(57)【要約】  光ピックアップ及びこれを採用した記録及び／または再生装置が開示される。該光ピックアップは、光を出射する光源と、複数の記録層を有する光情報記録媒体上で出射された光を集束させる対物レンズと、入射光の進路を変換する偏光依存型光路変換器と、光情報記録媒体から反射される信号光を受光して信号を検出する光検出器と、反射される信号光の光路上で、信号光の隣接層から反射されたノイズ光と重畳する部分の少なくとも一部分で光の偏光状態を変更させ、受光面での信号光とノイズ光との干渉を減少させる偏光素子とを含む。
2011502325.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を出射する光源と、
出射された光を複数の記録層を有する光情報記録媒体上で集束させる対物レンズと、
入射光の偏光によって入射光の進路を変換する偏光依存型光路変換器と、
前記光情報記録媒体から反射される光を受光して信号を検出する光検出器と、
前記光情報記録媒体から反射され、前記対物レンズを通過して前記光検出器に進む信号光の光路上で、前記信号光の隣接層から反射された光と重畳する部分の少なくとも一部分で光の偏光状態を変更させ、受光面での前記信号光と隣接層から反射されたノイズ光との干渉を減少させる偏光素子とを含む、複数の記録層を有する光情報記録媒体に／から情報を記録及び／または再生する記録及び／または再生装置の光ピックアップ。
【請求項２】
前記偏光素子は、前記信号光の中心部分の偏光を変更させる偏光変更領域を具備することを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ。
【請求項３】
前記偏光変更領域は、１／２波長板としての役割を果たすか、またはランダム偏光器としての役割を果たすように設けられたことを特徴とする請求項２に記載の光ピックアップ。
【請求項４】
前記信号光は、前記光情報記録媒体から反射されつつ、０次回折光、−１次回折光及び＋１次回折光に回折され、０次回折光と＋１次回折光とが重畳した第１重畳領域と、０次回折光と−１次回折光とが重畳し、前記第１重畳領域から離隔された第２重畳領域と、０次回折光だけからなる非重畳領域とを含み、
前記偏光素子は、前記信号光の非重畳領域の中心部分に対応する領域を通過する光の偏光を変更させるように設けられたことを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ。
【請求項５】
前記偏光素子は、前記信号光の非重畳領域の中心部分に対応する領域を通過する０次回折光の偏光を変更させる偏光変更領域を具備することを特徴とする請求項４に記載の光ピックアップ。
【請求項６】
前記偏光変更領域は、１／２波長板としての役割を果たすか、またはランダム偏光器としての役割を果たすように設けられたことを特徴とする請求項５に記載の光ピックアップ。
【請求項７】
前記光検出器は、
前記信号光の非重畳領域の中心部分を検出する第１受光部と、
前記第１重畳領域を含む部分を検出する第２受光部と、
前記第２重畳領域を含む部分を検出する第３受光部と、
前記第１受光部ないし第３受光部の一側の前記信号光の第１残り部分を、第１分割線で二分割して検出する第４受光部及び第５受光部と、
前記第１受光部ないし第３受光部の他側の前記信号光の第２残り部分を、前記第１分割線と一直線上の第２分割線で二分割して検出する第６受光部及び第７受光部とを含み、
前記第２受光部、前記第４受光部及び前記第６受光部は、一列に配され、前記第３受光部、前記第５受光部及び前記第７受光部は、一列に配されたことを特徴とする請求項４に記載の光ピックアップ。
【請求項８】
前記第２受光部は、第３分割線で二分割され、前記第３受光部は、第４分割線で二分割され、前記第３分割線及び第４分割線は、それぞれ前記第１分割線及び第２分割線とクロスされ、前記光検出器は、九分割構造を有することを特徴とする請求項７に記載の光ピックアップ。
【請求項９】
前記第１受光部は、前記第１分割線及び第２分割線と一致する分割線と、前記第３分割線及び第４分割線と一致する分割線とによって四分割されたことを特徴とする請求項８に記載の光ピックアップ。
【請求項１０】
前記一列配置方向への前記第１受光部の幅は、前記第２受光部及び第３受光部の幅より狭いことを特徴とする請求項７に記載の光ピックアップ。
【請求項１１】
前記一列配置方向への前記第１受光部の幅は、前記第２受光部及び第３受光部の幅と一致するか、または大きいことを特徴とする請求項７に記載の光ピックアップ。
【請求項１２】
前記光情報記録媒体は、ブルーレイディスクであることを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ。
【請求項１３】
光情報記録媒体からデータを記録及び／または再生する光ピックアップを具備し、
前記光ピックアップは、
光を出射する光源と、
前記出射された光を前記光情報記録媒体に集束する対物レンズと、
入射光の偏光によって入射光の進路を透過したり変更する偏光依存型光路変換器と、
前記光情報記録媒体の信号層上に集束された光の反射によって発生した信号光を検出する光検出器と、
前記光情報記録媒体から反射され、前記対物レンズを通過して前記光検出器に進む信号光の光路上で、前記信号光の信号層の隣接層から反射されたノイズ光と重畳する部分の少なくとも一部分で信号光の偏光状態を変更させ、受光面での前記信号光と隣接層から反射されたノイズ光との干渉を減少させる偏光素子とを含む、複数の記録層を有する光情報記録媒体に／から情報を記録及び／または再生する記録及び／または再生装置。
【請求項１４】
前記光ピックアップは、前記光情報記録媒体のラジアル方向に可動することを特徴とする請求項１３に記載の記録及び／または再生装置。
【請求項１５】
光情報記録媒体を回転させるスピンドルモータと、
前記スピンドルモータと光ピックアップとを駆動するための駆動部と、
前記光ピックアップのフォーカス，トラックサーボを制御するための制御部とを含むことを特徴とする請求項１３に記載の記録及び／または再生装置。
【請求項１６】
前記信号光は、前記光情報記録媒体から反射されつつ、０次回折光、−１次回折光及び＋１次回折光に回折され、０次回折光と＋１次回折光とが重畳した第１重畳領域と、０次回折光と−１次回折光とが重畳し、前記第１重畳領域から離隔された第２重畳領域と、０次回折光だけからなる非重畳領域とを含み、
前記偏光素子は、前記信号光の非重畳領域の中心部分に対応する領域を通過する０次回折光の偏光を変更させるように設けられたことを特徴とする請求項１３に記載の記録及び／または再生装置。
【請求項１７】
前記偏光素子は、前記信号光の非重畳領域の中心部分に対応する領域を通過する０次回折光の偏光を変更させる偏光変更領域を具備することを特徴とする請求項１６に記載の記録及び／または再生装置。
【請求項１８】
前記偏光変更領域は、１／２波長板としての役割を果たすか、またはランダム偏光器としての役割を果たすように設けられたことを特徴とする請求項１７に記載の記録及び／または再生装置。
【請求項１９】
前記光検出器は、
前記信号光の非重畳領域の中心部分を検出する第１受光部と、
前記第１重畳領域を含む部分を検出する第２受光部と、
前記第２重畳領域を含む部分を検出する第３受光部と、
前記第１受光部ないし第３受光部の一側の前記信号光の第１残り部分を、第１分割線で二分割して検出する第４受光部及び第５受光部と、
前記第１受光部ないし第３受光部の他側の前記信号光の第２残り部分を、前記第１分割線と一直線上の第２分割線で二分割して検出する第６受光部及び第７受光部とを含み、
前記第２受光部、前記第４受光部及び前記第６受光部は、第１列に配され、前記第３受光部、前記第５受光部及び前記第７受光部は、第２列に配されたことを特徴とする請求項１６に記載の記録及び／または再生装置。
【請求項２０】
前記光ピックアップの光検出器の検出信号からトラッキングエラー信号を検出するトラッキングエラー信号検出部をさらに含み、
前記トラッキングエラー信号検出部は、
前記第２受光部及び第３受光部の検出信号の第１差信号を検出する第１演算部と、
前記第４受光部及び第６受光部の検出信号の和信号と前記第５受光部及び第７受光部の検出信号の和信号との第２差信号を検出する第２演算部と、
前記第１演算部及び第２演算部で得られた第１差信号及び第２差信号の差信号を検出してトラッキングエラー信号を生成する第３演算部とを含むことを特徴とする請求項１９に記載の記録及び／または再生装置。
【請求項２１】
前記第１受光部ないし第７受光部の検出信号を合算し、情報再生信号を検出する再生信号検出部をさらに具備することを特徴とする請求項２０に記載の記録及び／または再生装置。
【請求項２２】
前記第２受光部は、第３分割線で二分割され、前記第３受光部は、第４分割線で二分割され、前記第３分割線及び第４分割線は、それぞれ前記第１分割線及び第２分割線とクロスされ、前記光検出器は、九分割構造を有することを特徴とする請求項１９に記載の記録及び／または再生装置。
【請求項２３】
前記光ピックアップの光検出器の検出信号からトラッキングエラー信号を検出する第１トラッキングエラー信号検出部を含み、
前記第１トラッキングエラー信号検出部は、
前記第２受光部及び第３受光部の検出信号の第１差信号を検出する第１演算部と、
前記第４受光部及び第６受光部の検出信号の和信号と前記第５受光部及び第７受光部の検出信号の和信号との第２差信号を検出する第２演算部と、
前記第１演算部及び第２演算部で得られた第１差信号及び第２差信号の差信号を検出して第１トラッキングエラー信号を生成する第３演算部とを含むことを特徴とする請求項２２に記載の記録及び／または再生装置。
【請求項２４】
前記光ピックアップの光検出器の検出信号からトラッキングエラー信号を検出する第２トラッキングエラー信号検出部をさらに含み、
前記第２トラッキングエラー信号検出部は、
前記第２受光部の第１分割領域とこれに隣接した第４受光部との検出信号の和信号、第２受光部の第２分割領域とこれに隣接した第６受光部との検出信号の和信号、第３受光部の第１分割領域とこれに隣接した第５受光部との検出信号の和信号、第３受光部の第２分割領域とこれに隣接した第７受光部との検出信号の和信号から、差動位相差信号を検出することを特徴とする請求項２３に記載の記録及び／または再生装置。
【請求項２５】
前記第１受光部ないし第７受光部の検出信号を合算し、情報再生信号を検出する再生信号検出部をさらに含むことを特徴とする請求項２３に記載の記録及び／または再生装置。
【請求項２６】
前記第２受光部の第１分割領域とこれに隣接した第４受光部との検出信号、第２受光部の第２分割領域とこれに隣接した第６受光部との検出信号、第３受光部の第１分割領域とこれに隣接した第５受光部との検出信号、第３受光部の第２分割領域とこれに隣接した第７受光部との検出信号から、フォーカスエラー信号を検出するフォーカスエラー信号検出部をさらに含むことを特徴とする請求項２５に記載の記録及び／または再生装置。
【請求項２７】
前記フォーカスエラー信号検出に利用される前記第２受光部ないし第７受光部の検出信号を利用し、差動位相差信号を検出する第２トラッキングエラー信号検出部をさらに含むことを特徴とする請求項２６に記載の記録及び／または再生装置。
【請求項２８】
前記第２受光部の第１分割領域とこれに隣接した第４受光部との検出信号の第１和信号、第２受光部の第２分割領域とこれに隣接した第６受光部との検出信号の第２和信号、第３受光部の第１分割領域とこれに隣接した第５受光部との検出信号の第３和信号、第３受光部の第２分割領域とこれに隣接した第７受光部との検出信号の第４和信号を検出する第１合算器ないし第４合算器をさらに具備し、
前記情報再生信号、前記フォーカスエラー信号、前記差動位相差信号のうち少なくとも一つは、前記第１和信号ないし第４和信号を利用して検出されることを特徴とする請求項２７に記載の記録及び／または再生装置。
【請求項２９】
前記第１受光部は、前記第１分割線及び第２分割線と出合う分割線、並びに前記第３分割線及び第４分割線と出合う分割線によって、４個の領域に分割されることを特徴とする請求項２２に記載の記録及び／または再生装置。
【請求項３０】
前記光ピックアップの光検出器の検出信号から第１トラッキングエラー信号を検出する第１トラッキングエラー信号検出部と、情報再生信号を検出する再生信号検出部と、フォーカスエラー信号を検出するフォーカスエラー信号検出部とをさらに含み、
前記第１トラッキングエラー信号検出部は、
前記第２受光部及び第３受光部の検出信号の第１差信号を検出する第１演算部と、
前記第４受光部及び第６受光部の検出信号の和信号と前記第５受光部及び第７受光部の検出信号の和信号との第２差信号を検出する第２演算部と、
前記第１演算部及び第２演算部で得られた第１差信号及び第２差信号の差信号を検出して第１トラッキングエラー信号を生成する第３演算部とを含み、
前記再生信号検出部は、前記第１受光部ないし第７受光部の検出信号を合算して情報再生信号を検出し、
前記フォーカスエラー信号検出部は、
前記第２受光部の第１分割領域と、これに隣接した第４受光部と、前記第１受光部の、前記第２受光部の前記第１分割領域と前記第４受光部とに隣接した第１分割領域との検出信号；前記第２受光部の第２分割領域と、これに隣接した第６受光部と、前記第１受光部の、前記第２受光部の第２分割領域と前記第６受光部とに隣接した第２分割領域との検出信号；前記第３受光部の第１分割領域と、これに隣接した第５受光部と、前記第１受光部の、前記第３受光部の第１分割領域と前記第５受光部とに隣接した第３分割領域との検出信号；前記第３受光部の第２分割領域と、これに隣接した第７受光部と、前記第１受光部の、前記第３受光部の第２分割領域と前記第７受光部とに隣接した第４分割領域との検出信号からフォーカスエラー信号を検出することを特徴とする請求項２９に記載の記録及び／または再生装置。
【請求項３１】
前記フォーカスエラー信号検出に利用される前記第１受光部ないし第７受光部の検出信号を利用し、差動位相差信号を検出する第２トラッキングエラー信号検出部をさらに含むことを特徴とする請求項３０に記載の記録及び／または再生装置。
【請求項３２】
前記第２受光部の第１分割領域と、これに隣接した第４受光部と、前記第１受光部の、前記第２受光部の第１分割領域と前記第４受光部とに隣接した第１分割領域との検出信号の第１和信号；前記第２受光部の第２分割領域と、これに隣接した第６受光部と、前記第１受光部の、前記第２受光部の第２分割領域と前記第６受光部とに隣接した第２分割領域との検出信号の第２和信号；前記第３受光部の第１分割領域と、これに隣接した第５受光部と、前記第１受光部の、前記第３受光部の第１分割領域と前記第５受光部とに隣接した第３分割領域との検出信号の第３和信号；前記第３受光部の第２分割領域と、これに隣接した第７受光部と、前記第１受光部の、前記第３受光部の第２分割領域と前記第７受光部とに隣接した第４分割領域との検出信号の第４和信号を検出する第１合算器ないし第４合算器をさらに具備し、
前記情報再生信号、前記フォーカスエラー信号、前記差動位相差信号のうち少なくとも一つは、前記第１和信号ないし第４和信号を利用して検出されることを特徴とする請求項３１に記載の記録及び／または再生装置。
【請求項３３】
前記第１重畳領域と前記非重畳領域との境界は、前記信号光の第１側に円弧によって限定され、前記第２重畳領域と前記非重畳領域との境界は、前記第１側に反対になる前記信号光の第２側に円弧によって限定されることを特徴とする請求項１６に記載の記録及び／または再生装置。
【請求項３４】
複数層の光情報記録媒体を記録及び／または再生するように対物レンズ及び光検出器を含み、
前記光情報記録媒体から反射され、前記対物レンズを通過して前記光検出器に進む信号光の光路上で、前記信号光の信号層の隣接層から反射されたノイズ光と重畳する部分の少なくとも一部分で信号光の偏光状態を変更させ、受光面での前記信号光と隣接層から反射されたノイズ光との干渉を減少させる偏光素子を含む光ピックアップ。
【請求項３５】
前記偏光素子は、前記信号光の中心部の偏光を変化させるように、偏光変更領域を含むことを特徴とする請求項３４に記載の光ピックアップ。
【請求項３６】
前記偏光変換領域は、１／２波長板としての役割を果たすか、またはランダム偏光器としての役割を果たすように設けられたことを特徴とする請求項３５に記載の光ピックアップ。
【請求項３７】
前記信号光は、前記光情報記録媒体から反射されつつ、０次回折光、−１次回折光及び＋１次回折光に回折され、０次回折光と＋１次回折光とが重畳した第１重畳領域と、０次回折光と−１次回折光とが重畳し、前記第１重畳領域から離隔された第２重畳領域と、０次回折光だけからなる非重畳領域とを含み、
前記偏光素子は、前記信号光の非重畳領域の中心部分に対応する領域を通過する０次回折光の偏光を変更させるように設けられたことを特徴とする請求項３４に記載の光ピックアップ。
【請求項３８】
前記偏光素子は、前記信号光の非重畳領域の中心部分に対応する領域を通過する０次回折光の偏光を変更させる偏光変更領域を具備することを特徴とする請求項３７に記載の光ピックアップ。
【請求項３９】
複数層の光情報記録媒体を記録及び／または再生するように対物レンズ及び光検出器を含む記録及び／または再生装置で、複数層の光情報記録媒体の信号層から反射された信号光と、前記信号層の隣接層から反射されたノイズ光との干渉を減らすように、
前記信号層から反射された後、前記光検出器で検出される前に、前記信号光の前記信号光が前記ノイズ光と重畳する少なくとも一部で、前記信号光の偏光状態を変更することを含む信号光とノイズ光との干渉を減らす方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多層光情報記録媒体に適用できる光ピックアップ及びこれを採用した光情報記録媒体システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
光情報記録媒体、例えば、光ディスクは、保存される情報の量によって、互いに異なる波長を有するレーザ光と、互いに異なる開口数（ＮＡ：numerical  aperture）を有する対物レンズとを使用する光記録／再生機器によって、記録／再生される。すなわち、光ディスクの容量が大きくなるほど、さらに短い波長の光源、あるいはさらに高い開口数の対物レンズが使われる。例えば、ＣＤ（compact  disc）の場合は、７８０ｎｍの波長光に、開口数０．４５の対物レンズを、ＤＶＤ（digital  versatile  disc）の場合は、普通６５０ｎｍの波長光に、開口数０．６の対物レンズを使用したが、ＢＤ（blu-ray  disc）の場合は、普通４０５ｎｍの波長光に、対物レンズの開口数は０．８５としている。
【０００３】
言い換えれば、レーザ光を対物レンズによって集束した光スポットと利用し、光ディスクに／から情報を記録／再生する光記録／再生機器での記録容量は、集光される光スポットのサイズに反比例する。また、集光スポットのサイズＳは、使用するレーザ光波長λと対物レンズの開口数ＮＡとによって、次の式（１）のように決定される。
【０００４】
Ｓ∝ｋ＊λ／ＮＡ      （１）
ここで、ｋは、光学系に依存する定数であって、普通１ないし２の間の値である。
【０００５】
従って、光ディスクの密度をさらに高めるためには、光ディスクに結ばれる光スポットのサイズＳを小さくせねばならないが、光スポットのサイズＳを小さくするためには、前記式（１）で示されているように、レーザ光の波長λを狭めたり、開口数ＮＡを増加させねばならない。
【０００６】
しかし、レーザ光の波長λを狭めるためには、高価な部品を使用せねばならず、対物レンズの開口数ＮＡを増加させようとすれば、焦点深度は、開口数ＮＡの自乗に減少し、コマ収差は、開口数ＮＡの三乗に増加するので、前記二種の方法で光スポットのサイズＳを小さくして光ディスク密度を高めるには限界があった。
【０００７】
ＤＶＤや、ＨＤ（high  definition）ＤＶＤ及びＢＤは、高密度記録媒体であるから、従来に比べて、多くの容量を有していることは事実であるが、光ディスクの容量増大への継続的な必要性によって、多数層の記録層を有する多層構造方式も使われている。従って、一方面または両面に、２層またはそれ以上の記録層を有する複数記録層の光ディスクは、単一記録層を有する場合に比べて、その記録容量を大きく増やすことができる。
【０００８】
このように、光記録／再生機器の容量増大のために、多層光ディスク採用が必要である。しかし、多層光ディスクを使用するとき、信号層、すなわち、再生／記録対象層以外の隣接層から反射される光が信号光と干渉を起こし、ノイズを発生させる問題が生じる。
【０００９】
書き込み可能型（recordable）光ディスクのトラッキング方式としては、偏心光ディスク再生時に発生するプッシュプル信号のオフセットを補正できる差動プッシュプル（ＤＰＰ：differential  push-pull）方式が一般的に採択される。一般的に、ＤＰＰ方式は、グレーティングを利用し、光を０次（メイン光）及び±１次光（サブ光）の３個に分離し、このとき分離された光の光量は、光利用効率側面を考慮し、−１次：０次：＋１次の比率をほぼ１：１０：１以上としている。
【００１０】
ところで、多数層の記録層を有する多層光ディスク、例えば、２層の記録層を有する２層光ディスク（dual layer optical disk）で、トラッキングエラー信号を検出するために、ＤＰＰ方式を使用する場合には、隣接層から反射された０次光が、再生対象層から反射された±１次光とオーバーラップされ、トラッキングエラー信号が劣化されるという問題点がある。すなわち、再生対象層によって反射された０次光と、隣接層によって反射された０次光は、互いに光量差が非常に大きいが、再生対象層から反射された±１次光と、その隣接層によって反射された０次光は、相対的に光量差が大きくないために、ＤＰＰ方法によるトラッキングエラー信号検出のために使われる差動信号（サブ光に係わるサブプッシュプル（ＳＰＰ）信号）に、隣接層の０次光が相当な影響を及ぼす。
【００１１】
かようなＳＰＰ信号が、層間干渉光によって不安定になることを除去するために、サブ光の使用を排除し、メイン光だけを使用する１ビームトラッキング方法が特許文献１に提案されているが、光量が大きい信号光もまた、層間干渉で自由でありえない。多層ディスクを具現する場合、層間間隔がさらに狭められ、層間間隔が狭められるほど、メイン光に係わるプッシュプル検出信号、すなわち、メインプッシュプル（ＭＰＰ）信号劣化は大きくなってしまうので、ＭＰＰ信号劣化を改善することも、多層光ディスク装置で必須な考慮事項になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００６−０５４００６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、層間距離の短い多層光情報記録媒体の記録／再生層から反射される信号光と、他層から反射されて戻ってくるノイズ光との間で発生する干渉影響を弱化させ、信号対ノイズ比（ＳＮＲ：signal  to  noise  ratio）を改善すると同時に、１つのビームだけでトラッキングをなすことができる光ピックアップ及びこれを適用した光情報記録媒体システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の一実施形態による光ピックアップは、光源と、複数の記録層を有する光情報記録媒体上で前記光源から出射される光を集束させる対物レンズと、入射光の進路を変換する偏光依存型光路変換器と、前記光情報記録媒体から反射される光を受光して信号を検出する光検出器と、前記光情報記録媒体から反射され、前記対物レンズを通過して前記光検出器に進む信号光の光路上で、前記信号光の隣接層から反射された光と重畳する部分の少なくとも一部分で光の偏光状態を変更させ、受光面での前記信号光と隣接層から反射された光との干渉を減少させる偏光素子とを含むことができる。
【００１５】
前記偏光素子は、前記信号光の中心部分に対応する領域を通過する光の偏光を変更させる偏光変更領域を具備し、前記偏光変更領域は、１／２波長板としての役割を果たすか、またはランダム偏光器としての役割を果たすように設けられる。
【００１６】
前記信号光は、前記光情報記録媒体から反射されつつ、０次回折光、−１次回折光及び＋１次回折光に回折され、０次回折光と＋１次回折光とが重畳した第１重畳領域と、０次回折光と−１次回折光とが重畳し、前記第１重畳領域から離隔された第２重畳領域と、０次回折光だけからなる非重畳領域とを含み、前記偏光素子は、前記信号光の非重畳領域の中心部分に対応する領域を通過する光の偏光を変更させるように設けられる。
【００１７】
このとき、前記偏光素子は、前記信号光の中心部分に対応する領域を通過する光の偏光を変更させる偏光変更領域を具備し、前記偏光変更領域は、１／２波長板としての役割を果たすか、またはランダム偏光器としての役割を果たすように設けられる。
【００１８】
前記光検出器は、前記信号光の非重畳領域の中心部分を検出する第１受光部と、前記第１重畳領域を含む部分を検出する第２受光部と、前記第２重畳領域を含む部分を検出する第３受光部と、前記第１受光部ないし第３受光部の一側の前記信号光の残り部分を、第１分割線で二分割して検出する第４受光部及び第５受光部と、前記第１受光部ないし第３受光部の他側の前記信号光の残り部分を、前記第１分割線と一直線上の第２分割線で二分割して検出する第６受光部及び第７受光部とを含み、前記第２受光部、前記第４受光部及び前記第６受光部は、一列に配され、前記第３受光部、前記第５受光部及び前記第７受光部は、一列に配されうる。
【００１９】
前記第２受光部及び第３受光部は、それぞれ前記第１分割線及び第２分割線とクロスされる方向の一直線上の第３分割線及び第４分割線で二分割され、前記光検出器は、九分割構造を有することができる。
【００２０】
前記第１受光部は、前記第１分割線及び第２分割線と一致する分割線と、前記第３分割線及び第４分割線と一致する分割線とによって四分割されうる。
【００２１】
前記一列配置方向への前記第１受光部の幅は、前記第２受光部及び第３受光部の幅より狭くなりうる。
【００２２】
前記一列配置方向への前記第１受光部の幅は、前記第２受光部及び第３受光部の幅と一致するか、または大きくありえる。
【００２３】
本発明の一実施形態による光情報記録媒体システムは、光情報記録媒体を回転させるスピンドルモータと、前記光情報記録媒体の半径方向に移動可能に設けられ、前記光情報記録媒体に／から情報を記録／再生する本発明の多様な実施形態による光ピックアップと、前記スピンドルモータと光ピックアップとを駆動するための駆動部と、前記光ピックアップのフォーカス，トラックサーボを制御するための制御部とを含むことができる。
【００２４】
本発明の他の実施形態による光情報記録媒体システムは、光情報記録媒体に／から情報を記録／再生する本発明の多様な実施形態による光ピックアップと、前記光ピックアップの光検出器の検出信号からトラッキングエラー信号を検出するトラッキングエラー信号検出部とを含み、前記トラッキングエラー信号検出部は、前記第２受光部及び第３受光部の検出信号の第１差信号を検出する第１演算部と、前記第４受光部及び第６受光部の検出信号の和信号と前記第５受光部及び第７受光部の検出信号の和信号との第２差信号を検出する第２演算部と、前記第１演算部及び第２演算部で得られた第１差信号及び第２差信号の差信号を検出してトラッキングエラー信号を生成する第３演算部とを含むことができる。
【００２５】
前記第１受光部ないし第７受光部の検出信号を合算し、情報再生信号を検出する再生信号検出部をさらに具備できる。
【００２６】
本発明のさらに他の実施形態による光情報記録媒体システムは、光情報記録媒体に／から情報を記録／再生する本発明の多様な実施形態による光ピックアップと、前記光ピックアップの光検出器の検出信号からトラッキングエラー信号を検出する第１トラッキングエラー信号検出部及び第２トラッキングエラー信号検出部とを含み、前記第１トラッキングエラー信号検出部は、前記第２受光部及び第３受光部の検出信号の第１差信号を検出する第１演算部と、前記第４受光部及び第６受光部の検出信号の和信号と前記第５受光部及び第７受光部の検出信号の和信号との第２差信号を検出する第２演算部と、前記第１演算部及び第２演算部で得られた第１差信号及び第２差信号の差信号を検出して第１トラッキングエラー信号を生成する第３演算部とを含み、前記第２トラッキングエラー信号検出部は、前記第２受光部の一分割領域とこれに隣接した第４受光部との検出信号の和信号、第２受光部の他の分割領域とこれに隣接した第６受光部との検出信号の和信号、第３受光部の一分割領域とこれに隣接した第５受光部との検出信号の和信号、第３受光部の他の分割領域とこれに隣接した第７受光部との検出信号の和信号から、差動位相差信号を検出するように設けられる。
【００２７】
本発明のさらに他の実施による光情報記録媒体システムは、光情報記録媒体に／から情報を記録／再生する本発明の多様な実施形態による光ピックアップと、前記光ピックアップの光検出器の検出信号からトラッキングエラー信号を検出する第１トラッキングエラー信号検出部と、情報再生信号を検出する再生信号検出部とを含み、前記第１トラッキングエラー信号検出部は、前記第２受光部及び第３受光部の検出信号の第１差信号を検出する第１演算部と、前記第４受光部及び第６受光部の検出信号の和信号と前記第５受光部及び第７受光部の検出信号の和信号との第２差信号を検出する第２演算部と、前記第１演算部及び第２演算部で得られた第１差信号及び第２差信号の差信号を検出して第１トラッキングエラー信号を生成する第３演算部とを含み、前記再生信号検出部は、前記第１受光部ないし第７受光部の検出信号を合算し、情報再生信号を検出するように設けられる。
【００２８】
前記第２受光部の一分割領域とこれに隣接した第４受光部との検出信号、第２受光部の他の分割領域とこれに隣接した第６受光部との検出信号、第３受光部の一分割領域とこれに隣接した第５受光部との検出信号、第３受光部の他の分割領域とこれに隣接した第７受光部との検出信号から、フォーカスエラー信号を検出するフォーカスエラー信号検出部をさらに含むことができる。
【００２９】
このとき、前記フォーカスエラー信号検出に利用される前記第２受光部ないし第７受光部の検出信号を利用し、差動位相差信号を検出する第２トラッキングエラー信号検出部をさらに含むことができる。
【００３０】
前記第２受光部の一分割領域とこれに隣接した第４受光部との検出信号の第１和信号、第２受光部の他の分割領域とこれに隣接した第６受光部との検出信号の第２和信号、第３受光部の一分割領域とこれに隣接した第５受光部との検出信号の第３和信号、第３受光部の他の分割領域とこれに隣接した第７受光部との検出信号の第４和信号を検出する第１合算器ないし第４合算器をさらに具備し、前記情報再生信号、前記フォーカスエラー信号、前記差動位相差信号のうち、少なくとも一つ（例えば、情報再生信号だけ、または情報再生信号及びフォーカスエラー信号）は、前記第１和信号ないし第４和信号を利用して検出されうる。
【００３１】
本発明のさらに他の実施形態による光情報記録媒体システムは、光情報記録媒体に／から情報を記録／再生する本発明の光検出器の第１受光部が四分割された実施形態の光ピックアップと、前記光ピックアップの光検出器の検出信号から第１トラッキングエラー信号を検出する第１トラッキングエラー信号検出部と、情報再生信号を検出する再生信号検出部と、フォーカスエラー信号を検出するフォーカスエラー信号検出部とを含み、前記第１トラッキングエラー信号検出部は、前記第２受光部及び第３受光部の検出信号の第１差信号を検出する第１演算部と、前記第４受光部及び第６受光部の検出信号の和信号と前記第５受光部及び第７受光部の検出信号の和信号との第２差信号を検出する第２演算部と、前記第１演算部及び第２演算部で得られた第１差信号及び第２差信号の差信号を検出して第１トラッキングエラー信号を生成する第３演算部とを含み、前記再生信号検出部は、前記第１受光部ないし第７受光部の検出信号を合算して情報再生信号を検出し、前記フォーカスエラー信号検出部は、前記第２受光部の一分割領域と、これに隣接した第４受光部と、前記第１受光部の、前記第２受光部の一分割領域と前記第４受光部とに隣接した分割領域との検出信号；前記第２受光部の他の分割領域と、これに隣接した第６受光部と、前記第１受光部の、前記第２受光部の他の分割領域と前記第６受光部とに隣接した分割領域との検出信号；前記第３受光部の一分割領域と、これに隣接した第５受光部と、前記第１受光部の、前記第３受光部の一分割領域と前記第５受光部とに隣接した分割領域との検出信号；前記第３受光部の他の分割領域と、これに隣接した第７受光部と、前記第１受光部の、前記第３受光部の他の分割領域と前記第７受光部とに隣接した分割領域との検出信号からフォーカスエラー信号を検出するように設けられる。
【００３２】
本発明の実施形態による光ピックアップによれば、複数層の光情報記録媒体を記録及び／または再生するように対物レンズ及び光検出器を含み、前記光情報記録媒体から反射され、前記対物レンズを通過して前記光検出器に進む信号光の光路上で、前記信号光の信号層の隣接層から反射されたノイズ光と重畳する部分の少なくとも一部分で信号光の偏光状態を変更させ、受光面での前記信号光と隣接層から反射されたノイズ光との干渉を減少させる偏光素子を含む。
【００３３】
本発明の実施形態による信号光とノイズ光との干渉を減らす方法によれば、複数層の光情報記録媒体を記録及び／または再生するように対物レンズ及び光検出器を含む記録及び／または再生装置で、複数層の光情報記録媒体の信号層から反射された信号光と、前記信号層の隣接層から反射されたノイズ光との干渉を減らすように、前記信号層から反射された後、前記光検出器で検出される前に、前記信号光の前記信号光が前記ノイズ光と重畳する少なくとも一部で、前記信号光の偏光状態を変更することを含む。
【発明の効果】
【００３４】
本発明による光ピックアップ及びこれを適用した光情報記録媒体システムによれば、層間距離が短い多層光情報記録媒体の記録／再生層から反射される信号光と他層から反射されて戻ってくるノイズ光との間で発生する干渉影響を弱化させ、信号対ノイズ比（ＳＮＲ）を改善すると同時に、１つのビームだけでトラッキングをなすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施形態による光ピックアップの光学的構成を概略的に示す図である。
【図２】図１の偏光素子構造の一実施形態と、偏光素子を通過した後の受光面に形成されるビームの形態とを例示的に示した図である。
【図３】本発明の一実施形態による光検出器及び信号検出回路の構造を示す図である。
【図４】本発明の他の実施形態による光検出器及び信号検出回路の構造を示す図である。
【図５】本発明のさらに他の実施形態による光検出器及び信号検出回路の構造を示す図である。
【図６】本発明による光ピックアップを適用した光情報記録媒体システムの全体構成の一実施形態を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
光情報記録媒体、例えば、光ディスクから反射されて受光部に入射する信号光のフィールドは、式（２）のように表現され、他層から反射されて受光部に入射するノイズ光は、式（３）のように表現されうる。信号光とノイズ光とが結合されるときの光の強度Ｐは、式（４）のように表現され、式（５）は、信号光とノイズ光とが結合するときの経時的な強度Ｐ（ｔ）を表現する。式（５）で、信号光とノイズ光との偏光が一致するようになるとき、ｃｏｓθの値は最大になり、信号光とノイズ光との間に発生する位相差変化によって、式（５）の値は変動する。
【００３７】
【数１】
2011502325.tif 000003
式（２）で、Ａｓは信号光のフィールド振幅、Ｅｓは信号光のフィールド、φｓは信号光の位相（phase）を示す。
【００３８】
【数２】
2011502325.tif 000004
式（３）で、Ａｎはノイズ光のフィールド振幅、Ｅｎはノイズ光のフィールド、φｎはノイズ光の位相を示す。
【００３９】
【数３】
2011502325.tif 000005
式（５）で、Ｐｓは信号光の強度規模、Ｐｎはノイズ光の強度規模を示す。
【００４０】
式（５）に示されているように、他層から反射されるノイズ光の絶対大きさは、小さいといっても、ノイズ光が信号光と干渉を起こすとき、低周波のＤＣ変動（fluctuation）を引き起こす。一例として、信号光の大きさが１００％であり、ノイズ光の大きさが１％であるとするとき、ノイズ光の絶対大きさは、信号光に比べて無視するほどに小さいが、干渉光の大きさは、
【００４１】
【数４】
2011502325.tif 000006
と、最大２０％ほど増加する（ｃｏｓθ＝１とするとき）。かような干渉光は、低周波のＤＣ変動成分であり、再生信号、すなわち、ＲＦ信号より、低周波成分であるトラッキング信号を大きく劣化させる原因として作用しうる。その後、信号光と、他層から反射されて入るノイズ光との干渉を層間干渉と表現し、層間干渉によって生成されるノイズ成分を、層間干渉ノイズと表現する。
【００４２】
ランド／グルーブ（land／groove）型光情報記録媒体に係わる一般的トラッキング方法であるＤＰＰ（differential  push-pull）方式の場合、層間干渉ノイズは、信号光の大きさがＭＰＰ（main push-pull）信号より小さいＳＰＰ（sub-push-pull）信号に大きい影響を及ぼすことになるが、これは、トラッキングエラー信号のＤＣオフセット（offset）成分除去のために、ＳＰＰ信号がｋ倍ほど増幅されるとき、層間干渉ノイズも、ｋ倍ほど増幅されることによって、全体的なＤＰＰ信号にＤＣ変動がそのまま印加されるためである。
【００４３】
かような理由で、層間干渉によるトラッキング信号を安定化させるために、特開２００６−０５４００６号公報に開示されているような既存の１ビームを使用する方式は、層間干渉に対して、ＭＰＰ信号より脆弱なＳＰＰ信号の使用を排除することによって、トラッキング信号の安定性を向上させることができる。しかし、ＭＰＰ信号も、層間干渉の影響を受けてしまうので、この方法もまた、層間干渉から自由ではありえない。多層光情報記録媒体を具現しなければならない場合、層間間隔がさらに狭くなり、層間間隔が狭まるほどＭＰＰ信号劣化は増えてしまうので、ＭＰＰ信号劣化を除去することもまた、多層光情報記録媒体システムで、必須な考慮事項になってしまう。
【００４４】
式（６）は、信号層が隣接層間に挟まれているとき、信号光とノイズ光との経時的な強度を示したものであり、光情報記録媒体の一方面に形成される記録層が多くなるほど、層間干渉ノイズは大きくなり、その層間干渉ノイズ要素が多くなることを示している。
【００４５】
【数５】
2011502325.tif 000007
式（６）で、Ｐｎ１、Ｐｎ２は、例えば、信号層（記録／再生対象層）前後に位置した隣接層１，２によるノイズ光の強度規模を示し、φｎ１、φｎ２は、前記隣接層１，２によるノイズ光の位相を示す。
【００４６】
本発明による光情報記録媒体システムでは、１ビームトラッキング方法を使用してＳＰＰ信号の使用を排除するだけではなく、ＭＰＰ信号に影響を及ぼす層間干渉を除去することによって、さらに安定した１ビームトラッキング方法を提供できる。
【００４７】
一般的に、保存密度を高めるために、二層に形成されたデュアル光情報記録媒体において、光情報記録媒体の光入射面から近い層をＬ１層、遠い層をＬ０層とするとき、Ｌ１層は、反射量３０％、透過量７０％、Ｌ０層は、反射量９５％、透過量は５％未満に形成されている。かようなディスク特性によって、Ｌ１層の再生／記録時、Ｌ１層を透過した光がＬ０層でデフォーカス（defocus）されて形成された反射光量が存在し、反対に、Ｌ０層の再生／記録時、Ｌ１層でデフォーカスされた反射光量が存在する。かような隣接層で生じた反射光は、デフォーカスされるので、光検出器に結像されるときは、光量が大きくなった状態で形成される。隣接層の光量が非常に大きくなって光が拡散する場合には、相対的に信号光に与える影響は小さいが、隣接層からの光量が小さく（もちろん、それでも信号光よりは大きい）形成される場合には、信号光に相対的に大きい影響を及ぼすことになる。
【００４８】
現在、ＤＶＤ（digital  versatile  disc）デュアル光ディスクである場合には、層間の距離が十分に遠く形成されており、隣接層の反射光が検出器にデフォーカスされて結ばれるとき、相対的に大きいサイズに形成される。従って、信号光に大きい影響を与えない。しかし、ＤＶＤより高容量を有する高密度光情報記録媒体、例えば、ＢＤ（blu-ray  disc）の場合には、対物レンズの開口数（ＮＡ）を高めねばならず、そのようにしようとするならば、光情報記録媒体の厚みは、光情報記録媒体の傾斜による性能劣化を防止するために、公差を確保することが必要であり、それのためには、光情報記録媒体の厚みをおよそ０．１ｍｍほどに薄くしなければならない。
【００４９】
また、高密度光情報記録媒体を複数の記録層構造に形成した場合、層間間隔は、ほぼ焦点の深度に比例して決定されるが、焦点深度は、λ／ＮＡ２に比例するので、ＤＶＤデュアル光ディスクは、層間の距離がおよそ５５μｍである一方、ＢＤの場合は、ほぼその半分以下に、ＤＶＤの場合より層間距離がはるかに短く形成される。また、一方面に積層される記録層の数が増加すれば、層間距離は、さらに短く形成されることになる。
【００５０】
従って、ＤＶＤより高密度である光情報記録媒体を複数記録層、例えば、２層または４層に構成した場合は、層間の距離が非常に近くなり、隣接層の反射光が光検出器に、ＤＶＤの場合より小サイズに形成されるので、それらが再生信号光に大きい影響を与えうるのである。
【００５１】
本発明は、式（５）または式（６）での干渉光の大きさ成分が小さければ、隣接層によるノイズ光が結果的に信号光に与える影響が小さいという原理に着眼した。信号光とノイズ光との偏光が変われば、式（５）や式（６）での干渉光の大きさ成分でｃｏｓθ値が変わるので、このｃｏｓθ値を減らすことができるように光学系を構成すれば、ノイズ光が信号光に与える影響を小さくすることができる。
【００５２】
以下、本発明の実施形態による光ピックアップ及びこれを適用した光情報記録媒体システムについて、添付された図面を参照しつつ、詳細に説明する。
【００５３】
図１は、本発明の一実施形態による光ピックアップの光学的構成を概略的に示している。図１を参照するに、光ピックアップ１０は、所定波長の光を出射する光源１１と、対物レンズ３０と、偏光依存型光路変換器と、光検出器１９と、偏光素子４０とを含む。対物レンズ３０は、入射された光を、複数の記録層を有する光情報記録媒体１に集光させる。偏光依存型光路変換器は、入射光の進路を変換する。光検出器１９は、光情報記録媒体１から反射された光を受光する。偏光素子４０は、受光面で、信号光と、隣接層から反射された光、すなわちノイズ光との干渉を減少させる。
【００５４】
光ピックアップ１０は、光源１１と対物レンズ３０との間の光路上に、光源１１から出射された発散光を平行光にコリメーティングするコリメーティングレンズ１３をさらに具備できる。図１では、コリメーティングレンズ１３が光路変換器の偏光ビームスプリッタ１５と対物レンズ３０との間に配された例を示す。また、光路変換器と光検出器１９との間の光路上に、光情報記録媒体１から反射された光を、適正サイズの光スポットとして光検出器１９に受光させる検出レンズ１８をさらに具備できる。この検出レンズ１８としては、非点収差法によってフォーカスエラー信号検出が可能なように、非点収差レンズを具備できる。図１で参照番号１４は、光の経路を曲げるためのミラーである。
【００５５】
光源１１は、光情報記録媒体１の種類によって、それに適した波長のレーザ光を生成出射するように設けられる。例えば、前記光源１１として、ＢＤまたはＨＤ（high  definition）ＤＶＤ規格を満足する青色波長領域の光、例えば、４０５ｎｍ波長の光を出射する半導体レーザを使用できる。
【００５６】
対物レンズ３０は、光情報記録媒体の種類によって適した開口数を達成するように設けられる。例えば、前記光情報記録媒体１がＢＤである場合、対物レンズ３０は、０．８５の開口数を達成するように設けられる。また、前記光情報記録媒体１がＨＤ  ＤＶＤである場合、対物レンズ３０は、０．６５の開口数を達成するように設けられる。また、例えば、ＢＤ及びＨＤ  ＤＶＤを互換採用する場合、前記対物レンズ３０は、０．８５及び０．６５の有効開口数を達成するように設けられたり、前記対物レンズ３０は、０．８５の有効開口数を達成するように設けられ、開口数調節のための追加的な部材（図示せず）をさらに具備することもできる。
【００５７】
前記偏光依存型光路変換器は、光源１１と対物レンズ３０との間の光路上に配され、入射光の進路を変換する。前記偏光依存型光路変換器は、例えば、偏光ビームスプリッタ１５と１／４波長板１７とを含むことができる。しかし、入射光の進路を変換するための偏光依存性光路変換器として他の構成が使われもする。前記偏光ビームスプリッタ１５は、入射光を偏光によって透過または反射させる。１／４波長板１７は、入射光の偏光を変える。図１では、光源１１から出射された光のうち、１つの偏光の光が偏光ビームスプリッタ１５を透過して光情報記録媒体１に向かい、光情報記録媒体１から反射された光は、偏光ビームスプリッタ１５から反射されて光検出器１９に受光される例を示している。前記１／４波長板１７は、偏光ビームスプリッタ１５から入射される第１線偏光の光を第１円偏光に変え、光情報記録媒体１に反射された第２円偏光の光を、前記第１線偏光と直交する第２線偏光の光に変える。第１円偏光の光は、光情報記録媒体１から反射されつつ、第２円偏光の光に変換される。
【００５８】
前記の通りに、光路変換器を偏光依存型によって構成する場合、光情報記録媒体１から反射され、光路変換器を経由して光検出器１９に向かう光路上の光は、特定偏光、例えば、第２線偏光の光になる。
【００５９】
前記偏光素子４０は、光情報記録媒体１から反射され、対物レンズ３０を通過して光検出器１９に進む信号光（記録／再生対象層から反射された光）の光路上に配され、前記信号光の隣接層から反射された光と重畳する部分の少なくとも一部分で光の偏光状態を変化させ、受光面、例えば、光検出器１９の面上での前記信号光と隣接層から反射された光（以下、ノイズ光と表現する）との干渉を減少させるためのものである。
【００６０】
図２は、図１の偏光素子４０構造の一実施形態と、偏光素子４０を通過した後で受光面（例えば、光検出器１９の面）に形成されるビームの形態とを例示的に示したものである。図２でのビーム形態は、信号層（記録／再生対象層）より近い側と遠い側とにそれぞれ隣接層が位置になるとき、偏光素子４０と受光面とに入射されるビーム分布を例示的に示している。
【００６１】
図２を参照するに、前記信号光ＳＢは、前記光情報記録媒体１から反射されつつ、０次回折光、−１次回折光及び＋１次回折光に回折され、０次回折光と＋１次回折光とが重畳した第１重畳領域ＳＢ１と、０次回折光と−１次回折光とが重畳し、前記第１重畳領域ＳＢ１から離隔された第２重畳領域ＳＢ２と、０次回折光だけからなる非重畳領域ＳＢｍとを含む。
【００６２】
偏光素子４０上で、信号光のビームＳＢより大きく形成されるビームＮＢ０は、信号層の前方に位置する隣接層から反射されたノイズ光、信号光のビームＳＢより小さく形成されるビームＮＢ１は、信号層の後方に位置する隣接層から反射されたノイズ光を示す。
【００６３】
偏光素子４０は、その中心部に前記信号光の非重畳領域ＳＢｍの中心部分に対応する領域を通過する光の偏光を変更させるように設けられた偏光変更領域４１を具備できる。偏光素子４０の偏光変更領域４１周辺の非変更領域４３は、入射光を偏光変更なしに通過させる一般的な透明材質から形成されうる。偏光素子４０は、偏光変更領域４１だけからなることも可能である。
【００６４】
偏光変更領域４１は、この領域を通過する光の偏光を、この偏光変更領域４１以外の非変更領域４３を通過する光の偏光と異ならせる。
【００６５】
偏光変更領域４１は、１／２波長板としての役割を果たすように設けられる。この場合、偏光変更領域４１は、光路変換器の偏光ビームスプリッタ１５側から入射される特定線偏光の光を、直交する他の線偏光の光に変えることができる。これによって、偏光変更領域４１を通過する光と、非変更領域４３を通過する光は、その偏光が互いに直交し、相関（correlation）できなくできる。
【００６６】
しかし、本発明の側面によれば、１／２波長板に限定されるものではない。例えば、代案として、前記偏光変更領域４１は、ランダム偏光器、すなわち、デポラライザ（depolarizer）として動作するように構成することもできる。この場合、ランダム偏光器として動作する偏光変更領域４１を通過した光と、非変更領域４３を通過した光とを相関させないようにすることができる。
【００６７】
前記の通り、偏光素子４０の中心部に偏光変更領域４１を具備すれば、この偏光変更領域４１を通過するビームと、この偏光変更領域４１以外の領域、すなわち、非変更領域４３を通過するビームとの偏光が異なることになる。
【００６８】
図２で右側の図は、光線追跡を介して偏光素子４０を通過するビームが受光面に形成される形態を示したものであり、偏光変更領域４１を通過した光線と、そうではない光線との区分のために、偏光変更領域４１を通過した光線は、受光面に空白領域で表示した。信号層から反射されたビーム（信号ビーム）は、検出レンズ１８、例えば、非点収差レンズを通過した後、焦点距離中にビームが形成される一方、隣接層から反射されたビームは、拡散することになる。図２から分かるように、信号ビームの内部領域を除外したほとんどの領域が、隣接層反射光と偏光状態が異なることになる。従って、式（５）や式（６）でのｃｏｓθ値が小さくなりうる。偏光変更領域４１と偏光非変更領域４３とを通過した後のビームが、偏光状態が直交になるとき、ｃｏｓθの値がゼロ（zero）になるか、または偏光変更領域４１を通過したビームがランダム偏光状態になるとき、ｃｏｓθ値をゼロに近い値にすることができ、層間干渉ノイズは、除去または減少されることになる。
【００６９】
前記の通り、偏光素子４０を具備することによって、受光面での前記信号光と、隣接層から反射されたノイズ光との干渉を減少させることができる。
【００７０】
一方、偏光素子４０によって層間干渉ノイズは減少または除去されうるが、信号ビームの内部領域は、隣接層から反射されたノイズ光と偏光状態が依然として一致するので、層間干渉の影響が完全に除去されるというものではない。
【００７１】
従って、層間干渉の影響をさらに減少させたり除去するために、光検出器１９及び信号検出回路の構造を、次の実施形態のように構成できる。
【００７２】
図３は、本発明の一実施形態による光検出器１９及び信号検出回路１００の構造を示す。光情報記録媒体システムは、図１を参照しつつ説明したような本発明の実施形態による光ピックアップの光学的構成と信号検出回路１００とを含むことができる。
【００７３】
図３を参照するに、光検出器１９は、前記信号光の非重畳領域ＳＢｍの中心部分を検出する第１受光部５０と、前記第１重畳領域ＳＢ１を含む部分を検出する第２受光部５１と、前記第２重畳領域ＳＢ２を含む部分を検出する第３受光部５３と、第１受光部５０，第２受光部５１及び第３受光部５３の一側の前記信号光の残り部分を、第１分割線ｌ１で二分割して検出する第４受光部５４及び第５受光部５５と、第１受光部５０，第２受光部５１及び第３受光部５３の他側の前記信号光の残り部分を、第１分割線ｌ１と一直線上の第２分割線ｌ２で二分割して検出する第６受光部５６及び第７受光部５７とを含むことができる。このとき、第２受光部５１、第４受光部５４及び第６受光部５６は、一列に配され、第３受光部５３、第５受光部５５及び第７受光部５７は、一列に配されうる。
【００７４】
一方、第２受光部５１及び第３受光部５３は、それぞれ第１分割線ｌ１及び第２分割線ｌ２とクロスされる方向の一直線上の第３分割線ｌ３及び第４分割線ｌ４で二分割され、光検出器１９は、図３でのように区分される構造を有することができる。
【００７５】
このとき、一列配置方向への第１受光部５０の幅は、第２受光部５１及び第３受光部５３の幅より狭くなりうる。
【００７６】
信号検出回路１００は、光検出器１９の第２受光部ないし第７受光部５１，５３，５４，５５，５６，５７の検出信号から差動プッシュプル法に基づいたトラッキングエラー信号を検出する第１トラッキングエラー信号検出部１１０を具備できる。また、信号検出回路１００は、第１受光部ないし第７受光部５０，５１，５３，５４，５５，５６，５７の検出信号を合算し、情報再生信号を検出する再生信号検出部１３０をさらに具備できる。また、信号検出回路１００は、第２受光部ないし第７受光部５１，５３，５４，５５，５６，５７の検出信号から、フォーカスエラー信号を検出するフォーカスエラー信号検出部１７０をさらに具備できる。また、信号検出回路１００は、第２受光部ないし第７受光部５１，５３，５４，５５，５６，５７の検出信号から位相差検出法に基づいたトラッキングエラー信号を検出する第２トラッキングエラー信号検出部１５０をさらに具備できる。
【００７７】
本実施形態において、第１トラッキングエラー信号検出部１１０は、第２受光部５１及び第３受光部５３の検出信号（Ａ１，Ｂ１；Ｃ１，Ｄ１）のプッシュプル信号に該当する第１差信号ＭＰＰ’（（Ａ１＋Ｂ１）−（Ｃ１＋Ｄ１））を検出する第１演算部１１１；第４受光部５４及び第６受光部５６の検出信号Ａ２，Ｂ２の和信号（Ａ２＋Ｂ２）と、第５受光部５５及び第７受光部５７の検出信号Ｄ２，Ｃ２の和信号（Ｃ２＋Ｄ２）とのプッシュプル信号に該当する第２差信号ＳＰＰ’（（Ａ２＋Ｂ２）−（Ｃ２＋Ｄ２））を検出する第２演算部１１３；第１演算部１１１及び第２演算部１１３で得られた第１差信号及び第２差信号の差信号を検出して差動プッシュプル法に基づいたトラッキングエラー信号を生成する第３演算部１１５を含んで構成されうる。
【００７８】
また、第１トラッキングエラー信号検出部１１０は、例えば、第２演算部１１３で得られる第２差信号に所定ゲインｋを印加するゲイン調整部１１７をさらに具備できる。この場合、第３演算部１１５から出力されるトラッキングエラー信号（ＴＥＳ）は、ＴＥＳ＝ＭＰＰ’−ｋ＊ＳＰＰ’になる。第２演算部１１３は、ＤＣオフセット検出部に該当する。
【００７９】
再生信号検出部１３０は、第１受光部ないし第７受光部５０，５１，５３，５４，５５，５６，５７の検出信号をいずれも合算し、情報再生信号ＲＦ  ｓｕｍを検出する。
【００８０】
図３に示した九分割光検出器１９の真ん中に位置した第１受光部５０の領域は、信号光と隣接層反射光との偏光が一致し、層間干渉ノイズが生成される部分であるから、この第１受光部５０の検出信号ＲＦは、トラッキング信号を検出するのには使われずに、情報再生信号を検出することだけに使われるのが望ましい。
【００８１】
フォーカスエラー信号検出部１７０は、第２受光部ないし第７受光部５１，５３，５４，５５，５６，５７のうち、ほぼ一対角線方向に位置した受光部部分で検出された信号の和信号と、他の対角線方向に位置した受光部部分で検出された信号の和信号との差信号として、フォーカスエラー信号ＦＥＳを検出する。
【００８２】
第２トラッキングエラー信号検出部１５０は、位相差検出法に基づいたトラッキングエラー信号を検出するように構成されたものであり、前記フォーカスエラー信号ＦＥＳの検出に利用される第２受光部ないし第７受光部５１，５３，５４，５５，５６，５７の検出信号を利用し、ＤＰＤ（differential  phase  detection）ブロックから差動位相差信号を検出する。
【００８３】
一方、第２受光部５１の一分割領域と、これに隣接した第４受光部５４との検出信号Ａ１，Ａ２の第１和信号（Ａ１＋Ａ２）、第２受光部５１の他の分割領域と、これに隣接した第６受光部５６との検出信号Ｂ１，Ｂ２の第２和信号（Ｂ１＋Ｂ２）、第３受光部５３の一分割領域と、これに隣接した第５受光部５５との検出信号Ｄ１，Ｄ２の第３和信号（Ｄ１＋Ｄ２）、第３受光部５３の他の分割領域と、これに隣接した第７受光部５７との検出信号Ｃ１，Ｃ２の第４和信号（Ｃ１＋Ｃ２）は、前記情報再生信号ＲＦ  ｓｕｍ、フォーカスエラー信号ＦＥＳ及び差動位相差信号ＤＰＤの検出にそれぞれ使われうる。
【００８４】
従って、信号検出回路１００は、情報再生信号検出部１３０、フォーカスエラー信号検出部１７０及び／または第２トラッキングエラー信号検出部１５０の前端に、第１和信号ないし第４和信号を検出する第１合算器ないし第４合算器１０１，１０３，１０５，１０７をさらに含むことが望ましい。この場合、情報再生信号、前記フォーカスエラー信号、前記差動位相差信号のうち少なくとも一つは、前記第１和信号ないし第４和信号を利用して検出されうる。
【００８５】
前記の通り、第１合算器ないし第４合算器１０１，１０３，１０５，１０７を具備する場合、第２トラッキングエラー信号検出部１５０のＤＰＤブロックには、前記第１和信号ないし第４和信号が入力される。
【００８６】
以上で説明した通り、本発明では、層間干渉ノイズを一次的には、偏光素子４０を使い、信号光と隣接層から反射されたノイズ光との偏光状態が異なるように変動させる方法を介して除去する。また二次的に、信号光と隣接層から反射された光との偏光が同じである信号光の中心部を、図３のような光検出器１９及び信号検出回路１００を介して、トラッキングエラー信号検出から除外させることによって、層間干渉ノイズをほぼ除去させることができる。
【００８７】
図３では、信号検出回路１００が、第１トラッキングエラー信号検出部１１０及び第２トラッキングエラー信号検出部１５０、情報再生信号検出部１３０、フォーカスエラー信号検出部１７０をいずれも含む例を示すが、信号検出回路１００は、第１トラッキングエラー信号検出部１１０を含み、残りの検出部は、一部だけ含むこともできる。
【００８８】
図４は、本発明の他の実施形態による光検出器１９’及び信号検出回路１００’の構造を示すものであり、図３と比較するとき、第１受光部５０が四分割され、これによって、信号検出回路１００’が変形された場合を示す。
【００８９】
図４を参照するに、光検出器１９の第１受光部５０は、第１分割線ｌ１及び第２分割線ｌ２と一致する分割線と、第３分割線ｌ３及び第４分割線ｌ４と一致する分割線とによって四分割されうる。この場合、差動位相法によるトラッキングエラー信号、フォーカスエラー信号検出に第１受光部５０の検出信号Ａ３，Ｂ３，Ｃ３，Ｄ３が利用されうる。
【００９０】
例えば、フォーカスエラー信号は、第２受光部５１の一分割領域と、これに隣接した第４受光部５４と、第１受光部５０の、第２受光部５１の一分割領域と第４受光部５４とに隣接した分割領域との検出信号Ａ１，Ａ２，Ａ３；第２受光部５１の他の分割領域と、これに隣接した第６受光部５６と、第１受光部５０の、第２受光部５１の他の分割領域と第６受光部５６とに隣接した分割領域との検出信号Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３；第３受光部５３の一分割領域と、これに隣接した第５受光部５５と、第１受光部５０の、第３受光部５３の一分割領域と第５受光部５５とに隣接した分割領域との検出信号Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３；第３受光部５３の他の分割領域と、これに隣接した第７受光部５７と、第１受光部５０の、第３受光部５３の他の分割領域と第７受光部５７とに隣接した分割領域との検出信号Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３から検出されうる。
【００９１】
また、第２トラッキングエラー信号検出部１５０での差動位相差信号の検出は、前記フォーカスエラー信号検出に利用される第１受光部ないし第７受光部の検出信号を利用して得られる。
【００９２】
このとき、図４に図示されているように、第１合算器ないし第４合算器１０１，１０３，１０５，１０７を具備し、第１合算器１０１で、検出信号Ａ１，Ａ２，Ａ３の和信号（Ａ１＋Ａ２＋Ａ３）を求め、第２合算器１０３で、検出信号Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３の和信号（Ｂ１＋Ｂ２＋Ｂ３）を求め、第３合算器１０５で、検出信号Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３の和信号（Ｃ１＋Ｃ２＋Ｃ３）を求め、第４合算器１０７で、検出信号Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３の和信号（Ｄ１＋Ｄ２＋Ｄ３）を求める場合、情報再生信号検出部１３０、フォーカスエラー信号検出部１７０及び第２トラッキングエラー信号検出部１５０の回路構成は、図３の場合と実質的に同一に構成することが可能である。
【００９３】
図５は、本発明のさらに他の実施形態による光検出器１９”及び信号検出回路１００の構造を示すものであり、図３と比較するとき、一列配置方向への第１受光部５０の幅をさらに長くさせたという差があり、回路構成は実質的に同一である。図５では、第１受光部５０の幅が、第２受光部５１及び第３受光部５３の幅と同一に形成された場合を示す。第１受光部５０の幅は、第２受光部５１及び第３受光部５３の幅より大きく形成されることも可能である。
【００９４】
光情報記録媒体から反射される光ビームには、＋１次回折光及び−１次回折光が０次回折光に重畳するだけではなく、円弧の境界に回折光重畳領域を有する光ビーム（図２に示したような野球ボールパターン）の中心部によって、高次の回折光が生成されるが、一列配置方向への第１受光部５０の幅をさらに大きくするならば、かような高次回折光を差動プッシュプル法に基づいて検出されるトラッキングエラー信号から除去させることができる。
【００９５】
以上で説明したように、多層光情報記録媒体を使用する光情報記録媒体システムで、受光路に、信号ビームの非重畳領域の中心部分の偏光を変更させることができる偏光素子４０を配し、これに加え、光検出器１９及び信号検出回路１００を適切に設計することによって、層間干渉ノイズを効果的に除去し、トラッキングが安定するだけではなく、１ビームトラッキングが可能である。
【００９６】
図６は、本発明による光ピックアップ１０を適用した光情報記録媒体システムの全体構成の一実施形態を概略的に示している。図６を参照するに、光情報記録媒体システムは、スピンドルモータ３１２と、光ピックアップ１０と、駆動部３０７と、制御部３０９とを含む。スピンドルモータ３１２は、光情報記録媒体１を回転させる。光ピックアップ１０は、光情報記録媒体１の半径方向に移動可能に設けられ、光情報記録媒体１に／から情報を再生／記録する前述の多様な実施形態によるものである。駆動部３０７は、スピンドルモータ３１２と光ピックアップ１０とを駆動する。制御部３０９は、光ピックアップ１０のフォーカス，トラックサーボなどを制御する。ここで、参照番号３５２はターンテーブル、３５３は光情報記録媒体１をチャッキングするためのクランプを示す。
【００９７】
光情報記録媒体１から反射された光は、光ピックアップ１０に設けられた光検出器１９を介して検出され、光電変換されて電気的信号に変わり、信号検出回路１００で演算される。検出回路１００で得られた信号は、駆動部３０７を介して制御部３０９に入力される。駆動部３０７は、スピンドルモータ３１２の回転速度を制御し、入力された信号を増幅させ、互換型光ピックアップ１０を駆動する。制御部３０９は、駆動部３０７から入力された信号を基に調節されたフォーカスサーボ、トラッキングサーボ命令などさらに駆動部３０７に送り、互換型光ピックアップ１０のフォーカシング，トラッキング動作を具現にする。
【００９８】
本発明について実施形態を用いて説明したが、それは例示的なものに過ぎず、本技術分野の当業者ならば、本発明の範囲および趣旨から外れない範囲で多様な変更および変形が可能であるということを理解することができるであろう。
【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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【国際調査報告】
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