JP2007080480A - 光分別方法、光分別構造体とこれを用いた光ピックアップ装置及び光記録再生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】被照射体の特定の位置、例えば記録層を多層とする光記録媒体の目的とする記録層とは異なる記録層や表面から反射される不要な光を除去する。
【解決手段】集光レンズ10から受光部11に向かう光を光軸中心に2以上に分割し、分割された各光に対し、被照射体200の特定の位置S2から出射される光の合焦位置F2と、これとは異なる位置S1,S3から出射される光L1、L3の合焦位置F1,F3との間で、集光レンズ10から離間する側で合焦する光L1,L3を除去し、被照射体200の特定の位置S2から出射される光を分別する。
【選択図】図４

Description

本発明は、例えば多層型の光記録媒体の記録再生を行う場合など、複数の反射層を有する被照射体からの光を受光するにあたって、目的とする層とは異なる界面から反射されて受光光学系に入ってくる不要光を除去し、求める光を分別するための光分別方法、光分別構造体とこれを用いた光ピックアップ装置及び光記録再生装置に関する。

ＣＤ（Compact Disc）、ＭＤ（Mini Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）に代表される光記録媒体（光磁気記録媒体を含む）は、音楽情報、映像情報、データ、プログラム等の格納媒体として広く利用されている。しかしながら、更なる音楽情報、映像情報、データ、プログラム等の高音質化、高画質化、長時間化が求められ、より大容量の光記録媒体及びその記録再生を行う光記録再生装置が望まれている。

このような光記録媒体の記録及び／又は再生を行う光記録再生装置においては、例えば半導体レーザ等の光源からの光がビームスプリッター等の光分離素子を介して、対物レンズによって光記録媒体の記録層に集光され、記録層からの反射光は、光分離素子により光路を分離されて、集光レンズによりフォトディテクター等より成る受光部に集光される。

光記録媒体の大容量化の方法として、光記録媒体の記録層が複数設けられている多層型の構成が提案されている。
この多層型の光記録媒体においては、特定の記録層にレーザ光等の光が記録又は再生用の光スポットとして照射されている場合においても、この記録層に隣接する他の層、又は光記録媒体の表面層と空気との界面においても光が照射されており、これらの層又は界面から反射される不要な光が受光部に到達するという問題がある。

このような不要な光は、例えばＲＦ（Radio Frequency）信号の品質の劣化やサーボ信号のオフセット等の不具合を引き起こす原因となる。特に、ＤＶＤよりも高記録密度で大容量の光記録媒体であるＢＤ（Blu-ray Disc：商標）においては、記録層の間の間隔が小さいので、隣接する記録層で反射された光との干渉による信号再生特性の劣化が問題となっており、このような不要な光の対策が求められている。

これに対し、多層記録媒体における隣接する記録層から反射される光を、遮光部材により除去する技術が提案されている（例えば特許文献１参照。）。
この場合、光軸上の微小領域に遮光領域を設ける遮光部材を設けることによって、目的とする記録層とは異なる記録層から反射する光を選択的に除去するものであり、例えば、目的とする記録層から反射された光の焦点付近にピンホールを置いて、他の不要光を除去している。これにより、多層記録媒体において、異なる記録層から反射される光の影響を低減している。

特開２００５−６３５９５号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示の方法においては、目的とする記録層から反射された光のうち光軸中心の光が受光できず、目的とする信号光の全てを検出できないこととなる。
例えば、記録再生用光とは別に、回折格子などを利用して左右にサイドスポットを照射し、トラッキングサーボやアドレス読み込みなどを行う場合には、このような遮光部材によって目的とする光の全てを選択的に受光することは難しくなる。
また、ピンホールを使用した方法の場合は、不要光を完全に除去することはできない。

以上の問題に鑑みて、本発明は、被照射体の特定位置とは異なる位置から出射されて受光部に至る不要な光、例えば多層型光記録媒体の目的とする記録層とは異なる記録層から反射されて受光部に至る不要な光を除去するとともに、特定位置からの光、例えば光記録媒体の目的とする記録層から反射された光を確実に受光することが可能な光分別方法及び光分別構造体を提供し、これにより、多層の光記録媒体の記録再生にあたって、異なる記録層からの反射光による影響を抑制した光ピックアップ装置及び光記録再生装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は、複数の反射層を有する多層構造の被照射体から集光レンズを介して受光部に到達する光を分別する光分別方法であって、集光レンズから受光部に向かう光を光軸中心に２以上に分割し、分割されたそれぞれの光に対して、被照射体の特定の位置から出射される光の合焦位置と、これよりも集光レンズ側で合焦する光の合焦位置及び／又は受光部側で合焦する光の合焦位置との間で、この集光レンズ側で合焦する光及び／又は受光部側で合焦する光を除去して、被照射体の特定の位置から出射される光を分別する。

また、本発明による光分別構造体は、複数の反射層を有する多層構造の被照射体から集光レンズを介して受光部に到達する光のうち、被照射体の特定の位置から出射される光の合焦位置と、これよりも集光レンズ側で合焦する光の合焦位置及び／又は受光部側で合焦する光の合焦位置との間で、この集光レンズ側で合焦する光及び／又は受光部側で合焦する光を除去する分別部を有する構成とする。

更に、本発明により光ピックアップ装置及び光記録再生装置は、上述の光分別構造体を設ける構成とする。
すなわち、本発明は、光源部と、受光部と、光記録媒体と対向する対物レンズと、対物レンズに光源部からの出射光を導く機能と対物レンズからの光を集光レンズにより受光部に集光する機能をもつ光学系とを有し、光源部からの光を光記録媒体の所定位置に照射する光ピックアップ装置であって、複数の反射層を有する多層構造の光記録媒体から受光部に向かう光を光軸中心に２以上に分割する分割部が配置され、分割されたそれぞれの光に対して、光記録媒体の目的とする記録層から反射される光の合焦位置と、これよりも集光レンズ側で合焦する光の合焦位置及び／又は受光部側で合焦する光の合焦位置との間で、この集光レンズ側で合焦する光及び／又は受光部側で合焦する光を除去し、目的とする記録層から反射された光を分別する光分別構造体が設けられる構成とする。

また、本発明は、光源部と、受光部と、光記録媒体と対向する対物レンズと、対物レンズに光源部からの出射光を導く機能と対物レンズからの光を集光レンズにより受光部に集光する機能をもつ光学系とを有し、光源部からの光を光記録媒体の所定位置に照射して記録及び／又は再生を行う光記録再生装置であって、複数の反射層を有する多層構造の光記録媒体から受光部に向かう光を光軸中心に２以上に分割する分割部が配置され、分割されたそれぞれの光に対して、光記録媒体の目的とする記録層から反射される光の合焦位置と、これよりも集光レンズ側で合焦する光の合焦位置及び／又は受光部側で合焦する光の合焦位置との間で、この集光レンズ側で合焦する光及び／又は受光部側で合焦する光を除去し、目的とする記録層から反射された光を分別する光分別構造体が設けられる構成とする。

上述したように、本発明によれば、被照射体の所定の位置から出射される光、例えば光記録媒体の記録又は再生を行う所定の記録層から反射される光を、これとは異なる記録層、すなわち深さの異なる部分から出射される光と分別するために、集光レンズを通過後に受光部に達するまでの合焦位置の違いを利用して、確実に目的とする位置からの光のみを受光するようにしたものである。
すなわち本発明においては、先ず、集光レンズを通過した後の光を光軸中心に２以上に分割する。その後、合焦位置の違いを利用して、目的とする光の合焦位置とは異なる位置で合焦する光を、遮光するとか、または反射、屈折、偏光分離などによって除去する。光軸方向にずれた位置から出射又は反射されて受光部に向かう光を確実に除去することができる。
光を分割しないで光束の大きさの違いを利用して一部を遮光するとか、単に光を分離する場合は、目的とする記録層から反射される光の全てを受光することが難しく、また不要な光を完全に除去することも難しい。
これに対し本発明においては、光をその光軸中心に分割し、分割したそれぞれの光に対して、合焦位置の違いを利用して分別することによって、目的とする光のみを、確実に受光部において受光することができる。

以上説明したように、本発明の光分別方法及び光分別構造体によれば、不要な光を除去し、複数の反射層を有する多層構造である被照射体の特定の位置から出射される光を確実に受光することができる。
また、この光分別方法及び光分別構造体を用いた光ピックアップ装置及び光記録再生装置によれば、複数の反射層を有する多層構造の光記録媒体の記録再生にあたって、異なる記録層からの反射光による影響を抑制した光ピックアップ装置及び光記録再生装置を提供することができる。

以下本発明を実施するための最良の形態の例を説明するが、本発明は以下の例に限定されるものではない。
先ず、本発明の光分別方法及び光分別構造体を適用した本発明の光ピックアップ装置を備える光記録再生装置の一実施形態例について、図１の概略構成図を参照して説明する。
図１に示す例においては、情報源１からの情報に基づき例えばディスク状の光記録媒体１００に記録を行う場合を示し、レーザーダイオード（ＬＤ）等より成る光源３から出射される光ビームは、情報源１により情報信号に対応して変調され、また自動パワー制御部（ＡＰＣ）２により出力が制御される。そしてこの出射光は、光学部４１においてコリメーターレンズ４により平行光とされ、ビームスプリッター６、ミラー７を介して、ヘッド部４２に入射される。ヘッド部４２には、非球面レンズや、または複数のレンズ群より構成される対物レンズ８によって光記録媒体１００に記録用の光を照射する光学系が構成される。ヘッド部４２は、例えばフォーカシング用及びトラッキング用のアクチュエーター１７に対物レンズ８が設置されて構成される。そして、光学部４１から出射された光はヘッド部４２により光記録媒体１００の情報が記録される特定の記録層に照射される。

なお、光記録媒体１００は、これを回転駆動する回転手段１５等に保持され、移動機構部４８に配置されて、図示しないが例えばヘッド部４２側の光学系を光記録媒体１００の記録面に沿って平行移動する水平移動機構との連動によって、ヘッド部４２から照射される光が光記録媒体１００の盤面に沿って例えばスパイラル状、または同心円状の記録トラックに沿って走査される構成とする。

そして、光記録媒体１００から反射された光は、ヘッド部４２を介してビームスプリッター６により反射されて、集光レンズ１０を介してフォトディテクター等の受光部１１より成る検出部４３において検出される。
本発明においては、この集光レンズ１０と受光部１１との間に、光を光軸中心に２以上に分割する分割部３０と、分割部３０により分割されたそれぞれの光に対して、被照射体、この場合光記録媒体１００の目的とする記録層から反射される光を分別する光分別構造体５０を配置するものである。

このようにして検出された戻り光は、制御部４４において、サーボ回路１３に入力され、検出光量値から制御信号に変換されて、非点収差法やナイフエッジ法等によるフォーカス制御信号Ｓｆ、またプッシュプル法等によるトラッキング制御信号Ｓｔが出力され、アクチュエーター１７による駆動部４５に入力されて例えば対物レンズ８のフォーカス及びトラッキングの補正がなされる。その結果、対物レンズ８と光記録媒体１００との距離が一定に保持されて、所定のトラック上に良好に記録がなされる。

なお、再生時または再生専用の光記録再生装置においては、光源１から出射された再生用の光が同様の光路を経て光記録媒体１００に照射され、反射光は、受光部１１で検出されて、図示しないが再生信号検出用回路に導かれて再生信号が生成され、出力される。
再生時においても、検出された戻り光量のうち一部が制御部４４のサーボ回路１３に出力されて、フォーカス制御及びトラッキング制御がなされる。
また、光源１から出射される光を、コリメーターレンズ４及びビームスプリッター６との間に例えば回折素子を配置することによって２以上の光束に分離して光記録媒体１００に照射し、そのうち１つの光束を記録及び／又は再生用に、他の光束をフォーカス制御用や、所定の記録トラックに導くトラッキング制御用に用いてもよい。

このような光記録再生装置で記録再生を行う光記録媒体１００は、図２に示すように、多層型、例えば３つの記録層を有する構成のものを用いることができる。ここで多層型の光記録媒体の場合、光の入射側から順に、第１〜第３の記録層が基板１０１上に形成され、第１〜第３の記録層の表面ＲＳ１〜ＲＳ３から光が反射される。第１の記録層の表面ＲＳ１上には光透過性の保護層１０２が形成される。保護層１０２の表面は、空気との界面となる。すなわちこの場合、第１〜第３の記録層の表面ＲＳ１、ＲＳ２及びＲＳ３の３つの反射面を有する多層構造とした場合を示す。この反射面としては、反射面のみではなく半透過膜などのある程度の透過率を有する膜による反射面も含むものである。
なお、光記録媒体の各記録層の記録再生態様としては、凹凸ピットによる再生専用型、色素材料による追記型、光磁気や相変化材料による記録再生型など、またその他種々の方式のものに適用可能である。また図示しないが各記録層の間に接着用等の光透過性の層間膜等が設けられていてもよい。
また、本発明の光ピックアップ装置及び光記録再生装置に用いることが可能な光記録媒体は、図示の例のように記録層３層型構成に限定されるものではなく、１層又は２層、もしくは４層以上の記録層を有する構成であってもよい。記録層を１層とする場合は、記録層からの戻り光と、保護層の表面とにおける光を分別することができる。
また、光記録媒体１００に光を入射する面は、保護層側ではなく、基板側であってもよい。

次に、上述したように多層の記録層を有する光記録媒体を被照射体とする場合において、各層から反射される光の合焦位置について、図３Ａ及びＢを参照して説明する。
図３Ａは、光記録媒体から反射された光を受光部に集光する光学系の概略構成図であり、光軸Ｃに沿う断面の光束を示す。被照射体２００として、この場合例えば第１〜第３の記録層を有する多層構造の光記録媒体と同様に、第１の反射面Ｓ１、第２の反射面Ｓ２、第３の反射面Ｓ３の３つの反射面を有する多層構造とした例を示す。これら第１〜第３の反射面Ｓ１〜Ｓ３から反射された光をそれぞれ破線Ｌ１、実線Ｌ２、二点鎖線Ｌ３で示す。これらの光Ｌ１〜Ｌ３は、対物レンズ８を介して、集光レンズ１０に入射して、集光レンズ１０によってそれぞれ収束される。ここで、例えば上述の図２に示す光記録媒体において記録又は再生を行う層が第２の記録層である場合を考える。このとき、第２の記録層の表面に対応する第２の反射面Ｓ２からの反射光の合焦位置をＦ２とする。図示しないが受光部はこの第２の反射面Ｓ２からの反射光の合焦位置Ｆ２に対し、集光レンズ１０から離間する側に配置される。表面Ｓ０からみて手前側の第１の反射面Ｓ１から反射される光Ｌ１の合焦位置Ｆ１は、合焦位置Ｆ２よりも集光レンズ１０からは離れた位置、すなわち受光部側となる。表面Ｓ０からみて奥の反射面である第３の反射面Ｓ３から反射された光Ｌ３の合焦位置Ｆ３は、合焦位置Ｆ２よりも集光レンズ１０に近い位置、すなわち集光レンズ側となる。
図３Ｂに、合焦位置Ｆ２に受光部１１を配置した場合の光束を示すように、受光部１１においてこれらの光Ｌ１〜Ｌ３が重なり、例えば被照射体２００が光記録媒体である場合、信号に悪影響を及ぼすことがわかる。

これに対して、本発明の光分別方法を用いる場合について、図４Ａ及びＢを参照して説明する。図４において、図３と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
図４Ａにおいては、光軸をｚ軸、光軸と直交する断面に沿う一方向をｙ軸、これとは直交する方向をｘ軸として示す。この場合、ｘ−ｚ平面の上下で光が分割され、上側（ｙ軸＋側）の光のみを取り出した状態を示す。

そしてこの例においては、合焦位置Ｆ２より集光レンズ１０に近い光Ｌ３の合焦位置Ｆ３と合焦位置Ｆ２との間に分別部５１を配置し、合焦位置Ｆ２より集光レンズ１０から離れた光Ｌ１の合焦位置Ｆ１と合焦位置Ｆ２との間に分別部５２を配置した例を示す。各分別部５１及び５２には、例えば遮光部材を用いることができ、この場合、分別部５１は、ｘ−ｚ平面の下側、分別部５２は、ｘ−ｚ平面の上側を遮光するように配置する。

図４Ｂは、図４Ａにおけるｚ軸上の各位置におけるｘ−ｙ平面上の光束の断面形状を示す図である。集光レンズ１０と合焦位置Ｆ３との間では、光束Ｌ１〜Ｌ３が重なっており、合焦位置Ｆ３とＦ２との間では、第３の記録層から反射された光Ｌ３は、ｘ−ｚ平面を横切って下側に光束が進行する。したがって、分別部５１を配置した位置において、ｘ−ｚ平面の上側には第１及び第２の記録層からの光Ｌ１及びＬ２が重なり、第３の記録層からの光Ｌ３はｘ−ｚ平面の下側に進行するが、ｘ−ｚ平面より下側を分別部５１により遮光される（図４Ｂ中斜線を付して示す）ので、この第３の記録層からの光Ｌ３はここにおいて遮光、すなわち除去される。
一方、合焦位置Ｆ２とＦ１との間では、第２の記録層からの光Ｌ２はｘ−ｚ平面を横切って下側に光束が進行し、第１の記録層からの光Ｌ１のみがｘ−ｚ平面の上側に残る。この光Ｌ１は分別部５２により、図４Ｂ中斜線を付して示すように遮光、すなわち除去されるので、分別部５２の配置位置よりも受光部１１側では、目的とする第２の記録層からの光のみが受光される。このとき、光軸中心に分割された光Ｌ２は、分別部５１及び５２に影響を受けることなく、全て受光部１１に到達することとなる。

以上説明したように、本発明の光分別方法においては、不要な光の合焦位置Ｆ１、Ｆ３と、目的とする光の合焦位置Ｆ２との間において、それぞれ不要光を除去する分別部５１、５２を配置することにより、目的とする光Ｌ２に影響を与えることなく、確実に合焦位置Ｆ１及びＦ３で合焦する光Ｌ１及びＬ３のみを確実に、完全に除去することができて、これにより、受光位置において、光Ｌ２を取り出すことができる。
なお、図４に示す例では、光をｘ−ｚ平面において２つに分割した場合を示すが、その他３分割以上とすることも可能である。また、分割した光は空間的に離間させるのみではなく、例えば後述する第６の実施形態例において詳細に説明するように、分割した光を例えば旋光子又は波長板を通過させることにより偏光を制御することによって、空間的には分割することなく１つの光束のまま、偏光フィルタ部等を有する光分別構造体により分別することもできる。すなわち、本発明において光を分割するとは、空間的な分離のみではなく、光束を領域に分割してその領域毎に光の特性を互いに異ならせることを含むものである。

また、分別部５２を設けずに、目的とする光を分別することも可能である。
この場合は、受光部を例えば図４Ａにおいて分別部５２を配置する合焦位置Ｆ２とＦ１との間に配置し、受光領域をｘ軸で分割することにより、確実に特定の位置からの光、被照射体が上述した光記録媒体である場合は、目的とする記録層の例えば第２の記録層から反射される光のみを受光することが可能である。

更に、被照射体の反射面が２つである場合、例えば記録層が２層の光記録媒体である場合に本発明の光分別方法を適用するときは、分別部５１を設けずに、光を分別することができる。この場合、光入射側から２つめの反射面からの光を分別する場合においては、これよりも奥側で反射される光を除去する必要はなく、目的とする光Ｌ２の合焦位置Ｆ２と、これより集光レンズからは離れた受光部側の光Ｌ１の合焦位置Ｆ１との間に分別部５２のみを設けることによって、光Ｌ２のみを確実に分別し、受光部において受光することが可能となる。記録層が１層とされる光記録媒体において、記録層表面と、保護層表面とにおける反射光を分別する場合も同様である。
つまり、本発明における光分別方法、光分別構造体、光ピックアップ装置及び光記録再生装置においては、被照射体（又は光記録媒体）の層構成及び目的とする光が光入射側から何番目の反射面からの光かなどの条件により、必要に応じて分別部５１のみ、又は分別部５２のみ、もしくは分別部５１及び５２の両方を設けて分別し、目的とする光のみを受光部に導く構成とすることが可能である。

次に、このような光分別方法を具体的に実現する光分別構造体の各実施形態例について説明する。
〔１〕第１の実施形態例
図５は、本発明による光分別構造体及びこれを用いる光学系の一実施形態例の概略構成を示す図である。図５において、図４と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
この例においては、光分別構造体５０として、光Ｌ３の合焦位置Ｆ３と、目的とする光Ｌ２の合焦位置Ｆ２との間に分別部５１、光Ｌ２の合焦位置Ｆ２と光Ｌ１の合焦位置Ｆ１との間に分別部５２を配置した例で、分別部５１及び５２は、それぞれ不透明領域５１Ａ及び５２Ａ、透明領域５１Ｂ及び５２Ｂを有する構成とする。分別部５１及び５２を個別に配置してもよく、また各分別部５１及び５２を所定の間隔をもって保持体により保持するとか、あるいは、図示しないが例えば光透過性の部材を挟んで破線ａで示すように各分別部５１及び５２を一体に形成して光分別構造体５０を構成してもよい。
この場合、分別部５１の不透明領域５１Ａにおいて、光Ｌ３の合焦位置Ｆ３を通過してｘ−ｚ平面の下側に進んだ光を遮光、すなわち除去する。また、分別部５２の不透明領域５２Ａにおいて、光Ｌ１の合焦位置Ｆ１を通過する前のｘ−ｚ平面上側の光を遮光、すなわち除去する。
このような構成とすることによって、光分別構造体５０を透過した後は、被照射体の特定の位置、例えば光記録媒体の目的とする記録層以外の層から反射される光を確実に除去して、目的とする記録層から反射される光のみを、確実に受光部において検出することができる。
なお、分別部５１及び５２の不透明領域５１Ａ及び５１Ｂは、光を直進させない構造であればよく、反射面、散乱面、回折面などとすることもできる。
また、反射面Ｓ１及びＳ３からの光Ｌ１及びＬ３を取り出す場合においては、光分別構造体５０を例えば光軸に沿う図５におけるｚ軸方向に平行移動して、分別部５１及び５２を適切な位置に配置すればよい。例えば、光Ｌ３を取り出す場合においては分別部５２を合焦位置Ｆ３とＦ２との間に配置し、光Ｌ１を取り出す場合においては分別部５１を合焦位置Ｆ１とＦ２との間に配置すればよい。

〔２〕第２の実施形態例
図６は、本発明による光分別構造体及びこれを用いる光学系の一実施形態例の概略構成を示す図である。図６において、図４と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
この例においては、光分別構造体５０として、プリズム状の形状として一体に構成するものである。図６に示すように、この光分別構造体５０は、光入射側において、ｘ−ｚ平面の下側には奥の層より反射される光Ｌ３を反射させる反射面５３Ａを有し、ｘ−ｚ平面の上側は透過面５３Ｂとする。光出射側においては、ｘ−ｚ平面の上側に手前の層から反射される光Ｌ１を光軸から離間するように光路を変える屈折面５４Ａを設け、ｘ−ｚ平面の下側は透過面５４Ｂとする。反射面５３Ａ及び屈折面５４Ａは、それぞれ不要な光Ｌ１及びＬ２を適切な方向に光路を変えるため、光軸すなわちｚ軸と直交する面から所定の角度を有する面とされる。
このような構成とすることによって、プリズム状の単体構造の光分別構造体５０を集光レンズ１０と受光部１１との間に配置するのみの簡単な構成によって、従来は重なっていた他の層からの不要な反射光を確実に除去し、確実に目的とする層からの光のみを受光することができる。
一方、光Ｌ３及びＬ１の光路上に他の受光部を配置することによって、これらの光のみを受光することも可能であり、例えば３層構造の記録層を有する光記録媒体の各層からの信号を受光することもできる。更に、上述の第１の実施形態例と同様に、光分別構造体５０を例えば光軸に沿うｚ軸方向に平行移動することによって、受光部において第１又は第３の反射面からの光Ｌ１又はＬ３のみを受光することも可能である。
このようなプリズムの形状としては、図示の例に限定されるものではなく、例えば透過面５３Ｂ、５４Ｂを光Ｌ２が直進する角度に調整するとか、反射面５３Ａ、屈折率面５４Ａを例えばｘ軸方向に光の進行方向を変える傾斜角度とするなど、種々の変形が可能である。
このように、光分別構造体としては、プリズムなどの光学素子単体で構成することもでき、また遮光部や反射面と光透過性部材などの複数の光学素子を組み合わせた構成とすることもできる。

なお、上述の各実施形態例においては、集光レンズ１０を出射後の光をｘ−ｚ平面で分割し、分割した一方の光に対する光の分別を行う場合を示したものである。各例において、例えばｘ−ｚ平面の下側に分割された光も、分割後の光路上において同様の光分別構造体５０による分別を行うことによって、同様に受光部において目的とする層からの光のみを受光することができる。このような分割の具体的な手法としては、例えばｘ−ｙ平面上に稜線を有するプリズムによって、各光Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３を光軸に沿って分割、すなわち空間的に分離することが可能である。
したがって、分割したそれぞれの光を分別して取り出した光、この場合第２の記録層からの反射光を足し合わせることによって、第２の記録層からの光のみを確実に受光することができる。したがって、光ピックアップ装置、光記録再生装置に適用し、多層記録媒体の記録再生を行う場合において、確実に異なる記録層からの反射光を除去し、記録再生特性の低下を抑えることができる。

次に、光を光軸中心に分割する分割部と光分別構造体とを組み合わせた光学系の各例について説明する。
〔３〕第３の実施形態例
図７は、本発明による光分別構造体及びこれを用いる光学系の一実施形態例の概略構成を示す図である。図７において、図４と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
この例においては、集光レンズ１０の出射側にプリズム２０を配置する。このプリズム２０は、入射側は透過面とし、出射側に屈折構造を設けてｘ−ｚ平面で光を分割し、各光の光軸をｚ軸方向からｙ軸方向に一点鎖線Ｃ１、Ｃ２で示すように離間させる構成とするものである。
この場合、図７Ａに示すように、プリズム２０を出射後は、各光Ｌ１〜Ｌ３は光軸をそれぞれＣ１、Ｃ２とする光Ｌ１ａ〜Ｌ３ａ、Ｌ１ｂ〜Ｌ３ｂに分割される。それぞれの光軸Ｃ１、Ｃ２上の合焦位置Ｆ１、Ｆ２及びＦ３に対して、上述の各実施形態例と同様に分別部、この場合遮光部５５Ａ〜５５Ｃを配置した光分別構造体５０を設ける。すなわちこの例においては、光分別構造体５０として、合焦位置Ｆ２及びＦ３の間に、光軸Ｃ１及びＣ２で挟まれる領域を遮光する遮光部５５Ａを設ける。また、合焦位置Ｆ２及びＦ１の間に、光軸Ｃ１及びＣ２で挟まれる領域の外側を遮光する遮光部５５Ｂ及び５５Ｃを設ける。

このような配置構成とすることによって、被照射体の目的とする層より奥側で反射された光Ｌ３ａ、Ｌ３ｂが分別部５１の遮光部５５Ａにより遮光され、表面側で反射された光Ｌ１ａ、Ｌ１ｂは、分別部５２の遮光部５５Ｂにより遮光されて、不要な光が確実に、完全に除去される。分別部１２の配置位置よりも受光部側では、目的とする第２の記録層からの光のみが受光されることとなる。
したがって、これら光Ｌ２ａ及びＬ２ｂを足し合わせることによって、目的とする層から反射される光の全てを検出することができることとなる。
このような構成の光学系を光ピックアップ装置及び光記録再生装置に適用する場合は、プリズムと光分別構造体を挿入するのみの簡単な光学系の配置によって、多層記録媒体の記録再生を行う場合において、記録再生特性の低下を抑えることができる。

〔４〕第４の実施形態例
図８は、本発明による光分別構造体及びこれを用いる光学系の一実施形態例の概略構成を示す図である。図８において、図７と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
この例においては、上述の第３の実施形態例において、分割部３０としてプリズムに換えて回折素子２２を用いた場合を示す。この例においても、集光レンズ１０を出射した光を回折素子２２によりｚ軸からｙ軸方向に離間するように光軸を一点鎖線Ｃ１及びＣ２で示すように分離して、各光Ｌ１〜Ｌ３を光Ｌ１ａ〜Ｌ３ａ、Ｌ１ｂ〜Ｌ３ｂに分割するものである。
この場合においても、目的とする層より奥側で反射された光Ｌ３ａ、Ｌ３ｂが分別部５１の遮光部５５Ａにより遮光され、手前側で反射された光Ｌ１ａ、Ｌ１ｂは、分別部５２の遮光部５５Ｂ及び５５Ｃにより遮光されて、不要な光が確実に除去され、受光部側では、目的とする第２の記録層からの光のみが受光されることとなる。
したがって、これら光Ｌ２ａ及びＬ２ｂを足し合わせることによって、目的とする層から反射される光の全てを検出することができる。
また、光ピックアップ装置及び光記録再生装置に適用する場合は、回折素子と光分別構造体を挿入するのみの簡単な光学系の配置によって、多層記録媒体の記録再生を行う場合において、記録再生特性の低下を抑えることができる。

〔５〕第５の実施形態例
図９Ａ及びＢは、本発明による光分別構造体及びこれを用いる光学系の一実施形態例の概略構成を示す図である。図９Ａは、ｘ軸方向からみたｙ−ｚ平面の平面図、図９Ｂは、ｙ軸方向から見たｘ−ｚ平面の平面図を示す。図９Ａ及びＢにおいて、図８と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
この例においては、上述の第４の実施形態例において、分割部３０として配置する回折素子２２によって、ｘ軸方向に光を分割した場合を示す。すなわちこの場合、集光レンズ１０から出射された光を回折素子２２により、図９Ｂに示すように、光Ｌ１〜Ｌ３を光Ｌ１ｃ〜Ｌ３ｃ、Ｌ１ｄ〜Ｌ３ｄに分割し、それぞれの光軸Ｃ３及びＣ４がｚ軸方向からｘ軸方向に離間するように分離させるものである。
この場合、図９Ｃに示すように、回折素子２２による回折領域２２Ａはｘ軸上＋方向、すなわち光軸Ｃ３に沿う方向に回折する領域とし、回折領域２２Ｂはｘ軸上−方向、すなわち光軸Ｃ４に沿う方向に回折する領域とする。光分別構造体５０の分別部５１において、目的とする層より被照射体の奥側で反射された光Ｌ３ｃ、Ｌ３ｄが遮光部５６Ａ及び５６Ｂにより遮光され、被照射体の表面側で反射された光Ｌ１ｃ、Ｌ１ｄは、分別部５２の遮光部５６Ｃ及び５６Ｄにより遮光されて、不要な光が確実に除去され、受光部側では、目的とする層からの光Ｌ２ｃ及びＬ２ｄのみが受光されることとなる。
したがって、これら光Ｌ２ｃ及びＬ２ｄを足し合わせることによって、目的とする層から反射される光の全てを検出することができる。
またこの例においても、光ピックアップ装置及び光記録再生装置に適用する場合は、回折素子と光分別構造体を挿入するのみの簡単な光学系の配置によって、多層記録媒体の記録再生を行う場合において、記録再生特性の低下を抑えることができる。

〔６〕第６の実施形態例
図１０は、本発明による光分別構造体及びこれを用いる光学系の一実施形態例の概略構成を示す図である。図１０において、図８と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
この例においては、光分別構造体５０の分別部として偏光フィルタ部を設ける例を示す。分割部３０は、旋光子又は波長板、例えば旋光子３１Ａ及び透過部３１Ｂを有する構造とし、入射される光の偏光を異ならせる領域を選択的に通過させる構成とする。そして旋光子３１Ａを透過後の偏光方向と、透過部３１Ｂを透過後の偏光方向が例えばｙ軸方向に沿う矢印ｓで示す方向と、ｘ軸方向に沿う矢印ｐで示す方向となり、すなわち各光の偏向方向が９０度異なるようにする。このとき、光分別構造体５０の分別部５１及び５２において、偏光フィルタ部５７Ａ及び５８Ａでは、矢印ｓで示す偏光方向の光が通過し、矢印ｐで示す偏光向方向の光が通過しない構成とする。また、偏光フィルタ部５７Ｂ及び５８Ｂでは、矢印ｓで示す偏光方向の光が通過せず、矢印ｐで示す偏向方向の光が通過する構成とする。
このような構成とすることによって、図１０においてｘ−ｚ平面の上側の光束中の光Ｌ３が偏光フィルタ部５７Ａ、光Ｌ１が偏光フィルタ部５８Ａを通過せず、すなわち不要な光が確実に除去され、目的とする層からの光Ｌ２のみが、偏光フィルタ部５７Ｂ及び５８Ｂを通過して、受光部１１において受光される。
一方、図１０においてｘ−ｚ平面の下側の光束中の光Ｌ３が偏光フィルタ部５７Ｂ、光Ｌ１が偏光フィルタ部５８Ｂを通過せず、目的とする層からの光Ｌ２のみが、偏光フィルタ部５７Ａ及び５８Ａを通過して、受光部１１において受光される。
これにより、受光部１１において目的とする層からの光の全てを検出することができる。従って、この場合も光ピックアップ装置及び光記録再生装置に適用する場合は、旋光子又は波長板を有する分割部と、偏光フィルタ部を有する光分別構造体を挿入するのみの簡単な光学系の配置によって、多層記録媒体の記録再生を行う場合において、記録再生特性の低下を抑えることができる。
なお、この例において、旋光子又は波長板を有する分割部３０と、偏光フィルタ部を有する光分別構造体とを破線ｂで示すように一体化してもよい。この場合は、この分割兼用の光分別構造体６０を挿入するのみの簡単な光学系の配置によって、多層記録媒体の記録再生を行う場合に記録再生特性の低下を抑えることができる。
またこの場合、目的とする反射面からの光が分別部５１及び５２の各偏光フィルタ部に対して光軸を越えて通過する構成、すなわち偏光フィルタ部５７Ｂ及び５８Ｂ、もしくは偏光フィルタ部５７Ａ及び５８Ａを通過する構成とすればよいので、上述の第１及び第２の実施形態例と同様に、光分別構造体５０を光軸に沿うｚ軸方向に平行移動することによって、第１又は第３の反射面Ｓ１又はＳ３からの光Ｌ１又はＬ３のみを受光する構成とすることが可能である。

図１１は、このような分割部３０及び光分別構造体５０を一体化して分割兼用の光分別構造体６０として構成した一実施形態例の概略構成図である。図１１において、図１０と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
この例においては、分割兼用の光分別構造体６０の入射側及び出射側にそれぞれ第１及び第２の回折レンズ部６１及び６２を設けた例を示す。各部６１及び６２において、それぞれ集光機能をもたせることによって、例えば光路を縮小し、分割兼用の光分別構造体６０を小型化でき、また受光部１１との間隔を制御することも可能となる。
なお、集光レンズ１０を透過後の光の偏光状態によっては、透明部３１Ｂに換えて旋光子又は波長板を設けてもよい。この場合においても、第１及び第２の回折レンズ部６１及び６２を設けることなく、分割部３０と光分別構造体５０のみを一体に設けることも可能である。
このような構成とすることによって、受光部１１において目的とする層からの光の全てを検出することができ、従って、この場合も光ピックアップ装置及び光記録再生装置に適用する場合は、分割兼用の光分別構造体を挿入するのみの簡単な光学系の配置によって、多層記録媒体の記録再生を行う場合において、記録再生特性の低下を抑えることができる。

〔７〕第７の実施形態例
図１２は、本発明による光分別構造体及びこれを用いる光学系の一実施形態例の概略構成を示す図である。図１２において、図１０及び図１１と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
この例においては、分別部５１として偏光フィルタ部５７Ａを設けると共に、分割部３０に、２つの旋光子又は波長板、例えば第１及び第２の旋光子３２及び３３を配置する例を示す。この例においては、各旋光子３２及び３３にそれぞれ第１及び第２の旋光領域３２Ａ及び３２Ｂ、３３Ａ及び３３Ｂを設ける場合を示す。このような構成において、第１の旋光子３２の第１の旋光領域３２Ａ及び第２の旋光子３３の第２の旋光領域３３Ｂにおいては逆向きに偏光方向を４５°回転させるように構成する。同様に、第１の旋光子３２の第２の旋光領域３２Ｂ及び第２の旋光子３３の第１の旋光領域３３Ａにおいては逆向きに偏光方向を４５°回転させるように構成する。

この場合、第１の旋光子３２の第１の旋光領域３２Ａを通過した後第２の旋光子３３の第２の旋光領域３３Ｂを通過した光と、第１の旋光子３２の第２の旋光領域３２Ｂと第２の旋光子３３の第１の旋光領域３３Ａを通過する光とは、一旦第１の旋光子３２により偏光方向が４５°回転された後、第２の旋光子３３により偏光方向が逆向きに同量回転されるので、元の偏光方向に戻ることとなる。
一方、第１及び第２の旋光子３２及び３３のそれぞれ第１の旋光領域３２Ａ及び３３Ａを通過した光、又は第２の旋光領域３２Ｂ及び３３Ｂを通過した光は、各旋光領域の回転量の２倍偏光方向が回転し、すなわち入射光と直交する方向に偏光方向が回転することとなる。
したがって、分別部５１に一様な偏光フィルタ部５９を設け、第１の旋光子３２を通過する前の偏光状態の光のみを透過させる構成とすることによって、被照射体の特定の位置からの光Ｌ２のみを受光部１１に向かわせ、例えば実線Ｌｏで示すようにレンズ７０を介して受光部１１に入射させることが可能である。

図１３Ａ及びＢは、この例におけるｙ−ｚ平面の光束の断面図及びｘ−ｙ平面の各位置における光束の平面図であり、各図ともに、集光レンズ１０のｙ軸＋側の光束のみを示す。図１３Ａ及びＢにおいて、図１２と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
この場合、図１３Ａに示すように、被照射体例えば光記録媒体の各層（図示せず）からの光Ｌ１〜Ｌ３の合焦位置Ｆ１、Ｆ２及びＦ３に対して、第１の旋光子３２を合焦位置Ｆ３とＦ２との間、第２の旋光子３３を合焦位置Ｆ２とＦ１との間、分別部５１を合焦位置Ｆ３の受光部（図示せず）側に配置する。

このような配置構成とすることによって、第１の旋光子３２においては、光Ｌ１及びＬ２がｘ軸に対し上側すなわちこの場合第２の旋光領域３２Ｂを通過し、光Ｌ３はｘ軸に対し下側すなわちこの場合第１の旋光領域３２Ａを通過する。一方、第２の旋光子３３においては、光Ｌ２及びＬ３が第１の旋光領域３３Ａを通過し、光Ｌ１が第２の旋光領域３３Ｂを通過する。
したがって、光Ｌ３は、第１の旋光子３２を通過後には偏光方向が例えば右回りに４５°回転した状態となり、更に第２の旋光子３３を通過後は、偏光方向が更に右回りに４５°回転した状態となって分別部５１の偏光フィルタ部５９に入射される。
同様に、光Ｌ１は、第１の旋光子３２を通過後には偏光方向が例えば左回りに４５°回転した状態となり、更に第２の旋光子３３を通過後は、偏光方向が更に左回りに同じく４５°回転した状態となって分別部５１の偏光フィルタ部５９に入射される。
これに対し、光Ｌ２のみが、第１の旋光子３２の第２の旋光領域３２Ｂと第２の旋光子３３の第１の旋光領域３３Ａを通過することから、一旦回転した偏光方向が元に戻ることとなる。
したがって、偏光フィルタ５１において元の偏光方向の光のみを透過する構成とすることにより、表面側及び奥側で反射された光Ｌ１及びＬ３が分別され、不要な光が確実に、完全に除去される。分別部５１の配置位置よりも受光部側では、目的とする第２の記録層からの光のみが受光されることとなる。
図１３Ａ及びＢにおいては、集光レンズ１０のｙ軸＋側の光束のみを示すが、同じ旋光子３２及び３３、分別部５１の構成により、集光レンズ１０のｙ軸−側の光束についても、同様に偏光方向を回転させることによって目的とする層からの光Ｌ２のみを受光部に向かわせることができる。したがって、目的とする層から反射される光の全てを検出することができることとなる。

図１４及び図１５においては、このような構成とする場合の第１及び第２の旋光子の具体的な構成例の概略断面構成図を示す。
図１４においては、第１の旋光子３２の第１の旋光領域３２Ａにおいて＋４５°、第２の旋光領域３２Ｂにおいて−４５°偏光方向を回転させる構成とし、第２の旋光子３３の第１の旋光領域３３Ａにおいて−４５°、第２の旋光領域３３Ｂにおいて＋４５°偏光方向を回転させる構成とした例を示す。なお、光の進行方向に向かって時計方向を＋、反時計周りを−の回転方向とする。
このとき、第１及び第２の旋光子３２及び３３の第１の旋光領域３２Ａ及び３３Ａを通過する光Ｌｄ、第２の旋光領域３２Ｂ及び３３Ｂを通過する光Ｌａは、入射偏光方向と９０°偏光方向が回転することとなる。一方、第１の旋光子３２の第２の旋光領域３２Ｂと第２の旋光子３３の第１の旋光領域３３Ａを通過する光Ｌｂ、第１の旋光子３２の第１の旋光領域３２Ａと第２の旋光子３３の第２の旋光領域３３Ｂを通過する光Ｌｃは、それぞれ回転方向が逆向きであるため元の偏光方向に戻ることとなる。
したがって、この場合は入射偏光方向と同一の偏光方向の光のみを取り出すように、偏光フィルタ又は偏光ビームスプリッターを分別部として配置することによって、目的とする層から反射される光のみを分別することができる。

また、図１５においては、第１の旋光子３２の第１の旋光領域３２Ａにおいて−４５°、第２の旋光領域３２Ｂにおいて＋４５°偏光方向を回転させる構成とし、第２の旋光子３３の第１の旋光領域３３Ａにおいて＋４５°偏光方向を回転させる構成とし、第２の旋光領域３３Ｂにおいて−４５°偏光方向を回転させる構成とする。
この場合、第１の旋光子３２の第１の旋光領域３２Ａ及び第２の旋光子３３の第１の旋光領域３３Ａを通過する光Ｌｄと、第１の旋光子３２の第２の旋光領域３２Ｂ及び第２の旋光子３３の第２の旋光領域３３Ｂを通過する光Ｌａとは、偏光方向が入射光と９０°回転する。第１の旋光子３２の第２の旋光領域３２Ｂ及び第２の旋光子３３の第１の旋光領域３３Ａを通過する光Ｌｃと、第１の旋光子３２の第１の旋光領域３２Ａ及び第２の旋光子３３の第２の旋光領域３３Ｂを通過する光Ｌｂとは偏光方向が元に戻ることとなる。
したがって、この場合は入射偏光方向と直交する偏光方向の光のみを取り出すように、偏光フィルタ又は偏光ビームスプリッターを分別部として配置することによって、目的とする層から反射される光のみを分別することができる。

図１６においては、２枚の波長板を用いて分別部を構成する例を示す。この例においては、ｘ−ｚ平面で２つの領域に分割される第１及び第２の波長板３４及び３５を用いる例で、第１及び第２の波長板３４及び３５の第１の領域３４Ａ及び３５Ａは−１／２波長、第２の領域３４Ｂ及び３５Ｂは＋１／２波長の位相板として構成する。１／２波長板における光の偏光方向の変換について図１７を用いて説明する。以下の説明においては角度の符号について時計回りを＋、反時計回りを−と定義する。図１７に示すように、１／２波長板の光学的結晶軸ａｃに対して−θの偏光方向をもつ光Ｐ１が入射したとき、１／２波長板を通過した光Ｐ２の偏光方向は、光学的結晶軸ａｃを対称軸として反転させた＋θの方向となる。このとき、変化量は＋２θである。
ここで、図１６に示す波長板３４の第２の領域３４Ｂは図１８Ａに示すように光学的結晶軸ａｃ１がｘ軸に対して＋２２．５°、第１の領域３４Ａは光学的結晶軸の方向ａｃ２がｘ軸に対して−２２．５°であるとする。矢印Ｐ１及びＰ５で示すようにｘ軸方向の偏光方向を持つ光がそれぞれの領域に入射すると、通過光の偏光方向は、第２の領域３４Ｂではｘ軸に対して＋４５°、第１の領域３４Ａではｘ軸に対して−４５°となる。
図１８Ｂにおいては、図１８Ａにおける第１の波長板３４の第１及び第２の領域３４Ａ及び３４Ｂを通過した光が、図１６中矢印Ｌａ、Ｌｄで示すように、それぞれ第２の波長板３５の第１及び第２の領域３５Ａ及び３５Ｂを通過する場合の偏光方向の変化を示す。光学的結晶軸が同じ方向の領域を通過した光は、図１８Ｂにおいて矢印Ｐ３、Ｐ７で示すように、第１の波長板３４に入射する最初の光の偏光方向に戻る。
これに対し、図１８Ａにおける第１の波長板３４の第１及び第２の領域３４Ａ及び３４Ｂを通過した光が、図１６中矢印Ｌｂ及びＬｃで示すように、第２の波長板３５の第２及び第１の領域３５Ｂ及び３５Ａをそれぞれ通過する場合の偏光方向の変化を図１８Ｃに示す。このように、光学的結晶軸が異なる方向の領域を通過した光は、図１８Ｃにおいて矢印Ｐ４、Ｐ８で示すように、第１の波長板３４に入射する最初の光の偏光方向と直交する偏光方向となる。
したがって、この場合は入射光の偏光方向と直交する偏光方向の光を透過ないしは反射により偏光フィルタ部（図示せず）により分別することによって、前述の図１３において説明した例と同様に、被照射体例えば光記録媒体の目的とする特定位置からの光のみを分別することが可能である。

また、図１９に示すように、波長板３４及び３５の各領域を選定する場合においても同様に、光を分別することが可能である。図１９において、図１６と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。この場合、矢印Ｌａ及びＬｄで示す光の偏光方向が第１及び第２の波長板３４及び３５を通過後に入射光の偏光方向と直交する方向となり、矢印Ｌｂ及びＬｃで示す光の偏光方向が第１及び第２の波長板３４及び３５を通過後に、元の偏光方向に戻ることとなる。したがって、この場合は入射光の偏光方向と同一の偏光方向の光を透過ないしは反射により偏光フィルタ部（図示せず）により分別することによって、同様に、被照射体例えば光記録媒体の目的とする特定位置からの光のみを分別することが可能である。

更に、図２０に示すように、第１及び第２の波長板３６及び３７として、１／４波長板を含む構成とすることも可能である。この例においては、ｘ−ｚ平面で２つの領域に分割される第１及び第２の波長板３６及び３７を用いる例で、第１及び第２の波長板３６及び３７の第１の領域３６Ａ及び３７Ａを−１／４波長板、第２の領域３６Ｂ及び３７Ｂを＋１／４波長板として構成する。
図２１Ａに示すように、例えば第１の波長板３６の第２の領域３６Ｂにおいては光学的結晶軸ａｃ１がｘ軸に対して＋４５°、第１の領域３６Ａにおいては光学的結晶軸ａｃ２がｘ軸に対して−４５°であるとする。矢印Ｐ１１及びＰ１５で示すようにｘ軸方向の偏光方向を持つ光がそれぞれの領域に入射すると、通過光の偏光方向は、第２の領域３６Ｂでは時計回りの円偏光、第１の領域３６Ａでは反時計回りの円偏光となる。
図２１Ｂにおいては、図２１Ａにおける第１の波長板３６の第１及び第２の領域３６Ａ及び３６Ｂを通過した光が、図２０中矢印Ｌａ、Ｌｄで示すように、それぞれ第２の波長板３７の第１及び第２の領域３７Ａ及び３７Ｂを通過する場合の偏光方向の変化を示す。このように、光学的結晶軸が同じ方向の領域を通過した光は、図２１Ｂにおいて矢印Ｐ１３、Ｐ１７でそれぞれ示すように、第１の波長板３６に入射する最初の光の偏光方向と直交する偏光方向となる。
これに対し、図２１Ａにおける第１の波長板３６の第１及び第２の領域３６Ａ及び３６Ｂを通過した光が、図２０中矢印Ｌｂ及びＬｃで示すように、第２の波長板３７の第２及び第１の領域３７Ｂ及び３７Ａをそれぞれ通過する場合の偏光方向の変化を図２１Ｃに示す。このように、光学的結晶軸が異なる方向の領域を通過した光は、図２１Ｃにおいて矢印Ｐ１４、Ｐ１８で示すように、第１の波長板３６に入射する最初の光の偏光方向に戻ることとなる。
したがって、この場合は入射光の偏光方向と同一の偏光方向の光を透過ないしは反射により偏光フィルタ部（図示せず）により分別することによって、前述の図１３において説明した例と同様に、被照射体例えば光記録媒体の目的とする特定位置からの光のみを分別することが可能である。

また、図２２に示すように、第1及び第２の波長板３６及び３７の各領域を選定する場合においても同様に、光を分別することが可能である。図２２において、図２０と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。この場合、矢印Ｌａ及びＬｄで示す光の偏光方向が第１及び第２の波長板３６及び３７を通過後に入射光の偏光方向に戻り、矢印Ｌｂ及びＬｃで示す光の偏光方向が第１及び第２の波長板３４及び３５を通過後に、入射光の偏光方向と直交する方向となる。したがって、この場合は入射光の偏光方向と直交する偏光方向の光を透過ないしは反射により偏光フィルタ部（図示せず）により分別することによって、同様に、被照射体例えば光記録媒体の目的とする特定位置からの光のみを分別することが可能である。

上述の例においては２つの旋光子又は２つの波長板と、１つの偏光フィルタにより分割部及び分別部を構成しているが、同様の作用を有する旋光子と波長板との組み合わせや、また上述したように偏光フィルタ部を偏光ビームスプリッターに換えて構成することもできる。
またこれらの場合においても、目的とする反射面からの光が旋光子又は波長板に対して光軸を越えて通過する構成とすればよいので、上述の第６の実施形態例と同様に、光分別構造体５０を光軸に沿うｚ軸方向に平行移動することによって、第１又は第３の反射面Ｓ１又はＳ３からの光Ｌ１又はＬ３のみを受光する構成とすることが可能である。
なお、旋光子と波長板とは、以下の点において異なる。すなわち、波長板は互いに垂直な方向に振動する直線偏光が板を通過したときに、これらの間に所要の光学的位相差を与える複屈折板を示す。
一方旋光子とは、通過した光が、ある任意の角度だけ偏光面を回転させる作用をするもので、波長板と異なり通過した光に光学的位相差（リターデーション）を与えないため、直線偏光のまま回転する。すなわち波長が変わっても旋光能が変化するだけである。旋光子には、素子面内に波長板のような光学軸が存在しないため、直線偏光を面内のどの方向に向けて入射しても良いという利点がある。したがって、旋光子を用いる場合は、その光学軸の位置調整を行う必要がないため、組み立て製造作業が比較的容易であるという利点を有する。

このような構成の光学系を光ピックアップ装置及び光記録再生装置に適用する場合は、２つの旋光子又は波長板と、１つの偏光フィルタ又は偏光ビームスプリッターを挿入するのみの簡単な光学系の配置によって、多層記録媒体の記録再生を行う場合において、記録再生特性の低下を抑えることができる。
またこれらの例においては、分割部を通過する光の光路によって分別部において光を分別する構成としていることから、第１または第３の反射面Ｓ１又はＳ３からの光も同様に
分別することが可能である。

〔８〕第８の実施形態例
図２３は、本発明による光分別構造体及びこれを用いる光学系の一実施形態例の概略構成を示す図である。図２３において、図１０と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
この例においては、被照射体として光記録媒体を用いた場合に、記録層上に記録及び／又は再生用のメインビームの両側に２つのサイドビームを照射して、それぞれの反射光を受光してトラッキング又はフォーカシング等の処理を行う場合に適用した場合で、ｘ軸方向に３つの光ビームが配置されるとする。
光記録媒体１００の目的とする記録層Ｓ２において反射された各光は、光軸及びこれらの光の配列方向に沿う断面、この場合ｘ−ｚ平面において分割部３０により分割される。すなわちこの場合、分割部３０を例えば図１０において説明した例と同様に、旋光子と透過部により構成することによって、一方の光の偏光方向を９０°回転させ、他方の光をそのまま透過させる。図２３Ａ及びＢにおいては、第２の記録層Ｓ２から反射されたメインビームＬ２１と、サイドビームＬ２２及びＬ２３のみを示す。

そして、図２３Ｃに示すように、光分別構造体５０の分別部５１及び５２、例えば図１０に示す例と同様の偏光フィルタ部を備える分別部５１及び５２によって、記録層Ｓ１で反射された不要な光Ｌ１１、Ｌ１２及びＬ１３と、記録層Ｓ３で反射された不要な光Ｌ３１、Ｌ３２及びＬ３３が確実に除去されて、第２の記録層Ｓ２から反射された光Ｌ２１、Ｌ２２及びＬ２３のみが受光部において検出される。
このような光学系を光ピックアップ装置及び光記録再生装置に適用する場合は、分割部及び光分別構造体を挿入するのみの簡単な光学系の配置によって、２以上の光を多層記録媒体に照射して記録再生を行う場合に、記録再生特性の低下を抑えることができる。また、２以上の光を単一の記録層の光記録媒体に照射する場合においても、記録層と保護層との界面などの目的とする層以外から反射される不要光を確実に排除することができるので、同様に記録再生特性の低下を抑えることが可能である。

以上説明したように、本発明によれば、光を分割した後、合焦位置の違いを利用して、目的とする層からの光に影響を与えることなく、異なる層から出射される不要な光を確実に除去することができる。
光を除去する方法としては、遮光するか、または反射や屈折などにより光路を変えることで容易に実現できる。また、分割部として、プリズムや回折素子などの比較的簡易な光学部品を用いることが可能であり、また、旋光子や波長板を用いて偏光方向の違いを利用して光を分別する場合は、光軸を分離させることなく光を分別することが可能である。また、分割部と光分別構造体とを一体化することによって、１つの部品を挿入するのみで、簡単且つ確実に、従来は受光部において重なってしまっていた不要な光を除去することができる。

なお、本発明は上述の各実施形態例に限定されるものではなく、その他本発明構成を逸脱しない範囲において、光の除去方法、分割方法として、その他の光学部品を利用することが可能である。また、本発明による光分別方法及び光分別構造体は、上述の光ピックアップ装置及び光記録再生装置に限定されることなく、その他種々の構成の光ピックアップ装置及び光記録再生装置に適用可能であり、その他、検出目的とする光の出射位置に対し、光軸方向にずれた位置から出射ないし反射される不要な光を除去するあらゆる光学系に適用することが可能であることはいうまでもない。

本発明による光学ピックアップ装置を備えた光記録再生装置の一例の概略構成図である。 光記録媒体の一例の概略断面構成図である。 Ａ及びＢは被照射体から反射される不要光の光路の説明図である。 Ａ及びＢは本発明による光分別方法の説明図である。 本発明による光分別構造体の一実施形態例を用いた光学系の概略構成図である。 本発明による光分別構造体の一実施形態例を用いた光学系の概略構成図である。 Ａは本発明による光分別方法の一実施形態例における光学系の概略構成図である。Ｂは本発明による光分別方法の一実施形態例における光束の分別態様を示す図である。 本発明による光分別方法の一実施形態例における光学系の概略構成図である。 Ａは本発明による光分別方法の一実施形態例における光学系の概略構成図である。Ｂは本発明による光分別方法の一実施形態例における光学系の概略構成図である。Ｃは本発明による光分別方法の一実施形態例における光束の分別態様を示す図である。 本発明による光分別方法の一実施形態例における光学系の概略構成図である。 本発明による光分別方法の一実施形態例における光学系の概略構成図である。 本発明による光分別方法の一実施形態例における光学系の概略構成図である。 Ａは本発明による光分別方法の一実施形態例における光学系の概略構成図である。Ｂは本発明による光分別方法の一実施形態例における光束の分別態様を示す図である。 本発明による光分別方法の一実施形態例における光束の分別態様を示す図である。 本発明による光分別方法の一実施形態例における光束の分別態様を示す図である。 本発明による光分別方法の一実施形態例における光束の分別態様を示す図である。 １／２波長板による偏光方向の変化の説明図である。 Ａ〜Ｃは本発明による光分別方法の一実施形態例における光の偏光方向の説明図である。 本発明による光分別方法の一実施形態例における光束の分別態様を示す図である。 本発明による光分別方法の一実施形態例における光束の分別態様を示す図である。 Ａ〜Ｃは本発明による光分別方法の一実施形態例における光の偏光方向の説明図である。 本発明による光分別方法の一実施形態例における光束の分別態様を示す図である。 Ａは本発明による光分別方法の一実施形態例における光学系の概略構成図である。Ｂは本発明による光分別方法の一実施形態例における光学系の概略構成図である。Ｃは本発明による光分別方法の一実施形態例における光束の分別態様を示す図である。

符号の説明

１．情報源、２．パワー制御部、３．光源、４．コリメーターレンズ、６．ビームスプリッター、７．ミラー、８．対物レンズ、１０．集光レンズ、１１．受光部、１３．サーボ回路、１５．回転手段、１７．アクチュエーター、２０．プリズム、２２．回折素子、３０．分割部、３１Ａ．旋光子、３１Ｂ．透過部、３２．第１の旋光子、３２Ａ．第１の旋光領域、３２Ｂ．第２の旋光領域、３３．第２の旋光子、３３Ａ．第１の旋光領域、３３Ｂ．第２の旋光領域、３４．第１の波長板、３４Ａ．第１の領域、３４Ｂ．第２の領域、３５．第２の波長板、３５Ａ．第１の領域、３５Ｂ．第２の領域、３６．第1の波長板、３６Ａ．第1の領域、３６Ｂ．第２の領域、３７．第２の波長板、３７Ａ．第１の領域、３７Ｂ．第２の領域、５０．光分別構造体、５１．分別部、５２．分別部、６０．光分別構造体、６１．第１の回折部、６２．第２の回折部

Claims (18)

1. 複数の反射面を有する多層構造の被照射体から集光レンズを介して受光部に到達する複数の光を分別する光分別方法であって、
   前記集光レンズから前記受光部に向かう光を光軸中心に２以上に分割し、
   前記分割されたそれぞれの光に対して、前記被照射体の特定の位置から出射される光の合焦位置と、これよりも前記集光レンズ側で合焦する光の合焦位置及び／又は前記受光部側で合焦する光の合焦位置との間で、前記集光レンズ側で合焦する光及び／又は前記受光部側で合焦する光を除去して、前記被照射体の特定の位置から出射される光を分別する
   ことを特徴とする光分別方法。
2. プリズムを用いて前記集光レンズから前記受光部に向かう光を光軸中心に２以上に分割する
   ことを特徴とする請求項１記載の光分別方法。
3. 回折部を用いて前記集光レンズから前記受光部に向かう光を光軸中心に２以上に分割する
   ことを特徴とする請求項１記載の光分別方法。
4. 前記集光レンズから前記受光部に向かう光を光軸中心に２以上に分割して光の偏光を異ならせる領域を選択的に通過させ、
   前記分割されたそれぞれの光に対して、前記被照射体の特定の位置から出射される光の合焦位置と、これよりも集光レンズ側で合焦する光の合焦位置及び／又は前記受光部側で合焦する光の合焦位置との間で、前記集光レンズ側で合焦する光及び／又は前記受光部側で合焦する光を偏光フィルタ部により除去して、前記被照射体の特定の位置から出射される光を分別する
   ことを特徴とする請求項１記載の光分別方法。
5. 前記偏光を異ならせる領域として、旋光子又は波長板を２回以上通過させ、
   前記被照射体の特定の位置から出射される光又は前記被照射体の特定の位置以外から出射される光のどちらか一方の光について、その偏光を異ならせた後元に戻し、他の光についてその偏光方向を元の偏光方向と直交する方向に変化させることによって、前記偏光フィルタ部において前記特定の位置から出射される光を他の光と分別する
   ことを特徴とする請求項４記載の光分別方法。
6. 前記被照射体に２以上の光が照射され、前記被照射体から前記集光レンズを介して前記受光部に向かう前記２以上の光を、光軸及びその配列方向に沿う断面においてそれぞれ２以上に分割し、
   前記分割されたそれぞれの光に対して、前記被照射体の特定の位置から出射される光の合焦位置と、これよりも前記集光レンズ側で合焦する光の合焦位置及び／又は前記受光部側で合焦する光の合焦位置との間で、前記集光レンズ側で合焦する光及び／又は前記受光部側で合焦する光を除去して、前記被照射体の特定の位置から出射される光を分別する
   ことを特徴とする請求項１記載の光分別方法。
7. 前記集光レンズから前記受光部に向かう光を光軸中心に２以上に分割する分割部と、前記光分別構造体が一体化された分割兼用の光分別構造体を用いる
   ことを特徴とする請求項１記載の光分別方法。
8. 複数の反射面を有する多層構造の被照射体から集光レンズを介して受光部に到達する光のうち、前記被照射体の特定の位置から出射される光の合焦位置と、前記集光レンズ側で合焦する光の合焦位置及び／又は前記受光部側で合焦する光の合焦位置との間で、前記集光レンズ側で合焦する光及び／又は前記受光部側で合焦する光を除去する分別部を有する
   ことを特徴とする光分別構造体。
9. 前記分別部が、遮光部を有する
   ことを特徴とする請求項８記載の光分別構造体。
10. 前記分別部が、反射面を有する
    ことを特徴とする請求項８記載の光分別構造体。
11. 前記分別部が、屈折面を有する
    ことを特徴とする請求項８記載の光分別構造体。
12. 前記分別部が、偏光フィルタ部を備えて成る
    ことを特徴とする請求項８記載の光分別構造体。
13. 前記被照射体から集光レンズを介して受光部に到達する光を光軸中心に分割する分割部が備えられ、
    前記分割部が偏光を異ならせる旋光子又は波長板より構成される
    ことを特徴とする請求項１２記載の光分別構造体。
14. 前記旋光子又は波長板が２以上設けられ、前記被照射体の特定の位置から出射される光又は前記被照射体の特定の位置以外から出射される光のどちらか一方の光について、その偏光を異ならせた後元に戻し、他の光についてその偏光方向を元の偏光方向と直交する方向に変化させる作用を有する
    ことを特徴とする請求項１３記載の光分別構造体。
15. 光源部と、受光部と、光記録媒体と対向する対物レンズと、該対物レンズに前記光源部からの出射光を導く機能と前記対物レンズからの光を集光レンズにより前記受光部に集光する機能をもつ光学系とを有し、前記光源部からの光を前記光記録媒体の所定位置に照射する光ピックアップ装置であって、
    複数の反射面を有する多層構造の前記光記録媒体から前記受光部に向かう光を光軸中心に２以上に分割する分割部が配置され、
    前記分割されたそれぞれの光に対して、前記光記録媒体の目的とする記録層から反射される光の合焦位置と、これよりも前記集光レンズ側で合焦する光の合焦位置及び／又は前記受光部側で合焦する光の合焦位置との間で、前記集光レンズ側で合焦する光及び／又は前記受光部側で合焦する光を除去して、前記目的とする記録層から反射される光を分別する光分別構造体が設けられて成る
    ことを特徴とする光ピックアップ装置。
16. 前記被照射体から集光レンズを介して受光部に到達する光を光軸中心に分割して偏向を異ならせる２以上の旋光子又は波長板を備え、
    前記２以上の旋光子又は波長板は、前記被照射体の特定の位置から出射される光又は前記被照射体の特定の位置以外から出射される光のどちらか一方の光について、その偏光を異ならせた後元に戻し、他の光についてその偏光方向を元の偏光方向と直交する方向に変化させる作用を有する
    ことを特徴とする請求項１５記載の光ピックアップ装置。
17. 光源部と、受光部と、光記録媒体と対向する対物レンズと、該対物レンズに前記光源部からの出射光を導く機能と前記対物レンズからの光を集光レンズにより前記受光部に集光する機能をもつ光学系とを有し、前記光源部からの光を前記光記録媒体の所定位置に照射して記録及び／又は再生を行う光記録再生装置であって、
    複数の反射面を有する多層構造の前記光記録媒体から前記受光部に向かう光を光軸中心に２以上に分割する分割部が配置され、
    前記分割されたそれぞれの光に対して、前記光記録媒体の目的とする記録層から反射される光の合焦位置と、これよりも前記集光レンズ側で合焦する光の合焦位置及び／又は前記受光部側で合焦する光の合焦位置との間で、前記集光レンズ側で合焦する光及び／又は前記受光部側で合焦する光を除去して、前記目的とする記録層から反射される光を分別する光分別構造体が設けられて成る
    ことを特徴とする光記録再生装置。
18. 前記被照射体から集光レンズを介して受光部に到達する光を光軸中心に分割して偏向を異ならせる２以上の旋光子又は波長板を備え、
    前記２以上の旋光子又は波長板は、前記被照射体の特定の位置から出射される光又は前記被照射体の特定の位置以外から出射される光のどちらか一方の光について、その偏光を異ならせた後元に戻し、他の光についてその偏光方向を元の偏光方向と直交する方向に変化させる作用を有する
    ことを特徴とする請求項１７記載の光記録再生装置。

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