(57)【要約】【課題】簡易な構成で、多層光ディスクにおける迷光の影響を確実に除去し得る光ピックアップ及び光ディスク装置を実現する。【解決手段】光ビームを光ディスク１００における合焦記録層に集光するとともに反射光ビームを受光する対物レンズ９と、対物レンズ９で受光された反射光ビームを集光する集光レンズ２０と、集光レンズ２０で集光された反射光ビームの光軸を含む面上における、反射光ビームにおける合焦記録層で反射された合焦光が集光レンズ２０で集光された焦点から所定距離だけ離れた位置に形成した境界面を有し、反射光ビームにおける非合焦記録層で反射された迷光のみを当該境界面で反射させることにより、反射光ビームから迷光を除去する迷光除去素子３０とを設けるようにしたことにより、光ディスクで反射された反射光ビームのうち、非合焦層で反射された迷光のみを境界面で反射して、受光手段に入射する迷光を確実に除去するようにした。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の記録層を有する光ディスクに光ビームを照射し、当該光ディスクの記録層で当該光ビームが反射されてなる反射光ビームを受光する光ピックアップであって、
光源から出射された上記光ビームを上記光ディスクにおける合焦記録層に集光するとともに、上記反射光ビームを受光する対物レンズと、
上記対物レンズで受光された上記反射光ビームを集光する集光レンズと、
上記集光レンズで集光された上記反射光ビームの光軸を含む面上における、当該反射光ビームにおける上記合焦記録層で反射された合焦光が上記集光レンズで集光された焦点から所定距離だけ離れた位置に形成した境界面を有し、上記反射光ビームにおける非合焦記録層で反射された迷光のみを当該境界面で反射させることにより、当該反射光ビームから当該迷光を除去する迷光除去素子と
を具えることを特徴とする光ピックアップ。
【請求項２】
上記迷光除去素子から出射した反射光ビームをその偏光方向に基づいて受光素子に入射または入射を阻止する偏光光学素子を具え、
上記迷光除去素子は、上記迷光を上記境界面で反射してその偏光方向を変化させることにより、上記迷光が上記受光素子に入射することを上記偏光光学素子で阻止させる
ことを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ。
【請求項３】
上記迷光除去素子は、
上記集光レンズで集光された上記合焦光の焦点近傍に、上記反射光ビームを反射する反射面を具え、
上記反射面で反射される前又は後の上記迷光を上記境界面で反射させることにより、当該反射光ビームから当該迷光を除去する
ことを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ。
【請求項４】
上記迷光除去素子は、
上記反射光ビームの光軸を含む面上における、上記集光レンズで集光された上記合焦光の焦点の前後にそれぞれ上記境界面を具える
ことを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ。
【請求項５】
上記境界面は、当該境界面を挟んで接する上記迷光除去素子の光学材料の屈折率よりも小さい屈折率を有する光学材料で形成される
ことを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ。
【請求項６】
上記境界面は、上記反射光ビームを吸収又は反射する光学薄膜でなる
ことを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ。
【請求項７】
上記境界面は、上記反射光ビームを散乱させる凹凸パターンでなる
ことを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ。
【請求項８】
上記境界面は、上記反射光ビームを回折させる回折格子でなる
ことを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ。
【請求項９】
複数の記録層を有する光ディスクに光ビームを照射し、当該光ディスクの記録層で当該光ビームが反射されてなる反射光ビームを受光する光ディスク装置であって、
光源から出射された上記光ビームを上記光ディスクにおける合焦記録層に集光するとともに、上記反射光ビームを受光する対物レンズと、
上記対物レンズで受光された上記反射光ビームを集光する集光レンズと、
上記集光レンズで集光された上記反射光ビームの光軸を含む面上における、当該反射光ビームにおける上記合焦記録層で反射された合焦光が上記集光レンズで集光された焦点から所定距離だけ離れた位置に形成した境界面を有し、上記反射光ビームにおける非合焦記録層で反射された迷光のみを当該境界面で反射させることにより、当該反射光ビームから当該迷光を除去する迷光除去素子と
を具えることを特徴とする光ディスク装置。
【請求項１０】
上記迷光除去素子から出射した反射光ビームをその偏光方向に基づいて受光素子に入射または入射を阻止する偏光光学素子を具え、
上記迷光除去素子は、上記迷光を上記境界面で反射してその偏光方向を変化させることにより、上記迷光が上記受光素子に入射することを上記偏光光学素子で阻止させる
ことを特徴とする請求項９に記載の光ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光ピックアップ及び光ディスク装置に関し、複数の記録層を有する光ディスクに対応した光ピックアップ及び光ディスク装置に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、光ディスクの記録容量を高める目的で、波長約４０５[nm]の青紫色半導体レーザ（波長：約４０５[nm]）と開口数０．８５の対物レンズを用いたブルーレイディスク（Blu-ray Disc、登録商標、以下ＢＤと呼ぶ）が実用化されている。
【０００３】
ＢＤは、従来のＤＶＤ（Digital Versatile Disc）の約５倍となる２５[GB]の大記録容量を実現しているものの、より一層の大容量化を実現するために、記録層を複数有する多層ディスクが提案されている（例えば、非特許文献１及び非特許文献２参照）。
【０００４】
これらの提案は、いずれも４層ＢＤの可能性を報告した内容であり、特に非特許文献１は、４層ディスクを構成する中間層材料（スペーサー）を全て違う厚さにすることで、複数の記録層間で発生する多重反射の影響を軽減するものである。
【０００５】
ＢＤの製造方法としては、フィルム或いはシート材料によって多層ディスクのスペーサーを形成する手法や、紫外線硬化型のレジン材料をスピンコートしてスペーサーを形成する手法が用いられる。これらの手法を用いることで、６層、或いは８層以上もの記録層を有する多層ディスクを実現することが可能となる。
【０００６】
しかしながら、このように記録層を多層化した場合、光ビームの焦点が合致している合焦記録層以外に隣接した非合焦記録層でも光ビームが反射され、この反射光が迷光となって受光素子に入射するとともに、合焦記録層からの反射光（信号光）に干渉して干渉縞を生じ、検出信号の品質を著しく劣化させてしまうという問題がある。
【０００７】
かかる迷光の影響を軽減するためには、当該迷光を可能な限り受光素子に入射させないようにすることが有効である。このような迷光の除去方法として、＋λ／４の位相差を生じる領域と−λ／４の位相差を生じる領域とに２分割された２枚の波長板を信号光の集光点前後に配置し、一方の波長板における＋λ／４の位相差を生じる領域と他方の波長板における−λ／４の位相差を生じる領域とが重なるように相互を位置決めすることにより、
信号光及び迷光の偏光方向を異ならせ、偏光方向に基づいて迷光を除去する方法が提案されている（非特許文献３参照）。
【非特許文献１】N. Shida, T. Higuchi, Y. Hosoda, H. Miyoshi, A. ＮＡkano, and K. Tsuchiya, “Multi-LayerRead-Only-Memory Disk Applicable to Blu-ray DiscStandard Using a Photopolymer Sheet with a Recording Capacity of 100GB,” Jpn. J. Appl. Phys. Vol. 43, pp.4983（2004）
【非特許文献２】K. Mishima, H. Inoue, M. Aoshima, T. Komaki, H. Hirata, and H. Utsunomiya, “InorganicWrite-Once Disc with Quadruple Recording Layers for the Blu-rayDisc System,” Proc. SPIE vol. 5069, pp. 90（2003）
【非特許文献３】T. Ogata, “フォトニック結晶を用いた多層ディスクの層間分離検出（Multi-layerDisk Read-out Technology used Photonic Crystal）,”Technical Digest of Optics Japan, 23aPD1（2005）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、非特許文献３で示した迷光除去方法では、製造工程が複雑な自己クローニング型フォトニック結晶を波長板に用いる必要があるとともに、２枚の波長板の位置決めに高い精度が求められるという問題があった。
【０００９】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、簡易な構成で、多層光ディスクにおける迷光の影響を確実に除去し得る光ピックアップ及び光ディスク装置を提案しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
かかる課題を解決するため本発明の光ピックアップにおいては、複数の記録層を有する光ディスクに光ビームを照射し、当該光ディスクの記録層で当該光ビームが反射されてなる反射光ビームを受光する光ピックアップにおいて、光源から出射された光ビームを光ディスクにおける合焦記録層に集光するとともに反射光ビームを受光する対物レンズと、当該対物レンズで受光された反射光ビームを集光する集光レンズと、当該集光レンズで集光された反射光ビームの光軸を含む面上における、当該反射光ビームにおける合焦記録層で反射された合焦光が集光レンズで集光された焦点から所定距離だけ離れた位置に形成した境界面を有し、反射光ビームにおける非合焦記録層で反射された迷光のみを当該境界面で反射させることにより、当該反射光ビームから当該迷光を除去する迷光除去素子とを設けるようにした。
【００１１】
光ディスクで反射された反射光ビームのうち、非合焦層で反射された迷光のみが境界面で反射されるように迷光除去素子を形成したことにより、受光手段に入射する迷光を確実に除去することができる。
【００１２】
また本発明の光ディスク装置においては、複数の記録層を有する光ディスクに光ビームを照射し、当該光ディスクの記録層で当該光ビームが反射されてなる反射光ビームを受光する光ディスク装置において、光源から出射された光ビームを光ディスクにおける合焦記録層に集光するとともに反射光ビームを受光する対物レンズと、当該対物レンズで受光された反射光ビームを集光する集光レンズと、当該集光レンズで集光された反射光ビームの光軸を含む面上における、当該反射光ビームにおける合焦記録層で反射された合焦光が集光レンズで集光された焦点から所定距離だけ離れた位置に形成した境界面を有し、反射光ビームにおける非合焦記録層で反射された迷光のみを当該境界面で反射させることにより、当該反射光ビームから当該迷光を除去する迷光除去素子とを設けるようにした。
【００１３】
光ディスクで反射された反射光ビームのうち、非合焦層で反射された迷光のみが境界面で反射されるように迷光除去素子を形成したことにより、受光手段に入射する迷光を確実に除去することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、光源から出射された光ビームを光ディスクにおける合焦記録層に集光するとともに反射光ビームを受光する対物レンズと、当該対物レンズで受光された反射光ビームを集光する集光レンズと、当該集光レンズで集光された反射光ビームの光軸を含む面上における、当該反射光ビームにおける合焦記録層で反射された合焦光が集光レンズで集光された焦点から所定距離だけ離れた位置に形成した境界面を有し、反射光ビームにおける非合焦記録層で反射された迷光のみを当該境界面で反射させることにより、当該反射光ビームから当該迷光を除去する迷光除去素子とを設けるようにしたことにより、光ディスクで反射された反射光ビームのうち、非合焦層で反射された迷光のみを境界面で反射して、受光手段に入射する迷光を確実に除去し得る光ピックアップ及び光ディスク装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。
【実施例】
【００１６】
（１）光ディスク装置の構成
（１−１）光ディスク装置の全体構成
図１において、１は本発明による迷光除去プリズムを用いた光ディスク装置を示し、１層乃至３層のＢＤでなる光ディスク１００を再生し得るようになされている。
【００１７】
この光ディスク装置１は、制御部２によって全体を統括制御するようになされており、光ディスク１００が装填された状態で、図示しない外部機器からの再生指示等を受け付けると、当該制御部２から駆動部３及び信号処理部４を制御することにより当該光ディスク１００に記録された情報を読み出すようになされている。
【００１８】
実際上、駆動部３は、制御部２の制御に基づき、スピンドルモータ５により光ディスク１００を所望の回転速度で回転させ、スレッドモータ６により光ピックアップ７を光ディスク１００の径方向であるトラッキング方向へ大きく移動させ、さらに２軸アクチュエータ８により対物レンズ９を光ディスク１００に対して近接又は離隔させる方向であるフォーカス方向及びトラッキング方向の２方向へそれぞれ細かく移動させる。
【００１９】
これと並行して信号処理部４は、光ピックアップ７により対物レンズ９から所定の光ビームを光ディスク１００の所望トラックに対して照射させ、その反射光の検出結果を基に再生信号を生成し、制御部２を介してこの再生信号を図示しない外部機器へ送出させる。
【００２０】
すなわち光ピックアップ７は、ＢＤ方式に対応した波長約４０５［ｎｍ］の光ビームを対物レンズユニット９で集光し、光ディスク１００におけるアクセス対象の記録層に焦点を合致させて照射する（この記録層を合焦記録層と呼ぶ）とともに、当該合焦記録層で反射された記録信号成分を含む光ビーム（これを信号光と呼ぶ）を対物レンズユニット９で集光して光電変換し、各種信号を生成して駆動部３及び信号処理部４に供給する。
【００２１】
駆動部３は、光ピックアップ７から供給されるフォーカスエラー信号やトラッキングエラー信号に基づいて２軸アクチュエータ８を駆動する。また信号処理部４は、光ピックアップ７から供給される再生信号に対して所定の信号処理を施した後、制御部２を介して外部に出力する。
【００２２】
（１−２）光ピックアップの構成
図２に示すように光ピックアップ７は、光ビームの光源となるレーザダイオード１１からＢＤ方式用の波長約４０５［ｎｍ］でなる光ビームを出射し、当該光ビームをコリメータレンズ１２によって発散光から略平行光に変換して偏光ビームスプリッタ１３に入射する。
【００２３】
偏光ビームスプリッタ１３は、コリメータレンズ１２からの光ビームをその偏光方向に応じて透過して、球面収差補正素子１４に入射する。この球面収差補正素子１４としては、例えば「M. Iwasaki, M. Ogasawara, and S. Ohtaki, “A New Liquid Crystal Panel for Spherical Aberration Compensation,” Technical Digest of Optical Data Storage Topical Meeting, Santa Fe, pp. 103（2001）」に記載されているような液晶位相板を用いることができる。
【００２４】
このような液晶位相板でなる球面収差補正素子１４は、図３に示すように直径が異なる同心円状の電極１４ａ、１４ｂ、１４ｃを有しており、各電極１４ａ〜１４ｃの間には高抵抗特性及び光透過性を有するＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜が配され、液晶を封入した基板を介して対向する電極との間に任意の電圧が印加できる構成を成している。そして球面収差補正素子１４は、ＢＤのカバー層（光透過保護膜層）の厚さの違いによって発生する球面収差の補正量とほぼ等価な波面を、各電極１４ａ〜１４ｃへの印加電圧に応じて発生することができる。
【００２５】
従って光ディスク装置１の制御部２（図１）は、光ディスク１００におけるアクセス対象の記録層の位置に応じて、球面収差補正素子１４の各電極１４ａ〜１４ｃに対する印加電圧を制御することにより、カバー層で発生する光ビームの収差を適切に補正することができる。なお、球面収差補正素子１４の構成としては、液晶位相板に限らず、同等な機能を有する他の光学部品、例えばエキスパンダーレンズやコリメータレンズの移動によって球面収差の補正をおこなうようにしてもよい。
【００２６】
そして光ピックアップ７は、球面収差補正素子１４によって収差が補正された光ビームを、１／４波長板１５によって直線偏光から円偏光に変換し、さらに開口数（ＮＡ）０．８５でなる対物レンズ９で集光して光ディスク１００の記録層に照射する。
【００２７】
さらに光ピックアップ７は、光ディスク１００の記録層で反射された反射光ビームを対物レンズ９で受光し、１／４波長板１５によって往路とは偏光方向が直交する直線偏光に変換して偏光ビームスプリッタ１３に再入射する。偏光ビームスプリッタ１３は、反射光ビームを偏光方向に基づいて直角に反射して、受光系１６に入射する。
【００２８】
受光系１６は、偏光ビームスプリッタ１３から入射した反射光ビームの偏光方向を１／２波長板１７によって調整することにより、偏光ビームスプリッタ１３を透過させ、さらに１／４波長板１９によって再び円偏光に変換し、ＮＡ約０．１でなる集光レンズ２０で集光して迷光除去素子３０に入射する。
【００２９】
迷光除去素子３０は、その端面に設けられた反射面３０ａが、集光レンズ２０で集光された反射光ビームの焦点に一致するよう位置決めされており、これにより迷光除去素子３０は、集光された反射光ビームを当該反射面３０ａでほぼ１００％反射するとともに発散光に変換して集光レンズ２０に再入射する。詳しくは後述するが、このとき迷光除去素子３０は反射光ビームに含まれる迷光成分の偏光方向を変化させ、合焦記録層で反射された信号光のみを検出光路２１〜２３へと導く。
【００３０】
さらに受光系１６は、迷光除去素子３０の反射面３０ａで反射された反射光ビームを集光レンズ２０で略平行光束に変換した後、１／４波長板１９によって往路とは偏光方向が直交する直線偏光に変換して偏光ビームスプリッタ１８に再入射する。偏光光学素子としての偏光ビームスプリッタ１８は、反射光ビームを偏光方向に基づいて直角に反射し、集光レンズ２１及びシリンドリカルレンズ２２を介して受光素子２３上に結像する。そして受光素子２３は、受光した反射光ビームの光量に応じて各種検出信号を生成する。
【００３１】
次に、受光素子２３で生成した各種検出信号に対する演算処理について説明する。ここでは、焦点誤差信号ＦＥＳを求める手法として非点収差法を用いることとし、またトラック誤差信号ＴＥＳを求める手法として位相差法を用いる場合について説明するが、焦点誤差信号検出方法としてナイフエッジ法やスポットサイズ法などの他の検出方法を、また、トラック誤差信号検出方法としてプッシュプル法や３ビーム法、或いは差動プッシュプル法など、様々な手法が適用可能であることは述べるまでもない。
【００３２】
図４に示すように、受光素子２３は４分割された受光領域２３ａ〜２３ｄを有しており、各受光領域２３ａ〜２３ｄは入射した光は光電変換されて信号Ａ〜Ｄを生成する。受光素子２３が受光するスポット形状は、集光レンズ１９及びシリンドリカルレンズ２０の作用によって、合焦時には略円形の強度分布を示す合焦スポットＳＰ０となり、非合焦時には斜め方向を長軸とする略楕円形の強度分布を示す非合焦スポットＳＰ＋又はＳＰ−となる。
【００３３】
従って、信号Ａ〜Ｄに対して次式の演算を施すことにより、合焦時にはゼロレベルで、非合焦時には±方向に信号レベルが変化する、いわゆるＳ字状の波形を示す焦点誤差信号ＦＥＳを生成することができる。
【００３４】
ＦＥＳ＝（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ）                  ……（１）
【００３５】
本実施例の光ディスク装置１は、多層情報記録媒体として３層のＢＤ−ＲＯＭディスクに対応しており、当該ＢＤ−ＲＯＭディスクのような予め情報ピット列が形成された再生専用光ディスクに対して、次式を用いて位相差法によるトラック誤差信号ＴＥＳを生成する。
【００３６】
ＴＥＳ＝φ（Ａ＋Ｃ）−φ（Ｂ＋Ｄ）              ……（２）
【００３７】
ここで、φは信号位相の演算子を表している。また、再生信号ＲＦＳは、次式を用いて全ての受光領域２３ａ〜２３ｄの出力信号Ａ〜Ｄを合算することにより生成する。
【００３８】
ＲＦＳ＝Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ                          ……（３）
【００３９】
（２）本発明による迷光の除去
次に、本発明の迷光除去素子３０による反射光ビームからの迷光成分の除去について詳細に説明する。図５（Ａ）及び図５（Ｂ）は迷光除去素子３０の構成を示し、同一の屈折率（ng）を有する直方体状の３つの小プリズム３１ａ、３１ｂ、３１ｃを貼り合わせて構成されている。
【００４０】
小プリズム３１ａ及び３１ｂは、レーザ光の波長に対して透明な接着剤や誘電体薄膜、或いは吸収特性を有する金属薄膜などの光学材料を介して接合されており、これにより当該小プリズム３１ａ及び３１ｂの間には、上述した光学材料による境界面３０ｂが形成されている。この境界面３０ｂを形成する光学材料の屈折率をn1とする。
【００４１】
また、小プリズム３１ｃは、小プリズム３１ａ及び３１ｂに対して、レーザ光の波長に対して透明な接着剤や誘電体薄膜、或いは吸収特性を有する金属薄膜などの光学材料を介して接合されている。この光学材料は、その屈折率をn2が３つの小プリズム３１ａ、３１ｂ、３１ｃの屈折率ngに可能な限り近い物を選定し、透過時の反射率を抑えるようにする。
【００４２】
上述したように迷光除去素子３０は、その端面に設けられた反射面３０ａが集光レンズ２０で集光された反射光ビームの焦点に一致するとともに、境界面３０ｂが当該反射光ビームの光軸を含む面上に位置するように位置決めされている。
【００４３】
本実施例においては、対物レンズ９のＮＡを０．８５、集光レンズ２１のＮＡを０．１とし、また、３層ＢＤ−ＲＯＭディスクの信号層を、対物レンズから遠い順にＬ０層、Ｌ１層、Ｌ２層と呼ぶ。図２においては、対物レンズ９の焦点位置がＬ１層に合致するよう（すなわち、Ｌ１層が合焦層となるよう）に焦点制御をおこなった際に、当該Ｌ１層に集光される光線が同信号層で反射される様子を示した。
【００４４】
上述したように、合焦層たるＬ１層で反射された反射光ビームすなわち合焦光（以下、これを信号光と呼ぶ）は、対物レンズ９によって略平行光束に変換され、集光レンズ２０によって迷光除去素子３０の反射面３０ａに集光される。そして迷光除去素子３０は、信号光を反射面３０ａで反射して拡散光に変換し、集光レンズ２０に入射させる。
【００４５】
このとき迷光除去素子３０の内部を通過する信号光は、その焦点が反射面３０ａに一致していることから、反射面３０ａに入射する前及び反射面３０ａで反射された後のいずれの光路においても、小プリズム３１ａ及び３１ｂの間に形成されている境界面３０ｂに接触することがなく、これにより当該境界面３０ｂは合焦している信号光に対してなんら影響を及ぼさない。これに加えて、境界面３０ｂが反射面３０ａから小プリズム３１ｃの厚さ分だけ隔てた位置までしか形成されていないことから、信号光の光軸ずれ等が生じた場合においても、境界面３０ｂが当該信号光に対して影響を及ぼさないようになされている。
【００４６】
このようにＬ１層が合焦層となった状態において、当該Ｌ１層に集光されている光ビームが手前側のＬ２層で反射されてなる迷光を図６に示す。なお、当該図６にはＬ１層からの反射光ビームすなわち信号光は示されていない。Ｌ２層による迷光は光ビームの焦点位置よりも手前で反射することになるため、対物レンズ９を通過した後、平行光束ではなく緩やかな拡散光として光ピックアップ７の光学系を通過し、集光レンズ２０で収束されて迷光除去素子３０に入射される。
【００４７】
上述したようにこの迷光は、集光レンズ２０に対し拡散光として入射することから、当該集光レンズ２０による焦点は迷光除去素子３０の反射面３０ａよりも遠方に位置し、これにより当該反射面３０ａで反射された迷光は、一旦境界面３０ｂに接触した後迷光除去素子３０から出射されるが、この際に当該境界面３０ｂは迷光を反射、透過又は吸収する。
【００４８】
図７は、境界面３０ｂとして厚さ５０[nm]のＣｒの薄膜でなる金属薄膜を形成し、当該境界面３０ｂの屈折率n1＝２．０５+２．９０ｉとし、小プリズム３１ａ、３１ｂ、３１ｃの屈折率ng＝１．５３とした場合における、境界面３０ｂによる反射光および透過光のうち、偏光ビームスプリッタ１８で反射されて受光素子２３に入射する光量の計算結果を示している。すなわちグラフ横軸は境界面３０ｂへの光線入射角を、縦軸は検出素子２３によって受光される信号強度を示し、反射面３０ａにおける反射光強度が１となるように規格化されている。
【００４９】
この場合、金属薄膜でなる境界面３０ｂによる吸収が大きいため、当該境界面３０ｂを透過する光は殆ど存在せず、主として反射および吸収が発生する。
【００５０】
すなわち、境界面３０ｂに対する光線入射角が小さい状態では、当該境界面３０ｂによる反射光は偏光ビームスプリッタ１８で反射されて受光素子２３に入射するが、光線入射角が大きくなるにつれて反射光に位相回りが生じて偏光方向が変化することにより、偏光ビームスプリッタ１８を透過する光量が増加し、受光素子２３に入射する光量は低下していく。とりわけ反射角が８５°以上の場合においては、受光素子２３に導かれる光量は極めて小さくなる。
【００５１】
一方図８は、境界面３０ｂとして厚さ５００[nm]の誘電体薄膜又は接着剤層を形成し、当該境界面３０ｂの屈折率n1＝１．４７とし、小プリズム３１ａ、３１ｂ、３１ｃの屈折率ng＝１．５３とした場合における、境界面３０ｂによる反射光および透過光のうち、偏光ビームスプリッタ１８で反射されて受光素子２３に入射する光量の計算結果を示している。
【００５２】
この場合、金属薄膜で境界面３０ｂを形成した場合（図７）とは異なり、当該境界面３０ｂでの吸収は発生しない。また、屈折率差（n1 vs. ng）が小さいため、入射角が小さい場合には殆どの光線が境界面を透過し、偏光ビームスプリッタ１８で反射されて受光素子２３に入射する。これに対して、光線入射角が７０°を上回ると境界面での全反射が生じるようになる。この場合も、全反射によって偏光方向が変化するため、偏光ビームスプリッタ１８を透過する光量が増加し、受光素子２３に入射する光量は極めて小さくなる。
【００５３】
本実施例においては、集光レンズ２０の開口数を０．１とした。同条件において、最も外側の光線が光軸と成す角は６°程度であり、空気と光学材料境界面での光線屈折のため、迷光除去素子３０内における角度は４°以下となる。従って、これらの光線が迷光除去素子３０の境界面３０ｂに入射する際の角度は８６°以上となり、図７及び図８で示した計算結果の通り、境界面３０ｂに何れの薄膜が形成されている場合においても、殆どの迷光が検出素子２３に入射しないこと、すなわち迷光除去素子３０によって迷光が除去されることがわかる。
【００５４】
以上は、Ｌ１層が合焦層となっている状態における手前側のＬ２層で発生する迷光について説明したが、Ｌ０層が合焦層となっている状態における手前側のＬ１層及びＬ２層で発生する迷光についても同様に、迷光除去素子３０は、当該迷光除去素子３０の反射面３０ａで反射された後の迷光を、境界面３０ｂで反射して変更方向を変化させるか吸収することにより、受光素子２３に対する迷光の入射を防止する。
【００５５】
さらに迷光除去素子３０は、合焦層よりも奥側の記録層で発生する迷光についても同様に、境界面３０ｂで反射、透過又は吸収することにより受光素子２３に対する迷光の入射を防止する。すなわち図９は、Ｌ１層が合焦層となった状態において、当該Ｌ１層に集光されている光ビームが奥側のＬ０層で反射されてなる迷光を図６に示す。なお、当該図９にはＬ１層からの反射光ビームすなわち信号光は示されていない。Ｌ０層による迷光は光ビームの焦点位置よりも奥で反射することになるため、対物レンズ９を通過した後、平行光束ではなく緩やかな収束光として光ピックアップ７の光学系を通過し、集光レンズ２０で収束されて迷光除去素子３０に入射される。
【００５６】
上述したようにこの迷光は、集光レンズ２０に対し収束光として入射することから、当該集光レンズ２０による焦点は迷光除去素子３０の反射面３０ａよりも手前に位置し、これにより当該迷光除去素子３０に入射した迷光は反射面３０ａに到達する以前に境界面３０ｂに接触する。そして、この場合においても迷光除去素子３０は、図７又は図８に示した特性によって、反射面３０ａに到達する前の迷光を境界面３０ｂで反射して偏光方向を変化させるか吸収することにより、受光素子２３に対する迷光の入射を防止する。
【００５７】
（３）動作及び効果
以上の構成において、この光ピックアップ７では、光ディスク１００で反射された反射光ビームを迷光除去素子３０の反射面３０ａで反射し、入射方向に折り返された反射光ビームを偏光ビームスプリッタ１８で反射して受光素子２３に入射させるようにした。
【００５８】
ここで迷光除去素子３０には、反射光ビームの光軸上における反射面３０ａから所定距離だけ離れた位置に境界面３０ｂが設けられている。そして、光ディスク１００の非合焦記録層で反射されてなる迷光は、集光レンズ２０で集光された焦点が反射面３０ａの前又は後ろに位置することから、当該迷光は反射面３０ａによる反射の前又は後の時点において境界面３０ｂに入射する。
【００５９】
そして迷光除去素子３０は、迷光を境界面３０ｂで反射してその偏光方向を変化させることにより偏光ビームスプリッタ１８を透過させたり、当該境界面３０ｂで迷光を吸収したりすることにより、受光素子２３に入射する迷光を除去する。
【００６０】
以上の構成によれば、反射光ビームのうちの迷光成分のみを迷光除去素子３０の境界面３０ｂに入射させることにより、受光素子２３に入射する迷光を確実に除去することができる。
【００６１】
（４）他の実施の形態
なお上述した実施の形態においては、３つの記録層を有する光ディスク１００に対応した光ディスク装置１に本発明を適用した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、２つの記録層を有する光ディスクや４つ以上の記録層を有する光ディスク等、複数の記録層を有する光ディスクに対応した光ディスク装置に本発明を広く適用することができる。
【００６２】
また上述した実施の形態においては、迷光除去素子３０の端面に反射面３０ａを形成し、ほぼ１００％の光を折り返して受光素子２３に導くようにしたが、本発明はこれに限らず、反射面３０ａを一部の光を反射するとともに残りを透過するハーフミラーとし、当該反射面３０ａを透過する受光素子によって検出するようにしてもよい。
【００６３】
また上述した実施の形態においては、境界面３０ｂとして金属薄膜や誘電体薄膜、又は接着剤層を用いた場合について述べたが、本発明はこれに限らず、光散乱性を有する凹凸パターンや、高次回折性を有する回折格子によって境界面３０ｂを形成するようにしてもよい。
【００６４】
さらに上述した実施の形態においては、光ディスク１００からの反射光ビームを迷光除去素子３０の反射面３０ａで折り返して受光素子２３に入射するようにするとともに、信号光の焦点が当該反射面３０ａに位置するようにしたことにより、その焦点が当該反射面３０ａの前後に位置する迷光を迷光除去素子３０の境界面３０ｂで反射して位相変化させるか吸収させて、受光素子２３に入射する迷光を除去するようにしたが、本発明はこれに限らず、反射光ビームを収束させその焦点の前後にそれぞれ境界面を設けるようにしても、同様に迷光を除去することができる。
【００６５】
すなわち、図２との対応部分に同一符号を付して示す図１０は、他の実施の形態の光ピックアップ３５を示し、受光系１６の構成が異なる以外は、図２に示した光ピックアップ７と同様である。偏光ビームスプリッタ１３で反射されて受光系１６に導かれた反射光ビームは、１／４波長板３６によって円偏光へと変換され、ＮＡを約０．１とする集光レンズ２０によって、透過型の迷光除去素子４０の中央部に集光される。
【００６６】
迷光除去素子４０の中央部で拡散光に転じた反射光ビームは、レンズ３７によって再び平行光とされた後、１／４波長板３８及び検光子３９を順次介して集光レンズ２１に入射する。集光レンズ２１は、反射光ビームを集光しシリンドリカルレンズ２２を介して受光素子２３上に結像する。そして受光素子２３は、受光した反射光ビームの光量に応じて各種検出信号を生成する。
【００６７】
このとき迷光除去素子４０は、その焦点が迷光除去素子４０の中心の前後に位置する迷光を境界面４０ａ又は４０ｂで反射して位相変化させるか吸収することにより、上述した迷光除去素子３０と同様に、受光素子２３に対する迷光の入射を防止する。
【００６８】
図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）は迷光除去素子４０の構成を示し、同一の屈折率ngを有する直方体状の５個の小プリズム４１ａ〜４１ｅを貼り合わせて構成されている。
【００６９】
小プリズム４１ａと４１ｂ、及び小プリズム４１ｄと４１ｅはそれぞれレーザ光の波長に対して透明な接着剤や誘電体薄膜、或いは吸収特性を有する金属薄膜などの光学材料を介して接合されており、これにより当該小プリズム４１ａと４１ｂの間、及び小プリズム４１ｄと４１ｅの間には、それぞれ上述した光学材料による境界面４０ａ及び４０ｂが形成されている。この境界面４０ａ及び４０ｂを形成する光学材料の屈折率をn1とする。
【００７０】
また、小プリズム４１cは、小プリズム４１ａ及び４１ｂ、並びに小プリズム４１ｄ及び４１ｅに対して、レーザ光の波長に対して透明な接着剤や誘電体薄膜、或いは吸収特性を有する金属薄膜などの光学材料を介して接合されている。この光学材料は、その屈折率n2が５個の小プリズム４１ａ〜４１eの屈折率ngに可能な限り近い物を選定し、透過時の反射率を抑えるようにする。
【００７１】
上述したように迷光除去素子４０は、その中央に設けられた小プリズム４１ｃの中心が集光レンズ２０で集光された反射光ビームの焦点に一致するとともに、境界面４０ａ及び４０ｂが当該反射光ビームの光軸を含む面上における焦点の前後に位置するように位置決めされている。
【００７２】
これにより迷光除去素子４０は、その焦点が小プリズム４１ｃの中心よりも遠方に位置する手前側の記録層からの迷光を、境界面４０ｂで反射、透過又は吸収するとともに、その焦点が小プリズム４１ｃの中心よりも手前に位置する奥側の記録層からの迷光を、境界面４０ａで反射、透過又は吸収する。
【００７３】
そして境界面４０ａ及び４０ｂは、迷光除去素子３０の境界面３０ｂ同様に、深い入射角で入射する迷光を反射してその位相を変化させることにより、偏光光学素子としての検光子３９を透過し得ないようにし、これにより受光素子２３に対する迷光の入射を防止することができる。
【００７４】
さらに上述した実施の形態においては、光ディスク装置１の光ピックアップ７に本発明を適用した場合について述べたが、これに限らず、他の種々の構成の迷光除去素子に本発明を適用しても良い。すなわち、迷光除去素子３０は光ピックアップ７に組み込まれるもの以外でも良く、光ピックアップ７は光ディスク装置１に組み込まれるもの以外でも良い。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明は、多層光ディスクを使用する光ディスク装置に広く適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明を適用した光ディスク装置の全体構成を示す略線図である。
【図２】本発明の迷光除去素子を用いた光ピックアップの構成を示す略線図である。
【図３】光ピックアップに搭載される球面収差補正素子の構成を示す略線図である。
【図４】受光素子の構成を示す略線図である。
【図５】本発明による迷光除去素子の構成を示す略線図である。
【図６】Ｌ１層に集光される光束が手前のＬ２層で反射された迷光を示す略線図である。
【図７】金属薄膜で境界面を形成した場合の検出光強度を示す特性曲線図である。
【図８】誘電体で境界面を形成した場合の検出光強度を示す特性曲線図である。
【図９】Ｌ１層に集光される光束が奥のＬ０層で反射された迷光を示す略線図である。
【図１０】他の実施の形態の迷光除去素子を用いた光ピックアップの構成を示す略線図である。
【図１１】他の実施の形態の迷光除去素子の構成を示す略線図である。
【符号の説明】
【００７７】
１……光ディスク装置、２……制御部、３……駆動部、４……信号処理部、５……スピンドルモータ、６……スレッドモータ、７、３５……光ピックアップ、８……２軸アクチュエータ、９……対物レンズ、１１……レーザダイオード、１２……コリメータレンズ、１３、１８……偏光ビームスプリッタ、１４……球面収差補正素子、１５、１９、３６、３９……１／４波長板、１６……受光系、１７……１／２波長板、２０、２１……集光レンズ、２２……シリンドリカルレンズ、２３……受光素子、３０、４０……迷光除去素子。
【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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