JPH1139706A - 集積光学素子及び光学ピックアップ装置並びに記録再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 種々の規格の光ディスクに対して正確なトラ
ッキングエラー信号が得られるようにした集積光学素
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。 【解決手段】 第１及び第２のフォトディテクタ１３，
１４上に位置して設けられた第１のプリズム１７とレー
ザダイオード１６間に第２のプリズム２０が設けられ、
この第２のプリズム２０により、レーザダイオード１６
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
に分離する回折格子２２が支持されるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、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、光ディスク等の記録媒体に記録さ
れた情報信号を読み出す光学ピックアップ装置におい
て、発光素子や受光素子等を集積し一体化してなる集積
光学素子を用いる技術が提案され、実用化されている。

【０００３】この集積光学素子１００は、図７に示すよ
うに、受光素子である第１及び第２のフォトディテクタ
１０１，１０２が設けられた基板１０３上に、プリズム
１０４が搭載されている。

【０００４】このプリズム１０４は、互いに平行とされ
る底面１０４ａ及び上面１０４ｂと、これら底面１０４
ａ及び上面１０４ｂに対し斜めに設けられた傾斜面１０
４ｃとを有し、底面１０４ａが第１及び第２のフォトデ
ィテクタ１０１，１０２と対向するように、基板１０３
上に搭載される。

【０００５】プリズム１０４の傾斜面１０４ｃ上には、
光路分岐膜１０５が設けられている。また、プリズム１
０４の上面１０４ｂ上には、高反射膜１０６が設けら
れ、さらにプリズム１０４の底面１０４ａの第１のフォ
トディテクタ１０１と対向する位置には、無偏向半透過
膜１０７が設けられている。

【０００６】また、基板１０１上には、プリズム１０４
の傾斜面１０４ｃに向けて光ビームを出射する発光素子
であるレーザーダイオード１０８が、支持部材１０９に
支持された状態で搭載されている。

【０００７】以上のように構成される集積光学素子１０
０は、レーザーダイオード１０８から出射された光ビー
ムを光ディスク等の記録媒体に照射させ、その戻り光を
第１及び第２のフォトディテクタ１０１，１０２により
検出することによって、再生信号及び制御信号を得るよ
うにしている。

【０００８】すなわち、この集積光学素子１００は、ま
ずレーザーダイオード１０８からプリズム１０４の傾斜
面１０４ｃに向けて光ビームを出射する。レーザーダイ
オード１０８から出射された光ビームは、光路分岐膜１
０５が設けられたプリズム１０４の傾斜面１０４ｃにて
反射され、図示しない対物レンズにより集光されて、光
ディスクの記録面上に照射される。

【０００９】そして、光ディスクからの戻り光が、再び
対物レンズを介して、プリズム１０４の傾斜面１０４ｃ
に照射される。ここで、戻り光の一部は、プリズム１０
４の傾斜面１０４ｃ上に設けられた光路分岐膜１０５を
透過してプリズム１０４内に入射する。

【００１０】プリズム１０４内に入射した戻り光は、ま
ず、プリズム１０４の底面１０４ａと対向する第１のフ
ォトディテクタ１０１に向けて照射される。このとき、
プリズム１０４の底面１０４ａの第１のフォトディテク
タ１０１に対向する位置には、無偏向半透過膜１０７が
設けられているので、第１のフォトディテクタ１０１に
向けて照射される光ビームは、一部が第１のフォトディ
テクタ１０１により受光され、他の一部がプリズム１０
４の上面１０４ｂに向けて反射される。

【００１１】プリズム１０４の上面１０４ｂに向けて反
射された光ビームは、プリズム１０４の上面１０４ｂに
設けられた高反射膜１０６により反射され、第２のフォ
トディテクタ１０２に向けて照射されて、第２のフォト
ディテクタ１０２により受光される。

【００１２】そして、第１及び第２のフォトディテクタ
１０１，１０２により検出された受光信号は、信号処理
回路に入力される。そして、この信号処理回路によっ
て、受光信号に基づいて演算処理がなされ、ピット再生
信号ＲＦＳ及び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等の制御信号が生成される。

【００１３】ここで、トラッキングエラー信号ＴＲＫ
は、光ディスクのピットで回折、反射された戻り光の強
度分布の変化から、光ビームのスポットとピットとの相
対的な位置ずれを検出する、いわゆるプッシュプル方式
を利用して検出されている。

【００１４】ところで、トラッキング制御のために対物
レンズを移動すると、対物レンズのオフセットにより、
第１及び第２のフォトディテクタ１０１，１０２に照射
されている光ビームのスポットが光ディスクの径方向に
対応した方向に光学的にずれてしまい、プッシュプル方
式で検出されたトラッキングエラー信号（プッシュプル
信号）にＤＣ（直流成分）オフセットが発生する。

【００１５】また、光ディスクにラジアルスキューが生
じたときも、第１及び第２のフォトディテクタ１０１，
１０２に照射されている光ビームのスポットが移動して
しまい、プッシュプル信号にＤＣ（直流成分）オフセッ
トが発生する。そして、このようなＤＣオフセットは、
正確なトラッキング制御を阻害することになる。

【００１６】そこで、この信号処理回路は、図８に示す
補正回路１１０を用いてＤＣオフセット成分を除去し、
正確なトラッキング信号ＴＲＫを得るようにしている。

【００１７】このトラッキング信号ＴＲＫは、以下のよ
うにして得られる。すなわち、第１または第２の受光部
１０１，１０２がディスクの径方向に対応した方向に分
割されてなる各部（第１の受光部１１１、第２の受光部
１１２）から検出された受光信号は、それぞれ増幅器１
１３，１１４を介して減算器１１５，１１６に入力され
る。このとき、それぞれの受光信号のピーク値は、ピー
ク検出器１１７，１１８によりホールドされ、ここで所
定の係数Ｋが乗算される。

【００１８】ピーク検出器１１７，１１８から出力され
る信号は、減算器１１５，１１６に入力される。この減
算器１１５，１１６は、第１の受光部１１１、第２の受
光部１１２から検出された受光信号から、ピーク検出器
１１７，１１８から出力された信号を減算する処理を行
う。

【００１９】減算器１１５，１１６から出力された信号
は、それぞれ減算器１１９に入力され、減算処理が行わ
れる。この減算器１１９から出力された信号が、ローパ
スフィルタ１２０を通ることにより、プッシュプル信号
からＤＣオフセット成分が除去されたトラッキングエラ
ー信号ＴＲＫが得られる。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、種々
の規格の光ディスクが登場し、光学ピックアップ装置に
対しても、これら種々の規格の光ディスクに対応するこ
とができる汎用性が要求されている。

【００２１】しかしながら、プッシュプル信号からＤＣ
オフセット成分を除去してトラッキングエラー信号ＴＲ
Ｋを得る方式は、光ディスクの種々のコンディションへ
の依存度が大きく、あらかじめ設定された規格と異なる
規格の光ディスクや、規格から外れた光ディスクに対し
ては、正確なトラッキングエラー信号ＴＲＫを得ること
ができないとの問題を有していた。

【００２２】すなわち、トラッキングエラー信号ＴＲＫ
を得る際に、受光信号のピーク値に乗算される係数Ｋの
最適の値は、ディスクの材質やピット形状といった光デ
ィスクの種々のコンディションによって変化する。した
がって、あらかじめ係数Ｋを設定した光学ピックアップ
装置により、規格外の光ディスク等からトラッキングエ
ラー信号ＴＲＫを得ようとすると、係数Ｋがずれている
ために、正確なトラッキングエラー信号ＴＲＫが得られ
ない。

【００２３】これに対し、光ディスクに照射される光ビ
ームを一つの主ビームと二つの副ビームとに分離し、二
つの副ビームの戻り光の差を検出してトラッキング信号
を得る３ビーム法は、光ディスクのコンディションへの
依存度が小さく、複数の規格のディスクに対応すること
ができる。

【００２４】そこで、本発明は、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において、３ビー
ム法によりトラッキングエラー信号を検出するように
し、種々の規格の光ディスクに対して正確なトラッキン
グエラー信号が得られるようにした集積光学素子、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。

【００２５】

【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、上述した目的を達成するために、第１及び第２の
受光素子上に位置して設けられた第１のプリズムと発光
素子間に第２のプリズムが設けられ、この第２のプリズ
ムにより、発光素子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回折手段が支持されるよ
うにしている。

【００２６】そして、この集積光学素子は、回折手段
が、発光素子から光学記録媒体の信号記録面上に照射さ
れる光ビームが通過し、光学記録媒体からの戻り光が通
過しない位置に設けられている。

【００２７】この集積光学素子によれば、発光素子から
出射された光ビームは、第２のプリズムに支持された回
折手段によって、主ビームと副ビームとに分離される。
そして、主ビームと副ビームとに分離された光ビーム
は、第１のプリズムによって反射され、光学記録媒体に
向かう。

【００２８】光学記録媒体の信号記録面で反射され、第
１のプリズムに向かう主ビームと副ビームの戻り光は、
回折手段を通らずに直接第１のプリズム内に入射する。
そして、第１のプリズム内に入射した主ビームと副ビー
ムの戻り光は、第１及び第２の受光素子により受光され
る。

【００２９】また、本発明に係る光学ピックアップ装置
は、上述した目的を達成するために、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光学系とを備えて
いる。

【００３０】そして、この光学ピックアップ装置の集積
光学素子は、第１及び第２の受光素子上に位置して設け
られた第１のプリズムと発光素子間に第２のプリズムが
設けられ、この第２のプリズムにより、発光素子から出
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
する回折手段が支持されるようにしている。

【００３１】そして、この回折手段は、発光素子から光
学記録媒体の信号記録面上に照射される光ビームが通過
し、光学記録媒体からの戻り光が通過しない位置に設け
られている。

【００３２】この光学ピックアップ装置によれば、集積
光学素子の発光素子から出射された光ビームは、第２の
プリズムに支持された回折手段によって、主ビームと副
ビームとに分離される。そして、主ビームと副ビームと
に分離された光ビームは、第１のプリズムによって反射
され、光学系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。

【００３３】光学記録媒体から光学系を通って第１のプ
リズムに向かう主ビームと副ビームの戻り光は、回折手
段を通らずに直接第１のプリズム内に入射する。そし
て、第１のプリズム内に入射した主ビームと副ビームの
戻り光は、第１及び第２の受光素子により受光される。

【００３４】また、本発明に係る記録再生装置は、上述
した目的を達成するために、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光学系と、光
学記録媒体を駆動する駆動手段と、光学系を二軸方向に
移動可能に支持する光学系支持手段と、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移動手段とを備えて
いる。

【００３５】そして、この記録再生装置の集積光学素子
は、第１及び第２の受光素子上に位置して設けられた第
１のプリズムと発光素子間に第２のプリズムが設けら
れ、この第２のプリズムにより、発光素子から出射され
る光ビームを主ビームと複数の副ビームとに分離する回
折手段が支持されるようにしている。

【００３６】そして、この回折手段は、発光素子から光
学記録媒体の信号記録面上に照射される光ビームが通過
し、光学記録媒体からの戻り光が通過しない位置に設け
られている。

【００３７】この記録再生装置によれば、集積光学素子
の発光素子から出射された光ビームは、第２のプリズム
に支持された回折手段によって、主ビームと副ビームと
に分離される。そして、主ビームと副ビームとに分離さ
れた光ビームは、第１のプリズムによって反射され、支
持手段によって支持された光学系により集光されて、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。

【００３８】光学記録媒体から光学系を通って第１のプ
リズムに向かう主ビームと副ビームの戻り光は、回折手
段を通らずに直接第１のプリズム内に入射する。そし
て、第１のプリズム内に入射した主ビームと副ビームの
戻り光は、第１及び第２の受光素子により受光される。

【００３９】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。

【００４０】

【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。

【００４１】本発明に係る記録再生装置１は、図１に示
すように、記録媒体である光ディスク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の光ディスク２に照射される光ビーム
を操作するフォーカス・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。

【００４２】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、一定の線形速度
を保って光ディスク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。

【００４３】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、光ビームを照射する。そして、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。

【００４４】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。

【００４５】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
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、オーディオ装置に送出
される。

【００４６】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
る光ビームを操作する。

【００４７】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。

【００４８】ところで、光学ピックアップ装置４は、図
２に示すように、受光素子と発光素子とが半導体基板上
に搭載され、ワンチップ化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、集積
光学素子１１から出射された光ビームを対物レンズ３０
に導くとともに、対物レンズ３０を通過した戻り光を集
積光学素子１１内に導く光路曲折ミラー３１とを備えて
いる。

【００４９】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。また、こ
の半導体基板１２上には、光出力用の支持基板１５に支
持された状態で、発光素子であるレーザダイオード１６
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とレーザダイオード１６とは、半導体基
板１２上で直線的に並ぶように配設されている。

【００５０】第１及び第２のフォトディテクタ１３，１
４のうち、レーザダイオード１６に近い位置に設けられ
た第１のフォトディテクタ１３は、図４に示すように、
光ディスク２の径方向に対応した方向に３分割されてお
り、３つのセンサ部ａ，ｂ，ｃを有している。また、レ
ーザダイオード１６から離れた位置に設けられた第２の
フォトディテクタ１４は、光ディスク２のトラック方向
に対応した方向に３分割され、３つのセンサブロックを
有している。そして、それぞれのセンサブロックが光デ
ィスク２の径方向に対応した方向に３分割され、９つの
センサ部ｄ，ｅ，ｆ，ｇ，ｈ，ｉ，ｊ，ｋ，ｌを有する
ようになされている。

【００５１】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、第１の
プリズム１７が設けられている。第１のプリズム１７
は、例えば波長７８０ｎｍにおける屈折率ｎが２．５の
チタン酸ジルコン酸鉛ランタン（（ＴｉＯ₃，ＺｒＯ₃）
ＰｂＬａ）等からなり、互いに平行とされる底面１７ａ
及び上面１７ｂと、この底面１７ａ及び上面１７ｂに対
して所定の角度で傾斜する傾斜面１７ｃとを有してい
る。そして、この第１のプリズム１７は、底面１７ａ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と対向し、傾斜面１７ｃがレーザダイオー
ド１６と対向するように、半導体基板１２上に設けられ
ている。

【００５２】第１のプリズム１７の底面１７ａの第２の
フォトディテクタ１３と対向する位置には、半透過膜１
８が設けられている。また、第１のプリズム１７の上面
１７ｂ上には、高反射膜１９が設けられている。

【００５３】第１のプリズム１７とレーザダイオード１
６間には、第１のプリズム１７よりも屈折率の低い第２
のプリズム２０が設けられている。この第２のプリズム
２０は、例えば、波長７８０ｎｍにおける屈折率ｎが
１．５１のガラス「ＢＫ７」（商品名）等からなり、第
１のプリズム１７の底面１７ａ及び上面１７ｂに対して
垂直な第１の面２０ａと、第１のプリズム１７の底面１
７ａ及び上面１７ｂに対して平行な第２の面２０ｂと、
第１のプリズム１７の傾斜面１７ｃに対して平行な第３
の面２０ｃとを有している。

【００５４】そして、この第２のプリズム２０は、第３
の面２０ｃが、光路分岐膜２１を介して第１のプリズム
１７の傾斜面１７ｃに接合され、第１のプリズム１７と
レーザダイオード１６間に配設される。

【００５５】第２のプリズム２０には、レーザダイオー
ド１６から出射される光ビームを、一つの主ビームと二
つの副ビームとに分離する回折格子２２が設けられてい
る。この回折格子２２は、レーザダイオード１６から光
ディスク２の信号記録面に向けて出射される光ビームが
通過し、光ディスク２の信号記録面にて反射した戻り光
が通過しない位置にて、第２のプリズム２０に支持され
ている。

【００５６】本例の集積光学素子１１においては、回折
格子２２を第２のプリズム２０の第１の面２０ａに設け
るようにしているが、回折格子２２は、レーザダイオー
ド１６から光ディスク２の信号記録面に向けて出射され
る光ビームが通過し、光ディスク２の信号記録面にて反
射した戻り光が通過しない位置に設けられていればよ
く、例えば、図５に示すように、第２のプリズム２０の
第３の面２０ｃに対して平行となるように、第２のプリ
ズム２０内に設けるようにしてもよい。

【００５７】このように、回折格子２２を第２のプリズ
ム２０の第３の面２０ｃに対して平行となるように、第
２のプリズム２０内に設けるようにした場合は、集積光
学素子１１の形成が容易となる。すなわち、この場合、
第１のプリズム１７の材料であるチタン酸ジルコン酸鉛
ランタンと、光路分岐膜２１と、第２のプリズム２０の
材料であるＢＫ７と、回折格子２２と、第２のプリズム
２０の材料であるＢＫ７とを順次積層して基材を作製
し、この基材を積層面に対して斜めに切断し、所定の長
さに分割することにより、第１のプリズム１７と、光路
分岐膜２１と、第２のプリズム２０と、回折格子２２と
が一体となった光学ブロックが作製され、集積光学素子
１１の形成が容易となる。なお、図３及び図５において
は、主光線の光路のみを図示している。

【００５８】集積光学素子１１から出射される光ビーム
の光路上には、図２に示すように、対物レンズ３０が配
設されている。この対物レンズ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。

【００５９】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。

【００６０】集積光学素子１１と対物レンズ３０との間
には、集積光学素子１１から出射された光ビームを曲折
し、対物レンズ３０に導くとともに、光ディスク２の信
号記録面で反射され、対物レンズを通る戻り光を集積光
学素子１１内に導くための光路曲折ミラー３１が設けら
れている。

【００６１】本例の光学ピックアップ装置４において
は、図２に示すように、光路曲折ミラー３１を２枚のミ
ラー３１ａ，３１ｂにて構成し、集積光学素子１１から
出射される光ビーム及び光ディスク２で反射した戻り光
を約１８０゜曲折させるようにしている。

【００６２】光学ピックアップ装置４は、このように、
集積光学素子１１から出射される光ビーム及び光ディス
ク２で反射した戻り光を曲折させることにより、効率よ
く光路距離を得ることができ、記録再生装置１を小型化
することができる。

【００６３】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。

【００６４】まず、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、光学ピックアップ装置４の集積光学
素子１１に設けられたレーザダイオード１６から光ビー
ムが出射される。

【００６５】レーザダイオード１６から出射された光ビ
ームは、第２のプリズム２０に支持された回折格子２２
を通過することにより、一つの主ビームと二つの副ビー
ムとに分離される。これら主ビームと副ビームとは、そ
れぞれ第２のプリズム内を透過して、第２のプリズム２
０と第１のプリズム１７間に設けられた光路分岐膜２１
に照射される。

【００６６】光路分岐膜２１に照射された主ビームと副
ビームは、この光路分岐膜２１により反射されて、光路
曲折ミラー３１に向かう。光路曲折ミラー３１に照射さ
れた主ビームと副ビームは、この光路曲折ミラーにより
曲折され、対物レンズ３０に入射する。

【００６７】そして、対物レンズ３０に入射した主ビー
ムと副ビームは、それぞれが対物レンズ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。

【００６８】光ディスク２の信号記録面で反射された信
号成分を含む主ビームと副ビームの戻り光は、再び対物
レンズ３０により集光され、光路曲折ミラー３１により
曲折されて、集積光学素子１１に向かう。

【００６９】集積光学素子１１に向かう主ビームと副ビ
ームの戻り光は、第２のプリズム２０を透過して光路分
岐膜２１に照射される。光路分岐膜２１に照射された主
ビームと副ビームの戻り光は、一部が光路分岐膜２１を
透過して傾斜面１７ｃから第１のプリズム１７内に入射
する。

【００７０】第１のプリズム１７は第２のプリズム２０
よりも屈折率が大とされているので、傾斜面１７ｃから
第１のプリズム１７内に入射した主ビームと副ビームの
戻り光は、入射時に屈折して第１のフォトディテクタ１
３に向かう。ここで、第１のプリズム１７の底面１７ａ
と第１のフォトディテクタ１３間には、半透過膜１８が
設けられているので、第１のフォトディテクタ１３に向
かう主ビームと副ビームの戻り光は、一部が半透過膜１
８を透過し、一部が半透過膜１８により反射される。

【００７１】半透過膜１８を透過した主ビームと副ビー
ムの戻り光は、それぞれのスポットが重なったかたち
で、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１８により反射された主ビームと副ビーム
の戻り光は、第１のプリズムの上面１７ｂに設けられた
高反射膜１９によりさらに反射される。そして、光反射
膜１９により反射された主ビームと副ビームの戻り光
は、それぞれ焦線に近くなるために光ディスク２のトラ
ック方向に対応した方向に分離して、第２のフォトディ
テクタ１４の３つのセンサブロックにより受光される。

【００７２】第１及び第２のフォトディテクタ１３，１
４によりそれぞれ受光された主ビームと副ビームの戻り
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、ピット再生信号ＲＦＳ、フォーカスエ
ラー信号ＦＣＳ、トラッキングエラー信号ＴＲＫをそれ
ぞれ生成する。

【００７３】ここで、第１及び第２のフォトディテクタ
１３，１４から出力された受光信号から、ピット再生信
号ＲＦＳ、フォーカスエラー信号ＦＣＳ、トラッキング
エラー信号ＴＲＫを求める演算の仕方について説明す
る。

【００７４】第１のフォトディテクタ１３のセンサ部
ａ，ｂ，ｃにより出力された受光信号をａｓ，ｂｓ，ｃ
ｓとし、第２のフォトディテクタ１４のセンサ部ｄ，
ｅ，ｆ，ｇ，ｈ，ｉ，ｊ，ｋ，ｌにより出力された受光
信号をｄｓ，ｅｓ，ｆｓ，ｇｓ，ｈｓ，ｉｓ，ｊｓ，ｋ
ｓ，ｌｓとすると、ピット再生信号ＲＦＳは、次の演算
式によって求められる。

【００７５】ＲＦＳ＝ｄｓ＋ｅｓ＋ｆｓ また、フォーカスエラー信号ＦＣＳは、次の演算式によ
って求められる。

【００７６】ＦＣＳ＝｛ａｓ−（ｂｓ＋ｃｓ）｝−
｛（ｄｓ＋ｇｓ＋ｊｓ）−（ｅｓ＋ｆｓ＋ｈｓ＋ｉｓ＋
ｋｓ＋ｌｓ）｝ また、トラッキングエラー信号ＴＲＫは、次の演算式に
よって求められる。

【００７７】 ＴＲＫ＝（ｇｓ＋ｈｓ＋ｉｓ）−（ｊｓ＋ｋｓ＋ｌｓ） 以上のようにして生成されたピット再生信号ＲＦＳは、
上述したように、誤り訂正されて外部コンピュータやオ
ーディオ装置等に送出される。

【００７８】また、以上のようにして生成されたフォー
カスエラー信号ＦＣＳ及びトラッキングエラー信号ＴＲ
Ｋ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の径方向または
光ディスク２に接離する方向に移動することにより、フ
ォーカシング制御及びトラッキング制御が行われる。

【００７９】なお、光ディスク２のグルーブにウォブリ
ング記録されたアドレス信号を検出する等の目的から、
さらにプッシュプル信号も検出したい場合は、図６に示
すように、第２のフォトディテクタ１４の中央のセンサ
部ｄを光ディスク２の径方向に対応した方向に２等分
し、センサ部ｄ₁，ｄ₂とすればよい。

【００８０】このように、第２のフォトディテクタ１４
の中央のセンサ部ｄをセンサ部ｄ₁，ｄ₂とすれば、ｄ₁
＋ｅとｄ₂＋ｆの光量の差を求めることにより、プッシ
ュプル信号を得ることができる。

【００８１】以上説明したように、本発明に係る集積光
学素子１１は、レーザダイオード１６から光ディスク２
の信号記録面に向けて出射される光ビームを、回折格子
２２により主ビームと副ビームとに分離するようにして
いる。したがって、光学ピックアップ装置４は、この集
積光学素子１１を備えることにより、３ビーム法により
再生信号及び制御信号を検出することができ、ＤＣオフ
セットにより第１及び第２の受光素子１３，１４により
受光される戻り光に、光ディスク２の径方向に対応した
方向へのばらつきが生じても、正確なトラッキングエラ
ー信号ＴＲＫを検出することができる。

【００８２】また、本発明に係る集積光学素子１１は、
回折格子２２を、レーザダイオード１６から光ディスク
２の信号記録面上に向かって出射される光ビームが通過
し、光ディスク２からの戻り光が通過しない位置に設け
るようにしているので、回折格子２２により分離された
主ビームと副ビームの戻り光が、回折格子２２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
しあうといった不都合が回避される。

【００８３】また、本発明に係る記録再生装置は、３ビ
ーム法により正確なトラッキングエラー信号ＴＲＫが得
られる光学ピックアップ装置４を備えているので、材質
やピットの形成状況等が異なる種々の光ディスクに対応
することができる。

【００８４】

【発明の効果】本発明に係る集積光学素子は、発光素子
から光学記録媒体の信号記録面上に照射される光ビーム
が通過し、光学記録媒体からの戻り光が通過しない位置
に回折格子が設けられているので、光ビームを適切に主
ビームと副ビームとに分離して受光することができる。

【００８５】また、本発明に係る光学ピックアップ装置
は、回折格子を備えて発光素子から出射される光ビーム
を主ビームと副ビームとに分離して受光する集積光学素
子を備えているので、３ビーム法を用いて正確なトラッ
キングエラー信号を得ることができる。

【００８６】また、本発明に係る記録再生装置は、３ビ
ーム法により正確なトラッキングエラー信号を得るよう
にした光学ピックアップ装置を備えているので、材質や
ピットの形成状況等が異なる種々の光ディスクに対応す
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平面図である。

【図５】本発明に係る他の集積光学素子を示す縦断面図
である。

【図６】本発明のさらに他の集積光学素子を示す平面図
である。

【図７】従来の集積光学素子を示す縦断面図である。

【図８】従来の集積光学素子の補正回路を示す図であ
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、１６ レーザダイオード、１７ 第１のプリ
ズム、２０ 第２のプリズム、２２ 回折格子、３０
対物レンズ、３１ 光路曲折ミラー

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｇ１１Ｂ 19/12 ５０１ Ｇ１１Ｂ 19/12 ５０１Ｊ

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 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、この第１及び第２の
   面に対して傾斜する第３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
   に設けられた第１のプリズムと、 上記第１のプリズムの第３の面に向けて光ビームを出射
   する発光素子と、 上記第１のプリズムと上記発光素子間に設けられた第２
   のプリズムと、 上記第１のプリズムと上記第２のプリズム間に設けられ
   た光路分岐手段と、 上記第２のプリズムに支持され、上記発光素子から出射
   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
   る回折手段とを備え、 上記回折手段は、上記発光素子から光学記録媒体の信号
   記録面上に照射される光ビームが通過し、光学記録媒体
   からの戻り光が通過しない位置に設けられていることを
   特徴とする集積光学素子。
2. 【請求項２】 上記第２のプリズムの屈折率は、上記第
   １のプリズムの屈折率よりも低いことを特徴とする請求
   項１記載の集積光学素子。
3. 【請求項３】 上記第２のプリズムは、上記第１のプリ
   ズムの第１及び第２の面に対して垂直な第１の面と、上
   記第１のプリズムの第１及び第２の面に対して平行な第
   ２の面と、上記第１のプリズムの第３の面に対して平行
   な第３の面とを有し、上記第３の面が上記第１のプリズ
   ムの第３の面に上記光路分岐手段を介して接合されてお
   り、 上記回折手段は、上記第２のプリズムの第１の面に設け
   られていることを特徴とする請求項１記載の集積光学素
   子。
4. 【請求項４】 上記第２のプリズムは、上記第１のプリ
   ズムの第１及び第２の面に対して垂直な第１の面と、上
   記第１のプリズムの第１及び第２の面に対して平行な第
   ２の面と、上記第１のプリズムの第３の面に対して平行
   な第３の面とを有し、上記第３の面が上記第１のプリズ
   ムの第３の面に上記光路分岐手段を介して接合されてお
   り、 上記回折手段は、上記第２のプリズムの第３の面に対し
   て平行となるように、第２のプリズム内に設けられてい
   ることを特徴とする請求項１記載の集積光学素子。
5. 【請求項５】 上記第１の受光素子と上記第１のプリズ
   ムの第１の面間には半透過膜が設けられ、上記第１のプ
   リズムの第２の面には高反射膜が設けられていることを
   特徴とする請求項１記載の集積光学素子。
6. 【請求項６】 上記第２の受光素子は、上記回折手段に
   より分離された主ビームの戻り光を受光する第１の受光
   部と、副ビームの戻り光を受光する第２及び第３の受光
   部を有することを特徴とする請求項１記載の集積光学素
   子。
7. 【請求項７】 上記第１のプリズムは、チタン酸ジルコ
   ン酸鉛ランタンからなることを特徴とする請求項１記載
   の集積光学素子。
8. 【請求項８】 上記第２のプリズムは、プラスチックま
   たはガラスからなることを特徴とする請求項１記載の集
   積光学素子。
9. 【請求項９】 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
   る光学系とを備え、 上記集積光学素子は、基板上に設けられた第１及び第２
   の受光素子と、 互いに平行な第１及び第２の面と、この第１及び第２の
   面に対して傾斜する第３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
   に設けられた第１のプリズムと、 上記第１のプリズムの第３の面に向けて光ビームを出射
   する発光素子と、 上記第１のプリズムと上記発光素子間に設けられた第２
   のプリズムと、 上記第１のプリズムと上記第２のプリズム間に設けられ
   た光路分岐手段と、 上記第２のプリズムに支持され、上記発光素子から出射
   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
   る回折手段とを備え、 上記回折手段は、上記発光素子から記録媒体の信号記録
   面上に照射される光ビームが通過し、記録媒体からの戻
   り光が通過しない位置に設けられていることを特徴とす
   る光学ピックアップ装置。
10. 【請求項１０】 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
    る光学系と、 上記光学記録媒体を駆動する駆動手段と、 上記光学系を二軸方向に移動可能に支持する光学系支持
    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光学系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
    の受光素子と、 互いに平行な第１及び第２の面と、この第１及び第２の
    面に対して傾斜する第３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
    に設けられた第１のプリズムと、 上記第１のプリズムの第３の面に向けて光ビームを出射
    する発光素子と、 上記第１のプリズムと上記発光素子間に設けられた第２
    のプリズムと、 上記第１のプリズムと上記第２のプリズム間に設けられ
    た光路分岐手段と、 上記第２のプリズムに支持され、上記発光素子から出射
    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
    る回折手段とを備え、 上記回折手段は、上記発光素子から記録媒体の信号記録
    面上に照射される光ビームが通過し、記録媒体からの戻
    り光が通過しない位置に設けられていることを特徴とす
    る記録再生装置。
11. 【請求項１１】 上記第２の受光素子は、上記回折手段
    により分離された主ビームの戻り光を受光する第１の受
    光部と、副ビームの戻り光を受光する第２及び第３の受
    光部を有することを特徴とする請求項１０記載の記録再
    生装置。
12. 【請求項１２】 上記信号処理回路は、上記第２の受光
    素子の第２及び第３の受光部により受光された副ビーム
    の戻り光から検出された信号に基づき、上記光学系支持
    部材を上記光学記録媒体の径方向に移動させる制御を行
    うためのトラッキング制御信号を生成することを特徴と
    する請求項１１記載の記録再生装置。
13. 【請求項１３】 上記信号処理回路は、上記第１及び第
    ２の受光素子により受光された戻り光のスポット径の変
    化に基づき、上記光学系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１０記載の
    記録再生装置。