JP2001126302A - 集積光学素子及び光学ピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型化されてもなお、記録や再生を高精度に
することができるレーザカプラを提供する。 【解決手段】 ＤＶＤからの戻り光の入射角と異なる入
射角でマイクロプリズム２５の斜面２５ａにＣＤからの
戻り光が入射される場合において、ＣＤ用の受光部であ
る第３及び第４の受光部３３，３４は、その第３の受光
部３３の中心と第４の受光部３４の中心とを結ぶ線Ｏ₂
が、ＤＶＤ用の受光部である第１の受光部３１の中心と
第２の受光部３２の中心とを結ぶ線Ｏ₁に対して非平行
とされて配置されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光学記録媒体に光
を出射するとともに、その光学記録媒体において反射さ
れた戻り光を受光する集積光学素子、及びそのような集
積光学素子を備えて光学記録媒体に対する情報信号の書
き込みや読み出しを行う光ピックアップ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】フォーマットの異なる互換性のない光デ
ィスクが種々提案されている。例えば、いわゆるＤＶＤ
は、いわゆるＣＤに比べて記録トラックが狭小とされて
おり、大容量記録が可能とされている。

【０００３】記録トラック上に形成される光スポットの
スポット径をｄとし、この光スポットを形成するレーザ
光の波長をλ、対物レンズの開口数をＮＡとしたとき、
スポット径ｄは、レーザ光の波長λを対物レンズの開口
数ＮＡで除算した値に比例する。

【０００４】例えば、ＤＶＤでは、トラックピッチに対
応したスポット径を得るためには、光学仕様として、波
長λが６５０ｎｍのレーザ光を出射する光源が必要とな
り、対物レンズの開口数が０．６であることが要求され
ている。一方、ＣＤでは、波長が７８０ｎｍ付近のレー
ザ光の出射する光源が必要とされている。また、記録層
に有機色素膜を使用したデータの書換えが可能とされて
いるいわゆるＣＤ−Ｒは、波長が７８５ｎｍ付近でのみ
ＣＤと同様の７０％以上の反射率が得られるようなフォ
ーマットとされている。

【０００５】このようにフォーマットの異なる互換性の
ないＤＶＤ、ＣＤに対して、同一の光ディスクシステム
においてデータを再生するには、レーザ光の波長の異な
る光源を備える必要がある。例えば、フォーマットの異
なる互換性のない光ディスクに対応して光源をそれぞれ
有した２つの光ピックアップ装置を備えることにより、
同一の光ディスクシステムにおいて各光ディスクに対す
る情報信号の書き込みや読み出しが可能になる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、フォーマッ
トの異なる光ディスク毎に光ピックアップ装置を用意す
ることは、光ディスクシステムの大型化やコストの上昇
をもたらす。また、近年、光ピックアップ装置を唯一つ
備え、光ピックアップ装置内に各種光ディスクに対応し
た光源を用意するセットも提案されている。これによ
り、光ディスクシステムは小型化されるが、光ディスク
に対する信号の読み出しや書き込みを高精度で行える光
ピックアップ装置の提供が望まれている。

【０００７】そこで、本発明は、上述の実情に鑑みてな
されたものであり、小型化されてもなお、記録や再生を
高精度にすることができる集積光学素子及び光ピックア
ップ装置を提供することを目的としている。

【０００８】

【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、上述の課題を解決するために、光学記録媒体に照
射する光を出射する光源と、光学記録媒体にて反射され
た戻り光を受光する受光素子と、この受光素子上に配置
され、光学記録媒体にて反射された戻り光を受光素子に
導く光学素子とが集積され一体化されている。

【０００９】ここで、光源は、第１の光学記録媒体に対
応した波長の第１の光を出射する第１の発光点と、第１
の光学記録媒体とフォーマットの異なる第２の光学記録
媒体に対応した波長の第２の光を出射する第２の発光点
とを有する。

【００１０】また、受光素子は、第１の光学記録媒体に
て反射された第１の戻り光を受光する第１及び第２の受
光部と、第２の光学記録媒体にて反射された第２の戻り
光を受光する第３及び第４の受光部とを有する。

【００１１】また、光学素子は、第１及び第２の戻り光
が入射される入射面と、入射面から入射した第１の戻り
光の一部を第１の受光部に入射させるとともに他の部分
を反射し、又は、入射面から入射した第２の戻り光の一
部を第３の受光部に入射させるとともに他の部分を反射
する半透過面と、半透過面にて反射された第１の戻り光
の他の部分を反射して第２の受光部に入射させ、又は、
半透過面にて反射された第２の戻り光の他の部分を反射
して第４の受光部に入射させる反射面とを有する。

【００１２】そして、上述した受光素子において、第１
及び第２の受光部は、その中心が第１の戻り光により形
成される光スポット中心と略一致するように配置されて
いるとともに、第３及び第４の受光部は、その中心が、
第１の戻り光とは異なる入射角で光学素子の入射面に入
射される第２の戻り光により形成される光スポット中心
と略一致するように配置されている。

【００１３】このような構成を有する集積光学素子は、
第１の戻り光とは異なる入射角で入射面に入射される第
２の戻り光を、最適な位置に配置された第３及び第４の
受光部にて次々に受光する。

【００１４】また、本発明に係る光学ピックアップ装置
は、上述の課題を解決するために、光学記録媒体に照射
する光を出射する光源と光学記録媒体にて反射された戻
り光を受光する受光素子とこの受光素子上に配置され、
光学記録媒体にて反射された戻り光を受光素子に導く光
学素子とが集積され一体化されてなる集積光学素子と、
光学集積素子の光源から出射された光を光学記録媒体上
に集光させる集光レンズ部とを備えている。

【００１５】ここで、光源は、第１の光学記録媒体に対
応した波長の第１の光を出射する第１の発光点と、第１
の光学記録媒体とフォーマットの異なる第２の光学記録
媒体に対応した波長の第２の光を出射する第２の発光点
とを有する。

【００１６】また、受光素子は、第１の光学記録媒体に
て反射された第１の戻り光を受光する第１及び第２の受
光部と、第２の光学記録媒体にて反射された第２の戻り
光を受光する第３及び第４の受光部とを有する。

【００１７】また、光学素子は、第１及び第２の戻り光
が入射される入射面と、入射面から入射した第１の戻り
光の一部を第１の受光部に入射させるとともに他の部分
を反射し、又は、入射面から入射した第２の戻り光の一
部を第３の受光部に入射させるとともに他の部分を反射
する半透過面と、半透過面にて反射された第１の戻り光
の他の部分を反射して第２の受光部に入射させ、又は、
半透過面にて反射された第２の戻り光の他の部分を反射
して第４の受光部に入射させる反射面とを有する。

【００１８】そして、上述した受光素子において、第１
及び第２の受光部は、その中心が第１の戻り光により形
成される光スポット中心と略一致するように配置されて
いるとともに、第３及び第４の受光部は、その中心が、
第１の戻り光とは異なる入射角で光学素子の入射面に入
射される第２の戻り光により形成される光スポット中心
と略一致するように配置されている。

【００１９】このような構成を有する光学ピックアップ
装置は、第１の戻り光とは異なる入射角で入射面に入射
される第２の戻り光を、最適な位置に配置された第３及
び第４の受光部にて次々に受光する。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を用いて詳しく説明する。この実施の形態は、本
発明を、フォーマットの異なる２種類の光ディスクに記
録されているデータを読み出すように、２波長光学系を
構成する光ピックアップ装置に適用したものである。こ
の光ピックアップ装置は、例えば、光ディスクに記録さ
れているデータを再生する光ディスクシステムに備えら
れている。

【００２１】光ピックアップ装置は、図１に示すよう
に、パッケージ１０に収納され、レーザ光を出射する集
積光学素子であるレーザカプラ２０と、レーザカプラ２
０から出射したレーザ光が入射されるコリメータ１と、
コリメータ１を透過されて平行光線とされたレーザ光を
第１の光ディスク１００又は第２の光ディスク２００に
集光させる対物レンズ２とを備えている。

【００２２】ここで、コリメータ１と対物レンズ２とは
レーザ光を光ディスクの信号記録面上に集光する集光レ
ンズ部を構成している。また、第１の光ディスク１００
は、例えばいわゆるＤＶＤであり、第２の光ディスク
は、第１の光ディスクとは異なるフォーマットとされて
おり、例えば、いわゆるＣＤである。以下、第１の光デ
ィスク１００をＤＶＤとし、第２の光ディスクをＣＤと
して説明するが、これに限定されないことはいうまでも
ない。

【００２３】この光ピックアップ装置は、レーザカプラ
２０からＤＶＤ１００又はＣＤ２００に対応した波長の
レーザ光を出射し、ＤＶＤ１００又はＣＤ２００にて反
射された戻り光の受光を、当該レーザカプラ２０におい
て行っている。

【００２４】レーザカプラ２０は、具体的には、図２及
び図３に示すように、パッケージ１０に収納されてお
り、基板２１、光源部２２、マイクロプリズム２５及び
受光素子３０を備えている。

【００２５】レーザカプラ２０は、パッケージ１０の底
板１１上に載置されている。そして、レーザカプラ２０
の基板２１には、受光素子３０により検出された信号を
出力するための信号処理回路が形成されている。この信
号処理回路から出力された信号に基づいて光ディスクシ
ステムは、各種サーボ処理、情報の再生等を行う。

【００２６】レーザ光を出射する発光部２２は、半導体
基板２３と、半導体基板２３上に配置されている半導体
レーザ２４とを備えている。

【００２７】半導体レーザ２４は、第１の波長のレーザ
光を出射する第１の発光点２４ａと、第１の波長と異な
る第２の波長のレーザ光を出射する第２の発光点２４ｂ
とを有している。第１の発光点２４ａは、第１の光ディ
スクであるＤＶＤ１００にレーザ光を照射するためのレ
ーザ光源であり、第２の発光点２４ｂは、第２の光ディ
スクであるＣＤ２００にレーザ光を照射するためのレー
ザ光源である。ここで、第１の波長λは６５０ｎｍとさ
れ、第２の波長λは７８０ｎｍとされている。

【００２８】半導体レーザ２４において、第１の発光点
２４ａと第２の発光点２４ｂとは、マイクロプリズム２
５にそれぞれが対向されるように、マイクロプリズム２
５の幅方向に略平行とされて配列されている。そして、
第１の発光点２４ａからは、マイクロプリズム２０の斜
面２５ａにおいて垂直に反射されるようにレーザ光が出
射される。また、第２の発光点２４ｂからは、第１の発
光点２４ａから出射されるＤＶＤ用のレーザ光の光軸に
対して所定の角度を有するような光軸のＣＤ用のレーザ
光が出射される。具体的には、ＣＤ用のレーザ光は、斜
面２５ａに進むに従い第１の発光点２４ａからＤＶＤ用
のレーザ光が出射された場合における当該ＤＶＤ用レー
ザ光に近づくように第２の発光点２４ｂから出射され
る。

【００２９】半導体レーザ２４の各発光点２４ａ，２４
ｂから出射されたレーザ光が入射されるマイクロプリズ
ム２０は、レーザ光の入射面となる斜面２５ａと、上面
２５ｂと、底面２５ｃとを有した形状とされている。上
面２５ｂと底面２５ｃとは、略平行に形成されており、
斜面２５ａは、上面２５ｂに対して傾いて形成されてい
る。このマイクロプリズム２０は、発光部２２から出射
されたレーザ光を光ディスクに向けて反射するととも
に、光ディスクにて反射されてきた戻り光を受光素子２
０に導く光学素子である。

【００３０】斜面２５ａは、発光部２２からのレーザ光
をコリメータ１に向けて反射させるとともに、ＤＶＤ１
００又はＣＤ２００からの戻り光をマイクロプリズム２
５内に透過されるように形成されている。具体的には、
斜面２５ａには、発光部２２からのレーザ光を反射させ
るとともに、ＤＶＤ１００又はＣＤ２００からの戻り光
をマイクロプリズム２５内に透過させるように、ハーフ
ミラーが形成されている。また、上面２５ｂには、反射
膜が形成されている。そして、底面２５ｃには、半透過
膜が形成されている。具体的には、半透過膜は、斜面２
５ａから入射されてくる戻り光が先ず向かう第１及び第
３の受光部３１，３３上に位置されるように底面２５ｃ
に部分的に形成されている。

【００３１】ここで、斜面２５ａは、マイクロプリズム
２５における幅方向が、半導体レーザ２４の第１の発光
点２４ａから出射されるＤＶＤ用のレーザ光に対して略
垂直になるように形成されている。以下、半導体レーザ
２４の第１の発光点２４ａからのレーザ光の出射方向を
Ｙ軸方向という。

【００３２】また、斜面２５ａは、幅方向に垂直な方向
が、半導体レーザ２４の第１及び第２の発光点２４ａ，
２４ｂから出射されたＤＶＤ用及びＣＤ用のレーザ光を
略垂直に反射させて、図２に示すように、レーザ光Ｌ
_outがコリメータ１に向かうように形成されている。以
下、斜面２５ａにおいて反射されてレーザ光が向かう方
向をＺ軸方向という。なお、このＺ軸方向に垂直でかつ
上述したＹ軸方向に垂直な方向をＸ軸方向という。

【００３３】受光素子３０は、ＤＶＤ１００の信号記録
面１００ａで反射された戻り光を受光する第１及び第２
の受光部３１，３２と、ＣＤ２００の信号記録面２００
ａで反射された戻り光を受光する第３及び第４の受光部
３３，３４とを備えている。

【００３４】第１及び第２の受光部３１，３２は、Ｙ軸
方向に配列され、互いが近接されて配置されている。第
１の受光部３１は、Ｘ軸方向に４分割され、さらに、Ｙ
軸方向に２分割されており、第１乃至第８の受光領域３
１₁，３１₂，３１₃，３１₄，３１₅，３１₆，３１₇，３
１₈を形成している。また、第２の受光部３２は、Ｘ軸
方向に４分割されて第１乃至第４の受光領域３２₁，３
２₂，３２₃，３２₄を形成している。

【００３５】また、第３及び第４の受光部３３，３４
は、Ｙ軸に対して若干傾いて配列され、互いが近接され
て配置されている。この第３及び第４の受光部３３，３
４は、その第３の受光部３３の中心と第４の受光部３４
の中心とを結ぶ線Ｏ₂が、第１の受光部３１の中心と第
２の受光部３２の中心とを結ぶ線Ｏ₁に対して非平行と
されて配置されている。第１の受光部３１に第３の受光
部３３が併設され、第２の受光部３２に第４の受光部３
４が併設されている本実施の形態では、第１の受光部３
１と第３の受光部３３との間の間隔よりも、第２の受光
部３２と第４の受光部３４との間の間隔の方が広くされ
て、第３の受光部３３の中心と第４の受光部３４の中心
とを結ぶ線Ｏ₂が、第１の受光部３１の中心と第２の受
光部３２の中心とを結ぶ線Ｏ₁に対して非平行とされて
いる。

【００３６】そして、第３の受光部３３は、Ｘ軸方向に
４分割されて第１乃至第４の受光領域３３₁，３３₂，３
３₃，３３₄を形成している。また、第４の受光部３４
は、Ｘ軸方向に４分割されて第１乃至第４の受光領域３
４₁，３４₂，３４₃，３４₄を形成している。例えば、上
述したように、第３の受光部３３の中心と第４の受光部
３４の中心とを結ぶ線Ｏ₂が、第１の受光部３１の中心
と第２の受光部３２の中心とを結ぶ線Ｏ₁に対して非平
行とされているので、第３の受光部３３の受光領域の分
割方向の略中心に位置される第２の受光領域３３₂と第
３の受光領域３３₃との間の分割線Ｃ₁の延長線上に、第
４の受光部３４の受光領域の分割方向の略中心に位置さ
れる第２の受光領域３４₂と第３の受光領域３４₃との間
の分割線Ｃ₂が位置されていない。例えば、このような
第３及び第４の受光部３３，３４の配列は、第３の受光
部３３をＸ軸方向において基準位置Ｏ₀から第１の受光
部３１側に近づくようにシフトさせ、第４の受光部３４
をＸ軸方向において基準位置Ｏ₀から第２の受光部３２
から遠ざけるようにシフトさせることになされている。

【００３７】このような第１乃至第４の受光部３１，３
２，３３，３４からなる受光素子３０が形成されている
基板２１上にマイクロプリズム２５が載置されている。
これにより、マイクロプリズム２５の底面２５ｃに形成
されている半透過膜は、受光素子３０上に配置され、さ
らに、反射膜が形成されている上面２５ｂは、受光素子
３０に略平行に位置される。

【００３８】以上のようにレーザカプラ２０が構成され
ている。以下に、光ピックアップ装置がこのレーザカプ
ラ２０によりＤＶＤ１００又はＣＤ２００にレーザ光を
照射し、そして、当該ＤＶＤ１００又はＣＤ２００にて
反射された戻り光を受光するまでについて説明する。

【００３９】発光部２２から出射されたレーザ光は、マ
イクロプリズム２５の斜面２５ａにより反射される。こ
こで、ＤＶＤ１００が装着されている場合には、発光部
２２の第１の発光点２４ａから６５０ｎｍの波長のレー
ザ光が出射され、ＣＤが装着されている場合には、発光
部２２の第２の発光点２４ｂから７８０ｎｍの波長のレ
ーザ光が出射される。

【００４０】図２に示すように、マイクロプリズム２５
の斜面２５ａにより反射されたレーザ光Ｌ_outは、パッ
ケージ１０の上面部１２を透過され、コリメータ１で平
行光線とされて、対物レンズ２に入射される。パッケー
ジ１０の上面部１２は、例えば、ガラス板材により形成
されている。

【００４１】ここで、図１に示すように、マイクロプリ
ズム２５の斜面２５ａを反射されたＣＤ用のレーザ光Ｌ
_CDは、その光軸がＤＶＤ用のレーザ光Ｌ_DVDの光軸の軸
外とされ、ＤＶＤ用のレーザ光Ｌ_DVDの光軸に対して若
干角度を有するものとなっている。

【００４２】対物レンズ２は、コリメータ１を透過され
たレーザ光が入射される入射面２ａと、ＤＶＤ１００又
はＣＤ２００に対向され、レーザ光を出射する出射面２
ｂとを有している。

【００４３】また、対物レンズ２は、図示しないアクチ
ュエータに取り付けられている。対物レンズ２は、アク
チュエータによりＺ軸方向である光軸方向及び光ディス
クの径方向、すなわちトラッキング方向に移動自在とさ
れている。

【００４４】また、この光ピックアップ装置を備える光
ディスクシステムは、光ディスクを回転操作する図示し
ない回転操作手段を備えている。回転操作手段は、装着
されたＤＶＤ１００又はＣＤ２００を回転操作する。

【００４５】対物レンズ２を透過されたレーザ光は、回
転操作手段により回転操作されているＤＶＤ１００の信
号記録面１００ａ又はＣＤ２００の信号記録面２００ａ
上に集光される。このとき、後述するように検出された
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、アクチュエータが駆動されて、対物レンズ２が
微動されて、フォーカシング及びトラッキングが行われ
る。

【００４６】ＤＶＤ１００の信号記録面１００ａ上又は
ＣＤ２００の信号記録面２００ａ上に照射されたレーザ
光は、ここで、反射されて戻り光として、対物レンズ２
及びコリメータ１を透過されて、マイクロプリズム２５
の斜面２５ａに向かう。斜面２５ａは、戻り光について
は透過するハーフミラーにより形成されているので、こ
れにより、図２に示すように、斜面２５ａからマイクロ
プリズム２５内に戻り光Ｌ_inが入射される。

【００４７】ＣＤ２００の信号記録面２００ａにて反射
された戻り光（以下、第２の戻り光という。）は、ＤＶ
Ｄ１００の信号記録面１００ａにて反射された戻り光
（以下、第１の戻り光という。）の入射角とは異なる入
射角度により入射面２５ａに入射される。

【００４８】ＤＶＤ１００の信号記録面１００ａにて反
射されてきた第１の戻り光については、先ず、第１の受
光部３１に入射される。具体的には、第１の受光部３１
上には、マイクロプリズム２５の底面２５ｃに形成され
ている半透過膜が位置されているので、戻り光の略半分
（５０％）が第１の受光部３１に入射され、残りの略半
分（５０％）がマイクロプリズム２５の上面２５ｂに向
けて反射される。

【００４９】マイクロプリズム２５の上面２５ｂに向け
て反射された第１の戻り光の残り半分は、マイクロプリ
ズム２５の上面２５ｂの反射膜で反射されて第２の受光
部３２に入射される。

【００５０】例えば、ＤＶＤ１００の信号記録面１００
ａ上においてレーザ光が焦点を結んでいるとき（ジャス
トフォーカスのとき）には、図４に示すように、第１の
受光部３１及び第２の受光部３２上にそれぞれ形成され
る光スポットＳＰ_D1，ＳＰ_D2が形状が同じになり、焦点
を結んでいないときには、第１の受光部３１上に形成さ
れる第１の光スポットＳＰ_D1の形状と第２の受光部３２
上に形成される第２の光スポットＳＰ_D2の形状とは異な
るものとなる。

【００５１】一方、第２の戻り光は、第１の戻り光の入
射角とは異なる入射角により入射面２５ａに入射される
ので、すなわち、第２の戻り光は、第１の戻り光が入射
面２５ａに入射される場合における当該第１の戻り光か
ら遠ざかるように進んできて入射面２５ａに入射され
る。これにより、第２の戻り光については、入射面２５
ａから入射された第１の戻り光の光路から遠ざかりなが
らマイクロプリズム２５内を進んでいく。

【００５２】具体的には、第２の戻り光は、第１の受光
部３１に併設されている第３の受光部３３に先ず入射さ
れる。第３の受光部３３上には、マイクロプリズム２５
の底面２５ｃに形成されている反射防止膜が位置されて
いるので、戻り光の略半分（５０％）が第３の受光部３
３に入射され、残りの略半分（５０％）がマイクロプリ
ズム２５の上面２５ｂに向けて反射される。マイクロプ
リズム２５の上面２５ｂに向けて反射された第２の戻り
光の残り半分は、マイクロプリズム２５の上面２５ｂの
反射膜で反射され、第１の受光部３１と第３の受光部３
３との間の間隔より広い間隔とされて第２の受光部３２
から離間されて配置されている第４の受光部３４に入射
される。

【００５３】例えば、ＣＤ２００の信号記録面２００ａ
上においてレーザ光が焦点を結んでいるときには、図５
に示すように、第３の受光部３３及び第４の受光部３４
上にそれぞれ形成される光スポットＳＰ_C1，ＳＰ_C2が形
状が同じになり、焦点を結んでいないときには、第３の
受光部３３上に形成される第１の光スポットＳＰ_C1の形
状と第４の受光部３４上に形成される第２の光スポット
ＳＰ_C2の形状とは異なるものとなる。

【００５４】このように、ＤＶＤ１００の信号記録面１
００ａで反射されてきた戻り光については、第１及び第
２の受光部３１，３２において受光され、一方、ＣＤ２
００の信号記録面２００ａで反射されてきた戻り光につ
いては、第３及び第４の受光部３３，３４において受光
される。光ピックアップ装置は、この受光素子における
戻り光の受光量に基づいてフォーカスエラー信号、トラ
ッキングエラー信号及び再生ＲＦ信号を検出する。

【００５５】ＤＶＤ１００についてのフォーカスエラー
信号ＦＥ１、トラッキングエラー信号ＴＥ１及び再生Ｒ
Ｆ信号（ＲＦ１）は以下のようになる。

【００５６】フォーカスエラー信号ＦＥ１は、（１）式
により検出している。この（１）式により得られるフォ
ーカスエラー信号ＦＥ１は、いわゆる差動分割法（Ｄ−
３ＤＦ）に基づくものである。

【００５７】 ＦＥ１＝｛（Ｉ₃₁₂＋Ｉ₃₁₆＋Ｉ₃₁₃＋Ｉ₃₁₇）＋（Ｉ₃₂₁＋Ｉ₃₂₄）｝ −｛（Ｉ₃₁₁＋Ｉ₃₁₅＋Ｉ₃₁₄＋Ｉ₃₁₈）＋（Ｉ₃₂₂＋Ｉ₃₂₃）｝・・・（１） ここで、Ｉ₃₁₁，Ｉ₃₁₂，Ｉ₃₁₃，Ｉ₃₁₄，Ｉ₃₁₅，Ｉ₃₁₆，
Ｉ₃₁₇，Ｉ₃₁₈は第１の受光部３１の第１乃至第８の各受
光領域３１₁，３１₂，３１₃，３１₄，３１₅，３１₆，３
１₇，３１₈が受光量に応じて出力する光検出信号であ
り、Ｉ₃₂₁，Ｉ_{32 2}，Ｉ₃₂₃，Ｉ₃₂₄は、第２の受光部３２
の第１乃至第４の各受光領域３２₁，３２₂，３２₃，３
２₄が受光量に応じて出力する光検出信号である。

【００５８】また、トラッキングエラー信号ＴＥ１及び
再生ＲＦ信号（ＲＦ１）は、（２）式及び（３）により
検出される。（２）式により得られるトラッキングエラ
ー信号ＴＥ１は、いわゆるＤＰＤ（Differential Phase
Detection）法に基づくものである。（２）式中の”位
相”は所定の位相だけずれて各受光領域で検出された光
検出信号であることを示している。

【００５９】 ＴＥ１＝位相（Ｉ₃₁₁＋Ｉ₃₁₂＋Ｉ₃₁₇＋Ｉ₃₁₈） ＋位相（Ｉ₃₁₅＋Ｉ₃₁₆＋Ｉ₃₁₃＋Ｉ₃₁₄） ・・・（２） ＲＦ１＝（Ｉ₃₁₁＋Ｉ₃₁₂＋Ｉ₃₁₃＋Ｉ₃₁₄＋Ｉ₃₁₅＋Ｉ₃₁₆＋Ｉ₃₁₇＋Ｉ₃₁₈） ＋（Ｉ₃₂₁＋Ｉ₃₂₂＋Ｉ₃₂₃＋Ｉ₃₂₄） ・・・（３） 例えば、フォーカスエラー信号の用いたフォーカスサー
ボについては以下のようになる。図４に示すように、Ｄ
ＶＤ１００の信号記録面１００ａ上においてレーザ光が
焦点を結んでいるときには、第１の受光部３１及び第２
の受光部３２上にそれぞれ形成される光スポットＳ
Ｐ_D1，ＳＰ_D2が形状が同じになり、このとき、フォーカ
スエラー信号ＦＥ１は０になる。フォーカスサーボは、
エラー信号ＦＥ１が０になるように行う。

【００６０】一方、ＣＤ２００についてのフォーカスエ
ラー信号ＦＥ２、トラッキングエラー信号ＴＥ２及び再
生ＲＦ信号（ＲＦ２）は（４）式乃至（６）式により検
出している。ここで、（４）式により得られるフォーカ
スエラー信号ＦＥ２は差動分割法（Ｄ−３ＤＦ）に基づ
くものであり、（５）式により得られるトラッキングエ
ラー信号ＴＥ２は、いわゆるプッシュプル法に基づくも
のである。

【００６１】 ＦＥ２＝（Ｉ₃₄₂＋Ｉ₃₄₃＋Ｉ₃₃₁＋Ｉ₃₃₄） −（Ｉ₃₄₁＋Ｉ₃₄₄＋Ｉ₃₃₂＋Ｉ₃₃₃） ・・・（４） ＴＥ２＝（Ｉ₃₄₁＋Ｉ₃₄₂＋Ｉ₃₃₃＋Ｉ₃₃₄） −（Ｉ₃₃₁＋Ｉ₃₃₂＋Ｉ₃₄₃＋Ｉ₃₄₄） ・・・（５） ＲＦ２＝（Ｉ₃₃₁＋Ｉ₃₃₂＋Ｉ₃₃₃＋Ｉ₃₃₄） ＋（Ｉ₃₄₁＋Ｉ₃₄₂＋Ｉ₃₄₃＋Ｉ₃₄₄） ・・・（６） ここで、Ｉ₃₃₁，Ｉ₃₃₂，Ｉ₃₃₃，Ｉ₃₃₄は、第３の受光部
３３の第１乃至第４の各受光領域３３₁，３３₂，３
３₃，３３₄が受光量に応じて出力した光検出信号であ
り、Ｉ₃₄₁，Ｉ₃₄₂，Ｉ₃₄₃，Ｉ₃₄₄は、第４の受光部３４
の第１乃至第４の各受光領域３４₁，３４₂，３４₃，３
４₄が受光量に応じて出力した光検出信号である。

【００６２】以上のようなフォーカスエラー信号及びト
ラッキングエラー信号を光ディスクシステムのサーボ制
御系に供給することにより、フォーカスサーボ、トラッ
キングサードが実行される。

【００６３】以上のように、光ピックアップ装置は、集
積光学素子により、ＤＶＤ１００及びＣＤ２００それぞ
れのフォーマットに対応した波長のレーザ光を照射する
とともに、ＤＶＤ１００の信号記録面１００ａ又はＣＤ
２００の信号記録面２００ａにて反射されてきた戻り光
を受光して、フォーカスエラー信号、トラッキングエラ
ー信号及び再生ＲＦ信号を検出することができる。

【００６４】また、光ピックアップ装置は、フォーマッ
トの異なる光ディスクに対応して２つの発光点を独立し
て設け、各光ディスクでの戻り光をそれぞれ独立した位
置で受光しており、上述したように第３及び第４の受光
部３３，３４を最適な位置に配置することにより、高精
度で戻り光を受光することができる。これにより、光ピ
ックアップ装置は、発光部２２、第１乃至第４の受光部
３１，３２，３３，３４及びマイクロプリズム２５を集
積して一体化したレーザカプラ２０を備えることにより
小型化してもなお、高精度で各種信号を得ることができ
る。

【００６５】なお、このように光学ピックアップ装置
に、発光部及び受光部を一体とした集積光学素子を備え
ることは、光学部品を少なくし、低コストの光学系の提
供を可能にする。さらに、集積型の光学系は、信頼性が
高い。

【００６６】また、集積光学素子は、受光素子を複数の
異なる光ディスクに対応して独立して設けているので、
受光素子を各光ディスクに対応して最適設計することが
可能になっている。

【００６７】なお、受光素子３０における第１乃至第４
の受光部３１，３２，３３，３４の配列については、上
述の実施の形態で説明した配列に限定されるものではな
い。

【００６８】図６に示すように、第３の受光部３３にお
ける第２の受光領域３３₂と第３の受光領域３３₃との間
の分割線Ｃ₁の延長線上に、第４の受光部３４における
第２の受光領域３４₂と第３の受光領域３４₃との間の分
割線Ｃ₂を位置させた配置とし、第３の受光部３３の中
心と第４の受光部３４の中心とを結ぶ線Ｏ₂が、第１の
受光部３１の中心と第２の受光部３２の中心とを結ぶ線
Ｏ₁に対して傾斜されるようにして受光素子３０を構成
することもできる。

【００６９】これにより、受光素子３０は、第１の戻り
光の入射角とは異なる入射角で入射面２５ａから入射さ
れてくる第２の戻り光を、第３の受光部３３と第４の受
光部３４で次々に受光することができる。

【００７０】よって、光ピックアップ装置は、図６に示
すように構成される受光素子３０を備えることでも、高
精度で各種信号を得ることができる。

【００７１】

【発明の効果】本発明に係る集積光学素子は、光学記録
媒体に照射する光を出射する光源と、光学記録媒体にて
反射された戻り光を受光する受光素子と、この受光素子
上に配置され、光学記録媒体にて反射された戻り光を受
光素子に導く光学素子とが集積され一体化され、受光素
子が、第１の光学記録媒体にて反射された第１の戻り光
を受光する第１及び第２の受光部と、第２の光学記録媒
体にて反射された第２の戻り光を受光する第３及び第４
の受光部とを有し、光学素子が、第１及び第２の戻り光
が入射される入射面と、入射面から入射した第１の戻り
光の一部を第１の受光部に入射させるとともに他の部分
を反射し、又は、入射面から入射した第２の戻り光の一
部を第３の受光部に入射させるとともに他の部分を反射
する半透過面と、半透過面にて反射された第１の戻り光
の他の部分を反射して第２の受光部に入射させ、又は、
半透過面にて反射された第２の戻り光の他の部分を反射
して第４の受光部に入射させる反射面とを有し、第１及
び第２の受光部が、その中心が第１の戻り光により形成
される光スポット中心と略一致するように配置されてい
るとともに、第３及び第４の受光部が、その中心が、第
１の戻り光とは異なる入射角で光学素子の入射面に入射
される第２の戻り光により形成される光スポット中心と
略一致するように配置されていることにより、第１の戻
り光とは異なる入射角で入射面に入射される第２の戻り
光を、最適な位置に配置された第３及び第４の受光部に
て次々に受光することができる。

【００７２】また、本発明に係る光学ピックアップ装置
は、光学記録媒体に照射する光を出射する光源と光学記
録媒体にて反射された戻り光を受光する受光素子とこの
受光素子上に配置され、光学記録媒体にて反射された戻
り光を光学素子に導く光学素子とが集積され一体化され
てなる集積光学素子と、光学集積素子の光源から出射さ
れた光を光学記録媒体上に集光させる集光レンズ部とを
備え、受光素子が、第１の光学記録媒体にて反射された
第１の戻り光を受光する第１及び第２の受光部と、第２
の光学記録媒体にて反射された第２の戻り光を受光する
第３及び第４の受光部とを有し、光学素子が、第１及び
第２の戻り光が入射される入射面と、入射面から入射し
た第１の戻り光の一部を第１の受光部に入射させるとと
もに他の部分を反射し、又は、入射面から入射した第２
の戻り光の一部を第３の受光部に入射させるとともに他
の部分を反射する半透過面と、半透過面にて反射された
第１の戻り光の他の部分を反射して第２の受光部に入射
させ、又は、半透過面にて反射された第２の戻り光の他
の部分を反射して第４の受光部に入射させる反射面とを
有し、第１及び第２の受光部が、その中心が第１の戻り
光により形成される光スポット中心と略一致するように
配置されているとともに、第３及び第４の受光部が、そ
の中心が、第１の戻り光とは異なる入射角で光学素子の
入射面に入射される第２の戻り光により形成される光ス
ポット中心と略一致するように配置されていることによ
り、第１の戻り光とは異なる入射角で入射面に入射され
る第２の戻り光を、最適な位置に配置された第３及び第
４の受光部にて次々に受光することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態である光ピックアップ装置
の構成を示すブロック図である。

【図２】光ピックアップ装置のレーザカプラ及びレーザ
カプラを収納しているパッケージの構成を示す断面図で
ある。

【図３】光ピックアップ装置のレーザカプラ及びレーザ
カプラを収納しているパッケージの構成を示す平面図で
ある。

【図４】レーザカプラの受光素子であって、第１及び第
２の受光部上にＤＶＤからの戻り光の光スポットが形成
されている様子を示す平面図である。

【図５】レーザカプラの受光素子であって、第３及び第
４の受光部上にＣＤからの戻り光の光スポットが形成さ
れている様子を示す平面図である。

【図６】第３及び第４の受光部が他の形態により配列さ
れている受光素子を示す平面図である。

【符号の説明】

２０ レーザカプラ、２２ 発光部、２４ 半導体レー
ザ、２４ａ 第１の発光点、２４ｂ 第２の発光点、２
５ マイクロプリズム、３０ 受光素子、３１，３２，
３３，３４ 受光部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光学記録媒体に照射する光を出射する光
   源と、上記光学記録媒体にて反射された戻り光を受光す
   る受光素子と、この受光素子上に配置され、上記光学記
   録媒体にて反射された戻り光を上記受光素子に導く光学
   素子とが集積され一体化されてなる集積光学素子におい
   て、 上記光源は、第１の光学記録媒体に対応した波長の第１
   の光を出射する第１の発光点と、上記第１の光学記録媒
   体とフォーマットの異なる第２の光学記録媒体に対応し
   た波長の第２の光を出射する第２の発光点とを有し、 上記受光素子は、上記第１の光学記録媒体にて反射され
   た第１の戻り光を受光する第１及び第２の受光部と、上
   記第２の光学記録媒体にて反射された第２の戻り光を受
   光する第３及び第４の受光部とを有し、 上記光学素子は、上記第１及び第２の戻り光が入射され
   る入射面と、上記入射面から入射した上記第１の戻り光
   の一部を第１の受光部に入射させるとともに他の部分を
   反射し、又は、上記入射面から入射した上記第２の戻り
   光の一部を第３の受光部に入射させるとともに他の部分
   を反射する半透過面と、上記半透過面にて反射された上
   記第１の戻り光の他の部分を反射して上記第２の受光部
   に入射させ、又は、上記半透過面にて反射された上記第
   ２の戻り光の他の部分を反射して上記第４の受光部に入
   射させる反射面とを有しており、 上記第１及び第２の受光部は、その中心が上記第１の戻
   り光により形成される光スポット中心と略一致するよう
   に配置されているとともに、 上記第３及び第４の受光部は、その中心が、上記第１の
   戻り光とは異なる入射角で上記光学素子の入射面に入射
   する上記第２の戻り光により形成される光スポット中心
   と略一致するように配置さ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３の受光部の中心と上記第４の受
   光部の中心とを結ぶ線が、上記第１の受光部の中心と上
   記第２の受光部の中心とを結ぶ線に対して非平行とされ
   ていることを特徴とする請求項１記載の集積光学素子。
3. 【請求項３】 光学記録媒体に照射する光を出射する光
   源と、上記光学記録媒体にて反射された戻り光を受光す
   る受光素子と、この受光素子上に配置され、上記光学記
   録媒体にて反射された戻り光を上記受光素子に導く光学
   素子とが集積され一体化されてなる集積光学素子と、 上記光源から出射された光を光学記録媒体上に集光させ
   る集光レンズ部とを備え、 上記光源は、第１の光学記録媒体に対応した波長の第１
   の光を出射する第１の発光点と、上記第１の光学記録媒
   体とフォーマットの異なる第２の光学記録媒体に対応し
   た波長の第２の光を出射する第２の発光点とを有し、 上記受光素子は、上記第１の光学記録媒体にて反射され
   た第１の戻り光を受光する第１及び第２の受光部と、上
   記第２の光学記録媒体にて反射された第２の戻り光を受
   光する第３及び第４の受光部とを有し、 上記光学素子は、上記第１及び第２の戻り光が入射され
   る入射面と、上記入射面から入射した上記第１の戻り光
   の一部を第１の受光部に入射させるとともに他の部分を
   反射し、又は、上記入射面から入射した上記第２の戻り
   光の一部を第３の受光部に入射させるとともに他の部分
   を反射する半透過面と、上記半透過面にて反射された上
   記第１の戻り光の他の部分を反射して上記第２の受光部
   に入射させ、又は、上記半透過面にて反射された上記第
   ２の戻り光の他の部分を反射して上記第４の受光部に入
   射させる反射面とを有しており、 上記第１及び第２の受光部は、その中心が上記第１の戻
   り光により形成される光スポット中心と略一致するよう
   に配置されているとともに、 上記第３及び第４の受光部は、その中心が、上記第１の
   戻り光とは異なる入射角で上記光学素子の入射面に入射
   する上記第２の戻り光により形成される光スポット中心
   と略一致するように配置されていることを特徴とする光
   学ピックアップ装置。
4. 【請求項４】 上記第３の受光部の中心と上記第４の受
   光部の中心とを結ぶ線が、上記第１の受光部の中心と上
   記第２の受光部の中心とを結ぶ線に対して非平行とされ
   てい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。