JP2008021341A - 光ピックアップ及び情報機器 - Google Patents

Abstract

【課題】例えば多層型の光ディスク等の情報記録媒体において、迷光の影響を低減させつつ、情報信号を、より高精度に再生又は記録することを可能ならしめる。
【解決手段】光ピックアップ（１００）は、（i）レーザ光を照射する光源（１０１）と、（ii）レーザ光を、複数の記録層のうちの一の記録層に導く光学系（１０５等）と、（iii）レーザ光における波面の位相を、レーザ光が照射される領域に含まれる微小領域の単位で、当該微小領域の位置毎に、変化させる光機能素子（１０４）と、（iv）レーザ光を少なくとも受光する受光手段（ＰＤ０等）とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えばＤＶＤ等の情報記録媒体に対してデータの記録又は再生を行う際にレーザ光を照射する光ピックアップ、及び当該光ピックアップを備える情報機器の技術分野に属する。

例えば、２層型のＤＶＤ、２層型のBlu-ray、２層型のHD-DVD等のように、レーザ光等を用いて光学的にデータ（情報信号）の記録又は再生を行う、多層型の光ディスク等の情報記録媒体（若しくは記録媒体）が開発されている。このような多層型の光ディスクにおいては、記録層と、記録層との間隔が広いと、球面収差の影響により選択された記録層からの信号が劣化する可能性があるため、記録層と記録層との間隔を狭くする傾向にある。しかしながら、記録層と記録層との間隔が狭くなると、所謂、層間クロストークにより、多層型の光ディスクからの戻り光には、選択された所望の記録層（以下、適宜「一の記録層」と称す）において発生する反射光（以下、適宜「信号光」と称す）の成分だけでなく、一の記録層以外の他の記録層において発生する反射光（以下、適宜「迷光」と称す）の成分も、高いレベルで含まれている。よって、例えば再生信号等の信号成分のＳ／Ｎ比が低下し、また、トラッキング制御等の各種の制御を適切に行うことが困難となってしまう可能性がある。詳細には、多層型の光ディスクにおける信号光の信号成分と、迷光の成分とは、トレードオフの関係にあることが一般的に知られている。即ち、受光手段の受光領域の面積を小さくした場合、迷光の成分を相対的に低いレベルにさせ、迷光の影響を小さくすることは可能であるが、同時に、信号光の信号成分も相対的に低いレベルになり、Ｓ／Ｎ比も低下してしまい、トラッキング制御等の各種の制御を適切に行うことが困難となってしまう。他方、受光領域の面積を大きくした場合、信号光の信号成分を相対的に高いレベルにさせることは可能であるが、同時に、迷光の成分も相対的に高いレベルになり、やはり、Ｓ／Ｎ比も低下してしまい、トラッキング制御等の各種の制御を適切に行うことが困難となってしまう。

そこで、例えば２層型のブルーレイディスク（Blu-ray Disc）の記録又は再生の際のトラッキング方式において、ホログラム素子によって、プッシュプル信号を信号光から分離させることで、迷光の受光素子への入射を回避するための技術について提案されている。或いは、特許文献１においては、２層型の光ディスクの各記録層からの戻り光の光軸の角度の違いを利用して、各記録層からの反射光を高精度に分離する技術について記載されている。

特開２００５−２２８４３６号公報

しかしながら、上述した、迷光の影響を低減するための各種の手法においては、図１７に示されるように、フォーカスエラー信号、又は、ＲＦ信号を受光するための受光素子において、迷光（図１７中の「Stray light」と「Transmitted beam」との重なりを参照）が入射してしまい、迷光の影響によって、所望の記録層からの戻り光の信号成分のＳ／Ｎ比が低下してしまうという技術的な問題点が生じてしまう。

或いは、上述した特許文献１等によれば、各種の収差を管理又は制御することが困難であるという技術的な問題点が生じてしまう。或いは、記録層を変更した際に、受光器、又は、戻り光を集光する集光レンズのＺ軸方向の位置を最適化する必要があるという技術的な問題点が生じてしまう。

本発明は、例えば上述した従来の問題点に鑑みなされたものであり、例えば多層型の光ディスク等の情報記録媒体において、迷光の影響を低減させつつ、データを、より高精度に再生又は記録することを可能ならしめる光ピックアップ、及びこのような光ピックアップを備える情報機器を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の光ピックアップは、複数の記録層を備える記録媒体に対するデータの記録及び再生のうち少なくとも一方を行う光ピックアップであって、レーザ光を照射する光源と、前記レーザ光を、前記複数の記録層のうちの一の記録層に導く光学系と、前記レーザ光における波面の位相を、前記レーザ光が照射される領域に含まれる微小領域の単位で、当該微小領域の位置毎に、変化させる光機能素子と、前記レーザ光を少なくとも受光する、一又は複数の受光手段と、を備える。

上記課題を解決するために、請求項１７に記載の情報機器は、請求項１から１６のうちいずれか一項に記載の光ピックアップと、前記レーザ光を前記記録媒体に照射することで、前記データの記録又は再生を行う記録再生手段とを備える。

本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施の形態から明らかにされよう。

以下、発明を実施するための最良の形態としての本発明の実施形態に係る光ピックアップ及び情報機器について順に説明する。

（光ピックアップの実施形態）
本発明の光ピックアップに係る実施形態は、複数の記録層を備える記録媒体に対するデータの記録及び再生のうち少なくとも一方を行う光ピックアップであって、レーザ光を照射する光源と、前記レーザ光を、前記複数の記録層のうちの一の記録層に導く光学系と、前記レーザ光における波面の位相を、前記レーザ光が照射される領域に含まれる微小領域の単位で、当該微小領域の位置毎に、変化させる光機能素子と、前記レーザ光を少なくとも受光する、一又は複数の受光手段と、を備える。

本発明の光ピックアップに係る実施形態によれば、光源から照射されたレーザ光は、例えば対物レンズ、光路分岐素子、又は、プリズム等の光学系により、複数の記録層のうちの一の記録層に導かれ、集光される。と共に、一の記録層において発生する一の戻り反射光は、受光手段によって受光される。よって、一の記録層に導かれ、集光されたレーザ光は、一の記録層に形成された情報ピットやマークを再生することが可能である。よって、記録媒体から所定の情報を再生することが可能である。或いは、集光されたレーザ光は、一の記録層に情報ピットやマークを形成することが可能である。よって、記録媒体に対して所定の情報を記録することが可能である。

特に、本実施形態によれば、光機能素子によって、当該光機能素子を透過した、例えば０次光等のレーザ光における、波面の位相を、レーザ光が照射される領域に含まれる微小領域の単位で、当該微小領域の位置毎に、変化させることが可能である。ここに、本発明に係る「波面」とは、レーザ光の光波において、位相の等しい点を連ねた面を意味する。また、本発明に係る「微小領域」とは、レーザ光における波面の位相を変化させる変化の度合いを位置毎に異ならせることが可能な、光機能素子における所定の領域を意味する。そして、受光手段において、光機能素子を透過したレーザ光が、少なくとも受光される。

この結果、受光手段において、照射される領域が重なり合う、例えば±１次回折光の信号光と、例えば０次光の迷光との光の干渉の影響を、レーザ光における波面の位相の不連続的若しくは離散的な変化に基づいて、効果的に抑制することが可能である。

ここで、図１４を参照して、本実施形態に係る、一の作用と効果とについて検討する。ここに、図１４は、本実施形態に係る、光機能素子を透過した、２つの光束が重なった場合、波面の位相が、微小領域の単位で、微小領域の位置毎に異なる様子を図式的に示した光束の断面図である。尚、図１４中の黒丸は、「光束Ａ」における微小領域を概念的に示し、図１４中の白丸は、「光束Ｂ」における微小領域を概念的に示す。

図１４に示されるように、光機能素子を透過した光束「Ａ」において、波面の位相が、微小領域の単位で、微小領域の位置毎に異なる。加えて、光機能素子を透過した光束「Ｂ」において、波面の位相が、微小領域の単位で、微小領域の位置毎に異なる。

仮に、光束「Ａ」及び光束「Ｂ」が光機能素子を透過しない場合、光束「Ａ」及び光束「Ｂ」においては、波面が均一であり（言い換えると、波面が伝播方向に連続しており）、よって、「光束Ａ」と「光束Ｂ」とが重なった場合、この重なった部分において、光の干渉、即ち、干渉縞が発生してしまう。

これに対して、本実施形態では、光機能素子を透過した光束「Ａ」において、波面の位相が、微小領域の単位で、微小領域の位置毎に異なる。加えて、光機能素子を透過した光束「Ｂ」において、波面の位相が、微小領域の単位で、微小領域の位置毎に異なる。従って、「光束Ａ」と「光束Ｂ」とが重なった場合、この重なった部分において、光の干渉の発生、即ち、干渉縞の発生を、殆ど又は完全に無くすことが可能である。

特に、０次光の迷光、及び±１次回折光の信号光における波面の位相が、光機能素子の透過後、レーザ光が照射される光機能素子の照射領域に含まれる微小領域の単位で、当該微小領域の位置毎に、変化される場合、回折光を受光する受光手段における、迷光による光の干渉の影響を、抑制することが可能である。

以上の結果、多層型の情報記録媒体における、例えば３ビーム法に基づくトラッキング制御やフォーカス制御において、迷光の影響を効果的に低減させ、光強度のレベルをより高く維持させた状態の下で、受光手段に受光させ、高精度なトラッキング制御やフォーカス制御を実現することが可能である。

尚、上述した微小領域の単位は、光機能素子が、例えば液晶分子等の異方性媒質によって構成される場合、当該異方性媒質の構成単位の大きさに基づいて規定されるようにしてもよい。よって、０次光の信号光、及び±１次回折光の迷光における波面の位相が、液晶分子等の異方性媒質の構成単位の大きさに基づいて、規定される微小領域を透過後、当該微小領域の単位で、当該微小領域の位置毎に、適切且つ高精度に変化されることが可能である。従って、回折光を受光する受光手段における、迷光による光の干渉の影響を、より適切に抑制することが可能である。

本発明の光ピックアップに係る実施形態の一の態様は、前記光機能素子は、前記光機能素子は、導かれた前記レーザ光が、前記一の記録層に集光した場合、（i）前記一の記録層において反射する信号光、及び、（ii）前記複数の記録層のうちの他の記録層において反射する迷光における波面の位相を、前記信号光、及び前記迷光が照射される領域に含まれる微小領域の単位で、当該微小領域の位置毎に、変化させる。

この態様によれば、光機能素子によって、当該光機能素子を透過した、一の記録層において反射する信号光、及び、他の記録層において反射する迷光における、波面の位相を、光機能素子の微小領域の単位で、当該微小領域の位置毎に、変化させる。

ここで、図１５を参照して、本実施形態に係る、他の作用と効果とについて検討する。ここに、図１５は、本実施形態に係る、光機能素子を透過した、２つの光束、即ち、一の記録層に集光した場合、（i）当該一の記録層において反射する信号光、及び、（ii）他の記録層において反射する迷光が重なった場合、波面の位相が、微小領域の単位で、微小領域の位置毎に異なる様子を図式的に示した光束の一及び他の断面図（図１５（ａ）及び図１５（ｂ））である。尚、図１５中の黒丸は、「光束Ａ」における微小領域を概念的に示し、図１５中の白丸は、「光束Ｂ」における微小領域を概念的に示す。また、図１５（ｂ）は、信号光（「光束Ａ」）、及び、迷光（「光束Ｂ」）において光軸が同一の場合の光束の断面図を示す。

図１５（ａ）に示されるように、光機能素子を透過した光束「Ａ」において、波面の位相が、微小領域の単位で、微小領域の位置毎に異なる。加えて、光機能素子を透過した光束「Ｂ」において、波面の位相が、微小領域の単位で、微小領域の位置毎に異なる。

仮に、光束「Ａ」及び光束「Ｂ」が光機能素子を透過しない場合、光束「Ａ」及び光束「Ｂ」においては、波面が均一であり（言い換えると、波面が伝播方向に連続しており）、よって、「光束Ａ」と「光束Ｂ」とが重なった場合、この重なった部分において、光の干渉、即ち、干渉縞が発生してしまう。

これに対して、本実施形態では、光機能素子を透過した光束「Ａ」において、波面の位相が、微小領域の単位で、微小領域の位置毎に異なる。加えて、光機能素子を透過した光束「Ｂ」において、波面の位相が、微小領域の単位で、微小領域の位置毎に異なる。従って、「光束Ａ」と「光束Ｂ」とが重なった場合、この重なった部分において、光の干渉の発生、即ち、干渉縞の発生を、殆ど又は完全に無くすことが可能である。

以上の結果、多層型の情報記録媒体における、例えば１ビーム法に基づくトラッキング制御において、迷光の影響を効果的に低減させ、光強度のレベルをより高く維持させた状態の下で、受光手段に受光させ、高精度なトラッキング制御を実現することが可能である。

本発明の光ピックアップに係る実施形態の一の態様は、前記光機能素子は、（i）前記微小領域の単位で、形状が変化されている、又は、（ii）前記微小領域の単位で、前記レーザ光に対する屈折率が変化されている。

この態様によれば、光機能素子における、形状若しくは屈折率が、微小領域の単位で、当該微小領域の位置毎に変化されている。ここに、本発明に係る「形状」とは、例えば光機能素子の厚さの変化や、光機能素子が研磨される際の研磨の角度の変化や、光機能素子の表面の凹凸の形状の変化などの物理的な形状を意味する。

この結果、０次光の信号光、及び±１次回折光の迷光が、上述したように形状若しくは屈折率が変化されている光機能素子の透過する際に、光機能素子における微小領域の単位で、当該微小領域の位置毎に、光路差が生じる。従って、０次光の信号光、及び±１次回折光の迷光における波面の位相を、高精度に変化させることが可能である。

本発明の光ピックアップに係る実施形態の他の態様は、前記光機能素子は、前記レーザ光における偏光の位相差を、３６０度の整数倍だけ変化させることで、前記波面の位相を変化させる。

この態様によれば、光機能素子は、レーザ光における偏光の位相差を、３６０度の整数倍だけ変化させる。ここに、本発明に係る「偏光の位相差」とは、例えば直線偏光や、楕円偏光等のレーザ光の偏光状態を規定可能な、２つの直交する成分に分解した波の位相差を意味する。具体的には、レーザ光の偏光は、一般的に光の進行方向に垂直な平面内で、互いに直交する方向に振動する、２つの成分の波に分解することができる。従って、これら２つの成分の波における位相差に基づいて、大別すると、直線偏光、楕円偏光、及び円偏光に分類することが可能である。

特に、レーザ光における偏光の位相差を、３６０度の整数倍だけ変化させた場合、レーザ光の光学的な特徴に基づいて、波面の位相を、レーザ光の波長の整数倍だけ変化させることが可能である。従って、０次光の信号光、及び±１次回折光の迷光における波面の位相を、３６０度の整数倍だけ変化した偏光の位相差の大きさに基づいて、高精度に変化させることが可能である。

加えて、この態様によれば、レーザ光における、例えば一定の偏光方向を有する直線偏光の偏光状態の特性を利用した、一般的な光学系に、本発明に係る光機能素子を適用することが可能である。加えて、本発明に係る光機能素子を透過したレーザ光は、例えば一定の偏光方向を有する直線偏光の偏光状態が変化されないので、偏光素子による光路分岐手段を用いた光路系を使用することが出来るため、光利用効率の点で有利である。

本発明の光ピックアップに係る実施形態の他の態様は、前記光機能素子は、前記レーザ光の波長を基準として、整数倍の長さに対応する波面の位相（180度に対応されるλ/2や、720度に対応される２λなど）だけ変化させる。

この態様によれば、受光手段において、照射される領域が重なり合う、例えば±１次回折光の信号光と、例えば０次光の迷光との光の干渉の影響を、整数分の１、若しくは、整数倍である長さに対応される、レーザ光における波面の位相の変化に基づいて、より効果的に抑制することが可能である。

特に、光機能素子において、整数倍である長さに対応される波面の位相だけ変化させる場合、後述されるように、レーザ光における偏光の位相差を３６０度の整数倍だけ変化すればよいので、波長の小数倍などに波面の位相を変化させる場合と比較して、光機能素子の構成をより簡便にすることが可能である。

本発明の光ピックアップに係る実施形態の他の態様は、前記光源は、複数種類のレーザ光を照射可能であり、前記光機能素子は、一のレーザ光の波長（例えば波長「２Ｌ」、但し「Ｌ」は所定長を示す）と、他のレーザ光の波長（例えば波長「３Ｌ」）の略最小公倍数の長さを基準にして、整数倍の長さ（例えば波長「６Ｌ」）に対応する波面の位相（一のレーザの波面の位相：3×360度（1080度）、他のレーザの波面の位相：2×360度（720度））だけ変化させる。

この態様によれば、一つの若しくは１種類の光機能素子は、複数種類の複数のレーザ光に夫々対応して、波面の位相を、微小領域の単位で、当該微小領域の位置毎に、複数種類のレーザ光の波長の整数倍だけ、夫々変化させることが可能である。

以上の結果、多層型の情報記録媒体に対する、複数種類の複数のレーザ光を照射可能な光ピックアップによる、例えば３ビーム法に基づくトラッキング制御やフォーカス制御において、迷光の影響を効果的に低減させ、光強度のレベルをより高く維持させた状態の下で、受光手段に受光させ、高精度なトラッキング制御やフォーカス制御を実現することが可能である。

本発明の光ピックアップに係る実施形態の他の態様は、前記光機能素子は、（i）第１基板と、（ii）第２基板と、（iii）前記第１基板と、前記第２基板との間において封入された、異方性媒質と、（iv）前記微小領域の単位で、当該微小領域の位置毎に、前記異方性媒質に印加する電圧を変化させる電極によって構成されている。

この態様によれば、第１基板、第２基板、異方性媒質、及び、当該異方性媒質に印加する電圧を変化させる電極によって構成されている光機能素子に基づいて、波面の位相を、光機能素子の微小領域の単位で、当該微小領域の位置毎に、変化させる変化の度合いを、高精度に夫々異ならせることが可能である。ここに、本発明に係る「異方性媒質」とは、光学的に異方性を有する媒質を意味する。

上述した電極に係る態様によれば、前記電極は、前記微小領域の位置毎に、前記レーザ光における偏光の位相差を、３６０度の整数倍だけ変化させるように、前記電圧を変化させるように構成してもよい。

このように構成すれば、電極の電圧制御の下で、０次光の信号光、及び±１次回折光の迷光における波面の位相を、３６０度の整数倍だけ変化した偏光の位相差の大きさに基づいて、高精度に変化させることが可能である。

本発明の光ピックアップに係る実施形態の他の態様は、前記光機能素子の少なくとも一の領域は、前記波面の位相を変化させない。

この態様によれば、反射光の光束の一部において、波面の位相を、殆ど又は完全に変化させいようにすることが可能である。

この結果、一の領域を透過したレーザ光の一部が受光手段に受光されることによって生成される各種の信号においては、波面の位相の変化の影響に起因される信号品質の劣化の割合を、顕著に低減することが可能である。

上述した一の領域に係る態様によれば、前記一の領域の形状及び位置は、前記レーザ光における回折光が照射される領域に基づいて、規定されるように構成してもよい。

このように構成すれば、光機能素子における、一の領域を透過した回折光では、波面の位相が殆ど又は完全に変化されない。従って、０次光の信号光、及び±１次回折光の信号光における波面の位相は、殆ど又は完全に変化されない。

この結果、一の領域を透過した回折光が受光手段に受光されることによって生成されるトラッキングエラー信号においては、波面の位相の変化の影響に起因される信号品質の劣化の割合を、顕著に低減することが可能である。

以上の結果、多層型の情報記録媒体における、例えば３ビーム法に基づくトラッキング制御において、迷光の影響を効果的に低減させ、光強度のレベルをより高く維持させた状態の下で、受光手段に受光させ、より高精度なトラッキング制御を実現することが可能である。

本発明の光ピックアップに係る実施形態の他の態様は、前記一の記録層からの前記レーザ光を、前記受光手段に導くための光路分岐手段を更に備える。

この態様によれば、光機能素子と、光路分岐手段との相対的な位置関係に基づいて、光機能素子を透過後に、レーザ光における波面の位相を、より光量の損失を低減させて、光機能素子の微小領域の単位で、当該微小領域の位置毎に、変化させることが可能である。

本発明の光ピックアップに係る実施形態の他の態様は、照射された前記レーザ光を、０次光、及び回折光（±１次回折光）に回折させる回折手段（回折格子）を更に備え、前記光学系は、回折された、前記０次光、及び前記回折光を、前記一の記録層に導き、前記光機能素子は、（i）前記０次光の一部における偏光状態を、前記０次光の全部の位置に基づいて、異ならせると共に、（ii）前記回折光の一部における偏光状態を、前記回折光の全部の位置に基づいて、異ならせ、前記受光手段は、前記回折光を少なくとも受光する。

この態様によれば、光機能素子によって、当該光機能素子を透過した、回折された、０次光、及び回折光における、波面の位相を、光機能素子の微小領域の単位で、当該微小領域の位置毎に、変化させることが可能である。特に、０次光の迷光と、回折光の信号光とは、光強度のレベルが略等しいので、双方を共に、光機能素子の微小領域の単位で、当該微小領域の位置毎に、変化させることによって、回折光を受光する受光手段における、迷光による光の干渉の影響をより顕著に、抑制することが可能である。

ここで、図１６を参照して、本実施形態に係る、他の作用と効果とについて検討する。ここに、図１６は、本実施形態に係る、光機能素子を透過した、２つの光束、即ち、一の記録層に集光した場合、（i）当該一の記録層において反射する±１次回折光の信号光、及び、（ii）他の記録層において反射する０次光の迷光が重なった場合、波面の位相が、微小領域の単位で、微小領域の位置毎に異なる様子を図式的に示した、受光部に照射される光束の断面図である。尚、図１６中の黒丸は、０次光の迷光における微小領域を概念的に示し、図１６中の白丸は、±１次回折光の信号光における微小領域を概念的に示す。また、受光部ＰＤ０は０次光の信号光を受光し、受光部ＰＤ１ａは＋１次光の信号光を受光し、受光部ＰＤ１ｂは−１次光の信号光を受光する。

図１６に示されるように、光機能素子を透過した０次光の迷光において、波面の位相が、微小領域の単位で、微小領域の位置毎に異なる。加えて、光機能素子を透過した±１次回折光の信号光において、波面の位相が、微小領域の単位で、微小領域の位置毎に異なる。

仮に、０次光の迷光及び±１次回折光の信号光が光機能素子を透過しない場合、０次光の迷光及び±１次回折光の信号光においては、波面が均一であり（言い換えると、波面が伝播方向に連続しており）、よって、０次光の迷光と±１次回折光の信号光とが重なった場合、この重なった部分において、光の干渉、即ち、干渉縞が発生してしまう。

これに対して、本実施形態では、光機能素子を透過した０次光の迷光において、波面の位相が、微小領域の単位で、微小領域の位置毎に異なる。加えて、光機能素子を透過した±１次回折光の信号光において、波面の位相が、微小領域の単位で、微小領域の位置毎に異なる。従って、０次光の迷光と±１次回折光の信号光とが重なった場合、この重なった部分において、光の干渉の発生、即ち、干渉縞の発生を、殆ど又は完全に無くすことが可能である。

以上の結果、多層型の情報記録媒体における、３ビーム法に基づくトラッキング制御において、迷光の影響を効果的に低減させ、光強度のレベルをより高く維持させた状態の下で、受光手段に受光させ、高精度なトラッキング制御を実現することが可能である。

上述した光機能素子に係る態様は、前記一の記録層からの前記０次光、及び前記回折光を、前記受光手段に導くための光路分岐手段を更に備え、前記光機能素子は、前記光路分岐手段から前記受光手段までの間の光路上、に配置されるように構成してもよい。

このように構成すれば、（i）光機能素子と、（ii）光路分岐手段から受光手段までの間の光路との相対的な位置関係に基づいて、光機能素子を透過後に、レーザ光における、波面の位相を、光量の損失をより効率的に低減させて、光機能素子の微小領域の単位で、当該微小領域の位置毎に、変化させることが可能である。

上述した光機能素子に係る態様は、前記回折光の次数は±1次であるように構成してもよい。

この態様によれば、光機能素子によって、当該光機能素子を透過した、０次光における波面の位相と、±１次の回折光における波面の位相とを、光機能素子の微小領域の単位で、当該微小領域の位置毎に、変化させることが可能である。

本発明の光ピックアップに係る実施形態の他の態様は、前記受光手段として、前記レーザ光の回折光を受光する、第１受光手段、及び第２受光手段、並びに、前記レーザ光の０次光を受光する第３受光手段を備える。

この態様によれば、多層型の情報記録媒体における、３ビーム法に基づくトラッキング制御において、迷光の影響を効果的に低減させ、光強度のレベルをより高く維持させた状態の下で、受光手段に受光させ、高精度なトラッキング制御を実現することが可能である。

本発明の光ピックアップに係る実施形態の他の態様は、前記レーザ光における０次光、及び回折光に基づいて、前記レーザ光を前記一の記録層に有される記録トラックに導くように前記光学系を制御する制御手段（トラッキング制御若しくはフォーカス制御）を更に備える。

この態様によれば、多層型の情報記録媒体における、迷光の影響を効果的に低減させ、光強度のレベルをより高く維持させた状態の下で、受光手段に受光させ、高精度な、フォーカス制御、及び、トラッキング制御を実現することが可能である。

（情報機器の実施形態）
本発明の情報機器に係る実施形態は、上述した本発明の光ピックアップに係る実施形態と、前記レーザ光を前記記録媒体に照射することで、前記データの記録又は再生を行う記録再生手段とを備える。

本発明の情報機器に係る実施形態によれば、上述した本発明の光ピックアップに係る実施形態が有する各種利益と同様の利益を享受しながら、記録媒体に対してデータを記録し、又は記録媒体に記録されたデータを再生することができる。

本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施例から更に明らかにされる。

以上説明したように、本発明の光ピックアップに係る実施形態によれば、光源、光学系、光機能素子、及び受光手段を備える。従って、多層型の情報記録媒体における、例えばトラッキング制御やフォーカス制御において、迷光の影響を効果的に低減させ、光強度のレベルをより高く維持させた状態の下で、受光手段に受光させ、高精度なトラッキング制御やフォーカス制御を実現することが可能である。

或いは、本発明の情報機器に係る実施形態によれば、光源、光学系、光機能素子、受光手段、及び、記録再生手段を備える。従って、多層型の情報記録媒体における、例えばトラッキング制御やフォーカス制御において、迷光の影響を効果的に低減させ、光強度のレベルをより高く維持させた状態の下で、受光手段に受光させ、高精度なトラッキング制御やフォーカス制御を実現することが可能である。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施例について説明する。

（１）情報記録再生装置の実施例
先ず、図１を参照して、本発明の情報記録装置の実施例の構成及び動作について詳細に説明する。特に、本実施例は、本発明に係る情報記録装置を光ディスク用の情報記録再生装置に適用した例である。

（１−１）基本構成
先ず、図１を参照して、本発明の情報記録装置に係る実施例における情報記録再生装置３００及び、ホストコンピュータ４００の基本構成について説明する。ここに、図１は、本発明の情報記録装置の実施例に係る情報記録再生装置、及び、ホストコンピュータの基本構成を示したブロック図である。尚、情報記録再生装置３００は、光ディスク１０に記録データを記録する機能と、光ディスク１０に記録された記録データを再生する機能とを備える。

図１を参照して情報記録再生装置３００の内部構成を説明する。情報記録再生装置３００は、ドライブ用のＣＰＵ（Central Processing Unit）３１４の制御下で、光ディスク１０に情報を記録すると共に、光ディスク１０に記録された情報を読み取る装置である。

情報記録再生装置３００は、光ディスク１０、光ピックアップ１００、信号記録再生手段３０２、アドレス検出部３０３、ＣＰＵ（ドライブ制御手段）３１４、スピンドルモータ３０６、メモリ３０７、データ入出力制御手段３０８、及びバス３０９を備えて構成されている。

また、ホストコンピュータ４００は、ＣＰＵ（ホスト制御手段）４０１、メモリ４０２、操作制御手段４０３、操作ボタン４０４、表示パネル４０５、データ入出力制御手段４０６、及びバス４０７を備えて構成される。

特に、情報記録再生装置３００は、例えばモデム等の通信手段を備えたホストコンピュータ４００を同一筐体内に収めることにより、外部ネットワークと通信可能となるように構成してもよい。或いは、例えばｉ−ｌｉｎｋ等の通信手段を備えたホストコンピュータ４００のＣＰＵ（ホスト制御手段）４０１が、データ入出力制御手段３０８、及びバス３０９を介して、直接的に、情報記録再生装置３００を制御することによって、外部ネットワークと通信可能となるように構成してもよい。

光ピックアップ１００は光ディスク１０への記録再生を行うもので、半導体レーザ装置とレンズから構成される。より詳細には、光ピックアップ１００は、光ディスク１０に対してレーザービーム等の光ビームを、再生時には読み取り光として第１のパワーで照射し、記録時には書き込み光として第２のパワーで且つ変調させながら照射する。

信号記録再生手段３０２は、光ピックアップ１００とスピンドルモータ３０６とを制御することで光ディスク１０に対して記録又は再生を行う。より具体的には、信号記録再生手段３０２は、例えば、レーザダイオードドライバ（ＬＤドライバ）及びヘッドアンプ等によって構成されている。レーザダイオードドライバは、光ピックアップ１００内に設けられた図示しない半導体レーザを駆動する。ヘッドアンプは、光ピックアップ１００の出力信号、即ち、光ビームの反射光を増幅し、該増幅した信号を出力する。より詳細には、信号記録再生手段３０２は、ＯＰＣ（Optimum Power Control）処理時には、ＣＰＵ３１４の制御下で、図示しないタイミング生成器等と共に、ＯＰＣパターンの記録及び再生処理により最適なレーザパワーの決定が行えるように、光ピックアップ１００内に設けられた図示しない半導体レーザを駆動する。特に、信号記録再生手段３０２は、光ピックアップ１００と共に、本発明に係る「記録再生手段」の一例を構成する。

アドレス検出部３０３は、信号記録再生手段３０２によって出力される、例えばプリフォーマットアドレス信号等を含む再生信号から光ディスク１０におけるアドレス（アドレス情報）を検出する。

ＣＰＵ（ドライブ制御手段）３１４は、バス３０９を介して、各種制御手段に指示を行うことで、情報記録再生装置３００全体の制御を行う。尚、ＣＰＵ３１４が動作するためのソフトウェア又はファームウェアは、メモリ３０７に格納されている。特に、ＣＰＵ３１４は、本発明に係る「制御手段」の一例を構成する。

スピンドルモータ３０６は光ディスク１０を回転及び停止させるもので、光ディスクへのアクセス時に動作する。より詳細には、スピンドルモータ３０６は、図示しないサーボユニット等によりスピンドルサーボを受けつつ所定速度で光ディスク１０を回転及び停止させるように構成されている。

メモリ３０７は、記録再生データのバッファ領域や、信号記録再生手段３０２で使用出来るデータに変換する時の中間バッファとして使用される領域など情報記録再生装置３００におけるデータ処理全般及びＯＰＣ処理において使用される。また、メモリ３０７はこれらレコーダ機器としての動作を行うためのプログラム、即ちファームウェアが格納されるＲＯＭ領域と、記録再生データの一時格納用バッファや、ファームウェアプログラム等の動作に必要な変数が格納されるＲＡＭ領域などから構成される。

データ入出力制御手段３０８は、情報記録再生装置３００に対する外部からのデータ入出力を制御し、メモリ３０７上のデータバッファへの格納及び取り出しを行う。情報記録再生装置３００と、ＳＣＳＩやＡＴＡＰＩ等のインターフェースを介して接続されている外部のホストコンピュータ４００（以下、適宜ホストと称す）から発行されるドライブ制御命令は、当該データ入出力制御手段３０８を介してＣＰＵ３１４に伝達される。また、記録再生データも同様にして、当該データ入出力制御手段３０８を介して、ホストコンピュータ４００に対して送受信される。

ホストコンピュータ４００における、ＣＰＵ（ホスト制御手段）４０１、メモリ４０２、データ入出力制御手段４０６、及びバス４０７は、これらに対応される、情報記録再生装置３００内の構成要素と、概ね同様である。

操作制御手段４０３は、ホストコンピュータ４００に対する動作指示受付と表示を行うもので、例えば記録又は再生といった操作ボタン４０４による指示をＣＰＵ４０１に伝える。ＣＰＵ４０１は、操作制御手段４０３からの指示情報を元に、データ入出力手段４０６を介して、情報記録再生装置３００に対して制御命令（コマンド）を送信し、情報記録再生装置３００全体を制御するように構成してもよい。同様に、ＣＰＵ４０１は、情報記録再生装置３００に対して、動作状態をホストに送信するように要求するコマンドを送信することができる。これにより、記録中や再生中といった情報記録再生装置３００の動作状態が把握できるためＣＰＵ４０１は、操作制御手段４０３を介して蛍光管やＬＣＤなどの表示パネル４０５に情報記録再生装置３００の動作状態を出力することができる。

以上説明した、情報記録再生装置３００とホストコンピュータ４００を組み合わせて使用する一具体例は、映像を記録再生するレコーダ機器等の家庭用機器である。このレコーダ機器は放送受信チューナや外部接続端子からの映像信号をディスクに記録し、テレビなど外部表示機器にディスクから再生した映像信号を出力する機器である。メモリ４０２に格納されたプログラムをＣＰＵ４０１で実行させることでレコーダ機器としての動作を行っている。また、別の具体例では、情報記録再生装置３００はディスクドライブ（以下、適宜ドライブと称す）であり、ホストコンピュータ４００はパーソナルコンピュータやワークステーションである。パーソナルコンピュータ等のホストコンピュータとドライブはＳＣＳＩやＡＴＡＰＩといったデータ入出力制御手段３０８（４０６）を介して接続されており、ホストコンピュータにインストールされているライティングソフトウェア等のアプリケーションが、ディスクドライブを制御する。

（２） 光ピックアップ
次に、図２及び図３を参照して、本実施例に係る情報記録再生装置３００が備える光ピックアップ１００のより詳細な構成について説明する。ここに、図２は、本実施例に係る情報記録再生装置３００に有される光ピックアップ１００のより詳細な構成を概念的に示すブロック図である。図３は、本実施例に係る光ピックアップにおいて、０次光、及び、±１次回折光が仮想的に射出される発光点を含む光路を、図式的に示した断面図である。

図２に示すように、光ピックアップ１００は、半導体レーザ１０１と、回折格子１０２と、集光レンズ１０３と、光機能素子１０４と、光路分岐素子１０５と、反射ミラー１０６と、１／４波長板１０７と、集光レンズ１０８と、集光レンズ１０９と、非点収差発生レンズ１１０と、受光部ＰＤ０と、受光部ＰＤ１ａと、受光部ＰＤ１ｂと、を備えて構成されている。従って、レーザ光ＬＢは、次の順番で、半導体レーザ１０１から射出され、各素子を介して、受光部ＰＤ０等に受光される。即ち、所謂、光路上の往路として、光ディスクの一の記録層に導かれる際には、半導体レーザ１０１から射出されたレーザ光ＬＢは、回折格子１０２、集光レンズ１０３と、光機能素子１０４、光路分岐素子１０５、反射ミラー１０６、１／４波長板１０７、及び、集光レンズ１０８を介して、一の記録層に導かれる。他方、所謂、光路上の復路として、一の記録層に反射されたレーザ光ＬＢは、集光レンズ１０８、１／４波長板１０７、反射ミラー１０６、光路分岐素子１０５、集光レンズ１０９、非点収差発生レンズ１１０を介して、受光部ＰＤ０に受光される。

特に、回折格子１０２で発生する回折光の表示については、回折格子１０２から、集光レンズ１０８の間の光路上で省略されている。また、概ね同様にして、回折光の表示については、集光レンズ１０８から、非点収差発生レンズ１１０の間の光路上でも省略されている。また、図２中の光路は概念的な光路を示す。

尚、集光レンズ１０３、１０８及び１０９、光路分岐素子１０５、反射ミラー１０６、１／４波長板１０７、非点収差発生レンズ１１０によって、本発明に係る光学系の一具体例が構成されている。また、受光部ＰＤ０、ＰＤ１ａ、及びＰＤ１ｂによって、本発明に係る受光手段の一具体例が構成されている。

半導体レーザ１０１は、例えば水平方向に比べて垂直方向に拡がった楕円形状の発光パターンで、レーザ光ＬＢを射出する。より詳細には、図３に示されるように、０次光の光源に対応される実際の発光点の上側において、−１次回折光の光源に対応される仮想発光点の存在を考慮するようにしてもよい。加えて、実際の発光点の下側において、＋１次回折光の光源に対応される仮想発光点の存在を考慮するようにしてもよい。特に、０次光の光量と、−１次回折光の光量とは、２０対１の割合で、０次光の光量が相対的に多い。加えて、０次光の光量と、＋１次回折光の光量とは、２０対１の割合で、０次光の光量が相対的に多い。

回折格子１０２は、半導体レーザ１０１から射出されたレーザ光を、０次光と、＋１次回折光及び−１次回折光とに回折する。

集光レンズ１０３は、入射されたレーザ光ＬＢを略平行光にして、光機能素子１０４へと入射させる。

光機能素子１０４は、当該光機能素子１０４を透過した、例えば０次光等のレーザ光における、波面の位相を、レーザ光が照射される領域に含まれる微小領域の単位で、当該微小領域の位置毎に、変化させる。尚、この光機能素子１０４については、後述される。また、光機能素子１０４は、集光レンズ１０３から後述の光路分岐素子１０５までの間の光路上、に配置されるように構成してもよい。或いは、光機能素子１０４は、光路分岐素子１０５から後述の受光部までの間の光路上、に配置されるように構成してもよい。従って、光機能素子と、光路分岐素子１０５までの光路との相対的な位置関係に基づいて、光機能素子を透過後に、レーザ光における、波面の位相を、光量の損失をより効率的に低減させて、光機能素子の微小領域の単位で、当該微小領域の位置毎に、変化させることが可能である。

光路分岐素子１０５は、例えばビームスプリッタ等の、偏光方向に基づいて、光路を分岐させる光学素子である。具体的には、偏光方向が一の方向であるレーザ光ＬＢを、光量の損失が殆ど又は完全にない状態で、透過させ、光ディスクの側から入射される、偏光方向が他の方向であるレーザ光ＬＢを光量の損失が殆ど又は完全にない状態で反射する。光路分岐素子１０５において反射された反射光は、集光レンズ１０９、及び、非点収差発生レンズ１１０を介して受光部ＰＤ０、ＰＤ１ａ及びＰＤ１ｂに受光される。

反射ミラーは、レーザ光ＬＢを、光量の損失が殆ど又は完全にない状態で、反射させる。

１／４波長板１０７は、レーザ光に、９０度の位相差を与えることによって、直線偏光のレーザ光を円偏光に変換させる、或いは、円偏光のレーザ光を直線偏光に変換させることが可能である。

集光レンズ１０８は、入射するレーザ光ＬＢを集光して、光ディスク１０の記録面上に照射する。詳細には、集光レンズ１０８は、例えばアクチュエータ部を備えて構成されており、集光レンズ１０８の配置位置を変更するための駆動機構を有している。より具体的には、アクチュエータ部は、対物レンズ１０８の位置をフォーカス方向に移動させることで、光ディスクにおける一の記録層と、他の記録層とに合焦点することが可能である。

集光レンズ１０９は、光路分岐素子１０５において反射された反射光を集光する。

受光部ＰＤ０は、０次光を受光し、受光部ＰＤ１ａは、＋１次回折光を受光し、受光部ＰＤ１ｂは、−１次回折光を受光する。

（３） 光機能素子
次に、図４から図７を参照して、本実施例に係る光機能素子１０４の光学的な原理について説明する。

（３−１）波面の位相を変化させる光機能素子
先ず、図４及び図５を参照して、波面の位相を変化させる光機能素子の光学的な原理について説明する。ここに、図４は、比較例に係る、レーザ光の波面を図式的に示した平面図（図４（ａ））、及び、本実施例に係る光機能素子の光学的な配置、及び、当該光機能素子を透過した後における、レーザ光の波面を図式的に示した平面図（図４（ｂ））である。図５は、本実施例に係る光機能素子を透過した後における、レーザ光の波面の位相を概念的に示した模式図である。

尚、説明の便宜上、本実施例に係るレーザ光における波面の位相の大きさは、例えば波長の２倍に相当する波面の位相の大きさや、波長の２分の１に相当する波面の位相の大きさ等、波長を基準とした値によって表現される。加えて、本実施例に係るレーザ光における偏光状態に関する偏光の位相差の大きさは、例えば３６０度や１８０度等の位相差を示す角度によって表現される。また、図４における、波面は、紙面に平行な光の進行方向に対して、紙面に平行に切断した波面の概念図である。

比較例に係る、レーザ光は、図４（ａ）に示されるように、空間的にも時間的にもコヒーレント性（Coherent、即ち、可干渉性）を有するので、比較例に係るレーザ光の波面の位相は、空間的にも時間的にも連続している。

これに対して、本実施例に係る、レーザ光は、図４（ｂ）に示されるように、空間的にも時間的にもコヒーレント性を有さないので、本実施例に係るレーザ光の波面の位相は、空間的にも時間的にも不連続であり、離散的である。

詳細には、図５に示されるように、光機能素子を透過したレーザ光の波面の位相は、波長「λ」を基準として、位相差が８分の１倍「λ／８」、４分の１倍「λ／４」、２倍「２×λ」、若しくは、逆の方向に１倍「−１λ」だけ変化されるようにしてもよい。

より詳細には、本実施例に係る、偏光の位相差の変化に基づいて、波面の位相を変化させるようにしてもよい。

（３−２）波面の位相の変化の一具体例
ここで、図６を参照して、本実施例に係る、上述した偏光の位相差の変化に基づく、波面の位相の変化の一具体例について説明する。ここに、図６は、本実施例に係る、波面の位相の大きさと、偏光の位相差の大きさとの相関関係を概念的に示した模式図（図６（ａ））、及び、本実施例に係る偏光の位相差に対応される偏光状態の一類型を示した表（図６（ｂ））である。

図６（ａ）に示されるように、本実施例では、偏光の位相差の大きさを変化させることで、波面の位相の大きさを変化させる。ここに、本実施例に係る「偏光の位相差」とは、例えば直線偏光や、楕円偏光等のレーザ光の偏光状態を規定可能な、２つの直線偏光の成分における、位相差を意味する。具体的には、レーザ光の偏光は、一般的に光の進行方向に垂直な平面内で、互いに直交する方向に振動する、２つの直線偏光の成分に分解することができる。従って、これら２つの直線偏光の成分における、振幅、及び、偏光の位相差に基づいて、大別すると、直線偏光、楕円偏光、及び円偏光に分類することが可能である。尚、この偏光の位相差に対応される偏光状態の一類型の詳細については、後述に説明される。

図６（ａ）に示されるように、本実施例に係る、偏光の位相差の変化に基づく、波面の位相の変化について、レーザ光における偏光の位相差の大きさを、３６０度の整数倍だけ変化させた場合、レーザ光の光学的な特徴に基づいて、波面の位相の大きさを、レーザ光の波長の整数倍だけ変化させることが可能である。具体的には、偏光の位相差を、基準となる位相に対して、「３６０度」、「７２０度」、「１０８０度」だけ変化させることで、波面の位相を「１λ」、「２λ」、「３λ」だけ変化させることが可能である。従って、０次光の信号光、及び±１次回折光の迷光における波面の位相を、３６０度の整数倍だけ変化した偏光の位相差の大きさに基づいて、高精度に変化させることが可能である。

（３−３）波面の位相を変化させるための偏光の位相差に対応される複数種類の偏光状態の一類型
ここで、図６（ｂ）を参照して、本実施例に係る、波面の位相を変化させるための偏光の位相差に対応される複数種類の偏光状態（例えば直線偏光や、楕円偏光等）の一類型について説明する。尚、図６（ｂ）における偏光状態の一類型は、説明の便宜上、８つに分類しているが、この分類の限りではないと共に、実際の偏光状態は、分類に関係無く、連続的に変化可能である。また、図６（ｂ）における、偏光状態は、紙面に垂直な、光の進行方向に対して、紙面に平行に振動している様子を図式的に示す。

図６（ｂ）に示されるように、一般的に、レーザ光の偏光状態は、例えば８つの典型的な状態に分類することが可能である。言い換えると、偏光状態は、一般的に光の進行方向に垂直な平面内で、互いに直交する方向に振動する、２つの直線偏光の成分に分解することができる。従って、これら２つの直線偏光の成分における、振幅及び位相差に基づいて、大別すると、直線偏光、楕円偏光、及び円偏光に分類することが可能である。

詳細には、図６（ｂ）に示されるように、２つの直線偏光の成分の位相差「ｄ」が、「０」である場合、レーザ光の偏光状態は、例えば右斜め上方向に振動する直線偏光となる。また、２つの直線偏光の成分の位相差「ｄ」が、「０」より大きく、且つ、「π／２」より小さい場合、レーザ光の偏光状態は、例えば時計回りに振動し、右斜め上方向に長軸を有する楕円偏光となる。また、２つの直線偏光の成分の位相差「ｄ」が、「π／２」である場合、レーザ光の偏光状態は、例えば時計回りに振動し、横方向に長軸を有する楕円偏光となる。また、２つの直線偏光の成分の位相差「ｄ」が、「π／２」より大きく、且つ、「π」より小さい場合、レーザ光の偏光状態は、例えば時計回りに振動し、左斜め上方向に長軸を有する楕円偏光となる。

続いて、２つの直線偏光の成分の位相差「ｄ」が、「π」である場合、レーザ光の偏光状態は、例えば左斜め上方向に振動する直線偏光となる。また、２つの直線偏光の成分の位相差「ｄ」が、「π」より大きく、且つ、「３π／２」より小さい場合、レーザ光の偏光状態は、例えば反時計回りに振動し、左斜め上方向に長軸を有する楕円偏光となる。また、２つの直線偏光の成分の位相差「ｄ」が、「３π／２」である場合、レーザ光の偏光状態は、例えば反時計回りに振動し、横方向に長軸を有する楕円偏光となる。また、２つの直線偏光の成分の位相差「ｄ」が、「３π／２」より大きく、且つ、「２π」より小さい場合、レーザ光の偏光状態は、例えば反時計回りに振動し、右斜め上方向に長軸を有する楕円偏光となる。２つの直線偏光の成分の位相差「ｄ」が、「２π」である場合、レーザ光の偏光状態は、再度、例えば右斜め上方向に振動する直線偏光となる。この位相差によって、前述したように、波面の位相を「１λ」だけ変化させることが可能である。

（３−４）波面の位相の変化の他の具体例
ここで、図７を参照して、本実施例に係る、複数種類のレーザ光に含まれる、一及び他のレーザ光の波長に夫々対応可能な、波面の位相の変化の他の具体例について説明する。ここに、図７は、本実施例に係る、複数種類の複数のレーザ光に含まれる、一及び他のレーザ光の波長に夫々対応可能な、波面の位相の変化を概念的に示した模式図である。

図７に示されるように、本実施例に係る、波面の位相の変化の他の具体例としては、複数種類のレーザ光に含まれる、一のレーザ光の波長と、他のレーザ光の波長の略最小公倍数の長さである倍数波長に対応して、波面の位相を変化するようにしてもよい。具体的には、一のレーザ光の波長を、例えば「λ１＝２Ｌ」（但し「Ｌ」は所定長を示す）と表現し、他のレーザ光の波長を、例えば「λ２＝３Ｌ」と表現した場合、光機能素子１０４は、一のレーザ光の波長と、他のレーザ光の波長の略最小公倍数の長さである、例えば「６Ｌ」の波長に対応して、波面の位相を変化させるようにしてもよい。即ち、光機能素子１０４は、一のレーザ（波長「λ１＝２Ｌ」）に対して、波面の位相を、３波長分（即ち、「３×λ１＝６Ｌ」）だけ変化させるために、上述した偏光の位相差を「１０８０度（＝３×３６０度）」だけ変化させることが可能である。他方、他のレーザ（波長「λ２＝３Ｌ」）に対して、波面の位相を、２波長分（即ち、「２×λ２＝６Ｌ」）だけ変化させるために、上述した偏光の位相差を「７２０度（＝２×３６０度）」だけ変化させることが可能である。

以上の結果、多層型の情報記録媒体に対する、複数種類の複数のレーザ光を照射可能な光ピックアップによる、例えば３ビーム法に基づくトラッキング制御やフォーカス制御において、迷光の影響を効果的に低減させ、光強度のレベルをより高く維持させた状態の下で、受光部に受光させ、高精度なトラッキング制御やフォーカス制御を実現することが可能である。

（４）本実施例に係る作用と効果との検討
次に、図８及び図９を参照して、本実施例に係る作用と効果とを検討する。ここに、図８は、本実施例に係る光機能素子の光学的な配置、及び、当該光機能素子を透過する前後における、０次光の光束の偏光状態を図式的に示した断面図である。図９は、本実施例に係る光機能素子の光学的な配置、及び、当該光機能素子を透過する前後における、１次回折光の光束の偏光状態を図式的に示した断面図である。尚、図８及び図９における、偏光状態は、紙面に垂直な、光の進行方向に対して、紙面に平行に振動している様子を図式的に示す。

図８及び図９に示されるように、本実施例に係る光機能素子１０４によって、当該光機能素子１０４を透過した、例えば０次光や、±１次回折光（即ち、＋１次回折光に、加えて又は代えて、−１次回折光）等のレーザ光における、例えば一定の偏光方向を有する、所定の偏光状態を、光機能素子の微小領域の単位で、当該微小領域の位置毎に、変化させることが殆ど又は完全に無しで、上述した波面の位相を変化させることが可能である。

詳細には、本願発明者らによる研究によれば、図８の左側部に示されるように、光機能素子１０４を透過する前、即ち、観測面「１」における、０次光の光束の偏光状態は、例えば一定の偏光方向を有する直線偏光の偏光状態である。他方、図８の右側部に示されるように、光機能素子１０４を透過した後、即ち、観測面「２」における、レーザ光の光束の偏光状態も、例えば一定の偏光方向を有する直線偏光の偏光状態である。

概ね同様にして、図９の左側部に示されるように、光機能素子１０４を透過する前、即ち、観測面「１」における、±１次回折光の光束の偏光状態は、例えば一定の偏光方向を有する直線偏光の偏光状態である。他方、図９の右側部に示されるように、光機能素子１０４を透過した後、即ち、観測面「２」における、レーザ光の光束の偏光状態も、例えば一定の偏光方向を有する直線偏光の偏光状態である。

この結果、レーザ光における、例えば一定の偏光方向を有する直線偏光の偏光状態の特性を利用した、一般的な光学系に、本実施例に係る光機能素子を適用することが可能である。加えて、本実施例に係る光機能素子を透過したレーザ光は、例えば一定の偏光方向を有する直線偏光の偏光状態が変化されないので、例えば光ディスク等の情報記録媒体に照射される際に発生する複屈折の影響を殆ど又は完全に受けなくさせ、当該情報記録媒体を適切に記録又は再生することが可能である。

（５） 光機能素子の具体例
次に、図１０から図１２を参照して、本実施例に係る、光機能素子１０４の一及び他の具体例について説明する。

（５−１） 光機能素子の一具体例（その１）
先ず、図１０及び図１１を参照して、本実施例に係る、光機能素子１０４の一具体例について説明する。ここに、図１０は、本実施例に係る光機能素子の光学的な配置、及び、当該光機能素子を透過した後における、レーザ光の波面を図式的に示した平面図（図１０（ａ））、及び、当該光機能素子における、レーザ光の照射面を図式的に示した平面図（図１０（ｂ））である。図１１は、本実施例に係る、光機能素子の４つの具体例における、レーザ光が進行する方向であるＺ軸方向に沿った断面を、図式的に示した断面図（図１１（ａ）から図１１（ｄ））である。尚、図１１（ａ）から図１１（ｄ）における断面図は、Ｚ軸と、当該Ｚ軸と直交するＸ軸と、で形成される断面を示してもよいし、Ｚ軸と、前述のＸ軸と直交するＹ軸と、で形成される断面を示してもよい。

図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に示されるように、光機能素子における、レーザ光が照射される照射面の全体では、図１１（ａ）に示されるように、例えば厚さ等の形状が、微小領域の単位で、当該微小領域の位置毎に変化され、光路差を生じさせる光機能素子によって、当該光機能素子を透過した、レーザ光における、波面の位相を、レーザ光が照射される領域に含まれる微小領域の単位で、当該微小領域の位置毎に、変化させることが可能である。ここに、本実施例に係る「形状」とは、例えば光機能素子の厚さの変化や、光機能素子が研磨される際の研磨の角度の変化や、光機能素子の表面の凹凸の形状の変化などの物理的な形状を意味する。

或いは、光機能素子における、レーザ光が照射される照射面の全体では、図１１（ｂ）に示されるように、例えば研磨される際の研磨の角度等の形状が、微小領域の単位で、当該微小領域の位置毎に変化され、光路差を生じさせる光機能素子によって、当該光機能素子を透過した、レーザ光における、波面の位相を、レーザ光が照射される領域に含まれる微小領域の単位で、当該微小領域の位置毎に、変化させることが可能である。

或いは、光機能素子における、レーザ光が照射される照射面の全体では、図１１（ｃ）に示されるように、屈折率が、微小領域の単位で、当該微小領域の位置毎に変化され、光路差を生じさせる光機能素子によって、当該光機能素子を透過した、レーザ光における、波面の位相を、レーザ光が照射される領域に含まれる微小領域の単位で、当該微小領域の位置毎に、変化させることが可能である。具体的には、光機能素子は、微小領域の単位で、屈折率が「ｎ１」、「ｎ２」、「ｎ３」、・・・、「ｎ（ｋ）（但し、ｋは整数）」と変化されている。

或いは、光機能素子における、レーザ光が照射される照射面の全体では、図１１（ｄ）に示されるように、上述した偏光の位相差が、微小領域の単位で、当該微小領域の位置毎に変化され、光路差を生じさせる光機能素子によって、当該光機能素子を透過した、レーザ光における、波面の位相を、レーザ光が照射される領域に含まれる微小領域の単位で、当該微小領域の位置毎に、変化させることが可能である。具体的には、光機能素子は、Ｚ軸方向に封入された液晶分子等の異向性媒質に印加する電圧を微小領域の単位で変化させることで、微小領域の単位で偏光の位相差が「３６０度×ｎ」、「３６０度×ｍ」、「３６０度×ｋ」、・・・、「３６０度×ｎ」と変化可能である。

（５−２） 光機能素子の他の具体例（その２）
次に、図１２を参照して、本実施例に係る、光機能素子１０４の他の具体例について説明する。ここに、図１２は、本実施例に係る光機能素子の光学的な配置、及び、当該光機能素子を透過した後における、レーザ光の波面を図式的に示した平面図（図１２（ａ））、及び、当該光機能素子における、レーザ光の照射面を図式的に示した平面図（図１２（ｂ））である。

図１２（ａ）及び図１２（ｂ）に示されるように、光機能素子における、レーザ光が照射される照射面の一部、即ち、領域「ａ１」及び領域「ａ２」は、波面の位相を変化させる機能を有していない媒質によって、構成されている。加えて、領域「ａ１」及び領域「ａ２」の形状及び位置は、レーザ光における＋１次回折光、若しくは、−１次回折光が照射される領域に基づいて、規定されるように構成してもよい。よって、光機能素子における、領域「ａ１」及び領域「ａ２」を透過した回折光では、波面の位相が殆ど又は完全に変化されない。従って、０次光の信号光、及び±１次回折光の信号光における波面の位相は、殆ど又は完全に変化されない。

この結果、領域「ａ１」及び領域「ａ２」を透過した回折光が受光部に受光されることによって生成されるトラッキングエラー信号においては、波面の位相の変化の影響に起因される信号品質の劣化の割合を、顕著に低減することが可能である。

以上の結果、多層型の情報記録媒体における、例えば３ビーム法に基づくトラッキング制御において、迷光の影響を効果的に低減させ、光強度のレベルをより高く維持させた状態の下で、受光部に受光させ、より高精度なトラッキング制御を実現することが可能である。

（８） 第２実施例に係る光ピックアップ
次に、図１３を参照して、第２実施例に係る情報記録再生装置３００が備えるピックアップ１００のより詳細な構成について説明する。ここに、図１３は、第２実施例に係る情報記録再生装置３００のうち特に光ピックアップ１００のより詳細な構成を概略的に示すブロック図である。

図１３に示すように、第２実施例に係る、光ピックアップ１００は、上述した実施例から回折格子１０２と、受光部ＰＤ１ａと、受光部ＰＤ１ｂとが省略された、半導体レーザ１０１と、集光レンズ１０３と、光機能素子１０４と、光路分岐素子１０５と、反射ミラー１０６と、１／４波長板１０７と、集光レンズ１０８と、集光レンズ１０９と、非点収差発生レンズ１１０と、受光部ＰＤ０と、を備えて構成されている。これらの構成要素は、上述した実施例と概ね同じなので、便宜上、説明を省略する。尚、図１３は、一の記録層に集光した場合における、信号光の光路（実線を参照）と、迷光の光路（点線を参照）とを示す。点線で示された迷光の集光位置は、受光部ＰＤ０の手前側に生じる。他方、他の記録層に集光した場合、迷光の集光位置は、受光部ＰＤ０の奥側に生じることを付記しておく。

図１３に示されるように、１ビーム法に基づくトラッキング制御を行う光ピックアップにおいても、光機能素子１０４によって、当該光機能素子１０４を透過した、一の記録層において反射する信号光、及び、他の記録層において反射する迷光における、波面の位相を、光機能素子の微小領域の単位で、当該微小領域の位置毎に、変化させる。従って、光機能素子を透過した一の記録層において反射する信号光において、波面の位相が、微小領域の単位で、微小領域の位置毎に異なる。加えて、光機能素子を透過した他の記録層において反射する迷光において、波面の位相が、微小領域の単位で、微小領域の位置毎に異なる。従って、一の記録層において反射する信号光と他の記録層において反射する迷光とが重なった場合、この重なった部分において、光の干渉の発生、即ち、干渉縞の発生を、殆ど又は完全に無くすことが可能である。

以上の結果、多層型の情報記録媒体における、例えば１ビーム法に基づくトラッキング制御において、迷光の影響を効果的に低減させ、光強度のレベルをより高く維持させた状態の下で、受光手段に受光させ、高精度なトラッキング制御を実現することが可能である。

本発明は、上述した実施例に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う光ピックアップ及び情報機器もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。

本発明の情報記録装置の実施例に係る情報記録再生装置、及び、ホストコンピュータの基本構成を示したブロック図である。 本実施例に係る情報記録再生装置３００に有される光ピックアップ１００のより詳細な構成を概念的に示すブロック図である。 本実施例に係る光ピックアップにおいて、０次光、及び、±１次回折光が仮想的に射出される発光点を含む光路を、図式的に示した断面図である。 比較例に係る、レーザ光の波面を図式的に示した平面図（図４（ａ））、及び、本実施例に係る光機能素子の光学的な配置、及び、当該光機能素子を透過した後における、レーザ光の波面を図式的に示した平面図（図４（ｂ））である。 本実施例に係る光機能素子を透過した後における、レーザ光の波面の位相を概念的に示した模式図である。 本実施例に係る、波面の位相の大きさと、偏光の位相差の大きさとの相関関係を概念的に示した模式図（図６（ａ））、及び、本実施例に係る偏光の位相差に対応される偏光状態の一類型を示した表（図６（ｂ））である。 本実施例に係る、複数種類の複数のレーザ光に含まれる、一及び他のレーザ光の波長に夫々対応可能な、波面の位相の変化を概念的に示した模式図である。 本実施例に係る光機能素子の光学的な配置、及び、当該光機能素子を透過する前後における、０次光の光束の偏光状態を図式的に示した断面図である。 本実施例に係る光機能素子の光学的な配置、及び、当該光機能素子を透過する前後における、１次回折光の光束の偏光状態を図式的に示した断面図である。 本実施例に係る光機能素子の光学的な配置、及び、当該光機能素子を透過した後における、レーザ光の波面を図式的に示した平面図（図１０（ａ））、及び、当該光機能素子における、レーザ光の照射面を図式的に示した平面図（図１０（ｂ））である。 本実施例に係る、光機能素子の４つの具体例における、レーザ光が進行する方向であるＺ軸方向に沿った断面を、図式的に示した断面図（図１１（ａ）から図１１（ｄ））である。 本実施例に係る光機能素子の光学的な配置、及び、当該光機能素子を透過した後における、レーザ光の波面を図式的に示した平面図（図１２（ａ））、及び、当該光機能素子における、レーザ光の照射面を図式的に示した平面図（図１２（ｂ））である。 第２実施例に係る情報記録再生装置３００に有される光ピックアップ１００のより詳細な構成、及び、光路を概念的に示すブロック図である。 本実施形態に係る、光機能素子を透過した、２つの光束が重なった場合、波面の位相が、微小領域の単位で、微小領域の位置毎に異なる様子を図式的に示した光束の断面図である。 本実施形態に係る、光機能素子を透過した、２つの光束、即ち、一の記録層に集光した場合、（i）当該一の記録層において反射する信号光、及び、（ii）他の記録層において反射する迷光が重なった場合、波面の位相が、微小領域の単位で、微小領域の位置毎に異なる様子を図式的に示した光束の一及び他の断面図（図１５（ａ）及び図１５（ｂ））である。 本実施形態に係る、光機能素子を透過した、２つの光束、即ち、一の記録層に集光した場合、（i）当該一の記録層において反射する±１次回折光の信号光、及び、（ii）他の記録層において反射する０次光の迷光が重なった場合、波面の位相が、微小領域の単位で、微小領域の位置毎に異なる様子を図式的に示した、受光部に照射される光束の断面図である。 比較例に係る受光部と、光径との相対的な位置関係を示した平面図である。

符号の説明

１０ 光ディスク
１００ 光ピックアップ
１０１ 半導体レーザ
１０２ 回折格子
１０３等 集光レンズ
１０４ 光機能素子
１０５ 光路分岐素子
１０６ 反射ミラー
１０７ １／４波長板
１１０ 非点収差発生レンズ
ＰＤ０等 受光部
３００ 情報記録再生装置
３０２ 信号記録再生手段

Claims (17)

1. 複数の記録層を備える記録媒体に対するデータの記録及び再生のうち少なくとも一方を行う光ピックアップであって、
   レーザ光を照射する光源と、
   前記レーザ光を、前記複数の記録層のうちの一の記録層に導く光学系と、
   前記レーザ光における波面の位相を、前記レーザ光が照射される領域に含まれる微小領域の単位で、当該微小領域の位置毎に、変化させる光機能素子と、
   前記レーザ光を少なくとも受光する、一又は複数の受光手段と、
   を備えることを特徴とする光ピックアップ。
2. 前記光機能素子は、導かれた前記レーザ光が、前記一の記録層に集光した場合、（i）前記一の記録層において反射する信号光、及び、（ii）前記複数の記録層のうちの他の記録層において反射する迷光における波面の位相を、前記信号光、及び前記迷光が照射される領域に含まれる微小領域の単位で、当該微小領域の位置毎に、変化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。
3. 前記光機能素子は、（i）前記微小領域の単位で、形状が変化されている、又は、（ii）前記微小領域の単位で、前記レーザ光に対する屈折率が変化されていることを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ。
4. 前記光機能素子は、前記レーザ光における偏光の位相差を、３６０度の整数倍だけ変化させることで、前記波面の位相を変化させることを特徴とする請求項１から３のうちいずれか一項に記載の光ピックアップ。
5. 前記光機能素子は、前記レーザ光の波長を基準として、整数倍の長さに対応する波面の位相だけ変化させることを特徴とする請求項１から４のうちいずれか一項に記載の光ピックアップ。
6. 前記光源は、複数種類のレーザ光を照射可能であり、
   前記光機能素子は、一のレーザ光の波長と、他のレーザ光の波長の略最小公倍数の長さを基準にして、整数倍の長さに対応する波面の位相だけ変化させることを特徴とする請求項１から５のうちのいずれか一項に記載の光ピックアップ。
7. 前記光機能素子は、（i）第１基板と、（ii）第２基板と、（iii）前記第１基板と、前記第２基板との間において封入された、異方性媒質と、（iv）前記微小領域の単位で、当該微小領域の位置毎に、前記異方性媒質に印加する電圧を変化させる電極によって構成されていることを特徴とする請求項１から６のうちのいずれか一項に記載の光ピックアップ。
8. 前記電極は、前記微小領域の位置毎に、前記レーザ光における偏光の位相差を、３６０度の整数倍だけ変化させるように、前記電圧を変化させることを特徴とする請求項７に記載の光ピックアップ。
9. 前記光機能素子の少なくとも一の領域は、前記波面の位相を変化させないことを特徴とする請求項１から８のうちのいずれか一項に記載の光ピックアップ。
10. 前記一の領域の形状及び位置は、前記レーザ光における回折光が照射される領域に基づいて、規定されることを特徴とする請求項９に記載の光ピックアップ。
11. 前記一の記録層からの前記レーザ光を、前記受光手段に導くための光路分岐手段を更に備えることを特徴とする請求項１から１０のうちのいずれか一項に記載の光ピックアップ。
12. 照射された前記レーザ光を、０次光、及び回折光に回折させる回折手段を更に備え、
    前記光学系は、回折された、前記０次光、及び前記回折光を、前記一の記録層に導き、
    前記光機能素子は、（i）前記０次光の一部における前記波面の位相を、前記０次光の全部の位置に基づいて、異ならせると共に、（ii）前記回折光の一部における前記波面の位相を、前記回折光の全部の位置に基づいて、異ならせ、
    前記受光手段は、前記回折光を少なくとも受光することを特徴とする請求項１から１１のうちのいずれか一項に記載の光ピックアップ。
13. 前記一の記録層からの前記０次光、及び前記回折光を、前記受光手段に導くための光路分岐手段を更に備え、
    前記光機能素子は、前記光路分岐手段から前記受光手段までの間の光路上に配置されることを特徴とする請求項１２に記載の光ピックアップ。
14. 前記回折光の次数は±1次であることを特徴とする請求項１２又は１３に記載の光ピックアップ。
15. 前記受光手段として、前記レーザ光の回折光を受光する、第１受光手段、及び第２受光手段、並びに、前記レーザ光の０次光を受光する第３受光手段を備えることを特徴とする請求項１から１４のうちいずれか一項に記載の光ピックアップ。
16. 前記レーザ光における０次光、及び回折光に基づいて、前記レーザ光を前記一の記録層に有される記録トラックに導くように前記光学系を制御する制御手段を更に備えることを特徴とする請求項１から１５のうちいずれか一項に記載の光ピックアップ。
17. 請求項１から１６のうちいずれか一項に記載の光ピックアップと、
    前記レーザ光を前記記録媒体に照射することで、前記データの記録又は再生を行う記録再生手段と
    を備えることを特徴とする情報機器。

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