JPWO2007114278A1 - 光ピックアップ及び情報機器 - Google Patents

Abstract

光ピックアップ（１００）は、（i）レーザ光を照射する光源（１０１）と、（ii）照射されたレーザ光を、照射されたレーザ光を、０次光、及び回折光に回折させる回折手段（１０１）と、（iii）回折された、０次光及び回折光を、複数の記録層のうちの一の記録層に導く光学系（１０５等）と、（iv）０次光の偏光の位相差と、回折光の偏光の位相差と、を異ならせる光機能素子（１０４）と、（v）一の記録層からの０次光、及び回折光を、受光手段に導くための光路分岐手段（１０５）と、（vi）回折光を少なくとも受光する受光手段（ＰＤ１ａ等）とを備える。

Description

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

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

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

特開２００５−２２８４３６号公報

しかしながら、上述した、迷光の影響を低減するための各種の手法においては、図９に示されるように、フォーカスエラー信号、又は、ＲＦ信号を受光するための受光素子において、迷光（図９中の「Stray light」と「Transmitted beam」との重なりを参照）が入射してしまい、迷光の影響によって、所望の記録層からの戻り光の信号成分のＳ／Ｎ比が低下してしまうという技術的な問題点が生じてしまう。

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

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

（光ピックアップ）
上記課題を解決するために、本発明の光ピックアップは、情報信号が記録される情報ピットが配列されてなる記録トラックを有する、複数の記録層を備える光ディスクから前記情報信号を記録又は再生する光ピックアップであって、レーザ光を照射する光源と、照射された前記レーザ光を、０次光、及び回折光に回折させる回折手段と、回折された、前記０次光、及び前記回折光を、前記複数の記録層のうちの一の記録層に導く光学系と、前記０次光の偏光の位相差と、前記回折光の偏光の位相差と、を異ならせる光機能素子と、前記回折光を少なくとも受光する、一又は複数の受光手段と、前記一の記録層からの前記０次光、及び前記回折光を、前記受光手段に導くための光路分岐手段と、を備える。

本発明の光ピックアップによれば、光源から照射されたレーザ光は、例えば回折格子等の回折手段によって、０次光、及び回折光に回折される。次に、例えば対物レンズ、ビームスプリッタ、又は、プリズム等の光学系により、複数の記録層のうちの一の記録層に導かれ、集光される。と共に、一の記録層において発生する一の戻り光は、光路分岐手段を介して、受光手段によって受光される。よって、一の記録層に導かれ、集光されたレーザ光は、一の記録層に形成された情報ピットやマークを再生することが可能である。よって、光ディスクから所定の情報を再生することが可能である。或いは、集光されたレーザ光は、一の記録層に情報ピットやマークを形成することが可能である。よって、光ディスクに対して所定の情報を記録することが可能である。

特に、本発明によれば、光機能素子によって、当該光機能素子を透過した、０次光の偏光の位相差と、回折光の偏光の位相差とを、異ならせることが可能である。ここに、本発明に係る「偏光の位相差」とは、例えば直線偏光や、楕円偏光等のレーザ光の偏光状態を規定可能な、２つの直線偏光の成分における、位相差を意味する。具体的には、レーザ光の偏光は、一般的に光の進行方向に垂直な平面内で、互いに直交する方向に振動する、２つの直線偏光の成分に分解することができる。従って、これら２つの直線偏光の成分における、振幅及び位相差に基づいて、大別すると、直線偏光、楕円偏光、及び円偏光に分類することが可能である。

言い換えると、光機能素子によって、当該光機能素子を透過した、０次光における偏光状態と、回折光における偏光状態とは、異ならせることが可能である。具体的には、０次光における偏光状態と、回折光における偏光状態とは、光機能素子に入射される前、全て、第１状態（例えば第１方向に振動する直線偏光）である。他方、０次光における偏光状態は、この光機能素子を透過した後、入射する前と、同じ第１状態である。これに対して、回折光における偏光状態は、この光機能素子を透過した後、入射する前とは異なり第２状態（例えば第２方向に振動する直線偏光）である。即ち、例えば０次光の偏光方向と、回折光の偏光方向とを、直交させることによって、異ならせることが可能である。従って、０次光の迷光と、回折光の信号光との光の干渉の影響を効果的に抑制することが可能である。特に、０次光の迷光と、回折光の信号光とは、光強度のレベルが略等しいので、偏光方向を異ならせることによって、回折光を受光する受光手段における、迷光による光の干渉の影響をより顕著に、抑制することが可能である。加えて、０次光の信号光と、回折光の迷光とについても、偏光方向を異ならせることによって、０次光を受光する受光手段における、迷光による光の干渉の影響を顕著に、抑制することが可能である。

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

本発明の光ピックアップの一の態様は、前記光機能素子は、（i）前記光源から前記光路分岐手段までの間の光路上、若しくは（ii）前記光路分岐手段から前記受光手段までの間の光路上、に配置される。

この態様によれば、回折光が光機能素子を透過する際に、複屈折に基づいて、例えば常光線の位相と、異常光線の位相とに、所定の量の位相差を生じさせることが可能である。従って、０次光における偏光方向と、回折光における偏光方向とを、所定の角度だけ異ならせることが可能である。

本発明の光ピックアップの他の態様は、前記光機能素子は、平行光束になる光路上に配置される。

この態様によれば、回折光が光機能素子を透過する際に、複屈折に基づいて、例えば常光線の位相と、異常光線の位相とに、所定量の位相差を生じさせることが可能である。従って、０次光における偏光方向と、回折光における偏光方向とを、所定の角度だけ異ならせることが可能である。

本発明の光ピックアップの他の態様は、前記光機能素子は、当該光機能素子に対する、前記回折光の入射角度と、前記０次光の入射角度との（微小な）差に基づいて、前記回折光の偏光の位相差と、前記０次光の偏光の位相差とを異ならせる。

この態様によれば、回折光が光機能素子を透過する際に、複屈折に基づいて、例えば常光線の位相と、異常光線の位相とに、所定量の位相差を生じさせることが可能である。従って、０次光における偏光方向と、回折光における偏光方向とを、所定の角度だけ異ならせることが可能である。

本発明の光ピックアップの他の態様は、前記光機能素子は、前記光源から前記光路分岐手段までの間の平行光束になる光路上に、配置される。

この態様によれば、０次光の偏光方向と、回折光の偏光方向とを、回折光の光強度を相対的に高いレベルにさせつつ、異ならせることが可能である。

本発明の光ピックアップの他の態様は、前記光機能素子は、前記光路分岐手段から前記受光手段までの間の平行光束になる光路上に、配置される。

この態様によれば、光機能素子による、０次光における偏光方向と、回折光における偏光方向とは、異ならせる作用が、受光手段に相対的に近い側の平行光束で、行われる。従って、０次光に対する光量の損失と、回折光に対する光量の損失とを、相対的に少なくさせることが可能である。

本発明の光ピックアップの他の態様は、前記光機能素子は、前記０次光の偏光の位相差と、前記回折光の偏光の位相差とを、相対的に略１８０度異ならせる。

この態様によれば、０次光における偏光方向と、回折光における偏光方向とを、直交させて、異ならせることが可能である。

本発明の光ピックアップの他の態様は、前記回折光の次数は±1次である。

この態様によれば、光機能素子によって、当該光機能素子を透過した、０次光における偏光状態と、±１次の回折光における偏光状態とは、異ならせることが可能である。

本発明の光ピックアップの他の態様は、前記一又は複数の受光手段の面積は、前記一の記録層に合焦点した場合、前記複数の記録層のうち他の記録層において発生する迷光が、照射される照射領域の面積より小さい。

この態様によれば、受光手段において、受光される迷光の光量を相対的に少なくさせ、相対的に多くの光量の回折光を、受光手段に受光させ、高精度なトラッキング制御を実現することが可能である。

本発明の光ピックアップの他の態様は、前記一又は複数の受光手段は、前記一の記録層に合焦点した場合、前記複数の記録層のうち他の記録層において発生する迷光が照射される照射領域の内に配置される。

この態様によれば、光ピックアップ内において、受光手段の占める空間を小さくすることが可能である。従って、光ピックアップの小型化を実現することが可能である。

本発明の光ピックアップの他の態様は、前記受光手段として、前記回折光を受光する、第１受光手段、及び第２受光手段、並びに、前記０次光を受光する第３受光手段を備える。

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

本発明の光ピックアップの他の態様は、前記０次光、及び前記回折光に基づいて、前記レーザ光を前記一の記録層に有される記録トラックに導くように前記光学系を制御する制御手段（トラッキング制御/フォーカス制御）を更に備える。

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

（情報機器）
上記課題を解決するために、本発明の情報機器は、上述した本発明の光ピックアップと、前記レーザ光を前記光ディスクに照射することで、前記情報信号の記録又は再生を行う記録再生手段とを備える。

本発明の情報機器によれば、上述した本発明の光ピックアップが有する各種利益と同様の利益を享受しながら、光ディスクに対して情報信号を記録し、又は光ディスクに記録された情報信号を再生することができる。

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

以上説明したように、本発明の光ピックアップによれば、光源、回折手段、光学系、光機能素子、及び受光手段を備える。従って、多層型の情報記録媒体における、例えば３ビーム法に基づくトラッキング制御において、迷光の影響を効果的に低減させ、光強度のレベルをより高く維持させた状態の下で、受光手段に受光させ、高精度なトラッキング制御を実現することが可能である。

或いは、本発明の情報機器によれば、光源、回折手段、光学系、光機能素子、受光手段、及び、記録再生手段を備える。従って、多層型の情報記録媒体における、例えば３ビーム法に基づくトラッキング制御において、迷光の影響を効果的に低減させ、光強度のレベルをより高く維持させた状態の下で、受光手段に受光させ、高精度なトラッキング制御を実現することが可能である。

本発明の情報記録装置の実施例に係る情報記録再生装置、及び、ホストコンピュータの基本構成を示したブロック図である。 本実施例に係る情報記録再生装置３００に有される光ピックアップ１００のより詳細な構成を概念的に示すブロック図である。 本実施例に係る光機能素子１０４の光学的な原理を概念的に示すＸ軸方向とＺ軸方向を中心とした、断面図である。 本実施例に係る光機能素子１０４を構成する光学的に異方性を有する媒質を概念的に示した模式図である。 本実施例に係る０次光（所謂、主ビーム）に対応される光機能素子を概念的に示した模式図（図５（ａ））、及び、本実施例に係る±１次回折光（所謂、副ビーム）に対応される光機能素子を概念的に示した模式図（図５（ｂ））にである。 本実施例に係る、３つの受光部において、照射される０次光、及び±１次回折光の光径の相対的な位置間係を概念的に示した平面図である。 比較例に係る、３つの受光部において、照射される０次光、及び±１次回折光の光径の相対的な位置間係を概念的に示した平面図である。 他の実施例に係る情報記録再生装置３００に有される光ピックアップ１００のより詳細な構成を概念的に示すブロック図である。 比較例に係る受光部と、光径との相対的な位置関係を示した平面図である。

符号の説明

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

以下、本発明を実施するための最良の形態について実施例毎に順に図面に基づいて説明する。

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

（２） 光ピックアップ
次に、図２を参照して、本実施例に係る情報記録再生装置３００が備える光ピックアップ１００のより詳細な構成について説明する。ここに、図２は、本実施例に係る情報記録再生装置３００に有される光ピックアップ１００のより詳細な構成を概念的に示すブロック図である。

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

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

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

半導体レーザ１０１は、例えば水平方向に比べて垂直方向に拡がった楕円形状の発光パターンで、レーザ光ＬＢを射出する。

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

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

光機能素子１０４は、入射されたレーザ光ＬＢの成分である、０次光の偏光方向と、±１次回折光の偏光方向とを、異ならせる。尚、この光機能素子１０４については、後述される。また、この光機能素子１０４の一具体例として、位相差フィルムを挙げることができる。特に、位相差フィルムは、レーザ光に対して、波長依存性を有する。従って、レーザ光の波長に対応した、光学的な特性を有する位相差フィルムを使用することで、レーザ光に適切に対応して、偏光方向を異ならせることが可能である。

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

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

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

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

集光レンズ１０９は、光路分岐素子１０５において反射された反射光を集光する。

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

（３） 光機能素子
次に、図３から図５を参照して、本実施例に係る光機能素子１０４の光学的な原理について説明する。ここに、図３は、本実施例に係る光機能素子１０４の光学的な原理を概念的に示すＸ軸方向とＺ軸方向を中心とした、断面図である。図４は、本実施例に係る光機能素子１０４を構成する光学的に異方性を有する媒質（以下、適宜「屈折率異方性媒質」と称す）を概念的に示した模式図である。図５は、本実施例に係る０次光に対応される光機能素子を概念的に示した模式図（図５（ａ））、及び、本実施例に係る±１次回折光に対応される光機能素子を概念的に示した模式図（図５（ｂ））にである。尚、図５（及び後述の図１０）における、矢印の線上の目盛りは、単位時間当たりの光路の長さを示す。

図３に示されるように、本実施例に係る光機能素子１０４によって、当該光機能素子１０４を透過した、０次光における偏光方向と、±１次回折光（即ち、＋１次回折光に、加えて又は代えて、−１次回折光）における偏光方向とは、異ならせることが可能である。具体的には、０次光における偏光方向と、±１次回折光における偏光方向は、光機能素子１０４に入射される前、全て、第１方向（図３中の矢印ＡＲ０を参照：例えば紙面に平行の方向）である。他方、０次光における偏光方向は、この光機能素子１０４を透過した後、入射する前と、同じ第１方向である。これに対して、±１次回折光における偏光方向は、この光機能素子１０４を透過した後、入射する前とは異なり第２方向（図３中の矢印ＡＲ１を参照：例えば紙面に垂直な方向）である。

詳細には、光機能素子１０４を構成する物質の屈折率楕円体は、図４に示されるような光学的な特性を有する。一般的に、物質の屈折率等の光学的な特性を表現する場合、３つの直交する座標軸に基づいて、成分を分解する（nx、ny、nz）について考察すると理解しやすい。成分を分解した結果、３つの座標軸に基づく値が、全て等しい場合、この物質は、等方性の物質であるといえる。これに対して、図４に示されるように、x軸成分の値と、y軸成分の値と、が等しい場合、z軸方向から入射する光と、z軸からずれた方向から入射する光とでは、入射する光が受ける、偏光の位相差の差分量は異なることになっている。

従って、図５（ａ）に示されるように、０次光が、レーザ光の進行方向であるＺ軸方向から、この光機能素子１０４に透過しても、光学的に等方性の性質を有する光機能素子１０４を透過することと同じになる。従って、０次光における偏光方向は、この光機能素子１０４を透過した後、入射する前と、同じ第１方向（図３中の矢印ＡＲ０を参照）である。

これに対して、図４に加えて、図５（ｂ）に示されるように、±１次回折光が、レーザ光の進行方向であるＺ軸方向から微小な所定の角度「θ」だけ異なる方向から、この光機能素子１０４に透過した場合、光学的に異方性の性質を有する光機能素子１０４を透過することになる。従って、±１次回折光において、複屈折に基づいて、常光線が光機能素子１０４内における速度と、異常光線が光機能素子１０４内における速度とは異なるので、光機能素子１０４を透過した後に、常光線の位相と、異常光線の位相とに、例えば１８０度の位相差が生じる。この結果、±１次回折光における偏光方向は、この光機能素子１０４を透過した後、入射する前とは異なり、例えば位相差に対応して９０度だけ回転した方向に変わる。

この結果、０次光の偏光方向と、±１次回折光の偏光方向とを、例えば直交させることによって、異ならせることが可能である。従って、受光器上において、照射領域が重なり合う０次光の迷光と、±１次回折光の信号光との光の干渉の影響を効果的に抑制することが可能である。特に、０次光の迷光と、±１次回折光の信号光とは、光強度のレベルが略等しいので、偏光方向を異ならせることによって、±１次回折光を受光する受光部ＰＤ１ａ（又はＰＤ１ｂ）における、迷光による光の干渉の影響をより顕著に、抑制することが可能である。加えて、０次光の信号光と、±１次回折光の迷光とについても、偏光方向を異ならせることによって、０次光を受光する受光部ＰＤ０における、迷光による光の干渉の影響を、抑制することが可能である。

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

（４）本実施例に係る作用と効果との検討
次に、図６及び図７を参照して、本実施例に係る作用と効果とを検討する。ここに、図６は、本実施例に係る、３つの受光部において、照射される０次光、及び±１次回折光の光径の相対的な位置間係を概念的に示した平面図である。図７は、比較例に係る、３つの受光部において、照射される０次光、及び±１次回折光の光径の相対的な位置間係を概念的に示した平面図である。尚、図６、及び図７において、光が照射される領域には、概念的に、次の４種類の領域がある。即ち、それらの領域は、（i）０次光の信号光であり、単位面積あたりの光強度のレベルが１番目に高い領域（光強度のレベルが最大の領域）、（ii）０次光の迷光であり、単位面積あたりの光強度のレベルが２番目に高い領域、（iii）±１次回折光の信号光であり、単位面積あたりの光強度のレベルが２番目に高い領域、（iv）±１次回折光の迷光であり、単位面積あたりの光強度のレベルが３番目に高い領域（光強度のレベルが最小の領域）である。尚、上述した（ii）の単位面積あたりの強度は照射面積等の光路設計にも依存するので、（ii）と（iii）のレベルは同じ「２番目」であるが、必ずしも一致しているとは限らない。ここでは、（i）から（iv）の相対的な光強度レベルを表現するために、「２番目」という表現を用いたということを付しておく。

図６の上側部に示されるように、本実施例に係る、光ピックアップにおいては、０次光における偏光方向と、±１次回折光の偏光方向とを、例えば直交させることによって、異ならせることが可能である。言い換えると、０次光の偏光の位相差「α」度と、±１次回折光の偏光の位相差「α＋π」度とに、相対的な位相差「π」度を与えることが可能である。ここに、本実施例に係る、「偏光の位相差」とは、例えば直線偏光や、楕円偏光等のレーザ光の偏光状態を規定可能な、２つの直線偏光の成分における、位相差を意味する。具体的には、レーザ光の偏光は、一般的に光の進行方向に垂直な平面内で、互いに直交する方向に振動する、２つの直線偏光の成分に分解することができる。従って、これら２つの直線偏光の成分における、振幅及び位相差に基づいて、大別すると、直線偏光、楕円偏光、及び円偏光に分類することが可能である。

特に、図６の中央部に示されるように、０次光の迷光と、±１次回折光の信号光とは、光強度のレベルが略等しいので、偏光方向を異ならせることによって、図６の下側部に示されるように、±１次回折光を受光する受光部ＰＤ１ａ（又はＰＤ１ｂ）における、迷光による光の干渉の影響をより顕著に、抑制することが可能である。加えて、０次光の信号光と、±１次回折光の迷光とについても、偏光方向を異ならせることによって、０次光を受光する受光部ＰＤ０における、迷光による光の干渉の影響を、抑制することが可能である。

仮に、０次光の偏光方向と、±１次回折光の偏光方向とを異ならせない場合、図７の下側部に示されるように、０次光の迷光と、±１次回折光の信号光とは、光強度のレベルが略等しいので、±１次回折光を受光する受光部ＰＤ１ａ（又はＰＤ１ｂ）における、迷光による光の干渉の影響を大きくなってしまい、トラッキング制御を適切に行うことが困難となってしまう。

これに対して、本実施例によれば、０次光における偏光方向と、±１次回折光の偏光方向とを、例えば直交させることによって、異ならせることが可能である。この結果、多層型の情報記録媒体における、例えば３ビーム法に基づくトラッキング制御において、迷光の影響を効果的に低減させ、光強度のレベルをより高く維持させた状態の下で、受光部に受光させ、高精度なトラッキング制御を実現することが可能である。

（５） 他の実施例
次に、図８から図１０を参照して、他の実施例に係る情報記録再生装置３００が備える光ピックアップ１００の構成について説明する。尚、他の実施例において、前述の図１から図７で説明した実施例と概ね同様の構成要素には、同様の符号番号を付し、それらの説明は適宜省略する。

特に、ここでも前述と概ね同様にして、回折格子１０２で発生する回折光の表示については、回折格子１０２から、集光レンズ１０８の間の光路上で省略されている。また、前述と概ね同様にして、回折光の表示については、集光レンズ１０８から非点収差発生レンズ１１０の間の光路上でも省略されている。

（５−１） 他の実施例
先ず、図８を参照して、他の実施例に係る情報記録再生装置３００が備える光ピックアップ１００の詳細な構成について説明する。ここに、図８は、他の実施例に係る情報記録再生装置３００に有される光ピックアップ１００のより詳細な構成を概念的に示すブロック図である。

図８に示されるように、他の実施例に係る光ピックアップ１００は、光機能素子１０４の代わりに、光機能素子１０４ａを、光路分岐素子１０５と、受光部ＰＤ０等との間の光路上に備えて構成されている。即ち、光機能素子１０４ａによる、０次光における偏光方向と、回折光における偏光方向とは、異ならせる作用が、光路分岐素子と受光手段の間の平行光束で、行われる。従って、０次光に対する光量の損失と、回折光に対する光量の損失とを最小限にすることが可能である。

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

本発明に係る光ピックアップ及び情報機器は、例えばＤＶＤ等の情報記録媒体に対して情報信号の記録又は再生を行う際にレーザ光を照射する光ピックアップに利用可能であり、更に当該光ピックアップを備える情報機器に利用可能である。

Claims (13)

1. 情報信号が記録される情報ピットが配列されてなる記録トラックを有する、複数の記録層を備える光ディスクから前記情報信号を記録又は再生する光ピックアップであって、
   レーザ光を照射する光源と、
   照射された前記レーザ光を、０次光、及び回折光に回折させる回折手段と、
   回折された、前記０次光、及び前記回折光を、前記複数の記録層のうちの一の記録層に導く光学系と、
   前記０次光の偏光の位相差と、前記回折光の偏光の位相差と、を異ならせる光機能素子と、
   前記回折光を少なくとも受光する、一又は複数の受光手段と、
   前記一の記録層からの前記０次光、及び前記回折光を、前記受光手段に導くための光路分岐手段と、
   を備えることを特徴とする光ピックアップ。
2. 前記光機能素子は、（i）前記光源から前記光路分岐手段までの間の光路上、若しくは（ii）前記光路分岐手段から前記受光手段までの間の光路上、に配置されることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の光ピックアップ。
3. 前記光機能素子は、平行光束になる光路上に配置されることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の光ピックアップ。
4. 前記光機能素子は、当該光機能素子に対する、前記回折光の入射角度と、前記０次光の入射角度との差に基づいて、前記回折光の偏光の位相差と、前記０次光の偏光の位相差とを異ならせることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の光ピックアップ。
5. 前記光機能素子は、前記光源から前記光路分岐手段までの間の平行光束になる光路上に、配置されることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の光ピックアップ。
6. 前記光機能素子は、前記光路分岐手段から前記受光手段までの間の平行光束になる光路上に、配置されることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の光ピックアップ。
7. 前記光機能素子は、前記０次光の偏光の位相差と、前記回折光の偏光の位相差とを、相対的に略１８０度異ならせることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の光ピックアップ。
8. 前記回折光の次数は±1次であることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の光ピックアップ。
9. 前記一又は複数の受光手段の面積は、前記一の記録層に合焦点した場合、前記複数の記録層のうち他の記録層において発生する迷光が、照射される照射領域の面積より小さいことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の光ピックアップ。
10. 前記一又は複数の受光手段は、前記一の記録層に合焦点した場合、前記複数の記録層のうち他の記録層において発生する迷光が照射される照射領域の内に配置されることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の光ピックアップ。
11. 前記受光手段として、前記回折光を受光する、第１受光手段、及び第２受光手段、並びに、前記０次光を受光する第３受光手段を備えることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の光ピックアップ。
12. 前記０次光、及び前記回折光に基づいて、前記レーザ光を前記一の記録層に有される記録トラックに導くように前記光学系を制御する制御手段を更に備えることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の光ピックアップ。
13. 請求の範囲第１項に記載の光ピックアップと、
    前記レーザ光を前記光ディスクに照射することで、前記情報信号の記録又は再生を行う記録再生手段と
    を備えることを特徴とする情報機器。

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