(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から光ディスクに向かって出射された光ビームを透過させ、上記光ディスクにより反射された戻りの光ビームを回折させる回折素子と、
上記回折素子で回折された戻りの光ビームが略合焦位置で入射される位置に配置され、上記戻りの光ビームを上記略合焦位置で複数に分割して複数の受光領域を有する受光手段に導く光分割手段とを備え、
上記光分割手段は、複数の平面又は曲面により構成されたプリズムであり、
上記光分割手段は、それぞれに対応する上記受光領域の領域内にビームスポットを形成するように上記戻りの光ビームを複数に分割する複合光学素子。
【請求項２】
上記回折素子と上記光分割手段とが樹脂材料により一体成型されてなる請求項１記載の複合光学素子。
【請求項３】
上記回折素子は、ホログラムである請求項１記載の複合光学素子。
【請求項４】
更に、上記光源から出射された光ビームを上記回折素子に反射させ、及び／又は上記回折素子で回折された戻りの光ビームを上記光分割手段に反射させる反射手段を備える請求項１記載の複合光学素子。
【請求項５】
上記回折素子と上記光分割手段と上記反射手段とが樹脂材料により一体成型されてなる請求項４記載の複合光学素子。
【請求項６】
上記プリズムは、略四角錐状に形成されてなり、上記回折素子で回折された戻りの光ビームを４分割する請求項１記載の複合光学素子。
【請求項７】
上記プリズムは、上記回折素子で回折された戻りの光ビームの各面への入射角が４５°以下となるようにされている請求項１記載の複合光学素子。
【請求項８】
光源から光ディスクに向かって出射された光ビームを透過させ、上記光ディスクにより反射された戻りの光ビームを回折させる回折素子と、
上記回折素子で回折された戻りの光ビームが略合焦位置で入射される位置に配置され、上記戻りの光ビームを上記略合焦位置で複数に分割して複数の受光領域を有する受光手段に導く光分割手段と、
上記光源から出射された光ビームを上記回折素子に反射させ、及び／又は上記回折素子で回折された戻りの光ビームを上記光分割手段に反射させる反射手段とを備え、
上記光分割手段は、それぞれに対応する上記受光領域の領域内にビームスポットを形成するように上記戻りの光ビームを複数に分割する複合光学素子。
【請求項９】
上記回折素子と上記光分割手段とが樹脂材料により一体成型されてなる請求項８記載の複合光学素子。
【請求項１０】
更に、上記光源と上記回折素子との間の光路上に設けられ、上記光源から出射された光ビームを０次光及び±１次光に３分割する更なる回折素子を備える請求項８記載の複合光学素子。
【請求項１１】
上記回折素子と上記光分割手段と上記更なる回折素子とが樹脂材料により一体成型されてなる請求項１０記載の複合光学素子。
【請求項１２】
上記更なる回折素子は、ホログラムである請求項１０記載の複合光学素子。
【請求項１３】
所定の波長の光ビームを出射する光源と、
光ディスクに上記光源から出射された光ビームを集光するとともに上記光ディスクからの戻りの光ビームを集光する対物レンズと、
上記光源から出射された光ビームを透過させ、上記光ディスクからの戻りの光ビームを回折する回折素子と、上記回折素子で回折された戻りの光ビームが略合焦位置で入射される位置に配置され、上記戻りの光ビームを上記略合焦位置で複数に分割する複数の平面又は曲面により構成されたプリズムからなる光分割手段とを有する複合光学素子と、
上記光分割手段で分割された各戻りの光ビームを、フォーカシングエラー信号を得るために複数の受光領域で受光する受光手段とを備え、
上記光分割手段は、それぞれに対応する上記受光領域の領域内にビームスポットを形成するように上記戻りの光ビームを複数に分割する光ピックアップ装置。
【請求項１４】
上記回折素子と上記光分割手段とが樹脂材料により一体成型されてなる請求項１３記載の光ピックアップ装置。
【請求項１５】
上記回折素子は、ホログラムである請求項１３記載の光ピックアップ装置。
【請求項１６】
上記複合光学素子は、更に、上記光源から出射された光ビームを上記回折素子に反射させ、及び／又は上記回折素子で回折された戻りの光ビームを上記光分割手段に反射させる反射手段を有する請求項１３記載の光ピックアップ装置。
【請求項１７】
上記回折素子と上記光分割手段と上記反射手段とが樹脂材料により一体成型されてなる請求項１６記載の光ピックアップ装置。
【請求項１８】
上記プリズムは、略四角錐状に形成されてなり、上記回折素子で回折された戻りの光ビームを４分割するとともに、上記受光手段は、上記４分割された各戻りの光ビームを受光する上記受光領域が４分割された請求項１３記載の光ピックアップ装置。
【請求項１９】
上記プリズムは、上記回折素子で回折された戻りの光ビームの各面への入射角が４５°以下となるようにされている請求項１３記載の光ピックアップ装置。
【請求項２０】
所定の波長の光ビームを出射する光源と、
光ディスクに上記光源から出射された光ビームを集光するとともに上記光ディスクからの戻りの光ビームを集光する対物レンズと、
上記光源から出射された光ビームを透過させ、上記光ディスクからの戻りの光ビームを回折する回折素子と、上記回折素子で回折された戻りの光ビームが略合焦位置で入射される位置に配置され、上記戻りの光ビームを上記略合焦位置で複数に分割する光分割手段とを有する複合光学素子と、
上記光分割手段で分割された各戻りの光ビームを、フォーカシングエラー信号を得るために複数の受光領域で受光する受光手段と、
上記光源から出射された光ビームを上記回折素子に反射させ、及び／又は上記回折素子で回折された戻りの光ビームを上記光分割手段に反射させる反射手段とを備え、
上記光分割手段は、それぞれに対応する上記受光領域の領域内にビームスポットを形成するように上記戻りの光ビームを複数に分割する光ピックアップ装置。
【請求項２１】
上記回折素子と上記光分割手段と上記反射手段とが樹脂材料により一体成型されてなる請求項２０記載の光ピックアップ装置。
【請求項２２】
上記複合光学素子は、更に、上記光源と上記回折素子との間の光路上に設けられ、上記光源から出射された光ビームを０次光及び±１次光に３分割する更なる回折素子を有し、
上記受光手段は、上記光分割手段で分割された各戻りの光ビームのうち、上記更なる回折素子で分割された０次光を、フォーカシングエラー信号を得るために受光し、上記更なる回折素子で分割された±１次光を、トラッキングエラー信号を得るために受光する請求項２０記載の光ピックアップ装置。
【請求項２３】
上記回折素子と上記光分割手段と上記更なる回折素子とが樹脂材料により一体成型されてなる請求項２２記載の光ピックアップ装置。
【請求項２４】
上記更なる回折素子は、ホログラムである請求項２２記載の光ピックアップ装置。
【請求項２５】
光ディスクに対して情報を記録及び／又は再生する光ピックアップと、
上記光ディスクを回転駆動するディスク回転駆動手段とを備え、
上記光ピックアップは、
所定の波長の光ビームを出射する光源と、
上記光ディスクに上記光源から出射された光ビームを集光するとともに上記光ディスクからの戻りの光ビームを集光する対物レンズと、
上記光源から出射された光ビームを透過させ、上記光ディスクからの戻りの光ビームを回折させる回折素子と、上記回折素子で回折された戻りの光ビームが略合焦位置で入射される位置に配置され、上記戻りの光ビームを上記略合焦位置で複数に分割する複数の平面又は曲面により構成されたプリズムからなる光分割手段とを有する複合光学素子と、
上記光分割手段で分割された各戻りの光ビームをフォーカシングエラー信号を得るために複数の受光領域で受光する受光手段とを有し、
上記光分割手段は、それぞれに対応する上記受光領域の領域内にビームスポットを形成するように上記戻りの光ビームを複数に分割する光ディスク装置。
【請求項２６】
上記回折素子と上記光分割手段とが樹脂材料により一体成型されてなる請求項２５記載の光ディスク装置。
【請求項２７】
上記回折素子は、ホログラムである請求項２５記載の光ディスク装置。
【請求項２８】
上記複合光学素子は、更に、上記光源から出射された光ビームを上記回折素子に反射させ、及び／又は上記回折素子で回折された戻りの光ビームを上記光分割手段に反射させる反射手段を有する請求項２５記載の光ディスク装置。
【請求項２９】
上記回折素子と上記光分割手段と上記反射手段とが樹脂材料により一体成型されてなる請求項２８記載の光ディスク装置。
【請求項３０】
上記プリズムは、略四角錐状に形成されてなり、上記回折素子で回折された戻りの光ビームを４分割するとともに、
上記受光手段は、上記４分割された各戻りの光ビームを受光する受光領域が４分割された請求項２５記載の光ディスク装置。
【請求項３１】
上記プリズムは、上記回折素子で回折された戻りの光ビームの各面への入射角が４５°以下となるようにされている請求項２５記載の光ディスク装置。
【請求項３２】
光ディスクに対して情報を記録及び／又は再生する光ピックアップと、
上記光ディスクを回転駆動するディスク回転駆動手段とを備え、
上記光ピックアップは、
所定の波長の光ビームを出射する光源と、
上記光ディスクに上記光源から出射された光ビームを集光するとともに上記光ディスクからの戻りの光ビームを集光する対物レンズと、
上記光源から出射された光ビームを透過させ、上記光ディスクからの戻りの光ビームを回折させる回折素子と、上記回折素子で回折された戻りの光ビームが略合焦位置で入射される位置に配置され、上記戻りの光ビームを上記略合焦位置で複数に分割する光分割手段とを有する複合光学素子と、
上記光分割手段で分割された各戻りの光ビームをフォーカシングエラー信号を得るために複数の受光領域で受光する受光手段とを備え、
上記複合光学素子は、上記光源から出射された光ビームを上記回折素子に反射させ、及び／又は上記回折素子で回折された戻りの光ビームを上記光分割手段に反射させる反射手段を有し、
上記光分割手段は、それぞれに対応する上記受光領域の領域内にビームスポットを形成するように上記戻りの光ビームを複数に分割する光ディスク装置。
【請求項３３】
上記回折素子と上記光分割手段と上記反射手段とが樹脂材料により一体成型されてなる請求項３２記載の光ディスク装置。
【請求項３４】
上記複合光学素子は、更に、上記光源と上記回折素子との間の光路上に設けられ、上記光源から出射された光ビームを０次光及び±１次光に３分割する更なる回折素子を有し、
上記受光手段は、上記光分割手段で分割された各戻りの光ビームのうち、上記更なる回折素子で分割された０次光を、フォーカシングエラー信号を得るために受光し、上記更なる回折素子で分割された±１次光を、トラッキングエラー信号を得るために受光する請求項３２記載の光ディスク装置。
【請求項３５】
上記回折素子と上記光分割手段と上記更なる回折素子とが樹脂材料により一体成型されてなる請求項３４記載の光ディスク装置。
【請求項３６】
上記更なる回折素子は、ホログラムである請求項３４記載の光ディスク装置。
【請求項３７】
光源から光ディスクに向かって出射された光ビームを回折素子に導き、
上記回折素子を透過した光ビームを上記光ディスクに入射させ、
上記光ディスクにより反射された戻りの光ビームを上記回折素子により回折させ、
次いで、上記回折素子により回折された上記戻りの光ビームを、上記戻りの光ビームの略合焦位置で複数の平面又は曲面により構成されたプリズムにより複数の光ビームに分割させ、
その後、上記複数の光ビームを受光素子の複数の受光領域によりそれぞれ受光させ、
上記プリズムにより複数の光ビームに分割させる際に、それぞれに対応する上記受光領域の領域内にビームスポットを形成するように上記戻りの光ビームを複数に分割させる光ビーム検出方法。
【請求項３８】
上記光源から出射された光ビームを０次光及び±１次光に３分割して上記回折素子に入射させる請求項３７記載の光ビーム検出方法。
【請求項３９】
光源から光ディスクに向かって出射された光ビームを反射させて回折素子に導き、
上記回折素子を透過した光ビームを光ディスクに入射させ、
次いで、上記光ディスクにより反射された戻りの光ビームを上記回折素子に入射させて回折させるとともに、上記戻りの光ビームの略合焦位置で複数の平面又は曲面により構成されたプリズムにより複数の光ビームに分割させ、
その後、上記分割された複数の光ビームを受光素子の複数の受光領域によりそれぞれ受光させ、
上記プリズムにより複数の光ビームに分割させる際に、それぞれに対応する上記受光領域の領域内にビームスポットを形成するように上記戻りの光ビームを複数に分割させる光ビーム検出方法。
【請求項４０】
上記光源から出射された光ビームを０次光及び±１次光に３分割して上記回折素子に入射させる請求項３９記載の光ビーム検出方法。
【請求項４１】
光源から光ディスクに向かって出射された光ビームを回折素子に導き、
上記回折素子を透過した光ビームを光ディスクに入射させ、
次いで、上記光ディスクにより反射された戻りの光ビームを上記回折素子に入射させて回折させ、
上記回折された戻りの光ビームを反射させて、上記戻りの光ビームの略合焦位置で複数の平面又は曲面により構成されたプリズムに入射させ、上記プリズムにより上記戻りの光ビームを上記略合焦位置で複数の光ビームに分割させ、
その後、上記分割された複数の光ビームを受光素子の複数の受光領域によりそれぞれ受光させ、
上記プリズムにより複数の光ビームに分割させる際に、それぞれ対応する上記受光領域の領域内にビームスポットを形成するように上記戻りの光ビームを複数に分割させる光ビーム検出方法。
【請求項４２】
上記光源から出射された光ビームを０次光及び±１次光に３分割して上記回折素子に入射させる請求項４１記載の光ビーム検出方法。
【請求項４３】
光源から光ディスクに向かって出射された光ビームを反射させて回折素子に導き、
上記回折素子を透過した光ビームを光ディスクに入射させ、
次いで、上記光ディスクにより反射された戻りの光ビームを上記回折素子に入射させて回折させ、
上記回折された戻りの光ビームを反射させて、上記戻りの光ビームの略合焦位置で複数の平面又は曲面により構成されたプリズムに入射させ、上記プリズムにより上記戻りの光ビームを上記略合焦位置で複数の光ビームに分割させ、
その後、上記分割された複数の光ビームを受光素子の複数の受光領域によりそれぞれ受光させ、
上記プリズムにより複数の光ビームに分割させる際に、それぞれ対応する上記受光領域の領域内にビームスポットを形成するように上記戻りの光ビームを複数に分割させる光ビーム検出方法。
【請求項４４】
上記光源から出射された光ビームを０次光及び±１次光に３分割して上記回折素子に入射させる請求項４３記載の光ビーム検出方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は、光ピックアップ装置及び光ディスク装置に用いられ、往復光路を分離する複合光学素子と、この複合光学素子を有する、例えば、光磁気ディスク、光ディスク等の光ディスクに対して情報信号を記録又は再生するために用いる光ピックアップ装置及びこの光ピックアップ装置を備える光ディスク装置と、光ピックアップ装置、光ディスク装置等に用いられる光ビーム検出方法に関する。
【０００２】
【背景技術】
従来、光ディスク、光磁気ディスク等の光学式のディスクに対して情報信号を記録し、あるいは記録された情報信号を再生するために光ピックアップ装置が用いられている。この種の光ピックアップ装置は、図１に示すように構成された光学系１０１を備えている。この光学系１０１は、図１に示すように、光路順に、光ディスク１０４の信号記録領域を走査する光ビームを出射する光源１１１と、この光源１１１から出射された光ビームを分割する回折格子１１２と、光ビームと光ディスク１０４からの戻り光とを分離するビームスプリッタ１１３と、光ビームを所定の開口数ＮＡに絞るための開口絞り１１４と、光ディスク１０４に光ビームを集光する対物レンズ１１５と、光ディスク１０４から反射される戻りの光ビームを受光する受光部１１６とを有している。
【０００３】
光源１１１は、半導体レーザが用いられており、レーザ光を出射する。回折格子１１２は、いわゆる３ビーム法によってトラッキングエラー信号を得るために、光源１１１から出射された光ビームを０次光及び±１次光からなる３ビームに分割する。ビームスプリッタ１１３は、光源１１１から出射される光ビームを反射するとともに光ディスク１０４からの戻り光を透過するハーフミラー１１９を有し、光源１１１からの光ビームと戻りの光ビームとを分離する。
【０００４】
受光部１１６は、図示しないが、戻りの光ビームのうち回折格子１１２で分割された０次光を受光するメインビーム用フォトディテクタと、戻りの光ビームのうち回折格子１１２で分割された±１次光をそれぞれ受光する一組のサイドビーム用フォトディテクタとを有している。
【０００５】
光学系１０１には、フォーカシングエラー信号を検出する検出方法として、いわゆる非点収差法が用いられている。このため、図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃに示すように、メインビーム用フォトディテクタ１２１は、戻り光を受光する受光面が略方形状に形成されており、受光面の中央を通り互いに直交する一組の分割線により４等分割された各受光領域ａ２，ｂ２，ｃ２，ｄ２を有する分割パターンとされている。また、図示しないが、サイドビーム用フォトディテクタは、メインビーム用フォトディテクタ１２１を間に挟んで対向する位置にそれぞれ配設されている。
【０００６】
光学系１０１は、図１に示すように、光源１１１から光ディスク１０４までの往路において、光源１１１の発光点を物点として、その共役点である像点が、光ディスク１０４の記録面１０５上に位置するように各光学部品がそれぞれ配設されている。
【０００７】
光学系１０１は、光ディスク１０４から受光部１１６までの復路において、光ディスク１０４の記録面１０５上の点を物点として、その共役点である像点が受光部１１６のメインビーム用フォトディテクタ１２１の受光面上に位置するように各光学部品がそれぞれ配設されている。
【０００８】
したがって、光学系１０１は、光源１１１の発光点と受光部１１６のメインビーム用フォトディテクタ１２１の受光面上の点も、また互いに共役な関係とされている。
【０００９】
上述したメインビーム用フォトディテクタ１２１の各受光領域ａ２，ｂ２，ｃ２，ｄ２により、フォーカシングエラー信号を得る方法を以下説明する。
【００１０】
まず、光ディスク１０４の記録面１０５に対して対物レンズ１１５が最適な位置とされて、光ディスク１０４の記録面１０５に対して合焦された、いわゆるジャストフォーカスの状態であれば、メインビーム用フォトディテクタ１２１の受光面上のビームスポットの形状は、図２Ｂに示すように、円形となる。
【００１１】
対物レンズ１１５が光ディスク１０４の記録面１０５に近づき過ぎた場合、ジャストフォーカスの状態から外れて、戻り光がビームスプリッタ１１３を通過することによって発生した非点収差によって、メインビーム用フォトディテクタ１２１の受光面上のビームスポットの形状は、図２Ａに示すように長軸が受光領域ａ２及び受光領域ｃ２に跨った楕円形状になる。
【００１２】
さらに、対物レンズ１１５が光ディスク１０４の記録面１０５から遠ざかり過ぎた場合、ジャストフォーカスの状態から外れて、戻り光がビームスプリッタ１１３を通過することによって発生した非点収差によって、メインビーム用フォトディテクタ１２１の受光面上のビームスポットの形状は、図２Ｃに示すように長軸が受光領域ｂ２及び受光領域ｄ２に跨った楕円形状になり、上述した図２Ａに示すビームスポットの形状に比して長軸方向が９０度だけ傾いた楕円形状になる。
【００１３】
メインビーム用フォトディテクタ１２１は、各受光領域ａ２，ｂ２，ｃ２，ｄ２による戻り光の出力を各々Ｓａ２，Ｓｂ２，Ｓｃ２，Ｓｄ２とすると、フォーカシングエラー信号ＦＥは、以下に示す式１で計算される。
ＦＥ＝（Ｓａ２＋Ｓｃ２）−（Ｓｂ２＋Ｓｄ２）  ・・・（式１）
すなわち、図２Ｂに示すように、メインビーム用フォトディテクタ１２１は、対物レンズ１１５が合焦位置に位置された、いわゆるジャストフォーカスの状態の場合、上述した式１により演算されるフォーカシングエラー信号ＦＥが０となる。
【００１４】
また、メインビーム用フォトディテクタ１２１は、対物レンズ１１５が光ディスク１０４の記録面１０５に近づき過ぎた場合、フォーカシングエラー信号ＦＥが正となり、また対物レンズ１１５が光ディスク１０４の記録面１０５から遠ざかり過ぎた場合、フォーカシングエラー信号ＦＥが負となる。
【００１５】
トラッキングエラー信号ＴＥは、回折格子１１２で分割された±１次光をサイドビーム用フォトディテクタがそれぞれ受光して、各サイドビーム用フォトディテクタの各出力の差分を演算することにより得られる。
【００１６】
以上のように構成された光学系１０１を備える光ピックアップ装置は、受光部１１６のメインビーム用フォトディテクタ１２１によって得られたフォーカシングエラー信号ＦＥ、及びサイドビーム用フォトディテクタによって得られたトラッキングエラー信号ＴＥに基づいて、対物レンズ１１５を駆動変位させることによって、光ディスク１０４の記録面１０５に対して対物レンズ１１５が合焦位置に移動されて、光ビームが光ディスク１０４の記録面１０５上に合焦されて、光ディスク１０４から情報が再生される。
【００１７】
上述した光ピックアップ装置が備える光学系１０１は、上述した受光部１１６によってフォーカシングエラー信号ＦＥを得る場合、メインビーム用フォトディテクタ１２１の受光面上に照射されるビームスポットの中心が、図３に示すように、メインビーム用フォトディテクタ１２１の中央からいずれかの方向に少しでも外れることにより、ジャストフォーカスの状態の場合の出力が０でなくなるため、結果的にフォーカシングエラー信号ＦＥにオフセットがかかることになる。
【００１８】
光学系１０１は、フォーカシングエラー信号ＦＥが０になるようにフォーカシング制御が行われるため、対物レンズ１１５を正確な合焦位置に駆動制御することができなくなるという問題がある。
【００１９】
上述した光ピックアップ装置は、対物レンズ１１５を適正な位置に制御することが可能とされる適正なフォーカシングエラー信号ＦＥを得るために、光源１１１の発光点に対して共役な位置に高精度にメインビーム用フォトディテクタ１２１の受光面が４分割される中心を位置させるように配設する必要がある。
【００２０】
上述したように光源１１１に対する受光部１１６の位置精度を高く確保するためには、メインビーム用フォトディテクタ１２１の製造時に、例えばパッケージの位置基準に対してメインビーム用フォトディテクタ１２１の受光面の位置精度を厳密に管理する等の必要がある。
【００２１】
このため上述した光学系１０１は、メインビーム用フォトディテクタ１２１等の受光素子の製造コストを低減する妨げになるとともに、光ピックアップ装置の組立工程の生産性を向上する妨げにもなり、結果的に光ピックアップ装置自体の製造コストの低下の妨げや品質低下の大きな要因となり得る。
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は、生産性を向上し、製造コストの低減を図り、フォーカシングエラー信号の信頼性を向上することができる複合光学素子、光ピックアップ装置、光ディスク装置及び光ビーム検出方法を提供することを目的とする。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するため、本発明に係る複合光学素子は、光源から光ディスクに向かって出射された光ビームを透過させ、光ディスクにより反射された戻りの光ビームを回折させる回折素子と、回折素子で回折された戻りの光ビームが略合焦位置で入射される位置に配置され、戻りの光ビームを上記略合焦位置で複数に分割して複数の受光領域を有する受光手段に導く光分割手段とを備え、光分割手段は、それぞれに対応する受光領域の領域内にビームスポットを形成するように戻りの光ビームを複数に分割する。
【００２４】
本発明に係る複合光学素子は、光源から出射された光ビームを光ディスクに導き、光ディスクからの戻りの光ビームを回折素子により回折させ、回折素子で回折された戻りの光ビームをさらに光分割手段で複数に分割し、光ピックアップ装置がフォーカシングエラー信号を得るために、光分割手段で分割された各戻りの光ビームを複数の受光領域を有する受光手段に導く。
【００２５】
また、本発明に係る光ピックアップ装置は、所定の波長の光ビームを出射する光源と、光ディスクに光源から出射された光ビームを集光するとともに光ディスクからの戻りの光ビームを集光する対物レンズと、光源から出射された光ビームを透過させ、光ディスクからの戻りの光ビームを回折する回折素子と、回折素子で回折された戻りの光ビームが略合焦位置で入射される位置に配置され、戻りの光ビームを上記略合焦位置で複数に分割する光分割手段とを有する複合光学素子と、光分割手段で分割された各戻りの光ビームを、フォーカシングエラー信号を得るために複数の受光領域で受光する受光手段とを備え、光分割手段は、それぞれに対応する受光領域の領域内にビームスポットを形成するように戻りの光ビームを複数に分割する。
【００２６】
この光ピックアップ装置は、光源から出射した光ビームを対物レンズにより光ディスクに集光し、光ディスクからの戻りの光ビームを複合光学素子内の回折素子により回折させて光源からの光ビームの光路と分離する。光ピックアップ装置は、回折素子で回折された戻りの光ビームを複合光学素子内の光分割手段で複数に分割し、この分割した各戻りの光ビームを受光手段が複数の受光領域で受光することによりフォーカシングエラー信号を得る。
【００２７】
本発明に係る光ディスク装置は、光ディスクに対して情報信号を記録及び／又は再生するための光ピックアップと、光ディスクを回転駆動するディスク回転駆動手段とを備える。光ピックアップは、所定の波長の光を出射する光源と、光ディスクに光源から出射された光ビームを集光するとともに光ディスクからの戻りの光ビームを集光する対物レンズと、光源から出射された光ビームを透過させ光ディスクからの戻りの光ビームを回折させる回折素子と、回折素子で分離された戻りの光ビームが略合焦位置で入射される位置に配置され、戻りの光ビームを上記略合焦位置で複数に分割する光分割手段とを有する複合光学素子と、光分割手段で分割された各戻りの光ビームをフォーカシングエラー信号を得るために複数の受光領域で受光する受光手段とを有し、光分割手段は、それぞれに対応する受光領域の領域内にビームスポットを形成するように戻りの光ビームを複数に分割することを特徴とする。
【００２８】
本発明に係る光ディスク装置は、ディスク回転駆動手段により光ディスクが回転駆動されて、光ピックアップにより情報の記録及び／又は再生が行われる。このとき、光ピックアップが、光源から出射され光ビームを対物レンズにより光ディスクに集光し、光ディスクからの戻りの光ビームを複合光学素子の回折素子により回折させ光源からの光ビームとを分離する。光ピックアップ装置は、回折素子で回折された戻りの光ビームを複合光学素子内の光分割手段で複数に分割し、この分割した各戻り光を受光手段が複数の受光領域で受光することによりフォーカシングエラー信号を得る。
【００２９】
本発明に係る光ビーム検出方法は、光源から光ディスクに向かって出射された光ビームを回折素子に導き、上記回折素子を透過した光ビームを上記光ディスクに入射させ、上記光ディスクにより反射された戻りの光ビームを上記回折素子により回折させ、次いで、上記回折素子により回折された上記戻りの光ビームを、上記戻りの光ビームの略合焦位置で複数の平面又は曲面により構成されたプリズムにより複数の光ビームに分割させ、その後、上記複数の光ビームを受光素子の複数の受光領域によりそれぞれ受光させ、上記プリズムにより複数の光ビームに分割させる際に、それぞれに対応する上記受光領域の領域内にビームスポットを形成するように上記戻りの光ビームを複数に分割させる。
【００３０】
本発明の更に他の目的、本発明によって得られる具体的な利点は、以下に説明される実施例の説明から一層明らかにされるであろう。
【００３１】
【発明を実施するための最良の形態】
以下、本発明が適用された光ディスク装置について、図面を参照して説明する。
【００３２】
光ディスク装置１は、図４に示すように、例えば、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ）、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖａｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）、情報の追記が可能とされるＣＤ−Ｒ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ−Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ）、情報の書き換えが可能とされるＣＤ−ＲＷ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｃ−ＲｅＷｒｉｔａｂｌｅ）等の光ディスクや、光磁気ディスク等の光ディスク２に対して情報の記録又は再生を行う。
【００３３】
光ディスク装置１は、光ディスク２から情報の記録再生を行う光ピックアップ３と、光ディスク２を回転駆動するディスク回転駆動機構４と、光ピックアップ３を光ディスク２の径方向に移動させる送り機構５と、これら光ピックアップ３、ディスク回転駆動機構４、
送り機構５を制御する制御部６とを備えている。
【００３４】
ディスク回転駆動機構４は、光ディスク２が載置されるディスクテーブル７と、このディスクテーブル７を回転駆動するスピンドルモータ８とを有している。送り機構５は、図示しないが、光ピックアップ３を支持する支持ベースと、この支持ベースを移動可能に支持する主軸及び副軸と、支持ベースを移動させるスレッドモータとを有している。
【００３５】
制御部６は、図４に示すように、送り機構５を駆動制御して光ディスク２の径方向に対する光ピックアップ３の位置を制御するアクセス制御回路９と、光ピックアップ３の二軸アクチュエータを駆動制御するサーボ回路１０と、これらアクセス制御回路９、サーボ回路１０を制御するドライブコントローラ１１とを有している。また、この制御部６は、光ピックアップ３からの信号を復調処理する信号復調回路１２と、復調処理された信号を誤り訂正する誤り訂正回路１３と、誤り訂正された信号を外部コンピュータ等の電子機器に出力するためのインターフェース１４とを有している。
【００３６】
以上のように構成された光ディスク装置１は、ディスク回転駆動機構４のスピンドルモータ８によって、光ディスク２が載置されたディスクテーブル７を回転駆動し、制御部６のアクセス制御回路９からの制御信号に応じて送り機構５を駆動制御し、光ピックアップ３を光ディスク２の所望の記録トラックに対応する位置に移動することで、光ディスク２に対して情報の記録再生を行う。
【００３７】
ここで、上述した光ピックアップ３について詳しく説明する。
【００３８】
光ピックアップ３は、図５に示すように、光ディスク２から情報を再生する光学系３０と、この光学系３０が有する後述する対物レンズを駆動変位させる図示しないレンズ駆動機構とを有している。
【００３９】
光ピックアップ３が有する光学系３０は、光路順に、レーザ光を出射する光源３１と、この光源３１から出射された光ビームを分割し、光ディスク２の信号記録面から反射された戻りの光ビームを回折するとともに、さらに戻りの光ビームを分割する複合光学素子３２と、光源３１から出射され複合光学素子３２を透過した光ビームを所定の開口数ＮＡに絞る開口絞り３３と、この開口絞り３３により絞られた光ビームを光ディスク２の記録面２ａに集光させる対物レンズ３４と、複合光学素子３２を透過した光ディスク２から反射された戻りの光ビームを受光する受光部３５とを有している。
【００４０】
光源３１は、波長が例えば７８０ｎｍ程度のレーザ光を出射する半導体レーザが用いられる。
【００４１】
複合光学素子３２は、例えば樹脂材料を射出成形して形成され、光源３１に臨まされるとともにこの光源３１から出射される光ビームの光軸に直交する第１の面４１と、この第１の面４１と平行に対向する第２の面４２とを有している。
【００４２】
第１の面４１には、光源３１から出射された光ビームを、０次光及び±１次光からなる３ビームに分割する第１の回折格子４５が設けられている。光学系３０は、トラッキングエラー信号ＴＥを得るために、いわゆる３スポット法（３ビーム法）が適用されており、±１次光の各出力の差分を検出することによってトラッキングサーボを行うように構成されている。
【００４３】
第２の面４２には、光ディスク２からの各戻りの光ビームのうち第１の回折格子４５からの０次光を、さらに０次光及び±１次光に分割することにより、±１次光のいずれか一方を受光部３５に導くように戻りの光ビームを回折させる第２の回折格子４６が設けられている。
【００４４】
第１の面４１には、第２の回折格子４６によって回折された例えば−１次光の光路上に位置して、この−１次光を４分割する分割プリズム４７が設けられている。
【００４５】
この分割プリズム４７は、第１の回折格子４５に対して一方側に隣接して配設されている。分割プリズム４７は、略正四角錐をなす形状に形成されており、第２の回折格子４６によって回折された−１次光が、この回折光の焦点又は焦点近傍で、回折光の中心が正四角錐の頂角の中心に入射されるように配設されている。
【００４６】
分割プリズム４７は、複合光学素子３２の内方に位置して、この内方側に頂角を向けて設けられている。すなわち、分割プリズム４７は、第１の回折格子４５で分割された３ビームにおける０次光が第２の回折格子４６で回折された−１次光が頂角に入射されるように配設されている。なお、分割プリズム４７は、正四角錐の底面が、第２の回折格子４６で回折された−１次光の光軸に対して直交するように配設されてもよい。
【００４７】
複合光学素子３２は、第２の回折格子４６で回折された戻りの光ビームが通過することによって、分割プリズム４７に入射される戻りの光ビームに非点収差を所定量だけ付与する。複合光学素子３２は、光源３１から出射された光ビームの光軸方向の位置を調動することによって、光ディスク２に対するデフォーカスを容易に調整することが可能とされる。
【００４８】
ここで、複合光学素子３２は、樹脂材料を用いた射出成型により形成される。その他の形成方法としては、エッチング加工により上述の第１の回折格子４５、第２の回折格子４６、分割プリズム４７を形成してもよいし、機械加工により形成してもよい。なお、複合光学素子３２を形成する材料としては、樹脂材料に限定されるものではなく、ガラス材等の透光性を有する光学材料を用いることができ、さらにこれらの光学材料の組み合わせにより、部分的に材料構成を変えるようにしてもよい。
【００４９】
開口絞り３３は、複合光学素子３２の第２の回折格子４６を通過した光ビームの光軸上に位置して配設されている。
【００５０】
対物レンズ３４は、少なくとも１つの凸レンズにより構成され、光源３１から出射され開口絞り３３で絞られた光ビームを光ディスク２に集光するように配設されている。
【００５１】
受光部３５は、第１の回折格子４５で分割された０次光であるメインビームを受光する略方形状のメインビーム用フォトディテクタ５１と、第１の回折格子４５で分割された±１次光である２つのサイドビームをそれぞれ受光する一組の略帯状のサイドビーム用フォトディテクタ５２，５３とを有している。受光部３５は、複合光学素子３２の分割プリズム４７によって分割された各戻りの光ビームに対応する位置に配設されている。受光部３５には、中央に位置して略方形状のメインビーム用フォトディテクタ５１が配設されるとともに、このメインビーム用フォトディテクタ５１を間に挟み込んで両側に位置して一組の略帯状のサイドビーム用フォトディテクタ５２，５３がそれぞれ配設されている。
【００５２】
また、受光部３５のメインビーム用フォトディテクタ５１は、図６Ａ〜図６Ｃに示すように、互いに直交する一組の分割線によって４等分割された各受光領域ａ１，ｂ１，ｃ１，ｄ１を有している。これら各受光領域ａ１，ｂ１，ｃ１，ｄ１には、分割プリズム４７によって４分割された光ディスクからの各戻りの光ビームがそれぞれ照射される。
【００５３】
光ピックアップ３が有するレンズ駆動機構は、図示しないが、対物レンズ３４を保持するレンズホルダと、このレンズホルダを対物レンズ３４の光軸に平行なフォーカシング方向及び対物レンズ３４の光軸に直交するトラッキング方向との二軸方向に変位可能に支持するホルダ支持部材と、レンズホルダを二軸方向に電磁力により駆動変位させる電磁駆動部とを有している。
【００５４】
レンズ駆動機構は、受光部３５のメインビーム用フォトディテクタ５１が検出するフォーカシングエラー信号及びサイドビーム用フォトディテクタ５２，５３が検出するトラッキングエラー信号に基づいて、対物レンズ３４をフォーカシング方向及びトラッキング方向にそれぞれ駆動変位させて、光ディスク２の記録面２ａの記録トラックに光ビームを合焦させる。
【００５５】
なお、上述した複合光学素子３２は、分割プリズム４７が例えば八角錐に形成されるとしてもよい。この場合には、受光部３５のメインビーム用フォトディテクタ５１が、受光面の中央から放射状の分割線によって８分割されるように構成されてもよい。また、複合光学素子３２は、分割プリズム４７が、第１の面４１に対して内方側に設けられたが、第１の面４１に対して外方側に突設されてもよい。さらに、複合光学素子３２は、分割プリズム４７が、平面を有する角錐に限定されずに、複数の曲面を有する形状とされていてもよい。この場合には、受光部３５のメインビーム用フォトディテクタ５１の分割領域を対応するように設けることとなる。さらに、複合光学素子３２は、第１及び第２の回折格子４５，４６がそれぞれホログラム素子として所定のホログラムパターンをエッチング処理等によって形成する構成とされてもよい。
【００５６】
また、複合光学素子３２は、分割プリズム４７の代わりに、図７に示すように、４つの領域に分割されたグレーティング４８を用いても同等の効果を得ることができる。この場合に、グレーティング４８は、分割プリズム４７と同等の効果が得られるように、分割領域ｙ１，ｙ２，ｙ３，ｙ４が設けられ、各分割領域ｙ１，ｙ２，ｙ３，ｙ４において溝を形成する方向がそれぞれ異なっている。具体的には、分割領域ｙ１とｙ３との溝を形成する方向と、分割領域ｙ２とｙ４との溝を形成する方向とが互いに直交するようにされている。グレーティング４８は、入射した光ディスク２からの戻りの光ビームを、各分割領域ｙ１，ｙ２，ｙ３，ｙ４におけるそれぞれの溝の向き及び格子定数に応じて回折させて４分割し、受光部３５のメインビーム用フォトディテクタ５１に導く。また、グレーティング４８は、ブレーズ化ホログラムを用いることで、回折効率が向上し迷光が低減するので特に好ましい。
【００５７】
さらに、複合光学素子３２は、内部に反射面を有する設計にしてもよく、反射面を利用して光路を曲げることにより光学設計の自由度を向上させることができる。この場合、複合光学素子３２は、例えば、図８及び図９に示すような構成としてもよい。なお、以下で図８及び図９に示す複合光学素子３２の他の例において、上述した複合光学素子３２と略同等のものには同じ符号を付して説明を省略する。
【００５８】
図８に示す複合光学素子６０は、光源３１から出射された光ビームを３ビームに分割する第１の回折格子４５と、第１の回折格子４５に分割された光ビームを反射させる反射面６１と、反射面６１で反射された光ビームを光ディスク２方向へ反射し、光ディスク２からの戻りの光ビームを透過させるハーフミラー６２と、ハーフミラー６２を透過した戻りの光ビームを４分割する分割プリズム４７とを有する構成とされている。この複合光学素子６０は、光源３１から出射された光ビームを第１の回折格子４５により３ビームに分割して、第１の回折格子４５で分割された光ビームを反射面６１で反射させ、反射面６１で反射された光ビームをハーフミラー６２で光ディスク２方向へ反射させる。また、光ディスク２からの戻りの光ビームをハーフミラー６２を透過させ、ハーフミラー６２を透過した戻りの光ビームを分割プリズム４７により４分割して受光部３５に導く。
【００５９】
図９に示す複合光学素子７０は、光源３１から出射された光ビームを３ビームに分割する第１の回折格子４５と、第１の回折格子４５で分割された光ビームを光ディスク２方向に透過させ、光ディスク２からの戻りの光ビームを反射させるハーフミラー７１と、ハーフミラー７１で反射された戻りの光ビームを反射させる反射面７２と、反射面７２で反射された戻りの光ビームを４分割する分割プリズム４７を有する構成とされている。この複合光学素子７０は、光源３１から出射された光ビームを第１の回折格子４５により３ビームに分割して、第１の回折格子４５で分割された光ビームをハーフミラー７１を透過させ、反射面６１で反射された光ビームをハーフミラー６２で光ディスク２方向へ反射させる。また、光ディスク２からの戻りの光ビームをハーフミラー７１で反射させ、ハーフミラーで反射された戻りの光ビームを反射面７２で反射させ、反射面７２で反射された戻りの光ビームを分割プリズム４７により４分割し、受光部３５に導く。
【００６０】
以上のように、複合回折素子６０及び複合回折素子７０では、反射面６１及び反射面７２により光路を曲げることで光源３１、分割プリズム４７、受光部３５等の配設位置を自由に設計することができるようになる。
【００６１】
さらにまた、複合光学素子３２は、分割プリズム４７に入射する光ディスク２からの戻りの光ビームの入射角が分割プリズム４７の各面に対して４５°以下となるようにする、すなわち分割プリズム４７の各面の傾角を４５°以下とすることで、入射する戻りの光ビームが全反射条件に入らずに屈折による分割された戻りの光ビームの進行方向の変化量を大きくすることができ、メインビーム用フォトディテクタ５１内の各分割領域の間隔や、メインビーム用フォトディテクタ５１とサイドビーム用フォトディテクタ５２，５３との間隔を広く取ることができ、光ピックアップ３の組立精度を緩くすることができる。
【００６２】
さらにまた、複合光学素子３２は、図１０に示すように、分割プリズム４７をコーナーに配するようにしてもよく、このようにすることで、加工が容易となり複合光学素子３２の生産性が向上する。
【００６３】
以上のように構成された光ディスク装置１は、光ディスク２からの戻りの光ビームによって光ピックアップ３が検出したフォーカシングエラー信号及びトラッキングエラー信号に基づいて、サーボ回路１０から光ピックアップ３の二軸アクチュエータに制御信号が出力されて、対物レンズ３４がフォーカシング方向及びトラッキング方向にそれぞれ駆動変位されることにより、光ビームが対物レンズ３４を介して光ディスク２の所望の記録トラックに合焦される。そして、光ディスク装置１は、光ピックアップ３によって読み取られた信号が信号復調回路１２及び誤り訂正回路１３により、復調処理及び誤り訂正処理された後、インターフェース１４から再生信号として出力される。
【００６４】
ここで、光ディスク装置１について、光ピックアップ３内の光ビーム及び戻りの光ビームの光路を図面を参照して説明する。
【００６５】
光ディスク装置１は、図４に示すように、光ディスク２の記録面２ａから情報を再生する場合、光源３１から出射されたレーザ光である光ビームが、複合光学素子３２の第１の回折格子４５によって０次光及び±１次光からなる３ビームにそれぞれ分割される。３ビームに分割された光ビームは、複合光学素子３２の第２の回折格子４６を透過されて、対物レンズ３４により光ディスク２の記録面２ａに集光される。
【００６６】
光ディスク２の記録面２ａにより反射された戻りの光ビームは、複合光学素子３２の第２の回折格子４６により回折し、受光部３５に向かう光路に導かれて、−１次光が分割プリズム４７の頂角に入射される。分割プリズム４７の正四角錐の頂角に入射された−１次光は、正四角錐の各周面にそれぞれ入射されることにより、互いに異なる方向にそれぞれ屈折し、４本の戻りの光ビームに４分割されて、受光部３５のメインビーム用フォトディテクタ５１の各受光領域ａ１，ｂ１，ｃ１，ｄ１にそれぞれ照射される。
【００６７】
第２の回折格子４６で回折された回折光が分割プリズム４７の頂角に入射されるとき、図１１Ｂに示すように、光ディスク２の記録面２ａに対して対物レンズ３４が合焦位置に位置されている場合、分割プリズム４７の頂角には、ほぼ円形とされた回折光が入射される。
【００６８】
一方、回折光が分割プリズム４７の頂角に入射されるとき、図１１Ａに示すように、光ディスク２の記録面２ａに対して対物レンズ３４が近づき過ぎた場合、対物レンズ３４が合焦位置から外れるため、回折光が複合光学素子３２を通過することにより発生する非点収差によって、分割プリズム４７の頂角には、長軸が図中右上がりの楕円形とされた回折光が入射される。
【００６９】
また、回折光が分割プリズム４７の頂角に入射されるとき、図１１Ｃに示すように、光ディスク２の記録面２ａに対して対物レンズ３４が遠ざかり過ぎた場合、対物レンズ３４が合焦位置から外れるため、回折光が複合光学素子３２を通過することにより発生する非点収差によって、分割プリズム４７の頂角には、長軸が図中左上がりの楕円形とされた回折光が入射される。
【００７０】
したがって、対物レンズ３４が合焦位置から外れた状態で、分割プリズム４７の頂角に回折光が入射するとき、分割プリズム４７の互いに対向する二組の周面ｘ１，ｘ３と周面ｘ２，ｘ４には、一方の組の各周面に回折光の大部分が入射するとともに、他方の組の各周面に回折光のごく僅かが入射するように分かれる。
【００７１】
すなわち、図１１Ａに示すように楕円形とされた回折光が入射する分割プリズム４７には、回折光の大部分が一組の対向する各周面ｘ１，ｘ３に入射するとともに、回折光のごく僅かが一組の対向する各周面ｘ２，ｘ４に入射する。また、図１１Ｃに示すように楕円形とされた回折光が入射する分割プリズム４７には、回折光の大部分が一組の各周面ｘ２，ｘ４に入射するとともに、回折光のごく僅かが一組の対向する各周面ｘ１，ｘ３に入射する。
【００７２】
第１の回折格子４５で分割された０次光のうち光ディスク２からの戻りの光ビームは、第２の回折格子４６で回折され−１次光とされて、この−１次光が分割プリズム４７の各周面ｘ１，ｘ２，ｘ３，ｘ４にそれぞれ入射されることにより、互いに異なる方向に屈折されるため、４本の戻りの光ビームに分割されて、受光部３５のメインビーム用フォトディテクタ５１の各受光領域ａ１，ｂ１，ｃ１，ｄ１にそれぞれ入射する。
【００７３】
このため、図６Ａ及び図６Ｃに示すように、メインビーム用フォトディテクタ５１の互いに対向する二組の各受光領域ａ１，ｃ１と各受光領域ｂ１，ｄ１とでは、一方の組の各受光領域が受光する受光量が多くなるとともに、他方の組の各受光領域が受光する受光量が少なくなる。
【００７４】
すなわち、図１１Ａに示すような楕円形の回折光が分割プリズム４７に入射した場合、メインビーム用フォトディテクタ５１は、図６Ａに示すように、対向する各受光領域ａ１，ｃ１が受光する受光量が多くなるとともに、対向する各受光領域ｂ１，ｄ１が受光する受光量が少なくなる。また、図１１Ｃに示すような楕円形の回折光が分割プリズム４７に入射した場合、メインビーム用フォトディテクタ５１は、図６Ｃに示すように、対向する各受光領域ｂ１，ｄ１が受光する受光量が多くなるとともに、対向する各受光領域ａ１，ｃ１が受光する受光量が少なくなる。
【００７５】
また、図１１Ｂに示すような円形の回折光が分割プリズム４７の頂角に入射した場合、メインビーム用フォトディテクタ５１は、図６Ｂに示すように、対向する各受光領域ａ１，ｃ１と各受光領域ｂ１，ｄ１の各受光量が等しくなる。
【００７６】
したがって、メインビーム用フォトディテクタ５１は、各受光領域ａ１，ｂ１，ｃ１，ｄ１がそれぞれ検出する各出力をＳａ１，Ｓｂ１，Ｓｃ１，Ｓｄ１とすると、フォーカシングエラー信号ＦＥは、以下に示す式２で計算することができる。
ＦＥ＝（Ｓａ１＋Ｓｃ１）−（Ｓｂ１＋Ｓｄ１）  ・・・（式２）
すなわち、メインビーム用フォトディテクタ５１は、光ディスク２の記録面２ａに対して対物レンズ３４が合焦位置に位置された場合、式２によって演算されるフォーカシングエラー信号ＦＥが０となる。また、メインビーム用フォトディテクタ５１は、光ディスク２の記録面２ａに対して対物レンズ３４が近づき過ぎた場合、フォーカシングエラー信号ＦＥが正となり、また光ディスク２の記録面２ａに対して対物レンズ３４が遠ざかり過ぎた場合、フォーカシングエラー信号ＦＥが負となる。
【００７７】
上述のように受光部３５のメインビーム用フォトディテクタ５１は、各受光領域ａ１，ｂ１，ｃ１，ｄ１にそれぞれ入射された各ビームスポットの出力により、フォーカシングエラー信号ＦＥを得るとともに再生信号を得る。
【００７８】
また、一組の各サイドビーム用フォトディテクタ５２，５３は、第１の回折格子４５で分割された±１次光のうち光ディスク２からの戻りの光ビームの各受光量を検出し、これら±１次光の各出力の差分を演算することによってトラッキングエラー信号ＴＥを得る。
【００７９】
以上のように光ディスク装置１は、光ピックアップ３により得られたフォーカシングエラー信号ＦＥ及びトラッキングエラー信号ＴＥに基づいて、サーボ回路１０がレンズ駆動機構を制御して対物レンズ３４をフォーカシング方向及びトラッキング方向にそれぞれ駆動変位させることにより、光ディスク２の記録面２ａに光ビームを合焦させて、光ディスク２から情報を再生する。
【００８０】
上述したように、光ディスク装置１は、光ピックアップ３が、光ディスク２からの戻りの光ビームを回折する第２の回折格子４６と、この第２の回折格子４６により回折された−１次光を分割する分割プリズム４７とを有する複合光学素子３２を有することにより、前述した従来の光学系１０１のようにメインビーム用フォトディテクタの分割線によってビームスポットを分割する形式に比して光路上で戻りの光ビームが分割されるため、分割プリズム４７で分割された４本の各戻りの光ビームを受光するようにメインビーム用フォトディテクタ５１の各受光領域ａ１，ｂ１，ｃ１，ｄ１を所定の大きさに確保することで、メインビーム用フォトディテクタの分割位置等に要求される精度が緩和される。このため、光ディスク装置１は、光ピックアップ３におけるメインビーム用フォトディテクタ５１の製造コストを低減するとともに、光ピックアップ３の製造工程でメインビーム用フォトディテクタ５１の位置調整を容易に行うことが可能とされて、得られるフォーカシングエラー信号ＦＥの信頼性を向上することができる。
【００８１】
本発明に係る光ディスク装置１は、光ピックアップ３において、複合光学素子３２のみで、前述した従来の光学系１０１が有する回折格子１１２及びビームスプリッタ１１３の各機能を備えているため、光学部品の点数を必要最小限に留めて、光学系３０の構成を簡素化、小型化を図るとともに製造コストを低減することが可能とされる。
【００８２】
したがって、本発明に係る光ディスク装置１は、光ピックアップ３内の光学系３０が複合光学素子３２有することで、生産性が向上し、製造コストの低減を図り、信頼性を向上させることができる。
【００８３】
本発明に係る光ディスク装置１は、図示しないが、光ピックアップ３を光源３１と受光部３５とが一体化された光学ユニットとして構成することにより、さらに部品点数を削減し、製造コストの低減を実現することが可能とされる。
【００８４】
なお、本発明に係る光ディスク装置１は、上述した光ピックアップ３においてフォーカシングエラー信号ＦＥを得るために、いわゆる非点収差法が採用されたが、フーコー法等の他の検出方法が用いられてもよい。
【００８５】
【産業上の利用可能性】
上述したように本発明に係る複合光学素子、この光学素子を用いた光ピックアップ、さらには、光ディスク装置は、生産性が向上され、製造コストの低減が図られ、フォーカシングエラー信号の信頼性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は、従来の光ピックアップ装置が備える光学系を示す模式図である。
【図２】  図２Ａ〜図２Ｃは、従来の光学系が有するメインビーム用フォトディテクタの各受光領域のビームスポットを示し、図２Ａは対物レンズが光ディスクに近い状態を示し、図２Ｂは対物レンズが合焦位置に位置する状態を示し、図２Ｃは対物レンズが光ディスクから遠い状態を示す図である。
【図３】  図３は、従来の光学系のメインビーム用フォトディテクタの受光面の中央に対してビームスポットの中心が外れた状態を示す図である。
【図４】  図４は、本発明に係る光ディスク装置を示す回路ブロック図である。
【図５】  図５は、本発明に係る光ディスク装置が備える光ピックアップを示す斜視図である。
【図６】  図６Ａ〜図６Ｃは、本発明に係る光ピックアップが有するメインビーム用フォトディテクタの各受光領域のビームスポットを示し、図６Ａは対物レンズが光ディスクに近い状態を示し、図６Ｂは対物レンズが合焦位置に位置する状態を示し、図６Ｃは対物レンズが光ディスクから遠い状態を示す図である。
【図７】  図７は、本発明に係る光ピックアップにおける複合光学素子が有する分割プリズムと同等の機能を有するグレーティングを示す平面図である。
【図８】  図８は、本発明に係る光ピックアップが有する複合光学素子が反射面を有する例を示す図である。
【図９】  図９は、本発明に係る光ピックアップが有する複合光学素子が反射面を有する他の例を示す図である。
【図１０】  図１０は、本発明に係る光ピックアップが有する複合光学素子の他の例を示す図である。
【図１１】  図１１Ａ〜図１１Ｃは、光ピックアップにおける複合光学素子が有する分割プリズムに入射される回折光を示し、図１１Ａは対物レンズが光ディスクに近い状態を示し、図１１Ｂは対物レンズが合焦位置に位置する状態を示し、図１１Ｃは対物レンズが光ディスクから遠い状態を示す図である。
【符号の説明】
１  光ディスク装置、  ２  光ディスク、  ３  光ピックアップ、  ３１  光源、  ３２  複合光学素子、  ３４  対物レンズ、  ３５  受光部、  ４５  第１の回折格子、  ４６  第２の回折格子、  ４７  分割プリズム、
【図１】
0004165221.tif 000002
【図２Ａ】
0004165221.tif 000003
【図２Ｂ】
0004165221.tif 000004
【図２Ｃ】
0004165221.tif 000005
【図３】
0004165221.tif 000006
【図４】
0004165221.tif 000007
【図５】
0004165221.tif 000008
【図６Ａ】
0004165221.tif 000009
【図６Ｂ】
0004165221.tif 000010
【図６Ｃ】
0004165221.tif 000011
【図７】
0004165221.tif 000012
【図８】
0004165221.tif 000013
【図９】
0004165221.tif 000014
【図１０】
0004165221.tif 000015
【図１１Ａ】
0004165221.tif 000016
【図１１Ｂ】
0004165221.tif 000017
【図１１Ｃ】
0004165221.tif 000018