(57)【要約】【課題】迷光による影響を円滑に抑制することができ、且つ、記録層の判別が容易になる光ピックアップ装置を提供する。【解決手段】分光素子１１８は、回折領域１１８ａ〜１１８ｌを有している。回折領域１１８ａ〜１１８ｄの回折角度は、回折領域１１８ｅ〜１１８ｌの回折角度より大きくなるよう分光素子１１８が構成されている。光検出器１２０の受光面上に配されたセンサ部Ｂ１〜Ｂ８には、回折領域１１８ａ〜１１８ｄを通るＢＤ光の信号光のみが照射される。回折領域１１８ｅ〜１１８ｌを通るＢＤ光の信号光、および、分光素子１１８を通るＢＤ光の迷光１、２は、センサ部Ｂ１〜Ｂ８の外側に照射される。これにより、複数の記録層を有するディスクにおいて、各記録層の判別が容易になる。また、各記録層によるＳ字カーブが適正に形成されるため、ターゲットとなる記録層に対して迅速にレーザ光の焦点位置を合わせることができる。【選択図】図１１
2012033230.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を出射する光源と、
前記レーザ光を記録層上に収束させる対物レンズと、
前記記録層によって反射された前記レーザ光の反射光に非点収差を導入する非点収差素子と、
前記反射光が入射されるとともに、前記反射光を分離させる分光素子と、
前記反射光を受光する光検出器と、を備え、
前記非点収差素子は、前記反射光が異なる位置で焦線を結ぶよう、前記反射光を第１の方向および前記第１の方向に垂直な第２の方向に収束させ、
前記分光素子は、前記第１の方向に平行な直線を中心とし所定の幅を有する第１の領域と前記第２の方向に平行な直線を中心とし所定の幅を有する第２の領域とによって４つの第３の領域に区分され、４つの前記第３の領域を通る前記反射光の進行方向を互いに相違させて前記光検出器上の対応するセンサ部に導くとともに、前記第１の領域と前記第２の領域に入射された前記反射光を前記センサ部へと導かないよう構成される、
ことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光ピックアップ装置において、
前記分光素子は、４つの前記第３の領域を通る前記反射光が前記光検出器の受光面上において直方形の異なる４つの頂角の位置にそれぞれ導く、
ことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の光ピックアップ装置において、
前記分光素子は、前記第１の方向に平行な直線によって前記第１の領域を２分割した各領域に入射する前記反射光を互いに異なる方向に進ませるとともに、前記第２の方向に平行な直線によって前記第２の領域を２分割した各領域に入射する前記反射光を互いに異なる方向に進ませる、
ことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項４】
請求項３に記載の光ピックアップ装置において、
前記分光素子は、前記第１の領域を２分割した前記各領域に入射する前記反射光が、それぞれ、前記第２の方向に平行で互いに離反する方向に進み、且つ、前記第２の領域を２分割した前記各領域に入射する前記反射光が、それぞれ、前記第１の方向に平行で互いに離反する方向に進むよう構成される、
ことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項５】
請求項３または４に記載の光ピックアップ装置において、
前記第１および第２の領域によって前記反射光の進行方向が変化する角度が、前記第３の領域によって前記反射光の進行方向が変化する角度よりも大きくなっている、
ことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項６】
請求項１または２に記載の光ピックアップ装置において、
前記第１および第２の領域は、前記反射光を遮光するよう構成されている、
ことを特徴とす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、光ピックアップ装置に関するものであり、特に、複数の記録層が積層された記録媒体に対してレーザ光を照射する際に用いて好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、光ディスクの大容量化に伴い、記録層の多層化が進んでいる。一枚のディスク内に複数の記録層を含めることにより、ディスクのデータ容量を顕著に高めることができる。記録層を積層する場合、これまでは片面２層が一般的であったが、最近では、さらに大容量化を進めるために、片面に３層以上の記録層を配することも検討されている。ここで、記録層の積層数を増加させると、ディスクの大容量化を促進できる。しかし、その一方で、記録層間の間隔が狭くなり、層間クロストークによる信号劣化が増大する。
【０００３】
記録層を多層化すると、記録／再生対象とされる記録層（ターゲット記録層）からの反射光が微弱となる。このため、ターゲット記録層の上下にある記録層から、不要な反射光（迷光）が光検出器に入射すると、検出信号が劣化し、フォーカスサーボおよびトラッキングサーボに悪影響を及ぼす惧れがある。したがって、このように記録層が多数配されている場合には、適正に迷光を除去して、光検出器からの信号を安定化させる必要がある。
【０００４】
以下の特許文献１には、記録層が多数配されている場合に、適正に迷光を除去し得る光ピックアップ装置の新たな構成が示されている。この構成によれば、光検出器の受光面上に、信号光のみが存在する領域を作ることができる。この領域に、光検出器のセンサを配置することで、検出信号に対する迷光による影響を抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２１１７７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記光ピックアップ装置では、光検出器の受光面上に、信号光のみが存在する領域を作ることができるものの、信号光の照射される領域と、迷光の照射される領域が隣接しているため、光検出器に配置されたセンサに迷光が重畳し、検出信号の精度が低下する惧れがある。また、上記光ピックアップ装置では、記録層間の距離が小さいディスクが用いられると、フォーカスサーボの際にＳ字カーブを判別し難くなるため、記録層を判別しにくくなる惧れがある。
【０００７】
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、迷光による影響を円滑に抑制することができ、且つ、記録層の判別が容易になる光ピックアップ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の主たる態様は、レーザ光を出射する光源と、前記レーザ光を記録層上に収束させる対物レンズと、前記記録層によって反射された前記レーザ光の反射光に非点収差を導入する非点収差素子と、前記反射光が入射されるとともに、前記反射光を分離させる分光素子と、前記反射光を受光する光検出器と、を備える。ここで、前記非点収差素子は、前記反射光が異なる位置で焦線を結ぶよう、前記反射光を第１の方向および前記第１の方向に垂直な第２の方向に収束させる。前記分光素子は、前記第１の方向に平行な直線を中心
とし所定の幅を有する第１の領域と前記第２の方向に平行な直線を中心とし所定の幅を有する第２の領域とによって４つの第３の領域に区分され、４つの前記第３の領域を通る前記反射光の進行方向を互いに相違させて前記光検出器上の対応するセンサ部に導くとともに、前記第１の領域と前記第２の領域に入射された前記反射光を前記センサ部へと導かないよう構成される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、迷光による影響を円滑に抑制することができ、且つ、各記録層の判別が容易になる光ピックアップ装置を提供することができる。
【００１０】
本発明の効果ないし意義は、以下に示す実施の形態の説明により更に明らかとなろう。ただし、以下の実施の形態は、あくまでも、本発明を実施する際の一つの例示であって、本発明は、以下の実施の形態によって何ら制限されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態に係る技術原理（光線の収束状態）を説明する図である。
【図２】実施の形態に係る技術原理（光束の分布状態）を説明する図である。
【図３】実施の形態に係る技術原理（信号光と迷光の分布状態）を説明する図である。
【図４】実施の形態に係る技術原理（光束の分離方法）を説明する図である。
【図５】実施の形態に係るセンサ部の配置方法を示す図である。
【図６】実施の形態に係る技術原理の好ましい適用範囲を示す図である。
【図７】実施の形態に係る技術原理に基づく分光素子の構成およびこの分光素子を用いた場合の照射領域を示す模式図である。
【図８】実施の形態に係る技術原理に基づく分光素子を用いた場合の照射領域の遷移を示す模式図である。
【図９】実施の形態に係る技術原理に基づく分光素子を用いた場合のＳＵＭ信号およびフォーカスエラー信号を示す模式図である。
【図１０】実施例に係る光ピックアップ装置の光学系を示す図である。
【図１１】実施例に係る分光素子の構成を示す図である。
【図１２】実施例に係る光検出器のセンサレイアウトを示す図である。
【図１３】実施例に係る照射領域を示す模式図である。
【図１４】実施例に係る照射領域の遷移を示す模式図である。
【図１５】実施例に係るＳＵＭ信号およびフォーカスエラー信号を示す模式図である。
【図１６】実施の形態に係る技術原理に基づく分光素子を用いた場合および実施例に係る分光素子を用いた場合のシミュレーション結果を示す図である。
【図１７】実施の形態に係る技術原理に基づく分光素子を用いた場合および実施例に係る分光素子を用いた場合のシミュレーション結果を示す図である。
【図１８】実施の形態に係る技術原理に基づく分光素子を用いた場合および実施例に係る分光素子を用いた場合のシミュレーション結果を示す図である。
【図１９】実施例に係る分光素子の構成の変更例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態につき図面を参照して説明する。
【００１３】
＜技術的原理＞
まず、図１ないし図６を参照して、本実施の形態に適用される技術的原理について説明する。
【００１４】
図１は、光線の収束状態を示す図である。同図（ａ）は、ターゲット記録層によって反射されたレーザ光（信号光）、ターゲット記録層よりも深い層によって反射されたレーザ光（迷光１）、ターゲット記録層よりも浅い層によって反射されたレーザ光（迷光２）の収束状態を示す図である。同図（ｂ）は、本原理に用いるアナモレンズの構成を示す図である。
【００１５】
同図（ｂ）を参照して、アナモレンズは、レンズ光軸に平行に入射するレーザ光に対し、曲面方向と平面方向に収束作用を付与する。ここで、曲面方向と平面方向は、互いに直交している。また、曲面方向は、平面方向に比べ曲率半径が小さく、アナモレンズに入射するレーザ光を収束させる効果が大きい。
【００１６】
なお、ここでは、アナモレンズにおける非点収差作用を簡単に説明するために、便宜上、“曲面方向”と“平面方向”と表現しているが、実際には、互いに異なる位置に焦線を結ぶ作用がアナモレンズによって生じれば良く、図１（ｂ）中の“平面方向”におけるアナモレンズの形状を平面に限定するものではない。なお、アナモレンズに収束状態でレーザ光が入射する場合は、“平面方向”におけるアナモレンズの形状は直線状（曲率半径＝∞）となり得る。
【００１７】
同図（ａ）を参照して、アナモレンズによって収束させられた信号光は、曲面方向および平面方向の収束により、それぞれ異なる位置で焦線を結ぶ。曲面方向の収束による焦線位置（Ｓ１）は、平面方向の収束による焦線位置（Ｓ２）よりも、アナモレンズに近い位置となり、信号光の収束位置（Ｓ０）は、曲面方向および平面方向による焦線位置（Ｓ１）、（Ｓ２）の中間位置となる。
【００１８】
アナモレンズによって収束させられた迷光１についても同様に、曲面方向の収束による焦線位置（Ｍ１１）は、平面方向の収束による焦線位置（Ｍ１２）よりも、アナモレンズに近い位置となる。アナモレンズは、迷光１の平面方向の収束による焦線位置（Ｍ１２）が、信号光の曲面方向の収束による焦線位置（Ｓ１）よりも、アナモレンズに近い位置となるよう、設計されている。
【００１９】
アナモレンズによって収束させられた迷光２についても同様に、曲面方向の収束による焦線位置（Ｍ２１）は、平面方向の収束による焦線位置（Ｍ２２）よりも、アナモレンズに近い位置となる。アナモレンズは、迷光２の曲面方向の収束による焦線位置（Ｍ２１）は、信号光の平面方向の収束による焦線位置（Ｓ２）よりも、アナモレンズから遠い位置となるよう、設計されている。
【００２０】
また、焦線位置（Ｓ１）と焦線位置（Ｓ２）の間の収束位置（Ｓ０）において、信号光のビームが最小錯乱円となる。
【００２１】
以上を考慮して、面Ｓ０上における信号光および迷光１、２の照射領域の関係について検討する。
【００２２】
ここでは、図２（ａ）に示すように、アナモレンズが、４つの領域Ａ〜Ｄに区分される。この場合、領域Ａ〜Ｄに入射した信号光は、面Ｓ０上において、図２（ｂ）のように分布する。また、領域Ａ〜Ｄに入射した迷光１は、面Ｓ０上において、図２（ｃ）のように分布する。領域Ａ〜Ｄに入射した迷光２は、面Ｓ０上において、図２（ｄ）のように分布する。
【００２３】
ここで、面Ｓ０上における信号光と迷光１、２を光束領域毎に取り出すと、各光の分布は、図３（ａ）ないし（ｄ）のようになる。この場合、各光束領域の信号光には、同じ光
束領域の迷光１および迷光２の何れも重ならない。このため、各光束領域内の光束（信号光、迷光１、２）を異なる方向に離散させた後に、信号光のみをセンサ部にて受光するように構成すると、対応するセンサ部には信号光のみが入射し、迷光の入射を抑止することができる。これにより、迷光による検出信号の劣化を回避することができる。
【００２４】
このように、領域Ａ〜Ｄを通る光を分散させて面Ｓ０上において離間させることにより、信号光のみを取り出すことができる。本実施の形態は、この原理を基盤とするものである。
【００２５】
図４は、図２（ａ）に示す４つの領域Ａ〜Ｄを通る光束（信号光、迷光１、２）の進行方向を、それぞれ、異なる方向に、同じ角度だけ変化させたときの、面Ｓ０上における信号光と迷光１、２の分布状態を示す図である。図４（ａ）は、アナモレンズの光軸方向（アナモレンズ入射時のレーザ光の進行方向）からアナモレンズを見た図、同図（ｂ）は、面Ｓ０における信号光、迷光１、２の分布状態を示す図である。
【００２６】
同図（ａ）では、領域Ａ〜Ｄを通った光束（信号光、迷光１、２）の進行方向が、入射前の各光束の進行方向に対して、それぞれ、方向Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃ、Ｄｄに、同じ角度量α（図示せず）だけ変化する。なお、方向Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃ、Ｄｄは、平面方向と曲面方向に対して、それぞれ、４５°の傾きを持っている。
【００２７】
この場合、方向Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃ、Ｄｄにおける角度量αを調節することにより、面Ｓ０上において、同図（ｂ）に示すように各光束領域の信号光と迷光１、２を分布させることができる。その結果、図示の如く、信号光のみが存在する信号光領域を面Ｓ０上に設定することができる。この信号光領域に光検出器の複数のセンサ部を配置することにより、各領域の信号光のみを、対応するセンサ部にて受光することができる。
【００２８】
図５は、センサ部の配置方法を説明する図である。同図（ａ）は、ディスクからの反射光（信号光）の光束領域を示す図であり、同図（ｂ）は、図１（ａ）の構成において、アナモレンズの配置位置と面Ｓ０に、それぞれ、アナモレンズと、従来の非点収差法に基づく光検出器（４分割センサ）を配置したときの、光検出器上における信号光の分布状態を示す図である。図５（ｃ）および（ｄ）は、面Ｓ０上における、上述の原理に基づく信号光の分布状態とセンサレイアウトを示す図である。
【００２９】
トラック溝による信号光の回折の像（トラック像）の方向は、平面方向および曲面方向に対して４５°の傾きを持っている。同図（ａ）において、トラック像の方向が左右方向であるとすると、同図（ｂ）ないし（ｄ）では、信号光におけるトラック像の方向は、上下方向となる。なお、同図（ａ）および（ｂ）には、説明の便宜上、光束が８つの光束領域ａ〜ｈに区分されている。また、トラック像が実線で示され、オフフォーカス時のビーム形状が点線によって示されている。
【００３０】
なお、トラック溝による信号光の０次回折像と一次回折像の重なり状態は、波長／（トラックピッチ×対物レンズＮＡ）で求められることが知られており、同図（ａ）、（ｂ）、（ｄ）のように、４つの光束領域ａ、ｄ、ｅ、ｈに一次回折像が収まる条件は、波長／（トラックピッチ×対物レンズＮＡ）＞√２となる。
【００３１】
従来の非点収差法では、光検出器のセンサ部Ｐ１〜Ｐ４（４分割センサ）が同図（ｂ）のように設定される。この場合、光束領域ａ〜ｈの光強度に基づく検出信号成分をＡ〜Ｈで表すと、フォーカスエラー信号ＦＥとプッシュプル信号ＰＰは、
ＦＥ＝（Ａ＋Ｂ＋Ｅ＋Ｆ）−（Ｃ＋Ｄ＋Ｇ＋Ｈ）    …（１）
ＰＰ＝（Ａ＋Ｂ＋Ｇ＋Ｈ）−（Ｃ＋Ｄ＋Ｅ＋Ｆ）    …（２）
の演算により求まる。
【００３２】
これに対し、上記図４（ｂ）の分布状態では、上述の如く、信号光領域内に、図５（ｃ）の状態で信号光が分布している。この場合、同図（ａ）に示す光束領域ａ〜ｈを通る信号光は、同図（ｄ）のようになる。すなわち、同図（ａ）の光束領域ａ〜ｈを通る信号光は、光検出器のセンサ部が置かれる面Ｓ０上では、同図（ｄ）に示す光束領域ａ〜ｈへと導かれる。
【００３３】
したがって、同図（ｄ）に示す光束領域ａ〜ｈの位置に、同図（ｄ）に重ねて示す如くセンサ部Ｐ１１〜Ｐ１８を配置すれば、同図（ｂ）の場合と同様の演算処理によって、フォーカスエラー信号とプッシュプル信号を生成することができる。すなわち、この場合も、光束領域ａ〜ｈの光束を受光するセンサ部からの検出信号をＡ〜Ｈで表すと、同図（ｂ）の場合と同様、フォーカスエラー信号ＦＥとプッシュプル信号ＰＰは、上記式（１）、（２）の演算により取得することができる。
【００３４】
以上のように、本原理によれば、従来の非点収差法に基づく場合と同様の演算処理にて、迷光の影響が抑制されたフォーカスエラー信号とプッシュプル信号（トラッキングエラー信号）を生成することができる。
【００３５】
なお、上記原理による効果は、図６に示すように、迷光１の平面方向の焦線位置が面Ｓ０（信号光のスポットが最小錯乱円となる面）よりも非点収差素子に接近した位置にあり、且つ、迷光２の曲面方向の焦線位置が面Ｓよりも非点収差素子から離れた位置にあるときに奏され得るものである。すなわち、この関係が満たされていれば、信号光と迷光１、２の分布は上記図４に示す状態となり、面Ｓ０において、信号光と迷光１、２が重なり合わないようすることができる。換言すれば、この関係が満たされる限り、たとえ、信号光の曲面方向の焦線位置よりも迷光１の平面方向の焦線位置が面Ｓ０に接近し、あるいは、信号光の平面方向の焦線位置よりも迷光２の曲面方向の焦線位置が面Ｓ０に接近したとしても、上記原理に基づく効果は奏され得る。
【００３６】
ここで、図５（ａ）に示した８つの光束領域ａ〜ｈを通る信号光を、図５（ｄ）に示すセンサレイアウト上に分布させるために、分光素子Ｈを用いることができる。
【００３７】
図７（ａ）は、分光素子Ｈの構成を示す図である。同図は、分光素子Ｈを図１に示したアナモレンズ側から見たときの平面図である。なお、図７（ａ）には、図１のアナモレンズの平面方向、曲面方向と、分光素子Ｈに入射するレーザ光のトラック像の方向が併せて示されている。
【００３８】
分光素子Ｈは、正方形形状の透明板にて形成され、光入射面に回折パターン（回折ホログラム）が形成されている。光入射面は、図示の如く、４つの回折領域Ｈａ〜Ｈｄに区分されている。これら回折領域Ｈａ〜Ｈｄに、それぞれ、図４（ａ）の光束領域Ａ〜Ｄを通るレーザ光が入射するよう、分光素子Ｈが配置される。回折領域Ｈａ〜Ｈｄは、入射されたレーザ光を回折作用により、それぞれ図４（ａ）の方向Ｄａ〜Ｄｄに同じ角度だけ回折させる。
【００３９】
図７（ｂ）〜（ｄ）は、図５（ａ）に示した８つの光束領域ａ〜ｈを通るレーザ光が、図５（ｄ）に示したセンサレイアウト上に照射されるときの照射領域を示す模式図である。図７（ｂ）は、レーザ光の焦点位置がターゲット記録層に合わせられたときの、センサ部Ｐ１１〜Ｐ１８に照射される信号光の状態を示す図であり、図７（ｃ）、（ｄ）は、このときの迷光１および迷光２の状態を示す図である。なお、光束領域ａ〜ｈを通るレーザ光の照射領域は、便宜上、各図において照射領域ａ〜ｈとして示されている。
【００４０】
図７（ｂ）に示す如く、信号光は、上記原理に従ってセンサ部Ｐ１１〜Ｐ１８に照射される。なお、センサ部Ｐ１１〜Ｐ１８は、信号光の照射領域が、各センサ部に十分含まれるように構成されている。すなわち、信号光領域の４つの頂点が、図示の如く、センサレイアウトの外側の４つの頂点の内側に位置するように、センサレイアウトが構成されている。
【００４１】
図７（ｃ）に示す如く、迷光１は、上記原理に従って信号光領域の外側に隣接するよう照射される。しかしながら、上述したように信号光領域がセンサレイアウトの内側に位置するようセンサレイアウトが構成されると、迷光１の照射領域は、センサ部Ｐ１１〜Ｐ１８に重なり易くなる。同様に、図７（ｄ）に示す如く、迷光２の照射領域も、センサ部Ｐ１１〜Ｐ１８に重なり易くなる。
【００４２】
このように、分光素子Ｈを用いて、光束領域ａ〜ｈを通る信号光をセンサレイアウト上に分布させた場合、迷光１、２がセンサ部Ｐ１１〜Ｐ１８に重なり易くなり、センサ部Ｐ１１〜Ｐ１８の出力信号の精度が低下する惧れがある。
【００４３】
次に、分光素子Ｈを用いた場合の記録層の判別について説明する。
【００４４】
図８（ａ）は、ディスク中のある記録層による反射光の収束状態を示す図である。図８（ｂ）は、同図（ａ）の収束範囲に対して、Ｐｏｓ１〜Ｐｏｓ５の位置に光検出器の受光面（センサ部Ｐ１１〜Ｐ１８）が位置付けられた場合の照射領域ａ、ｈを示す模式図である。
【００４５】
同図（ｂ）に示す如く、受光面が収束範囲内にあるとき（Ｐｏｓ１、２）、照射領域ａ、ｈは、センサ部Ｐ１１とＰ１２の範囲内に位置付けられる。受光面が収束範囲外にあるとき（Ｐｏｓ４、５）、図７（ｃ）に示したように、照射領域ａ、ｈは、センサ部Ｐ１１とＰ１２の外側に位置付けられる。受光面が平面方向の焦線位置に近い位置にあるとき（Ｐｏｓ２、４）、照射領域ａ、ｈは、曲面方向に長く平面方向に短い形状となっている。受光面が平面方向の焦線位置にあるとき（Ｐｏｓ３）、照射領域ａ、ｈは、曲面方向に伸びた直線状となっている。
【００４６】
ここで、受光面が収束範囲の内側にあるときのセンサ部Ｐ１１とＰ１２の出力信号の合計に比べて、受光面が収束範囲の外側にあるときのセンサ部Ｐ１１とＰ１２の出力信号の合計は小さくなる。しかしながら、図８（ｂ）のＰｏｓ４、５に示すように、センサ部Ｐ１１とＰ１２の外側に位置付けられた照射領域ａ、ｈは、センサ部Ｐ１１とＰ１２に近いため、照射領域ａ、ｈの一部がセンサ部Ｐ１１とＰ１２に重なる。このため、受光面が収束範囲に対して離れていく場合でも、照射領域ａ、ｈの一部がセンサ部Ｐ１１とＰ１２に重なり続けて、センサ部Ｐ１１とＰ１２の出力信号の合計が０に近づき難くなる。
【００４７】
同様に、センサ部Ｐ１３とＰ１５、センサ部Ｐ１４とＰ１６、センサ部Ｐ１７とＰ１８についても、それぞれ、受光面が収束範囲に対して離れていく場合に、出力信号の合計が０に近づき難くなる。よって、受光面が収束範囲に対して離れていく場合に、センサ部Ｐ１１〜Ｐ１８の出力信号の合計（ＳＵＭ信号）は、０に近づき難くなる。
【００４８】
図９（ａ）は、ディスク中のある記録層による反射光の収束範囲に対して、光検出器の受光面（センサ部Ｐ１１〜Ｐ１８）の位置が変化した場合のＳＵＭ信号を示す模式図である。
【００４９】
同図（ａ）を参照して、受光面が収束範囲内にあるとき、センサ部Ｐ１１〜Ｐ１８上に
照射領域ａ〜ｈが位置付けられ、ＳＵＭ信号は略一定である。受光面が収束範囲外にあるとき、照射領域ａ〜ｈはセンサ部Ｐ１１〜Ｐ１８の外側に位置付けられるため、収束範囲の外側のＳＵＭ信号は、収束範囲のＳＵＭ信号に比べて小さくなる。上述したように、受光面が収束範囲に対して離れていく場合に、ＳＵＭ信号は０に近づき難いため、図示の如く、収束範囲の外側のＳＵＭ信号は、なだらかな斜面形状となる。
【００５０】
図９（ｂ）は、複数の記録層の収束範囲が隣接しており、同図（ａ）のＳＵＭ信号が重なり合う状態を示す模式図である。
【００５１】
ディスクに複数の記録層が配されている場合、同図（ｂ）に示す各収束範囲の間のＳＵＭ信号の窪みにより、記録層の判別が行われる。このとき、同図（ａ）に示したように、収束範囲の外側のＳＵＭ信号はなだらかな斜面形状となっているため、同図（ｂ）のように重ね合わせられたＳＵＭ信号の窪みも小さくなっている。これにより、記録層の判別が困難になる惧れがある。
【００５２】
次に、分光素子Ｈを用いた場合のＳ字カーブについて説明する。Ｓ字カーブとは、レーザ光の焦点位置が記録層の前後に移動されるときの上記式（１）に示すフォーカスエラー信号ＦＥの形状のことである。Ｓ字カーブの検出範囲とは、Ｓ字カーブが最大値と最小値になるときのレーザ光の焦点位置の移動幅のことである。
【００５３】
図８（ｂ）に戻り、光検出器の受光面がＰｏｓ１からＰｏｓ３に移動されるとき、フォーカスエラー信号ＦＥのプラス成分であるセンサ部Ｐ１１の出力信号は増加し、フォーカスエラー信号ＦＥのマイナス成分であるセンサ部Ｐ１２の出力信号は減少する。また、光検出器の受光面がＰｏｓ３からＰｏｓ４に移動されるとき、照射領域がセンサ部Ｐ１１とＰ１２の外側に位置付けられ、且つ、照射領域が広がり続けるため、フォーカスエラー信号ＦＥのプラス成分であるセンサ部Ｐ１１の出力信号は減少する。これにより、受光面がＰｏｓ３付近にあるとき、センサ部Ｐ１１の出力信号からセンサ部Ｐ１２の出力信号を減じた値が最大となることが分かる。
【００５４】
同様に、受光面が曲面方向の焦線位置付近にある時、センサ部Ｐ１１の出力信号からセンサ部Ｐ１２の出力信号を減じた値が最小となる。また、センサ部Ｐ１３とＰ１５、センサ部Ｐ１６とＰ１４、センサ部Ｐ１８とＰ１７についても同様である。よって、受光面が平面方向の焦線位置付近にあるとき、フォーカスエラー信号ＦＥのプラス側にＳ字カーブのピークが形成され、受光面が曲面方向の焦線位置にあるとき、フォーカスエラー信号ＦＥのマイナス側にＳ字カーブのピークが形成される。
【００５５】
また、受光面が収束範囲に対して離れていく場合、上記ＳＵＭ信号と同様、照射領域ａ、ｈの一部がセンサ部に重なり続けるため、フォーカスエラー信号ＦＥのプラス成分であるセンサ部Ｐ１１、Ｐ１３、Ｐ１６、Ｐ１８の出力信号は０に近づき難い。これにより、Ｓ字カーブの検出範囲の外側においては、フォーカスエラー信号ＦＥは０に近づき難くなる。
【００５６】
図９（ｃ）は、レーザ光の焦点位置が記録層の前後に移動されるときのＳ字カーブを示す図である。
【００５７】
上述したように、光検出器の受光面が平面方向と曲面方向の焦線位置にあるとき、Ｓ字カーブのピークが形成される。また、上述したように、受光面が収束範囲に対して離れていく場合には、検出範囲外のフォーカスエラー信号ＦＥは０に近づき難いため、図示の如く、検出範囲の外側のフォーカスエラー信号ＦＥは、なだらかな斜面形状となる。
【００５８】
複数の記録層が近接していると、図９（ｃ）に示すＳ字カーブの左右に、隣接する記録層のＳ字カーブが重ねられる。このため、ターゲット記録層に対してフォーカスサーボを行う際に、引込対象のＳ字カーブが、その左右のＳ字カーブの影響を受けて歪む惧れがある。左右に重ねられたＳ字カーブの影響を少なくするためには、同図（ｃ）の検出範囲が狭められ、検出範囲の外側においてフォーカスエラー信号ＦＥの斜面形状が急峻となる必要がある。
【００５９】
以上のとおり、図７（ａ）に示す分光素子Ｈを用いる場合には、ＳＵＭ信号およびフォーカスエラー信号ＦＥ（Ｓ字カーブ）に劣化が生じ易い。以下の実施例には、光ピックアップ装置の具体的構成例とともに、上記問題を低減可能な分光素子Ｈの改良が示されている。
【００６０】
＜実施例＞
本実施例は、ＢＤ、ＤＶＤおよびＣＤに対応可能な互換型の光ピックアップ装置に本発明を適用したものである。上記原理は、ＢＤ用の光学系にのみ適用され、ＣＤ用の光学系とＤＶＤ用の光学系には従来の非点収差法によるフォーカス調整技術と３ビーム方式（インライン方式）によるトラッキング調整技術が適用されている。
【００６１】
図１０（ａ）および（ｂ）は、本実施例に係る光ピックアップ装置の光学系を示す図である。図１０（ａ）は、立ち上げミラー１１４、１１５よりもディスク側の構成を省略した光学系の平面図、図１０（ｂ）は、立ち上げミラー１１４、１１５以降の光学系を側面から透視した図である。
【００６２】
図示の如く、光ピックアップ装置は、半導体レーザ１０１と、１／２波長板１０２と、ダイバージングレンズ１０３と、２波長レーザ１０４と、回折格子１０５と、ダイバージングレンズ１０６と、複合プリズム１０７と、フロントモニタ１０８と、コリメートレンズ１０９と、駆動機構１１０と、反射ミラー１１１、１１２と、１／４波長板１１３と、立ち上げミラー１１４、１１５と、２波長対物レンズ１１６と、ＢＤ対物レンズ１１７と、分光素子１１８と、アナモレンズ１１９と、光検出器１２０を備えている。
【００６３】
半導体レーザ１０１は、波長４０５ｎｍ程度のＢＤ用レーザ光（以下、「ＢＤ光」という）を出射する。１／２波長板１０２は、ＢＤ光の偏光方向を調整する。ダイバージングレンズ１０３は、半導体レーザ１０１と複合プリズム１０７との距離を短縮するようＢＤ光の焦点距離を調整する。
【００６４】
２波長レーザ１０４は、波長７８５ｎｍ程度のＣＤ用レーザ光（以下、「ＣＤ光」という）と、波長６６０ｎｍ程度のＤＶＤ用レーザ光（以下、「ＤＶＤ光」という）をそれぞれ出射する２つのレーザ素子を同一ＣＡＮ内に収容している。
【００６５】
図１０（ｃ）は、２波長レーザ１０４内におけるレーザ素子（レーザ光源）の配置パターンを示す図である。同図は、２波長レーザ１０４をビーム出射側から見たときのものである。同図において、ＣＥおよびＤＥは、それぞれ、ＣＤ光およびＤＶＤ光の発光点を示している。ＣＤ光およびＤＶＤ光の発光点間のギャップはＧである。
【００６６】
なお、ＣＤ光の発光点ＣＥとＤＶＤ光の発光点ＤＥとの間のギャップＧは、後述の如く、ＤＶＤ光が、ＤＶＤ光用の４分割センサに適正に照射されるように設定される。このように、２つの光源を同一ＣＡＮ内に収容することで、複数ＣＡＮの構成に比べて光学系を簡素化することができる。
【００６７】
図１０（ａ）に戻り、回折格子１０５は、ＣＤ光およびＤＶＤ光を、それぞれ、メイン
ビームと２つのサブビームに分割する。回折格子１０５は、２段ステップ型の回折格子である。また、回折格子１０５には、１／２波長板が一体化されている。一体化された１／２波長板によって、ＣＤ光とＤＶＤ光の偏光方向が調整される。ダイバージングレンズ１０６は、２波長レーザ１０４と複合プリズム１０７との距離を短くするようＣＤ光およびＤＶＤ光の焦点距離を調整する。
【００６８】
複合プリズム１０７は、内部に、ダイクロイック面１０７ａと、ＰＢＳ（PolarizingBeam Splitter）面１０７ｂを有している。ダイクロイック面１０７ａは、ＢＤ光を反射し
、ＣＤ光とＤＶＤ光を透過する。半導体レーザ１０１、２波長レーザ１０４および複合プリズム１０７は、ダイクロイック面１０７ａにより反射されたＢＤ光の光軸とダイクロイック面１０７ａを透過したＣＤ光の光軸が互いに整合するように、配置される。ダイクロイック面１０７ａを透過したＤＶＤ光の光軸は、ＢＤ光とＣＤ光の光軸から、図１０（ｃ）に示すギャップＧだけずれる。
【００６９】
ＢＤ光、ＣＤ光およびＤＶＤ光は、それぞれ、一部がＰＢＳ面１０７ｂによって反射され、大部分がＰＢＳ面１０７ｂを透過する。このようにＢＤ光、ＣＤ光およびＤＶＤ光の一部がＰＢＳ面１０７ｂによって反射されるよう、１／２波長板１０２と、回折格子１０５（一体化された１／２波長板）が配置される。
【００７０】
なお、このように回折格子１０５が配置されると、ＣＤ光のメインビームおよび２つのサブビームと、ＤＶＤ光のメインビームおよび２つのサブビームは、それぞれ、ＣＤおよびＤＶＤのトラックに沿うようなる。ＣＤによって反射されたＣＤ光のメインビームと２つのサブビームは、後述する光検出器１２０上のＣＤ用の４分割センサに照射される。ＤＶＤによって反射されたＤＶＤ光のメインビームと２つのサブビームは、後述する光検出器１２０上のＤＶＤ用の４分割センサに照射される。
【００７１】
ＰＢＳ面１０７ｂにより反射されたＢＤ光、ＣＤ光、ＤＶＤ光は、フロントモニタ１０８に照射される。フロントモニタ１０８は、受光光量に応じた信号を出力する。フロントモニタ１０８からの信号は、半導体レーザ１０１と２波長レーザ１０４の出射パワー制御に用いられる。
【００７２】
コリメートレンズ１０９は、複合プリズム１０７側から入射するＢＤ光、ＣＤ光およびＤＶＤ光を平行光に変換する。駆動機構１１０は、収差補正の際に、制御信号に応じてコリメートレンズ１０９を光軸方向に移動させる。駆動機構１１０は、コリメートレンズ１０９を保持するホルダ１１０ａと、ホルダ１１０ａをコリメートレンズ１０９の光軸方向に送るためのギア１１０ｂとを備え、ギア１１０ｂは、モータ１１０ｃの駆動軸に連結されている。
【００７３】
コリメートレンズ１０９により平行光とされたＢＤ光、ＣＤ光およびＤＶＤ光は、２つの反射ミラー１１１、１１２により反射され、１／４波長板１１３に入射する。１／４波長板１１３は、反射ミラー１１２側から入射するＢＤ光、ＣＤ光およびＤＶＤ光を円偏光に変換するとともに、立ち上げミラー１１４側から入射するＢＤ光、ＣＤ光およびＤＶＤ光を、反射ミラー１１２側から入射する際の偏光方向に直交する直線偏光に変換する。これにより、ディスクからの反射光は、ＰＢＳ面１０７ｂにより反射される。
【００７４】
立ち上げミラー１１４は、ダイクロイックミラーであり、ＢＤ光を透過するとともに、ＣＤ光およびＤＶＤ光を２波長対物レンズ１１６に向かう方向に反射する。立ち上げミラー１１５は、ＢＤ光をＢＤ対物レンズ１１７に向かう方向に反射する。
【００７５】
２波長対物レンズ１１６は、ＣＤ光およびＤＶＤ光を、それぞれ、ＣＤおよびＤＶＤに
対して適正に収束させるよう構成されている。また、ＢＤ対物レンズ１１７は、ＢＤ光をＢＤに適正に収束させるよう構成されている。２波長対物レンズ１１６とＢＤ対物レンズ１１７は、ホルダ１３１に保持された状態で、対物レンズアクチュエータ１３２により、フォーカス方向およびトラッキング方向に駆動される。
【００７６】
分光素子１１８は、入射面にステップ型の回折パターン（回折ホログラム）を有する。分光素子１１８に入射したＢＤ光、ＣＤ光およびＤＶＤ光のうち、ＢＤ光は、後述する１２の光束に区分され、分光素子１１８による回折作用によって、各光束の進行方向が変えられる。ＣＤ光とＤＶＤ光は、大半が分光素子１１８による回折作用を受けずに、分光素子１１８を透過する。分光素子１１８の構成については、追って図１１（ａ）を参照して説明する。
【００７７】
アナモレンズ１１９は、分光素子１１８側から入射したＢＤ光、ＣＤ光およびＤＶＤ光に非点収差を導入する。アナモレンズ１１９は、図１のアナモレンズに相当する。アナモレンズ１１９を透過したＢＤ光、ＣＤ光およびＤＶＤ光は、光検出器１２０に入射する。光検出器１２０は、各光を受光するためのセンサレイアウトを有している。光検出器１２０のセンサレイアウトについては、追って図１２を参照して説明する。
【００７８】
図１１（ａ）は、本実施例の分光素子１１８の構成を示す図である。同図は、分光素子１１８を複合プリズム１０７側から見たときの平面図である。なお、同図には、アナモレンズ１１９の平面方向、曲面方向と、分光素子１１８に入射するレーザ光のトラック像の方向が併せて示されている。
【００７９】
分光素子１１８は、正方形形状の透明板にて形成され、光入射面にステップ型の回折パターン（回折ホログラム）が形成されている。ここで、回折パターンはステップ型の回折パターンとなっている。回折パターンのステップ数およびステップ高さは、ＢＤ光の波長に対する＋１次の回折効率が高くなり、ＣＤ光とＤＶＤ光の波長に対する０次の回折効率が高くなるよう設定される。
【００８０】
光入射面は、図示の如く、１２の回折領域１１８ａ〜１１８ｌに区分されている。これら回折領域１１８ａ〜１１８ｌにＢＤ光が均等に入射するよう、分光素子１１８が配置される。すなわち、図１１（ａ）の分光素子１１８の中心をＢＤ光の光軸が貫くように分光素子１１８が配置される。
【００８１】
回折領域１１８ｅおよび１１８ｆ、ならびに、回折領域１１８ｉおよび１１８ｊは、図示の如く、それぞれ、曲面方向に伸びており、幅ｄを有する。回折領域１１８ｇおよび１１８ｈ、ならびに、回折領域１１８ｋおよび１１８ｌは、図示の如く、それぞれ、平面方向に伸びており、幅ｄを有する。
【００８２】
図１１（ｂ）は、分光素子１１８の回折領域１１８ａ〜１１８ｌに入射するＢＤ光の光束領域ａ０〜ｈ０、ａ１〜ｈ１を示す図である。回折領域１１８ａ〜１１８ｄには、それぞれ、光束領域ａ０、ｈ０と、光束領域ｆ０、ｇ０と、光束領域ｂ０、ｃ０と、光束領域ｄ０、ｅ０が入射する。また、回折領域１１８ｅ〜１１８ｌには、それぞれ、光束領域ａ１、ｂ１、ｃ１、ｄ１、ｅ１、ｆ１、ｇ１、ｈ１が入射する。
【００８３】
図１１（ａ）に戻り、回折領域１１８ａ〜１１８ｄは、入射されたＢＤ光を＋１次の回折作用により方向Ｖａ〜Ｖｄに回折させる。方向Ｖａ〜Ｖｄは、図４（ａ）の方向Ｄａ〜Ｄｄに一致している。また、各回折領域は、ＢＤ光に対する＋１次の回折角が互いに同じとなっている。回折角は、回折パターンのピッチによって調整される。
【００８４】
回折領域１１８ｅ〜１１８ｌは、入射されたＢＤ光を＋１次の回折作用により、それぞれ方向Ｖｅ〜Ｖｌに回折させる。方向Ｖｅ〜Ｖｌは、方向Ｖａ〜Ｖｄに対して４５°の傾きを持っている。回折領域１１８ｅ〜１１８ｌの回折パターンのピッチは、回折領域１１８ａ〜１１８ｄの回折パターンのピッチよりも小さく設定されている。これにより、回折領域１１８ｅ〜１１８ｌにより回折されたＢＤ光の回折角は、回折領域１１８ａ〜１１８ｄにより回折されたＢＤ光の回折角よりも大きくなる。
【００８５】
このように分光素子１１８が構成されると、回折領域１１８ａ〜１１８ｄにより回折されたＢＤ光は、光検出器１２０の受光面上において、図４（ｂ）のように照射される。また、回折領域１１８ｅ〜１１８ｌにより回折されたＢＤ光は、光検出器１２０の受光面上において、後述の如く、センサレイアウトの外側の頂角により作られる四角形の外側に照射される。なお、ＣＤ光とＤＶＤ光は、回折領域１１８ａ〜１１８ｌにより略回折を受けずに、光検出器１２０上の、後述する４分割センサに照射される。
【００８６】
回折領域１１８ａ〜１１８ｌは、たとえば、８段ステップ型の回折パターンとされる。この場合、１ステップあたりの段差が７．３５μｍに設定される。これにより、ＢＤ光の＋１次回折光の回折効率を８１％としながら、ＣＤ光とＤＶＤ光の０次回折光の回折効率を、それぞれ、９９％および９２％とすることができる。この場合、ＢＤ光の０次回折効率は、７％となる。
【００８７】
なお、回折領域１１８ａ〜１１８ｌに配される回折パターンのステップ数を他のステップ数にすることもできる。また、回折領域１１８ａ〜１１８ｌを、たとえば、特開２００６−７３０４２号公報に記載の技術を用いて構成することもできる。この技術を用いると、ＢＤ光、ＣＤ光およびＤＶＤ光に対する回折効率を、さらに細かく調整することができる。
【００８８】
図１２は、光検出器１２０のセンサレイアウトを示す図である。
【００８９】
光検出器１２０は、分光素子１１８によって分離されたＢＤ光を受光するＢＤ用のセンサ部Ｂ１〜Ｂ８と、分光素子１１８によって分離されずに分光素子１１８を透過したＣＤ光を受光するＣＤ用の４分割センサＣ０１〜Ｃ０３と、分光素子１１８によって分離されずに分光素子１１８を透過したＤＶＤ光を受光するＤＶＤ用の４分センサＤ０１〜Ｄ０３とを有する。
【００９０】
分光素子１１８によって分離されたＢＤ光の信号光は、図４（ｂ）に示した照射領域と同様に、それぞれ、正方形の４つの頂角部分に照射される。なお、図１２に示す信号光領域とは、分光素子１１８の替わりに、分光素子Ｈによって分離された信号光の照射領域を示している。すなわち、この場合の信号光領域とは、分光素子Ｈによって分離された信号光の照射領域の外側の頂角を結んだ四角形のことである。分光素子１１８によって分離された信号光の照射領域は、後述の如く、頂角部分が除去された形状であるため、この信号光領域よりも内側に位置付けられる。
【００９１】
光束領域ａ０〜ｈ０を通るＢＤ光の信号光をそれぞれ受光可能なように、信号光領域の４つの頂角付近に、図示の如く、それぞれ、センサ部Ｂ１、Ｂ２、センサ部Ｂ３、Ｂ５、センサ部Ｂ４、Ｂ６、センサ部Ｂ７、Ｂ８が配置される。なお、センサ部Ｂ１〜Ｂ８は、信号光領域の４つの頂角部分の内側に照射されるＢＤ光の照射領域を十分含み得るように配置されている。これにより、経年劣化等によりセンサ部Ｂ１〜Ｂ８の位置ずれが生じた場合にも、センサ部Ｂ１〜Ｂ８は、分光素子１１８によって分離された信号光を十分に受光することが可能となる。
【００９２】
ＢＤ光とＣＤ光の光軸は、上記のようにダイクロイック面１０７ａによって整合しているため、ＣＤ光のメインビーム（０次回折光）は、光検出器１２０の受光面上において、ＢＤ光の信号光領域の中心に照射される。４分割センサＣ０１は、ＣＤ光のメインビームの中心位置に配置される。４分割センサＣ０２、Ｃ０３は、ＣＤ光のサブビームを受光するよう、光検出器１２０の受光面上において、メインビームに対しトラック像の方向に配置される。
【００９３】
ＤＶＤ光の光軸は、上記のようにＣＤ光の光軸からずれているため、ＤＶＤ光のメインビームと２つのサブビームは、光検出器１２０の受光面上において、ＣＤ光のメインビームと２つのサブビームからずれた位置に照射される。４分割センサＤ０１〜Ｄ０３は、それぞれ、ＤＶＤ光のメインビームと２つのサブビームの照射位置に配置される。なお、ＣＤ光のメインビームとＤＶＤ光のメインビームとの距離は、図１０（ｃ）に示すＣＤ光とＤＶＤ光の発光点間のギャップＧによって決まる。
【００９４】
図１３は、図１１（ｂ）に示した１６の光束領域ａ０〜ｈ０、ａ１〜ｈ１を通るＢＤ光が、図１２に示したセンサ部Ｂ１〜Ｂ８に照射されるときの照射領域を示す模式図である。図１３（ａ）〜（ｃ）は、ＢＤ光の焦点位置がターゲット記録層に合わせられたとき、それぞれ、センサ部Ｂ１〜Ｂ８に照射されるＢＤ光の信号光、迷光１および迷光２を示す図である。なお、光束領域ａ０〜ｈ０、ａ１〜ｈ１を通るＢＤ光の照射領域は、便宜上、各図において照射領域ａ０〜ｈ０、ａ１〜ｈ１として示されている。また、同図（ａ）〜（ｃ）に示すセンサ部Ｂ１〜Ｂ８の形状は、図１２に示したセンサ部Ｂ１〜Ｂ８の形状から、便宜上、簡略化して図示されている。
【００９５】
図１３（ａ）に示す如く、光束領域ａ０〜ｈ０を通るＢＤ光の信号光は、センサ部Ｂ１〜Ｂ８に照射され、光束領域ａ１〜ｈ１を通るＢＤ光の信号光は、信号光領域から離れた場所に照射される。分光素子１１８に入射するＢＤ光の信号光のうち、回折領域１１８ｅ〜１１８ｌに入射するＢＤ光の信号光は、信号光領域の外側に大きく回折される。これにより、分光素子１１８に入射するＢＤ光の信号光のうち、回折領域１１８ａ〜１１８ｄに入射するＢＤ光の信号光のみが、センサ部Ｂ１〜Ｂ８上に照射される。このとき、回折領域１１８ｅ〜１１８ｌの幅ｄ（図１１（ａ）参照）に応じて、センサ部Ｂ１〜Ｂ８上の照射領域は、信号光領域の内側に位置付けられることとなる。
【００９６】
図１３（ｂ）、（ｃ）に示す如く、光束領域ａ０〜ｈ０、ａ１〜ｈ１を通るＢＤ光の迷光１、２は、信号光領域の外側に照射される。このとき、光束領域ａ０〜ｈ０を通るＢＤ光の迷光１、２は、上記分光素子Ｈを用いた場合（図７（ｃ）、（ｄ）参照）に比べて、信号光領域から外側方向に離れる。よって、センサ部Ｂ１〜Ｂ８に迷光１、２が重なり難くなる。
【００９７】
次に、本実施例の記録層の判別について説明する。
【００９８】
図１４（ａ）は、ディスク中のある記録層によって反射されたＢＤ光の収束状態を示す図である。図１４（ｂ）は、同図（ａ）の収束範囲に対して、Ｐｏｓ１〜Ｐｏｓ５の位置に光検出器１２０の受光面（センサ部Ｂ１〜Ｂ８）が位置付けられた場合の照射領域ａ０、ｈ０を示す模式図である。なお、同図（ｂ）の照射領域ａ０、ｈ０の頂角部分に付された斜線部分は、分光素子１１８の回折領域１１８ｅ、１１８ｌによって信号光が除去された領域である。すなわち、分光素子１１８の替わりに分光素子Ｈが用いられると、光束領域ａ、ｈを通るＢＤ光は、破線部分に斜線部分を加えた範囲に照射される。
【００９９】
同図（ｂ）に示す如く、受光面が収束範囲内にあるとき（Ｐｏｓ１、２）、照射領域ａ０、ｈ０は、センサ部Ｂ１とＢ２の範囲内に位置付けられる。受光面が収束範囲外にある
とき（Ｐｏｓ４、５）、図１３（ｂ）に示したように、照射領域ａ０、ｈ０は、センサ部Ｂ１とＢ２の外側に位置付けられる。受光面が平面方向の焦線位置に近い位置にあるとき（Ｐｏｓ２、４）、照射領域ａ０、ｈ０は、曲面方向に長く平面方向に短い形状となっている。受光面が平面方向の焦線位置にあるとき（Ｐｏｓ３）、照射領域ａ０、ｈ０は、曲面方向に伸びた直線状となっている。
【０１００】
ここで、受光面が収束範囲の内側にあるときのセンサ部Ｐ１１とＰ１２の出力信号の合計に比べて、受光面が収束範囲の外側にあるときのセンサ部Ｐ１１とＰ１２の出力信号の合計は小さくなる。また、図１４（ｂ）のＰｏｓ４、５に示すように、受光面が収束範囲に対して離れていくに従って、平面方向の遮光部分の幅が長くなり、照射領域ａ０、ｈ０はセンサ部Ｂ２から離れていく。このため、受光面が収束範囲に対して離れていく場合、上記分光素子Ｈを用いた場合に比べて、センサ部Ｐ１１とＰ１２に照射される光の強度が迅速に小さくなり、センサ部Ｐ１１とＰ１２の出力信号の合計が０に近づき易くなる。
【０１０１】
同様に、センサ部Ｐ１３とＰ１５、センサ部Ｐ１４とＰ１６、センサ部Ｐ１７とＰ１８についても、それぞれ、受光面が収束範囲に対して離れていく場合に、出力信号の合計が０に近づき易くなる。よって、受光面が収束範囲に対して離れていく場合に、センサ部Ｂ１〜Ｂ８の出力信号の合計（ＳＵＭ信号）は、０に近づき易くなる。
【０１０２】
図１５（ａ）は、ディスク中のある記録層による反射光の収束範囲に対して、光検出器の受光面（センサ部Ｂ１〜Ｂ８）の位置が変化した場合のＳＵＭ信号を示す模式図である。なお、図中の破線は、分光素子Ｈを用いた場合のＳＵＭ信号を示す模式図きである。
【０１０３】
同図（ａ）を参照して、受光面が収束範囲内にあるとき、センサ部Ｂ１〜Ｂ８上に照射領域ａ０〜ｈ０が位置付けられ、ＳＵＭ信号は略一定である。受光面が収束範囲外にあるとき、照射領域ａ０〜ｈ０はセンサ部Ｂ１〜Ｂ８の外側に位置付けられるため、収束範囲の外側のＳＵＭ信号は、収束範囲のＳＵＭ信号に比べて小さくなる。なお、この場合のＳＵＭ信号は、分光素子Ｈを用いた場合のＳＵＭ信号（破線）に比べて、回折領域１１８ｅ〜１１８ｌによってセンサ部Ｂ１〜Ｂ８の外側に分離される光量に応じて減少する。
【０１０４】
上述したように、受光面が収束範囲に対して離れていく場合に、ＳＵＭ信号は０に近づき易いため、図示の如く、収束範囲の外側のＳＵＭ信号は、上記分光素子Ｈを用いた場合に比べて、急峻な斜面形状となる。
【０１０５】
図１５（ｂ）は、複数の記録層の収束範囲が隣接しており、同図（ａ）のＳＵＭ信号が重なり合う状態を示す模式図である。同図（ａ）に示したように、収束範囲の外側のＳＵＭ信号は急峻な斜面形状となっているため、同図（ｂ）のように重ね合わせられたＳＵＭ信号の窪みも、上記分光素子Ｈを用いた場合に比べて大きくなっている。これにより、記録層の判別が容易になる。
【０１０６】
次に、本実施例のＳ字カーブについて説明する。
【０１０７】
図１４（ｂ）に戻り、光検出器の受光面がＰｏｓ１からＰｏｓ３に移動されるとき、フォーカスエラー信号ＦＥのプラス成分であるセンサ部Ｂ１の出力信号は増加し、フォーカスエラー信号ＦＥのマイナス成分であるセンサ部Ｂ２の出力信号は減少する。この場合、センサ部Ｂ２上の照射領域は、曲面方向の遮光部分の幅が広がるため、上記分光素子Ｈを用いた場合に比べて、より早く減少する。これにより、センサ部Ｂ１の出力信号からセンサ部Ｂ２の出力信号を減じた値は徐々に大きくなるものの、受光面がＰｏｓ３に到達する前に最大となる。また、光検出器の受光面がＰｏｓ３からＰｏｓ４に移動されるとき、上記分光素子Ｈを用いた場合に比べて、フォーカスエラー信号ＦＥのプラス成分であるセン
サ部Ｂ１の出力信号は、より早く減少する。これにより、センサ部Ｂ１の出力信号からセンサ部Ｂ２の出力信号を減じた値は、受光面がＰｏｓ３から離れるに従って、より早く０に近づけられる。
【０１０８】
同様に、受光面が収束範囲に対して収束範囲の中心から曲面方向の焦線位置に向けて移動される場合も、センサ部Ｂ１の出力信号からセンサ部Ｂ２の出力信号を減じた値は、平面方向の焦線位置に到達する前に最小となり、平面方向の焦線位置を過ぎると、センサ部Ｂ１の出力信号からセンサ部Ｂ２の出力信号を減じた値は、より早く０に近づけられる。また、センサ部Ｂ３とＢ５、センサ部Ｂ６とＢ４、センサ部Ｂ８とＢ７についても同様である。
【０１０９】
よって、受光面が平面方向の焦線位置と曲面方向の焦線位置よりも収束範囲の中心側の位置にあるとき、Ｓ字カーブのピークが形成される。また、Ｓ字カーブの検出範囲の外側において、フォーカスエラー信号ＦＥは０に近づき易くなる。
【０１１０】
図１５（ｃ）は、レーザ光の焦点位置が記録層の前後に移動されるときのＳ字カーブを示す図である。
【０１１１】
上述したように、光検出器の受光面が平面方向と曲面方向の焦線位置よりも収束範囲の中心側の位置にあるとき、Ｓ字カーブのピークが形成される。また、上述したように、受光面が収束範囲に対して離れていく場合には、検出範囲外のフォーカスエラー信号ＦＥは０に近づき易いため、図示の如く、検出範囲の外側のフォーカスエラー信号ＦＥは、急峻な斜面形状となる。
【０１１２】
複数の記録層が近接していると、図１５（ｃ）に示すＳ字カーブの左右に、隣接する記録層のＳ字カーブが重ねられる。この場合、上記分光素子Ｈを用いる場合に比べて、検出範囲が狭く、且つ、検出範囲の外側においてフォーカスエラー信号ＦＥが急峻であるため、Ｓ字カーブが分離され易く、ターゲット記録層に対してフォーカスサーボを行う際に、引込対象のＳ字カーブが左右のＳ字カーブの影響を受けて歪み難くなる。
【０１１３】
図１６および図１７は、上記分光素子Ｈを用いた場合と、本実施例の分光素子１１８を用いた場合について、センサレイアウト上の照射領域のシミュレーション結果を示す図である。なお、本シミュレーションにおいて、分光素子１１８の幅ｄは、分光素子１１８に入射するレーザ光の直径の５％とした。また、本シミュレーションにおいて、図１６では、ＢＤ対物レンズ１１７のレンズシフトは、ないものとし、図１７では、ＢＤ対物レンズ１１７のレンズシフトは、３００μｍとした。また、本シミュレーションにおいて、受光センサは、本実施例のセンサ部Ｂ１〜Ｂ８とした。
【０１１４】
図１６（ａ）および（ｂ）、図１７（ａ）および（ｂ）に示す如く、上記分光素子Ｈを用いた場合、信号光の照射領域に対して迷光の照射領域が近接してしまうため、センサ部Ｂ１〜Ｂ８に迷光がより重畳され易くなる。これに対し図１６（ｃ）および（ｄ）、図１７（ｃ）および（ｄ）に示す如く、本実施例の分光素子１１８を用いた場合は、図１１（ａ）の回折領域１１８ｅ〜１１８ｌの作用により、分光素子Ｈを用いた場合に比べて、信号光の照射領域と迷光の照射領域が離れているため、センサ部Ｂ１〜Ｂ８に迷光が重畳され難くなる。
【０１１５】
図１８は、フォーカスエラー信号ＦＥの値と、センサ部Ｂ１〜Ｂ８の出力信号の合計（ＳＵＭ信号）のシミュレーション結果を示す図である。なお、本シミュレーションにおいて、ディスクの記録層間の屈折率は１．６とした。横軸は、対物レンズの移動量に応じた値を表している。
【０１１６】
本実施例の分光素子１１８を用いた場合、上記分光素子Ｈを用いた場合に比べて、図示の如く、隣接する記録層間のＳＵＭ信号の窪みが大きくなっており、各Ｓ字カーブの検出範囲が狭くなっている。また、本実施例の分光素子１１８を用いた場合、上述したように、隣接する記録層間のＳ字カーブが影響を与え難いため、Ｓ字カーブ間において、フォーカスエラー信号ＦＥがより早く０に近づけられ、斜面形状が急峻となっている。これにより、Ｓ字カーブの分離が容易になる。
【０１１７】
以上、本発明の実施例によれば、分光素子Ｈを用いる場合に比べて、ＢＤ光の信号光に迷光１、２が重畳され難くなるため、ＢＤ光の信号光に基づくセンサ部Ｂ１〜Ｂ８の出力信号の精度が高められる。
【０１１８】
また、本発明の実施例によれば、分光素子Ｈを用いる場合に比べて、記録層間におけるＳＵＭ信号の窪みが大きくなるため、複数の記録層の中からターゲットとなる記録層の判別が容易になる。
【０１１９】
また、本発明の実施例によれば、分光素子Ｈを用いる場合に比べて、フォーカスエラー信号ＦＥのＳ字カーブの検出範囲が狭くなるため、ターゲットとなる記録層にレーザ光の焦点位置を引き込んだ後に、この記録層に対して迅速にレーザ光の焦点位置を合わせることができる。
【０１２０】
以上、本発明の実施例について説明したが、本発明は、上記実施例に何ら制限されるものではなく、また、本発明の実施例も上記以外に種々の変更が可能である。
【０１２１】
たとえば、上記実施例では、図１２に示すセンサ部Ｂ１〜Ｂ８は、信号光の照射領域を十分含み得るように配置されたが、これに限らず、センサ部Ｂ１〜Ｂ８の外側の頂点位置が、信号光の照射領域の外側の頂点位置に合わせられるようにしても良い。この場合、分光素子１１８によって分離される信号光の照射領域に合わせて、センサ部Ｂ１〜Ｂ８が構成されても良いし、センサ部Ｂ１〜Ｂ８に合わせて、分光素子１１８の回折領域１１８ａ〜１１８ｄの回折角度が合わせられるようにしても良い。
【０１２２】
また、上記実施例では、回折領域１１８ｅ〜１１８ｌのうち、隣り合う回折領域は、図１１に示したように、それぞれ平面方向または直線方向と４５°の角度をなす異なる方向にＢＤ光を回折した。しかしながら、これに限らず、回折したＢＤ光が、センサ部Ｂ１〜Ｂ８上に照射されないように、適宜回折方向が設定されても良い。また、回折領域１１８ｅ〜１１８ｌのうち、隣り合う回折領域が一体的な回折領域とされても良い。この場合も、回折したＢＤ光が、センサ部Ｂ１〜Ｂ８上に照射されないように、適宜回折方向が設定されても良い。
【０１２３】
また、上記実施例では、分光素子１１８の対角線に沿って幅ｄの回折領域１１８ｅ〜１１８ｌが形成されたが、これに限らず、この部分にレーザ光を通さないよう遮光部が設けられても良い。この場合、ＢＤ光の信号光は、上記実施例と同様にしてセンサ部Ｂ１〜Ｂ８に照射される。なお、この場合、４分割センサＣ０１〜Ｃ０３に照射されるＣＤ光の光量と、４分割センサＤ０１〜Ｄ０３に照射されるＤＶＤ光の光量は、かかる遮光部により減少することとなる。ＣＤ光とＤＶＤ光の光量減少が問題となる場合は、ＢＤ光を受光するための光学系と、ＣＤ光とＤＶＤ光を受光するための光学系を別にしても良い。
【０１２４】
また、上記実施例では、光入射面に回折パターンが形成された分光素子１１８を用いてＢＤ光を分光させたが、これに替えて、多面プリズムからなる分光素子を用いてＢＤ光を分光させても良い。
【０１２５】
なお、多面プリズムからなる分光素子を用いる場合、ＢＤ光を受光するための光学系と、ＣＤ光とＤＶＤ光を受光するための光学系は、別々に構成される。すなわち、図１０（ｂ）に示すＢＤ対物レンズ１１７には、ＢＤ用の光学系にてＢＤ光が導かれ、２波長対物レンズ１１６には、ＢＤ用の光学系とは別のＣＤ／ＤＶＤ用の光学系にてＣＤ光とＤＶＤ光が導かれる。ＢＤ用光学系は、ＢＤ光を発するレーザ光源と、ＢＤにて反射されたＢＤ光を受光する一つの光検出器を有し、ＣＤ／ＤＶＤ用の光学系は、ＣＤ光とＤＶＤ光を発するレーザ光源と、ＣＤ、ＤＶＤにて反射されたＣＤ光、ＤＶＤ光を受光する、ＢＤ光用の光検出器とは別の光検出器を有する。ＣＤ／ＤＶＤ用の光検出器は、ＣＤ光とＤＶＤ光をそれぞれ個別に受光する２つのセンサ群を有する。ＢＤ用光学系は、上記実施例と同様、ＢＤによって反射されたＢＤ光に非点収差を導入するアナモレンズを備える。多面プリズムからなる分光素子は、たとえば、このアナモレンズの前段に配置される。
【０１２６】
図１９は、多面プリズムからなる分光素子１２１の構成を示す模式図である。同図（ａ）は、分光素子１２１の斜視図を示す図であり、同図（ｂ）は、分光素子１２１を入射面側から見たときの平面図である。
【０１２７】
同図（ａ）、（ｂ）を参照して、分光素子１２１は多面プリズムによって構成されており、分光素子１２１の入射面には、ＢＤ光の光軸に対して異なる傾斜方向を有する面１２１ａ〜１２１ｄが形成されている。ＢＤ光は、その光軸が分光素子１２１の中心を貫くように、分光素子１２１に入射する。よって、ＢＤ光は、面１２１ａ〜１２１ｄに均等に掛かる。面１２１ａ〜１２１ｄに入射したＢＤ光は、それぞれ、面１２１ａ〜１２１ｄによって方向Ｖａ〜Ｖｄに屈折され、それぞれ同じ角度だけ、進行方向が変化する。
【０１２８】
同図（ｂ）を参照して、分光素子１２１の出射面には、平面方向に平行な幅ｄの遮光部１２１ｅと、曲面方向に平行な幅ｄの遮光部１２１ｆが形成されている。遮光部１２１ｅ、１２１ｆは、たとえば、平坦な出射面に、光を透過しないマスク部材を装着することにより形成される。これにより、面１２１ａ〜１２１ｄに入射するＢＤ光の一部は、遮光部１２１ｅ、１２１ｆにより遮光される。すなわち、面１２１ａ〜１２１ｄ内の領域１２１ａ’〜１２１ｄ’に入射するＢＤ光は、遮光部１２１ｅ、１２１ｆにより遮光されない。結果、分光素子１２１を透過したＢＤ光の信号光と迷光１、２の照射領域は、信号光領域の近傍に、図１３（ａ）〜（ｃ）の照射領域ａ０〜ｈ０のように形成される。この場合、遮光部１２１ｅ、１２１ｆによる遮光により、照射領域ａ１〜ｈ１は形成されない。
【０１２９】
なお、図１９の変更例では、入射面に面１２１ａ〜１２１ｄを形成し、平坦な出射面に遮光部１２１ｅ、１２１ｆを形成したが、出射面に面１２１ａ〜１２１ｂを形成し、平坦な入射面に遮光部１２１ｅ、１２１ｆを形成しても良い。また、遮光部１２１ｅ、１２１ｆの替わりに、上記分光素子１１８の回折領域１１８ｅ〜１１８ｌによる回折効果と同等の屈折効果が得られるような斜面を形成しても良い。
【０１３０】
また、上記実施例では、分光素子１１８がアナモレンズ１１９の前段に配置されたが、分光素子１１８をアナモレンズ１１９の後段に配置しても良く、あるいは、アナモレンズ１１９の入射面または出射面に、分光素子１１８と同様の回折作用をレーザ光に付与する回折パターンを一体的に配しても良い。
【０１３１】
この他、本発明の実施の形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【０１３２】
１０１  …  半導体レーザ（光源）
１１７  …  ＢＤ対物レンズ（対物レンズ）
１１８  …  分光素子
１１８ａ〜１１８ｄ  …  回折領域（第３の領域）
１１８ｅ〜１１８ｌ  …  回折領域（第１の領域および第２の領域）
１１９  …  アナモレンズ（非点収差素子）
１２０  …  光検出器
１２１  …  分光素子
１２１ａ’〜１２１ｄ’  …  領域（第３の領域）
１２１ｅ、１２１ｆ  …  遮光部（第１の領域および第２の領域）
Ｂ１〜Ｂ８  …  センサ部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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