(57)【要約】【課題】大型化及び高コスト化を招くことなく、光記録媒体の厚さ方向における複数の記録位置に同時に光束を照射するとともに、複数の記録位置でそれぞれ反射された複数の反射光を個別に検出する。【解決手段】互いに波長が異なる複数の波長成分を含む光束を射出する光源１１１と、光源１１１から光束を複数の波長成分毎に分波する複数の波長分散素子１２２，１２３と、分波された複数の波長成分を個別に変調するとともに、進行方向に関して各波長成分の集光位置を互いに異ならせる空間光変調素子１２６と、変調された複数の波長成分を対応する記録位置にそれぞれ集光する対物レンズ１４１と、光ディスク１５からの戻り光束を複数の波長成分毎に分波する波長分散素子１７２と、波長分散素子１７２で分波された複数の波長成分を個別に受光する受光器１７３とを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚さ方向に複数の記録位置を有する光記録媒体に光束を照射し、前記光記録媒体からの戻り光束を受光する光学ヘッドであって、
前記複数の記録位置にそれぞれ対応する互いに波長が異なる複数の波長成分を含む光束を射出する光源と；
前記光源から光束を前記複数の波長成分毎に分波する第１の光学系と；
前記第１の光学系で分波された複数の波長成分を外部装置の指示に応じて個別に変調するとともに、進行方向に関して各波長成分の集光位置を互いに異ならせる第２の光学系と；
前記変調された複数の波長成分が合波された光束が入射し、前記変調された複数の波長成分を対応する記録位置にそれぞれ集光する対物レンズと；
前記対物レンズを介した前記光記録媒体からの戻り光束の光路上に配置され、前記戻り光束を前記複数の波長成分毎に分波する第３の光学系と；
前記第３の光学系で分波された複数の波長成分を個別に受光する複数の受光領域を有する光検出器と；を備える光学ヘッド。
【請求項２】
前記第２の光学系は、基板と、該基板上に前記複数の波長成分に対応して複数配置され、外部装置の指示に応じて個別に前記基板に対する姿勢を変更することができる平面ミラーとを有する反射型分割ミラー素子を有し、
前記基板は、前記複数の波長成分の前記第１の光学系からの光路長が互いに異なるように傾斜していることを特徴とする請求項１に記載の光学ヘッド。
【請求項３】
前記反射型分割ミラー素子で、前記第１の光学系に向けて反射された前記複数の波長成分は、前記第１の光学系で合波されることを特徴とする請求項２に記載の光学ヘッド。
【請求項４】
前記第２の光学系は、前記複数の波長成分の前記第１の光学系からの光路長を互いに異なるものとする光路長変更板と、該光路長変更板を介した光束が入射し、外部装置の指示に応じて複数の波長成分の偏光方向を個別に変更することができる透過型液晶素子と、該透過型液晶素子を介した光束が入射する偏光板とを有することを特徴とする請求項１に記載の光学ヘッド。
【請求項５】
前記透過型液晶素子を介した光束を合波する第４の光学系を更に備えることを特徴とする請求項４に記載の光学ヘッド。
【請求項６】
前記第４の光学系は、複数の波長分散素子を有することを特徴とする請求項５に記載の光学ヘッド。
【請求項７】
前記第１の光学系は、複数の波長分散素子を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の光学ヘッド。
【請求項８】
前記第３の光学系は、波長分散素子を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の光学ヘッド。
【請求項９】
厚さ方向に複数の記録位置を有する光記録媒体に対して、情報の記録、再生、及び消去のうち少なくとも再生を行なう光ディスク装置であって、
請求項１〜８のいずれか一項に記載の光学ヘッドと；
前記光学ヘッドの光検出器の出力信号を用いて情報の再生を行う処理装置と；を備える光ディスク装置。
【請求項１０】
厚さ方向に複数の記録位置を有する光記録媒体にアクセス可能な情報処理装置であって、
請求項９に記載の光ディスク装置と；
前記光ディスク装置を制御する主制御装置と；を備える情報処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学ヘッド、光ディスク装置及び情報処理装置に係り、さらに詳しくは、厚さ方向に複数の記録位置を有する光記録媒体に光束を照射し、前記光記録媒体からの戻り光束を受光する光学ヘッド、厚さ方向に複数の記録位置を有する光記録媒体に対して、情報の記録、再生、及び消去のうち少なくとも再生を行なう光ディスク装置、及び該光ディスク装置を備える情報処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタル技術の進歩及びデータ圧縮技術の向上に伴い、音楽、映画、写真及びコンピュータソフトなどの情報（以下「コンテンツ」ともいう）を記録するための情報記録媒体（メディア）として、ＣＤ（compact disc）やＤＶＤ（digital versatile disc）などの光ディスクが注目されるようになり、その低価格化とともに、光ディスクを情報記録の対象媒体とする光ディスク装置が普及するようになった。
【０００３】
光ディスク装置では、光ディスクのスパイラル状又は同心円状のトラックが形成された記録層にレーザ光の微小スポットを形成することにより情報の記録を行い、記録層からの反射光に基づいて情報の再生などを行っている。この光ディスク装置には、光ディスクにレーザ光を照射するとともに、光ディスクからの反射光（戻り光）を受光するために、光ピックアップ装置（光学ヘッド）が設けられている。
【０００４】
ところで、コンテンツの情報量は、年々増加する傾向にあり、光ディスクの記録容量の更なる増加が期待されている。
【０００５】
また、光ディスクの記録容量を増加させる手段として、近年、いわゆるホログラム方式が注目されているが、記録材料の信頼性や光学系における再現性が十分ではなく、原理的な観点から実用化を危ぶむ意見がある。一方、他の有望な手段として、数１０層程度の複数の記録層を重ね合わせた、いわゆる３次元多層方式の開発がなされている。この３次元多層方式では、記録材料として蛍光材料や２光子吸収材料を用い、透過率や層間クロストークを改善させた例が多数発表されているが、ホログラム方式と比較すると、記録速度、及び再生速度の遅いのが最大の欠点である。
【０００６】
特許文献１には、光波長に応じて波長分散をもつ材料により構成され、多波長光源からの複数の光波長の光を同時もしくは時間分別の形態で受光可能となし、その各波長光に対応する記録媒体の光記録層に、当該波長光の焦点をそれぞれ独立して結ばせるようになした多波長書込み型光学素子が開示されている。この多波長書込み型光学素子は、互いに波長の異なる複数の光源からの光束を、光記録媒体の複数の光記録層にそれぞれ集光させる光学素子である。
【０００７】
特許文献２には、同一平面上に配置され、同一波長の光ビームを出射する複数の光源と、これら光源より出射された前記光ビームを集光する対物レンズと、前記光源と前記対物レンズとの間に配置され、前記光ビームがそれぞれに対応する記録層にフォーカスするように光路長を変換する光路長変換手段とを有する情報記録・再生装置が開示されている。
【０００８】
非特許文献１には、複数光源からの光束を、対物レンズと多重露光された体積ホログラムを用いて多層光記録媒体の異なった光記録層へ集光させるデバイスが開示されている。
【０００９】
特許文献３には、波数ドメイン反射率計を使用した多重層の共焦干渉顕微鏡が開示されている。この共焦干渉顕微鏡によると、対象の内部及び／又は対象上にある情報担持領域の焦合画像は、広帯域点光源からプローブビーム及び参照ビームを発生し、参照ビームに反対称特性を生成し、プローブビームを領域内のラインに合焦されたビームに転換し、及び、焦合戻りプローブビームに反対称特性を発生させることによって、対象の情報領域における誤差を減少させるように焦点外画像から識別される。
【００１０】
なお、単一の多波長光源を用いたものとして、特許文献４には、レーザ光源から出射されたレーザ光を被加工材料に照射して加工するレーザ加工装置が開示されている。このレーザ加工装置は、波長分布選択手段と照射位置調整手段とを備え、前記波長分布選択手段はレーザ光源から入射されたレーザ光から被加工材料に照射する波長を選択して前記照射位置調整手段へ出射し、前記照射位置調整手段は入射されたレーザ光を波長毎に異なる焦点距離で集光して被加工材料に照射する。
【００１１】
また、ある種の球面収差を利用したものとして、特許文献５には、開口面から凹状の光波面をもつ球面波を放射する光学系と、該光学系の開口面の前面付近に、上記球面波を光波面の周辺にいく程曲率が小さくなるように光波面を歪ませる補正光学系とからなる非回折光ビーム発生装置が開示されている。
【００１２】
また、アキシコンレンズを用いたものとして、特許文献６には、半導体レーザダイオードから出射したレーザ光をコリメータレンズによりコリメート化し、ビームスプリッタによりその向きを変えた後、アキシコンを通過させることにより、記録，消去，再生時に光ディスク等の記録媒体の記録面が変動する範囲よりも十分焦点深度の深い光ビームを光ディスク等に照射することで、焦点合わせのための特別な機械的機構を省略し得る光学ヘッドが開示されている。
【００１３】
そして、フォトニック結晶を用いたものとして、特許文献７には、光記録媒体に対して、複数の波長を用いて情報の書込み、読出しを行う波長多重光記録ヘッドが開示されている。この波長多重光記録ヘッドでは、光分波素子としてフォトニック結晶が用いられている。
【００１４】
【特許文献１】特開昭６３−１１３９４７号公報
【特許文献２】特許第２９８８７３２号公報
【特許文献３】特表２００２−５３９４９４号公報
【特許文献４】特開２００５−２１１９０９号公報
【特許文献５】特許第２７５９６３５号公報
【特許文献６】特開平１１−４５４５６号公報
【特許文献７】特開２００２−３０４７６０号公報
【非特許文献１】Ｌｅｅ，Ｓ．Ｃ．、Ｙ．Ｋａｗａｔａ  「Ｖｏｌｕｍｅ  ｈｏｌｏｇｒａｐｈｉｃ  ｄｅｖｉｃｅ  ｆｏｒ  ｔｈｅｓｐｈｅｒｉｃａｌ  ａｂｅｒｒａｔｉｏｎ  ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ  ａｎｄ  ｔｈｅ  ｐａｒａｌｌｅｌ  ｄａｔａ  ａｃｃｅｓｓ  ｉｎ  ｔｈｒｅｅ−ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ  ｍｅｍｏｒｙ」Ｆｒ−ＰＤ−１５  ＩＳＯＭ２０００
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
特許文献１に開示されている多波長書込み型光学素子では、互いの波長が大きく異なる複数の光スポットを用いて各光記録層に対する記録及び再生を行っているため、光記録層毎に波長に応じた記録材料を用いる必要があった。しかしながら、蛍光材料や２光子吸収材料は、反応する波長範囲が狭いため、特許文献１に開示されている多波長書込み型光学素子を用いる場合に、光記録層の数を数１０層程度とすることは事実上不可能であった。また、記録層毎に記録材料を異なるものとすると、光ディスクの製造コストが高くなり、実用的ではない。さらに、特許文献１に開示されている多波長書込み型光学素子は、複数の光源、及び各光源から射出された光束を合波するダイクロイックミラーあるいはハーフミラーを備えているため、装置が大型化したり、光利用効率が低下するという不都合があった。
【００１６】
特許文献２に開示されている情報記録・再生装置では、光源が同一平面上に配置されていると、光軸外の光源からの光束に対して、レンズ系で波面収差（コマ収差）が発生するため、記録層で回折限界の光スポットを得るのは困難であった。また、特許文献２に開示されている情報記録・再生装置では、コリメートレンズからの光束がある角度を持って射出されるため、対物レンズに取り込まれる光量が光源毎に異なり、光利用効率が低下するという不都合があった。さらに、特許文献２に開示されている情報記録・再生装置は、複数の光源を有しているため、装置が大型化するという不都合があった。
【００１７】
非特許文献１に開示されているデバイスでは、体積ホログラムは、多重露光するほど回折効率が低下するので、スポット数を増やすと、得られる盤面パワーが低下するという不都合があった。また、非特許文献１に開示されているデバイスでは、複数の光源を光軸に垂直な面上に配置した構成にすると、コリメートレンズからの光束がある角度を持って射出されるため、対物レンズに取り込まれる光量や光量分布が光源毎に異なり、光利用効率の低下やスポット形状の非対称性が生じる。さらに、非特許文献１に開示されているデバイスは、複数の光源を有しているため、装置が大型化するという不都合があった。
【００１８】
特許文献３に開示されている共焦干渉顕微鏡では、白色干渉計やフーリエドメイン光コヒーレンストモグラフィを光ディスクに応用したものであるが、焦点以外の領域ではスポット径が広がるため面領域の記録密度や再生分解能が低いという不都合があった。
【００１９】
本発明は、かかる事情の下になされたもので、その第１の目的は、大型化及び高コスト化を招くことなく、光記録媒体の厚さ方向における複数の記録位置に同時に光束を照射するとともに、複数の記録位置でそれぞれ反射された複数の反射光を個別に検出することができる光学ヘッドを提供することにある。
【００２０】
また、本発明の第２の目的は、大型化及び高コスト化を招くことなく、光記録媒体の厚さ方向における複数の記録位置に同時にアクセスすることができる光ディスク装置を提供することにある。
【００２１】
また、本発明の第３の目的は、大型化及び高コスト化を招くことなく、厚さ方向に複数の記録位置を有する光記録媒体に対するアクセス速度を向上させることができる情報処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明は、第１の観点からすると、厚さ方向に複数の記録位置を有する光記録媒体に光束を照射し、前記光記録媒体からの戻り光束を受光する光学ヘッドであって、前記複数の記録位置にそれぞれ対応する互いに波長が異なる複数の波長成分を含む光束を射出する光源と；前記光源からの光束を前記複数の波長成分毎に分波する第１の光学系と；前記第１の光学系で分波された複数の波長成分を外部装置の指示に応じて個別に変調するとともに、進行方向に関して各波長成分の集光位置を互いに異ならせる第２の光学系と；前記変調された複数の波長成分が合波された光束が入射し、前記変調された複数の波長成分を対応する記録位置にそれぞれ集光する対物レンズと；前記対物レンズを介した前記光記録媒体からの戻り光束の光路上に配置され、前記戻り光束を前記複数の波長成分毎に分波する第３の光学系と；前記第３の光学系で分波された複数の波長成分を個別に受光する複数の受光領域を有する光検出器と；を備える光学ヘッドである。
【００２３】
これによれば、光源からの複数の波長成分を含む光束は、第１の光学系によって複数の波長成分毎に分波された後、第２の光学系によって外部装置の指示に応じて個別に変調されるとともに、進行方向に関して各波長成分の集光位置が互いに異なるものとされる。そして、変調された複数の波長成分は、対物レンズによって対応する記録位置にそれぞれ集光される。また、対物レンズを介した光記録媒体からの戻り光束は、第３の光学系によって複数の波長成分毎に分波された後、光検出器によって複数の波長成分毎に受光される。従って、大型化及び高コスト化を招くことなく、光記録媒体の厚さ方向における複数の記録位置に同時に光束を照射するとともに、複数の記録位置でそれぞれ反射された複数の反射光を個別に検出することが可能となる。
【００２４】
本発明は、第２の観点からすると、厚さ方向に複数の記録位置を有する光記録媒体に対して、情報の記録、再生、及び消去のうち少なくとも再生を行なう光ディスク装置であって、本発明の光学ヘッドと；前記光学ヘッドの光検出器の出力信号を用いて情報の再生を行う処理装置と；を備える光ディスク装置である。
【００２５】
これによれば、本発明の光学ヘッドを備えているため、大型化及び高コスト化を招くことなく、光記録媒体の厚さ方向における複数の記録位置に同時にアクセスすることが可能となる。
【００２６】
本発明は、第３の観点からすると、厚さ方向に複数の記録位置を有する光記録媒体にアクセス可能な情報処理装置であって、本発明の光ディスク装置と；前記光ディスク装置を制御する主制御装置と；を備える情報処理装置である。
【００２７】
これによれば、本発明の光ディスク装置を備えているため、大型化及び高コスト化を招くことなく、厚さ方向に複数の記録位置を有する光記録媒体に対するアクセス速度を向上させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
《第１の実施形態》
以下、本発明の第１の実施形態を図１〜図１２に基づいて説明する。図１には、本発明の第１の実施形態に係る光ディスク装置２０の概略構成が示されている。
【００２９】
この光ディスク装置２０は、光ディスク１５を回転駆動するためのスピンドルモータ２２、光ピックアップ装置２３、該光ピックアップ装置２３をシーク方向に駆動するためのシークモータ２１、レーザ制御回路２４、エンコーダ２５、駆動制御回路２６、再生信号処理回路２８、電圧制御回路２９、バッファＲＡＭ３４、バッファマネージャ３７、インターフェース３８、フラッシュメモリ３９、ＣＰＵ４０及びＲＡＭ４１などを備えている。なお、図１における矢印は、代表的な信号や情報の流れを示すものであり、各ブロックの接続関係の全てを表すものではない。
【００３０】
ここでは、光ディスク１５は、一例として３つの記録層を有する３層ディスクであり、レーザ光の入射側から順に、第１記録層（Ｌ１とする）、第２記録層（Ｌ２とする）、第３記録層（Ｌ３とする）を有しているものとする。
【００３１】
光ピックアップ装置２３は、光ディスク１５に光束を照射するとともに、光ディスク１５の各記録層で反射された反射光を戻り光束として受光することができる光ピックアップ装置である。
【００３２】
この光ピックアップ装置２３は、一例として図２に示されるように、光出力装置１１０、変調光学系１２０、２つのビームスプリッタ（１６１、１６２）、反射ミラー１６３、対物レンズ１４１、検出系１７０、及び前記対物レンズ１４１を駆動するための不図示の駆動系などを備えている。
【００３３】
光出力装置１１０は、光源１１１とコリメートレンズ１１２を有している。
【００３４】
光源１１１は、射出される光束が数ｎｍから１０数ｎｍ程度までの波長スペクトルを持ついわゆる多波長光源である。ここでは、一例として図３に示されるように、光源１１１は、波長スペクトルが、波長λ１、波長λ２、及び波長λ３でピークを持つ多波長光源であるものとする。なお、本明細書では、光源１１１から射出される光束の最大強度射出方向をＺ軸の＋方向とし、Ｚ軸方向に垂直な面内における互いに直交する２つの方向をＸ軸方向及びＹ軸方向として説明する。
【００３５】
また、ここでは、一例として、波長λ１の波長成分を第１記録層Ｌ１に対応させ、波長λ２の波長成分を第２記録層Ｌ２に対応させ、波長λ３の波長成分を第３記録層Ｌ３に対応させるものとする。なお、図２には、主として波長λ２の波長成分の光路が図示されている。
【００３６】
コリメートレンズ１１２は、光源１１１の＋Ｚ側に配置され、光源１１１から射出された光束を略平行光とする。
【００３７】
ビームスプリッタ１６１は、コリメートレンズ１１２の＋Ｚ側に配置され、コリメートレンズ１１２からの光束の大部分をそのまま透過させるとともに、変調光学系１２０からの戻り光束を−Ｙ方向に分岐する。
【００３８】
変調光学系１２０は、ビームスプリッタ１６１の＋Ｚ側に配置されている。この変調光学系１２０は、レンズ１２１、２個の波長分散素子（１２２、１２３）、及び空間光変調素子１２６を有している。
【００３９】
レンズ１２１は、ビームスプリッタ１６１の＋Ｚ側に配置され、ビームスプリッタ１６１を透過した光束を収束光とする。
【００４０】
各波長分散素子は、いずれも同じ光学特性を有する反射型の回折素子である。波長分散素子１２２は、レンズ１２１の＋Ｚ側に配置され、レンズ１２１を介した光束を＋Ｙ方向に回折する。波長分散素子１２３は、波長分散素子１２２の＋Ｙ側に配置され、波長分散素子１２２を介した光束を＋Ｚ方向に回折する。そこで、光源１１１からの光束は、波長分散素子１２２及び波長分散素子１２３によって波長成分毎に分波される。
【００４１】
波長分散素子１２３からの光束に含まれる波長λ１の波長成分（以下では、便宜上「λ１成分」ともいう）の集光位置と、波長λ２の波長成分（以下では、便宜上「λ２成分」ともいう）の集光位置と、波長λ３の波長成分（以下では、便宜上「λ３成分」ともいう）の集光位置は、Ｙ軸方向に関して互いに異なっている（図２参照）。
【００４２】
空間光変調素子１２６は、波長分散素子１２３の＋Ｚ側に配置されている。この空間光変調素子１２６は、一例として図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示されるように、基板１２６ａ上にＭ１、Ｍ２、Ｍ３のような分割された平面ミラーをもつ、いわゆる分割ミラー素子である。
【００４３】
ここでは、λ１成分が平面ミラーＭ１に入射し、λ２成分が平面ミラーＭ２に入射し、λ３成分が平面ミラーＭ３に入射するように設定されている。
【００４４】
各平面ミラーには、前記電圧制御回路２９から個別に電圧が印加される。ここでは、各平面ミラーは、電圧が印加されるとミラー面がＹ軸方向と平行（以下では、「オン状態」ともいう）となり、電圧が印加されないとミラー面がＹ軸方向と非平行（以下では、「オフ状態」ともいう）となる。
【００４５】
ミラー面で反射された光束は、平面ミラーが「オン状態」のときは、対物レンズ１４１に到達するが、平面ミラーが「オフ状態」のときは、対物レンズ１４１に到達しない。
【００４６】
λ１成分が集光前に平面ミラーＭ１に入射し、λ２成分が平面ミラーＭ２のミラー面上で集光し、λ３成分が集光後に平面ミラーＭ３に入射するように、基板１２６ａは、入射光軸に対して傾斜して配置されている（図４（Ｂ）参照）。
【００４７】
そこで、平面ミラーＭ１で反射した光束は収束光となり、平面ミラーＭ２で反射した光束は平行光となり、平面ミラーＭ３で反射した光束は発散光となる。
【００４８】
平面ミラーＭ１、Ｍ２、Ｍ３が、いずれも「オン状態」のときに、各平面ミラーで反射した光束は、波長分散素子１２３及び波長分散素子１２２によって合波される。
【００４９】
図２に戻り、反射ミラー１６３は、ビームスプリッタ１６１の−Ｙ側に配置され、ビームスプリッタ１６１で分岐された変調光学系１２０からの戻り光束の光路を＋Ｚ方向に折り曲げる。
【００５０】
ビームスプリッタ１６２は、反射ミラー１６３の＋Ｚ側に配置され、反射ミラー１６３からの光束の大部分をそのまま透過させるとともに、光ディスク１５からの戻り光束を−Ｙ方向に分岐する。
【００５１】
対物レンズ１４１は、ビームスプリッタ１６２の＋Ｚ側に配置され、ビームスプリッタ１６２を介した光束を集光する。対物レンズ１４１には、収束光、略平行光、及び発散光が入射するため、対物レンズ１４１を介した光束（収束光、略平行光、発散光）は、光ディスク１５の厚さ方向に関する位置が互いに異なる複数の位置に集光する。すなわち、λ１成分、λ２成分及びλ３成分は、空間光変調素子１２６によって、個別に変調されるとともに、進行方向に関して集光位置を互いに異なるものとされる。なお、以下では、便宜上、光ディスク１５の厚さ方向を長手方向とする光スポットを「線状スポットＬＳ」ともいう。
【００５２】
ここでは、フォーカス制御が適切に行われると、一例として図５に示されるように、線状スポットＬＳにおけるλ１成分の集光位置Ｓ１が第１記録層Ｌ１の近傍、λ２成分の集光位置Ｓ２が第２記録層Ｌ２の近傍、λ３成分の集光位置Ｓ３が第３記録層Ｌ３の近傍となるように設定されている。
【００５３】
そして、平面ミラーＭ１を「オフ状態」にすると、λ１成分は対物レンズ１４１に到達することができないため、Ｓ１位置の集光スポットは消失する。また、平面ミラーＭ２を「オフ状態」にすると、λ２成分は対物レンズ１４１に到達することができないため、Ｓ２位置の集光スポットは消失する。さらに、平面ミラーＭ３を「オフ状態」にすると、λ３成分は対物レンズ１４１に到達することができないため、Ｓ３位置の集光スポットは消失する。
【００５４】
「線状スポットＬＳの長さ」
ここで、線状スポットＬＳの長さを計算してみる。
【００５５】
まず、図６を用いて、波長分散素子１２２での入射光線の角度と波長分散素子１２３での出射光線の角度とが、波長によらず等しいことを確認する。
【００５６】
波長λａの光線について、反射回折格子の一般式から、波長分散素子１２２では、次の（１）式が成立する。
【００５７】
ｓｉｎ（θ００）＋ｓｉｎ（θ１１）＝ｍλａ／ｐ１  ……（１）
【００５８】
波長分散素子１２３では、次の（２）式が成立する。
【００５９】
ｓｉｎ（θ１２）＋ｓｉｎ（θ１３）＝ｍλａ／ｐ２  ……（２）
【００６０】
なお、θ００は波長分散素子１２２への入射角度、θ１１は波長分散素子１２２からの出射角度、θ１２は波長分散素子１２３への入射角度、θ１３は波長分散素子１２３からの出射角度である。ここでは、各θの符号は、法線から入射光側を＋、逆を−と定義する。
【００６１】
また、ｍは回折次数、ｐ１は波長分散素子１２２における格子ピッチ、ｐ２は波長分散素子１２３における格子ピッチである。
【００６２】
ここで、ｍ＝１、ｐ１＝ｐ２、θ１１＝θ１２とすると、上記（１）式と（２）式より、次の（３）式が得られる。
【００６３】
ｓｉｎ（θ００）−ｓｉｎ（θ１３）＝０  ……（３）
【００６４】
すなわち、θ００＝θ１３となる。従って、波長λａの光線について入射光線の角度θ００と出射光線の角度θ１３は等しい。
【００６５】
波長λｂの光線について、同様に、波長分散素子１２２では、次の（４）式が成立する。
【００６６】
ｓｉｎ（θ００）＋ｓｉｎ（θ２１）＝ｍλｂ／ｐ１  ……（４）
【００６７】
波長分散素子１２３では、次の（５）式が成立する。
【００６８】
ｓｉｎ（θ２２）＋ｓｉｎ（θ２３）＝ｍλｂ／ｐ２  ……（５）
【００６９】
なお、θ００は波長分散素子１２２への入射角度、θ２１は波長分散素子１２２からの出射角度、θ２２は波長分散素子１２３への入射角度、θ２３は波長分散素子１２３からの出射角度である。
【００７０】
ここで、ｍ＝１、ｐ１＝ｐ２、θ２１＝θ２２とすると、上記（４）式と（５）式より、次の（６）式が得られる。
【００７１】
ｓｉｎ（θ００）−ｓｉｎ（θ２３）＝０  ……（６）
【００７２】
すなわち、θ００＝θ２３となる。従って、波長λｂの光線について入射光線の角度θ００と出射光線の角度θ２３は等しい。
【００７３】
上記（３）と上記（６）式とから、入射光線の角度と出射光線の角度は波長によらず等しいことがわかる。
【００７４】
従って、光軸光線が水平な収束光が波長分散素子１２２に入射した場合、波長分散素子１２３からは、光軸光線が水平で、周辺の収束光線の角度も入射時と同じ回折光が出射されるが、波長分散素子間の光路の違いにより波長によって２つのスポット間隔はＹ軸方向にｈｍだけ分離される。
【００７５】
具体例として、λａ＝０．６７０μｍ，ｐ１＝ｐ２＝１μｍ，θ００＝６０度のとき、上記（１）式及び（２）式から、、θ１１＝−１１．３０度となる。また、λｂ＝０．６６０μｍ，ｐ１＝ｐ２＝１μｍ，θ００＝６０度のとき、上記（４）式及び（５）式から、θ２１＝−１１．８９度となる。
【００７６】
波長分散素子１２２と波長分散素子１２３のＹ軸方向に関する間隔ｈｇを５０ｍｍとすると、Ｙ軸方向に関するスポット間隔（以下では、「垂直スポット間隔」ともいう）ｈｍは、０．２５ｍｍとなる。
【００７７】
空間光変調素子１２６の基板１２６ａのＹ軸方向に対する傾斜角度θｍが３０度のとき、Ｚ軸方向に関する平面ミラー間隔ｄｍ（＝ｈｍ・ｔａｎ（θｍ））は、１４４．３μｍとなる（図７参照）。
【００７８】
波長λａの光束の集光位置Ａと波長λｂの光束の集光位置ＢのＺ軸方向に関する距離（以下では、「水平スポット間隔」ともいう）は、２・ｄｍであり、２８８．７μｍとなる。
【００７９】
平面ミラーで反射された光束は、波長分散素子１２３及び波長分散素子１２２を介すると、垂直スポット間隔は０となるが、水平スポット間隔は保持されたまま、レンズ１２１に入射する。
【００８０】
図８に示されるように、これらの光束は、対物レンズ１４１により、Ｚ軸方向に関して間隔Ｓｘだけ離れて集光される。レンズ１２１と対物レンズ１４１の焦点距離を、それぞれｆ１、ｆ２とすると、２・ｄｍとＳｘの関係は、およそ、次の（７）式となる。
【００８１】
Ｓｘ＝２・ｄｍ・（ｆ２／ｆ１）  ……（７）
【００８２】
仮に、ｆ１＝８０ｍｍ、ｆ２＝３ｍｍとすると、Ｓｘ＝２８８．７・（３／８０）＝１０．８μｍ、となる。
【００８３】
従って、反射スポットＡ，Ｂは、対物レンズにより、Ｚ軸方向に関して互いの間隔が１０μｍだけ離れた位置Ａ´，Ｂ´に集光される。
【００８４】
実際には、λａとλｂの間に多くの波長スペクトルがあるので、本第１の実施形態のような構成では離散的ではあるが、長さ１０μｍの線状スポットＬＳを形成することができる。
【００８５】
図２に戻り、検出系１７０は、ビームスプリッタ１６２の−Ｙ側に配置されている。この検出系１７０は、集光レンズ１７１、波長分散素子１７２、及び受光器１７３を備えている。
【００８６】
集光レンズ１７１は、ビームスプリッタ１６２の−Ｙ側に配置され、ビームスプリッタ１６２で−Ｙ方向に分岐された戻り光束を集光する。
【００８７】
波長分散素子１７２は、集光レンズ１７１の−Ｙ側に配置され、集光レンズ１７１を介した戻り光束の進行方向を波長に応じて変更する。これにより、戻り光束に含まれる第１記録層Ｌ１からの反射波長成分（波長成分Ｑ１とする）、第２記録層Ｌ２からの反射波長成分（波長成分Ｑ２とする）、及び第３記録層Ｌ３からの反射波長成分（波長成分Ｑ３とする）は、互いに異なる位置に集光する。
【００８８】
受光器１７３は、波長分散素子１７２を介した戻り光束の集光位置に配置されている。この受光器１７３は、一例として図９に示されるように、受光面が複数の受光領域（１７３ａ、１７３ｂ、１７３ｃ、・・・・）に分割されている分割受光素子（あるいは複数の受光素子）を有している。ここでは、戻り光束に含まれる波長成分Ｑ１は受光領域１７３ａで受光され、戻り光束に含まれる波長成分Ｑ２は受光領域１７３ｂで受光され、戻り光束に含まれる波長成分Ｑ３は受光領域１７３ｃで受光されるように設定されている。従って、受光領域１７３ａの出力信号（光電変換信号）には第１記録層Ｌ１に関する情報が含まれ、受光領域１７３ｂの出力信号（光電変換信号）には第２記録層Ｌ２に関する情報が含まれ、受光領域１７３ｃの出力信号（光電変換信号）には第３記録層Ｌ３に関する情報が含まれることとなる。各受光領域の出力信号は、それぞれ再生信号処理回路２８に供給される。
【００８９】
不図示の駆動系は、対物レンズ１４１の光軸方向であるフォーカス方向に対物レンズ１４１を微少駆動するためのフォーカシングアクチュエータ、及びトラッキング方向に対物レンズ１４１を微少駆動するためのトラッキングアクチュエータを有している。
【００９０】
図１に戻り、再生信号処理回路２８は、受光器１７３の複数の出力信号（複数の光電変換信号）に基づいて、サーボ信号（フォーカスエラー信号やトラックエラー信号など）、アドレス情報、同期情報、及びＲＦ信号などの再生情報を取得する。ここでは、受光領域１７３ａの出力信号に基づいて、第１記録層Ｌ１に関する再生情報が取得され、受光領域１７３ｂの出力信号に基づいて、第２記録層Ｌ２に関する再生情報が取得され、受光領域１７３ｃの出力信号に基づいて、第３記録層Ｌ３に関する再生情報が取得される。すなわち、再生信号処理回路２８では、複数の記録層に関する再生情報をそれぞれほぼ同時に取得することができる。
【００９１】
ここで得られたサーボ信号は制御回路２６に出力され、アドレス情報はＣＰＵ４０に出力され、同期信号はエンコーダ２５や駆動制御回路２６などに出力される。さらに、再生信号処理回路２８は、ＲＦ信号に対して復号処理及び誤り検出処理などを行い、誤りが検出されたときには誤り訂正処理を行った後、再生データとして前記バッファマネージャ３７を介してバッファＲＡＭ３４に格納する。また、再生データに含まれるアドレス情報はＣＰＵ４０に出力される。
【００９２】
駆動制御回路２６は、再生信号処理回路２８からのサーボ信号に基づいて、光ピックアップ装置２３における駆動系の駆動信号を生成し、光ピックアップ装置２３に出力する。これにより、トラッキング制御及びフォーカス制御が行われる。また、駆動制御回路２６は、ＣＰＵ４０の指示に基づいて、シークモータ２１を駆動するための駆動信号、及びスピンドルモータ２２を駆動するための駆動信号を生成する。各モータの駆動信号は、それぞれシークモータ２１及びスピンドルモータ２２に出力される。
【００９３】
バッファＲＡＭ３４には、光ディスク１５に記録するデータ（記録用データ）、及び光ディスク１５から再生したデータ（再生データ）などが一時的に格納される。このバッファＲＡＭ３４へのデータの入出力は、バッファマネージャ３７によって管理されている。
【００９４】
エンコーダ２５は、ＣＰＵ４０の指示に基づいて、バッファＲＡＭ３４に蓄積されている記録用データをバッファマネージャ３７を介して取り出し、データの変調及びエラー訂正コードの付加などを行ない、光ディスク１５の各記録層に対する書き込み信号を生成する。ここで生成された書き込み信号はレーザ制御回路２４に出力される。
【００９５】
レーザ制御回路２４は、上記書き込み信号に基いて、光ピックアップ装置２３における光源１１１の発光パワーを制御する。
【００９６】
電圧制御回路２９は、空間光変調素子１２６における各平面ミラーのオン・オフ制御を行う。ここでは、一例として図１０に示されるように、電源装置２９ａ、平面ミラーＭ１を「オン状態」及び「オフ状態」とするためのスイッチＳｗ１、平面ミラーＭ２を「オン状態」及び「オフ状態」とするためのスイッチＳｗ２、平面ミラーＭ３を「オン状態」及び「オフ状態」とするためのスイッチＳｗ３を有している。
【００９７】
そして、第１記録層Ｌ１が対象記録層のときには、スイッチＳｗ１をオンにし、第１記録層Ｌ１が対象記録層でないときには、スイッチＳｗ１をオフにする。同様に、第２記録層Ｌ２が対象記録層のときには、スイッチＳｗ２をオンにし、第２記録層Ｌ２が対象記録層でないときには、スイッチＳｗ２をオフにする。また、第３記録層Ｌ３が対象記録層のときには、スイッチＳｗ３をオンにし、第３記録層Ｌ３が対象記録層でないときには、スイッチＳｗ３をオフにする。
【００９８】
インターフェース３８は、上位装置９０（例えば、パソコン）との双方向の通信インターフェースであり、ＡＴＡＰＩ（ＡＴ  Ａｔｔａｃｈｍｅｎｔ  Ｐａｃｋｅｔ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）、ＳＣＳＩ（Ｓｍａｌｌ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）、及びＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）などの標準インターフェースに準拠している。
【００９９】
フラッシュメモリ３９には、ＣＰＵ４０にて解読可能なコードで記述された各種プログラム、記録ストラテジ、及び光源１１１の発光特性などが格納されている。
【０１００】
ＣＰＵ４０は、フラッシュメモリ３９に格納されている上記プログラムに従って前記各部の動作を制御するとともに、制御に必要なデータなどをＲＡＭ４１及びバッファＲＡＭ３４に保存する。
【０１０１】
「記録処理」
次に、上位装置９０からユーザデータの記録要求があったときの、光ディスク装置２０における処理（記録処理）について図１１を用いて説明する。図１１のフローチャートは、ＣＰＵ４０によって実行される一連の処理アルゴリズムに対応している。
【０１０２】
上位装置９０から記録要求コマンドを受信すると、フラッシュメモリ３９に格納されている図１１のフローチャートに対応するプログラムの開始アドレスがＣＰＵ４０のプログラムカウンタにセットされ、記録処理がスタートする。
【０１０３】
最初のステップＳ４０１では、所定の線速度（又は角速度）で光ディスク１５が回転するように駆動制御回路２６に指示するとともに、上位装置９０から記録要求コマンドを受信した旨を再生信号処理回路２８及びレーザ制御回路２４などに通知する。
【０１０４】
また、記録要求コマンドに基づいて記録対象の記録層を特定し、該特定結果を再生信号処理回路２８、エンコーダ２５、及び電圧制御回路２９などに通知する。
【０１０５】
なお、ここでは、第１記録層Ｌ１と第２記録層Ｌ２と第３記録層Ｌ３とにユーザデータが記録されるものとする。そこで、電圧制御回路２９は、スイッチＳｗ１、スイッチＳｗ２及びスイッチＳｗ３をいずれもオンにする。
【０１０６】
次のステップＳ４０３では、バッファＲＡＭ３４に蓄積されている上位装置９０からのユーザデータ（記録用データ）を、第１記録層Ｌ１に記録するユーザデータ、第２記録層Ｌ２に記録するユーザデータ、及び第３記録層Ｌ３に記録するユーザデータに分割する。
【０１０７】
次のステップＳ４０５では、指定アドレスに対応する目標位置近傍に光スポットが形成されるように、駆動制御回路２６に指示する。これにより、シーク動作が行なわれる。なお、シーク動作が不要であれば、ここでの処理はスキップされる。
【０１０８】
次のステップＳ４０７では、記録を許可する。これにより、レーザ制御回路２４、エンコーダ２５、及び光ピックアップ装置２３を介して、光ディスク１５の各記録層にユーザデータがそれぞれ記録される。
【０１０９】
次のステップＳ４０９では、記録が完了したか否かを判断する。完了していなければ、ここでの判断は否定され、所定時間経過後に再度判断する。記録が完了していれば、ここでの判断は肯定され、記録完了を上位装置９０に通知し、記録処理を終了する。ここでは、各記録層への記録が同時に行われるため、従来よりも単時間で記録処理を終了することができる。
【０１１０】
「再生処理」
次に、上位装置９０から再生要求があったときの、光ディスク装置２０における処理（再生処理）について図１２を用いて説明する。図１２のフローチャートは、ＣＰＵ４０によって実行される一連の処理アルゴリズムに対応している。
【０１１１】
上位装置９０から再生要求コマンドを受信すると、フラッシュメモリ３９に格納されている図１２のフローチャートに対応するプログラムの開始アドレスがＣＰＵ４０のプログラムカウンタにセットされ、再生処理がスタートする。
【０１１２】
最初のステップＳ５０１では、所定の線速度（又は角速度）で光ディスク１５が回転するように駆動制御回路２６に指示するとともに、上位装置９０から再生要求コマンドを受信した旨を再生信号処理回路２８及びレーザ制御回路２４などに通知する。
【０１１３】
また、再生要求コマンドに基づいて再生対象の記録層を特定し、該特定結果を再生信号処理回路２８及び電圧制御回路２９などに通知する。
【０１１４】
なお、ここでは、第１記録層Ｌ１と第２記録層Ｌ２と第３記録層Ｌ３とから再生するものとする。そこで、電圧制御回路２９は、スイッチＳｗ１、スイッチＳｗ２及びスイッチＳｗ３をいずれもオンにする。
【０１１５】
次のステップＳ５０３では、指定アドレスに対応する目標位置近傍に光スポットが形成されるように、駆動制御回路２６に指示する。これにより、シーク動作が行なわれる。なお、シーク動作が不要であれば、ここでの処理はスキップされる。
【０１１６】
次のステップＳ５０５では、再生を許可する。これにより、光ピックアップ装置２３及び再生信号処理回路２８を介して、光ディスク１５の各記録層に記録されているデータがそれぞれ再生される。
【０１１７】
次のステップＳ５０７では、再生が完了したか否かを判断する。完了していなければ、ここでの判断は否定され、所定時間経過後に再度判断する。再生が完了していれば、ここでの判断は肯定され、ステップＳ５０９に移行する。
【０１１８】
このステップＳ５０９では、第１記録層Ｌ１からの再生データと第２記録層Ｌ２からの再生データと第３記録層Ｌ３からの再生データとを連結し、上位装置９０に転送する。そして、再生処理を終了する。ここでは、各記録層からの再生がほぼ同時に行われるため、従来よりも単時間で再生処理を終了することができる。
【０１１９】
以上の説明から明らかなように、本第１の実施形態に係る光ディスク装置２０では、光ピックアップ装置２３によって光ヘッドが構成されている。
【０１２０】
そして、波長分散素子１２２と波長分散素子１２３とによって第１の光学系が構成され、空間光変調素子１２６によって第２の光学系が構成され、波長分散素子１７２によって第３の光学系が構成されている。
【０１２１】
また、再生信号処理回路２８と、電圧制御回路２９と、ＣＰＵ４０及び該ＣＰＵ４０によって実行されるプログラムとによって、処理装置が実現されている。なお、ＣＰＵ４０によるプログラムに従う処理の少なくとも一部をハードウェアによって実現することとしても良いし、あるいは全てをハードウェアによって実現することとしても良い。
【０１２２】
以上説明したように、本第１の実施形態に係る光ピックアップ装置２３によると、光ディスク１５の３つの記録層に対応する互いに波長が異なる３つの波長成分を含む光束を射出する光源１１１と、光源１１１から光束を３つの波長成分毎に分波する２つの波長分散素子（１２２，１２３）と、分波された３つの波長成分を電圧制御回路２９の指示に応じて個別に変調するとともに、進行方向に関して各波長成分の集光位置を互いに異ならせる空間光変調素子１２６とを備えている。これにより、３つの波長成分を個別に変調するとともに、進行方向を長手方向とする線状スポットを形成することが可能となる。
【０１２３】
そして、変調された３つの波長成分が合波された光束が入射し、変調された３つの波長成分を対応する記録位置にそれぞれ集光する対物レンズ１４１とを備えている。これにより、光記録媒体の厚さ方向における３つ記録位置に同時に光束を照射することが可能となる。
【０１２４】
また、対物レンズを介した光ディスク１５からの戻り光束の光路上に配置され、戻り光束を３つの波長成分毎に分波する波長分散素子１７２と、波長分散素子１７２で分波された３つの波長成分を個別に受光する複数の受光領域を有する受光器１７３とを備えている。これにより、３つの記録位置でそれぞれ反射された反射光を個別に検出することが可能となる。
【０１２５】
また、複数の光源を用いる必要がないため、光利用効率に優れ、装置の小型化が可能となる。
【０１２６】
従って、大型化及び高コスト化を招くことなく、光ディスクの厚さ方向における複数の記録位置に同時に光束を照射するとともに、複数の記録位置でそれぞれ反射された複数の反射光を個別に検出することが可能となる。
【０１２７】
また、本第１の実施形態に係る光ディスク装置２０によると、光ピックアップ装置２３を備えているため、結果として、大型化及び高コスト化を招くことなく、光ディスクの複数の記録層に同時にアクセスすることが可能となる。
【０１２８】
そして、第１記録層Ｌ１への記録と第２記録層Ｌ２への記録と第３記録層Ｌ３への記録とをほぼ同時に行うことができるため、複数の記録層を有する光ディスクへの記録処理を迅速に行うことが可能となる。
【０１２９】
また、第１記録層Ｌ１からの再生と第２記録層Ｌ２からの再生と第３記録層Ｌ３からの再生とをほぼ同時に行うことができるため、複数の記録層を有する光ディスクからの再生処理を迅速に行うことが可能となる。
【０１３０】
すなわち、信頼性や再現性に優れているピット記録方式での記録速度及び再生速度を向上させることができる。
【０１３１】
また、光源から射出される光束の波長範囲が数ｎｍから１０数ｎｍ程度なので、光ディスクにおける各記録層の記録材料を同一とすることができ、光ディスクのコスト低減を図ることができる。
【０１３２】
なお、上記第１の実施形態では、光源が、波長スペクトルにおいて波長λ１、波長λ２、及び波長λ３でピークをもつ光束を射出する光源である場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、前記光源１１１に代えて、一例として図１３に示されるように、波長スペクトルにおいて波長λ１、波長λ２、及び波長λ３で明確なピークをもたない光束を射出する光源を用いても良い。
【０１３３】
また、上記第１の実施形態において、前記各波長分散素子としてプリズムあるいはフォトニック結晶を用いても良い。
【０１３４】
また、上記第１の実施形態において、光源１１１から射出される光束の波長スペクトルにおいて、各ピークの高さの違いが大きい場合には、一例として図１４に示されるように、各ピークの高さをほぼ等しくするために、前記コリメートレンズ１１２の＋Ｚ側に波長フィルタ１１３を配置しても良い。この波長フィルタ１１３は、例えば、前記ピーク２の高さが前記ピーク１及びピーク３の高さよりも高い場合（図３参照）には、一例として図１５（Ａ）に示されるように、前記ピーク２の高さを前記ピーク１及びピーク３よりも低くする特性を有している。これにより、波長フィルタ１１３を透過した光束の波長スペクトルは、一例として図１５（Ｂ）に示されるように、各ピークの高さがほぼ等しくなる。その結果、記録品質及び信号品質を向上させることができる。なお、波長フィルタ１１３は、往路の光路上に配置されていれば良い。
【０１３５】
《第２の実施形態》
次に、本発明の第２の実施形態を図１６〜図１９に基づいて説明する。
【０１３６】
この第２の実施形態は、図１６に示されるように、前述した第１の実施形態に係る光ピックアップ装置２３において、前記変調光学系１２０に代えて変調光学系１２０Ａを用いるとともに、前記ビームスプリッタ１６１、及び前記反射ミラー１６３を省いている点に特徴を有する。従って、以下においては、第１の実施形態との相違点を中心に説明するとともに、前述した第１の実施形態と同一若しくは同等の構成部分については同一の符号を用い、その説明を簡略化し若しくは省略するものとする。
【０１３７】
変調光学系１２０Ａは、コリメートレンズ１１２の＋Ｚ側に配置されている。この変調光学系１２０Ａは、２個のレンズ（１２１、１２７）、４個の波長分散素子（１２２、１２３、１２４、１２５）、光路長変更板１２８、空間光変調素子１２６Ａ、及び偏光板１２９を有している。
【０１３８】
光路長変更板１２８は、波長分散素子１２３の＋Ｚ側に配置されている。この光路長変更板１２８は、一例として図１７に示されるように、互いに屈折率が異なる３つの領域（１２８ａ、１２８ｂ、１２８ｃ）を有する透明な平行平板である。ここでは、λ１成分が領域１２８ａに入射し、λ２成分が領域１２８ｂに入射し、λ３成分が領域１２８ｃに入射するように設定されている。これにより、λ１成分の集光位置、λ２成分の集光位置、及びλ３成分の集光位置は、Ｚ軸方向に関して互いに異なることとなる。
【０１３９】
空間光変調素子１２６Ａは、光路長変更板１２８の＋Ｚ側に配置されている。この空間光変調素子１２６Ａは、一例として図１８（Ａ）に示されるように、液晶素子であり、分割された３つの液晶セル部（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３）を有している。そして、一例として図１８（Ｂ）に示されるように、各液晶セル部には、一側の面にそれぞれ透明電極Ａ１，Ａ２，Ａ３が設けられ、他側の面に透明電極Ａ４が設けられている。ここでは、λ１成分が液晶セル部Ｃ１に入射し、λ２成分が液晶セル部Ｃ２に入射し、λ３成分が液晶セル部Ｃ３に入射するように設定されている。
【０１４０】
各液晶セル部の透明電極（Ａ１，Ａ２，Ａ３）には、前記電圧制御回路２９から個別に電圧が印加される。ここでは、各液晶セル部は、電圧が印加されると透過する光束の偏光方向を９０度回転させ（「オン状態」）、電圧が印加されないと透過する光束の偏光方向を変化させない（「オフ状態」）。
【０１４１】
波長分散素子１２４は、空間光変調素子１２６Ａの＋Ｚ側に配置され、空間光変調素子１２６Ａを介した光束を−Ｙ方向に回折する。波長分散素子１２５は、波長分散素子１２４の−Ｙ側に配置され、波長分散素子１２４を介した光束を＋Ｚ方向に回折する。
【０１４２】
空間光変調素子１２６Ａを介した光束は、波長分散素子１２４、及び波長分散素子１２５で合波される。
【０１４３】
レンズ１２７は、波長分散素子１２５の＋Ｚ側に配置され、波長分散素子１２５を介した光束を略平行光とする。
【０１４４】
偏光板１２９は、レンズ１２７の＋Ｚ側に配置されている。この偏光板１２９は、空間光変調素子１２６Ａで偏光方向が９０度回転された光束を透過させ、空間光変調素子１２６Ａで偏光方向が回転されなかった光束を遮光する。
【０１４５】
すなわち、空間光変調素子１２６Ａで偏光方向が９０度回転された光束は、対物レンズ１４１に到達し、空間光変調素子１２６Ａで偏光方向が回転されなかった光束は、対物レンズ１４１に到達しないこととなる。従って、各液晶セル部への印加電圧のオン・オフによって、対物レンズ１４１に向かう光のオン・オフ変調を行なうことができる。
【０１４６】
そして、偏光板１２９を透過した光束は、前記ビームスプリッタ１６２に入射する。
【０１４７】
電圧制御回路２９は、一例として図１９に示されるように、電源装置２９ａ、液晶セル部Ｃ１を「オン状態」及び「オフ状態」とするためのスイッチＳｗ１、液晶セル部Ｃ２を「オン状態」及び「オフ状態」とするためのスイッチＳｗ２、液晶セル部Ｃ３を「オン状態」及び「オフ状態」とするためのスイッチＳｗ３を有している。
【０１４８】
そして、第１記録層Ｌ１が対象記録層のときには、スイッチＳｗ１をオンにし、第１記録層Ｌ１が対象記録層でないときには、スイッチＳｗ１をオフにする。同様に、第２記録層Ｌ２が対象記録層のときには、スイッチＳｗ２をオンにし、第２記録層Ｌ２が対象記録層でないときには、スイッチＳｗ２をオフにする。また、第３記録層Ｌ３が対象記録層のときには、スイッチＳｗ３をオンにし、第３記録層Ｌ３が対象記録層でないときには、スイッチＳｗ３をオフにする。
【０１４９】
以上の説明から明らかなように、本第２の実施形態では、光路長変更板１２８と空間光変調素子１２６Ａと偏光板１２９とによって第２の光学系が構成されている。
【０１５０】
また、波長分散素子１２４と波長分散素子１２５とによって第４の光学系が構成されている。
【０１５１】
以上説明したように、本第２の実施形態に係る光ピックアップ装置２３によると、光ディスク１５の３つの記録層に対応する互いに波長が異なる３つの波長成分を含む光束を射出する光源１１１と、光源１１１から光束を３つの波長成分毎に分波する２つの波長分散素子（１２２，１２３）と、３つの波長成分の光路長を互いに異なるものとする光路長変更板１２８と、該光路長変更板１２８を介した光束が入射し、電圧制御回路２９の指示に応じて３つの波長成分の偏光方向を個別に変更することができる空間光変調素子１２６Ａと、該空間光変調素子１２６Ａを介した光束が入射する偏光板１２９とを備えている。これにより、第１の実施形態に係る光ピックアップ装置２３と同様に、３つの波長成分を個別に変調するとともに、進行方向を長手方向とする線状スポットを形成することが可能となる。
【０１５２】
従って、第１の実施形態に係る光ピックアップ装置２３と同様な効果を得ることができる。
【０１５３】
また、各レンズ（１２１，１２９）の焦点距離、及び各波長分散素子（１２２〜１２５）の格子ピッチを個別に変えることができるので、液晶セル部の間隔、線状スポットの長さ、線状スポットの波長分布などを決める設計パラメータが増加し、最適な構成を実現できる。
【０１５４】
そして、本第２の実施形態に係る光ディスク装置２０によると、第１の実施形態に係る光ディスク装置２０と同様な効果を得ることができる。
【０１５５】
なお、前記光路長変更板１２８に代えて、一例として図２０に示されるように、液晶位相補正素子１２８Ａ、あるいは、一例として図２１に示されるように、部分的に厚さの異なる透明段差板１２８Ｂを用いても良い。
【０１５６】
なお、上記各実施形態では、光ディスクの記録層が３層の場合について説明したが、これに限定されるものではない。
【０１５７】
また、上記各実施形態では、１つの記録層に３次元的に情報が記録される光ディスクに対しても同様にして情報の記録及び再生を行うことができる。
【０１５８】
また、上記各実施形態では、光ディスクが情報の書き換えが可能な光ディスクであっても良い。この場合には、複数の記録層に記録されている情報をほぼ同時に消去することができるため、情報の消去を従来よりも高速に行うことが可能である。
【０１５９】
また、上記各実施形態において、前記電圧制御回路２９が光ピックアップ装置に含まれていても良い。
【０１６０】
《第３の実施形態》
次に、本発明の第３の実施形態を図２２に基づいて説明する。図２２には、本発明の第３の実施形態に係る情報処理装置１０の概略構成が示されている。
【０１６１】
この情報処理装置１０は、主制御装置９２、前記第１の実施形態あるいは第２の実施形態に係る光ディスク装置２０、ハードディスク装置（ＨＤＤ）９４、入力装置９５、表示装置９６、及びドライブインターフェース９７などを備えている。
【０１６２】
ＨＤＤ９４は、ハードディスク９４ｂと、該ハードディスク９４ｂを駆動するための駆動装置９４ａなどから構成されている。
【０１６３】
表示装置９６は、例えばＣＲＴ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）及びプラズマ・ディスプレイ・パネル（ＰＤＰ）などを用いた表示部（図示省略）を備え、主制御装置９２から指示された各種情報を表示する。
【０１６４】
入力装置９５は、例えばキーボード、マウス、タブレット、ライトペン及びタッチパネルなどのうち少なくとも１つの入力媒体（図示省略）を備え、ユーザから入力された各種情報を主制御装置９２に通知する。なお、入力媒体からの情報はワイヤレス方式で入力されても良い。また、表示装置９６と入力装置９５とが一体化されたものとして、例えばタッチパネル付きＬＣＤなどがある。
【０１６５】
ドライブインターフェース９７は、主制御装置９２と、光ディスク装置２０及びＨＤＤ９４との双方向のインターフェースであり、前記光ディスク装置２０のインターフェース３８と同じ標準インターフェースに準拠している。
【０１６６】
このように構成される情報処理装置１０において、ユーザが、入力装置９５を介して、光ディスク１５に対する再生要求を入力すると、主制御装置９２は、再生要求コマンドを光ディスク装置２０に送信する。
【０１６７】
光ディスク装置２０は、再生要求コマンドを受信すると、上記再生処理を行う。
【０１６８】
主制御装置９２は、光ディスク装置２０からの再生結果を表示装置９６の表示部に表示する。
【０１６９】
また、ユーザが、入力装置９５を介して、光ディスク１５に対する記録要求を入力すると、主制御装置９２は、記録要求コマンド及び記録用データを光ディスク装置２０に送信する。
【０１７０】
光ディスク装置２０は、記録要求コマンドを受信すると、上記記録処理を行う。
【０１７１】
主制御装置９２は、光ディスク装置２０での記録結果を表示装置９６の表示部に表示する。
【０１７２】
以上説明したように、本第３の実施形態に係る情報処理装置１０によると、大型化及び高コスト化を招くことなく、光ディスクの複数の記録層に同時にアクセスすることができる光ディスク装置２０を備えているため、結果として、大型化及び高コスト化を招くことなく、複数の記録層を有する光ディスクに対する高速アクセスが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【０１７３】
以上説明したように、本発明の光学ヘッドによれば、大型化及び高コスト化を招くことなく、光記録媒体の厚さ方向における複数の記録位置に同時に光束を照射するとともに、複数の記録位置でそれぞれ反射された複数の反射光を個別に検出するのに適している。本発明の光ディスク装置によれば、大型化及び高コスト化を招くことなく、光記録媒体の厚さ方向における複数の記録位置に同時にアクセスするのに適している。また、本発明の情報処理装置によれば、大型化及び高コスト化を招くことなく、厚さ方向に複数の記録位置を有する光記録媒体に対するアクセス速度を向上させるのに適している。
【図面の簡単な説明】
【０１７４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る光ディスク装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１における光ピックアップ装置を説明するための図である。
【図３】光源から射出される光束の波長スペクトルを説明するための図である。
【図４】図４（Ａ）及び図４（Ｂ）は、それぞれ図２における空間光変調素子を説明するための図である。
【図５】線状スポットを説明するための図である。
【図６】変調光学系の作用を説明するための図（その１）である。
【図７】変調光学系の作用を説明するための図（その２）である。
【図８】変調光学系の作用を説明するための図（その３）である。
【図９】受光器を説明するための図である。
【図１０】電圧制御回路を説明するための図である。
【図１１】上位装置から記録要求を受信したときの図１の光ディスク装置での処理を説明するためのフローチャートである。
【図１２】上位装置から再生要求を受信したときの図１の光ディスク装置での処理を説明するためのフローチャートである。
【図１３】光源から射出される光束の波長スペクトルの他の例を説明するための図である。
【図１４】光出力装置の変形例を説明するための図である。
【図１５】図１５（Ａ）及び図１５（Ｂ）は、それぞれ図１４における波長フィルタを説明するための図である。
【図１６】本発明の第２の実施形態に係る光ピックアップ装置を説明するための図である。
【図１７】図１６における光路長変更板の例１を説明するための図である。
【図１８】図１８（Ａ）及び図１８（Ｂ）は、それぞれ図１６における空間光変調素子を説明するための図である。
【図１９】図１８（Ａ）及び図１８（Ｂ）の空間光変調素子に対応する電圧制御回路を説明するための図である。
【図２０】図１６における光路長変更板の例２を説明するための図である。
【図２１】図１６における光路長変更板の例３を説明するための図である。
【図２２】本発明の第３の実施形態に係る情報処理装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【０１７５】
１０…情報処理装置、１５…光ディスク（光記録媒体）、２０…光ディスク装置、２３…光ピックアップ装置（光ヘッド）、２８…再生信号処理回路（処理装置の一部）、２９…電圧制御回路（処理装置の一部）、４０…ＣＰＵ（処理装置の一部）、９２…主制御装置、１１１…光源、１２２，１２３…波長分散素子（第１の光学系）、１２４，１２５…波長分散素子（第４の光学系）、１２６…空間光変調素子（第２の光学系、反射型分割ミラー素子）、１２６Ａ…空間光変調素子（第２の光学系、透過型液晶素子）、１２６ａ…基板、１２８…光路長変更板、１２９…偏光板、１４１…対物レンズ、１７２…波長分散素子（第３の光学系）、１７３…受光器（光検出器）、Ｍ１〜Ｍ３…平面ミラー。
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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