(57)【要約】【課題】多層光ディスクの再生を正確に行うためのトラッキングサーボを、コンパクトな受光素子を用いて行う。【解決手段】多層光ディスクの情報記録層に集光スポットを形成させその反射回折光ビームを検出する際、集光スポットを形成する情報記録層以外の情報記録層からの迷光、いわゆる他層迷光が、光検出素子上にある受光素子に照射されトラッキングサーボにおいてノイズの原因となる。トラッキングサーボ制御に係る光スポットを受光するための第１の副受光部２７１および第２の副受光部２７２を、他層迷光領域ＱＳＴの領域内において、他層迷光の位相が同一の位置に設ける。【選択図】図９
2014238904.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体レーザと、
前記半導体レーザから出射される光ビームを集光し、多層光ディスクの情報記録層上に集光スポットを形成する対物レンズと、
前記対物レンズを制御する対物レンズアクチュエータと、
前記集光スポットが形成された前記情報記録層により反射および回折された反射回折光ビームを透過および回折する光学素子と、
前記光学素子を透過した透過光ビームを受光する主受光部と、前記光学素子により回折された回折光ビームを受光する副受光部とを有した光検出素子とを備え、
前記副受光部は、
前記多層光ディスクの前記集光スポットが形成される情報記録層以外の情報記録層で反射された前記光ビームの反射光である他層迷光が、前記光検出素子上に形成する他層迷光領域の領域内に設けられたことを特徴とする光ヘッド装置。
【請求項２】
光学素子は、
集光スポットが情報記録層により回折されて発生した＋１次反射回折光ビームを透過および回折する第１の回折領域と、前記集光スポットが前記情報記録層により回折されて発生した−１次反射回折光ビームを透過および回折する第２の回折領域と、前記集光スポットが前記情報記録層で回折されずに反射した反射回折光ビームを透過する第３の領域とを有し、
副受光部は、
前記＋１次反射回折光ビームが前記第１の回折領域によってさらに回折された第１の回折光ビームを受光する第１の副受光部と、前記−１次反射回折光ビームが前記第２の回折領域によってさらに回折された第２の回折光ビームを受光する第２の副受光部と
を有したことを特徴とする請求項１に記載の光ヘッド装置。
【請求項３】
第１の副受光部において受光される他層迷光の位相と、第２の副受光部において受光される前記他層迷光の位相との差が、前記他層迷光の波長の１／６に対応する位相の範囲内となるように前記第１の副受光部および前記第２の副受光部を配置したことを特徴とする請求項２に記載の光ヘッド装置。
【請求項４】
第１の副受光部および第２の副受光部は、
他層迷光領域または透過光ビームによる光スポットの中心から等距離の位置にそれぞれ設けられたことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の光ヘッド装置。
【請求項５】
第１の副受光部および第２の副受光部は、
他層迷光領域または透過光ビームによる光スポットの中心を通り多層光ディスクのラジアル方向に平行な直線を軸として対称な位置にそれぞれ設けられたことを特徴とする請求項２ないし請求項４のいずれか１項に記載の光ヘッド装置。
【請求項６】
第１の副受光部の面積と第２の副受光部の面積とが等しいことを特徴とする請求項２ないし請求項５のいずれか１項に記載の光ヘッド装置。
【請求項７】
第３の領域は、
光ビームが情報記録層で回折されずに反射された反射回折光ビームを透過および回折する回折構造がさらに設けられた第３の回折領域であり、
副受光部は、前記第３の回折領域によって回折された第３の回折光ビームを受光する第３の副受光部をさらに有したことを特徴とする請求項２ないし請求項６のいずれか１項に記載の光ヘッド装置。
【請求項８】
第３の副受光部は、
複数の領域に分割された分割領域を有した第３の副受光部であり、
光学素子と光検出素子との光軸方向の距離が、前記分割領域ごとに受光された第３の回折光ビームの受光信号の強度に基づいて調整されることを特徴とする請求項７に記載の光ヘッド装置。
【請求項９】
光検出素子と光学素子との間に非点収差光学素子をさらに備え、
主受光部は、
複数の領域に分割された分割領域を有し、
対物レンズアクチュエータは、
前記分割領域ごとに検知された透過光ビームの受光信号の強度に基づいて集光スポットのフォーカス制御を行うことを特徴とする請求項２に記載の光ヘッド装置。
【請求項１０】
光学素子は、
第１の回折領域および第２の回折領域の他に、光ビームが情報記録層により回折されずに反射した反射回折光ビームを透過および回折する複数の回折領域をさらに有し、
副受光部は、
第１の副受光部および第２の副受光部の他に、前記複数の回折領域によって回折された複数の回折光ビームを受光する、複数の副受光部をさらに有したことを特徴とする請求項９に記載の光ヘッド装置。
【請求項１１】
第１の副受光部および第２の副受光部および複数の副受光部は、
前記第１の副受光部において受光される他層迷光の位相と、前記第２の副受光部において受光される前記他層迷光の位相と、前記複数の副受光部において受光される前記他層迷光の位相との差が、前記他層迷光の波長の１／６に対応する位相の範囲内となるように配置されたことを特徴とする請求項１０に記載の光ヘッド装置。
【請求項１２】
複数の回折領域は、
第４の回折領域と第５の回折領域と第６の回折領域と第７の回折領域とからなり、
複数の副受光部は、
第４の副受光部と第５の副受光部からなり、
前記第４の回折領域で回折された第４の回折光ビームおよび前記第６の回折領域で回折された第６の回折光ビームは前記第４の副受光部で受光され、
前記第５の回折領域で回折された第５の回折光ビームおよび前記第７の回折領域で回折された第７の回折光ビームは前記第５の副受光部で受光されることを特徴とする請求項１０または請求項１１に記載の光ヘッド装置。
【請求項１３】
第１の副受光部および第２の副受光部は、
楕円状の他層迷光領域の中心を通り前記楕円状の他層迷光領域の長軸と平行な直線から等距離の位置に設けられ、
第４の副受光部および第５の副受光部は、前記直線から等距離の位置に設けられたことを特徴とする請求項１２に記載の光ヘッド装置。
【請求項１４】
請求項２ないし請求項９のいずれか１項に記載の光ヘッド装置と、
多層光ディスクを回転させるディスク駆動部と、
第１の副受光部で受光された第１の回折光ビームによる第１の受光信号と、第２の副受光部で受光された第２の回折光ビームによる第２の受光信号との差分に基づいてサーボ信号を生成する再生信号処理回路と、
前記サーボ信号に基づいてトラッキングエラー信号を生成し、前記トラッキングエラー信号に基づいて光ヘッド装置の制御を行うサーボ制御回路と
を備えたことを特徴とする多層光ディスク装置。
【請求項１５】
請求項１２または請求項１３に記載の光ヘッド装置と、
多層光ディスクを回転させるディスク駆動部と、
第１の副受光部で受光された第１の回折光ビームによる第１の受光信号と、第２の副受光部で受光された第２の回折光ビームによる第２の受光信号との差分および、第４の副受光部で受光された第４の回折光ビームと第６の回折光ビームによる第４の受光信号と、第５の副受光部で受光された第５の回折光ビームと第７の回折光ビームとの差分に基づいてサーボ信号を生成する再生信号処理回路と、
前記サーボ信号に基づいてトラッキングエラー信号を生成し、前記トラッキングエラー信号に基づいて光ヘッド装置の制御を行うサーボ制御回路と
を備えたことを特徴とする多層光ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多層光ディスクに記録された情報の再生または、当該多層光ディスクに情報を記録するための光ヘッド装置、および当該光ヘッド装置を備えた多層光ディスク装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年急速に開発が進められている光ディスク装置では、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ）、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）及びＢｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ（登録商標、以下ＢＤと呼ぶ）等のような光ディスクに対して、光ビームを照射し、その反射光を読み取ることにより情報を再生する。
【０００３】
このような光ディスク装置では、対物レンズにより光ビームを集光し、光ディスクから情報を再生する際、光ディスクの記録層に螺旋状又は同心円状に形成されているトラックに対し、当該光ビームの焦点を合わせる。
【０００４】
このとき光ディスク装置は、反射光を検出する光検出素子に所定形状の受光部を設けるなどして反射光を受光する。そして、光ディスク装置は、その受光結果を基に、光ビームを照射すべきトラックと光ビームの焦点との、フォーカス方向及びトラッキング方向に関するずれ量を表す「フォーカスエラー信号」及び「トラッキングエラー信号」をそれぞれ算出する。
【０００５】
光ディスク装置は、このフォーカスエラー信号およびトラッキングエラー信号を基に対物レンズを移動することにより、光ビームの焦点を照射すべきトラックに合わせる。
【０００６】
ところで光ディスクの中には、２層の記録層（情報記録層）を有し、各記録層でそれぞれ所定の反射率により光ビームを反射するものがある。光ディスク装置は、このように複数の記録層を有する多層光ディスクに対しては、所望の記録層に光ビームの焦点を合わせるよう構成要素を制御した上で、その反射光を検出する。
【０００７】
しかしながら、多層光ディスクは、物理的な性質により、いずれの記録層が所望の記録層であるかに拘わらず、各記録層において常に所定の反射率で光ビームを反射する。このため光ディスク装置は、所望の記録層と異なる他の記録層において反射された光ビーム（以下、他層迷光と称す）が受光部に照射されてしまう場合がある。
【０００８】
このため、光ディスク装置は、フォーカスエラー信号およびトラッキングエラー信号に誤差を生じ、光ビームの焦点の位置制御ができないおそれがある。このような問題に対し、光検出素子において各記録層からの他層迷光を回避し得るように受光部が配置されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１０−１７０６０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１に係る光検出素子における受光部は、多層光ディスクにおける各情報記録層からの他層迷光を回避し得るように配置されているため、光検出素子の小型化に限界があった。
【００１１】
本発明は上記のような問題を解決するためになされたものであり、光検出素子における受光部を各記録層からの他層迷光を回避し得るように配置する必要がない光ヘッド装置、及び多層光ディスク装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る光ヘッド装置は、半導体レーザと、半導体レーザから出射される光ビームを集光し、多層光ディスクの情報記録層上に集光スポットを形成する対物レンズと、対物レンズを制御する対物レンズアクチュエータと、集光スポットが形成された情報記録層により反射および回折された反射回折光ビームを透過および回折する光学素子と、光学素子を透過した透過光ビームを受光する主受光部と、光学素子により回折された回折光ビームを受光する副受光部とを有した光検出素子とを備え、副受光部は、多層光ディスクの集光スポットが形成される情報記録層以外の情報記録層で反射された光ビームの反射光である他層迷光が、光検出素子上に形成する他層迷光領域の領域内に設けたものである。
【００１３】
また、本発明に係る光ディスク装置は、本発明に係る光ヘッド装置と、多層光ディスクを回転させるディスク駆動部と、第１の副受光部で受光された第１の回折光ビームによる第１の受光信号と、第２の副受光部で受光された第２の回折光ビームによる第２の受光信号との差分に基づいてサーボ信号を生成する再生信号処理回路と、サーボ信号に基づいてトラッキングエラー信号を生成し、トラッキングエラー信号に基づいて光ヘッド装置の制御を行うサーボ制御回路とを備えたものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る光ヘッド装置によれば、光検出素子の小型化が達成される。
【００１５】
また、本発明に係る多層光ディスク装置によれば、光検出素子の小型化が達成された光ヘッド装置を備えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る多層光ディスク装置の主要構成を概略的に示す図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る光ヘッド装置の基本構成を概略的に示す図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る光学素子の回折領域の分割を概略的に示す図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る光学素子の遮光領域を概略的に示す図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る光検出素子の受光部の構成と光スポットの様子を概略的に示す図である。
【図６】本発明に係る位相と波長との関係を概略的に示したものである。
【図７】本発明の実施の形態１に係る対物レンズのシフト時の光検出素子における光スポットの様子を概略的に示す図である。
【図８】本発明の実施の形態１に係る光検出素子における部分記録された他層迷光の縞状パターンを概略的に示す図である。
【図９】本発明の実施の形態１に係る光検出素子の受光部の構成の変形例と光スポットの様子を概略的に示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態１に係る対物レンズのシフト時の光検出素子の変形例における光スポットの様子を概略的に示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態１に係る光検出素子の変形例における部分記録された他層迷光の縞状パターンを概略的に示す図である。
【図１２】本発明の実施の形態１に係る光検出素子の変形例における不要な回折光を概略的に示す図である。
【図１３】本発明の実施の形態１に係る光検出素子の受光部の構成の変形例と光スポットの様子を概略的に示す図である。
【図１４】本発明の実施の形態１に係る対物レンズのシフト時の光検出素子の変形例における光スポットの様子を概略的に示す図である。
【図１５】本発明の実施の形態１に係る光検出素子の変形例における部分記録された他層迷光の縞状パターンを概略的に示す図である。
【図１６】本発明の実施の形態１に係る対物レンズのシフト時の光検出素子の変形例における光スポットの様子を概略的に示す図である。
【図１７】本発明の実施の形態１に係る対物レンズのシフト時の光検出素子の変形例における光スポットの様子を概略的に示す図である。
【図１８】本発明の実施の形態１に係る対物レンズのシフト時の光検出素子の変形例における光スポットの様子を概略的に示す図である。
【図１９】本発明の実施の形態２に係る光ヘッド装置の基本構成を概略的に示す図である。
【図２０】本発明の実施の形態２に係る光検出素子の受光部の構成と光スポットの様子を概略的に示す図である。
【図２１】本発明の実施の形態２に係る対物レンズのシフト時の光検出素子における光スポットの様子を概略的に示す図である。
【図２２】本発明の実施の形態２に係る光検出素子における部分記録された他層迷光の縞状パターンを概略的に示す図である。
【図２３】本発明の実施の形態２に係る光検出素子の受光部の構成の変形例と光スポットの様子を概略的に示す図である。
【図２４】本発明の実施の形態２に係る対物レンズのシフト時の光検出素子における反射回折光ビームの様子を概略的に示す図である。
【図２５】本発明の実施の形態３に係る光学素子の回折領域の分割を概略的に示す図である。
【図２６】本発明の実施の形態３に係る光学素子の遮光領域を概略的に示す図である。
【図２７】本発明の実施の形態３に係る光検出素子の受光部の構成の変形例と光スポットの様子を概略的に示す図である。
【図２８】実施の形態３に係る光学素子の対物レンズのシフト時の反射回折光ビームを概略的に示す図である。
【図２９】本発明の実施の形態３に係る対物レンズのシフト時の光検出素子の変形例における光スポットの様子を概略的に示す図である。
【図３０】本発明の実施の形態３に係る光検出素子の部分記録された他層迷光の縞状パターンを概略的に示す図である。
【図３１】本発明の実施の形態３の光検出素子の受光部の構成の変形例と光スポットの様子を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係る実施の形態について図面を参照しつつ説明する。なお、図面において、同様な構成要素には同一符号を付し、その詳細な説明は重複しないようにする。
【００１８】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１の多層光ディスク装置５０の主要構成を概略的に示したものである。図１に示す多層光ディスク装置５０は、多層光ディスク５を回転駆動するディスク駆動部５１、多層光ディスク５の情報の記録再生に係る光ヘッド装置５２、多層光ディスク５の再生信号の処理を行う再生信号処理回路５６、再生信号処理回路５６の出力に基づき多層光ディスク５の記録再生に係るサーボ制御を行うためのサーボ制御回路５５、各種制御の処理を記憶するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）８０および、ホスト機器（図示せず）からのコマンドに応じて各種制御処理を実行するＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）８１等を含む。
【００１９】
再生信号処理回路５６は、ウォブル信号検出回路５７、再生信号検出回路（ＲＦ信号検出回路）５８およびサーボ信号検出回路５９を含み、光ヘッド装置５２からの指令を受けて動作する。
【００２０】
再生信号処理回路５６に含まれるウォブル信号検出回路５７は、多層光ディスク５の情報記録層上に存在する蛇行した案内トラック溝からの反射光から、ウォブル信号を検出する機能を有する。ただし、多層光ディスク５が案内トラック溝を持たない再生専用のＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）ディスクである場合には、ウォブル信号検出回路５７の機能は必要とされない。
【００２１】
再生信号処理回路５６に含まれるサーボ信号検出回路５９は、光ヘッド装置５２から受信した信号に基づいて、フィードバック制御のための各種サーボ信号ＳＳを生成する。これらサーボ信号ＳＳはサーボ制御回路５５に含まれる光ヘッド制御回路６１に出力される。
【００２２】
復調回路６０は、再生信号検出回路５８とウォブル信号検出回路５７の出力側に接続されており、再生信号検出回路５８から出力された再生信号とウォブル信号検出回路５７から出力されたウォブル信号とを復調して２値化データを生成する。なお、図示しないがこのような２値化データは同期情報およびアドレス情報として、ＭＰＵ８１およびサーボ制御回路５５にも出力され、利用され得る。
【００２３】
再生信号処理回路５６に含まれる再生信号検出回路５８は、光ヘッド装置５２から受信した信号に基づいて、再生信号を検出する機能を有する。また、再生信号検出回路５８は、再生信号の信号振幅値を表すデータ等の状態信号を生成し、状態信号をＭＰＵ８１に出力する。
【００２４】
サーボ制御回路５５は、再生信号処理回路５６に含まれるサーボ信号検出回路５９から出力されたサーボ信号ＳＳに基づいてトラッキングエラー信号を生成する光ヘッド制御回路６１、光ヘッド装置５２の位置を制御するスレッドモータ制御回路６２、および多層光ディスク５を回転駆動するディスク駆動部５１を制御するディスク駆動部制御回路６３を含む。
【００２５】
また、サーボ制御回路５５に含まれる光ヘッド制御回路６１は、当該光ヘッド制御回路６１で生成したトラッキングエラー信号に基づいて光ヘッド装置５２の制御を行う。また、サーボ制御回路５５に含まれる、光ヘッド制御回路６１、スレッドモータ制御回路６２、ディスク駆動部制御回路６３は、ＭＰＵ８１からの命令を受けて動作する。
【００２６】
光ヘッド装置５２については後に詳しく述べるが、多層光ディスク５に光ビームＩＬを照射し、多層光ディスク５の情報記録層で反射された戻り光ビームを受光して信号を生成する。生成された信号を再生信号処理回路５６に出力する。
【００２７】
ディスク駆動部５１は、例えば、スピンドルモータ等の回転駆動機構を含む。多層光ディスク５の回転駆動に関し、サーボ制御回路５５に含まれるディスク駆動部制御回路６３は、スピンドルモータから供給された実回転数を表すパルス信号に基づいて、多層光ディスク５の実回転数を目標回転数に一致させるようにスピンドルサーボを実行する。
【００２８】
多層光ディスク５は、ディスク駆動部５１の駆動軸（スピンドル）に固定されたターンテーブルに着脱自在に装着されている。本実施例１において多層光ディスク５は、複数の情報記録層を有する多層光ディスクとして説明する。
【００２９】
ただし、本発明に係る光ヘッド装置５２および多層光ディスク装置５０は、光ディスクの情報記録層が、単層であるか多層であるかに関わらず、光ディスクへの情報の記録および、光ディスクの情報の再生が可能である。例えば、光ディスクとしては、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ）、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）、ＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ）を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
【００３０】
スレッドモータ５３は、例えば、ラックまたはピニオンなどの送り機構に回転駆動力を伝達することで、フレーム５２Ｃを多層光ディスク５のラジアル方向（多層光ディスク５の半径方向）に移動させる。なお、光ヘッド装置５２は、フレーム５２Ｃに固定されているためフレーム５２Ｃとともに移動する。
【００３１】
以上に述べたサーボ制御回路５５、光ヘッド装置５２、再生信号処理回路５６等により、ビーム光ＩＬを多層光ディスク５の所定の情報記録層に照射するためのフォーカスサーボループ及びトラッキングサーボループが形成されている。
【００３２】
ＲＡＭ８０は、プログラム領域８０Ａとデータ領域８０Ｂとを含む。前述したＭＰＵ８１は、ＲＡＭ８０のプログラム領域８０Ａに記憶されているプログラムを読み込むとともに、データ領域８０Ｂを用いて当該プログラムを実行する。これにより、ＭＰＵ８１は、多層光ディスク装置５０内の各回路の動作を制御するとともに、当該各回路から出力された信号に基づいて多層光ディスク装置５０を制御するための判断を行うことができる。
【００３３】
以上は、光ディスク装置５０において、多層光ディスク５に記録されたデータを再生する場合について説明したが、データを多層光ディスク５に記録する場合には、ＭＰＵ８１は変調回路６４を制御する。具体的には、図１に示した変調回路６４が、ＭＰＵ８１から出力されたデータに対してエラー訂正符号を付与し、データ変調を施して記録データを生成する。さらに、変調回路６４は、当該記録データに基づいてライトストラテジ信号を生成し、レーザ制御回路５４に出力する。
【００３４】
レーザ制御回路５４は、入力されたライトストラテジ信号に基づいて光ヘッド装置５２内にある図示しない半導体レーザを制御し、当該半導体レーザからデータ記録に必要な発光パワーを有するレーザ光ＥＬを出射させる。これにより、記録可能な多層光ディスクに対し、データの記録が可能となる。
【００３５】
次に本発明の実施の形態１に係る光ヘッド装置５２について詳しく説明する。図２は、本発明の実施の形態１に係る光ヘッド装置５２の基本構成を概略的に示したものである。図２に示されるように、光ヘッド装置５２は、光源としての半導体レーザ２、ビームスプリッタ３、対物レンズ４、対物レンズアクチュエータ９、光学素子６、および光検出素子２７を含む。
【００３６】
なお、図２は、本実施の形態の光ヘッド装置５２の基本構成を示したものであるが、図２の構成に限定されるものではない。例えば、光ヘッド装置５２は、対物レンズ４を制御し、多層光ディスク５の情報記録層に対し適切にビーム光ＩＬを照射するための焦点誤差量およびトラッキング誤差量を検出するセンサー光学系を含んでいてもよい。
【００３７】
本発明の実施の形態１において、光ヘッド装置５２の動作について説明する。データの再生を行う際、図１に示すレーザ制御回路５４は、ＭＰＵ８１からの命令を受け、図２に示す光ヘッド装置５２内に含まれる半導体レーザ２の出力を制御し、データ再生に必要な発光パワーを有するレーザ光ＥＬを出射させる。
【００３８】
半導体レーザ２から出射された光ビームＥＬは、ビームスプリッタ３により反射された後、対物レンズ４によって光ビームＩＬとなって集光される。これにより、多層光ディスク５の情報記録層の中で、情報を取得する情報記録層上に集光スポットが形成される。
【００３９】
多層光ディスク５で反射した信号光としての反射光ビームは、対物レンズ４によって集光され、ビームスプリッタ３を透過して光学素子６に入射する。多層光ディスク５の情報記録層で反射したこの反射光ビームは、当該情報記録層の情報トラックの周期構造に起因する回折光（以降、反射回折光ビームと称す）を含んでいる。
【００４０】
すなわち、光ビームＩＬが多層光ディスク５の情報記録層によって、反射されると同時に、回折を受けることになる。このため、反射回折光ビームには、情報記録層に入射する時点では存在しない回折成分が含まれる。
【００４１】
光学素子６は、入射した反射回折光ビームを透過または回折する素子であり、反射回折光ビームを透過光ビーム（０次回折光ビームと称すこともできるが、以降、透過光ビームと称す）Ｄ０、第１の回折光ビームＤ１ａ、第２の回折光ビームＤ２ａに透過または回折する。
【００４２】
透過光ビームＤ０、第１の回折光ビームＤ１ａおよび第２の回折光ビームＤ２ａは、光検出素子２７上の所定の位置に配置された受光部である、主受光部２７０、第１の副受光部２７１および第２の副受光部２７２にそれぞれ照射され光スポットを形成する。受光部の配置の詳細については後に詳しく説明する。
【００４３】
図３は、光学素子６の構成例と光学素子６に入射する反射回折光ビームの位置（点線で表示）を示したものである。反射回折光ビームは上述したとおり、反射光だけでなく回折光を含んでおり、多層光ディスク５によって回折された、＋１次反射回折光ビーム（第１の反射回折光ビーム）ＲＬ１と、−１次反射回折光ビーム（第２の反射回折光ビーム）ＲＬ２と、多層光ディスク５によって回折されない０次反射回折光ビームＲＬ０を含む。
【００４４】
すなわち、光学素子６には＋１次反射回折光ビーム（第１の反射回折光ビーム）ＲＬ１と、−１次反射回折光ビーム（第２の反射回折光ビーム）ＲＬ２と、多層光ディスク５によって回折されない０次反射回折光ビームＲＬ０が入射することになる。
【００４５】
光学素子６は、光ヘッド装置５２に組み込まれた状態での多層光ディスク５のタンジェンシャル（接線）方向に対応する方向Ｔに沿って形成された２つの分割線６００および６０１により分割された第１の回折領域６０２と、第２の回折領域６０４と、第３の領域６０３とを含む。方向Ｒは方向Ｔと直行する、多層光ディスク５のラジアル方向に平行な向きについて示したものである。
【００４６】
図３に示すように、０次反射回折光ビームＲＬ０は、略円形の形状であり、光学素子６の第１の回折領域６０２、第２の回折領域６０４、第３の領域６０３に入射する。＋１次反射回折光ビーム（第１の反射回折光ビーム）ＲＬ１は光学素子６の第１の回折領域６０２にのみ入射する。また、−１次反射回折光ビーム（第２の反射回折光ビーム）ＲＬ２は、光学素子６の第２の回折領域６０４にのみ入射する。
【００４７】
すなわち、光学素子６の分割された領域について、第３の領域６０３には０次反射回折光ビームＲＬ０のみが入射する。また、第１の回折領域６０２は、０次反射回折光成分ＲＬ０が入射するとともに、この０次反射回折光成分ＲＬ０に重複する＋１次反射回折光成分ＲＬ１も入射する。また、光学素子６の第２の回折領域６０４には、０次反射回折光成分ＲＬ０が入射するとともに、この０次反射回折光成分ＲＬ０に重複する−１次反射回折光成分ＲＬ２も入射する。
【００４８】
＋１次反射回折光ビーム（第１の反射回折光ビーム）ＲＬ１と、−１次反射回折光ビーム（第２の反射回折光ビーム）ＲＬ２と、多層光ディスク５によって回折されない０次反射回折光ビームＲＬ０とを含む、略円形の反射回折光ビームは、光学素子６の第１の回折領域６０２、第２の回折領域６０４によって透過または回折され、第３の領域６０３によって透過される。
【００４９】
光学素子６の第１の回折領域６０２は、０次及び＋１次の透過回折光の屈折効率が、当該０次及び、＋１次以外の次数の透過回折光の回折効率よりも高い格子構造を有するので、＋１次反射回折光ビーム（第１の反射回折光ビーム）ＲＬ１を透過および回折することができ、回折された＋１次反射回折光ビーム（第１の反射回折光ビーム）ＲＬ１は＋１次回折光ビーム（光学素子６によって回折された回折光ビーム）Ｄ１ａとなる。
【００５０】
一方、光学素子６の第１の回折領域６０２によって回折されない＋１次反射回折光ビーム（第１の反射回折光ビーム）ＲＬ１は透過光ビーム（光学素子６によって回折されない透過光ビーム）Ｄ０となり第１の回折領域６０２を透過することになる。（光学素子６を透過、回折した光ビームに関しては記号の先頭に「Ｄ」を付す。）
【００５１】
同様に、光学素子６の第２の回折領域６０４は、０次及び＋１次の透過回折光の屈折効率が、当該０次及び、＋１次以外の次数の透過回折光の回折効率よりも高い格子構造を有するので、−１次反射回折光ビーム（第２の反射回折光ビーム）ＲＬ２を透過および回折することができ、回折された−１次反射回折光ビーム（第２の反射回折光ビーム）ＲＬ２は＋１次回折光ビーム（光学素子６によって回折された第２の回折光ビーム）Ｄ２ａとなる。
【００５２】
一方、光学素子６の第２の回折領域６０４によって回折されない−１次反射回折光ビーム（第２の反射回折光ビーム）ＲＬ２は透過光ビーム（光学素子６によって回折されない透過光ビーム）Ｄ０となり第２の回折領域６０４を透過することになる。
【００５３】
光学素子６の第３の領域６０３に入射した０次反射回折光ビームＲＬ０は、回折されずに透過光ビーム（光学素子６によって回折されない透過光ビーム）Ｄ０となる。この場合、第３の領域６０３は回折構造を有さない構成とすることができる。
【００５４】
光学素子６の第３の領域６０３に回折構造を付加し、０次及び＋１次の透過回折光の屈折効率が、当該０次及び、＋１次以外の次数の透過回折光の回折効率よりも高い格子構造を有する第３の回折領域６０３ａとした場合には、第３の回折領域６０３ａに入射した０次反射回折光ビームＲＬ０は、透過および回折される。回折された０次反射回折光ビームＲＬ０は＋１次回折光ビームＤ３ａとなる。一方、第３の回折領域６０３ａによって回折されないＲＬ０は透過光ビームＤ０となり第３の回折領域６０３ａを透過することになる。
【００５５】
このように、第３の領域６０３を第３の回折領域６０３ａとするか否かは製造者の自由であるが、第３の回折領域６０３ａとすることによって光ヘッド装置を構成する各素子（光学素子、および光検出素子２７等）の配置に係る精度を向上させる事が可能となる。これについては、後に詳しく述べる。
【００５６】
光学素子６を構成するこのような第１〜第３の回折領域は、例えば、透過型ブレーズド回折格子を用いて実現することができる。透過型ブレーズド回折格子は、断面形状が鋸歯状である格子溝を有する回折格子である。格子溝のブレーズ角を変化させることで、各次数の回折光の回折効率を調整することが可能である。図３の第１の回折領域６０２および、第２の回折領域６０４では、０次及び＋１次の透過回折光の回折効率が当該０次及び＋１次以外の他の次数の光の回折効率よりも高くなるようにブレーズ角を決定すればよい。
【００５７】
また、回折領域を形成する透過型ブレーズド回折格子の形状を、曲線格子形状とする事によって、反射回折光ビームを透過および回折するだけでなく、透過および回折した回折光ビームを所定の位置（例えば、光検出素子２７上にある主受光２７０部または第１の副受光部２７１上）に、所定の大きさで集光することが可能となる。
【００５８】
さらに、上述の曲線格子形状は不等間隔に構成してもよく、これにより＋１次回折光ビームＤ１ａ及び＋１次回折光ビームＤ２ａの収差を抑制することができ、より光検出素子２７上の光スポットを小さくすることが可能となる。
【００５９】
本発明の実施の形態１においては、光学素子６における回折領域の回折格子を、０次回折光ビーム及び＋１次回折光ビームを発生させるように構成しているが、発生させる回折光の次数はこれに限ったものではなく、例えば、０次回折光と−１次回折光を発生させる構成としても良い。
【００６０】
０次反射回折光ビームＲＬ０、＋１次反射回折光ビームＲＬ１、−１次反射回折光ビームＲＬ２からなる円形の反射回折光ビームは、図３に示すように光学素子６に入射するが、光学素子６には上述した、反射回折光ビームの他に、光ヘッド装置の光学系にかかる迷光が発生し、光学素子６に入射する可能性がある。そこで、図４に示すように、反射回折光ビームが入射する領域を取り囲むように遮光領域８を備えてもよい。
【００６１】
遮光領域８は、金属薄膜などの光反射膜または光吸収膜、あるいは回折格子によって構成することができる。遮光領域８を光学素子６に設けることにより、光ヘッド装置の光学系にかかる迷光を抑制することが可能となる。また、光学素子６において、第１の回折領域６０２、第２の回折領域６０４、第３の領域６０３は必ずしも互いに密接している必要はなく、それぞれの領域の加工に伴う公差分だけ互いに離れていてもよい。
【００６２】
図５は、光検出素子２７における主受光部２７０および第１の副受光部２７１、第２の副受光部２７２の配置、光学素子６を透過および回折した回折光ビームが光検出素子２７上に形成する光スポットを概略的に示したものである。図５において、光検出素子２７上に形成される光スポットを示す記号の先頭に「Ｑ」を付す。
【００６３】
図５に示すように光検出素子２７は、光学素子６を透過した略円形の透過光ビームＤ０の光スポットＱＭを受光する主受光部２７０と、光学素子６の第１の領域６０２による＋１次回折光ビームＤ１ａの光スポットＱＳ１を単一受光面で受光する第１の副受光部２７１と、光学素子６の第２の領域６０４による＋１次回折光ビームＤ２ａの光スポットＱＳ２を単一受光面で受光する第２の副受光部２７２とを含む。
【００６４】
主受光部２７０上の透過光ビームＤ０の光スポットＱＭは、略円形状を有している。また、光ヘッド装置の光学系によっては、楕円形状を有することもある。透過光ビームＤ０の光スポットＱＭは、光学素子６によって回折されない透過光ビームＤ０によって形成されている。
【００６５】
さらに、図５に示すように透過光ビームＤ０は、多層光ディスク５の情報トラックの構造に起因した、多層光ディスク５によって回折されない０次反射回折光ビームＲＬ０による光スポットＱ０と、これに重複する第１の反射回折光ビームＲＬ１による光スポットＱ０１、および第２の反射回折光ビームＲＬ２による光スポットＱ０２とを含む。主受光部２７０は、これらの光スポットＱ０、Ｑ０１、Ｑ０２を含む光スポットＱＭを受光するとともに、光信号を光電変換して電気信号Ｍを再生信号処理回路５６に出力する。
【００６６】
また、光検出素子２７の第１の副受光部２７１および第２の副受光部２７２は、それぞれ、＋１次回折光ビームＤ１ａおよび＋１次回折光ビームＤ２ａによる光スポットＱＳ１およびＱＳ２を受光するとともに、それぞれの受光量に応じた電気信号ＳＬおよびＳＲを生成し、これら電気信号ＳＬ、ＳＲを、図１で示した再生信号処理回路５６に出力する。再生信号処理回路５６は、電気信号ＳＬ、ＳＲに基づいてサーボ信号ＳＳを生成し、このサーボ信号ＳＳを光ヘッド制御回路６１に出力する。
【００６７】
次に、サーボ信号ＳＳを電気信号ＳＬ、ＳＲより生成しトラッキングサーボを実現するためのプッシュプル信号ＰＰの生成方法について説明する。多層光ディスク５の情報記録層における所定のトラックに集光スポットを追従させるために、対物レンズ４の位置を制御するトラッキングサーボには、プッシュプル信号ＰＰが使用される。プッシュプル信号ＰＰは、以下の演算式（１）で与えられる。
【００６８】
【数１】
2014238904.tif 000003
【００６９】
ただし、ＳＥは、第１の副受光部２７１の出力信号ＳＬから得られた第１の受光信号、ＳＦは、第２の副受光部２７２の出力信号ＳＲから得られた第２の受光信号を、それぞれ表している。
【００７０】
図１に示した、サーボ制御回路５５に含まれる光ヘッド制御回路６１は、上式（１）で得られるプッシュプル信号ＰＰのレベル（値）を固定値に近づけるように対物レンズ４に備えられた対物レンズアクチュエータ９を制御し、集光スポットを多層光ディスク５の情報記録層のラジアル方向（多層光ディスク５の半径方向）の所定の位置に正確に追従させることが可能となる。
【００７１】
光スポットＱＳ１に含まれる第１の反射回折光ビームＲＬ１と、光スポットＱＳ２に含まれる第２の反射回折光ビームＲＬ２とが等しい場合、前記固定値を０とすれば、前記所定の位置は略トラック位置とすることができる。
【００７２】
また、光スポットＱＳ１に含まれる第１の反射回折光ビームＲＬ１と、光スポットＱＳ２に含まれる第２の反射回折光ビームＲＬ２とが等しくない場合、これらの光量差分をキャンセルさせるように前記固定値にオフセットを与えることで、同様に前記所定の位置は略トラック位置とすることができる。
【００７３】
次に、光検出素子２７上に入射する他層迷光について説明する。多層光ディスク５が複数の情報記録層を有する場合、多層光ディスク５で反射した戻り光ビームＲＬには、集光スポットを形成する情報記録層からの戻り光ビームによる光スポットＱＭ、ＱＳ１、ＱＳ２を形成する信号光とは別に、集光スポットを形成させている情報記録層以外の情報記録層からの戻り光ビームである他層迷光が含まれる。
【００７４】
図５に他層迷光によって形成された他層迷光領域ＱＳＴを示す。他層迷光領域ＱＳＴは、集光スポットを形成する情報記録層と、当該情報記録層以外の情報記録層との層間間隔に依存した領域径を持つ。
【００７５】
集光スポットを形成する情報記録層と、その情報記録層に最も近い情報記録層との層間間隔が大きくなるにつれ、他層迷光領域ＱＳＴの領域径は大きくなり、同時に光強度の密度は低くなる。逆に、層間間隔が小さくなるにつれ、光検出素子２７上の他層迷光領域ＱＳＴの領域径は小さくなり、同時に光強度の密度は高くなる。この場合、ノイズ成分としての影響は大きくなる。
【００７６】
以下に、集光スポットを形成する（情報を取得する）情報記録層に最も近い情報記録層による他層迷光領域ＱＳＴと当該他層迷光領域ＱＳＴにより発生するノイズがキャンセルされる原理について説明する。情報記録層を複数有し、複数の情報記録層からの他層迷光による他層迷光領域ＱＳＴ（ｎ）についても同様の考えである。
【００７７】
図５に示されるように、他層迷光は光検出素子２７上に他層迷光領域ＱＳＴを形成する。他層迷光領域ＱＳＴの領域内の同心円状の点線は他層迷光領域ＱＳＴの位相が同位相である位置を示しており、同一の点線上においては他層迷光領域ＱＳＴの他層迷光の位相が同じ（同位相）である。
【００７８】
光スポットＱＳ１およびＱＳ２を受光する際、他層迷光領域ＱＳＴは主受光部２７０、第１の副受光部２７１および第２の副受光部２７２によって受光されるため、他層迷光領域ＱＳＴがノイズ成分として電気信号Ｍ、ＳＲおよびＳＬに重畳してしまう。
【００７９】
このノイズ成分には、光スポットＱＳ１およびＱＳ２による信号光と他層迷光とが干渉することにより発生するＡＣ的なノイズ成分ＮＡＣと、光スポットＱＳ１およびＱＳ２による信号光と他層迷光とが重なりを持たずに、主受光部２７０、第１の副受光部２７１及び第２の副受光部２７２において受光されることで発生するノイズ成分ＮＤＣとを含む。
【００８０】
ノイズ成分ＮＡＣをキャンセルする原理について説明する。ノイズ成分ＮＡＣは信号光と他層迷光とが干渉することで発生するため、他層迷光領域ＱＳＴの位相の変動がそのままノイズとして現れる。
【００８１】
図５に示されるように、他層迷光領域ＱＳＴは、光学素子６を透過した透過光ビームＤ０による光スポットＱＭの中心または、他層迷光領域ＱＳＴの中心に関して同心円状に等しい位相を有している。このため、光スポットＱＭ、ＱＳ１およびＱＳ２がこの等しい位相となる領域に形成されれば、受光部で検知される信号に重畳するノイズ成分ＮＡＣは略同一の信号となる。
【００８２】
サーボ制御は式（１）で示したように、第１の副受光部２７１および第２の副受光部２７２で受光するＱＳ１およびＱＳ２の光強度の差に基づいて行われるので、第１の副受光部２７１および第２の副受光部２７２における他層迷光の位相が異なる状態で照射されると、サーボ制御が困難となる。
【００８３】
図５に示されるように、第１の副受光部２７１および第２の副受光部２７２を他層迷光領域ＱＳＴの中心から等距離の位置に設け、第１の副受光部２７１に光スポットＱＳ１を形成し、第２の副受光部２７２に光スポットＱＳ２を形成するように、光学素子６の回折格子を構成することによって、電気信号ＳＬ、ＳＲに重畳されるノイズ成分ＮＡＣは同程度の信号強度となる。
【００８４】
このように第１の副受光部２７１および、第２の副受光部２７２を配置することにより、プッシュプル信号ＰＰは、第１の副受光部２７１による第１の受光信号ＳＥと第２の副受光部２７２による受光信号ＳＦとの差となるため、ノイズ成分ＮＡＣはキャンセルされる。
【００８５】
他層迷光領域ＱＳＴは、透過光ビームＤ０による光スポットＱＭの中心または、他層迷光領域ＱＳＴの中心に関して同心円状に位相が等しいため、信号光である光スポットＱＳ１、ＱＳ２は他層迷光領域ＱＳＴの周方向に延びた形状であってもよい。
【００８６】
また、周方向に垂直な方向に関しては、他層迷光領域ＱＳＴの位相差が１／６波長となる幅以内であれば、光の干渉による光強度の変動は１／１０以下となるため、ノイズ成分ＮＡＣをキャンセルすることができ、正確なプッシュプル信号を算出することができる。
【００８７】
図６は、位相差と波長との関係について示したものである。図６において、横軸は他層迷光の位相を表し、縦軸は他層迷光の振幅を表している。位相差の単位は角度（ｒａｄ）であり、波長の単位は長さ（ｍ）である。図６に示すように他層迷光が、位相０〜２π（ｒａｄ）で１周期となる状態を基準とすると、位相が１波長分ずれるとは、１波長を角度に換算して２πだけずれることを意味する。
【００８８】
しかしながら、対象とする他層迷光の波長の変化に伴い、位相０〜２π（ｒａｄ）において光が有する周期の数も変化する。従って、実施の形態１における他層迷光の位相差とは、他層迷光ＱＳＴの波長に基づいて算出された、長さの単位を有した値である。例えば、この位相差を表す単位として、ｎｍを用いることができる。
【００８９】
図６に示すように、例えば、第１の副受光部２７１において受光される他層迷光の位相をθ１、第２の副受光部２７２において受光される他層迷光の位相をθ２とした場合、第１の副受光部２７１において受光される他層迷光の位相と、第２の副受光部２７２において受光される他層迷光の位相との差とは、θ１とθ２に基づいてｆ（θ１、θ２）により算出された長さの単位を有した値Δとなる。
【００９０】
次に、光スポットの位置の変化に伴う動作について説明する。信号光の光スポットＱＳ１、ＱＳ２は光学素子６の第１の領域６０２および第２の領域６０４による＋１次回折光ビームを用いているため、温度変化等で半導体レーザ２から出力された光ビームＥＬの波長が変動した場合、または、光学素子６の回折溝のピッチが環境温度等で変化した場合等に、光スポットＱＳ１、ＱＳ２の照射位置は光軸中心からいずれも、同時に離れる方向、或いは、光軸中心からいずれも近付く方向に変動する。
【００９１】
そのため、信号光の光スポットＱＳ１とＱＳ２との距離は、ずれてしまうが、他層迷光領域ＱＳＴに対しては、光スポットＱＳ１、ＱＳは他層迷光領域ＱＳＴの同じ位相上を移動することになるため、温度変化に影響されずプッシュプル信号ＰＰでノイズ成分ＮＡＣはキャンセルされた状態が維持される。
【００９２】
すなわち、図５に示すように第１の副受光部２７１および第２の副受光部２７２を光スポットＱＭの中心または、他層迷光領域ＱＳＴの中心から等距離の位置に配置することによって、ノイズ成分ＮＡＣをキャンセルすることができ、正確なプッシュプル信号を算出することができる。
【００９３】
次にノイズ成分ＮＤＣをキャンセルする原理について説明する。ノイズ成分ＮＤＣは信号光と他層迷光との干渉が起こらないため、同じ面積の受光部を備えることにより受光部で検出されるノイズ成分を同一のレベルとすることができる。従って、第１の副受光部２７１と第２の副受光部２７２とを同一の面積とすることで、プッシュプル信号ＰＰはこれらが引き算されてノイズ成分ＮＤＣはキャンセルされる。
【００９４】
以上は、集光スポットを形成する（情報を取得する）情報記録層に最も近い情報記録層からの他層迷光についてのみ説明したが、集光スポットを形成する情報記録層以外の情報記録層に起因する他層迷光も存在する場合について説明する。
【００９５】
集光スポットを形成する情報記録層から２番目に近い情報記録層による他層迷光領域ＱＳＴ（２）は、集光スポットを形成する情報記録層から最も近い情報記録層による他層迷光領域ＱＳＴより大きくなる。すなわち、図５に示す他層迷光領域ＱＳＴよりも領域が大きくなる。一方で、位相の関係は他層迷光領域ＱＳＴと同様に、光スポットＱＭまたは他層迷光領域ＱＳＴの中心を基準として同心円状となる。
【００９６】
このため、最も近い情報記録層による他層迷光でのノイズ成分ＮＡＣのキャンセルの原理と同様の原理で、集光スポットを形成する情報記録層以外の情報記録層に起因する他層迷光によるノイズ成分ＮＡＣはキャンセルされる。
【００９７】
すなわち、第１の副受光部２７１および第２の副受光部２７２を光スポットＱＭの中心または他層迷光領域ＱＳＴの中心から等距離の位置に配置することによって、層数が多い多層光ディスク５に対しても、ノイズ成分ＮＡＣをキャンセルすることができ、正確なプッシュプル信号を算出することができる。
【００９８】
集光スポットを形成する情報記録層から３番目またはそれ以降に近い情報記録層についてのノイズ成分ＮＤＣにおいても、第１の副受光部２７１および第２の副受光部の受光部の面積を同一とする事によってキャンセルされる。
【００９９】
また、第１の副受光部２７１および第２の副受光部２７２は面積が小さいほど、光ヘッド装置に係る迷光の受光を抑制できるため有効である。
【０１００】
また、他層迷光領域ＱＳＴの領域内に第１の副受光部および、第２の副受光部を配置することで、他層迷光領域ＱＳＴを避けて第１の副受光部および第２の副受光部を設けたものと比較して、光検出素子２７を小さな面積で構成することができる。
【０１０１】
仮に、他層迷光領域ＱＳＴを避けて副受光部を配置する場合、光学素子６における回折角を大きくする必要がある。すなわち、光学素子６における回折格子の溝のピッチをより狭くする必要があり、加工の限界および精度の限界が問題となってくる。しかしながら、本発明の実施の形態１によると、他層迷光領域ＱＳＴの領域内に副受光部を配置するため、回折角も小さくてよく、加工精度は充分に確保しやすい。
【０１０２】
図７はトラッキングサーボに伴い、対物レンズ４がラジアル方向にシフトした場合を示したものである。トラッキングサーボに伴い、対物レンズがラジアル方向にシフトした場合、透過光ビームＤ０による光スポットＱＭおよび他層迷光領域ＱＳＴの中心はともに図７の矢印に示すように、シフトすることになる（図７では矢印で示す方向にシフトしている状態を示す）。一方、光スポットＱＳ１、ＱＳ２については光学素子６によって回折照射されたものであるため、対物レンズ４のシフトに伴ってシフトすることがない。
【０１０３】
仮に、対物レンズ４のラジアル方向へのシフト量が小さく、光スポットＱＳ１、ＱＳ２のそれぞれに重畳される他層迷光領域ＱＳＴにおける他層迷光の位相の差が小さい場合、例えば、第１の副受光部２７１における他層迷光領域ＱＳＴの位相と、第２の副受光部２７２における他層迷光領域ＱＳＴの位相との差が、他層迷光領域ＱＳＴを形成する他層迷光の波長の１／６以下である場合等においては、ノイズ成分ＮＡＣの影響は小さく、正確なプッシュプル信号ＰＰを算出しトラッキングサーボを行うことができる。
【０１０４】
一方、対物レンズ４のシフトが大きく第１の副受光部２７１における他層迷光領域ＱＳＴの位相と第２の副受光部２７２における他層迷光領域ＱＳＴの位相が大きく異なる場合、例えば、第１の副受光部２７１における他層迷光領域ＱＳＴの位相と第２の副受光部２７２における他層迷光領域ＱＳＴの位相との差が、他層迷光領域ＱＳＴを形成する他層迷光の波長の１／６より大きい場合は、プッシュプル信号ＰＰの算出の際ノイズ成分ＮＡＣがキャンセルされなくなってしまう。
【０１０５】
さらに、多層光ディスク５の所定の情報記録層上において、集光スポットが多層光ディスク５の情報記録層における未記録領域と記録領域をまたぐ状態にある場合、記録領域と未記録領域では反射率が異なるため、他層迷光領域ＱＳＴにおいて、多層光ディスク５のトラック方向に境界を有する縞状パターンが生じる場合がある。
【０１０６】
図８は、他層迷光領域ＱＳＴにおいて、多層光ディスク５のトラック方向に境界を有する縞状パターンＱＳＺを示したものである。一般に、情報は、多層光ディスク５を中心とした螺旋に沿って多層光ディスク５の情報記録層に記録されている。しかしながら実際は、多層光ディスク５の製造上のばらつきから、多層光ディスク５の中心とは別の位置にデータ配列の螺旋の中心があるため（偏心しているため）、トラッキングサーボ中、他層迷光領域ＱＳＴに発生する縞状パターンＱＳＺは、図８の矢印で示されるように、多層光ディスク５のラジアル方向に往復する。
【０１０７】
多層光ディスク５のラジアル方向に往復する縞状パターンＱＳＺが発生した場合、図８に示した第１の副受光部２７１と第２の副受光部２７２の配置では、異なった量のノイズ成分ＮＤＣが電気信号ＳＲ、ＳＬに重畳されてしまいプッシュプル信号ＰＰでノイズ成分ＤＡＣがキャンセルされなくなってしまうことがある。
【０１０８】
そこで、図９に示すように、例えば、第１の副受光部２７１と第２の副受光部２７２を、主受光部２７０を中心として、多層光ディスク５のタンジェンシャル方向Ｔに配置すれば良い。同時に光学素子６の第１の回折領域６０２および第２の回折領域６０４の回折格子を調整し、光スポットＱＳ１およびＱＳ２をそれぞれ、第１の副受光部２７１と第２の副受光部２７２によって受光するように構成することにより解決される。
【０１０９】
図１０は、トラッキングサーボに伴う他層迷光領域ＱＳＴおよび透過光ビームＤ０のシフトした状態を示したものである。上述した通り、この場合、トラッキングサーボに伴ってディスク５のラジアル方向に対物レンズ４がシフトしても、光スポットＱＳ１、ＱＳ２は、光学素子６によって回折されて照射されたものであるため、対物レンズ４のシフトに伴ってシフトすることがない。
【０１１０】
一方、他層迷光領域ＱＳＴおよび光スポットＱＭに関しては、トラッキングサーボに伴ってその位置は変化してしまう。しかしながら、第１の副受光部２７１および第２の副受光部２７２は、主受光部２７０を中心として、多層光ディスク５のタンジェンシャル方向に配置している。すなわち、第１の副受光部２７１および第２の副受光部２７２は、他層迷光領域ＱＳＴまたは透過光ビームによる光スポットＱＭの中心を通り多層光ディスクのラジアル方向に平行な直線Ｐ１を軸として対称な位置に配置されている。
【０１１１】
このため、図１０に示すように、トラッキングサーボに伴う他層迷光領域ＱＳＴの移動により、第１の副受光部２７１と第２の副受光部２７２で受光される他層迷光領域ＱＳＴの位相は同一となる。従って、対物レンズ４がシフトした場合においても、プッシュプル信号ＰＰでノイズ成分ＮＡＣをキャンセルすることができる。
【０１１２】
また、図１１に示されるように、情報記録層の記録領域と未記録領域により発生する縞状パターンＱＳＺが現れた場合であっても、第１の副受光部２７１と第２の副受光部２７２を、主受光部２７０を中心として、多層光ディスク５のタンジェンシャル方向に配置しているため、第１の副受光部２７１と第２の副受光部２７２は同程度の光強度の部分が受光される。したがって、情報記録層の記録領域と未記録領域により発生する縞状パターンＱＳＺが現れた場合であっても、プッシュプル信号ＰＰでノイズ成分ＮＤＣはキャンセルされた状態が維持される。
【０１１３】
なお第１の副受光部２７１および第２の副受光部２７２を配置する際には、他層迷光領域ＱＳＴが対物レンズ４のシフトに伴ってシフトしても、他層迷光領域ＱＳＴが第１の副受光部２７１および第２の副受光部２７２の全面に常に照射されるように配置する必要がある。
【０１１４】
また、光学素子６の第１の回折領域６０２および第２の回折領域６０４を、透過型ブレーズド回折格子ではなく矩形溝によって形成した場合、第１の回折領域６０２は＋１次回折光ビームＤ１ａとは別に−１次回折光ビームＤ１ｂを共に生成し、第２の回折領域６０４は＋１次回折光ビームＤ２ａとは別に−１次回折光ビームＤ２ｂを生成する。
【０１１５】
図１２は、光学素子６の回折領域を矩形溝により構成した場合の光検出素子２７上の様子を示したものである。また、第１の副受光部２７１と第２の副受光部２７２は、主受光部２７０を中心として、多層光ディスク５のタンジェンシャル方向に配置している。光学素子６の同一の回折領域により生じた＋１次回折光ビームおよび−１次回折光ビームは、互いに当該回折領域の光軸（０次光が出射される方向）に対し対称の方向に出射される。
【０１１６】
図１２に示すように、第１の副受光部２７１と第２の副受光部２７２を、主受光部２７０を中心として、多層光ディスク５のタンジェンシャル方向に配置した場合、第１の副受光部２７１は第１の回折領域６０２で発生した＋１次回折光ビームＤ１ａを受光するとともに、第２の回折領域６０４で発生した−１次回折光ビームＤ２ｂによる光スポットＱＳ１２を受光する。
【０１１７】
また、第２の副受光２７２は第２の回折領域６０４で発生した＋１次回折光ビームＤ２ａを受光するとともに、第１の回折領域６０２で発生した−１次回折光ビームＤ１ｂによる光スポットＱＳ１１を受光する。
【０１１８】
このように、第１の副受光部２７１と第２の副受光部２７２を、主受光部２７０を中心として、多層光ディスク５のタンジェンシャル方向に配置した場合において、光学素子６の回折領域を矩形溝により構成した場合には、第１の副受光部２７１および第２の副受光部２７２に複数の回折光が入射する。
【０１１９】
このため、第１の副受光部２７１においては、光スポットＱＳ１２が、第２の副受光部２７２においては光スポットＱＳ１１が、ノイズ成分として電気信号ＳＲ、ＳＬに重畳してしまう。
【０１２０】
すなわち、光学素子６の第１の回折領域６０２および第２の回折領域６０４をブレーズド回折格子によって形成することによって、第１の副受光部２７１と第２の副受光部２７２を、主受光部２７０を中心として、多層光ディスク５のタンジェンシャル方向に配置した場合においても、光学素子６によって−１次光を生成しない構成とすることができ、ノイズ成分が電気信号ＳＲ、ＳＬに重畳することを回避できる。
【０１２１】
次に、光学素子６の第１の回折領域６０２および第２の回折領域６０４を矩形溝によって作成した場合においてもノイズ成分を低減する副受光部の配置について説明する。
【０１２２】
図１３は、光検出素子２７上に第１の副受光部２７１と第２の副受光部２７２をタンジェンシャル方向に隣接させて配置した例を示したものである。図１３に示すように、副受光部を配置した場合、光学素子６の第１の回折領域６０２および第２の回折領域６０４を矩形溝によって形成しても、光スポットＱＳ１１およびＱＳ１２が電気信号ＳＲ、ＳＬに重畳することはない。
【０１２３】
図１４は、トラッキングサーボに伴う他層迷光領域ＱＳＴおよび透過光ビームＤ０が光検出素子２７上でシフトした状態を示したものである。図１４に示されるように、トラッキングサーボに伴ってラジアル方向に対物レンズシフトしても、他層迷光領域ＱＳＴの第１の副受光部２７１および第２の副受光部２７２における位相は同一である。
【０１２４】
したがって、対物レンズ４のシフトにかかわらず、プッシュプル信号ＰＰでノイズ成分ＮＡＣはキャンセルされた状態が維持される。また、第１の副受光部２７１および第２の副受光部２７２における他層迷光領域ＱＳＴは略同じ位相であれば良く、例えば、第１の副受光部２７１おいて受光される他層迷光の位相と第２の副受光部２７２おいて受光される他層迷光の位相の差が、他層迷光の波長の１／６に対応する位相の範囲内であれば良い。
【０１２５】
また、図１５に示されるように、多層光ディスク５における情報記録層の記録領域と未記録領域により発生する縞状パターンＱＳＺが、光検出素子２７上に現れた場合であっても、第１の副受光部２７１と第２の副受光部２７２は同程度の光強度が受光される。したがって、対物レンズシフトにかかわらず、プッシュプル信号ＰＰでノイズ成分ＮＤＣはキャンセルされた状態が維持される。
【０１２６】
また、信号光の光スポットＱＳ１、ＱＳ２は光学素子６の第１の領域６０２および第２の領域６０４による＋１次回折光ビームを用いているため、温度変化等で半導体レーザ２から出力された光ビームＥＬの波長が変動した場合、または、光学素子６の回折溝のピッチが環境温度等で変化した場合等は、光スポットＱＳ１、ＱＳ２の照射位置は光軸中心からいずれも同時に離れる方向、あるいは、光軸中心からいずれも近付く方向に変動する。
【０１２７】
そのため、信号光の光スポットＱＳ１とＱＳ２との距離は、ずれてしまうが、他層迷光領域ＱＳＴに対しては、光スポットＱＳ１、ＱＳは他層迷光領域ＱＳＴの同じ位相の上を移動することになるため、温度変化に影響されずプッシュプル信号ＰＰでノイズ成分ＮＡＣはキャンセルされた状態が維持される。
【０１２８】
次に、光ヘッド装置５２の組み立て時における光学素子６と光検出素子２７の位置の調整について説明する。光ヘッド装置５２の組み立て時において、光学素子６と光検出素子２７の位置関係が、あらかじめ定められた所定の距離よりも光軸方向に離れてしまった場合、あるいは、近づいてしまった場合に、光スポットＱＳ１、ＱＳ２が、第１の副受光部２７１および第２の副受光部２７２に適切に集光されない問題が発生する。
【０１２９】
従って、光学素子６と光検出素子２７の光軸方向の位置関係は精度よく調整されていることが必要である。このような問題に対し、先に述べたように、光学素子６の第３の領域６０３を第３の回折領域６０３ａとすることで解決することができる。
【０１３０】
すなわち、図３で示した第３の領域６０３に対し、さらに回折格子を設け、第３の回折領域６０３ａとする。このとき、第３の回折領域６０３ａには、多層光ディスク５によって回折されない０次反射回折光ビームＲＬ０のみが入射するが、第３の回折領域６０３ａは、このＲＬ０を回折し＋１次回折光ビームＤ３ａを発生するとともに、回折しないＲＬ０を透過光ビームＤ０として透過する。
【０１３１】
さらにこの場合、光検出素子２７には、新たに、第３の回折領域６０３ａによって発生した＋１次回折光ビームＤ３ａによる光スポットＱＳ３を受光するための、第３の副受光部２７３を設ける。
【０１３２】
図１６は、第３の副受光部２７３を設けた光検出素子２７を示したものである。光スポットＱＳ３は、光学素子６の第３の回折領域によって光スポットＱＳ１、ＱＳ２と同様にして第３の副受光部２７３に集光させる。また、第３の副受光部２７３は受光した光スポットＱＳ３の電気信号ＳＣの強度に基づいた受光信号Ｓ０を出力する。
【０１３３】
ただし、図１６において、ＱＳ３１は、第３の回折領域によってＱＳ３と同時に発生する回折光である。また、ＱＳ３は、第３の副受光部２７３上でフォーカスしている状態を示しており、ＱＳ３１は光検出素子２上でデフォーカスしている状態である。
【０１３４】
製作者は、光ヘッド装置５２の製作時等において、第３の副受光部２７３により出力される受光信号Ｓ０に基づいて、光学素子６と光検出素子２７の光軸方向の距離を調整することができる。さらに、第３の副受光部２７３の面積を、他層迷光領域ＱＳＴのラジアル方向に対して十分小さくすることで、光スポットＱＳ３が副受光部２７３よりも大きいかどうかを電気信号ＳＣの大きさで判断することができる。
【０１３５】
また、光学素子６において、第１の回折領域６０２および第２の回折領域６０４が第１の副受光部２７１および第２の副受光部２７２に光スポットＱＳ１、ＱＳ２を形成する光学的距離と、第３の回折領域６０３ａが第３の副受光部２７３に光スポットＱＳ３を形成する光学的距離とが同一になるように第３の回折領域６０３ａを形成することにより、光スポットＱＳ３のスポット径を調節することで、同時に光スポットＱＳ１、ＱＳ２も調節することが可能となり、組み立て時において、光学素子６と光検出素子２７の光軸方向の距離を正確に調節することができる。
【０１３６】
また、第３の副受光部２７３の面積は、第３の副受光部２７３が矩形で構成された場合、副受光部２７３の両辺が他層迷光領域ＱＳＴの位相の１／６波長となる幅以内であることが望ましい。これにより光スポットＱＳ１、ＱＳ２のスポット径も他層迷光領域ＱＳＴ内における他層迷光の位相差が１／６波長となる幅以内に収まる。
【０１３７】
ただし、図１６に示したような第３の副受光部２７３によれば、第３の副受光部２７３に入射する光スポットＱＳ３の光量がデフォーカスにより減少したのか、または、単に部品のずれにより光スポットＱＳ３が、第３の副受光部２７３から外れて光量が減少したのかを判別ができない場合がある。
【０１３８】
こうした問題に対し、第３の回折領域６０３ａを調整し、例えば、非点収差を与えるような回折構造を付与し、ＱＳ３を図１７に示すような長方形の光スポットとする。同時に第３の副受光部２７３を複数の領域に分割し、分割領域を有した第３の副受光部２７４を有する構成とする。ここでは、分割した第３の副受光部２７４の分割領域をそれぞれ、受光面２７４ａ、２７４ｂ、２７４ｃ、２７４ｄとする。
【０１３９】
分割した第３の副受光部２７４の分割領域２７４ａ、２７４ｂ、２７４ｃ、２７４ｄのそれぞれにおいて受光された受光強度に基づく受光信号ＳＡ、ＳＢ、ＳＣ、ＳＤの差分を算出することで、分割した第３の副受光部２７４に入射する光スポットＱＳ３の光量がデフォーカスにより減少したのか、または、単に部品のずれにより光スポットＱＳ３が、副受光部２７３から外れて光量が減少したのかの判別をすることができる。これにより、本実施の形態１に係る光ヘッド装置の組み立て時において、光学素子６と光検出素子２７の光軸方向の距離を、さらに正確に調節することができる。
【０１４０】
非点収差法に基づく光学素子６と光検出素子２７の光軸方向調整用信号ＡＥＳは以下の式（２）で示す演算で求めることができる。
【０１４１】
【数２】
2014238904.tif 000004
【０１４２】
ここで、既に述べたように、ＳＡは、受光面２７４ａの電気信号ＳＡから得られた受光信号を、ＳＢは、受光面２７４ｂの電気信号ＳＢから得られた受光信号を、ＳＣは、受光面２７４ｃの出力信号ＳＣから得られた受光信号を、ＳＤは、受光面２７４ｄの電気信号ＳＤから得られた受光信号を、それぞれ表している。
【０１４３】
また、非点収差法を行う際のＱＳ３の長辺は、図１７に示すように分割した第３の副受光部２７４の分割線に沿っているが、ＱＳ３の長辺と分割した第３の副受光部２７４の分割の境界とのなす角は４５°に傾けることが望ましい。
【０１４４】
このように非点収差法に基づく調整用信号ＡＥＳを用いることにより、光学素子６と光検出素子２７の光軸方向の位置関係を精度よく信号で得ることができる。これにより、光スポットＱＳ１およびＱＳ２が、第１の副受光部２７１および第２の受光部で集光されるよう、光学素子６と光検出素子２７の光軸方向の位置関係を調整することが可能となり、組み立て時の調整ズレを最小限に抑えることができる。
【０１４５】
また、この非点収差法は、面内方向への部品のずれに対して調整用信号ＡＥＳの変動は小さくなるという特長があるため、部品ばらつきがある場合においても精度よく光学素子６と光検出素子２７の光軸方向の位置関係を調整することができる。
【０１４６】
また、分割した第３の副受光部２７４の４つの受光面２７４ａ、２７４ｂ、２７４ｃ、２７４ｄを分割する分割線はラジアル方向に平行或いは直交する必要はなく、例えば図１８に示されるように、回転させて配置させてもよい。
【０１４７】
このとき、分割した第３の副受光部２７４の分割線が、他層迷光領域ＱＳＴのラジアル方向に対して、垂直または平行となるように、分割した第３の副受光部２７４を配置すれば、半導体レーザ２から出力された光ビームＥＬの波長が変動した場合、または、光学素子６の回折溝のピッチが環境温度等で変化した場合にスポットＱＳ３ａの位置が光軸を中心として、変動した場合であっても調整用信号ＡＥＳに与える変動が少なくて済む。
【０１４８】
以上に説明した、非点収差法は本実施例における一例を示したものであり、本方法の非点収差法を限定するものではない。また、以上に述べた、副受光部２７１、２７２、２７３、２７４の形状は一例であり、矩形形状に限定されず、例えば円形状であってもよい。
【０１４９】
上記のような方法は、一般的な非点収差法の一つであるが、実施の形態１における非点収差法は、光学素子６と光検出素子２７の光軸方向の距離を調節するために、光スポットＱＳ３に対して用いたものである。透過光ビーム（０次回折光ビーム）Ｄ０による光スポットＱＭに対し非点収差法を用いる場合については、実施の形態２以降で説明する。
【０１５０】
このように、本発明の実施の形態１では、透過光ビームＤ０による光スポットＱＭを受光する主受光部２７０に対し、フォーカスサーボ用のフォーカスエラー信号生成に非点収差法以外の方法、例えばスポットサイズディテクション法またはフーコー法を用いた場合に有効である。
【０１５１】
以上で説明した光ヘッド装置５２を搭載した多層光ディスク装置５０によると、光ディスク５が複数の記録層を有する場合でも、安定したトラッキングサーボが得られる。
【０１５２】
本発明の実施の形態１に係る光ヘッド装置５２は、半導体レーザ２と、半導体レーザ２から出射される光ビームを集光し、多層光ディスク５の情報記録層上に集光スポットを形成する対物レンズ４と、対物レンズ４を制御する対物レンズアクチュエータ９と、集光スポットが形成された情報記録層により反射および回折された反射回折光ビームを透過および回折する光学素子６と、光学素子６を透過した透過光ビームＤ０を受光する主受光部２７１と、光学素子６により回折された回折光ビームを受光する副受光部とを有した光検出素子２７とを備え、副受光部は、多層光ディスク５の集光スポットが形成される情報記録層以外の情報記録層で反射された光ビームの反射光である他層迷光が、光検出素子２７上に形成する他層迷光領域ＱＳＴの領域内に設けられているので、光検出素子２７の小型化が達成される。
【０１５３】
また、本発明の実施の形態１に係る光ヘッド装置５２によれば、光学素子６は、集光スポットが情報記録層により回折されて発生した＋１次反射回折光ビームＲＬ１を透過および回折する第１の回折領域６０２と、集光スポットが情報記録層により回折されて発生した−１次反射回折光ビームＲＬ２を透過および回折する第２の回折領域６０４と、集光スポットが情報記録層で回折されずに反射した反射回折光ビームを透過する第３の領域６０３とを有し、副受光部は、＋１次反射回折光ビームＲＬ１が第１の回折領域６０２によってさらに回折された第１の回折光ビームＤ１ａを受光する第１の副受光部２７１と、−１次反射回折光ビームＲＬ２が第２の回折領域６０４によってさらに回折された第２の回折光ビームＤ２ａを受光する第２の副受光部２７２とを有するので、集光スポットを多層光ディスク５の情報記録層のトラックに正確に追従させることが可能となる。
【０１５４】
また、本発明の実施の形態１に係る光ヘッド装置５２によれば、第１の副受光部２７１において受光される他層迷光の位相と、第２の副受光部２７２において受光される他層迷光の位相との差が、他層迷光の波長の１／６に対応する位相の範囲内となるように第１の副受光部２７１および第２の副受光部２７２を配置したので、ノイズ成分ＮＡＣをキャンセルすることができ、正確なプッシュプル信号を算出することができる。
【０１５５】
また、本発明の実施の形態１に係る光ヘッド装置５２によれば、第１の副受光部２７１および第２の副受光部２７２は、他層迷光領域ＱＳＴまたは透過光ビームＤ０による光スポットＱＭの中心から等距離の位置にそれぞれ設けられているので、ノイズ成分ＮＡＣをキャンセルすることができ、さらに正確なプッシュプル信号を算出することができる。
【０１５６】
また、本発明の実施の形態１に係る光ヘッド装置５２によれば、第１の副受光部２７１および第２の副受光部２７２は、他層迷光領域ＱＳＴまたは透過光ビームＤ０による光スポットＱＭの中心を通り多層光ディスク５のラジアル方向に平行な直線Ｐ１を軸として対称な位置にそれぞれ設けられているので、対物レンズ４がシフトした場合においても、ノイズ成分ＮＡＣをキャンセルすることができる。
【０１５７】
また、本発明の実施の形態１に係る光ヘッド装置５２によれば、第１の副受光部２７１および第２の副受光部２７２は、他層迷光領域ＱＳＴまたは透過光ビームＤ０による光スポットＱＭの中心を通り多層光ディスク５のラジアル方向に平行な直線Ｐ１を軸として対称な位置にそれぞれ設けられているので、情報記録層の記録領域と未記録領域により発生する縞状パターンＱＳＺが現れた場合であっても、ノイズ成分ＮＤＣをキャンセルすることができる。
【０１５８】
また、本発明の実施の形態１に係る光ヘッド装置５２によれば、第１の副受光部２７１の面積と第２の副受光部２７２の面積とが等しいので、ノイズ成分ＮＤＣをキャンセルすることができ、正確なプッシュプル信号ＰＰを算出することができる。
【０１５９】
また、本発明の実施の形態１に係る光ヘッド装置５２によれば、第３の領域６０３は、光ビームＩＬが情報記録層で回折されずに反射された反射回折光ビームを透過および回折する回折構造がさらに設けられた第３の回折領域６０３ａであり、副受光部は、第３の回折領域６０３ａによって回折された第３の回折光ビームＤ３ａを受光する第３の副受光部２７３をさらに有するので、光学素子６と光検出素子２７の光軸方向の距離を正確に調節することができる。
【０１６０】
また、本発明の実施の形態１に係る光ヘッド装置５２によれば、第３の副受光部２７３は、複数の領域に分割された分割領域を有した第３の副受光部２７３ｓであり、光学素子６と光検出素子２７との光軸方向の距離が、分割領域ごとに受光された第３の回折光ビームＤ３ａの受光信号の強度に基づいて調整されるので、光学素子６と光検出素子２７の光軸方向の距離を、さらに正確に調節することができる。
【０１６１】
また、本発明の実施の形態１に係る光ディスク装置５０は、本実施の形態１に係る光ヘッド装置５２と、多層光ディスク５を回転させるディスク駆動部と、第１の副受光部２７１で受光された第１の回折光ビームＤ１ａによる第１の受光信号ＳＥと、第２の副受光部２７２で受光された第２の回折光ビームＤ２ａによる第２の受光信号ＳＦとの差分に基づいてサーボ信号ＳＳを生成する再生信号処理回路５６と、サーボ信号ＳＳに基づいてトラッキングエラー信号を生成し、トラッキングエラー信号に基づいて光ヘッド装置５２の制御を行うサーボ制御回路５５とを備えるので、光検出素子２７の小型化が達成された光ヘッド装置５２を備えることができる。
【０１６２】
また、本発明の実施の形態１に係る光ディスク装置５０は、本実施の形態１に係る光ヘッド装置５２と、多層光ディスク５を回転させるディスク駆動部と、第１の副受光部２７１で受光された第１の回折光ビームＤ１ａによる第１の受光信号ＳＥと、第２の副受光部２７２で受光された第２の回折光ビームＤ２ａによる第１の受光信号ＳＥとの差分に基づいてサーボ信号ＳＳを生成する再生信号処理回路５６と、サーボ信号ＳＳに基づいてトラッキングエラー信号を生成し、トラッキングエラー信号に基づいて光ヘッド装置５２の制御を行うサーボ制御回路５５とを備えるので、安定したトラッキングサーボが得られる。
【０１６３】
実施の形態２．
次に、本発明に係る実施の形態２について説明する。図１９は、実施の形態２の光ヘッド装置５２の構成を概略的に示したものである。本発明の実施の形態２の光ヘッド装置５２および多層光ディスク装置の構成は、図２に示したビームスプリッタ３を偏光ビームスプリッタ１０に置き換え、さらに、非点収差光学素子７を光学素子６と光検出素子２７との間に配置し、偏光ビームスプリッタ１０と対物レンズ４との間にコリメータレンズ８、１／４波長板１３とを配置したものである。それ以外の構成は、実施の形態１と同様であるためその説明を省略する。
【０１６４】
また、実施の形態１で示した主受光部２７０が複数の領域に分割された分割領域を有した主受光部２７０ａとなっている。すなわち、実施の形態２では、非点収差光学素子７によって非点収差を受けた透過光ビームが主受光部２７０ａの分割領域ごとに検知される。検知された透過光ビームＤ０の信号強度に基づいて、受光信号が生成され、当該受光信号が集光スポットのフォーカス制御に用いられる。
【０１６５】
本発明の実施の形態２は、本発明に係る光ヘッド装置のフォーカス制御において、透過光ビーム（０次回折光ビーム）Ｄ０による光スポットＱＭに対し非点収差法を応用したものである。非点収差法における、受光信号の差分計算等の詳しい説明については、既に実施の形態１で説明したため省略する。
【０１６６】
また、本発明の実施の形態２では光学素子６における回折領域に、矩形溝を用いる場合を説明する。また、本発明の実施の形態２では、非点収差光学素子７の一例としてシリンドリカルレンズを用いている。
【０１６７】
図１９に示す偏光ビームスプリッタ１０は、例えば、Ｐ偏光の直線偏光のみを反射し、Ｓ偏光の直線偏光のみを透過する偏光面１００を有する。半導体レーザ２から出射された光ビームＥＬは、偏光面１００でＰ偏光成分のみが反射されコリメータレンズ８に入射する。コリメータレンズ８を透過した光ビームＥＬは、１／４波長板１３に入射し、円偏光に変換された後に対物レンズ４により集光スポットとなり、多層光ディスク５の所定の情報記録層に集光される。
【０１６８】
多層光ディスク５で反射した戻り光ビームは、対物レンズ４によって収束光ビームとなり、１／４波長板１３でＳ偏光に変換される。Ｓ偏光となった戻り光ビームはコリメータレンズ８および偏光ビームスプリッタ１０の偏光面１００を透過し、光学素子６に入射する。この構成により、偏光ビームスプリッタ１０における光量の損失を最小限に留めることができる。
【０１６９】
偏光面１００の偏光特性は上記の構成に限られず、例えばＰ偏光の直線偏光のみを反射し、Ｓ偏光の直線偏光のみを透過する特性としても同様の効果が得られる。
【０１７０】
図１９に示すように、光学素子６から出射された信号光である透過光ビームＤ０による光スポットＱＭ、＋１次回折光ビームＤ１ａによる光スポットＱＳ１、＋１次回折光ビームＤ２ａによる光スポットＱＳ２および他層迷光領域ＱＳＴは非点収差光学素子７により非点収差を受けて受光素子２７に照射される。
【０１７１】
図２０は、本発明の実施の形態２における光検出素子２７における主受光部２７０ａ、第１の副受光部２７１および第２の副受光部２７２の配置を示したものである。図２０に示すように、各光スポットおよび他層迷光領域ＱＳＴは非点収差により楕円状のスポット形状となる。
【０１７２】
なお、＋１次回折光ビームＤ１ａおよび＋１次回折光ビームＤ２ａは非点収差光学素子７により非点収差を受けることになるが、光学素子６の第１の回折領域６０２および第２の回折領域６０４を不等間隔の曲線格子形状にすることにより、第１の副受光部２７１および第２の副受光部２７２上で光スポットＱＳ１およびＱＳ２を形成することができる。
【０１７３】
図２０において、ＱＳ１１およびＱＳ１２は、光学素子６の回折領域が矩形溝で構成されたことによって生じる回折光であり、ＱＳ１およびＱＳ２に対応して発生したものである。本実施の形態２においては、回折領域に透過型ブレーズド回折格子を用いても良い。
【０１７４】
図２０に示すように、非点収差光学素子７を透過した他層迷光は楕円の他層迷光領域ＱＳＴとなって、光検出素子２７上に照射される。図２０に示す楕円の点線は、同一の点線上において他層迷光領域ＱＳＴの位相が同一となることを示している。
【０１７５】
また、第１の副受光部２７１および第２の副受光部２７２は、楕円状の他層迷光領域ＱＳＴにおける他層迷光の位相が同位相となる位置に配置されている。
【０１７６】
これにより、図２０に示されるように、第１の副受光部２７１および第２の副受光部２７２で受光した光ビームの強度に基づく電気信号ＳＲ、ＳＬに重畳されるノイズ成分ＮＡＣは同一の信号成分となる。このため、プッシュプル信号ＰＰの算出において、第１の副受光部２７１および第２の副受光部２７２で検出されるノイズ成分ＮＡＣはキャンセルされる。
【０１７７】
また、図２１に示されるように、トラッキングサーボに伴ってラジアル方向に対物レンズ４がシフトし場合、楕円状の他層迷光領域ＱＳＴは矢印で示す方向に移動する。このような場合であっても光スポットＱＳ１、ＱＳ２における他層迷光領域ＱＳＴの位相は等しい。
【０１７８】
したがって、トラッキングサーボに伴う対物レンズ４のシフトに関わらず、プッシュプル信号ＰＰを算出する過程において、第１の副受光部２７１および第２の副受光部２７２で検出されるノイズ成分ＮＡＣはキャンセルされた状態が維持される。
【０１７９】
ただし、図２１において矢印で示した対物レンズ４のシフトに伴う他層迷光領域ＱＳＴのシフトは、非点収差光学素子７による非点収差の影響を受けるため、多層光ディスク５のラジアル方向に対して平行ではなく非点収差に応じた角度だけ傾斜した方向に動く。そのため、第１の副受光部２７１と第２の副受光部２７２は非点収差に応じた角度だけずらして配置する必要がある。
【０１８０】
また、図２２に示されるように、情報記録層の記録領域と未記録領域に起因した縞状パターンＱＳＺが他層迷光領域ＱＳＴに現れていても、第１の副受光部２７１と第２の副受光部２７２は同程度の光強度の部分が受光されることになる。したがって、対物レンズ４のシフトに関わらず、プッシュプル信号ＰＰでノイズ成分ＮＤＣはキャンセルされた状態が維持される。
【０１８１】
縞状パターンＱＳＺの移動方向は、対物レンズ４のシフトに伴う他層迷光領域ＱＳＴのシフトと同様で、非点収差光学素子７による非点収差の影響を受け、ラジアル方向に対して平行ではなく非点収差に応じた角度だけ傾斜した方向に動くことになる。
【０１８２】
上述した、非点収差に応じた角度は、用いる非点収差光学素子７の仕様によって、製作者が適宜決定することができ、所定の値に限定されるものではない。
【０１８３】
また、非点収差光学素子７により、透過光ビームＤ０、光学素子６の第１の領域６０２による＋１次回折光ビームＤ１ａ、光学素子６の第２の領域６０４による＋１次回折光ビームＤ２ａ、および他層迷光に対して与える非点収差の方向は実施の形態２で示した例に限らず、逆方向に与えても良い。この場合、図２３に示されるように、受光素子２７上の受光部の配置は、図２０に示す他層迷光領域ＱＳＴ、第１の副受光部２７１および第２の副受光部２７２を、図２０上で左右反転させたものとすればよい。
【０１８４】
また、多層光ディスク５が複数の情報記録層を有し、集光スポットを形成する（情報を取得する）情報記録層以外の情報記録層からの他層迷光が存在する場合についても、実施の形態１と同様に、それらのノイズ成分をキャンセルすることができる。
【０１８５】
すなわち、集光スポットを形成する情報記録層に２番目に近い情報記録層による他層迷光領域ＱＳＴ（２）は、集光スポットを形成する（情報を取得する）情報記録層に最も近い情報記録層による他層迷光領域ＱＳＴよりも大きくなるが、他層迷光領域ＱＳＴおよび、ＱＳＴ（２）内での他層迷光の位相の分布は変化しない。集光スポットを形成する情報記録層に３番目以降に近い情報記録層による他層迷光に関しても同様である。
【０１８６】
このため、各情報記録層に起因する他層迷光についてそれぞれ、第１の副受光部２７１および第２の副受光部２７２に重畳したノイズ成分ＮＡＣはキャンセルされることになる。従って、これらの光学素子６及び光検出素子２７を用いることで、層数が多い多層光ディスクに対しても充分に他層迷光を抑制でき、光検出素子２７は比較的小さな面積で構成することができる。
【０１８７】
本発明の実施の形態２に係る光ヘッド装置５２によれば、光検出素子２７と光学素子６との間に非点収差光学素子７をさらに備え、主受光部２７１は、複数の領域に分割された分割領域を有し、対物レンズアクチュエータ９は、分割領域ごとに検知された透過光ビームＤ０の受光信号の強度に基づいて集光スポットのフォーカス制御を行うので、フォーカス制御に非点収差法を用いた場合においても、光検出素子２７の小型化が達成される。
【０１８８】
また、本発明の実施の形態２に係る光ディスク装置５０は、本実施の形態２に係る光ヘッド装置５２と、多層光ディスク５を回転させるディスク駆動部と、第１の副受光部２７１で受光された第１の回折光ビームＤ１ａによる第１の受光信号ＳＥと、第２の副受光部２７２で受光された第２の回折光ビームＤ２ａによる第２の受光信号ＳＦとの差分に基づいてサーボ信号ＳＳを生成する再生信号処理回路５６と、サーボ信号ＳＳに基づいてトラッキングエラー信号を生成し、トラッキングエラー信号に基づいて光ヘッド装置５２の制御を行うサーボ制御回路５５とを備えるので、フォーカス制御に非点収差法を用いた場合においても、光検出素子２７の小型化が達成された光ヘッド装置５２を備えることができる。
【０１８９】
また、本発明の実施の形態２に係る光ディスク装置５０は、本実施の形態２に係る光ヘッド装置５２と、多層光ディスク５を回転させるディスク駆動部と、第１の副受光部２７１で受光された第１の回折光ビームＤ１ａによる第１の受光信号ＳＥと、第２の副受光部２７２で受光された第２の回折光ビームＤ２ａによる第２の受光信号ＳＦとの差分に基づいてサーボ信号ＳＳを生成する再生信号処理回路５６と、サーボ信号ＳＳに基づいてトラッキングエラー信号を生成し、トラッキングエラー信号に基づいて光ヘッド装置５２の制御を行うサーボ制御回路５５とを備えるので、フォーカス制御に非点収差法を用いた場合においても、安定したトラッキングサーボが得られる。
【０１９０】
実施の形態３．
実施の形態１および実施の形態２において、光学素子６は分割線６００、６０１により３つの領域に分割されていた。このような構成において例えば、対物レンズ４の多層光ディスクについてのラジアル方向へのシフトが生じた場合、反射回折光ビームが光学素子６に入射する際、対物レンズの移動量に基づいた分だけずれて入射することになる。
【０１９１】
図２４は、実施の形態１および実施の形態２において光学素子６に入射する反射回折光ビームが矢印に示す方向にずれて入射した場合を示している。この場合、第１の回折領域６０２によって回折する＋１次回折光ビームＤ１ａの光量が増加する一方、第２の回折領域によって回折する＋１次回折光ビームＤ２ａの光量が減少する。
【０１９２】
これにより、第１の副受光部２７１および第２の副受光部２７２で受光により発生した電気信号ＳＬ、ＳＲは対物レンズ４のシフトに基づいた分だけ差を生じる。このため、プッシュプル信号ＰＰの算出時に、対物レンズ４のシフト量に応じた分だけオフセットが生じてしまう。
【０１９３】
そこで、実施の形態３では光学素子６において、回折領域をさらに増やすことにより、対物レンズ４のシフト量に応じた電気信号ＳＬ、ＳＲによる第１の受光信号ＳＥおよび第２の受光信号ＳＦの差を解消するものである。ただし、光学素子６と光検出素子２７における複数の副受光部の配置以外に関しては、実施の形態２と同様であるためその説明を省略する。
【０１９４】
図２５は、実施の形態１で説明した光学素子６において、第１の回折領域６０２、第２の回折領域６０４および、第３の回折領域６０３ａに加え、さらに光学素子６に光学素子６の第４の回折領域６０９、第５の回折領域６１０、第６の回折領域６１１、第７の回折領域６１２をさらに設けたものである。
【０１９５】
図２５に示すように、光学素子６の第１の回折領域６０２、第２の回折領域６０４、第３の回折領域６０３ａ、第４の回折領域６０９、第５の回折領域６１０、第６の回折領域６１１、第７の回折領域６１２は、矢印で示される多層光ディスク５のラジアル方向Ｒに沿って形成された２つの分割線６０５および６０６により３分割され、そのうち光学素子６の外側に位置する２つの領域が、更に多層光ディスク５のタンジェンシャル方向Ｔに沿って形成された２つの分割線６０７、６０８により分割されている。
【０１９６】
図２５に示すように、光学素子６の第４の回折領域６０９、第５の回折領域６１０、第６の回折領域６１１、第７の回折領域６１２に入射する戻り光ビームＲＬは、それぞれ円形状の０次反射回折光成分ＲＬ０を含むが、この０次反射回折光成分ＲＬ０に重複する＋１次反射回折光ビーム（第１の反射回折光ビーム）ＲＬ１及び−１次反射回折光ビーム（第２の反射回折光ビーム）ＲＬ２は略含まない。
【０１９７】
第４の回折領域６０９は、０次及び＋１次の透過回折光の回折効率が、当該０次及び＋１次以外の次数の透過回折光の回折効率よりも高い格子構造を有するので、戻り光ビームＲＬから透過光ビームＤ０の一部分と＋１次回折光ビームＤ４ａとを生成することができる。
【０１９８】
また、第５の回折領域６１０は、０次及び＋１次の透過回折光の回折効率が当該０次及び＋１次以外の次数の透過回折光の回折効率よりも高い格子構造を有するので、戻り光ビームＲＬから透過光ビームＤ０の一部分と＋１次回折光ビームＤ５ａとを生成することができる。
【０１９９】
また、第６の回折領域６１１は、０次及び＋１次の透過回折光の回折効率が当該０次及び＋１次以外の次数の透過回折光の回折効率よりも高い格子構造を有するので、戻り光ビームＲＬから透過光ビームＤ０の一部分と＋１次回折光ビームＤ６ａとを生成することができる。
【０２００】
また、第７の回折領域６１２は、０次及び＋１次の透過回折光の回折効率が当該０次及び＋１次以外の次数の透過回折光の回折効率よりも高い格子構造を有するので、戻り光ビームＲＬから透過光ビームＤ０の一部分と＋１次回折光ビームＤ７ａとを生成することができる。
【０２０１】
本実施の形態３では、光学素子６のそれぞれの回折領域を矩形溝による回折格子によって構成した例について説明する。
【０２０２】
また、このような光学素子６は、例えば、透過型ブレーズド回折格子を用いることによっても実現することができる。透過型ブレーズド回折格子は、断面形状が鋸歯状である格子溝を有する回折格子である。格子溝のブレーズ角を変化させることで、各次数の回折光の回折効率を調整することができる。
【０２０３】
図２５に示した、第４の回折領域６０９、第５の回折領域６１０、第６の回折領域６１１、第７の回折領域６１２に対し、透過型ブレーズド回折格子を用いる場合、０次及び＋１次の透過回折光の回折効率が当該０次及び＋１次以外の他の次数の光の回折効率よりも高くなるようにブレーズ角を決定すればよい。
【０２０４】
また、図２６に示すように、光学素子６が光ヘッド装置５２に係る迷光を抑制するため、第１の回折領域６０２、第２の回折領域６０４、第３の回折領域６０３ａ、第４の回折領域６０９、第５の回折領域６１０、第６の回折領域６１１、第７の回折領域６１２を取り囲む遮光領域８設けてもよい。遮光領域８は、金属薄膜などの光反射膜または光吸収膜、あるいは回折格子によって構成されればよい。遮光領域８により、迷光に起因する受光信号の劣化を抑制することが可能となる。
【０２０５】
また、第１の回折領域６０２、第２の回折領域６０４、第３の回折領域６０３ａ、第４の回折領域６０９、第５の回折領域６１０、第６の回折領域６１１、第７の回折領域６１２は必ずしも互いに密接している必要はなく、これら回折領域は、それぞれの回折面の加工に伴う公差分だけ互いに離れていてもよい。
【０２０６】
図２７に示すように、光学素子６の第１の回折領域６０２、第２の回折領域６０４、第３の回折領域６０３、第４の回折領域６０９、第５の回折領域６１０、第６の回折領域６１１、第７の回折領域６１２を透過した、透過光ビームＤ０の光スポットＱＭは光検出素子２７上の主受光部２７０上に照射される。
【０２０７】
第４の回折領域６０９は曲線格子形状を有しており、＋１次の第４の回折光ビームＤ４ａを生成しこの光スポットＱＳ４を光検出素子２７上の第４の副受光部２７４上に集光するよう構成されている。
【０２０８】
また、第５の回折領域６１０も曲線格子形状をしており、＋１次の第５の回折光ビームＤ５ａを生成しこの光スポットＱＳ５を光検出素子２７上の第５の副受光部２７５上に集光するよう構成されている
【０２０９】
また、第６の回折領域６１１も曲線格子形状を有しており、＋１次の第６の回折光ビームＤ６ａを生成しこの光スポットＱＳ６を光検出素子２７上の第４の副受光部２７４上に集光するよう構成されている。
【０２１０】
また、第７の回折領域６１２も曲線格子形状を有しており、＋１次の第７の回折光ビームＤ７ａを生成しこの光スポットＱＳ７を光検出素子２７上の第５の副受光部２７５上に略集光するよう構成されている。
【０２１１】
だだし、図２７に示す光スポットＱＳ１４、ＱＳ１５、ＱＳ１６、ＱＳ１７はそれぞれ、光学素子６の回折領域が矩形溝の回折格子により発生する光スポット、ＱＳ４、ＱＳ５、ＱＳ６、ＱＳ７に対応したものである。また、第４の回折領域６０９、第５の回折領域６１０、第６の回折領域６１１、第７の回折領域６１２には透過型ブレーズド回折格子を用いた場合これらの光スポット、ＱＳ１４、ＱＳ１５、ＱＳ１６、ＱＳ１７発生を抑制することができる。
【０２１２】
第４の回折領域６０９、第５の回折領域６１０、第６の回折領域６１１、第７の回折領域６１２は不等間隔の曲線格子形状でもよく、これにより＋１次回折光ビームＤ４ａ、＋１次回折光ビームＤ５ａ、＋１次回折光ビームＤ６ａ及び＋１次回折光ビームＤ７ａの収差を抑制することができ、より光検出素子２７上の光スポットを小さくすることができる。
【０２１３】
図２７に示されるように、第４の副受光部２７４は、＋１次回折光ビームＤ４ａと＋１次回折光ビームＤ６ａの光スポットＱＳ４および光スポットＱＳ６を単一受光面で受光する。図２７においては、ＱＳ４とＱＳ６が照射される位置が同一の場合を示している。
【０２１４】
また、第５の副受光部２７５は、＋１次回折光ビームＤ５ａと＋１次回折光ビームＤ７ａの光スポットＱＳ５および光スポットＱＳ７を単一受光面で受光する。図２７においては、ＱＳ５とＱＳ７が照射される位置が同一の場合を示している。
【０２１５】
また、光検出素子２７の第４の副受光部２７４は、＋１次回折光ビームＤ４ａと＋１次回折光ビームＤ６ａを受光してその受光量に応じた電気信号ＳＬ２に基づく受光信号ＳＧを生成する。また、＋１次回折光ビームＤ５ａと＋１次回折光ビームＤ７ａを受光してその受光量に応じた電気信号ＳＲ２に基づく受光信号ＳＨを生成する。
【０２１６】
これら受光信号ＳＧおよびＳＨは再生信号処理回路５６に出力され、再生信号処理回路５６は、受光信号ＳＧおよびＳＨに基づいたサーボ信号ＳＳを生成し、このサーボ信号ＳＳを光ヘッド制御回路６１に出力する。
【０２１７】
次に、プッシュプル信号の生成方法を以下に説明する。本実施の形態では、プッシュプル信号ＰＰは、以下の式（３）の演算で与えられる。
【０２１８】
【数３】
2014238904.tif 000005
【０２１９】
ここで、ＳＥは第１の副受光部の電気信号ＳＬから得られた第１の受光信号、ＳＦは第２の副受光部の電気信号ＳＲから得られた第２の受光信号である。また、ＳＧは、第４の副受光部２７４の出力信号ＳＬ２から得られた第４の受光信号、ＳＨは第５の副受光部２７５の出力信号ＳＲ２から得られた第５の受光信号を、それぞれ表している。ｋはゲイン係数である。
【０２２０】
図２８に示されるように、対物レンズ４のシフトにより反射回折光ビーム全体が光学素子６に対して図２８の矢印で示す方向（多層光ディスク５のラジアル方向）に移動することによって、第１の回折領域６０２、第４の回折領域６０９、第６の回折領域６１１に入射する反射回折光ビームの光量が減少し、逆に、第２の回折領域６０４、第５の回折領域６１０、第７の回折領域６１２に入射する反射回折光ビームの光量が増加する。
【０２２１】
それぞれの回折領域に入射する反射回折光ビームが減少することにより、これらの回折領域で回折された＋１次回折光ビームＤ１ａ、＋１次回折光ビームＤ４ａ、＋１次回折光ビームＤ６ａの光量は減少し、＋１次回折光ビームＤ２ａ、＋１次回折光ビームＤ５ａ、＋１次回折光ビームＤ７ａの光量は増加する。
【０２２２】
また、これらの＋１次回折光ビームを光検出素子２７上の受光部で受光し光電変換された受光信号ＳＬ、ＳＬ２の信号レベルは低減し、受光信号ＳＲ、ＳＲ２の信号レベルは増大する。これにより、式（３）で示した（ＳＥ−ＳＦ）の信号レベルは低減し、（ＳＧ−ＳＨ）の信号レベルは増大する。他方で、対物レンズシフトにより戻り光ビームＲＬの全体が光学素子６に対して基準状態の位置から矢印で示す方向と逆方向（紙面上の下方）に移動すれば、（ＳＥ−ＳＦ）の信号レベルは増大し、（ＳＧ−ＳＨ）の信号レベルは低減する。
【０２２３】
したがって、（ＳＥ−ＳＦ）とＳＧは互いに逆位相を有し、（ＳＥ−ＳＦ）と−ＳＨも互いに逆位相を有することが分かる。よって、ゲイン係数ｋを適宜調整して（ＳＧ−ＳＨ）の信号成分を増幅することで、対物レンズシフトに起因するオフセットをキャンセルすることができる。
【０２２４】
上式（３）に代えて、以下の式（４）または（５）で与えられるプッシュプル信号ＰＰＬ、ＰＰＲを使用してもよい。
【０２２５】
【数４】
2014238904.tif 000006
【０２２６】
【数５】
2014238904.tif 000007
【０２２７】
光ヘッド制御回路６１は、上式（３）または（４）または（５）で与えられるプッシュプル信号ＰＰのレベル（値）を固定値に近づけるように対物レンズ４に備えられた対物レンズアクチュエータ９を制御し、集光スポットを多層光ディスク５の情報記録層のラジアル方向（多層光ディスク５の半径方向）の所定の位置に正確に追従させることが可能となる。
【０２２８】
光スポットＱＳ１に含まれる第１の反射回折光ビームＲＬ１と、光スポットＱＳ２に含まれる第２の反射回折光ビームＲＬ２とが等しい場合、前記固定値を０とすれば、前記所定の位置は略トラック位置とすることができる。
【０２２９】
また、光スポットＱＳ１に含まれる第１の反射回折光ビームＲＬ１と、光スポットＱＳ２に含まれる第２の反射回折光ビームＲＬ２とが等しくない場合、これらの光量差分をキャンセルさせるように前記固定値にオフセットを与えることで、同様に前記所定の位置は略トラック位置とすることができる。
【０２３０】
以上に説明したように、再生信号処理回路５６は、第４の副受光部２７４および第５の副受光部２７５で検出された信号ＳＬ２およびＳＲ２に基づいて、対物レンズシフトに起因するオフセットに相当する信号成分ｋ×（ＳＧ−ＳＨ）、ｋ×ＳＧあるいはｋ×（−ＳＨ）を生成し、この信号成分を用いて、オフセットが除かれたプッシュプル信号ＰＰ、ＰＰＬまたはＰＰＲを生成することができる。
【０２３１】
このように、光学素子６に複数の回折領域を形成し、これにより生じた各回折光を受光する副受光部を備える構成は、実施の形態１で説明した非点収差を用いない場合にも適用させることができる。これについては、説明を省略する。
【０２３２】
また、実施の形態３では、既に図２７に示したように、実施の形態２と同様に他層迷光領域ＱＳＴは非点収差により略楕円状のスポット形状となる。一方、信号光である光スポットＱＳ３、ＱＳ４は、光学素子６の第４の回折領域６０９、第５の回折格子６１０、第６の回折格子６１１、第７の回折格子６１２を不等間隔の曲線格子形状にすることにより、＋１次回折光ビームＤ４ａ、＋１次回折光ビームＤ５ａ、＋１次回折光ビームＤ６ａ及び＋１次回折光ビームＤ７ａの収差を抑制することがきるため、非点収差光学素子７で受ける非点収差もキャンセルして集光させることができる。
【０２３３】
図２７に示すように、信号光である光スポットＱＳ１、ＱＳ２を他層迷光領域ＱＳＴにおいて等しい位相となる位置に集光させるとともに、光スポットＱＳ４、ＱＳ５、ＱＳ６、ＱＳ７についてもそれぞれ他層迷光領域ＱＳＴにおいて等しい位相となる部分に集光させる。
【０２３４】
これにより、第４の副受光部２７４における電気信号ＳＲ２および第５の副受光部２７５における電気信号ＳＬ２に重畳されるノイズ成分ＮＡＣは同一の信号成分となり、プッシュプル信号ＰＰではこれらが引き算されてノイズ成分ＮＡＣはキャンセルされる。そのため、プッシュプル信号ＰＰは式（４）または式（５）ではなく、式（３）により演算することが望ましい。
【０２３５】
また、図２９に示されるように、トラッキングサーボに伴って多層光ディスク５のラジアル方向に対物レンズ４がシフトしても、他層迷光領域ＱＳＴと信号光である光スポットＱＳ３，ＱＳ４との位相の関係は略等しいままである。したがって、対物レンズ４がシフトした場合においてもプッシュプル信号ＰＰにおいて、ノイズ成分ＮＡＣをキャンセルすることができ、正確なプッシュプル信号を算出することができる。
【０２３６】
なおこの場合、対物レンズ４のシフトに伴う他層迷光領域ＱＳＴのシフトは、非点収差光学素子７による非点収差の影響を受け、図２９の矢印に示すように、多層光ディスク５のラジアル方向に対して平行ではなく非点収差光学素子７による非点収差に基づいた角度だけ傾斜した方向に動く。そのため、第１の副受光部２７１と第２の副受光部、および第４副受光部２７４と第５副受光部２７５は非点収差光学素子７による非点収差に基づいた角度だけ傾斜した位置に基づいて配置する必要がある。
【０２３７】
すなわち、第１の副受光部２７１と第２の副受光部２７２、および第４副受光部２７４と第５副受光部２７５（複数の副受光部）は、楕円状の他層迷光領域ＱＳＴの中心を通り、楕円状の他層迷光領域ＱＳＴの長軸に平行な直線Ｐ２を軸として等距離の位置に設けられており、第４の副受光部において受光される他層迷光の位相と、第５の回折領域において受光される他層迷光の位相と、他層迷光の波長の１／６に対応する位相の範囲内となるように配置されている。
【０２３８】
また、図３０に示すように、多層光ディスク５の情報記録層の記録領域と未記録領域に起因する縞状パターンＱＳＺが他層迷光領域ＱＳＴに現れた場合においても、第４副受光部２７４と第５副受光部２７５は同程度の光強度が受光される。したがって、対物レンズシフトにかかわらず、式（３）で与えられるプッシュプル信号ＰＰでノイズ成分ＮＤＣはキャンセルされた状態が維持される。
【０２３９】
なおこの場合、縞状パターンＱＳＺの移動は対物レンズ４のシフトに伴う他層迷光領域ＱＳＴのシフトと同様で、非点収差光学素子７による非点収差の影響を受け、ラジアル方向に対して平行ではなく、非点収差光学素子７による非点収差に基づいた角度だけ傾斜した方向の光強度の濃淡の縞となる。
【０２４０】
第１の副受光部２７１、第２の副受光部２７２、第４の副受光部２７４、第５の副受光部２７５を隣接させた配置に限定する必要はなく、例えば、図３１に示すように、他層迷光領域ＱＳＴの位相が同一の位置であれば、互いに離れた場所に配置してもよい。
【０２４１】
また、集光スポットを形成する（情報を取得する）情報記録層に最も近い情報記録層からの他層迷光についてのみ説明したが、集光スポットを形成する情報記録層以外の情報記録層からの他層迷光に関しても実施の形態１および実施の形態２と同様に、ノイズ成分ＮＡＣをキャンセルすることが可能となる。
【０２４２】
すなわち、集光スポットを形成する情報記録層から２番目に近い情報記録層による他層迷光領域ＱＳＴ（２）は、集光スポットを形成する情報記録層から最も近い情報記録層による他層迷光領域ＱＳＴより大きくなる。一方で、位相の関係は他層迷光領域ＱＳＴと同様に、光スポットＱＭまたは他層迷光領域ＱＳＴの中心を基準として楕円状となる。
【０２４３】
この場合、集光スポットを形成する情報記録層から２番目に近い情報記録層による他層迷光領域ＱＳＴ（２）における位相は、第１の副受光部２７１、第２の副受光部２７２、第４の副受光部２７４、第５の副受光部２７５において同じ位相となる。このため、集光スポットを形成する情報記録層に最も近い情報記録層による他層迷光でのノイズ成分ＮＡＣのキャンセルの原理と同様の原理で、第１の副受光部２７１、第２の副受光部２７２、第４の副受光部２７４、第５の副受光部２７５で受光されるノイズ成分ＮＡＣはキャンセルされる。
【０２４４】
これにより、複数の情報記録層を有する多層光ディスク５よりデータを読み取る場合でも、充分に他層迷光を抑制することができ、他層迷光領域ＱＳＴ内に副受光部を配置することができるので光検出素子２７の面積をコンパクトにすることが可能となる。
【０２４５】
以上で説明した光ヘッド装置５２を搭載した多層光ディスク装置５０によれば、多層光ディスク５が有する情報記録層の層数に関わらず、安定したトラッキングサーボが得られる。また、実施の形態３に係る副受光部を複数配置する方法は、フォーカス制御に非点収差法を用いた場合を示しているが、実施の形態１に示したように、主受光部に対し非点収差法を用いない場合に応用することも可能である。
【０２４６】
さらに実施の形態３では、副受光部を４つ設けたものを示しているが、副受光部の数は４つに限らず複数設けても良い。このとき、複数の副受光部に対し回折光を入射させるため、光学素子に複数の回折領域を持たせることはいうまでもない。
【０２４７】
本発明の実施の形態３に係る光ヘッド装置５２によれば、光学素子６は、第１の回折領域６０２および第２の回折領域６０４の他に、光ビームＩＬが情報記録層により回折されずに反射した反射回折光ビームを透過および回折する複数の回折領域をさらに有し、副受光部は、第１の副受光部２７１および第２の副受光部２７２の他に、複数の回折領域によって回折された複数の回折光ビームを受光する、複数の副受光部をさらに有するので、安定したトラッキングサーボが得られる。
【０２４８】
また、本発明の実施の形態３に係る光ヘッド装置５２によれば、第１の副受光部２７１および第２の副受光部２７２および複数の副受光部は、第１の副受光部２７１において受光される他層迷光の位相と、第２の副受光部２７２において受光される他層迷光の位相と、複数の副受光部において受光される他層迷光の位相との差が、他層迷光の波長の１／６に対応する位相の範囲内となるように配置されているので、ノイズ成分ＮＡＣをキャンセルすることができ、正確なプッシュプル信号ＰＰを算出することができる。
【０２４９】
また、本発明の実施の形態３に係る光ヘッド装置５２によれば、複数の回折領域は、第４の領域６０９と第５の領域６１０と第６の領域６１１と第７の領域６１２とからなり、複数の副受光部は、第４の副受光部２７４と第５の副受光部２７５からなり、第４の領域６０９で回折された第４の回折光ビームＤ４ａおよび第６の領域６１１で回折された第６の回折光ビームＤ６ａは第４の副受光部２７４で受光され、第５の領域６１０で回折された第５の回折光ビームＤ５ａおよび第７の領域６１２で回折された第７の回折光ビームＤ７ａは第５の副受光部２７５で受光されるので、さらに安定したトラッキングサーボが得られる。
【０２５０】
第１の副受光部２７１および第２の副受光部２７２は、楕円状の他層迷光領域ＱＳＴの中心を通り楕円状の他層迷光領域ＱＳＴの長軸と平行な直線Ｐ２を軸から等距離の位置に設けられ、第４の副受光部２７４および第５の副受光部２７５は、軸から等距離の位置に設けられているので、対物レンズ４がシフトした場合においても、ノイズ成分ＮＡＣをキャンセルすることができる。
【０２５１】
第１の副受光部２７１および第２の副受光部２７２は、楕円状の他層迷光領域ＱＳＴの中心を通り楕円状の他層迷光領域ＱＳＴの長軸と平行な直線Ｐ２を軸から等距離の位置に設けられ、第４の副受光部２７４および第５の副受光部２７５は、軸から等距離の位置に設けられているので、情報記録層の記録領域と未記録領域により発生する縞状パターンＱＳＺが現れた場合であっても、ノイズ成分ＮＤＣをキャンセルすることができる。
【０２５２】
また、本発明の実施の形態３に係る光ディスク装置５０は、本実施の形態３に係る光ヘッド装置５２と、多層光ディスク５を回転させるディスク駆動部と、第１の副受光部２７１で受光された第１の回折光ビームＤ１ａによる第１の受光信号ＳＥと、第２の副受光部２７２で受光された第２の回折光ビームＤ２ａによる第２の受光信号ＳＦとの差分および、第４の副受光部２７４で受光された第４の回折光ビームＤ４ａと第６の回折光ビームＤ６ａによる第４の受光信号と、第５の副受光部２７５で受光された第５の回折光ビームＤ５ａと第７の回折光ビームＤ７ａとの差分に基づいてサーボ信号ＳＳを生成する再生信号処理回路５６と、サーボ信号ＳＳに基づいてトラッキングエラー信号を生成し、トラッキングエラー信号に基づいて光ヘッド装置５２の制御を行うサーボ制御回路５５とを備えるので、光検出素子２７の小型化が達成された光ヘッド装置５２を備えることができる。
【０２５３】
本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜変更、省略したりすることができる。
【符号の説明】
【０２５４】
２        半導体レーザ
４        対物レンズ
５        多層光ディスク
６        光学素子
７        非点収差光学素子
９        対物レンズアクチュエータ
２７      光検出素子
５０      多層光ディスク装置
５１      ディスク駆動部
５２      光ヘッド装置
５５      サーボ制御回路
２７０    主受光部
２７０ａ  分割領域を有した主受光部
２７１    第１の副受光部
２７２    第２の副受光部
２７３    第３の副受光部
２７３ｓ  分割領域を有した第３の副受光部
２７４    第４の副受光部
２７５    第５の副受光部
６０２    第１の回折領域
６０３    第３の領域
６０３ａ  第３の回折領域
６０４    第２の回折領域
６０９    第４の回折領域
６１０    第５の回折領域
６１１    第６の回折領域
６１２    第７の回折領域
Ｄ０      透過光ビーム
Ｄ１ａ    第１の回折光ビーム
Ｄ２ａ    第２の回折光ビーム
Ｄ３ａ    第３の回折光ビーム
Ｄ４ａ    第４の回折光ビーム
Ｄ５ａ    第５の回折光ビーム
Ｄ６ａ    第６の回折光ビーム
Ｄ７ａ    第７の回折光ビーム
ＩＬ      光ビーム
Ｐ１      多層光ディスクのラジアル方向に平行な直線
Ｐ２      楕円状の他層迷光領域光スポットの長軸と平行な直線
ＱＳＴ    他層迷光領域
ＱＭ      光スポット
ＲＬ１    ＋１次反射回折光ビーム
ＲＬ２    −１次反射回折光ビーム
ＳＥ        第１の受光信号
ＳＦ        第２の受光信号
ＳＳ        サーボ信号
【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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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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