(57)【要約】【課題】多層光ディスクの再生時にクロストークを低減する光ヘッド装置を提供する。【解決手段】光源から出射する光を光ディスクの情報記録層で反射し光検出器に導く光ヘッド装置において、光ディスクから光検出器までの光路中に、透過率の高い第１の領域、透過率の低い第２の領域、その中間の値となる透過率の第３の領域を有する減光素子を配置し、クロストークの原因となる情報記録層と異なる層からの戻り光を光検出器で低減させる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、前記光源からの出射光を光ディスクの情報記録面上に集光させる対物レンズと、集光されて光ディスクの情報記録面によって反射された戻り光を検出する複数の受光エリアを有する光検出器とを備える光ヘッド装置であって、
前記光ディスクから前記光検出器へ向かう戻り光の光路中に、前記戻り光が入射する面内に前記戻り光の光量を減じて透過または回折させる機能を有する減光素子が配置され、
前記減光素子の少なくとも前記戻り光が入射する有効領域は、第１の領域と第２の領域と第３の領域からなる３つの領域に分割され、
前記第２の領域の外縁は、前記第３の領域の外縁と接しない内側にあるかまたは、前記第３の領域の外縁と一部接する内側にあり、
前記第３の領域の外縁は、前記第１の領域の外縁と接しない内側にあるかまたは、前記第１の領域の外縁と一部接する内側にあり、
前記減光素子に入射する前記戻り光を直進透過して前記光検出器に入射する光の割合を透過率とすると、前記第１の領域の前記戻り光の透過率をＴ１、前記第２の領域の前記戻り光の透過率をＴ２とするときＴ１はＴ２より大きく、
前記第３の領域の前記戻り光の透過率はＴ１より小さくかつＴ２より大きく、
前記光源からの光が集光された前記情報記録面とは異なる前記光ディスクの面から反射されて前記光検出器に導かれる迷光の光束のうち、少なくとも一部が前記減光素子の前記第２の領域に入射し、前記光検出器の少なくとも一部の受光エリアへ到達する迷光の光量を減少させる光ヘッド装置。
【請求項２】
前記減光素子は、前記第３の領域内の前記戻り光の透過率が一様であるＴ３とするとき、前記減光素子のＴ１とＴ３との差および、前記減光素子のＴ３とＴ２との差が、０％より大きく６０％以下である請求項１に記載の光ヘッド装置。
【請求項３】
前記第３の領域はｍ個の領域Ｒ１〜Ｒｍ（ｍ≧２の整数）に分割され、
前記領域Ｒｍの外縁は、前記第１の領域の外縁と接しない内側にあるかまたは、前記第１の領域の外縁と一部接する内側にあり、
ｘを２〜ｍの間の整数とするとき領域Ｒｘ−１の外縁は領域Ｒｘの外縁と接しない内側にあるかまたは、前記領域Ｒｘ−１の外縁と一部接する内側にあり、
前記第２の領域の外縁は、前記領域Ｒ１の外縁と接しない内側にあるかまたは、前記領域Ｒ１と一部接する内側にあり、
前記領域Ｒ１、領域Ｒ２、…、領域Ｒｍを透過または回折する前記戻り光の透過率をそれぞれＴｒ１、Ｔｒ２、…、Ｔｒｍとするとき、Ｔｒ１＜Ｔｒ２＜…＜Ｔｒｍである請求項１に記載の光ヘッド装置。
【請求項４】
前記減光素子のＴ１とＴｒｍとの差、前記減光素子のＴｒｘとＴｒｘ−１との差および、前記減光素子のＴｒ１とＴ２との差が、０％より大きく４０％以下である請求項３に記載の光ヘッド装置。
【請求項５】
前記減光素子は、少なくとも前記第２の領域および前記第３の領域が、入射する前記戻り光の光量を減ずる光学多層膜または、コレステリック相液晶層を含む請求項１〜４いずれか１項に記載の光ヘッド装置。
【請求項６】
前記減光素子は、少なくとも前記第２の領域および前記第３の領域が、入射する前記戻り光を回折させて直進透過する光を減ずる回折格子構造を含む請求項１〜４いずれか１項の記載の光ヘッド装置。
【請求項７】
前記減光素子は、少なくとも前記第１の領域および前記第３の領域が入射する前記戻り光を回折させる回折光を発現する回折格子構造を有し、前記回折光の光路の光検出器で受光させる請求項１〜４のいずれか１項に記載の光ヘッド装置。
【請求項８】
前記減光素子の前記回折格子構造は、屈折率異方性を有する複屈折材料で形成され、
前記回折格子構造は前記複屈折材料の常光屈折率または異常光屈折率と実質的に等しい屈折率を有する等方性材料によって充填平坦化されている請求項７に記載の光ヘッド装置。
【請求項９】
前記減光素子は、入射する光の進行方向の順に入射する光の偏光状態の少なくとも一部を変える変調素子と偏光子とが配置される構成であり、
前記偏光子は第１の偏光状態の光を透過させるとともに前記第１の偏光状態と直交する第２の偏光状態の光を遮断させ、
前記第１の領域を出射する光は、前記変調素子で第１の偏光状態の光となって前記偏光子を透過し、前記第２の領域を出射する光は、前記変調素子で第２の偏光状態となって前記偏光子を透過せず、前記第３の領域を出射する光は、前記変調素子で前記第１の偏光状態と前記第２の偏光状態が混在して前記第１の偏光状態の光のみ透過させる請求項１〜４いずれか１項に記載の光ヘッド装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばＣＤ、ＤＶＤ、ＢＤ、ＨＤ−ＤＶＤ等の光記録媒体（以下「光ディスク」という。）、とくに複数層の情報記録層を有する複層光ディスクに対して記録再生を行う必要のある光ヘッド装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ディスクには、情報記録層が単層の単層光ディスクと、複数層ある複層光ディスクとがある。例えば２層の記録層を有する２層光ディスクに対して情報の記録再生を行うとき、光ディスクで反射されて光検出器に戻る戻り光は、光源からの出射光を集光させた所望の情報記録層により反射される光（以下、「信号光」という。）のみならず、隣接した情報記録層などにより反射された光（以下、「迷光」という。）の影響を受ける。複層光ディスクの記録再生を行う光ヘッド装置では、このような異なる記録層から反射される光によるクロストーク成分がサーボ信号に影響を与えないような構成にする必要がある。なお、本明細書では、光ディスクに対する記録若しくは再生、または、記録および再生を総称して「記録再生」と表現する。
【０００３】
図１５に従来の複層光ディスクの記録再生を行う光ヘッド装置における２層光ディスク再生時の光路の模式図を示す。２層光ディスクの光入射面から近い層をＬ１層、遠い層をＬ２層とする。例えば、Ｌ１層を２０２面として再生時に光検出器に受光される光２０６に対し、Ｌ２層を２０１面として反射された光２０４は、その焦点が光２０６より前方に位置する。一方、Ｌ２層を２０２面として再生時に光検出器に受光される光２０６に対し、Ｌ１層を２０３面として反射された光２０５は、その焦点が光２０６より後方に位置する。
【０００４】
Ｌ１層の再生時においてＬ１層（自層）からの戻り光は、回折素子の回折により０次透過光、±１次回折光がそれぞれ光検出器の検出面上に集光される。Ｌ１層を基準として、Ｌ２層（他層）より反射された戻り光は、ビーム径が大きく光密度は低いものの光検出器の検出面上に迷光となって照射されて、Ｌ１層（自層）からの戻り光と光検出器上で干渉を生じる。情報記録層の層間隔や光源波長の変化により光の干渉条件が変化すると、信号強度が変化して読み取り性能が低下する問題を引き起こす。とくに３ビーム法を用いる光ヘッド装置では、信号光のサブビームとなる±１次回折光は光量がメインビームに比べて少ないので、迷光の干渉による影響をより受けやすい。
【０００５】
この対策として、例えば特許文献１に示すような光ヘッド装置が提案されている。これは、図１６に示すようなホログラム素子２１０を光束中に配置し、光ディスクからの戻り光の一部を回折するよう領域２１１に回折格子を設けることで、サブビームとなる±１次回折光が光検出器に照射される領域の迷光を取り除くものである。
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２０３０９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に示された構成では、ホログラム素子１１０の回折格子の無い領域１１２を透過した光は、高い透過率で光検出器に導かれる。一方、回折格子がある領域１１１を透過した光は回折（以下、「位相格子回折」という）されるので、透過率の低い領域の光が光検出器へ導かれる。しかしながら、光検出器に導かれる光束中に透過率の高い領域と低い領域の境界が混在すると光束中に光の強度変調が生じ、この強度変調により光が回り込み回折（以下、「強度変調回折」という）する。この強度変調回折により、サブビームの光検出器に光ディスクの他層からの迷光が回り込んで照射されるので、有効に迷光を取り除くことができない。このため、光検出器上で自層からの光と他層からの光が干渉し、情報記録層の層間隔や光源波長の変化によって光の干渉条件が変化すると、信号強度が変化して読み取り性能が低下する問題があった。また、この対策として強度変調回折した迷光が光検出器に到達しないよう位相格子回折格子領域の面積を大きくすると、他層からの迷光のみならず、本来情報を読み出したい自層からの光もホログラム素子で位相格子回折することになり、光検出器に入る信号光強度も低下してしまうという問題があった。
【０００８】
本発明は、従来技術のかかる問題を解決するためになされたものであり、光検出器上での迷光成分を十分に除去し、さらに信号強度を低下させることなく複層光ディスクを記録再生することができる光ヘッド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】
【０００９】
本発明は、光源と、前記光源からの出射光を光ディスクの情報記録面上に集光させる対物レンズと、集光されて光ディスクの情報記録面によって反射された戻り光を検出する複数の受光エリアを有する前記光検出器とを備える光ヘッド装置であって、前記光ディスクから光検出器へ向かう戻り光の光路中に、前記戻り光が入射する面内に前記戻り光の光量を減じて透過または回折させる機能を有する減光素子が配置され、前記減光素子の少なくとも前記戻り光が入射する有効領域は、第１の領域と第２の領域と第３の領域からなる３つの領域に分割され、前記第２の領域の外縁は、前記第３の領域の外縁と接しない内側にあるかまたは、前記第３の領域の外縁と一部接する内側にあり、前記第３の領域の外縁は、前記第１の領域の外縁と接しない内側にあるかまたは、前記第１の領域の外縁と一部接する内側にあり、前記減光素子に入射する前記戻り光を直進透過して前記光検出器に入射する光の割合を透過率とすると、前記第１の領域の前記戻り光の透過率をＴ１、前記第２の領域の前記戻り光の透過率をＴ２とするときＴ１はＴ２より大きく、前記第３の領域の前記戻り光の透過率はＴ１より小さくかつＴ２より大きく、前記光源からの光が集光された前記情報記録面とは異なる前記光ディスクの面から反射されて前記光検出器に導かれる迷光の光束のうち、少なくとも一部が前記減光素子の前記第２の領域に入射し、前記光検出器の少なくとも一部の受光エリアへ到達する迷光の光量を減少させる光ヘッド装置を提供する。
【００１０】
この構成により、光が入射する減光素子の平面内で、第１の領域から第２の領域までに第３の領域があることで透過率がなめらかに変化するため、減光素子の透過率分布により生じる透過光の強度変調回折による迷光の回り込み影響を抑制できる。とくにサブビームを受光する光検出器への迷光の回り込みを低減でき、信号光と迷光との干渉が少ない複層光ディスクの記録再生が可能な光ヘッド装置を提供することができる。
【００１１】
また、前記減光素子は、前記第３の領域内の前記戻り光の透過率が一様であるＴ３とするとき、前記減光素子のＴ１とＴ３との差および、前記減光素子のＴ３とＴ２との差が、０％より大きく６０％以下である上記に記載の光ヘッド装置を提供する。
【００１２】
この構成により、減光素子の３つの領域の透過率分布によって入射する光の透過率がなめらかに変化するため強度変調回折の影響を制御することができ、とくにサブビームを受光する光検出器の迷光の回り込みの影響を効率よく低減でき、信号光と迷光との干渉が少ない複層光ディスクの記録再生が可能な光ヘッド装置を提供することができる。
【００１３】
また、前記第３の領域はｍ個の領域Ｒ１〜Ｒｍ（ｍ≧２の整数）に分割され、前記領域Ｒｍの外縁は、前記第１の領域の外縁と接しない内側にあるかまたは、前記第１の領域の外縁と一部接する内側にあり、ｘを２〜ｍの間の整数とするとき領域Ｒｘ−１の外縁は領域Ｒｘの外縁と接しない内側にあるかまたは、前記領域Ｒｘ−１の外縁と一部接する内側にあり、前記第２の領域の外縁は、前記領域Ｒ１の外縁と接しない内側にあるかまたは、前記領域Ｒ１と一部接する内側にあり、前記領域Ｒ１、領域Ｒ２、…、領域Ｒｍを透過または回折する前記戻り光の透過率をそれぞれＴｒ１、Ｔｒ２、…、Ｔｒｍとするとき、Ｔｒ１＜Ｔｒ２＜…＜Ｔｒｍである請求項１に記載の光ヘッド装置を提供する。
【００１４】
また、前記減光素子のＴ１とＴｒｍとの差、前記減光素子のＴｒｘとＴｒｘ−１との差および、前記減光素子のＴｒ１とＴ２との差が、０％より大きく４０％以下である上記に記載の光ヘッド装置を提供する。
【００１５】
この構成により、第１の領域から第２の領域までの光の透過率分布がさらになめらかに変化するため、減光素子に入射する光の強度変調回折をさらに抑制することができる。とくにサブビームを受光する光検出器への迷光の回り込みをさらに低減でき、信号光と迷光との干渉がさらに少ない複層光ディスクの記録再生が可能な光ヘッド装置を提供することができる。以上のような構成により、透過率の低い第２の領域の面積を大きくせずに迷光の制御が可能なので、信号強度を大きく低下させることなく複層光ディスクの記録・再生が可能となる。
【００１６】
また、前記減光素子は、少なくとも前記第２の領域および前記第３の領域が、入射する前記戻り光の光量を減ずる光学多層膜または、コレステリック相液晶層を含む上記に記載の光ヘッド装置を提供する。
【００１７】
この構成により、減光素子の領域ごとに入射する光の透過率を調整することができ、さらに、入射する光の波長によって透過率が変化する特性を利用することで自由度の高い減光素子の機能を実現することができる。
【００１８】
また、前記減光素子は、少なくとも前記第２の領域および前記第３の領域が、入射する前記戻り光を回折させて直進透過する光を減ずる回折格子構造を含む上記に記載の光ヘッド装置を提供する。
【００１９】
この構成により、回折格子構造を領域ごとに変化させて直進透過する光（以下、「０次透過光」という）の透過率を制御することができ、減光素子に入射する光の強度変調回折による迷光の回り込みを低減することができる。また、入射する光の波長によって直進透過する光の効率（以下、「０次透過率」という）を変化させることができるため、迷光の波長を選択して低減することもできる。
【００２０】
また、前記減光素子は、少なくとも前記第１に領域および前記第３の領域が入射する前記戻り光を回折させる回折光を発現する回折格子構造を有し、前記回折光の光路の光検出器で受光させる上記に記載の光ヘッド装置を提供する。
【００２１】
この構成により、回折光を光検出器に導く光ヘッド装置の光学系でもクロストークによる干渉を低減させることができるので、設計の自由度も高くなる。また、回折光を光検出器に導く場合、第２の領域を出射する光は回折方向に到達しないことが好ましいので、第２の領域の断面形状は回折格子構造でなくてもよい。
【００２２】
また、前記減光素子の前記回折格子構造は、屈折率異方性を有する複屈折材料で形成され、前記回折格子構造は前記複屈折材料の常光屈折率または異常光屈折率と実質的に等しい屈折率を有する等方性材料によって充填平坦化されている上記に記載の光ヘッド装置を提供する。
【００２３】
この構成により、減光素子を光ヘッド装置の光源から光ディスクまでの光路（以下、「往路」という）、光ディスクから光検出器までの光路（以下、「復路」という）が共通する光路中に配置しても、往路の光をほぼ１００％透過させ、復路の光を回折減光させることができるので往路の光を効率よく光ディスクに導くことができる。また、減光素子の配置の自由度も高くなる。
【００２４】
また、前記減光素子は、入射する光の進行方向の順に入射する光の偏光状態の少なくとも一部を変える変調素子と偏光子とが配置される構成であり、前記偏光子は第１の偏光状態の光を透過させるとともに前記第１の偏光状態と直交する第２の偏光状態の光を遮断させ、前記第１の領域を出射する光は、前記変調素子で第１の偏光状態の光となって前記偏光子を透過し、前記第２の領域を出射する光は、前記変調素子で第２の偏光状態となって前記偏光子を透過せず、前記第３の領域を出射する光は、前記変調素子で前記第１の偏光状態と前記第２の偏光状態が混在して前記第１の偏光状態の光のみ透過させる上記に記載の光ヘッド装置を提供する。
【００２５】
この構成により、第２の領域から光が出射されないようにできるため、透過率をほぼ０とすることによって迷光の光量を大きく減光させることができ、クロストークによる干渉を大きく低減させることができる。また、光吸収型の偏光子を用いることで、ノイズとなる光も低減できる。なお、変調素子は後述するが、波長板によって偏光状態を変えるものであってもよく、旋光子を用いることにより厚さによって旋光角を変化させ、入射する直線偏光の光を領域ごと異なる方向の直線偏光の光に変換して出射させるものでもよい。
【発明の効果】
【００２６】
本発明は、光検出器上での迷光成分を十分に除去し、さらに信号強度を大きく低下させることなく複層光ディスクを記録再生することができるという効果を有する光ヘッド装置を提供することができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
（第１の実施の態様）
図１は、本実施の形態に係る光ヘッド装置１０の概念的な構成を示す図である。光ヘッド装置１０は、所定の波長の光束を出射する光源１１と、光源１１が出射した光束の一部を回折させてメインビームと２つのサブビームの３つのビームを生成する回折素子１２と、入射された光束を平行光に変換するコリメータレンズ１４ａと、コリメータレンズ１４ａから出射された上記３つのビームを光ディスク１６の方向に透過させるとともに、光ディスク１６の情報記録面１６ａにより反射された３つのビームの戻り光を偏向分離して光検出器１７に導くビームスプリッタ１３と、上記３つのビームを光ディスク１６の情報記録面１６ａに集光する対物レンズ１５と、上記３つのビームの戻り光を光検出器１７に集光するコリメータレンズ１４ｂ、上記３つのビームの戻り光を検出する光検出器１７、および、減光素子１８ａあるいは１８ｂとを備える。
【００２８】
本発明の減光素子は、往路と復路とが同じ光路となる位置や、往路と復路の光路が異なる復路光路中に配置する。図１では、減光素子１８ｂは復路のみの光路中に配置し、減光素子１８ａは往路／復路共通の光路中に配置する例である。減光素子は、２つの光路に配置する構成に限らず、いずれか一方の光路にのみ配置してもよい。
【００２９】
光検出器１７において、光ディスク１６の再生する情報記録面１６ａに記録された情報の読み取り信号、フォーカスエラー信号およびトラッキングエラー信号が検出される。なお、光ヘッド装置１０は、上記のフォーカスエラー信号に基づいてレンズを光軸方向に制御する図示しないフォーカスサーボと、上記のトラッキングエラー信号に基づいてレンズを光軸にほぼ垂直な方向に制御する図示しないトラッキングサーボとを備える。
【００３０】
光源１１は、例えば６５０ｎｍ波長帯の直線偏光の発散光束を出射する半導体レーザで構成される。なお、本発明で用いられる光源１１は、６５０ｎｍ波長帯の光に限定されず、例えば４００ｎｍ波長帯の光や７８０ｎｍ波長帯の光、その他の波長帯の光であってもよい。ここで、４００ｎｍ波長帯、波長６５０ｎｍ波長帯および７８０ｎｍ波長帯は、それぞれ、３８５ｎｍ〜４３０ｎｍ、６３０ｎｍ〜６９０ｎｍおよび７６０ｎｍ〜８００ｎｍの範囲とする。
【００３１】
また、光源１１は、２種類または３種類の波長の光束を出射する構成としてもよい。かかる構成の光源としては、２個または３個の半導体レーザチップが同一基板上にマウントされた、所謂ハイブリッド型の２波長レーザ光源または３波長レーザ光源や、互いに異なる波長の光を出射する２個または３個の発光点を有するモノリシック型の２波長レーザ光源または３波長レーザ光源でもよい。
【００３２】
図２（ａ）、図２（ｂ）、図２（ｃ）および図２（ｄ）に、第１の実施態様における減光素子２０ａ、２０ｂ、２０ｃおよび２０ｄそれぞれの平面模式図を示す。減光素子２０ａは、減光素子の外枠を含む第１の領域２１ａと、第１の領域２１ａの外縁の内側にある第３の領域２３ａ、第３の領域の外縁の内側にある第２の領域２２ａに分割される。ここで、外縁とは領域を構成するもっとも外にある境界線のことである。第２の領域の外縁は必ずしも第３の領域の外縁より内側でなくともよく、図２（ｂ）および図２（ｃ）のように一部これらの外縁が接していてもよい。また、例えば図２（ｂ）のように第２の領域２２ｂの外縁が第３の領域２３ｂの外縁の連続しない２箇所に接して、第３の領域が２つに分離される場合も、その２つを合わせて第３の領域２３ｂとし、第３の領域の外縁は一義的に決定ものとする。図２（ｃ）においては第２の領域２２ｃと第３の領域２３ｃが、第１の領域２１ｃの外縁の２箇所に接していても同様に外縁は一義的に決定するものとする。図２（ｄ）のような例でも第１の領域２１ｄは２つを合わせたものであり、第１の領域の外縁は、第２の領域２２ｄの一部の外縁および第３の領域２３ｄの一部の外縁も含む太線として一義的に決定されるものとする。
【００３３】
第１の領域、第２の領域および第３の領域を透過する光の透過率をそれぞれＴ１、Ｔ２およびＴ３とすると、
Ｔ１＞Ｔ３＞Ｔ２
の関係に設定する。とくにＴ１とＴ２との差が大きくなるように設定すると減光素子を透過する迷光を抑制でき好ましい。各領域の透過率は、光の吸収、反射、回折などの特性を利用するかまたは、それらの特性を組み合わせて利用することで調整ができる。後述するが、光検出器で受光する光は減光素子を直進透過する光に限らず、回折格子構造を有する減光素子の場合、例えば領域ごと回折効率が異なる＋１次回折光を受光させてもよい。この場合、＋１次回折効率は前述の透過率に相当するので、以下、回折光を光検出器で受光させる光学系では回折効率も透過率に含まれることとする。同様に前述の０次透過光を光検出器で受光する場合、の０次透過率も透過率に含まれる。
【００３４】
減光素子の平面において透過率は、第１の領域から第３の領域、そして第２の領域の方向に対してガウス分布のようになめらかに変化をしていると強度変調回折が抑制され、信号光と迷光によるＳ／Ｎを大きくすることができるので好ましい。第１の実施形態では第３の領域が実質的に均一な透過率の構成としているが、ガウス分布のような連続的な透過率変化を有する構成であるとより好ましい。また、第３の領域の透過率が実質的に均一であってもガウス分布に近似させた透過率であれば強度変調回折を抑制できる。図３（ａ）に第２の実施態様の構成による透過率変化のグラフを示す。Ｘ軸は第１の領域と第３の領域の境界を原点（Ｘ＝０）として第２の領域へ直線で向かう任意の距離を表し、Ｙ軸はＴ１を正規化（＝１）したときの第３の領域の透過率分布を表すものである。実線はガウス分布、点線はＴ２／Ｔ１＝０のときのＴ３／Ｔ１のガウス近似分布、一点鎖線はＴ２／Ｔ１＝０．１のときのＴ３／Ｔ１のガウス近似分布、を表す。この近似は、ガウス分布を平均化して計算したものである。Ｔ２／Ｔ１が大きくなると迷光を十分に減光させるのを妨げるので、少なくとも減光素子を挿入しない場合に比べ光検出器に到達する迷光が１０％以下となるように０．１を上限とした。この構成のときに、
Ｔ２／Ｔ１≦０．１
であるとき、
０．３≦Ｔ３／Ｔ１≦０．７
の範囲で設計されていると、ガウス分布に近似させることができるので、好ましく、
０．４≦Ｔ３／Ｔ１≦０．６
の範囲であるとより好ましい。
【００３５】
例えば、Ｔ１が８０％以上となるように設計することで、信号光を効率よく光検出器に導くことができるので好ましく、９０％以上であるとより好ましい。また、第２の領域は、光検出器上に到達する迷光を除去するので、Ｔ２が５０％以下となるように設計することで迷光の光量を半分以下に減衰できる。迷光を実質的に遮光するには、Ｔ２が実質的に０％となるような設計が好ましいが、Ｔ１とＴ３との差、Ｔ３とＴ２との差が大きいと、領域の界面において光の強度変調回折が大きくなるので、光検出器において迷光の回り込みがないように６０％以下であると好ましい。また、第３の領域の透過率Ｔ３は、第１の領域の透過率Ｔ１と第２の領域の透過率Ｔ２の間に設計することが好ましく、実質的に中間の値に設計することがより好ましい。
【００３６】
本実施形態の減光素子は、３ビーム法の光ヘッド装置に対して説明しているが、当然ながら１ビーム法の光ヘッド装置にも適応できる。また、上記いずれの方法でも、少なくとも減光素子に信号光が入射する領域である有効領域は第１の領域を含むようにする。なお、有効領域は、入射する信号光の最大となる光強度に対して１０％以上の光強度となる領域とする。また、減光素子に信号光が入射する領域となる有効領域のうち第１の領域の面積の割合が多いほど光検出器上に集光する信号光の光量を低減することなく光利用効率も高くなる。したがって有効領有効領域のうち７０％以上の面積を第１の領域が占める設計とすることが好ましい。また、光利用効率を大きく低減しないように、第２の領域は少なくとも有効領域に対して３０％より小さい面積となるようにすることが要求される。また、第２の領域の有効領域に対する面積を小さくしすぎると、光軸の変動などによって信号光が集光する位置に迷光が低減されずに到達してＳ／Ｎが低下することがあるので、この範囲を考慮して有効領域に対する面積比が１％以上あればよい。
【００３７】
このように、低透過率の第２の領域と高透過率の第１の領域との間にこれらの中間の透過率の第３の領域を設けることで、領域界面での透過率変化を低減できるため、減光素子の透過率分布により生じる透過光の強度変調回折を抑制できる。これより、サブビームを受光する光検出器上への迷光の回り込みを低減できるので、信号光と迷光の干渉を抑制できる。
【００３８】
次に、減光素子の配置について説明する。図４に減光素子３２をコリメートレンズ３１と光検出器３３との間の光路中に配置したときの光の状態の断面模式図を示す。図４（ａ）、（ｂ）は、それぞれ光検出器上に集光しない迷光の状態、図４（ｃ）は、信号光の集光状態である。減光素子３２は、３つの分離した第２の領域３２ａ、３２ｂを有する。なお、各第２の領域の周りには図示しない第３の領域がそれぞれあるものとする。３２ａは後述するようにサブビーム用の第２の領域であり、３２ｂはメインビーム用の第２の領域である。また、光検出器３３はサブビーム用の受光エリア３３ａとメインビーム用の受光エリア３３ｂを有する。
【００３９】
まず、光検出器３３上で焦点を結ばない迷光について説明する。図４（ａ）において、光検出器の後ろに焦点を有する迷光３４は、光路中で大きく集光されずに光検出器３３に到達する。このとき、第２の領域３２ａの中心を通る迷光の光線３５を一点鎖線で示す。この光線３５は、受光エリア３３ａの中心に導かれるようにする。また、図４（ｂ）において光検出器の手前に焦点を有する迷光３６は、光の幅が広がって光検出器３３に到達する。このとき、第２の領域３２ａの中心を通る迷光の光線３６を一点鎖線で示すが、同じように受光エリア３３ａの中心に導かれるようにする。なお、メインビーム用に第２の領域３２ｂを設ける場合、第２の領域３２ｂはメインビームの光軸を含みメインビーム用の受光エリア３３ｂに集光されるようにするとよく、第２の領域３２ｂの中心と受光エリア３３ｂの中心に光軸が合うようにするとさらによい。
【００４０】
このように減光素子の第２の領域を通る迷光がサブビーム用の受光エリア３３ａに導かれるようにすることで、受光エリアに到達する迷光が低減されて到達し、さらに第３の領域を有することで効果的に迷光が低減できる。なお、迷光は光記録媒体によるメインビームおよびサブビームの反射によってそれぞれ生成されるが、光検出器上では集光されず、さらに、サブビームの迷光はメインビームの迷光の光量に比べて強度が弱いので、迷光は概ねメインビームによる反射光として考えることができる。また、受光エリアと第２の領域の形状は、外縁が相似した形になっていると光利用効率が大きくなり、好ましい。また、図４（ｃ）には、信号光の集光状態を示すが、サブビーム３９ａ、３９ｂはそれぞれサブビーム用の受光エリア３３ａへ、メインビーム３８はメインビーム用の受光エリア３３ｂへ集光して導かれる。
【００４１】
（第２の実施の態様）
図５（ａ）に第３の領域をさらに複数に分割した場合の減光素子の模式的平面図を示す。図５（ａ）に示す減光素子４０は、透過率の高い第１の領域４１、２つの第２の領域４２、４４と、２つの第３の領域４３、４５に分割されている。また、第３の領域４３、４５は、さらにそれぞれ４３ａ、４３ｂ、４３ｃと４５ａ、４５ｂ、４５ｃの３つの分割領域で構成されている。第３の領域の分割数は、３に限らず２または４以上であってもよく、第１の領域と第２の領域の透過率の間で連続して変化する分布を有してもよい。本例では、３ビーム法で回折される２つのサブビームに合わせて第２の領域を２つ設定する減光素子である。また、本実施の形態は、第２の領域および第３の領域が同心円状に分布している領域構成に限らず多角形や任意の曲線を含む形状でもよく、各領域の外縁が別の領域の外縁に接する部分があってもよい。第２の実施形態は、迷光によるクロストークの影響を受けやすいサブビームに対して作用させる減光素子の構成であるが、メインビームに対しても同様の領域を有する減光素子の構成であってもよい。
【００４２】
第１の領域４１の透過率をＴ１、第２の領域４２、４４の透過率をＴ２とする。また、第３の領域４３ａ、４５ａの透過率をＴｒ１、領域４３ｂ、４５ｂの透過率をＴｒ２、領域４３ｃ、４５ｃの透過率をＴｒ３とする。このとき、の各透過率の関係を
Ｔ１＞Ｔｒ３＞Ｔｒ２＞Ｔｒ１＞Ｔ２
と設定すると、領域２を中心に外側の領域に向けて透過率が段階的に大きくなり、領域の境界における迷光の強度変調回折を抑制できるので好ましい。上述のように第３の領域をさらに分割して透過率を段階的に細かく変化させたり、連続的に変化させたりするように設計することで抑制効果はさらに向上する。
【００４３】
次に第３の領域を複数に分割したとき、透過率の異なる領域間での透過率差の値を設定する方法ついて図３（ｂ）を用いて説明する。例として、減光素子３６が図３（ｂ）に示すような領域に分割されており、第３の領域３９は領域３９ａ、領域３９ｂに分割されかつ、これらの領域の幅はｄが等しいものとする。図３（ｂ）に、第３の領域を２つの領域に分割したときの透過率変化のグラフを示す。Ｘ軸は、第１の領域３７と領域３９ｂとの境界を原点（Ｘ＝０）とし、第２の領域３８と領域３９ａとの境界へ直線で向かう任意の距離を表し、Ｙ軸はＴ１を正規化（＝１）したときの第３の領域の透過率分布を表すものである。実線はガウス分布、点線はＴ２／Ｔ１＝０のときの正規化した第３の領域のガウス近似分布、一点鎖線はＴ２／Ｔ１＝０．１のときの正規化した第３の領域のガウス近似分布、を表す。この近似は、ガウス分布を平均化して計算したものである。この構成のときに、
Ｔ２／Ｔ１≦０．１
であるとき、透過率の異なる領域間での正規化された透過率差の最大値は（Ｔｒ２−Ｔｒ１）／Ｔ１の０．６である。したがって、１つの境界を隔てて透過率が異なる領域の正規化された透過率差を０より大きく０．７以下にすることが好ましく、０より大きく０．６以下であればより好ましい。また、第３の領域を透過率が段階的に変化するように３以上の領域に分割すると、分割数が増加するにつれてこの正規化された透過率差は０．６よりも小さくでき、よりガウス分布の変化に近づく。
【００４４】
また、透過率の差Ｔ１−Ｔｒ３、Ｔｒ３−Ｔｒ２、Ｔｒ２−Ｔｒ１、Ｔｒ１−Ｔ２を４０％以下とすることで、領域間の透過率差による回折をさらに抑制でき好ましい。
【００４５】
次に、第１の態様、第２の態様に共通する減光素子を作用させる具体的な構成について説明する。図６に、各領域が光の反射作用を有する光学多層膜により形成される減光素子５０の断面模式図を示す。なお図６は、図５（ａ）の模式的平面図において２つの第２の領域の中心点を通る直線上を切断する断面模式図であり、以下の断面模式図も同様である。この場合、第２の領域５１および第３の領域５２を構成する３つの分割領域５２ａ、５２ｂ、５２ｃは、それぞれ段階的に反射作用により透過率が異なる多層膜より構成される。透過率は上述のようにそれぞれの第２の領域がもっとも低い透過率で第２の領域より外側の領域ほど高い透過率となるように設計する。言い換えると、第２の領域がもっとも高い反射率で、第２の領域より外側の領域ほど低い反射率となる。
【００４６】
光学多層膜は、Ｓｉ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｃａ、Ｍｇなどの無機酸化物やフッ化物、窒化物または、有機材料から構成できる。また、これらの材料の膜厚など積層構造を領域ごとに変えることで、反射率を変化させることができるので好ましい。透過率がほぼ０％と遮光する領域を設定するには、Ａｌ、ＣｒなどのメタルやＣｒ酸化物を用いてもよい。また、多層膜はガラス基板５３上に積層する構成に限らず、プラスチック樹脂など透光性の材料であってもよい。また、信頼性を向上するために多層膜の上に保護膜などを積層してもよい。さらに、着色膜のような単層遮光膜で構成してもよい。
【００４７】
図７に、各領域が光の反射作用を有するコレステリック相液晶により形成される減光素子６０の断面模式図を示す。コレステリック相液晶分子は、減光素子の厚さ方向と平行な螺旋軸で連続して回転しており、このように液晶分子が螺旋した状態で紫外線照射・固化させたコレステリック相高分子液晶を用いるのが好ましい。
【００４８】
コレステリック相液晶による光の反射作用について説明する。コレステリック相液晶分子は、螺旋する特性を有し、一様な配向処理をした２枚の基板を対向させた空隙に注入すると基板の厚さ方向に一様に螺旋する。コレステリック相液晶は、螺旋ピッチＰが入射光の波長λとコレステリック液晶相の屈折率ｎとの積と同程度の場合、螺旋軸方向と平行に入射する光のうち、液晶分子のねじれ方向と同じ回転方向となる円偏光がほぼ反射され、逆向きの回転方向となる円偏光はほぼ透過する円偏光依存性を有する。この反射特性を示す波長帯域の中心波長λｃは、螺旋ピッチをＰ、液晶の常光屈折率をｎｏ、異常光屈折率をｎｅとすると（１）式の関係で示される。また、反射帯域幅Δλは、（２）式の関係で示される。また、以下（λｃ±Δλ）を反射波長帯域と定義する。
【００４９】
【数１】
2009176394.tif 000003
【００５０】
反射波長帯域内で液晶分子と同じねじれ方向の回転方向となる円偏光の光が入射されると、コレステリック相高分子液晶層内で反射する。また、（λｃ±Δλ）の反射波長帯域と異なる波長の光が入射すると液晶分子と同じねじれ方向の回転方向となる円偏光の光でも透過する特性を有する。
【００５１】
図７の減光素子６０は、第２の領域６１および第３の領域６２を構成する３つの分割領域６２ａ、６２ｂ、６２ｃは、それぞれ反射作用により透過率が異なるコレステリック相高分子液晶より構成される。このとき、いずれの領域の液晶分子の螺旋方向および螺旋ピッチＰは同一であるが、それぞれの領域の厚さが異なる。この場合、厚さが大きくなるほど反射率が増すので、それぞれ第３の領域６２、第２の領域の順の厚さを大きくするように、さらに第３の領域６２もそれぞれ領域６２ｃ、６２ｂ、６２ａの順に厚さが大きくなるように透過率の分布を設計する。減光素子６０は対向するガラス基板６３、６４で狭持されていると信頼性が向上し好ましい。また、第１の領域に相当する空間には透光性材料が充填されていると透過率が高くなり好ましい。
【００５２】
コレステリック相液晶を用いる減光素子６０を図１の光ヘッド装置１０の減光素子１８ａとするときに、光源１１から出射した光が、光ディスク１６に向かう往路の光の偏光を円偏光に変換する１／４波長板（図示せず）を減光素子１８ａとビームスプリッタ１３との間の光路に配置する。この往路の円偏光の光に対し、コレステリック相液晶は全ての領域で高い透過率を示すように配置する。このようにすると、光ディスク１６で反射された復路の光は、往路と反対に回転する円偏光の光となり、この光が減光素子１８ａの各領域により異なる透過率（反射率）により光量を変えて透過する。したがって、往路の光に対しては透過率が高く、復路の光に対して領域により反射率が異なる（透過率が異なる）減光素子を実現でき、往路／復路が共通の光路に配置しても往路の光を効率よく光ディスクに導くことができるので好ましい。
【００５３】
また、例えば単層光ディスク用と、多層光ディスク用との２種類の波長の光を使用する光ヘッド装置において、減光素子のコレステリック相液晶の反射波長帯域を多層光ディスク用の波長を含むように設定する。さらに、クロストークの影響が少ない単層光ディスク用の波長の光はほぼ１００％透過させることで、波長選択型の減光素子になり、自由度が高い光ヘッド装置を構成できる。
【００５４】
次に減光素子として、減光素子が光の回折作用からなる領域による構成について図８（ａ）の模式的断面図を用いて説明する。図８（ａ）の減光素子７０の第２の領域７１および第３の領域７２を構成する３つの分割領域７２ａ、７２ｂ、７２ｃは、領域表面に形成された周期的な凹凸を有する回折格子構造を有する。それぞれの領域において凹凸の周期の回折格子による異なる回折特性を利用し、入射する光の０次透過率を変化させることができる。このとき、０次透過率は上述のようにそれぞれ第２の領域、第３の領域、第１の領域の順に高くなるように設計する。
【００５５】
各領域の回折格子構造に入射する光の０次透過率は、各領域表面に形成する回折格子構造凹凸の深さを変えることや、凹凸の格子材料屈折率を変えることで調整することができる。また、格子の凸部と凹部の幅の比（Ｄｕｔｙ比）を変えたり、深さ、材料等の組み合わせによって透過率の変化を実現させたりしてもよい。また、回折格子構造は断面形状が矩形に限らず、鋸刃形状など回折作用により０次透過率が異なる構造であればよい。
【００５６】
Ｄｕｔｙ比は、格子をフォトリソグラフィーで作成する場合には、フォトマスクの格子の開口幅を領域ごとに変えることで実現でき、低コストで実現できるので好ましい。また、格子の深さを変える方法や、格子の材料を変える方法において、狭いピッチの格子を作製する場合など、Ｄｕｔｙ比を変えることで、線幅が非常に細くなりプロセスの制限上難しい場合にも対応ができて好ましい。また、図８（ｂ）に図８（ａ）の断面の拡大模式図を示す。各領域は、複屈折性を示す材料によって形成され、表面の凹凸構造は、複屈折性材料の常光屈折率（ｎｏ）または異常光屈折率（ｎｅ）に実質的に等しい材料７３で充填平坦化されていることが好ましい。
【００５７】
減光素子７０を図１の光ヘッド装置１０の減光素子１８ａとするときに、光源１１から出射した光が、光ディスク１６に向かう往路の光の偏光を円偏光に変換する１／４波長板（図示せず）を減光素子１８ａと対物レンズ１５との間の光路に配置する。このとき往路の直線偏光の光に対し、減光素子１８ａは全ての領域で高い透過率を示すように配置する。一方、光ディスク１６で反射された復路の光は、図示しない１／４波長板を透過後、往路の直線偏光の光と直交する直線偏光の光となり、この光が減光素子１８ａの領域ごとの異なる０次透過率により光量を変えて直進透過する。したがって、往路／復路が共通の光路に配置しても往路の光を効率よく光ディスクに導くことができるので好ましい。
【００５８】
回折格子構造の特性として０次透過率について説明したが、±１次などの回折光の光路に光検出器を配置してもよい。利用する次元の回折光に合わせて光検出器を配置する光学系とする場合、領域ごとに回折効率を同様の光量の分布で受光させることで迷光を低減することができる。また、０次透過光以外の回折光を光検出器に導く減光素子は、往路と復路が共通する光路中に配置して復路で往路と異なる光路にすることができるので、減光素子がビームスプリッタの機能も含むので好ましい。
【００５９】
以上のような減光素子を光ヘッド装置１０の１８ａおよび１８ｂ、またはいずれか一方に配置し、光検出器１７に導かれる光は、図９の平面模式図として示される。光源１１から出射される光が回折素子１２で前述のように３つの光になる。光ディスク１６の光情報記録層１６ａからの戻り光は、ビームスプリッタ１３より光検出器１７に導かれる。光検出器１７には１つのメインビーム８４と２つのサブビーム８５、８６がそれぞれ分割された受光エリア８１、８２、８３へ導かれる。これらの受光エリアは、図９のようにさらに分割されていてもよい。
【００６０】
一方、情報記録層１６ａと異なる図示しない層で反射される光は該層で焦点が合わないために光検出器１７では大きく径が広がった迷光８７となる。このとき、減光素子を光路中に配置しない場合、迷光８７は、受光エリア８１、８２、８３にも到達し、情報記録層１６ａからの信号光と重なり合い干渉する。そこで、本発明の減光素子を光路中に用いることで、８８、８９に示すような迷光が到達しない領域ができるので、信号光との干渉を低減できる。なお図９は、減光素子内の透過率変調による強度変調回折を考慮しない幾何光学的なシミュレーションを行った場合の模式図である。
【００６１】
この例では、図９の光検出器のサブビームの受光エリア８２、８３には、それぞれ減光素子のそれぞれの第２の領域と第３の領域に対応させて配置している。また、前述のようにメインビームの受光エリア８１に対しても第２の領域と第３の領域に相当する領域を減光素子に設けることでメインビームと迷光との干渉を低減できるのでさらに好ましい。また、領域は複数の受光エリアを包絡する形状や、受光エリア形状と相似形であってもよい。
【００６２】
このように第２の領域および第３の領域の形状は、図１の減光素子１８ａまたは１８ｂを透過する多層光ディスクの他層からの戻り光である迷光の光束のうち、図９の受光エリア８２、８３あるいは、受光エリア８１、８２、８３に到達する光束が透過する領域に配置するのが好ましい。また、情報記録層が４層以上ある多層光ディスクの場合、他層とは自層に対して隣り合う層に対応することが好ましい。これは隣り合う層からの迷光の光密度が光検出器上で高いクロストークとしてとくに問題となるためである。
【００６３】
（第３の実施の態様）
図１０に変調素子と偏光子とを組み合わせた減光素子からなる第３の実施形態を示す。入射する光を減光する方法として、入射する光の偏光方向を変調素子によって変調し、特定の偏光状態の光の成分を遮断することによって実現するものである。変調素子は、偏光板によって入射する光の偏光状態に対す出射する光の偏光状態を変えるものでもよく、また旋光子のように入射光の偏光状態を回転させて出射させるものであってもよい。ここでは変調素子として波長板を用いた態様について説明する。図１０（ａ）は、偏光子９７の平面模式図であり、偏光子は透過領域９８と偏光遮断領域９９からなる。偏光遮断領域９９は、入射する光の特定の成分を反射、回折などで直進透過させない作用を有する。例えば、図１０（ａ）の偏光子９７の平面内でＸ−Ｘ´の直線方向に平行な直線偏光の光をｓ偏光、偏光子９７の平面内でＸ−Ｘ´の直線方向に垂直な直線偏光の光をｐ偏光、と定義し、偏光遮断領域９９はｐ偏光の成分のみを透過させない機能を有するものである。当然ながら、ｓ偏光に対応する偏光遮断領域であってもよい。
【００６４】
また、波長板９６を構成する領域の形状は、図５（ａ）の平面模式図と同じ形状を有し同一部分には同一符号を付して重複説明を避ける。Ｘ−Ｘ´の直線方向に切断したとき図１０（ｂ）に減光素子９４の断面図を示す。減光素子９４は、波長板９６と偏光子９７とを重ねて構成する場合、少なくとも波長板の９６の第２の領域６１および第３の領域６２を出射する迷光が偏光子９７の偏光遮断領域９９に入射するように光軸方向から見たときに偏光遮断領域９９内に位置するとよい。ここでは偏光遮断領域９９は正方形としているが、第２の領域および第３の領域を出射する光が入射するように配置すれば偏光遮断領域の外縁の形状は問わない。
【００６５】
第２の領域６１および第３の領域６２は、光学的に複屈折性を示す材料で構成され、厚さを調整することによって各領域のリタデーション値を調整する。このようにリタデーション値を与えることで一様な偏光状態で入射する光の偏光状態を波長板から光が出射する領域ごとに変化させることができる。例えば、減光素子９４にｓ偏光１００％となる直線偏光の光が入射する場合、波長板の第１の領域を出射する光は偏光状態を変えずｓ偏光で出射し、第２の領域５１は入射する光の波長λに対し、（２ｎ＋１）λ／２のリタデーション値を有するように設計する（ｎ≧０の整数）。つまり、ｓ偏光１００％で入射した光は、ｐ偏光の成分がほぼ１００％となって出射する。第３の領域６２はさらに３つの分割領域６２ａ、６２ｂおよび６２ｃに分割され、６２ａ、６２ｂ、６２ｃの順にｓ偏光で出射する光の成分の割合が段階的に大きくなるように設計される。
【００６６】
波長板のそれぞれの領域を出射する光は、偏光子９７に入射し、偏光遮断領域９９でｐ偏光成分を遮断してｓ偏光成分を出射する。減光素子９４を出射する光（ｓ偏光）は、領域ごとに光の強度が異なって出射されるので、光ヘッド装置において信号光と迷光とのクロストークによる影響を低減できるものである。この場合は、偏光遮断領域９９をサブビームに対応して配置したが、メインビームを含む領域にも配置してもよい。また上記の例のようにｓ偏光１００％の光が入射する場合は、偏光遮断領域を光が入射する有効領域全面に設けてもよく、第１の領域を出射する光は偏光子で大きく減光されることなく減光素子９４を出射するので同様の効果が得られる。なお、偏光子９７は、回折格子を用いてｓ偏光を透過してｐ偏光を直進方向とは別の方向に回折させるものでもよく、複屈折材料として液晶を用いて実現することができる。また、液晶に電圧を印加できるように透明電極で液晶を挟持させると、例えば、非電圧印加時に偏光子として機能し、電圧印加時に透過させる切り替えをすることができる。この場合、クロストークの影響が少ない単層の光ディスクの記録・再生時には液晶に電圧を印加して光利用効率を高めることができる。また、偏光子に限らず、波長板にも電圧を印加できるようにすることで、同様に減光する機能の切り替えができる。
【００６７】
減光素子９４は、波長板９６と偏光子９７とが重ねて一体化した構成に限らず、これらが離れて配置されていてもよい。例えば、復路の光路において波長板９６がコリメータレンズ１４ｂの直後、偏光子９７が光検出器の直前に配置される場合、信号光のメインビームは、集光された状態で偏光子９７の透過領域９８を通過するのでｓ偏光成分だけでなくｐ偏光成分も減光されずに光検出器に到達するため、メインビームの光利用効率は大きくなる。
【００６８】
また、減光素子９４に入射する光の偏光状態が直線偏光である場合の作用について説明したが、入射する偏光状態が円偏光や楕円偏光でもよく、例えば位相板に円偏光から直線偏光の状態に変換する機能を有する形態で、偏光子に入射させてもよい。また、偏光子は直線偏光の特定の成分を遮断する作用を有するほかに、コレステリック液晶を用いるなどして特定の方向の円偏光を遮断する作用を有してもよい。このように入射する光の偏光状態を変える波長板を含む減光素子は光ヘッド装置において往路／復路に共通する光路ではなく、図１の光ヘッド装置において復路の光路となる減光素子１８ｂの位置に配置する。
【００６９】
（実施例１）
図５（ａ）に示す減光素子４０の構成により、波長４０５ｎｍにおける各領域の透過率を下記のように設定する。各領域は、ガラス基板上に真空蒸着法によりＳｉＯ２とＴａ２Ｏ５の多層膜を積層し、領域ごとの全膜厚を変えることで透過率の調整を行う。とくに高い透過率を必要とする第１の領域４１には反射防止膜を積層し、約１００％に近い透過率を実現する。また、透過率約０％の領域４２、４４には真空蒸着法によりガラス基板上にＡｌ膜を積層する。以上の方法により、第１の領域４１の透過率＝約１００％、第３の領域（領域Ｒ３）４３ｃ、４５ｃの透過率＝約９０％、第３の領域（領域Ｒ２）４３ｂ、４５ｂの透過率＝約５０％、第３の領域（領域Ｒ１）４３ａ、４５ａの透過率＝約１０％、第２の領域４２、４４の透過率＝約０％と領域ごとの透過率に変化を与える。
【００７０】
ここで、偏光素子４０に入射する信号光の有効径を約４ｍｍφ、第２の領域の径は約８００μｍφ、第３の領域を構成する分割領域Ｒ１、Ｒ２およびＲ３の幅はそれぞれ７５μｍ、５０μｍおよび７５μｍとする。
【００７１】
図１１はこの減光素子４０を図１の光ヘッド装置の１８ａまたは１８ｂに配置するときの光検出器１７で受光するメインビームの迷光の強弱を波動工学的なシミュレーションによって示す図であり、色が濃いほど光が強い位置を示す。図９で領域８８、８９は、図１１の領域１０１ａ、１０１ｂに相当する。このように領域１０１ａ、１０１ｂのサブビーム用の光受光器に対応する迷光が十分に抑制することができる。また、図１４の実線は領域１０１ａ、１０１ｂの中心を通る断面で迷光の強度分布を示す図であるが、これからも光検出器への迷光を小さく抑制できることがわかる。
【００７２】
ここで、光検出器の受光エリアとなる領域に到達する信号光と迷光との重なりを次の式を用いて評価する。
Ｉ＝∫Ｉ１・Ｉ２ｄＳ
Ｉ１は信号光の強度、Ｉ２は迷光の強度を示し、この積を面積で積分することによってＩを導き出す。すなわち、Ｉの値が大きいほど信号光と迷光とが重なって受光エリアに到達する光量が多く、干渉の影響を受けやすい。１つのサブビームの受光エリアについて評価したところ、Ｉの値は、減光素子４０を設置しない場合を１００％としたときに対して１．９％となる。
【００７３】
（実施例２）
実施例１と同じ減光素子４０の構成において、減光素子４０に入射する信号光の有効径を約４ｍｍφ、第２の領域の径は約８００μｍφ、第３の領域を構成する分割領域Ｒ１、Ｒ２およびＲ３の幅はそれぞれ４９５μｍ、３３０μｍおよび４９５μｍとする。その他の透過率の条件は実施例１と同じとする。
【００７４】
このとき、光検出器の受光エリアとなる領域に到達する信号光と迷光との重なりを上記と同様に評価する。その結果、Ｉの値は、１．４％となる。
【００７５】
（実施例３）
同様に減光素子４０の構成において、減光素子４０に入射する信号光の有効径を約４ｍｍφ、第２の領域の径は約５６０μｍφ、第３の領域を構成する分割領域Ｒ１、Ｒ２およびＲ３の幅はそれぞれ７５μｍ、５０μｍおよび７５μｍとする。また、透過率は、第１の領域４１の透過率＝約１００％、第３の領域（領域Ｒ３）４３ｃ、４５ｃの透過率＝約３６％、第３の領域（領域Ｒ２）４３ｂ、４５ｂの透過率＝約１６％、第３の領域（領域Ｒ１）４３ａ、４５ａの透過率＝約４％、第２の領域４２、４４の透過率＝約０％と領域ごとの透過率に変化を与える。
【００７６】
このとき、光検出器の受光エリアとなる領域に到達する信号光と迷光との重なりを上記と同様に評価する。その結果、Ｉの値は、２．２％となる。
【００７７】
（比較例）
図１２に示すように、透過率が約１００％の第１の領域１１１と透過率が０％の第２の領域１１２、１１３で形成される減光素子１１０を用いた場合について説明する。このとき、実施例において環状形となる第３の領域が、その幅を二分してそれぞれ第２の領域と第１の領域とした他は実施例と同様である。すなわち、第２の領域の径は約１ｍｍφとする。作製方法は実施例と同様にガラス基板上にＳｉＯ２とＴａ２Ｏ５の多層膜で透過率が約１００％の第１の領域１１１、Ａｌ膜により透過率約０％の領域１１２、１１３を形成する。
【００７８】
図１３はこの減光素子１１０を図１の光ヘッド装置の１８ａまたは１８ｂに配置するときの光検出器１７で受光するメインビーム迷光の強弱を波動工学的なシミュレーションによって示す図であり、同様に色が濃いほど光が強い位置を示す。図９で領域８８、８９は、図１３の領域１２１ａ、１２１ｂに相当する。このように領域１２１ａ、１２１ｂのサブビーム用の光受光器に対応する迷光が強度変調回折によって領域１２１ａ、１２１ｂの内部に回りこんでいることがわかる。また、図１４の破線は領域１２１ａ、１２１ｂの中心を通る断面で迷光の強度分布を示す図であるが、とくに領域１２１ａ、１２１ｂの中心部で高い強度を示す。これは透過率が異なる領域間での強度変調による光の回り込みの影響で、迷光を十分に抑制できないことがわかる。
【００７９】
実施例と同様に信号光と迷光の重なりを評価するＩの値は、減光素子４０を設置しない場合を１００％としたときに対して８．７％となり、実施例のように第３の領域を設ける減光素子４０に比べて迷光が大きく低減されない。これにより、信号光のサブビームと迷光が干渉しノイズが発生するクロストークを引き起こす原因となる。とくに光検出器が複数の受光エリアに分割され、各分割エリアに到達する光量の差動信号をエラー信号として検出する検出系では、このＩの値が大きくなることで生成される信号の誤り率も高くなるので、比較例に対する実施例の結果は、誤り率を大きく低減することが期待できるものである。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
以上のように、本発明に係る光ヘッド装置は、多層光ディスクから反射されて光検出器までの光路中に減光素子を配置することで、光検出器の受光エリアに多層光ディスクによって発現する迷光の光量を効率よく減じることができる。したがって、信号光とのクロストークによる影響を低減でき有用である。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】光ヘッド装置の概念的構成図
【図２】減光素子の平面模式図（第１の実施態様）
【図３】第３の領域の透過率分布図
【図４】減光素子を透過する光路の断面模式図
【図５】減光素子の平面模式図（第２の実施態様）
【図６】光学多層膜により形成される減光素子の断面模式図
【図７】コレステリック相液晶材料により形成される減光素子の断面模式図
【図８】回折作用を有する減光素子の断面模式図
【図９】光検出器の受光模式図
【図１０】偏光子の平面模式図および減光素子の断面模式図（第３の実施態様）
【図１１】光検出器で受光する迷光の強度分布図（実施例）
【図１２】減光素子の平面模式図（比較例）
【図１３】光検出器で受光する迷光の強度分布図（比較例）
【図１４】サブビーム受光エリアの受光強度分布図
【図１５】２層光ディスク再生時の光路模式図
【図１６】回折素子の平面模式図（従来例）
【符号の説明】
【００８２】
１０：光ヘッド装置
１１：光源
１２：回折素子
１３：ビームスプリッタ
１４ａ、１４ｂ、３１：コリメータレンズ
１５：対物レンズ
１６：光ディスク
１６ａ：情報記録面
１７、３３：光検出器
１８ａ、１８ｂ、２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、３２、４０、４６、５０、６０、７０、９４、１１０：減光素子
２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、４１、４７、１１１：第１の領域
２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、３２ａ、３２ｂ、４２、４４、４８、５１、６１、７１、１１２、１１３：第２の領域
２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ、４３、４５、４９、５２、６２、７２：第３の領域
３３ａ、３３ｂ、８１、８２、８３：受光エリア
３４、３６：迷光の外径
３５、３７：第２の領域の中心を通る迷光の光線軌道
３８、８４：メインビーム（信号光）
３９ａ、３９ｂ、８５、８６：サブビーム（信号光）
４３ａ、４５ａ、４９ａ、５２ａ、６２ａ、７２ａ：領域Ｒ１
４３ｂ、４５ｂ、４９ｂ、５２ｂ、６２ｂ、７２ｂ：領域Ｒ２
４３ｃ、４５ｃ、５２ｃ、６２ｃ、７２ｃ：領域Ｒ３
５３、６３、６４、７４：ガラス基板
７３：等方性材料
８７：迷光
８８、８９：迷光が到達しない領域
９６：波長板
９７：偏光子
９８：透過領域
９９：偏光遮断領域
１００：光検出器の迷光強度分布シミュレーション図（実施例）
１０１ａ、１０１ｂ、１２１ａ、１２１ｂ：サブビーム検出領域
１０２、１２２：迷光の外径
１２０：光検出器の迷光強度分布シミュレーション図（比較例）
２０１、２０２、２０３：光ディスクの層
２０４、２０５、２０６：光ディスクから反射される光
２１０：ホログラム素子
２１１：回折格子
２１２：回折格子の無い領域
【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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