(57)【要約】      （修正有）【課題】  光磁気ディスクに適用可能で、小型で軽量であり、高精度のフォーカスエラー信号を得る。【解決手段】  受光素子群は、内側及び外側受光部とに分割され反射光ビームの集光点の前方の反射光ビームを受光する第１の受光部３１と、内側及び外側受光部とに分割され反射光ビームの集光点の後方の反射光ビームを受光する第２の受光部３３，３４とからなる。演算回路は、第１の受光部３１において内側受光部と外側受光部から出力される検出信号の定数倍の信号との差信号を第１の受光部３１からの検出信号とし、第２の受光部３３，３４において内側受光部と外側受光部から出力される検出信号の定数倍の信号との差信号を第２の受光部３３，３４からの検出信号とし、第１の受光部３１からの検出信号と第２の受光部３３，３４からの検出信号の定数倍の信号との差信号により、フォーカスエラー信号を得る。【選択図】  図１１
2005122883.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
上記光源より出射された光ビームを光記録媒体の信号記録面上に集光させる対物レンズと、
上記対物レンズをフォーカスエラー信号に基づいて上記対物レンズの光軸方向に移動操作する対物レンズ駆動機構と、
上記信号記録面により反射された反射光ビームを上記対物レンズを介して検出する受光素子群とを備え、
上記受光素子群は、上記反射光ビームの上記光源と共焦点となる位置に対して、上記反射光ビームの集光点の前方の上記反射光ビームを受光する第１の受光部と、上記反射光ビームの集光点の後方側の上記反射光ビームを受光する第２の受光部とを有し、
上記第１及び第２の受光部のいずれか一方からの検出信号と、上記第１及び第２の受光部のいずれか他方の検出信号の定数倍との差信号によりフォーカスエラー信号を得るようにしたことを特徴とする光学ピックアップ装置。
【請求項２】
上記第１及び第２の受光部は、それぞれ内側受光部と外側受光部とに分割され、
上記第１及び第２の受光部からの検出信号は、それぞれ内側受光部により検出される検出信号から外側受光部により検出される検出信号の定数倍の信号を引いた差信号であることを特徴とする請求項１記載の光学ピックアップ装置。
【請求項３】
光源と、
上記光源より出射された光ビームを光記録媒体の信号記録面上に集光させる対物レンズと、
上記対物レンズをフォーカスエラー信号に基づいて上記対物レンズの光軸方向に移動操作する対物レンズ駆動機構と、
上記信号記録面により反射された反射光ビームを上記対物レンズを介して検出する受光素子群と、
上記受光素子群より出力される光検出信号を演算する演算手段とを備え、
上記受光素子群は、内側受光部と外側受光部とに分割され上記反射光ビームの集光点の前方の上記反射光ビームを受光する第１の受光部と、内側受光部と外側受光部とに分割され反射光ビームの集光点の後方の反射光ビームを受光する第２の受光部とからなり、
上記演算手段は、上記第１の受光部において内側受光部から出力される検出信号と外側受光部から出力される検出信号の定数倍の信号との差信号を該第１の受光部からの検出信号とし、上記第２の受光部において内側受光部から出力される検出信号と外側受光部から出力される検出信号の定数倍の信号との差信号を該第２の受光部からの検出信号とし、該第１の受光部からの検出信号と該第２の受光部からの検出信号の定数倍の信号との差信号により、フォーカスエラー信号を得るとともに、
上記第２の受光部からの検出信号に掛かる定数は、上記第１の受光部が受光している上記反射光ビームの強度と、上記第２の受光部が受光している反射光ビームの強度との比によって定められていることを特徴とする光学ピックアップ装置。
【請求項４】
上記演算手段は、上記第２の受光部からの検出信号に掛ける定数を初期値として動作を開始し、上記対物レンズ駆動機構によりフォーカスエラー信号に基づくフォーカスサーボが開始された後に、上記第２の受光部からの検出信号に掛ける定数を、上記第１の受光部が受光している反射光ビームの強度と上記第２の受光部が受光している反射光ビーム束の強度との比に応じて再設定されることを特徴とする請求項３記載の光学ピックアップ装置。
【請求項５】
光源と、
上記光源より出射された光ビームを光記録媒体の信号記録面上に集光させる対物レンズと、
上記対物レンズをフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号に基づいて上記対物レンズの光軸方向及び上記光軸方向に直交する方向に移動操作する対物レンズ駆動機構と、
上記信号記録面により反射された反射光ビームを上記対物レンズを介して検出する受光素子群と、
上記受光素子群より出力される光検出信号を演算する演算手段とを備え、
上記受光素子群は、内側受光部と外側受光部とに分割され上記反射光ビームの集光点の前方の上記反射光ビームを受光する第１の受光部と、内側受光部と外側受光部とに分割され反射光ビームの集光点の後方の反射光ビームを受光する第２の受光部とからなり、
上記演算手段は、上記第１の受光部において内側受光部から出力される検出信号と外側受光部から出力される検出信号の定数倍の信号との差信号を該第１の受光部からの検出信号とし、上記第２の受光部において内側受光部から出力される検出信号と外側受光部から出力される検出信号の定数倍の信号との差信号を該第２の受光部からの検出信号とし、該第１の受光部からの検出信号と該第２の受光部からの検出信号の定数倍の信号との差信号により、フォーカスエラー信号を得るとともに、
上記第２の受光部からの検出信号に掛かる定数は、上記第１の受光部が受光している上記反射光ビームの強度の変化と、上記第２の受光部が受光している反射光ビームの強度の変化との比によって定められていることを特徴とする光学ピックアップ装置。
【請求項６】
光源と、上記光源より出射された光ビームを光記録媒体の信号記録面上に集光させる対物レンズと、上記対物レンズをフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号に基づいて上記対物レンズの光軸方向及び上記光軸方向に直交する方向に移動操作する対物レンズ駆動機構と、上記信号記録面により反射された反射光ビームを上記対物レンズを介して検出する受光素子群とを有し、上記受光素子群は、内側受光部と外側受光部とに分割され上記反射光ビームの集光点の前方の上記反射光ビームを受光する第１の受光部と、内側受光部と外側受光部とに分割され反射光ビームの集光点の後方の反射光ビームを受光する第２の受光部とからなる光学ピックアップ装置と、
上記受光素子群より出力される光検出信号を演算する演算手段とを用い、
上記第１の受光部において内側受光部から出力される検出信号と外側受光部から出力される検出信号の定数倍の信号との差信号を求めて上記第１の受光部からの検出信号とし、
上記第２の受光部において内側受光部から出力される検出信号と外側受光部から出力される検出信号の定数倍の信号との差信号を求めて上記第２の受光部からの検出信号とし、
上記第１の受光部からの検出信号と上記第２の受光部からの検出信号の定数倍の信号との差信号を求めてフォーカスエラー信号とするフォーカスエラー信号検出方法であって、
上記第２の受光部からの検出信号に掛ける定数を、上記第１の受光部が受光している反射光ビームの強度と、上記第２の受光部が受光している反射光ビームの強度との比、及び／又は、上記対物レンズがこの対物レンズの光軸に直交する方向に移動操作されたときの上記第１の受光部が受光している上記反射光ビームの強度の変化と上記第２の受光部が受光している反射光ビームの強度の変化との比によって定めることを特徴とするフォーカスエラー信号検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスクの記録再生に用いられる光学ピックアップ装置及びフォーカスエラー信号検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光ディスク、例えばピットパターンにより情報信号が記録された光ディスクや光磁気ディスクに対して情報信号を記録再生するための光学ピックアップ装置として、図２１に示すように構成されたものが用いられている。
【０００３】
この光学ピックアップ装置１は、半導体レーザ素子２、グレーティング３、ビームスプリッタ４、コリメータレンズ５、対物レンズ６、ウォラストンプリズム７、マルチレンズ８及び光検出器９を備えている。これらの各光学部品は、装置内にそれぞれ独立してマウントされている。
【０００４】
すなわち、この光学ピックアップ装置１は、半導体レーザ素子２から出射される光ビームをグレーティング３を通してビームスプリッタ４に入射し、ビームスプリッタ４で、半導体レーザ素子２から出射された光ビームと光磁気ディスクＭＯの信号記録面から反射された光ビームとを分離する。
【０００５】
ビームスプリッタ４は、一般に、一対の光学プリズムとこれら一対の光学プリズムの間に蒸着やスパッタリングによって形成された誘電体多層膜とによって構成されている。
【０００６】
ビームスプリッタ４により分離されて透過した半導体レーザ素子２からの誘電体多層膜に対してＰ偏光成分の光ビームは、コリメータレンズ５に入射され、コリメータレンズ５で平行な光ビームに変換されて対物レンズ６に入射される。
【０００７】
対物レンズ６は、入射光を光磁気ディスクＭＯの信号記録面のある一点に収束させて照射する。この対物レンズ６は、図２１中矢印Ｆで示すフォーカス方向及び図２１中矢印Ｔで示すトラッキング方向に駆動される。
【０００８】
光磁気ディスクＭＯの信号記録面に照射された光ビームは、カー効果によって、その偏光面が回転される。光磁気ディスクＭＯの信号記録面からの反射された光ビームは、再び対物レンズ６及びコリメータレンズ５を介してビームスプリッタ４に入射され、ビームスプリッタ４でその反射率に応じた光量の光ビームが反射分離される。
【０００９】
ビームスプリッタ４によって分離された反射光ビームは、ウォラストンプリズム７に入射され、このウォラストンプリズム７で、複数の光ビームに分割されて、マルチレンズ８に入射される。マルチレンズ８に入射された反射光ビームは、フォーカスエラー検出のための非点収差が発生されるとともに、光検出器９までの反射光ビームの光路長の延長が図られている。
【００１０】
光検出器９は、マルチレンズ８を介してウォラストンプリズム７で複数の光ビームに分割された反射光ビームを受光するために、その受光面が、複数の受光部から構成されており、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号等のエラー信号及び光磁気ディスクＭＯから読み取り信号を生成するための検出信号を出力する。
【００１１】
このように、図２１に示した光学ピックアップ装置１は、個別にマウントされた複数の光学部品により、光磁気ディスクＭＯに書き込まれている記録情報を読み取るように構成され、小型化や高信頼性化が困難であり、しかも、部品点数が多く、各部品の製造工程，光学ピックアップ装置の組立工程や調整工程が複雑になり、コストが高くなってしまうという問題があった。
【００１２】
これに対して、再生専用の光ディスク、例えば、コンパクトディスク（Compact Disc）等の光ディスク再生装置には、図２２に示すような、一体型の受発光素子を用いた光学ピックアップ装置が採用されている。
【００１３】
この一体型の受発光素子方式の光学ピックアップ装置１０は、対物レンズ１１、光路折曲用ミラー１２，１３及び受発光素子１４を備えており、受発光素子１４から照射された光ビームを光路折曲用ミラー１２，１３及び対物レンズ１１を介して、光ディスク（ＣＤ）の信号記録面に収束合焦させる。
【００１４】
受発光素子１４は、図２３に示すように構成され、発光素子と受光素子とを一体の光学ブロックとして、半導体パッケージに封入させたものである。受発光素子１４は、第１の半導体基板１５上に第２の半導体基板１６が載置され、この第２の半導体基板１６上にレーザダイオードチップ１７が搭載されている。
【００１５】
レーザダイオードチップ１７の前方の第１の半導体基板１５上には、レーザダイオードチップ１７側に光路分岐面とされた傾斜面を有する台形形状のプリズム１８が配設されており、この光路分岐面には、ビームスプリッタとしての無偏光半透過膜１８ａが形成されている。また、プリズム１８は、その上面に、全反射膜１８ｂが形成されており、その下面に、無偏光半透過膜１８ｃが形成されている。プリズム１８は、レーザダイオードチップ１７から出射された光ビームを、その光路分岐面により反射して、光ビームを外部に出射する。
【００１６】
この受発光素子１４から出射された光ビームは、図２２に示すように、光路折曲用ミラー１３，１２を介して対物レンズ１１に入射され、この対物レンズ１１により光ディスク（ＣＤ）の信号記録面上に収束合焦される。
【００１７】
光ディスク（ＣＤ）により反射された光ビームは、対物レンズ１１及び光路折曲用ミラー１２，１３を介して受発光素子１４のプリズム１８内に入射し、プリズム１８の底面及び上面で順次に反射されることにより、このプリズム１８の底面の２箇所でプリズム１８の下方に向かって出射する。
【００１８】
そして、第１の半導体基板１５の上面には、プリズム１８の底面の２箇所から出射した光を受光する位置に、第１及び第２の光検出器１９ａ，１９ｂが形成されている。これら光検出器１９ａ，１９ｂは、図２４に示すように、その中央付近において縦方向に平行に延びる３本の分割ラインによって、それぞれ受光部ａ，ｂ，ｃ，ｄ及び受光部ｅ，ｆ，ｇ，ｈに４分割されており、光ディスク（ＣＤ）で読み取った情報信号を検出する。また、４分割されたセンサ素子のうち、中央よりの２つのセンサ素子による検出信号の差を取ることにより、すなわち、各受光部ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈからの検出信号Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ、Ｓｄ、Ｓｅ、Ｓｆ、Ｓｇ、Ｓｈに基づいて、フォーカスエラー信号ＦＣＳが、図２５にも示すように、
ＦＣＳ＝｛（Ｓａ＋Ｓｄ）−（Ｓｂ＋Ｓｃ）｝−｛（Ｓｅ＋Ｓｈ）−（Ｓｆ＋Ｓｇ）｝
により、検出される。
【００１９】
このように、受発光素子１４は、無偏光光学系を用いることにより、小型化、高性能化が実現されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
上述したような従来の光学ピックアップ装置１０においては、光学系として、無偏光光学系が用いられているため、コンパクトディスク等の再生専用型の光ディスクを記録媒体に用いる再生装置には適用することができるが、光磁気ディスク如く、情報信号の記録再生を行う記録再生装置の光学ピックアップ装置としてそのままでは用いることができない。
【００２１】
このため、光磁気ディスクの記録再生用の光学ピックアップ装置に適用するには、例えば、図２６に示すように、プリズム１８とこのプリズム１８の下面の無偏光半透過膜１８ｃとの間に、平行平板状の半波長板１８ｄを設けるとともに、ビームスプリッタとしての無偏光半透過膜１８ｃの代わりに、検光子機能を有するＰビームスプリッタ（ポラライズド・ビームスプリッタ）１８ｅを用いる等の必要がある。
【００２２】
ところが、従来の受発光素子に単に上述のようにビームスプリッタとしてＰビームスプリッタを用いると、Ｐビームスプリッタとなるところに入射する光ビーム線の入射角の中心値が２１°程度と小さな角度になり、多層膜によるビームスプリツタを使用することができず、またプリズム１８の部品点数が多くなってしまい、製造工程が複雑となり、製造コスト及び組立コストが高くなってしまうという問題があった。
【００２３】
本発明は、以上の点に鑑み、光磁気ディスクに適用可能で、小型、軽量、かつ、信頼性の高い光学ピックアップ装置及びフォーカスエラー信号検出方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
上述したような目的を達成するために提案される本発明に係る光学ピックアップ装置は、光源と、上記光源より出射された光ビームを光記録媒体の信号記録面上に集光させる対物レンズと、上記対物レンズをフォーカスエラー信号に基づいて上記対物レンズの光軸方向に移動操作する対物レンズ駆動機構と、上記信号記録面により反射された反射光ビームを上記対物レンズを介して検出する受光素子群とを備え、上記受光素子群は、上記反射光ビームの上記光源と共焦点となる位置に対して、上記反射光ビームの集光点の前方の上記反射光ビームを受光する第１の受光部と、上記反射光ビームの集光点の後方側の上記反射光ビームを受光する第２の受光部とを有し、上記第１及び第２の受光部のいずれか一方からの検出信号と、上記第１及び第２の受光部のいずれか他方の検出信号の定数倍との差信号によりフォーカスエラー信号を得るようにしたものである。
【００２５】
ここで、上記第１及び第２の受光部は、それぞれ内側受光部と外側受光部とに分割され、上記第１及び第２の受光部からの検出信号は、それぞれ内側受光部により検出される検出信号から外側受光部により検出される検出信号の定数倍の信号を引いた差信号が用いられる。
【００２６】
また、本発明に係る光学ピックアップ装置は、光源と、上記光源より出射された光ビームを光記録媒体の信号記録面上に集光させる対物レンズと、上記対物レンズをフォーカスエラー信号に基づいて上記対物レンズの光軸方向に移動操作する対物レンズ駆動機構と、上記信号記録面により反射された反射光ビームを上記対物レンズを介して検出する受光素子群と、上記受光素子群より出力される光検出信号を演算する演算手段とを備え、上記受光素子群は、内側受光部と外側受光部とに分割され上記反射光ビームの集光点の前方の上記反射光ビームを受光する第１の受光部と、内側受光部と外側受光部とに分割され反射光ビームの集光点の後方の反射光ビームを受光する第２の受光部とからなる。そして、上記演算手段は、上記第１の受光部において内側受光部から出力される検出信号（α１）と外側受光部から出力される検出信号（α２）の定数（Ｋ１）倍の信号（Ｋ１・α２）との差信号（α１−Ｋ１・α２）を該第１の受光部からの検出信号とし、上記第２の受光部において内側受光部から出力される検出信号（Ｉ１）と外側受光部から出力される検出信号（Ｉ２）の定数（Ｋ２）倍の信号（Ｋ２・Ｉ２）との差信号（Ｉ１−Ｋ２・Ｉ２）を該第２の受光部からの検出信号とし、該第１の受光部からの検出信号（α１−Ｋ１・α２）と該第２の受光部からの検出信号（Ｉ１−Ｋ２・Ｉ２）の定数（Ｇ）倍の信号との差信号（（α１−Ｋ１・α２）−Ｇ・（Ｉ１−Ｋ２・Ｉ２））により、フォーカスエラー信号を得ることとなされ、該第２の受光部からの検出信号に掛かる定数（Ｇ）は、上記第１の受光部が受光している上記反射光束の強度（Ｐα）と、該第２の受光部が受光している該反射光束の強度（ＰＩ）との比（Ｐα／ＰＩ）によって定められている。
【００２７】
また、本発明に係る光学ピックアップ装置において、上記演算手段は、第２の受光部からの検出信号に掛ける定数（Ｇ）を初期値として動作を開始し、上記対物レンズ駆動機構によりフォーカスエラー信号に基づくフォーカスサーボ動作が開始された後に、第２の受光部からの検出信号に掛かる定数（Ｇ）を、上記第１の受光部が受光している上記反射光束の強度と該第２の受光部が受光している該反射光束の強度との比（Ｐα／ＰＩ）に応じて再設定するようにしたものである。
【００２８】
また、本発明に係る光学ピックアップ装置は、光源と、上記光源より出射された光ビームを光記録媒体の信号記録面上に集光させる対物レンズと、上記対物レンズをフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号に基づいて上記対物レンズの光軸方向及び上記光軸方向に直交する方向に移動操作する対物レンズ駆動機構と、上記信号記録面により反射された反射光ビームを上記対物レンズを介して検出する受光素子群と、上記受光素子群より出力される光検出信号を演算する演算手段とを備える。ここで、上記受光素子群は、内側受光部と外側受光部とに分割され上記反射光ビームの集光点の前方の上記反射光ビームを受光する第１の受光部と、内側受光部と外側受光部とに分割され反射光ビームの集光点の後方の反射光ビームを受光する第２の受光部とからなり、上記演算手段は、
上記第１の受光部において内側受光部から出力される検出信号（α１）と外側受光部から出力される検出信号（α２）の定数（Ｋ１）倍の信号（Ｋ１・α２）との差信号（α１−Ｋ１・α２）を該第１の受光部からの検出信号とし、上記第２の受光部において内側受光部から出力される検出信号（Ｉ１）と外側受光部から出力される検出信号（Ｉ２）の定数（Ｋ２）倍の信号（Ｋ２・Ｉ２）との差信号（Ｉ１−Ｋ２・Ｉ２）を該第２の受光部からの検出信号とし、該第１の受光部からの検出信号（α１−Ｋ１・α２）と該第２の受光部からの検出信号（Ｉ１−Ｋ２・Ｉ２）の定数（Ｃ）倍の信号との差信号（（α１−Ｋ１・α２）−Ｃ・（Ｉ１−Ｋ２・Ｉ２））により、フォーカスエラー信号を得ることとなされ、上記第２の受光部からの検出信号に掛ける定数（Ｃ）は、上記対物レンズがこの対物レンズの光軸に直交する方向に移動操作されたときの上記第１の受光部が受光している上記反射光束の強度の変化（ΔＰα）と該第２の受光部が受光している該反射光束の強度の変化（ΔＰＩ）との比（ΔＰα／ΔＰＩ）によって定められている。
【００２９】
さらに、本発明は、フォーカスエラー信号検出方法は、光源と、上記光源より出射された光ビームを光記録媒体の信号記録面上に集光させる対物レンズと、上記対物レンズをフォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号に基づいて上記対物レンズの光軸方向及び上記光軸方向に直交する方向に移動操作する対物レンズ駆動機構と、上記信号記録面により反射された反射光ビームを上記対物レンズを介して検出する受光素子群とを有し、上記受光素子群は、内側受光部と外側受光部とに分割され上記反射光ビームの集光点の前方の上記反射光ビームを受光する第１の受光部と、内側受光部と外側受光部とに分割され反射光ビームの集光点の後方の反射光ビームを受光する第２の受光部とからなる光学ピックアップ装置と、上記受光素子群より出力される光検出信号を演算する演算手段とを用い、上記第１の受光部において内側受光部から出力される検出信号（α１）と外側受光部から出力される検出信号（α２）の定数（Ｋ１）倍の信号（Ｋ１・α２）との差信号（α１−Ｋ１・α２）を求めて上記第１の受光部からの検出信号とし、上記第２の受光部において内側受光部から出力される検出信号（Ｉ１）と外側受光部から出力される検出信号（Ｉ２）の定数（Ｋ２）倍の信号（Ｋ２・Ｉ２）との差信号（Ｉ１−Ｋ２・Ｉ２）を上記第２の受光部からの検出信号とし、上記第１の受光部からの検出信号（α１−Ｋ１・α２）と上記第２の受光部からの検出信号（Ｉ１−Ｋ２・Ｉ２）の定数倍の信号（Ｇ・Ｃ・（Ｉ１−Ｋ２・Ｉ２））との差信号（（α１−Ｋ１・α２）−Ｇ・Ｃ・（Ｉ１−Ｋ２・Ｉ２））を求めてフォーカスエラー信号とするフォーカスエラー信号検出方法であって、上記第２の受光部からの検出信号に掛かる定数（Ｇ・Ｃ）を、上記第１の受光部が受光している上記反射光束の強度（Ｐα）と、該第２の受光部が受光している該反射光束の強度（ＰＩ）との比（Ｐα／ＰＩ）、及び／又は、上記対物レンズがこの対物レンズの光軸に直交する方向に移動操作されたときの該第１の受光部が受光している上記反射光束の強度の変化（ΔＰα）と該第２の受光部が受光している該反射光束の強度の変化（ΔＰＩ）との比（ΔＰα／ΔＰＩ）によって定めるようにしたものである。
【発明の効果】
【００３０】
本発明は、光磁気ディスクの記録再生に用いることができ、小型で軽量であって、信頼性の高い光学ピックアップ装置及びフォーカスエラー信号検出方法を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００３２】
なお、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において、特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
【００３３】
図１０は、本発明が適用される受発光素子及びこれを利用した光学ピックアップ装置を組み込んだ光ディスク装置の一例を示している。
【００３４】
図１０において、光ディスク装置１１０は、光磁気ディスク（ＭＯ）１１１を回転駆動する駆動手段としてのスピンドルモータ１１２と、光学ピックアップ装置１１３と、その駆動手段としての送りモータ１１４と、光磁気ディスク１１１に対して情報記録を行うための磁気へッド１１５とを備えている。
【００３５】
ここで、スピンドルモータ１１２は、システムコントローラ１１６及びサーボ制御回路１１８により駆動制御され、所定の回転数で回転される。
【００３６】
なお、光ディスク装置１１０は、光磁気ディスク１１１のみならず他の光ディスクに対しても記録再生が可能とされている。すなわち、光磁気ディスクだけでなく、再生専用型の光ディスクであるコンパクトディスクを再生することも可能である。
【００３７】
また、光学ピックアップ装置１１３は、スピンドルモータによって回転駆動される光磁気ディスク１１１の信号記録面に対して、光ビームを照射し、信号変復調器及びＥＣＣ１１７からの信号に基づいて、記録磁気ヘッド１１５とともに、信号の記録を行ない、又はこの信号記録面から反射される戻りの光ビームを検出するために、信号変復調器及びＥＣＣ１１７に対して反射光ビームに基づく再生信号を出力する。
【００３８】
これにより、信号変復調器及びＥＣＣ１１７の信号復調部にて復調された記録信号は、エラーコレクション部を介して誤り訂正され、コンピュータのデータストレージ用であればインターフェイス１２０を介して、外部コンピュータ等に送出される。これにより、外部コンピュータ等は、光磁気ディスク１１１に記録された信号を、再生信号として受け取ることができるようになっている。
【００３９】
また、光ディスク装置がオーディオ用であれば、Ｄ／Ａ、Ａ／Ｄ変換器１２１のＤ／Ａ変換部でディジタル／アナログ変換され、オーディオ信号を得る。
【００４０】
光学ピックアップ装置ｌ１３には、例えば光磁気ディスク１１１上の所定の記録トラックまで、移動させるための送りモータ１１４が接続されている。スピンドルモータ１１２の制御と、送りモータ１１４の制御と、光学ピックアップ装置１１３の対レンズを保持する二軸アクチュエータのフォーカシング方向及びトラッキング方向の制御は、それぞれサーボ制御回路１１８により行われる。
【００４１】
図１は、本発明が適用された光学ピックアップ装置の側面図である。
【００４２】
図１において、光学ピックアップ装置２０は、受発光素子２１と、この受発光素子２１から出射される光ビームを、図１０のスピンドルモータ１１２により回転駆動される光磁気ディスクＭＯの表面に収束させる対物レンズ２２と、受発光素子２１から出射された光ビームを対物レンズ２２に導く２個の光路折曲用ミラー２３，２４と、を有している。
【００４３】
光学ピックアップ装置２０は、受発光素子２１から出射された光ビームを光路折曲用ミラー２３、２４を介して対物レンズ２１に導き、対物レンズ２１により光磁気ディスクＭＯの信号記録面に収束合焦させる。
【００４４】
光磁気ディスクＭＯの信号記録面で反射された光ビームは、対物レンズ２１及び光路折曲用ミラー２４、２３を介して、受発光素子２１に入力される。
【００４５】
受発光素子２１は、図２に示すように、発光素子及び受光素子を一体の光学ブロックとして、半導体パッケージに封入されたものである。すなわち、受発光素子２１は、第１の半導体基板２５上に先出力用の第２の半導体基板２６が載置され、この第２の半導体基板２６上に光源となるレーザダイオードチップ２７が搭載されている。
【００４６】
レーザダイオードチップ２７の前方の第１の半導体基板２５上には、レーザダイオードチップ２７側に略４５度の斜面として形成された光路分岐面２８ａを有するプリズム２８が設置されており、この光路分岐面２８ａには、光分離手段（ビームスプリッタ）としての例えば誘電体多層膜２９が形成されている。
【００４７】
プリズム２８は、例えば一軸性結晶ＬＮ（ＬｉＮｂＯ３），二軸性結晶ＫＴＰ（ＫＴｉＯＰＯ４）又は一軸性結晶ＹＶＯ４等の複屈折性材料から構成されており、図示の場合上面２８ｂ及び下面２８ｃが互いに平行に形成されている。一軸性結晶は、三次元方向の屈折率をそれぞれｎｘ，ｎｙ，ｎｚとしたとき、ｎｘ＝ｎｙ＜ｎｚ又は、ｎｘ＜ｎｙ＝ｎｚが成立している結晶であり、二軸性結晶は、ｎｘ＜ｎｙ＜ｎｚとなっている結晶である。
【００４８】
誘電体多層膜（ビームスプリッタ）２９は、レーザダイオードチップ２７からの光ビームを反射させると共に、光磁気ディスクＭＯからの反射光ビームを透過させるように構成される。ここで、誘電体多層膜（ビームスプリッタ）２９が、Ｐ偏光に対する透過率ＴｐがＳ偏光に対する透過率Ｔｓより大きく選定されていると、光磁気信号のエンハンス機能を有することになり、光磁気信号のＳ／Ｎ比が向上し、より正確な光磁気信号の検出が行われることになる。
【００４９】
そして、光磁気ディスクＭＯにより反射された反射光ビームは、カー効果により偏光面が回転された光磁気信号成分を含んでおり、誘電体多層膜２９を透過してプリズム２８の光路分岐面２８ａからプリズム２８内に入射して、このプリズム２８の第１の面である下面２８ｃに達する。このプリズム２８の光が入射する下面側の領域には、半透過膜３０が選択的に形成されていると共に、その下方の第１の半導体基板２５の上面部には、受光素子群をなす第１の受光部となる第１の光検出器３１が形成されている。
【００５０】
また、半透過膜３０により反射され、さらにプリズム２８の第２の面である上面２８ｂで反射された光ビームが、再びプリズム２８の第１の面である下面２８ｃに達する領域には、図４に示すように、光ビームの透過率を促進するために、後述のように、反射防止膜又は誘電体多層膜３２が形成されていると共に、その下方の第１の半導体基板２５の上面部には、受光素子群をなす第２及び第３の受光部となる第２及び第３の光検出器３３，３４が形成されている。
【００５１】
ここで、各光検出器３１，３３，３４は、詳細には、図３に示すように、実質的に発光点であるレーザダイオードチップ２７と共役な位置、（すなわち、図示の場合、プリズム２８の上面で反射される位置、反射光ビームの集光点）の前後に配設されている。
【００５２】
この場合、プリズム２８が複屈折性材料から構成されていることから、光ビームがプリズム２８内に入射すると、この入射光は二群の光ビームにその光路が分離されることになる。すなわち、プリズム２８が一軸性結晶（ＬＮ（ＬｉＮｂＯ３）、ＹＶＯ４）から構成されている場合には、このプリズム２８への入射光は、常光及び異常光の二つの光ビームにその光路が分離されることになる。また、プリズム２８が二軸性結晶（ＫＴＰ（ＫＴｉＯＰＯ４））から構成されている場合には、このプリズム２８への入射光は、三次元方向の屈折率（ｎｘ，ｎｙ，ｎｚ）のうちの中間の屈折率ｎｙとの屈折率の差の大きい方（ｎｘ又はｎｚ）の方位に分離した２つの光ビームにその光路が分離されることになる。
【００５３】
そして、プリズム２８の上面で反射された二群の光ビームは、それぞれプリズム２８の下面に分離したまま達する。従って、これら２つの光線をそれぞれ受光するように第２及び第３の光検出器３３、３４が設けられている。
【００５４】
なお、第１の光検出器３１に入射する光ビームは、その分離が僅がであることから、実質的に１つの光ビームとして処理可能であることから、第１の光検出器３１のみが設けられている。
【００５５】
ここで、半透過膜３０で反射された光ビームは、プリズム２８の上面にて、高反射層３５により反射される。この高反射層３５は、例えば反射率９８％程度の誘電体高反射膜から構成されるが、Ａｌ（アルミニウム），Ａｇ（銀）等の金属膜や金属板から構成されていてもよい。また、プリズム２８を構成する複屈折材料の屈折率を高く選定すれば、該プリズムの上面は、全反射面として作用させることが可能になるため、高反射層３５は省略することも可能である。
【００５６】
ここで、プリズム２８は、第１の半導体基板２５に対して接着剤により固定されるが、一般に接着剤の屈折率は例えば７８０ｎｍの近赤外域では約１．５であるので、プリズム２８を構成する複屈折性材料と接着剤の屈折率の差が大きい場合には、プリズム２８と接着剤との間に、反射防止膜３２を設けることが望ましい。
【００５７】
さらに、プリズム２８内では、誘電体多層膜２９、半透過膜３１等の特性の角度分布や、プリズム２８を構成する複屈折性材料の結晶の固有偏光方向の光ビーム内分布等によって、入射する光ビームの光ビーム内に光量分布が発生してしまう。このような光量分布は、場合によっては、光磁気再生信号に悪影響を及ぼすだけでなく、サーボ信号にも悪影響を与えることになる。このため、上述した光量分布を補正するために、Ｐ偏光とＳ偏光に対する光学特性に差を有する誘電体多層膜３２が、プリズム２８の下面に設けられていてもよい。
【００５８】
また、プリズム２８は、図２において、その光路分岐面２８ａが、プリズム２８の上面から下面まで延びている。このため、図５に示すように、レーザダイオードチップ２７からの光ビームの一部が、光路分岐面２８ａに形成された誘電体多層膜２９を透過して、迷光として直接に第１の検出器３１に入射してしまう場合がある。この場合、第１の光検出器３１の検出信号がこの迷光によって変化してしまう。このため、例えば図６に示すように、プリズム２８の光路分岐面２８ａのうち、光磁気ディスクＭＯからの反射光ビームが入射する際に、不要な部分２９ｂが面取りされることにより、上述した迷光の第１の光検出器３１への入射が排除される。
【００５９】
また、第１の半導体基板２５上には、図１１及び図１２に示すように、レーザダイオードチップ２７より見てプリズム２８の後方側に位置して、光出力検出器３６となる受光部が形成されている。この光出力検出器３６は、レーザダイオードチップ２７より出射しプリズム２８を透過した光ビームを受光し、レーザダイオードチップ２７の発光出力を検出する。レーザダイオードチップ２７の発光出力は、光出力検出器３６より出力される検出出力に応じて、一定の出力に制御される。これは、いわゆるフロントオートパワーコントロール（ＦＡＰＣ）である。
【００６０】
上述した各光検出器３１，３３，３４は、それぞれ光磁気ディスクＭＯの半径方向に関して、分割されている。すなわち、第１の光検出器３１は、図７に示すように、４つの分割受光部ａ，ｂ，ｃ，ｄに分割され、また第２及び第３の光検出器３３，３４は、それぞれ両側と中央の３つの分割受光部ｘ，ｙ，ｘとｗ，ｚ，ｗに分割されている。
【００６１】
そして、各分割受光部ａ，ｂ，ｃ，ｄとｘ，ｙ，ｗ，ｚからの検出信号Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｃ，Ｓｄ及びＳｘ，Ｓｙ，Ｓｗ，Ｓｚは、それぞれ図示しないアンプにより電流−電圧変換された後、例えば受発光素子２１の半導体基板２５に形成された図示しない演算回路もしくは、各分割受光部と接続された受発光素子２１の外部の演算回路により、以下のようにして、光磁気再生信号（ＭＯ信号）、ピット再生信号、フォーカスエラー信号ＦＣＳ及びトラッキングエラー信号ＴＲＫが演算される。
【００６２】
本発明に係るフォーカスエラー信号検出方法は、以下のようにして、演算回路により実行される。
【００６３】
すなわち、光磁気再生信号ＭＯ・ＲＦは、
ＭＯ・ＲＦ＝（Ｓｘ＋Ｓｙ）−（Ｓｗ＋Ｓｚ）
により得られ、ピット再生信号ＰＩＴ・ＲＦは、
ＰＩＴ・ＲＦ＝（Ｓａ＋Ｓｂ＋Ｓｃ＋Ｓｄ）＋（Ｓｘ＋Ｓｙ）＋（Ｓｗ＋Ｓｚ）
により得られる。
【００６４】
なお、ピット再生信号ＰＩＴ・ＲＦは、（Ｓａ＋Ｓｂ＋Ｓｃ＋Ｓｄ）と、（Ｓｘ＋Ｓｙ）及び（Ｓｗ＋Ｓｚ）とのうち、少なくとも１つから得られる。
【００６５】
これに対して、フォーカスエラー信号ＦＣＳは、各検出部３１，３３，３４の検出信号（Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｃ，Ｓｄ）と、（Ｓｘ，Ｓｙ）及び（Ｓｗ，Ｓｚ）のうち、少なくとも１つの検出信号とに基づいて得られる。また、トラッキングエラ一信号ＴＲＫは、検出信号（Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｃ，Ｓｄ）と、（Ｓｘ，Ｓｙ）及び（Ｓｗ，Ｓｚ）のうち、何れか一組の検出信号を演算すればよい。
【００６６】
ここで、フォーカスエラー信号ＦＣＳに関しては、プリズム２８内で２回反射された反射光ビームが、二つに分離されていることから、図２２及び図２３で示したコンパクトディスク用の受発光素子１４の場合と同じ演算によっては、フォーカスエラー信号が得られない。このため、フォーカスエラー信号ＦＣＳは、以下のようにして検出されるようになっている。各光検出器３１，３３，３４上における反射光ビームがなすスポットの形状は、図１８に示すように、対物レンズ２２の焦点位置と光磁気ディスク１１１の信号記録面とのずれに応じて変化する。
【００６７】
すなわち、第１の検出方法においては、第１の光検出器３１に入射する光ビームの分離は僅かであるので、１つの光ビームとして扱うことが可能である。従って、図７に示すように、４つに分割された第１の光検出器３１の各分割受光部ａ，ｂ，ｃ，ｄからの検出信号Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｃ，Ｓｄと、第２及び第３の光検出器３３，３４のうち、一方の光検出器３３の各分割受光部ｘ，ｙからの検出信号Ｓｘ，Ｓｙに基づいて、フォーカスエラー信号ＦＣＳは、Ｇを正の定数としたとき、図８にも示すように、
ＦＣＳ＝｛（Ｓｂ＋Ｓｃ）−（Ｓａ＋Ｓｄ）｝−Ｇ・（Ｓｙ−Ｓｘ）
により与えられる。ここで、第１の光検出器３１からの検出信号Ｓ１は、
Ｓ１＝（Ｓｂ＋Ｓｃ）−（Ｓａ＋Ｓｄ）
であり、第２の光検出器３３からの検出信号Ｓ２は、
Ｓ２＝Ｓｙ−Ｓｘ
である。
【００６８】
この場合、定数Ｇは、半透過膜３０により分配される光量比に基づいて決定される。これにより、従来のコンパクト・ディスク用の受発光素子１４と同様のフォーカスエラー信号が得られることになる。すなわち、定数Ｇは、第１の光検出器３１が受光している反射光ビームの強度（Ｐα）と、第２の光検出器３３が受光している該反射光ビームの強度（ＰＩ）との比（Ｐα／ＰＩ）によって定められている。
【００６９】
すなわち、
Ｇ＝Ｐα／ＰＩ＝（Ｓｂ＋Ｓｃ＋Ｓａ＋Ｓｄ）／（Ｓｙ＋Ｓｘ）
この場合、第３の光検出器３４の各分割受光部ｗ，ｚからの個々の検出信号Ｓｗ，Ｓｚは、フォーカスエラー信号や他の信号の検出のために利用されないので、第３の光検出器３４は、図９に示すように、分割されずに、１つの受光部を有するように構成されていてもよい。
【００７０】
上述の検出方法においては、プリズム２８が複屈折性材料の結晶により形成されているので、第１の光検出器３１の受光面に形成される入射光のスポットは２本の光ビームが僅かにずれて重なって形成されていることから、図１９に示すように、合焦時の電気的バイアスがフォーカスエラー信号の基準レベルからずれてしまったり、スポット位置がずれたとき等において、合焦時の最適な電気的バイアスがずれてしまうことにより、結果としてデフォーカスしてしまうことがある。
【００７１】
すなわち、第１の光検出器３１からの検出信号Ｓ1と第２の光検出器３３からの検出信号Ｓ2とのバランスがとれているときには、図１５に示すように、フォーカスエラー信号ＦＣＳの変化を示すＳ字カーブ（ＦＣＳ）は、合焦位置で０となる。ところが、各検出信号Ｓ１，Ｓ２が、第１の光検出器３１の受光面に２つの光スポットが僅かにずれて重なって形成されていることによって、互いにアンバランスになると、図１６に示すように、フォーカスエラー信号ＦＣＳは、合焦位置において０とならなくなる。
【００７２】
このため、第１の光検出器３１及び第２の光検出器３３の内側分割受光部ｂ，ｃ，ｙの検出信号Ｓｂ，Ｓｃ，Ｓｙは対して、外側分割受光部ａ，ｄ，ｘの検出信号Ｓａ，Ｓｄ，Ｓｘにゲインを持たせることにより、不具合を除去又は抑制することができる。従って、第２の検出方法として、フォーカスエラー信号ＦＣＳは、ゲインとしての定数Ｋ１，Ｋ２として、
ＦＣＳ＝｛（Ｓｂ＋Ｓｃ）−Ｋ１・（Ｓａ＋Ｓｄ）｝−Ｇ・（Ｓｙ−Ｋ２・Ｓｘ）
により、与えられる。
【００７３】
さらに、この光学ピックアップ装置において、演算回路は、第２の光検出器３３からの検出信号Ｓ２に掛ける定数Ｇを適宜設定された初期値として動作を開始し、後述する対物レンズ駆動機構によりフォーカスエラー信号ＦＣＳに基づくフォーカスサーボ動作が開始された後に、該定数Ｇを、第１の光検出器３１受光している反射光ビームの強度Ｐαと第２の光検出器３３が受光している反射光ビームの強度ＰＩとの比に応じて、
Ｇ＝Ｐα／ＰＩ＝（Ｓｂ＋Ｓｃ＋Ｓａ＋Ｓｄ）／（Ｓｙ＋Ｓｘ）
となるように再設定することができる。
【００７４】
さらに、この光学ピックアップ装置においては、フォーカスエラー信号ＦＣＳを、
ＦＣＳ＝｛（Ｓｂ＋Ｓｃ）−Ｋ１・（Ｓａ＋Ｓｄ）｝−Ｃ・（Ｓｙ−Ｋ２・Ｓｘ）
によって求め、第２の光検出器３４からの検出信号Ｓ2に掛ける定数Ｃを、対物レンズ２２がこの対物レンズ２２の光軸に直交する方向に移動操作されたとき（視野移動が生じたとき）の、第１の光検出器３１が受光している反射光ビームの強度Ｐαの変化ΔＰαと第２の光検出器３４が受光している反射光ビームの強度ＰＩの変化ΔＰＩとの比によって定めることとしてもよい。視野移動が生じたときの強度変化ΔＰα，ΔＰＩの比は、図１７に示すように、該視野移動に対する各検出信号Ｓ１，Ｓ２の変化を検出することにより求めることができる。
【００７５】
したがって、この光学ピックアップ装置においては、フォーカスエラー信号ＦＣＳを、
ＦＣＳ＝｛（Ｓｂ＋Ｓｃ）−Ｋ１・（Ｓａ＋Ｓｄ）｝−Ｇ・Ｃ・（Ｓｙ−Ｋ２・Ｓｘ）
により求め、第２の光検出器３４からの検出信号Ｓ２に掛ける定数を、第１の光検出器３１が受光している反射光ビームの強度（Ｐα）及び第２の光検出器３３が受光している反射光ビームの強度（ＰＩ）との比と、視野移動が生じたときの第１の光検出器３１が受光している反射光ビームの強度の変化ΔＰαと第２の光検出器３４が受光している反射光ビームの強度の変化ΔＰＩとの比とに応じたものとすることができる。
【００７６】
また、第２の検出方法をさらに簡略化した第３の検出方法として、フォーカスエラー信号ＦＣＳは、  Ｋ１＝Ｋ２＝０として、
ＦＣＳ＝（Ｓｂ＋Ｓｃ）−Ｇ１・Ｓｙ
によっても与えられることになる（Ｇ１は、上記定数Ｇと同様の定数）。
【００７７】
上述した第１乃至第３の検出方法は、何れも第１の光検出器３１及び第２の光検出器３３の各分割受光部からの検出信号に基づいて、フォーカスエラー信号を生成する方法であるが、同様にして、第１の光検出器３１及び第３の光検出器３４の各分割受光部からの検出信号に基づいて、フォーカスエラー信号を生成することも可能である。
【００７８】
すなわち、フォーカスエラー信号ＦＣＳは、第１の光検出器３１の各分割受光部ａ，ｂ，ｃ，ｄからの検出信号Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｃ，Ｓｄと、第３の光検出器３４の各分割受光部ｗ，ｚからの検出信号Ｓｗ，Ｓｚに基づいて、
ＦＣＳ＝｛（Ｓｂ＋Ｓｃ）−Ｋ１・（Ｓａ＋Ｓｄ）｝−Ｇ２・（Ｓｚ−Ｋ３・Ｓｗ）
により与えられる。
【００７９】
また、この検出方法において、Ｋ１＝Ｋ３＝１，Ｋ１＝Ｋ３＝０とすることにより、フォーカスエラー信号ＦＣＳは、
ＦＣＳ＝｛（Ｓｂ＋Ｓｃ）−（Ｓａ＋Ｓｄ）｝−Ｇ２・（Ｓｚ−Ｓｗ）
あるいは
ＦＣＳ＝（Ｓｂ＋Ｓｃ）−Ｇ２・Ｓｚ
により与えられる（Ｇ２は、上記定数Ｇと同様の定数）。
【００８０】
さらに、第１の光検出器３１と第２の光検出器３３，第３の光検出器３４の各分割受光部からの検出信号に基づいて、フォーカスエラー信号を生成することも可能である。
【００８１】
すなわち、フォーカスエラー信号ＦＣＳは、第１の光検出器３１の各分割受光部ａ，ｂ，ｃ，ｄからの検出信号Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｃ，Ｓｄと、第２の光検出器３３の各分割受光部ｘ，ｙからの検出信号Ｓｘ，Ｓｙ、そして第３の光検出器３４の各分割受光部ｗ，ｚからの検出信号Ｓｗ，Ｓｚに基づいて、
ＦＣＳ＝｛（Ｓｂ＋Ｓｃ）−Ｋ１・（Ｓａ＋Ｓｄ）｝−Ｇ１・（Ｓｙ−Ｋ３・Ｓｘ）−Ｇ２・（Ｓｚ−Ｋ３・Ｓｗ）
により与えられる。また、この検出方法において、Ｋｌ＝Ｋ２＝Ｋ３＝１，Ｋｌ＝Ｋ２＝Ｋ３＝０とすることにより、フォーカスエラー信号ＦＣＳは、
ＦＣＳ＝｛（Ｓｂ＋Ｓｃ）−（Ｓａ＋Ｓｄ）｝−Ｇ１・（Ｓｙ−Ｓｘ）−Ｇ２・（Ｓｚ−Ｓｗ）
あるいは
ＦＣＳ＝（Ｓｂ＋Ｓｃ）−Ｇ１・Ｓｙ−Ｇ２・Ｓｚ
により与えられる。
【００８２】
本実施の形態による光学ピックアップ装置２０は以上のように構成されており、光学ピックアップ装置２０においては、受発光素子２１のレーザダイオードチップ２７から発射された光ビームが、プリズム２８の光路分岐面２８ａに形成された誘電体多層膜２９により反射される。この光路分岐面２８ａでは、誘電体多層膜２９によって、光ビームのうち、例えばＳ偏光成分が多く反射され、光路折曲用ミラー２３，２４を介して対物レンズ２２に入り、この対物レンズ２２により光磁気ディスクＭＯの信号記録面に収束照射される。
【００８３】
光磁気ディスクＭＯの信号記録面からの反射光ビームは、信号記録面にてカー効果により回転され、記録信号を含んだ主としてＰ偏光となる。このＰ偏光成分を含んだ反射光ビームは、対物レンズ２２及び光路折曲用ミラー２３，２４を介して、受発光素子２１のプリズム２８の光路分岐面２８ａに入射し、誘電体多層膜（ビームスプリッタ）２９を透過する。
【００８４】
このビームスプリッタ２９を透過する反射光ビームは、透過、屈折時に固有偏光方向が異なる２群に僅かに分離し、このように分離した光ビームは、半透過膜３０に入射して一部が透過すると共に、一部が反射され、プリズム２８の上面に導かれる。
【００８５】
この２群の光ビームは、プリズム２８の上面２８ｂの高反射層３５により、高い反射率にて反射され、それぞれプリズム２８の底面に達して、好ましくはプリズム２８の底面から反射防止膜又は偏光依存性ビームスプリッタ３２を介して、光検出器３３，３４に入射する。
【００８６】
このようにして、光検出器３１，３３及び光検出器３４は、各分割受光部ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｘ，ｙ，ｗ，ｚが、それぞれ入射する光ビームの入射光量に基づいて、検出信号Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｃ，Ｓｄ，Ｓｘ，Ｓｙ，Ｓｗ及びＳｚを出力する。そして、これらの検出信号がアンプにより増幅され、更に演算回路によってそれぞれ・加減算処理が行われて、上述のように、光磁気再生信号ＭＯ信号，ピット再生信号ＰＩＴとフォーカスエラー信号ＦＣＳ及びトラッキングエラー信号ＴＲＫが得られる。
【００８７】
対物レンズ２２は、図１１に示すように、フォーカスエラー信号ＦＣＳ及びトラッキングエラー信号ＴＲＫに基づいてこの対物レンズ２２をこの対物レンズ２２の光軸方向及びこの光軸に直交する光磁気ディスク１１１の径方向に移動操作する対物レンズ駆動機構（二軸アクチュエータ）３７により支持されている。この対物レンズ駆動機構３７は、アクチュエータベース４１を有して構成されている。このアクチュエータベース４１は、略々平板状に形成されている。このアクチュエータベース４１は、受発光素子２０を収納したケース５０上に固定して配設してもよい。このアクチュエータベース４１の一端側には、支持壁部４２が設けられている。この支持壁部４２には、弾性支持部材４３の基端側が固定されている。この弾性支持部材４３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４３の先端側には、レンズホルダ３８が取付けられている。レンズホルダ３８は、弾性支持部材４３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３８には、対物レンズ２２が両面部を外方側に臨ませた状態で取付けられている。アクチュエータベース４１の対物レンズ２２に対向する部分には、この対物レンズ２２に入射される光ビームが通過するための透孔４９が設けられている。
【００８８】
この対物レンズ駆動機構３７は、ケース５０の上面部にアクチュエータベース４１の底面部を接合させて配設されている。対物レンズ２２は、第１の半導体基板２５の上方側において支持され、光磁気ディスク１１１の信号記録面に対向される。対物レンズ２２は、入射された光ビームを、光磁気ディスク１１１の信号記録面上に集光させる。
【００８９】
そして、レンズホルダ３８には、フォーカスコイル３９及びトラッキングコイル４０が取付けられている。アクチュエータベース４１上には、フォーカスコイル３９及びトラッキングコイル４０に対向して、それぞれマグネット４５，４７が取付けられた一対のヨーク４４，４６が設けられている。これらマグネット４５，４７及びヨーク４４，４６は、各コイル３９，４０を、発生する磁界中に位置させている。
【００９０】
この対物レンズ駆動機構３７においては、フォーカスコイル３９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３９が上記マグネット４５，４７の発する磁界より力を受け、図１１及び図１２中矢印Ｆで示すように、レンズホルダ３８を対物レンズ２２の光軸方向、すなわち、フォーカス方向に移動操作する。フォーカス駆動電流がフォーカスエラー信号ＦＣＳに基づいて供給されることにより、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３７においては、トラッキングコイル４０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４０がマグネット４５，４７の発する磁界より力を受け、図１１及び図１２中矢印Ｔで示すように、レンズホルダ３８を対物レンズ２２の光軸に直交する方向であって光磁気ディスク１１１の径方向、すなわち、トラッキング方向に移動操作する。トラッキング駆動電流がトラッキングエラー信号ＴＲＫに基づいて供給されることにより、トラッキングサーボ動作が実行される。トラッキング方向は、光磁気ディスク１１１上において光ビーム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、レーザダイオードチップ２７における平行発散角θ//の方向とされている。
【００９１】
上述のように、本実施の形態の光学ピックアップ装置２０によれば、受発光素子２１を構成するプリズム２８が複屈折性材料から一体に形成されていることにより、光磁気ディスクＭＯからの反射光ビームがプリズム２８内に入射して分離されると共に、その底面に形成された半透過膜３１により反射された光ビームが、プリズム２８の上面に形成した高反射層３５により反射され、再びプリズム２８の底面に導かれて、第２及び第３の光検出器に入射することになる。
【００９２】
従って、第１の光検出器３１と第２の光検出器３３及び／又は第３の光検出器３４からの検出信号に基づいて、第２の光検出器３３及び／又は第３の光検出器３４からの検出信号にゲインを持たせることによって、フォーカスエラー信号のオフセットが除去されるので、フォーカスエラー信号の検出精度が向上して、安定したフォーカスサーボが行われることになる。
【００９３】
さらに、受発光素子２１は、図９に示した従来のコンパクト・ディスク用の受発光素子１４と比較して、プリズム２８の構成材料を複屈折性材料に変更すると共に、第１の半導体基板２５上に形成される光検出器３１，３３，３４のパターンを変更するだけで、容易に構成される。従って、受発光素子２１及び光学ピックアップ装置２０の製造設備は、従来のコンパクトディスク用のものと共通化することが可能であり、コストが低減されることになる。
【００９４】
また、本発明が適用された光学ピックアップ装置は、図１３に示すように、受発光素子を用いずに構成してもよい。すなわち、この光学ピックアップ装置は、光源となるレーザダイオードチップ２７を有している。このレーザダイオードチップ２７は、封入缶５１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。封入缶５１の前面部には、レーザダイオードチップ２７より出射される光ビームを透過す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。
【００９５】
レーザダイオードチップ２７より出射される光ビームは、発散光であって、断面形状が楕円形となっている。この光学ピックアップ装置は、レーザダイオードチップ２７から出射された光ビームが入射され、この光ビームを光磁気ディスク１１１の信号記録面１１１ａ上に集光させる対物レンズ２２を有している。すなわち、レーザダイオードチップ２７より出射された光ビームは、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）５２、光ビーム分岐手段となるビームスプリッタ５３及びコリメータレンズ５４を透過して、光学ブロック部の上方側に配設された対物レンズ２２に導かれる。グレーティング５２は、入射光ビームを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。
【００９６】
この光学ピックアップ装置においては、信号記録面１１１ａに照射された光ビームの該信号記録面１１１ａによる反射される光ビームを光学ブロック部内に配設された第１及び第２の光検出器５８，５９によって検出することにより、光磁気ディスク１１１の信号記録層１１１ａに記録された情報信号の読み出しと、光ビームの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ＦＣＳ及びトラッキングエラー信号ＴＲＫの検出とが行われる。
【００９７】
すなわち、反射光ビームは、対物レンズ２２及びコリメータレンズ５４を経て、ビームスプリッタ５３に戻る。この反射光ビームは、信号記録面上に記録された情報信号に応じて、強度を変調されている。この反射光ビームは、ビームスプリッタ５３の反射面により反射されて、第２のビームスプリッタ（ハーフミラープリズム）５７により分岐されて、各光検出器５８，５９に入射される。
【００９８】
以下、本発明に関係するフォーカスエラー信号検出方法に注目して説明する。第１の光検出器５８は、図１４に示すように、反射光ビームの集光点の前方側において、この反射光ビームを受光する。また、第２の光検出器５９は、図１４に示すように、反射光ビームの集光点の後方側において、この反射光ビームを受光する。これら光検出器５８，５９の受光部は、図１４に示すように、それぞれ内側の分割受光部Ａ1，Ｂ1と、外側の分割受光部Ａ2，Ｂ2とから構成されている。対物レンズ２２を介して射出される光ビームが信号記録面１１１ａ上に集光されているとき（合焦状態）においては、各光検出器５８，５９の受光部上において反射光ビームが形成する光スポットは、互いに略々同一の大きさとなっており、それぞれ内側の分割受光部Ａ１，Ｂ１上に形成されている。
【００９９】
フォーカスエラー信号ＦＣＳは、光ビームの集光点と信号記録面１１１ａとの、対物レンズ２２の光軸方向についての距離を示す信号である。この光学ピックアップ装置においては、フォーカスエラー信号ＦＣＳが０となるように、図１３中矢印Ｆで示すように、対物レンズ２２のこの対物レンズ２２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。
【０１００】
トラッキングエラー信号ＴＲＫは、光ビームの集光点と記録トラックとの、この記録トラックの接線及び対物レンズ２２の光軸に直交する方向、すなわち、光ディスク１１１の径方向についての距離を示す信号である。本発明に係る光学ピックアップ装置においては、トラッキングエラー信号ＴＲＫが０となるように、図１３中矢印Ｔで示すように、記録トラックの接線方向及び対物レンズ２２の光軸に直交する方向への該対物レンズ２２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１３においては、対物レンズ駆動機構３７の構成を図示するために、この対物レンズ駆動機構３７のみを対物レンズ２２の光軸回りに９０°回転させた状態で図示している。
【０１０１】
フォーカスサーボ動作及びトラッキングサーボ動作は、対物レンズ２２を移動操作可能に支持する上述した対物レンズ駆動機構（２軸アクチュエータ）３７において行われる。
【０１０２】
そして、この光学ピックアップ装置においては、レーザダイオードチップ２７より出射されてビームスプリッタ５３に入射された光ビーム、すなわち、対物レンズ２２に入射される前の光ビームの一部は、このビームスプリッタ５３の反射面において反射され、コリメータレンズ５４に入射されることなく、光出力検出器（ＦＡＰＣ−ＰＤ）５５に入射されて受光される。この光出力検出器５５は、レーザダイオードチップ２７の発光出力をモニタしてこのレーザダイオードチップ２７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。このように、光出力検出器５５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。
【０１０３】
光出力検出器５５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、光出力検出器５５から出力される検出出力に基づいて、制御回路を介して、レーザダイオードチップ２７の発光出力の制御を行う。
【０１０４】
この光学ピックアップ装置において、フォーカスエラー信号ＦＣＳは、分割受光部Ａ１より出力される光検出信号をＳａ１、分割受光部Ａ２より出力される光検出信号をＳａ２、分割受光部Ｂ１より出力される光検出信号をＳｂ１、分割受光部Ｂ２より出力される光検出信号をＳｂ２としたとき、
ＦＣＳ＝（Ｓａ１−Ｓａ２）−（Ｓｂ１−Ｓｂ２）
により求められる。さらに、上述したように、
ＦＣＳ＝（Ｓａ１−Ｋ１・Ｓａ２）−（Ｓｂ１−Ｋ２・Ｓｂ２）
ＦＣＳ＝（Ｓａ１−Ｋ１・Ｓａ２）−Ｇ・（Ｓｂ１−Ｋ２・Ｓｂ２）
ＦＣＳ＝（Ｓａ１−Ｋ１・Ｓａ２）−Ｇ・Ｃ・（Ｓｂ１−Ｋ２・Ｓｂ２）
のように、ゲインＫ１，Ｋ２及び定数Ｇ、Ｃを用いることにより、オフセットのない正確なフォーカスエラー信号ＦＣＳを求めることができる。
【０１０５】
さらに、本発明に係る光学ピックアップ装置は、図２０に示すように、ビームスプリッタや対物レンズとして機能するホログラムレンズ６０を用いて構成することができる。この光学ピックアップ装置においては、レーザダイオードチップ２７、第１及び第２の光検出器５８，５９は、半導体基板２５上に形成されている。レーザダイオードチップ２７は、半導体基板２５の主面部に対する垂直上方に光ビームを発する。ホログラムレンズ６０は、半導体基板２５の上方に配設されている。
【０１０６】
この光学ピックアップ装置においては、レーザダイオードチップ２７より出射された光ビームは、ホログラムレンズ６０に入射され、このホログラムレンズ６０により、光ディスク１１１の信号記録面１１１ａ上に集光される。この信号記録面１１１ａにより反射された反射光ビームは、ホログラムレンズ６０に戻り、このホログラムレンズ６０により、第１及び第２の光検出器５８，５９の受光面上に照射される。このとき、これら第１及び第２の光検出器５８，５９の受光面上には、図１４に示すように、反射光ビームの集光点の前方側に相当する反射光ビームと、該反射光ビームの集光点の後方側に相当する反射光ビームとが照射される。
【０１０７】
これら光検出器５８，５９の受光部は、図１４に示すように、それぞれ内側の分割受光部Ａ１，Ｂ１と、外側の分割受光部Ａ２，Ｂ２とから構成されている。ホログラムレンズ６０を介して射出される光ビームが信号記録面１１１ａ上に集光されているとき（合焦状態）においては、各光検出器５８，５９の受光部上において反射光ビームが形成する光スポットは、互いに略々同一の大きさとなっており、それぞれ内側の分割受光部Ａ１，Ｂ１上に形成されている。
【０１０８】
この光学ピックアップ装置においても、フォーカスエラー信号ＦＣＳは、分割受光部Ａ１より出力される光検出信号をＳａ１、分割受光部Ａ２より出力される光検出信号をＳａ２、分割受光部Ｂ１より出力される光検出信号をＳｂ１、分割受光部Ｂ２より出力される光検出信号をＳｂ２としたとき、
ＦＣＳ＝（Ｓａ１−Ｓａ２）−（Ｓｂ１−Ｓｂ２）
により求められる。さらに、上述したように、
ＦＣＳ＝（Ｓａ１−Ｋ１・Ｓａ２）−（Ｓｂ１−Ｋ２・Ｓｂ２）
ＦＣＳ＝（Ｓａ１−Ｋ１・Ｓａ２）−Ｇ・（Ｓｂ１−Ｋ２・Ｓｂ２）
ＦＣＳ＝（Ｓａ１−Ｋ１・Ｓａ２）−Ｇ・Ｃ・（Ｓｂ１−Ｋ２・Ｓｂ２）
のように、ゲインＫ１，Ｋ２及び定数Ｇ、Ｃを用いることにより、オフセットのない正確なフォーカスエラー信号ＦＣＳを求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０９】
【図１】受発光素子施を組み込んだ本発明に係る光学ピックアップ装置を示す側面図である。
【図２】受発光素子の側面図及び平面図である。
【図３】受発光素子における発光点と光検出器の共役関係を示す側面図である。
【図４】受発光素子におけるプリズムの構成を示す側面図である。
【図５】受発光素子におけるプリズム内の迷光を示す側面図である。
【図６】受発光素子におけるプリズムの変形例での迷光を示す側面図である。
【図７】受発光素子の光検出器の構成を示す側面図及び平面図である。
【図８】受発光素子を用いた光学ピックアップ装置によるフォーカスエラー検出の様子を示す信号波形図である。
【図９】受発光素子の光検出器の他の構成を示す側面図及び平面図である。
【図１０】受発光素子を利用した光ディスク装置の全体構成を示すブロック図である。
【図１１】光学ピックアップ装置の対物レンズ駆動機構の構成を示す縦断面図である。
【図１２】光学ピックアップ装置における受発光素子と対物レンズ駆動機構との位置関係を示す平面図である。
【図１３】本発明に係る光学ピックアップ装置の構成の他の例を示す縦断面図である。
【図１４】図１３に示す光学ピックアップ装置における光検出器の受光部の構成を示す正面図である。
【図１５】上記光学ピックアップ装置において得られるフォーカスエラー信号のデフォーカス量に対する変化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いてオフセットが含まれているフォーカスエラー信号のデフォーカス量に対する変化を示すグラフである。
【図１７】上記光学ピックアップ装置における視野移動に対する検出信号のレベルの変化を示すグラフである。
【図１８】上記光学ピックアップ装置においてデフォーカス量に対する光検出器上のスポット形状の変化を示す平面図である。
【図１９】基準レベルからのずれを有するフォーカスエラー信号の時間の経過に対する変化を示すグラフである。
【図２０】ホログラムレンズを用いて構成した本発明に係る光学ピックアップ装置の構成を示す縦断面図である。
【図２１】従来の光磁気ディスクの光学ピックアップ装置の構成を示す縦断面図である。
【図２２】従来のＣＤ用の光学ピックアップの構成を示す側面図である。
【図２３】図２２に示す光学ピックアップ装置における受発光素子の拡大縦断面図である。
【図２４】図２２に示す光学ピックアップ装置における受発光素子における受光素子の平面図である。
【図２５】図２４に示す受光素子に基づいたフォーカスエラー信号の波形を示すグラフである。
【図２６】図２２に示す受発光素子の変形例を示す拡大縦断面図である。
【符号の説明】
【０１１０】
２０  光学ピックアップ装置、  ２１  受発光素子、  ２２  対物レンズ、  ２３，２４  光路折曲用ミラー、  ２５  第１の半導体基板、  ２６  第２の半導体基板、  ２７  レーザダイオードチップ、  ２８  プリズム、  ２８ａ  光路分岐面、  ２９  誘電体多層膜、  ３０  半透過膜、  ３Ｉ  第１の光検出器、  ３２  反射防止膜又は偏光依存性ビームスプリッタ、  ３３  第２の光検出器、  ３４  第３の光検出器、  ３５  高反射層、  ３７  対物レンズ駆動機構、  １１１  光磁気ディスク
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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