JP2011008852A - 光ピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡素な構成にて迷光を除去することができる光ピックアップ装置を提供する。
【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の光束に対し、それぞれ異なる非点収差作用および進行方向変更作用を付与し、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、この領域にセンサパターンを有する光検出器１１２が配置される。平板素子１１１は、反射光の光軸に対し傾けて配置されている。これにより、アナモレンズが用いられることなく非点収差の効果が生じる。よって、復路倍率を小さくすることができ、光ピックアップ装置の小型化および簡素化が実現され得る。
【選択図】図９

Description

本発明は、光ピックアップ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レーザ光を照射する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、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、それぞれ記載されている。

特開２００６−２６０６６９号公報 特開２００６−２５２７１６号公報

上記特許文献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。

本発明は、これらの課題を解消するためになされたものであり、簡素な構成にて迷光を除去することができる光ピックアップ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、前記記録媒体により反射された前記レーザ光を受光する光検出器と、前記光検出器に前記レーザ光を収束光として導く光学系と、前記光学系と前記光検出器との間に前記レーザ光の光軸に対して傾くように配置され前記レーザ光に非点収差を導入する光透過板と、前記光透過板による前記レーザ光の第１の焦線方向と当該第１の焦線方向に直交する第２の焦線方向にそれぞれ平行な２つの直線で前記レーザ光を４つの光束に分割したときの各光束を互いに離散させる光学素子とを備える。

本発明の第２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、前記記録媒体により反射された前記レーザ光を受光する光検出器と、前記光検出器に前記レーザ光を収束光として導く光学系と、前記光学系と前記光検出器との間に前記レーザ光の光軸に対して傾くように配置され前記レーザ光に非点収差を導入する複数の光透過板と、前記複数の光透過板による前記レーザ光の第１の焦線方向と当該第１の焦線方向に直交する第２の焦線方向にそれぞれ平行な２つの直線で前記レーザ光を４つの光束に分割したときの各光束を互いに離散させる光束分離部とを備える。ここで、前記複数の光透過板は、前記レーザ光のコマ収差を抑制するように配置されている。

本発明によれば、簡素な構成にて迷光を除去することができる光ピックアップ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。

実施形態に係る技術原理（光線の収束状態）を説明する図である。 実施形態に係る技術原理（光線の収束状態）を説明する図である。 実施形態に係る技術原理（信号光と迷光の分布状態）を説明する図である。 実施形態に係る技術原理（信号光と迷光の分布状態）を説明する図である。 実施形態に係る技術原理（信号光と迷光の分布状態）を説明する図である。 実施形態に係る技術原理（信号光と迷光の分布状態）を説明する図である。 実施形態に係る技術原理（光束の分離方法）を説明する図である。 実施の形態に係るセンサパターンの配置方法を示す図である。 実施例１に係る光ピックアップ装置の光学系を示す図である。 実施例１に係る平板素子の構成例を示す図である。 実施例２に係る光ピックアップ装置の光学系を示す図である。 実施例２に係る光ピックアップ装置の光学系の変更例を示す図である。 実施例２に係る光ピックアップ装置の光学系の変更例を示す図である。 実施例３に係る光ピックアップ装置の光学系を示す図である。 実施例４に係る光ピックアップ装置の光学系を示す図である。 実施例４に係る２分割プリズムの構成例を示す図である。 実施例４に係る光ピックアップ装置の光学系の変更例を示す図である。 実施の形態に係る変更例を示す図である。

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８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）、ターゲット記録層よりも深い層によって反射されたレーザ光（迷光１）、ターゲット記録層よりも浅い層によって反射されたレーザ光（迷光２）が、収束光の状態で平行平板に入射されたときの収束状態を示す図である。なお、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。

平行平板は、集光効果を有さない平板状の透過素子であり、図示の如く、ディスクによって反射されたレーザ光（反射光）の光軸に対して、上下方向から前後に傾けられて配置されている。また、反射光は、収束光として平行平板に入射している。これにより、反射光の上下方向と左右方向に光路差が生じることとなり、反射光の光束の収束位置にずれが生じる。

図１（ｂ）は、反射光の光軸に対して垂直な面内において、平行平板に入射する前の反射光（収束光部分）の光束を、反射光の進行方向から見た図である。図示の如く、収束光部分のビームの外周に、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）が設定されている。また、同図には、平行平板が傾けられた方向（以下、「傾き方向」という）と、平行平板が傾けられていない方向（以下、「非傾き方向」という）が併せて示されている。

なお、位置３と位置７は、傾き方向に平行な直線にて収束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１と位置５は、非傾き方向に平行な直線にて収束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２、４、６、８はそれぞれ、位置１、３、５、７によって区分される外周円弧の中間にある。

図１（ａ）に戻って、図示の如く、信号光は、傾き方向および非傾き方向の収束により、それぞれ異なる位置で焦線を結ぶ。傾き方向の収束による焦線位置（Ｓ２）は、非傾き方向の収束による焦線位置（Ｓ１）よりも、平行平板から遠い位置となり、後述する信号光の収束位置（Ｓ０）は、焦線位置（Ｓ１）、（Ｓ２）の間（収束範囲）の中間位置となる。

迷光１についても同様に、傾き方向の収束による焦線位置（Ｍ１２）は、非傾き方向の収束による焦線位置（Ｍ１１）よりも、平行平板から遠い位置となる。なお、迷光１の傾き方向の収束による焦線位置（Ｍ１２）が、信号光の収束位置（Ｓ０）よりも、平行平板に近い位置となるよう、光学系が設計されている。

迷光２についても同様に、傾き方向の収束による焦線位置（Ｍ２２）は、非傾き方向の収束による焦線位置（Ｍ２１）よりも、平行平板から遠い位置となる。なお、迷光２の非傾き方向の収束による焦線位置（Ｍ２１）は、信号光の収束位置（Ｓ０）よりも、平行平板から遠い位置となるよう、光学系が設計されている。

このように、平行平板により、図示の如く、焦線位置（Ｓ１）における光軸と垂直な平面（面Ｓ１）には、上下方向に信号光の焦線が生じ、さらに、焦線位置（Ｓ２）における光軸と垂直な平面（面Ｓ２）には、左右方向に信号光の焦線が生じる。これにより、収束位置（Ｓ０）における光軸と垂直な平面（面Ｓ０）上において、信号光のスポットが最も真円に近づけられる。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、同図（ａ）では、平行平板が、反射光の光軸に対して上下方向から前後に傾けられるよう配置されたが、同図（ａ）の状態から平行平板が光軸周りに回転させられることによって、反射光に対する傾き方向と非傾き方向を変化させることができる。すなわち、同図（ａ）において、平行平板が光軸周りに９０°回転させられると、反射光に対して、左右方向が傾き方向、上下方向が非傾き方向となる。また、平行平板が同図後方から見て光軸周りに４５°時計方向に回転されると、傾き方向と非傾き方向は、同図（ｂ）の状態から４５°傾けられ、同図（ｃ）の状態となる。このように平行平板が光軸周りに回転すると、それに伴い、信号光と迷光１、２の焦線も同様に回転する。

図２は、収束光部分および面Ｓ１、Ｓ０、Ｓ２上における信号光、迷光１、迷光２のビーム形状を示す図である。なお、同図では、図１（ｃ）に示したように、平行平板による傾き方向と非傾き方向が、上下方向と左右方向に対して４５°となるよう設定されている場合を示している。

同図左列の信号光を参照して、平行平板への入射前に位置４と位置８を通る光線は、面Ｓ１で非傾き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（ｃ）左列に示す位置４、８を通る。同様に、平行平板への入射前に位置１、３、５、７を通る光線も、面Ｓ１にて非傾き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（ｃ）左列に示す位置１、３、５、７を通る。これに対し、平行平板への入射前に位置２、６を通る光線は、面Ｓ１で非傾き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（ｃ）左列に示す位置２、６を通る。

同図中央列の迷光１を参照して、平行平板への入射前に位置１〜８を通る光線は、焦線位置（Ｍ１１）および焦線位置（Ｍ１２）の何れにおいても焦線を結んだ後に面Ｓ０へと入射する。このため、位置１〜８を通る迷光１の光線は、面Ｓ０上において、それぞれ、同図（ｃ）中央列に示す位置１〜８を通る。

同図右列の迷光２を参照して、平行平板への入射前に位置１〜８を通る光線は、傾き方向の焦線と非傾き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、位置１〜８を通る迷光２の光線は、面Ｓ０上において、それぞれ、同図（ｃ）右列に示す位置１〜８を通る。

次に、以上の現象を考慮して、平行平板への入射前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３（ａ）に示すように、平行平板への入射前における信号光および迷光１、２を、傾き方向と非傾き方向に対して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４（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５（ａ）に示すように、平行平板への入射前における信号光および迷光１、２を、傾き方向と非傾き方向に平行な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を傾き方向と非傾き方向に平行な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７は、図５（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、傾き方向と非傾き方向に対して、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、面Ｓ０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面Ｓ０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８は、センサパターンの配置方法を説明する図である。同図（ａ）は、ディスクからの反射光（信号光）の光束領域を示す図であり、同図（ｂ）は、図１（ａ）の構成において、面Ｓ０上に従来の非点収差法に基づく光検出器（４分割センサ）を配置したときの、光検出器上における信号光の分布状態を示す図である。図８（ｃ）および（ｄ）は、面Ｓ０上における、上述の原理に基づく信号光の分布状態とセンサパターンを示す図である。

各図において、トラック溝による信号光の回折の像（トラック像）の方向は、傾き方向および非傾き方向に対して４５°の傾きを持っている。同図（ａ）において、トラック像の方向が同図の左右方向であるとすると、同図（ｂ）ないし（ｄ）では、信号光におけるトラック像の方向は、同図の上下方向となる。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。なお、トラック溝による信号光の０次回折像と１次回折像の重なり状態は、波長／（トラックピッチ×対物レンズＮＡ）で求められることが知られており、同図（ａ）、（ｂ）、（ｄ）のように、４つの光束領域ａ、ｄ、ｅ、ｈに１次回折像が収まる条件は、波長／（トラックピッチ×対物レンズＮＡ）＞√２となる。

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とプッシュプル信号ＰＰは、
ＦＥ＝（Ａ＋Ｂ＋Ｅ＋Ｆ）−（Ｃ＋Ｄ＋Ｇ＋Ｈ） …（１）
ＰＰ＝（Ａ＋Ｂ＋Ｇ＋Ｈ）−（Ｃ＋Ｄ＋Ｅ＋Ｆ） …（２）
の演算により求まる。

これに対し、上記図７（ｂ）の分布状態では、上述の如く、信号光領域内に、図８（ｃ）の状態で信号光が分布している。この場合、同図（ａ）に示す光束領域ａ〜ｈを通る信号光は、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とプッシュプル信号ＰＰは、上記式（１）、（２）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、収束光部分における信号光および迷光１、２を、傾き方向と非傾き方向に平行な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（２分割センサ）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（トラッキングエラー信号）を生成することができる。

＜実施例１＞
以下、上記原理に基づく実施例１について説明する。

図９に、本実施例に係る光ピックアップ装置の光学系を示す。同図（ａ）は、立ち上げミラー１０５よりもディスク側の部分を除いた光学系を示し、同図（ｂ）は、立ち上げミラー１０５よりもディスク側の部分の光学系を示している。なお、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。

同図（ａ）、（ｂ）に図示の如く、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、アパーチャ１０７と、対物レンズ１０８と、ホルダ１０９と、対物レンズアクチュエータ１１０と、平板素子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。半導体レーザ１０１から出射されるレーザ光の広がり角は、水平広がり角と垂直広がり角が異なっている。

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。なお、本実施例では、コリメートレンズ１０３の光軸と、ディスク上のレーザ光の照射位置におけるトラックの接線方向のなす角（以下、「振り角」という）が、０°となるよう光学系が設定されている。

レンズアクチュエータ１０４は、レーザ光に生じる収差が補正されるようコリメートレンズ１０３を光軸方向に変位させる。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（Ｘ軸負方向）を対物レンズ１０８に向かう方向（Ｚ軸正方向）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。

アパーチャ１０７は、対物レンズ１０８に対するレーザ光の有効径が適正となるように、レーザ光のビーム形状を円形形状に調整する。対物レンズ１０８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１０９は、１／４波長板１０６、アパーチャ１０７、対物レンズ１０８を一体的に保持する。対物レンズアクチュエータ１１０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１０９に装着されている。

平板素子１１１は、平板状の透過素子であり、同図（ｃ）に示す如く、傾き方向と非傾き方向が、反射光のトラック像の方向に対して４５°の角をなすように配置されている。また、平板素子１１１の出射面には、後述するように、異なる角度を有する４つの傾斜面が形成されている。

これら４つの傾斜面には、傾き方向と非傾き方向に平行な２つの直線で４分割した光束領域（上記図７（ａ）の光束領域Ａ〜Ｄに相当）の光束がそれぞれ入射する。これら４つの光束は、対応する傾斜面における屈折作用によって、進行方向が図７（ａ）の方向Ｄａ〜Ｄｄに変化する。これにより、平板素子１１１に入射する反射光（信号光および迷光１、２）は、面Ｓ０上において、図７（ｂ）に示した如く光束領域が分布する。このように、平板素子１１１は、上記図１で述べた非点収差作用と、上記図７（ａ）で述べた分光作用の両方を発揮する。

光検出器１１２は、図８（ｄ）に示すセンサパターンＰ１１〜Ｐ１８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のセンサパターンＰ１１〜Ｐ１８は、各々、図８（ｄ）の光束領域ａ〜ｈを通る光束を受光する。

なお、光検出器１１２の８個のセンサパターンから出力された検出信号は、上記式（１）、（２）に従って演算処理され、フォーカスエラー信号とプッシュプル信号が生成される。そして、これら信号により、対物レンズアクチュエータ１１０が制御される。また、光検出器１１２の８個のセンサパターンから出力された検出信号から、再生ＲＦ信号が生成され、これにより、再生データが生成され、レンズアクチュエータ１０４が制御される。

図１０（ａ）は、平板素子１１１の斜視図であり、同図（ｂ）は、平板素子１１１により、レーザ光の進行方向が変化させられることを模式的に示す図である。同図（ｂ）は、平板素子１１１を入射面側から見たときの模式図である。なお、同図（ａ）において、ディスクによって反射されたレーザ光は、平板素子１１１裏側の平坦な面から入射する。

同図（ａ）に示す如く、平板素子１１１には、出射面側に４つの傾斜面１１１ａ〜１１１ｄが形成されている。これら４つの傾斜面１１１ａ〜１１１ｄは、平板素子１１１が図９（ａ）のように傾いて配置されたとき、各傾斜面に入射する光束の進行方向が、それぞれ同図（ｂ）の矢印Ｄａ〜Ｄｄの方向に進むように調整されている。同図（ｂ）の矢印Ｄａ〜Ｄｄは、図７（ａ）の矢印Ｄａ〜Ｄｄに相当する。

ここで、平板素子１１１は、ディスクによって反射されたレーザ光の光軸が、出射面において傾斜面１１１ａ〜１１１ｄの交わる点（中心点Ｏ）を通るように配置されている。よって、図７（ａ）に示す光束領域Ａ〜Ｄの光束は、それぞれ、傾斜面１１１ａ〜１１１ｄに入射し、進行方向が変えられる。これにより、平板素子１１１に入射する反射光（信号光および迷光１、２）の各光束は、レーザ光がターゲット記録層に合焦されると、面Ｓ０上において、図７（ｂ）に示す如く離散される。

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深い側および浅い側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も真円に近づけられる面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７（ｂ）の状態にすることができる。したがって、図７（ｂ）の信号光領域に、図８（ｄ）に示すセンサパターンを配置することにより、センサパターン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、本実施例によれば、出射面に傾斜面を有する平板素子１１１を配するのみで迷光を除去できるので、光ピックアップ装置の構成の簡素化とコストの削減を図りながら、効果的に、迷光の影響を抑制することができる。

なお、本実施例によれば、光検出器上のセンサパターンに迷光が掛からないため、光学系の復路倍率を高めて光検出器上における迷光の照射領域を拡張する等、センサパターンに入射する迷光の光量を低下させるための手段を講じる必要がない。したがって、本実施例では、アナモレンズ等、復路倍率を上げるためのレンズ手段を偏光ビームスプリッタ１０２と光検出器１１２の間に配する必要がなく、構成の簡素化とコストの削減を図ることができる。また、復路倍率を上げる必要がないため、光検出器１１２を偏光ビームスプリッタ１０２に近づけて配置することができ、結果、光ピックアップ装置の小型化を実現することができる。

なお、本実施例では、平板素子１１１により、非点収差の発生と、反射光の各光束の進行方向の変更が実現されたが、非点収差の発生と、反射光の各光束の進行方向の変更が、別々の光学素子により実現されても良い。この場合、部品点数が増えるものの、本実施例の構成と同様の迷光除去効果が奏され得る。

＜実施例２＞
図１１は、実施例２に係る光ピックアップ装置の構成を示す図である。同図（ａ）に示す如く、本実施例では、上記実施例１の偏光ビームスプリッタ１０２の替わりに、ハーフミラー１１３と分光素子１１４が追加されている。また、振り角は４５°に設定されている。さらに、同図（ｂ）に示す如く、本実施例では、１／４波長板１０６が省略されている。

以下、実施例１と異なる部分について説明する。

ハーフミラー１１３は、入射するレーザ光を５０％の比率で反射および透過する。これにより、ハーフミラー１１３は、半導体レーザ１０１から入射されるレーザ光をコリメートレンズ１０３側に反射し、コリメートレンズ１０３側から入射されるレーザ光をＸ軸正方向に透過する。また、ハーフミラー１１３は、反射光の光軸に対してＸ−Ｙ平面に平行な方向に傾けられている。これにより、同図（ｃ）に示す如く、傾き方向と非傾き方向が、それぞれ、Ｙ軸方向とＺ軸方向となる。なお、振り角は４５°であるため、トラック像の方向は、傾き方向と非傾き方向に対して４５°の角度をなしている。

分光素子１１４は、平板状の透過素子であり、上記実施例１の平板素子１１１と同様、出射面には、異なる角度を有する４つの傾斜面が形成されている。また、分光素子１１４の入射面は、ハーフミラー１１３の出射面に重ね合わされている。

ハーフミラー１１３と分光素子１１４がこのように配されると、コリメートレンズ１０３側からハーフミラー１１３に入射する反射光（信号光および迷光１、２）は、レーザ光がターゲット記録層に合焦されると、面Ｓ０上において、図７（ｂ）に示す如く離散される。すなわち、ハーフミラー１１３と分光素子１１４により、非点収差の効果が生じ、分光素子１１４の傾斜面によって、傾き方向と非傾き方向に平行な直線で分割された領域Ａ〜Ｄを通る反射光の光束の進行方向が、方向Ｄａ〜Ｄｄに変化される。

なお、ハーフミラー１１３と分光素子１１４が設置される際には、まず、半導体レーザ１０１から出射されるレーザ光が、対物レンズ１０８に適正に入射するよう、ハーフミラー１１３が位置調整される。すなわち、半導体レーザ１０１から出射されるレーザ光の光軸とハーフミラー１１３の法線のなす角θが調整される。続いて、ハーフミラー１１３の出射面に分光素子１１４の入射面を合わせつつ、分光素子１１４に入射する反射光の光軸が、分光素子１１４の出射面の中心点を通るよう、分光素子１１４がハーフミラー１１３との接面内で位置調整される。

本実施例によれば、上記実施例１と同様、構成の簡素化を図りながら、効果的に、迷光を除去することができる。

なお、図１１の構成では、ハーフミラー１１３と分光素子１１４とが別体とされたが、たとえば図１２に示すように、分光素子１１４の機能をハーフミラー１１３に持たせて、分光素子１１４を省略することもできる。この場合、たとえば、ハーフミラー１１３の出射面に、異なる角度を有する４つの傾斜面が形成される。こうすると、上記図１１の構成に比べ、部品点数を削減でき、構成の簡素化を図ることができる。

ただし、図１２の構成によれば、ハーフミラー１１３と分光素子１１４とが一体化されているため、往路（半導体レーザ１０１〜対物レンズ１０８）と復路（対物レンズ１０８〜光検出器１１２）の光学系を、個別に調整することができない。これに対し、図１１の構成によれば、まず、ハーフミラー１１３の位置調整を行いながら往路の光学系を設定し、その後、分光素子１１４の位置調整を行いながら復路の光学系を設定することができる。このため、図１１の構成では、復路倍率が小さく設定され、分光素子１１４と光検出器１１２が近づけられたような場合でも、分光素子１１４の位置調整を行うことで、反射光の各光束を図７（ｂ）に示す分布状態に正確に設定することができる。この他、図１１の構成では、ハーフミラー１１３と分光素子１１４が重ね合わせられるため、ハーフミラー１１３が熱により変形することを抑制することができる。

なお、図１１、１２の構成では、反射光の光軸に対して傾けられたハーフミラー１１３および分光素子１１４により、コマ収差が発生する。かかるコマ収差は、図１３（ａ）、（ｂ）に示すコマ収差補正板１１５によって抑制され得る。

同図（ａ）、（ｂ）において、コマ収差補正板１１５は、平板状の透過素子である。コマ収差補正板１１５は、ハーフミラー１１３が反射光の光軸周りに１８０°回転させられた場合の傾き角度と同じとなるよう配置されている。また、コマ収差補正板１１５は、ハーフミラー１１３および分光素子１１４により発生したコマ収差を打ち消すよう、厚みと屈折率が調整されている。こうすると、同図（ａ）の場合には、ハーフミラー１１３および分光素子１１４によって発生したコマ収差が、コマ収差補正板１１５により抑制され得る。また、同図（ｂ）の場合には、ハーフミラー１１３によって発生したコマ収差が、コマ収差補正板１１５により抑制され得る。

なお、この場合、コマ収差補正板１１５によって、光検出器１１２に入射する反射光の光軸およびＸ軸方向の焦線位置がずれる。このため、ハーフミラー１１３または分光素子１１４の厚みと、光検出器のＹ−Ｚ平面内での位置が、コマ収差補正板１１５の厚みに応じて適宜修正される。

＜実施例３＞
図１４は、上記実施例２で示した光ピックアップ装置の光学系の一部を変更した他の実施例を示す図である。同図（ａ）および（ｂ）には、それぞれ、図１１（ａ）に示した光学系および図１３（ａ）に示した光学系に対して、ダイバージングレンズが追加されている。なお、本実施例におけるダイバージングレンズは、凹状に形成された出射面を有し、入射面から入射するレーザ光を発散させる効果を持つ光学素子である。

図１４（ａ）および（ｂ）を参照して、ダイバージングレンズ１１６は、半導体レーザ１０１とハーフミラー１１３との間に設置されている。半導体レーザ１０１からダイバージングレンズ１１６に入射するレーザ光は、ダイバージングレンズ１１６により、発散させられる。これにより、コリメートレンズ１０３の焦点距離は、上記実施例２に比べ小さく設定されている。

本実施例によれば、上記実施例２の構成に比べて、復路倍率（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）を小さくできる。このため、上記実施例２に比べて光検出器１１２をハーフミラー１１３に近づけて配置でき、光ピックアップ装置のさらなる小型化を実現することができる。

また、本実施例によれば、上記実施例２に比べ、コリメートレンズ１０３の焦点距離が小さいため、ハーフミラー１１３に入射する反射光の収束角が大きい。これにより、ハーフミラー１１３および分光素子１１４による非点収差の発生量が増えるため、ハーフミラー１１３および分光素子１１４の厚みが小さく設定され得る。

なお、図１４には、図１１（ａ）と図１３（ａ）の光学系にダイバージングレンズ１１６を追加した構成を示したが、図１２（ａ）と図１３（ｂ）の光学系にも同様にダイバージングレンズ１１６を追加することも可能である。

＜実施例４＞
図１５は、実施例４に係る光ピックアップ装置の構成を示す図である。本実施例に係る光ピックアップ装置の光学系は、同図（ａ）に示す如く、図９（ａ）および（ｂ）に示した実施例１の光学系から、偏光ビームスプリッタ１０２と、１／４波長板１０６と、平板素子１１１とが省略され、替わりに、ハーフミラー１１３、２分割プリズム１１７、１１８が追加されている。

図１５（ａ）を参照して、本実施例に係る光学系では、ハーフミラー１１３により反射光に導入された非点収差が２分割プリズム１１８によりほぼ打ち消される。反射光に対する非点収差は、実質的に、２分割プリズム１１７によって導入される。また、図７（ａ）に示す分光作用は、２つの２分割プリズム１１７、１１８によって実現される。

２分割プリズム１１７、１１８は、平板状の透過素子であり、後述の如く、出射面に、異なる角度を有する２つの傾斜面が形成されている。２分割プリズム１１７は、同図（ｃ）に示す如く、傾き方向と非傾き方向が、反射光のトラック像の方向に対して４５°の角をなすように配置されている。２分割プリズム１１８は、反射光の光軸に対して、Ｘ−Ｚ平面に平行な方向に傾けて配置されている。

２分割プリズム１１８の厚みおよび屈折率と傾き角は、ハーフミラー１１３による非点収差作用と２分割プリズム１１８による非点収差作用が、互いにほぼ打ち消し合うよう調整されている。このため、実質的に２分割プリズム１１７による非点収差の効果のみ残ることとなる。

また、上記２分割プリズム１１７の傾き方向は、ハーフミラー１１３により生じるコマ収差と、２分割プリズム１１８により生じるコマ収差を、２分割プリズム１１７により生じるコマ収差によって同時に抑制できる方向となっている。２分割プリズム１１８の厚みおよび屈折率と傾き角は、ハーフミラー１１３により生じるコマ収差と、２分割プリズム１１８により生じるコマ収差を抑制でき、且つ、所望の非点収差作用を実現できるよう調整されている。なお、ハーフミラー１１３および２つの２分割プリズム１１７、１１８を、互いに同じ材質と厚みで構成し、且つ、反射光の光軸に対する傾き角をそれぞれ４５°に設定すると、これら各部材により生じるコマ収差を低コストで且つ効果的に相殺させながら、２分割プリズム１１７による非点収差作用を実現することができる。

図１６（ａ）および（ｂ）は、それぞれ、２分割プリズム１１７、１１８の斜視図であり、同図（ｃ）および（ｄ）は、それぞれ、２分割プリズム１１７、１１８により、レーザ光の進行方向の変化を模式的に示す図である。同図（ｃ）、（ｄ）は、図１５（ａ）のように配置された２分割プリズム１１７、１１８を入射面側から見たときの模式図である。なお、同図（ａ）、（ｂ）において、ディスクによって反射されたレーザ光は、２分割プリズム１１７、１１８裏側の平坦な面から入射する。

同図（ａ）に示す如く、２分割プリズム１１７には、出射面側に谷形状となるよう２つの異なる傾斜面１１７ａ、１１７ｂが形成されている。また、同図（ｂ）に示す如く、２分割プリズム１１８には、出射面側に山形状となるよう２つの異なる傾斜面１１８ａ、１１８ｂが形成されている。

２分割プリズム１１７の傾斜面の交線１１７ｃは、反射光の光束に対して図１５（ｃ）の傾き方向に合わせられている。また、２分割プリズム１１８の傾斜面の交線１１８ｃは、反射光の光束に対して図１５（ｄ）の非傾き方向に合わせられている。

図１６（ｃ）および（ｄ）に示す如く、２分割プリズム１１７に入射する反射光を傾き方向と非傾き方向に平行な２つの直線で４分割すると、光束領域Ａ〜Ｄの光束は、それぞれ、２分割プリズム１１７の傾斜面１１７ａ、１１７ｂと２分割プリズム１１８の傾斜面１１８ａ、１１８ｂに、同図（ｃ）、（ｄ）のように入射する。これにより、光束領域Ａ〜Ｄの光束は、それぞれ、傾斜面１１７ａ、１１７ｂと傾斜面１１８ａ、１１８ｂによって同図の矢印方向に進行方向が変えられる。したがって、光束領域Ａ〜Ｄの光束は、２つの２分割プリズム１１７、１１８を通ることにより、それぞれ、同図（ｅ）の方向Ｄａ〜Ｄｄに進行方向が変えられる。ここで、方向Ｄａ〜Ｄｄは、図７（ａ）の方向Ｄａ〜Ｄｄに相当する。

２分割プリズム１１７の傾斜面１１７ａ、１１７ｂと２分割プリズム１１８の傾斜面１１８ａ、１１８ｂは、このように、光束領域Ａ〜Ｄの光束がそれぞれ、同図（ｅ）の方向Ｄａ〜Ｄｄに進行方向が変えられるように調整されている。こうして、光束領域Ａ〜Ｄを通る反射光の光束の進行方向は、２分割プリズム１１７、１１８の傾斜面により変化され、結果、反射光の各光束は、面Ｓ０上において、図７（ｂ）に示す如く離散される。

以上、本実施例によれば、上記実施例１に比べ部品点数が増えるものの、上記実施例１の効果に加えて、コマ収差が抑制され得る。

なお、２分割プリズム１１７、１１８の何れか一方のみが、図１６（ｅ）の分光作用を有するようにしても良い。すなわち、図１７（ａ）に示す如く、２分割プリズム１１７のみに、異なる角度を有する４つの傾斜面が形成されていても良い。また、図１７（ｂ）に示す如く、２分割プリズム１１８のみに、異なる角度を有する４つの傾斜面が形成されていても良い。さらには、２分割プリズム１１７もしくは１１８の何れか一方において、表裏に図１６（ａ）、（ｂ）のような２つの傾斜面を形成しても良い。この他、ハーフミラー１１３の出射面に異なる角度を有する４つの傾斜面を形成するようにしても良く、あるいは、ハーフミラー１１３の出射面と２分割プリズム１１７または２分割プリズム１１８に図１６（ｅ）の分光作用を実現するための傾斜面を形成するようにしても良い。

＜他の変更例＞
以上、本発明の実施例１ないし４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、反射光の光束を離散させるために、屈折作用を用いたが、回折作用を用いて反射光の光束を離散させるようにしても良い。たとえば、図９の平板素子１１１の出射面に、傾斜面に替えて、回折パターンを有するホログラムを形成しても良い。あるいは、図９の平板素子１１１の出射面を平坦な面にして、平板素子１１１の後段に、回折により光束を分離するホログラム素子を配するようにしても良い。

図１８（ａ）は、出射面に４つの異なるホログラム領域１２０ａ〜１２０ｄが形成されたホログラム素子１２０を入射面側から見た図である。反射光の光束の進行方向は、ホログラム素子１２０のホログラム領域１２０ａ〜１２０ｄにより、図示の如く、変化させられる。これにより、光検出器１１２上で、図７（ｂ）に示すように光束が分布され得る。

図１１〜１４における分光素子１１４も、適宜、ホログラム素子に置き換えることができる。また、図１５および図１７に示す２分割プリズム１１７、１１８も、出射面にホログラム領域を持つ平行平板に置き換えることができる。なお、ホログラム領域に形成されるホログラムは、ステップ型でもブレーズ型でも良い。

また、上記実施の形態では、分光作用を発揮する素子の出射面に傾斜面が形成されたが、これら素子の入射面に傾斜面を形成するようにしても良い。たとえば、図９の構成では、平板素子１１１の出射面に異なる角度を有する４つの傾斜面が形成されたが、かかる傾斜面が入射面に形成されても良い。また、平板素子１１１の表裏に図１６（ａ）、（ｂ）のような２つの傾斜面が形成されても良い。

また、図１５、図１７（ａ）、（ｂ）の構成では、２分割プリズム１１７、１１８の出射面に異なる角度を有する傾斜面が形成されたが、かかる傾斜面が、２分割プリズム１１７、１１８の入射面に形成されても良い。

また、上記実施例では、立ち上げミラー１０５が用いられたが、立ち上げミラー１０５が省略された構成としても良い。

図１８（ｂ）は、上記実施例２で示した図１１の立ち上げミラー１０５が省略される場合の光ピックアップ装置の光学系を示す図である。半導体レーザ１０１から出射されハーフミラー１１３に入射するまでのレーザ光の光軸は、ディスク上のレーザ光照射位置におけるトラックの接線方向に対して４５°の角度をなすよう設定されている。

このような構成とすると、半導体レーザ１０１とハーフミラー１１４の向きを、対物レンズ１０８の光軸周りに回転させるのみで、振り角を４５°に設定できるため、光学系のレイアウトを容易に行うことができる。本実施例では、上記のように光検出器１１２をハーフミラー１１３に近づけることができるので、同図（ｂ）の構成としても、光ピックアップ装置の厚み寸法が顕著に大きくなることもない。

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。

１０１ … 半導体レーザ（レーザ光源）
１０８ … 対物レンズ
１１１ … 平板素子（光透過板、光学素子）
１１２ … 光検出器
１１３ … ハーフミラー（光透過板、光学素子）
１１４ … 分光素子（光透過板、光学素子）
１１５ … コマ収差補正板（補正板）
１１７ … ２分割プリズム（光学素子、光束離散部）
１１８ … ２分割プリズム（光学素子、光束離散部）

Claims (6)

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、
   前記記録媒体により反射された前記レーザ光を受光する光検出器と、
   前記光検出器に前記レーザ光を収束光として導く光学系と、
   前記光学系と前記光検出器との間に前記レーザ光の光軸に対して傾くように配置され前記レーザ光に非点収差を導入する光透過板と、
   前記光透過板による前記レーザ光の第１の焦線方向と当該第１の焦線方向に直交する第２の焦線方向にそれぞれ平行な２つの直線で前記レーザ光を４つの光束に分割したときの各光束を互いに離散させる光学素子と、を備える、
   ことを特徴とする光ピックアップ装置。
2. 請求項１に記載の光ピックアップ装置において、
   前記第１の焦線方向と前記第２の焦線方向が、前記記録媒体からのトラック像の方向に対して４５度傾いている、
   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に記載の光ピックアップ装置において、
   前記光透過板と前記光学素子とが一体化されている、
   ことを特徴とする光ピックアップ装置。
4. 請求項１ないし３の何れか一項に記載の光ピックアップ装置において、
   前記光検出器に導かれる前記レーザ光のコマ収差を抑制するための補正板が前記レーザ光の光軸に対して傾くように配置されている、
   ことを特徴とする光ピックアップ装置。
5. 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、
   前記記録媒体により反射された前記レーザ光を受光する光検出器と、
   前記光検出器に前記レーザ光を収束光として導く光学系と、
   前記光学系と前記光検出器との間に前記レーザ光の光軸に対して傾くように配置され前記レーザ光に非点収差を導入する複数の光透過板と、
   前記複数の光透過板による前記レーザ光の第１の焦線方向と当該第１の焦線方向に直交する第２の焦線方向にそれぞれ平行な２つの直線で前記レーザ光を４つの光束に分割したときの各光束を互いに離散させる光束分離部と、を備え、
   前記複数の光透過板は、前記レーザ光のコマ収差を抑制するように配置されている、
   ことを特徴とする光ピックアップ装置。
6. 請求項５に記載の光ピックアップ装置において、
   前記光束分離部は、前記複数の光透過板の何れか１つ、または、２つ以上の前記光透過板に配されている、
   ことを特徴とする光ピックアップ装置。

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