光ピックアップ装置および光ディスク装置
【課題】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、引き込み後の記録層が目標記録層であるかを迅速かつ適正に判定することができる光ピックアップ装置および光ディスク装置を提供する。
【解決手段】角度調整素子１１１は、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異なる４つの光束領域Ａ〜Ｄの光束の進行方向を互いに異ならせ、光束領域Ａ〜Ｄの光束を互いに離散させる。光検出器１１２は、レーザ光がディスク中の所定の記録層に合焦されたときに当該記録層によって反射された４つの光束領域内の光束をそれぞれ受光するセンサ群Ａ〜Ｈと、レーザ光の焦点が記録層より手前にあるときに記録層にて反射された光束が入射するセンサＡ１１、Ａ１２と焦点が記録層より奥にあるときに記録層にて反射された光束が入射するセンサＢ１１、Ｂ１２とを備える。
【解決手段】角度調整素子１１１は、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異なる４つの光束領域Ａ〜Ｄの光束の進行方向を互いに異ならせ、光束領域Ａ〜Ｄの光束を互いに離散させる。光検出器１１２は、レーザ光がディスク中の所定の記録層に合焦されたときに当該記録層によって反射された４つの光束領域内の光束をそれぞれ受光するセンサ群Ａ〜Ｈと、レーザ光の焦点が記録層より手前にあるときに記録層にて反射された光束が入射するセンサＡ１１、Ａ１２と焦点が記録層より奥にあるときに記録層にて反射された光束が入射するセンサＢ１１、Ｂ１２とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ピックアップ装置およびそれを内蔵する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ディスクに対して記録／再生を行う際に用いて好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【特許文献１】特開２００６−２６０６６９号公報
【特許文献２】特開２００６−２５２７１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
さらに、複数の記録層を有する光ディスクを用いる場合には、レーザ光を記録／再生目標の記録層に正確に引き込む必要がある。このため、引き込み動作時には、引き込み後の記録層が目標記録層であるかを迅速かつ適正に判定する必要がある。
【０００８】
本発明は、以上の課題を解消するためになされたものであり、簡素な構成にて効果的に迷光を除去することができ、且つ、引き込み後の記録層が目標記録層であるかを迅速かつ適正に判定することができる光ピックアップ装置および光ディスク装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の態様は、光ピックアップ装置に関するものである。こ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光学素子と、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を備える。ここで、前記光学素子は、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、前記レーザ光が前記記録媒体中の所定の記録層に合焦されたときに当該記録層によって反射された前記４つの光束領域内の光束をそれぞれ受光する第１のセンサ群と、前記４つの光束領域内の光束のうち少なくとも第１の光束を受光するとともに前記レーザ光の焦点が前記記録層より手前にあるときに前記記録層にて反射された前記第１の光束が入射する第１のセンサ部と前記焦点が前記記録層より奥にあるときに前記記録層にて反射された前記第１の光束が入射する第２のセンサ部とを備える第２のセンサ群とを有する。
【００１０】
第１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、第１のセンサ群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、光学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。
【００１１】
加えて、第１の態様によれば、第２のセンサ群を上記のように配することにより、第１のセンサ部からの出力信号と第２のセンサ部からの出力信号との差分信号をもとに、記録媒体中におけるレーザ光の焦点の位置を検出することができる。よって、本態様に係る光ピックアップ装置を光ディスク装置に搭載すれば、前記差分信号をもとに、ディスク中のどの記録層にレーザ光がフォーカスされているかを判別することができる。
【００１２】
なお、第１の態様においては、前記第２のセンサ群は、前記記録層によって反射された前記４つの光束領域内の光束を受光するよう構成され得る。こうすると、上述の差分信号を各光束について取得できるため、各光束の差分信号を加算することにより、差分信号の信号値を高めることができる。
【００１３】
また、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４分割することにより設定され得る。
【００１４】
さらに、第１の態様において、前記光学素子は、前記第１のセンサ群によって受光される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、前記光束領域の進行方向を変化させるよう構成され得る。さらに、前記光学素子は、前記第１のセンサ群によって受光される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、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第１センサ群の設計を簡易化することができ、また、第１センサ群の配置領域をコンパクトにすることができる。
【００１５】
また、第１の態様において、前記光検出器は、前記２つの直線に対して４５°傾いた２つの分割線にて４つの前記光束領域をさらに分割した８つの分割光束領域を受光するセンサ部を個別に有するよう構成され得る。
【００１６】
また、第１の態様に係る光ピックアップ装置は、前記第１のセンサ群からの検出信号と前記第２のセンサ群からの検出信号を演算処理する演算回路を備える構成とされ得る。ここで、前記演算回路は、前記第１のセンサ部からの検出信号と前記第２のセンサ部からの検出信号の差分を演算する差分演算部を備える。こうすると、上述の差分信号を生成可能な光ピックアップ装置を提供することができる。
【００１７】
本発明の第２の態様は、光ディスク装置に関する。この態様に係る光ディスク装置は、上記構成を有する光ピックアップ装置と、前記第１のセンサ群からの検出信号と前記第２のセンサ群からの検出信号を演算処理する演算部を備える。ここで、前記演算部は、前記第１のセンサ部からの検出信号と前記第２のセンサ部からの検出信号の差分を演算する差分演算部を備える。
【００１８】
この構成によれば、前記第１のセンサ部からの検出信号と前記第２のセンサ部からの検出信号から上記差分信号を生成することができ、よって、上述の如く、この差分信号をもとに、ディスク中のどの記録層にレーザ光がフォーカスされているかを判別することができる。この他、上記光ピックアップ装置と同様の効果を奏することができる。
【００１９】
第２の態様に係る光ディスク装置は、レーザ光の焦点が記録層上に位置づけられたかを判定するフォーカス判定部と、前記焦点がディスク中の何番目の記録層上にあるかを識別する層識別部と、前記フォーカス判定部により前記焦点が記録層上にあると判定されたときの前記差分演算部による演算値を基準演算値として前記層識別部により識別された層識別情報に対応づけて記憶する記憶部と、前記焦点が所定の記録層に引き込まれたときに前記差分演算部によって演算された実演算値と前記記憶部に記憶されている基準演算値とを比較し、前記実演算値に最も近い前記基準演算値に対応づけられた層識別情報を前記焦点が引き込まれた記録層の層識別情報として取得する引込層判定部とを有する構成とすることができる。
【００２０】
こうすると、記録／再生動作時に、たとえば、イニシャル位置から横切った記録層の個数をカウントするとの処理を行わなくとも、何層目の記録層にフォーカス引き込みが行われたかを判定することができる。よって、引き込み後の記録層が目標記録層であるかを迅速かつ適正に判定することができる。
【発明の効果】
【００２１】
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、引き込み後の記録層が目標記録層であるかを迅速かつ適正に判定することができる光ピックアップ装置および光ディスク装置を提供することができる。
【００２２】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
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。
【００２４】
＜技術的原理＞
まず、図１ないし図１３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。
【００２５】
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。
【００２６】
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”においてアナモレンズが曲率を持っていても良い。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
図１０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）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。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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
次に、以上の原理を用いてさらに記録層の検出を行うための検出方法について、図１１〜１３を参照して説明する。
【００４９】
図１１（ａ）は、レーザ光の焦点位置を同図（ｂ）に示すようにｆ１〜ｆ３へと変化させたときの記録層からの反射光のＳ０平面上における遷移状態を示す図である。なお、図１１（ａ）には、上記光束領域Ａ〜Ｈのうち光束領域Ｃの光の遷移状態が示されている。
【００５０】
レーザ光の焦点位置がｆ１にあるとき、記録層にて反射された光束領域Ｃの光は、同図（ａ）の破線で示す分布状態（便宜上、同図中に“ｆ１”を付記）にてＳ０平面上に照射される。この状態から、レーザ光の焦点位置をｆ２へと変化させると、光束領域Ｃの光は信号光領域内へと移動し、レーザ光の焦点位置がｆ２になる（レーザ光が記録層に合焦される）と、光束領域Ｃの光は信号光領域内に収まる位置（便宜上、同図中に“ｆ２”を付記）に位置づけられる。その後、さらにレーザ光の焦点位置をｆ３へと変化させると、光束領域Ｃの光は信号光領域から徐々に抜け出し、焦点位置がｆ３になると、光束領域Ｃの光は、信号光領域外の実線で示す位置（便宜上、同図中に“ｆ３”を付記）へと移動する。
【００５１】
本検出原理では、信号光領域内に、光束領域Ｃの光を受光する２つのセンサＤ、Ｅ（図１０（ｄ）のセンサＰ１２、Ｐ１１に相当）が配される他、さらに、信号光領域の周りに２つのセンサＡ１１、Ｂ１１が配される。
【００５２】
このようにセンサを配置した状態で、図１１（ｂ）のように、レーザ光の焦点位置を移動させると、各センサからの出力信号は、図１１（ｃ）のように変化する。ここで、センサＤ、Ｅ、Ａ１１、Ｂ１１の出力を、便宜上、Ｄ、Ｅ、Ａ１１、Ｂ１１とする（以下、同様）と、これら信号の演算値Ｄ−Ｅ、Ａ１１−Ｂ１１は、同図（ｄ）のように変化する。
【００５３】
以上では、光束領域Ｃのみについて検討したが、図１２に示すように、信号光領域の周りに、上記センサＡ１１、Ｂ１１の他、２つのセンサＡ１２、Ｂ１２を配置すると、レーザ光の焦点位置が図１１（ｂ）のｆ１〜ｆ３へと移動するに伴って、各光束領域の光は、センサＡ１１、Ａ１２、Ｂ１１，Ｂ１２のうち隣り合うセンサ間を移動する。よって、センサＡ１１、Ｂ１１、Ａ１２、Ｂ１２の出力をもとに、
ＳＬＳ＝Ａ１１＋Ａ１２−（Ｂ１１＋Ｂ１２） …（１）
の演算を行うと、その演算値（迷光検出信号：ＳＬＳ）は、図１１（ｄ）におけるＡ１１−Ｂ１１と同様の波形で変化するものとなる。
【００５４】
なお、信号光領域内に図１２のようにセンサＡ〜Ｈ（図１０（ｄ）のセンサＰ１１〜Ｐ１８に相当）を配すると、フォーカスエラー信号ＦＥＳとプッシュプル信号ＰＰＳは、上記図１０を参照して説明した如く、
ＦＥＳ＝Ａ＋Ｂ＋Ｅ＋Ｆ−（Ｃ＋Ｄ＋Ｇ＋Ｈ） …（２）
ＰＰＳ＝Ａ＋Ｂ＋Ｇ＋Ｈ−（Ｃ＋Ｄ＋Ｅ＋Ｆ） …（３）
の演算により求まる。
【００５５】
以上は、一つの記録層との関係において迷光検出信号ＳＬＳを検討したものであるが、ディスク内に複数の記録層が存在する場合には、各記録層からの反射光に関する上記式（１）の信号成分を合算したものが迷光検出信号ＳＬＳとなる。
【００５６】
図１３は、ディスク内に記録層が４層存在する場合の迷光検出信号ＳＬＳの変化を模式的に示す図である。ここでは、同図右上に示すように、４つの記録層Ｌ０〜Ｌ３が配されており、レーザ光の焦点位置を記録層Ｌ３の手前から記録層Ｌ０に向かって移動させたときの迷光検出信号ＳＬＳの変化が示されている。なお、同図中の４つの波線Ｓ−Ｌ０〜Ｓ−Ｌ３は、それぞれ、記録層Ｌ０〜Ｌ３からの反射光に基づいて上記式（１）の演算を行ったときの演算値を示している。これら演算値を合算することで、上記式（１）に基づく迷光検出信号ＳＬＳが得られる。また、同図には、上記式（２）によって得られるフォーカスエラー信号ＦＥＳが併せて示されている。
【００５７】
レーザ光の焦点位置を記録層Ｌ３の手前から記録層Ｌ０に向かって移動させると、記録層Ｌ０〜Ｌ３からの反射光に基づく上記式（１）の演算値Ｓ−Ｌ０〜Ｓ−Ｌ３は、同図の破線のように変化する。上記式（１）で得られる迷光検出信号ＳＬＳは、全ての記録層Ｌ０〜Ｌ３からの反射光に基づいて上記式（１）を演算するものである。よって、迷光検出信号ＳＬＳは、演算値Ｓ−Ｌ０〜Ｓ−Ｌ３の変化に伴って、同図のように変化する。
【００５８】
同図を参照して分かるとおり、レーザ光の焦点位置が各記録層上にあるときの迷光検出信号ＳＬＳ値は、互いに異っている。よって、レーザ光の焦点位置が記録層Ｌ０、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３上にあるときの迷光検出信号ＳＬＳの値を予めドライブに保持させておけば、レーザ光がオンフォーカス状態にあるときの迷光検出信号の値をもとに、どの記録層にレーザ光がオンフォーカスされているかを判別することができる。
【００５９】
なお、図１３には、ディスク内に記録層が４つ存在する場合が例示されているが、ディスク内に記録層が２つ、３つまたは５つ以上存在する場合にも、同様に、レーザ光の焦点位置が各記録層上にあるときの迷光検出信号ＳＬＳの値を予めドライブに保持させておくことで、どの記録層にレーザ光がオンフォーカスされているかを判別することができる。
【００６０】
なお、上記では、図１２に示すように４つのセンサを信号光領域の周りに配置するようにしたが、図１１（ａ）に示すように２つのセンサのみを信号光領域の周りに配置して迷光検出信号ＳＬＳを求めるようにすることもできる。この場合、上記式（１）は、以下のように変更される。
【００６１】
ＳＬＳ＝Ａ１１−Ｂ１１ …（１）
また、このように２つのセンサのみを配置する場合には、図１２に示す４つのセンサＡ１１、Ａ１２、Ｂ１１、Ｂ１２のうち、隣り合う２つのセンサを随意に選択することができる。ただし、このように２つのセンサのみを配置する場合には、図１２の場合に比べ、迷光検出信号ＳＬＳが低下する。よって、良好な迷光検出信号ＳＬＳを得るためには、図１２に示す如く、４つのセンサを信号光領域の周りに配置するのが良い。
【００６２】
＜実施例＞
以下、上記原理に基づく実施例について説明する。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
光検出器１１２は、図１２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、信号光領域内に図１２に示す８個のセンサＡ〜Ｈが配されており、これらセンサから出力される信号をもとに、上記の如く、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。また、光検出器１１２は、信号光領域の周りに図１２に示す４個のセンサＡ１１、Ａ１２、Ｂ１１、Ｂ１２が配されており、これらセンサから出力される信号をもとに、上記の如く、迷光検出信号ＳＬＳが生成される。
【００７２】
なお、ここでは、信号光領域の周りに図１２に示す４個のセンサＡ１１、Ａ１２、Ｂ１１、Ｂ１２が配されているが、上記のとおり、隣り合う２つのセンサのみを配置するようにしても良い。
【００７３】
信号演算回路２０１は、光検出器１１２のセンサＡ〜Ｈから出力された検出信号を、図１２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のセンサＡ１１、Ａ１２、Ｂ１１、Ｂ１２から出力された検出信号を、図１２を参照して述べた如く演算処理し、迷光検出信号ＳＬＳを生成する。生成されたプッシュプル信号はサーボ回路２０３に送られ、フォーカスエラー信号はサーボ回路２０３とコントローラ２０４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。また、迷光検出信号は、コントローラ２０４に送られる。
【００７４】
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。
【００７５】
コントローラ２０４は、内蔵メモリに格納されたプログラムに従って各部を制御する。また、コントローラ２０４は、信号演算回路２０１から入力された信号に基づいて、後述の如く、レーザ光がフォーカスされている記録層がどの記録層であるかを検出する。
【００７６】
図１５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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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１２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個のセンサＡ〜Ｈ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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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１２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Ａ〜Ｈ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。
【００８５】
なお、同図（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１５（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。
【００８６】
次に、図１６および図１７を参照して、コントローラ２０４における記録層検出処理について説明する。
【００８７】
図１６（ａ）は、ディスク装着時における制御動作を説明する図である。
【００８８】
ディスクが装着されると、コントローラ２０４は、ディスクを回転駆動し、レーザ光の焦点位置をカバー層近傍から最奥部の記録層に向かって移動させる（Ｓ１０１）。しかる後、コントローラ２０４は、フォーカスエラー信号ＦＥＳをモニタし（Ｓ１０２）、当該ディスク中の何れかの記録層にレーザ光がオンフォーカスされたかを判定する（Ｓ１０３）。
【００８９】
こうして、レーザ光が何れかの記録層にオンフォーカスされると、コントローラ２０４は、それまでに検出したフォーカスエラー信号上のＳ字カーブの個数をもとに、カバー層側から何層目の記録層にレーザ光がオンフォーカスされているかを判別する（Ｓ１０４）。同時に、コントローラ２０４は、レーザ光が当該記録層にオンフォーカスされたときの迷光検出信号ＳＬＳの信号値を、記録層判別時の基準情報（基準ＳＬＳ）として取得し、取得した信号値（基準ＳＬＳ）を当該記録層に対応づけて内蔵メモリに格納する（Ｓ１０５）。
【００９０】
コントローラ２０４は、レーザ光の焦点位置が最奥部の記録層に到達するまで、Ｓ１０２からＳ１０５の動作を繰り返す。そして、コントローラ２０４は、最奥部の記録層についてＳ１０５における処理を完了すると（Ｓ１０６：ＹＥＳ）、当該ディスクに対する処理を終了する。
【００９１】
図１６（ａ）の処理動作によって、コントローラ２０４の内蔵メモリには、同図（ｂ）に示す情報（層検出情報）が格納される。すなわち、内蔵メモリには、当該ディスクに含まれる全ての記録層に対応づけて基準ＳＬＳの信号値が格納される。
【００９２】
次に、図１７を参照して、記録／再生動作時に、所定の記録層にフォーカスサーチがなされるときのコントローラ２０４における処理動作を説明する。
【００９３】
コントローラ２０４は、ターゲット記録層に対するフォーカスサーチを実行し（Ｓ２０１）、フォーカスエラー信号を参照して、レーザ光の焦点位置がターゲット記録層と想定される記録層に引き込まれたかを判定する（Ｓ２０２）。こうして、記録層に対する焦点位置の引き込みが行われると（Ｓ２０２：ＹＥＳ）、次に、コントローラ２０４は、焦点位置引き込み時に検出された迷光検出信号ＳＬＳの値と、図１６（ａ）の初期動作時に内蔵メモリに格納された基準ＳＬＳの値とを比較する（Ｓ２０３）。そして、コントローラ２０４は、検出された迷光検出信号ＳＬＳに最も近い基準ＳＬＳを特定し、特定した基準ＳＬＳに対応づけられている記録層を、焦点引き込みがなされた記録層として判定する（Ｓ２０４）。
【００９４】
こうして判定された記録層が目標記録層であれば（Ｓ２０５：ＹＥＳ）、コントローラ２０４は、フォーカスサーチ動作を終了する。一方、判定された記録層が目標記録層でない場合（Ｓ２０５：ＮＯ）、コントローラ２０４は、Ｓ２０１に戻って、さらなるフォーカスサーチを実行し、Ｓ２０２以降の動作を実行する。Ｓ２０１〜Ｓ２０４の処理フローは、Ｓ２０４にて判定された記録層が目標記録層に一致するまで繰り返される。
【００９５】
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１２に示す８つのセンサＡ〜Ｈを配置することにより、センサＡ〜Ｈ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、再生ＲＦ信号、プッシュプル信号およびフォーカスエラー信号の品質を高めることができる。
【００９６】
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１１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。
【００９７】
なお、上記原理による効果は、図１８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Ｓ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Ｓにおいて、信号光と迷光１、２が重なり合わないようすることができる。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。
【００９８】
さらに、本実施例によれば、図１２に示す如く信号光領域の周りに４つのセンサを配することにより、図１３を参照して説明した如く、レーザ光の収束位置に応じて変化する迷光検出信号ＳＬＳを取得することができる。そして、この迷光検出信号ＳＬＳを各記録層に対応づけて記憶しておくことにより、上記の如く、レーザ光が引き込まれた記録層がどの記録層であるかを適正に判定することができる。よって、本実施例によれば、レーザ光を目標の記録層に迅速かつ適正に引き込むことができる
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。
【００９９】
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１９（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〜Ｂ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。
【０１００】
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１９（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、同図（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。
【０１０１】
また、上記実施例では、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１５（ａ）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。
【０１０２】
この場合、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を図１４のホルダ１０８に装着することも可能である。角度調整素子は、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１５（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。
【０１０３】
この構成例では、角度調整素子がホルダ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。
【０１０４】
この他、上記実施例で用いた図１２のセンサパターンに替えて、図２０または図２１のセンサパターンを用いることもできる。
【０１０５】
図２０のセンサパターンでは、信号光領域の周りに配された４つのセンサＡ１１、Ａ１２、Ｂ１１、Ｂ１２の受光領域が拡張されているため、これらセンサからの信号量を上記実施例に比べ増加させることができる。よって、迷光検出信号ＳＬＳの高品質化を図ることができる。なお、この場合には、たとえば、センサＡ１１で受光すべき光束がセンサＢ１１に跨って入射することも起こり得る。しかし、かかる不所望な光束の入射量は非常に小さいため、検出信号の劣化も微小なものとなる。
【０１０６】
なお、本来入射すべき光束以外の光束の入射を抑制するためには、たとえば、図２１に示す如く、光束間の距離を一方向に大きくし、それに応じて、センサパターンの形状を変更するようにすれば良い。図２１に示す各光束の分布は、角度調整素子１１１における各光束領域の角度付与量を適宜調整することにより実現できる。なお、図２１の構成例では、光束間の距離を一方向に大きくしたが、４つの光束領域の光束を互いに離間させ、信号光領域自体を拡張することによって不所望な光束の入射を抑制することもできる。
【０１０７】
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。
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】実施形態に係る技術原理（光線の進み方）を説明する図
【図２】実施形態に係る技術原理（光線の進み方）を説明する図
【図３】実施形態に係る技術原理（光線の進み方）を説明する図
【図４】実施形態に係る技術原理（光線の進み方）を説明する図
【図５】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
【図６】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
【図７】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
【図８】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
【図９】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
【図１０】実施の形態に係るセンサパターンの配置方法を示す図
【図１１】実施の形態に係る記録層の検出方法の検出原理を説明する図
【図１２】実施の形態に係るセンサパターンの配置方法を説明する図
【図１３】実施の形態に係る記録層の検出方法を説明する図
【図１４】実施例に係る光ピックアップ装置の光学系を示す図
【図１５】実施例に係る角度調整素子の構成例を示す図
【図１６】実施例に係るディスク装着時の制御動作を示す図
【図１７】実施例に係るフォーカスサーチ時の制御動作を示す図
【図１８】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
【図１９】実施例の変更例（光束領域の設定形態）を示す図
【図２０】実施例の変更例（センサパターンの変更形態）を示す図
【図２１】実施例の変更例（センサパターンの変更形態）を示す図
【符号の説明】
【０１０９】
１０１… 半導体レーザ
１０７… 対物レンズ
１１０… 検出レンズ（非点収差素子）
１１１… 角度調整素子（光学素子）
１１２… 光検出器
Ａ〜Ｈ… センサ（第１のセンサ群）
Ａ１１、Ａ１２、Ｂ１１、Ｂ１２… センサ（第２のセンサ群）
２０１… 信号演算回路（演算回路、演算部、差分演算部）
２０４… コントローラ（フォーカス判定部、層識別部、記憶部、引込層判定部）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ピックアップ装置およびそれを内蔵する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ディスクに対して記録／再生を行う際に用いて好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【特許文献１】特開２００６−２６０６６９号公報
【特許文献２】特開２００６−２５２７１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
さらに、複数の記録層を有する光ディスクを用いる場合には、レーザ光を記録／再生目標の記録層に正確に引き込む必要がある。このため、引き込み動作時には、引き込み後の記録層が目標記録層であるかを迅速かつ適正に判定する必要がある。
【０００８】
本発明は、以上の課題を解消するためになされたものであり、簡素な構成にて効果的に迷光を除去することができ、且つ、引き込み後の記録層が目標記録層であるかを迅速かつ適正に判定することができる光ピックアップ装置および光ディスク装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の態様は、光ピックアップ装置に関するものである。こ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光学素子と、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を備える。ここで、前記光学素子は、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、前記レーザ光が前記記録媒体中の所定の記録層に合焦されたときに当該記録層によって反射された前記４つの光束領域内の光束をそれぞれ受光する第１のセンサ群と、前記４つの光束領域内の光束のうち少なくとも第１の光束を受光するとともに前記レーザ光の焦点が前記記録層より手前にあるときに前記記録層にて反射された前記第１の光束が入射する第１のセンサ部と前記焦点が前記記録層より奥にあるときに前記記録層にて反射された前記第１の光束が入射する第２のセンサ部とを備える第２のセンサ群とを有する。
【００１０】
第１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、第１のセンサ群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、光学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。
【００１１】
加えて、第１の態様によれば、第２のセンサ群を上記のように配することにより、第１のセンサ部からの出力信号と第２のセンサ部からの出力信号との差分信号をもとに、記録媒体中におけるレーザ光の焦点の位置を検出することができる。よって、本態様に係る光ピックアップ装置を光ディスク装置に搭載すれば、前記差分信号をもとに、ディスク中のどの記録層にレーザ光がフォーカスされているかを判別することができる。
【００１２】
なお、第１の態様においては、前記第２のセンサ群は、前記記録層によって反射された前記４つの光束領域内の光束を受光するよう構成され得る。こうすると、上述の差分信号を各光束について取得できるため、各光束の差分信号を加算することにより、差分信号の信号値を高めることができる。
【００１３】
また、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４分割することにより設定され得る。
【００１４】
さらに、第１の態様において、前記光学素子は、前記第１のセンサ群によって受光される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、前記光束領域の進行方向を変化させるよう構成され得る。さらに、前記光学素子は、前記第１のセンサ群によって受光される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、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第１センサ群の設計を簡易化することができ、また、第１センサ群の配置領域をコンパクトにすることができる。
【００１５】
また、第１の態様において、前記光検出器は、前記２つの直線に対して４５°傾いた２つの分割線にて４つの前記光束領域をさらに分割した８つの分割光束領域を受光するセンサ部を個別に有するよう構成され得る。
【００１６】
また、第１の態様に係る光ピックアップ装置は、前記第１のセンサ群からの検出信号と前記第２のセンサ群からの検出信号を演算処理する演算回路を備える構成とされ得る。ここで、前記演算回路は、前記第１のセンサ部からの検出信号と前記第２のセンサ部からの検出信号の差分を演算する差分演算部を備える。こうすると、上述の差分信号を生成可能な光ピックアップ装置を提供することができる。
【００１７】
本発明の第２の態様は、光ディスク装置に関する。この態様に係る光ディスク装置は、上記構成を有する光ピックアップ装置と、前記第１のセンサ群からの検出信号と前記第２のセンサ群からの検出信号を演算処理する演算部を備える。ここで、前記演算部は、前記第１のセンサ部からの検出信号と前記第２のセンサ部からの検出信号の差分を演算する差分演算部を備える。
【００１８】
この構成によれば、前記第１のセンサ部からの検出信号と前記第２のセンサ部からの検出信号から上記差分信号を生成することができ、よって、上述の如く、この差分信号をもとに、ディスク中のどの記録層にレーザ光がフォーカスされているかを判別することができる。この他、上記光ピックアップ装置と同様の効果を奏することができる。
【００１９】
第２の態様に係る光ディスク装置は、レーザ光の焦点が記録層上に位置づけられたかを判定するフォーカス判定部と、前記焦点がディスク中の何番目の記録層上にあるかを識別する層識別部と、前記フォーカス判定部により前記焦点が記録層上にあると判定されたときの前記差分演算部による演算値を基準演算値として前記層識別部により識別された層識別情報に対応づけて記憶する記憶部と、前記焦点が所定の記録層に引き込まれたときに前記差分演算部によって演算された実演算値と前記記憶部に記憶されている基準演算値とを比較し、前記実演算値に最も近い前記基準演算値に対応づけられた層識別情報を前記焦点が引き込まれた記録層の層識別情報として取得する引込層判定部とを有する構成とすることができる。
【００２０】
こうすると、記録／再生動作時に、たとえば、イニシャル位置から横切った記録層の個数をカウントするとの処理を行わなくとも、何層目の記録層にフォーカス引き込みが行われたかを判定することができる。よって、引き込み後の記録層が目標記録層であるかを迅速かつ適正に判定することができる。
【発明の効果】
【００２１】
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、引き込み後の記録層が目標記録層であるかを迅速かつ適正に判定することができる光ピックアップ装置および光ディスク装置を提供することができる。
【００２２】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
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。
【００２４】
＜技術的原理＞
まず、図１ないし図１３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。
【００２５】
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。
【００２６】
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”においてアナモレンズが曲率を持っていても良い。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
図１０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）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。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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
次に、以上の原理を用いてさらに記録層の検出を行うための検出方法について、図１１〜１３を参照して説明する。
【００４９】
図１１（ａ）は、レーザ光の焦点位置を同図（ｂ）に示すようにｆ１〜ｆ３へと変化させたときの記録層からの反射光のＳ０平面上における遷移状態を示す図である。なお、図１１（ａ）には、上記光束領域Ａ〜Ｈのうち光束領域Ｃの光の遷移状態が示されている。
【００５０】
レーザ光の焦点位置がｆ１にあるとき、記録層にて反射された光束領域Ｃの光は、同図（ａ）の破線で示す分布状態（便宜上、同図中に“ｆ１”を付記）にてＳ０平面上に照射される。この状態から、レーザ光の焦点位置をｆ２へと変化させると、光束領域Ｃの光は信号光領域内へと移動し、レーザ光の焦点位置がｆ２になる（レーザ光が記録層に合焦される）と、光束領域Ｃの光は信号光領域内に収まる位置（便宜上、同図中に“ｆ２”を付記）に位置づけられる。その後、さらにレーザ光の焦点位置をｆ３へと変化させると、光束領域Ｃの光は信号光領域から徐々に抜け出し、焦点位置がｆ３になると、光束領域Ｃの光は、信号光領域外の実線で示す位置（便宜上、同図中に“ｆ３”を付記）へと移動する。
【００５１】
本検出原理では、信号光領域内に、光束領域Ｃの光を受光する２つのセンサＤ、Ｅ（図１０（ｄ）のセンサＰ１２、Ｐ１１に相当）が配される他、さらに、信号光領域の周りに２つのセンサＡ１１、Ｂ１１が配される。
【００５２】
このようにセンサを配置した状態で、図１１（ｂ）のように、レーザ光の焦点位置を移動させると、各センサからの出力信号は、図１１（ｃ）のように変化する。ここで、センサＤ、Ｅ、Ａ１１、Ｂ１１の出力を、便宜上、Ｄ、Ｅ、Ａ１１、Ｂ１１とする（以下、同様）と、これら信号の演算値Ｄ−Ｅ、Ａ１１−Ｂ１１は、同図（ｄ）のように変化する。
【００５３】
以上では、光束領域Ｃのみについて検討したが、図１２に示すように、信号光領域の周りに、上記センサＡ１１、Ｂ１１の他、２つのセンサＡ１２、Ｂ１２を配置すると、レーザ光の焦点位置が図１１（ｂ）のｆ１〜ｆ３へと移動するに伴って、各光束領域の光は、センサＡ１１、Ａ１２、Ｂ１１，Ｂ１２のうち隣り合うセンサ間を移動する。よって、センサＡ１１、Ｂ１１、Ａ１２、Ｂ１２の出力をもとに、
ＳＬＳ＝Ａ１１＋Ａ１２−（Ｂ１１＋Ｂ１２） …（１）
の演算を行うと、その演算値（迷光検出信号：ＳＬＳ）は、図１１（ｄ）におけるＡ１１−Ｂ１１と同様の波形で変化するものとなる。
【００５４】
なお、信号光領域内に図１２のようにセンサＡ〜Ｈ（図１０（ｄ）のセンサＰ１１〜Ｐ１８に相当）を配すると、フォーカスエラー信号ＦＥＳとプッシュプル信号ＰＰＳは、上記図１０を参照して説明した如く、
ＦＥＳ＝Ａ＋Ｂ＋Ｅ＋Ｆ−（Ｃ＋Ｄ＋Ｇ＋Ｈ） …（２）
ＰＰＳ＝Ａ＋Ｂ＋Ｇ＋Ｈ−（Ｃ＋Ｄ＋Ｅ＋Ｆ） …（３）
の演算により求まる。
【００５５】
以上は、一つの記録層との関係において迷光検出信号ＳＬＳを検討したものであるが、ディスク内に複数の記録層が存在する場合には、各記録層からの反射光に関する上記式（１）の信号成分を合算したものが迷光検出信号ＳＬＳとなる。
【００５６】
図１３は、ディスク内に記録層が４層存在する場合の迷光検出信号ＳＬＳの変化を模式的に示す図である。ここでは、同図右上に示すように、４つの記録層Ｌ０〜Ｌ３が配されており、レーザ光の焦点位置を記録層Ｌ３の手前から記録層Ｌ０に向かって移動させたときの迷光検出信号ＳＬＳの変化が示されている。なお、同図中の４つの波線Ｓ−Ｌ０〜Ｓ−Ｌ３は、それぞれ、記録層Ｌ０〜Ｌ３からの反射光に基づいて上記式（１）の演算を行ったときの演算値を示している。これら演算値を合算することで、上記式（１）に基づく迷光検出信号ＳＬＳが得られる。また、同図には、上記式（２）によって得られるフォーカスエラー信号ＦＥＳが併せて示されている。
【００５７】
レーザ光の焦点位置を記録層Ｌ３の手前から記録層Ｌ０に向かって移動させると、記録層Ｌ０〜Ｌ３からの反射光に基づく上記式（１）の演算値Ｓ−Ｌ０〜Ｓ−Ｌ３は、同図の破線のように変化する。上記式（１）で得られる迷光検出信号ＳＬＳは、全ての記録層Ｌ０〜Ｌ３からの反射光に基づいて上記式（１）を演算するものである。よって、迷光検出信号ＳＬＳは、演算値Ｓ−Ｌ０〜Ｓ−Ｌ３の変化に伴って、同図のように変化する。
【００５８】
同図を参照して分かるとおり、レーザ光の焦点位置が各記録層上にあるときの迷光検出信号ＳＬＳ値は、互いに異っている。よって、レーザ光の焦点位置が記録層Ｌ０、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３上にあるときの迷光検出信号ＳＬＳの値を予めドライブに保持させておけば、レーザ光がオンフォーカス状態にあるときの迷光検出信号の値をもとに、どの記録層にレーザ光がオンフォーカスされているかを判別することができる。
【００５９】
なお、図１３には、ディスク内に記録層が４つ存在する場合が例示されているが、ディスク内に記録層が２つ、３つまたは５つ以上存在する場合にも、同様に、レーザ光の焦点位置が各記録層上にあるときの迷光検出信号ＳＬＳの値を予めドライブに保持させておくことで、どの記録層にレーザ光がオンフォーカスされているかを判別することができる。
【００６０】
なお、上記では、図１２に示すように４つのセンサを信号光領域の周りに配置するようにしたが、図１１（ａ）に示すように２つのセンサのみを信号光領域の周りに配置して迷光検出信号ＳＬＳを求めるようにすることもできる。この場合、上記式（１）は、以下のように変更される。
【００６１】
ＳＬＳ＝Ａ１１−Ｂ１１ …（１）
また、このように２つのセンサのみを配置する場合には、図１２に示す４つのセンサＡ１１、Ａ１２、Ｂ１１、Ｂ１２のうち、隣り合う２つのセンサを随意に選択することができる。ただし、このように２つのセンサのみを配置する場合には、図１２の場合に比べ、迷光検出信号ＳＬＳが低下する。よって、良好な迷光検出信号ＳＬＳを得るためには、図１２に示す如く、４つのセンサを信号光領域の周りに配置するのが良い。
【００６２】
＜実施例＞
以下、上記原理に基づく実施例について説明する。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
光検出器１１２は、図１２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、信号光領域内に図１２に示す８個のセンサＡ〜Ｈが配されており、これらセンサから出力される信号をもとに、上記の如く、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。また、光検出器１１２は、信号光領域の周りに図１２に示す４個のセンサＡ１１、Ａ１２、Ｂ１１、Ｂ１２が配されており、これらセンサから出力される信号をもとに、上記の如く、迷光検出信号ＳＬＳが生成される。
【００７２】
なお、ここでは、信号光領域の周りに図１２に示す４個のセンサＡ１１、Ａ１２、Ｂ１１、Ｂ１２が配されているが、上記のとおり、隣り合う２つのセンサのみを配置するようにしても良い。
【００７３】
信号演算回路２０１は、光検出器１１２のセンサＡ〜Ｈから出力された検出信号を、図１２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のセンサＡ１１、Ａ１２、Ｂ１１、Ｂ１２から出力された検出信号を、図１２を参照して述べた如く演算処理し、迷光検出信号ＳＬＳを生成する。生成されたプッシュプル信号はサーボ回路２０３に送られ、フォーカスエラー信号はサーボ回路２０３とコントローラ２０４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。また、迷光検出信号は、コントローラ２０４に送られる。
【００７４】
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。
【００７５】
コントローラ２０４は、内蔵メモリに格納されたプログラムに従って各部を制御する。また、コントローラ２０４は、信号演算回路２０１から入力された信号に基づいて、後述の如く、レーザ光がフォーカスされている記録層がどの記録層であるかを検出する。
【００７６】
図１５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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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１２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個のセンサＡ〜Ｈ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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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１２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Ａ〜Ｈ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。
【００８５】
なお、同図（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１５（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。
【００８６】
次に、図１６および図１７を参照して、コントローラ２０４における記録層検出処理について説明する。
【００８７】
図１６（ａ）は、ディスク装着時における制御動作を説明する図である。
【００８８】
ディスクが装着されると、コントローラ２０４は、ディスクを回転駆動し、レーザ光の焦点位置をカバー層近傍から最奥部の記録層に向かって移動させる（Ｓ１０１）。しかる後、コントローラ２０４は、フォーカスエラー信号ＦＥＳをモニタし（Ｓ１０２）、当該ディスク中の何れかの記録層にレーザ光がオンフォーカスされたかを判定する（Ｓ１０３）。
【００８９】
こうして、レーザ光が何れかの記録層にオンフォーカスされると、コントローラ２０４は、それまでに検出したフォーカスエラー信号上のＳ字カーブの個数をもとに、カバー層側から何層目の記録層にレーザ光がオンフォーカスされているかを判別する（Ｓ１０４）。同時に、コントローラ２０４は、レーザ光が当該記録層にオンフォーカスされたときの迷光検出信号ＳＬＳの信号値を、記録層判別時の基準情報（基準ＳＬＳ）として取得し、取得した信号値（基準ＳＬＳ）を当該記録層に対応づけて内蔵メモリに格納する（Ｓ１０５）。
【００９０】
コントローラ２０４は、レーザ光の焦点位置が最奥部の記録層に到達するまで、Ｓ１０２からＳ１０５の動作を繰り返す。そして、コントローラ２０４は、最奥部の記録層についてＳ１０５における処理を完了すると（Ｓ１０６：ＹＥＳ）、当該ディスクに対する処理を終了する。
【００９１】
図１６（ａ）の処理動作によって、コントローラ２０４の内蔵メモリには、同図（ｂ）に示す情報（層検出情報）が格納される。すなわち、内蔵メモリには、当該ディスクに含まれる全ての記録層に対応づけて基準ＳＬＳの信号値が格納される。
【００９２】
次に、図１７を参照して、記録／再生動作時に、所定の記録層にフォーカスサーチがなされるときのコントローラ２０４における処理動作を説明する。
【００９３】
コントローラ２０４は、ターゲット記録層に対するフォーカスサーチを実行し（Ｓ２０１）、フォーカスエラー信号を参照して、レーザ光の焦点位置がターゲット記録層と想定される記録層に引き込まれたかを判定する（Ｓ２０２）。こうして、記録層に対する焦点位置の引き込みが行われると（Ｓ２０２：ＹＥＳ）、次に、コントローラ２０４は、焦点位置引き込み時に検出された迷光検出信号ＳＬＳの値と、図１６（ａ）の初期動作時に内蔵メモリに格納された基準ＳＬＳの値とを比較する（Ｓ２０３）。そして、コントローラ２０４は、検出された迷光検出信号ＳＬＳに最も近い基準ＳＬＳを特定し、特定した基準ＳＬＳに対応づけられている記録層を、焦点引き込みがなされた記録層として判定する（Ｓ２０４）。
【００９４】
こうして判定された記録層が目標記録層であれば（Ｓ２０５：ＹＥＳ）、コントローラ２０４は、フォーカスサーチ動作を終了する。一方、判定された記録層が目標記録層でない場合（Ｓ２０５：ＮＯ）、コントローラ２０４は、Ｓ２０１に戻って、さらなるフォーカスサーチを実行し、Ｓ２０２以降の動作を実行する。Ｓ２０１〜Ｓ２０４の処理フローは、Ｓ２０４にて判定された記録層が目標記録層に一致するまで繰り返される。
【００９５】
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１２に示す８つのセンサＡ〜Ｈを配置することにより、センサＡ〜Ｈ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、再生ＲＦ信号、プッシュプル信号およびフォーカスエラー信号の品質を高めることができる。
【００９６】
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１１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。
【００９７】
なお、上記原理による効果は、図１８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Ｓ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Ｓにおいて、信号光と迷光１、２が重なり合わないようすることができる。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。
【００９８】
さらに、本実施例によれば、図１２に示す如く信号光領域の周りに４つのセンサを配することにより、図１３を参照して説明した如く、レーザ光の収束位置に応じて変化する迷光検出信号ＳＬＳを取得することができる。そして、この迷光検出信号ＳＬＳを各記録層に対応づけて記憶しておくことにより、上記の如く、レーザ光が引き込まれた記録層がどの記録層であるかを適正に判定することができる。よって、本実施例によれば、レーザ光を目標の記録層に迅速かつ適正に引き込むことができる
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。
【００９９】
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１９（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〜Ｂ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。
【０１００】
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１９（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、同図（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。
【０１０１】
また、上記実施例では、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１５（ａ）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。
【０１０２】
この場合、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を図１４のホルダ１０８に装着することも可能である。角度調整素子は、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１５（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。
【０１０３】
この構成例では、角度調整素子がホルダ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。
【０１０４】
この他、上記実施例で用いた図１２のセンサパターンに替えて、図２０または図２１のセンサパターンを用いることもできる。
【０１０５】
図２０のセンサパターンでは、信号光領域の周りに配された４つのセンサＡ１１、Ａ１２、Ｂ１１、Ｂ１２の受光領域が拡張されているため、これらセンサからの信号量を上記実施例に比べ増加させることができる。よって、迷光検出信号ＳＬＳの高品質化を図ることができる。なお、この場合には、たとえば、センサＡ１１で受光すべき光束がセンサＢ１１に跨って入射することも起こり得る。しかし、かかる不所望な光束の入射量は非常に小さいため、検出信号の劣化も微小なものとなる。
【０１０６】
なお、本来入射すべき光束以外の光束の入射を抑制するためには、たとえば、図２１に示す如く、光束間の距離を一方向に大きくし、それに応じて、センサパターンの形状を変更するようにすれば良い。図２１に示す各光束の分布は、角度調整素子１１１における各光束領域の角度付与量を適宜調整することにより実現できる。なお、図２１の構成例では、光束間の距離を一方向に大きくしたが、４つの光束領域の光束を互いに離間させ、信号光領域自体を拡張することによって不所望な光束の入射を抑制することもできる。
【０１０７】
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。
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】実施形態に係る技術原理（光線の進み方）を説明する図
【図２】実施形態に係る技術原理（光線の進み方）を説明する図
【図３】実施形態に係る技術原理（光線の進み方）を説明する図
【図４】実施形態に係る技術原理（光線の進み方）を説明する図
【図５】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
【図６】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
【図７】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
【図８】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
【図９】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
【図１０】実施の形態に係るセンサパターンの配置方法を示す図
【図１１】実施の形態に係る記録層の検出方法の検出原理を説明する図
【図１２】実施の形態に係るセンサパターンの配置方法を説明する図
【図１３】実施の形態に係る記録層の検出方法を説明する図
【図１４】実施例に係る光ピックアップ装置の光学系を示す図
【図１５】実施例に係る角度調整素子の構成例を示す図
【図１６】実施例に係るディスク装着時の制御動作を示す図
【図１７】実施例に係るフォーカスサーチ時の制御動作を示す図
【図１８】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
【図１９】実施例の変更例（光束領域の設定形態）を示す図
【図２０】実施例の変更例（センサパターンの変更形態）を示す図
【図２１】実施例の変更例（センサパターンの変更形態）を示す図
【符号の説明】
【０１０９】
１０１… 半導体レーザ
１０７… 対物レンズ
１１０… 検出レンズ（非点収差素子）
１１１… 角度調整素子（光学素子）
１１２… 光検出器
Ａ〜Ｈ… センサ（第１のセンサ群）
Ａ１１、Ａ１２、Ｂ１１、Ｂ１２… センサ（第２のセンサ群）
２０１… 信号演算回路（演算回路、演算部、差分演算部）
２０４… コントローラ（フォーカス判定部、層識別部、記憶部、引込層判定部）
【特許請求の範囲】
【請求項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光学素子と、
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を備え、
前記光学素子は、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、前記レーザ光が前記記録媒体中の所定の記録層に合焦されたときに当該記録層によって反射された前記４つの光束領域内の光束をそれぞれ受光する第１のセンサ群と、前記４つの光束領域内の光束のうち少なくとも第１の光束を受光するとともに前記レーザ光の焦点が前記記録層より手前にあるときに前記記録層にて反射された前記第１の光束が入射する第１のセンサ部と前記焦点が前記記録層より奥にあるときに前記記録層にて反射された前記第１の光束が入射する第２のセンサ部とを備える第２のセンサ群とを有する、
ことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記第２のセンサ群は、前記記録層によって反射された前記４つの光束領域内の光束を受光する、
ことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項３】
請求項１または２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４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。
【請求項４】
請求項１ないし３の何れか一項において、
前記光学素子は、前記第１のセンサ群によって受光される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、前記光束領域の進行方向を変化させる、
ことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項５】
請求項４において、
前記光学素子は、前記第１のセンサ群によって受光される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、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。
【請求項６】
請求項１ないし５の何れか一項において、
前記第１のセンサ群は、前記２つの直線に対して４５°傾いた２つの分割線にて４つの前記光束領域をさらに２分割した８つの分割光束領域をそれぞれ受光する、
ことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項７】
請求項１ないし６の何れか一項において、
前記第１のセンサ群からの検出信号と前記第２のセンサ群からの検出信号を演算処理する演算回路を備え、
前記演算回路は、前記第１のセンサ部からの検出信号と前記第２のセンサ部からの検出信号の差分を演算する差分演算部を備える、
ことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項８】
請求項１ないし６の何れか一項に記載の光ピックアップ装置と
前記第１のセンサ群からの検出信号と前記第２のセンサ群からの検出信号を演算処理する演算部を備え、
前記演算部は、前記第１のセンサ部からの検出信号と前記第２のセンサ部からの検出信号の差分を演算する差分演算部を備える、
ことを特徴とする光ディスク装置。
【請求項９】
請求項８において、
レーザ光の焦点が記録層上に位置づけられたかを判定するフォーカス判定部と、
前記焦点がディスク中の何番目の記録層上にあるかを識別する層識別部と、
前記フォーカス判定部により前記焦点が記録層上にあると判定されたときの前記差分演算部による演算値を基準演算値として前記層識別部により識別された層識別情報に対応づけて記憶する記憶部と、
前記焦点が所定の記録層に引き込まれたときに前記差分演算部によって演算された実演算値と前記記憶部に記憶されている基準演算値とを比較し、前記実演算値に最も近い前記基準演算値に対応づけられた層識別情報を前記焦点が引き込まれた記録層の層識別情報として取得する引込層判定部と、
を有することを特徴とする光ディスク装置。
【請求項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光学素子と、
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を備え、
前記光学素子は、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、前記レーザ光が前記記録媒体中の所定の記録層に合焦されたときに当該記録層によって反射された前記４つの光束領域内の光束をそれぞれ受光する第１のセンサ群と、前記４つの光束領域内の光束のうち少なくとも第１の光束を受光するとともに前記レーザ光の焦点が前記記録層より手前にあるときに前記記録層にて反射された前記第１の光束が入射する第１のセンサ部と前記焦点が前記記録層より奥にあるときに前記記録層にて反射された前記第１の光束が入射する第２のセンサ部とを備える第２のセンサ群とを有する、
ことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記第２のセンサ群は、前記記録層によって反射された前記４つの光束領域内の光束を受光する、
ことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項３】
請求項１または２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４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。
【請求項４】
請求項１ないし３の何れか一項において、
前記光学素子は、前記第１のセンサ群によって受光される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、前記光束領域の進行方向を変化させる、
ことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項５】
請求項４において、
前記光学素子は、前記第１のセンサ群によって受光される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、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。
【請求項６】
請求項１ないし５の何れか一項において、
前記第１のセンサ群は、前記２つの直線に対して４５°傾いた２つの分割線にて４つの前記光束領域をさらに２分割した８つの分割光束領域をそれぞれ受光する、
ことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項７】
請求項１ないし６の何れか一項において、
前記第１のセンサ群からの検出信号と前記第２のセンサ群からの検出信号を演算処理する演算回路を備え、
前記演算回路は、前記第１のセンサ部からの検出信号と前記第２のセンサ部からの検出信号の差分を演算する差分演算部を備える、
ことを特徴とする光ピックアップ装置。
【請求項８】
請求項１ないし６の何れか一項に記載の光ピックアップ装置と
前記第１のセンサ群からの検出信号と前記第２のセンサ群からの検出信号を演算処理する演算部を備え、
前記演算部は、前記第１のセンサ部からの検出信号と前記第２のセンサ部からの検出信号の差分を演算する差分演算部を備える、
ことを特徴とする光ディスク装置。
【請求項９】
請求項８において、
レーザ光の焦点が記録層上に位置づけられたかを判定するフォーカス判定部と、
前記焦点がディスク中の何番目の記録層上にあるかを識別する層識別部と、
前記フォーカス判定部により前記焦点が記録層上にあると判定されたときの前記差分演算部による演算値を基準演算値として前記層識別部により識別された層識別情報に対応づけて記憶する記憶部と、
前記焦点が所定の記録層に引き込まれたときに前記差分演算部によって演算された実演算値と前記記憶部に記憶されている基準演算値とを比較し、前記実演算値に最も近い前記基準演算値に対応づけられた層識別情報を前記焦点が引き込まれた記録層の層識別情報として取得する引込層判定部と、
を有することを特徴とする光ディスク装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【公開番号】特開２０１０−７９９８３（Ｐ２０１０−７９９８３Ａ）
【公開日】平成２２年４月８日（２０１０．４．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２４６５３７（Ｐ２００８−２４６５３７）
【出願日】平成２０年９月２５日（２００８．９．２５）
【出願人】（０００００１８８９）三洋電機株式会社 (18,308)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月８日（２０１０．４．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月２５日（２００８．９．２５）
【出願人】（０００００１８８９）三洋電機株式会社 (18,308)
【Ｆターム（参考）】
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