光拾取装置.pdf

在顺利抑制杂散光漏入传感器且即使传感器的位置偏移也可抑制检测信号的精确度劣化的光拾取装置中，未经分光元件衍射而直线前进的BD光(信号光和杂散光)的0级衍射光照射到4分割传感器C1。通过与轨道像的方向垂直的方向上排列的分光元件的衍射区域衍射的BD光(信号光)的+1级衍射光照射到传感器Ba1~Ba4。通过轨道像的方向上排列的分光元件的衍射区域衍射的BD光(信号光)的+1级衍射光照射到传感器Bs1~Bs4。照射区域A11~A18不与传感器Ba1~Ba4、Bs1~Bs4的边界线重叠，分布在对应传感器的中央附近。即使传感器Ba1~Ba4、Bs1~Bs4在X轴、Y轴方向上偏移也可抑制传感器的检测信号劣化。

权利要求书一种光拾取装置，其特征在于，具备：
激光光源；
物镜，其使从上述激光光源射出的激光会聚到记录介质上；
像散元件，被上述记录介质反射的上述激光入射到该像散元件，并且，该像散元件使上述激光向第一方向会聚来形成第一焦线，并且使上述激光向垂直于上述第一方向的第二方向会聚来形成第二焦线；
光检测器，其接收通过了上述像散元件的上述激光；以及
分光元件，被上述记录介质反射的上述激光入射到该分光元件，并且，该分光元件通过衍射作用将入射到两个第一区域和两个第二区域的上述激光分别引导至上述光检测器的受光面上的不同的四个位置，
其中，上述光检测器具有配置于入射到上述两个第一区域和上述两个第二区域的激光被引导到的位置处的多个传感器、以及配置于未经上述分光元件衍射而直线前进的激光被引导到的位置处的第一4分割传感器，
在使与上述第一方向和上述第二方向分别平行且相交叉的两条直线的交点位于上述激光的光轴时，上述两个第一区域被配置在由上述两条直线作出的一组对顶角所排列的第三方向上，上述两个第二区域被配置在另一组对顶角所排列的第四方向上，
上述两个第一区域分别在上述第四方向上被划分为两个第一分割区域，对上述第一分割区域的衍射作用进行调整，使得成对地入射到两个上述第一分割区域而发生衍射后的上述激光在上述光检测器上相离规定的间隙，
上述两个第二区域分别在上述第三方向上被划分为两个第二分割区域，对上述第二分割区域的衍射作用进行调整，使得成对地入射到两个上述第二分割区域而发生衍射后的上述激光在上述光检测器上相离规定的间隙，
接收入射到上述第一区域的激光的传感器包括独立地接收成对地入射到两个上述第一分割区域的激光的2分割传感器，
接收入射到上述第二区域的激光的传感器包括独立地接收成对地入射到两个上述第二分割区域的激光的2分割传感器。
根据权利要求1所述的光拾取装置，其特征在于，
上述分光元件对分别入射到上述两个第一区域而发生衍射后的上述激光赋予分光作用，使得在上述光检测器上，上述激光在平行于上述第一4分割传感器的一条分割线的方向上以不夹持上述第一4分割传感器的方式排列，并对分别入射到上述两个第二区域而发生衍射后的上述激光赋予分光作用，使得在上述光检测器上，上述激光在平行于上述第一4分割传感器的另一条分割线的方向上以不夹持上述第一4分割传感器的方式排列。
根据权利要求1或2所述的光拾取装置，其特征在于，
上述分光元件在上述两条直线的上述交点的位置处具备第三区域，使入射到该第三区域的激光衍射以将其引导至与上述多个传感器所配置的位置不同的位置。
根据权利要求3所述的光拾取装置，其特征在于，
上述光检测器在入射到上述第三区域而发生衍射后的上述激光被引导到的位置处具备第二4分割传感器，
上述第二4分割传感器被配置成：该第二4分割传感器的两条分割线中的一条分割线朝向被上述记录介质反射的上述激光的光轴与上述光检测器的上述受光面相交的基准点的方向。
根据权利要求1~4中的任一项所述的光拾取装置，其特征在于，
配置于上述记录介质上的轨道在上述分光元件上的方向与上述第三方向平行，
上述第一4分割传感器构成为根据其检测信号生成基于像散法的第一聚焦误差信号，
接收入射到上述两个第一区域的激光的传感器构成为根据其检测信号生成基于像散法的第二聚焦误差信号。

说明书光拾取装置
技术领域
本发明涉及一种光拾取装置，特别适于在对层叠多个记录层而成的记录介质照射激光时使用。
背景技术
近年来，随着光盘的大容量化，正在推进记录层的多层化。通过使一张盘内包含多个记录层，能够显著提高盘的数据容量。在层叠记录层时，以往较为普遍的是单面双层，但是最近为了进一步推进大容量化，单面配置三层以上记录层的盘也被实用化。在此，当使记录层的层叠数增加时，能够促进盘的大容量化。但是，另一方面，记录层之间的间隔变窄，层间串扰所引起的信号劣化增大。
当使记录层多层化时，来自作为记录/再现对象的记录层(目标记录层)的反射光变微弱。因此，担心有如下问题：当无用的反射光(杂散光)从位于目标记录层上下的记录层入射到光检测器时，检测信号劣化，从而对聚焦伺服和循迹伺服产生不良影响。因而，在像这样配置多个记录层的情况下，需要适当地去除杂散光以使来自光检测器的信号稳定。
在下面的专利文献1中，示出了一种在配置了多个记录层的情况下能够适当地去除杂散光的光拾取装置的新结构。根据该结构，能够在光检测器的受光面上形成只有信号光存在的方形区域(信号光区域)。来自盘的反射光被照射到信号光区域的顶角附近。通过在信号光区域的顶角附近配置光检测器的传感器，能够抑制杂散光对检测信号的影响。
专利文献1：日本特开2009‑211770号公报
发明内容
发明要解决的问题
在上述光拾取装置中，当由于经年劣化等而发生传感器的位置偏移时，会产生上述传感器的检测信号的精确度劣化的问题。
本发明是鉴于这种问题而完成的，其目的在于提供一种能够顺利地抑制杂散光漏入传感器、并且即使发生传感器的位置偏移也能够抑制检测信号的精确度的劣化的光拾取装置。
用于解决问题的方案
本发明的主要方式涉及一种光拾取装置。本方式所涉及的光拾取装置具备：激光光源；物镜，其使从上述激光光源射出的激光会聚到记录介质上；像散元件，被上述记录介质反射的上述激光入射到该像散元件，并且，该像散元件使上述激光向第一方向会聚来形成第一焦线(焦線)，并且使上述激光向垂直于上述第一方向的第二方向会聚来形成第二焦线；光检测器，其接收通过了上述像散元件的上述激光；以及分光元件，被上述记录介质反射的上述激光入射到该分光元件，并且，该分光元件通过衍射作用将入射到两个第一区域和两个第二区域的上述激光分别引导至上述光检测器的受光面上的不同的四个位置，其中，上述光检测器具有配置于入射到上述两个第一区域和上述两个第二区域的激光被引导到的位置处的多个传感器、以及配置于未经上述分光元件衍射而直线前进的激光被引导到的位置处的第一4分割传感器，在使与上述第一方向和上述第二方向分别平行且相交叉的两条直线的交点位于上述激光的光轴时，上述两个第一区域被配置在由上述两条直线作出的一组对顶角所排列的第三方向上，上述两个第二区域被配置在另一组对顶角所排列的第四方向上，上述两个第一区域分别在上述第四方向上被划分为两个第一分割区域，对上述第一分割区域的衍射作用进行调整，使得成对地入射到两个上述第一分割区域而发生衍射后的上述激光在上述光检测器上相离规定的间隙，上述两个第二区域分别在上述第三方向上被划分为两个第二分割区域，对上述第二分割区域的衍射作用进行调整，使得成对地入射到两个上述第二分割区域而发生衍射后的上述激光在上述光检测器上相离规定的间隙，接收入射到上述第一区域的激光的传感器包括独立地接收成对地入射到两个上述第一分割区域的激光的2分割传感器，接收入射到上述第二区域的激光的传感器包括独立地接收成对地入射到两个上述第二分割区域的激光的2分割传感器。
发明的效果
根据本发明，能够提供一种能够顺利地抑制杂散光漏入传感器、并且即使发生传感器的位置偏移也能够抑制检测信号的精确度的劣化的光拾取装置。
通过下面示出的实施方式的说明来进一步明确本发明的效果乃至意义。但是，下面的实施方式只不过是实施本发明时的一个例示，本发明不受下面的实施方式的任何限制。
附图说明
图1是说明实施方式所涉及的技术原理(激光的会聚状态)的图，(a)表示激光的会聚状态，(b)表示变形透镜的结构。
图2是说明实施方式所涉及的技术原理(光束区域的分布状态)的图，(a)表示光束分割图案，(b)表示信号光的分布状态，(c)表示杂散光1的分布状态，(d)表示杂散光2的分布状态。
图3是说明实施方式所涉及的技术原理(信号光与杂散光的分布状态)的图，(a)表示光束区域f1的各光的分布，(b)表示光束区域f2的各光的分布，(c)表示光束区域f3的各光的分布，(d)表示光束区域f4的各光的分布。
图4是说明实施方式所涉及的技术原理(只取出信号光的方法)的图，(a)表示对穿过各光束区域的激光的前进方向赋予的矢量，(b)表示面P0上的照射区域。
图5是说明基于实施方式所涉及的技术原理的传感器和信号生成方法的图。
图6是表示实施例1所涉及的光拾取装置的光学系统的图。
图7是说明实施例1所涉及的分光元件的结构的图。
图8是表示实施例1所涉及的光检测器的传感器布局的图和表示传感器的位置偏移后的状态的图。
图9是表示实施例1所涉及的0级衍射光、+1级衍射光、‑1级衍射光的照射区域的示意图。
图10是表示实施例1所涉及的衍射区域的台阶高度与衍射效率之间的关系的图和表示S型曲线的图。
图11是说明实施例2所涉及的分光元件的结构的图。
图12是表示实施例2所涉及的光检测器的传感器布局的图。
图13是表示实施例2所涉及的0级衍射光、+1级衍射光、‑1级衍射光的照射区域的示意图。
图14是表示实施例2的比较例所涉及的分光元件的结构的图和表示照射区域的图。
图15是表示实施例2的比较例所涉及的检测信号的仿真结果的图。
图16是表示实施例2所涉及的检测信号的仿真结果的图。
图17是表示实施例2所涉及的检测信号的仿真结果的图。
图18是表示实施例2所涉及的检测信号和位置信号的仿真结果的图。
图19是表示变更例1所涉及的分光元件的结构的图和表示照射区域的图。
图20是表示变更例2所涉及的分光元件的结构的图和表示其它变更例所涉及的分光元件的结构的图。
图21是表示变更例2所涉及的光检测器的传感器布局的图。
附图标记说明
1：光拾取装置；101：半导体激光器(激光光源)；114：BD物镜(物镜)；115：变形透镜(像散元件)；116：光检测器；Ba1~Ba4、Bs1~Bs4：传感器(2分割传感器)；Bz：4分割传感器(第二4分割传感器)；C1：4分割传感器(第一4分割传感器)；H1~H6：分光元件；H11~H14、H21~H24、H31~H34、H41~H44、H51~H54、H61~H64：衍射区域(第二区域、第二分割区域)；H15~H18、H25~H28、H35~H38、H45~H48、H55~H58、H65~H68：衍射区域(第一区域、第一分割区域)；H29、H39、H49、H59、H69：衍射区域(第三区域)。
具体实施方式
下面，参照附图来说明本发明的实施方式。
<技术原理>
首先，参照图1至图5来说明应用于本实施方式的技术原理。
图1的(a)、(b)是说明激光的会聚状态的图。图1的(a)是表示被目标记录层反射的激光(信号光)、被比目标记录层深的层反射的激光(杂散光1)、被比目标记录层浅的层反射的激光(杂散光2)的会聚状态的图。图1的(b)是表示在本原理中使用的变形透镜(Anamorphic Lense)的结构的图。
参照图1的(b)，变形透镜在曲面方向和平面方向上对平行于透镜光轴入射的激光赋予会聚作用。在此，曲面方向和平面方向是相互正交的。另外，曲面方向与平面方向相比曲率半径小，使入射到变形透镜的激光会聚的效果大。
此外，在此，为了便于简单地说明变形透镜中的像散作用，表述为“曲面方向”和“平面方向”，但是实际上只要利用变形透镜产生在透镜光轴上的互不相同的位置处连接焦线的作用即可，并非将变形透镜在图1的(b)中的“平面方向”上的形状限定为平面。此外，在激光以会聚状态入射到变形透镜的情况下，变形透镜在“平面方向”上的形状会变成直线状(曲率半径=∞)。
参照图1的(a)，通过变形透镜会聚的信号光通过曲面方向和平面方向的会聚而在分别不同的位置处连接焦线。通过曲面方向的会聚得到的焦线位置(P02)为比通过平面方向的会聚得到的焦线位置(P03)靠近变形透镜的位置，信号光的会聚位置(P01)为通过曲线方向和平面方向的会聚得到的焦线位置(P02)、(P03)的中间位置。信号光的光束在会聚位置(P01)处为最小弥散圆。此外，下面将会聚位置(P01)处的与入射到变形透镜的激光的光轴垂直的面称为“面P0”。
关于通过变形透镜会聚的杂散光1也同样地，通过曲面方向的会聚得到的焦线位置(P12)为比通过平面方向的会聚得到的焦线位置(P13)靠近变形透镜的位置。变形透镜被设计成：杂散光1的通过平面方向的会聚得到的焦线位置(P13)为比信号光的会聚位置(P01)靠近变形透镜的位置。
关于通过变形透镜会聚的杂散光2也同样地，通过曲面方向的会聚得到的焦线位置(P22)为比通过平面方向的会聚得到的焦线位置(P23)靠近变形透镜的位置。变形透镜被设计成：杂散光2的通过曲面方向的会聚得到的焦线位置(P22)为比信号光的会聚位置(P01)远离变形透镜的位置。
考虑以上情况来探讨面P0上的信号光和杂散光1、2的光束区域的关系。
图2的(a)是表示对入射到变形透镜的激光设定的四个光束区域f1~f4的图。在这种情况下，穿过光束区域f1~f4的信号光在面P0上如图2的(b)那样分布。另外，穿过光束区域f1~f4的杂散光1在面P0上如图2的(c)那样分布。穿过光束区域f1~f4的杂散光2在面P0上如图2的(d)那样分布。此外，在图2的(b)~(d)中，用实线示出表示信号光的光束径的大小的圆，如图2的(c)、(d)所示，杂散光1、2与信号光相比扩展得更大。
在此，当按每个光束区域取出面P0上的信号光和杂散光1、2时，各光的分布如图3的(a)~(d)。在这种情况下，穿过各光束区域的信号光与穿过同一光束区域的杂散光1和杂散光2都不重叠。因此，若构成为在使穿过各光束区域的信号光和杂散光1、2向不同的方向离散之后通过传感器只接收信号光，则只有信号光入射到对应的传感器，从而能够禁止杂散光的入射。由此，能够避免杂散光引起的检测信号的劣化。
这样，通过使穿过光束区域f1~f4的光分散来在面P0上相分离，由此能够只取出信号光。本实施方式是以该原理为基础的。
图4的(a)是表示为了使穿过光束区域f1~f4的激光(信号光和杂散光1、2)在面P0上相分离而对穿过各光束区域的激光的前进方向赋予的矢量的图。图4的(a)是在向变形透镜入射时的前进方向上观察激光的图。
分别对穿过光束区域f1~f4的激光的前进方向赋予矢量V1~V4，来改变穿过光束区域f1~f4的激光的前进方向。矢量V1~V4的方向相对于平面方向和曲面方向分别具有45度的倾斜度。矢量V1、V2的方向是相同的，矢量V3、V4的方向是相同的。另外，矢量V1、V4的大小是相同的，矢量V2、V3的大小是相同的。矢量V1的大小大于矢量V2，矢量V4的大小大于矢量V3。矢量V1~V4的大小被规定为相对于赋予这些矢量之前的激光的前进方向(向变形透镜入射时的前进方向)的角度。
当前进方向如图4的(a)所示那样变化时，穿过光束区域f1~f4的激光(信号光和杂散光1、2)如图4的(b)所示那样照射在面P0上。此外，图4的(b)中一并示出了表示前进方向发生变化之前的激光的光轴的中心O。通过调节矢量V1~V4，能够使穿过各光束区域的信号光和杂散光1、2如图4的(b)所示那样分布在面P0上。
在这种情况下，穿过光束区域f1、f2的激光(信号光)的照射区域被定位于只有这两个照射区域存在的矩形(信号光区域1)的位于对角位置的顶角处，穿过光束区域f3、f4的激光(信号光)的照射区域被定位于只有这两个照射区域存在的矩形(信号光区域2)的位于对角位置的顶角处。
在此，说明基于上述原理的传感器和信号生成方法。
图5的(a)是表示对来自盘的反射光设定的八个光束区域a1~a8的图，图5的(b)是表示基于以往的像散法的信号光的照射区域和传感器的图。图5的(b)所示的传感器被配置于图1的(a)的结构中的面P0上，图5的(b)中示出了穿过光束区域a1~a8的信号光在面P0上分别照射出的照射区域A1~A8。
另外，在图5的(a)中，信号光通过轨道沟槽衍射得到的0级衍射像与1级衍射像的重叠(轨道像)的方向相对于平面方向和曲面方向具有45度的倾斜度，为上下方向。由此，在图5的(b)中，信号光的轨道像的方向为左右方向。在图5的(a)~(c)中，用点线来表示轨道像的边界。
此外，已知可以利用波长/(轨道间距×物镜NA)来求出信号光通过轨道沟槽衍射得到的0级衍射像与1级衍射像的重叠状态。如图5的(a)所示那样1级衍射像包含在光束区域a2、a3、a6、a7内的条件为：
参照图5的(b)，在以往的像散法中，光检测器的受光面上配置有由四个传感器Sa~Sd构成的4分割传感器。此外，在此，为了便于说明而设传感器Sa~Sd在平面方向或曲面方向上进一步被2分割。即，传感器S a被分割成传感器S1、S2，传感器Sb被分割成传感器S3、S4，传感器Sc被分割成传感器S5、S6，传感器Sd被分割成传感器S7、S8。在这种情况下，当将传感器S1~S8的检测信号表示为S1~S8时，能够通过下面的式(1)、(2)的运算来分别获取聚焦误差信号FE和推挽信号PP。
FE＝(S3+S4+S7+S8)‑(S1+S2+S5+S6)…(1)
PP＝(S1+S2+S3+S4)‑(S5+S6+S7+S8)…(2)
接着，说明用于接收上述图4的(b)所示的信号光的传感器和信号生成方法。
图5的(c)是表示用于接收如图4的(a)所示那样前进方向被改变的信号光的传感器的图。在图5的(c)中，传感器S1~S8被配置在面P0上，轨道像的方向为左右方向。
当如图4的(a)所示那样前进方向被改变时，穿过图5的(a)所示的光束区域a1~a8的信号光分别被照射到图5的(c)所示的照射区域A1~A8。因而，如图5的(c)所示，如果在信号光的照射区域A1~A8的位置处配置传感器S1~S8，则与图5的(b)的情况同样地，能够通过上述的式(1)、(2)的运算来获取聚焦误差信号FE和推挽信号PP。
如上所述，根据本原理，能够通过与基于以往的像散法的情况同样的运算处理来生成抑制了杂散光的影响的聚焦误差信号和推挽信号(循迹误差信号)。
在此，在由于经年劣化等而传感器S1~S8的位置在面P0上偏移的情况下，会产生以下的问题：传感器S1~S8的检测信号与位置偏移相应地发生变化，因此检测信号的精确度劣化。
在下面的实施例中，示出了基于如图4的(b)所示那样分布照射区域的情况下的原理的光拾取装置中能够抑制配置于光检测器上的传感器的检测信号的精确度的劣化的具体结构例。
<实施例1>
本实施例中将本发明应用于能够支持BD、DVD以及CD的兼容型的光拾取装置。将上述原理仅应用于BD用的光学系统，在CD用的光学系统和DVD用的光学系统中应用了以往的3光束方式(直线排列(in‑line)方式)。
图6的(a)、(b)是表示本实施例所涉及的光拾取装置1的光学系统的图。图6的(a)是省略了比转折反射镜(在去路中使激光的前进方向向盘的方向转折地进行反射)111、112更靠盘侧的结构的光学系统的平面图，图6的(b)是从侧面透视转折反射镜111、112以后的光学系统的图。
如图6的(a)、(b)所示，光拾取装置1具备：半导体激光器101、半波片102、双波长激光器103、衍射光栅104、分色镜105、偏振光分束器106、前置监视器107、准直透镜108、驱动机构109、1/4波片110、转折反射镜111、112、双波长物镜113、BD物镜114、分光元件H 1、变形透镜115以及光检测器116。
半导体激光器101射出波长为405nm左右的BD用激光(以下称为“BD光”)。半波片102调整BD光的偏振方向以使BD光对于偏振光分束器106的偏振方向为稍微偏离于S偏振光的方向。双波长激光器103将分别射出波长为785nm左右的CD用激光(下面称为“CD光”)和波长为660nm左右的DVD用激光(下面称为“DVD光”)的两个激光元件容纳在同一CAN内。双波长激光器103被设置成所射出的CD光和DVD光对于偏振光分束器106的偏振方向为稍微偏离于S偏振光的方向。
图6的(c)是表示双波长激光器103内的激光元件(激光光源)的配置的图。图6的(c)是从光束射出侧观察双波长激光器103时的图。从发光点103a、103b发出CD光和DVD光，在发光点103a与发光点103b之间设置有规定的间隙。此外，对CD光的发光点103a与DVD光的发光点103b之间的间隙进行设定使得如后所述那样DVD光被适当地照射到DVD光用的4分割传感器。这样，通过将两个光源容纳在同一CAN内，与多个CAN的结构相比能够简化光学系统。
返回到图6的(a)、(b)，衍射光栅104是2层台阶型的衍射光栅，将CD光和DVD光分别分割成主光束和两个副光束。分色镜105在内部具有分色面105a。分色面105a反射BD光，使CD光和DVD光透过。半导体激光器101、双波长激光器103以及分色镜105被配置成：被分色面105a反射的BD光的光轴与透过分色面105a的CD光的光轴相互一致。透过分色面105a的DVD光的光轴相对于BD光和CD光的光轴偏离了图6的(c)所示的间隙。
BD光、CD光、DVD光分别有一部分透过偏振光分束器106，而大部分被偏振光分束器106反射。将半波片102和双波长激光器103配置成BD光、CD光、DVD光的一部分像这样透过偏振光分束器106。
将衍射光栅104配置成CD光的主光束和两个副光束以及DVD光的主光束和两个副光束分别沿着CD和DVD的轨道。被CD反射的CD光的主光束和两个副光束被照射到后述的光检测器116上的CD用的4分割传感器中。被DVD反射的DVD光的主光束和两个副光束被照射到后述的光检测器116上的DVD用的4分割传感器中。
透过了偏振光分束器106的BD光、CD光、DVD光被照射到前置监视器107中。前置监视器107输出与受光光量相应的信号。来自前置监视器107的信号使用于半导体激光器101和双波长激光器103的射出功率控制中。
准直透镜108将从偏振光分束器106侧入射的BD光、CD光、DVD光转换为平行光。驱动机构109在像差校正时根据控制信号使准直透镜108在光轴方向上移动。驱动机构109具备保持准直透镜108的保持架109a以及用于在准直透镜108的光轴方向上输送保持架109a的齿轮109b，齿轮109b与马达109c的驱动轴连结。
通过准直透镜108成为平行光的BD光、CD光、DVD光入射到1/4波片110。1/4波片110将从准直透镜108侧入射的BD光、CD光、DVD光转换为圆偏振光，并且将从转折反射镜111侧入射的BD光、CD光、DVD光转换为与从准直透镜108侧入射时的偏振方向正交的直线偏振光。由此，来自盘的反射光透过偏振光分束器106。此外，透过偏振光分束器106的来自盘的反射光的光轴与图6的(a)中的Z轴平行。
转折反射镜111是分色镜，其使BD光透过，并且将CD光和DVD光反射到朝向双波长物镜113的方向。转折反射镜112将BD光反射到朝向BD物镜114的方向。
双波长物镜113构成为使CD光和DVD光分别适当地会聚到CD和DVD。另外，BD物镜114构成为使BD光适当地会聚到BD。在将双波长物镜113和BD物镜114保持于保持架121的状态下，通过物镜致动器122在聚焦方向和循迹方向上驱动该双波长物镜113和BD物镜114。
分光元件H1根据上述原理使穿过图4的(a)所示的各光束区域的激光如图4的(b)所示那样分布在面P0上。后面参照图7的(a)来说明分光元件H1的结构。
变形透镜115与图1的(a)所示的变形透镜相当，对从分光元件H1侧入射的BD光、CD光、DVD光引入像散。透过了变形透镜115的BD光、CD光、DVD光入射到光检测器116。光检测器116具有用于接收各光的多个传感器。后面参照图8来说明光检测器116上的传感器。
图7的(a)是从偏振光分束器106侧观察分光元件H1时的平面图。图7的(b)是表示将入射到分光元件H1的激光与分光元件H1的衍射区域H11~H18的边界线对应地进行划分而得到的光束区域a11~a18的图。此外，图7的(a)中示出了平面方向、曲面方向、轨道像的方向，图7的(b)中用点线示出了轨道像的边界。
分光元件H1由正方形形状的透明板形成，在光入射面上形成有2层台阶型的衍射图案(衍射全息图)。分光元件H1的光入射面如图7的(a)所示那样被划分成八个衍射区域H11~H18。
衍射区域H11~H18通过衍射作用将穿过光束区域a11~a18的激光分割成0级衍射光、+1级衍射光、‑1级衍射光。穿过光束区域a11~a18的激光的+1级衍射光向实线的箭头(V11~V18)的方向衍射。另外，穿过光束区域a11~a18的激光的‑1级衍射光向点线的箭头(V11m~V18m)的方向衍射。穿过光束区域a11~a18的激光的0级衍射光不发生衍射而透过衍射区域H11~H18。
另外，在图7的(a)中，用矢量V11~V18和矢量V11m~V18m来表示由衍射区域H11~H18赋予激光的衍射的方向和大小(衍射角)。通过衍射区域H11~H18产生的+1级衍射光的前进方向分别为对入射到该衍射区域H11~H18之前的激光的前进方向赋予矢量V11~V18后得到的方向。另外，通过衍射区域H11~H18产生的‑1级衍射光的前进方向分别为对入射到该衍射区域H11~H18之前的激光的前进方向赋予矢量V11m~V18m后得到的方向。
矢量V11、V12分别是对图4的(a)所示的矢量V1施加左方向、右方向的成分后得到的矢量，矢量V13、V14分别是对图4的(a)所示的矢量V2施加左方向、右方向的成分后得到的矢量，矢量V15、V16分别是对图4的(a)所示的矢量V3施加下方向、上方向的成分后得到的矢量，矢量V17、V18分别是对图4的(a)所示的矢量V4施加下方向、上方向的成分后得到的矢量。此外，矢量V11m~V18m其方向分别与矢量V11~V18的方向相反，具有与矢量V11~V18相等的大小。
此外，在本实施例中，分光元件H1被配置于变形透镜115的前级。因此，通过衍射区域H11~H18产生的衍射光在通过矢量V11~V18向互不相同的方向前进之后，通过变形透镜115受到像散作用。即，通过衍射区域H11~H18产生的衍射光在入射到变形透镜115时处于稍稍分离的状态，从而相对于变形透镜115产生轴偏移。在本实施例中，还考虑上述轴偏移所带来的影响，对矢量V11~V18的方向和大小进行调整。
此外，根据对各衍射区域设定的衍射图案的朝向来设定矢量V11~V18、V11m~V18m的方向，根据对各衍射区域设定的衍射图案的间距来设定矢量V11~V18、V11m~V18m的大小。
另外，如图7的(b)所示，在穿过光束区域a11~a14的激光中，在以点线表示的外侧的区域，大面积重叠有通过轨道沟槽衍射得到的+1级衍射像和‑1级衍射像(轨道像)，所述轨道像逼近激光的中心附近。因此，穿过光束区域a11~a14的激光的光强度容易受到轨道像的影响。另一方面，在穿过光束区域a15~a18的激光中，虽然有少许的轨道像的重叠，但是所述轨道像离激光的中心远。因此，穿过光束区域a15~a18的激光的光强度中，强度高的激光中央所落的部分的强度占优势，轨道像的影响非常小。
图10的(a)是表示衍射区域H11~H18的台阶高度与衍射效率之间的关系的图。
如图10的(a)所示，入射到分光元件H1的BD光、DVD光、CD光的衍射效率根据对衍射区域H11~H18设定的2层台阶型衍射图案的台阶高度而变化。本实施例的台阶高度被设定为图10的(a)中所示的“设定值”。由此，BD光的0级衍射光和+1级衍射光的衍射效率分别为约80%和约10%，DVD光和CD光的0级衍射光的衍射效率为90%以上。此外，‑1级衍射光的衍射效率与+1级衍射光的衍射效率大致相同。
这样，入射到分光元件H1的BD光以上述衍射效率被分割成0级衍射光、+1级衍射光、‑1级衍射光。另外，入射到分光元件H1的CD光和DVD光大部分不受分光元件H1的衍射作用而透过分光元件H1。
图8的(a)是表示本实施例中的光检测器116的传感器布局的图。
光检测器116具有：BD用的传感器Ba1~Ba4、Bs1~Bs4，它们接收通过衍射区域H11~H18的衍射作用而产生的BD光(信号光)的+1级衍射光；4分割传感器C1~C3，其接收不受分光元件H1的衍射作用而透过的CD光；以及4分割传感器D1~D3，其接收不受分光元件H1的衍射作用而透过分光元件H1的DVD光。传感器Ba1~Ba4、Bs1~Bs4分别与上述原理中示出的图5的(c)的传感器S1~S8同样地进行配置。此外，4分割传感器C1如后所述那样也兼用于接收BD光的0级衍射光。另外，中心O是从偏振光分束器106沿Z轴正方向射出的BD光的光轴与光检测器116的受光面相交的点，与4分割传感器C1的中心(分割线的交点)一致。
穿过光束区域a11~a18的BD光(信号光)的+1级衍射光被分别照射到照射区域A11~A18。由传感器Ba1、Ba4、Ba2、Ba3、Bs4、Bs3、Bs1、Bs2分别接收照射区域A11~A18的光。对衍射区域H11~H18的间距进行设定使得照射区域A11~A18如图8的(a)所示那样被定位于传感器Ba1~Ba4、Bs1~Bs4上。
此时，照射区域A11、A12不与传感器Ba1和传感器Ba4的边界线重叠，照射区域A13、A14不与传感器Ba2和传感器Ba3的边界线重叠。另外，照射区域A15、A16不与传感器Bs3和传感器Bs4的边界线重叠，照射区域A17、A18不与传感器Bs1和传感器Bs2的边界线重叠。即，通过如上所述那样使矢量V11~V14具有左方向或右方向的成分，照射区域A11与A12之间产生间隙，照射区域A13与A14之间产生间隙。另外，通过如上所述那样使矢量V15~V18具有下方向或上方向的成分，照射区域A15与A16之间产生间隙，照射区域A17与A18之间产生间隙。这样，照射区域A11~A18分别分布在对应的传感器的中央附近。
图8的(b)是表示传感器Ba1~Ba4在设置面内向右方向(X轴正方向)偏移的状态的图。即使在这种情况下，如果偏移量处于规定范围内，则照射区域A11~A14分别不会超出传感器Ba1、Ba4、Ba2、Ba3，因此传感器Ba1~Ba4的检测信号也大致不会变化。同样地，即使在传感器Ba1~Ba4向左方向(X轴负方向)偏移的情况下，如果偏移量处于规定范围内，则传感器Ba1~Ba4的检测信号也大致不会变化。
因此，即使传感器Ba1~Ba4在左右方向(X轴方向)上发生偏移，也可以抑制传感器Ba1~Ba4的检测信号的劣化。此外，关于传感器Bs1~Bs4也同样地，即使发生了左右方向的位置偏移，也可以抑制检测信号的劣化。
图8的(c)是表示传感器Bs1~Bs4在设置面内向上方向(Y轴正方向)偏移的状态的图。即使在这种情况下，如果偏移量处于规定范围内，则照射区域A15~A18分别不会超出传感器Bs4、Bs3、Bs1、Bs2，因此传感器Bs1~Bs4的检测信号也大致不会变化。因此，可以抑制传感器Bs1~Bs4的检测信号的劣化。同样地，即使在传感器Bs1~Bs4向下方向(Y轴负方向)偏移的情况下，如果偏移量处于规定范围内，则传感器Bs1~Bs4的检测信号也大致不会变化。
因此，即使传感器Bs1~Bs4在上下方向(Y轴方向)上发生偏移，也可以抑制传感器Bs1~Bs4的检测信号的劣化。此外，关于传感器Ba1~Ba4也同样地，即使发生上下方向的位置偏移，也可以抑制检测信号的劣化。
此外，在BD物镜114的光轴相对于BD光的光轴的位置在与轨道像的方向垂直的方向上移位的情况下(透镜移位(lens shift))，照射区域A11~A18在上下方向(Y轴方向)上移动。即，与传感器Ba1~Ba4、Bs1~Bs4向上下方向偏移的情况同样地，照射区域与传感器的位置关系在上下方向上发生变化。然而，即使在发生透镜移位的情况下，也与传感器的上下方向的位置偏移同样地，各传感器的检测信号大致不会变化，因此可以抑制检测信号的劣化。在本实施例中，为了比对上下左右方向的传感器的位置偏移所引起的检测信号的劣化的抑制还要可靠地抑制由透镜移位导致的照射区域的移动所引起的检测信号的劣化，将照射区域A15、A16的间隙和照射区域A17、A18的间隙设定得比照射区域A11、A12的间隙和照射区域A13、A14的间隙大。
返回到图8的(a)，由于BD光与CD光的光轴如上所述那样通过分色面105a而一致，因此通过衍射光栅104产生的CD光的主光束(0级衍射光)和BD光的0级衍射光以其光轴与中心O一致的方式被照射。4分割传感器C1被配置成4分割传感器C1的中心定位于中心O。4分割传感器C2、C3沿着投影到光检测器116的受光面上的CD的信号轨道的方向而与4分割传感器C1配置在同一直线上，以接收CD光的副光束。4分割传感器C1~C3分别由传感器C11~C14、传感器C21~C24、传感器C31~C34构成。
DVD光的光轴如上所述那样偏离于CD光的光轴，因此DVD光的主光束和两个副光束被照射到光检测器116的受光面上的偏离于CD光的主光束和两个副光束的位置。4分割传感器D1~D3分别被配置于DVD光的主光束和两个副光束的照射位置处。此外，CD光的主光束和DVD光的主光束之间的距离是由图6的(c)所示的CD光的发光点103a与DVD光的发光点103b之间的间隙来决定的。
图9是表示分布在与光检测器116的受光面相同的平面(面P0)上的BD光(信号光和杂散光1、2)的0级衍射光、+1级衍射光、‑1级衍射光的照射区域的示意图。虚线表示BD光的+1级衍射光，点划线表示BD光的0级衍射光，点线表示BD光的‑1级衍射光。另外，图9中一并示出了图8的(a)所示的传感器。
当如本实施例那样在分光元件H1的衍射区域H11~H18中形成2层台阶型的衍射图案时，BD光(信号光和杂散光1、2)的+1级衍射光和‑1级衍射光的照射区域以中心O为点对称的中心来分布，0级衍射光的照射区域分布于中心O。此时，只有BD光(信号光)的+1级衍射光照射到传感器Ba1~Ba4、Bs1~Bs4。此外，在本实施例中，关于BD光(信号光和杂散光1、2)，只利用0级衍射光和+1级衍射光，不利用‑1级衍射光。
接着，说明本实施例中的BD用的信号生成方法。在本实施例中，使用与上述式(1)、(2)所示的以往的聚焦误差信号FE和推挽信号PP不同的聚焦误差信号FE3和循迹误差信号TE来作为BD用的聚焦误差信号和循迹误差信号。
能够使用乘数k1来通过下面的式(3)的运算获取本实施例中的BD用的聚焦误差信号FE3。
FE3＝FE1+k1×FE2…(3)
在此，将传感器Ba1~Ba4、Bs1~Bs4、C11~C14的检测信号分别表示为Ba1~Ba4、Bs1~Bs4、C11~C14。与上述式(1)同样地，能够通过下面的式(4)的运算获取上述式(3)的聚焦误差信号FE1。另外，能够通过下面的式(5)的运算获取上述式(3)的聚焦误差信号FE2。
FE1＝(C11+C13)‑(C12+C14)…(4)
FE2＝(Bs1+Bs3)‑(Bs2+Bs4)…(5)
因此，能够通过下面的式(6)的运算获取本实施例中的BD用的聚焦误差信号FE3。
FE3＝(C11+C13)‑(C12+C14)
+k1×{(Bs1+Bs3)‑(Bs2+Bs4)}…(6)
在此，聚焦误差信号FE1是基于BD光的0级衍射光而生成的，因此容易受到杂散光1、2的影响。另外，在4分割传感器C1的检测信号中，由于穿过图7的(b)所示的所有光束区域的BD光都照射到4分割传感器C1，因此聚焦误差信号FE1中包含很多由于轨道像不均等地落入而产生的信号(沟槽信号)。另外，在4分割传感器C1在X轴方向和Y轴方向上发生偏移的情况下以及在BD物镜114发生透镜移位的情况下，4分割传感器C1的检测信号劣化，因此聚焦误差信号FE1的精确度也会降低。然而，分光元件H1的0级衍射光的衍射效率高至约80%，因此聚焦误差信号FE1的信噪比(S/N比)变大。
另一方面，聚焦误差信号FE2是基于BD光(信号光)的+1级衍射光而生成的，分光元件H1的+1级衍射光的衍射效率低至约10%，因此聚焦误差信号FE2的信噪比变小。然而，如图9所示，杂散光1、2的照射区域不与传感器Bs1~Bs4重叠，因此聚焦误差信号FE2不容易受到杂散光的影响。
另外，只有穿过图7的(b)所示的光束区域a15~a18的BD光照射到传感器Bs1~Bs4，因此聚焦误差信号FE2几乎不包含沟槽信号。即，如参照图7的(b)所说明的那样，穿过光束区域a15~a18的激光的光强度几乎不受轨道像的影响，因此基于穿过光束区域a15~a18的BD光而生成的聚焦误差信号FE2几乎不包含沟槽信号。另外，如上所述，即使在传感器Bs1~Bs4的位置在X轴方向和Y轴方向上发生偏移的情况下以及在BD物镜114发生透镜移位的情况下，也可以抑制传感器Bs1~Bs4的检测信号的劣化，因此聚焦误差信号FE2的精确度的劣化也得以抑制。
因此，如上述式(3)、(6)所示，通过使聚焦误差信号FE1与几乎不包含沟槽信号的聚焦误差信号FE2相加来生成聚焦误差信号FE3，能够得到抑制了沟槽信号的比率的聚焦误差信号FE3。这样生成的聚焦误差信号FE3为不仅维持高信噪比而且将杂散光、沟槽信号、位置偏移以及透镜移位的影响抑制得较低的良好且稳定的聚焦误差信号。
此外，如上所述，在4分割传感器C1在X轴方向和Y轴方向上发生偏移的情况下以及在BD物镜114发生透镜移位的情况下，聚焦误差信号FE1的检测信号劣化。然而，在本实施例中，与不受光检测器116的位置偏移、透镜移位的影响的聚焦误差信号FE2相加，因此可以通过调整乘数k1的值以调整聚焦误差信号FE2的比率来维持聚焦误差信号FE3的精确度。
另外，能够使用乘数k2来通过下面的式(7)的运算获取本实施例中的BD用的循迹误差信号TE。
TE＝(Ba1+Ba4)‑(Ba2+Ba3)
‑k2×{(Bs1+Bs4)‑(Bs2+Bs3)}…(7)
这样使用乘数k2的循迹误差信号TE的运算方法记载于本案申请人之前申请的日本特开2010‑102813号公报。
在这种情况下，杂散光1、2的照射区域也不与传感器Ba1~Ba4、Bs1~Bs4重叠。另外，即使在传感器Ba1~Ba4、Bs1~Bs4在X轴方向和Y轴方向上发生偏移的情况下以及在BD物镜114发生透镜移位的情况下，也可以抑制传感器Ba1~Ba4、Bs1~Bs4的检测信号的劣化。因此，循迹误差信号TE为将杂散光、位置偏移以及透镜移位的影响抑制得较低的循迹误差信号。
另外，能够通过下面的式(8)的运算获取本实施例中的BD用的RF(Radio Frequency)信号(盘的读取信号)。
RF＝C11+C12+C13+C14…(8)
此外，入射到4分割传感器C1的BD光的0级衍射光中不仅包含信号光，还包含杂散光1、2。然而，在入射到4分割传感器C1的BD光的0级衍射光中，杂散光的比率为1/10左右，因此在获取BD用的RF信号时，杂散光所造成的影响不会特别成为问题。
另外，根据4分割传感器C1~C3的检测信号来生成CD用的聚焦误差信号、循迹误差信号以及RF信号，根据4分割传感器D1~D3的检测信号来生成DVD用的聚焦误差信号、循迹误差信号以及RF信号。在生成CD和DVD用的聚焦误差信号和循迹误差信号时，使用基于3光束方式(直线排列方式)的运算处理。
在此，在使用本实施例的分光元件H1的情况下，如图8的(a)、图9所示，照射区域不与传感器Bs1与传感器Bs2的边界线和传感器Bs3与传感器Bs4的边界线重叠。因此，在使BD物镜114向聚焦方向移动时产生的聚焦误差信号FE2的S型曲线上，如图10的(b)所示，在BD物镜114的焦点位置被定位于记录层的附近(零交叉点附近)处产生平坦的部分。然而，如图10的(b)所示，基于4分割传感器C1的检测信号而生成的聚焦误差信号FE1具有在零交叉点附近处不存在平坦的部分的适当的S型曲线。因此，将具有适当的S型曲线的聚焦误差信号FE1与聚焦误差信号FE2相加后得到的聚焦误差信号FE3如图10的(b)所示那样具有适当的S型曲线。因此，在使用本实施例的分光元件H1的情况下，也能够利用聚焦误差信号FE3适当地进行聚焦伺服。
此外，关于循迹误差信号TE，由于它反映了基于轨道像的光强度，因此即使在照射区域不与传感器的边界线重叠的情况下，也不会产生如聚焦误差信号FE2那样的平坦的部分。因此，能够利用通过上述式(7)求出的循迹误差信号TE来适当地进行循迹伺服。
以上，根据本实施例，只有BD光(信号光)的+1级衍射光照射到传感器Ba1~Ba4、Bs1~Bs4。由此，能够抑制杂散光所引起的检测信号的劣化，从而能够获取精确度高的各种检测信号(例如聚焦误差信号FE3和循迹误差信号TE)。
另外，根据本实施例，即使在由于经年劣化等而传感器Ba1~Ba4、Bs1~Bs4的位置在X轴方向和Y轴方向上发生偏移的情况下，也可以抑制传感器Ba1~Ba4、Bs1~Bs4的检测信号的精确度的劣化。另外，即使在BD物镜114发生透镜移位的情况下，也可以抑制传感器Ba1~Ba4、Bs1~Bs4的检测信号的精确度的劣化。由此，能够获取到使用传感器Ba1~Ba4、Bs1~Bs4的检测信号的精确度高的各种检测信号(例如聚焦误差信号FE3和循迹误差信号TE)。
此外，在传感器Ba1~Ba4、Bs1~Bs4的位置在Z轴方向上发生偏移的情况下，如图8的(a)所示，传感器Ba1、Ba4的边界线和传感器Ba2、Ba3的边界线穿过中心O，传感器Bs1、Bs2的边界线和传感器Bs3、Bs4的边界线穿过中心O，因此可以抑制这些传感器的检测信号的劣化。即，当如上所述那样配置传感器Ba1~Ba4、Bs1~Bs4时，即使这些传感器的设置面在Z轴方向上发生偏移，照射区域A11~A14也只是在Y轴方向上发生偏移，照射区域A15~A18也只是在X轴方向上发生偏移。因此，可以抑制这些传感器的检测信号的劣化。
另外，在本实施例中，使用信噪比高的4分割传感器C1的检测信号来获取聚焦误差信号FE1，使用杂散光的影响小的几乎不包含沟槽信号的传感器Bs1~Bs4的检测信号来获取聚焦误差信号FE2。然后，使用乘数k1并基于聚焦误差信号FE1、FE2来获取聚焦误差信号FE3。由此，聚焦误差信号FE3为不仅维持高信噪比而且将杂散光和沟槽信号的影响抑制得较低的良好且稳定的聚焦误差信号。
另外，在本实施例中，为了使BD光的照射区域如图4的(b)所示那样分布，使用了形成有2层台阶型的衍射图案的分光元件H1。当像这样形成2层台阶型的衍射图案时，如图9所示那样照射区域会分布到广范围。然而，根据本实施例，不需要包含所有的照射区域地设置光检测器上的传感器。即，在本实施例中，用于接收BD光的光检测器116上的传感器被设置成仅包含分布于中心O的信号光(0级衍射光)的照射区域、分布于中心O的上侧和右侧的信号光(+1级衍射光)的照射区域以及分布于右上方的信号光(+1级衍射光)的照射区域。由此，即使如本实施例那样使用形成有2层台阶型的衍射图案的廉价的分光元件H1，也能够将光检测器116构成为小型。
此外，为了使照射区域如图4的(b)所示那样分布，也能够使用形成有闪耀(blaze)型的衍射图案的分光元件。然而，形成有闪耀型的衍射图案的分光元件比如本实施例那样形成有2层台阶型的衍射图案的分光元件H1价格高。在本实施例中，能够通过使用形成有2层台阶型的衍射图案的廉价的分光元件H1来将光拾取装置所耗费的成本抑制得较低。
另外，根据本实施例，BD光(信号光和杂散光1、2)的0级衍射光入射到光检测器116的中心O，因此能够通过使用CD用的4分割传感器C1获取BD用的聚焦误差信号FE和RF信号。由此，能够减少设置在光检测器116上的传感器的数量，因此能够将光检测器所耗费的成本抑制得较低，并且能够将光检测器构成为小型。
<实施例2>
在本实施例中，使用衍射区域设置于分光元件H1的中心的分光元件H2来代替上述实施例1的分光元件H1。图11的(a)是从偏振光分束器106侧观察分光元件H2时的平面图。图11的(b)是表示与分光元件H2的衍射区域H21~H29的边界线对应地对入射到分光元件H2的激光进行划分而得到的光束区域a21~a29的图。
参照图11的(a)，本实施例的分光元件H2的光入射面被划分为九个衍射区域H21~H29。衍射区域H21~H28构成为与上述分光元件H1的衍射区域H11~H18相同的结构。通过衍射区域H21~H28赋予的矢量V21~V28、V21m~V28m与通过上述分光元件H1赋予的矢量V11~V18、V11m~V18m相同。
与衍射区域H21~H28同样地，在衍射区域H29中形成有2层台阶型的衍射图案(衍射全息图)，衍射区域H29的衍射效率被设定为与衍射区域H21~H28相同。衍射区域H29形成于分光元件H2的中心，对穿过光束区域a29的激光的前进方向赋予针对+1级衍射光的矢量V29和针对‑1级衍射光的矢量V29m。矢量V29m其方向与矢量V29的方向相反，具有与矢量V29相等的大小。此外，将衍射区域H29设定成大至如后所述那样降低BD光的杂散光所引起的检测信号的劣化的程度，并且小至能够适当地得到基于BD光的循迹误差信号TE的程度。
图12是表示本实施例的光检测器116的传感器布局的图。
光检测器116除了具有与上述实施例1同样的传感器Ba1~Ba4、Bs1~Bs4和4分割传感器C1~C3、D1~D3以外，还具有4分割传感器Bz，该4分割传感器Bz接收通过衍射区域H29的衍射作用而产生的BD光(信号光和杂散光1、2)的+1级衍射光。
穿过光束区域a21~a29的BD光(信号光)的+1级衍射光分别被照射到照射区域A21~A29。与上述照射区域A11~A18同样地，由传感器Ba1~Ba4、Bs1~Bs4接收照射区域A21~A28的光。
穿过光束区域a29的BD光(信号光和杂散光1、2)的+1级衍射光入射到相对于中心O位于右上方的4分割传感器Bz。4分割传感器Bz由传感器Bz1~Bz4构成，相对于上下左右的方向倾斜45度地配置该4分割传感器Bz。另外，将4分割传感器Bz配置成4分割传感器的分割线与将中心O与4分割传感器Bz的中心BzO连接的点划线的直线相重合。对衍射区域H29的间距进行设定使得穿过光束区域a29的BD光(信号光和杂散光1、2)的+1级衍射光被定位于4分割传感器Bz的中心BzO。
在这种情况下，照射区域A21~A28也分布于分别定位的传感器的中央附近，因此即使在由于经年劣化等而传感器Ba1~Ba4、Bs1~Bs4在X轴方向和Y轴方向上发生偏移的情况下，也可以抑制传感器Ba1~Ba4、Bs1~Bs4的检测信号的精确度的劣化。另外，即使在BD物镜114发生透镜移位的情况下，也可以抑制传感器Ba1~Ba4、Bs1~Bs4的检测信号的精确度的劣化。
在此，分光元件H2的Z轴方向上的位置调整和以中心O为中心的旋转方向上的位置调整是基于传感器Bz1~Bz4的检测信号来进行的。当将传感器Bz1~Bz4的检测信号分别表示为Bz1~Bz4并将分光元件H2在Z轴方向上的偏移量和以中心O为中心的旋转方向上的偏移量分别表示为HOEz、HOEθ时，能够通过下面的式(9)、(10)的运算来获取HOEz、HOEθ。
HOEz＝{(Bz1+Bz4)‑(Bz2+Bz3)}
/(Bz1+Bz2+Bz3+Bz4)…(9)
HOEθ＝{(Bz1+Bz2)‑(Bz3+Bz4)}
/(Bz1+Bz2+Bz3+Bz4)…(10)
分光元件H2在Z轴方向上被定位于上述式(9)的HOEz的值为0的位置，在以中心O为中心的旋转方向上被定位于上述式(10)的HOEθ的值为0的位置。
另外，分光元件H2的XY平面内的位置调整是基于传感器Ba1~Ba4、Bs1~Bs4的检测信号来进行的。当将分光元件H2的X轴方向和Y轴方向上的偏移量分别表示为HOEx、HOEy时，能够通过下面的式(11)、(12)的运算来获取HOEx、HOEy。
HOE×＝{(Bs3+Bs4)‑(Bs1+Bs2)}
/(Bs1+Bs2+Bs3+Bs4)…(11)
HOEy＝{(Ba2+Ba3)‑(Ba1+Ba4)}
/(Ba1+Ba2+Ba3+Ba4)…(12)
分光元件H2在XY平面内被定位于上述式(11)、(12)的HOEx、HOEy的值为0的位置。
图13是表示分布在与光检测器116的受光面相同的平面(面P0)上的BD光(信号光和杂散光1、2)的0级衍射光、+1级衍射光、‑1级衍射光的照射区域的示意图。图13中一并示出了图12所示的传感器。
在本实施例中，也与上述实施例1同样地，BD光(信号光和杂散光1、2)的+1级衍射光和‑1级衍射光的照射区域以中心O为点对称的中心来分布，0级衍射光的照射区域分布于中心O。此外，在本实施例中，关于BD光(信号光和杂散光1、2)，也只利用0级衍射光和+1级衍射光，不利用‑1级衍射光。
如图13所示，入射到分光元件H2的BD光的中央部分越至4分割传感器Bz附近，因此分布于传感器Ba1~Ba4、Bs1~Bs4附近的BD光的杂散光(杂散光1、2)的+1级衍射光的照射区域难以落在传感器Ba1~Ba4、Bs1~Bs4。即，分布于传感器Ba1、Ba4的上端附近的杂散光1、2的照射区域分别变成左端和右端被衍射区域H29去除后的形状。同样地，分布于传感器Ba2、Ba3的下端附近、传感器Bs1、Bs2的右端附近、传感器Bs3、Bs4的左端附近的杂散光1、2的照射区域分别变成与衍射区域H29相应地端部被去除后的形状。由此，即使在传感器Ba1~Ba4、Bs1~Bs4的位置发生偏移的情况下以及在BD物镜114发生透镜移位的情况下，BD光(杂散光1、2)的+1级衍射光也难以入射到传感器Ba1~Ba4、Bs1~Bs4中。
在此，对在本实施例的分光元件H2中不划分上下左右的衍射区域的分光元件H0(比较例)进行说明。
图14的(a)是表示比较例的分光元件H0的平面图。分光元件H0的光入射面被划分为五个衍射区域H01~H05。衍射区域H01是将上述分光元件H1的衍射区域H11、H12形成为一体的形状，衍射区域H02是将上述分光元件H1的衍射区域H13、H14形成为一体的形状，衍射区域H03是将上述分光元件H1的衍射区域H15、H16形成为一体的形状，衍射区域H04是将上述分光元件H1的衍射区域H17、H18形成为一体的形状。衍射区域H05具有与上述分光元件H2的衍射区域H29相同的形状。
另外，在图14的(a)中，用矢量V01~V05、V01m~V05m来表示由衍射区域H01~H05赋予激光的衍射的方向和大小(衍射角)。矢量V01~V05与图4的(a)所示的矢量V1~V4相同。矢量V05与上述分光元件H1的矢量V19相同。此外，矢量V01m~V05m其方向分别与矢量V01~V05的方向相反，具有与矢量V01~V07相等的大小。
图14的(b)、(c)是表示使用分光元件H0来代替上述分光元件H1的情况下的入射到分光元件H0的衍射区域H01~H04的BD光(信号光)的+1级衍射光的照射区域A01~A04的图。传感器Ba1~Ba4、Bs1~Bs4以外的传感器上的照射区域与图13所示的情况大致相同。
如图14的(b)所示，照射区域A01与传感器Ba1和传感器Ba4的边界线重叠，照射区域A02与传感器Ba2和传感器Ba3的边界线重叠。另外，如图14的(c)所示，照射区域A03与传感器Bs3和传感器Bs4的边界线重叠，照射区域A04与传感器Bs1和传感器Bs2的边界线重叠。因此，与参照图5的(c)说明的情况同样地，在由于经年劣化等而传感器Ba1~Ba4、Bs1~Bs4的位置发生偏移的情况下以及在BD物镜114发生透镜移位的情况下，传感器Ba1~Ba4、Bs1~Bs4的检测信号的精确度有可能会劣化。
接着，说明与传感器Ba1~Ba4、Bs1~Bs4的位置偏移相应地发生变化的各传感器的检测信号的仿真结果。
图15的(a)~(c)是表示在使用图14的(a)所示的比较例的分光元件H0的情况下与传感器在X轴方向上的位置偏移相应地发生变化的检测信号的仿真结果的图。图15的(a)是表示传感器Bs1~Bs4的检测信号的图，图15的(b)是表示传感器Ba1~Ba4的检测信号的图，图15的(c)是表示传感器Bz1~Bz4的检测信号的图。此外，在图15的(a)~(c)中，横轴表示图12的X轴方向，纵轴表示传感器的检测信号。
当发生X轴方向上的位置偏移时，传感器Bs1~Bs4、Bz2、Bz4的检测信号大致不发生变化，但是传感器Ba1~Ba4、Bz1、Bz3的检测信号与位置偏移相应地发生变化。另外，当发生Y轴方向上的位置偏移时(未图示)，同样地，传感器Ba1~Ba4、Bz1、Bz3的检测信号大致不发生变化，但是传感器Bs1~Bs4、Bz2、Bz4的检测信号与位置偏移相应地发生变化。
即，在使用比较例的分光元件H0的情况下，当光检测器116的位置在X轴方向和Y轴方向上发生偏移时，传感器Ba1~Ba4、Bs1~Bs4的检测信号有可能会劣化。
图16的(a)~(c)是表示在使用图11的(a)所示的本实施例的分光元件H2的情况下与传感器在X轴方向上的位置偏移相应地发生变化的检测信号的仿真结果的图。此外，在图16的(a)~(c)中，横轴表示图12的X轴方向，纵轴表示传感器的检测信号。
当发生X轴方向上的位置偏移时，传感器Bs1~Bs4、Bz2、Bz4的检测信号大致不发生变化，但是传感器Ba1~Ba4、Bz1、Bz3的检测信号与位置偏移相应地发生变化。然而，若是本实施例的分光元件H2，则如图12所示，照射区域不与传感器Ba1和传感器Ba4的边界线重叠，照射区域不与传感器Ba2和传感器Ba3的边界线重叠。由此，如图16的(b)所示，在X轴方向上的位置偏移为‑5μm~+5μm附近，传感器Ba1~Ba4的检测信号大致不发生变化。
图17的(a)~(c)是表示在使用图11的(a)所示的本实施例的分光元件H2的情况下与传感器的Y轴方向上的位置偏移相应地发生变化的检测信号的仿真结果的图。此外，在图15的(a)~(c)中，横轴表示图12的Y轴方向，纵轴表示传感器的检测信号。
当发生Y轴方向上的位置偏移时，传感器Ba1~Ba4、Bz1、Bz3的检测信号大致不发生变化，但是传感器Bs1~Bs4、Bz2、Bz4的检测信号与位置偏移相应地发生变化。然而，若是本实施例的分光元件H2，则如图12所示，照射区域不与传感器Bs1和传感器Bs2的边界线重叠，照射区域不与传感器Bs3和传感器Bs4的边界线重叠。由此，如图17的(a)所示，在Y轴方向上的位置偏移为‑10μm~+10μm附近，传感器Bs1~Bs4的检测信号大致不发生变化。
此外，在Y轴方向上发生位置偏移时如图17的(a)所示那样传感器Bs1~Bs4的检测信号大致不发生变化的范围被设定成大于在X轴方向上发生位置偏移时如图16的(b)所示那样传感器Ba1~Ba4的检测信号大致不发生变化的范围。其理由是，如上所述，为了抑制由BD物镜114的透镜移位导致的检测信号的劣化，将照射区域A25、A26的间隙和照射区域A27、A28的间隙设定为大于照射区域A21、A22的间隙和照射区域A23、A24的间隙。
此外，使用不经分光元件H2衍射而直线前进的激光的0级衍射光，参照4分割传感器C1的传感器C11~C14的检测信号来进行光检测器116的位置调整。
图18的(a)、(b)是分别表示与传感器在X轴方向和Y轴方向上的位置偏移相应地发生变化的4分割传感器C1的检测信号的仿真结果的图。此外，在图18的(a)、(b)中，横轴表示图12的X轴方向、Y轴方向，纵轴表示传感器的检测信号。如图18的(a)、(b)所示，在4分割传感器C1的位置在X轴方向和Y轴方向上发生偏移的情况下，传感器C11~C14的检测信号与位置偏移相应地发生变化。
图18的(c)、(d)是分别表示与传感器在X轴方向和Y轴方向上的位置偏移相应地发生变化的位置信号PosX、PosY的仿真结果的图。此外，在图18的(c)、(d)中，各自的横轴表示图9的X轴方向、Y轴方向，纵轴表示位置信号的值(%)。能够分别通过下面的式(13)、(14)的运算来获取位置信号PosX、PosY。
PosX＝{(C13+C14)‑(C11+C12)}
/(C11+C12+C13+C14)…(13)
PosY＝{(C12+C13)‑(C11+C14)}
/(C11+C12+C13+C14)…(14)
高精确度地进行光检测器116的位置调整，使得通过上述式(13)、(14)的运算而获取的位置信号PosX、PosY的值为0。然后将光检测器116固定。由此，即使发生经年劣化等，光检测器116的位置也会处于规定的范围(例如‑25%~+25%)内。
以上，根据本实施例，起到与上述实施例1相同的效果。另外，入射到分光元件H2的BD光的中央部分通过衍射区域H29越至4分割传感器Bz附近，因此分布于传感器Ba1~Ba4、Bs1~Bs4附近的BD光的杂散光(杂散光1、2)的+1级衍射光的照射区域难以落在传感器Ba1~Ba4、Bs1~Bs4。由此，即使在由于经年劣化等而传感器Ba1~Ba4、Bs1~Bs4在X轴方向和Y轴方向上发生偏移的情况下以及在BD物镜114发生透镜移位的情况下，BD光(杂散光1、2)的+1级衍射光也难以入射到传感器Ba1~Ba4、Bs1~Bs4中。因此，能够抑制杂散光所引起的检测信号的劣化，从而能够获取精确度高的各种检测信号(例如聚焦误差信号FE3和循迹误差信号TE)。
另外，根据本实施例，对分光元件H2的位置进行调整，使得上述式(9)、(10)的HOEz、HOEθ的值为0且上述式(11)、(12)的HOEx、HOEy的值为0。由此，能够将分光元件H2定位于适当的位置。另外，通过对光检测器116的位置进行调整使得上述式(13)、(14)的位置信号PosX、PosY的值处于规定的范围，能够将光检测器116定位于适当的位置。
<变更例1>
在本变更例中，通过上述实施例2的分光元件H2赋予的矢量(参照图11的(a))被变更为如图19的(a)所示的分光元件H3那样，上述实施例2的光检测器116上的传感器(参照图12)被变更为如图19的(b)所示那样。
参照图19的(a)，本变更例的分光元件H3的衍射区域H31~H39构成为针对+1级衍射光赋予矢量V31~V39，针对‑1级衍射光赋予矢量V31m~V39m。
矢量V31~V39的方向与上述分光元件H2的矢量V21~V29相同。矢量V31、V32的大小相同，矢量V33、V34的大小相同，矢量V35、V36的大小相同，矢量V37、V38的大小相同。矢量V33、V34的大小比矢量V31、V32大，矢量V35、V36的大小比矢量V37、V38大。矢量V39的大小与上述分光元件H2的矢量V29相同。此外，矢量V31m~V39m其方向分别与矢量V31~V39的方向相反，具有与矢量V31~V39相等的大小。
此外，在本变更例中，也与上述实施例同样地，根据分光元件H3与变形透镜115的配置顺序来调整矢量V31~V38的方向和大小。
参照图19的(b)、(c)，在本变更例中，与上述实施例2不同的是，传感器Ba1、Ba4配置于传感器Ba2、Ba3的下侧，传感器Bs1、Bs2配置于传感器Bs3、Bs4的左侧。此外，传感器Ba1、Ba4配置于4分割传感器C2的上侧，传感器Bs1、Bs2配置于4分割传感器C1的右侧。入射到衍射区域H31~H38的BD光(信号光)的+1级衍射光被照射到照射区域A31~A38。
在这种情况下，照射区域A31~A38也分布于分别定位的传感器的中央附近，因此起到与上述实施例2相同的效果。
<变更例2>
在本变更例中，通过上述实施例2的分光元件H2赋予的矢量(参照图11的(a))被变更为如图20的(a)所示的分光元件H4那样，上述实施例2的光检测器116上的传感器(参照图12)被变更为如图21所示那样。
参照图20的(a)，本变更例的分光元件H4的衍射区域H41~H49构成为针对+1级衍射光赋予矢量V41~V49，针对‑1级衍射光赋予矢量V41m~V49m。
矢量V41~V48的大小相同。矢量V41、V42分别是对上方向的矢量施加左方向、右方向的成分后得到的矢量，矢量V43、V44分别是对下方向的矢量施加左方向、右方向的成分后得到的矢量，矢量V45、V46分别是对左方向的矢量施加下方向、上方向的成分后得到的矢量，矢量V47、V48分别是对右方向的矢量施加下方向、上方向的成分后得到的矢量。矢量V49的大小和方向与上述分光素子H2的矢量V29相同。此外，矢量V41m~V49m其方向分别与矢量V41~V49的方向相反，具有与矢量V41~V49相等的大小。
此外，在本变更例中，也与上述实施例同样地，根据分光元件H4与变形透镜115的配置顺序来调整矢量V41~V48的方向和大小。
参照图21，本变更例的4分割传感器C1~C3、D1~D3、Bz与上述实施例2相同。在本变更例中，与上述实施例2不同的是，传感器Ba1、Ba4和传感器Ba2、Ba3相对于中心O分别配置于上侧和下侧，传感器Bs1、Bs2和传感器Bs3、Bs4相对于中心O分别配置于右侧和左侧。入射到衍射区域H41~H49的BD光(信号光)的+1级衍射光被照射到照射区域A41~A49。
此外，入射到衍射区域H41~H49的BD光(杂散光1、2)的+1级衍射光和BD光(信号光和杂散光1、2)的‑1级衍射光被照射到由传感器Ba1~Ba4、Bs1~Bs4的顶角形成的信号光区域3的外侧。
在这种情况下，照射区域A41~A48也分布于分别定位的传感器的中央附近，因此起到与上述实施例2相同的效果。
以上，说明了本发明的实施例和变更例，但是本发明完全不限制于上述实施例和变更例，另外，本发明的实施例也能够进行上述以外的各种变更。
例如，在上述实施例中，分光元件被配置在变形透镜115的前级，但是也可以将分光元件配置于变形透镜115的后级，或者，还可以在变形透镜115的入射面或射出面上一体地配置对激光赋予与分光元件同样的衍射作用的衍射图案。此外，在将分光元件配置于变形透镜115的前级的情况下，不需要如上述实施例和变形例那样根据分光元件与变形透镜115的配置顺序来调整通过各衍射区域赋予的矢量。
此外，与将分光元件配置于变形透镜115的后级的情况相比，优选将分光元件配置于变形透镜115的前级。即，当将分光元件配置于变形透镜115的前级时，与配置于后级的情况相比，能够延长从分光元件到光检测器116的距离。因此，即使不将分光元件的衍射角设定得较大，也能够如图9、图13所示那样使BD光(信号光)的+1级衍射光照射到光检测器116上的远离中心O的位置。
另外，在上述实施例2和变更例1、2中，分光元件的中央的衍射区域形成为如图11的(a)、图19的(a)、图20的(a)所示的形状，但是并不限于此，例如也可以形成为方形。另外，在上述实施例和变更例中，形成于分光元件的中心的衍射区域的外侧附近的衍射区域的边界形成为相对于平面方向和曲面方向形成45度的角度的直线，但是并不限于此，例如也可以是相对于平面方向和曲面方向形成45度以外的角度的直线。另外，形成于分光元件的外侧附近的衍射区域的边界形成为左右方向的直线，但是并不限于此，例如也可以是相对于平面方向和曲面方向形成45度的角度的直线。
图20的(b)、(c)是表示改变了衍射区域的形状的分光元件H5、H6的图。通过分光元件H5的衍射区域H51~H59赋予的矢量和通过分光元件H6的衍射区域H61~H69赋予的矢量与通过上述分光元件H2的衍射区域H21~H29、上述分光元件H3的衍射区域H31~H39、上述分光元件H4的衍射区域H41~H49赋予的矢量同样地进行设定。在这种情况下，也起到与上述实施例和变更例相同的效果。
另外，在上述实施例和变更例中，在分光元件的光入射面上形成台阶型的衍射图案，但是也可以代替它形成闪耀型的衍射图案。即，本发明除了能够应用于产生+1级衍射光和‑1级衍射光的情况以外，还能够应用于仅产生其中任一个衍射光的情况。
另外，通过分光元件得到的激光的衍射方向并不限定于上述实施例和变更例所示的衍射方向。在使与平面方向和曲面方向分别平行并且相交叉的两条直线的交点位于上述激光光轴时，只要处于对顶角的方向的两个光束区域的激光、处于另外的对顶角的方向的另外两个光束区域的激光以及处于交点的位置的光束区域的激光在光检测器的受光面上相分离，就可以将通过分光元件得到的激光的衍射方向设定为上述实施例所示的方向以外的方向。
例如，也可以对通过分光元件得到的激光的衍射方向进行设定，使得传感器Ba1~Ba4配置在从图8的(a)和图12的配置位置向X轴方向偏移后的位置，传感器Bs1~Bs4配置在从图8的(a)和图12的配置位置向Y轴方向偏移后的位置，将BD光(信号光)的+1级衍射光的照射区域定位于这些传感器。在这种情况下，与上述实施例和变更例同样地，即使在各传感器的位置在X轴方向和Y轴方向上发生偏移的情况下、在BD物镜114发生透镜移位的情况下，也可以抑制各传感器的检测信号的劣化。
这样，在传感器Ba1~Ba4、Bs1~Bs4在X轴方向和Y轴方向上发生偏移地配置的情况下，与上述实施例和变更例不同的是，传感器Ba1、Ba4的边界线和传感器Ba2、Ba3的边界线不穿过中心O，传感器Bs1、Bs2的边界线和传感器Bs3、Bs4的边界线不穿过中心O。因此，当各传感器的设置面在Z轴方向上发生偏移时，BD光(信号光)的+1级衍射光的照射区域相对于传感器Ba1~Ba4、Bs1~Bs4向斜方向移动。然而，由于这些照射区域分布在对应的各传感器上的中央附近，因此即使设置面在Z轴方向上发生偏移，也能够抑制各传感器的检测信号的劣化。
除此以外，本发明的实施方式能够在权利要求书所示的技术思想的范围内适当地进行各种变更。