JP4077452B2 - 光ディスク装置 - Google Patents
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Description
本発明は、光ディスクに信号を記録し、又は光ディスクに記録された信号を再生するために用いられる光ディスク装置に関する。
従来、この種の光ディスク装置としては、例えば、特許文献１に開示されたものが知られている。ここでは、この先行例を原型とし、若干の修正を加えた形で、図２６〜図３０を参照しながら説明する。
図２６は従来技術における光ディスク装置を示す概略断面図（対物レンズによる集光点が光ディスクの第１信号面上にある場合）、図２７は当該光ディスク装置に用いられるホログラムに形成されたホログラムパターンを示す図、図２８は当該光ディスク装置に用いられる光検出器に形成された光検出パターンと、図２６の状態での当該光検出器の上の光分布の様子を示す図、図２９は従来技術における光ディスク装置を示す概略断面図（対物レンズによる集光点が光ディスクの第２信号面上にある場合）、図３０は当該光ディスク装置に用いられる光検出器に形成された光検出パターンと、図２９の状態での当該光検出器の上の光分布の様子を示す図である。
図２６に示すように、従来技術における光ディスク装置は、光源１と、光源１から出射された光を平行光に変換するコリメートレンズ３と、当該平行光を光ディスク上に集光する対物レンズ５と、光ディスクで反射した光（戻り光）を回折するホログラム４と、ホログラム４、コリメートレンズ３を順次透過した戻り光の光路を折り曲げるビームスプリッタ２と、ビームスプリッタ２によって光路が折り曲げられた戻り光が集光する光検出器７とを備えている。
光ディスクは、透明材料からなる基材６と、基材６の表面に形成された半透明性の第１信号面６ａと、第１信号面６ａの奥（対物レンズ５から遠ざかる側）に当該第１信号面６ａと近接して形成された第２信号面６ｂとにより構成されている。第１信号面６ａと第２信号面６ｂとの距離ｄは、一般に、２０〜数十μｍ程度であり、第１信号面６ａと第２信号面６ｂとの間には、屈折率ｎ（ｎ＝１．５程度）の透明媒質が充填されている。
図２７に示すように、ホログラム４は、光軸とホログラム４の表面との交点４０で交差する直線により、第１象限４１、第２象限４２、第３象限４３、第４象限４４の４個の領域に４等分されており、それぞれパターンが形成されている。
図２８に示すように、光検出器７は、直線７Ｆａ、７Ｆｂによって分割された検出セル７Ｆ１、７Ｆ２、７Ｆ３、７Ｆ４と、直線７Ｔａ、７Ｔｂ、７Ｔｃによって分割された検出セル７Ｔ１、７Ｔ２、７Ｔ３、７Ｔ４とにより構成されている。
図２６に示すように、光源１から出射された光は、ビームスプリッタ２を透過し、コリメートレンズ３によって集光されて平行光となる。この平行光は、ホログラム４を透過した後、対物レンズ５によって光ディスクの第１信号面６ａ上に集光する（光路は実線で表示）。この第１信号面６ａで反射した戻り光８ａは、対物レンズ５によって集光されて、ホログラム４に入射し、当該ホログラム４で回折される。ホログラム４で回折された戻り光８ａは、コリメートレンズ３によって集光され、ビームスプリッタ２のスプリット面２ａで反射して、光路を折り曲げられる。光路を折り曲げられた戻り光８ａは、光検出器７上に集光する（ホログラム４での０次回折光の光路は実線で表示）。
光ディスクの第１信号面６ａは半透明性であるため、この第１信号面６ａに集光する光のうち、これを透過した光は、第２信号面６ｂに到達する。そして、第２信号面６ｂで反射した戻り光８ｂは、再び第１信号面６ａを透過し、対物レンズ５によって集光されて、ホログラム４に入射し、当該ホログラム４で回折される。ホログラム４で回折された戻り光８ｂは、コリメートレンズ３によって集光され、ビームスプリッタ２のスプリット面２ａで反射して、光路を折り曲げられる。光路を折り曲げられた戻り光８ｂは、光検出器７上に集光する（０次回折光の光路は破線で表示）。但し、戻り光８ｂの集光点は、戻り光８ａの集光点よりも手前（ビームスプリッタ２に近づく側）にある。
光ディスクで反射した光、つまり、戻り光８のうち、記録再生の対象となる信号面（ここでは、第１信号面６ａ）で反射し、ホログラム４の第１象限４１〜第４象限４４に入射する戻り光８ａを、それぞれ第１象限光８１ａ〜第４象限光８４ａとし、記録再生の対象でない信号面（ここでは、第２信号面６ｂ）で反射し、ホログラム４の第１象限４１〜第４象限４４に入射する戻り光８ｂを、それぞれ第１象限光８１ｂ〜第４象限光８４ｂとすれば、戻り光８は、ホログラム４の第１象限４１〜第４象限４４により、第１象限光８１ａ（又は８１ｂ）、第２象限光８２ａ（又は８２ｂ）、第３象限光８３ａ（又は８３ｂ）、第４象限光８４ａ（又は８４ｂ）に４等分（又は略４等分）され、それぞれの領域で回折される。
光検出器７上に戻り光８ａが投射される場合、第１象限光８１ａの１次回折光８ａ１は、検出セル７Ｆ１、７Ｆ４を跨る光スポット８ａ１Ｓに、第１象限光８１ａの−１次回折光８ａ１'は、検出セル７Ｔ１に収まる光スポット８ａ１Ｓ'に、第２象限光８２ａの１次回折光８ａ２は、検出セル７Ｆ１、７Ｆ４を跨る光スポット８ａ２Ｓに、第２象限光８２ａの−１次回折光８ａ２'は、検出セル７Ｔ２に収まる光スポット８ａ２Ｓ'に、第３象限光８３ａの１次回折光８ａ３は、検出セル７Ｆ２、７Ｆ３を跨る光スポット８ａ３Ｓに、第３象限光８３ａの−１次回折光８ａ３'は、検出セル７Ｔ３に収まる光スポット８ａ３Ｓ'に、第４象限光８４ａの１次回折光８ａ４は、検出セル７Ｆ２、７Ｆ３を跨る光スポット８ａ４Ｓに、第４象限光８４ａの−１次回折光８ａ４'は、検出セル７Ｔ４に収まる光スポット８ａ４Ｓ'にそれぞれ集光する（各光スポットは実線で表示）。
光検出器７上に戻り光８ｂが投射される場合、第１象限光８１ｂの１次回折光８ｂ１は、光スポット８ｂ１Ｓに、第１象限光８１ｂの−１次回折光８ｂ１'は、光スポット８ｂ１Ｓ'に、第２象限光８２ｂの１次回折光８ｂ２は、光スポット８ｂ２Ｓに、第２象限光８２ｂの−１次回折光８ｂ２'は、光スポット８ｂ２Ｓ'に、第３象限光８３ｂの１次回折光８ｂ３は、光スポット８ｂ３Ｓに、第３象限光８３ｂの−１次回折光８ｂ３'は、光スポット８ｂ３Ｓ'に、第４象限光８４ｂの１次回折光８ｂ４は、光スポット８ｂ４Ｓに、第４象限光８４ｂの−１次回折光８ｂ４'は、光スポット８ｂ４Ｓ'にそれぞれ集光する（各光スポットは破線で表示）。
尚、図２８に示す点８０Ｓは、ホログラム４の各象限を通過する第１象限光８１ａ、第２象限光８２ａ、第３象限光８３ａ、第４象限光８４ａのうち０次回折光の光検出器７上での集光点であり、光スポット８ａ１Ｓ、８ａ２Ｓ、８ａ３Ｓ、８ａ４Ｓ及び光スポット８ａ１Ｓ'、８ａ２Ｓ'、８ａ３Ｓ'、８ａ４Ｓ'は、回折焦点に近いよく絞れた光スポットとなっている。
従って、これらの光スポットのサイズに対応させて、光検出器７の幅ｗをｗ＝６０μｍ程度に小さく設定することができる。また、戻り光８ｂの集光点が戻り光８ａの集光点よりも手前（ビームスプリッタ２に近づく側）にあることから、光スポット８ｂ１Ｓ、８ｂ２Ｓ、８ｂ３Ｓ、８ｂ４Ｓ及び光スポット８ｂ１Ｓ'、８ｂ２Ｓ'、８ｂ３Ｓ'、８ｂ４Ｓ'は、それぞれ第１象限光８１ｂ、第２象限光８２ｂ、第３象限光８３ｂ、第４象限光８４ｂの形状を交点４０に対して反転した形に相似であり、その大半の領域が検出セル７Ｆ２、７Ｆ４及び検出セル７Ｔ１、７Ｔ２、７Ｔ３、７Ｔ４の上に重なって、迷光成分となる。
図２９に示す光ディスク装置は、対物レンズ５による集光点が光ディスクの第２信号面６ｂ上にあり（つまり、記録再生の対象となる信号面が第２信号面６ｂであり）、第１信号面６ａからの戻り光８ｂの集光点が第２信号面６ｂからの戻り光８ａの集光点よりも奥（ビームスプリッタ２から遠ざかる側）にあること以外は、図２６に示す光ディスク装置と同じであり、重複する説明は省略する。
図３０に示す点８０Ｓは、図２８の場合と同様に、ホログラム４の各象限を通過する第１象限光８１ａ、第２象限光８２ａ、第３象限光８３ａ、第４象限光８４ａのうち０次回折光の光検出器７上での集光点であり、光スポット８ａ１Ｓ、８ａ２Ｓ、８ａ３Ｓ、８ａ４Ｓ及び光スポット８ａ１Ｓ'、８ａ２Ｓ'、８ａ３Ｓ'、８ａ４Ｓ'は、回折焦点に近いよく絞れた光スポットとなっている。
図２９に示す光ディスク装置においては、図２６の場合と異なり、戻り光８ｂの集光点が戻り光８ａの集光点よりも奥にあることから、光スポット８ｂ１Ｓ、８ｂ２Ｓ、８ｂ３Ｓ、８ｂ４Ｓ及び光スポット８ｂ１Ｓ'、８ｂ２Ｓ'、８ｂ３Ｓ'、８ｂ４Ｓ'は、それぞれ第１象限光８１ｂ、第２象限光８２ｂ、第３象限光８３ｂ、第４象限光８４ｂの形状に相似であり、その大半の領域が検出セル７Ｆ１、７Ｆ２、７Ｆ３、７Ｆ４及び検出セル７Ｔ１、７Ｔ２、７Ｔ３、７Ｔ４の上に重なって、迷光成分となる。
検出セルのいくつかは導通されており、結果として以下の６つの信号が得られるように構成されている。
Ｆ１＝検出セル７Ｆ１で得られる信号＋検出セル７Ｆ３で得られる信
号
Ｆ２＝検出セル７Ｆ２で得られる信号＋検出セル７Ｆ４で得られる信
号
Ｔ１＝検出セル７Ｔ１で得られる信号
Ｔ２＝検出セル７Ｔ２で得られる信号
Ｔ３＝検出セル７Ｔ３で得られる信号
Ｔ４＝検出セル７Ｔ４で得られる信号
図２７に示す矢印６Ｒを光ディスクの半径方向として、光ディスクの信号面へのフォーカスエラー信号ＦＥ、光ディスクのトラックへのトラッキングエラー信号ＴＥ、光ディスクの信号面の再生信号ＲＦは、下記式（１）〜(３)に基づいて検出される。
号
Ｆ２＝検出セル７Ｆ２で得られる信号＋検出セル７Ｆ４で得られる信
号
Ｔ１＝検出セル７Ｔ１で得られる信号
Ｔ２＝検出セル７Ｔ２で得られる信号
Ｔ３＝検出セル７Ｔ３で得られる信号
Ｔ４＝検出セル７Ｔ４で得られる信号
図２７に示す矢印６Ｒを光ディスクの半径方向として、光ディスクの信号面へのフォーカスエラー信号ＦＥ、光ディスクのトラックへのトラッキングエラー信号ＴＥ、光ディスクの信号面の再生信号ＲＦは、下記式（１）〜(３)に基づいて検出される。
ＦＥ＝Ｆ１−Ｆ２ 式（１）
ＴＥ＝Ｔ１＋Ｔ４−Ｔ２−Ｔ３ 式（２）
ＲＦ＝Ｆ１＋Ｆ２＋Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４ 式（３）
図３１に、従来技術における光ディスク装置のディフォーカスとフォーカスエラー信号ＦＥとの関係を示す。ここでは、光検出器７の幅がｗ＝６０μｍであり、光ディスクの信号面が第１信号面６ａだけであり、第２信号面６ｂが存在しない場合（又は、光ディスクの信号面が第２信号面６ｂだけであり、第１信号面６ａが存在しない場合）を前提としている。また、ディフォーカスは、対物レンズ５が信号面に近づく側がマイナス（−）に対応している。図３１中のＦＳ信号は、Ｆ１＋Ｆ２である。従来技術においては、検出セル７Ｔ１、検出セル７Ｔ２、検出セル７Ｔ３、検出セル７Ｔ４を合わせた検出器形状が、検出セル７Ｆ１、検出セル７Ｆ２、検出セル７Ｆ３、検出セル７Ｆ４を合わせた検出器形状にほぼ等しいことから、光ディスクの信号面の再生信号ＲＦは、下記式（４）に基づいて検出される、と見てよい。
ＴＥ＝Ｔ１＋Ｔ４−Ｔ２−Ｔ３ 式（２）
ＲＦ＝Ｆ１＋Ｆ２＋Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４ 式（３）
図３１に、従来技術における光ディスク装置のディフォーカスとフォーカスエラー信号ＦＥとの関係を示す。ここでは、光検出器７の幅がｗ＝６０μｍであり、光ディスクの信号面が第１信号面６ａだけであり、第２信号面６ｂが存在しない場合（又は、光ディスクの信号面が第２信号面６ｂだけであり、第１信号面６ａが存在しない場合）を前提としている。また、ディフォーカスは、対物レンズ５が信号面に近づく側がマイナス（−）に対応している。図３１中のＦＳ信号は、Ｆ１＋Ｆ２である。従来技術においては、検出セル７Ｔ１、検出セル７Ｔ２、検出セル７Ｔ３、検出セル７Ｔ４を合わせた検出器形状が、検出セル７Ｆ１、検出セル７Ｆ２、検出セル７Ｆ３、検出セル７Ｆ４を合わせた検出器形状にほぼ等しいことから、光ディスクの信号面の再生信号ＲＦは、下記式（４）に基づいて検出される、と見てよい。
ＲＦ＝２×ＦＳ 式（４）
特開２０００−１３２８４８号公報
上記のような従来の光ディスク装置には、以下のような問題がある。すなわち、従来の光ディスク装置においては、光スポット８ｂ１Ｓ、８ｂ２Ｓ、８ｂ３Ｓ、８ｂ４Ｓ及び光スポット８ｂ１Ｓ'、８ｂ２Ｓ'、８ｂ３Ｓ'、８ｂ４Ｓ'の大半の領域が検出セル７Ｆ１、７Ｆ２、７Ｆ３、７Ｆ４及び検出セル７Ｔ１、７Ｔ２、７Ｔ３、７Ｔ４の上に重なる。従来の光ディスク装置においては、光検出器７の幅ｗを小さくすることにより、この重なりの度合いを低減することができるが、光検出器７と光スポットの位置誤差のマージンを考えると、ｗ＝６０μｍ程度が限界である。第１信号面６ａと第２信号面６ｂとの間隔をｄ＝２５μｍ、第１信号面６ａと第２信号面６ｂとの間に充填された透明媒質の屈折率をｎ＝１．５７とすると、第１信号面６ａにフォーカシングしているときの第２信号面６ｂの影響は、図３１におけるディフォーカスｄ／ｎ＝−１６μｍのときの状態に相当し、第２信号面６ｂにフォーカシングしているときの第１信号面６ａの影響は、図３１におけるディフォーカスｄ／ｎ＝１６μｍのときの状態に相当する。特にディフォーカスｄ／ｎ＝１６μｍのとき、フォーカスエラー信号ＦＥに無視できないオフセット量（図３１における振幅Ａ）が存在し、近接他面（第１信号面６ａ）の迷光による影響により、焦点制御面への正確なフォーカシングが乱され、信号の読み取りや信号の書き込みを正確に行うことができないという問題がある。
また、第１信号面６ａにフォーカシングしているときの第２信号面６ｂからの光スポットは、第１信号面６ａからの光スポットを−１６μｍだけディフォーカスさせた場合に相当し、第２信号面６ｂにフォーカシングしているときの第１信号面６ａからの光スポットは、第２信号面６ｂからの光スポットを１６μｍだけディフォーカスさせた場合に相当する。従って、第１信号面６ａ、第２信号面６ｂともに焦点制御時には同じ反射光量が検出されるとして、第１信号面６ａにフォーカシングしているときの第１信号面６ａからの信号光量に対する第２信号面６ｂからの迷光光量の比は、Ａ1 ／Ａ0 に相当し、第２信号面にフォーカシングしているときの第２信号面からの信号光量に対する第１信号面からの迷光光量の比は、Ａ2 ／Ａ0 に相当し、図３１より、これらの値は、１７〜２４％に相当する。迷光光量は近接他面の記録状況や番地ピットの存在によって変動するので、このことが、焦点制御面の再生信号の正確な読み取りを困難にしている。
さらに、第２信号面６ｂに信号を記録する場合を考えると、第１信号面６ａの記録状況や番地ピットの存在によって透過光量が変動するので、第２信号面６ｂに信号を記録するための光スポットの強度が変動し、このことが、信号の正確な書き込みを困難にしている。
本発明は、従来技術における前記課題を解決するためになされたものであり、複数の近接した信号面を有する光ディスクの良好な記録再生を実現することができる光ディスク装置を提供することを目的とする。
前記目的を達成するため、本発明に係る光ディスク装置の第１の構成は、光源と、前記光源から出射された光を光ディスク上に集光する対物レンズと、前記光ディスクで反射した光を回折する光分岐手段と、前記光分岐手段によって回折された光が集光する光検出器とを備えた光ディスク装置であって、前記光分岐手段は、光軸と交差する直線によってｎ個（但し、ｎ≧２）の領域Ａｋ（但し、ｋ＝１、２、・・・、ｎ）に分割され、前記光検出器は、少なくとも２つの領域Ａ、Ａ'に区分けされており、前記光源から出射された光は、前記対物レンズにより、複数の信号面を有する前記光ディスクのいずれかの信号面に集光し、前記集光した信号面（集光面）で反射した光、及び前記集光した信号面に近接する信号面（近接面）で反射した光は、それぞれ前記対物レンズを経由して前記光分岐手段に入射する光ａ、ａ'となり、前記光分岐手段の前記領域Ａｋに入射した前記光ａ、ａ'は、それぞれ、共通の回折光軸を有する１次回折光ａｋ、ａｋ'を派生して前記光検出器上に投射され、前記１次回折光ａｋ、ａｋ’が前記光検出器の前及び後で集光し、これらの集光点により前記光検出器が挟まれる位置関係により、前記１次回折光ａｋ、ａｋ’の前記光検出器上での分布が、前記回折光軸と前記検出面との交点に対してほぼ反転し、前記１次回折光ａｋは前記領域Ａ内にほぼ包含され、前記１次回折光ａｋ'は前記領域Ａ'内にほぼ包含されることを特徴とする。
また、前記本発明の光ディスク装置の第１の構成においては、前記光検出器は、前記領域Ａ、Ａ'以外に少なくとも２つの領域Ｂ、Ｂ'に区分けされており、前記光分岐手段の前記領域Ａｋに入射した前記光ａ、ａ'は、それぞれ、共通の回折光軸を有する−１次回折光ｂｋ、ｂｋ'を派生して前記光検出器上に投射され、前記−１次回折光ｂｋ、ｂｋ'の前記光検出器上での分布は、前記回折光軸と検出面との交点に対して相似しており、前記−１次回折光ｂｋ、ｂｋ'は、共に前記領域Ｂ内にほぼ包含されるのが好ましい。また、この場合には、前記領域Ａで検出される信号をＳＡ、前記領域Ａ'で検出される信号をＳＡ'、前記領域Ｂで検出される信号をＳＢ、前記領域Ｂ'で検出される信号をＳＢ'とし、前記光源から出射された光が前記光ディスクの第１の信号面上に集光する場合には、前記信号ＳＡを前記第１の信号面（集光面）の再生信号、前記信号ＳＡ'を第２の信号面（近接面）の反射信号とし、前記光源から出射された光が前記光ディスクの前記第２の信号面上に集光する場合には、前記信号ＳＢを前記第２の信号面（集光面）の再生信号、前記信号ＳＢ'を前記第１の信号面（近接面）の反射信号とするのが好ましい。また、この場合には、前記領域Ａで検出される信号をＳＡ、前記領域Ａ'で検出される信号をＳＡ'、前記領域Ｂで検出される信号をＳＢ、前記領域Ｂ'で検出される信号をＳＢ'とし、信号ＳＡ＋ＳＢ−ＳＡ'−ＳＢ'を前記集光した信号面（集光面）の再生信号、信号ＳＡ'＋ＳＢ'を前記集光した信号面に近接する信号面（近接面）の反射信号とするのが好ましい。また、この場合には、前記近接面が前記集光面よりも前記対物レンズ側にある場合には、前記近接面の反射信号に応じて前記光源からの放射光量を制御するのが好ましい。また、この場合には、前記領域Ａ'、Ｂ'を含まず前記領域Ａ、Ｂを含む領域内で前記光検出器がさらに複数の領域に分割され、分割された前記複数の領域で検出される信号を演算することにより、前記光ディスクへのフォーカスエラー信号が生成されるのが好ましい。
また、本発明に係る光ディスク装置の第２の構成は、光源と、前記光源から出射された光を光ディスク上に集光する対物レンズと、前記光ディスクで反射した光を回折する光分岐手段と、前記光分岐手段によって回折された光が集光する光検出器とを備えた光ディスク装置であって、前記光分岐手段は、光軸と交差する直線によってｎ個（但し、ｎ≧２）の領域Ｂｋ（但し、ｋ＝１、２、・・・、ｎ）に分割され、前記光検出器は、少なくとも２つの領域Ｂ、Ｂ'に区分けされており、前記光源から出射された光は、前記対物レンズにより、複数の信号面を有する前記光ディスクのいずれかの信号面に集光し、前記集光した信号面（集光面）で反射した光、及び前記集光した信号面に近接する信号面（近接面）で反射した光は、それぞれ前記対物レンズを経由して前記光分岐手段に入射する光ｂ、ｂ'となり、前記光分岐手段の前記領域Ｂｋに入射した前記光ｂ、ｂ'は、それぞれ、共通の回折光軸を有する−１次回折光ｂｋ、ｂｋ'を派生して前記光検出器上に投射され、前記−１次回折光ｂｋ、ｂｋ'が前記光検出器の前及び後で集光し、これらの集光点により前記光検出器が挟まれる位置関係により、前記−１次回折光ｂｋ、ｂk'の前記光検出器上での分布が、前記回折光軸と検出面との交点に対してほぼ反転し、前記−１次回折光ｂｋは前記領域Ｂ内にほぼ包含され、前記−１次回折光ｂｋ'は前記領域Ｂ'内にほぼ包含されることを特徴とする。
また、前記本発明の光ディスク装置の第２の構成においては、前記光検出器は、前記領域Ｂ、Ｂ'以外に少なくとも２つの領域Ａ、Ａ'に区分けされており、前記光分岐手段の前記領域Ｂｋに入射した前記光ｂ、ｂ'は、それぞれ、共通の回折光軸を有する１次回折光ａｋ、ａｋ'を派生して前記光検出器上に投射され、前記１次回折光ａｋ、ａｋ'の前記光検出器上での分布は、前記回折光軸と検出面との交点に対して相似しており、前記１次回折光ａｋ、ａｋ'は、共に前記領域Ａ内にほぼ包含されるのが好ましい。また、この場合には、前記領域Ａで検出される信号をＳＡ、前記領域Ａ'で検出される信号をＳＡ'、前記領域Ｂで検出される信号をＳＢ、前記領域Ｂ'で検出される信号をＳＢ'とし、前記光源から出射された光が前記光ディスクの第１の信号面上に集光する場合には、前記信号ＳＡを前記第１の信号面（集光面）の再生信号、前記信号ＳＡ'を第２の信号面（近接面）の反射信号とし、前記光源から出射された光が前記光ディスクの前記第２の信号面上に集光する場合には、前記信号ＳＢを前記第２の信号面（集光面）の再生信号、前記信号ＳＢ'を前記第１の信号面（近接面）の反射信号とするのが好ましい。また、この場合には、前記領域Ａで検出される信号をＳＡ、前記領域Ａ'で検出される信号をＳＡ'、前記領域Ｂで検出される信号をＳＢ、前記領域Ｂ'で検出される信号をＳＢ'とし、信号ＳＡ＋ＳＢ−ＳＡ'−ＳＢ'を前記集光した信号面（集光面）の再生信号、信号ＳＡ'＋ＳＢ'を前記集光した信号面に近接する信号面（近接面）の反射信号とするのが好ましい。また、この場合には、前記近接面が前記集光面よりも前記対物レンズ側にある場合には、前記近接面の反射信号に応じて前記集光面に集光する光の光量が一定になるように前記光源からの放射光量を制御するのが好ましい。また、この場合には、前記領域Ａ'、Ｂ'を含まず前記領域Ａ、Ｂを含む領域内で前記光検出器がさらに複数の領域に分割され、分割された前記複数の領域で検出される信号を演算することにより、前記光ディスクへのフォーカスエラー信号が生成されるのが好ましい。
前記本発明の構成によれば、複数の近接した信号面を有する光ディスクに対して、近接他面からの迷光成分をキャンセルすることができるので、近接他面の記録状況や番地ピットの存在の如何によらず、焦点制御面の再生信号の正確な読み取りが可能となる。また、近接他面からの迷光光量を検出することができるので、第２信号面に信号を記録する場合でも、第１信号面の透過光量を推定し、この推定値に基づいて光源からの出力を制御することにより、第２信号面に信号を記録するための光スポットの強度を、正確な書き込みができるように制御することが可能となる。さらに、フォーカス信号検出においても、近接他面からの迷光成分をキャンセルすることができるので、近接他面の影響のないフォーカス制御が可能となる。
以下、実施の形態を用いて本発明をさらに具体的に説明する。
［第１の実施の形態］
図１は本発明の第１の実施の形態における光ディスク装置を示す概略断面図（対物レンズによる集光点が光ディスクの第１信号面上にある場合）、図２は当該光ディスク装置に用いられる光分岐手段としてのホログラムに形成されたホログラムパターンを示す図、図３は当該光ディスク装置に用いられる光検出器に形成された光検出パターンと、図１の状態での当該光検出器の上の光分布の様子を示す図、図４は図１の状態での当該光ディスク装置の光軸に沿った断面における光検出器の前後での戻り光（回折格子での０次回折光）の集光点位置を説明するための図である。尚、従来技術における光ディスク装置と共通の構成部材については、同一の符号を付して説明する。
図１は本発明の第１の実施の形態における光ディスク装置を示す概略断面図（対物レンズによる集光点が光ディスクの第１信号面上にある場合）、図２は当該光ディスク装置に用いられる光分岐手段としてのホログラムに形成されたホログラムパターンを示す図、図３は当該光ディスク装置に用いられる光検出器に形成された光検出パターンと、図１の状態での当該光検出器の上の光分布の様子を示す図、図４は図１の状態での当該光ディスク装置の光軸に沿った断面における光検出器の前後での戻り光（回折格子での０次回折光）の集光点位置を説明するための図である。尚、従来技術における光ディスク装置と共通の構成部材については、同一の符号を付して説明する。
図１に示すように、本実施の形態の光ディスク装置は、光源１と、光源１から出射された光を平行光に変換するコリメートレンズ３と、当該平行光を光ディスク上に集光する対物レンズ５と、光ディスクで反射した光（戻り光）を回折するホログラム４と、ホログラム４、コリメートレンズ３を順次透過した戻り光の光路を折り曲げるビームスプリッタ２と、ビームスプリッタ２によって光路が折り曲げられた戻り光を回折する回折格子９と、回折格子９によって回折された戻り光が分散して集光する光検出器７とを備えている。
光ディスクは、透明材料からなる基材６と、基材６の表面に形成された半透明性の第１信号面６ａと、第１信号面６ａの奥（対物レンズ５から遠ざかる側）に当該第１信号面６ａと近接して形成された第２信号面６ｂとにより構成されている。第１信号面６ａと第２信号面６ｂとの距離ｄは、一般に、２０〜数十μｍ程度であり、第１信号面６ａと第２信号面６ｂとの間には、屈折率ｎ（ｎ＝１．５程度）の透明媒質が充填されている。
図２に示すように、ホログラム４は、光軸とホログラム４の表面との交点４０で交差する直線により、第１象限４１、第２象限４２、第３象限４３、第４象限４４の４個の領域に４等分されており、それぞれパターンが形成されている。
図３に示すように、光検出器７は、再生信号検出部と、フォーカス検出部と、トラッキング検出部とを備えている。再生信号検出部は、検出セル７１、７２、７３、７４と、これら検出セル７１、７２、７３、７４の軸対称位置に配置された検出セル７１'、７２'、７３'、７４'と、これら検出セル７１、７２、７３、７４、７１'、７２'、７３'、７４'の外側に隣接して配置され、専ら迷光を検出するために設けられた検出セル７５ａ、７５ｂ、７５ｃ、７５ｄ、７５ｃ'、７５ｄ'とにより構成されている。フォーカス検出部は、検出セル７Ｆ１、７Ｆ２、７Ｆ３、７Ｆ４、７Ｆ５、７Ｆ６、７Ｆ７と、これら検出セル７Ｆ１、７Ｆ２、７Ｆ３、７Ｆ４、７Ｆ５、７Ｆ６、７Ｆ７の軸対称位置に配置された検出セル７Ｆ１'、７Ｆ２'、７Ｆ３'、７Ｆ４'、７Ｆ５'、７Ｆ６'、７Ｆ７'とにより構成されている。トラッキング検出部は、検出セル７Ｔ１、７Ｔ２、７Ｔ３、７Ｔ４と、これら検出セル７Ｔ１、７Ｔ２、７Ｔ３、７Ｔ４の相似形状である検出セル７Ｔ１'、７Ｔ２'、７Ｔ３'、７Ｔ４'とにより構成されている。
図１に示すように、光源１から出射された光は、ビームスプリッタ２を透過し、コリメートレンズ３によって集光されて平行光となる。この平行光は、ホログラム４を透過した後、対物レンズ５によって光ディスクの第１信号面６ａ上に集光する（光路は実線で表示）。この第１信号面６ａで反射した戻り光８ａは、対物レンズ５によって集光されて、ホログラム４に入射し、当該ホログラム４で回折される。ホログラム４で回折された戻り光８ａは、コリメートレンズ３によって集光され、ビームスプリッタ２のスプリット面２ａで反射して、光路を折り曲げられる。光路を折り曲げられた戻り光８ａは、回折格子９により、ホログラム４で回折される方向とは異なる方向にさらに回折された後、光検出器７上に分散して集光する（ホログラム４及び回折格子９での０次回折光の光路は実線で表示）。
光ディスクの第１信号面６ａは半透明性であるため、この第１信号面６ａに集光する光のうち、これを透過した光は、第２信号面６ｂに到達する。そして、第２信号面６ｂで反射した戻り光８ｂは、再び第１信号面６ａを透過し、対物レンズ５によって集光されて、ホログラム４に入射し、当該ホログラム４で回折される。ホログラム４で回折された戻り光８ｂは、コリメートレンズ３によって集光され、ビームスプリッタ２のスプリット面２ａで反射して、光路を折り曲げられる。光路を折り曲げられた戻り光８ｂは、回折格子９により、ホログラム４で回折される方向とは異なる方向にさらに回折された後、光検出器７上に分散して集光する（ホログラム４及び回折格子９での０次回折光の光路は破線で表示）。但し、戻り光８ｂの集光点は、戻り光８ａの集光点よりも手前（ビームスプリッタ２に近づく側）にある。
光ディスクで反射した光、つまり、戻り光８のうち、記録再生の対象となる信号面（ここでは、第１信号面６ａ）で反射し、ホログラム４の第１象限４１〜第４象限４４に入射する戻り光８ａを、それぞれ第１象限光８１ａ〜第４象限光８４ａとし、記録再生の対象でない信号面（ここでは、第２信号面６ｂ）で反射し、ホログラム４の第１象限４１〜第４象限４４に入射する戻り光８ｂを、それぞれ第１象限光８１ｂ〜第４象限光８４ｂとすれば、戻り光８は、ホログラム４の第１象限４１〜第４象限４４により、第１象限光８１ａ（又は８１ｂ）、第２象限光８２ａ（又は８２ｂ）、第３象限光８３ａ（又は８３ｂ）、第４象限光８４ａ（又は８４ｂ）に４等分（又は略４等分）され、それぞれの領域で回折される。このホログラム４による回折効率は、例えば、０次光が０％程度、±１次光が４０％程度である。
戻り光８ａ、８ｂとも、回折格子９で回折される光のうち、０次回折成分（回折せずにそのまま透過する成分）は、光検出器７の再生信号検出部の上に投射され、１次回折成分は、光検出器７のフォーカス検出部の上に投射され、−１次回折成分は、光検出器７のトラッキング検出部の上に投射され、これらの光分布は相似関係にある。すなわち、±１次回折成分による光分布は、０次回折成分による光分布がシフトしただけの関係にある。回折格子９による回折効率は、例えば、０次光が８０％程度、±１次光が５％程度である。
光検出器７の再生信号検出部の上に戻り光８ａが投射される場合、図３に示す点８０Ｓは、ホログラム４を通過した第１象限光８１ａ、第２象限光８２ａ、第３象限光８３ａ、第４象限光８４ａの０次回折光のうち回折格子９を通過した０次の成分が集光する位置である。そして、第１象限光８１ａの１次回折光８ａ１のうち回折格子９を通過する０次の成分は、検出セル７１の内部に収まる光スポット８ａ１Ｓに、第１象限光８１ａの−１次回折光８ａ１'のうち回折格子９を通過する０次の成分は、検出セル７１'の内部に収まる光スポット８ａ１Ｓ'に、第２象限光８２ａの１次回折光８ａ２のうち回折格子９を通過する０次の成分は、検出セル７２の内部に収まる光スポット８ａ２Ｓに、第２象限光８２ａの−１次回折光８ａ２'のうち回折格子９を通過する０次の成分は、検出セル７２'の内部に収まる光スポット８ａ２Ｓ'に、第３象限光８３ａの１次回折光８ａ３のうち回折格子９を通過する０次の成分は、検出セル７３の内部に収まる光スポット８ａ３Ｓに、第３象限光８３ａの−１次回折光８ａ３'のうち回折格子９を通過する０次の成分は、検出セル７３'の内部に収まる光スポット８ａ３Ｓ'に、第４象限光８４ａの１次回折光８ａ４のうち回折格子９を通過する０次の成分は、検出セル７４の内部に収まる光スポット８ａ４Ｓに、第４象限光８４ａの−１次回折光８ａ４'のうち回折格子９を通過する０次の成分は、検出セル７４'の内部に収まる光スポット８ａ４Ｓ'にそれぞれ集光する（各光スポットは実線で表示）。
光検出器７の再生信号検出部の上に戻り光８ｂが投射される場合、第１象限光８１ｂの１次回折光８ｂ１のうち回折格子９を通過する０次の成分は、検出セル７５ｄの内部に収まる光スポット８ｂ１Ｓに、第１象限光８１ｂの−１次回折光８ｂ１'のうち回折格子９を通過する０次の成分は、検出セル７１'、７２'、７３'、７４'の内部で広がる光スポット８ｂ１Ｓ'に、第２象限光８２ｂの１次回折光８ｂ２のうち回折格子９を通過する０次の成分は、検出セル７５ｂの内部に収まる光スポット８ｂ２Ｓに、第２象限光８２ｂの−１次回折光８ｂ２'のうち回折格子９を通過する０次の成分は、検出セル７１'、７２'、７３'、７４'の内部で広がる光スポット８ｂ２Ｓ'に、第３象限光８３ｂの１次回折光８ｂ３のうち回折格子９を通過する０次の成分は、検出セル７５ａの内部に収まる光スポット８ｂ３Ｓに、第３象限光８３ｂの−１次回折光８ｂ３'のうち回折格子９を通過する０次の成分は、検出セル７１'、７２'、７３'、７４'の内部で広がる光スポット８ｂ３Ｓ'に、第４象限光８４ｂの１次回折光８ｂ４のうち回折格子９を通過する０次の成分は、検出セル７５ｃの内部に収まる光スポット８ｂ４Ｓに、第４象限光８４ｂの−１次回折光８ｂ４'のうち回折格子９を通過する０次の成分は、検出セル７１'、７２'、７３'、７４'の内部で広がる光スポット８ｂ４Ｓ'にそれぞれ集光する（各光スポットは破線で表示）。
図４に示すように、１次回折光８ａ１、８ｂ１のうち回折格子９を通過する０次の成分、１次回折光８ａ２、８ｂ２のうち回折格子９を通過する０次の成分、１次回折光８ａ３、８ｂ３のうち回折格子９を通過する０次の成分、１次回折光８ａ４、８ｂ４のうち回折格子９を通過する０次の成分、−１次回折光８ａ１'、８ｂ１'のうち回折格子９を通過する０次の成分、−１次回折光８ａ２'、８ｂ２'のうち回折格子９を通過する０次の成分、−１次回折光８ａ３'、８ｂ３'のうち回折格子９を通過する０次の成分、−１次回折光８ａ４'、８ｂ４'のうち回折格子９を通過する０次の成分は、それぞれ、共通の回折光軸ｍ1 、ｍ2 、ｍ3 、ｍ4 、ｍ1 '、ｍ2 '、ｍ3 '、ｍ4 'を有している。
図３、図４に示すように、回折光軸ｍ1 、ｍ2 、ｍ3 、ｍ4 と光検出器７の検出面７Ｓとの交点は、それぞれ、検出セル７１と検出セル７５ｄとの境界線７１ａ、検出セル７２と検出セル７５ｂとの境界線７２ａ、検出セル７３と検出セル７５ａとの境界線７３ａ、検出セル７４と検出セル７５ｃとの境界線７４ａの近傍（例えば、スポットサイズの１／１０の距離以内）に存在している。また、回折光軸ｍ1 '、ｍ2 '、ｍ3 '、ｍ4 'と検出面７Ｓとの交点は、それぞれ検出セル７１'と検出セル７５ｄ'との境界線７１ａ'、検出セル７２'と検出セル７５ｂとの境界線７２ａ'、検出セル７３'と検出セル７５ａとの境界線７３ａ'、検出セル７４'と検出セル７５ｃ'との境界線７４ａ'の近傍（例えば、スポットサイズの１／１０の距離以内）に存在している。
図４に示すように、ホログラム４で回折される戻り光８ａであって、第１象限４１〜第４象限４４でそれぞれ回折される１次回折光８ａ１、８ａ２、８ａ３、８ａ４のうち回折格子９を通過する０次の成分は、検出面７Ｓの奥の距離Ｌ１の位置に集光する。これに対し、ホログラム４で回折される戻り光８ｂであって、第１象限４１〜第４象限４４でそれぞれ回折される１次回折光８ｂ１、８ｂ２、８ｂ３、８ｂ４のうち回折格子９を通過する０次の成分は、検出面７Ｓの手前の距離Ｌ２（但し、Ｌ２はＬ１にほぼ等しい値）の位置に集光する。このため、図３に示すように、１次回折光８ａ１、８ｂ１のうち回折格子９を通過する０次の成分の光スポット８ａ１Ｓ、８ｂ１Ｓ、１次回折光８ａ２、８ｂ２のうち回折格子９を通過する０次の成分の光スポット８ａ２Ｓ、８ｂ２Ｓ、１次回折光８ａ３、８ｂ３のうち回折格子９を通過する０次の成分の光スポット８ａ３Ｓ、８ｂ３Ｓ、１次回折光８ａ４、８ｂ４のうち回折格子９を通過する０次の成分の光スポット８ａ４Ｓ、８ｂ４Ｓは、それぞれの回折光軸ｍ1 、ｍ2 、ｍ3 、ｍ4 と検出面７Ｓとの交点（すなわち、境界線７１ａ、７２ａ、７３ａ、７４ａの近傍）を境に折り返した関係にある。
また、図４に示すように、ホログラム４で回折される戻り光８ａであって、第１象限４１〜第４象限４４でそれぞれ回折される−１次回折光８ａ１'、８ａ２'、８ａ３'、８ａ４'のうち回折格子９を通過する０次の成分は、検出面７Ｓの手前の距離Ｌ１の位置に集光する。これに対し、ホログラム４で回折される戻り光８ｂであって、第１象限４１〜第４象限４４でそれぞれ回折される−１次回折光８ｂ１'、８ｂ２'、８ｂ３'、８ｂ４'のうち回折格子９を通過する０次の成分は、検出面７Ｓの手前の距離Ｌ３（但し、Ｌ３−Ｌ１＝Ｌ１＋Ｌ２）の位置に集光する。このため、図３に示すように、光スポット８ｂ１Ｓ'、８ｂ２Ｓ'、８ｂ３Ｓ'、８ｂ４Ｓ'は、それぞれ光スポット８ａ１Ｓ'、８ａ２Ｓ'、８ａ３Ｓ'、８ａ４Ｓ'を、各回折光軸ｍ1 '、ｍ2 '、ｍ3 '、ｍ4 'と検出面７Ｓとの交点（すなわち、扇形状の軸位置）を固定して３倍程度に拡大したものとなる。
光検出器７のフォーカス検出部の上に戻り光８ａが投射される場合、図３に示す点８０Ｆは、ホログラム４を通過した第１象限光８１ａ、第２象限光８２ａ、第３象限光８３ａ、第４象限光８４ａの０次回折光のうち回折格子９で回折された１次の成分が集光する位置である。そして、第１象限光８１ａの１次回折光８ａ１のうち回折格子９で回折される１次の成分は、光スポット８ａ１Ｆに、第１象限光８１ａの−１次回折光８ａ１'のうち回折格子９で回折される１次の成分は、光スポット８ａ１Ｆ'に、第２象限光８２ａの１次回折光８ａ２のうち回折格子９で回折される１次の成分は、光スポット８ａ２Ｆに、第２象限光８２ａの−１次回折光８ａ２'のうち回折格子９で回折される１次の成分は、光スポット８ａ２Ｆ'に、第３象限光８３ａの１次回折光８ａ３のうち回折格子９で回折される１次の成分は、光スポット８ａ３Ｆに、第３象限光８３ａの−１次回折光８ａ３'のうち回折格子９で回折される１次の成分は、光スポット８ａ３Ｆ'に、第４象限光８４ａの１次回折光８ａ４のうち回折格子９で回折される１次の成分は、光スポット８ａ４Ｆに、第４象限光８４ａの−１次回折光８ａ４'のうち回折格子９で回折される１次の成分は、光スポット８ａ４Ｆ'にそれぞれ集光する（各光スポットは実線で表示）。
光検出器７のフォーカス検出部の上に戻り光８ｂが投射される場合、第１象限光８１ｂの１次回折光８ｂ１のうち回折格子９で回折される１次の成分は、光スポット８ｂ１Ｆに、第１象限光８１ｂの−１次回折光８ｂ１'のうち回折格子９で回折される１次の成分は、光スポット８ｂ１Ｆ'に、第２象限光８２ｂの１次回折光８ｂ２のうち回折格子９で回折される１次の成分は、光スポット８ｂ２Ｆに、第２象限光８２ｂの−１次回折光８ｂ２'のうち回折格子９で回折される１次の成分は、光スポット８ｂ２Ｆ'に、第３象限光８３ｂの１次回折光８ｂ３のうち回折格子９で回折される１次の成分は、光スポット８ｂ３Ｆに、第３象限光８３ｂの−１次回折光８ｂ３'のうち回折格子９で回折される１次の成分は、光スポット８ｂ３Ｆ'に、第４象限光８４ｂの１次回折光８ｂ４のうち回折格子９で回折される１次の成分は、光スポット８ｂ４Ｆに、第４象限光８４ｂの−１次回折光８ｂ４'のうち回折格子９で回折される１次の成分は、光スポット８ｂ４Ｆ'にそれぞれ集光する（各光スポットは破線で表示）。
光検出器７のトラッキング検出部の上に戻り光８ａが投射される場合、図３に示す点８０Ｔは、ホログラム４を通過した第１象限光８１ａ、第２象限光８２ａ、第３象限光８３ａ、第４象限光８４ａの０次回折光のうち、回折格子９で回折される−１次の成分が集光する位置である。そして、第１象限光８１ａの１次回折光８ａ１のうち回折格子９で回折される−１次の成分は、光スポット８ａ１Ｔに、第１象限光８１ａの−１次回折光８ａ１'のうち回折格子９で回折される−１次の成分は、光スポット８ａ１Ｔ'に、第２象限光８２ａの１次回折光８ａ２のうち回折格子９で回折される−１次の成分は、光スポット８ａ２Ｔに、第２象限光８２ａの−１次回折光８ａ２'のうち回折格子９で回折される−１次の成分は、光スポット８ａ２Ｔ'に、第３象限光８３ａの１次回折光８ａ３のうち回折格子９で回折される−１次の成分は、光スポット８ａ３Ｔに、第３象限光８３ａの−１次回折光８ａ３'のうち回折格子９で回折される−１次の成分は、光スポット８ａ３Ｔ'に、第４象限光８４ａの１次回折光８ａ４のうち回折格子９で回折される−１次の成分は、光スポット８ａ４Ｔに、第４象限光８４ａの−１次回折光８ａ４'のうち回折格子９で回折される−１次の成分は、光スポット８ａ４Ｔ'にそれぞれ集光する（各光スポットは実線で表示）。
光検出器７のトラッキング検出部の上に戻り光８ｂが投射される場合、第１象限光８１ｂの１次回折光８ｂ１のうち回折格子９で回折される−１次の成分は、光スポット８ｂ１Ｔに、第１象限光８１ｂの−１次回折光８ｂ１'のうち回折格子９で回折される−１次の成分は、光スポット８ｂ１Ｔ'に、第２象限光８２ｂの１次回折光８ｂ２のうち回折格子９で回折される−１次の成分は、光スポット８ｂ２Ｔに、第２象限光８２ｂの−１次回折光８ｂ２'のうち回折格子９で回折される−１次の成分は、光スポット８ｂ２Ｔ'に、第３象限光８３ｂの１次回折光８ｂ３のうち回折格子９で回折される−１次の成分は、光スポット８ｂ３Ｔに、第３象限光８３ｂの−１次回折光８ｂ３'のうち回折格子９で回折される−１次の成分は、光スポット８ｂ３Ｔ'に、第４象限光８４ｂの１次回折光８ｂ４のうち回折格子９で回折される−１次の成分は、光スポット８ｂ４Ｔに、第４象限光８４ｂの−１次回折光８ｂ４'のうち回折格子９で回折される−１次の成分は、光スポット８ｂ４Ｔ'にそれぞれ集光する（各光スポットは破線で表示）。
図５に、対物レンズ５による集光点が光ディスクの第２信号面６ｂ上にあり（つまり、記録再生の対象となる信号面が第２の信号面６ｂであり）、戻り光８ｂの集光点が戻り光８ａよりも奥（ビームスプリッタ２から遠ざかる側）にある場合の光ディスク装置を示し、図６に、この場合の光検出器に形成された光検出パターンとその上の光分布の様子を示し、図７に、この場合の当該光ディスク装置の光軸に沿った断面における光検出器の前後での戻り光（回折格子での０次回折光）の集光点位置を説明するための図を示す。
図５に示すように、第２信号面６ｂに集光する光のうち、その一部は、第２信号面６ｂに到達することなく第１信号面６ａで反射して、戻り光８ｂとなる。この戻り光８ｂは、対物レンズ５によって集光されて、ホログラム４に入射し、当該ホログラム４で回折される。ホログラム４で回折された戻り光８ｂは、コリメートレンズ３によって集光され、ビームスプリッタ２のスプリット面２ａで反射して、光路を折り曲げられる。光路を折り曲げられた戻り光８ｂは、回折格子９により、ホログラム４で回折される方向とは異なる方向にさらに回折された後、光検出器７上に分散して集光する（ホログラム４及び回折格子９での０次回折光の光路は破線で表示）。但し、記録再生の対象でない信号面（ここでは、第１信号面６ａ）からの戻り光８ｂの集光点は、戻り光８ａの集光点よりも奥（ビームスプリッタ２から遠ざかる側）にある。
図６に示す点８０Ｓ、８０Ｆ、８０Ｔは、図３の場合と同じく、ホログラム４を通過した第１象限光８１ａ、第２象限光８２ａ、第３象限光８３ａ、第４象限光８４ａの０次回折光のうち回折格子９で回折される０次、１次、−１次の成分がそれぞれ集光する位置であり、各光スポットの投射される位置や、戻り光８ａのうちで光検出器７の再生信号検出部、フォーカス検出部、トラッキング検出部の上に投射される光スポットの形状は、すべて図３の場合と同じである。しかし、戻り光８ｂのうちで再生信号検出部の上に投射される光スポットの形状は、図３に対し点８０Ｓに関して反転したパターンとなる。また、戻り光８ｂのうちでフォーカス信号検出部の上に投射される光スポットの形状は、図３に対し点８０Ｆに関して反転したパターンとなる。さらに、戻り光８ｂのうちでトラッキング信号検出部の上に投射される光スポットの形状は、図３に対し点８０Ｔに関して反転したパターンとなる。
図７に示すように、ホログラム４で回折される戻り光８ａであって、第１象限４１〜第４象限４４でそれぞれ回折される−１次回折光８ａ１'、８ａ２'、８ａ３'、８ａ４'のうち回折格子９を通過する０次の成分は、検出面７Ｓの手前の距離Ｌ１の位置に集光する。これに対し、ホログラム４で回折される戻り光８ｂであって、第１象限４１〜第４象限４４でそれぞれ回折される−１次回折光８ｂ１'、８ｂ２'、８ｂ３'、８ｂ４'のうち回折格子９を通過する０次の成分は、検出面７Ｓの奥の距離Ｌ２（但し、Ｌ２はＬ１にほぼ等しい値）の位置に集光する。このため、図６に示すように、−１次回折光８ａ１'、８ｂ１'のうち回折格子９を通過する０次の成分の光スポット８ａ１Ｓ'、８ｂ１Ｓ'、−１次回折光８ａ２'、８ｂ２'のうち回折格子９を通過する０次の成分の光スポット８ａ２Ｓ'、８ｂ２Ｓ'、−１次回折光８ａ３'、８ｂ３'のうち回折格子９を通過する０次の成分の光スポット８ａ３Ｓ'、８ｂ３Ｓ'、−１次回折光８ａ４'、８ｂ４'のうち回折格子９を通過する０次の成分の光スポット８ａ４Ｓ'、８ｂ４Ｓ'は、それぞれの回折光軸ｍ1 '、ｍ2 '、ｍ3 '、ｍ4 'と検出面７Ｓとの交点（すなわち、境界線７１ａ'、７２ａ'、７３ａ'、７４ａ'の近傍）を境に折り返した関係にある。
また、図７に示すように、ホログラム４で回折される戻り光８ａであって、第１象限４１〜第４象限４４でそれぞれ回折される１次回折光８ａ１、８ａ２、８ａ３、８ａ４のうち回折格子９を通過する０次の成分は、検出面７Ｓの奥の距離Ｌ１の位置に集光する。これに対し、ホログラム４で回折される戻り光８ｂであって、第１象限４１〜第４象限４４でそれぞれ回折される１次回折光８ｂ１、８ｂ２、８ｂ３、８ｂ４のうち回折格子９を通過する０次の成分は、検出面７Ｓの奥の距離Ｌ３（但し、Ｌ３−Ｌ１＝Ｌ１＋Ｌ２）の位置に集光する。このため、図６に示すように、１次回折光８ｂ１、８ｂ２、８ｂ３、８ｂ４のうち回折格子９を通過する０次の成分の光スポット８ｂ１Ｓ、８ｂ２Ｓ、８ｂ３Ｓ、８ｂ４Ｓは、それぞれ１次回折光８ａ１、８ａ２、８ａ３、８ａ４のうち回折格子９を通過する０次の成分の光スポット８ａ１Ｓ、８ａ２Ｓ、８ａ３Ｓ、８ａ４Ｓを、各回折光軸ｍ1 、ｍ2 、ｍ3 、ｍ4 と検出面７Ｓとの交点（すなわち、扇形状の軸位置）を固定して３倍程度に拡大したものとなる。
検出セルのいくつかは導通されており、結果として以下の９つの信号が得られるように構成されている。
Ｓ１＝検出セル７１で得られる信号＋検出セル７１'で得られる信号
Ｓ２＝検出セル７２で得られる信号＋検出セル７２'で得られる信号
Ｓ３＝検出セル７３で得られる信号＋検出セル７３'で得られる信号
Ｓ４＝検出セル７４で得られる信号＋検出セル７４'で得られる信号
Ｓ５＝検出セル７５ａで得られる信号
＋検出セル７５ｂで得られる信号
＋検出セル７５ｃで得られる信号
＋検出セル７５ｄで得られる信号
＋検出セル７５ｃ'で得られる信号
＋検出セル７５ｄ'で得られる信号
Ｆ１＝検出セル７Ｆ１で得られる信号
＋検出セル７Ｆ３で得られる信号
＋検出セル７Ｆ５で得られる信号
＋検出セル７Ｆ７で得られる信号
＋検出セル７Ｆ２'で得られる信号
＋検出セル７Ｆ４'で得られる信号
＋検出セル７Ｆ６'で得られる信号
Ｆ２＝検出セル７Ｆ２で得られる信号
＋検出セル７Ｆ４で得られる信号
＋検出セル７Ｆ６で得られる信号
＋検出セル７Ｆ１'で得られる信号
＋検出セル７Ｆ３'で得られる信号
＋検出セル７Ｆ５'で得られる信号
＋検出セル７Ｆ７'で得られる信号
Ｔ１＝検出セル７Ｔ１で得られる信号
＋検出セル７Ｔ３で得られる信号
＋検出セル７Ｔ１'で得られる信号
＋検出セル７Ｔ３'で得られる信号
Ｔ２＝検出セル７Ｔ２で得られる信号
＋検出セル７Ｔ４で得られる信号
＋検出セル７Ｔ２'で得られる信号
＋検出セル７Ｔ４'で得られる信号
図２に示す矢印６Ｒを光ディスクの半径方向として、光ディスクの第１信号面６ａ、第２信号面６ｂへのフォーカスエラー信号ＦＥ、光ディスクのトラックへのトラッキングエラー信号ＴＥ、光ディスクの信号面の再生信号ＲＦ、光ディスクの信号面の近接他面からの迷光信号ＳＬは、下記式（５）〜(８)に基づいて検出される。
Ｓ２＝検出セル７２で得られる信号＋検出セル７２'で得られる信号
Ｓ３＝検出セル７３で得られる信号＋検出セル７３'で得られる信号
Ｓ４＝検出セル７４で得られる信号＋検出セル７４'で得られる信号
Ｓ５＝検出セル７５ａで得られる信号
＋検出セル７５ｂで得られる信号
＋検出セル７５ｃで得られる信号
＋検出セル７５ｄで得られる信号
＋検出セル７５ｃ'で得られる信号
＋検出セル７５ｄ'で得られる信号
Ｆ１＝検出セル７Ｆ１で得られる信号
＋検出セル７Ｆ３で得られる信号
＋検出セル７Ｆ５で得られる信号
＋検出セル７Ｆ７で得られる信号
＋検出セル７Ｆ２'で得られる信号
＋検出セル７Ｆ４'で得られる信号
＋検出セル７Ｆ６'で得られる信号
Ｆ２＝検出セル７Ｆ２で得られる信号
＋検出セル７Ｆ４で得られる信号
＋検出セル７Ｆ６で得られる信号
＋検出セル７Ｆ１'で得られる信号
＋検出セル７Ｆ３'で得られる信号
＋検出セル７Ｆ５'で得られる信号
＋検出セル７Ｆ７'で得られる信号
Ｔ１＝検出セル７Ｔ１で得られる信号
＋検出セル７Ｔ３で得られる信号
＋検出セル７Ｔ１'で得られる信号
＋検出セル７Ｔ３'で得られる信号
Ｔ２＝検出セル７Ｔ２で得られる信号
＋検出セル７Ｔ４で得られる信号
＋検出セル７Ｔ２'で得られる信号
＋検出セル７Ｔ４'で得られる信号
図２に示す矢印６Ｒを光ディスクの半径方向として、光ディスクの第１信号面６ａ、第２信号面６ｂへのフォーカスエラー信号ＦＥ、光ディスクのトラックへのトラッキングエラー信号ＴＥ、光ディスクの信号面の再生信号ＲＦ、光ディスクの信号面の近接他面からの迷光信号ＳＬは、下記式（５）〜(８)に基づいて検出される。
ＦＥ＝Ｆ２−Ｆ１ 式（５）
ＴＥ＝Ｓ１＋Ｓ４−Ｓ２−Ｓ３−ｍ×（Ｔ２−Ｔ１） 式（６）
ＲＦ＝Ｓ１＋Ｓ２＋Ｓ３＋Ｓ４−Ｓ５ 式（７）
ＳＬ＝Ｓ５ 式（８）
ここで、上記式（６）中の、Ｓ１＋Ｓ４−Ｓ２−Ｓ３は、大きなトラッキングエラー情報と小さな対物レンズ５のシフト情報とを含み、Ｔ２−Ｔ１は、小さなトラッキングエラー情報と大きな対物レンズ５のシフト情報とを含んでいる。従って、上記式（６）に基づくトラッキングエラー検出法は、適当な係数ｍを含んだ両者の演算によって対物レンズ５のシフト（トラッキング制御に伴う光軸とレンズ中心軸との乖離）の影響をキャンセルするトラッキングエラー検出法となっている（当然、ｍ＝０とすれば、通常のトラッキングエラー検出法となる）。
ＴＥ＝Ｓ１＋Ｓ４−Ｓ２−Ｓ３−ｍ×（Ｔ２−Ｔ１） 式（６）
ＲＦ＝Ｓ１＋Ｓ２＋Ｓ３＋Ｓ４−Ｓ５ 式（７）
ＳＬ＝Ｓ５ 式（８）
ここで、上記式（６）中の、Ｓ１＋Ｓ４−Ｓ２−Ｓ３は、大きなトラッキングエラー情報と小さな対物レンズ５のシフト情報とを含み、Ｔ２−Ｔ１は、小さなトラッキングエラー情報と大きな対物レンズ５のシフト情報とを含んでいる。従って、上記式（６）に基づくトラッキングエラー検出法は、適当な係数ｍを含んだ両者の演算によって対物レンズ５のシフト（トラッキング制御に伴う光軸とレンズ中心軸との乖離）の影響をキャンセルするトラッキングエラー検出法となっている（当然、ｍ＝０とすれば、通常のトラッキングエラー検出法となる）。
図３において、光スポット８ａ１Ｓ、８ａ２Ｓ、８ａ３Ｓ、８ａ４Ｓは、それぞれ検出セル７１、７２、７３、７４の内部に収まり、光スポット８ｂ１Ｓ、８ｂ２Ｓ、８ｂ３Ｓ、８ｂ４Ｓは、それぞれ検出セル７５ｄ、７５ｂ、７５ａ、７５ｃの内部に収まり、光スポット８ａ１Ｓ'、８ａ２Ｓ'、８ａ３Ｓ'、８ａ４Ｓ'、８ｂ１Ｓ'、８ｂ２Ｓ'、８ｂ３Ｓ'、８ｂ４Ｓ'は、検出セル７１'、７２'、７３'、７４'の内部に収まっている。一方、図６において、光スポット８ａ１Ｓ'、８ａ２Ｓ'、８ａ３Ｓ'、８ａ４Ｓ'は、それぞれ検出セル７１'、７２'、７３'、７４'の内部に収まり、光スポット８ｂ１Ｓ'、８ｂ２Ｓ'、８ｂ３Ｓ'、８ｂ４Ｓ'は、それぞれ検出セル７５ｄ'、７５ａ、７５ｂ、７５ｃ'の内部に収まり、光スポット８ａ１Ｓ、８ａ２Ｓ、８ａ３Ｓ、８ａ４Ｓ、８ｂ１Ｓ、８ｂ２Ｓ、８ｂ３Ｓ、８ｂ４Ｓは、検出セル７１、７２、７３、７４の内部に収まっている。従って、光ディスクでの集光点が第１信号面６ａ側にあっても第２信号面６ｂ側にあっても、上記式（８）の信号ＳＬは、近接他面からの迷光成分の光量を示すこととなる。一方、Ｓ１＋Ｓ２＋Ｓ３＋Ｓ４に含まれる近接他面からの迷光成分の光量は、Ｓ５に含まれる迷光成分の光量に一致するので、光ディスクの信号面の再生信号ＲＦを検出するための式である上記式（７）によって迷光成分がほぼ完全に除去されている。よって、近接他面の記録状況や番地ピットの存在の如何によらず、焦点制御面の再生信号の正確な読み取りが可能となる。一般に、さらに第２信号面６ｂに信号を記録する場合でも、第１信号面６ａの反射光量である迷光信号ＳＬから第１信号面６ａの透過光量を推定し、この推定値に基づいて光源１からの出力を増減させることにより、第２信号面６ｂに信号を記録するための光スポットの強度を、正確な書き込みができるように制御することが可能となる。
図８に、本実施の形態における光ディスク装置のディフォーカスとフォーカスエラー信号ＦＥとの関係を示す。ここでは、光ディスクの信号面が第１信号面６ａだけであり、第２信号面６ｂが存在しない場合（又は、光ディスクの信号面が第２信号面６ｂだけであり、第１信号面６ａが存在しない場合）を前提としている。また、ディフォーカスは、対物レンズ５が信号面に近づく側がマイナス（−）に対応している。但し、図８中のＦＳ信号（ＦＳ＝Ｆ１＋Ｆ２）は、信号Ｆ１、Ｆ２が光ディスクの信号面の再生信号ＲＦの検出には関わっていないので、従来技術における上記式（４）のような関係はない。第１信号面６ａと第２信号面６ｂとの間隔をｄ＝２５μｍ、第１信号面６ａと第２信号面６ｂとの間に充填された透明媒質の屈折率をｎ＝１．５７とすると、第１信号面６ａにフォーカシングしているときの第２信号面６ｂの影響は、図８におけるディフォーカスｄ／ｎ＝−１６μｍのときの状態に相当し、第２信号面６ｂにフォーカシングしているときの第１信号面６ａの影響は、図８におけるディフォーカスｄ／ｎ＝１６μｍのときの状態に相当する。このときのフォーカスエラー信号ＦＥのオフセット量は、いずれもほとんどゼロであり、近接他面の影響によるフォーカス制御への影響はほとんど存在しないことが分かる。これは、合焦点のときに、図３において、近接他面からの迷光成分の光スポット８ｂ１Ｆ、８ｂ２Ｆ、８ｂ３Ｆ、８ｂ４Ｆのほとんどの領域が検出セル７Ｆ１、７Ｆ２、７Ｆ３、７Ｆ４、７Ｆ５、７Ｆ６、７Ｆ７の外部にはみ出しているために、信号Ｆ１、Ｆ２として検出されず、迷光成分の光スポット８ｂ１Ｆ'、８ｂ２Ｆ'、８ｂ３Ｆ'、８ｂ４Ｆ'が検出セル７Ｆ２'、７Ｆ３'、７Ｆ４'、７Ｆ５'、７Ｆ６'のほぼ全体に跨って広がっているために、フォーカスエラー信号ＦＥとしてはキャンセルされるからである。
また、図６においても、近接他面からの迷光成分の光スポット８ｂ１Ｆ'、８ｂ２Ｆ'、８ｂ３Ｆ'、８ｂ４Ｆ'のほとんどの領域が検出セル７Ｆ１'、７Ｆ２'、７Ｆ３'、７Ｆ４'、７Ｆ５'、７Ｆ６'、７Ｆ７'の外部にはみ出しているため、信号Ｆ１、Ｆ２として検出されず、迷光成分の光スポット８ｂ１Ｆ、８ｂ２Ｆ、８ｂ３Ｆ、８ｂ４Ｆが検出セル７Ｆ２、７Ｆ３、７Ｆ４、７Ｆ５、７Ｆ６のほぼ全体に跨って広がっているため、フォーカスエラー信号ＦＥとしてはキャンセルされる。
以上により、焦点制御面への正確なフォーカシングが乱されることなく、信号の読み取りや信号の書き込みを正確に行うことが可能となる。
尚、本実施の形態においては、演算により、光ディスクの信号面の再生信号ＲＦの迷光成分を除去しているが、次のようにして再生信号ＲＦを検出してもよい（以下に説明する他の実施の形態においても同様である）。
例えば、対物レンズ５による集光点が光ディスクの第１信号面６ａ上にある場合には、
ＲＦ＝検出セル７１で得られる信号
＋検出セル７２で得られる信号
＋検出セル７３で得られる信号
＋検出セル７４で得られる信号 式（７ａ）
対物レンズ５による集光点が光ディスクの第２信号面６ｂ上にある場合には、
ＲＦ＝検出セル７１'で得られる信号
＋検出セル７２'で得られる信号
＋検出セル７３'で得られる信号
＋検出セル７４'で得られる信号 式（７ｂ）
となるように切り替えるように構成しても、光ディスクの信号面の再生信号ＲＦの迷光成分を除去することができる。
ＲＦ＝検出セル７１で得られる信号
＋検出セル７２で得られる信号
＋検出セル７３で得られる信号
＋検出セル７４で得られる信号 式（７ａ）
対物レンズ５による集光点が光ディスクの第２信号面６ｂ上にある場合には、
ＲＦ＝検出セル７１'で得られる信号
＋検出セル７２'で得られる信号
＋検出セル７３'で得られる信号
＋検出セル７４'で得られる信号 式（７ｂ）
となるように切り替えるように構成しても、光ディスクの信号面の再生信号ＲＦの迷光成分を除去することができる。
［第２の実施の形態］
上記第１の実施の形態においては、ホログラムによって波面を４等分しているが、ｎ等分（ｎは２以上の整数）であればよく、例えば２等分の場合には、次のようになる。
上記第１の実施の形態においては、ホログラムによって波面を４等分しているが、ｎ等分（ｎは２以上の整数）であればよく、例えば２等分の場合には、次のようになる。
図９は本発明の第２の実施の形態における光ディスク装置に用いられる光分岐手段としてのホログラムに形成されたホログラムパターンを示す図、図１０は当該光ディスク装置に用いられる光検出器に形成された光検出パターンとその上の光分布の様子を示す図である。本実施の形態において、ホログラムの構成と光検出器上の検出パターンが異なる以外は全て上記第１の実施の形態と同じであり、上記第１の実施の形態における光ディスク装置と共通の構成部材については、同一の符号を付して説明する。
図９に示すように、ホログラム４は、光軸とホログラム４の表面との交点４０を通る直線により、第（１＋２）象限４１、第（３＋４）象限４２の２個の領域に２等分されている。そして、ホログラム４は、各象限により、光ディスクの第１信号面６ａ（又は第２信号面６ｂ）からの戻り光８を、第（１＋２）象限光８１ａ（又は８１ｂ）、第（３＋４）象限光８２ａ（又は８２ｂ）に２等分して、それぞれの領域で回折させる。
図１０に示すように、光検出器７の再生信号検出部は、検出セル７１、７２、７３、７４と、これら検出セル７１、７２、７３、７４の軸対称位置に配置された検出セル７１'、７２'、７３'、７４'とにより構成されている。
図１０Ａは、対物レンズ５による集光点が光ディスクの第１信号面６ａ上にある場合の光スポットの配置を示している。光検出器７の再生信号検出部の上に戻り光８ａが投射される場合、図１０Ａに示す点８０Ｓは、ホログラム４を通過した第（１＋２）象限光８１ａ、第（３＋４）象限光８２ａの０次回折光のうち回折格子９を通過した０次の成分が集光する位置である。そして、第（１＋２）象限光８１ａの１次回折光８ａ１のうち回折格子９を通過する０次の成分は、検出セル７２の内部に収まる光スポット８ａ１Ｓに、第（１＋２）象限光８１ａの−１次回折光８ａ１'のうち回折格子９を通過する０次の成分は、検出セル７２'の内部に収まる光スポット８ａ１Ｓ'に、第（３＋４）象限光８２ａの１次回折光８ａ２のうち回折格子９を通過する０次の成分は、検出セル７４の内部に収まる光スポット８ａ２Ｓに、第（３＋４）象限光８２ａの−１次回折光８ａ２'のうち回折格子９を通過する０次の成分は、検出セル７４'の内部に収まる光スポット８ａ２Ｓ'にそれぞれ集光する（各光スポットは実線で表示）。
光検出器７の再生信号検出部の上に戻り光８ｂが投射される場合、第（１＋２）象限光８１ｂの１次回折光８ｂ１のうち回折格子９を通過する０次の成分は、検出セル７３の内部に収まる光スポット８ｂ１Ｓに、第（１＋２）象限光８１ｂの−１次回折光８ｂ１'のうち回折格子９を通過する０次の成分は、検出セル７２'の内部に収まる光スポット８ｂ１Ｓ'に、第（３＋４）象限光８２ｂの１次回折光８ｂ２のうち回折格子９を通過する０次の成分は、検出セル７１の内部に収まる光スポット８ｂ２Ｓに、第（３＋４）象限光８２ｂの−１次回折光８ｂ２'のうち回折格子９を通過する０次の成分は、検出セル７４'の内部に収まる光スポット８ｂ２Ｓ'にそれぞれ集光する（各光スポットは破線で表示）。
一方、図１０Ｂは、対物レンズ５による集光点が光ディスクの第２信号面６ｂ上にある場合の光スポットの配置を示している。光検出器７の再生信号検出部の上に戻り光８ａが投射される場合、第（１＋２）象限光８１ａの１次回折光８ａ１のうち回折格子９を通過する０次の成分は、検出セル７２の内部に収まる光スポット８ａ１Ｓに、第（１＋２）象限光８１ａの−１次回折光８ａ１'のうち回折格子９を通過する０次の成分は、検出セル７２'の内部に収まる光スポット８ａ１Ｓ'に、第（３＋４）象限光８２ａの１次回折光８ａ２のうち回折格子９を通過する０次の成分は、検出セル７４の内部に収まる光スポット８ａ２Ｓに、第（３＋４）象限光８２ａの−１次回折光８ａ２'のうち回折格子９を通過する０次の成分は、検出セル７４'の内部に収まる光スポット８ａ２Ｓ'にそれぞれ集光する（各光スポットは実線で表示）。
光検出器７の再生信号検出部の上に戻り光８ｂが投射される場合、第（１＋２）象限光８１ｂの１次回折光８ｂ１のうち回折格子９を通過する０次の成分は、検出セル７２の内部に収まる光スポット８ｂ１Ｓに、第（１＋２）象限光８１ｂの−１次回折光８ｂ１'のうち回折格子９を通過する０次の成分は、検出セル７３'の内部に収まる光スポット８ｂ１Ｓ'に、第（３＋４）象限光８２ｂの１次回折光８ｂ２のうち回折格子９を通過する０次の成分は、検出セル７４の内部に収まる光スポット８ｂ２Ｓに、第（３＋４）象限光８２ｂの−１次回折光８ｂ２'のうち回折格子９を通過する０次の成分は、検出セル７１'の内部に収まる光スポット８ｂ２Ｓ'にそれぞれ集光する（各光スポットは破線で表示）。
従って、光ディスクの信号面の再生信号ＲＦ、光ディスクの信号面の近接他面からの迷光信号ＳＬを、下記式（９）、（１０）に基づいて検出するようにすれば、上記第１の実施の形態と同様の効果が得られる。
ＲＦ＝検出セル７２で得られる信号
＋検出セル７４で得られる信号
＋検出セル７２'で得られる信号
＋検出セル７４'で得られる信号−ＳＬ 式（９）
ＳＬ＝検出セル７１で得られる信号
＋検出セル７３で得られる信号
＋検出セル７１'で得られる信号
＋検出セル７３'で得られる信号 式（１０）
［第３の実施の形態］
図１１は本発明の第３の実施の形態における光ディスク装置を示す概略断面図（光ディスクの第１信号面上に集光する場合）、図１２は当該光ディスク装置に用いられる光検出器に形成された光検出パターンと、図１１の状態での当該光検出器の上の光分布の様子を示す図、図１３は本発明の第３の実施の形態における光ディスク装置を示す概略断面図（光ディスクの第２信号面上に集光する場合）、図１４は当該光ディスク装置に用いられる光検出器に形成された光検出パターンと、図１３の状態での当該光検出器の上の光分布の様子を示す図である。本実施の形態において、回折格子９が設けられていないことと、光検出器７上の光検出パターン及び光分布が異なること以外は全て上記第１の実施の形態と同じであり、上記第１の実施の形態における光ディスク装置と共通の構成部材については、同一の符号を付して説明する。
＋検出セル７４で得られる信号
＋検出セル７２'で得られる信号
＋検出セル７４'で得られる信号−ＳＬ 式（９）
ＳＬ＝検出セル７１で得られる信号
＋検出セル７３で得られる信号
＋検出セル７１'で得られる信号
＋検出セル７３'で得られる信号 式（１０）
［第３の実施の形態］
図１１は本発明の第３の実施の形態における光ディスク装置を示す概略断面図（光ディスクの第１信号面上に集光する場合）、図１２は当該光ディスク装置に用いられる光検出器に形成された光検出パターンと、図１１の状態での当該光検出器の上の光分布の様子を示す図、図１３は本発明の第３の実施の形態における光ディスク装置を示す概略断面図（光ディスクの第２信号面上に集光する場合）、図１４は当該光ディスク装置に用いられる光検出器に形成された光検出パターンと、図１３の状態での当該光検出器の上の光分布の様子を示す図である。本実施の形態において、回折格子９が設けられていないことと、光検出器７上の光検出パターン及び光分布が異なること以外は全て上記第１の実施の形態と同じであり、上記第１の実施の形態における光ディスク装置と共通の構成部材については、同一の符号を付して説明する。
図１２に示すように、光検出器７の再生信号検出部は、検出セル７１〜７９と、これら検出セル７１〜７９の軸対称位置に配置された検出セル７１'〜７９'とにより構成されている。このうち検出セル７１'〜７７'は、さらに、それぞれ、７１ａ'と７１ｂ'、・・・、７７ａ'と７７ｂ'等に等分割されている。
図１１に示すように、光源１から出射された光は、ビームスプリッタ２を透過し、コリメートレンズ３によって集光されて平行光となる。この平行光は、ホログラム４を透過した後、対物レンズ５によって光ディスクの第１信号面６ａ上に集光する（光路は実線で表示）。この第１信号面６ａで反射した戻り光８ａは、対物レンズ５によって集光されて、ホログラム４に入射し、当該ホログラム４で回折される。ホログラム４で回折された戻り光８ａは、コリメートレンズ３によって集光され、ビームスプリッタ２のスプリット面２ａで反射して、光路を折り曲げられる。光路を折り曲げられた戻り光８ａは、光検出器７上に分散して集光する（０次回折光の光路は実線で表示）。
光ディスクの第１信号面６ａは半透明性であるため、この第１信号面６ａに集光する光のうち、これを透過した光は、第２信号面６ｂに到達する。そして、第２信号面６ｂで反射した戻り光８ｂは、再び第１信号面６ａを透過し、対物レンズ５によって集光されて、ホログラム４に入射し、当該ホログラム４で回折される。ホログラム４で回折された戻り光８ｂは、コリメートレンズ３によって集光され、ビームスプリッタ２のスプリット面２ａで反射して、光路を折り曲げられる。光路を折り曲げられた戻り光８ｂは、光検出器７上に分散して集光する（０次回折光の光路は破線で表示）。但し、戻り光８ｂの集光点は、戻り光８ａの集光点よりも手前（ビームスプリッタ２に近づく側）にある。
上記第１の実施の形態の場合と同じく（図２参照）、ホログラム４は、光軸とホログラム４の表面との交点４０で交差する直線により、第１象限４１、第２象限４２、第３象限４３、第４象限４４の４個の領域に４等分されている。そして、ホログラム４は、各象限により、光ディスクの第１信号面６ａ（又は第２信号面６ｂ）からの戻り光８を、第１象限光８１ａ（又は８１ｂ）、第２象限光８２ａ（又は８２ｂ）、第３象限光８３ａ（又は８３ｂ）、第４象限光８４ａ（又は８４ｂ）に４等分して、それぞれの領域で回折させる。このホログラム４による回折効率は、例えば、０次光が０％程度、±１次光が４０％程度である。
光検出器７の再生信号検出部の上に戻り光８ａが投射される場合、図１２に示す点８０Ｓは、ホログラム４を通過した第１象限光８１ａ、第２象限光８２ａ、第３象限光８３ａ、第４象限光８４ａの０次回折光が集光する位置である。そして、第１象限光８１ａの１次回折光８ａ１は、検出セル７２、７３の内部に収まる光スポット８ａ１Ｓに、第１象限光８１ａの−１次回折光８ａ１'は、検出セル７２'、７３'の内部に収まる光スポット８ａ１Ｓ'に、第２象限光８２ａの１次回折光８ａ２は、検出セル７５、７６の内部に収まる光スポット８ａ２Ｓに、第２象限光８２ａの−１次回折光８ａ２'は、検出セル７５'、７６'の内部に収まる光スポット８ａ２Ｓ'に、第３象限光８３ａの１次回折光８ａ３は、検出セル７５、７６の内部に収まる光スポット８ａ３Ｓに、第３象限光８３ａの−１次回折光８ａ３'は、検出セル７５'、７６'の内部に収まる光スポット８ａ３Ｓ'に、第４象限光８４ａの１次回折光８ａ４は、検出セル７２、７３の内部に収まる光スポット８ａ４Ｓに、第４象限光８４ａの−１次回折光８ａ４'は、検出セル７２'、７３'の内部に収まる光スポット８ａ４Ｓ'にそれぞれ集光する（各光スポットは実線で表示）。
光検出器７の再生信号検出部の上に戻り光８ｂが投射される場合、第１象限光８１ｂの１次回折光８ｂ１は、そのほとんどの部分が検出セル７８の内部に収まる光スポット８ｂ１Ｓに、第１象限光８１ｂの−１次回折光８ｂ１'は、検出セル７２'〜７６'の内部で広がる光スポット８ｂ１Ｓ'に、第２象限光８２ｂの１次回折光８ｂ２は、そのほとんどの部分が検出セル７８の内部に収まる光スポット８ｂ２Ｓに、第２象限光８２ｂの−１次回折光８ｂ２'は、検出セル７２'〜７６'の内部で広がる光スポット８ｂ２Ｓ'に、第３象限光８３ｂの１次回折光８ｂ３は、そのほとんどの部分が検出セル７９の内部に収まる光スポット８ｂ３Ｓに、第３象限光８３ｂの−１次回折光８ｂ３'は、検出セル７２'〜７６'の内部で広がる光スポット８ｂ３Ｓ'に、第４象限光８４ｂの１次回折光８ｂ４は、そのほとんどの部分が検出セル７９の内部に収まる光スポット８ｂ４Ｓに、第４象限光８４ｂの−１次回折光８ｂ４'は、検出セル７２'〜７６'の内部で広がる光スポット８ｂ４Ｓ'にそれぞれ集光する（各光スポットは破線で表示）。
以上の光スポットは、図３に示す上記第１の実施の形態における再生信号検出部の上に投射される光スポットと全く同じである。
図１３に示すように、光ディスクの第２信号面６ｂ上に集光する場合、戻り光８ｂの集光点は、戻り光８ａの集光点よりも奥（ビームスプリッタ２から遠ざかる側）にある。これ以外は、図１１と同じであるため、重複する説明は省略する。
図１３に示すように、第２信号面６ｂに集光する光のうち、第１信号面６ａで反射した戻り光８ｂは、対物レンズ５によって集光されて、ホログラム４に入射し、当該ホログラム４で回折される。ホログラム４で回折された戻り光８ｂは、コリメートレンズ３によって集光され、ビームスプリッタ２のスプリット面２ａで反射して、光路を折り曲げられる。光路を折り曲げられた戻り光８ｂは、光検出器７上に分散して集光する（０次回折光の光路は破線で表示）。但し、戻り光８ｂの集光点は、戻り光８ａの集光点よりも奥（ビームスプリッタ２から遠ざかる側）にある。
図１２の場合と同様に、図１４に示す点８０Ｓは、ホログラム４を通過した第１象限光８１ａ、第２象限光８２ａ、第３象限光８３ａ、第４象限光８４ａの０次回折光が集光する位置である。戻り光８ａのうちで検出部の上に投射される光スポットの形状は、すべて図１２と同じであるが、戻り光８ｂのうちで検出部の上に投射される光スポットの形状は、図１２に対し点８０Ｓに関して反転したパターンとなる。
以上の光スポットは、図３に示す上記第１の実施の形態における再生信号検出部の上に投射される光スポットと全く同じである。
検出セルのいくつかは導通されており、結果として以下の７つの信号が得られるように構成されている。
Ｓ１＝検出セル７１で得られる信号＋検出セル７３で得られる信号
＋検出セル７５で得られる信号＋検出セル７７で得られる信号
Ｓ２＝検出セル７２で得られる信号＋検出セル７４で得られる信号
＋検出セル７６で得られる信号
Ｓ３ａ＝検出セル７１ａ'で得られる信号
＋検出セル７３ａ'で得られる信号
＋検出セル７５ａ'で得られる信号
＋検出セル７７ａ'で得られる信号
Ｓ３ｂ＝検出セル７１ｂ'で得られる信号
＋検出セル７３ｂ'で得られる信号
＋検出セル７５ｂ'で得られる信号
＋検出セル７７ｂ'で得られる信号
Ｓ４ａ＝検出セル７２ａ'で得られる信号
＋検出セル７４ａ'で得られる信号
＋検出セル７６ａ'で得られる信号
Ｓ４ｂ＝検出セル７２ｂ'で得られる信号
＋検出セル７４ｂ'で得られる信号
＋検出セル７６ｂ'で得られる信号
Ｓ５＝検出セル７８で得られる信号＋検出セル７９で得られる信号
＋検出セル７８'で得られる信号＋検出セル７９'で得られる
信号
図２に示す矢印６Ｒを光ディスクの半径方向として、光ディスクの第１信号面６ａ、第２信号面６ｂへのフォーカスエラー信号ＦＥ、光ディスクのトラックへのトラッキングエラー信号ＴＥ、光ディスクの信号面の再生信号ＲＦ、光ディスクの信号面の近接他面からの迷光信号ＳＬは、下記式（１１）〜(１４)に基づいて検出される。
＋検出セル７５で得られる信号＋検出セル７７で得られる信号
Ｓ２＝検出セル７２で得られる信号＋検出セル７４で得られる信号
＋検出セル７６で得られる信号
Ｓ３ａ＝検出セル７１ａ'で得られる信号
＋検出セル７３ａ'で得られる信号
＋検出セル７５ａ'で得られる信号
＋検出セル７７ａ'で得られる信号
Ｓ３ｂ＝検出セル７１ｂ'で得られる信号
＋検出セル７３ｂ'で得られる信号
＋検出セル７５ｂ'で得られる信号
＋検出セル７７ｂ'で得られる信号
Ｓ４ａ＝検出セル７２ａ'で得られる信号
＋検出セル７４ａ'で得られる信号
＋検出セル７６ａ'で得られる信号
Ｓ４ｂ＝検出セル７２ｂ'で得られる信号
＋検出セル７４ｂ'で得られる信号
＋検出セル７６ｂ'で得られる信号
Ｓ５＝検出セル７８で得られる信号＋検出セル７９で得られる信号
＋検出セル７８'で得られる信号＋検出セル７９'で得られる
信号
図２に示す矢印６Ｒを光ディスクの半径方向として、光ディスクの第１信号面６ａ、第２信号面６ｂへのフォーカスエラー信号ＦＥ、光ディスクのトラックへのトラッキングエラー信号ＴＥ、光ディスクの信号面の再生信号ＲＦ、光ディスクの信号面の近接他面からの迷光信号ＳＬは、下記式（１１）〜(１４)に基づいて検出される。
ＦＥ＝Ｓ１＋Ｓ４ａ＋Ｓ４ｂ
−（Ｓ２＋Ｓ３ａ＋Ｓ３ｂ） 式（１１）
ＴＥ＝Ｓ３ｂ＋Ｓ４ｂ−Ｓ３ａ
−Ｓ４ａ 式（１２）
ＲＦ＝Ｓ１＋Ｓ２＋Ｓ３ａ＋Ｓ３ｂ
＋Ｓ４ａ＋Ｓ４ｂ−Ｓ５ 式（１３）
ＳＬ＝Ｓ５ 式（１４）
上記第１の実施の形態と同様に、図１２において、光スポット８ａ１Ｓ、８ａ２Ｓ、８ａ３Ｓ、８ａ４Ｓは、検出セル７２〜７６の内部に収まり、光スポット８ｂ１Ｓ、８ｂ２Ｓ、８ｂ３Ｓ、８ｂ４Ｓは、ほとんど検出セル７８、７９の内部に収まり、光スポット８ａ１Ｓ'、８ａ２Ｓ'、８ａ３Ｓ'、８ａ４Ｓ'、８ｂ１Ｓ'、８ｂ２Ｓ'、８ｂ３Ｓ'、８ｂ４Ｓ'は、検出セル７２'〜７６'の内部に収まっている。一方、図１４おいて、光スポット８ａ１Ｓ'、８ａ２Ｓ'、８ａ３Ｓ'、８ａ４Ｓ'は、検出セル７２'〜７６'の内部に収まり、光スポット８ｂ１Ｓ'、８ｂ２Ｓ'、８ｂ３Ｓ'、８ｂ４Ｓ'は、ほとんど検出セル７８'、７９'の内部に収まり、光スポット８ａ１Ｓ、８ａ２Ｓ、８ａ３Ｓ、８ａ４Ｓ、８ｂ１Ｓ、８ｂ２Ｓ、８ｂ３Ｓ、８ｂ４Ｓは、検出セル７２〜７６の内部に収まっている。従って、光ディスクでの集光点が第１信号面６ａ側にあっても第２信号面６ｂ側にあっても、上記式（１４）の信号ＳＬは、近接他面からの迷光成分の光量を示すこととなる。一方、Ｓ１＋Ｓ２＋Ｓ３ａ＋Ｓ３ｂ＋Ｓ４ａ＋Ｓ４ｂに含まれる近接他面からの迷光成分の光量は、Ｓ５に含まれる迷光成分の光量に一致するので、光ディスクの信号面の再生信号ＲＦを検出するための式である上記式（１３）によって迷光成分がほぼ完全に除去されている。よって、近接他面の記録状況や番地ピットの存在の如何によらず、焦点制御面の再生信号の正確な読み取りが可能となる。一般に、さらに第２信号面６ｂに信号を記録する場合でも、第１信号面６ａの反射光量である迷光信号ＳＬから第１信号面６ａの透過光量を推定することができ、この推定値に基づいて光源１からの出力を増減させることにより、第２信号面６ｂに信号を記録するための光スポットの強度を、正確な書き込みができるように制御することが可能となる。
−（Ｓ２＋Ｓ３ａ＋Ｓ３ｂ） 式（１１）
ＴＥ＝Ｓ３ｂ＋Ｓ４ｂ−Ｓ３ａ
−Ｓ４ａ 式（１２）
ＲＦ＝Ｓ１＋Ｓ２＋Ｓ３ａ＋Ｓ３ｂ
＋Ｓ４ａ＋Ｓ４ｂ−Ｓ５ 式（１３）
ＳＬ＝Ｓ５ 式（１４）
上記第１の実施の形態と同様に、図１２において、光スポット８ａ１Ｓ、８ａ２Ｓ、８ａ３Ｓ、８ａ４Ｓは、検出セル７２〜７６の内部に収まり、光スポット８ｂ１Ｓ、８ｂ２Ｓ、８ｂ３Ｓ、８ｂ４Ｓは、ほとんど検出セル７８、７９の内部に収まり、光スポット８ａ１Ｓ'、８ａ２Ｓ'、８ａ３Ｓ'、８ａ４Ｓ'、８ｂ１Ｓ'、８ｂ２Ｓ'、８ｂ３Ｓ'、８ｂ４Ｓ'は、検出セル７２'〜７６'の内部に収まっている。一方、図１４おいて、光スポット８ａ１Ｓ'、８ａ２Ｓ'、８ａ３Ｓ'、８ａ４Ｓ'は、検出セル７２'〜７６'の内部に収まり、光スポット８ｂ１Ｓ'、８ｂ２Ｓ'、８ｂ３Ｓ'、８ｂ４Ｓ'は、ほとんど検出セル７８'、７９'の内部に収まり、光スポット８ａ１Ｓ、８ａ２Ｓ、８ａ３Ｓ、８ａ４Ｓ、８ｂ１Ｓ、８ｂ２Ｓ、８ｂ３Ｓ、８ｂ４Ｓは、検出セル７２〜７６の内部に収まっている。従って、光ディスクでの集光点が第１信号面６ａ側にあっても第２信号面６ｂ側にあっても、上記式（１４）の信号ＳＬは、近接他面からの迷光成分の光量を示すこととなる。一方、Ｓ１＋Ｓ２＋Ｓ３ａ＋Ｓ３ｂ＋Ｓ４ａ＋Ｓ４ｂに含まれる近接他面からの迷光成分の光量は、Ｓ５に含まれる迷光成分の光量に一致するので、光ディスクの信号面の再生信号ＲＦを検出するための式である上記式（１３）によって迷光成分がほぼ完全に除去されている。よって、近接他面の記録状況や番地ピットの存在の如何によらず、焦点制御面の再生信号の正確な読み取りが可能となる。一般に、さらに第２信号面６ｂに信号を記録する場合でも、第１信号面６ａの反射光量である迷光信号ＳＬから第１信号面６ａの透過光量を推定することができ、この推定値に基づいて光源１からの出力を増減させることにより、第２信号面６ｂに信号を記録するための光スポットの強度を、正確な書き込みができるように制御することが可能となる。
また、上記式（１１）に示すフォーカスエラー信号ＦＥは、上記第１の実施の形態の場合と全く同じである。すなわち、本実施の形態におけるディフォーカスとフォーカスエラー信号ＦＥとの関係は、図８で与えられる。従って、近接他面の影響によるフォーカス制御への影響はほとんど存在しない。これは、合焦点のときに、図１２において、近接他面からの迷光成分の光スポット８ｂ１Ｓ、８ｂ２Ｓ、８ｂ３Ｓ、８ｂ４Ｓのほとんどの領域が検出セル７１〜７７の外部にはみ出しているために、信号Ｆ１、Ｆ２として検出されず、迷光成分の光スポット８ｂ１Ｓ'、８ｂ２Ｓ'、８ｂ３Ｓ'、８ｂ４Ｓ'が検出セル７２'〜７６'のほぼ全体に跨って広がっているために、フォーカスエラー信号ＦＥとしてはキャンセルされるからである。
また、図１４においても、近接他面からの迷光成分の光スポット８ｂ１Ｓ'、８ｂ２Ｓ'、８ｂ３Ｓ'、８ｂ４Ｓ'のほとんどの領域が検出セル７１'〜７７'の外部にはみ出しているため、信号Ｆ１、Ｆ２として検出されず、迷光成分の光スポット８ｂ１Ｓ、８ｂ２Ｓ、８ｂ３Ｓ、８ｂ４Ｓが検出セル７２〜７６のほぼ全体に跨って広がっているため、フォーカスエラー信号ＦＥとしてはキャンセルされる。
以上により、焦点制御面への正確なフォーカシングが乱されることなく、信号の読み取りや信号の書き込みを正確に行うことが可能となる。本実施の形態は、上記第１の実施の形態の場合と比べて、回折格子９がなく、光検出器７の構成も簡略化されている等のメリットがある。
［第４の実施の形態］
図１５は本発明の第４の実施の形態における光ディスク装置を示す概略断面図（光ディスクの第１信号面上に集光する場合）、図１６は当該光ディスク装置に用いられるホログラムに形成されたホログラムパターンを示す図、図１７は当該光ディスク装置に用いられる光検出器に形成された光検出パターンと、図１５の状態での当該光検出器の上の光分布の様子を示す図、図１８は本発明の第４の実施の形態における光ディスク装置を示す概略断面図（光ディスクの第２信号面上に集光する場合）、図１９は当該光ディスク装置に用いられる光検出器に形成された光検出パターンと、図１８の状態での当該光検出器の上の光分布の様子を示す図である。本実施の形態において、光源１が光検出器７上に造り込まれていることと、光検出器７上の検出パターンと、光ディスクの径方向６Ｒの方位が異なること以外は全て上記第３の実施の形態と同じであり、上記第３の実施の形態における光ディスク装置と共通の構成部材については、同一の符号を付して説明する。
図１５は本発明の第４の実施の形態における光ディスク装置を示す概略断面図（光ディスクの第１信号面上に集光する場合）、図１６は当該光ディスク装置に用いられるホログラムに形成されたホログラムパターンを示す図、図１７は当該光ディスク装置に用いられる光検出器に形成された光検出パターンと、図１５の状態での当該光検出器の上の光分布の様子を示す図、図１８は本発明の第４の実施の形態における光ディスク装置を示す概略断面図（光ディスクの第２信号面上に集光する場合）、図１９は当該光ディスク装置に用いられる光検出器に形成された光検出パターンと、図１８の状態での当該光検出器の上の光分布の様子を示す図である。本実施の形態において、光源１が光検出器７上に造り込まれていることと、光検出器７上の検出パターンと、光ディスクの径方向６Ｒの方位が異なること以外は全て上記第３の実施の形態と同じであり、上記第３の実施の形態における光ディスク装置と共通の構成部材については、同一の符号を付して説明する。
図１７に示すように、光検出器７の再生信号検出部は、検出セル７１〜７７と、これら検出セル７１〜７７の軸対称位置に配置された検出セル７１'〜７７'とにより構成されている。このうち検出セル７２'〜７６'は、さらに、それぞれ、７２ａ'と７２ｂ'、・・・、７６ａ'と７６ｂ'等に等分割されている。検出セル７１〜７７と検出セル７１'〜７７'との間には光源１が配置されるので、上記第１の実施の形態や上記第３の実施の形態に比べて、検出セル７１〜７７と検出セル７１'〜７７'との間隔Ｌが大きく設定されている。
図１５に示すように、光源１から出射された光は、ビームスプリッタ２のスプリット面２ａで反射して、光路を折り曲げられる。光路を折り曲げられた光は、コリメートレンズ３によって集光されて平行光となる。この平行光は、ホログラム４を透過した後、対物レンズ５によって光ディスクの第１信号面６ａ上に集光する（光路は実線で表示）。この第１信号面６ａで反射した戻り光８ａは、対物レンズ５によって集光されて、ホログラム４に入射し、当該ホログラム４で回折される。ホログラム４で回折された戻り光８ａは、コリメートレンズ３によって集光され、ビームスプリッタ２のスプリット面２ａで反射して、光路を折り曲げられる。光路を折り曲げられた戻り光８ａは、光検出器７上に分散して集光する（０次回折光の光路は実線で表示）。
光ディスクの第１信号面６ａは半透明性であるため、この第１信号面６ａに集光する光のうち、これを透過した光は、第２信号面６ｂに到達する。そして、第２信号面６ｂで反射した戻り光８ｂは、再び第１信号面６ａを透過し、対物レンズ５によって集光されて、ホログラム４に入射し、当該ホログラム４で回折される。ホログラム４で回折された戻り光８ｂは、コリメートレンズ３によって集光され、ビームスプリッタ２のスプリット面２ａで反射して、光路を折り曲げられる。光路を折り曲げられた戻り光８ｂは、光検出器７上に分散して集光する（０次回折光の光路は破線で表示）。但し、戻り光８ｂの集光点は、戻り光８ａの集光点よりも手前（ビームスプリッタ２に近づく側）にある。
図１６に示すように、ホログラム４は、光軸とホログラム４の表面との交点４０で交差する直線により、第１象限４１、第２象限４２、第３象限４３、第４象限４４の４個の領域に４等分されている。そして、ホログラム４は、各象限により、光ディスクの第１信号面６ａ（又は第２信号面６ｂ）からの戻り光８を、第１象限光８１ａ（又は８１ｂ）、第２象限光８２ａ（又は８２ｂ）、第３象限光８３ａ（又は８３ｂ）、第４象限光８４ａ（又は８４ｂ）に４等分して、それぞれの領域で回折させる。このホログラム４による回折効率は、例えば、０次光が０％程度、±１次光が４０％程度である。
光検出器７の再生信号検出部の上に戻り光８ａが投射される場合、図１７に示す点８０Ｓは、ホログラム４を通過した第１象限光８１ａ、第２象限光８２ａ、第３象限光８３ａ、第４象限光８４ａの０次回折光が集光する位置である（同時に光源１の発光点位置１Ｓにも一致している）。そして、第１象限光８１ａの１次回折光８ａ１は、検出セル７２、７３の内部に収まる光スポット８ａ１Ｓに、第１象限光８１ａの−１次回折光８ａ１'は、検出セル７２'、７３'の内部に収まる光スポット８ａ１Ｓ'に、第２象限光８２ａの１次回折光８ａ２は、検出セル７２、７３の内部に収まる光スポット８ａ２Ｓに、第２象限光８２ａの−１次回折光８ａ２'は、検出セル７２'、７３'の内部に収まる光スポット８ａ２Ｓ'に、第３象限光８３ａの１次回折光８ａ３は、検出セル７５、７６の内部に収まる光スポット８ａ３Ｓに、第３象限光８３ａの−１次回折光８ａ３'は、検出セル７５'、７６'の内部に収まる光スポット８ａ３Ｓ'に、第４象限光８４ａの１次回折光８ａ４は、検出セル７５、７６の内部に収まる光スポット８ａ４Ｓに、第４象限光８４ａの−１次回折光８ａ４'は、検出セル７５'、７６'の内部に収まる光スポット８ａ４Ｓ'にそれぞれ集光する（各光スポットは実線で表示）。
光検出器７の再生信号検出部の上に戻り光８ｂが投射される場合、第１象限光８１ｂの１次回折光８ｂ１は、そのほとんどの部分が検出セル７１の内部に収まる光スポット８ｂ１Ｓに、第１象限光８１ｂの−１次回折光８ｂ１'は、検出セル７２'〜７６'の内部で広がる光スポット８ｂ１Ｓ'に、第２象限光８２ｂの１次回折光８ｂ２は、そのほとんどの部分が検出セル７１の内部に収まる光スポット８ｂ２Ｓに、第２象限光８２ｂの−１次回折光８ｂ２'は、検出セル７２'〜７６'の内部で広がる光スポット８ｂ２Ｓ'に、第３象限光８３ｂの１次回折光８ｂ３は、そのほとんどの部分が検出セル７７の内部に収まる光スポット８ｂ３Ｓに、第３象限光８３ｂの−１次回折光８ｂ３'は、検出セル７２'〜７６'の内部で広がる光スポット８ｂ３Ｓ'に、第４象限光８４ｂの１次回折光８ｂ４は、そのほとんどの部分が検出セル７７の内部に収まる光スポット８ｂ４Ｓに、第４象限光８４ｂの−１次回折光８ｂ４'は、検出セル７２'〜７６'の内部で広がる光スポット８ｂ４Ｓ'にそれぞれ集光する（各光スポットは破線で表示）。
以上の光スポットは、１次回折光と−１次回折光との間隔が広がったことを除いて、図１２に示す上記第３の実施の形態における光スポットと全く同じである。
図１８は、対物レンズ５による集光点が光ディスクの第２信号面６ｂ上にあり、戻り光８ｂの集光点が戻り光８ａの集光点よりも奥（ビームスプリッタ２から遠ざかる側）にあること以外は全て図１５と同じであり、重複する説明は省略する。
図１８に示すように、第２信号面６ｂに集光する光のうち、その一部は、第２信号面６ｂに到達することなく第１信号面６ａで反射して、戻り光８ｂとなる。この戻り光８ｂは、対物レンズ５によって集光されて、ホログラム４に入射し、当該ホログラム４で回折される。ホログラム４で回折された戻り光８ｂは、コリメートレンズ３によって集光され、ビームスプリッタ２のスプリット面２ａで反射して、光路を折り曲げられる。光路を折り曲げられた戻り光８ｂは、光検出器７上に分散して集光する（０次回折光の光路は破線で表示）。但し、戻り光８ｂの集光点は、戻り光８ａの集光点よりも奥（ビームスプリッタ２から遠ざかる側）にある。
図１９に示す点８０Ｓは、図１７の場合と同じく、ホログラム４を通過した第１象限光８１ａ、第２象限光８２ａ、第３象限光８３ａ、第４象限光８４ａの０次回折光が集光する位置であり、戻り光８ａのうちで光検出器７の検出部の上に投射される光スポットの形状は、すべて図１７の場合と同じである。しかし、戻り光８ｂのうちで光検出器７の検出部の上に投射される光スポットの形状は、図１７に対し点８０Ｓに関して反転したパターンとなる。以上の光スポットは、１次回折光と−１次回折光との間隔が広がったことを除いて、図１４に示す上記第３の実施の形態における光スポットと全く同じである。
検出セルのいくつかは導通されており、結果として以下の７つの信号が得られるように構成されている。
Ｓ１＝検出セル７２で得られる信号＋検出セル７４で得られる信号
＋検出セル７６で得られる信号
Ｓ２＝検出セル７３で得られる信号＋検出セル７５で得られる信号
Ｓ３ａ＝検出セル７２ａ'で得られる信号
＋検出セル７４ａ'で得られる信号
＋検出セル７６ａ'で得られる信号
Ｓ３ｂ＝検出セル７２ｂ'で得られる信号
＋検出セル７４ｂ'で得られる信号
＋検出セル７６ｂ'で得られる信号
Ｓ４ａ＝検出セル７３ａ'で得られる信号
＋検出セル７５ａ'で得られる信号
Ｓ４ｂ＝検出セル７３ｂ'で得られる信号
＋検出セル７５ｂ'で得られる信号
Ｓ５＝検出セル７１で得られる信号＋検出セル７７で得られる信号
＋検出セル７１'で得られる信号＋検出セル７７'で得られる
信号
図１６に示す矢印６Ｒを光ディスクの半径方向として（上記第３の実施の形態に比べて、ホログラム４、光検出器７に対する方位が９０度回転している）、光ディスクの第１信号面６ａ、第２信号面６ｂへのフォーカスエラー信号ＦＥ、光ディスクのトラックへのトラッキングエラー信号ＴＥ、光ディスクの信号面の再生信号ＲＦ、光ディスクの信号面の近接他面からの迷光信号ＳＬは、下記式（１５）〜(１８)に基づいて検出される。
＋検出セル７６で得られる信号
Ｓ２＝検出セル７３で得られる信号＋検出セル７５で得られる信号
Ｓ３ａ＝検出セル７２ａ'で得られる信号
＋検出セル７４ａ'で得られる信号
＋検出セル７６ａ'で得られる信号
Ｓ３ｂ＝検出セル７２ｂ'で得られる信号
＋検出セル７４ｂ'で得られる信号
＋検出セル７６ｂ'で得られる信号
Ｓ４ａ＝検出セル７３ａ'で得られる信号
＋検出セル７５ａ'で得られる信号
Ｓ４ｂ＝検出セル７３ｂ'で得られる信号
＋検出セル７５ｂ'で得られる信号
Ｓ５＝検出セル７１で得られる信号＋検出セル７７で得られる信号
＋検出セル７１'で得られる信号＋検出セル７７'で得られる
信号
図１６に示す矢印６Ｒを光ディスクの半径方向として（上記第３の実施の形態に比べて、ホログラム４、光検出器７に対する方位が９０度回転している）、光ディスクの第１信号面６ａ、第２信号面６ｂへのフォーカスエラー信号ＦＥ、光ディスクのトラックへのトラッキングエラー信号ＴＥ、光ディスクの信号面の再生信号ＲＦ、光ディスクの信号面の近接他面からの迷光信号ＳＬは、下記式（１５）〜(１８)に基づいて検出される。
ＦＥ＝Ｓ１＋Ｓ４ａ＋Ｓ４ｂ
−（Ｓ２＋Ｓ３ａ＋Ｓ３ｂ） 式（１５）
ＴＥ＝Ｓ３ｂ＋Ｓ４ｂ−Ｓ３ａ−Ｓ４ａ 式（１６）
ＲＦ＝Ｓ１＋Ｓ２＋Ｓ３ａ＋Ｓ３ｂ
＋Ｓ４ａ＋Ｓ４ｂ−Ｓ５ 式（１７）
ＳＬ＝Ｓ５ 式（１８）
上記第３の実施の形態と同様に、図１７において、光スポット８ａ１Ｓ、８ａ２Ｓ、８ａ３Ｓ、８ａ４Ｓは、検出セル７２〜７６の内部に収まり、光スポット８ｂ１Ｓ、８ｂ２Ｓ、８ｂ３Ｓ、８ｂ４Ｓは、ほとんど検出セル７１、７７の内部に収まり、光スポット８ａ１Ｓ'、８ａ２Ｓ'、８ａ３Ｓ'、８ａ４Ｓ'、８ｂ１Ｓ'、８ｂ２Ｓ'、８ｂ３Ｓ'、８ｂ４Ｓ'は、検出セル７２'〜７６'の内部に収まっている。一方、図１９おいて、光スポット８ａ１Ｓ'、８ａ２Ｓ'、８ａ３Ｓ'、８ａ４Ｓ'は、検出セル７２'〜７６'の内部に収まり、光スポット８ｂ１Ｓ'、８ｂ２Ｓ'、８ｂ３Ｓ'、８ｂ４Ｓ'は、ほとんど検出セル７１'、７７'の内部に収まり、光スポット８ａ１Ｓ、８ａ２Ｓ、８ａ３Ｓ、８ａ４Ｓ、８ｂ１Ｓ、８ｂ２Ｓ、８ｂ３Ｓ、８ｂ４Ｓは、検出セル７２〜７６の内部に収まっている。従って、光ディスクでの集光点が第１信号面６ａ側にあっても第２信号面６ｂ側にあっても、上記式（１８）の信号ＳＬは、近接他面からの迷光成分の光量を示すこととなる。一方、Ｓ１＋Ｓ２＋Ｓ３ａ＋Ｓ３ｂ＋Ｓ４ａ＋Ｓ４ｂに含まれる近接他面からの迷光成分の光量は、Ｓ５に含まれる迷光成分の光量に一致するので、光ディスクの信号面の再生信号ＲＦを検出するための式である上記式（１７）によって迷光成分がほぼ完全に除去されている。よって、近接他面の記録状況や番地ピットの存在の如何によらず、焦点制御面の再生信号の正確な読み取りが可能となる。一般に、さらに第２信号面６ｂに信号を記録する場合でも、第１信号面６ａの反射光量である迷光信号ＳＬから第１信号面６ａの透過光量を推定し、この推定値に基づいて光源１からの出力を増減させることにより、第２信号面６ｂに信号を記録するための光スポットの強度を、正確な書き込みができるように制御することが可能となる。
−（Ｓ２＋Ｓ３ａ＋Ｓ３ｂ） 式（１５）
ＴＥ＝Ｓ３ｂ＋Ｓ４ｂ−Ｓ３ａ−Ｓ４ａ 式（１６）
ＲＦ＝Ｓ１＋Ｓ２＋Ｓ３ａ＋Ｓ３ｂ
＋Ｓ４ａ＋Ｓ４ｂ−Ｓ５ 式（１７）
ＳＬ＝Ｓ５ 式（１８）
上記第３の実施の形態と同様に、図１７において、光スポット８ａ１Ｓ、８ａ２Ｓ、８ａ３Ｓ、８ａ４Ｓは、検出セル７２〜７６の内部に収まり、光スポット８ｂ１Ｓ、８ｂ２Ｓ、８ｂ３Ｓ、８ｂ４Ｓは、ほとんど検出セル７１、７７の内部に収まり、光スポット８ａ１Ｓ'、８ａ２Ｓ'、８ａ３Ｓ'、８ａ４Ｓ'、８ｂ１Ｓ'、８ｂ２Ｓ'、８ｂ３Ｓ'、８ｂ４Ｓ'は、検出セル７２'〜７６'の内部に収まっている。一方、図１９おいて、光スポット８ａ１Ｓ'、８ａ２Ｓ'、８ａ３Ｓ'、８ａ４Ｓ'は、検出セル７２'〜７６'の内部に収まり、光スポット８ｂ１Ｓ'、８ｂ２Ｓ'、８ｂ３Ｓ'、８ｂ４Ｓ'は、ほとんど検出セル７１'、７７'の内部に収まり、光スポット８ａ１Ｓ、８ａ２Ｓ、８ａ３Ｓ、８ａ４Ｓ、８ｂ１Ｓ、８ｂ２Ｓ、８ｂ３Ｓ、８ｂ４Ｓは、検出セル７２〜７６の内部に収まっている。従って、光ディスクでの集光点が第１信号面６ａ側にあっても第２信号面６ｂ側にあっても、上記式（１８）の信号ＳＬは、近接他面からの迷光成分の光量を示すこととなる。一方、Ｓ１＋Ｓ２＋Ｓ３ａ＋Ｓ３ｂ＋Ｓ４ａ＋Ｓ４ｂに含まれる近接他面からの迷光成分の光量は、Ｓ５に含まれる迷光成分の光量に一致するので、光ディスクの信号面の再生信号ＲＦを検出するための式である上記式（１７）によって迷光成分がほぼ完全に除去されている。よって、近接他面の記録状況や番地ピットの存在の如何によらず、焦点制御面の再生信号の正確な読み取りが可能となる。一般に、さらに第２信号面６ｂに信号を記録する場合でも、第１信号面６ａの反射光量である迷光信号ＳＬから第１信号面６ａの透過光量を推定し、この推定値に基づいて光源１からの出力を増減させることにより、第２信号面６ｂに信号を記録するための光スポットの強度を、正確な書き込みができるように制御することが可能となる。
また、上記式（１５）に示すフォーカスエラー信号ＦＥは、上記第１の実施の形態の場合とほとんど同じである。すなわち、本実施の形態におけるディフォーカスとフォーカスエラー信号ＦＥとの関係は、近似的に図８で与えられる。従って、近接他面の影響によるフォーカス制御への影響はほとんど存在しないと考えられる。これは、合焦点のときに、図１７において、近接他面からの迷光成分の光スポット８ｂ１Ｓ、８ｂ２Ｓ、８ｂ３Ｓ、８ｂ４Ｓのほとんどの領域が検出セル７２〜７６の外部にはみ出しているために、信号Ｆ１、Ｆ２として検出されず、迷光成分の光スポット８ｂ１Ｓ'、８ｂ２Ｓ'、８ｂ３Ｓ'、８ｂ４Ｓ'が検出セル７２'〜７６'のほぼ全体に跨って広がっているために、フォーカスエラー信号ＦＥとしてはキャンセルされることからも明らかである。
また、図１９においても、近接他面からの迷光成分の光スポット８ｂ１Ｓ'、８ｂ２Ｓ'、８ｂ３Ｓ'、８ｂ４Ｓ'のほとんどの領域が検出セル７２'〜７６'の外部にはみ出しているため、信号Ｆ１、Ｆ２として検出されず、迷光成分の光スポット８ｂ１Ｓ、８ｂ２Ｓ、８ｂ３Ｓ、８ｂ４Ｓが検出セル７２〜７６のほぼ全体に跨って広がっているため、フォーカスエラー信号ＦＥとしてはキャンセルされる。
以上により、焦点制御面への正確なフォーカシングが乱されることなく、信号の読み取りや信号の書き込みを正確に行うことが可能となる。また、本実施の形態は、各検出セル間の分割線が光の回折方向に揃っているので、光源１の波長変動があっても、光スポットの変位が分割線に沿ってなされる。従って、本実施の形態は、１次回折光と−１次回折光との間隔が広がっていてもフォーカスエラー信号ＦＥ等が影響を受けないというメリットがある。さらに、対物レンズ５が光ディスクの径方向６Ｒに沿ってシフトしても、検出面上での光スポットの変位が分割線に沿ってなされるので、その影響が発生しにくい。
［第５の実施の形態］
図２０は本発明の第５の実施の形態における光ディスク装置を示す概略断面図（光ディスクの第１信号面上に集光する場合）、図２１は当該光ディスク装置に用いられる光分岐手段としてのホログラムに形成されたホログラムパターンを示す図、図２２は図２０の状態での当該光ディスク装置に用いられる光検出器に形成された光検出パターンとその上の光分布の様子を示す図、図２３は本発明の第５の実施の形態における光ディスク装置を示す概略断面図（光ディスクの第２信号面上に集光する場合）、図２４は図２３の状態での当該光ディスク装置に用いられる光検出器に形成された光検出パターンとその上の光分布の様子を示す図である。本実施の形態において、回折格子９の代わりにシリンドリカルレンズ３'が設けられていることと、ホログラム４上のホログラムパターン及び光検出器７上の光検出パターンが異なること以外は全て上記第１の実施の形態と同じであり、上記第１の実施の形態における光ディスク装置と共通の構成部材については、同一の符号を付して説明する。ここで、シリンドリカルレンズ３'は、円柱方向を光軸回りに紙面から４５度回転させて配置されている。
図２０は本発明の第５の実施の形態における光ディスク装置を示す概略断面図（光ディスクの第１信号面上に集光する場合）、図２１は当該光ディスク装置に用いられる光分岐手段としてのホログラムに形成されたホログラムパターンを示す図、図２２は図２０の状態での当該光ディスク装置に用いられる光検出器に形成された光検出パターンとその上の光分布の様子を示す図、図２３は本発明の第５の実施の形態における光ディスク装置を示す概略断面図（光ディスクの第２信号面上に集光する場合）、図２４は図２３の状態での当該光ディスク装置に用いられる光検出器に形成された光検出パターンとその上の光分布の様子を示す図である。本実施の形態において、回折格子９の代わりにシリンドリカルレンズ３'が設けられていることと、ホログラム４上のホログラムパターン及び光検出器７上の光検出パターンが異なること以外は全て上記第１の実施の形態と同じであり、上記第１の実施の形態における光ディスク装置と共通の構成部材については、同一の符号を付して説明する。ここで、シリンドリカルレンズ３'は、円柱方向を光軸回りに紙面から４５度回転させて配置されている。
図２１に示すように、ホログラム４は、光軸とホログラム４の表面との交点４０で交差する直線により、第１象限４１、第２象限の半分４２と残りの半分４２'、第３象限４３、第４象限の半分４４と残りの半分４４'の６個の領域に６分割されており、それぞれパターンが形成されている。尚、各領域の分割線は、光ディスクの半径方向６Ｒと４５度又は９０度の角度をなす方位にある。
図２２に示すように、光検出器７の再生信号検出部は、検出セル７１〜７６により構成されている。
図２０に示すように、光源１から出射された光は、ビームスプリッタ２を透過し、コリメートレンズ３によって集光されて平行光となる。この平行光は、ホログラム４を透過した後、対物レンズ５によって光ディスクの第１信号面６ａ上に集光する（光路は実線で表示）。この第１信号面６ａで反射した戻り光８ａは、対物レンズ５によって集光されて、ホログラム４に入射し、当該ホログラム４で回折される。ホログラム４で回折された戻り光８ａは、コリメートレンズ３によって集光され、ビームスプリッタ２のスプリット面２ａで反射して、光路を折り曲げられる。光路を折り曲げられた戻り光８ａは、シリンドリカルレンズ３'を透過した後、光検出器７上に分散して集光する（０次回折光の光路は実線で表示）。ここで、戻り光８ａは、円柱方向を光軸回りに４５度回転させて配置されたシリンドリカルレンズ３'を透過するので、この方位に非点収差が加えられ、光検出器７上では最小錯乱円の近傍の集光状態となり、光検出器７上での光分布は、開口面上での光分布が光軸回りに９０度回転した状態となる。
光ディスクの第１信号面６ａは半透明性であるため、この第１信号面６ａに集光する光のうち、これを透過した光は、第２信号面６ｂに到達する。そして、第２信号面６ｂで反射した戻り光８ｂは、再び第１信号面６ａを透過し、対物レンズ５によって集光されて、ホログラム４に入射し、当該ホログラム４で回折される。ホログラム４で回折された戻り光８ｂは、コリメートレンズ３によって集光され、ビームスプリッタ２のスプリット面２ａで反射して、光路を折り曲げられる。光路を折り曲げられた戻り光８ｂは、シリンドリカルレンズ３'を透過した後、光検出器７上に分散して集光する（０次回折光の光路は破線で表示）。但し、戻り光８ｂの集光点は、戻り光８ａの集光点よりも手前（ビームスプリッタ２に近づく側）にあり、戻り光８ａと同様にシリンドリカルレンズ３'を透過するので、非点収差が加えられ、光検出器７上での光分布は、開口面上での光分布が光軸回りに９０度回転した状態となる。
上記したように、ホログラム４は、光軸とホログラム４の表面との交点４０で交差する直線により、第１象限４１、第２象限の半分４２と残りの半分４２'、第３象限４３、第４象限の半分４４と残りの半分４４'の６個の領域に６分割されている。そして、ホログラム４は、各領域により、光ディスクの第１信号面６ａ（又は第２信号面６ｂ）からの戻り光８を、第１象限光８１ａ（又は８１ｂ）、第２象限光８２ａ（又は８２ｂ）及び８２ａ'(又は８２ｂ')、第３象限光８３ａ（又は８３ｂ）、第４象限光８４ａ（又は８４ｂ）及び８４ａ'（又は８４ｂ'）に６分割して、それぞれの領域で回折させる。このホログラム４による回折効率は、例えば、０次光が１０％程度、±１次光が３５％程度、又は、０次光が７０％程度、±１次光が１０％程度である。
光検出器７の再生信号検出部の上に戻り光８ａが投射される場合、図２１、図２２に示すように、光スポット８ａＳは、ホログラム４を通過した第１象限光８１ａ、第２象限光８２ａ、８２ａ'、第３象限光８３ａ、第４象限光８４ａ、８４ａ'の０次回折光の集光スポットであり、４等分された検出セル７１〜７４の上に集光し、これらの中に収まる。光スポット８ａ１Ｓ、８ａ２Ｓ、８ａ２Ｓ'、８ａ３Ｓ、８ａ４Ｓ、８ａ４Ｓ'は、それぞれ第１象限光８１ａ、第２象限光８２ａ、８２ａ'、第３象限光８３ａ、第４象限光８４ａ、８４ａ'の１次回折光の集光スポットである。そして、図２２Ａの例においては、光スポット８ａ１Ｓ、８ａ２Ｓ、８ａ４Ｓが検出セル７６の内部に、光スポット８ａ２Ｓ'、８ａ３Ｓ、８ａ４Ｓ'が検出セル７５の内部にそれぞれ収まり、図２２Ｂの例においては、光スポット８ａ１Ｓ、８ａ２Ｓ'、８ａ４Ｓ'が検出セル７６の内部に、光スポット８ａ２Ｓ、８ａ３Ｓ、８ａ４Ｓが検出セル７５の内部にそれぞれ収まる。
光検出器７の再生信号検出部の上に戻り光８ｂが投射される場合、図２１、図２２に示すように、光スポット８ｂＳは、ホログラム４を通過した第１象限光８１ｂ、第２象限光８２ｂ、８２ｂ'、第３象限光８３ｂ、第４象限光８４ｂ、８４ｂ'の０次回折光の集光スポットであり、４等分された検出セル７１〜７４の上に集光する。光スポット８ｂ１Ｓ、８ｂ２Ｓ、８ｂ２Ｓ'、８ｂ３Ｓ、８ｂ４Ｓ、８ｂ４Ｓ'は、それぞれ第１象限光８１ｂ、第２象限光８２ｂ、８２ｂ'、第３象限光８３ｂ、第４象限光８４ｂ、８４ｂ'の１次回折光の集光スポットである。そして、図２２Ａの例においては、光スポット８ｂ１Ｓ、８ｂ２Ｓ、８ｂ４Ｓが検出セル７６の境界線近傍に懸かるだけでほとんどが外に、光スポット８ｂ２Ｓ'、８ｂ３Ｓ、８ｂ４Ｓ'が検出セル７５の境界線近傍に懸かるだけでほとんどが外にそれぞれはみ出している。また、図２２Ｂの例においては、光スポット８ｂ１Ｓ、８ｂ２Ｓ'、８ｂ４Ｓ'が検出セル７６の境界線近傍に懸かるだけでほとんどが外に、光スポット８ｂ２Ｓ、８ｂ３Ｓ、８ｂ４Ｓが検出セル７５の境界線近傍に懸かるだけでほとんどが外にそれぞれはみ出している。
図２３は、対物レンズ５による集光点が光ディスクの第２信号面６ｂ上にあり、戻り光８ｂの集光点が戻り光８ａの集光点よりも奥（ビームスプリッタ２から遠ざかる側）にあること以外は全て図２０と同じであり、重複する説明は省略する。
図２３に示すように、第２信号面６ｂに集光する光のうち、その一部は、第２信号面６ｂに到達することなく第１信号面６ａで反射して、戻り光８ｂとなる。この戻り光８ｂは、対物レンズ５によって集光されて、ホログラム４に入射し、当該ホログラム４で回折される。ホログラム４で回折された戻り光８ｂは、コリメートレンズ３によって集光され、ビームスプリッタ２のスプリット面２ａで反射して、光路を折り曲げられる。光路を折り曲げられた戻り光８ｂは、光検出器７上に分散して集光する（０次回折光の光路は破線で表示）。但し、戻り光８ｂの集光点は、戻り光８ａの集光点よりも奥（ビームスプリッタ２から遠ざかる側）にある。
光検出器７の再生信号検出部の上に戻り光８ａが投射される場合、図２１、図２４に示すように、光スポット８ａＳは、ホログラム４を通過した第１象限光８１ａ、第２象限光８２ａ、８２ａ'、第３象限光８３ａ、第４象限光８４ａ、８４ａ'の０次回折光の集光スポットであり、４等分された検出セル７１〜７４の上に集光し、これらの中に収まる。光スポット８ａ１Ｓ、８ａ２Ｓ、８ａ２Ｓ'、８ａ３Ｓ、８ａ４Ｓ、８ａ４Ｓ'は、それぞれ第１象限光８１ａ、第２象限光８２ａ、８２ａ'、第３象限光８３ａ、第４象限光８４ａ、８４ａ'の１次回折光の集光スポットである。そして、図２４Ａの例においては、光スポット８ａ１Ｓ、８ａ２Ｓ、８ａ４Ｓが検出セル７６の内部に、光スポット８ａ２Ｓ'、８ａ３Ｓ、８ａ４Ｓ'が検出セル７５の内部にそれぞれ収まり、図２４Ｂの例においては、光スポット８ａ１Ｓ、８ａ２Ｓ'、８ａ４Ｓ'が検出セル７６の内部に、光スポット８ａ２Ｓ、８ａ３Ｓ、８ａ４Ｓが検出セル７５の内部にそれぞれ収まる。
光検出器７の再生信号検出部の上に戻り光８ｂが投射される場合、図２１、図２４に示すように、光スポット８ｂＳは、ホログラム４を通過した第１象限光８１ｂ、第２象限光８２ｂ、８２ｂ'、第３象限光８３ｂ、第４象限光８４ｂ、８４ｂ'の０次回折光の集光スポットであり、４等分された検出セル７１〜７４の上に集光する。光スポット８ｂ１Ｓ、８ｂ２Ｓ、８ｂ２Ｓ'、８ｂ３Ｓ、８ｂ４Ｓ、８ｂ４Ｓ'は、それぞれ第１象限光８１ｂ、第２象限光８２ｂ、８２ｂ'、第３象限光８３ｂ、第４象限光８４ｂ、８４ｂ'の１次回折光の集光スポットである。そして、図２４Ａの例においては、光スポット８ｂ１Ｓ、８ｂ２Ｓ、８ｂ４Ｓが検出セル７６の境界線近傍に懸かるだけでほとんどが外に、光スポット８ｂ２Ｓ'、８ｂ３Ｓ、８ｂ４Ｓ'が検出セル７５の境界線近傍に懸かるだけでほとんどが外にそれぞれはみ出している。また、図２４Ｂの例においては、光スポット８ｂ１Ｓ、８ｂ２Ｓ'、８ｂ４Ｓ'が検出セル７６の境界線近傍に懸かるだけでほとんどが外に、光スポット８ｂ２Ｓ、８ｂ３Ｓ、８ｂ４Ｓが検出セル７５の境界線近傍に懸かるだけでほとんどが外にそれぞれはみ出している。
以上の検出セルからは、以下の６つの信号が得られる。
Ｓ１＝検出セル７１で得られる信号
Ｓ２＝検出セル７２で得られる信号
Ｓ３＝検出セル７３で得られる信号
Ｓ４＝検出セル７４で得られる信号
Ｓ５＝検出セル７５で得られる信号
Ｓ６＝検出セル７６で得られる信号
図２１に示す矢印６Ｒを光ディスクの半径方向として、光ディスクの第１信号面６ａ、第２信号面６ｂへのフォーカスエラー信号ＦＥ、光ディスクのトラックへのトラッキングエラー信号ＴＥ、光ディスクの信号面の再生信号ＲＦは、下記式（１９）〜(２１)に基づいて検出される。
Ｓ２＝検出セル７２で得られる信号
Ｓ３＝検出セル７３で得られる信号
Ｓ４＝検出セル７４で得られる信号
Ｓ５＝検出セル７５で得られる信号
Ｓ６＝検出セル７６で得られる信号
図２１に示す矢印６Ｒを光ディスクの半径方向として、光ディスクの第１信号面６ａ、第２信号面６ｂへのフォーカスエラー信号ＦＥ、光ディスクのトラックへのトラッキングエラー信号ＴＥ、光ディスクの信号面の再生信号ＲＦは、下記式（１９）〜(２１)に基づいて検出される。
ＦＥ＝Ｓ１＋Ｓ３−Ｓ２−Ｓ４ 式（１９）
ＴＥ＝Ｓ５−Ｓ６ 式（２０）
ＲＦ＝Ｓ５＋Ｓ６ 式（２１）
ここで、上記式（１９）に基づくフォーカスエラー検出法は、いわゆる非点収差法によるフォーカスエラー検出法である。上記式（２０）においては、トラッキングエラー検出に検出セル７５、７６上の光が用いられているので、光ディスクでの集光点が第１信号面６ａ側にあっても第２信号面６ｂ側にあっても、近接他面からの迷光成分の影響を殆ど無くすことができ、安定したトラッキング制御が可能となる。また、上記式（２１）においては、再生信号ＲＦの検出に検出セル７５、７６上の光が用いられているので、迷光成分をほぼ完全に除去することができ、その結果、近接他面の記録状況や番地ピットの存在の如何によらず、焦点制御面の再生信号の正確な読み取りが可能となる。尚、図２２Ｂ及び図２４Ｂでの構成は、図２２Ａ及び図２４Ａの構成においてトラッキングエラー信号ＴＥの含まれていない領域（光ディスクからの溝回折光であって、０次光と±１次光が重なっていない領域）からの光スポット（８ａ２Ｓ、８ａ４Ｓと８ａ２Ｓ'、８ａ４Ｓ'）を入れ替えているだけの構成であり、トラッキング感度は変わらないが、この入れ替えによって対物レンズ５のシフト（トラッキング制御に伴う光軸とレンズ中心軸との乖離）の影響をキャンセルするトラッキングエラー検出法となっている。
ＴＥ＝Ｓ５−Ｓ６ 式（２０）
ＲＦ＝Ｓ５＋Ｓ６ 式（２１）
ここで、上記式（１９）に基づくフォーカスエラー検出法は、いわゆる非点収差法によるフォーカスエラー検出法である。上記式（２０）においては、トラッキングエラー検出に検出セル７５、７６上の光が用いられているので、光ディスクでの集光点が第１信号面６ａ側にあっても第２信号面６ｂ側にあっても、近接他面からの迷光成分の影響を殆ど無くすことができ、安定したトラッキング制御が可能となる。また、上記式（２１）においては、再生信号ＲＦの検出に検出セル７５、７６上の光が用いられているので、迷光成分をほぼ完全に除去することができ、その結果、近接他面の記録状況や番地ピットの存在の如何によらず、焦点制御面の再生信号の正確な読み取りが可能となる。尚、図２２Ｂ及び図２４Ｂでの構成は、図２２Ａ及び図２４Ａの構成においてトラッキングエラー信号ＴＥの含まれていない領域（光ディスクからの溝回折光であって、０次光と±１次光が重なっていない領域）からの光スポット（８ａ２Ｓ、８ａ４Ｓと８ａ２Ｓ'、８ａ４Ｓ'）を入れ替えているだけの構成であり、トラッキング感度は変わらないが、この入れ替えによって対物レンズ５のシフト（トラッキング制御に伴う光軸とレンズ中心軸との乖離）の影響をキャンセルするトラッキングエラー検出法となっている。
尚、本実施の形態においては、検出セル７５、７６を取り囲む形で、近接他面からの迷光成分を捕捉する検出セル７７（図示せず）を配置し、当該検出セル７７を用いて近接他面からの迷光信号ＳＬを検出するように構成することも考えられる。そして、この場合、検出セル７１〜７４のサイズを、近接他面からの迷光成分を完全に内部に含む大きさとし、Ｓ７を検出セル７７で得られる信号として、光ディスクの信号面の再生信号ＲＦを、下記式（２２）に基づいて検出してもよい。
ＲＦ＝Ｓ１＋Ｓ２＋Ｓ３＋Ｓ４−ｍ×Ｓ７ 式（２２）
但し、上記式（２２）中、係数ｍはホログラム４の回折効率に関係する値であって、ｍ＝０次回折効率／１次回折効率である。
但し、上記式（２２）中、係数ｍはホログラム４の回折効率に関係する値であって、ｍ＝０次回折効率／１次回折効率である。
光ディスクの信号面の再生信号ＲＦを、上記式（２２）に基づいて検出することにより、迷光成分をほぼ完全に除去することができ、近接他面の記録状況や番地ピットの存在の如何によらず、焦点制御面の再生信号の正確な読み取りが可能となる。さらに、第２信号面６ｂに信号を記録する場合でも、第１信号面６ａの反射光量である迷光信号ＳＬから第１信号面６ａの透過光量を推定し、この推定値に基づいて光源１からの出力を増減させることにより、第２信号面６ｂに信号を記録するための光スポットの強度を、正確な書き込みができるように制御することが可能となる。
以上、第１〜第５の実施の形態について説明したが、従来技術との相違点は、光ディスク上でフォーカシングしている焦点制御面からの光スポットと近接他面からの光スポットとが検出面上で回折光軸に対して反転しており（言い換えれば、一方の戻り光が検出面の手前で結像し、他方の戻り光が検出面の奥で結像する関係にあり）、それぞれの光スポットを別々の検出セル（領域）で分別して検出する機構を備えていることにある。
この機構により、近接他面からの迷光成分の検出と除去を同時に行うことが可能となり、この機構さえあれば、ホログラムに形成されるホログラムパターンや光検出器に形成される光検出パターンが異なっても、同じ効果が得られる。
また、上記第１〜第５の実施の形態においては、２つの近接した信号面を有する光ディスクを前提として説明しているが、３つ以上の近接した信号面を有する光ディスクについても、当然に、同様の効果が得られる。また、ホログラム４は、偏光性ホログラムであってもよく、コリメートレンズ３と光検出器７との間に配置されていてもよい。
尚、調整誤差の関係で、２つの光スポットを完全に分別して検出することは実質上困難であるが、少なくとも各検出セル（領域）でそれぞれの光スポットの８割以上の光量を捕捉して検出できれば（言い換えれば、迷光光量の混入率が２０％以下であれば）、実用上問題はない。
図２５に、調整誤差がある場合の、光検出面上の光スポットと分割線との関係を示す。図２５Ａは、図３における再生信号検出部の分割線７４ａの近傍での光スポットの様子を示している。図２５Ａに示すように、分割線７４ａが回折光軸ｍ4 と検出面との交点Ｍ４からδだけシフトすると、近接他面からの光スポット８ｂ４Ｓの総光量に対する検出セル７４側に漏れ込む光量の比は、２／π×（δ／ｒ）2 で与えられる。但し、ｒは近接他面からの光スポットの径である。よって、迷光光量の混入率２０％で規定すると、上記第１の実施の形態の場合、光スポットの位置誤差はδ＝０.５６ｒまで許容できる。また、図２５Ｂは、図１７における再生信号検出部の分割線７７ａの近傍での光スポットの様子を示している。図２５Ｂに示すように、検出セル７６と検出セル７７との間の分割線７７ａが回折光軸ｍ４と検出面との交点Ｍ４からδだけシフトすると、近接他面からの光スポット８ｂ４Ｓの総光量に対する検出セル７６側に漏れ込む光量の比は、近似的に４δ／πｒで与えられる。よって、迷光光量の混入率２０％で規定すると、上記第４の実施の形態の場合、光スポットの位置誤差はδ＝０.１６ｒまで許容できる。
Claims (8)
- 光源と、前記光源から出射された光を光ディスク上に集光する対物レンズと、前記光ディスクで反射した光を回折する光分岐手段と、前記光分岐手段によって回折された光が集光する光検出器とを備えた光ディスク装置であって、
前記光分岐手段は、光軸と交差する直線によってｎ個（但し、ｎ≧２）の領域Ａｋ（但し、ｋ＝１、２、・・・、ｎ）に分割され、
前記光検出器は、少なくとも２つの領域Ａ、Ａ'に区分けされており、
前記光源から出射された光は、前記対物レンズにより、複数の信号面を有する前記光ディスクのいずれかの信号面に集光し、
前記集光した信号面（集光面）で反射した光、及び前記集光した信号面に近接する信号面（近接面）で反射した光は、それぞれ前記対物レンズを経由して前記光分岐手段に入射する光ａ、ａ'となり、
前記光分岐手段の前記領域Ａｋに入射した前記光ａ、ａ'は、それぞれ、共通の回折光軸を有する１次回折光ａｋ、ａｋ'を派生して前記光検出器上に投射され、
前記１次回折光ａｋ、ａｋ’が前記光検出器の前及び後で集光し、これらの集光点により前記光検出器が挟まれる位置関係により、前記１次回折光ａｋ、ａｋ’の前記光検出器上での分布が、前記回折光軸と前記検出面との交点に対してほぼ反転し、
前記１次回折光ａｋは前記領域Ａ内にほぼ包含され、前記１次回折光ａｋ'は前記領域Ａ'内にほぼ包含されることを特徴とする光ディスク装置。 - 前記光検出器は、前記領域Ａ、Ａ'以外に少なくとも２つの領域Ｂ、Ｂ'に区分けされており、
前記光分岐手段の前記領域Ａｋに入射した前記光ａ、ａ'は、それぞれ、共通の回折光軸を有する−１次回折光ｂｋ、ｂｋ'を派生して前記光検出器上に投射され、
前記−１次回折光ｂｋ、ｂｋ'の前記光検出器上での分布は、前記回折光軸と検出面との交点に対して相似しており、
前記−１次回折光ｂｋ、ｂｋ'は、共に前記領域Ｂ内にほぼ包含される請求項１に記載の光ディスク装置。 - 光源と、前記光源から出射された光を光ディスク上に集光する対物レンズと、前記光ディスクで反射した光を回折する光分岐手段と、前記光分岐手段によって回折された光が集光する光検出器とを備えた光ディスク装置であって、
前記光分岐手段は、光軸と交差する直線によってｎ個（但し、ｎ≧２）の領域Ｂｋ（但し、ｋ＝１、２、・・・、ｎ）に分割され、
前記光検出器は、少なくとも２つの領域Ｂ、Ｂ'に区分けされており、
前記光源から出射された光は、前記対物レンズにより、複数の信号面を有する前記光ディスクのいずれかの信号面に集光し、
前記集光した信号面（集光面）で反射した光、及び前記集光した信号面に近接する信号面（近接面）で反射した光は、それぞれ前記対物レンズを経由して前記光分岐手段に入射する光ｂ、ｂ'となり、
前記光分岐手段の前記領域Ｂｋに入射した前記光ｂ、ｂ'は、それぞれ、共通の回折光軸を有する−１次回折光ｂｋ、ｂｋ'を派生して前記光検出器上に投射され、
前記−１次回折光ｂｋ、ｂｋ ' が前記光検出器の前及び後で集光し、これらの集光点により前記光検出器が挟まれる位置関係により、前記−１次回折光ｂｋ、ｂk'の前記光検出器上での分布が、前記回折光軸と検出面との交点に対してほぼ反転し、
前記−１次回折光ｂｋは前記領域Ｂ内にほぼ包含され、前記−１次回折光ｂｋ'は前記領域Ｂ'内にほぼ包含されることを特徴とする光ディスク装置。 - 前記光検出器は、前記領域Ｂ、Ｂ'以外に少なくとも２つの領域Ａ、Ａ'に区分けされており、
前記光分岐手段の前記領域Ｂｋに入射した前記光ｂ、ｂ'は、それぞれ、共通の回折光軸を有する１次回折光ａｋ、ａｋ'を派生して前記光検出器上に投射され、
前記１次回折光ａｋ、ａｋ'の前記光検出器上での分布は、前記回折光軸と検出面との交点に対して相似しており、
前記１次回折光ａｋ、ａｋ'は、共に前記領域Ａ内にほぼ包含される請求項３に記載の光ディスク装置。 - 前記領域Ａで検出される信号をＳＡ、前記領域Ａ'で検出される信号をＳＡ'、前記領域Ｂで検出される信号をＳＢ、前記領域Ｂ'で検出される信号をＳＢ'とし、
前記光源から出射された光が前記光ディスクの第１の信号面上に集光する場合には、前記信号ＳＡを前記第１の信号面（集光面）の再生信号、前記信号ＳＡ'を第２の信号面（近接面）の反射信号とし、
前記光源から出射された光が前記光ディスクの前記第２の信号面上に集光する場合には、前記信号ＳＢを前記第２の信号面（集光面）の再生信号、前記信号ＳＢ'を前記第１の信号面（近接面）の反射信号とする請求項２又は４に記載の光ディスク装置。 - 前記領域Ａで検出される信号をＳＡ、前記領域Ａ'で検出される信号をＳＡ'、前記領域Ｂで検出される信号をＳＢ、前記領域Ｂ'で検出される信号をＳＢ'とし、
信号ＳＡ＋ＳＢ−ＳＡ'−ＳＢ'を前記集光した信号面（集光面）の再生信号、信号ＳＡ'＋ＳＢ'を前記集光した信号面に近接する信号面（近接面）の反射信号とする請求項２又は４に記載の光ディスク装置。 - 前記近接面が前記集光面よりも前記対物レンズ側にある場合には、前記近接面の反射信号に応じて前記集光面に集光する光の光量が一定になるように前記光源からの放射光量を制御する請求項５又は６に記載の光ディスク装置。
- 前記領域Ａ'、Ｂ'を含まず前記領域Ａ、Ｂを含む領域内で前記光検出器がさらに複数の領域に分割され、分割された前記複数の領域で検出される信号を演算することにより、前記光ディスクへのフォーカスエラー信号が生成される請求項２又は４に記載の光ディスク装置。
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