(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に設けられた第１及び第２の発光素子と、
上記第１及び第２の発光素子間に位置して上記基板上に設けられた第１及び第２の受光素子と、
互いに平行な第１及び第２の面と、上記第１及び第２の面に対して所定の傾斜角をもって傾斜し上記第１の発光素子から出射される光ビームが照射される第３の面と、第１及び第２の面に対して所定の傾斜角をもって傾斜し上記第２の発光素子から出射される光ビームが照射される第４の面とを有し、第１の面が上記第１及び第２の受光素子と対向するように、上記基板上に設けられたプリズムと、
上記プリズムの第３の面に設けられ、上記第１の発光素子から出射される光ビームを光学記録媒体に向けて反射させるとともに上記光学記録媒体からの戻り光を透過して上記プリズム内に入射させる第１の光路分岐手段と、
上記プリズムの第４の面に設けられ、上記第２の発光素子から出射される光ビームを上記光学記録媒体に向けて反射させるとともに上記光学記録媒体からの戻り光を透過して上記プリズム内に入射させる第２の光路分岐手段と、
上記第１の受光素子上に位置し、上記第１の発光素子から出射される光ビームに対しては半透過膜として機能し、上記第２の発光素子から出射される光ビームに対しては高透過膜として機能する第１の波長依存性半透過膜と、上記第２の受光素子上に位置し、上記第２の発光素子から出射される光ビームに対しては半透過膜として機能し、上記第１の発光素子から出射される光ビームに対しては高透過膜として機能する第２の波長依存性半透過膜とからなる半透過膜と、
上記プリズムの第２の面に設けられた高反射膜とを備えた集積光学素子。
【請求項２】
上記第１及び第２の受光素子は、複数の受光部を有するように、上記光学記録媒体の径方向に対応した方向及び記録トラックに沿った方向に対応した方向にそれぞれ分割されており、これら複数の受光部により受光される光学記録媒体からの戻り光に基づいてトラッキングエラー信号を検出することを特徴とする請求項１記載の集積光学素子。
【請求項３】
集積光学素子と、
上記集積光学素子から出射された光ビームを集光して光学記録媒体の信号記録面上に照射するとともに、上記光学記録媒体からの戻り光を上記集積光学素子内に導入する対物レンズとを備え、
上記集積光学素子は、基板上に設けられた第１及び第２の発光素子と、上記第１及び第２の発光素子間に位置して上記基板上に設けられた第１及び第２の受光素子と、互いに平行な第１及び第２の面と、上記第１及び第２の面に対して所定の傾斜角をもって傾斜し上記第１の発光素子から出射される光ビームが照射される第３の面と、第１及び第２の面に対して所定の傾斜角をもって傾斜し上記第２の発光素子から出射される光ビームが照射される第４の面とを有し、第１の面が上記第１及び第２の受光素子と対向するように、上記基板上に設けられたプリズムと、上記プリズムの第３の面に設けられ、上記第１の発光素子から出射される光ビームを光学記録媒体に向けて反射させるとともに上記光学記録媒体からの戻り光を透過して上記プリズム内に入射させる第１の光路分岐手段と、上記プリズムの第４の面に設けられ、上記第２の発光素子から出射される光ビームを上記光学記録媒体に向けて反射させるとともに上記光学記録媒体からの戻り光を透過して上記プリズム内に入射させる第２の光路分岐手段と、上記プリズムの第１の面と上記第１及び第２の受光素子間に設けられた半透過膜と、上記プリズムの第２の面に設けられた高反射膜と、さらに、上記光学記録媒体からの戻り光の一部を受光するための第３の受光素子を有し、
上記集積光学素子と対物レンズ間には、上記光学記録媒体からの戻り光の一部を上記第３の受光素子に向けて反射させるとともに、残りを透過させて上記集積光学素子に向ける第３の光路分岐手段が設けられ、
上記集積光学素子と上記第３の光路分岐手段間には、上記集積光学素子から上記光学記録媒体の信号記録面に向けて出射される光ビームを主ビームと複数の副ビームとに分離する回折手段が設けられている
こと特徴とする光学ピックアップ装置。
【請求項４】
集積光学素子と、
上記集積光学素子から出射された光ビームを集光して光学記録媒体の信号記録面上に照射するとともに、上記光学記録媒体からの戻り光を上記集積光学素子内に導入する対物レンズとを備え、
上記集積光学素子は、基板上に設けられた第１及び第２の発光素子と、上記第１及び第２の発光素子間に位置して上記基板上に設けられた第１及び第２の受光素子と、互いに平行な第１及び第２の面と、上記第１及び第２の面に対して所定の傾斜角をもって傾斜し上記第１の発光素子から出射される光ビームが照射される第３の面と、第１及び第２の面に対して所定の傾斜角をもって傾斜し上記第２の発光素子から出射される光ビームが照射される第４の面とを有し、第１の面が上記第１及び第２の受光素子と対向するように、上記基板上に設けられたプリズムと、上記プリズムの第３の面に設けられ、上記第１の発光素子から出射される光ビームを光学記録媒体に向けて反射させるとともに上記光学記録媒体からの戻り光を透過して上記プリズム内に入射させる第１の光路分岐手段と、上記プリズムの第４の面に設けられ、上記第２の発光素子から出射される光ビームを上記光学記録媒体に向けて反射させるとともに上記光学記録媒体からの戻り光を透過して上記プリズム内に入射させる第２の光路分岐手段と、上記第１の受光素子上に位置し、上記第１の発光素子から出射される光ビームに対しては半透過膜として機能し、上記第２の発光素子から出射される光ビームに対しては高透過膜として機能する第１の波長依存性半透過膜と、上記第２の受光素子上に位置し、上記第２の発光素子から出射される光ビームに対しては半透過膜として機能し、上記第１の発光素子から出射される光ビームに対しては高透過膜として機能する第２の波長依存性半透過膜とからなる半透過膜と、上記プリズムの第２の面に設けられた高反射膜とを備えることを特徴とする光学ピックアップ装置。
【請求項５】
集積光学素子と、
上記集積光学素子から出射された光ビームを集光して光学記録媒体の信号記録面上に照射するとともに、上記光学記録媒体からの戻り光を上記集積光学素子内に導入する対物レンズと、
上記光学記録媒体を駆動する駆動手段と、
上記対物レンズを二軸方向に移動可能に支持する対物レンズ支持手段と、
上記光学記録媒体からの戻り光から検出された信号に基づいて再生信号及び制御信号を生成する信号処理回路と、
上記制御信号に基づいて上記対物レンズ支持手段を上記光学記録媒体の径方向または上記光学記録媒体に接離する方向に移動させる移動手段とを備え、
上記集積光学素子は、基板上に設けられた第１及び第２の発光素子と、上記第１及び第２の発光素子間に位置して上記基板上に設けられた第１及び第２の受光素子と、互いに平行な第１及び第２の面と、上記第１及び第２の面に対して所定の傾斜角をもって傾斜し上記第１の発光素子から出射される光ビームが照射される第３の面と、第１及び第２の面に対して所定の傾斜角をもって傾斜し上記第２の発光素子から出射される光ビームが照射される第４の面とを有し、第１の面が上記第１及び第２の受光素子と対向するように、上記基板上に設けられたプリズムと、上記プリズムの第３の面に設けられ、上記第１の発光素子から出射される光ビームを光学記録媒体に向けて反射させるとともに上記光学記録媒体からの戻り光を透過して上記プリズム内に入射させる第１の光路分岐手段と、上記プリズムの第４の面に設けられ、上記第２の発光素子から出射される光ビームを上記光学記録媒体に向けて反射させるとともに上記光学記録媒体からの戻り光を透過して上記プリズム内に入射させる第２の光路分岐手段と、上記第１の受光素子上に位置し、上記第１の発光素子から出射される光ビームに対しては半透過膜として機能し、上記第２の発光素子から出射される光ビームに対しては高透過膜として機能する第１の波長依存性半透過膜と、上記第２の受光素子上に位置し、上記第２の発光素子から出射される光ビームに対しては半透過膜として機能し、上記第１の発光素子から出射される光ビームに対しては高透過膜として機能する第２の波長依存性半透過膜とからなる半透過膜と、上記プリズムの第２の面に設けられた高反射膜とを備えることを特徴とする記録再生装置。
【請求項６】
上記信号処理回路は、上記第１の発光素子から出射され上記第１の受光素子により受光された受光信号に基づく値から、上記第１の発光素子から出射され上記第２の受光素子により受光された受光信号に基づく値の定数倍を減算することにより、または、上記第２の発光素子から出射され上記第２の受光素子により受光された受光信号に基づく値から、上記第２の発光素子から出射され上記第１の受光素子により受光された受光信号に基づく値の定数倍を減算することにより、上記対物レンズ支持部材を上記光学記録媒体に接離する方向に移動させる制御を行うためのフォーカス制御信号を生成することを特徴とする請求項５記載の記録再生装置。
【請求項７】
集積光学素子と、
上記集積光学素子から出射された光ビームを集光して光学記録媒体の信号記録面上に照射するとともに、上記光学記録媒体からの戻り光を上記集積光学素子内に導入する対物レンズと、
上記光学記録媒体を駆動する駆動手段と、
上記対物レンズを二軸方向に移動可能に支持する対物レンズ支持手段と、
上記光学記録媒体からの戻り光から検出された信号に基づいて再生信号及び制御信号を生成する信号処理回路と、
上記制御信号に基づいて上記対物レンズ支持手段を上記光学記録媒体の径方向または上記光学記録媒体に接離する方向に移動させる移動手段とを備え、
上記集積光学素子は、基板上に設けられた第１及び第２の発光素子と、上記第１及び第２の発光素子間に位置して上記基板上に設けられた第１及び第２の受光素子と、互いに平行な第１及び第２の面と、上記第１及び第２の面に対して所定の傾斜角をもって傾斜し上記第１の発光素子から出射される光ビームが照射される第３の面と、第１及び第２の面に対して所定の傾斜角をもって傾斜し上記第２の発光素子から出射される光ビームが照射される第４の面とを有し、第１の面が上記第１及び第２の受光素子と対向するように、上記基板上に設けられたプリズムと、上記プリズムの第３の面に設けられ、上記第１の発光素子から出射される光ビームを光学記録媒体に向けて反射させるとともに上記光学記録媒体からの戻り光を透過して上記プリズム内に入射させる第１の光路分岐手段と、上記プリズムの第４の面に設けられ、上記第２の発光素子から出射される光ビームを上記光学記録媒体に向けて反射させるとともに上記光学記録媒体からの戻り光を透過して上記プリズム内に入射させる第２の光路分岐手段と、上記プリズムの第１の面と上記第１及び第２の受光素子間に設けられた半透過膜と、上記プリズムの第２の面に設けられた高反射膜と、さらに、上記光学記録媒体からの戻り光の一部を受光するための第３の受光素子を有し、
上記集積光学素子と対物レンズ間には、上記光学記録媒体からの戻り光の一部を上記第３の受光素子に向けて反射させるとともに、残りを透過させて上記集積光学素子に向ける第３の光路分岐手段が設けられ、
上記集積光学素子と上記第３の光路分岐手段間には、上記集積光学素子から上記光学記録媒体の信号記録面に向けて出射される光ビームを主ビームと複数の副ビームとに分離する回折手段が設けられている記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、２種類の光ディスクに対応した発光素子や受光素子等を集積し一体化してなる集積光学素子と、これを用いた光学ピックアップ装置及び記録再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、光学記録媒体として、ＣＤ（Compact Disc）と呼ばれる再生専用の光ディスクや、ＣＤ−Ｒ（Compact Disc-Recordable）と呼ばれる追記型の光ディスクが広く普及している。
【０００３】
このＣＤやＣＤ−Ｒは、直径１２ｃｍのディスク上に、約１．６μｍのピッチで記録トラックが形成されており、波長が約７８０ｎｍの光ビームに対して最適な再生特性及び記録特性を発揮するように規格化されている。
【０００４】
一方、マルチメディア用途に好適な光学記録媒体として、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc／Digital Video Disc）と呼ばれる光ディスクが開発され、実用化されている。このＤＶＤは、ＣＤやＣＤ−Ｒと同サイズのディスク（直径１２ｃｍ）でありながら、波長が約６５０ｎｍの光ビームを使用し、ＮＡが０．６程度の対物レンズを使用することにより、狭ピッチ化と短ピット長化が実現され、ＣＤやＣＤ−Ｒに比べ記録容量を著しく増大させている。
【０００５】
このように新規な光ディスクが開発されることに伴い、記録再生装置としては、この新規な光ディスクに対応可能であるとともに、従来の光ディスクに対しても対応可能な、互換性を備えたものが望まれる。
【０００６】
こうした要求に応じて、ＣＤやＣＤ−ＲとＤＶＤとの双方に対応可能とした記録再生装置として、ＣＤやＣＤ−Ｒ用の光学系と、ＤＶＤ用の光学系とをそれぞれ備えた記録再生装置が提案されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような記録再生装置においては、それぞれの光学ピックアップ装置に対応した出力端子が必要とされるとともに、光学系の部品点数が増加し、装置の大型化を招いてしまう。
【０００８】
そこで、本発明は、異なる波長の光ビームを出射する２つの発光素子や受光素子等を集積して一体化することにより、規格の異なる２種の光ディスクに対応することができるとともに、部品点数を削減して装置の小型化を実現する集積光学素子、及びこれを用いた光学ピックアップ装置、記録再生装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る集積光学素子は、２つの傾斜面を有し、第１及び第２の受光素子上に位置して設けられたプリズムと、このプリズムの２つの傾斜面に向けてそれぞれ異なった波長の光ビームを出射する第１及び第２の発光素子とを備えている。
【００１０】
また、この集積光学素子は、プリズムの一方の傾斜面に第１の光路分岐膜を備え、プリズムの他方の傾斜面に第２の光路分岐膜を備えている。
【００１１】
さらに、この集積光学素子は、第１及び第２の受光素子とプリズムの底面間に半透過膜を備え、プリズムの上面に高反射膜を備えている。
【００１２】
この集積光学素子によれば、第１の発光素子から出射された光ビームは、プリズムの一方の傾斜面に設けられた第１の光路分岐膜により反射されて光学記録媒体に向かう。そして、光学記録媒体からの戻り光は、第１の光路分岐膜を透過してプリズム内に入射し、一部が半透過膜を透過して第１の受光素子により受光される。そして、他の一部が半透過膜により反射され、さらに高反射膜により反射されて第２の受光素子に向かう。第２の受光素子に向かった戻り光は、一部が半透過膜を透過して第２の受光素子により受光される。
【００１３】
また、第２の発光素子から出射された光ビームは、プリズムの他方の傾斜面に設けられた第２の光路分岐膜により反射されて光学記録媒体に向かう。そして、光学記録媒体からの戻り光は、第２の光路分岐膜を透過してプリズム内に入射し、一部が半透過膜を透過して第２の受光素子により受光される。そして、他の一部が半透過膜により反射され、さらに高反射膜により反射されて第１の受光素子に向かう。第１の受光素子に向かった戻り光は、一部が半透過膜を透過して第１の受光素子により受光される。
【００１４】
本発明に係る光学ピックアップ装置は、集積光学素子と、この集積光学素子から出射される光ビームを集光して光学記録媒体上に照射するとともに、光学記録媒体からの戻り光を集積光学素子内に導入する対物レンズとを備えている。
【００１５】
そして、この光学ピックアップ装置の集積光学素子は、２つの傾斜面を有し、第１及び第２の受光素子上に位置して設けられたプリズムと、このプリズムの２つの傾斜面に向けてそれぞれ異なった波長の光ビームを出射する第１及び第２の発光素子と、プリズムの２つの傾斜面に設けられた第１及び第２の光路分岐膜と、第１及び第２の受光素子とプリズムの底面間に設けられた半透過膜と、プリズムの上面に設けられた高反射膜とを備えている。
【００１６】
この光学ピックアップ装置によれば、集積光学素子の第１の発光素子から出射された光ビームは、プリズムの一方の傾斜面に設けられた第１の光路分岐膜により反射され、対物レンズにより集光されて光学記録媒体の信号記録面上に照射される。
【００１７】
そして、光学記録媒体から対物レンズを通ってプリズムに向かう戻り光は、第１の光路分岐膜を透過してプリズム内に入射し、一部が半透過膜を透過して第１の受光素子により受光される。そして、他の一部が半透過膜により反射され、さらに高反射膜により反射されて第２の受光素子に向かう。第２の受光素子に向かった戻り光は、一部が半透過膜を透過して第２の受光素子により受光される。
【００１８】
また、集積光学素子の第２の発光素子から出射された光ビームは、プリズムの他方の傾斜面に設けられた第２の光路分岐膜により反射され、対物レンズにより集光されて光学記録媒体の信号記録面上に照射される。
【００１９】
そして、光学記録媒体から対物レンズを通ってプリズムに向かう戻り光は、第２の光路分岐膜を透過してプリズム内に入射し、一部が半透過膜を透過して第２の受光素子により受光される。そして、他の一部が半透過膜により反射され、さらに高反射膜により反射されて第１の受光素子に向かう。第１の受光素子に向かった戻り光は、一部が半透過膜を透過して第１の受光素子により受光される。
【００２０】
本発明に係る記録再生装置は、集積光学素子と、この集積光学素子から出射された光ビームを集光して光学記録媒体の信号記録面上に照射するとともに、光学記録媒体からの戻り光を集積光学素子内に導入する対物レンズと、光学記録媒体を駆動する駆動手段と、対物レンズを二軸方向に移動可能に支持する対物レンズ支持手段と、光学記録媒体からの戻り光から検出された信号に基づいて再生信号及び制御信号を生成する信号処理回路と、制御信号に基づいて対物レンズ支持手段を光学記録媒体の径方向または光学記録媒体に接離する方向に移動させる移動手段とを備えている。
【００２１】
そして、この記録再生装置の集積光学素子は、２つの傾斜面を有し第１及び第２の受光素子上に位置して設けられたプリズムと、このプリズムの２つの傾斜面に向けてそれぞれ異なった波長の光ビームを出射する第１及び第２の発光素子と、プリズムの２つの傾斜面に設けられた第１及び第２の光路分岐膜と、第１及び第２の受光素子とプリズムの底面間に設けられた半透過膜と、プリズムの上面に設けられた高反射膜とを備えている。
【００２２】
この記録再生装置によれば、集積光学素子の第１の発光素子から出射された光ビームは、プリズムの一方の傾斜面に設けられた第１の光路分岐膜により反射され、対物レンズにより集光されて、駆動手段によって駆動される光学記録媒体の信号記録面上に照射される。
【００２３】
そして、光学記録媒体から対物レンズを通ってプリズムに向かう戻り光は、第１の光路分岐膜を透過してプリズム内に入射し、一部が半透過膜を透過して第１の受光素子により受光される。そして、他の一部が半透過膜により反射され、さらに高反射膜により反射されて第２の受光素子に向かう。第２の受光素子に向かった戻り光は、一部が半透過膜を透過して第２の受光素子により受光される。
【００２４】
また、集積光学素子の第２の発光素子から出射された光ビームは、プリズムの他方の傾斜面に設けられた第２の光路分岐膜により反射され、対物レンズにより集光されて、駆動手段によって駆動される光学記録媒体の信号記録面上に照射される。
【００２５】
そして、光学記録媒体から対物レンズを通ってプリズムに向かう戻り光は、第２の光路分岐膜を透過してプリズム内に入射し、一部が半透過膜を透過して第２の受光素子により受光される。そして、他の一部が半透過膜により反射され、さらに高反射膜により反射されて第１の受光素子に向かう。第１の受光素子に向かった戻り光は、一部が半透過膜を透過して第１の受光素子により受光される。
【００２６】
さらに、この記録再生装置によれば、信号処理回路が、第１及び第２の受光素子から出力される受光信号に基づいて、再生信号と、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号等の制御信号とを生成する。そして、この信号処理回路により生成された制御信号に基づいて、移動手段が、光学系支持手段を光学記録媒体の径方向または光学記録媒体に接離する方向に移動させる。
【００２７】
【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。
【００２８】
本発明に係る記録再生装置１は、ＣＤ（Compact Disc）やＣＤ−Ｒ（Compact Disc-Recordable）と、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc／Digital Video Disc）といった規格の異なる２種の光ディスクに対応した記録再生装置であって、図１に示すように、光ディスク２を回転駆動させるスピンドルモータ３と、光ディスク２の信号記録面上に光ビームを照射するとともに、光ディスク２からの戻り光を検出する光学ピックアップ装置４と、光学ピックアップ装置４により検出された戻り光に基づいて、再生信号及び制御信号を生成する信号処理回路５と、光学ピックアップ装置４から光ディスク２に照射される光ビームを操作して、フォーカシング制御及びトラッキング制御を行うフォーカス・トラックサーボ機構６と、光学ピックアップ装置４を光ディスク２の径方向に移動させるアクセス機構７と、信号処理回路５により生成された信号に基づいて、スピンドルモータ３、フォーカス・トラックサーボ機構６及びアクセス機構７を制御するシステムコントローラ８とを備えている。
【００２９】
スピンドルモータ３は、システムコントローラ８によって駆動制御されている。そして、スピンドルモータ３は、光ディスク２の径方向に移動しながら光ディスク２上に照射される光ビームが、所定の速度で光ディスク２上を移動するように、光ディスク２を回転駆動している。
【００３０】
光学ピックアップ装置４は、スピンドルモータ３により回転駆動される光ディスク２の信号記録面上に光ビームを照射し、光ディスク２の信号記録面で反射した戻り光を検出して信号処理回路５に出力する。この際、光学ピックアップ装置４は、回転駆動される光ディスク２の種類によって、その光ディスク２の再生に最適な波長の光ビームを出射する。例えば、回転駆動される光ディスク２がＣＤであれば、光学ピックアップ装置４は、波長が約７８０ｎｍの光ビームを出射し、回転駆動される光ディスク２がＤＶＤであれば、波長が約６５０ｎｍの光ビームを出射する。
【００３１】
信号処理回路５は、光学ピックアップ装置４により検出された戻り光に基づいて得られる再生信号及び制御信号を、信号復調部において復調し、エラーコレクション部において誤り訂正する。
【００３２】
信号処理回路５により復調され、誤り訂正された再生信号は、コンピュータのデータストレージ用であれば、インターフェース９を介して外部コンピュータ等に送出される。また、この再生信号は、オーディオ・ビジュアル用であれば、Ｄ／Ａ，Ａ／Ｄ変換器１０のＤ／Ａ変換部でデジタル／アナログ変換され、オーディオ・ビジュアル機器に送出される。
【００３３】
信号処理回路５により復調された制御信号は、システムコントローラ８に出力される。そして、システムコントローラ８は、この制御信号に基づいてフォーカス・トラックサーボ機構６を駆動し、光学ピックアップ装置４から光ディスク２の信号記録面上に照射される光ビームを操作して、フォーカシング制御及びトラッキング制御を行う。
【００３４】
また、アクセス機構７は、システムコントローラ８から供給される信号に基づいて、光学ピックアップ装置４を光ディスク２の径方向に送り動作させる。
【００３５】
ところで、光学ピックアップ装置４は、図２に示すように、異なる波長の光ビームを出射する２つの発光素子と受光素子とが半導体基板上に搭載され、パッケージ封止されてなる集積光学素子１１と、この集積光学素子１１から出射された光ビームを集光して、光ディスク２の信号記録面上に照射させるとともに、光ディスク２の信号記録面にて反射した戻り光を集積光学素子１１内に導入する対物レンズ３０とを備えている。
【００３６】
対物レンズ３０は、図示しないレンズ支持部材によって、光ディスク２の径方向及び光ディスク２に接離する方向の２軸方向に移動可能に支持されている。
【００３７】
この対物レンズ３０は、集積光学素子１１により受光され、信号処理回路５により生成された制御信号に基づいて、上述したフォーカス・トラックサーボ機構６がレンズ支持部材を移動させることにより、光ディスク２の径方向または光ディスク２に接離する方向に移動される。そして、対物レンズ３０は、集積光学素子１１から出射される光ビームが光ディスク２の信号記録面上で常に焦点が合うように、この光ビームを集光するとともに、この集光された光ビームを光ディスク２のトラックに追従させる。
【００３８】
集積光学素子１１は、図３に示すように、半導体基板１２上に、受光素子である第１及び第２のフォトディテクタ１３，１４が設けられている。これら第１及び第２のフォトディテクタ１３，１４は、それぞれが複数のセンサ部を有するように、光ディスク２の径方向に対応した方向に分割されている。そして、これら第１及び第２のフォトディテクタ１３，１４は、図示しない接続端子を介して信号処理回路５に接続されている。
【００３９】
また、半導体基板１２上には、第１及び第２のフォトディテクタ１３，１４上に位置して、プリズム１５が設けられている。このプリズム１５は、互いに平行とされる底面１５ａ及び上面１５ｂと、底面１５ａに対して所定の傾斜角をもって傾斜する第１の傾斜面１５ｃと、底面１５ａに対して第１の傾斜面１５ｃと逆向きの傾斜角をもって傾斜する第２の傾斜面１５ｄとを有している。この第１の傾斜面１５ｃと第２の傾斜面１５ｄとは、底面１５ａ及び上面１５ｂと直交して底面１５ａ及び上面１５ｂのそれぞれを２等分する面を基準にして面対象となされている。
【００４０】
そして、プリズム１５は、底面１５ａが半導体基板１２に接して第１及び第２のフォトディテクタ１３，１４と対向するように、半導体基板１２上に設けられている。
【００４１】
また、半導体基板１２上には、第１の支持基板１６に支持された状態で、プリズム１５の第１の傾斜面１５ｃに向けて光ビームを出射する第１のレーザダイオード１７が設けられている。この第１のレーザダイオード１７は、本例においては、ＣＤ及びＣＤ−Ｒ用の発光素子であり、波長が約７８０ｎｍの光ビームを出射する。
【００４２】
さらに、半導体基板１２上には、第２の支持基板１８に支持された状態で、プリズム１５の第２の傾斜面１５ｄに向けて光ビームを出射する第２のレーザダイオード１９が設けられている。この第２のレーザダイオード１９は、本例においては、ＤＶＤ用の発光素子であり、波長が約６５０ｎｍの光ビームを出射する。
【００４３】
これら、第１及び第２のレーザダイオード１７，１９は、平面に投影したときに、第１及び第２のフォトディテクタ１３，１４と、半導体基板１２上で直線的に並ぶように、第１及び第２のフォトディテクタ１３，１４の側方に配列されている。
【００４４】
プリズム１５の第１の傾斜面１５ｃには、図４に示すように、第１のレーザダイオード１７から出射される光ビームに対して半透過性を有する第１の光路分岐膜２０が設けられている。この第１の光路分岐膜２０は、第１のレーザダイオード１７から出射される光ビームの一部を反射させて、対物レンズ３０に入射させるとともに、光ディスク２の信号記録面で反射された戻り光の一部を透過して、プリズム１５内に入射させる。
【００４５】
また、プリズム１５の第２の傾斜面１５ｄには、第２のレーザダイオード１９から出射される光ビームに対して半透過性を有する第２の光路分岐膜２１が設けられている。この第２の光路分岐膜２１は、第２のレーザダイオード１９から出射される光ビームの一部を反射させて、対物レンズ３０に入射させるとともに、光ディスク２の信号記録面で反射された戻り光の一部を透過して、プリズム１５内に入射させる。
【００４６】
プリズム１５の底面１５ａには、少なくとも第１及び第２のフォトディテクタ１３，１４と対向する位置に、第１のレーザダイオード１７から出射される光ビームと、第２のレーザダイオード１９から出射される光ビームの双方に対して半透過性を有する半透過膜２２が設けられている。また、プリズム１５の上面１５ｂ上には、第１のレーザダイオード１７から出射される光ビームと、第２のレーザダイオード１９から出射される光ビームの双方に対して高い反射率を有する高反射膜２３が設けられている。
【００４７】
そして、プリズム１５や第１及び第２のフォトディテクタ１３，１４、第１及び第２のレーザダイオード１７，１９を搭載した半導体基板１２は、上面側に開口部２４ａを有するパッケージ部材２４の内部に収容されている。そして、パッケージ部材２４の開口部２４ａがカバーガラス２５で閉塞されることにより、これらプリズム１５や第１及び第２のフォトディテクタ１３，１４、第１及び第２のレーザダイオード１７，１９等は、一体の光学ブロックとして、パッケージ封止され、外気から遮断されるようになされている。
【００４８】
以上のように構成される集積光学素子１１は、図示しない集積光学素子支持部材によって、光ディスク２の半径方向に移動可能に支持されている。そして、この集積光学素子１１は、アクセス機構７が、システムコントローラ８から供給される信号に基づいて集積光学素子支持部材を移動させることにより、光ディスク２の径方向に送り動作される。
【００４９】
次に、以上のように構成された記録再生装置１により、光ディスク２から再生信号及び制御信号を読み出す動作について説明する。
【００５０】
まず、光ディスク２として例えばＣＤを用いた場合について、図５（Ａ），図５（Ｂ）を用いて説明する。
【００５１】
駆動電圧が供給され、外部信号がシステムコントローラ８に入力されると、システムコントローラ８がスピンドルモータ３を回転駆動させて、スピンドルモータ３にチャッキングされた光ディスク２を回転させるとともに、図５（Ａ）に示すように、光学ピックアップ装置４の集積光学素子１１に設けられた第１のレーザダイオード１７から波長が約７８０ｎｍの光ビームが出射される。
【００５２】
第１のレーザダイオード１７から出射された光ビームは、プリズム１５の第１の傾斜面１５ｃに設けられた第１の光路分岐膜２０に照射される。第１の光路分岐膜２０に照射された光ビームの一部は、この第１の光路分岐膜２０により反射されて、対物レンズ３０に入射する。
【００５３】
そして、対物レンズ３０に入射した光ビームは、対物レンズ３０により集光され、回転する光ディスク２の信号記録面上に合焦照射される。光ディスク２の信号記録面で反射された信号成分を含む光ビームの戻り光は、再び対物レンズ３０により集光され、集積光学素子１１に向かう。
【００５４】
集積光学素子１１に向かう光ビームの戻り光は、再びプリズム１５の第１の傾斜面１５ｃに設けられた第１の光路分岐膜２０に照射される。第１の光路分岐膜２０に照射された光ビームの戻り光は、一部が第１の光路分岐膜２０を透過して第１の傾斜面１５ｃからプリズム１５内に入射する。
【００５５】
第１の傾斜面１５ｃからプリズム１５内に入射した光ビームの戻り光は、入射時に屈折して第１のフォトディテクタ１３に向かう。第１のフォトディテクタ１３に向かう光ビームの戻り光は、一部がプリズム１５の底面１５ａと第１及び第２のフォトディテクタ１３，１４間に設けられた半透過膜２２を透過し、他の一部が半透過膜２２により反射される。
【００５６】
半透過膜２２を透過した光ビームの戻り光は、図５（Ｂ）に示すように、第１のフォトディテクタ１３により受光される。一方、半透過膜２２により反射された光ビームの戻り光は、プリズム１５の上面１５ｂに設けられた高反射膜２３によりさらに反射されて、第２のフォトディテクタ１４に向かう。第２のフォトディテクタ１４に向かう光ビームの戻り光は、一部が半透過膜２２を透過して、第２のフォトディテクタ１４により受光される。
【００５７】
第１及び第２のフォトディテクタ１３，１４によりそれぞれ受光された光ビームの戻り光は、受光信号として信号処理回路５に出力される。信号処理回路５は、これらの受光信号に基づいて演算処理を行うことにより、再生信号、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号をそれぞれ生成する。
【００５８】
次に、光ディスク２として例えばＤＶＤを用いた場合について、図６（Ａ），図６（Ｂ）を用いて説明する。
【００５９】
駆動電圧が供給され、外部信号がシステムコントローラ８に入力されると、システムコントローラ８がスピンドルモータ３を回転駆動させて、スピンドルモータ３にチャッキングされた光ディスク２を回転させるとともに、図６（Ａ）に示すように、光学ピックアップ装置４の集積光学素子１１に設けられた第２のレーザダイオード１９から波長が約６５０ｎｍの光ビームが出射される。
【００６０】
第２のレーザダイオード１９から出射された光ビームは、プリズム１５の第２の傾斜面１５ｄに設けられた第２の光路分岐膜２１に照射される。第２の光路分岐膜２１に照射された光ビームの一部は、この第２の光路分岐膜２１により反射されて、対物レンズ３０に入射する。
【００６１】
そして、対物レンズ３０に入射した光ビームは、対物レンズ３０により集光され、回転する光ディスク２の信号記録面上に合焦照射される。光ディスク２の信号記録面で反射された信号成分を含む光ビームの戻り光は、再び対物レンズ３０により集光され、集積光学素子１１に向かう。
【００６２】
集積光学素子１１に向かう光ビームの戻り光は、再びプリズム１５の第２の傾斜面１５ｄに設けられた第２の光路分岐膜２１に照射される。第２の光路分岐膜２１に照射された光ビームの戻り光は、一部が第２の光路分岐膜２１を透過して第２の傾斜面１５ｄからプリズム１５内に入射する。
【００６３】
第２の傾斜面１５ｄからプリズム１５内に入射した光ビームの戻り光は、入射時に屈折して第２のフォトディテクタ１４に向かう。第２のフォトディテクタ１４に向かう光ビームの戻り光は、一部がプリズム１５の底面１５ａと第１及び第２のフォトディテクタ１３，１４間に設けられた半透過膜２２を透過し、他の一部が半透過膜２２により反射される。
【００６４】
半透過膜２２を透過した光ビームの戻り光は、図６（Ｂ）に示すように、第２のフォトディテクタ１４により受光される。一方、半透過膜２２により反射された光ビームの戻り光は、プリズム１５の上面１５ｂに設けられた高反射膜２３によりさらに反射される。そして、高反射膜２３により反射された光ビームの戻り光は、第１のフォトディテクタ１３により受光される。
【００６５】
第１及び第２のフォトディテクタ１３，１４によりそれぞれ受光された光ビームの戻り光は、受光信号として信号処理回路５に出力される。信号処理回路５は、これらの受光信号に基づいて演算処理を行うことにより、再生信号、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号をそれぞれ生成する。
【００６６】
ここで、第１のレーザダイオード１７から出射された光ビームの戻り光を第１及び第２のフォトディテクタ１３，１４が受光することによって得られるフォーカスエラー信号ＦＣＳ１及び、第２のレーザダイオード１９から出射された光ビームの戻り光を第１及び第２のフォトディテクタ１３，１４が受光することによって得られるフォーカスエラー信号ＦＣＳ２を求める演算の仕方について説明する。
【００６７】
この第１及び第２のフォトディテクタ１３，１４は、上述したように、それぞれが複数のセンサ部を有するように、光ディスク２の径方向に対応した方向に分割されている。本例の集積光学素子１１の第１のフォトディテクタ１３は、図７に示すように、光ディスク２の径方向に対応した方向に４分割されており、４つのセンサ部ａ，ｂ，ｃ，ｄを有している。また、第２のフォトディテクタ１４は、光ディスク２の径方向に対応した方向に４分割されており、４つのセンサ部ｅ，ｆ，ｇ，ｈを有している。
【００６８】
そして、第１のレーザダイオード１７から出射された光ビームの戻り光を第１及び第２のフォトディテクタ１３，１４が受光することによって得られるフォーカスエラー信号ＦＣＳ１は、各センサ部ａ，ｂ，ｃ，ｄ及びｅ，ｆ，ｇ，ｈのそれぞれが出力する受光信号をａｓ，ｂｓ，ｃｓ，ｄｓ，ｅｓ，ｆｓ，ｇｓ，ｈｓとすると、以下の演算式によって求められる。
【００６９】
ＦＣＳ１＝｛（ａｓ＋ｄｓ）−（ｂｓ＋ｃｓ）｝−Ｋ1｛（ｅｓ＋ｈｓ）−（ｆｓ＋ｇｓ）｝
ここでＫ1は、プリズム１５の底面１５ａと第１及び第２のフォトディテクタ１３，１４間に設けられた半透過膜２２の半透過性による第１のフォトディテクタ１３と第２のフォトディテクタ１４の受光量の違いを補正する係数であって、例えば波長７８０ｎｍにおける半透過膜２２の透過率が５０％のときは、Ｋ1＝２とされる。
【００７０】
また、第２のレーザダイオード１９から出射された光ビームの戻り光を第１及び第２のフォトディテクタ１３，１４が受光することによって得られるフォーカスエラー信号ＦＣＳ２は、以下の演算式によって求められる。
【００７１】
ＦＣＳ２＝｛（ｅｓ＋ｈｓ）−（ｆｓ＋ｇｓ）｝−Ｋ2｛（ａｓ＋ｄｓ）−（ｂｓ＋ｃｓ）｝
ここでＫ2は、半透過膜２２の半透過性による第１のフォトディテクタ１３と第２のフォトディテクタ１４の受光量の違いを補正する係数であって、例えば波長６５０ｎｍにおける半透過膜２２の透過率が６０％のときは、Ｋ1＝２．５とされる。
【００７２】
以上のようにして生成されたフォーカスエラー信号ＦＣＳ１及びＦＣＳ２は、上述したように、システムコントローラ８に出力される。そして、システムコントローラ８が、これらの信号に基づいてフォーカス・トラックサーボ機構６を駆動して、レンズ支持部材を光ディスク２に接離する方向に移動することにより、フォーカシング制御が行われる。
【００７３】
なお、半透過膜２２は、図８に示すように、第１のフォトディテクタ１３上に位置する第１の光学薄膜２２ａと、第２のフォトディテクタ１４上に位置する第２の光学薄膜２２ｂとから構成されるようにしてもよい。この場合、第１の光学薄膜２２ａとして、第１のレーザダイオード１７から出射される光ビームに対しては半透過膜として機能するとともに、第２のレーザダイオード１９から出射される光ビームに対しては高透過膜として機能するような波長依存性を有する光学薄膜を用い、第２の光学薄膜２２ｂとして、第２のレーザダイオード１９から出射される光ビームに対しては半透過膜として機能するとともに、第１のレーザダイオード１７から出射される光ビームに対しては高透過膜として機能するような波長依存性を有する光学薄膜を用いることが望ましい。
【００７４】
例えば、第１のレーザダイオード１７が波長７８０ｎｍの光ビームを出射し、第２のレーザダイオード１９が波長６５０ｎｍの光ビームを出射する場合において、第１の光学薄膜２２ａ及び第２の光学薄膜２２ｂとして、図９に示すような波長依存性を有する光学薄膜を用いることにより、第１のフォトディテクタ１３と第２のフォトディテクタ１４の受光量をほぼ等しくすることができる。
【００７５】
すなわち、第１の光学薄膜２２ａとして、光ビームの波長が６５０ｎｍときはほぼ１００％透過し、波長が７８０ｎｍのときは約５０％透過して約５０％反射させる光学薄膜を用い、第２の光学薄膜２２ｂとして、光ビームの波長が６５０ｎｍときは約５０％透過して約５０％反射させ、波長が７８０ｎｍのときは、ほぼ１００％透過させる光学薄膜を用いることにより、第１のフォトディテクタ１３と第２のフォトディテクタ１４の受光量をほぼ等しくすることができる。
【００７６】
記録再生装置１は、集積光学素子１１の半透過膜２２を以上のように構成し、第１のフォトディテクタ１３と第２のフォトディテクタ１４の受光量を等しくすることにより、フォーカスエラー信号ＦＣＳ１及びＦＣＳ２を求める演算式の係数Ｋ1及びＫ2を１とすることができ、信号処理回路５の簡素化が図られるとともに、戻り光を受光信号として最大限に利用することができ、ＳＮ比の向上を図ることができる。
【００７７】
以上説明したように、本発明に係る集積光学素子１１は、それぞれ異なる波長の光ビームを出射する第１及び第２のレーザダイオード１７，１９を備え、それぞれの光ビームの戻り光をともに第１及び第２のフォトディテクタ１３，１４で受光するようにしているので、ＣＤやＣＤ−ＲとＤＶＤといった最適波長の異なる光ディスクから再生信号及び制御信号を読み出すことができるとともに、接続端子等の部品点数の削減を図ることができる。したがって、この集積光学素子１１を備えた光学ピックアップ装置４及びこの光学ピックアップ装置４を備えた記録再生装置１は、構成を簡素化することができるとともに、装置全体の小型化を実現することができる。
【００７８】
なお、本発明に係る光学ピックアップ装置は、図１０に示すように、集積光学素子１１と対物レンズ３０間に回折格子３１を設け、集積光学素子１１から出射される光ビームを主ビームと複数の副ビームとに分離するようにしてもよい。
【００７９】
光学ピックアップ装置は、このように、集積光学素子１１と対物レンズ３０間に回折格子３１を設け、集積光学素子１１から出射される光ビームを主ビームと複数の副ビームとに分離することにより、二つの副ビームの戻り光の差を検出する３ビーム法や、主ビームのプッシュプル信号から二つの副ビームのプッシュプル信号の係数倍を減算するＤＰＰ法（Differential Push-Pull）によってトラッキングエラー信号を得ることができる。
【００８０】
なお、このように集積光学素子１１と対物レンズ３０間に回折格子３１を設けるようにした場合には、主ビームと副ビームの戻り光が、回折格子３１によりさらに分離され、分離された光ビーム同士がお互いに干渉しあうことにより、正確な再生信号及びトラックエラー信号が得られない場合がある。したがって、このような光学ピックアップ装置においては、再生信号及びトラッキングエラー信号を得るための第３の受光部３２を設けるとともに、対物レンズ３０と回折格子３１間に、戻り光を反射して第２の受光部３２に照射させるための第３の光路分岐膜３３を設け、集積光学素子１１の第１及び第２のフォトディテクタ１３，１４からはフォーカスエラー信号のみを得るようにすることが望ましい。
【００８１】
また、トラッキングエラー信号を得る方法としては、集積光学素子１１の第１及び第２のフォトディテクタ１３，１４を、光ディスク２の径方向に対応した方向に加えて、光ディスク２の記録トラックに沿った方向にも分割し、各センサ部が出力する受光信号の総和から高周波信号を求め、一の対角線上に位置するセンサ部が出力する受光信号の和と他の対角線上に位置するセンサ部が出力する受光信号の和との差から対角線差信号を求めて、高周波信号を基準にして対角線差信号の位相を検出する、いわゆるＤＰＤ法（Differential Phase Detection）を用いるようにしてもよい。
【００８２】
なお、先に図１０で示した光学ピックアップ装置においても、トラッキングエラー信号を得る方法としてＤＰＤ法を用いるようにしてもよい。このように、ＤＰＤ法を用いるようにすれば、回折格子３１を設けずに、適切にトラッキングエラー信号を得ることができる。また、回折格子３１を透過した光ビームからＤＰＤ法でトラッキングエラー信号を得る場合は、第３の受光部３２を用いてトラッキングエラー信号を得るようにする。この場合、第３の受光部３２を光ディスク２の径方向に対応した方向及び光ディスク２の記録トラックに沿った方向に分割するようにすればよい。
【００８３】
以上は、ＣＤやＣＤ−Ｒ及びＤＶＤに信号の記録再生を行うための集積光学素子、光学ピックアップ装置及び記録再生装置について説明してきたが、本発明は、これら以外の光学記録媒体に信号を記録再生を行うための集積光学素子、光学ピックアップ装置及び記録再生装置に適用することができることは勿論である。
【００８４】
【発明の効果】
本発明に係る集積光学素子は、それぞれ異なる波長の光ビームを出射する第１及び第２の発光素子が設けられ、それぞれの光ビームの戻り光をともに第１及び第２の受光素子で受光するようにしているので、ＣＤやＣＤ−ＲとＤＶＤといった規格の異なる２種の光ディスクに対応することができるとともに、出力端子等の部品点数の削減を図ることができる。
【００８５】
また、本発明に係る光学ピックアップ装置は、それぞれ異なる波長の光ビームを出射する第１及び第２の発光素子が設けられ、それぞれの光ビームの戻り光をともに第１及び第２の受光素子で受光するようにした集積光学素子を備えているので、ＣＤやＣＤ−ＲとＤＶＤといった規格の異なる２種の光ディスクから再生信号や制御信号を読み出すことができるとともに、部品点数を削減し、小型化を図ることができる。
【００８６】
また、本発明に係る記録再生装置は、光学ピックアップ装置が、それぞれ異なる波長の光ビームを出射する第１及び第２の発光素子が設けられ、それぞれの光ビームの戻り光をともに第１及び第２の受光素子で受光するようにした集積光学素子を備えているので、ＣＤやＣＤ−ＲとＤＶＤといった規格の異なる２種の光ディスクを、それぞれの再生特性を損なわせることなく再生することができるとともに、部品点数を削減し、小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る記録再生装置を示す構成図である。
【図２】本発明に係る光学ピックアップ装置を示す構成図である。
【図３】本発明に係る集積光学素子を示す縦断面図である。
【図４】同集積光学素子を示す要部縦断面図である。
【図５】同集積光学素子の第１の発光素子から光ビームを出射した状態を示す図であり、（Ａ）は同集積光学素子の縦断面図であり、（Ｂ）は同集積光学素子の平面図である。
【図６】同集積光学素子の第２の発光素子から光ビームを出射した状態を示す図であり、（Ａ）は同集積光学素子の縦断面図であり、（Ｂ）は同集積光学素子の平面図である。
【図７】同集積光学素子の平面図である。
【図８】本発明に係る集積光学素子の他例を示す要部縦断面図である。
【図９】同集積光学素子の半透過膜を構成する第１の光学薄膜及び第２の光学薄膜の波長依存性を示す図である。
【図１０】本発明に係る光学ピックアップ装置の他例を示す構成図である。
【符号の説明】
１  記録再生装置、２  光ディスク、３  スピンドルモータ、４  光学ピックアップ装置、５  信号処理回路、６  フォーカス・トラックサーボ機構、８  システムコントローラ、１１  集積光学素子、１２  半導体基板、１３  第１のフォトディテクタ、１４  第２のフォトディテクタ、１５、プリズム、１７  第１のレーザダイオード、１９  第２のレーザダイオード、２０  第１の光路分岐膜、２１  第２の光路分岐膜、２２  半透過膜、２３  高反射膜、
【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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