(57)【要約】【課題】多層光記録媒体の隣接層による干渉光を抑制してトラックエラー信号の劣化を改善し、対物レンズ可動に伴う集光スポットへの影響をなくす。【解決手段】半導体レーザ１からのＰ偏光の光は、回折素子２で３ビームに回折され、偏光ビームスプリッタ３を透過し、コリメートレンズ４を経て偏向ミラーで反射され、補正素子６、液晶素子７、１／４波長板８を経て円偏光となり対物レンズ９により集光され、光記録媒体１０にスポットを形成する。光記録媒体１０からの反射光は同一の光路をたどり、１／４波長板８で直線偏光（Ｓ偏光の光）となり偏光ビームスプリッタ３で反射されて検出レンズ１１を介し受光素子１２に集光される。補正素子６により光記録媒体１０からの戻り光を回折し、隣接層での反射光を受光素子１２に受光させない位相段差を有し、この位相段差により対象層で反射の±１次光と重なる隣接層の０次光を回折させ、隣接層の干渉光を抑制する。【選択図】図１
2009223937.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の記録層をもつ光記録媒体に情報の記録もしくは再生もしくは消去を行う光ピックアップにおいて、
光源と、
前記光源からの出射光を前記光記録媒体のアクセス対象の記録面に集光させる集光手段と、
前記集光手段と前記光源の間の光路上に配置され、前記光源からの出射光を３つの光に分ける回折素子と、
前記集光手段と前記光源の間の光路上に配置され、前記集光手段を介した戻り光を分岐する分岐光学素子と、
前記集光手段と前記分岐光学素子の間の光路上に配置され、入射光に１／４波長の光学的位相差を付与する１／４波長板と、
前記分岐光学素子で分岐された戻り光を所定の受光位置で受光する受光手段と、
前記集光手段と前記受光手段の間の光路上に配置され、複数の記録層をもつ光記録媒体の適用時、隣接層による干渉光が前記受光素子に受光されることを抑制する補正素子とを備え、
前記補正素子は、光軸垂直面内に少なくとも２つの領域に分割され、各領域には入射光の波長以下の周期をもつサブ波長凹凸構造が形成されてなり、前記サブ波長凹凸構造が、隣接する領域ごとの溝方向が直交してなるとともに、前記隣接する領域ごと有効屈折率が、前記光源からの出射光の偏光方向に対しては、同一となり、かつ前記光源からの出射光の偏光方向とは直交する偏光方向に対しては、前記隣接する領域間の位相差がπとなるように各領域の前記サブ波長凹凸構造のフィリングファクタおよび溝深さが決定されることを特徴とする光ピックアップ。
【請求項２】
複数の記録層をもつ光記録媒体に情報の記録もしくは再生もしくは消去を行う光ピックアップにおいて、
波長λ１の光を出射する第１光源と、
波長λ２（＞λ１）の光を出射する第２光源と、
前記第１および第２光源からの出射光を前記光記録媒体のアクセス対象の記録面に集光させる集光手段と、
前記集光手段と前記第１および第２光源の間の光路上に配置され、前記第１および第２光源からの出射光を３つの光に分ける回折素子と、
前記集光手段と前記第１および第２光源の間の光路上に配置され、前記集光手段を介した戻り光を分岐する分岐光学素子と、
前記集光手段と前記分岐光学素子の間の光路上に配置され、入射光に１／４波長の光学的位相差を付与する１／４波長板と、
前記分岐光学素子で分岐された戻り光を所定の受光位置で受光する受光手段と、
前記集光手段と前記受光手段の間の光路上に配置され、複数の記録層をもつ光記録媒体の適用時、隣接層による干渉光が前記受光素子に受光されることを抑制する補正素子とを備え、
前記補正素子は、光軸垂直面内に少なくとも２つの領域に分割され、各領域には入射光の波長λ１以下の周期をもつサブ波長凹凸構造が形成されてなり、前記サブ波長凹凸構造が、隣接する領域ごとの溝方向が直交してなるとともに、前記隣接する領域ごとの有効屈折率が、前記第１光源からの出射光の偏光方向に対しては、同一となり、かつ前記第１光源からの出射光の偏光方向とは直交する偏光方向に対しては、前記隣接する領域間の位相差がπとなるように各領域の前記サブ波長凹凸構造のフィリングファクタおよび溝深さが決定されることを特徴とする光ピックアップ。
【請求項３】
複数の記録層をもつ光記録媒体の記録面に光を照射して情報の記録もしくは再生もしくは消去を行う光情報処理装置において、請求項１または２記載の光ピックアップを備えたことを特徴とする光情報処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学素子を備えた光ピックアップに係り、特に複数の記録層をもつ光記録媒体の記録および／または再生時に、隣接層によるトラックエラー信号の劣化を防止する光ピックアップおよびこれを用いる光情報処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の光ピックアップは、一般に光記録媒体内にある所定の記録トラック上に正しく集光スポットを照射するため、フォーカスエラー信号およびトラックエラー信号を検出し、これら各エラー信号を用いて対物レンズの位置制御を行う構成になっている。このうちトラックエラー信号の検出方式としては、３スポット方式、プッシュプル方式、差動プッシュプル方式が代表的な検出方式として知られている（以下、説明を簡略化するため、便宜上この差動プッシュプル方式をＤＰＰ方式と記す）。
【０００３】
特にＤＰＰ方式は、比較的簡略な光学系によって感度の高いトラックエラー信号が検出できるうえ、対物レンズの変位や光記録媒体の傾きなどに起因するトラックエラー信号のオフセットが良好に除去された信頼性の高いトラックエラー信号を検出できるという利点がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
ここで、ＤＰＰ方式によるトラックエラー信号の検出原理について簡単に説明する。ＤＰＰ方式を用いる光ピックアップでは、例えば図１６に示すように、光源の半導体レーザ１とハーフミラー２３の間の光路中に回折素子２を配置している。この回折素子２は、一般に例えば図１７に示すように一定の周期で等間隔に刻まれた直線状の溝を有し、半導体レーザ１から発した光から０次光および±１次回折光の少なくとも合計３本の光を回折分離する機能を備えている。
【０００５】
そして、これら３本の光は、それぞれハーフミラー２３、コリメートレンズ４、対物レンズ９を経てそれぞれ独立に集光され、図１８（ａ）に示すように光記録媒体１０の信号記録面上に３個の集光スポット１００，１０１，１０２を形成する。このとき、３個の集光スポット１００，１０１，１０２は、光記録媒体１０の半径方向、すなわち該光記録媒体１０の記録面上に周期的に設けられた案内溝１１０を垂直によぎる方向に関する照射位置間隔δが該案内溝１１０の周期（以下説明を簡略化するため、便宜上この案内溝周期をトラックピッチと記す）Ｔｐの略２分の１に一致するよう、回折素子２を光軸回りに回転調整するなどの手段によってその照射位置が調整されている。そして各集光スポット（１００〜１０２）の光記録媒体１０の反射光は、再び対物レンズ９、コリメートレンズ４、ハーフミラー２３に達する。そして一部の光量がこのハーフミラー２３を透過後、検出レンズ１１を経て受光素子１２に入射する。
【０００６】
この受光素子１２には、例えば図１８（ｂ）に示すように、３個の２分割もしくは４分割の受光面２０ａ，２０ｂ，２０ｃが配置されており、光記録媒体１０の反射光は各々独立に所定の受光面に入射し、それぞれ検出光スポット２００，２０１，２０２を形成する。そして、この各受光面からの光電変換信号を減算器５０ａ，５０ｂ，５０ｃによってそれぞれ減算処理することにより、それぞれ検出光スポット２００，２０１，２０２ごとにプッシュプル方式によるトラックエラー信号（以下説明を簡略化するため、便宜上この信号を単純にプッシュプル信号と記す）が検出される。
【０００７】
このとき光記録媒体１０上に集光されているメイン光スポット１００に対応する検出光スポットを２００、サブスポット１０１，１０２に対応する検出光スポットをそれぞれ２０１，２０２とし、これらの各検出光スポットから得られるプッシュプル信号をＳａ，Ｓｂ，Ｓｃで表すと、光記録媒体１０上の集光スポット１００，１０１，１０２の位置関係から明らかに、プッシュプル信号ＳａとＳｂおよびＳｃは、その位相が互いに約１８０度ずれている。すなわち、プッシュプル信号ＳａとＳｂおよびＳａとＳｃは、互いにその信号波形が逆相になって出力される。（ＳｂとＳｃは同位相。）したがって、この信号ＳａからＳｂとＳｃの和信号を減算処理しても信号成分は打ち消されることなく、逆に増幅させることができる。
【０００８】
一方、対物レンズ９の変位や光記録媒体１０の傾きなどが生じると、それに起因して各プッシュプル信号に所定のオフセット成分が発生するが、このオフセット成分は明らかに光記録媒体１０面上の集光スポット位置に関係なくＳａ，Ｓｂ，Ｓｃのいずれも同じ極性で発生する。したがって、前記のような減算処理を行うと、各プッシュプル信号に含まれるオフセット成分だけが選択的に打ち消し合い、結果的にオフセット成分だけが完全に除去または大幅に低減された良好なトラックエラー信号を検出することができる。
【０００９】
すなわち、例えば図１８（ｂ）のプッシュプル信号ＳｂとＳｃを加算器５１によって加算処理し、さらにこの加算処理後の信号を増幅器５２によって適当に増幅したのちに、減算器５３によってメイン集光スポット１００のプッシュプル信号Ｓａから減算処理することにより、このプッシュプル信号Ｓａに含まれる前記オフセット成分を完全に除去または大幅に低減し、振幅だけを増幅させた良好なトラックエラー信号が出力されるわけである。
【００１０】
ところで、光記録媒体の容量を増やす手段として、情報記録面を２層有する２層光記録媒体がある。２層光記録媒体の場合、光記録媒体の光入射面から近い層（Ｌ１）、遠い層（Ｌ２）を有し、記録および／または再生時、受光素子に戻る光は、対物レンズの焦点に位置した層のみならず、隣接した層からも影響を受けることになる。これを層間クロストークと呼ぶ。光ピックアップでは、このような層間クロストークがサーボ信号に影響を与えないようにする必要がある。
【００１１】
図１９は２層光記録媒体の再生時の光路を示す模式図である。図１９を参照するに、光入射面から近いＬ１層の再生時に受光素子１２に受光される光Ｌ１１に対し、Ｌ２層で反射された光Ｌ１２は、その焦点が前記光Ｌ１１より前方に位置する。一方、Ｌ２層の再生時に受光素子１２に受光される光Ｌ２２に対し、Ｌ１層で反射された光Ｌ２１は、その焦点が光Ｌ２２より後方に位置する。
【００１２】
図２０（ａ）はＬ１層の再生時に受光素子に集光される光分布、（ｂ）はＬ２層の再生時に受光素子に集光される光分布を示す図である。図２０（ａ）において、Ｌ１１＿０次光，Ｌ１１＿±１次光，Ｌ１２＿０次光は、それぞれＬ１層の再生時、Ｌ１層で反射された０次光、Ｌ１層で反射された±１次光、Ｌ２層で反射された０次光を表し、図２０（ｂ）において、Ｌ２２＿０次光，Ｌ２２＿±１次光，Ｌ２１＿０次光は、それぞれＬ２層の再生時、Ｌ２層で反射された０次光、Ｌ２層で反射された±１次光、Ｌ１層で反射された０次光を表す。
【００１３】
一般にＤＰＰ用の回折素子は、０次光と±１次光の光量比を、「０次光：＋１次光：−１次光が１０：１：１」となる程度で分配する。そのため、Ｌ１１＿±１次光やＬ２２＿±１次光に重なるＬ１２＿０次光、Ｌ２１＿０次光といった隣接層からの干渉光は無視できない光量レベルとなり、結果、Ｌ１２＿０次光は、Ｌ１１＿０次光とＬ１１＿±１次光によって作られるＤＰＰ信号に影響を与える。同様に、Ｌ２１＿０次光は、Ｌ２２＿０次光とＬ２２＿±１次光によって作られるＤＰＰ信号に影響を与える。
【００１４】
特に、層間間隔の厚さ変動などによりＬ１２＿０次光およびＬ２１＿０次光が可変されれば、トラックエラー信号が揺れるなどの現象がおき、正確なトラックサーボが行えなくなる。
【００１５】
このような層間クロストークを低減する手段として、非特許文献１が知られている。非特許文献１では、隣接層による干渉光が受光素子に受光されることを抑制する光学素子を具備し、その光学系の構成を図２１に示す。
【００１６】
半導体レーザ１から出射した光は、入射光を３つに分ける回折素子２を経て、対物レンズ９によって光記録媒体１０のアクセス対象の記録面に集光される。記録面からの反射光は、再び対物レンズ９を介して、受光素子１２にて検出される。途中、光記録媒体１０へ向かう往路と、光記録媒体１０からの反射光を受光素子１２に分岐するビームスプリッタ３を有する。ここで、ビームスプリッタ３と受光素子１２の間に、隣接層による干渉光が受光素子１２に受光されることを抑制する光学素子１６を具備する。
【００１７】
この光学素子１６は、少なくとも片面に複数の記録層をもつ光記録媒体１０の適用時、隣接層で反射された光を受光素子１２に入射させないような位相段差を付与する素子である。図２２（ａ）は光入射側から見た正面図、（ｂ）は断面図を示す。図２２（ａ）に示すように６つの領域からなり、領域ａ，ｄ，ｆに対して領域ｂ，ｃ，ｅが位相差πを与える段差を有する。
【００１８】
また、図２３（ａ），（ｂ）は光学素子の有無による受光素子上の光量分布を示す図である。図２３（ａ）は光学素子を光路上に配置しない場合の受光素子面上に集光される光分布を示すものであり、図２０（ａ），（ｂ）と同義のものである。一方、図２３（ｂ）は光学素子を挿入した場合の受光素子上に集光される光分布を示すものであるが、Ｌ１１＿０次光、Ｌ１１＿±１次光、Ｌ１２＿０次光の各スポットが６つに分裂されてなる。これによりＬ１２＿０次光は受光素子に入射せず、層間クロストークを回避可能となる。一方、信号光のＬ１１＿０次光、Ｌ１１＿±１次光も各々６つに分裂するが、各素子への受光量は光学素子を挿入しない場合と同一であり、影響はない。
【特許文献１】特開平７−２７２３０３号公報
【非特許文献１】Ryuichi Katayama,Yuichi Komatsu 「REDUCTION OF INTERLAYER CROSSTALK IN DUAL LAYER OPTICAL DISKS USING PATTERNED PHASE PLATE」NEC Corporation, 13th Microoptics Conference (Moc'07), PD4, 頁8−9, Oct.28-31.2007
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
ところで、光ピックアップに用いる対物レンズはアクチュエータに配置されフォーカス方向、トラック方向に可動する。トラック方向に可動した場合は、図２４に示すように対物レンズ９の光源からの光の光軸に対してトラック方向にずれる（光軸ずれと呼ぶ）。光軸ずれが生じると、図２５のようにフレア光が干渉してしまう。また、光学系のレイアウト上、光学素子１６を往路と復路が共通する光路上に配置が望まれるケースがある。
【００２０】
回避する方法として、光学素子１６もアクチュエータに搭載し、対物レンズ９と一体可動させれば回避可能である。しかしながら、非特許文献１の光学素子１６では光源から光記録媒体へ向かう往路光にも位相段差を付与してしまい、光記録媒体１０へ照射する光スポットの集光特性を劣化させてしまうという問題がある。
【００２１】
本発明は、前記従来技術の問題を解決することに指向するものであり、光記録媒体の隣接層による干渉光を抑制して、隣接層によるトラックエラー信号の劣化を改善して、特に、補正手段として、対物レンズ可動に伴う光軸ずれが生じても光記録媒体の記録面に集光されるスポットへの影響はなく、層間クロストーク補正することができ、かつアクチュエータに搭載可能、あるいは往路と復路が共通する光路上に配置可能とした補正手段の光学素子を有する光ピックアップおよびこれを用いる光情報処理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】
【００２２】
前記の目的を達成するために、本発明に係る請求項１記載した光ピックアップは、複数の記録層をもつ光記録媒体に情報の記録もしくは再生もしくは消去を行う光ピックアップにおいて、光源（例えば、青色波長帯域（λ＝３９５〜４１５ｎｍ）の半導体レーザ）と、光源からの出射光を光記録媒体のアクセス対象の記録面に集光させる集光手段と、集光手段と光源の間の光路上に配置され、光源からの出射光を３つの光に分ける回折素子と、集光手段と光源の間の光路上に配置され、集光手段を介した戻り光を分岐する分岐光学素子と、集光手段と分岐光学素子の間の光路上に配置され、入射光に１／４波長の光学的位相差を付与する１／４波長板と、分岐光学素子で分岐された戻り光を所定の受光位置で受光する受光手段と、集光手段と受光手段の間の光路上に配置され、複数の記録層をもつ光記録媒体の適用時、隣接層による干渉光が受光素子に受光されることを抑制する補正素子とを備え、補正素子は、光軸垂直面内に少なくとも２つの領域に分割され、各領域には入射光の波長以下の周期をもつサブ波長凹凸構造が形成されてなり、サブ波長凹凸構造が、隣接する領域ごとの溝方向が直交してなるとともに、隣接する領域ごと有効屈折率が、光源からの出射光の偏光方向に対しては、同一となり、かつ光源からの出射光の偏光方向とは直交する偏光方向に対しては、隣接する領域間の位相差がπとなるように各領域のサブ波長凹凸構造のフィリングファクタおよび溝深さが決定されることを特徴とする。
【００２３】
この構成によって、光記録媒体の隣接層による干渉光を抑制して、隣接層による（層間間隔の厚さ変動等）トラックエラー信号の劣化を改善して、特に、補正手段として、対物レンズ可動に伴う光軸ずれが生じても光記録媒体の記録面に集光されるスポットへの影響なく層間クロストーク補正することができ、層間クロストークを抑制する補正素子は偏光選択型で、往路光には影響を及ぼさず復路光においてのみ作用するためアクチュエータに搭載可能で、かつ往路と復路が共通する光路上にも配置できる。
【００２４】
また、請求項２に記載した光ピックアップは、複数の記録層をもつ光記録媒体に情報の記録もしくは再生もしくは消去を行う光ピックアップにおいて、波長λ１の光を出射する第１光源（例えば、青色波長帯域（λ＝３９５〜４１５ｎｍ）の半導体レーザ）と、波長λ２（＞λ１）の光を出射する第２光源（例えば、赤色波長帯域（λ＝６４０〜６８０ｎｍ）の半導体レーザ）と、第１および第２光源からの出射光を光記録媒体のアクセス対象の記録面に集光させる集光手段と、集光手段と第１および第２光源の間の光路上に配置され、第１および第２光源からの出射光を３つの光に分ける回折素子と、集光手段と第１および第２光源の間の光路上に配置され、集光手段を介した戻り光を分岐する分岐光学素子と、集光手段と分岐光学素子の間の光路上に配置され、入射光に１／４波長の光学的位相差を付与する１／４波長板と、分岐光学素子で分岐された戻り光を所定の受光位置で受光する受光手段と、集光手段と受光手段の間の光路上に配置され、複数の記録層をもつ光記録媒体の適用時、隣接層による干渉光が受光素子に受光されることを抑制する補正素子とを備え、補正素子は、光軸垂直面内に少なくとも２つの領域に分割され、各領域には入射光の波長λ１以下の周期をもつサブ波長凹凸構造が形成されてなり、サブ波長凹凸構造が、隣接する領域ごとの溝方向が直交してなるとともに、隣接する領域ごとの有効屈折率が、第１光源からの出射光の偏光方向に対しては、同一となり、かつ第１光源からの出射光の偏光方向とは直交する偏光方向に対しては、隣接する領域間の位相差がπとなるように各領域のサブ波長凹凸構造のフィリングファクタおよび溝深さが決定されることを特徴とする。
【００２５】
この構成によって、２波長光源を備えた、例えばＢＤ／ＤＶＤ互換型にも適用可能であり、光記録媒体の隣接層による干渉光を抑制して、隣接層による（層間間隔の厚さ変動等）トラックエラー信号の劣化を改善して、特に、補正手段として、対物レンズ可動に伴う光軸ずれが生じても光記録媒体の記録面に集光されるスポットへの影響なく層間クロストーク補正することができ、層間クロストークを抑制する補正素子は偏光選択型で、往路光には影響を及ぼさず復路光においてのみ作用するためアクチュエータに搭載可能で、かつ往路と復路が共通する光路上にも配置できる。
【００２６】
また、請求項３に記載した光情報処理装置は、複数の記録層をもつ光記録媒体の記録面に光を照射して情報の記録もしくは再生もしくは消去を行う光情報処理装置において、請求項１または２記載の光ピックアップを備えたことを特徴とする。
【００２７】
この構成によって、光記録媒体の隣接層による干渉光を抑制して、隣接層によるトラックエラー信号の劣化を改善し、対物レンズ可動に伴う光軸ずれが生じても光記録媒体の記録面に集光されるスポットへの影響なく層間クロストーク補正する光ピックアップにより高汎用性、高信頼性を有する情報の記録または再生を行うことができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、光記録媒体の隣接層による干渉光を抑制して、隣接層による（層間間隔の厚さ変動等）トラックエラー信号の劣化を改善して、特に、補正手段として、対物レンズ可動に伴う光軸ずれが生じても光記録媒体の記録面に集光されるスポットへの影響なく層間クロストーク補正することができ、層間クロストークを抑制する補正素子は偏光選択型で、往路光には影響を及ぼさず復路光においてのみ作用するためアクチュエータに搭載可能で、かつ往路と復路が共通する光路上にも配置可能とした補正素子を有する光ピックアップおよびこれを用いる光情報処理装置を提供することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、図面を参照して本発明における実施の形態を詳細に説明する。
【００３０】
（実施形態１）
図１は本発明の実施形態１における光ピックアップの概略構成を示す図である。図１において、１は半導体レーザ、２は３ビーム用の回折素子、３は偏光ビームスプリッタ、４はコリメートレンズ、５は偏向ミラー、６はクロストーク抑制用の補正素子、７は球面収差補正用の液晶素子、８は１／４波長板、９は対物レンズ、１０は光記録媒体、１１は検出レンズ、１２は受光素子、１３はアクチュエータである。光記録媒体１０には、対物レンズ９側から順に情報記録面Ｌ１，Ｌ２を有する。
【００３１】
半導体レーザ１は、所定波長帯域の光（例えば、Ｂｌｕ−ｒａｙ（以下、ＢＤという）系の光記録媒体の規格を満足する青色波長帯域（４０５ｎｍ波長））を出射する。
【００３２】
３ビーム用の回折素子２は、３ビーム法やＤＰＰ方式などによりトラックエラー信号を検出するように、半導体レーザ１から出射される光を０次光（メイン光）および±１次光（サブ光）に分岐する。これにより光記録媒体１０で反射された０次光の検出信号から再生信号を得て、光記録媒体１０で反射された０次光および±１次光の検出信号の演算によりトラックエラー信号を得ることができる。
【００３３】
偏光ビームスプリッタ３は、半導体レーザ１からの出射光を集束させて光記録媒体１０、すなわち、光記録媒体１０に光スポットとして結ばせる対物レンズ９へ向かう往路光と、光記録媒体１０から反射した復路光を受光素子１２に導くように進路を変えるための光路変換器であり、光学系での高効率要求を満足するように、入射光の進路を偏光によって変換するための偏光依存性光路変換器である。  コリメートレンズ４は、半導体レーザ１からの発散入射光を平行光に変換するとともに、光記録媒体１０からの反射し受光素子１２へ向かう復路光に対しては集光レンズとして作用する。
【００３４】
偏向ミラー５は、反射膜が蒸着されたミラーで、光路を９０度変換する。
【００３５】
クロストーク抑制用の補正素子６は、受光素子１２への受光時、隣接層による干渉光が抑制されるように、２層光記録媒体の記録および／または再生時、隣接層で反射された光を少なくとも２分割させる光学部材である。
【００３６】
液晶素子７は、光記録媒体１０の厚さ差による球面収差を補正するための位相差を発生させる補正素子である。
【００３７】
１／４波長板８は記録光学系での高効率要求を満足するように、偏光ビームスプリッタ３と対物レンズ９の間に配置され、入射光の偏光を変化させる手段として使用する。
【００３８】
対物レンズ９は、例えば、ＢＤ規格を満足する高開口数、すなわち、約０．８５の開口数をもつことが望ましい。
【００３９】
光記録媒体１０は、例えばＢＤ系光記録媒体であり、対物レンズ側から順に情報記録面Ｌ１，Ｌ２を有する２層光記録媒体である。
【００４０】
検出レンズ１１は、非点収差法によりフォーカスエラー信号を検出できるように非点収差を発生させる非点収差レンズである。
【００４１】
受光素子１２は、光記録媒体１０で反射された光を受光して情報信号および／または誤差信号を検出する。
【００４２】
アクチュエータ１３は、クロストーク抑制用の補正素子６、球面収差補正用の液晶素子７、１／４波長板８、対物レンズ９を搭載してなる可動部であり、フォーカス方向、光記録媒体１０の半径方向であるトラック方向に可動する。
【００４３】
半導体レーザ１から出射された発散光は、回折素子２によって３ビームに回折され、偏光ビームスプリッタ３を透過し、コリメートレンズ４で平行光に変換され、偏向ミラーで反射され光路を９０度変換され、補正素子６、液晶素子７、１／４波長板８を経て対物レンズ９によって集光され、光記録媒体１０の所定の記録面にスポットを形成する。光記録媒体１０からの反射光は同一の光路をたどりながら、偏光ビームスプリッタ３で反射され検出レンズ１１を介して受光素子１２に集光される。
【００４４】
このように偏光ビームスプリッタ３および１／４波長板８を具備する場合、半導体レーザ１側から偏光ビームスプリッタ３に入射される直線偏光、例えば、Ｐ偏光の光は、その偏光ビームスプリッタ３の鏡面を透過して１／４波長板８を経由しつつ円偏光の光に変わって光記録媒体１０側に進む。この円偏光の光は、光記録媒体１０で反射されつつ逆周りの円偏光の光となり、１／４波長板８を再び経由しつつ他の直線偏光、例えば、Ｓ偏光の光となる。この他の直線偏光の光は、偏光ビームスプリッタ３の鏡面で反射されて受光素子１２側に向かう。
【００４５】
他の例として、偏光ビームスプリッタ３の代わりに、入射光を所定割合で透過および反射させるビームスプリッタや、半導体レーザ１から出射された光はそのまま透過させ、光記録媒体１０で反射されて入射される光は＋１次または−１次に回折させるホログラム素子を具備することも可能である。
【００４６】
なお、液晶素子７は、２層光記録媒体１０の記録および／または再生時、光記録媒体１０の光入射面から対象記録層までの厚さが対物レンズ９の設計値から逸脱した記録層の記録および／または再生時、厚さ差による球面収差補正機能を行うように作動する。
【００４７】
液晶は偏光特性をもつので、液晶素子７は、入射光の偏光および電源駆動により選択的に位相差を発生させる。すなわち、液晶素子７は電源オン状態であるときは、半導体レーザ１側から光記録媒体１０側に進む偏光、例えば、Ｐ偏光の光に対して位相差を発生させて波面を変化させて厚さ差による球面収差を補正し、電源オフ状態であるときは、入射光の偏光に関係なく入射光を、位相差を発生させずに、すなわち、波面変化なしにそのまま透過させる。
【００４８】
図２の液晶素子による球面収差の補正原理を示す図において、Ｓは、光記録媒体１０の厚さと対物レンズ９の設計値との差により、対物レンズ９により集束されて光記録媒体１０の記録層に結ばれる光に発生する球面収差の位相、すなわち、波面を表す。Ｓ’は、その厚さ差による球面収差を補正するために液晶素子７で発生させた位相、すなわち、波面を示す。
【００４９】
図２に示されたように、光記録媒体１０の厚さ差により球面収差が発生するために、液晶素子７を通過した光が球面収差の位相分布と逆の位相分布をもつ光となって対物レンズ９に入射されるように、液晶素子７を形成および駆動させれば、光記録媒体１０の厚さ差による球面収差を補正することが可能である。
【００５０】
また、図１に示されたように、半導体レーザ１から出射された光を回折素子２により３ビームの光に分岐する場合、受光素子１２は、図３に示されたＤＰＰ方式の信号検出回路のように、メイン受光素子（図１８（ｂ）の受光部）２０ａと、その両側に光記録媒体１０で反射された第１および第２サブ光をそれぞれ受光する第１および第２サブ受光素子（図１８（ｂ）の受光部）２０ｂ，２０ｃを具備する。
【００５１】
図３は、本実施形態１による光ピックアップに使われうる受光素子１２の一例および信号演算のための演算回路５０を示す。図３を参照するに、メイン受光素子（受光部２０ａ）に受光されるメイン光は、回折素子２を直進透過した０次回折光、第１および第２サブ受光素子（受光部２０ｂ，２０ｃ）に受光される第１および第２サブ光は、回折素子２により＋１次および−１次に回折された光である。
【００５２】
メイン受光素子(受光部２０ａ）は、フォーカスエラー信号および／またはトラックエラー信号検出が可能に、例えば、光記録媒体１０の半径方向に対応するラジアル方向（Ｒ方向）と、回転方向に対応するタンジェンシャル方向（Ｔ方向）とにそれぞれ２分割されたことが望ましい。すなわち、メイン受光素子(受光部２０ａ）は少なくとも４分割構造をもつ。
【００５３】
第１および第２サブ受光素子（受光部２０ｂ，２０ｃ）は、ＤＰＰ方式によるトラックエラー信号検出が可能にＲ方向に２分割されている。
【００５４】
すなわち、メイン受光素子（受光部２０ａ）は、Ｒ方向に少なくとも２分割、Ｔ方向に少なくとも２分割され、第１および第２サブ受光素子（受光部２０ｂ，２０ｃ）はＲ方向に少なくとも２分割されて、ＤＰＰ方式によるトラックエラー信号検出が可能になっていることが望ましい。
【００５５】
前記のようにメイン受光素子２０ａが４分割または８分割され、第１および第２サブ受光素子２０ｂ，２０ｃがＲ方向に２分割された場合、ＤＰＰ方式によるトラックエラー信号検出が可能である。
【００５６】
４分割されたメイン受光素子２０ａの各受光領域をＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄとし、第１サブ受光素子２０ｂの各受光領域をＥ，Ｆ、第２サブ受光素子２０ｃの各受光領域をＧ，Ｈ、補助受光素子２０ｄの受光領域をＭとするとき、図３に図示されたような受光素子１２の分割構造および、図１に示されたような本実施形態１による光ピックアップの光学的構成により得られるフォーカスエラー信号ＦＥＳ、トラックエラー信号ＴＥＳ、情報再生信号ＲＦ−ＳＵＭは、例えば（表１）に表したとおりである。ここでは、便宜上各受光領域およびそれにより検出された信号を同一符号で表記する。
【００５７】
【表１】
2009223937.tif 000003
κはゲインであり、所定の定数である。
【００５８】
一方、前記で図２０を参照として説明したように、２層光記録媒体を記録および／または再生するとき、受光素子に戻る光は、対物レンズの焦点に位置した記録および／または再生対象層だけでなく、隣接層による干渉光も含まれる。このとき、記録および／または再生対象層により反射された０次および±１次光とオーバーラップされる隣接層による光は、０次光である。以上の現象を、層間クロストークと呼ぶ。
【００５９】
これに対し、図１に示す本実施形態１の層間クロストーク抑制用の補正素子６は、２層光記録媒体１０の記録層の記録および／または再生時、戻り光を回折させ、隣接層で反射された光を受光素子１２に受光させないようにする位相段差を有する。この位相段差により、少なくとも対象層により反射された±１次光とオーバーラップされる隣接層による０次光を回折させれば、第１および第２サブ受光素子２０ｂ，２０ｃに受光されないように隣接層による干渉光を抑制できる。
【００６０】
なお、半導体レーザ１から出射されて対物レンズ９側に進む光がＳ偏光であるとき、層間クロストーク抑制用の補正素子６は、対物レンズ９側に進むＳ偏光の光はそのまま直進透過させ、光記録媒体１０で反射されて１／４波長板８を経由してＰ偏光に変わった光のみ回折させるように設けられることが望ましい。このように、半導体レーザ１側から対物レンズ９側に進む光については回折作用をしないように、層間クロストーク抑制用の補正素子６に偏光選択性を形成する理由は、光記録媒体１０側に向かう光が回折により遺失されて集光スポットの強度が弱くなり、それにより、記録光量の低下および／または再生信号の劣化を防止できるためである。
【００６１】
図４（ａ），（ｂ）は層間クロストーク抑制用の補正素子の位相段差付加方法（領域分割方法）の実施例を示す。それ以外にも、領域分割方法は多様に変形できる。図４（ａ）では、光入射領域中に対して２領域に分割されてなり、光入射領域の約中央部で領域分割されてなる。あるいは、図４（ｂ）に示すように、従来例である非特許文献１と同様に６領域に分割してやってもよい。
【００６２】
対象層により反射された０次光と、隣接層により反射された０次光とはその光量差が大きいために、ＤＰＰ方式によるトラックエラー信号を検出するのに使われる差信号、すなわち、（表１）に示す（Ｂ＋Ｃ）−（Ａ＋Ｄ）信号に、隣接層による０次光が大きく影響を及ぼさない。
【００６３】
しかし、対象層により反射された±１次光と隣接層により反射された０次光とは相対的に光量差が大きくないために、図２０を参照して前述したように、ＤＰＰ方式によるトラックエラー信号を検出するのに使われる信号、すなわち、（表１）に示す（Ｅ−Ｆ）＋（Ｇ−Ｈ）信号に、隣接層による０次光がかなり影響を及ぼす。
【００６４】
したがって、トラックエラー信号の揺れを抑制するためには、隣接層による０次光が対象層により反射された±１次光とオーバーラップされて、第１および第２サブ受光素子２０ｂ，２０ｃに受光されることを防止することが重要である。
【００６５】
図４（ｂ）の構成は、後述するとおり、第１および第２サブ受光素子２０ｂ，２０ｃから隣接層による０次光をより遠ざける構成である。
【００６６】
本実施形態１による光ピックアップが、図１９に示された２層光記録媒体１０に適用されると仮定する。そして、図１９を参照して前述したように、光入射面から近いＬ１層の再生時に受光素子１２に受光される光Ｌ１１に対し、Ｌ２層で反射された光Ｌ１２はその焦点が光Ｌ１１より前方に位置し、一方、Ｌ２層の再生時に受光素子１２に受光される光Ｌ２２に対し、Ｌ１層で反射された光Ｌ２１はその焦点が光Ｌ２２より後方に位置するとする。
【００６７】
この場合、２層光記録媒体１０で反射されて、図４（ａ）の領域パターンの層間クロストーク抑制用の補正素子６を経由して受光素子１２に集光される光分布は、図５（ａ）および図５（ｂ）に示されたとおりである。図５（ａ）は、Ｌ１層の再生時に受光素子１２に集光される光分布を示し、図５（ｂ）は、Ｌ２層の再生時に受光素子１２に集光される光分布を示す。
【００６８】
図５（ａ）で、Ｌ１１＿０次光，Ｌ１１＿±１次光，Ｌ１２＿０次光は、それぞれ図２０（ａ）と同じく、Ｌ１層の再生時に、Ｌ１層で反射された０次光、Ｌ１層で反射された±１次光、Ｌ２層で反射された０次光を表す。また、図５（ａ）で、Ｌ１２＿０次光は、層間クロストーク抑制用の補正素子６の位相段差により回折された光を表す。
【００６９】
図５（ｂ）で、Ｌ２２＿０次光，Ｌ２２＿±１次光，Ｌ２１＿０次光は、それぞれ図２０（ｂ）と同じく、Ｌ２層の再生時に、Ｌ２層で反射された０次光、Ｌ２層で反射された±１次光、Ｌ１層で反射された０次光を表す。また、図５（ｂ）で、Ｌ２１＿０次光は、層間クロストーク抑制用の補正素子６の位相段差により回折された光を表す。
【００７０】
図５（ａ）および図５（ｂ）に示したように、本実施形態１による光ピックアップを適用すれば、第１および第２サブ受光素子２０ｂ，２０ｃに、対象層により反射された±１次光とオーバーラップされて隣接層により反射された０次光が受光されることを防止できる。
【００７１】
したがって、ＤＰＰ信号のための±１次光の受光領域での隣接層による干渉光が効果的に抑制されるので、隣接層による干渉光によるトラックエラー信号の揺れを大きく改善できる。
【００７２】
特に、本実施形態１の補正素子６は、往路と復路が共通する光路上に配置可能であって、アクチュエータ１３に搭載可能なため、対物レンズ９の可動に伴う光軸ずれが生じても、光記録媒体１０の記録面に集光されるスポットへの影響なく、層間クロストークの抑制が行える。
【００７３】
（実施形態２）
図６は本発明の実施形態２における光ピックアップの概略構成を示す図である。本実施形態２において、前述の実施形態１の図１に示した構成と異なる点は、光ピックアップがＢＤ系光記録媒体専用を例としたものであったのに対し、ＢＤ系光記録媒体とＤＶＤ系光記録媒体との２種類の光記録媒体の読み取り、書き込みに対応していることである。
【００７４】
図１の半導体レーザ１に代えて、半導体レーザ１４を配置して、さらに以下のとおり、各々の光学素子が２波長の対応となっている。半導体レーザ１４は、波長４０５ｎｍ帯域の光を出射するレーザダイオードからなるＢＤ用光源と、波長６６０ｎｍ帯域の光を出射するレーザダイオードからなるＤＶＤ用光源が共通パッケージに収納された２波長光源ユニットである。２波長光源としては、同一半導体基板上に２波長光源が形成されたモノリッシックタイプ、または、個別チップを組み込んだハイブリットタイプを採用することができる。また本実施形態２において、ＢＤ用光源から出射される光の偏光方向と、ＤＶＤ用光源から出射される光の偏光方向は同一とする。
【００７５】
３ビーム用の回折素子２は、３ビーム法やＤＰＰ方式などによりトラックエラー信号を検出するように、半導体レーザ１から出射される光を０次光（メイン光）および±１次光（サブ光）に分岐する。これにより光記録媒体１０で反射された０次光の検出信号から再生信号を得、光記録媒体１０で反射された０次光および±１次光の検出信号の演算によりトラックエラー信号を得ることができる。特に、本実施形態２においては、回折素子２は両面に回折格子が形成されてなり、一方の面はＢＤ用３ビームの回折格子として、もう一方の面はＤＶＤ用３ビームの回折格子として使用される。ＢＤ用光記録媒体と、ＤＶＤ用光記録媒体では、その情報記録面に形成されている案内溝であるトラックのピッチが異なるため、それぞれの光記録媒体のトラックピッチに対応した回折格子が必要なためである。
【００７６】
偏光ビームスプリッタ３は、半導体レーザ１４から出射された光を集束させて記録媒体、すなわち、光記録媒体１０に光スポットとして結ばせる対物レンズ９へ向かう往路光と、光記録媒体１０から反射した復路光を受光素子１２に導くように進路を変えるための光路変換器であり、光学系での高効率要求を満足するように、入射光の進路を偏光によって変換するための偏光依存性光路変換器である。
【００７７】
コリメートレンズ４は、半導体レーザ１４からの発散入射光を平行光に変換するとともに、光記録媒体１０からの反射し受光素子へ向かう復路光に対しては集光レンズとして作用する。
【００７８】
偏向ミラー５は、反射膜が蒸着されたミラーで、光路を９０度変換する。
【００７９】
クロストーク抑制用の補正素子６は、受光素子１２への受光時、隣接層による干渉光が抑制されるように、２層光記録媒体１０の記録および／または再生時、隣接層で反射された光を少なくとも２分割させる光学部材である。
【００８０】
液晶素子７は、光記録媒体１０の厚さ差による球面収差を補正するための位相差を発生させる補正素子である。各光記録媒体に応じて付加位相差を調整する。
【００８１】
１／４波長板８は記録光学系での高効率要求を満足するように、偏光ビームスプリッタ３と対物レンズ９の間に配置され、入射光の偏光を変化させる手段として使用する。
【００８２】
対物レンズ９は、例えばＢＤ系光記録媒体、ＤＶＤ系光記録媒体のそれぞれに集光されるようなレンズであり、樹脂製の回折レンズである。レンズ表面に回折構造が形成されてなり、入射光の波長に応じて集光位置、開口数の切り替えが可能なレンズである。波長４０５ｎｍの入射光に対しては開口数：ＮＡが０．８５でＢＤ系光記録媒体に集光し、波長６６０ｎｍの入射光に対しては開口数：ＮＡが０．６５でＤＶＤ系光記録媒体に集光する。
【００８３】
光記録媒体１０は、ＢＤ系光記録媒体および、ＤＶＤ系光記録媒体である。各々、対物レンズ９側から順に情報記録面Ｌ１，Ｌ２を有する２層光記録媒体である。例えば、ＢＤ系２層光記録媒体は光が入射する側から、０．０７５ｍｍと０．１００ｍｍの位置に情報記録面をもつ。またＤＶＤ系２層光記録媒体は光が入射する側から、０．６００ｍｍと０．６４０ｍｍの位置に情報記録面をもつ。
【００８４】
検出レンズ１１は、非点収差法によりフォーカスエラー信号を検出できるように非点収差を発生させる非点収差レンズである。
【００８５】
受光素子１２は、光記録媒体１０で反射された光を受光して情報信号および／または誤差信号を検出する。
【００８６】
アクチュエータ１３は、クロストーク抑制用の補正素子６、球面収差補正用の液晶素子７、１／４波長板８、対物レンズ９を搭載してなる可動部であり、フォーカス方向、光記録媒体１０の半径方向であるトラック方向に可動する。
【００８７】
本実施形態２においては、層間クロストーク抑制用の補正素子６には、波長４０５ｎｍと波長６６０ｎｍの光は透過するが、いずれの光に対しても、実施形態１同様に復路光に位相差を付加することが可能であるが、その設計時の優先順位は層間クロストークが厳しい光記録媒体にあわせればよい。すなわち、サブスポットの信号光量と、隣接する層からの干渉光との光量差が小さい側にあわせればよい。
【００８８】
ここで、前述の実施形態１の光ピックアップに搭載されてなる層間クロストーク抑制用の補正素子について詳述する。
【００８９】
図４（ａ）に示すマクロ構造を有する層間クロストーク抑制用の補正素子６は、Ｐ偏光成分の光をそのまま透過させ、Ｓ偏光方向の光に対しては例えば図４（ａ）の領域ａと領域ｂの間で位相差πを発現する。
【００９０】
図７は層間クロストーク抑制用の補正素子を示す拡大図である。図７に記載されている符号について説明する。波長以上の周期構造に、サブ波長凹凸構造１Ａ，２Ｂが重畳された構造となっている。サブ波長凹凸構造１ＡはＳ偏光方向に溝方向をもつ、入射光の波長以下の周期を有する。またサブ波長凹凸構造２ＢはＰ偏光方向に溝方向をもつ、入射光の波長以下の周期を有する。
【００９１】
図７において、
ｑ１は、サブ波長凹凸構造１Ａの周期を表す。
ｍ１は、サブ波長凹凸構造１Ａの凸部の幅である。
ｍ１／ｑ１は、フィリングファクタと呼んでおり、後述する有効屈折率の計算に用いる。
ｑ２は、サブ波長凹凸構造２Ｂの周期を表す。
ｍ２は、サブ波長凹凸構造２Ｂの凸部の幅である。
ｍ２／ｑ２は、フィリングファクタと呼んでおり、後述する有効屈折率の計算に用いる。
ｄ１は、サブ波長凹凸構造１Ａの溝深さを表す。
ｄ２は、サブ波長凹凸構造２Ｂの溝深さを表す。
【００９２】
層間クロストーク抑制用の補正素子６は、図７に示すように、波長よりも短い周期ｑ１，ｑ２を有するサブ波長凹凸構造が形成されてなる。サブ波長凹凸構造によってＰ，Ｓいずれの偏光成分で位相差を感じるかの偏光選択性を出している。これにより、層間クロストーク抑制用の補正素子６は、例えば、往路光としてＰ偏光成分の光が入射したときは不感帯透過し、復路光としてＳ偏光成分の光に対しては位相差を感じ、受光素子面上で戻り光の光分布を分割する。
【００９３】
各層間クロストーク抑制用の補正素子６面に形成されているサブ波長凹凸構造は、一般に知られている構造性複屈折を呈する（発現する）。この構造性複屈折とは、屈折率の異なる２種類の媒質を光の波長よりも短い周期でストライプ状に配置したとき、ストライプに平行な偏光成分（ＴＥ波）とストライプに垂直な偏光成分（ＴＭ波）とで屈折率が異なり、複屈折作用が生じることをいう。
【００９４】
ここで、屈折率の異なる２種類の媒質として、空気と屈折率ｎの媒質を想定して、サブ波長凹凸構造の周期よりも２倍以上の波長をもつ光が垂直入射したと仮定する。このときの入射光の偏光方向がサブ波長凹凸構造の溝に平行（ＴＥ方向）であるか垂直（ＴＭ方向）であるかによって、サブ波長凹凸構造の有効屈折率は各々次の（数１）、（数２）で与えられる。入射光の偏光方向がサブ波長凹凸構造の溝に平行である場合をｎ（ＴＥ）、垂直である場合をｎ（ＴＭ）と表し、符号ｔは前述のフィリングファクタを表す。
【００９５】
【数１】
2009223937.tif 000004
【００９６】
【数２】
2009223937.tif 000005
図８はフィリングファクタに対する偏光方向別の屈折率を示す図である。図８ではそれぞれの屈折率の計算結果の例を示している。計算にはｎ＝２．３１３、波長４０５ｎｍを用いた。
【００９７】
図７のフィリングファクタｔはそれぞれ次のとおり、サブ波長凹凸構造１Ａのフィリングファクタｔ１は（数３）、サブ波長凹凸構造２Ｂのフィリングファクタｔ２は（数４）
【００９８】
【数３】
2009223937.tif 000006
【００９９】
【数４】
2009223937.tif 000007
となる。
【０１００】
よって、各サブ波長凹凸構造の有効屈折率は以下のとおり、サブ波長凹凸構造１ＡのＴＥ方向の有効屈折率：ｎ（ＴＥ、１Ａ）は（数５）、サブ波長凹凸構造１ＡのＴＭ方向の有効屈折率：ｎ（ＴＭ、１Ａ）は（数６）、サブ波長凹凸構造２ＢのＴＥ方向の有効屈折率：ｎ（ＴＥ、２Ｂ）は（数７）、サブ波長凹凸構造２ＢのＴＭ方向の有効屈折率：ｎ（ＴＭ、２Ｂ）は（数８）
【０１０１】
【数５】
2009223937.tif 000008
【０１０２】
【数６】
2009223937.tif 000009
【０１０３】
【数７】
2009223937.tif 000010
【０１０４】
【数８】
2009223937.tif 000011
となる。
【０１０５】
また、位相差は、以下のＰ偏光方向の光が入射したときのサブ波長凹凸構造１Ａと２Ｂの位相差ψ（Ｐ偏光）は（数９）、Ｓ偏光方向の光が入射したときのサブ波長凹凸構造１Ａと２Ｂの位相差ψ（Ｓ偏光）は（数１０）
【０１０６】
【数９】
2009223937.tif 000012
【０１０７】
【数１０】
2009223937.tif 000013
になる。
【０１０８】
ここで、λは使用波長、ｄはサブ波長凹凸構造の溝深さである。これからフィリングファクタ、および溝深さｄを適当に選択することで位相差を任意に調整可能である。
【０１０９】
層間クロストーク抑制用の補正素子６は、Ｐ偏光成分の光をそのまま透過させ、Ｓ偏光方向の光に対しては、例えば図４（ａ）の領域ａと領域ｂの間で位相差πを発現する。Ｐ偏光成分の光を不感帯透過させるには、位相差が０あるいは２ｎπ（ｎは整数）である必要がある。
【０１１０】
以下に具体的な数値の一例を示すと
ｎ＝２．３１３の媒質に、
サブ波長凹凸構造１Ａのフィリングファクタ：ｔ１＝０．７０
サブ波長凹凸構造２Ｂのフィリングファクタ：ｔ２＝０．３０
とした場合、
サブ波長凹凸構造１ＡのＴＥ方向の有効屈折率：ｎ（ＴＥ、１Ａ）＝２．０１１
サブ波長凹凸構造１ＡのＴＭ方向の有効屈折率：ｎ（ＴＭ、１Ａ）＝１．５２３
サブ波長凹凸構造２ＢのＴＥ方向の有効屈折率：ｎ（ＴＥ、２Ｂ）＝１．５１８
サブ波長凹凸構造２ＢのＴＭ方向の有効屈折率：ｎ（ＴＭ、２Ｂ）＝１．１５０
サブ波長凹凸構造１Ａ，２Ｂにおいて溝深さを同一のｄとした場合、
Ｐ偏光方向の光が入射したときのサブ波長凹凸構造１Ａと２Ｂの位相差
ψ（Ｐ偏光）≒０
Ｓ偏光方向の光が入射したときのサブ波長凹凸構造１Ａと２Ｂの位相差  
ψ（Ｓ偏光）＝（２πｄ／（０．４０５μｍ））×（２．０１１−１．１５０）
である。
【０１１１】
以上により、Ｐ偏光成分の光に対しては不感帯透過する。さらに、溝深さｄとして０．２３６μｍを選択すれば、ψ（Ｓ偏光）はπとなり、位相段差を最大とできる。
【０１１２】
また、前述の実施形態２の光ピックアップに搭載されてなる層間クロストーク抑制用の補正素子について詳述する。補正素子の断面構造は、前述の実施形態１と同じであるが、実施形態２の補正素子ではＢＤ用光源波長である４０５ｎｍ、ＤＶＤ用光源波長である６６０ｎｍの２つの波長の光を入射させて使用する。
【０１１３】
図４（ａ）に示すマクロ構造を有する層間クロストーク抑制用の補正素子６は、Ｐ偏光成分の光をそのまま透過させ、Ｓ偏光方向の光に対しては例えば図４（ａ）の領域ａと領域ｂの間で位相差πを発現する。
【０１１４】
図７は層間クロストーク抑制用の補正素子を示す拡大図である。実施形態１のそれと同じである。図７に記載されている符号について説明する。波長以上の周期構造に、サブ波長凹凸構造１Ａ，２Ｂが重畳された構造となっている。サブ波長凹凸構造１ＡはＳ偏光方向に溝方向をもつ入射光の波長以下の周期を有し、またサブ波長凹凸構造２ＢはＰ偏光方向に溝方向をもつ入射光の波長以下の周期を有する。
【０１１５】
図７において、
ｑ１は、サブ波長凹凸構造１Ａの周期を表す。
ｍ１は、サブ波長凹凸構造１Ａの凸部の幅である。
ｍ１／ｑ１は、フィリングファクタと呼んでおり、後述する有効屈折率の計算に用いる。
ｑ２は、サブ波長凹凸構造２Ｂの周期を表す。
ｍ２は、サブ波長凹凸構造２Ｂの凸部の幅である。
ｍ２／ｑ２は、フィリングファクタと呼んでおり、後述する有効屈折率の計算に用いる。
ｄ１は、サブ波長凹凸構造１Ａの溝深さを表す。
ｄ２は、サブ波長凹凸構造２Ｂの溝深さを表す。
【０１１６】
層間クロストーク抑制用の補正素子６は、図７に示すように、波長よりも短い周期ｑ１，ｑ２を有するサブ波長凹凸構造が形成されてなる。サブ波長凹凸構造によってＰ，Ｓいずれの偏光成分で位相差を感じるかの偏光選択性を出している。これにより、層間クロストーク抑制用の補正素子６は、例えば、往路光としてＰ偏光成分の光が入射したときは不感帯透過し、復路光としてＳ偏光成分の光に対しては位相差を感じ、受光素子面上で戻り光の光分布を分割する。
【０１１７】
各層間クロストーク抑制用の補正素子６面に形成されているサブ波長凹凸構造は、一般に知られている構造性複屈折を呈する（発現する）。この構造性複屈折とは、屈折率の異なる２種類の媒質を光の波長よりも短い周期でストライプ状に配置したとき、ストライプに平行な偏光成分（ＴＥ波）とストライプに垂直な偏光成分（ＴＭ波）とで屈折率が異なり、複屈折作用が生じることをいう。
【０１１８】
ここで、屈折率の異なる２種類の媒質として、空気と屈折率ｎの媒質を想定して、サブ波長凹凸構造の周期よりも２倍以上の波長をもつ光が垂直入射したと仮定する。このときの入射光の偏光方向がサブ波長凹凸構造の溝に平行（ＴＥ方向）であるか垂直（ＴＭ方向）であるかによって、サブ波長凹凸構造の有効屈折率は各々次の（数１１），（数１２）で与えられる。入射光の偏光方向がサブ波長凹凸構造の溝に平行である場合をｎ（ＴＥ）、垂直である場合をｎ（ＴＭ）と表し、符号ｔは前述のフィリングファクタを表す。
【０１１９】
【数１１】
2009223937.tif 000014
【０１２０】
【数１２】
2009223937.tif 000015
図８はフィリングファクタに対する偏光方向別の屈折率を示す図である。図８ではそれぞれの屈折率の計算結果の例を示している。計算にはＴａ２Ｏ５の波長４０５ｎｍの屈折率ｎ（ＢＤ）＝２．３１３を用いた。
【０１２１】
また、図９はフィリングファクタに対する偏光方向別の屈折率を示す図である。図９はそれぞれの屈折率の計算結果の例を示している。計算にはＴａ２Ｏ５の波長６６０ｎｍの屈折率ｎ（ＤＶＤ）＝２．１４７を用いた。
【０１２２】
図７のフィリングファクタｔはそれぞれ次のとおり、サブ波長凹凸構造１のフィリングファクタｔ１は（数１３）、サブ波長凹凸構造２のフィリングファクタｔ２は（数１４）
【０１２３】
【数１３】
2009223937.tif 000016
【０１２４】
【数１４】
2009223937.tif 000017
となる。
【０１２５】
よって、各サブ波長凹凸構造の有効屈折率は以下のとおり、サブ波長凹凸構造１ＡのＴＥ方向のＢＤ適用時の有効屈折率：ｎ（ＴＥ、ＢＤ１Ａ）は（数１５）、サブ波長凹凸構造１ＡのＴＭ方向のＢＤ適用時の有効屈折率：ｎ（ＴＭ、ＢＤ１Ａ）は（数１６）、サブ波長凹凸構造２ＢのＴＥ方向のＢＤ適用時の有効屈折率：ｎ（ＴＥ、ＢＤ２Ｂ）は（数１７）、サブ波長凹凸構造２ＢのＴＭ方向のＢＤ適用時の有効屈折率：ｎ（ＴＭ、ＢＤ２Ｂ）は（数１８）、サブ波長凹凸構造１ＡのＴＥ方向のＤＶＤ適用時の有効屈折率：ｎ（ＴＥ、ＤＶＤ１Ａ）は（数１９）、サブ波長凹凸構造１ＡのＴＭ方向のＤＶＤ適用時の有効屈折率：ｎ（ＴＭ、ＤＶＤ１Ａ）は（数２０）、サブ波長凹凸構造２ＢのＴＥ方向のＤＶＤ適用時の有効屈折率：ｎ（ＴＥ、ＤＶＤ２Ｂ）は（数２１）、サブ波長凹凸構造２ＢのＴＭ方向のＤＶＤ適用時の有効屈折率：ｎ（ＴＭ、ＤＶＤ２Ｂ）は（数２２）
【０１２６】
【数１５】
2009223937.tif 000018
【０１２７】
【数１６】
2009223937.tif 000019
【０１２８】
【数１７】
2009223937.tif 000020
【０１２９】
【数１８】
2009223937.tif 000021
【０１３０】
【数１９】
2009223937.tif 000022
【０１３１】
【数２０】
2009223937.tif 000023
【０１３２】
【数２１】
2009223937.tif 000024
【０１３３】
【数２２】
2009223937.tif 000025
である。
【０１３４】
また、位相差は、以下のＢＤ適用時、Ｐ偏光方向の光が入射したときのサブ波長凹凸構造１Ａと２Ｂの位相差ψ（ＢＤ、Ｐ偏光）は（数２３）、ＢＤ適用時、Ｓ偏光方向の光が入射したときのサブ波長凹凸構造１Ａと２Ｂの位相差ψ（ＢＤ、Ｓ偏光）は（数２４）、ＤＶＤ適用時、Ｐ偏光方向の光が入射したときのサブ波長凹凸構造１Ａと２Ｂの位相差ψ（ＤＶＤ、Ｐ偏光）は（数２５）、ＤＶＤ適用時、Ｓ偏光方向の光が入射したときのサブ波長凹凸構造１Ａと２Ｂの位相差ψ（ＤＶＤ、Ｓ偏光）は（数２６）
【０１３５】
【数２３】
2009223937.tif 000026
【０１３６】
【数２４】
2009223937.tif 000027
【０１３７】
【数２５】
2009223937.tif 000028
【０１３８】
【数２６】
2009223937.tif 000029
になる。
【０１３９】
ここで、ｄはサブ波長凹凸構造の溝深さである。これからフィリングファクタ、および溝深さｄを適当に選択することで位相差を任意に調整可能である。
【０１４０】
さらに、ＢＤ系光源波長の４０５ｎｍに着目して、具体的な数値事例を示す。層間クロストーク抑制用の補正素子６は、Ｐ偏光成分の光をそのまま透過させ、Ｓ偏光方向の光に対しては、例えば図４（ａ）の領域ａと領域ｂの間で位相差πを発現する。Ｐ偏光成分の光を不感帯透過させるには、位相差が０あるいは２ｎπ（ｎは整数）である必要がある。
【０１４１】
以下に具体的な数値の一例を示すと
ｎ＝２．３１３の媒質に、
サブ波長凹凸構造１Ａのフィリングファクタ：ｔ１＝０．７０
サブ波長凹凸構造２Ｂのフィリングファクタ：ｔ２＝０．３０
とした場合、
サブ波長凹凸構造１ＡのＴＥ方向の有効屈折率：ｎ（ＴＥ、ＢＤ１Ａ）＝２．０１１
サブ波長凹凸構造１ＡのＴＭ方向の有効屈折率：ｎ（ＴＭ、ＢＤ１Ａ）＝１．５２３
サブ波長凹凸構造２ＢのＴＥ方向の有効屈折率：ｎ（ＴＥ、ＢＤ２Ｂ）＝１．５１８
サブ波長凹凸構造２ＢのＴＭ方向の有効屈折率：ｎ（ＴＭ、ＢＤ２Ｂ）＝１．１５０
サブ波長凹凸構造１Ａ，２Ｂにおいて溝深さを同一のｄとした場合、
Ｐ偏光方向の光が入射したときのサブ波長凹凸構造１Ａと２Ｂの位相差
ψ（ＢＤ，Ｐ偏光）≒０
Ｓ偏光方向の光が入射したときのサブ波長凹凸構造１Ａと２Ｂの位相差
ψ（ＢＤ，Ｓ偏光）＝（２πｄ／（０．４０５μｍ））×（２．０１１−１．１５０）
である。
【０１４２】
以上により、Ｐ偏光成分の光に対しては不感帯透過する。さらに、溝深さｄとして０．２３６μｍを選択すれば、ψ（Ｓ偏光）はπとなり、位相段差を最大とできる。
【０１４３】
続いて、ＤＶＤ系光源波長の６６０ｎｍに着目して、具体的な数値事例を示す。
ｎ＝２．１４７の媒質に、
サブ波長凹凸構造１Ａのフィリングファクタ：ｔ１＝０．７０
サブ波長凹凸構造２Ｂのフィリングファクタ：ｔ２＝０．３０
とした場合、
サブ波長凹凸構造１ＡのＴＥ方向の有効屈折率：ｎ（ＴＥ、ＤＶＤ１Ａ）＝１．８７８
サブ波長凹凸構造１ＡのＴＭ方向の有効屈折率：ｎ（ＴＭ、ＤＶＤ１Ａ）＝１．４８８
サブ波長凹凸構造２ＢのＴＥ方向の有効屈折率：ｎ（ＴＥ、ＤＶＤ２Ｂ）＝１．４４３
サブ波長凹凸構造２ＢのＴＭ方向の有効屈折率：ｎ（ＴＭ、ＤＶＤ２Ｂ）＝１．１４３
サブ波長凹凸構造１Ａ，２Ｂにおいて溝深さをｄとした場合、
Ｐ偏光方向の光が入射したときのサブ波長凹凸構造１Ａと２Ｂの位相差
ψ（ＤＶＤ，Ｐ偏光）＝（２π×（０．２３６μｍ）／（０．６６０μｍ））×（１．８７８−１．１４３）＝０．５π
Ｓ偏光方向の光が入射したときのサブ波長凹凸構造１Ａと２Ｂの位相差
ψ（ＤＶＤ，Ｓ偏光）≒０
である。
【０１４４】
以上により、Ｐ偏光成分の光に対しては不感帯透過する。また、復路においても、ψ（Ｓ偏光）はπ／２相当の位相段差を付与できる。
【０１４５】
（実施形態３）
次に、本発明の実施形態３として前述した各実施形態での補正素子の製作手順につて説明する。まず、補正素子の作製の説明に先立って型の作製方法について述べる。
【０１４６】
図１０（ａ）〜（ｄ）は石英を基材とした型の作製方法を説明するための工程図である。図１０（ａ）において、石英材料５０を基板とし、その表面に電子線５２の描画用のレジスト５１を所定の厚さに塗布し、プリベークする。予め設計されたプログラムにより、補正素子の諸元に対応したピッチ・線幅に描画する。
【０１４７】
図１０（ｂ）において、レジスト５１に対し、現像およびリンスを行うことにより、レジスト上にサブ波長凹凸構造５３が形成される。溝の底は石英材料５０が露出している。
【０１４８】
図１０（ｃ）において、サブ波長凹凸構造５３のレジストパターンをマスクとして石英材料５０のドライエッチングを行う。エッチングには、ＲＩＥ（Reactive Ion Etching：反応性イオンエッチング）、ＮＬＤ（Magnetic Neutral Loop Discharge：磁気中性線放電）、ＴＣＰ（Transformer Coupled Plasma：電磁結合型プラズマ）等のエッチング装置にて、ＣＦ４（四フッ化メタン）、ＣＦ３（トリフルオロメチル）ガスを用いる。基板にバイアスをかけることで、面に垂直にエッチングを進行させる。
【０１４９】
図１０（ｄ）において、レジストを剥離する。剥離の方法はドライエッチング装置内で、酸素ガスを導入し、酸素ガスプラズマ中でレジスト除去を行う方法と、基板を装置から取り出してＣＡＲＯＳ（硫酸と過酸化水素水の混合液）を用いた洗浄で除去する方法とがある。完成したものを石英型として用いる。
【０１５０】
また、図１１（ａ）〜（ｄ）はシリコンを基材とした型の作製方法を説明するための工程図である。図１１（ａ）において、シリコン５５を基板とし、その表面に電子線５２の描画用のレジスト５１を所定の厚さに塗布し、プリベークする。予め設計されたプログラムにより、補正素子の諸元に対応したピッチ・線幅に描画する。
【０１５１】
図１１（ｂ）において、レジスト５１に対し、現像およびリンスを行うことにより、レジスト上にサブ波長凹凸構造５３が形成される。溝の底はシリコン５５の基材が露出している。
【０１５２】
図１１（ｃ）において、サブ波長凹凸構造５３のレジストパターンをマスクとしてシリコン５５のアルカリウェットエッチング（ＫＯＨ溶液使用）を行う。シリコン５５基板は面の壁として、ピッチを維持したまま深さ方向にエッチングされる。なお、ボッシュプロセス用いたドライエッチングでも同様の構造を制作できる。
【０１５３】
図１１（ｄ）において、レジストを剥離する。完成したものをシリコン型として用いる。
【０１５４】
このようにして作られた石英型、あるいはシリコン型を便宜上、金型と呼ぶことがある。
【０１５５】
図１２（ａ）〜（ｇ）はガラス基板にＴａ２Ｏ５を成膜し、Ｔａ２Ｏ５に補正素子を形成する手順を示す工程図である。
【０１５６】
図１２（ａ）において、ガラス基板表面にＴａ２Ｏ５膜（５酸化タンタル膜）を形成する。形成方法としては、スパッタリング法を次の
１．基板温度  ：７０〜１００℃
２．製膜時圧力：５〜８×１０−４Ｔｏｒｒ
３．成膜速度  ：０．７〜１．０Å／ｓｅｃ
４．ＲＦパワー：３００〜５００Ｗ
条件で用いる。
【０１５７】
図１２（ｂ）において、Ｔａ２Ｏ５膜上にＵＶ硬化樹脂を塗布し、上からモールド型で押圧する。モールド型としてはシリコン型、石英型ともに使用しうるが、微細構造を形成するナノインプリントにおいては、石英金型の方が光透過性なので適している。ＵＶ硬化樹脂はグランディックＲＣ８７９０（大日本インキ製）を用いる。
【０１５８】
図１２（ｃ）において、モールド背面からＵＶ（紫外線）を照射し、樹脂を固める。モールド型としてシリコン金型を用いる場合は、ＵＶをガラス基板側から与える。
【０１５９】
図１２（ｄ）において、モールド型を離型する。ガラス基板上のＵＶ硬化樹脂に凸状の微細構造が形成されている。図１２（ｅ）において、Ｔａ２Ｏ５が露出するまで樹脂をドライエッチングする。ドライエッチングは以下の
１．ガス種            ：酸素ガス（Ｏ２）
２．ガス流入量        ：２０ｓｃｃｍ
３．圧力              ：０．４Ｐａ
４．樹脂エッチング速度：３０ｎｍ／ｓｅｃ
５．上部バイアス電力  ：１ＫＷ
６．下部バイアス電力  ：６０Ｗ
条件で行う。
【０１６０】
図１２（ｆ）において、Ｔａ２Ｏ５溝が所望の深さになるまでドライエッチングする。このドライエッチングは以下の
１．ガス種                ：ＣＨＦ３（トリフルオロメタン）、Ａｒ（アルゴン）
２．ガス流入量
Ａｒ        ：５ｓｃｃｍ
ＣＨＦ３    ：２０ｓｃｃｍ
３．圧力                  ：０．３Ｐａ
４．Ｔａ２Ｏ５エッチング速度：８ｎｍ／ｓｅｃ
５．上部バイアス電力      ：１ＫＷ
６．下部バイアス電力      ：４００Ｗ
条件で行う。
【０１６１】
最後に、最上部に残った樹脂マスクを酸素ガス（プラズマ）中でドライエッチングによる剥離処理により除去する。
【０１６２】
図１２（ｇ）の状態になって補正素子が完成し、ガラス基板上の５酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）が補正素子を形成している。
【０１６３】
また、図１３（ａ）〜（ｉ）はシリコン膜とモールド型を利用してガラス基板に補正素子を形成する手順を示す工程図である。
【０１６４】
図１３（ａ）において、ガラス基板表面にシリコン膜（Ｓｉ膜）を形成する。形成方法としては、スパッタリング法を次の
１．基板温度  ：７０〜１００℃
２．製膜時圧力：７〜８×１０−４Ｔｏｒｒ
３．成膜速度  ：０．５〜１．０Å／ｓｅｃ
４．ＲＦパワー：１００〜２００Ｗ
条件で用いる。
【０１６５】
図１３（ｂ）において、Ｓｉ膜上にＵＶ硬化樹脂を塗布し、上からモールドで押圧する。モールド型としてはシリコン型，石英型ともに使用しうるが、微細構造を形成するナノインプリントにおいては、石英金型の方が光透過性なので適している。ＵＶ硬化樹脂はグランディックＲＣ８７９０（大日本インキ製）を用いる。
【０１６６】
図１３（ｃ）において、モールド背面からＵＶ（紫外線）を照射し、樹脂を固める。モールド型としてシリコン金型を用いる場合は、ＵＶをガラス基板側から与える。
【０１６７】
図１３（ｄ）において、モールド型を離型する。ガラス基板上のＵＶ硬化樹脂に凸状の微細構造が形成されている。
【０１６８】
図１３（ｅ）において、ドライエッチングで、Ｓｉ膜が露出するまで樹脂を除去する。ドライエッチングは以下の
１．ガス種            ：酸素ガス（Ｏ２）
２．ガス流入量        ：２０ｓｃｃｍ
３．圧力              ：０．４Ｐａ
４．樹脂エッチング速度：３０ｎｍ／ｓｅｃ
５．上部バイアス電力  ：１ＫＷ
６．下部バイアス電力  ：６０Ｗ
条件で行う。
【０１６９】
図１３（ｆ）において、ガラス基板が露出するまでＳｉ膜と樹脂をドライエッチングする。ドライエッチングは以下の
１．ガス種            ：ＳＦ６（六フッ化硫黄）、ＣＨＦ３
２．ガス流入量
ＳＦ６  ：２０ｓｃｃｍ
ＣＨＦ３：５ｓｃｃｍ
３．圧力              ：０．３Ｐａ
４．樹脂エッチング速度：５ｎｍ／ｓｅｃ
Ｓｉエッチング速度：３０ｎｍ／ｓｅｃ
５．上部バイアス電力  ：１ＫＷ
６．下部バイアス電力  ：５０Ｗ
条件で行う。
【０１７０】
図１３（ｇ）において、ガラス溝が所望の深さになるまでドライエッチングする。ドライエッチングは以下の
１．ガス種            ：ＣＨＦ３、Ａｒ
２．ガス流入量
Ａｒ    ：５ｓｃｃｍ
ＣＨＦ３：２０ｓｃｃｍ
３．圧力              ：０．３Ｐａ
４．Ｓｉエッチング速度：４ｎｍ／ｓｅｃ
ガラスエッチング速度：１２ｎｍ／ｓｅｃ
５．上部バイアス電力  ：１ＫＷ
６．下部バイアス電力  ：４００Ｗ
条件で行う。
【０１７１】
図１３（ｈ）において、最上部に残ったＳｉ膜を剥離処理により除去する。シリコンマスクはアルカリ（ＫＯＨ）液でウェット剥離する。
【０１７２】
図１３（ｉ）の状態になって補正素子が完成し、ガラス基板自身の片面が補正素子になっている。
【０１７３】
また、図１４（ａ）〜（ｇ）は金型を使用しない補正素子の製法を説明する工程図である。
【０１７４】
図１４（ａ）において、ガラス基板表面にシリコン膜（Ｓｉ膜）を形成する。形成方法としては、スパッタリング法を次の
１．基板温度  ：７０〜１００℃
２．製膜時圧力：７〜８×１０−４Ｔｏｒｒ
３．成膜速度  ：０．５〜１．０Å／ｓｅｃ
４．ＲＦパワー：１００〜２００Ｗ
条件で用いる。
【０１７５】
図１４（ｂ）において、Ｓｉ膜上に電子線用レジストを塗布する。
【０１７６】
図１４（ｃ）において、「高精度微細幅露光装置」等によって、Ｉ線ステッパを使用する。露光後、現像工程を経て部分的にレジストを除去し、Ｓｉ膜を露出させる。残っているレジストは、以後のエッチング用マスクパターンとなる。
【０１７７】
図１４（ｄ）において、ガラス基板が露出するまでＳｉ膜をドライエッチングする。ドライエッチングは以下の
１．ガス種            ：ＳＦ６、ＣＨＦ３
２．ガス流入量
ＳＦ６  ：２０ｓｃｃｍ
ＣＨＦ３：  ５ｓｃｃｍ
３．圧力              ：０．４Ｐａ
４．Ｓｉエッチング速度：３０ｎｍ／ｓｅｃ
５．上部バイアス電力  ：１ＫＷ
６．下部バイアス電力  ：５０Ｗ
条件で行う。
【０１７８】
図１４（ｅ）において、ガラス基板の溝が所望の深さになるまでドライエッチングする。ドライエッチングは以下の
１．ガス種              ：ＣＨＦ３、Ａｒ
２．ガス流入量
Ａｒ      ：  ５ｓｃｃｍ
ＣＨＦ３  ：２０ｓｃｃｍ
３．圧力                ：０．３Ｐａ
４．ガラスエッチング速度：１２ｎｍ／ｓｅｃ
５．上部バイアス電力    ：１ＫＷ
６．下部バイアス電力    ：４００Ｗ
条件で行う。
【０１７９】
図１４（ｆ）において、最上部に残ったＳｉ膜を剥離処理により除去する。シリコンマスクはアルカリ（ＫＯＨ）液でウェット剥離する。
【０１８０】
図１４（ｇ）の状態になって補正素子が完成し、ガラス基板自身の片面が補正素子になっている。
【０１８１】
（実施形態４）
図１５は本発明の実施形態４における光情報処理装置を略示するブロック図である。図１５に示すように、光記録媒体１０に対して、情報信号の記録および再生を行う装置であり、前述した光ピックアップに相当する４１を備えて構成されている。そして光記録媒体１０を回転操作するスピンドルモータ４８と、情報信号の記録再生を行うにあたって使用される光ピックアップ４１と、光ピックアップ４１を光記録媒体１０の内外周に移動操作するための送りモータ４２と、所定の変調および復調処理を行う変復調回路４４と、光ピックアップ４１のサーボ制御などを行うサーボ制御回路４３と、光情報処理装置の全体の制御を行うシステムコントローラ４７とを備えている。
【０１８２】
その動作をとしてスピンドルモータ４８は、サーボ制御回路４３により駆動制御され、所定の回転数で回転駆動される。すなわち、記録再生の対象となる光記録媒体１０は、スピンドルモータ４８の駆動軸上にチャッキングされ、サーボ制御回路４３により駆動制御されるスピンドルモータ４８によって、所定の回転数で回転走査される。
【０１８３】
光ピックアップ４１は、光記録媒体１０に対する情報信号の記録および再生を行うとき、前述したように、回転駆動される光記録媒体１０に対してレーザ光を照射し、その戻り光を検出する。この光ピックアップ４１は、変復調回路４４に接続されている。そして、情報信号の記録を行う際には、外部回路４５から入力され変復調回路４４によって所定の変調処理が施された信号が光ピックアップ４１に供給される。光ピックアップ４１は、変復調回路４４から供給される信号に基づいて、光記録媒体１０に対して、光強度変調が施されたレーザ光を照射する。
【０１８４】
また、情報信号の再生を行う際には、光ピックアップ４１は、回転駆動される光記録媒体１０に対して、一定の出力のレーザ光を照射し、その戻り光から再生信号が生成され、当該再生信号が変復調回路４４に供給される。
【０１８５】
また、この光ピックアップ４１は、サーボ制御回路４３にも接続されている。そして、情報信号の記録再生時に、回転駆動される光記録媒体１０によって反射されて戻ってきた戻り光から、前述したように、フォーカスサーボ信号およびトラッキングサーボ信号が生成され、それらのサーボ信号がサーボ制御回路４３に供給される。
【０１８６】
変復調回路４４は、システムコントローラ４７および外部回路４５に接続されている。この変復調回路１０４は、情報信号を光記録媒体１０に記録するときには、システムコントローラ４７による制御のもとで、光記録媒体１０に記録する信号を外部回路４５から受け取り、当該信号に対して所定の変調処理を施す。変復調回路４４によって変調された信号は、光ピックアップ４１に供給される。
【０１８７】
また、この変復調回路４４は、情報信号を光記録媒体１０から再生するときには、システムコントローラ４７による制御のもとで、光記録媒体１０から再生された再生信号を光ピックアップ４１から受け取り、当該再生信号に対して所定の復調処理を施す。そして、変復調回路４４によって復調された信号は、変復調回路４４から外部回路４５へ出力される。
【０１８８】
送りモータ４２は、情報信号の記録および再生を行うとき、光ピックアップ４１を光記録媒体１０の径方向の所定の位置に移動させるためのものであり、サーボ制御回路４３からの制御信号に基づいて駆動される。すなわち、この送りモータ４２は、サーボ制御回路４３に接続されており、サーボ制御回路４３により制御される。
【０１８９】
サーボ制御回路４３は、システムコントローラ４７による制御のもとで、光ピックアップ４１が光記録媒体１０に対向する所定の位置に移動されるように、送りモータ４２を制御する。また、サーボ制御回路４３は、スピンドルモータ４８にも接続されており、システムコントローラ４７による制御のもとで、スピンドルモータ４８の動作を制御する。すなわち、サーボ制御回路４３は、光記録媒体１０に対する情報信号の記録および再生時に、該光記録媒体１０が所定の回転数で回転駆動されるように、スピンドルモータ４８を制御する。
【０１９０】
この構成において、前述の光ピックアップを用いることにより高汎用性、高信頼性を有する情報の記録または再生を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【０１９１】
本発明に係る光ピックアップおよびこれを用いる光情報処理装置は、光記録媒体の隣接層による干渉光を抑制して、隣接層による（層間間隔の厚さ変動等）トラックエラー信号の劣化を改善して、特に、補正手段として、対物レンズ可動に伴う光軸ずれが生じても光記録媒体の記録面に集光されるスポットへの影響なく層間クロストーク補正することができ、アクチュエータに搭載可能で、かつ往路と復路が共通する光路上にも配置することができ、複数の記録層をもつ光記録媒体の記録および／または再生時に、隣接層によるトラックエラー信号の劣化を防止する光ピックアップおよびこれを用いる光情報処理装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１９２】
【図１】本発明の実施形態１における光ピックアップの概略構成を示す図
【図２】液晶素子による球面収差の補正原理を示す図
【図３】ＤＰＰ方式の信号検出回路を示す図
【図４】層間クロストーク抑制用の補正素子（ａ），（ｂ）を示す図
【図５】受光素子に集光される光分布で（ａ）はＬ１層、（ｂ）はＬ２層の再生時を示す図
【図６】本発明の実施形態２における光ピックアップの概略構成を示す図
【図７】層間クロストーク抑制用の補正素子を示す拡大図
【図８】フィリングファクタに対する偏光方向別の屈折率（波長４０５ｎｍ）を示す図
【図９】フィリングファクタに対する偏光方向別の屈折率（波長６６０ｎｍ）を示す図
【図１０】石英を基材とした型の作製方法の手順（ａ）〜（ｄ）を示す工程図
【図１１】シリコンを基材とした型の作製方法の手順（ａ）〜（ｄ）を示す工程図
【図１２】ガラス基板にＴａ２Ｏ５を成膜し、Ｔａ２Ｏ５に補正素子を形成する手順（ａ）〜（ｇ）を示す工程図
【図１３】シリコン膜とモールド型を利用してガラス基板に補正素子を形成する手順（ａ）〜（ｉ）を示す工程図
【図１４】金型を使用しない補正素子の製法の手順（ａ）〜（ｇ）を示す工程図
【図１５】本発明の実施形態４における光情報処理装置を略示するブロック図
【図１６】従来のＤＰＰ方式を用いる光ピックアップの概略構成を示す図
【図１７】回折素子の構造の一例を示す図
【図１８】光記録媒体面上の集光スポット
【図１９】２層光記録媒体の再生時の光路を示す模式図
【図２０】受光素子に集光される光分布で（ａ）はＬ１層、（ｂ）はＬ２層の再生時を示す図
【図２１】隣接層による干渉光が受光素子に受光されることを抑制する光学素子を具備した光学系の構成図
【図２２】層間クロストーク抑制用の補正素子の（ａ）は正面図、（ｂ）は断面図を示す図
【図２３】（ａ）は光学素子のあり、（ｂ）は光学素子のなしによる受光素子上の光量分布を示す図
【図２４】隣接層による干渉光が受光素子に受光されることを抑制する光学素子を具備した光学系の光軸ずれ時の構成図
【図２５】光軸ずれ時の受光素子上の光量分布を示す図
【符号の説明】
【０１９３】
１，１４  半導体レーザ
２  回折素子
３  偏光ビームスプリッタ
４  コリメートレンズ
５  偏向ミラー
６  補正素子
７  液晶素子
８  １／４波長板
９  対物レンズ
１０  光記録媒体
１１  検出レンズ
１２  受光素子
１３  アクチュエータ
１６  光学素子
２０ａ，２０ｂ，２０ｃ  受光部
２０ｄ  補助受光素子
２３  ハーフミラー
４１  光ピックアップ
４２  送りモータ
４３  サーボ制御回路
４４  変復調回路
４５  外部回路
４７  システムコントローラ
４８  スピンドルモータ
５０  演算回路
５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５３  減算器
５１  加算器
５２  増幅器
５５  石英材料
５６  レジスト
５７  電子線
５８  サブ波長凹凸構造
５９  シリコン材料
１００，１０１，１０２  集光スポット
２００，２０１，２０２  検出光スポット
【図１】
2009223937.tif 000030
【図２】
2009223937.tif 000031
【図３】
2009223937.tif 000032
【図４】
2009223937.tif 000033
【図５】
2009223937.tif 000034
【図６】
2009223937.tif 000035
【図７】
2009223937.tif 000036
【図８】
2009223937.tif 000037
【図９】
2009223937.tif 000038
【図１０】
2009223937.tif 000039
【図１１】
2009223937.tif 000040
【図１２】
2009223937.tif 000041
【図１３】
2009223937.tif 000042
【図１４】
2009223937.tif 000043
【図１５】
2009223937.tif 000044
【図１６】
2009223937.tif 000045
【図１７】
2009223937.tif 000046
【図１８】
2009223937.tif 000047
【図１９】
2009223937.tif 000048
【図２０】
2009223937.tif 000049
【図２１】
2009223937.tif 000050
【図２２】
2009223937.tif 000051
【図２３】
2009223937.tif 000052
【図２４】
2009223937.tif 000053
【図２５】
2009223937.tif 000054