JP2008027563A - 光ピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 光が集光されている１記録層とは異なる他の記録層からの回折による迷光を低減して、安定したサーボ信号を得ることのできる光ピックアップ装置を提供する。
【解決手段】 光を利用して記録媒体４７に情報を記録および／または記録媒体４７から情報を再生する光ピックアップ装置４０に備わるホログラム素子４３は、対物レンズ４５によって光が集光されている集光記録層４７ａとは異なる他の記録層４７ｂによって反射されて回折される回折光のうち少なくとも１次回折光を、フォーカス位置情報を検出するための第１および第２受光素子４６ａ，４６ｂおよびトラック位置情報を検出するための第３〜第８受光素子４６ｃ〜４６ｈに向けて回折しない第４および第５分割領域６３，６４を有する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、記録媒体に光を照射することによって情報を記録する処理および情報を再生する処理の少なくともいずれか一方の処理をする光ピックアップ装置に関する。

情報記録再生装置に用いられる記録媒体としては、７８０ｎｍ近傍の赤外の波長域の光によって記録再生されるコンパクトディスク（Compact Disk；略称：ＣＤ）、ＣＤの記録再生に用いられる光の波長よりも短い波長、具体的には６５０ｎｍ近傍の赤色の波長域の光によって記録再生されるデジタルバーサタイルディスク（Digital Versatile Disk；略称：ＤＶＤ）、４０５ｎｍ近傍の青紫色の波長域の光によって記録再生されるブルーレイディスク（Blu-ray Disc（登録商標））などがある。また、光を利用する記録媒体（以下「光記録媒体」という場合がある）には、１つの記録媒体に複数の記録層を形成し、多層構造とすることによって記録容量を増大したものが汎用化されている。

光記録媒体に対する情報の再生または記録は、再生専用の光記録媒体であれば記録層に形成される凹凸状のピット、また記録用の光記録媒体であれば記録層に形成されるランドおよびグルーブからなるトラックに、レーザ光を照射し、その反射光を受光素子で検出して、情報の再生または記録を行うとともにサーボ信号を検出してサーボ制御を行う。

しかし、多層構造の光記録媒体では、今まさに集光されている集光記録層によって反射される反射光だけでなく、集光記録層以外の記録層によって反射される反射光も発生する。集光記録層以外の記録層によって反射される反射光が迷光として、集光記録層による反射光とともに、受光素子に反射光を導く光分割手段であるホログラム素子に入射して回折され、さらに受光素子に入射すると、迷光がノイズとして作用するので、サーボ制御信号にノイズが重畳することになり、サーボ制御を安定して行うことができないという問題が生じる。

このような多層構造の光記録媒体における情報の記録または再生時に発生する迷光の問題を解決する光ピックアップ装置が提案されている（たとえば、特許文献１，２参照）。

図１５は、従来技術の光ピックアップ装置１の構成を簡略化して示す図である。図１６は、図１５に示す光ピックアップ装置１に備わるホログラム素子４および光検出手段７の構成を簡略化して示す図である。以下の光ピックアップ装置１に関する説明では、記録媒体８に形成されるトラックに対する接線方向であるタンジェンシャル方向をＸ軸方向と定義し、記録媒体８の半径方向であるラジアル方向をＹ軸方向と定義する。またＸ軸方向およびＹ軸方向に垂直な方向であり、光源２から出射される出射光の光軸１４に平行な方向をＺ軸方向と定義する。

光ピックアップ装置１は、光を出射する光源２と、回折格子３と、ホログラム素子４と、コリメートレンズ５と、集光手段である対物レンズ６と、複数の受光素子を有する光検出手段７とを含み、記録媒体８に情報を記録する処理および記録媒体８に記録されている情報を再生する処理の少なくともいずれか一方の処理をする。

光源２には、たとえば半導体レーザ素子が用いられる。回折格子３は、光源２から出射される出射光を、メインビーム１１と、第１および第２サブビーム１２，１３との少なくとも３つのビームに分割する。回折格子３は、周期的な凹凸が形成される構造を有し、出射光を回折させて複数のビームを生成する。メインビーム１１は記録媒体８に記録されている情報を取得するための主光束であり、サブビーム１２，１３はメインビーム１１の集光位置を制御するために用いられる副光束である。回折格子３によって分割された光は、ホログラム素子４を通過し、次いでコリメートレンズ５を通過して略平行光になり、対物レンズ６に導かれる。

対物レンズ６は、光源２から出射される光を、記録媒体８の情報を記録する記録層に集光させる。この対物レンズ６は、不図示のアクチュエータに支持されて出射光の光軸１４に平行な方向および垂直な方向にそれぞれ変位可能に設けられている。対物レンズ６は、出射光の光軸１４に平行な方向および垂直な方向への変位によって、出射光の記録媒体８に対する集光位置を変化させる。

メインビーム１１と第１および第２サブビーム１２，１３とは、対物レンズ６によって記録媒体８上に集光される。記録媒体８によって反射されたメインビーム１１と第１および第２サブビーム１２，１３とは、対物レンズ６を通過した後、コリメートレンズ５を通過して、ホログラム素子４に導かれる。

光分割手段であるホログラム素子４は、光検出手段７と対物レンズ６との間に設けられる。ホログラム素子４には、記録媒体８からの反射光を複数の光に分割するための複数の分割領域を有するホログラムパターンが形成される。

光ピックアップ装置１に備わるホログラム素子４のホログラムパターンは、Ｚ軸方向一方から見た外形が略円形に形成される。ホログラム素子４のホログラムパターンは、情報記録再生装置に装着されて情報の記録または再生状態にある記録媒体８の半径方向であるＹ軸方向に略平行であって中央部に半円形の曲線部分１６ａを有する第１分割線１６によって、第１分割領域２１と、残余の分割領域とに分割される。残余の分割領域は、記録媒体８に形成されるトラックに対する接線方向であるＸ軸方向に平行な第２分割線１７によって、さらに第２分割領域２２と第３分割領域２３とに分割される。

第１分割領域２１は、第１分割線１６の半円形の曲線部分１６ａにおいて第１分割線１６の両端を結ぶ仮想分割線１８よりも第２および第３分割領域２２，２３側に向かって突出する半円形の突出領域２４を有するように形成される。したがって、第２および第３分割領域２２，２３は、略１／４円の円環形状に形成される。

光検出手段７は、８個の受光素子７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ，７ｅ，７ｇ，７ｆ，７ｈを有する。各受光素子７ａ〜７ｈは、Ｚ軸方向一方から見た形状が略長方形であり、長手方向をＹ軸方向に平行にして配置される。光検出手段７では、受光素子７ｅ，７ｃ，７ｆ，７ａ，７ｂ，７ｇ，７ｄ，７ｈが、この順番でＸ軸方向に配列して設けられる。各受光素子７ａ〜７ｄでは、メインビーム１１の記録媒体８による反射光を受光し、各受光素子７ｅ〜７ｈでは、サブビーム１２，１３の記録媒体８による反射光を受光する。

メインビーム１１の記録媒体８による反射光がホログラム素子４に入射すると、第１分割領域２１による回折光は受光素子７ａと受光素子７ｂとの境界に落射し、第２分割領域２２による回折光は受光素子７ｄに落射し、第３分割領域２３による回折光は受光素子７ｃに落射する。また、サブビーム１２，１３の記録媒体８による反射光がホログラム素子４に入射すると、第１分割領域２１による回折光は、受光素子７ａと受光素子７ｂに落射することなく、受光素子７ａと受光素子７ｂとの両側であって受光素子が存在しない位置に落射し、第２分割領域２２による回折光は受光素子７ｇおよび受光素子７ｈに落射し、第３分割領域２３による回折光は受光素子７ｅおよび受光素子７ｆに落射する。

フォーカシングを行うためのサーボ制御信号であるフォーカスエラー信号（略称：ＦＥＳ）は、受光素子７ａと受光素子７ｂとによって検出される信号から生成する。トラッキングを行うためのサーボ制御信号であるトラッキングエラー信号（略称：ＴＥＳ）は、受光素子７ｃ〜７ｈによって検出される信号から生成する。

前述のＦＥＳおよびＴＥＳの生成は、今まさに対物レンズ６によって集光されている集光記録層からの反射光による信号生成を示すものである。記録媒体８が多層構造を有する場合、集光記録層以外の記録層からの反射光も発生する。

図１７は、記録層を２層有する記録媒体８における光の透過および反射の概要を説明するための図である。図１７では、煩雑さを避け、理解を容易にするためにメインビーム１１に関する透過と反射のみ図示し、さらに記録層の屈折率を空気と同一として図示する。２つの記録層を有する記録媒体８において、対物レンズ６に近い側に位置する記録層を第１記録層２５ａと呼び、対物レンズ６から遠い側に位置する記録層を第２記録層２５ｂと呼ぶ。また、第１記録層２５ａと第２記録層２５ｂとの間の距離（以下「記録層間距離」という場合がある）をｔｄとする。

対物レンズ６から出射されたメインビーム１１は、集光記録層である第１記録層２５ａで反射され、その直接反射光である０次回折光１１ａは、再び対物レンズ６およびコリメートレンズ５を通過し、さらにホログラム素子４で回折され、光検出手段７の各受光素子７ａ〜７ｄへ落射する。これは上記の場合と同様である。

しかし、メインビーム１１には、第１記録層２５ａを透過する成分もあり、第１記録層２５ａを透過した残りの光は、第２記録層２５ｂに入射し、第２記録層２５ｂ上のトラックによって反射されて０次回折光１１ｂおよび＋１次回折光１１ｃが生成される。以下の説明では、＋１次回折光１１ｃの符号「＋」は省いて示す。

第２記録層２５ｂによって生成される０次回折光１１ｂは、記録層間距離ｔｄの分だけ、第２記録層２５ｂから離れた位置に集光点があるかのように、対物レンズ６に向けて反射される。０次回折光１１ｂは、第２記録層２５ｂに入射するメインビーム１１の入射角度と同一角度で、対物レンズ６に向けて反射される。この０次回折光１１ｂは、第１記録層２５ａを透過して再び対物レンズ６およびコリメートレンズ５を通過し、第１記録層２５ａからの反射光よりも一層集光されてホログラム素子４に入射する。

図１８は、第２記録層２５ｂによる回折光がホログラム素子４および光検出手段７に入射する状態を説明するための図である。第２記録層２５ｂによる０次回折光１１ｂは、ホログラム素子４における第１分割領域２１の突出領域２４内に入射し、０次回折光スポット２６を形成する。光ピックアップ装置１のホログラム素子４では、落射した０次回折光スポット２６が、ＴＥＳ生成のための光を回折する第２および第３分割領域２２，２３にはみ出さないように、突出領域２４を第２および第３分割領域２２，２３と隔する半円形の曲線部分１６ａの半径を定めている。

このように、第２記録層２５ｂからの０次回折光１１ｂを突出領域２４に全て入射させることによって、０次回折光１１ｂがＴＥＳ生成用の受光素子７ｃ〜７ｈに向けて回折されることがなくなるので、０次回折光１１ｂが迷光として受光されることがなく、集光記録層である第１記録層２５ａとは異なる第２記録層２５ｂからの反射による迷光を除いたＴＥＳを取得することができる。

第１分割領域２１に含まれる突出領域２４に入射した０次回折光１１ｂは、第１分割領域２１で回折されてＦＥＳを生成するための受光素子７ａ，７ｂに迷光として落射するけれども、非常にぼけた落射スポット２７となり、また迷光として入射する光強度分布も拡散されて第１記録層２５ａからの反射光に対して充分小さい信号量であるとともに、ＦＥＳは受光素子７ａと受光素子７ｂとの差動を取るので、双方の受光素子７ａ，７ｂに入射する場合、打消し合ってノイズとして作用することが抑制される。

特開２００４−３０３２９６号公報 特開２００４−２８８２２７号公報

図１７に示すように、第１記録層２５ａを透過して第２記録層２５ｂで反射されて回折される光には、０次回折光１１ｂだけでなく、高次回折光である１次回折光１１ｃも存在する。ここで高次回折光とは、１次以上の高次の回折光をいう。

０次回折光１１ｂに比べて回折次数が高い１次回折光１１ｃは、図１８に示すように、ホログラム素子４上に、前記０次回折光スポット２６を間に挟み、Ｙ軸方向に並ぶ２つの第１および第２光スポット２８，２９として入射する。また第１光スポット２８は、ホログラム素子４上で第１分割領域２１と第２分割領域２２とに跨り第１分割線１６上に入射され、第２光スポット２９はホログラム素子４上で第１分割領域２１と第３分割領域２３とに跨り第１分割線１６上に入射される。第１および第２光スポット２８，２９は、ＴＥＳ生成のための光を回折する第２分割領域２２と第３分割領域２３とにそれぞれ入射するので、第２および第３分割領域２２，２３に入射した光は、それぞれ回折されてＴＥＳ検出用の受光素子７ｃ〜７ｈへと導かれる。

第２分割領域２２で回折された１次回折光は、大きく広がった第１落射スポット３０として受光素子７ｆ，７ｄ，７ｈに照射され、また第３分割領域２３で回折された１次回折光は、大きく広がった第２落射スポット３１として受光素子７ｅ，７ｃ，７ｇに照射される。受光素子７ｆ，７ｄ，７ｈおよび受光素子７ｅ，７ｃ，７ｇは、本来サブビーム１２，１３を受光するために設けられるものである。またサブビーム１２，１３の光強度は、メインビーム１１の光強度に対して１／１０程度と低いので、サブビーム１２，１３を受光する受光素子による検出出力に対する信号増幅度は、メインビーム１１を受光する受光素子による検出出力に対する信号増幅度よりも大きく設定されている。

したがって、迷光である第１および第２落射スポット３０，３１の検出信号も大きく増幅されるので、本来の第１記録層からの反射光に対して、第２記録層２５ｂで回折される１次回折光１１ｃである迷光が及ぼす影響が大きく、迷光によってＴＥＳに不要なノイズ成分およびオフセット成分などが生じ、トラックサーボ特性が悪化するという問題がある。

すなわち、特許文献１で提案される光ピックアップ装置１では、集光記録層以外の記録層による単純な反射光である０次回折光の影響を排除することができるけれども、集光記録層以外の記録層による高次回折光の影響を排除することができないという問題がある。

本発明の目的は、光が集光されている１記録層とは異なる他の記録層からの回折による迷光を低減して、安定したサーボ信号を得ることのできる光ピックアップ装置を提供することである。

本発明は、情報を記録する記録層を複数層有する記録媒体に光を照射することによって、記録媒体に情報を記録および／または記録媒体から情報を再生する光ピックアップ装置において、
光を出射する光源と、
光源から出射される光を記録媒体の１つの記録層に集光させる集光手段であって、出射光の光軸に垂直な方向への変位によって出射光の記録媒体に対する集光位置を変化させる集光手段と、
記録媒体によって反射される反射光を受光する複数の受光素子を有する光検出手段と、
光検出手段と集光手段との間に設けられ、記録媒体からの反射光を複数の受光素子に向けて回折するための複数の分割領域を有する光分割手段とを含み、
光分割手段は、
集光手段によって光が集光されている１記録層とは異なる他の記録層によって反射されて回折される回折光のうち少なくとも１次回折光を、出射光の光軸に垂直な方向に関する出射光の記録媒体に対する集光位置の情報であるトラック位置情報を検出するための受光素子に向けて回折しない分割領域を有することを特徴とする光ピックアップ装置である。

また本発明は、光分割手段は、
集光手段によって光が集光されている１記録層とは異なる他の記録層によって反射されて回折される回折光のうち０次回折光を、トラック位置情報を検出するための受光素子に向けて回折しない分割領域をさらに有することを特徴とする。

また本発明は、光分割手段は、
集光手段によって光が集光されている１記録層とは異なる他の記録層によって反射されて回折される回折光のうち０次回折光が入射して形成される光スポットであって、集光手段の出射光の光軸に垂直な方向への変位に応じて、出射光の光軸に垂直な方向における位置が変動する光スポットを、その位置にかかわらず包含することができる分割領域を有することを特徴とする。

また本発明は、光分割手段は、
集光手段によって光が集光されている１記録層とは異なる他の記録層によって反射されて回折される回折光のうち少なくとも１次回折光が入射する分割領域を有することを特徴とする。

また本発明は、光分割手段は、
集光手段によって光が集光されている１記録層とは異なる他の記録層によって反射されて回折される回折光のうち、０次回折光が入射する分割領域と、高次回折光が入射する分割領域とが異なるように形成されることを特徴とする。

また本発明は、光分割手段の高次回折光が入射する分割領域は、高次回折光を回折することなく透過させることを特徴とする。

また本発明は、光分割手段の高次回折光が入射する分割領域は、高次回折光を少なくともトラック位置情報を検出するための受光素子が存在しない位置に向けて回折することを特徴とする。

また本発明は、光分割手段は、
集光手段によって光が集光されている１記録層とは異なる他の記録層によって反射されて回折される回折光のうち、０次回折光が入射する分割領域と、高次回折光が入射する分割領域とが同じになるように形成されることを特徴とする。

また本発明は、光検出手段は、出射光の光軸に平行な方向に関する出射光の記録媒体に対する集光位置の情報であるフォーカス位置情報を検出するための受光素子およびトラック位置情報を検出するための受光素子以外の情報検出用受光素子をさらに含み、
光分割手段は、
集光手段によって光が集光されている１記録層とは異なる他の記録層によって反射されて回折される回折光のうちの高次回折光を、情報検出用受光素子に向けて回折することを特徴とする。

また本発明は、光源から出射される光を少なくともメインビームと２つのサブビームとに分ける回折素子をさらに含み、
光分割手段は、
集光手段によって光が集光されている１記録層とは異なる他の記録層によって反射されて回折されるメインビームおよびサブビームの０次回折光と高次回折光とを、トラック位置情報を検出するための受光素子に向けて回折しない分割領域を有することを特徴とする。

また本発明は、光源から出射される光を少なくともメインビームと２つのサブビームとに分ける回折素子をさらに含み、
光分割手段は、
集光手段によって光が集光されている１記録層とは異なる他の記録層によって反射されて回折されるメインビームおよびサブビームの０次回折光と、メインビームの高次回折光とを、トラック位置情報を検出するための受光素子に向けて回折しない分割領域を有することを特徴とする。

また本発明は、集光手段は、集光手段の光学軸と光源からの出射光の光軸とが同軸になる中立位置を含む可動範囲内で、出射光の光軸に垂直な方向に変位可能に設けられ、
光分割手段は、トラック位置情報の取得に用いるための光を分割するトラッキング用分割部、および出射光の光軸に平行な方向に関する出射光の記録媒体に対する集光位置の情報であるフォーカス位置情報の取得に用いるための光を分割するフォーカス用分割部を有し、
トラッキング用分割部は、
前記１次回折光を、トラック位置情報を検出するための受光素子に向けて回折しない分割領域を挟んで、その両側に形成されることを特徴とする。

また本発明は、トラッキング用分割部は、
前記１次回折光を、トラック位置情報を検出するための受光素子に向けて回折しない分割領域を挟んで、集光手段が中立位置にある状態で光分割手段に入射される反射光の光軸を通り光分割手段上で記録媒体のラジアル方向に対して平行な一仮想直線の両側に形成されることを特徴とする。

また本発明は、フォーカス用分割部は、
集光手段が中立位置にある状態で光分割手段に入射される反射光の光軸を含むように形成されることを特徴とする。

また本発明は、光分割手段は、
一仮想直線上に形成される分割部であって、入射する光を、トラック位置情報の取得に用いるための光を受光する受光素子およびフォーカス位置情報の取得に用いるための光を受光する受光素子のいずれに向けても回折しない分割部を有することを特徴とする。

また本発明は、光分割手段は、
一仮想直線上に形成される分割部であって、入射する光を、フォーカス位置情報の取得に用いるための光を受光する受光素子に向けて回折する分割部を有することを特徴とする。

また本発明は、光源から出射される光を少なくともメインビームと２つのサブビームとに分ける回折素子をさらに含み、
光分割手段は、
集光手段によって光が集光されている１記録層とは異なる他の記録層によって反射されて回折されるメインビームの高次回折光を、光分割手段の一仮想直線上に形成される分割部であって、トラック位置情報の取得に用いるための光を受光する受光素子およびフォーカス位置情報の取得に用いるための光を受光する受光素子のいずれに向けても回折しない分割部へ入射させることを特徴とする。

また本発明は、光源から出射される光を少なくともメインビームと２つのサブビームとに分ける回折素子をさらに含み、
光分割手段は、
集光手段によって光が集光されている１記録層とは異なる他の記録層によって反射されて回折されるメインビームおよびサブビームの高次回折光を、光分割手段の一仮想直線上に形成される分割部であって、トラック位置情報の取得に用いるための光を受光する受光素子およびフォーカス位置情報の取得に用いるための光を受光する受光素子のいずれに向けても回折しない分割部へ入射させることを特徴とする。

また本発明は、光分割手段は、入射する光の偏光方向に応じて回折効率が異なることを特徴とする。

本発明によれば、光ピックアップ装置に備わる光分割手段は、集光手段によって光が集光されている１記録層（以下「集光記録層」という場合がある）とは異なる他の記録層によって反射されて回折される回折光のうち少なくとも１次回折光を、トラック位置情報を検出するための受光素子に向けて回折しない分割領域を有する。これによって、複数の記録層を有する記録媒体において、集光記録層とは異なる記録層からの回折光のうち、少なくとも１次回折光が、トラック位置情報を検出するための受光素子、換言すればトラッキングエラー信号（以下「ＴＥＳ」という）生成用受光素子に落射しないようにして、ＴＥＳに迷光ノイズが入ることを防止することができる。これによって安定してＴＥＳを生成できる。

また本発明によれば、光ピックアップ装置に備わる光分割手段は、集光手段によって光が集光されている集光記録層とは異なる他の記録層によって反射されて回折される回折光のうち０次回折光を、トラック位置情報を検出するための受光素子に向けて回折しない分割領域を有する。これによって、複数の記録層を有する記録媒体において、集光記録層とは異なる記録層からの回折光のうち０次回折光が、ＴＥＳ生成用受光素子に落射しないようにして、ＴＥＳに迷光ノイズが入ることを防止することができる。これによって安定してＴＥＳを生成できる。

また本発明によれば、光分割手段は、集光記録層とは異なる他の記録層によって反射されて回折される回折光のうち０次回折光が入射して形成される光スポットであって、集光手段の出射光の光軸に垂直な方向への変位に応じて、出射光の光軸に垂直な方向における位置が変動する光スポットを、その位置にかかわらず包含することができる分割領域を有する。このように、記録媒体の回転中心と記録媒体のトラック中心との偏心によって対物レンズが、記録媒体の半径方向であるラジアル方向に変位するときの変位量が多い場合であっても、集光記録層とは異なる他の記録層からの０次回折光および１次回折光の双方が、ＴＥＳ生成用受光素子に落射しないようにして、ＴＥＳに迷光ノイズが入ることを防止できるように構成されるので、安定してＴＥＳを生成できる。

また本発明によれば、光分割手段は、集光記録層とは異なる他の記録層によって反射されて回折される回折光のうち少なくとも１次回折光が入射する分割領域を有するので、集光記録層とは異なる記録層からの０次回折光および１次回折光の双方が、ＴＥＳ生成用受光素子に落射しないようにして、ＴＥＳに迷光ノイズが入ることを防止することができる。これによって安定してＴＥＳを生成できる。

また本発明によれば、光分割手段は、集光記録層とは異なる他の記録層によって反射されて回折される回折光のうち、０次回折光が入射する分割領域と、高次回折光が入射する分割領域とが異なるように形成されるので、集光記録層とは異なる他の記録層からの高次回折光のみを、フォーカスエラー信号（以下「ＦＥＳ」という）およびＴＥＳを生成する受光素子が存在しない位置へ分離して落射させることができ、安定してＴＥＳを生成できる。

また本発明によれば、光分割手段の高次回折光が入射する分割領域は、高次回折光を回折することなく透過させるので、安定してＴＥＳを生成できる。

また本発明によれば、光分割手段の高次回折光が入射する分割領域は、高次回折光を少なくともトラック位置情報を検出するための受光素子、換言すればＴＥＳ生成用受光素子が存在しない位置に向けて回折するので、安定してＴＥＳを生成できる。

また本発明によれば、光分割手段は、集光記録層とは異なる他の記録層によって反射されて回折される回折光のうち、０次回折光が入射する分割領域と、高次回折光が入射する分割領域とが同じになるように形成される。したがって、０次回折光と高次回折光とが入射する分割領域によって回折されて落射される位置を、ＦＥＳおよびＴＥＳを生成する受光素子が存在しない位置とすることによって、安定してＦＥＳおよびＴＥＳを生成できる。

また本発明によれば、光検出手段には、フォーカス位置情報を検出するための受光素子およびトラック位置情報を検出するための受光素子以外の情報検出用受光素子が含まれ、光分割手段は、集光記録層とは異なる他の記録層によって反射されて回折される回折光のうちの高次回折光を、情報検出用受光素子に向けて回折するので、情報検出用受光素子で検出される信号を情報再生信号であるＲＦ信号に使用し、ＲＦ信号の精度の低下を防ぐことができる。

また本発明によれば、光分割手段は、集光記録層とは異なる他の記録層によって反射されて回折されるメインビームおよびサブビームの０次回折光と高次回折光とを、トラック位置情報を検出するための受光素子に向けて回折しない分割領域を有するので、前記０次回折光および高次回折光を、ＴＥＳ生成のための受光素子へ入射させないようにすることができ、安定してＴＥＳを生成できる。

また本発明によれば、光分割手段は、集光記録層とは異なる他の記録層によって反射されて回折されるメインビームおよびサブビームの０次回折光と、メインビームの高次回折光とを、トラック位置情報を検出するための受光素子に向けて回折しない分割領域を有するので、集光記録層からの反射光によるＴＥＳおよびＲＦ信号のＳ／Ｎの低下を抑えることができる。

また本発明によれば、集光手段は、集光手段の光学軸と光源からの出射光の光軸とが同軸になる中立位置を含む可動範囲内で、出射光の光軸に垂直な方向に変位可能に設けられる。光分割手段は、トラック位置情報の取得に用いるための光を分割するトラッキング用分割部と、出射光の光軸に平行な方向に関する出射光の記録媒体に対する集光位置の情報であるフォーカス位置情報の取得に用いるための光を分割するフォーカス用分割部とを有する。

光分割手段には、トラッキング用分割部が、集光記録層とは異なる他の記録層によって反射されて回折される回折光のうちの１次回折光を、トラック位置情報を検出するための受光素子に向けて回折しない分割領域を挟んで、その両側に形成されるので、ＴＥＳ強度、特にサブビームの光強度を増加させ、ＴＥＳ特性を向上させることができる。

また本発明によれば、光分割手段には、トラッキング用分割部が、集光記録層とは異なる他の記録層によって反射されて回折される回折光のうちの１次回折光を、トラック位置情報を検出するための受光素子に向けて回折しない分割領域を挟んで、集光手段が中立位置にある状態で光分割手段に入射される反射光の光軸を通り光分割手段上で記録媒体のラジアル方向に対して平行な一仮想直線の両側に形成されるので、ＴＥＳ強度、特にサブビームの光強度を増加させ、ＴＥＳ特性を向上させることができる。

また本発明によれば、フォーカス用分割部は、集光手段が中立位置にある状態で光分割手段に入射される反射光の光軸を含むように形成されるので、集光記録層とは異なる他の記録層によって反射されて回折される０次回折光を、フォーカス用分割部へ入射させることができる。これによってＴＥＳに、前記０次回折光による迷光ノイズが入ることを防止することができ、安定してＴＥＳを生成できる。

また本発明によれば、光分割手段は、一仮想直線上に形成される分割部であって、入射する光を、トラック位置情報の取得に用いるための光を受光する受光素子およびフォーカス位置情報の取得に用いるための光を受光する受光素子のいずれに向けても回折しない分割部を有する。これによって、集光記録層とは異なる他の記録層からの反射光に起因するいわゆる迷光が、ＴＥＳおよびＦＥＳ生成用受光素子に落射しないようにして、ＴＥＳおよびＦＥＳに迷光ノイズが入ることを防止することができ、安定してＴＥＳおよびＦＥＳを生成できる。

また本発明によれば、光分割手段が、一仮想直線上に形成される分割部であって、入射する光を、フォーカス位置情報の取得に用いるための光を受光する受光素子（以下「フォーカス位置情報取得用の受光素子」という場合がある）に向けて回折する分割部を有する。これによって、集光記録層とは異なる他の記録層によって反射されて回折される光が、一仮想直線上に形成される分割部に入射した場合であっても、その光をフォーカス位置情報取得用の受光素子へ落射させ、トラック位置情報の取得に用いるための光を受光する受光素子へ落射させることがないので、ＴＥＳに迷光ノイズが入ることを防止することができ、安定してＴＥＳを生成できる。

また本発明によれば、光分割手段は、集光記録層とは異なる他の記録層によって反射されて回折されるメインビームの高次回折光を、トラック位置情報の取得に用いるための光を受光する受光素子およびフォーカス位置情報の取得に用いるための光を受光する受光素子のいずれに向けても回折しない分割部へ入射させる。これによって、集光記録層とは異なる他の記録層からの反射光に起因するいわゆる迷光が、ＴＥＳおよびＦＥＳ生成用受光素子に落射しないようにして、ＴＥＳおよびＦＥＳに迷光ノイズが入ることを防止することができ、安定してＴＥＳおよびＦＥＳを生成できる。

また本発明によれば、光分割手段は、集光記録層とは異なる他の記録層によって反射されて回折されるメインビームおよびサブビームの高次回折光を、トラック位置情報の取得に用いるための光を受光する受光素子およびフォーカス位置情報の取得に用いるための光を受光する受光素子のいずれに向けても回折しない分割部へ入射させる。これによって、集光記録層とは異なる他の記録層からの反射光に起因するいわゆる迷光が、ＴＥＳおよびＦＥＳ生成用受光素子に落射しないようにして、ＴＥＳおよびＦＥＳに迷光ノイズが入ることを防止することができ、安定してＴＥＳおよびＦＥＳを生成できる。

また本発明によれば、光分割手段は、入射する光の偏光方向に応じて回折効率が異なるように構成されるので、光源からの出射光に対してはほぼ１００％透過させ、記録媒体によって反射された反射光の偏光方向を偏光板などで変えることによって、反射光のみを回折させることが可能になる。これによって光の利用効率を向上することができる。

以下に、本発明を実施するための複数の形態について説明する。各形態において、先行する形態で説明している事項に対応する部分については同一の参照符を付し、重複する説明を省略する場合がある。構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分は、先行して説明している形態と同様とする。

図１は、本発明の実施の第１形態である光ピックアップ装置４０の構成を簡略化して示す図である。図２は、光ピックアップ装置４０に備わるホログラム素子４３および光検出手段４６の構成を示す図である。以下の実施の形態において、光ディスク状記録媒体（以下、単に「記録媒体」という）４７に形成されるトラックに対する接線方向であるタンジェンシャル方向をＸ軸方向と定義し、記録媒体４７の半径方向であるラジアル方向をＹ軸方向と定義する。記録媒体４７の半径方向とは、光ピックアップ装置４０から出射される光の光軸と記録媒体４７の記録面との交点と記録媒体４７の中心とを結ぶ一半径線に沿う方向をいう。またラジアル方向は、記録媒体４７の記録面内においてタンジェンシャル方向に垂直である。またＸ軸方向およびＹ軸方向に垂直な方向であり、光源４１から出射される出射光の光軸５４に平行な方向をＺ軸方向と定義する。Ｘ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向は、互いに直交する３次元の直交座標系を構成する。

光ピックアップ装置４０は、コンパクトディスク（Compact Disk；略称：ＣＤ）およびデジタルバーサタイルディスク（Digital Versatile Disk；略称：ＤＶＤ）などの記録媒体４７に対して光を照射することによって、記録媒体４７に記録されている情報を再生する処理および記録媒体４７に情報を記録する処理の少なくともいずれか一方の処理をする。

光ピックアップ装置４０は、光を出射する光源４１と、回折格子４２と、ホログラム素子４３と、コリメートレンズ４４と、対物レンズ４５と、複数の受光素子を有する光検出手段４６とを含んで構成される。光源４１は、半導体レーザ素子によって実現される。回折素子である回折格子４２は、光源４１から出射される出射光を、メインビーム５１と、第１および第２サブビーム５２，５３との少なくとも３つのビームに分割する。回折格子４２は、周期的な凹凸が形成される構造を有し、出射光を回折させて複数のビームを生成する。メインビーム５１は、記録媒体４７に記録されている情報を取得するための主光束であり、第１および第２サブビーム５２，５３は、メインビーム５１の集光位置を制御するために用いられる副光束である。回折格子４２によって分割された光は、ホログラム素子４３を通過し、次いでコリメートレンズ４４を通過して略平行光になり、対物レンズ４５に導かれる。

集光手段である対物レンズ４５は、光源４１から出射される光を、記録媒体４７の情報を記録する記録層に集光させる。この対物レンズ４５は、不図示のアクチュエータに支持され、出射光の光軸５４に平行であり、記録媒体４７の記録層に対して垂直な方向であるフォーカス方向、および出射光の光軸５４に垂直なラジアル方向にそれぞれ変位可能に設けられている。対物レンズ４５は、前記フォーカス方向およびラジアル方向への変位によって、出射光の記録媒体４７に対する集光位置を変化させる。

メインビーム５１と第１および第２サブビーム５２，５３とは、対物レンズ４５によって記録媒体４７上に集光される。記録媒体４７によって反射されたメインビーム５１と第１および第２サブビーム５２，５３とは、対物レンズ４５を通過した後、コリメートレンズ４４を通過して、ホログラム素子４３に導かれる。

光分割手段であるホログラム素子４３は、光検出手段４６と対物レンズ４５との間の光経路上に設けられる。ホログラム素子４３には、記録媒体４７からの反射光を複数の光に分割するための複数の分割領域を有するホログラムパターンが形成される。

ホログラム素子４３のホログラムパターンは、Ｚ軸方向一方から見た外形が略円形に形成される。ホログラム素子４３のホログラムパターンは、記録媒体４７の半径方向であるＹ軸方向に略平行であって中央部に半円形の曲線部分５５ａを有する第１分割線５５によって、第１分割領域６０と、残余の分割領域とに分割される。第１分割領域６０は、第１分割線５５の半円形の曲線部分５５ａにおいて第１分割線５５の両端を結ぶ仮想分割線５６よりも前記残余の分割領域側に向かって突出する半円形の突出領域６５を有するように形成される。

前記残余の分割領域は、Ｙ軸方向に平行で、かつ第１分割線５５の直線部分からＸ軸方向に間隔Ｇ１をあけて設けられる第２分割線５７ａ，５７ｂによって、Ｙ軸方向に並んで配列される２個の分割領域である第４分割領域６３と第５分割領域６４と、さらなる残余の分割領域とに分割される。第２分割線５７ａ，５７ｂは、突出領域６５を形成する第１分割線５５の曲線部分５５ａに掛かるようにして、２本に分かれて形成される。

前記さらなる残余の分割領域は、Ｘ軸方向に平行な第３分割線５８によって、さらに第２分割領域６１と第３分割領域６２とに分割される。したがって、ホログラム素子４３は、５つの分割領域、具体的には第１〜第５分割領域６０〜６４を有するように形成される。ホログラム素子４３の各分割領域６０〜６４は、光を回折させる方向が異なるので、ホログラムパターンを形成する凹凸の向き、形状、ピッチが異なる。

まず、対物レンズ４５によって光が集光されている１記録層（以下「集光記録層」という場合がある）からの反射光に対するホログラム素子４３の回折動作について説明する。集光記録層で反射されてホログラム素子４３に入射するメインビーム５１は、第１分割領域６０によって第１受光素子４６ａと第２受光素子４６ｂとの境界に向けて回折されて第１落射点６６に落射され、第２分割領域６１によって第４受光素子４６ｄに向けて回折されて第２落射点６７に落射され、第３分割領域６２によって第３受光素子４６ｃに向けて回折されて第３落射点６８に落射され、第４および第５分割領域６３，６４によって受光素子が存在しない位置である第４落射点６９に落射される。

集光記録層で反射されてホログラム素子４３に入射する第１および第２サブビーム５２，５３は、第１分割領域６０によって回折され、第１受光素子４６ａと第２受光素子４６ｂとの両側であって受光素子が存在しない位置に落射され、第２分割領域６１によって第６受光素子４６ｆおよび第８受光素子４６ｈに向けて回折されて落射され、第３分割領域６２によって第５受光素子４６ｅおよび第７受光素子４６ｇに向けて回折されて落射され、第４および第５分割領域６３，６４によってメインビーム５１と同様に受光素子が存在しない位置である第４落射点６９近傍に照射される。

次に、集光記録層からの反射光に基づく、たとえば光ピックアップ装置４０の情報再生動作について説明する。光源４１は、たとえばＤＶＤの再生に用いられ、波長が６５０ｎｍの赤色光を出射する。光源４１から出射された出射光は、回折格子４２を通過することによって、メインビーム５１と第１および第２サブビーム５２，５３とに分かれる。以下の説明において、メインビーム５１および第１および第２サブビーム５２，５３を、単に「光」という場合がある。回折格子４２で回折された光は、ホログラム素子４３を通過してコリメートレンズ４４に入射する。コリメートレンズ４４に入射した光は略平行光となり、対物レンズ４５を通過して記録媒体４７の１つの記録層に集光される。このとき、メインビーム５１は主トラックに集光され、第１および第２サブビーム５２，５３は副トラックに集光される。

記録媒体４７における集光記録層の主トラックおよび副トラックによって反射された反射光は、再度、対物レンズ４５、コリメートレンズ４４を通過して、ホログラム素子４３に入射し、前述のように各分割領域６０〜６４で回折され、受光素子上へまたは受光素子が存在しない位置へ落射される。受光素子に落射した反射光から信号情報が読取られる。

本実施の形態では、集光記録層からの反射光が入射する各受光素子４６ａ〜４６ｈから得られる光信号に基づいて、不図示の信号生成部によって、フォーカスエラー信号（略称：ＦＥＳ）、トラッキングエラー信号（略称：ＴＥＳ）および情報再生（略称：ＲＦ）信号が生成される。信号生成部のうちサーボ信号生成部によって、ＦＥＳおよびＴＥＳが生成される。これらのサーボ信号によって、不図示のサーボ信号処理部が、フォーカスサーボ制御およびトラックサーボ制御を行い、記録媒体４７の集光記録層における所定のトラックに対して、対物レンズ４５による集光点が追従するように、アクチュエータに搭載される対物レンズ４５のフォーカス方向およびトラック方向の位置制御が行われる。

第１受光素子４６ａによって検出される信号をＳａとし、第２受光素子４６ｂによって検出される信号をＳｂとすると、ＦＥＳは式（１）によって与えられる。
ＦＥＳ＝Ｓａ−Ｓｂ …（１）

式（１）は、ホログラム素子４３において、曲線部分５５ａを含む第１分割線５５を境界としたナイフエッジを利用して、ナイフエッジ法によってフォーカスサーボ制御を行うことを意味する。ただし、第１分割領域６０は、半円状に突出する突出領域６５を有するので、突出領域６５が突出していない場合と比較して、ＦＥＳの振幅は小さくなり、また正成分と負成分とのアンバランスが生じる。さらに、第１分割線５５がＸ軸方向にシフトすると、ＦＥＳの信号振幅および正負成分のバランスが悪化する。

したがって、本実施の形態のホログラム素子４３では、ＦＥＳの振幅の縮小およびアンバランスを防ぐため、第１分割線５５が、ホログラム素子４３に入射する反射光スポット７０の光軸７１を通りＹ軸方向に延びる軸線α上に位置するように設定する。

ＴＥＳの検出に位相差（Differential Phase Detection；略称：ＤＰＤ）法を用いる場合、第３受光素子４６ｃによって検出される信号をＳｃとし、第４受光素子４６ｄによって検出される信号をＳｄとすると、ＴＥＳは式（２）によって与えられる。これは、記録媒体４７の記録層に形成されたピットで回折された±１次のピット回折光が反射光スポット７０上に重畳され、干渉して明暗のパターンである＋１次のピット回折光７０ａおよび−１次のピット回折光７０ｂを形成することを利用している。

すなわち、レーザ光がピットの中心に一致する場合、±１次のピット回折光７０ａ，７０ｂは、ホログラム素子４３において、前記光軸７１に関して互いに対称な位置に入射するので、ＴＥＳ検出用受光素子から出力される信号の位相差は０となる。これに対して、レーザ光がピットの中心からずれている場合、＋１次のピット回折光７０ａとピットで反射された０次回折光である反射光スポット７０との干渉の度合いと、−１次のピット回折光７０ｂと前記反射光スポット７０との干渉の度合いとが異なるため、ＴＥＳ検出用受光素子から出力される信号に位相差が生じる。その結果、第３受光素子４６ｃおよび第４受光素子４６ｄによって検出されるメインビーム５１の位相差から、レーザ光がラジアル方向であるＹ軸方向に信号ピットからどの程度ずれているかを表すＴＥＳが得られることを意味する。
ＴＥＳ（ＤＰＤ）＝Ｓｃ−Ｓｄ …（２）

ＴＥＳの検出に差動プッシュプル（Differential Push Pull；略称：ＤＰＰ）法を用いる場合、第３〜第８受光素子４６ｃ〜４６ｈによって検出される信号をそれぞれＳｃ，Ｓｄ，Ｓｅ，Ｓｆ，Ｓｇ，Ｓｈとすると、ＴＥＳは式（３）によって与えられる。
ＴＥＳ（ＤＰＰ）＝（Ｓｃ−Ｓｄ）−ｋ×｛（Ｓｅ−Ｓｆ）＋（Ｓｇ−Ｓｈ）｝
…（３）

式（３）の第１項の（Ｓｃ−Ｓｄ）は、メインビーム５１のプッシュプル信号であり、第２項の（Ｓｅ−Ｓｆ）および（Ｓｇ−Ｓｈ）は、第１および第２サブビーム５２，５３のプッシュプル信号である。ｋは、メインビーム５１と第１および第２サブビーム５２，５３との光強度比であり、回折格子４２の凹凸の深さで決めることができる。また、ＤＰＰ法を用いる場合、メインビーム５１から得られるプッシュプル信号に対して、第１および第２サブビーム５２，５３から得られるプッシュプル信号の位相が、１８０度ずれている必要があるので、たとえば記録媒体４７の主トラックとなるランドに集光されているメインビーム５１に対して、第１および第２サブビーム５２，５３はその隣接トラックとなるグルーブに集光するように、回折格子４２の凹凸のピッチが定められる。

式（１）によって得られるＦＥＳに基づいてフォーカスサーボ制御を行い、式（２）または式（３）によって得られるＴＥＳに基づいてトラックサーボ制御を行う。これによって記録媒体４７の所定のトラックに、光源４１から出射された光を集光させることができる。

情報再生信号であるＲＦ信号は、第１〜第４受光素子４６ａ〜４６ｄによって検出される信号Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｃ，Ｓｄから、式（４）によって与えられる。
ＲＦ＝Ｓａ＋Ｓｂ＋Ｓｃ＋Ｓｄ …（４）

次に、集光記録層とは異なる他の記録層によって回折される０次回折光と高次回折光とに対するホログラム素子４３の回折動作について説明する。以下の説明では、高次回折光のうち、０次回折光に比べて回折次数が高い１次回折光についてのみ説明する。

図３は、対物レンズ４５側にある集光記録層とは異なる他の記録層からの回折光がホログラム素子４３に入射して回折される概要を説明するための図である。集光記録層（以下「第１記録層」という場合がある）とは異なる他の記録層（以下「第２記録層」という場合がある）で回折された０次回折光は、ホログラム素子４３における第１記録層からの反射光の光軸７１付近であって、第１分割領域６０の突出領域６５に含まれる位置に入射して、メインビーム５１の０次回折光スポット７５となる。このとき、メインビーム５１の０次回折光だけではなく、図示していない第１および第２サブビーム５２，５３の０次回折光をも第１分割領域６０の突出領域６５に落射するように、突出領域６５を形成する第１分割線５５の半円形の曲線部分５５ａの半径を定めることによって、第２記録層で回折された０次回折光は、第１分割領域６０で第１および第２受光素子４６ａ，４６ｂに向けて回折される。このように第２記録層で回折された０次回折光は、ＴＥＳを生成するための第３〜第８受光素子４６ｃ〜４６ｈに迷光として落射しないので、ＴＥＳに、０次回折光によるノイズが含まれないようにすることができる。

また、第１分割領域６０の突出領域６５の大きさは、以下の点を考慮して定められる。第１記録層と第２記録層との間の屈折率をｎｄとし、記録層間の厚み寸法をｔｄとすると、屈折率ｎｄが最大でかつ厚み寸法ｔｄが最小となるとき、第２記録層による０次回折光スポット７５が最も大きくなるので、この最も大きくなる０次回折光スポット７５をも包含できるように、第１分割領域６０の突出領域６５の大きさ、すなわち第１分割線５５の曲線部分５５ａの半径が定められる。

また、対物レンズ４５のＹ軸方向への変位に応じて、Ｙ軸方向における位置が変動する０次回折光スポット７５を、その変動位置にかかわらず包含することができるように、第１分割線５５の曲線部分５５ａの半径が定められる。突出領域６５の大きさは、第１分割線５５の曲線部分５５ａの半径を変化させることに限定されるものではなく、Ｙ軸方向における位置が変動する０次回折光スポット７５を包含することができるように、突出領域６５の形状をＹ軸方向に延びる半楕円形状としてもよい。

さらに、突出領域６５の形状は、半円形、半楕円形に限定されるものではなく、第２記録層で回折された０次回折光スポット７５が、第１分割領域６０からはみ出さないようにして、第３〜第８受光素子４６ｃ〜４６ｈのいずれかに落射しないような形状寸法であればよく、もしくは一部が第３〜第８受光素子４６ｃ〜４６ｈに落射するような場合であっても、その落射による受光量が、第１記録層の反射光による受光量に比べて充分小さければ、前述の形状に限定されることはない。

第２記録層で回折された０次回折光は、ＦＥＳを生成するための第１および第２受光素子４６ａ，４６ｂに迷光として落射するけれども、非常にぼけた落射スポット７７となり、迷光として入射する光強度分布が拡散されるとともに、第１記録層からの反射光に対して光量が充分に小さく、またＦＥＳは、第１受光素子４６ａと第２受光素子４６ｂとの差動を取るので、双方に照射される場合は、打消し合ってノイズとなりにくい。

次に、第２記録層で回折されたメインビーム５１の１次回折光は、ホログラム素子４３上に、メインビーム５１の０次回折光スポット７５を間に挟み、Ｙ軸方向に並ぶ１次回折光の第１光スポット７６および１次回折光の第２光スポット７７として入射する。１次回折光の第１光スポット７６は、ホログラム素子４３上で第１分割領域６０と第４分割領域６３とに跨り、軸線αにも一致する直線である第１分割線５５上に入射する。１次回折光の第２光スポット７７は、ホログラム素子４３上で第１分割領域６０と第５分割領域６４とに跨り、軸線αにも一致する直線である第１分割線５５上に入射する。

第２記録層で回折された１次回折光が入射するホログラム素子４３の第４および第５分割領域６３，６４は、出射光の光軸５４に平行な方向に関する出射光の記録媒体４７に対する集光位置の情報であるフォーカス位置情報を検出するための第１および第２受光素子４６ａ，４６ｂ、および出射光の光軸５４に垂直な方向に関する出射光の記録媒体４７に対する集光位置の情報であるトラック位置情報を検出するための第３〜第８受光素子４６ｃ〜４６ｈに向けて回折しない分割領域である。

第４および第５分割領域６３，６４は、第２記録層によるメインビーム５１および第１および第２サブビーム５２，５３のいずれの図示しない１次回折光をも、受光素子が存在しない位置に向けて回折し、１次回折光落射スポット７９を形成する。第２記録層で回折された１次回折光のうち、第１分割領域６０に入射したメインビーム５１の１次回折光は、第１および第２受光素子４６ａ，４６ｂに向けて回折され、第１および第２サブビーム５２，５３の１次回折光は、第１受光素子４６ａと第２受光素子４６ｂとの両側であって受光素子が存在しない位置に向けて回折される。

このように、光ピックアップ装置４０のホログラム素子４３は、第２記録層で回折されるメインビーム５１ならびに第１および第２サブビーム５２，５３の１次回折光を、ＴＥＳを生成するための第３〜第８受光素子４６ｃ〜４６ｈに向けて回折することがない第４および第５分割領域６３，６４を有するように形成される。したがって、第２記録層で回折された１次回折光が、ＴＥＳを生成するための第３〜第８受光素子４６ｃ〜４６ｈに迷光として落射しないので、ＴＥＳに、第２記録層で回折された１次回折光によるノイズが含まれないようにすることができ、安定してＴＥＳを生成することが可能になる。

次に、第４および第５分割領域６３，６４の大きさについて説明する。第１分割線５５の直線部分と第２分割線５７ａ，５７ｂとの間隔、換言すれば軸線αと第２分割線５７ａ，５７ｂとの間隔Ｇ１は、大きくし過ぎると、第１記録層からの反射光の光量も減少し、ＴＥＳおよびＲＦ信号の振幅も減少してしまうので、その大きさにはある程度の制約がある。

しかし、軸線αにも一致する直線である第１分割線５５に跨って落射する光であって、第２記録層で回折されるメインビーム５１および第１および第２サブビーム５２，５３の１次回折光のうち、第１および第２サブビーム５２，５３の１次回折光は、メインビーム５１に対する第１および第２サブビーム５２，５３の光量比およびトラックによる０次回折光に対する１次回折光の回折効率比の双方を考慮すると、第１記録層からの反射光の光量に対して充分小さく、その及ぼす影響も小さい。

したがって、前記間隔Ｇ１の大きさを規定するにあたって、第４および第５分割領域６３，６４が、第２記録層で回折された３ビームの１次回折光のうち、少なくともメインビーム５１の１次回折光の入射光スポットを含むことができるようにし、第１および第２サブビーム５２，５３の１次回折光の入射光スポットについては、ある程度含まれなくてもやむを得ないような大きさに間隔Ｇ１を定めることによって、第１記録層で反射された０次回折光の信号量の減少を抑え、ＴＥＳおよびＲＦ信号の振幅減少を抑えることができる。

さらに、本実施形態のホログラム素子４３では、対物レンズ４５がＹ軸方向にシフトした場合であっても、ホログラム素子４３に入射するメインビーム５１の１次回折光の第１および第２光スポット７６，７７が、第２および第３分割領域６１，６２に入射しないように、第４および第５分割領域６３，６４が、ホログラムパターンの最外周にまで達するように形成される。しかし、たとえばホログラム素子４３上でホログラムパターンの最外周を形成する円の半径に対して、記録媒体４７の回転中心とトラックとの偏芯のためにトラックを追従するために、対物レンズ４５がＹ軸方向にシフトし、１次回折光の第１および第２光スポット７６，７７がホログラムパターンの最外周方向へシフトした場合のスポット移動量が小さければ、第４および第５分割領域６３，６４は、本実施形態の形状に限定されることなく、ホログラムパターンの最外周まで達していないような形状であってもよい。また第２分割線５７ａ，５７ｂが、ホログラムパターンの外周へ近づくに従って間隔Ｇ１が狭くなるような直線もしくは曲線形状に形成されてもよい。

ホログラム素子４３を、前述のような５つの分割領域６０〜６４を有する構成にすることによって、対物レンズ４５からの入射光が第１記録層に集光したとき、第２記録層で回折された０次回折光および１次回折光が迷光となり、ＴＥＳを生成する第３〜第８受光素子４６ｃ〜４６ｈに入射する量を低減させることができる。これによって、ＴＥＳに含まれる迷光ノイズを低減させ、安定したＴＥＳを生成し、安定してトラックサーボ制御を行うことが可能になる。さらに、ＦＥＳの振幅およびその正負成分のバランス悪化をも抑えることができ、安定してフォーカスサーボ制御を行うことが可能になる。

図４は、本発明の実施の第２形態である光ピックアップ装置に備わるホログラム素子８１の構成を示す図である。本実施の形態の光ピックアップ装置は、前述の実施の第１形態の光ピックアップ装置４０と類似しているので、異なる部分についてのみ説明し、実施の第１形態と対応する部分には同一の参照符を付し、共通する説明を省略する。

本実施の形態の光ピックアップ装置は、前述の実施の第１形態のホログラム素子４３に代えて、別のホログラム素子８１を備えて構成される。本実施の形態のホログラム素子８１は、第２記録層で回折された１次回折光が入射する第４および第５分割領域８２，８３が、１次回折光を回折することなく透過させるように形成される。すなわち、第４および第５分割領域８２，８３は、光を回折するための凹凸形状が形成されることなく、入射した第２記録層で回折された１次回折光、特にメインビーム５１の１次回折光をそのまま透過させて、ＴＥＳを生成するための第３〜第８受光素子４６ｃ〜４６ｈへ落射させないようにしている。これによって、本実施の形態の光ピックアップ装置は、前述の実施の第１形態の光ピックアップ装置４０と同様の効果を得ることができる。

図５は、本発明の実施の第３形態である光ピックアップ装置に備わるホログラム素子４３および光検出手段８５の構成を示す図である。本実施の形態の光ピックアップ装置は、前述の実施の第１形態の光ピックアップ装置４０と類似しているので、異なる部分についてのみ説明し、実施の第１形態と対応する部分には同一の参照符を付し、共通する説明を省略する。

本実施の形態の光ピックアップ装置は、前述の実施の第１形態の光検出手段４６に代えて、別の光検出手段８５を備えて構成される。本実施の形態の光検出手段８５は、フォーカス位置情報を検出するための第１および第２受光素子８５ａ，８５ｂおよびトラック位置情報を検出するための第３〜第８受光素子８５ｃ〜８５ｈ以外の情報検出用受光素子８５ｉをさらに含み、ホログラム素子４３の第４および第５分割領域６３，６４が、対物レンズ４５によって光が集光されている第１記録層とは異なる第２記録層によって反射されて回折される回折光のうちの１次回折光を、情報検出用受光素子８５ｉに向けて回折する。

すなわち、情報検出用受光素子８５ｉは、Ｚ軸方向一方から見たとき、フォーカス位置情報を検出するための第１および第２受光素子８５ａ，８５ｂとホログラム素子４３との間に、第１および第２受光素子８５ａ，８５ｂに対してＹ軸方向に並ぶようにして設けられ、第４および第５分割領域６３，６４によって回折された光が集光落射する第４落射点６９に位置する。ただし、情報検出用受光素子８５ｉの位置は、第１〜第８受光素子８５ａ〜８５ｈ以外の位置であれば、上記例に限定されることはない。

本実施の形態では、第４および第５分割領域６３，６４で回折されて、情報検出用受光素子８５ｉによって検出される信号をＲＦ信号として利用する。したがって、第１〜第４受光素子８５ａ〜８５ｄおよび情報検出用受光素子８５ｉによって検出される信号をそれぞれＳａ，Ｓｂ，Ｓｃ，Ｓｄ，Ｓｉとすると、ＲＦ信号は、式（５）によって与えられる。
ＲＦ＝Ｓａ＋Ｓｂ＋Ｓｃ＋Ｓｄ＋Ｓｉ …（５）

これによって、本実施の形態の光ピックアップ装置は、前述の実施の第１形態の光ピックアップ装置４０と同様の効果を得ることができるとともに、第４および第５分割領域６３，６４による回折光をＲＦ信号として有効に利用できるので、品質の優れたＲＦ信号を得ることができ、安定した情報再生を実現することができる。

図６は、本発明の実施の第４形態である光ピックアップ装置に備わるホログラム素子９１および光検出手段８５の構成を示す図である。本実施の形態の光ピックアップ装置は、前述の実施の第３形態の光ピックアップ装置と類似しているので、異なる部分についてのみ説明し、実施の第１形態と対応する部分には同一の参照符を付し、共通する説明を省略する。

本実施の形態の光ピックアップ装置は、前述の実施の第３形態のホログラム素子４３に代えて、別のホログラム素子９１を備えて構成される。本実施の形態のホログラム素子９１は、対物レンズ４５によって集光されている第１記録層とは異なる第２記録層によって回折される回折光のうち、０次回折光が入射する分割領域と、１次回折光が入射する分割領域とが同じ領域になるように形成される。すなわち、ホログラム素子９１のホログラムパターンは、Ｚ軸方向一方から見た外形が略円形に形成され、Ｙ軸方向に略平行であって軸線αにも一致する直線である第１分割線９２によって、半円形状の第１分割領域９６と、残余の分割領域とに分割される。

残余の分割領域は、Ｙ軸方向に平行、かつ第１分割線９２からＸ軸方向に間隔Ｇ１をあけて形成される第２分割線９３によって、第４分割領域９６と、さらなる残余の分割領域とに分割される。第２分割線９３は、その両端を結ぶ仮想分割線９４よりも、前記さらなる残余の分割領域側に向って突出する弓形の曲線部分９３ａを有する。第４分割領域９６は、第２分割線９３の弓形の曲線部分９３ａによって、さらなる残余の分割領域へ突出する突出領域９７を有するように形成される。

さらなる残余の分割領域は、前述の実施の第１〜第３形態と同様に、Ｘ軸方向に平行な第３分割線５８によって、さらに第２分割領域６１と第３分割領域６２とに分割される。したがってホログラム素子９１は、４つの分割領域、具体的には第１分割領域９５、第２分割領域６１、第３分割領域６２および第４分割領域９６を有するように形成される。

本実施形態のホログラム素子９１は、前述の実施の第３形態のホログラム素子４３における第４および第５分割領域６３，６４と、第１分割領域６０の半円形の突出領域６５とを合わせた形状の分割領域として、第４分割領域９６を有する。

ホログラム素子９１の第４分割領域９６には、第２記録層で回折された０次回折光および１次回折光が入射する。第４分割領域９６は、第２記録層で回折された０次回折光および１次回折光を光検出手段８５の情報検出用受光素子８５ｉに向けて回折し、落射させる。情報検出用受光素子８５ｉで受光される光は、前述の実施の第３形態と同様に、ＲＦ信号に利用される。したがって、本実施の形態の光ピックアップ装置においても、第１〜第４受光素子８５ａ〜８５ｄおよび情報検出用受光素子８５ｉによって検出される信号をそれぞれＳａ，Ｓｂ，Ｓｃ，Ｓｄ，Ｓｉとすると、ＲＦ信号は式（６）によって与えられる。
ＲＦ＝Ｓａ＋Ｓｂ＋Ｓｃ＋Ｓｄ＋Ｓｉ …（６）

これによって本実施の形態の光ピックアップ装置は、前述の実施の第３形態の光ピックアップ装置と同様の効果を得ることができる。

図７は、本発明の実施の第５形態である光ピックアップ装置に備わるホログラム素子１０１の構成を示す図である。本実施の形態の光ピックアップ装置は、前述の実施の第１形態の光ピックアップ装置４０と類似しているので、異なる部分についてのみ説明し、実施の第１形態と対応する部分には同一の参照符を付し、共通する説明を省略する。

本実施の形態では、記録媒体４７は、たとえば厚み寸法が０．６ｍｍのディスクを２枚はり合わせた２層記録構造を有するＤＶＤである。２層の記録層のうち、対物レンズ４５に近い側に位置する記録層を第１記録層４７ａと呼び、対物レンズ４５から遠い側に位置する記録層を第２記録層４７ｂと呼ぶ。

本実施の形態の光ピックアップ装置は、前述の第４形態のホログラム素子９１に代えて、別のホログラム素子１０１を備えて構成される。本実施の形態のホログラム素子１０１は、光検出手段４６と対物レンズ４５との間の光経路上に設けられる。ホログラム素子１０１には、記録媒体４７からの反射光を複数の光に分割するための複数の分割部が形成される。具体的に述べると、ホログラム素子１０１は、出射光の光軸５４に垂直な方向に関する出射光の記録媒体４７に対する集光位置の情報であるトラック位置情報の取得に用いるための光を分割するトラッキング用分割部と、出射光の光軸５４に平行な方向に関する出射光の記録媒体４７に対する集光位置の情報であるフォーカス位置情報の取得に用いるための光を分割するフォーカス用分割部とを有する。

以下に、図７を参照してホログラム素子１０１に形成される分割部について説明する。ホログラム素子１０１に複数の分割部を有するように形成されるホログラムパターン１０２は、Ｚ軸方向一方から見た外形が円形である。

ホログラムパターン１０２は、まず、対物レンズ４５が中立位置にある状態でホログラム素子１０１に入射される第１記録層（集光記録層）４７ａからの反射光１０３の光軸１０４を通り、ホログラム素子１０１上で記録媒体４７のラジアル方向であるＹ軸方向に対して平行な一仮想直線１０５に平行で、かつ一仮想直線１０５からＸ軸方向一方に予め定める距離ｄだけ離隔して形成される第１分割線１０６によって、トラッキング用分割部１０７と残余の分割部とに分割される。

トラッキング用分割部１０７は、略１／２円から、前記光軸１０４を円中心とし、半径が前記距離ｄより大きくかつホログラムパターン１０２全体の半径よりも小さい半径ｒで形成される半円形の軸付近部１０８が除かれ、Ｚ軸方向一方から見て、略１／２円の円環形状に形成される。このトラッキング用分割部１０７は、前記光軸１０４を通り、一仮想直線１０５に直交する方向、すなわちＸ軸方向に平行な第２分割線１０９によって、第１分割部１１１と第２分割部１１２とに２等分される。したがって、第１分割部１１１と第２分割部１１２とは、略１／４円相当の円環形状を有するように形成される。

前記半円形の軸付近部１０８は、一仮想直線１０５上に短半径が位置し、第２分割線１０９の延長線上に長半径が位置し、その長半径の長さ寸法がホログラムパターン１０２の半径寸法よりも小さい半楕円形を有する半楕円部１１５と、前記光軸１０４を含む一仮想直線１０５上で合体される。半円形の軸付近部１０８と、半楕円部１１５とが、一仮想直線１０５上で合体されて、前記残余の分割部内に第３分割部１１６が形成される。この第３分割部１１６は、フォーカス用分割部を構成し、前記光軸１０４をその内部に含むように形成される。

ホログラムパターン１０２の第１〜第３分割部１１１，１１２，１１６を除く残余の部分は、さらに、一仮想直線１０５に平行で、かつ一仮想直線１０５からＸ軸方向他方に予め定める距離ｄだけ離隔して形成される第３分割線１１８ａ，１１８ｂによって、もう一つのトラッキング用分割部１１９と、さらなる残余の部分とに分割される。前記もう一つのトラッキング用分割部１１９は、第２分割線１０９の延長線上に位置する第４分割線１２０によって、第４分割部１２１と第５分割部１２２とに２等分される。したがって、本実施の形態のホログラム素子１０１では、一仮想直線１０５を挟んで、そのＸ軸方向両側に、トラッキング用分割部１０７と、もう１つのトラッキング用分割部１１９との２つのトラッキング用分割部が形成される。

ホログラムパターン１０２には、第１〜第５分割部１１１，１１２，１１６，１２１，１２２を除くと、一仮想直線１０５を挟んでＹ軸方向に延び、Ｚ軸方向一方から見た形状が略長方形の２つの分割部が残される。前記略長方形の２つの分割部のうち、第１分割部１１１と第３分割部１１６と第５分割部１２２とによって囲まれる分割部を第７分割部１２６とし、第２分割部１１２と第３分割部１１６と第４分割部１２１とによって囲まれる分割部を第６分割部１２５とする。したがって、円形のホログラムパターン１０２を構成する各分割部は、第１分割部１１１、第２分割部１１２、第６分割部１２５、第４分割部１２１、第５分割部１２２および第７分割部１２６が、時計まわりにこの順序で配置され、中央部分に第３分割部１１６が配置される。

第１〜第７分割部１１１，１１２，１１６，１２１，１２２，１２５，１２６には、複数の溝がそれぞれ形成される。これらの溝は、ホログラムパターン１０２の回折効率および光検出手段４６の配置などに基づいて、深さおよび間隔が設定される。

図８は、ホログラムパターン１０２によって分割された光が光検出手段４６へ入射する概要を示す図である。記録媒体４７の集光記録層である第１記録層４７ａによって反射され、ホログラム素子１０１に入射した反射光１０３は、第１〜第７分割部１１１，１１２，１１６，１２１，１２２，１２５，１２６によって分割され、第１〜第５分割部１１１，１１２，１１６，１２１，１２２によって回折された光が光検出手段４６に導かれる。本実施の形態の光分割手段４６は、第１および第２受光素子４６ａ，４６ｂを含む第１受光部４６Ａ、第４，第６，第８受光素子４６ｄ，４６ｆ，４６ｈを含む第２受光部４６Ｂ、ならびに第３，第５，第７受光素子４６ｃ，４６ｅ，４６ｇを含む第３受光部４６Ｃを有する。

フォーカス用分割部である第３分割部１１６で回折された光は、第１受光部４６Ａの第１および第２受光素子４６ａ，４６ｂによって受光される。トラッキング用分割部である第１分割部１１１および第５分割部１２２で回折された光は、第２受光部４６Ｂによって受光される。トラッキング用分割部である第２分割部１１２および第４分割部１２１で回折された光は、第３受光部４６Ｃによって受光される。

第６および第７分割部１２５，１２６で回折された光は、光検出手段４６によって受光されない位置、すなわち受光素子が存在しない位置に落射する。このように本実施の形態のホログラム素子１０１は、一仮想直線１０５上に形成される分割部であって、入射する光をトラック位置情報の取得に用いるための光を受光する受光素子およびフォーカス位置情報の取得に用いるための光を受光する受光素子のいずれに向けても回折しない第６および第７分割部１２５，１２６を有する。

第３分割部１１６によって回折された反射光は、ＦＥＳを検出するための第１受光部４６Ａに導かれ、第１および第２受光素子４６ａ，４６ｂの両方、またはいずれか一方の受光素子によってＦＥＳが検出される。対物レンズ４５による集光位置の光軸方向に関する位置情報であるＦＥＳは、ナイフエッジ法によって取得される。ナイフエッジ法では、第１および第２受光素子４６ａ，４６ｂが受光したそれぞれの光強度の差を取ることによって、ＦＥＳを得ることができる。具体的には、第１および第２受光素子４６ａ，４６ｂによって検出される光強度をそれぞれＩａ，Ｉｂとすると、ＦＥＳは式（７）によって与えられる。
ＦＥＳ＝Ｉａ−Ｉｂ …（７）

本実施の形態におけるホログラム素子１０１と光検出手段４６との配置では、光源４１から出射された光が記録媒体４７よりも手前（ニア側）で焦点を結んでいるとき、記録媒体４７からの反射光は第１受光部４６Ａの手前で焦点を結ぶので、第２受光素子４６ｂで受光する光強度Ｉｂは、第１受光素子４６ａで受光する光強度Ｉａよりも大きくなり、ＦＥＳは負の符号となる。

これに対して記録媒体４７に関して対物レンズ４５の反対側である奥側（ファー側）に仮想焦点を結ぶ場合、記録媒体４７からの反射光は第１受光部４６Ａよりも遠い位置で合焦点となるので、第１受光素子４６ａで受光する光強度Ｉａは、第２受光素子４６ｂで受光する光強度Ｉｂよりも大きくなり、ＦＥＳは正の符号となる。

ホログラムパターン１０２の第１分割部１１１および第５分割部１２２で回折された反射光のうち、メインビーム５１による反射光は、第２受光部４６Ｂの第４受光素子４６ｄによって受光される。また第１サブビーム５２と第２サブビーム５３による反射光は、第２受光部４６Ｂの第８および第６受光素子４６ｈ，４６ｆによってそれぞれ受光される。

ホログラムパターン１０２の第２分割部１１２および第４分割部１２１で回折された反射光のうち、メインビーム５１による反射光は、第３受光部４６Ｃの第３受光素子４６ｃによって受光される。また第１サブビーム５２と第２サブビーム５３による反射光は、第３受光部４６Ｃの第７および第５受光素子４６ｇ，４６ｅによってそれぞれ受光される。

トラック位置情報は、第２および第３受光部４６Ｂ，４６Ｃによる各受光結果に基づいて、たとえばＤＰＤ法に従って検出される。前記ＤＰＤ法では、第３受光部４６Ｃのうち、メインビーム５１の反射光を受光した第３受光素子４６ｃによる光強度Ｉｃと、第２受光部４６Ｂのうち、メインビーム５１の反射光を受光した第４受光素子４６ｄによる光強度Ｉｄとの位相差によって検出される。すなわち、ＤＰＤ法によるＴＥＳを表すＩ（ＤＰＤ）は、式（８）によって与えられる。式（２）中で、ｐｈはそれぞれの光強度の位相差を取ることを意味する。
Ｉ（ＤＰＤ）＝ｐｈ（Ｉｃ−Ｉｄ） …（８）

記録媒体４７上に形成されたピットが、光ビームのどの位置を通過するかによって発生する位相差が変化する。光ビームのちょうど中央を通過する場合、その位相差は０となる。また、トラック位置情報を示すＴＥＳは、前述のＤＰＤ法の代わりに、ＤＰＰ法によって検出されてもよい。ＤＰＰ法では、ＴＥＳが第２および第３受光部４６Ｂ，４６Ｃによる各受光結果によって検出される。

第３〜第８受光素子４６ｃ〜４６ｈによって検出される光強度をそれぞれＩｃ，Ｉｄ，Ｉｅ，Ｉｆ，Ｉｇ，Ｉｈとすると、ＤＰＰ法によるＴＥＳを表すＩ（ＤＰＰ）は、式（９）によって与えられる。
Ｉ（ＤＰＰ）＝（Ｉｃ−Ｉｄ）−ｋ×（（Ｉｇ−Ｉｈ）＋（Ｉｅ−Ｉｆ））
…（９）

式（９）の第１項の（Ｉｃ−Ｉｄ）は、メインビーム５１のプッシュプル信号であり、第２項の（Ｉｇ−Ｉｈ）および（Ｉｅ−Ｉｆ）は、それぞれ±１次回折光の第１および第２サブビーム５２，５３のプッシュプル信号である。ＴＥＳに現れる対物レンズシフトによるオフセットをキャンセルするように、第１および第２サブビーム５２，５３のプッシュプル信号である（Ｉｇ−Ｉｈ）および（Ｉｅ−Ｉｆ）の位相と、メインビーム５１のプッシュプル信号である（Ｉｃ−Ｉｄ）の位相とが１８０度異なるように、３ビームの位置が記録媒体４７のトラック上に配置される。

前記式（３）における係数ｋは、０次回折光であるメインビーム５１と、＋１次回折光である第１サブビーム５２および−１次回折光である第２サブビーム５３との光強度の違いを補正するためのものであり、強度比が、０次回折光：＋１次回折光：−１次回折光＝ａ：ｂ：ｂならば、係数ｋ＝ａ／（２ｂ）である。

情報の再生信号であるＲＦ信号を表すＩ（ＲＦ）は、式（１０）によって与えられる。
Ｉ（ＲＦ）＝Ｉｃ＋Ｉｄ＋Ｉａ＋Ｉｂ …（10）

図９は、ホログラムパターン１０２に迷光が入射する状態を示す図である。図９では、第１記録層４７ａに情報を記録、または第１記録層４７ａに記録されている情報を再生する場合について、ホログラムパターン１０２における一仮想直線１０５と第１分割線１０６との間隔距離ｄと、第２記録層４７ｂによって回折される回折光である迷光の関係を表す。

ここで、前記間隔距離ｄは、第１記録層４７ａに情報を記録、または第１記録層４７ａに記録されている情報を再生するとき、第２記録層４７ｂからの迷光である±１次回折光スポット１３０，１３１を、一仮想直線１０５と第１分割線１０６との間に可能な限り含むことができるような値に設定する。このことを、本実施の形態において換言すれば、第６および第７分割部１２５，１２６のＸ軸方向の幅寸法である２ｄを、第２記録層４７ｂからの迷光である±１次回折光スポット１３０，１３１が、第６および第７分割部１２５，１２６に可能な限り含まれるような値に設定する。

しかし、前記間隔距離ｄを大きくすると、ホログラムパターン１０２のトラッキング用分割部１０７である第１および第２分割部１１１，１１２に含まれる信号光のプッシュプル成分が減少するので、ＴＥＳの特性が悪くなる。そこで本実施の形態のホログラム素子１０１では、一仮想直線１０５を挟んでトラッキング用分割部１０７の反対側に、もう一つのトラッキング用分割部１１９である第４および第５分割部１２１，１２２を形成している。

第４および第５分割部１２１，１２２に入射する光を、トラック位置情報に関する信号を検出する第２および第３受光部４６Ｂ，４６Ｃへ落射させ、第１および第２分割部１１１，１１２に入射する光と合わせてＴＥＳを生成することによって、ＴＥＳ強度、特にサブビームの光強度を増加させ、ＴＥＳ特性を向上させることができる。

第２記録層４７ｂによって回折される回折光である迷光のうち、０次回折光スポット１３２は、ホログラムパターン１０２の中央付近部、すなわち対物レンズ４５が中立位置にある状態で、第１記録層４７ａによって反射される反射光１０３がホログラムパターン１０２に入射する光軸１０４付近に合焦状態に近い形状で入射する。第１記録層４７ａと第２記録層４７ｂとの層間隔が変化したとき、この０次回折光スポット１３２の直径寸法も変化するが、光軸１０４を中心とした半円形の軸付近部１０８の半径ｒと、半楕円部１１５の長半径とは、層間隔が規格値に対して±１５μｍ程度変化したときのスポットをも含むことができるような寸法に形成される。

このようにホログラムパターン１０２の分割領域を形成することによって、第１記録層４７ａに情報を記録、または第１記録層４７に記録されている情報を再生する場合、第２記録層４７ｂからの迷光のうち、ＴＥＳ生成用のトラッキング用分割部１０７およびもう一つのトラッキング用分割部１１９に入射する迷光成分を低減できるので、安定したトラッキングサーボを行うことができる。

また、ホログラム素子１０１は、ホログラム素子１０１に入射する光の偏光方向に応じて回折効率が異なるように構成されてもよい。これによって、たとえばホログラム素子１０１と記録媒体４７との間に１／４波長板を配置し、光源４１から出射した光の偏光方向と記録媒体４７によって反射された反射光の偏光方向とを、９０度回転させることによって、光源４１からの出射光に対してはホログラム素子１０１をほぼ透過させ、記録媒体４７からの反射光に対してのみ回折光を発生させることができる。ホログラム素子１０１に、前述のような偏光特性を持たせることによって、光の利用効率が増大するので、記録媒体４７に対する高速記録も可能となる。

図１０は、本発明の実施の第６形態である光ピックアップ装置に備わるホログラム素子１３５の構成を示す図である。本実施の形態の光ピックアップ装置は、前述の実施の第５形態の光ピックアップ装置と類似しているので、異なる部分についてのみ説明し、実施の第５形態と対応する部分には同一の参照符を付し、共通する説明を省略する。

本実施の形態の光ピックアップ装置は、前述の実施の第５形態のホログラム素子１０１に代えて、別のホログラム素子１３５を備えて構成される。前述の実施の第５形態のホログラム素子１０１では、第３分割部１１６と第６および第７分割部１２５，１２６とに分かれていた３つの分割部が、本実施の形態のホログラム素子１３５のホログラムパターン１３６では、前記３つの分割部が合体されて１つの結合第３分割部１３７を有するように構成される。

結合第３分割部１３７は、フォーカス用分割部として、入射する光をＦＥＳ生成のための光を受光する第１受光部４６Ａに向けて回折する。結合第３分割部１３７は、前述の実施の第５形態における第６および第７分割部１２５，１２６に相当する領域に入射する光をも第１受光部４６Ａに向けて回折し落射させることができる。したがって、第１受光部４６Ａが受光する光量、すなわちＲＦおよびＦＥＳ生成に利用できる光量を増大することが可能であり、光の有効活用を実現することができる。

また第２記録層４７ｂで回折された０次回折光スポット１３２および±１次回折光スポット１３０，１３１は、いずれも結合第３分割部１３７へ入射し、第１受光部４６Ａに落射される。しかし、０次回折光スポット１３２および±１次回折光スポット１３０，１３１の第１受光部４６Ａへの落射スポットは、非常にぼけたものとなり、迷光として入射する光強度分布が拡散されるとともに、第１記録層４７ａからの反射光に対して光量が充分に小さく、またＦＥＳは、第１受光素子４６ａと第２受光素子４６ｂとの差動を取るので、双方に照射される場合は、打消し合ってノイズとなりにくく、特に問題となることはない。

図１１は、本発明の実施の第７形態である光ピックアップ装置に備わるホログラム素子１４０の構成を示す図である。本実施の形態の光ピックアップ装置は、前述の実施の第５形態の光ピックアップ装置と類似しているので、異なる部分についてのみ説明し、実施の第５形態と対応する部分には同一の参照符を付し、共通する説明を省略する。

本実施の形態の光ピックアップ装置は、前述の実施の第５形態のホログラム素子１０１に代えて、別のホログラム素子１４０を備えて構成される。本実施の形態のホログラム素子１４０は、半円形の軸付近部１０８に合体して第３分割部１４２を構成する部分（以下「合体部」という）１４５が、半楕円形に代えて、略長方形に形成される。すなわち、合体部１４５は、一仮想直線１０５からホログラムパターン１４１の外周部分までＸ軸方向に平行に延びて第４および第５分割部１４３，１４４との境界をそれぞれ隔する第５および第６分割線１４６，１４７と、一仮想直線１０５と、ホログラムパターン１３６の外周部分とによって囲まれる略長方形の領域として形成される。

したがって、第４分割部１４３は、第３分割線１１８ｂと第５分割線１４６とホログラムパターン１４１の外周部分とによって囲まれる扇形の領域として形成され、第５分割部１４４は、第３分割線１１８ａと第６分割線１４７とホログラムパターン１４１の外周部分とによって囲まれる扇形の領域として形成される。このように構成されるホログラム素子１４０を備える本実施の形態の光ピックアップ装置では、第２記録層４７ｂからの迷光成分を除去することに関して、前述の実施の第５形態の光ピックアップ装置と同様の効果を得ることができる。

図１２は、本発明の実施の第８形態である光ピックアップ装置に備わるホログラム素子１５０の構成を示す図である。本実施の形態の光ピックアップ装置は、前述の実施の第５形態の光ピックアップ装置と類似しているので、異なる部分についてのみ説明し、実施の第５形態と対応する部分には同一の参照符を付し、共通する説明を省略する。

本実施の形態の光ピックアップ装置は、前述の実施の第７形態のホログラム素子１４０に代えて、別のホログラム素子１５０を備えて構成される。前述の実施の第７形態のホログラム素子１４０では、第３分割部１４２と第６および第７分割部１２５，１２６とに分かれていた３つの分割部が、本実施の形態のホログラム素子１５０のホログラムパターン１５１では、前記３つの分割部が合体されて１つの結合第３分割部１５２を有するように構成される。

このように構成されるホログラム素子１５０を備える本実施の形態の光ピックアップ装置では、前述の実施の第６形態の光ピックアップ装置と同様の効果を得ることができる。

図１３は、本発明の実施の第９形態である光ピックアップ装置に備わるホログラム素子１５５の構成を示す図である。本実施の形態の光ピックアップ装置は、前述の実施の第５形態の光ピックアップ装置と類似しているので、異なる部分についてのみ説明し、実施の第５形態と対応する部分には同一の参照符を付し、共通する説明を省略する。

本実施の形態の光ピックアップ装置は、前述の実施の第５形態のホログラム素子１０１に代えて、別のホログラム素子１５５を備えて構成される。

本実施の形態のホログラム素子１５５では、メインビーム５１の±１次回折光または、第１および第２サブビーム５２，５３の±１次回折光が、ＴＥＳの取得に用いるための光を受光する第２および第３受光部４６Ｂ，４６Ｃに向けて回折しない第６および第７分割領域１２５，１２６へ入射するように構成されている。前記第６分割領域１２５を形成する第３分割線１１８ａおよび第１分割線１０６は、いずれもＹ軸方向に平行であり、一仮想直線１０５からＸ軸方向に予め定める間隔距離ｄ１だけ離隔して形成されている。また前記第７分割領域１２６を形成する第３分割線１１８ｂおよび第１分割線１０６は、いずれもＹ軸方向に平行であり、一仮想直線１０５からＸ軸方向に予め定める間隔距離ｄ１だけ離隔して形成されている。

すなわち、本実施の形態のホログラム素子１５５では、ホログラムパターン１５６における第６および第７分割部１２５，１２６のＸ軸方向の寸法を定める一仮想直線１０５と第１分割線１０６との間隔距離ｄ１が、前述の実施の第５形態のホログラム素子１０１における一仮想直線１０５と第１分割線１０６との間隔距離ｄよりも大きく設定される。第６および第７分割部１２５，１２６のＸ軸方向の長さ寸法は、２×ｄ１（以下「２ｄ１」という）となる。

すなわち、ホログラム素子１５５において、第６および第７分割部１２５，１２６のＸ軸方向の長さ寸法２ｄ１は、第２記録層４７ｂで回折されたメインビーム５１と第１および第２サブビーム５２，５３との両方の迷光成分の入射光スポットを包含することができる寸法に設定される。

対物レンズ４５が中立位置にあるとき、ホログラムパターン１５６上では、第１記録層４７ａからの反射光のうち、メインビーム５１の反射光スポット１０３がホログラムパターン１５６のほぼ中央でかつ一仮想直線１０５上に光軸が位置するように入射し、また第１および第２サブビーム５２，５３の反射光スポット１０３ａ，１０３ｂが、メインビーム５１の反射光スポット１０３に一部重なり、かつメインビームの反射光スポット１０３に対してＸ軸方向両側にそれぞれ少しずれた位置に入射する。

第２記録層４７ｂで回折された０次回折光は、メインビーム５１の０次回折光スポット１３２が第３分割部１１６の軸付近部１０８へ入射し、第１および第２サブビーム５２，５３の０次回折光スポット１３２ａ，１３２ｂが、メインビーム５１の０次回折光スポット１３２に一部重なり、かつメインビーム５１の０次回折光スポット１３２に対してＸ軸方向両側にそれぞれ少しずれた位置に入射する。第３分割部１１６は、メインビーム５１の０次回折光スポット１３２、ならびに第１および第２サブビーム５２，５３の０次回折光スポット１３２ａ，１３２ｂのすべてを包含することができる大きさに設定される。

第２記録層４７ｂで回折された±１次回折光は、第６分割部１２５においては、メインビーム５１の＋１次回折光スポット１３０が一仮想直線１０５上へ入射し、第１および第２サブビーム５２，５３の＋１次回折光スポット１３０ａ，１３０ｂが、メインビーム５１の＋１次回折光スポット１３０に対してＸ軸方向両側にそれぞれ少しずれた位置に入射する。第７分割部１２６においては、メインビーム５１の−１次回折光スポット１３１が一仮想直線１０５上へ入射し、第１および第２サブビーム５２，５３の−１次回折光スポット１３１ａ，１３１ｂが、メインビーム５１の−１次回折光スポット１３１に対してＸ軸方向両側にそれぞれ少しずれた位置に入射する。

第６および第７分割部１２５，１２６のＸ軸方向の長さ寸法２ｄ１は、メインビーム５１の＋１次回折光スポット１３０、第１および第２サブビーム５２，５３の＋１次回折光スポット１３０ａ，１３０ｂ、メインビーム５１の−１次回折光スポット１３１、ならびに第１および第２サブビーム５２，５３の−１次回折光スポット１３１ａ，１３１ｂのすべてをそれぞれ包含することができる寸法に設定される。

前述のようにホログラム素子１５５は、第２記録層４７ｂによって回折されるメインビーム５１ならびに第１および第２サブビーム５２，５３の±１次回折光を、トラック位置情報の取得に用いるための光を受光する第２および第３受光部４６Ｂ，４６Ｃ、ならびにフォーカス位置情報の取得に用いるための光を受光する第１受光部４６Ａのいずれに向けても回折しない第６および第７分割部１２５，１２６へ入射させる。

したがって、第２記録層４７ｂからの反射光に起因するいわゆる迷光が、ＴＥＳ生成用受光素子およびＦＥＳ生成用受光素子のいずれにも落射しないようにすることができる。これによって、ＴＥＳおよびＦＥＳに迷光ノイズが入ることを防止することができ、安定してＴＥＳおよびＦＥＳを生成できる。

図１４は、本発明の実施の第１０形態である光ピックアップ装置に備わるホログラム素子１６０の構成を示す図である。本実施の形態の光ピックアップ装置は、前述の実施の第９形態の光ピックアップ装置と類似しているので、異なる部分についてのみ説明し、実施の第９形態と対応する部分には同一の参照符を付し、共通する説明を省略する。

本実施の形態の光ピックアップ装置は、前述の実施の第９形態のホログラム素子１５５に代えて、別のホログラム素子１６０を備えて構成される。

前述のように実施の第９の形態のホログラム素子１５５では、第６および第７分割部１２５，１２６を形成する第３分割線１１８ａ，１１８ｂおよび第１分割線１０６が、いずれもＹ軸方向に平行である場合のホログラム素子１５５について述べたが、前記第３分割線１１８ａ，１１８ｂおよび第１分割線１０６は、必ずしもＹ軸方向に平行である必要はない。

本実施の形態のホログラム素子１６０では、第３分割線１１８ａと第１分割線１０６ａとが、Ｙ軸方向一方、換言すればＹ軸方向においてメインビーム５１の反射光スポット１０３から遠ざかる方向に向かうにつれて、互いに近接するように傾斜している。第３分割線１１８ａと第１分割線１０６ａとを前述のように規定したとき、第１分割部１１１と第３分割部１１６と第５分割部１２２とによって囲まれ、Ｙ軸方向一方に向かうに従って先細状に形成される分割部は、第７分割部１２６となる。

また本実施の形態のホログラム素子１６０では、第３分割線１１８ｂと第１分割線１０６ｂとが、Ｙ軸方向他方、換言すればＹ軸方向においてメインビーム５１の反射光スポット１０３から遠ざかる方向に向かうにつれて、互いに近接するように傾斜している。第３分割線１１８ｂと第１分割線１０６ｂとを前述のように規定したとき、第２分割部１１２と第３分割部１１６と第４分割部１２１とによって囲まれ、Ｙ軸方向他方に向かうに従って先細状に形成される分割部は、第６分割部１２５となる。

このようなホログラム素子１６０を備える本実施の形態の光ピックアップ装置は、ホログラム素子１５５を備える前述の実施の第９形態の光ピックアップ装置と同様の効果を得ることができる。

前述の実施の各形態は、本発明の例示に過ぎず、発明の範囲内において構成を変更することができる。たとえば前述の実施の各形態では、記録媒体４７が２つの記録層を有する場合の光ピックアップ装置の構成について述べたけれども、記録媒体４７が３層以上の記録層を有する場合であっても、前述の実施の各形態と同様の効果を得ることができる。

本発明の実施の第１形態である光ピックアップ装置４０の構成を簡略化して示す図である。 光ピックアップ装置４０に備わるホログラム素子４３および光検出手段４６の構成を示す図である。 対物レンズ４５側にある集光記録層とは異なる他の記録層からの回折光がホログラム素子４３に入射して回折される概要を説明するための図である。 本発明の実施の第２形態である光ピックアップ装置に備わるホログラム素子８１の構成を示す図である。 本発明の実施の第３形態である光ピックアップ装置に備わるホログラム素子４３および光検出手段８５の構成を示す図である。 本発明の実施の第４形態である光ピックアップ装置に備わるホログラム素子９１および光検出手段８５の構成を示す図である。 本発明の実施の第５形態である光ピックアップ装置に備わるホログラム素子１０１の構成を示す図である。 ホログラムパターン１０２によって分割された光が光検出手段４６へ入射する概要を示す図である。 ホログラムパターン１０２に迷光が入射する状態を示す図である。 本発明の実施の第６形態である光ピックアップ装置に備わるホログラム素子１３５の構成を示す図である。 本発明の実施の第７形態である光ピックアップ装置に備わるホログラム素子１４０の構成を示す図である。 本発明の実施の第８形態である光ピックアップ装置に備わるホログラム素子１５０の構成を示す図である。 本発明の実施の第９形態である光ピックアップ装置に備わるホログラム素子１５５の構成を示す図である。 本発明の実施の第１０形態である光ピックアップ装置に備わるホログラム素子１６０の構成を示す図である。 従来技術の光ピックアップ装置１の構成を簡略化して示す図である。 図１５に示す光ピックアップ装置１に備わるホログラム素子４および光検出手段７の構成を簡略化して示す図である。 記録層を２層有する記録媒体８における光の透過および反射の概要を説明するための図である。 第２記録層２５ｂによる回折光がホログラム素子４および光検出手段７に入射する状態を説明するための図である。

符号の説明

４０ 光ピックアップ装置
４１ 光源
４２ 回折格子
４３，８１，９１，１０１，１３５，１４０，１５０，１５５，１６０ ホログラム素子
４４ コリメートレンズ
４５ 対物レンズ
４６，８５ 光検出手段
４６ａ〜４６ｈ；８５ａ〜８５ｈ 第１〜第８受光素子
４７ 記録媒体
４７ａ 第１記録層
４７ｂ 第２記録層
５１ メインビーム
５２ 第１サブビーム
５３ 第２サブビーム
５４，１０４ 光軸
５５，９２，１０６，１０６ａ，１０６ｂ 第１分割線
５７ａ，５７ｂ，９３ 第２分割線
５８，１１８ａ，１１８ｂ 第３分割線
６０，９５ 第１分割領域
６１，１０９ 第２分割領域
６２ 第３分割領域
６３，８２，９６ 第４分割領域
６４，８３ 第５分割領域
６５，９７ 突出領域
８５ｉ 情報検出用受光素子
１０５ 一仮想直線
１０７ トラッキング用分割部
１１１ 第１分割部
１１２ 第２分割部
１１６，１４２ 第３分割部
１２０ 第４分割線
１２１，１４３ 第４分割部
１２２，１４４ 第５分割部
１２５ 第６分割部
１２６ 第７分割部
１４６ 第５分割線
１４７ 第６分割線

Claims (19)

1. 情報を記録する記録層を複数層有する記録媒体に光を照射することによって、記録媒体に情報を記録および／または記録媒体から情報を再生する光ピックアップ装置において、
   光を出射する光源と、
   光源から出射される光を記録媒体の１つの記録層に集光させる集光手段であって、出射光の光軸に垂直な方向への変位によって出射光の記録媒体に対する集光位置を変化させる集光手段と、
   記録媒体によって反射される反射光を受光する複数の受光素子を有する光検出手段と、
   光検出手段と集光手段との間に設けられ、記録媒体からの反射光を複数の受光素子に向けて回折するための複数の分割領域を有する光分割手段とを含み、
   光分割手段は、
   集光手段によって光が集光されている１記録層とは異なる他の記録層によって反射されて回折される回折光のうち少なくとも１次回折光を、出射光の光軸に垂直な方向に関する出射光の記録媒体に対する集光位置の情報であるトラック位置情報を検出するための受光素子に向けて回折しない分割領域を有することを特徴とする光ピックアップ装置。
2. 光分割手段は、
   集光手段によって光が集光されている１記録層とは異なる他の記録層によって反射されて回折される回折光のうち０次回折光を、トラック位置情報を検出するための受光素子に向けて回折しない分割領域をさらに有することを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ装置。
3. 光分割手段は、
   集光手段によって光が集光されている１記録層とは異なる他の記録層によって反射されて回折される回折光のうち０次回折光が入射して形成される光スポットであって、集光手段の出射光の光軸に垂直な方向への変位に応じて、出射光の光軸に垂直な方向における位置が変動する光スポットを、その位置にかかわらず包含することができる分割領域を有することを特徴とする請求項１または２記載の光ピックアップ装置。
4. 光分割手段は、
   集光手段によって光が集光されている１記録層とは異なる他の記録層によって反射されて回折される回折光のうち少なくとも１次回折光が入射する分割領域を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の光ピックアップ装置。
5. 光分割手段は、
   集光手段によって光が集光されている１記録層とは異なる他の記録層によって反射されて回折される回折光のうち、０次回折光が入射する分割領域と、高次回折光が入射する分割領域とが異なるように形成されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の光ピックアップ装置。
6. 光分割手段の高次回折光が入射する分割領域は、高次回折光を回折することなく透過させることを特徴とする請求項５記載の光ピックアップ装置。
7. 光分割手段の高次回折光が入射する分割領域は、高次回折光を少なくともトラック位置情報を検出するための受光素子が存在しない位置に向けて回折することを特徴とする請求項５記載の光ピックアップ装置。
8. 光分割手段は、
   集光手段によって光が集光されている１記録層とは異なる他の記録層によって反射されて回折される回折光のうち、０次回折光が入射する分割領域と、高次回折光が入射する分割領域とが同じになるように形成されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の光ピックアップ装置。
9. 光検出手段は、出射光の光軸に平行な方向に関する出射光の記録媒体に対する集光位置の情報であるフォーカス位置情報を検出するための受光素子およびトラック位置情報を検出するための受光素子以外の情報検出用受光素子をさらに含み、
   光分割手段は、
   集光手段によって光が集光されている１記録層とは異なる他の記録層によって反射されて回折される回折光のうちの高次回折光を、情報検出用受光素子に向けて回折することを特徴とする請求項５記載の光ピックアップ装置。
10. 光源から出射される光を少なくともメインビームと２つのサブビームとに分ける回折素子をさらに含み、
    光分割手段は、
    集光手段によって光が集光されている１記録層とは異なる他の記録層によって反射されて回折されるメインビームおよびサブビームの０次回折光と高次回折光とを、トラック位置情報を検出するための受光素子に向けて回折しない分割領域を有することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１つに記載の光ピックアップ装置。
11. 光源から出射される光を少なくともメインビームと２つのサブビームとに分ける回折素子をさらに含み、
    光分割手段は、
    集光手段によって光が集光されている１記録層とは異なる他の記録層によって反射されて回折されるメインビームおよびサブビームの０次回折光と、メインビームの高次回折光とを、トラック位置情報を検出するための受光素子に向けて回折しない分割領域を有することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１つに記載の光ピックアップ装置。
12. 集光手段は、集光手段の光学軸と光源からの出射光の光軸とが同軸になる中立位置を含む可動範囲内で、出射光の光軸に垂直な方向に変位可能に設けられ、
    光分割手段は、トラック位置情報の取得に用いるための光を分割するトラッキング用分割部、および出射光の光軸に平行な方向に関する出射光の記録媒体に対する集光位置の情報であるフォーカス位置情報の取得に用いるための光を分割するフォーカス用分割部を有し、
    トラッキング用分割部は、
    前記１次回折光を、トラック位置情報を検出するための受光素子に向けて回折しない分割領域を挟んで、その両側に形成されることを特徴とする請求項１記載の光ピックアップ装置。
13. トラッキング用分割部は、
    前記１次回折光を、トラック位置情報を検出するための受光素子に向けて回折しない分割領域を挟んで、集光手段が中立位置にある状態で光分割手段に入射される反射光の光軸を通り光分割手段上で記録媒体のラジアル方向に対して平行な一仮想直線の両側に形成されることを特徴とする請求項１２記載の光ピックアップ装置。
14. フォーカス用分割部は、
    集光手段が中立位置にある状態で光分割手段に入射される反射光の光軸を含むように形成されることを特徴とする請求項１２記載の光ピックアップ装置。
15. 光分割手段は、
    一仮想直線上に形成される分割部であって、入射する光を、トラック位置情報の取得に用いるための光を受光する受光素子およびフォーカス位置情報の取得に用いるための光を受光する受光素子のいずれに向けても回折しない分割部を有することを特徴とする請求項１３記載の光ピックアップ装置。
16. 光分割手段は、
    一仮想直線上に形成される分割部であって、入射する光を、フォーカス位置情報の取得に用いるための光を受光する受光素子に向けて回折する分割部を有することを特徴とする請求項１３記載の光ピックアップ装置。
17. 光源から出射される光を少なくともメインビームと２つのサブビームとに分ける回折素子をさらに含み、
    光分割手段は、
    集光手段によって光が集光されている１記録層とは異なる他の記録層によって反射されて回折されるメインビームの高次回折光を、光分割手段の一仮想直線上に形成される分割部であって、トラック位置情報の取得に用いるための光を受光する受光素子およびフォーカス位置情報の取得に用いるための光を受光する受光素子のいずれに向けても回折しない分割部へ入射させることを特徴とする請求項１３〜１６のいずれか１つに記載の光ピックアップ装置。
18. 光源から出射される光を少なくともメインビームと２つのサブビームとに分ける回折素子をさらに含み、
    光分割手段は、
    集光手段によって光が集光されている１記録層とは異なる他の記録層によって反射されて回折されるメインビームおよびサブビームの高次回折光を、光分割手段の一仮想直線上に形成される分割部であって、トラック位置情報の取得に用いるための光を受光する受光素子およびフォーカス位置情報の取得に用いるための光を受光する受光素子のいずれに向けても回折しない分割部へ入射させることを特徴とする請求項１３〜１６のいずれか１つに記載の光ピックアップ装置。
19. 光分割手段は、入射する光の偏光方向に応じて回折効率が異なることを特徴とする請求項１〜１８のいずれか１つに記載の光ピックアップ装置。

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