(57)【要約】【課題】  複数層からなる記録媒体に対して情報の記録／再生を行う場合において、トラッキング調整とフォーカス調整とを良好に行うことができる光ピックアップ装置を提供する。【解決手段】  対物レンズが中立位置にある状態で情報の記録／再生を行っている記録層から反射された光ビームの光軸を通り、かつ、上記光記録媒体のトラック方向と直交した分割線Ａと、上記分割線Ａから上記光ビームの半径よりも小さい距離だけ離れた上記分割線Ａと平行な分割線Ｂとで挟まれた領域（Ａ）、および、上記光ビームの光軸を中心として上記光ビームのビーム半径よりも小さい円の領域（Ｂ）を併せた領域で上記光ビームからフォーカス用ビームを分離する第三分割部３ｃと、少なくとも領域（Ｂ）を除く領域で上記光ビームからトラッキング用ビームを分離する第一分割部３ａおよび第二分割部３ｂとを有するホログラム３を有している。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の記録層が積層された光記録媒体から反射され、集光手段を通過した光ビームを、フォーカスエラー信号を求めるためのフォーカス用ビームと、トラッキングエラー信号を求めるためのトラッキング用ビームとに少なくとも分離する分離領域を有する分離手段と、
フォーカス用ビームおよびトラッキング用ビームをそれぞれ受光する検出手段とを備えた光ピックアップ装置であって、
上記分離手段は、集光手段が中立位置にある状態で情報の記録／再生を行っている記録層から反射され当該分離手段に照射された光ビームの光軸と一致する点を通る分割線Ａと、上記分割線Ａから上記光ビームの半径よりも小さい距離だけ離れた上記分割線Ａと平行な分割線Ｂとで挟まれた領域（Ａ）、および、上記光ビームの光軸と一致する点を中心として上記光ビームのビーム半径よりも小さい円の領域（Ｂ）を併せた領域で上記光ビームからフォーカス用ビームを分離するフォーカス分離領域と、
少なくとも領域（Ｂ）を除く領域で上記光ビームからトラッキング用ビームを分離するトラッキング分離領域とを有することを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２】
上記領域（Ｂ）は、上記集光手段から見て、情報の記録／再生を行っている上記記録層よりも遠い記録層で反射された光ビームが集光される領域を含むことを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ装置。
【請求項３】
上記検出手段は、光記録媒体から反射された光ビームのうち、当該光ビームの光軸から見て、上記分割線Ｂよりも外側を通る光ビームのみを検出する検出部を備えていることを特徴とする請求項１、２に記載の光ピックアップ装置。
【請求項４】
上記検出手段は、上記光記録媒体から反射された光ビームのうち、当該光ビームの光軸から見て、上記分割線Ｂよりも外側を通る光ビームを検出して、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備えていることを特徴とする請求項１、２または３に記載の光ピックアップ装置。
【請求項５】
上記分離手段は、当該分離手段を通過する光ビームの回折効率が、分離手段に入射する光ビームの偏光状態によって変化するものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項６】
上記領域（Ｂ）の半径は、情報の記録／再生を行っている記録層から反射され当該分離手段に照射された光ビームのビーム半径に対して、３０〜６０％の範囲内であることを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ装置。
【請求項７】
上記分割線Ａから分割線Ｂまでの間隔は、情報の記録／再生を行っている記録層から反射され当該分離手段に照射された光ビームのビーム半径に対して、５０％よりも大きいことを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ装置。
【請求項８】
複数の記録層が積層された光記録媒体から反射され、集光手段を通過した光ビームを、フォーカスエラー信号を求めるためのフォーカス用ビームと、トラッキングエラー信号を求めるためのトラッキング用ビームとに少なくとも分離する分離領域を有する分離手段と、
フォーカス用ビームおよびトラッキング用ビームをそれぞれ受光する検出手段とを備えた光ピックアップ装置であって、
上記分離手段は、当該分離手段上の任意の一点を通る直線と、当該直線と平行であるとともに情報の記録／再生を行っている記録層から反射し当該分離手段に照射される光ビームのビーム半径よりも小さい距離だけ当該直線から離れたな平行直線とで挟まれた帯状領域、および、上記任意の一点を中心とし上記分離手段に照射される光ビームのビーム半径よりも小さい半径を有する円の円領域を併せた領域で、上記光ビームをフォーカス用ビームに分離するフォーカス分離領域と、
上記円領域を少なくとも除く領域で、上記光ビームをトラッキング用ビームに分離するトラッキング分離領域とを有することを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の光ピックアップ装置を備えることを特徴とする情報記録／再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスク等の情報記録媒体に対して光学的に情報を記録／再生する光ピックアップ装置に関するものであり、特に記録層が２層以上の積層構造を持つ情報記録媒体に対して場合の光ピックアップ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図１０は従来の光ピックアップ装置の構成を示す正面図である。また、図１１は、従来のホログラムパターンの詳細を示す正面図を示す。従来の光ピックアップ装置では、図１０に示すように、記録媒体１６からの反射光を受光素子１７で受光することによって、対物レンズの位置ずれを検出している。
【０００３】
具体的には、光源１１からの光は、グレーティング１２によって、おもに１つのメインビーム３０と２つのサブビーム３１、３２に分割された後に、ホログラム１３、コリメートレンズ１４を通過して、対物レンズ１５に導かれる。そして、メインビーム３０、サブビーム３１、３２は、対物レンズ１５によって記録媒体１６上に集光される。記録媒体１６から反射されたメインビーム３０および、２つのサブビーム３１、３２は、対物レンズ１５を通過した後、コリメートレンズ１４を通過して、図１１に示す第一領域１３ａ、第二領域１３ｂおよび第三領域１３ｃからなるホログラムパターンを有しているホログラム１３に導かれる。
【０００４】
このとき、対物レンズ１５の配置によって、ホログラム１３上に入射する光の位置は変化する。例えば、対物レンズ１５が中立位置の状態にあるときには、記録媒体１６から反射されたメインビーム３０は、その光軸がホログラムパターンの中心を通るようにして、ホログラム１３に入射される。このとき、メインビーム３０および、サブビーム３１、３２は、第二領域１３ｂおよび第三領域１３ｃにそれぞれ同じ割合で入射する。一方、対物レンズ１５が中立位置からラジアル方向にずれた位置に配置しているとき、記録媒体１６から反射されホログラムに入射されるメインビーム３０は、その光軸が図１１に示すｘ方向の分割線にそって変位することになる。このとき記録媒体１６から反射したメインビーム３０は、ホログラム１３の第二領域１３ｂおよび第三領域１３ｃのいずれかに偏った状態で入射する。
【０００５】
図１２は受光素子１７の構成を説明する図面である。記録媒体１６によって反射され、ホログラム１３の第一領域１３ａに入射した光は、ホログラム１３で回折されて、フォーカスエラー信号を検出するための受光素子１７ａ、１７ｂに導かれる。そして、受光素子１７ａ、１７ｂの受光結果に基づいて、フォーカスエラー信号が生成される。
【０００６】
一方、記録媒体１６からホログラムの第二領域１３ｂに入射した光のうち、メインビーム３０は受光素子１７ｄに導かれるとともに、各サブビーム３１、３２は各受光素子１７ｈ、１７ｇにそれぞれ導かれる。また、記録媒体１６から第三領域１３ｃに入射した反射光のうち、メインビーム３０は受光素子１７ｃに導かれるとともに、各サブビーム３１、３２は各検出部７ｆ、７ｅにそれぞれ導かれる。そして、第二領域１３ｂによって回折された光ビームを受光する各受光素子（１７ｇ〜１７ｈ）による受光信号と、第三領域１３ｃによって回折された光ビームを受光する各受光素子（１７ｅ〜１７ｆ）による受光信号に基づいて、対物レンズ１５の変位を表すトラッキングエラー信号が検出される。これによってラジアル方向における対物レンズ１５の中立位置からの位置ずれが検出される。
【０００７】
ところで、２層ディスクにおいて情報の記録／再生を行う場合には、以下に示す問題がある。図１３は、２つの記録層を持つ記録媒体の場合に、上層の第一記録層１６ａおよび、下層の第二記録層１６ｂから反射された光ビームを説明するための図面である。
【０００８】
上記光ピックアップ装置では、光源１１からの光が第一記録層１６ａに集光される場合、その一部が第一記録層１６ａを透過し、第二記録層１６ｂにおいて反射される。この第二記録層１６ｂは第一記録層１６aに比べて、対物レンズ１５から離れた位置にある。従って、第二記録層１６ｂから反射された光ビームは、対物レンズ１５の焦点位置に比べて離れた位置１９で反射されることになり、対物レンズ１５およびコリメートレンズ１４によって、第一記録層１６ａから反射された光ビームと比べてビーム径が小さくなった状態で、ホログラム１３に入射する。また、その第二記録層１６ｂから反射した光ビームは、ホログラム１３によって回折されると、受光素子１７上では大きなスポットサイズになってしまうので、複数の受光素子に入射されることとなる。
【０００９】
そして、対物レンズ１５が中立位置の状態にあるときには、第一記録層１６ａからの反射光に基づくトラッキングエラー信号をあらわす出力信号は０になるが、第二記録層１６ｂからの反射光に基づくトラッキングエラー信号をあらわす出力信号は、例えば、図１４に示すように、第二記録層１６ｂ（情報の記録／再生を行っている記録層以外の記録層）からの反射光が受光素子１７ｇに入射する等の影響により０にはならない。
【００１０】
さらに、対物レンズ１５が中立位置からずれた状態にある場合には、図１５に示すように、第二記録層１６ｂからの反射光は、ホログラムパターンの第二領域１３ｂと第三領域１３ｃとのうち、いずれか一方にだけ入射される場合がある。そして、第二領域１３ｂおよび第三領域１３ｃのうち、いずれか一方の領域だけに上記反射光が入射された場合には、第二記録層１６ｂからの反射光は、前記一方の領域に対応する受光素子に入射される。この場合、サブビーム３１、３２を受光する受光素子からの出力値は、対物レンズ１５が変位しても一定となるので、レンズポジション信号が表す出力値に、オフセットが生じてしまう。
【００１１】
このように、ＤＶＤ等の２層記録ディスクにおいて、図１１に示すようなホログラム１３を用いた場合には、一方の記録層に対してい情報の記録／再生を行う際に、情報の記録／再生を行っている記録層以外からの反射光の影響を受けるため、ラジアル方向に関して対物レンズ１５の中立位置を正確に求めることができない。つまり、複数層からなる記録媒体において正確なトラッキング調整を行うことができない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
そこで、上記公知技術において正確なトラッキング調整を行うことができないという問題点に対し本願出願人は、鋭意検討した結果、上記問題点を解決するために、ホログラムパターンを特定の形状にするという内容の先願発明を提案した（特願２００３−０９２１１０号：本願の出願前の確認時点で未公開）。
【００１３】
具体的には、上記問題を解決するために、出願人らによって次のようなホログラムパターンが提案されている。図８はそのホログラムパターンの構成を示す。
【００１４】
ホログラムパターンは、図８に示すように、トラッキングエラー信号生成のための第一分割部２１ａおよび第二分割部２１ｂ、フォーカス誤差信号生成のための第三分割部２１ｃを有している。
【００１５】
そして、第一分割部２１ａと、第二分割部２１ｂは、対物レンズ１５が中立位置にあるときにホログラム１３に導かれる反射光の光軸と一致する分割線付近の軸付近部を除いた領域に配置される。この軸付近部は、上記光軸を中心とする円形状に形成されている。第三分割部２１ｃは前記円形状の領域から、第一分割部２１ａと第二分割部２１ｂを除いた部分であって、軸付近部の円形状を含む。このように、上記ホログラムパターンは３つの分割部を有している。
【００１６】
このようなホログラムパターンを用いることによって、一記録層以外の他の記録層からの、ホログラムパターンの上記光軸付近部に入射するビームサイズの小さい反射光が、フォーカスエラー信号を生成するための第一分割部２１ａ、第二分割部２１ｂに入射することを防ぐことが可能となり、正確なトラック位置情報およびずれ情報を取得することができる。
【００１７】
しかしながら、本願出願人は、さらに検討を重ねた結果、先願発明には、以下に示す技術的な課題が残されていることを見出した。これについて、以下に説明する。
【００１８】
上記図８に示すようなホログラムパターンを有するホログラム２１を備えたピックアップ装置では、第一記録層１６ａから反射された光ビームのうち、第三分割部２１ｃに入射した光ビームは、受光素子１７ａ、１７ｂで検出され、フォーカスエラー信号を生成するために用いられる。
【００１９】
例えば、２分割検出器を用いたナイフエッジ法によるフォーカスエラー信号を生成する場合、それぞれの検出器で検出した光強度の差を検出する。記録媒体の記録層上で集光ビームが合焦点にある場合は、２分割検出器のそれぞれで検出される強度は等しくなり、その差は０となる。合焦点でない場合は一方の検出強度が強くなる。焦点位置よりも近いか遠いかで、強度の強い検出器は入れ替わる。
【００２０】
図９は、上記ホログラムパターンにおいて、球面収差がある場合とない場合とでのナイフエッジ法によるフォーカスエラー信号を表す。
【００２１】
一般に球面収差がある光ビームの場合では、記録媒体上で集光ビームが合焦点となる場合、記録媒体からの反射光を２分割検出器で検出すると、その差は０にはならない。受光素子１７ａ、１７ｂの差がちょうど０となるのは、図９に示すように、フォーカス位置からいくらかずれた位置となる。
【００２２】
図８に示すホログラムパターンの場合、中心部の光束は半分にカットされていないため、この部分の寄与による検出器の強度差はフォーカスずれのある場合にも常に相殺されることになり、実質的にはビーム光束外縁部の光を用いてフォーカスエラー信号が生成されることになる。
【００２３】
球面収差の影響は、ビーム光束中心部ほど小さく、外周部になるほど大きくなる。そして、図８に示すホログラムでは、実質的に球面収差の大きな領域のみでフォーカス信号を生成することになるため、上記ホログラムを用いた場合には、フォーカスエラー信号のオフセットが顕著にあらわれる場合がある。
【００２４】
このように図９に示すホログラムパターンの場合には、良好なトラッキングエラー信号を得ることができるが、フォーカスエラー信号にオフセットが発生するため、正確なフォーカス位置情報を得ることは困難になり、記録媒体への記録および再生を行う際の特性が悪化してしまうおそれがある。
【００２５】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数層からなる記録媒体に対して情報の記録／再生を行う場合において、トラッキング調整とフォーカス調整とを良好に行うことができる光ピックアップ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
本発明にかかる光ピックアップ装置は、上記の課題を解決するために、複数の記録層が積層された光記録媒体から反射され、集光手段を通過した光ビームを、フォーカスエラー信号を求めるためのフォーカス用ビームと、トラッキングエラー信号を求めるためのトラッキング用ビームとに少なくとも分離する分離領域を有する分離手段と、フォーカス用ビームおよびトラッキング用ビームをそれぞれ受光する検出手段とを備えた光ピックアップ装置であって、上記分離手段は、集光手段が中立位置にある状態で情報の記録／再生を行っている記録層から反射され当該分離手段に照射された光ビームの光軸と一致する点を通る分割線Ａと、上記分割線Ａから上記光ビームの半径よりも小さい距離だけ離れた上記分割線Ａと平行な分割線Ｂとで挟まれた領域（Ａ）、および、上記光ビームの光軸と一致する点を中心として上記光ビームのビーム半径よりも小さい円の領域（Ｂ）を併せた領域で上記光ビームからフォーカス用ビームを分離するフォーカス分離領域と、少なくとも領域（Ｂ）を除く領域で上記光ビームからトラッキング用ビームを分離するトラッキング分離領域とを有することを特徴としている。
【００２７】
上記集光手段から見て、情報の記録／再生をおこなっている記録層（以下、目的層と称する）よりも遠い記録層で反射された光ビームは、その光路長の差により集光手段を通過すると、上記目的層で反射された光ビームよりも半径が小さい状態で、分離手段上に照射される目的層から反射された光ビームの光軸近傍に集光される。そして、上記目的層よりも遠い記録層で反射された光ビームは、目的層以外から反射された光ビームであるため、トラッキングエラー信号を求める際に誤差の原因となる。
【００２８】
上記の構成によれば、目的層から反射された光ビームの光軸近傍の領域である上記領域（Ｂ）を少なくとも除く領域（トラッキング分離領域）で、分離手段に照射される光ビームからトラッキング用ビームを分離している。これにより、目的層よりも遠い記録層から反射された光ビームは、トラッキング分離領域に照射されない。換言すると、トラッキング分離領域は、目的層よりも遠い記録層から反射された光ビームを含まない状態で、分離手段に照射される光ビームからトラッキング用ビームを分離することができる。これにより、目的層よりも遠い記録層から反射された光ビームを含んだ状態でトラッキングエラー信号を求める従来の構成と比べて、より正確に、トラッキングエラー信号を求めることができる。
【００２９】
さらに、上記の構成によれば、上記領域（Ｂ）と、集光手段が中立位置にある状態で目的層から反射された光ビームの光軸と一致する点を通り、かつ、上記光記録媒体のトラック方向と直交した分割線Ａと、上記分割線Ａから上記光ビームの半径よりも小さい距離だけ離れた当該分割線Ａと平行な分割線Ｂとで囲まれた領域（Ａ）とを併せた領域で、分離手段に照射される光ビームからフォーカス用ビームを分離している。つまり、上記光ビームの光軸と一致する点から見て上記分割線（Ｂ）よりも遠い部分の光ビームをカットした状態で、光ビームからフォーカス用ビームを分離している。これにより、上記光ビームの外縁（外周）付近の、球面収差の影響が強い部分の光ビームをカットした状態でフォーカス用ビームを生成することができる。従って、より正確にフォーカスエラー信号を求めることができる。なお、上記分割線Ａは、上記光記録媒体のトラック方向と直交した方向に延びている。
【００３０】
このように、上記構成とすることにより、目的層よりも遠い記録層から反射された光ビームを含んだ状態でトラッキングエラー信号を求める従来の構成と比べて、より正確なトラッキングエラー信号を求めることができるとともに、球面収差の影響の少ないフォーカスエラー信号を求めることができる。
【００３１】
なお、上記中立位置とは、集光手段の中心軸と光ビームの光軸とが一致している状態を示す。
【００３２】
本発明にかかる光ピックアップ装置は、上記領域（Ｂ）が、上記集光手段から見て、情報の記録／再生を行っている上記記録層よりも遠い記録層で反射された光ビームが集光される領域を含む構成がより好ましい。
【００３３】
上記の構成によれば、領域（Ｂ）は、上記集光手段から見て、情報の記録／再生を行っている上記記録層よりも遠い記録層で反射された光ビームが集光される領域を含んでいるので、目的層よりも遠い記録層から反射された光ビームが、トラッキング分離領域に照射されることを防止することができる。
【００３４】
本発明にかかる光ピックアップ装置は、上記検出手段は、光記録媒体から反射された光ビームのうち、当該光ビームの光軸から見て、上記分割線Ｂよりも外側を通る光ビームのみを検出する検出部を備えている構成がより好ましい。
【００３５】
上記の構成によれば、上記分割線Ｂよりも外側を通る光ビームのみを検出する検出部を備えているので、上記分離手段に照射された光ビームの全体を検出することができる。従って、例えば、光ビーム全体を用いて再生信号を検出することができる。
【００３６】
本発明にかかる光ピックアップ装置は、上記検出手段は、上記光記録媒体から反射された光ビームのうち、当該光ビームの光軸から見て、上記分割線Ｂよりも外側を通る光ビームを検出して、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備えている構成がよりこのましい。
【００３７】
上記の構成とすることにより、上記分割線Ｂよりも外側を通る光ビームを用いてトラッキングエラー信号を用いることができる。これにより、より一層正確なトラッキングエラー信号を生成することができる。
【００３８】
本発明にかかる光ピックアップ装置は、上記分離手段は、当該分離手段を通過する光ビームの回折効率が、分離手段に入射する光ビームの偏光状態によって変化するものである構成がより好ましい。
【００３９】
分離手段として、当該分離手段を通過する光ビームの回折効率が、分離手段に入射する光ビームの偏光状態によって変化するものを用いた場合、例えば、光源から照射された光ビームを透過させる、一方、光記録媒体から反射した光ビームを回折させることができる。従って、例えば、光源と光記録媒体との間に上記分離手段を配置することができるので、光ビックアップ装置の小型化を図ることができる。また、上記分離手段に入射する光ビームの偏光状態によって、回折の有無を変えることができるので、光記録媒体に到達する光の光量のロスを抑えることが可能になる。このため、光記録媒体により強い光ビームを照射することができるので、光記録媒体に対して高速に情報の記録を行うことができる。
【００４０】
本発明にかかる光ピックアップ装置は、上記領域（Ｂ）の半径は、情報の記録／再生を行っている記録層から反射され当該分離手段に照射された光ビームのビーム半径に対して、３０〜６０％の範囲内である構成がより好ましい。
【００４１】
上記の構成によれば、上記領域（Ｂ）の半径を、上記光ビームのビーム半径に対して、３０〜６０％の範囲内とすることにより、確実に目的層よりも遠い記録層から反射された光ビームを上記領域（Ｂ）内にすることができるとともに、フォーカス分離領域で分離されるフォーカス用ビームを、フォーカスエラー信号を得るために十分な光量にすることができるので、良好なフォーカスエラー信号を得ることができる。
【００４２】
本発明にかかる光ピックアップ装置は、上記分割線Ａから分割線Ｂまでの間隔は、情報の記録／再生を行っている記録層から反射され当該分離手段に照射された光ビームのビーム半径に対して、５０％よりも大きい構成がより好ましい。
【００４３】
上記の構成によれば、上記分割線Ａから分割線Ｂまでの間隔を上記光ビームのビーム半径に対して５０％よりも大きくすることで、フォーカス分離領域で分離されるフォーカス用ビームを、フォーカスエラー信号を得るために十分な光量にすることができるので、良好なフォーカスエラー信号を得ることができる。
【００４４】
本発明にかかる光ピックアップ装置は、複数の記録層が積層された光記録媒体から反射され、集光手段を通過した光ビームを、フォーカスエラー信号を求めるためのフォーカス用ビームと、トラッキングエラー信号を求めるためのトラッキング用ビームとに少なくとも分離する分離領域を有する分離手段と、フォーカス用ビームおよびトラッキング用ビームをそれぞれ受光する検出手段とを備えた光ピックアップ装置であって、上記分離手段は、当該分離手段上の任意の一点を通る直線と、当該直線と平行であるとともに情報の記録／再生を行っている記録層から反射し当該分離手段に照射される光ビームのビーム半径よりも小さい距離だけ当該直線から離れたな平行直線とで挟まれた帯状領域、および、上記任意の一点を中心とし上記分離手段に照射される光ビームのビーム半径よりも小さい半径を有する円の円領域を併せた領域で、上記光ビームをフォーカス用ビームに分離するフォーカス分離領域と、上記円領域を少なくとも除く領域で、上記光ビームをトラッキング用ビームに分離するトラッキング分離領域とを有することを特徴としている。
【００４５】
正確なトラッキングエラー信号およびフォーカスエラー信号を得るために、集光手段が中立位置にある状態における光記録媒体から反射された光ビームの光軸が、上記任意の一点と一致するように分離手段に当該光ビームを照射させる。このとき、上記集光手段から見て、情報の記録／再生をおこなっている記録層（以下、目的層と称する）よりも遠い記録層で反射された光ビームは、その光路長の差により集光手段を通過すると、上記目的層で反射された光ビームよりもビーム半径が小さい状態で、かつ、上記任意の一点の近傍に照射されることとなる。そして、上記目的層よりも遠い記録層で反射された光ビームは、目的層以外から反射された光ビームであるため、トラッキングエラー信号を求める際に誤差の原因となる。
【００４６】
上記の構成では、上記任意の一点の近傍付近を除く領域で上記光ビームをトラッキング用ビームに分離する。従って、上記目的層よりも遠い記録層から反射された光ビームを除去した状態のトラッキング用ビームを得ることができる。これにより、目的層よりも遠い記録層から反射された光ビームを含んだ状態でトラッキングエラー信号を求める従来の構成と比べて、より正確に、トラッキングエラー信号を求めることができる。
【００４７】
さらに、上記の構成によれば、上記円領域と、直線と平行直線とで囲まれた帯状の帯状領域とを併せた領域で、分離手段に照射される光ビームからフォーカス用ビームを分離している。そして、上記直線から平行直線までの間隔は、目的層から反射され、上記分離手段に照射された光ビームのビーム半径よりも短くなっている。つまり、上記任意の一点と光ビームの光軸とが一致した状態では、上記任意の一点から見て上記平行直線よりも遠い部分の光ビームをカットした状態で、光ビームからフォーカス用ビームを分離している。これにより、上記光ビームの外縁（外周）付近の、球面収差の影響が強い部分の光ビームをカットした状態のフォーカス用ビームを生成することができる。従って、上記フォーカス用ビームを用いることにより、球面収差の影響を少なくすることができるので、より正確なフォーカスエラー信号を求めることができる。
【００４８】
このように、上記構成とすることにより、目的層よりも遠い記録層から反射された光ビームを含んだ状態でトラッキングエラー信号を求める従来の構成と比べて、より正確なトラッキングエラー信号を求めることができるとともに、球面収差の影響の少ないフォーカスエラー信号を求めることができる。
【００４９】
本発明にかかる情報記録／再生装置は、上記の課題を解決するために、上記光ピックアップ装置を備えることを特徴としている。
【００５０】
上記の構成によれば、上記の光ピックアップユニットを備えているので、複数の情報記録層を有する記録媒体であっても、良好にトラッキング調整とフォーカス調整とを行うことができる。
【発明の効果】
【００５１】
本発明にかかる光ピックアップ装置は、分離手段は、集光手段が中立位置にある状態で情報の記録／再生を行っている記録層から反射され当該分離手段に照射された光ビームの光軸と一致する点を通る分割線Ａと、上記分割線Ａから上記光ビームの半径よりも小さい距離だけ離れた上記分割線Ａと平行な分割線Ｂとで挟まれた領域（Ａ）、および、上記光ビームの光軸と一致する点を中心として上記光ビームのビーム半径よりも小さい円の領域（Ｂ）を併せた領域で上記光ビームからフォーカス用ビームを分離するフォーカス分離領域と、少なくとも領域（Ｂ）を除く領域で上記光ビームからトラッキング用ビームを分離するトラッキング分離領域とを有する構成である。
【００５２】
それゆえ、目的層よりも遠い記録層から反射された光ビームを含んだ状態でトラッキングエラー信号を求める従来の構成と比べて、より正確なトラッキングエラー信号を求めることができるとともに、球面収差の影響の少ないフォーカスエラー信号を求めることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５３】
本発明の一実施形態について説明すると以下の通りである。
【００５４】
図２は、本発明の実施の形態である光ピックアップ装置の概略の構成を示す正面図である。図１は、本実施の形態にかかるホログラムのホログラムパターンを示す正面図である。図２に示すように、本実施の形態にかかる光ピックアップ装置は、光源１、グレーティング２、ホログラム（分離手段）３、コリメートレンズ４、対物レンズ（集光手段）５、検出部（検出手段）７を備えている。
【００５５】
光源１は、記録媒体６に対してレーザ光を照射するものである。上記光源１は、例えば、波長６５０ｎｍのレーザビーム（光ビーム）を出射する。なお、光源１から出射される光ビームの波長は特に限定されるものではなく、例えば、４０５ｎｍであってもよい。
【００５６】
グレーティング２は、回折格子であり、光源１と上記記録媒体６との間に配置されている。そして、上記グレーティング２は、光源１から出射される１つの光ビームから、１つのメインビーム（０次透過光）と２つのサブビーム（＋１次回折光、−１次回折光）とを生成するものである。つまり、光源１から出射された光ビームは、グレーティング２にて３つの光ビームになる。本実施の形態では、グレーティング２は、光源１から対物レンズ５までの間（より詳細には光源１からホログラム３までの間）に設けられている。そして、上記グレーティング２は、メインビームを、サブビームの光強度よりも大きくなるように、２種類の光ビームを生成している。より具体的には、上記グレーティング２は、２つのサブビームである＋１次回折光と−１次回折光との光量の和よりもメインビームの光量が大きくなるように、上記メインビームとサブビームとを生成している。また、上記グレーティング２が回折格子で構成されている場合には、当該回折格子の溝の深さによって、０次透過光と±１次回折光との割合を制御することができる。なお、上記の説明では、グレーティング２は、２つのサブビームを生成する例について説明したが、生成するサブビームの数は特に限定されるものではない。
【００５７】
コリメートレンズ４は、光源から照射された光を平行光にする。コリメートレンズ４は、グレーティング２からの光をほぼ平行光にする。また、コリメートレンズ４は、記録媒体６から反射し、対物レンズ５を通過した光を集光光に変換する。
【００５８】
対物レンズ５は、グレーティング２にて回折された３つの光ビームを記録媒体６上に集光させるものである。また、記録媒体６によって反射された光ビームは、上記対物レンズ５およびコリメートレンズ４を通過して、ホログラム３に入射される。
【００５９】
そして、上記対物レンズ５は、中立位置を含む可動範囲内で、ラジアル方向、フォーカス方向に変位可能になっている。上記中立位置は、対物レンズ５に導かれたビームの光軸と、当該対物レンズの中心位置とが同軸になるように、対物レンズ５が配置された状態を示している。そして、ラジアル方向は、記録媒体６が、例えば、ＤＶＤなどの光ディスクの場合は半径方向を示し、フォーカス方向は、対物レンズ５に導かれた光ビームの光軸に対して平行な方向であって、後述する第一、第二記録層の記録面対して垂直な方向である。そして、対物レンズ５の位置は、図示しない駆動手段であるアクチュエータによってラジアル方向およびフォーカス方向に変位駆動される。
【００６０】
ホログラム３は、記録媒体６で反射されて対物レンズ５、コリメートレンズ４を通過した光ビームを分離するものである。上記ホログラム３は、複数の領域に分割されており、上記対物レンズ５を通過した光ビームを各分割領域により分割して検出部７に入射させる。そして、具体的には、上記光ビームは、上記ホログラム３にてフォーカスサーボ信号を求めるためのフォーカス用光ビームとトラッキングサーボ信号を求めるためのトラッキング用光ビームとに少なくとも分離される。なお、上記ホログラム３のホログラムパターン（分割パターン）の詳細な構成については後述する。また、上記ホログラム３は、光源１から照射された光ビームを通過させる。
【００６１】
検出部７は、複数の受光素子を有し、上記分離手段にて分離された光ビーム（フォーカス用ビーム、トラッキング用ビーム）を受光（検出）して電気信号に変換するものである。上記検出部７では、受光された光ビームの光強度を検出する。また、上記検出部７は、フォーカス用光ビームを受光するフォーカス用受光部と、トラッキング用光ビームを受光するトラッキング用受光部とを備えている。そして、フォーカス用受光部では、フォーカスサーボ信号が生成され、また、トラッキング用受光部では、トラッキングサーボ信号が生成される。
【００６２】
記録媒体（光ディスク）６には情報を記録するための複数の記録層が積層されている。複数の記録層は記録媒体６に照射される光の光軸に平行な方向に積層されている。上記記録媒体６としては、例えば、ＤＶＤ等が挙げられる。記録媒体６がＤＶＤである場合には、当該ＤＶＤは、ＣＤが１.２ｍｍの厚さを有する単層構造であるのに対して、例えば、０.６ｍｍの厚さのディスクを２枚はりあわせた多層構造に形成される。
【００６３】
なお、記録媒体６には、３つ以上の記録層が形成されていてもよいが、以下の説明では便宜上、第一記録層および第二記録層からなる２層構造の場合について説明する。そして、第一記録層は、第二記録層よりも対物レンズ５に近い位置に配置されるものとして説明する。
【００６４】
次に、上記光源１から出射された光ビームについて説明する。光源１から出射された光ビームは、まず、光源１と対物レンズ５との間に設けられたグレーティング２に入射する。グレーティング２には周期的な凹凸が形成されており、出射光を回折させ、メインビーム３０の他にいくつかのサブビームを生成する。メインビーム３０は記録媒体６に記録された情報を読み出すための光ビーム（主光束）である。サブビームはメインビーム３０の集光位置を制御するために用いられる光である。グレーティング２に形成されている凹凸が単純な周期的な矩形形状である場合は、発生する回折光の主なものは＋１次光と−１次光の光である。なお、以下の説明では、上記２つのサブビームを、それぞれ第一サブビーム３１、第二サブビーム３２として説明する。
【００６５】
そして、グレーティング２を通過した光ビーム（メインビーム３０、第一サブビーム３１、第二サブビーム３２）は、ホログラム３を介してコリメートレンズ４に入射する。コリメートレンズ４は、グレーティング２を通過した光ビームを、ほぼ平行光にする。ついで、コリメートレンズ４からの光ビームは、対物レンズ５によって記録媒体６の一記録層に集光される。
【００６６】
上記記録媒体６に導かれたメインビーム３０ならびに第一および第二サブビーム３１、３２は、記録媒体６で反射される。そして、記録媒体６で反射された光ビームは、対物レンズ５、ついで、コリメートレンズ４を介してホログラム３に導かれる。
【００６７】
そして、上記ホログラム３に照射された光ビームは、当該ホログラム３によって、フォーカスエラー信号を求めるためのフォーカス用ビームと、トラッキングエラー信号を求めるためのトラッキング用ビームとに少なくとも分離される。
【００６８】
その後、フォーカス用ビームはフォーカス用受光部に入射され、トラッキング用ビームはトラッキング用受光部にそれぞれ入射される。そして、フォーカス用受光部では、フォーカスサーボ信号が生成され、また、トラッキング用受光部では、トラッキングサーボ信号が生成される。
【００６９】
ここで、本実施の形態にかかるホログラム３について詳細に説明する。本実施の形態にかかるホログラム３は、光源１と対物レンズ５との間に配置されている。そして、上記ホログラム３は、図１に示すように、記録媒体６から反射された光ビームが通過する領域に、トラッキングエラー信号を生成するための第一分割部（トラッキング分離領域）３ａおよび第二分割部（トラッキング分離領域）３ｂならびにフォーカスエラー信号を生成するための第三分割部（フォーカス分離領域）３ｃの３つの分割部、さらに第三分割部３ｃと隣接した略Ｄ型の形状をした第四分割部３ｄを備えるホログラムパターンを有している。
【００７０】
トラッキングエラー信号生成のための第一分割部３ａと第二分割部３ｂとは、対物レンズ５が中立位置にあるときに、ホログラム３に導かれる光ビームの光軸と一致する分割軸線（情報の記録／再生を行っている記録層から反射され当該分離手段に照射された光ビームの光軸と一致する点、任意の一点）ａ付近の軸付近部の領域（領域（Ｂ）、円領域）を除いた領域に形成される。上記軸付近部は分割軸線ａを中心とするほぼ円形状に形成される。
【００７１】
そして、第一分割部３ａおよび第二分割部３ｂは、中心付近を欠いた略扇形に形成される。第一分割部３ａは、分割軸線ａを中心とする円形上の領域を除く部分に形成され、また、分割軸線ａを通り、ラジアル方向（トラック方向）と平行な仮想分割線Ａ（分割線Ａ）とその仮想分割線Ａと直行した分割軸線ａを通る仮想分割線Ｃとに囲まれた領域に形成される。第二分割部３ｂは第一分割部３ａと、仮想分割線Ｃをはさんだ反対側に、軸付近部の円形状の領域を除いた、仮想分割線Ａと仮想分割線Ｃで囲まれる領域に形成される。
【００７２】
つまり、仮想分割線Ａは、上記対物レンズ５が中立位置にある状態でホログラム３に入射する光ビームの光軸（分割軸線ａ）を通り、かつ、ラジアル方向（トラック方向）に平行な直線である。そして、仮想分割線Ｃは、上記仮想分割線Ａと直交する直線である。
【００７３】
一方、フォーカスエラー信号を生成するための第三分割部３ｃは、本実施の形態では仮想分割線Ａと、仮想分割線Ａに平行であり当該仮想分割線Ａから距離ｄだけ離れた仮想分割線Ｂ（分割線Ｂ）とに挟まれた領域（領域（Ａ）、帯領域）と、上記分割軸線ａを中心とする上記軸付近部のほぼ円形状の領域とを併せた領域である。
【００７４】
また、第四分割部３ｄは、上記光軸から見て仮想分割線Ｂよりも遠い側の領域である。そして、第四分割部３ｄには、メインビーム３０の端の部分が照射されることとなる。
【００７５】
上記第一および第一分割部３ａ、３ｂならびに第三分割部３ｃには複数の溝が形成される。それらの溝は、ホログラムパターンの回折効率および検出部７の配置位置等に基づいて深さ、間隔が設定される。
【００７６】
図３はホログラム３によって分割された光ビームと、当該光ビームを受光する検出部７の関係を示した図面である。記録媒体６からホログラム３に入射した光ビームは、第一分割部３ａ、第二分割部３ｂ、第三分割部３ｃ、第四分割部３ｄの４つの分割部によって分割される。そのうち、少なくとも第一分割部３ａ〜第三分割部３ｃから反射された光ビームは、検出部７に導かれる。そして検出部７は、第一受光部８Ａ、第二受光部８Ｂならびに第三受光部８Ｃの３つの受光部を有する。第一受光部８Ａ、第二受光部８Ｂは、ホログラム３の第二分割部３ｂと第一分割部３ａによって分離された光ビーム（トラッキング用ビーム）をそれぞれ受光し、ラジアル方向のトラック位置情報を得るための受光部（トラッキング用受光部）である。第三受光部８Ｃは、第三分割部３ｃによって分離された光ビーム（フォーカス用ビーム）を受光し、光軸方向の位置情報を取得するための受光部（フォーカス用受光部）である。そして、上記第一受光部８Ａ、第二受光部８Ｂならびに第三受光部８Ｃは１または複数の受光素子を有している。
【００７７】
第三受光部８Ｃは少なくとも２つの受光素子からなり、第三分割部３ｃによって分離された光ビーム光は、受光素子８ａ、８ｂの少なくともいずれか一方によって検出される。そして、光軸方向の位置情報であるフォーカスエラー信号はナイフエッジ法によって取得される。ナイフエッジ法では第三受光部８Ｃの各受光素子８ａ、８ｂが受光したそれぞれの光強度の差をとることによって得ることができる。
【００７８】
具体的には、８ａ、８ｂで検出される光強度をＩ８ａ、Ｉ８ｂとすると、フォーカスエラー信号（ＦＥＳ）は、下式（１）
ＦＥＳ＝Ｉ８ａ−Ｉ８ｂ    …（１）
の演算式により得られる。図２に示す配置の場合では、記録媒体６の情報の記録／再生を行う記録層より前（ニア側）で焦点を結んでいるとき、光ビームは、受光素子８ａ、８ｂより手前（ホログラム３と検出部７の間）で焦点を結ぶため、受光素子８ｂ側に入射される光の強度が大きくなり、ＦＥＳは負の符号となる。逆に、記録媒体６の情報の記録／再生を行う記録層よりも後ろ（ファー側）で合焦する場合には、光ビームは、受光素子８ａ、８ｂより手前よりも遠い位置で合焦点となるため、受光素子８ａ側に入射される光の強度が大きくなり、ＦＥＳは正の符号となる。
【００７９】
図４は、ホログラムパターンにおける仮想分割線Ａと仮想分割線Ｂとの幅ｄと、フォーカスエラー信号にあらわれるオフセットの大きさとの関係を表すグラフである。横軸はホログラム３に照射される光ビームの半径に対する長さｄの比率をあらわす。縦軸はオフセットの大きさを表す。図４では、軸付近部の円形部分の半径ｒと、メインビーム３０のスポット半径（光ビームの半径）Ｒとの関係をｒ／Ｒ＝０.３、０.４５および０.６の場合を示している。
【００８０】
上記領域（Ｂ）の大きさを大きくするほど、つまり上記光ビームの光軸を中心とした半径を大きくするほど、他層（情報の記録／再生を行っている記録層以外の記録層；目的外層）から反射された光ビームをとりこみやすくなるが、大きくなりすぎるとトラッキングエラー信号に寄与する部分の面積が小さくなり、その特性に悪影響がでる。よってｒ／Ｒの範囲は０.３＜ｒ／Ｒ＜０.６の範囲内がより好ましい。つまり、フォーカス用ビームを分離するためのフォーカス分離領域において、上記領域（Ｂ）の好ましい大きさは、対物レンズ５が中立位置にあるときに、ホログラム３に導かれる光ビームの光軸を中心として、当該光ビームのビーム半径を１００％としたとき、３０〜６０％の範囲内がより好ましい。
【００８１】
なお、図４中に示している点０は、上記領域（Ｂ）がｒ／Ｒ＝０の場合、すなわち、光ビームの半円（ｒ／Ｒ＝０）を用いた場合のオフセットを示している。実際、この場合でもフォーカスサーボが行えていることから、このオフセット値を基準として、線Ｐと線Ｑの範囲のオフセット量を許容範囲（ｒ／Ｒ＝０.４５、ｄ／Ｒ＝１の時のオフセットの４０％）として設定し、この範囲にオフセットが含まれるようなｄ／Ｒの値を設定する。
【００８２】
また、上記図中にはｒ／Ｒ＝０.４５のほかに、ｒ／Ｒ＝０.３と０.６の場合のグラフを示されている。このようにオフセット−ｄ／Ｒ曲線はｒ／Ｒの値によって変化するので、ｒの変化に対して、許容範囲に含まれるｄ／Ｒの範囲も変化し、その許容範囲を満たすような幅ｄの値を設定する。
【００８３】
またｄは、小さくなりすぎるとフォーカスエラー信号生成のための光量が低下してしまうため、ｄ／Ｒ＞０.５の範囲で当該幅ｄを設定する。
【００８４】
なお、図中の各曲線から、ｄ／Ｒ＝１の時よりも、幅ｄを小さくすることによってフォーカスエラー信号のオフセットが徐々に小さくなることがわかる。このことから、フォーカスエラー信号に寄与する光ビームのうち、記録媒体６から反射された光ビームの外周部を排除して、球面収差の大きな領域からの寄与を減らしているため、オフセットの発生が抑えられることを示している。
【００８５】
また、幅ｄを小さくすることで、フォーカスエラー信号の生成に用いられる光ビームのビーム半径がトラック方向で小さくなる。そのため第三受光部８Ｃでは幅ｄが最大（光ビームのスポット半径）の場合と比較すると、トラック方向にビーム径は広がることになる。このことはフォーカスエラー信号の検出感度が低下することにつながる。また、幅ｄを小さくすることでフォーカス信号生成用の光強度が低下する。
【００８６】
よって、この第三分割部３ｃの幅ｄは球面収差によるオフセットの補正量と、システムに要求されるフォーカスエラー信号に必要な感度の兼ね合いによって決まる適切な幅に設定する必要がある。
【００８７】
本実施の形態にかかるフォーカス分離領域は、図１に示すように、２つの直線ＡおよびＢで挟まれた領域（Ａ）と半円の部分領域（Ｂ）とを併せた領域である。そして、上記フォーカス分離領域を用いて良好にフォーカスエラーを検出する場合には、上記領域（Ａ）と領域（Ｂ）とのそれぞれの大きさが影響する。そして、図４に示すように、例えば、ｒ／Ｒ＝０.３の場合には、ｄ／Ｒ＝０.８〜０．９６の範囲内であることがより好ましい。また、例えば、ｒ／Ｒ＝０.４５の場合には、ｄ／Ｒ＝０．２〜０.８８の範囲内であることがより好ましいが、フォーカスエラー信号を良好に生成するためには、ｄ／Ｒ＝０.５〜０.８８の範囲内であることがさらに好ましい。また、例えば、ｒ／Ｒ＝０.６の場合には、ｄ／Ｒ＝０.５〜０．７の範囲内であることがより好ましい。
【００８８】
ここで、トラッキングエラー信号を求める場合について説明する。上記第一受光部８Ａは３つの受光素子８ｃ、８ｅ、８ｆからなる。そしてホログラム３の第二分割部３ｂを通過した光ビームのうちメインビーム３０は、上記受光素子８ｃによって受光される。また、第一サブビーム３１と第二サブビーム３２とは、受光素子８ｆ、８ｅによってそれぞれ受光される。
【００８９】
また、第二受光部８Ｂも同様に３つの受光素子８ｄ、８ｇ、８ｈからなり、ホログラム３の第一分割部３ａを通過した光ビームのうち、メインビーム３０、第一サブビーム３１、第二サブビーム３２は、それぞれ異なる受光素子８ｄ、８ｈ、８ｇで受光される。
【００９０】
このとき受光素子８ｃ〜８ｈまでの各検出器で受光される光強度をそれぞれ光強度Ｉ８ｃ〜Ｉ８ｈとする。
【００９１】
そして、トラック位置情報は、第一受光部８Ａおよび第二受光部８Ｂによる各受光結果に基づいて、たとえば位相差法（ＤＰＤ法：Differential  Phase  Detection）に基づいて検出される。このＤＰＤ法では、第一受光部８Ａのうち、第二分割部３ｂによって分離されたメインビーム３０を受光した受光素子８ｃによる光強度Ｉ８ｃと、第二受光部８Ｂのうち、第一分割部３ａによって分離されたメインビーム３０を受光した受光素子８ｄとによる光強度I８ｄの位相差によって検出される。
【００９２】
すなわち、ＤＰＤ法によるトラッキングエラー信号Ｉ（ＤＰＤ）は、下式（２）、
Ｉ（ＤＰＤ）＝ｐｈ（Ｉ８ｃ−Ｉ８ｄ）      …（２）
によって得られる。上記式中のｐｈはそれぞれの強度の位相の差をとることを意味する。そして、記録媒体６上に形成されたピットが、光ビームのどの位置を通過するかによって発生する位相差が変化する。そして、ちょうど光ビームが上記ピットの中央を通過する場合には、その位相差は０となる。
【００９３】
また、トラック位置情報を示すトラッキングエラー信号は、上記ＤＰＤ法の代わりに、差動プッシュプル法（ＤＰＰ法：Differential  push  pull）を用いて求められてもよい。ＤＰＰ法ではトラッキングエラー信号は、第一受光部８Ａおよび第二受光部８Ｂの受光素子による各受光結果によって検出される。
【００９４】
具体的には、ＤＰＰ法を用いる場合、トラッキングエラー信号Ｉ（ＤＰＰ）は、下式（３）、
Ｉ（ＤＰＰ）＝（Ｉ８ｃ−Ｉ８ｄ）−ｋ×〔（Ｉ８ｆ−Ｉ８ｈ）＋（Ｉ８ｅ−Ｉ８ｇ）〕                      …（３）
によって求められる。なお、上記式中、係数ｋは０次光であるメインビーム３０と＋１次光であるサブビーム３１及び−１次光であるサブビーム３２との光強度の違いを補正するためのもので、強度比が０次光：＋１次光：−１次光＝ａ：ｂ：ｂならば、係数ｋ＝ａ／（２ｂ）である。
【００９５】
ここで、トラッキングエラー信号（ＴＥＳ）の（Ｉ８ｃ−Ｉ８ｄ）は、メインビーム３０のプッシュプル信号であり、（Ｉ８ｆ−Ｉ８ｈ）、（Ｉ８ｅ−Ｉ８ｇ）は、それぞれ±１次光のサブビーム３１・３２のプッシュプル信号である。トラッキングエラー信号にあらわれる対物レンズシフトによるオフセットをキャンセルするように、（Ｉ８ｆ−Ｉ８ｈ）、（Ｉ８ｅ−Ｉ８ｇ）のプッシュプルの位相は（Ｉ８ｃ−Ｉ８ｄ）の位相と１８０度異なっており、３つの光ビーム（メインビーム３０、＋１次光サブビーム３１および−１次光サブビーム３２）の位置は、記録媒体６のトラック上に形成されるように配置されている。
【００９６】
以上のように、本実施の形態にかかる光ピックアップ装置は、複数の記録層が積層された記録媒体６から反射され、対物レンズ５を通過した光ビームを、フォーカスエラー信号を求めるためのフォーカス用ビームと、トラッキングエラー信号を求めるためのトラッキング用ビームとに少なくとも分離する分離領域を有するホログラム３と、フォーカス用ビームおよびトラッキング用ビームをそれぞれ検出する検出部７とを備えた光ピックアップ装置であって、上記ホログラム３は、当該ホログラム３上の任意の一点を通る直線Ａと、当該直線Ａと平行であるとともに情報の記録／再生を行っている記録層から反射し上記ホログラム３に照射されるメインビーム３０のビーム半径よりも小さい距離だけ当該直線Ａから離れたな直線Ｂとで挟まれた領域Ａ、および、上記任意の一点から上記ホログラム３に照射される光ビームのビーム半径よりも小さい半径を有する円の領域Ｂを併せた領域で上記光ビームからフォーカス用ビームを分離するフォーカス分離領域（第一分割部３ａ）と、上記領域Ｂを少なくとも除く領域で上記光ビームからトラッキング用ビームを分離するトラッキング分離領域（第一分割部３ａおよび第二分割部３ｂ）とを有する構成である。
【００９７】
換言すると、本実施の形態にかかる光ピックアップ装置は、複数の記録層が積層された記録媒体６から反射され、対物レンズ５を通過した光ビームを、フォーカスエラー信号を求めるためのフォーカス用ビームと、トラッキングエラー信号を求めるためのトラッキング用ビームとに少なくとも分離する分離領域を有するホログラム３と、フォーカス用ビームおよびトラッキング用ビームをそれぞれ検出する検出部７とを備えた光ピックアップ装置であって、上記ホログラム３は、対物レンズ５が中立位置にある状態で情報の記録／再生を行っている記録層から反射された光ビームの光軸を通り、かつ、上記記録媒体６のトラック方向と直交した分割線Ａ（仮想分割線Ａ）と、上記分割線Ａから上記光ビームの半径よりも小さい距離だけ離れた上記分割線Ａと平行な分割線Ｂ（仮想分割線Ｂ）とで挟まれた領域（Ａ）、および、上記情報の記録／再生を行っている記録層から反射された光ビームの光軸を中心として上記光ビームのビーム半径よりも小さい円の領域（Ｂ）を併せた領域で上記光ビームからフォーカス用ビームを分離するフォーカス分離領域（第一分割部３ａ）と、上記領域（Ｂ）を少なくとも除く領域で上記光ビームからトラッキング用ビームを分離するトラッキング分離領域（第一分割部３ａおよび第二分割部３ｂ）とを有する構成である。
【００９８】
上記対物レンズ５から見て、情報の記録／再生をおこなっている記録層（以下、目的層と称する）よりも遠い記録層で反射された光ビームは、その光路長の差により対物レンズ５を通過すると、上記目的層で反射された光ビームよりも半径が小さい状態で、ホログラム３上に照射される目的層から反射された光ビームの光軸近傍に集光される。そして、上記目的層よりも遠い記録層で反射された光ビームは、目的層以外から反射された光ビームであるため、トラッキングエラー信号を求める際に誤差の原因となる。
【００９９】
上記の構成によれば、目的層から反射された光ビームの光軸近傍の領域である上記領域（Ｂ）を少なくとも除く領域（トラッキング分離領域）で、ホログラム３に照射される光ビームからトラッキング用ビームを分離している。これにより、目的層よりも遠い記録層から反射された光ビームは、トラッキング分離領域に照射されない。換言すると、トラッキング分離領域は、目的層よりも遠い記録層から反射された光ビームを含まない状態で、ホログラム３に照射される光ビームからトラッキング用ビームを分離することができる。これにより、目的層よりも遠い記録層から反射された光ビームを含んだ状態でトラッキングエラー信号を求める従来の構成と比べて、より正確に、トラッキングエラー信号を求めることができる。
【０１００】
さらに、上記の構成によれば、上記領域（Ｂ）と、ホログラム３が中立位置にある状態で目的から反射された光ビームの光軸を通り、かつ、上記記録媒体６のトラック方向と直交した分割線Ａと、上記分割線Ａから上記光ビームの半径よりも小さい距離だけ離れた当該分割線Ａと平行な分割線Ｂとで囲まれた領域（Ａ）とを併せた領域で、ホログラム３に照射される光ビームからフォーカス用ビームを分離している。つまり、上記光ビームの光軸から見て上記分割線（Ｂ）よりも遠い部分の光ビームをカットした状態で、光ビームからフォーカス用ビームを分離している。これにより、上記光ビームの外縁（外周）付近の、球面収差の影響が強い部分の光ビームをカットした状態でフォーカス用ビームを生成することができる。従って、より正確にフォーカスエラー信号を求めることができる。
【０１０１】
このように、上記構成とすることにより、目的層よりも遠い記録層から反射された光ビームを含んだ状態でトラッキングエラー信号を求める従来の構成と比べて、より正確なフォーカスエラー信号とトラッキングエラー信号とを求めることができる。
【０１０２】
換言すると、例えば、ＤＶＤのような２層ディスクの場合に、対物レンズ５から見て、目的層よりも遠い記録層からの迷光が原因で発生するトラッキングエラー信号のオフセットを解消するとともに、フォーカスエラー用信号を取得するための第三分割部３ｃが、光ビームの光軸の円形領域を含む形状となっていることによってフォーカスエラー信号のオフセットも低減できる。よってこのホログラム３を搭載した光ピックアップ装置を用いることによって、良好なトラッキングサーボ、フォーカスサーボが実現できる。
【０１０３】
なお、上記中立位置とは、対物レンズ５の光軸（中心軸）と光ビームの光軸とが一致している状態を示す。
【０１０４】
ここで、ホログラム３の第四分割部３ｄについて説明する。第四分割部３ｄには、第一分割部３ａ〜第三分割部３ｃと同様の複数の溝が形成されていてもよい。この場合、その溝の形状は第四分割部３ｄに入射された光ビームが、検出部７に設けられた上記第一から第三の受光部によって受光されないような位置に導かれるように溝の間隔が設定されていてもよい。
【０１０５】
また、第四分割部３ｄには記録媒体６からの反射光が検出部７に到達しないようにマスクなどによって遮光されていてもよい。
【０１０６】
そして、上記のように第四分割部３ｄからの光を検出器（受光素子）によって受光しない場合には、再生信号であるＲＦ信号Ｉ（ＲＦ）は、下式（４）、
Ｉ（ＲＦ）＝Ｉ８ｃ＋Ｉ８ｄ＋Ｉ８ａ＋Ｉ８ｂ    …（４）
によって生成される。つまり、ＲＦ信号Ｉ（ＲＦ）は、メインビーム３０の光強度に基づいて生成される。
【０１０７】
また、第四分割部３ｄによって分割された光ビームを、受光する第四受光部（図示しない）を設けてもよい。具体的には、上記第四分割部３ｄによって分割（分離）された光ビームを、上記第四受光部が検出できるように、当該第四分割部３ｄの溝の方向と間隔を設定してもよい。そして、このときのＲＦ信号は、上記第四受光部によって検出される強度Ｉ８Ｄをさらに加えて、下式（５）
Ｉ（ＲＦ）＝Ｉ８ｃ＋Ｉ８ｄ＋Ｉ８ａ＋Ｉ８ｂ＋Ｉ８Ｄ      …（５）
の演算から生成すれば、記録媒体６に記録された情報を光ビーム全体で検出することができるので、ＲＦ信号の変調度の低下がなく、より良好な情報再生が可能となる。
なお、第四受光部を設ける場合、当該第四受光部の位置は、他層（目的層以外の記録層）からの光ビーム（迷光）の影響がないところに設けられることが望ましい。
【０１０８】
また、ホログラム３の第四分割部３ｄを、例えば、図５に示すように、上記仮想分割線Ｃによって、さらに２つの分割領域（領域３ｆ、領域３ｇ）に分割し、それぞれの分割領域を通過した光ビームを第四受光部が備える受光素子でそれぞれ検出できるように、溝の方向と間隔を設定してもよい。これについて以下に説明する。なお、上記図５は、ホログラム３の他のホログラムパターンを示す正面図である。
【０１０９】
図６は、ホログラム３の他のホログラムパターンによって分割された光ビームと、それらの光ビームを受光する検出部７の関係を示した図面である。図６に示すように、第四分割部３ｄによって分離された光ビームを用いてトラッキングエラー信号を生成する場合、第四分割部３ｄの上記領域３ｆおよび領域３ｇによって分離された光ビームをそれぞれ受光する受光部８Ｅおよび８Ｆを備えている。そして、上記受光部８Ｅは、上記領域３ｆによって分離されたメインビーム３０を受光する受光素子８ｉと、第一サブビーム３１と第二サブビーム３２をそれぞれ受光する受光素子８ｌ、８ｋを有している。一方、上記受光部８Ｆは、上記領域３ｇによって分離されたメインビーム３０を受光する受光素子８ｊと、第一サブビーム３１と第二サブビーム３２をそれぞれ受光する受光素子８ｎ、８ｍを有している。
【０１１０】
そして、図６に示す、上記領域３ｆ、３ｇによって分離された光ビームを、それぞれ３つの検出器から構成された受光部８Ｅ、８Ｆで検出する場合、Ｉ（ＲＦ）、Ｉ（ＤＰＤ）、Ｉ（ＤＰＰ）はそれぞれ、下式（６）〜（８）
Ｉ（ＲＦ）＝Ｉ８ｃ＋Ｉ８ｄ＋Ｉ８ａ＋Ｉ８ｂ＋Ｉ８ｉ＋Ｉ８ｊ      …（６）
Ｉ（ＤＰＤ）＝ｐｈ〔（Ｉ８ｃ＋Ｉ８ｉ）−（Ｉ８ｄ＋Ｉ８ｊ）〕    …（７）
Ｉ（ＤＰＰ）＝〔（Ｉ８ｃ＋Ｉ８ｊ）−（Ｉ８ｄ＋Ｉ８ｉ）〕
−ｋ×〔（I８ｆ−I８ｈ）＋（Ｉ８ｅ−Ｉ８ｇ）
＋（Ｉ８ｎ−Ｉ８ｌ）＋（Ｉ８ｍ−Ｉ８ｋ）〕                      …（８）
の演算によって生成することができる。なお、上記式中、Ｉ８ｉ〜Ｉ８ｎは、受光素子８ｉ〜８ｎでそれぞれ検出される光強度を示す。
【０１１１】
上記の構成とすることで、ＲＦ信号を、記録媒体６から反射した光ビーム全体で得ることができるとともに、ＤＰＤ法やＤＰＰ法等のトラッキングエラー信号を生成する際にも上記第四分割部３ｄによって分離された光ビームが利用できるため、トラッキングエラー信号を生成する際の光量が増加し、より一層良好なトラッキングサーボが可能となる。なお、第四分割部３ｄを用いてトラッキングエラー信号を生成する場合であっても、また、第四分割部３ｄによって分離された光ビームを、再生信号を得るために利用する場合であっても、当該第四分割部３ｄは、目的層以外の記録層から反射される迷光成分の影響が無い場所に配置されることがより好ましい。
【０１１２】
また、上記ホログラム３に、入射する光ビームの偏光状態によって回折効率が変化するような偏光特性をもたせることもできる。例えば、ホログラム３と記録媒体６までの間にλ／４板を配置し、光源から出射した光ビーム（出射光）の偏光方向と記録媒体６から反射した光ビ−ム（反射光）の偏光方向とを９０度回転させることにより、出射光はホログラム３をほぼ透過し、反射光に対してのみ回折光が発生させることができる。このような偏光特性を持たせることによって、光の利用効率が増大するので、記録媒体６への高速記録も可能となる。
【０１１３】
また、本実施の形態にかかる光ピックアップ装置は、光ビームを照射する光源１と、該光ビームを記録媒体６上に集光させる対物レンズ５と、上記記録媒体６からの反射光を受光する複数の受光素子を有する検出部７と、上記検出部７と対物レンズ５との間に配置され、記録媒体６からの反射光を分割する複数の分割部を有するホログラム３を備え、複数の記録層が積層された記録媒体６に対して情報の記録／再生を行う光ピックアップ装置において、上記ホログラム３は、（１）対物レンズ５が中立位置にあるときに当該ホログラム３に導かれる反射光の光軸を通り、上記記録媒体６のトラック方向と直交した分割線Ａと、当該分割線Ａと平行で、当該分割線Ａからホログラム３上に集光された記録媒体６からの反射光の半径よりも短い距離ｄだけ離れている分割線Ｂに囲まれた領域（Ａ）と、（２）上記領域（Ａ）と接し、上記反射光の光軸を中心として、上記ホログラム３上に照射される光ビームの半径よりも小さい半径を有する半円形状の領域（Ｂ）との２つの領域を併せた領域（Ｃ）を有し、上記領域（Ｃ）にて分離された光ビームを２分割検出器で受光することによって、フォーカス信号を生成する構成であってもよい。
【０１１４】
また、上記ホログラム３は、当該ホログラム３上の任意の１点ａを通る直線Ａで分割された領域の一方の領域のうち、上記１点ａを中心として所定の距離だけ離れた円よりも、上記１点ａから見て遠い側の領域であるトラッキング分離領域を有している。また、上記ホログラム３は、上記１点ａを中心として所定の距離だけ離れた円の内側の円領域と、上記直線Ａと当該直線Ａと平行でありこの直線Ａから所定の距離ｄだけ離れた平行直線Ｂとで挟まれた帯状領域とを併せた領域で構成されているフォーカス分離領域を有している。そして、上記ホログラム３は、上記直線Ａが記録媒体６のラジアル方向と平行となるように配置されている。ここで、上記所定の距離ｄとしては、ホログラム３に照射されるメインビーム３０のビーム半径よりも小さい距離であり、具体的には、上記距離ｄとしては、ホログラム３に照射されるメインビーム３０のビーム半径の５０％よりも大きいことがより好ましい、上記距離ｄをホログラム３に照射されるメインビーム３０のビーム半径の５０％以下の場合には、フォーカス用受光部に入射されるメインビーム３０の光量が少なくなり、正確なフォーカスエラー信号を求めることが困難になる場合がある。
【０１１５】
また、上記「所定の距離だけ離れた円」の半径は、ホログラム３に照射されるメインビーム３０のビーム径（半径）よりも小さく、また、上記距離ｄよりも小さい。具体的には、上記円の半径としては、ホログラム３に照射されるメインビーム３０の半径の３０〜６０％の範囲内がより好ましい。上記円の半径が上記ホログラム３に照射されるメインビーム３０の半径の３０％よりも小さい場合には、情報の記録／再生を行っている上記記録層よりも遠い記録層で反射された光ビームが、トラッキング用受光部に入射する場合がある。一方、上記円の半径が上記ホログラム３に照射されるメインビーム３０のビーム半径の６０％よりも大きい場合には、トラッキング用受光部に入射されるメインビーム３０の光量が少なくなり、正確なトラッキングエラー信号を求めることが困難になる場合がある。
【０１１６】
また、本実施の形態にかかる光ピックアップ装置は、複数の記録層が積層された記録媒体６から反射され、対物レンズ５を通過した光ビームを、フォーカスエラー信号を求めるためのフォーカス用ビームと、トラッキングエラー信号を求めるためのトラッキング用ビームとに少なくとも分離する分離領域を有するホログラム３と、フォーカス用ビームおよびトラッキング用ビームをそれぞれ検出する検出部７とを備えた光ピックアップ装置であって、上記ホログラム３は、対物レンズ５が中立位置にある状態で情報の記録／再生を行っている記録層から反射された光ビームの光軸を通り、かつ、上記記録媒体６のトラック方向と直交した分割線Ａと、上記分割線Ａから上記光ビームの半径よりも小さい距離だけ離れた上記分割線Ａと平行な分割線Ｂとで挟まれた領域（Ａ）、および、上記集光手段から見て、情報の記録／再生を行っている上記記録層よりも遠い記録層で反射された光ビームが集光される領域を含む集光領域でフォーカス用ビームを分離するフォーカス分離領域と、上記集光領域を少なくとも除く領域でトラッキング用ビームに分離するトラッキング分離領域とを有する構成であってもよい。
【０１１７】
ここで、本実施の形態にかかる光ピックアップ装置を備えた情報記録／再生装置について説明する。
【０１１８】
本実施の形態に係る情報記録／再生装置５０は、図７に示すように、記録媒体６を回転駆動するスピンドルモータ５１、記録媒体６に情報を記録再生する光ピックアップ装置２０、上記スピンドルモータ５１および光ピックアップ装置２０を駆動制御するための駆動制御部５２を備えている。
【０１１９】
上記駆動制御部５２は、上記スピンドルモータ５１の駆動制御を行うスピンドルモータ駆動回路、対物レンズ５をフォーカス方向に移動させるフォーカス・アクチュエータの駆動制御を行うフォーカス駆動回路、上記対物レンズ５をラジアル方向に移動させるトラッキング・アクチュエータの駆動制御を行うトラッキング駆動回路を有するとともに、上記光ピックアップ装置２０から得られた信号から上記の各制御回路への制御信号を生成するための制御信号生成回路、上記光ピックアップ装置７から得られた信号から記録媒体６に記録されている情報を再生し、再生信号を生成するための情報再生回路を有している。なお、上記情報記録／再生装置５０は、情報の記録と再生との少なくとも一方を行うことができる装置である。
【産業上の利用可能性】
【０１２０】
本発明にかかる光ピックアップ装置は、特に、多層の光ディスクに情報を記録する記録型情報記録／再生装置等に好適に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１２１】
【図１】本発明の実施の形態であるホログラムのホログラムパターンを示す図面である。
【図２】本発明の実施の形態である光ピックアップ装置の構成を示す正面図図である。
【図３】ホログラムによって分割された光ビームと、当該光ビームを受光する検出部の関係を示した図面である。
【図４】ホログラムパターンにおける仮想分割線Ａと仮想分割線Ｂとの幅ｄと、フォーカスエラー信号にあらわれるオフセットの大きさとの関係を表すグラフである。
【図５】本実施の形態にかかる他のホログラムパターンを示す正面図である。
【図６】上記他のホログラムパターンによって分割された光ビームと、それらの光ビームを受光する検出部の関係を示した図面である。
【図７】情報記録／再生装置の概略の構成を示すブロック図である。
【図８】本願の出願前の確認時点で未公開の出願において、本願出願人によって提案されたホログラムパターンを示す正面図である。
【図９】上記未公開出願のホログラムパターンにおいて、球面収差がある場合とない場合とでのナイフエッジ法によるフォーカスエラー信号を表す。
【図１０】従来の光ピックアップ装置の構成を示す正面図である。
【図１１】従来のホログラムパターンの詳細を示す正面図を示す。
【図１２】従来の受光手段の構成を説明する図面である。
【図１３】２つの記録層を持つ記録媒体の場合に、上層の第一記録層と下層の第二記録層とから反射された光ビームを説明するための図面である。
【図１４】情報の記録／再生を行っている記録層以外の記録層からの反射光が受光素子に照射されることを説明する図面である。
【図１５】対物レンズ１５が中立位置からずれた状態の場合におけるホログラムに入射される光ビームを説明する図面である。
【符号の説明】
【０１２２】
１    光源
２    グレーティング
３    ホログラム（分離手段）
３ａ  第一分割部（トラッキング分離領域）
３ｂ  第二分割部（トラッキング分離領域）
３ｃ  第三分割部（フォーカス分離領域）
３ｄ  第四分割部
４    コリメートレンズ
５    対物レンズ
６    記録媒体
７    検出部（検出手段）
８Ｅ  受光部（検出部、トラッキングエラー信号検出部）
８Ｆ  受光部（検出部、トラッキングエラー信号検出部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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