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WO2015037062A1 - 記録再生装置 - Google Patents

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WO2015037062A1
WO2015037062A1 PCT/JP2013/074435 JP2013074435W WO2015037062A1 WO 2015037062 A1 WO2015037062 A1 WO 2015037062A1 JP 2013074435 W JP2013074435 W JP 2013074435W WO 2015037062 A1 WO2015037062 A1 WO 2015037062A1
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WO
WIPO (PCT)
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light
region
signal
diffraction grating
order light
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/JP2013/074435
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
岡野　英明
渡部　一雄
小川　昭人
隆 碓井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Priority to JP2015536318A priority patent/JPWO2015037062A1/ja
Publication of WO2015037062A1 publication Critical patent/WO2015037062A1/ja
Priority to US15/050,665 priority patent/US9672860B2/en
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Ceased legal-status Critical Current

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    • G11B7/24047—Substrates
    • G11B7/2405—Substrates being also used as track layers of pre-formatted layers

Definitions

  • the embodiment relates to recording and reproduction of information on an information recording medium.
  • the recording capacity of the information recording medium can be increased, for example, by expanding the number of information recording layers.
  • BDXL which is an extension standard of Blu-ray disc (registered trademark)
  • certain types of optical discs have a problem that productivity decreases as the information recording layer increases (for example, yield decreases and manufacturing tact time increases).
  • One cause of this problem is the process of forming (transferring) spiral track grooves (grooves) in each information recording layer.
  • the above problems can be suppressed by the guide layer separation type optical disc.
  • the guide layer separation type optical disc includes a plurality of information recording layers and a guide layer (also referred to as a servo layer) independent of the plurality of information recording layers.
  • the above-mentioned groove is formed on the guide layer but not on the information recording layer. That is, since the groove molding process is performed only for a small number of guide layers as compared with the information recording layer, it is possible to suppress a decrease in productivity due to an increase in the information recording layer.
  • An object of the embodiment is to stably read address information from a guide layer even when spherical aberration occurs.
  • the recording / reproducing apparatus includes an objective lens, a region division diffraction grating, an astigmatism optical system, a light receiving element, and a generation circuit.
  • the objective lens condenses the guide light on the guide layer in the information recording medium, and condenses the information recording light on the information recording layer in the information recording medium.
  • the region-dividing diffraction grating divides the return light from the guide layer according to a plurality of regions including a first region and a second region that does not overlap the first region.
  • the astigmatism optical system gives astigmatism to the 0th-order light beam and the ⁇ 1st-order light beams of the return light divided by the region-dividing diffraction grating.
  • the light receiving element includes a first photodetector cell group that receives a zero-order light beam given astigmatism by the astigmatism optical system, and an astigmatism optical system that passes through the first region and is astigmatized by the astigmatism optical system.
  • a second photodetector cell group that receives at least one beam of the + 1st order light and the ⁇ 1st order light given the aberration, and the astigmatism is given by the astigmatism optical system passing through the second region;
  • a third photodetector cell group for receiving at least one beam of the + 1st order light and the ⁇ 1st order light.
  • the generation circuit generates a focus error signal based on the amount of light in the first photodetector cell group, and generates a wobble reproduction signal based on the amount of light in the second photodetector cell group and the third photodetector cell group. Generate.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a region division pattern of a region division diffraction grating in the recording / reproducing apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating the shape of a zero-order light beam incident on a FES PD cell group in the recording / reproducing apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. PD photodetector
  • FIG. 4 is a diagram illustrating the shape of a zero-order light beam incident on a FES PD cell group in the recording / reproducing apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating the shape of a zero-order light beam incident on a FES PD cell group in the recording / reproducing apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating the shape of a zero-order light beam incident on a FES PD cell group in the recording / reproducing apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating the shape of a zero-order light beam incident on a FES PD cell group in the recording / reproducing apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating the shape of a zero-order light beam incident on a FES PD cell group in the recording / reproducing apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating the shape of a zero-order light beam incident on a FES PD cell group in the recording / reproducing apparatus according to the first embodiment.
  • the figure which illustrates the guide layer of the information recording medium of FIG. Explanatory drawing of wobble phase modulation. Explanatory drawing of width modulation.
  • the figure which illustrates the generating mechanism of spherical aberration The figure which illustrates the generating mechanism of spherical aberration.
  • the figure which illustrates the generating mechanism of spherical aberration The graph which illustrates the relationship between the depth which information recording light condenses, and the residual aberration of guide light.
  • the graph which shows the simulation result of the defocus margin of the wobble reproduction signal which concerns on the 2nd comparative example at the time of spherical aberration generation The graph which shows the simulation result of the defocus margin of a suitable wobble reproduction signal at the time of spherical aberration non-occurrence
  • production The graph which shows the simulation result of the defocus margin of the suitable wobble reproduction signal at the time of spherical aberration generation.
  • the recording / reproducing apparatus includes an optical pick-up unit (OPU) 100, a servo processing circuit 120, and a signal processing circuit 140.
  • OPU optical pick-up unit
  • the recording / reproducing apparatus in FIG. 1 records and reproduces information on an information recording medium (optical disk).
  • this information recording medium is provided with a guide layer on the back side when viewed from the light incident direction and a plurality of information recording layers on the front side.
  • the guide layer has a spiral track groove (that is, guide track) structure.
  • the recording / reproducing apparatus of FIG. 1 includes a disk drive mechanism (not shown), and the disk drive mechanism rotationally drives an information recording medium during information recording / reproduction.
  • Servo processing circuit 120 and signal processing circuit 140 may be integrated.
  • the servo processing circuit 120 and the signal processing circuit 140 are connected to a controller (not shown).
  • the controller controls the servo processing circuit 120 and the signal processing circuit 140 based on an instruction from a host information processing apparatus such as a computer.
  • the OPU 100 performs an optical process for recording / reproducing information on / from the information recording medium. Specifically, the OPU 100 can generate guide light for a guide layer (GL) and information recording light for an information recording layer (RL). The OPU 100 irradiates the information recording medium with the generated light. The OPU 100 outputs the return light from the information recording medium to the servo processing circuit 120 in the form of an electric signal. The OPU 100 can reproduce information recorded on the guide layer using the guide light. Further, the OPU 100 can record information on the information recording layer or reproduce information recorded on the information recording layer using the information recording light. The OPU 100 is connected to an OPU drive mechanism (not shown). The OPU drive mechanism can move the OPU 100 in the radial direction of the information recording medium.
  • the OPU 100 includes a red laser diode (LD) 101, a blue LD 102, a GL polarization beam splitter (PBS) 103-1, a GL collimator lens 103-2, a dichroic prism 103-3, and a ⁇ / 4 wavelength plate.
  • LD red laser diode
  • PBS GL polarization beam splitter
  • PBS GL collimator lens
  • dichroic prism 103-3 a ⁇ / 4 wavelength plate.
  • RL PBS 103-5 RL collimator lens 103-6
  • GL focus correction mechanism 106 RL aberration correction mechanism 107
  • objective lens 108 objective lens drive mechanism 109
  • GL Light receiving element 110 RL light receiving element 111
  • GL laser drive circuit 112 RL laser drive circuit 113
  • region division diffraction A grating 116 and an astigmatism optical system 117 are provided.
  • LD 101 is a light source for guide light.
  • the wavelength of the guide light is about 660 nm.
  • Part of the guide light generated while the LD 101 is lit is condensed on a GL front monitor PD (not shown).
  • the front monitor PD converts the collected guide light into an electrical signal and outputs it to the power control circuit 121.
  • the laser drive circuit 112 controls the intensity of light generated by the LD 101 in accordance with a control signal from a power control circuit 121 described later.
  • the LD 102 is a light source for information recording light.
  • the wavelength of the information recording light is about 405 nm.
  • the laser drive circuit 113 controls the intensity of light generated by the LD 102 in accordance with control signals from a power control circuit 123 and a pulse modulation circuit 124 described later.
  • a part of the information recording light generated while the LD 102 is turned on is condensed on an RL front monitor PD (not shown).
  • the front monitor PD converts the collected information recording light into an electrical signal and outputs it to the sample / hold circuit (S / H) 122.
  • the laser driving circuit 112 and the laser driving circuit 113 can turn on the LD 101 and the LD 102 simultaneously.
  • Guide light generated while the LD 101 is lit passes through the PBS 103-1.
  • the guide light transmitted through the PBS 103-1 is collimated by the collimator lens 103-2.
  • the GL focus control circuit 125 which will be described later, controls the focus correction mechanism 106 based on the focus error signal to drive the collimator lens 103-2 in the optical axis direction, thereby guiding light as illustrated in FIG. Are focused on a desired guide layer.
  • the guide light substantially collimated by the collimator lens 103-2 is reflected by the dichroic prism 103-3.
  • the guide light reflected by the dichroic prism 103-3 is converted into circularly polarized light by passing through the ⁇ / 4 wavelength plate 103-4.
  • the guide light converted into circularly polarized light enters the objective lens 108 and is condensed near the desired guide layer of the information recording medium.
  • the guide light condensed near the desired guide layer of the information recording medium is reflected by the guide layer.
  • Guide light reflected by the guide layer (that is, return light) is incident on the objective lens 108 again and is substantially collimated.
  • the guide light substantially collimated by the objective lens 108 passes through the ⁇ / 4 wavelength plate 103-4 and is converted into linearly polarized light (which has a polarization direction different by 90 degrees compared to the forward path).
  • the guide light converted into linearly polarized light is reflected by the dichroic prism 103-3, passes through the collimator lens 103-2, and is reflected by the PBS 103-1.
  • the guide light reflected by the PBS 103-1 passes through a region-dividing diffraction grating 116 and an astigmatism optical system 117, which will be described later, and then enters the light receiving element 110.
  • the light receiving element 110 converts the incident light into an electric signal (the voltage of the electric signal depends on the amount of incident light) and outputs the electric signal to the servo signal generation circuit 114.
  • the servo signal generation circuit 114 generates a focus error signal, a tracking error signal, and a wobble reproduction signal by calculating an input electric signal as will be described later.
  • the servo signal generation circuit 114 outputs a focus error signal to the focus control circuit 125, outputs a tracking error signal to the tracking control circuit 126, and outputs a wobble reproduction signal to the preamplifier 127.
  • Information recording light generated while the LD 102 is lit passes through the PBS 103-5.
  • the information recording light transmitted through the PBS 103-5 is collimated by the collimator lens 103-6.
  • the aberration correction mechanism 107 gives spherical aberration to the information recording light passing through the collimator lens 103-6 based on a control signal from an aberration control circuit 134, which will be described later, whereby spherical aberration (the magnitude of the spherical aberration is (Depending on the depth of the desired information recording layer).
  • the information recording light substantially collimated by the collimator lens 103-6 is transmitted through the dichroic prism 103-3.
  • the information recording light transmitted through the dichroic prism 103-3 is further converted into circularly polarized light by transmitting through the ⁇ / 4 wavelength plate 103-4.
  • the information recording light converted into circularly polarized light enters the objective lens 108 and is condensed near the desired information recording layer of the information recording medium.
  • the information recording light condensed near the desired information recording layer of the information recording medium is reflected by the information recording layer.
  • Information recording light (that is, return light) reflected by the information recording layer again enters the objective lens 108 and is substantially collimated.
  • the information recording light substantially collimated by the objective lens 108 passes through the ⁇ / 4 wavelength plate 103-4 and is converted into linearly polarized light (which differs in polarization direction by 90 degrees compared to the forward path).
  • the information recording light converted into linearly polarized light passes through the dichroic prism 103-3, passes through the collimator lens 103-6, and is reflected by the PBS 103-5.
  • the information recording light reflected by the PBS 103-5 enters the light receiving element 111.
  • the light receiving element 111 converts the incident light into an electric signal (the voltage of the electric signal depends on the amount of incident light) and outputs the electric signal to the servo signal generation circuit 115.
  • the servo signal generation circuit 115 generates a focus error signal by calculating an input electric signal based on, for example, a knife edge method, an astigmatism method, or the like.
  • the servo signal generation circuit 115 outputs a focus error signal to the focus control circuit 129.
  • the servo signal generation circuit 115 generates a tracking error signal by calculating an input electric signal based on, for example, a DPD (Differential Phase Detection) method.
  • the servo signal generation circuit 115 outputs a tracking error signal to the tracking control circuit 130.
  • the objective lens 108 is driven in the optical axis direction for focus control by the objective lens driving mechanism 109, or is driven in the radial direction (direction perpendicular to the tangent to the guide groove) for tracking control.
  • the NA of the objective lens 108 is 0.65, for example.
  • the tracking control circuit 126 controls the objective lens driving mechanism 109 based on the tracking error signal to drive the objective lens 108 in the radial direction, as illustrated in FIG.
  • the focused spot of light is tracked to a desired track on the guide layer.
  • the radial position of the condensing spot of the information recording light follows the movements of the OPU 100 and the objective lens driving mechanism 109, and therefore tracking control is performed together with the radial position of the condensing spot of the guide light. Then, according to the address information reproduced from the guide layer, the focused spot of the information recording light moves to a desired recording start position. Then, the intensity of the information recording light (that is, the recording intensity) is pulse-modulated by the pulse modulation circuit 124, and desired information is recorded on the information recording layer.
  • the focus control circuit 129 controls the objective lens driving mechanism 109 on the basis of the focus error signal to drive the objective lens 108 in the optical axis direction, thereby focusing the information recording light as shown in FIG.
  • the desired information recording layer is focused.
  • the tracking control circuit 130 controls the objective lens driving mechanism 109 based on the tracking error signal to drive the objective lens 108 in the radial direction, as illustrated in FIG.
  • the focused spot of the information recording light is tracked on a desired track on the information recording layer.
  • the servo processing circuit 120 receives various electric signals from the OPU 100 and the signal processing circuit 140, generates various control signals for tracking servo and recording / reproduction based on the electric signals, and outputs them to the OPU 100.
  • the servo processing circuit 120 includes a GL power control circuit 121, a sample / hold circuit 122, an RL power control circuit 123, a pulse modulation circuit 124, a GL focus control circuit 125, and a GL tracking control circuit 126.
  • the power control circuit 121 receives an electric signal from the front monitor (GL).
  • the power control circuit 121 generates a control signal for bringing the input electric signal close to a desired value and feeds it back to the laser driving circuit 112.
  • the timing of the sample / hold circuit 122 is controlled by a control signal output from the pulse modulation circuit 124.
  • the sample / hold circuit 122 samples / holds an electrical signal from the front monitor (RL) and outputs it to the power control circuit 123.
  • the power control circuit 123 inputs an electric signal from the sample / hold circuit 122.
  • the power control circuit 123 generates a control signal for bringing the input electric signal close to a desired value and feeds it back to the laser driving circuit 113.
  • the pulse modulation circuit 124 inputs a reference clock signal from a clock generation unit 141 described later and records a recording signal (for example, a NRZI (Non Return to Zero Inversion) signal) from the signal processing unit 143 when recording information.
  • the pulse modulation circuit 124 generates a control signal based on the reference clock signal and the recording signal, and outputs the control signal to the laser driving circuit 113 and the sample / hold circuit 122.
  • the laser intensity of the LD 102 is modulated in a pulse shape. For example, the laser intensity of the LD 102 is high when the recorded data is “1”, and the LD 102 is turned off when the recorded data is “0”.
  • the focus control circuit 125 inputs a focus error signal from the servo signal generation circuit 114.
  • the focus control circuit 125 controls the focus correction mechanism 106 based on the focus error signal to drive the collimator lens 103-2 in the optical axis direction.
  • the tracking control circuit 126 inputs a tracking error signal from the servo signal generation circuit 114 when information is recorded on the information recording medium.
  • the tracking control circuit 126 controls the objective lens driving mechanism 109 based on the tracking error signal to drive the objective lens 108 in the radial direction.
  • the tracking control circuit 126 may control the OPU driving mechanism based on the tracking error signal to drive the OPU 100 in the radial direction.
  • the preamplifier 127 inputs a wobble reproduction signal from the servo signal generation circuit 114.
  • the preamplifier 127 adjusts the amplitude of the input electric signal according to the gain, and outputs it to the A / D 128.
  • the A / D 128 receives a signal from the preamplifier 127, performs analog-digital conversion, and outputs the signal to the signal processing circuit 140.
  • the focus control circuit 129 inputs a focus error signal from the servo signal generation circuit 115.
  • the focus control circuit 129 controls the objective lens driving mechanism 109 based on the focus error signal to drive the objective lens 108 in the optical axis direction.
  • the tracking control circuit 130 receives a tracking error signal from the servo signal generation circuit 115 when reproducing information from the information recording medium.
  • the tracking control circuit 130 controls the objective lens driving mechanism 109 based on the tracking error signal to drive the objective lens 108 in the radial direction.
  • the tracking control circuit 130 may control the OPU driving mechanism based on the tracking error signal to drive the OPU 100 in the radial direction.
  • the preamplifier 131 receives an electric signal from the servo signal generation circuit 115.
  • the preamplifier 131 adjusts the amplitude of the input electric signal according to the gain, and outputs it to the A / D 132.
  • the A / D 132 receives the signal from the preamplifier 131, performs analog-digital conversion, and outputs it to the signal processing circuit 140.
  • the aberration control circuit 134 receives aberration error data from an aberration error calculator 145 described later, and generates a control signal based on the aberration error data.
  • the aberration control circuit 134 outputs a control signal to the aberration correction mechanism 107.
  • the signal processing circuit 140 processes a reproduction signal from the information recording medium and generates a recording signal to the information recording medium.
  • the signal processing circuit 140 controls the servo processing circuit 120 by giving a control signal to each element of the servo processing circuit 120.
  • the signal processing circuit 140 includes a clock generation unit 141, an address processing unit 142, a signal processing unit 143, and an RL aberration error calculation unit 145.
  • the clock generation unit 141 generates a reference clock signal and supplies it to the pulse modulation circuit 124.
  • the address processing unit 142 performs processing related to address information such as reproduction of address information. The reproduced address information is transmitted to the upper information processing apparatus.
  • the signal processing unit 143 includes a reproduction signal processing unit (not shown) and a recording signal processing unit (not shown).
  • the recording signal processing unit inputs target data from a higher-level information processing apparatus, and converts the target data into a data string that can be recorded on an information recording medium. Specifically, the recording signal processing unit performs scramble processing on the target data in order to randomize the data pattern, or error correction coding (for example, Reed-Solomon coding, LDPC code) for error correction. Etc.) and an interleaving process for avoiding continuous errors. Further, the recording signal processing unit adds a sector-address number corresponding to the address information of the data to the target data, and adds a burst detection subcode for detecting a burst error. Then, the recording signal processing unit performs the 17PP modulation or ETM described above on the target data and performs NRZI conversion to obtain a data string that can be recorded on the information recording medium.
  • error correction coding for example, Reed-Sol
  • the reproduction signal processing unit inputs a reproduction signal from the A / D 128 and A / D 132 and performs various filter processes such as an adaptive filter process for suppressing a nonlinear noise component. Further, the reproduction signal processing unit performs a demodulation process corresponding to the modulation scheme that restricts the run length described above on the reproduction signal, or performs error correction decoding corresponding to the error correction coding scheme, Restore the target data. The restored target data is transmitted to an upper information processing apparatus.
  • the aberration error calculator 145 receives a digital signal from the A / D 132 and calculates an aberration error amount based on the digital signal.
  • the aberration error calculation unit 145 outputs the aberration error data to the aberration control circuit 134.
  • the guide light reflected by the PBS 103-1 is incident on the region division diffraction grating 116.
  • the area division diffraction grating 116 divides the incident beam according to a plurality of areas defined on a plane perpendicular to the optical axis.
  • the region division diffraction grating 116 includes a plurality of diffraction gratings corresponding to the plurality of regions. By making the characteristics (for example, direction, curvature, pitch, groove depth, diffraction efficiency ratio, etc.) of the plurality of diffraction gratings different from each other, the incident beam can be divided.
  • the region division diffraction grating 116 may divide the incident beam according to the region division pattern shown in FIG. 3, for example.
  • a solid line represents a boundary line between the plurality of regions.
  • the dotted line indicates the base section generated by the interference between the approximate cross-sectional shape of the guide light passing through the region-dividing diffraction grating 116 and the 0th-order light and ⁇ 1st-order light of the guide light diffracted in the guide groove of the guide layer. Represents a ball pattern.
  • the MA area includes interference areas of 0th order light and ⁇ 1st order light diffracted in the guide groove of the guide layer
  • the MB area includes interference of 0th order light and ⁇ 1st order light.
  • Areas other than the MA area and MB area are divided into an SA area and an SB area by a dividing line. This dividing line passes through the center of the optical axis of the guide light and is substantially parallel to the tangential direction.
  • the region-divided diffraction grating 116 has a diffraction efficiency ratio of 0th order light and ⁇ 1st order light for all of the MA region, MB region, SA region, and SB region as 1: 9. It may be different for each region.
  • Astigmatism is given by the astigmatism optical system 117 to the 0th order light and the ⁇ 1st order light that have passed through the region division diffraction grating 116. Then, the zero-order light and the ⁇ first-order light are incident on the light receiving element 110.
  • the light receiving element 110 includes a plurality of PD cells as illustrated in FIG.
  • the PD cell group for FES formed by the PD cell A, the PD cell B, the PD cell C, and the PD cell D generates an electric signal for calculating a focus error signal.
  • the MPP PD cell group formed by the PD cell E and the PD cell F generates an electrical signal for calculating a tracking error signal.
  • the SPP PD cell group formed by the PD cell G and the PD cell H generates an electric signal for calculating a sub-tracking signal described later.
  • the 0th-order light that has passed through the astigmatism optical system 117 enters the FES PD cell group.
  • the FES PD cell group is arranged at the position of the minimum circle of confusion caused by astigmatism in the astigmatism optical system 117.
  • the shape of the zero-order light beam incident on the FES PD cell group depends on the distance between the objective lens 108 and the information recording medium, and is shown in FIGS. 5A, 5B, 5C, 5D, and 5E. It changes as illustrated in FIG. 5F and FIG. 5G.
  • the shape of the zero-order light beam is substantially as illustrated in FIG. 5D. It becomes a circle.
  • the shape of the zero-order light beam becomes a substantially elliptical shape inclined with respect to the tangential direction and the radial direction as illustrated in FIGS. 5A and 5G.
  • the servo signal generation circuit 114 generates a focus error signal based on the astigmatism method using the relationship between the distance and the shape of the zero-order light beam. Specifically, the servo signal generation circuit 114 inputs an electric signal for calculating a focus error signal from the light receiving element 111. These electric signals are obtained by causing each PD cell forming the FES PD cell group to generate a current corresponding to the amount of incident light and subjecting the current to I / V conversion by an I / V amplifier (not shown).
  • the servo signal generation circuit 114 can generate a focus error signal (FES) by performing the calculation of the following formula (1).
  • FES (Va + Vc) ⁇ (Vb + Vd) (1)
  • the FES is substantially zero if the shape of the zero-order light beam is substantially circular as illustrated in FIG. 5D.
  • the FES becomes a negative value or a positive value having a large absolute value as the distortion of the shape of the zero-order light beam increases.
  • Either one of the + 1st order light and the ⁇ 1st order light that has passed through the astigmatism optical system 117 is condensed on the MPP PD cell group and the SPP PD cell group.
  • the region-dividing diffraction grating 116 gives astigmatism to the ⁇ first-order light for canceling astigmatism given to either the + 1st-order light or the ⁇ 1st-order light by the astigmatism optical system 117.
  • the + 1st order light is condensed on the PD cell with a small spot size, but the ⁇ 1st order light is not collected on the PD cell with a small spot size, so it is difficult to receive the light.
  • the + 1st order light is used to generate various servo signals, but the ⁇ 1st order light may be used instead to generate various servo signals. Further, by appropriately designing the astigmatism provided by the diffraction grating corresponding to each region, it is possible to set for each region whether + 1st order light or ⁇ 1st order light is used.
  • the + 1st order light that has passed through the MA region is incident on the PD cell E
  • the + 1st order light that has passed through the MB region is incident on the PD cell F
  • the SA region is incident on the PD cell G
  • the ⁇ first-order light that has passed through PD enters the PD cell G
  • the + first-order light that passes through the SB region enters the PD cell H.
  • the MA region and the MB region include the interference region of 0th-order light and ⁇ 1st-order light diffracted in the guide groove of the guide layer. Therefore, a push-pull signal can be calculated based on the light amount difference between these areas.
  • the servo signal generation circuit 114 inputs an electric signal for calculating a main push-pull signal as a tracking error signal from the light receiving element 111. These electric signals are obtained by causing each PD cell forming the MPP PD cell group to generate a current corresponding to the amount of incident light and subjecting the current to I / V conversion by an I / V amplifier (not shown).
  • the servo signal generation circuit 114 performs a calculation of the following formula (2) to perform a main push-pull signal (MPP). Can be generated.
  • MPP Ve ⁇ Vf (2)
  • the servo signal generation circuit 114 may further generate a sub-tracking signal for compensating for the fluctuation of the offset component based on the light amount difference between the SA area and the SB area not including the interference area.
  • the servo signal generation circuit 114 inputs an electric signal for calculating a sub push-pull signal as a sub tracking signal from the light receiving element 111. These electric signals are obtained by causing each PD cell forming the SPP PD cell group to generate a current corresponding to the amount of incident light and subjecting the current to I / V conversion by an I / V amplifier (not shown). Assuming that the voltage of the electric signal from the PD cell G is Vg and the voltage of the electric signal from the PD cell H is Vh, the servo signal generation circuit 114 performs a calculation of the following formula (3) to perform a sub push-pull signal (SPP). Can be generated.
  • SPP sub push-pull signal
  • the servo signal generation circuit 114 can generate a compensated push-pull signal (CPP) by performing the calculation of the following mathematical formula (4).
  • CPP MPP-k1 ⁇ SPP (4)
  • k1 is a positive constant.
  • the SPP does not include a push-pull signal component based on the light amount difference of ⁇ first-order light, but includes an offset component based on the shift amount of the objective lens 108. Therefore, by adjusting the amplitude of the SPP by k1 and subtracting the adjusted SPP from the MPP, it is possible to cancel the offset component while preventing the push-pull signal component from decreasing.
  • a spiral guide track is formed on the guide layer. Specifically, as illustrated in FIG. 6, a groove (that is, a groove) is carved on a surface called a land on the guide layer. The depth of the groove is 60 nm, for example. The groove is formed so as to be shifted to the inner peripheral side or the outer peripheral side by a half of the groove interval (distance between the centers of adjacent grooves) for each round of the information recording medium. Therefore, the guide track has a single spiral structure in which grooves and lands are alternately switched every round of the information recording medium.
  • the groove is formed in a meandering manner because it is subjected to wobble modulation or width modulation that changes the width of the groove based on the recorded address information.
  • the standard value of the meandering amplitude is, for example, 20 nm.
  • the groove is formed to match a sine wave that vibrates in the radial direction. Address information is expressed by modulation of the phase, frequency, or amplitude of the sine wave.
  • the guide layer illustrated in FIG. 6 is based on a land-and-groove tracking method in which both land tracks and groove tracks are subject to tracking in order to record information.
  • the interval between the data tracks in the information recording layer matches the interval between the land and the groove in the guide layer.
  • the data track interval coincides with half the groove interval, which is the physical pitch in the guide layer.
  • the groove interval is 0.64 ⁇ m
  • the data track interval is 0.32 ⁇ m. Therefore, according to the land and groove tracking method, a high recording density is achieved in the information recording layer.
  • the land and the groove are alternately targeted for tracking, and the tracking target is switched at the land / groove switching position.
  • the land / groove switching position is provided for each track. That is, the recording / reproducing apparatus performs tracking in the order of groove, land, groove, land,. In other words, each of the plurality of groove tracks is sandwiched between two land tracks, and each of the plurality of land tracks is sandwiched between two groove tracks. Therefore, when information is reproduced from the guide layer, the trajectory of the guide light beam draws one spiral.
  • the data symbol used for recording address information in the guide layer is expressed by, for example, four wave wobbles.
  • the four-wave normal-phase wobble is a data symbol to which “0” is assigned.
  • the wobble of the inverted phase of 4 waves is a data symbol assigned “1”.
  • a groove adjacent to the land may be width-modulated to form a desired wobble waveform.
  • the width modulation symbol is not assigned a bit value.
  • the wobble arranged on the guide track (that is, the groove track and the land track) is reproduced through an optical system in the recording / reproducing apparatus, and a wobble reproduction signal is electrically generated.
  • the wobble reproduction signal may be influenced not only by the wobble of the guide track to be reproduced but also by the wobble of the surrounding guide tracks depending on the relationship between the focused spot and the track pitch.
  • the combination of the guide track to be reproduced and the surrounding guide tracks can be patterned as illustrated in FIG.
  • the pattern 000G indicates a combination in which the wobble phases of the groove track adjacent to the inner circumference side and the groove track adjacent to the outer circumference side of the groove track to be reproduced are the same as the wobble phase of the groove track to be reproduced. . That is, the wobble phase pattern of the groove track adjacent to the inner circumference side, the groove track to be reproduced and the groove track adjacent to the outer circumference side is [000] or [111]. In the following description, it is assumed that the normal phase wobble is “0” and the inverted phase wobble is “1”.
  • the wobble phase of any one of the groove track adjacent to the inner circumference side and the groove track adjacent to the outer circumference side of the groove track to be reproduced is the same as the wobble phase of the groove track to be reproduced.
  • the other wobble phase is a combination in which the phase of the wobble of the groove track to be reproduced is inverted. That is, the wobble phase pattern of the groove track adjacent to the inner circumference side, the groove track to be reproduced and the groove track adjacent to the outer circumference side is [001], [100], [011] or [110].
  • the pattern 101G is a combination in which the wobble phase of both the groove track adjacent to the inner circumference side and the groove track adjacent to the outer circumference side of the groove track to be reproduced is inverted with respect to the wobble phase of the groove track to be reproduced.
  • the wobble phase pattern of the groove track adjacent to the inner circumference side, the groove track to be reproduced and the groove track adjacent to the outer circumference side is [101] or [010].
  • the pattern 000L indicates a combination in which the wobble phases of both the land track adjacent to the inner circumference side and the land track adjacent to the outer circumference side of the land track to be reproduced are the same as the wobble phase of the land track to be reproduced. . That is, the phase pattern of the wobble of the land track adjacent to the inner peripheral side, the land track to be reproduced and the land track adjacent to the outer peripheral side is [000] or [111].
  • the phase of the wobble of either the land track adjacent to the inner peripheral side or the land track adjacent to the outer peripheral side of the land track to be reproduced is the same as the wobble phase of the land track to be reproduced.
  • the other wobble phase indicates a combination in which the wobble phase of the land track to be reproduced is inverted. That is, the wobble phase pattern of the land track adjacent to the inner peripheral side, the land track to be reproduced, and the land track adjacent to the outer peripheral side is [001], [100], [011] or [110].
  • the pattern 101L is a combination in which the wobble phase of both the land track adjacent to the inner circumference side and the land track adjacent to the outer circumference side of the land track to be reproduced is inverted with respect to the wobble phase of the land track to be reproduced.
  • the wobble phase pattern of the land track adjacent to the inner circumference side, the land track to be reproduced, and the land track adjacent to the outer circumference side is [101] or [010].
  • the wobble reproduction signal component is included as a high frequency component in the push-pull signal. Therefore, a wobble reproduction signal can be extracted by applying a high-pass filter that suppresses frequency components below the servo signal band to the push-pull signal.
  • the wobble reproduction signal can be generated by various methods. For example, conventionally, when a focus error signal is generated based on the astigmatism method, zero-order light and ⁇ first-order light received using the aforementioned FES PD cell group are used. These 0th order light and ⁇ 1st order light are also used to calculate a push-pull signal as a tracking error signal. Specifically, the push-pull signal is calculated by (Va + Vb) ⁇ (Vc + Vd).
  • a wobble reproduction signal (WBLc2) included in the main push-pull signal of the formula (2) may be generated as shown in the following formula (6).
  • WBLc2 HFC (MPP) (6)
  • the wobble reproduction signal (WBLc1) according to the first comparative example and the wobble reproduction signal (WBLc2) according to the second comparative example both decrease in amplitude when spherical aberration occurs.
  • the phase may be reversed. Therefore, the servo signal generation circuit 114 preferably generates a wobble reproduction signal (WBL) expressed by, for example, the following formula (7).
  • WBL HFC (MPP + k2 ⁇ SPP) (7)
  • k2 is a positive constant.
  • k2 is a compensation coefficient that compensates for the difference in diffraction efficiency for each region of the region-divided diffraction grating 116.
  • the amount of spherical aberration of the guide light depends on the depth at which the information recording light is collected. As illustrated in FIG. 10A, at the time of information recording, the guide light and the information recording light are simultaneously condensed onto the desired guide layer and the desired information recording layer via the objective lens 108, respectively. Usually, the optical characteristics of the objective lens 108 are optimized so that the wavefront aberration is minimized when the information recording light is condensed at a specific depth (called a design depth) in the information recording layer. If the design depth is determined in the vicinity of the center of the information recording layer, the maximum value of the residual aberration when the information recording light is condensed on each information recording layer becomes small.
  • the biaxial actuator as the objective lens driving mechanism 109 is controlled to drive the objective lens 108 in the optical axis direction.
  • the objective lens 108 when the information recording light is condensed on the information recording layer provided at a position shallower than the design depth, the objective lens 108 is along the optical axis direction so as to be away from the information recording medium. Move. With the movement of the objective lens 108, the condensing position of the information recording light moves to the same depth as the desired information recording layer.
  • the aberration correction mechanism 107 drives the collimator lens 103-6 in the optical axis direction, the imaging magnification by the objective lens 108 changes and spherical aberration occurs.
  • the aberration correction mechanism 107 adjusts the spherical aberration due to the change in the imaging magnification so that the spherical aberration due to the position of the information recording layer is the same size and the sign is different, thereby adjusting the position of the information recording layer.
  • the resulting spherical aberration can be canceled. As a result, the residual aberration is suppressed to such a level that there is no practical problem.
  • the focus correction mechanism 106 drives the collimator lens 103-2 in the optical axis direction to move the condensing position of the guide light to the same depth as the desired guide layer as shown in FIG. 10C.
  • the spherical aberration caused by the focus correction of the guide light is not canceled and remains, for example, as shown in FIG.
  • the vertical axis represents the residual aberration of the guide light
  • the horizontal axis represents the depth of the information recording layer where the information recording light is collected.
  • the residual aberration in FIG. 11 is measured after minimizing the residual aberration for the information recording light by the objective lens 108 and the aberration correction mechanism 107 and then minimizing the residual aberration for the guide light by the focus correction mechanism 106.
  • the residual aberration of the guide light When the information recording light is condensed at the design depth, the residual aberration of the guide light is 0.01 rms or less. However, the residual aberration of the guide light increases as the condensing position of the information recording light becomes farther from the design depth. According to the example of FIG. 11, when the information recording light is condensed on the information recording layer at the shallowest position and the information recording layer at the deepest position, the residual aberration of the guide light is 0.07 ⁇ rms which is a Marechal reference. Over. As the number of information recording layers increases, the depth range of the information recording layer increases, so that the maximum value of the residual aberration of the guide light also increases.
  • the simulation results of the defocus margin of (WBLc2) and a suitable wobble reproduction signal (WBL) are shown in FIGS. 12A, 12B, 13A, 13B, 14A, and 14B.
  • the vertical axis represents the amplitude of the wobble reproduction signal
  • the horizontal axis represents the defocus amount.
  • the defocus amount is a relative distance between the information recording medium and the objective lens 108 with reference to a distance at which the amplitude of the push-pull signal is maximized.
  • the defocus margin means a defocus range in which the amplitude of the wobble reproduction signal is greater than or equal to the threshold amplitude. If the defocus falls within the defocus margin, the address information can be reproduced. Note that the negative value of the wobble reproduction signal means that the phase of the wobble reproduction signal is reversed.
  • the wobble reproduction signal (WBLc1) according to the first comparative example the second, for any of the 000G pattern, 100G pattern, and 101G pattern when no spherical aberration occurs.
  • the defocus margin of the wobble reproduction signal (WBLc2) and the preferred wobble reproduction signal (WBL) according to the comparative example is 3 ⁇ m pp (peak-to-peak) or more.
  • the defocus margin of a suitable wobble reproduction signal is 4 ⁇ m pp or more for any of the 000G pattern, 100G pattern, and 101G pattern.
  • any wobble reproduction signal is hardly affected by spherical aberration with respect to the 000G pattern.
  • the wobble reproduction signal (WBLc1) according to the first comparative example and the wobble reproduction signal (WBLc2) according to the second comparative example have a reduced amplitude and a phase when spherical aberration occurs. Is reversed.
  • the groove pitch does not vary in the vicinity of the condensing spot of the guide light, but in the case of the 100G pattern and the 101G pattern, the groove pitch substantially varies in the vicinity of the condensing spot of the guide light.
  • the wobble reproduction signal (WBLc2) according to the second comparative example does not reflect the amount of light in the SA region and the SB region, so that the amplitude tends to decrease when spherical aberration occurs.
  • the wobble reproduction signal (WBLc1) reflects the amount of light in the central portion of the beam.
  • the focal length differs between the central portion and the peripheral portion of the beam.
  • the central portion of the beam may be greatly defocused.
  • the spot shape of the return light beam incident on the FES PD cell group is greatly distorted due to the effect of astigmatism provided by the astigmatism optical system in the front stage of the FES PD cell group.
  • the wobble reproduction signal (WBLc1) according to the first comparative example cannot appropriately reflect the amount of light at the center of the beam when spherical aberration occurs, and it is difficult to obtain an appropriate amplitude.
  • the recording / reproducing apparatus causes the return light beam from the guide layer to follow a plurality of regions defined on a plane perpendicular to the optical axis by the region division diffraction grating. Astigmatism is given by the astigmatism optical system after the division.
  • the plurality of regions include a region where a beam necessary for calculating the main push-pull signal passes and a region where a beam required for calculating the sub-push-pull signal passes.
  • the recording / reproducing apparatus calculates a wobble reproduction signal using the main push-pull signal and the sub push-pull signal. Therefore, according to this recording / reproducing apparatus, even when large spherical aberration occurs, the decrease in the amplitude of the wobble reproduction signal is suppressed, so that the address information can be stably read from the guide layer.
  • a beam used for calculation of a focus error signal based on the astigmatism method includes a push-pull signal component. Therefore, for example, the amplitude of the push-pull signal fluctuates when the condensing spot of the guide light crosses the track, and this fluctuation may affect the focus error signal, so that the focus servo may become unstable. This problem is caused, for example, by the fact that the position adjustment of the PD cell is not complete and the intensity distribution of the beam is different from the ideal distribution, and is avoided when the astigmatism method is adopted. Have difficulty.
  • the recording / reproducing apparatus determines the characteristics of the push-pull signal by determining the characteristics of a plurality of diffraction gratings provided in the region-divided diffraction grating 116 in the recording / reproducing apparatus of FIG.
  • a stable focus error signal can be generated against fluctuations in amplitude.
  • a blazed diffraction grating is employed as a diffraction grating corresponding to the MA region and the MB region in the region division pattern illustrated in FIG.
  • binary diffraction gratings are employed as diffraction gratings corresponding to the SA area and the SB area in the area division pattern illustrated in FIG.
  • the 0th-order light beam having the shape illustrated in FIG. 15 is incident on the FES PD cell group.
  • the MA region and the MB region are beam passing regions necessary for the calculation of the main push-pull signal. That is, the zero-order light beam incident on the FES PD cell group does not include a push-pull signal component. Therefore, the servo signal generation circuit 114 can generate a focus error signal that does not include a push-pull signal component.
  • the zero-order light beam does not pass through (or passes through) the MA area and the MB area, which are beam passing areas necessary for the calculation of the main push-pull signal.
  • the amount of light to be reduced may be reduced compared to other areas (for example, the SA area and the SB area). Therefore, according to this recording / reproducing apparatus, a focus error signal that does not include a push-pull signal component can be generated, so that stable focus servo is possible.
  • the focal length differs between the central portion and the peripheral portion of the beam. That is, the focus error signal calculated using the entire beam when spherical aberration occurs corresponds to the superposition of a plurality of components relating to different focal lengths. Therefore, since the distortion of the focus error signal becomes large when spherical aberration occurs, the focus servo may become unstable.
  • the focus error signal is greatly distorted (particularly, an inflection point at which the sensitivity changes greatly appears), so that the focus servo is unstable. There is a risk.
  • the area division pattern of the area division diffraction grating 116 of the recording / reproduction apparatus of FIG. By determining as described, it is possible to generate a focus error signal with small distortion even when spherical aberration occurs.
  • the region division diffraction grating 116 may divide the incident beam by, for example, the region division pattern shown in FIG.
  • a solid line represents a boundary line between the plurality of regions.
  • the dotted line indicates a base generated by interference between the approximate cross-sectional shape of the guide light passing through the region-dividing diffraction grating 116 and the zero-order light and the ⁇ first-order light of the guide light diffracted in the guide groove of the guide layer. Represents a ball pattern.
  • the MA area includes interference areas of 0th order light and ⁇ 1st order light diffracted in the guide groove of the guide layer, and the MB area interferes with 0th order light and ⁇ 1st order light. Includes the area.
  • the areas other than the MA area and MB area are divided into A group including SA area and WA area, and B group including SB area and WB area by dividing lines. This dividing line passes through the center of the optical axis of the guide light and is substantially parallel to the tangential direction.
  • the central portion near the optical axis of the return light is the WA region
  • the peripheral portion other than the WA region is the SA region.
  • the central portion near the optical axis of the beam is the WB region
  • the peripheral portion other than the WB region is the SB region.
  • binary diffraction gratings are employed as the diffraction gratings corresponding to the MA region and the MB region in the region division pattern illustrated in FIG.
  • the diffraction efficiency of the 0th order light in this diffraction grating is determined to be lower than the diffraction efficiency of the 0th order light in the diffraction grating corresponding to the SA region and the SB region.
  • a binary type diffraction grating is employed as a diffraction grating corresponding to the WA area and the WB area in the area division pattern illustrated in FIG.
  • the diffraction efficiency of the 0th order light in this diffraction grating is determined to be lower than the diffraction efficiency of the 0th order light in the diffraction grating corresponding to the SA region and the SB region.
  • a blazed diffraction grating is employed as a diffraction grating corresponding to the SA region and the SB region in the region division pattern illustrated in FIG.
  • the zero-order light beam that has passed through the SA region and the SB region is incident on the FES PD cell group.
  • the + 1st order light beam that has passed through the MA region and the MB region is focused on the MPP PD cell group.
  • the SPP PD cell group collects the + 1st order light beam that has passed through the SA region, SB region, WA region, and WB region.
  • the servo signal generation circuit 114 generates a focus error signal mainly based on the 0th order light beam that has passed through the SA area and the SB area, and based on the + 1st order light beam that has passed through the MA area and the MB area.
  • a main push-pull signal is generated, and a sub push-pull signal is generated based on the + 1st order light beam that has passed through the SA region, SB region, WA region, and WB region.
  • the servo signal generation circuit 114 does not use the center portion of the 0th-order light beam, that is, the peripheral portion (that is, A focus error signal is generated using a zero-order light beam that has passed through the SA region and the SB region.
  • the MA area and MB area in FIG. 16 correspond to the MA area and MB area in FIG. 3, respectively, the SA area and WA area in FIG. 16 correspond to the SA area in FIG. 3, and the SB area and WB area in FIG. Corresponds to the SB region in FIG. Therefore, in the present embodiment, the servo signal generation circuit 114 can generate a main push-pull signal and a sub push-pull signal that are the same as or similar to those in the first embodiment.
  • the recording / reproducing apparatus As described above, the recording / reproducing apparatus according to the third embodiment generates the focus error signal mainly using the peripheral portion of the zero-order light beam. Therefore, according to this recording / reproducing apparatus, since a focus error signal with small distortion can be generated even when spherical aberration occurs, stable focus servo is possible.
  • the program for realizing the processing of each of the above embodiments may be provided by being stored in a computer-readable storage medium.
  • the program is stored in the storage medium as an installable file or an executable file. Examples of the storage medium include a magnetic disk, an optical disk (CD-ROM, CD-R, DVD, etc.), a magneto-optical disk (MO, etc.), and a semiconductor memory.
  • the storage medium may be any as long as it can store the program and can be read by the computer.
  • the program for realizing the processing of each of the above embodiments may be stored on a computer (server) connected to a network such as the Internet and downloaded to the computer (client) via the network.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Recording Or Reproduction (AREA)
  • Optical Head (AREA)

Abstract

　実施形態によれば、記録再生装置は、領域分割回折格子と受光素子と生成回路とを含む。領域分割回折格子は、第１の領域と当該第１の領域とは重複しない第２の領域とを含む複数の領域に従ってガイド層からの戻り光を分割する。受光素子は、非点収差光学系によって非点収差を与えられた０次光ビームを受光する第１の光検出器セル群と第１の領域を通過して非点収差光学系によって非点収差を与えられた＋１次光及び－１次光の少なくとも一方のビームを受光する第２の光検出器セル群と第２の領域を通過して非点収差光学系によって非点収差を与えられた＋１次光及び－１次光の少なくとも一方のビームを受光する第３の光検出器セル群とを含む。生成回路は、第１の光検出器セル群における光量に基づいてフォーカスエラー信号を生成し、第２の光検出器セル群及び第３の光検出器セル群における光量に基づいてウォブル再生信号を生成する。

Description

記録再生装置
　実施形態は、情報記録媒体に対する情報の記録及び再生に関する。
　情報記録媒体（光ディスク）の記録容量は、例えば情報記録層の層数を拡張することによって、増加させることができる。例えば、Ｂｌｕ－ｒａｙ　ｄｉｓｃ（登録商標）の拡張規格であるＢＤＸＬは、４層の情報記録層を備える光ディスクを実現する。しかしながら、ある種の光ディスクは、情報記録層の増大に伴って生産性が低下する（例えば、歩留まりが悪化する、製造タクトタイムが増大する、など）という問題がある。この問題の一因は、各情報記録層においてスパイラル状のトラック溝（グルーブ）を成型加工（転写）する工程にある。
　上記問題は、ガイド層分離方式の光ディスクによって、抑制することができる。ガイド層分離方式の光ディスクは、複数の情報記録層と、当該複数の情報記録層とは独立したガイド層（サーボ層とも呼ばれる）を備える。ガイド層分離方式の光ディスクにおいて、前述のグルーブは、ガイド層上に形成されるものの情報記録層上に形成されない。即ち、グルーブの成型加工は、情報記録層に比べて少数のガイド層に限って行われるので、情報記録層の増大に伴う生産性の低下を抑制することができる。
特開２００２－１１７５８５号公報
Ｊｐｎ．　Ｊ．　Ａｐｐｌ．　Ｐｈｙｓ．　５０　（２０１１）　０９ＭＦ０１
　実施形態は、球面収差発生時においてもガイド層からアドレス情報を安定的に読み出すことを目的とする。
　実施形態によれば、記録再生装置は、対物レンズと、領域分割回折格子と、非点収差光学系と、受光素子と、生成回路とを含む。対物レンズは、ガイド光を情報記録媒体内のガイド層に集光させ、情報記録光を情報記録媒体内の情報記録層に集光させる。領域分割回折格子は、第１の領域と当該第１の領域とは重複しない第２の領域とを含む複数の領域に従って、ガイド層からの戻り光を分割する。非点収差光学系は、領域分割回折格子によって分割された戻り光の０次光ビーム及び±１次光ビームに非点収差を与える。受光素子は、非点収差光学系によって非点収差を与えられた０次光ビームを受光する第１の光検出器セル群と、第１の領域を通過して非点収差光学系によって非点収差を与えられた＋１次光及び－１次光の少なくとも一方のビームを受光する第２の光検出器セル群と、第２の領域を通過して非点収差光学系によって非点収差を与えられた＋１次光及び－１次光の少なくとも一方のビームを受光する第３の光検出器セル群とを含む。生成回路は、第１の光検出器セル群における光量に基づいてフォーカスエラー信号を生成し、第２の光検出器セル群及び第３の光検出器セル群における光量に基づいてウォブル再生信号を生成する。
第１の実施形態に係る記録再生装置を例示する図。 ガイド層分離方式の情報記録媒体の断面を例示する図。 第１の実施形態に係る記録再生装置における領域分割回折格子の領域分割パターンを例示する図。 図１のガイド層用受光素子の光検出器（ＰＤ）セルパターンを例示する図。 第１の実施形態に係る記録再生装置におけるＦＥＳ用ＰＤセル群に入射する０次光ビームの形状を例示する図。 第１の実施形態に係る記録再生装置におけるＦＥＳ用ＰＤセル群に入射する０次光ビームの形状を例示する図。 第１の実施形態に係る記録再生装置におけるＦＥＳ用ＰＤセル群に入射する０次光ビームの形状を例示する図。 第１の実施形態に係る記録再生装置におけるＦＥＳ用ＰＤセル群に入射する０次光ビームの形状を例示する図。 第１の実施形態に係る記録再生装置におけるＦＥＳ用ＰＤセル群に入射する０次光ビームの形状を例示する図。 第１の実施形態に係る記録再生装置におけるＦＥＳ用ＰＤセル群に入射する０次光ビームの形状を例示する図。 第１の実施形態に係る記録再生装置におけるＦＥＳ用ＰＤセル群に入射する０次光ビームの形状を例示する図。 図２の情報記録媒体のガイド層を例示する図。 ウォブル位相変調の説明図。 幅変調の説明図。 再生対象のガイドトラック及び周辺のガイドトラックのパターンを例示する図。 球面収差の発生メカニズムを例示する図。 球面収差の発生メカニズムを例示する図。 球面収差の発生メカニズムを例示する図。 情報記録光が集光する深さとガイド光の残留収差との関係を例示するグラフ。 球面収差非発生時における、第１の比較例に係るウォブル再生信号のデフォーカスマージンのシミュレーション結果を示すグラフ。 球面収差発生時における、第１の比較例に係るウォブル再生信号のデフォーカスマージンのシミュレーション結果を示すグラフ。 球面収差非発生時における、第２の比較例に係るウォブル再生信号のデフォーカスマージンのシミュレーション結果を示すグラフ。 球面収差発生時における、第２の比較例に係るウォブル再生信号のデフォーカスマージンのシミュレーション結果を示すグラフ。 球面収差非発生時における、好適なウォブル再生信号のデフォーカスマージンのシミュレーション結果を示すグラフ。 球面収差発生時における、好適なウォブル再生信号のデフォーカスマージンのシミュレーション結果を示すグラフ。 第２の実施形態に係る記録再生装置のＦＥＳ用ＰＤセル群に入射する０次光ビームの形状を例示する図。 第３の実施形態に係る記録再生装置における領域分割回折格子の領域分割パターンを例示する図。 球面収差発生時に、０次光ビームの全体を用いて生成されたフォーカスエラー信号を例示するグラフ。 球面収差発生時に、０次光ビームの中心部分を用いずに周縁部分を用いて生成されたフォーカスエラー信号を例示するグラフ。
　以下、図面を参照しながら実施形態の説明が述べられる。尚、以降、説明済みの要素と同一または類似の要素には同一または類似の符号が付され、重複する説明は基本的に省略される。
　（第１の実施形態）　
　第１の実施形態に係る記録再生装置は、図１に例示されるように、ＯＰＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｐｉｃｋ－Ｕｐ　Ｕｎｉｔ）１００と、サーボ処理回路１２０と、信号処理回路１４０とを備える。図１の記録再生装置は、情報記録媒体（光ディスク）に対して情報を記録再生する。
　この情報記録媒体は、図２に例示されるように、光入射方向から見て奥側にガイド層が設けられ、手前側に複数の情報記録層が設けられる。ガイド層は、後述されるように、スパイラル状のトラック溝（即ち、ガイドトラック）構造を持つ。図１の記録再生装置は、図示されないディスク駆動機構を備えており、当該ディスク駆動機構は、情報の記録再生時に情報記録媒体を回転駆動する。
　サーボ処理回路１２０及び信号処理回路１４０は一体化されてもよい。サーボ処理回路１２０及び信号処理回路１４０は図示されないコントローラと接続されている。コントローラは、例えばコンピュータなどの上位の情報処理装置からの指示に基づいて、サーボ処理回路１２０及び信号処理回路１４０を制御する。
　ＯＰＵ１００は、情報記録媒体に対して情報を記録再生するために光学的処理を行う。具体的には、ＯＰＵ１００は、ガイド層（ｇｕｉｄｅ　ｌａｙｅｒ　（ＧＬ））用のガイド光及び情報記録層（ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ　ｌａｙｅｒ　（ＲＬ））用の情報記録光を発生できる。ＯＰＵ１００は、発生した光を情報記録媒体に照射する。また、ＯＰＵ１００は、情報記録媒体からの戻り光を電気信号の形式でサーボ処理回路１２０へと出力する。ＯＰＵ１００は、ガイド光を用いてガイド層に記録された情報を再生できる。また、ＯＰＵ１００は、情報記録光を用いて、情報記録層に情報を記録したり、情報記録層に記録された情報を再生したりすることができる。ＯＰＵ１００は、図示されないＯＰＵ駆動機構に接続されている。ＯＰＵ駆動機構は、ＯＰＵ１００を情報記録媒体のラジアル方向に移動させることができる。
　ＯＰＵ１００は、赤色レーザダイオード（ＬＤ）１０１と、青色ＬＤ１０２と、ＧＬ用偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）１０３－１と、ＧＬ用コリメータレンズ１０３－２と、ダイクロイックプリズム１０３－３と、λ／４波長板１０３－４と、ＲＬ用ＰＢＳ１０３－５と、ＲＬ用コリメータレンズ１０３－６と、ＧＬ用フォーカス補正機構１０６と、ＲＬ用収差補正機構１０７と、対物レンズ１０８と、対物レンズ駆動機構１０９と、ＧＬ用受光素子１１０と、ＲＬ用受光素子１１１と、ＧＬ用レーザ駆動回路１１２と、ＲＬ用レーザ駆動回路１１３と、ＧＬ用サーボ信号生成回路１１４と、ＲＬ用サーボ信号生成回路１１５と、領域分割回折格子１１６と、非点収差光学系１１７とを備える。
　ＬＤ１０１は、ガイド光の光源である。ガイド光の波長は６６０ｎｍ程度である。ＬＤ１０１が点灯中に発生するガイド光の一部は、図示されないＧＬ用フロントモニタＰＤへと集光される。フロントモニタＰＤは、集光されたガイド光を電気信号に変換してパワー制御回路１２１へと出力する。レーザ駆動回路１１２は、後述されるパワー制御回路１２１からの制御信号に従って、ＬＤ１０１が発生する光の強度を制御する。
　ＬＤ１０２は、情報記録光の光源である。情報記録光の波長は４０５ｎｍ程度である。レーザ駆動回路１１３は、後述されるパワー制御回路１２３及びパルス変調回路１２４からの制御信号に従って、ＬＤ１０２が発生する光の強度を制御する。ＬＤ１０２が点灯中に発生する情報記録光の一部は、図示されないＲＬ用フロントモニタＰＤへと集光される。フロントモニタＰＤは、集光された情報記録光を電気信号に変換してサンプル／ホールド回路（Ｓ／Ｈ）１２２へと出力する。
　レーザ駆動回路１１２及びレーザ駆動回路１１３は、ＬＤ１０１及びＬＤ１０２を同時に点灯できる。情報記録層に対する情報記録時には、ＬＤ１０１及びＬＤ１０２を同時に点灯する必要がある。
　ＬＤ１０１が点灯中に発生するガイド光は、ＰＢＳ１０３－１を透過する。ＰＢＳ１０３－１を透過したガイド光は、コリメータレンズ１０３－２によってコリメートされる。後述されるＧＬ用フォーカス制御回路１２５は、フォーカスエラー信号に基づいてフォーカス補正機構１０６を制御してコリメータレンズ１０３－２を光軸方向に駆動することによって、図２に例示されるようにガイド光の集光スポットを所望のガイド層にフォーカスさせる。
　コリメータレンズ１０３－２によって略コリメートされたガイド光は、ダイクロイックプリズム１０３－３によって反射される。ダイクロイックプリズム１０３－３によって反射されたガイド光は、λ／４波長板１０３－４を透過することにより、円偏光へと変換される。円偏光へと変換されたガイド光は、対物レンズ１０８へと入射し、情報記録媒体の所望のガイド層近傍に集光される。
　情報記録媒体の所望のガイド層近傍に集光されたガイド光は、当該ガイド層によって反射される。ガイド層によって反射されたガイド光（即ち、戻り光）は、再び対物レンズ１０８へと入射し、略コリメートされる。対物レンズ１０８によって略コリメートされたガイド光はλ／４波長板１０３－４を透過することにより、直線偏光（これは、往路と比べて偏光方向が９０度異なる）へと変換される。
　直線偏光へと変換されたガイド光は、ダイクロイックプリズム１０３－３によって反射され、コリメータレンズ１０３－２を透過し、ＰＢＳ１０３－１によって反射される。ＰＢＳ１０３－１によって反射されたガイド光は、後述される領域分割回折格子１１６及び非点収差光学系１１７を透過してから、受光素子１１０へと入射する。受光素子１１０は、入射光を電気信号（この電気信号の電圧は、入射光の光量に依存する）に変換してサーボ信号生成回路１１４へと出力する。
　サーボ信号生成回路１１４は、後述されるように入力電気信号を演算することによって、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号及びウォブル再生信号を生成する。サーボ信号生成回路１１４は、フォーカスエラー信号をフォーカス制御回路１２５へと出力し、トラッキングエラー信号をトラッキング制御回路１２６へと出力し、ウォブル再生信号をプリアンプ１２７へと出力する。
　ＬＤ１０２が点灯中に発生する情報記録光は、ＰＢＳ１０３－５を透過する。ＰＢＳ１０３－５を透過した情報記録光は、コリメータレンズ１０３－６によってコリメートされる。収差補正機構１０７は、後述される収差制御回路１３４からの制御信号に基づいて、コリメータレンズ１０３－６を通過する情報記録光に球面収差を与えることによって、球面収差（球面収差の大きさは、所望の情報記録層の深さに依存する）を補正する。
　コリメータレンズ１０３－６によって略コリメートされた情報記録光は、ダイクロイックプリズム１０３－３を透過する。ダイクロイックプリズム１０３－３を透過した情報記録光は、更にλ／４波長板１０３－４を透過することにより、円偏光へと変換される。円偏光へと変換された情報記録光は、対物レンズ１０８へと入射し、情報記録媒体の所望の情報記録層近傍に集光される。
　情報記録媒体の所望の情報記録層近傍に集光された情報記録光は、当該情報記録層によって反射される。情報記録層によって反射された情報記録光（即ち、戻り光）は、再び対物レンズ１０８へと入射し、略コリメートされる。対物レンズ１０８によって略コリメートされた情報記録光はλ／４波長板１０３－４を透過することにより、直線偏光（これは、往路と比べて偏光方向が９０度異なる）へと変換される。
　直線偏光へと変換された情報記録光は、ダイクロイックプリズム１０３－３を透過し、コリメータレンズ１０３－６を透過し、ＰＢＳ１０３－５によって反射される。ＰＢＳ１０３－５によって反射された情報記録光は、受光素子１１１へと入射する。受光素子１１１は、入射光を電気信号（この電気信号の電圧は、入射光の光量に依存する）に変換してサーボ信号生成回路１１５へと出力する。
　サーボ信号生成回路１１５は、例えばナイフエッジ法、非点収差法などに基づいて入力電気信号を演算することによって、フォーカスエラー信号を生成する。サーボ信号生成回路１１５は、フォーカスエラー信号をフォーカス制御回路１２９へと出力する。更に、サーボ信号生成回路１１５は、例えばＤＰＤ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ　Ｐｈａｓｅ　Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）法に基づいて入力電気信号を演算することによって、トラッキングエラー信号を生成する。サーボ信号生成回路１１５は、トラッキングエラー信号をトラッキング制御回路１３０へと出力する。
　対物レンズ１０８は、対物レンズ駆動機構１０９によって、フォーカス制御のために光軸方向に駆動されたり、トラッキング制御のためにラジアル方向（ガイド溝の接線に垂直な方向）に駆動されたりする。対物レンズ１０８のＮＡは、例えば０．６５である。
　情報記録媒体に対する情報記録時に、トラッキング制御回路１２６は、トラッキングエラー信号に基づいて対物レンズ駆動機構１０９を制御して対物レンズ１０８をラジアル方向に駆動することによって、図２に例示されるようにガイド光の集光スポットをガイド層上の所望のトラックにトラッキングさせる。
　尚、情報記録光の集光スポットの半径位置は、ＯＰＵ１００及び対物レンズ駆動機構１０９の動きに追従するので、ガイド光の集光スポットの半径位置と一緒にトラッキング制御される。そして、ガイド層から再生されるアドレス情報に従って、情報記録光の集光スポットは所望の記録開始位置まで移動する。それから、情報記録光の強度（即ち、記録強度）はパルス変調回路１２４によってパルス変調されて、所望の情報が情報記録層に記録される。
　フォーカス制御回路１２９は、フォーカスエラー信号に基づいて対物レンズ駆動機構１０９を制御して対物レンズ１０８を光軸方向に駆動することによって、図２に例示されるように情報記録光の集光スポットを所望の情報記録層にフォーカスさせる。
　情報記録媒体からの情報再生時に、トラッキング制御回路１３０は、トラッキングエラー信号に基づいて対物レンズ駆動機構１０９を制御して対物レンズ１０８をラジアル方向に駆動することによって、図２に例示されるように情報記録光の集光スポットを情報記録層上の所望のトラックにトラッキングさせる。
　サーボ処理回路１２０は、ＯＰＵ１００及び信号処理回路１４０から種々の電気信号を入力し、これらに基づいてトラッキングサーボ及び記録再生のための種々の制御信号を生成し、ＯＰＵ１００へと出力する。
　サーボ処理回路１２０は、ＧＬ用パワー制御回路１２１と、サンプル／ホールド回路１２２と、ＲＬ用パワー制御回路１２３と、パルス変調回路１２４と、ＧＬ用フォーカス制御回路１２５と、ＧＬ用トラッキング制御回路１２６と、ＧＬ用プリアンプ１２７と、アナログデジタル変換器（Ａ／Ｄ）１２８と、ＲＬ用フォーカス制御回路１２９と、ＲＬ用トラッキング制御回路１３０と、ＲＬ用プリアンプ１３１と、Ａ／Ｄ１３２と、ＲＬ用収差制御回路１３４とを備える。
　パワー制御回路１２１は、フロントモニタ（ＧＬ）から電気信号を入力する。パワー制御回路１２１は、入力電気信号を所望値に近づけるための制御信号を生成し、レーザ駆動回路１１２へとフィードバックする。
　サンプル／ホールド回路１２２は、パルス変調回路１２４から出力される制御信号によってタイミング制御される。サンプル／ホールド回路１２２は、フロントモニタ（ＲＬ）からの電気信号をサンプル／ホールドし、パワー制御回路１２３へと出力する。
　パワー制御回路１２３は、サンプル／ホールド回路１２２から電気信号を入力する。パワー制御回路１２３は、入力電気信号を所望値に近付けるための制御信号を生成し、レーザ駆動回路１１３へとフィードバックする。
　パルス変調回路１２４は、情報記録時に、後述されるクロック生成部１４１から基準クロック信号を入力し、信号処理部１４３から記録信号（例えば、ＮＲＺＩ（Ｎｏｎ　Ｒｅｔｕｒｎ　ｔｏ　Ｚｅｒｏ　Ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ）信号）を入力する。パルス変調回路１２４は、基準クロック信号及び記録信号に基づいて制御信号を生成し、レーザ駆動回路１１３及びサンプル／ホールド回路１２２へと出力する。この結果、ＬＤ１０２のレーザ強度がパルス状に変調される。例えば、記録データが「１」の部分においてＬＤ１０２のレーザ強度は高くなり、記録データが「０」の部分でＬＤ１０２は消灯される。
　フォーカス制御回路１２５は、サーボ信号生成回路１１４からフォーカスエラー信号を入力する。フォーカス制御回路１２５は、フォーカスエラー信号に基づいてフォーカス補正機構１０６を制御してコリメータレンズ１０３－２を光軸方向に駆動する。
　トラッキング制御回路１２６は、情報記録媒体に対する情報記録時に、サーボ信号生成回路１１４からトラッキングエラー信号を入力する。トラッキング制御回路１２６は、トラッキングエラー信号に基づいて対物レンズ駆動機構１０９を制御して対物レンズ１０８をラジアル方向に駆動する。尚、トラッキング制御回路１２６は、トラッキングエラー信号に基づいてＯＰＵ駆動機構を制御してＯＰＵ１００をラジアル方向に駆動することもある。
　プリアンプ１２７は、サーボ信号生成回路１１４からウォブル再生信号を入力する。プリアンプ１２７は、入力電気信号の振幅をゲインに応じて調整し、Ａ／Ｄ１２８へと出力する。Ａ／Ｄ１２８は、プリアンプ１２７から信号を入力し、アナログ－デジタル変換して信号処理回路１４０へと出力する。
　フォーカス制御回路１２９は、サーボ信号生成回路１１５からフォーカスエラー信号を入力する。フォーカス制御回路１２９は、フォーカスエラー信号に基づいて対物レンズ駆動機構１０９を制御して対物レンズ１０８を光軸方向に駆動する。
　トラッキング制御回路１３０は、情報記録媒体に対する情報再生時に、サーボ信号生成回路１１５からトラッキングエラー信号を入力する。トラッキング制御回路１３０は、トラッキングエラー信号に基づいて対物レンズ駆動機構１０９を制御して対物レンズ１０８をラジアル方向に駆動する。尚、トラッキング制御回路１３０は、トラッキングエラー信号に基づいてＯＰＵ駆動機構を制御してＯＰＵ１００をラジアル方向に駆動することもある。
　プリアンプ１３１は、サーボ信号生成回路１１５からから電気信号を入力する。プリアンプ１３１は、入力電気信号の振幅をゲインに応じて調整し、Ａ／Ｄ１３２へと出力する。Ａ／Ｄ１３２は、プリアンプ１３１から信号を入力し、アナログ－デジタル変換して信号処理回路１４０へと出力する。
　収差制御回路１３４は、後述される収差誤差計算部１４５から収差誤差データを入力し、当該収差誤差データに基づく制御信号を生成する。収差制御回路１３４は、制御信号を収差補正機構１０７へと出力する。
　信号処理回路１４０は、情報記録媒体からの再生信号を処理したり、情報記録媒体への記録信号を生成したりする。また、信号処理回路１４０は、サーボ処理回路１２０の各要素に制御信号を与えることによって、サーボ処理回路１２０を制御する。信号処理回路１４０は、クロック生成部１４１と、アドレス処理部１４２と、信号処理部１４３と、ＲＬ用収差誤差計算部１４５とを備える。
　クロック生成部１４１は、基準クロック信号を生成し、パルス変調回路１２４へと供給する。アドレス処理部１４２は、アドレス情報の再生などのアドレス情報に関する処理を行う。再生されたアドレス情報は、上位の情報処理装置へと送信される。
　信号処理部１４３は、図示されない再生信号処理部と、図示されない記録信号処理部とを含む。　
　記録信号処理部は、上位の情報処理装置から対象データを入力し、当該対象データを情報記録媒体に記録可能なデータ列へと変換する。具体的には、記録信号処理部は、対象データに対して、データパターンをランダム化するためにスクランブル処理を施したり、誤り訂正のために誤り訂正符号化（例えば、リードソロモン符号化、ＬＤＰＣ符号化など）したり、連続したエラーを回避するためのインタリーブ処理を施したりする。更に、記録信号処理部は、対象データに対して、データの番地情報に相当するセクタ－アドレス番号を付加し、バーストエラーを検出するためのバースト検出サブコードを付加する。それから、記録信号処理部は、対象データに前述の１７ＰＰ変調またはＥＴＭを行い、ＮＲＺＩ変換を施すことによって、情報記録媒体に記録可能なデータ列を得る。
　再生信号処理部は、Ａ／Ｄ１２８及びＡ／Ｄ１３２から再生信号を入力し、例えば非線形雑音成分を抑圧するための適応フィルタ処理などの種々のフィルタ処理を施す。更に、再生信号処理部は、再生信号に対して、前述のランレングスを制約する変調方式に対応する復調処理を施したり、誤り訂正符号化方式に対応する誤り訂正復号を行ったりすることによって、対象データを復元する。復元された対象データは、上位の情報処理装置へと送信される。
　収差誤差計算部１４５は、Ａ／Ｄ１３２からデジタル信号を入力し、これに基づいて収差誤差量を計算する。収差誤差計算部１４５は、収差誤差データを収差制御回路１３４へと出力する。
　前述のように、ＰＢＳ１０３－１によって反射されたガイド光は、領域分割回折格子１１６に入射する。領域分割回折格子１１６は、入射ビームを光軸に対して垂直な平面上で規定される複数の領域に従って分割する。領域分割回折格子１１６は、上記複数の領域に対応する複数の回折格子を備えている。これら複数の回折格子の特性（例えば、方向、曲率、ピッチ、溝深さ、回折効率比など）を互いに異ならせることによって、入射ビームを分割することが可能となる。
　領域分割回折格子１１６は、例えば図３に示される領域分割パターンに従って、入射ビームを分割してもよい。図３において、実線は上記複数の領域間の境界線を表す。図３において、点線は、領域分割回折格子１１６を通過するガイド光の大凡の断面形状と、ガイド層のガイド溝において回折されたガイド光の０次光と±１次光との干渉によって生じるベースボールパターンとを表す。
　図３の領域分割パターンによれば、ＭＡ領域はガイド層のガイド溝において回折された０次光及び±１次光の干渉領域を包含し、ＭＢ領域は０次光及び±１次光の干渉領域を包含する。上記ＭＡ領域及びＭＢ領域以外の領域は、分割線によってＳＡ領域及びＳＢ領域へと分割されている。この分割線は、ガイド光の光軸中心を通りタンジェンシャル方向に略平行である。
　本実施形態において、領域分割回折格子１１６は、ＭＡ領域、ＭＢ領域、ＳＡ領域及びＳＢ領域のいずれについても０次光及び±１次光の回折効率比を１：９とするが、係る比は領域毎に異なっていてもよい。
　領域分割回折格子１１６を通過した０次光及び±１次光は、非点収差光学系１１７によって非点収差を与えられる。それから、この０次光及び±１次光は受光素子１１０へと入射する。
　受光素子１１０は、図４に例示されるように複数のＰＤセルを含む。ＰＤセルＡ、ＰＤセルＢ、ＰＤセルＣ及びＰＤセルＤによって形成されるＦＥＳ用ＰＤセル群は、フォーカスエラー信号を演算するための電気信号を生成する。他方、ＰＤセルＥ及びＰＤセルＦによって形成されるＭＰＰ用ＰＤセル群は、トラッキングエラー信号を演算するための電気信号を生成する。ＰＤセルＧ及びＰＤセルＨによって形成されるＳＰＰ用ＰＤセル群は、後述されるサブトラッキング信号を演算するための電気信号を生成する。
　非点収差光学系１１７を通過した０次光は、ＦＥＳ用ＰＤセル群に入射する。ＦＥＳ用ＰＤセル群は、非点収差光学系１１７における非点収差によって生じる最小錯乱円の位置に配置されている。そして、ＦＥＳ用ＰＤセル群に入射する０次光ビームの形状は、対物レンズ１０８と情報記録媒体との間の距離に依存して、図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃ、図５Ｄ、図５Ｅ、図５Ｆ及び図５Ｇに例示されるように変化する。
　具体的には、上記距離が適切である（即ち、ガイド光の集光スポットが所望のガイド層に概ねフォーカスされる）ならば、０次光ビームの形状は図５Ｄに例示されるように略円形となる。他方、上記距離が大きくなったり小さくなったりすると、０次光ビームの形状は図５Ａ及び図５Ｇに例示されるようにタンジェンシャル方向及びラジアル方向に対して傾いた略楕円形となる。
　サーボ信号生成回路１１４は、上記距離と０次光ビームの形状との関係を利用して、非点収差法に基づいてフォーカスエラー信号を生成する。具体的には、サーボ信号生成回路１１４は、受光素子１１１からフォーカスエラー信号を演算するための電気信号を入力する。これらの電気信号は、ＦＥＳ用ＰＤセル群を形成する各ＰＤセルが入射光の光量に応じた電流を発生し、当該電流を図示されないＩ／Ｖ増幅器によってＩ／Ｖ変換することによって得られる。ＰＤセルＡからの電気信号の電圧をＶａ、ＰＤセルＢからの電気信号の電圧をＶｂ、ＰＤセルＣからの電気信号の電圧をＶｃ、ＰＤセルＤからの電気信号の電圧をＶｄとすると、サーボ信号生成回路１１４は下記数式（１）の演算を行うことによってフォーカスエラー信号（ＦＥＳ）を生成できる。　
　　　ＦＥＳ＝（Ｖａ＋Ｖｃ）－（Ｖｂ＋Ｖｄ）　　　　　（１）
　ＦＥＳは、０次光ビームの形状は図５Ｄに例示されるように略円形であるならば略０となる。他方、ＦＥＳは、０次光ビームの形状の歪みが大きくなるほど、絶対値の大きな負値または正値となる。
　非点収差光学系１１７を通過した＋１次光及び－１次光のいずれか一方は、ＭＰＰ用ＰＤセル群及びＳＰＰ用ＰＤセル群に集光する。尚、領域分割回折格子１１６は、非点収差光学系１１７によって＋１次光及び－１次光のいずれか一方に与えられる非点収差を打ち消すための非点収差を±１次光に与える。結果的に、例えば＋１次光はスポットサイズが小さな状態でＰＤセルに集光されるものの、－１次光はスポットサイズが小さな状態でＰＤセルに集光されないため受光することが困難である。故に、以降の説明において、＋１次光が種々のサーボ信号を生成するために用いられるものとするが、代わりに－１次光が種々のサーボ信号を生成するために用いられてもよい。また、各領域に対応する回折格子によって与えられる非点収差を適切に設計することにより、＋１次光及び－１次光のいずれが用いられるかを領域毎に設定できる。
　具体的には、領域分割回折格子１１６の領域分割パターンのうちＭＡ領域を通過した＋１次光はＰＤセルＥに入射し、ＭＢ領域を通過した＋１次光はＰＤセルＦに入射し、ＳＡ領域を通過した±１次光はＰＤセルＧに入射し、ＳＢ領域を通過した＋１次光はＰＤセルＨに入射する。
　前述のように、ＭＡ領域及びＭＢ領域はガイド層のガイド溝において回折された０次光及び±１次光の干渉領域を包含する。故に、これらの領域間の光量差に基づいてプッシュプル信号が演算可能である。具体的には、サーボ信号生成回路１１４は、受光素子１１１からトラッキングエラー信号としてのメインプッシュプル信号を演算するための電気信号を入力する。これらの電気信号は、ＭＰＰ用ＰＤセル群を形成する各ＰＤセルが入射光の光量に応じた電流を発生し、当該電流を図示されないＩ／Ｖ増幅器によってＩ／Ｖ変換することによって得られる。ＰＤセルＥからの電気信号の電圧をＶｅ、ＰＤセルＦからの電気信号の電圧をＶｆとすると、サーボ信号生成回路１１４は下記数式（２）の演算を行うことによってメインプッシュプル信号（ＭＰＰ）を生成できる。　
　　　ＭＰＰ＝Ｖｅ－Ｖｆ　　　　 （２）
　尚、メインプッシュプル信号は、対物レンズ１０８がラジアル方向に駆動されることに伴ってオフセット成分が変動する。そこで、サーボ信号生成回路１１４は、上記干渉領域を含まないＳＡ領域及びＳＢ領域の間の光量差に基づいて、オフセット成分の変動を補償するためのサブトラッキング信号を更に生成してもよい。具体的には、サーボ信号生成回路１１４は、受光素子１１１からサブトラッキング信号としてのサブプッシュプル信号を演算するための電気信号を入力する。これらの電気信号は、ＳＰＰ用ＰＤセル群を形成する各ＰＤセルが入射光の光量に応じた電流を発生し、当該電流を図示されないＩ／Ｖ増幅器によってＩ／Ｖ変換することによって得られる。ＰＤセルＧからの電気信号の電圧をＶｇ、ＰＤセルＨからの電気信号の電圧をＶｈとすると、サーボ信号生成回路１１４は下記数式（３）の演算を行うことによってサブプッシュプル信号（ＳＰＰ）を生成できる。　
　　　ＳＰＰ＝Ｖｇ－Ｖｈ　　　　 （３）
　そして、サーボ信号生成回路１１４は、下記数式（４）の演算を行うことによって、補償されたプッシュプル信号（ＣＰＰ）を生成できる。　
　　　ＣＰＰ＝ＭＰＰ－ｋ１×ＳＰＰ　　　　　　 （４）
　ここで、ｋ１は正の定数である。ＳＰＰは、±１次光の光量差に基づくプッシュプル信号成分を含まず、対物レンズ１０８のシフト量に基づくオフセット成分を含む。故に、ＳＰＰの振幅をｋ１によって調整し、調整済みＳＰＰをＭＰＰから減算することによって、プッシュプル信号成分の減少を防止しながらオフセット成分をキャンセルすることができる。
　更に、サーボ信号生成回路１１４は、ガイド層に記録された管理情報（例えば、アドレス情報）の再生のために、ウォブル再生信号を生成する必要がある。前述のように、ガイド層上にはスパイラル状のガイドトラックが形成される。具体的には、図６に例示されるように、ガイド層上のランドと呼ばれる面に溝（即ち、グルーブ）が彫られる。グルーブの深さは、例えば６０ｎｍである。グルーブは、情報記録媒体の１周毎にグルーブ間隔（隣接するグルーブの中心間距離）の半分だけ内周側または外周側にずれるように形成される。従って、ガイドトラックは、情報記録媒体の１周毎にグルーブ及びランドが交互に切り替わるシングルスパイラル構造を備える。
　グルーブは、記録されるアドレス情報に基づいて、ウォブル変調を施されたり、グルーブの幅を変化させる幅変調を施されたりするので、蛇行して形成される。この蛇行の振幅の標準値は、例えば２０ｎｍである。例えば、ウォブル変調によれば、グルーブはラジアル方向に振動するサイン波に一致するように形成される。そして、このサイン波の位相、周波数または振幅の変調によって、アドレス情報が表現される。
　図６に例示されるガイド層は、情報を記録するためにランドトラック及びグルーブトラックの両方がトラッキングの対象とされるランドアンドグルーブトラッキング方式に基づいている。ランドアンドグルーブトラッキング方式によれば、情報記録層におけるデータトラックの間隔は、ガイド層におけるランドとグルーブとの間の間隔に一致する。即ち、データトラックの間隔は、ガイド層における物理的なピッチであるグルーブ間隔の半分に一致する。例えば、グルーブ間隔は０．６４μｍであって、データトラックの間隔が０．３２μｍである。故に、ランドアンドグルーブトラッキング方式によれば、情報記録層において高い記録密度が達成される。
　シングルスパイラル構造によれば、ランド及びグルーブは交互にトラッキングの対象とされ、トラッキングの対象はランドグルーブ切り替え位置において切り替わる。図６のガイド層において、ランドグルーブ切り替え位置はトラック１周毎に設けられる。即ち、記録再生装置は、トラック１周毎に、グルーブ、ランド、グルーブ、ランド・・・という順でトラッキングすることになる。換言すれば、複数のグルーブトラックの各々は２つのランドトラックによって挟まれ、複数のランドトラックの各々は２つのグルーブトラックによって挟まれる。従って、ガイド層に対して情報再生する場合に、ガイド光ビームの軌跡は一本のスパイラルを描く。
　ガイド層においてアドレス情報を記録されるために用いられるデータシンボルは、例えば４波のウォブルによって表現される。具体的には、図７に例示されるように、４波の通常位相のウォブルは、「０」を割り当てられたデータシンボルである。他方、４波の反転位相のウォブルは、「１」を割り当てられたデータシンボルである。尚、ランドに関して、所望のウォブル波形を形成するために、当該ランドに隣接するグルーブが幅変調されることもある。しかしながら、図８に例示されるように、幅変調シンボルは、ビット値を割り当てられない。
　ガイドトラック（即ち、グルーブトラック及びランドトラック）に配置されるウォブルは、記録再生装置の中の光学系を通して再生され、ウォブル再生信号が電気的に生成される。ウォブル再生信号は、集光スポット及びトラックピッチの大きさの関係次第で、再生対象のガイドトラックのウォブルだけでなく周辺のガイドトラックのウォブルの影響を受けることがある。再生対象のガイドトラック及び周辺のガイドトラックの組み合わせは、図９に例示されるようにパターン化することができる。
　パターン０００Ｇは、再生対象のグルーブトラックに内周側に隣接するグルーブトラック及び外周側に隣接するグルーブトラックの両方のウォブルの位相が当該再生対象のグルーブトラックのウォブルの位相と同じである組み合わせを指す。即ち、内周側に隣接するグルーブトラック、再生対象のグルーブトラック及び外周側に隣接するグルーブトラックのウォブルの位相パターンは、［０００］または［１１１］となる。尚、以降の説明において、通常位相のウォブルを「０」、反転位相のウォブルを「１」とする。
　パターン１００Ｇは、再生対象のグルーブトラックに内周側に隣接するグルーブトラック及び外周側に隣接するグルーブトラックのいずれか一方のウォブルの位相が当該再生対象のグルーブトラックのウォブルの位相と同じであって、他方のウォブルの位相が当該再生対象のグルーブトラックのウォブルの位相に対して反転する組み合わせを指す。即ち、内周側に隣接するグルーブトラック、再生対象のグルーブトラック及び外周側に隣接するグルーブトラックのウォブルの位相パターンは、［００１］、［１００］、［０１１］または［１１０］となる。
　パターン１０１Ｇは、再生対象のグルーブトラックに内周側に隣接するグルーブトラック及び外周側に隣接するグルーブトラックの両方のウォブルの位相が当該再生対象のグルーブトラックのウォブルの位相に対して反転する組み合わせを指す。即ち、内周側に隣接するグルーブトラック、再生対象のグルーブトラック及び外周側に隣接するグルーブトラックのウォブルの位相パターンは、［１０１］または［０１０］となる。
　パターン０００Ｌは、再生対象のランドトラックに内周側に隣接するランドトラック及び外周側に隣接するランドトラックの両方のウォブルの位相が当該再生対象のランドトラックのウォブルの位相と同じである組み合わせを指す。即ち、内周側に隣接するランドトラック、再生対象のランドトラック及び外周側に隣接するランドトラックのウォブルの位相パターンは、［０００］または［１１１］となる。
　パターン１００Ｌは、再生対象のランドトラックに内周側に隣接するランドトラック及び外周側に隣接するランドトラックのいずれか一方のウォブルの位相が当該再生対象のランドトラックのウォブルの位相と同じであって、他方のウォブルの位相が当該再生対象のランドトラックのウォブルの位相に対して反転する組み合わせを指す。即ち、内周側に隣接するランドトラック、再生対象のランドトラック及び外周側に隣接するランドトラックのウォブルの位相パターンは、［００１］、［１００］、［０１１］または［１１０］となる。
　パターン１０１Ｌは、再生対象のランドトラックに内周側に隣接するランドトラック及び外周側に隣接するランドトラックの両方のウォブルの位相が当該再生対象のランドトラックのウォブルの位相に対して反転する組み合わせを指す。即ち、内周側に隣接するランドトラック、再生対象のランドトラック及び外周側に隣接するランドトラックのウォブルの位相パターンは、［１０１］または［０１０］となる。
　ウォブル再生信号成分は、プッシュプル信号に高周波成分として含まれている。故に、サーボ信号帯域以下の周波数成分を抑圧する高域通過型フィルタをプッシュプル信号に対して適用することによって、ウォブル再生信号が抽出可能である。
　ウォブル再生信号は、様々な手法により生成可能である。例えば、従来、非点収差法に基づいてフォーカスエラー信号が生成される場合には、前述のＦＥＳ用ＰＤセル群を用いて受光された０次光及び±１次光が利用される。これらの０次光及び±１次光は、トラッキングエラー信号としてのプッシュプル信号を演算するためにも用いられる。具体的には、（Ｖａ＋Ｖｂ）－（Ｖｃ＋Ｖｄ）により、プッシュプル信号が演算される。そして、上記プッシュプル信号に含まれるウォブル再生信号（ＷＢＬｃ１）は、下記数式（５）に示されるように生成可能である。　
　　　ＷＢＬｃ１＝ＨＦＣ｛（Ｖａ＋Ｖｂ）－（Ｖｃ＋Ｖｄ）｝　 （５）
尚、以降の説明において、ＨＦＣ（ｘ）はｘの高周波成分を抽出する関数である。
　或いは、上記プッシュプル信号の代わりに上記数式（２）のメインプッシュプル信号に含まれるウォブル再生信号（ＷＢＬｃ２）が、下記数式（６）に示されるように生成されてもよい。　
　　　ＷＢＬｃ２＝ＨＦＣ（ＭＰＰ）　　　　　　 （６）
　しかしながら、後述されるように、上記第１の比較例に係るウォブル再生信号（ＷＢＬｃ１）及び第２の比較例に係るウォブル再生信号（ＷＢＬｃ２）は、いずれも、球面収差発生時に振幅が低下したり位相が逆転したりするおそれがある。そこで、サーボ信号生成回路１１４は、好ましくは、例えば下記数式（７）に示されるウォブル再生信号（ＷＢＬ）を生成する。
　　　ＷＢＬ＝ＨＦＣ（ＭＰＰ＋ｋ２×ＳＰＰ）　　　　　（７）
　ここで、ｋ２は正の定数である。ｋ２は、領域分割回折格子１１６の領域毎の回折効率の差異を補償する補償係数である。後述されるように、このウォブル再生信号（ＷＢＬ）によれば、球面収差発生時の悪影響（振幅低下及び位相逆転）が緩和される。
　ガイド光の球面収差の収差量は、情報記録光が集光する深さに依存する。図１０Ａに例示されるように、情報記録時に、ガイド光及び情報記録光は、対物レンズ１０８を介して所望のガイド層及び所望の情報記録層にそれぞれ同時に集光される。通常、対物レンズ１０８の光学特性は、情報記録光が情報記録層内の特定の深さ（設計深さと呼ばれる）に集光する場合に波面収差が最低となるように最適化される。そして、設計深さが情報記録層の中心付近に定められていれば、情報記録光が各情報記録層に集光する場合の残留収差の最大値は小さくなる。
　情報記録光を設計深さとは異なる深さに設けられた情報記録層に集光させる場合には、対物レンズ駆動機構１０９としての２軸アクチュエータが制御されて対物レンズ１０８を光軸方向に駆動される。
　例えば図１０Ｂに示されるように、情報記録光を設計深さよりも浅い位置に設けられた情報記録層に集光させる場合には、対物レンズ１０８は情報記録媒体から離れるように光軸方向に沿って移動する。対物レンズ１０８の移動に伴って、情報記録光の集光位置は所望の情報記録層と同じ深さまで移動する。
　設計深さとは異なる位置にある情報記録層に情報記録光を集光すると、当該情報記録光には球面収差が発生する。情報記録層の位置に起因する球面収差は、前述の収差補正機構１０７によってキャンセル可能である。具体的には、収差補正機構１０７がコリメータレンズ１０３－６を光軸方向に駆動すると、対物レンズ１０８による結像倍率が変化して球面収差が発生する。収差補正機構１０７は、この結像倍率の変化による球面収差が、情報記録層の位置による球面収差と同じ大きさであってかつ符号が異なるように調整することによって、当該情報記録層の位置に起因する球面収差をキャンセルできる。この結果、残留収差は実用上問題のない程度に抑圧される。
　他方、図１０Ｂに示されるように、対物レンズ１０８が情報記録媒体から離れるように光軸方向に沿って移動すると、ガイド光は所望のガイド層よりも浅い位置に集光する。故に、フォーカス補正機構１０６は、コリメータレンズ１０３－２を光軸方向に駆動することによって、図１０Ｃに示されるようにガイド光の集光位置を所望のガイド層と同じ深さまで移動させる。
　ガイド光のフォーカス補正によって生じる球面収差は、キャンセルされず、例えば図１１に示されるように残留する。図１１において、縦軸はガイド光の残留収差を表し、横軸は情報記録光が集光する情報記録層の深さを表す。図１１の残留収差は、対物レンズ１０８及び収差補正機構１０７によって情報記録光について残留収差を最小化してからフォーカス補正機構１０６によってガイド光について残留収差を最小化したうえで測定されている。
　情報記録光が設計深さに集光している場合には、ガイド光の残留収差は０．０１ｒｍｓ以下である。しかしながら、情報記録光の集光位置が設計深さから離れるほど、ガイド光の残留収差は大きくなる。図１１の例によれば、情報記録光が最も浅い位置にある情報記録層及び最も深い位置にある情報記録層にそれぞれ集光する場合に、ガイド光の残留収差はマレシャル基準である０．０７λｒｍｓを超える。尚、情報記録層の層数の拡張に伴って、情報記録層の深さの範囲は大きくなるので、ガイド光の残留収差の最大値もまた大きくなる。
　球面収差非発生時（収差量＝０λｒｍｓ）及び球面収差発生時（収差量＝０．１２ｒｍｓ）における、第１の比較例に係るウォブル再生信号（ＷＢＬｃ１）、第２の比較例に係るウォブル再生信号（ＷＢＬｃ２）及び好適なウォブル再生信号（ＷＢＬ）のデフォーカスマージンのシミュレーション結果が、図１２Ａ、図１２Ｂ、図１３Ａ、図１３Ｂ、図１４Ａ及び図１４Ｂに示される。
　図１２Ａ、図１２Ｂ、図１３Ａ、図１３Ｂ、図１４Ａ及び図１４Ｂにおいて、縦軸はウォブル再生信号の振幅を表し、横軸はデフォーカス量を表す。デフォーカス量は、プッシュプル信号の振幅が最大となる距離を基準とする、情報記録媒体と対物レンズ１０８との間の相対距離である。
　デフォーカスマージンとは、ウォブル再生信号の振幅が閾値振幅以上となるデフォーカスの範囲を意味する。デフォーカスがデフォーカスマージンに収まれば、アドレス情報の再生が期待できる。尚、ウォブル再生信号の振幅が負値であることは、ウォブル再生信号の位相が逆転していることを意味する。
　図１２Ａ、図１３Ａ及び図１４Ａに示されるように、球面収差非発生時において、０００Ｇパターン、１００Ｇパターン及び１０１Ｇパターンのいずれについても、第１の比較例に係るウォブル再生信号（ＷＢＬｃ１）、第２の比較例に係るウォブル再生信号（ＷＢＬｃ２）及び好適なウォブル再生信号（ＷＢＬ）のデフォーカスマージンは３μｍ　ｐ－ｐ（ｐｅａｋ－ｔｏ－ｐｅａｋ）以上である。
　しかしながら、図１２Ｂ及び図１３Ｂに示されるように、球面収差発生時において、少なくとも１００Ｇパターン及び１０１Ｇパターンについて、第１の比較例に係るウォブル再生信号（ＷＢＬｃ１）及び第２の比較例に係るウォブル再生信号（ＷＢＬｃ２）の振幅は、デフォーカス＝０であっても負値（即ち、位相逆転）であるから、アドレス情報の再生は困難である。
　他方、図１４Ｂに示されるように、球面収差発生時において、０００Ｇパターン、１００Ｇパターン及び１０１Ｇパターンのいずれについても、好適なウォブル再生信号（ＷＢＬ）のデフォーカスマージンは４μｍ　ｐ－ｐ以上である。
　図１２Ａ、図１２Ｂ、図１３Ａ、図１３Ｂ、図１４Ａ及び図１４Ｂに示されるように、０００Ｇパターンについて、いずれのウォブル再生信号も球面収差による影響が殆どない。他方、１００Ｇパターン及び１０１Ｇパターンについて、第１の比較例に係るウォブル再生信号（ＷＢＬｃ１）及び第２の比較例に係るウォブル再生信号（ＷＢＬｃ２）は、球面収差発生時には振幅が低下し、かつ、位相が反転している。概括すれば、球面収差発生時にウォブル再生信号の振幅が低下しにくいウォブル位相パターン（０００Ｇ）と、低下しやすいウォブル位相パターン（１００Ｇ、１０１Ｇ）とが存在する。
　０００Ｇパターンの場合にガイド光の集光スポットの付近ではグルーブピッチは変動しないが、１００Ｇパターン及び１０１Ｇパターンの場合にガイド光の集光スポットの付近ではグルーブピッチは実質的に変動する。
　特に、グルーブピッチが広くなる場合には、±１次光ビームの通過領域と図３のＳＡ領域及びＳＢ領域とのオーバーラップが大きくなる。更に、球面収差が大きくなると、ガイド層上のガイド光のスポットサイズは大きくなるので、周辺のグルーブトラックからの影響が大きくなる。そして、第２の比較例に係るウォブル再生信号（ＷＢＬｃ２）は、ＳＡ領域及びＳＢ領域における光量を反映していないから、球面収差発生時には振幅が低下しやすい。
　他方、第１の比較例に係るウォブル再生信号（ＷＢＬｃ１）は、ビームの中心部分における光量を反映している。しかしながら、球面収差発生時には、ビームの中心部分と周縁部分とで焦点距離が異なる。例えば、ビームの周縁部分が最小錯乱円であるとしても、ビームの中心部分は大きくデフォーカスするかもしれない。更に、ＦＥＳ用ＰＤセル群の前段の非点収差光学系によって与えられる非点収差の影響で、ＦＥＳ用ＰＤセル群に入射する戻り光ビームのスポット形状は大きく歪む。即ち、球面収差発生時に、ビームの中心部分は、ガイド光の光軸中心を通りタンジェンシャル方向またはラジアル方向に略平行な分割線に沿って分割されていない。故に、第１の比較例に係るウォブル再生信号（ＷＢＬｃ１）は、球面収差発生時にビームの中心部分の光量を適切に反映できないので、適切な振幅を得ることが困難である。
　以上説明したように、第１の実施形態に係る記録再生装置は、ガイド層からの戻り光のビームを、領域分割回折格子によって光軸に対して垂直な平面上で規定される複数の領域に従って分割した後に非点収差光学系によって非点収差を与える。ここで、これら複数の領域は、メインプッシュプル信号の演算に必要なビームが通過する領域と、サブプッシュプル信号の演算に必要なビームが通過する領域とを含む。そして、この記録再生装置は、メインプッシュプル信号及びサブプッシュプル信号を用いてウォブル再生信号を演算する。故に、この記録再生装置によれば、大きな球面収差が発生する場合であっても、ウォブル再生信号の振幅の低下は抑制されるのでガイド層からアドレス情報を安定的に読み出すことが可能となる。
　（第２の実施形態）　
　一般に、非点収差法に基づくフォーカスエラー信号の演算に用いられるビームは、プッシュプル信号成分を含む。故に、例えばガイド光の集光スポットがトラックを横切ることによってプッシュプル信号の振幅が変動し、この変動がフォーカスエラー信号に影響を与えることでフォーカスサーボが不安定となるおそれがある。そして、この問題は、例えば、ＰＤセルの位置調整が完全ではないこと、ビームの強度分布が理想的な分布とは異なることなどに起因しており、非点収差法を採用する場合には回避困難である。
　第２の実施形態に係る記録再生装置は、図１の記録再生装置のうち領域分割回折格子１１６に備えられる複数の回折格子の特性を以下に説明されるように定めることによって、プッシュプル信号の振幅の変動に対して安定したフォーカスエラー信号を生成できる。
　具体的には、図３に例示される領域分割パターンのうちＭＡ領域及びＭＢ領域に対応する回折格子として、例えばブレーズ型の回折格子が採用される。ＭＡ領域に対応するブレーズ型の回折格子の回折効率比は、例えば、－１次：０次：＋１次＝０：０：１である。ＭＢ領域に対応するブレーズ型の回折格子の回折効率比は、例えば、－１次：０次：１次＝０：０：１である。故に、０次光は、ＭＡ領域及びＭＢ領域を通過できない。
　図３に例示される領域分割パターンのうちＳＡ領域及びＳＢ領域に対応する回折格子として、例えばバイナリ型の回折格子が採用される。これらのバイナリ型の回折格子の回折効率比は、例えば、－１次：０次：＋１次＝０．４：０．２：０．４である。
　前述のように、０次光はＭＡ領域及びＭＢ領域を通過できないので、ＦＥＳ用ＰＤセル群には図１５に例示される形状の０次光ビームが入射する。ここで、ＭＡ領域及びＭＢ領域は、メインプッシュプル信号の演算に必要なビームの通過領域である。即ち、ＦＥＳ用ＰＤセル群に入射する０次光ビームはプッシュプル信号成分を含まない。従って、サーボ信号生成回路１１４は、プッシュプル信号成分を含まないフォーカスエラー信号を生成できる。
　以上説明したように、第２の実施形態に係る記録再生装置は、０次光ビームがメインプッシュプル信号の演算に必要なビームの通過領域であるＭＡ領域及びＭＢ領域を通過させない（或いは、通過する光量を他の領域（例えば、ＳＡ領域及びＳＢ領域）に比べて低減させてもよい）。故に、この記録再生装置によれば、プッシュプル信号成分を含まないフォーカスエラー信号を生成できるので、安定したフォーカスサーボが可能である。
　（第３の実施形態）　
　前述のように、球面収差発生時には、ビームの中心部分と周縁部分とで焦点距離が異なる。即ち、球面収差発生時にビーム全体を用いて演算されるフォーカスエラー信号は、複数の相異なる焦点距離に関する成分の重ね合わせに相当する。故に、球面収差発生時にはフォーカスエラー信号の歪みが大きくなるので、フォーカスサーボが不安定となるおそれがある。
　図１７Ａに示されるように、例えば０．１２λｒｍｓの球面収差発生時に、フォーカスエラー信号は、大きく歪んでいる（特に、感度が大きく変化する変曲点が出現する）ので、フォーカスサーボが不安定となるおそれがある。
　第３の実施形態に係る記録再生装置は、図１の記録再生装置のうち領域分割回折格子１１６の領域分割パターン、ならびに、当該領域分割回折格子１１６に備えられる複数の回折格子の特性を以下に説明されるように定めることによって、球面収差発生時にも歪みの小さなフォーカスエラー信号を生成できる。
　具体的には、領域分割回折格子１１６は、例えば図１６に示され領域分割パターンによって、入射ビームを分割してもよい。図１６において、実線は上記複数の領域間の境界線を表す。図１６において、点線は、領域分割回折格子１１６を通過するガイド光の大凡の断面形状と、ガイド層のガイド溝において回折されたガイド光の０次光と±１次光との干渉によって生じるベースボールパターンとを表す。
　図１６の領域分割パターンによれば、ＭＡ領域はガイド層のガイド溝において回折された０次光及び±１次光の干渉領域を包含し、ＭＢ領域は０次光及び±１次光の干渉領域を包含する。上記ＭＡ領域及びＭＢ領域以外の領域は、分割線によってＳＡ領域及びＷＡ領域を含むＡグループ及びＳＢ領域及びＷＢ領域を含むＢグループへと分割されている。この分割線は、ガイド光の光軸中心を通りタンジェンシャル方向に略平行である。Ａグループのうち戻り光の光軸に近い中心部分がＷＡ領域であって、ＷＡ領域以外の周縁部分がＳＡ領域である。同様に、Ｂグループのうちビームの光軸に近い中心部分がＷＢ領域であって、ＷＢ領域以外の周縁部分がＳＢ領域である。
　図１６に例示される領域分割パターンのうちＭＡ領域及びＭＢ領域に対応する回折格子として、例えばバイナリ型の回折格子が採用される。この回折格子における０次光の回折効率は、ＳＡ領域及びＳＢ領域に対応する回折格子における０次光の回折効率に比べて低くなるように定められる。これらのバイナリ型の回折格子の回折効率比は、例えば、－１次：０次：＋１次＝０．５：０：０．５である。
　図１６に例示される領域分割パターンのうちＷＡ領域及びＷＢ領域に対応する回折格子として、例えばバイナリ型の回折格子が採用される。この回折格子における０次光の回折効率は、ＳＡ領域及びＳＢ領域に対応する回折格子における０次光の回折効率に比べて低くなるように定められる。これらのバイナリ型の回折格子の回折効率比は、例えば、－１次：０次：＋１次＝０．５：０：０．５である。
　図１６に例示される領域分割パターンのうちＳＡ領域及びＳＢ領域に対応する回折格子として、例えばブレーズ型の回折格子が採用される。ＳＡ領域に対応するブレーズ型の回折格子の回折効率比は、例えば、－１次：０次：＋１次＝０：０．５：０．５である。ＳＢ領域に対応するブレーズ型の回折格子の回折効率比は、例えば、－１次：０次：＋１次＝０：０．５：０．５である。
　ＦＥＳ用ＰＤセル群には、ＳＡ領域及びＳＢ領域を通過した０次光ビームが入射する。ＭＰＰ用ＰＤセル群には、ＭＡ領域及びＭＢ領域を通過した＋１次光ビームが集光する。ＳＰＰ用ＰＤセル群には、ＳＡ領域、ＳＢ領域、ＷＡ領域及びＷＢ領域を通過した＋１次光ビームが集光する。
　換言すれば、サーボ信号生成回路１１４は、主にＳＡ領域及びＳＢ領域を通過した０次光ビームに基づいてフォーカスエラー信号を生成し、ＭＡ領域及びＭＢ領域を通過した＋１次光ビームに基づいてメインプッシュプル信号を生成し、ＳＡ領域、ＳＢ領域、ＷＡ領域及びＷＢ領域を通過した＋１次光ビームに基づいてサブプッシュプル信号を生成する。
　故に、ＷＡ領域及びＷＢ領域に対応する回折格子における０次光の回折効率が０であるならば、サーボ信号生成回路１１４は、０次光ビームのうち中心部分を用いずに周縁部分（即ち、ＳＡ領域及びＳＢ領域を通過した０次光ビーム）を用いてフォーカスエラー信号を生成する。
　係るフォーカスエラー信号によれば、図１７Ｂに示されるように、例えば０．１２λｒｍｓの球面収差発生時であっても歪みが小さい（特に、感度の大きな変化が見られない）ので、安定的なフォーカスサーボが可能である。
　尚、図１６のＭＡ領域及びＭＢ領域は図３のＭＡ領域及びＭＢ領域にそれぞれ相当し、図１６のＳＡ領域及びＷＡ領域は図３のＳＡ領域に相当し、図１６のＳＢ領域及びＷＢ領域は図３のＳＢ領域に相当する。故に、本実施形態において、サーボ信号生成回路１１４は、第１の実施形態と同一または類似のメインプッシュプル信号及びサブプッシュプル信号を生成できる。
　以上説明したように、第３の実施形態に係る記録再生装置は、０次光ビームの主に周縁部分を用いてフォーカスエラー信号を生成する。故に、この記録再生装置によれば、球面収差発生時にも歪みの小さなフォーカスエラー信号を生成できるので、安定的なフォーカスサーボが可能である。
　上記各実施形態の処理の一部は、汎用のコンピュータを基本ハードウェアとして用いることで実現可能である。上記各実施形態の処理を実現するプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記憶媒体に格納して提供されてもよい。プログラムは、インストール可能な形式のファイルまたは実行可能な形式のファイルとして記憶媒体に記憶される。記憶媒体としては、磁気ディスク、光ディスク（ＣＤ－ＲＯＭ、ＣＤ－Ｒ、ＤＶＤ等）、光磁気ディスク（ＭＯ等）、半導体メモリなどである。記憶媒体は、プログラムを記憶でき、かつ、コンピュータが読み取り可能であれば、何れであってもよい。また、上記各実施形態の処理を実現するプログラムを、インターネットなどのネットワークに接続されたコンピュータ（サーバ）上に格納し、ネットワーク経由でコンピュータ（クライアント）にダウンロードさせてもよい。
　本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
　１００・・・ＯＰＵ
　１０１，１０２・・・ＬＤ
　１０３－１，１０３－５・・・ＰＢＳ
　１０３－２，１０３－６・・・コリメータレンズ
　１０３－３・・・ダイクロイックプリズム
　１０３－４・・・λ／４波長板
　１０６・・・フォーカス補正機構
　１０７・・・収差補正機構
　１０８・・・対物レンズ
　１０９・・・対物レンズ駆動機構
　１１０，１１１・・・受光素子
　１１２，１１３・・・レーザ駆動回路
　１１４，１１５・・・サーボ信号生成回路
　１１６・・・領域分割回折格子
　１１７・・・非点収差光学系
　１２０・・・サーボ処理回路
　１２１，１２３・・・パワー制御回路
　１２２・・・Ｓ／Ｈ
　１２４・・・パルス変調回路
　１２５，１２９・・・フォーカス制御回路
　１２６，１３０・・・トラッキング制御回路
　１２７，１３１・・・プリアンプ
　１２８，１３２・・・アナログデジタル変換器
　１３４・・・収差制御回路
　１４０・・・信号処理回路
　１４１・・・クロック生成部
　１４２・・・アドレス処理部
　１４３・・・信号処理部
　１４５・・・収差誤差計算部

Claims (10)

  1. 　ガイド光を情報記録媒体内のガイド層に集光させ、情報記録光を前記情報記録媒体内の情報記録層に集光させる対物レンズと、
    　第１の領域と当該第１の領域とは重複しない第２の領域とを含む複数の領域に従って、前記ガイド層からの戻り光を分割する領域分割回折格子と、
    　前記領域分割回折格子によって分割された前記戻り光の０次光ビーム及び±１次光ビームに非点収差を与える非点収差光学系と、
    　前記非点収差光学系によって非点収差を与えられた０次光ビームを受光する第１の光検出器セル群と、前記第１の領域を通過して前記非点収差光学系によって非点収差を与えられた＋１次光及び－１次光の少なくとも一方のビームを受光する第２の光検出器セル群と、前記第２の領域を通過して前記非点収差光学系によって非点収差を与えられた＋１次光及び－１次光の少なくとも一方のビームを受光する第３の光検出器セル群とを含む受光素子と、
    　前記第１の光検出器セル群における光量に基づいてフォーカスエラー信号を生成し、前記第２の光検出器セル群及び前記第３の光検出器セル群における光量に基づいてウォブル再生信号を生成する生成回路と
    　を具備する、記録再生装置。
  2. 　前記生成回路は、前記第２の光検出器セル群における光量に基づいてトラッキングエラー信号を生成し、前記第３の光検出器セル群における光量に基づいてサブトラッキング信号を生成し、前記対物レンズが駆動されることに伴う前記トラッキングエラー信号のオフセット成分の変動を前記サブトラッキング信号を用いて補償する、請求項１の記録再生装置。
  3. 　前記生成回路は、前記サブトラッキング信号に正の定数を乗算してから前記トラッキングエラー信号より減算することによって、前記オフセット成分の変動を補償する、請求項２の記録再生装置。
  4. 　前記生成回路は、前記第２の光検出器セル群における光量に基づいてトラッキングエラー信号を生成し、前記第３の光検出器セル群における光量に基づいてサブトラッキング信号を生成し、前記サブトラッキング信号に正の定数を乗算してから前記トラッキングエラー信号に加算し、加算結果の高周波成分を抽出することによって前記ウォブル再生信号を生成する、請求項１の記録再生装置。
  5. 　前記第１の領域は、前記ガイド層からの戻り光に含まれる０次光ビーム及び±１次光ビームの干渉領域を包含する、請求項１の記録再生装置。
  6. 　前記領域分割回折格子は、前記第１の領域に対応する第１の回折格子及び前記第２の領域に対応する第２の回折格子を含み、
    　前記第１の回折格子の特性は、前記第２の回折格子の特性とは異なる、
    　請求項１の記録再生装置。
  7. 　前記生成回路は、非点収差法に基づいて前記フォーカスエラー信号を生成する、請求項６の記録再生装置。
  8. 　前記第１の回折格子における０次光の回折効率は、前記第２の回折格子における０次光の回折効率よりも低い、請求項７の記録再生装置。
  9. 　前記第２の領域は、前記戻り光の光軸に近い中心部分である第３の領域と当該第３の領域以外の周縁部分である第４の領域とを含み、
    　前記第２の回折格子は、前記第３の領域に対応する第３の回折格子と前記第４の領域に対応する第４の回折格子とを含み、
    　前記第３の回折格子における０次光の回折効率は、前記第４の回折格子における０次光の回折効率よりも低い、
    　請求項７の記録再生装置。
  10. 　前記第１の回折格子における０次光の回折効率は、前記第４の回折格子における０次光の回折効率よりも低い、請求項９の記録再生装置。
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