(57)【要約】【課題】片面多層ディスクから所望の情報を精度良く取得する。【解決手段】光源から出射され３つのビームに分割された光が片面２層ディスクである光ディスクで反射された戻り光の光路上であって、対象記録層が記録層Ａのときに、該記録層Ａよりも対物レンズから見て遠い位置に隣接する記録層Ｂからの３つのビームの各反射光がそれぞれ集光する集光位置近傍に、ホログラム素子１１が配置され、このホログラム素子１１は、記録層Ｂからの３つビームの各反射光がいずれも入射する部分領域１１ｅと、プッシュプル情報を取得するための部分領域１１ｃ、１１ｄと、フォーカス情報を取得するための部分領域１１ａ、１１ｂと有し、部分領域１１ａ〜１１ｄにそれぞれ入射した戻り光を受光器の受光面方向に偏向する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１記録層と、該第１記録層を介して光束が照射される第２記録層とを含む複数の記録層を有し、各記録層のそれぞれにスパイラル状又は同心円状のトラックが形成されている片面多層ディスクに、光源から出射され分割された複数のビームを対物レンズを介して照射し、前記片面多層ディスクからの前記対物レンズを介した戻り光を光検出器で受光する光ピックアップ装置において、
前記戻り光の光路上であって、前記複数の記録層のうちアクセス対象の記録層が前記第１記録層のときに、前記戻り光に含まれる前記第２記録層からの前記複数のビームの各反射光がそれぞれ集光する集光位置近傍に配置され、前記戻り光からプッシュプル情報を取得するための２つのプッシュプル用領域を有する偏向光学素子を備え、
前記２つのプッシュプル用領域が、前記第１記録層がアクセス対象の記録層のときに、前記戻り光に含まれる前記第２記録層からの前記複数のビームの各反射光がいずれも入射しない位置にそれぞれ配置されていることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２】
前記偏向光学素子は、前記第１記録層がアクセス対象の記録層のときに、前記第２記録層からの前記複数のビームの各反射光がいずれも入射するフレア光用領域を更に有し、
前記フレア光用領域を除く領域に入射した前記戻り光を前記光検出器の受光面方向に偏向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装置。
【請求項３】
前記偏向光学素子は、前記第１記録層がアクセス対象の記録層のときに、前記第２記録層からの前記複数のビームの各反射光がいずれも入射するフレア光用領域を更に有し、
前記フレア光用領域は、前記第１記録層がアクセス対象の記録層のときに、前記戻り光に含まれる前記第１記録層からの反射光の入射角度に対して高い回折効率を有し、かつ前記戻り光に含まれる前記第２記録層からの反射光の入射角度に対して低い回折効率を有し、前記戻り光に含まれる前記第１記録層からの反射光を選択的に前記光検出器の受光面方向に偏向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装置。
【請求項４】
前記フレア光用領域の形状は、その長軸方向が前記トラックの接線方向に対応する方向と一致する楕円形状であることを特徴とする請求項２又は３に記載の光ピックアップ装置。
【請求項５】
前記フレア光用領域の形状は、その長手方向が前記トラックの接線方向に対応する方向と一致する長方形形状であることを特徴とする請求項２又は３に記載の光ピックアップ装置。
【請求項６】
前記偏向光学素子は、前記第１記録層がアクセス対象の記録層のときに、前記第２記録層からの前記複数のビームの各反射光がいずれも入射する位置に配置され、前記戻り光からフォーカス情報を取得するための少なくとも１つのフォーカス用領域を更に有し、
前記各領域にそれぞれ入射した前記戻り光を前記光検出器の受光面方向に偏向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装置。
【請求項７】
前記２つのプッシュプル用領域の入射光量の合計は、前記フォーカス用領域の入射光量よりも大きいことを特徴とする請求項６に記載の光ピックアップ装置。
【請求項８】
前記トラックの接線に直交する方向に対応する方向に関して、前記２つのプッシュプル用領域の間に、前記フォーカス用領域の一部が配置されていることを特徴とする請求項６又は７に記載の光ピックアップ装置。
【請求項９】
前記偏向光学素子は、ホログラム素子であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１０】
片面多層ディスクに対して、情報の記録、再生及び消去のうち少なくともいずれかが可能な光ディスク装置において、
請求項１〜９のいずれか一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光ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ピックアップ装置及び光ディスク装置に係り、さらに詳しくは、片面多層ディスクに対してデータの記録、再生、及び消去のうち少なくともいずれかを行うのに用いられる光ピックアップ装置及び該光ピックアップ装置を備える光ディスク装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタル技術の進歩及びデータ圧縮技術の向上に伴い、コンピュータプログラム、音楽データ、及び映像データ（以下「コンテンツ」ともいう）などを記録するための情報記録媒体として、ＣＤ（compact disc）やＤＶＤ（digital versatile disc）などの光ディスクが注目されるようになり、その低価格化とともに、光ディスクに記録されているコンテンツを再生したり、光ディスクにコンテンツを記録するための装置として光ディスク装置が普及するようになった。
【０００３】
光ディスク装置は、光ディスクに光を照射するとともに、光ディスクからの反射光を受光する光ピックアップ装置を有している。一般的に光ピックアップ装置は、光源、該光源から出射された光を集光する対物レンズ、及び光ディスクで反射された光を戻り光として受光する光検出器などを備えている。この光検出器は、複数の受光素子（あるいは受光領域）を有し、各受光素子（あるいは受光領域）からは、光ディスクに記録されているコンテンツの再生情報だけでなく、各種サーボ制御（フォーカス制御、トラッキング制御等）に必要なサーボ情報を含む信号がそれぞれ出力される。
【０００４】
ところで、コンテンツの情報量は、年々増加する傾向にあり、光ディスクの記録容量の更なる増加が期待されている。そして、光ディスクの記録容量を増加させる手段の一つとして、一方から光が入射され複数の記録層を有する光ディスク（以下、「片面多層ディスク」ともいう）及び該片面多層ディスクをアクセス対象とする光ディスク装置の開発が盛んに行われている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
片面多層ディスクでは、アクセス対象の記録層（以下、「対象記録層」ともいう）にレーザ光を集光させても、戻り光には対象記録層からの反射光（以下、便宜上「信号光」ともいう）だけでなく、対象記録層以外の記録層からの反射光（以下、便宜上「フレア光」ともいう）が含まれている。特に対象記録層よりも対物レンズから見て遠い位置に隣接する記録層からのフレア光は、該フレア光が光検出器の1部の受光素子（あるいは受光領域）のみで受光される場合がある。
【０００６】
そこで、片面多層ディスクに対応し、フレア光の影響を低減させる光ピックアップ装置が考案された（例えば、特許文献２参照）。しかしながら、特許文献２に開示されている光ピックアップ装置では、今後、さらに記録密度が高くなったり、あるいはアクセス速度が高速化されると、要求される精度の情報を取得するのが困難となるおそれがある。
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−２６９５８８号公報
【特許文献２】特開２００４−２８８２２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、かかる事情の下になされたもので、その第１の目的は、片面多層ディスクから所望の情報を精度良く取得する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。
【０００９】
また、本発明の第２の目的は、片面多層ディスクへのアクセスを精度良く安定して行うことができる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】
【００１０】
請求項１に記載の発明は、第１記録層と、該第１記録層を介して光束が照射される第２記録層とを含む複数の記録層を有し、各記録層のそれぞれにスパイラル状又は同心円状のトラックが形成されている片面多層ディスクに、光源から出射され分割された複数のビームを対物レンズを介して照射し、前記片面多層ディスクからの前記対物レンズを介した戻り光を光検出器で受光する光ピックアップ装置において、前記戻り光の光路上であって、前記複数の記録層のうちアクセス対象の記録層が前記第１記録層のときに、前記戻り光に含まれる前記第２記録層からの前記複数のビームの各反射光がそれぞれ集光する集光位置近傍に配置され、前記戻り光からプッシュプル情報を取得するための２つのプッシュプル用領域を有する偏向光学素子を備え、前記２つのプッシュプル用領域が、前記第１記録層がアクセス対象の記録層のときに、前記戻り光に含まれる前記第２記録層からの前記複数のビームの各反射光がいずれも入射しない位置にそれぞれ配置されていることを特徴とする光ピックアップ装置である。
【００１１】
これによれば、光源から出射され分割された複数のビームが片面多層ディスクで反射された戻り光の光路上であって、複数の記録層のうち対象記録層が第１記録層のときに、該第１記録層よりも対物レンズから見て遠い位置に隣接する第２記録層からの複数のビームの各反射光がそれぞれ集光する集光位置近傍に、偏向光学素子が配置されている。この偏向光学素子は、戻り光からプッシュプル情報を取得するための２つのプッシュプル用領域を有している。そして、各プッシュプル用領域は、第１記録層がアクセス対象の記録層のときに、戻り光に含まれる第２記録層からの複数のビームの各反射光がいずれも入射しない位置にそれぞれ配置されている。この場合には、第１記録層がアクセス対象の記録層のときに、プッシュプル情報が含まれる光検出器の出力信号に第２記録層によるフレア光成分が含まれるのを防止することができる。従って、プッシュプル情報にフレア光が悪影響を及ぼすことを抑制することができ、その結果として、複数の記録層のうちアクセス対象の記録層がいずれの記録層であっても、片面多層ディスクから所望の情報を精度良く取得することが可能となる。
【００１２】
この場合において、請求項２に記載の光ピックアップ装置の如く、前記偏向光学素子は、第１記録層がアクセス対象の記録層のときに、前記第２記録層からの前記複数のビームの各反射光がいずれも入射するフレア光用領域を更に有し、前記フレア光用領域を除く領域に入射した前記戻り光を前記光検出器の受光面方向に偏向することとすることができる。
【００１３】
上記請求項１に記載の光ピックアップ装置において、請求項３に記載の光ピックアップ装置の如く、前記偏向光学素子は、第１記録層がアクセス対象の記録層のときに、前記第２記録層からの前記複数のビームの各反射光がいずれも入射するフレア光用領域を更に有し、前記フレア光用領域は、前記第１記録層がアクセス対象の記録層のときに、前記戻り光に含まれる前記第１記録層からの反射光の入射角度に対して高い回折効率を有し、かつ前記戻り光に含まれる前記第２記録層からの反射光の入射角度に対して低い回折効率を有し、前記戻り光に含まれる前記第１記録層からの反射光を選択的に前記光検出器の受光面方向に偏向することとすることができる。
【００１４】
上記請求項２及び３に記載の各光ピックアップ装置において、請求項４に記載の光ピックアップ装置の如く、前記フレア光用領域の形状は、その長軸方向が前記トラックの接線方向に対応する方向と一致する楕円形状であることとすることができる。
【００１５】
上記請求項２及び３に記載の各光ピックアップ装置において、請求項５に記載の光ピックアップ装置の如く、前記フレア光用領域の形状は、その長手方向が前記トラックの接線方向に対応する方向と一致する長方形形状であることとすることができる。
【００１６】
上記請求項１に記載の光ピックアップ装置において、請求項６に記載の光ピックアップ装置の如く、前記偏向光学素子は、前記第１記録層がアクセス対象の記録層のときに、前記第２記録層からの前記複数のビームの各反射光がいずれも入射する位置に配置され、前記戻り光からフォーカス情報を取得するための少なくとも１つのフォーカス用領域を更に有し、前記各領域にそれぞれ入射した前記戻り光を前記光検出器の受光面方向に偏向することとすることができる。
【００１７】
この場合において、請求項７に記載の光ピックアップ装置の如く、前記２つのプッシュプル用領域の入射光量の合計は、前記フォーカス用領域の入射光量よりも大きいこととすることができる。
【００１８】
上記請求項６及び７に記載の各光ピックアップ装置において、請求項８に記載の光ピックアップ装置の如く、前記トラックの接線に直交する方向に対応する方向に関して、前記２つのプッシュプル用領域の間に、前記フォーカス用領域の一部が配置されていることとすることができる。
【００１９】
上記請求項１〜８に記載の各光ピックアップ装置において、請求項９に記載の光ピックアップ装置の如く、前記偏向光学素子は、ホログラム素子であることとすることができる。
【００２０】
請求項１０に記載の発明は、片面多層ディスクに対して、情報の記録、再生及び消去のうち少なくともいずれかが可能な光ディスク装置において、請求項１〜９のいずれか一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光ディスク装置である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の一実施形態を図１〜図４に基づいて説明する。図１には、本発明の一実施形態に係る光ピックアップ装置２３の概略構成が示されている。
【００２２】
図１に示される光ピックアップ装置２３は、片面多層ディスクに対応可能であり、ホログラムユニット１０、コリメートレンズ５２、立ち上げミラー５３、対物レンズ６０、及び駆動系（図示省略）などを備えている。
【００２３】
ここでは、一例として光ディスク１５は、波長が４０５ｎｍの光に対応した片面２層ディスクであり、対物レンズ６０に近いほうの記録層を記録層Ａ、対物レンズ６０から遠いほうの記録層を記録層Ｂとする。また、各記録層のそれぞれにスパイラル状又は同心円状のトラックが形成されている。なお、図１には、記録層Ａが対象記録層のときの光路が示されている。
【００２４】
上記ホログラムユニット１０は、光源５１、受光器５９、回折素子１３、及びホログラム素子１１などを有している。
【００２５】
光源５１は、中心波長が４０５ｎｍのレーザ光を出射する半導体レーザを有している。なお、光源５１から出射される光の最大強度出射方向を＋Ｘ方向とする。
【００２６】
回折素子１３は、光源５１の＋Ｘ側に配置され、光源５１からの光を、１つのメインビームと２つのサブビームとに３分割する。すなわち、回折素子１３は、光源５１からの光を３ビーム化する。この回折素子１３はグレーティングとも呼ばれている。
【００２７】
ホログラム素子１１は、回折素子１３の＋Ｘ側であって、記録層Ａが対象記録層のときに、光ディスク１５からの戻り光に含まれる記録層Ｂからの１つのメインビーム及び２つのサブビームの各反射光（フレア光）がそれぞれ集光する集光位置近傍に配置されている。このホログラム素子１１は、一例として図２（Ａ）に示されるように、ほぼ矩形形状を有し、５つの部分領域（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅ）から構成されている。
【００２８】
部分領域１１ｅは、円形の部分領域であり、ホログラム素子１１のほぼ中央に配置されている。この部分領域１１ｅは、一例として図２（Ｂ）に示されるように、記録層Ａが対象記録層のときに、記録層Ｂからの１つのメインビーム及び２つのサブビームの各反射光（フレア光）がいずれもその中に含まれる大きさを有している。そして、部分領域１１ｅに入射した光は、そのままホログラム素子１１を透過するようになっている。なお、図２（Ｂ）における符号ＳＬは戻り光に含まれる記録層Ａからの反射光（信号光）の光スポットを示し、符号Ｆｍは戻り光に含まれる記録層Ｂからのメインビームの反射光の光スポットを示し、符号Ｆｓは戻り光に含まれる記録層Ｂからのサブビームの反射光の光スポットを示している。すなわち、Ｆｍ及びＦｓはいずれもフレア光である。
【００２９】
ホログラム素子１１における部分領域１１ｅを除く領域は、光ディスク１５のラジアル方向（半径方向）に対応する方向（ｄｒとする）に延びる分割線ＤＬ１、及び光ディスク１５のタンジェンシャル方向（ラジアル方向に直交する方向）に対応する方向（ｄｔとする）に延びる分割線ＤＬ２によって、互いにほぼ等しい面積の部分領域に４分割されている。ここでは、一例として図２（Ａ）における紙面右上の部分領域を前記部分領域１１ａとし、紙面左上の部分領域を前記部分領域１１ｂとし、紙面左下の部分領域を前記部分領域１１ｃとし、紙面右下の部分領域を前記部分領域１１ｄとする。部分領域１１ｅを除く各部分領域は、それぞれ入射した戻り光を受光器５９の受光面方向に偏向（回折）する。
【００３０】
また、ホログラム素子１１は、一例として図２（Ｂ）に示されるように、そのほぼ中央に戻り光が入射するように配置されている。
【００３１】
受光器５９は、光源５１の近傍に配置され、ホログラム素子１１で偏向された戻り光を受光する。ここでは、一例として図３に示されるように、受光器５９は、４個の受光素子（５９ａ、５９ｂ、５９ｃ、５９ｄ）を有している。受光素子５９ｂは、トラッキング方向に対応する方向に延びる分割線によって２つの部分受光素子（５９ｂ1、５９ｂ2）に分割された、いわゆる２分割受光素子である。また、受光素子５９ｃは、トラッキング方向に対応する方向に延びる分割線によって２つの部分受光素子（５９ｃ1、５９ｃ2）に分割された、いわゆる２分割受光素子である。
【００３２】
そして、前記部分領域１１ｄで偏向された戻り光が受光素子５９ａのほぼ中央で受光され、前記部分領域１１ａで偏向された戻り光が受光素子５９ｂのほぼ中央で受光され、前記部分領域１１ｂで偏向された戻り光が受光素子５９ｃのほぼ中央で受光され、前記部分領域１１ｃで偏向された戻り光が受光素子５９ｄのほぼ中央で受光されるように設定されている。受光素子（５９ａ、５９ｄ）及び部分受光素子（５９ｂ1、５９ｂ2、５９ｃ1、５９ｃ2）は、それぞれ受光光量に応じた光電変換信号を出力する。
【００３３】
図２に戻り、前記コリメートレンズ５２は、ホログラムユニット１０の＋Ｘ側に配置され、ホログラムユニット１０からの光を略平行光とする。
【００３４】
前記立ち上げミラー５３は、コリメートレンズ５２の＋Ｘ側に配置され、コリメートレンズ５２からの光の光路を＋Ｚ方向に曲げる。
【００３５】
前記対物レンズ６０は、立ち上げミラー５３の＋Ｚ側に配置され、立ち上げミラー５３からの光を光ディスク１５の対象記録層に集光する。
【００３６】
前記駆動系（図示省略）は、対物レンズ６０の光軸方向であるフォーカス方向に対物レンズ６０を微少駆動するためのフォーカシングアクチュエータ、及びトラックの接線方向に直交する方向であるトラッキング方向に対物レンズ６０を微少駆動するためのトラッキングアクチュエータを有している。
【００３７】
また、一例として図４には、本発明の一実施形態に係る光ディスク装置２０の概略構成が示されている。この光ディスク装置２０は、光ディスク１５を回転駆動するスピンドルモータ２２、上記光ピックアップ装置２３、該光ピックアップ装置２３をスレッジ方向に駆動するシークモータ２１、サーボ制御回路２６、及びシステムコントローラ４０などを備えている。なお、図４における矢印は、代表的な信号や情報の流れを示すものであり、各ブロックの接続関係の全てを表すものではない。また、光ディスク装置２０は片面多層ディスクに対応しているものとする。
【００３８】
システムコントローラ４０は、光ディスク装置２０全体の監視及び制御を行い、上位装置（例えばパソコン）の指示に応じて、光ディスク１５に対する記録及び再生を行う。
【００３９】
このとき、システムコントローラ４０は、前記受光器５９の出力信号（複数の光電変換信号）に基づいて、フォーカスエラー信号及びプッシュプル信号を生成する。ここでは、次の（１）式からフォーカスエラー信号Ｆeが生成され、次の（２）式からプッシュプル信号Ｐpが生成される。すなわち、フォーカスエラー信号Ｆeは、いわゆるダブルナイフエッジ法で検出される。なお、Ｓaは受光素子５９ａの出力信号、Ｓb1は部分受光素子５９ｂ1の出力信号、Ｓb2は部分受光素子５９ｂ2の出力信号、Ｓc1は部分受光素子５９ｃ1の出力信号、Ｓc2は部分受光素子５９ｃ2の出力信号、Ｓdは受光素子５９ｄの出力信号である。
【００４０】
Ｆe＝（Ｓb1＋Ｓc1）−（Ｓb2＋Ｓc2）  ……（１）
Ｐp＝（Ｓa＋Ｓb1＋Ｓb2）−（Ｓc1＋Ｓc2＋Ｓd）  ……（２）
【００４１】
ところで、信号光に含まれるサブビームの反射光はメインビームの反射光のほぼ１／１０の光強度であるため、信号光に含まれるサブビームの反射光を受光する受光素子にフレア光が入射すると、Ｓ／Ｎ比が大きく低下するおそれがある。
【００４２】
本実施形態では、記録層Ａが対象記録層のときに、戻り光に含まれる記録層Ｂからのメインビーム及びサブビームの各反射光（フレア光）は、いずれも受光器５９で受光されない。これにより、フレア光によるプッシュプル信号及びフォーカスエラー信号、それぞれのＳ／Ｎ比の低下を抑制することができる。また、プッシュプル信号を生成する際に信号光の大部分を用いているため、Ｓ／Ｎ比の高いプッシュプル信号を生成することができ、例えば、光ディスク１５にランドプリピットが形成されている場合には、十分な信号レベルのランドプリピット信号を得ることができる。
【００４３】
一方、記録層Ｂが対象記録層のときには、ホログラム素子１１の受光面では、記録層Ａからの反射光（フレア光）は、信号光（ここでは、記録層Ｂからの反射光）よりも大きなビーム径を有している。そのため、フレア光は均等に信号光に付加されることとなり、プッシュプル信号及びフォーカスエラー信号がフレア光により劣化するおそれはほとんどない。
【００４４】
従って、片面多層ディスクにおいて、対象記録層がいずれであっても精度の高いフォーカスエラー信号及びプッシュプル信号を得ることができる。
【００４５】
前記サーボ制御回路２６は、システムコントローラ４０からのプッシュプル信号に基づいて、トラッキング方向に関する対物レンズ６０の位置ずれを補正するための前記トラッキングアクチュエータの駆動信号を生成する。また、サーボ制御回路２６は、システムコントローラ４０からのフォーカスエラー信号に基づいて、対物レンズ６０のフォーカスずれを補正するための前記フォーカシングアクチュエータの駆動信号を生成する。ここで生成された各アクチュエータの駆動信号は光ピックアップ装置２３に出力される。これにより、トラッキング制御及びフォーカス制御が行われる。さらに、サーボ制御回路２６は、システムコントローラ４０の指示に基づいて、シークモータ２１を駆動するための駆動信号、及びスピンドルモータ２２を駆動するための駆動信号を生成する。各モータの駆動信号は、それぞれシークモータ２１及びスピンドルモータ２２に出力される。
【００４６】
以上の説明から明らかなように、本実施形態に係る光ピックアップ装置２３では、ホログラム素子１１によって偏向光学素子が構成されている。
【００４７】
以上説明したように、本実施形態に係る光ピックアップ装置２３によると、３つのビーム（１つのメインビームと２つのサブビーム）に分割された光源５１からの光が光ディスク１５（片面多層ディスク）で反射された戻り光の光路上であって、対象記録層が記録層Ａ（第１記録層）のときに、該記録層Ａよりも対物レンズ６０から見て遠い位置に隣接する記録層Ｂ（第２記録層）からの３つのビームの各反射光がそれぞれ集光する集光位置近傍に、ホログラム素子１１が配置されている。このホログラム素子１１は、対象記録層が記録層Ａのときに、記録層Ｂからの３つビームの各反射光がいずれも入射する部分領域１１ｅ（フレア光用領域）と、プッシュプル情報を取得するための部分領域１１ｃ、１１ｄ（プッシュプル用領域）と、フォーカス情報を取得するための部分領域１１ａ、１１ｂ（フォーカス用領域）と有し、部分領域１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄにそれぞれ入射した戻り光を受光器５９の受光面方向に偏向する。これにより、対象記録層が記録層Ａのときに、記録層Ｂからの３つのビームの反射光のいずれもが、受光器５９で受光されるのを防止することができる。すなわち、プッシュプル情報及びフォーカス情報にフレア光が悪影響を及ぼすことを抑制でき、その結果として、プッシュプル信号及びフォーカスエラー信号に含まれるノイズが少なくなり、片面多層ディスクから所望の情報を精度良く取得することが可能となる。
【００４８】
また、本実施形態によると、戻り光を受光器５９の受光面方向に偏向するのに、加工精度に優れ、かつ安価なホログラム素子１１を用いている。これにより、高価格化を招くことなく片面多層ディスクから所望の情報を精度良く取得することが可能となる。
【００４９】
また、本実施形態に係る光ディスク装置２０によると、光ディスク１５における対象記録層がいずれの記録層であってもＳ／Ｎ比の高い信号が光ピックアップ装置２３から出力されるため、記録層Ａ及び記録層Ｂのいずれに対してもアクセスを精度良く安定して行うことができる。従って、片面多層ディスクへのアクセスを精度良く安定して行うことが可能となる。
【００５０】
また、この光ディスク装置２０を備える情報処理装置（例えば、パソコン）は、片面多層ディスクにおけるいずれの記録層に対しても、記録されているコンテンツを正しく再生することができるとともに、片面多層ディスクにおけるいずれの記録層に対しても、コンテンツを正しく記録することができる。
【００５１】
なお、上記実施形態では、前記ホログラム素子１１における部分領域１１ｅが円形形状の場合について説明したが、本発明がこれに限定されるものではない。例えば、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示されるように、部分領域１１ｅが楕円形状であっても良い。この場合には、その長軸方向はトラックの接線方向に対応する方向と一致している。また、一例として図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示されるように、部分領域１１ｅが長方形形状であっても良い。この場合には、その長手方向はトラックの接線方向に対応する方向と一致している。要するに、記録層Ａが対象記録層のときに、記録層Ｂからの３つのビームの反射光がいずれもその中に含まれる大きさを有していれば良い。これにより、受光器５９での受光光量を上記実施形態よりも大きくすることができる。すなわち、フレア光の影響を低減し、かつ良好なプッシュプル情報及びフォーカス情報を得ることが可能となる。
【００５２】
また、上記実施形態において、前記ホログラム素子１１に代えて、一例として図７（Ａ）及び図７（Ｂ）に示されるホログラム素子１２を用いても良い。このホログラム素子１２は、３つの部分領域（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ）から構成されている。部分領域１２ｂは、前記ホログラム素子１１における前記部分領域１１ｃと同じ位置に配置され、部分領域１２ｃは、前記部分領域１１ｄと同じ位置に配置されている。部分領域１２ａは、前記ホログラム素子１１における前記部分領域１１ａと部分領域１１ｂと部分領域１１ｅとが合体した部分領域である。すなわち、部分領域１２ａは、半円形状の突起部を有している。また、各部分領域に入射した戻り光は、いずれも偏向される。
【００５３】
この場合には、前記受光器５９に代えて、一例として図８に示される受光器５９´が用いられる。この受光器５９´は、３個の受光素子（５９ａ´、５９ｂ´、５９ｃ´）を有している。受光素子５９ｂ´は、トラッキング方向に対応する方向に延びる分割線によって２つの部分受光素子（５９ｂ1´、５９ｂ2´）に分割された、いわゆる２分割受光素子である。
【００５４】
そして、前記部分領域１２ｃで偏向された戻り光が受光素子５９ａ´のほぼ中央で受光され、前記部分領域１２ａで偏向された戻り光が受光素子５９ｂ´のほぼ中央で受光され、前記部分領域１２ｂで偏向された戻り光が受光素子５９ｃ´のほぼ中央で受光される。受光素子（５９ａ´、５９ｃ´）及び部分受光素子（５９ｂ1´、５９ｂ2´）は、それぞれ受光光量に応じた光電変換信号を出力する。
【００５５】
このとき、システムコントローラ４０は、次の（３）式に基づいてフォーカスエラー信号Ｆeを生成し、次の（４）式に基づいてプッシュプル信号Ｐpを生成する。すなわち、フォーカスエラー信号Ｆeは、いわゆるナイフエッジ法で検出される。なお、Ｓa´は受光素子５９ａ´の出力信号、Ｓb1´は部分受光素子５９ｂ1´の出力信号、Ｓb2´は部分受光素子５９ｂ2´の出力信号、Ｓc´は受光素子５９ｃ´の出力信号である。
【００５６】
Ｆe＝（Ｓb1´−Ｓb2´）  ……（３）
Ｐp＝（Ｓa´−Ｓc´）  ……（４）
【００５７】
これにより、フォーカスエラー信号Ｆeの生成に利用される戻り光の光量を上記実施形態よりも大きくすることができる。また、受光素子の数を上記実施形態よりも少なくすることができ、装置の低コスト化及び小型化を図ることが可能となる。
【００５８】
この場合においても、一例として図９（Ａ）及び図９（Ｂ）に示されるように、部分領域１２ａにおける突起部の形状が楕円の一部であっても良いし、一例として図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）に示されるように、部分領域１２ａにおける突起部の形状が長方形の一部であっても良い。これにより、受光素子５９ｂ´及び５９ｃ´に入射する光量を大きくすることができる。要するに、記録層Ａが対象記録層のときに、記録層Ｂからの３つのビームの反射光がいずれも、部分領域１２ｂ及び１２ｃに入射しないような形状であれば良い。
【００５９】
また、この場合には、上記（２）式と（４）式とから明らかなように、プッシュプル信号Ｐpの生成に利用される戻り光の光量が上記実施形態よりも少なくなる。そこで、プッシュプル信号Ｐpの生成に利用される戻り光の光量を多くする必要があるときには、一例として図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）に示されるように、分割線ＤＬ１の位置を平行移動して、部分領域１２ｂ及び１２ｃの面積をそれぞれ大きくしても良い。また、一例として図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）に示されるように、分割線ＤＬ１を傾斜させて、部分領域１２ｂ及び１２ｃの面積をそれぞれ大きくしても良い。要するに、部分領域１２ｂ及び１２ｃの入射光量の合計を、部分領域１２ａの入射光量よりも多くしても良い。これにより、部分領域１２ｂ及び１２ｃに入射する信号光におけるトラックパターン部の面積を増加させることができる。
【００６０】
ところで、一般にナイフエッジ法を用いてフォーカスエラー信号を検出する場合に、光源から出射される光の波長が、７８０ｎｍ→６５０ｎｍ→４０５ｎｍと短くなるにつれて、受光素子上での光スポットの大きさが小さくなり、フォーカスエラー信号の感度が高くなる傾向にある。そして、フォーカスエラー信号の感度が高いほど、フォーカス引き込み範囲が狭くなり、光ピックアップ装置における各光学部品の組み付け時の位置精度を高くする必要がある。また、フォーカスエラー信号の感度が高いほど、再生中に振動等でフォーカス外れを生じやすくなる。
【００６１】
例えば、部分領域１２ａの突起部が小さい場合には、一例として図１３（Ａ）〜図１３（Ｃ）に示されるように、デフォーカス時において、２分割受光素子の一方の部分受光素子にほとんどの光が入射する。一方、部分領域１２ａの突起部が大きくなると、一例として図１４（Ａ）〜図１４（Ｃ）に示されるように、デフォーカス時においても、２分割受光素子の他方の部分受光素子に入射する光が増加するようになる。そして、一例として図１５に示されるように、部分領域１２ａの突起部が大きくなると、フォーカスエラー信号の感度が低くなる。
【００６２】
そこで、フォーカスエラー信号の感度を低くする必要がある場合には、部分領域１２ａの突起部を長さ方向に長くし、一例として図１６（Ａ）及び図１６（Ｂ）に示されるように、部分領域１２ａをＴ字形状としても良い。すなわち、方向ｄｒに関して、部分領域１２ｂと部分領域１２ｃとの間に、部分領域１２ａの一部が配置されるようにしても良い。これにより、光ピックアップ装置における各光学部品の組み付け時の位置精度に余裕を持たすことが可能となる。また、再生中に振動等によるフォーカス外れを生じにくくすることが可能となる。
【００６３】
また、上記実施形態において、光利用効率を更に向上する必要がある場合には、前記部分領域１１ｅに回折機能を付加し、入射した戻り光に含まれる信号光を選択的に受光器５９の受光面方向に偏向しても良い（図１７参照）。対象記録層が記録層Ａのときに、部分領域１１ｅに入射する戻り光に含まれる信号光及びフレア光は、一例として図１８に示されるように、入射角度が互いに大きく異なっている。すなわち、信号光の入射角度は小さく、フレア光の入射角度は大きい。そこで、一例として図１９に示されるように、対象記録層が記録層Ａのときに、信号光に対しては回折効率が大きく、フレア光に対しては回折効率が小さくなるように、部分領域１１ｅを、いわゆる体積ホログラムとすることにより、信号光を選択的に受光器５９の受光面方向に偏向させることができる。具体的には、部分領域１１ｅに他の部分領域よりも、格子の周期が小さく、溝深さが深い回折格子を形成することにより、部分領域１１ｅにおける回折効率に入射角度依存性を付与することができる。
【００６４】
この場合に、一例として図２０に示されるように、前記受光器５９に、部分領域１１ｅで偏向された光を受光する受光素子５９ｅを付加し、この受光素子５９ｅの出力信号をＲＦ信号に加算することにより、光利用効率を更に向上させることができる。図２０における符号ＳＰsは、対象記録層が記録層Ａのときに、部分領域１１ｅで偏向された戻り光に含まれる信号光の光スポットであり、符号ＳＰfは戻り光に含まれる記録層Ｂからの３つのビームの反射光の光スポットである。なお、記録層Ｂからの３つのビームの反射光も、部分領域１１ｅでわずかに偏向されるが、プッシュプル情報及びフォーカス情報に悪影響を及ぼすことはない。
【００６５】
また、上記実施形態では、偏向光学素子としてホログラム素子を用いる場合について説明したが、これに限らず、前記ホログラム素子１１と同等の機能を有する回折素子を用いても良い。
【００６６】
なお、上記実施形態では、光ディスク１５が片面２層ディスクの場合について説明したが、これに限らず、３層以上の記録層を有する片面多層ディスクであっても良い。
【００６７】
また、上記実施形態では、光源５１から出射された光が３ビームに分割される場合について説明したが、例えばチルト検出用のビームを加えて５つのビームに分割されても良い。この場合には、前記ホログラム素子１１の部分領域１１ｅの大きさは、対象記録層が記録層Ａのときに、記録層Ｂからの５つビームの各反射光がいずれもその中に含まれる大きさとなる。
【００６８】
また、上記実施形態では、光ディスク１５が４０５ｎｍの波長の光に対応する場合について説明したが、これに限らず、例えば、６５０ｎｍ又は７８０ｎｍの波長の光に対応しても良い。この場合には、前記光源５１からは波長が６５０ｎｍ又は７８０ｎｍの光が出射されることとなる。例えば、出射される光の波長が６５０ｎｍのときには、ＤＶＤ＋Ｒ／ＲＷ規格に準拠した片面多層ディスク、及びＤＶＤ−Ｒ／ＲＷ規格に準拠した片面多層ディスクに対応可能である。
【００６９】
また、光ディスクがＤＶＤの規格に準拠しているときには、光ディスク装置として、本発明に係る光ピックアップ装置を備えたＤＶＤプレーヤ、及びＤＶＤレコーダであっても良い。
【００７０】
また、上記実施形態では、光ピックアップ装置が１つの光源を備える場合について説明したが、これに限らず、例えば互いに異なる波長の光を出射する複数の光源を備えていても良い。この場合に、例えば波長が約４０５ｎｍの光を出射する光源、波長が約６６０ｎｍの光を出射する光源及び波長が約７８０ｎｍの光を出射する光源の少なくとも１つを含んでいても良い。すなわち、光ディスク装置が互いに異なる規格に準拠した複数種類の光ディスクに対応する光ディスク装置であっても良い。このときには、複数種類の光ディスクのうち少なくとも１種類の光ディスクが片面多層ディスクであれば良い。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
以上説明したように、本発明のピックアップ装置によれば、片面多層ディスクから所望の情報を精度良く取得するのに適している。また、本発明の光ディスク装置によれば、片面多層ディスクへのアクセスを精度良く安定して行うのに適している。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の一実施形態に係る光ピックアップ装置を説明するための図である。
【図２】図２（Ａ）及び図２（Ｂ）は、それぞれ図１におけるホログラム素子を説明するための図である。
【図３】図１における受光器を説明するための図である。
【図４】図１の光ピックアップ装置を備えた光ディスク装置を説明するための図である。
【図５】図５（Ａ）及び図５（Ｂ）は、それぞれ図１におけるホログラム素子の変形例１を説明するための図である。
【図６】図６（Ａ）及び図６（Ｂ）は、それぞれ図１におけるホログラム素子の変形例２を説明するための図である。
【図７】図７（Ａ）及び図７（Ｂ）は、それぞれ図１におけるホログラム素子の変形例３を説明するための図である。
【図８】図７（Ａ）及び図７（Ｂ）のホログラム素子に対応する受光器を説明するための図である。
【図９】図９（Ａ）及び図９（Ｂ）は、それぞれ図１におけるホログラム素子の変形例４を説明するための図である。
【図１０】図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）は、それぞれ図１におけるホログラム素子の変形例５を説明するための図である。
【図１１】図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）は、それぞれ図１におけるホログラム素子の変形例６を説明するための図である。
【図１２】図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）は、それぞれ図１におけるホログラム素子の変形例７を説明するための図である。
【図１３】図１３（Ａ）〜図１３（Ｃ）は、それぞれフォーカスエラー信号の感度を説明するための図（その１）である。
【図１４】図１４（Ａ）〜図１４（Ｃ）は、それぞれフォーカスエラー信号の感度を説明するための図（その２）である。
【図１５】フォーカスエラー信号の感度を説明するための図（その３）である。
【図１６】図１６（Ａ）及び図１６（Ｂ）は、それぞれ図１におけるホログラム素子の変形例８を説明するための図である。
【図１７】図１におけるホログラム素子の変形例９を説明するための図である。
【図１８】ホログラム素子に入射する戻り光に含まれる信号光及びフレア光の入射角度を説明するための図である。
【図１９】図１７のホログラム素子の部分領域１１ｅの回折特性を説明するための図である。
【図２０】図１７のホログラム素子に対応する受光器を説明するための図である。
【符号の説明】
【００７３】
１１…ホログラム素子（偏向光学素子）、１３…回折素子、１５…光ディスク（片面多層ディスク）、２０…光ディスク装置、２３…光ピックアップ装置、５１…光源、５９…受光器（光検出器）、６０…対物レンズ。
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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