(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報記録媒体に対する情報の記録または再生を行う光ピックアップ装置に用いる光デバイスにおいて、
基板と、
第１及び第２の互いに異なる波長の入射光を回折させるホログラム素子と、
前記基板上に設けられ、前記ホログラム素子によって前記第１の波長の入射光を回折させた回折光を受光する第１の受光領域と、前記ホログラム素子によって前記第２の波長の入射光を回折させた回折光を受光する第２の受光領域とを有する受光素子と、
前記ホログラム素子への入射光を前記第１の波長と前記第２の波長とのいずれか一方である一の波長の入射光としたとき、前記一の波長の入射光を回折させた回折光を受光する前記第１の受光領域と前記第２の受光領域との一方の受光領域からの受光信号と、前記一の波長の入射光を回折させた回折光を受光せず、前記第１及び第２の受光領域を含む前記基板上に広がって照射される不要光を受光する他方の受光領域からの受光信号との差分演算によって、前記一方の受光領域からの受光信号に含まれる前記不要光の信号成分を除去する演算器と
を備えることを特徴とする光デバイス。
【請求項２】
請求の範囲第１項記載の光デバイスにおいて、
前記第１の受光領域と前記第２の受光領域とは受光面積が実質的に略々等しい
ことを特徴とする光デバイス。
【請求項３】
請求の範囲第１項記載の光デバイスにおいて、
前記一の波長の入射光が前記第１の波長の入射光であるとき、前記演算器は、前記第１の受光領域からの受光信号Ｓ１から前記第２の受光領域からの受光信号Ｓ２を減算した（Ｓ１−Ｓ２）なる演算を行い、前記一の波長の入射光が前記第２の波長の入射光であるとき、前記演算器は、前記第２の受光領域からの受光信号Ｓ２から前記第１の受光領域からの受光信号Ｓ１を減算した（Ｓ２−Ｓ１）なる演算を行う
ことを特徴とする光デバイス。
【請求項４】
請求の範囲第１項記載の光デバイスにおいて、
前記入射光が前記第１の波長であるか前記第２の波長であるかを判別する判別手段と、
前記判別手段による判別結果に基づいて、前記演算器からの出力信号の極性を第１の極性と第２の極性との間で切り替える極性切替え手段と
を備え、
前記判別手段によって前記入射光が前記第１の波長であると判別されたとき、前記極性切替え手段は、前記演算器からの出力信号の極性を前記第１の極性として、前記演算器から、前記第１の受光領域からの受光信号Ｓ１と前記第２の受光領域からの受光信号Ｓ２との（Ｓ１−Ｓ２）なる演算結果を出力させ、
前記判別手段によって前記入射光が前記第２の波長であると判別されたとき、前記極性切替え手段は、前記演算器からの出力信号の極性を前記第２の極性として、前記演算器から、前記第１の受光領域からの受光信号Ｓ１と前記第２の受光領域からの受光信号Ｓ２との（−１）×（Ｓ１−Ｓ２）なる演算結果を出力させる
ことを特徴とする光デバイス。
【請求項６】
請求の範囲第１項記載の光デバイスにおいて、
前記第１及び第２の互いに異なる波長の入射光は、前記情報記録媒体からの情報検出のため前記情報記録媒体に照射したメインビームの前記情報記録媒体からの反射光であり、
前記演算器は、前記メインビームの反射光を前記ホログラム素子によって回折させた回折光を前記一方の受光領域によって受光した受光信号に含まれる前記不要光の信号成分を除去する
ことを特徴とする光デバイス。
【請求項７】
請求の範囲第１項記載の光デバイスにおいて、
前記第１及び第２の互いに異なる波長の入射光は、前記情報記録媒体のトラックへのトラッキング動作のため前記情報記録媒体に照射したサブビームの前記情報記録媒体からの反射光であり、
前記演算器は、前記サブビームの反射光を前記ホログラム素子によって回折させた回折光を前記一方の受光領域によって受光した受光信号に含まれる前記不要光の信号成分を除去する
ことを特徴とする光デバイス。
【請求項８】
請求の範囲第１項記載の光デバイスにおいて、
前記ホログラム素子は、回折軸が互いに異なる第１及び第２の領域に分割されており、
前記第１及び第２の受光領域はそれぞれ、前記ホログラム素子の前記第１の領域による回折光を受光する受光領域と前記ホログラム素子の前記第２の領域による回折光を受光する受光領域とを備える
ことを特徴とする光デバイス。
【請求項９】
請求の範囲第１項記載の光デバイスにおいて、
前記第１の波長は６５０ｎｍ帯域であり、前記第２の波長は７８０ｎｍ帯域である
ことを特徴とする光デバイス。
【請求項１０】
請求の範囲第１項記載の光デバイスにおいて、
前記第１の波長の光を発する第１の光源と前記第２の波長の光を発する第２の光源の少なくともいずれか一方が、前記基板上に設けられている
ことを特徴とする光デバイス。
【請求項１１】
請求の範囲第９項記載の光デバイスと、
前記第１の波長の光を発する第１の光源と、
前記第２の波長の光を発する第２の光源と
を備える光ピックアップ装置。
【請求項１２】
請求の範囲第１１項記載の光ピックアップ装置において、
前記第１の光源から発せられた前記第１の波長の光をメインビーム及び２本のサブビームに分割する第１の回折格子と、
前記光デバイス内に設けられ、前記第２の光源から発せられた前記第２の波長の光をメインビーム及び２本のサブビームに分割する第２の回折格子と
を備える光ピックアップ装置。
【請求項１３】
請求の範囲第１１項記載の光ピックアップ装置において、
前記光デバイス内に設けられ、前記第１の光源から発せられた前記第１の波長の光をメインビーム及び２本のサブビームに分割する第１の回折格子と、
前記第２の光源から発せられた前記第２の波長の光をメインビーム及び２本のサブビームに分割する第２の回折格子と
を備える光ピックアップ装置。
【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する記録及び再生を行う光ピックアップ装置に用いる光デバイスに関し、また、このような光デバイスを用いて構成された光ピックアップ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、情報記録媒体として種々の光ディスクが提案されている。このような光ディスクとして、「ＣＤ」（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ）規格の光ディスクの約７倍の記録容量を有する「ＤＶＤ」（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）規格の光ディスクは、近年急速に普及している。この「ＤＶＤ」にビデオ信号を記録したもの（「ＤＶＤ−Ｖｉｄｅｏ」）は、大量複製が可能であり、映画等のコンテンツの配布やレンタルに使用する媒体として、「ＶＨＳ」（商標名）等のビデオテープ媒体に取って替わろうとしている。
【０００３】
さらに、いわゆる「ＤＶＤ−ＲＡＭ」、「ＤＶＤ−Ｒ」、「ＤＶＤ−ＲＷ」、「＋Ｒ」、「＋ＲＷ」など、ユーザが情報信号を記録することが可能な光ディスクの規格も、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）用の記録媒体やビデオレコーダ用の記録媒体として、急速に普及しつつある。
【０００４】
一方、「ＣＤ」に関しても、いわゆる「ＣＤ−Ｒ」など、ユーザが情報信号を記録することが可能な光ディスクの規格が広く普及している。
【０００５】
このように、光ディスク記録装置においては、「ＤＶＤ」規格である６５０ｎｍ波長帯の光源を用いる光ディスクと、「ＣＤ」規格である７８０ｎｍ波長帯の光源を用いる光ディスクとのいずれについても、ユーザが情報信号を記録することが可能な機能が要求されるようになっている。特に、「ＤＶＤ」規格の光ディスクとしては、前述のように多岐に渡る規格が存在し、これら種々の規格の光ディスクの全てについて、記録及び再生の互換性が求められ、このような要求に応じた光ピックアップ装置が提案されている。
【０００６】
このような種々の規格の光ディスクに対する記録及び再生を可能とした光ピックアップ装置は、機能及び構造が極めて複雑なものとなっており、製造が困難である。一方、このような光ピックアップ装置において、特に、民生用途の光ピックアップ装置においては、多機能であることを維持しつつ、装置構成の簡素化、小型化及び軽量化、製造の容易化、低価格化への要求が高まっている。
【０００７】
このような要求に応じて、「ＣＤ」及び「ＤＶＤ」の両規格の光ディスクに対する再生、あるいは、記録及び再生が可能である光ピックアップ装置であって、小型化、軽量化を図ったものが種々提案されている。
【０００８】
例えば、本件発明者は、図１に示すように、第１の波長のレーザ光を発する第１のレーザ光源１０１と、第２の波長のレーザ光を発する第２のレーザ光源を内蔵した光デバイス１０２とを備えた光ピックアップ装置を提案している。この光学ピックアップ装置において、光デバイス１０２は、図２に示すように、第２のレーザ光源１０３と、ホログラム素子１０４と、受光素子１０５を一体的に備えて構成されている。受光素子１０５は、図３に示すように、それぞれが複数の受光面に分割された複数の受光部１０６，１０６を有している。
【０００９】
この光ピックアップ装置においては、各波長のレーザ光について３本のビームが生成されて、図１に示すように、光ディスク２０１の記録トラック２０１ａに対して照射される。この光ディスク２０１からの反射光は、図２に示すように、２つの領域に分割されたホログラム素子１０４の各領域において回折され、受光素子１０５の所定の複数の受光面によって受光される。このとき、互いに異なる第１及び第２の波長の反射光は、同一の受光面によって受光されるようになっている。
【００１０】
そして、この光ピックアップ装置においては、受光素子１０５の各受光面より独立的に出力される光検出出力に基づいて、光ディスクからの情報の読取信号と、各種のエラー信号とが得られる。
【発明の開示】
【００１１】
ところで、前述のような光ピックアップ装置においては、下記のような課題があった。
【００１２】
すなわち、「ＣＤ」規格の光ディスク及び「ＤＶＤ」規格の光ディスクの双方について使用される対物レンズによって集光されるレーザ光は、これら光ディスク上において、一点に集光する成分以外に、対物レンズにおける回折による「フレア」成分を含むものとなる。この「フレア」成分は、光ディスクによって反射され、光ディスクの受光素子に対しては、広がって照射されることとなる。このような「フレア」成分の反射光は、光ディスクからの情報の読取信号や各種のエラー信号に対して加算された直流成分として検出されることとなり、信号変調度の劣化や、エラー信号のオフセットの原因となる。
【００１３】
また、記録層が２層となされて形成された「ＤＶＤ」規格の光ディスクを再生する場合においては、光ディスクに照射されたレーザ光は、再生対象となる一の記録層以外の他の記録層においても反射されて、不要反射光として受光素子に戻ることとなる。このように再生対象ではない記録層によって反射された反射光は、大きく焦点ずれして広がった状態で受光素子に戻り、かつ、再生対象である記録層からの反射光と同等の総光量を有している。したがって、このような不要反射光は、光ディスクからの情報の読取信号や各種のエラー信号に対して加算された直流成分として検出されることとなり、信号変調度の劣化や、エラー信号のオフセットの原因となる。
【００１４】
さらに、光ディスクに情報信号を記録するための光ピックアップ装置においては、いわゆる「３ビーム法」や「ＤＰＰ法」のために３本のビームを生成するときに、記録光のパワーを確保するために、メインビームとサブビームとの光量比を、例えば、１５：１乃至２０：１程度に大きくする必要がある。そして、３本のビームの反射光を受光する互いに隣接した受光領域においては、前述したように、メインビームの反射光に含まれる拡散光がサイドビームを受光する受光領域にまで広がるおそれがある。このとき、メインビームの光量はサブビームの１５倍乃至２０倍程度であるので、メインビームの反射光に含まれる拡散光の光量は、微弱なサブビームの反射光を検出している受光領域において無視できない影響を与えることとなる。したがって、このようなメインビームの反射光に含まれる拡散光は、光ディスクからの情報の読取信号や各種のエラー信号に対して加算された直流成分として検出されることとなり、信号変調度の劣化や、エラー信号のオフセットの原因となり、演算回路のダイナミックレンジを確保することを困難とすることとなる。
【００１５】
そして、前述のようにホログラム素子を用いた光デバイスにおいては、「ＣＤ」規格の光ディスク用と「ＤＶＤ」規格の光ディスク用との互いに波長の異なる反射光を同一のホログラム素子で回折させると、これら反射光は、回折角の波長依存性により、受光素子における到達位置が互いに異なることとなる。したがって、これら異なる波長の反射光について同一の受光領域において受光しようとすると、受光領域の面積を拡大させる必要がある。ところが、受光領域の面積を拡大させると、前述したような不要反射光を受光する量が面積の拡大に略々比例して増大し、結果として、信号変調度の劣化や、エラー信号のオフセットが生じ、演算回路のダイナミックレンジを確保することが困難となる。
【００１６】
ここで、この問題を回避するために、各波長専用に受光領域を分離することが考えられるが、受光領域を分離するだけでは、不要光成分を半減させることはできるものの、完全に除去できないという問題があった。
【００１７】
また、例えば、特開平１１−７３６５８号公報に記載されているような、オフセットキャンセル用の受光部を備えた光ピックアップ装置においては、いわゆるオフセットキャンセルのためだけに、ホログラム素子の領域分割や受光領域の増加及び専用の演算回路の使用が必要になっており、構造の複雑化や、製造の困難化によるコスト上昇が招来されるという問題があった。
【００１８】
そこで、本発明は、前述の実情に鑑みてなされたものであり、「ＤＶＤ」規格の光ディスク及び「ＣＤ」規格の光ディスクのように、使用する光源の波長が異なる光ディスクについて情報信号の再生、あるいは、記録及び再生を行うにあたって、光ディスクからの不要反射光による影響が回避されるとともに、出力信号についての演算の複雑さが回避される光デバイスを提供し、このような光デバイスを用いて構成された光ピックアップ装置を提供しようとするものである。
【００１９】
本発明に係る光デバイスは、前述の課題を解決するため、少なくとも受光素子とホログラム素子とを備えて構成され複数の互いに異なる波長の入射光をホログラム素子において回折させこの回折光を受光素子上の受光領域において受光する光デバイスであって、受光素子は、ホログラム素子における回折角の異なる各波長の入射光に対応されそれぞれが一つの波長の入射光を受光するための複数の受光領域を有しており、複数の受光領域からの各出力信号に基づく演算を行う演算手段を備え、演算手段は、一の波長の入射光について一の受光領域において受光しているときに、この一の受光領域からの出力信号と、他の受光領域からの出力信号とに基づく演算を行い、不要光成分を検出することを特徴とするものである。
【００２０】
この光デバイスにおいては、演算手段が、一の波長の入射光について一の受光領域において受光しているときに、この一の受光領域からの出力信号と他の受光領域からの出力信号とに基づく演算を行って不要光成分を検出するので、不要光成分の影響を回避することができる。
【００２１】
また、本発明は、前述の光デバイスにおいて、複数の受光領域を、それぞれの受光面積が実質的に略々等しいこととしたものである。
【００２２】
この光デバイスにおいては、不要光成分を検出するための複数の受光領域の受光面積が実質的に略々等しいので、不要光成分の検出を容易に行うことができる。
【００２３】
また、本発明は、前述の光デバイスにおいて、入射光の波長が第１の波長及び第２の波長のいずれかである場合において、演算手段は、第１の波長の入射光について第１の受光領域において受光しているときには、この第１の受光領域からの出力信号Ｓ１と、第２の受光領域からの出力信号Ｓ２とに基づき、（Ｓ１−Ｓ２）という演算により、不要光成分を検出し、第２の波長の入射光について第２の受光領域において受光しているときには、この第２の受光領域からの出力信号Ｓ２と、第１の受光領域からの出力信号Ｓ１とに基づき、（Ｓ２−Ｓ１）という演算により、不要光成分を検出することとしたものである。
【００２４】
この光デバイスにおいては、第１の波長の入射光について第１の受光領域において受光しているときと、第２の波長の入射光について第２の受光領域において受光しているときとで、不要光成分を検出するための演算の極性を反転させることにより、いずれの波長の入射光を受光している場合においても、不要光成分の検出を容易に行うことができる。
【００２５】
また、本発明は、前述の光デバイスにおいて、入射光の波長が第１の波長及び第２の波長のいずれかである場合において、入射光の波長が第１の波長及び第２の波長のいずれかであるかを判別する波長判別手段と、波長判別手段における判別結果に基づいて演算手段からの出力信号の極性を反転させる極性切替え手段とを備え、演算手段は、第１の波長の入射光を受光する第１の受光領域からの出力信号Ｓ１と第２の波長の入射光を受光する第２の受光領域からの出力信号Ｓ２とに基づき、（Ｓ１−Ｓ２）という演算を行い、極性切替え手段は、入射光の波長が第１の波長である場合には、演算手段からの出力信号の極性を反転させずに（Ｓ１−Ｓ２）という演算の結果を不要光成分の検出信号とし、入射光の波長が第２の波長である場合には、演算手段からの出力信号の極性を反転させ（−１）×（Ｓ１−Ｓ２）という演算の結果を不要光成分の検出信号とすることとしたものである。
【００２６】
この光デバイスにおいては、第１の波長の入射光について第１の受光領域において受光しているときと、第２の波長の入射光について第２の受光領域において受光しているときとで、演算手段からの出力信号の極性を反転させることにより、いずれの波長の入射光を受光している場合においても、不要光成分の検出を容易に行うことができる。
【００２７】
また、本発明は、前述の光デバイスにおいて、演算手段、波長判別手段及び極性切替え手段の少なくとも一部が、受光素子と同一の基板上に一体的に形成されていることとしたものである。
【００２８】
この光デバイスにおいては、演算手段、波長判別手段及び極性切替え手段の少なくとも一部が、受光素子と同一の基板上に一体的に形成されていることにより、演算結果についての波長判別に基づく極性切替えを容易に行うことができる。
【００２９】
また、本発明は、前述の光デバイスにおいて、情報記録媒体からの主たる情報の読取りのためにこの情報記録媒体に照射されるメインビームの該情報記録媒体による反射光と、情報記録媒体の記録トラックに対するトラッキング動作のためにこの情報記録媒体に照射される２本のサブビームの該情報記録媒体による反射光とが入射光として入射され、受光素子は、メインビームの反射光を受光するための受光領域と、２本のサブビームの反射光を受光するための受光領域とを有しており、これらメインビームの反射光を受光するための受光領域及びサブビームの反射光を受光するための受光領域のそれぞれについて、ホログラム素子における回折角の異なる各波長の入射光に対応されそれぞれが一つの波長の入射光を受光するための複数の受光領域を有しており、演算手段は、メインビームの反射光を受光するための受光領域について、一の波長の入射光について一の受光領域において受光しているときに、この一の受光領域からの出力信号と他の受光領域からの出力信号とに基づく演算を行うとともに、サブビームの反射光を受光するための受光領域について、一の波長の入射光について一の受光領域において受光しているときに、この一の受光領域からの出力信号と他の受光領域からの出力信号とに基づく演算を行い、不要光成分を検出することとしたものである。
【００３０】
この光デバイスにおいては、情報記録媒体からのメインビームの反射光と、情報記録媒体からのサブビームの反射光とのいずれについても、不要光の影響を回避することができる。
【００３１】
また、本発明は、前述の光デバイスにおいて、情報記録媒体からの主たる情報の読取りのためにこの情報記録媒体に照射されるメインビームの該情報記録媒体による反射光と、情報記録媒体の記録トラックに対するトラッキング動作のためにこの情報記録媒体に照射される２本のサブビームの該情報記録媒体による反射光とが入射光として入射され、受光素子は、メインビームの反射光を受光するための受光領域と２本のサブビームの反射光を受光するための受光領域とを有しており、メインビームの反射光を受光するための受光領域については、入射光の波長によらず共通の受光領域において受光し、サブビームの反射光を受光するための受光領域については、ホログラム素子における回折角の異なる各波長の入射光に対応されそれぞれが一つの波長の入射光を受光するための複数の受光領域を有しており、演算手段は、サブビームの反射光を受光するための受光領域について、一の波長の入射光について一の受光領域において受光しているときに、この一の受光領域からの出力信号と他の受光領域からの出力信号とに基づく演算を行い不要光成分を検出することとしたものである。
【００３２】
また、本発明は、前述の光デバイスにおいて、ホログラム素子は、直線の分割線を介して２つの領域に分割されており、情報記録媒体からの情報の読取りのためにこの情報記録媒体に照射される光束の該情報記録媒体による反射光が入射光として入射される場合には、ホログラム素子を２つの領域に分割している分割線が情報記録媒体の記録トラックに対して光学写像的に平行となる方向に配置され、該ホログラム素子が反射光を回折させこの反射光を記録トラックに対して光学写像的に直交する方向に２分割することとしたものである。
［００３３］
この光デバイスにおいては、不要光の影響が大きいサブビームの反射光のみについて不要光の影響を回避することにより、演算回路の大型化を回避することができる。
［００３４］
また、本発明は、前述の光デバイスにおいて、入射光の波長は、第１の波長である７８０ｎｍ帯近傍及び第２の波長である６６０ｎｍ帯近傍であることとしたものである。
［００３５］
この光デバイスにおいては、「ＤＶＤ」（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）規格の種々の光ディスク及び「ＣＤ」（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ）規格の種々の光ディスクについて、使用することができる。
［００３６］
また、本発明は、前述の光デバイスにおいて、入射光の波長のうちの第１の波長の光を発する光源及び第２の波長の光を発する光源の少なくともいずれか一方を、受光素子と同一の基板上に一体的に備えていることとしたものである。
［００３７］
この光デバイスにおいては、各光源の少なくともいずれか一方が受光素子と同一の基板上に一体的に設けられていることにより、発光波長の判別を容易に行うことができる。
［００３８］
そして、本発明に係る光ピックアップ装置は、前述の光デバイスと、入射光の波長のうちの第１の波長の光を発する光源及び第２の波長の光を発する光源を備え、各光源から発せられた光束を情報記録媒体に照射し、この情報記録媒体からの反射光を光デバイスに対する入射光とし、該情報記録媒体からの情報の読取りを行うことを特徴とするものである。
［００３９］
この光ピックアップ装置においては、演算手段が、一の波長の入射光について一の受光領域において受光しているときに、この一の受光領域からの出力信号と他の受光領域からの出力信号とに基づく演算を行って不要光成分を検出するので、不要光成分の影響を回避することができる。
【００４０】
また、本発明に係る光ピックアップ装置は、前述の光デバイスと、第１の波長のレーザ光を発する第１のレーザ光源と、第１のレーザ光源から発せられた第１の波長のレーザ光をメインビーム及び２本のサブビームに分割する第１の回折格子と、光デバイス内に設けられ第２の波長のレーザ光を発する第２のレーザ光源と、光デバイス内に設けられ第２のレーザ光源から発せられた第２の波長のレーザ光をメインビーム及び２本のサブビームに分割する第２の回折格子とを備え、各レーザ光源から発せられたレーザ光を情報記録媒体に照射し、この情報記録媒体からの反射光を光デバイスに対する入射光とし、メインビームの情報記録媒体からの反射光により該情報記録媒体からの主たる情報の読取りを行うとともに、各サブビームの情報記録媒体からの反射光により該情報記録媒体からのトラッキングエラー信号の読取りを行うことを特徴とするものである。
【００４１】
この光ピックアップ装置においては、演算手段が、一の波長の入射光について一の受光領域において受光しているときに、この一の受光領域からの出力信号と他の受光領域からの出力信号とに基づく演算を行って不要光成分を検出するので、不要光成分の影響を回避することができる。
【００４２】
また、本発明に係る光ピックアップ装置は、前述の光デバイスと、この光デバイス内に設けられ第１の波長のレーザ光を発する第１のレーザ光源と、光デバイス内に設けられ第１のレーザ光源から発せられた第１の波長のレーザ光をメインビーム及び２本のサブビームに分割する第１の回折格子と、第２の波長のレーザ光を発する第２のレーザ光源と、第２のレーザ光源から発せられた第２の波長のレーザ光をメインビーム及び２本のサブビームに分割する第２の回折格子とを備え、各レーザ光源から発せられたレーザ光を情報記録媒体に照射し、この情報記録媒体からの反射光を光デバイスに対する入射光とし、メインビームの情報記録媒体からの反射光により該情報記録媒体からの主たる情報の読取りを行うとともに、各サブビームの情報記録媒体からの反射光により該情報記録媒体からのトラッキングエラー信号の読取りを行うことを特徴とするものである。
【００４３】
この光ピックアップ装置においては、演算手段が、一の波長の入射光について一の受光領域において受光しているときに、この一の受光領域からの出力信号と他の受光領域からの出力信号とに基づく演算を行って不要光成分を検出するので、不要光成分の影響を回避することができる。
【００４４】
本発明に係る光デバイス及び光学ピックアップ装置においては、「ＤＶＤ」（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）規格の光ディスク及び「ＣＤ」（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ）規格の光ディスクのように、使用する光源の波長が異なる光ディスクについて情報信号の再生、あるいは、記録及び再生を行うにあたって、信号変調度の劣化やエラー信号のオフセットが生ずることが防止され、演算回路のダイナミックレンジを確保することが容易となり、さらに、信号出力チャンネル数が増加することがないので、演算回路の規模を大きくすることがなく、配線ピン数を増加させることがないので、小型化が容易となる。
【００４５】
すなわち、本発明によれば、例えば、「ＤＶＤ」規格の種々の光ディスク（いわゆる「ＤＶＤ−ＲＡＭ」、「ＤＶＤ−Ｒ」、「ＤＶＤ−ＲＷ」、「＋Ｒ」、「＋ＲＷ」など、６５０ｎｍ波長帯域のレーザ光を用いる記録型光でディスク）及び「ＣＤ」規格の種々の光ディスク（いわゆる「ＣＤ−Ｒ」、「ＣＤ−ＲＷ」など、７８０ｎｍ波長帯域のレーザ光を用いる記録型光でディスク）のように、使用する光源の波長の異なる情報記録媒体について互換性のある光デバイスを提供することができる。
【００４６】
そして、この光デバイスにおいては、対物レンズにより集光される光束において光ディスク上で一点に集光されない成分の反射光である「フレア」成分が受光素子上に広がって照射されることの影響が低減され、信号変調度の劣化やエラー信号のオフセットの発生が低減される。
【００４７】
さらに、この光デバイスにおいては、記録層が２層となされて形成された「ＤＶＤ」規格の光ディスクを再生する場合において、再生対象ではない記録層からの反射光が受光素子上に広がって照射されることの影響が低減され、信号変調度の劣化やエラー信号のオフセットの発生が低減される。
【００４８】
また、この光デバイスにおいては、「３ビーム法」や「ＤＰＰ法」を実行するための３本のビームにおいて、記録光パワーの確保のために、メインビームの光量をサブビームの光量より大きくした場合においても、メインビームからの拡散光がサブビームの受光領域に照射されることの影響が低減され、信号変調度の劣化やエラー信号のオフセットの発生が低減され、また、演算回路のダイナミックレンジを確保することが容易となる。
【００４９】
また、この光デバイスにおいては、ホログラム素子を用いて互いに波長の異なる入射光を回折させる場合において、サブビームに関しては受光領域の面積を大きくする必要がなく、不要反射光の影響が低減され、信号変調度の劣化やエラー信号のオフセットの発生が低減され、また、演算回路のダイナミックレンジを確保することが容易となる。
【００５０】
すなわち、本発明は、「ＤＶＤ」規格の光ディスク及び「ＣＤ」規格の光ディスクのように、使用する光源の波長が異なる光ディスクについて情報信号の再生、あるいは、記録及び再生を行うにあたって、光ディスクからの不要反射光による影響が回避されるとともに、出力信号についての演算の複雑さが回避される光デバイスを提供することができ、また、このような光デバイスを用いて構成された光ピックアップ装置を提供することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】図１は、従来の光学ピックアップ装置の構成を示す斜視図である。
【図２】図２は、従来の光デバイスの構成を示す斜視図である。
【図３】図３は、前記従来の光デバイスの受光素子を示す平面図である。
【図４】図４は、本発明に係る光学ピックアップ装置の構成を示す斜視図である。
【図５】図５は、本発明に係る光デバイスの構成を示す斜視図もある。
【図６】図６は、前記光デバイスにおけるホログラム素子と受光素子の各受光領域との位置関係を示す平面図である。
【図７】図７（ａ）は前記光デバイスにおいて、第１種類の光ディスクを用いている場合の受光素子上における反射光の状態を示す平面図であり、図７（ｂ）は第２種類の光ディスクを用いている場合の受光素子上における反射光の状態を示す平面図である。
【図８】図８（ａ）は前記光デバイスにおいて、第１種類の光ディスクを用いている場合のトラッキングエラー信号ＴＥの演算回路を示す平面図であり、図８（ｂ）は第２種類の光ディスクを用いている場合のトラッキングエラー信号ＴＥの演算回路を示す平面図である。
【図９】図９（ａ）は前記光デバイスにおいて第１の波長のサブビームの反射光を受光している状態を示す平面図であり、図９（ｂ）は第２の波長のサブビームの反射光を受光している状態を示す斜視図である。
【図１０】図１０（ａ）及び図１０（ｂ）は前記光デバイスにおいて受光素子上に不要光が照射する様子をそれぞれ示す斜視図及び平面図であり、図１０（ｃ）は検出信号を示す波形図である。
【図１１】図１１（ａ）及び図１１（ｂ）は、前記光デバイスにおける不要光に対する対策の原理（第１種類の光ディスク使用時）をそれぞれ示す平面図及び波形図である。
【図１２】図１２（ａ）及び図１２（ｂ）は、前記光デバイスにおける不要光に対する対策の原理（第２種類の光ディスク使用時）をそれぞれ示す平面図及び波形図である。
【図１３】図１３（ａ）及び図１３（ｂ）は、前記光デバイスにおける不要光に対する対策を実現するための構成をそれぞれ示す平面図及び波形図である。
【図１４】図１４（ａ）及び図１４（ｂ）は、前記光デバイスにおける不要光に対する対策を実現するための他の構成をそれぞれ示す平面図及び波形図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５２】
以下、本発明に係る光デバイス及び光学ピックアップ装置の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００５３】
〔光学ピックアップ装置の構成〕
図４は、本発明に係る光学ピックアップ装置の構成を示す斜視図である。
【００５４】
この光学ピックアップ装置は、図４に示すように、第１の波長（例えば、６５０ｎｍ帯域）のレーザ光を発する第１のレーザ光源１を有する。この第１のレーザ光源１から発せられた第１の波長のレーザ光は、コリメータレンズ２によって平行光束となされ、第１のグレーティング３を経て０次光及び±１次光の３本のビームに分割されて、ビーム成形機能を有するビームスプリッタプリズム４に入射される。第１のグレーティング３における０次光は、光ディスクに対して情報信号の記録または再生を行うためのメインビームとなり、±１次光は、トラッキングエラー信号を検出するための第１及び第２のサブビームとなる。
【００５５】
ビームスプリッタプリズム４において、第１の波長のレーザ光は、入射面４ａに対して斜めに入射することによりビーム成形をなされて、このビームスプリッタプリズム４内に入射する。
【００５６】
なお、ビームスプリッタプリズム４の入射面４ａにおいては、第１の波長のレーザ光の一部が反射され、レーザパワーを検出するための第１のモニタフォトダイオード５により受光される。
【００５７】
ビームスプリッタプリズム４内に入射された第１の波長のレーザ光は、光束を分離させるための反射膜４ｂを透過して、このビームスプリッタプリズム４から出射され、λ／４（四分の一波長）板６を透過して円偏光となされる。
【００５８】
この第１の波長のレーザ光は、ミラー７により反射されて光路を曲げられて、対物レンズ８に入射する。この対物レンズ８は、入射された第１の波長のレーザ光を、この第２の波長のレーザ光に適合された情報記録媒体である第１種類の光ディスク、例えば、「ＤＶＤ」規格の光ディスク２０１の信号記録面上に集光させる。
【００５９】
そして、この光学ピックアップ装置は、本発明に係る光デバイス９を備えている。この光デバイス９には、後述するように、第２の波長（例えば、７８０ｎｍ帯域）のレーザ光を発する第２のレーザ光源が内蔵されている。この第２のレーザ光源から発せられた第２の波長のレーザ光は、光デバイス９より出射され、コリメータレンズ１０によって平行光束となされ、ビームスプリッタプリズム４に入射される。
【００６０】
このビームスプリッタプリズム４において、第２の波長のレーザ光は、反射膜４ｂによって反射され、このビームスプリッタプリズム４から出射され、λ／４（四分の一波長）板６を透過する。
【００６１】
この第２の波長のレーザ光は、ミラー７により反射されて光路を曲げられて、対物レンズ８に入射する。この対物レンズ８は、入射された第２の波長のレーザ光を、この第１の波長のレーザ光に適合された情報記録媒体である第２種類の光ディスク、例えば、「ＣＤ」規格の光ディスク２０１の信号記録面上に集光させる。
【００６２】
この光学ピックアップ装置において、第１種類の光ディスク（「ＤＶＤ」規格の光ディスク）２０１の信号記録面上に集光されこの信号記録面により反射された第１の波長の反射光及び第２種類の光ディスク（「ＣＤ」規格の光ディスク）２０１の信号記録面上に集光されこの信号記録面により反射された第２の波長の反射光は、対物レンズ８，ミラー７を経て、ビームスプリッタプリズム４に戻る。これら第１及び第２の波長の反射光は、ビームスプリッタプリズム４において、反射膜４ｂによって反射され、このビームスプリッタプリズム４から光デバイス９に向けて出射される。
【００６３】
この反射光は、光デバイス９内に入射し、この光デバイス９に内蔵された受光素子によって受光される。そして、この受光素子からの光検出出力に基づいて、光ディスクからの情報読取信号や、種々のエラー信号の検出がなされる。
【００６４】
〔光デバイスの構成〕
図５は、本発明に係る光デバイスの構成を示す斜視図である。
【００６５】
本発明に係る光デバイスは、図５に示すように、第２の波長のレーザ光を発する第２のレーザ光源１１と、光ディスク２０１からの反射光を受光する受光素子１２とを有して構成されている。
【００６６】
第２のレーザ光源１１は、サブマウント１３及び受光素子基板１４を介して、パッケージ（筐体）１５に支持されている。この第２のレーザ光源１１は、受光素子基板１４の表面部に平行な方向に第２の波長のレーザ光を出射するように設置されている。
【００６７】
この第２のレーザ光源１１は、第１の波長のレーザ光及び第２の波長のレーザ光の光ディスク２０１からの反射光が光デバイス９における同じ位置へ集光して戻るように、受光素子基板１４上における位置が決定されている。すなわち、この第２のレーザ光源１１は、第１及び第２の波長のレーザ光の反射光の受光素子１２上における光軸が相互に一致するように設定されている。この第２のレーザ光源１１は、第１の波長のレーザ光の発光点の共役点と第２の波長のレーザ光の発光点とが一致、もしくは、同一光軸上に位置するように設定されている。なお、ここで、共役点とは、ビームスプリッタプリズム４などを含む光学系による第１の波長のレーザ光の発光点の像点を意味する。
【００６８】
そして、受光素子１２は、パッケージ１５に支持された受光素子基板１４上に形成されている。この受光素子１２は、受光素子基板１４の表面部に複数の受光面を有して形成されており、この表面部に入射する光束を受光する。
【００６９】
また、この光デバイス９は、第２のレーザ光源１１から受光素子基板１４の表面部に平行な方向（図５中におけるＹ´軸方向）に出射される第２の波長のレーザ光を、この受光素子基板１４の表面部に垂直な方向（図５中におけるＺ´軸方向）に反射させるマイクロミラー１６を有している。このマイクロミラー１６は、一端面が４５°の傾斜面となされたプリズムであり、この傾斜面において第２の波長のレーザ光を反射する。このマイクロミラー１６は、受光素子基板１４上に、傾斜面を第２のレーザ光源１１に向けて設置されている。
【００７０】
そして、受光素子基板１４上のマイクロミラー１６が設置された位置には、第２の波長のレーザ光のレーザパワーを検出するための第２のモニタフォトダイオード１７が設けられている。マイクロミラー１６の傾斜面に入射した第２の波長のレーザ光は、この傾斜面において、一部が反射され、残部はこの傾斜面を透過してマイクロミラー１６内に入射し、第２のモニタフォトダイオード１７によって受光される。
【００７１】
マイクロミラー１６により反射された第２の波長のレーザ光は、第２のグレーティング１８を透過し、０次光及び±１次光の３本のビームに分割される。この第１のグレーティング１８における０次光は、光ディスクに対して情報信号の記録または再生を行うためのメインビームとなり、±１次光は、トラッキングエラー信号を検出するための第１及び第２のサブビームとなる。
【００７２】
第２のグレーティング１８を経た第２の波長のレーザ光は、ホログラム素子１９を透過して、この光デバイス９から出射される。このホログラム素子１９は、光デバイス９から出射される光束（往路光）に対しても回折作用を及ぼすが、往路の回折光成分は使用しない。
【００７３】
この光デバイス９には、第１の波長のレーザ光の第１種類の光ディスク（「ＤＶＤ」規格の光ディスク）からの反射光（復路光）及び第２の波長のレーザ光の第２種類の光ディスク（「ＣＤ」規格の光ディスク）からの反射光（復路光）がともに入射する。これら反射光は、ホログラム素子１９を透過して、受光素子基板１４に向けて入射する。このホログラム素子１９は、透明基板上に光学透過性材料による微細な凹凸周期構造が形成されて構成されている光学素子である。
【００７４】
このホログラム素子１９は、第１及び第２の領域１９Ｌ，１９Ｒに分割されており、それぞれが異なる特性を有している。ホログラム素子１９は、全体としては円形に形成されており、第１及び第２の領域１９Ｌ，１９Ｒは、それぞれがホログラム素子１９を半分に分けた半円形状に形成されている。
【００７５】
このホログラム素子１９が第１及び第２の領域１９Ｌ，１９Ｒに分割されている分割線は、このホログラム素子１９の中心、すなわち、光軸を通り、光ディスク２０１における記録トラック２０１ａの接線方向に光学写像的に平行な方向となっている。すなわち、光ディスク２０１からの反射光は、ホログラム素子１９の分割線において、光学写像的に光ディスク２０１におけるラジアル方向について２分割され、一方が第１の領域１９Ｌを透過し、他方が第２の領域１９Ｒを透過することとなる。
【００７６】
このホログラム素子１９は、第１及び第２の領域１９Ｌ，１９Ｒのそれぞれにおいて、第１の波長の反射光及び第２の波長の反射光を回折させて±１次回折光として透過させ、これら反射光からのトラッキングエラー信号及びフォーカスエラー信号の検出を可能とする。
【００７７】
第１の領域１９Ｌにおいては、第１の波長の反射光及び第２の波長の反射光は、図５中矢印Ａで示す方向に回折されて±１次回折光となる。また、第２の領域１９Ｒにおいては、第１の波長の反射光及び第２の波長の反射光は、図５中矢印Ｂで示す方向に回折されて±１次回折光となる。これら第１の領域１９Ｌにおける回折方向と第２の領域１９Ｒにおける回折方向とは、互いに異なる方向となっている。
【００７８】
図６は、この光デバイス９におけるホログラム素子１９と受光素子１２の各受光面との位置関係を示す平面図である。
【００７９】
ホログラム素子１９は、図６に示すように、光学写像的に光ディスク２０１におけるラジアル方向について第１及び第２の領域１９Ｌ，１９Ｒに２分割されており、かつ、各領域１９Ｌ，１９Ｒにおける回折軸が互いに傾斜されて形成されている。
【００８０】
メインビームの光ディスク２０１からの反射光は、ホログラム素子１９の第１の領域１９Ｌを透過する部分ＭＬと、ホログラム素子１９の第２の領域１９Ｒを透過する部分ＭＲとが互いに異なる方向に回折され、それぞれが受光素子１２において異なる受光面によって受光される。
【００８１】
すなわち、受光素子１２においては、一対の第１の受光面２０Ａ，２０Ｂが、ホログラム素子１９の第１の領域１９Ｌを経た第１及び第２の波長のメインビームの反射光（ＭＬ（凸）、ＭＬ（凹））を受光する。また、この受光素子１２においては、一対の第２の受光面２１Ａ，２１Ｂが、ホログラム素子１９の第２の領域１９Ｒを経た第１及び第２の波長のメインビームの反射光（ＭＲ（凸）、ＭＲ（凹））を受光する。
【００８２】
これら第１の受光面２０Ａ，２０Ｂ及び第２の受光面２１Ａ，２１Ｂは、それぞれがさらに平行に４分割されている。これら第１及び第２の受光面２０Ａ，２０Ｂ、２１Ａ，２１Ｂを分割する方向は、ホログラム素子１９を各領域１９Ｌ，１９Ｒに分割する方向に対して略々直交する方向、すなわち、光学写像的に光ディスク２０１における記録トラックの接線方向となっている。これら第１及び第２の受光面２０Ａ，２０Ｂ、２１Ａ，２１Ｂの分割された各部分は、それぞれが独立的に光検出信号を出力する。
【００８３】
これら第１及び第２の受光面２０Ａ，２０Ｂ、２１Ａ，２１Ｂにおいて、分割された各部分からの光検出出力信号に基づいて、光ディスクからの情報の読取り信号、フォーカスエラー信号、ウォブル信号等を検出することができる。
【００８４】
すなわち、これら第１及び第２の受光面２０Ａ，２０Ｂ、２１Ａ，２１Ｂからの全出力を合計することにより、光ディスクからの読取り信号を得ることができる。
【００８５】
また、これら第１及び第２の受光面２０Ａと２０Ｂの出力の合計と、２１Ａと２１Ｂの出力の合計出力間の差出力をバンドパスフィルタに通すことにより、ウォブル信号を得ることができる。
【００８６】
そして、これら第１及び第２の受光面２０Ａ、２１Ａの中心側２つ（２０Ａｂ，２０Ａｃ，２１Ａｂ，２１Ａｃ）と、受光面２０Ｂと２１Ｂの両側２つ（２０Ｂａ，２０Ｂｄ，２１Ｂａ，２１Ｂｄ）の部分の出力を合計し、また、受光面２０Ｂ、２１Ｂの中心側２つ（２０Ｂｂ，２０Ｂｃ，２１Ｂｂ，２１Ｂｃ）と、受光面２０Ａと２１Ａの両側２つ（２０Ａａ，２０Ａｄ，２１Ａａ，２１Ａｄ）の部分の出力を合計し、これら２つの合計出力間の差を求めることにより、いわゆるＳＳＤ（スポットサイズ）法によりフォーカスエラー信号を得ることができる。
【００８７】
すなわち、ホログラム素子１９における第１の領域１９Ｌは、＋１次回折光に対しては凸レンズのレンズバワーを有し、−１次回折光に対しては凹レンズのレンズパワーを有している。一方、ホログラム素子１９における第２の領域１９Ｌは、＋１次回折光に対しては凹レンズのレンズバワーを有し、−１次回折光に対しては凸レンズのレンズバワーを有している。そのため、第１及び第２の受光面２０Ａ，２０Ｂ、２１Ａ，２１Ｂにおける分割された各部分からの出力信号に基づいてフォーカスエラー信号を生成することができるのである。このフォーカスエラー信号ＦＥは、各第１の受光面２０Ａ，２０Ｂにおける分割された各部分からの出力信号をＶ２０Ａａ，Ｖ２０Ａｂ，Ｖ２０Ａｃ，Ｖ２０Ａｄ、Ｖ２０Ｂａ，Ｖ２０Ｂｂ，Ｖ２０Ｂｃ，Ｖ２０Ｂｄとし、各第２の受光面２１Ａ，２１Ｂにおける分割された各部分からの出力信号をＶ２１Ａａ，Ｖ２１Ａｂ，Ｖ２１Ａｃ，Ｖ２１Ａｄ，Ｖ２１Ｂａ，Ｖ２１Ｂｂ，Ｖ２１Ｂｃ，Ｖ２１Ｂｄとしたとき、以下のようにして求められる。
【００８８】
ＦＥ＝｛（Ｖ２０Ａｂ＋Ｖ２０Ａｃ＋Ｖ２０Ｂａ＋Ｖ２０Ｂｄ）＋（Ｖ２１Ａｂ＋Ｖ２１Ａｃ＋Ｖ２１Ｂａ＋Ｖ２１Ｂｄ）｝−｛（Ｖ２０Ａａ＋Ｖ２０Ａｄ＋Ｖ２０Ｂｂ＋Ｖ２０Ｂｃ）＋（Ｖ２１Ａａ＋Ｖ２１Ａｄ＋Ｖ２１Ｂｂ＋Ｖ２１Ｂｃ）｝
なお、メインビームの光ディスク２０１からの反射光を受光する第１及び第２の受光面２０Ａ，２０Ｂ、２１Ａ，２１Ｂは、前述のように分割された各部分のうちの中心側の２つの部分を１つの受光面として形成し、それぞれを平行に３分割されたものとして形成してもよい。
【００８９】
この場合には、フォーカスエラー信号ＦＥは、各第１の受光面２０Ａ，２０Ｂにおける分割された各部分からの出力信号をＶ２０Ａａ，Ｖ２０Ａｅ（＝Ｖ２０Ａｂ＋Ｖ２０Ａｃ），Ｖ２０Ａｄ、Ｖ２０Ｂａ，Ｖ２０Ｂｅ（＝Ｖ２０Ｂｂ＋Ｖ２０Ｂｃ），Ｖ２０Ｂｄとし、各第２の受光面２１Ａ，２１Ｂにおける分割された各部分からの出力信号をＶ２１Ａａ，Ｖ２１Ａｅ（＝Ｖ２１Ａｂ＋Ｖ２１Ａｃ），Ｖ２１Ａｄ、Ｖ２１Ｂａ，Ｖ２１Ｂｅ（＝Ｖ２１Ｂｂ，Ｖ２１Ｂｃ），Ｖ２１Ｂｄとしたとき、以下のようにして求められる。
【００９０】
ＦＥ＝｛（Ｖ２０Ａｅ＋Ｖ２０Ｂａ＋Ｖ２０Ｂｄ）＋（Ｖ２１Ａａ＋Ｖ２１Ａｄ＋Ｖ２１Ｂｅ）｝−｛（Ｖ２０Ａａ＋Ｖ２０Ａｄ＋Ｖ２０Ｂｅ）＋（Ｖ２１Ａｅ＋Ｖ２１Ｂａ＋Ｖ２１Ｂｄ）｝
そして、第１及び第２のサブビームの光ディスク２０１からの反射光は、ホログラム素子１９の第１の領域１９Ｌを透過する部分Ｓ１Ｌ，Ｓ２Ｌと、ホログラム素子１９の第２の領域１９Ｒを透過する部分Ｓ１Ｒ，Ｓ２Ｒとが互いに異なる方向に回折され、それぞれが受光素子１２において異なる受光面によって受光される。
【００９１】
すなわち、第１及び第２のサブビームは、第１、または、第２の回折格子３，１８によって、光学写像的に光ディスクのタンジェンンヤル方向に、メインビームに対して互いに逆方向に等角度を隔てて光ディスクに対して照射される。これらサブビームは、光ディスクの信号記録面上においては、記録トラックに対して、第１の波長のレーザ光（「ＤＶＤ」規格の光ディスク用）においては、１／２トラックピッチ分、第２の波長のレーザ光（「ＣＤ」規格の光ディスク用）においては、１／４トラックピッチ分だけ、それぞれラジアル方向にオフトラックした位置に照射されるようになされている。そして、これらサブビームは、光ディスクの信号記録面において反射されて、光デバイス９に入射する。
【００９２】
これらサブビームは、光デバイス９においてホログラム素子１９を透過するときには、メインビームに対して空間的にほぼ重複した状態となっており、このホログラム素子１９によってメインビームと同様に回折作用を受ける。そして、これらサブビームは、受光素子基板１４の表面に到達したときには、それぞれの光束径が数十μｍ程度となり、互いに離間された状態となる。この状態において、各サブビームは、対応する受光領域によって受光される。
【００９３】
受光素子１２においては、第３の受光面２２が、ホログラム素子１９の第１の領域１９Ｌを経た第１の波長の第１のサブビームの反射光Ｓ１Ｌを受光する。
【００９４】
また、受光素子１２においては、第４の受光面２３が、ホログラム素子１９の第１の領域１９Ｌを経た第１の波長の第２のサブビームの反射光Ｓ２Ｌを受光する。
【００９５】
受光素子１２においては、第５の受光面２４が、ホログラム素子１９の第１の領域１９Ｌを経た第２の波長の第１のサブビームの反射光Ｓ１Ｌを受光する。
【００９６】
受光素子１２においては、第６の受光面２５が、ホログラム素子１９の第１の領域１９Ｌを経た第２の波長の第２のサブビームの反射光Ｓ２Ｌを受光する。
【００９７】
受光素子１２においては、第７の受光面２６が、ホログラム素子１９の第２の領域１９Ｒを経た第１の波長の第１のサブビームの反射光Ｓ１Ｒを受光する。
【００９８】
受光素子１２においては、第８の受光面２７が、ホログラム素子１９の第２の領域１９Ｒを経た第１の波長の第２のサブビームの反射光Ｓ２Ｒを受光する。
【００９９】
受光素子１２においては、第９の受光面２８が、ホログラム素子１９の第２の領域１９Ｒを経た第２の波長の第１のサブビームの反射光Ｓ１Ｒを受光する。
【０１００】
受光素子１２においては、第１０の受光面２９が、ホログラム素子１９の第２の領域１９Ｒを経た第２の波長の第２のサブビームの反射光Ｓ２Ｒを受光する。
【０１０１】
ここで、第３の受光面２２、第４の受光面２３、第７の受光面２６及び第８の受光面２７が、本発明に係る光デバイス９における第１の受光領域となり、第５の受光面２４、第６の受光面２５、第９の受光面２８及び第１０の受光面２９が、本発明に係る光デバイス９における第２の受光領域となる。
【０１０２】
そして、各サブビームの光ディスクの記録トラックに対する相対的な進行方向について先行ビームを第１のサブビームＳ１、後行ビームを第２のサブビームＳ２と表わし、これらの反射光がホログラム素子１９の第１及び第２の領域１９Ｌ，１９Ｒで回折された成分を反射光Ｓ１Ｌ，Ｓ１Ｒ，Ｓ２Ｌ，Ｓ２Ｒと表すと、図６に示すように、これらサブビームの反射光は、メインビームの反射光に対する位置関係を維持したまま、対応する受光素領域によって受光される。
［０１０３］
ここで、メインビームの反射光の受光面２０Ａ，２０Ｂ，２１Ａ，２１Ｂがフォーカスエラー信号の検出のために平行に４分割されているのに対し、各サブビームの反射光の受光面は、各サブビームの各反射光ごとの積分光量を一括して検出すればよいため、一つの受光面がさらに分割されていることはない。
［０１０４］
ホログラ厶素子１９においては、回折現象の原理から、透過する光束の波長が異なれば、回折角も異なる。したがって、ホログラム素子１９においては、第１の波長よりも長波長である第２の波長のサブビーム（７８０ｎｍ帯域）のほうが、第１の波長のサブビーム（６５０ｎｍ帯域）よりも大きく回折され、図６に示すように、第１の波長のサブビームが内側（光軸に近い側）、第２の波長のサブビームが外側（光軸から遠い側）において受光される。各サブビーム用の受光面は、これらサブビームの到達位置に応じて、やや傾斜した長方形状に形成されている。
［０１０５］
なお、この光デバイス９においては、ホログラム素子１９において各サブビームについて±１次の計２本生成される回折光の双方について、一本のサブビームだけを用いる構成となっている。受光面２０Ａと受光面２１Ａ間、受光面２０Ｂと受光面２１Ｂ間には、本実施の形態では使用しないサブビームのスポット５０が示されている。
［０１０６］
図７は、第１種類の光ディスク（「ＤＶＤ」規格の光ディスク）を用いている場合の受光素子上における反射光の状態（図７（ａ））及び第２種類の光ディスク（「ＣＤ」規格の光ディスク）を用いている場合の受光素子上における反射光の状態（図７（ｂ））を示す平面図である。
［０１０７］
この光学ピックアップ装置において、第１種類の光ディスク（「ＤＶＤ」規格の光ディスク）に対して、第１の波長の光源を用いて記録、または、再生を行っている場合には、光デバイス９においては、図７（ａ）に示すように、第１乃至第４の受光面２０Ａ，２０Ｂ，２１Ａ，２１Ｂによりメインビームの反射光が受光され、第３及び第７の受光面２２，２６によって第１のサブビームの反射光が受光され、第４及び第８の受光面２３，２７によって第２のサブビームの反射光が受光される。
［０１０８］
また、この光学ピックアップ装置において、第２種類の光ディスク（「ＣＤ」規格の光ディスク）に対して、第２の波長の光源を用いて記録、または、再生を行っている場合には、光デバイス９においては、図７（ｂ）に示すように、第１乃至第４の受光面２０Ａ，２０Ｂ，２１Ａ，２１Ｂによりメインビームの反射光が受光され、第５及び第９の受光面２４，２８によって第１のサブビームの反射光が受光され、第６及び第１０の受光面２５，２９によって第２のサブビームの反射光が受光される。
【０１０９】
ところで、この光デバイス９においては、光学ピックアップ装置の対物レンズ８において発生するフレアや、光ディスクにおける記録層が２層となっている場合における再生対象ではない記録層からの反射光などの不要光は、受光素子基板１４の略々全面に渡って広がって照射される。このような不要光によって光検出出力において生ずる直流（ＤＣ）的な成分は、各受光面に対応されて受光される光スポットについての受光量とは全く独立に、その受光面の面積に略々比例して発生する。
【０１１０】
そして、この光デバイス９においては、ホログラム素子１９における同一の領域を透過しても、第１の波長のサブビームの反射光と、第２の波長のサブビームの反射光とは、異なる受光面によって受光される。したがって、この光デバイス９においては、各サブビームを受光する受光面の面積を必要最小限の小さい面積とすることができ、不要光の影響を抑制することができる。
【０１１１】
図８は、第１種類の光ディスク（「ＤＶＤ」規格の光ディスク）を用いている場合のトラッキングエラー信号ＴＥの演算回路（図８（ａ））及び第２種類の光ディスク（「ＣＤ」規格の光ディスク）を用いている場合のトラッキングエラー信号ＴＥの演算回路（図８（ｂ））を示す平面図である。
【０１１２】
この光デバイスにおいて、トラッキングエラー信号の生成は、以下のように、光ディスクの種類によって異なる方法によって行われる。
【０１１３】
第１種類の光ディスク（「ＤＶＤ」規格の光ディスク）を用いる場合においては、図８（ａ）に示すように、いわゆるプッシュプル法（ＰＰ（Ｐｕｓｈ−Ｐｕｌｌ）法）によって、プッシュプル信号信号（ＳｕｂＰＰ）を求めるととともに、不要光による影響を回避するためのキャンセル信号（ＣＳ）を求める。
【０１１４】
この光デバイス９においては、第１のサブビーム及び第２のサブビームのそれぞれについてのプッシュプル信号（ＳｕｂＰＰ）を求め、このプッシュプル信号とキャンセル信号との演算により、トラッキングエラー信号ＴＥ（ＯＣ−ＳｕｂＰＰ）を生成する。
【０１１５】
各サブビームについてのプッシュプル信号（ＳｕｂＰＰ）は、ホログラム素子１９の第１の領域１９Ｌを透過したサブビームの反射光の光量と、ホログラム素子１９の第２の領域１９Ｒを透過したサブビームの反射光の光量との差に対応する信号であり、以下のように求められる。ここで、第３の受光面２２からの検出出力をＳ１Ｌ、第４の受光面２３からの検出出力をＳ２Ｌ、第７の受光面２６からの検出出力をＳ１Ｒ、第８の受光面２７からの検出出力をＳ２Ｒとする。
【０１１６】
ＳｕｂＰＰ＝（Ｓ１Ｒ＋Ｓ２Ｒ）−（Ｓ１Ｌ＋Ｓ２Ｌ）
なお、この光デバイス９においては、第３の受光面２２及び第４の受光面２３からの検出出力が共通の出力として連結され、第７の受光面２６及び第８の受光面２７からの検出出力が共通の出力として連結されているので、（Ｓ１Ｒ＋Ｓ２Ｒ）及び（Ｓ１Ｌ＋Ｓ２Ｌ）については演算する必要がなく、各サブビームについてのプッシュプル信号（ＳｕｂＰＰ）は、図８（ａ）に示すように、演算手段となる１個の第１の減算器３０のみによって求めることができる。
【０１１７】
そして、この光デバイス９において、第１種類の光ディスク（「ＤＶＤ」規格の光ディスク）を用いる場合におけるキャンセル信号（ＣＳ）は、下記のようにして求められる。ここで、第５の受光面２４からの検出出力をＳ１Ｌ´、第６の受光面２５からの検出出力をＳ２Ｌ´、第９の受光面２８からの検出出力をＳ１Ｒ´、第１０の受光面２９からの検出出力をＳ２Ｒ´とする。
【０１１８】
ＣＳ＝（Ｓ１Ｒ´＋Ｓ２Ｒ´）−（Ｓ１Ｌ´＋Ｓ２Ｌ´）
この光デバイス９においては、第５の受光面２４及び第６の受光面２５からの検出出力が共通の出力として連結され、第９の受光面２８及び第１０の受光面２９からの検出出力が共通の出力として連結されているので、（Ｓ１Ｒ´＋Ｓ２Ｒ´）及び（Ｓ１Ｌ´＋Ｓ２Ｌ´）については演算する必要がなく、キャンセル信号（ＣＳ）は、図８（ａ）に示すように、演算手段となる１個の第２の減算器３１のみによって求めることができる。
【０１１９】
そして、第１の減算器３０からの出力であるプッシュプル信号（ＳｕｂＰＰ）と、第２の減算器３１からの出力であるキャンセル信号（ＣＳ）との差信号を、演算手段となる第３の減算器３２によって求めることにより、トラッキングエラー信号ＴＥ（ＯＣ−ＳｕｂＰＰ）が求められる。
【０１２０】
なお、これら演算手段とする各減算器３０，３１，３２は、受光素子基板１４上に設けることができる。
【０１２１】
そして、第２種類の光ディスク（「ＣＤ」規格の光ディスク）を用いる場合においても、図８（ｂ）に示すように、いわゆるプッシュプル法（ＰＰ（Ｐｕｓｈ−Ｐｕｌｌ）法）によって、プッシュプル信号信号（ＳｕｂＰＰ）を求めるととともに、不要光による影響を回避するためのキャンセル信号（ＣＳ）を求める。
【０１２２】
この光デバイス９においては、第１のサブビーム及び第２のサブビームのそれぞれについてのプッシュプル信号（ＳｕｂＰＰ）を求め、このプッシュプル信号とキャンセル信号との演算により、トラッキングエラー信号ＴＥ（ＯＣ−ＳｕｂＰＰ）を生成する。
【０１２３】
各サブビームについてのプッシュプル信号（ＳｕｂＰＰ）は、ホログラム素子１９の第１の領域１９Ｌを透過したサブビームの反射光の光量と、ホログラム素子１９の第２の領域１９Ｒを透過したサブビームの反射光の光量との差に対応する信号であり、以下のように求められる。ここで、第５の受光面２４からの検出出力をＳ１Ｌ、第６の受光面２５からの検出出力をＳ２Ｌ、第９の受光面２８からの検出出力をＳ１Ｒ、第１０の受光面２９からの検出出力をＳ２Ｒとする。
【０１２４】
ＳｕｂＰＰ＝（Ｓ１Ｒ＋Ｓ２Ｒ）−（Ｓ１Ｌ＋Ｓ２Ｌ）
なお、この光デバイス９においては、第５の受光面２４及び第６の受光面２５からの検出出力が共通の出力として連結され、第９の受光面２８及び第１０の受光面２９からの検出出力が共通の出力として連結されているので、（Ｓ１Ｒ＋Ｓ２Ｒ）及び（Ｓ１Ｌ＋Ｓ２Ｌ）については演算する必要がなく、各サブビームについてのプッシュプル信号（ＳｕｂＰＰ）は、図８（ｂ）に示すように、１個の第２の減算器３１のみによって求めることができる。
【０１２５】
そして、この光デバイス９において、第２種類の光ディスク（「ＣＤ」規格の光ディスク）を用いる場合におけるキャンセル信号（ＣＳ）は、下記のようにして求められる。ここで、第３の受光面２２からの検出出力をＳ１Ｌ´、第４の受光面２３からの検出出力をＳ２Ｌ´、第７の受光面２６からの検出出力をＳ１Ｒ´、第８の受光面２７からの検出出力をＳ２Ｒ´とする。
【０１２６】
ＣＳ＝（Ｓ１Ｒ´＋Ｓ２Ｒ´）−（Ｓ１Ｌ´＋Ｓ２Ｌ´）
なお、この光デバイス９においては、第３の受光面２２及び第４の受光面２３からの検出出力が共通の出力として連結され、第７の受光面２６及び第８の受光面２７からの検出出力が共通の出力として連結されているので、（Ｓ１Ｒ´＋Ｓ２Ｒ´）及び（Ｓ１Ｌ´＋Ｓ２Ｌ´）については演算する必要がなく、キャンセル信号（ＣＳ）は、図８（ｂ）に示すように、１個の第１の減算器３０のみによって求めることができる。
【０１２７】
そして、第２の減算器３１からの出力であるプッシュプル信号（ＳｕｂＰＰ）と、第１の減算器３０からの出力であるキャンセル信号（ＣＳ）との差信号を、第３の減算器３２によって求めることにより、トラッキングエラー信号ＴＥ（ＯＣ−ＳｕｂＰＰ）が求められる。
【０１２８】
すなわち、この光デバイス９においては、第１種類の光ディスク（「ＤＶＤ」規格の光ディスク）を用いる場合と、第２種類の光ディスク（「ＣＤ」規格の光ディスク）を用いる場合とでは、第３の減算器３２の極性を逆として用いることとなる。
【０１２９】
なお、前述の実施の形態においては、第２のレーザ光源が光デバイス９に内蔵され、第１のレーザ光源が光デバイス９の外部に設けられているが、この光ピックアップ装置は、第１のレーザ光源を光デバイス９に内蔵し、第２のレーザ光源を光デバイス９の外部に設けて構成してもよい。
【０１３０】
ここで、この光デバイス９において、不要光のトラッキングエラー信号に対する影響が回避される原理について説明する。
【０１３１】
図９は、この光デバイス９において、第１の波長のサブビームの反射光を受光している状態（図９（ａ））及び第２の波長のサブビームの反射光を受光している状態（図９（ｂ））を示す斜視図である。
【０１３２】
この光デバイス９において、ホログラム素子１９によって回折された回折光は、前述したように、受光素子１２上の受光面に照射され、光電変換されて電流として出力される。ここで、ホログラム素子１９の如き回折光学素子では、同一の領域で入射波長が異なると、物理法則上その回折角が異なる。したがって、第１種類の光ディスク（「ＤＶＤ」規格の光ディスク）に用いる第１の波長のサブビーム（波長は６５０ｎｍ帯）の反射光は、図９（ａ）に示すように、第２種類の光ディスク（「ＣＤ」規格の光ディスク）に用いる第２の波長のサブビーム（波長は７８０ｎｍ帯）の反射光よりも小さな回折角で、０次透過光に近い位置に照射される。一方、第２の波長のサブビームの反射光は、図９（ｂ）に示すように、第１の波長のサブビームの反射光よりも大きな回折角で、０次透過光より離れた位置に照射される。
［０１３３］
そして、この光デバイス９においては、回折角の波長依存性を配慮して、第１の波長のサブビームの反射光と、第２の波長のサブビームの反射光とは、異なる受光領域Ａ，Ｂによって受光されるようになっている。
［０１３４］
ここで、不要光によって生じる課題について説明する。
［０１３５］
図１０は、受光素子１２上に不要光が照射する様子を示す斜視図（図１０（ａ））、平面図（図１９（ｂ））及び検出信号を示す波形図（図１０（ｃ）である。
［０１３６］
前述したように、２層ディスク、あるいは、第１種類及び第２種類の光ディスクについて互換性を有する回折型の対物レンズを用いた場合等においては、正規のディスク信号を再生するための反射光とともに、不要光が原理上発生してしまう。ここで、不要光は、ディスク盤面において一点に集光していないため、反射されて受光素子１２に至るとき、図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に示すように、大きく広がって、受光素子１２上の略々全域に亘って照射される。
［０１３７］
このとき、正規の反射光による検出信号に加えて、図１０（ｃ）に示すように、不要光成分も光電変換され、同一の信号経路で加算される。そして、不要光は、前述した理由により、ディスクピット等による情報変調を受けていないため、略々一定の直流成分として検出される。
［０１３８］
なお、不要光成分は、ディスクの傾きや、記録時及び再生時での出射光量の変化、あるいは、光束が分岐されている場合の強度分布や、レンズシフト等による変動の影響は受けるが、正規の反射光に対する比率は略々一定となっている。したがって、不要光の影響を回避するには、電気的な一定値の減算での除去では不完全であり、光量変化や分布変化等に追従した対策が必要である。
［０１３９］
図１１は、この光デバイス９における不要光に対する対策の原理（第１種類の光ディスク使用時）を示す平面図（図１１（ａ））及び波形図（図１１（ｂ））である。
［０１４０］
ここで、不要光の照射状態に鑑みると、図１１（ａ）に示すように、同一の面積を有する第１の受光領域Ａ及び第２の受光領域Ｂについては、光量分布を考慮しても、直近で隣接していれば、同一光量を受光することがわかる。
［０１４１］
したがって、一の波長のレーザ光を用いた再生では使用しない他方の波長用の受光領域の出力を用いて、これを主たる検出出力から演算手段となる減算器３４により減算すれば、図１１（ｂ）に示すように、検出信号から不要光成分を略々完全に除去できることになる。
［０１４２］
この光デバイス９において、第１種類の光ディスクを使用しているときには、図１１に示すように、不要光成分を除去するため、減算器３４により、演算出力（Ａ−Ｂ）を得ればよい。ここでは、第１の波長のサブビームの反射光を受光する受光領域Ａからの検出出力をＡとし、第２の波長のサブビームの反射光を受光する受光領域Ｂからの検出出力をＢとしている。
［０１４３］
図１２は、この光デバイス９における不要光に対する対策の原理（第２種類の光ディスク使用時）を示す平面図（図１２（ａ））及び波形図（図１２（ｂ））である。
［０１４４］
一方、第２種類の光ディスクを使用しているときには、図１２に示すように、不要光成分を除去するためには、減算器３４により、演算出力（Ｂ−Ａ）を得ればよいことになる。
［０１４５］
すなわち、減算器３４の演算出力の極性を単に反転させることのみで、第１種類の光ディスク及び第２種類の光ディスクの両方の再生において不要光の影響を回避できることがわかる。
［０１４６］
なお、ここで、第１の受光領域Ａ及び第２の受光領域Ｂは、前述した実施の形態におけるように、サブビームの反射光を受光する受光領域に限定されず、メインビームの反射光を受光する受光領域を使用波長に応じて分割したものであってもよい。すなわち、この光デバイス９においては、サブビームの反射光についてのみならず、メインビームの反射光についても、不要光の影響を回避する演算を行うことができる。
［０１４７］
また、ここで、第１の波長の反射光を受光する第１の受光領域と、第２の波長の反射光を受光する第２の受光領域とは、それぞれの受光面積が実質的に略々等しいものとなっている。実質的に等しいとは、各波長の入射光の光強度の違いを勘案して、不要光の受光強度が各波長について等しくなる面積となっているということである。また、これら各受光領域は、受光面の形状が異なっていても、それぞれの受光面積が各波長の入射光の光強度の違いを勘案して実質的に略々等しいものとなっていればよい。
【０１４８】
図１３は、この光デバイス９における不要光に対する対策を実現するための構成を示す平面図（図１３（ａ））及び波形図（図１３（ｂ））である。
【０１４９】
したがって、図１３に示すように、入射光の波長が第１の波長及び第２の波長のいずれかであるかを判別する波長判別手段として、ディスク種別判別手段３５を用いることにより、減算器３４の演算出力の極性を自動的に反転させることで、不要光の影響を回避できる。ここで、入射光の波長とディスク種別とは対応されているため、入射光の波長を判別しても、ディスク種別を判別しても、同一の結果が得られる。このディスク種別判別手段３５も、受光素子基板１４上に設けることができる。
【０１５０】
なお、第１の波長用及び第２の波長用に分割された受光領域Ａ，Ｂにおける光強度を比較することによっても、使用しているのがどちらの波長であるかを判別することができる。また、第１及び第２のレーザ光源の駆動回路が受光素子と同一の受光素子基板１４上に設けられている場合には、いずれのレーザ光源の駆動電圧が高くなっているかを参照することによっても、使用しているのがどちらの波長であるかを判別することができる。
【０１５１】
そして、ディスク種別判別手段３５における判別に基づいて極性切替え信号を発生させ、この極性切替え信号に応じて減算器３４における極性を切替えることにより、外部的な制御をすることなく、いずれの種類の光ディスクに対しても、不要光の影響が回避された正規の検出出力を得ることが可能となる。すなわち、この構成においては、減算器３４は、極性切替え手段を備えており、ディスク種別判別手段３５から供給される極性切替え信号に従って、演算出力の極性を反転させる。
【０１５２】
図１４は、この光デバイス９における不要光に対する対策を実現するための他の構成を示す平面図（図１４（ａ））及び波形図（図１４（ｂ））である。
【０１５３】
ところで、前述したような各光ディスクに対しては、前述したように３ビームを生成し、メインビーム及びサブビームの反射光をそれぞれ用いてトラッキングエラー信号を生成する、いわゆるＤＰＰ（差動プッシュブル）法も用いられる。
【０１５４】
ここで、第２種類の光ディスクのうちの記録型のもの（いわゆる「記録型ＤＶＤ」）においては、記録光のパワーの確保の観点から、メインビームの光量を確保するため、サブビーム及びメインビームの光量比が、１：１０乃至１：２０といった大きな値に設定されることが一般的である。なお、代表値としては、１：１６に設定される。
［０１５５］
このような光学系においては、メインビームの反射光にとっての不要光成分が無視しうる場合であっても、例えば、メインビームに起因するフレアがサブビームの反射光を受光する受光領域にも照射されるため、サブビームの反射光にとっては、１０倍乃至２０倍の影響が生ずることとなる。
［０１５６］
したがって、メインビームの反射光の検出出力については、回路系を単純化するため、前述したようなキャンセル信号の生成は行わず、不要光の影響が無視できないサブビームの反射光についてのみ、前述したようなキャンセル信号を生成して用いることが考えられる。
［０１５７］
すなわち、図１４（ａ）に示すように、サブビームの反射光を受光する受光領域Ａ，Ｂのみについて、隣接した互いに同面積の受光領域を形成し、これら受光領域からの検出出力の差に基づいて、不要光の影響を回避することができる。そして、図１４（ｂ）に示すように、減算器３４からの演算出力Ｓ１´，Ｓ２´を定数ｋ倍に増幅することにより、演算出力ｋＳ１´，ｋＳ２´を求めれば、充分な振幅を有する信号出力を得ることができる。
［０１５８］
前述のように、本発明に係る光デバイス９においては、演算回路の規模を大型化することなく、光量の少ないサブビームの反射光について不要光の影響を抑制することができ、オフセットの低減を図ることができる。
［０１５９］
なお、本発明に係る光デバイスにおいて、トラッキングエラー信号ＴＥ及びフォーカスエラー信号（ＦＥ）を得るための、ホログラム素子１９及び受光素子１２は、前述した構成に限定されず、従来より周知の種々の構成に置き換えて使用することができる。
【０１６０】
すなわち、この光デバイス９において、前述のように、メインビームの反射光を受光する第１の受光面２０Ａ，２０Ｂ及び第２の受光面２１Ａ，２１Ｂは、それぞれを平行に３分割することとしてもよく、光ディスクに対する記録を行う場合において、プッシュプル信号（SubＰＰ）や、メインビームについてもプッシュプル信号を求めて差動プッシュプル法によるトラッキングエラー信号（ＴＥ（DPP））信号を求める場合においては、３分割でよい。ただし、光ディスクを再生する場合に用いるいわゆる位相差法（ＤＰＤ法）を行う場合には、メインビームの反射光を受光する第１の受光面２０Ａ，２０Ｂ及び第２の受光面２１Ａ，２１Ｂは、それぞれを平行に４分割することが必要である。
【０１６１】
また、メインビームの反射光を受光する第１の受光面２０Ａ，２０Ｂ及び第２の受光面２１Ａ，２１Ｂは、さらに、第１の波長のメインビームの反射光を受光する領域と第２の波長のメインビームの反射光を受光する領域とに分割することとしてもよい。この場合には、各受光面２０Ａ，２０Ｂ、２１Ａ，２１Ｂは、それぞれが、６面、または、８面の受光領域に分割されることとなる。
【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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