JP4592528B2 - 光検出装置、光ピックアップ装置 - Google Patents

Description

本発明は、光検出装置、光ピックアップ装置に関する。

現在、情報の記録／再生のための光ディスク媒体としてＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等が普及している。この光ディスク媒体に対する情報の記録／再生は、対物レンズが集光するレーザー光の焦点を、当該光ディスク媒体の情報面に対して正確に合焦させる必要がある。このため、光ディスク媒体の情報面に対して、レーザー光の焦点が合焦しないときの誤差を補正するためのフォーカシング制御や、情報面上に集光されたスポットが所定のトラック中心からずれた時の誤差を補正するためのトラッキング制御等が行われる。

そして、フォーカシング制御においては、例えば差動非点収差法が用いたものが知られている。この差動非点収差法によるフォーカシング制御においては、先ず、レーザー光を回折格子等で回折することにより例えば０次光と±１次光を発生させる。そして、０次光と±１次光を光ディスク媒体の情報面に照射する。情報面にて反射された当該０次光と±１次光の反射光は、シリンドリカルレンズ等により非点収差が付与される。この非点収差が付与された０次光と±１次光の反射光は、光検出装置に設けられた３つの４分割光検出器にて受光される。図７は、０次光の焦点が光ディスク媒体の情報面に合焦しているときの当該０次光と±１次光の反射光が、４分割光検出器にて受光されたときの受光パターンを示す図である。また、図８は、０次光の焦点が光ディスク媒体の情報面に合焦していないときの、受光領域Ａ’乃至Ｌ’の対角線を最大長とする当該０次光と±１次光の反射光が、４分割光検出器にて受光されたときの受光パターンを示す図である。尚、図７、図８に示す破線は０次光の反射光の受光パターンを示し、一点鎖線は＋１次光の反射光の受光パターンを示し、二点鎖線は−１次光の反射光の受光パターンを示すものである。図７に示すように、０次光の焦点が光ディスク媒体の情報面に合焦しているとき、０次光の反射光の受光パターンは円形状となり受光領域Ａ’乃至Ｄ’に対して等分に受光される。また、＋１次光の反射光の受光パターンも同様に円形状となり、受光領域Ｉ’乃至Ｌ’に対して等分に受光され、−１次光の反射光の受光パターンも同様に円形状となり、受光領域Ｅ’乃至Ｈ’に対して等分に受光される。

しかしながら、０次光の焦点が光ディスク媒体の情報面に合焦していないとき、０次光と±１次光の反射光の受光パターンは、受光領域Ａ’乃至Ｄ’、Ｅ’乃至Ｈ’、Ｉ’乃至Ｌ’の対角線を中心とする楕円形状となり、各受光領域Ａ’乃至Ｌ’に対して等分に受光されないこととなる。そして、このときの各受光領域Ａ’乃至Ｌ’からの出力に基づき、｛（受光領域Ａ’の出力＋受光領域Ｃ’の出力）−（受光領域Ｂ’の出力＋受光領域Ｄ’の出力）｝＋ｋ［｛（受光領域Ｉ’の出力＋受光領域Ｋ’の出力）−（受光領域Ｊ’の出力＋受光領域Ｌ’の出力）｝＋｛（受光領域Ｅ’の出力＋受光領域Ｇ’の出力）−（受光領域Ｆ’の出力＋受光領域Ｈ’の出力）｝］を演算することによってフォーカスエラー信号（以下、ＦＥ信号という）を生成する（ｋは０次光の光強度／±１次光の光強度）。そして、このＦＥ信号に基づいて、フォーカシング制御を行い、０次光の焦点を光ディスク媒体の情報面に合焦させることが可能なる。

更に、近年、光ディスク媒体においては２つの情報面を有する２層光ディスク媒体が普及している。この２層光ディスク媒体は、図９に示すように、１層目の情報面Ｌ０が形成された基板と、２層目の情報面Ｌ１が形成された基板とを、中間層を介して貼り合わせた構造となっている。情報面Ｌ０は半透明反射膜から構成され、０次光と±１次光の光量の一部を反射し、残りの０次光と±１次光を透過する。情報面Ｌ１は反射膜から構成され、情報面Ｌ０からの０次光と±１次光を反射する。そして、この２層光ディスク媒体に対しても同様に、０次光の焦点を各情報面Ｌ０、Ｌ１に合焦させるべく、フォーカシング制御が行われることとなる。
特開平４−１６８６３１号

しかしながら、２層光ディスク媒体においては、例えば情報面Ｌ０に合焦する０次光の焦点を情報面Ｌ１に合焦する際（図９の０次光の状態）、図１０に示すように、本来±１次光の反射光を受光すべき受光領域Ｉ’、Ｇ’に０次光の反射光が照射するという可能性があった。その場合、４分割光検出器の出力に基づくＦＥ信号に影響を与えてしまう可能性があった。以下、図１１を参照しつつＦＥ信号への影響について説明する。図１１の細字実線は、０次光の反射光を受光した４分割光検出器の出力に基づく０次光ＦＥ信号［＝｛（受光領域Ａ’の出力＋受光領域Ｃ’の出力）−（受光領域Ｂ’の出力＋受光領域Ｄ’の出力）｝］を示すものである。また、破線は、＋１次光（或いは−１次光）の反射光を受光した４分割光検出器の出力に基づく±１次光ＦＥ信号［＝ｋ｛（受光領域Ｉ’の出力＋受光領域Ｋ’の出力）−（受光領域Ｊ’の出力＋受光領域Ｌ’の出力）｝］を示すものである。また、太字実線は、３つの４分割光検出器の出力に基づくＦＥ信号（＝前述の式）を示すものである。図１１に示すように、情報面Ｌ０と情報面Ｌ１の中間近傍において、０次光ＦＥ信号では発生しないＳ字（一点鎖線内）が±１次光ＦＥ信号において発生している。このＳ字の±１次光ＦＥ信号の発生によって、ＦＥ信号にもＳ字が発生している。特に、０次光の光強度が±１次光の光強度に比して大きい場合（つまりｋの値が大きい場合）、受光領域Ｉ’、Ｇ’の出力が高ゲインで増幅されＳ字の発生がより確実なものとなる。そして、このＳ字の発生により、情報面Ｌ０に合焦する０次光の焦点を情報面Ｌ１に合焦する際に影響（例えば、情報面Ｌ１に正確に０次光が合焦できない）を及ぼす可能性があった。尚、情報面Ｌ１に合焦する０次光を情報面Ｌ０に合焦する際においては、０次光の反射光が±１次光の反射光を受光すべき受光領域Ｊ’、Ｈ’に照射されることとなり、同様に、情報面Ｌ１に合焦する０次光の焦点を情報面Ｌ０に合焦する際に影響を与えてしまう可能性があった。

また、２層光ディスク媒体においては、例えば情報面Ｌ０に０次光の焦点が合焦している場合、図１２に示すように、情報面Ｌ１からの０次光の反射光（以下、迷光という）が受光領域Ａ’乃至Ｌ’に照射されてしまう可能性があった。そのため、情報面Ｌ０からの０次光の反射光に基づく信号処理への影響（例えば、ジッタの悪化）や、トラッキング制御への影響（例えば、差動プッシュプル法をトラッキング制御に用いた場合の±１次光の反射光に基づく信号のオフセット）を及ぼす可能性があった。

そこで、本発明は、多層光ディスク媒体に対し記録／再生する際、当該多層光ディスク媒体からの反射光による記録／再生動作への影響を軽減することが可能な光検出装置、光ピックアップ装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するための発明に係る光検出装置は、レーザー光が回折されることにより発生する０次光、１次以上の正の高次回折光、１次以上の負の高次回折光のうち、前記０次光を多層光ディスク媒体の何れかの情報面に差動非点収差法を用いて合焦させるべく、前記０次光が合焦すべき情報面からの当該０次光の反射光を受光するための受光領域を有する第１光検出器と、前記第１光検出器と所定間隔をもって隣接し、前記０次光が合焦すべき情報面からの前記正の高次回折光の反射光を受光するための受光領域を有する第２光検出器と、前記第１光検出器と所定間隔をもって隣接し、前記０次光が合焦すべき情報面からの前記負の高次回折光の反射光を受光するための受光領域を有する第３光検出器と、を備えた光検出装置において、前記第２光検出器は、正方形の領域から、前記０次光の焦点が前記多層光ディスク媒体の情報面に合焦したときの前記正の高次回折光の反射光の受光パターンが円形状となる第１受光領域、前記０次光の焦点が前記多層光ディスク媒体の情報面からデフォーカスしたときの前記正の高次回折光の反射光の受光パターンが前記正方形の一対の対角線夫々を中心とする楕円形状となる第２受光領域、を除く領域に前記０次光の反射光の受光を禁止する受光禁止領域を有し、前記第３光検出器は、正方形の領域から、前記０次光の焦点が前記多層光ディスク媒体の情報面に合焦したときの前記負の高次回折光の反射光の受光パターンが円形状となる第３受光領域、前記０次光の焦点が前記多層光ディスク媒体の情報面からデフォーカスしたときの前記負の高次回折光の反射光の受光パターンが前記正方形の一対の対角線夫々を中心とする楕円形状となる第４受光領域、を除く領域に前記０次光の反射光の受光を禁止する受光禁止領域を有することを特徴とする。

また、光ピックアップ装置は、前述した光検出装置を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、多層光ディスク媒体に対し記録／再生する際、当該多層光ディスク媒体からの反射光による記録／再生動作への影響を軽減することが可能な光検出装置、光ピックアップ装置を提供することが可能となる。

本明細書および添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。

＜＜実施形態＞＞
＝＝＝ 光ピックアップ装置の構成例 ＝＝＝
図２を参照しつつ、本発明に係る光検出装置２を適用した光ピックアップ装置１の構成について説明する。図２は、本発明に係る光検出装置２を適用した光ピックアップ装置１の全体構成の一例を示す機能ブロック図である。尚、図２に示す光ピックアップ装置１は、本発明に係る光検出装置２が適用される一般的な光ピックアップ装置を示したものであり、この構成を有する光ピックアップ装置１に限るものではない。差動非点収差法を用いてフォーカシング制御を行う光ピックアップ装置であれば、本発明に係る光検出装置２は当然に適用可能である。

光ピックアップ装置１は、半導体レーザー３、回折格子４、コリメータレンズ５、ビームスプリッタ６、ミラー７、対物レンズ８、集光レンズ９、シリンドリカルレンズ１０、光検出装置２を有している。

半導体レーザー３は、例えばｐ型半導体とｎ型半導体をｐｎ接合したダイオードから構成されている。半導体レーザー３は、レーザー駆動回路（不図示）からの制御電圧が印加されることにより、光ディスク媒体１１の規格に対応した波長のレーザー光（例えば、光ディスク媒体１１がＢｌｕ-ｒａｙ Ｄｉｓｃ（登録商標）である場合の波長が４００ｎｍ〜４１０ｎｍの青紫色レーザー光）を回折格子４に出射する。

回折格子４は、半導体レーザー３からのレーザー光を、例えば０次光と±１次光（１次以上の正の高次回折光、１次以上の負の高次回折光）に回折してコリメータレンズ５に出射する。尚、本実施形態における回折格子４は、０次光と±１次光の光量比を例えば１５：１とする回折効率を有するものとして以下説明する。

コリメータレンズ５は、回折格子４からの０次光と±１次光を平行光に変換して、ビームスプリッタ６に出射する。

ビームスプリッタ６は、コリメータレンズ５からの０次光と±１次光を透過して、ミラー７に出射する。また、ビームスプリッタ６は、ミラー７から出射される、光ディスク媒体１１の情報面１２（ａ）、１２（ｂ）からの０次光と±１次光の反射光（以下、０次光の反射光を０次反射光、＋１次光の反射光を＋１次反射光、−１次光の反射光を−１次反射光という）を反射して、集光レンズ９に出射する。

ミラー７は、ビームスプリッタ６からの０次光と±１次光を反射して、対物レンズ８に出射する。また、ミラー７は、対物レンズ８からの０次反射光と±１次反射光を反射して、ビームスプリッタ６に出射する。

対物レンズ８は、開口制限部（不図示）によって光ディスク媒体１１の規格に応じた開口数（例えば、Ｂｌｕ-ｒａｙ Ｄｉｓｃにおける開口数０．８５）を有している。対物レンズ８は、光ディスク媒体１１の情報面１２（ａ）、１２（ｂ）に対するフォーカシング制御、トラッキング制御等を行うためのフォーカシング用駆動コイル、トラッキング用駆動コイル等を有するアクチュエータ（不図示）に組み込まれている。そして、対物レンズ８は、開口制限部によって制限された０次光と±１次光の焦点位置を光ディスク媒体１１の情報面１２（ａ）、（ｂ）に合焦させるべく、当該０次光と±１次光を集光して光ディスク媒体１１に出射する。また、対物レンズ８は、０次光と±１次光の焦点を、一方の情報面１２から他方の情報面１２に合焦させるためのアクチュエータの移動（以下、フォーカスジャンプという）に伴って移動する。また、対物レンズ８は、光ディスク媒体１１の情報面１２（ａ）、１２（ｂ）からの０次反射光と±１次反射光を平行光に変換してミラー７に出射する。

集光レンズ９は、ビームスプリッタ６からの０次反射光と±１次反射光を集光して、シリンドリカルレンズ１０に出射する。

シリンドリカルレンズ１０は、かまぼこ形状の円筒レンズであり、集光レンズ９からの０次反射光と±１次反射光に非点収差を付与して光検出装置２に出射する。そして、０次反射光と±１次反射光に非点収差が付与されることによって、当該０次反射光と±１次反射光の光検出装置２における受光パターンは、後述するように０次光の焦点位置が情報面１２（ａ）、１２（ｂ）から光ディスク媒体１１の厚み方向に離れるにつれて、円形状から楕円形状となる。

光ディスク媒体１１は、情報面１２（ａ）が形成された基板１４と、情報面１２（ｂ）が形成された基板１５とを、中間層１６を介して貼り合わせた構造の２層光ディスク媒体である。情報面１２（ａ）は半透明反射膜から構成され、対物レンズ８からの０次光と±１次光の光量の、例えば３０％を反射し、残りの７０％を透過する。情報面１２（ｂ）は反射膜から構成され、情報面１２（ａ）からの光量が７０％の０次光と±１次光を反射する。

＝＝＝ 光検出装置２の構成 ＝＝＝
図１乃至図４を参照しつつ本発明に係る光検出装置２の構成について説明する。図１は、本発明に係る光検出装置２を構成する４分割光検出器１３（ａ）（第１光検出器）、１３（ｂ）（第２光検出器）、１３（ｃ）（第３光検出器）を示す図である。図３は、一方の情報面１２から他方の情報面１２にフォーカスジャンプする際、他方の情報面１２からの０次反射光の受光パターンを示す図である。図４は、一方の情報面１２に０次光の焦点が合焦したときの、他方の情報面１２からの０次反射光の受光パターンを示す図である。尚、図１、図３、図４に示す破線は０次反射光の受光パターンを示し、一点鎖線は＋１次反射光の受光パターンを示し、二点鎖線は−１次反射光の受光パターンを示している。尚、図１に示す受光領域Ａ乃至Ｌの破線は、当該受光領域Ａ乃至Ｌに、後述する他次光受光禁止領域（受光禁止領域）１５、迷光受光禁止領域（受光禁止領域）１７がマスクされる前の形状を示すものである。

光検出装置２は、４分割光検出器１３（ａ）、１３（ｂ）、１３（ｃ）から構成されている。４分割光検出器１３（ａ）は、シリンドリカルレンズ１０からの０次反射光を受光するための正方形の受光領域を有し、この受光領域は４つの受光領域Ａ乃至Ｄから構成されている。また、４分割光検出器１３（ｂ）は、シリンドリカルレンズ１０からの＋１次反射光を受光するための正方形の受光領域を有し、この受光領域は４つの受光領域Ｉ乃至Ｌから構成されている。また、４分割光検出器１３（ｃ）は、シリンドリカルレンズ１０からの−１次反射光を受光するための正方形の受光領域を有し、この受光領域は４つの受光領域Ｅ乃至Ｈから構成されている。４分割光検出器１３（ａ）は、０次光の焦点が情報面１２（ａ）、１２（ｂ）に合焦するときの、シリンドリカルレンズ１０からの０次反射光が最小錯乱円（図１、円形状の破線）となる位置に設けられている。４分割光検出器１３（ｂ）は、０次光の焦点が情報面１２（ａ）、１２（ｂ）に合焦するときの、シリンドリカルレンズ１０からの＋１次反射光が最小錯乱円（図１、円形状の一点鎖線）となる位置に設けられている。４分割光検出器１３（ｃ）は、０次光の焦点が情報面１２（ａ）、１２（ｂ）に合焦するときの、シリンドリカルレンズ１０からの−１次反射光が最小錯乱円（図１、円形状の二点鎖線）となる位置に設けられている。つまり、４分割光検出器１３（ａ）、１３（ｂ）、１３（ｃ）は、０次反射光と±１次反射光が最小錯乱円となるように、光ディスク媒体１１からの当該０次反射光と±１次反射光の光路長や情報面１２（ａ）、１２（ｂ）上での０次光のスポットと±１次光のスポットの間隔等から一義的に定まる位置に、それぞれ隣接して設けられている。

また、４分割光検出器１３（ａ）の受光領域Ａ乃至Ｄは、０次光の焦点が情報面１２（ａ）、１２（ｂ）から光ディスク媒体１１の厚み方向に離れているため０次反射光の受光パターンが楕円形状となる方向に対して、それぞれ略４５度となるように分割されている。つまり、０次光の焦点が情報面１２（ａ）、１２（ｂ）に対してデフォーカスであるときの０次反射光の受光パターンは、受光領域ＡとＣの対角線を最大長として、当該対角線を中心に変化する楕円形状となるか、又は、受光領域ＢとＤの対角線を最大長として、当該対角線を中心に変化する楕円形状となる。尚、本実施形態において０次反射光の受光パターンは、光ディスク媒体１１の厚み方向において、０次光の焦点が合焦すべき情報面１２よりも対物レンズ８側となる場合、図１左斜め方向へ下がる楕円形状となり、当該情報面１２よりも基板１５側となる場合、図１右斜め方向へ下がる楕円形状となるものとして、以下説明する。

更に、受光領域Ａ乃至Ｄは、０次光の焦点が一方の情報面１２に合焦したとき、他方の情報面１２からの０次反射光（図４、４分割光検出器１３（ａ）、１３（ｂ）、１３（ｃ）を囲む破線。以下、迷光という）を受光する迷光受光領域１６（図４、受光領域Ａ乃至Ｄ内の縦線による領域）を有している。更に、受光領域Ａ乃至Ｄの迷光受光領域１６の一部には、迷光の受光を禁止するための迷光受光禁止領域１７（図４、受光領域Ａ乃至Ｄ内の横線による領域）を有している。この迷光受光禁止領域１７は、一方の情報面１２からの０次反射光の受光パターンが円形状や楕円形状に変化する領域を除く、迷光受光領域１６に設けられる。

この結果、４分割光検出器１３（ａ）の受光領域Ａ乃至Ｄは、迷光受光禁止領域１７によって、図１・１３（ａ）に示す形状となる。尚、迷光受光禁止領域１７は、４分割光検出器１３（ａ）に受光領域Ａ乃至Ｄを形成するために一般的に用いられるアルミ等によるマスクを、受光領域Ａ乃至Ｄ内の迷光受光禁止領域１７にも施すことによって実現可能である。或いは、予め受光領域Ａ乃至Ｄに対して迷光受光禁止領域１７を切り欠くことによっても実現可能である。詳述すると、マスク又は切り欠かれた受光領域Ａは、破線の領域を含む元の受光領域に対し、Ｘ方向におけるＸ１から左斜め上方のＸ２を経由したＸ３までの領域と、Ｙ方向におけるＹ１から左斜め上方のＹ２を経由したＹ３までの領域とを除いた形状の領域となる。また、受光領域Ｂは、受光領域Ａを時計回りに９０度回転した形状の領域となり、受光領域Ｃは、受光領域Ａを時計回りに１８０度回転した形状の領域となり、受光領域Ｄは、受光領域Ａを反時計回りに９０度回転した形状の領域となる。

また、４分割光検出器１３（ｂ）の受光領域Ｉ乃至Ｌは、０次光の焦点位置が情報面１２（ａ）、１２（ｂ）から光ディスク媒体１１の厚み方向に離れているため、＋１次反射光の受光パターンが楕円形状となる方向に対して、それぞれ略４５度となるように分割されている。つまり、０次光の焦点が情報面１２（ａ）、１２（ｂ）に対してデフォーカスであるときの＋１次反射光の受光パターンは、受光領域ＩとＫの対角線を最大長として、当該対角線を中心に変化する楕円形状となるか、又は、受光領域ＪとＬの対角線を最大長として、当該対角線を中心に変化する楕円形状となる。尚、本実施形態において＋１次反射光の受光パターンは、光ディスク媒体１１の厚み方向において、０次光の焦点が合焦すべき情報面１２よりも対物レンズ８側となる場合、図１左斜め方向へ下がる楕円形状となり、当該情報面１２よりも基板１５側となる場合、図１右斜め方向へ下がる楕円形状となるものとして、以下説明する。

更に、受光領域ＩとＪは、一方の情報面１２から他方の情報面１２にフォーカスジャンプする際、当該他方の情報面１２からの０次反射光を受光する他次光受光領域１４（図３、受光領域Ｉ、Ｊ内の縦線による領域）を有している。更に、この他次光受光領域１４の一部には、他方の情報面１２からの０次反射光の受光を禁止するための他次光受光禁止領域１５（図３、受光領域Ｉ、Ｊ内の横線による領域）を有している。この他次光受光禁止領域１５は、＋１次反射光の受光パターンが円形状や楕円形状に変化する領域を除く、他次光受光領域１４に設けられることとなる。尚、本実施形態においては他方の情報面１２からの０次反射光の受光パターンが、受光領域Ｉ、Ｊ内における＋１次反射光が円形状や楕円形状に変化する領域と重なるために、図３に示すように他次光受光禁止領域１５を設けているが、これに限るものではない。例えば、他方の情報面１２からの０次反射光の受光パターンが、受光領域Ｋ、Ｌ内における＋１次反射光が円形状や楕円形状に変化する領域と重なる場合、当該＋１次反射光が円形状や楕円形状に変化する領域を除く領域に他次光受光禁止領域１５が設けられることとなる。

尚、他次光受光禁止領域１５は、４分割光検出器１３（ｂ）に受光領域Ｉ乃至Ｌを形成するために一般的に用いられるアルミ等によるマスクを、受光領域ＩとＪ内の他次光受光禁止領域１５にも施すことによって実現可能である。或いは、予め受光領域Ｉ、Ｊに対して他次光受光禁止領域１５を切り欠くことによっても実現可能である。

更に、受光領域Ｉ乃至Ｌは、０次光の焦点が一方の情報面１２に合焦したとき、他方の情報面１２からの迷光を受光する迷光受光領域１６（図４、受光領域Ｉ乃至Ｌ内の縦線による領域）を有している。更に、受光領域Ｉ乃至Ｌの迷光受光領域１６の一部には、迷光の受光を禁止するための迷光受光禁止領域１７（図４、受光領域Ｉ乃至Ｌ内の横線による領域）を有している。この迷光受光禁止領域１７は、一方の情報面１２からの＋１次反射光の受光パターンが円形状や楕円形状に変化する領域を除く、迷光受光領域１６に設けられることとなる。

この結果、４分割光検出器１３（ｂ）の受光領域Ｉ乃至Ｌは、他次光受光禁止領域１５及び迷光受光禁止領域１７によって、図１・１３（ｂ）に示す形状となる。尚、迷光受光禁止領域１７は、他次光受光禁止領域１５と同様に、アルミ等によるマスクを受光領域Ｉ乃至Ｌ内の迷光受光禁止領域１７に施すことによって実現可能である。或いは、予め受光領域Ｉ乃至Ｌに対して迷光受光禁止領域１７を切り欠くことによっても実現可能である。詳述すると、マスク又は切り欠かれた受光領域Ｉは、破線の領域を含む元の受光領域に対し、Ｘ方向におけるＸ４から左斜め上方のＸ５を経由したＸ６までの領域と、Ｙ方向におけるＹ４から左斜め上方のＹ５を経由したＹ６までの領域とを除いた形状の領域となる。また、受光領域Ｊは、受光領域Ｉを時計回りに９０度回転した形状の領域となり、受光領域Ｋは、受光領域Ｉを時計回りに１８０度回転した形状の領域となり、受光領域Ｌは、受光領域Ｉを反時計回りに９０度回転した形状の領域となる。

また、４分割光検出器１３（ｃ）の受光領域Ｅ乃至Ｈは、０次光の焦点位置が情報面１２（ａ）、１２（ｂ）から光ディスク媒体１１の厚み方向に離れているため、−１次反射光の受光パターンが楕円形状となる方向に対して、それぞれ略４５度となるように分割されている。つまり、０次光の焦点が情報面１２（ａ）、１２（ｂ）に対してデフォーカスであるときの−１次反射光の受光パターンは、受光領域ＥとＧの対角線を最大長として、当該対角線を中心に変化する楕円形状となるか、又は、受光領域ＦとＨの対角線を最大長として、当該対角線を中心に変化する楕円形状となる。尚、本実施形態において−１次反射光の受光パターンは、光ディスク媒体１１の厚み方向において、０次光の焦点が合焦すべき情報面１２よりも対物レンズ８側となる場合、図１左斜め方向へ下がる楕円形状となり、当該情報面１２よりも基板１５側となる場合、図１右斜め方向へ下がる楕円形状となるものとして、以下説明する。

更に、受光領域ＧとＨは、一方の情報面１２から他方の情報面１２にフォーカスジャンプする際、当該他方の情報面１２からの０次反射光を受光する他次光受光領域１４（図３、受光領域Ｇ、Ｈ内の縦線による領域）を有している。更に、この他次光受光領域１４の一部には、他方の情報面１２からの０次反射光の受光を禁止するための他次光受光禁止領域１５（図３、受光領域Ｇ、Ｈ内の横線による領域）を有している。この他次光受光禁止領域１５は、−１次反射光の受光パターンが円形状や楕円形状に変化する領域を除く、他次光受光領域１４に設けられることとなる。尚、本実施形態においては他方の情報面１２からの０次反射光の受光パターンが、受光領域Ｇ、Ｈ内における−１次反射光が円形状や楕円形状に変化する領域と重なるために、図３に示すように他次光受光禁止領域１５を設けているが、これに限るものではない。例えば、他方の情報面１２からの０次反射光の受光パターンが、受光領域Ｅ、Ｆ内における−１次反射光が円形状や楕円形状に変化する領域と重なる場合、当該−１次反射光が円形状や楕円形状に変化する領域を除く領域に他次光受光禁止領域１５が設けられることとなる。

尚、他次光受光禁止領域１５は、４分割光検出器１３（ｃ）に受光領域Ｅ乃至Ｈを形成するために一般的に用いられるアルミ等によるマスクを、受光領域ＧとＨ内の他次光受光禁止領域１５にも施すことによって実現可能である。或いは、予め受光領域Ｇ、Ｈに対して他次光受光禁止領域１５を切り欠くことによっても実現可能である。

更に、受光領域Ｅ乃至Ｈは、０次光の焦点が一方の情報面１２に合焦したとき、他方の情報面１２からの迷光を受光する迷光受光領域１６（図４、受光領域Ｅ乃至Ｈ内の縦線による領域）を有している。更に、受光領域Ｅ乃至Ｈの迷光受光領域１６の一部には、迷光の受光を禁止するための迷光受光禁止領域１７（図４、受光領域Ｅ乃至Ｈ内の横線による領域）を有している。この迷光受光禁止領域１７は、一方の情報面１２からの−１次反射光の受光パターンが円形状や楕円形状に変化する領域を除く、迷光受光領域１６に設けられることとなる。

この結果、４分割光検出器１３（ｃ）の受光領域Ｅ乃至Ｈは、他次光受光禁止領域１５及び迷光受光禁止領域１７によって、図１・１３（ｃ）に示す形状となる。尚、迷光受光禁止領域１７は、他次光受光禁止領域１５と同様に、アルミ等によるマスクを受光領域Ｅ乃至Ｈ内の迷光受光禁止領域１７に施すことによって実現可能である。或いは、予め受光領域Ｅ乃至Ｈに対して迷光受光禁止領域１７を切り欠くことによっても実現可能である。詳述すると、マスク又は切り欠かかれた受光領域Ｅは、破線の領域を含む元の受光領域に対し、Ｘ方向におけるＸ７から左斜め上方のＸ８を経由したＸ９までの領域と、Ｙ方向におけるＹ７から左斜め上方のＹ８を経由したＹ９までの領域とを除いた形状の領域となる。また、受光領域Ｆは、受光領域Ｅを時計回りに９０度回転した形状の領域となり、受光領域Ｇは、受光領域Ｅを時計回りに１８０度回転した形状の領域となり、受光領域Ｈは、受光領域Ｅを反時計回りに９０度回転した形状の領域となる。

＝＝＝ フォーカスジャンプする際における光検出装置２の効果 ＝＝＝
図１、図３、図５を参照しつつ、本発明に係る光検出装置２の、フォーカスジャンプする際における効果について説明する。図５（ａ）は、本発明に係る光検出装置２の受光領域Ａ乃至Ｌの出力に基づいて生成されるＦＥ信号を示す図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）に示す一点鎖線内の拡大図である。

尚、ＦＥ信号は、受光領域Ａ乃至Ｌの出力に基づいて、｛（受光領域Ａの出力＋受光領域Ｃの出力）−（受光領域Ｂの出力＋受光領域Ｄの出力）｝＋ｋ［｛（受光領域Ｉの出力＋受光領域Ｋの出力）−（受光領域Ｊの出力＋受光領域Ｌの出力）｝＋｛（受光領域Ｅの出力＋受光領域Ｇの出力）−（受光領域Ｆの出力＋受光領域Ｈの出力）｝］を演算することによって求めることが可能となる（ｋは０次光の光強度／±１次光の光強度）。また、図５に示す実線は、前述した他次光受光禁止領域１５を受光領域Ｇ乃至Ｉに設ける前のＦＥ信号を示すものである。

図３に示すように、他次光受光禁止領域１５を受光領域Ｇ乃至Ｉに設けられることによって、０次反射光は、当該他次光受光禁止領域１５の範囲分、他次光受光領域１４にて受光されないこととなる。つまり、フォーカスジャンプする際における、上述のＦＥ信号式中の受光領域Ｇ乃至Ｉの出力が小さくなり、ＦＥ信号が小さくなる。この結果、図５（ａ）、（ｂ）の破線に示すように、フォーカスジャンプする際の０次反射光の受光に基づくＳ字が、実線に比べて滑らかとなる。そのため、当該０次反射光によるフォーカスジャンプする際の、当該０次反射光による影響を軽減することが可能となる。

＝＝＝ 迷光に対する光検出装置２の効果 ＝＝＝
図６を参照しつつ、本発明に係る光検出装置２の、迷光に対する効果について説明する。図６（ａ）は、受光領域Ａ乃至Ｄのマスク幅を変化したときの、当該受光領域Ａ乃至Ｄにおいて受光した迷光量の変化を示した図である。図６（ｂ）は、受光領域Ｅ乃至Ｈのマスク幅を変化したときの、当該受光領域Ｅ乃至Ｈにおいて受光した迷光量の変化を示した図である。図６（ｃ）は、受光領域Ｉ乃至Ｌのマスク幅を変化したときの、当該受光領域Ｉ乃至Ｌにおいて受光した迷光量の変化を示した図である。

図４に示すように、迷光受光禁止領域１７を受光領域Ａ乃至Ｌに設けられることによって、迷光は、当該迷光受光禁止領域１７の範囲分、迷光受光領域１６にて受光されないこととなる。この結果、図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、当該受光領域Ａ乃至Ｌにて受光した迷光量が軽減される。そのため、一方の情報面１２に０次光の焦点が合焦しているときの、他方の情報面からの迷光による影響を軽減することが可能となる。

上述した実施形態によれば、一方の情報面１２から他方の情報面１２に０次光の焦点を移行するとき、他方の情報面１２からの０次反射光が、４分割光検出器１３（ｂ）、１３（ｃ）の受光領域Ｇ、Ｈ、Ｉ、Ｊに照射されるときの、０次光反射光の一部が照射することを禁止することが可能となる。この結果、一方の情報面１２から他方の情報面１２に０次光の焦点を移行するときの、差動非点収差法によるフォーカシング制御において、０次反射光による影響を軽減することが可能となる。

更に、他次光受光領域１４をマスクすることによって、他次光受光禁止領域１５を光検出装置２に容易に実現することが可能となる。

また、他次光受光領域１４を切り欠くことによって、他次光受光禁止領域１５を光検出装置２に確実に実現することが可能となる。

更に、４分割光検出器１３（ｂ）、１３（ｃ）の受光領域Ｅ乃至Ｈ、Ｉ乃至Ｌにおける対角線上で±１次反射光の照射形状が変化する領域を除いた領域の一部に他次光受光禁止領域１５を設けることによって、差動非点収差法によるフォーカシング制御に影響を与えることなく他次光受光禁止領域１５を設けることが可能となる。つまり、差動非点収差法によるフォーカシング制御によって０次光の焦点を一方の又は他方の情報面１２に確実に合焦することが可能となるとともに、他方の情報面１２からの０次反射光による影響を軽減することが可能となる。

また、一方の情報面１２に０次光の焦点を合焦したとき、他方の情報面１２からの迷光が４分割光検出器１３（ａ）、１３（ｂ）、１３（ｃ）の受光領域Ａ乃至Ｌに照射されるときの、当該迷光の一部が照射することを禁止することが可能となる。この結果、一方の情報面１２に０次光の焦点を合焦したときの、他方の情報面１２にて０次光が反射したことによる迷光による影響を軽減することが可能となる。

更に、迷光受光領域１６をマスクすることによって、迷光受光禁止領域１７を光検出装置２に容易に実現することが可能となる。

また、迷光受光領域１６を切り欠くことによって、迷光受光禁止領域１７を光検出装置２に確実に実現することが可能となる。

更に、４分割光検出器１３（ａ）、１３（ｂ）、１３（ｃ）の受光領域Ａ乃至Ｌにおける０次反射光及び±１次反射光の照射形状が変化する領域を除いた領域に迷光受光禁止領域１７を設けることによって、差動非点収差法によるフォーカシング制御に影響を与えることなく迷光受光禁止領域１７を設けることが可能となる。つまり、差動非点収差法によるフォーカシング制御によって０次光を一方又は他方の情報面１２に確実に集光することが可能となるとともに、他方の情報面１２からの０次反射光による影響を軽減することが可能となる。

尚、本実施形態においては、２層光ディスク媒体である光ディスク媒体１１に対して、本発明に係る光検出装置を用いているが、これに限るものではない。３層以上の情報面１２を有する多層光ディスク媒体における、一の情報面から他の情報面にフォーカスジャンプする際の０次反射光の受光に対しても、本発明に係る光検出装置を用いることが可能である。また、一の情報面に０次光が合焦する際の他の情報面からの迷光の受光に対しても、本発明に係る光検出装置を用いることが可能である。

＝＝その他の実施形態＝＝
以上、本発明に係る光検出装置、光ピックアップ装置について説明したが、上記の説明は、本発明の理解を容易とするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得る。

本発明に係る光検出装置を構成する３つの４分割光検出器を示す図である。 本発明に係る光検出装置を適用した光ピックアップ装置の全体構成の一例を示す機能ブロック図である。 一方の情報面から他方の情報面にフォーカスジャンプする際、他方の情報面からの０次反射光の受光パターンを示す図である。 一方の情報面に０次光の焦点が合焦したときの、他方の情報面からの０次反射光の受光パターンを示す図である。 本発明に係る光検出装置の受光領域Ａ乃至Ｌの出力に基づいて生成されるＦＥ信号を示す図である。 本発明に係る光検出装置の受光領域Ａ乃至Ｌのマスク幅を変化したときの、当該受光領域Ａ乃至Ｌにおいて受光した迷光量の変化を示した図である。 情報面に０次光の焦点が合焦したときの、３つの４分割光検出器における受光パターンを示した図である。 情報面に０次光の焦点が合焦していないときの、３つ３つの４分割光検出器における受光パターンを示した図である。 ２層光ディスク媒体の構成を示す図である。 一方の情報面から他方の情報面にフォーカスジャンプする際、他方の情報面からの０次反射光の受光パターンを示す図である。 ２層光ディスク媒体におけるフォーカスエラー信号を示す図である。 一方の情報面に０次光の焦点が合焦したときの、他方の情報面からの０次光の反射光の受光パターンを示す図である。

符号の説明

１ 光ピックアップ装置
２ 光検出装置
３ 半導体レーザー
４ 回折格子
５ コリメータレンズ
６ ビームスプリッタ
７ ミラー
８ 対物レンズ
９ 集光レンズ
１０ シリンドリカルレンズ
１１ 光ディスク媒体
１２ 情報面
１３ ４分割光検出器
１４ 他次光受光領域
１５ 他次光受光禁止領域
１６ 迷光受光領域
１７ 迷光受光禁止領域

Claims (3)

1. レーザー光が回折されることにより発生する０次光、１次以上の正の高次回折光、１次以上の負の高次回折光のうち、前記０次光を多層光ディスク媒体の何れかの情報面に差動非点収差法を用いて合焦させるべく、
   前記０次光が合焦すべき情報面からの当該０次光の反射光を受光するための受光領域を有する第１光検出器と、
   前記第１光検出器と所定間隔をもって隣接し、前記０次光が合焦すべき情報面からの前記正の高次回折光の反射光を受光するための受光領域を有する第２光検出器と、
   前記第１光検出器と所定間隔をもって隣接し、前記０次光が合焦すべき情報面からの前記負の高次回折光の反射光を受光するための受光領域を有する第３光検出器と、
   を備えた光検出装置において、
   前記第２光検出器は、正方形の領域から、前記０次光の焦点が前記多層光ディスク媒体の情報面に合焦したときの前記正の高次回折光の反射光の受光パターンが円形状となる第１受光領域、前記０次光の焦点が前記多層光ディスク媒体の情報面からデフォーカスしたときの前記正の高次回折光の反射光の受光パターンが前記正方形の一対の対角線夫々を中心とする楕円形状となる第２受光領域、を除く領域に前記０次光の反射光の受光を禁止する受光禁止領域を有し、
   前記第３光検出器は、正方形の領域から、前記０次光の焦点が前記多層光ディスク媒体の情報面に合焦したときの前記負の高次回折光の反射光の受光パターンが円形状となる第３受光領域、前記０次光の焦点が前記多層光ディスク媒体の情報面からデフォーカスしたときの前記負の高次回折光の反射光の受光パターンが前記正方形の一対の対角線夫々を中心とする楕円形状となる第４受光領域、を除く領域に前記０次光の反射光の受光を禁止する受光禁止領域を有する
   ことを特徴とする光検出装置。
2. 前記第１光検出器は、正方形の領域から、前記０次光の焦点が前記多層光ディスク媒体の情報面に合焦したときの前記０次光の反射光の受光パターンが円形状となる第５受光領域、前記０次光の焦点が前記多層光ディスク媒体の情報面からデフォーカスしたときの前記０次光の反射光の受光パターンが前記正方形の一対の対角線夫々を中心とする楕円形状となる第６受光領域、を除く領域に前記０次光の反射光の受光を禁止する受光禁止領域を有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の光検出装置。
3. 請求項１又は２に記載の光検出装置を備えた、
   ことを特徴とする光ピックアップ装置。

Images