JP3787102B2 - 光ピックアップ装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ピックアップ装置に係わり、特に、光ディスク等の光記録媒体上に集束光ビームを投射して情報アクセスを行なう際に、集束光ビームを光記録媒体上に良好な状態でフォーカスさせるフォーカス制御手段を有する光ピックアップ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、マルチメディアが大きく発展したのに伴い、モバイル機器においては、デジタル静止画や動画等の大容量データの処理が行なわれている。このような大容量データは、通常、光ディスク等の大容量の記録媒体に蓄積され、必要に応じてランダムアクセスによって再生される。光ディスクは、ランダムアクセスが可能で、フロッピディスク等の磁気記録媒体よりも記録密度を大きくできるため、大容量の記録媒体に適している。
【０００３】
また、近年においては、各種機器の小型軽量化が促進されており、光ディスク装置もその例外ではない。かかる小型軽量な光ディスク装置としては、例えば「日経エレクトロニクス」２００１年７月１６日号に開示された光ディスク装置がある。この光ディスク装置は、直径３０ｍｍ乃至５０ｍｍの小径の光ディスクを用いており、半導件レーザ、光検出器、ミラー等を集積した「Ｓｉサブマウント」と、対物レンズ、１／４波長板、偏光ビームスプリッタ等の光学部品をブロック化した「光学ブロック」とを合体した構造を有し、外形寸法が４．９３ｍｍ×３．３ｍｍ×ｌ．４ｍｍの超小型光ピックアップ装置を採用している。
【０００４】
ところで、光ディスクは、情報記録を行なう際に相変化媒体を利用したものがある。この相変化媒体は、情報記録を行う際に、記録膜上に集束光ビームを投射し、そのときに発生する熱により記録膜に結晶質部分と非晶質部分とを選択形成するもので、記録情報を再生する際には、結晶質部分と非晶質部分からの反射光量の差を利用して行うものである。
【０００５】
一般に、光ディスクへの情報記録及び光ディスクからの情報再生は、光ピックアップ装置を用いて行われる。光ピックアップ装置は、半導体レーザ等の光源から放射された光ビームを対物レンズにより集光スポットとして光ディスク上に投射するもので、例えば対物レンズの開口数が０．６０であり、半導体レーザの放射光ビームの波長が０．６５５μｍであれば、光ディスク上に直径０．９μｍ程度の集光スポットが形成される。
【０００６】
光ディスクは、情報記録時及び情報再生時にそれぞれスピンドルモータにより回転される。この回転時に、光ディスクが面振れを生じると、光ビームのフォーカス位置が光ディスク上から外れ、フォーカスエラーが発生する。フォーカスエラーを生じたときは、光ディスク上のビームスポット径が拡がる。この状態で情報を再生した場合は、信号の変調度が低下し、正確に情報を読み取ることができなくなる。一方、この状態で情報を記録した場合には、投射光ビームによって光ディスク面に所望の温度上昇を得ることができず、正確に情報記録することができなくなる。
【０００７】
かかるフォーカスエラーの発生を回避するため、光ピックアップ装置においては、フォーカスエラーの発生を光学的に検出し、光ビームの集光位置を光ディスク上に追従させるレンズアクチュエータ等の自動焦点制御機構を設けている。この自動焦点制御機構は、例えば対物レンズの開口数が０．６０であり、光ビームの波長が０．６５５μｍであれば、焦点深度が±１μｍになるので、光ビームの集光位置が常時±１μｍの範囲内にあるように制御を行なっている。
【０００８】
ところで、前記超小型光ピックアップ装置は、軽量小形化を達成することができる反面、光源、光検出器等の光学部品を集積一体化した構造にしたため、これらの素子を個別に位置調整することができず、フォーカスエラー信号に基づくオフセット調整が難しくなっている。このため、前記超小型光ピックアップ装置においては、「Ｓｉサブマウント」と「光学ブロック」とを合体するとき、半導体レーザを駆動して光ビームを放射させ、この光ビームを光検出器で受光することにより最適なオフセット位置の調整を行なっている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
前記超小型光ピックアップ装置は、「Ｓｉサブマウント」と「光学ブロック」とを合体するとき、オフセット位置の調整を行なう工程と、その他にも光学部品の配置位置を高精度に管理する工程とを経て製造されるため、製造コストが増大してしまう。
【００１０】
そこで、前記超小型光ピックアップ装置における製造コストの増大を回避するために、特開平１−３０３６３２号公報に開示の装置や特開平４−１５９６１８号公報に開示の装置等が提案されている。
【００１１】
まず、特開平１−３０３６３２号公報に開示の装置は、回折格子を用いて光記録媒体上のフォーカス位置がそれぞれ異なる２つのサブ光ビームを形成し、形成した２つのサブ光ビームを光記録媒体に照射する。そして、光記録媒体上から反射した２つのサブ反射光ビームをそれぞれ光検出器に導入し、これらの光検出器で検出した２つの検出信号のビット変調度を比較し、フォーカスエラー信号を得ているもので、これによりこれらの光検出器の配置位置の調整精度を緩和できるようにしたものである。
【００１２】
次に、特開平４−１５９６１８号公報に開示の装置は、正と負の非点収差を有する２つのサブ光ビームを形成し、形成した２つのサブ光ビームを光記録媒体に照射する。そして、光記録媒体上から反射した２つのサブ反射光ビームをそれぞれ光検出器に導入し、これらの光検出器で検出された２つの検出信号のビット変調度を比較し、フォーカスエラー信号を得るものであり、これによりこれらの光検出器の配置位置の調整精度を緩和できるようにしたものである。
【００１３】
しかるに、前記特開平１−３０３６３２号公報に開示の装置は、トラッキング方向のサブ光ビームと情報ビットとの間の相対位置がずれ、ビット変調度が低下すると、フォーカス制御時の引込み動作が不安定になったり、光ディスクのビット信号から変調度を検出するためのエンべロープ検波回路が必要になり、回路構成が複雑になったり、さらに、ビット信号の利用により、ＲＡＭディスクにフォーカスエラー信号を形成するビット領域が必要になり、その上、ＲＡＭディスクを特殊なフォーマットにしたり、記憶容量がビット領域分だけ低下したり、サンプルサーボ方式の利用によりサーボ精度が低下したり、変調度を利用したフォーカス信号の形成によりフォーカス引込み範囲が制限されたりして、引込み範囲を大きくできない等の点を有している。
【００１４】
一方、前記特開平４−１５９６１８号公報に開示の装置は、サブ光ビームを非点収差光ビームとし、トラッキング方向が長径となる楕円スポットを光ディスク上に形成しているので、トラッキングエラーの影響を受けることは少ないものの、その他の点は依然として解決されていない。
【００１５】
本発明は、このような技術的背景に鑑みてなされたもので、その目的は、光ディスクを汎用的なフォーマットにし、特殊な回路を用いずに、光軸方向の調整を必要とせず、光検出手段における各構成要素の位置調整精度を大幅に緩和できる光ピックアップ装置を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明は、光源から放射された入射光ビームを光記録媒体上に集光させる入射光ビーム路と、光記録媒体から反射した反射光ビームを入射光ビーム路から分離して光検出手段に導入する反射光ビーム路と、フォーカス制御信号形成手段とを備え、入射光ビーム路は、入射光ビームから光記録媒体上に集光するメイン光ビーム及びメイン光ビームの光記録媒体上の集光位置に略対称なデフォーカス位置にそれぞれ集光する２つのサブ光ビームを形成するサブ光ビーム形成手段を有し、反射光ビーム路は、光記録媒体への２つのサブ光ビームの入射に対応して得られた２つのサブ反射光ビームの光量を制御するビーム光量制御手段を有し、光検出手段は、複数の受光部を有し、フォーカス制御信号形成手段は、複数の受光部の中の２つの受光部で得られた光量検出信号の差信号を形成する信号演算手段を有し、差信号によりフォーカス制御を行なう第１の手段を備える。
【００１７】
前記第１の手段によれば、サブ光ビーム形成手段により入射光ビームから２つのサブ光ビームを形成し、光検出手段に少なくとも２つのサブ反射光ビームを受光する２つの受光部を設け、これら２つの受光部から得られた光量検出信号の差信号を求めることによってフォーカスエラー信号を得ているもので、フォーカスエラー信号を得る際に、光検出手段の受光面をそれに垂直な光軸方向に微調整する必要がなく、２つの受光部でサブ反射光ビームを受光するだけで済むので、光学系の構成を簡素化することができ、小型化が可能になる。
【００１８】
この場合、前記第１の手段におけるサブ光ビーム形成手段は第１の回折素子であり、光量制御手段は第２の回折素子である構成が用いられる。
【００１９】
このような構成にすれば、サブ光ビーム形成手段を構成する回折素子により２つのサブ光ビームをそれぞれ＋１次回折光と−１次回折光にし、これら２つのサブ光ビームをメイン光ビームの光記録媒体上の集光点に対して略対称なデフォーカス位置に集束させるようにすれば、光検出手段におけるメイン光ビームの集光点でゼロクロスするフォーカスエラー信号を自動形成することが可能になる。
【００２０】
また、前記目的を達成するために、本発明は、光源から放射された入射光ビームを光記録媒体上に集光させる入射光ビーム路と、光記録媒体から反射した反射光ビームを入射光ビームと分離した後光検出手段に導入させる反射光ビーム路と、フォーカス制御信号形成手段とを備え、入射光ビーム路は、入射光ビームから光記録媒体上に集光するメイン光ビーム及びメイン光ビームの光記録媒体上の集光位置に略対称なデフォーカス位置にそれぞれ集光する２つのサブ光ビームとを形成するサブ光ビーム形成手段を有し、反射光ビーム路は、光記録媒体への２つのサブ光ビームの入射に対応して得られた２つのサブ反射光ビームの光量を制御するビーム光量制御手段を有し、光検出手段は、複数の受光部を有し、フォーカス制御信号形成手段は、主受光部メインビームの光量検出信号レベルと所定の閾値レベルとを比較して引込み可否を判定する判定信号を出力するフォーカス引込み範囲判定手段と、複数の受光部の中の２つの受光部で得られた光量検出信号の差信号を形成する信号演算手段とを有し、判定信号が引込み可であるときに差信号によりフォーカス制御を行なう第２の手段を備える。
【００２１】
前記第２の手段によれば、フォーカス引込み範囲判定手段を設け、このフォーカス引込み範囲判定手段から引込み可否を判定する判定信号が出力され、この判定信号が引込み可であるときだけ、差信号によりフォーカス制御を行うようにしているので、前記第１の手段によって得られる機能に加え、フォーカスエラー信号に本来のゼロクロス点以外のセカンドゼロクロス点が存在していたとしても、そのセカンドゼロクロス点の影響を受けることなく、差信号による正規のフォーカス制御を行うことが可能になる。
【００２２】
【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て説明する。
【００２３】
図１は、本発明による光ピックアップ装置の第１の実施の形態を示すもので、その要部構成を示す横断面図であり、互いに直交関係にある３軸をＸ、Ｙ、Ｚ軸としたとき、そのＸ−Ｚ平面上の構成を表すものである。
【００２４】
図１に示されるように、この光ピックアップ装置は、レーザ光源１と、コリメータレンズ２と、ビームスプリッタ３と、回折素子４と、対物レンズ５と、集光レンズ６と、光検出器（光検出手段）７とからなり、その他に、光ピックアップ装置に装着した光ディスク８を備える。対物レンズ５は、光ディスク８に近接した位置に配置され、回折素子４は、後述するように、光ビーム透過面内に平行状態に形成した２つの回折格子４ａ、４ｂを有している。光検出器７は、同じく後述するように、複数の受光部を有している。
【００２５】
この光ピックアップ装置の構成部品例として、レーザ光源１は、半導体レーザであって、波長６５５ｎｍの光ビームを放射する。コリメータレンズ２は、焦点距離５．５ｍｍで、開口数０．１２を有している。回折素子４は、ガラス、プラスチック等からなる透明基板の表面に回折格子（ホログラムパターン）４ａ、４ｂが形成され、回折格子４ａ、４ｂにより入射光ビームから２つのサブ光ビームを発生させる。対物レンズ５は、焦点距離１ｍｍで、開口数０．６０を有している。
【００２６】
前記構成による光ピックアップ装置は、基本的に次のように動作する。
【００２７】
レーザ光源１から放射された発散光ビームは、コリメータレンズ２を透過する際に発散光ビームから平行光ビームに変更される。この平行光ビームは、入射光としてビームスプリッタ３を透過し、次いで回折格子４ａ、４ｂを有する回折素子４を透過し、対物レンズ５によって光ディスク８上に集光される。このときの集光スポットは、直径約０．９μｍの略円形になる。光ディスク８上で反射した発散光ビームは、反射光ビームとして再び対物レンズ５を透過する際に発散光ビームから平行光ビームに変更される。この反射光ビームは、回折格子４ａ、４ｂを有する回折素子４を透過し、ビームスプリッタ３に入射される。この後、反射光ビームは、ビームスプリッタ３において光軸が約９０°変更され、集光レンズ６を透過する際に集光され、光検出器７に入射する。光検出器７は、後述するように、複数の受光部を備え、それぞれの受光部からフォーカスエラー信号（以下、ＦＥ信号という、トラッキングエラー信号（以下、ＴＥ信号という）、記録情報検出信号（以下、ＲＥ信号という）等が出力される。
【００２８】
図２は、図１に図示された光ピックアップ装置に用いられる回折素子４の一例を示す平面図であり、回折素子４を光ディスク８側から見たものである。
【００２９】
図２に示すように、回折素子４は、点線で示された対物レンズ５の有効直径ｄに対応した円形の入射光ビーム透過領域４ｃを有し、入射光ビーム透過領域４ｃ内に平行に長方形状の２つの回折格子４ａ、４ｂが形成されている。２つの回折格子４ａ、４ｂは、Ｘ軸方向が長辺で寸法ｌを有し、Ｙ軸方向が短辺で寸法ｗを有し、Ｘ軸方向が回折方向になる。２つの回折格子４ａ、４ｂは、Ｙ軸方向の中心間距離（回折格子間隔）がｓである。このような２つの回折格子４ａ、４ｂを形成したとき、図１に示されるように、光ディスク８上のメイン光ビーム（０次回折光）の集光点に対して、２つのサブ光ビーム（±1次回折光）の集光点は、Ｘ軸方向に±ａμｍ、Ｚ軸方向（光軸方向）に±ｂμｍだけずれた位置に形成される。
【００３０】
具体的には、入射光ビームの円形状の透過領域４ｃの直径ｄを１．２ｍｍにするのに対して、２つの回折格子４ａ、４ｂの長辺寸法ｌを０．７５ｍｍ、短辺寸法ｗを０．１ｍｍ、中心間距離ｓを０．８ｍｍに設定し、２つのサブ光ビームの集光点を、メイン光ビームの集光点に対してＸ軸方向に±５０μｍ、Ｚ軸方向（光軸方向）に±１５μｍずれた位置に設定する。なお、２つのサブ光ビームの集光点は、メイン光ビームの集光点に対してデフォーカス位置にあって、トラックの影響を受けないため、光ディスク８の任意の位置に形成することが可能である。しかし、２つのサブ光ビームの集光点が反射率の異なる領域にまたがるように形成されると、ＦＥ信号にオフセットが発生し、集光点がフォーカス深度の範囲外となる場合があるので、回折方向（Ｘ軸方向）をトラックに沿った方向（タンジェンシヤル方向）に設定することが好ましい。
【００３１】
次に、図３は、第１の実施の形態の光ピックアップ装置に用いられる信号演算手段の構成の一例を示す構成図であって、光検出器７の５つの受光部とこれらの受光部に集光される光スポットとの位置関係を示すものである。
【００３２】
図３に示すように、光検出器７は、５つの受光部７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅを有し、受光部７ｂに差動増幅器（信号演算手段）９の反転入力（−）が、受光部７ｄに差動増幅器９の非反転入力（＋）がそれぞれ接続される。この場合、受光部７ａは、入射光ビーム路の＋１次回折光であって反射光ビーム路の＋１次回折光である１対の光スポットＳＰｌが集光される。受光部７ｂは、入射光ビーム路の＋１次回折光であって反射光ビーム路の０次回折光である１対の光スポットＳＰ２、及び、入射光ビーム路の０次回折光であって反射光ビーム路の十１次回折光である１対の光スポットＳＰ３が集光される。受光部７ｃは、入射光ビーム路の０次回折光であって反射光ビーム路の０次回折光である１対の光スポットＳＰ４、及び、入射光ビーム路の１次回折光であって反射光ビーム路の−１次回折光である１対の光スポットＳＰ５、及び、入射光ビーム路の−１次回折光であって反射光ビーム路の＋１次回折光である１対の光スポットＳＰ６がそれぞれ集光される。受光部７ｄは、入射光ビーム路の−１次回折光であって反射光ビーム路の０次回折光である１対の光スポットＳＰ７、及び、入射光ビーム路の０次回折光であって反射光ビーム路の−１次回折光である１対の光スポットＳＰ８が集光される。受光部７ｅは、入射光ビーム路の−１次回折光であって反射光ビーム路の−１次回折光である１対の光スポットＳＰ９が集光される。このように、５つの受光部７ａ乃至７ｄは、合計９つの光スポットＳＰ１乃至ＳＰ９が形成される。この場合、光スポットＳＰ２と光スポットＳＰ３、光スポットＳＰ５と光スポットＳＰ６、光スポットＳＰ７と光スポットＳＰ８は、それぞれほぼ同じ位置に集光する。
【００３３】
また、差動増幅器９は、フォーカス制御信号形成手段を構成しているもので、受光部７ａ乃至７ｅから得られる光量検出信号をそれぞれＡ乃至Ｅで表わすと、差動増幅器９がＢ−Ｄを演算し、その演算結果がＦＥ信号になる。この場合、３つの受光部７ａ、７ｃ、７ｅはＦＥ信号を得る際に使用されないが、ＴＥ信号やＲＦ信号を得る場合または光検出器７の位置調整に利用される。ＲＦ信号は受光部７ｃから出力される光量検出信号Ｃから検出される。光量検出信号Ｃには、本来情報信号として利用すべき光スポットＳＰ４以外に光スポットＳＰ５、ＳＰ６の情報が混入している。しかし、入射光ビーム路の±１次回折光の集光点は、メイン光ビームの集光点に対して１５μｍ程度デフォーカスした位置にあって、情報信号の変調を受けないように設計されているので、光スポットＳＰ５、ＳＰ６は、ＲＦ信号の検出に殆ど影響を与えることがない。
【００３４】
次いで、図４（ａ）乃至（ｃ）及び（ｄ）乃至（ｆ）は、図１に図示の光ピックアップ装置の動作状態の概要を示す動作説明図であって、（ａ）及び（ｄ）は光ディスク８が対物レンズ５の焦点位置にある場合、（ｂ）及び（ｅ）は光ディスク８が対物レンズ５の焦点位置よりも若干近い位置にある場合、（ｃ）及び（ｆ）は光ディスク８が対物レンズ５の焦点位置よりも若干遠い位置にある場合を表している。
【００３５】
図４（ａ）乃至（ｆ）において、１０はサブ光ビームであり、その他、図１及び図２に図示された構成要素と同じ構成要素について同じ符号を付けている。
【００３６】
この場合、図４（ａ）乃至（ｆ）においては、説明を判り易くするため、入射光ビームが光ディスク８を透過して反射光ビームになり、そのまま直進して反射光ビーム路を通るような表現形式にしている。また、図示のサブ光ビームは、入射光ビーム路で発生した２つのサブ光ビームの一方だけを表している。
【００３７】
レーザ光源１から放射された発散光ビームは、入射光ビームとして、コリメータレンズ２を透過するときに平行光ビームに変換された後、ビームスプリッタ３を透過し、回折素子４に入射される。回折素子４においては、入射光ビームが回折格子４ａ、４ｂを通るときに２つのサブ光ビームが形成され、メイン光ビームとともに対物レンズ５に入射される。メイン光ビーム及び２つのサブ光ビームは、対物レンズ５を透過する際に集光され、光ディスク８上に集光する。光ディスク８を通過（実際は反射）した発散光ビームは、反射光ビームとして、再び対物レンズ５を透過するときに平行光ビームに変換された後、回折格子４ａ、４ｂを有する回折素子４に入射され、回折素子４を透過する。この後、メイン反射光ビーム及び２つのサブ反射光ビームは、集光レンズ６を透過する際に集光され、光検出器７の光検出面上に集光される。
【００３８】
図４（ａ）及び（ｄ）に図示の例において、入射光ビーム路に設けられた回折格子４ａ、４ｂにより発生した２つのサブ光ビームが光ディスク８を通過（実際は反射）することにより、２つのサブ反射光ビームになり、それらのサブ反射光ビーム１０が反射光ビーム路の回折素子４に入射するとき、ほぼ全光量が回折格子４ａ、４ｂに入射する。図４（ｄ）は、このときの状態を示すもので、回折格子４ａ、４ｂの形成位置とサブ反射光ビーム１０の入射位置（斜線領域）とは回折方向（Ｘ軸方向）に相対的にずれている。この後、回折格子４ａ、４ｂを回折透過した２つのサブ反射光ビームは、集光レンズ６で集光され、光検出器７に入射される。ＦＥ信号を形成する場合には、図３で説明したように、反射光ビーム路の０次回折光である光スポットＳＰ２及び光スポットＳＰ７を利用する。
【００３９】
次に、図４（ｂ）及び（ｅ）に図示の例、及び、図４（ｃ）及び（ｆ）に図示の例において、サブ反射光ビーム１０が反射光ビーム路の回折素子４に入射するまでの動作及び回折格子４ａ、４ｂを回折透過した２つのサブ反射光ビームが光検出器７に入射するまでの動作は、図４（ａ）及び（ｄ）に図示の例と同じであるが、サブ反射光ビーム１０が回折格子４ａ、４ｂに入射するとき、一部の光量が回折格子４ａ、４ｂに入射し、残りの光量が回折格子４ａ、４ｂの非形成部分に入射する。図４（ｅ）及び図４（ｆ）は、このときの状態を示すもので、回折格子４ａ、４ｂの形成位置とサブ反射光ビーム１０の入射位置（斜線領域）とは回折方向（Ｘ軸方向）及び回折方向との直交方向（Ｙ軸方向）に相対的にずれており、図４（ｅ）の状態のときと図４（ｆ）の状態のときとは、回折方向との直交方向（Ｙ軸方向）のずれ方向が互いに逆になっている。
【００４０】
サブ反射光ビーム１０が回折素子４に入射する場合、回折格子４ａ、４ｂの形成部分においては、回折の影響により回折素子４を透過する光量が減少する。例えば、０次回折効率が２０％、１次回折効率が４０％（＋１次と−１次をそれぞれ４０％）になるように設定したとき、回折格子４ａ、４ｂの形成部分は入射光量の２０％だけが透過するが、回折格子４ａ、４ｂの非形成部分は回折を生じないので、入射光量のほぼ１００％が透過する。このため、図４（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）における回折格子４ａ、４ｂとサブ反射光ビーム１０とが重なっている部分の透過光量は、それ以外の部分に比べて大きく減少する。
【００４１】
したがって、光ディスク８が対物レンズ５の焦点位置にあるとき、回折素子４を透過するサブ反射光ビームの光量が最小になり、光ディスク８が対物レンズ５の焦点位置に対して遠近どちらかの方向に片寄った位置にあるとき、焦点位置からの片寄りの程度が大きくなるほど、回折素子４を透過するサブ反射光ビームの光量が増加する。
【００４２】
また、２つのサブ光ビームの中の他方のサブ光ビームについても前述の場合と同様で、光ディスク８の位置に応じてサブ反射光ビーム１０が回折素子４を透過するときの透過光量が変化する。そして、２つのサブ光ビームは、メイン光ビームの焦点位置に対して対称なデフォーカス位置に焦点を結ぶように形成されているので、これらの２つのサブ反射光ビームについて、その全透過光量の差信号を演算することにより、メイン光ビームの焦点位置においてゼロクロスするＳ字曲線状のＦＥ信号を得ることができる。
【００４３】
光検出器７におけるそれぞれの光スポットＳＰｌ乃至ＳＰ９の位置調整は、光量が最大になるメイン反射光ビームに対応する光スポットＳＰ４が受光部７ｃの中央部分に形成されるようにすればよい。この場合、それぞれの受光部７ａ乃至７ｅは、分割されていないので、所定のデフォーカス範囲内において各光スポットＳＰｌ乃至ＳＰ９が自己の受光部７ａ乃至７ｅからはみ出さない限り、微調整を行う必要がない。
【００４４】
続く、図５（ａ）、（ｂ）は、図３に図示された差動増幅器９の出力側に得られたＦＥ信号と差動増幅器９に入力される光検出信号Ｂ及び光検出信号Ｄとを表した特性図であり、（ａ）は不要回折光の影響を考慮しない場合、（ｂ）は不要回折光の影響を考慮した場合の特性図である。
【００４５】
図５（ａ）、（ｂ）において、横軸はμｍで表した光ディスク８の焦点位置からのずれ量（フォーカスエラー）を表わし、縦軸は任意単位のＦＥ信号強度を表している。
【００４６】
受光部７ｂから出力される光検出信号Ｂは、不要回折光である光スポットＳＰ３に基づく信号成分が含まれており、光検出信号Ｄは、同じく不要回折光である光スポットＳＰ８に基づく信号成分が含まれている。これらの不要回折光の影響を検討するために、光スポットＳＰ３に基づく信号成分及び光スポットＳＰ８に基づく信号成分をそれぞれ除去し、光検出信号Ｂを光スポットＳＰ２に基づく信号成分だけにし、光検出信号Ｄを光スポットＳＰ７に基づく信号成分だけにしたときのＦＥ信号を計算すると、図５（ｂ）に示すような特性が得られる。
【００４７】
図５（ｂ）に示されるＦＥ信号は、原理通りにサブ光ビームのデフォーカス量（±１５μｍ）と光検出信号Ｂ及び光検出信号Ｄが最小になるフォーカスエラーとが一致している。これに対して、図５（ａ）に示される実際のＦＥ信号は、光検出信号Ｂ及び光検出信号Ｄが最小になるフォーカスエラーとサブ光ビームのデフォーカス量とが対応していない。しかし、不要回折光である光スポットＳＰ３及び光スポットＳＰ８は、いずれも入射光ビーム路の０次回析光から発生するので、フォーカス状態の変化に伴う光量の変化が略一致しており、ＦＥ信号への影響は、ＦＥ信号（差信号）を演算するときにキャンセルされる。その結果、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示されるように、ほぼ同じようなＳ字特性曲線となるＦＥ信号を得ることができる。
【００４８】
このように、第１の実施の形態による光ピックアップ装置によれば、光検出信号Ｂ及び光検出信号Ｄは、サブ光ビームの焦点位置がメイン光ビームの焦点位置と同じになるとき最小になり、メイン光ビームの焦点位置からずれればずれるほど大きくなる。しかし、そのずれがかなり大きくなると、光スポットＳＰ２及び光スポットＳＰ７の大きさが拡大し過ぎ、受光部７ｂ、７ｄからはみ出してしまうことがあり、その結果、光検出信号Ｂ及び光検出信号Ｄが逆に小さくなってしまう。このようなはみ出しが生じると、ＦＥ信号のＳ字特性曲線が変化し、所望にＦＥ信号の引込み範囲を得ることができなくなる。なお、前述のように、不要回折光の影響は、ＦＥ信号（差信号）を演算するときにキャンセルされるが、光検出器７の調整誤差を考慮すれば、その影響を排除しておく方が好ましい。
【００４９】
なお、第１の実施の形態においては、記録媒体が光ディスク８である例を挙げて説明したが、本発明による記録媒体は光ディスク８である場合に限られるものでなく、カード状、シート状のような記録媒体であってもよい。
【００５０】
次に、図６乃至図８に基づいて、本発明による光ピックアップ装置の第２の実施の形態について説明する。
【００５１】
図６は、第２の実施の形態の光ピックアップ装置に用いる信号演算手段の構成の一例を示す構成図であって、光検出器の５つの受光部とこれらの受光部に集光される光スポットとの位置関係を示すものであり、図３に対応したものである。
【００５２】
図６において、図３に示された構成要素と同じ構成要素について同じ符号を付けている。
【００５３】
図６に図示された信号演算手段と、図３に図示された信号演算手段との構成の違いは、差動増幅器９への受光部の接続状態と、差動増幅器９で行われるＦＥ信号の演算手法である。図３に図示された第１の実施の形態は、差動増幅器９の入力に受光部７ｂと受光部７ｄが接続され、差動増幅器９で光検出信号Ｂと光検出信号Ｄとの差信号Ｂ−Ｄを演算しているのに対し、図６に図示された第２の実施の形態は、差動増幅器９の入力に受光部７ａと受光部７ｅが接続され、差動増幅器９で光検出信号Ａと光検出信号Ｅとの差信号Ａ−Ｅを演算している点が異なっている。
【００５４】
すなわち、第２の実施の形態は、入射光ビーム路の＋１次回折光であって反射光ビーム路の＋１次回折光である１対の光スポットＳＰｌと、入射光ビーム路の−１次回折光であって反射光ビーム路の−１次回折光である１対の光スポットＳＰ９とを用いているもので、受光部７ａから出力された光検出信号Ａと受光部７ｅから出力された光検出信号Ｅとを差動増幅器９に供給する。差動増幅器９は、供給された光検出信号Ａと光検出信号Ｅを差動増幅し、光検出信号Ａと光検出信号Ｅの差信号Ａ−Ｅを形成し、形成した差信号Ａ−ＥをＦＥ信号として出力する。この場合、受光部７ｂ及び受光部７ｄはＦＥ信号を形成する際に不要になるが、ＴＥ信号の検出及びＲＦ信号の検出、それに光検出器７の位置調整には利用される。
【００５５】
また、図７（ａ）乃至（ｃ）及び（ｄ）乃至（ｆ）は、光ピックアップ装置の動作状態の概要を示す動作説明図であって、（ａ）及び（ｄ）は光ディスク８が対物レンズ５の焦点位置にある場合、（ｂ）及び（ｅ）は光ディスク８が対物レンズ５の焦点位置よりも若干近い位置にある場合、（ｃ）及び（ｆ）は光ディスク８が対物レンズ５の焦点位置よりも若干遠い位置にある場合を表しており、図３（ａ）乃至（ｆ）に対応するものである。
【００５６】
図７（ａ）乃至（ｆ）において、図３（ａ）乃至（ｆ）に図示された構成要素と同じ構成要素に同じ符号を付けている。
【００５７】
図７（ａ）乃至（ｆ）においては、この場合も、説明を判り易くするため、入射光ビームが光ディスク８を透過して反射光ビームになり、そのまま直進して反射光ビーム路を通るような表現形式にしている。また、図示のサブ光ビームは、入射光ビーム路で発生した２つのサブ光ビームの一方だけを表している。
【００５８】
図７（ａ）及び（ｄ）に図示の例において、入射光ビーム路に設けられた回折格子４ａ、４ｂにより発生した２つのサブ光ビームが光ディスク８を通過（実際は反射）して２つのサブ反射光ビームになり、それらのサブ反射光ビーム１０が反射光ビーム路の回折素子４に入射するとき、ほぼ全光量が回折格子４ａ、４ｂに入射する。図７（ｄ）は、このときの状態を示すもので、回折格子４ａ、４ｂの形成位置とサブ反射光ビーム１０の入射位置（斜線領域）とは回折方向（Ｘ軸方向）に相対的にずれている。この後、回折格子４ａ、４ｂを回折透過した２つのサブ反射光ビームは、集光レンズ６で集光され、光検出器７に入射される。ＦＥ信号を形成する場合は、図６で説明したように、入射光ビーム路の＋１次回折光で、反射光ビーム路の＋１次回折光である光スポットＳＰｌと、入射光ビーム路の−１次回折光で、反射光ビーム路の−１次回折光である光スポットＳＰ９とを用いる。
【００５９】
次に、図７（ｂ）及び（ｅ）に図示の例、及び、図７（ｃ）及び（ｆ）に図示の例において、サブ反射光ビーム１０が反射光ビーム路の回折素子４に入射するまでの動作及び回折格子４ａ、４ｂを回折透過した２つのサブ反射光ビームが光検出器７に入射するまでの動作は、図７（ａ）及び（ｄ）に図示の例と同じであるが、サブ反射光ビーム１０が回折格子４ａ、４ｂに入射するとき、一部の光量が回折格子４ａ、４ｂに入射し、残りの光量が回折格子４ａ、４ｂの非形成部分に入射する。図７（ｅ）及び図７（ｆ）は、このときの状態を示すもので、回折格子４ａ、４ｂの形成位置とサブ反射光ビーム１０の入射位置（斜線領域）とは回折方向（Ｘ軸方向）及び回折方向との直交方向（Ｙ軸方向）に相対的にずれており、図７（ｅ）の状態のときと図７（ｆ）の状態のときとは、回折方向との直交方向（Ｙ軸方向）のずれ方向が互いに逆になっている。
【００６０】
この場合は、サブ反射光ビーム１０が回折素子４に入射する際に、回折格子４ａ、４ｂの形成部分においては、回折素子４で回折する光量が発生する。例えば、０次回折効率が２０％、１次回折効率が４０％（＋１次と−１次をそれぞれ４０％）になるように設定すると、回折格子４ａ、４ｂの形成部分は入射光量の４０％が回折するが、回折格子４ａ、４ｂの非形成部分は回折を生じない。
【００６１】
したがって、光ディスク８が対物レンズ５の焦点位置にあるとき、回折素子４で回折するサブ反射光ビームの光量が最大になり、光ディスク８が対物レンズ５の焦点位置に対して遠近どちらかの方向に片寄った位置にあるとき、焦点位置からの片寄りの程度が大きくなるほど、回折素子４で回折するサブ反射光ビームの光量が減少する。
【００６２】
また、２つのサブ光ビームの中の他方のサブ光ビームについても前述の場合と同様で、光ディスク８の位置に応じてサブ反射光ビーム１０が回折素子４で回折するときの回折光量が変化する。そして、２つのサブ光ビームは、メイン光ビームの焦点位置に対して対称なデフォーカス位置に焦点を結ぶように形成されているので、これらの２つのサブ反射光ビームについて、その回折光量の差信号を演算すれば、メイン光ビームの焦点位置においてゼロクロスするＳ字曲線状のＦＥ信号が得られる。
【００６３】
さらに、図８は、図６に図示された差動増幅器９の出力側に得られたＦＥ信号と差動増幅器９に入力される光検出信号Ａ及び光検出信号Ｅとを表した特性図である。
【００６４】
図８において、横軸はμｍで表した光ディスク８の焦点位置からのずれ量（フォーカスエラー）を表わし、縦軸は任意単位のＦＥ信号強度を表している。
【００６５】
図８に示されるように、第２の実施の形態において、光検出信号Ａ及び光検出信号Ｅの強度は、それらの焦点位置において最大になり、焦点位置からずれるにしたがって小さくなるように変化する。そして、焦点位置からのずれ量が大きくなると、光スポットＳＰ１及び光スポットＳＰ９が拡大し、受光部７ａ、７ｅからはみ出してしまうことになるが、光検出信号Ａ及び光検出信号Ｅは、本来、小さくなる方向に変化するので、はみ出しによる影響は小さい。この場合、光スポットＳＰ１及び光スポットＳＰ９が受光部７ａ及び受光部７ｅからはみ出すようになる前に、サブ光ビームが回折素子４の回折格子４ａ、４ｂに入射しなくなるように設計すれば、受光部７ａ、７ｅからの光スポットＳＰ１、ＳＰ９のはみ出しが生じなくなる。
【００６６】
また、図６に示されるように、第２の実施の形態においては、受光部７ａに光スポットＳＰ１以外の不要回折光が入射せず、受光部７ｅに光スポットＳＰ９以外の不要回折光が入射しないので、不要回祈光の入射を除去する必要がないものである。
【００６７】
次いで、図９及び図１０に基づいて、本発明による光ピックアップ装置の第３の実施の形態について説明する。
【００６８】
この第３の実施の形態は、第１の実施の形態及び第２の実施の形態において生じているＦＥ信号のセカンドゼロクロス（本来サーボを実行すべき位置以外のゼロクロス点）の影響を除去するようにしたものである。
【００６９】
第３の実施の形態による光ピックアップ装置の構成は、見掛け上、図１に図示された第１の実施の形態による構成と同じであるが、光検出器７の受光部７ｃから出力される光検出信号Ｃを用い、フォーカス引込み範囲判定信号を生成している点において第１の実施の形態のものと異なっている。
【００７０】
図９（ａ）、（ｂ）は、差動増幅器９の出力側に得られたＦＥ信号と差動増幅器９に入力される光検出信号Ｃとを表した特性図であって、（ａ）は第１の実施の形態におけるＦＥ信号と光検出信号Ｃを示し、（ｂ）は第２の実施の形態におけるＦＥ信号と光検出信号Ｃを示したものである。
【００７１】
図９（ａ）、（ｂ）において、横軸はμｍで表した光ディスク８の焦点位置からのずれ量（フォーカスエラー）を表わし、縦軸は任意単位のＦＥ信号強度を表している。
【００７２】
図９（ａ）、（ｂ）に示されるように、光検出信号Ｃは、ＦＥ信号の本来のゼロクロス点の近傍で比較的大きな値になる。このため、光検出信号Ｃを予め設定した閾値ＴＨと比較し、光検出信号Ｃが閾値ＴＨよりも大きくなったときに焦点引込みを行なうようにすれば、セカンドゼロクロス点の影響を受けずに、本来のゼロクロス点において焦点位置への引込みが可能になる。
【００７３】
図１０は、第３の実施の形態におけるフォーカス引込み範囲判定手段の構成の一例を示すブロック図であって、受光部７ｃ及びシステムコントローラ１２とともに表したものである。
【００７４】
図１０において、フォーカス引込み範囲判定手段は、比較回路１１からなり、比較回路１１の一方の入力が受光部７ｃに接続され、他方の入力がシステムコントローラ１２に接続される。
【００７５】
図１０に図示されたフォーカス引込み範囲判定手段は、次のように動作する。比較回路１１は、一方の入力に供給される受光部７ｃから出力された光検出信号Ｃと、他方の入力に供給されるシステムコントローラ１２で設定される閾値ＴＨとを比較し、光検出信号Ｃが閾値ＴＨよりも大きいときに判定信号を発生する。そして、この判定信号はＦＥ信号とともにフォーカス制御手段（図１０に図示なし）に供給される。フォーカス制御手段は、判定信号が供給されているときに限って、ＦＥ信号に基づく所要のフォーカス引込みを実行し、判定信号が供給されていないとき、ＦＥ信号に基づく所要のフォーカス引込みを実行しない。
【００７６】
この他に、フォーカス制御手段は、判定信号が供給されている状態から判定信号が供給されない状態になったとき、フォーカス外れが生じたものと判断して再フォーカス引込みを実行するようにしてもよい。
【００７７】
次に、図１１乃至図１３に基づいて、本発明による光ピックアップ装置の第４の実施の形態について説明する。
【００７８】
第４の実施の形態による光ピックアップ装置の構成は、第１の実施の形態の構成における回折素子４の代わりに複合素子１３を用いているもので、その他、第１の実施の形態の構成と同じであり、信号感度を向上させるように構成した例を示すものである。
【００７９】
図１１は、第４の実施の形態に用いられる複合素子１３の一例を示す平面図であり、複合素子１３を光ディスク８側から見たものである。
【００８０】
図１１に示すように、複合素子１３は対物レンズ５の有効直径ｄに対応した円形の光ビーム透過領域１３ｃを有し、光ビーム透過領域１３ｃ内の表面部分に長方形状の回折格子１３ａと長方形状の振幅フィルタ１３ｂが平行に形成されている。振幅フィルタ１３ｂは、ガラスまたはプラスチック等の透明基板の表面にクロム（Ｃｒ）やアルミニウム（Ａｌ）等の金属膜をコーティングしたもので、金属膜の厚みを制御することによって任意の光透過率に設定可能である。この場合、振幅フィルタ１３ｂは、回折格子１３ａよりもＸ軸方向の長さがやや長くなるように構成され、回折による位置ずれが生じたとしても、光ビームがはみ出さないようにしており、それによりフォーカス状態の変化を正確に検出することが可能になる。また、入射光ビーム路において、複合素子１３の振幅フィルタ１３ｂは殆ど有効的な利用がなされないので、入射光ビームの透過率を０％近くまで減らすことが可能になり、第１の実施の形態のものに比べて光量変化を大きくすることができる。
【００８１】
図１２は、第４の実施の形態に用いられる信号演算手段の構成の一例を示す構成図であって、光検出器７の３つの受光部とこれらの受光部に集光される光スポットとの位置関係を示すものである。
【００８２】
図１２に示すように、光検出器７は、３つの受光部７ｆ、７ｇ、７ｈを有し、受光部７ｆに差動増幅器（信号演算手段）９の反転入力（−）が、受光部７ｈに差動増幅器９の非反転入力（＋）がそれぞれ接続される。この場合、受光部７ｆは、入射光ビーム路の回折格子１３ａの＋１次回折光であって反射光ビーム路の振幅フィルタ１３ｂの透過光である光スポットＳＰｌ、及び、入射光ビーム路の振幅フィルタ１３ｂの透過光であって反射光ビーム路の回折格子１３ａの十１次回折光である光スポットＳＰ２が集光される。受光部７ｇは、入射光ビーム路の複合素子１３の透過光であって反射光ビーム路の複合素子１３の透過光である光スポットＳＰ３が集光される。受光部１３ｈは、入射光ビーム路の回折格子１３ａの−１次回折光であって反射光ビーム路の振幅フィルタ１３ｂの透過光である光スポットＳＰ４、及び、入射光ビーム路の振幅フィルタ１３ｂの透過光であって反射光ビーム路の回折格子１３ａの−１次回折光である光スポットＳＰ５が集光される。このように、３つの受光部７ｆ乃至７ｈは、合計５つの光スポットＳＰ１乃至ＳＰ５が形成される。受光部７ｆから出力される光検出信号をＡ、受光部７ｇから出力される光検出信号をＢ、受光部７ｈから出力される光検出信号をＣで表すと、差動増幅器９がＡ−Ｃを演算し、その演算結果がＦＥ信号になる。なお、光スポットＳＰ２はＦＥ信号を得る際に使用されないが、ＴＥ信号やＲＦ信号を得る際等に使用される。
【００８３】
図１３（ａ）乃至（ｃ）及び（ｄ）乃至（ｆ）は、第４の実施の形態の光ピックアップ装置の動作状態の概要を示す動作説明図であって、（ａ）及び（ｄ）は光ディスク８が対物レンズ５の焦点位置にある場合、（ｂ）及び（ｅ）は光ディスク８が対物レンズ５の焦点位置よりも若干近い位置にある場合、（ｃ）及び（ｆ）は光ディスク８が対物レンズ５の焦点位置よりも若干遠い位置にある場合を表しており、図３（ａ）乃至（ｆ）に対応するものである。
【００８４】
図１３（ａ）乃至（ｆ）において、図３（ａ）乃至（ｆ）及び図１１に図示された構成要素と同じ構成要素について同じ符号を付けている。
【００８５】
図１３（ａ）乃至（ｆ）においては、この場合も、説明を判り易くするため、入射光ビームが光ディスク８を透過して反射光ビームになり、そのまま直進して反射光ビーム路を通るような表現形式にしている。また、図示のサブ光ビームは、入射光ビーム路で発生した２つのサブ光ビームの一方だけを表している。
【００８６】
図１３（ａ）及び（ｄ）に図示の例において、入射光ビーム路に設けた回折格子１３ａにより発生したサブ光ビームは、光ディスク８を通過（実際は反射）することによってサブ反射光ビームになり、そのサブ反射光ビーム１０が反射光ビーム路の振幅フィルタ１３ｂに入射するとき、ほぼ全光量が振幅フィルタ１３ｂに入射する。図１３（ｄ）は、このときの状態を示すもので、振幅フィルタ１３ｂの形成位置とサブ反射光ビーム１０の入射位置（斜線領域）とは回折方向（Ｘ軸方向）に相対的にずれている。この後、振幅フィルタ１３ｂを回折透過したサブ反射光ビームは、集光レンズ６で集光され、光検出器７に入射する。
【００８７】
次に、図１３（ｂ）及び（ｅ）に図示の例、及び、図１３（ｃ）及び（ｆ）に図示の例において、サブ反射光ビーム１０が反射光ビーム路の振幅フィルタ１３ｂに入射するまでの動作及び振幅フィルタ１３ｂを回折透過したサブ反射光ビームが光検出器７に入射するまでの動作は、図１３（ａ）及び（ｄ）に図示の例と同じであるが、サブ反射光ビーム１０が振幅フィルタ１３ｂに入射するとき、一部の光量が振幅フィルタ１３ｂに入射し、残りの光量が振幅フィルタ１３の非形成部分に入射する。図１３（ｅ）、（ｆ）は、このときの状態を示すもので、振幅フィルタ１３ｂの形成位置とサブ反射光ビーム１０の入射位置（斜線領域）とは回折方向（Ｘ軸方向）及び回折方向との直交方向（Ｙ軸方向）に相対的にずれており、図１３（ｅ）の状態のときと図１３（ｆ）の状態のときとは、回折方向との直交方向（Ｙ軸方向）のずれ方向が互いに逆になっている。
【００８８】
この場合においても、振幅フィルタ１３ｂの形成領域内に入射した光量は回折により透過率が減少する。例えば、振幅フィルタ１３ｂの形成領域内の光透過率を０％に設定すると、その領域内では入射光量が殆ど透過せず、その領域外では入射光量が１００％が透過する。
【００８９】
したがって、光ディスク８が対物レンズ５の焦点位置にあるとき、回折素子４を透過するサブ反射光ビームの光量が最小になり、光ディスク８が対物レンズ５の焦点位置に対して遠近どちらかの方向に片寄った位置にあるとき、焦点位置からの片寄りの程度が大きくなるほど、回折素子４を透過するサブ反射光ビームの光量が増加する。
【００９０】
また、２つのサブ光ビームの中の他方のサブ光ビームについても前述の場合と同様で、光ディスク８の位置に応じてサブ反射光ビーム１０が振幅フィルタ１３ｂを透過するときの透過光量が変化する。そして、２つのサブ光ビームは、メイン光ビームの焦点位置に対して対称なデフォーカス位置に焦点を結ぶように形成されているので、これらの２つのサブ反射光ビームについて、その全透過光量の差信号を演算することにより、メイン光ビームの焦点位置においてゼロクロスするＳ字曲線状のＦＥ信号を得ることができる。実際のＦＥ信号曲線は、図５（ａ）に図示されたものと同様な信号曲線になる。これに対して、受光部７ｆ及び受光部７ｈの大きさを制限して不要光ビームを除去した場合は、図５（ｂ）に図示されたものと同様な信号曲線となる。
【００９１】
第４の実施の形態において、振幅フィルタ１３ｂを用いる代わりに、散乱フィルタを用いることも可能である。散乱フィルタは、透明基板の表面に微小の凹凸を設け、透過する光ビームを散乱させることにより透過光量を変化させるものである。この場合、散乱フィルタのパターンと回折格子１３ａのパターンは、一体形成した金型を用いて同時に成形することが可能であり、２つのパターンの位置精度が確保し易くなり、製造コストを安価にすることができる。
【００９２】
引き続き、図１４乃至図１６に基づいて、本発明による光ピックアップ装置の第５の実施の形態について説明する。
【００９３】
第５の実施の形態による光ピックアップ装置の構成は、第１の実施の形態の構成における回折素子４の代わりに第２の複合素子１４を用いているもので、その他、第１の実施の形態の構成と同じであり、信号感度を向上させるように構成した他の例を示すものである。
【００９４】
図１４（ａ）、（ｂ）は、第５の実施の形態に用いられる第２の複合素子１４の一例を示す構成図であって、（ａ）は第２の複合素子１４を光ディスク８側から見た平面図、（ｂ）は第２の複合素子１４を側面から見た側面図である。
【００９５】
図１４（ａ）に示すように、第２の複合素子１４は、対物レンズ５の有効直径ｄに対応した円形の光ビーム透過領域１４ｃを有し、光ビーム透過領域１４ｃ内の表面部分に長方形状の回折格子１４ａが形成され、同じ光ビーム透過領域１４ｃ内の表面部分にくさびプリズム１４ｂが形成配置されている。くさびプリズム１４ｂは、図１４（ｂ）に示すように、第２の複合素子１４の表面に対して傾斜した入射面を有し、くさびプリズム１４ｂを通過する光ビームが傾斜方向に屈折されるので、回折格子１４ａの回折方向がＸ軸方向、くさびプリズム１４ｂの屈折方向がＹ軸方向になるように設定すると、入射光ビーム路の０次回折光と反射光ビーム路の±１次回折光とを異なる方向に屈折させることができ、不要回折光の入射を回避することが可能になる。この場合、くさびプリズム１４ｂは、回折格子１４ａよりもＸ軸方向の長さがやや長くなるように構成され、回折による位置ずれが生じたとしても、光ビームがはみ出さないようにしており、それによりフォーカス状態の変化を正確に検出することが可能になる。また、くさびプリズム１４ｂは、屈折によって光ビームの進行方向を変化させるので、光透過率を１００％近くにすることが可能であり、第１の実施の形態のものに比べて光量変化を大きくすることができる。
【００９６】
第５の実施の形態においては、ＦＥ信号の極性が第１の実施の形態のＦＥ信号の極性に対して反転された状態になっているので、第２の実施の形態と同じように、それぞれの受光部から光スポットがはみ出したときの影響を小さくすることができる。
【００９７】
図１５は、第５の実施の形態の光ピックアップ装置に用いる信号演算手段の構成の一例を示す構成図であって、光検出器の５つの受光部とこれらの受光部に集光される光スポットとの位置関係を示すもので、図３に対応したものである。
【００９８】
図１５において、図３に示された構成要素と同じ構成要素について同じ符号を付けている。
【００９９】
図１５に図示された信号演算手段と、図３に図示された信号演算手段との構成の違いは、５つの受光部７ａ乃至７ｅに得られる光スポットの形成状態にある。この点を具体的に述べると、図３に図示された第１の実施の形態は、受光部７ａに２つの光スポットからなる光スポットＳＰｌが、受光部７ｂに光スポットＳＰ２と光スポットＳＰ３が、受光部７ｃに光スポットＳＰ４と光スポットＳＰ５と光スポットＳＰ６が、受光部７ｄに光スポットＳＰ７と光スポットＳＰ８が、受光部７ｅに２つの光スポットからなる光スポットＳＰ９がそれぞれ得られるように構成される。これに対し、図１５に図示された第５の実施の形態は、受光部７ａに入射光ビーム路の複合素子１４の透過光であって反射光ビーム路の回折格子１４ａの＋１次回折光である１つの光スポットＳＰｌが、受光部７ｂに入射光ビーム路の回折格子１４ａの＋１次回折光であってくさびプリズム１４ｂの屈折光である光スポットＳＰ２が、受光部７ｃに入射光ビーム路の複合素子１４の透過光であって反射光ビーム路の複合素子１４の透過光である光スポットＳＰ３が、受光部７ｄに入射光ビーム路の回折格子１４ａの−１次回折光であってくさびプリズム１４ｂの屈折光である光スポットＳＰ４が、受光部７ｅに入射光ビーム路の複合素子１４の透過光であって反射光ビーム路の回折格子１４ａ−１次回折光である１つの光スポットＳＰ５がそれぞれ得られるように構成されている。
【０１００】
このように、第５の実施の形態は、５つの受光部７ａ乃至７ｅに対して５つの光スポットＳＰ１乃至ＳＰ５が得られる。受光部７ａ乃至７ｅから出力される光検出信号をそれぞれＡ乃至Ｅで表わすと、差動増幅器９は、２つの入力に光検出信号Ｂと光検出信号Ｄが供給され、差動増幅によって差信号Ｂ−Ｄを演算し、ＦＥ信号が形成される。この場合、光スポットＳＰｌ及び光スポットＳＰ５は、ＦＥ信号の形成に関係しない不要光であるが、くさびプリズム１４ｂの屈折方向を選択することによって、信号演算に利用する光スポットＳＰ２と光スポットＳＰ４から分離することが可能になる。
【０１０１】
図１６（ａ）乃至（ｃ）及び（ｄ）乃至（ｆ）は、第５の実施の形態の光ピックアップ装置の動作状態の概要を示す動作説明図であって、（ａ）及び（ｄ）は光ディスク８が対物レンズ５の焦点位置にある場合、（ｂ）及び（ｅ）は光ディスク８が対物レンズ５の焦点位置よりも若干近い位置にある場合、（ｃ）及び（ｆ）は光ディスク８が対物レンズ５の焦点位置よりも若干遠い位置にある場合を表しており、図３（ａ）乃至（ｆ）に対応するものである。
【０１０２】
図１６（ａ）乃至（ｆ）において、図３（ａ）乃至（ｆ）及び図１５に図示された構成要素と同じ構成要素について同じ符号を付けている。
【０１０３】
図１６（ａ）乃至（ｆ）においては、この場合も、説明を判り易くするため、入射光ビームが光ディスク８を透過して反射光ビームになり、そのまま直進して反射光ビーム路を通るような表現形式にしている。また、図示のサブ光ビームは、入射光ビーム路で発生した２つのサブ光ビームの一方だけを表している。
【０１０４】
図１６（ａ）及び（ｄ）に図示の例において、入射光ビーム路に設けた回折格子１４ａにより発生したサブ光ビームは、光ディスク８を通過（実際は反射）することによってサブ反射光ビームになり、そのサブ反射光ビーム１０が反射光ビーム路のくさびプリズム１４ｂに入射するとき、ほぼ全光量がくさびプリズム１４ｂに入射する。図１６（ｄ）は、このときの状態を示すもので、くさびプリズム１４ｂの形成位置とサブ反射光ビーム１０の入射位置（斜線領域）とは回折方向（Ｘ軸方向）に相対的にずれている。くさびプリズム１４ｂに入射したサブ反射光ビームは、くさびプリズム１４ｂの形成部分に入射した光量のみが屈折され、その進行方向が変化するもので、図１６（ｄ）に図示の場合、光量の殆どが屈折されるが、残りが透過して集光レンズ６で集光され、光検出器７に入射する。
【０１０５】
次に、図１６（ｂ）及び（ｅ）に図示の例、及び、図１６（ｃ）及び（ｆ）に図示の例において、サブ反射光ビーム１０が反射光ビーム路のくさびプリズム１４ｂに入射するまでの動作及びくさびプリズム１４ｂを透過した一部のサブ反射光ビームが光検出器７に入射するまでの動作は、図１６（ａ）及び（ｄ）に図示の例と同じであるが、サブ反射光ビーム１０がくさびプリズム１４ｂに入射するとき、一部の光量がくさびプリズム１４ｂに入射し、残りの光量がくさびプリズム１４ｂの非形成部分に入射する。図１６（ｅ）、（ｆ）は、この状態を示すもので、くさびプリズム１４ｂの形成位置とサブ反射光ビーム１０の入射位置（斜線領域）とは回折方向（Ｘ軸方向）及び回折方向との直交方向（Ｙ軸方向）に相対的にずれており、図１６（ｅ）の状態のときと図１６（ｆ）の状態のときとは、回折方向との直交方向（Ｙ軸方向）のずれ方向が互いに逆になっている。
【０１０６】
このように、第５の実施の形態は、光ディスク８が焦点位置にあるときに、図１６（ｄ）に示すように、サブ反射光ビーム１０の屈折光量が最大となり、図１６（ｅ）、（ｆ）に示すように、焦点位置に近い方向及び焦点位置から遠い方向のいずれの方向であっても、焦点位置からのずれが大きくなるほど屈折光量が減少することになり、サブ反射光ビーム１０がくさびプリズム１４ｂに入射されなくなると、屈折光量がゼロになり、全光量が透過する。
【０１０７】
また、２つのサブ光ビームの中の他方のサブ光ビームについても前述の場合と同様で、光ディスク８の位置に応じてサブ反射光ビーム１０がくさびプリズム１４ｂを透過するときの透過光量が変化する。そして、２つのサブ光ビームは、メイン光ビームの焦点位置に対して対称なデフォーカス位置に焦点を結ぶように形成されているので、これらの２つのサブ反射光ビームについて、その全透過光量の差信号を演算することにより、メイン光ビームの焦点位置においてゼロクロスする図５（ａ）に図示されたものと同様なＳ字曲線状のＦＥ信号を得ることができる。
【０１０８】
第５の実施の形態は、回折格子１４ａの機能とくさびプリズム１４ｂの機能とが分離されているので、回折格子１４ａは、設計の自由度が増大する。また、第５の実施の形態においても、光ディスク８上のサブ入射光ビームがメイン入射光ビームの焦点位置からのずれが大きくなると、光スポットＳＰ２、ＳＰ４の形成範囲が大きくなり、受光部７ｂ、７ｄからはみ出すようになるが、受光部７ｂ、７ｄから得られる光検出信号Ｂ、光検出信号Ｄは、元々小さくなる方向に変化するので、はみ出しの影響が小さい。なお、受光部７ｂ、７ｄからはみ出す前に、サブ反射光ビーム１０がくさびプリズム１４ｂに入射しないように設計すれば、受光部７ｂ、７ｄの光スポットＳＰ２、ＳＰ４のはみ出しが発生しなくなる。
【０１０９】
次に、図１７（ａ）乃至（ｃ）及び表１乃至表３に基づいて、本発明による光ピックアップ装置の第６の実施の形態について説明する。
【０１１０】
第６の実施の形態による光ピックアップ装置の構成は、見掛け上、第１の実施の形態の構成と同じであって、ＦＥ信号の歪みの発生を除去するように構成した例を示すものである。
【０１１１】
ところで、ＦＥ信号の歪みの原因は、ＦＥ（フォーカスエラー）が大きくなると、図３に示される光スポットＳＰ２、ＳＰ３、及び、光スポットＳＰ７、ＳＰ８が、受光部７ｂ、７ｄからはみ出し、隣接する受光部７ａ、７ｅにそれぞれ入射するためである。
【０１１２】
図１７（ａ）乃至（ｃ）は、図２に図示された回折格子４ａ、４ｂにおいて、長辺の長さｌ、短辺の長さｗをそれぞれ一定にし、回折格子４ａ、４ｂの間隔ｓを変化させたときに得られるＦＥ信号の特性図であって、（ａ）は回折格子４ａ、４ｂの間隔ｓが０．８ｍｍのとき、（ｂ）は回折格子４ａ、４ｂの間隔ｓが１．０ｍｍのとき、（ｃ）は回折格子４ａ、４ｂの間隔ｓが１．２ｍｍのときを示すものである。この場合、回折格子４ａ、４ｂの長辺の長さｌは０．７ｍｍに、短辺の長さｗは０．０５ｍｍに選び、対物レンズ５の有効直径を１．２ｍｍに、光源１のレーザ光の波長を６５５ｎｍにしている。
【０１１３】
これらの特性図によれば、図１７（ａ）に見られるように、回折格子４ａ、４ｂの間隔ｓが小さいと、ＦＥ信号に歪みが生じており、一方、図１７（ｃ）に見られるように、回折格子４ａ、４ｂの間隔ｓが大きいと、ＦＥ信号に歪みは生じなくなるが、ＦＥ信号の振幅が小さくなる。これは、回折格子４ａ、４ｂに入射するサブ反射光ビームの光量が減少するためである。したがって、ＦＥ信号の振幅と、回折素子の小型化を考慮し、回折格子４ａ、４ｂの間隔ｓは、対物レンズ５の有効直径（前例の場合、１．２ｍｍ）以下に選ぶことが望ましい。
【０１１４】
以下に示す表１乃至表３は、回折格子４ａ、４ｂの長辺の長さｌ、短辺の長さｗ、回折格子４ａ、４ｂの間隔ｓを、それぞれ対物レンズ５の有効直径ｄで規格化した規格化回折格子長辺の長さＬ、規格化格子短辺の長さＷ、規格化回折格子間隔Ｓをパラメータとし、ＦＥ信号の歪みの発生の有無を表したものである。
【０１１５】
まず、表１は、規格化回折格子短辺の長さＷを０．０４２（一定）にしたとき、規格化回折格子長辺の長さＬと、規格化回折格子間隔Ｓを変化させたときのＦＥ信号の歪みの有無を表したものである。
【０１１６】
【表１】

表１から判るように、規格化回折格子長辺の長さＬが０．３３であれば、規格化回折格子間隔Ｓを０．６７以上に設定することができる。特に、規格化回折格子間隔Ｓが０．８３以上であれば、規格化回折格子長辺の長さＬを０．３３以上に設定することが可能になり、回折格子４ａ、４ｂの長辺の長さｌの設定範囲が広くなる。
【０１１７】
次に、表２は、規格化回折格子長辺の長さＬを０．３３（一定）にしたとき、規格化回折格子短辺の長さＷと、規格化回折格子間隔Ｓを変化させたときのＦＥ信号の歪の有無を表したものである。
【０１１８】
【表２】

表２から判るように、規格化回折格子短辺の長さＷが０．００８以下であれば、規格化回折格子間隔Ｓを０・３３以上に設定することができる。特に、規格化回折格子間隔Ｓが０．８３以上であれば、規格化回折格子短辺の長さＷを０．１２５以下に設定することが可能になり、回折格子４ａ、４ｂの短辺の長さｗの設定範囲が広くなる。
【０１１９】
次いで、表３は、規格化回折格子長辺の長さを１．００（一定）にしたとき、規格化回折格子矩辺の長さＷと、規格化回折格子間隔Ｓを変化させたときのＦＥ信号の歪みの有無を表したものである。
【０１２０】
【表３】

表３より判るように、規格化回折格子短辺の長さＷが０．００８以下であれば、規格化回折格子間隔Ｓを０・７５以上に設定することができる。特に、規格化回折格子間隔Ｓが０．８３以上であれば、規格化回折格子矩辺の長さＷを０．０８３以下に設定することが可能になり、回折格子４ａ、４ｂの短辺の長さｗの設定範囲が広くなる。
【０１２１】
表１乃至表３に示された結果によれば、回折格子４ａ、４ｂの間隔ｓが大きいほど、ＦＥ信号の歪みの発生が低減され、回折格子４ａ、４ｂの長辺の長さｌ及び短辺の長さｗの設定範囲が広くなることが判る。また、回折格子４ａ、４ｂの長辺の長さｌ、短辺の長さｗを短くすれば、回折格子４ａ、４ｂの間隔ｓの設定範囲は広がるが、回折格子４ａ、４ｂの長辺の長さｌ及び短辺の長さｗの設定範囲は狭くなることが判る。回折格子４ａ、４ｂの長辺の長さｌ及び短辺の長さｗが短くなれば、回折格子４ａ、４ｂに入射する光量が減少し、ＦＥ信号の振幅が小さくなって信号感度が低下する。これらの事項に基づけば、回折格子４ａ、４ｂの長さｌ、短辺の長さｗは、できるだけ長くすることが望ましい。
【０１２２】
表１乃至表３の内容を総合すると、規格化回折格子間隔Ｓを０．８３乃至１．００の範囲内に、規格化回折格子長辺Ｌを０．３３以下に、規格化格子短辺Ｗを０．０８３以下になるようにそれぞれ選択すれば、ＦＥ信号に歪みが生じないことが判る。一般に、回折格子４ａ、４ｂを形成する際に、必然的に生じる寸法のばらつきを考慮した場合、規格化回折格子間隔Ｓ、規格化回折格子長辺Ｌ、規格化格子短辺Ｗを前述の範囲になるように設計することが望ましい。
【０１２３】
第６の実施の形態におけるＦＥ信号の歪を除去するために好適な回折格子４ａ、４ｂの寸法（長辺の長さｌ、短辺の長さｗ、間隔ｓ）を得る手段と、第３の実施の形態におけるセカンドゼロクロスを除去する手段とを併用すれば、焦点引き込みを確実に実行できる光ピックアップ装置を得ることが可能になる。
【０１２４】
次いで、図１８（ａ）、（ｂ）に基づいて、本発明による光ピックアップ装置の第７の実施の形態について説明する。
【０１２５】
図１８（ａ）、（ｂ）は、第７の実施の形態は、本発明による光ピックアップ装置の第７の実施の形態に係わるもので、その要部構成を示す横断面図である。そして、（ａ）は、互いに直交関係にある３軸をＸ、Ｙ、Ｚ軸としたとき、そのＸ−Ｚ平面上の構成を表し、（ｂ）はそのＸ−Ｙ平面上の構成を表している。
【０１２６】
図１８（ａ）、（ｂ）に示されるように、この光ピックアップ装置は、半導体レーザからなるレーザ光源１５と、複合プリズム１６と、プリズムミラー１７と、回折素子１８と、回折素子１８の表面に形成した回折格子１８ａ、１８ｂと、スペーサ１９と、有限系仕様の対物レンズ２０と、光検出器２１、２２と、サブマウント２３と、シリコン（Ｓｉ）基板２４とからなっている。そして、第７の実施の形態は、レーザ光源１５と光検出器２１、２２と複合プリズム１６とを一体集積構造にした超小型の光ピックアップ装置への適用例を示すものである。なお、図１８（ａ）、（ｂ）において、図１に図示された構成要素と同じ構成要素について同じ符号を付けている。
【０１２７】
第７の実施の形態は、光ピックアップ装置を薄型にするため、入射光ビーム路及び反射光ビーム路を折曲する複合プリズム１６が使用され、シリコン基板２４上に光検出器２１、２２及び複合プリズム１６とが接着固定され、、サブマウント２３を介してレーザ光源１５を接着固定されている。プリズムミラー１７の片方の面側には、回折素子１８が配置され、さらにスペーサ１９を介して対物レンズ２０が配置される。
【０１２８】
前記構成による第７の実施の形態の光ピックアップ装置は、次のように動作する。レーザ光源１５から出射した入射光ビームは、複合プリズム１６の表面部分で一部が反射し、プリズムミラー１７に入射する。プリズムミラー１７は、入射した入射光ビームを反射屈折し、屈折した入射光ビームを回折素子１８に入射する。入射光ビームは、回折素子１８を透過する際に、回折素子１８に形成された回折格子１８ａ、１８ｂにより、メイン入射光ビームの焦点位置に対して略対称にデフォーカスした２つのサブ光ビームを形成する。これら２つのサブ光ビームは、対物レンズ２０を透過するときに集光され、光ディスク８に投射される。光ディスク８から反射した反射光ビームは、回折素子１８、プリズムミラー１７を通り、複合プリズム１６に入射する。複合プリズム１６に入射したサブ反射光ビームは、光検出器２２に入射され、プッシュプル法によりＴＥ信号が検出される。サブ反射光ビームの一部は、光検出器２２の表面で反射し、次いで複合プリズム１６の表面で反射した後、光検出器２１に入射し、第１乃至第５の実施の形態で述べたような手段によりＦＥ信号が検出される。このとき、サブ反射光ビームが光検出器２１で結像するように複合プリズム１６の形状と設置位置を選択すると、光検出器２２には、ある程度の大きさの光スポットが形成されるので、光検出器２２を２分割受光部になるように構成すると、通常のプッシュプル法によりＴＥ信号を検出することが可能になる。また、ＲＦ信号は、光検出器２１に入射されるメイン反射光ビームから得られる光検出信号により検出される。
【０１２９】
第１乃至第６の実施の形態における手段は、２つのサブ反射光ビームの各トータル光量を検出し、それらの差信号を演算することによりＦＥ信号を得るものであるため、サブ反射光ビームと受光部との相対位置精度を大幅に緩和することが可能であり、その結果、第７の実施の形態に示すような一体化集積構造にした超小型の光ピックアップ装置を機械精度で組み立てることが可能になる。
【０１３０】
図１９（ａ）、（ｂ）は、第７の実施の形態において、回折格子１８ａ、１８ｂを形成した回折素子１８の他の例を示す構成図であって、（ａ）はその斜視図であり、（ｂ）はその上面図である。
【０１３１】
図１８（ａ）、（ｂ）に図示の例では、回折素子１８と対物レンズ２０とを別部品で構成したものであるが、図１９（ａ）、（ｂ）に示すように、対物レンズ２０の表面に回折格子１８ａ、１８ｂを一体形成すれば、入射光ビーム及び反射光ビームの各光軸に対する対称性の確保が容易になり、対物レンズ２０と回折格子１８ａ、１８ｂとを組立てた後、それらの相対的な位置ずれを生じないので、ＦＥ信号等の検出を安定した状態で行うことが可能になる。この場合、回折格子１８ａ、１８ｂは、対物レンズ２０の裏面または内部に形成してもよい。
【０１３２】
前記各実施の形態においては、レーザ光源１、１５として波長６５５ｎｍ帯のものが用いられる例を挙げて説明したが、本発明におけるレーザ光源１、１５の出力波長は６５５ｎｍ帯のものに限られず、他の帯域のもの、例えば半導体レーザが発生する波長４０５ｎｍ帯の青紫色レーザ光を用いてもよく、その青紫色レーザ光に適用可能な光学系を使用してもよい。
【０１３３】
また、対物レンズ５、２０として、開口数（ＮＡ）０．８５程度の高ＮＡレンズを用いたり、二枚組みのレンズを用いたりしても、前述の各実施の形態と同様に、ＦＥ信号を有効に検出することが可能である。
【０１３４】
さらに、前記各実施の形態においては、光ディスク８としてＲＡＭディスクのような相変化媒体の例を挙げて説明したが、光磁気媒体にも同様に適用可能であり、ビットで信号が記録されたＲＯＭディスクや、ＲＯＭ領域とＲＡＭ領域の両方を備えたハイブリッド型ディスクに対しても、同様に適用可能であることは勿論である。
【０１３５】
【発明の効果】
以上のように、請求項１に記載の発明によれば、サブ光ビーム形成手段により入射光ビームから２つのサブ光ビームを形成し、光検出手段に少なくとも２つのサブ反射光ビームを受光する２つの受光部を設け、これら２つの受光部から得られた光量検出信号の差信号を求めることによってフォーカスエラー（ＦＥ）信号を得ているもので、ＦＥ信号を得る際に、光検出手段の受光面をそれに垂直な光軸方向に微調整する必要がなく、２つの受光部でサブ反射光ビームを受光するだけで済むので、光学系の構成を簡素化することができ、小型化が可能になるという効果がある。
【０１３６】
また、請求項２に記載の発明によれば、サブ光ビーム形成手段を構成する回折素子により２つのサブ光ビームをそれぞれ＋１次回折光と−１次回折光にし、これら２つのサブ光ビームをメイン光ビームの光記録媒体上の集光点に対して略対称なデフォーカス位置に集束させるようにすれば、光検出手段におけるメイン光ビームの集光点でゼロクロスするフォーカスエラー（ＦＥ）信号を自動形成することが可能になるという効果がある。
【０１３７】
さらに、請求項１２に記載の発明によれば、フォーカス引込み範囲判定手段を設け、このフォーカス引込み範囲判定手段から引込み可否を判定する判定信号が出力され、この判定信号が引込み可であるときだけ、差信号によりフォーカス制御を行うようにしているので、前記請求項１に記載の発明によって得られる機能に加え、フォーカスエラー（ＦＥ）信号に本来のゼロクロス点以外のセカンドゼロクロス点が存在していたとしても、そのセカンドゼロクロス点の影響を受けることなく、差信号による正規のフォーカス制御を行うことが可能になるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による光ピックアップ装置の第１の実施の形態を示すもので、その要部構成を示す横断面図である。
【図２】図１に図示された光ピックアップ装置に用いられる回折素子の一例を示す平面図である。
【図３】第１の実施の形態の光ピックアップ装置に用いられる信号演算手段の構成の一例を示す構成図である。
【図４】図１に図示の光ピックアップ装置の動作状態の概要を示す動作説明図である。
【図５】図３に図示された差動増幅器の出力側に得られたＦＥ信号と差動増幅器に入力される光検出信号Ｂ及び光検出信号Ｄとを表した特性図である。
【図６】第２の実施の形態の光ピックアップ装置に用いる信号演算手段の構成の一例を示す構成図である。
【図７】第２の実施の形態の光ピックアップ装置の動作状態の概要を示す動作説明図である。
【図８】図６に図示された差動増幅器の出力側に得られたＦＥ信号と差動増幅器に入力される光検出信号Ａ及び光検出信号Ｅとを表した特性図である。
【図９】差動増幅器の出力側に得られたＦＥ信号と差動増幅器に入力される光検出信号Ｃとを表した特性図である。
【図１０】第３の実施の形態におけるフォーカス引込み範囲判定手段の構成の一例を示すブロック図である。
【図１１】第４の実施の形態に用いられる複合素子の一例を示す平面図である。
【図１２】第４の実施の形態に用いられる信号演算手段の構成の一例を示す構成図である。
【図１３】第４の実施の形態の光ピックアップ装置の動作状態の概要を示す動作説明図である。
【図１４】第５の実施の形態に用いられる第２の複合素子の一例を示す構成図である。
【図１５】第５の実施の形態の光ピックアップ装置に用いる信号演算手段の構成の一例を示す構成図である。
【図１６】第５の実施の形態の光ピックアップ装置の動作状態の概要を示す動作説明図である。
【図１７】図２に図示された回折格子４ａ、４ｂにおいて、長辺の長さｌ、短辺の長さｗをそれぞれ一定にし、回折格子４ａ、４ｂの間隔ｓを変化させたときに得られるＦＥ信号の特性図である。
【図１８】第７の実施の形態は、本発明による光ピックアップ装置の第７の実施の形態に係わるもので、その要部構成を示す横断面図である。
【図１９】第７の実施の形態において、回折格子を形成した回折素子の他の例を示す構成図である。
【符号の説明】
１、１５ レーザ光源
２ コリメータレンズ
３ ビームスプリッタ
４、１８ 回折素子
４ａ、４ｂ、１３ａ、１４ａ、１８ａ、１８ｂ 回折格子
４ｃ、１３ｃ 光ビーム透過領域
５、２０ 対物レンズ
６ 集光レンズ
７、２１、２２ 光検出器（光検出手段）
７ａ〜７ｅ、７ｆ〜７ｈ 受光部
８ 光ディスク
９ 差動増幅器（信号演算手段）
１０ サブ反射光ビーム
１１ 比較回路
１２ システムコントローラ
１３、１４ 複合素子
１３ｂ 振幅フィルタ
１４ｂ くさびプリズム
１４ 回折素子
１６ 複合プリズム
１７ プリズムミラー
１９ スペーサ
２３ サブマウント
２４ シリコン（Ｓｉ）基板

Claims (12)

1. 光源から放射された入射光ビームを光記録媒体上に集光させる入射光ビーム路と、前記光記録媒体から反射した反射光ビームを前記入射光ビーム路から分離して光検出手段に導入する反射光ビーム路と、フォーカス制御信号形成手段とを備え、前記入射光ビーム路は、前記入射光ビームから前記光記録媒体上に集光するメイン光ビーム及び前記メイン光ビームの光記録媒体上の集光位置に略対称なデフォーカス位置にそれぞれ集光する２つのサブ光ビームを形成するサブ光ビーム形成手段を有し、前記反射光ビーム路は、前記光記録媒体への前記２つのサブ光ビームの入射に対応して得られた２つのサブ反射光ビームの光量を制御するビーム光量制御手段を有し、前記光検出手段は、複数の受光部を有し、前記フォーカス制御信号形成手段は、前記複数の受光部の中の２つの受光部で得られた光量検出信号の差信号を形成する信号演算手段を有し、前記差信号によりフォーカス制御を行なうことを特徴とする光ピックアップ装置。
2. 前記サブ光ビーム形成手段は第１の回折素子であり、前記光量制御手段は第２の回折素子であることを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ装置。
3. 前記第１の回折素子及び前記第２の回折素子は、一体構造になっていることを特徴とする請求項２に記載の光ピックアップ装置。
4. 前記第１の回折素子及び前記第２の回折素子は、長方形状をなし、前記入射光ビーム及び前記反射光ビームの光軸に対して点対称の位置に平行配置されることを特徹とする請求項２または３に記載の光ピックアップ装置。
5. 前記２つの受光部は、前記２つのサブ反射光ビームを受光できる位置に設けてあることを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ装置。
6. 前記第１の回折素子及び前記第２の回折素子は、長方形状の長辺の長さをｌ（ｍｍ）、前記第１の回折素子と前記第２の回折素子の間隔をｓ（ｍｍ）、前記光検出手段の有効径をｄ（ｍｍ）とし、ｓ／ｄ＝Ｓ、ｌ／ｄ＝Ｌと定義したとき、
   Ｓ≧０．８３
   Ｌ≧０．３３
   を満たすものであることを特徴とする請求項４に記載の光ピックアップ装置。
7. 前記第１の回折素子と第２回折素子は、長方形状の短辺の長さをｗ（ｍｍ）、前記第１の回折素子と前記第２の回折素子の間隔をｓ（ｍｍ）、前記光検出手段の有効径をｄ（ｍｍ）とし、ｓ／ｄ＝Ｓ、ｗ／ｄ＝Ｗと定義したとき、
   Ｓ≧０．３３
   Ｗ≦０．００８
   を満たすものであることを特徴とする請求項４に記載の光ピックアップ装置。
8. 前記第１の回折素子と第２の回折素子は、長方形状の長辺の長さをｌ（ｍｍ）、短辺の長さをｗ（ｍｍ）、前記第１の回折素子と前記第２の回折素子の間隔をｓ（ｍｍ）、前記光検出手段の有効径をｄ（ｍｍ）とし、ｓ／ｄ＝Ｓ、ｌ／ｄ＝Ｌ、ｗ／ｄ＝Ｗと定義したとき、
   ０．８３≦Ｓ≦１．００
   Ｌ≧０．３３
   Ｗ≦０．０８３
   を満たすものであることを特徴とする請求項４に記載の光ピックアップ装置。
9. 前記サブ光ビーム形成手段は回折素子であり、前記光量制御手段は振幅フィルタであることを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ装置。
10. 前記第回折素子及び前記振幅フィルタは、一体的な構造になっていることを特徴とする請求項９に記載の光ピックアップ装置。
11. 前記回折素子及び前記振幅フィルタは、長方形状のものであって、前記入射光ビーム及び前記反射光ビームの光軸に対して点対称の位置に平行配置されることを特徹とする請求項９または１０に記載の光ピックアップ装置。
12. 光源から放射された入射光ビームを光記録媒体上に集光させる入射光ビーム路と、前記光記録媒体から反射した反射光ビームを前記入射光ビームと分離した後光検出手段に導入させる反射光ビーム路と、フォーカス制御信号形成手段とを備え、前記入射光ビーム路は、前記入射光ビームから前記光記録媒体上に集光するメイン光ビーム及び前記メイン光ビームの光記録媒体上の集光位置に略対称なデフォーカス位置にそれぞれ集光する２つのサブ光ビームとを形成するサブ光ビーム形成手段を有し、前記反射光ビーム路は、前記光記録媒体への前記２つのサブ光ビームの入射に対応して得られた２つのサブ反射光ビームの光量を制御するビーム光量制御手段を有し、前記光検出手段は、複数の受光部を有し、フォーカス制御信号形成手段は、前記主受光部メインビームの光量検出信号レベルと所定の閾値レベルとを比較して引込み可否を判定する判定信号を出力するフォーカス引込み範囲判定手段と、前記複数の受光部の中の２つの受光部で得られた光量検出信号の差信号を形成する信号演算手段とを有し、前記判定信号が引込み可であるときに前記差信号によりフォーカス制御を行なうことを特徴とする光ピックアップ装置。

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