(57)【要約】【課題】ホモダイン検波光学系の小型化。【解決手段】従来のホモダイン検波光学系は、ホモダイン検波に用いる所定の位相差を有する信号光と参照光の各組を平行光の状態で生成後、それらを集光して受光するように構成されている。そこで、ホモダイン検波光学系における上記各組の生成系の前段に集光レンズを配置し、収束光の状態で上記各組を生成する構成として、サイズの小型化を図る。但し、収束光の状態で位相差付与を行う場合には付与すべき位相差の他に余分な位相差分布が与えられてしまう。そこで位相差分布相殺部を設け、位相差付与部を通過後の信号光と参照光に位相差分布が生じないようにする。この結果、位相差付与部に平行光の状態で信号光と参照光を入射させる必要がなくなり、上記の小型化のための構成を採ることができる。【選択図】図１２
2013033572.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光記録媒体からの戻り光としての信号光と、コヒーレント光としての参照光とを生成し、それらを重ね合わせて出射する光生成部と、
上記光生成部より出射された上記信号光と上記参照光の重ね合わせ光を集光する集光部と、
上記集光部を介した上記信号光と上記参照光の重ね合わせ光を異なる方向に分光する第１の分光部と、
上記集光部を介さずに平行光の状態で上記第１の分光部により分光された上記信号光と上記参照光の重ね合わせ光がそれぞれ入射した場合に、その一方の信号光と参照光の組に対し波面全体に０°の位相差を与え、他方の信号光と参照光の組に対し波面全体に９０°の位相差を与えるように構成された角度選択性を有する位相差付与部と、
上記集光部を介して収束光の状態で上記第１の分光部により分光された上記信号光と上記参照光の重ね合わせ光が上記位相差付与部に入射した場合にそれら分光された重ね合わせ光のそれぞれに生じる位相差分布を相殺するように、上記信号光と上記参照光に位相差分布を与える位相差分布相殺部と
を備える光ピックアップ装置。
【請求項２】
上記光生成部は、互いの偏光方向が直交関係となる上記信号光と上記参照光とを出射する請求項１に記載の光ピックアップ装置。
【請求項３】
上記位相差付与部により得られる上記０°の位相差を有する信号光と参照光の組と上記９０°の位相差を有する信号光と参照光の組とを分光して、それぞれの位相差が０°、９０°、１８０°、２７０°となる信号光と参照光の組を得る第２の分光部をさらに備える
請求項１に記載の光ピックアップ装置。
【請求項４】
上記位相差付与部は、
位相差板で構成され、その結晶光学軸の方向が、上記第１の分光部による０次光の光軸から傾いた方向とされる
請求項１に記載の光ピックアップ装置。
【請求項５】
上記位相差分布相殺部は、
上記集光部と上記第１の分光部との間に配置された角度選択性位相差板である
請求項４に記載の光ピックアップ装置。
【請求項６】
上記光生成部は、
同一光源より出射された光を２方向に分光し、その一方を上記参照光とし、他方を上記光記録媒体に照射してその戻り光を上記信号光とすると共に、上記参照光を反射ミラーで反射させて上記信号光と重ね合わせて出射するように構成されており、
上記位相差分布相殺部は、
上記参照光の光軸に対して傾斜配置された上記反射ミラーとされる
請求項４に記載の光ピックアップ装置。
【請求項７】
上記位相差分布相殺部は、
上記集光部よりも前段に配置されて、平行光による上記信号光と上記参照光との重ね合わせ光に対して位相差分布を与える
請求項４に記載の光ピックアップ装置。
【請求項８】
上記位相差分布相殺部は、
複合プリズム、液晶素子、ウォラストンプリズム、フォトニック結晶の何れかで構成される
請求項７に記載の光ピックアップ装置。
【請求項９】
上記位相差付与部は、
位相差板で構成され、その結晶光学軸の方向が、上記第１の分光部による０次光の光軸に平行な方向とされる
請求項１に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１０】
上記位相差分布相殺部は、上記参照光の波面を略球面状に変化させて上記位相差分布を与える
請求項９に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１１】
上記光生成部は、
同一光源より出射された光を２方向に分光し、その一方を上記参照光とし、他方を上記光記録媒体に照射してその戻り光を上記信号光とすると共に、上記参照光を反射ミラーで反射させて上記信号光と重ね合わせて出射するように構成されており、
上記位相差分布相殺部は、
上記反射ミラーに照射される上記参照光をデフォーカスさせることで上記参照光の波面を略球面状に変化させる
請求項１０に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１２】
上記位相差分布相殺部は液晶素子で構成される請求項１０に記載の光ピックアップ装置。
【請求項１３】
光記録媒体からの戻り光としての信号光と、コヒーレント光としての参照光とを生成し、それらを重ね合わせて出射する光生成部と、
上記光生成部より出射された上記信号光と上記参照光の重ね合わせ光を集光する集光部と、
上記集光部を介した上記信号光と上記参照光の重ね合わせ光を異なる方向に分光する第１の分光部と、
上記集光部を介さずに平行光の状態で上記第１の分光部により分光された上記信号光と上記参照光の重ね合わせ光がそれぞれ入射した場合に、その一方の信号光と参照光の組に対し波面全体に０°の位相差を与え、他方の信号光と参照光の組に対し波面全体に９０°の位相差を与えるように構成された角度選択性を有する位相差付与部と、
上記集光部を介して収束光の状態で上記第１の分光部により分光された上記信号光と上記参照光の重ね合わせ光が上記位相差付与部に入射した場合にそれら分光された重ね合わせ光のそれぞれに生じる位相差分布を相殺するように、上記信号光と上記参照光に位相差分布を与える位相差分布相殺部と
を備える光ピックアップを備えると共に、
上記位相差付与部により得られる上記０°の位相差を有する上記信号光と上記参照光の組と上記９０°の位相差を有する上記信号光と上記参照光との組とに基づく受光信号を利用して、上記光記録媒体に記録された信号の再生を行う再生部と
を備える再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、いわゆるホモダイン検波による信号再生を行う場合に好適な光ピックアップ装置と、当該光ピックアップ装置を備えて光記録媒体に記録された情報の再生を行う再生装置とに関する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００２】
【特許文献１】特開２００８−２６９６８０号公報
【背景技術】
【０００３】
光の照射により信号の記録／再生が行われる光記録媒体として、例えばＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＢＤ（Blu-ray Disc：登録商標）などのいわゆる光ディスク記録媒体（単に光ディスクとも称する）が普及している。
【０００４】
このような光ディスクに関し、検出信号（再生信号）のＳＮＲ（信号対雑音比）の低下を改善するための手法として上記特許文献１などに開示されるようなホモダイン方式（ホモダイン検波方式）が提案されている。
周知のようにホモダイン方式は、検出対象とする光（信号光）に対し、参照光としてのコヒーレントな光（ＤＣ光）を干渉させた光を検波することで、信号増幅を図る技術である。
【０００５】
上記特許文献１では、信号光と参照光とを干渉させた光を検波するホモダイン方式として、それぞれその位相差が９０°ずつ異なるようにされた４つの信号光・参照光の組について検波を行うようにされている。具体的には、位相差がそれぞれ０°、９０°、１８０°、２７０°とされた信号光・参照光の組について、それぞれ検波を行うものである。
ここで、これら各組についての検波は、それぞれ信号光と参照光とを干渉させた光についての光強度を検出することで行われる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、特許文献１では、これら位相差の異なる４組の信号光・参照光を生成・受光するためのホモダイン検波光学系として、無偏光回折素子２０３、角度選択性偏光変換素子２０４、偏光分離回折格子２０５、及び集光レンズ１１５による光学系を形成するものとしている（特許文献１の図１を参照）。
しかしながらこの検波光学系では、平行光の状態で４組の信号光・参照光を生成した後、これらを集光レンズ１１５で集光して受光するようにされている。
つまり、上記の４組を生成するための光路長と、その後にこれらを集光するための光路長とを別々に要する構成となっており、この点で、光学系のサイズが比較的大型化するものとなっている。
【０００７】
本技術はかかる問題点に鑑み為されたもので、ホモダイン方式を採用する場合において、ホモダイン検波光学系のサイズの小型化を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このため本技術では、光ピックアップ装置として以下のように構成することとした。
すなわち、光記録媒体からの戻り光としての信号光と、コヒーレント光としての参照光とを生成し、それらを重ね合わせて出射する光生成部を備える。
また、上記光生成部より出射された上記信号光と上記参照光の重ね合わせ光を集光する集光部を備える。
また、上記集光部を介した上記信号光と上記参照光の重ね合わせ光を異なる方向に分光する第１の分光部を備える。
また、上記集光部を介さずに平行光の状態で上記第１の分光部により分光された上記信号光と上記参照光の重ね合わせ光がそれぞれ入射した場合に、その一方の信号光と参照光の組に対し波面全体に０°の位相差を与え、他方の信号光と参照光の組に対し波面全体に９０°の位相差を与えるように構成された角度選択性を有する位相差付与部を備える。
また、上記集光部を介して収束光の状態で上記第１の分光部により分光された上記信号光と上記参照光の重ね合わせ光が上記位相差付与部に入射した場合にそれら分光された重ね合わせ光のそれぞれに生じる位相差分布を相殺するように、上記信号光と上記参照光に位相差分布を与える位相差分布相殺部を備えるようにした。
【０００９】
また、本技術では再生装置として以下のように構成することとした。
つまり、光記録媒体からの戻り光としての信号光と、コヒーレント光としての参照光とを生成し、それらを重ね合わせて出射する光生成部と、
上記光生成部より出射された上記信号光と上記参照光の重ね合わせ光を集光する集光部と、
上記集光部を介した上記信号光と上記参照光の重ね合わせ光を異なる方向に分光する第１の分光部と、
上記集光部を介さずに平行光の状態で上記第１の分光部により分光された上記信号光と上記参照光の重ね合わせ光がそれぞれ入射した場合に、その一方の信号光と参照光の組に対し波面全体に０°の位相差を与え、他方の信号光と参照光の組に対し波面全体に９０°の位相差を与えるように構成された角度選択性を有する位相差付与部と、
上記集光部を介して収束光の状態で上記第１の分光部により分光された上記信号光と上記参照光の重ね合わせ光が上記位相差付与部に入射した場合にそれら分光された重ね合わせ光のそれぞれに生じる位相差分布を相殺するように、上記信号光と上記参照光に位相差分布を与える位相差分布相殺部と
を備える光ピックアップを備える。
また、上記位相差付与部により得られる上記０°の位相差を有する信号光と参照光の組と上記９０°の位相差を有する信号光と参照光との組とに基づく受光信号を利用して、上記光記録媒体に記録された信号の再生を行う再生部を備えるようにした。
【００１０】
上記のような位相差分布相殺部を設けることで、収束光の状態で第１の分光部により分光されて得られる信号光と参照光のそれぞれの組を位相差付与部に入射しても、当該位相差付与部を通過後のこれら信号光と参照光の組に位相差分布が生じないようにできる。つまりこれにより、位相差付与部に平行光の状態で信号光と参照光を入射させる必要がなくなり、第１の分光部の前段に対して集光レンズを配置する構成が可能となる。この結果、従来との比較で、ホモダイン検波光学系のサイズを小型化できる。
【発明の効果】
【００１１】
本技術によれば、ホモダイン検波光学系を従来より小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施の形態で再生対象とする光記録媒体の断面構造を示した図である。
【図２】実施の形態の再生装置が備える主に光学系の構成について説明するための図である。
【図３】実施の形態としての再生装置全体の内部構成について説明するための図である。
【図４】具体的な光路長サーボの手法について説明するための図である。
【図５】従来のホモダイン検波光学系の構成を示した図である。
【図６】従来のホモダイン検波光学系におけるグレーティングとウォラストンプリズムの分光方向について説明するための図である。
【図７】従来の課題解決のために見い出したホモダイン検波光学系の構成を示した図である。
【図８】本実施の形態で採用するホモダイン検波光学系におけるグレーティングとウォラストンプリズムの分光方向について説明するための図である。
【図９】平行光入射のときのグレーティングによる分光と角度選択性位相差板による位相差付与の様子を示した図である。
【図１０】収束光入射のときのグレーティングによる分光と角度選択性位相差板による位相差付与の様子を示した図である。
【図１１】収束光入射としたときに生じる位相差分布を相殺するために付与すべき位相差分布について説明するための図である。
【図１２】位相差分布を相殺するための具体的な構成例について説明するための図である。
【図１３】第２の実施の形態で用いる角度選択性位相差板について説明するための図である。
【図１４】グレーティングの前段に集光レンズを配置した場合（収束光入射のとき）におけるグレーティングによる分光と角度選択性位相差板による位相差付与の様子を示した図である。
【図１５】収束光入射としたときに生じる位相差分布を相殺するために付与すべき位相差分布について説明するための図である。
【図１６】位相差分布を相殺するための第２の実施の形態としての構成例について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、発明を実施するための形態（以下実施の形態とする）について説明していく。
なお、説明は以下の順序で行うものとする。
＜１．第１の実施の形態＞
［1-1．再生対象とする光記録媒体］
［1-2．再生装置の構成］
［1-3．光路長サーボの具体的手法について］
［1-4．従来のホモダイン検波光学系の構成］
［1-5．本実施の形態のホモダイン検波光学系］
＜２．第２の実施の形態＞
＜３．変形例＞
【００１４】
＜１．第１の実施の形態＞
［1-1．再生対象とする光記録媒体］
図１は、実施の形態において再生対象とする光記録媒体１の断面構造を示した図である。
光記録媒体１は、ディスク状の光記録媒体とされ、回転駆動される光記録媒体１に対するレーザ光照射が行われて記録信号の再生が行われる。なお、光記録媒体とは、光の照射により情報の再生が行われる記録媒体を総称したものである。
本例の場合、光記録媒体１は、ピット（エンボスピット）の形成により情報が記録されたいわゆるＲＯＭ型（再生専用型）の光記録媒体であるとする。
【００１５】
図１に示されるように光記録媒体１には、上層側から順にカバー層２、記録層（反射膜）３、基板４が形成されている。
ここで、本明細書において「上層側」とは、後述する実施の形態としての再生装置側からのレーザ光が入射する面を上面としたときの上層側を指す。つまりこの場合、光記録媒体１に対しては、カバー層２側からレーザ光が入射することになる。
【００１６】
光記録媒体１において、基板４は、例えばポリカーボネートやアクリルなどの樹脂で構成され、図示するようにその上面側にはピットの形成に伴う凹凸の断面形状が与えられている。
このようにピットが形成された基板４は、例えばスタンパを用いた射出成形などにより生成される。
そして、上記凹凸形状が与えられた基板４の上面側に対して、例えば金属などによる反射膜が成膜され、これにより記録層３が形成される。
【００１７】
記録層３の上層側に形成されるカバー層２は、例えば紫外線硬化樹脂をスピンコート法等により塗布した後、紫外線照射による硬化処理を施すことで形成されたものとなる。
カバー層２は、記録層３の保護のために設けられている。
【００１８】
［1-2．再生装置の構成］
図２は、上記により説明した光記録媒体１についてホモダイン方式による信号再生を行う実施の形態としての再生装置が備える主に光学ピックアップＯＰの内部構成について説明するための図である。
なお図中において、光記録媒体１とスピンドルモータ（ＳＰＭ）３０とを除いた部分が、光学ピックアップＯＰとなる。
【００１９】
図２において、光記録媒体１は、再生装置に装填されると、図中のスピンドルモータ３０によって回転駆動される。
光学ピックアップＯＰは、このように回転駆動される光記録媒体１についての再生を行うためのレーザ光を照射するように構成されている。
【００２０】
光学ピックアップＯＰ内には、再生のためのレーザ光源となるレーザ（半導体レーザ）１０が設けられている。
該レーザ１０より出射されたレーザ光は、コリメーションレンズ１１を介して平行光となるようにされた後、１／２波長板１２を介して偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）１３に入射する。
【００２１】
このとき、偏光ビームスプリッタ１３は、例えばＰ偏光を透過しＳ偏光を反射するように構成されているとする。その上で、上記１／２波長板１２の取り付け角度（レーザ光の入射面内において光軸を中心した回転角度）は、偏光ビームスプリッタ１３を透過して出力される光（Ｐ偏光成分）と反射して出力される光（Ｓ偏光成分）との比率（すなわち偏光ビームスプリッタ１３による分光比）が１：１となるように調整されているとする。
【００２２】
偏光ビームスプリッタ１３にて反射されたレーザ光は、ビームスプリッタ（無偏光ビームスプリッタ）１４に入射し、その一部が該ビームスプリッタ１４を透過して１／４波長板１５に導かれる。そして、該１／４波長板１５を介したレーザ光は、２軸アクチュエータ１７により保持された対物レンズ１６を介して、光記録媒体１の記録層３に集光するようにして照射される。
【００２３】
２軸アクチュエータ１７は、対物レンズ１６をフォーカス方向（光記録媒体１に対して接離する方向）及びトラッキング方向（光記録媒体１の半径方向に平行な方向：上記フォーカス方向とは直交関係となる方向）に変位可能に保持する。
この場合の２軸アクチュエータ１７にはフォーカスコイル、トラッキングコイルが備えられており、これらフォーカスコイル、トラッキングコイルにそれぞれ後述するフォーカスドライブ信号ＦＤ、トラッキングドライブ信号ＴＤが供給されることで、対物レンズ１６を上記フォーカス方向、上記トラッキング方向にそれぞれ変位させる。
【００２４】
記録層３に対してレーザ光が照射されることに応じては、該記録層３からの反射光（信号光）が得られる。該反射光は、対物レンズ１６→１／４波長板１５を介して、ビームスプリッタ１４に入射する。ビームスプリッタ１４では、該反射光の一部が透過、一部が反射される。
【００２５】
ここで、ビームスプリッタ１４にて反射された上記反射光は、図のように集光レンズ１８を介して位置制御用受光部１９の受光面上に集光するようにされる。
これら集光レンズ１８、位置制御用受光部１９から成る光学系は、対物レンズ１６のフォーカスサーボ、トラッキングサーボを行うためのフォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号を生成するための受光系として設けられたものである。
ここで、フォーカスエラー信号やトラッキングエラー信号については、光記録媒体１に記録された情報信号についての再生信号（ＲＦ信号）と比較してその周波数帯域が非常に低いため、検出光量が小であってもＳＮＲ（信号対ノイズ比）の悪化が抑制される。このため本例では、上記の受光系によって、エラー信号の検出用に光記録媒体１からの反射光を導き、これを独立に検出するものとしている。
なお、図示されているように、位置制御用受光部１９にて得られた受光信号については、受光信号Ｄ_psと表記する。
【００２６】
ビームスプリッタ１４を透過した光記録媒体１からの反射光は、前述した偏光ビームスプリッタ１３に入射する。
このように偏光ビームスプリッタ１３に入射する反射光（復路光）は、１／４波長板１５による作用と記録層３における反射時の作用とにより、その偏光方向が、レーザ１０側から入射し該偏光ビームスプリッタ１３にて反射された光（往路光とする）の偏光方向に対して９０°異なったものとなっている。すなわち、上記反射光はＰ偏光で偏光ビームスプリッタ１３に入射する。
このため、復路光としての上記反射光は偏光ビームスプリッタ１３を透過する。
なお、以下、このように偏光ビームスプリッタ１３を透過することになる光記録媒体１の記録信号を反映した反射光のことを、信号光と称する。
【００２７】
また、本実施の形態の再生装置において、レーザ１０より出射され偏光ビームスプリッタ１３を透過したレーザ光（Ｐ偏光）は、ホモダイン方式における参照光として機能する。
偏光ビームスプリッタ１３を透過した参照光は、図中の１／４波長板２０を介して、アクチュエータ２２により保持されたミラー２１に入射する。
【００２８】
アクチュエータ２２は、ミラー２１を、当該ミラー２１に入射する参照光の光軸に平行な方向に変位可能に保持しており、図中の駆動信号Ｄdsにより駆動制御される。
このアクチュエータ２２は、後述する光路長サーボを実現するために設けられたものとなる。
なお、アクチュエータ２２としては、例えばボイスコイルモータ等の電磁方式によるものやピエゾ素子を用いたものなどを挙げることができる。
【００２９】
ミラー２１にて反射された参照光は、１／４波長板２０を介して偏光ビームスプリッタ１３に入射する。
ここで、このように偏光ビームスプリッタ１３に入射する参照光（復路光）は、１／４波長板２０による作用とミラー２１での反射時の作用とにより、その偏光方向が、往路光としての参照光とは９０°異なるものとされる（つまりＳ偏光となる）。従って、上記復路光としての参照光は、偏光ビームスプリッタ１３にて反射されることになる。
【００３０】
図中では、このように偏光ビームスプリッタ１３にて反射された参照光を破線矢印により示している。
また図中では、前述のように偏光ビームスプリッタ１３を透過した信号光については実線矢印により示している。
【００３１】
図のように、偏光ビームスプリッタ１３によっては、これら信号光と参照光とが重ね合わされた状態で同方向に出射される。具体的にこの場合、信号光と参照光とはそれらの光軸が一致するように重ね合わされた状態で同方向に出射される。
ここで、参照光は、いわゆるコヒーレント光である。
【００３２】
これら偏光ビームスプリッタ１３から出力される信号光及び参照光は、ホモダイン検波光学系２３に入射する。
ホモダイン検波光学系２３は、偏光ビームスプリッタ１３から入射する信号光と参照光の重ね合わせ光に基づき、それぞれその位相差が異なるものとされる４組の信号光と参照光の組を生成し、それらの組をそれぞれ異なる位置に集光して、信号光・参照光の各組をそれぞれ対応する検出器上で光干渉させるように構成されている。
具体的に、本例の場合は、図中に光線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４と示す４組の信号光と参照光の組を生成・集光するように構成されている。
ここで、光線Ｌ１は、位相差が０°（つまり同位相）の信号光と参照光の組、光線Ｌ２は位相差が１８０°の信号光と参照光の組、光線Ｌ３は位相差が９０°の信号光と参照光の組、光線Ｌ４は位相差が２７０°の信号光と参照光の組をそれぞれ表す。
なお、このようにそれぞれの位相差が０°、９０°、１８０°、２７０°となる４つの信号光と参照光の組を生成・集光するためのホモダイン検波光学系２３の具体的な構成については、後に改めて説明する。
【００３３】
図示するようにホモダイン検波光学系２３によってそれぞれ生成された信号光と参照光の組は、第１ホモダイン検波用ディテクタＰＤ１、第２ホモダイン検波用ディテクタＰＤ２、第１光路長サーボ用ディテクタＰＤ３、第２光路長サーボ用ディテクタＰＤ４にそれぞれ集光する。
具体的に、光線Ｌ１としての、位相差＝０°の信号光と参照光の組は第１ホモダイン検波用ディテクタＰＤ１に集光し、光線Ｌ２としての位相差＝１８０°の信号光と参照光の組は第２ホモダイン検波用ディテクタＰＤ２に集光する。また、光線Ｌ３としての位相差＝９０°の信号光と参照光の組は第１光路長サーボ用ディテクタＰＤ３に集光し、光線Ｌ４としての位相差＝２７０°の信号光と参照光の組は第２光路長サーボ用ディテクタＰＤ４に集光する。
【００３４】
ここで、第１ホモダイン検波用ディテクタＰＤ１による受光信号については、受光信号Ｄ_hm1と表記する。また、第２ホモダイン検波用ディテクタＰＤ２による受光信号については受光信号Ｄ_hm2と表記する。
また、第１光路長サーボ用ディテクタＰＤ３による受光信号については受光信号Ｄ_hm3と、第２光路長サーボ用ディテクタＰＤ４による受光信号については受光信号Ｄ_hm4とそれぞれ表記する。
【００３５】
図３は、実施の形態の再生装置全体の内部構成について説明するための図である。
なお図３において、光学ピックアップＯＰの内部構成については、２軸アクチュエータ１７、アクチュエータ２２のみを抽出して示している。
またこの図では、スピンドルモータ３０の図示は省略している。
【００３６】
図示するように光学ピックアップＯＰの外部には、図２に示した第１ホモダイン検波用ディテクタＰＤ１による受光信号Ｄ_hm1と第２ホモダイン検波用ディテクタＰＤ２による受光信号Ｄ_hm2とに基づき再生データを得るための構成として、第１Ｉ−Ｖ変換回路３１、第２Ｉ−Ｖ変換回路３２、コンパレータ３３、及び再生処理部３４が設けられる。
また、位置制御用受光部１９による受光信号Ｄ_psに基づき２軸アクチュエータ１７（対物レンズ１６）についてのサーボ制御を行うための構成として、エラー信号生成回路３５、サーボ回路３６が設けられる。
さらに、光路長サーボを行うための構成として第３Ｉ−Ｖ変換回路３７、第４Ｉ−Ｖ変換回路３８、減算部３９、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）４０、加算部４１、光路長サーボ回路４２が設けられている。
【００３７】
第１Ｉ−Ｖ変換回路３１は、第１ホモダイン検波用ディテクタＰＤ１からの受光信号Ｄ_hm1を入力し電流−電圧変換を行って、信号光に対して同位相の参照光が干渉した光についての再生信号を得る。
また、第２Ｉ−Ｖ変換回路３２は、第２ホモダイン検波用ディテクタＰＤ２からの受光信号Ｄ_hm2を入力し電流−電圧変換を行って、信号光に対して逆位相の参照光が干渉した光についての再生信号を得る。
【００３８】
第１Ｉ−Ｖ変換回路３１、第２Ｉ−Ｖ変換回路３２により得られたそれぞれの再生信号は、コンパレータ３３に供給される。
コンパレータ３３は、第１Ｉ−Ｖ変換回路３１より供給される再生信号と第２Ｉ−Ｖ変換回路３２より供給される再生信号との差分信号を生成する。換言すれば、当該コンパレータ３３は、「信号光に同位相の参照光が干渉した光についての再生信号」−「信号光に逆位相（位相差１８０°）の参照光が干渉した光についての再生信号」による演算を行うことに相当する。
このようなコンパレータ３３の演算により、いわゆる差動検出が行われたことになる。当該差動検出によって、ＤＣ成分としての参照光成分が除去（相殺）され、増幅された信号光の成分を得ることができる。
【００３９】
上記のようなコンパレータ３３による差動検出で得られた再生信号については、第１Ｉ−Ｖ変換回路３１、第２Ｉ−Ｖ変換回路３２で得られる再生信号と区別する意味で、ＲＦ信号と表記する。
【００４０】
ここで、ホモダイン検波で検出される受光信号Ｄ_hm1、Ｄ_hm2をそれぞれ数式により表すと、以下のようになる。
なお下記［式１］［式２］においては、説明の便宜上、偏光ビームスプリッタ１３から出射される信号光の電界を1/2|Ｅsig｜、参照光の電界を1/2|Ｅref｜と表している。
Ｄ_hm1＝|1/2Ｅsig＋1/2Ｅref｜2
＝1/4|Ｅsig｜2＋1/4|Ｅref｜2＋1/2|Ｅsig｜|Ｅref｜cos(Δφ)
・・・［式１］
Ｄ_hm2＝|1/2Ｅsig−1/2Ｅref｜2
＝1/4|Ｅsig｜2＋1/4|Ｅref｜2−1/2|Ｅsig｜|Ｅref｜cos(Δφ)
・・・［式２］
これら[式１][式２]において、右辺の第１項目、第２項目はそれぞれ信号光の二乗検波信号、参照光の二乗検波信号である。そして第３項目が、ホモダインによる信号光と参照光の干渉信号（つまり抽出したい信号）である。
【００４１】
上述のように受光信号Ｄ_hm1,Ｄ_hm2については差動検出が行われ、その結果は、
Ｄ_hm1−Ｄ_hm2＝|Ｅsig｜|Ｅref｜cos(Δφ)    ・・・［式３］
と表される。
この［式３］より、ホモダイン検波（及び差動検出）による再生動作によれば、参照光（|Ｅref｜2）などのホモダイン信号以外の成分が除去されて、参照光の強度に応じて増幅された信号光が抽出されることが分かる。
【００４２】
また図３において、第３Ｉ−Ｖ変換回路３７は、図２に示した第１光路長サーボ用ディテクタＰＤ３からの受光信号Ｄ_hm3を入力し電流−電圧変換を行って、位相差が９０°の信号光と参照光の組についての再生信号を得る。
また、第４Ｉ−Ｖ変換回路３８は、第２光路長サーボ用ディテクタＰＤ４からの受光信号Ｄ_hm4を入力し電流−電圧変換を行って、位相差が２７０°の信号光と参照光の組についての再生信号を得る。
【００４３】
第３Ｉ−Ｖ変換回路３７、第４Ｉ−Ｖ変換回路３８により得られたそれぞれの再生信号は、コンパレータ３９に供給される。
コンパレータ３９は、第３Ｉ−Ｖ変換回路３７より供給される再生信号と第４Ｉ−Ｖ変換回路３８より供給される再生信号との差分信号を生成する。すなわち、これらの再生信号についての差動検出を行っているものであり、この結果、ＤＣ成分としての参照光成分が除去され、参照光の強度に応じて増幅された信号光の成分を得ることができる。
コンパレータ３９の出力信号（差動検出結果）については、図のように信号ＤＥｏと表記する。
【００４４】
ここで、受光信号Ｄ_hm3、Ｄ_hm4をそれぞれ数式により表すと、以下のようになる。
Ｄ_hm3＝|1/2Ｅsig＋1/2exp(iπ/4)Ｅref｜2
＝1/4|Ｅsig｜2＋1/4|Ｅref｜2＋1/2|Ｅsig｜|Ｅref｜sin(Δφ)
・・・［式４］
Ｄ_hm4＝|1/2Ｅsig−1/2exp(iπ/4)Ｅref｜2
＝1/4|Ｅsig｜2＋1/4|Ｅref｜2−1/2|Ｅsig｜|Ｅref｜sin(Δφ)
・・・［式５］
これら[式４][式５]において、右辺の第１項目、第２項目はそれぞれ信号光の二乗検波信号、参照光の二乗検波信号である。そして第３項目が、ホモダインによる信号光と参照光の干渉信号（つまり抽出したい信号）である。
【００４５】
上述のように受光信号Ｄ_hm3,Ｄ_hm4についても差動検出が行われ、その結果は、
Ｄ_hm3−Ｄ_hm4＝|Ｅsig｜|Ｅref｜sin(Δφ)    ・・・［式６］
と表される。
この［式６］より、この場合も参照光（|Ｅref｜2）などのホモダイン信号以外の成分が除去されて、参照光の強度に応じて増幅された信号光が抽出されることが分かる。
【００４６】
なお、光路長サーボ系についての説明は後に改めて行う。
【００４７】
図３において、コンパレータ３３によって得られたＲＦ信号は、再生処理部３４に供給される。
再生処理部３４は、ＲＦ信号について２値化処理や記録変調符号の復号化・エラー訂正処理など、記録データを得るために必要とされる再生処理を行い、上述の記録データを再生した再生データを得る。
【００４８】
また図３において、エラー信号生成回路３５は、図２に示した位置検出用受光部１９からの受光信号Ｄ_psに基づき、フォーカスエラー信号ＦＥ、トラッキングエラー信号ＴＥを生成する。
【００４９】
サーボ回路３６は、エラー信号生成回路３５にて生成されたフォーカスエラー信号ＦＥ、トラッキングエラー信号ＴＥに基づき、フォーカスサーボ信号、トラッキングサーボ信号をそれぞれ生成する。そして、これらフォーカスサーボ信号、トラッキングエラー信号から生成したフォーカスドライブ信号ＦＤ、トラッキングドライブ信号ＴＤにより、光学ピックアップＯＰ内の２軸アクチュエータ１７のフォーカスコイル、トラッキングコイルをそれぞれ駆動する。
これにより、対物レンズ１６についてのフォーカスサーボループ、トラッキングサーボループが形成される。
【００５０】
［1-3．光路長サーボの具体的手法について］
ここで、ホモダイン方式は、信号光に対して参照光を干渉させて信号増幅を図る手法であるため、信号光と参照光との光路長差は、可干渉距離内で且つ位相差を０とすることが望ましいものとされている。当該条件が満たされれば、ディテクタ上で検出される光強度が最大となるためである。
この点より、ホモダイン方式を採用する場合には、信号光と参照光との光路長差を上記の条件が満たされるように一定に保つために、光路長サーボを行うようにされる。
【００５１】
ここで具体的に、可干渉距離内で位相差を０とするにあたっては、ディテクタ上で検出される光強度（つまり受光信号Ｄ_hm1やＤ_hm2の信号レベル）が最大となるようにすればよい。つまりは、「Ｄ_hm1−Ｄ_hm2」と表記することのできるＲＦ信号の振幅が最大となるようにすればよい。
但し、サーボ制御にあたり、入力信号の最大値を目標値とするのは安定したサーボ制御を実現する上で好ましくない。
そこで本例では、光路長サーボのエラー信号としては、「Ｄ_hm1−Ｄ_hm2」によるＲＦ信号ではなく、これに対し９０°の位相差を有するようにされた信号を用いるものとしている。
【００５２】
図４は、この点について説明するための図であり、図４（ａ）では信号光と参照光の光路長差を変化させたときのＲＦ信号（Ｄ_hm1−Ｄ_hm2）の波形を示し、図４（ｂ）ではＲＦ信号に対し位相差が９０°ずれたものとなる「Ｄ_hm3−Ｄ_hm4」の波形（先に示した［式６］）を示している。
この図４を参照して分かるように、受光信号Ｄ_hm3と受光信号Ｄ_hm4との差動検出結果である「Ｄ_hm3−Ｄ_hm4」を光路長エラー信号として用いれば、光路長サーボ制御の目標値は「０」とすることができる。
【００５３】
この点を踏まえた上で、図３に示す光路長サーボ系について説明する。
コンパレータ３９で得られた「Ｄ_hm3−Ｄ_hm4」としての信号ＤＥｏは、ローパスフィルタ４０を介して光路長サーボ回路４１に入力される。
ここで、ローパスフィルタ４０は、信号ＤＥｏとして得られる再生信号（ＲＦ信号との位相差が９０°となる再生信号）の高周波成分を除去する。このローパスフィルタ４０は、光路長サーボの周波数特性（サーボ帯域）がフォーカスサーボの周波数特性と同程度となるようにするために設けられる。すなわち、信号光と参照光の光路長差は主にディスクの面振れに伴って生じるので、これに応じ光路長サーボの周波数特性はフォーカスサーボの周波数特性と同程度とすることが要求されるものである。
以下、当該ローパスフィルタ４０の出力を、光路長エラー信号ＤＥと称する。
【００５４】
光路長サーボ回路４１は、ローパスフィルタ４０からの光路長エラー信号ＤＥを入力し、当該光路長エラー信号ＤＥの値が、所定の目標値で一定となるようにアクチュエータ２２を駆動するための駆動信号Ｄdsを生成する。具体的にこの場合は、光路長エラー信号ＤＥの値が０で一定となるようにするための駆動信号Ｄdsを生成し、当該駆動信号Ｄdsに基づきアクチュエータ２２を駆動制御する。
これにより、ＲＦ信号の振幅を最大とする光路長サーボ制御が実現される。
【００５５】
［1-4．従来のホモダイン検波光学系の構成］
ここで、先に説明した光線Ｌ１〜Ｌ４としての、それぞれ位相差が０°、９０°、１８０°、２７０°となる４つの信号光と参照光の組を生成・集光するためのホモダイン検波光学系に関して、従来のホモダイン検波光学系２３’の構成を図５に示す。
なお、この図５では従来のホモダイン検波光学系２３’の構成と共に、図２に示した第１ホモダイン検波用ディテクタＰＤ１、第２ホモダイン検波用ディテクタＰＤ２、第１光路長サーボ用ディテクタＰＤ３、第２光路長サーボ用ディテクタＰＤ４も併せて示している。
この図５に示す従来のホモダイン検波光学系２３’は、先に挙げた特許文献１に開示されるホモダイン検波光学系（偏光位相変換分離素子１１４及び集光レンズ１１５：特許文献１の図１,２を参照）とほぼ同等の構成となる。
【００５６】
この図５に示されるように、従来のホモダイン検波光学系２３’は、１／２波長板４４、無偏光回折格子４５、角度選択性位相差板４６、ウォラストンプリズム４７、及び集光レンズ４８を有して構成される。
先の図２を参照して理解されるように、ホモダイン検波光学系２３’には、偏光ビームスプリッタ１３から出射された信号光と参照光の重ね合わせ光が入射することになる。そして、このようにホモダイン検波光学系２３’に入射する信号光と参照光は、平行光の状態とされ、且つ、互いの偏光方向が直交した関係にある（本例の場合、信号光はＰ偏光、参照光はＳ偏光となる）。
【００５７】
１／２波長板４４には、上記のように互いの偏光方向が直交した関係となる信号光・参照光が入射する。１／２波長板４４は、その取り付け角度（レーザ光の入射面内において光軸を中心とした回転角度）が調整されることで、信号光と参照光の偏光方向を図のように４５度回転させる。
【００５８】
無偏光回折素子４５は、１／２波長板４４を介した平行光の状態の信号光と参照光の重ね合わせ光を分光して、２つの異なる進行方向の光線を出力する。一方は、直進する０次光、他方は所定の回折角で回折された１次光である。
【００５９】
無偏光回折素子４５で分光された上記２つの光線は、角度選択性位相差板４６に入射する。
後の図９にて説明するように、本例の場合、角度選択性位相差板４６は、例えば水晶などの複屈折性をもった一軸の異方性結晶で構成され、その結晶の光学軸の方向が上記０次光の光軸に対して所定角度だけ傾いた方向に設定される。これにより、直進する上記０次光については、信号光と参照光とに９０°の位相差が与えられるものとなり、一方、上記１次光については、信号光と参照光に位相差は与えられない（位相差は変化しない）ものとなる。
【００６０】
角度選択性位相差板４６を介した上記０次光及び上記１次光は、ウォラストンプリズム４７に入射する。
ウォラストンプリズム４７は、上記０次光（位相差＝９０°）、上記１次光（位相差＝０°）をそれぞれ分光して、計４つの光線を生成する。すなわち、上記１次光を基に、位相差＝０°の信号光と参照光の組による光線と、位相差＝１８０°の信号光と参照光の組による光線を生成する。また、上記０次光を基に、位相差＝９０°の信号光と参照光の組による光線と、位相差＝２７０°の信号光と参照光の組による光線とを生成する。
【００６１】
なお、上記の構成により、ウォラストンプリズム４７から位相差０°、９０°、１８０°、２７０°による各光線が得られる原理は、下記の参考文献１で説明される原理（［００１５］の記載及び図３を参照）と同様である。
・参考文献１・・・特開２００９−１５９４４号公報
【００６２】
ここで、ウォラストンプリズム４７による分光方向は、無偏光回折素子４５による分光方向とは直交する関係となる。
図６は、この点について説明するための図であり、図６Ａは無偏光回折素子４５による分光方向に平行な面を切断面とした場合のホモダイン検波光学系２３’（無偏光回折素子４５以降）の断面図を、図６Ｂは無偏光回折素子４５による分光方向に平行な面に対して直交する面を切断面とした場合のホモダイン検波光学系２３’の断面図をそれぞれ示している。
【００６３】
説明を図５に戻す。
ウォラストンプリズム４７にて得られる上記４つの光線は、共に平行光の状態にある。
従来のホモダイン検波光学系２３’では、このようにウォラストンプリズム４７によって得た４つの平行光による光線を、集光レンズ４８によって集光することで、前述した光線Ｌ１〜Ｌ４を得るようにされている。
【００６４】
しかしながら、前述もしたようにこのような構成は、上記の位相差による４組の光線を生成するための光路長と、その後にこれらを集光するための光路長とを別々に要するものとなっており、その分、光学系のサイズが大型化してしまうという問題がある。
【００６５】
［1-5．本実施の形態のホモダイン検波光学系］
そこで本発明者らは、上記問題点の解決を図るべく、図７に示すようなホモダイン検波光学系２３''の構成とすることを見い出した。
なお以下の説明において、既に説明済みとなった部分と同様となる部分については同一符号を付して説明を省略する。
【００６６】
この図７に示すように、ホモダイン検波光学系２３''では、図２に示した偏光ビームスプリッタ１３より平行光の状態で入射する信号光と参照光の重ね合わせ光について、先ずは１／２波長板４４によりその偏光方向（信号光と参照光の偏光方向）を４５度回転させる点は従来の場合と同様となる。
その上でこの場合は、１／２波長板４４を介した信号光と参照光の重ね合わせ光を、集光レンズ４８により収束光に変換するものとしている。
そして、このように収束光に変換された信号光と参照光の重ね合わせ光を、無偏光回折素子４５により分光し、さらに角度選択性位相差板４６に入射させた上で、ウォラストンプリズム４７により分光して各ディテクタＰＤに集光するものとしている。
ウォラストンプリズム４７からは、収束光の状態による光線Ｌ１〜Ｌ４が出射され、これらが、それぞれ前述した対応関係によりディテクタＰＤ１〜ＰＤ４の何れか１つに受光される。
なお、各ディテクタＰＤ上では、それぞれ信号光と参照光との干渉が起こり、その光強度が検出されることになる。
【００６７】
確認のため、図８に、ホモダイン検波光学系２３''における無偏光回折素子４５とウォラストンプリズム４７による分光の様子を示しておく。
図８Ａは無偏光回折素子４５による分光方向に平行な面を切断面とした場合のホモダイン検波光学系２３''（集光レンズ４８以降）の断面図を、図６Ｂは無偏光回折素子４５による分光方向に平行な面に対して直交する面を切断面とした場合のホモダイン検波光学系２３''の断面図をそれぞれ示すものである。
このように、ホモダイン検波光学系２３''においても、無偏光回折素子４５による分光方向とウォラストンプリズム４７による分光方向とは直交関係となる。
【００６８】
上記のように集光レンズ４８で収束光とした後の光線を分光するようにしたホモダイン検波光学系２３''によれば、従来のホモダイン検波光学系２３’のように、平行光の状態で４組の光線を分光するための光路長は不要とできるので、その分、ホモダイン検波光学系のサイズを小型化することができる。
例えば一例として、レーザ波長λ＝４０５nm、ビーム径φ＝３mm、集光レンズ４８の焦点距離Ｆ及び開口数ＮＡがＦ＝１７．５mm、ＮＡ＝０．０９の条件下において、光線Ｌ１〜Ｌ４が適切に対応するディテクタＰＤ上に集光するように光学系を設計した場合の従来のホモダイン検波光学系２３’の全長（１／２波長板４４〜ディテクタＰＤ間の距離）は４４mm程度であった。これに対し、同条件下における図７に示すホモダイン検波光学系２３''の全長は２６mm程度となる。すなわち、従来比でおよそ１／２程度にホモダイン検波光学系のサイズを抑えることができる。
なお、上記設計例において、使用した各素子の厚さは、従来・本例共に１／２波長板４４＝１mm、無偏光回折素子４５＝１mm、角度選択性位相差板４６＝０．４mm、ウォラストンプリズム４７＝６mm、集光レンズ４８＝４mmであった。
【００６９】
但し、先の図２にて説明したままの光学ピックアップＯＰの構成により、ホモダイン検波光学系２３を単に図７で説明したホモダイン検波光学系２３''とした場合には、以下のような問題が生じることとなる。
【００７０】
先ずは図９により、従来のホモダイン検波光学系２３’（平行光入射のとき）における、無偏光回折素子４５による分光と角度選択性位相差板４６による位相差付与の様子について説明する。
先ず前提として、この場合、無偏光回折素子４５に入射する信号光と参照光の重ね合わせ光は、平行光の状態でかつその光束内における波面の位相差は全面で０°となる。なお図示もしているように、この場合の「波面」とは、光線の進行方向に対し垂直な面でみた波面を意味するものである。
平行光の状態の信号光と参照光の重ね合わせ光の光束が無偏光回折素子４５を介することで、角度選択性位相差板４６には、直進する０次光（図中、実線矢印）と、直進方向から所定角度だけ傾いた１次光（破線矢印）とが平行光の状態で入射することになる。
ここで本例の場合、角度選択性位相差板４６は、例えば水晶などの複屈折性をもった一軸の異方性結晶で構成される。
【００７１】
ここで、図中に示すように、本実施の形態では、角度選択性位相差板４６の結晶光学軸の方向は、無偏光回折素子４５から入射する０次光の光軸から傾けられた方向に設定されることを前提としている。つまりこのような結晶光学軸の設定により、前述のように、無偏光回折素子４５による０次光（直進）には角度選択性位相差板４６を通過後に９０°の位相差（信号光と参照光の位相差）を与え、直進方向から所定角度傾いて入射する１次光に対しては位相差を与えないようにすることができる。
【００７２】
このように角度選択性位相差板４６は、無偏光回折素子４５からの０次光に対して９０°の位相差を与え、１次光に対しては位相差を付与しないように設計されているものである。具体的に、この場合における角度選択性位相差板４６は、当該角度選択性位相差板４６を介した後の上記０次光と上記１次光として、図のようにそれらの光束内における同じ位置の位相差の差（信号光と参照光の位相差の差）が等しく９０°となるように設計されているものである。
【００７３】
図１０は、ホモダイン検波光学系２３''（収束光入射のとき）における無偏光回折素子４５による分光と角度選択性位相差板４６による位相差付与の様子を示した図である。
先ず、この場合も、無偏光回折素子４５に入射する信号光と参照光の重ね合わせ光（この場合は集光レンズ４８を介して収束光の状態となっている）の位相差は、光束内の全面において等しく０°である。
ホモダイン検波光学系２３''の場合は、無偏光回折素子４５からの０次光（実線）と１次光（破線）とが収束光の状態で角度選択性位相差板４６に入射することになる。
なおこの場合、集光レンズ４８による収束角は、先の設計例（Ｆ＝１７．５mm、ＮＡ＝０．０９）によると図のように５°程度となる。
【００７４】
但し、角度選択性位相差板４６は、前述のように、無偏光回折素子４５より平行光の状態の０次光と１次光とが入射したときに、０次光に９０°の位相差を与え、１次光には位相差を与えないように設計されている。
従って、上記のように角度選択性位相差板４６に収束光の状態の０次光と１次光とが入射した場合には、角度選択性位相差板４６を介した後のこれら０次光と１次光に、図のような位相差分布が与えられてしまうことになる。具体的に、角度選択性位相差板４６の結晶光学軸は、０次光の光軸から傾いた方向に設定されているので、この場合の０次光と１次光の波面には、当該結晶光学軸の傾きに応じた角度で傾斜する態様の位相差分布が与えることになる。
この場合、１次光の波面の位相差分布の態様としては、図のようにその中心高さ位置の位相差は０°となるが、当該中心高さ位置から上方の高さ位置となるに従って位相差の値が＋１８０°を上限として徐々に大となり、上記中心高さ位置から下方の高さ位置となるに従って位相差の値が−１８０°を下限として徐々に小となる。
一方、０次光の位相差分布の態様としては、その中心高さ位置の位相差は９０°となるが、当該中心高さ位置から上方の位置となるに従って位相差の値が＋２７０°を上限として徐々に大となり、上記中心高さ位置から下方の位置となるに従って位相差の値が−９０°を下限として徐々に小となる。
なお確認のために述べておくと、これら位相差分布の具体的な上限・下限の数値（１８０°、−１８０°、２７０°、−９０°）は、前述の従来の設計例とした場合のものである。換言すれば、これらの数値は設計により異なるものとなる。
【００７５】
上記のような位相差分布が生じると、０次光を基に生成される光線Ｌ１（位相差＝０°）と光線Ｌ２（位相差＝１８０°）とに基づくホモダイン検波を行った場合に、ディテクタＰＤ上で信号光と参照光の干渉光が受光された段階で信号の打ち消し合いが生じ、再生信号ＲＦの振幅が著しく低下してしまうという問題が生じる。
また１次光を基に生成される光線Ｌ３（位相差＝９０°）と光線Ｌ４（位相差＝２７０°）とに基づき行われるホモダイン検波についても、同様に再生信号振幅の著しい低下を招いてしまい、光路長サーボを適切に行うことが非常に困難となってしまう。
【００７６】
そこで本実施の形態では、上記のように角度選択性位相差板４６を通過後の０次光と１次光とに生じる位相差分布を相殺するための構成を付加する。
ここで、図１０に示したような位相差分布を相殺するためには、図１１に示すように、角度選択性位相差板４６に入射する前の段階の光線に対し、逆の位相差分布を付与するものとすればよい。具体的に、先の設計例の場合には、図１０に示した位相差分布の態様としては０次光、１次光共に上方から下方にかけて＋１８０°〜−１８０°の位相差が与えられるものとなっているので、これを相殺するための位相差分布としては、図１１に示すように、上方から下方にかけて−１８０°〜＋１８０°の位相差分布を与えるものとすればよい。これは、波面の形状を模式化して例えれば、「／」の形状として表すことのできる位相差分布を相殺するために、「＼」の形状として表すことのできる位相差分布を付与するものと表現できる。
これにより、角度選択性位相差板４６を通過後の１次光、０次光として、図のようにそれぞれ全面で０°、全面で９０°の均一な位相差が付与されるようにできる。つまりこの結果、図７に示した小型化を意図した構成を採る場合に問題となる、ホモダイン再生信号の振幅低下の防止を図ることができる。
【００７７】
図１２は、位相差分布を相殺するための具体的な構成例について説明するための図である。
図１２Ａは、位相差分布の相殺に角度選択性位相差板を用いる構成例である。
具体的にこの構成例では、集光レンズ４８と無偏光回折素子４５との間に、角度選択性位相差板４９を挿入するものとしている。この角度選択性位相差板４９としては、角度選択性位相差板４６と同様、例えば水晶などの複屈折性をもった一軸の異方性結晶で構成されたものを用いればよい。
このような角度選択性位相差板４９として、集光レンズ４８から入射する信号光と参照光の重ね合わせ光に前述の相殺のための位相差分布（本例の場合は−１８０°〜＋１８０°）を与えるように設計されたものを用いることで、角度選択性位相差板４６を通過後の０次光、１次光のそれぞれについて、位相差が全面で均一となるようにすることができる。この場合、図のように角度選択性位相差板４９の結晶光学軸の向きは、角度選択性位相差板４６の結晶光学軸の向きに対し逆向きとなる。
なお確認のために述べておくと、この場合、図２に示したホモダイン検波光学系２３としては、図７に示したホモダイン検波光学系２３''に対して、集光レンズ４８と無偏光回折素子４５との間に角度選択性位相差板４９を挿入したものを設けることになる。
【００７８】
また図１２Ｂは、参照光反射ミラーとしてのミラー２１を傾斜配置する構成例である。
ミラー２１を傾斜配置することで、偏光ビームスプリッタ１３から出射され集光レンズ４８に入射する参照光の波面を所定角度だけ傾けることができる。なお、ここで言う「傾斜」とは、参照光の光軸に対して直交する状態を無傾斜としたときの傾斜を意味する。
このように波面を傾斜させた参照光と、波面が傾斜されていない信号光との位相差分布が、先に説明した相殺のための位相差分布（本例の場合は−１８０°〜＋１８０°）となるようにミラー２１の傾斜角度を設定する。これにより、角度選択性位相差板４６を通過後の０次光、１次光それぞれの位相差を全面で均一とできる。
なおこの場合、図２に示したホモダイン検波光学系２３の構成は、図７にて説明したホモダイン検波光学系２３''と同様でよい。
【００７９】
また図１２Ｃは、集光レンズ４８の前段にて相殺のための位相差分布を与える構成例である。
具体的に、この構成例では、１／２波長板４４と集光レンズ４８との間に、複合プリズム５０を配置するものとしている。この場合、複合プリズム５０は、ガラス（図中白抜き部分）と、先の角度選択性位相差板４６と同様に複屈折性をもった一軸性結晶（図中斜線部）とを貼り合わせて構成されたものとなる。
この複合プリズム５０を通過後の信号光と参照光との位相差分布として、先に説明した相殺のための位相差分布（−１８０°〜＋１８０°）が付与されるように当該複合プリズム５０を設計することで、角度選択性位相差板４６を通過後の０次光、１次光それぞれの位相差を全面で均一とできる。
なおこの場合も、図２に示したホモダイン検波光学系２３の構成は、図７にて説明したホモダイン検波光学系２３''と同様でよい。
【００８０】
なお、上記では、平行光の状態の信号光と参照光とに上記相殺のための位相差分布を与えるにあたり、複合プリズム５０を用いる場合を例示したが、これに代えて、集光レンズ４８に入射する参照光の波面を所定角度だけ傾けるように設計したウォラストンプリズムや、複屈折性をもった液晶素子、或いはフォトニック結晶を用いることによっても、同様の位相差分布を与えることができる。
【００８１】
＜２．第２の実施の形態＞
第２の実施の形態は、無偏光回折素子４５からの出射光に対し、０次光の光軸に平行な方向の結晶光学軸を有する角度選択性位相差板（角度選択性位相差板５１）により位相差を付与する場合に対応した構成を提案するものである。
【００８２】
図１３は、角度選択性位相差板５１について説明するための図である。
図示するように角度選択性位相差板５１は、無偏光回折素子４５から入射する０次光（実線）の光軸に平行な方向の結晶光学軸を有する。
第２の実施の形態で用いる角度選択性位相差板５１は、この図に示すように平行光の状態の０次光と１次光とが入射したときに、０次光に対して９０°の位相差を与え、１次光に対しては位相差を付与しないように設計されたものとなる。
この場合も、無偏光回折素子４５に入射する信号光と参照光の位相差は全面で０°であるので、角度選択性位相差板５１は、当該角度選択性位相差板５１を介した後の上記０次光と上記１次光として、それらの光束内における同じ位置の位相差の差（信号光と参照光の位相差の差）が等しく９０°となるように設計されたものとなる。
【００８３】
図１４は、無偏光回折素子４５の前段に集光レンズ４８を配置した場合における無偏光回折素子４５による分光と角度選択性位相差板５１による位相差付与の様子を示している。
角度選択性位相差板５１に対し、無偏光回折素子４５より収束光の状態で０次光と１次光とが入射されたときは、図のように、当該角度選択性位相差板５１を通過後の０次光、１次光にはそれぞれ同心円状の位相差分布が与えられてしまう。具体的に、１次光には、その中心が位相差＝０°となり、中心から外周となるに従って位相差の値が−１８０°を下限として徐々に低下する態様の位相差分布が与えられてしまう。また０次光には、その中心が位相差＝＋９０°となり、中心から外周となるに従って位相差の値が−９０°を下限として徐々に低下する態様の位相差分布が与えられてしまう。
このように０次光の光軸と平行な方向の結晶光学軸を有する角度選択性位相差板５１を用いる場合には、当該角度選択性位相差板５１を通過後の０次光、１次光に対して、本来付与されるべき位相差の他に、光束の中心から外周にかけて位相差＝０°〜−１８０°となる同心円状の位相差分布が与えられてしまうことになる。
なおこの場合の位相差分布の下限値についても、その具体的な数値は設計により異なるものである。上記の数値は、第１の実施の形態で例示したものと同様の設計例（λ＝４０５nm、φ＝３mm、Ｆ＝１７．５mm、ＮＡ＝０．０９の条件下で光線Ｌ１〜Ｌ４が適切に対応するディテクタＰＤ上に集光するように光学系を設計した場合）におけるものである。
【００８４】
このような位相差分布を相殺するためには、図１５に示すように、角度選択性位相差板５１に入射前の段階の信号光と参照光の光線に対し逆の位相差分布を与えればよい。具体的にこの場合は、その光束の中心から外周にかけて位相差＝０°〜＋１８０°となる同心円状の位相差分布を与えるものとすればよい。
これにより、角度選択性位相差板５１を通過後の１次光、０次光の位相差分布として、それぞれ図のように全面で位相差＝０°、全面で位相差＝９０°となる適正な位相差分布が得られるようにできる。
【００８５】
図１６は、上記のような位相差分布を相殺するための第２の実施の形態としての構成例について説明するための図である。
この図１６に示す構成例は、ミラー２１に照射される参照光をデフォーカスさせる、すなわち参照光の波面を略球面状に変形させることで、集光レンズ４８に入射する信号光と参照光とに前述の相殺のための位相差分布を与えるものである。
具体的にこの場合は、１／４波長板２０とミラー２１との間に集光レンズ５２を配置し、当該集光レンズ５２によって、ミラー２１に照射される参照光をデフォーカスさせるものとしている。
このときのデフォーカス量を、集光レンズ４８に入射する信号光と参照光に前述の相殺のための位相差分布が与えられるように設定する。すなわち本例の場合は、光束中心から外周にかけて位相差＝０°〜＋１８０°となる同心円状の位相差分布が得られるように設定する。
これにより、角度選択性位相差板５１を通過後の０次光、１次光それぞれの位相差を全面で均一とできる。
なおこの場合、図２に示したホモダイン検波光学系２３の構成は、図７にて説明したホモダイン検波光学系２３''と同様（但し、角度選択性位相差板４６でなく角度選択性位相差板５１が設けられる点は異なる）となる。
【００８６】
このような第２の実施の形態によっても、ホモダイン検波光学系のサイズを従来より小型化することができる。
【００８７】
なお第２の実施の形態において、参照光をデフォーカスさせる（波面を略球面に変形させる）ための構成としては、集光レンズ４８以外にも、例えば液晶素子などで実現することもできる。
【００８８】
＜３．変形例＞
以上、本技術に係る各実施の形態について説明したが、本技術としてはこれまでで説明した具体例に限定されるべきものではない。
例えば光学系の構成は、実際の実施形態に応じて適宜最適とされる構成が採られればよく、これまでで説明した構成に限定されるべきものではない。
【００８９】
また、これまでの説明では、受光信号Ｄ_hm3、Ｄ_hm4を用いた光路長サーボを行うことを前提としたので、記録信号の再生を受光信号Ｄ_hm1、Ｄ_hm2のみを用いて行うものとしたが、記録信号の再生は、例えば特許文献１などに記載されるように、受光信号Ｄ_hm1〜Ｄ_hm4の４信号を用いたいわゆる位相ダイバーシティ方式で行うようにすることもできる。具体的には、Ｄ_hm1−Ｄ_hm2、Ｄ_hm3−Ｄ_hm4をそれぞれ計算した上で、それらの二乗和を再生信号とするものである。
【００９０】
また、再生対象とする光記録媒体については、ＲＯＭ型の光記録媒体を例示したが、本技術は、光記録媒体一般に広く好適に適用可能なものであり、もちろん、記録可能型の光記録媒体についての信号再生にも好適に適用できる。
【００９１】
また、本技術は、以下に示す構成とすることもできる。
（１）
光記録媒体からの戻り光としての信号光と、コヒーレント光としての参照光とを生成し、それらを重ね合わせて出射する光生成部と、
上記光生成部より出射された上記信号光と上記参照光の重ね合わせ光を集光する集光部と、
上記集光部を介した上記信号光と上記参照光の重ね合わせ光を異なる方向に分光する第１の分光部と、
上記集光部を介さずに平行光の状態で上記第１の分光部により分光された上記信号光と上記参照光の重ね合わせ光がそれぞれ入射した場合に、その一方の信号光と参照光の組に対し波面全体に０°の位相差を与え、他方の信号光と参照光の組に対し波面全体に９０°の位相差を与えるように構成された角度選択性を有する位相差付与部と、
上記集光部を介して収束光の状態で上記第１の分光部により分光された上記信号光と上記参照光の重ね合わせ光が上記位相差付与部に入射した場合にそれら分光された重ね合わせ光のそれぞれに生じる位相差分布を相殺するように、上記信号光と上記参照光に位相差分布を与える位相差分布相殺部と
を備える光ピックアップ装置。
（２）
上記光生成部は、互いの偏光方向が直交関係となる上記信号光と上記参照光とを出射する上記（１）に記載の光ピックアップ装置。
（３）
上記位相差付与部により得られる上記０°の位相差を有する信号光と参照光の組と上記９０°の位相差を有する信号光と参照光の組とを分光して、それぞれの位相差が０°、９０°、１８０°、２７０°となる信号光と参照光の組を得る第２の分光部をさらに備える
上記（１）又は（２）に記載の光ピックアップ装置。
（４）
上記位相差付与部は、
位相差板で構成され、その結晶光学軸の方向が、上記第１の分光部による０次光の光軸から傾いた方向とされる
上記（１）〜（３）に記載の光ピックアップ装置。
（５）
上記位相差分布相殺部は、
上記集光部と上記第１の分光部との間に配置された角度選択性位相差板である
上記（４）に記載の光ピックアップ装置。
（６）
上記光生成部は、
同一光源より出射された光を２方向に分光し、その一方を上記参照光とし、他方を上記光記録媒体に照射してその戻り光を上記信号光とすると共に、上記参照光を反射ミラーで反射させて上記信号光と重ね合わせて出射するように構成されており、
上記位相差分布相殺部は、
上記参照光の光軸に対して傾斜配置された上記反射ミラーとされる
上記（４）に記載の光ピックアップ装置。
（７）
上記位相差分布相殺部は、
上記集光部よりも前段に配置されて、平行光による上記信号光と上記参照光との重ね合わせ光に対して位相差分布を与える
上記（４）に記載の光ピックアップ装置。
（８）
上記位相差分布相殺部は、
複合プリズム、液晶素子、ウォラストンプリズム、フォトニック結晶の何れかで構成される
上記（７）に記載の光ピックアップ装置。
（９）
上記位相差付与部は、
位相差板で構成され、その結晶光学軸の方向が、上記第１の分光部による０次光の光軸に平行な方向とされる
上記（１）〜（３）に記載の光ピックアップ装置。
（１０）
上記位相差分布相殺部は、上記参照光の波面を略球面状に変化させて上記位相差分布を与える
上記（９）に記載の光ピックアップ装置。
（１１）
上記光生成部は、
同一光源より出射された光を２方向に分光し、その一方を上記参照光とし、他方を上記光記録媒体に照射してその戻り光を上記信号光とすると共に、上記参照光を反射ミラーで反射させて上記信号光と重ね合わせて出射するように構成されており、
上記位相差分布相殺部は、
上記反射ミラーに照射される上記参照光をデフォーカスさせることで上記参照光の波面を略球面状に変化させる
上記（１０）に記載の光ピックアップ装置。
（１２）
上記位相差分布相殺部は液晶素子で構成される上記（１０）に記載の光ピックアップ装置。
（１３）
光記録媒体からの戻り光としての信号光と、コヒーレント光としての参照光とを生成し、それらを重ね合わせて出射する光生成部と、
上記光生成部より出射された上記信号光と上記参照光の重ね合わせ光を集光する集光部と、
上記集光部を介した上記信号光と上記参照光の重ね合わせ光を異なる方向に分光する第１の分光部と、
上記集光部を介さずに平行光の状態で上記第１の分光部により分光された上記信号光と上記参照光の重ね合わせ光がそれぞれ入射した場合に、その一方の信号光と参照光の組に対し波面全体に０°の位相差を与え、他方の信号光と参照光の組に対し波面全体に９０°の位相差を与えるように構成された角度選択性を有する位相差付与部と、
上記集光部を介して収束光の状態で上記第１の分光部により分光された上記信号光と上記参照光の重ね合わせ光が上記位相差付与部に入射した場合にそれら分光された重ね合わせ光のそれぞれに生じる位相差分布を相殺するように、上記信号光と上記参照光に位相差分布を与える位相差分布相殺部と
を備える光ピックアップを備えると共に、
上記位相差付与部により得られる上記０°の位相差を有する上記信号光と上記参照光の組と上記９０°の位相差を有する上記信号光と上記参照光との組とに基づく受光信号を利用して、上記光記録媒体に記録された信号の再生を行う再生部と
を備える再生装置。
【符号の説明】
【００９２】
１  光記録媒体、２  カバー層、３  記録層、４  基板、１０  レーザ、１１  コリメーションレンズ、１２  １／２波長板、１３  偏光ビームスプリッタ、１４  ビームスプリッタ、１５,２０  １／４波長板、１６  対物レンズ、１７  ２軸アクチュエータ、１８,４８,５２  集光レンズ、１９  位置制御用受光部、２１  ミラー、２２  アクチュエータ、２３,２３’,２３''  ホモダイン検波光学系、ＰＤ１  第１ホモダイン検波用ディテクタ、ＰＤ２  第２ホモダイン検波用ディテクタ、ＰＤ３  第１光路長サーボ用ディテクタ、ＰＤ４  第２光路長サーボ用ディテクタ、ＯＰ  光学ピックアップ、３０  スピンドルモータ（ＳＰＭ）、３１  第１Ｉ−Ｖ変換回路、３２  第２Ｉ−Ｖ変換回路、３３,３９  コンパレータ、３４  再生処理部、３５  エラー信号生成回路、３６  サーボ回路、３７  第３Ｉ−Ｖ変換回路、３８  第４Ｉ−Ｖ変換回路、４０  ローパスフィルタ（ＬＰＦ）、４１  光路長サーボ回路、４４  １／２波長板、４５  無偏光回折素子、４６,４９,５１  角度選択性位相差板、４７  ウォラストンプリズム、５０  複合プリズム
【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１２】
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【図１６】
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【図９】
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【図１０】
2013033572.tif 000014
【図１１】
2013033572.tif 000015
【図１３】
2013033572.tif 000016
【図１４】
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【図１５】
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