(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、前記光源から出射される光を情報記録媒体に集光する対物レンズと、前記対物レンズを保持する対物レンズホルダと、前記情報記録媒体から反射される光を前記光源への光路から分離する分離素子と、前記対物レンズと前記分離素子の間の光路中に配置されたλ／４板と回折格子と、前記分離素子により分離された光を受光する第１の光検出器とから構成され、
前記光源から前記情報記録媒体への第１の光路の開口ＮＡ１は前記対物レンズホルダで決定され、前記情報記録媒体から前記第１の光検出器への第２の光路の開口ＮＡ２は前記対物レンズホルダと、前記λ／４板と前記回折格子とからなる開口素子で決定され、
前記対物レンズと前記開口素子とが一体で構成されており、
前記第１の光路の開口ＮＡ１と前記第２の光路の開口ＮＡ２は下記の条件式（１）を満足しており、
ＮＡ１＞ＮＡ２      （１）
前記第２の光路の開口ＮＡ２において、
前記レンズホルダで決定される開口の形状は円形であり、前記回折格子は、前記レンズホルダで決定される開口の中心を通過する光が前記回折格子を通過する箇所に格子が設けられていることを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２】
前記分離素子がホログラムで構成される請求項１に記載の光ピックアップ装置。
【請求項３】
前記回折格子と前記ホログラムとが一体で構成される請求項２に記載の光ピックアップ装置。
【請求項４】
前記光源と前記第１の光検出器とが一体で構成される請求項１に記載の光ピックアップ装置。
【請求項５】
情報記録媒体に対し情報の記録および再生の少なくともいずれかを行う装置であって、光源と、前記光源から出射される光を情報記録媒体に集光する対物レンズと、前記対物レンズを保持する対物レンズホルダと、前記情報記録媒体から反射される光を前記光源への光路から分離する分離素子と、前記対物レンズと前記分離素子の間の光路中に配置されたλ／４板と回折格子と、前記分離素子により分離された光を受光する第１の光検出器と、第２の検出器とから構成された光ピックアップ装置を備え、
前記光源から前記情報記録媒体への第１の光路の開口ＮＡ１は前記対物レンズホルダで決定され、前記情報記録媒体から前記第１の光検出器への第２の光路の開口ＮＡ２は前記対物レンズホルダと、前記λ／４板と前記回折格子とからなる開口素子で決定され、
前記対物レンズと前記開口素子とが一体で構成されており、
前記第１の光路の開口ＮＡ１と前記第２の光路の開口ＮＡ２は下記の条件式（１）を満足しており、
ＮＡ１＞ＮＡ２      （１）
前記第２の光路の開口ＮＡ２において、
前記レンズホルダで決定される開口の形状は円形であり、前記回折格子は、前記レンズホルダで決定される開口の中心を通過する光が前記回折格子を通過する箇所に格子が設けられており、さらに前記第２の光路の開口ＮＡ２外の光の少なくとも一部を第２の光検出器へ導くよう構成された光情報処理装置。
【請求項６】
前記第１の光検出器と前記第２の光検出器の各々出力の所定の演算出力より情報記録媒体の情報を再生する請求項５に記載の光情報処理装置。
【請求項７】
前記第１の光検出器と前記第２の光検出器とが一体で構成される請求項５に記載の光情報処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ディスクに光学的に情報の記録、再生を行う光ピックアップ装置および光情報処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１５を用いて、従来の光ピックアップ装置の一つである光ヘッドの動作について説明する。光源の一例である半導体レーザ１５−１より出射された光は、分離素子であるホログラム１５−５を透過した後、対物レンズ１５−３により情報記録媒体の一例である光ディスク１５−２に集光される。光ディスクで反射された光は、対物レンズを透過後ホログラムで回折され第１の光検出器１５−４−１、１５−４−２に入射する。光ディスクに入射する往路の光の開口は対物レンズホルダ１５−６によって決定され、一般に円形開口が多く用いられている。開口ＮＡは対物レンズに入射する光の直径に対応し、直径Ｄは、対物レンズの焦点距離をｆとすると、下記の条件式（８）で関係づけられる。
【０００３】
Ｄ＝２×ｆ×ＮＡ      （８）
【０００４】
ここで、焦点距離ｆは一定のため、ＮＡの大小は直径Ｄの大小に対応し、同じことを意味する。光ディスクから反射する復路の光の開口も同じく対物レンズホルダ１５−６によって決定され、往路、復路共に等しい開口を有している。
【０００５】
次に、各種信号の検出例について説明する。ホログラムがフレネルレンズの一部で構成されている場合、図１５に示すように、片側の回折光は光検出器１５−４−１の手前で焦点を結び、他の回折光は光検出器１５−４−２の後方で焦点を結ぶよう構成できる。図１５のＡ方向矢視図に示したように、光検出器１５−４−１、１５−４−２が各々３分割（１５−４−１ａ〜ｃ、１５−４−２ａ〜ｃ）で構成されているとき、各光検出器出力の演算結果よりＳＳＤ（スポットサイズデテクション）方式のフォーカスエラー信号ＦＥを検出することができる。ＦＥは次式（９）および（１０）のいずれかより得ることができる。
【０００６】
ＦＥ＝（１５−４−１ｂ）−（１５−４−２ｂ）      （９）
【０００７】
ＦＥ＝((１５−４−１ａ)＋(１５−４−１ｃ)＋(１５−４−２ｂ))−((１５−４−１ｂ)＋(１５−４−２ａ)＋(１５−４−２ｃ))      （１０）
【０００８】
光ディスクのトラック方向が、図１５の情報トラック方向である時、トラックによる回折パターンのファーフィールド像が、光検出器上のスポットにＡ方向矢視図のように生じるため、トラッキング誤差信号ＴＥを次式（１１）〜（１３）のいずれかより得ることができる。
【０００９】
ＴＥ＝（１５−４−１ａ）−（１５−４−１ｃ）      （１１）
【００１０】
ＴＥ＝（１５−４−２ａ）−（１５−４−２ｃ）      （１２）
【００１１】
ＴＥ＝((１５−４−１ａ)＋(１５−４−２ｃ))−((１５−４−１ｃ)＋(１５−４−２ａ))      （１３）
【００１２】
光ディスクのデータ情報信号ＲＦは、光検出器１５−４−１の全出力、同じく１５−４−２の全出力、または１５−４−１と１５−４−２の加算出力より得ることができる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
光ディスク装置においては、データ情報の高密度化に伴い、より以上の記録再生能力の向上が要求されている。しかしながら、従来の光ディスク装置においては、記録再生能力を向上させるために対物レンズを高ＮＡ化（対物レンズホルダの開口を大きくする）すると、記録再生特性の一部は改善するものの、チルトやデフォーカスに対するマージンが大きく損なわれるという課題を有していた。
【００１４】
本発明は、高密度化の進む光ディスクに対し、良好な記録再生を可能とするとともに、マージンも損なわれない光ピックアップ装置および光情報処理装置の提供を目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明者らは鋭意検討の結果、半導体レーザから光ディスクへの往路の光路の対物レンズのＮＡを光ディスクからの復路のＮＡより大きく構成することにより、光は高ＮＡで光ディスク上へ集光されるため記録再生能力が向上し、また光ディスクからの反射光の検出は低ＮＡで行うためチルトやデフォーカスに対するマージンも損なわれず、さらに反射光の中の不要な信号成分を除去できるため情報信号のＳ／Ｎも向上し、高性能な光ピックアップ装置および光情報処理装置を完成するに至った。
【００１６】
本発明の光ピックアップ装置は、光源と、前記光源から出射される光を情報記録媒体に集光する対物レンズと、前記対物レンズを保持する対物レンズホルダと、前記情報記録媒体から反射される光を前記光源への光路から分離する分離素子と、前記対物レンズと前記分離素子の間の光路中に配置されたλ／４板と回折格子と、前記分離素子により分離された光を受光する第１の光検出器とから構成され、前記光源から前記情報記録媒体への第１の光路の開口ＮＡ１は前記対物レンズホルダで決定され、前記情報記録媒体から前記第１の光検出器への第２の光路の開口ＮＡ２は前記対物レンズホルダと、前記λ／４板と前記回折格子とからなる開口素子で決定され、前記対物レンズと前記開口素子とが一体で構成されており、前記第１の光路の開口ＮＡ１と前記第２の光路の開口ＮＡ２は下記の条件式（１）を満足しており、
ＮＡ１＞ＮＡ２      （１）
前記第２の光路の開口ＮＡ２において、前記レンズホルダで決定される開口の形状は円形であり、前記回折格子は、前記レンズホルダで決定される開口の中心を通過する光が前記回折格子を通過する箇所に格子が設けられていることを特徴とする。
【００１９】
また、第１の光ピックアップ装置において、第１の光路の開口ＮＡ１と第２の光路の開口ＮＡ２とが下記の条件式（２）を満足することが特に好ましい。
【００３４】
本発明の光情報処理装置は、情報記録媒体に対し情報の記録および再生の少なくともいずれかを行う装置であって、光源と、前記光源から出射される光を情報記録媒体に集光する対物レンズと、前記対物レンズを保持する対物レンズホルダと、前記情報記録媒体から反射される光を前記光源への光路から分離する分離素子と、前記対物レンズと前記分離素子の間の光路中に配置されたλ／４板と回折格子と、前記分離素子により分離された光を受光する第１の光検出器と、第２の検出器とから構成された光ピックアップ装置を備え、前記光源から前記情報記録媒体への第１の光路の開口ＮＡ１は前記対物レンズホルダで決定され、前記情報記録媒体から前記第１の光検出器への第２の光路の開口ＮＡ２は前記対物レンズホルダと、前記λ／４板と前記回折格子とからなる開口素子で決定され、前記対物レンズと前記開口素子とが一体で構成されており、前記第１の光路の開口ＮＡ１と前記第２の光路の開口ＮＡ２は下記の条件式（１）を満足しており、
ＮＡ１＞ＮＡ２      （１）
前記第２の光路の開口ＮＡ２において、前記レンズホルダで決定される開口の形状は円形であり、前記回折格子は、前記レンズホルダで決定される開口の中心を通過する光が前記回折格子を通過する箇所に格子が設けられており、さらに前記第２の光路の開口ＮＡ２外の光の少なくとも一部を第２の光検出器へ導くよう構成されたことを特徴とする。
【００４５】
また、本発明の光情報処理装置において、第１の光検出器と第２の光検出器とを一体で構成することにより、光情報処理装置の小型化、低コスト化が実現できるという優れた効果を有する。
【００４８】
また、本発明の光ピックアップ装置および光情報処理装置において、分離素子をホログラムで構成することにより、簡単な構成で小型低コストな装置を実現できるという優れた効果を有する。
【００４９】
また、本発明の光ピックアップ装置および光情報処理装置において、回折格子とホログラムとを一体で構成することにより、部品点数の削減、小型化、低コスト化が可能であるという優れた効果を有する。
【００５０】
また、本発明の光ピックアップ装置および光情報処理装置において、光源と第１の光検出器とを一体で構成することにより、光学系の小型化や安定化を実現できるという優れた効果を有する。
【００５５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図１から図１４を用いて説明する。
【００５６】
（実施の形態１）
図１は本発明の光ピックアップ装置の構成図である。従来例で挙げた光ピックアップ装置の光ヘッドの動作と同様に、光源の一例である半導体レーザ１−１より出射された光は、分離素子であるホログラム１−５を透過した後、対物レンズ１−３により情報記録媒体の一例である光ディスク１−２に集光される。光ディスクで反射された光は、対物レンズを透過後ホログラムで回折され第１の光検出器１−４−１、１−４−２に入射する。その他、ＦＥ、ＴＥ、ＲＦ信号の検出原理等の説明も図１５の従来例と同様なので省略する。
【００５７】
従来例では、往路と復路のＮＡは対物レンズホルダ１５−６で決定され、共に等しくなる。本実施の形態では、開口は対物レンズホルダ１−６と開口素子の構成部品であるλ／４板１−７と回折格子１−８とで決定される。回折格子１−８は、図中の１−８−ａの部分に格子が設けられている。
【００５８】
ここで、開口素子の動作について説明する。λ／４板１−７は、従来より光ディスク装置で一般に用いられる光学素子で、入射光にλ／４の位相差を与える機能を有する。回折格子１−８は、例えばニオブ酸リチウムなどの異方性材料（例えば屈折率ｎ１とｎ２）より作られた凹凸の格子で、その凹部に異方性材料の２つの屈折率のいずれかと等しい屈折率を有する等方性材料（例えば屈折率ｎ１）を充填して成る。この回折格子１−８に直線偏光の光が入射したとき、異方性材料の屈折率ｎ１がみえる偏光方向に対しては、回折格子が無いに等しいため、入射光は全て透過する。反面、上記偏光方向と直交する偏光方向に対しては回折格子として機能し、入射光を回折する。図１では、半導体レーザ１−１の偏光方向が、回折格子１−８の格子がみえない偏光方向に対応する。そのため回折格子１−８に半導体レーザ１−１より入射した光は、格子の有無にかかわらず回折格子１−８を全て透過していく。よって、往路の開口ＮＡ１は開口素子では決定されず、対物レンズホルダ１−６にて決定される。一方、光ディスクからの反射光は、往路と復路で２回λ／４板を通過するため、半導体レーザの偏光方向とは直交する偏光方向となり、回折格子１−８の格子がみえるため、回折格子１−８の中央部１−８ｂの領域の光は透過し、第１の光検出器へ到達するが、格子部１−８ａでは図の様に回折され、光は第１の光検出器へ達さない。このように復路の開口ＮＡ２は対物レンズホルダ１−６では決定されず、回折格子１−８によって決定される。
【００５９】
図１より、ＮＡ１の方がＮＡ２より大きく構成されている。説明を簡単にするために、仮にＮＡ２が従来例の開口ＮＡと等しいとすると、従来例の装置と本実施の形態の装置とを比較すると、復路の開口は等しいが往路の開口は本実施の形態の装置の方が大きいことがわかる。このことにより、本実施の形態の光ピックアップ装置は、従来例に無い下記の効果を有している。
【００６０】
（１）光ディスク上のスポットサイズは、波長をλとすると、λ／ＮＡに比例するので、光ディスクに入射する光の開口ＮＡ１が従来例のＮＡより大きい本実施の形態の装置では、光ディスク上でのスポットサイズが小さくなり、記録感度の向上、記録品質の向上、再生信号の分解能向上、クロストーク低減、符号間干渉の低減がはかれる。
【００６１】
（２）デフォーカスによる信号低下はＮＡの２乗に比例、チルトによる信号低下はＮＡの３乗に比例するが、本実施の形態の装置では復路の開口は従来例のＮＡと等しいＮＡ２であるため、デフォーカスやチルトに対するマージンは従来例と同様で、往路の開口が大きいにも関わらず、マージンが損なわれない。
【００６２】
（３）隣接トラックによるクロストーク成分や前後の信号による符号間干渉成分、デフォーカスやチルトによる収差成分は、ディスクからの反射光のＮＡの大きい領域（開口の周辺部分）に多く含まれる。本実施の形態の装置では、復路の開口が往路より小さく設定されているため、クロストーク成分、符号間干渉成分、収差成分を多く含む光が除去されるため良好な再生特性が得られる。
【００６３】
図２に本実施の形態の光ピックアップ装置による再生特性の解析例を示す。光ディスクはトラックピッチ０．６μｍで情報信号として約０．４μｍから２μｍのマ−クで構成されるランダムデータを、再生する光ヘッドは波長λが６６０ｎｍを想定している。往路と復路のＮＡをパラメータとして再生信号ジッターを示したものが図２で、ジッターを０．１％きざみで等高線表示してある。従来例の場合、一般的な開口として往路、復路共にＮＡを０．６とすると、再生信号ジッターは約４．０５％となる。これに対し本実施の形態の一例として、往路のＮＡ１を０．６３、復路のＮＡ２を０．６とすると、再生信号ジッターは３．０％となり、従来例に対し１．０５％の改善となる。従来例として、往路、復路共にＮＡを０．６３にすると、再生信号ジッターは約３．０７％となるが、本実施の形態の場合に０．０７％及ばないのに加え、復路のＮＡも０．６３であるため、本実施の形態の場合に対し、デフォーカスマージンが約９％、チルトマージンが約１４％損なわれる。
【００６４】
上記解析で想定した光ディスクの場合、復路のＮＡ２を一般的な０．６とした時、往路のＮＡ１を大きくしていくと徐々にジッターは減少するが、ＮＡ１が０．６３から０．６７のあたりでジッターの変化が小さくなる。ＮＡ１のバラツキの影響を小さくするには、０．６３から０．６７の間に設定することが望ましい。
【００６５】
また、復路のＮＡ２を小さくすることによるデフォーカスやチルトのマージン拡大を優先する場合には、往路のＮＡ１が０．６０の時、復路のＮＡ２は０．５４以下でもジッターは劣化しないことがわかる。ジッター優先、マージン優先、ジッターとマージンの両立等目的に応じて最適なＮＡ比は変わるが、ほぼ下記の条件式（２）に示す設定にて最適条件を見つけることができる。
【００６６】
１＜ＮＡ１／ＮＡ２＜１．２      （２）
【００６７】
図３に、開口素子の一例を示す。図３（ａ）は図１の構成における開口素子を対物レンズ１−３側より見た図である。図の１−６の部分が対物レンズホルダで、その開口は往路のＮＡ１に対応している。対物レンズホルダ１−６の内側にある同心円部が回折格子１−８の格子１−８ａを示しており、その開口は復路のＮＡ２に対応している。図３（ａ）では、往路、復路共に開口は円形で構成されているが、開口の形状は円形に限定されるものではない。円形の場合は、レンズホルダ１−６などの開口の加工や成形が容易になるという利点があるが、一般に光ディスクではラジアル方向とタンジェンシャル方向で最適なＮＡが異なる場合がある。この場合開口は、円形より楕円が望ましい。図３（ｂ）は、対物レンズホルダ１−６の開口がタンジェンシャル方向に高ＮＡである楕円の場合である。高ＮＡの方向はタンジェンシャル方向に限定されるものではなく、ラジアル方向の場合もあり得るし、さらに回折格子１−８による復路の開口が楕円の場合もあり得る。本発明の優れた効果は、往路の開口に対し、復路の開口が小さいことによって得られるため、一般に開口の形状に因らない。図３（ｃ）のように復路の開口が四角形であっても、本発明の効果は損なわれない。図３（ｄ）は、復路の開口が４個の円形開口で構成された例で、本発明の優れた効果を有すると共に、往路の開口の中央部の光も復路では除去されるため、光ディスク１−２の情報成分をあまり含まない低域成分であるＤＣ成分を多く含む光が除去され、データ情報信号ＲＦの変調度が向上するという利点も有している。図３（ｅ）も図３（ｄ）と同様で、往路に対し復路の開口が小さいと共に、開口の中央部の光も回折格子１−８ａで除去されるため、ＤＣ成分を多く含む光が除去され、データ情報信号ＲＦの変調度が向上するという利点を有している。このように本発明の光ピックアップ装置は、往路に対し復路の開口が小さく設定されていることが特徴で、開口の形状には特に因らない。
【００６８】
（実施の形態２）
図４は、ラジアル方向のみ往路と復路の開口を変えた場合の光ピックアップ装置の構成例である。図１の構成と同様の部分については説明を省略する。図４よりタンジェンシャル方向は、対物レンズホルダ４−１による往路の開口と回折格子４−２による復路の開口が等しく設定されている。それに対し、図４のＢ方向矢視図にあるラジアル方向は、往路の開口ＮＡ１（Ｒ）に対し復路の開口ＮＡ２（Ｒ）が小さく設定されている。タンジェンシャル方向の符号間干渉の影響が少ない光ディスクシステムにおいては、図１に示す実施の形態１における光ピックアップ装置に対し以下の利点がある。
【００６９】
（１）ラジアル方向は往路の開口に対し復路が低ＮＡであるため、隣接トラックによるクロストークの低減や記録感度の向上と共に、ディスクからの反射光の高ＮＡ部分に多く含まれるクロストーク成分や高収差部分を除去でき、良好な再生信号が得られ、さらにデフォーカスやチルトによるマージンも損なわれない。
【００７０】
（２）タンジェンシャル方向は往路、復路の開口が等しいため、復路低ＮＡ化による光量ロスを低減でき、高いＳ／Ｎで再生信号を得ることができる。
【００７１】
図５は、タンジェンシャル方向の開口は往路、復路共に０．６０とし、ラジアル方向のみ往路と復路で開口を変えた場合の、再生特性の解析例である。光ディスクのパラメ−タは実施の形態１と同様である。ラジアル方向の往路、復路の開口が共に０．６３の時、ジッターは約３．５４％であるが、往路の開口を０．６３に固定し復路の開口を０．６３から小さくすると、復路の開口０．５８５から０．６２でジッターが３．５％以下に改善されることがわかる。逆に復路の開口を０．６０に固定し往路の開口０．６０から大きくしていくと、往路の開口０．６４程度でジッターが最小になり、往路の開口０．６０から０．７２程度までジッターが改善される。ジッター優先、マージン優先、ジッターとマージンの両立等目的に応じて最適なＮＡ比は変わるが、ほぼ下記の条件式（５）に示す設定にて最適条件を見つけることができる。
【００７２】
１＜ＮＡ１（Ｒ）／ＮＡ２（Ｒ）＜１．２      （５）
【００７３】
図６は、本実施の形態の光ピックアップ装置における開口素子の構成例であり、図４における対物レンズ１−３側より見た図である。図の４−１の部分は対物レンズホルダで、ラジアル方向に長い楕円の往路開口を有している。楕円開口に内接している円形開口４−２ｂが回折格子４−２による復路の開口で、図の横線部が回折格子４−２の格子４−２ａを示している。本構成では、タンジェンシャル方向は楕円開口と円形開口が内接するため往路と復路の開口は等しく、ラジアル方向でのみ往路の開口ＮＡ１（Ｒ）が復路の開口ＮＡ２（Ｒ）より大きくなっていることがわかる。図６では開口の形状として楕円と円の組み合わせを例示したが、実施の形態１において図３で示したように、開口の形状は特に限定されるものではない。
【００７４】
（実施の形態３）
図７は、タンジェンシャル方向のみ往路と復路の開口を変えた場合の光ピックアップ装置の構成例である。図１、図４の構成と同様の部分については説明を省略する。図７のＢ方向矢視図よりラジアル方向は、対物レンズホルダ７−１による往路の開口と回折格子７−２による復路の開口が等しく設定されている。それに対し、タンジェンシャル方向は、往路の開口ＮＡ１（Ｔ）に対し復路の開口ＮＡ２（Ｔ）が小さく設定されている。ラジアル方向のクロストークの影響が少ない光ディスクシステムにおいては、図１に示す実施の形態１における光ピックアップ装置に対し以下の利点がある。
【００７５】
（１）タンジェンシャル方向は往路の開口に対し復路が低ＮＡであるため、符号間干渉の低減や分解能向上、記録感度の向上と共に、ディスクからの反射光の高ＮＡ部分に多く含まれる符号間干渉成分や高収差部分を除去でき、良好な再生信号が得られ、さらにデフォーカスやチルトによるマージンも損なわれない。
【００７６】
（２）ラジアル方向は往路、復路の開口が等しいため、復路低ＮＡ化による光量ロスを低減でき、高いＳ／Ｎで再生信号を得ることができる。
【００７７】
図８は、ラジアル方向の開口は往路、復路共に０．６０とし、タンジェンシャル方向のみ往路と復路で開口を変えた場合の、再生特性の解析例である。光ディスクのパラメ−タは実施の形態１、２と同様である。タンジェンシャル方向の往路、復路の開口が共に０．６６の時、ジッターは約３．２％であるが、往路の開口を０．６６に固定し復路の開口を０．６６から小さくすると、復路の開口０．５７から０．６６でジッターが３．２％以下に改善されることがわかる。ジッター優先、マージン優先、ジッターとマージンの両立等目的に応じて最適なＮＡ比は変わるが、ほぼ下記の条件式（８）に示す設定にて最適条件を見つけることができる。
【００７８】
１＜ＮＡ１（Ｔ）／ＮＡ２（Ｔ）＜１．２      （８）
【００７９】
図９は、本実施の形態における光ピックアップ装置における開口素子の構成例であり、図７における対物レンズ１−３側より見た図である。図の７−１の部分は対物レンズホルダで、タンジェンシャル方向に長い楕円の往路開口を有している。楕円開口に内接している円形開口７−２−ｂが回折格子７−２による復路の開口で、図の縦線部が回折格子７−２の格子を示している。本構成では、ラジアル方向は楕円開口と円形開口が内接するため往路と復路の開口は等しく、タンジェンシャル方向でのみ往路の開口ＮＡ１（Ｔ）が復路の開口ＮＡ２（Ｔ）より大きくなっていることがわかる。図９では開口の形状として楕円と円の組み合わせを例示したが、実施の形態１において図３に示したように、開口の形状は特に限定されるものではない。
【００８０】
図１０は本実施の形態の光ピックアップ装置の他の構成例で、開口素子としてλ／４板１−７と偏光ビ−ムスプリッタ（以下「ＰＢＳ」と称する）１０−１を用いたものである。ＰＢＳ１０−１の偏光膜も入射する光の偏光方向によって透過／反射が変わるため、回折格子７−２と同様の機能を有する。開口素子として、高い消光比で高ＮＡ部の光を除去する場合にはＰＢＳが、小型薄型の場合には回折格子が望ましい。開口素子の構成としては、他にもλ／４板と液晶との組み合わせなども可能で、用途に応じて最適なものを選定すればよい。
【００８１】
（実施の形態４）
図１１を用いて、本発明のピックアップ装置の構成について説明する。尚、実施の形態１〜３と同様の部分の説明は割愛する。光源である半導体レーザ１１−１と第１の光検出器１１−２−１、１１−２−２はベース１１−３に一体で構成されている。半導体レーザ１１−１からの光は、対物レンズ１−３と一体で構成された回折格子１１−５、λ／４板１−７、対物レンズホルダ１１−４をを介して光ディスク１−２へ入射する。光ディスクからの反射光は、回折格子で回折され、その一部が第１の光検出器へ入射する。本実施の形態では、回折格子１１−５が図１の回折格子１−８と分離素子であるホログラム１−５の機能を兼ねており、回折格子の格子部分１１−５ａは不要な光を第１の光検出器外へ回折させる機能を有し、回折格子１１−５の中央部１１−５ｂはホログラム１−５の機能を有している。本実施の形態の光ピックアップ装置は、以下のような優れた効果を有している。
【００８２】
（１）回折格子が分離素子であるホログラム機能も有しているため、部品点数の削減、小型化、低コスト化が可能となる。
【００８３】
（２）開口素子と対物レンズとが一体で構成されているため、対物レンズの移動などによる影響を軽減できる。
【００８４】
（３）光源と第１の光検出器とが一体で構成されているため、光学系の小型化や、安定化を実現することができる。
【００８５】
上記（１）、（２）および（３）の構成は同時に満足する必要はなく、光学系の構成などの都合により、個別に満足しても個々の効果は同等である。
【００８６】
尚、図１１においてＡ方向矢視図は、実際はベース１１−３しか見えないが説明を容易にするため、半導体レーザや光検出器も透視して図示してある。
【００８７】
図１１では、ラジアル方向、タンジェンシャル方向共に往路、復路の開口を変える構成を示したが、いずれか一方の開口が往路、復路で一定の場合も同様である。
【００８８】
（実施の形態５）
図１２を用いて本発明の光情報処理装置の構成について説明する。実施の形態４と同様の部分の説明は割愛する。本実施の形態では第２の光検出器が４素子、ベース１２−１に設けられている。光ディスクからの反射光のうち回折格子１２−３の格子部１２−３ａに入射した光は、回折されて第２の光検出器１２−２−１〜４へ導かれる。第２の光検出器へ導かれた光には、タンジェンシャル方向であれば符号間干渉の情報が、ラジアル方向であればクロストークの情報が多く含まれている。実施の形態１〜４の構成では、この光を除去することによって良好な情報信号の検出を行った。本実施の形態では、第１の光検出器出力と第２の光検出器出力を演算することにより情報信号を得る。開口の高ＮＡ部の光を除去しても、第１の光検出器へ入射する光から符号間干渉成分やクロストーク成分を完全に除去することはできない。第１の光検出器出力から、符号間干渉成分やクロストーク成分を多く含む第２の光検出器出力を引き算することにより、第１の光検出器出力内の符号間干渉成分やクロストーク成分を相殺することができ、情報信号品質をさらに向上させることが可能となる。図１２では、タンジェンシャル方向、ラジアル方向共に高ＮＡ部の光を第２の光検出器へ導いたが、必要に応じていずれか一方であっても良い。符号間干渉の影響が軽微なシステムでは、ラジアル方向のみの構成であっても情報信号品質の改善は可能である。タンジェンシャル方向のみでも同様である。
【００８９】
（実施の形態６）
図１３を用いて本発明の光ピックアップ装置の構成について説明する。実施の形態１と同様の部分の説明は割愛する。本実施の形態では開口素子がλ／４板１−７と液晶素子１３−１で構成され、さらに液晶素子１３−１の駆動回路１３−２を備えている。液晶素子１３−１の機能は、図１における回折格子１−８と同様光ディスクからの反射光の所定の部分を第１の光検出器外へ回折させることであるが、本実施の形態の液晶素子は光を回折させる範囲を可変できる。
【００９０】
図１４に液晶素子の構成例を示す。図１４の１４−１の部分が液晶で、上下を透明電極１４−２と透明電極１４−３で挟まれている。透明電極は各々ガラスなどの透光性基板１４−４、透光性基板１４−５に設けられている。側面は封止材１４−６で液晶１４−１を封入している。上下の透明電極に電圧を駆動回路１４−７で印加した時、上側の透明電極１４−２の周期構造部に挟まれた液晶部は、透明電極の周期に対応した異方性を示し、異方性の回折格子として機能する。本実施の形態では、上側の透明電極１４−２は３つの範囲に分割されており、各々に対し駆動回路１４−７の電圧を切替回路１４−８にて切り替えて印加できるよう構成してある。図１４は切替回路１４−８の（ａ）のみＯＮされており、透明電極１４−２の外側の１ヶ所のみが回折格子として機能する。切替回路１４−８の状態によって回折格子部を変更することが可能である。本実施の形態では透明電極１４−２は３分割としたが、必要に応じて分割数を変えることができる。
【００９１】
本実施の形態の光ピックアップ装置では液晶により開口素子の回折格子の範囲を変え、復路の開口を可変できるため、光ディスクに応じて最適な開口を設定できるという優れた効果を有する。異なるトラックピッチやビットピッチを有する複数の光ディスクに対し記録や再生を行う場合、各々の光ディスク対し最適な開口を自動的に学習して対応することも可能となる。
【００９２】
尚、本実施の形態では、液晶素子により復路の開口を可変としたが、往路の開口に対しても同様に実現することができる。必要に応じて、往路、復路両方の開口を可変として対応することも可能である。本実施の形態では、実施の形態１に対応する構成のみ示したが、これに限定されるものではなく、実施の形態２〜５のいずれの構成に対しても開口素子を可変とすることは可能である。
【００９３】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、光ディスクへの記録再生において、往路の開口と復路の開口を異ならせることにより、往路は高ＮＡによるスポットにより良好な記録再生を行い、復路は低ＮＡにより光ディスクからの反射光の高ＮＡ部に多く含まれるクロストーク成分、符号間干渉成分、高収差成分を除去し、高品質な信号再生を可能にすると共に、デフォーカスやチルトに対するマージンも損なわれないという優れた効果を有する。また、開口素子として回折格子を用い、他の素子との一体化を計ることにより、小型化、安定化、低コスト化等の優れた効果を有する。また、復路の開口外の光の少なくとも一部を第２の光検出器へ導き、第１の光検出器出力と演算することにより、符号間干渉成分やクロストーク成分を相殺することができ、さらに良好な情報信号を得ることができるという優れた効果を有する。また、開口素子の開口を可変に構成することにより、光ディスク毎に最適な開口を設定することができ、常に良好な信号再生が可能となる優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における光ピックアップ装置の構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１における光ピックアップ装置の再生特性を解析したグラフである。
【図３】本発明の実施の形態１における開口素子の構成図である。
【図４】本発明の実施の形態２における光ピックアップ装置の構成図である。
【図５】本発明の実施の形態２における光ピックアップ装置の再生特性を解析したグラフである。。
【図６】本発明の実施の形態２における開口素子の構成図である。
【図７】本発明の実施の形態３における光ピックアップ装置の構成図である。
【図８】本発明の実施の形態３における光ピックアップ装置の再生特性を解析したグラフである。
【図９】本発明の実施の形態３における開口素子の構成図である。
【図１０】本発明の実施の形態３における他の光ピックアップ装置の構成図である。
【図１１】本発明の実施の形態４における光ピックアップ装置の構成図である。
【図１２】本発明の実施の形態５における光情報処理装置の構成図である。
【図１３】本発明の実施の形態６における光ピックアップ装置の構成図である。
【図１４】本発明の実施の形態６における液晶素子の構成図である。
【図１５】従来の光ピックアップ装置の構成図である。
【符号の説明】
１−１  半導体レーザ
１−２  光ディスク
１−３  対物レンズ
１−４−１、１−４−２  第１の光検出器
１−５  分離素子
１−６  対物レンズホルダ
１−７  λ／４板
１−８  回折格子
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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