(57)【要約】【課題】  光ディスクの記録又は再生を行う記録層からの受光部への戻り光に対して干渉を発生させる迷光の入射を低減することにより、ノイズ成分の発生を防止するとともに、光量ロスを少なくする。【解決手段】  光ビームの入射方向に一又は複数の記録層を有する光ディスクに対して情報の記録及び／又は再生を行う光ピックアップ７において、所定の波長の光ビームを出射する光源３１と、光源３１から出射された光ビームを少なくとも２本の光ビームに回折して分割する回折素子３２と、回折素子３２に分割された少なくとも２本の光ビームをそれぞれ光ディスクの記録層に集光する対物レンズ３３と、光ディスクからの戻り光を受光する受光部３４ａ，３４ｂ，３４ｃを有する光検出器３４とを備え、回折素子３２は、対物レンズ３３の入射瞳に対応する回折素子上の領域の中心領域に、異なる回折構造を有して異なる方向に回折する回折部又は回折させない透過部が設けられている。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ビームの入射方向に一又は複数の記録層を有する光ディスクに対して情報の記録及び／又は再生を行う光ピックアップにおいて、
所定の波長の光ビームを出射する光源と、
上記光源から出射された光ビームを少なくとも２本の光ビームに回折して分割する回折素子と、
上記回折素子に分割された少なくとも２本の光ビームをそれぞれ光ディスクの記録層に集光する対物レンズと、
上記光ディスクからの戻り光を受光する受光部を有する光検出器とを備え、
上記回折素子は、対物レンズの入射瞳に対応する回折素子上の領域の中心領域に、異なる回折構造を有して異なる方向に回折する回折部又は回折させない透過部が設けられている光ピックアップ。
【請求項２】
上記回折素子は、通過する光ビームを少なくとも０次光及び回折光からなる２本の光ビームに分割し、
上記光検出器は、０次光の戻り光を受光する受光部と、回折光の戻り光を受光する受光部とを有し、
上記回折素子の中心領域に設けられた上記回折部又は上記透過部は、回折光の戻り光の中心領域の一部が受光部に入射しないようにした請求項１記載の光ピックアップ。
【請求項３】
上記回折素子は、通過する光ビームを少なくとも０次光及び回折光からなる２本の光ビームに分割し、
上記回折素子の中心領域に設けられた上記回折部又は上記透過部は、情報の記録又は再生が行われる記録層で反射された回折光と、情報の記録又は再生が行われる記録層とは異なる他の記録層又は表面で反射された０次光とにより上記受光部上に形成される干渉縞の少なくとも最内周の領域に対応する回折光が上記受光部に入射しないようにした請求項１記載の光ピックアップ。
【請求項４】
上記回折素子は、通過する光ビームを少なくとも０次光及び回折光からなる２本の光ビームに分割し、
上記０次光及び回折光のそれぞれの戻り光を上記受光部により検出してトラッキングエラー信号を検出する請求項１記載の光ピックアップ。
【請求項５】
光ビームの入射方向に一又は複数の記録層を有する光ディスクに対して情報の記録及び／又は再生を行う光ピックアップと、上記光ディスクを回転する回転駆動手段とを備える光ディスク装置において、
上記光ピックアップは、所定の波長の光ビームを出射する光源と、
上記光源から出射された光ビームを少なくとも２本の光ビームに回折して分割する回折素子と、
上記回折素子に分割された少なくとも２本の光ビームをそれぞれ光ディスクの記録層に集光する対物レンズと、
上記光ディスクからの戻り光を受光する受光部を有する光検出器とを備え、
上記回折素子は、対物レンズの入射瞳に対応する回折素子上の領域の中心領域に、異なる回折構造を有して異なる方向に回折する回折部又は回折させない透過部が設けられている光ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスクに情報信号の記録を行い、光ディスクに記録された情報信号の再生を行うために用いられる光ピックアップ及びこれを用いた光ディスク装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、情報信号の記録媒体として、ＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ(Digital Versatile Disc)等の光ディスクが用いられ、この種の光ディスクに情報信号の記録を行い、あるいは光ディスクに記録された情報信号の再生を行うための光ディスク装置があり、この光ディスク装置には、光ディスクの半径方向へ移動され、この光ディスクに対して光ビームを照射する光ピックアップが設けられている。
【０００３】
この光ピックアップは、一般的に、光源、ビームスプリッタ、対物レンズ、受光素子等を有しており、光源から出射された光ビームがビームスプリッタを透過して、対物レンズによって集光されて光ディスクの記録層に光ビームのスポットが形成される。また、光ディスクの記録層に集光された光ビームは、反射されて再びビームスプリッタに入射され、このビームスプリッタによって光路が変更されて受光素子に入射される。
【０００４】
光ディスクには、単一の記録層を有する一層型のタイプのものと、記録層が複数設けられている多層型のタイプのものがある。この多層型の光ディスクにおいて、例えば、一の記録層に光ビームが集光されている場合に、この一の記録層に隣接する他の記録層等でも光ビームが反射される。
【０００５】
また、一層型の光ディスクにおいても、記録層に光ビームが集光されている場合に、光ディスクの表面でも光ビームが反射される（以下、この他の記録層又は表面を「他の記録層等」ともいう。）。
【０００６】
このように、記録又は再生を行うために集光している記録層で反射された光ビームのみならず、他の記録層等で反射された光ビームが、迷光として受光素子に入射してしまうおそれがある。
【０００７】
このような迷光は、特に、トラッキングエラー信号生成等のために光ビームを回折素子等により分割する構成とする場合には、光ディスクの各層で反射された主光束及び副光束が干渉を引き起こし、ＲＦ（Radio Frequency）信号の品質の劣化やサーボ信号のオフセット等の不具合等の問題が発生するおそれがあり、特に、副光束による受光部上のスポットにノイズ成分が発生することが問題となる。
【０００８】
一般的に、光源から出射された光ビームが回折素子等により０次光と±１次回折光に分離された場合、ＲＦ信号検出を行う主光束としての０次光の光強度を大きくするとともに、副光束としての±１次回折光による記録層の記録情報の消去を防止するため、０次光の光強度に対して、±１次回折光の光強度が約１０％程度とされている。
【０００９】
ここで、光ビームが集光される情報信号の記録又は再生を行われる記録層（以下、「フォーカス記録層」ともいう。）で反射され受光部で受光される０次光の単位面積当たりの光強度に対して、他の記録層等で反射され受光部で受光される０次光の単位面積当たりの光強度が例えば１０％程度とすると、フォーカス記録層で反射され受光部に受光される±１次回折光の光強度に対して、他の記録層等で反射され受光部に受光される０次光の光強度が略等しくなってしまい、±１次回折光を用いてトラッキングエラー信号検出、球面収差検出、ランドグルーブ検出、クロストーク検出を行う場合に大きな問題となる。
【００１０】
このように、光源から出射された光ビームを少なくとも３本の光ビームに分割する回折素子を備える光ピックアップで複数の記録層を有する光ディスク等に対して情報信号の記録再生を行う場合、副光束を受光する受光部では記録再生を行うフォーカス記録層からの副光束の戻り光以外にその前後にある他の記録層からの主光束及び副光束の戻り光も存在してしまい、互いに干渉し合う。この干渉により、光検出器で検出された信号にノイズ成分が発生するという問題があった。
【００１１】
上述のような問題を解決するため、特開２００５−６３５９５号公報に記載の光ピックアップのように光学系の復路に干渉を防ぐための遮蔽部を有する遮蔽手段を配置して、他の記録層からの戻り光が受光部に入射するのを防止して干渉を避ける光ピックアップも考えられるが、遮蔽手段を追加する必要があるとともに、光量ロス、特にメインビームの光量ロスが大きくなってしまうという問題が発生してしまう（特許文献１参照）。
【００１２】
【特許文献１】特開２００５−６３５９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明の目的は、トラッキングエラー検出等のために光源から出射された光ビームを少なくとも２ビームに分割する回折素子を有する場合に、メインビームから分割されたサブビームによる受光部上のスポットにより検出された信号にノイズ成分が発生することを防止して良好な各種信号を得ることができる光ピックアップ及び光ディスク装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この目的を達成するため、本発明に係る光ピックアップは、光ビームの入射方向に一又は複数の記録層を有する光ディスクに対して情報の記録及び／又は再生を行う光ピックアップにおいて、所定の波長の光ビームを出射する光源と、上記光源から出射された光ビームを少なくとも２本の光ビームに回折して分割する回折素子と、上記回折素子に分割された少なくとも２本の光ビームをそれぞれ光ディスクの記録層に集光する対物レンズと、上記光ディスクからの戻り光を受光する受光部を有する光検出器とを備え、上記回折素子は、対物レンズの入射瞳に対応する回折素子上の領域の中心領域に、異なる回折構造を有して異なる方向に回折する回折部又は回折させない透過部が設けられている。
【００１５】
また、この目的を達成するため、本発明に係る光ディスク装置は、一又は複数の記録層を有する光ディスクに対して情報の記録及び／又は再生を行う光ピックアップと、上記光ディスクを回転する回転駆動手段とを備える光ディスク装置であり、この光ディスク装置に用いる光ピックアップとして、上述したようなものを用いたものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、回折素子によりメインビームから分割されたサブビームによる受光部上のスポットに、情報の記録又は再生が行われる記録層とは異なる他の記録層又は表面で反射された光ビームが入射することにより干渉してこの受光部により検出された信号にノイズ成分が発生することを簡易な構成で防止して、良好な各種信号を得ることを実現する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を適用した光ピックアップを用いた光ディスク装置について、図面を参照して説明する。
【００１８】
本発明を適用した光ディスク装置１は、図１に示すように、光ディスク２に対して情報信号の記録及び／又は再生を行う記録再生装置である。
【００１９】
この光ディスク装置１で記録及び／又は再生を行う光ディスク２として、例えば、ＣＤ(Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、情報の追記が可能とされるＣＤ−Ｒ（Recordable）及びＤＶＤ−Ｒ（Recordable）、情報の書換えが可能とされるＣＤ−ＲＷ（ReWritable）、ＤＶＤ−ＲＷ（ReWritable）、ＤＶＤ＋ＲＷ（ReWritable）等の光ディスクや、さらに発光波長が短い４０５ｎｍ程度（青紫色）の半導体レーザを用いた高密度記録が可能な光ディスクや、光磁気ディスク等が用いられる。
【００２０】
特に以下では、この光ディスク装置１で用いられる光ディスクとして、図２に示すように、多層型のタイプとして、２つの記録層を有する光ディスク２を用いるものとして説明するが、この光ディスク装置１及び光ピックアップにより情報信号の記録又は再生を行う光ディスクは、これに限られるものではなく、光ビームの入射方向に一又は複数の記録層が積層されて形成された光ディスクであればよい。具体的に、光ディスク２は、光ビームの入射側から順に、カバー層２ａ、記録層Ｌ１、記録層Ｌ２が形成されている。ここで、カバー層２ａの厚みは７５μｍに形成され、記録層Ｌ１と記録層Ｌ２との間隔は２５μｍに形成されている。
【００２１】
この光ディスク装置１は、図１に示すように、外筐３内に所要の各部材及び各機構が配置されて成り、外筐３には図示しないディスク挿入口が形成されている。
【００２２】
外筐３内には図示しないシャーシが配置され、該シャーシに取り付けられたスピンドルモーターのモーター軸にディスクテーブル４が固定されている。
【００２３】
シャーシには、平行なガイド軸５が取り付けられると共に図示しない送りモーターによって回転されるリードスクリュー６が支持されている。
【００２４】
光ピックアップ７は、図１に示すように、移動ベース８と、該移動ベース８に設けられた所要の光学部品と、移動ベース８上に配置された対物レンズ駆動装置９とを有し、移動ベース８の両端部に設けられた軸受部８ａ、８ｂがそれぞれガイド軸５に摺動自在に支持されている。
【００２５】
移動ベース８に設けられた図示しないナット部材がリードスクリュー６に螺合され、送りモーターによってリードスクリュー６が回転されると、ナット部材がリードスクリュー６の回転方向へ応じた方向へ送られ、光ピックアップ７がディスクテーブル４に装着される光ディスク２の半径方向へ移動される。
【００２６】
以上のように構成された光ディスク装置１は、スピンドルモータによって、光ディスク２を回転操作し、サーボ回路からの制御信号に応じてリードスクリュー６を駆動制御し、光ピックアップ７を光ディスク２の所望の記録トラックに対応する位置に移動することで、光ディスク２に対して情報の記録再生を行う。
【００２７】
次に、本発明が適用された上述した光ピックアップ７について説明する。この光ピックアップ７は、光ビームの入射方向に一又は複数の記録層を有する光ディスク２に対して情報の記録及び／又は再生を行う。
【００２８】
本発明を適用した光ピックアップ７は、図３に示すように、所定の波長の光ビームを出射する光源３１と、光源３１から出射された光ビームを少なくとも３本の光ビームに回折して分割する回折素子３２と、回折素子３２に分割された３本の光ビームをそれぞれ光ディスク２の信号記録面としての記録層上に集光する対物レンズ３３と、光ディスク２の記録層で反射された３本の光ビームのそれぞれの戻り光を受光する受光部３４ａ，３４ｂ，３４ｃを有する光検出器３４と、光源３１と対物レンズ３３との間に配置され、光ディスク２で反射された戻り光の光路を光源３１から出射された光ビームの光路と分離する光路分離手段としてビームスプリッタ３５とを備える。
【００２９】
また、光ピックアップ７は、光源３１とビームスプリッタ３５との間に設けられ、光源３１から出射された光ビームの発散角を変えて略平行光とするコリメータレンズ３７と、ビームスプリッタ３５と光検出器３４との間に設けられ、ビームスプリッタ３５で反射された戻りの光ビームを光検出器３４の受光部３４ａ，３４ｂ，３４ｃ上に集光する集光レンズ３８とを備える。
【００３０】
光源３１は、例えば、波長４０５ｎｍ程度のレーザ光束を出射する半導体レーザである。尚、光源３１から出射される光ビームの波長は、４０５ｎｍ程度に限られるものではなく、例えば、６５０ｎｍ程度、７８０ｎｍ程度の波長の光ビームを出射するように構成してもよい。また、以下では、単一の波長の光ビームを出射する場合について説明するが、二以上の複数種類の波長の光ビームを出射する一又は複数の光源部を設けるように構成してもよい。
【００３１】
コリメータレンズ３７は、光源３１から入射された光ビームの発散角を変換して略平行光として回折素子３２側に出射させる。
【００３２】
回折素子３２は、図３及び図４に示すように、コリメータレンズ３７とビームスプリッタ３５との間に設けられ、所定の回折構造を有し、入射する光ビームを少なくとも０次光及び±１次回折光からなる３本の光ビームに分割する回折部３２ａと、対物レンズ３３の入射瞳に対応する回折素子３２上の領域の中心領域に設けられ、入射する光ビームをそのまま透過させる透過部３２ｂとを有する。尚、図４中、破線部で示される領域Ｒは、対物レンズ３３の入射瞳に対応する回折素子３２上の領域であり、入射瞳に対応する領域とは、ビームスプリッタ３５を介して対物レンズ３３の入射瞳に入射する光ビームが回折素子上を通過する領域をいう。また、対物レンズ３３の入射瞳は、開口数等により決定される対物レンズ３３の有効径をいう。
【００３３】
すなわち、回折素子３２には、略矩形に回折素子３２の略中央部に形成され、光軸にその中心を略一致させて配置されており、対物レンズ３３の入射瞳に対応する回折素子３２上の領域の中心領域に設けられる透過部３２ｂと、透過部３２ｂが設けられた部分以外に設けられる回折部３２ａとが形成されている。透過部３２ｂは、対物レンズ３３の開口により決定される光ビームのビームサイズより小さく形成されている。ここで、透過部３２ｂは、略矩形とされたが、これに限られるものではなく、円形、楕円形、多角形に形成されてもよい。
【００３４】
回折素子３２は、光源３１から出射されコリメータレンズ３７に略平行光とされ入射された光ビームのうち回折部３２ａを通過する光ビームをそのまま透過する０次光であるメインビームと、所定の回折角でメインビームから分岐される±１次回折光である第１及び第２のサブビームとからなる３本の光ビームに分割してビームスプリッタ３５側に出射させる。また、回折素子３２は、入射された光ビームのうち透過部３２ｂを通過する光ビームをそのまま透過させてビームスプリッタ３５側に出射させる。
【００３５】
尚、ここでは、回折素子３２により、通過する光ビームを０次光及び±１次回折光からなる３本の光ビームに分割するように構成したが、本発明に係る光ピックアップに用いられる回折素子は、これに限られるものではなく、少なくとも０次光及び回折光からなる２本の光ビームに分割する回折素子であればよい。
【００３６】
回折素子３２は、図５に示すように、メインビームから分割されたサブビームの情報の記録又は再生が行われる記録層（以下、「フォーカス記録層」ともいう。）で反射された光ビームＢ１と、メインビーム及びサブビームのこのフォーカス記録層とは別の他の記録層又は表面（以下、「他の記録層等」ともいう。）で反射された光ビームＢ２とが、サブビーム用の受光部３４ｂ，３４ｃに入射して、受光部３４ｂ，３４ｃ上で干渉を発生させることを効果的に低減して、ノイズ成分の発生を防止する。尚、図５中Ｂ１は、フォーカス記録層で反射されたメインビーム並びに第１及び第２のサブビームを示し、Ｂ２は、他の記録層で反射されたメインビーム並びに第１及び第２のサブビームを示す。ここで、メインビーム並びに第１及び第２のサブビームは、それぞれ異なる受光部３４ａ，３４ｂ，３４ｃ上にスポットを形成するが、図５は、フォーカス記録層及び他の記録層からの戻り光の集光するスポットの大きさについて説明するための図であり、図５において、フォーカス記録層及び他の記録層からのそれぞれの３ビームが重なっているのは、受光部３４ａ，３４ｂ，３４ｃが並んだ方向からの図であるからである。
【００３７】
すなわち、回折素子３２は、回折部３２ａと透過部３２ｂとを有することにより、回折素子３２に入射され対物レンズ３３の入射瞳に入射する光ビームのうち対物レンズ３３の入射瞳に対応する領域の中心領域の外側に設けられた回折部３２ａに入射する光ビームを回折して３ビームに分割してメインビーム並びに第１及び第２のサブビームを生成するとともに、この中心領域に設けられた透過部３２ｂに入射する光ビームをそのまま透過してこの領域を通過する光ビームの第１及び第２のサブビームを生成しない。このように生成された第１及び第２のサブビームは、光軸に直交する断面が、外周が略円形状とされ、中心付近が略矩形に切り抜かれた形状とされている。
【００３８】
そして、回折素子３２の透過部３２ｂは、図６に示すように、入射瞳に対応する領域の中心領域を通過する光ビームを他の部分である回折部３２ａにより３ビームに分割される部分とは異なり、第１及び第２のサブビームを受光する受光部３４ｂ，３４ｃに入射させないようにする。尚、図６中Ｓ１１は、フォーカス記録層で反射されたメインビームにより形成されるスポットを示し、Ｓ１２及びＳ１３は、それぞれフォーカス記録層で反射された第１及び第２のサブビームにより形成されるスポットを示し、Ｓ２は、他の記録層で反射されたメインビーム並びに第１及び第２のサブビームにより形成されるスポットを示す。
【００３９】
さらに詳細に説明すると、回折素子３２は、上述のような構成とされた透過部３２ｂを有することにより、分割した第１及び第２のサブビームのフォーカス記録層からの戻り光による受光面３４ｂ，３４ｃのスポット形状を、略円形状であって中心部付近に略矩形に切り抜かれた形状とする。
【００４０】
換言すると、回折素子３２は、メインビームから分割されたサブビームによる受光部３４ｂ，３４ｃ上のスポットに、情報の記録又は再生が行われる記録層とは異なる他の記録層又は表面で反射されたメインビーム並びに第１及び第２のサブビーム（以下、「他層光ビーム」ともいう。）が入射することにより干渉が発生してしまうことを防止して、よって、メインビームから分割されたサブビームによる受光部３４ｂ，３４ｃ上のスポットにノイズ成分が発生することを防止する。
【００４１】
ここで、フォーカス記録層で反射されるサブビームと干渉を生じさせる光ビームは、他の記録層で反射されるメインビームのみではなく、他の記録層で反射されるサブビームも存在するが、光量的に特にメインビームとの干渉が問題となるとともに、メインビームとの干渉を回避すればサブビームとの干渉も回避できる。
【００４２】
また、具体的には、回折素子３２の透過部３２ｂの大きさは、分割されフォーカス記録層で反射されるサブビームのうち、このフォーカス記録層で反射されるサブビームと、他の記録層で反射される他層光ビーム（メインビーム並びに第１及び第２のサブビーム）とにより、サブビーム用の受光部３４ｂ，３４ｃ上に形成される干渉縞の少なくとも最内周の領域に対応する部分が、受光部３４ｂ，３４ｃに入射しないように透過する程度の大きさに形成されている。ここで、干渉縞の最内周の領域とは、中心に対して半波長分だけ光路の変動がある位置のうち最も中心に近接する位置までの中心からの距離を半径とした円で囲まれる領域をいい、ここでは、特に、明暗の縞が繰り返し形成されている干渉縞のうち最内周の明部又は暗部の領域をいう。
【００４３】
尚、ここでは、二つの記録層を有する所謂二層光ディスクを用いるものとして説明したが、単一の記録層を有する光ディスクに対して情報の記録及び／又は再生を行うように構成してもよく、その場合には、回折素子３２は、メインビームから分割されたサブビームによる受光部上のスポットに、光ディスク２の表面で反射された光ビームが入射することにより干渉が発生してしまうことを防止するように構成される。また、三以上の記録層を有する光ディスクに対して情報の記録及び／又は再生を行うように構成してもよく、その場合には、フォーカス記録層からのサブビームによる受光部上のスポットに、他の記録層のうち最もフォーカス記録層に近接する記録層で反射された光ビームが入射することにより干渉が発生してしまうことを防止するように構成される。これは、最も近接する記録層により反射された光ビームが迷光として最も影響を与えるからである。
【００４４】
ここで、回折素子３２の透過部３２ｂが、フォーカス記録層で反射される第１及び第２のサブビームと、他の記録層等で反射されるメインビーム等との干渉の発生を防止できることについて説明するが、その説明に先立ち、干渉が発生してしまう現象について説明する。
【００４５】
図７に示すように、フォーカス記録層からの光ビームＢ１の波面は、略曲面とされた曲がった波面であるのに対して、他の記録層からの光ビームＢ２の波面は、略平面とされた波面となっている。この二つの光ビームは、所謂ニュートンリングの原理により、図８に示すような干渉縞がそれぞれの受光部３４ａ，３４ｂ，３４ｃ上に形成される。すなわち、この二つの光ビームの光路差が波長の整数倍のところでは、互いに光強度を強め合うことで明部となり、光路差が波長の整数倍から半波長ずれているところでは、互いに光強度を弱め合うことで暗部となることにより、干渉縞が光路差に応じて図８に示すように発生する。尚、図８は、模式的に明部と暗部とを示しているが、厳密には、光路差の波長の整数倍からのずれに応じて明部と暗部との中間的な光強度の部分も存在し、光路差に応じて順次明るさが変化しており、その結果として明部及び暗部からなる干渉縞が形成されている。そして、この干渉縞は、中心部分では光路差の変化が少なく中心から離れるほど光路差の変化が次第に大きくなっていることから、中心付近が最も粗な状態となっており、中心から離れるほど密となっている。
【００４６】
このとき、フォーカス記録層と、他の記録層との層間隔には、光ディスクの面内の位置に応じて微小な変化があり、この微小な変化等により干渉縞の明暗状態が変化する。すなわち、図８に示すような、明部及び暗部が形成される場合と、明部及び暗部が反転して形成される場合とに亘って明暗状態が順次変化する。そして、明暗状態が順次変化することにより、最も粗な状態に形成された中心付近の領域が干渉によるノイズ成分の支配的な原因となっている。
【００４７】
そして、光ピックアップ７を構成する回折素子３２は、この受光部３４ａ，３４ｂ，３４ｃ上に形成されるスポットの干渉のうち、ノイズ成分の影響が大きい受光部３４ｂ，３４ｃ上の干渉を低減するものである。そして、上述の回折素子３２の透過部３２ｂは、このノイズ成分の支配的な原因となっている受光部３４ｂ，３４ｃの中心付近の最も粗な状態に形成された明暗の部分に対応するフォーカス記録層で反射された第１及び第２のサブビームを分割させないので、干渉する部分の最も影響力が大きい部分の干渉を防止し、ノイズ成分の発生を大幅に低減することができる。また、この干渉は、上述した従来の遮蔽部材によっても防止して、ノイズ成分の発生を低減できるが、新しい構成の追加が必要であり、また、遮蔽部材により遮蔽することによりメインビームの光量ロスが発生してしまうという問題があるのに対し、透過部３２ｂを有する回折素子３２は、簡易な構成で、光量ロス等を大幅に低減して、ノイズ成分の発生を防止できる。
【００４８】
ここで、フォーカスエラー信号の検出等のために光ビームに非点収差を与えた場合には、フォーカス記録層からの光ビームの波面が、進行方向及びその反対方向に交互にカーブを有する所謂鞍型の波面を有することとなり、受光部３４ａ，３４ｂ，３４ｃ上には図９に示すような干渉縞が発生することとなる。そして、図９に示す干渉縞においても、中心部分では光路差の変化が少なく、中心付近が最も粗な状態となる。よって、回折素子３２の透過部３２ｂは、非点収差を与えた光ビームを用いた場合についても、サブビームを受光する受光部３４ｂ，３４ｃ上で干渉する部分の最も影響力が大きい部分の干渉を防止し、ノイズ成分の発生を大幅に低減することができる。尚、図９に示すような非点収差が与えられた場合の干渉縞において、干渉縞の最内周の領域とは、中心に対して半波長分だけ光路の変動がある位置のうち最も中心に近接する位置までの中心からの距離を半径とした円で囲まれる領域をいい、ここでは、特に、破線ＲＳで示される領域をいう。
【００４９】
特に、短波長を用いた光ディスクにおいては、層間距離も小さくすることが可能となっており、この層間距離が小さい場合には迷光の影響と、例えば遮光部材を設けることによる光量ロスとが特に問題となるが、この回折素子３２は、簡易な構成で、光量ロスなしに、短波長を用いた光ディスクを多層構造にしたときのノイズ成分を大幅に低減して、記録容量の大容量化と、迷光の影響度を下げることによる良好な記録再生とを可能とする。
【００５０】
尚、ここでは、回折素子３２の対物レンズ３３の入射瞳に対応する領域の中心領域に透過部３２ｂを設けるように構成されたが、本発明を適用した光ピックアップを構成する回折素子は、これに限られるものではなく、上述の回折部３２ａと同様の構成とされた第１の回折部と、上述の透過部３２ｂと同等の大きさとされ第１の回折部と異なる回折構造を有して異なる方向に回折する第２の回折部とを有するように構成され、第２の回折部を通過する光ビームが第１の回折部により回折された第１及び第２のサブビームを受光する受光部に入射させないように構成されてもよい。ここで、第１の回折部と異なる方向に回折するとは、この第２の回折部が異なる回折方向を有していることを意味し、異なる回折方向とは、メインビームに対するサブビームの方向が異なることをいい、すなわち、回折格子定数により決定される回折角と、回折する方位との両方又はいずれか一方が異なることをいう。換言すると、この第２の回折部は、第１の回折部により回折されるサブビームの受光部上のスポットに第２の回折部により回折される光ビームの受光部上のスポットが重ならないように、第１の回折部により回折されるサブビームの受光部への到達位置と異なる位置に向けてサブビームを回折するような回折構造とされている。
【００５１】
ビームスプリッタ３５は、回折素子３２により３本の光ビームに分割されて入射された往路の光ビームを反射して対物レンズ３３側に向けて出射させるとともに、光ディスク２の記録層で反射され対物レンズ３３を経由して入射された戻りの光ビーム（以下、「復路の光ビーム」ともいう。）を透過して集光レンズ３８側に向けて出射させる。このように、ビームスプリッタ３５は、復路の光ビームの光路を往路の光ビームの光路から分離させて、集光レンズ３８及び受光部３４ａ側に導く。
【００５２】
対物レンズ３３は、光ディスク２の種類に対応した開口数ＮＡとされ、例えば、開口数ＮＡが０．８５程度とされている。対物レンズ３３は、光ディスク２の選択される所望の記録層（信号記録面）上に入射した光ビームを集光する。尚、この対物レンズ３３の開口数は、用いる光ディスク２の種類に応じたものを用いるものであり、０．８５程度に限られるものではなはく、例えば、０．６程度又は０．４５程度のものであってもよい。
【００５３】
集光レンズ３８は、ビームスプリッタ３５を透過され入射された戻りの光ビームの発散角を変換して、所定の発散角でこの光ビームを光検出器３４の受光部３４ａ，３４ｂ，３４ｃの各受光領域上に集束させる。
【００５４】
光検出器３４は、中央部に、例えば略正方形状に形成され入射したメインビームを受光して検出する受光部３４ａと、この受光部３４ａを挟んで互いに反対側の位置に形成され入射した第１及び第２のサブビームの戻り光を受光して検出する受光部３４ｂ，３４ｃと、この受光部３４ａ，３４ｂ，３４ｃ以外の部分に光ビームを検出しない非受光部３４ｄとが設けられた受光素子を有し、この受光素子の受光部３４ａ，３４ｂ，３４ｃで受光した光ビームを検出する。受光部３４ａは、メインビームの戻り光を受光できる位置に形成され、受光部３４ｂは、第１のサブビームの戻り光を受光できる位置に形成され、受光部３４ｃは、第２のサブビームの戻り光を受光できる位置に形成されている。
【００５５】
光検出器３４は、集光レンズ３８により集光されたメインビーム並びに第１及び第２のサブビームの戻り光をそれぞれ受光し、情報信号とともにトラッキングエラー信号及びフォーカシングエラー信号等の各種信号を検出するために、受光部３４ａ，３４ｂ，３４ｃのそれぞれが一の受光領域からなるフォトディテクタ、又は複数の受光領域からなる所謂分割フォトディテクタとして構成され、情報信号、トラッキングエラー信号及びフォーカシングエラー信号等の各種信号を検出する。
【００５６】
例えば、図１０に示すように、受光部３４ａは、互いに直交する方向にそれぞれ２分割された４分割の受光領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを有し、受光部３４ｂ，３４ｃは、それぞれ２分割の受光領域Ｅ，Ｆ及び受光領域Ｇ，Ｈを有し、メインビームの戻り光を受光した受光部３４ａにより検出した信号強度Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄから得られるメインプッシュプル信号ＭＰＰ＝（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ＋Ｃ）と、サブビームの戻り光を受光した受光部３４ｂ，３４ｃにより検出した信号強度Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈから得られるサブプッシュプル信号ＳＰＰ１＝Ｅ−Ｆ，ＳＰＰ２＝Ｇ−Ｈとにより、所謂ＤＰＰ方式のトラッキングエラー信号が検出できる。尚、図１０は、説明の簡略化のため非点収差が与えられた場合の一般的なＤＰＰ方式の各受光部上の光スポットを示す。
【００５７】
すなわち、ＤＰＰ方式のトラッキングエラー信号ＤＰＰは、ＤＰＰ＝ＭＰＰ−（Ｋ１×ＳＰＰ１＋Ｋ２×ＳＰＰ２）により得られる（ここでＫ１，Ｋ２は補正係数である。）。これは、メインプッシュプル信号ＭＰＰだけでは、トラッキングのために対物レンズがシフトすることにより、ＭＰＰがオフセットしてしまい良好なトラッキングエラー信号が得られないことをサブプッシュプル信号で補正するものである。具体的には、光ディスク上のサブビームのスポットは、グルーブピッチの半分だけメインビームのスポットからずらして配置されている。したがって、サブプッシュプル信号ＳＰＰ１，ＳＰＰ２は、メインプッシュプル信号ＭＰＰとは逆極性で変調された信号となる。その一方で、対物レンズのシフトによるオフセットは、ＭＰＰも、ＳＰＰ１及びＳＰＰ２も同じ極性である。以上のことからメインビームとサブビームの明るさを補正する係数Ｋ１，Ｋ２を用いて上述の演算により、対物レンズのシフトによるオフセットがキャンセルされるとともに、グルーブで変調されるトラッキングエラー信号を２倍にした、良好なトラッキングエラー信号が得られる。尚、ここで、Ｋ１とＫ２とは原理的に等しく、例えば、サブビームがメインビームに対して１／１０程度の明るさに設定されているので、Ｋ１＝Ｋ２＝５程度とされている。
【００５８】
ところで、サブビームがメインビームに対して１／１０程度の明るさであった場合、メインビームの他層からの反射光の単位面積当たりの光強度が、サブビームの光強度と近いため、強いビジビリディの干渉縞をつくってしまうという問題があるが、本発明が適用された光ピックアップは、この点を解決するものである。ここで、ビジビリティとは、干渉の明暗の境界の際立っている度合いを意味し、干渉する二つの光ビームの光強度が等しいときに最大となる。
【００５９】
この明暗パターンは、半波長分の光路長の変動で明暗が反転する。光ピックアップの光路では、光ディスクで反射して往復することになるので、光ディスクの記録層間の間隔（以下、「層間厚」ともいう。）が１／４波長分変化すると、光路長が半波長変化することになる。例えば、波長が０．４μｍ程度の場合、層間材料の屈折率を考慮すると、僅か０．０６μｍ程度の層間厚の変動で光路長が半波長分変動して明暗が反転することになる。この明暗反転が、プッシュプル検出の分割線の一方の側で発生すると、この明暗反転が直接各プッシュプル信号にノイズを発生させることになる。例えば、図１０に示す領域Ｅに明部があるとすれば、ＳＰＰ１は、その瞬間は、その分だけプラスの信号となり、この状態から光ディスクが回転し、層間厚が０．０６μｍだけ厚く又は薄くなったとすると、領域Ｅに暗部がくることとなり、ＳＰＰ１は、その分だけマイナスの信号となる。このように、サブプッシュプル信号ＳＰＰ１，ＳＰＰ２は、制御不能な僅か０．０６μｍ程度の層間厚変動と同期したノイズの影響を受けてしまう。この影響が、光スポットの中央付近の比較的粗な領域で顕著であることは上述したとおりである。これは、干渉縞が比較的密な領域すなわち縞の細い領域では、検出領域内で相互に補完し合うことになるからである。
【００６０】
そして、光ピックアップ７を構成する回折素子３２は、トラッキングエラー信号をＤＰＰ方式により検出する場合に、上述したように、最内周の領域で干渉縞を発生させないようにするので、サブビームによる受光部３４ｂ，３４ｃ上のスポットにより検出された信号にノイズ成分が発生して２分割された領域での強度差がばたついてしまうことを防止して、良好なサブプッシュプル信号を得ることができ、結果として良好なトラッキングエラー信号を得ることができる。
【００６１】
尚、ここでは、回折素子３２が、例えば、良好なＤＰＰ方式のトラッキングエラー信号を得ることができることについて説明したが、これに限られるものではなく、メインビームから分割されたサブビームによる受光部上のスポットにより検出される信号を用いた各種信号を良好なものにすることも可能である。
【００６２】
以上のように構成された光ピックアップ７において、光源３１から光ビームが出射されると、コリメータレンズ３７によって平行光とされ、回折素子３２によって３ビームに分割され、ビームスプリッタ３５により対物レンズ３３側に反射され、対物レンズ３３によって集光されて光ディスク２のフォーカス記録層にスポットが形成される。光ディスク２の記録層に集光された光ビームは、反射されて再びビームスプリッタ３５に入射され、ビームスプリッタ３５によって光路が変更されて、集光レンズ３８を介して光検出器３４の受光部３４ａ，３４ｂ，３４ｃ上に集光される。
【００６３】
このとき、例えば、光ビームがフォーカス記録層としての一の記録層Ｌ１に集光されている場合には、図６に示すように、記録層Ｌ１に集光されたメインビームは、集光レンズ３８によって受光素子の受光部３４ａに集光されて略円形のスポットＳ１１が形成される。また、記録層Ｌ１に集光された第１のサブビームは、集光レンズ３８によって受光素子の受光部３４ｂに集光され、透過部３２ｂを通過して回折されなかった部分を除いて略円形のスポットＳ１２が形成される。同様に、記録層Ｌ２に集光された第２のサブビームは、集光レンズ３８によって受光素子の受光部３４ｃに集光され、透過部３２ｂを通過して回折されなかった部分を除いて略円形のスポットＳ１３が形成される。
【００６４】
同時に、他の記録層Ｌ２で反射されたメインビーム並びに第１及び第２のサブビームは、集光レンズ３８によって受光素子の受光部３４ａ，３４ｂ，３４ｃと同一平面内に集光され、記録層Ｌ１からの光ビームより大きなスポットＳ２が形成される。尚、記録層Ｌ２で反射された第１及び第２のサブビームについても、透過部３２ｂを通過して回折されなかった部分を除いて略円形のスポットが形成されているが、この回折されなかった部分には、記録層Ｌ２で反射されたメインビームによるスポットと重なっているため、図６中では、回折されなかった部分が現れていない。
【００６５】
本発明を適用した光ピックアップ７は、光源３１、回折素子３２、対物レンズ３３及び光検出器３４を備え、回折素子３２が、対物レンズ３３の入射瞳に対応する回折素子上の領域の中心領域に、通過する光ビームを回折させない透過部３２ｂ、又は異なる回折構造を有して異なる方向に回折する回折部が設けられていることにより、この通過する光ビームのうち透過部３２ｂを通過した部分には、±１次回折光が生成されず、すなわち、回折素子３２が透過部３２ｂが形成された領域を除いた±１次回折光を生成し、これを光ディスクの信号記録面に集光し、反射された光ビームをサブビーム用の受光部３４ｂ，３４ｃで受光することとなる。これにより、他の記録層等で反射されたメインビーム並びに第１及び第２のサブビームと、フォーカス記録層で反射された第１及び第２のサブビームとの干渉する部分のうち、影響力の強い部分の干渉を抑えてノイズ成分を大幅に低減することができ、例えば良好なトラッキングエラー信号を検出できる。
【００６６】
尚、上述では、光ピックアップを構成する回折素子として通過する光ビームを少なくとも０次光及び±１次回折光からなる３本の光ビームに分割する回折素子３２を設け、この回折素子３２に透過部又は回折部を設けるように構成したが、本発明はこれに限られるものではなく、例えば、回折素子として、通過する光ビームを少なくとも０次光及び回折光からなる２本の光ビームに分割する回折素子を設け、光検出器が、０次光の戻り光を受光する受光部と、回折光の戻り光を受光する受光部とを有し、回折素子の透過部又は回折部が、回折光の戻り光の中心領域の一部が受光部に入射しないように構成してもよく、このように構成することで、フォーカス記録層で反射された回折光に、他の記録層等で反射された０次光又は回折光が干渉する部分のうち、影響力の強い部分の干渉を抑えてノイズ成分を大幅に低減することができ、この回折光を用いた各種検出信号等を良好に検出することができる。
【００６７】
また、光ピックアップ７は、フォーカス記録層で反射された第１及び第２のサブビームに他の記録層等で反射された光ビームが干渉するのを防止するために新たな遮蔽手段等を追加することなく、簡易な構成によりこの干渉によるノイズ成分の低減を実現でき、さらに遮蔽手段等を追加することによる光量ロス、特にメインビームの光量ロス等を排除できる。
【００６８】
尚、上述の光ピックアップ７では、回折素子３２の略中央部に略矩形に形成され、この領域を通過する光ビームを回折させない透過部３２ｂを設けるように構成したが、これに限られるものではなく、所定の一方向に細長い形状とされ、回折させない透過部又は異なる回折構造を有して異なる方向に回折する回折部を設けるように構成してもよい。
【００６９】
次に、図１１に示すように、所定の一方向に細長い形状とされた透過部５２ｂを有する回折素子５２を備える光ピックアップ５０について説明する。尚、以下の説明において、回折素子３２に換えて回折素子５２を用いること以外の構成は、上述した光ピックアップ７と共通であり、上述した光ピックアップ７と共通する部分については、共通の符号を付すとともに詳細な説明は省略する。
【００７０】
本発明を適用した光ピックアップ５０は、図３に示すように、光源３１と、光源３１から出射された光ビームを少なくとも３本の光ビームに回折して分割する回折素子５２と、対物レンズ３３と、光検出器３４と、ビームスプリッタ３５と、コリメータレンズ３７と、集光レンズ３８とを備える。
【００７１】
回折素子５２は、図３及び図１１に示すように、コリメータレンズ３７とビームスプリッタ３５との間に設けられ、所定の回折構造を有し、入射する光ビームを少なくとも０次光及び±１次回折光からなる３本の光ビームに分割する回折部５２ａと、対物レンズ３３の入射瞳に対応する回折素子３２上の領域の中心領域を含んで設けられ、入射する光ビームをそのまま透過させる透過部５２ｂとを有する。尚、図１１中、破線部で示される領域Ｒは、上述した図４の場合と同様に、対物レンズ３３の入射瞳に対応する回折素子５２上の領域である。
【００７２】
すなわち、回折素子５２には、回折部５２ａの回折方向と略同一方向に長辺が形成される細長い形状とされた略矩形に形成され、光軸にその中心を略一致させて配置されており、対物レンズ３３の入射瞳に対応する回折素子５２上の領域の中心領域を含んで形成される透過部５２ｂと、透過部５２ｂが設けられた部分以外に設けられる回折部５２ａとが形成されている。
【００７３】
尚、ここでは、回折部５２ａの回折方向と略同一方向に長辺が形成される細長い形状とされた略矩形状に形成された透過部５２ｂを有するように構成したが、本発明を適用した光ピックアップを構成する回折素子は、これに限られるものではなく、図１２に示すように、回折部５３ａの回折方向と略直交する方向に長辺が形成される細長い形状とされた略矩形に形成され、光軸にその中心を略一致させて配置されており、対物レンズ３３の入射瞳に対応する回折素子５２上の領域の中心領域を含んで形成される透過部５３ｂと、透過部５３ｂが設けられた部分以外に設けられる回折部５３ａとが形成された回折素子５３を用いるように構成してもよい。尚、図１２に示す回折素子５３を用いた場合にも、図１１に示す回折素子５２を用いた場合と略同様であるので、以下では、回折素子５３を用いた場合の詳細な説明は省略する。
【００７４】
回折素子５２は、光源３１から出射されコリメータレンズ３７に略平行光とされ入射された光ビームのうち回折部５２ａを通過する光ビームをそのまま透過する０次光であるメインビームと、所定の回折角でメインビームから分岐される±１次回折光である第１及び第２のサブビームとからなる３本の光ビームに分割してビームスプリッタ３５側に出射させる。また、回折素子５２は、入射された光ビームのうち透過部５２ｂを通過する光ビームをそのまま透過させてビームスプリッタ３５側に出射させる。
【００７５】
回折素子５２は、上述した図４を用いて説明した回折素子３２と同様に、メインビームから分割されたサブビームのフォーカス記録層で反射された光ビームＢ１と、メインビーム及びサブビームの他の記録層等で反射された光ビームＢ２とが、サブビーム用の受光部３４ｂ，３４ｃに入射して、受光部３４ｂ，３４ｃ上で干渉を発生させることを効果的に低減して、ノイズ成分の発生を防止する。
【００７６】
すなわち、回折素子５２は、回折部５２ａと透過部５２ｂとを有することにより、回折素子５２に入射され対物レンズ３３の入射瞳に光ビームのうち対物レンズ３３の入射瞳に対応する領域の中心領域の外側に設けられた回折部５２ａに入射する光ビームを回折して３ビームに分割してメインビーム並びに第１及び第２のサブビームを生成するとともに、この中心領域に設けられた透過部５２ｂに入射する光ビームをそのまま透過してこの領域を通過する光ビームの第１及び第２のサブビームを生成しない。このように生成された第１及び第２のサブビームは、光軸に直交する断面が、略円形状に形成された状態から、中心付近を通過するとともに所定の半径方向に帯状の切り抜きが切り抜かれた形状とされている。
【００７７】
そして、回折素子５２の透過部５２ｂは、図１３に示すように、入射瞳に対応する領域の中心領域を含んだ細長い矩形状の領域を通過する光ビームを他の３ビームに分割される部分とは異なり、第１及び第２のサブビームを受光する受光部３４ｂ，３４ｃに入射させないようにする。尚、図１３中Ｓ３１は、フォーカス記録層で反射されたメインビームにより形成されるスポットを示し、Ｓ３２及びＳ３３は、それぞれフォーカス記録層で反射された第１及び第２のサブビームにより形成されるスポットを示し、Ｓ４は、他の記録層で反射されたメインビーム並びに第１及び第２のサブビームにより形成されるスポットを示す。尚、フォーカスエラー信号の検出等のために光ビームに非点収差を与えた場合には、各ビームは、図１４に示すようなスポット形状となる。
【００７８】
さらに詳細に説明すると、回折素子５２は、上述のような構成とされた透過部５２ｂを有することにより、分割した第１及び第２のサブビームのフォーカス記録層からの戻り光による受光面３４ｂ，３４ｃのスポット形状を、略円形状であって中心部付近を含めた所定の半径方向に帯状に切り抜かれた形状とする。
【００７９】
換言すると、回折素子５２は、メインビームから分割されたサブビームによる受光部３４ｂ，３４ｃ上のスポットに、情報の記録又は再生が行われる記録層とは異なる他の記録層又は表面で反射された他層光ビーム（メインビーム並びに第１及び第２のサブビーム）が入射することにより干渉が発生してしまうことを防止して、よって、メインビームから分割されたサブビームによる受光部３４ｂ，３４ｃ上のスポットにノイズ成分が発生することを防止する。
【００８０】
ここで、フォーカス記録層で反射されるサブビームと干渉を生じさせる光ビームは、他の記録層で反射されるメインビームのみではなく、他の記録層で反射されるサブビームも存在するが、光量的に特にメインビームとの干渉が問題となるとともに、メインビームとの干渉を回避すればサブビームとの干渉も回避できるので、以下では、他の記録層で反射されるサブビームとの干渉については説明は省略する。
【００８１】
また、具体的には、回折素子５２の透過部５２ｂの大きさは、分割されフォーカス記録層で反射されるサブビームのうち、このフォーカス記録層で反射されるサブビームと、他の記録層で反射される他層光ビーム（メインビーム並びに第１及び第２のサブビーム）とにより、サブビーム用の受光部３４ｂ，３４ｃ上に形成される干渉縞の少なくとも最内周の領域に対応する部分が、少なくとも受光部３４ｂ，３４ｃに入射しないように透過する程度の大きさに形成されている。
【００８２】
尚、上述した光ピックアップ７と同様に二層光ディスクを用いるものに限られるものではない。
【００８３】
ここで、回折素子５２の透過部５２ｂが、フォーカス記録層で反射される第１及び第２のサブビームと、他の記録層等で反射されるメインビーム等との干渉の発生を防止できることについては、上述した光ピックアップ７の場合と同様であるので、ここでは、詳細な説明は省略する。
【００８４】
また、ここでは、回折素子５２の対物レンズ３３の入射瞳に対応する領域の中心領域に透過部５２ｂを設けるように構成されたが、本発明を適用した光ピックアップを構成する回折素子は、これに限られるものではなく、上述の回折部５２ａと同様の構成とされた第１の回折部と、上述の透過部５２ｂと同等の大きさとされ第１の回折部と異なる回折構造を有して異なる方向に回折する第２の回折部とを有するように構成され、第２の回折部を通過する光ビームが第１の回折部により回折された第１及び第２のサブビームを受光する受光部に入射させないように構成されてもよい。
【００８５】
以上のように構成された光ピックアップ５０において、光源３１から光ビームが出射されると、コリメータレンズ３７によって平行光とされ、回折素子５２によって３ビームに分割され、ビームスプリッタ３５により対物レンズ３３側に反射され、対物レンズ３３によって集光されて光ディスク２のフォーカス記録層にスポットが形成される。光ディスク２の記録層に集光された光ビームは、反射されて再びビームスプリッタ３５に入射され、ビームスプリッタ３５によって光路が変更されて、集光レンズ３８を介して光検出器３４の受光部３４ａ，３４ｂ，３４ｃ上に集光される。
【００８６】
このとき、例えば、光ビームがフォーカス記録層としての一の記録層Ｌ１に集光されている場合には、図１３に示すように、記録層Ｌ１に集光されたメインビームは、集光レンズ３８によって受光素子の受光部３４ａに集光されて略円形のスポットＳ３１が形成される。また、記録層Ｌ１に集光された第１のサブビームは、集光レンズ３８によって受光素子の受光部３４ｂに集光され、透過部５２ｂを通過して回折されなかった部分を除いて略円形のスポットＳ３２が形成される。同様に、記録層Ｌ２に集光された第２のサブビームは、集光レンズ３８によって受光素子の受光部３４ｃに集光され、透過部５２ｂを透過して回折されなかった部分を除いて略円形のスポットＳ３３が形成される。
【００８７】
同時に、他の記録層Ｌ２で反射されたメインビーム並びに第１及び第２のサブビームは、集光レンズ３８によって受光素子の受光部３４ａ，３４ｂ，３４ｃと同一平面内に集光され、記録層Ｌ１からの光ビームより大きなスポットＳ４が形成される。尚、記録層Ｌ２で反射された第１及び第２のサブビームについても、透過部５２ｂを透過して回折されなかった部分を除いて略円形のスポットが形成されているが、この回折されなかった部分には、記録層Ｌ２で反射されたメインビームによるスポットと重なっているため、図１３中では、回折されなかった部分が現れていない。
【００８８】
本発明を適用した光ピックアップ５０は、光源３１、回折素子５２、対物レンズ３３及び光検出器３４を備え、回折素子５２が、対物レンズ３３の入射瞳に対応する回折素子上の領域の中心領域を含んだ領域に、通過する光ビームを回折されない透過部５２ｂ、又は異なる回折構造を有して異なる方向に回折する回折部が設けられていることにより、この通過する光ビームのうち透過部５２ｂを通過した部分には、±１次回折光が生成されず、すなわち、回折素子５２が透過部５２ｂが形成された領域を除いた±１次回折光を生成し、これを光ディスクの信号記録面に集光し、反射された光ビームをサブビーム用の受光部３４ｂ、３４ｃで受光することとなる。これにより、他の記録層等で反射されたメインビーム並びに第１及び第２のサブビームと、フォーカス記録層で反射された第１及び第２のサブビームとの干渉する部分のうち、影響力の強い部分の干渉を抑えてノイズ成分を大幅に低減することができ、例えば良好なトラッキングエラー信号を検出できる。
【００８９】
また、光ピックアップ５０は、フォーカス記録層で反射された第１及び第２のサブビームに他の記録層等で反射された光ビームが干渉するのを防止するために新たな遮蔽手段等を追加することなく、簡易な構成によりこの干渉によるノイズ成分の低減を実現でき、さらに遮蔽手段等を追加することによる光量ロス、特にメインビームの光量ロス等を排除できる。
【００９０】
尚、上述の光ピックアップにおいて、複数の記録層からフォーカス記録層として選択した記録層によって、干渉縞は、図８に示す状態から微妙に上下方向にずれることとなる。よって、図１１に示すような回折素子５２を用い、図１３に示すようなスポット形状とすることで、いずれの記録層をフォーカス記録層としたときにおいてもより効果的に干渉縞の影響を取り除くことが可能となる。
【００９１】
また、同様に、上述の光ピックアップにおいて、光ビームに非点収差を与えた場合には、複数の記録層からフォーカス記録層として選択した記録層によって、図９に示す状態から微妙に左右方向にずれることとなる。よって、図１１に示すような回折素子５２を用い、図１４に示すようなスポット形状とすることで、いずれの記録層をフォーカス記録層としたときにおいてもより効果的に干渉縞の影響を取り除くことが可能となる。
【００９２】
また、本発明を適用した光ディスク装置１は、上述の光ピックアップ７，５０を備えることにより、回折素子によりメインビームから分割されたサブビームによる受光部上のスポットの、情報の記録又は再生が行われる記録層とは異なる他の記録層又は表面で反射された光ビームが入射することにより干渉してノイズ成分が発生することを簡易な構成で防止して良好な各種信号を得るとともに、新たな遮蔽手段等を追加する必要がなくなり、新たな遮蔽手段等を追加することによる光量ロス等を排除できる。さらに、光ディスク装置１は、他層構造とされ記録容量の大容量化を実現する光ディスクに対して迷光の影響度を下げることにより良好な記録再生特性を実現する。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明を適用した光ディスク装置の概略を示す斜視図である。
【図２】本発明を適用した光ディスク装置及び光ピックアップに用いられる光ディスクの概略を示す断面図である。
【図３】本発明を適用した光ピックアップの光学系を説明する光路図である。
【図４】光ピックアップを構成する回折素子の平面図である。
【図５】受光部に集光されるフォーカス記録層及び他の記録層からの戻りの光ビームの状態を説明するための図であり、光ピックアップを構成する集光レンズ及び受光部の概略を示す側面図である。
【図６】光ピックアップを構成する光検出器の受光部と同一平面上にフォーカス記録層及び他の記録層からの戻りの光ビームのスポットが形成された状態を示す平面図である。
【図７】受光部に集光されるフォーカス記録層及び他の記録層からの戻りの光ビームの光路差を説明するための図である。
【図８】受光部に集光されるフォーカス記録層及び他の記録層からの戻りの光ビームの光路差により形成される干渉縞を模式的に示す図であり、光ピックアップを構成する受光部の平面図である。
【図９】受光部に集光されるフォーカス記録層及び他の記録層からの戻りの光ビームの光路差により形成される干渉縞の、光ビームに非点収差を与えた場合の例を模式的に示す図であり、光ピックアップを構成する受光部の平面図である。
【図１０】光ピックアップを構成する受光部の、トラッキングエラー信号検出としてＤＰＰ方式を採用した場合の分割される各受光領域の例を示す図であり、各受光部の平面図である。
【図１１】光ピックアップを構成する回折素子の他の例を示す平面図である。
【図１２】光ピックアップを構成する回折素子のさらに他の例を示す平面図である。
【図１３】図１１に示す回折素子を設けた光ピックアップを構成する光検出器の受光部と同一平面内にフォーカス記録層及び他の記録層からの戻りの光ビームのスポットが形成された状態を示す平面図である。
【図１４】図１１に示す回折素子を設けるとともに、光ビームに非点収差を与えた光ピックアップを構成する光検出器の受光部と同一平面内にフォーカス記録層及び他の記録層からの戻りの光ビームのスポットが形成された状態を示す平面図である。
【符号の説明】
【００９４】
１  光ディスク装置、  ２  光ディスク、  ３  外筐、  ４  ディスクテーブル、  ５  ガイド軸、  ６  リードスクリュー、  ７  光ピックアップ、  ８  移動ベース、  ９  対物レンズ駆動装置、  ３１  光源、  ３２  回折素子、  ３２ａ  回折部、  ３２ｂ  透過部、  ３３  対物レンズ、  ３４  光検出器、  ３４ａ〜３４ｃ  受光部、  ３５  ビームスプリッタ、  ３７  コリメータレンズ、  ３８  集光レンズ
【図１】
2008117455.tif 000003
【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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