(57)【要約】【課題】多層光ディスクの記録／再生においてフォーカス誤差信号とトラッキング誤差信号ともに他層からの迷光の影響を受けず、安定したサーボ信号を得ることが出来る光学ピックアップ装置を提供することを目的とする。【解決手段】多層光ディスクからの反射光を２つの偏光回折格子により光ビームを分割する。片方の偏光回折格子の回折作用が起こる偏光と、もう片方の偏光回折格子の回折作用が起こる偏光が直交しており、片方の偏光回折格子の回折光により、再生信号を生成し、もう片方の偏光回折格子の回折光により、トラッキング誤差信号を生成する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ピックアップ装置であって、
レーザ光を出射する半導体レーザと、
前記半導体レーザから出射された光ビームを光ディスクに照射する対物レンズと、
光ディスク上の情報記録層から反射した光ビームを分岐する少なくとも２つの回折格子と、
前記少なくとも２つの回折格子から分岐された光ビームを検出する複数の受光部を有する光検出器と、
を備え、
前記少なくとも２つの回折格子のうち、２つは偏光回折格子であり、
前記一方の偏光回折格子の回折作用が起こる偏光と、他方の偏光回折格子の回折作用が起こる偏光は略直交しており、
前記２つの偏光回折格子のうち、一方の偏光回折格子の回折光から再生信号を検出し、他方の偏光回折格子の回折光からサーボ制御信号を検出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記載の光ピックアップ装置において、
前記２つの偏光回折格子に入射する光ビームは、両方の偏光回折格子ともに回折作用が起こる偏光であ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から請求項２のいずれか一項記載の光ピックアップ装置において、
前記２つの偏光回折格子のうち、一方の偏光回折格子で回折した光ビームと、他方の偏光回折格子で回折した光ビームが同時に前記光検出器で検出され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から請求項３のいずれか一項記載の光ピックアップ装置において、
前記２つの偏光回折格子のうち、一方の偏光回折格子の回折光から再生信号を検出し、
他方の偏光回折格子の回折光からトラッキング誤差信号を検出す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１から請求項４のいずれか一項記載の光ピックアップ装置において、
前記２つの偏光回折格子のうち、
一方の偏光回折格子は格子ピッチおよび回折格子溝方向の異なる複数の領域から構成されており、
他方の偏光回折格子は１つの格子ピッチおよび１つの回折格子溝方向から構成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５記載の光ピックアップ装置において、
前記１つの格子ピッチおよび１つの回折格子溝方向から構成されている偏光回折格子の±１次光以上の回折光から再生信号を生成す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５から請求項６のいずれか一項記載の光ピックアップ装置において、
前記格子ピッチの異なる複数の領域から構成されている偏光回折格子の±１次光以上の回折光からトラッキング誤差信号を生成す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５から請求項７のいずれか一項記載の光ピックアップ装置において、
前記格子ピッチの異なる複数の領域から構成されている偏光回折格子は、
領域Ａ、領域Ｂ、領域Ｃの少なくとも３つの領域を有し、
前記光ディスク上のトラックにより回折されたディスク回折光のうち、
前記領域Ａには、０次ディスク回折光が入射し、
前記領域Ｂには、少なくとも±１次ディスク回折光が入射し、
前記領域Ａの＋１次格子回折光または−１次格子回折光を検出する前記光検出器の受光部のうち、少なくとも２つの受光部が前記光ディスクの接線方向と略一致する方向に略一直線で並ぶことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項９】
請求項５から請求項８のいずれか一項記載の光ピックアップ装置において、
前記格子ピッチの異なる複数の領域から構成されている偏光回折格子は、
領域Ａ、領域Ｂ、領域Ｃの少なくとも３つの領域を有し、
前記光ディスク上のトラックにより回折されたディスク回折光のうち、
前記領域Ａには、０次ディスク回折光が入射し、
前記領域Ｂには、少なくとも±１次ディスク回折光が入射し、
前記領域Ｂの１次格子回折光または−1次格子回折光を検出する前記光検出器の受光部のうち、少なくとも２つの受光部が前記光ディスクの半径方向と略一致する方向に略一直線で並ぶことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項１０】
請求項５から請求項９のいずれか一項記載の光ピックアップ装置において、
前記格子ピッチの異なる複数の領域から構成されている偏光回折格子は、
領域Ａ、領域Ｂ、領域Ｃの少なくとも３つの領域を有し、
前記光ディスク上のトラックにより回折されたディスク回折光のうち、
前記領域Ａには、０次ディスク回折光が入射し、
前記領域Ｂには、少なくとも±１次ディスク回折光が入射し、
２層以上の光ディスクを記録／再生時に、
前記光ディスク上の記録／再生している層を反射し、前記領域Ａを回折した光ビームは前記光検出器上の受光部上に収束し、
前記光ディスク上の記録／再生している層以外の層を反射光し、前記領域Ａを回折した光ビームは前記光検出器上の受光部から略ディスク半径方向に外れた位置に照射されることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項１１】
請求項５から請求項１０のいずれか一項記載の光ピックアップ装置において、
前記格子ピッチの異なる複数の領域から構成されている偏光回折格子は、
領域Ａ、領域Ｂ、領域Ｃの少なくとも３つの領域を有し、
前記光ディスク上のトラックにより回折されたディスク回折光のうち、
前記領域Ａには、０次ディスク回折光が入射し、
前記領域Ｂには、少なくとも±１次ディスク回折光が入射し、
２層以上の光ディスクを記録／再生時に、
前記光ディスク上の記録／再生している層を反射し、前記領域Ａを回折した光ビームは前記光検出器上の受光部上に収束し、
前記光ディスク上の再生している層以外の層を反射光し、前記領域Ａを回折した光ビームは前記光検出器上の受光部から略ディスク接線方向に外れた位置に照射されることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項１２】
請求項５から請求項１１のいずれか一項記載の光ピックアップ装置において、
トラッキング誤差信号は、
前記回折格子領域Ａを回折した格子回折光を検出した信号および前記回折格子領域Ｂを回折した格子回折光を検出した信号から生成されることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項１３】
請求項１から請求項１２記載の光ピックアップ装置において、
前記２つの偏光回折格子のうち少なくとも１つの偏光回折格子の−１次回折光：０次回折光：＋１次回折光は、略１：０：１であることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項１４】
請求項１から請求項１２記載の光ピックアップ装置において、
前記２つの偏光回折格子のうち少なくとも１つの偏光回折格子の−１次回折光：０次回折光：＋１次回折光は、略１：０：０もしくは略０：０：１であることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項１５】
請求項１から請求項１３記載の光ピックアップ装置において、
前記２つの偏光回折格子のうち、一方の偏光回折格子は、デフォーカスを付加する偏光性のホログラム素子であることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項１６】
請求項１から請求項１５記載の光ピックアップ装置において、
前記２つの偏光回折格子のうち、一方の偏光回折格子の回折光をスポットサイズ方式のフォーカス誤差信号として検出することを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項１７】
請求項１から請求項１３記載の光ピックアップ装置において、
前記２つの偏光回折格子のうち、一方の偏光回折格子の回折光をダブルナイフエッジ方式のフォーカス誤差信号として検出することを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項１８】
請求項１から請求項１７のいずれか一項記載の光ピックアップ装置において、
前記２つの偏光回折格子うち、一方の回折格子の回折光を検出する前記光検出器上の複数の検出部は、“Ｉ”の形で並んでいることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項１９】
請求項１から請求項１７のいずれか一項記載の光ピックアップ装置において、
前記２つの偏光回折格子うち、一方の回折格子の回折光を検出する前記光検出器上の複数の検出部は、“Ｔ”の形で並んでいることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２０】
請求項１から請求項１９のいずれか一項記載の光ピックアップ装置において、
前記光検出器の複数の受光部で検出する光ビームのうち、
再生信号に用いる光ビームの偏光とトラッキング誤差信号に用いる光ビームの偏光が略直交であることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２１】
請求項１から請求項２０のいずれか一項記載の光ピックアップ装置と、前記光ピックアップ装置内における前記半導体レーザを駆動するレーザ点灯回路と、前記光ピックアップ装置内の前記光検出器から検出された信号を用いてフォーカス誤差信号やトラッキング誤差信号を生成するサーボ信号生成回路と、光ディスクに記録された情報信号を再生する情報信号再生回路とを搭載した光ディスク装置。
【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発明である。
【背景技術】
【０００２】
本技術分野の背景技術として、例えば特開２００６−３４４３４４号公報（特許文献１）がある。本公報には課題として「複数の記録層を有する光ディスクから所望の信号を精度良く取得する」と記載があり、解決手段として「光源ユニット５１から出射されたＰ偏光の光ビームは、光ディスク１５で反射され、Ｓ偏光となってレンズ６１に入射する。そして１／４波長板６２、６３では、いずれも、光軸の＋Ｘ側に入射した光ビーム＋１／４波長の光学的位相差が付与され。−Ｘ側に入射した光ビームに−１／４波長の光学位相差が与えられる。これにより、１／４波長板６３を介した信号光はＳ偏光、迷光はＰ偏光となり、偏光光学素子６４では信号光のみが透過する。」と記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３４４３４４号公報（第２６頁、図３、図５）
【特許文献２】特開２００９−２１７９１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
光ピックアップ装置は、一般に光ディスク内にある所定の記録トラック上に正しくスポットを照射するため、フォーカス誤差信号の検出により対物レンズをフォーカス方向に変位させてフォーカス方向に調整が行われる他、トラッキング誤差信号を検出して対物レンズをディスクの半径方向へ変位させてトラッキング調整が行われる。これらのサーボ信号により対物レンズの位置制御が行われる。
【０００５】
上記サーボ信号のうち、トラッキング誤差信号については、記録層が複数存在する多層ディスクとなることで大きな課題がある。多層ディスクでは、目的の記録層を反射した信号光の他に目的でない複数の記録層を反射した迷光が同じ受光部に入射する。同じ受光部に信号光と迷光が入射すると、光ビーム同士が干渉し、その変動成分がトラッキング誤差信号に検出されてしまうのである。
【０００６】
この問題に対し、特許文献１では、光ディスクで反射した光ビームを集光レンズで絞り、２枚の１／４波長板と偏光光学素子を透過させて広がった光を集光レンズで絞ることで、迷光を光検出器に入射させない構成としている。そのため、検出光学系が複雑となり光ピックアップ装置のサイズが大きくなるという課題がある。
【０００７】
また、光ディスクに対する記録・再生の方式としては、１ビーム方式と３ビーム方式があるが、３ビーム方式は１ビーム方式に比べ、往路の光利用効率が悪く、記録に必要なレーザ出力が高くなってしまうため、多層ディスク等への対応では不利である。上記３ビーム方式において、光ディスクの他の層から反射した迷光との干渉を低減させる技術としては、例えば特許文献２があり、「光ディスク１６の情報記録層１６ａから反射された信号光が光検出器１７に到達するまでの光路中に、入射する光を直交する偏光成分ごとに進行方向を異ならせて光検出器１７に重なるように到達させる機能を有する偏光回折素子４０を具備することで、光検出器上の干渉縞を低減する」との記載がある（特許文献２、要約参照）。
【０００８】
本発明は、例えば１ビーム方式等において、複数の情報記録面を有する情報記録媒体を記録／再生する場合に、安定したサーボ信号を得ることが可能でかつ小型化可能な光ピックアップ装置およびこれを搭載した光ディスク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】
上記目的は、一例として特許請求の範囲に記載の発明によって達成できる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、例えば１ビーム方式等において、複数の情報記録面を有する情報記録媒体を記録／再生する場合に、安定したサーボ信号を得ることが可能でかつ小型化可能な光ピックアップ装置およびこれを搭載した光ディスク装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例１における本発明の光学系を説明する図である。
【図２】実施例１における本発明の偏光回折格子の特性を示す図である。
【図３】実施例１における本発明の偏光回折格子を示す図である。
【図４】実施例１における本発明の受光部を示す図である。
【図５】実施例１における２層ディスクを記録／再生時の迷光の形状（光検出器上）を示す図である。
【図６】２層ディスクの他層からの迷光の振舞いを説明する図である。
【図７】２層ディスクの他層からの迷光の振舞いを説明する図である。
【図８】実施例１における本発明の他の偏光回折格子を示す図である。
【図９】実施例１における本発明の他の偏光回折格子を示す図である。
【図１０】実施例２における本発明の受光部を示す図である。
【図１１】実施例２における２層ディスクを記録／再生時の信号光と迷光の形状（光検出器上）を示す図である。
【図１２】実施例３における本発明の偏光回折格子を示す図である。
【図１３】実施例３における本発明の受光部を示す図である。
【図１４】実施例３における２層ディスクを記録／再生時の信号光と迷光の形状（光検出器上）を示す図である。
【図１５】実施例３における本発明の他の偏光回折格子を示す図である。
【図１６】実施例４における本発明の受光部を示す図である。
【図１７】実施例４における本発明の偏光回折格子の特性を示す図である。
【図１８】実施例４における２層ディスクを記録／再生時の信号光と迷光の形状（光検出器上）を示す図である。
【図１９】実施例５における本発明の受光部を示す図である。
【図２０】実施例５における２層ディスクを記録／再生時の信号光と迷光の形状（光検出器上）を示す図である。
【図２１】実施例６における本発明の受光部を示す図である。
【図２２】実施例６における２層ディスクを記録／再生時の信号光と迷光の形状（光検出器上）を示す図である。
【図２３】実施例７における本発明の受光部を示す図である。
【図２４】実施例７における２層ディスクを記録／再生時の信号光と迷光の形状（光検出器上）を示す図である。
【図２５】実施例７における本発明の他の受光部を示す図である。
【図２６】実施例８における本発明の受光部を示す図である。
【図２７】実施例８における２層ディスクを記録／再生時の信号光と迷光の形状（光検出器上）を示す図である。
【図２８】実施例８における本発明の他の受光部を示す図である。
【図２９】実施例９における本発明の受光部を示す図である。
【図３０】実施例９における２層ディスクを記録／再生時の信号光と迷光の形状（光検出器上）を示す図である。
【図３１】実施例９における本発明の他の受光部を示す図である。
【図３２】実施例１０における本発明の受光部を示す図である。
【図３３】実施例１０における２層ディスクを記録／再生時の信号光と迷光の形状（光検出器上）を示す図である。
【図３４】実施例１１における本発明の受光部を示す図である。
【図３５】実施例１１における２層ディスクを記録／再生時の信号光と迷光の形状（光検出器上）を示す図である。
【図３６】実施例１２における光学的再生装置を説明する図である。
【図３７】実施例１３における光学的記録再生装置を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態の一例について説明をする。
【実施例１】
【００１３】
図１は本発明の第１の実施例に係る光ピックアップ装置の光学系を示したものである。ここではＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ）について説明するが、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）や他の記録方式であってもなんら構わない。なお、以下の説明において、光ディスクの層には、記録型光ディスクにおける記録層や、再生専用の光ディスクの再生層が含まれる。
【００１４】
半導体レーザ５０からは、波長略４０５ｎｍの光ビームが発散光として出射される。半導体レーザ５０から出射した光ビームはビームスプリッタ５２を反射する。なお一部の光ビームはビームスプリッタ５２を透過しフロントモニタ５３に入射する。一般的に記録型の光ディスクに情報を記録する場合には、光ディスクの情報記録面（記録層）に所定の光量を照射させるため、半導体レーザの光量を高精度に制御する必要がある。このため、フロントモニタ５３は記録型の光ディスクに信号を記録する際に、半導体レーザ５０の光量の変化を検出し、半導体レーザ５０の駆動回路（図示せず）にフィードバックされる。これにより光ディスク上の光量をモニタすることが可能となる。
【００１５】
ビームスプリッタ５２を反射した光ビームはコリメートレンズ５１により略平行な光ビームに変換される。コリメートレンズ５１を透過した光ビームはビームエキスパンダ５４に入射する。ビームエキスパンダ５４は、光ビームの発散・収束状態を変えることで、光ディスクのカバー層の厚み誤差による球面収差を補償することに使用される。ビームエキスパンダ５４を出射した光ビームは立ち上げミラー５５を反射、１／４波長板５６を透過後、アクチュエータ５に搭載された対物レンズ２により光ディスク上に集光される。
【００１６】
光ディスクを反射した光ビームは、対物レンズ２、１／４波長板５６、立ち上げミラー５５、ビームエキスパンダ５４、コリメートレンズ５１、ビームスプリッタ５２を透過し、偏光回折格子１１、偏光回折格子１２に入射する。入射した光ビームは偏光回折格子１１によって偏光の異なる１つの光ビームと２つの光ビームに分離される。分離された光ビームのうち１つの光ビームは、偏光回折格子１２により、複数の領域に分割されて、領域ごとにそれぞれ異なった方向に進行し、光検出器１０上に焦点を結ぶ。また、残りの２つの光ビームは偏光回折格子１２を透過し、光検出器上に焦点を結ぶ。光検出器１０上には複数の受光部が配置されており、それぞれの受光部には回折格子１１、回折格子１２によって分割された光ビームが照射される。受光部に照射された光量に応じて光検出器１０から電気信号が出力され、これらの出力を演算して再生信号であるＲＦ信号、フォーカス誤差信号、トラッキング誤差信号が生成される。
【００１７】
ここで、トラッキング誤差信号検出について説明を行う。一般的なトラッキング誤差信号検出方法として、ディスク上に３つの光ビームを照射する３ビーム差動プッシュプル方式（ＤＰＰ：Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｐｕｓｈ  Ｐｕｌｌ方式）が知られている。この３ビームＤＰＰ方式は、回折格子によって光ビームをメインビームとサブビーム＋１次回折光、サブビーム−１次回折光に分離し、ディスク上に３つのスポットを形成する。このとき、３つのスポットのディスク反射光を検出し、メインビームから得られるメインプッシュプル（ＭＰＰ）信号とサブビーム＋１次とサブビーム−１次から得られるサブプッシュプル（ＳＰＰ）信号を以下の演算を行うことで対物レンズの変位に伴うＤＣ成分を低減した３ビームＤＰＰ信号を検出している。
【００１８】
【数１】
2011238316.tif 000003
なお、ｋｓはメインビームとサブビームの光量比を補正する係数である。
【００１９】
ここで、３ビームＤＰＰ方式は２層およびそれ以上の記録層を有するディスクの記録／再生において問題が発生する。これについて最も簡単な２層ディスクで説明を行う。
【００２０】
２層ディスクは記録層が２層存在する光ディスクであり、それぞれの記録層で反射光が発生する。このため、２層ディスクでは光ビームはディスクによって２つに分離され、２つの光路を辿って光検出器に入射する。例えば片方の層に焦点を合わせた場合、その光ビームは光検出器面上にスポット（信号光）を形成し、もう片方の層を反射した光ビーム（迷光）が光検出器上にぼけた状態で入射する。この時、光検出器上ではそれぞれの層を反射した信号光と迷光とが光検出器面上で重なり合い、干渉が発生する。本来、周波数の同じレーザを出射したビームは時間的に変化しないが、光ディスクの回転により層の間隔が変化するため、２つの光の位相関係が時間的に変化し、トラッキング誤差信号であるＤＰＰ信号の変動を引き起こす。この３ビームＤＰＰ信号の変動は主にＳＰＰ信号に大きく起因している。これは、メインビーム（０次回折光）とサブビーム＋１次回折光とサブビーム−１次回折光の光量比が一般的に１０：１：１〜２０：１：１であり、メインビームに対してサブビームの光量が小さいため、サブビームの信号光とメインビームの迷光との干渉が信号光に対して大きく発生してしまうのである。これにより、ＳＰＰ信号が大きく変動してしまい、結果としてトラッキング誤差信号である３ビームＤＰＰ信号が大きく変動してしまうのである。トラッキング誤差信号の変動が発生すると、光ディスク上のスポットがトラックに沿って追従できなくなり、主に記録／再生性能劣化の問題が起こる。
【００２１】
この問題に対し、特許文献１では、光ディスクで反射した光ビームを集光レンズで絞り、２枚の１／４波長板と偏光光学素子を透過させて広がった光を集光レンズで絞ることで、迷光を光検出器に入射させない構成としている。そのため、検出光学系が複雑となり光ピックアップ装置のサイズが大きくなるという課題がある。
【００２２】
これに対し、本実施例における光ピックアップ装置では、図１に示したように非常に簡単な光学系であるため光ピックアップ装置の小型化が可能となっている。以下、本実施例における光ピックアップ装置について説明を行う。
【００２３】
図２は、偏光回折格子１１と偏光回折格子１２の特性を示した図である。（ａ）は偏光回折格子１１、（ｂ）は偏光回折格子１２を示している。まず、偏光回折格子１１は、所定の直線偏光（直線偏光Ｘ）の光ビームにのみ回折する特性となっており、直線偏光Ｘと直交した偏光（直線偏光Ｚ）の光ビームは透過する特性となっている。それに対し、偏光回折格子１２は直線偏光Ｚの光ビームにのみ回折する特性となっており、直線偏光Ｘの光ビームは透過する特性となっている。ここで、偏光回折格子１１および偏光回折格子１２の回折効率は＋１次回折光：０次回折光：−１次回折光＝１：０：１であるとする。このため、直線偏光Ｘと直線偏光Ｚを含む光ビームは、偏光回折格子１１によって直線偏光Ｘと直線偏光Ｚの成分に分離される。直線偏光Ｘの成分は回折され、±１次回折光となる。また、直線偏光Ｚの成分は偏光回折格子１１を透過する。そして、偏光回折格子１１を透過した直線偏光Ｚの光ビームは、偏光回折格子１２によって回折され、±１次回折光となる。それに対し、偏光回折格子１１によって回折された直線偏光Ｘの光ビームは、偏光回折格子１２を透過する構成となっている。例えば、ここでビームスプリッタ５２を透過した光ビームの偏光成分を直線偏光Ｘと直線偏光Ｚの成分に分離したときに、直線偏光Ｘの光量と直線偏光Ｚの光量の比が８：２であるとする。
【００２４】
偏光回折格子１１は、通常の偏光回折格子であり格子溝ピッチ、格子溝方向が１つの偏光回折格子である。それに対し、偏光回折格子１２は、格子溝ピッチ、格子溝方向の異なる複数の領域を有している。図３は、偏光回折格子１２のパターンを示している。実線は領域の境界線を示し、２点鎖線は光ビームの有効径を示し、斜線部は光ディスクのトラックによって回折された０次回折光と±１次回折光との干渉領域を示している。偏光回折格子１２は、ディスク上のトラックを回折した回折光の０次回折光のみが入射する領域Ｄｅ、Ｄｆ、Ｄｇ、Ｄｈ（領域Ａ）と、回折光の０次回折光、±１次回折光が入射する領域Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃ、Ｄｄ（領域Ｂ）と、領域Ｄｉ（領域Ｃ）で形成されている。このような回折格子に対し、光検出器１０は図４のような受光部配置になっている。図中の黒点は信号光を示しており、受光部ｒ、ｓ、ｔ、ｕ、ｖ間の塗りつぶした部分は、ナイフエッジ方式のフォーカス誤差信号を検出するための暗線部となっている。偏光回折格子１１を透過した直線偏光Ｚの光ビームは、偏光回折格子１２を回折する。回折格子領域Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃ、Ｄｄ、Ｄｅ、Ｄｆ、Ｄｇ、Ｄｈを回折した＋１次回折光はそれぞれ、受光部ａ１、ｂ１、ｃ１、ｄ１、ｅ１、ｆ１、ｇ１、ｈ１に入射する。また、領域Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃ、Ｄｄを回折した−１次回折光は、フォーカス誤差信号検出用の受光部ｒ、ｓ、ｔ、ｕ、ｖの暗線部に入射し、領域Ｄｅ、Ｄｆ、Ｄｇ、Ｄｈを回折した−１次回折光はそれぞれ、受光部ｅ２、ｆ２、ｇ２、ｈ２に入射する。また、偏光回折格子１１を回折した±１次回折光はそれぞれ、受光部ｉ１とｉ２に入射する。
【００２５】
受光部ａ１、ｂ１、ｃ１、ｄ１、ｅ１、ｆ１、ｇ１、ｈ１、ｅ２、ｆ２、ｇ２、ｈ２、ｒ、ｓ、ｔ、ｕ、ｖ、ｉ１、ｉ２から得られたＡ１、Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１、Ｅ１、Ｆ１、Ｇ１、Ｈ１、Ｅ２、Ｆ２、Ｇ２、Ｈ２、Ｒ、Ｓ、Ｔ、Ｕ、Ｖ、Ｉ１、Ｉ２の信号を以下の演算によりフォーカス誤差信号（ＦＥＳ）、トラッキング誤差信号（ＴＥＳ）、ＲＦ信号（ＲＦ）を生成する。
【００２６】
【数２】
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なお、ｋは対物レンズが変位した際にトラッキング誤差信号でＤＣ成分を発生させないようにする係数である。ここで、フォーカス誤差検出方式はナイフエッジ方式である。
【００２７】
図５に２層ディスク記録／再生時の信号光と他層からの迷光の関係を示す。図中の黒点が信号光、斜線部が他層からの迷光となっており、（ａ）はＬ０記録／再生時、（ｂ）はＬ１記録／再生時を示している。
【００２８】
図５より、受光部ｉ１、ｉ２に入射する光ビーム以外は、受光部上で信号光と他層からの迷光が重なりあっていないことがわかる。これにより、安定したトラッキング誤差信号を検出することが可能となる。ここで、受光部ｉ１、ｉ２から検出された信号Ｉ１、Ｉ２は、トラッキング誤差信号の検出に使用せず、再生信号に用いているだけなので迷光があっても実用上問題とならない。
【００２９】
また、本実施例における光ピックアップ装置は対物レンズが変位しても受光部に迷光が入射しにくい構成となっている。以下それについて説明を行う。
実際の信号検出では、対物レンズはディスク上のトラックに追従しながら記録／再生するため、対物レンズはディスク半径方向（Ｒａｄ方向）に変位する。対物レンズがＲａｄ変位すると、光検出器上で迷光成分のみがＲａｄ方向に変位する。このため、通常の光検出器の受光部配置であれば対物レンズが変位すると受光部に他層からの迷光が入射する可能性がある。これに対して、本実施例における光ピックアップ装置では偏光回折格子１２のパターンに対して光検出器１０を最適化することで、対物レンズの変位許容量を大きくすることが可能となっている。ここで考慮しなければならないのは、対物レンズ変位方向に対して信号光と迷光とをいかにして分離するかという点である。それについて以下、説明を行う。
【００３０】
図６に、偏光回折格子１２の領域Ｄｈを回折し、受光部ｈ１に入射した光ビームを示す。また、図７に領域Ｄｄを回折し、受光部ｄ１に入射した光ビームを示す。（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はディスク上の光スポットの状態によって分けられており、（ｂ）がディスク上に焦点を結んでいる状態、（ａ）、（ｃ）は対物レンズがデフォーカスした状態を示している。なお、（ａ）、（ｃ）は対物レンズがデフォーカスしている方向が異なっている。この（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の関係は受光部の位置にほとんど依存しない。ここで、デフォーカスについて説明するのは、２層ディスクの迷光は焦点位置でない位置で反射したデフォーカス光と解釈できるからである。
【００３１】
図６と図７を比較するとデフォーカスによって光ビームの移動する方向が異なることがわかる。図６の領域Ｄｈを回折した光ビームはデフォーカスによって光ディスクのトラック方向（以降、Ｔａｎ方向と呼ぶ）に移動する。それに対し、図７の領域Ｄｄを回折した光ビームはＲａｄ方向に移動する。これは、迷光が回折格子上の光ビーム中心１５に対して点対称にぼけるため、領域によってデフォーカスによる移動方向が異なるのである。このため、迷光の避け方も領域により分けることが重要となる。光ビーム中心１５に対して回折格子の領域がＴａｎ方向に離れている（領域Ｄｈ、Ｄｅ、Ｄｆ、Ｄｇ（領域Ａ））場合には、迷光はＴａｎ方向に避けることが望ましい。このように迷光を避けることで対物レンズがＲａｄ方向に変位しても光検出器に入射しない。このため、回折格子領域Ｄｈ、Ｄｅ、Ｄｆ、Ｄｇを回折した光ビームを検出する受光部をＲａｄ方向に並べることで、他の領域を回折した迷光の影響を最小限に抑えることが可能となる。
【００３２】
また、光ビーム中心１５に対して回折格子の領域がＲａｄ方向に離れている（領域Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃ、Ｄｄ（領域Ｂ））場合には、迷光はＲａｄ方向に避けることが望ましい。このため、領域Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃ、Ｄｄを回折した光ビームを検出する受光部をＴａｎ方向に並べることで迷光の影響を最小限に抑えることが可能となる。
以上のように、受光部を図４のように配置することで効果的に信号光と迷光を分離できるため、多層ディスクであっても安定したトラッキング誤差信号を検出することが可能となる。
【００３３】
次に偏光回折格子１１の効果について説明する。例えば、偏光回折格子１１を配置しない場合には、ＲＦ信号を検出するために、トラッキング誤差信号検出用の複数の受光部から得られた信号を加算する必要がある。それに対し、本実施例のように偏光回折格子１１でＲＦ信号とトラッキング誤差信号用の光ビームに分離することで、トラッキング誤差信号検出部とＲＦ信号検出部の受光部を分けることができることからＲＦ信号の受光部数を減らすことが可能となる。これにより、光ビームを電気信号に変換する際に発生するノイズが低減できる。さらに受光部ｉ１とｉ２を結線してから電気信号に変換することでさらなるノイズ低減も可能である。ノイズ低減は、多層ディスクでのＳ／Ｎの観点から非常に有利となる。このように、本発明のように２つの偏光回折格子を配置することで、安定したＲＦ信号およびトラッキング誤差信号を検出することが可能となる。
【００３４】
本実施例では、偏光回折格子１２は図３で説明を行ったが、これには限定されず、例えば図８（ａ）、（ｂ）のようなパターンであっても同様の効果が得られることは言うまでもない。また、偏光回折格子１２は、回折格子上での信号光の有効径外の迷光を排除する目的で、図９のように回折格子に領域Ｚを構成しても同様の効果が得られることは言うまでもない。このとき、領域Ｚに入射した光は受光部に入射しない構成となっており、領域Ｚは格子構造であっても良いし、多層膜のミラーであっても良いし、フィルタであっても良い。また、ここでは２層で説明を行ったが、２層以上の光ディスクであっても同様の効果が得られることは言うまでもない。また、球面収差補正方式については限定されないことは言うまでもない。さらに、本実施例では、偏光回折格子を２つ配置したが、同じ機能を有する１つの素子を配置したとしても同じ効果が得られることは言うまでもない。
本実施例では偏光回折格子１１の回折効率は＋１次回折光：０次回折光：−１次回折光＝１：０：１としたが、これには限定されず例えば、偏光回折格子１１の回折効率を＋１次回折光：０次回折光：−１次回折光＝１：０：０とし、受光部ｉ１のみでＲＦ信号を検出しても良い。
【００３５】
また、本実施例の受光部配置は一例であり、片方の偏光回折格子で再生信号とサーボ信号用の光ビームに分離し、もう片方の偏光回折格子で１つのビームをサーボ用に分離する構成となっていれば、同様の効果があることは言うまでもない。また、回折格子の中心に対してＲａｄ方向にある領域を回折した迷光は、Ｒａｄ方向に分離し、回折格子の中心に対してＴａｎ方向にある領域を回折した迷光は、Ｔａｎ方向に分離する構成であれば、同様の効果が得られることは言うまでもない。さらに、受光部同士は接している必要はない。
【００３６】
本実施例では領域Ｄｉの＋１次回折光、−１次回折光については明記しなかったが、例えば、それを利用して、球面収差誤差信号などの他のサーボ信号や調整用の信号を検出しても良いし、再生信号として受光部ｉ１、ｉ２で受光しても良い。また、回折格子領域Ｄｅ、Ｄｆ、Ｄｇ、Ｄｈの−１次光は、トラッキング誤差信号ではなく、フォーカス誤差信号や他の信号として検出しても良いことは言うまでもない。さらに、受光部を結線することで光ピックアップ装置からの出力信号を少なくしても良いことは言うまでもない。そして、光検出器のＲＦ信号およびトラッキング誤差信号の受光部を正方形で示したが、正方形でなく長方形や別の形であっても良いことは言うまでもない。
【実施例２】
【００３７】
図１０は本発明の第２の実施例に係る光ピックアップ装置の光検出器の受光部を示したものである。実施例１との違いは光検出器１０の受光部配置が異なっていることであり、それ以外は実施例１と同様の構成である。
【００３８】
図２は、偏光回折格子１１と偏光回折格子１２の特性を示した図である。（ａ）は偏光回折格子１１、（ｂ）は偏光回折格子１２を示している。まず、偏光回折格子１１は、所定の直線偏光（直線偏光Ｘ）の光ビームにのみ回折する特性となっており、直線偏光Ｘと直交した偏光（直線偏光Ｚ）の光ビームは透過する特性となっている。それに対し、偏光回折格子１１は直線偏光Ｚの光ビームにのみ回折する特性となっており、直線偏光Ｘの光ビームは透過する特性となっている。ここで、偏光回折格子１１および偏光回折格子１２の回折効率は＋１次回折光：０次回折光：−１次回折光＝１：０：１であるとする。このため、ビームスプリッタ５２を透過した光ビームは、偏光回折格子１１によって直線偏光Ｘと直線偏光Ｚの成分に分離される。直線偏光Ｘの成分は回折され、±１次回折光となる。また、直線偏光Ｚの成分は偏光回折格子１１を透過する。そして、偏光回折格子１１を透過した直線偏光Ｚの光ビームは、偏光回折格子１２によって回折され、±１次回折光となる。それに対し、偏光回折格子１１によって回折された直線偏光Ｘの光ビームは、偏光回折格子１２を透過する構成となっている。例えば、ここでビームスプリッタ５２を透過した光ビームの偏光成分を直線偏光Ｘと直線偏光Ｚの成分に分離したときに、直線偏光Ｘの光量と直線偏光Ｚの光量の比が８：２であるとする。
【００３９】
図３に示す偏光回折格子１２は、ディスク上のトラックを回折した回折光の０次回折光のみが入射する領域Ｄｅ、Ｄｆ、Ｄｇ、Ｄｈ（領域Ａ）と、回折光の０次回折光、±１次回折光が入射する領域Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃ、Ｄｄ（領域Ｂ）と、領域Ｄｉ（領域Ｃ）で形成されている。
【００４０】
このような回折格子に対し、光検出器１０は、図１０のような受光部配置になっている。図中の黒点は信号光を示しており、受光部ｒ、ｓ、ｔ、ｕ、ｖ間の塗りつぶした部分は、ナイフエッジ方式のフォーカス誤差信号を検出するための暗線部となっている。偏光回折格子１１を透過した直線偏光Ｚの光ビームは、偏光回折格子１２を回折する。回折格子領域Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃ、Ｄｄ、Ｄｅ、Ｄｆ、Ｄｇ、Ｄｈを回折した＋１次回折光はそれぞれ、受光部ａ１、ｂ１、ｃ１、ｄ１、ｅ１、ｆ１、ｇ１、ｈ１に入射する。また、領域Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃ、Ｄｄを回折した−１次回折光は、フォーカス誤差信号検出用の受光部ｒ、ｓ、ｔ、ｕ、ｖの暗線部に入射し、領域Ｄｅ、Ｄｆ、Ｄｇ、Ｄｈを回折した−１次回折光はそれぞれ、受光部ｅ２、ｆ２、ｇ２、ｈ２に入射する。また、偏光回折格子１１を回折した±１次回折光はそれぞれ、受光部ｉ１とｉ２に入射する。
【００４１】
受光部ａ１、ｂ１、ｃ１、ｄ１、ｅ１、ｆ１、ｇ１、ｈ１、ｅ２、ｆ２、ｇ２、ｈ２、ｒ、ｓ、ｔ、ｕ、ｖ、ｉ１、ｉ２から得られたＡ１、Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１、Ｅ１、Ｆ１、Ｇ１、Ｈ１、Ｅ２、Ｆ２、Ｇ２、Ｈ２、Ｒ、Ｓ、Ｔ、Ｕ、Ｖ、Ｉ１、Ｉ２の信号を以下の演算によりフォーカス誤差信号（ＦＥＳ）、トラッキング誤差信号（ＴＥＳ）、ＲＦ信号（ＲＦ）を生成する。
【００４２】
【数２】
2011238316.tif 000005
なお、ｋは対物レンズが変位した際にトラッキング誤差信号でＤＣ成分を発生させないようにする係数である。ここで、フォーカス誤差検出方式はナイフエッジ方式である。
【００４３】
図１１に２層ディスク記録／再生時の信号光と他層からの迷光の関係を示す。図中の黒点が信号光、斜線部が他層からの迷光となっており、（ａ）はＬ０記録／再生時、（ｂ）はＬ１記録／再生時を示している。
【００４４】
図１１より、受光部ｉ１、ｉ２に入射する光ビーム以外は、受光部上で信号光と他層からの迷光が重なりあっていないことがわかる。これにより、安定したトラッキング誤差信号を検出することが可能となる。ここで、受光部ｉ１、ｉ２から検出された信号Ｉ１、Ｉ２は、トラッキング誤差信号の検出に使用せず、再生信号に用いているだけなので迷光があっても実用上問題とならない。
実施例１でも説明したように、光ビーム中心１５に対して回折格子の領域がＴａｎ方向に離れている（領域Ｄｈ、Ｄｅ、Ｄｆ、Ｄｇ（領域Ａ））場合には、迷光はＴａｎ方向に避けることが望ましい。このため、図１１の受光部ｅ１、ｆ１、ｇ１、ｈ１のように受光部をＲａｄ方向に並べてＴａｎ方向に迷光を避けることで、対物レンズがＲａｄ方向に変位した場合であっても迷光は受光部に入射しない。
また、光ビーム中心１５に対して回折格子の領域がＲａｄ方向に離れている（領域Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃ、Ｄｄ（領域Ｂ））場合には、迷光はＲａｄ方向に避けることが望ましい。このため、図１１の受光部ａ１、ｂ１、ｃ１、ｄ１のように受光部をＴａｎ方向に並べてＲａｄ方向に迷光を避けることで、迷光の影響を最小限に抑えることが可能となる。
【００４５】
以上のように、受光部を図１０のように配置することで効果的に信号光と迷光を分離できるため、安定したトラッキング誤差信号を検出することが可能となる。
【００４６】
次に偏光回折格子１１の効果について説明する。例えば、偏光回折格子１１を配置しない場合には、ＲＦ信号を検出するために、トラッキング誤差信号検出用の複数の受光部から得られた信号を加算する必要がある。それに対し、本実施例のように偏光回折格子１１でＲＦ信号とトラッキング誤差信号用の光ビームに分離することで、トラッキング誤差信号検出部とＲＦ信号検出部の受光部を分けることができることからＲＦ信号の受光部数を減らすことが可能となる。これにより、光ビームを電気信号に変換する際に発生するノイズが低減できる。さらに受光部ｉ１とｉ２を結線してから電気信号に変換することでさらなるノイズ低減も可能である。ノイズ低減は、多層ディスクでのＳ／Ｎの観点から非常に有利となる。このように、本発明のように２つの偏光回折格子を配置することで、安定したＲＦ信号およびトラッキング誤差信号を検出することが可能となる。
【００４７】
本実施例では、偏光回折格子１２は図３で説明を行ったが、これには限定されず、例えば図８（ａ）、（ｂ）のようなパターンであっても同様の効果が得られることは言うまでもない。また、偏光回折格子１２は、回折格子上での信号光の有効径外の迷光を排除する目的で、図９のように回折格子に領域Ｚを構成しても同様の効果が得られることは言うまでもない。このとき、領域Ｚに入射した光は受光部に入射しない構成となっており、領域Ｚは格子構造であっても良いし、多層膜のミラーであっても良いし、フィルタであっても良い。また、ここでは２層で説明を行ったが、２層以上の光ディスクであっても同様の効果が得られることは言うまでもない。また、球面収差補正方式については限定されないことは言うまでもない。さらに、本実施例では、偏光回折格子を２つ配置したが、同じ機能を有する１つの素子を配置したとしても同じ効果が得られることは言うまでもない。
【００４８】
本実施例では偏光回折格子１１の回折効率は＋１次回折光：０次回折光：−１次回折光＝１：０：１としたが、これには限定されず、例えば偏光回折格子１１の回折効率を＋１次回折光：０次回折光：−１次回折光＝１：０：０とし、受光部ｉ１のみでＲＦ信号を検出しても良い。
【００４９】
また、本実施例の受光部配置は一例であり、片方の偏光回折格子で再生信号とサーボ信号用の光ビームに分離し、もう片方の偏光回折格子で１つのビームをサーボ用に分離する構成となっていれば、同様の効果があることは言うまでもない。また、回折格子の中心に対してＲａｄ方向にある領域を回折した迷光は、Ｒａｄ方向に分離し、回折格子の中心に対してＴａｎ方向にある領域を回折した迷光は、Ｔａｎ方向に分離する構成であれば、同様の効果が得られることは言うまでもない。さらに、受光部同士は接している必要はない。
【００５０】
本実施例では領域Ｄｉの＋１次回折光、−１次回折光については明記しなかったが、例えば、それを利用して、球面収差誤差信号などの他のサーボ信号や調整用の信号を検出しても良いし、再生信号として受光部ｉ１、ｉ２で受光しても良い。また、回折格子領域Ｄｅ、Ｄｆ、Ｄｇ、Ｄｈの−１次光は、トラッキング誤差信号ではなく、フォーカス誤差信号や他の信号として検出しても良いことは言うまでもない。さらに、受光部を結線することで光ピックアップ装置からの出力信号を少なくしても良いことは言うまでもない。そして、光検出器のＲＦ信号およびトラッキング誤差信号の受光部を正方形で示したが、正方形でなく長方形や別の形であっても良いことは言うまでもない。
【実施例３】
【００５１】
図１３は本発明の第３の実施例に係る光ピックアップ装置の光検出器の受光部を示したものである。実施例１との違いは、偏光回折格子１２のパターンと光検出器１０の受光部配置が異なっていることであり、それ以外は実施例１と同様の構成である。
図２は、偏光回折格子１１と偏光回折格子１２の特性を示した図である。（ａ）は偏光回折格子１１、（ｂ）は偏光回折格子１２を示している。まず、偏光回折格子１１は、所定の直線偏光（直線偏光Ｘ）の光ビームにのみ回折する特性となっており、直線偏光Ｘと直交した偏光（直線偏光Ｚ）の光ビームは透過する特性となっている。それに対し、偏光回折格子１１は直線偏光Ｚの光ビームにのみ回折する特性となっており、直線偏光Ｘの光ビームは透過する特性となっている。ここで、偏光回折格子１１および偏光回折格子１２の回折効率は＋１次回折光：０次回折光：−１次回折光＝１：０：１であるとする。このため、ビームスプリッタ５２を透過した光ビームは、偏光回折格子１１によって直線偏光Ｘと直線偏光Ｚの成分に分離される。直線偏光Ｘの成分は回折され、±１次回折光となる。また、直線偏光Ｚの成分は偏光回折格子１１を透過する。そして、偏光回折格子１１を透過した直線偏光Ｚの光ビームは、偏光回折格子１２によって回折され、±１次回折光となる。それに対し、偏光回折格子１１によって回折された直線偏光Ｘの光ビームは、偏光回折格子１２を透過する構成となっている。例えば、ここでビームスプリッタ５２を透過した光ビームの偏光成分を直線偏光Ｘと直線偏光Ｚの成分に分離したときに、直線偏光Ｘの光量と直線偏光Ｚの光量の比が８：２であるとする。
【００５２】
偏光回折格子１１は、通常の偏光回折格子であり格子溝ピッチ、格子溝方向が１つの偏光回折格子である。それに対し、偏光回折格子１２は、格子溝ピッチ、格子溝方向の異なる複数の領域を有している。図１２は、偏光回折格子１２のパターンを示している。実線は領域の境界線を示し、２点鎖線は光ビームの有効径を示し、斜線部は光ディスクのトラックによって回折された０次回折光と±１次回折光との干渉領域を示している。偏光回折格子１２は、ディスク上のトラックを回折した回折光の０次回折光のみが入射する領域Ｄｅ、Ｄｆ、Ｄｇ、Ｄｈ（領域Ａ）と、回折光の０次回折光、±１次回折光が入射する領域Ｄａｂ、Ｄｃｄ（領域Ｂ）と、領域Ｄｉ（領域Ｃ）で形成されている。
【００５３】
このような回折格子に対し、光検出器１０は図１３のような受光部配置になっている。図中の黒点は信号光を示しており、受光部ｒｅ、ｓｅ、ｔｇ、ｕｇ、ｔｆ、ｕｆ、ｒｈ、ｓｈ間の塗りつぶした部分は、ナイフエッジ方式のフォーカス誤差信号を検出するための暗線部となっている。
【００５４】
偏光回折格子１１の０次回折光の光ビームは、偏光回折格子１２を回折する。回折格子領域Ｄａｂ、Ｄｃｄ、Ｄｅ、Ｄｆ、Ｄｇ、Ｄｈを回折した＋１次回折光はそれぞれ、受光部ａｂ１、ｃｄ１、ｅ１、ｆ１、ｇ１、ｈ１に入射する。また、領域Ｄａｂ、Ｄｃｄを回折した−１次回折光は、受光部ａｂ２、ｃｄ２に入射し、領域Ｄｅ、Ｄｆ、Ｄｇ、Ｄｈを回折した−１次回折光はそれぞれ受光部ｒｅ、ｓｅ、ｔｆ、ｕｆ、ｔｇ、ｕｇ、ｒｈ、ｓｈ間の暗線部に入射する。また、偏光回折格子１１を回折した±１次回折光はそれぞれ、受光部ｉ１とｉ２に入射する。
【００５５】
受光部ａｂ１、ｃｄ１、ｅ１、ｆ１、ｇ１、ｈ１、ａｂ２、ｃｄ２、ｒｅ、ｓｅ、ｔｇ、ｕｇ、ｔｆ、ｕｆ、ｒｈ、ｓｈ、ｉ１、ｉ２から得られたＡＢ１、ＣＤ１、Ｅ１、Ｆ１、Ｇ１、Ｈ１、ＡＢ２、ＣＤ２、ＲＥ、ＳＥ、ＴＧ、ＵＧ、ＴＦ、ＵＦ、ＲＨ、ＳＨ、Ｉ１、Ｉ２の信号を以下の演算によりフォーカス誤差信号（ＦＥＳ）、トラッキング誤差信号（ＴＥＳ）、ＲＦ信号（ＲＦ）を生成する。
【００５６】
【数３】
2011238316.tif 000006
なお、ｋは対物レンズが変位した際にトラッキング誤差信号でＤＣ成分を発生させないようにする係数である。ここで、フォーカス誤差検出方式はナイフエッジ方式である。
【００５７】
図１４に２層ディスク記録／再生時の信号光と他層からの迷光の関係を示す。図中の黒点が信号光、斜線部が他層からの迷光となっており、（ａ）はＬ０記録／再生時、（ｂ）はＬ１記録／再生時を示している。
図１４より、受光部ｉ１、ｉ２に入射する光ビーム以外は、受光部上で信号光と他層からの迷光が重なりあっていないことがわかる。これにより、安定したトラッキング誤差信号を検出することが可能となる。ここで、受光部ｉ１、ｉ２から検出された信号Ｉ１、Ｉ２は、トラッキング誤差信号の検出に使用せず、再生信号に用いているだけなので迷光があっても実用上問題とならない。
【００５８】
実施例１でも説明したように、光ビーム中心１５に対して回折格子の領域がＴａｎ方向に離れている（領域Ｄｈ、Ｄｅ、Ｄｆ、Ｄｇ（領域Ａ））場合には、迷光はＴａｎ方向に避けることが望ましい。このため、図１４の受光部ｅ１、ｇ１、ｆ１、ｈ１のように受光部をＲａｄ方向に並べてＴａｎ方向に迷光を避けることで、対物レンズがＲａｄ方向に変位した場合であっても迷光は受光部に入射しない。
【００５９】
また、光ビーム中心１５に対して回折格子の領域がＲａｄ方向に離れている（領域Ｄａｂ、Ｄｃｄ（領域Ｂ））場合には、迷光はＲａｄ方向に避けることが望ましい。このため、図１４の受光部ａｂ１、ｃｄ１のように受光部をＴａｎ方向に並べてＲａｄ方向に迷光を避けることで、迷光の影響を最小限に抑えることが可能となる。
【００６０】
以上のように、受光部を図１３のように配置することで効果的に信号光と迷光を分離できるため、安定したトラッキング誤差信号を検出することが可能となる。
次に偏光回折格子１１の効果について説明する。例えば、偏光回折格子１１を配置しない場合には、ＲＦ信号を検出するために、トラッキング誤差信号検出用の複数の受光部から得られた信号を加算する必要がある。それに対し、本実施例のように偏光回折格子１１でＲＦ信号とトラッキング誤差信号用の光ビームに分離することで、トラッキング誤差信号検出部とＲＦ信号検出部の受光部を分けることができることからＲＦ信号の受光部数を減らすことが可能となる。これにより、光ビームを電気信号に変換する際に発生するノイズが低減できる。さらに受光部ｉ１とｉ２を結線してから電気信号に変換することでさらなるノイズ低減も可能である。ノイズ低減は、多層ディスクでのＳ／Ｎの観点から非常に有利となる。このように、本発明のように２つの偏光回折格子を配置することで、安定したＲＦ信号およびトラッキング誤差信号を検出することが可能となる。
【００６１】
本実施例では、回折格子１２は図１２で説明を行ったが、これには限定されず、例えば図１５（ａ）、（ｂ）のようなパターンであっても同様の効果が得られることは言うまでもない。また、回折格子１２は、回折格子上での信号光の有効径外の迷光を排除する目的で、図９のように回折格子に領域Ｚを構成しても同様の効果が得られることは言うまでもない。このとき、領域Ｚに入射した光は受光部に入射しない構成となっており、領域Ｚは格子構造であっても良いし、多層膜のミラーであっても良いし、フィルタであっても良い。また、ここでは２層で説明を行ったが、２層以上の光ディスクであっても同様の効果が得られることは言うまでもない。また、球面収差補正方式については限定されないことは言うまでもない。さらに、本実施例では、偏光回折格子を２つ配置したが、同じ機能を有する１つの素子を配置したとしても同じ効果が得られることは言うまでもない。
【００６２】
本実施例では偏光回折格子１１の回折効率は＋１次回折光：０次回折光：−１次回折光＝１：０：１としたが、これには限定されず例えば、偏光回折格子１１の回折効率を＋１次回折光：０次回折光：−１次回折光＝１：０：０とし、それに対応した受光部を配置しても良い。
【００６３】
また、本実施例の受光部配置は一例であり、片方の偏光回折格子で再生信号とサーボ信号用の光ビームに分離し、もう片方の偏光回折格子で１つのビームをサーボ用に分離する構成となっていれば、同様の効果があることは言うまでもない。また、回折格子の中心に対してＲａｄ方向にある領域を回折した迷光は、Ｒａｄ方向に分離し、回折格子の中心に対してＴａｎ方向にある領域を回折した迷光は、Ｔａｎ方向に分離する構成であれば、同様の効果が得られることは言うまでもない。さらに、受光部同士は接している必要はない。
【００６４】
偏光回折格子１２の回折格子領域Ｄａｂ、Ｄｃｄの−１次光は、トラッキング誤差信号ではなく、他の信号として検出しても良いことは言うまでもない。さらに、受光部を結線することで光ピックアップ装置からの出力信号を少なくしても良いことは言うまでもない。そして、光検出器のＲＦ信号およびトラッキング誤差信号の受光部を正方形で示したが、正方形でなく長方形や別の形であっても良いことは言うまでもない。
【実施例４】
【００６５】
図１６は本発明の第４の実施例に係る光ピックアップ装置の光検出器の受光部を示したものである。実施例１との違いは、偏光回折格子１１の特性と光検出器１０の受光部配置が異なっていることであり、それ以外は実施例１と同様の構成である。
【００６６】
図１７は、偏光回折格子１１と偏光回折格子１２の特性を示した図である。（ａ）は偏光回折格子１１、（ｂ）は偏光回折格子１２を示している。まず、偏光回折格子１１は、所定の直線偏光（直線偏光Ｘ）の光ビームにのみ回折する特性となっており、直線偏光Ｘと直交した偏光（直線偏光Ｚ）の光ビームは透過する特性となっている。また、偏光回折格子１１はホログラム素子となっており、回折光に所定のデフォーカスが加えられる。さらに、偏光回折格子１１は直線偏光Ｚの光ビームにのみ回折する特性となっており、直線偏光Ｘの光ビームは透過する特性となっている。ここで、偏光回折格子１１および偏光回折格子１２の回折効率は＋１次回折光：０次回折光：−１次回折光＝１：０：１であるとする。このため、ビームスプリッタ５２を透過した光ビームは、偏光回折格子１１によって直線偏光Ｘと直線偏光Ｚの成分に分離される。直線偏光Ｘの成分は回折され、±１次回折光となる。また、直線偏光Ｚの成分は偏光回折格子１１を透過する。そして、偏光回折格子１１を透過した直線偏光Ｚの光ビームは、偏光回折格子１２によって回折され、±１次回折光となる。それに対し、偏光回折格子１１によって回折された直線偏光Ｘの光ビームは、偏光回折格子１２を透過する構成となっている。例えば、ここでビームスプリッタ５２を透過した光ビームの偏光成分を直線偏光Ｘと直線偏光Ｚの成分に分離したときに、直線偏光Ｘの光量と直線偏光Ｚの光量の比が８：２であるとする。
【００６７】
偏光回折格子１１は、通常の偏光回折格子であり格子溝ピッチ、格子溝方向が１つの偏光回折格子である。それに対し、偏光回折格子１２は、格子溝ピッチ、格子溝方向の異なる複数の領域を有しており、図３のような実施例１と同様のパターンになっている。図中の実線は領域の境界線を示し、２点鎖線は光ビームの有効径を示し、斜線部は光ディスクのトラックによって回折された０次回折光と±１次回折光との干渉領域を示している。偏光回折格子１２は、ディスク上のトラックを回折した回折光の０次回折光のみが入射する領域Ｄｅ、Ｄｆ、Ｄｇ、Ｄｈ（領域Ａ）と、回折光の０次回折光、±１次回折光が入射する領域Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃ、Ｄｄ（領域Ｂ）と、領域Ｄｉ（領域Ｃ）で形成されている。
【００６８】
このような回折格子に対し、光検出器１０は図１６のような受光部配置になっている。図中の黒点は信号光を示しており、受光部ｉａ１、ｉｂ１、ｉｃ１、ｉａ２、ｉｂ２、ｉｃ２は、スポットサイズ方式によるフォーカス誤差信号検出受光部となっている。
【００６９】
偏光回折格子１１を透過した直線偏光Ｚの光ビームは、偏光回折格子１２を回折する。回折格子領域Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃ、Ｄｄ、Ｄｅ、Ｄｆ、Ｄｇ、Ｄｈを回折した＋１次回折光はそれぞれ、受光部ａ１、ｂ１、ｃ１、ｄ１、ｅ１、ｆ１、ｇ１、ｈ１に入射する。また、回折格子領域Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃ、Ｄｄ、Ｄｅ、Ｄｆ、Ｄｇ、Ｄｈを回折した−１次回折光はそれぞれ、受光部ａ２、ｂ２、ｃ２、ｄ２、ｅ２、ｆ２、ｇ２、ｈ２に入射する。また、偏光回折格子１１を回折した±１次回折光は、回折格子によって所定のデフォーカスが加えられ、受光部ｉａ１、ｉｂ１、ｉｃ１とｉａ２、ｉｂ２、ｉｃ２にデフォーカスした状態で入射する。ここで、受光部ｉａ１、ｉｂ１、ｉｃ１に入射する光ビームとｉａ２、ｉｂ２、ｉｃ２に入射する光ビームのデフォーカス方向が異なるためにフォーカス誤差信号が検出できるのである。スポットサイズ方式に関しては公知のため、説明は省略する。
【００７０】
受光部ａ１、ｂ１、ｃ１、ｄ１、ｅ１、ｆ１、ｇ１、ｈ１、ａ２、ｂ２、ｃ２、ｄ２、ｅ２、ｆ２、ｇ２、ｈ２、ｉａ１、ｉｂ１、ｉｃ１、ｉａ２、ｉｂ２、ｉｃ２から得られたＡ１、Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１、Ｅ１、Ｆ１、Ｇ１、Ｈ１、Ａ２、Ｂ２、Ｃ２、Ｄ２、Ｅ２、Ｆ２、Ｇ２、Ｈ２、ＩＡ１、ＩＢ１、ＩＣ１、ＩＡ２、ＩＢ２、ＩＣ２の信号を以下の演算式により、フォーカス誤差信号（ＦＥＳ）、トラッキング誤差信号（ＴＥＳ）、ＲＦ信号（ＲＦ）を生成する。
【００７１】
【数４】
2011238316.tif 000007
なお、ｋは対物レンズが変位した際にトラッキング誤差信号でＤＣ成分を発生させないようにする係数である。
【００７２】
図１８に２層ディスク記録／再生時の信号光と他層からの迷光の関係を示す。図中の黒点が信号光、斜線部が他層からの迷光となっており、（ａ）はＬ０記録／再生時、（ｂ）はＬ１記録／再生時を示している。
【００７３】
図１８より、受光部ｉａ１、ｉｂ１、ｉｃ１とｉａ２、ｉｂ２、ｉｃ２に入射する光ビーム以外は、受光部上で信号光と他層からの迷光が重なりあっていないことがわかる。これにより、安定したトラッキング誤差信号を検出することが可能となる。ここで、受光部ｉａ１、ｉｂ１、ｉｃ１とｉａ２、ｉｂ２、ｉｃ２から検出された信号ＩＡ１、ＩＢ１、ＩＣ１とＩＡ２、ＩＢ２、ＩＣ２は、トラッキング誤差信号の検出に使用せず、フォーカス誤差信号および再生信号に用いているだけなので迷光があっても実用上問題とならない。
【００７４】
実施例１でも説明したように、光ビーム中心１５に対して回折格子の領域がＴａｎ方向に離れている（領域Ｄｈ、Ｄｅ、Ｄｆ、Ｄｇ（領域Ａ））場合には、迷光はＴａｎ方向に避けることが望ましい。このため、図１８の受光部ｅ１、ｇ１、ｆ１、ｈ１のように受光部をＲａｄ方向に並べてＴａｎ方向に迷光を避けることで、対物レンズがＲａｄ方向に変位した場合であっても迷光は受光部に入射しない。
また、光ビーム中心１５に対して回折格子の領域がＲａｄ方向に離れている（領域Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃ、Ｄｄ（領域Ｂ））場合には、迷光はＲａｄ方向に避けることが望ましい。このため、図１８の受光部ａ１、ｂ１、ｃ１、ｄ１のように受光部をＴａｎ方向に並べてＲａｄ方向に迷光を避けることで、迷光の影響を最小限に抑えることが可能となる。
【００７５】
以上のように、受光部を図１６のように配置することで効果的に信号光と迷光を分離できるため、安定したトラッキング誤差信号を検出することが可能となる。
【００７６】
次に偏光回折格子１１の効果について説明する。例えば、偏光回折格子１１を配置しない場合には、ＲＦ信号を検出するために、トラッキング誤差信号検出用の複数の受光部から得られた信号を加算する必要がある。それに対し、本実施例のように偏光回折格子１１でＲＦ信号とトラッキング誤差信号用の光ビームに分離することで、トラッキング誤差信号検出部とＲＦ信号検出部の受光部を分けることができることからＲＦ信号の受光部数を減らすことが可能となる。これにより、光ビームを電気信号に変換する際に発生するノイズが低減できる。さらに受光部ｉａ１とｉｂ２とｉｃ２を結線し、受光部ｉａ２、ｉｂ１、ｉｃ１を結線してから電気信号に変換することでさらなるノイズ低減も可能である。ノイズ低減は、多層ディスクでのＳ／Ｎの観点から非常に有利となる。このように、本発明のように２つの偏光回折格子を配置することで、安定したＲＦ信号およびトラッキング誤差信号を検出することが可能となる。
【００７７】
本実施例では、偏光回折格子１２は図３で説明を行ったが、これには限定されず、例えば図８（ａ）、（ｂ）のようなパターンであっても同様の効果が得られることは言うまでもない。また、偏光回折格子１２は、回折格子上での信号光の有効径外の迷光を排除する目的で、図９のように回折格子に領域Ｚを構成しても同様の効果が得られることは言うまでもない。このとき、領域Ｚに入射した光は受光部に入射しない構成となっており、領域Ｚは格子構造であっても良いし、多層膜のミラーであっても良いし、フィルタであっても良い。また、ここでは２層で説明を行ったが、２層以上の光ディスクであっても同様の効果が得られることは言うまでもない。また、球面収差補正方式については限定されないことは言うまでもない。さらに、本実施例では、偏光回折格子を２つ配置したが、同じ機能を有する１つの素子を配置したとしても同じ効果が得られることは言うまでもない。
【００７８】
本実施例では偏光回折格子１２の回折効率は＋１次回折光：０次回折光：−１次回折光＝１：０：１としたが、これには限定されず例えば、偏光回折格子１１の回折効率を＋１次回折光：０次回折光：−１次回折光＝１：０：０とし、それに対応した受光部を配置しても良い。
【００７９】
また、本実施例の受光部配置は一例であり、片方の偏光回折格子で再生信号とサーボ信号用の光ビームに分離し、もう片方の偏光回折格子で１つのビームをサーボ用に分離する構成となっていれば、同様の効果があることは言うまでもない。また、回折格子の中心に対してＲａｄ方向にある領域を回折した迷光は、Ｒａｄ方向に分離し、回折格子の中心に対してＴａｎ方向にある領域を回折した迷光は、Ｔａｎ方向に分離する構成であれば、同様の効果が得られることは言うまでもない。さらに、受光部同士は接している必要はない。
【００８０】
本実施例では領域Ｄｉの＋１次回折光、−１次回折光については明記しなかったが、例えば、それを利用して、球面収差誤差信号などの他のサーボ信号や調整用の信号を検出しても良いし、再生信号として検出しても良い。また、回折格子領域Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃ、Ｄｄ、Ｄｅ、Ｄｆ、Ｄｇ、Ｄｈの−１次光は、トラッキング誤差信号ではなく、フォーカス誤差信号や他の信号として検出しても良いことは言うまでもない。さらに、受光部を結線することで光ピックアップ装置からの出力信号を少なくしても良いことは言うまでもない。そして、光検出器のＲＦ信号およびトラッキング誤差信号の受光部を正方形で示したが、正方形でなく長方形や別の形であっても良いことは言うまでもない。
【実施例５】
【００８１】
図１９は本発明の第５の実施例に係る光ピックアップ装置の光検出器の受光部を示したものである。実施例４との違いは光検出器１０の受光部配置が異なっていることであり、それ以外は実施例４と同様の構成である。
【００８２】
図１７は、偏光回折格子１１と偏光回折格子１２の特性を示した図である。（ａ）は偏光回折格子１１、（ｂ）は偏光回折格子１２を示している。まず、偏光回折格子１１は、所定の直線偏光（直線偏光Ｘ）の光ビームにのみ回折する特性となっており、直線偏光Ｘと直交した偏光（直線偏光Ｚ）の光ビームは透過する特性となっている。また、偏光回折格子１１はホログラム素子となっており、回折光に所定のデフォーカスが加えられる。さらに、偏光回折格子１１は直線偏光Ｚの光ビームにのみ回折する特性となっており、直線偏光Ｘの光ビームは透過する特性となっている。ここで、偏光回折格子１１および偏光回折格子１２の回折効率は＋１次回折光：０次回折光：−１次回折光＝１：０：１であるとする。このため、ビームスプリッタ５２を透過した光ビームは、偏光回折格子１１によって直線偏光Ｘと直線偏光Ｚの成分に分離される。直線偏光Ｘの成分は回折され、±１次回折光となる。また、直線偏光Ｚの成分は偏光回折格子１１を透過する。そして、偏光回折格子１１を透過した直線偏光Ｚの光ビームは、偏光回折格子１２によって回折され、±１次回折光となる。それに対し、偏光回折格子１１によって回折された直線偏光Ｘの光ビームは、偏光回折格子１２を透過する構成となっている。例えば、ここでビームスプリッタ５２を透過した光ビームの偏光成分を直線偏光Ｘと直線偏光Ｚの成分に分離したときに、直線偏光Ｘの光量と直線偏光Ｚの光量の比が８：２であるとする。
【００８３】
偏光回折格子１１は、通常の偏光回折格子であり格子溝ピッチ、格子溝方向が１つの偏光回折格子である。それに対し、偏光回折格子１２は、格子溝ピッチ、格子溝方向の異なる複数の領域を有しており、図３のような実施例１と同様のパターンになっている。図中の実線は領域の境界線を示し、２点鎖線は光ビームの有効径を示し、斜線部は光ディスクのトラックによって回折された０次回折光と±１次回折光との干渉領域を示している。偏光回折格子１２は、ディスク上のトラックを回折した回折光の０次回折光のみが入射する領域Ｄｅ、Ｄｆ、Ｄｇ、Ｄｈ（領域Ａ）と、回折光の０次回折光、±１次回折光が入射する領域Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃ、Ｄｄ（領域Ｂ）と、領域Ｄｉ（領域Ｃ）で形成されている。
【００８４】
このような回折格子に対し、光検出器１０は図１９のような受光部配置になっている。図中の黒点は信号光を示しており、受光部ｉａ１、ｉｂ１、ｉｃ１、ｉａ２、ｉｂ２、ｉｃ２は、スポットサイズ方式によるフォーカス誤差信号検出受光部となっている。
【００８５】
偏光回折格子１１を透過した直線偏光Ｚの光ビームは、偏光回折格子１２を回折する。回折格子領域Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃ、Ｄｄ、Ｄｅ、Ｄｆ、Ｄｇ、Ｄｈを回折した＋１次回折光はそれぞれ、受光部ａ１、ｂ１、ｃ１、ｄ１、ｅ１、ｆ１、ｇ１、ｈ１に入射する。また、回折格子領域Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃ、Ｄｄ、Ｄｅ、Ｄｆ、Ｄｇ、Ｄｈを回折した−１次回折光はそれぞれ、受光部ａ２、ｂ２、ｃ２、ｄ２、ｅ２、ｆ２、ｇ２、ｈ２に入射する。また、偏光回折格子１１を回折した±１次回折光は、回折格子によって所定のデフォーカスが加えられ、受光部ｉａ１、ｉｂ１、ｉｃ１とｉａ２、ｉｂ２、ｉｃ２にデフォーカスした状態で入射する。ここで、受光部ｉａ１、ｉｂ１、ｉｃ１に入射する光ビームとｉａ２、ｉｂ２、ｉｃ２に入射する光ビームのデフォーカス方向が異なるためにフォーカス誤差信号が検出できるのである。スポットサイズ方式に関しては公知のため、説明は省略する。
【００８６】
受光部ａ１、ｂ１、ｃ１、ｄ１、ｅ１、ｆ１、ｇ１、ｈ１、ａ２、ｂ２、ｃ２、ｄ２、ｅ２、ｆ２、ｇ２、ｈ２、ｉａ１、ｉｂ１、ｉｃ１、ｉａ２、ｉｂ２、ｉｃ２から得られたＡ１、Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１、Ｅ１、Ｆ１、Ｇ１、Ｈ１、Ａ２、Ｂ２、Ｃ２、Ｄ２、Ｅ２、Ｆ２、Ｇ２、Ｈ２、ＩＡ１、ＩＢ１、ＩＣ１、ＩＡ２、ＩＢ２、ＩＣ２の信号を以下の演算式により、フォーカス誤差信号（ＦＥＳ）、トラッキング誤差信号（ＴＥＳ）、ＲＦ信号（ＲＦ）を生成する。
【００８７】
【数４】
2011238316.tif 000008
なお、ｋは対物レンズが変位した際にトラッキング誤差信号でＤＣ成分を発生させないようにする係数である。
【００８８】
図２０に２層ディスク記録／再生時の信号光と他層からの迷光の関係を示す。図中の黒点が信号光、斜線部が他層からの迷光となっており、（ａ）はＬ０記録／再生時、（ｂ）はＬ１記録／再生時を示している。
【００８９】
図２０より、受光部ｉａ１、ｉｂ１、ｉｃ１とｉａ２、ｉｂ２、ｉｃ２に入射する光ビーム以外は、受光部上で信号光と他層からの迷光が重なりあっていないことがわかる。これにより、安定したトラッキング誤差信号を検出することが可能となる。ここで、受光部ｉａ１、ｉｂ１、ｉｃ１とｉａ２、ｉｂ２、ｉｃ２から検出された信号ＩＡ１、ＩＢ１、ＩＣ１とＩＡ２、ＩＢ２、ＩＣ２は、トラッキング誤差信号の検出に使用せず、フォーカス誤差信号および再生信号に用いているだけなので迷光があっても実用上問題とならない。
【００９０】
実施例１でも説明したように、光ビーム中心１５に対して回折格子の領域がＴａｎ方向に離れている（領域Ｄｈ、Ｄｅ、Ｄｆ、Ｄｇ（領域Ａ））場合には、迷光はＴａｎ方向に避けることが望ましい。このため、図２０の受光部ｅ１、ｆ１、ｇ１、ｈ１のように受光部をＲａｄ方向に並べてＴａｎ方向に迷光を避けることで、対物レンズがＲａｄ方向に変位した場合であっても迷光は受光部に入射しない。
【００９１】
また、光ビーム中心１５に対して回折格子の領域がＲａｄ方向に離れている（領域Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃ、Ｄｄ（領域Ｂ））場合には、迷光はＲａｄ方向に避けることが望ましい。このため、図２０の受光部ａ１、ｃ１、ｂ１、ｄ１のように受光部をＴａｎ方向に並べてＲａｄ方向に迷光を避けることで、迷光の影響を最小限に抑えることが可能となる。
【００９２】
以上のように、受光部を図１９のように配置することで効果的に信号光と迷光を分離できるため、安定したトラッキング誤差信号を検出することが可能となる。
次に偏光回折格子１１の効果について説明する。例えば、偏光回折格子１１を配置しない場合には、ＲＦ信号を検出するために、トラッキング誤差信号検出用の複数の受光部から得られた信号を加算する必要がある。それに対し、本実施例のように偏光回折格子１１でＲＦ信号とトラッキング誤差信号用の光ビームに分離することで、トラッキング誤差信号検出部とＲＦ信号検出部の受光部を分けることができることからＲＦ信号の受光部数を減らすことが可能となる。これにより、光ビームを電気信号に変換する際に発生するノイズが低減できる。さらに受光部ｉａ１とｉｂ２とｉｃ２を結線し、受光部ｉａ２、ｉｂ１、ｉｃ１を結線してから電気信号に変換することでさらなるノイズ低減も可能である。ノイズ低減は、多層ディスクでのＳ／Ｎの観点から非常に有利となる。このように、本発明のように２つの偏光回折格子を配置することで、安定したＲＦ信号およびトラッキング誤差信号を検出することが可能となる。
【００９３】
本実施例では、偏光回折格子１２は図３で説明を行ったが、これには限定されず、例えば図８（ａ）、（ｂ）のようなパターンであっても同様の効果が得られることは言うまでもない。また、偏光回折格子１２は、回折格子上での信号光の有効径外の迷光を排除する目的で、図９のように回折格子に領域Ｚを構成しても同様の効果が得られることは言うまでもない。このとき、領域Ｚに入射した光は受光部に入射しない構成となっており、領域Ｚは格子構造であっても良いし、多層膜のミラーであっても良いし、フィルタであっても良い。また、ここでは２層で説明を行ったが、２層以上の光ディスクであっても同様の効果が得られることは言うまでもない。また、球面収差補正方式については限定されないことは言うまでもない。さらに、本実施例では、偏光回折格子を２つ配置したが、同じ機能を有する１つの素子を配置したとしても同じ効果が得られることは言うまでもない。
【００９４】
本実施例では偏光回折格子１２の回折効率は＋１次回折光：０次回折光：−１次回折光＝１：０：１としたが、これには限定されず例えば、偏光回折格子１１の回折効率を＋１次回折光：０次回折光：−１次回折光＝１：０：０とし、それに対応した受光部を配置しても良い。
【００９５】
また、本実施例の受光部配置は一例であり、片方の偏光回折格子で再生信号とサーボ信号用の光ビームに分離し、もう片方の偏光回折格子で１つのビームをサーボ用に分離する構成となっていれば、同様の効果があることは言うまでもない。また、回折格子の中心に対してＲａｄ方向にある領域を回折した迷光は、Ｒａｄ方向に分離し、回折格子の中心に対してＴａｎ方向にある領域を回折した迷光は、Ｔａｎ方向に分離する構成であれば、同様の効果が得られることは言うまでもない。さらに、受光部同士は接している必要はない。
【００９６】
本実施例では領域Ｄｉの＋１次回折光、−１次回折光については明記しなかったが、例えば、それを利用して、球面収差誤差信号などの他のサーボ信号や調整用の信号を検出しても良いし、再生信号として検出しても良い。また、回折格子領域Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃ、Ｄｄ、Ｄｅ、Ｄｆ、Ｄｇ、Ｄｈの−１次光は、トラッキング誤差信号ではなく、フォーカス誤差信号や他の信号として検出しても良いことは言うまでもない。さらに、受光部を結線することで光ピックアップ装置からの出力信号を少なくしても良いことは言うまでもない。そして、光検出器のＲＦ信号およびトラッキング誤差信号の受光部を正方形で示したが、正方形でなく長方形や別の形であっても良いことは言うまでもない。
【実施例６】
【００９７】
図２１は本発明の第６の実施例に係る光ピックアップ装置の光検出器の受光部を示したものである。実施例４との違いは、偏光回折格子１２のパターンと光検出器１０の受光部配置が異なっていることであり、それ以外は実施例４と同様の構成である。
図１７は、偏光回折格子１１と偏光回折格子１２の特性を示した図である。（ａ）は偏光回折格子１１、（ｂ）は偏光回折格子１２を示している。まず、偏光回折格子１１は、所定の直線偏光（直線偏光Ｘ）の光ビームにのみ回折する特性となっており、直線偏光Ｘと直交した偏光（直線偏光Ｚ）の光ビームは透過する特性となっている。また、偏光回折格子１１はホログラム素子となっており、回折光に所定のデフォーカスが加えられる。さらに、偏光回折格子１１は直線偏光Ｚの光ビームにのみ回折する特性となっており、直線偏光Ｘの光ビームは透過する特性となっている。ここで、偏光回折格子１１の回折効率は＋１次回折光：０次回折光：−１次回折光＝１：０：１、偏光回折格子１２の回折効率は＋１次回折光：０次回折光：−１次回折光＝１：０：１であるとする。このため、ビームスプリッタ５２を透過した光ビームは、偏光回折格子１１によって直線偏光Ｘと直線偏光Ｚの成分に分離される。直線偏光Ｘの成分は回折され、±１次回折光となる。また、直線偏光Ｚの成分は偏光回折格子１１を透過する。そして、偏光回折格子１１を透過した直線偏光Ｚの光ビームは、偏光回折格子１２によって回折され、±１次回折光となる。それに対し、偏光回折格子１１によって回折された直線偏光Ｘの光ビームは、偏光回折格子１２を透過する構成となっている。例えば、ここでビームスプリッタ５２を透過した光ビームの偏光成分を直線偏光Ｘと直線偏光Ｚの成分に分離したときに、直線偏光Ｘの光量と直線偏光Ｚの光量の比が８：２であるとする。
【００９８】
偏光回折格子１１は、通常の偏光回折格子であり格子溝ピッチ、格子溝方向が１つの偏光回折格子である。それに対し、偏光回折格子１２は、格子溝ピッチ、格子溝方向の異なる複数の領域を有しており、図１２のような実施例３と同様のパターンになっている。図中の実線は領域の境界線を示し、２点鎖線は光ビームの有効径を示し、斜線部は光ディスクのトラックによって回折された０次回折光と±１次回折光との干渉領域を示している。偏光回折格子１２は、ディスク上のトラックを回折した回折光の０次回折光のみが入射する領域Ｄｅ、Ｄｆ、Ｄｇ、Ｄｈ（領域Ａ）と、回折光の０次回折光、±１次回折光が入射する領域Ｄａｂ、Ｄｃｄ（領域Ｂ）と、領域Ｄｉ（領域Ｃ）で形成されている。
【００９９】
このような回折格子に対し、光検出器１０は図２１のような受光部配置になっている。図中の黒点は信号光を示しており、受光部ｉａ１、ｉｂ１、ｉｃ１、ｉａ２、ｉｂ２、ｉｃ２は、スポットサイズ方式によるフォーカス誤差信号検出受光部となっている。
【０１００】
偏光回折格子１１を透過した直線偏光Ｚの光ビームは、偏光回折格子１２を回折する。偏光回折格子１２の領域Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃ、Ｄｄ、Ｄｅ、Ｄｆ、Ｄｇ、Ｄｈを回折した＋１次回折光はそれぞれ、受光部ａｂ１、ｃｄ１、ｅ１、ｆ１、ｇ１、ｈ１に入射する。また、回折格子領域Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃ、Ｄｄ、Ｄｅ、Ｄｆ、Ｄｇ、Ｄｈを回折した−１次回折光はそれぞれ、受光部ａｂ２、ｃｄ２、ｅ２、ｆ２、ｇ２、ｈ２に入射する。また、偏光回折格子１１を回折した±１次回折光は、回折格子によって所定のデフォーカスが加えられ、受光部ｉａ１、ｉｂ１、ｉｃ１とｉａ２、ｉｂ２、ｉｃ２にデフォーカスした状態で入射する。ここで、受光部ｉａ１、ｉｂ１、ｉｃ１に入射する光ビームとｉａ２、ｉｂ２、ｉｃ２に入射する光ビームのデフォーカス方向が異なるためにフォーカス誤差信号が検出できるのである。スポットサイズ方式に関しては公知のため、説明は省略する。
【０１０１】
受光部ａｂ１、ｃｄ１、ｅ１、ｆ１、ｇ１、ｈ１、ａｂ２、ｃｄ２、ｅ２、ｆ２、ｇ２、ｈ２、ｉａ１、ｉｂ１、ｉｃ１、ｉａ２、ｉｂ２、ｉｃ２から得られたＡＢ１、ＣＤ１、Ｅ１、Ｆ１、Ｇ１、Ｈ１、ＡＢ２、ＣＤ２、Ｅ２、Ｆ２、Ｇ２、Ｈ２、ＩＡ１、ＩＢ１、ＩＣ１、ＩＡ２、ＩＢ２、ＩＣ２の信号を以下の演算式により、フォーカス誤差信号（ＦＥＳ）、トラッキング誤差信号（ＴＥＳ）、ＲＦ信号（ＲＦ）を生成する。
【０１０２】
【数５】
2011238316.tif 000009
なお、ｋは対物レンズが変位した際にトラッキング誤差信号でＤＣ成分を発生させないようにする係数である。
【０１０３】
図２２に２層ディスク記録／再生時の信号光と他層からの迷光の関係を示す。図中の黒点が信号光、斜線部が他層からの迷光となっており、（ａ）はＬ０記録／再生時、（ｂ）はＬ１記録／再生時を示している。
【０１０４】
図２２より、受光部ｉａ１、ｉｂ１、ｉｃ１とｉａ２、ｉｂ２、ｉｃ２に入射する光ビーム以外は、受光部上で信号光と他層からの迷光が重なりあっていないことがわかる。これにより、安定したトラッキング誤差信号を検出することが可能となる。ここで、受光部ｉａ１、ｉｂ１、ｉｃ１とｉａ２、ｉｂ２、ｉｃ２から検出された信号ＩＡ１、ＩＢ１、ＩＣ１とＩＡ２、ＩＢ２、ＩＣ２は、トラッキング誤差信号の検出に使用せず、フォーカス誤差信号および再生信号に用いているだけなので迷光があっても実用上問題とならない。
【０１０５】
実施例１でも説明したように、光ビーム中心１５に対して回折格子の領域がＴａｎ方向に離れている（領域Ｄｈ、Ｄｅ、Ｄｆ、Ｄｇ（領域Ａ））場合には、迷光はＴａｎ方向に避けることが望ましい。このため、図２２の受光部ｅ１、ｇ１、ｆ１、ｈ１のように受光部をＲａｄ方向に並べてＴａｎ方向に迷光を避けることで、対物レンズがＲａｄ方向に変位した場合であっても迷光は受光部に入射しない。
【０１０６】
また、光ビーム中心１５に対して回折格子の領域がＲａｄ方向に離れている（領域Ｄａｂ、Ｄｃｄ（領域Ｂ））場合には、迷光はＲａｄ方向に避けることが望ましい。このため、図２２の受光部ａｂ１、ｃｄ１のように受光部をＴａｎ方向に並べてＲａｄ方向に迷光を避けることで、迷光の影響を最小限に抑えることが可能となる。
【０１０７】
以上のように、受光部を図２１のように配置することで効果的に信号光と迷光を分離できるため、安定したトラッキング誤差信号を検出することが可能となる。
【０１０８】
次に偏光回折格子１１の効果について説明する。例えば、偏光回折格子１１を配置しない場合には、ＲＦ信号を検出するために、トラッキング誤差信号検出用の複数の受光部から得られた信号を加算する必要がある。それに対し、本実施例のように偏光回折格子１１でＲＦ信号とトラッキング誤差信号用の光ビームに分離することで、トラッキング誤差信号検出部とＲＦ信号検出部の受光部を分けることができることからＲＦ信号の受光部数を減らすことが可能となる。これにより、光ビームを電気信号に変換する際に発生するノイズが低減できる。さらに受光部ｉａ１とｉｂ２とｉｃ２を結線し、受光部ｉａ２、ｉｂ１、ｉｃ１を結線してから電気信号に変換することでさらなるノイズ低減も可能である。ノイズ低減は、多層ディスクでのＳ／Ｎの観点から非常に有利となる。このように、本発明のように２つの偏光回折格子を配置することで、安定したＲＦ信号およびトラッキング誤差信号を検出することが可能となる。
【０１０９】
本実施例では、偏光回折格子１２は図１２で説明を行ったが、これには限定されず、例えば図１５（ａ）、（ｂ）のようなパターンであっても同様の効果が得られることは言うまでもない。また、偏光回折格子１２は、回折格子上での信号光の有効径外の迷光を排除する目的で、図９のように回折格子に領域Ｚを構成しても同様の効果が得られることは言うまでもない。このとき、領域Ｚに入射した光は受光部に入射しない構成となっており、領域Ｚは格子構造であっても良いし、多層膜のミラーであっても良いし、フィルタであっても良い。また、ここでは２層で説明を行ったが、２層以上の光ディスクであっても同様の効果が得られることは言うまでもない。また、球面収差補正方式については限定されないことは言うまでもない。さらに、本実施例では、偏光回折格子を２つ配置したが、同じ機能を有する１つの素子を配置したとしても同じ効果が得られることは言うまでもない。
【０１１０】
本実施例では偏光回折格子１２の回折効率は＋１次回折光：０次回折光：−１次回折光＝１：０：１としたが、これには限定されず例えば、偏光回折格子１１の回折効率を＋１次回折光：０次回折光：−１次回折光＝１：０：０とし、それに対応した受光部を配置しても良い。
【０１１１】
また、本実施例の受光部配置は一例であり、片方の偏光回折格子で再生信号とサーボ信号用の光ビームに分離し、もう片方の偏光回折格子で１つのビームをサーボ用に分離する構成となっていれば、同様の効果があることは言うまでもない。また、回折格子の中心に対してＲａｄ方向にある領域を回折した迷光は、Ｒａｄ方向に分離し、回折格子の中心に対してＴａｎ方向にある領域を回折した迷光は、Ｔａｎ方向に分離する構成であれば、同様の効果が得られることは言うまでもない。さらに、受光部同士は接している必要はない。
【０１１２】
本実施例では領域Ｄｉの＋１次回折光、−１次回折光については明記しなかったが、例えば、それを利用して、球面収差誤差信号などの他のサーボ信号や調整用の信号を検出しても良いし、再生信号として検出しても良い。また、回折格子領域Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃ、Ｄｄ、Ｄｅ、Ｄｆ、Ｄｇ、Ｄｈの−１次光は、トラッキング誤差信号ではなく、フォーカス誤差信号や他の信号として検出しても良いことは言うまでもない。さらに、受光部を結線することで光ピックアップ装置からの出力信号を少なくしても良いことは言うまでもない。そして、光検出器のＲＦ信号およびトラッキング誤差信号の受光部を正方形で示したが、正方形でなく長方形や別の形であっても良いことは言うまでもない。
【実施例７】
【０１１３】
図２３は本発明の第７の実施例に係る光ピックアップ装置の光検出器の受光部を示したものである。実施例４との違いは偏光回折格子１２の回折効率と光検出器１０受光部配置が異なっていることであり、それ以外は実施例４と同様の構成である。
【０１１４】
図１７は、偏光回折格子１１と偏光回折格子１２の特性を示した図である。（ａ）は偏光回折格子１１、（ｂ）は偏光回折格子１２を示している。まず、偏光回折格子１１は、所定の直線偏光（直線偏光Ｘ）の光ビームにのみ回折する特性となっており、直線偏光Ｘと直交した偏光（直線偏光Ｚ）の光ビームは透過する特性となっている。また、偏光回折格子１１はホログラム素子となっており、回折光に所定のデフォーカスが加えられる。さらに、偏光回折格子１１は直線偏光Ｚの光ビームにのみ回折する特性となっており、直線偏光Ｘの光ビームは透過する特性となっている。ここで、偏光回折格子１１の回折効率は＋１次回折光：０次回折光：−１次回折光＝１：０：１、偏光回折格子１２の回折効率は＋１次回折光：０次回折光：−１次回折光＝１：０：０であるとする。このため、ビームスプリッタ５２を透過した光ビームは、偏光回折格子１１によって直線偏光Ｘと直線偏光Ｚの成分に分離される。直線偏光Ｘの成分は回折され、±１次回折光となる。また、直線偏光Ｚの成分は偏光回折格子１１を透過する。そして、偏光回折格子１１を透過した直線偏光Ｚの光ビームは、偏光回折格子１２によって回折され、＋１次回折光となる。それに対し、偏光回折格子１１によって回折された直線偏光Ｘの光ビームは、偏光回折格子１２を透過する構成となっている。例えば、ここでビームスプリッタ５２を透過した光ビームの偏光成分を直線偏光Ｘと直線偏光Ｚの成分に分離したときに、直線偏光Ｘの光量と直線偏光Ｚの光量の比が８：２であるとする。
【０１１５】
偏光回折格子１１は、通常の偏光回折格子であり格子溝ピッチ、格子溝方向が１つの偏光回折格子である。それに対し、偏光回折格子１２は、格子溝ピッチ、格子溝方向の異なる複数の領域を有しており、図３のような実施例１と同様のパターンになっている。図中の実線は領域の境界線を示し、２点鎖線は光ビームの有効径を示し、斜線部は光ディスクのトラックによって回折された０次回折光と±１次回折光との干渉領域を示している。偏光回折格子１２は、ディスク上のトラックを回折した回折光の０次回折光のみが入射する領域Ｄｅ、Ｄｆ、Ｄｇ、Ｄｈ（領域Ａ）と、回折光の０次回折光、±１次回折光が入射する領域Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃ、Ｄｄ（領域Ｂ）と、領域Ｄｉ（領域Ｃ）で形成されている。
【０１１６】
このような回折格子に対し、光検出器１０は図２３のような受光部配置になっている。図中の黒点は信号光を示しており、受光部ｉａ１、ｉｂ１、ｉｃ１、ｉａ２、ｉｂ２、ｉｃ２は、スポットサイズ方式によるフォーカス誤差信号検出受光部となっている。
【０１１７】
偏光回折格子１１を透過した直線偏光Ｚの光ビームは、偏光回折格子１２を回折する。回折格子領域Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃ、Ｄｄ、Ｄｅ、Ｄｆ、Ｄｇ、Ｄｈを回折した＋１次回折光はそれぞれ、受光部ａ１、ｂ１、ｃ１、ｄ１、ｅ１、ｆ１、ｇ１、ｈ１に入射する。また、偏光回折格子１１を回折した±１次回折光は、回折格子によって所定のデフォーカスが加えられ、受光部ｉａ１、ｉｂ１、ｉｃ１とｉａ２、ｉｂ２、ｉｃ２にデフォーカスした状態で入射する。ここで、受光部ｉａ１、ｉｂ１、ｉｃ１に入射する光ビームとｉａ２、ｉｂ２、ｉｃ２に入射する光ビームのデフォーカス方向が異なるためにフォーカス誤差信号が検出できるのである。スポットサイズ方式に関しては公知のため、説明は省略する。
【０１１８】
受光部ａ１、ｂ１、ｃ１、ｄ１、ｅ１、ｆ１、ｇ１、ｈ１、ｉａ１、ｉｂ１、ｉｃ１、ｉａ２、ｉｂ２、ｉｃ２から得られたＡ１、Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１、Ｅ１、Ｆ１、Ｇ１、Ｈ１、ＩＡ１、ＩＢ１、ＩＣ１、ＩＡ２、ＩＢ２、ＩＣ２の信号を以下の演算式により、フォーカス誤差信号（ＦＥＳ）、トラッキング誤差信号（ＴＥＳ）、ＲＦ信号（ＲＦ）を生成する。
【０１１９】
【数６】
2011238316.tif 000010
なお、ｋは対物レンズが変位した際にトラッキング誤差信号でＤＣ成分を発生させないようにする係数である。
【０１２０】
図２４に２層ディスク記録／再生時の信号光と他層からの迷光の関係を示す。図中の黒点が信号光、斜線部が他層からの迷光となっており、（ａ）はＬ０記録／再生時、（ｂ）はＬ１記録／再生時を示している。
【０１２１】
図２４より、受光部ｉａ１、ｉｂ１、ｉｃ１とｉａ２、ｉｂ２、ｉｃ２に入射する光ビーム以外は、受光部上で信号光と他層からの迷光が重なりあっていないことがわかる。これにより、安定したトラッキング誤差信号を検出することが可能となる。ここで、受光部ｉａ１、ｉｂ１、ｉｃ１とｉａ２、ｉｂ２、ｉｃ２から検出された信号ＩＡ１、ＩＢ１、ＩＣ１とＩＡ２、ＩＢ２、ＩＣ２は、トラッキング誤差信号の検出に使用せず、フォーカス誤差信号および再生信号に用いているだけなので迷光があっても実用上問題とならない。
【０１２２】
実施例１でも説明したように、光ビーム中心１５に対して回折格子の領域がＴａｎ方向に離れている（領域Ｄｈ、Ｄｅ、Ｄｆ、Ｄｇ（領域Ａ））場合には、迷光はＴａｎ方向に避けることが望ましい。このため、図２４の受光部ｅ１、ｈ１および受光部ｇ１、ｆ１のように受光部をＲａｄ方向に並べてＴａｎ方向に迷光を避けることで、対物レンズがＲａｄ方向に変位した場合であっても迷光は受光部に入射しない。
また、光ビーム中心１５に対して回折格子の領域がＲａｄ方向に離れている（領域Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃ、Ｄｄ（領域Ｂ））場合には、迷光はＲａｄ方向に避けることが望ましい。このため、図２４の受光部ａ１、ｂ１、ｃ１、ｄ１のように受光部をＴａｎ方向に並べてＲａｄ方向に迷光を避けることで、迷光の影響を最小限に抑えることが可能となる。
【０１２３】
以上のように、受光部を図２３のように配置することで効果的に信号光と迷光を分離できるため、安定したトラッキング誤差信号を検出することが可能となる。
【０１２４】
次に偏光回折格子１１の効果について説明する。例えば、偏光回折格子１１を配置しない場合には、ＲＦ信号を検出するために、トラッキング誤差信号検出用の複数の受光部から得られた信号を加算する必要がある。それに対し、本実施例のように偏光回折格子１１でＲＦ信号とトラッキング誤差信号用の光ビームに分離することで、トラッキング誤差信号検出部とＲＦ信号検出部の受光部を分けることができることからＲＦ信号の受光部数を減らすことが可能となる。これにより、光ビームを電気信号に変換する際に発生するノイズが低減できる。さらに受光部ｉａ１とｉｂ２とｉｃ２を結線し、受光部ｉａ２、ｉｂ１、ｉｃ１を結線してから電気信号に変換することでさらなるノイズ低減も可能である。ノイズ低減は、多層ディスクでのＳ／Ｎの観点から非常に有利となる。このように、本発明のように２つの偏光回折格子を配置することで、安定したＲＦ信号およびトラッキング誤差信号を検出することが可能となる。
【０１２５】
本実施例では、偏光回折格子１２は図３で説明を行ったが、これには限定されず、例えば図８（ａ）、（ｂ）のようなパターンであっても同様の効果が得られることは言うまでもない。また、偏光回折格子１２は、回折格子上での信号光の有効径外の迷光を排除する目的で、図９のように回折格子に領域Ｚを構成しても同様の効果が得られることは言うまでもない。このとき、領域Ｚに入射した光は受光部に入射しない構成となっており、領域Ｚは格子構造であっても良いし、多層膜のミラーであっても良いし、フィルタであっても良い。また、ここでは２層で説明を行ったが、２層以上の光ディスクであっても同様の効果が得られることは言うまでもない。また、球面収差補正方式については限定されないことは言うまでもない。さらに、本実施例では、偏光回折格子を２つ配置したが、同じ機能を有する１つの素子を配置したとしても同じ効果が得られることは言うまでもない。
【０１２６】
また、本実施例の受光部配置は一例であり、片方の偏光回折格子で再生信号とサーボ信号用の光ビームに分離し、もう片方の偏光回折格子で１つのビームをサーボ用に分離する構成となっていれば、同様の効果があることは言うまでもない。また、回折格子の中心に対してＲａｄ方向にある領域を回折した迷光は、Ｒａｄ方向に分離し、回折格子の中心に対してＴａｎ方向にある領域を回折した迷光は、Ｔａｎ方向に分離する構成であれば、同様の効果が得られることは言うまでもなく、例えば、図２５（ａ）、（ｂ）のような受光部配置であっても良いことは言うまでもない。さらに、受光部同士は接している必要はない。そして、−１次回折光などの不要な回折光が発生する場合においては、その不要回折光が入射しないよう受光部同士を離してもよい。
【０１２７】
本実施例では領域Ｄｉの＋回折光については明記しなかったが、例えば、それを利用して、球面収差誤差信号などの他のサーボ信号や調整用の信号を検出しても良いし、再生信号として検出しても良い。さらに、受光部を結線することで光ピックアップ装置からの出力信号を少なくしても良いことは言うまでもない。そして、光検出器のＲＦ信号およびトラッキング誤差信号の受光部を正方形で示したが、正方形でなく長方形や別の形であっても良いことは言うまでもない。
【実施例８】
【０１２８】
図２６は本発明の第８の実施例に係る光ピックアップ装置の光検出器の受光部を示したものである。実施例４との違いは偏光回折格子１２の回折効率と光検出器１０の受光部配置が異なっていることであり、それ以外は実施例４と同様の構成である。
【０１２９】
図１７は、偏光回折格子１１と偏光回折格子１２の特性を示した図である。（ａ）は偏光回折格子１１、（ｂ）は偏光回折格子１２を示している。まず、偏光回折格子１１は、所定の直線偏光（直線偏光Ｘ）の光ビームにのみ回折する特性となっており、直線偏光Ｘと直交した偏光（直線偏光Ｚ）の光ビームは透過する特性となっている。また、偏光回折格子１１はホログラム素子となっており、回折光に所定のデフォーカスが加えられる。さらに、偏光回折格子１１は直線偏光Ｚの光ビームにのみ回折する特性となっており、直線偏光Ｘの光ビームは透過する特性となっている。ここで、偏光回折格子１１の回折効率は＋１次回折光：０次回折光：−１次回折光＝１：０：１、偏光回折格子１２の回折効率は＋１次回折光：０次回折光：−１次回折光＝１：０：０であるとする。このため、ビームスプリッタ５２を透過した光ビームは、偏光回折格子１１によって直線偏光Ｘと直線偏光Ｚの成分に分離される。直線偏光Ｘの成分は回折され、±１次回折光となる。また、直線偏光Ｚの成分は偏光回折格子１１を透過する。そして、偏光回折格子１１を透過した直線偏光Ｚの光ビームは、偏光回折格子１２によって回折され、＋１次回折光となる。それに対し、偏光回折格子１１によって回折された直線偏光Ｘの光ビームは、偏光回折格子１２を透過する構成となっている。例えば、ここでビームスプリッタ５２を透過した光ビームの偏光成分を直線偏光Ｘと直線偏光Ｚの成分に分離したときに、直線偏光Ｘの光量と直線偏光Ｚの光量の比が８：２であるとする。
【０１３０】
偏光回折格子１１は、通常の偏光回折格子であり格子溝ピッチ、格子溝方向が１つの偏光回折格子である。それに対し、偏光回折格子１２は、格子溝ピッチ、格子溝方向の異なる複数の領域を有しており、図３のような実施例１と同様のパターンになっている。図中の実線は領域の境界線を示し、２点鎖線は光ビームの有効径を示し、斜線部は光ディスクのトラックによって回折された０次回折光と±１次回折光との干渉領域を示している。偏光回折格子１２は、ディスク上のトラックを回折した回折光の０次回折光のみが入射する領域Ｄｅ、Ｄｆ、Ｄｇ、Ｄｈ（領域Ａ）と、回折光の０次回折光、±１次回折光が入射する領域Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃ、Ｄｄ（領域Ｂ）と、領域Ｄｉ（領域Ｃ）で形成されている。
【０１３１】
このような回折格子に対し、光検出器１０は図２６のような受光部配置になっている。図中の黒点は信号光を示しており、受光部ｉａ１、ｉｂ１、ｉｃ１、ｉａ２、ｉｂ２、ｉｃ２は、スポットサイズ方式によるフォーカス誤差信号検出受光部となっている。
【０１３２】
偏光回折格子１１を透過した直線偏光Ｚの光ビームは、偏光回折格子１２を回折する。回折格子領域Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃ、Ｄｄ、Ｄｅ、Ｄｆ、Ｄｇ、Ｄｈを回折した＋１次回折光はそれぞれ、受光部ａ１、ｂ１、ｃ１、ｄ１、ｅ１、ｆ１、ｇ１、ｈ１に入射する。また、偏光回折格子１１を回折した±１次回折光は、回折格子によって所定のデフォーカスが加えられ、受光部ｉａ１、ｉｂ１、ｉｃ１とｉａ２、ｉｂ２、ｉｃ２にデフォーカスした状態で入射する。ここで、受光部ｉａ１、ｉｂ１、ｉｃ１に入射する光ビームとｉａ２、ｉｂ２、ｉｃ２に入射する光ビームのデフォーカス方向が異なるためにフォーカス誤差信号が検出できるのである。スポットサイズ方式に関しては公知のため、説明は省略する。
【０１３３】
受光部ａ１、ｂ１、ｃ１、ｄ１、ｅ１、ｆ１、ｇ１、ｈ１、ｉａ１、ｉｂ１、ｉｃ１、ｉａ２、ｉｂ２、ｉｃ２から得られたＡ１、Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１、Ｅ１、Ｆ１、Ｇ１、Ｈ１、ＩＡ１、ＩＢ１、ＩＣ１、ＩＡ２、ＩＢ２、ＩＣ２の信号を以下の演算式により、フォーカス誤差信号（ＦＥＳ）、トラッキング誤差信号（ＴＥＳ）、ＲＦ信号（ＲＦ）を生成する。
【０１３４】
【数６】
2011238316.tif 000011
なお、ｋは対物レンズが変位した際にトラッキング誤差信号でＤＣ成分を発生させないようにする係数である。
【０１３５】
図２７に２層ディスク記録／再生時の信号光と他層からの迷光の関係を示す。図中の黒点が信号光、斜線部が他層からの迷光となっており、（ａ）はＬ０記録／再生時、（ｂ）はＬ１記録／再生時を示している。
【０１３６】
図２７より、受光部ｉａ１、ｉｂ１、ｉｃ１とｉａ２、ｉｂ２、ｉｃ２に入射する光ビーム以外は、受光部上で信号光と他層からの迷光が重なりあっていないことがわかる。これにより、安定したトラッキング誤差信号を検出することが可能となる。ここで、受光部ｉａ１、ｉｂ１、ｉｃ１とｉａ２、ｉｂ２、ｉｃ２から検出された信号ＩＡ１、ＩＢ１、ＩＣ１とＩＡ２、ＩＢ２、ＩＣ２は、トラッキング誤差信号の検出に使用せず、フォーカス誤差信号および再生信号に用いているだけなので迷光があっても実用上問題とならない。
【０１３７】
実施例１でも説明したように、光ビーム中心１５に対して回折格子の領域がＴａｎ方向に離れている（領域Ｄｈ、Ｄｅ、Ｄｆ、Ｄｇ（領域Ａ））場合には、迷光はＴａｎ方向に避けることが望ましい。このため、図２７の受光部ｅ１、ｆ１、ｇ１、ｈ１のように受光部をＲａｄ方向に並べてＴａｎ方向に迷光を避けることで、対物レンズがＲａｄ方向に変位した場合であっても迷光は受光部に入射しない。
【０１３８】
また、光ビーム中心１５に対して回折格子の領域がＲａｄ方向に離れている（領域Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃ、Ｄｄ（領域Ｂ））場合には、迷光はＲａｄ方向に避けることが望ましい。このため、図２７の受光部ａ１、ｂ１および受光部ｃ１、ｄ１のように受光部をＴａｎ方向に並べてＲａｄ方向に迷光を避けることで、迷光の影響を最小限に抑えることが可能となる。
【０１３９】
以上のように、受光部を図２６のように配置することで効果的に信号光と迷光を分離できるため、安定したトラッキング誤差信号を検出することが可能となる。
【０１４０】
次に偏光回折格子１１の効果について説明する。例えば、偏光回折格子１１を配置しない場合には、ＲＦ信号を検出するために、トラッキング誤差信号検出用の複数の受光部から得られた信号を加算する必要がある。それに対し、本実施例のように偏光回折格子１１でＲＦ信号とトラッキング誤差信号用の光ビームに分離することで、トラッキング誤差信号検出部とＲＦ信号検出部の受光部を分けることができることからＲＦ信号の受光部数を減らすことが可能となる。これにより、光ビームを電気信号に変換する際に発生するノイズが低減できる。さらに受光部ｉａ１とｉｂ２とｉｃ２を結線し、受光部ｉａ２、ｉｂ１、ｉｃ１を結線してから電気信号に変換することでさらなるノイズ低減も可能である。ノイズ低減は、多層ディスクでのＳ／Ｎの観点から非常に有利となる。このように、本発明のように２つの偏光回折格子を配置することで、安定したＲＦ信号およびトラッキング誤差信号を検出することが可能となる。
【０１４１】
本実施例では、偏光回折格子１２は図３で説明を行ったが、これには限定されず、例えば図８（ａ）、（ｂ）のようなパターンであっても同様の効果が得られることは言うまでもない。また、偏光回折格子１２は、回折格子上での信号光の有効径外の迷光を排除する目的で、図９のように回折格子に領域Ｚを構成しても同様の効果が得られることは言うまでもない。このとき、領域Ｚに入射した光は受光部に入射しない構成となっており、領域Ｚは格子構造であっても良いし、多層膜のミラーであっても良いし、フィルタであっても良い。また、ここでは２層で説明を行ったが、２層以上の光ディスクであっても同様の効果が得られることは言うまでもない。また、球面収差補正方式については限定されないことは言うまでもない。さらに、本実施例では、偏光回折格子を２つ配置したが、同じ機能を有する１つの素子を配置したとしても同じ効果が得られることは言うまでもない。
【０１４２】
また、本実施例の受光部配置は一例であり、片方の偏光回折格子で再生信号とサーボ信号用の光ビームに分離し、もう片方の偏光回折格子で１つのビームをサーボ用に分離する構成となっていれば、同様の効果があることは言うまでもない。また、回折格子の中心に対してＲａｄ方向にある領域を回折した迷光は、Ｒａｄ方向に分離し、回折格子の中心に対してＴａｎ方向にある領域を回折した迷光は、Ｔａｎ方向に分離する構成であれば、同様の効果が得られることは言うまでもなく、例えば、図２８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）のような受光部配置であっても良いことは言うまでもない。さらに、受光部同士は接している必要はない。そして、−１次回折光などの不要な回折光が発生する場合においては、その不要回折光が入射しないよう受光部同士を離してもよい。
本実施例では領域Ｄｉの回折光については明記しなかったが、例えば、それを利用して、球面収差誤差信号などの他のサーボ信号や調整用の信号を検出しても良いし、再生信号として検出しても良い。さらに、受光部を結線することで光ピックアップ装置からの出力信号を少なくしても良いことは言うまでもない。そして、光検出器のＲＦ信号およびトラッキング誤差信号の受光部を正方形で示したが、正方形でなく長方形や別の形であっても良いことは言うまでもない。
【実施例９】
【０１４３】
図２９は本発明の第９の実施例に係る光ピックアップ装置の光検出器の受光部を示したものである。実施例４との違いは、偏光回折格子１２のパターンおよび回折効率、光検出器１０の受光部配置が異なっていることであり、それ以外は実施例４と同様の構成である。
【０１４４】
図１７は、偏光回折格子１１と偏光回折格子１２の特性を示した図である。（ａ）は偏光回折格子１１、（ｂ）は偏光回折格子１２を示している。まず、偏光回折格子１１は、所定の直線偏光（直線偏光Ｘ）の光ビームにのみ回折する特性となっており、直線偏光Ｘと直交した偏光（直線偏光Ｚ）の光ビームは透過する特性となっている。また、偏光回折格子１１はホログラム素子となっており、回折光に所定のデフォーカスが加えられる。さらに、偏光回折格子１１は直線偏光Ｚの光ビームにのみ回折する特性となっており、直線偏光Ｘの光ビームは透過する特性となっている。ここで、偏光回折格子１１の回折効率は＋１次回折光：０次回折光：−１次回折光＝１：０：１、偏光回折格子１２の回折効率は＋１次回折光：０次回折光：−１次回折光＝１：０：０であるとする。このため、ビームスプリッタ５２を透過した光ビームは、偏光回折格子１１によって直線偏光Ｘと直線偏光Ｚの成分に分離される。直線偏光Ｘの成分は回折され、±１次回折光となる。また、直線偏光Ｚの成分は偏光回折格子１１を透過する。そして、偏光回折格子１１を透過した直線偏光Ｚの光ビームは、偏光回折格子１２によって回折され、＋１次回折光となる。それに対し、偏光回折格子１１によって回折された直線偏光Ｘの光ビームは、偏光回折格子１２を透過する構成となっている。例えば、ここでビームスプリッタ５２を透過した光ビームの偏光成分を直線偏光Ｘと直線偏光Ｚの成分に分離したときに、直線偏光Ｘの光量と直線偏光Ｚの光量の比が８：２であるとする。
【０１４５】
偏光回折格子１１は、通常の偏光回折格子であり格子溝ピッチ、格子溝方向が１つの偏光回折格子である。それに対し、偏光回折格子１２は、格子溝ピッチ、格子溝方向の異なる複数の領域を有しており、図１２のような実施例３と同様のパターンになっている。図中の実線は領域の境界線を示し、２点鎖線は光ビームの有効径を示し、斜線部は光ディスクのトラックによって回折された０次回折光と±１次回折光との干渉領域を示している。偏光回折格子１２は、ディスク上のトラックを回折した回折光の０次回折光のみが入射する領域Ｄｅ、Ｄｆ、Ｄｇ、Ｄｈ（領域Ａ）と、回折光の０次回折光、±１次回折光が入射する領域Ｄａｂ、Ｄｃｄ（領域Ｂ）と、領域Ｄｉ（領域Ｃ）で形成されている。
【０１４６】
このような回折格子に対し、光検出器１０は図２９のような受光部配置になっている。図中の黒点は信号光を示しており、受光部ｉａ１、ｉｂ１、ｉｃ１、ｉａ２、ｉｂ２、ｉｃ２は、スポットサイズ方式によるフォーカス誤差信号検出受光部となっている。
【０１４７】
偏光回折格子１１を透過した直線偏光Ｚの光ビームは、偏光回折格子１２を回折する。回折格子領域Ｄａｂ、Ｄｃｄ、Ｄｅ、Ｄｆ、Ｄｇ、Ｄｈを回折した＋１次回折光はそれぞれ、受光部ａｂ１、ｃｄ１、ｅ１、ｆ１、ｇ１、ｈ１に入射する。また、偏光回折格子１１を回折した±１次回折光は、回折格子によって所定のデフォーカスが加えられ、受光部ｉａ１、ｉｂ１、ｉｃ１とｉａ２、ｉｂ２、ｉｃ２にデフォーカスした状態で入射する。ここで、受光部ｉａ１、ｉｂ１、ｉｃ１に入射する光ビームとｉａ２、ｉｂ２、ｉｃ２に入射する光ビームのデフォーカス方向が異なるためにフォーカス誤差信号が検出できるのである。スポットサイズ方式に関しては公知のため、説明は省略する。
【０１４８】
受光部ａｂ１、ｃｄ１、ｅ１、ｆ１、ｇ１、ｈ１、ｉａ１、ｉｂ１、ｉｃ１、ｉａ２、ｉｂ２、ｉｃ２から得られたＡＢ１、ＣＤ１、Ｅ１、Ｆ１、Ｇ１、Ｈ１、ＩＡ１、ＩＢ１、ＩＣ１、ＩＡ２、ＩＢ２、ＩＣ２の信号を以下の演算式により、フォーカス誤差信号（ＦＥＳ）、トラッキング誤差信号（ＴＥＳ）、ＲＦ信号（ＲＦ）を生成する。
【０１４９】
【数７】
2011238316.tif 000012
なお、ｋは対物レンズが変位した際にトラッキング誤差信号でＤＣ成分を発生させないようにする係数である。
【０１５０】
図３０に２層ディスク記録／再生時の信号光と他層からの迷光の関係を示す。図中の黒点が信号光、斜線部が他層からの迷光となっており、（ａ）はＬ０記録／再生時、（ｂ）はＬ１記録／再生時を示している。
【０１５１】
図３０より、受光部ｉａ１、ｉｂ１、ｉｃ１とｉａ２、ｉｂ２、ｉｃ２に入射する光ビーム以外は、受光部上で信号光と他層からの迷光が重なりあっていないことがわかる。これにより、安定したトラッキング誤差信号を検出することが可能となる。ここで、受光部ｉａ１、ｉｂ１、ｉｃ１とｉａ２、ｉｂ２、ｉｃ２から検出された信号ＩＡ１、ＩＢ１、ＩＣ１とＩＡ２、ＩＢ２、ＩＣ２は、トラッキング誤差信号の検出に使用せず、フォーカス誤差信号および再生信号に用いているだけなので迷光があっても実用上問題とならない。
【０１５２】
実施例１でも説明したように、光ビーム中心１５に対して回折格子の領域がＴａｎ方向に離れている（領域Ｄｈ、Ｄｅ、Ｄｆ、Ｄｇ（領域Ａ））場合には、迷光はＴａｎ方向に避けることが望ましい。このため、図３０の受光部ｅ１、ｈ１および受光部ｆ１、ｇ１のように受光部をＲａｄ方向に並べてＴａｎ方向に迷光を避けることで、対物レンズがＲａｄ方向に変位した場合であっても迷光は受光部に入射しない。
【０１５３】
また、光ビーム中心１５に対して回折格子の領域がＲａｄ方向に離れている（領域Ｄａｂ、Ｄｃｄ（領域Ｂ））場合には、迷光はＲａｄ方向に避けることが望ましい。このため、図３０の受光部ａｂ１、ｃｄ１のように受光部をＴａｎ方向に並べてＲａｄ方向に迷光を避けることで、迷光の影響を最小限に抑えることが可能となる。
【０１５４】
以上のように、受光部を図２９のように配置することで効果的に信号光と迷光を分離できるため、安定したトラッキング誤差信号を検出することが可能となる。
【０１５５】
次に偏光回折格子１１の効果について説明する。例えば、偏光回折格子１１を配置しない場合には、ＲＦ信号を検出するために、トラッキング誤差信号検出用の複数の受光部から得られた信号を加算する必要がある。それに対し、本実施例のように偏光回折格子１１でＲＦ信号とトラッキング誤差信号用の光ビームに分離することで、トラッキング誤差信号検出部とＲＦ信号検出部の受光部を分けることができることからＲＦ信号の受光部数を減らすことが可能となる。これにより、光ビームを電気信号に変換する際に発生するノイズが低減できる。さらに受光部ｉａ１とｉｂ２とｉｃ２を結線し、受光部ｉａ２、ｉｂ１、ｉｃ１を結線してから電気信号に変換することでさらなるノイズ低減も可能である。ノイズ低減は、多層ディスクでのＳ／Ｎの観点から非常に有利となる。このように、本発明のように２つの偏光回折格子を配置することで、安定したＲＦ信号およびトラッキング誤差信号を検出することが可能となる。
【０１５６】
本実施例では、偏光回折格子１２は図１２で説明を行ったが、これには限定されず、例えば図１５（ａ）、（ｂ）のようなパターンであっても同様の効果が得られることは言うまでもない。また、偏光回折格子１２は、回折格子上での信号光の有効径外の迷光を排除する目的で、図９のように回折格子に領域Ｚを構成しても同様の効果が得られることは言うまでもない。このとき、領域Ｚに入射した光は受光部に入射しない構成となっており、領域Ｚは格子構造であっても良いし、多層膜のミラーであっても良いし、フィルタであっても良い。また、ここでは２層で説明を行ったが、２層以上の光ディスクであっても同様の効果が得られることは言うまでもない。また、球面収差補正方式については限定されないことは言うまでもない。さらに、本実施例では、偏光回折格子を２つ配置したが、同じ機能を有する１つの素子を配置したとしても同じ効果が得られることは言うまでもない。
【０１５７】
また、本実施例の受光部配置は一例であり、片方の偏光回折格子で再生信号とサーボ信号用の光ビームに分離し、もう片方の偏光回折格子で１つのビームをサーボ用に分離する構成となっていれば、同様の効果があることは言うまでもない。また、回折格子の中心に対してＲａｄ方向にある領域を回折した迷光は、Ｒａｄ方向に分離し、回折格子の中心に対してＴａｎ方向にある領域を回折した迷光は、Ｔａｎ方向に分離する構成であれば、同様の効果が得られることは言うまでもなく、例えば、図３１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）のような受光部配置であっても良いことは言うまでもない。さらに、受光部同士は接している必要はない。そして、−１次回折光などの不要な回折光が発生する場合においては、その不要回折光が入射しないよう受光部同士を離してもよい。
本実施例では領域Ｄｉの回折光については明記しなかったが、例えば、それを利用して、球面収差誤差信号などの他のサーボ信号や調整用の信号を検出しても良いし、再生信号として検出しても良い。さらに、受光部を結線することで光ピックアップ装置からの出力信号を少なくしても良いことは言うまでもない。そして、光検出器のＲＦ信号およびトラッキング誤差信号の受光部を正方形で示したが、正方形でなく長方形や別の形であっても良いことは言うまでもない。
【実施例１０】
【０１５８】
図３２は本発明の第１０の実施例に係る光ピックアップ装置の光検出器の受光部を示したものである。実施例４との違いは、偏光回折格子１２の回折効率と光検出器１０の受光部配置が異なっていることであり、それ以外は実施例４と同様の構成である。
【０１５９】
図１７は、偏光回折格子１１と偏光回折格子１２の特性を示した図である。（ａ）は偏光回折格子１１、（ｂ）は偏光回折格子１２を示している。まず、偏光回折格子１１は、所定の直線偏光（直線偏光Ｘ）の光ビームにのみ回折する特性となっており、直線偏光Ｘと直交した偏光（直線偏光Ｚ）の光ビームは透過する特性となっている。また、偏光回折格子１１はホログラム素子となっており、回折光に所定のデフォーカスが加えられる。さらに、偏光回折格子１１は直線偏光Ｚの光ビームにのみ回折する特性となっており、直線偏光Ｘの光ビームは透過する特性となっている。ここで、偏光回折格子１１の回折効率は＋１次回折光：０次回折光：−１次回折光＝１：０：１、偏光回折格子１２の回折効率は＋１次回折光：０次回折光：−１次回折光＝１：０：０であるとする。このため、ビームスプリッタ５２を透過した光ビームは、偏光回折格子１１によって直線偏光Ｘと直線偏光Ｚの成分に分離される。直線偏光Ｘの成分は回折され、±１次回折光となる。また、直線偏光Ｚの成分は偏光回折格子１１を透過する。そして、偏光回折格子１１を透過した直線偏光Ｚの光ビームは、偏光回折格子１２によって回折され、＋１次回折光となる。それに対し、偏光回折格子１１によって回折された直線偏光Ｘの光ビームは、偏光回折格子１２を透過する構成となっている。例えば、ここでビームスプリッタ５２を透過した光ビームの偏光成分を直線偏光Ｘと直線偏光Ｚの成分に分離したときに、直線偏光Ｘの光量と直線偏光Ｚの光量の比が８：２であるとする。
【０１６０】
偏光回折格子１１は、通常の偏光回折格子であり格子溝ピッチ、格子溝方向が１つの偏光回折格子である。それに対し、偏光回折格子１２は、格子溝ピッチ、格子溝方向の異なる複数の領域を有しており、図３のような実施例１と同様のパターンになっている。図中の実線は領域の境界線を示し、２点鎖線は光ビームの有効径を示し、斜線部は光ディスクのトラックによって回折された０次回折光と±１次回折光との干渉領域を示している。偏光回折格子１２は、ディスク上のトラックを回折した回折光の０次回折光のみが入射する領域Ｄｅ、Ｄｆ、Ｄｇ、Ｄｈ（領域Ａ）と、回折光の０次回折光、±１次回折光が入射する領域Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃ、Ｄｄ（領域Ｂ）と、領域Ｄｉ（領域Ｃ）で形成されている。
【０１６１】
このような回折格子に対し、光検出器１０は図３２のような受光部配置になっている。図中の黒点は信号光を示しており、受光部ｉａ１、ｉｂ１、ｉｃ１、ｉａ２、ｉｂ２、ｉｃ２は、スポットサイズ方式によるフォーカス誤差信号検出受光部となっている。
【０１６２】
偏光回折格子１１を透過した直線偏光Ｚの光ビームは、偏光回折格子１２を回折する。回折格子領域Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃ、Ｄｄを回折した＋１次回折光はそれぞれ、受光部ａ１、ｂ１、ｃ１、ｄ１に入射する。回折格子領域Ｄｅ、Ｄｆを回折した＋１次回折光は、受光部ｅｆ１に入射し、回折格子領域Ｄｇ、Ｄｈを回折した＋１次回折光は、受光部ｇｈ１に入射する。また、偏光回折格子１１を回折した±１次回折光は、回折格子によって所定のデフォーカスが加えられ、受光部ｉａ１、ｉｂ１、ｉｃ１とｉａ２、ｉｂ２、ｉｃ２にデフォーカスした状態で入射する。ここで、受光部ｉａ１、ｉｂ１、ｉｃ１に入射する光ビームとｉａ２、ｉｂ２、ｉｃ２に入射する光ビームのデフォーカス方向が異なるためにフォーカス誤差信号が検出できるのである。スポットサイズ方式に関しては公知のため、説明は省略する。
【０１６３】
受光部ａ１、ｂ１、ｃ１、ｄ１、ｅｆ１、ｇｈ１、ｉａ１、ｉｂ１、ｉｃ１、ｉａ２、ｉｂ２、ｉｃ２から得られたＡ１、Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１、ＥＦ１、ＧＨ１、ＩＡ１、ＩＢ１、ＩＣ１、ＩＡ２、ＩＢ２、ＩＣ２の信号を以下の演算式により、フォーカス誤差信号（ＦＥＳ）、トラッキング誤差信号（ＴＥＳ）、ＲＦ信号（ＲＦ）を生成する。
【０１６４】
【数８】
2011238316.tif 000013
なお、ｋは対物レンズが変位した際にトラッキング誤差信号でＤＣ成分を発生させないようにする係数である。
【０１６５】
図３３に２層ディスク記録／再生時の信号光と他層からの迷光の関係を示す。図中の黒点が信号光、斜線部が他層からの迷光となっており、（ａ）はＬ０記録／再生時、（ｂ）はＬ１記録／再生時を示している。
【０１６６】
図３３より、受光部ｉａ１、ｉｂ１、ｉｃ１とｉａ２、ｉｂ２、ｉｃ２に入射する光ビーム以外は、受光部上で信号光と他層からの迷光が重なりあっていないことがわかる。これにより、安定したトラッキング誤差信号を検出することが可能となる。ここで、受光部ｉａ１、ｉｂ１、ｉｃ１とｉａ２、ｉｂ２、ｉｃ２から検出された信号ＩＡ１、ＩＢ１、ＩＣ１とＩＡ２、ＩＢ２、ＩＣ２は、トラッキング誤差信号の検出に使用せず、フォーカス誤差信号および再生信号に用いているだけなので迷光があっても実用上問題とならない。
【０１６７】
実施例１でも説明したように、光ビーム中心１５に対して回折格子の領域がＴａｎ方向に離れている（領域Ｄｈ、Ｄｅ、Ｄｆ、Ｄｇ（領域Ａ））場合には、迷光はＴａｎ方向に避けることが望ましい。このため、図３３の受光部ｅｆ１、ｇｈ１のように受光部をＲａｄ方向に並べてＴａｎ方向に迷光を避けることで、対物レンズがＲａｄ方向に変位した場合であっても迷光は受光部に入射しない。
【０１６８】
また、光ビーム中心１５に対して回折格子の領域がＲａｄ方向に離れている（領域Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃ、Ｄｄ（領域Ｂ））場合には、迷光はＲａｄ方向に避けることが望ましい。このため、図３３の受光部ａ１、ｂ１および受光部ｃ１、ｄ１のように受光部をＴａｎ方向に並べてＲａｄ方向に迷光を避けることで、迷光の影響を最小限に抑えることが可能となる。
【０１６９】
以上のように、受光部を図３２のように配置することで効果的に信号光と迷光を分離できるため、安定したトラッキング誤差信号を検出することが可能となる。
【０１７０】
次に偏光回折格子１１の効果について説明する。例えば、偏光回折格子１１を配置しない場合には、ＲＦ信号を検出するために、トラッキング誤差信号検出用の複数の受光部から得られた信号を加算する必要がある。それに対し、本実施例のように偏光回折格子１１でＲＦ信号とトラッキング誤差信号用の光ビームに分離することで、トラッキング誤差信号検出部とＲＦ信号検出部の受光部を分けることができることからＲＦ信号の受光部数を減らすことが可能となる。これにより、光ビームを電気信号に変換する際に発生するノイズが低減できる。さらに受光部ｉａ１とｉｂ２とｉｃ２を結線し、受光部ｉａ２、ｉｂ１、ｉｃ１を結線してから電気信号に変換することでさらなるノイズ低減も可能である。ノイズ低減は、多層ディスクでのＳ／Ｎの観点から非常に有利となる。このように、本発明のように２つの偏光回折格子を配置することで、安定したＲＦ信号およびトラッキング誤差信号を検出することが可能となる。
本実施例では、偏光回折格子１２は図３で説明を行ったが、これには限定されず、例えば図８（ａ）、（ｂ）のようなパターンであっても同様の効果が得られることは言うまでもない。また、偏光回折格子１２は、回折格子上での信号光の有効径外の迷光を排除する目的で、図９のように回折格子に領域Ｚを構成しても同様の効果が得られることは言うまでもない。このとき、領域Ｚに入射した光は受光部に入射しない構成となっており、領域Ｚは格子構造であっても良いし、多層膜のミラーであっても良いし、フィルタであっても良い。また、ここでは２層で説明を行ったが、２層以上の光ディスクであっても同様の効果が得られることは言うまでもない。また、球面収差補正方式については限定されないことは言うまでもない。さらに、本実施例では、偏光回折格子を２つ配置したが、同じ機能を有する１つの素子を配置したとしても同じ効果が得られることは言うまでもない。
【０１７１】
また、本実施例の受光部配置は一例であり、片方の偏光回折格子で再生信号とサーボ信号用の光ビームに分離し、もう片方の偏光回折格子で１つのビームをサーボ用に分離する構成となっていれば、同様の効果があることは言うまでもない。また、回折格子の中心に対してＲａｄ方向にある領域を回折した迷光は、Ｒａｄ方向に分離し、回折格子の中心に対してＴａｎ方向にある領域を回折した迷光は、Ｔａｎ方向に分離する構成であれば、同様の効果が得られることは言うまでもない。さらに、受光部同士は接している必要はない。そして、−１次回折光などの不要な回折光が発生する場合においては、その不要回折光が入射しないよう受光部同士を離してもよい。
【０１７２】
本実施例では領域Ｄｉの回折光については明記しなかったが、例えば、それを利用して、球面収差誤差信号などの他のサーボ信号や調整用の信号を検出しても良いし、再生信号として検出しても良い。さらに、受光部を結線することで光ピックアップ装置からの出力信号を少なくしても良いことは言うまでもない。そして、光検出器のＲＦ信号およびトラッキング誤差信号の受光部を正方形で示したが、正方形でなく長方形や別の形であっても良いことは言うまでもない。
【実施例１１】
【０１７３】
図３４は本発明の第１１の実施例に係る光ピックアップ装置の光検出器の受光部を示したものである。実施例４との違いは、偏光回折格子１２のパターンおよび回折効率、光検出器１０の受光部配置が異なっていることであり、それ以外は実施例４と同様の構成である。
【０１７４】
図１７は、偏光回折格子１１と偏光回折格子１２の特性を示した図である。（ａ）は偏光回折格子１１、（ｂ）は偏光回折格子１２を示している。まず、偏光回折格子１１は、所定の直線偏光（直線偏光Ｘ）の光ビームにのみ回折する特性となっており、直線偏光Ｘと直交した偏光（直線偏光Ｚ）の光ビームは透過する特性となっている。また、偏光回折格子１１はホログラム素子となっており、回折光に所定のデフォーカスが加えられる。さらに、偏光回折格子１１は直線偏光Ｚの光ビームにのみ回折する特性となっており、直線偏光Ｘの光ビームは透過する特性となっている。ここで、偏光回折格子１１の回折効率は＋１次回折光：０次回折光：−１次回折光＝１：０：１、偏光回折格子１２の回折効率は＋１次回折光：０次回折光：−１次回折光＝１：０：０であるとする。このため、ビームスプリッタ５２を透過した光ビームは、偏光回折格子１１によって直線偏光Ｘと直線偏光Ｚの成分に分離される。直線偏光Ｘの成分は回折され、±１次回折光となる。また、直線偏光Ｚの成分は偏光回折格子１１を透過する。そして、偏光回折格子１１を透過した直線偏光Ｚの光ビームは、偏光回折格子１２によって回折され、＋１次回折光となる。それに対し、偏光回折格子１１によって回折された直線偏光Ｘの光ビームは、偏光回折格子１２を透過する構成となっている。例えば、ここでビームスプリッタ５２を透過した光ビームの偏光成分を直線偏光Ｘと直線偏光Ｚの成分に分離したときに、直線偏光Ｘの光量と直線偏光Ｚの光量の比が８：２であるとする。
【０１７５】
偏光回折格子１１は、通常の偏光回折格子であり格子溝ピッチ、格子溝方向が１つの偏光回折格子である。それに対し、偏光回折格子１２は、格子溝ピッチ、格子溝方向の異なる複数の領域を有しており、図１２のような実施例３と同様のパターンになっている。図中の実線は領域の境界線を示し、２点鎖線は光ビームの有効径を示し、斜線部は光ディスクのトラックによって回折された０次回折光と±１次回折光との干渉領域を示している。偏光回折格子１２は、ディスク上のトラックを回折した回折光の０次回折光のみが入射する領域Ｄｅ、Ｄｆ、Ｄｇ、Ｄｈ（領域Ａ）と、回折光の０次回折光、±１次回折光が入射する領域Ｄａｂ、Ｄｃｄ（領域Ｂ）と、領域Ｄｉ（領域Ｃ）で形成されている。
【０１７６】
このような回折格子に対し、光検出器１０は図３４のような受光部配置になっている。図中の黒点は信号光を示しており、受光部ｉａ１、ｉｂ１、ｉｃ１、ｉａ２、ｉｂ２、ｉｃ２は、スポットサイズ方式によるフォーカス誤差信号検出受光部となっている。
【０１７７】
偏光回折格子１１を透過した直線偏光Ｚの光ビームは、偏光回折格子１２を回折する。回折格子領域Ｄａｂ、Ｄｃｄを回折した＋１次回折光はそれぞれ、受光部ａｂ１、ｃｄ１に入射する。回折格子領域Ｄｅ、Ｄｆを回折した＋１次回折光は、受光部ｅｆ１に入射し、回折格子領域Ｄｇ、Ｄｈを回折した＋１次回折光は、受光部ｇｈ１に入射する。また、偏光回折格子１１を回折した±１次回折光は、回折格子によって所定のデフォーカスが加えられ、受光部ｉａ１、ｉｂ１、ｉｃ１とｉａ２、ｉｂ２、ｉｃ２にデフォーカスした状態で入射する。ここで、受光部ｉａ１、ｉｂ１、ｉｃ１に入射する光ビームとｉａ２、ｉｂ２、ｉｃ２に入射する光ビームのデフォーカス方向が異なるためにフォーカス誤差信号が検出できるのである。スポットサイズ方式に関しては公知のため、説明は省略する。
【０１７８】
受光部ａｂ１、ｃｄ１、ｅｆ１、ｇｈ１、ｉａ１、ｉｂ１、ｉｃ１、ｉａ２、ｉｂ２、ｉｃ２から得られたＡＢ１、ＣＤ１、ＥＦ１、ＧＨ１、ＩＡ１、ＩＢ１、ＩＣ１、ＩＡ２、ＩＢ２、ＩＣ２の信号を以下の演算式により、フォーカス誤差信号（ＦＥＳ）、トラッキング誤差信号（ＴＥＳ）、ＲＦ信号（ＲＦ）を生成する。
【０１７９】
【数９】
2011238316.tif 000014
なお、ｋは対物レンズが変位した際にトラッキング誤差信号でＤＣ成分を発生させないようにする係数である。
【０１８０】
図３５に２層ディスク記録／再生時の信号光と他層からの迷光の関係を示す。図中の黒点が信号光、斜線部が他層からの迷光となっており、（ａ）はＬ０記録／再生時、（ｂ）はＬ１記録／再生時を示している。
【０１８１】
図３５より、受光部ｉａ１、ｉｂ１、ｉｃ１とｉａ２、ｉｂ２、ｉｃ２に入射する光ビーム以外は、受光部上で信号光と他層からの迷光が重なりあっていないことがわかる。これにより、安定したトラッキング誤差信号を検出することが可能となる。ここで、受光部ｉａ１、ｉｂ１、ｉｃ１とｉａ２、ｉｂ２、ｉｃ２から検出された信号ＩＡ１、ＩＢ１、ＩＣ１とＩＡ２、ＩＢ２、ＩＣ２は、トラッキング誤差信号の検出に使用せず、フォーカス誤差信号および再生信号に用いているだけなので迷光があっても実用上問題とならない。
【０１８２】
実施例１でも説明したように、光ビーム中心１５に対して回折格子の領域がＴａｎ方向に離れている（領域Ｄｈ、Ｄｅ、Ｄｆ、Ｄｇ（領域Ａ））場合には、迷光はＴａｎ方向に避けることが望ましい。このため、図３５の受光部ｅｆ１、ｇｈ１のように受光部をＲａｄ方向に並べてＴａｎ方向に迷光を避けることで、対物レンズがＲａｄ方向に変位した場合であっても迷光は受光部に入射しない。
【０１８３】
また、光ビーム中心１５に対して回折格子の領域がＲａｄ方向に離れている（領域Ｄａｂ、Ｄｃｄ（領域Ｂ））場合には、迷光はＲａｄ方向に避けることが望ましい。このため、図３５の受光部ａｂ１、ｃｄ１のように受光部をＴａｎ方向に並べてＲａｄ方向に迷光を避けることで、迷光の影響を最小限に抑えることが可能となる。
【０１８４】
以上のように、受光部を図３４のように配置することで効果的に信号光と迷光を分離できるため、安定したトラッキング誤差信号を検出することが可能となる。
【０１８５】
次に偏光回折格子１１の効果について説明する。例えば、偏光回折格子１１を配置しない場合には、ＲＦ信号を検出するために、トラッキング誤差信号検出用の複数の受光部から得られた信号を加算する必要がある。それに対し、本実施例のように偏光回折格子１１でＲＦ信号とトラッキング誤差信号用の光ビームに分離することで、トラッキング誤差信号検出部とＲＦ信号検出部の受光部を分けることができることからＲＦ信号の受光部数を減らすことが可能となる。これにより、光ビームを電気信号に変換する際に発生するノイズが低減できる。さらに受光部ｉａ１とｉｂ２とｉｃ２を結線し、受光部ｉａ２、ｉｂ１、ｉｃ１を結線してから電気信号に変換することでさらなるノイズ低減も可能である。ノイズ低減は、多層ディスクでのＳ／Ｎの観点から非常に有利となる。このように、本発明のように２つの偏光回折格子を配置することで、安定したＲＦ信号およびトラッキング誤差信号を検出することが可能となる。
【０１８６】
本実施例では、偏光回折格子１２は図１２で説明を行ったが、これには限定されず、例えば図１５（ａ）、（ｂ）のようなパターンであっても同様の効果が得られることは言うまでもない。また、偏光回折格子１２は、回折格子上での信号光の有効径外の迷光を排除する目的で、図９のように回折格子に領域Ｚを構成しても同様の効果が得られることは言うまでもない。このとき、領域Ｚに入射した光は受光部に入射しない構成となっており、領域Ｚは格子構造であっても良いし、多層膜のミラーであっても良いし、フィルタであっても良い。また、ここでは２層で説明を行ったが、２層以上の光ディスクであっても同様の効果が得られることは言うまでもない。また、球面収差補正方式については限定されないことは言うまでもない。さらに、本実施例では、偏光回折格子を２つ配置したが、同じ機能を有する１つの素子を配置したとしても同じ効果が得られることは言うまでもない。
【０１８７】
また、本実施例の受光部配置は一例であり、片方の偏光回折格子で再生信号とサーボ信号用の光ビームに分離し、もう片方の偏光回折格子で１つのビームをサーボ用に分離する構成となっていれば、同様の効果があることは言うまでもない。また、回折格子の中心に対してＲａｄ方向にある領域を回折した迷光は、Ｒａｄ方向に分離し、回折格子の中心に対してＴａｎ方向にある領域を回折した迷光は、Ｔａｎ方向に分離する構成であれば、同様の効果が得られることは言うまでもない。そして、−１次回折光などの不要な回折光が発生する場合においては、その不要回折光が入射しないよう受光部同士を離してもよい。
【０１８８】
本実施例では領域Ｄｉの回折光については明記しなかったが、例えば、それを利用して、球面収差誤差信号などの他のサーボ信号や調整用の信号を検出しても良いし、再生信号として検出しても良い。さらに、受光部を結線することで光ピックアップ装置からの出力信号を少なくしても良いことは言うまでもない。そして、光検出器のＲＦ信号およびトラッキング誤差信号の受光部を正方形で示したが、正方形でなく長方形や別の形であっても良いことは言うまでもない。
【実施例１２】
【０１８９】
実施例１２では、光ピックアップ装置１７０を搭載した、光学的再生装置について説明する。図３６は光学的再生装置の概略構成である。光ピックアップ装置１７０は、光ディスク１００のＲａｄ方向に沿って駆動できる機構が設けられており、アクセス制御回路１７２からのアクセス制御信号に応じて位置制御される。
【０１９０】
レーザ点灯回路１７７からは所定のレーザ駆動電流が光ピックアップ装置１７０内の半導体レーザに供給され、半導体レーザからは再生に応じて所定の光量でレーザ光が出射される。なお、レーザ点灯回路１７７は光ピックアップ装置１７０内に組み込むこともできる。
【０１９１】
光ピックアップ装置１７０内の光検出器１０から出力された信号は、サーボ信号生成回路１７４および情報信号再生回路１７５に送られる。サーボ信号生成回路１７４では前記光検出器１０からの信号に基づいてフォーカス誤差信号、トラッキング誤差信号ならびにチルト制御信号などのサーボ信号が生成され、これを基にアクチュエータ駆動回路１７３を経て光ピックアップ装置１７０内のアクチュエータを駆動して、対物レンズの位置制御がなされる。
【０１９２】
前記情報信号再生回路１７５では、前記光検出器１０からの信号に基づいて光ディスク１００に記録されている情報信号が再生される。
【０１９３】
前記サーボ信号生成回路１７４および情報信号再生回路１７５で得られた信号の一部はコントロール回路１７６に送られる。このコントロール回路１７６にはスピンドルモータ駆動回路１７１、アクセス制御回路１７２、サーボ信号生成回路１７４、レーザ点灯回路１７７、球面収差補正素子駆動回路１７９などが接続され、光ディスク１００を回転させるスピンドルモータ１８０の回転制御、アクセス方向およびアクセス位置の制御、対物レンズのサーボ制御、光ピックアップ装置１７０内の半導体レーザ発光光量の制御、ディスク基板厚さの違いによる球面収差の補正などが行われる。
【実施例１３】
【０１９４】
実施例１３では、光ピックアップ装置１７０を搭載した、光学的記録再生装置について説明する。図３７は光学的記録再生装置の概略構成である。この装置で前記図３６に説明した光学的情報記録再生装置と相違する点は、コントロール回路１７６とレーザ点灯回路１７７の間に情報信号記録回路１７８を設け、情報信号記録回路１７８からの記録制御信号に基づいてレーザ点灯回路１７７の点灯制御を行って、光ディスク１００へ所望の情報を書き込む機能が付加されている点である。
【０１９５】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【０１９６】
２：対物レンズ、５：アクチュエータ、１０：光検出器、１１：偏光回折格子、１２：偏光回折格子、５０：半導体レーザ、５１：コリメートレンズ、５２：ビームスプリッタ、５３：フロントモニタ、５４：ビームエキスパンダ、５５：立ち上げミラー、５６：１／４波長板、１７０：光ピックアップ装置、１７１：スピンドルモータ駆動回路、１７２：アクセス制御回路、１７３：アクチュエータ駆動回路、１７４：サーボ信号生成回路、１７５：情報信号再生回路、１７６：コントロール回路、１７７：レーザ点灯回路、１７８：情報記録回路、１７９：球面収差補正素子駆動回路、１８０：スピンドルモータ、Ｄａ〜Ｄｉ：回折格子領域、Ｄａｂ、Ｄｃｄ：回折格子領域、ａ１〜ｈ１、ａ２〜ｈ２、ｒ〜ｖ、ｒｅ、ｓｅ、ｔｇ、ｕｇ、ｔｆ、ｕｆ、ｒｈ、ｓｈ、ｉａ１、ｉｂ１、ｉｃ１、ｉａ２、ｉｂ２、ｉｃ2、ｉ１、ｉ２：受光部
【図１】
2011238316.tif 000015
【図２】
2011238316.tif 000016
【図３】
2011238316.tif 000017
【図４】
2011238316.tif 000018
【図５】
2011238316.tif 000019
【図６】
2011238316.tif 000020
【図７】
2011238316.tif 000021
【図８】
2011238316.tif 000022
【図９】
2011238316.tif 000023
【図１０】
2011238316.tif 000024
【図１１】
2011238316.tif 000025
【図１２】
2011238316.tif 000026
【図１３】
2011238316.tif 000027
【図１４】
2011238316.tif 000028
【図１５】
2011238316.tif 000029
【図１６】
2011238316.tif 000030
【図１７】
2011238316.tif 000031
【図１８】
2011238316.tif 000032
【図１９】
2011238316.tif 000033
【図２０】
2011238316.tif 000034
【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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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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