を回避するためには、第１光スポット４２と第２光スポット４０との光軸方向の間隔Ｌを以下ように設定すればよい。すなわち、第１記録層グループ２８の厚さをＴ１とし、第２記録層グループ３０の厚さをＴ２としたとき、Ｔ１、Ｔ２およびＬとの関係が下記式（２）を満たすようにする。
Ｌ＝（Ｔ１＋Ｔ２）／２＋｜Ｔ１−Ｔ２｜／２＋α    （２）
ここで、記録層グループの厚さＴは、記録層の数をｎ、記録層１層分の厚さをβとしたときに、Ｔ＝ｎ×βと定義する。
【００４９】
上記式（２）において、αはクロストークを防止するために定められた基準距離であり、この距離は記録層群３６の厚さやレーザーの波長等を考慮して実験により定めればよい。ここで、第１光スポット４２と第２光スポット４０との距離が近い方が、回折型光学素子２０による光学的な球面収差の補正がしやすいことも考慮すると、αの値の一例として記録層１層分〜３層分の厚さとするとよく、望ましくは記録層１層分の厚さβとするとよい。一般に、多層の記録層を持つ光ディスクにおける記録層１層分の厚さは、その厚さ分の距離があればクロストークが発生しないように設計されているからである。
【００５０】
以上のように設定することにより、一つの光スポットが記録層グループの最深層を再生している場合でも最表層を再生している場合でも、もう一つのスポットが記録層に当たることはなく、クロストークを防ぐことができる。以下このことについて、図９、図１０、および図１１を参照しながら、式（２）を具体的に説明する。
【００５１】
図９は、第１記録層グループ２８の厚さＴ１と第２記録層グループ３０の厚さＴ２とが等しい厚さのときに、第１光スポット４２と第２光スポット４０とが取るべき位置関係の一例を示す図である。説明の便宜上、第１記録層グループ２８と第２記録層グループ３０とがそれぞれ４層の場合を図示している。図９（ａ）は、第１光スポット４２が第１記録層グループ２８の最も深層側を記録／再生するときの位置関係を示し、図９（ｂ）は、第２光スポット４０が第２記録層グループ３０の最も表層側を記録／再生するときの位置関係を示す。
【００５２】
第１記録層グループ２８の厚さＴ１と第２記録層グループ３０の厚さＴ２とが等しい厚さＴのとき、上記の式（２）は、以下の式（２．１）となる。
Ｌ＝（Ｔ＋Ｔ）／２＋｜Ｔ−Ｔ｜／２＋α＝Ｔ＋α    （２．１）
【００５３】
図９（ａ）に示すように、第１記録層グループ２８の厚さＴ１と第２記録層グループ３０の厚さＴ２とが等しい場合に、第１光スポット４２が第１記録層グループ２８の最も深層側を記録／再生するとき、第２光スポット４０は、第１記録層グループ２８から記録層１層分の厚さβだけ表層側に離れた位置に存在することになる。前述したとおり、記録層１層分の厚さβは、その厚さ分の距離があればクロストークが発生しないような厚さに設計されている。このため、第２光スポット４０によるクロストークの発生は防止できる。ゆえに、上記の式（２．１）において、α＝０としてもクロストークの発生は防止できる。
【００５４】
図９（ｂ）に示すように、第１記録層グループ２８の厚さＴ１と第２記録層グループ３０の厚さＴ２とが等しい場合に、第２光スポット４０が第２記録層グループ３０の最も表層側を記録／再生するとき、第１光スポット４２は、第２記録層グループ３０とディスク基板３２との境界に存在することになる。このため、第１光スポット４２によるクロストークは発生しない。ゆえに、上記の式（２．１）において、α＝０としてもクロストークの発生は防止できる。
【００５５】
以上まとめると、第１記録層グループ２８の厚さＴ１と第２記録層グループ３０の厚さＴ２とが等しい厚さＴである場合、第１光スポット４２と第２光スポット４０との光軸方向の間隔Ｌ≧Ｔとすれば、クロストークは発生しない。
【００５６】
図１０は、第１記録層グループ２８の厚さＴ１が第２記録層グループ３０の厚さＴ２よりも厚いときに、第１光スポット４２と第２光スポット４０とが取るべき位置関係の一例を示す図である。説明の便宜上、第１記録層グループ２８が５層であり、第２記録層グループ３０が３層の場合を図示している。図１０（ａ）は、第１光スポット４２が第１記録層グループ２８の最も深層側を記録／再生するときの位置関係を示し、図１０（ｂ）は、第２光スポット４０が第２記録層グループ３０の最も表層側を記録／再生するときの位置関係を示す。
【００５７】
第１記録層グループ２８の厚さＴ１が第２記録層グループ３０の厚さＴ２よりも厚いため、第１光スポット４２が第１記録層グループ２８の最も深層側を記録／再生するときに、第１光スポット４２と第２光スポット４０との光軸方向の間隔Ｌが十分に離れていないと、クロストークが発生しうる。そこで、図１０（ａ）に示すように、第１光スポット４２が第１記録層グループ２８の最も深層側を記録／再生するときに、第２光スポット４０が第１記録層グループ２８の表層側から、記録層１層分の厚さβ以上離れるようにすればよい。より具体的には、上記の式（２）においてＴ１＞Ｔ２を仮定すれば、下記の式（２．２）を得る。
Ｌ＝（Ｔ１＋Ｔ２）／２＋｜Ｔ１−Ｔ２｜／２＋α
＝（Ｔ１＋Ｔ２）／２＋（Ｔ１−Ｔ２）／２＋α
＝Ｔ１＋α    （２．２）
【００５８】
図１０（ａ）に示すように、間隔Ｌが第１記録層グループ２８の厚さＴ１だけ離れていれば、第２光スポット４０が第１記録層グループ２８の表層側から、記録層１層分の厚さβ離れることになる。したがって、上記の式（２．２）において、α＝０としてもクロストークの発生は防止できる。
【００５９】
図１０（ｂ）は、Ｌ＝Ｔ１の場合において、第２光スポット４０が第２記録層グループ３０の最も表層側を記録／再生するときの位置関係を示す。図１０（ｂ）に示すように、第１光スポット４２はディスク基板３２内に位置することになるため、クロストークは発生しない。
【００６０】
図１１は、第１記録層グループ２８の厚さＴ１よりも第２記録層グループ３０の厚さＴ２の方厚いときに、第１光スポット４２と第２光スポット４０とが取るべき位置関係の一例を示す図である。説明の便宜上、第１記録層グループ２８が３層であり、第２記録層グループ３０が５層の場合を図示している。図１１（ａ）は、第１光スポット４２が第１記録層グループ２８の最も深層側を記録／再生するときの位置関係を示し、図１１（ｂ）は、第２光スポット４０が第２記録層グループ３０の最も表層側を記録／再生するときの位置関係を示す。
【００６１】
第２記録層グループ３０の厚さＴ２が第１記録層グループ２８の厚さＴ１よりも厚いため、第２光スポット４０が第２記録層グループ３０の最も表層側を記録／再生するときに、第１光スポット４２と第２光スポット４０との光軸方向の間隔Ｌが十分に離れていないと、クロストークが発生しうる。そこで、図１１（ａ）に示すように、第２光スポット４０が第２記録層グループ３０の最も表層側を記録／再生するときに、第１光スポット４２が第２記録層グループ３０とディスク基板３２との境界かそれよりも深層側に位置するようにすればよい。より具体的には、上記の式（２）においてＴ１＜Ｔ２を仮定すれば、下記式（２．３）を得る。
Ｌ＝（Ｔ１＋Ｔ２）／２＋（Ｔ２−Ｔ１）／２＋α
＝Ｔ２＋α    （２．３）
【００６２】
図１１（ａ）に示すように、間隔Ｌが第２記録層グループ３０の厚さＴ２だけ離れていれば、第１光スポット４２が第２記録層グループ３０とディスク基板３２との境界に位置することになる。したがって、上記の式（２．３）において、α＝０としてもクロストークの発生は防止できる。
【００６３】
図１１（ｂ）は、Ｌ＝Ｔ２の場合において、第１光スポット４２が第１記録層グループ２８の最も表層側を記録／再生するときの位置関係を示す。図１１（ｂ）に示すように、第２光スポット４０は、第２記録層グループ３０の表層側に記録層１層分の厚さβ分よりも離れるため、クロストークは発生しない。
【００６４】
以上をまとめると、クロストークの発生を抑制するために、第１光スポット４２と第２光スポット４０との光軸方向の間隔Ｌが満たすべき条件は、第１記録層グループ２８の厚さＴ１と第２記録層グループ３０の厚さＴ２とのうち厚い方の厚さをｍａｘ（Ｔ１，Ｔ２）と表すとすると、
Ｌ≧ｍａｘ（Ｔ１，Ｔ２）    （３）
となる。
【００６５】
式（３）において、等号が間隔Ｌが満たすべき下限値であり、上記式（２）においてα＝０とした場合に相当する。このことは、第１光スポット４２と第２光スポット４０との光軸方向の間隔がＬである場合、クロストークを抑制しつつ、光ディスク２４を記録／再生可能な記録層群３６の厚さの最大値は、Ｔ１＝Ｔ２＝Ｌのとき、すなわち２Ｌであることを意味する。
【００６６】
ここで、記録層群３６のそれぞれの記録層に物理的な相違はなく、前述したように、光ディスク２４に設けられている複数の記録層のうち、第１光スポット４２が記録／再生する記録層群を第１記録層グループ２８と定義し、第２光スポット４０が記録、再生する記録層群を第２記録層グループ３０と定義するものである。したがって、回折型光学素子２０を光軸方向に動かす光学素子駆動部２１を制御することで、第１記録層グループ２８の厚さＴ１と第２記録層グループ３０の厚さＴ２とは制御可能である。
【００６７】
第１光スポット４２と第２光スポット４０との間隔Ｌが固定されており、かつ記録層群３６の厚さが２Ｌ以下であることを前提とする場合、第１記録層グループ２８の厚さＴ１と第２記録層グループ３０の厚さＴ２とのいずれか一方の厚さがＬ以下となるように光学素子駆動部２１を制御すること、換言すると、第１記録層グループ２８の厚さＴ１と第２記録層グループ３０の厚さＴ２とのいずれか厚い方の厚さ以上に間隔Ｌが離れるように光学素子駆動部２１を制御することが可能である。光学素子駆動部２１をこのように制御することにより、クロストークの発生を抑制しつつ、多数の記録層を持つ情報記録媒体のそれぞれの記録層において良好に記録または再生する技術を提供することができる。
【００６８】
第１記録層グループ２８の厚さＴ１と第２記録層グループ３０の厚さＴ２とが異なるように光学素子駆動部２１を制御する場合には、間隔Ｌが、第１記録層グループ２８の厚さＴ１と第２記録層グループ３０の厚さＴ２とのいずれか厚い方の厚さ以上離れていれば、クロストークを抑制しつつ記録／再生が可能である。
【００６９】
以上、光ディスク再生装置１００の回折型光学素子２０周辺の構成に的を絞って本発明に係る実施の形態を説明したが、これを搭載する光ディスクシステムは、ディスクを保持して回転、駆動する駆動機構、光ヘッドをディスクの半径方向に移動させるヘッド送り機構、光ヘッドによってディスクから読み出された信号を復号し、復号データのデスクランブル処理、誤り訂正などを通じてデータを再生し、上位装置に転送し、上位装置より転送されたデータを光ヘッド装置によってディスクに記録するために符号化し、スクランブル処理、誤り訂正符号の付加などの信号処理を行う手段、トラッキングサーボ、フォーカシングサーボ、ディスクモータの回転のサーボなどを行うサーボ手段などを備えるが、これらの部分は公知の技術を用いることができ、本発明の要旨ではないので、詳細な説明を省いた。
【００７０】
以上説明したように、実施の形態に係る光ディスク再生装置１００によれば、多数の記録層を持つ情報記録媒体である光ディスク２４のそれぞれの記録層において記録または再生をする技術を提供することができる。単純なバイナリ構造の回折型光学素子２０は球面収差の補正された同一の開口数の光スポットを光軸上の異なる位置に同時に出現させるため、例えば液晶素子をアクチュエータに搭載して球面収差を補正するような方法と比較して、製造コストの点で有利である。液晶素子を用いる場合は照射光とディスクからの反射光で偏光の方向が９０度変わるため、液晶素子を２枚搭載する必要があるからである。またアクチュエータに液晶素子駆動用の線を複数とおす必要があり、アクチュエータの動作に不利になる。
【００７１】
さらに、実施の形態に係る光ディスク再生装置１００は、光ディスク２４の表層側に存在する第１記録層グループ２８の記録／再生に光ディスク２４の深層側に生成される第１光スポット４２を利用し、光ディスク２４の深層側に存在する第２記録層グループ３０の記録／再生に光ディスクの表層側に生成される第２光スポット４０を利用するため、光ディスクの表層部と深層部とに存在する記録層群に同時に光スポットが当たることがなく、クロストークを抑制することができる。
【００７２】
以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能である。例えば、記録層群を三つ以上に分けた場合も、記録層群の総厚の中央付近で分けて、表層側を光源から遠い位置に存在する光スポットで再生し、深層側を光源側に存在する光スポットで再生すれば、本発明と同様である。また、より高次の回折次数の光スポットを使ったり、０次光と±１次光の三つの光スポットを光軸方向に生じさせて、そのうちの二つの光スポットを使ったりするなどの変形例も考えられるが、そうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【００７３】
また、光ディスク２４の表層より１００マイクロメートル〜２００マイクロメートルの位置に５マイクロメートル間隔の記録層２０層からなる第１記録層グループ２８を配置し、光ディスク２４の表層より２００マイクロメートル〜３００マイクロメートルの位置に５マイクロメートル間隔の記録層２０層からなる第２記録層グループ３０を配置する場合について説明したが、各記録層グループの厚さは１００マイクロメートルに限られない。ただし、記録層の厚さの総計は２４０マイクロメートル以下であることがより望ましい。以下、その理由について説明する。
【００７４】
図１２は、光ディスク２４の記録層の厚さの総計、すなわち第１記録層グループ２８の厚さと第２記録層グループ３０の厚さとの合計と、波面の残留収差との関係を示す図である。図１２は、光ディスク２４のカバー層２６の厚さを１００マイクロメートルとして、そこからの記録層の厚さの総計が横軸、コリメータレンズ１６を調整して収差補正を行ったときに、残留する収差量が縦軸となっている。図１２より、記録層の厚さの総計が２４０マイクロメートルとなると、残留波面収差が光ディスク２４を再生することができる波面収差量の目安である７０ｍλｒｍｓを超える。したがって、記録層の厚さの総計は２４０マイクロメートル以下であることが望ましい。
【００７５】
図１３は、光ディスク２４の記録層の厚さの総計と、位相差係数との関係を示す図である。図１３は、記録層の厚さの総計が横軸、そのときの位相差係数の値が縦軸となっている。残留波面収差が７０ｍλｒｍｓを超える、記録層の厚さの総計が２４０マイクロメートルの場合には、２次の位相差係数の値が１００となる。したがって、２次の位相差係数は１００より大きな値であることが望ましい。また図１３より、記録層の厚さの総計と２次の位相差係数との関係は、以下の式（４）となることが望ましい。
２次の位相差係数の変化量／記録層の厚さの総計の変化量＝−９．８    （４）
【符号の説明】
【００７６】
１０  光源、  １２  プリズム、  １４  検出器、  １６  コリメータレンズ、  １８  ミラー、  ２０  回折型光学素子、  ２１  光学素子駆動部、  ２２  コリメータレンズ駆動部、  ２４  光ディスク、  ２６  カバー層、  ２８  第１記録層グループ、  ３０  第２記録層グループ、  ３２  ディスク基板、  ３４  第１面、  ３６  記録層群、  ３８  第２面、  ４０  第２光スポット、  ４２  第１光スポット、  ４４  回折素子、  １００  光ディスク再生装置。
【図１】
2013004130.tif 000007
【図２】
2013004130.tif 000008
【図３】
2013004130.tif 000009
【図４】
2013004130.tif 000010
【図５】
2013004130.tif 000011
【図６】
2013004130.tif 000012
【図７】
2013004130.tif 000013
【図８】
2013004130.tif 000014
【図９】
2013004130.tif 000015
【図１０】
2013004130.tif 000016
【図１１】
2013004130.tif 000017
【図１２】
2013004130.tif 000018
【図１３】
2013004130.tif 000019