(57)【要約】  半導体レーザからの出射光は回折光学素子によりメインビームおよび２つのサブビームに分割され、ディスクの記録層に集光される。ディスクの記録層で反射されたメインビームの反射光および２つのサブビームの反射光は複合波長板を透過し、光検出器で受光される。複合波長板としては、領域１２ａと領域１２ｂとを有する複合波長板１１ａが用いられる。領域１２ａを透過した光と領域１２ｂを透過した光とは偏光状態が互いに直交している。光検出器からの出力に基づいて差動プッシュプル信号が演算される。
2008132912.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から出射される出射光からメインビームおよびサブビーム群を生成する回折光学素子と、
情報トラックが形成された複数の記録層を有する光記録媒体の選択された前記記録層に前記メインビームおよび前記サブビーム群を集光する集光手段と、
選択された前記記録層で反射された前記メインビームの反射光および前記サブビーム群の反射光を受光する光検出手段と、
前記メインビームおよび前記サブビーム群の光路から前記メインビームの反射光および前記サブビーム群の反射光の光路を分離する光分離手段と、
前記光分離手段と前記光検出手段との間に設けられ、前記メインビームの反射光の光軸に垂直な面内に第一の領域と第二の領域とを有し、前記第一の領域を透過した光と前記第二の領域を透過した光との偏光状態を互いに直交させる複合波長板と
を具備する光ヘッド装置。
【請求項２】
前記第一の領域は、前記光軸との交点を通り前記情報トラックに対応する方向の直線に沿って、前記交点を含んで前記交点に関して概ね対称に延びた島状に設けられており、
前記第二の領域は、前記第一の領域の外部に前記第一の領域を囲むように設けられている
請求の範囲１に記載の光ヘッド装置。
【請求項３】
前記第一の領域は、
前記光軸との交点を含んで島状に設けられた第一の小領域と、
前記交点を通り前記情報トラックに対応する方向の直線に沿って前記交点に関して概ね対称な位置に、前記第一の小領域と離間して島状に設けられた第二および第三の小領域と
に分割されており、
前記第二の領域は、前記第一、第二、第三の小領域の外部に前記第一、第二、第三の小領域を囲むように設けられている
請求の範囲１に記載の光ヘッド装置。
【請求項４】
前記第一の領域は、前記光軸との交点を通り前記情報トラックに対応する方向の直線に沿って、前記交点に関して概ね対称な位置に互いに離間して設けられる第一、第二の小領域に分割されており、
前記第二の領域は、前記第一、第二の小領域の外部に前記第一、第二の小領域を囲むように設けられている
請求の範囲１に記載の光ヘッド装置。
【請求項５】
前記複合波長板は、
第一の基板と、
第二の基板と、
前記第一の基板と前記第二の基板との間に挟まれ、液晶高分子を有する液晶高分子層と
を備え、
前記第一の領域の前記液晶高分子の配向方向と、前記第二の領域の前記液晶高分子の配向方向とが異なる
請求の範囲１に記載の光ヘッド装置。
【請求項６】
前記複合波長板は、複数の溝が周期的に形成された基板を備え、
前記第一の領域に形成される前記溝の方向と、前記第二の領域に形成される前記溝の方向とが異なる
請求の範囲１に記載の光ヘッド装置。
【請求項７】
前記複合波長板は、
複数の溝が周期的に形成された基板と、
前記基板上に交互に積層された高屈折率層と低屈折率層と
を備え、
前記第一の領域に形成される前記溝の方向と、前記第二の領域に形成される前記溝の方向とが異なる
請求の範囲１に記載の光ヘッド装置。
【請求項８】
前記光源は、複数種類の光記録媒体のそれぞれに対応する複数の波長の光を選択的に出射する単一または複数の光源を具備し、
前記複合波長板は、前記複数の波長のそれぞれに対して、前記第一の領域を透過した光の偏光状態と前記第二の領域を透過した光の偏光状態とを互いに直交させる
請求の範囲１に記載の光ヘッド装置。
【請求項９】
前記複合波長板は、
前記第一の領域を透過した光の偏光状態と前記第二の領域を透過した光の偏光状態とを互いに直交させる第一の状態と、
前記第一の領域を透過した光の偏光状態と前記第二の領域を透過した光の偏光状態とを同じにする第二の状態と
を有し、前記第一の状態と前記第二の状態とを切り替え可能である
請求の範囲１に記載の光ヘッド装置。
【請求項１０】
前記複合波長板は、
液晶高分子を有する液晶高分子層と、
前記液晶高分子層を挟むように設けられる第一の基板および第二の基板と、
前記第一の基板および前記第二の基板の前記液晶高分子層側の面に形成され、前記液晶高分子層に前記第一の領域および前記第二の領域に対応する交流電圧を印加する電極と
を備える
請求の範囲９に記載の光ヘッド装置。
【請求項１１】
前記複合波長板は、複数の小領域を有し、
前記第一の領域が前記複数の小領域のうちの選択された第一の小領域群を含み、前記第二の領域が前記複数の小領域のうちの選択された第二の小領域群を含む第一の状態と、
前記第一の領域が前記複数の小領域のうちの前記第一の小領域群と異なる第三の小領域群を含み、前記第二の領域が前記複数の小領域のうちの前記第二の小領域群と異なる第四の小領域群を含む第二の状態と
を備え、前記第一の状態と前記第二の状態とを切り替え可能である
請求の範囲１に記載の光ヘッド装置。
【請求項１２】
前記複合波長板は、
液晶高分子を有する液晶高分子層と、
前記液晶高分子層を挟むように設けられる第一の基板および第二の基板と、
前記第一の基板および前記第二の基板の前記液晶高分子層側の面に形成され、前記液晶高分子層に前記複数の小領域のそれぞれに対応する交流電圧を印加する電極と
を備える
請求の範囲１１に記載の光ヘッド装置。
【請求項１３】
請求の範囲１に記載の光ヘッド装置と、
前記光検出手段から出力される複数の出力信号に基づいて、前記メインビームに対するプッシュプル信号と、前記サブビーム群に対するプッシュプル信号との差である差動プッシュプル信号を演算する差動プッシュプル信号演算手段と
を具備する光学式情報記録再生装置。
【請求項１４】
前記複合波長板は、
前記第一の領域を透過した光の偏光状態と、前記第二の領域を透過した光の偏光状態とを互いに直交させる第一の状態と、
前記第一の領域を透過した光の偏光状態と、前記第二の領域を透過した光の偏光状態とを同じにする第二の状態と
を備え、
前記第一の状態と前記第二の状態とを切り替える複合波長板駆動手段をさらに具備する
請求の範囲１３に記載の光学式情報記録再生装置。
【請求項１５】
前記複合波長板は、
液晶高分子を有する液晶高分子層と、
前記液晶高分子層を挟むように設けられる第一の基板および第二の基板と、
前記第一の基板および前記第二の基板の前記液晶高分子層側の面に形成され、前記液晶高分子層に前記第一の領域および前記第二の領域に対応する交流電圧を印加する電極と
を備え、
前記複合波長板駆動手段は、前記電極に前記第一の領域および前記第二の領域に対応する交流電圧を供給する
請求の範囲１４に記載の光学式情報記録再生装置。
【請求項１６】
前記複合波長板駆動手段は、前記光記録媒体の種類に応じて前記複合波長板を前記第一の状態または前記第二の状態に切り替える
請求の範囲１４または請求の範囲１５に記載の光学式情報記録再生装置。
【請求項１７】
前記複合波長板は、複数の小領域を有し、
前記第一の領域が前記複数の小領域のうちの選択された第一の小領域群を含み、前記第二の領域が前記複数の小領域のうちの選択された第二の小領域群を含む第一の状態と、
前記第一の領域が前記複数の小領域のうちの前記第一の小領域群と異なる第三の小領域群を含み、前記第二の領域が前記複数の小領域のうちの前記第二の小領域群と異なる第四の小領域群を含む第二の状態と
を備え、
前記第一の状態と前記第二の状態とを切り替える複合波長板駆動手段をさらに具備する
請求の範囲１３に記載の光学式情報記録再生装置。
【請求項１８】
前記複合波長板は、
液晶高分子を有する液晶高分子層と、
前記液晶高分子層を挟むように設けられる第一の基板および第二の基板と、
前記第一の基板および前記第二の基板の前記液晶高分子層側の面に形成され、前記液晶高分子層に前記複数の小領域のそれぞれに対応する交流電圧を印加する電極と
を備え、
前記複合波長板駆動手段は、前記電極に前記複数の小領域のそれぞれに対応する交流電圧を供給する
請求の範囲１７に記載の光学式情報記録再生装置。
【請求項１９】
前記複合波長板駆動手段は、前記光記録媒体の種類に応じて前記複合波長板を前記第一の状態または前記第二の状態に切り替える
請求の範囲１７または請求の範囲１８に記載の光学式情報記録再生装置。
【請求項２０】
前記複合波長板駆動手段は、前記複数の記録層のうちの記録または再生を行う対象層に応じて、前記複合波長板を前記第一の状態または前記第二の状態に切り替える
請求の範囲１７から請求の範囲１９のいずれかに記載の光学式情報記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光記録媒体に対して記録や再生を行うための光ヘッド装置および光学式情報記録再生装置に関し、特に、複数の記録層を有する光記録媒体に対して記録や再生を行う光ヘッド装置および光学式情報記録再生装置に関する。なお、本出願は、日本出願番号２００７−１１２８３７に基づく優先権を主張するものであり、日本出願番号２００７−１１２８３７における開示内容は引用により本出願に組み込まれる。
【背景技術】
【０００２】
ＤＶＤ−Ｒ、ＨＤ  ＤＶＤ−Ｒ等の追記型の光記録媒体、およびＤＶＤ−ＲＷ、ＨＤ  ＤＶＤ−ＲＷ等の書換可能型の光記録媒体には、記録層に溝状の情報トラックが形成されている。光記録媒体に対して記録や再生を行うための光ヘッド装置および光学式情報記録再生装置は、光記録媒体の記録層に形成される集光スポットを情報トラックに追従させるために、集光スポットの情報トラックからの位置ずれを表すトラック誤差信号を検出する機能を有する。追記型の光記録媒体および書換可能型の光記録媒体に対するトラック誤差信号の検出方法としては、一般にプッシュプル法が用いられる。しかし、プッシュプル法によるトラック誤差信号は、光ヘッド装置の対物レンズが情報トラックに追従するために光軸に垂直な面内で情報トラックに垂直な方向へシフトすると大きなオフセットを生じる。このオフセットはレンズシフトによるオフセットと呼ばれ、記録再生特性を悪化させる原因になる。このようなレンズシフトによるオフセットを生じないトラック誤差信号の検出方法として、差動プッシュプル法が知られている。【０００３】
差動プッシュプル法によりトラック誤差信号の検出を行う光ヘッド装置および光学式情報記録再生装置においては、光源からの出射光は回折光学素子によりメインビームおよび２つのサブビームに分割される。メインビームおよび２つのサブビームは対物レンズにより光記録媒体の記録層に集光される。光記録媒体の記録層で反射されたメインビームの反射光および２つのサブビームの反射光は、光検出器の対応する受光部で受光される。メインビームの反射光を受光するメインビーム用受光部からの出力に基づいて、メインビームに対するプッシュプル信号であるメインプッシュプル信号が検出され、２つのサブビームの反射光を受光するサブビーム用受光部からの出力に基づいて、２つのサブビームに対するプッシュプル信号であるサブプッシュプル信号が検出される。メインプッシュプル信号とサブプッシュプル信号との差から、トラック誤差信号の元になる差動プッシュプル信号が得られる。【０００４】
ところで、光記録媒体の記録容量を高める方法の一つとして、光記録媒体に複数の記録層を設ける方法がある。２層の記録層を有する光記録媒体は、ＤＶＤ−Ｒ、ＨＤ  ＤＶＤ−Ｒ等において既に実用化されている。このような複数の記録層を有する光記録媒体に対し、従来の一般的な光ヘッド装置を用いて記録や再生を行う場合、光源からの出射光を対物レンズにより記録や再生を行う層である対象層に集光し、対象層からの反射光を光検出器により受光すると、記録や再生を行わない層である非対象層からの反射光の一部も外乱光として光検出器へ入射する。外乱光が光検出器へ入射すると、光検出器からの出力に基づいて検出される、フォーカス誤差信号、トラック誤差信号、対象層に記録されたマーク／スペース信号の品質が低下し、記録や再生を正しく行うことができなくなる場合がある。【０００５】
複数の記録層を有する光記録媒体に対して差動プッシュプル法によりトラック誤差信号の検出を行う場合、このような外乱光の影響は特に顕著になる。メインビームおよび２つのサブビームを対象層に集光し、対象層からのメインビームの反射光および２つのサブビームの反射光を光検出器の対応する受光部で受光すると、非対象層からのメインビームの反射光の一部が外乱光としてサブビーム用受光部へ入射する。非対象層からのメインビームの反射光は光検出器上で大きく広がっているためサブビーム用受光部へ入射する割合は小さいが、メインビームの光量は２つのサブビームの光量に比べて大きいため、外乱光の量は無視できない。このとき、対象層からの２つのサブビームの反射光と外乱光とはサブビーム用受光部上で干渉する。ここで、対象層と非対象層との間隔が変化すると、対象層からの２つのサブビームの反射光と外乱光との位相差が変化する。位相差が０°に近づくとサブビーム用受光部上の光の強度は干渉により強くなり、サブビーム用受光部からの出力は大きくなる。一方、位相差が１８０°に近づくとサブビーム用受光部上の光の強度は干渉により弱くなり、サブビーム用受光部からの出力は小さくなる。その結果、サブプッシュプル信号および差動プッシュプル信号に乱れが生じる。【０００６】
このような背景から、外乱光のサブビーム用受光部への入射を抑制した光ヘッド装置が特開２００５−２０３０９０号公報において提案されている。図１に、特開２００５−２０３０９０号公報に記載の光ヘッド装置の主要部の構成が示される。光源である半導体レーザ３２からの出射光は、回折光学素子３３により０次光であるメインビームおよび±１次回折光である２つのサブビームに分割される。メインビームおよび２つのサブビームは、偏光ビームスプリッタ３４へＰ偏光として入射してほぼ１００％が透過し、コリメータレンズ３５により発散光から平行光へ変換され、回折光学素子３６をほぼ１００％が透過し、１／４波長板３７により直線偏光から円偏光へ変換され、対物レンズ３８により平行光から収束光へ変換され、光記録媒体であるディスク３９の記録層に集光される。ディスク３９の記録層で反射されたメインビームの反射光および２つのサブビームの反射光は、対物レンズ３８により発散光から平行光へ変換され、１／４波長板３７により円偏光から往路と偏光方向が直交した直線偏光へ変換され、回折光学素子３６を大部分が透過し、コリメータレンズ３５により平行光から収束光へ変換され、偏光ビームスプリッタ３４へＳ偏光として入射してほぼ１００％が反射され、非点収差レンズ４０により非点収差が与えられ、光検出器４１で受光される。【０００７】
図２は回折光学素子３６の平面図である。ここで、図中のＸ方向、Ｙ方向は、それぞれディスク３９の情報トラックの方向に垂直な方向、平行な方向に対応している。また、図中の点線は対物レンズ３８の有効径に相当する直径を有する円を示している。回折光学素子３６は、回折格子が形成された領域４２ａ〜領域４２ｃの３つの領域を有する。半導体レーザ３２からディスク３９へ向かう往路においては、回折光学素子３６の領域４２ａ〜領域４２ｃへ入射した光もそれ以外の領域へ入射した光もほぼ１００％が透過する。一方、ディスク３９から光検出器４１へ向かう復路においては、回折光学素子３６の領域４２ａ〜領域４２ｃへ入射した光はほぼ１００％が回折され、それ以外の領域へ入射した光はほぼ１００％が透過する。【０００８】
図３に、光検出器４１の受光部のパタンと光検出器４１上の光スポットの配置を示す。光検出器４１は、コリメータレンズ３５、非点収差レンズ４０により構成されるレンズ系の２つの焦線の中間に設けられている。光スポット４４ａは、回折光学素子３３からの０次光であるメインビームの反射光に相当し、ディスク３９の情報トラックの方向に垂直な方向、平行な方向に対応する２つの分割線で隔てられた受光部４３ａ〜受光部４３ｄの４つの受光部上に形成される。光スポット４４ｂは、回折光学素子３３からの＋１次回折光であるサブビームの反射光に相当し、ディスク３９の情報トラックの方向に垂直な方向に対応する分割線で隔てられた受光部４３ｅ〜受光部４３ｆの２つの受光部上に形成される。光スポット４４ｃは、回折光学素子３３からの−１次回折光であるサブビームの反射光に相当し、ディスク３９の情報トラックの方向に垂直な方向に対応する分割線で隔てられた受光部４３ｇ〜受光部４３ｈの２つの受光部上に形成される。ここで、コリメータレンズ３５、非点収差レンズ４０により構成されるレンズ系の作用により、光スポット４４ａ〜光スポット４４ｃはレンズ系へ入射する前の光に対し、ディスク３９の情報トラックの方向に垂直な方向、平行な方向に対応する方向の強度分布が互いに入れ替わっている。受光部４３ａ〜受光部４３ｄからの出力に基づいてメインプッシュプル信号が検出され、受光部４３ｅ〜受光部４３ｈからの出力に基づいてサブプッシュプル信号が検出される。また、受光部４３ａ〜受光部４３ｄからの出力に基づいて、ディスク３９に記録されたマーク／スペース信号が検出される。【０００９】
図中に破線の円で示される光スポット４４ｄは、ディスク３９が２層の記録層を有する光記録媒体である場合の非対象層からのメインビームの反射光に相当する。回折光学素子３６の領域４２ａ〜領域４２ｃに回折格子が形成されていなければ、領域４２ａ、領域４２ｂ、領域４２ｃへ入射した非対象層からのメインビームの反射光はほぼ１００％が透過し、外乱光としてそれぞれ受光部４３ａ〜受光部４３ｄ、受光部４３ｅ〜受光部４３ｆ、受光部４３ｇ〜受光部４３ｈへ入射する。しかし、回折光学素子３６の領域４２ａ〜領域４２ｃには回折格子が形成されているため、領域４２ａ〜領域４２ｃへ入射した非対象層からのメインビームの反射光はほぼ１００％が回折され、受光部４３ａ〜受光部４３ｈへ入射しない。従って、対象層と非対象層との間隔が変化してもサブプッシュプル信号および差動プッシュプル信号に乱れが生じない。【００１０】
特開２００５−２０３０９０号公報に記載の光ヘッド装置においては、ディスク３９が２層の記録層を有する光記録媒体である場合、回折光学素子３６の領域４２ａ〜領域４２ｃへ入射した対象層からのメインビームの反射光もほぼ１００％が回折され、受光部４３ａ〜受光部４３ｄへ入射しない。このため、受光部４３ａ〜受光部４３ｄからの出力に基づいて検出される、対象層に記録されたマーク／スペース信号の品質が低下する。回折光学素子３６の領域４２ａ〜領域４２ｃへ入射して回折された対象層からのメインビームの反射光を受光する別の受光部を光検出器４１に設け、受光部４３ａ〜受光部４３ｄおよび別の受光部からの出力に基づいて対象層に記録されたマーク／スペース信号を検出することも可能である。しかし、マーク／スペース信号の検出に用いる受光部の数が多くなるほど受光部に接続される電流−電圧変換回路の数が多くなり、そこで発生する雑音が大きくなるため、やはりマーク／スペース信号の品質が低下する。【００１１】
特開２００６−２４４５３５号公報には、対物レンズと、回折素子と、光学素子と、光検出器と、信号処理回路とを有する光ヘッド装置が開示されている。対物レンズは、光源からの光を、少なくとも２層の記録層を有する記録媒体のいずれかの記録層に集光する。回折素子は、対物レンズを通過して上記記録媒体の記録層に集光される光に、そのまま通過する非回折成分とその周辺に±１次回折成分を生起させる。光学素子は、対物レンズにより捕捉された上記記録媒体のいずれかの記録層で反射された光を、対物レンズの中心およびその近傍を通過した第１の光束と、第１の光束よりも外側を通過した第２の光束に分割する。光検出器は、複数の検出領域を有し、光学素子により分離された上記第１の光束と上記第２の光束のうちの少なくとも一方を受光して、その強度に対応する電気信号を出力する。信号処理回路は、光検出器の出力から、上記記録媒体の記録面に固有の案内溝と直交する方向の成分のオフセット成分を除去する。【００１２】
特開平１０−１４３９０２号公報に記載の光ヘッド装置は、対物レンズを少なくともトラッキング方向に駆動するアクチュエータを含み、ビーム発生部によって発せられたビームを、対物レンズを含む光路を介してディスクに入射させ、ディスクからの戻りビームに基づいて得られるトラッキングエラー信号によって対物レンズを駆動するように形成される。光ピックアップ装置は、偏光方向変換部と、境界線駆動部と、ビーム分割部と、第１のディテクタと、第２のディテクタとを備える。偏光方向変換部は、戻りビームが入射されるものであって、トラッキング方向と直交する方向に伸張する境界線によって分割された第１の領域と第２の領域とを有すると共に、第１の領域を通過したビームの偏光方向は変化させず、第２の領域を通過したビームの偏光方向を変化させる。境界線駆動部は、境界線をトラッキング方向に駆動する。ビーム分割部は、第１及び第２の領域を通過したビームをその偏光方向の違いを利用して分割し互いに異なる方向に導く。第１のディテクタは、第１の領域を通過したビームを受光し、第２のディテクタは、第２の領域を通過したビームを受光する。境界線を対物レンズに同期させて駆動させることにより、第１の領域にビームスポットの一方の半分を通過させ、第２の領域にビームスポットの他方の半分を通過させるようにした。【００１３】
また、広帯域の１／２波長板、１／４波長板に関する技術は、特開２００６−１５５７４３号公報、特開２００４−１９８９４２号公報に開示されている。
【発明の開示】
【００１４】
本発明の目的は、対象層と非対象層との間隔が変化しても差動プッシュプル信号に乱れが生じず、かつ対象層に記録されたマーク／スペース信号の品質が低下しない光ヘッド装置および光学式情報記録再生装置を提供することにある。
【００１５】
本発明の観点では、光ヘッド装置は、回折光学素子と、対物レンズと、光検出器と、光分離部と、複合波長板とを具備する。回折光学素子は、光源から出射される出射光からメインビームおよびサブビーム群を生成する。対物レンズは、情報トラックが形成された複数の記録層を有する光記録媒体の選択された記録層にメインビームおよびサブビーム群を集光する。光検出器は、選択された記録層で反射されたメインビームの反射光およびサブビーム群の反射光を受光する。光分離部は、メインビームおよびサブビーム群の光路からメインビームの反射光およびサブビーム群の反射光の光路を分離する。複合波長板は、光分離部と光検出器との間に設けられる。複合波長板は、メインビームの反射光の光軸に垂直な面内に第一の領域と第二の領域とを有する。複合波長板は、第一の領域を透過した光と第二の領域を透過した光との偏光状態を互いに直交させる。
【００１６】
本発明の他の観点では、光学式情報記録再生装置は、上記の光ヘッド装置と、差動プッシュプル信号演算部とを具備する。差動プッシュプル信号演算部は、光検出器から出力される複数の出力信号に基づいて、メインビームに対するプッシュプル信号と、サブビーム群に対するプッシュプル信号との差である差動プッシュプル信号を演算する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
上記発明の目的、効果、特徴は、添付される図面と連携して実施の形態の記述から、より明らかになる。
【図１】図１は、従来の光ヘッド装置の主要部の構成を示す図である。
【図２】図２は、従来の光ヘッド装置の回折光学素子の平面図である。
【図３】図３は、従来の光ヘッド装置の光検出器の受光部のパタンと光検出器上の光スポットの配置を示す図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態に係る光ヘッド装置の構成を示す図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態に係る光検出器の受光部の配置を説明する図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態に係る複合波長板のパタンの例を示す平面図である。
【図７】図７は、本発明の実施の形態に係る光検出器上の光スポットの配置を示す図である。
【図８】図８は、複合波長板のパタンの他の例を示す平面図である。
【図９】図９は、光検出器上の光スポットの他の配置を示す図である。
【図１０】図１０は、複合波長板のパタンの他の例を示す平面図である。
【図１１】図１１は、光検出器上の光スポットの他の配置を示す図である。
【図１２】図１２は、本発明の実施の形態に係る複合波長板の構造の例を示す斜視図である。
【図１３】図１３は、複合波長板の構造の他の例を示す斜視図である。
【図１４】図１４は、複合波長板の構造の他の例を示す斜視図である。
【図１５】図１５Ａ、１５Ｂは、従来の一般的な光ヘッド装置による２層の記録層を有する光記録媒体に対するプッシュプル信号の観測例を示す図である。
【図１６】図１６Ａ、１６Ｂは、本発明の実施の形態に係る光ヘッド装置による２層の記録層を有する光記録媒体に対するプッシュプル信号の観測例を示す図である。
【図１７】図１７は、本発明の実施の形態に係る複合波長板のパタンの例を示す平面図である。
【図１８】図１８は、本発明の実施の形態に係る複合波長板のパタンの例を示す平面図である。
【図１９】図１９は、本発明の実施の形態に係る複合波長板のパタンの例を示す平面図である。
【図２０】図２０は、本発明の実施の形態に係る光学式情報記録再生装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。【００１９】
図４に本発明の実施の形態に係る光ヘッド装置の構成が示される。光ヘッド装置６１は、半導体レーザ１、コリメータレンズ２、回折光学素子３、偏光ビームスプリッタ４、１／４波長板５、対物レンズ６、複合波長板１１、円筒レンズ８、凸レンズ９、光検出器１０を具備する。光源である半導体レーザ１からの出射光は、コリメータレンズ２により発散光から平行光へ変換され、回折光学素子３により０次光であるメインビームおよび±１次回折光である２つのサブビームに分割される。回折光学素子３における０次光の透過率は例えば約８７．５％であり、±１次回折光の回折効率は例えばそれぞれ約５．１％である。メインビームおよび２つのサブビームは、光分離手段である偏光ビームスプリッタ４へＰ偏光として入射してほぼ１００％が透過し、１／４波長板５により直線偏光から円偏光へ変換され、対物レンズ６により平行光から収束光へ変換され、光記録媒体であるディスク７の記録層に集光される。ここで、回折光学素子３からの０次光は所定の情報トラック上に集光され、回折光学素子３からの＋１次回折光は所定の情報トラックとその外周側に隣接する情報トラックとの中間に集光され、回折光学素子３からの−１次回折光は所定の情報トラックとその内周側に隣接する情報トラックとの中間に集光される。ディスク７の記録層で反射されたメインビームの反射光および２つのサブビームの反射光は、対物レンズ６により発散光から平行光へ変換され、１／４波長板５により円偏光から往路と偏光方向が直交した直線偏光へ変換され、偏光ビームスプリッタ４へＳ偏光として入射してほぼ１００％が反射され、複合波長板１１を透過し、円筒レンズ８により非点収差が与えられ、凸レンズ９により平行光から収束光へ変換され、光検出器１０で受光される。【００２０】
光検出器１０は、円筒レンズ８、凸レンズ９により構成されるレンズ系の２つの焦線の中間に設けられている。光検出器１０は、図５に示されるように、メインビーム、サブビームの反射光を受光する３つの受光ブロックを備え、各受光ブロックは、ディスク７の情報トラックの方向に垂直な方向、平行な方向に対応する２つの分割線で隔てられる４つの受光部を含む。したがって、回折光学素子３からの０次光であるメインビームの反射光を受光する受光ブロックは受光部１３ａ〜受光部１３ｄを含み、回折光学素子３からの＋１次回折光であるサブビームの反射光を受光する受光ブロックは受光部１３ｅ〜受光部１３ｈを含み、回折光学素子３からの−１次回折光であるサブビームの反射光を受光する受光ブロックは受光部１３ｉ〜受光部１３ｌを含む。【００２１】
複合波長板１１のパタンとしては、例えば、図６に示される複合波長板１１ａ、図８に示される複合波長板１１ｂ、図１０に示される複合波長板１１ｃのパタンがある。また、複合波長板１１は、例えば、図１２に示される複合波長板１１ｇ、図１３に示される複合波長板１１ｈ、図１４に示される複合波長板１１ｉのような構造になっている。【００２２】
図６は複合波長板１１ａのパタンを示す平面図である。図中のＸ方向、Ｙ方向は、それぞれディスク７の情報トラックの方向に垂直な方向、平行な方向に対応している。また、図中には対物レンズ６の有効径に相当する直径を有する円が破線で示されている。複合波長板１１ａは、第一の領域である領域１２ａと第二の領域である領域１２ｂとを有する。図中の矢印は各領域における光学軸の方向を示している。領域１２ａにおける光学軸の方向はＸ方向に対して＋６７．５°の角度をなしており、領域１２ｂにおける光学軸の方向はＸ方向に対して−６７．５°の角度をなしている。領域１２ａおよび領域１２ｂを透過する光に生じる光学軸に平行な方向の偏光成分と光学軸に垂直な方向の偏光成分との間の位相差はいずれも１８０°である。すなわち、領域１２ａおよび領域１２ｂは、いずれも１／２波長板として機能する。ここで、複合波長板１１ａへ入射する光は、偏光方向がＹ方向に平行な直線偏光であるとする。このとき、複合波長板１１ａの領域１２ａを透過した光は、偏光方向がＸ方向に対して＋４５°の角度をなす直線偏光となり、複合波長板１１ａの領域１２ｂを透過した光は、偏光方向がＸ方向に対して−４５°の角度をなす直線偏光となる。すなわち、領域１２ａを透過した光と領域１２ｂを透過した光とは偏光状態が互いに直交する。【００２３】
図７に、複合波長板１１ａを用いた場合の光検出器１０上の光スポットの配置が示される。光スポット１４ａは、回折光学素子３からの０次光であるメインビームの反射光に相当し、受光部１３ａ〜受光部１３ｄを含む受光ブロック上に形成される。光スポット１４ｂは、回折光学素子３からの＋１次回折光であるサブビームの反射光に相当し、受光部１３ｅ〜受光部１３ｈを含む受光ブロック上に形成される。光スポット１４ｃは、回折光学素子３からの−１次回折光であるサブビームの反射光に相当し、受光部１３ｉ〜受光部１３ｌを含む受光ブロック上に形成される。【００２４】
ここで、円筒レンズ８、凸レンズ９により構成されるレンズ系の作用により、光スポット１４ａ〜光スポット１４ｃは、レンズ系へ入射する前の光に対し、ディスク７の情報トラックの方向に垂直な方向、平行な方向に対応する方向の強度分布が互いに入れ替わっている。受光部１３ａ〜受光部１３ｄからの出力に基づいてメインプッシュプル信号が検出され、受光部１３ｅ〜受光部１３ｌからの出力に基づいてサブプッシュプル信号が検出される。また、受光部１３ａ〜受光部１３ｄからの出力に基づいて、ディスク７に記録されたマーク／スペース信号が検出される。これに対し、図中に破線で示される光スポット１４ｄは、ディスク７が２層の記録層を有する光記録媒体である場合の非対象層からのメインビームの反射光に相当する。【００２５】
光スポット１４ａのうち、受光部１３ａ、１３ｂと受光部１３ｃ、１３ｄとを隔てる分割線に沿った図中に実線で示される長方形の領域内の光は、複合波長板１１ａの領域１２ａを透過した光であり、その長方形の領域外の光は複合波長板１１ａの領域１２ｂを透過した光である。光スポット１４ｂのうち、受光部１３ｅ、１３ｆと受光部１３ｇ、１３ｈとを隔てる分割線に沿った図中に実線で示される長方形の領域内の光は、複合波長板１１ａの領域１２ａを透過した光であり、その長方形の領域外の光は複合波長板１１ａの領域１２ｂを透過した光である。光スポット１４ｃのうち、受光部１３ｉ、１３ｊと受光部１３ｋ、１３ｌとを隔てる分割線に沿った図中に実線で示される長方形の領域内の光は、複合波長板１１ａの領域１２ａを透過した光であり、その長方形の領域外の光は複合波長板１１ａの領域１２ｂを透過した光である。【００２６】
これに対し、光スポット１４ｄのうち、受光部１３ａ〜受光部１３ｌを囲むように図中に破線で示される長方形の領域内の光は、複合波長板１１ａの領域１２ａを透過した光である。このとき、光スポット１４ａ〜光スポット１４ｃと光スポット１４ｄとが重なる領域のうち図中に斜線で示される領域においては、光スポット１４ａ〜光スポット１４ｃと光スポット１４ｄとは偏光状態が互いに直交しているため干渉しない。すなわち、対象層からのサブビームの反射光である光スポット１４ｂ、光スポット１４ｃと非対象層からのメインビームの反射光である光スポット１４ｄとが重なる領域のうち大部分の領域においては、光スポット１４ｂ、光スポット１４ｃと光スポット１４ｄとは干渉しない。従って、対象層と非対象層との間隔が変化してもサブプッシュプル信号および差動プッシュプル信号に殆んど乱れが生じない。【００２７】
また、上に述べたように、光スポット１４ａは、図中に実線で示される長方形の領域内の光である複合波長板１１ａの領域１２ａを透過した光と、その長方形の領域外の光である複合波長板１１ａの領域１２ｂを透過した光との両方を含んでいる。すなわち、複合波長板１１ａの領域１２ａおよび領域１２ｂへ入射した対象層からのメインビームの反射光は、複合波長板１１ａの領域１２ａおよび領域１２ｂを透過することにより偏光分布が変化するものの全て受光部１３ａ〜受光部１３ｄへ入射する。従って、受光部１３ａ〜受光部１３ｄからの出力に基づいて検出される、対象層に記録されたマーク／スペース信号の品質が低下しない。【００２８】
なお、領域１２ａにおける光学軸の方向が図６中のＸ方向に対して＋４５°の角度をなしており、領域１２ｂにおける光学軸の方向が図６中のＸ方向に対して−４５°の角度をなしており、領域１２ａおよび領域１２ｂを透過する光に生じる光学軸に平行な方向の偏光成分と光学軸に垂直な方向の偏光成分との間の位相差がいずれも９０°であるような複合波長板１１ｄを、複合波長板１１ａの代わりに用いることも可能である。複合波長板１１ｄにおいては、領域１２ａおよび領域１２ｂはいずれも１／４波長板として機能する。偏光方向が図６中のＹ方向に平行な直線偏光である光が複合波長板１１ｄへ入射すると、複合波長板１１ｄの領域１２ａを透過した光は右回りの円偏光となり、複合波長板１１ｄの領域１２ｂを透過した光は左回りの円偏光となる。すなわち、領域１２ａを透過した光と領域１２ｂを透過した光とは偏光状態が互いに直交する。【００２９】
図８は複合波長板１１ｂのパタンを示す平面図である。図中のＸ方向、Ｙ方向は、それぞれディスク７の情報トラックの方向に垂直な方向、平行な方向に対応している。また、図中には対物レンズ６の有効径に相当する直径を有する円が破線で示されている。複合波長板１１ｂは、第一の領域である領域１２ｃ〜領域１２ｅと第二の領域である領域１２ｆとを有する。領域１２ｃ〜領域１２ｅはそれぞれ第一の小領域〜第三の小領域に対応している。図中の矢印は各領域における光学軸の方向を示している。領域１２ｃ〜領域１２ｅにおける光学軸の方向はＸ方向に対して＋６７．５°の角度をなしており、領域１２ｆにおける光学軸の方向はＸ方向に対して−６７．５°の角度をなしている。領域１２ｃ〜領域１２ｅおよび領域１２ｆを透過する光に生じる光学軸に平行な方向の偏光成分と光学軸に垂直な方向の偏光成分との間の位相差はいずれも１８０°である。すなわち、領域１２ｃ〜領域１２ｅおよび領域１２ｆはいずれも１／２波長板として機能する。ここで、複合波長板１１ｂへ入射する光は、偏光方向がＹ方向に平行な直線偏光であるとする。このとき、複合波長板１１ｂの領域１２ｃ〜領域１２ｅを透過した光は、偏光方向がＸ方向に対して＋４５°の角度をなす直線偏光となり、複合波長板１１ｂの領域１２ｆを透過した光は、偏光方向がＸ方向に対して−４５°の角度をなす直線偏光となる。すなわち、領域１２ｃ〜領域１２ｅを透過した光と領域１２ｆを透過した光とは偏光状態が互いに直交する。【００３０】
図９に、複合波長板１１ｂを用いた場合の光検出器１０上の光スポットの配置が示される。光スポット１４ｅは、回折光学素子３からの０次光であるメインビームの反射光に相当し、受光部１３ａ〜受光部１３ｄを含む受光ブロック上に形成される。光スポット１４ｆは、回折光学素子３からの＋１次回折光であるサブビームの反射光に相当し、受光部１３ｅ〜受光部１３ｈを含む受光ブロック上に形成される。光スポット１４ｇは、回折光学素子３からの−１次回折光であるサブビームの反射光に相当し、受光部１３ｉ〜受光部１３ｌを含む受光ブロック上に形成される。【００３１】
ここで、円筒レンズ８、凸レンズ９により構成されるレンズ系の作用により、光スポット１４ｅ〜光スポット１４ｇは、レンズ系へ入射する前の光に対し、ディスク７の情報トラックの方向に垂直な方向、平行な方向に対応する方向の強度分布が互いに入れ替わっている。受光部１３ａ〜受光部１３ｄからの出力に基づいてメインプッシュプル信号が検出され、受光部１３ｅ〜受光部１３ｌからの出力に基づいてサブプッシュプル信号が検出される。また、受光部１３ａ〜受光部１３ｄからの出力に基づいて、ディスク７に記録されたマーク／スペース信号が検出される。これに対し、図中に破線で示される光スポット１４ｈは、ディスク７が２層の記録層を有する光記録媒体である場合の非対象層からのメインビームの反射光に相当する。【００３２】
光スポット１４ｅのうち、受光部１３ａ、１３ｂと受光部１３ｃ、１３ｄとを隔てる分割線に沿った図中に実線で示される３つの正方形の領域内の光はそれぞれ複合波長板１１ｂの領域１２ｃ〜領域１２ｅを透過した光であり、その３つの正方形の領域外の光は複合波長板１１ｂの領域１２ｆを透過した光である。光スポット１４ｆのうち、受光部１３ｅ、１３ｆと受光部１３ｇ、１３ｈとを隔てる分割線に沿った図中に実線で示される３つの正方形の領域内の光はそれぞれ複合波長板１１ｂの領域１２ｃ〜領域１２ｅを透過した光であり、その３つの正方形の領域外の光は複合波長板１１ｂの領域１２ｆを透過した光である。光スポット１４ｇのうち、受光部１３ｉ、１３ｊと受光部１３ｋ、１３ｌとを隔てる分割線に沿った図中に実線で示される３つの正方形の領域内の光はそれぞれ複合波長板１１ｂの領域１２ｃ〜領域１２ｅを透過した光であり、その３つの正方形の領域外の光は複合波長板１１ｂの領域１２ｆを透過した光である。【００３３】
これに対し、光スポット１４ｈのうち、受光部１３ａ〜受光部１３ｄを囲むように図中に破線で示される正方形、受光部１３ｅ〜受光部１３ｈを囲むように図中に破線で示される正方形、受光部１３ｉ〜受光部１３ｌを囲むように図中に破線で示される正方形の領域内の光はそれぞれ複合波長板１１ｂの領域１２ｃ、領域１２ｄ、領域１２ｅを透過した光である。このとき、光スポット１４ｅ〜光スポット１４ｇと光スポット１４ｈとが重なる領域のうち図中に斜線で示される領域においては、光スポット１４ｅ〜光スポット１４ｇと光スポット１４ｈとは偏光状態が互いに直交しているため干渉しない。すなわち、対象層からのサブビームの反射光である光スポット１４ｆ、光スポット１４ｇと、非対象層からのメインビームの反射光である光スポット１４ｈとが重なる領域のうち大部分の領域においては、光スポット１４ｆ、光スポット１４ｇと光スポット１４ｈとは干渉しない。従って、対象層と非対象層との間隔が変化してもサブプッシュプル信号および差動プッシュプル信号に殆んど乱れが生じない。【００３４】
複合波長板１１ｂを用いた場合に対象層からのサブビームの反射光である光スポット１４ｆおよび光スポット１４ｇと、非対象層からのメインビームの反射光である光スポット１４ｈとが重なる領域のうち、光スポット１４ｆおよび光スポット１４ｇと光スポット１４ｈとが干渉しない領域の割合は、複合波長板１１ａを用いた場合に対象層からのサブビームの反射光である光スポット１４ｂおよび光スポット１４ｃと非対象層からのメインビームの反射光である光スポット１４ｄとが重なる領域のうち光スポット１４ｂおよび光スポット１４ｃと光スポット１４ｄとが干渉しない領域の割合に比べて大きい。このため、複合波長板１１ｂを用いた場合のサブプッシュプル信号および差動プッシュプル信号の乱れは、複合波長板１１ａを用いた場合のサブプッシュプル信号および差動プッシュプル信号の乱れに比べて小さい。【００３５】
また、上に述べたように、光スポット１４ｅは、図中に実線で示される３つの正方形の領域内の光であるそれぞれ複合波長板１１ｂの領域１２ｃ〜領域１２ｅを透過した光と、その３つの正方形の領域外の光である複合波長板１１ｂの領域１２ｆを透過した光との両方を含んでいる。すなわち、複合波長板１１ｂの領域１２ｃ〜領域１２ｅおよび領域１２ｆへ入射した対象層からのメインビームの反射光は、複合波長板１１ｂの領域１２ｃ〜領域１２ｅおよび領域１２ｆを透過することにより偏光分布が変化するものの全て受光部１３ａ〜受光部１３ｄへ入射する。従って、受光部１３ａ〜受光部１３ｄからの出力に基づいて検出される、対象層に記録されたマーク／スペース信号の品質が低下しない。【００３６】
なお、領域１２ｃ〜領域１２ｅにおける光学軸の方向が図８中のＸ方向に対して＋４５°の角度をなしており、領域１２ｆにおける光学軸の方向が図８中のＸ方向に対して−４５°の角度をなしており、領域１２ｃ〜領域１２ｅおよび領域１２ｆを透過する光に生じる光学軸に平行な方向の偏光成分と光学軸に垂直な方向の偏光成分との間の位相差がいずれも９０°であるような複合波長板１１ｅを、複合波長板１１ｂの代わりに用いることも可能である。複合波長板１１ｅにおいては、領域１２ｃ〜領域１２ｅおよび領域１２ｆはいずれも１／４波長板として機能する。偏光方向が図８中のＹ方向に平行な直線偏光である光が複合波長板１１ｅへ入射すると、複合波長板１１ｅの領域１２ｃ〜領域１２ｅを透過した光は右回りの円偏光となり、複合波長板１１ｅの領域１２ｆを透過した光は左回りの円偏光となる。すなわち、領域１２ｃ〜領域１２ｅを透過した光と領域１２ｆを透過した光とは偏光状態が互いに直交する。【００３７】
図１０は複合波長板１１ｃのパタンを示す平面図である。図中のＸ方向、Ｙ方向は、それぞれディスク７の情報トラックの方向に垂直な方向、平行な方向に対応している。また、図中には対物レンズ６の有効径に相当する直径を有する円が破線で示されている。複合波長板１１ｃは、第一の領域である領域１２ｇ、領域１２ｈと第二の領域である領域１２ｉとを有する。領域１２ｇ、領域１２ｈは、それぞれ第一の小領域、第二の小領域に対応している。図中の矢印は各領域における光学軸の方向を示している。領域１２ｇ、領域１２ｈにおける光学軸の方向はＸ方向に対して＋６７．５°の角度をなしており、領域１２ｉにおける光学軸の方向はＸ方向に対して−６７．５°の角度をなしている。領域１２ｇ、領域１２ｈおよび領域１２ｉを透過する光に生じる光学軸に平行な方向の偏光成分と光学軸に垂直な方向の偏光成分との間の位相差はいずれも１８０°である。すなわち、領域１２ｇ、領域１２ｈおよび領域１２ｉはいずれも１／２波長板として機能する。ここで、複合波長板１１ｃへ入射する光は、偏光方向がＹ方向に平行な直線偏光であるとする。このとき、複合波長板１１ｃの領域１２ｇ、領域１２ｈを透過した光は、偏光方向がＸ方向に対して＋４５°の角度をなす直線偏光となり、複合波長板１１ｃの領域１２ｉを透過した光は、偏光方向がＸ方向に対して−４５°の角度をなす直線偏光となる。すなわち、領域１２ｇ、領域１２ｈを透過した光と領域１２ｉを透過した光とは偏光状態が互いに直交する。【００３８】
図１１に、複合波長板１１ｃを用いた場合の光検出器１０上の光スポットの配置が示される。光スポット１４ｉは、回折光学素子３からの０次光であるメインビームの反射光に相当し、受光部１３ａ〜受光部１３ｄを含む受光ブロック上に形成される。光スポット１４ｊは、回折光学素子３からの＋１次回折光であるサブビームの反射光に相当し、受光部１３ｅ〜受光部１３ｈを含む受光ブロック上に形成される。光スポット１４ｋは、回折光学素子３からの−１次回折光であるサブビームの反射光に相当し、受光部１３ｉ〜受光部１３ｌを含む受光ブロック上に形成される。【００３９】
ここで、円筒レンズ８、凸レンズ９により構成されるレンズ系の作用により、光スポット１４ｉ〜光スポット１４ｋは、レンズ系へ入射する前の光に対し、ディスク７の情報トラックの方向に垂直な方向、平行な方向に対応する方向の強度分布が互いに入れ替わっている。受光部１３ａ〜受光部１３ｄからの出力に基づいてメインプッシュプル信号が検出され、受光部１３ｅ〜受光部１３ｌからの出力に基づいてサブプッシュプル信号が検出される。また、受光部１３ａ〜受光部１３ｄからの出力に基づいて、ディスク７に記録されたマーク／スペース信号が検出される。これに対し、図中に破線で示される光スポット１４ｌは、ディスク７が２層の記録層を有する光記録媒体である場合の非対象層からのメインビームの反射光に相当する。【００４０】
光スポット１４ｉのうち、受光部１３ａ、１３ｂと受光部１３ｃ、１３ｄとを隔てる分割線に沿った図中に実線で示される２つの正方形の領域内の光は、それぞれ複合波長板１１ｃの領域１２ｇ、領域１２ｈを透過した光であり、その２つの正方形の領域外の光は複合波長板１１ｃの領域１２ｉを透過した光である。光スポット１４ｊのうち、受光部１３ｅ、１３ｆと受光部１３ｇ、１３ｈとを隔てる分割線に沿った図中に実線で示される２つの正方形の領域内の光は、それぞれ複合波長板１１ｃの領域１２ｇ、領域１２ｈを透過した光であり、その２つの正方形の領域外の光は複合波長板１１ｃの領域１２ｉを透過した光である。光スポット１４ｋのうち、受光部１３ｉ、１３ｊと受光部１３ｋ、１３ｌとを隔てる分割線に沿った図中に実線で示される２つの正方形の領域内の光は、それぞれ複合波長板１１ｃの領域１２ｇ、領域１２ｈを透過した光であり、その２つの正方形の領域外の光は複合波長板１１ｃの領域１２ｉを透過した光である。【００４１】
これに対し、光スポット１４ｌのうち、受光部１３ｅ〜受光部１３ｈを囲むように図中に破線で示される正方形、受光部１３ｉ〜受光部１３ｌを囲むように図中に破線で示される正方形の領域内の光は、それぞれ複合波長板１１ｃの領域１２ｇ、領域１２ｈを透過した光である。このとき、光スポット１４ｉ〜光スポット１４ｋと光スポット１４ｌとが重なる領域のうち図中に斜線で示される領域においては、光スポット１４ｉ〜光スポット１４ｋと光スポット１４ｌとは偏光状態が互いに直交しているため干渉しない。すなわち、対象層からのサブビームの反射光である光スポット１４ｊ、光スポット１４ｋと非対象層からのメインビームの反射光である光スポット１４ｌとが重なる領域のうち大部分の領域においては、光スポット１４ｊ、光スポット１４ｋと光スポット１４ｌとは干渉しない。従って、対象層と非対象層との間隔が変化してもサブプッシュプル信号および差動プッシュプル信号に殆んど乱れが生じない。【００４２】
複合波長板１１ｃを用いた場合に対象層からのサブビームの反射光である光スポット１４ｊおよび光スポット１４ｋと、非対象層からのメインビームの反射光である光スポット１４ｌとが重なる領域のうち光スポット１４ｊおよび光スポット１４ｋと光スポット１４ｌとが干渉しない領域の割合は、複合波長板１１ｂを用いた場合に対象層からのサブビームの反射光である光スポット１４ｆおよび光スポット１４ｇと非対象層からのメインビームの反射光である光スポット１４ｈとが重なる領域のうち光スポット１４ｆ、光スポット１４ｇと光スポット１４ｈとが干渉しない領域の割合に比べて大きい。このため、複合波長板１１ｃを用いた場合のサブプッシュプル信号および差動プッシュプル信号の乱れは、複合波長板１１ｂを用いた場合のサブプッシュプル信号および差動プッシュプル信号の乱れに比べて小さい。【００４３】
また、上に述べたように、光スポット１４ｉは、図中に実線で示される２つの正方形の領域内の光であるそれぞれ複合波長板１１ｃの領域１２ｇ、領域１２ｈを透過した光と、その２つの正方形の領域外の光である複合波長板１１ｃの領域１２ｉを透過した光との両方を含んでいる。すなわち、複合波長板１１ｃの領域１２ｇ、領域１２ｈおよび領域１２ｉへ入射した対象層からのメインビームの反射光は、複合波長板１１ｃの領域１２ｇ、領域１２ｈおよび領域１２ｉを透過することにより偏光分布が変化するものの全て受光部１３ａ〜受光部１３ｄへ入射する。従って、受光部１３ａ〜受光部１３ｄからの出力に基づいて検出される、対象層に記録されたマーク／スペース信号の品質が低下しない。【００４４】
なお、領域１２ｇ、領域１２ｈにおける光学軸の方向が図１０中のＸ方向に対して＋４５°の角度をなしており、領域１２ｉにおける光学軸の方向が図１０中のＸ方向に対して−４５°の角度をなしており、領域１２ｇ、領域１２ｈおよび領域１２ｉを透過する光に生じる光学軸に平行な方向の偏光成分と光学軸に垂直な方向の偏光成分との間の位相差がいずれも９０°であるような複合波長板１１ｆを、複合波長板１１ｃの代わりに用いることも可能である。複合波長板１１ｆにおいては、領域１２ｇ、領域１２ｈおよび領域１２ｉはいずれも１／４波長板として機能する。偏光方向が図１０中のＹ方向に平行な直線偏光である光が複合波長板１１ｆへ入射すると、複合波長板１１ｆの領域１２ｇ、領域１２ｈを透過した光は右回りの円偏光となり、複合波長板１１ｆの領域１２ｉを透過した光は左回りの円偏光となる。すなわち、領域１２ｇ、領域１２ｈを透過した光と領域１２ｉを透過した光とは偏光状態が互いに直交する。【００４５】
光検出器１０の受光部１３ａ〜受光部１３ｌからの出力である電圧信号のレベルをそれぞれＶ１３ａ〜Ｖ１３ｌで表す。このとき、メインビームに対する非点収差信号ＭＡＳ、サブビームに対する非点収差信号ＳＡＳ、メインビームに対するプッシュプル信号ＭＰＰ、サブビームに対するプッシュプル信号ＳＰＰ、メインビームに対する和信号ＭＳＵＭは、それぞれ次式で与えられる。【００４６】
ＭＡＳ＝（Ｖ１３ａ＋Ｖ１３ｄ）−（Ｖ１３ｂ＋Ｖ１３ｃ）
ＳＡＳ＝（Ｖ１３ｅ＋Ｖ１３ｈ＋Ｖ１３ｉ＋Ｖ１３ｌ）−（Ｖ１３ｆ＋Ｖ１３ｇ＋Ｖ１３ｊ＋Ｖ１３ｋ）
ＭＰＰ＝（Ｖ１３ａ＋Ｖ１３ｂ）−（Ｖ１３ｃ＋Ｖ１３ｄ）
ＳＰＰ＝（Ｖ１３ｅ＋Ｖ１３ｆ＋Ｖ１３ｉ＋Ｖ１３ｊ）−（Ｖ１３ｇ＋Ｖ１３ｈ＋Ｖ１３ｋ＋Ｖ１３ｌ）
ＭＳＵＭ＝Ｖ１３ａ＋Ｖ１３ｂ＋Ｖ１３ｃ＋Ｖ１３ｄ【００４７】
フォーカス誤差信号の元になる差動非点収差信号ＤＡＳは、
ＤＡＳ＝ＭＡＳ＋ＫＦＥ×ＳＡＳ（ＫＦＥは定数）
によって得られる。トラック誤差信号の元になる差動プッシュプル信号ＤＰＰは、
ＤＰＰ＝ＭＰＰ−ＫＴＥ×ＳＰＰ（ＫＴＥは定数）
によって得られる。ディスク７に記録されたマーク／スペース信号である再生信号はＭＳＵＭの高周波成分から得られる。【００４８】
図１２は複合波長板１１ｇの構造を示す斜視図である。複合波長板１１ｇへ入射する光の光軸の方向は、図の上下方向に対応している。複合波長板１１ｇは、第一の基板である基板１５ａと第二の基板である基板１５ｂとの間に液晶高分子を有する液晶高分子層１６が挟まれた構成である。基板１５ａ、基板１５ｂの材質はガラスである。液晶高分子は一軸の屈折率異方性を有するネマチック型の液晶高分子であり、図中の楕円体は液晶高分子の屈折率楕円体を表している。液晶高分子の配向方向は楕円体の長軸の方向に対応しており、複合波長板１１ｇへ入射する光の光軸に垂直である。ここで、複合波長板１１ｇへ入射する光の波長は４００ｎｍであるとし、液晶高分子の配向方向に平行な方向の偏光成分に対する屈折率は１．７３、液晶高分子の配向方向に垂直な方向の偏光成分に対する屈折率は１．５３であるとする。このとき、液晶高分子層１６の厚さを１μｍとすれば、複合波長板１１ｇは１／２波長板として機能する。また、液晶高分子層１６の厚さを０．５μｍとすれば、複合波長板１１ｇは１／４波長板として機能する。【００４９】
複合波長板１１ｇの構造を複合波長板１１ａのパタンに適用する場合、液晶高分子の配向方向が図６中のＸ方向となす角度を、領域１２ａにおいては＋６７．５°、領域１２ｂにおいては−６７．５°とすれば良い。複合波長板１１ｇの構造を複合波長板１１ｂのパタンに適用する場合、液晶高分子の配向方向が図８中のＸ方向となす角度を、領域１２ｃ〜領域１２ｅにおいては＋６７．５°、領域１２ｆにおいては−６７．５°とすれば良い。複合波長板１１ｇの構造を複合波長板１１ｃのパタンに適用する場合、液晶高分子の配向方向が図１０中のＸ方向となす角度を、領域１２ｇ、領域１２ｈにおいては＋６７．５°、領域１２ｉにおいては−６７．５°とすれば良い。複合波長板１１ｇの構造を複合波長板１１ｄのパタンに適用する場合、液晶高分子の配向方向が図６中のＸ方向となす角度を、領域１２ａにおいては＋４５°、領域１２ｂにおいては−４５°とすれば良い。複合波長板１１ｇの構造を複合波長板１１ｅのパタンに適用する場合、液晶高分子の配向方向が図８中のＸ方向となす角度を、領域１２ｃ〜領域１２ｅにおいては＋４５°、領域１２ｆにおいては−４５°とすれば良い。複合波長板１１ｇの構造を複合波長板１１ｆのパタンに適用する場合、液晶高分子の配向方向が図１０中のＸ方向となす角度を、領域１２ｇ、領域１２ｈにおいては＋４５°、領域１２ｉにおいては−４５°とすれば良い。【００５０】
図１３は複合波長板１１ｈの構造を示す斜視図である。複合波長板１１ｈへ入射する光の光軸の方向は図の上下方向に対応している。複合波長板１１ｈは、基板１７上に周期的な溝１８が形成された構成である。基板１７の材質はプラスチックである。ここで、複合波長板１１ｈへ入射する光の波長は４００ｎｍであるとし、基板１７の屈折率は１．５５であるとする。このとき、溝１８の周期を４００ｎｍ、溝１８の幅を１２５ｎｍ、溝１８の深さを４．８μｍとすれば、複合波長板１１ｈは１／２波長板として機能する。また、溝１８の周期を４００ｎｍ、溝１８の幅を１２５ｎｍ、溝１８の深さを２．４μｍとすれば、複合波長板１１ｈは１／４波長板として機能する。複合波長板１１ｈの構造を複合波長板１１ａのパタンに適用する場合、溝１８の方向が図６中のＸ方向となす角度を、領域１２ａにおいては＋６７．５°、領域１２ｂにおいては−６７．５°とすれば良い。複合波長板１１ｈの構造を複合波長板１１ｂのパタンに適用する場合、溝１８の方向が図８中のＸ方向となす角度を、領域１２ｃ〜領域１２ｅにおいては＋６７．５°、領域１２ｆにおいては−６７．５°とすれば良い。複合波長板１１ｈの構造を複合波長板１１ｃのパタンに適用する場合、溝１８の方向が図１０中のＸ方向となす角度を、領域１２ｇ、領域１２ｈにおいては＋６７．５°、領域１２ｉにおいては−６７．５°とすれば良い。【００５１】
複合波長板１１ｈの構造を複合波長板１１ｄのパタンに適用する場合、溝１８の方向が図６中のＸ方向となす角度を、領域１２ａにおいては＋４５°、領域１２ｂにおいては−４５°とすれば良い。複合波長板１１ｈの構造を複合波長板１１ｅのパタンに適用する場合、溝１８の方向が図８中のＸ方向となす角度を、領域１２ｃ〜領域１２ｅにおいては＋４５°、領域１２ｆにおいては−４５°とすれば良い。複合波長板１１ｈの構造を複合波長板１１ｆのパタンに適用する場合、溝１８の方向が図１０中のＸ方向となす角度を、領域１２ｇ、領域１２ｈにおいては＋４５°、領域１２ｉにおいては−４５°とすれば良い。【００５２】
図１４は複合波長板１１ｉの構造を示す斜視図である。複合波長板１１ｉへ入射する光の光軸の方向は図の上下方向に対応している。複合波長板１１ｉは、基板１９上に周期的な溝が形成され、その上に低屈折率層２０と高屈折率層２１とが交互に積層された構成である。基板１９の材質は石英であり、低屈折率層２０、高屈折率層２１の材質はそれぞれ二酸化ケイ素、五酸化タンタルである。ここで、複合波長板１１ｉへ入射する光の波長は４００ｎｍであるとし、低屈折率層２０、高屈折率層２１の屈折率はそれぞれ１．４５、２．３０であるとする。このとき、基板１９上に形成された溝の周期を１８０ｎｍ、低屈折率層２０、高屈折率層２１の厚さをいずれも８０ｎｍ、低屈折率層２０、高屈折率層２１の層数をいずれも１０とすれば、複合波長板１１ｉは１／２波長板として機能する。また、基板１９上に形成された溝の周期を１８０ｎｍ、低屈折率層２０、高屈折率層２１の厚さをいずれも８０ｎｍ、低屈折率層２０、高屈折率層２１の層数をいずれも５とすれば、複合波長板１１ｉは１／４波長板として機能する。【００５３】
複合波長板１１ｉの構造を複合波長板１１ａのパタンに適用する場合、基板１９上に形成された溝の方向が図６中のＸ方向となす角度を、領域１２ａにおいては＋６７．５°、領域１２ｂにおいては−６７．５°とすれば良い。複合波長板１１ｉの構造を複合波長板１１ｂのパタンに適用する場合、基板１９上に形成された溝の方向が図８中のＸ方向となす角度を、領域１２ｃ〜領域１２ｅにおいては＋６７．５°、領域１２ｆにおいては−６７．５°とすれば良い。複合波長板１１ｉの構造を複合波長板１１ｃのパタンに適用する場合、基板１９上に形成された溝の方向が図１０中のＸ方向となす角度を、領域１２ｇ、領域１２ｈにおいては＋６７．５°、領域１２ｉにおいては−６７．５°とすれば良い。複合波長板１１ｉの構造を複合波長板１１ｄのパタンに適用する場合、基板１９上に形成された溝の方向が図６中のＸ方向となす角度を、領域１２ａにおいては＋４５°、領域１２ｂにおいては−４５°とすれば良い。複合波長板１１ｉの構造を複合波長板１１ｅのパタンに適用する場合、基板１９上に形成された溝の方向が図８中のＸ方向となす角度を、領域１２ｃ〜領域１２ｅにおいては＋４５°、領域１２ｆにおいては−４５°とすれば良い。複合波長板１１ｉの構造を複合波長板１１ｆのパタンに適用する場合、基板１９上に形成された溝の方向が図１０中のＸ方向となす角度を、領域１２ｇ、領域１２ｈにおいては＋４５°、領域１２ｉにおいては−４５°とすれば良い。【００５４】
図１５Ａ、１５Ｂに、従来の一般的な光ヘッド装置による２層の記録層を有する光記録媒体に対するプッシュプル信号の観測例を示す。図１５Ａは対物レンズに近い方の層（１層目）に対するメインプッシュプル信号およびサブプッシュプル信号の観測例であり、図１５Ｂは対物レンズから遠い方の層（２層目）に対するメインプッシュプル信号およびサブプッシュプル信号の観測例である。図より、サブプッシュプル信号に乱れが生じていることがわかる。これに対し、図１６Ａ、１６Ｂに、本発明の実施の形態に係る光ヘッド装置による２層の記録層を有する光記録媒体に対するプッシュプル信号の観測例が示される。図１６Ａは対物レンズに近い方の層（１層目）に対するメインプッシュプル信号およびサブプッシュプル信号の観測例であり、図１６Ｂは対物レンズから遠い方の層（２層目）に対するメインプッシュプル信号およびサブプッシュプル信号の観測例である。図より、サブプッシュプル信号に乱れが生じていないことがわかる。【００５５】
本発明の実施の形態に係る光ヘッド装置おいては、ディスク７としてＣＤ規格、ＤＶＤ規格、ＨＤ  ＤＶＤ規格の３種類の規格の光記録媒体を使用対象とすることも可能である。その場合、半導体レーザ１の代わりにそれぞれの規格に対応した波長７８０ｎｍ、波長６５０ｎｍ、波長４００ｎｍの３種類の波長の光を出射する単一または複数の半導体レーザを用いてもよい。【００５６】
３種類の規格の光記録媒体を使用対象とする場合、複合波長板１１として図６に示されるパタンを有する複合波長板１１ａが用いられるとすると、複合波長板１１ａにおける領域１２ａおよび領域１２ｂは、いずれも波長７８０ｎｍ、波長６５０ｎｍ、波長４００ｎｍに対する広帯域の１／２波長板として機能する。また、複合波長板１１ａの代わりに複合波長板１１ｄが用いられる場合、複合波長板１１ｄにおける領域１２ａおよび領域１２ｂは、いずれも波長７８０ｎｍ、波長６５０ｎｍ、波長４００ｎｍに対する広帯域の１／４波長板として機能する。このとき、波長７８０ｎｍ、波長６５０ｎｍ、波長４００ｎｍのいずれに対しても、領域１２ａを透過した光と領域１２ｂを透過した光とは偏光状態が互いに直交する。【００５７】
３種類の規格の光記録媒体を使用対象とする場合、複合波長板１１として図８に示されるパタンを有する複合波長板１１ｂが用いられるとすると、複合波長板１１ｂにおける領域１２ｃ〜領域１２ｅおよび領域１２ｆは、いずれも波長７８０ｎｍ、波長６５０ｎｍ、波長４００ｎｍに対する広帯域の１／２波長板として機能する。また、複合波長板１１ｂの代わりに複合波長板１１ｅが用いられる場合、複合波長板１１ｅにおける領域１２ｃ〜領域１２ｅおよび領域１２ｆは、いずれも波長７８０ｎｍ、波長６５０ｎｍ、波長４００ｎｍに対する広帯域の１／４波長板として機能する。このとき、波長７８０ｎｍ、波長６５０ｎｍ、波長４００ｎｍのいずれに対しても、領域１２ｃ〜領域１２ｅを透過した光と領域１２ｆを透過した光とは偏光状態が互いに直交する。【００５８】
３種類の規格の光記録媒体を使用対象とする場合、複合波長板１１として図１０に示されるパタンを有する複合波長板１１ｃが用いられるとすると、複合波長板１１ｃにおける領域１２ｇ、領域１２ｈおよび領域１２ｉは、いずれも波長７８０ｎｍ、波長６５０ｎｍ、波長４００ｎｍに対する広帯域の１／２波長板として機能する。また、複合波長板１１ｃの代わりに複合波長板１１ｆが用いられる場合、複合波長板１１ｆにおける領域１２ｇ、領域１２ｈおよび領域１２ｉは、いずれも波長７８０ｎｍ、波長６５０ｎｍ、波長４００ｎｍに対する広帯域の１／４波長板として機能する。このとき、波長７８０ｎｍ、波長６５０ｎｍ、波長４００ｎｍのいずれに対しても、領域１２ｇ、領域１２ｈを透過した光と領域１２ｉを透過した光とは偏光状態が互いに直交する。【００５９】
なお、このような広帯域の１／２波長板、広帯域の１／４波長板の具体的な構成は、例えば、それぞれ特開２００６−１５５７４３号公報、特開２００４−１９８９４２号公報に記載されている。【００６０】
本発明の実施の形態に係る光ヘッド装置においては、ディスク７としてＣＤ規格、ＤＶＤ規格、ＨＤ  ＤＶＤ規格の３種類の規格の光記録媒体を使用対象とし、半導体レーザ１の代わりにそれぞれの規格に対応した波長７８０ｎｍ、波長６５０ｎｍ、波長４００ｎｍの３種類の波長の光を出射する単一または複数の半導体レーザを用い、複合波長板１１として図１７に示されるパタンを有する複合波長板１１ｊ、図１８に示されるパタンを有する複合波長板１１ｋ、図１９に示されるパタンを有する複合波長板１１ｌのいずれかを用いることもできる。複合波長板１１ｊ、複合波長板１１ｋ、複合波長板１１ｌは、それぞれ領域２２ａ〜領域２２ｃ、領域２２ｄ〜領域２２ｌ、領域２２ｍ〜領域２２ｓを有する。複合波長板１１ｊ、複合波長板１１ｋ、複合波長板１１ｌは、図１２に構造が示される複合波長板１１ｇにおける基板１５ａ、基板１５ｂの液晶高分子層１６側の面に、各領域に対応した交流電圧を液晶高分子層１６に印加するための各領域に対応した電極が形成されている。各領域に対応した電極に交流電圧が印加されないとき、液晶高分子の配向方向は、いずれの領域においてもＸ−Ｙ面内でＸ方向と＋４５°または−４５°の角度をなす直線に平行である。これに対し、各領域に対応した電極に交流電圧が印加されるとき、液晶高分子の配向方向は、いずれの領域においても上記直線と光軸とを含む面内で光軸方向と所定の角度をなす。各領域に対応した電極に印加される交流電圧の実効値が大きいほど、液晶高分子の配向方向が上記面内で光軸方向となす角度は小さい。このとき、液晶高分子の配向方向のＸ−Ｙ面への射影に平行な方向、垂直な方向の偏光成分がそれぞれ異常光成分、常光成分となる。【００６１】
図１７は複合波長板１１ｊのパタンを示す平面図である。図中には対物レンズ６の有効径に相当する直径を有する円が破線で示されている。ディスク７がＣＤ規格の光記録媒体であり、半導体レーザが波長７８０ｎｍの光を出射する場合、領域２２ａ〜領域２２ｃのそれぞれに対応した電極に実効値がＶｃ０の交流電圧が印加される。ここで、Ｖｃ０は、領域２２ａ〜領域２２ｃのそれぞれを透過する光の異常光成分と常光成分との間に１８０°の位相差が与えられるように設定される。複合波長板１１ｊへ入射する光は、偏光方向がＹ方向に平行な直線偏光であるとすると、領域２２ａ〜領域２２ｃのそれぞれを透過した光は、偏光方向がＸ方向に平行な直線偏光となる。すなわち、領域２２ａ〜領域２２ｃのそれぞれを透過した光の偏光状態は同じである。ＣＤ規格には２層の記録層を有する光記録媒体がないため、領域２２ａ〜領域２２ｃのそれぞれを透過した光の偏光状態が同じであっても良い。【００６２】
ディスク７がＤＶＤ規格の光記録媒体であり、半導体レーザが波長６５０ｎｍの光を出射する場合、領域２２ｂに対応した電極に実効値がＶｄ１の交流電圧が印加され、領域２２ａ、領域２２ｃに対応した電極に実効値がＶｄ２の交流電圧が印加される。ここで、Ｖｄ１は、領域２２ｂを透過する光の異常光成分と常光成分との間に９０°の位相差が与えられるように設定され、Ｖｄ２は、領域２２ａ、領域２２ｃを透過する光の異常光成分と常光成分との間に２７０°の位相差が与えられるように設定される。複合波長板１１ｊへ入射する光は、偏光方向がＹ方向に平行な直線偏光であるとすると、領域２２ｂを透過した光は右回りまたは左回りの円偏光となり、領域２２ａ、領域２２ｃを透過した光は左回りまたは右回りの円偏光となる。すなわち、領域２２ｂを透過した光と、領域２２ａ、領域２２ｃを透過した光とは、偏光状態が互いに直交する。ＤＶＤ規格には２層の記録層を有する光記録媒体があり、その層間隔の標準値は５５μｍである。ディスク７が層間隔５５μｍである２層の記録層を有する光記録媒体である場合の非対象層からのメインビームの反射光を考えたとき、領域２２ｂの位置は、図７における光スポット１４ｄのうち、受光部１３ａ〜受光部１３ｌを囲む図中に破線の長方形で示される領域内の光が領域２２ｂを透過した光となるように設定される。【００６３】
ディスク７がＨＤ  ＤＶＤ規格の光記録媒体であり、半導体レーザが波長４００ｎｍの光を出射する場合、領域２２ａ、領域２２ｂに対応した電極に実効値がＶｈ１の交流電圧が印加され、領域２２ｃに対応した電極に実効値がＶｈ２の交流電圧が印加される。ここで、Ｖｈ１は、領域２２ａ、領域２２ｂを透過する光の異常光成分と常光成分との間に９０°の位相差が与えられるように設定され、Ｖｈ２は、領域２２ｃを透過する光の異常光成分と常光成分との間に２７０°の位相差が与えられるように設定される。複合波長板１１ｊへ入射する光は、偏光方向がＹ方向に平行な直線偏光であるとすると、領域２２ａ、領域２２ｂを透過した光は右回りまたは左回りの円偏光となり、領域２２ｃを透過した光は左回りまたは右回りの円偏光となる。すなわち、領域２２ａ、領域２２ｂを透過した光と、領域２２ｃを透過した光とは、偏光状態が互いに直交する。ＨＤ  ＤＶＤ規格には２層の記録層を有する光記録媒体があり、その層間隔の標準値は２５μｍである。ディスク７が、層間隔２５μｍである２層の記録層を有する光記録媒体である場合の非対象層からのメインビームの反射光を考えたとき、領域２２ａ、領域２２ｂの位置は、図７における光スポット１４ｄのうち、受光部１３ａ〜受光部１３ｌを囲む図中に破線の長方形で示される領域内の光が、領域２２ａ、領域２２ｂを透過した光となるように設定される。【００６４】
図１８は複合波長板１１ｋのパタンを示す平面図である。図中には対物レンズ６の有効径に相当する直径を有する円が点線で示されている。ディスク７がＣＤ規格の光記録媒体であり、半導体レーザが波長７８０ｎｍの光を出射する場合、領域２２ｄ〜領域２２ｌのそれぞれに対応した電極に実効値がＶｃ０の交流電圧が印加される。ここで、Ｖｃ０は、領域２２ｄ〜領域２２ｌのそれぞれを透過する光の異常光成分と常光成分との間に１８０°の位相差が与えられるように設定される。複合波長板１１ｋへ入射する光は、偏光方向がＹ方向に平行な直線偏光であるとすると、領域２２ｄ〜領域２２ｌのそれぞれを透過した光は、偏光方向がＸ方向に平行な直線偏光となる。すなわち、領域２２ｄ〜領域２２ｌのそれぞれを透過した光の偏光状態は同じである。ＣＤ規格には２層の記録層を有する光記録媒体がないため、領域２２ｄ〜領域２２ｌのそれぞれを透過した光の偏光状態が同じであっても良い。【００６５】
ディスク７がＤＶＤ規格の光記録媒体であり、半導体レーザが波長６５０ｎｍの光を出射する場合、領域２２ｅ、領域２２ｇ、領域２２ｈ、領域２２ｊ、領域２２ｋに対応した電極に実効値がＶｄ１の交流電圧が印加され、領域２２ｄ、領域２２ｆ、領域２２ｉ、領域２２ｌに対応した電極に実効値がＶｄ２の交流電圧が印加される。ここで、Ｖｄ１は、領域２２ｅ、領域２２ｇ、領域２２ｈ、領域２２ｊ、領域２２ｋを透過する光の異常光成分と常光成分との間に９０°の位相差が与えられるように設定され、Ｖｄ２は、領域２２ｄ、領域２２ｆ、領域２２ｉ、領域２２ｌを透過する光の異常光成分と常光成分との間に２７０°の位相差が与えられるように設定される。複合波長板１１ｋへ入射する光は、偏光方向がＹ方向に平行な直線偏光であるとすると、領域２２ｅ、領域２２ｇ、領域２２ｈ、領域２２ｊ、領域２２ｋを透過した光は右回りまたは左回りの円偏光となり、領域２２ｄ、領域２２ｆ、領域２２ｉ、領域２２ｌを透過した光は左回りまたは右回りの円偏光となる。すなわち、領域２２ｅ、領域２２ｇ、領域２２ｈ、領域２２ｊ、領域２２ｋを透過した光と、領域２２ｄ、領域２２ｆ、領域２２ｉ、領域２２ｌを透過した光とは、偏光状態が互いに直交する。【００６６】
ＤＶＤ規格には２層の記録層を有する光記録媒体があり、その層間隔の標準値は５５μｍである。ディスク７が、層間隔５５μｍである２層の記録層を有する光記録媒体である場合の非対象層からのメインビームの反射光を考えたとき、領域２２ｅの位置は、図９における光スポット１４ｈのうち、受光部１３ａ〜受光部１３ｄを囲むように図中に破線の正方形で示される領域内の光が、領域２２ｅを透過した光となるように設定される。領域２２ｇ、領域２２ｈの位置は、図９における光スポット１４ｈのうち、受光部１３ｅ〜受光部１３ｈを囲むように図中に破線の正方形で示される領域内の光が、領域２２ｇ、領域２２ｈを透過した光となるように設定される。領域２２ｊ、領域２２ｋの位置は、図９における光スポット１４ｈのうち、受光部１３ｉ〜受光部１３ｌを囲むように図中に破線の正方形で示される領域内の光が、領域２２ｊ、領域２２ｋを透過した光となるように設定される。【００６７】
ディスク７がＨＤ  ＤＶＤ規格の光記録媒体であり、半導体レーザが波長４００ｎｍの光を出射する場合、領域２２ｄ、領域２２ｅ、領域２２ｆ、領域２２ｇ、領域２２ｉ、領域２２ｊに対応した電極に実効値がＶｈ１の交流電圧が印加され、領域２２ｈ、領域２２ｋ、領域２２ｌに対応した電極に実効値がＶｈ２の交流電圧が印加される。ここで、Ｖｈ１は、領域２２ｄ、領域２２ｅ、領域２２ｆ、領域２２ｇ、領域２２ｉ、領域２２ｊを透過する光の異常光成分と常光成分との間に９０°の位相差が与えられるように設定され、Ｖｈ２は、領域２２ｈ、領域２２ｋ、領域２２ｌを透過する光の異常光成分と常光成分との間に２７０°の位相差が与えられるように設定される。複合波長板１１ｋへ入射する光は、偏光方向がＹ方向に平行な直線偏光であるとすると、領域２２ｄ、領域２２ｅ、領域２２ｆ、領域２２ｇ、領域２２ｉ、領域２２ｊを透過した光は右回りまたは左回りの円偏光となり、領域２２ｈ、領域２２ｋ、領域２２ｌを透過した光は左回りまたは右回りの円偏光となる。すなわち、領域２２ｄ、領域２２ｅ、領域２２ｆ、領域２２ｇ、領域２２ｉ、領域２２ｊを透過した光と、領域２２ｈ、領域２２ｋ、領域２２ｌを透過した光とは、偏光状態が互いに直交する。【００６８】
ＨＤ  ＤＶＤ規格には２層の記録層を有する光記録媒体があり、その層間隔の標準値は２５μｍである。ディスク７が層間隔２５μｍである２層の記録層を有する光記録媒体である場合の非対象層からのメインビームの反射光を考えたとき、領域２２ｄ、領域２２ｅの位置は、図９における光スポット１４ｈのうち、受光部１３ａ〜受光部１３ｄを囲むように図中に破線の正方形で示される領域内の光が、領域２２ｄ、領域２２ｅを透過した光となるように設定される。領域２２ｆ、領域２２ｇの位置は、図９における光スポット１４ｈのうち、受光部１３ｅ〜受光部１３ｈを囲むように図中に破線の正方形で示される領域内の光が、領域２２ｆ、領域２２ｇを透過した光となるように設定される。領域２２ｉ、領域２２ｊの位置は、図９における光スポット１４ｈのうち、受光部１３ｉ〜受光部１３ｌを囲むように図中に破線の正方形で示される領域内の光が領域２２ｉ、領域２２ｊを透過した光となるように設定される。【００６９】
図１９は複合波長板１１ｌのパタンを示す平面図である。図中には対物レンズ６の有効径に相当する直径を有する円が点線で示されている。ディスク７がＣＤ規格の光記録媒体であり、半導体レーザが波長７８０ｎｍの光を出射する場合、領域２２ｍ〜領域２２ｓのそれぞれに対応した電極に実効値がＶｃ０の交流電圧が印加される。ここで、Ｖｃ０は、領域２２ｍ〜領域２２ｓのそれぞれを透過する光の異常光成分と常光成分との間に１８０°の位相差が与えられるように設定される。複合波長板１１ｌへ入射する光は、偏光方向がＹ方向に平行な直線偏光であるとすると、領域２２ｍ〜領域２２ｓのそれぞれを透過した光は、偏光方向がＸ方向に平行な直線偏光となる。すなわち、領域２２ｍ〜領域２２ｓのそれぞれを透過した光の偏光状態は同じである。ＣＤ規格には２層の記録層を有する光記録媒体がないため、領域２２ｍ〜領域２２ｓのそれぞれを透過した光の偏光状態が同じであっても良い。【００７０】
ディスク７がＤＶＤ規格の光記録媒体であり、半導体レーザが波長６５０ｎｍの光を出射する場合、領域２２ｎ、領域２２ｏ、領域２２ｑ、領域２２ｒに対応した電極に実効値がＶｄ１の交流電圧が印加され、領域２２ｍ、領域２２ｐ、領域２２ｓに対応した電極に実効値がＶｄ２の交流電圧が印加される。ここで、Ｖｄ１は、領域２２ｎ、領域２２ｏ、領域２２ｑ、領域２２ｒを透過する光の異常光成分と常光成分との間に９０°の位相差が与えられるように設定され、Ｖｄ２は、領域２２ｍ、領域２２ｐ、領域２２ｓを透過する光の異常光成分と常光成分との間に２７０°の位相差が与えられるように設定される。複合波長板１１ｌへ入射する光は、偏光方向がＹ方向に平行な直線偏光であるとすると、領域２２ｎ、領域２２ｏ、領域２２ｑ、領域２２ｒを透過した光は右回りまたは左回りの円偏光となり、領域２２ｍ、領域２２ｐ、領域２２ｓを透過した光は左回りまたは右回りの円偏光となる。すなわち、領域２２ｎ、領域２２ｏ、領域２２ｑ、領域２２ｒを透過した光と、領域２２ｍ、領域２２ｐ、領域２２ｓを透過した光とは、偏光状態が互いに直交する。【００７１】
ＤＶＤ規格には２層の記録層を有する光記録媒体があり、その層間隔の標準値は５５μｍである。ディスク７が、層間隔５５μｍである２層の記録層を有する光記録媒体である場合の非対象層からのメインビームの反射光を考えたとき、領域２２ｎ、領域２２ｏの位置は、図１１における光スポット１４ｌのうち、受光部１３ｅ〜受光部１３ｈを囲むように図中に破線の正方形で示される領域内の光が、領域２２ｎ、領域２２ｏを透過した光となるように設定される。領域２２ｑ、領域２２ｒの位置は、図１１における光スポット１４ｌのうち、受光部１３ｉ〜受光部１３ｌを囲むように図中に破線の正方形で示される領域内の光が、領域２２ｑ、領域２２ｒを透過した光となるように設定される。【００７２】
ディスク７がＨＤ  ＤＶＤ規格の光記録媒体であり、半導体レーザが波長４００ｎｍの光を出射する場合、領域２２ｍ、領域２２ｎ、領域２２ｐ、領域２２ｑに対応した電極に実効値がＶｈ１の交流電圧が印加され、領域２２ｏ、領域２２ｒ、領域２２ｓに対応した電極に実効値がＶｈ２の交流電圧が印加される。ここで、Ｖｈ１は、領域２２ｍ、領域２２ｎ、領域２２ｐ、領域２２ｑを透過する光の異常光成分と常光成分との間に９０°の位相差が与えられるように設定され、Ｖｈ２は、領域２２ｏ、領域２２ｒ、領域２２ｓを透過する光の異常光成分と常光成分との間に２７０°の位相差が与えられるように設定される。複合波長板１１ｌへ入射する光は、偏光方向がＹ方向に平行な直線偏光であるとすると、領域２２ｍ、領域２２ｎ、領域２２ｐ、領域２２ｑを透過した光は右回りまたは左回りの円偏光となり、領域２２ｏ、領域２２ｒ、領域２２ｓを透過した光は左回りまたは右回りの円偏光となる。すなわち、領域２２ｍ、領域２２ｎ、領域２２ｐ、領域２２ｑを透過した光と、領域２２ｏ、領域２２ｒ、領域２２ｓを透過した光とは、偏光状態が互いに直交する。【００７３】
ＨＤ  ＤＶＤ規格には２層の記録層を有する光記録媒体があり、その層間隔の標準値は２５μｍである。ディスク７が層間隔２５μｍである２層の記録層を有する光記録媒体である場合の非対象層からのメインビームの反射光を考えたとき、領域２２ｍ、領域２２ｎの位置は、図１１における光スポット１４ｌのうち、受光部１３ｅ〜受光部１３ｈを囲むように図中に破線の正方形で示される領域内の光が、領域２２ｍ、領域２２ｎを透過した光となるように設定される。領域２２ｐ、領域２２ｑの位置は、図１１における光スポット１４ｌのうち、受光部１３ｉ〜受光部１３ｌを囲むように図中に破線の正方形で示される領域内の光が、領域２２ｐ、領域２２ｑを透過した光となるように設定される。【００７４】
本発明の実施の形態においては、ディスク７がＤＶＤ−ＲＯＭ、ＨＤ  ＤＶＤ−ＲＯＭ等の再生専用型の光記録媒体である場合は、トラック誤差信号の検出方法として差動プッシュプル法が用いられない。そのため、各領域に対応する電極に交流電圧は印加されず、各領域のそれぞれを透過した光の偏光状態が同じようになる。ディスク７がＤＶＤ−Ｒ、ＨＤ  ＤＶＤ−Ｒ等の追記型の光記録媒体である場合は、トラック誤差信号の検出方法として差動プッシュプル法が用いられる。そのため、一部の領域に対応する電極に交流電圧が印加されると共に、一部の領域に対応する電極に交流電圧が印加されず、前者を透過した光と後者を透過した光との偏光状態が互いに直交するように制御される。【００７５】
また、本発明の実施の形態においては、ディスク７が２層の記録層を有する光記録媒体のとき、対物レンズ６から複合波長板１１までの光路長が長いと、対物レンズに近い方の層（１層目）が対象層である場合と対物レンズから遠い方の層（２層目）が対象層である場合とで、複合波長板１１の位置における非対象層からのメインビームの反射光の径が異なる。そこで、複合波長板１１の位置における非対象層からのメインビームの反射光の径に応じて、交流電圧が印加される電極を変える。すなわち、対物レンズ６に近い方の層（１層目）が対象層である場合に交流電圧が印加される電極と、対物レンズ６から遠い方の層（２層目）が対象層である場合に交流電圧を印加する電極とが異なるようにする。対物レンズ６に近い方の層（１層目）が対象層である場合に交流電圧が印加されない電極と、対物レンズ６から遠い方の層（２層目）が対象層である場合に交流電圧が印加されない電極とが異なるようにすることもできる。【００７６】
図２０に、本発明の実施の形態に係る光学式情報記録再生装置の構成が示される。本実施の形態では、光学式情報記録再生装置は、図４に示される光ヘッド装置６１、コントローラ２３、変調回路２４、記録信号生成回路２５、半導体レーザ駆動回路２６、増幅回路２７、再生信号処理回路２８、復調回路２９、誤差信号生成回路３０、対物レンズ駆動回路３１を具備する。変調回路２４から対物レンズ駆動回路３１までの回路は、コントローラ２３により制御される。【００７７】
ディスク７へデータを記録する場合、変調回路２４は、ディスク７へ記録すべきデータを変調規則に従って変調する。記録信号生成回路２５は、変調回路２４で変調された信号に基づいて、記録ストラテジに従って半導体レーザ１を駆動するための記録信号を生成する。半導体レーザ駆動回路２６は、記録信号生成回路２５で生成された記録信号に基づいて、半導体レーザ１へ記録信号に応じた電流を供給して半導体レーザ１を駆動する。これに対し、ディスク７からデータを再生する場合、半導体レーザ駆動回路２６は、半導体レーザ１からの出射光のパワーが一定になるように、半導体レーザ１へ一定の電流を供給して半導体レーザ１を駆動する。【００７８】
増幅回路２７は、光検出器１０の各受光部からの出力である電圧信号を増幅する。ディスク７からデータを再生する場合、再生信号処理回路２８は、増幅回路２７で増幅された電圧信号に基づいて、ディスク７に記録されたマーク／スペース信号である再生信号の生成、波形等化、２値化を行う。復調回路２９は、再生信号処理回路２８で２値化された信号を復調規則に従って復調する。誤差信号生成回路３０は、増幅回路２７で増幅された電圧信号に基づいて、差動非点収差信号および差動プッシュプル信号を演算し、対物レンズ６を駆動するためのフォーカス誤差信号およびトラック誤差信号を生成する。対物レンズ駆動回路３１は、誤差信号生成回路３０で生成されたフォーカス誤差信号およびトラック誤差信号に基づいて、アクチュエータ（図示せず）へフォーカス誤差信号およびトラック誤差信号に応じた電流を供給して対物レンズ６を駆動する。これ以外に、光学式情報記録再生装置は、ポジショナ制御回路、スピンドル制御回路を含んでいる。ポジショナ制御回路は光ヘッド装置６１全体をモータ（図示せず）によりディスク７の半径方向へ移動させ、スピンドル制御回路はモータ（図示せず）によりディスク７を回転させる。【００７９】
本実施の形態に係る光学式情報記録再生装置は、複合波長板１１として複合波長板１１ｊ、複合波長板１１ｋ、複合波長板１１ｌが用いられる場合、複合波長板１１ｊ、複合波長板１１ｋ、複合波長板１１ｌが有する各領域に対応した電極に交流電圧を印加して複合波長板１１ｊ、複合波長板１１ｋ、複合波長板１１ｌを駆動する複合波長板駆動回路をさらに含んでいる。【００８０】
なお、光学式情報記録再生装置は、光記録媒体に対して記録および再生を行う記録再生装置、光記録媒体に対して再生のみを行う再生専用装置の両方を含むものとする。【００８１】
光記録媒体が複数の記録層を有する光記録媒体である場合、複合波長板の第一の領域を透過した光の偏光状態と複合波長板の第二の領域を透過した光の偏光状態とが同じであれば、対象層からのサブビーム群の反射光の偏光状態と外乱光の偏光状態とは同じであるため、対象層からのサブビーム群の反射光と外乱光とはサブビーム用受光部上で干渉する。しかし、複合波長板の第一の領域を透過した光の偏光状態と複合波長板の第二の領域を透過した光の偏光状態とは互いに直交している。ここで、対象層からのサブビーム群の反射光は大部分が複合波長板の第二の領域を透過した光であり、非対象層からのメインビームの反射光の一部である外乱光は複合波長板の第一の領域を透過した光である。このとき、対象層からのサブビーム群の反射光の偏光状態と外乱光の偏光状態とは大部分が互いに直交しているため、対象層からのサブビーム群の反射光と外乱光とはサブビーム用受光部上で殆んど干渉しない。従って、対象層と非対象層との間隔が変化してもサブプッシュプル信号および差動プッシュプル信号に殆んど乱れが生じない。【００８２】
また、複合波長板の第一の領域および第二の領域へ入射した対象層からのメインビームの反射光は、複合波長板の第一の領域および第二の領域を透過することにより偏光分布が変化するものの全てメインビーム用受光部へ入射する。従って、メインビーム用受光部からの出力に基づいて検出される、対象層に記録されたマーク／スペース信号の品質が低下しない。【００８３】
本発明によれば、複数の記録層を有する光記録媒体に対する記録や再生において、光記録媒体の対象層と非対象層との間隔が変化しても差動プッシュプル信号に乱れが生じず、かつ対象層に記録されたマーク／スペース信号の品質が低下しない光ヘッド装置および光学式情報記録再生装置を提供することができる。これは、非対象層からのメインビームの反射光の一部である外乱光と、対象層からのサブビーム群の反射光とがサブビーム用受光部上で殆んど干渉せず、対象層からのメインビームの反射光は全てメインビーム用受光部へ入射するためである。【００８４】
以上、実施の形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施の形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
【図１】
2008132912.tif 000003
【図２】
2008132912.tif 000004
【図３】
2008132912.tif 000005
【図４】
2008132912.tif 000006
【図５】
2008132912.tif 000007
【図６】
2008132912.tif 000008
【図７】
2008132912.tif 000009
【図８】
2008132912.tif 000010
【図９】
2008132912.tif 000011
【図１０】
2008132912.tif 000012
【図１１】
2008132912.tif 000013
【図１２】
2008132912.tif 000014
【図１３】
2008132912.tif 000015
【図１４】
2008132912.tif 000016
【図１７】
2008132912.tif 000017
【図１８】
2008132912.tif 000018
【図１９】
2008132912.tif 000019
【図２０】
2008132912.tif 000020
【図１５】
2008132912.tif 000021
【図１６】
2008132912.tif 000022
【国際調査報告】
2008132912.tif 000023
2008132912.tif 000024
2008132912.tif 000025
2008132912.tif 000026