JP2007234087A - 光ピックアップヘッド装置、光記憶媒体再生装置および光記憶媒体再生方法 - Google Patents

Abstract

【課題】記録または再生を目的とする情報記録層からの反射光と当該情報記録層以外の情報記録層からのすべての反射光とを完全に分離すること。
【解決手段】光ピックアップヘッド装置において、半導体レーザ１００からから出射されたビームを少なくとも０次回折光と±１次回折光とに回折する回折光学素子１１３と、０次回折光と±１次回折光とを、片面多層型の光ディスク１１４の情報記録層１０６に集光させる対物レンズ１０５と、光ディスク１１５の反射光を検出する受光部１１１を有する光検出器１１０と、０次回折光と±１次回折光が情報記録層１０６により反射した反射光１０８を受光部１１１に導入するとともに、０次回折光と±１次回折光が情報記録層１０６以外の情報記録層１０７で反射した複数の反射光１１２を受光部１１１以外の部位に導入する制限素子１１４とを備えた。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光源から光ビームを出射し、出射されたビームを複数の情報記録層を有する光記憶媒体に対して集光し、情報記録層からの反射光を受光する光ピックアップヘッド装置、光記憶媒体再生装置および光記憶媒体再生方法に関するものである。

近年、記録または再生を行う情報記録層を複数形成した片面多層型光ディスクによる大容量化が注目されている。このような片面多層型光ディスク用の光ピックアップヘッド装置では、記録または再生を目的とする情報記録層に光ビームを集光して、その情報記録層からの反射光を受光することにより、各情報記録層に対して片面から記録または再生を行う。具体的には、光源としての半導体レーザから出射されたレーザ光は偏光ビームスプリッタを透過し、立上げミラーにより光ディスクに向けて垂直入射され、偏光素子を透過して対物レンズにより、記録または再生を目的とする情報記録層に集光される。そして、記録または再生を目的する情報記録層からの反射光は偏光素子を再度透過することにより、入射時の偏光方向とほぼ直交した直線偏光となり、偏光ビームスプリッタで反射し、検出レンズにより光検出器の受光素子に集光される。

しかしながら、片面多層型の光ディスクでは、片面から複数の情報記録層に対して記録または再生を可能とすべく、レーザ光の入射側から最も遠い情報記録層以外の情報記録層の反射膜は半透明に形成されている。このため、記録または再生を目的とする情報記録層以外の情報記録層からの反射光が光検出器の受光素子に大きくデフォーカスして照射されてしまうという層間クロストークが生じる。そして、このような記録またが再生を目的とする情報記録層以外の情報記録層からの反射光が迷光となって、光検出器の検出信号に劣化が生じてしまう。

このような層間クロストークを低減する従来技術として、光ディスクからの反射光の光軸付近における領域を、トラッキング制御に使用するプッシュプル信号として使用しないことにより、プッシュプル信号から迷光を除去する技術が特許文献１に開示されている。

特開２００４−２８１０２６号公報

しかしながら、かかる特許文献１の技術では、記録または再生を目的とする層以外の情報記録層からの反射光の光軸付近における領域をプッシュプル信号として使用しないだけであるため、プッシュプル信号を生成する際に必要となる±１次回折光を除去することはできない。すなわち、隣接した２つの情報記録層からの反射光のうち、±１次回折光では、それぞれの中央付近の光線が完全に重畳してしまうため、光軸付近の光をプッシュプル信号として使用しないだけでは、プッシュプル信号から迷光を除去して層間クロストークを完全に除去することは不可能である。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、片面多層型の光記憶媒体に対して記録または再生を行う際に、記録または再生を目的とした情報記録層からの反射光と当該情報記録層以外の情報記録層からの反射光とを分離して層間クロストークをより低減することができる光ピックアップヘッド装置、光記憶媒体再生装置および光記憶媒体再生方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、ビームを出射する光源と、 前記光源から出射された前記ビームを、複数の情報記録層を有する光記憶媒体の第１の情報記録層に集光させる集光手段と、前記光記憶媒体からの反射光を検出する受光部を有する光検出手段と、前記光ビームが前記第１の情報記録層により反射した第１の反射光を前記受光部に導入するとともに、前記光ビームが第２の情報記録層で反射した第２の反射光の前記受光部への入射を制限または遮蔽する制限手段と、を備えたことを特徴とする光ピックアップヘッド装置である。

また、本発明は、ビームを出射する光源と、前記光源から出射された前記ビームを、複数の情報記録層を有する光記憶媒体の第１の情報記録層に集光させる集光手段と、前記光記憶媒体からの反射光を検出する受光部を有する光検出手段と、前記光ビームが前記第１の情報記録層により反射した第１の反射光を前記受光部に導入するとともに、前記光ビームが第２の情報記録層で反射した第２の反射光の前記受光部への入射を制限または遮蔽する制限手段と、を備えたことを特徴とする光記憶媒体再生装置である。

また、本発明は、光源から出射された前記ビームを、複数の情報記録層を有する光記憶媒体の第１の情報記録層に集光させる工程と、前記光記憶媒体からの反射光を受光部で検出する工程と、前記光ビームが前記第１の情報記録層により反射した第１の反射光を前記受光部に導入するとともに、前記光ビームが第２の情報記録層で反射した第２の反射光の前記受光部への入射を制限または遮蔽する工程と、を含むことを特徴とする光記憶媒体再生方法である。

本発明によれば、記録または再生を目的とした情報記録層からの反射光と当該情報記録層以外の情報記録層からの反射光とを分離して層間クロストークをより低減することができるという効果を奏する。

以下に添付図面を参照して、この発明にかかる光ピックアップヘッド装置、光記憶媒体再生装置および光記憶媒体再生方法の最良な実施の形態を詳細に説明する。

（実施の形態１）
実施の形態１にかかる光記憶媒体再生装置は、片面２層型の光ディスクに記録された情報を再生するものであり、光ディスクを回転駆動させるスピンドルモータと、光ディスクに記録された情報を読み取るための光ピックアップヘッド装置と、光ピックアップヘッド装置を保持するキャリッジとを主に備えている。

図１は、実施の形態１にかかる光記憶媒体再生装置の構成として光学系の構成を主体的に示した模式図である。実施の形態１にかかる光記憶媒体再生装置は、光ピックアップヘッド装置の光学系の構成として、半導体レーザ１００と、コリメータレンズ１０１と、回折光学素子１１３と、偏光ビームスプリッタ１０２と、立ち上げミラー１０３と、偏光素子１０４と、対物レンズ１０５と、制限素子１１４と、検出レンズ１０９と、光検出器１１０とを備えている。

半導体レーザ１００は、レーザ光（ビーム）を出射するものであり、コリメータレンズ１０１は、半導体レーザ１００から入射された発散ビームを平行化するものである。回折光学素子１１３は、入射されたビームを、０次回折光と±１次回折光（２つの一次回折光）に回折する素子である。偏光ビームスプリッタ１０２は、所定の方向に振動する直線偏光を透過し、この所定の方向に対し垂直な方向に振動する直線偏光のビームを反射、すなわち半導体レーザ１００から出射したのち光ディスク１１５に向かうビームを透過し、偏光素子１０４にて偏光された光ディスク１１５からの反射ビームを反射させるものである。

立ち上げミラー１０３は、入射されたビームを垂直に反射して光ディスク１１５に入射させるものである。偏光素子１０４は、例えば、１／４波長板であり、入射される直線偏光のビームを円偏光のビームに変換する一方、入射される円偏光のビームを直線偏光のビームに変換するものである。対物レンズ１０５は、入射されたビームを、光ディスク１１５の情報記録層に集光させるものである。

検出レンズ１０９は、入射されるビームを光検出器１１０に集光するものである。光検出器１１０は、ビームのパワーを電気信号に変換するものであり、ビームを受光する受光部１１１を備えている。

制限素子１１４（制限手段）は、入射されるビームのうち、記録または再生の目的とする情報記録層以外の情報記録層からの反射光のすべての光検出器１１０の受光部１１１への導入を制限する素子であり、詳細については後述する。

光ディスク１１５は、片面２層型の光記憶媒体であり、再生または記録層として２つの情報記録層１０６，１０７が積層された構造となっている。そして、この光ディスク１１５では、片面から２つの情報記録層１０６，１０７に対して記録または再生を可能とすべく、ビームの入射側に近い層である情報記録層１０６の反射膜は半透明に形成されている。また、本実施の形態では、光ディスク１１５は、追記型のＤＶＤ−Ｒや書き換え型のＤＶＤ−ＲＷ等、ランド／グルーブ構造となっている。

半導体レーザ１００から出射されたレーザ光は、コリメータレンズ１０１で平行光化され、回折光学素子１１３によって、メインビームである０次回折光と、サブビームである±１次回折光に回折される。これらの回折光は、偏光ビームスプリッタ１０２に直線偏光として入射してほぼ１００％が透過する。そして、偏光ビームスプリッタ１０２を透過した０次回折光と±１次回折光は、立ち上げミラー１０３により光ディスクに向けて垂直入射され、偏光素子１０４を透過して円偏光に変換され、対物レンズ１０５で光ディスク１１５上の情報記録層に集光される。なお、図１では、光ディスク１１５へ入射する０次回折光と、０次回折光の情報記録層１０６からの反射光１０８と情報記録層１０７からの反射光１１２のみが示されている。

また、実施の形態１にかかる光記憶媒体再生装置は、上記光学系の構成の他に、図１に示すように、光ディスク１１５を回転駆動するスピンドルモータ１２３を備え、また、光ピックアップヘッド装置の内部に、対物レンズ１０５をディスク径方向およびディスク径方向と垂直な方向に移動させるアクチュエータ１２２と制御部１２１とを備えている。

制御部１２１は、光検出器１１０の受光部１１１から出力される信号に基づいてアクチュエータ１２２を駆動して、フォーカシングサーボおよびトラッキングサーボを行う。実施の形態１にかかる光ピックアップヘッド装置では、ナイフエッジ法によるフォーカシングサーボを行い、またＤＰＰ（Differential Push-Pull）法によるトラッキングサーボを行っている。また、制御部１２１は、スピンドルモータ１２３の回転駆動制御を行う。

図２は、片面２層型の光ディスク１１５の一方の情報記録層１０６を再生または記録の目的として、ビームを集光させた場合の状態を示す模式図である。図２では、光ディスク１１５に入射する０次回折光と、０次回折光の２つの情報記録層１０６，１０７からの反射光のみが示されている。また、本実施の形態では、説明の都合上、情報記録層１０６を記録または再生を目的とする層とし、情報記録層１０７を、記録または再生の目的の層以外の層とする。図２に示すように、記録または再生を目的として情報記録層１０６では、入射するビーム２０１は集光して正反射するが、情報記録層１０６の反射膜が半透明であるため、情報記録層１０７にもビーム２０１が到達し、記録または再生を目的としない情報記録層１０７からも反射光２０２が生じる。

光ディスク１１５の情報記録層１０６および１０７によるそれぞれの反射光は、偏光ビームスプリッタ１０２に入射してほぼ１００％が反射される。そして、制限素子１１４により、情報記録層１０７からの反射光１１２が受光部１１１への導入が制限される一方、記録または再生を目的とする情報記録層１０６からの反射光１０８が受光部１１１へ集光して受光される。

次に、制限素子１１４の詳細について説明する。制限素子１１４は、光検出器１１０の受光部１１１を照射する反射光１０８、１１２の光軸を含む一定範囲のビームの光量を制限することによって、記録または再生を目的としない情報記録層１０７からの反射光１１２の受光部１１１への照射を制限するものである。このような制限素子１１４としては、例えば、開口制限素子や部分減衰フィルタなどを用いることができる。また、制限パターンや制限レベルを電気的に変調できる液晶素子を制限素子として用いてもよい。

図３は、情報記録層１０７に入射するビームを集光させた場合における情報記録層１０６からの反射光の光軸を含む一定範囲の光量を制限した状態の光検出器１１０への照射状態を示す模式図である。図４は、情報記録層１０６に入射するビームを集光させた場合における情報記録層１０７からの反射光の光軸を含む一定範囲の光量を制限した状態の光検出器１１０への照射状態を示す模式図である。

図３および４からわかるように、記録または再生を目的とした層以外の情報記録層からの反射光は光検出器１１０の受光部１１１と共役の関係にはなく、光検出器１１０に大きくデフォーカスして照射される。このため、かかる反射光の光軸を含む一定範囲の光量を制限すると、光検出器１１０には光量が制限された範囲の強度分布が投影され、光量が制限された範囲に相当する領域において反射光の照射が制限される領域があることがわかる。

これに対し、記録または再生を目的とした情報記録層１０６からの反射光は、光検出器１１０の受光部１１１と共役の関係にあるため、光軸を含む一定範囲で光量を制限した場合でも、受光部１１１に光スポットを形成して集光することになる。

従って、制限素子１１４のサイズを、光検出器１１０における反射光の照射が制限される領域のサイズが受光部１１１の領域サイズより大きくなるように形成すればよい。

図５は、光検出器１１０に投影された反射光１０８、１１２の分布を示す模式図である。なお、図５では、０次回折光が情報記録層１０６で反射した反射光１０８と０次回折光が情報記録層１０７で反射した反射光１１２のみが光検出器１１０上に照射された状態を示している。

図５において、符号３１５は、記録または再生を目的とする情報記録層１０６からの反射光１０８が光検出器１１０に照射して形成された光スポットである。符号３１６は、記録または再生を目的としていない情報記録層１０７からの反射光１１２が光検出器１１０に大きくデフォーカスされた領域であり、その中央部に反射光１１２の照射が制限される領域が存在していることがわかる。

従って、図５に示すように、反射光１１２の照射が制限される領域が受光部１１１のサイズより大きく形成されるように、制限素子１１４のサイズを定めている。

このように実施の形態１にかかる光記録媒体再生装置、光ピックアップヘッド装置では、偏光ビームスプリッタ１０２と検出レンズ１０９との間に、反射光の光軸を含む一定範囲のビームを制限する制限素子１１４を配置し、記録または再生を目的としていない反射光１１２の照射が制限される領域が、記録または再生を目的とする情報記録層１０６からの反射光１０８が集光してスポットを形成する受光部１１１のサイズより大きく形成されるように、制限素子１１４の一定範囲のサイズを定めているので、記録または再生を目的とした情報記録層からの反射光と当該情報記録層以外の情報記録層からの反射光とを分離して層間クロストークを低減することができる。

なお、実施の形態１にかかる光記録媒体再生装置、光ピックアップヘッド装置では、制限素子１１４を、偏光ビームスプリッタ１０２と検出レンズ１０９との間に配置しているが、かかる位置に限定されるものではなく、例えば、光検出器１１０と検出レンズ１０９との間に配置するように構成してもよい。また、実施の形態１にかかる光記録媒体再生装置、光ピックアップヘッド装置では、制限素子１１４を情報記録層１０７からの反射光の光量を制限する素子としているが、情報記録層１０７からの反射光の遮蔽するように構成してもよい。

（実施の形態２）
実施の形態１にかかる光記録媒体再生装置の光ピックアップヘッド装置は、偏光ビームスプリッタ１０２と検出レンズ１０９の間に配置された開口制限素子１１４によって記録または再生を目的としない情報記録層１０７からの反射光を除去するものであったが、実施の形態２にかかる光ピックアップヘッド装置は、対物レンズ１０５と立ち上げミラー１０３との間に配置された偏光素子によって、記録または再生を目的としない情報記録層１０７からの反射光を制限するものである。

実施の形態２にかかる光記憶媒体再生装置も、実施の形態１と同様に、光ディスクを回転駆動させるスピンドルモータと、光ディスクに記録された情報を読み取るための光ピックアップヘッド装置と、光ピックアップヘッド装置を保持するキャリッジとを主に備えている。図６は、実施の形態２にかかる光記憶媒体再生装置の構成として光学系の構成を主体的に示した模式図である。実施の形態２にかかる光記憶媒体再生装置は、光ピックアップヘッド装置の光学系の構成として、半導体レーザ１００と、コリメータレンズ１０１と、偏光ビームスプリッタ１０２と、立ち上げミラー１０３と、偏光素子１００４（制限手段）と、対物レンズ１０５と、検出レンズ１０９と、光検出器１１０とを備えた構成となっている。

ここで、半導体レーザ１００、コリメータレンズ１０１、偏光ビームスプリッタ１０２、立ち上げミラー１０３、対物レンズ１０５、検出レンズ１０９については実施の形態１と同様の機能を有している。また、実施の形態２にかかる光記憶媒体再生装置も、上記光学系の構成の他に、実施の形態１と同様にスピンドルモータ１２３を備え、光ピックアップヘッド装置の内部に、アクチュエータ１２２と制御部１２１とを備えている。

実施の形態２にかかる光記憶媒体再生装置では、制御部１２１は、ナイフエッジ法によるフォーカシングサーボを行い、またプッシュプル法によるトラッキングサーボを行っている。

実施の形態２にかかる光ピックアップヘッド装置では、偏光素子１００４によって、記録または再生の目的の層以外の情報記録層１０７からの反射光について、光検出器１１０の受光部１１１への照射を制限するように回折している点が実施の形態１と異なっている。

図７は、反射光のうち０次回折光の反射の状態を示す模式図である。図７において、実線は、記録または再生を目的とする情報記録層１０６からの反射光の光路を示し、点線は、記録または再生を目的とする層とは異なる情報記録層１０７からの反射光の光路を示している。図７に示すように、２つの０次回折光である反射光において光軸上を通過する光線が完全に重なってしまうことがわかる。

図８は、反射光のうち±１次回折光の反射の状態を示す模式図である。図８において、実線は、記録または再生を目的とする情報記録層１０６からの反射光の光路を示し、点線は、記録または再生を目的とする層とは異なる情報記録層１０７からの反射光の光路を示している。図８に示すように、２つの±１次回折光である反射光において、プッシュプル信号に使用される反射光の±１次回折光が通過する領域（以下、「プッシュプル部」という。）の中央付近の光線８０１が完全に重なってしまうことがわかる。このように、隣接した２つの情報記録層からの反射光のうち、±１次回折光では、それぞれの中央付近の光線が重畳してしまうため、光軸付近の反射光を制限するだけでは、迷光を制限して層間クロストークをより低減することができない。

従って、上記のような性質に鑑みて、光軸付近の領域で記録または再生を目的としない情報記録層１０７からの０次回折光の反射光を回折し、プッシュプル部の中央付近で情報記録層１０７からの±１次回折光の反射光を回折させれば、記録または再生を目的としない情報記録層１０７からの反射光の受光部１１１への導入を制限することができる。

図９は、プッシュプル部中央付近の位置を求めるための説明図である。図９に示すように、反射光の±１次回折光の中で重なる２つの光線の空気中における反射角は、光軸からの角度をθ_PPとすると、（１）式で求められる。

ｓｉｎθ_PP＝λ／(２ａ) ・・・（１）
ここで、λはレーザ光の波長、ａは光ディスクのグルーブピッチである。

このため、図１０に示すように、反射光の±１次回折光が通過する２つの領域のそれぞれ中央付近を（１）式により求め、かかる位置と光軸中央付近で、情報記録層１０７からの反射光を回折して受光部１１１への照射を制限するように偏光素子１００４を領域分割して構成すればよい。

本実施の形態では、反射光を回折して受光部１１１への照射を制限すればよいため、偏光素子１００４を偏光ホログラムによって形成している。図１１は、実施の形態２にかかる偏光素子１００４の開口分割の構成を示す模式図である。かかる開口分割は、記録または再生を目的とする情報記録層１０６からの反射光により、フォーカシングサーボとしてナイフエッジ法を、トラッキングサーボとしてプッシュプル法をそれぞれ使用することが可能な受光部１０１１に対応した分割構成となっている。

偏光素子１００４の開口１１１７は、６個の領域１１１８ａｂ，１１１８ｃ，１１１８ｄ，１１１８ｅ，１１１８ｆ，１１１８ｇに分割されており、この中で５つの領域１１１８ａｂ，１１１８ｃ，１１１８ｄ，１１１８ｅ，１１１８ｆを通過した情報記録層１０６の反射光は、後述する受光部１０１１ａ〜１０１１ｆにおいて、それぞれ独立して検出される。また、領域１１１８ｃ，１１１８ｄは、記録または再生を目的とする情報記録層１０６からの反射光の±１次回折光が通過する領域と一致するように設けられている。さらに、領域１１１８ａｂにはホログラムは形成されておらず、フォーカス誤差信号のための情報記録層１０６からの反射光を後述する受光部１０１１ａ，１０１１ｂに導入する。

領域１１１８ｇは、上述したように、記録または再生を目的としない情報記録層１０７からの反射光の０次回折光と±１次回折光とを回折させるため、光軸付近（情報記録層１０７からの反射光の０次回折光が通過する領域）とプッシュプル部中央付近（情報記録層１０７からの反射光の±１次回折光が通過する領域）を含む領域として形成されている。

実施の形態２では、光検出器１１０の受光部１０１１は、偏光素子１００４の開口分割に対応して６個の受光部から構成されている。図１２は、実施の形態２にかかる受光部１０１１の構成と、受光部１０１１における反射光の分布の状態を示す説明図である。なお、図１２では、説明の都合上、図６に示す情報記録層１０６と情報記録層１０７とを入れ替えた場合について説明する。すなわち、記録または再生を目的とする情報記録層１０６がビームの入射側から見て遠い位置に形成されており、記録または再生を目的としない情報記録層１０７が入射側に形成されおり、情報記録層１０７からの反射光がデフォーカスしている状態を示している。

受光部１０１１は、図１２に示すように、６個の受光部１０１１ａ，１０１１ｂ，１０１１ｃ，１０１１ｄ，１０１１ｅ，１０１１ｆから構成されている。受光部１０１１ａ，１０１１ｂからの信号の差信号によりナイフエッジ法によるフォーカス誤差信号が生成される。受光部１０１１ｃ，１０１１ｄからの信号の差信号よりトラッキング誤差信号であるプッシュプル信号が生成される。また、受光部１０１１ｅ，１０１１ｆからの信号を用いることにより、対物レンズ１０５を移動させることによるプッシュプル信号のオフセットを補正することができるようになっている。

図１１および図１２を参照して説明すると、領域１１１８ｃ〜１１１８ｆはそれぞれほぼ１００％の効率で、記録または再生を目的とする情報記録層１０６からの反射光を、受光部１０１１ｃ〜１０１１ｆのそれぞれに向けて照射するように回折させる。

また、偏光素子１００４の領域１１１８ｇは、記録または再生を目的としない情報記録層１０７からの反射光の、受光部１０１１ａ〜１０１１ｆへの入射を制限するように回折させている。具体的には、偏光素子１００４の領域１１１８ｇは、記録または再生を目的としない情報記録層１０７からの反射光を、受光部１０１１ａ〜１０１１ｆへの方向とは異なる方向へと回折させている。

図１２において、１２１５ａｂ，１２１５ｃ、１２１５ｄ、１２１５ｅ，１２１５ｆ，１２２０ｃ，１２２０ｄは、記録または再生を目的とする情報記録層１０６からの反射光が各受光部１０１１ａ〜１０１１ｆに集光した光スポットである。また、１２１６ａｂ，１２１６ｃ，１２１６ｄ，１２１６ｅ，１２１６ｆは、記録または再生を目的としない情報記録層１０７からの反射光のうち０次回折光の照射状態を示し、１２２１ｃ，１２２１ｄは、この情報記録層１０７からの反射光のうち１次回折光の照射状態を示している。

なお、情報記録層１０７からの反射光がデフォーカスした際に反射光１２１６ａｂの端部が受光部１０１１ｅ，１０１１ｆに入射することを防止するため、偏光素子１００４における領域１１１８ａｂから端部を除いている。

このように実施の形態２にかかる光記録媒体再生装置、光ピックアップヘッド装置では、偏光素子１００４によって、記録または再生を目的としない情報記録層１０７からの反射光の０次回折光、±１次回折光は、受光部１０１１ａ〜１０１１ｆへの入射を制限するように回折される。一方、記録または再生を目的とする情報記録層１０６からの反射光が各受光部１０１１ａ〜１０１１ｆにそれぞれ集光して光スポットを形成する。このため、記録または再生を目的とした情報記録層１０６からの反射光と他の情報記録層１０７からの反射光とを分離して層間クロストークを低減することができる。

（実施の形態３）
実施の形態３にかかる光記録媒体再生装置の光ピックアップヘッド装置は、光検出器の受光部が、ダブルナイフエッジ法によるフォーカス制御とプッシュプル法によるトラッキング制御を行うために反射光を受光するように構成された場合において、記録または再生を目的としない情報記録層の反射光を制限するものである。

実施の形態３にかかる光記録媒体再生装置の構成および光ピックアップヘッド装置の光学系の構成は、図６で説明した実施の形態２の構成と同様である。実施の形態３にかかる光ピックアップヘッド装置では、偏光素子１００４の開口分割の構成が実施の形態２と異なっている。また、実施の形態３にかかる光ピックアップヘッド装置では、制御部１２１は、ダブルナイフエッジ法によるフォーカシングサーボを行い、またプッシュプル法によるトラッキングサーボを行っている。

図１３は、実施の形態３にかかる偏光素子１００４の開口分割の構成を示す模式図である。かかる開口分割は、記録または再生を目的とする情報記録層１０６からの反射光により、フォーカシングサーボとしてダブルナイフエッジ法を、トラッキングサーボとしてプッシュプル法をそれぞれ使用することが可能な受光部１０１１に対応した分割構成となっている。

偏光素子１００４の開口１３１７は、領域１３１８ａｂ，２個の領域１３１８ｃ，２個の領域１３１８ｄ，領域１３１８ｇ，領域１３１８ｈｉの７個の領域に分割されており、この中で２個の領域を有する領域１３１８ｃおよび領域１３１８ｄと、領域１３１８ａｂ，１３１８ｈｉを通過した情報記録層１０６の反射光は、後述する受光部１０１１ａ，１０１１ｂ，１０１１ｃ，１０１１ｄ，１０１１ｈ，１０１１ｉにおいて、それぞれ独立して検出される。また、領域１３１８ｃ，１３１８ｄは、記録または再生を目的とする情報記録層１０６からの反射光の±１次回折光が通過する領域に設けられている。

領域１３１８ｇは、記録または再生を目的としない情報記録層１０７からの反射光の０次回折光と±１次回折光とを回折させるため、光軸付近（情報記録層１０７からの反射光の０次回折光が通過する領域）とプッシュプル部中央付近（情報記録層１０７からの反射光の±１次回折光が通過する領域）を含む領域として形成されている。

実施の形態３では、光検出器１１０の受光部１０１１は、６個の受光部から構成されている。図１４は、実施の形態３にかかる受光部１０１１の構成と、受光部１０１１における反射光の分布の状態を示す説明図である。なお、図１４では、説明の都合上、図６に示す情報記録層１０６と情報記録層１０７とを入れ替えた場合について説明する。すなわち、記録または再生を目的とする情報記録層１０６がビームの入射側から見て遠い位置に形成されており、記録または再生を目的としない情報記録層１０７が入射側に形成されおり、情報記録層１０７からの反射光がデフォーカスしている状態を示している。

受光部１０１１は、図１４に示すように、６個の受光部１０１１ａ，１０１１ｂ，１０１１ｃ，１０１１ｄ，１０１１ｈ，１０１１ｉから構成されている。受光部１０１１ａ，１０１１ｂからの信号の差信号と受光部１０１１ｈ，１０１１ｉからの信号の差信号との和信号によりダブルナイフエッジ法によるフォーカス誤差信号が生成される。受光部１０１１ｃ，１０１１ｄからの信号の差信号よりトラッキング誤差信号であるプッシュプル信号が生成される。

図１３および図１４を参照して説明すると、領域１３１８ａｂ，１３１８ｃ，１３１８ｄ，１３１８ｈｉはそれぞれほぼ１００％の効率で、記録または再生を目的とする情報記録層１０６からの反射光を、受光部１０１１ａ〜１０１１ｄ，１０１１ｈ，１０１１ｉのそれぞれに向けて照射するように回折させる。

また、偏光素子１００４の領域１３１８ｇは、記録または再生を目的としない情報記録層１０７からの反射光の、受光部１０１１ａ〜１０１１ｄ，１０１１ｈ，１０１１ｉへの入射を制限するように回折させている。具体的には、偏光素子１００４の領域１３１８ｇは、記録または再生を目的としない情報記録層１０７からの反射光を、受光部１０１１ａ〜１０１１ｄ，１０１１ｈ，１０１１ｉへの方向とは異なる方向へと回折させている。

図１４において、１４１５ａｂ，１４１５ｃ，１４１５ｄ、１４１５ｈｉ，１４２０ｃ，１４２０ｄは、記録または再生を目的とする情報記録層１０６からの反射光が各受光部１０１１ａ〜１０１１ｄ，１０１１ｈ，１０１１ｉに集光した光スポットである。また、１４１６ａｂ，１４１６ｃ，１４１６ｄ，１４１６ｈｉは、記録または再生を目的としない情報記録層１０７からの反射光のうち０次回折光の照射状態を示し、１４２１ｃ．１４２１ｄは、この情報記録層１０７からの反射光のうち±１次回折光の照射状態を示している。

このように実施の形態３にかかる光記録媒体再生装置、光ピックアップヘッド装置では、偏光素子１００４によって、記録または再生を目的としない情報記録層１０７からの反射光の０次回折光、±１次回折光は、受光部１０１１ａ〜１０１１ｄ，１０１１ｈ，１０１１ｉへの入射を制限するように回折される。一方、記録または再生を目的とする情報記録層１０６からの反射光が各受光部１０１１ａ〜１０１１ｄ，１０１１ｈ，１０１１ｉにそれぞれ集光して光スポットを形成し、さらにフォーカス制御としてダブルナイフエッジ法を使用可能な構成の受光部を有している。このため、記録または再生を目的とする情報記録層１０６からの反射光と他の情報記録層１０７からの反射光とを分離して層間クロストークを低減することができるとともに、より高精度なフォーカス制御を実現することができる。

（実施の形態４）
実施の形態４にかかる光記録媒体再生装置の光ピックアップヘッド装置は、偏光素子１００４において、記録または再生を目的としない情報記録層１０７からの反射光を回折させるための領域を、光軸付近と±１次回折光の通過位置（プッシュプル部中央付近）に設けた分割構成を採用したものである。

実施の形態４にかかる光記録媒体再生装置の構成および光ピックアップヘッド装置の光学系の構成は、図６で説明した実施の形態２の構成と同様である。実施の形態４にかかる光ピックアップヘッド装置では、偏光素子１００４の開口分割の構成が実施の形態２および３と異なっている。

図１５は、実施の形態４にかかる偏光素子１００４の開口分割の構成を示す模式図である。かかる開口分割は、実施の形態３と同様に、記録または再生を目的とする情報記録層１０６からの反射光により、フォーカシングサーボとしてダブルナイフエッジ法を、トラッキングサーボとしてプッシュプル法をそれぞれ使用することが可能な受光部１０１１に対応した分割構成となっている。

偏光素子１００４の開口１５１７は、領域１５１８ａｂ，領域１５１８ｃ，領域１５１８ｄ，３個の領域１５１８ｇ，領域１５１８ｈｉの７個の領域に分割されており、この中で領域１５１８ｃ、領域１５１８ｄ、領域１５１８ａｂ，領域１５１８ｈｉを通過した情報記録層１０６の反射光は、後述する受光部１０１１ｃ，１０１１ｄ，１０１１ａ，１０１１ｂ，１０１１ｈ，１０１１ｉにおいて、それぞれ独立して検出される。また、領域１５１８ｃ，１５１８ｄは、記録または再生を目的とする情報記録層１０６からの反射光の±１次回折光が通過する領域に設けられている。

３つの領域１５１８ｇのそれぞれは、記録または再生を目的としない情報記録層１０７からの反射光の０次回折光と±１次回折光とを回折させるため、光軸付近（情報記録層１０７からの反射光の０次回折光が通過する領域）と２つのプッシュプル部中央付近（情報記録層１０７からの反射光の±１次回折光が通過する領域）に形成されている。

実施の形態４では、光検出器１１０の受光部１０１１は、実施の形態２と同様に、６個の受光部から構成されている。図１６は、実施の形態４にかかる受光部１０１１の構成と、受光部１０１１における反射光の分布の状態を示す説明図である。なお、図１６では、説明の都合上、図６に示す情報記録層１０６と情報記録層１０７とを入れ替えた場合について説明する。すなわち、記録または再生を目的とする情報記録層１０６がビームの入射側から見て遠い位置に形成されており、記録または再生を目的としない情報記録層１０７が入射側に形成されおり、情報記録層１０７からの反射光がデフォーカスしている状態を示している。

受光部１０１１は、図１６に示すように、６個の受光部１０１１ａ，１０１１ｂ，１０１１ｃ，１０１１ｄ，１０１１ｈ，１０１１ｉから構成されている。実施の形態２と同様に、受光部１０１１ａ，１０１１ｂからの信号の差信号と受光部１０１１ｈ，１０１１ｉからの信号の差信号との和信号によりダブルナイフエッジ法によるフォーカス誤差信号が生成される。また、受光部１０１１ｃ，１０１１ｄからの信号の差信号よりトラッキング誤差信号であるプッシュプル信号が生成される。

図１５および図１６を参照して説明すると、領域１５１８ａｂ，１５１８ｃ，１５１８ｄ，１５１８ｈｉはそれぞれほぼ１００％の効率で、記録または再生を目的とする情報記録層１０６からの反射光を、受光部１０１１ａ〜１０１１ｄ，１０１１ｈ，１０１１ｉのそれぞれに向けて照射するように回折させる。

また、偏光素子１００４の３つの領域１５１８ｇは、記録または再生を目的としない情報記録層１０７からの反射光の、受光部１０１１ａ〜１０１１ｄ，１０１１ｈ，１０１１ｉへの入射を制限するように回折させている。具体的には、偏光素子１００４の領域１３１８ｇは、記録または再生を目的としない情報記録層１０７からの反射光を、受光部１０１１ａ〜１０１１ｄ，１０１１ｈ，１０１１ｉへの方向とは異なる方向へと回折させている。

図１６において、１６１５ａｂ，１６１５ｃ，１６１５ｄ、１６１５ｈｉ，１６２０ｃ，１６２０ｄは、記録または再生を目的とする情報記録層１０６からの反射光が各受光部１０１１ａ〜１０１１ｄ，１０１１ｈ，１０１１ｉに集光した光スポットである。また、１６１６ａｂ，１６１６ｃ，１６１６ｄ，１６１６ｈｉは、記録または再生を目的としない情報記録層１０７からの反射光のうち０次回折光の照射状態を示し、１６２１ｃ．１６２１ｄは、この情報記録層１０７からの反射光のうち±１次回折光の照射状態を示している。

このように実施の形態４にかかる光記録媒体再生装置、光ピックアップヘッド装置では、偏光素子１００４によって、記録または再生を目的としない情報記録層１０７からの反射光の０次回折光、±１次回折光は、受光部１０１１ａ〜１０１１ｄ，１０１１ｈ，１０１１ｉへの入射を制限するように回折される。一方、記録または再生を目的とする情報記録層１０６からの反射光が各受光部１０１１ａ〜１０１１ｄ，１０１１ｈ，１０１１ｉにそれぞれ集光して光スポットを形成し、さらにフォーカス制御としてダブルナイフエッジ法を使用可能な構成の受光部を有する。このため、記録または再生を目的とした情報記録層１０６からの反射光と他の情報記録層１０７からの反射光とを分離して層間クロストークを低減することができるとともに、より高精度なフォーカス制御を実現することができる。

また、実施の形態４にかかる光ピックアップヘッド装置では、偏光素子１００４の領域１５１８ｇが、記録または再生を目的としない情報記録層１０７からの反射光の０次回折光と±１次回折光とを回折させるため、光軸付近（情報記録層１０７からの反射光の０次回折光が通過する領域）と２つのプッシュプル部中央付近（情報記録層１０７からの反射光の±１次回折光が通過する領域）に形成されているので、光の利用効率を向上させることができる。

実施の形態２〜４にかかる光ピックアップヘッド装置における偏光素子１００４の分割構成および受光部の構成は、これらのものに限定されるものではなく、記録または再生を目的としない情報記録層１０７からの反射光を回折して受光部への照射を制限する構成であればあらゆる構成を採用することができる。

実施の形態１〜４にかかる光ピックアップヘッド装置では、光検出器１１０の受光部が、記録または再生を目的とする情報記録層１０６からの反射光を検出する構成となっているが、反射光の利用効率を犠牲にしているため、記録または再生を目的とする情報記録層１０６からの反射光の分離の度合いには限界がある。また、現実には受光部のサイズの小型化にも物理的理由や必要な調整精度の理由などから限界がある。しかしながら、受光部のサイズの物理的制約については、例えば、大きな受光部に小さな開口部を設けたシールを貼り付けるなど、受光部の一部を覆うことにより、光を受光する範囲を制限することができる。また、光利用効率については、例えば、部分透過率フィルタや微少の開口制限を使用すること等によって他の情報記録層の影響を減少させることにより、従来の層間クロストークの効果と同等以上の効果を得ることができる。さらに、片面単層ディスクの使用時等に光の利用効率を向上させる場合は、液晶素子などによる開口制限の電気的制御手段を使用するように構成すればよい。

なお、本発明は、上記実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化することができる。また、上記実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成することができる。例えば、実施の形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施の形態にわたる構成要素を適宜組み合わせても良い。

実施の形態１にかかる光記憶媒体再生装置の構成として光学系の構成を主体的に示した模式図である。 片面２層型の光ディスク１１５の一方の情報記録層１０６を再生または記録の目的として、ビームを集光させた場合の状態を示す模式図である。 情報記録層１０７に入射するビームを集光させた場合における情報記録層１０６からの反射光の光軸を含む一定範囲において光量を制限した状態の光検出器１１０への照射状態を示す模式図である。 情報記録層１０６に入射するビームを集光させた場合における情報記録層１０７からの反射光の光軸を含む一定範囲を遮光した状態の光検出器１１０への照射状態を示す模式図である。 光検出器１１０に投影された反射光１０８、１１２の分布を示す模式図である。 実施の形態２にかかる光記憶媒体再生装置の構成として光学系の構成を主体的に示した模式図である。 反射光のうち０次回折光の反射の状態を示す模式図である。 反射光のうち±１次回折光の反射の状態を示す模式図である。 プッシュプル部中央付近の位置を求めるための説明図である。 反射光の±１次回折光が通過する２つの領域のそれぞれ中央付近を求めるための説明図である。 実施の形態２にかかる偏光素子１００４の開口分割の構成を示す模式図である。 実施の形態２にかかる受光部１０１１の構成と、受光部１０１１における反射光の分布の状態を示す説明図である。 実施の形態３にかかる偏光素子１００４の開口分割の構成を示す模式図である。 実施の形態３にかかる受光部１０１１の構成と、受光部１０１１における反射光の分布の状態を示す説明図である。 実施の形態４にかかる偏光素子１００４の開口分割の構成を示す模式図である。 実施の形態４にかかる受光部１０１１の構成と、受光部１０１１における反射光の分布の状態を示す説明図である。

符号の説明

１００ 半導体レーザ
１０２ 偏光ビームスプリッタ
１０３ 立ち上げミラー
１０４，１００４ 偏光素子
１０５ 対物レンズ
１０６ 情報記録層
１０６，１０７ 情報記録層
１０８，１１２ 反射光
１０９ 検出レンズ
１１１，１０１１ 受光部
１１３ 回折光学素子
１１５ 光ディスク
１１１７，１３１７，１５１７ 開口

Claims (7)

1. ビームを出射する光源と、
   前記光源から出射された前記ビームを、複数の情報記録層を有する光記憶媒体の第１の情報記録層に集光させる集光手段と、
   前記光記憶媒体からの反射光を検出する受光部を有する光検出手段と、
   前記光ビームが前記第１の情報記録層により反射した第１の反射光を前記受光部に導入するとともに、前記光ビームが第２の情報記録層で反射した第２の反射光の前記受光部への入射を制限または遮蔽する制限手段と、
   を備えたことを特徴とする光ピックアップヘッド装置。
2. 前記制限手段は、少なくとも前記第２の反射光の通過位置を含む領域で前記第２の反射光を回折させることを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップヘッド装置。
3. 前記制限手段は、前記第２の反射光の通過位置を含む領域で、前記第２の反射光の光量を制限することを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップヘッド装置。
4. 前記光検出手段は、フォーカス誤差信号を生成するための複数の第１の受光部と、トラッキング誤差信号を生成するための複数の第２の受光部と、前記トラッキング誤差信号を補正するための信号を生成する第３の受光部とを有し、
   前記制限手段は、前記第１の反射光を、前記複数の第１の受光部と前記複数の第２の受光部と前記第３の受光部に導入し、前記第２の反射光を前記複数の第１の受光部および前記複数の第２の受光部ならびに前記第３の受光部への方向とは異なる方向へと回折させることを特徴とする請求項２に記載の光ピックアップヘッド装置。
5. 前記光検出手段は、フォーカス誤差信号を生成するための複数の第１の受光部と、トラッキング誤差信号を生成するための複数の第２の受光部を有し、
   前記制限手段は、前記第１の反射光を、前記複数の第１の受光部と前記複数の第２の受光部に導入し、前記第２の反射光を前記複数の第１の受光部および前記複数の第２の受光部への方向とは異なる方向へと回折させることを特徴とする請求項２に記載の光ピックアップヘッド装置。
6. ビームを出射する光源と、
   前記光源から出射された前記ビームを、複数の情報記録層を有する光記憶媒体の第１の情報記録層に集光させる集光手段と、
   前記光記憶媒体からの反射光を検出する受光部を有する光検出手段と、
   前記光ビームが前記第１の情報記録層により反射した第１の反射光を前記受光部に導入するとともに、前記光ビームが第２の情報記録層で反射した第２の反射光の前記受光部への入射を制限または遮蔽する制限手段と、
   を備えたことを特徴とする光記憶媒体再生装置。
7. 光源から出射された前記ビームを、複数の情報記録層を有する光記憶媒体の第１の情報記録層に集光させる工程と、
   前記光記憶媒体からの反射光を受光部で検出する工程と、
   前記光ビームが前記第１の情報記録層により反射した第１の反射光を前記受光部に導入するとともに、前記光ビームが第２の情報記録層で反射した第２の反射光の前記受光部への入射を制限または遮蔽する工程と、
   を含むことを特徴とする光記憶媒体再生方法。

Images