JP4268568B2 - 光学ヘッド、および光学ヘッドを備えた光情報処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数の情報記録層を有する光ディスク等の光学式情報記録媒体に光学的にデータの書き込みおよび／または読み出しを行う光学ヘッドおよびそのような光学ヘッドを備えた光情報処理装置に関する。

従来から、光ディスクの記録容量を増加させるための種々の技術が開発されている。例えば、データの書き込みおよび読み出しに用いるレーザ光の波長を短くする、または、光ディスクに対してレーザ光を収束させる対物レンズの開口数（ＮＡ）を大きくすることにより、光ディスクの記録密度を向上させ、記録容量を増加させる技術が開発されている。また、データが書き込まれる情報記録層を１枚の光ディスクに複数設け、記録容量を増加させる技術も開発されている。後者の技術によれば、光学ヘッドに実装されるレーザ光源の波長や対物レンズの開口数を変えることなく光ディスクの記録容量を増加させることが可能であり、既にデジタル・バーサタイル・ディスク（ＤＶＤ）等として採用されている。例えば片面２層のＤＶＤは２層の情報記録層を有しており、各層には同じ方向からレーザが照射され、データが読み出される。

記録容量の増加のために２層以上の情報記録層が設けられた光ディスクに対してデータの書き込みおよび／または読み出しを行う際、光ディスク装置は、対物レンズによって集光されたレーザ光がどの情報記録層に対して収束状態にあるかを判別する処理（いわゆる層判別処理）を行う必要がある。例えば特許文献１は、層判別処理に関する従来の技術の一例を示す。以下、図１９から２２を参照しながら、従来の層判別処理を説明する。

図１９は、層判別処理を行うための光学ヘッド１００の概略的な構成を示す。光ディスク１０７は２枚の情報記録層（レイヤ０およびレイヤ１）を有している。光学ヘッド１００の対物レンズ１０６から遠い側の情報記録層から順にレイヤ０およびレイヤ１と呼ぶ。

半導体レーザ１０１が直線偏光のレーザ光を放射すると、回折格子１０２は３つのビーム、すなわちメインビームとその両サイドの２つのサブビームを生成する。それらのビームはコリメートレンズ１０３によって略平行光に変換され、ビームスプリッタ１０４において反射され、１／４波長板１０５によって円偏光に変換される。円偏光に変換された光は、対物レンズ１０６によって光ディスク１０７の基板越しにレイヤ０またはレイヤ１に集光される。なお、回折格子１０２は３ビーム法を用いてトラッキング制御を行うための調整がなされている。

光ディスク１０７のレイヤ０またはレイヤ１において反射されたレーザ光は再び基板を透過し、対物レンズ１０６を透過し、１／４波長板１０５で往路とは異なる直線偏光に変換された後、ビームスプリッタ１０４を透過し、検出レンズ１０８を経て、光検出器１１０に集光される。光検出器１１０は複数の受光素子を有している。各受光素子は入射光の光量に応じたレベルを有する光量信号を生成し、出力する。

図２０は、光検出器１１０に設けられた５つの受光素子１１０ａ〜１１０ｅの配置を示す。光検出器１１０は、メインビームを受光する４分割受光素子１１０ａと、トラッキングエラー信号検出のためのサブビームを受光する受光素子１１０ｂおよび１１０ｃと、層判別のためにサブビームを受光する受光素子１１０ｄおよび１１０ｅとを有する。光ディスク１０７の所定の情報記録層で反射されたレーザ光のメインビームは受光素子１１０ａ上に集光スポットｍとして形成され、２つのサブビームはそれぞれ受光素子１１０ｂ上および１１０ｃ上に集光スポットｓとして形成される。受光素子１１０ｂ、４分割受光素子１１０ａおよび受光素子１１０ｃは、この順序で一直線上に配置されている。受光素子１１０ｄは受光素子１１０ｂと４分割受光素子１１０ａとの間に配置され、受光素子１１０ｅは受光素子１１０ｃに関して４分割受光素子１１０ａの反対側に配置されている。

図２１は、対物レンズによって集光されたレーザ光が光ディスク１０７のレイヤ０に収束しているときの、反射光が光検出器１１０へ入射した位置を示す。受光素子１１０ａ、１１０ｂおよび１１０ｃの概ね中央部分には、それぞれ、レイヤ０から反射されたメインビームおよび２つのサブビームによる集光スポットｍ０とｓ０が形成される。このとき、同時にレイヤ１で反射されたレーザ光により、光強度の小さい別の大きな集光スポットｍ１とｓ１が形成される。なおレイヤ１で反射されたメインビームによる集光スポットｍ１の中心位置は、レイヤ０で反射されたメインビームによる集光スポットｍ０の中心位置と概ね等しい。一方、レイヤ１で反射された各サブビームによる２つの集光スポットｓ１は、レイヤ０で反射されたサブビームによる集光スポットｓ０に比較して、中心間距離が拡大された状態で形成される。

図２２は、対物レンズによって集光されたレーザ光が光ディスク１０７のレイヤ１に収束しているときの、反射光が光検出器１１０へ入射した位置を示す。受光素子１１０ａ、１１０ｂおよび１１０ｃの概ね中央部分には、それぞれ、レイヤ０から反射されたメインビームおよび２つのサブビームによる集光集光スポットｍ１とｓ１が形成される。このとき、同時にレイヤ０で反射されたレーザ光により、光強度の小さい別の大きな集光スポットｍ０とｓ０が形成される。なお、レイヤ０で反射されたメインビームによる集光スポットｍ０の中心位置は、レイヤ１で反射されたメインビームによる集光スポットｍ１の中心位置と概ね等しい。一方、レイヤ０で反射された各サブビームによる２つの集光スポットｓ０は、レイヤ１で反射されたサブビームによる集光スポットｓ１に比較して、中心間距離が縮小された状態で形成される。

ここで、層判別信号ＲＤは、
ＲＤ＝（受光素子１１０ｄから出力される光量信号）−（受光素子１１０ｅから出力される光量信号）
によって求められる。例えばＲＤ＞０のときは、レイヤ０において集光スポットが収束状態にあることが判別できる。また、ＲＤ＜０のときは、レイヤ１において集光スポットが収束状態にあると判別できる。
特開平９−２５９４５６号公報

しかしながら、上述した層判別方法は３ビーム方式によるサブビームの利用を前提としているため、サブビームを有さない１ビーム方式を採用する光学ヘッドまたはそのような光学ヘッドを有する光情報処理装置には適用できない。３ビーム方式は１ビーム方式よりも構成においておよび処理において複雑であるため、より簡易な構成の１ビーム方式に基づく判別処理が必要とされている。また３ビーム方式によれば、サブビームの光量は少ないため、検出しなければならない集光スポットの光強度は小さく、しかもその広がりも比較的大きい。よって十分なＳ／Ｎ比を得ることは困難である。

本発明の目的は、トラッキングエラー検出方法に依存せず、かつ、Ｓ／Ｎ比の大きい信号を利用して層判別処理を行うことができる光学ヘッドおよびそのような光学ヘッドを実装する光情報処理装置を提供することである。

本発明による光情報処理装置は、第１情報記録層および第２情報記録層 が積層された情報記録媒体に対して、前記第２情報記録層側から光を放射し、データの書き込みおよび／または読み出しを行う。光情報処理装置は、前記光を放射する光源と、前記光源からの光を集光して焦点を形成する集光光学系と、少なくとも１つの受光素子の受光量に応じて光量信号を生成する受光部と、前記第１情報記録層からの第１反射光および前記第２情報記録層からの第２反射光を前記受光部に導く検出光学系と、前記光量信号に基づいて層判別信号を生成し、前記層判別信号に基づいて、前記焦点が、装填された情報記録媒体の前記第１情報記録層および前記第２情報記録層のいずれの近傍に位置するかを判別する処理回路とを備えている。前記検出光学系は、前記第１反射光および前記第２反射光に対し、非点収差を与える光学素子を有する。前記受光部は、前記焦点が前記第１情報記録層の近傍に位置するときの前記第２反射光の入射領域、および、前記焦点が前記第２情報記録層の近傍に位置するときの前記第１反射光の入射領域に基づいて配置された判別用受光素子を、前記少なくとも１つの受光素子として含む。

前記判別用受光素子は、前記第１反射光および前記第２反射光が入射する前記受光部の領域のうち、前記第１反射光および前記第２反射光の一方が入射する領域に配置されてもよい。

前記非点収差により、前記第１反射光および前記第２反射光は、それぞれ、光軸に垂直でかつ直交する第１軸および第２軸を有し、前記第２反射光は、前記焦点が前記第１情報記録層の近傍に位置するときに前記第１軸に関して前記受光部に入射する前に収束し、前記判別用受光素子は、前記第１軸に対応する前記受光部上の軸に沿って配置されていてもよい。

前記判別用受光素子は、前記光軸の中心に関し実質的に対称な位置に複数配置されていてもよい。

前記受光部は、前記焦点が前記第１情報記録層の近傍に位置するときの第１反射光および前記焦点が前記第２情報記録層の近傍に位置するときの第２反射光を受光する処理用受光素子をさらに有し、前記処理回路は、前記処理用受光素子の受光量に応じた光量信号に基づいてフォーカスエラー信号を生成し、さらに前記フォーカスエラー信号に基づいて前記焦点の位置を判別してもよい。

前記受光部は、前記第２軸に対応する前記受光部上の軸に沿って配置された補助受光素子を少なくとも１つ有しており、前記第２軸に関して、前記第２反射光は、前記焦点が前記第１情報記録層の近傍に位置するときに前記受光部よりも奥側で収束し、前記処理回路は、さらに、前記補助受光素子の受光量に基づいて前記層判別信号を生成してもよい。

前記判別用受光素子は、前記光軸の中心に関し実質的に対称な位置に複数配置されており、前記補助受光素子は、前記光軸の中心に関し実質的に対称な位置に複数配置されていてもよい。

前記処理回路は、前記判別用受光素子からの光量信号と前記補助受光素子からの光量信号との差を、前記判別用受光素子からの光量信号と前記補助受光素子からの光量信号との和で除算して前記層判別信号を生成してもよい。

前記検出光学系は、前記焦点が前記第２情報記録層の近傍に位置するとき、前記第１反射光を前記光学素子近傍で収束させ、前記第２反射光を前記受光部上で収束させてもよい。

前記検出光学系は、前記焦点が前記第２情報記録層の近傍に位置するとき、前記第１反射光を前記光学素子に入射する前に収束させ、前記第２反射光を前記受光部上で収束させてもよい。

前記検出光学系は、光の一部を遮る遮光部を備え、前記焦点が前記第２情報記録層の近傍に位置するとき、前記第１反射光を前記遮光部の近傍で収束させて前記受光部への入射を遮るとともに、前記第２反射光を前記受光部上で収束させてもよい。

前記検出光学系は、光の周縁部を遮る開口を有する遮光部を備え、前記焦点が前記第１情報記録層の近傍に位置するとき、前記第２反射光の周縁部を前記遮光部によって遮り、前記受光部に入射する前記第２反射光の光束の断面積をより小さくしてもよい。

前記第１情報記録層および前記第２情報記録層には、各情報記録層固有の情報が記録されており、前記処理回路は前記固有の情報を取得し、前記固有の情報に基づいて前記焦点が位置する情報記録層を特定し、前記判別の結果と比較して前記判別の結果が正確か否かを検証してもよい。

前記第１情報記録層および前記第２情報記録層の各々は、前記データが書き込まれる複数の情報トラックを有し、前記複数の情報トラックの各々は前記情報記録媒体上のデータ位置を特定するための一意のアドレスが付されており、前記処理回路は、前記固有の情報として前記アドレスの情報を取得してもよい。

検証の結果、前記焦点が前記所定の情報記録層と異なる情報記録層の近傍に位置していると判断したときは、前記処理回路は、前記層判別信号に基づいて他の情報記録層の近傍に前記焦点の位置を変化させてもよい。

前記情報記録媒体は、（Ｎ＋１）（Ｎ：自然数）層の情報記録層を有しており、前記光を放射する側からみて、前記第２情報記録層はＮ層目までの任意の１層であり、前記第１情報記録層は前記第１情報記録層よりも深い位置に存在する情報記録層であってもよい。

本発明による光情報処理装置は、複数種類の情報記録媒体を装填することが可能であり、装填された情報記録媒体に対して光を放射し、データの書き込みおよび／または読み出しを行う。前記情報記録媒体の種類は、情報記録媒体が単一の情報記録層を有するか、積層された複数の情報記録層を有するかに応じて異なる。前記光情報処理装置は、前記光を放射する光源と、前記光源からの光を集光して焦点を形成する集光光学系と、少なくとも１つの受光素子の受光量に応じて光量信号を生成する受光部と、前記情報記録層からの反射光を前記受光部に導く検出光学系と、前記光量信号に基づいて層判別信号を生成し、前記層判別信号に基づいて装填された情報記録媒体の種類を判別する処理回路とを備えている。前記検出光学系は、前記反射光に対して非点収差を与える光学素子を有し、前記受光部は、前記情報記録媒体が第１情報記録層および第２情報記録層を有するときにおいて、前記焦点が前記第１情報記録層の近傍に位置するときの前記第２反射光の入射領域、および、前記焦点が前記第２情報記録層の近傍に位置するときの前記第１反射光の入射領域に基づいて配置された判別用受光素子を、前記少なくとも１つの受光素子として含んでいる。

前記処理回路は、装填された情報記録媒体の情報記録層の近傍に前記焦点が存在するときの前記層判別信号のレベルに基づいて、前記情報記録層の数を判別してもよい。

本発明による光学ヘッドは、第１情報記録層および第２情報記録層が積層された情報記録媒体に対して、前記第２情報記録層側から光を放射し、データの書き込みおよび／または読み出しを行う。光学ヘッドは、前記光を放射する光源と、前記光源からの光を集光して焦点を形成する集光光学系と、少なくとも１つの受光素子の受光量に応じて光量信号を生成する受光部と、前記第１情報記録層からの第１反射光および前記第２情報記録層からの第２反射光を前記受光部に導く検出光学系と、前記光量信号に基づいて層判別信号を生成し、前記層判別信号に基づいて、前記焦点が、装填された情報記録媒体の前記第１情報記録層および前記第２情報記録層のいずれの近傍に位置するかを判別する処理回路とを備えている。前記検出光学系は、前記第１反射光および前記第２反射光に対し、非点収差を与える光学素子を有し、前記受光部は、前記焦点が前記第１情報記録層の近傍に位置するときの前記第２反射光の入射領域、および、前記焦点が前記第２情報記録層の近傍に位置するときの前記第１反射光の入射領域に基づいて配置された判別用受光素子を、前記少なくとも１つの受光素子として含む。

本発明による処理回路は、第１情報記録層および第２情報記録層が積層された情報記録媒体に対して、前記第２情報記録層側から光を放射し、データの書き込みおよび／または読み出しを行う装置に実装される。前記装置は、前記光を放射する光源と、前記光源からの光を集光して焦点を形成する集光光学系と、少なくとも１つの受光素子の受光量に応じて光量信号を生成する受光部であって、前記焦点が前記第１情報記録層の近傍に位置するときの前記第２反射光の入射領域、および、前記焦点が前記第２情報記録層の近傍に位置するときの前記第１反射光の入射領域に基づいて配置された判別用受光素子を、前記少なくとも１つの受光素子として含む受光部と、前記第１情報記録層からの第１反射光および前記第２情報記録層からの第２反射光に対して非点収差を与える光学素子を有し、前記第１反射光および前記第２反射光を前記受光部に導く検出光学系とを備えている。前記処理回路は、前記光量信号に基づいて層判別信号を生成し、前記層判別信号に基づいて、前記焦点が、装填された情報記録媒体の前記第１情報記録層および前記第２情報記録層のいずれの近傍に位置するかを判別する。

本発明によれば、対物レンズによって焦点が形成される光情報記録媒体の情報記録層（レイヤ）と異なるレイヤからの反射光を利用して層判別信号を生成する。その反射光は焦点の位置に応じて光検出器に入射する形状が異なるため、層判別信号に基づいて、さらにはフォーカスエラー信号を考慮することにより、焦点が形成されているレイヤを確実に判別することができる。レイヤからの反射光は、検出するのには十分な強度を有しているため、高いＳ／Ｎ比で層判別信号を生成できる。この処理は、従来の３ビーム方式におけるサブビームを用いる必要はない。よって本発明の層判別処理によれば、１ビーム方式の光学ヘッドを用いて実現することができる。

以下、添付の図面を参照しながら本発明を説明する。図面では、同じ参照符号が付された構成要素は、同様の機能および構成を有し、同様の動作を行うとする。本発明の種々の実施形態を説明するに先立って、まず本発明による光情報処理装置が情報を記録し、記録された情報を再生する対象である光学式情報記録媒体を説明する。本明細書では光学式情報記録媒体の例として光ディスクを挙げて説明するが、他には、例えば光学的にデータを読み取り可能なカードにも適用できる。

図１（ａ）は、光ディスク１の外観を示す。光ディスク１は、例えばＣＤ、ＤＶＤ、ブルーレイ・ディスク（Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ；ＢＤ）等の円盤状の記録媒体である。光ディスク装置は、光ディスク１の一方の側にレーザ等の光を照射して情報を記録し、または記録された情報を読み出す。データは、相変化材料等により形成された情報記録層（以下「レイヤ」と称する）に書き込まれる。より詳しく説明すると、レイヤは、例えばスパイラル状に形成された複数の情報トラック（図示せず）を有する。各情報トラックは、情報面の溝部または谷部の素子として規定され、別個のアドレスが付与されている。データは各情報トラックに書き込まれる。

本発明では、レイヤは１層のみに限られず、２層以上積層されている。図１（ｂ）は、２層のレイヤを有する光ディスク１の断面図である。この図には、参考のためレイヤ１側から放射された光も示している。この光はレイヤ０上で焦点を結んでいる。光ディスク１のレイヤの深さは光ディスク１の種類に応じて異なっている。例えばＢＤでは、光が放射される側の面からみて深さ１００μｍの深さにレイヤ０が設けられ、２５μｍ浅い位置にレイヤ１が設けられる。各レイヤは所定の反射率を有し、それぞれ受けた光を反射する。なお、光が入射する側の光ディスク１表面からレイヤ１までは保護層として機能する基板が存在する。次に、図１（ｃ）は、（Ｎ＋１）層のレイヤを有する光ディスク１の断面図である（Ｎ：自然数）。例えば、各レイヤは２５μｍ間隔で設けられている。他の構成は２層レイヤの光ディスクと同様である。

次に、図１（ｄ）はレイヤ０に設けられたＴＯＣエリア１５０を示す。図１（ｄ）に示すＴＯＣエリア１５０は、レイヤ０の最内周に設けられている。ＴＯＣエリア１５０には、光ディスク１のどの位置にどのような情報が記録されているかを示すＴＯＣ（Table Of Contents）が示されている。ＴＯＣはいわゆる「目次」であり、光ディスク装置は光ディスク１にアクセスする際に、まずＴＯＣエリア１５０に記録されたＴＯＣを読み出す必要がある。そこで、レイヤ０を特定するために、本発明によるレイヤの判別処理が重要になる。

以下、本発明による光ディスク装置の実施形態を説明する。なお、本明細書では、光ディスク１は２層のレイヤ（レイヤ０およびレイヤ１）を有するとして説明する。

（実施形態１）
図２は、本実施形態による光ディスク装置５１の構成を示す。光ディスク装置５１は、光ディスク１に対してレイヤ１側から光を放射し、レイヤ０および／またはレイヤ１にデータの書き込みおよび／または読み出しを行う。

光ディスク装置５１は、半導体レーザ光源２と、コリメートレンズ３と、ビームスプリッタ４と、１／４波長板５と、対物レンズ６と、検出レンズ８と、アナモフィックレンズ９と、光検出器１０と、信号処理回路２０と、サーボ制御回路２１と、アクチュエータコイル２２とを有する。光ディスク１は一般には着脱可能であり光ディスク装置５１の構成要素ではないが、図２には説明のためにあわせて記載している。なお、光ディスク装置５１には、光ディスク１を回転させるスピンドルモータや、データの書き込みおよび／または読み出しを行うための変調／復調回路、エラー訂正回路等種々のハードウェア要素が含まれ得るが、図２には本発明に関連する主要な構成要素のみを記載している。

半導体レーザ光源２（以下、単に「光源２」と記述する）は、例えば波長４０５ｎｍ青紫色のレーザ光を放射する。コリメートレンズ３は、入射した光を略平行な光に変換して出力する。ビームスプリッタ４は、コリメートレンズ３側から入射したレーザ光の偏光成分を概ね反射し、１／４波長板５側から入射したレーザ光の偏光成分を概ね透過する。１／４波長板５は、入射した光を円偏向から直線偏向に、または、直線偏向から円偏向に変換する。対物レンズ６は、入射した光を集光して焦点を形成する。

検出レンズ８はアナモフィックレンズ９へ入射する光の光学特性を調整するために設けられている。アナモフィックレンズ９は、周知の非点収差法によるフォーカス制御を行うため、直交する２つの軸に対して各々異なる焦点距離を与えて非点収差が発生するように設計されている。光検出器１０は少なくとも１つの受光素子を備えており、受光素子はその受光量に応じて光量信号を生成する。図３は、本実施形態による光検出器１０の受光素子の配置を示す。光検出器１０は、複数の受光素子１０ａ〜１０ｈを有する。受光素子１０ａ〜１０ｄは、フォーカスエラー信号を生成するための光を受光する。参考のため、図３には受光素子１０ａ〜１０ｄに入射する光束３０を示している。受光素子１０ａ〜１０ｄは４分割受光素子とも呼ばれる。受光素子１０ｅ〜１０ｈは、受光素子１０ａ〜１０ｄの周辺４隅に配置されており、層判別信号を生成するための光を受光する。層判別信号は、焦点がどの情報記録層の上または近傍（以下、双方を含めて「近傍」とのみ記述する）に存在するかを判別するために用いられる。

なお、後述のＦＥ信号が検出されている間は、焦点はそのＦＥ信号に対応するレイヤの「近傍」に位置しているとすることができる。または、焦点が、ＦＥ信号に基づくその層へフォーカス制御が可能である範囲Ｌ内に位置するとき、層の「近傍」に位置すると判断してもよい。例えば２層ＢＤでは、上述の「範囲Ｌ」はフォーカスエラー信号の極小値に対応する位置と極大値に対応する位置とで規定される区間に相当し、その幅はおよそ１〜５μｍである。さらには、焦点が上述の範囲Ｌよりも広い範囲Ｌ＊に入っている場合も層の「近傍」に位置すると判断してもよい。２層ＢＤの場合には、上述の範囲Ｌ＊は、範囲Ｌを含む±５μｍの範囲、すなわち幅１０μｍの範囲である。なお、２層ＢＤではレイヤ０とレイヤ１との間の間隔（フォーカスエラー信号のゼロクロス点に対応する位置の間隔）は１４〜１６μｍである。

再び図２を参照する。信号処理回路２０および／またはサーボ制御回路２１は、本明細書において説明する制御を行うように予めプログラムされた半導体集積回路である。信号処理回路２０は、光検出器１０から出力される光量信号に応じてフォーカスエラー信号を生成し、また、光検出器１０から出力される光量信号に応じて層判別信号を生成する。そして、層判別信号に基づいて、または層判別信号およびフォーカスエラー信号に基づいて、焦点が光ディスク１のレイヤ０およびレイヤ１のいずれの近傍に位置するかを判別する。また判別処理の際には、対物レンズ６の位置を変化させるための制御信号を生成して出力する。焦点の位置を特定した後は、信号処理回路２０は、通常のデータの読み出しまたは書き込み動作を行うために引き続きフォーカスエラー信号を生成し、さらにトラッキングエラー信号も生成して出力する。サーボ制御回路２１は、それらの信号に基づいて焦点が所望のレイヤ上から外れないように駆動信号を生成し、駆動信号をアクチュエータコイル２２に印加する。アクチュエータコイル２２は、駆動信号のレベルに応じて光ディスク１に垂直な方向または光ディスク１に平行な方向に対物レンズ６の位置を変化させる。

光ディスク装置５１においては、コリメートレンズ３、対物レンズ６によって光源２からの光を集光して焦点を形成する集光光学系が構成される。また、対物レンズ６、検出レンズ８、アナモフィックレンズ９によって、光ディスク１からの反射光を受光部１０に導くための検出光学系が構成される。なお、ビームスプリッタ４および１／４波長板５は、集光光学系として捉えることもできるし、検出光学系として捉えることもできる。光源２、集光光学系、検出光学系および光検出器１０により、光学ヘッドが構成される。光学ヘッド内に信号処理回路２０およびサーボ制御回路２１が設けられると、それらは光学ヘッドの構成要素となるが、光学ヘッドとは別体の光ディスクコントローラとして実現されてもよい。このときは、光学ヘッドが光学的な検出処理等を行って検出信号（光量信号）を出力し、光ディスクコントローラが光学ヘッドから出力された光量信号を処理するように構成される。

次に、光ディスク装置５１の動作を説明する。まず光源２から出射された直線偏光のレーザ光は、コリメートレンズ３で略平行光に変換される。その後、レーザ光は、ビームスプリッタ４で反射され、１／４波長板５で円偏光に変換され、対物レンズ６により光ディスク１の基板（保護層）越しに記録再生の対象となるレイヤ０またはレイヤ１に集光される。

集光されたレーザ光は、レイヤ０およびレイヤ１において反射される。より詳しく説明すると、レーザ光がレイヤ１に対して集光されたとき、そのレーザ光はレイヤ１において反射されるとともに、その一部はレイヤ０にまで透過し、レイヤ０において反射される。レーザ光の一部がレイヤ０にまで透過する理由は、レイヤ０に対するデータの読み出しおよび書き込みを実現するために、レイヤ１は光が透過するように構成されているからである。一方、レーザ光がレイヤ０に対して集光されたとき、レーザ光はレイヤ０において反射されるとともに、その一部がレイヤ１において反射される。各レイヤにおいて反射されたレーザ光は、再び光ディスク１の基板、対物レンズ６を透過し、１／４波長板５で往路とは異なる直線偏光に変換された後、ビームスプリッタ４を透過する。

ビームスプリッタ４を透過した復路のレーザ光は、検出レンズ８を経て、アナモフィックレンズ９に入射する。アナモフィックレンズ９は、入射光の第１軸における横倍率に対して、第２軸における横倍率を相違させることによって、入射光に非点収差を与えている。ここで、「第１軸」および「第２軸」とは、レーザ光の光軸に垂直でかつ直交する２つの軸として規定される。これにより、レーザ光は第１軸および第２軸に関して焦点位置が異なる。アナモフィックレンズ９を出たレーザ光は、光検出器１０に入射する。非点収差が与えられたレーザ光は、光検出器１０に入射する手前側（対物レンズ６側）および奥側（光検出器１０に関してアナモフィックレンズ９と反対側）でそれぞれ焦点を結ぶ。以下では、光検出器１０の手前側、光検出器１０に入射する前に焦点位置があるレーザ光の軸方向を第１軸方向、光検出器１０の奥側に焦点位置があるレーザ光の軸方向を第２軸方向とする。アナモフィックレンズ９によって非点収差が与えられたレーザ光のうち、焦点が位置するレイヤから反射した光は、図３に示す受光素子１０ａ〜１０ｄ上に略円形の集光スポットとなるように調整されている。一方、上述の第１軸方向は図３の受光素子１０ｇと１０ｈを結ぶ方向に対応し、第２軸方向は受光素子１０ｅと１０ｆを結ぶ方向に対応する。

光検出器１０は、各受光素子においてレーザ光を検出し、光量に応じた光量信号を生成する。信号処理回路２０はそれらの光量信号のレベルに基づいて演算を行って層判別信号を生成し、またフォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号等のエラー信号とデータを表す情報信号とを生成する。信号処理回路２０は、少なくとも層判別信号に基づいて、レーザ光の焦点が、装填された光ディスク１のレイヤ０およびレイヤ１のいずれの近傍に位置するかを判別する。サーボ制御回路２１は、エラー信号に応じてアクチュエータコイルに電流を流し、対物レンズ６をフォーカス方向とトラッキング方向に駆動する。これにより、対物レンズ６によって光ディスク１のレイヤに形成される焦点ががレイヤ上に形成された情報トラックに追従させることができる。

ここで、非点収差法によるフォーカスエラー信号ＦＥは、
ＦＥ＝（受光素子１０ａから出力される光量信号）＋（受光素子１０ｃから出力される光量信号）
−（受光素子１０ｂから出力される光量信号）−（受光素子１０ｄから出力される光量信号）
によって得られる。

また、例えばプッシュプル法によるトラッキングエラー信号ＴＥは、
ＴＥ＝（受光素子１０ａから出力される光量信号）＋（受光素子１０ｄから出力される光量信号）
−（受光素子１０ｂから出力される光量信号）−（受光素子１０ｃから出力される光量信号）
によって得られる。

次に、本実施形態による層判別処理を説明する。本実施形態による層判別処理は、レイヤ０を判別することを目的としている。その理由は、光ディスク１が光ディスク装置５１に装填されたとき、光ディスク１のＴＯＣエリア１５０（図１（ｄ））のデータを読み出すためにレイヤ０を特定しなければならないからである。ただし、以下に説明する層判別処理によれば、レイヤ０のみならず、レイヤ１であっても判別することができる。

図４は、焦点がレイヤ０の近傍に位置するときの、レイヤ０からの反射光（破線）およびレイヤ１からの反射光（実線）の経路を示す。記載を簡潔にするために、光源１、コリメートレンズ３および光ディスク１への入射光の経路は省略して記載している。記録再生の対象となる情報記録層はレイヤ０である。

対物レンズ６によって形成される焦点が光ディスク１のレイヤ０近傍にある場合、レイヤ０からの反射光は、破線で示す光路を通り、アナモフィックレンズ９によって非点収差が与えられ、光検出器１０に入射する。このとき、この反射光は光検出器１０上で焦点を結ぶ。なお、レイヤ０からの反射光にはアナモフィックレンズ９によって非点収差が与えられるため、第１軸方向および第２軸方向に関して異なる焦点位置を有する。よって反射光の焦点位置は厳密には１つではない。しかし、４分割受光素子１０ａ〜１０ｄ上にその反射光全体が入射しており、各焦点位置までの距離が４分割受光素子から実質的に等しい場合には、本明細書では「焦点を結ぶ」または「収束する」として説明する。

一方、レイヤ１からの反射光（迷光）は、実線で示す光路を通り、アナモフィックレンズ９によって非点収差が与えられ、光検出器１０に入射する。この反射光は、レイヤ０からの反射光よりも広い範囲の広がりを有する状態で光検出器１０に入射する。

図５は、レーザ光の焦点が光ディスク１のレイヤ０近傍にあるときの、光検出器１０に入射した各反射光の形状を示す。光検出器１０上の受光素子１０ａ〜１０ｄには、レイヤ０からの反射光により、集光スポットａ０が形成される。同時に、レイヤ１からの反射光（迷光）により、光強度の小さい別の大きな集光スポットａ１が形成される。留意すべきは、楕円形状の集光スポットａ１は、第２軸方向に沿って配列された受光素子１０ｅ、１０ｆにおいてほぼ均等に受光されるが、第１の軸方向に沿って配列された受光素子１０ｇおよび受光素子１０ｈにはほとんどレーザ光は入射しないことである。換言すれば、受光素子１０ｇおよび受光素子１０ｈは、第１軸方向に沿って、焦点が光ディスク１のレイヤ０近傍にある場合にレイヤ１からの反射光が入射しない領域に配置されている。

図６は、焦点がレイヤ１の近傍に位置するときの、レイヤ０からの反射光（実線）およびレイヤ１からの反射光（破線）の経路を示す。

対物レンズ６によって形成される焦点が光ディスク１のレイヤ１近傍にある場合、レイヤ１で反射されたレーザ光は、破線で示す光路を通り、アナモフィックレンズ９によって非点収差が与えられ、光検出器１０に入射する。レイヤ１からの反射光（破線）は光検出器１０上で焦点を結んでいる。

一方、レイヤ０で反射されたレーザ光（迷光）は、実線で示す光路を通り、アナモフィックレンズ９近傍で収束して、その後光検出器１０に入射する。レイヤ０からの反射光（実線）は、レイヤ１からの反射光よりも広い範囲の広がりを有する状態で光検出器１０に入射する。

図７は、レーザ光の焦点が光ディスク１のレイヤ１近傍にあるときの、光検出器１０に入射した各反射光の形状を示す。光検出器１０上の受光素子１０ａ〜１０ｄには、レイヤ１から反射されたレーザ光による集光スポットｂ１が形成される。同時にレイヤ０で反射されたレーザ光（迷光）により、光強度の小さい別の大きな集光スポットｂ０が形成される。集光スポットｂ０は円形である。集光スポットｂ０の形状が集光スポットａ１（図５）のような楕円形状でない理由は、レイヤ０からの反射光は、アナモフィックレンズ９によって非点収差がほとんど与えられないからである。よって、光検出器１０上には略円形状の集光スポットｂ０が形成される。受光素子１０ｅ〜１０ｈにはほぼ均等に（またはほぼ同等な光量の）レーザ光が入射する。

ここで、図５および図７を比較すると、焦点がレイヤ０に存在するときは、レイヤ１からの反射光によって光検出器１０上に楕円形状の集光スポットａ１（図５）が形成される。このとき、受光素子１０ｇおよび１０ｈは集光スポットａ１の光を実質的には検出しない。一方、焦点がレイヤ１に存在するときは、レイヤ０からの反射光によって光検出器１０上に円形状の集光スポットｂ０（図７）が形成される。このとき、受光素子１０ｇおよび１０ｈは集光スポットｂ０の光を検出する。受光素子１０ｇおよび１０ｈの配置は、焦点が存在するレイヤとは異なるレイヤからの反射光の入射領域（または入射した際の反射光の形状）の相違に基づいて決定されているといえる。後述のように、層判別信号を生成するためには受光素子１０ｇおよび１０ｈからの光量信号が必要である。受光素子１０ｇおよび１０ｈは層判別のために利用されるため、本明細書では判別用受光素子と呼ぶこともある。

なお、受光素子１０ｇおよび１０ｈの配置は、例えば光ディスク装置５１の出荷前等に理想的な状態の下で設定することが可能である。その後、ユーザが光ディスク装置５１に新たな光ディスクを装填したときに、各光ディスクの固有の特性等に基づいて層判別処理を行うことができる。

上述のように配置された受光素子を用いて、信号処理回路２０は、以下のような演算により、層判別信号ＲＤを求める。すなわち、本実施形態による層判別信号ＲＤは、
ＲＤ＝（受光素子１０ｅから出力される光量信号）＋（受光素子１０ｆから出力される光量信号）
−（受光素子１０ｇから出力される光量信号）−（受光素子１０ｈから出力される光量信号）
として得ることができる。受光素子１０ｇおよび１０ｈから出力される光量信号のレベルは、図５に示す例では実質的に０であり、図７に示す例では０より大きい正の値をとる。この結果、受光素子１０ｅおよび受光素子１０ｆにおける受光量との関係を考慮すれば、層判別信号ＲＤのレベルは、図５に示す例では０より大きく、図７に示す例では実質的に０になる。

図８は対物レンズ６の変位量（横軸）に対して、フォーカスエラー信号ＦＥと層判別信号ＲＤ（縦軸）の変化を計算した結果を示す。

対物レンズ６を変位させると、フォーカスエラー信号ＦＥは、焦点が各レイヤに近づき、離れる際の、焦点の情報記録層上での収束状態に対応する形状、いわゆるＳ字形状が出現する。Ｓ字形状の範囲中、フォーカスエラー信号ＦＥのゼロクロス点が各レイヤへの収束位置に対応する。

光ディスク１から十分離れた位置から対物レンズ６が光ディスク１に近づくにつれて、フォーカスエラー信号ＦＥにはまずレイヤ１のＳ字形状が出現し、次にレイヤ０でのＳ字形状が出現する。ただし、これは理想的な条件の下での検出結果であり、光ディスク１が面ぶれのある状態で回転している時には、出現したＳ字形状がどちらのレイヤに起因して得られたかを判別できない。

そこで本実施形態では、上述の層判別信号ＲＤを利用する。層判別信号ＲＤのレベルは、焦点がレイヤ０の近傍に存在するとき（図４および図５）は正であり、焦点がレイヤ１の近傍に存在するとき（図６および図７）はほぼ０である。フォーカスエラー信号ＦＥのゼロクロス点付近では、焦点はレイヤ０またはレイヤ１の近傍に位置する。すると、信号処理回路２０は、フォーカスエラー信号ＦＥのゼロクロス点付近で、層判別信号ＲＤのレベルが正であれば焦点がレイヤ０の近傍に存在すると判別し、層判別信号ＲＤのレベルが実質的に０であれば焦点がレイヤ１の近傍に存在すると判別すればよい。信号処理回路２０がフォーカスエラー信号ＦＥと層判別信号ＲＤを比較することにより、フォーカスエラー信号ＦＥの波形中に出現したＳ字形状がいずれのレイヤに基づくかを容易に判別することができる。なお、層判別信号ＲＤを用いることにより、フォーカス制御を行う前の段階で、フォーカス制御を行うべきレイヤを判別できるので、ドライブ起動時のいわゆる待機状態から実際の記録再生を行うまでの時間を格段に短縮できる。

上述の層判別信号ＲＤを得るための計算方法は一例である。他の計算方法を説明すると、例えば、層判別信号ＲＤ＝Ｒａ／Ｒｂによって得られる正規化された層判別信号ＲＤによって層判別を行うことが好ましい。ここで、
Ｒａ＝（受光素子１０ｅから出力される光量信号）＋（受光素子１０ｆから出力される光量信号）−（受光素子１０ｇから出力される光量信号）−（受光素子１０ｈから出力される光量信号）、および、
Ｒｂ＝（受光素子１０ｅから出力される光量信号）＋（受光素子１０ｆから出力される光量信号）＋（受光素子１０ｇから出力される光量信号）＋（受光素子１０ｈから出力される光量信号）
である。各受光素子の受光量の和で正規化することにより、光ディスク１の反射率の変化等によるオフセットの影響を受けずに、安定した層判別信号ＲＤを得ることができる。

また、層判別信号ＲＤを、
ＲＤ＝（受光素子１０ｇから出力される光量信号）＋（受光素子１０ｈから出力される光量信号）
とすることもできる。図９は、受光素子１０ｇおよび１０ｈの受光量のみに基づく層判別信号ＲＤの波形を示す。図９でも同様に、焦点がレイヤ０の近傍に存在するとき（図４および図５）は正であり、焦点がレイヤ１の近傍に存在するとき（図６および図７）はほぼ０である。同様にフォーカスエラー信号ＦＥと層判別信号ＲＤとを併せて考慮すれば、フォーカスエラー信号ＦＥの波形中に出現したＳ字形状がいずれのレイヤに基づくかを容易に判別することが可能となる。

上述の処理によれば、対物レンズ６によって焦点が形成されるレイヤと異なるレイヤからの反射光を利用して層判別信号を生成する。その反射光は焦点の位置に応じて光検出器１０に入射する形状が異なるため、層判別信号に基づいて、さらにはフォーカスエラー信号を考慮することにより、対物レンズ６によって焦点が形成されているレイヤを確実に判別することができる。なお、レイヤからの反射光は、検出するのには十分な強度を有しているため、高いＳ／Ｎ比で層判別信号を生成できる。

上述の処理では従来の３ビーム方式におけるサブビームを用いる必要はない。よって本実施形態の層判別処理によれば、１ビーム方式の光学ヘッドに対しても適用することができる。もちろん、上述の処理は３ビーム方式であっても適用できる。

（実施形態２）
図１０は、本実施形態による光ディスク装置５２の構成を示す。光ディスク装置５２は本来的には図２に示す光ディスク装置５１と同等の構成要素を備えているが、図４と同様、一部の構成要素省略して記載している。光源、集光光学系、検出光学系および光検出器によって光学ヘッドが構成される点についても、実施形態１と同様である。

本実施形態による光ディスク装置５２が、実施形態１による光ディスク装置５１と相違する点は、本実施形態の光ディスク装置は、レーザ光の焦点がレイヤ１の近傍に存在するときに、レイヤ０からの反射光がアナモフィックレンズ９に入射する前に焦点を結ぶように構成されていることである。その目的は、焦点がレイヤ０に存在するときのレイヤ１からの反射光、および、焦点がレイヤ１に存在するときのレイヤ０からの反射光の非点収差の方向を互いに相違させて、それぞれ光検出器１０の異なる領域に入射させることにある。ただし、実施形態１と同様、入射する領域に差異が生ずればよいので、反射光の全体が全く異なる領域に入射する必要はない。

以下、光ディスク装置５２を説明する。なお、実施形態１の光ディスク装置５１と同一の機能および構成を有する構成要素の説明は省略する。

本実施形態における検出レンズ８は、実施形態１による検出レンズ８よりも焦点距離が大きい。その結果、レイヤ０からの反射光が収束する位置と、レイヤ１からの反射光が収束する位置との間隔はより大きくなる。レイヤ１に焦点が存在するときには、レイヤ１からの反射光は光検出器１０上に収束するように調整されるので、他方のレイヤ０からの反射光が焦点を結ぶ位置は、より検出レンズ８に近くなる。よって、検出レンズ８の焦点距離を調整し、および／またはアナモフィックレンズ９を光検出器１０により近くに配置して、アナモフィックレンズ９に入射するよりも前に、レイヤ０からの反射光が焦点を結ぶようにできる。他方、アナモフィックレンズ９にはより大きい屈折力を与え、実施形態１のアナモフィックレンズと同等の非点収差を入射光に与える必要がある。なお「屈折力」とは、焦点をよりレンズに近い位置に形成するための光学的な特性を意味する。屈折力は、レンズの屈折率を高くする、またはレンズの曲率半径を小さくすることによって大きくすることができる。

図１１は、光検出器１０に入射した各反射光の形状を示す。対物レンズ６によって形成された焦点がレイヤ１近傍にあるときのレイヤ０からの反射光により、集光スポットｃ０が形成される。一方、焦点がレイヤ０近傍にあるときのレイヤ１からの反射光により、集光スポットｃ１が形成される。集光スポットｃ０およびｃ１は、アナモフィックレンズ９によって与えられる非点収差に応じて、それぞれ長軸と短軸が直交する異なる楕円形状を有する。

このとき、層判別信号ＲＤは、
ＲＤ＝（受光素子１０ｅから出力される光量信号）＋（受光素子１０ｆから出力される光量信号）
−（受光素子１０ｇから出力される光量信号）−（受光素子１０ｈから出力される光量信号）
によって得られる。レイヤ１収束付近とレイヤ０収束付近では層判別信号ＲＤの符号が反転する。実施形態１と同様、フォーカスエラー信号ＦＥと層判別信号ＲＤを比較することにより、フォーカスエラー信号ＦＥの波形中に出現したＳ字形状がいずれのレイヤに基づくかを容易に判別できる。

上述の本実施形態によれば、レイヤ１近傍に焦点が存在するときに、レイヤ０からの反射光がアナモフィックレンズ９に至る前に検出レンズ８によって収束されるように構成したため、検出感度を高くすることができる。

ここで、そのような検出レンズ８を用いずに、レイヤ０からの反射光がアナモフィックレンズ９を透過した後の位置で収束する場合を考える。この構成によれば、アナモフィックレンズ９による非点収差によって、長軸と短軸の向きが同じ楕円形状の反射光が光検出器１０に入射するため、層判別のための受光素子１０ｇおよび１０ｈからの光量信号を用いて層判別を行うことができない。しかし、信号処理回路２０が以下の判別方法に基づいて判別をすれば、的確な層判別処理が可能である。

すなわち、このときに利用する層判別信号ＲＤは、正規化された層判別信号ＲＤ＝Ｒａ／Ｒｂによって得られる。ここで
Ｒａ＝（受光素子１０ｅから出力される光量信号）＋（受光素子１０ｆから出力される光量信号）−（受光素子１０ｇから出力される光量信号）−（受光素子１０ｈから出力される光量信号）、および、
Ｒｂ＝（受光素子１０ｅから出力される光量信号）＋（受光素子１０ｆから出力される光量信号）＋（受光素子１０ｇから出力される光量信号）＋（受光素子１０ｈから出力される光量信号）
である。正規化された層判別信号ＲＤを利用することにより、誤検出する可能性を低減できる。このとき、受光素子１０ｇおよび受光素子１０ｈに入射する光は、レイヤ０近傍に焦点が存在する場合と、レイヤ１近傍に焦点が存在する場合とでは異なっている。よって、それぞれの場合において層判別信号ＲＤのレベルも異なる。例えば、層判別信号ＲＤのレベルは、レイヤ１近傍に焦点が存在するときよりも、レイヤ０近傍に焦点が存在するときの方が大きい。そこで、レイヤ０近傍に焦点が存在する場合の層判別信号ＲＤのレベルと、レイヤ１近傍に焦点が存在する場合の層判別信号ＲＤのレベルとの間に、閾値を規定する。これにより、信号処理回路２０は、フォーカスエラー信号ＦＥのゼロクロス点付近において、層判別信号ＲＤのレベルが閾値以上であれば焦点がレイヤ０近傍に存在すると判別し、層判別信号ＲＤのレベルが閾値以下であれば焦点がレイヤ１近傍に存在すると判別すればよい。フォーカスエラー信号ＦＥと層判別信号ＲＤを比較することにより、フォーカスエラー信号ＦＥの波形中に出現したＳ字形状がいずれのレイヤに基づくかを容易に判別できる。

以上、本発明による実施形態１および２では、トラッキングエラー信号の検出方式がプッシュプル法を利用することを前提として説明した。しかし、本発明はプッシュプル法に限らず、フォーカスエラー信号の検出方式である非点収差法との組み合わせ可能ないかなるトラッキングエラー信号検出方式にも適応可能である。

また、図１（ｃ）に示すような３層以上のレイヤを有する光ディスクに対しても、アナモフィックレンズによる非点収差によって、それぞれの層で反射されたレーザ光による集光スポットの形状の違いを光量の差として検出することによって、対物レンズによる集光スポットがどの層で収束しているかを判別することが可能である。

（実施形態３）
図１２（ａ）は、本実施形態による光ディスク装置５３の構成を示す。また、図１２（ｂ）は、アナモフィックレンズ９の周辺部６０の拡大図である。光ディスク装置５３は本来的には図２に示す光ディスク装置５１と同等の構成要素を備えているが、図４と同様、一部の構成要素省略して記載している。光源、集光光学系、検出光学系および光検出器によって光学ヘッドが構成される点についても、実施形態１と同様である。

本実施形態による光ディスク装置５３は、図１２（ｂ）に示すように、アナモフィックレンズ９上に、アナモフィックレンズ９を透過する光の一部を遮る遮光領域１２を有している。そして、検出レンズ８およびアナモフィックレンズ９によって、焦点がレイヤ１の近傍に位置するとき、レイヤ０からの反射光をアナモフィックレンズ９上（遮光部の近傍）でほぼ収束するように収束させている。その目的は、レイヤ０からのその反射光を遮光部の近傍で収束させて、受光部に入射させないようにすることにある。なお、遮光領域１２は、焦点がレイヤ１の近傍に位置するときのレイヤ０からの反射光のみを遮光するのに必要最小限の大きさである。

以下、光ディスク装置５３を説明する。なお、実施形態１の光ディスク装置５１と同一の機能および構成を有する構成要素の説明は省略する。

図１３は、本実施形態による光検出器１０の受光素子１０ｅの配置を示す。光検出器１０は、４分割受光素子１０ａ〜１０ｄおよび４つの受光素子１０ｅを有する。受光素子１０ａ〜１０ｄは、フォーカスエラー信号を生成するための光を受光する。受光素子１０ｅは、受光素子１０ａ〜１０ｄの周辺４隅に配置されており、層判別信号を生成するための光を受光する。すなわち、受光素子１０ｅは判別用受光素子である。アナモフィックレンズ９によって非点収差が与えられたレーザ光は、受光素子１０ａ〜１０ｄ上において略円形となるように調整されている。参考のため、図３には受光素子１０ａ〜１０ｄに入射する光束４０を示している。

図１４は、レーザ光の焦点が光ディスク１のレイヤ０近傍にあるときの、光検出器１０に入射する各反射光の形状を示す。光検出器１０上の受光素子１０ａ〜１０ｄにはレイヤ０から反射されたレーザ光による集光スポットｄ０が形成される。同時にレイヤ１からの反射光により、光強度の小さい楕円形状のより大きな集光スポットｄ１が形成される。なお、レイヤ１で反射されたレーザ光は、概ね、図４に実線で示した光路を通り、アナモフィックレンズ９によって非点収差が与えられる。

一方、図１５は、レーザ光の焦点が光ディスク１のレイヤ１近傍に位置するときの光検出器１０に入射する各反射光の形状を示す。光検出器１０上の受光素子１０ａ〜１０ｄにはレイヤ１からの反射光による集光スポットｅ１が形成される。しかし、レイヤ０で反射されたレーザ光は光検出器１０には入射していない。その理由は、レイヤ０で反射されたレーザ光は遮光領域１２が構成されたアナモフィックレンズ９上でほぼ収束して、遮光領域１２によって遮光されるからである。よって、光検出器１０上にはレイヤ１からの反射光による集光スポットｅ１のみが形成される。なお、遮光領域１２を設けることにより、この集光スポットｅ１のみならず、レーザ光の焦点が光ディスク１のレイヤ１近傍に位置するときの集光スポットｄ０およびｄ１の一部も遮光されているといえる。しかし、光量を検出する観点からは有意な影響は与えない。

本実施形態による層判別信号ＲＤは、
ＲＤ＝（受光素子１０ｅから出力される光量信号）
として得られる。なお、ここでいう「光量信号」は、４つの受光素子１０ｅから出力された光量信号の和であってもよいし、１つの受光素子１０ｅから出力された光量信号であってもよい。

焦点がレイヤ０の近傍に位置するとき（図１４）には、レイヤ１からの反射光によって集光スポットｄ１が形成されて受光素子１０ｅ上に広がるため、層判別信号ＲＤは所定の値を示す。しかし、焦点がレイヤ１の近傍に位置するとき（図１５）には層判別信号ＲＤは略ゼロとなる。この結果、実施形態１と同様、信号処理回路２０は、フォーカスエラー信号ＦＥのゼロクロス点付近で、層判別信号ＲＤのレベルが正であれば焦点がレイヤ０の近傍に存在すると判別し、層判別信号ＲＤのレベルが実質的に０であれば焦点がレイヤ１の近傍に存在すると判別すればよい。

（実施形態４）
図１６（ａ）は、本実施形態による光ディスク装置５４の構成を示す。また、図１６（ｂ）は、アナモフィックレンズ９の周辺部７０の拡大図である。光ディスク装置５４は本来的には図２に示す光ディスク装置５１と同等の構成要素を備えているが、図４と同様、一部の構成要素省略して記載している。光源、集光光学系、検出光学系および光検出器によって光学ヘッドが構成される点についても、実施形態１と同様である。

本実施形態による光ディスク装置５３は、図１６（ｂ）に示すように、アナモフィックレンズ９上に、アナモフィックレンズ９を透過する光の一部を遮るリング状のアパーチャ１３を有している。そして、検出レンズ８およびアナモフィックレンズ９によって、焦点がレイヤ０の近傍に位置するとき、レイヤ１からの反射光の周縁部をアパーチャ１３によって遮るように構成されている。レイヤ１からの反射光の周縁部を遮る目的は、光検出器１０に入射するときの光束の断面積をより小さくすることにある。これにより、光検出器１０上では、焦点がレイヤ１の近傍に位置するときのレイヤ０からの反射光束の断面積と焦点がレイヤ０の近傍に位置するときのレイヤ１からの反射光束の断面積とを相違させることができるので、その相違を利用して実施形態１〜３までの処理と同様に層判別処理に利用することができる。

図１７は、レーザ光の焦点が光ディスク１のレイヤ１近傍にあるときの、光検出器１０に入射する各反射光の形状を示す。本実施形態においては、光検出器１０の各受光素子の配置は、実施形態３と同じである。光検出器１０上の受光素子１０ａ〜１０ｄには、レイヤ１からの反射光による集光スポットｆ１が形成される。同時にレイヤ０からの反射光により、光強度の小さい別の大きな集光スポットｆ０が形成される。集光スポットｆ０はほぼ円形である。集光スポットｆ０は、４つの受光素子１０ｅのいずれにも概ね均等に入射している。換言すれば、概ね集光スポットｆ０の範囲内に入るように配置されている。

なお、集光スポットｆ０が円形になる理由を説明すると、レイヤ０からの反射光は、アナモフィックレンズ９近傍で収束する。よって、レイヤ０からの反射光にはアナモフィックレンズ９によって非点収差が実質的には与えられない。よって、レイヤ０からの反射光が光検出器１０に入射すると、楕円形状ではなく、略円形状になる。

一方、図１８は、レーザ光の焦点が光ディスク１のレイヤ０近傍にあるときの、光検出器１０に入射する各反射光の形状を示す。光検出器１０上の受光素子１０ａ〜１０ｄには、レイヤ０からの反射光による集光スポットｇ０が形成される。同時にレイヤ１からの反射光により、集光スポットｇ１が形成される。

ここで、レイヤ１からの反射光は、図１６に実線で示した光路を通って、アナモフィックレンズ９に入射する。このとき、反射光の外周部分はアナモフィックレンズ９に設けられたリング状のアパーチャ１３によって遮光される。その結果、レイヤ１からの反射光が光検出器１０に形成する集光スポットｇ１の大きさは、アパーチャ１３を設けない場合の集光スポットよりも小さくなる。

ここで留意すべきは、受光素子１０ｅは、集光スポットｇ１の広がる範囲の外側に配置されていることである。よって受光素子１０ｅは集光スポットｇ１を受光しない。この結果、受光素子１０ｅは、レーザ光の焦点が光ディスク１のレイヤ１近傍にあるときのレイヤ０からの反射光は検出するが、レーザ光の焦点が光ディスク１のレイヤ０近傍にあるときのレイヤ１からの反射光は検出しないといえる。よって、受光素子１０ｅから出力される光量信号を用いて、層判別信号を生成することができる。すなわち、本実施形態においても、受光素子１０ｅが判別用受光素子として機能する。

受光素子１０ｅが設けられる位置は、アパーチャ１３によって遮光される反射光との関係で定められるため、アパーチャ１３の大きさとも関係がある。受光素子１０ｅとアパーチャ１３との関係で説明すると、アパーチャ１３はレイヤ１で反射された集光スポットｇ１の外周部のみ遮光し、他の集光スポットｆ０、ｆ１、ｇ０には影響を及ぼさない大きさが選択される。そして、受光素子１０ｅは集光スポットｆ０のみを検出し、集光スポットｇ１は検出しないように光検出器１０上に配置される。

本実施形態による層判別信号ＲＤは、
ＲＤ＝（受光素子１０ｅから出力される光量信号）
として得られる。なお、ここでいう「光量信号」は、４つの受光素子１０ｅから出力された光量信号の和であってもよいし、１つの受光素子１０ｅから出力された光量信号であってもよい。なお、集光スポットｇ１の位置がぶれた場合等にも対応するために、４つの受光素子１０ｅの各光量信号のレベルが１つでも所定値以下である場合には、光量信号がゼロであるとしてもよい。

層判別信号ＲＤのレベルは、上述の集光スポットｆ０（図１７）に対しては正の値をとり、集光スポットｇ１（図１８）に対しては実質的に０になる。その結果、信号処理回路２０は、フォーカスエラー信号ＦＥのゼロクロス点付近で、層判別信号ＲＤのレベルが正の場合には対物レンズ６によって形成される焦点はレイヤ１近傍に存在すると判別でき、層判別信号ＲＤのレベルが０の場合には対物レンズ６によって形成される焦点はレイヤ０近傍に存在すると判別できる。これは実施形態１と同様である。

上述の実施形態３および４では、フォーカスエラー信号を非点収差法によって検出するときの例を挙げて説明した。検出レンズ８と光検出器１０の途中に遮光領域を設けられる光学系であれば、どのようなフォーカスエラー信号の検出方式にも適応可能である。すなわち、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号等のサーボ信号検出系と、情報信号検出系がビームスプリッタ等により分岐している場合の、情報信号検出系の途中に遮光領域を設けることによって、サーボ信号検出方式に依存しない構成を容易に実現できる。

また、実施形態３および４では、フォーカス信号を検出する受光素子の周囲４隅に層判別信号を生成する受光素子を配置するとして説明したが、これは一例であり、収束する情報記録層に応じて層判別信号ＲＤが変化するような配置であれば、層判別信号を検出する受光素子を配置する位置、形状は任意であり、いずれの場合でも本発明を適用することができる。

なお各実施形態では、アナモフィックレンズ９によって非点収差を与えるとして説明したが、レンズ以外の光学素子、例えば回折格子や反射ミラーによっても非点収差を与えることができる。また、「光学素子」として液晶材料と光学素子（プリズム、レンズ等）とを組み合わせたいわゆる液晶レンズを用いることもできる。

各実施形態の層判別処理によって焦点が存在するレイヤを判別した後、判別の確実性を高めるための検証処理を行うこともできる。例えば、光ディスク１の各情報トラックには光ディスク上のデータ位置を特定するための一意のアドレスが付されているため、光ディスク装置はそのアドレスの値を、レイヤを特定するための固有の情報として利用できる。具体的には、光ディスク装置は任意の情報トラックにトラッキング制御を行い、その情報トラックの任意のアドレスを読み出す。そして、読み出したアドレスの値に基づいて、そのアドレスを有するレイヤを特定し、判別処理の結果特定されたレイヤと比較して一致するか否かを検証することができる。

また、焦点が存在するレイヤがレイヤ０であると判別した後に、図１（ｄ）に示すＴＯＣエリア１５０を読み出すためにそのレイヤの最内周部まで光学ヘッドをシークしたものの、ＴＯＣエリア１５０が存在しない場合には、焦点が存在するレイヤがレイヤ０ではなかったと判断できる。そのときは、他方のレイヤに焦点の位置を変化させる、いわゆる層間ジャンプを行えばよい。具体的には、信号処理回路２０はフォーカス制御信号に所定のパルスを送り、アクチュエータコイル２２を駆動させて対物レンズ６の位置を光ディスク１に垂直な方向に移動させればよい。このとき、層判別信号および／またはフォーカスエラー信号を利用して、他方のレイヤの位置を特定することができる。

なお、本明細書では光ディスク１は２つのレイヤを有する２層ディスクであるという前提で説明しているが、光ディスク装置に３以上のレイヤの光ディスクが装填可能な場合には、まずレイヤ数を特定した上で、そのレイヤ数を前提とした処理を行う必要がある。例えば光ディスクがディスクカートリッジ内に収められている場合において、そのディスクカートリッジにレイヤ数を特定する情報が記述されている場合がある。この場合には、光ディスク装置はその情報を読み出すことによってレイヤ数を特定することができる。

また、レイヤを１つしか持たない光ディスク（単層ディスク）が装填される場合もある。この場合には、光ディスク装置は、装填された光ディスクが２層ディスクであると仮定して焦点の位置を変化させ、本発明による層判別処理を行い、例えば正規化された層判別信号ＲＤ＝Ｒａ／Ｒｂを求める。このとき、判別用受光素子の配置は上述の各実施形態において説明したとおりである。層判別処理の結果、２層ディスクが装填されていても、単層ディスクが装填されていても、光ディスク装置は層判別信号ＲＤを得ることができる。

ただし、波形に関して、２層ディスクの層判別信号ＲＤと単層ディスクの層判別信号ＲＤとは大きく異なっている。具体的には、２層ディスク装填時の層判別信号のレベルは正および０に変化する（例えば、図８参照）。一方、単層ディスク装填時の層判別信号のレベルはフォーカスエラー信号のゼロクロス点において０にはならず、常に正（ハイレベル）である。常にハイレベルになる理由は、単層ディスクの表面で反射された光が判別用受光素子で検出されるからである。各判別用受光素子から出力される光量信号のレベルは小さいが、層判別信号の正規化処理を行うことによって、検出するのに十分な層判別信号ＲＤを得ることができる。なお、２層ディスクが装填された場合にも表面で反射された光が判別用受光素子で検出されているが、その影響は無視できる。各レイヤからの反射光の強度の方が十分大きいからである。

よって、信号処理回路２０は、焦点がフォーカスエラー信号のゼロクロス点の近傍において層判別信号のレベルがローレベルになることがあれば２層ディスクであると判断し、常にハイレベルであれば単層ディスクであると判断してもよい。これにより、信号処理回路２０は、装填された光ディスクに対して層判別処理を行ってレイヤの数を判断し、光ディスクの種類を特定できる。

本発明の光学ヘッドを組み込んだ光情報処理装置は、光の焦点がどの層の上またはその近傍に位置するかを非常に高速に特定することができる。これにより、例えば、起動からデータアクセス開始までの時間を短縮した光ディスク装置や、異なる層へのデータの書き込み動作および／または読み出し動作の際に動作の対象となる層を迅速かつ確実に切り替えることができる光ディスク装置等を得ることができる。

（ａ）は光ディスク１の外観を示す図であり、（ｂ）は２層のレイヤを有する光ディスク１の断面図であり、（ｃ）は（Ｎ＋１）層のレイヤを有する光ディスク１の断面図であり、（ｄ）はレイヤ０に設けられたＴＯＣエリア１５０を示す図である。 実施形態１による光ディスク装置５１の構成を示す図である。 実施形態１による光検出器１０の受光素子の配置を示す図である。 焦点がレイヤ０上またはその近傍に位置するときの、レイヤ０からの反射光（破線）およびレイヤ１からの反射光（実線）の経路を示す図である。 レーザ光の焦点が光ディスク１のレイヤ０近傍にあるときの、光検出器１０に入射した各反射光の形状を示す図である。 焦点がレイヤ１上またはその近傍に位置するときの、レイヤ０からの反射光（実線）およびレイヤ１からの反射光（破線）の経路を示す図である。 レーザ光の焦点が光ディスク１のレイヤ１近傍にあるときの、光検出器１０に入射した各反射光の形状を示す図である。 フォーカスエラー信号ＦＥと層判別信号ＲＤ（縦軸）を示すグラフである。 受光素子１０ｇおよび１０ｈの受光量のみに基づく層判別信号ＲＤの波形を示す図である。 実施形態２による光ディスク装置５２の構成を示す図である。 光検出器１０に入射した各反射光の形状を示す図である。 （ａ）は実施形態３による光ディスク装置５３の構成を示す図であり、（ｂ）はアナモフィックレンズ９の周辺部６０の拡大図である。 実施形態３による光検出器１０の受光素子１０ｅの配置を示す図である。 レーザ光の焦点が光ディスク１のレイヤ０近傍にあるときの、光検出器１０に入射する各反射光の形状を示す図である。 レーザ光の焦点が光ディスク１のレイヤ１近傍に位置するときの光検出器１０に入射する各反射光の形状を示す図である。 （ａ）は実施形態４による光ディスク装置５４の構成を示す図であり、（ｂ）はアナモフィックレンズ９の周辺部７０の拡大図である。 レーザ光の焦点が光ディスク１のレイヤ１近傍にあるときの、光検出器１０に入射する各反射光の形状を示す図である。 レーザ光の焦点が光ディスク１のレイヤ０近傍にあるときの、光検出器１０に入射する各反射光の形状を示す図である。 層判別処理を行うための光学ヘッド１００の概略的な構成を示す図である。 光検出器１１０に設けられた５つの受光素子１１０ａ〜１１０ｅの配置を示す図である。 対物レンズによって集光されたレーザ光が光ディスク１０７のレイヤ０に収束しているときの、反射光が光検出器１１０へ入射した位置を示す図である。 対物レンズによって集光されたレーザ光が光ディスク１０７のレイヤ１に収束しているときの、反射光が光検出器１１０へ入射した位置を示す図である。

符号の説明

１ 光ディスク
２ 半導体レーザ光源
３ コリメートレンズ
４ ビームスプリッタ
５ １／４波長板
６ 対物レンズ
７ 光ディスク
８ 検出レンズ
９ アナモフィックレンズ
１０ 光検出器
１２ 遮光領域
１３ アパーチャ
２０ 信号処理回路
２１ サーボ制御回路
２２ アクチュエータコイル
５１〜５４ 光ディスク装置

Claims (22)

1. 少なくとも第１情報記録層および第２情報記録層が積層された情報記録媒体に対して、データの書き込みおよび／または読み出しを行う光情報処理装置であって、
   光を放射する光源と、
   前記光源からの光を集光して焦点を形成する集光光学系と、
   少なくとも１つの受光素子の受光量に応じて光量信号を生成する受光部と、
   前記第１情報記録層からの第１反射光および前記第２情報記録層からの第２反射光を前記受光部に導く検出光学系と、
   前記光量信号に基づいて層判別信号を生成し、前記層判別信号に基づいて、前記焦点が、装填された情報記録媒体の前記第１情報記録層および前記第２情報記録層のうち、いずれの情報記録層の近傍に位置するかを判別する処理回路と
   を備え、
   前記受光部は、前記焦点が近傍に位置する情報記録層以外の情報記録層からの反射光の入射領域に基づいて配置された判別用受光素子を、前記少なくとも１つの受光素子として含み、
   前記受光部は、前記焦点が、前記第１情報記録層の近傍に位置するときの前記第２反射光の入射領域、および、前記焦点が前記第２情報記録層の近傍に位置するときの前記第１反射光の入射領域に基づいて配置された判別用受光素子を、前記少なくとも１つの受光素子として含み、
   前記検出光学系は、前記情報記録媒体からの反射光に対して非点収差を与える光学素子を有し、
   前記焦点が前記第２情報記録層の近傍に位置するとき、前記第１反射光を前記光学素子の近傍で収束させ、前記第２反射光を前記受光部上で収束させることにより、前記第１反射光が前記受光部上に略円形状のスポットを形成する、光情報処理装置。
2. 単一の情報記録層を備えた第１の情報記録媒体、または、少なくとも第１情報記録層および第２情報記録層が積層された第２の情報記録媒体に対して、データの書き込みおよび／または読み出しを行う光情報処理装置であって、
   光を放射する光源と、
   前記光源からの光を集光して焦点を形成する集光光学系と、
   少なくとも１つの受光素子の受光量に応じて光量信号を生成する受光部と、
   前記第２の情報記録媒体が装填されているときには前記第１情報記録層からの第１反射光および前記第２情報記録層からの第２反射光を前記受光部に導く検出光学系と、
   前記光量信号に基づいて記録媒体判別信号を生成し、前記記録媒体判別信号に基づいて装填された情報記録媒体の種類を判別する処理回路と
   を備え、
   前記受光部は、前記第２の情報記録媒体が装填された場合の、前記焦点が、前記第１情報記録層の近傍に位置するときの前記第２反射光の入射領域、および、前記焦点が前記第２情報記録層の近傍に位置するときの前記第１反射光の入射領域に基づいて配置された判別用受光素子を、前記少なくとも１つの受光素子として含み、
   前記検出光学系は、前記第１の情報記録媒体からの反射光および前記第２の情報記録媒体からの反射光に対して非点収差を与える光学素子を有し、
   前記焦点が前記第２情報記録層の近傍に位置するとき、前記第１反射光を前記光学素子の近傍で収束させ、前記第２反射光を前記受光部上で収束させることにより、前記第１反射光が前記受光部上に略円形状のスポットを形成する、光情報処理装置。
3. 前記判別用受光素子は、前記第１反射光および前記第２反射光が入射する前記受光部の領域のうち、前記第１反射光および前記第２反射光の一方が入射する領域に配置される、請求項１または２に記載の光情報処理装置。
4. 前記非点収差により、前記第１反射光および前記第２反射光は、それぞれ、光軸に垂直でかつ直交する第１軸および第２軸を有し、前記第２反射光は、前記焦点が前記第１情報記録層の近傍に位置するときに前記第１軸に関して前記受光部に入射する前に収束し、
   前記判別用受光素子は、前記第１軸に対応する前記受光部上の軸に沿って配置されている、請求項３に記載の光情報処理装置。
5. 前記判別用受光素子は、前記光軸の中心に関し実質的に対称な位置に複数配置されている、請求項４に記載の光情報処理装置。
6. 前記受光部は、前記焦点が前記第１情報記録層の近傍に位置するときの第１反射光および前記焦点が前記第２情報記録層の近傍に位置するときの第２反射光を受光する処理用受光素子をさらに有し、
   前記処理回路は、前記処理用受光素子の受光量に応じた光量信号に基づいてフォーカスエラー信号を生成し、さらに前記フォーカスエラー信号に基づいて前記焦点の位置を判別する、請求項３に記載の光情報処理装置。
7. 前記受光部は、前記第２軸に対応する前記受光部上の軸に沿って配置された補助受光素子を少なくとも１つ有しており、
   前記第２軸に関して、前記第２反射光は、前記焦点が前記第１情報記録層の近傍に位置するときに前記受光部よりも奥側で収束し、
   前記処理回路は、さらに、前記補助受光素子の受光量に基づいて前記層判別信号を生成する、請求項４に記載の光情報処理装置。
8. 前記判別用受光素子は、前記光軸の中心に関し実質的に対称な位置に複数配置されており、前記補助受光素子は、前記光軸の中心に関し実質的に対称な位置に複数配置されている、請求項７に記載の光情報処理装置。
9. 前記処理回路は、前記判別用受光素子からの光量信号と前記補助受光素子からの光量信号との差を、前記判別用受光素子からの光量信号と前記補助受光素子からの光量信号との和で除算して前記層判別信号を生成する、請求項７に記載の光情報処理装置。
10. 前記検出光学系は、光の一部を遮る遮光部を備え、
    前記焦点が前記第２情報記録層の近傍に位置するとき、前記第１反射光を前記遮光部の近傍で収束させて前記受光部への入射を遮るとともに、前記第２反射光を前記受光部上で収束させる、請求項１または２に記載の光情報処理装置。
11. 前記検出光学系は、光の周縁部を遮る開口を有する遮光部を備え、
    前記焦点が前記第１情報記録層の近傍に位置するとき、前記第２反射光の周縁部を前記遮光部によって遮り、前記受光部に入射する前記第２反射光の光束の断面積をより小さくする、請求項１または２に記載の光情報処理装置。
12. 前記第１情報記録層および前記第２情報記録層には、各情報記録層固有の情報が記録されており、
    前記処理回路は前記固有の情報を取得し、前記固有の情報に基づいて前記焦点が位置する情報記録層を特定し、前記判別の結果と比較して前記判別の結果が正確か否かを検証する、請求項１または２に記載の光情報処理装置。
13. 前記第１情報記録層および前記第２情報記録層の各々は、前記データが書き込まれる複数の情報トラックを有し、前記複数の情報トラックの各々は前記情報記録媒体上のデータ位置を特定するための一意のアドレスが付されており、
    前記処理回路は、前記固有の情報として前記アドレスの情報を取得する、請求項１２に記載の光情報処理装置。
14. 検証の結果、前記焦点が前記所定の情報記録層と異なる情報記録層の近傍に位置していると判断したときは、前記処理回路は、前記層判別信号に基づいて他の情報記録層の近傍に前記焦点の位置を変化させる、請求項１２に記載の光情報処理装置。
15. 前記情報記録媒体は、Ｎ＋１（Ｎ：自然数）層の情報記録層を有しており、前記光を放射する側からみて、前記第２情報記録層はＮ層目までの任意の１層であり、前記第１情報記録層は前記第２情報記録層よりも深い位置に存在する情報記録層である、請求項１または２に記載の光情報処理装置。
16. 前記第２の情報媒体とは異なる数の複数の情報記録層が積層された第３の情報媒体に対して、さらにデータの書き込みおよび／または読み出しを行う光情報処理装置であって、
    前記第３の情報記録媒体が装填された場合の、前記焦点が前記第３の情報媒体の複数の情報記録層のうちのいずれかの近傍に位置するときの前記焦点が近傍に位置する情報記録層以外の情報記録層からの反射光の入射領域に基づいて配置された判別用受光素子を、前記少なくとも１つの受光素子として含む、請求項２に記載の光情報処理装置。
17. 前記処理回路は、装填された情報記録媒体の情報記録層の近傍に前記焦点が存在するときの前記層判別信号のレベルに基づいて、前記情報記録層の数を判別する、請求項２に記載の光情報処理装置。
18. 前記受光部は、前記第１の情報記録媒体が装填された場合の、前記焦点が前記単一の情報記録層の近傍に位置するときの前記第１の情報記録媒体の表面からの反射光の入射領域に基づいて配置された判別用受光素子を、前記少なくとも１つの受光素子として含む、請求項２に記載の光情報処理装置。
19. 少なくとも第１情報記録層および第２情報記録層が積層された情報記録媒体に対して、データの書き込みおよび／または読み出しを行う光学ヘッドであって、
    光を放射する光源と、
    前記光源からの光を集光して焦点を形成する集光光学系と、
    少なくとも１つの受光素子の受光量に応じて光量信号を生成する受光部と、
    前記第１情報記録層からの第１反射光および前記第２情報記録層からの第２反射光を前記受光部に導く検出光学系と、
    前記光量信号に基づいて層判別信号を生成し、前記層判別信号に基づいて、前記焦点が、装填された情報記録媒体の前記第１情報記録層および前記第２情報記録層のうち、いずれの情報記録層の近傍に位置するかを判別する処理回路と
    を備え、
    前記受光部は、前記焦点が近傍に位置する情報記録層以外の情報記録層からの反射光の入射領域に基づいて配置された判別用受光素子を、前記少なくとも１つの受光素子として含み、
    前記受光部は、前記焦点が、前記第１情報記録層の近傍に位置するときの前記第２反射光の入射領域、および、前記焦点が前記第２情報記録層の近傍に位置するときの前記第１反射光の入射領域に基づいて配置された判別用受光素子を、前記少なくとも１つの受光素子として含み、
    前記検出光学系は、前記情報記録媒体からの反射光に対して非点収差を与える光学素子を有し、
    前記焦点が前記第２情報記録層の近傍に位置するとき、前記第１反射光を前記光学素子の近傍で収束させ、前記第２反射光を前記受光部上で収束させることにより、前記第１反射光が前記受光部上に略円形状のスポットを形成する、光学ヘッド。
20. 単一の情報記録層を備えた第１の情報記録媒体、または、少なくとも第１情報記録層および第２情報記録層が積層された第２の情報記録媒体に対して、データの書き込みおよび／または読み出しを行う光学ヘッドであって、
    光を放射する光源と、
    前記光源からの光を集光して焦点を形成する集光光学系と、
    少なくとも１つの受光素子の受光量に応じて光量信号を生成する受光部と、
    前記第２の情報記録媒体が装填されているときには前記第１情報記録層からの第１反射光および前記第２情報記録層からの第２反射光を前記受光部に導く検出光学系と、
    前記光量信号に基づいて記録媒体判別信号を生成し、前記記録媒体判別信号に基づいて装填された情報記録媒体の種類を判別する処理回路と
    を備え、
    前記受光部は、前記第１の情報記録媒体が装填された場合の、前記焦点が前記単一の情報記録層の近傍に位置するときの前記単一の情報記録層からの反射光の入射領域と、前記第２の情報記録媒体が装填された場合の、前記焦点が、前記第１情報記録層の近傍に位置するときの前記第２反射光の入射領域、および、前記焦点が前記第２情報記録層の近傍に位置するときの前記第１反射光の入射領域とに基づいて配置された判別用受光素子を、前記少なくとも１つの受光素子として含み、
    前記検出光学系は、前記第１の情報記録媒体からの反射光および前記第２の情報記録媒体からの反射光に対して非点収差を与える光学素子を有し、
    前記焦点が前記第２の前記第２情報記録層の近傍に位置するとき、前記第１反射光を前記光学素子の近傍で収束させ、前記第２反射光を前記受光部上で収束させることにより、前記第１反射光が前記受光部上に略円形状のスポットを形成する、光学ヘッド。
21. 少なくとも第１情報記録層および第２情報記録層が積層された情報記録媒体に対して、データの書き込みおよび／または読み出しを行う装置に実装される処理回路であって、
    前記装置は、
    光を放射する光源と、
    前記光源からの光を集光して焦点を形成する集光光学系と、
    少なくとも１つの受光素子の受光量に応じて光量信号を生成する受光部であって、前記焦点が近傍に位置する情報記録層以外の情報記録層からの反射光の入射領域に基づいて配置された判別用受光素子を、前記少なくとも１つの受光素子として含む受光部と、
    前記第１情報記録層からの第１反射光および前記第２情報記録層からの第２反射光を前記受光部に導く検出光学系と
    を備えており、
    前記受光部は、前記焦点が、前記第１情報記録層の近傍に位置するときの前記第２反射光の入射領域、および、前記焦点が前記第２情報記録層の近傍に位置するときの前記第１反射光の入射領域に基づいて配置された判別用受光素子を、前記少なくとも１つの受光素子として含み、
    前記検出光学系は、前記情報記録媒体からの反射光に対して非点収差を与える光学素子を有し、
    前記焦点が前記第２情報記録層の近傍に位置するとき、前記第１反射光を前記光学素子の近傍で収束させ、前記第２反射光を前記受光部上で収束させることにより、前記第１反射光が前記受光部上に略円形状のスポットを形成し、
    前記光量信号に基づいて層判別信号を生成し、前記層判別信号に基づいて、前記焦点が、装填された情報記録媒体の前記第１情報記録層および前記第２情報記録層のうち、いずれの情報記録層の近傍に位置するかを判別する処理回路。
22. 単一の情報記録層を備えた第１の情報記録媒体、または、少なくとも第１情報記録層および第２情報記録層が積層された第２の情報記録媒体に対して、データの書き込みおよび／または読み出しを行う装置に実装される処理回路であって、
    前記装置は、
    光を放射する光源と、
    前記光源からの光を集光して焦点を形成する集光光学系と、
    少なくとも１つの受光素子の受光量に応じて光量信号を生成する受光部であって、前記第１の情報記録媒体が装填された場合の、前記焦点が前記単一の情報記録層の近傍に位置するときの前記単一の情報記録層からの反射光の入射領域と、前記第２の情報記録媒体が装填された場合の、前記焦点が、前記第１情報記録層の近傍に位置するときの前記第２反射光の入射領域、および、前記焦点が前記第２情報記録層の近傍に位置するときの前記第１反射光の入射領域に基づいて配置された判別用受光素子を、前記少なくとも１つの受光素子として含む受光部と、
    前記第２の情報記録媒体が装填されているときには前記第１情報記録層からの第１反射光および前記第２情報記録層からの第２反射光を前記受光部に導く検出光学系と
    を備えており、
    前記検出光学系は、前記第１の情報記録媒体からの反射光および前記第２の情報記録媒体からの反射光に対して非点収差を与える光学素子を有し、
    前記焦点が前記第２情報記録層の近傍に位置するとき、前記第１反射光を前記光学素子の近傍で収束させ、前記第２反射光を前記受光部上で収束させることにより、前記第１反射光が前記受光部上に略円形状のスポットを形成し、
    前記光量信号に基づいて記録媒体判別信号を生成し、前記記録媒体判別信号に基づいて装填された情報記録媒体の種類を判別する、処理回路。