JP2010040086A - 光ピックアップ装置、焦点調整方法および光ディスク装置 - Google Patents

光ピックアップ装置、焦点調整方法および光ディスク装置 Download PDF

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Abstract

【課題】簡素な構成にて効果的に迷光を除去でき、チルト（コマ収差）を円滑に補正できる光ピックアップ装置および焦点調整方法を提供する。
【解決手段】ディスクによって反射されたレーザ光のうち、レーザ光軸の周りに設定された４つの光束領域Ａ〜Ｄの光束の進行方向を変化させ、光束領域Ａ〜Ｄの光束を互いに離散させる。光検出器の検出面には、信号光のみが存在する信号光領域が現れる。この領域にセンサパターンを配置する。また、この領域の内側に、コマ収差検出用のセンサパターンを配置する。これにより、迷光の影響を除去でき、且つ、コマ収差の検出が可能となる。
【選択図】図１１

Description

本発明は、光ピックアップ装置、焦点調整方法および光ディスク装置に関するものであり、特に、複数の記録層が積層された記録媒体に対して記録／再生を行う際に用いて好適なものである。
近年、光ディスクの大容量化に伴い、記録層の多層化が進んでいる。一枚のディスク内に複数の記録層を含めることにより、ディスクのデータ容量を顕著に高めることができる。記録層を積層する場合、これまでは片面２層が一般的であったが、最近では、さらに大容量化を進めるために、片面に３層以上の記録層を配することも検討されている。ここで、記録層の積層数を増加させると、ディスクの大容量化を促進できる。しかし、その一方で、記録層間の間隔が狭くなり、層間クロストークによる信号劣化が増大する。
記録層を多層化すると、記録／再生対象とされる記録層（ターゲット記録層）からの反射光が微弱となる。このため、ターゲット記録層の上下にある記録層から、不要な反射光（迷光）が光検出器に入射すると、検出信号が劣化し、フォーカスサーボおよびトラッキングサーボに悪影響を及ぼす惧れがある。したがって、このように記録層が多数配されている場合には、適正に迷光を除去して、光検出器からの信号を安定化させる必要がある。
以下の特許文献１には、ピンホールを用いて迷光を除去する技術が記載されている。また、特許文献２には、１／２波長板と偏光光学素子を組み合わせることにより迷光を除去する技術が記載されている。
特開２００６−２６０６６９号公報 特開２００６−２５２７１６号公報
しかしながら、特許文献１の技術によれば、ターゲット記録層から反射されたレーザ光（信号光）の収束位置にピンホールを正確に位置づける必要があるため、ピンホールの位置調整作業が困難であるとの課題がある。位置調整作業を容易にするためピンホールのサイズを大きくすると、迷光がピンホールを通過する割合が増加し、迷光による信号劣化を効果的に抑制できなくなる。
また、特許文献２の技術によれば、迷光を除去するために、１／２波長板と偏光光学素子が２つずつ必要である他、さらに、２つのレンズが必要であるため、部品点数とコストが増加し、また、各部材の配置調整が煩雑であるとの課題がある。また、これらの部材を並べて配置するスペースが必要となり、光学系が大型化するとの課題もある。
この他、この種の光ピックアップ装置では、レーザ光軸に対するディスクの傾き（チルト）によってコマ収差が発生する。よって、コマ収差の発生を適正に検出してチルトを補正する必要がある。
本発明は、このような課題を解消するためになされたものであり、簡素な構成にて効果的に迷光を除去でき、且つ、コマ収差を円滑に補正できる光ピックアップ装置、焦点調整方法および光ディスク装置を提供することを目的とする。
本発明の第１の態様に係る光ピックアップ装置は、レーザ光源と、前記レーザ光源から出射されたレーザ光を記録媒体上に収束させる対物レンズと、前記記録媒体によって反射された前記レーザ光に非点収差を導入し、これにより、第１の方向に前記レーザ光が収束することによって生じる第１の焦線位置と、前記第１の方向に垂直な第２の方向に前記レーザ光が収束することによって生じる第２の焦線位置とを前記レーザ光の進行方向に互いに離間させる非点収差素子と、前記記録媒体によって反射された前記レーザ光のうち、異なる４つの光束領域内の光束の進行方向を互いに異ならせ、これら４つの光束領域内の光束を互いに離散させる角度調整素子と、前記離散された各光束を受光して検出信号を出力する光検出器と、前記レーザ光に生じるコマ収差を補正する球面収差補正ユニットとを備える。ここで、前記角度調整素子は、前記第１の方向と前記第２の方向にそれぞれ平行で且つ互いにクロスする２つの直線の交点を前記レーザ光軸に整合させたとき、前記２つの直線によって作られる一組の対頂角が並ぶ方向に２つの前記光束領域が配置され、他の一組の対頂角が並ぶ方向に残りの２つの前記光束領域が配置されるよう、前記４つの光束領域を設定する。また、前記光検出器は、前記４つの光束をそれぞれ受光する位置に配された第１のセンサ部と、コマ収差による前記光束の強度分布の変化を検出する第２のセンサ部とを有する。
この態様によれば、４つの光束領域と非点収差の方向（第１および第２の方向）との関係を上記のように設定したため、ターゲット記録層にて反射されたレーザ光（信号光）と、当該ターゲット記録層の上および／若しくは下の記録層から反射されたレーザ光（迷光）とが、光検出器の受光面（オンフォーカス時に信号光スポットが最小錯乱円になる面）上において、互いに重なり合わないようにすることができる。したがって、光検出器により信号光のみを受光することができ、よって、迷光による検出信号の劣化を抑制することができる。また、この作用を、角度調整素子を光路中に配置するのみで実現できる。よって、この態様によれば、簡素な構成にて効果的に迷光による影響を除去することができる。
加えて、この態様によれば、コマ収差による前記光束の強度分布の変化を検出する第２のセンサ部が配されているため、第２のセンサ部からの出力をもとにコマ収差の発生具合を検出することができ、この検出結果に基づいてコマ収差の補正を行うことができる。
なお、第１の態様において、前記４つの光束領域は、前記２つの直線によって前記レーザ光の光束領域を分割することにより設定され得る。
また、第１の態様において、前記角度調整素子は、離散後の各光束が前記光検出器の受光面上において直方形の異なる４つの頂角の位置にそれぞれ導かれるよう、４つの前記光束領域の進行方向を、前記第１および第２の方向に対し４５°の方向で、且つ、所定の角度だけ変化させるよう構成され得る。こうすると、光検出器上におけるセンサパターンの設計を簡易化することができ、また、センサパターン領域をコンパクトにすることができる。
さらに、第１の態様において、前記角度調整素子は、離散後の各光束が前記光検出器の受光面上において正方形の異なる４つの頂角の位置にそれぞれ導かれるよう、４つの前記光束領域の進行方向を変化させ、前記第２のセンサ部は、前記正方形の互いに向き合う一組の頂点の並び方向に並ぶ第１のセンサ領域と第２のセンサ領域を備える構成とすることができる。
このとき、前記第２のセンサ部は、前記コマ収差が最小のときに、前記第１のセンサ領域と前記第２のセンサ領域における受光量が互いに等しくなるよう構成され得る。こうすると、第１のセンサ領域と第２のセンサ領域から出力された信号の差がゼロになるようコマ収差補正ユニットを駆動することにより、コマ収差を補正することができる。
この他、第１の態様に係る光ピックアップ装置は、前記第２のセンサ部からの検出信号に基づいて前記コマ収差を表す信号を生成する演算回路を有する構成とすることもできる。
本発明の第２の態様は、照射光の焦点位置を目標面上に位置づける焦点調整方法に関するものである。この焦点調整方法は、前記目標面によって反射された前記照射光に非点収差を導入し、これにより、第１の方向に前記照射光が収束することによって生じる第１の焦線位置と、前記第１の方向に垂直な第２の方向に前記照射光が収束することによって生じる第２の焦線位置とを前記照射光の進行方向に互いに離間させ、前記目標面によって反射された前記照射光のうち、異なる４つの光束領域内の光束の進行方向を互いに異ならせて、これら４つの光束領域内の光束を互いに離散させ、前記離散された各光束を光検出器にて受光する。ここで、前記４つの光束領域は、前記第１の方向と前記第２の方向にそれぞれ平行で且つ互いにクロスする２つの直線の交点を前記照射光の光軸に整合させたとき、前記２つの直線によって作られる一組の対頂角が並ぶ方向に２つの前記光束領域が配置され、他の一組の対頂角が並ぶ方向に残りの２つの前記光束領域が配置されるように設定されている。また、前記光検出器は、前記４つの光束をそれぞれ受光する位置に配された第１のセンサ部と、コマ収差による前記光束の強度分布の変化を検出する第２のセンサ部とを有する。こうして、前記第１のセンサ部から出力された検出信号に対し非点収差法に基づく演算処理を行ってフォーカスエラー信号を生成し、前記第２のセンサ部から出力された検出信号に基づいてチルトエラー信号を生成する。
第２の態様においても、上記第１の態様と同様の効果が奏される。
本発明の第３の態様に係る光ディスク装置は、上記第１の態様およびその具体的態様に係る光ピックアップ装置と、前記光検出器からの信号を演算処理する演算回路と、前記演算回路からの信号に基づいて前記コマ収差補正ユニットを駆動制御するサーボ回路とを備える。
第３の態様においても、上記第１の態様と同様の効果が奏される。
以上のとおり、本発明によれば、簡素な構成にて効果的に迷光を除去することができ、且つ、コマ収差を円滑に補正できる光ピックアップ装置、焦点調整方法および光ディスク装置を提供することができる。
本発明の効果ないし意義は、以下に示す実施の形態の説明により更に明らかとなろう。ただし、以下の実施の形態は、あくまでも、本発明を実施する際の一つの例示であって、本発明は、以下の実施の形態によって何ら制限されるものではない。
以下、本発明の実施の形態につき図面を参照して説明する。
＜技術的原理＞
まず、図１ないし図１１を参照して、本実施の形態に適用される技術的原理について説明する。
図１（ａ）は、ターゲット記録層によって反射されたレーザ光（信号光）が、平行光の状態でアナモレンズ等の非点収差素子に入射されたときの信号光と迷光の収束状態を示す図である。なお、“迷光１”は、レーザ光入射面側から見てターゲット記録層よりも一つ奥側にある記録層にて反射されたレーザ光であり、“迷光２”は、ターゲット記録層よりも一つ手前にある記録層にて反射されたレーザ光である。また、同図は、信号光がターゲット記録層にフォーカス合わせされたときの状態を示している。
図示の如く、アナモレンズの作用により、図中の“曲面方向”に信号光が収束することによって面Ｓ１に焦線が生じ、さらに、この曲面方向に垂直な図中の“平面方向”に信号光が収束することによって面Ｓ２に焦線が生じる。そして、面Ｓ１と面Ｓ２の間の面Ｓ０において、信号光のスポットが最小（最小錯乱円）となる。非点収差法に基づくフォーカス調整では、面Ｓ０に光検出器の受光面が置かれる。なお、ここではアナモレンズにおける非点収差作用を簡単に説明するために、便宜上、”曲面方向”と”平面方向”と表現しているが、実際には、互いに異なる位置に焦線を結ぶ作用がアナモレンズによって生じれば良く、図１中の“平面方向”におけるアナモレンズの形状を平面に限定するものではない。
なお、同図（ａ）に示す如く、迷光１の焦線位置（同図では、非点収差素子による２つの焦線位置の間の範囲を“収束範囲”と示す）は、信号光の焦線位置よりも非点収差素子に接近しており、また、迷光２の焦線位置は、信号光の焦線位置よりも非点収差素子から離れている。
図１（ｂ）〜（ｅ）は、それぞれ、平行光部分および面Ｓ１、Ｓ０、Ｓ２上における信号光のビーム形状を示す図である。真円で非点収差素子に入射した信号光は、面Ｓ１上で楕円となり、面Ｓ０上で略真円となった後、面Ｓ２上にて再び楕円となる。ここで、面Ｓ１上のビーム形状と面Ｓ２上のビーム形状は、それぞれの長軸が互いに垂直の関係となっている。
ここで、同図（ａ）および（ｂ）のように、平行光部分におけるビームの外周に、反時計方向に８つの位置（位置１〜８：同図では丸囲み数字で表記）を設定すると、位置１〜８を通る光線は、非点収差素子によってそれぞれ収束作用を受ける。なお、位置４と位置８は、曲面方向に平行な直線にて平行光部分のビーム断面を２分割する場合の分割線上に位置しており、位置２と位置６は、平面方向に平行な直線にて平行光部分のビーム断面を２分割する場合の分割線上に位置している。位置１、３、５、７はそれぞれ、位置２、４、６、８によって区分される外周円弧の中間にある。
平行光部分において位置４と位置８を通る光線は、面Ｓ１で曲面方向の焦線へと収束された後に面Ｓ０へと入射する。このため、これら位置４、８を通る光線は、面Ｓ０上において、同図（ｄ）に示す位置４、８を通る。同様に、平行光部分において位置１、３、５、７を通る光線も、面Ｓ１にて曲面方向の焦線へと収束された後に面Ｓ０へと入射するため、面Ｓ０上では、同図（ｄ）に示す位置１、３、５、７を通る。これに対し、平行光部分において位置２、６を通る光線は、面Ｓ１で曲面方向の焦線へと収束されずに面Ｓ０へと入射する。このため、これら位置２、６を通る光線は、面Ｓ０上において、同図（ｄ）に示す位置２、６を通る。
図２（ｂ）〜（ｅ）は、それぞれ、平行光部分および面Ｓ１、Ｓ０、Ｓ２上における迷光１のビーム形状と光線通過位置を示す図である。同図（ｂ）に示すように、迷光１の外周にも、上記信号光の場合と同様に８つの位置１〜８を設定すると、これら８つの位置１〜８を通る光線は、曲面方向の焦線および平面方向の焦線の何れかに収束された後に面Ｓ０へと入射する。このため、平行光部分において位置１〜８を通る光線は、面Ｓ０上において、それぞれ、同図（ｄ）に示す位置１〜８を通る。
図３（ｂ）〜（ｅ）は、それぞれ、平行光部分および面Ｓ１、Ｓ０、Ｓ２上における迷光２のビーム形状と光線通過位置を示す図である。同図（ｂ）に示すように、迷光２の外周にも、上記信号光の場合と同様に８つの位置１〜８を設定すると、これら８つの位置１〜８を通る光線は、曲面方向の焦線と平面方向の焦線の何れへも収束されることなく面Ｓ０へと入射する。このため、平行光部分において位置１〜８を通る光線は、面Ｓ０上において、それぞれ、同図（ｄ）に示す位置１〜８を通る。
図４は、以上に説明した平行光部分および面Ｓ１、Ｓ０、Ｓ２上におけるビーム形状と光線の通過位置を、信号光、迷光１および迷光２を対比して示す図である。同図中の（ｃ）の段を対比して分かるとおり、平行光部分において位置１を通過した信号光、迷光１および迷光２の光束は、それぞれ、面Ｓ０上において、互いに異なる外周位置を通過する。同様に、平行光部分において位置３，４，５，７，８を通過した信号光、迷光１および迷光２の光束も、面Ｓ０において、互いに異なる外周位置を通過する。平行光部分において位置２，６を通過した信号光と迷光２の光束は、面Ｓ０において、同じ外周位置を通過する。この場合も、平行光部分において位置２，６を通過した信号光と迷光１の光束は、面Ｓ０において、互いに異なる外周位置を通過し、また、平行光部分において位置２、６を通過した迷光１と迷光２の光束は、面Ｓ０において、互いに異なる外周位置を通過する。
次に、以上の現象を考慮して、平行光部分における信号光および迷光１、２の領域分割パターンと、面Ｓ０上における信号光および迷光１、２の照射領域との関係について検討する。
まず、図５（ａ）に示すように、平行光部分における信号光および迷光１、２を、平面方向と曲面方向に対して４５°傾いた２つの直線で分割し、４つの光束領域Ａ〜Ｄに区分したとする。なお、この分割パターンは、従来の非点収差法に基づく領域分割に対応するものである。
この場合、上述の現象により、光束領域Ａ〜Ｄの信号光は、面Ｓ０上において、同図（ｂ）のように分布する。また、光束領域Ａ〜Ｄの迷光１および迷光２は、上述の現象により、それぞれ、同図（ｃ）および（ｄ）のように分布する。
ここで、面Ｓ０上における信号光と迷光１、２を光束領域毎に取り出すと、各光の分布は、図６（ａ）ないし（ｄ）のようになる。この場合、各光束領域の信号光には、同じ光束領域の迷光１および迷光２の何れか一方が必ず重なる。このため、各光束領域の信号光を光検出器上のセンサパターンで受光すると、少なくとも、同じ光束領域における迷光１または迷光２が対応するセンサパターンに同時に入射し、これにより検出信号に劣化が生じる。
これに対し、図７（ａ）に示すように、平行光部分における信号光および迷光１、２を、平面方向と曲面方向に平行な２つの直線で分割し、４つの光束領域Ａ〜Ｄに区分したとする。この場合、上述の現象から、光束領域Ａ〜Ｄの信号光は、面Ｓ０上において、同図（ｂ）のように分布する。また、光束領域Ａ〜Ｄの迷光１および迷光２は、上述の現象により、それぞれ、同図（ｃ）および（ｄ）のように分布する。
ここで、面Ｓ０上における信号光と迷光１、２を光束領域毎に取り出すと、各光の分布は、図８（ａ）ないし（ｄ）のようになる。この場合、各光束領域の信号光には、同じ光束領域の迷光１および迷光２の何れも重ならない。このため、各光束領域内の光束（信号光、迷光１、２）を異なる方向に離散させた後に、信号光のみをセンサパターンにて受光するように構成すると、対応するセンサパターンには信号光のみが入射し、迷光の入射を抑止することができる。これにより、迷光による検出信号の劣化を回避することができる。
以上のように、信号光および迷光１、２を平面方向と曲面方向に平行な２つの直線で４つの光束領域Ａ〜Ｄに分割し、これら光束領域Ａ〜Ｄを通る光を分散させて面Ｓ０上において離間させることにより、信号光のみを取り出すことができる。本実施の形態は、この原理を基盤とするものである。
図９は、図７（ａ）に示す４つの光束領域Ａ〜Ｄを通る光束（信号光、迷光１、２）の進行方向を、それぞれ、異なる方向に、同じ角度だけ変化させたときの、面Ｓ０上における信号光と迷光１、２の分布状態を示す図である。ここでは、同図（ａ）に示すように、光束領域Ａ〜Ｄを通る光束（信号光、迷光１、２）の進行方向が、それぞれ、方向Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃ、Ｄｄに、同じ角度量α（図示せず）だけ変化している。なお、方向Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃ、Ｄｄは、平面方向と曲面方向に対して、それぞれ、４５°の傾きを持っている。
この場合、方向Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃ、Ｄｄにおける角度量αを調節することにより、Ｓ０平面上において、同図（ｂ）に示すように各光束領域の信号光と迷光１、２を分布させることができる。その結果、図示の如く、信号光のみが存在する信号光領域をＳ０平面上に設定することができる。この信号光領域に光検出器のセンサパターンを設定することにより、各領域の信号光のみを、対応するセンサパターンにて受光することができる。
図１０は、フォーカスエラー信号とプッシュプル信号を生成するためのセンサパターンの配置方法を説明する図である。同図（ａ）および（ｂ）は、従来の非点収差法に基づく光束の分割方法とセンサパターンを示す図であり、同図（ｃ）および（ｄ）は、上述の原理に基づく光束の分割方法とセンサパターンを示す図である。ここで、トラック方向は、平面方向と曲面方向に対して４５°の傾きを持っている。なお、同図（ａ）および（ｂ）には、説明の便宜上、光束が８つの光束領域ａ〜ｈに区分されている。また、トラック溝による回折の像が実線で示され、オフフォーカス時のビーム形状が点線によって示されている。
従来の非点収差法では、光検出器のセンサパターンＰ１〜Ｐ４（４分割センサ）が同図（ｂ）のように設定される。この場合、光束領域ａ〜ｈの光強度に基づく検出信号成分をＡ〜Ｈで表すと、フォーカスエラー信号ＦＥは、ＦＥ＝（Ａ＋Ｂ＋Ｅ＋Ｆ）−（Ｃ＋Ｄ＋Ｇ＋Ｈ）の演算により求まり、プッシュプル信号ＰＰは、ＰＰ＝（Ａ＋Ｂ＋Ｇ＋Ｈ）−（Ｃ＋Ｄ＋Ｅ＋Ｆ）の演算により求まる。
これに対し、上記図９（ｂ）の分布状態では、上述の如く、信号光領域内に、図１０（ｃ）の状態で信号光が分布している。この場合、図１０（ａ）に示す光束領域ａ〜ｈを通る信号光の分布を同図（ｃ）の分布に重ねると、同図（ｄ）のようになる。すなわち、同図（ａ）の光束領域ａ〜ｈを通る信号光は、光検出器のセンサパターンが置かれる面Ｓ０上では、同図（ｄ）に示す光束領域ａ〜ｈへと導かれる。
したがって、同図（ｄ）に示す光束領域ａ〜ｈの位置に、同図（ｄ）に重ねて示す如くセンサパターンＰ１１〜Ｐ１８を設定すれば、同図（ｂ）の場合と同様の演算処理によって、フォーカスエラー信号とプッシュプル信号を生成することができる。すなわち、この場合も、光束領域ａ〜ｈの光束を受光するセンサパターンからの検出信号をＡ〜Ｈで表すと、同図（ｂ）の場合と同様、フォーカスエラー信号ＦＥは、ＦＥ＝（Ａ＋Ｂ＋Ｅ＋Ｆ）−（Ｃ＋Ｄ＋Ｇ＋Ｈ）の演算により取得でき、また、プッシュプル信号ＰＰは、ＰＰ＝（Ａ＋Ｂ＋Ｇ＋Ｈ）−（Ｃ＋Ｄ＋Ｅ＋Ｆ）の演算により取得することができる。
以上のように、本原理によれば、平行光部分における信号光および迷光１、２を、図１の平面方向と曲面方向に平行な２つの直線で４つの光束領域Ａ〜Ｄに分割し、これら光束領域Ａ〜Ｄを通る光を分散させ、さらに、分散させた後の各光束領域Ａ〜Ｄにおける信号光を、２分割された受光部によって個別に受光することにより、従来の非点収差法に基づく場合と同様の演算処理にて、フォーカスエラー信号とプッシュプル信号を生成することができる。
次に、本原理を適用した場合のコマ収差の影響について説明する。
図１１（ａ−２）、（ｂ−２）、（ｃ−２）は、光検出面上における信号光に生じるコマ収差の影響をシミュレーションにより求めたシミュレーション結果である。同図（ｂ−２）は、同図（ｂ−１）のようにレーザ光軸Ｌ０がディスク面（ブルーレイディスクを想定）に直交する場合（コマ収差が発生しない場合）の信号光の状態であり、同図（ａ−２）および（ｃ−２）は、それぞれ、同図（ａ−１）および（ｃ−１）のように、ディスクが径方向に傾いてコマ収差が発生した場合の信号光の状態である。
なお、同図（ａ−２）、（ｂ−２）、（ｃ−２）では、黒に近いほど光の強度が高くなっている。また、同図（ａ−２）は、同図（ｂ−１）の状態からディスクが反時計方向に０．５度径方向に傾いて３次コマ収差の大きさが３０ｍλｒｍｓであるときのシミュレーション結果であり、同図（ｃ−２）は、同図（ｂ−１）の状態からディスクが時計方向に０．５度径方向に傾いて３次コマ収差の大きさが３０ｍλｒｍｓであるときのシミュレーション結果である。
図１２は、（ａ−２）、（ｂ−２）、（ｃ−２）のシミュレーションに用いた光学系を示す図である。図中、１０は、波長４０５ｎｍのレーザ光を出射する半導体レーザ、１１は、半導体レーザ１０から出射されたレーザ光を略全反射する偏光ビームスプリッタ、１２はレーザ光を平行光に変換するコリメートレンズ、１３はコリメートレンズ１２側から入射されるレーザ光（直線偏光）を円偏光に変換する１／４波長板、１４はレーザ光をディスク上に収束させる対物レンズ、１５は偏光ビームスプリッタ１１を透過したディスクからの反射光に非点収差を導入する検出レンズ、１６は、上記図９（ａ）を参照して説明した作用をレーザ光に付与する角度調整素子、１７は光検出器である。
角度調整素子は、上記図９（ａ）を参照して説明したように、４つの光束領域Ａ〜Ｄを通過するレーザ光を互いに分光させて、光検出面上で、図９（ｂ）に示すように各光束領域を通過したレーザ光を分布させる作用を有する。なお、本シミュレーションでは、ターゲット記録層の前後に記録層が一つずつ存在すると仮定されている。なお、ターゲット記録層と前後の記録層との間隔は、それぞれ１０μｍとされている。
本光学系の設計条件は、以下の通りである。
（１）往路倍率：１０倍
（２）復路倍率：１８倍
（３）角度調整素子１６によって付与される分光角度：１．９度
（４）角度調整素子１６の分光面と光検出器１１３の検出面の間の光路長：３ｍｍ
（５）角度調整素子１６を配さないときの光検出面上におけるスポット径：６０μｍ
（６）角度調整素子１６を配したときの光検出面上における各信号光（光束領域Ａ〜Ｄをそれぞれ通過）の変位距離：１００μｍ
なお、往路倍率とは、対物レンズの焦点距離に対するコリメートレンズの焦点距離の比であり、復路倍率とは、対物レンズの焦点距離に対するコリメートレンズと検出レンズの合成焦点距離の比のことである。本光学系では、ディスクによって反射されたレーザ光（信号光）は、角度調整素子１６を除去すると検出面上において最小錯乱円となる。上記（５）のスポット径とは、この最小錯乱円の径のことである。また、上記（６）の変位距離とは、角度調整素子１６を除去したときの検出面上における信号光の光軸中心と、角度調整素子１６を配したときの各信号光の頂点位置（図８に示す扇型が直角となる頂点の位置）との間の距離のことである。
なお、図１１（ａ−２）、（ｂ−２）、（ｃ−２）には、ピーク強度の１／２００以上で１／１００以下の範囲の信号光がグレーでプロットされており、それ以上の強度の信号光は黒でプロットされている。
図１１（ｂ−２）を参照して、ディスクにチルトが発生していない場合、光検出面上における４つの信号光ＳＬ、ＳＲ、ＳＵ、ＳＢの強度は互いに等しくなり、また、光検出面上における信号光の強度分布は、同図の左右方向および上下方向においてバランスがとれた状態となっている。この場合、同図に示すように、信号光領域内の左右対称な位置に受光領域ＡＬ、ＡＲを設定すると、受光領域ＡＬ、ＡＲにおける信号光の受光量は互いに等しくなる。よって、受光領域ＡＬ、ＡＲにそれぞれセンサを配置すると、各センサパターンから出力される信号の差はゼロとなる。
次に、図１１（ａ−２）を参照して、ディスクに反時計方向のチルトが発生した場合、信号光ＳＬよりも信号光ＳＲの強度が高くなり、また、信号光ＳＬのサイドローブよりも信号光ＳＲのサイドローブが大きくなる。この場合、受光領域ＡＬよりも受光領域ＡＲにおける信号光の受光量が大きくなる。よって、受光領域ＡＬ、ＡＲにそれぞれセンサを配置し、各センサからの出力信号をＳＡＬ、ＳＡＲとすると、ＳＡＬ−ＳＡＲ＜０となる。
また、図１１（ｃ−２）を参照して、ディスクに時計方向のチルトが発生した場合には、信号光ＳＲよりも信号光ＳＬの強度が高くなり、また、信号光ＳＲのサイドローブよりも信号光ＳＬのサイドローブが大きくなる。この場合には、受光領域ＡＲよりも受光領域ＡＬにおける信号光の受光量が大きくなるため、受光領域ＡＬ、ＡＲにそれぞれセンサを配置し、各センサからの出力信号をＳＡＬ、ＳＡＲとすると、ＳＡＬ−ＳＡＲ＞０となる。
以上のように、信号光領域内の左右対称な位置に受光領域ＡＬ、ＡＲを設定し、これら受光領域ＡＬ、ＡＲにセンサを配置すると、これらセンサからの出力信号の差分から、ディスクチルトの方向と大きさを検出することができる。
図１３（ａ）は、上記シミュレーション条件において、レーザ光軸Ｌ０に対するディスク面の傾き角（ディスクチルト）を変化させたときの、受光領域ＡＬ、ＡＲにおける受光量の変化をシミュレーションしたシミュレーション結果である。
なお、同図の横軸は、図１１の（ｂ−１）の状態（レーザ光軸がディスク面に直交する状態）における傾き角（ディスクチルト）をゼロとし、この状態から、たとえば、図１１（ａ−１）のように、ディスク径方向において反時計方向にディスクが傾いたときの傾き角（ディスクチルト）を正としている。また、同図の縦軸は、上記光検出器１７の信号検出面上における信号光の受光量である。
このシミュレーションでは、上記光検出器１７の信号検出面上に、同図（ｂ）の寸法を有するセンサパターンを配置し、このうち中央の４つのセンサＳａ１〜Ｓａ４（同図（ｃ）参照）にて受光された信号光の受光量（便宜上、Ｓａ１〜Ｓａ４における受光量をＳａ１〜Ｓａ４と表す）について、Ｓａ２＋Ｓａ３、Ｓａ１＋Ｓａ４を演算したときの演算結果が示され、併せて、コマ収差の大きさ（ＣＭ）を示すパラメータ値として、ＣＭ＝（Ｓａ２＋Ｓａ３）−（Ｓａ１＋Ｓａ４）の演算結果が示されている。なお、センサＳａ２、Ｓａ３は、上記図１１における受光領域ＡＬに配置され、センサＳａ１、Ｓａ４は、上記図１１における受光領域ＡＲに配置されている。
このシミュレーション結果からも分かるとおり、上述のように、信号光領域内の左右対称な位置に受光領域ＡＬ、ＡＲを設定し、これら受光領域ＡＬ、ＡＲに、それぞれ、センサＳａ２，Ｓａ３とセンサＳａ１，Ｓａ４を配置すると、センサＳａ２，Ｓａ３からの出力信号の加算値とセンサＳａ１，Ｓａ４からの出力信号の加算値との差分から、コマ収差の方向および大きさ、すなわち、ディスクチルトの方向と大きさを検出することができる。
＜実施例＞
以下、上記原理に基づく実施例について説明する。
図１４に、本実施例に係る光ピックアップ装置の光学系を示す。なお、同図には、便宜上、関連する回路構成が併せて図示されている。また、同図中のディスクには、複数の記録層が積層して配置されている。
図示の如く、光ピックアップ装置の光学系は、半導体レーザ１０１と、偏光ビームスプリッタ１０２と、コリメートレンズ１０３と、レンズアクチュエータ１０４と、立ち上げミラー１０５と、１／４波長板１０６と、対物レンズ１０７と、ホルダ１０８と、対物レンズアクチュエータ１０９と、検出レンズ１１０と、角度調整素子１１１と、光検出器１１２を備えている。
半導体レーザ１０１は、所定波長のレーザ光を出射する。偏光ビームスプリッタ１０２は、半導体レーザ１０１から入射されるレーザ光（Ｓ偏光）を略全反射するとともに、コリメートレンズ１０３側から入射されるレーザ光（Ｐ偏光）を略全透過する。コリメートレンズ１０３は、偏光ビームスプリッタ１０２側から入射されるレーザ光を平行光に変換する。
レンズアクチュエータ１０４は、サーボ回路２０３から入力されるサーボ信号に応じてコリメートレンズ１０３を光軸方向に変位させる。これにより、レーザ光に生じる球面収差が補正される。立ち上げミラー１０５は、コリメートレンズ１０３側から入射されたレーザ光を対物レンズ１０７に向かう方向に反射する。
１／４波長板１０６は、ディスクへと向かうレーザ光を円偏光に変換するとともに、ディスクからの反射光をディスクへ向かう際の偏光方向に直交する直線偏光に変換する。これにより、ディスクによって反射されたレーザ光は、偏光ビームスプリッタ１０２を透過する。
対物レンズ１０７は、レーザ光をディスク内のターゲット記録層に適正に収束できるよう設計されている。ホルダ１０８は、１／４波長板１０６と対物レンズ１０７を一体的に保持する。対物レンズアクチュエータ１０９は、従来周知の電磁駆動回路によって構成され、当該回路のうち、フォーカスコイル等のコイル部がホルダ１０８に装着されている。なお、対物レンズアクチュエータ１０９は、対物レンズ１０７を、フォーカス方向とトラッキング方向の他、チルト方向にも駆動できるよう構成されている。
検出レンズ１１０は、ディスクからの反射光に非点収差を導入する。すなわち、検出レンズ１１０は、図１の非点収差素子に相当する。
角度調整素子１１１は、検出レンズ１１０側から入射されたレーザ光の進行方向を、図９を参照して述べた如く変化させる。すなわち、角度調整素子１１１は、入射されたレーザ光のうち、図９の光束領域Ａ〜Ｄを通過する光束の進行方向を、それぞれ、方向Ｄａ〜Ｄｄに、同じ角度量αだけ変化させる。なお、角度量αは、面Ｓ０上における信号光と迷光１、２の分布状態が、図９（ｂ）の分布状態となるように設定されている。
光検出器１１２は、図１５（ａ）に示すセンサパターンを有する。光検出器１１２は、このセンサパターンが図１の面Ｓ０の位置に位置づけられるように配置される。光検出器１１２には、図１０（ｄ）に示す８個のセンサＰ１１〜Ｐ１８が配されており、これらが、各々、図１０（ｄ）の光束領域ａ〜ｈを通る光束を受光する。また、光検出器１１２には、８個のセンサＰ１１〜Ｐ１８の内側に４個のセンサＳａ１〜Ｓａ４が配され、これらセンサＳａ１〜Ｓａ４からの出力信号を、上記図１３を参照して説明したように演算処理することにより、チルトエラー信号を生成可能となっている。
なお、信号検出器１１２のセンサパターンは、図１５（ｂ）のように、左右対称に２つのセンサＳａ５、Ｓａ６を配する構成とすることができる。この場合、チルトエラー信号は、Ｓａ５−Ｓａ６の演算により生成される。また、２つのセンサＳａ５、Ｓａ６を図１５（ｃ）、（ｄ）のパターンとすることもできる。この場合も、チルトエラー信号は、Ｓａ５−Ｓａ６の演算により生成される。
図１４に戻り、信号演算回路２０１は、光検出器１１２の８個のセンサＰ１１〜Ｐ１８から出力された検出信号を、図１０（ｄ）を参照して述べた如く演算処理し、フォーカスエラー信号とプッシュプル信号を生成する。また、信号演算回路２０１は、これら８個のセンサＰ１１〜Ｐ１８から出力された検出信号を加算して再生ＲＦ信号を生成する。さらに、信号演算回路２０１は、光検出器１１２の４個のセンサＳａ１〜Ｓａ４から出力された検出信号を、図１３を参照して述べた如く演算処理し、チルトエラー信号を生成する。生成されたフォーカスエラー信号、プッシュプル信号およびチルトエラー信号はサーボ回路２０３に送られ、再生ＲＦ信号は再生回路２０２とサーボ回路２０３に送られる。
再生回路２０２は、信号演算回路２０１から入力された再生ＲＦ信号を復調して再生データを生成する。サーボ回路２０３は、信号演算回路２０１から入力されたプッシュプル信号とフォーカスエラー信号からトラッキングサーボ信号とフォーカスサーボ信号を生成し、これらを対物レンズアクチュエータ１０９に出力する。また、サーボ回路２０３は、信号演算回路２０１から入力されたチルトエラー信号からチルトサーボ信号を生成し、これらを対物レンズアクチュエータ１０９に出力する。さらに、サーボ回路２０３は、信号演算回路２０１から入力された再生ＲＦ信号の品質が最良になるよう、レンズアクチュータ１０４にサーボ信号を出力する。
図１６は、角度調整素子１１１の構成例を示す図である。同図（ａ）は、回折パターンを有するホログラム素子によって角度調整素子１１１を構成する場合の構成例を示し、同図（ｂ）および（ｃ）は、多面プリズムによって角度調整素子１１１を構成する場合の構成例を示している。
まず、同図（ａ）の構成例において、角度調整素子１１１は、正方形形状の透明板にて形成され、光入射面にホログラムパターンが形成されている。光入射面は、図示の如く、４つのホログラム領域１１１ａ〜１１１ｄに区分されている。これらホログラム領域１１１ａ〜１１１ｄに、それぞれ、図９（ａ）の光束領域Ａ〜Ｄを通過したレーザ光（信号光、迷光１、２）が入射するよう、角度調整素子１１１が検出レンズ１１０の後段に配置される。
ホログラム領域１１１ａ〜１１１ｄは、入射されたレーザ光（信号光、迷光１、２）を、それぞれ、方向Ｖａ〜Ｖｄに回折させる。方向Ｖａ〜Ｖｄは、図９（ａ）の方向Ｄａ〜Ｄｄに一致している。よって、ホログラム領域１１１ａ〜１１１ｄは、回折により、検出レンズ１１０から入射されたレーザ光（信号光、迷光１、２）の進行方向を、それぞれ、図９（ａ）のＤａ〜Ｄｄの方向に変化させる。各領域における回折角は同じとなっている。
ここで、回折角は、ホログラム領域１１１ａ〜１１１ｄを通過したレーザ光（信号光、迷光１、２）が、図１の面Ｓ０において、図９（ｂ）のように分布するよう調整されている。よって、上記の如く、図１５（ａ）のセンサパターンを有する光検出器１１２の受光面を面Ｓ０に配置することにより、上記８個Ｐ１１〜Ｐ１８のセンサによって、対応する信号光を適正に受光することができる。
なお、ホログラム領域１１１ａ〜１１１ｄの回折効率は互いに同じとなっている。ホログラム領域１１１ａ〜１１１ｄに形成されるホログラムがステップ型である場合、回折効率は、ホログラムパターンのステップ数と１ステップあたりの高さによって調整され、回折角は、ホログラムパターンのピッチによって調整される。よって、この場合には、予め決められた回折次数の回折効率が所期の値となるように、ホログラムパターンのステップ数と１ステップあたりの高さが設定され、さらに、当該回折次数における回折角が図９（ｂ）の分布を与え得るように、ホログラムパターンのピッチが調整される。
なお、ホログラム領域１１１ａ〜１１１ｄに形成されるホログラムをブレーズ型とすることも可能である。この場合、ステップ型のホログラムよりも回折効率を高めることができる。
同図（ｂ）の構成例において、角度調整素子１１１は、光出射面が平坦で、且つ、光入射面が４つの領域において異なる方向に個別に傾斜する透明体によって形成されている。同図（ｃ）は同図（ｂ）を光入射面側から見た図である。図示の如く、角度調整素子１１１の光入射面には、４つの傾斜面１１１ｅ〜１１１ｈが形成されている。これら傾斜面に入射面側から光線がＸ軸に平行に入射すると、傾斜面１１１ｅ〜１１１ｈに入射する際の屈折作用によって、光の進行方向が、それぞれ、同図（ｃ）のＶｅ〜Ｖｈの方向に変化する。ここで、傾斜面１１１ｅ〜１１１ｈにおける屈折角は、同じである。
同図（ｂ）の角度調整素子１１１は、傾斜面１１１ｅ〜１１１ｈに、それぞれ、図９（ａ）の光束領域Ａ〜Ｄを通過したレーザ光（信号光、迷光１、２）が入射するよう、検出レンズ１１０の後段に配置される。こうして角度調整素子１１１が配置されると、傾斜面１１１ｅ〜１１１ｈにおける屈折方向Ｖｅ〜Ｖｈが、図９（ａ）の方向Ｄａ〜Ｄｄに一致することとなる。よって、傾斜面１１１ｅ〜１１１ｈは、屈折により、検出レンズ１１０から入射されたレーザ光（信号光、迷光１、２）の進行方向を、一定角度だけ、それぞれ、図９（ａ）のＤａ〜Ｄｄの方向に変化させる。
ここで、各傾斜面における屈折角は、傾斜面１１１ｅ〜１１１ｈを通過したレーザ光（信号光、迷光１、２）が、図１の面Ｓ０において、図９（ｂ）のように分布するよう調整されている。よって、面Ｓ０に、図１５（ａ）のセンサパターンを有する光検出器１１２を配置することにより、上記８個のセンサＰ１１〜Ｐ１８によって、対応する信号光を適正に受光することができる。
なお、図１６（ａ）の構成例では、ホログラム領域１１１ａ〜１１１ｄに、レーザ光の進行方向を一定角度だけ変化させる角度付与の回折作用のみを持たせるようにしたが、角度付与の他、検出レンズ１１０による非点収差作用をも同時に発揮するホログラムパターンを、ホログラム領域１１１ａ〜１１１ｄに設定しても良い。また、角度調整素子１１１の光入射面に上記角度付与のためのホログラムパターンを形成し、非点収差作用を持たせるためのホログラムパターンを角度調整素子１１１の光出射面に持たせるようにしても良い。同様に、図１６（ｂ）の角度調整素子１１１においても、光出射面に、非点収差を導入するためのレンズ面を形成するようにしても良く、あるいは、傾斜面１１１ｅ〜１１１ｈを曲面形状として、傾斜面１１１ｅ〜１１１ｈに非点収差のレンズ作用を持たせるようにしても良い。こうすると、検出レンズ１１０を省略することができ、部品点数とコストの削減を図ることができる。
以上、本実施例によれば、ディスク内に配された記録層のうちターゲット記録層から反射された信号光と、当該ターゲット記録層の上および下の記録層から反射された迷光１、２とが、光検出器１１２の受光面（オンフォーカス時に信号光スポットが最小錯乱円になる面Ｓ０）上において、互いに重なり合わないようにすることができる。具体的には、受光面（面Ｓ０）上における信号光と迷光１、２の分布を、図９（ｂ）の状態にすることができる。したがって、図９（ｂ）の信号光領域に、図１５（ａ）に示すセンサパターンを配置することにより、センサＰ１１〜Ｐ１８によって、対応する信号光のみを受光することができる。このため、迷光による検出信号の劣化を抑制することができる。また、この効果を、ディスクによって反射されたレーザ光の光路中、すなわち、図１４の構成では検出レンズ１１０と光検出器１１２の間に、角度調整素子１１１を配置するのみで達成することができる。したがって、本実施例によれば、簡素な構成にて効果的に迷光による影響を除去することができる。
加えて、本実施例によれば、センサＰ１１〜Ｐ１８の内側に４つのセンサＳａ１〜Ｓａ４を配するといった簡単な構成により、コマ収差ないしディスクチルトを検出することができる。
なお、上記原理による効果は、図１７に示すように、迷光１の平面方向の焦線位置が面Ｓ０（信号光のスポットが最小錯乱円となる面）よりも非点収差素子に接近した位置にあり、且つ、迷光２の曲面方向の焦線位置が面Ｓ０よりも非点収差素子から離れた位置にあるときに奏され得るものである。すなわち、この関係が満たされていれば、信号光と迷光１、２の分布は上記図８に示す状態となり、面Ｓ０において、信号光と迷光１、２が重なり合わないようにすることができる。換言すれば、この関係が満たされる限り、たとえ、信号光の曲面方向の焦線位置よりも迷光１の平面方向の焦線位置が面Ｓ０に接近し、あるいは、信号光の平面方向の焦線位置よりも迷光２の曲面方向の焦線位置が面Ｓ０に接近したとしても、上記原理に基づく本発明ないし実施例の効果は奏され得る。
以上、本発明の実施例について説明したが、本発明は、上記実施例に制限されるものではなく、また、本発明の実施形態も上記以外に種々の変更が可能である。
たとえば、上記実施例では、光束領域Ａ〜Ｄを通る光束の進行方向を図９（ａ）の方向Ｄａ〜Ｄｄへと変化させるようにしたが、図１８（ａ）に示す如く、ランダムな方向に進行方向を変化させても良く、あるいは、角度量に変化をつけて同じ方向に変化させるようにしても良い。要するに、図８に示す光束領域Ａ〜Ｄの各信号光領域に、他の光束領域からの迷光領域が掛からないよう、光束領域Ａ〜Ｄを通る光束を分散させれば良い。こうすると、それぞれの信号光のみを、対応するセンサで受光することができ、迷光の影響を除去することができる。
なお、このように光束領域Ａ〜Ｄを通る光束の進行方向を変化させる場合には、これに応じて、チルト検出用のセンサＳａ１〜Ｓａ４の配置を適宜調整する必要がある。この場合も、チルト検出用のセンサＳａ１〜Ｓａ４は、上記と同様、センサＳａ２，Ｓａ３からの出力信号の加算値とセンサＳａ１，Ｓａ４からの出力信号の加算値との差分から、コマ収差の方向および大きさ、すなわち、ディスクチルトの方向と大きさを検出できる位置に配置される。なお、この場合も、図１５（ｂ）〜（ｃ）と同様、チルト検出用のセンサとして、２つのセンサＳａ５、Ｓａ６を配置するようにしてもよい。これら２つのセンサＳａ５、Ｓａ６は、センサＳａ５，Ｓａ６からの出力信号の差分から、コマ収差の方向および大きさ、すなわち、ディスクチルトの方向と大きさを検出できる位置に配置される。
また、上記実施例では、レーザ光を図７（ａ）に示すように均等に４分割して光束領域Ａ〜Ｄを設定したが、図１８（ｂ）のように平面方向の２分割線と曲面方向の２分割線に掛からないように光束領域Ａ〜Ｄを設定することもでき、また、図１８（ｃ）および（ｄ）のように、これら２つの２分割線によって作られる対頂角が並ぶ方向に位置する２つの光束領域のうち、光束領域Ｃ、Ｂの方のみがこれら２つの２分割線に掛からないようにし（同図（ｃ）参照）、あるいは、光束領域Ａ、Ｄの方のみがこれら２つの２分割線に掛からないようにすることもできる（同図（ｄ）参照）。なお、同図（ｃ）、（ｄ）では、分割線からはみ出した部分の迷光成分が信号光に重畳されるため、上記実施例に比べると、検出信号がやや劣化する。また、光束領域Ａ〜Ｄの形状が上記実施例に比べて変化しているため、これに応じてセンサの形状を調整する必要がある。
また、上記図１４の構成では、信号光を一つの光検出器１１１で受光するようにしたが、たとえば、図１９に示すように、角度調整素子１１１を透過したレーザ光を無偏光ビームスプリッタ（ハーフミラー等）１２０によって分割し、分割したレーザ光をそれぞれ２つの光検出器１２１、１２２にて受光するよう光学系を変更することもできる。この場合、光検出器１２１には、図１０（ｄ）に示すセンサパターン（センサＰ１１〜Ｐ１８）が配され、光検出器１２２には、図１５（ａ）に示す４つのセンサＳａ１〜Ｓａ４のみからなるセンサパターン、または、図１５（ｂ）〜（ｃ）に示す２つのセンサＳａ５、Ｓａ６のみからなるセンサパターンが配される。
なお、図１９の構成例では、角度調整素子１１１が無偏光ビームスプリッタ１２０の前段に配置されているが、角度調整素子１１１を省略し、光検出器１２１、１２２上において図９（ｂ）の分布を生じさせる２つの角度調整素子を、それぞれ、無偏光ビームスプリッタ１２０と光検出器１２１の間の光路と無偏光ビームスプリッタ１２０と光検出器１２２の間の光路に配するようにしても良い。なお、図１９の構成例では、無偏光ビームスプリッタ１２０を用いてレーザ光の光路を分離させるようにしたが、この他、１／２波長板と偏光ビームスプリッタの組み合わせや、回折格子を用いて光路を分離させることもできる。
なお、上記図１９の構成例では、角度調整素子１１１を検出レンズ１１０と光検出器１１２の間に配置したが、角度調整素子は、対物レンズ１０８と光検出器１１２の間の光路中の任意の位置に配置することができる。ただし、対物レンズ１０８に向かうレーザ光の光路と重なる位置に角度調整素子を配置する場合には、対物レンズ１０８に向かうレーザ光に角度調整作用を付与しないように角度調整素子を構成する必要がある。たとえば、角度調整素子を図１２に示す構成とする場合には、角度調整素子として偏光依存性のホログラム素子を用いる。すなわち、対物レンズ１０８に向かう際のレーザ光の偏光方向には回折作用を発揮せず、対物レンズ１０８から戻ってくるレーザ光の偏光方向に回折作用を発揮するようにホログラム素子を構成する。
図２０は、この場合の構成例を示す図である。この構成例では、ホルダ１０８に、偏光依存性のホログラム素子にて構成された角度調整素子１３０が装着されている。角度調整素子１３０は、対物レンズ１０８に向かう際のレーザ光（Ｓ偏光）には回折作用を発揮せず、対物レンズ１０８から戻ってくるレーザ光（Ｐ偏光）に回折作用を発揮する。この場合、光束領域Ａ〜Ｄに対する角度変更作用は、図１６（ａ）の場合と同様である。ただし、光検出器１１２の受光面と角度調整素子１３０との間の光路長が上記実施例に比べて長いため、レーザ光の進行方向を変化させる角度量は、上記実施例よりも小さくなる。
この構成例では、角度調整素子１３０がホルダ１０８に装着されているため、対物レンズ１０７がトラッキング方向にずれても、角度調整素子１３０には、対物レンズ１０８からの戻り光（ディスクからの反射光）に対して、相対的な中心ずれが生じることがない。よって、トラッキング動作時の光軸ずれによる検出信号の劣化を抑制できる。
なお、上記では、ディスク面がレーザ光軸に対してディスク径方向に傾いた場合（ラジアルチルト）のコマ収差を例に説明したが、本発明は、ディスク面がレーザ光軸に対してトラック接線方向に傾いた場合（タンジェンシャルチルト）のコマ収差についても同様に適用できる。この場合、図１１に示す信号光の強度分布は、信号光ＳＵと信号光ＳＢとの間でアンバランスとなる。よって、コマ収差を検出するための２つの受光領域は、図１１のように左右に対称な配置（ＡＬ，ＡＲ）から上下に対称な配置に変更される。なお、コマ収差を検出するためのセンサパターンを図１５（ａ）のように構成すれば、演算により、ラジアルチルトによるコマ収差を表す信号とタンジェンシャルチルトによるコマ収差を表す信号の両方を生成することができる。
また、上記では、コマ収差を補正する手段として、対物レンズアクチュエータ１０９を用いたが、他の手段として、液晶素子等、制御信号に応じてレーザ光の波面状態を動的に調整できる波面補正素子を用いることもできる。コマ収差は、上記ディスクの傾き（チルト）の他、対物レンズや他のレンズ素子の傾き等によっても起こり得る。波面補正素子を用いると、これらの要因によって生じるコマ収差にも円滑に対応することができる。
この他、本発明の実施の形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。
実施形態に係る技術原理（光線の進み方）を説明する図 実施形態に係る技術原理（光線の進み方）を説明する図 実施形態に係る技術原理（光線の進み方）を説明する図 実施形態に係る技術原理（光線の進み方）を説明する図 実施形態に係る技術原理（分割パターンと光束の分布）を説明する図 実施形態に係る技術原理（分割パターンと光束の分布）を説明する図 実施形態に係る技術原理（分割パターンと光束の分布）を説明する図 実施形態に係る技術原理（分割パターンと光束の分布）を説明する図 実施形態に係る技術原理（角度付与と光束の分布）を説明する図 実施の形態に係るセンサパターンの配置方法を示す図 実施の形態に係るコマ収差の影響を説明する図 コマ収差の影響を検証（シミュレーション）するために用いた光学系を示す図 コマ収差の影響に関するシミュレーション結果を示す図 実施例に係る光ピックアップ装置の光学系を示す図 実施例に係る光検出器のセンサパターンを示す図 実施例に係る角度調整素子の構成例を示す図 実施例および本発明の技術原理の好ましい適用範囲を示す図 実施例の変更例（光束領域の設定形態）を示す図 実施例の変更例（光学系の変更形態）を示す図 実施例の変更例（光学系の変更形態）を示す図
符号の説明
１０１ 半導体レーザ
１０７ 対物レンズ
１０８ ホルダ
１１０ 検出レンズ
１１１ 角度調整素子
１１２ 光検出器
Ｐ１１〜Ｐ１８ センサ
Ｓａ１〜Ｓａ４ センサ
１２０ 無偏光ビームスプリッタ
１２１、１２２ 光検出器
１３０ 角度調整素子
２０１ 信号演算回路

Claims (12)

  1. レーザ光源と、
    前記レーザ光源から出射されたレーザ光を記録媒体上に収束させる対物レンズと、
    前記記録媒体によって反射された前記レーザ光に非点収差を導入し、これにより、第１の方向に前記レーザ光が収束することによって生じる第１の焦線位置と、前記第１の方向に垂直な第２の方向に前記レーザ光が収束することによって生じる第２の焦線位置とを前記レーザ光の進行方向に互いに離間させる非点収差素子と、
    前記記録媒体によって反射された前記レーザ光のうち、異なる４つの光束領域内の光束の進行方向を互いに異ならせ、これら４つの光束領域内の光束を互いに離散させる角度調整素子と、
    前記離散された各光束を受光して検出信号を出力する光検出器と、
    前記レーザ光に生じるコマ収差を補正する球面収差補正ユニットと、
    を備え、
    前記角度調整素子は、前記第１の方向と前記第２の方向にそれぞれ平行で且つ互いにクロスする２つの直線の交点を前記レーザ光軸に整合させたとき、前記２つの直線によって作られる一組の対頂角が並ぶ方向に２つの前記光束領域が配置され、他の一組の対頂角が並ぶ方向に残りの２つの前記光束領域が配置されるよう、前記４つの光束領域を設定し、
    前記光検出器は、前記４つの光束をそれぞれ受光する位置に配された第１のセンサ部と、コマ収差による前記光束の強度分布の変化を検出する第２のセンサ部とを有する、
    ことを特徴とする光ピックアップ装置。
  2. 請求項１において、
    前記４つの光束領域は、前記２つの直線によって前記レーザ光の光束領域を分割することにより設定されている、
    ことを特徴とする光ピックアップ装置。
  3. 請求項１または２の何れか一項において、
    前記角度調整素子は、離散後の各光束が前記光検出器の受光面上において直方形の異なる４つの頂角の位置にそれぞれ導かれるよう、４つの前記光束領域の進行方向を、前記第１および第２の方向に対し４５°の方向で、且つ、所定の角度だけ変化させる、
    ことを特徴とする光ピックアップ装置。
  4. 請求項３において、
    前記角度調整素子は、離散後の各光束が前記光検出器の受光面上において正方形の異なる４つの頂角の位置にそれぞれ導かれるよう、４つの前記光束領域の進行方向を変化させ、
    前記第２のセンサ部は、前記正方形の互いに向き合う一組の頂点の並び方向に並ぶ第１のセンサ領域と第２のセンサ領域を備える、
    ことを特徴とする光ピックアップ装置。
  5. 請求項４において、
    前記コマ収差が最小のとき、前記第１のセンサ領域と前記第２のセンサ領域における受光量が互いに等しくなる、
    ことを特徴とする光ピックアップ装置。
  6. 請求項１ないし５の何れか一項において、
    前記第２のセンサ部からの検出信号に基づいて前記コマ収差を表す信号を生成する演算回路を有する、
    ことを特徴とする光ピックアップ装置。
  7. 照射光の焦点位置を目標面上に位置づける焦点調整方法であって、
    前記目標面によって反射された前記照射光に非点収差を導入し、これにより、第１の方向に前記照射光が収束することによって生じる第１の焦線位置と、前記第１の方向に垂直な第２の方向に前記照射光が収束することによって生じる第２の焦線位置とを前記照射光の進行方向に互いに離間させ、
    前記目標面によって反射された前記照射光のうち、異なる４つの光束領域内の光束の進行方向を互いに異ならせて、これら４つの光束領域内の光束を互いに離散させ、
    前記離散された各光束を光検出器にて受光し、
    前記４つの光束領域は、前記第１の方向と前記第２の方向にそれぞれ平行で且つ互いにクロスする２つの直線の交点を前記照射光の光軸に整合させたとき、前記２つの直線によって作られる一組の対頂角が並ぶ方向に２つの前記光束領域が配置され、他の一組の対頂角が並ぶ方向に残りの２つの前記光束領域が配置されるように設定されており、
    前記光検出器は、前記４つの光束をそれぞれ受光する位置に配された第１のセンサ部と、コマ収差による前記光束の強度分布の変化を検出する第２のセンサ部とを有し、
    前記第１のセンサ部から出力された検出信号に対し非点収差法に基づく演算処理を行ってフォーカスエラー信号を生成し、
    前記第２のセンサ部から出力された検出信号に基づいてチルトエラー信号を生成する、
    ことを特徴とする焦点調整方法。
  8. 請求項１に記載の光ピックアップ装置と、
    前記光検出器からの信号を演算処理する演算回路と、
    前記演算回路からの信号に基づいて前記対物レンズおよび前記コマ収差補正ユニットを駆動制御するサーボ回路と、
    を備えることを特徴する光ディスク装置。
  9. 請求項８において、
    前記角度調整素子は、離散後の各光束が前記光検出器の受光面上において直方形の異なる４つの頂角の位置にそれぞれ導かれるよう、４つの前記光束領域の進行方向を、前記第１および第２の方向に対し４５°の方向で、且つ、所定の角度だけ変化させる、
    ことを特徴とする光ディスク装置。
  10. 請求項９において、
    前記角度調整素子は、離散後の各光束が前記光検出器の受光面上において正方形の異なる４つの頂角の位置にそれぞれ導かれるよう、４つの前記光束領域の進行方向を変化させ、
    前記第２のセンサ部は、前記正方形の互いに向き合う一組の頂点の並び方向に並ぶ第１のセンサ領域と第２のセンサ領域を備える、
    ことを特徴とする光ディスク装置。
  11. 請求項１０において、
    前記コマ収差が最小のとき、前記前記第１のセンサ領域と前記第２のセンサ領域における受光量が互いに等しくなる、
    ことを特徴とする光ピックアップ装置。
  12. 請求項８ないし１１の何れか一項において、
    前記演算回路は、前記第２のセンサ部からの検出信号に基づいて前記コマ収差を表す信号を生成する演算処理部を有する、
    ことを特徴とする光ピックアップ装置。
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