(57)【要約】【課題】簡素な構成にて効果的に迷光を除去でき、これにより、トラッキングエラー信号およびフォーカスエラー信号の品質を高め得る光ピックアップ装置を提供する。【解決手段】回折格子１０２によってメインビームとサブビームに分割されたレーザ光は、角度調整素子１１４に入射する。これらのビームは、角度調整素子１１４の光軸の周りに設定された４つの光束領域毎に、進行方向がそれぞれ変化する。これにより、光検出器１１５の検出面には、ビーム毎に、信号光のみ存在する信号光領域が現れる。この領域にメインビーム用とサブビーム用のセンサが配置される。各センサからの信号をもとに３ビーム法によるトラッキングエラー信号やフォーカスエラー信号等の各種信号が生成される。【選択図】図１３
2010080005.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光源と、
前記レーザ光源から出射されたレーザ光を直線状に並ぶ少なくとも３つのビームに分割する分割素子と、
前記各ビームを記録媒体上に収束させる対物レンズと、
前記記録媒体によって反射された前記各ビームに非点収差を導入し、これにより前記各ビームを第１の方向と前記第１の方向に垂直な第２の方向に互いに異なる収束状態にて収束させる非点収差素子と、
前記記録媒体によって反射された前記各ビームの異なる４つの光束領域内の光束の進行方向を互いに異ならせ、これら４つの光束領域内の光束を互いに離散させる角度調整素子と、
前記離散された各光束を受光して検出信号を出力する光検出器とを備え、
前記角度調整素子は、前記第１の方向と前記第２の方向にそれぞれ平行で且つ互いにクロスする２つの直線によって作られる一組の対頂角が並ぶ方向に２つの前記光束領域が配置され、他の一組の対頂角が並ぶ方向に残りの２つの前記光束領域が配置されるよう、前記４つの光束領域を設定する、
ことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記３つのビームが略重なり合う位置に一つの前記角度調整素子が配置され、
前記４つの光束領域は、前記２つの直線によって前記各ビームの光束領域を分割することにより設定されている、
ことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記光検出器は、前記２つの直線に対して４５°傾いた２つの分割線にて、前記各ビームの４つの前記光束領域をさらに分割した８つの分割光束領域を受光するセンサ部を個別に有する、
ことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項４】
請求項１ないし３の何れか一項において、
前記光検出器の受光面には、直方形状の３つの検出領域が前記３つのビームに対応して配置されるとともに、各検出領域の頂角の位置に、それぞれ対応するビームの光束を受光するためのセンサ部が配され、
前記角度調整素子は、前記各ビームの４つの前記光束領域内の光束が、対応する前記検出領域の異なる４つの頂角の位置にそれぞれ導かれるよう、前記各ビームの４つの前記光束領域の進行方向を変化させる、
ことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項５】
請求項４において、
前記３つの検出領域は、互いに重ならないように配置されている、
ことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項６】
請求項４において、
前記３つの検出領域が一方向に並ぶとともに、前記３つのビームのうち中央の第１のビームに対応する前記検出領域内に他の２つの第２のビームにそれぞれ対応する２つの検出領域の一つの頂角位置に配置される前記センサ部が含まれ、且つ、前記各センサ部を互いに重なり合うことなく配置できるように前記３つの検出領域が配置されている、
ことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項７】
請求項６において、
前記２つの第２のビームに対応する２つの前記検出領域の頂角位置のうち、前記第１のビームの前記検出領域内に含まれる第１の頂角位置と当該第１の頂角位置に対して対角の位置にある第２の頂角位置にのみ、前記第２のビームに対応する前記センサ部が配されている、
ことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項８】
請求項６において、
前記２つの第２のビームに対応する２つの前記検出領域の頂角位置のうち、前記第１のビームの前記検出領域内に含まれる第１の頂角位置にのみ、前記第２のビームに対応する前記センサ部が配されている、
ことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項９】
請求項１ないし８の何れか一項に記載の光ピックアップ装置と、
前記光検出器からの信号を処理する信号処理回路とを備える、
ことを特徴とする光ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ピックアップ装置および光ディスク装置に関するものであり、特に、複数の記録層が積層された記録媒体に対して記録／再生を行う際に用いて好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、光ディスクの大容量化に伴い、記録層の多層化が進んでいる。一枚のディスク内に複数の記録層を含めることにより、ディスクのデータ容量を顕著に高めることができる。記録層を積層する場合、これまでは片面２層が一般的であったが、最近では、さらに大容量化を進めるために、片面に３層以上の記録層を配することも検討されている。ここで、記録層の積層数を増加させると、ディスクの大容量化を促進できる。しかし、その一方で、記録層間の間隔が狭くなり、層間クロストークによる信号劣化が増大する。
【０００３】
記録層を多層化すると、記録／再生対象とされる記録層（ターゲット記録層）からの反射光が微弱となる。このため、ターゲット記録層の上下にある記録層から、不要な反射光（迷光）が光検出器に入射すると、検出信号が劣化し、フォーカスサーボおよびトラッキングサーボに悪影響を及ぼす惧れがある。したがって、このように記録層が多数配されている場合には、適正に迷光を除去して、光検出器からの信号を安定化させる必要がある。
【０００４】
以下の特許文献１には、ピンホールを用いて迷光を除去する技術が記載されている。また、特許文献２には、１／２波長板と偏光光学素子を組み合わせることにより迷光を除去する技術が記載されている。
【特許文献１】特開２００６−２６０６６９号公報
【特許文献２】特開２００６−２５２７１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の技術によれば、ターゲット記録層から反射されたレーザ光（信号光）の収束位置にピンホールを正確に位置づける必要があるため、ピンホールの位置調整作業が困難であるとの課題がある。位置調整作業を容易にするためピンホールのサイズを大きくすると、迷光がピンホールを通過する割合が増加し、迷光による信号劣化を効果的に抑制できなくなる。
【０００６】
また、特許文献２の技術によれば、迷光を除去するために、１／２波長板と偏光光学素子が２つずつ必要である他、さらに、２つのレンズが必要であるため、部品点数とコストが増加し、また、各部材の配置調整が煩雑であるとの課題がある。また、これらの部材を並べて配置するスペースが必要となり、光学系が大型化するとの課題もある。
【０００７】
なお、迷光による信号劣化は、１つのレーザ光を用いる１ビーム法だけでなく、３つのレーザ光を用いる３ビーム法においても生じる。特に、３ビーム法においては、サブビームの検出信号に、３ビームの分光比に応じたゲインが乗じられるため、トラッキングエラー信号およびフォーカスエラー信号において、メインビームの迷光の影響が大きくなる。
【０００８】
本発明は、以上の課題を解消するためになされたものであり、３ビーム法を用いる場合に、簡素な構成にて効果的に迷光を除去でき、これにより、トラッキングエラー信号やフォーカスエラー信号等の各種信号の精度を高め得る光ピックアップ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の態様に係る光ピックアップ装置は、レーザ光源と、前記レーザ光源から出射されたレーザ光を直線状に並ぶ少なくとも３つのビームに分割する分割素子と、前記各ビームを記録媒体上に収束させる対物レンズと、前記記録媒体によって反射された前記各ビームに非点収差を導入し、これにより、前記各ビームを第１の方向と前記第１の方向に垂直な第２の方向に互いに異なる収束状態にて収束させる非点収差素子と、前記記録媒体によって反射された前記各ビームの異なる４つの光束領域内の光束の進行方向を互いに異ならせ、これら４つの光束領域内の光束を互いに離散させる角度調整素子と、前記離散された各光束を受光して検出信号を出力する光検出器とを備える。ここで、前記角度調整素子は、前記第１の方向と前記第２の方向にそれぞれ平行で且つ互いにクロスする２つの直線によって作られる一組の対頂角が並ぶ方向に２つの前記光束領域が配置され、他の一組の対頂角が並ぶ方向に残りの２つの前記光束領域が配置されるよう、前記４つの光束領域を設定する。
【００１０】
この態様によれば、記録／再生対象の記録層（ターゲット記録層）にて反射された３つのビームの信号光と、当該ターゲット記録層の上および／若しくは下の記録層から反射された３つのビーム自身の迷光とが、光検出器の受光面（オンフォーカス時に信号光スポットが最小錯乱円になる面）上において、互いに重なり合わないようにすることができる。したがって、光検出器により３つのビームの信号光を円滑に受光することができ、よって、迷光による検出信号の劣化を抑制することができる。また、この作用を、角度調整素子を光路中に配置するのみで実現できる。よって、この態様によれば、簡素な構成にて効果的に迷光による影響を除去することができる。
【００１１】
なお、第１の態様においては、前記３つのビームが略重なり合う位置に一つの前記角度調整素子が配置され得る。この場合、前記４つの光束領域は、前記２つの直線によって前記各ビームの光束領域を分割することにより設定され得る。こうすると、各ビームに対する光束領域の分割が、一つの角度調整素子によってなされるため、光学系の簡素化を図ることができる。
【００１２】
また、第１の態様において、前記光検出器は、前記２つの直線に対して４５°傾いた２つの分割線にて、前記各ビームの４つの前記光束領域をさらに分割した８つの分割光束領域を受光するセンサ部を個別に有する構成とされ得る。
【００１３】
また、第１の態様において、前記光検出器の受光面には、直方形状の３つの検出領域が前記３つのビームに対応して配され得る。この場合、各検出領域の頂角の位置に、それぞれ対応するビームの光束を受光するためのセンサ部が配される。また、前記角度調整素子は、前記各ビームの４つの前記光束領域内の光束が、対応する前記検出領域の異なる４つの頂角の位置にそれぞれ導かれるよう、前記各ビームの４つの前記光束領域の進行方向を変化させる。このように、検出領域を直方形状としてセンサ部を配置すると、センサ部の配置領域をコンパクトにすることができる。
【００１４】
なお、前記３つの検出領域は、互いに重ならないように配され得る。この場合、３つの検出領域は、隣の検出領域に入射される光束の迷光が自身の検出領域内のセンサ部に掛からないよう、なるべく間隔を開けて配置するのが望ましい。
【００１５】
あるいは、一部が重なる状態で３つの検出領域を配置することもできる。たとえば、前記３つの検出領域が一方向に並び、且つ、前記３つのビームのうち中央の第１のビームに対応する前記検出領域内に、他の２つの第２のビームにそれぞれ対応する２つの検出領域の一つの頂角位置に配置されるセンサ部が含まれるよう、これら３つの検出領域を配置することができる。この場合、３つの検出領域は、各センサ部を互いに重なり合うことなく配置できるように配置される。こうすると、第１のビームの検出領域内に配置された第２のビームのセンサ部は、第１のビームの迷光の影響を受けにくくなる。よって、第２のビームに基づく検出信号の品質を高めることができる。
【００１６】
なお、このように検出領域を配置する場合には、前記２つの第２のビームに対応する２つの前記検出領域の頂角位置のうち、前記第１のビームの前記検出領域内に含まれる第１の頂角位置と当該第１の頂角位置に対して対角の位置にある第２の頂角位置にのみ、前記第２のビームに対応する前記センサ部を配する構成とされ得る。こうすると、第１のビームの迷光の影響を受け易いセンサ部が第２のビームを受光するためのセンサ部から除かれるため、第２のビームに基づく検出信号の品質を一層高めることができる。
【００１７】
さらに、上記のように３つの検出領域の一部を重ねて配置する場合には、前記２つの第２のビームに対応する２つの前記検出領域の頂角位置のうち、前記第１のビームの前記検出領域内に含まれる第１の頂角位置にのみ、前記第２のビームに対応する前記センサ部を配する構成とされ得る。こうすると、第２のビームのセンサ部は第１のビームの検出領域内にのみ配置されるため、第２のビームに基づく検出信号の品質をより一層高めることができる。
【００１８】
本発明の第２の態様に係る光ディスク装置は、前記光ピックアップ装置と、前記光検出器からの信号を処理する信号処理回路とを備える。
【００１９】
この態様によれば、上記のように迷光の影響が抑制された各センサパターンからの検出信号をもとに各種信号が生成されるため、生成された信号の品質を高めることができる。
【発明の効果】
【００２０】
以上のとおり、本発明によれば、簡素な構成にて効果的に迷光を除去することができ、これにより、トラッキングエラー信号やフォーカスエラー信号等の各種信号の品質を高め得る光ピックアップ装置を提供することができる。
【００２１】
本発明の効果ないし意義は、以下に示す実施の形態の説明により更に明らかとなろう。ただし、以下の実施の形態は、あくまでも、本発明を実施する際の一つの例示であって、本発明は、以下の実施の形態によって何ら制限されるものではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態につき図面を参照して説明する。
【００２３】
＜技術的原理＞
まず、図１ないし図１０を参照して、本実施の形態に適用される技術的原理について説明する。
【００２４】
図１（ａ）は、ターゲット記録層によって反射されたレーザ光（信号光）が、平行光の状態でアナモレンズ等の非点収差素子に入射されたときの信号光と迷光の収束状態を示す図である。なお、“迷光１”は、レーザ光入射面側から見てターゲット記録層よりも一つ奥側にある記録層にて反射されたレーザ光であり、“迷光２”は、ターゲット記録層よりも一つ手前にある記録層にて反射されたレーザ光である。また、同図は、信号光がターゲット記録層にフォーカス合わせされたときの状態を示している。
【００２５】
図示の如く、アナモレンズの作用により、図中の“曲面方向”に信号光が収束することによって面Ｓ１に焦線が生じ、さらに、この曲面方向に垂直な図中の“平面方向”に信号光が収束することによって面Ｓ２に焦線が生じる。そして、面Ｓ１と面Ｓ２の間の面Ｓ０において、信号光のスポットが最小（最小錯乱円）となる。非点収差法に基づくフォーカス調整では、面Ｓ０に光検出器の受光面が置かれる。なお、ここではアナモレンズにおける非点収差作用を簡単に説明するために、便宜上、“曲面方向”と“平面方向”と表現しているが、実際には、互いに異なる位置に焦線を結ぶ作用がアナモレンズによって生じれば良く、図１中の“平面方向”におけるアナモレンズの形状を平面に限定するものではない。
【００２６】
なお、同図（ａ）に示す如く、迷光１の焦線位置（同図では、非点収差素子による２つの焦線位置の間の範囲を“収束範囲”と示す）は、信号光の焦線位置よりも非点収差素子に接近しており、また、迷光２の焦線位置は、信号光の焦線位置よりも非点収差素子から離れている。
【００２７】
図１（ｂ）〜（ｅ）は、それぞれ、平行光部分および面Ｓ１、Ｓ０、Ｓ２上における信号光のビーム形状を示す図である。真円で非点収差素子に入射した信号光は、面Ｓ１上で楕円となり、面Ｓ０上で略真円となった後、面Ｓ２上にて再び楕円となる。ここで、面Ｓ１上のビーム形状と面Ｓ２上のビーム形状は、それぞれの長軸が互いに垂直の関係となっている。
【００２８】
ここで、同図（ａ）および（ｂ）のように、平行光部分におけるビームの外周に、反時計方向に８つの位置（位置１〜８：同図では丸囲み数字で表記）を設定すると、位置１〜８を通る光線は、非点収差素子によってそれぞれ収束作用を受ける。なお、位置４と位置８は、曲面方向に平行な直線にて平行光部分のビーム断面を２分割する場合の分割線上に位置しており、位置２と位置６は、平面方向に平行な直線にて平行光部分のビーム断面を２分割する場合の分割線上に位置している。位置１、３、５、７はそれぞれ、位置２、４、６、８によって区分される外周円弧の中間にある。
【００２９】
平行光部分において位置４と位置８を通る光線は、面Ｓ１で曲面方向の焦線へと収束された後に面Ｓ０へと入射する。このため、これら位置４、８を通る光線は、面Ｓ０上において、同図（ｄ）に示す位置４、８を通る。同様に、平行光部分において位置１、３、５、７を通る光線も、面Ｓ１にて曲面方向の焦線へと収束された後に面Ｓ０へと入射するため、面Ｓ０上では、同図（ｄ）に示す位置１、３、５、７を通る。これに対し、平行光部分において位置２、６を通る光線は、面Ｓ１で曲面方向の焦線へと収束されずに面Ｓ０へと入射する。このため、これら位置２、６を通る光線は、面Ｓ０上において、同図（ｄ）に示す位置２、６を通る。
【００３０】
図２（ｂ）〜（ｅ）は、それぞれ、平行光部分および面Ｓ１、Ｓ０、Ｓ２上における迷光１のビーム形状と光線通過位置を示す図である。同図（ｂ）に示すように、迷光１の外周にも、上記信号光の場合と同様に８つの位置１〜８を設定すると、これら８つの位置１〜８を通る光線は、曲面方向の焦線および平面方向の焦線の何れかに収束された後に面Ｓ０へと入射する。このため、平行光部分において位置１〜８を通る光線は、面Ｓ０上において、それぞれ、同図（ｄ）に示す位置１〜８を通る。
【００３１】
図３（ｂ）〜（ｅ）は、それぞれ、平行光部分および面Ｓ１、Ｓ０、Ｓ２上における迷光２のビーム形状と光線通過位置を示す図である。同図（ｂ）に示すように、迷光２の外周にも、上記信号光の場合と同様に８つの位置１〜８を設定すると、これら８つの位置１〜８を通る光線は、曲面方向の焦線と平面方向の焦線の何れへも収束されることなく面Ｓ０へと入射する。このため、平行光部分において位置１〜８を通る光線は、面Ｓ０上において、それぞれ、同図（ｄ）に示す位置１〜８を通る。
【００３２】
図４は、以上に説明した平行光部分および面Ｓ１、Ｓ０、Ｓ２上におけるビーム形状と光線の通過位置を、信号光、迷光１および迷光２を対比して示す図である。同図中の（ｃ）の段を対比して分かるとおり、平行光部分において位置１を通過した信号光、迷光１および迷光２の光束は、それぞれ、面Ｓ０上において、互いに異なる外周位置を通過する。同様に、平行光部分において位置３，４，５，７，８を通過した信号光、迷光１および迷光２の光束も、面Ｓ０において、互いに異なる外周位置を通過する。平行光部分において位置２，６を通過した信号光と迷光２の光束は、面Ｓ０において、同じ外周位置を通過する。この場合も、平行光部分において位置２，６を通過した信号光と迷光１の光束は、面Ｓ０において、互いに異なる外周位置を通過し、また、平行光部分において位置２、６を通過した迷光１と迷光２の光束は、面Ｓ０において、互いに異なる外周位置を通過する。
【００３３】
次に、以上の現象を考慮して、平行光部分における信号光および迷光１、２の領域分割パターンと、面Ｓ０上における信号光および迷光１、２の照射領域との関係について検討する。
【００３４】
まず、図５（ａ）に示すように、平行光部分における信号光および迷光１、２を、平面方向と曲面方向に対して４５°傾いた２つの直線で分割し、４つの光束領域Ａ〜Ｄに区分したとする。なお、この分割パターンは、従来の非点収差法に基づく領域分割に対応するものである。
【００３５】
この場合、上述の現象により、光束領域Ａ〜Ｄの信号光は、面Ｓ０上において、同図（ｂ）のように分布する。また、光束領域Ａ〜Ｄの迷光１および迷光２は、上述の現象により、それぞれ、同図（ｃ）および（ｄ）のように分布する。
【００３６】
ここで、面Ｓ０上における信号光と迷光１、２を光束領域毎に取り出すと、各光の分布は、図６（ａ）ないし（ｄ）のようになる。この場合、各光束領域の信号光には、同じ光束領域の迷光１および迷光２の何れか一方が必ず重なる。このため、各光束領域の信号光を光検出器上のセンサパターンで受光すると、少なくとも、同じ光束領域における迷光１または迷光２が対応するセンサパターンに同時に入射し、これにより検出信号に劣化が生じる。
【００３７】
これに対し、図７（ａ）に示すように、平行光部分における信号光および迷光１、２を、平面方向と曲面方向に平行な２つの直線で分割し、４つの光束領域Ａ〜Ｄに区分したとする。この場合、上述の現象から、光束領域Ａ〜Ｄの信号光は、面Ｓ０上において、同図（ｂ）のように分布する。また、光束領域Ａ〜Ｄの迷光１および迷光２は、上述の現象により、それぞれ、同図（ｃ）および（ｄ）のように分布する。
【００３８】
ここで、面Ｓ０上における信号光と迷光１、２を光束領域毎に取り出すと、各光の分布は、図８（ａ）ないし（ｄ）のようになる。この場合、各光束領域の信号光には、同じ光束領域の迷光１および迷光２の何れも重ならない。このため、各光束領域内の光束（信号光、迷光１、２）を個別に取り出して対応するセンサパターンで受光すると、センサパターンに信号光のみを入射させることができる。これにより、迷光による検出信号の劣化を回避することができる。
【００３９】
以上のように、信号光および迷光１、２を平面方向と曲面方向に平行な２つの直線で４つの光束領域Ａ〜Ｄに分割し、これら光束領域Ａ〜Ｄを通る光を個別に取り出して面Ｓ０上において受光することにより、信号光のみに基づく検出信号を得ることができる。本実施の形態は、この原理を基盤とするものである。
【００４０】
図９は、図７（ａ）に示す４つの光束領域Ａ〜Ｄを通る光束（信号光、迷光１、２）の進行方向を、それぞれ、異なる方向に、同じ角度だけ変化させたときの、面Ｓ０上における信号光と迷光１、２の分布状態を示す図である。ここでは、同図（ａ）に示すように、光束領域Ａ〜Ｄを通る光束（信号光、迷光１、２）の進行方向が、それぞれ、方向Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃ、Ｄｄに、同じ角度量α（図示せず）だけ変化している。なお、方向Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃ、Ｄｄは、平面方向と曲面方向に対して、それぞれ、４５°の傾きを持っている。
【００４１】
この場合、方向Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃ、Ｄｄにおける角度量αを調節することにより、Ｓ０平面上において、同図（ｂ）に示すように各光束領域の信号光と迷光１、２を分布させることができる。その結果、図示の如く、信号光のみが存在する信号光領域をＳ０平面上に設定することができる。この信号光領域に光検出器のセンサパターンを設定することにより、各領域の信号光のみを、対応するセンサパターンにて受光することができる。
【００４２】
図１０は、センサパターンの配置方法を説明する図である。同図（ａ）および（ｂ）は、従来の非点収差法に基づく光束の分割方法とセンサパターンを示す図であり、同図（ｃ）および（ｄ）は、上述の原理に基づく光束の分割方法とセンサパターンを示す図である。ここで、トラック方向は、平面方向および曲面方向に対して４５°の傾きを持っている。なお、同図（ａ）および（ｂ）には、説明の便宜上、光束が８つの光束領域ａ〜ｈに区分されている。また、トラック溝による回折の像が実線で示され、オフフォーカス時のビーム形状が点線によって示されている。
【００４３】
従来の非点収差法では、光検出器のセンサパターンＰ１〜Ｐ４（４分割センサ）が同図（ｂ）のように設定される。この場合、光束領域ａ〜ｈの光強度に基づく検出信号成分をＡ〜Ｈで表すと、プッシュプル信号ＰＰは、ＰＰ＝（Ａ＋Ｂ＋Ｇ＋Ｈ）−（Ｃ＋Ｄ＋Ｅ＋Ｆ）の演算により求まり、フォーカスエラー信号ＦＥは、ＦＥ＝（Ａ＋Ｂ＋Ｅ＋Ｆ）−（Ｃ＋Ｄ＋Ｇ＋Ｈ）の演算により求まる。
【００４４】
これに対し、上記図９（ｂ）の分布状態では、上述の如く、信号光領域内に、図１０（ｃ）の状態で信号光が分布している。この場合、図１０（ａ）に示す光束領域ａ〜ｈを通る信号光の分布を同図（ｃ）の分布に重ねると、同図（ｄ）のようになる。すなわち、同図（ａ）の光束領域ａ〜ｈを通る信号光は、光検出器のセンサパターンが置かれる面Ｓ０上では、同図（ｄ）に示す光束領域ａ〜ｈへと導かれる。
【００４５】
したがって、同図（ｄ）に示す光束領域ａ〜ｈの位置に、同図（ｄ）に重ねて示す如くセンサパターンＰ１１〜Ｐ１８を設定すれば、同図（ｂ）の場合と同様の演算処理によって、プッシュプル信号とフォーカスエラー信号を生成することができる。すなわち、この場合も、光束領域ａ〜ｈの光束を受光するセンサパターンからの検出信号をＡ〜Ｈで表すと、同図（ｂ）の場合と同様、プッシュプル信号ＰＰは、ＰＰ＝（Ａ＋Ｂ＋Ｇ＋Ｈ）−（Ｃ＋Ｄ＋Ｅ＋Ｆ）の演算により取得でき、フォーカスエラー信号ＦＥは、ＦＥ＝（Ａ＋Ｂ＋Ｅ＋Ｆ）−（Ｃ＋Ｄ＋Ｇ＋Ｈ）の演算により取得することができる。
【００４６】
以上のように、本原理によれば、平行光部分における信号光および迷光１、２を、図１の平面方向と曲面方向に平行な２つの直線で４つの光束領域Ａ〜Ｄに分割し、これら光束領域Ａ〜Ｄを通る光を分散させ、さらに、分散させた後の各光束領域Ａ〜Ｄにおける信号光を、２分割された受光部によって個別に受光することにより、従来の非点収差法に基づく場合と同様の演算処理にて、プッシュプル信号とフォーカスエラー信号を生成することができる。
【００４７】
ところで、上記では、１つのレーザ光（１ビーム法）について説明が行われたが、上記原理は、３つのレーザ光を用いる光ピックアップ装置（３ビーム法）にも適宜適用され得る。すなわち、メインビームと２つのサブビームに分割された各ビームの光束領域の進行方向を、図９（ａ）に示すように変化させることができる。この場合、Ｓ０平面上における各ビームの光束は、それぞれ図９（ｂ）のように分布する。かかる分布のうち、２つのサブビームの信号光領域にも、図１０（ｄ）に示すセンサパターンを配置することで、サブビーム用の検出信号についても迷光の影響を抑制することができる。すなわち、この場合、サブビームの信号光領域には、上記の如く、サブビーム自身の迷光が掛からないため、メインビーム用の検出信号と同様、サブビーム用の検出信号も、品質が高められる。
【００４８】
こうして、メインビームに加えて２つのサブビームの検出信号が得られれば、３ビーム法に基づくプッシュプル信号とフォーカスエラー信号を精度の良いものとすることができる。すなわち、上記原理が適用されれば、１ビーム法に限らず、３ビーム法においても、高品位のプッシュプル信号とフォーカスエラー信号が生成される。
【００４９】
＜実施例１＞
以下、上記原理に基づく実施例について説明する。
【００５０】
図１１に、本実施例に係る光ピックアップ装置の光学系を示す。なお、同図中のディスクには、複数の記録層が積層して配置されている。
【００５１】
図示の如く、光ピックアップ装置の光学系は、半導体レーザ１０１と、回折格子１０２と、１／２波長板１０３と、偏光ビームスプリッタ１０４と、コリメートレンズ１０５と、レンズアクチュエータ１０６と、立ち上げミラー１０７と、１／４波長板１０８と、アパーチャ１０９と、対物レンズ１１０と、ホルダ１１１と、対物レンズアクチュエータ１１２と、検出レンズ１１３と、光学素子１１４と、光検出器１１５とを備えている。
【００５２】
半導体レーザ１０１は、所定波長のレーザ光を出射する。回折格子１０２は、半導体レーザ１０１から出射されたレーザ光を、メインビーム、サブビーム１およびサブビーム２の３つに分割する。ここで、サブビーム１およびサブビーム２は、回折格子１０２による回折角に依存して、進行するにつれて次第にメインビームから離れていく。
【００５３】
なお、同図中において、半導体レーザ１０１から出射される実線は、メインビームの光束中心軸を表している。また、同図中の破線は、アパーチャ１０９によって開口制限された２つのサブビームのメインビームに対する離れ具合を、ディスクから光検出器１１５へと向かう復路においてのみ、模式的に示すものである。
【００５４】
１／２波長板１０３は、回折格子１０２側から入射されたメインビーム、サブビーム１およびサブビーム２の偏光方向が偏光ビームスプリッタ１０４に対してＳ偏光となるようこれらのビームの偏光方向を調整する。偏光ビームスプリッタ１０４は、１／２波長板１０３側から入射されるこれらのビーム（Ｓ偏光）を略全反射するとともに、コリメートレンズ１０５側から入射されるこれらのビーム（Ｐ偏光）を略全透過する。
【００５５】
コリメートレンズ１０５は、偏光ビームスプリッタ１０４側から入射されるメインビーム、サブビーム１およびサブビーム２を、それぞれ、平行光に変換する。なお、２つのサブビームの光束中心軸は、コリメートレンズ１０５の作用によってメインビームの光束中心軸に平行な方向に近づくものの、メインビームの光束中心軸に対して平行になることはない。よって、２つのサブビームは、コリメートレンズ１０５を透過した後も、進行に合わせてメインビームから次第に離れることとなる。
【００５６】
レンズアクチュエータ１０６は、サーボ信号に応じてコリメートレンズ１０５を光軸方向に変位させる。これにより、メインビーム、サブビーム１およびサブビーム２に生じる球面収差が補正される。立ち上げミラー１０７は、コリメートレンズ１０５側から入射されたこれらのビームを対物レンズ１１０に向かう方向に反射する。
【００５７】
１／４波長板１０８は、ディスクへと向かうメインビーム、サブビーム１およびサブビーム２を円偏光に変換するとともに、ディスクによって反射されたこれらのビームをディスクへ向かう際の偏光方向に直交する直線偏光に変換する。これにより、ディスクによって反射されたこれらのビームは、偏光ビームスプリッタ１０４を透過する。
【００５８】
アパーチャ１０９は、１／４波長板１０８側から入射されたメインビーム、サブビーム１およびサブビーム２のビーム径を、対物レンズ１１０の開口数（ＮＡ）に適するビーム径に絞る。対物レンズ１１０は、アパーチャ１０９により絞られたこれらのビームをディスク内のターゲット記録層に適正に収束させる。
【００５９】
なお、ディスクによって反射された２つのサブビームは、ややずれた状態でアパーチャ１０９に入射するため、アパーチャ１０９によって周辺部がカットされ、アパーチャ１０９を通過した直後では、メインビームと２つのサブビームが互いに重なり合った状態となる。しかし、２つのサブビームの光束中心軸はメインビームの光束中心軸に対し平行でないため、その後、２つのサブビームは、同図中の破線で模式的に示すように、進行に伴ってメインビームから次第に離れて行く。
【００６０】
ホルダ１１１は、１／４波長板１０８、アパーチャ１０９および対物レンズ１１０を一体的に保持する。対物レンズアクチュエータ１１２は、従来周知の電磁駆動回路によって構成され、当該回路のうち、フォーカスコイル等のコイル部がホルダ１１１に装着されている。なお、対物レンズアクチュエータ１１２は、対物レンズ１１０を、フォーカス方向とトラッキング方向の他、チルト方向にも駆動できるよう構成されている。
【００６１】
コリメートレンズ１０５は、ミラー１０７側から入射されたメインビーム、サブビーム１およびサブビーム２を、それぞれ、平行光から収束光に変換する。なお、２つのサブビームの光束中心軸は、コリメートレンズ１０５の作用によってメインビームの光束中心軸に平行な方向に近づくものの、メインビームの光束中心軸に平行になることはなく収束していく。よって、２つのサブビーム光束は、コリメートレンズ１０５を透過した後も、進行に合わせてメインビームから次第に離れて行く。
【００６２】
検出レンズ１１３は、偏光ビームスプリッタ１０４を透過したメインビーム、サブビーム１およびサブビーム２に非点収差を導入する。すなわち、検出レンズ１１３は、図１の非点収差素子に相当する。
【００６３】
角度調整素子１１４は、検出レンズ１１３側から入射されたメインビーム、サブビーム１およびサブビーム２の進行方向を、図９を参照して述べた如く変化させる。すなわち、角度調整素子１１４は、入射されたこれらのビームのうち、図９（ａ）の光束領域Ａ〜Ｄを通過する光束の進行方向を、それぞれ、方向Ｄａ〜Ｄｄに、同じ角度量だけ変化させる。
【００６４】
ここで、メインビームと２つのサブビームは、互いにややずれた状態で角度調整素子１１４に入射するが、このずれ量は光束径に対して小さいため、各ビームは略重なり合った状態で角度調整素子１１４に入射する。このため、各ビームは、角度調整素子１１４から略同様の作用を付与される。よって、メインビームと、サブビーム１およびサブビーム２は、光検出器１１５の受光面上において、それぞれ、図９（ｂ）のように分布する。なお、角度調整素子１１４の構成については、追って図１２を参照して説明する。
【００６５】
光検出器１１５は、角度調整素子１１４によって進行方向が変化したメインビーム、サブビーム１およびサブビーム２を、それぞれ対応して受光する３つのセンサパターンを有する。光検出器１１５は、これら３つのセンサパターンが図１の面Ｓ０の位置に位置づけられるように配置される。各センサパターンは、図１０（ｄ）の構成を有し、それぞれ、メインビームと２つのサブビームの信号光領域（図９（ｂ）参照）に配置される。
【００６６】
光検出器１１５に配された各センサからの出力をもとに、再生ＲＦ信号が生成され、さらに、トラッキングエラー信号およびフォーカスエラー信号が生成される。光検出器１１５の構成とトラッキングエラー信号およびフォーカスエラー信号の演算処理については、追って図１３を参照して説明する。
【００６７】
図１２は、角度調整素子１１４の構成例を示す図である。同図（ａ）は、回折パターンを有するホログラム素子によって角度調整素子１１４を構成する場合の構成例を示し、同図（ｂ）および（ｃ）は、多面プリズムによって角度調整素子１１４を構成する場合の構成例を示している。
【００６８】
まず、同図（ａ）の構成例において、角度調整素子１１４は、正方形形状の透明板にて形成され、光入射面にホログラムパターンが形成されている。光入射面は、図示の如く、４つのホログラム領域１１４ａ〜１１４ｄに区分されている。これらホログラム領域１１４ａ〜１１４ｄに、それぞれ、図９（ａ）の光束領域Ａ〜Ｄが整合するよう、角度調整素子１１４が配置される。
【００６９】
前述のように、メインビーム、サブビーム１およびサブビーム２は、互いにややずれた状態で、角度調整素子１１４にそれぞれ入射する。角度調整素子１１４は、メインビームの光束中心軸が角度調整素子１１４の中心を貫くように配置される。このため、２つのサブビームは角度調整素子１１４の中心からややずれた位置に入射する。しかし、このずれ量は光束径に対して小さいため、２つのサブビームは、メインビームとほぼ同量の作用を角度調整素子１１４から付与される。
【００７０】
ホログラム領域１１４ａ〜１１４ｄは、入射されたメインビーム、サブビーム１およびサブビーム２（信号光と迷光）を、それぞれ、方向Ｖａ〜Ｖｄに回折させる。方向Ｖａ〜Ｖｄは、図９（ａ）の方向Ｄａ〜Ｄｄに一致している。よって、ホログラム領域１１４ａ〜１１４ｄは、回折により、検出レンズ１１３側から入射されたこれらのビーム（信号光と迷光）の進行方向を、それぞれ、図９（ａ）のＤａ〜Ｄｄの方向に変化させる。各領域における回折角は互いに同じとなっている。
【００７１】
ここで、回折角は、ホログラム領域１１４ａ〜１１４ｄを通過したメインビーム、サブビーム１およびサブビーム２（信号光と迷光）が、図１の面Ｓ０において、図９（ｂ）のように分布するよう調整されている。よって、上記の如く、光検出器１１５の受光面を面Ｓ０に配置することにより、３つのセンサパターンを、対応するビームの信号光領域に配置することができ、よって、各センサパターンによって対応するビームの信号光を適正に受光することができる。
【００７２】
なお、上記ホログラム領域１１４ａ〜１１４ｄの回折効率は互いに同じとなっている。ホログラム領域１１４ａ〜１１４ｄに形成されるホログラムがステップ型である場合、回折効率は、ホログラムパターンのステップ数と１ステップあたりの高さによって調整され、回折角は、ホログラムパターンのピッチによって調整される。よって、この場合には、予め決められた回折次数の回折効率が所期の値となるように、ホログラムパターンのステップ数と１ステップあたりの高さが設定され、さらに、当該回折次数における回折角が図９（ｂ）の分布を与え得るように、ホログラムパターンのピッチが調整される。
【００７３】
なお、ホログラム領域１１４ａ〜１１４ｄに形成されるホログラムをブレーズ型とすることも可能である。この場合、ステップ型のホログラムよりも回折効率を高めることができる。
【００７４】
図１２（ｂ）の構成例において、角度調整素子１１４は、光出射面が平坦で、且つ、光入射面が４つの領域において異なる方向に個別に傾斜する透明体によって形成されている。同図（ｃ）は同図（ｂ）を光入射面側から見た図である。図示の如く、角度調整素子１１４の光入射面には、４つの傾斜面１１４ｅ〜１１４ｈが形成されている。これら傾斜面に入射面側から光線がＸ軸方向に入射すると、傾斜面１１４ｅ〜１１４ｈに入射する際の屈折作用によって、光の進行方向が、それぞれ、同図（ｃ）のＶｅ〜Ｖｈの方向に変化する。ここで、傾斜面１１４ｅ〜１１４ｈにおける屈折角は、同じである。
【００７５】
同図（ｂ）の角度調整素子１１４は、傾斜面１１４ｅ〜１１４ｈに、それぞれ、図９（ａ）の光束領域Ａ〜Ｄを通過するメインビーム（信号光と迷光）が入射するよう配置される。なお、サブビーム１およびサブビーム２は、上記の如くメインビームからややずれた状態で角度調整素子１１４に入射するが、このずれ量は光束径に対して小さいため、これら２つのサブビームのうち図９（ａ）の各光束領域Ａ〜Ｄを通過する光束は、概ね、傾斜面１１４ｅ〜１１４ｈのうちの対応する傾斜面に入射する。
【００７６】
こうして角度調整素子１１４が配置されると、傾斜面１１４ｅ〜１１４ｈにおける屈折方向Ｖｅ〜Ｖｈが、図９（ａ）の方向Ｄａ〜Ｄｄに一致することとなる。よって、傾斜面１１４ｅ〜１１４ｈは、屈折により、検出レンズ１１３側から入射されたこれらのビーム（信号光と迷光）の進行方向を、一定角度だけ、それぞれ、図９（ａ）のＤａ〜Ｄｄの方向に変化させる。
【００７７】
ここで、各傾斜面における屈折角は、傾斜面１１４ｅ〜１１４ｈを通過した各ビーム（信号光と迷光）が、図１の面Ｓ０において、それぞれ、図９（ｂ）のように分布するよう調整されている。よって、上記の如く、光検出器１１５の受光面を面Ｓ０に配置することにより、３つのセンサパターンによって対応するビームの信号光を適正に受光することができる。
【００７８】
なお、図１２（ａ）の構成例では、ホログラム領域１１４ａ〜１１４ｄに、レーザ光の進行方向を一定角度だけ変化させる角度付与の回折作用のみを持たせるようにしたが、角度付与の他、検出レンズ１１３による非点収差作用をも同時に発揮するホログラムパターンを、ホログラム領域１１４ａ〜１１４ｄに設定しても良い。また、角度調整素子１１４の光入射面に上記角度付与のためのホログラムパターンを形成し、非点収差作用を持たせるためのホログラムパターンを角度調整素子１１４の光出射面に持たせるようにしても良い。同様に、図１２（ｂ）の角度調整素子１１４においても、光出射面に、非点収差を導入するためのレンズ面を形成するようにしても良く、あるいは、傾斜面１１４ｅ〜１１４ｈを曲面形状として、傾斜面１１４ｅ〜１１４ｈに非点収差のレンズ作用を持たせるようにしても良い。こうすると、検出レンズ１１３を省略することができ、部品点数とコストの削減を図ることができる。
【００７９】
図１３は、光検出器１１５の構成を説明する図である。同図（ａ）は、メインビーム、サブビーム１およびサブビーム２における各ビーム（信号光と迷光）の、光検出器１１５上の分布状態を示す図である。また、同図（ｂ）は、光検出器１１５上のセンサパターンを示す図である。
【００８０】
本実施例では、同図（ａ）に示すように、光検出器１１５の受光面上において、メインビーム、サブビーム１およびサブビーム２の信号光領域が、互いに重なり合うことなく間隔を開けて一直線上に並んでいる。
【００８１】
光検出器１１５は、メインビーム、サブビーム１およびサブビーム２の信号光を受光するために、図１０（ｄ）に示すセンサパターンを３つ有する。すなわち、同図（ｂ）に示すように、メインビームの信号光を受光するセンサＭａ〜Ｍｈと、サブビーム１の信号光を受光するセンサＳ１ａ〜Ｓ１ｈと、サブビーム２の信号光を受光するセンサＳ２ａ〜Ｓ２ｈとが、それぞれ、メインビーム、サブビーム１およびサブビーム２の信号光領域に配されている。
【００８２】
なお、これら３つの信号光領域の間隔は、回折格子１０２における回折角に依存する。かかる回折角を大きくして信号光領域間の間隔を広げるほど、となりのビームの迷光が信号光領域に掛かり難くなる。しかし、その一方で、回折格子１０２の回折角が大きくなると、角度調整素子１１４におけるメインビーム、サブビーム１およびサブビーム２の位置ずれが大きくなる。加えて、ディスク上におけるこれらビームのスポット間隔が大きくなるため、ディスク内外周におけるトラック曲率の差に起因して、サブビームのスポットにトラックずれが生じ、結果、検出信号に誤差が含まれるようになる。
【００８３】
したがって、本実施例においては、これらの点を考慮して、光検出器１１５の受光面上におけるメインビーム、サブビーム１およびサブビーム２の信号光領域が所定の間隔を開けて並ぶよう、回折格子１０２の回折角および他の光学系が調整される。
【００８４】
次に、トラッキングエラー信号とフォーカスエラー信号を生成するための演算処理について説明する、なお、以下では、便宜上、各センサからの出力信号を、各センサに付記された記号にて表すこととする。
【００８５】
メインビーム、サブビーム１およびサブビーム２のプッシュプル信号（ＭＰＰ、Ｓ１ＰＰおよびＳ２ＰＰ）は、図１０（ｄ）に示した演算手法に基づいて、以下の演算により得られる。
【００８６】
ＭＰＰ＝Ｍａ+Ｍｂ+Ｍｇ+Ｍｈ-（Ｍｃ+Ｍｄ+Ｍｅ+Ｍｆ）    …（１）
Ｓ１ＰＰ＝Ｓ１ａ+Ｓ１ｂ+Ｓ１ｇ+Ｓ１ｈ-（Ｓ１ｃ+Ｓ１ｄ+Ｓ１ｅ+Ｓ１ｆ）
Ｓ２ＰＰ＝Ｓ２ａ+Ｓ２ｂ+Ｓ２ｇ+Ｓ２ｈ-（Ｓ２ｃ+Ｓ２ｄ+Ｓ２ｅ+Ｓ２ｆ）
【００８７】
また、サブビーム１およびサブビーム２のプッシュプル信号の加算値ＳＰＰは、以下のとおりとなる。
【００８８】
ＳＰＰ＝Ｓ１ＰＰ＋Ｓ２ＰＰ    …（２）
【００８９】
この場合、ＤＰＰ（Differential Push Pull）法によるトラッキングエラー信号ＴＥは、次式により求められる。
【００９０】
ＴＥ＝ＭＰＰ−ｋ（ＳＰＰ）    …（３）
【００９１】
また、メインビーム、サブビーム１およびサブビーム２のフォーカスエラー信号（ＭＡＳ、Ｓ１ＡＳおよびＳ２ＡＳ）は、図１０（ｄ）に示した演算手法に基づいて、以下の演算により得られる。
【００９２】
ＭＡＳ＝Ｍａ+Ｍｂ+Ｍｅ+Ｍｆ-（Ｍｃ+Ｍｄ+Ｍｇ+Ｍｈ）    …（４）
Ｓ１ＡＳ＝Ｓ１ａ+Ｓ１ｂ+Ｓ１ｅ+Ｓ１ｆ-（Ｓ１ｃ+Ｓ１ｄ+Ｓ１ｇ+Ｓ１ｈ）
Ｓ２ＡＳ＝Ｓ２ａ+Ｓ２ｂ+Ｓ２ｅ+Ｓ２ｆ-（Ｓ２ｃ+Ｓ２ｄ+Ｓ２ｇ+Ｓ２ｈ）
【００９３】
また、サブビーム１およびサブビーム２のフォーカスエラー信号の加算値ＳＡＳは、以下のとおりとなる。
【００９４】
ＳＡＳ＝Ｓ１ＡＳ＋Ｓ２ＡＳ    …（５）
【００９５】
この場合、差動非点収差法によるフォーカスエラー信号ＦＥは、次式により求められる。
【００９６】
ＦＥ＝ＭＡＳ＋ｋ（ＳＡＳ）    …（６）
【００９７】
なお、ＴＥおよびＦＥで用いられるｋの値は、回折格子１０２によるレーザ光の分光比を基準に決定される。しかしながら、実際にはアパーチャ１０９によるケラレ等により、サブビームの光量が減少するため、実際の光学系においてｋの値は適宜調整される必要がある。すなわち、トラックずれがない状態において、トラッキングエラー信号ＴＥの値がゼロとなるよう、ｋの値は調整される。このようにして得られたｋの値は、ＦＥの演算処理においても用いられる。
【００９８】
以上、本実施例によれば、ディスク内に配された記録層のうちターゲット記録層から反射されたメインビームの信号光と、当該ターゲット記録層の上および下の記録層から反射されたメインビームの迷光とが、光検出器１１５の受光面（オンフォーカス時に信号光スポットが最小錯乱円になる面Ｓ０）上において、互いに重なり合わないようにすることができる。具体的には、受光面（面Ｓ０）上におけるメインビームの信号光と迷光の分布を、図９（ｂ）の状態にすることができる。同様に、受光面上におけるサブビームの信号光とサブビームの迷光の分布を、図９（ｂ）の状態にすることができる。
【００９９】
したがって、図１３（ａ）の信号光領域に、図１３（ｂ）のセンサパターンを配置することにより、メインビームの迷光がメインビーム用のセンサパターンに掛からないようにすることができ、また、サブビーム１およびサブビーム２の迷光が、それぞれ、サブビーム１用のセンサパターンとサブビーム２用のセンサパターンに掛からないようにすることができる。このため、メインビーム、サブビーム１およびサブビーム２を受光する各センサパターンからの信号が、対応するビームの迷光によって劣化するのを抑制することができ、３ビーム法によるトラッキングエラー信号およびフォーカスエラー信号の品質を高めることができる。
【０１００】
また、この効果を、ディスクによって反射されたレーザ光の光路中、すなわち、図１１の構成では検出レンズ１１３と光検出器１１５の間に、光学素子１１４を配置するのみで達成することができる。したがって、本実施例によれば、簡素な構成にて効果的に迷光による影響を低減することができる。
【０１０１】
なお、上記原理による効果は、迷光１の平面方向の焦線位置が面Ｓ０（信号光のスポットが最小錯乱円となる面）よりも非点収差素子に接近した位置にあり、且つ、迷光２の曲面方向の焦線位置が面Ｓ０よりも非点収差素子から離れた位置にあるときに奏され得るものである。すなわち、この関係が満たされていれば、信号光と迷光１、２の分布は上記図９（ｂ）または図１３（ａ）に示す状態となり、面Ｓ０において、信号光と迷光１、２が重なり合わないようにすることができる。換言すれば、この関係が満たされる限り、たとえ、信号光の曲面方向の焦線位置よりも迷光１の平面方向の焦線位置が面Ｓ０に接近し、あるいは、信号光の平面方向の焦線位置よりも迷光２の曲面方向の焦線位置が面Ｓ０に接近したとしても、上記原理に基づく本発明ないし実施例の効果は奏され得る。
【０１０２】
＜実施例２＞
上記実施例１では、光検出器１１５の受光面上において、メインビーム、サブビーム１およびサブビーム２の信号光領域が、図１３（ａ）に示すように、互いに重なり合うことなく間隔を開けて直線状に並ぶよう、回折格子１０２の回折角とその他の光学系が調整された。しかし、このように信号光領域が配置される場合には、たとえば、サブビーム１およびサブビーム２を受光するセンサパターンにメインビームの迷光が入射して、これらセンサパターンからの信号が劣化することも考えられる。かかる迷光の影響は、各ビームの信号光領域の間隔を広げることにより低減できる。しかし、信号光領域の間隔を広げると、上記のとおり、角度調整素子１１４上における各ビームのずれ量が大きくなり、また、ディスク上におけるビームスポット間の間隔が広がってしまい、検出信号に誤差成分が含まれる惧れがある。したがって、この点をも考慮すると、信号光領域間の間隔をなるべく狭めながら、同時に、隣り合うビームからの迷光の影響を抑制できるようにするのが望ましい。
【０１０３】
本実施例およびその後の実施例３、４においては、以上の点を考慮して、信号光領域間の間隔を狭めながら、同時に、隣り合うビームからの迷光の影響を抑制するよう光学系を変更するものである。以下に、まず、本実施例に係る構成について説明し、その後、実施例３、４について説明する。
【０１０４】
本実施例では、メインビーム、サブビーム１およびサブビーム２の信号光領域が互いに重なり合うように、回折格子１０２の回折角とその他の光学系が調整されている。
【０１０５】
図１４は、光検出器１１５の受光面上におけるメインビーム、サブビーム１およびサブビーム２の分布状態を示す図である。
【０１０６】
同図（ａ）および（ｂ）には、メインビーム、サブビーム１およびサブビーム２の信号光領域と共に、信号光および迷光が示されている。なお、同図（ａ）では、便宜上、サブビーム１、２の迷光が図示省略されている。また、同図（ｂ）では、便宜上、メインビームの迷光が図示省略されている。図示の如く、これらのビームの信号光領域は互いに重なり合いながらも、信号光は互いに重ならないよう、各ビームの分布が調整されている。
【０１０７】
図１５（ａ）は、光検出器１１５の受光面上に配置されたセンサパターンを示す図である。各センサパターンは、それぞれ、各ビームの信号光を受光するよう、図１４のメインビーム、サブビーム１およびサブビーム２の信号光領域に配されている。
【０１０８】
ここで、図１４でも示されたように、メインビーム、サブビーム１およびサブビーム２の信号光は重なり合うことがないため、各センサには、信号光のうち対応する信号光のみが入射する。よって、本実施例においても、上記実施例１で示された演算式を用いてトラッキングエラー信号およびフォーカスエラー信号が導出され得る。
【０１０９】
また、メインビームの信号光領域内に配置されたセンサ（センサＭａ〜Ｍｈ、センサＳ１ａ、Ｓ１ｈ、Ｓ２ｄ、Ｓ２ｅ）には、図１４（ａ）を参照して分かるとおり、メインビームの迷光が掛からない。このため、これらセンサからの出力がメインビームの迷光による影響を受けることはない。すなわち、本実施例では、メインビームを受光するセンサパターン（センサＭａ〜Ｍｈ）の他、サブビーム１およびサブビーム２を受光するセンサパターンの一部（センサＳ１ａ、Ｓ１ｈ、Ｓ２ｄ、Ｓ２ｅ）についても、メインビームの迷光による影響を回避することができる。
【０１１０】
一般に、メインビームの光量はサブビームの光量よりも数段大きい。よって、メインビームの迷光がサブビーム用のセンサに入射すると、当該センサからの出力信号に劣化が起こり易い。本実施例では、サブビーム１およびサブビーム２を受光するセンサパターンの一部（センサＳ１ａ、Ｓ１ｈ、Ｓ２ｄ、Ｓ２ｅ）にメインビームの迷光が掛からないため、これらセンサからの出力信号がメインビームによる迷光によって劣化することはない。したがって、上記実施例１に比べて、少なくとも、これらセンサの検出信号の品質を高めることができ、よって、トラッキングエラー信号とフォーカスエラー信号の品質が上記実施例１よりも高くなることが期待できる。
【０１１１】
なお、本実施例の構成において、上記実施例１における演算式を用いて、トラッキングエラー信号とフォーカスエラー信号を求めてみた。なお、ここでは、迷光を考慮せずに信号光のみに基づいて、トラッキングエラー信号とフォーカスエラー信号を求めた。図１５（ｂ）は、そのシミュレーション結果である。
【０１１２】
図１６は、本シミュレーションに用いた光学系を示す図である。光学系の配置は図１１と同じであるため、説明は省略する。
【０１１３】
本光学系の設計条件は、以下の通りである。
（１）往路倍率：１０倍
（２）復路倍率：１８倍
（３）半導体レーザ１０１から出射されるレーザ光の波長：４０５ｎｍ
（４）ターゲット記録層とその前後の記録層との間隔：１０μｍ
（５）角度調整素子１１４によって付与される分光角度：１．９度
（６）角度調整素子１１４の分光面と光検出器１１３の検出面の間の光路長：３ｍｍ
（７）角度調整素子１１４を配さないときの光検出面上におけるスポット径：６０μｍ
（８）角度調整素子１１４を配したときの光検出面上における各信号光（光束領域Ａ〜Ｄをそれぞれ通過）の変位距離：１００μｍ
【０１１４】
なお、往路倍率とは、対物レンズの焦点距離に対するコリメートレンズの焦点距離の比であり、復路倍率とは、対物レンズの焦点距離に対するコリメートレンズと検出レンズの合成焦点距離の比のことである。本光学系では、ディスクによって反射されたレーザ光（信号光）は、角度調整素子１１４を除去すると検出面上において最小錯乱円となる。上記（７）のスポット径とは、この最小錯乱円の径のことである。また、上記（８）の変位距離とは、角度調整素子１１４を除去したときの検出面上における信号光の光束中心と、角度調整素子１１４を配したときの各信号光の頂点位置（図８に示す扇型が直角となる頂点の位置）との間の距離のことである。
【０１１５】
図１５（ｂ）の（ｂ−１）、（ｂ−２）および（ｂ−３）は、それぞれ、メインビームの光束中心軸に対する対物レンズ１１０のレンズシフト量が３００μｍ、３００μｍおよび０μｍであるとの条件下で、上記光学系に基づいてシミュレーションが行われた結果を示すグラフである。なお、グラフ中の信号値は、図１５（ａ）のセンサパターンから出力される検出信号をもとに、上記実施例１で示した演算方法によって得られた値である。
【０１１６】
図１５（ｂ−１）は、上記レンズシフトの条件下で、メインビームのトラックずれ量を変化させたときのＭＰＰ、ＳＰＰ＊ｋおよびＴＥの演算値の推移をシミュレーションしたグラフである。ここで、ＭＰＰは式（１）により得られる値であり、ＳＰＰ＊ｋは式（２）をｋ倍して得られる値であり、ＴＥは式（３）により得られる値である。なお、ｋの値は、トラックずれがない状態において、トラッキングエラー信号ＴＥがゼロとなるよう調整されている。
【０１１７】
図１５（ｂ−１）を参照して、ＭＰＰおよびＳＰＰ＊ｋには、レンズシフトによるオフセットが同一量だけ生じている。また、ＭＰＰおよびＳＰＰ＊ｋは、互いに位相が反転している。したがって、上記式（３）をもとにＴＥを求めると、同図に示すように、レンズシフトによるオフセットが除去されたトラッキングエラー信号が得られる。
【０１１８】
次に、図１５（ｂ−２）は、上記レンズシフトの条件下で、メインビームをオンフォーカスさせた状態でメインビームのトラックずれ量を変化させたときのＭＡＳ、ＳＡＳ＊ｋおよびＦＥの演算値の推移をシミュレーションしたグラフである。ここで、ＭＡＳは式（４）により得られる値であり、ＳＡＳ＊ｋは式（５）をｋ倍して得られる値であり、ＦＥは式（６）により得られる値である。なお、ｋの値は、図１５（ｂ−１）で得られた値と同じ値である。
【０１１９】
図１５（ｂ−２）を参照して、ＭＡＳおよびＳＡＳ＊ｋには、レンズシフトによるごく微小のオフセットが生じている。また、トラック溝を横断する際に発生する外乱光（以下、溝外乱という）により、トラックずれに伴ってＭＡＳおよびＳＡＳ＊ｋに変動が生じている。しかしながら、これら２つの信号のオフセットはごく微少で且つ同一量であり、また、位相は互いに逆であるため、上記式（６）をもとにＦＥを求めると、同図に示すように溝外乱による変動が消え、オフセットも微少なものとなる。すなわち、トラックのずれに拘わらず、安定したフォーカスエラー信号が得られる。
【０１２０】
次に、図１５（ｂ−３）は、ＭＡＳ、ＳＡＳ＊ｋおよびＦＥが、フォーカスずれにしたがって変化することをシミュレーションしたグラフである。ここでのｋの値も、図１５（ｂ−１）で得られた値と同じ値である。
【０１２１】
図１５（ｂ−３）のＭＡＳおよびＳＡＳ＊ｋは変化傾向が一致しており、これら２つの信号を加算したＦＥは、１ビームから得られるフォーカスエラーよりＳ字カーブの振幅が大きくなる。よって、図１５（ｂ−２）のシミュレーション結果をも併せると、溝外乱の影響を受けない良好なフォーカスエラー信号が得られることがわかる。
【０１２２】
以上のとおり、図１４に示すビーム分布に図１５に示すセンサパターンを適用すると、上記実施例１と同様の演算式により、３ビーム法に基づくトラッキングエラー信号とフォーカスエラー信号を取得することができる。この場合、上記の如く、サブビーム１とサブビーム２を受光するセンサパターンの一部（センサＳ１ａ、Ｓ１ｈ、Ｓ２ｄ、Ｓ２ｅ）には、メインビームの迷光が掛からないため、上記実施例１に比べて、トラッキングエラー信号およびフォーカスエラー信号の一層の品質向上が可能となり得る。
【０１２３】
＜実施例３＞
本実施例は、上記実施例２におけるサブビーム１およびサブビーム２のセンサパターンを変更することで、メインビームの迷光がサブビームのセンサパターンに与える影響を、さらに低減しようとするものである。
【０１２４】
図１７は、本実施例のセンサパターンを示す図である。上記実施例２のセンサパターンでは、図１４（ａ）を参照して分かるとおり、サブビーム用のセンサのうち、センサＳ１ｂ、Ｓ１ｃ、Ｓ１ｆ、Ｓ１ｇと、センサＳ２ｂ、Ｓ２ｃ、Ｓ２ｆ、Ｓ２ｇがメインビームの迷光の影響を受け易い。他方、これらのセンサには、上記図１０（ｂ）および（ｄ）を参照して分かるとおり、ディスク上のトラック像がそれほど投影されず、このため、これらセンサからの信号にはサブビームのプッシュプル成分がほとんど含まれない。
【０１２５】
そこで、本実施例では、図１７（ａ）に示す如く、図１５（ａ）のセンサパターンから、サブビーム１のセンサＳ１ｂ、Ｓ１ｃ、Ｓ１ｆ、Ｓ１ｇと、サブビーム２のセンサＳ２ｂ、Ｓ２ｃ、Ｓ２ｆ、Ｓ２ｇが削除され、残りのセンサからの信号を用いて３ビーム法に基づくトラッキングエラー信号とフォーカスエラー信号を求めるようにしている。
【０１２６】
このようにセンサＳ１ｂ、Ｓ１ｃ、Ｓ１ｆ、Ｓ１ｇと、センサＳ２ｂ、Ｓ２ｃ、Ｓ２ｆ、Ｓ２ｇを削除する場合、上記実施例１で示された演算方法は、以下のように変更される。なお、式の後部に付記された変更記号（＊）は、当該式が変更されたことを示す。
【０１２７】
ＭＰＰ＝Ｍａ+Ｍｈ-（Ｍｄ+Ｍｅ）    …（＊）
Ｓ１ＰＰ＝Ｓ１ａ+Ｓ１ｈ-（Ｓ１ｄ+Ｓ１ｅ）    …（＊）
Ｓ２ＰＰ＝Ｓ２ａ+Ｓ２ｈ-（Ｓ２ｄ+Ｓ２ｅ）    …（＊）
ＳＰＰ＝Ｓ１ＰＰ＋Ｓ２ＰＰ
ＴＥ＝ＭＰＰ−ｋ（ＳＰＰ）
ＭＡＳ＝Ｍａ+Ｍｂ+Ｍｅ+Ｍｆ-（Ｍｃ+Ｍｄ+Ｍｇ+Ｍｈ）
Ｓ１ＡＳ＝Ｓ１ａ+Ｓ１ｅ-（Ｓ１ｄ+Ｓ１ｈ）    …（＊）
Ｓ２ＡＳ＝Ｓ２ａ+Ｓ２ｅ-（Ｓ２ｄ+Ｓ２ｈ）    …（＊）
ＳＡＳ＝Ｓ１ＡＳ＋Ｓ２ＡＳ
ＦＥ＝ＭＡＳ＋ｋ（ＳＡＳ）
【０１２８】
図１７（ｂ）の（ｂ−１）、（ｂ−２）および（ｂ−３）は、上記演算式に基づいて、上記実施例２と同様の条件下でシミュレーションが行われた結果を示すグラフである。
【０１２９】
図１７（ｂ−１）を参照して分かるとおり、本実施例においても上記実施例２と同様、オフセットが解消されたトラッキングエラー信号が得られる。
【０１３０】
また、図１７（ｂ−２）および（ｂ−３）を参照して分かるとおり、本実施例においても上記実施例２と同様、オフセットが微小で、且つ、溝外乱による変動が抑制された安定したフォーカスエラー信号が得られる。
【０１３１】
なお、本実施例では、図１７（ｂ−３）と図１５（ｂ−３）を比較して分かるとおり、サブビームのセンサを一部削除したことによって、上記実施例２に比べて、ＳＡＳ＊ｋの振幅が略２分の１となり、ＦＥの振幅は４分の３程度に減少する。このため、フォーカスエラー信号の品質は、上記実施例２に比べやや低下するものの、１ビームのみの場合に比べるとなお高品質のフォーカスエラー信号が得られる。
【０１３２】
以上、本実施例では、メインビームの迷光による影響を受け易いセンサが削除されるため、より品質の高いトラッキングエラー信号およびフォーカスエラー信号を取得することができる。また、このようにセンサを削除しても、演算処理手法を上記のように変更することで、３ビーム法に基づくトラッキングエラー信号とフォーカスエラー信号を適正に取得することができる。加えて、本実施例では、センサ数が減少するため、光検出器の構成を簡素化することができる。
【０１３３】
＜実施例４＞
本実施例は、上記実施例３のセンサパターンをさらに変更することで、メインビームの迷光による影響を、さらに低減しようとするものである。
【０１３４】
図１８は、本実施例のセンサパターンを示す図である。本実施例では、上記実施例３のセンサパターンから、さらにメインビームの迷光の影響を受け得るセンサが削除されている。すなわち、図１７（ａ）のセンサパターンから、サブビーム１用のセンサＳ１ｅ、Ｓ１ｄと、サブビーム２用のセンサＳ２ａ、Ｓ２ｈが削除されている。
【０１３５】
このようにセンサＳ１ｅ、Ｓ１ｄと、センサＳ２ａ、Ｓ２ｈを削除する場合、上記実施例３で示された演算方法は、以下のように変更される。なお、式の後部に付記された変更記号（＊）は、当該式が変更されたことを示す。
【０１３６】
ＭＰＰ＝Ｍａ+Ｍｈ-（Ｍｄ+Ｍｅ）
Ｓ１ＰＰ＝Ｓ１ａ+Ｓ１ｈ    …（＊）
Ｓ２ＰＰ＝-（Ｓ２ｄ+Ｓ２ｅ）    …（＊）
ＳＰＰ＝Ｓ１ＰＰ＋Ｓ２ＰＰ
ＴＥ＝ＭＰＰ−２ｋ（ＳＰＰ）    …（＊）
ＭＡＳ＝Ｍａ+Ｍｂ+Ｍｅ+Ｍｆ-（Ｍｃ+Ｍｄ+Ｍｇ+Ｍｈ）
Ｓ１ＡＳ＝Ｓ１ａ-Ｓ１ｈ    …（＊）
Ｓ２ＡＳ＝Ｓ２ｅ-Ｓ２ｄ    …（＊）
ＳＡＳ＝Ｓ１ＡＳ＋Ｓ２ＡＳ
ＦＥ＝ＭＡＳ＋２ｋ（ＳＡＳ）    …（＊）
【０１３７】
ここで、サブビームの削除されたセンサからの出力信号を補うため、ＴＥおよびＦＥの演算式の第２項が２倍されている。
【０１３８】
図１８（ｂ）の（ｂ−１）、（ｂ−２）および（ｂ−３）は、上記演算式に基づいて、上記実施例３と同様の条件下でシミュレーションが行われた結果を示すグラフである。これらのグラフを参照して、本実施例においても上記実施例３と同様、品質の高いトラッキングエラー信号およびフォーカスエラー信号が得られる。
【０１３９】
以上、本実施例では、メインビームの迷光の影響を受け得るセンサが全て削除されるため、メインビームの迷光の影響を完全に抑制することができる。よって、本実施例によれば、最も品質の高いトラッキングエラー信号およびフォーカスエラー信号が得られる。また、このようにメインビームの迷光の影響を受け得るセンサを全て削除しても、演算処理手法を上記のように変更することで、３ビーム法に基づくトラッキングエラー信号とフォーカスエラー信号を適正に取得することができる。加えて、センサ数が減少し、且つ、センサの配置領域が縮小するため、光検出器の構成を簡素化および小型化することができる。
【０１４０】
以上、本発明の実施例について説明したが、本発明は、上記実施例に制限されるものではなく、また、本発明の実施形態も上記以外に種々の変更が可能である。本発明は、片面に２つの記録層を有するディスクや片面に４層以上の記録層を有するディスクに適合する光ピックアップ装置にも適用可能である。また、光学系の構成も適宜変更可能である。
【０１４１】
たとえば、上記実施例では、トラッキングエラー信号の検出にＤＰＰ方式を用いたが、これに替えてインライン型ＤＰＰ方式を用いることもできる。この場合においても、上記実施例と同様の効果が奏される。
【０１４２】
また、実施例３、４では、メインビームの迷光の影響を受け得るセンサを削除するようにしたが、センサを削除せずに、これらのセンサからの出力を演算に用いないようにしても良い。
【０１４３】
また、上記実施例では、信号光領域は正方形であったが、長方形等、他の形にすることも可能である。この場合においても、各ビームの光束領域に対応してセンサが配置されれば、上記実施例と同様の効果が奏される。
【０１４４】
また、上記実施例では、１つの角度調整素子１１４を用いて、メインビームおよび２つのサブビームの光束の進行方向を変化させたが、メインビームと２つのサブビームが分離される場合には、各ビームに対応して３つの角度調整素子を配置するようにしても良い。
【０１４５】
この他、本発明の実施の形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１４６】
【図１】実施形態に係る技術原理（光線の進み方）を説明する図
【図２】実施形態に係る技術原理（光線の進み方）を説明する図
【図３】実施形態に係る技術原理（光線の進み方）を説明する図
【図４】実施形態に係る技術原理（光線の進み方）を説明する図
【図５】実施形態に係る技術原理（分割パターンと光束の分布）を説明する図
【図６】実施形態に係る技術原理（分割パターンと光束の分布）を説明する図
【図７】実施形態に係る技術原理（分割パターンと光束の分布）を説明する図
【図８】実施形態に係る技術原理（分割パターンと光束の分布）を説明する図
【図９】実施形態に係る技術原理（角度付与と光束の分布）を説明する図
【図１０】実施の形態に係るセンサパターンの配置方法を示す図
【図１１】実施例１に係る光ピックアップ装置の光学系を示す図
【図１２】実施例１に係る角度調整素子の構成例を示す図
【図１３】実施例１に係る光束の分布とセンサパターンの配置方法を示す図
【図１４】実施例２に係る光束の分布を示す図
【図１５】実施例２に係るセンサパターンの配置方法とシミュレーション結果を示す図
【図１６】実施例２に係るシミュレーションの設計条件を示す図
【図１７】実施例３に係るセンサパターンの配置方法とシミュレーション結果を示す図
【図１８】実施例４に係るセンサパターンの配置方法とシミュレーション結果を示す図
【符号の説明】
【０１４７】
１０１  半導体レーザ（レーザ光源）
１０２  回折格子（分割素子）
１１０  対物レンズ（対物レンズ）
１１３  検出レンズ（非点収差素子）
１１４  角度調整素子
１１５  光検出器（光検出器）
Ｍａ〜Ｍｈ  センサ（センサ部）
Ｓ１ａ〜Ｓ１ｈ  センサ（センサ部）
Ｓ２ａ〜Ｓ２ｈ  センサ（センサ部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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