(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光出力の変化に応じて発散角が変化する光束を発する光源と、
上記光源から発せられた光束が光束分岐手段を介して入射され、この光束を光学記録媒体の信号記録面上に集光させる集光手段と、
上記光源より発せられ上記集光手段に入射される前の光束の一部が上記光学分岐手段を介して入射され、この光束の光出力を検出する光出力検出器と、
上記集光手段に入射される光束の径を規定する第１のアパーチャと、
上記光出力検出器に入射される光束の径を規定する第２のアパーチャとを備え、
上記第１及び第２のアパーチャとは、少なくとも上記光束の光軸に直交する方向であって上記光源の発光出力の変化に応じて発散角が変化する方向についての開口距離が光束分岐手段を介して互いに共役となされている光学ピックアップ装置。
【請求項２】
一端部が光束分岐手段である傾斜面部となされ信号読み出し用光検出器上に配設されたプリズムを有し、上記プリズムは、光源より発射された光束の一部を上記傾斜面部によって反射して集光手段である対物レンズに入射させるとともに、この光束の残部を該傾斜面部を透過させて光出力検出器の受光部に導き、該光束が光学記録媒体の信号記録面において反射された反射光束が該対物レンズを介して該傾斜面部に戻されてこの反射光束を該傾斜面部を透過させてプリズム内に進入させて上記信号読み出し用光検出器に導くこととなされた請求項１記載の光学ピックアップ装置。
【請求項３】
光源と、
上記光源から発せられた光束が光束分岐手段を介して入射され、この光束を光学記録媒体の信号記録面上に集光させる集光手段と、
上記光源より発せられ上記集光手段に入射される前の光束の一部が上記光学分岐手段を介して入射され、この光束の光出力を検出する光出力検出器と、
上記集光手段に入射される光束を規定する第１のアパーチャと、
上記光出力検出器に入射される光束を規定する第２のアパーチャとを備え、
上記光源より発せられた光束の光軸に直交するとともに互いに直交する座標軸をｘ軸及びｙ軸とし、上記第２のアパーチャを該ｘ軸に平行な２辺及び該ｙ軸に平行な２辺を有する矩形の開口を有するものとし、これら４辺の該各座標軸との交点を（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）とし、
上記光束の上記光源におけるｘ軸方向の発散角をθｘ、ｙ軸方向の発散角をθｙ、上記第１のアパーチャに入射される光束のｘ軸方向の開き角をＮＡｘ、ｙ軸方向の開き角をＮＡｙとし、この第１のアパーチャの入射瞳上の該光束の強度分布を、この入射瞳半径を１に規格化して、
【数１】
0003580040.tif 000021
とし、
【数２】
0003580040.tif 000022
として、
上記光源より発せられる光束の光出力が低出力であるときの該光出力検出器の受光面部に入射される光束の光出力を、
【数３】
0003580040.tif 000023
（Ｋ２Ｐは、光出力検出器の受光面部上の強度分布のピーク値）で示し、該集光手段を介して光学記録媒体上に集光される光束の光出力を、
【数４】
0003580040.tif 000024
（Ｋ１Ｐは、集光手段の入射瞳上の強度分布のピーク値）で示し、これら関数の比を、
ｆ（σｘＡ，σｙＡ）＝ｆａｐｃ（σｘＡ，σｙＡ）／Banmen（σｘＡ，σｙＡ）
で示し、上記光源より発せられる光束の光出力が高くなってこの光束の発散角が狭くなったときの該光出力検出器の受光面部に入射される光束の光出力を、
【数５】
0003580040.tif 000025
（Ｋ２Ｑは、光出力検出器の受光面部上の強度分布のピーク値）で示し、該集光手段を介して光学記録媒体上に集光される光束の光出力を、
【数６】
0003580040.tif 000026
（Ｋ１Ｑは、集光手段の入射瞳上の強度分布のピーク値）で示し、これら関数の比を、
ｆ（σｘＣ，σｙＣ）＝ｆａｐｃ（σｘＣ，σｙＣ）／Banmen（σｘＣ，σｙＣ）
で示したとき、
上記交点（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）は、
【数７】
0003580040.tif 000027
を成立させる値となっている光学ピックアップ装置。
【請求項４】
光学記録媒体を保持する媒体保持機構と、
発光出力の変化に応じて発散角が変化する光束を発する光源と、
上記光源から発せられた光束が光束分岐手段を介して入射され、この光束を光学記録媒体の信号記録面上に集光させる集光手段と、
上記媒体保持機構に保持された光学記録媒体の信号記録面上において情報信号が記録される記録トラックの接線方向及び上記集光手段の光軸に直交する方向に該集光手段を移動操作する集光手段駆動機構と、
上記光源より発せられ上記集光手段に入射される前の光束の一部が上記光束分岐手段を介して入射される光出力検出器と、
上記集光手段に入射される光束の径を規定する第１のアパーチャと、
上記光出力検出器に入射される光束の径を規定する第２のアパーチャと、
上記光出力検出器より出力される検出出力に応じて、上記光源の発光出力を制御する制御手段とを備え、
上記第１及び第２のアパーチャとは、少なくとも上記光束の光軸に直交する方向であって上記光源の発光出力の変化に応じて発散角が変化する方向についての開口距離が光束分岐手段を介して互いに共役となされているディスクプレーヤ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ディスクや光磁気ディスクの如き光学記録媒体に対して情報信号の書き込み及び読み出しを行う光学ピックアップ装置及びこの光学ピックアップ装置を備え該光ディスクや光磁気ディスクに対して情報信号の記録及び再生を行うディスクプレーヤ装置に関する技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光ディスク（いわゆるピットディスクや、相変化型ディスク、書換型ディスク等）や光磁気ディスクの如き光学記録媒体が提案されている。このような光学記録媒体は、透明な基板とこの基板に被着形成された信号記録層とを有して構成されている。光ディスクや光磁気ディスクにおいては、上記基板は、円盤状のディスク基板として形成されている。また、この光ディスクや光磁気ディスクにおいては、上記信号記録層において、情報信号は、略々同心円状となされた螺旋状に形成された記録トラックに沿って記録される。
【０００３】
そして、図１９に示すように、このような光学記録媒体である光ディスク１０１に対する情報信号の書き込み及び読み出しを行う光学ピックアップ装置が提案されている。この光学ピックアップ装置は、光源として半導体レーザ２０１を有し、この半導体レーザ２０１より発せられる光束を対物レンズ２０５により上記光ディスク１０１の信号記録面、すなわち、上記信号記録層１０２の表面部上に集光して照射するように構成されている。上記半導体レーザ２０１より発せられた光束は、グレーティング（回折格子）２０２、ビームスプリッタ２０３及びコリメータレンズ２０４を介して、上記対物レンズ２０５に導かれる。上記グレーティング２０２は、後述するトラッキングエラー信号の検出を可能とするものである。
【０００４】
そして、この光学ピックアップ装置においては、上記信号記録面に照射された光束の該信号記録面による反射光を光検出器（Ｐ．Ｄ．：フォトダイオード）２１１によって検出することにより、上記光ディスク１０１の信号記録層１０２に記録された情報信号の読み出しや、上記光束の該信号記録面上への集光を維持するためのエラー信号、すなわち、フォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号の検出が行われる。
【０００５】
上記反射光は、上記対物レンズ２０５及び上記コリメータレンズ２０４を経て、上記ビームスプリッタ２０３に戻る。この反射光は、上記ビームスプリッタ２０３により反射されて、ウォラストンプリズム２０９及びマルチレンズ２１０を介して、上記光検出器２１１に入射される。上記ウォラストンプリズム２０９は、入射された光束の偏光成分に応じて、この光束を分割させるプリズムである。上記マルチレンズ２１０は、入射面がシリンドリカル（円筒）面となされ、出射面が凹面となされたレンズであって、入射光束に上記フォーカスエラー信号の検出のための非点収差を生じさせるとともに、この入射光束の集光点を後方側に移動させるレンズである。
【０００６】
上記フォーカスエラー信号は、上記光束の集光点と上記信号記録面との、上記対物レンズ２０５の光軸方向についての距離を示す信号である。上記光学ピックアップ装置においては、上記フォーカスエラー信号が０となるように、図１９中矢印Ｆで示すように、上記対物レンズ２０５のこの対物レンズ２０５の光軸方向への移動操作、すなわち、フォーカスサーボ動作が行われる。
【０００７】
上記トラッキングエラー信号は、上記光束の集光点と上記記録トラックとのこの記録トラックの接線及び上記対物レンズ２０５の光軸に直交する方向、すなわち、上記光ディスクの径方向についての距離を示す信号である。上記光学ピックアップ装置においては、上記トラッキングエラー信号が０となるように、図１９中矢印Ｔで示すように、上記対物レンズ２０５のこの対物レンズ２０５の光軸に直交する方向への移動操作、すなわち、トラッキングサーボ動作が行われる。
【０００８】
そして、この光学ピックアップ装置においては、上記半導体レーザ２０１より発せられた光束の一部は、上記ビームスプリッタ２０３において、上記コリメータレンズ２０４に入射されることなく、光出力検出器２０６に入射されて受光される。この光出力検出器２０６は、上記半導体レーザ２０１の発光出力をモニタしてこの半導体レーザ２０１の発光出力を制御する、いわゆるオート・パワー・コントロール（ＡＰＣ）を行うためのものである。このように、光出力検出器２０６を半導体レーザ２０１の外部に設けてオート・パワー・コントロールを行う方式を、フロント・オート・パワー・コントロール（ＦＡＰＣ）という。
【０００９】
このようなオート・パワー・コントロールが実行されることにより、上記半導体レーザ２０１の発光出力が、外部温度の変化も加味して所定の出力に維持される。このように上記半導体レーザの発光出力が制御されることにより、上記光学記録媒体における相変化効果や、光磁気効果が所望の状態に実現される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述のような光学ピックアップ装置において光源として使用される半導体レーザ２０１より発せられた光束のうちの上記光出力検出器２０６に入射される光束の該半導体レーザ２０１における発散角は、該光束のうちの上記対物レンズ２０５に入射される光束の該半導体レーザ２０１における発散角に等しくない。これは、上記対物レンズ２０５に入射される光束の径を規定するアパーチャの径と上記光出力検出器２０６に入射される光束の径を規定するアパーチャの径とが実質的に互いに等しくない（上記ビームスプリッタ２０３を介して共役でない）ためである。
【００１１】
すなわち、一般的には、上記対物レンズ２０５の径に比較して、上記光出力検出器２０６の受光面の径が小さいということによる。したがって、上記光出力検出器２０６は、上記対物レンズ２０５に入射される光束の上記半導体レーザ２０１における発散角よりも狭い発散角の光束に対応する光束しか受光していないことになる。
【００１２】
ところで、上記半導体レーザ２０１より発せられる光束は、該半導体レーザ２０１より射出されるときの回折の影響等によって、この半導体レーザ２０１における半導体層の接合面に垂直な方向の垂直発散角θＬよりも、該接合面に平行な方向の平行発散角θ／／のほうが狭い。例えば、垂直発散角θＬが２０°程度なの対し、平行発散角θ／／は、１０°程度である。また、発光光束の短波長化（例えば６３５ｎｍ）を図った半導体レーザでは、平行発散角θ／／は、６°程度となる。  そして、いわゆる自励発振型（モジュールレス）の半導体レーザにおいては、発光出力の変化に伴って発光光束の発散角、特に、上記平行発散角θ／／が変化する。すなわち、この自励発振型の半導体レーザにおいては、図２０に示すように、発光出力を上昇させるのに伴い、上記平行発散角θ／／が狭くなる。
【００１３】
このように上記半導体レーザ２０１における発光出力を上昇させるのに伴って上記平行発散角θ／／が狭くなる場合においては、この発光出力と上記光出力検出器２０６における受光量との関係、及び、該発光出力と上記光学記録媒体の信号記録面上における光束の照射量（盤面パワー）は、図２１及び図２２に示すように、それぞれ、直線的な比例関係にはならない。これは、上記平行発散角θ／／が変化するのに対して、上記対物レンズ２０５及び上記光出力検出器２０６に入射される光束の径を規定する各アパーチャの径がそれぞれ一定であるためである。すなわち、上記平行発散角θ／／が狭くなれば、上記発光光束と上記各アパーチャとの結合効率が高くなり（該発光光束のうちの該各アパーチャに入射される割合が高くなり）、発光出力の上昇の度合いよりも上記光学記録媒体の信号記録面上における光束の照射量（盤面パワー）の増大の度合いが大きくなる。
【００１４】
そして、ここで、図２０に示すように、上記対物レンズ２０５に入射される光束の径を規定するアパーチャａ１と上記光出力検出器２０６に入射される光束の径を規定するアパーチャａ２とが実質的に互いに等しくないことを考慮すると、上記光学記録媒体の信号記録面上における光束の照射量（盤面パワー）と上記光出力検出器２０６における受光量との関係も、図２３に示すように、直線的な比例関係にならない（ここでは、上記対物レンズ２０５の径よりも上記光出力検出器２０６の径の方が小さい場合について示しているが、逆に、該対物レンズ２０５の径よりも該光出力検出器２０６の径の方が大きい場合にも、大小関係が逆になるが、やはり、該光学記録媒体の信号記録面上における光束の照射量と該光出力検出器２０６における受光量との関係は、図２３中一点鎖線で示すように、直線的な比例関係にならない）。
【００１５】
このように、上記光学記録媒体の信号記録面上における光束の照射量と上記光出力検出器２０６における受光量との関係が直線的な比例関係にならないと、該光出力検出器２０６における光検出出力に基づいて該信号記録面上における光束の照射量を制御することが極めて困難となる。そして、上記光学記録媒体の信号記録面上における光束の照射量を正確に制御しないと、この光学記録媒体における相変化効果や光磁気効果を正確に所望の状態に実現されるようにすることができず、この光学記録媒体に対する情報信号の正確な書き込み及び読み出しを行うことができない。
【００１６】
そこで、本発明は、上述の実情に鑑みて提案されるものであって、光源として使用される半導体レーザより発せられる光束の発散角がこの光束の光出力の変化に伴って変化する場合であっても、光学記録媒体の信号記録面上における光束の照射量の制御が正確に行えるようになされ、該光学記録媒体に対する情報信号の正確な書き込み及び読み出しが行えるようになされた光学ピックアップ装置の提供という課題を解決しようとするものである。
【００１７】
また、本発明は、上述のような光学ピックアップ装置を備えることにより良好な記録再生特性を有するディスクプレーヤ装置の提供という課題を解決しようとするものである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するため、本発明に係る光学ピックアップ装置は、発光出力の変化に応じて発散角が変化する光束を発する光源と、この光源から発せられた光束が光束分岐手段を介して入射され、この光束を光学記録媒体の信号記録面上に集光させる集光手段と、上記光源より発せられ上記集光手段に入射される前の光束の一部が上記光学分岐手段を介して入射され、この光束の光出力を検出する光出力検出器と、上記集光手段に入射される光束の径を規定する第１のアパーチャと、上記光出力検出器に入射される光束の径を規定する第２のアパーチャとを備え、上記第１及び第２のアパーチャとは、少なくとも上記光束の光軸に直交する方向であって上記光源の発光出力の変化に応じて発散角が変化する方向についての開口距離が光束分岐手段を介して互いに共役となされている。
【００２１】
そして、本発明は、上記光学ピックアップ装置において、一端部が光束分岐手段である傾斜面部となされ信号読み出し用光検出器上に配設されたプリズムを有し、このプリズムは、光源より発射された光束の一部を該傾斜面部によって反射して集光手段である対物レンズに入射させるとともに、この光束の残部を該傾斜面部を透過させて光出力検出器の受光部に導き、該光束が光学記録媒体の信号記録面において反射された反射光束が該対物レンズを介して該傾斜面部に戻されてこの反射光束を該傾斜面部を透過させてプリズム内に進入させて該信号読み出し用光検出器に導くこととしたものである。
【００２２】
また、本発明に係る光学ピックアップ装置は、光源と、この光源から発せられた光束が光束分岐手段を介して入射されこの光束を光学記録媒体の信号記録面上に集光させる集光手段と、該光源より発せられ該集光手段に入射される前の光束の一部が上記光学分岐手段を介して入射されこの光束の光出力を検出する光出力検出器と、該集光手段に入射される光束を規定する第１のアパーチャと、該光出力検出器に入射される光束を規定する第２のアパーチャとを備え、上記光源より発せられた光束の光軸に直交するとともに互いに直交する座標軸をｘ軸及びｙ軸とし、上記第２のアパーチャを該ｘ軸に平行な２辺及び該ｙ軸に平行な２辺を有する矩形の開口を有するものとしてこれら４辺の該各座標軸との交点を（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）とし、上記光束の上記光源におけるｘ軸方向の発散角をθｘ、ｙ軸方向の発散角をθｙ、上記第１のアパーチャに入射される光束のｘ軸方向の開き角をＮＡｘ、ｙ軸方向の開き角をＮＡｙとし、この第１のアパーチャの入射瞳上の該光束の強度分布をこの入射瞳半径を１に規格化して、
【００２３】
【数８】
0003580040.tif 000002
【００２４】
とし、
【００２５】
【数９】
0003580040.tif 000003
【００２６】
として、上記光源より発せられる光束の光出力が低出力であるときの該光出力検出器の受光面部に入射される光束の光出力を、
【００２７】
【数１０】
0003580040.tif 000004
【００２８】
（Ｋ２Ｐは、光出力検出器の受光面部上の強度分布のピーク値）
で示し、該集光手段を介して光学記録媒体上に集光される光束の光出力を、
【００２９】
【数１１】
0003580040.tif 000005
【００３０】
（Ｋ１Ｐは、集光手段の入射瞳上の強度分布のピーク値）
で示し、これら関数の比を、
ｆ（σｘＡ，σｙＡ）＝ｆａｐｃ（σｘＡ，σｙＡ）／Ｂａｎｍｅｎ（σｘＡ，σｙＡ）
で示し、上記光源より発せられる光束の光出力が高くなってこの光束の発散角が狭くなったときの該光出力検出器の受光面部に入射される光束の光出力を、
【００３１】
【数１２】
0003580040.tif 000006
【００３２】
（Ｋ２Ｑは、光出力検出器の受光面部上の強度分布のピーク値）
で示し、該集光手段を介して光学記録媒体上に集光される光束の光出力を、
【００３３】
【数１３】
0003580040.tif 000007
【００３４】
（Ｋ１Ｑは、集光手段の入射瞳上の強度分布のピーク値）
で示し、これら関数の比を、
ｆ（σｘＣ，σｙＣ）＝ｆａｐｃ（σｘＣ，σｙＣ）／Ｂａｎｍｅｎ（σｘＣ，σｙＣ）
で示したとき、上記交点（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）は、
【００３５】
【数１４】
0003580040.tif 000008
【００３６】
を成立させる値となっていることとしたものである。
【００３７】
そして、本発明に係るディスクプレーヤ装置は、光学記録媒体を保持する媒体保持機構と、発光出力の変化に応じて発散角が変化する光束を発する光源と、この光源から発せられた光束が光束分岐手段を介して入射され、この光束を光学記録媒体の信号記録面上に集光させる集光手段と、上記光源より発せられ上記集光手段に入射される前の光束の一部が上記光学分岐手段を介して入射され、この光束の光出力を検出する光出力検出器と、上記集光手段に入射される光束の径を規定する第１のアパーチャと、上記光出力検出器に入射される光束の径を規定する第２のアパーチャと、上記光出力検出器より出力される検出出力に応じて、上記光源の発光出力を制御する制御手段とを備え、上記第１及び第２のアパーチャとは、少なくとも上記光束の光軸に直交する方向であって上記光源の発光出力の変化に応じて発散角が変化する方向についての開口距離が光束分岐手段を介して互いに共役となされている。
【００３８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
【００３９】
この実施の形態は、本発明に係る光学ピックアップ装置を、図１に示すように、光学記録媒体として光ディスク１０１を用いて、情報信号の書き込み及び読み出しを行う装置として構成したものである。この光ディスク１０１は、ポリカーボネイト（Ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）やポリメチルメタクリレート（Ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）の如き透明材料からなる円盤状のディスク基板と、このディスク基板に被着形成された信号記録層１０２とを有して構成されている。この信号記録層１０２は、上記ディスク基板上に形成されたピットを覆って形成された金属反射膜、または、後述する光磁気ディスクの場合には、磁性材料膜から形成されている。この信号記録層１０２の上記ディスク基板に接合された表面部は、信号記録面となっている。
【００４０】
そして、上記光学ピックアップ装置は、図１及び図２に示すように、光源となる半導体レーザチップ１を有している。この半導体レーザチップ１は、封入缶２内に収納され、図示しない光学ブロック部内に固定して配設されている。上記封入缶２の前面部には、上記半導体レーザチップ１より発せられた光束（レーザ光束）が射出されるための、ガラスの如き透明材料により閉蓋された開口部が設けられている。
【００４１】
上記半導体レーザチップ１より発せられる光束は、発散光束であって、断面形状が楕円形となっている。すなわち、上記半導体レーザチップ１より発せられる光束の発散角は、図２に示すように、この光束が該半導体レーザチップ１より射出されるときの回折の影響等によって、この半導体レーザチップ１における半導体層の接合面に垂直な方向の垂直発散角θＬよりも、該接合面に平行な方向の平行発散角θ／／のほうが狭くなっている。例えば、上記垂直発散角θＬは、２０°程度なの対し、上記平行発散角θ／／は、１０°程度である。また、この半導体レーザチップ１において、発光光束の短波長化（例えば６３５ｎｍ）を図っている場合には、上記平行発散角θ／／は、６°程度となる。さらに、この半導体レーザチップ１は、いわゆる自励発振型（モジュールレス）の半導体レーザ等であって、発光出力の変化に伴って発光光束の発散角、特に、上記平行発散角θ／／が変化する。すなわち、この半導体レーザチップ１においては、図３に示すように、発光出力を上昇させるのに伴い、上記平行発散角θ／／が狭くなる。
【００４２】
そして、この光学ピックアップ装置は、上記半導体レーザチップ１から発せられた光束が入射され、この光束を上記光ディスク１０１の信号記録面上に集光させる集光手段となる対物レンズ１１を有している。すなわち、上記半導体レーザチップ１より発せられた光束は、上記光学ブロック部内に配設されたグレーティング（回折格子）３、光束分岐手段となるビームスプリッタ４及びコリメータレンズ５を透過して、該光学ブロック部の上方側に配設された上記対物レンズ１１に導かれる。上記グレーティング３は、入射光束を０次光及び±１次光に分岐させることにより、後述するトラッキングエラー信号の検出を可能とするものである。
【００４３】
そして、この光学ピックアップ装置においては、上記信号記録面に照射された光束の該信号記録面による反射光を上記光学ブロック部内に配設された光検出器（Ｐ．Ｄ．：フォトダイオード）９によって検出することにより、上記光ディスク１０１の信号記録層１０２に記録された情報信号の読み出しと、上記光束の該信号記録面上への集光を維持するためのエラー信号、すなわち、フォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号の検出とが行われる。
【００４４】
すなわち、上記反射光は、上記対物レンズ１１及び上記コリメータレンズ５を経て、上記ビームスプリッタ４に戻る。この反射光は、上記信号記録面上に記録された情報信号に応じて、光強度を変調されている。この反射光は、上記ビームスプリッタ４の反射面により反射されて、９０°偏向されて、ウォラストンプリズム７及びマルチレンズ８を透過して、上記光検出器１１に入射される。上記ウォラストンプリズム７は、互いに結晶軸方向を異なる方向として接合された一対の一軸性結晶体からなり、これら結晶体同士の接合面を入射光束の光軸に対して傾斜させたプリズムである。このウォラストンプリズム７は、入射された光束の偏光成分に応じて、この光束を分割させる。上記マルチレンズ８は、入射面がシリンドリカル（円筒）面となされ、出射面が凹面となされたレンズであって、入射光束に上記フォーカスエラー信号の検出のための非点収差を生じさせるとともに、この入射光束の集光点を後方側に移動させるレンズである。
【００４５】
上記フォーカスエラー信号は、上記光束の集光点と上記信号記録面との、上記対物レンズ１１の光軸方向についての距離を示す信号である。上記光学ピックアップ装置においては、上記フォーカスエラー信号が０となるように、図１中矢印Ｆで示すように、上記対物レンズ１１のこの対物レンズ１１の光軸方向への移動操作、すなわち、フォーカスサーボ動作が行われる。
【００４６】
上記トラッキングエラー信号は、上記光束の集光点と上記記録トラックとの、この記録トラックの接線及び上記対物レンズ１１の光軸に直交する方向、すなわち、上記光ディスクの径方向についての距離を示す信号である。上記光学ピックアップ装置においては、上記トラッキングエラー信号が０となるように、図１中矢印Ｔで示すように、上記記録トラックの接線方向及び上記対物レンズ１１の光軸に直交する方向への該対物レンズ１１の移動操作、すなわち、トラッキングサーボ動作が行われる（なお、図１においては、後述する対物レンズ駆動機構１０の構成を図示するために、この対物レンズ１０のみを上記光束の光軸回りに９０°回転させた状態で示している）。
【００４７】
上記フォーカスサーボ動作及びトラッキングサーボ動作は、上記対物レンズ１１を移動操作可能に支持する対物レンズ駆動機構（２軸アクチュエータ）１０において行われる。この対物レンズ駆動機構１０は、アクチュエータベース１５を有して構成されている。このアクチュエータベース１５は、略々平板状に形成され、上記光学ブロック部上に固定して配設される。このアクチュエータベース１５の一端側には、支持壁部１６が設けられている。この支持壁部１６には、弾性支持部材１７の基端側が固定されている。この弾性支持部材１７は、金属材料や合成樹脂材料からなる板バネの如き部材であり、弾性変位により、先端側を移動可能としている。この弾性支持部材１７の先端側には、レンズホルダ１２が取付けられている。
【００４８】
上記レンズホルダ１２は、上記弾性支持部材１７の変位により、移動可能となされている。このレンズホルダ１２には、上記対物レンズ１１が両面部を外方側に臨ませた状態で取付けられている。上記アクチュエータベース１５の上記対物レンズ１１に対向する部分には、この対物レンズ１１に入射される光束が通過するための透孔２２が設けられている。
【００４９】
そして、上記レンズホルダ１２には、フォーカスコイル１３及びトラッキングコイル１４が取付けられている。上記アクチュエータベース１５上には、上記フォーカスコイル１３及びトラッキングコイル１４に対向して、それぞれマグネット１９，２１が取付けられた一対のヨーク１８，２０が立設されている。これらマグネット１９，２１及びヨーク１８，２０は、上記各コイル１３，１４を、発生する磁界中に位置させている。
【００５０】
この対物レンズ駆動機構１０においては、上記フォーカスコイル１３にフォーカス駆動電流が供給されると、このフォーカスコイル１３が上記マグネット１９，２１の発する磁界より力を受け、図１中矢印Ｆで示すように、上記レンズホルダ１２を上記対物レンズ１１の光軸方向、すなわち、フォーカス方向に移動操作する。上記フォーカス駆動電流が上記フォーカスエラー信号に基づいて供給されることにより、上記フォーカスサーボ動作が実行される。また、この対物レンズ駆動機構１０においては、上記トラッキングコイル１４にトラッキング駆動電流が供給されると、このトラッキングコイル１４が上記マグネット１９，２１の発する磁界より力を受け、図１中矢印Ｔで示すように、上記レンズホルダ１２を上記対物レンズ１１の光軸に直交する方向、すなわち、トラッキング方向に移動操作する。上記トラッキング駆動電流が上記トラッキングエラー信号に基づいて供給されることにより、上記トラッキングサーボ動作が実行される。上記トラッキング方向は、上記光ディスク１０１上において上記光束が集光されて形成されるビームスポットの記録トラックに沿う方向の径を小さくするために、上記半導体レーザチップ１における平行発散角θ／／の方向となされている。
【００５１】
そして、この光学ピックアップ装置においては、上記半導体レーザチップ１より発せられて上記ビームスプリッタ４に入射された光束（すなわち、上記対物レンズ１１に入射される前の光束）の一部は、このビームスプリッタ４の反射面において反射され、上記コリメータレンズ５に入射されることなく、光出力検出器（ＦＡＰＣ−ＰＤ）６に入射されて受光される。この光出力検出器６は、上記半導体レーザチップ１の発光出力をモニタしてこの半導体レーザチップ１の発光出力を制御する、いわゆるオート・パワー・コントロール（ＡＰＣ）に使用される光検出出力を得るためのものである。なお、このように、光出力検出器６を半導体レーザ１の外部に設けてオート・パワー・コントロールを行う方式を、フロント・オート・パワー・コントロール（ＦＡＰＣ）という。
【００５２】
上記光出力検出器６は、フォトダイオードの如き受光素子からなり、受光した光の強度に応じた検出出力を出力する。したがって、この光学ピックアップ装置においては、上記光出力検出器６から出力される検出出力に基づいて、制御回路を介して、上記半導体レーザチップ１の発光出力の制御を行う。
【００５３】
そして、この光学ピックアップ装置においては、図１中矢印Ａ１で示す上記対物レンズ１１に入射される光束の径を規定する第１のアパーチャＡ１と、図１及び図２中矢印Ａ２で示す上記光出力検出器６の受光面に入射される光束の径を規定する第２のアパーチャＡ２とは、図３に示すように、上記ビームスプリッタ４の反射面を介して互いに共役なものとなっている。すなわち、上記光出力検出器６の受光面部上には、上記第１のアパーチャＡ１に対して上記ビームスプリッタ４の反射面を介して共役な開口部６ａを有する遮光板６ｂが配設されている。
【００５４】
上記半導体レーザチップ１の発光出力と上記光出力検出器６の光検出出力とは、該発光出力の上昇に伴って上記平行発散角θ／／が狭くなるにも拘らず上記第２のアパーチャＡ２が一定であるため、図４に示すように、直線的（リニア）な比例関係にはならず、該発光出力の上昇に伴って該光出力検出器６の光検出出力が該発光出力に対する比例的な上昇よりもさらに上昇するという関係にある。
【００５５】
また、上記半導体レーザチップ１の発光出力と上記光ディスク１０１の信号記録面上に照射される光束の量（盤面パワー）とは、該発光出力の上昇に伴って上記平行発散角θ／／が狭くなるにも拘らず上記第１のアパーチャＡ１が一定であるため、図５に示すように、直線的（リニア）な比例関係にはならず、該発光出力の上昇に伴って該信号記録面上に照射される光束の量が該発光出力に対する比例的な上昇よりもさらに上昇するという関係にある。
【００５６】
そして、上記光ディスク１０１の信号記録面上に照射される光束の量（盤面パワー）と上記光出力検出器６の光検出出力とは、上記第１のアパーチャＡ１と上記第２のアパーチャＡ２とが上記ビームスプリッタ４の反射面を介して互いに共役であるため、図６に示すように、直線的（リニア）な比例関係になる。
【００５７】
したがって、この光学ピックアップ装置においては、上記光出力検出器６より出力される光検出出力に基づいて上記半導体レーザチップ１における発光出力を制御することにより、上記光ディスク１０１の信号記録面上に照射される光束の量を、容易、かつ、正確に制御することができる。
【００５８】
なお、上記光ディスク１０１に対して情報信号を書き込む記録モード実行時には、上記半導体レーザチップ１の発光出力は、図４及び図５に示すように、該光ディスク１０１より情報信号を読み出す再生モード実行時よりも高い。これは、記録モードの実行に際しては、上記光ディスク１０１に対して、相変化効果や光磁気効果を生じさせるのに充分な出力の光束を照射する必要があるためである。また、記録モード実行時には、上記半導体レーザチップ１の発光出力は、環境温度変化に応じても制御される。これは、環境温度が低いときには上記半導体レーザチップ１の発光出力を高くし、環境温度が高いときには該半導体レーザチップ１の発光出力を低くして、この半導体レーザチップ１の発する光束の照射により加熱される信号記録層の温度を一定の温度（例えば、光磁気ディスクの信号記録層材料のキュリー温度以上の温度）に維持する必要があるためである。
【００５９】
上記光出力検出器６に入射する光束の径を規定する第２のアパーチャＡ２は、図７に示すように、該光出力検出器６に対して離間して配設された遮光板６ｂによって構成してもよい。この遮光板６ｂには、上記第１のアパーチャＡ１に対して上記ビームスプリッタ４の反射面を介して共役な開口部６ａが設けられている。
【００６０】
また、図８に示すように、上記光出力検出器６の受光面部と上記第１のアパーチャＡ１とは、互いに形状が異なっていても、後述する一定の条件を満足することにより、上記ビームスプリッタ４の反射面を介して互いに共役とみなすことができる。この場合にも、上記光ディスク１０１の信号記録面上に照射される光束の量（盤面パワー）と上記光出力検出器６の光検出出力とは、略々直線的（リニア）な比例関係になる。
【００６１】
なお、このように、上記光出力検出器６の受光面部の形状が矩形である場合に、上記光ディスク１０１の信号記録面上に照射される光束の量（盤面パワー）と該光出力検出器６の光検出出力とを直線的な比例関係とする手法については、後述する。
【００６２】
さらに、上記半導体レーザチップ１の発光出力の変化に伴って上記垂直発散角θＬが殆ど変化せず、上記平行発散角θ／／のみが変化するような場合には、図９に示すように、該平行発散角θ／／の方向についてのみ、上記第２のアパーチャＡ２（または、上記光出力検出器６の受光面部の大きさ）を上記第１のアパーチャＡ１に対して実質的に共役なものとしておけば、上記光ディスク１０１の信号記録面上に照射される光束の量（盤面パワー）と該光出力検出器６の光検出出力とを、略々直線的（リニア）な比例関係とすることができる。この場合には、上記信号記録面上に照射される光束の量と上記光出力検出器６の光検出出力との比例関係を維持しつつ、該光出力検出器６の受光面部の面積を縮小することができる。
【００６３】
ここで、上記光ディスク１０１の信号記録面上に照射される光束の量（盤面パワー）と上記光出力検出器６の光検出出力とを、直線的な比例関係とする手法について、より詳しく検討する。図８に示すように、上記対物レンズ１１の入射瞳半径を１と規格化し、往きの光路（対物レンズ１１に入射される光路）における上記半導体レーザチップ１の平行発散角θ／／の方向をｘ軸方向、垂直発散角θＬの方向をｙ軸方向とする。上記光出力検出器６の４辺の位置（ｘ−，ｘ＋，ｙ−，ｙ＋）を、（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）とする。
【００６４】
上記対物レンズ１１に入射される光束の、上記平行発散角θ／／に対応する方向の開き角をＮＡｒ、上記垂直発散角θＬに対応する方向の開き角をＮＡｔとすると、該対物レンズ１１の入射瞳上の光束の強度分布は、ピーク値を１に規格化すると、次式により示される。
【００６５】
【数１５】
0003580040.tif 000009
【００６６】
【数１６】
0003580040.tif 000010
【００６７】
上記光ディスク１０１の信号記録面上に集光される光束の量（盤面パワー）は、次式により示される。
【００６８】
【数１７】
0003580040.tif 000011
【００６９】
そして、上記光出力検出器（ＦＡＰＣ−ＰＤ）６により受光される光束の光出力（パワー）は、次式により示される。
【００７０】
【数１８】
0003580040.tif 000012
【００７１】
上式で示す上記光出力検出器６により受光される光束の光出力は、この光出力検出器６と上記対物レンズ１１とが上記ビームスプリッタ４の反射面を介して共役でない場合には、図２３に示すように、区間Ａ、区間Ｂ及び区間Ｃにおいて傾きが変化する。ここで、区間Ａは、上記平行発散角θ／／＝θ／／Ａ、上記垂直発散角θＬ＝θＬＡである区間、区間Ｂは、上記平行発散角θ／／及び上記垂直発散角θＬが変化する区間、また、区間Ｃは、上記平行発散角θ／／＝θ／／Ｃ、上記垂直発散角θＬ＝θＬＣである区間である。図２３中の点Ｐにおいては、次式が成り立つ（関数Ｂａｎｍｅｎは、盤面パワーを、関数ｆａｐｃは、上記光出力検出器６が受光する光出力を示す）。
【００７２】
【数１９】
0003580040.tif 000013
【００７３】
【数２０】
0003580040.tif 000014
【００７４】
また、図２３中の点Ｑにおいては、次式が成り立つ。
【００７５】
【数２１】
0003580040.tif 000015
【００７６】
【数２２】
0003580040.tif 000016
【００７７】
上記光ディスク１０１の信号記録面上に照射される光束の量（盤面パワー）と上記光出力検出器６の光検出出力とを、直線的な比例関係とするには、次式を成立させる必要がある。
【００７８】
【数２３】
0003580040.tif 000017
【００７９】
ここで、ピーク値の比は保たれるから、次式が成り立つ。
【００８０】
【数２４】
0003580040.tif 000018
【００８１】
したがって、
【００８２】
【数２５】
0003580040.tif 000019
【００８３】
に対して、
【００８４】
【数２６】
0003580040.tif 000020
【００８５】
が成り立つような（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）を求めればよい。
【００８６】
ここで、（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）は、一意には定まらない。例えば、上記平行発散角θ／／のみが変化するのであれば、（ｃ，ｄ）は、任意でよい。また、上記垂直発散角θＬのみが変化するのであれば、（ａ，ｂ）は、任意でよい。上記平行発散角θ／／のみが変化する場合であっても、１つの数式中に変数がａ、ｂと２つあるため、これらａ、ｂは、一意には定まらない。ここで、光学系の対称性を考え、ａ＝−ｂとすれば、これらａ、ｂは、一意に定まる。このようにして、（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）を実際に定めた例は、後述の〔実施例〕において示す。
【００８７】
そして、本発明に係る光学ピックアップ装置は、図１０及び図１１に示すように、光源となる半導体レーザチップ１、第１及び第２の信号読み出し用光検出器２８，２９及び光出力検出器６が上面部上に配設、形成された半導体基板２５を用いて構成することができる。
【００８８】
上記半導体レーザチップ１は、上記半導体基板２５の上面部上に配設されたヒートシンク部２４の上面部に配設されている。上記信号読み出し用光検出器２８，２９及び上記光出力検出器６は、上記半導体基板２５の表面部に形成されている。
【００８９】
上記半導体レーザチップ１は、光束を、上記半導体基板２５の上面部に平行に、上記各信号読み出し用光検出器２８，２９及び上記光出力検出器６が設けられた側に向けて射出する。この半導体レーザチップ１より発せられる光束は、上述したように、断面形状が楕円形の発散光束であり、この半導体レーザチップ１における半導体層の接合面に垂直な方向の垂直発散角θＬよりも、該接合面に平行な方向の平行発散角θ／／のほうが狭い。また、この半導体レーザチップ１は、いわゆる自励発振型の半導体レーザであり、発光光束の光出力を高くすると、この光出力の上昇に伴って、上記平行発散角θ／／が狭くなる。この半導体レーザチップ１は、上記平行発散角θ／／の方向を半導体基板２５の表面部に平行として配設されている。
【００９０】
そして、この光学ピックアップ装置は、一端部が光束分岐手段となる傾斜面部２７となされ上記各信号読み出し用光検出器２８，２９上に位置して上記半導体基板２５上に配設されたプリズム２６を有している。上記傾斜面部２７は、上記半導体基板２５の表面部に対する傾斜角が、４５°となされている。この傾斜面部２７上には、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）膜が被着形成されている。上記プリズム２６は、一軸性結晶または二軸性結晶により形成されている。このプリズム２６を形成する結晶の結晶軸は、このプリズム２６内の反射面（すなわち、天面部及び底面部）の法線に垂直な面内に設定されている。
【００９１】
上記プリズム２６は、上記半導体レーザチップ１より発射された光束が、上記傾斜面部２７に入射される。この傾斜面部２７には、上記半導体レーザチップ１よりの光束が、Ｓ偏光状態で入射される。この傾斜面部２７は、上記半導体レーザチップ１より入射された光束の大部分を上記偏光ビームスプリッタ膜により反射して上記半導体基板２５の表面部に対して垂直な方向に偏向させる。上記半導体基板２５は、ケース３０内に収納されている。上記傾斜面部２７において反射されて偏向された光束は、上記ケース３０の上面部に形成された透孔を介して、このケース３０の外方側に射出される。
【００９２】
上記半導体レーザチップ１より射出され上記傾斜面部２７上の偏光ビームスプリッタ膜により反射された光束は、上記対物レンズ駆動機構１０に支持された集光手段となる対物レンズ１１に入射される。上記対物レンズ駆動機構１０は、上記ケース３０の上面部に上記アクチュエータベース１５の底面部を接合させて配設されている。上記対物レンズ１１は、上記半導体基板２５の上方側において支持され、上記光ディスク１０１の信号記録面に対向される。上記対物レンズ１１は、入射された光束を、上記光ディスク１０１の信号記録面上に集光させる。
【００９３】
また、上記傾斜面部２７は、上記半導体レーザチップ１より入射された光束の残部を透過させ、上記光出力検出器６の受光部に導く。この光出力検出器６は、上記半導体レーザチップ１の側より見て上記プリズム２６の後方側に位置して形成されている。すなわち、上記半導体レーザチップ１より射出されて上記傾斜面部２７を透過した光束は、上記プリズム２６中を進行し、このプリズム２６の他端面を介してこのプリズム２６の外方側に射出されて、上記光出力検出器６により受光される。この光出力検出器６は、上記半導体レーザチップ１の発光出力をモニタしてこの半導体レーザチップ１の発光出力を制御する、いわゆるオート・パワー・コントロール（ＡＰＣ）に使用される光検出出力を得るものである。この光出力検出器６は、フォトダイオードであり、一の受光部を有して構成されている。
【００９４】
この光学ピックアップ装置においては、図１１中矢印Ａ１で示す上記対物レンズ１１に入射される光束の径を規定する第１のアパーチャＡ１と、図１１中矢印Ａ２で示す上記光出力検出器６の受光面に入射される光束の径を規定する第２のアパーチャＡ２とは、上記傾斜面部２７を介して互いに実質的に共役なものとなっている。したがって、上記対物レンズ１１を介して上記光ディスク１０１の信号記録面上に照射される光束の量（盤面パワー）と上記光出力検出器６の光検出出力とは、直線的（リニア）な比例関係になる。
【００９５】
したがって、この光学ピックアップ装置においては、上記光出力検出器６より出力される光検出出力に基づいて上記半導体レーザチップ１における発光出力を制御することにより、上記光ディスク１０１の信号記録面上に照射される光束の量を、容易、かつ、正確に制御することができる。
【００９６】
上記対物レンズ１１により上記信号記録面上に集光された光束は、この信号記録面により反射され、該対物レンズ１１を介して、上記傾斜面部２７に戻る。この傾斜面部２７に戻った上記信号記録面による反射光は、この傾斜面部２７を透過して上記プリズム２６内に進入し、このプリズム２６の下面部よりこのプリズム２６の外方側に射出されて上記各信号読み出し用光検出器２８，２９に導かれ受光される。
【００９７】
すなわち、上記対物レンズ１１を経て上記傾斜面部２７に入射した反射光は、この傾斜面部２７において屈折されて上記プリズム２６内に進入し、一部がこのプリズム２６の底面部を透過して上記第１の信号読み出し用光検出器２８に受光され、残部が該底面部により反射される。この底面部により反射された光束は、上記プリズム２６の天面部において全反射された後、このプリズム２６の底面部を透過して上記第２の信号読み出し用光検出器２９に受光される。
【００９８】
上記第１の信号読み出し用光検出器２８の受光部は、中央部分の一対の受光部２８ｂ，２８ｃとこれら中央部分の各受光部２８ｂ，２８ｃの両側側に位置する一対の受光部２８ａ，２８ｄの４面の受光部に平行に分割されている（端から順に、２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄ）。これら受光部２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄは、それぞれフォトダイオードである。また、上記第２の信号読み出し用光検出器２９の受光部は、前後の部分に分割され、これら前後部分のそれぞれが、中央部分の受光部２９ｙ１，２９ｙ２とこれら中央部分の受光部２９ｙ１，２９ｙ２の両側側に位置する一対の受光部２９ｘ１，２９ｘ１、２９ｘ２，２９ｘ２の３面の受光部に平行に分割されている。これら受光部２９ｙ１，２９ｘ１，２９ｘ１、２９ｙ２，２９ｘ２，２９ｘ２は、それぞれフォトダイオードである。
【００９９】
この光学ピックアップ装置を用いた記録再生装置においては、上記各信号読み出し用光検出器２８，２９を構成する各受光部より個々に出力され増幅された光検出出力を演算することにより、上記光ディスク１０１よりの情報信号の読み出し信号、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号を得ることができる。上記フォーカスエラー信号は、上記光束の集光点と上記信号記録面との、上記対物レンズ１１の光軸方向についての距離を示す信号である。上記光学ピックアップ装置においては、上記フォーカスエラー信号が０となるように、図１０及び図１１中矢印Ｆで示すように、上記対物レンズ１１のこの対物レンズ１１の光軸方向への移動操作、すなわち、フォーカスサーボ動作が行われる。また、上記トラッキングエラー信号は、上記光束の集光点と上記記録トラックとの、この記録トラックの接線及び上記対物レンズ１１の光軸に直交する方向、すなわち、上記光ディスクの径方向についての距離を示す信号である。上記光学ピックアップ装置においては、上記トラッキングエラー信号が０となるように、図１０及び図１１中矢印Ｔで示すように、上記記録トラックの接線方向及び上記対物レンズ１１の光軸に直交する方向への該対物レンズ１１の移動操作、すなわち、トラッキングサーボ動作が行われる。
【０１００】
この光学ピックアップ装置において、上記光ディスク１０１より情報信号を読み出す場合には、この光ディスク１０１がいわゆるピットディスクである場合には、この光ディスク１０１の信号記録面上に照射された光束は、この信号記録面上のピットによる回折により、この信号記録面に記録された情報信号に応じて反射光量を変調されて反射される。
【０１０１】
このとき、上記プリズム２６においては、上記光ディスク１０１の信号記録面により反射され上記対物レンズ１１を経て上記傾斜面部２７に入射した反射光は、この傾斜面部２７において屈折されて上記プリズム２６内に進入し、一部がこのプリズム２６の底面部を透過して上記第１の信号読み出し用光検出器２８に受光され、残部が該底面部により反射される。この上記第１の信号読み出し用光検出器２８を構成する各受光部２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄより上記半導体基板２５上に形成された図示しない電流電圧増幅器を介して出力される各光検出出力ａ，ｂ，ｃ，ｄの合計が、上記光ディスク１０１よりの読み出し信号（いわゆるＲＦ信号）となる。すなわち、読み出し信号ＲＦは、以下の信号となる。
【０１０２】
ＲＦ＝ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ
上記底面部により反射された光束は、上記プリズム２６の天面部において全反射された後、このプリズム２６の底面部を透過して上記第２の信号読み出し用光検出器２９に受光される。この上記第２の信号読み出し用光検出器２９において、上記反射光は、前側の３面の受光部２９ｘ１，２９ｙ１，２９ｘ１、または、後側の３面の受光部２９ｘ２，２９ｙ２，２９ｘ２により受光される。これら第２の信号読み出し用光検出器２９を構成する各受光部２９ｘ１，２９ｙ１，２９ｘ１、２９ｘ２，２９ｙ２，２９ｘ２より上記電流電圧増幅器を介して出力される光検出信号をｘ１（分割された２面の受光部２９ｘ１，２９ｘ１よりの出力の合計），ｙ１，ｘ２（分割された２面の受光部２９ｘ２，２９ｘ２よりの出力の合計），ｙ２とすると、上記フォーカスエラー信号ＦＣＳは、いわゆる作動同心円法により、以下の信号となる。
【０１０３】
ＦＣＳ＝（（ａ＋ｄ）−（ｂ＋ｃ））−（ｘ１−ｙ１）
または、ＦＣＳ＝（（ａ＋ｄ）−（ｂ＋ｃ））−（ｘ２−ｙ２）
また、トラッキングエラー信号ＴＲＫは、いわゆるプッシュプル法により、以下の信号となる。
【０１０４】
ＴＲＫ＝（ａ＋ｂ）−（ｃ＋ｄ）
また、この光学ピックアップ装置において、上記光ディスク１０１がいわゆる光磁気ディスクである場合には、この光ディスク１０１の信号記録面上に照射された光束は、いわゆるカー効果により、この信号記録面に記録された情報信号に応じて偏光方向を変調されて反射される。
【０１０５】
このとき、上記プリズム２６においては、上記光ディスク１０１の信号記録面により反射され上記対物レンズ１１を経て上記傾斜面部２７に入射した反射光は、この傾斜面部２７において屈折されて上記プリズム２６内に進入し、このプリズム２６内において偏光方向成分に応じて分岐され、一部がこのプリズム２６の底面部を透過して上記第１の信号読み出し用光検出器２８に受光され、残部が該底面部により反射される。この底面部により反射された光束は、上記プリズム２６の天面部において全反射された後、このプリズム２６の底面部を透過して上記第２の信号読み出し用光検出器２９に受光される。この上記第２の信号読み出し用光検出器２９において、上記反射光は、偏光方向成分に応じて分離されて集光され、それぞれが受光される。したがって、これら偏光方向成分に応じて分離されて集光された各光束に対応する２つの光検出出力の差信号を得れば、この差信号は、上記光磁気ディスク１０３に記録された情報信号の読み出し信号（いわゆるＭＯ信号）である。すなわち、上記第２の信号読み出し用光検出器２９を構成する各受光部２９ｘ１，２９ｙ１，２９ｘ２，２９ｙ２より上記電流電圧増幅器を介して出力される光検出出力をそれぞれｘ１（分割された２面の受光部２９ｘ１，２９ｘ１からの出力の合計），ｙ１，ｘ２（分割された２面の受光部２９ｘ２，２９ｘ２からの出力の合計），ｙ２とすれば、読み出し信号ＭＯは、以下の信号となる。
【０１０６】
ＭＯ＝（ｘ１＋ｙ１）−（ｘ２＋ｙ２）
そして、上記フォーカスエラー信号ＦＣＳは、上述と同様の作動同心円法により、以下の信号となる。
【０１０７】
ＦＣＳ＝（（ａ＋ｄ）−（ｂ＋ｃ））−（（ｘ１−ｙ１）＋（ｘ２−ｙ２））
また、トラッキングエラー信号ＴＲＫは、上述と同様に、以下の信号となる。
ＴＲＫ＝（ａ＋ｂ）−（ｃ＋ｄ）
そして、この光学ピックアップ装置において、上記光磁気ディスクである光ディスク１０１に対して情報信号を書き込む場合には、上記半導体レーザチップ１が発する光束の光出力は、該光束が該光ディスク１０１の信号記録面上において上記対物レンズ１１により集光されたときに、この光ディスク１０１の信号記録層を該光束の集光点において該信号記録層をなす材料のいわゆるキュリー温度以上の温度に加熱できる程度の出力となされる。
【０１０８】
そして、上記信号記録層には、上記光束の集光点に対応して、磁気ヘッドにより外部磁界が印加される。この外部磁界は、上記光ディスク１０１に書き込まれる情報信号に応じて変調されている。すなわち、上記光ディスク１０１の信号記録層には、いわゆる磁界変調方式により、情報信号の書き込みがなされる。
【０１０９】
このとき、上記フォーカスエラー信号ＦＣＳは、上述と同様に、以下の信号となる。
【０１１０】
ＦＣＳ＝（（ａ＋ｄ）−（ｂ＋ｃ））−（（ｘ１−ｙ１）＋（ｘ２−ｙ２））
また、トラッキングエラー信号ＴＲＫは、上述と同様に、以下の信号となる。
ＴＲＫ＝（ａ＋ｂ）−（ｃ＋ｄ）
この光学ピックアップ装置において、上記フォーカスサーボ動作及びトラッキングサーボ動作は、上記ケース３０上に配設された上記対物レンズ駆動機構（２軸アクチュエータ）１０によって行われる。なお、上記トラッキング方向は、上記光ディスク１０１上において上記光束が集光されて形成されるビームスポットの記録トラックに沿う方向の径を小さくするために、上記半導体レーザチップ１における平行発散角θ／／の方向となされている。
【０１１１】
そして、本発明に係る光学ピックアップ装置は、図１２乃至図１４に示すように、上記半導体レーザチップ１及び上記各信号読み出し用光検出器２８，２９が形成された半導体基板２５を用いるとともに、上記光束分岐手段及び上記集光手段としてホログラムレンズ３２を用いて構成してもよい。
【０１１２】
上記ホログラムレンズ３２は、上記フレーム３０上に支持されたカバーガラス３１の上面部に配設されている。この光学ピックアップ装置においては、図１２に示すように、上記半導体基板２５上に配設された半導体レーザチップ１より発せられた光束は、上記カバーガラス３１を透して上記ホログラムレンズ３２に入射され、このホログラムレンズ３２により、上記光学記録媒体の信号記録面上に集光される。そして、この信号記録面により反射された反射光束は、上記ホログラムレンズ３２に戻り、このホログラムレンズ３２により、上記半導体レーザチップ１に戻る光路より分岐されて上記各信号読み出し用光検出器２８，２９に向かう。そして、上記半導体レーザチップ１より発せられた光束の一部は、上記カバーガラス３１の下面部により反射されて、上記半導体基板２５上に形成された光出力検出器６により受光される。
【０１１３】
さらに、この光学ピックアップ装置は、図１３に示すように、上記半導体レーザチップ１より発せられた光束の一部が、上記カバーガラス３１内に進入しこのカバーガラス３１の上面部により反射されて、上記光出力検出器６により受光されるように構成してもよい。
【０１１４】
そして、この光学ピックアップ装置は、図１４に示すように、上記半導体レーザチップ１より発せられた光束が上記半導体基板２５上に設けられた斜面部６５により反射されて上記ホログラムレンズ３２に入射されるように構成してもよい。この場合には、上記半導体レーザチップ１より発せられた光束の一部は、上記斜面部６５上に形成された光出力検出器６により受光される。
【０１１５】
これら光学ピックアップ装置においても、上記ホログラムレンズ３２に入射される光束の径を規定する第１のアパーチャＡ１と、上記光出力検出器６の受光面に入射される光束の径を規定する第２のアパーチャＡ２とは、該ホログラムレンズ３２を介して互いに共役なものとなっている。したがって、上記ホログラムレンズ３２を介して上記光ディスク１０１の信号記録面上に照射される光束の量（盤面パワー）と上記光出力検出器６の光検出出力とは、直線的（リニア）な比例関係になる。
【０１１６】
そして、本発明に係るディスクプレーヤ装置は、上述した本発明に係る光学ピックアップ装置と、上記光ディスク１０１を保持して回転操作する回転操作機構と、制御手段とを備えて構成される。
【０１１７】
上記回転操作機構は、スピンドルモータと、このスピンドルモータの駆動軸に取付けられたディスクテーブルとを有して構成されている。このディスクテーブルは、上記光ディスク１０１の中心部分を保持するように構成されている。上記スピンドルモータは、上記ディスクテーブルとともに、このディスクテーブルが保持している光ディスク１０１を回転操作する。そして、このディスクプレーヤ装置においては、上記光学ピックアップ装置は、上記ディスクテーブルに保持された光ディスク１０１の信号記録面に上記対物レンズ１１を対向させた状態で支持される。また、この光学ピックアップ装置は、上記光ディスク１０１の内外周に亘って、上記スピンドルモータに対する接離方向に移動操作可能となされている。
【０１１８】
そして、上記制御手段は、上記光学ピックアップ装置の光出力検出器６より出力される光検出出力に基づいて、上記半導体レーザチップ１の発光出力を制御する。すなわち、このディスクプレーヤ装置においては、上記光出力検出器６より出力される光検出出力に基づいて上記半導体レーザチップ１における発光出力が制御されることにより、上記光ディスク１０１の信号記録面上に照射される光束の量が正確に制御される。
【０１１９】
【実施例】
以下、上述の〔数２６〕において示した（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）を実際に定めた例を示す。
【０１２０】
〔実施例１〕
上記第１のアパーチャに入射される光束のｘ軸方向の開き角ＮＡｒと該第１のアパーチャに入射される光束のｙ軸方向の開き角ＮＡｔとが、
ＮＡｒ＝ＮＡｔ＝０．１２
であり、上記平行発散角θ／／が１０°乃至１５°で変化し、上記垂直発散角θＬが３０°で一定の場合においては、（ｃ，ｄ）は、任意である（例えば、（−１，１）でよい）。そして、（ａ，ｂ）については、以下に示すように、
（ａ，ｂ）＝（−０．８５３，０．８５３）
のとき、
ｆ（σｘＡ，σｙＡ）≒ｆ（σｘＣ，σｙＣ）
となる。ここで、
（ｃ，ｄ）＝（−１，１）
とし、上記光出力検出器６の受光面部の中心位置（（ａ＋ｂ）／２）と幅（｜ａ−ｂ｜／２）とを変数としたときの、
ベｆ（σｘＣ，σｙＣ）ボ／ベｆ（σｘＡ，σｙＡ）ボ
の値の変化は、該中心位置（（ａ＋ｂ）／２）を横軸とし該幅（｜ａ−ｂ｜／２）を縦軸としてグラフ化すると、図１５に示すように、等高線表示することができる。ここで、
ベｆ（σｘＣ，σｙＣ）ボ／ベｆ（σｘＡ，σｙＡ）ボ＝１
となるとき、上記光ディスク１０１の信号記録面上に照射される光束の量（盤面パワー）と上記光出力検出器６の光検出出力とが、直線的（リニア）な比例関係になる（リニアリティが最良になる）。
【０１２１】
ここで、
ベｆ（σｘＣ，σｙＣ）ボ／ベｆ（σｘＡ，σｙＡ）ボ＝１
であって、かつ、ａ＝−ｂ、すなわち、（ａ＋ｂ）／２＝０とすれば、図１６に示すように、
（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）＝（−０．８５３，０．８５３，−１，１）
となる（第１の解の例）が、ａ≠−ｂ、かつ、ａ＝０とすれば、図１７に示すような解（第２の解の例）となる。この第１の解の例においては、上記盤面パワーと上記光出力検出器６の光検出出力とのリニアリティを維持するうえにおいて、該光出力検出器６の受光面部の中心のずれ（または、上記ＬＤの光束射出方向のずれや、上記対物レンズ１１の位置ずれ、移動）には強いが、該受光面部の幅の変化には弱い。一方、上記第２の解の例においては、上記盤面パワーと上記光出力検出器６の光検出出力とのリニアリティを維持するうえにおいて、該光出力検出器６の受光面部の幅の変化には強いが、該受光面部の中心ずれには弱い。
【０１２２】
なお、（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）＝（−０．５，０．５，−１，１）とした場合には、上記区間Ａと上記区間Ｃとでは、上記盤面パワーに対する上記光出力検出器６の検出出力の変化率の傾きが、１２．５％変化する。
【０１２３】
〔実施例２〕
上記第１のアパーチャに入射される光束のｘ軸方向の開き角ＮＡｒと該第１のアパーチャに入射される光束のｙ軸方向の開き角ＮＡｔとが、
ＮＡｒ＝ＮＡｔ＝０．１２
であり、上記平行発散角θ／／が１０°乃至１５°で変化し、上記垂直発散角θＬが２５°乃至３０°で変化する場合においては、（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）が、
（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）＝（−０．８５３，０．８５３，−０．８９５，０．８９５）
のとき、
ｆ（σｘＡ，σｙＡ）≒ｆ（σｘＣ，σｙＣ）
となる。
【０１２４】
ここで、
（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）＝（α−０．５，α＋０．５，β−０．５，β＋０．５）
（すなわち、上記光出力検出器６の受光面部が、中心を（α，β）とする一辺の長さが１の正方形である場合）としたとき、
ベｆ（σｘＣ，σｙＣ）ボ／ベｆ（σｘＡ，σｙＡ）ボ
の値の変化は、該受光面部の中心のｘ座標成分（α）を横軸とし該受光面部の中心のｙ座標成分幅（β）を縦軸としてグラフ化すると、図１８に示すように、等高線表示することができる。ここで、
ベｆ（σｘＣ，σｙＣ）ボ／ベｆ（σｘＡ，σｙＡ）ボ＝１
となるとき、上記光ディスク１０１の信号記録面上に照射される光束の量（盤面パワー）と上記光出力検出器６の光検出出力とが、直線的（リニア）な比例関係になる（リニアリティが最良になる）。
【０１２５】
ここで、ベｆ（σｘＣ，σｙＣ）ボ／ベｆ（σｘＡ，σｙＡ）ボ＝１
であって、α＝０とすると、β≒±１となる。すなわち、
（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）＝（−０．５，０．５，−１．５，−０．５）
または、
（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）＝（−０．５，０．５，０．５，１．５）
において、上記盤面パワーと上記光出力検出器６の光検出出力とを略々直線的な比例関係とすることができる。
【０１２６】
なお、ここで、
（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）＝（−０．５，０．５，−０．５，０．５）
（すなわち、α＝β＝０）とした場合には、上記区間Ａと上記区間Ｃとでは、上記盤面パワーに対する上記光出力検出器６の検出出力の変化率の傾きが、１４．５％変化する。
【０１２７】
このように、この光学ピックアップ装置においては、上記光出力検出器６の受光面部の形状が限定されている場合においても、この光出力検出器６の中心位置を上述のように適宜に設定することによって、上記盤面パワーと上記光出力検出器６の光検出出力とのリニアリティを維持することができる。
【０１２８】
すなわち、この光学ピックアップ装置においては、上記光出力検出器６の受光面部の形状、大きさ及び配設位置について、該受光面部の形状、大きさ及び配設位置や、該光出力検出器６の光検出感度のリニアリティや、上記半導体レーザチップ１の発光光束の拡散角内における強度分布のガウシアン分布からのずれ等、実際の設計上において存在する各種の制約や条件を勘案して微修正した最善の解を求めることができる。
【０１２９】
【発明の効果】
上述のように、本発明に係る光学ピックアップ装置及びディスクプレーヤ装置においては、光源より射出された光束を光学記録媒体上に集光させる集光手段に入射される該光束の径を規定する第１のアパーチャと、光出力検出器の受光面に入射される該光束の径を規定する第２のアパーチャとは、光束分岐手段を介して互いに共役なものとなっている。
【０１３０】
したがって、この光学ピックアップ装置においては、上記光源より発せられる光束の発散角が変化しても、上記集光手段を介して上記光学記録媒体の信号記録面上に照射される光束の量と上記光出力検出器の光検出出力とは、直線的（リニア）な比例関係になる。
【０１３１】
すなわち、この光学ピックアップ装置においては、上記光出力検出器より出力される光検出出力に基づいて上記光源における発光出力を制御することにより、上記光学記録媒体の信号記録面上に照射される光束の量を、容易、かつ、正確に制御することができる。
【０１３２】
すなわち、本発明は、光源として使用される半導体レーザより発せられる光束の発散角がこの光束の光出力の変化に伴って変化する場合であっても、光学記録媒体の信号記録面上における光束の照射量の制御が正確に行えるようになされ、該光学記録媒体に対する情報信号の正確な書き込み及び読み出しが行えるようになされた光学ピックアップ装置を提供することができるものである。
【０１３３】
また、本発明は、上述のような光学ピックアップ装置を備えることにより良好な記録再生特性を有するディスクプレーヤ装置を提供することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光学ピックアップ装置の構成を一部を破断して示す側面図である。
【図２】上記光学ピックアップ装置の光学系の要部の構成を示す斜視図である。
【図３】上記光学ピックアップ装置における半導体レーザの発光出力と光束の発散角との関係を示すグラフである。
【図４】上記光学ピックアップ装置における半導体レーザの発光出力と光出力検出器の出力との関係を示すグラフである。
【図５】上記光学ピックアップ装置における半導体レーザの発光出力と光ディスク上に照射される光束の量との関係を示すグラフである。
【図６】上記光学ピックアップ装置における光ディスク上に照射される光束の量と光出力検出器の出力との関係を示すグラフである。
【図７】上記光学ピックアップ装置における光出力検出器のためのアパーチャの構成の他の例を一部を破断して示す側面図である。
【図８】上記光学ピックアップ装置における光出力検出器の構成の他の例を示す正面図である。
【図９】上記光学ピックアップ装置における光出力検出器の構成のさらに他の例を示す正面図である。
【図１０】上記光学ピックアップ装置の構成の他の例を一部を破断して示す側面図である。
【図１１】上記図１０に示した光学ピックアップ装置の構成を示す平面図である。
【図１２】上記光学ピックアップ装置において集光手段としてホログラムレンズを用いた場合の構成を示す縦断面図である。
【図１３】上記光学ピックアップ装置において集光手段としてホログラムレンズを用いた場合の構成の他の例を示す縦断面図である。
【図１４】上記光学ピックアップ装置において集光手段としてホログラムレンズを用いた場合の構成のさらに他の例を示す縦断面図である。
【図１５】上記光学ピックアップ装置における光出力検出器の受光面部の中心位置と幅とオートパワーコントロールにおけるリニアリティとの関係を示すグラフである。
【図１６】上記光学ピックアップ装置における光出力検出器の受光面部を設定した例（第１の解の例）を示す正面図である。
【図１７】上記光学ピックアップ装置における光出力検出器の受光面部を設定した例（第２の解の例）を示す正面図である。
【図１８】上記光学ピックアップ装置において光出力検出器の受光面部の形状を限定した場合の該受光面部の中心位置とオートパワーコントロールにおけるリニアリティとの関係を示すグラフである。
【図１９】従来の光学ピックアップ装置の光学系の構成を示す側面図である。
【図２０】上記従来の光学ピックアップ装置における半導体レーザの発光出力と光束の発散角との関係を示すグラフである。
【図２１】上記従来の光学ピックアップ装置における半導体レーザの発光出力と光出力検出器の出力との関係を示すグラフである。
【図２２】上記従来の光学ピックアップ装置における半導体レーザの発光出力と光ディスク上に照射される光束の量との関係を示すグラフである。
【図２３】上記従来の光学ピックアップ装置における光ディスク上に照射される光束の量と光出力検出器の出力との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１  半導体レーザチップ、６  光出力検出器、１１  対物レンズ、１２  レンズホルダ、１３  フォーカスコイル、１４  トラッキングコイル、１５  アクチュエータベース、１７  弾性支持部材、１８，２０  ヨーク、１９，２１  マグネット、２６  プリズム、２７  傾斜面部、２８，２９  信号読み出し用光検出器、３２  ホログラムレンズ、１０１  光ディスク、１０２  信号記録層
【図１】
0003580040.tif 000028
【図２】
0003580040.tif 000029
【図３】
0003580040.tif 000030
【図４】
0003580040.tif 000031
【図５】
0003580040.tif 000032
【図６】
0003580040.tif 000033
【図７】
0003580040.tif 000034
【図８】
0003580040.tif 000035
【図９】
0003580040.tif 000036
【図１０】
0003580040.tif 000037
【図１１】
0003580040.tif 000038
【図１２】
0003580040.tif 000039
【図１３】
0003580040.tif 000040
【図１４】
0003580040.tif 000041
【図１５】
0003580040.tif 000042
【図１６】
0003580040.tif 000043
【図１７】
0003580040.tif 000044
【図１８】
0003580040.tif 000045
【図１９】
0003580040.tif 000046
【図２０】
0003580040.tif 000047
【図２１】
0003580040.tif 000048
【図２２】
0003580040.tif 000049
【図２３】
0003580040.tif 000050