(57)【要約】【課題】光利用効率を低下させることなく、小型化を図ることができる光源ユニットを提供する。【解決手段】ホログラムユニットＨＵ２及びＨＵ３からの光はそのまま透過させ、ホログラムユニットＨＵ１からの光を＋Ｘ方向に回折するホログラム素子Ｈ１１と、ホログラム素子Ｈ１１を透過したホログラムユニットＨＵ２からの光及びホログラム素子Ｈ１１からの回折光はそのまま透過させ、ホログラム素子Ｈ１１を透過したホログラムユニットＨＵ３からの光を＋Ｘ方向に回折するホログラム素子Ｈ３１と、をＸ軸方向に並べて配置する。【選択図】図７
2007193912.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光を所定の出射方向に出射する光源ユニットであって、
複数の光源と；
前記複数の光源に個別に対応して設けられ、前記複数の光源から出射される複数の光の光路上に前記出射方向に並んで配置され、対応する光源からの光を回折し、対応する光源以外の光源からの光は回折せずにそのまま透過させる複数の体積ホログラム素子と；を備える光源ユニット。
【請求項２】
複数の光を所定の出射方向に出射する光源ユニットであって、
複数の光源と；
前記複数の光源のうち予め設定された光源を除く少なくとも１つの光源に対応して設けられ、前記複数の光源から出射される複数の光の光路上に配置され、対応する少なくとも１つの光源からの光を回折し、その他の光源からの光は回折せずにそのまま透過させる少なくとも１つの体積ホログラム素子と；を備える光源ユニット。
【請求項３】
前記少なくとも１つの光源は、複数の光源であり、
前記少なくとも１つの体積ホログラム素子は、前記出射方向に並んで配置された複数の体積ホログラム素子であることを特徴とする請求項２に記載の光源ユニット。
【請求項４】
前記体積ホログラム素子から出射される回折光は、該体積ホログラム素子の光軸に対して軸対称の強度分布を有し、該強度分布の半値全角が、入射光の強度分布の半値全角よりも大きいことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の光源ユニット。
【請求項５】
前記体積ホログラム素子は、発散度を変更するレンズ機能を更に有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の光源ユニット。
【請求項６】
前記体積ホログラム素子の材料は、フォトポリマー及びサーモプラスチックのいずれかであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の光源ユニット。
【請求項７】
前記体積ホログラム素子は、２光束干渉露光方法を用いて作成されたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の光源ユニット。
【請求項８】
前記体積ホログラム素子は、ｓｉｎ（回折光の出射角度）／ｓｉｎ（光の入射角度）が１よりも小さいことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の光源ユニット。
【請求項９】
所定の入射方向から入射する複数の光束を個別に検出する光検出ユニットであって、
前記複数の光束に個別に対応して設けられ、前記複数の光束の光路上に前記入射方向に並んで配置され、対応する光束を回折し、対応する光束以外の光束は回折せずにそのまま透過させる複数の体積ホログラム素子と；
前記複数の体積ホログラム素子に個別に対応して設けられ、対応する体積ホログラム素子からの回折光を受光する複数の光検出器と；を備える光検出ユニット。
【請求項１０】
所定の入射方向から入射する複数の光束を個別に検出する光検出ユニットであって、
前記複数の光束のうち予め設定された光束を除く少なくとも１つの光束に対応して設けられ、前記複数の光束の光路上に配置され、対応する少なくとも１つの光束を回折し、その他の光束は回折せずにそのまま透過させる少なくとも１つの体積ホログラム素子と；
前記予め設定された光束、及び前記少なくとも１つの体積ホログラム素子からの回折光を、個別に受光する複数の光検出器と；を備える光検出ユニット。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの光束は、複数の光束であり、
前記少なくとも１つの体積ホログラム素子は、前記入射方向に並んで配置された複数の体積ホログラム素子であることを特徴とする請求項１０に記載の光検出ユニット。
【請求項１２】
前記体積ホログラム素子は、発散度を変更するレンズ機能を更に有することを特徴とする請求項９〜１１のいずれか一項に記載の光検出ユニット。
【請求項１３】
前記体積ホログラム素子は、該体積ホログラム素子から出射される回折光に非点収差を更に付与することを特徴とする請求項９〜１２のいずれか一項に記載の光検出ユニット。
【請求項１４】
前記体積ホログラム素子の材料は、フォトポリマー及びサーモプラスチックのいずれかであることを特徴とする請求項９〜１３のいずれか一項に記載の光検出ユニット。
【請求項１５】
前記体積ホログラム素子は、２光束干渉露光方法を用いて作成されたことを特徴とする請求項９〜１４のいずれか一項に記載の光検出ユニット。
【請求項１６】
光ディスクに光を照射し、前記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であって、
請求項１〜８のいずれか一項に記載の光源ユニットと；
前記光源ユニットから出射される複数の光をそれぞれ光ディスクに集光する対物レンズを含む光学系と；
前記光ディスクからの戻り光を受光する光検出器と；を備える光ピックアップ装置。
【請求項１７】
光ディスクに光を照射し、前記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であって、
複数の光源と；
前記複数の光源から出射される複数の光をそれぞれ光ディスクに集光する対物レンズと；
前記対物レンズを介した前記光ディスクからの戻り光の光路上に配置され、前記戻り光を検出する請求項９〜１５のいずれか一項に記載の光検出ユニットと；を備える光ピックアップ装置。
【請求項１８】
光ディスクに光を照射し、前記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であって、
請求項１〜８のいずれか一項に記載の光源ユニットと；
前記光源ユニットから出射される複数の光をそれぞれ光ディスクに集光する対物レンズを含む光学系と；
前記対物レンズを介した前記光ディスクからの戻り光の光路上に配置され、前記戻り光を検出する請求項９〜１５のいずれか一項に記載の光検出ユニットと；を備える光ピックアップ装置。
【請求項１９】
前記光ディスクとして、基板厚が互いに異なる複数種類の光ディスクに対応可能であり、
前記光源ユニットから出射される複数の光は、前記複数種類の光ディスクに個別に対応する光であることを特徴とする請求項１６又は１８に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２０】
前記光源ユニットの体積ホログラム素子は、更に前記基板厚の違いに起因する収差を補正することを特徴とする請求項１９に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２１】
前記光ディスクとして、複数の記録層を有する多層ディスクに対応可能であり、
前記光源ユニットから出射される複数の光は、前記複数の記録層に個別に対応する光であることを特徴とする請求項１６又は１８に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２２】
前記複数の記録層にそれぞれ形成される光スポットの位置は、前記光ディスクの回転中心からの距離が互いに異なることを特徴とする請求項２１に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２３】
前記光源ユニットの体積ホログラム素子は、更に前記対物レンズに対する記録層の位置の違いに起因する収差を補正することを特徴とする請求項２１又は２２に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２４】
前記光源ユニットから出射される複数の光は、前記光ディスクの異なるトラックに個別に対応する光であることを特徴とする請求項１６又は１８に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２５】
前記光源ユニットの複数の光源と体積ホログラム素子との間の光路上にコリメートレンズが配置され、
前記光源ユニットの体積ホログラム素子における光の入射角度及び回折光の出射角度は、
前記複数の光源における各発光点の、光軸に垂直な方向の間隔Ｄｄ、前記コリメートレンズの焦点距離ｆｃ、前記対物レンズの焦点距離ｆｏ、前記光ディスクの記録面上に形成される前記複数の光源に対応した複数の光スポットの、光軸に垂直な方向の間隔Ｄｓを用いて、ｓｉｎ（回折光の出射角度）／ｓｉｎ（光束の入射角度）＝（Ｄｓ／Ｄｄ）・（ｆｃ／ｆｏ）、の関係を満足していることを特徴とする請求項２４に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２６】
前記光ディスクとして、基板厚が互いに異なる複数種類の光ディスクに対応可能であり、
前記光検出ユニットは、前記複数種類の光ディスクからの各戻り光を個別に検出することを特徴とする請求項１７又は１８に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２７】
前記光検出ユニットの体積ホログラムは、更に前記基板厚の違いに起因する収差を補正することを特徴とする請求項２６に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２８】
前記光ディスクとして、複数の記録層を有する多層ディスクに対応可能であり、
前記光検出ユニットは、前記複数の記録層からの各戻り光を個別に検出することを特徴とする請求項１７又は１８に記載の光ピックアップ装置。
【請求項２９】
前記光検出ユニットの体積ホログラムは、更に前記対物レンズに対する記録層の位置の違いに起因する収差を補正することを特徴とする請求項２８に記載の光ピックアップ装置。
【請求項３０】
前記対物レンズに向かう複数の光は、前記光ディスクの異なるトラックに個別に対応する光であり、
前記光検出ユニットは、前記異なるトラックからの各戻り光を個別に検出することを特徴とする請求項１７又は１８に記載の光ピックアップ装置。
【請求項３１】
光ディスクに光を照射し、前記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であって、
複数の光源と；
前記複数の光源から出射される光をそれぞれ光ディスクに集光する対物レンズと；
前記複数の光源に個別に対応して設けられ、前記複数の光源と前記対物レンズとの間の光路上に並んで配置され、対応する光源から出射され前記対物レンズに向かう光、及び対応する光源から出射された光の前記光ディスクからの戻り光を、それぞれ回折し、対応する光源以外の光源から出射され前記対物レンズに向かう光、及び対応する光源以外の光源から出射された光の前記光ディスクからの戻り光はいずれも回折せずにそのまま透過させる複数の体積ホログラム素子と；
前記複数の体積ホログラム素子に個別に対応して設けられ、対応する体積ホログラム素子で回折された戻り光を受光する複数の光検出器と；を備える光ピックアップ装置。
【請求項３２】
光ディスクに光を照射し、前記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であって、
複数の光源と；
前記複数の光源から出射される光をそれぞれ光ディスクに集光する対物レンズと；
前記複数の光源のうち予め設定された光源を除く少なくとも１つの光源に対応して設けられ、前記複数の光源と前記対物レンズとの間の光路上に配置され、対応する少なくとも１つの光源から出射され前記対物レンズに向かう光、及び対応する少なくとも１つの光源から出射された光の前記光ディスクからの戻り光を、それぞれ回折し、その他の光源から出射され前記対物レンズに向かう光、及びその他の光源から出射された光の前記光ディスクからの戻り光はいずれも回折せずにそのまま透過させる少なくとも１つの体積ホログラム素子と；
前記予め設定された光源から出射された光の前記対物レンズを介した戻り光、及び前記少なくとも１つの体積ホログラム素子で回折された戻り光を、個別に受光する複数の光検出器と；を備える光ピックアップ装置。
【請求項３３】
前記少なくとも１つの光源は、複数の光源であり、
前記少なくとも１つの体積ホログラム素子は、前記複数の光源と前記対物レンズとの間の光路上に並んで配置された複数の体積ホログラム素子であることを特徴とする請求項３２に記載の光ピックアップ装置。
【請求項３４】
前記体積ホログラム素子は、ｓｉｎ（回折光の出射角度）／ｓｉｎ（光の入射角度）が１よりも小さいことを特徴とする請求項３１〜３３のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項３５】
前記光ディスクとして、基板厚が互いに異なる複数種類の光ディスクに対応可能であり、
前記複数の光源からそれぞれ出射される光は、前記複数種類の光ディスクに個別に対応する光であることを特徴とする請求項３１〜３４のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項３６】
前記体積ホログラム素子は、更に前記基板厚の違いに起因する収差を補正することを特徴とする請求項３５に記載の光ピックアップ装置。
【請求項３７】
前記光ディスクとして、複数の記録層を有する多層ディスクに対応可能であり、
前記複数の光源からそれぞれ出射される光は、前記複数の記録層に個別に対応する光であることを特徴とする請求項３１〜３４のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項３８】
前記複数の記録層にそれぞれ形成される光スポットの位置は、前記光ディスクの回転中心からの距離が互いに異なることを特徴とする請求項３７に記載の光ピックアップ装置。
【請求項３９】
前記体積ホログラム素子は、更に前記対物レンズに対する記録層の位置の違いに起因する収差を補正することを特徴とする請求項３７又は３８に記載の光ピックアップ装置。
【請求項４０】
前記複数の光源から出射される光は、前記光ディスクの異なるトラックに個別に対応する光であることを特徴とする請求項３１〜３４のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置。
【請求項４１】
前記複数の光源と前記体積ホログラム素子との間の光路上にコリメートレンズが配置され、
前記体積ホログラム素子における光の入射角度及び回折光の出射角度は、
前記複数の光源における各発光点の、光軸に垂直な方向の間隔Ｄｄ、前記コリメートレンズの焦点距離ｆｃ、前記対物レンズの焦点距離ｆｏ、前記光ディスクの記録面上に形成される前記複数の光源に対応した複数の光スポットの、光軸に垂直な方向の間隔Ｄｓを用いて、ｓｉｎ（回折光の出射角度）／ｓｉｎ（光束の入射角度）＝（Ｄｓ／Ｄｄ）・（ｆｃ／ｆｏ）、の関係を満足していることを特徴とする請求項４０に記載の光ピックアップ装置。
【請求項４２】
光ディスクに対する情報の記録、再生及び消去のうち少なくとも再生が可能な光ディスク装置であって、
請求項１６〜４１のいずれか一項に記載の光ピックアップ装置と；
前記光ピックアップ装置の光検出器の出力信号を用いて、前記光ディスクに記録されている情報の再生を行なう処理装置と；を備える光ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源ユニット、光検出ユニット、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、複数の光を出射する光源ユニット、複数の光束を個別に検出する光検出ユニット、光ディスクに光を照射し、該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、及び該光ピックアップ装置を備えた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、音楽、映画、写真及びコンピュータソフトなどの情報（以下「コンテンツ」ともいう）を記録するための情報記録媒体（メディア）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、光ディスクを情報記録の対象媒体とする光ディスク装置が普及するようになった。
【０００３】
光ディスク装置では、光ディスクのスパイラル状又は同心円状のトラックが形成された記録層にレーザ光の微小スポットを形成することにより情報の記録を行い、記録層からの反射光に基づいて情報の再生などを行っている。この光ディスク装置には、光ディスクにレーザ光を照射するとともに、光ディスクからの反射光（戻り光）を受光するために、光ピックアップ装置が設けられている。
【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。そこで、光ディスクの記録容量を増加させる手段の一つとして、現在市販されているＤＶＤよりも記録密度が高いＢｌｕ−ｒａｙ規格が提唱された。Ｂｌｕ−ｒａｙ規格に準拠した光ディスク（以下「ＢＤ」と略述する）は基板厚が０．１ｍｍであり、ＢＤに対応した光ディスク装置は、波長が４０５ｎｍの光源を用いて、対物レンズによりＮＡが０．８５の集光スポットを形成し、情報の記録、再生及び消去を行う。すなわち、ＤＶＤとＢＤは、光源波長、基板厚及びＮＡがそれぞれ互いに異なっている。
【０００５】
従って、ＤＶＤ及びＢＤのいずれにも対応可能で、１つの対物レンズを有する光ディスク装置では、対物レンズの特性を一方のメディアに合わせると、他方のメディアで基板厚の差に起因する収差が発生するという不都合がある。
【０００６】
また、光ディスクの記録容量を増加させる別の手段として、近年、いわゆるホログラム方式が注目されているが、記録材料の信頼性や光学系における再現性が十分ではなく、原理的な観点から実用化を危ぶむ意見がある。一方、他の有望な手段として、数１０層程度の複数の記録層を重ね合わせた、いわゆる３次元多層方式の開発がなされている。この３次元多層方式では、記録材料として蛍光材料や２光子吸収材料を用い、透過率や層間クロストークを改善させた例が多数発表されているが、ホログラム方式と比較すると、記録再生速度の遅いのが最大の欠点である。
【０００７】
特許文献１に開示されている光学素子によると、光ディスクの記録層の数を数１０層とするには、各層の記録材料を異なるものとする必要があり、ディスク作成にコストがかかりすぎるという不都合があった。
【０００８】
また、特許文献２に開示されている装置によると、複数の光源が同一平面上に配置されていると、光軸外の光源からの光では、レンズ系で波面収差（コマ収差）が発生し、ディスク面で回折限界の光スポットを得るのが困難であるという不都合があった。また、コリメートレンズからの光がある角度を持って出射されるため、対物レンズに取り込まれる光量も光源毎に異なり、光利用効率が低下するという不都合もあった。
【０００９】
さらに、非特許文献１に開示されている光学素子によると、体積ホログラムは多重露光するほど回折効率が低下するので、光スポットの数を増やすと、得られる盤面パワーが低下するという不都合があった。また、光源を光軸と垂直な面上に配置すると、コリメートレンズからの光がある角度を持って出射されるため、対物レンズに取り込まれる光量や光量分布が光源毎に異なり、光利用効率が低下したり、光スポットが非対称形状になるという不都合があった。
【００１０】
【特許文献１】特開昭６３−１１３９４７号公報
【特許文献２】特許第２９８８７３２号公報
【非特許文献１】Ｌｅｅ，Ｓ．Ｃ．、Ｙ．Ｋａｗａｔａ  「Ｖｏｌｕｍｅ  ｈｏｌｏｇｒａｐｈｉｃ  ｄｅｖｉｃｅ  ｆｏｒ  ｔｈｅｓｐｈｅｒｉｃａｌ  ａｂｅｒｒａｔｉｏｎ  ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ  ａｎｄ  ｔｈｅ  ｐａｒａｌｌｅｌ  ｄａｔａ  ａｃｃｅｓｓ  ｉｎ  ｔｈｒｅｅ−ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ  ｍｅｍｏｒｙ」Ｆｒ−ＰＤ−１５  ＩＳＯＭ２０００
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
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、光利用効率を低下させることなく、小型化を図ることができる光源ユニット及び光検出ユニットを提供することにある。
【００１２】
また、本発明の第２の目的は、性能低下を招くことなく、小型化を図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。
【００１３】
また、本発明の第３の目的は、光ディスクに対するアクセス精度を低下させることなく、小型化を図る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】
【００１４】
本発明は、第１の観点からすると、複数の光を所定の出射方向に出射する光源ユニットであって、複数の光源と；前記複数の光源に個別に対応して設けられ、前記複数の光源から出射される複数の光の光路上に前記出射方向に並んで配置され、対応する光源からの光を回折し、対応する光源以外の光源からの光は回折せずにそのまま透過させる複数の体積ホログラム素子と；を備える光源ユニットである。
【００１５】
これによれば、複数の光源に個別に対応して設けられ、対応する光源からの光を回折し、対応する光源以外の光源からの光は回折せずにそのまま透過させる複数の体積ホログラム素子が、複数の光源から出射される複数の光の光路上に出射方向に並んで配置されているため、光利用効率を低下させることなく、小型化を図ることが可能となる。
【００１６】
本発明は、第２の観点からすると、複数の光を所定の出射方向に出射する光源ユニットであって、複数の光源と；前記複数の光源のうち予め設定された光源を除く少なくとも１つの光源に対応して設けられ、前記複数の光源から出射される複数の光の光路上に配置され、対応する少なくとも１つの光源からの光を回折し、その他の光源からの光は回折せずにそのまま透過させる少なくとも１つの体積ホログラム素子と；を備える光源ユニットである。
【００１７】
これによれば、複数の光源のうち予め設定された光源を除く少なくとも１つの光源に対応して設けられ、対応する少なくとも１つの光源からの光を回折し、その他の光源からの光は回折せずにそのまま透過させる少なくとも１つの体積ホログラム素子が、複数の光源から出射される複数の光の光路上に配置されているため、光利用効率を低下させることなく、小型化を図ることが可能となる。
【００１８】
本発明は、第３の観点からすると、所定の入射方向から入射する複数の光束を個別に検出する光検出ユニットであって、前記複数の光束に個別に対応して設けられ、前記複数の光束の光路上に前記入射方向に並んで配置され、対応する光束を回折し、対応する光束以外の光束は回折せずにそのまま透過させる複数の体積ホログラム素子と；前記複数の体積ホログラム素子に個別に対応して設けられ、対応する体積ホログラム素子からの回折光を受光する複数の光検出器と；を備える光検出ユニットである。
【００１９】
これによれば、複数の光束に個別に対応して設けられ、対応する光束を回折し、対応する光束以外の光束は回折せずにそのまま透過させる複数の体積ホログラム素子が、複数の光束の光路上に複数の光束の入射方向に並んで配置されているため、光利用効率を低下させることなく、小型化を図ることが可能となる。
【００２０】
本発明は、第４の観点からすると、所定の入射方向から入射する複数の光束を個別に検出する光検出ユニットであって、前記複数の光束のうち予め設定された光束を除く少なくとも１つの光束に対応して設けられ、前記複数の光束の光路上に配置され、対応する少なくとも１つの光束を回折し、その他の光束は回折せずにそのまま透過させる少なくとも１つの体積ホログラム素子と；前記予め設定された光束、及び前記少なくとも１つの体積ホログラム素子からの回折光を、個別に受光する複数の光検出器と；を備える光検出ユニットである。
【００２１】
これによれば、複数の光束のうち予め設定された光束を除く少なくとも１つの光束に対応して設けられ、対応する少なくとも１つの光束を回折し、その他の光束は回折せずにそのまま透過させる少なくとも１つの体積ホログラム素子が、複数の光束の光路上に配置されているため、光利用効率を低下させることなく、小型化を図ることが可能となる。
【００２２】
本発明は、第５の観点からすると、光ディスクに光を照射し、前記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であって、本発明の光源ユニットと；前記光源ユニットから出射される複数の光をそれぞれ光ディスクに集光する対物レンズを含む光学系と；前記光ディスクからの戻り光を受光する光検出器と；を備える光ピックアップ装置である。
【００２３】
これによれば、本発明の光源ユニットを備えているため、性能低下を招くことなく、小型化を図ることが可能となる。
【００２４】
本発明は、第６の観点からすると、光ディスクに光を照射し、前記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であって、複数の光源と；前記複数の光源から出射される複数の光をそれぞれ光ディスクに集光する対物レンズと；前記対物レンズを介した前記光ディスクからの戻り光の光路上に配置され、前記戻り光を検出する本発明の光検出ユニットと；を備える光ピックアップ装置である。
【００２５】
これによれば、本発明の光検出ユニットを備えているため、性能低下を招くことなく、小型化を図ることが可能となる。
【００２６】
本発明は、第７の観点からすると、光ディスクに光を照射し、前記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であって、本発明の光源ユニットと；前記光源ユニットから出射される複数の光をそれぞれ光ディスクに集光する対物レンズを含む光学系と；前記対物レンズを介した前記光ディスクからの戻り光の光路上に配置され、前記戻り光を検出する本発明の光検出ユニットと；を備える光ピックアップ装置である。
【００２７】
これによれば、本発明の光源ユニットと本発明の光検出ユニットを備えているため、性能低下を招くことなく、小型化を図ることが可能となる。
【００２８】
本発明は、第８の観点からすると、光ディスクに光を照射し、前記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であって、複数の光源と；前記複数の光源から出射される光をそれぞれ光ディスクに集光する対物レンズと；前記複数の光源に個別に対応して設けられ、前記複数の光源と前記対物レンズとの間の光路上に並んで配置され、対応する光源から出射され前記対物レンズに向かう光、及び対応する光源から出射された光の前記光ディスクからの戻り光を、それぞれ回折し、対応する光源以外の光源から出射され前記対物レンズに向かう光、及び対応する光源以外の光源から出射された光の前記光ディスクからの戻り光はいずれも回折せずにそのまま透過させる複数の体積ホログラム素子と；前記複数の体積ホログラム素子に個別に対応して設けられ、対応する体積ホログラム素子で回折された戻り光を受光する複数の光検出器と；を備える光ピックアップ装置である。
【００２９】
これによれば、複数の光源に個別に対応して設けられ、対応する光源から出射され対物レンズに向かう光、及び対応する光源から出射された光の光ディスクからの戻り光を、それぞれ回折し、対応する光源以外の光源から出射され対物レンズに向かう光、及び対応する光源以外の光源から出射された光の光ディスクからの戻り光はいずれも回折せずにそのまま透過させる複数の体積ホログラム素子が、複数の光源と対物レンズとの間の光路上に並んで配置されているため、性能低下を招くことなく、小型化を図ることが可能となる。
【００３０】
本発明は、第９の観点からすると、光ディスクに光を照射し、前記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であって、複数の光源と；前記複数の光源から出射される光をそれぞれ光ディスクに集光する対物レンズと；前記複数の光源のうち予め設定された光源を除く少なくとも１つの光源に対応して設けられ、前記複数の光源と前記対物レンズとの間の光路上に配置され、対応する少なくとも１つの光源から出射され前記対物レンズに向かう光、及び対応する少なくとも１つの光源から出射された光の前記光ディスクからの戻り光を、それぞれ回折し、その他の光源から出射され前記対物レンズに向かう光、及びその他の光源から出射された光の前記光ディスクからの戻り光はいずれも回折せずにそのまま透過させる少なくとも１つの体積ホログラム素子と；前記予め設定された光源から出射された光の前記対物レンズを介した戻り光、及び前記少なくとも１つの体積ホログラム素子で回折された戻り光を、個別に受光する複数の光検出器と；を備える光ピックアップ装置である。
【００３１】
これによれば、複数の光源のうち予め設定された光源を除く少なくとも１つの光源に対応して設けられ、対応する少なくとも１つの光源から出射され対物レンズに向かう光、及び対応する少なくとも１つの光源から出射された光の光ディスクからの戻り光を、それぞれ回折し、その他の光源から出射され対物レンズに向かう光、及びその他の光源から出射された光の光ディスクからの戻り光はいずれも回折せずにそのまま透過させる少なくとも１つの体積ホログラム素子が、複数の光源と対物レンズとの間の光路上に配置されているため、性能低下を招くことなく、小型化を図ることが可能となる。
【００３２】
本発明は、第１０の観点からすると、光ディスクに対する情報の記録、再生及び消去のうち少なくとも再生が可能な光ディスク装置であって、本発明の光ピックアップ装置と；前記光ピックアップ装置の光検出器の出力信号を用いて、前記光ディスクに記録されている情報の再生を行なう処理装置と；を備える光ディスク装置である。
【００３３】
これによれば、本発明の光ピックアップ装置を備えているため、光ディスクに対するアクセス精度を低下させることなく、小型化を図ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
《第１の実施形態》
以下、本発明の第１の実施形態を図１〜図５に基づいて説明する。図１には、本発明の第１の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。
【００３５】
この図１に示される光ディスク装置２０は、光ディスク１５を回転駆動するためのスピンドルモータ２２、光ピックアップ装置２３、該光ピックアップ装置２３をシーク方向に駆動するためのシークモータ２１、レーザ制御回路２４、エンコーダ２５、駆動制御回路２６、再生信号処理回路２８、バッファＲＡＭ３４、バッファマネージャ３７、インターフェース３８、フラッシュメモリ３９、ＣＰＵ４０及びＲＡＭ４１などを備えている。なお、図１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。
【００３６】
ここでは、光ディスク１５は、一例として３層ディスクであり、レーザ光の入射側から順に、第１記録層（Ｌ１とする）、第２記録層（Ｌ２とする）、第３記録層（Ｌ３とする）を有しているものとする（図２参照）。さらに、一例として、光ディスク１５はＤＶＤ系の情報記録媒体であるものとする。
【００３７】
前記光ピックアップ装置２３は、光ディスク１５の３つの記録層に同時にレーザ光を照射するとともに、３つの記録層からの反射光を同時に受光することが可能な光ピックアップ装置である。
【００３８】
この光ピックアップ装置２３は、一例として図２に示されるように、３個の光源（Ｌｄ１、Ｌｄ２、Ｌｄ３）、コリメートレンズ５２、２個のホログラム素子（Ｈ１、Ｈ３）、偏光ビームスプリッタ５４、λ／４板５５、対物レンズ６０、集光レンズ５８、シリンダレンズ７３、２個のハーフプリズム（７６ａ、７６ｂ）、３個のピンホール（７５ａ、７５ｂ、７５ｃ）、３個の受光器（Ｐｄ１、Ｐｄ２、Ｐｄ３）、及び対物レンズ６０を駆動するための不図示の駆動系などを備えている。
【００３９】
各光源は、いずれも波長が６６０ｎｍのレーザ光を出射する。ここでは、光源Ｌｄ２はコリメートレンズ５２の光軸上に配置され、光源Ｌｄ１は光源Ｌｄ２の＋Ｚ側に配置され、光源Ｌｄ３は光源Ｌｄ２の−Ｚ側に配置されている。また、一例として各光源からはＰ偏光の光がそれぞれ出射されるものとする。各光源から出射されるレーザ光の最大強度出射方向は、いずれも＋Ｘ方向である。
【００４０】
コリメートレンズ５２は、各光源の＋Ｘ側に配置され、各光源から出射された光をそれぞれ略平行光とする。ここでは、光源Ｌｄ１から出射された光は、コリメートレンズ５２を透過すると、Ｘ軸方向に対して時計回りに若干傾斜した方向に略平行な光となり、光源Ｌｄ２から出射された光は、コリメートレンズ５２を透過すると、Ｘ軸方向に略平行な光となり、光源Ｌｄ３から出射された光は、コリメートレンズ５２を透過すると、Ｘ軸方向に対して反時計回りに若干傾斜した方向に略平行な光となる。
【００４１】
各ホログラム素子は、いずれもいわゆる体積ホログラム素子であり、光の入射面と回折光の出射面とが略平行である。体積ホログラム素子とは、例えば、小山次郎、西原浩著の「光波電子光学」（コロナ社）１１７頁〜１３２頁によると、次の（１）式で算出されるパラメータＱの値（Ｑ値）が１０を超えるホログラム素子とされている。ここで、λ0は入射光の波長（空気中：ここでは６６０ｎｍ）、Ｔは素子の厚さ、ｎ0はホログラム素子基板の屈折率、Λはパターン溝のピッチ（ホログラムピッチ）である。
【００４２】
Ｑ＝２πλ0Ｔ／（ｎ0Λ2）  ……（１）
【００４３】
体積ホログラム素子は、よく知られているように、特定の回折条件（いわゆるブラッグ条件）を満足する波長及び入射角度の光だけを回折する。一例として図３に示されるように、Ｑ＝１０の時の１次回折効率Ｐ（％）は、入射角度がブラッグ条件を満足する時にピーク値を持つ。なお、図３におけるαは、−ｓｉｎ（入射角度）／２ｓｉｎ（ブラッグ角度）である。
【００４４】
フォトポリマーは有機高分子記録材料であって、ＷＯＲＭ（Write Once Read Many）型ホログラムメモリに多く使われている。フォトポリマーは、最近の数年間で大幅にその性能が改善され、現在、メーカでは、数１００μｍの厚さで光学特性に優れ、記録に伴う収縮を低減する材料の開発に成功している。例えば、２−chemistry−materialsから構成される低収縮性フォトポリマーや、カチオンリング重合機構を利用して重合される低収縮性フォトポリマーなどが知られている。その結果、高い光感度と高い体積記録密度とが両立可能となった。このようなフォトポリマーを体積ホログラム素子に使うことにより、高効率で高精度の光束合成手段及び光束分離手段が実現できる。
【００４５】
また、サーモプラスチックもＷＯＲＭ型ホログラムメモリに多く使われている。特に色素がドープされたサーモプラスチックは、種々の波長の光で記録再生が可能である。また、メーカは、数ミリ厚の成形が可能で、光学特性に優れ、記録に伴う収縮を低減するサーモプラスチックの開発に成功している。その結果、高い光感度と高い体積記録密度とが両立可能となった。このようなサーモプラスチックは、材料自身を基板とした体積ホログラム素子にできるので、数ｍｍ厚で、かつ高効率、高精度の光束合成手段及び光束分離手段が実現できる。
【００４６】
ここでは、一例として、各ホログラム素子は、材料にサーモプラスチックを用い、いわゆる２光束干渉露光法を用いて作成され、Ｔ＝２ｍｍ、ｎ0＝１．５、Λ＝０．７×λ0／ｎ0とした。上記（１）式にそれぞれの値を代入すると、Ｑ≒５８００となり十分に体積ホログラム素子の条件を満足している。なお、各ホログラム素子の材料にフォトポリマーのようにあまり厚くできない材料を用いる場合には、材料を２枚のガラスで挟んだ層構成にすると良い。このときにＱ＞１０を満足する材料層の厚さＴは、４μｍ以上となる。
【００４７】
ホログラム素子Ｈ１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を介した光源Ｌｄ１からの光が、そのブラッグ条件を満足するように設定されている。従って、コリメートレンズ５２を介した光源Ｌｄ１からの光は、ホログラム素子Ｈ１により＋Ｘ方向に回折される。このホログラム素子Ｈ１から出射される回折光（図２では図示省略）は、やや収束ぎみの光となり、その収束の程度は、光源Ｌｄ２からの光が記録層Ｌ２に集光するときに、光源Ｌｄ１からの光が記録層Ｌ１に集光するように、予め光学パラメータによって設計されている。
【００４８】
なお、コリメートレンズ５２を介した光源Ｌｄ２からの光及び光源Ｌｄ３からの光は、いずれもホログラム素子Ｈ１のブラッグ条件を満足せず、ホログラム素子Ｈ１をそのまま透過する。
【００４９】
ホログラム素子Ｈ３は、ホログラム素子Ｈ１の＋Ｘ側に配置され、ホログラム素子Ｈ１をそのまま透過した光源Ｌｄ３からの光が、そのブラッグ条件を満足するように設定されている。従って、ホログラム素子Ｈ１をそのまま透過した光源Ｌｄ３からの光は、ホログラム素子Ｈ３により＋Ｘ方向に回折される。このホログラム素子Ｈ３から出射される回折光（図２では図示省略）は、やや発散ぎみの光となり、その発散の程度は、光源Ｌｄ２からの光が記録層Ｌ２に集光するときに、光源Ｌｄ３からの光が記録層Ｌ３に集光するように、予め光学パラメータによって設計されている。
【００５０】
なお、ホログラム素子Ｈ１からの回折光及びホログラム素子Ｈ１をそのまま透過した光源Ｌｄ２からの光は、いずれもホログラム素子Ｈ３のブラッグ条件を満足せず、ホログラム素子Ｈ３をそのまま透過する。
【００５１】
このように、ホログラム素子Ｈ１とホログラム素子Ｈ３は、互いにブラッグ条件が異なり、Ｘ軸方向に並んで配置されている。また、各ホログラム素子の角度倍率（＝ｓｉｎ（出射角度）／ｓｉｎ（入射角度））は、いずれも１よりも小さい。なお、コリメートレンズ５２の＋Ｘ側にホログラム素子Ｈ３が配置され、ホログラム素子Ｈ３の＋Ｘ側にホログラム素子Ｈ１が配置されても良い。
【００５２】
偏光ビームスプリッタ５４は、ホログラム素子Ｈ３の＋Ｘ側に配置されている。この偏光ビームスプリッタ５４は、入射する光の偏光状態に応じてその反射率が異なっている。ここでは、一例として、偏光ビームスプリッタ５４は、Ｐ偏光に対する反射率が小さく、Ｓ偏光に対する反射率が大きくなるように設定されている。従って、ホログラム素子Ｈ３を介した各光源からの光の大部分は、偏光ビームスプリッタ５４を透過することができる。
【００５３】
λ／４板５５は、偏光ビームスプリッタ５４の＋Ｘ側に配置され、入射光に１／４波長の光学的位相差を付与する。この１／４波長板５５の＋Ｘ側に、対物レンズ６０が配置され、１／４波長板５５を介した光を集光する。
【００５４】
ここでは、光源Ｌｄ１からの光が第１記録層Ｌ１に集光され、光源Ｌｄ２からの光が第２記録層Ｌ２に集光され、光源Ｌｄ３からの光が第３記録層Ｌ３に集光される。すなわち、３個の光源を同時に発光させると、光ディスク１５の３つの記録層に同時に光スポットを形成することができる。
【００５５】
集光レンズ５８は、偏光ビームスプリッタ５４の−Ｚ側に配置され、偏光ビームスプリッタ５４で−Ｚ方向に反射された光ディスク１５からの戻り光を収束光に変換する。
【００５６】
シリンダレンズ７３は、集光レンズ５８の−Ｚ側に配置され、集光レンズ５８からの光に非点収差を付与する。
【００５７】
ハーフプリズム７６ａは、シリンダレンズ７３の−Ｚ側に配置され、シリンダレンズ７３を介した光に含まれる第３記録層Ｌ３からの戻り光成分を＋Ｘ方向に反射し、残りを透過させる。
【００５８】
ハーフプリズム７６ｂは、ハーフプリズム７６ａの−Ｚ側に配置され、ハーフプリズム７６ａを透過した光に含まれる第２記録層Ｌ２からの戻り光成分を＋Ｘ方向に反射し、残りを透過させる。
【００５９】
ピンホール７５ａは、ハーフプリズム７６ａの＋Ｘ側に配置され、ハーフプリズム７６ａで反射された光が入射する。このピンホール７５ａを通過した光は、受光器Ｐｄ３で受光される。従って、受光器Ｐｄ３で受光される光は、主として第３記録層Ｌ３からの戻り光である。
【００６０】
ピンホール７５ｂは、ハーフプリズム７６ｂの＋Ｘ側に配置され、ハーフプリズム７６ｂで反射された光が入射する。このピンホール７５ｂを通過した光は、受光器Ｐｄ２で受光される。従って、受光器Ｐｄ２で受光される光は、主として第２記録層Ｌ２からの戻り光である。
【００６１】
ピンホール７５ｃは、ハーフプリズム７６ｂの−Ｚ側に配置され、ハーフプリズム７６ｂを透過した光が入射する。このピンホール７５ｃを通過した光は、受光器Ｐｄ１で受光される。従って、受光器Ｐｄ１で受光される光は、主として第１記録層Ｌ１からの戻り光である。
【００６２】
前記駆動系は、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。
【００６３】
上記のように構成される光ピックアップ装置２３の作用を簡単に説明する。
【００６４】
光源Ｌｄ１から出射された直線偏光（ここではＰ偏光）の光は、コリメートレンズ５２で略平行光とされた後、ホログラム素子Ｈ１で回折され、ホログラム素子Ｈ３をそのまま透過して偏光ビームスプリッタ５４に入射する。
【００６５】
光源Ｌｄ２から出射された直線偏光（ここではＰ偏光）の光は、コリメートレンズ５２で略平行光とされた後、ホログラム素子Ｈ１及びホログラム素子Ｈ３をそのまま透過して偏光ビームスプリッタ５４に入射する。
【００６６】
光源Ｌｄ３から出射された直線偏光（ここではＰ偏光）の光は、コリメートレンズ５２で略平行光とされた後、ホログラム素子Ｈ１をそのまま透過し、ホログラム素子Ｈ３で回折され、偏光ビームスプリッタ５４に入射する。
【００６７】
偏光ビームスプリッタ５４に入射した光の大部分は、偏光ビームスプリッタ５４をそのまま透過し、１／４波長板５５で円偏光とされ、対物レンズ６０を介して光ディスク１５の各記録層に集光される。
【００６８】
光ディスク１５の各記録層からの反射光は、往路とは反対回りの円偏光となり、戻り光として対物レンズ６０を介して１／４波長板５５に入射し、ここで往路と直交した直線偏光（ここではＳ偏光）とされる。そして、この戻り光は偏光ビームスプリッタ５４に入射する。
【００６９】
偏光ビームスプリッタ５４で−Ｚ方向に反射された戻り光は、集光レンズ５８及びシリンダレンズ７３を介してハーフプリズム７６ａに入射する。戻り光に含まれる第３記録層Ｌ３からの戻り光成分は、ハーフプリズム７６ａで反射され、ピンホール７５ａを介して受光器Ｐｄ３で受光される。
【００７０】
ハーフプリズム７６ａを透過した戻り光は、ハーフプリズム７６ｂに入射する。この戻り光に含まれる第２記録層Ｌ２からの戻り光成分は、ハーフプリズム７６ｂで反射され、ピンホール７５ｂを介して受光器Ｐｄ２で受光される。
【００７１】
ハーフプリズム７６ｂを透過した戻り光は、ピンホール７５ｃを介して受光器Ｐｄ１で受光される。
【００７２】
なお、各ピンホールは、層間クロストークを除去するために設けられている。
【００７３】
また、各受光器は、通常の光ディスク装置と同様に、ウォブル信号情報、再生データ情報、フォーカスエラー情報及びトラックエラー情報などを含む信号を出力する複数の受光素子（又は複数の受光領域）を含んで構成されている。各受光素子（又は各受光領域）はそれぞれ光電変換により受光量に応じた信号を生成し、再生信号処理回路２８に出力する。
【００７４】
図１に戻り、前記再生信号処理回路２８は、光ピックアップ装置２３の各受光器の出力信号（複数の光電変換信号）に基づいて、サーボ信号（フォーカスエラー信号やトラックエラー信号など）、アドレス情報、同期情報、及びＲＦ信号などを取得する。
【００７５】
ここで得られたサーボ信号は制御回路２６に出力され、アドレス情報はＣＰＵ４０に出力され、同期信号はエンコーダ２５や駆動制御回路２６などに出力される。さらに、再生信号処理回路２８は、ＲＦ信号に対して復号処理及び誤り検出処理などを行い、誤りが検出されたときには誤り訂正処理を行った後、再生データとして前記バッファマネージャ３７を介してバッファＲＡＭ３４に格納する。また、再生データに含まれるアドレス情報はＣＰＵ４０に出力される。
【００７６】
駆動制御回路２６は、再生信号処理回路２８からのサーボ信号に基づいて、駆動系の駆動信号を生成し、光ピックアップ装置２３に出力する。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。また、駆動制御回路２６は、ＣＰＵ４０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。
【００７７】
バッファＲＡＭ３４には、光ディスク１５に記録するデータ（記録用データ）、及び光ディスク１５から再生したデータ（再生データ）などが一時的に格納される。このバッファＲＡＭ３４へのデータの入出力は、バッファマネージャ３７によって管理されている。
【００７８】
エンコーダ２５は、ＣＰＵ４０の指示に基づいて、バッファＲＡＭ３４に蓄積されている記録用データをバッファマネージャ３７を介して取り出し、データの変調及びエラー訂正コードの付加などを行ない、光ディスク１５への書き込み信号を生成する。ここで生成された書き込み信号はレーザ制御回路２４に出力される。
【００７９】
レーザ制御回路２４は、光ピックアップ装置２３の各光源の発光パワーを制御する。例えば記録の際には、前記書き込み信号、記録条件、及び各光源の発光特性などに基づいて、各光源の駆動信号がレーザ制御回路２４にて生成される。
【００８０】
インターフェース３８は、上位装置９０（例えば、パソコン）との双方向の通信インターフェースであり、ＡＴＡＰＩ（AT Attachment Packet Interface）、ＳＣＳＩ（Small Computer System Interface）及びＵＳＢ（Universal Serial Bus）などの標準インターフェースに準拠している。
【００８１】
フラッシュメモリ３９には、ＣＰＵ４０にて解読可能なコードで記述された各種プログラム、及び各光源の発光特性などが格納されている。
【００８２】
ＣＰＵ４０は、フラッシュメモリ３９に格納されている上記プログラムに従って前記各部の動作を制御するとともに、制御に必要なデータなどをＲＡＭ４１及びバッファＲＡＭ３４に保存する。
【００８３】
《記録処理》
次に、上位装置９０からユーザデータの記録要求があったときの、光ディスク装置２０における処理（記録処理）について図４を用いて説明する。図４のフローチャートは、ＣＰＵ４０によって実行される一連の処理アルゴリズムに対応している。
【００８４】
上位装置９０から記録要求コマンドを受信すると、図４のフローチャートに対応するプログラムの先頭アドレスがＣＰＵ４０のプログラムカウンタにセットされ、記録処理がスタートする。
【００８５】
最初のステップ４０１では、所定の線速度（又は角速度）で光ディスク１５が回転するように駆動制御回路２６に指示するとともに、上位装置９０から記録要求コマンドを受信した旨を再生信号処理回路２８などに通知する。また、記録要求コマンドに基づいて記録対象の記録層を特定し、該特定結果を再生信号処理回路２８、エンコーダ２５、及びレーザ制御回路２４などに通知する。なお、ここでは、第１記録層Ｌ１と第２記録層Ｌ２と第３記録層Ｌ３とにユーザデータが記録されるものとする。
【００８６】
次のステップ４０３では、バッファＲＡＭ３４に蓄積されている上位装置９０からのユーザデータ（記録用データ）を、第１記録層Ｌ１に記録するユーザデータ、第２記録層Ｌ２に記録するユーザデータ、及び第３記録層Ｌ３に記録するユーザデータに分割する。
【００８７】
次のステップ４０５では、指定アドレスに対応する目標位置近傍に光スポットが形成されるように、駆動制御回路２６に指示する。これにより、シーク動作が行なわれる。なお、シーク動作が不要であれば、ここでの処理はスキップされる。
【００８８】
次のステップ４０７では、記録を許可する。これにより、エンコーダ２５、レーザ制御回路２４及び光ピックアップ装置２３を介して、光ディスク１５の各記録層にユーザデータがそれぞれ記録される。
【００８９】
次のステップ４０９では、記録が完了したか否かを判断する。完了していなければ、ここでの判断は否定され、所定時間経過後に再度判断する。記録が完了していれば、ここでの判断は肯定され、記録処理を終了する。ここでは、各記録層への記録がほぼ同時に行われるため、従来よりも単時間で記録処理を終了することができる。
【００９０】
《再生処理》
次に、上位装置９０から再生要求があったときの、光ディスク装置２０における処理（再生処理）について図５を用いて説明する。図５のフローチャートは、ＣＰＵ４０によって実行される一連の処理アルゴリズムに対応している。
【００９１】
上位装置９０から再生要求コマンドを受信すると、図５のフローチャートに対応するプログラムの先頭アドレスがＣＰＵ４０のプログラムカウンタにセットされ、再生処理がスタートする。
【００９２】
最初のステップ５０１では、所定の線速度（又は角速度）で光ディスク１５が回転するように駆動制御回路２６に指示するとともに、上位装置９０から再生要求コマンドを受信した旨を再生信号処理回路２８などに通知する。また、再生要求コマンドに基づいて再生対象の記録層を特定し、該特定結果を再生信号処理回路２８及びレーザ制御回路２４などに通知する。なお、ここでは、第１記録層Ｌ１と第２記録層Ｌ２と第３記録層Ｌ３とから再生するものとする。
【００９３】
次のステップ５０３では、指定アドレスに対応する目標位置近傍に光スポットが形成されるように、駆動制御回路２６に指示する。これにより、シーク動作が行なわれる。なお、シーク動作が不要であれば、ここでの処理はスキップされる。
【００９４】
次のステップ５０５では、再生を許可する。これにより、光ピックアップ装置２３及び再生信号処理回路２８を介して、光ディスク１５の各記録層に記録されているデータがそれぞれ再生される。
【００９５】
次のステップ５０７では、再生が完了したか否かを判断する。完了していなければ、ここでの判断は否定され、所定時間経過後に再度判断する。再生が完了していれば、ここでの判断は肯定され、ステップ５０９に移行する。
【００９６】
このステップ５０９では、第１記録層Ｌ１からの再生データと第２記録層Ｌ２からの再生データと第３記録層Ｌ３からの再生データとを連結し、上位装置９０に転送する。そして、再生処理を終了する。ここでは、各記録層からの再生がほぼ同時に行われるため、従来よりも単時間で再生処理を終了することができる。
【００９７】
以上の説明から明らかなように、本第１の実施形態に係る光ディスク装置２０では、再生信号処理回路２８と、ＣＰＵ４０及び該ＣＰＵ４０によって実行されるプログラムとによって、処理装置が実現されている。なお、ＣＰＵ４０によるプログラムに従う処理によって実現された処理装置の少なくとも一部をハードウェアによって実現することとしても良いし、あるいは全てをハードウェアによって実現することとしても良い。
【００９８】
また、本第１の実施形態に係る光ピックアップ装置２３では、３個の光源（Ｌｄ１、Ｌｄ２、Ｌｄ３）と２個のホログラム素子（Ｈ１、Ｈ３）とによって光源ユニットが実現されている。
【００９９】
以上説明したように、本第１の実施形態に係る光ピックアップ装置２３によると、３個の光源（Ｌｄ１、Ｌｄ２、Ｌｄ３）と、光源Ｌｄ１からの光を＋Ｘ方向に回折し、光源Ｌｄ２及びＬｄ３からの光を回折せずにそのまま透過させるホログラム素子Ｈ１と、ホログラム素子Ｈ１をそのまま透過した光源Ｌｄ３からの光を＋Ｘ方向に回折し、ホログラム素子Ｈ１をそのまま透過した光源Ｌｄ２からの光及びホログラム素子Ｈ１からの回折光をそのまま透過させるホログラム素子Ｈ３と、を有している。そして、ホログラム素子Ｈ１とホログラム素子Ｈ３は、いずれも光の入射面と回折光の出射面とが略平行な体積ホログラム素子であり、３個の光源（Ｌｄ１、Ｌｄ２、Ｌｄ３）と対物レンズ６０との間の光路上に並んで配置されている。これにより、光利用効率を低下させることなく、照明系を小型化することができ、その結果として、性能低下を招くことなく、小型化を図ることが可能となる。
【０１００】
また、本第１の実施形態に係る光ディスク装置２０によると、本第１の実施形態に係る光ピックアップ装置２３を備えているため、複数の記録層を有する光ディスクに対するアクセス精度を低下させることなく、小型化を図ることが可能となる。
【０１０１】
また、本第１の実施形態に係る光ディスク装置２０によると、第１記録層Ｌ１への記録と第２記録層Ｌ２への記録と第３記録層Ｌ３への記録とをほぼ同時に行うことができるため、光ディスクへの記録処理を迅速に行うことが可能となる。
【０１０２】
また、本第１の実施形態に係る光ディスク装置２０によると、第１記録層Ｌ１からの再生と第２記録層Ｌ２からの再生と第３記録層Ｌ３からの再生とをほぼ同時に行うことができるため、光ディスクからの再生処理を迅速に行うことが可能となる。
【０１０３】
なお、上記第１の実施形態において、記録と再生をほぼ同時に行うことも可能である。例えば、第１記録層Ｌ１への情報の記録を行いつつ、第２記録層Ｌ２から情報の再生を行うことができる。
【０１０４】
また、上記第１の実施形態において、一例として図６に示されるように、前記ハーフプリズム７６ａと前記ハーフプリズム７６ｂとに代えて、前記偏光ビームスプリッタ５４と前記集光レンズ５８との間の戻り光の光路上に２個のホログラム素子（Ｒ３、Ｒ１）を配置しても良い。ホログラム素子Ｒ３とホログラム素子Ｒ１は、互いにブラッグ条件が異なり、いずれも光の入射面と回折光の出射面とが略平行の体積ホログラム素子である。
【０１０５】
ホログラム素子Ｒ３は、偏光ビームスプリッタ５４の−Ｚ側に配置され、偏光ビームスプリッタ５４で−Ｚ方向に反射された戻り光に含まれる第３記録層Ｌ３からの戻り光成分が、そのブラッグ条件を満足するように設定されている。従って、戻り光に含まれる第３記録層Ｌ３からの戻り光成分は、ホログラム素子Ｒ３で回折される。このホログラム素子Ｒ３から出射される回折光（図６では図示省略）は、前記集光レンズ５８の光軸に対して若干傾斜している。また、ホログラム素子Ｒ３は、対物レンズ６０に対する第２記録層Ｌ２の位置と第３記録層Ｌ３の位置の差に起因する収差を補正する機能を有している。なお、偏光ビームスプリッタ５４で−Ｚ方向に反射された戻り光に含まれる第１記録層Ｌ１からの戻り光成分及び第２記録層Ｌ２からの戻り光成分は、ホログラム素子Ｒ３のブラッグ条件を満足せず、ホログラム素子Ｒ３をそのまま透過する。
【０１０６】
ホログラム素子Ｒ１は、ホログラム素子Ｒ３の−Ｚ側に配置され、ホログラム素子Ｒ３をそのまま透過した戻り光に含まれる第１記録層Ｌ１からの戻り光成分が、そのブラッグ条件を満足するように設定されている。従って、戻り光に含まれる第１記録層Ｌ１からの戻り光成分は、ホログラム素子Ｒ１で回折される。このホログラム素子Ｒ１から出射される回折光（図６では図示省略）は、前記集光レンズ５８の光軸に対して若干傾斜している。また、ホログラム素子Ｒ１は、対物レンズ６０に対する第２記録層Ｌ２の位置と第１記録層Ｌ１の位置の差に起因する収差を補正する機能を有している。なお、ホログラム素子Ｒ３からの回折光及びホログラム素子Ｒ３をそのまま透過した戻り光に含まれる第２記録層Ｌ２からの戻り光成分は、ホログラム素子Ｒ１のブラッグ条件を満足せず、ホログラム素子Ｒ１をそのまま透過する。
【０１０７】
これにより、各受光器を同一面上に配置することができ、かつ小さな検出スポットで正常なフォーカス信号を発生させることができる。すなわち、前記受光器Ｐｄ３は前記受光器Ｐｄ２の−Ｘ側に配置され、前記受光器Ｐｄ１は前記受光器Ｐｄ２の＋Ｘ側に配置される。
【０１０８】
この場合には、２個のホログラム素子（Ｒ３、Ｒ１）と３個の受光器（Ｐｄ１、Ｐｄ２、Ｐｄ３）とによって光検出ユニットが実現されている。そして、前記各ピンホールは不要である。なお、この場合に、ホログラム素子Ｒ１が偏光ビームスプリッタ５４の−Ｚ側に配置され、ホログラム素子Ｒ１の−Ｚ側にホログラム素子Ｒ３が配置されても良い。
【０１０９】
これにより、光利用効率を低下させることなく、検出系を小型化することができ、その結果として、更に性能低下を招くことなく、光ピックアップ装置の小型化を図ることが可能となる。
【０１１０】
また、上記第１の実施形態では、光源が３個の場合について説明したが、これに限定されるものではない。
【０１１１】
また、上記第１の実施形態では、光ディスク１５の記録層が３層の場合について説明したが、これに限定されるものではない。
【０１１２】
また、上記第１の実施形態において、各ホログラム素子を作成する際に用いられる情報光に高次の球面収差を加えても良い。これにより、球面収差を完全に補正することも可能である。また、トラッキング制御時の対物レンズ６０のシフトに起因する収差を、前記情報光に付加しても良い。この場合に、前記光源Ｌｄ２に対応して、上述した収差補正作用が付加されたホログラム素子が、更に設けられても良い。
【０１１３】
《第２の実施形態》
この第２の実施形態は、前述した第１の実施形態における各光源に代えて、ホログラムユニットをそれぞれ用いる点に特徴を有する。光ピックアップ装置を除く光ディスク装置の構成は、第１の実施形態と同様である。従って、以下においては、第１の実施形態との相違点を中心に説明するとともに、第１の実施形態と同一若しくは同等の構成部分については同一の符号を用い、その説明を簡略化し若しくは省略するものとする。
【０１１４】
本第２の実施形態に係る光ピックアップ装置２３は、図７に示されるように、３個のホログラムユニット（ＨＵ１、ＨＵ２、ＨＵ３）、コリメートレンズ５２、２個のホログラム素子（Ｈ１１、Ｈ３１）、λ／４板５５、対物レンズ６０、及び対物レンズ６０を駆動するための不図示の駆動系などを備えている。各ホログラムユニットは、それぞれ同じ特性のホログラムユニットである。
【０１１５】
ホログラムユニットＨＵ２は、一例として図８（Ａ）に示されるように、波長が６６０ｎｍのレーザ光を出射する光源ｋ２、受光器ｍ２及び偏光ホログラムｎ２を有し、コリメートレンズ５２の光軸上に配置されている。光源ｋ２からはＰ偏光の光が出射されるものとする。偏光ホログラムｎ２は、光源ｋ２の＋Ｘ側に配置され、Ｐ偏光に対する反射率が小さく、Ｓ偏光に対する反射率が大きくなるように設定されている。受光器ｍ２は、光源ｋ２の近傍に配置され、偏光ホログラムｎ２で偏向された戻り光を受光する。従って、光源ｋ２から出射された光は、偏光ホログラムｎ２を介してコリメートレンズ５２に入射する。
【０１１６】
ホログラムユニットＨＵ１は、一例として図８（Ｂ）に示されるように、波長が６６０ｎｍのレーザ光を出射する光源ｋ１、受光器ｍ１及び偏光ホログラムｎ１を有し、ホログラムユニットＨＵ２の＋Ｚ側に配置されている。光源ｋ１からはＰ偏光の光が出射されるものとする。偏光ホログラムｎ１は、光源ｋ１の＋Ｘ側に配置され、Ｐ偏光に対する反射率が小さく、Ｓ偏光に対する反射率が大きくなるように設定されている。受光器ｍ１は、光源ｋ１の近傍に配置され、偏光ホログラムｎ１で偏向された戻り光を受光する。従って、光源ｋ１から出射された光は、偏光ホログラムｎ１を介してコリメートレンズ５２に入射する。
【０１１７】
ホログラムユニットＨＵ３は、一例として図８（Ｃ）に示されるように、波長が６６０ｎｍのレーザ光を出射する光源ｋ３、受光器ｍ３及び偏光ホログラムｎ３を有し、ホログラムユニットＨＵ２の−Ｚ側に配置されている。光源ｋ３からはＰ偏光の光が出射されるものとする。偏光ホログラムｎ３は、光源ｋ３の＋Ｘ側に配置され、Ｐ偏光に対する反射率が小さく、Ｓ偏光に対する反射率が大きくなるように設定されている。受光器ｍ３は、光源ｋ３の近傍に配置され、偏光ホログラムｎ３で偏向された戻り光を受光する。従って、光源ｋ３から出射された光は、偏光ホログラムｎ３を介してコリメートレンズ５２に入射する。
【０１１８】
ホログラム素子Ｈ１１とホログラム素子Ｈ３１は、互いにブラッグ条件が異なり、いずれも光の入射面と回折光の出射面とが略平行の体積ホログラム素子である。また、各ホログラム素子の角度倍率は、いずれも１よりも小さい。各ホログラム素子は、材料にサーモプラスチック又はフォトポリマーが用いられ、いわゆる２光束干渉露光法を用いて作成されている。
【０１１９】
ホログラム素子Ｈ１１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を介したホログラムユニットＨＵ１からの光が、そのブラッグ条件を満足するように設定されている。従って、ホログラム素子Ｈ１１は、コリメートレンズ５２を介したホログラムユニットＨＵ１からの光を回折する。このホログラム素子Ｈ１１から出射される回折光（図７では図示省略）は、対物レンズ６０の光軸に対して若干傾斜した、やや収束ぎみの光となり、その収束の程度は、ホログラムユニットＨＵ２からの光が記録層Ｌ２に集光するときに、ホログラムユニットＨＵ１からの光が記録層Ｌ１に集光するように、予め光学パラメータによって設計されている。
【０１２０】
また、ホログラム素子Ｈ１１は、対物レンズ６０に対する第２記録層Ｌ２の位置と第１記録層Ｌ１の位置の差に起因する収差を補正する機能を有している。なお、コリメートレンズ５２を介したホログラムユニットＨＵ２からの光及びホログラムユニットＨＵ３からの光は、いずれもホログラム素子Ｈ１１のブラッグ条件を満足せず、ホログラム素子Ｈ１１をそのまま透過する。
【０１２１】
ホログラム素子Ｈ３１は、ホログラム素子Ｈ１１の＋Ｘ側に配置され、ホログラム素子Ｈ１１をそのまま透過したホログラムユニットＨＵ３からの光が、そのブラッグ条件を満足するように設定されている。従って、ホログラム素子Ｈ３１は、ホログラム素子Ｈ１１をそのまま透過したホログラムユニットＨＵ３からの光を回折する。このホログラム素子Ｈ３１から出射される回折光（図７では図示省略）は、対物レンズ６０の光軸に対して若干傾斜した、やや発散ぎみの光となり、その発散の程度は、ホログラムユニットＨＵ２からの光が記録層Ｌ２に集光するときに、ホログラムユニットＨＵ３からの光が記録層Ｌ３に集光するように、予め光学パラメータによって設計されている。
【０１２２】
また、ホログラム素子Ｈ３１は、対物レンズ６０に対する第２記録層Ｌ２の位置と第３記録層Ｌ３の位置の差に起因する収差を補正する機能を有している。なお、ホログラム素子Ｈ１１からの回折光及びホログラム素子Ｈ１１をそのまま透過したホログラムユニットＨＵ２からの光は、いずれもホログラム素子Ｈ３１のブラッグ条件を満足せず、ホログラム素子Ｈ３１をそのまま透過する。
【０１２３】
λ／４板５５は、ホログラム素子Ｈ３１の＋Ｘ側に配置され、この１／４波長板５５の＋Ｘ側に対物レンズ６０が配置されている。
【０１２４】
上記のように構成される本第２の実施形態に係る光ピックアップ装置２３の作用を簡単に説明する。
【０１２５】
光源ｋ１から出射された直線偏光（ここではＰ偏光）の光は、偏光ホログラムｎ１を介してコリメートレンズ５２に入射し、ホログラム素子Ｈ１１で回折され、ホログラム素子Ｈ３１をそのまま透過し、１／４波長板５５に入射する。そして、１／４波長板５５で円偏光とされ、対物レンズ６０を介して光ディスク１５の記録層Ｌ１に集光される。
【０１２６】
光源ｋ２から出射された直線偏光（ここではＰ偏光）の光は、偏光ホログラムｎ２を介してコリメートレンズ５２に入射し、ホログラム素子Ｈ１１及びホログラム素子Ｈ３１をそのまま透過し、１／４波長板５５に入射する。そして、１／４波長板５５で円偏光とされ、対物レンズ６０を介して光ディスク１５の記録層Ｌ２に集光される。
【０１２７】
光源ｋ３から出射された直線偏光（ここではＰ偏光）の光は、偏光ホログラムｎ３を介してコリメートレンズ５２に入射し、ホログラム素子Ｈ１１をそのまま透過し、ホログラム素子Ｈ３１で回折され、１／４波長板５５に入射する。そして、１／４波長板５５で円偏光とされ、対物レンズ６０を介して光ディスク１５の記録層Ｌ３に集光される。
【０１２８】
そこで、各光源を同時に発光させると、各記録層に同時に光スポットを形成することができる。但し、前述した第１の実施形態と異なり、Ｚ軸方向における各光スポットの位置は互いに異なっている。すなわち、各光スポットは、光ディスク１５の回転中心からの距離が、互いに異なっている。
【０１２９】
光ディスク１５からの反射光は、往路とは反対回りの円偏光となり、戻り光として対物レンズ６０を介して１／４波長板５５に入射し、ここで往路と直交した直線偏光（ここではＳ偏光）とされる。そして、この戻り光はホログラム素子Ｈ３１に入射し、戻り光に含まれる第３記録層Ｌ３からの戻り光成分が回折される。この回折光は、コリメートレンズ５２の光軸に対して若干傾斜している。
【０１３０】
ホログラム素子Ｈ３１を介した戻り光は、ホログラム素子Ｈ１１に入射し、戻り光に含まれる第１記録層Ｌ１からの戻り光成分が回折される。この回折光は、コリメートレンズ５２の光軸に対して若干傾斜している。
【０１３１】
ホログラム素子Ｈ１１を介した戻り光は、コリメートレンズ５２に入射する。
【０１３２】
コリメートレンズ５２に入射した戻り光に含まれる第３記録層Ｌ３からの戻り光成分（ホログラム素子Ｈ３１で回折された光）は、ホログラムユニットＨＵ３に向けてコリメートレンズ５２から出射され、偏光ホログラムｎ３を介して受光器ｍ３で受光される。
【０１３３】
コリメートレンズ５２に入射した戻り光に含まれる第１記録層Ｌ１からの戻り光成分（ホログラム素子Ｈ１１で回折された光）は、ホログラムユニットＨＵ１に向けてコリメートレンズ５２から出射され、偏光ホログラムｎ１を介して受光器ｍ１で受光される。
【０１３４】
コリメートレンズ５２に入射した戻り光に含まれる第２記録層Ｌ２からの戻り光成分（各ホログラム素子をそのまま透過した光）は、ホログラムユニットＨＵ２に向けてコリメートレンズ５２から出射され、偏光ホログラムｎ２を介して受光器ｍ２で受光される。
【０１３５】
各受光器は、前述した第１の実施形態と同様に構成され、受光量に応じた信号を再生信号処理回路２８に出力する。
【０１３６】
以上説明したように、本第２の実施形態に係る光ピックアップ装置２３によると、３個の光源（ｋ１、ｋ２、ｋ３）と、光源ｋ１からの光を対物レンズ６０に向かう方向に回折するとともに、光源ｋ１から出射された光の対物レンズ６０を介した戻り光を受光器ｍ１に向かう方向に回折するホログラム素子Ｈ１１と、光源ｋ３からの光を対物レンズ６０に向かう方向に回折するとともに、光源ｋ３から出射された光の対物レンズ６０を介した戻り光を受光器ｍ３に向かう方向に回折するホログラム素子Ｈ３１と、を有し、各ホログラム素子は、いずれも光の入射面と回折光の出射面とが略平行な体積ホログラム素子であり、Ｘ軸方向に並んで配置されている。これにより、前述した第１の実施形態よりも更に、光ピックアップ装置及び光ディスク装置の小型化を促進することができる。
【０１３７】
ところで、上記第２の実施形態において、仮に、光ディスク１５の回転中心からの距離が互いに等しい位置に、各光スポットが形成されると、第１記録層Ｌ１からの戻り光成分、第２記録層Ｌ２からの戻り光成分、及び第３記録層Ｌ３からの戻り光成分は、各体積ホログラム素子の光軸近傍における入射角が、いずれもほぼ等しくなり、例えば、ホログラム素子Ｈ３１では第３記録層Ｌ３からの戻り光成分だけでなく、第１記録層Ｌ１からの戻り光成分及び第２記録層Ｌ２からの戻り光成分の一部も回折されてしまう。しかしながら、本第２の実施形態では、各記録層に形成される光スポットは、光ディスク１５の回転中心からの距離が互いに異なっているため、各ホログラム素子では、光軸近傍における、第１記録層Ｌ１からの戻り光成分の入射角度と、第２記録層Ｌ２からの戻り光成分の入射角度と、第３記録層Ｌ３からの戻り光成分の入射角度とを、互いに異ならせることができる。従って、ホログラム素子Ｈ３１では第３記録層Ｌ３からの戻り光成分のみが回折され、ホログラム素子Ｈ１１では第１記録層Ｌ１からの戻り光成分のみが回折されるようにすることが可能となる。すなわち、各ホログラム素子における戻り光の分離特性が向上する。
【０１３８】
なお、上記第２の実施形態において、前記ホログラムユニットＨＵ２からの光の収差を補正する必要があるときには、一例として図９に示されるように、前記２個のホログラム素子（Ｈ１１、Ｈ３１）に代えて、３個のホログラムユニット（ＨＵ１、ＨＵ２、ＨＵ３）のそれぞれに対応した３個のホログラム素子（Ｈ１３、Ｈ２３、Ｈ３３）を用いても良い。この場合には、全てのホログラム素子で、対応するホログラムユニットからの光を０次光と１次回折光とを分離するために、一例として各光源から出射される光の最大強度出射方向を前記対物レンズ６０の光軸に対して傾斜させている。
【０１３９】
３つのホログラム素子（Ｈ１３、Ｈ２３、Ｈ３３）は、互いにブラッグ条件が異なり、いずれも光の入射面と回折光の出射面とが略平行の体積ホログラム素子である。
【０１４０】
ホログラム素子Ｈ１３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を介したホログラムユニットＨＵ１からの光が、そのブラッグ条件を満足するように設定されている。従って、ホログラム素子Ｈ１３は、コリメートレンズ５２を介したホログラムユニットＨＵ１からの光を回折する。このホログラム素子Ｈ１３から出射される回折光（図９では図示省略）は、対物レンズ６０の光軸に対して若干傾斜した、やや収束ぎみの光となり、その収束の程度は、ホログラムユニットＨＵ２からの光が記録層Ｌ２に集光するときに、ホログラムユニットＨＵ１３からの光が記録層Ｌ１に集光するように、予め光学パラメータによって設計されている。
【０１４１】
また、ホログラム素子Ｈ１３は、対物レンズ６０に対する第２記録層Ｌ２の位置と第１記録層Ｌ１の位置の差に起因する収差を補正する機能を有している。なお、コリメートレンズ５２を介したホログラムユニットＨＵ２からの光及びホログラムユニットＨＵ３からの光は、いずれもホログラム素子Ｈ１３のブラッグ条件を満足せず、ホログラム素子Ｈ１３をそのまま透過する。
【０１４２】
ホログラム素子Ｈ２３は、ホログラム素子Ｈ１３の＋Ｘ側に配置され、ホログラム素子Ｈ１３をそのまま透過したホログラムユニットＨＵ２からの光が、そのブラッグ条件を満足するように設定されている。従って、ホログラム素子Ｈ２３は、ホログラム素子Ｈ１３をそのまま透過したホログラムユニットＨＵ２からの光を回折する。このホログラム素子Ｈ２３から出射される回折光は、対物レンズ６０の光軸に略平行の光となる。すなわち、ホログラム素子Ｈ２３の角度倍率は０である。
【０１４３】
なお、ホログラム素子Ｈ１３からの回折光及びホログラム素子Ｈ１３をそのまま透過したホログラムユニットＨＵ３からの光は、いずれもホログラム素子Ｈ２３のブラッグ条件を満足せず、ホログラム素子Ｈ２３をそのまま透過する。
【０１４４】
ホログラム素子Ｈ３３は、ホログラム素子Ｈ２３の＋Ｘ側に配置され、ホログラム素子Ｈ２３をそのまま透過したホログラムユニットＨＵ３からの光が、そのブラッグ条件を満足するように設定されている。従って、ホログラム素子Ｈ３３は、ホログラム素子Ｈ２３をそのまま透過したホログラムユニットＨＵ３からの光を回折する。このホログラム素子Ｈ３３から出射される回折光（図９では図示省略）は、対物レンズ６０の光軸に対して若干傾斜した、やや発散ぎみの光となり、その発散の程度は、ホログラムユニットＨＵ２からの光が記録層Ｌ２に集光するときに、ホログラムユニットＨＵ３からの光が記録層Ｌ３に集光するように、予め光学パラメータによって設計されている。
【０１４５】
また、ホログラム素子Ｈ３３は、対物レンズ６０に対する第２記録層Ｌ２の位置と第３記録層Ｌ３の位置の差に起因する収差を補正する機能を有している。なお、ホログラム素子Ｈ１３からの回折光及びホログラム素子Ｈ２３からの回折光は、いずれもホログラム素子Ｈ３３のブラッグ条件を満足せず、ホログラム素子Ｈ３３をそのまま透過する。
【０１４６】
なお、本第２の実施形態でも、光源が３個に限定されるものではない。また、光ディスク１５の記録層も３層に限定されるものではない。
【０１４７】
《第３の実施形態》
この第３の実施形態は、前述した第１の実施形態及び第２の実施形態と異なり、同一の記録層に複数の光スポットを同時に形成できる点に特徴を有する。光ピックアップ装置を除く光ディスク装置の構成は、データ処理及び信号処理の部分以外は第１の実施形態とほぼ同様である。従って、以下においては、第１の実施形態との相違点を中心に説明するとともに、第１の実施形態と同一若しくは同等の構成部分については同一の符号を用い、その説明を簡略化し若しくは省略するものとする。なお、ここでは、光ディスク１５は、一例として、１つの記録層を有するＤＶＤ系の光ディスクであるものとする。
【０１４８】
本第３の実施形態に係る光ピックアップ装置２３は、一例として図１０に示されるように、３個の光源（Ｌｄ１、Ｌｄ２、Ｌｄ３）、コリメートレンズ５２、２個のホログラム素子（Ｈ１２、Ｈ３２）、偏光ビームスプリッタ５４、λ／４板５５、対物レンズ６０、集光レンズ５８、シリンダレンズ７３、３個の受光器（Ｐｄ１、Ｐｄ２、Ｐｄ３）、及び対物レンズ６０を駆動するための不図示の駆動系などを備えている。
【０１４９】
各光源は、いずれも波長が６６０ｎｍのレーザ光を出射する。ここでは、光源Ｌｄ２はコリメートレンズ５２の光軸上に配置され、光源Ｌｄ１は光源Ｌｄ２の＋Ｚ側に配置され、光源Ｌｄ３は光源Ｌｄ２の−Ｚ側に配置されている。また、一例として各光源からはＰ偏光の光がそれぞれ出射されるものとする。各光源から出射されるレーザ光の最大強度出射方向は、いずれも＋Ｘ方向である。
【０１５０】
コリメートレンズ５２は、各光源の＋Ｘ側に配置され、各光源からの光を略平行光とする。ここでは、光源Ｌｄ１から出射された光は、コリメートレンズ５２を透過すると、一例として図１１（ａ）に示されるように、Ｘ軸方向に対して時計回りにθa1（＋θa1）だけ傾斜した方向に略平行な光となり、光源Ｌｄ２から出射された光は、コリメートレンズ５２を透過すると、一例として図１１（ｂ）に示されるように、Ｘ軸方向に略平行な光となり、光源Ｌｄ３から出射された光は、コリメートレンズ５２を透過すると、一例として図１１（ｃ）に示されるように、Ｘ軸方向に対して反時計回りにθc1（−θc1）だけ傾斜した方向に略平行な光となるものとする。なお、本明細書では、時計回りの傾斜を＋とし、反時計回りの傾斜を−としている。
【０１５１】
ホログラム素子Ｈ１２とホログラム素子Ｈ３２は、互いにブラッグ条件が異なり、いずれも光の入射面と回折光の出射面とが略平行の体積ホログラム素子である。
【０１５２】
ホログラム素子Ｈ１２は、コリメートレンズ５２の＋Ｘ側に配置され、ホログラム素子Ｈ３２は、ホログラム素子Ｈ１２の＋Ｘ側に配置されている。
【０１５３】
各ホログラム素子は、材料にサーモプラスチック又はフォトポリマーが用いられ、いわゆる２光束干渉露光法を用いて作成されている。例えば、一例として図１２（Ａ）に示されるように、ホログラムパターンがまだ形成されていないホログラム素子Ｈｍに、ホログラム素子Ｈｍの左面上側（水平方向に対して＋θa1だけ傾斜した方向）から参照光Ｌｒを入射するとともに、ホログラム素子Ｈｍの左面下側（水平方向に対して−θa2だけ傾斜した方向）から情報光Ｌｉを入射して、ホログラム素子Ｈｍの内部にホログラムパターンを形成することにより、ホログラム素子Ｈ１２が作成される。ここでは、光源Ｌｄ１がコリメートレンズ５２の光軸よりも＋Ｚ側に配置されていることによる収差と同一の収差を参照光Ｌｒに付与し、情報光Ｌｉを無収差としている。すなわち、ホログラム素子Ｈ１２は、光源Ｌｄ１がコリメートレンズ５２の光軸よりも＋Ｚ側に配置されていることによる収差を補正することができる。
【０１５４】
また、一例として図１２（Ｂ）に示されるように、ホログラムパターンがまだ形成されていないホログラム素子Ｈｍに、ホログラム素子Ｈｍの左面下側（水平方向に対して−θc1だけ傾斜した方向）から参照光Ｌｒを入射するとともに、ホログラム素子Ｈｍの左面上側（水平方向に対して＋θc2だけ傾斜した方向）から情報光Ｌｉを入射して、ホログラム素子Ｈｍの内部にホログラムパターンを形成することにより、ホログラム素子Ｈ３２が作成される。ここでは、光源Ｌｄ３がコリメートレンズ５２の光軸よりも−Ｚ側に配置されていることによる収差と同一の収差を参照光Ｌｒに付与し、情報光Ｌｉを無収差としている。すなわち、ホログラム素子Ｈ３２は、光源Ｌｄ３がコリメートレンズ５２の光軸よりも−Ｚ側に配置されていることによる収差を補正することができる。
【０１５５】
コリメートレンズ５２を介した光源Ｌｄ１からの光は、ホログラム素子Ｈ１２のブラッグ条件を満足するため、ホログラム素子Ｈ１２で回折される。ホログラム素子Ｈ１２は、一例として図１３（Ａ）に示されるように、Ｘ軸方向に対して−θa2だけ傾斜した方向に回折光を出射する。
【０１５６】
また、コリメートレンズ５２を介した光源Ｌｄ２からの光及び光源Ｌｄ３からの光は、いずれもホログラム素子Ｈ１２のブラッグ条件を満足せず、ホログラム素子Ｈ１２をそのまま透過する。
【０１５７】
ホログラム素子Ｈ１２をそのまま透過した光源Ｌｄ３からの光は、ホログラム素子Ｈ３２のブラッグ条件を満足するため、ホログラム素子Ｈ３２で回折される。ホログラム素子Ｈ３２は、一例として図１３（Ｂ）に示されるように、Ｘ軸方向に対して＋θc2だけ傾斜した方向に回折光を出射する。
【０１５８】
また、ホログラム素子Ｈ１２をそのまま透過した光源Ｌｄ２からの及びホログラム素子Ｈ１２からの回折光は、いずれもホログラム素子Ｈ３２のブラッグ条件を満足せず、ホログラム素子Ｈ３２をそのまま透過する。
【０１５９】
なお、コリメートレンズ５２の＋Ｘ側にホログラム素子Ｈ３２が配置され、ホログラム素子Ｈ３２の＋Ｘ側にホログラム素子Ｈ１２が配置されても良い。
【０１６０】
さらに、前記各ホログラム素子からの回折光の強度分布を等しく、あるいは軸対象とするには、前記情報光の強度分布を補正すれば良い。一例として図１４（Ａ）に示されるように、中心軸がずれた通常のガウス強度分布を持つ参照光Ｌｒと情報光Ｌｉで体積ホログラム素子Ｈ１２を作成すると、紙面上側の屈折率変化が大きくなるので、一例として図１４（Ｂ）に示されるように、回折光の強度分布は偏ったガウス分布になり、光ディスクに形成される光スポットの形状が変形して信号特性が劣化するおそれがある。そこで、一例として図１５（Ａ）に示されるように、紙面下側にピーク強度を持つような情報光Ｌｉで体積ホログラム素子Ｈ１２を作成すると、一例として図１５（Ｂ）に示されるように、通常のガウス強度分布を持つ軸対称な回折光が得られる。また、一例として図１６（Ａ）に示されるように、ビーム端部の強度がビーム中心部の強度よりも大きい情報光Ｌｉで体積ホログラム素子Ｈ１２を作成すると、一例として図１６（Ｂ）に示されるように、ビーム端部の強度が大きい回折光が得られる。そこで、情報光Ｌｉの強度分布を調整することにより、回折光の端部強度（ＲＩＭ強度）を調整することができる。これは、通常のビーム整形作用に相当する。
【０１６１】
ここでは、各ホログラム素子から出射される回折光は、そのホログラム素子の光軸に対して軸対称の強度分布を有している。また、各ホログラム素子は、出射される回折光の強度分布の半値全角が、入射光の強度分布の半値全角よりも大きくなるように設定されている。
【０１６２】
図１０に戻り、偏光ビームスプリッタ５４は、ホログラム素子Ｈ３２の＋Ｘ側に配置され、λ／４板５５、対物レンズ６０、集光レンズ５８、及びシリンダレンズ７３は、いずれも前述した第１の実施形態と同様に配置されている。
【０１６３】
受光器Ｐｄ２は、シリンダレンズ７３の−Ｚ側であって、シリンダレンズ７３の光軸上に配置されている。受光器Ｐｄ１は、受光器Ｐｄ２の−Ｘ側に配置され、受光器Ｐｄ３は、受光器Ｐｄ２の＋Ｘ側に配置されている。
【０１６４】
上記のように構成される本第３の実施形態に係る光ピックアップ装置２３の作用を簡単に説明する。
【０１６５】
光源Ｌｄ１から出射された直線偏光（ここではＰ偏光）の光は、コリメートレンズ５２を介してホログラム素子Ｈ１２に入射し、ホログラム素子Ｈ１２で回折され、ホログラム素子Ｈ３２をそのまま透過して偏光ビームスプリッタ５４に入射する。光源Ｌｄ２から出射された直線偏光（ここではＰ偏光）の光は、コリメートレンズ５２を介してホログラム素子Ｈ１２に入射し、ホログラム素子Ｈ１２及びホログラム素子Ｈ３２をそのまま透過して偏光ビームスプリッタ５４に入射する。光源Ｌｄ３から出射された直線偏光（ここではＰ偏光）の光は、コリメートレンズ５２を介してホログラム素子Ｈ１２に入射し、ホログラム素子Ｈ１２をそのまま透過し、ホログラム素子Ｈ３２で回折され、偏光ビームスプリッタ５４に入射する。
【０１６６】
偏光ビームスプリッタ５４に入射した光の大部分は、偏光ビームスプリッタ５４をそのまま透過し、１／４波長板５５で円偏光とされ、対物レンズ６０を介して光ディスク１５の記録層に集光される。
【０１６７】
ここでは、光源Ｌｄ２からの光は、対物レンズ６０の光軸と交差する位置ｔ２に集光され、光源Ｌｄ１からの光は、前記位置ｔ２の＋Ｚ側の位置ｔ１に集光され、光源Ｌｄ３からの光は、前記位置ｔ２の−Ｚ側の位置ｔ３に集光される。すなわち、各光源から出射された光は、光ディスク１５の記録層上の互いに異なる位置に集光される。
【０１６８】
光ディスク１５からの反射光は、往路とは反対回りの円偏光となり、戻り光として対物レンズ６０を介して１／４波長板５５に入射し、ここで往路と直交した直線偏光（ここではＳ偏光）とされる。そして、この戻り光は偏光ビームスプリッタ５４に入射する。
【０１６９】
偏光ビームスプリッタ５４で−Ｚ方向に反射された戻り光は、集光レンズ５８及びシリンダレンズ７３を介して各受光器で受光される。ここでは、位置ｔ１からの戻り光は受光器Ｐｄ１で受光され、位置ｔ２からの戻り光は受光器Ｐｄ２で受光され、位置ｔ３からの戻り光は受光器Ｐｄ３で受光される。
【０１７０】
ところで、光ディスク１５の記録層に形成される各光スポットの間隔Ｄは、各光源のＺ軸方向における間隔ｄｐとホログラム素子の角度倍率ｍ（＝ｓｉｎ（出射角度）／ｓｉｎ（入射角度））とコリメートレンズ５２の焦点距離ｆｃと対物レンズ６０の焦点距離ｆｏとに依存する。すなわち、次の（１）式の関係がある。
【０１７１】
ｍ＝（Ｄ／ｄｐ）×（ｆｃ／ｆｏ）  ……（１）
【０１７２】
そこで、例えば、ｄｐ＝６ｍｍ、ｆｃ＝２４ｍｍ、ｆｏ＝４ｍｍのときに、Ｄ＝０．０１ｍｍとするには、ｍ＝０．０１とすれば良い。ここでは、ｓｉｎ（入射角度）＝Ｄ／ｆｃ＝０．２５であるため、ｓｉｎ（出射角度）＝ｓｉｎ（入射角度）×０．０１＝０．００２５となる。
【０１７３】
この場合に、例えば、受光器Ｐｄ２を４分割受光素子とし、受光器Ｐｄ２の出力信号に基づいて、非点収差法によるトラックエラー信号検出、及びプッシュプル法によるフォーカスエラー信号検出を行っても良い。
【０１７４】
以上の説明から明らかなように、本第３の実施形態に係る光ピックアップ装置２３では、３個の光源（Ｌｄ１、Ｌｄ２、Ｌｄ３）と２個のホログラム素子（Ｈ１２、Ｈ３２）とによって光源ユニットが実現されている。
【０１７５】
以上説明したように、本第３の実施形態に係る光ピックアップ装置２３によると、３個の光源（Ｌｄ１、Ｌｄ２、Ｌｄ３）と、光源Ｌｄ１からの光を回折し、光源Ｌｄ２及び光源Ｌｄ３からの光はいずれも回折せずにそのまま透過させるホログラム素子Ｈ１２と、ホログラム素子Ｈ１２をそのまま透過した光源Ｌｄ３からの光を回折し、ホログラム素子Ｈ１２をそのまま透過した光源Ｌｄ２からの光及びホログラム素子Ｈ１２で回折された光はいずれも回折せずにそのまま透過させるホログラム素子Ｈ３２と、を有し、各ホログラム素子は、いずれも光の入射面と回折光の出射面とが略平行な体積ホログラム素子であり、Ｘ軸方向に並んで配置されている。これにより、光利用効率を低下させることなく、照明系を小型化することができ、その結果として、性能低下を招くことなく、小型化を図ることが可能となる。
【０１７６】
また、本第３の実施形態に係る光ディスク装置によると、本第３の実施形態に係る光ピックアップ装置２３を備えているため、光ディスクに対するアクセス精度を低下させることなく、小型化を図ることが可能となる。
【０１７７】
また、本第３の実施形態に係る光ディスク装置によると、複数のトラックへの記録をほぼ同時に行うことができるため、光ディスクに対する記録処理を迅速に行うことが可能となる。
【０１７８】
また、本第３の実施形態に係る光ディスク装置によると、複数のトラックからの再生をほぼ同時に行うことができるため、光ディスクに対する再生処理を迅速に行うことが可能となる。
【０１７９】
なお、本第３の実施形態において、記録と再生をほぼ同時に行うことも可能である。例えば、一のトラックへの情報の記録を行いつつ、他のトラックから情報を再生することができる。
【０１８０】
なお、上記第３の実施形態でも、光源が３個の場合に限定されるものではない。
【０１８１】
また、上記第３の実施形態において、一例として図１７に示されるように、前記集光レンズ５８とシリンダレンズ７３に代えて、３つのホログラム素子（Ｒ３２、Ｒ２２、Ｒ１２）を、前記偏光ビームスプリッタ５４と前記各受光器との間の光路上に配置しても良い。ホログラム素子Ｒ３２とホログラム素子Ｒ２２とホログラム素子Ｒ１２は、互いにブラッグ条件が異なり、いずれも光の入射面と回折光の出射面とが略平行の体積ホログラム素子である。
【０１８２】
ホログラム素子Ｒ３２は、偏光ビームスプリッタ５４の−Ｚ側に配置され、偏光ビームスプリッタ５４で−Ｚ方向に反射された戻り光に含まれる位置ｔ３からの戻り光成分を回折し、前記受光器Ｐｄ３の受光面に集光するように設定されている。また、ホログラム素子Ｒ３２は、回折光に非点収差を付与する。
【０１８３】
なお、偏光ビームスプリッタ５４で−Ｚ方向に反射された戻り光に含まれる位置ｔ１からの戻り光成分及び位置ｔ２からの戻り光成分は、ホログラム素子Ｒ３２のブラッグ条件を満足せず、ホログラム素子Ｒ３２をそのまま透過する。
【０１８４】
ホログラム素子Ｒ２２は、ホログラム素子Ｒ３２の−Ｚ側に配置され、ホログラム素子Ｒ３２をそのまま透過した戻り光に含まれる位置ｔ２からの戻り光成分を回折し、前記受光器Ｐｄ２の受光面に集光するように設定されている。また、ホログラム素子Ｒ２２は、回折光に非点収差を付与する。
【０１８５】
なお、ホログラム素子Ｒ３２をそのまま透過した戻り光に含まれる位置ｔ２からの戻り光成分以外の光は、ホログラム素子Ｒ２２のブラッグ条件を満足せず、ホログラム素子Ｒ２２をそのまま透過する。
【０１８６】
ホログラム素子Ｒ１２は、ホログラム素子Ｒ２２の−Ｚ側に配置され、ホログラム素子Ｒ２２をそのまま透過した戻り光に含まれる位置ｔ１からの戻り光成分を回折し、前記受光器Ｐｄ１の受光面に集光するように設定されている。また、ホログラム素子Ｒ１２は、回折光に非点収差を付与する。
【０１８７】
なお、ホログラム素子Ｒ２２をそのまま透過した戻り光に含まれる位置ｔ１からの戻り光成分以外の光は、ホログラム素子Ｒ１２のブラッグ条件を満足せず、ホログラム素子Ｒ１２をそのまま透過する。
【０１８８】
すなわち、３つのホログラム素子（Ｒ３２、Ｒ２２、Ｒ１２）は、入射光に対して出射光の発散度を変更するレンズ機能を有している。
【０１８９】
これにより、光利用効率を低下させることなく、検出系を小型化することができ、その結果として、更に性能低下を招くことなく、光ピックアップ装置の小型化を図ることが可能となる。
【０１９０】
また、上記第３の実施形態に係る光ピックアップ装置２３を、ホログラムユニットを用いて構成しても良い。この場合には、対応するホログラムユニットから出射される光、及び対応するホログラムユニットで受光される戻り光を、いずれも回折するホログラム素子が用いられる。
【０１９１】
《第４の実施形態》
この第４の実施形態は、前述した第１〜第３の実施形態と異なり、ＤＶＤ規格に準拠した光ディスク（以下「ＤＶＤ」と略述する）及びＢｌｕ−ｒａｙ規格に準拠した光ディスク（以下「ＢＤ」と略述する）のいずれにも対応可能である点に特徴を有する。光ピックアップ装置を除く光ディスク装置の構成は、データ処理及び信号処理の部分以外は第１の実施形態とほぼ同様である。従って、以下においては、第１の実施形態との相違点を中心に説明するとともに、第１の実施形態と同一若しくは同等の構成部分については同一の符号を用い、その説明を簡略化し若しくは省略するものとする。なお、ここでは、光ディスク１５は、ＤＶＤ及びＢＤのいずれかであるものとし、それぞれを区別する必要がある場合には、ＤＶＤを光ディスク１５ｄとし、ＢＤを光ディスク１５ｂとする。
【０１９２】
本第４の実施形態に係る光ピックアップ装置２３は、図１８に示されるように、２個の光源（Ｌｂ、Ｌｄ）、ホログラム素子Ｈｄ、コリメートレンズ５２、偏光ビームスプリッタ５４、２波長用のλ／４板５５、開口波長フィルタ５７、対物レンズ６０、集光レンズ５８、シリンダレンズ７３、ダイクロイックプリズム７６、２個の受光器（Ｐｄ、Ｐｂ）、及び対物レンズ６０を駆動するための不図示の駆動系などを備えている。なお、対物レンズ６０は、ＢＤに対して最適化されているものとする。
【０１９３】
光源Ｌｂは、光ディスクがＢＤのときに用いられ、波長が４０５ｎｍのレーザ光を出射する。光源Ｌｂから出射されるレーザ光の最大強度出射方向は＋Ｘ方向である。光源Ｌｂは、その発光点がコリメートレンズ５２の焦点と一致する位置に配置されている。光源Ｌｄは、光ディスクがＤＶＤのときに用いられ、波長が６６０ｎｍのレーザ光を出射する。光源Ｌｄは、光源Ｌｂの近傍であって、光源Ｌｄから出射された光がホログラム素子Ｈｄのブラッグ条件を満足するように配置されている。なお、光源Ｌｂ及び光源ＬｄからはＰ偏光の光が出射されるものとする。
【０１９４】
ホログラム素子Ｈｄは、光の入射面と回折光の出射面とが略平行の体積ホログラム素子であり、各光源とコリメートレンズ５２との間の光路上に配置されている。光源Ｌｂから出射された光は、ホログラム素子Ｈｄのブラッグ条件を満足せず、ホログラム素子Ｈｄをそのまま透過する。一方、光源Ｌｄから出射された光は、ホログラム素子Ｈｄのブラッグ条件を満足するため、ホログラム素子Ｈｄで回折される。そして、ホログラム素子Ｈｄからは＋Ｘ方向に向けて回折光が出射される。このホログラム素子Ｈｄは、回折光が、コリメートレンズ５２の焦点よりも＋Ｘ側に位置する仮想発光点Ｓ１から発せられた光と同等の発散光となるように設定されている。このようなホログラム素子Ｈｄは、一例として図１９（Ａ）に示されるように、ホログラムパターンがまだ形成されていないホログラム素子Ｈｍに、光源Ｌｄと同じ位置から参照光Ｌｒを入射するとともに、仮想発光点Ｓ１から情報光Ｌｉを入射して、ホログラム素子Ｈｍの内部にホログラムパターンを形成することにより作成される。仮想発光点Ｓ１は、ＢＤとＤＶＤの基板厚及び波長の違いを考慮して決定される。すなわち、回折光は、一例として図１９（Ｂ）に示されるように、ＢＤとＤＶＤの基板厚及び波長の違いに起因する収差が補正されるような発散光となる。また、ホログラム素子Ｈｄの角度倍率は１よりも小さい。ホログラム素子Ｈｄは、材料にサーモプラスチック又はフォトポリマーが用いられ、いわゆる２光束干渉露光法を用いて作成されている。
【０１９５】
コリメートレンズ５２、偏光ビームスプリッタ５４、λ／４板５５、対物レンズ６０、集光レンズ５８、及びシリンダレンズ７３は、いずれも前述した第１の実施形態と同様に配置されている。
【０１９６】
開口波長フィルタ５７は、λ／４板５５と対物レンズ６０との間の光路上に配置され、波長によって開口径が異なるように設計されている。ここでは、光源Ｌｂからの光は対物レンズ６０の開口数（ＮＡ）が０．８５となるように開口制限され、光源Ｌｄからの光は対物レンズ６０の開口数（ＮＡ）が０．６５となるように開口制限される。この開口波長フィルタ５７は、対物レンズ６０と一体でサーボ駆動される。
【０１９７】
ダイクロイックプリズム７６は、シリンダレンズ７３の−Ｚ側に配置されている。光ディスクがＤＶＤのときの戻り光は、ダイクロイックプリズム７６で＋Ｘ方向に反射され、光ディスクがＢＤのときの戻り光は、ダイクロイックプリズム７６をそのまま透過する。このダイクロイックプリズム７６の＋Ｘ側に受光器Ｐｄが配置されており、ダイクロイックプリズム７６で反射された戻り光を受光する。受光器Ｐｂは、ダイクロイックプリズム７６の−Ｚ側に配置され、ダイクロイックプリズム７６を透過した戻り光を受光する。
【０１９８】
上記のように構成される本第４の実施形態に係る光ピックアップ装置２３の作用を簡単に説明する。
【０１９９】
《光ディスクがＢＤの場合》
光源Ｌｂから出射された直線偏光（ここではＰ偏光）の光は、ホログラム素子Ｈｄをそのまま透過し、コリメートレンズ５２で略平行光となって偏光ビームスプリッタ５４に入射する。コリメートレンズ５２からの光の大部分は偏光ビームスプリッタ５４をそのまま透過し、１／４波長板５５で円偏光とされ、開口波長フィルタ５７で開口制限され、対物レンズ６０を介して光ディスク１５ｂの記録層に集光される。
【０２００】
光ディスク１５ｂからの反射光は、往路とは反対回りの円偏光となり、戻り光として対物レンズ６０及び開口波長フィルタ５７を介して１／４波長板５５に入射し、ここで往路と直交した直線偏光（ここではＳ偏光）とされる。そして、この戻り光は偏光ビームスプリッタ５４に入射する。
【０２０１】
偏光ビームスプリッタ５４で−Ｚ方向に反射された戻り光は、集光レンズ５８及びシリンダレンズ７３を介してダイクロイックプリズム７６に入射し、ダイクロイックプリズム７６をそのまま透過して、受光器Ｐｂで受光される。
【０２０２】
《光ディスクがＤＶＤの場合》
光源Ｌｄから出射された直線偏光（ここではＰ偏光）の光は、ホログラム素子Ｈｄに入射し、ホログラム素子Ｈｄで＋Ｘ方向に回折され、コリメートレンズ５２で若干発散した光となって偏光ビームスプリッタ５４に入射する。回折光の大部分は偏光ビームスプリッタ５４をそのまま透過し、１／４波長板５５で円偏光とされ、開口波長フィルタ５７で開口制限され、対物レンズ６０を介して光ディスク１５ｄの記録層に集光される。
【０２０３】
光ディスク１５ｄからの反射光は、往路とは反対回りの円偏光となり、戻り光として対物レンズ６０及び開口波長フィルタ５７を介して１／４波長板５５に入射し、ここで往路と直交した直線偏光（ここではＳ偏光）とされる。そして、この戻り光は偏光ビームスプリッタ５４に入射する。
【０２０４】
偏光ビームスプリッタ５４で−Ｚ方向に反射された戻り光は、集光レンズ５８及びシリンダレンズ７３を介してダイクロイックプリズム７６に入射し、ダイクロイックプリズム７６で反射されて、受光器Ｐｄで受光される。
【０２０５】
ここでは、光ディスクがＤＶＤの場合には、対物レンズ６０に入射する光が発散光となり、ＢＤとの基板厚及び波長の違いに起因する収差が補正される。なお、ホログラム素子Ｈｄを作成する際に、高次の球面収差や、トラッキング制御時の対物レンズのシストに起因する収差を更に加えても良い。具体的には、非球面レンズや液晶素子などを用いて情報光Ｌｉに高次の球面収差やコマ収差を付加して、ホログラム素子Ｈｍの内部にホログラムパターンを形成する。このような情報光を用いて作成したホログラム素子は、参照光を照射すると作成時の情報光が発生するので、このホログラム素子を用いるとＢＤとの基板厚及び波長の違いだけでなく、トラッキング制御時の対物レンズのシストに起因する収差も補正することができる。また、光ディスクがＢＤの場合に、トラッキング制御時の対物レンズのシストに起因する収差を補正する機能を有するホログラム素子を、更に備えても良い。
【０２０６】
以上の説明から明らかなように、本第４の実施形態に係る光ピックアップ装置２３では、２個の光源（Ｌｂ、Ｌｄ）とホログラム素子Ｈｄとによって光源ユニットが実現されている。
【０２０７】
以上説明したように、本第４の実施形態に係る光ピックアップ装置２３によると、２個の光源（Ｌｂ、Ｌｄ）と、光の入射面と回折光の出射面とが略平行な体積ホログラム素子であって、光源Ｌｂからの光はそのまま透過させ、光源Ｌｄからの光を＋Ｘ方向に回折するホログラム素子Ｈｄと、を有している。これにより、光利用効率を低下させることなく、照明系を小型化することができ、その結果として、性能低下を招くことなく、小型化を図ることが可能となる。
【０２０８】
また、本第４の実施形態に係る光ディスク装置によると、本第４の実施形態に係る光ピックアップ装置２３を備えているため、基板厚が互いに異なる複数種類の光ディスクに対するアクセス精度を低下させることなく、小型化を図ることが可能となる。
【０２０９】
なお、上記第４の実施形態において、一例として図２０に示されるように、前記ダイクロイックプリズム７６に代えてホログラム素子Ｒｄを用いても良い。このホログラム素子Ｒｄは、光の入射面と回折光の出射面とが略平行な体積ホログラムであり、光ディスクがＢＤのときの戻り光をそのまま透過させ、光ディスクがＤＶＤのときの戻り光を回折する。前記受光器Ｐｄは、回折光の集光位置近傍に配置される。また、ホログラム素子Ｒｄは、基板厚の違いに起因する収差を補正する機能も有している。この場合には、２個の受光器（Ｐｂ、Ｐｄ）とホログラム素子Ｒｄとによって光検出ユニットが実現されている。
【０２１０】
これにより、光利用効率を低下させることなく、検出系を小型化することができ、その結果として、更に性能低下を招くことなく、光ピックアップ装置の小型化を図ることが可能となる。
【０２１１】
ところで、対物レンズ６０は基板厚が０．１ｍｍで光源波長が４０５ｎｍのＢＤ用に設計されたレンズであり、基板厚が０．６ｍｍで光源波長が６６０ｎｍのＤＶＤの時には、基板厚と波長の違いによる収差を発生する。このため、受光器Ｐｄを受光器Ｐｂと同一基板上に配置すると、仮にホログラム素子Ｒｄに収差補正の機能がない場合には、光ディスクがＤＶＤのときにフォーカスエラー信号にオフセットや感度低下の不具合が発生する。つまり、光ディスク１５ｂからの戻り光は略平行光の状態で集光レンズ５８に入射するのに対して、光ディスク１５ｄからの戻り光は収束光の状態で集光レンズ５８に入射するため、受光器Ｐｄを受光器Ｐｂよりも手前（＋Ｚ側）に配置しなければならず、スペース的に不都合があった。ここでは、ホログラム素子Ｒｄは、収束光の収差を補正した回折光を生成するので、受光器Ｐｄと受光器Ｐｂを同一面上に配置しても、正常なフォーカスエラー信号を得ることができ、更に小型化及び簡略化を図ることができる。
【０２１２】
また、上記第４の実施形態に係る光ピックアップ装置２３を、ホログラムユニットを用いて構成しても良い。この場合には、対応するホログラムユニットから出射される光、及び対応するホログラムユニットで受光される戻り光を、いずれも回折するホログラム素子が用いられる。
【０２１３】
《第５の実施形態》
この第５の実施形態は、前述した第１〜第４の実施形態と異なり、ＣＤ規格に準拠した光ディスク（以下「ＣＤ」と略述する）、前記ＤＶＤ及び前記ＢＤのいずれにも対応可能である点に特徴を有する。光ピックアップ装置を除く光ディスク装置の構成は、データ処理及び信号処理部分以外は第１の実施形態とほぼ同様である。従って、以下においては、第１の実施形態との相違点を中心に説明するとともに、第１の実施形態と同一若しくは同等の構成部分については同一の符号を用い、その説明を簡略化し若しくは省略するものとする。なお、ここでは、光ディスク１５は、ＣＤ、ＤＶＤ、及びＢＤのいずれかであるものとし、それぞれを区別する必要がある場合には、ＤＶＤを光ディスク１５ｄとし、ＢＤを光ディスク１５ｂとし、ＣＤを光ディスク１５ｃとする。
【０２１４】
本第５の実施形態に係る光ピックアップ装置２３は、一例として図２１に示されるように、３個の光源（Ｌｂ、Ｌｄ、Ｌｃ）、３個のホログラム素子（Ｈｂ1、Ｈｄ1、Ｈｃ1）、偏光ビームスプリッタ５４、３波長用のλ／４板５５、回折光学素子５６、開口波長フィルタ５７、対物レンズ６０、集光レンズ５８、シリンダレンズ７３、２個のダイクロイックプリズム（７６ｃ、７６ｄ）、３個の受光器（Ｐｂ、Ｐｄ、Ｐｃ）、及び対物レンズ６０を駆動するための不図示の駆動系などを備えている。
【０２１５】
光源Ｌｄは、光ディスクがＤＶＤのときに用いられ、波長が６６０ｎｍのレーザ光を出射する。この光源Ｌｄは、偏光ビームスプリッタ５４の光軸上に配置されている。
【０２１６】
光源Ｌｂは、光ディスクがＢＤのときに用いられ、波長が４０５ｎｍのレーザ光を出射する。この光源Ｌｂは、光源Ｌｄの＋Ｚ側に配置されている。
【０２１７】
光源Ｌｃは、光ディスクがＣＤのときに用いられ、波長が７８０ｎｍのレーザ光を出射する。この光源Ｌｃは、光源Ｌｄの−Ｚ側に配置されている。
【０２１８】
また、各光源から出射される光はＰ偏光であるものとする。
【０２１９】
各ホログラム素子は、いずれも光の入射面と回折光の出射面とが略平行な体積ホログラム素子である。また、各ホログラム素子の角度倍率は、いずれも１よりも小さい。各ホログラム素子は、材料にサーモプラスチック又はフォトポリマーが用いられ、いわゆる２光束干渉露光法を用いて作成されている。
【０２２０】
ホログラム素子Ｈｂ1は、各光源の＋Ｘ側に配置され、光源Ｌｂから出射された光が、そのブラッグ条件を満足するように設定されている。従って、光源Ｌｂから出射された光は、ホログラム素子Ｈｂ1で回折される。この回折光は対物レンズ６０の光軸にほぼ平行に出射される。一方、光源Ｌｄ及び光源Ｌｃから出射された光は、ホログラム素子Ｈｂ1のブラッグ条件を満足せず、ホログラム素子Ｈｂ1をそのまま透過する。
【０２２１】
ホログラム素子Ｈｄ1は、ホログラム素子Ｈｂ1の＋Ｘ側に配置され、ホログラム素子Ｈｂ1をそのまま透過した光源Ｌｄからの光が、そのブラッグ条件を満足するように設定されている。従って、ホログラム素子Ｈｂ1をそのまま透過した光源Ｌｄからの光は、ホログラム素子Ｈｄ1で回折される。この回折光は対物レンズ６０の光軸にほぼ平行に出射される。一方、ホログラム素子Ｈｂ1からの回折光及びホログラム素子Ｈｂ1をそのまま透過した光源Ｌｃからの光は、ホログラム素子Ｈｄ1のブラッグ条件を満足せず、ホログラム素子Ｈｄ1をそのまま透過する。
【０２２２】
ホログラム素子Ｈｃ1は、ホログラム素子Ｈｄ1の＋Ｘ側に配置され、ホログラム素子Ｈｄ1をそのまま透過した光源Ｌｃからの光が、そのブラッグ条件を満足するように設定されている。従って、ホログラム素子Ｈｄ1をそのまま透過した光源Ｌｃからの光は、ホログラム素子Ｈｃ1で回折される。この回折光は対物レンズ６０の光軸にほぼ平行に出射される。一方、ホログラム素子Ｈｂ1からの回折光及びホログラム素子Ｈｄ1からの回折光は、ホログラム素子Ｈｃ1のブラッグ条件を満足せず、ホログラム素子Ｈｃ1をそのまま透過する。
【０２２３】
すなわち、各ホログラム素子は、入射光に対して出射光の発散度を変更するレンズ機能を有している。これにより、コリメートレンズが不要となる。このようなホログラム素子は、ホログラム素子を作成する際に用いられる情報光を平行光とすることによって作成することができる。なお、各ホログラム素子の配置順はこれに限定されるものではない。
【０２２４】
偏光ビームスプリッタ５４は、ホログラム素子Ｈｃ1の＋Ｘ側に配置されており、λ／４板５５、対物レンズ６０、集光レンズ５８、及びシリンダレンズ７３は、いずれも前述した第１の実施形態と同様に配置されている。
【０２２５】
また、対物レンズ６０は、ＤＶＤに対して最適化されているものとする。そこで、ホログラムパターン作成時に、ホログラム素子Ｈｂ1には、ＢＤとＤＶＤの基板厚の違いに起因する収差を補正するための収差が付加され、ホログラム素子Ｈｃ1には、ＣＤとＤＶＤの基板厚の違いに起因する収差を補正するための収差が付加されている。
【０２２６】
回折光学素子５６は、λ／４板５５の＋Ｘ側に配置され、各波長に対応した収差補正を行う。開口波長フィルタ５７は、回折光学素子５６の＋Ｘ側に配置され、各波長に対応した開口制限を行う。回折光学素子５６及び開口波長フィルタ５７は、いずれも対物レンズ６０と一体でサーボ駆動される。
【０２２７】
ダイクロイックプリズム７６ｃは、シリンダレンズ７３の−Ｚ側に配置され、光ディスクがＣＤのときに、戻り光を＋Ｘ方向に反射する。このダイクロイックプリズム７６ｃの＋Ｘ側に受光器Ｐｃが配置されており、ダイクロイックプリズム７６ｃで反射された戻り光を受光する。なお、ダイクロイックプリズム７６ｃは、光ディスクがＢＤ及びＤＶＤのときには、戻り光をそのまま透過させる。
【０２２８】
ダイクロイックプリズム７６ｄは、ダイクロイックプリズム７６ｃの−Ｚ側に配置され、光ディスクがＤＶＤのときに、ダイクロイックプリズム７６ｃをそのまま透過した戻り光を＋Ｘ方向に反射する。このダイクロイックプリズム７６ｄの＋Ｘ側に受光器Ｐｄが配置されており、ダイクロイックプリズム７６ｄで反射された戻り光を受光する。なお、ダイクロイックプリズム７６ｄは、光ディスクがＢＤのときには、戻り光をそのまま透過させる。受光器Ｐｂは、ダイクロイックプリズム７６ｄの−Ｚ側に配置され、ダイクロイックプリズム７６ｄを透過した戻り光を受光する。
【０２２９】
上記のように構成される本第５の実施形態に係る光ピックアップ装置２３の作用を簡単に説明する。
【０２３０】
《光ディスクがＢＤの場合》
光源Ｌｂから出射された直線偏光（ここではＰ偏光）の光は、ホログラム素子Ｈｂ1に入射し、ホログラム素子Ｈｂ1で回折され、略平行光となってホログラム素子Ｈｄ1及びホログラム素子Ｈｃ1をそのまま透過し、偏光ビームスプリッタ５４に入射する。回折光の大部分は偏光ビームスプリッタ５４をそのまま透過し、１／４波長板５５で円偏光とされ、回折光学素子５６でＢＤに適した収差補正がなされ、開口波長フィルタ５７でＢＤに適した開口制限がなされ、対物レンズ６０を介して光ディスク１５ｂの記録層に集光される。
【０２３１】
光ディスク１５ｂからの反射光は、往路とは反対回りの円偏光となり、戻り光として対物レンズ６０及び開口波長フィルタ５７を介して回折光学素子５６に入射する。回折光学素子５６で略平行光となった戻り光は１／４波長板５５に入射し、ここで往路と直交した直線偏光（ここではＳ偏光）とされる。そして、この戻り光は偏光ビームスプリッタ５４に入射する。
【０２３２】
偏光ビームスプリッタ５４で−Ｚ方向に反射された戻り光は、集光レンズ５８及びシリンダレンズ７３を介してダイクロイックプリズム７６ｃに入射し、ダイクロイックプリズム７６ｃをそのまま透過してダイクロイックプリズム７６ｄに入射し、ダイクロイックプリズム７６ｄをそのまま透過して受光器Ｐｂで受光される。
【０２３３】
《光ディスクがＤＶＤの場合》
光源Ｌｄから出射された直線偏光（ここではＰ偏光）の光は、ホログラム素子Ｈｂ1を透過してホログラム素子Ｈｄ1に入射し、ホログラム素子Ｈｄ1で回折され、略平行光となってホログラム素子Ｈｃ1をそのまま透過し、偏光ビームスプリッタ５４に入射する。回折光の大部分は偏光ビームスプリッタ５４をそのまま透過し、１／４波長板５５で円偏光とされ、回折光学素子５６をそのまま透過し、開口波長フィルタ５７でＤＶＤに適した開口制限がなされ、対物レンズ６０を介して光ディスク１５ｄの記録層に集光される。
【０２３４】
光ディスク１５ｄからの反射光は、往路とは反対回りの円偏光となり、戻り光として対物レンズ６０及び開口波長フィルタ５７を介して回折光学素子５６に入射する。回折光学素子５６で略平行光となった戻り光は１／４波長板５５に入射し、ここで往路と直交した直線偏光（ここではＳ偏光）とされる。そして、この戻り光は偏光ビームスプリッタ５４に入射する。
【０２３５】
偏光ビームスプリッタ５４で−Ｚ方向に反射された戻り光は、集光レンズ５８及びシリンダレンズ７３を介してダイクロイックプリズム７６ｃに入射し、ダイクロイックプリズム７６ｃをそのまま透過してダイクロイックプリズム７６ｄに入射し、ダイクロイックプリズム７６ｄで反射されて、受光器Ｐｄで受光される。
【０２３６】
《光ディスクがＣＤの場合》
光源Ｌｃから出射された直線偏光（ここではＰ偏光）の光は、ホログラム素子Ｈｂ1及びホログラム素子Ｈｄ1を透過してホログラム素子Ｈｃ1に入射し、ホログラム素子Ｈｃ1で回折され、略平行光となって偏光ビームスプリッタ５４に入射する。回折光の大部分は偏光ビームスプリッタ５４をそのまま透過し、１／４波長板５５で円偏光とされ、回折光学素子５６でＣＤに適した収差補正がなされ、開口波長フィルタ５７でＣＤに適した開口制限がなされ、対物レンズ６０を介して光ディスク１５ｃの記録層に集光される。
【０２３７】
光ディスク１５ｃからの反射光は、往路とは反対回りの円偏光となり、戻り光として対物レンズ６０及び開口波長フィルタ５７を介して回折光学素子５６に入射する。回折光学素子５６で略平行光となった戻り光は１／４波長板５５に入射し、ここで往路と直交した直線偏光（ここではＳ偏光）とされる。そして、この戻り光は偏光ビームスプリッタ５４に入射する。
【０２３８】
偏光ビームスプリッタ５４で−Ｚ方向に反射された戻り光は、集光レンズ５８及びシリンダレンズ７３を介してダイクロイックプリズム７６ｃに入射し、ダイクロイックプリズム７６ｃで反射されて、受光器Ｐｃで受光される。
【０２３９】
以上の説明から明らかなように、本第５の実施形態に係る光ピックアップ装置２３では、３個の光源（Ｌｂ、Ｌｄ、Ｌｃ）と３個のホログラム素子（Ｈｂ1、Ｈｄ1、Ｈｃ1）とによって光源ユニットが実現されている。
【０２４０】
以上説明したように、本第５の実施形態に係る光ピックアップ装置２３によると、３個の光源（Ｌｂ、Ｌｄ、Ｌｃ）と、光源Ｌｂからの光を＋Ｘ方向に回折し、光源Ｌｄ及び光源Ｌｃからの光はいずれも回折せずにそのまま透過させるホログラム素子Ｈｂ１と、ホログラム素子Ｈｂ１をそのまま透過した光源Ｌｄからの光を＋Ｘ方向に回折し、ホログラム素子Ｈｂ１をそのまま透過した光源Ｌｃからの光及びホログラム素子Ｈｂ１で回折された光はいずれも回折せずにそのまま透過させるホログラム素子Ｈｄ１と、ホログラム素子Ｈｄ１をそのまま透過した光源Ｌｃからの光を＋Ｘ方向に回折し、ホログラム素子Ｈｂ１で回折された光及びホログラム素子Ｈｄ１で回折された光はいずれも回折せずにそのまま透過させるホログラム素子Ｈｃ１と、を有し、各ホログラム素子は、いずれも光の入射面と回折光の出射面とが略平行な体積ホログラム素子であり、Ｘ軸方向に並んで配置されている。これにより、光利用効率を低下させることなく、照明系を小型化することができ、その結果として、性能低下を招くことなく、小型化を図ることが可能となる。
【０２４１】
また、本第５の実施形態に係る光ディスク装置によると、本第５の実施形態に係る光ピックアップ装置２３を備えているため、基板厚が互いに異なる複数種類の光ディスクに対するアクセス精度を低下させることなく、小型化を図ることが可能となる。
【０２４２】
なお、上記第５の実施形態において、一例として図２２に示されるように、前記集光レンズ５８、前記シリンドリカルレンズ７３、前記ダイクロイックプリズム７６ｃ、及び前記ダイクロイックプリズム７６ｄに代えて、３個のホログラム素子（Ｒｃ1、Ｒｄ1、Ｒｂ1）を用いても良い。これら３個のホログラム素子（Ｒｃ1、Ｒｄ1、Ｒｂ1）は、いずれも、ブラッグ条件が互いに異なり、光の入射面と回折光の出射面とが略平行な体積ホログラム素子である。
【０２４３】
ホログラム素子Ｒｃ1は、偏光ビームスプリッタ５４の−Ｚ側に配置され、光ディスクがＣＤのときの戻り光が、そのブラッグ条件を満足するように設定されている。従って、光ディスクがＣＤのときの戻り光は、ホログラム素子Ｒｃ1で回折され、所定位置に集光される。このホログラム素子Ｒｃ１は、ＣＤとＤＶＤの基板厚の違いに起因する収差を補正するとともに、出射される回折光に非点収差を付与している。なお、光ディスクがＢＤ及びＤＶＤのときの戻り光は、いずれもホログラム素子Ｒｃ1のブラッグ条件を満足せず、ホログラム素子Ｒｃ1をそのまま透過する。
【０２４４】
ホログラム素子Ｒｄ1は、ホログラム素子Ｒｃ1の−Ｚ側に配置され、光ディスクがＤＶＤのときの戻り光が、そのブラッグ条件を満足するように設定されている。従って、光ディスクがＤＶＤのときの戻り光は、ホログラム素子Ｒｄ1で回折され、所定位置に集光される。このホログラム素子Ｒｄ１は、出射される回折光に非点収差を付与している。なお、光ディスクがＢＤのときの戻り光、及びホログラム素子Ｒｃ１で回折された戻り光は、いずれもホログラム素子Ｒｄ1のブラッグ条件を満足せず、ホログラム素子Ｒｄ1をそのまま透過する。
【０２４５】
ホログラム素子Ｒｂ1は、ホログラム素子Ｒｄ1の−Ｚ側に配置され、光ディスクがＢＤのときの戻り光が、そのブラッグ条件を満足するように設定されている。従って、光ディスクがＢＤのときの戻り光は、ホログラム素子Ｒｂ1で回折され、所定位置に集光される。このホログラム素子Ｒｂ１は、ＢＤとＤＶＤの基板厚の違いに起因する収差を補正するとともに、出射される回折光に非点収差を付与している。なお、ホログラム素子Ｒｃ１で回折された戻り光及びホログラム素子Ｒｄ１で回折された戻り光は、いずれもホログラム素子Ｒｂ1のブラッグ条件を満足せず、ホログラム素子Ｒｂ1をそのまま透過する。
【０２４６】
すなわち、３個のホログラム素子（Ｒｃ1、Ｒｄ1、Ｒｂ1）は、いずれも前記集光レンズ５８と同等のレンズ機能及び前記シリンドリカルレンズ７３と同等のレンズ機能を有している。なお、３個のホログラム素子（Ｒｃ1、Ｒｄ1、Ｒｂ1）の配置の順序はこれに限定されるものではない。
【０２４７】
この場合には、前記受光器Ｐｃは、ホログラム素子Ｒｃ1からの回折光の集光位置近傍に配置され、前記受光器Ｐｄは、ホログラム素子Ｒｄ1からの回折光の集光位置近傍に配置され、前記受光器Ｐｂは、ホログラム素子Ｒｂ1からの回折光の集光位置近傍に配置される。すなわち、各受光器を同一面上に配置することができる。
【０２４８】
この場合には、３個の受光器（Ｐｄ、Ｐｂ、Ｐｃ）と３個のホログラム素子（Ｒｃ1、Ｒｄ1、Ｒｂ1）とによって光検出ユニットが実現されている。
【０２４９】
これにより、光利用効率を低下させることなく、検出系を小型化することができ、その結果として、更に性能低下を招くことなく、光ピックアップ装置の小型化を図ることが可能となる。
【０２５０】
《第６の実施形態》
この第６の実施形態は、上記第５の実施形態における各光源に代えてホログラムユニットを用いる点に特徴を有する。従って、以下においては、第５の実施形態との相違点を中心に説明するとともに、第５の実施形態と同一若しくは同等の構成部分については同一の符号を用い、その説明を簡略化し若しくは省略するものとする。
【０２５１】
本第６の実施形態に係る光ピックアップ装置２３は、一例として図２３に示されるように、３個のホログラムユニット（ＨＵｂ、ＨＵｄ、ＨＵｃ）、２個のホログラム素子（Ｈｂ２、Ｈｃ２）、コリメートレンズ５２、３波長用のλ／４板５５、回折光学素子５６、開口波長フィルタ５７、対物レンズ６０、及び対物レンズ６０を駆動するための不図示の駆動系などを備えている。
【０２５２】
ホログラムユニットＨＵｄは、光ディスクがＤＶＤのときに用いられ、一例として図２４（Ａ）に示されるように、波長が６６０ｎｍのレーザ光を出射する光源ｄ１、受光器ｄ２及び偏光ホログラムｄ３を有し、コリメートレンズ５２の光軸上に配置されている。光源ｄ１からはＰ偏光の光が出射される。偏光ホログラムｄ３は、光源ｄ１の＋Ｘ側に配置され、Ｐ偏光に対する反射率が小さく、Ｓ偏光に対する反射率が大きくなるように設定されている。受光器ｄ２は、光源ｄ１の近傍に配置され、偏光ホログラムｄ３で偏向された戻り光を受光する。従って、光源ｄ１から出射された光は、偏光ホログラムｄ３を介してコリメートレンズ５２に入射する。
【０２５３】
ホログラムユニットＨＵｂは、光ディスクがＢＤのときに用いられ、一例として図２４（Ｂ）に示されるように、波長が４０５ｎｍのレーザ光を出射する光源ｂ１、受光器ｂ２及び偏光ホログラムｂ３を有し、ホログラムユニットＨＵｄの＋Ｚ側に配置されている。光源ｂ１からはＰ偏光の光が出射される。偏光ホログラムｂ３は、光源ｂ１の＋Ｘ側に配置され、Ｐ偏光に対する反射率が小さく、Ｓ偏光に対する反射率が大きくなるように設定されている。受光器ｂ２は、光源ｂ１の近傍に配置され、偏光ホログラムｂ３で偏向された戻り光を受光する。従って、光源ｂ１から出射された光は、偏光ホログラムｂ３を介してコリメートレンズ５２に入射する。
【０２５４】
ホログラムユニットＨＵｃは、光ディスクがＣＤのときに用いられ、一例として図２４（Ｃ）に示されるように、波長が７８０ｎｍのレーザ光を出射する光源ｃ１、受光器ｃ２及び偏光ホログラムｃ３を有し、ホログラムユニットＨＵｄの−Ｚ側に配置されている。光源ｃ１からはＰ偏光の光が出射される。偏光ホログラムｃ３は、光源ｃ１の＋Ｘ側に配置され、Ｐ偏光に対する反射率が小さく、Ｓ偏光に対する反射率が大きくなるように設定されている。受光器ｃ２は、光源ｃ１の近傍に配置され、偏光ホログラムｃ３で偏向された戻り光を受光する。従って、光源ｃ１から出射された光は、偏光ホログラムｃ３を介してコリメートレンズ５２に入射する。
【０２５５】
ホログラム素子Ｈｂ２とホログラム素子Ｈｃ２は、互いにブラッグ条件が異なり、いずれも光の入射面と回折光の出射面とが略平行の体積ホログラム素子である。また、各ホログラム素子の角度倍率は、いずれも１よりも小さい。各ホログラム素子は、材料にサーモプラスチック又はフォトポリマーが用いられ、いわゆる２光束干渉露光法を用いて作成されている。
【０２５６】
ホログラム素子Ｈｂ２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を介したホログラムユニットＨＵｂからの光が、そのブラッグ条件を満足するように設定されている。従って、コリメートレンズ５２を介したホログラムユニットＨＵｂからの光は、ホログラム素子Ｈｂ２で＋Ｘ方向に回折される。なお、コリメートレンズ５２を介したホログラムユニットＨＵｄからの光及びホログラムユニットＨＵｃからの光は、いずれもホログラム素子Ｈｂ２のブラッグ条件を満足せず、そのまま透過する。
【０２５７】
ホログラム素子Ｈｃ２は、ホログラム素子Ｈｂ２の＋Ｘ側に配置され、ホログラム素子Ｈｂ２をそのまま透過したホログラムユニットＨＵｃからの光が、そのブラッグ条件を満足するように設定されている。従って、ホログラム素子Ｈｂ２をそのまま透過したホログラムユニットＨＵｃからの光は、ホログラム素子Ｈｃ２で＋Ｘ方向に回折される。なお、ホログラム素子Ｈｂ２をそのまま透過したホログラムユニットＨＵｄからの光及びホログラム素子Ｈｂ２からの回折光は、ホログラム素子Ｈｃ２のブラッグ条件を満足せず、そのまま透過する。
【０２５８】
また、対物レンズ６０は、ＤＶＤに対して最適化されているものとする。そこで、ホログラム素子Ｈｂ２は、ホログラムパターン作成時に、ＢＤとＤＶＤの基板厚の違いに起因する収差を補正するための収差が付加されている。そして、ホログラム素子Ｈｃ２は、ホログラムパターン作成時に、ＣＤとＤＶＤの基板厚の違いに起因する収差を補正するための収差が付加されている。
【０２５９】
λ／４板５５は、ホログラム素子Ｈｃ２の＋Ｘ側に配置されている。回折光学素子５６、開口波長フィルタ５７、及び対物レンズ６０は、いずれも前述した第５の実施形態と同様に配置されている。
【０２６０】
上記のように構成される本第６の実施形態に係る光ピックアップ装置２３の作用を簡単に説明する。
【０２６１】
《光ディスクがＢＤの場合》
光源ｂ１から出射された直線偏光の光は、偏光ホログラムｂ３を介してコリメートレンズ５２に入射し、略平行光としてホログラム素子Ｈｂ２に入射し、ホログラム素子Ｈｂ２で回折され、ホログラム素子Ｈｃ２を透過して１／４波長板５５で円偏光とされ、回折光学素子５６でＢＤに適した収差補正がなされ、開口波長フィルタ５７でＢＤに適した開口制限がなされ、対物レンズ６０を介して光ディスク１５ｂの記録層に集光される。
【０２６２】
光ディスク１５ｂからの反射光は、往路とは反対回りの円偏光となり、戻り光として対物レンズ６０及び開口波長フィルタ５７を介して回折光学素子５６に入射する。回折光学素子５６で略平行光となった戻り光は１／４波長板５５に入射し、ここで往路と直交した直線偏光とされる。そして、この戻り光は、ホログラム素子Ｈｃ２をそのまま透過し、ホログラム素子Ｈｂ２で回折され、コリメートレンズ５２を介して偏光ホログラムｂ３に入射し、偏光ホログラムｂ３で偏向され、受光器ｂ２で受光される。
【０２６３】
《光ディスクがＤＶＤの場合》
光源ｄ１から出射された直線偏光の光は、偏光ホログラムｄ３を介してコリメートレンズ５２に入射し、略平行光としてホログラム素子Ｈｂ２及びホログラム素子Ｈｃ２をそのまま透過し、１／４波長板５５で円偏光とされ、回折光学素子５６をそのまま透過し、開口波長フィルタ５７でＤＶＤに適した開口制限がなされ、対物レンズ６０を介して光ディスク１５ｄの記録層に集光される。
【０２６４】
光ディスク１５ｄからの反射光は、往路とは反対回りの円偏光となり、戻り光として対物レンズ６０及び開口波長フィルタ５７を介して回折光学素子５６に入射する。回折光学素子５６で略平行光となった戻り光は１／４波長板５５に入射し、ここで往路と直交した直線偏光とされる。そして、この戻り光は、ホログラム素子Ｈｃ２及びホログラム素子Ｈｂ２をそのまま透過し、コリメートレンズ５２を介して偏光ホログラムｄ３に入射し、偏光ホログラムｄ３で偏向され、受光器ｄ２で受光される。
【０２６５】
《光ディスクがＣＤの場合》
光源ｃ１から出射された直線偏光の光は、偏光ホログラムｃ３を介してコリメートレンズ５２に入射し、略平行光としてホログラム素子Ｈｂ２を透過してホログラム素子Ｈｃ２に入射し、ホログラム素子Ｈｃ２で回折され、１／４波長板５５で円偏光とされ、回折光学素子５６でＣＤに適した収差補正がなされ、開口波長フィルタ５７でＣＤに適した開口制限がなされ、対物レンズ６０を介して光ディスク１５ｃの記録層に集光される。
【０２６６】
光ディスク１５ｃからの反射光は、往路とは反対回りの円偏光となり、戻り光として対物レンズ６０及び開口波長フィルタ５７を介して回折光学素子５６に入射する。回折光学素子５６で略平行光となった戻り光は１／４波長板５５に入射し、ここで往路と直交した直線偏光とされる。そして、この戻り光は、ホログラム素子Ｈｃ２で回折され、ホログラム素子Ｈｂ２をそのまま透過し、コリメートレンズ５２を介して偏光ホログラムｃ３に入射し、偏光ホログラムｃ３で偏向され、受光器ｃ２で受光される。
【０２６７】
以上説明したように、本第６の実施形態に係る光ピックアップ装置２３によると、３個の光源（ｂ１、ｄ１、ｃ１）と、光源ｂ１からの光を＋Ｘ方向に回折するとともに、光源ｂ１から出射された光の対物レンズ６０を介した戻り光を回折するホログラム素子Ｈｂ２と、光源ｃ１からの光を＋Ｘ方向に回折するとともに、光源ｃ１から出射された光の対物レンズ６０を介した戻り光を回折するホログラム素子Ｈｃ２と、を有し、各ホログラム素子は、いずれも光の入射面と回折光の出射面とが略平行な体積ホログラム素子であり、Ｘ軸方向に並んで配置されている。これにより、前述した第５の実施形態よりも更に、光ピックアップ装置の小型化を促進することができる。
【０２６８】
また、本第６の実施形態に係る光ディスク装置によると、本第６の実施形態に係る光ピックアップ装置２３を備えているため、基板厚が互いに異なる複数種類の光ディスクに対するアクセス精度を低下させることなく、小型化を図ることが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【０２６９】
以上説明したように、本発明の光源ユニットによれば、光利用効率を低下させることなく、小型化を図るのに適している。また、本発明の光検出ユニットによれば、光利用効率を低下させることなく、小型化を図るのに適している。また、本発明の光ピックアップ装置によれば、性能低下を招くことなく、小型化を図るのに適している。また、本発明の光ディスク装置によれば、光ディスクに対するアクセス精度を低下させることなく、小型化を図るのに適している。
【図面の簡単な説明】
【０２７０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る光ディスク装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１における光ピックアップ装置を説明するための図である。
【図３】体積ホログラムを説明するための図である。
【図４】上位装置から記録要求を受信したときの図１の光ディスク装置での処理を説明するためのフローチャートである。
【図５】上位装置から再生要求を受信したときの図１の光ディスク装置での処理を説明するためのフローチャートである。
【図６】図２の光ピックアップ装置の変形例を説明するための図である。
【図７】本発明の第２の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８】図８（Ａ）〜図８（Ｃ）は、それぞれ図７におけるホログラムユニットを説明するための図である。
【図９】図７の光ピックアップ装置の変形例を説明するための図である。
【図１０】本発明の第３の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１１】図１１（Ａ）〜図１１（Ｃ）は、それぞれ図１０における各ホログラムユニットから出射される光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１０における各ホログラム素子の作成方法を説明するための図である。
【図１３】図１３（Ａ）及び図１３（Ｂ）は、それぞれ図１０における各ホログラム素子の作用を説明するための図である。
【図１４】図１４（Ａ）及び図１４（Ｂ）は、それぞれ情報光の強度分布と回折光の強度分布との関係を説明するための図（その１）である。
【図１５】図１５（Ａ）及び図１５（Ｂ）は、それぞれ情報光の強度分布と回折光の強度分布との関係を説明するための図（その２）である。
【図１６】図１６（Ａ）及び図１６（Ｂ）は、それぞれ情報光の強度分布と回折光の強度分布との関係を説明するための図（その３）である。
【図１７】図１０の光ピックアップ装置の変形例を説明するための図である。
【図１８】本発明の第４の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１９】図１９（Ａ）は、図１８におけるホログラム素子の作成方法を説明するための図であり、図１９（Ｂ）は、図１８におけるホログラム素子の作用を説明するための図である。
【図２０】図１８の光ピックアップ装置の変形例を説明するための図である。
【図２１】本発明の第５の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２２】図２１の光ピックアップ装置の変形例を説明するための図である。
【図２３】本発明の第６の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２４】図２４（Ａ）〜図２４（Ｃ）は、それぞれ図２３におけるホログラムユニットを説明するための図である。
【符号の説明】
【０２７１】
１５…光ディスク、２０…光ディスク装置、２３…光ピックアップ装置、２８…再生信号処理回路（処理装置の一部）、４０…ＣＰＵ（処理装置の一部）、６０…対物レンズ、Ｈ１、Ｈ３、Ｈ１１、Ｈ１２、Ｈ１３、Ｈ２３、Ｈ３１、Ｈ３２、Ｈ３３、Ｈｂ１、Ｈｂ２、Ｈｃ１、Ｈｃ２、Ｈｄ、Ｈｄ１…ホログラム素子（体積ホログラム素子）、Ｒ１、Ｒ３、Ｒ１２、Ｒ３２、Ｒｂ１、Ｒｃ１、Ｒｄ、Ｒｄ１…ホログラム素子（体積ホログラム素子）、ｋ１、ｋ２、ｋ３、ｂ１、ｃ１、ｄ１…光源、Ｌｄ１、Ｌｄ２、Ｌｄ３、Ｌｂ、Ｌｃ、Ｌｄ…光源、ｂ２、ｃ２、ｄ２、ｍ１、ｍ２、ｍ３、Ｐｄ１、Ｐｄ２、Ｐｄ３、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄ…受光器（光検出器）。
【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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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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