(57)【要約】【課題】光学系の光利用効率を向上させることができるとともに安定な制御特性を有する光学式記録再生装置を提供する。【解決手段】光学式記録再生装置は、光を出射する光源と、前記光源から出射された前記光のうち有効開口内へ入射する光を記録媒体へ集光する集光手段と、前記光源から出射された前記光のうち前記集光手段の前記有効開口よりも外側へ向う光を遮光する遮光手段と、前記記録媒体によって反射された反射光のうち前記集光手段の前記有効開口を透過した光を回折する第１回折手段と、前記第１回折手段によって回折された光を受光して電気信号を検出する第１光検出手段とを具備することを特徴とする。【選択図】　図１
2004055046.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を出射する光源と、
前記光源から出射された前記光のうち有効開口内へ入射する光を記録媒体へ集光する集光手段と、
前記光源から出射された前記光のうち前記集光手段の前記有効開口よりも外側へ向う光を遮光する遮光手段と、
前記記録媒体によって反射された反射光のうち前記集光手段の前記有効開口を透過した光を回折する回折手段と、
前記回折手段によって回折された光を受光して電気信号を検出する第１光検出手段と、
前記反射光のうち前記集光手段の前記有効開口よりも外側へ向う光を導光する導光手段と、
前記導光手段によって導光された光を受光して電気信号を検出する第２光検出手段とを具備することを特徴とする光学式記録再生装置。
【請求項２】
前記導光手段は、前記反射光のうち前記集光手段の前記有効開口よりも外側へ向う光を回折するホログラムと、
前記ホログラムによって回折された光を前記第２光検出手段に向けて反射する反射手段とを有している、請求項１記載の光学式記録再生装置。
【請求項３】
前記ホログラムは、ブレーズドホログラムである、請求項２記載の光学式記録再生装置。
【請求項４】
前記反射手段は、前記ホログラムよりも外側に設けられた反射面である、請求項２記載の光学式記録再生装置。
【請求項５】
前記ホログラムは、前記集光手段と一体に形成されている、請求項２記載の光学式記録再生装置。
【請求項６】
前記ブレーズドホログラムは、前記記録媒体上に記録された情報の列である情報記録列に対して平行な方向に沿って分割され、かつ前記情報記録列に対して垂直な方向に沿って分割された複数個のホログラム領域を有している、請求項３記載の光学式記録再生装置。
【請求項７】
前記第２光検出手段は、前記複数個のホログラム領域にそれぞれ対応する位置にそれぞれ設けられた複数個の光検出器を有しており、
各光検出器は、前記情報記録列に対して直交する分割線によって複数個の領域にそれぞれ分割されている、請求項６記載の光学式記録再生装置。
【請求項８】
前記遮光手段は、蒸着膜によって構成されている、請求項１記載の光学式記録再生装置。
【請求項９】
前記遮光手段は、前記集光手段と一体に形成されている、請求項１記載の光学式記録再生装置。
【請求項１０】
前記第１光検出手段は、前記光源を挟むように配置されている、請求項１記載の光学式記録再生装置。
【請求項１１】
前記光源から出射した光のうち光強度が強くかつ光学的解像度が低い中心付近の光を遮光するために設けられた遮光帯をさらに具備する、請求項１記載の光学式記録再生装置。
【請求項１２】
前記光源から出射した光のうち光強度が強くかつ光学的解像度が低い中心付近の光の位相を変調させるために設けられた位相変調帯をさらに具備する、請求項１記載の光学式記録再生装置。
【請求項１３】
前記集光手段と前記導光手段とは、樹脂によって一体に形成されている、請求項１記載の光学式記録再生装置。
【請求項１４】
前記集光手段と前記遮光手段と前記導光手段とは、一体に形成されている、請求項１記載の光学式記録再生装置。
【請求項１５】
前記集光手段と前記遮光手段と前記導光手段とは、一体に形成されており、
前記光源と前記第１光検出手段と前記第２光検出手段とを形成する基板と、
前記導光手段と前記基板とを保持する筐体とをさらに具備する、請求項１記載の光学式記録再生装置。
【請求項１６】
前記回折手段は、前記集光手段の前記光源側の表面に設けられており、
前記回折手段と前記集光手段とは、一体に形成されている、請求項１記載の光学式記録再生装置。
【請求項１７】
光を出射する光源と、
前記光源から出射された前記光のうち有効開口内へ入射する光を記録媒体へ集光する集光手段と、
前記光源から出射された前記光のうち前記集光手段の前記有効開口よりも外側へ向う光を前記記録媒体へ到達しない方向へ向けて反射する反射手段と、
前記記録媒体によって反射された反射光のうち前記集光手段の前記有効開口を透過した光を回折する回折手段と、
前記回折手段によって回折された光を受光して電気信号を検出する第１光検出手段とを具備することを特徴とする光学式記録再生装置。
【請求項１８】
前記光源から出射した光の光量をモニタするための光量モニタ光検出器をさらに具備しており、
前記反射手段は、前記光量モニタ光検出器へ前記光を反射する、請求項１７記載の光学式記録再生装置。
【請求項１９】
前記反射光のうち前記集光手段の前記有効開口よりも外側へ向う光を導光する導光手段と、
前記導光手段によって導光された光を受光して電気信号を検出する第２光検出手段と、
前記光源と前記第１光検出手段と前記第２光検出手段とを形成する基板とをさらに具備しており、
前記光量モニタ光検出器は、前記基板に形成されている、請求項１８記載の光学式記録再生装置。
【請求項２０】
前記反射光のうち前記集光手段の前記有効開口よりも外側へ向う光を導光する導光手段と、
前記導光手段によって導光された光を受光して電気信号を検出する第２光検出手段とをさらに具備しており、
前記集光手段と前記導光手段と前記光源と前記第１光検出手段と前記第２光検出手段との相対的位置関係が固定されている、請求項１７記載の光学式記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ディスクドライブ装置に使用される光学式記録再生装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＤ（コンパクト・ディスク）やＤＶＤ（ディジタル・ヴァーサタイル・ディスク）といった光ディスク等の光記録媒体の記録再生を行う光学式記録再生装置においては、集光手段である対物レンズにより光源である半導体レーザ素子からの出射光を光記録媒体上へ集光し記録情報の記録再生を行う。
【０００３】
近年、光学式記録再生装置は長時間の記録再生という観点より低消費電力化が要求されている。このため、光学式記録再生装置に搭載される光学系において光利用効率を向上させることが要求されている。
【０００４】
特開平８−２４９６８８号公報及び特開平９−１８０２４６号公報には、光学系における光利用効率を向上させるために、光記録媒体上の情報記録列によって反射された±１次回折光のうち対物レンズの有効開口より外側へ入射する光を利用する光学式記録再生装置が開示されている。この従来の光学式記録再生装置は、光記録媒体によって反射された±１次回折反射光のうち、対物レンズの有効開口よりも外側へ入射する光を導光手段によって光検出器へ導くように構成されている。この構成により、対物レンズの有効開口よりも外側へ入射する光束を有効に利用することができるため、光学系における光利用効率を向上させることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の光学式記録再生装置においては、光源である半導体レーザ素子から出射された出射光のうち、対物レンズの有効開口よりも外側へ進む光も光記録媒体上へと進む。半導体レーザ素子から対物レンズの有効開口よりも外側へ進んだ後、光記録媒体上で反射した光は、対物レンズの有効開口よりも内側あるいは外側を通過した後、光検出器に対して迷光成分として入射する。
【０００６】
対物レンズの光記録媒体に対する相対的な位置は常に変化しているため、このような迷光成分は変動する。従って、静的な迷光成分に加え動的な迷光成分も発生する。このような静的な迷光成分および動的な迷光成分は、光学式記録再生装置における制御特性を不安定にさせるという問題を生じる。
【０００７】
また、従来の光学式記録再生装置においては、対物レンズのシフトによって発生するオフセット成分を除去することは考慮されていないため、フォーカス制御およびトラッキング制御において誤差を安定に検出することが困難であるという問題がある。
【０００８】
さらに、対物レンズ上に光検出器を配置するように構成すると、駆動電圧を供給するための配線および各種信号を検出するための配線が必要となるので、構成が複雑化するとともに光検出器が大型化するため、フォーカス制御およびトラッキング制御における周波数応答性が劣化するという問題がある。
【０００９】
本発明は係る問題を解決するためになされたものであり、その目的は、光学系の光利用効率を向上させることができるとともに安定な制御特性を有する光学式記録再生装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る光学式記録再生装置は、光を出射する光源と、前記光源から出射された前記光のうち有効開口内へ入射する光を記録媒体へ集光する集光手段と、前記光源から出射された前記光のうち前記集光手段の前記有効開口よりも外側へ向う光を遮光する遮光手段と、前記記録媒体によって反射された反射光のうち前記集光手段の前記有効開口を透過した光を回折する回折手段と、前記回折手段によって回折された光を受光して電気信号を検出する第１光検出手段と、前記反射光のうち前記集光手段の前記有効開口よりも外側へ向う光を導光する導光手段と、前記導光手段によって導光された光を受光して電気信号を検出する第２光検出手段とを具備することを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る他の光学式記録再生装置は、光を出射する光源と、前記光源から出射された前記光のうち有効開口内へ入射する光を記録媒体へ集光する集光手段と、前記光源から出射された前記光のうち前記集光手段の前記有効開口よりも外側へ向う光を前記記録媒体へ到達しない方向へ向けて反射する反射手段と、前記記録媒体によって反射された反射光のうち前記集光手段の前記有効開口を透過した光を回折する回折手段と、前記回折手段によって回折された光を受光して電気信号を検出する第１光検出手段とを具備することを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明に係る光学式記録再生装置においては、光源から出射された光のうち集光手段の有効開口よりも外側へ向う光は、遮光手段によって遮光されるために記録媒体へ到達せず、反射光のうち有効開口よりも外側へ向う光を受光して電気信号を検出することができる。このため、集光手段の有効開口よりも外側へ向う光が記録媒体によって反射され、迷光として光検出手段へ入射することを防止することができ、安定な制御特性を得ることができるとともに、光源から出射した光の利用効率を向上させることができる。
【００１３】
前記導光手段は、前記反射光のうち前記集光手段の前記有効開口よりも外側へ向う光を回折するホログラムと、前記ホログラムによって回折された光を前記第２光検出手段に向けて反射する反射手段とを有していることが好ましい。反射光のうち有効開口よりも外側へ向う光をホログラムによって効率よく第２光検出手段へ導くためである。
【００１４】
前記ホログラムは、ブレーズドホログラムであることが好ましい。ブレーズドホログラムは、回折効率を高めることができるとともに、プラス側に対してマイナス側の回折光が発生しないようにすることができるため、光の利用効率をより一層向上させることができる。
【００１５】
前記反射手段は、前記ホログラムよりも外側に設けられた反射面であることが好ましい。簡単な構成によって、光源から出射した光の利用効率を向上させることができるからである。
【００１６】
前記ホログラムは、前記集光手段と一体に形成されていることが好ましい。一体に形成すると製造することが容易だからである。
【００１７】
前記ブレーズドホログラムは、前記記録媒体上に記録された情報の列である情報記録列に対して平行な方向に沿って分割され、かつ前記情報記録列に対して垂直な方向に沿って分割された複数個のホログラム領域を有していることが好ましい。位相差法、プッシュプル法等のトラッキング誤差検出法に対応するためである。
【００１８】
前記第２光検出手段は、前記複数個のホログラム領域にそれぞれ対応する位置にそれぞれ設けられた複数個の光検出器を有しており、各光検出器は、前記情報記録列に対して直交する分割線によって複数個の領域にそれぞれ分割されていることが好ましい。フォーカス誤差およびトラッキング誤差を安定して検出するためである。
【００１９】
前記遮光手段は、蒸着膜によって構成されていることが好ましい。遮光手段を安価に製造することができるからである。
【００２０】
前記遮光手段は、前記集光手段と一体に形成されていることが好ましい。遮光手段と集光手段とを安価に製造するためである。
【００２１】
前記第１光検出手段は、前記光源を挟むように配置されていることが好ましい。回折手段によって回折した光を受光するためである。通常の矩形グレーティングでは回折光がプラス方向とマイナス方向との２方向に発生するため、光源（光軸）の両側に光検出手段を配置すると、プラス方向の回折光とマイナス方向の回折光との双方を利用することができるため、光の利用効率をより一層向上させることができる。
【００２２】
前記光源から出射した光のうち光強度が強くかつ光学的解像度が低い中心付近の光を遮光するために設けられた遮光帯をさらに具備することが好まく、また、前記光源から出射した光のうち光強度が強くかつ光学的解像度が低い中心付近の光の位相を変調させるために設けられた位相変調帯をさらに具備することが好ましい。超解像法を使用する光学式記録再生装置に適用することができるからである。
【００２３】
前記集光手段と前記導光手段とは、樹脂によって一体に形成されていることが好ましい。集光手段と導光手段とを安価に製造することができるからである。
【００２４】
前記集光手段と前記遮光手段と前記導光手段とは、一体に形成されていることが好ましい。集光手段と遮光手段と導光手段とを安価に製造するためである。
【００２５】
前記集光手段と前記遮光手段と前記導光手段とは、一体に形成されており、前記光源と前記第１光検出手段と前記第２光検出手段とを形成する基板と、前記導光手段と前記基板とを保持する筐体とをさらに具備することが好ましい。光学式記録再生装置を安価に製造するためである。
【００２６】
前記回折手段は、前記集光手段の前記光源側の表面に設けられており、前記回折手段と前記集光手段とは、一体に形成されていることが好ましい。回折手段と集光手段とを安価に製造するためである。
【００２７】
本発明に係る他の光学式記録再生装置においては、光源から出射された光のうち集光手段の有効開口よりも外側へ向う光が、記録媒体へ到達しない方向へ向けて反射される。このため、集光手段の有効開口よりも外側へ向う光が記録媒体によって反射され、迷光として光検出手段へ入射することを防止することができる。その結果、安定な制御特性を有する光学式記録再生装置を得ることができる。
【００２８】
前記光源から出射した光の光量をモニタするための光量モニタ光検出器をさらに具備しており、前記反射手段は、前記光量モニタ光検出器へ前記光を反射することが好ましい。光源から出射した光の利用効率を向上させるためである。
【００２９】
前記反射光のうち前記集光手段の前記有効開口よりも外側へ向う光を導光する導光手段と、前記導光手段によって導光された光を受光して電気信号を検出する第２光検出手段と、前記光源と前記第１光検出手段と前記第２光検出手段とを形成する基板とをさらに具備しており、前記光量モニタ光検出器は、前記基板に形成されていることが好ましい。外部に光量モニタ素子を追加することなく、制御性のよい前光ＡＰＣを使用可能となり、記録用の装置に適応できる。
【００３０】
前記反射光のうち前記集光手段の前記有効開口よりも外側へ向う光を導光する導光手段と、前記導光手段によって導光された光を受光して電気信号を検出する第２光検出手段とをさらに具備しており、前記集光手段と前記導光手段と前記光源と前記第１光検出手段と前記第２光検出手段との相対的位置関係が固定されていることが好ましい。
【００３１】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００３２】
図１は、実施の形態に係る光学式記録再生装置１００を模式的に示す断面図である。光学式記録再生装置１００は、光記録媒体２５へ向って開口する筐体１８を備えている。筐体１８の開口に形成された底面には、略平板形状をした半導体基板１７が設けられている。半導体基板１７の表面における略中央には、斜面を有する凹部が形成されている。半導体基板１７に形成された凹部には、半導体レーザ素子６が凹部に形成された斜面に対向するように実装されている。半導体基板１７の表面における半導体レーザ素子６の周囲には、光検出ユニット１１が半導体基板１７の表面に半導体技術により形成されている。光検出ユニット１１の構成は、一般に慣用されている構成であるため詳細な説明は省略する。半導体基板１７の表面における光検出ユニット１１の外側には、光検出ユニット５が半導体基板１７の表面に形成されている。
【００３３】
図２（ａ）は、光検出ユニット５を構成する４個の光検出器１２を模式的に示す平面図である。図２（ａ）においては、説明および図示を簡潔にするために光検出ユニット１１を省略して描いている。光検出ユニット５は、光記録媒体２５上に記録された情報の列である情報記録列に対して平行な方向に沿って、かつ情報記録列に対して垂直な方向に沿って４個の光検出器１２に分割されている。各光検出器１２は、情報記録列に対して直交する分割線１５によって２個の受光領域１４にそれぞれ分割されている。
【００３４】
筐体１８には、筐体１８に形成された開口を覆うようにホログラム光学素子９が設けられている。ホログラム光学素子９は、半導体レーザ素子６および光検出ユニット１１を覆うように配置されたホログラム領域１０を有している。ホログラム領域１０の構成は、一般に慣用されている構成であるため詳細な説明は省略する。
【００３５】
ホログラム光学素子９と光記録媒体２５との間には、対物レンズ７が設けられている。対物レンズ７は、図示しない対物レンズ駆動装置に固定されている。対物レンズ７は、対物レンズ７へ光が入射し得る領域を表す有効開口８を有している。対物レンズ７の有効開口８の値は、光記録媒体２５上の情報記録列を記録再生するために必要な解像度および光記録媒体２５のチルト等に対する許容度に基づいて定められている。対物レンズ７の有効開口８は、ＣＤにおいて約０．４５、ＤＶＤにおいて約０．６である。対物レンズ７の有効開口８がこの値よりも大きいと、光記録媒体２５においてチルトが発生したときに生じるコマ収差により、光記録媒体２５上の情報記録列を再生することが困難になる。このように、対物レンズ７の有効開口８の上限は制限されている。
【００３６】
対物レンズ７の周囲には、回折ユニット２が設けられている。回折ユニット２は、対物レンズ７を囲むように配置されたブレーズドホログラム３を有している。回折ユニット２には、ブレーズドホログラム３の外側に配置された反射膜４が光検出ユニット５に対して外側に拡がるように設けられている。反射膜４は、蒸着によって形成すれば安価に作成することができる。
【００３７】
図３は、ブレーズドホログラム３におけるブレーズドホログラム領域１３を模式的に示す平面図である。ブレーズドホログラム３は、４個の光検出器１２に対応するように、光記録媒体２５上に記録された情報の列である情報記録列に対して平行な方向に沿って２個に分割され、かつ情報記録列に対して垂直な方向に沿って２個に分割された４個のブレーズドホログラム領域１３を有している。光記録媒体２５上の情報記録列と平行及び直交する方向に沿ってブレーズドホログラム３を分割しているのは、フォーカス制御およびトラッキング制御における誤差検出法として一般的な位相差法およびプッシュプル法を使用することができるようにするためである。また、対物レンズ７がシフトした時のシフト方向、即ち情報記録列と直交する方向に沿って分割することによって、光検出ユニット５の分割と併せて誤差を安定して検出するためである。
【００３８】
ブレーズドホログラム３と半導体基板１７との間には、遮光膜１が、半導体レーザ素子６側から見て対物レンズ７を囲むように設けられている。遮光膜１は、蒸着によって形成すれば安価に作成することができる。ブレーズドホログラム３と反射膜４と遮光膜１とは、樹脂により対物レンズ７と一体に成形されている。
【００３９】
このように構成された光学式記録再生装置１００においては、筐体１８内の半導体基板１７に形成された凹部に実装された半導体レーザ素子６が凹部に形成された斜面に向ってレーザビームを出射すると、出射されたレーザビームは斜面によって反射され、反射されたレーザビームは拡がり角度を持ってホログラム光学素子９へ向って進み、ホログラム光学素子９に設けられたホログラム領域１０を通り抜け、対物レンズ７の有効開口８内および有効開口８よりも外側の双方に入射する。対物レンズ７の有効開口８内に入射したレーザビームは、対物レンズ７を通り抜けて光記録媒体２５上へ集光する。対物レンズ７の有効開口８よりも外側へ入射したレーザビームは、遮光膜１によって遮光される。従って、対物レンズ７の有効開口８よりも外側へ入射したレーザビームは光記録媒体２５上へ到達しない。
【００４０】
図４は、光記録媒体２５によって反射された０次回折光２２および±１次回折光２３を説明するための模式図である。対物レンズ７によって光記録媒体２５上へ集光したレーザビームは、光記録媒体２５によって反射され、０次回折光２２および±１次回折光２３となる。光記録媒体２５によって反射された０次回折光２２は、対物レンズ７へ再度入射する。対物レンズ７を通過した０次回折光２２はホログラム光学素子９に設けられたホログラム領域１０において回折され、光検出ユニット１１へ導かれる。光検出ユニット１１は、入射した０次回折光２２に基づいて誤差検出信号および情報記録信号を検出する。
【００４１】
光記録媒体２５によって反射された±１次回折光２３のうち対物レンズ７の有効開口内へ入射した成分は、０次回折光２２と同様に、ホログラム領域１０において回折され、光検出ユニット１１へ導かれる。光検出ユニット１１は、入射した±１次回折光２３の成分に基づいて誤差検出信号および情報記録信号を検出する。
【００４２】
光記録媒体２５によって反射された±１次回折光２３のうち対物レンズ７の有効開口よりも外側へ入射した他の成分は、ブレーズドホログラム３を構成する４分割されたブレーズドホログラム領域１３によって対物レンズ７から離れる方向に向って回折される。４個のブレーズドホログラム領域１３によって回折された±１次回折光２３の他の成分は、反射膜４によって反射され、光検出ユニット５を構成する４個の光検出器１２へ導かれる。ブレーズドホログラム３によって±１次回折光２３の他の成分を回折すると、±１次回折光２３の他の成分を効率よく光検出ユニット５へ導くことができる。
【００４３】
４個の光検出器１２へ導かれた±１次回折光２３の他の成分は、集光スポット像１６Ａとなる。図３に示す右上のブレーズドホログラム領域１３によって回折された±１次回折光２３の他の成分は、図４（ａ）に示す右上の光検出器１２における集光スポット像１６Ａとなり、図３に示す右下のブレーズドホログラム領域１３によって回折された±１次回折光２３の他の成分は、図４（ａ）に示す右下の光検出器１２における集光スポット像１６Ａとなり、図３に示す左上のブレーズドホログラム領域１３によって回折された±１次回折光２３の他の成分は、図４（ａ）に示す左上の光検出器１２における集光スポット像１６Ａとなり、図３に示す左下のブレーズドホログラム領域１３によって回折された±１次回折光２３の他の成分は、図４（ａ）に示す左下の光検出器１２における集光スポット像１６Ａとなる。
【００４４】
図２（ｂ）は各光検出器１２上に形成された他の集光スポット像１６Ｂを模式的に示す平面図であり、図２（ｃ）は各光検出器１２上に形成されたさらに他の集光スポット像１６Ｃを模式的に示す平面図である。図２（ａ）〜図２（ｃ）に示すように、各光検出器１２上の集光スポット像は光記録媒体２５と対物レンズ７との間の距離に応じて変化する。対物レンズ７が光記録媒体２５に近づく方向へ駆動された結果、対物レンズ７を出射したレーザビームが対物レンズ７から光記録媒体２５の表面よりも遠い位置において集光するときは、図２（ａ）に示すように、各集光スポット像１６Ａは各分割線１５の外側にそれぞれ現れる。対物レンズ７を出射したレーザビームが光記録媒体２５の表面上において集光するときは、図２（ｂ）に示すように、各集光スポット像１６Ｂは各分割線１５の上にそれぞれ現れる。対物レンズ７が光記録媒体２５から離れる方向へ駆動された結果、対物レンズ７を出射したレーザビームが対物レンズ７から光記録媒体２５の表面よりも近い位置において集光するときは、図２（ｃ）に示すように、各集光スポット像１６Ａは各分割線１５の内側にそれぞれ現れる。
【００４５】
従って、各光検出器１２における２個の受光領域１４からの差動出力を検出すると、フォーカス誤差を検出することができる。各光検出器１２を２個の受光領域１４にそれぞれ分割する分割線１５の方向は、光記録媒体２５に記録された情報記録列と直交している。このため、対物レンズ７が情報記録列に追随した結果、対物レンズ７と半導体レーザ素子６及び光検出器１２との間の相対的な位置関係が変動したとしても、集光スポット１６Ａ〜１６Ｃは光検出器１２上の分割線１５に対して平行な方向に沿って移動するため、フォーカス誤差の検出に影響を及ぼすことはない。
【００４６】
以上のように本実施の形態によれば、半導体レーザ素子６から出射された光のうち対物レンズ７の有効開口８よりも外側へ向う光は、遮光膜１によって遮光されるために記録媒体２５へ到達しない。このため、対物レンズ７の有効開口８よりも外側へ向う光が光記録媒体２５によって反射され、迷光として光検出ユニット１１へ入射することを防止することができる。その結果、安定な制御特性を有する光学式記録再生装置を得ることができる。
【００４７】
また本実施の形態によれば、光記録媒体２５によって反射された±１次回折光２３のうち対物レンズ７の有効開口８よりも外側へ向う成分を回折する回折ユニット２と、回折ユニット２によって回折された±１次回折光２３の成分を受光して電気信号を検出する光検出器１２とをさらに具備している。このため、反射された±１次回折光２３のうち対物レンズ７の有効開口８よりも外側へ向う成分を受光して、電気信号を検出することができる。その結果、半導体レーザ素子６から出射した光の利用効率を向上させることができる
なお、各光検出器１２からの出力に基づいてフォーカス誤差を検出する例を示したが、本発明はこれに限定されない。各光検出器１２からの出力をＳ０３ｂ１、Ｓ０３ｂ２、Ｓ０３ｂ３、Ｓ０３ｂ４と示した場合、下記に示す式１によってトラッキングエラー信号ＴＥ１を求めれば、位相差法に従ってトラッキング誤差を検出することができる。
【００４８】
ＴＥ１＝（Ｓ０３ｂ１＋Ｓ０３ｂ４）−（Ｓ０３ｂ２＋Ｓ０３ｂ３）…式１
また、下記に示す式２によってトラッキングエラー信号ＴＥ２を求めれば、プッシュプル法に従ってトラッキング誤差を検出することができる。
【００４９】
ＴＥ２＝（Ｓ０３ｂ１＋Ｓ０３ｂ２）−（Ｓ０３ｂ３＋Ｓ０３ｂ４）…式２
さらに、光記録媒体２５から反射した０次回折光２２をホログラム光学素子９上のホログラム領域１０によって回折して光検出ユニット１１へと導く構成と合わせて、様々な構成の組み合わせを選択することができることはいうまでもない。
【００５０】
なお、回折ユニット２がブレーズドホログラム３と反射膜４とによって構成される例を示したが、複数の反射膜を組み合わせて回折ユニット２を構成し、対物レンズ７の有効開口よりも外側へ入射した±１次回折光２３の他の成分を各光検出器１２へ導いてもよい。
【００５１】
本実施の形態においては遮光膜１を蒸着した構成の例を示しているが、遮光膜１の替わりに反射面を用いた構成としてもよい。反射面により対物レンズ７の有効開口８よりも外側に入射したレーザビームを迷光成分として影響を及ぼさない任意の方向へと反射する構成としてもよい。例えば、光量モニタ用の光検出器を適切な位置に設け、有効開口８よりも外側に入射したレーザビームを光量モニタ用の光検出器へと反射面によって反射集光させ、半導体レーザ素子６から出射されたレーザビームの光量をモニタすることもできる。
【００５２】
本実施の形態においては、光検出ユニット５および１１を形成した半導体基板１７の上に半導体レーザ素子６を実装する構成の例を示しているが、半導体レーザ素子６と光検出ユニット５および光検出ユニット１１は筐体内に個別に実装してもよいし、更には同一の筐体内に実装する必要もなく筐体と別個に配置してもよい。いずれの形態であっても本発明の効果が得られる事には変わりがない。
【００５３】
本実施の形態においては、対物レンズ７の有効開口８よりも外側に入射した±１次回折光２３を焦点誤差検出およびトラッキング誤差検出に使用している例を示したが、例えば、光記録媒体に対するチルト成分を検出し、フォーカス制御、トラッキング制御とともに、チルト制御を行うことにより、さらに安定度が高い光学式記録再生装置を構成することができる。他の種類の物理量を検出するために使用してもよい。光記録媒体の種類に応じて各受光器を適切に配置すればよい。
【００５４】
図５は実施の形態に係る他の光学式記録再生装置１００Ａを模式的に示す断面図であり、図６（ａ）は実施の形態に係る他の光学式記録再生装置１００Ａが記録再生する光記録媒体２５によって反射された０次回折光を説明するための模式図であり、図６（ｂ）は光記録媒体２５によって反射された他の回折光を説明するための模式図であり、図６（ｃ）は光記録媒体２５によって反射されたさらに他の回折光を説明するための模式図である。
【００５５】
図１ないし図４を参照して前述した光学式記録再生装置１００の構成要素と同一の構成要素には同一の参照符号を付している。従って、これらの構成要素の詳細な説明は省略する。前述した光学式記録再生装置１００と異なる点は、超解像法を使用するために遮光帯１９をさらに備えている点である。
【００５６】
対物レンズ７の半導体レーザ素子６側の表面の略中央には、遮光帯１９が設けられている。遮光帯１９は、半導体レーザ素子６から出射し、ホログラム領域１０を通り抜けた光強度分布を有するレーザビームのうち、光強度が高く且つ光学的解像度が低い中心付近の成分を、遮光膜１９と光記録媒体２５との間の位置関係に応じて図６（ａ）ないし図６（ｃ）に示すように遮光する。このような遮光帯１９を設けた超解像法によれば、光記録媒体上の集光スポットを、対物レンズの有効開口の開口数とレーザビームの波長とによって定まる大きさよりも小さくすることができる等、光学系の解像度をより高くすることが可能となる。
【００５７】
光記録媒体２５によって反射されたレーザビームのうちの０次回折光２２は、対物レンズ７へ再び入射する。対物レンズ７を通り抜けた０次回折光２２のうち遮光帯１９へ入射した成分は、遮光帯１９によって遮光されるために、ホログラム領域１０を通って光検出ユニット１１へ到達しない。このため、０次回折光２２に基づいてフォーカス誤差を検出することは困難である。
【００５８】
しかしながら実施の形態２に係る光学式記録再生装置１００Ａにおいては、光記録媒体２５によって反射された±１次回折光２３のうち、対物レンズ７の有効開口よりも外側へ入射して、ブレーズドホログラム領域１３および反射膜４によって、光検出ユニット５を構成する光検出器１２へ導かれた±１次回折光２３の他の成分に基づいてフォーカス誤差を検出することができる。このため、遮光帯１９による影響を受けることなく、フォーカス誤差を安定して検出することができる。
【００５９】
なお、超解像法を使用するために遮光帯１９を設けた例を説明したが、本発明はこれに限定されない。光源から出射した光のうち光強度が強くかつ光学的解像度が低い中心付近の光の位相を変調させるための位相変調帯を設けてもよい。
【００６０】
図７は、実施の形態に係るさらに他の光学式記録再生装置１００Ｂを模式的に示す断面図である。図１ないし図４を参照して前述した光学式記録再生装置１００の構成要素と同一の構成要素には同一の参照符号を付している。従って、これらの構成要素の詳細な説明は省略する。前述した光学式記録再生装置１００と異なる点は、ホログラム光学素子９およびホログラム領域１０の替わりにホログラム領域１０Ａを設けている点、および筐体１８の替わりに筐体１８Ａを設けている点である。
【００６１】
対物レンズ７の半導体レーザ素子６側の表面には、ホログラム領域１０Ａが配置されている。ホログラム領域１０Ａは、対物レンズ７と一体に成型されている。対物レンズ７は、遮光膜１および回折ユニット２と一体に成型されており、筐体１８Ａと一体に組み立てられている。このように、筐体１８Ａの内部に配置された半導体基板１７に設けられた半導体レーザ素子６および光検出ユニット１１および５と、対物レンズ７とが一体に構成されている。
【００６２】
この構成においても、対物レンズ７の有効開口よりも外側へ入射する成分は光記録媒体２５へ到達しないために、反射光が迷光成分として光検出ユニット１１へ入射しない。また光記録媒体２５によって反射された±１次回折光２３のうち対物レンズ７の有効開口よりも外側へ入射した成分を回折ユニット２によって誤差検出信号として使用しているため、光利用効率が向上し、且つ安定な制御特性を実現することが可能となる効果は同様である。また、図７に示すように、筐体１８Ａの内部に配置された半導体基板１７に設けられた半導体レーザ素子６および光検出ユニット１１および５と、対物レンズ７とが一体に構成された一体型とする事で部品点数を削減することができる。また、情報記録列に対して対物レンズ７が追随する場合の相対的な位置変位を考慮する必要がないために、信号特性の向上および設計マージンの拡大といった効果を得ることができる。
【００６３】
遮光膜１を対物レンズ７と一体に形成した構成の例を示したが、遮光膜１と対物レンズ７との間の相対的な位置関係が固定された構成であれば、遮光膜１を対物レンズ７と別個に形成してもよい。例えば、半導体レーザ素子を対物レンズと一体に可動部内に搭載した、いわゆる一体型の光学式記録再生装置においては、遮光膜と対物レンズとの相対的な位置関係を固定することができるため、遮光膜を対物レンズと別個に形成してもよい。遮光膜１の構成は、対物レンズ７の有効開口よりも外側へ入射したレーザビームの光記録媒体２５上への到達を防止することができる構成であればよく、本実施の形態の構成に限定されるものではない。
【００６４】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、光学系の光利用効率を向上させることができるとともに安定な制御特性を有する光学式記録再生装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態に係る光学式記録再生装置を模式的に示す断面図である。
【図２】実施の形態に係る光学式記録再生装置に設けられた光検出ユニットを構成する４個の光検出器を模式的に示す平面図であり、
（ａ）は各光検出器上に形成された集光スポット像を模式的に示す平面図であり、
（ｂ）は、各光検出器上に形成された他の集光スポット像を模式的に示す平面図であり、
（ｃ）は、各光検出器上に形成されたさらに他の集光スポット像を模式的に示す平面図である。
【図３】実施の形態に係る光学式記録再生装置に設けられたブレーズドホログラムにおけるブレーズドホログラム領域を模式的に示す平面図である。
【図４】実施の形態に係る光学式記録再生装置が記録再生する光記録媒体によって反射された０次回折光および±１次回折光を説明するための模式図である。
【図５】実施の形態に係る他の光学式記録再生装置を模式的に示す断面図である。
【図６】（ａ）は、実施の形態に係る他の光学式記録再生装置が記録再生する光記録媒体によって反射された回折光を説明するための模式図であり、
（ｂ）は、光記録媒体によって反射された他の回折光を説明するための模式図であり、
（ｃ）は、光記録媒体によって反射されたさらに他の回折光を説明するための模式図である。
【図７】実施の形態に係るさらに他の光学式記録再生装置を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
１　遮光膜
２　回折ユニット
３　ブレーズドホログラム
４　反射膜
５　光検出ユニット
６　半導体レーザ素子
７　対物レンズ
８　有効開口
９　ホログラム光学素子
１０　ホログラム領域
１１　光検出ユニット
１２　光検出器
１３　ブレーズドホログラム領域
１４　受光領域
１５　分割線
１７　基板
１８　筐体
１９　遮光帯
２２　０次回折光
２３　±１次回折光
２５　光記録媒体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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