光盘装置及光盘.pdf

本发明的目的在于提供一种可应用于多层光盘、实现高精确度倾斜检测的光盘装置及光盘。光盘装置包括，对包含透明的平板状的光盘基材、设于光盘基材上的记录层和与记录层保持指定的位置关系的反射层的光盘，将光束通过光盘基材照射到记录层，在记录层上形成聚焦光斑的激光器61，对反射层所反射的反射光进行受光的光传感器群6G，和用光传感器群6G的输出进行光盘的倾斜检测的像差模式检测电路6H。

权利要求书
1.  一种光盘装置，其特征在于包括：
光源，对包含有透明的平板状的光盘基材、设于上述光盘基材上的记录层和与上述记录层有指定的位置关系的反射层的光盘，将光束通过上述光盘基材照射到上述记录层，在上述记录层上形成聚焦光斑；和
光检测器，用来对上述反射层所反射的反射光进行受光；以及
倾斜检测单元，用上述光检测器的输出对上述光盘的倾斜进行检测。

2.  根据权利要求1所述的光盘装置，其特征在于：上述记录层比上述反射层更接近上述光束的入射面。

3.  根据权利要求1或2所述的光盘装置，其特征在于还包括像差消除单元，被形成于将上述反射光导向上述光检测器的光路中、用来消除反射光的散焦像差及球面像差。

4.  根据权利要求3所述的光盘装置，其特征在于：上述像差消除单元包括控制上述反射光的波阵面的波阵面控制装置。

5.  根据权利要求3或4所述的光盘装置，其特征在于：上述像差消除单元还包括将上述反射光聚焦到上述光检测器中的聚焦透镜和让上述聚焦透镜移动的透镜移动单元。

6.  一种光盘，其特征在于包括：
透明的平板状的光盘基材；和设于上述光盘基材上的记录层；以及使经由上述光盘基材入射的光束反射的反射层；其中，
上述反射层，被配置在中间夹着上述记录层而与上述光盘基材相对着的位置上，上述记录层和上述反射层之间的间隔被设定为长于上述光束的波长的距离。

7.  根据权利要求6所述的光盘，其特征在于：上述记录层由通过光束照射产生双光子吸收现象的光异性化材料形成。

8.  一种光盘装置，其特征在于包括：
光源，对包含透明的平板状的光盘基材、设于上述光盘基材上的记录层和使通过上述光盘基材入射的光束的相位的至少一部分随机化的散射部的光盘，将从光源射出的光束通过上述光盘基材照射到上述散射部而形成聚焦光斑；和
光检测器，对上述散射部散射的散射光进行受光；以及
倾斜检测单元，用上述光检测器的输出对上述光盘的倾斜进行检测。

9.  根据权利要求8所述的光盘装置，其特征在于：还包括记录信息检测单元，其中，
上述光源包括，产生第1光束、将该第1光束聚焦在上述记录层上的信息记录部而形成第1聚焦光斑的第1光源，和产生波长与上述第1光束不同的第2光束、将该第2光束聚焦在上述散射部而形成第2聚焦光斑的第2光源；
上述光检测器包括，对由第1聚焦光斑反射的上述第1光束进行受光的第1检测器，和对由第2聚焦光斑反射的上述第2光束进行受光的第2检测器；
上述倾斜检测单元，用上述第2光检测器的输出对上述光盘的倾斜进行检测；
上述记录信息检测单元，用上述第1光检测器的输出对上述记录层所记录的信息进行检测。

10.  一种光盘，其特征在于包括：
透明的平板状的光盘基材；
设于上述光盘基材上的记录层；和
使通过上述光盘基材入射的光束的相位的至少一部分随机化的散射部。

11.  根据权利要求10所述的光盘，其特征在于：上述散射部设置于上述记录层中。

12.  根据权利要求11所述的光盘，其特征在于：上述散射部为设置在上述记录层中的伺服标志。

13.  根据权利要求10所述的光盘，其特征在于：上述散射部设置于不同于上述记录层的层上。

14.  根据权利要求10至13中任一项所述的光盘，其特征在于：上述散射部，在其表面至少具备凹部和凸部的其中之一，使上述光束进行漫反射。

15.  根据权利要求14所述的光盘，其特征在于：上述凹部的深度或上述凸部的高度，在上述光束的波长的一半或一半以上。

16.  根据权利要求10至15中任一项所述的光盘，其特征在于：上述散射部，由对上述光束具有穿透性的介质而形成，在该介质中从其表面到上述光束的波长的一半或一半以上的深度范围内，使反射上述光束的散射物质分散。

17.  根据权利要求16所述的光盘，其特征在于：上述散射物质，是通过有选择性地给予上述介质以高于上述光束的能量，使上述介质变质而形成。

18.  根据权利要求16所述的光盘，其特征在于：上述散射物质，是通过在上述介质中分散配置作为核粒的吸光体，有选择性地让上述吸光体吸收上述光束的能量，促使上述核粒成长而形成。

19.  根据权利要求10至16中任一项所述的光盘，其特征在于：上述散射部发出波长与上述光束的波长不同的光。

20.  一种光盘装置，其特征在于包括：
光源，对包含透明的平板状的光盘基材和设于上述光盘基材上的记录层的光盘，将光束通过上述光盘基材照射到上述记录层；
光检测器，对来自上述光盘的反射光进行受光；
往程光学系统，将上述光源照射的光束以第1数值孔径射入上述光盘；
回程光学系统，以大于上述第1数值孔径的第2数值孔径对来自上述光盘的反射光进行受光并将其导向上述光检测器；以及
倾斜检测单元，用上述光检测器的输出对上述光盘的倾斜进行检测。

21.  根据权利要求20所述的光盘装置，其特征在于：上述第1数值孔径在0.2或0.2以下，上述第2数值孔径在0.6或0.6以上。

22.  根据权利要求20或21所述的光盘装置，其特征在于：上述光盘包括使上述反射光的相位的至少一部分随机化的散射部。

23.  根据权利要求22所述的光盘装置，其特征在于还包括：
模式转换单元，对将上述光源照射的光束聚焦在上述记录层上的信息记录部、至少执行对上述信息记录部的记录和再生的其中之一的记录再生模式，和将上述光源照射的光束聚焦在上述散射部上进行倾斜检测的倾斜检测模式，分时进行转换；和
数值孔径转换单元，在上述第1数值孔径和上述第2数值孔径之间转换射入上述光盘的上述光束的数值孔径，其中，
上述数值孔径转换单元，在由上述模式转换单元而被转换为倾斜检测模式时，将上述光束转换到上述第1数值孔径，而在由上述模式转换单元被转换为记录再生模式时，则将上述光束转换到上述第2数值孔径。

24.  根据权利要求20至23中任一项所述的光盘装置，其特征在于：上述回程光学系统，对于来自上述光盘的反射光，将与大于上述第1数值孔径且小于或等于上述第2数值孔径相对应的环带区域内的光导向上述光检测器。

25.  一种光盘装置，其特征在于包括：
光源，对包含透明的平板状的光盘基材和设于上述光盘基材上的记录层的光盘，将光束通过上述光盘基材照射到上述记录层，在上述记录层上形成聚焦光斑；
波阵面控制装置，用来控制照射在上述记录层的光束的波阵面；
光检测器，用来对上述记录层的反射光进行受光；
倾斜检测单元，其中，
上述波阵面控制装置，分时控制照射在上述记录层的光束的波阵面，使其包含指定量的散焦像差或球面像差，
上述倾斜检测单元，通过利用上述光检测器的输出对上述反射光所包含的倾斜像差或彗形像差进行检测，来对上述光盘的倾斜进行检测。

26.  根据权利要求25所述的光盘装置，其特征在于还包括：像差消除单元，被形成于将上述记录层反射的上述光束的反射光导向上述光检测器的光路中、用来消除上述反射光的散焦像差及球面像差。

27.  一种光盘装置，至少执行向光盘的记录层记录信息和从记录层再生信息的其中之一，其特征在于包括：
光源，对包含透明的平板状的光盘基材和设于上述光盘基材上的记录层的光盘，将光束通过上述光盘基材照射到上述记录层，其中上述光盘使上述光源照射的上述光束的至少一部分透过；
光检测器，对透过上述光盘的光束进行受光；以及
倾斜检测单元，用上述光检测器的输出对上述光盘的倾斜进行检测。

28.  一种光盘，其特征在于包括：
透明的平板状的第1光盘基材及第2光盘基材；和
记录层，被设置上述第1光盘基材和上述第2光盘基材之间，使通过上述第1光盘基材被照射的至少一部分光束透过上述第2光盘基材。

说明书光盘装置及光盘
技术领域
本发明涉及一种光盘等的光学信息记录媒体和对光学信息记录媒体进行记录或再生的光盘装置及光盘。
背景技术
增大物镜的数值孔径(numerical aperture)、缩短激光波长是光盘大容量化的有效方法。此外，近年来，可进行多层记录的光盘的开发也进展迅速。多层记录中重要的是，防止在激光通过光盘基材照射记录层时，由于中途记录层的吸收和散射造成激光的衰减。因此有人提出了一种方案，利用双光子吸收等非线性光学效果，减少在聚焦光斑(focusing spot)以外的不必要的吸收和散射。
光盘大容量化的问题之一是倾斜引起的像差(aberration)。倾斜是指激光的光轴与光盘基板面的法线之间的倾斜。若增大物镜的数值孔径，缩短激光波长，则光盘的倾斜对像差的影响变大。或，若通过多层记录来进行直到光盘深处为止的记录，则实质上是增加了光盘基材的厚度，而使倾斜对像差的影响变大。由于这些像差使聚焦光斑变模糊，会降低记录再生的可靠性，因此在大容量记录中，正确检测光盘的倾斜变得极为重要。
倾斜引起的像差是彗形(coma)像差、像散(astigmatism)等奇对称的像差，在象光盘这样在平行的基片上形成聚焦光斑的光学系统中，往程产生的像差可在回程中被消除已是公知的，但是单纯测定来自聚焦光斑的反射光的像差并不能检测出倾斜。这一点正是倾斜检测所面临的课题。
作为以往的倾斜检测的第1个例子，有如专利文献1(日本专利公报特开平11-232677号)所公开的检测方法，差动放大在切线方向被2分割的检测器信号，生成切向推挽信号(push-pull signal)，用该切向推挽信号检测记录层上的标记前后的边缘部分，根据该前后边缘部分的切向推挽信号的峰值的对称性，进行切线方向的倾斜检测。此外，在专利文献1中，径向也同样生成径向推挽信号，可根据前后边缘部分的径向推挽信号的对称性进行径向的倾斜检测。
此外，作为以往的倾斜检测的第2个例子，有如专利文献2(日本专利公报特开2003-77158号)所公开的检测方法，更简单地将再生信号输入微分电路中，将其微分电路的输出在比较电路中和指定的电平进行比较，通过测量该输出的脉冲宽度来检测切向倾斜。亦即，在第2个例子中，同上述以往的倾斜检测的第1个例子一样，检测记录层上的标记前后的边缘部分，根据其对称性进行倾斜检测。
此外，作为以往的倾斜检测的第3个例子，有如专利文献3(日本专利公报特开2003-16680号)所公开的检测方法，通过在物镜聚焦时给散焦检测信号加上补偿(offset)电压，从而给聚焦控制加上偏移(offset)而造成散焦状态，以此时检测到的追踪误差信号作为径向的倾斜信号，来检测倾斜。
但是，上述以往的光盘及光盘装置存在以下问题。
上述以往的第1例和以往的第2例中存在的问题是，倾斜检测需要槽(groove)或凹坑(pit)，若将此应用于多层记录时，由于各层设置的槽或凹坑的衍射或散射，会使光量降低增大。
此外，在这些倾斜检测中，光盘若倾斜，则在与光束点的倾斜方向和与其反向的下部边缘形成旁瓣(side robe)，可以利用由于该旁瓣而使推挽信号及再生信号的微分波形的峰值变低这一点。
然而，由于倾斜角度较小时，旁瓣的大小变小，因此不能期待切线方向的倾斜检测灵敏度。此外，径向的倾斜检测，由于光束不在径向移动，检测灵敏度会比切线方向更低。因此，存在倾斜的检测输出的SN比较小、检测精确度较低的问题。
另外，在以往地第3例中，存在当处于散焦状态时无法进行记录再生的问题。移动物镜进行散焦从而执行倾斜检测，进一步移动物镜而在原来的记录层上聚焦，读取地址，并确认已经返回到原来的记录层这一过程所需要的时间非常长，因而缺乏倾斜检测的实时性。
发明内容
本发明旨在解决上述问题，其目的在于提供一种可应用于多层光盘、实现高精确度的倾斜检测的光盘装置及光盘。
为解决上述问题，本发明所提供的光盘装置包括，对包含透明的平板状的光盘基材、设于上述光盘基材上的记录层和与上述记录层有指定位置关系的反射层的光盘，将光束通过上述光盘基材照射到上述记录层，在上述记录层上形成聚焦光斑的光源、对上述反射层所反射的反射光进行受光的光检测器，和利用上述光检测器的输出进行上述光盘的倾斜检测的倾斜检测单元。
根据该结构，设置与光束聚焦的记录层平行的反射层，用该反射层的反射光间接地检测聚焦的记录层的倾斜。反射层的反射光，由于散焦，倾斜像差和彗形像差不会被消除。这样，通过在光路上设置反射层，可以防止因往程光和回程光的激光的像差相抵消而导致的倾斜像差检测灵敏度的下降，从而可进行高精确度的倾斜检测。此外，即使光盘的记录层没有槽或凹坑也可以检测倾斜，从而可有效地抑制在记录层被多层叠加的多层记录的其他记录层上的衍射和散射所造成的光量的下降。
本发明的目的、特征、应用场合以及优点，通过以下的详细说明和附图将更为明了。
附图说明
图1是实施例1中的倾斜检测的原理说明图。
图2是本发明实施例1中的光盘的断面示意图。
图3是本发明实施例1中的光盘装置的结构示意图。
图4是实施例2中的倾斜检测的原理说明图。
图5是本发明实施例2中的光盘的记录层的结构说明图。
图6是本发明实施例2中的光盘的记录层的结构说明图。
图7是本发明实施例2中的光盘的断面示意图。
图8是本发明实施例2中的光盘装置的结构示意图。
图9是本发明实施例3中的光盘的断面示意图。
图10是本发明实施例3中的光盘装置的结构示意图。
图11是本发明实施例4中的光盘装置的结构示意图。
图12是实施例5中的倾斜检测的原理说明图。
图13是本发明实施例5中的光盘装置的结构示意图。
图14是实施例6中的倾斜检测的原理说明图。
图15是本发明实施例6中的光盘装置的结构示意图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明一实施例的光盘装置及光盘进行说明。
(实施例1)
图1是实施例1中的倾斜检测的原理说明图。另外，在图1中，为了便于说明，例举了记录层为1层的例子，但在记录层被多层层压时也相同。图1(a)是没有倾斜时的激光(光束)的光路示意图。如图1(a)所示，从光盘表面17射入到基材12的激光，被记录层13反射。亦即，从A入射的激光的光路15依次通过B、C、D、E。若让该光盘照原样倾斜，则成为图1(b)所示。在图1(b)中，记录层13的法线11相对激光的光轴10倾斜一指定的角度16，该角度16即为倾斜角度。图1(b)所示的光路15，从A射入并通过B’、C’、D’、E’，光路长与不倾斜时相同，因而无法用反射光检测倾斜。因此，如图1(c)所示，设置与记录层13平行的反射层14，调整记录层13的透射率，得到透过记录层13的光，用反射层14反射的光进行倾斜检验。在图1(c)中，光路A、B’、C’、D’、E’，和图1(b)一样，其光路长与图1(a)的光路A、B、C、D、E的相同。而另一条光路A、B’、C’、C”、D”、E”，则明显与图1(b)的光路，即光路A、B’、C’、D’、E’的光路长不同。因此，由于左右光路长存在增减量，像差不会被消除，从而可以用反射光检测倾斜像差和彗形像差。
图2是实施例1的多层光盘的断面示意图。本光盘包括上部基材51、记录层组52、反射层53和下部基材54。此处，记录层组指的是记录层55介于中间层56而层压的那部分。并且，记录层组52内的各记录层55，与反射层53平行。这些平行层，是通过旋转涂膜(spincoat)或溅射(sputtering)在反射层53上形成中间层56，再通过旋转涂膜或溅射在其上层压记录层55和中间层56而形成的。这样，就可以制成相互平行的记录层55和反射层53。
记录层55的间隔，即中间层56的厚度，例如为10μm。该厚度取决于，激光57横穿与激光57聚焦的聚焦记录层59相邻的相邻记录层5A，所切出的圆5B内被记录的数据数目。这是由于在圆5B内记录的数据的记录符号“1”和“0”的数目的变动会构成串扰噪音(crosstalk noise)，若圆5B内记录的数据数目多些，该变动就能被平均化。因此，指定的允许串扰噪音决定圆5B内记录的数据数目，而圆5B内记录的数据数目则决定相邻记录层55的间隔，即中间层56的厚度。然而，记录层组52和反射层53之间的中间层56，由于反射层53上没有被记录的数据，因此可以在10μm或10μm以下，例如3μm左右。
以往的光盘的记录层所使用的反射层起到了，使激光多次照射在记录层上的光反射层和迅速散发记录层所产生的热量的散热层的作用。因此，记录层和反射层尽量靠近设置，以使反射层反射的光有效地照射到记录层，或者使记录层产生的热量有效地被散发(Matsushita Technical iournal Vol.45 No.6 Dec.1999pp672-6783.2光盘设计技术)。
当光盘为DVD-RAM光盘等相位变化型光盘时，记录层和反射层的间隔在20nm到200nm左右(电子信息通信学会信学技报Technical Rerport of IEICE.CPM2000-95 2000.09 pp21-274计算结果)。
与此相对，本发明的反射层53，是为了反射在记录层55上聚焦、在反射层53上散焦的激光而设。亦即，若无某种程度的散焦，反射光中所包含的倾斜像差或彗形像差会在回程中被消除，而使倾斜检测的灵敏度下降。
因此，本发明中的记录层53和反射层55的间隔(记录层53和反射层55之间形成的中间层56的厚度)，必须充分长于激光的波长。例如，使用波长为660nm的激光时，记录层53和反射层55的间隔，必须在激光波长的大约5倍或5倍以上，即大约3000nm(3μm)或3000nm(3μm)以上。
这样，以往的光盘的记录层所使用的反射层和本发明的反射层的不同之处就在于，本发明的记录层和反射层之间的间隔增大了1位数到2位数。
另外，记录层55使用例如Diarylethene、俘精酸酐(fulgide)等光致变色材料(photochromic material)。中间层56使用例如UV硬化树脂或ZnS-SiO2等。反射层53使用例如硅系薄膜或铝等薄膜金属层等。
此外，记录层55亦可由通过激光照射产生双光子吸收现象的光异性化材料构成。双光子吸收现象是非线性光学效果的一种，是材料的分子同时吸收2个光子，而使折射率等发生变化的现象。通过利用双光子吸收现象，可以只让激光焦点部分的光异性化材料的折射率改变，在多层方式的光盘中，可通过在深度方向控制激光的焦点来选择进行记录的记录层。此外，作为光异性化材料可以使用例如Diarylethene。
图3是本发明实施例1中的光盘装置的结构示意图。光盘66是图2所示的多层光盘。激光器(光源)61受激光驱动电路60的驱动，输出指定功率的激光。激光器61输出的激光，通过准直透镜(collimator lens)62被变换为平行光。
变换成平行光的激光，在可变形镜(deformable mirror)6Q进行球面像差补正。可变形镜6Q对球面像差的补正，可决定其补正量，使来自图2中的记录层组52内的激光57聚焦的记录层59的反射光中所包含的球面像差量达到最小。来自记录层59的反射光中所包含的球面像差量，可用偶对称像差传感器6S来检测。此处，偶对称像差传感器6S，是输出Zernike模式中的偶数次的像差模式、例如散焦像差和球面像差的像差量的传感器。偶对称像差传感器6S的球面像差量输出，暂且被输入到伺服控制器(servo controller)6U中。伺服控制器6U，根据由偶对称像差传感器6S检测到的球面像差量，通过可变形镜驱动电路6R来驱动可变形镜6Q。
可变形镜6Q反射的激光，透过偏振光束分光器(deflecting beam splitter)63，穿过1/4波长板6T而射入物镜64中。伺服控制器6U，根据来自偶对称像差传感器6S的散焦像差量控制物镜制动器65，从而控制物镜64在记录层组67内的指定的记录层上聚焦。
到达记录层组67内指定的记录层上的一部分激光，透过记录层组67到达反射层68。而到达记录层组67内指定的记录层上的另一部分激光，则在记录层组67内指定的记录层反射。反射层68被制作成与记录层组67内的记录层平行。到达反射层68的激光，在反射层68反射，而返回到物镜64。返回到物镜64的激光，穿过物镜64、1/4波长板6T，在偏振光束分光器63处向不同于往程光的方向反射而射入半反射镜(半透过镜)(half mirror)6V中。在半反射镜6V，入射的激光被分割为2束激光。被半反射镜6V分割出的一部分激光(透过半反射镜6V的激光)，射入图3中用虚线包围的范围示意的倾斜传感器6P的内部。被半反射镜6V分割出的另一部分激光(被半反射镜6V反射的激光)，射入图3中用虚线包围的范围示意的偶对称像差传感器6S的内部。
该倾斜传感器6P，是对从以往就已公知的模态型的波阵面传感器(modalwavefront sensor)进行了改良的传感器。模态型的波阵面传感器，是指将波阵面作为Zernike模式等正交像差模式的各系数进行输出的波阵面传感器。其特征为，预先设定的像差模式的像差量可与其他像差模式的像差量无关而进行检测。模态型的波阵面传感器，可以独立于其他像差模式例如，球面像差来检测作为一种像差模式的彗形像差量。因此，通过用模态型的波阵面传感器检测倾斜像差或彗形像差，可以检测光盘的倾斜。
成为本实施例原型的模态型波阵面传感器，在文献MarkA.A，Tony Wilson，et al.，New modal wave-front sensor：a theoretical analysis，J.Opt.Soc.Am.A/Vol.17，No.8，pp1098-1107/June 2000中有所记载。
上述文献的模态型的波阵面传感器与本实施例的倾斜传感器6P，其结构上的差异在于，附加了用来消除射入倾斜传感器6P中的激光的散焦像差和球面像差的机构。散焦像差的消除机构可以通过设置可动的聚焦透镜6D来实现。球面像差的消除机构可以通过设置可变形镜6A来实现。
射入倾斜传感器6P的激光射入可变形镜(deformable mirror)6A中。可变形镜6A根据输入的球面像差控制信号6M改变镜的形状(mirrorconfiguration)。如上所述，可用该可变形镜6A来消除球面像差。
在可变形镜6A反射的激光射入全息图6C中。在全息图6C中，附加了8种偏移像差(bias aberrations)，即符号不同大小相同的2种偏移X彗形像差，符号不同大小相同的2种偏移Y彗形像差，符号不同大小相同的2种偏移散焦像差，符号不同大小相同的2种偏移球面像差。各偏移像差的像差量，取决于检测到的像差量，以检测出的像差量的一半左右为宜。
在全息图6C中被附加了偏移像差的激光射入聚焦透镜6D中。聚焦透镜6D受聚焦透镜制动器6E保持。聚焦透镜制动器6E根据散焦像差控制信号6L移动聚焦透镜6D的聚焦位置。如上所述，通过移动该聚焦透镜，来消除散焦像差。
射入聚焦透镜6D的激光被聚焦在孔群板(pinhole plate)6F上。孔群板6F上设有与所附加的偏移像差相对应的8个小孔。各小孔的半径可设为艾里盘(AiryDisc)半径的1/1.22倍。
穿过孔群板6F的激光，射入光传感器群6G中与各小孔对应的光传感器中。射入光传感器的光被变换为电气信号，而被输入到像差模式检测电路6H中。各光传感器的信号在像差模式检测电路6H内，按各像差模式分别被差动放大。像差模式检测电路6H输出X-Y倾斜检测信号6N(X-Y彗形像差检测信号)、散焦像差信号6J及球面像差信号6K。该X-Y倾斜检测信号6N(X-Y彗形像差检测信号)成为该倾斜传感器的输出。
散焦像差信号6J、球面像差信号6K及X-Y倾斜检测信号6N被输入散焦像差·球面像差消除控制器6I中。散焦像差·球面像差消除控制器6I，为消除射入聚焦透镜6D的激光的散焦像差，消除射入可变形镜6A的激光的球面像差，根据散焦像差信号6J和球面像差信号6K生成散焦像差控制信号6L和球面像差控制信号6M，并输出所生成的散焦像差控制信号6L和球面像差控制信号6M。同时，散焦像差信号6J、球面像差信号6K及X-Y倾斜检测信号6N也被输出给伺服控制器6U。另外，伺服控制器6U和散焦像差·球面像差消除控制器6I用双向通信线路连接在一起。
这样构成的倾斜传感器6P，相对上述文献的模态型的波阵面传感器具有如以下说明的特点。
反射层68所反射的激光，存留着没有消除的彗形像差，原理上可用其检测倾斜。但另一方面，彗形像差以外还同时包含较大的散焦像差和球面像差，因此采用上述文献的模态型的波阵面传感器时，存在由聚焦透镜6D形成的光束点模糊、检测输出变小的问题。
与此相对，在倾斜传感器6P中，由于是将射入倾斜传感器6P的激光的散焦像差和球面像差消除之后射入聚焦透镜6D中，因此，可以得到某种程度的斯特列尔比(Strehl ratio)较高的清晰光束点，并且检测输出较大，可得到SN比较高的X-Y倾斜检测信号6N。
下面，对偶对称像差传感器6S的结构进行说明。
在记录层组67内的指定的记录层反射的激光，返回物镜64。从记录层返回物镜64的激光，穿过物镜64、1/4波长板6T，在偏振光束分光器63处向不同于往程光的方向反射而射入半反射镜(half mirror)6V中。在半反射镜6V，入射的激光被分割为2束激光。一部分激光射入图3中用虚线包围的范围示意的倾斜传感器6P的内部。另一部分激光，射入图3中用虚线包围的范围示意的偶对称像差传感器6S的内部。
偶对称像差传感器6S，检测在记录层组67内的指定的记录层上聚焦、反射的激光的散焦像差和球面像差。因此，在偶对称像差传感器6S检测的激光，和在倾斜传感器6P检测的激光不同，不包含较大的散焦像差或球面像差。所以，没有消除检测的激光的散焦像差或球面像差的必要。因此，偶对称像差传感器6S是与上述文献的模态型的波阵面传感器相同的传感器。
射入偶对称像差传感器6S的激光射入全息图6W中。在全息图6W中，附加了4种偏移像差(bias aberrations)，即符号不同大小相同的2种偏移散焦像差，符号不同大小相同的2种偏移球面像差。各偏移像差的像差量，取决于检测到的像差量，以检测出的像差量的一半左右为宜。
在全息图6W中被附加了偏移像差的激光射入聚焦透镜6X中。聚焦透镜6X被调整位置，以便聚焦来自物镜64聚焦点的激光。
射入聚焦透镜6X的激光被聚焦在孔群板6Y上。孔群板6Y上设有与所附加的偏移像差相对应的4个小孔。各小孔的半径可设为艾里盘半径的1/1.22倍。
穿过孔群板6Y的激光，射入光传感器群6Z中与各小孔对应的光传感器中。光传感器将入射光变换为电气信号。经光传感器变换的电气信号，被输出给像差模式检测电路610。由各光传感器输出的信号，在像差模式检测电路610内按各像差模式分别差动放大。像差模式检测电路610向伺服控制器6U输出散焦像差信号及球面像差信号。
此外，记录数据的再生信号，可将在倾斜传感器6P和偶对称像差传感器6S内的光传感器群发出的信号中的、符号不同种类相同的像差的信号加算在一起即可得到。例如，可将对应于在偶对称像差传感器6S内的散焦像差进行了正偏移加算的检测器信号，和对应于在散焦像差进行了负偏移加算的检测器信号加算在一起，即可得到再生信号。此外，不是只加算1组的检测器的信号，而是加算多组的检测器的信号，可以得到SN比更高的再生信号。
下面，对本实施例中的光盘装置的动作进行说明。在电源通电时等的初期状态下，伺服控制器6U使物镜制动器65工作来控制物镜64，以使激光聚焦在记录层组67内的指定的的记录层上。从初期状态到倾斜检测信号输出为止的一例控制过程如下所述。
(1)物镜制动器65先暂且让物镜64移动到可使激光聚焦在光盘66的表面的大致位置上。
(2)散焦像差·球面像差消除控制器6I驱动聚焦透镜制动器6E，对倾斜传感器6P的聚焦透镜6D的位置进行调整，以便可以利用光盘66的表面所反射的反射光，依据散焦像差信号6J检测“S字曲线”。同时，伺服控制器6U也根据偶对称像差传感器6S的散焦像差输出，检测出“S字曲线”，并控制物镜64在光盘66的表面上聚焦。此时，可变形镜6A和可变形镜6Q，进行与光盘66的表面对应的球面像差补正，使球面像差补正量为相同。
(3)若利用由光盘66的表面反射的反射光，依据偶对称像差传感器的散焦像差输出及散焦像差信号6J检测“S字曲线”，伺服控制器6U则通过移动物镜64而使激光的聚焦位置移向光盘66的表面的下方。随后，伺服控制器6U控制可变形镜6A、可变形镜6Q和倾斜传感器6P的聚焦透镜6D，以便可依次检测下一记录面的“S字曲线”，并一边计数记录层的“S字曲线”的检测个数，一边检测记录层组67内指定的记录层的“S字曲线”。
(4)若检测到记录层组67内指定的记录层的“S字曲线”，伺服控制器6U则控制物镜64和可变形镜6Q，以使激光聚焦在记录层组67内指定的的记录层上，并控制物镜64和可变形镜6Q，以消除偶对称像差传感器6S的散焦像差输出和球面像差输出。此外，散焦像差·球面像差消除控制器6I，按与(3)相同的方向推进倾斜传感器6P的聚焦透镜6D。散焦像差·球面像差消除控制器6I控制可变形镜6A，以消除由像差模式检测电路6H检测到的球面像差信号6K。通过这些动作，可一边依次计数“记录层的S字曲线”检测个数，一边检测“反射层68的S字曲线”。
(5)若检测到“反射层68的S字曲线”，散焦像差·球面像差消除控制器6I则以散焦像差信号6J的“反射层68的S字曲线”的聚焦点为控制目标，控制可变形镜6A和聚焦透镜6D。此时，从像差模式检测电路6H输出的X-Y倾斜检测信号6N，检测记录层组67内的记录层的倾斜。
之后，伺服控制器6U，用偶对称像差传感器6S的散焦像差输出检测记录层组67内指定的记录层的“S字曲线”，用偶对称像差传感器6S的球面像差输出检测记录层组67内指定的记录层的“S字曲线”，并控制物镜64和可变形镜6Q以使激光聚焦在记录层组67内指定的的记录层上。同时，散焦像差·球面像差消除控制器6I也以散焦像差信号6J的“反射层68的S字曲线”的聚焦点为控制目标，控制可变形镜6A和聚焦透镜6D。伺服控制器6U根据此时的X-Y倾斜检测信号6N，用物镜制动器65来控制记录层组67内的记录层的倾斜。
在上述动作之例中，是使用了倾斜传感器6P和偶对称像差传感器6S两者的检测信号，但也可分时地将倾斜传感器6P作为偶对称像差传感器6S的替代来使用，从而可以只用倾斜传感器6P来进行倾斜检测的初期动作。
此外，在本实施例中，是通过检测来自反射层68的反射光的倾斜像差或彗形像差来进行记录层组67内的聚焦记录层的倾斜检测，但亦可通过检测来自聚焦记录层以外的记录层的反射光的倾斜像差或彗形像差来进行倾斜检测。
另外，在倾斜像差和彗形像差两者均被检测到的情况下，无透镜移动(lensshift)时，倾斜像差的符号和彗形像差的符号不同，而有透镜移动时，倾斜像差的符号和彗形像差的符号则相同。因此，伺服控制器6U，可以通过控制物镜制动器65使倾斜像差的符号和彗形像差的符号相同，而不考虑透镜移动。
此外，作为其他的模态型的传感器，还有采用了哈特曼传感器(Hartmannsensor)等的传感器。在哈特曼传感器中，得到作为检测值的波阵面形状，而通过用正交泽尼克圆多项式对被检测到的波阵面形状进行展开，可计算出各像差模式的像差量(Carios Robledo-Sanchez，Applied Optics/Vol38、No.16/1 June 1999Aberration extraction in the Hartmann test by use of spatial filters)。LS(LateralShare)干涉传感器等可检测波阵面形状的传感器也可进行同样的工作。
根据上述说明的本实施例的光盘装置，由于是用来自与记录层平行的反射层的反射光进行倾斜检测，因而记录层无需设置槽等衍射光线的结构，即使平坦也可实现高精确度的倾斜检测。
这里，就本发明中的倾斜检测和以往技术中的倾斜检测的差异进行说明。在上述的专利文献1(日本专利公报特开平11-232677号)中，与本发明相同，是用散焦后的光束点的反射光进行倾斜检测。然而，在专利文献1中，是通过为聚焦信号加上补偿(offset)电压，使记录层上的光束散焦，用该反射光来检测倾斜。与此相对，在本发明中，是在与记录层55只相隔一指定的距离处设置反射层53，使光束聚焦在记录层55上，通过检测反射层53上的散焦后的光束的反射光来进行倾斜检测。因此，在本发明中，由于光束聚焦在记录层55上，因此倾斜检测和记录或再生可同时进行。
然而，在专利文献1中，由于不在记录层上聚焦，因而在倾斜检测时无法进行记录或再生。如专利文献1的方法，在记录层上散焦，再在原先的记录层上聚焦，通常需要毫秒单位的时间。因此，很难为各部分(sector)进行倾斜检测。
另一方面，在本发明的倾斜检测方法中，由于总是在记录层上聚焦，因此可在向记录层记录信息或再生记录层的信息的同时，进行实时的倾斜检测，例如，可为每1个部分进行倾斜检测。
此外，如专利文献1的方法，由于在记录层上若散焦，光束点则等价增大，这样追踪误差信号(例如，推挽方式的追踪信号)的峰值会变低，从而存在追踪本身不稳定的可能性。因此，专利文献1的方法不能长时间地进行倾斜检测。
另一方面，在本发明的倾斜检测方法中，由于总是在记录层上聚焦，因而追踪稳定，可以长时间地进行倾斜检测。
根据以上理由，本发明可以进行实时的倾斜检测，还可取得专利文献1的方法所没有的效果，即倾斜检测和记录或再生可同时进行。
(实施例2)
下面，参照附图对本发明的实施例2进行说明。
图4是实施例2中的倾斜检测的原理说明图。另外，在图4中，为了便于说明，例举了记录层为1层的例子，但在记录层为多层叠加时也相同。图4(a)是光盘倾斜时聚焦在平坦记录层23上的光束的光路示意图。在图4(a)中，记录层23的法线22相对激光的光轴21只倾斜指定的的角度26，该角度26为倾斜角度。如图4(a)所示，从光盘表面27射入基材29的激光，被记录层23反射。亦即，光路25从A射入，通过B’、C’、D’、E’，其光路长与不倾斜时相同，无法用记录层23的反射光检测倾斜。于是，如图4(b)所示，在记录层23的局部设置散射入射光的部分(散射部24)，以使用该散射部24的散射光进行倾斜检测。在图4(b)中，从A入射的激光，通过B’而聚焦在C’处。C’处设有散射的部分(散射部24)。散射部24的散射光，吸收波长为λ0的入射光的能量，以记录层23的法线22为对称中心的较大的角度放射波长为λ0的光。因此，由于散射光与往程光、即通过A、B’、C’入射的激光的相位的关系不大或完全无关，这样，散射光中存留着倾斜像差和彗形像差，从而可通过散射光的倾斜像差和彗形像差来检测光盘的倾斜。图4(C)是在记录层23以外设置与记录层23保持有指定的位置关系而用来散射入射光的散射层(散射层28)的一个例子(在该图中，设为与记录层23平行)。在图4(c)中，通过用散射层28的散射光进行倾斜检测，来间接地进行记录层23的倾斜检测。从A入射的激光，通过B’而聚焦在C’处。由于C’在散射层上，因而吸收波长为λ0的入射光的能量，并以记录层23的法线22为对称中心的较大的角度放射波长与入射光同为λ0的光。因此，图4(c)与图4(b)相同，由于散射光与往程光、即通过A、B’、C’入射的激光的相位的关系不大或完全无关，因此可通过散射光的倾斜像差和彗形像差来检测散射层28的倾斜，而由散射层28的倾斜则可间接地检测出记录层23的倾斜。另外，就设置该散射层28的例子，将在实施例3中进行更为详细的说明。
图5是本发明实施例2中的光盘的记录层的结构说明图。在光盘内的记录层71的局部设置散射部72。散射部72是使入射激光的相位的至少一部分随机化的部分。
作为散射部72，可采用如下结构。
1)在表面设置微小的凹部或凸部，从而形成用来漫反射光的漫反射部。图6(a)就是这样一个例子的示意图。漫反射部(散射部82)的凹部深度或凸部高度，以设在激光的波长λ0的一半(λ0/2)或一半以上为宜。凹部或凸部，是通过仅在散射部82的局部将压模(stamper)的表面设成凹凸不平，然后转印该形状而形成的。波长为λ0的激光，通过在记录层81上被形成凹凸的散射部82的散射面83而变成波长为λ0的散射光。另外，散射部82亦可仅相对记录层81的表面形成深度为激光波长的一半或一半以上的凹部，亦可仅相对记录层81的表面形成高度为激光波长的一半或一半以上的凸部。
2)在对激光具有穿透性的介质中，至少在激光波长的一半或一半以上的深度范围内散布散射物质。图5就是这样一个例子。介质74对入射激光的波长为透明或半透明。散射物质73具有与介质74不同的折射率，在其界面反射入射的部分激光。该散射物质73至少在介质74中的激光波长的一半或一半以上的深度范围内实质上被连续地散布。
因而，被入射的激光受到具有不同深度的散射物质73的反射，相位被随机化。散射物质73可以是分子级的微小颗粒，但为了提高反射效率，还以具有某种程度大的直径为宜。尤为理想的是，设入射激光的波长为λ，则设定散射物质的平均直径D满足条件λ/10＜D＜λ/2。
另外，图5所示的散射部72的形状亦可为如图6(a)所示的散射部82的凹凸形状。亦即，在对激光具有穿透性的介质中，至少在激光波长的一半或一半以上的深度范围内使散射物质分散，并以凹凸形状形成其表面。
作为散射物质73的一个例子，可散布各种染料等有机物。或在特别提高散射性时，使用Intralipid(R)等高散射材料。或亦可散布各种颜料或富勒烯(Fullerene)等无机物。作为其他例子，还可在介质74中照射YAG激光等高输出激光，通过使介质74变质来设置折射率变化的部分，以此作为散射物质73。图6(b)即是这样一个例子的示意图。此处，在作为介质的记录层81上短时间聚焦并照射高输出激光，而形成空穴84，以该空穴84为散射物质。此时，1次激光照射可形成1个空穴，但若预先在介质中散布微小核粒，则以该核粒为起点，1次激光照射也可形成多个空穴。例如，散布作为核粒与介质相比高输出激光的吸收率较高的微小吸光体，若在此处照射激光，由于只有吸光体升至高温，就会在其周围形成空穴或变了质的介质的散射物质。亦即，可以形成使较小的核粒成长变大的散射物质。若适当调节成为核粒的吸光体的散布量，则可以任意设定一次激光照射形成的散射物质的数量。用于形成空穴的高输出激光的波长，采用与记录/再生用激光的波长不同的波长，使成为核粒的该吸光体在记录/再生用激光的波长中显示出较高的透射率。这样，即使让成为核粒的吸光体散布在整个的光盘上，也由于不会对记录再生产生不良影响，因而可以大大地简化光盘的制造工序。
另外，通过让成为核粒的吸光体包含反应性化学物质，也可以大幅度降低用于使核粒成长而成为散射物质的激光能量。例如，将成为核粒的吸光体作为微胶囊(microcapsule)，使在该微胶囊中包含有能与介质起化学变化的反应性物质，以高输出激光的照射破坏该微胶囊，使其中的反应性物质与介质发生化学反应进而变质，从而可将该变质部分用作散射物质。
或者，在介质中散布对除记录/再生光以外的波长的激光起化学反应的感光性材料，通过在光盘制造工序中有选择性地对其照射激光，也可以在任意位置上形成散射部。作为该感光性材料，可在用于光盘、银盐照片等光记录的一般性感光色素中选择有适当的波长特性的材料。
图7是采用了图5及图6结构的实施例2的多层光盘的断面示意图。本光盘包括上部基材91、记录层组92和下部基材94。此处，记录层组92指的是多层记录层95介于中间层96而层压的那部分。记录层组92内的记录层95，其中的一部分由散射部93构成，激光97照射时会发出散射光。另外，形成记录层95的记录材料使用Diarylethene、俘精酸酐(fulgide)等光致变色材料(photochromic material)，散射物质使用平均直径0.1μm左右的空穴或在压模(stamper)上复制了凹凸面的表面等，中间层96使用UV硬化树脂或ZnS-SiO2等。
此外，图7中，散射部93的厚度和记录层95的厚度分别被设为相等，散射部93被定位设置在每个记录层95的指定的部位上，但散射部93亦可一并设置成在厚度方向上横穿多个记录层95。尤其是，若在形成记录层组92后，将散射部形成用光束照射到记录层组92全体而一并形成散射部93，则无需在记录层95各层分别形成散射部93，从而可以大幅度削减光盘的制造工数。散射部形成用光束的入射数值孔径NA小于或等于0.3，而较为理想的是在0.1或0.1以下，接近平行光，使从最上层到最下层的散射部形状都基本相同。作为散射部形成用光束，除上述已经说明的高输出激光外，还可使用DUV、EUV、X线、同步辐射光、电子光束等短波长光束。使用这些短波长光束，即使NA减小也可有效地抑制因衍射引起的散射部93形状的扩大，不仅如此，而且还由于是高能线，可以更容易诱发因记录层95及中间层96的变质引起的折射率变化，从而可进一步扩大记录层95及中间层96的材料选择的范围。
图8是本发明实施例2中的光盘装置的结构示意图。另外，图8所示的光盘装置是应用了图7所示的光盘的例子。光盘103在记录层组67内的记录层中包含散射部101。散射部101，在光盘103的一周有10至50个左右配置在指定的位置上，使得光盘装置可根据来自记录层的定时信息对散射部101的检测时机进行识别。
图8所示的激光驱动电路60、激光器61、准直透镜62、可变形镜6Q、可变形镜驱动电路6R、偏振光束分光器63、物镜64、物镜制动器65、记录层组67、主轴发动机69、聚焦透镜6D、X-Y倾斜检测信号6N、可变形镜6Q、可变形镜驱动电路6R以及1/4波长板6T的结构，与实施例1中说明的相同。另外，用来进行可变形镜6Q的球面像差补正的偶对称像差传感器6S虽无图示，但实则包含其中，且与实施例1中的相同。
与实施例1的不同点在于倾斜传感器108的结构。倾斜传感器108与实施例1的倾斜传感器6P的区别在于，固定了聚焦透镜6D和在散射部93间断性地进行倾斜检测这两点。本实施例中的光盘装置，由于激光聚焦在光盘103的记录层上，所以，射入倾斜传感器108的光并不包含很大的散焦像差、球面像差。因此，在本实施例中，既便不消除散焦像差或球面像差，单靠聚焦透镜也可以充分聚焦。
在电源通电(ON)时等的初期状态下，伺服控制器109使物镜制动器65工作，控制物镜64以使激光聚焦在记录层组67内指定的的记录层上。此时的控制步骤，由于激光聚焦在光盘103的指定的记录层上，因而可独立于倾斜传感器108而进行控制。亦即，伺服控制器109根据图8中没有示出的偶对称像差传感器的球面像差检测值来控制可变形镜6Q，使合并的球面像差附加在激光聚焦的记录层上。此外，伺服控制器109还根据图8中没有示出的偶对称像差传感器的散焦像差检测值来控制物镜制动器65，以使激光聚焦在指定的的记录层上。此时的X-Y倾斜检测信号6N即为被检测到的倾斜。
此外，这样的散射部在记录层上的轨道中按一定间隔配置。例如，以样本伺服方式进行追踪时，若伺服标志以这样的散射物质而成，散射部则按一定间隔配置。
另外，散射部亦可用发出波长与激光波长不同的光的材料形成。例如，用Diarylethene、俘精酸酐等荧光物质代替散射物质，用荧光物质发出的荧光进行倾斜检测亦可取得相同效果。此时，由于射入荧光物质的激光和荧光波长不同，所以可用滤光器等将荧光单独分离出来用于检测，并可以期待提高检测灵敏度。
根据以上说明的本实施例的光盘装置，由于照射在散射物质上的激光的相位被随机化而作为散射光放射，因而通过检测散射光的倾斜像差或彗形像差可实现高精确度的倾斜检测。
(实施例3)
下面，参照附图对本发明的实施例3进行说明。
图9是本发明实施例3中的多层光盘的断面示意图。本光盘包括上部基材111、记录层组112、散射层113和下部基材114。此处，记录层组112指的是多层记录层115介于中间层116而层压的那部分。而且，记录层组112内的各记录层115，与散射层113平行。这些平行层，例如，是在散射层113上通过旋转涂膜或溅射形成中间层116，再通过旋转涂膜或溅射在其上层压记录层115和中间层116而形成的。这样，就可以制成相互平行的记录层115和散射层113。另外，记录层112使用例如Diarylethene、俘精酸酐等光致变色材料。中间层116使用例如UV硬化树脂或ZnS-SiO2等。散射层113中，是与实施例2相同的材质，例如，最大直径至少在入射光的波长的一半或一半以下的粒子以指定的密度随机配置。激光117聚焦在记录层115上，激光118聚焦在散射层113上。激光117用于对记录层的记录或再生，激光118用于倾斜检测。激光118照射在散射层113上时，散射层113就发出散射光。倾斜引起的像差则可由该散射光来检测。
图10是本发明实施例3中的光盘装置的结构示意图。图10所示的光盘装置是应用了图9所示的光盘的例子。光盘126是图9所示的多层光盘。光盘126，除了记录层组128之外还包含散射层125。散射层125与记录层组128内的记录层保持平行的位置关系。另外，可变形镜6Q的球面像差校正用偶对称像差传感器6S虽无图示，但实则包含其中，且与实施例1中的相同。
激光驱动电路(第1激光驱动电路)60驱动激光器(第1激光器)61，使波长为λ0的激光振荡。从激光器61射出的激光，通过准直透镜(第1准直透镜)62变换为平行光，并射入可变形镜6Q中。可变形镜6Q，根据图10中没有示出的波长为λ0的激光的球面像差传感器的检测值进行球面像差补正。亦即，伺服控制器130根据图10中没有示出的偶对称像差传感器的球面像差检测值来控制可变形镜6Q，使合并的球面像差附加在波长为λ0的激光聚集的记录层上。可变形镜6Q反射的激光，射入偏振光束分光器124中。
此外，第2激光驱动电路121驱动第2激光器122，使波长为λ1的激光振荡。该波长λ0和波长λ1是不同的波长。例如，λ0为405nm，λ1为650nm或780nm。从第2激光器122中射出的激光，通过第2准直透镜123而被变换为近似平行光，进入偏振光束分光器124中。
波长λ0和波长λ1的2种激光，从与偏振光束分光器124的入射面不同的面射出。射出的波长λ0的激光光轴和λ1的激光光轴一致。此外，波长λ1的激光的数值孔径小于波长λ0的激光的数值孔径。
偏振光束分光器124射出的波长λ0和波长λ1的激光，射入偏振光束分光器63中。射入偏振光束分光器63的波长λ0和波长λ1的激光，直接穿过偏振光束分光器63，通过1/4波长板6T，而射入物镜64中。物镜64使波长为λ0的激光聚焦在光盘126内的记录层组128中的指定的记录层上。同时也通过图10中没有示出的第2准直透镜123的制动器对第2准直透镜123的位置控制，物镜64使波长为λ1的激光聚焦在散射层125上。散射层125吸收由第2激光器122照射的波长为λ1的激光的能量，射出波长为λ1的散射光，被射出的散射光中的一部分再次射入物镜64中，通过1/4波长板6T，再射入偏振光束分光器63中。此外，聚焦在记录层组128的指定的记录层上的波长为λ0的激光，在记录层组128的指定的记录层处反射并再次射入物镜64中，通过1/4波长板6T，进而射入偏振光束分光器63中。
射入偏振光束分光器63中的来自记录层组128的记录层的反射光和来自散射层125的散射光，经偏振光束分光器63向不同于往程光的方向反射，并射入滤光器127中。滤光器127具有让波长为λ0的光透过，而让波长为λ1的光反射的分光特性。因此，来自光盘126的记录层的反射光不能通过该滤光器127，而射入无图示的再生信号传感器中。再生信号传感器检测入射的反射光，读出记录层所记录的信息。此外，来自散射层125的波长为λ1的散射光可透过滤光器127。透过滤光器127的波长为λ1的散射光，经反射镜102的反射，射入用虚线围起的倾斜传感器129中。该倾斜传感器129的结构与图8所示的倾斜传感器108相同，只是激光的波长和数值孔径不同。射入倾斜传感器129的散射光，射入全息图104中。在全息图104中，附加了符号不同大小相同的2种类的偏移X彗形像差、偏移Y彗形像差。在全息图104C中被附加了偏移像差的激光射入聚焦透镜6D中。射入到聚焦透镜6D的激光，被聚焦在孔群板(pinhole plate)105上。孔群板105上设有与所附加的偏移像差相对应的4个小孔。
穿过小孔的激光，射入光传感器群106上对应各小孔的光传感器中。射入光传感器的光被变换为电气信号，输入到像差模式检测电路107中。各光传感器的信号在像差模式检测电路107内，按各像差模式分别被差动放大，X-Y倾斜检测信号6N(X-Y彗形像差检测信号)被输出。
图10的光盘装置的动作，与图8相同，故省略说明。
此外，图10中没有示出的波长为λ0的激光的球面像差传感器、波长为λ0的激光的散焦传感器、再生信号传感器，将射入滤光器127之前的激光分开，用该激光进行工作。
另外，使用漫反射层或荧光层代替散射层125亦可取得相同效果。
根据以上说明的本实施例的光盘装置，由于照射在散射层上的激光的相位被随机化而成为散射光，仅有回程散射光的像差，因而通过检测该散射光的倾斜像差或彗形像差，也可以进行散射层的倾斜检测，从而可实现间接的记录层的倾斜检测。
此外，由于在记录层组128以外的不同层处设置散射层125，所以，与在记录层内形成散射部时相比，可大大简化光盘的制造。而且，还可利用记录层的整个面作为信息记录面，像差检测也可在时间上连续进行。
(实施例4)
下面，参照附图对本发明的实施例4进行说明。
在图3的光盘装置中，是在光盘66中设置了与记录层组67内的记录层相互平行的反射层68，以使来自反射层的反射光的倾斜像差或彗形像差不被消除。本实施例的光盘装置，则是取代设置反射层，将往程光的波阵面变形为指定的形状，以使来自记录层的反射光的倾斜像差或彗形像差不被消除的例子。作为往程光的波阵面的变形方法，可以考虑在波阵面中保留指定量的球面像差或散焦像差。因此，实施例4的结构与图3的基本相同。其区别在于以下两点。1点是，本实施例的光盘没有形成散焦的反射光的反射层。另1点是，本实施例的光盘装置，由于只检测由记录层反射的激光，因而不包括图3中的偶对称像差传感器6S。此外，结构相同，而动作不同之点在于，图3的光盘装置中的可变形镜6Q消除了球面像差，本实施例中的可变形镜则将往程光的波阵面变形为指定的形状。
图11是本发明实施例4中的光盘装置的结构示意图，对应用了在往程光中保留指定量的球面像差的方法时的光盘装置进行说明。光盘131采用从图2所示的多层光盘中去掉了反射层53的结构。
图11所示的激光器61、激光驱动电路60及准直透镜62，与图3中的结构相同，故省略说明。通过准直透镜62被变换为平行光的光束，通过可变形镜6Q被进行球面像差补正。可变形镜6Q的球面像差补正值由伺服控制器6U决定。伺服控制器6U，当有来自倾斜传感器6P的球面像差量信号输入时，则根据该值进行指定的计算，决定球面像差补正值。该球面像差补正值，是保留指定量的球面像差而被计算的值。伺服控制器6U通过可变形镜驱动电路6R控制可变形镜6Q，使其成为对应于球面像差补正值的面。通过这样的反馈环路，使包含在聚焦于图2所示的记录层组52内指定的记录层59上的激光57中的球面像差被控制成为指定的量。
从可变形镜6Q射出的激光，透过偏振光束分光器63，穿过1/4波长板6T而射入物镜64中。伺服控制器6U，根据来自倾斜传感器6P的散焦像差量控制物镜制动器65。物镜制动器65驱动物镜64，使激光聚焦在记录层组67内指定的的记录层上。
到达记录层组67内指定的记录层的激光，受记录层组67内指定的记录层的反射而返回物镜64。此时，由于往程光中包含的像差(此时为球面像差)，往程光和回程光，亦即在记录层组内指定的记录层上聚焦并反射的激光的倾斜像差及彗形像差不会被消除。
返回到物镜64的激光，穿过物镜64和1/4波长板6T，在偏振光束分光器63处向不同于往程光的方向反射，射入倾斜传感器6P的内部。
射入倾斜传感器6P的激光射入可变形镜6A中。可变形镜驱动电路6B，根据从散焦像差·球面像差消除控制器6I输入的球面像差控制信号6M改变可变形镜6A的镜的形状。可变形镜6A消除射入倾斜传感器6P的激光的球面像差。该球面像差是在变形镜6Q保留下来的那部分指定量的球面像差。另外，若在此处即使不消除球面像差，也可在后述的孔群板6F上得到充分强度的光束点，则也无需可变形镜6A。
在可变形镜6A反射的激光射入全息图6C中。在全息图6C中，附加了8种偏移像差(bias aberrations)，即符号不同大小相同的2种偏移X彗形像差，符号不同大小相同的2种偏移Y彗形像差，符号不同大小相同的2种偏移散焦像差，符号不同大小相同的2种偏移球面像差。各偏移像差的像差量，取决于检测到的像差量，以检测出的像差量的一半左右为宜。
通过全息图6C而被附加了偏移像差的激光射入聚焦透镜6D中。聚光镜6D受聚光镜制动器6E保持。聚焦透镜制动器6E，根据从散焦像差·球面像差消除控制器6I输入的散焦像差控制信号6L使聚焦透镜6D的聚焦位置移动。如上所述，通过移动该聚焦透镜6D，来消除散焦像差。另外，若在此处即使不消除散焦像差，也可在后述的孔群板6F上得到充分强度的光束点，则也无需聚光透镜制动器6E，聚光透镜6D固定在指定的位置上亦可。
射入聚焦透镜6D的激光被聚焦在孔群板6F上。孔群板6F上设有与所附加的偏移像差相对应的8个小孔。各小孔的半径可设为艾里盘半径的1/1.22倍。
穿过孔群板6F的激光，射入光传感器群6G中与各小孔对应的光传感器中。射入光传感器的光被变换为电气信号，而被输入到像差模式检测电路6H中。像差模式检测电路6H，将从各光传感器输入的信号按各像差模式分别进行差动放大，并输出X-Y倾斜检测信号6N(X-Y彗形像差检测信号)、散焦像差信号6J及球面像差信号6K。该X-Y倾斜检测信号6N(X-Y彗形像差检测信号)成为该倾斜传感器6P的输出。
散焦像差信号6J、球面像差信号6K及X-Y倾斜检测信号6N被输入到散焦像差·球面像差消除控制器6I中。散焦像差·球面像差消除控制器6I，根据从像差模式检测电路6H输入的散焦像差信号6J，生成用来消除射入聚焦透镜6D的激光的散焦像差的散焦像差控制信号6L，并向聚焦透镜制动器6E输出所生成的散焦像差控制信号6L。此外，散焦像差·球面像差消除控制器6I，还根据从像差模式检测电路6H输入的球面像差信号6K，生成用来消除射入可变形镜6A的激光的球面像差的球面像差控制信号6M，并向可变形镜驱动电路6B输出所生成的球面像差控制信号6M。同时，散焦像差·球面像差消除控制器6I也向伺服控制器6U输出散焦像差信号、球面像差信号及X-Y倾斜检测信号这4个信号。另外，伺服控制器6U和散焦像差·球面像差消除控制器6I用双向通信线路连接在一起。
下面，对本实施例的光盘装置的动作进行说明。在电源通电时等的初期状态下，伺服控制器6U使物镜制动器65工作来控制物镜64，以使激光聚焦在记录层组67内指定的的记录层上。从初期状态到倾斜检测信号输出为止的一例控制过程如下所述。
(1)物镜制动器65先暂且让物镜64移动到可使激光聚焦在光盘66的表面(或记录层组67内的多个记录层中最上层的记录层)的大致位置上。
(2)伺服控制器6U驱动物镜制动器65，对物镜64的位置进行调整，以便可以利用由光盘66表面(或记录层组67内的多个记录层中最上层的记录层)反射的反射光，依据散焦像差信号6J来检测“S字曲线”。而且，散焦像差·球面像差消除控制器6I驱动倾斜传感器6P的聚焦透镜制动器6E，进行聚焦透镜6D的位置调整。同时，可变形镜6A和可变形镜6Q也进行与光盘66的表面对应的球面像差补正，使其球面像差补正量为相同。
(3)若利用由光盘66的表面(或记录层组67内的多个记录层中最上层的记录层)反射的反射光，依据散焦像差信号6J检测出“S字曲线”，伺服控制器6U则通过移动物镜64而使激光的聚焦位置移向光盘66的表面的下方。随后，伺服控制器6U，与(2)同样，控制可变形镜6A、可变形镜6Q和倾斜传感器6P的聚焦透镜6D，以便可依次检测下一记录面的“S字曲线”，并一边计数记录层的“S字曲线”的检测个数，一边检测记录层组67内指定的记录层的“S字曲线”。
(4)若检测到记录层组67内指定的记录层的“S字曲线”，伺服控制器6U则与(2)同样，根据倾斜传感器6P的散焦像差信号6J和球面像差信号6K，控制物镜64、可变形镜6Q、聚焦透镜6D和可变形镜6A，使激光聚焦在记录层组67内指定的的记录层上。
(5)伺服控制器6U控制可变形镜6A和可变形镜6Q的球面像差量的补正量具有一定量的差值。此时输出的X-Y倾斜检测信号可检测记录层组67内的记录层的倾斜。
之后，伺服控制器6U，依据倾斜传感器6P的散焦像差信号6J检测“S字曲线”，控制物镜64使激光聚焦在指定的的记录层上。同时，伺服控制器6U依据倾斜传感器6P的球面像差信号6K检测“S字曲线”，控制可变形镜6A和可变形镜6Q的补正球面像差量具有一定量的差值。
此外，如上所述，往程光的波阵面变形意味着光盘131的记录层上的聚焦点的形状，即光点在衍射范围内不缩小。这意味着光点变大，记录密度降低。因此，往程光波阵面的变形，在指定的的时间，例如，在数据格式上没有记录有意义数据的区域，Runin及Runout等区域中分时进行，以便不影响用户数据的记录容量。
另外，如果用波长与记录及再生的激光不同的激光来进行本实施例的倾斜检测，则无需上述分时处理。
此外，作为往程光波阵面变形的波阵面形状，除了增加指定量的散焦像差和球面像差以外，还有减小开口的方法。此时，波阵面的变形效果，和通过减小开口使记录层上的光点变大而把记录层上的凹凸视为散射面的效果，以及记录层上的记录标志成为散射物质而产生散射光的效果增加。
根据上述说明的本实施例的光盘装置，由于让照射记录层的激光的波阵面中包含指定的散焦像差和球面像差，因此，即使记录层平坦，也可以用该反射光检测与记录层的倾斜相对应的倾斜像差或彗形像差，从而实现高精确度的倾斜检测。
(实施例5)
下面，参照附图对本发明的实施例5进行说明。
从实施例1到实施例4的光盘装置，是通过检测光盘的反射光来检测光盘的倾斜。与此相对，实施例5的光盘装置，是通过检测穿过记录层而从和光盘的激光入射面相反的面射出的激光的倾斜像差和彗形像差，来检测光盘的倾斜。
图12是实施例5中的倾斜检测的原理说明图。另外，为了便于说明，在图12中例举了记录层为1层的例子，但在记录层为多层层压时也相同。图12示意的是光盘倾斜时在平坦记录层44上聚焦的激光的光路。在图12中，激光的光轴40相对记录层44的法线41只倾斜一指定的角度48，该角度48即为倾斜角度。从光盘表面45入射的激光，分别穿过上部基材42、记录层44、下部基材43及光盘背面46，而向外部射出。亦即，光路47a从A1通过光盘表面45上的B1、记录层44上的C1、光盘背面上的D1、E1。相对光轴40与光路47a对称的光路47b，从A2通过光盘表面45上的B2、记录层44上的C2、光盘背面上的D2、E2。从B1到C1的光路，由于光盘倾斜，而比B2到C2的光路要短，此外，从C1到D1的光路，由于光盘倾斜，而比C2到D2的光路要短。因此，光路47a比光路47b短。
与光轴40对称的光路，保持同样的关系。因此，通过光盘的倾斜，透射的激光出现了不与光轴对称的像差，该像差则成为倾斜像差、彗形像差。因此，与用记录层的反射光检测倾斜时不同，透射光中的倾斜像差或彗形像差不被消除。如图12所示，光盘倾斜时，透过光盘的激光中，存留着没有被消除的倾斜像差和彗形像差。
图13是本发明实施例5中的光盘装置的结构示意图，对应用了用透射光检测光盘倾斜的方法时的光盘装置进行说明。光盘140采用从图3所示的光盘66中去掉反射层68，穿过记录层组67，再穿过和激光入射面相反的面的结构。
图13所示的激光器61、激光驱动电路60、准直透镜62、可变形镜6Q、偏振光束分光器63、1/4波长板6T、物镜64、物镜制动器65及物镜制动器65的结构，均与图3相同，故省略说明。
在记录层组67内指定的记录层上聚焦的一部分激光，透过记录层组67，再从和激光入射面相反的面向光盘140之外射出。
在记录层组67内指定的记录层上聚焦的另一部分激光，反射后返回到物镜64。返回物镜64的激光，穿过物镜64和1/4波长板6T，在偏振光束分光器63处向不同于往程光的方向反射，并射入偶对称像差传感器6S内部。
经平面镜102A反射而射入偶对称像差传感器6S的激光射入全息图6W中。在全息图6W中，附加了4种偏移像差，即符号不同大小相同的2种偏移散焦像差，符号不同大小相同的2种偏移球面像差。各偏移像差的像差量，取决于检测到的像差量，以检测出的像差量的一半左右为宜。
在全息图6W中被附加了偏移像差的激光射入聚焦透镜6X中。聚焦透镜6X被调整位置，以便将来自物镜64的聚焦点的激光聚焦在孔群板6Y上。
射入聚焦透镜6X的激光聚焦在孔群板6Y上。孔群板6Y上设有与全息图6W所附加的偏移像差相对应的4个小孔。各小孔的半径可设为艾里盘半径的1/1.22倍。
穿过孔群板6Y的激光，射入光传感器群6Z中与各小孔对应的光传感器中。射入光传感器的光被变换为电气信号，而输入到像差模式检测电路610中。像差模式检测电路610，按各像差模式分别差动放大从各光传感器输入的信号，并向伺服控制器143输出差动放大后的散焦像差信号14A及球面像差信号14B。伺服控制器143，根据散焦像差信号14A及球面像差信号14B所示的值，控制驱动可变形镜6Q的可变形镜驱动电路6R及驱动物镜64的物镜制动器65。
另一方面，透过光盘140的激光射入透过侧的物镜141中。物镜64和透过侧物镜141，受伺服控制器143的控制，以使物镜64的聚焦点和透过侧物镜141的焦点达到一致。因此，透过侧物镜141将射入透过侧物镜141的激光变换为平行光。
射出透过侧物镜141的激光，经平面镜102B的反射而射入倾斜传感器144中。射入倾斜传感器144的激光，射入全息图145中。全息图145，给激光附加了共计10种偏移像差，即符号不同大小相同的2种偏移散焦形像差，符号不同大小相同的2种偏移X倾斜像差，符号不同大小相同的2种偏移Y倾斜像差，符号不同大小相同的2种偏移0度像散(astigmatisms)，以及符号不同大小相同的2种偏移45度像散。各偏移像差的像差量，取决于检测到的像差量，以检测出的像差量的一半左右为宜。
在全息图145中被附加了偏移像差的激光射入聚焦透镜146中。聚焦透镜146被调整位置，以便将来自物镜64及聚焦透镜146的聚焦点的激光聚焦在孔群板147上。
射入聚焦透镜146的激光聚焦在孔群板147上。孔群板147上设有与全息图145所附加的偏移像差相对应的10个小孔。各小孔的半径可设为艾里盘半径的1/1.22倍。
穿过孔群板147的激光，射入光传感器群148中与各小孔对应的光传感器中。射入光传感器的光被变换为电气信号，而输入到像差模式检测电路149中。像差模式检测电路149，按各像差模式分别差动放大通过各光传感器输入的信号，并向伺服控制器143输出差动放大后的散焦像差检测信号、X倾斜检测信号、Y倾斜检测信号、0度像散检测信号和45度像散检测信号这5个检测信号。
0度像散(astigmatisms)和45度像散均为最小时，物镜64和透过侧物镜141的光轴一致。此外，散焦像差为最小时，物镜64和透过侧物镜141的聚焦点一致。因此，伺服控制器143，通过用透过侧物镜制动器142来控制透过侧物镜141的位置，使0度像散检测信号和45度像散检测信号都达到最小，从而使物镜64和透过侧物镜141的光轴一致。进而，伺服控制器143，还通过用透过侧物镜制动器142来控制透过侧物镜141的位置，使散焦像差检测信号达到最小，从而使物镜64和透过侧物镜141的聚焦点一致。
用这3个检测信号为最小时的X倾斜检测信号和Y倾斜检测信号，可以检测出X方向和Y方向的倾斜。伺服控制器143，根据X倾斜检测信号和Y倾斜检测信号，控制物镜制动器65和透过侧物镜制动器142，使物镜64和透过侧物镜141倾斜，而消除光盘140的倾斜。
根据以上说明的本实施例的光盘装置，是让照射在记录层的一部分激光穿过，而从和激光入射面相反的面射出，通过检测从和激光入射面相反的面射出的激光的波阵面的倾斜，使高精确度的光盘倾斜检测成为可能。
(实施例6)
下面，参照附图对本发明的实施例6进行说明。
在实施例6中，通过用数值孔径(以下记为NA：Numerical Aperture)较小的光束照射散射物质，而用NA较大的物镜对散射光进行受光，从而实现了比实施例2有更高灵敏度的光盘的倾斜检测。
图14是实施例6中的倾斜检测的原理说明图，图14(a)是光盘的断面示意图，图14(b)是在相对图14(a)的光轴30垂直的断面39上，从光轴方向看光盘时往程光和回程光的示意图。另外，在图14(a)中，为了便于说明，例举了记录层为1层的例子，但在记录层为多层层压时也相同。
在图14(a)中，激光的光轴30相对记录层32的法线31仅倾斜一指定的角度36，该角度36即为倾斜角度。射入基材37的波长为λ0的激光，被记录层32的散射部33散射而成为波长λ0的散射光。往程光路34，数值孔径即NA较小，聚焦在记录层32上。往程光路34被记录层32上的散射物质33散射，而以记录层法线31为中心的广角散射。因此，当以比往程大的NA对散射光进行受光时，开口部分的散射光，即在回程光路35的光路内不与往程光路34的光路重叠的那部分的反射光，其倾斜引起的像差不会被消除。这部分就是图14(a)上没有消除像差的光路38，即几乎是回程光路35的外围环带开口部分。在图14(b)中，NA较小的往程光路34和回程光路35相叠合的光路3a位于中心，作为散射光的一部分的回程光路35，包含中心部分在内而分布在较广的范围内。像差没有被消除的光路38的外围环带开口部分，仅是回程光路35。因此，可用回程光路35检测倾斜。
图15是本发明实施例6中的光盘装置的结构示意图。另外，实施例6的结构与实施例2基本相同，故省略说明。与实施例2的不同点在于可变形镜6Q的动作和全息图104的功能。
在记录或再生中(以下称记录再生模式)，可变形镜6Q给来自准直透镜62的光提供球面像差，以消除直到往程光在记录层上聚焦为止所增加的球面像差。此外，可变形镜6Q，周期性地或在指定的时间，去掉可变形镜6Q的外围环带部分，将NA较小的光束照射到散射部101(以下称倾斜检测模式)。记录再生模式时的NA以在0.6或0.6以上、0.85或0.85以下为宜，去掉外围环带部分的倾斜检测模式时的NA以在0.1或0.1以上、0.2或0.2以下为宜。
通过可变形镜6Q而被去掉外围部分的NA较小的光束，即往程光，通过偏振光束分光器63、1/4波长板及物镜64，而聚焦在光盘103内的指定的记录层上。记录层中设置散射部101，当光束聚焦在散射部101上时则产生散射光。在散射光内，用在物镜64上被受光的光进行倾斜检测。该光称为回程光。因此，与往程光的NA相比，回程光的NA较大。此时回程光的NA以在0.6或0.6以上为宜。
图15上用点划线所示的即为回程光。回程光通过物镜64和1/4波长板6T，被偏振光束分光器63反射，再被反射镜102反射，射入倾斜传感器151中。
倾斜传感器151，和图8所示的实施例2的倾斜传感器108为相同类型的模态传感器，但在倾斜检测时，其不同之处在于，不是象实施例2那样，使用点划线所示范围内的全部的光，而是使用与图14所示的像差不被消除的部分38相当的部分。这部分光，从图14可知，几乎全为散射光，因而非散射光的影响可被排除，即使微弱的散射光也能得到较高的SN比。此外，通常时(记录再生模式时)，可检测散焦像差及球面像差。
射入倾斜传感器151的回程光，射入全息图152中。全息图152分为2部分。一部分是外围的环带部分(图14(b)中像差不被消除的部分38)，成为为了X方向及Y方向2方向的倾斜检测而被提供了正负偏移彗形像差的部分。而另一部分是中心部分(图14(b)中往程光路34和回程光路35重叠的部分3a)，成为被提供了正负偏移散焦像差及正负偏移球面像差的部分。
被提供了偏移像差的各路回程光，通过聚焦透镜6D，聚焦在孔群板154上不同的小孔处。穿过孔群板154的光，分别射入光传感器群153中的各光传感器中。对应各光传感器的检测信号从光传感器群153被送到像差模式检测电路155中。像差模式检测电路155，生成分别被提供了正负偏移像差的成对的信号的差动放大信号，并分别输出X-Y倾斜检测信号、散焦检测信号及球面像差检测信号。
在实施例6中，除了通过实施例2所示的因散射引起的往程光的相位的随机化，而使回程光的像差不被消除来检测倾斜的效果外，还通过在往程光中使用数值孔径比回程光要小的光束，进一步减小往程光的相位影响，从而提高回程光的倾斜检测精确度。而且，由于使用只包含散射光的环带部分来进行倾斜检测，因而可改善SN比，进一步提高回程光的倾斜检测精确度。
此外，在实施例6中，由于是用可变形镜6Q将1束光束按时序切换为倾斜检测模式和记录再生模式，因而与实施例2等相比可简化其结构。
另外，实施例6的光盘，亦可如图9所示，包括记录层和散射层。此时，在模式转换时，可变形镜6Q不仅改变数值孔径，还一边改变聚焦位置，一边使聚焦光束在记录层和散射层之间切换。在这种情况下，即使用1束光束，也可进行像差检测和记录再生，同时又由于可在装置侧任意设定将激光照射在散射部上的时间，则容易在像差检测精确度和光盘的记录再生的传送速度之间取得最佳平衡。例如，光盘倾斜较小时，可以减少像差检测频率。
此外，作为光盘，亦可使用不用特意形成散射部的光盘。例如，即使一般的光盘的反射面，在NA减小的倾斜检测模式下，也具有能使部分入射光在环带区域侧散射的散射性。此时，由于激光以较小的数值孔径射入，因此记录层上的激光的光束点直径变大。在此条件下，光束点内的记录标志本身起到了与散射粒子具有基本等价的作用，从而可取得足够高的散射性。
另外，以上是用光盘为例进行了说明，但本发明还广泛涉及照射激光进行信息的记录或再生的记录媒体及控制该记录媒体的装置和方法等。
如上所述，本发明提供一种光盘装置，包括对包含透明的平板状的光盘基材、设于上述光盘基材上的记录层和与上述记录层保持指定的位置关系的反射层的光盘，将光束通过上述光盘基材照射到上述记录层，在上述记录层上形成聚焦光斑的光源，对上述反射层所反射的反射光进行受光的光检测器，和用上述光检测器的输出进行上述光盘的倾斜检测的倾斜检测单元。
根据上述结构，可以防止往程光和回程光的光束像差相互抵消而导致倾斜像差的检测灵敏度下降，从而能进行高精确度的倾斜检测。此外，即使光盘的记录层没有槽或凹坑也可以检测倾斜，可以有效地抑制记录层被多层层压的多层记录中的其他记录层的衍射和散射造成的光量的下降。
此外，上述发明，还以上述记录层比上述反射层更接近上述光束的入射面为宜。根据上述结构，由于透过记录层的一部分光束被反射层反射，用反射层反射的光束进行倾斜检测，因而可以一边再生记录层所记录的信息，或者一边在记录层上记录信息，一边进行倾斜检测。
此外，上述发明，还以包括形成于将上述反射光导向上述光检测器的光路中、用来消除反射光的散焦像差及球面像差的像差消除单元为宜。
根据上述结构，由于反射光中包含的散焦像差及球面像差被消除，因而可得到斯特列尔比较高的清晰光束点，得到SN比较高的检测输出，从而可提高倾斜检测的精确度。
此外，上述发明，以上述像差消除单元包括控制上述反射光的波阵面的波阵面控制装置为宜。根据上述结构，由于波阵面控制装置可任意改变反射光的波阵面，因而用简单的结构就可以消除包含在反射光中的球面像差。
此外，上述发明，以上述像差消除单元还包括将上述反射光聚焦到上述光检测器中的聚焦透镜和让上述聚焦透镜移动的透镜移动单元为宜。
根据上述结构，由于用透镜移动单元使聚焦透镜移动，因而可通过改变聚焦透镜的位置来消除散焦像差，从而提高倾斜检测的精确度。
此外，本发明提供一种光盘，包括透明的平板状的光盘基材，设于上述光盘基材上的记录层，和使经由上述光盘基材入射的光束反射的反射层，其中，上述反射层，被配置在中间夹着上述记录层而与上述光盘基材相对着的位置上，上述记录层和上述反射层之间的间隔被设定为长于上述光束的波长的距离。
根据上述结构，由于反射层反射的反射光中包含没有被消除的倾斜像差或彗形像差，因此可用该倾斜像差或彗形像差进行倾斜检测。
此外，上述发明，以上述记录层由通过光束照射产生双光子吸收现象的光异性化材料构成为宜。根据上述结构，可利用双光子吸收现象，只改变光束的焦点部分的光异性化材料的折射率，在多层方式的光盘中，可通过在深度方向控制激光的焦点来选择进行记录的记录层。
此外，本发明还提供一种光盘装置，它包括，对包含透明的平板状的光盘基材、设于上述光盘基材上的记录层和使通过上述光盘基材入射的光束的相位至少一部分被随机化的散射部的光盘，将从光源射出的光束通过上述光盘基材照射到上述散射部而形成聚焦光斑的光源，对上述散射部散射的散射光进行受光的光检测器，和用上述光检测器的输出进行上述光盘的倾斜检测的倾斜检测单元。根据上述结构，可以防止往程光和回程光的光束的像差相抵消而导致倾斜像差的检测灵敏度下降，从而能进行高精确度的倾斜检测。
此外，上述发明，还以包括记录信息检测单元为宜，其中，上述光源包括，产生第1光束、将该第1光束聚焦在上述记录层上的信息记录部而形成第1聚焦光斑的第1光源，和产生波长与上述第1光束不同的第2光束、将该第2光束聚焦在上述散射部而形成第2聚焦光斑的第2光源，上述光检测器包括，对由第1聚焦光斑反射的上述第1光束进行受光的第1检测器，和对由第2聚焦光斑反射的上述第2光束进行受光的第2检测器，上述倾斜检测单元，用上述第2光检测器的输出进行上述光盘的倾斜检测，上述记录信息检测单元，用上述第1光检测器的输出检测上述记录层所记录的信息。
根据上述结构，由于用于检测记录层记录的信息的第1光束和用于进行倾斜检测的第2光束这两束光束分别照射，因而记录层记录的信息的读取和倾斜检测可同时进行。
此外，本发明还提供一种光盘，还以包括透明的平板状的光盘基材、设于上述光盘基材上的记录层和使通过上述光盘基材入射的光束的相位的至少一部分被随机化的散射部为宜。
根据上述结构，散射部使包含有在光束的往程中产生的像差的波阵面的相位随机化，用来自该散射部的反射光检测倾斜。光束一旦被散射，其散射光就已经与散射前的光束即往程光的波阵面关系不大或完全无关，散射后的光即回程光的像差增加，倾斜像差、彗形像差不会被消除。这就如同在散射的中心重新设置了点光源。这样，由于在散射部散射的散射光中包含有没有被消除的倾斜像差和彗形像差，因而可用该倾斜像差和彗形像差进行倾斜检测。
此外，上述发明，还以上述散射部设置于上述记录层中为宜。根据上述结构，由于在记录层中设置散射部，这样通过让光束聚焦在记录层的散射部上，可以使光束发生散射。
此外，上述发明，还以上述散射部为上述记录层中设置的伺服标志为宜。根据上述结构，可以无需在记录层中另外设置散射光束的散射部，而用记录层中设有的伺服标志来使光束散射。
此外，上述发明的上述散射部，亦可设在不同于上述记录层的层上。根据上述结构，由于在记录层以外的不同层处设置散射层，与在记录层内形成散射部时相比，可大大简化光盘的制造。此外，可利用记录层的整个面作为记录信息的面，也可在时间上连续进行像差检测。
此外，上述发明，还以上述散射部在其表面至少具备凹部和凸部的其中之一，使上述光束进行漫反射为宜。根据上述结构，可通过在表面至少具备微小的凹部和凸部的其中之一的散射部，使光束发生漫反射。
此外，上述发明，还以上述凹部的深度或上述凸部的高度，在上述光束的波长的一半或一半以上为宜。根据上述结构，可使光束有效地进行漫反射。
此外，上述发明，还以上述散射部由对上述光束具有穿透性的介质而形成，在该介质中从其表面到上述光束的波长一半或一半以上的深度范围内使反射上述光束的散射物质分散为宜。
根据上述结构，由于通过入射光束受各深度的散射物质反射，相位被随机化，相位随机化后的光束中包含没有被消除的倾斜像差和彗形像差，因而可用该倾斜像差和彗形像差进行倾斜检测。
此外，上述发明，还以上述散射物质通过有选择性地给予上述介质以高于上述光束的能量，使上述介质变质而形成为宜。根据上述结构，可通过有选择性地给予介质以高于光束的能量，使介质变质，从而形成散射物质。
此外，上述发明的上述散射物质，亦可通过在上述介质中分散配置作为核粒的吸光体，有选择性地让上述吸光体吸收上述光束的能量，促使上述核粒成长而形成。
根据上述结构，分散配置作为核粒的吸光体，有选择性地让吸光体吸收光束的能量而促使核粒成长，从而可形成散射物质。
此外，上述发明，还以上述散射部发出波长与上述光束的波长不同的光为宜。根据上述结构，可吸收光束能量而发出不同波长的光。因此，由于该往程光与入射光束的波阵面关系不大或完全无关，回程光的像差增加，包含没有被消除的倾斜像差和彗形像差，所以可用该倾斜像差和彗形像差进行倾斜检测。
此外，上述发明，还以波长不同于上述光束的波长的光为荧光为宜。此时，吸收在聚焦记录层上聚焦的光束的能量，在聚焦记录层上设置发出不同波长的荧光的发光部分，用该荧光检测聚焦记录层的倾斜。光束的能量被吸收而发出荧光后，该荧光就已经与往程光即入射光束的波阵面关系不大或完全无关，荧光后的光即回程光的像差增加，倾斜像差、彗形像差不被消除。因此，发出荧光的方式也是散射部的一种方式。
此外，本发明还提供另一种光盘装置，它包括，对包含透明的平板状的光盘基材和设于上述光盘基材上的记录层的光盘，将光束通过上述光盘基材照射到上述记录层的光源，对来自上述光盘的反射光进行受光的光检测器，将上述光源照射的光束以第1数值孔径射入上述光盘的往程光学系统，以大于上述第1数值孔径的第2数值孔径对来自上述光盘的反射光进行受光并将其导向上述光检测器的回程光学系统，和用上述光检测器的输出进行上述光盘的倾斜检测的倾斜检测单元。
根据上述结构，通过在往程光使用数值孔径小于回程光的光束，可进一步减小往程光的相位影响，从而提高回程光的倾斜检测精确度。进而，又由于使用只包含散射光的环带部分来进行倾斜检测，因而可改善SN比，进一步提高回程光的倾斜检测精确度。
此外，上述发明，还以上述第1数值孔径在0.2或0.2以下，上述第2数值孔径在0.6或0.6以上为宜。
根据上述结构，可使往程光的数值孔径小于回程光的数值孔径，通过使往程光的数值孔径在0.2或0.2以下，回程光的数值孔径在0.6或0.6以上，可进一步提高回程光的倾斜检测精确度。
此外，上述发明，还以上述光盘包括使上述反射光的相位的至少一部分被随机化的散射部为宜。根据上述结构，即使用1束光束也可进行像差检测和记录再生，同时还由于可在装置侧任意设定将光束照射到散射部上的时间，则容易在像差检测精确度和光盘的记录再生的传送速度之间取得最佳平衡。
此外，上述发明还宜包括，对将上述光源照射的光束聚焦在上述记录层上的信息记录部、至少执行对上述信息记录部的记录和再生的其中之一的记录再生模式，和将上述光源照射的光束聚焦在上述散射部上进行倾斜检测的倾斜检测模式，分时进行转换的模式转换单元，和在上述第1数值孔径和上述第2数值孔径之间转换射入上述光盘的上述光束的数值孔径的数值孔径转换单元，其中，上述数值孔径转换单元，在由上述模式转换单元被转换为倾斜检测模式时，将上述光束转换到上述第1数值孔径，而在由上述模式转换单元被转换为记录再生模式时，则将上述光束转换到上述第2数值孔径。
根据上述结构，由于用数值孔径转换单元(可变形镜6Q)将1束光束按时序转换到倾斜检测模式和记录再生模式，因而可简化装置的结构。另外，实施例6中的可变形镜6Q相当于数值孔径转换单元的一个例子。
此外，上述发明，还以上述回程光光学系统，对于来自上述光盘的反射光中，将对应于大于上述第1数值孔径且小于或等于上述第2数值孔径的环带区域内的光导向上述光检测器为宜。
根据上述结构，对应于大于第1数值孔径且小于或等于第2数值孔径的环带区域内的光被导向光检测器，由于该环带区域内的光中包含有像差，因而可进行倾斜检测。
此外，本发明还提供另一种光盘装置，它包括，对包含透明的平板状的光盘基材和设于上述光盘基材上的记录层的光盘，将光束通过上述光盘基材照射到上述记录层，在上述记录层上形成聚焦光斑的光源，用来控制照射在上述记录层的光束的波阵面的波阵面控制装置，和对上述记录层的反射光进行受光的光检测器，以及通过用上述光检测器的输出检测上述反射光包含的倾斜像差或彗形像差，进行上述光盘的倾斜检测的倾斜检测单元，其中，上述波阵面控制装置，分时控制照射在上述记录层的光束的波阵面，使其包含指定量的散焦像差或球面像差。
根据上述结构，由于照射记录层的光束的波阵面中包含有指定的的散焦像差或球面像差，所以，即使记录层平坦，也可以用该反射光检测与记录层的倾斜相对应的倾斜像差或彗形像差，从而实现高精确度的倾斜检测。另外，实施例4中的可变形镜6Q相当于波阵面控制装置的一个例子。
此外，上述发明，还以包括形成于将上述记录层反射的上述光束的反射光导向上述光检测器的光路中、用于消除上述反射光的散焦像差及球面像差的像差消除单元为宜。
根据上述结构，由于反射光的散焦像差及球面像差被消除，因而可以只检测倾斜检测所必需的像差，例如倾斜像差或彗形像差。另外，实施例4中的可变形镜6A相当于像差消除单元的一个例子。
此外，本发明还提供另一种光盘装置，它包括，对包含透明的平板状的光盘基材和设于上述光盘基材上的记录层的光盘，将光束通过上述光盘基材照射到上述记录层的光源，其中上述光盘至少使上述光源照射的一部分上述光束透过，对透过上述光盘的光束进行受光的光检测器，和用上述光检测器的输出进行上述光盘的倾斜检测的倾斜检测单元。
根据上述结构，由于透射光束的倾斜像差和彗形像差不被消除，因而可通过检测透射光束的倾斜像差和彗形像差来检测光盘的倾斜。
此外，本发明还提供另一种光盘，它包括，透明的平板状的第1光盘基材和第2光盘基材、设于上述第1光盘基材和上述第2光盘基材之间，使通过上述第1光盘基材被照射的至少一部分光束透过上述第2光盘基材的记录层。
根据上述结构，由于照射到光盘上的光束中至少有一部分光束透过记录层，因而可通过检测透射光束的倾斜像差和彗形像差来检测光盘的倾斜。
以上对本发明进行了详细说明，但上述说明只是所有应用场合中的示例，本发明并不只限定于此。可认为没有被例举的大量的变形例也包括在本发明的范围内。
产业上的利用可能性
本发明的光盘(光学的圆盘状信息记录媒体)，可用于数字数据的记录、再生等，并应用于至少执行对光盘的记录层记录信息和从记录层再生信息的其中之一的光盘装置。