JP5115569B2 - 光学ドライブ装置 - Google Patents

Description

本発明は光学ドライブ装置に関し、特にプルイン信号を用いて多層化光ディスクの層認識を行う光学ドライブ装置に関する。

ＣＤ(Compact Disc)、ＤＶＤ、ＢＤ(Blu-ray Disc(登録商標))等の光ディスクの再生や記録を行うための光学ドライブ装置では、光ディスクの記録層に焦点を合わせるためのフォーカスサーボと、記録層に形成されたトラックの中心に焦点を合わせるためのトラッキングサーボとが行われる。

これらのサーボの具体的な実現方法は各種あるが、代表的な例では、フォーカスサーボに非点収差法が用いられ、トラッキングサーボに差動プッシュプル法が用いられる。この場合、光ビームの光学系には回折格子とシリンドリカルレンズが設けられる。また、光ディスクで反射した光ビームを受光するための光検出器には、それぞれ正方形の受光領域を有する３つの受光面が配置される。

図３９は、そのような３つの受光面（メインビーム受光面１０１及びサブビーム受光面１０２，１０３）を有する光検出器１００の平面図である。３つの受光面は回折格子から出力される３つの回折光（０次回折光及び±１次回折光）をそれぞれ受光可能に設けられるものであり、図３９の例では、メインビーム受光面１０１が０次回折光（以下、「メインビームＭＢ」という。）を受光可能な位置に配置され、サブビーム受光面１０２，１０３がそれぞれ、＋１次回折光（以下、「サブビームＳＢ１」という。）及び−１次回折光（以下、「サブビームＳＢ２」という。）を受光可能な位置に配置される。図３９には、これらの各光ビームが光検出器１００上に形成するスポットの形状も記載している。

各受光面の辺は、図３９に示したＸ方向及びＹ方向に平行となっている。Ｘ方向は、記録層に合焦している光ビーム（信号光）の焦点が光ディスク記録面上で光ディスクの接線方向に移動した場合の、光検出器１００上でのスポットの移動方向であり、以下では「信号光接線方向」と称する。また、Ｙ方向は、信号光の焦点が光ディスク記録面上で光ディスクの半径方向に移動した場合の、光検出器１００上でのスポットの移動方向であり、以下では「信号光半径方向」と称する。

メインビーム受光面１０１は、フォーカスサーボとトラッキングサーボの両方に用いられる。

まずフォーカスサーボに関して説明すると、シリンドリカルレンズを通過したメインビームＭＢには非点収差が与えられるため、メインビーム受光面１０１には、記録層での合焦の有無に応じて異なる形状のスポットが形成される。図３９に示したスポットＭＢ_０は記録面に焦点が合っている場合の例を示しており、同図に示すようにこの場合のスポットは円形となる。一方、図３９に示したスポットＭＢ_１，ＭＢ_２は記録面に焦点が合っていない場合の例を示しており、同図に示すようにこの場合のスポットはメインビーム受光面１０１の対角方向に細長い形状となる。非点収差法によるフォーカスサーボはこのようなスポット形状の違いを利用して行われ、そのためにメインビーム受光面１０１は、それぞれが正方形である４つの受光領域１０１Ａ〜１０１Ｄに分割される。受光領域１０１Ａと受光領域１０１Ｃの合計信号から受光領域１０１Ｂと受光領域１０１Ｄの合計信号を減算してなる信号（フォーカス誤差信号）を用いることで、スポット形状の違いを検出することが可能になる。

次に、トラッキングサーボに関して説明すると、光ディスクに照射された光ビームはトラックで回折されるため、光検出器１００上に形成されるスポットには、図３９に示すように、信号光半径方向の両端にプッシュプル領域と呼ばれる干渉領域Ｅ１，Ｅ２が現れる。プッシュプル領域Ｅ１とプッシュプル領域Ｅ２の光強度は、光ビームの焦点がトラック中心にある場合には差がないが、そうでない場合には差が生ずる。そのため、受光領域１０１Ａ，１０１Ｄの出力信号の合計と受光領域１０１Ｂ，１０１Ｃの出力信号の合計との差を算出することにより求められる信号（以下、「プッシュプル信号」という。）は、フォーカスサーボがかかっていることを前提とすると、光ビームの焦点がトラック中心にある場合に０となり、そうでない場合にのみ０でない値を取ることになる。トラッキングサーボは、このようなプッシュプル信号の性質を利用して行われる。

サブビーム受光面１０２，１０３は、差動プッシュプル法によるトラッキングサーボを行うために特に設けられる受光面である。光学ドライブ装置では、光ビームを光ディスクの記録面に集光させるために対物レンズが用いられる。トラッキングサーボは、この対物レンズを信号光半径方向に移動させることによって光ビームの焦点をトラック中心に合わせようとする技術であるが、対物レンズを移動させると、光検出器１００上に形成されるスポットも信号光半径方向に移動してしまう。これをレンズシフトと言い、トラッキングサーボは、プッシュプル信号を用いていることからレンズシフトの影響を大きく受ける。サブビーム受光面１０２，１０３は、このようなレンズシフトの影響を軽減するために用いられる。図３９に示すように、メインビームＭＢとサブビームＳＢ１及びサブビームＳＢ２とではプッシュプル領域Ｅ１，Ｅ２の関係が逆になっているため、サブビーム受光面１０２，１０３の出力信号を用いることで、レンズシフトによって上記プッシュプル信号に生ずるオフセットを打ち消すことが可能になる。

特許文献１，２には、サブビーム受光面１０２，１０３に相当する受光面を有する光学ドライブ装置の例が開示されている。

特開２００５−３４６８８２号公報（要約書） 特開２００７−２８７２３２号公報（要約書）

ところで、近年、複数の記録層を有する多層化光ディスクが注目されている。多層化光ディスクを再生・記録する場合、光学ドライブ装置では、記録層を自動認識するための層認識処理が行われる。層認識処理には、例えば、記録層の数を取得するための層数カウント処理と、フォーカスサーボの一環として行われる対物レンズ焦点距離の粗調整処理及び対物レンズの合焦点認識処理とが含まれる。

層認識処理では、メインビーム受光面１０１の全受光量を示すプルイン信号（受光領域１０１Ａ〜１０１Ｄの出力信号をすべて加算してなる全加算信号）が用いられる。ただし通常は、ＲＦ信号などを除去するため、ローパスフィルターが設けられている。メインビームＭＢが光検出器１００上に形成するスポットは、いずれかの記録層に焦点が合っているときにはメインビーム受光面１０１内に収まる大きさであるが、焦点がずれていくにしたがって徐々に大きくなり、メインビーム受光面１０１からはみ出すようになる。このため、焦点がずれていくのに伴い、プルイン信号は小さくなる。複数の記録層がある場合には、いずれの記録層に焦点が合っている場合にプルイン信号は極大となり、記録層の中間に焦点が合っているときにプルイン信号は極小となることになる。層認識処理は、このようなプルイン信号の性質を利用して行われる。

図４０（ａ）を参照しながら、層認識処理について具体的に説明する。図４０（ａ）には、層間距離が２０μｍである２つの記録層を有する多層化光ディスクを用いた場合のプルイン信号ＰＩＭとフォーカス誤差信号ＦＥとを示している。同図の横軸は対物レンズの焦点距離（μｍ）であり、縦軸は各信号の振幅である。同図では、復路光学倍率を１５倍、合焦時のスポットの直径を５０μｍ、メインビーム受光面１０１の信号光接線方向の幅を１００μｍとしている。同図凡例中に示したｗ１は図３９に示したｗ１である。すなわち、凡例の括弧内に示したｗ１の数値は、対応する信号等が、メインビーム受光面１０１のうち信号光接線方向の中央ｗ１μｍ分のみ（ｗ１＝１００の場合は受光面全体）を用いて生成したものであることを示している。通常は受光面全体を用いてプルイン信号ＰＩＭを生成するので、以下しばらくの間、ｗ１＝１００を前提として説明する。

層認識処理では、まず初めに極大値と極小値の中間程度の値を有するしきい値ＴＨＭが決められる。例えば、光学ドライブ装置は、対物レンズの焦点距離を最小値から最大値まで変化させながらプルイン信号ＰＩＭを生成することで、プルイン信号ＰＩＭの振幅の最大値を決定する。そして、決定した最大値の例えば７割の値をしきい値ＴＨＭとして記憶する。図４０（ａ）では、プルイン信号ＰＩＭの最大値の７割の値をしきい値ＴＨＭとしている。

次に、光学ドライブ装置は、プルイン信号ＰＩＭが上記しきい値ＴＨＭより大きくなるときにハイとなり、そうでないときにローとなる信号（スライス信号ＰＩＭＳＬ）を生成する。層数カウント処理は、スライス信号ＰＩＭＳＬのハイ区間の数をカウントすることにより行われる。図４０（ａ）の例では、ハイ区間が２つあるので、記録層の数として２が取得される。

一方、フォーカスサーボの一環として行われる対物レンズ焦点距離の粗調整処理は、スライス信号ＰＩＭＳＬのハイ区間の数や位置を認識することで、フォーカス制御が行えるように、光ビームの焦点をアクセス対象層付近に移動させる処理である。また、対物レンズの合焦点認識処理は、フォーカス誤差信号がゼロとなる位置が合焦点であるどうか認識する処理である。すなわち、フォーカス誤差信号がゼロとなる位置は合焦点以外にも存在するため、スライス信号ＰＩＭＳＬのハイ区間内にあることを条件として、フォーカス誤差信号がゼロもしくはゼロクロスする位置を合焦点と認識するようにしている。

なお、合焦点認識処理も行う場合は、プルイン信号生成の精度が重要となる。すなわち、スライス信号ＰＩＭＳＬのハイ区間内で、フォーカス誤差信号がゼロとなる位置が合焦点のみになるようなプルイン信号を生成する必要がある。

以上の処理を行うことで、対物レンズの焦点距離がアクセス対象の記録層から大幅に外れてしまうことや、焦点が他の記録層に合ってしまうことを防止できる。

しかしながら、近年、記録層の間の距離（層間距離）が非常に小さい光ディスクが登場しており、そのような光ディスクでは層認識処理の実行が困難になっている。

図４０（ｂ）は、層間距離が１０μｍである他は、図４０（ａ）と同じ条件で各信号を描画したものである。同図と図４０（ａ）を比較すると理解されるように、層間距離が小さいほどプルイン信号ＰＩＭの層間での落ち込みが小さくなる。その結果、図４０（ｂ）に示したプルイン信号ＰＩＭ（ｗ１＝１００）では、１層目のハイ区間と２層目のハイ区間とがつながってしまっている。こうなると、層認識処理は実行できなくなる。これは、層間距離が小さくなることにより、アクセス対象層以外からの反射光(迷光)の影響が大きくなるためである。

なお、層認識処理の実行可否は、ＰＩ層間分離指標を用いて評価することができる。ＰＩ層間分離指標は隣り合う２つの記録層ごとに定義されるもので、図４０（ｂ）に示したΔ１（隣り合う２つの記録層それぞれの極大値のうち小さい方の値）及びΔ２（隣り合う２つの記録層それぞれの極大値のうち小さい方の値と層間の極小値との差）を用いてΔ２／Δ１×１００（％）と表される。層認識処理を適切に実行するための条件としては、ＰＩ層間分離指標が２０％以上必要である。

図４１は、幅ｗ１とＰＩ層間分離指標との関係を、層間距離ごとに示した図である。同図凡例中に示したｄは層間距離（μｍ）である。同図に示すように、幅ｗ１が１００μｍである場合、すなわちメインビーム受光面１０１の受光面全体を用いてプルイン信号ＰＩＭを生成する場合、層間距離が２０μｍ，１５μｍである場合には特に問題はないが、層間距離が１０μｍになるとＰＩ層間分離指標が２０％を下回り、層認識処理を適切に実行できなくなっている。

以上の問題に関し、本発明の発明者は以前に、メインビーム受光面１０１の信号光接線方向の中央部分のみを用いてプルイン信号ＰＩＭを生成することを提案している。図４１に示すように、プルイン信号ＰＩＭのＰＩ層間分離指標は幅ｗ１が小さいほど大きくなる性質を有しており、層間距離が１０μｍであっても、幅ｗ１が概ね９０μｍ以下であれば、ＰＩ層間分離指標が２０％以上となる。このことは、メインビーム受光面１０１の信号光接線方向の中央部分のみを用いてプルイン信号ＰＩＭを生成するようにすれば、層間距離が小さくても層認識処理を行えるようになることを示している。

しかしながら、メインビーム受光面１０１の信号光接線方向の中央部分のみを用いるということは、メインビーム受光面１０１をさらに分割することを意味する。メインビーム受光面１０１は、フォーカスサーボ及びトラッキングサーボの他、データ信号（ＲＦ信号）の生成にも用いられることから、できれば４つ以上に分割しないことが好ましい。また、信号光接線方向の中央１０μｍ分のみを使用しようとする場合には、５μｍ幅の分割が製造上困難であることから、信号光接線方向の中央線に沿った分割線をなくし、中央線から両側５μｍの距離のところに分割線を入れることになる。このような分割はフォーカスサーボの精度に影響を与えることから、できればしないことが好ましい。

したがって、本発明の目的の一つは、メインビーム受光面の分割をできるだけ避けつつ、層間距離が小さくても層認識処理を行える光学ドライブ装置を提供することにある。

また、特に合焦点認識処理に関しては、層間距離が小さくなると、例えスライス信号ＰＩＭＳＬのハイ区間が記録層ごとに現れていたとしても、フォーカス誤差信号ＦＥがゼロとなる焦点距離がスライス信号ＰＩＭＳＬのハイ区間に含まれなくなってしまう場合がある。こうなると、いくらスライス信号ＰＩＭＳＬのハイ区間内で対物レンズの焦点距離を移動させたとしても、合焦点（フォーカス誤差信号ＦＥがゼロとなる焦点距離）に到達することはできなくなる。つまり、フォーカスサーボを正しく行うことができなくなる。

したがって、本発明の目的の他の一つは、層間距離が小さくても合焦点認識処理を伴うフォーカスサーボを行える光学ドライブ装置を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明による光学ドライブ装置は、複数の記録層を有する多層化光ディスクに照射される光ビームをメインビーム並びに第１及び第２のサブビームに分割する回折格子と、前記多層化光ディスクで反射した前記メインビーム並びに前記第１及び第２のサブビームをそれぞれ受光可能に配置されたメインビーム受光面並びに第１及び第２のサブビーム受光面を有し、受光面ごとにその受光量を示す信号を出力する光検出器と、前記第１のサブビーム受光面の受光量を示す前記光検出器の第１の出力信号と、前記第２のサブビーム受光面の受光量を示す前記光検出器の第２の出力信号との合計信号に基づいてプルイン信号を生成するプルイン信号生成手段と、前記プルイン信号に基づいて層認識処理を行う層認識手段とを備えることを特徴とする。

メインビームは、焦点が層間にあるときには第１及び第２のサブビーム受光面にも受光されるが、第１及び第２のサブビーム受光面でのメインビームの受光量は、層間距離が小さいほど層間で大きく落ち込む。その結果、第１及び第２のサブ出力信号の加算信号に基づいて生成される上記プルイン信号も、層間距離が小さいほど層間で大きく落ち込むことになる。したがって、メインビーム受光面の分割をできるだけ避けつつ、層間距離が小さくても層認識処理を行えるようになる。

本発明の第１の側面による光学ドライブ装置は、上記光学ドライブ装置において、前記プルイン信号は、前記合計信号又は前記合計信号を所定の増幅率で増幅してなる信号であることを特徴とする。この場合において、前記第１及び第２のサブビーム受光面の信号光接線方向の長さは、対応する前記サブビームが各受光面上に形成するスポットの直径の１．４倍以下であることしてもよい。

本発明の第２の側面による光学ドライブ装置は、上記光学ドライブ装置において、前記プルイン信号生成手段は、前記メインビーム受光面の受光量を示す前記光検出器の第３の出力信号にも基づいて前記プルイン信号を生成することを特徴とする。この場合において、前記プルイン信号は、前記第３の出力信号と、前記合計信号を所定の増幅率で増幅してなる信号との合計信号であることとしてもよい。

また、本発明の第１及び第２の側面による光学ドライブ装置において、前記メインビーム並びに前記第１及び第２のサブビームを前記多層化光ディスクに集光する対物レンズを備え、前記プルイン信号生成手段は、前記プルイン信号が第１のしきい値より大きい場合に第１の値となり、そうでない場合に第２の値となる第１のスライス信号を生成し、前記層認識手段は、前記対物レンズを前記多層化光ディスクの法線方向に移動させながら前記第１のスライス信号が前記第１の値となる区間の数をカウントすることにより、前記多層化光ディスクが有する前記記録層の数を取得することとしてもよい。

また、本発明の第１及び第２の側面による光学ドライブ装置において、前記メインビーム並びに前記第１及び第２のサブビームを前記多層化光ディスクに集光する対物レンズを備え、前記プルイン信号生成手段は、前記プルイン信号が第１のしきい値より大きい場合に第１の値となり、そうでない場合に第２の値となる第１のスライス信号を生成し、前記層認識手段は、前記対物レンズを前記多層化光ディスクの法線方向に移動させながら前記第１のスライス信号が前記第１の値となる区間の数又は位置の少なくとも一方を認識することにより、前記光ビームの焦点を前記複数の記録層のうちのアクセス対象層付近に移動させることとしてもよい。

また、本発明の第１及び第２の側面による光学ドライブ装置において、前記メインビーム並びに前記第１及び第２のサブビームを前記多層化光ディスクに集光する対物レンズと、前記メインビーム受光面の受光量を示す前記光検出器の出力信号に基づいてフォーカス誤差信号を生成するフォーカス誤差信号生成手段とを備え、前記プルイン信号生成手段は、前記プルイン信号が第１のしきい値より大きい場合に第１の値となり、そうでない場合に第２の値となる第１のスライス信号を生成し、前記層認識手段は、前記第１のスライス信号が前記第１の値である場合に前記フォーカス誤差信号がゼロもしくはゼロクロスする位置を合焦点と認識することにより、前記フォーカス誤差信号がゼロとなる位置が合焦点であるどうか認識する処理を行うこととしてもよい。

本発明の第３の側面による光学ドライブ装置は、上記光学ドライブ装置において、前記プルイン信号生成手段は、前記合計信号が第２のしきい値より大きい場合に第１の値となり、そうでない場合に第２の値となる第２のスライス信号と、前記第３の出力信号が第３のしきい値より大きい場合に前記第１の値となり、そうでない場合に前記第２の値となる第３のスライス信号とを生成し、前記プルイン信号は、前記第２及び第３のスライス信号がともに前記第１の値である場合に前記第１の値となり、そうでない場合に前記第２の値となる信号であることを特徴とする。

また、本発明の第３の側面による光学ドライブ装置において、前記メインビーム並びに前記第１及び第２のサブビームを前記多層化光ディスクに集光する対物レンズを備え、前記層認識手段は、前記対物レンズを前記多層化光ディスクの法線方向に移動させながら前記プルイン信号が前記第１の値となる区間の数をカウントすることにより、前記多層化光ディスクが有する前記記録層の数を取得することとしてもよい。

また、本発明の第３の側面による光学ドライブ装置において、前記メインビーム並びに前記第１及び第２のサブビームを前記多層化光ディスクに集光する対物レンズを備え、前記層認識手段は、前記対物レンズを前記多層化光ディスクの法線方向に移動させながら前記プルイン信号が前記第１の値となる区間の数又は位置の少なくとも一方を認識することにより、前記光ビームの焦点を前記複数の記録層のうちのアクセス対象層付近に移動させることとしてもよい。

また、本発明の第３の側面による光学ドライブ装置において、前記メインビーム並びに前記第１及び第２のサブビームを前記多層化光ディスクに集光する対物レンズと、前記メインビーム受光面の受光量を示す前記光検出器の出力信号に基づいてフォーカス誤差信号を生成するフォーカス誤差信号生成手段とを備え、前記層認識手段は、前記プルイン信号が前記第１の値である場合に前記フォーカス誤差信号がゼロもしくはゼロクロスする位置を合焦点と認識することにより、前記フォーカス誤差信号がゼロとなる位置が合焦点であるどうか認識する処理を行うこととしてもよい。

本発明によれば、メインビーム受光面の分割をできるだけ避けつつ、層間距離が小さくても層認識処理を行えるようになる。また、層間距離が小さくても合焦点認識処理を伴うフォーカスサーボを行えるようになる。

本発明の実施の形態による光学ドライブ装置の模式図である。 本発明の実施の形態によるセンサレンズによって付与される非点収差の説明図である。 本発明の実施の形態による光検出器の上面図である。 本発明の第１の実施の形態による処理部の機能ブロックを示す図である。 （ａ）（ｂ）はそれぞれ、光ディスクが２層構成であり、かつ層間距離ｄが１０μｍであるという前提の下、幅ｗ２を２０μｍとして、プルイン信号ＰＩＳ及びそのメインビーム成分ＰＩＳ＿Ｍのシミュレーションを行った結果を示す図である。 （ａ）（ｂ）はそれぞれ、光ディスクが２層構成であり、かつ層間距離ｄが１０μｍであるという前提の下、幅ｗ２を１００μｍとして、プルイン信号ＰＩＳ及びそのメインビーム成分ＰＩＳ＿Ｍのシミュレーションを行った結果を示す図である。 （ａ）（ｂ）はそれぞれ、光ディスクが２層構成であり、かつ層間距離ｄが１０μｍであるという前提の下、幅ｗ２を５０μｍとして、プルイン信号ＰＩＳ及びそのメインビーム成分ＰＩＳ＿Ｍのシミュレーションを行った結果を示す図である。 （ａ）（ｂ）はそれぞれ、光ディスクが２層構成であり、かつ層間距離ｄが１０μｍであるという前提の下、幅ｗ２を１０μｍとして、プルイン信号ＰＩＳ及びそのメインビーム成分ＰＩＳ＿Ｍのシミュレーションを行った結果を示す図である。 （ａ）（ｂ）はそれぞれ、光ディスクが２層構成であり、かつ層間距離ｄが１５μｍであるという前提の下、幅ｗ２を１００μｍとして、プルイン信号ＰＩＳ及びそのメインビーム成分ＰＩＳ＿Ｍのシミュレーションを行った結果を示す図である。 （ａ）（ｂ）はそれぞれ、光ディスクが２層構成であり、かつ層間距離ｄが１５μｍであるという前提の下、幅ｗ２を２０μｍとして、プルイン信号ＰＩＳ及びそのメインビーム成分ＰＩＳ＿Ｍのシミュレーションを行った結果を示す図である。 （ａ）（ｂ）はそれぞれ、光ディスクが２層構成であり、かつ層間距離ｄが１５μｍであるという前提の下、幅ｗ２を１０μｍとして、プルイン信号ＰＩＳ及びそのメインビーム成分ＰＩＳ＿Ｍのシミュレーションを行った結果を示す図である。 （ａ）（ｂ）はそれぞれ、光ディスクが２層構成であり、かつ層間距離ｄが２０μｍであるという前提の下、幅ｗ２を１００μｍとして、プルイン信号ＰＩＳ及びそのメインビーム成分ＰＩＳ＿Ｍのシミュレーションを行った結果を示す図である。 （ａ）（ｂ）はそれぞれ、光ディスクが２層構成であり、かつ層間距離ｄが２０μｍであるという前提の下、幅ｗ２を２０μｍとして、プルイン信号ＰＩＳ及びそのメインビーム成分ＰＩＳ＿Ｍのシミュレーションを行った結果を示す図である。 （ａ）（ｂ）はそれぞれ、光ディスクが２層構成であり、かつ層間距離ｄが２０μｍであるという前提の下、幅ｗ２を１０μｍとして、プルイン信号ＰＩＳ及びそのメインビーム成分ＰＩＳ＿Ｍのシミュレーションを行った結果を示す図である。 ＰＩ層間分離指標と幅ｗ２との関係を、層間距離ｄごとに示した図である。 本発明の実施の形態による光ディスクの層構成の一例を示す図である。 （ａ）（ｂ）はそれぞれ、光ディスクが図１６に示した層構成を有するという前提の下、幅ｗ２を１００μｍとして、プルイン信号ＰＩＳ及びそのメインビーム成分ＰＩＳ＿Ｍのシミュレーションを行った結果を示す図である。 （ａ）（ｂ）はそれぞれ、光ディスクが図１６に示した層構成を有するという前提の下、幅ｗ２を５０μｍとして、プルイン信号ＰＩＳ及びそのメインビーム成分ＰＩＳ＿Ｍのシミュレーションを行った結果を示す図である。 （ａ）（ｂ）はそれぞれ、光ディスクが図１６に示した層構成を有するという前提の下、幅ｗ２を２０μｍとして、プルイン信号ＰＩＳ及びそのメインビーム成分ＰＩＳ＿Ｍのシミュレーションを行った結果を示す図である。 （ａ）（ｂ）はそれぞれ、光ディスクが図１６に示した層構成を有するという前提の下、幅ｗ２を１０μｍとして、プルイン信号ＰＩＳ及びそのメインビーム成分ＰＩＳ＿Ｍのシミュレーションを行った結果を示す図である。 本発明の第２の実施の形態による処理部の機能ブロックを示す図である。 光ディスクが２層構成であり、かつ層間距離ｄが１０μｍであるという前提の下、幅ｗ２が１００μｍ、５０μｍ、４０μｍ、３０μｍ、２０μｍ、１０μｍである場合のそれぞれについてシミュレートしたプルイン信号ＰＩＭＳを示す図である。 光ディスクが２層構成であり、かつ層間距離ｄが１５μｍであるという前提の下、幅ｗ２が１００μｍ、２０μｍ、１０μｍである場合のそれぞれについてシミュレートしたプルイン信号ＰＩＭＳを示す図である。 光ディスクが２層構成であり、かつ層間距離ｄが２０μｍであるという前提の下、幅ｗ２が１００μｍ、２０μｍ、１０μｍである場合のそれぞれについてシミュレートしたプルイン信号ＰＩＭＳを示す図である。 ＰＩ層間分離指標と幅ｗ２との関係を、層間距離ｄごとに示した図である。 光ディスクが図１６に示した層構成を有するという前提の下、幅ｗ２が１００μｍ，５０μｍ，２０μｍ，１０μｍである場合のそれぞれについて、プルイン信号ＰＩＭＳのシミュレーションを行った結果を示す図である。 光ディスクが図１６に示した層構成を有するという前提の下、幅ｗ２が１００μｍ，５０μｍ，２０μｍ，１０μｍである場合のそれぞれについて、定数ｍを図２６の２倍として、プルイン信号ＰＩＭＳのシミュレーションを行った結果を示す図である。 光ディスクが図１６に示した層構成を有するという前提の下、幅ｗ２が１００μｍ，５０μｍ，２０μｍ，１０μｍである場合のそれぞれについて、定数ｍを５〜５０の間で振ってＰＩ層間分離指標の最小値をシミュレーションした結果を示す図である。 本発明の第３の実施の形態による処理部の機能ブロックを示す図である。 （ａ）（ｂ）はそれぞれ、光ディスクが２層構成であり、かつ層間距離ｄが１０μｍであるという前提の下、幅ｗ２を１００μｍとして、プルイン信号ＰＩＡＮＤのシミュレーションを行った結果を示す図である。 （ａ）（ｂ）はそれぞれ、光ディスクが２層構成であり、かつ層間距離ｄが１０μｍであるという前提の下、幅ｗ２を２０μｍとして、プルイン信号ＰＩＡＮＤのシミュレーションを行った結果を示す図である。 （ａ）（ｂ）はそれぞれ、光ディスクが２層構成であり、かつ層間距離ｄが１５μｍであるという前提の下、幅ｗ２を１００μｍとして、プルイン信号ＰＩＡＮＤのシミュレーションを行った結果を示す図である。 （ａ）（ｂ）はそれぞれ、光ディスクが２層構成であり、かつ層間距離ｄが１５μｍであるという前提の下、幅ｗ２を２０μｍとして、プルイン信号ＰＩＡＮＤのシミュレーションを行った結果を示す図である。 （ａ）（ｂ）はそれぞれ、光ディスクが２層構成であり、かつ層間距離ｄが２０μｍであるという前提の下、幅ｗ２を１００μｍとして、プルイン信号ＰＩＡＮＤのシミュレーションを行った結果を示す図である。 （ａ）（ｂ）はそれぞれ、光ディスクが２層構成であり、かつ層間距離ｄが２０μｍであるという前提の下、幅ｗ２を２０μｍとして、プルイン信号ＰＩＡＮＤのシミュレーションを行った結果を示す図である。 （ａ）（ｂ）はそれぞれ、光ディスクが図１６に示した層構成を有するという前提の下、幅ｗ２を１００μｍとして、プルイン信号ＰＩＡＮＤのシミュレーションを行った結果を示す図である。 （ａ）（ｂ）はそれぞれ、光ディスクが図１６に示した層構成を有するという前提の下、幅ｗ２を５０μｍとして、プルイン信号ＰＩＡＮＤのシミュレーションを行った結果を示す図である。 （ａ）（ｂ）はそれぞれ、光ディスクが図１６に示した層構成を有するという前提の下、幅ｗ２を２０μｍとして、プルイン信号ＰＩＡＮＤのシミュレーションを行った結果を示す図である。 本発明の背景技術による光検出器の平面図である。 （ａ）（ｂ）はそれぞれ、層間距離が２０μｍ及び１０μｍである２つの記録層を有する多層化光ディスクを用いた場合のプルイン信号ＰＩＭとフォーカス誤差信号ＦＥとを示す図である。 幅ｗ１とＰＩ層間分離指標との関係を、層間距離ごとに示した図である。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。

図１は、本発明の第１の実施の形態による光学ドライブ装置１の模式図である。

光学ドライブ装置１は光ディスク１１の再生及び記録を行う。光ディスク１１としてはＣＤ、ＤＶＤ、ＢＤ等の各種光記録媒体を用いることができるが、本実施の形態では特に、多層膜によって多層化された記録面を有する円盤状の光ディスクを用いる。

図１に示すように、光学ドライブ装置１は、レーザ光源２、光学系３、対物レンズ４、光検出器５、及び処理部６ａを備えて構成される。これらのうち、レーザ光源２、光学系３、対物レンズ４、及び光検出器５は光ピックアップを構成する。

光学系３は、回折格子２１、偏光ビームスプリッタ２２、コリメータレンズ２３、１／４波長板２４、センサレンズ（シリンドリカルレンズ）２５を有している。光学系３は、レーザ光源２が発した光ビームを光ディスク１１に導く往路光学系として機能するとともに、光ディスク１１からの戻りビームを光検出器５に導く復路光学系としても機能する。

まず、往路光学系では、回折格子２１は、レーザ光源２が発した光ビームを３ビーム（０次回折光及び±１次回折光）に分解しＰ偏光として偏光ビームスプリッタ２２に入射させる。偏光ビームスプリッタ２２は、入射されたＰ偏光を反射して、その進路を光ディスク１１方向に折り曲げる。コリメータレンズ２３は、偏光ビームスプリッタ２２から入射される光ビームを平行光とする。１／４波長板２４は、コリメータレンズ２３を通過した光ビームを円偏光とする。１／４波長板２４を通過した光ビームは対物レンズ４に入射する。

対物レンズ４は、光学系３から入射される光ビーム（平行光状態の光ビーム）を光ディスク１１上に集光させるとともに、光ディスク１１の記録面で反射してきた戻り光ビームを平行光に戻す。この戻り光ビームは記録面で回折されており、図３９を用いて説明したように、０次回折光及び±１次回折光に分解されている。この０次回折光及び±１次回折光は、回折格子２１により生ずる０次回折光及び±１次回折光とは異なるもので、以下では回折格子２１により分解された０次回折光，＋１次回折光，−１次回折光をそれぞれメインビームＭＢ，サブビームＳＢ１，サブビームＳＢ２と称し、０次回折光及び±１次回折光という場合には記録面での回折によって生じた回折光を指す。メインビームＭＢ，サブビームＳＢ１，サブビームＳＢ２は、それぞれ独立して、図３９で説明したようなプッシュプル領域を有する反射光を生ずる。なお、サブビームＳＢ１，ＳＢ２の各光強度はそれぞれメインビームＭＢの光強度の１／１０程度である。

次に、復路光学系では、対物レンズ４を通過し、１／４波長板２４を往復することによりＳ偏光となった光ビームがコリメータレンズ２３に入射する。コリメータレンズ２３を通過した光ビームは、集光しつつ偏光ビームスプリッタ２２に入射する。偏光ビームスプリッタ２２は、入射してきたＳ偏光を透過してセンサレンズ２５に入射させる。センサレンズ２５は、偏光ビームスプリッタ２２から入射された光ビームに非点収差を付与する。非点収差を付与された光ビームは光検出器５に入射する。

図２はセンサレンズ２５によって付与される非点収差の説明図である。同図に示すように、センサレンズ２５は一方方向（同図ＭＹ軸方向＝子線方向。）にのみレンズ効果を有している。そのため、コリメータレンズ２３（図１）とセンサレンズ２５によって構成される光学系の焦点の位置は、ＭＹ軸方向と、ＭＹ軸方向に垂直な方向であるＭＸ軸方向（母線方向）とで異なっている（図２に示すＭＹ軸焦点とＭＸ軸焦点）。なお、ＭＹ軸方向とＭＸ軸方向の光ビームの長さが等しい点を合焦点と称する。

光学ドライブ装置１では、焦点を合わせようとする層（アクセス対象層）で反射した光ビーム（信号光）の合掌点がちょうど光検出器５上に位置するようにするための、対物レンズ４の位置制御が行われる（フォーカスサーボ）。逆に言えば、アクセス対象層以外の層で反射した光ビーム（迷光）の合掌点は光検出器５上に位置しないこととなり、迷光が光検出器５上に形成するスポット（迷光スポット）は、信号光が光検出器５上に形成するスポット（信号光スポット）に比べ、ＭＹ軸方向とＭＸ軸方向の少なくとも一方に広がった形状を有することとなる。

図１に戻る。光検出器５は、光学系３から出射される戻り光ビームの光路に交差する平面上に設置される。光検出器５は３つの受光面を備えており、各受光面はそれぞれ複数の受光領域に分割されている。光学ドライブ装置１は、これらの受光領域を用いて、様々な生成処理でプルイン信号を生成する。その具体的内容については後述する。

処理部６ａは、一例として多チャンネル分のアナログ信号をデジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換機能を備えたＤＳＰ(Digital Signal Processor)で構成されており、光検出器５の出力信号を受け付けて、プルイン信号、フォーカス誤差信号、トラッキング誤差信号、データ信号などの各種信号を生成する。処理部６ａの処理の詳細についても後述する。

ＣＰＵ７はコンピュータやＤＶＤレコーダー等に内臓される処理装置であり、図示しないインターフェイスを介し、処理部６ａに対して光ディスク１１上のアクセス位置を特定するための指示信号を送信する。この指示信号を受信した処理部６ａは、対物レンズ４を制御し、光ディスクの法線方向に移動させることにより、アクセス対象の記録層に焦点を合わせる（フォーカスサーボ）。こうしてフォーカスサーボがかかると、次に処理部６ａは、対物レンズを光ディスク１１の表面に平行に移動させることによりトラックオン状態を実現する（トラッキングサーボ）。トラックオン状態になると、処理部６ａはデータ信号の取得を開始する。取得したデータ信号はＣＰＵ７に出力される。

以下、光検出器５の構成の詳細及び処理部６ａの処理の詳細について説明する。

まず、図３は、本実施の形態による光検出器５の上面図であり、受光面及び受光領域を示している。なお、同図には信号光のスポットも描いている。同図に示すように、光検出器５はメインビーム受光面Ｓ１と、サブビーム受光面Ｓ２及びＳ３とを有する。

メインビーム受光面Ｓ１は、一辺の長さがｘ（≧スポット直径ｒ＝５０μｍ）の正方形であり、メインビームＭＢを受光可能に配置される。具体的には、メインビームＭＢのスポット中心に対して点対称となり、かつ該スポット中心を通り、信号光接線方向に平行な直線Ｓ１ｘに対して線対称となるよう形成されている。また、メインビームＭＢのスポット中心を通り、信号光接線方向に平行な直線Ｓ１ｙに対しても線対称となるよう形成されている。尚、一般的にはｘの値はスポット直径の約２倍（１００μｍ）である。これは、非点収差法を使用するフォーカス制御を行うに当たり、スポット全体の信号を受光するのに必要な領域がスポット直径の約２倍であるからである。

メインビーム受光面Ｓ１は、それぞれが正方形である４つの受光領域１Ａ〜１Ｄに分割された、いわゆる４分割受光面である。

サブビーム受光面Ｓ２はメインビーム受光面Ｓ１と同じ大きさの正方形であり、サブビームＳＢ１を受光可能に配置される。具体的には、サブビームＳＢ１のスポット中心に対して点対称となり、かつ該スポット中心を通り、信号光接線方向に平行な直線Ｓ２ｘに対して線対称となるよう形成されている。また、サブビームＳＢ１のスポット中心を通り、信号光接線方向に平行な直線Ｓ２ｙに対しても線対称となるよう形成されている。サブビーム受光面Ｓ３も同様に、メインビーム受光面Ｓ１と同じ大きさの正方形であり、サブビームＳＢ２を受光可能に配置される。具体的には、サブビームＳＢ２のスポット中心に対して点対称となり、かつ該スポット中心を通り、信号光接線方向に平行な直線Ｓ３ｘに対して線対称となるよう形成されている。また、サブビームＳＢ２のスポット中心を通り、信号光接線方向に平行な直線Ｓ２ｙに対しても線対称となるよう形成されている。サブビーム受光面Ｓ３はメインビーム受光面Ｓ１を挟んでサブビーム受光面Ｓ２の反対側に配置される。

サブビーム受光面Ｓ２，Ｓ３はメインビーム受光面Ｓ１に対して、信号光接線方向に少しずつ互いに反対方向にずれたところに配置されている。これは、メインビームＭＢとサブビームＳＢ１のスポット位置のずれを反映したものである。スポット位置のずれの大きさは光学系３の構成の仕方次第で変わるので、各受光面の配置は光学系３の構成に応じて適宜決定すればよい。

サブビーム受光面Ｓ２は、直線Ｓ２ｘと、直線Ｓ３ｙの両側それぞれｗ２／２のところに設けられる分割線Ｌ１，Ｌ２とに沿って分割されてなる６つの受光領域２Ａ〜２Ｆを有している。このうち受光領域２Ａは、直線Ｓ２ｘのメインビーム受光面Ｓ１と反対側にある３つの受光領域の中央に位置している。受光領域２Ｂ〜２Ｆは、受光領域２Ａから反時計回りに配置されている。

サブビーム受光面Ｓ３も同様に、直線Ｓ３ｘと、直線Ｓ３ｙの両側それぞれｗ２／２のところに設けられる分割線Ｌ３，Ｌ４とに沿って分割されてなる６つの受光領域３Ａ〜３Ｆを有している。このうち受光領域３Ａは、直線Ｓ２ｘのメインビーム受光面Ｓ１側にある３つの受光領域の中央に位置している。受光領域３Ｂ〜３Ｆは、受光領域３Ａから反時計回りに配置されている。

以上のように、光検出器５の各受光面は複数の受光領域に分割されており、光検出器５は、受光領域ごとに、光ビームの強度を受光領域で面積分して得られる値（受光量）の振幅を有する信号を出力する。以下では、受光領域Ｘ（Ｘは受光領域の符号）に対応する出力信号をＩ_Ｘと記載する。

メインビーム受光面Ｓ１は、プルイン信号、フォーカス誤差信号、トラッキング誤差信号、データ信号などの各種信号の生成に用いられる。一方、サブビーム受光面Ｓ２，Ｓ３は、上述したように、レンズシフトによってプッシュプル信号に生ずるオフセットを打ち消すために設けられるものである。しかし本実施の形態では、受光領域２Ａ，２Ｄ（第１のサブビーム受光面）及び受光領域３Ａ，３Ｄ（第２のサブビーム受光面）については、プルイン信号の生成にも用いる。

次に、図４は処理部６ａの機能ブロックの一部を示す図である。同図に示すように、処理部６ａは、プルイン信号生成部６１ａ（プルイン信号生成手段）、フォーカス誤差信号生成部６２、トラッキング誤差信号生成部６３、データ信号生成部６４、及び対物レンズ制御部６５（層認識手段）を備えている。

プルイン信号生成部６１ａは、光検出器５から、受光領域２Ａ，２Ｄに対応する出力信号Ｉ_２Ａ，Ｉ_２Ｄ（第１の出力信号）と、受光領域３Ａ，３Ｄに対応する出力信号Ｉ_３Ａ，Ｉ_３Ｄ（第２の出力信号）とを取得する。そして、これらの合計信号Ｉ_２Ａ＋Ｉ_２Ｄ＋Ｉ_３Ａ＋Ｉ_３Ｄに基づいてプルイン信号ＰＩＳを生成する。具体的には、式（１）に示すように、合計信号Ｉ_２Ａ＋Ｉ_２Ｄ＋Ｉ_３Ａ＋Ｉ_３Ｄをそのままプルイン信号ＰＩＳとする。なお、合計信号Ｉ_２Ａ＋Ｉ_２Ｄ＋Ｉ_３Ａ＋Ｉ_３Ｄを所定の増幅率で増幅した信号をプルイン信号ＰＩＳとして用いてもよいことは言うまでもない。

図５は、光ディスク１１が記録層Ｌ０，Ｌ１を有する２層構成であり、かつ層間距離ｄが１０μｍであるという前提の下、幅ｗ２を２０μｍとして、プルイン信号ＰＩＳのシミュレーションを行った結果を示す図である。また、その他の条件は、レーザー波長は４０５ｎｍ、対物レンズのＮＡは０．８５、スポット光直径は５０μｍ、復路光学倍率は１５倍、サブビーム受光面Ｓ２，Ｓ３の中心座標は、メインビーム受光面Ｓ１の中心座標を(ｘ、ｙ)＝（０、０）とした場合にそれぞれ(ｘ、ｙ)＝（１０μｍ、１５５μｍ）、（―１０μｍ、―１５５μｍ）となっている。以下のシミュレーションも全て上記条件で行っている。記録層Ｌ０，Ｌ１に対応する焦点距離は、それぞれ約１７５９μｍ，約１７６５μｍとなる。これらの差が１０μｍとならないのは、光ディスク１１の構成材料の屈折率に起因している。図５（ａ）には、プルイン信号ＰＩＳの他、プルイン信号ＰＩＳのメインビーム成分ＰＩＳ＿Ｍ（メインビームＭＢがサブビーム受光面Ｓ２，Ｓ３にかかることによって生ずる成分）、サブビーム成分ＰＩＳ＿Ｓ（サブビームＳＢ１，ＳＢ２がサブビーム受光面Ｓ２，Ｓ３にかかることによって生ずる成分）、しきい値ＴＨＳ（後述）、スライス信号ＰＩＳＳＬ（後述）、及びフォーカス誤差信号ＦＥも示している。また、図５（ｂ）には、メインビーム成分ＰＩＳ＿Ｍの記録層Ｌ０反射成分ＰＩＳ＿Ｌ０（サブビーム受光面Ｓ２，Ｓ３に受光されるメインビームＭＢのうち記録層Ｌ０の反射成分によって生ずる成分）及び記録層Ｌ１反射成分ＰＩＳ＿Ｌ１（サブビーム受光面Ｓ２，Ｓ３に受光されるメインビームＭＢのうち記録層Ｌ１の反射成分によって生ずる成分）も示している。

図５のプルイン信号ＰＩＳを用いて記録層Ｌ０，Ｌ１間のＰＩ層間分離率を算出すると、約５８．２％となる。したがって、層間距離ｄが１０μｍであり、かつ幅ｗ２が２０μｍである場合には、プルイン信号ＰＩＳを用いることで十分に層認識を行えると言える。その他の場合については後述する。

プルイン信号生成部６１ａはさらに、プルイン信号ＰＩＳの極大値と極小値の中間程度の値を有するしきい値ＴＨＳ（第１のしきい値）を決定する。例えば、まず初めに、対物レンズ制御部６５を介して対物レンズ４の焦点距離を最小値から最大値まで変化させながら、プルイン信号ＰＩＳを生成する。プルイン信号生成部６１ａは、こうして生成されたプルイン信号ＰＩＳの振幅に基づき、その最大値を取得する。そして、取得した最大値の例えば７割の値をしきい値ＴＨＳとして算出し、記憶する。最大値としきい値ＴＨＳの比率は、プルイン信号ＰＩＳの変動や誤差などを考慮して、確実に層認識処理が行えるように予め決定される。ただし、ＰＩ層間分離指標が２０％を下回るような場合には、そのようなしきい値を決定することは困難である。このことは、ＰＩ層間分離指標が２０％を下回ると層認識処理が適切に行えなくなる原因となっている。

しきい値ＴＨＳを決定したら、プルイン信号生成部６１ａは、プルイン信号ＰＩＳがしきい値ＴＨＳより大きくなるときにハイ（第１の値）となり、そうでないときにロー（第２の値）となるスライス信号ＰＩＳＳＬ（第１のスライス信号）を生成する。こうして生成されたスライス信号ＰＩＳＳＬは、対物レンズ制御部６５に入力される。

フォーカス誤差信号生成部６２は、光検出器５から、受光領域１Ａ〜１Ｄに対応する出力信号Ｉ_１Ａ〜Ｉ_１Ｄを取得する。そして、対角成分（出力信号Ｉ_１ＡとＩ_１Ｃ、出力信号Ｉ_１ＢとＩ_１Ｄ）ごとに合計信号を生成し、その差分信号に基づいてフォーカス誤差信号ＦＥを生成する。具体的には、次の式（２）によりフォーカス誤差信号ＦＥを生成する。フォーカス誤差信号ＦＥも、対物レンズ制御部６５に入力される。

トラッキング誤差信号生成部６３は、光検出器５から、すべての受光領域に対応する出力信号Ｉ_１Ａ〜Ｉ_１Ｄ，Ｉ_２Ａ〜Ｉ_２Ｆ，Ｉ_３Ａ〜Ｉ_３Ｆを取得する。そして、メインビーム受光面Ｓ１に対応する出力信号Ｉ_１Ａ〜Ｉ_１Ｄに基づいてプッシュプル信号ＰＰを生成するとともに、サブビーム受光面ＳＢ１，ＳＢ２に対応する出力信号Ｉ_２Ａ〜Ｉ_２Ｆ，Ｉ_３Ａ〜Ｉ_３Ｆによりサブプッシュプル信号ＳＰＰを生成し、これらの差分信号に基づいてトラッキング誤差信号ＴＥを生成する。具体的には、次の式（３）〜式（５）により、プッシュプル信号ＰＰ、サブプッシュプル信号ＳＰＰ、及びトラッキング誤差信号ＴＥを生成する。ただし、式（５）中の定数ｋは、レンズシフトを打ち消す効果が最大限発揮されるように決定される。例えば、メインビームＭＢの光強度とサブビームＳＢ１，ＳＢ２の合計光強度との比に等しい値とすればよい。生成されたトラッキング誤差信号ＴＥは、対物レンズ制御部６５に入力される。

データ信号生成部６４は、光検出器５から、受光領域１Ａ〜１Ｄに対応する出力信号Ｉ_１Ａ〜Ｉ_１Ｄを取得する。そして、これらの合計信号Ｉ_１Ａ＋Ｉ_１Ｂ＋Ｉ_１Ｃ＋Ｉ_１Ｄに基づいてデータ信号ＲＦを生成する。具体的には、式（６）に示すように、合計信号Ｉ_１Ａ＋Ｉ_１Ｂ＋Ｉ_１Ｃ＋Ｉ_１Ｄをそのままデータ信号ＲＦとすればよい。生成されたデータ信号ＲＦは、ＣＰＵ７に入力される。

対物レンズ制御部６５は、入力されたスライス信号ＰＩＳＳＬに基づいて層認識処理を行う。層認識処理には、記録層の数を取得するための層数カウント処理と、フォーカスサーボの一環として行われる対物レンズ焦点距離の粗調整処理及び対物レンズの合焦点認識処理などが含まれる。また、対物レンズ制御部６５は、入力されたフォーカス誤差信号ＦＥを用いてフォーカスサーボを行い、さらに入力されたトラッキング誤差信号ＴＥを用いてトラッキングサーボを行う。以下、順を追って説明する。

まず、対物レンズ制御部６５は、スライス信号ＰＩＳＳＬがハイとなる区間（ハイ区間）の数をカウントすることにより、層数カウント処理を行う。つまり、図５に示したように、スライス信号ＰＩＳＳＬには、記録層の数に等しい数のハイ区間が現れる。対物レンズ制御部６５は、対物レンズ４の焦点距離を最小値から最大値まで変化させながら、このハイ区間の数をカウントすることにより、光ディスク１１が有している記録層の数を取得する。

次に、対物レンズ制御部６５は、フォーカスサーボを行う。フォーカスサーボは、ＣＰＵ７から光ディスク１１上のアクセス位置を特定するための指示信号が入力されたときに開始される。フォーカスサーボを開始した場合、対物レンズ制御部６５はまず初めに、対物レンズ焦点距離の粗調整処理を行う。具体的には、指示信号からアクセス対象の記録層の層番号（最も対物レンズから遠い（又は近い）側にある記録層からの通番）を取得する。そして、対物レンズ４の焦点距離を最小値（又は最大値）から移動させ、ハイ区間の数をカウントしていく。そして、カウント値がアクセス対象層の層番号に等しくなったとき、粗調整処理を終了する。

粗調整処理が終了したら、対物レンズ制御部６５は、対物レンズ４の合焦点認識処理を開始する。フォーカス誤差信号がゼロとなる位置が合焦点であるかどうか認識する処理である。フォーカス誤差信号がゼロとなる位置は合焦点以外にも存在するため、対物レンズ制御部６５は、スライス信号ＰＩＳＳＬのハイ区間内にあることを条件として、フォーカス誤差信号がゼロもしくはゼロクロスする位置を合焦点と認識する。このような合焦点認識処理を行う場合は、スライス信号ＰＩＳＳＬのハイ区間内で、フォーカス誤差信号がゼロとなる位置が合焦点のみになるようなプルイン信号を生成する必要がある。

合焦点認識処理を行えるスライス信号ＰＩＳＳＬが生成されている場合、対物レンズ制御部６５は、対物レンズ焦点距離の微調整処理を行う。具体的には、スライス信号ＰＩＳＳＬのハイ区間内で対物レンズ４の焦点距離を移動させ、フォーカス誤差信号ＦＥが０となる焦点距離を検索する。０となる焦点距離が発見された後には、フォーカス誤差信号ＦＥが０である状態が維持されるよう対物レンズ４の位置を継続的に微調整する。この状態を「フォーカスサーボがかかった状態」という。

フォーカスサーボがかかると、対物レンズ制御部６５はトラッキングサーボを開始する。トラッキングサーボでは、対物レンズ制御部６５は、トラッキング誤差信号ＴＥが０となるよう、対物レンズ４を光ディスク１１の半径方向に移動させる。トラッキングサーボも継続的に行われ、並行してデータ信号ＲＦの取得が行われる。

以上、処理部６ａの機能ブロックについて説明した。次に、プルイン信号ＰＩＳについて、具体的な例を挙げながら再度詳細に説明する。

図６〜図８は、光ディスク１１の条件を図５に示した例と同一（２層構成かつ層間距離ｄ＝１０μｍ）とし、幅ｗ２が１００μｍ，５０μｍ，１０μｍである場合のそれぞれについて、プルイン信号ＰＩＳのシミュレーションを行った結果を示す図である。これらの図の（ａ）（ｂ）には、図５の（ａ）（ｂ）と同様に、プルイン信号ＰＩＳのメインビーム成分ＰＩＳ＿Ｍなどを示している。各図の例における記録層Ｌ０，Ｌ１間のＰＩ層間分離率は、図６（ｗ２＝１００μｍ）で約３６．４％、図７（ｗ２＝５０μｍ）で約５２．８％、図８（ｗ２＝１０μｍ）で約５８．３％となっている。また、図示していないが、ｗ２＝３０μｍ、４０μｍのときのＰＩ層間分離率はそれぞれ、約５５．８％、約５７．５％となる。

また、図９〜図１１は、光ディスク１１が記録層Ｌ０，Ｌ１を有する２層構成であり、かつ層間距離ｄが１５μｍであるという前提の下、幅ｗ２が１００μｍ，２０μｍ，１０μｍである場合のそれぞれについて、プルイン信号ＰＩＳのシミュレーションを行った結果を示す図である。記録層Ｌ０，Ｌ１に対応する焦点距離はそれぞれ約１７５４．８μｍ，約１７６５μｍである。これらの図の（ａ）（ｂ）にも、図５の（ａ）（ｂ）と同様に、プルイン信号ＰＩＳのメインビーム成分ＰＩＳ＿Ｍなどを示している。各図の例における記録層Ｌ０，Ｌ１間のＰＩ層間分離率は、図９（ｗ２＝１００μｍ）で約４１．５％、図１０（ｗ２＝２０μｍ）で約６３．５％、図１１（ｗ２＝１０μｍ）で約６４．２％となっている。

さらに、図１２〜図１４は、光ディスク１１が記録層Ｌ０，Ｌ１を有する２層構成であり、かつ層間距離ｄが２０μｍであるという前提の下、幅ｗ２が１００μｍ，２０μｍ，１０μｍである場合のそれぞれについて、プルイン信号ＰＩＳのシミュレーションを行った結果を示す図である。記録層Ｌ０，Ｌ１に対応する焦点距離はそれぞれ約１７５２．５μｍ，約１７６５μｍである。これらの図の（ａ）（ｂ）にも、図５の（ａ）（ｂ）と同様に、プルイン信号ＰＩＳのメインビーム成分ＰＩＳ＿Ｍなどを示している。各図の例における記録層Ｌ０，Ｌ１間のＰＩ層間分離率は、図１２（ｗ２＝１００μｍ）で約３．１％、図１０（ｗ２＝２０μｍ）で約４１．９％、図１１（ｗ２＝１０μｍ）で約４２．６％となっている。

図１２に示すように、幅ｗ２が１００μｍである場合には、プルイン信号ＰＩＳの極大値が合焦点近辺以外にも生じている。このような極大値が生じている場合、層認識処理の実行は困難である。なお、図１２の例におけるＰＩ層間分離率は、合焦点間の極大値と、本来の合焦点近辺に出てくる二つの極大値の小さい方の値とに基づいて算出している。一方で、図１３，図１４に示すように、幅ｗ２が２０μｍ以下であると、このような極大値は生じない。

図１５は、図５〜図１４に基づいて算出される記録層Ｌ０，Ｌ１間のＰＩ層間分離指標と幅ｗ２との関係を、層間距離ｄごとに示した図である。ただし、図１５では、層間距離ｄが２０μｍである場合について、ｗ２＝９０μｍ，８０μｍ，７０μｍとした場合におけるＰＩ層間分離率も示している。具体的な数値は、ｗ２＝９０μｍ，８０μｍ，７０μｍそれぞれについて、９．４％、１５．６％、２０．９％である。

図１５から理解されるように、ＰＩ層間分離指標は、層間距離ｄが同じであれば幅ｗ２が小さいほど大きくなる。また、層間距離ｄが１０μｍである場合と１５μｍである場合とではＰＩ層間分離指標はほとんど変わらないが、層間距離ｄが２０μｍである場合にはＰＩ層間分離指標が小さくなる。層間距離ｄが大きいほどＰＩ層間分離指標が小さくなるという点は、図４１に示したプルイン信号ＰＩＭの例とは逆になっている。このようになる理由は、次のとおりである。

各図の（ｂ）に示すように、記録層Ｌ０反射成分ＰＩＳ＿Ｌ０及び記録層Ｌ１反射成分ＰＩＳ＿Ｌ１は合焦点近辺ではほぼゼロとなるが、合焦点から遠ざかっていくと強度が強くなり、極大値をもち、層間距離が大きくなってくると、この極大値がちょうど合焦点間にきたり、また、他層の極大値と重なるようになるためである。層間距離が小さくなってくると、この極大値の位置が合焦点間からずれて合焦点近辺に来るため、合焦点間に極大値は生じなくなる。つまり、これらの成分はメインビームＭＢの反射光、即ち迷光によるものであるが、ＰＩ層間分離を考える場合は、サブビーム受光面Ｓ２及びＳ３では、層間距離ｄが大きくなってくると、迷光の影響が大きくなってきて、ＰＩ層間分離指標が小さくなる。

上述したように、層認識処理を適切に実行するためには、ＰＩ層間分離指標が２０％以上であることが必要である。図１５から、層間距離ｄが１０μｍ，１５μｍである場合には、幅ｗ２によらず層認識処理を行えることが理解される。一方で、層間距離が２０μｍである場合には、幅ｗ２が７０μｍより大きいとＰＩ層間分離指標が２０％を下回り、層認識処理を適切に行うことができなくなる。

一般的に言って、２０μｍ程度の層間距離は、現実的な層間距離の上限値である。また、上述したように、プルイン信号ＰＩＳのＰＩ層間分離指標は、層間距離ｄが同じであれば幅ｗ２が小さいほど大きくなる。したがって、幅ｗ２を７０μｍ以下、すなわちスポット直径ｒ＝５０μｍの１．４倍以下とすることにより、光ディスク１１の構造によらず層認識処理を実行可能なプルイン信号ＰＩＳを得ることが可能になる。

ここで、４層構成の光ディスク１１を用いる場合のプルイン信号ＰＩＳのシミュレーション結果についても示しておく。まず、図１６は、このシミュレーションの前提とした光ディスク１１の層構成を示す図である。同図に示すように、この例による光ディスク１１は、対物レンズ４に遠い側から順に層Ｌ０〜Ｌ３を有する４層構成であり、層間隔は層Ｌ０と層Ｌ１の間から順に１６μｍ，２１μｍ，１０μｍとなっている。

図１７〜図２０は、光ディスク１１が図１６に示した層構成を有するという前提の下、幅ｗ２が１００μｍ，５０μｍ，２０μｍ，１０μｍである場合のそれぞれについて、プルイン信号ＰＩＳのシミュレーションを行った結果を示す図である。記録層Ｌ０〜Ｌ３に対応する焦点距離はそれぞれ約１７３５μｍ，約１７４６μｍ，約１７５９μｍ，約１７６５μｍである。これらの図の（ａ）（ｂ）にも、図５〜図８の（ａ）（ｂ）と同様に、プルイン信号ＰＩＳのメインビーム成分ＰＩＳ＿Ｍなどを示している。

図１７〜図２０から理解されるように、光ディスク１１が４層構成であっても、各記録層間のＰＩ層間分離指標は、幅ｗ２が小さいほど大きくなる性質を有している。

幅ｗ２が１００μｍである場合、合焦点認識処理も行えるようにしきい値ＴＨＳを設定すると、ハイ区間が１つとなり、層認識ができない。また、層数カウント処理などのため、しきい値を大きくすると、値によっては、ハイ区間が４つとなるが、合焦点間に極大値が出てくるため、５つと認識する可能性も出てくる。よって、幅ｗ２が１００μｍである場合、層認識処理の実行は困難である。一方、幅ｗ２が５０μｍ，２０μｍ，１０μｍの場合には、合焦点認識処理が行える程度まで分離できている。

なお、図１６に示した光ディスク１１では、一部の層間距離が約２０μｍとなっているため、上述した層間距離ｄ＝２０μｍの２層構成の場合と同様、幅ｗ２が７０μｍより大きいとＰＩ層間分離指標の最小値（記録層Ｌ０，Ｌ１間のＰＩ層間分離指標、記録層Ｌ１，Ｌ２間のＰＩ層間分離指標、及び記録層Ｌ２，Ｌ３間のＰＩ層間分離指標のうちの最小値）が２０％を下回って層認識処理を適切に行うことができなくなる。これに対しては、２層構成の光ディスク１１を用いる場合と同様、幅ｗ２をスポット直径ｒの１．４倍以下とすることにより、光ディスク１１の構造によらず層認識処理を実行可能となる。

以上説明したように、本実施の形態による光学ドライブ装置１によれば、メインビーム受光面Ｓ１を４分割以上に分割せずに、層間距離によらず層認識処理を行うことが可能になるとともに、合焦点認識処理を伴うフォーカスサーボも行えるようになる。

図２１は、本発明の第２の実施の形態による光学ドライブ装置１に備えられる処理部６ｂの機能ブロックの一部を示す図である。

図２１に示すように、処理部６ｂは、プルイン信号生成部６１ａに代えてプルイン信号生成部６１ｂを備える点で、第１の実施の形態による処理部６ａと相違する。以下、相違点を中心に説明する。

プルイン信号生成部６１ｂは、プルイン信号ＰＩＳを生成する点では、プルイン信号生成部６１ａと同様である。プルイン信号生成部６１ｂは、これに加えてプルイン信号ＰＩＭも生成する。具体的には、受光領域１Ａ〜１Ｄに対応する出力信号Ｉ_１Ａ〜Ｉ_１Ｄ（第３の出力信号）も取得する。そして、これらの合計信号Ｉ_１Ａ＋Ｉ_１Ｂ＋Ｉ_１Ｃ＋Ｉ_１Ｄに基づいてプルイン信号ＰＩＭを生成する。具体的には、式（７）に示すように、合計信号Ｉ_１Ａ＋Ｉ_１Ｂ＋Ｉ_１Ｃ＋Ｉ_１Ｄをそのままプルイン信号ＰＩＭとする。なお、このプルイン信号ＰＩＭは、従来からプルイン信号として用いられている信号である。

プルイン信号生成部６１ｂはさらに、２つのプルイン信号ＰＩＳ，ＰＩＭに基づいてプルイン信号ＰＩＭＳを生成する。具体的には、式（８）によりプルイン信号ＰＩＭＳを生成する。ここで、ｍは定数である。

図２２は、光ディスク１１が記録層Ｌ０，Ｌ１を有する２層構成であり、かつ層間距離ｄが１０μｍ、メインビーム受光面Ｓ１は４分割で幅ｗ１が１００μｍであるという前提の下、幅ｗ２が１００μｍ、５０μｍ、４０μｍ、３０μｍ、２０μｍ、１０μｍである場合のそれぞれについてシミュレートしたプルイン信号ＰＩＭＳを示す図である。同図には、プルイン信号ＰＩＭＳの他、しきい値ＴＨＭＳ（後述）及びフォーカス誤差信号ＦＥも示している。この例では、定数ｍはそれぞれの幅ｗ２に対して、５、６．５、７．６、９．８、１４．２、２８．２としている。また、各図にプロットした値は、式（８）により求められる値の１／２である。

なお、幅ｗ２が１００μｍである場合に定数ｍ＝５としているが、これは例として、プルイン信号ＰＩＭＳにおいて、サブビームＳＢ１，ＳＢ２の合計がメインビームＭＢと同じ強度になるように、メインビームＭＢの光強度とサブビームＳＢ１，ＳＢ２の合計光強度との比に等しい値を用いているものである。また、幅ｗ２が５０μｍ、４０μｍ、３０μｍ、２０μｍ、１０μｍである場合の定数ｍの値は、ＰＩ層間分離の幅ｗ２依存性を比較しやすいように、それぞれが有する複数の極大値のうちの最小の値が、幅ｗ２が１００μｍである場合のプルイン信号ＰＩＭＳが有する複数の極大値のうちの最小の値と同じになるように決めてある。

図２２の例において記録層Ｌ０，Ｌ１間のＰＩ層間分離率を算出すると、幅ｗ２が１００μｍ、５０μｍ、４０μｍ、３０μｍ、２０μｍ、１０μｍである場合のそれぞれについて、約２９．７％、約３８．７％、約４０．３％、約４０．４％、約４０．８％、約４０．８％となる。したがって、層間距離ｄが１０μｍである場合には、プルイン信号ＰＩＭＳを用いることで、たとえ幅ｗ２が１００μｍであっても十分に層認識を行えると言える。

また、図４１に示したように、メインビーム受光面Ｓ１が４分割、幅ｗ１＝１００μｍでプルイン信号ＰＩＭのみを用いた場合は、層認識を行えないが、サブビーム受光面Ｓ２，Ｓ３を組合わせることにより、全ての幅ｗ２に対して層認識を行えるようになる。

プルイン信号生成部６１ｂはさらに、プルイン信号ＰＩＭＳの極大値と極小値の中間程度の値を有するしきい値ＴＨＭＳ（第１のしきい値）を決定する。具体的な決定方法は、第１の実施の形態で説明したしきい値ＴＨＳの決定方法と同様であるので、詳しい説明は省略する。

しきい値ＴＨＭＳを決定したら、プルイン信号生成部６１ｂは、図示していないが、プルイン信号ＰＩＭＳがしきい値ＴＨＭＳより大きくなるときにハイ（第１の値）となり、そうでないときにロー（第２の値）となるスライス信号ＰＩＭＳＳＬ（第１のスライス信号）を生成する。こうして生成されたスライス信号ＰＩＭＳＳＬは、対物レンズ制御部６５に入力される。対物レンズ制御部６５では、入力されたスライス信号ＰＩＭＳＳＬをスライス信号ＰＩＳＳＬの代わりに用い、第１の実施の形態で説明したものと同様の処理を行う。

図２３は、光ディスク１１が記録層Ｌ０，Ｌ１を有する２層構成であり、かつ層間距離ｄが１５μｍ、メインビーム受光面Ｓ１は４分割で幅ｗ１が１００μｍであるという前提の下、幅ｗ２が１００μｍ、２０μｍ、１０μｍである場合のそれぞれについてシミュレートしたプルイン信号ＰＩＭＳを示す図である。この例では、定数ｍはそれぞれの幅ｗ２に対して、５、１５．４、３１．１としている。また、各図にプロットした値は、式（８）により求められる値の１／２である。各図の例における記録層Ｌ０，Ｌ１間のＰＩ層間分離率は、それぞれ約４５．４％、約５７．５％、約５６．９％となっている。

図２４は、光ディスク１１が記録層Ｌ０，Ｌ１を有する２層構成であり、かつ層間距離ｄが２０μｍ、メインビーム受光面Ｓ１は４分割で幅ｗ１が１００μｍであるという前提の下、幅ｗ２が１００μｍ、２０μｍ、１０μｍである場合のそれぞれについてシミュレートしたプルイン信号ＰＩＭＳを示す図である。この例では、定数ｍはそれぞれの幅ｗ２に対して、５、１６．２、３１．７としている。また、各図にプロットした値は、式（８）により求められる値の１／２である。各図の例における記録層Ｌ０，Ｌ１間のＰＩ層間分離率は、それぞれ約３０．４％、約４７．１％、約４８．１％となっている。

図２５は、図２９〜図４０に基づいて算出される記録層Ｌ０，Ｌ１間のＰＩ層間分離指標と幅ｗ２との関係を、層間距離ｄごとに示した図である。ただし、図２５では、層間距離ｄが２０μｍである場合について、ｗ２＝９０μｍ，８０μｍ，７０μｍとした場合におけるＰＩ層間分離率も示している。具体的な数値は、ｗ２＝９０μｍ，８０μｍ，７０μｍそれぞれについて、３５．７％、３９．５％、４２％である。また、これらの数値を算出する際、定数ｍは、ｗ２＝９０μｍ，８０μｍ，７０μｍにつき５．２，５．３，５．７とした。

図２５から理解されるように、プルイン信号ＰＩＭＳに関しても、ＰＩ層間分離指標は、層間距離ｄが同じであれば幅ｗ２が小さいほど大きくなる。また、層認識処理は、層間距離ｄによらずすべての幅ｗ２で行える。すなわち、プルイン信号ＰＩＭＳでは、プルイン信号ＰＩＳとは異なり、層間距離ｄが２０μｍであっても２０％以上のＰＩ層間分離指標が得られている。したがって、プルイン信号ＰＩＭＳを用いれば、図３に示した分割線Ｌ１〜Ｌ４を設けなくても、すなわち、従来のままのサブビーム受光面Ｓ１，Ｓ２を用いても、層間距離によらず層認識処理を行うことが可能になる。ただし、定数ｍの値を変えることにより、プルイン信号ＰＩＭ，ＰＩＳの寄与度が変わってくるため、ＰＩ層間分離指標も変わってくる。多層化光ディスクの層間距離などを考慮して、適宜定数ｍを最適な値にする必要がある。

次に、図２６は、光ディスク１１が図１６に示した４層構成を有し、かつメインビーム受光面Ｓ１は４分割で幅ｗ１が１００μｍであるという前提の下、幅ｗ２が１００μｍ，５０μｍ，２０μｍ，１０μｍである場合のそれぞれについて、プルイン信号ＰＩＭＳのシミュレーションを行った結果を示す図である。図２７も同様である。ただし、図２６では定数ｍをそれぞれ１５．５，２３．５，４９．３，９５．８として、式（８）により求められる値の１／５．４の値をプロットしている。一方、図２７では定数ｍを図２６の２倍（３１，４７，９８．６，１９１．６）として、式（８）により求められる値の１／１０の値をプロットしている。

いずれの場合でも、合焦点認識処理を行えるように、しきい値ＴＨＭＳを小さく設定すると、幅ｗ２が１００μｍである場合に記録層Ｌ３と記録層Ｌ２の分離ができなくなり、層認識が行えなくなる。したがって、幅ｗ２を１００μｍより小さくする必要がある。ただし、層数カウント処理など特定の処理に関しては、幅ｗ２が１００μｍであっても層認識を行える。

なお、ここでは、メインビーム受光面Ｓ１が４分割であり、かつ幅ｗ１が１００μｍである場合を考えているが、幅ｗ１も同様に小さくしていくと、全ての層間の分離が行えるようになると同時に、特に記録層Ｌ０での合焦点認識処理が容易になってきて、しきい値ＴＨＭＳを大きくすることができるため、合焦点認識処理も含めた層認識処理が容易になってくる。

プルイン信号ＰＩＭの幅ｗ１依存性は図４１に示されている。また、図５〜図１４、図１７〜図２０にサブビーム成分ＰＩＳ＿Ｓを示しているが、これは、プルイン信号ＰＩＭを定数倍した信号であるため、プルイン信号ＰＩＭの層間分離の様子を示している図でもある。即ち、幅ｗ１が小さくなってくると、プルイン信号ＰＩＭの層間分離が良くなってきており、図示していないが、同時にプルイン信号ＰＩＭＳの層間分離も良くなってくる。

また、図２８は、光ディスク１１が図１６に示した４層構成を有し、かつメインビーム受光面Ｓ１は４分割で幅ｗ１が１００μｍであるという前提の下、幅ｗ２が１００μｍ，５０μｍ，２０μｍ，１０μｍである場合のそれぞれについて、定数ｍを図２６で使用した値の０．２倍〜２倍の間で振ってＰＩ層間分離指標をシミュレーションした結果を示す図である。横軸αは、この倍率の５倍の値を示している。また、記録層Ｌ３，Ｌ２間の分離が問題となってきているため、記録層Ｌ３，Ｌ２間のＰＩ層間分離指標をプロットしている。

図２８から理解されるように、４層構成の光ディスク１１を用いる場合のＰＩ層間分離指標の最小値は、２層構成の場合と同様、幅ｗ２が小さいほど大きくなる性質を有している。ただし、幅ｗ２が２０μｍ以下になると、ほとんど変化しない。また、ＰＩ層間分離指標は常に２０％以上となっていることから、プルイン信号ＰＩＭＳを用いることで、少なくとも層数カウント処理については、従来のままのサブビーム受光面Ｓ１，Ｓ２を用いても、層間距離によらず層認識処理を行うことが可能になることが理解される。

また、ＰＩ層間分離指標は、定数ｍの値が大きいほど大きくなる性質も有している。とはいえ、α＝１であってもＰＩ層間分離指標は２０％以上を維持しているので、定数ｍの値によらず層認識処理を行うことは可能である。

図２９は、本発明の第３の実施の形態による光学ドライブ装置１に備えられる処理部６ｃの機能ブロックの一部を示す図である。

図２９に示すように、処理部６ｃは、プルイン信号生成部６１ａ，６１ｂに代えてプルイン信号生成部６１ｃを備える点で、それぞれ第１及び第２の実施の形態による処理部６ａ，６ｂと相違する。以下、相違点を中心に説明する。

プルイン信号生成部６１ｃは、プルイン信号ＰＩＳ及びプルイン信号ＰＩＭを生成する点では、プルイン信号生成部６１ｂと同様である。

プルイン信号生成部６１ｃはさらに、プルイン信号ＰＩＳの極大値と極小値の中間程度の値を有するしきい値ＴＨＳ（第２のしきい値）を決定する。また、プルイン信号ＰＩＭの極大値と極小値の中間程度の値を有するしきい値ＴＨＭ（第３のしきい値）も決定する。具体的な決定方法は、第１の実施の形態で説明したしきい値ＴＨＳの決定方法と同様であるので、詳しい説明は省略する。

しきい値ＴＨＳ，ＴＨＭを決定したら、プルイン信号生成部６１ｃは、プルイン信号ＰＩＳがしきい値ＴＨＳより大きくなるときにハイ（第１の値）となり、そうでないときにロー（第２の値）となるスライス信号ＰＩＳＳＬ（第２のスライス信号）と、プルイン信号ＰＩＭがしきい値ＴＨＭより大きくなるときにハイ（第１の値）となり、そうでないときにロー（第２の値）となるスライス信号ＰＩＭＳＬ（第３のスライス信号）とを生成する。

最後に、プルイン信号生成部６１ｃは、スライス信号ＰＩＳＳＬ，ＰＩＭＳＬがともにハイ（第１の値）である場合にハイ（第１の値）となり、そうでない場合にロー（第２の値）となるプルイン信号ＰＩＡＮＤを生成する。このプルイン信号ＰＩＡＮＤは、要するに、スライス信号ＰＩＳＳＬとスライス信号ＰＩＭＳＬとを論理和演算した結果得られる信号である。こうして生成されたプルイン信号ＰＩＡＮＤは、対物レンズ制御部６５に入力される。対物レンズ制御部６５では、入力されたプルイン信号ＰＩＡＮＤをスライス信号ＰＩＳＳＬの代わりに用い、第１の実施の形態で説明したものと同様の処理を行う。

以下、プルイン信号ＰＩＡＮＤについて、具体的な例を挙げながら詳細に説明する。

図３０，図３１は、光ディスク１１の条件を図５に示した例と同一（２層構成かつ層間距離ｄ＝１０μｍ）とし、かつメインビーム受光面Ｓ１は４分割で幅ｗ１が１００μｍとし、幅ｗ２が１００μｍ，２０μｍである場合のそれぞれについて、プルイン信号ＰＩＡＮＤのシミュレーションを行った結果を示す図である。各図の（ａ）には、プルイン信号ＰＩＳ，ＰＩＭ、しきい値ＴＨＳ，ＴＨＭ、及びフォーカス誤差信号ＦＥを示している。また各図の（ｂ）には、スライス信号ＰＩＳＳＬ，ＰＩＭＳＬ及びプルイン信号ＰＩＡＮＤを示している。

また、図３２，図３３は、光ディスク１１の条件を図９などに示した例と同一（２層構成かつ層間距離ｄ＝１５μｍ）とし、かつメインビーム受光面Ｓ１は４分割で幅ｗ１が１００μｍとし、幅ｗ２が１００μｍ，２０μｍである場合のそれぞれについて、プルイン信号ＰＩＡＮＤのシミュレーションを行った結果を示す図である。これらの図の（ａ）（ｂ）に示した信号は、図３０の（ａ）（ｂ）と同様である。

さらに、図３４，図３５は、光ディスク１１の条件を図１２などに示した例と同一（２層構成かつ層間距離ｄ＝２０μｍ）とし、かつメインビーム受光面Ｓ１は４分割で幅ｗ１が１００μｍとし、幅ｗ２が１００μｍ，２０μｍである場合のそれぞれについて、プルイン信号ＰＩＡＮＤのシミュレーションを行った結果を示す図である。これらの図の（ａ）（ｂ）に示した信号も、図３０の（ａ）（ｂ）と同様である。

図３０〜図３５に示すように、層間距離ｄが小さくなってきて、１０μｍの時は、プルイン信号ＰＩＭでは層間分離が十分には行えなくなるが、プルイン信号ＰＩＳでは層間分離を行うことができる。一方、層間距離ｄが大きくなってきて、２０μｍの時は、プルイン信号ＰＩＭでは十分に層間分離を行うことができるが、プルイン信号ＰＩＳではｗ２が１００μｍの時は、しきい値の値によって、ハイとなる区間が３つになったり、また２つでも、ハイの区間が長くなったりし、層間分離を行うことが困難になってくる。ただし、層間距離ｄが変化しても、常にどちらかのプルイン信号は正常に生成されるため、両方のＡＮＤをプルイン信号ＡＮＤとすると、層認識処理が行えるようになることが分かる。

次に、図３６〜図３８は、光ディスク１１が図１６に示した４層構成を有し、メインビーム受光面Ｓ１は４分割で幅ｗ１が１００μｍであるという前提の下、幅ｗ２が１００μｍ，５０μｍ，２０μｍである場合のそれぞれについて、プルイン信号ＰＩＡＮＤのシミュレーションを行った結果を示す図である。これらの図の（ａ）（ｂ）に示した信号も、図３０の（ａ）（ｂ）と同様である。

図３６〜図３８に示すように、合焦点認識処理も行えるようにしきい値を設定した場合を考える。幅ｗ２が１００μｍである場合（図３６）には、プルイン信号ＰＩＳのスライス信号ＰＩＳＳＬがハイとなる区間は１つだけになる。一方、メインビーム受光面Ｓ１は４分割でｗ１が１００μｍであるため、層認識を十分には行えず、プルイン信号ＰＩＭのスライス信号ＰＩＭＳＬがハイとなる区間は２つになる。よって、これらを論理和演算してプルイン信号ＰＩＡＮＤを生成しても、図３６に示すように、層認識を行うことはできない。一方、幅ｗ２を５０μｍ、２０μｍと小さくしていくと、図３７，図３８に示すように、層認識を行えるようになっている。よって、プルイン信号ＰＩＡＮＤを用いる場合、幅ｗ２を小さくすることにより合焦点認識処理を行えるようになることが理解される。具体的には、幅ｗ２を５０μｍ以下、すなわちスポット直径以下とすることが好ましい。

なお、合焦点認識処理を行わない場合（層数カウント処理などのみを行う場合）には、しきい値をより高めの値に設定することが可能になる。したがって、プルイン信号ＰＩＡＮＤのハイ区間を記録層ごとに設けることが可能になるので、幅ｗ２が１００μｍであっても、プルイン信号ＰＩＡＮＤを用いて層認識を行うことが可能になる。

ここでは、メインビーム受光面Ｓ１は４分割でｗ１が１００μｍの場合を考えているが、幅ｗ１も同様に小さくしていくと、記録層Ｌ１と記録層Ｌ０間での層間分離が行えるようになると同時に、特に記録層Ｌ０での合焦点認識処理が容易になってきて、しきい値を幅ｗ１が１００μｍの場合と比べて大きくすることができるようになるため、合焦点認識処理を含めた層認識処理が容易になってくる。

プルイン信号ＰＩＭの幅ｗ１依存性は図４１に示されている。また、図５〜図１４、図１７〜図２０にサブビーム成分ＰＩＳ＿Ｓを示しているが、これは、プルイン信号ＰＩＭを定数倍した信号であるため、プルイン信号ＰＩＭの層間分離の様子を示している図でもある。即ち、幅ｗ１が小さくなってくると、プルイン信号ＰＩＭの層間分離が良くなってきており、図示していないが、同時にプルイン信号ＰＩＡＮＤの合焦点認識処理も含めた王認識処理を容易に行えるようになってくる。

以上説明したように、本実施の形態による光学ドライブ装置１ｃによれば、プルイン信号ＰＩＭＳと同様に、プルイン信号ＰＩＡＮＤでは、層間距離が大きいほどＰＩ層間分離指標が小さくなるというプルイン信号ＰＩＳの欠点と、層間距離が小さいほどＰＩ層間分離指標が小さくなるというプルイン信号ＰＩＭの欠点が相互に補われる形となっているので、メインビーム受光面Ｓ１を４分割以上に分割せずに、層間距離によらず層認識処理を行うことが可能になる。また、とともに、合焦点認識処理を伴うフォーカスサーボも行えるようになる。

以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるものではなく、本発明が、その要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施され得ることは勿論である。

１ 光学ドライブ装置
１Ａ〜１Ｄ，２Ａ〜２Ｆ，３Ａ〜３Ｆ 受光領域
２ レーザ光源
３ 光学系
４ 対物レンズ
５ 光検出器
６ａ，６ｂ，６ｃ 処理部
１１ 光ディスク
２１ 回折格子
２２ 偏光ビームスプリッタ
２３ コリメータレンズ
２４ １／４波長板
２５ センサレンズ
６１ａ，６１ｂ，６１ｃ プルイン信号生成部
６２ フォーカス誤差信号生成部
６３ トラッキング誤差信号生成部
６４ データ信号生成部
６５ 対物レンズ制御部

Claims (11)

1. 複数の記録層を有する多層化光ディスクに照射される光ビームをメインビーム並びに第１及び第２のサブビームに分割する回折格子と、
   前記多層化光ディスクで反射した前記メインビーム並びに前記第１及び第２のサブビームをそれぞれ受光可能に配置されたメインビーム受光面並びに第１及び第２のサブビーム受光面を有し、受光面ごとにその受光量を示す信号を出力する光検出器と、
   前記第１のサブビーム受光面の受光量を示す前記光検出器の第１の出力信号と、前記第２のサブビーム受光面の受光量を示す前記光検出器の第２の出力信号との合計信号に基づいて、合焦点近辺に極大値を有するプルイン信号を生成するプルイン信号生成手段と、
   前記プルイン信号に基づいて層認識処理を行う層認識手段とを備え、
   前記第１及び第２のサブビーム受光面の信号光接線方向の長さは、対応する前記サブビームが各受光面上に形成するスポットの直径の１．４倍以下である
   ことを特徴とする光学ドライブ装置。
2. 前記プルイン信号は、前記合計信号又は前記合計信号を所定の増幅率で増幅してなる信号である
   ことを特徴とする請求項１に記載の光学ドライブ装置。
3. 複数の記録層を有する多層化光ディスクに照射される光ビームをメインビーム並びに第１及び第２のサブビームに分割する回折格子と、
   前記多層化光ディスクで反射した前記メインビーム並びに前記第１及び第２のサブビームをそれぞれ受光可能に配置されたメインビーム受光面並びに第１及び第２のサブビーム受光面を有し、受光面ごとにその受光量を示す信号を出力する光検出器と、
   前記第１のサブビーム受光面の受光量を示す前記光検出器の第１の出力信号と、前記第２のサブビーム受光面の受光量を示す前記光検出器の第２の出力信号との合計信号に基づいて、合焦点近辺に極大値を有するプルイン信号を生成するプルイン信号生成手段と、
   前記プルイン信号に基づいて層認識処理を行う層認識手段とを備え、
   前記プルイン信号生成手段は、前記メインビーム受光面の受光量を示す前記光検出器の第３の出力信号にも基づいて前記プルイン信号を生成する
   ことを特徴とする光学ドライブ装置。
4. 前記プルイン信号は、前記第３の出力信号と、前記合計信号を所定の増幅率で増幅してなる信号との合計信号である
   ことを特徴とする請求項３に記載の光学ドライブ装置。
5. 複数の記録層を有する多層化光ディスクに照射される光ビームをメインビーム並びに第１及び第２のサブビームに分割する回折格子と、
   前記多層化光ディスクで反射した前記メインビーム並びに前記第１及び第２のサブビームをそれぞれ受光可能に配置されたメインビーム受光面並びに第１及び第２のサブビーム受光面を有し、受光面ごとにその受光量を示す信号を出力する光検出器と、
   前記第１のサブビーム受光面の受光量を示す前記光検出器の第１の出力信号と、前記第２のサブビーム受光面の受光量を示す前記光検出器の第２の出力信号との合計信号に基づいて、合焦点近辺に極大値を有するプルイン信号を生成するプルイン信号生成手段と、
   前記プルイン信号に基づいて層認識処理を行う層認識手段と、
   前記メインビーム並びに前記第１及び第２のサブビームを前記多層化光ディスクに集光する対物レンズとを備え、
   前記プルイン信号生成手段は、前記プルイン信号が第１のしきい値より大きい場合に第１の値となり、そうでない場合に第２の値となる第１のスライス信号を生成し、
   前記層認識手段は、前記対物レンズを前記多層化光ディスクの法線方向に移動させながら前記第１のスライス信号が前記第１の値となる区間の数をカウントすることにより、前記多層化光ディスクが有する前記記録層の数を取得する
   ことを特徴とする光学ドライブ装置。
6. 複数の記録層を有する多層化光ディスクに照射される光ビームをメインビーム並びに第１及び第２のサブビームに分割する回折格子と、
   前記多層化光ディスクで反射した前記メインビーム並びに前記第１及び第２のサブビームをそれぞれ受光可能に配置されたメインビーム受光面並びに第１及び第２のサブビーム受光面を有し、受光面ごとにその受光量を示す信号を出力する光検出器と、
   前記第１のサブビーム受光面の受光量を示す前記光検出器の第１の出力信号と、前記第２のサブビーム受光面の受光量を示す前記光検出器の第２の出力信号との合計信号に基づいて、合焦点近辺に極大値を有するプルイン信号を生成するプルイン信号生成手段と、
   前記プルイン信号に基づいて層認識処理を行う層認識手段と、
   前記メインビーム並びに前記第１及び第２のサブビームを前記多層化光ディスクに集光する対物レンズとを備え、
   前記プルイン信号生成手段は、前記プルイン信号が第１のしきい値より大きい場合に第１の値となり、そうでない場合に第２の値となる第１のスライス信号を生成し、
   前記層認識手段は、前記対物レンズを前記多層化光ディスクの法線方向に移動させながら前記第１のスライス信号が前記第１の値となる区間の数又は位置の少なくとも一方を認識することにより、前記光ビームの焦点を前記複数の記録層のうちのアクセス対象層付近に移動させる
   ことを特徴とする光学ドライブ装置。
7. 前記メインビーム並びに前記第１及び第２のサブビームを前記多層化光ディスクに集光する対物レンズと、
   前記メインビーム受光面の受光量を示す前記光検出器の出力信号に基づいてフォーカス誤差信号を生成するフォーカス誤差信号生成手段とを備え、
   前記プルイン信号生成手段は、前記プルイン信号が第１のしきい値より大きい場合に第１の値となり、そうでない場合に第２の値となる第１のスライス信号を生成し、
   前記層認識手段は、前記第１のスライス信号が前記第１の値である場合に前記フォーカス誤差信号がゼロもしくはゼロクロスする位置を合焦点と認識することにより、前記フォーカス誤差信号がゼロとなる位置が合焦点であるかどうか認識する処理を行う
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の光学ドライブ装置。
8. 前記プルイン信号生成手段は、前記合計信号が第２のしきい値より大きい場合に第１の値となり、そうでない場合に第２の値となる第２のスライス信号と、前記第３の出力信号が第３のしきい値より大きい場合に前記第１の値となり、そうでない場合に前記第２の値となる第３のスライス信号とを生成し、
   前記プルイン信号は、前記第２及び第３のスライス信号がともに前記第１の値である場合に前記第１の値となり、そうでない場合に前記第２の値となる信号である
   ことを特徴とする請求項３に記載の光学ドライブ装置。
9. 前記メインビーム並びに前記第１及び第２のサブビームを前記多層化光ディスクに集光する対物レンズを備え、
   前記層認識手段は、前記対物レンズを前記多層化光ディスクの法線方向に移動させながら前記プルイン信号が前記第１の値となる区間の数をカウントすることにより、前記多層化光ディスクが有する前記記録層の数を取得する
   ことを特徴とする請求項８に記載の光学ドライブ装置。
10. 前記メインビーム並びに前記第１及び第２のサブビームを前記多層化光ディスクに集光する対物レンズを備え、
    前記層認識手段は、前記対物レンズを前記多層化光ディスクの法線方向に移動させながら前記プルイン信号が前記第１の値となる区間の数又は位置の少なくとも一方を認識することにより、前記光ビームの焦点を前記複数の記録層のうちのアクセス対象層付近に移動させる
    ことを特徴とする請求項８に記載の光学ドライブ装置。
11. 前記メインビーム並びに前記第１及び第２のサブビームを前記多層化光ディスクに集光する対物レンズと、
    前記メインビーム受光面の受光量を示す前記光検出器の出力信号に基づいてフォーカス誤差信号を生成するフォーカス誤差信号生成手段とを備え、
    前記層認識手段は、前記プルイン信号が前記第１の値である場合に前記フォーカス誤差信号がゼロもしくはゼロクロスする位置を合焦点と認識することにより、前記フォーカス誤差信号がゼロとなる位置が合焦点であるかどうか認識する処理を行う
    ことを特徴とする請求項８に記載の光学ドライブ装置。

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