JP3864428B2 - 光学装置及び記録媒体再生装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、発光部から出射される出射光が被照射体にて反射して得られる戻り光を受光して信号を検出する光学装置と、この光学装置を適用して好ましい記録媒体再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の光学装置、いわゆるコンパクトディスク（ＣＤ）プレーヤ等の光ディスクドライブや光磁気ディスクドライブの光ピックアップ部では、グレーティングやビームスプリッタ等の各光部品を個別に組み立てるため、その装置構成が比較的大がかりとなり、また、光学的な配置設定が煩雑なため製造工程の簡易化を図り難いという問題がある。
【０００３】
例えば、図３７にその一例の略線的拡大構成図を示すように、半導体レーザダイオード等の光源５１から出射された光は、グレーティング５２を介してビームスプリッタ５３に導入されて透過し、コリメータレンズ５４を介して対物レンズ５５により光記録媒体５６例えばいわゆる光ディスクの表面の記録部に集光するようになされる。図３７において、一点鎖線ｃは光源５１から光記録媒体５６への光軸を示す。
【０００４】
そして、光記録媒体５６から反射された光は、対物レンズ５５、コリメータレンズ５４を介してビームスプリッタ５３により反射されて、光軸ｃから分離され、側方に設けられた凹レンズ５７及びシリンドリカルレンズ５８を介してフォトダイオード（ＰＤ）等のディテクタ５９に集光されて検出される。
【０００５】
あるいは、また、他の光学装置としては、例えば図３８に反射型の光走査顕微鏡の光ピックアップ部の一例の構成を示すように、光源５１から出射された光を一旦ビームスプリッタ５３により反射させて、対物レンズ５５により集光させて試料６０の表面に照射する。破線６１は、焦平面を示す。そして試料６０で反射された光を、対物レンズ５５を介してビームスプリッタ５３を透過させ、共焦点位置にディテクタを配置するかあるいはピンホール６２を配してここを通過した光をその後方に配置したディテクタ５９により検出する。このとき矢印ｓで示すように、試料６０を配置するステージ（載置台）か又は照射ビームを相対的に走査させて、試料表面の状態を検出することができる。
【０００６】
このように、従来のピックアップ系の装置においては、反射光が必ず出射位置に戻ることから、光源からのレーザ光と被照射対との間にビームスプリッタやホログラムを配置して、これにより入射光や戻り光を分離するようになされており、受光素子が受ける光量は小さくなる（例えば特開平２−２７８７７９号公開公報、特開平１−３０３６３８号公開公報）。
【０００７】
また、例えば上述の光学ピックアップ装置等を同一のＳｉ等の半導体基板上にハイブリッドに組み立てようとすると、厳しいアライメント精度が必要になる（例えば特開平２−２７８７７９号公開公報）。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、受光素子が受ける光量を可能な限り大きくするため、本件出願人は、特願平５−２１０６９１号の明細書及び図面において、光学装置を提案している。
【０００９】
上記光学装置は、少なくとも発光部と、上記発光部に近接した受光部とが設けられ、上記発光部からの直接の戻り光が上記受光部に入射されることを特徴とするものである。
【００１０】
上記光学装置は、上記発光部からの直接の戻り光が、レンズの開口数ＮＡを０．９、出射光の波長を７８０ｎｍ程度とした場合、１．２２λ／ＮＡにより定められる光の回折限界が１０μｍ程度と大きくなることを利用することにより、信号の検出が可能とされる。
【００１１】
また、上記光学装置によれば、上記戻り光をビームスプリッタにより分離する必要がないため、光学部品数を削減してその組み立てを簡単化すると共に装置の小型化を可能とし、且つ戻り光量を増加させて検出効率を向上させ、また、低消費電力化を図ることができる。
【００１２】
ところで、光学装置に用いる光学素子は小型化と大量生産が可能であって、例えばフォーカスエラー信号やトラッキングエラー信号等を得るためには、例えばディスク状記録媒体の回転動作の状態にかかわらず、一定動作で戻り光を検出する光学素子を用いることが望まれる。また、偏光変調成分を伴う光磁気信号を検出するためには、偏光分離を行った上で戻り光の検出を行うことのできる光学素子を用いることが望まれる。
【００１３】
そこで、本発明は、上述した実情に鑑みてなされたものであり、小型化が可能で大量生産が可能であると共に、戻り光の状態にかかわらず一定の動作で戻り光の検出が可能な光学装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る光学装置は、上述の課題を解決するために、発光部と、上記発光部からの出射光が反射される出射光反射面、及びこの出射光反射面により反射された光が照射される被照射体からの戻り光の一部を反射する受光用反射面を有し、上記被照射体から上記発光部に直接戻る光の焦点位置近傍であって上記発光部の近傍に配置された反射部と、上記反射部の上記受光用反射面に対向して配置され、上記受光用反射面にて反射された光を受光する受光部とを有し、上記発光部、反射部及び受光部は共通の基板上に設けられ、上記受光部は、少なくとも２以上の受光素子から成り、上記反射部をナイフエッジとしてフォーカスエラー信号を検出することを特徴としている。
【００１５】
また、本発明に係る光学装置は、上述の課題を解決するために、発光部と、上記発光部からの出射光が反射される出射光反射面、及びこの出射光反射面により反射された光が照射される被照射体からの戻り光の一部を反射する受光用反射面を有し、上記被照射体から上記発光部に直接戻る光の焦点位置近傍であって上記発光部の近傍に配置された反射部と、上記反射部の上記受光用反射面に対向して配置され、上記受光用反射面にて反射された光を受光する受光部とを有し、上記発光部、反射部及び受光部は共通の基板上に設けられ、上記受光部は、少なくとも２以上の受光素子から成り、上記２以上の受光素子の少なくとも１つは、上記被照射体からの光を偏光分離して検出する受光素子であることを特徴としている。
【００１６】
また、本発明に係る光学装置は、上述の課題を解決するために、発光部と、上記発光部からの出射光が反射される出射光反射面、及びこの出射光反射面により反射された光が照射される被照射体からの戻り光の一部を反射する受光用反射面を有し、上記被照射体から上記発光部に直接戻る光の焦点位置近傍であって上記発光部の近傍に配置された反射部と、上記反射部の上記受光用反射面に対向して配置され、上記受光用反射面にて反射された光を受光する受光部とを有し、上記発光部、反射部及び受光部は共通の基板上に設けられ、上記反射部の上記受光用反射面は、第一の反射面と、第二の反射面とを有し、上記受光部は、上記第一の反射面に対向する第一の受光部と、上記第二の反射面に対向する第二の受光部とから成ることを特徴としている。
【００１７】
また、本発明に係る記録媒体再生装置は、上述の課題を解決するために、光学記録媒体に光を照射して得られる戻り光を検出し、再生する記録媒体再生装置において、上記光学記録媒体に照射する光を出射する発光部と、上記発光部からの出射光が反射される出射光反射面、及び上記光学記録媒体からの戻り光の一部を反射する受光用反射面を有し、上記光学記録媒体から上記発光部に直接戻る光の焦点位置近傍であって上記発光部の近傍に配置された反射部と、上記発光部から出射され上記反射部の上記出射光反射面で反射された光を上記光学記録媒体上に集光させる集光手段と、上記反射部の上記受光用反射面に対向して配置され、上記受光用反射面にて反射された光を受光する受光部と、上記光学装置にて検出した信号に基づいて上記光学記録媒体の内容を再生する再生部とを有し、上記発光部、反射部及び受光部は共通の基板上に設けられ、上記受光部は、少なくとも２以上の受光素子から成り、上記戻り光反射部をナイフエッジとしてフォーカスエラー信号を検出することを特徴としている。
【００１８】
また、本発明に係る記録媒体再生装置は、光学記録媒体に光を照射して得られる戻り光を検出し、再生する記録媒体再生装置において、上記光学記録媒体に照射する光を出射する発光部と、上記発光部からの出射光が反射される出射光反射面、及び上記光学記録媒体からの戻り光の一部を反射する受光用反射面を有し、上記光学記録媒体から上記発光部に直接戻る光の焦点位置近傍であって上記発光部の近傍に配置された反射部と、上記発光部から出射され上記反射部の上記出射光反射面で反射された光を上記光学記録媒体上に集光させる集光手段と、上記反射部の上記受光用反射面に対向して配置され、上記受光用反射面にて反射された光を受光する受光部と、上記光学装置にて検出した信号に基づいて上記光学記録媒体の内容を再生する再生部とを有し、上記発光部、反射部及び受光部は共通の基板上に設けられ、上記受光部は、少なくとも２以上の受光素子から成り、上記２以上の受光素子の少なくとも１つは、上記光学記録媒体からの光を偏光分離して検出する受光素子であることを特徴としている。
【００１９】
また、本発明に係る記録媒体再生装置は、光学記録媒体に光を照射して得られる戻り光を検出し、再生する記録媒体再生装置において、上記光学記録媒体に照射する光を出射する発光部と、上記発光部からの出射光が反射される出射光反射面、及び上記光学記録媒体からの戻り光の一部を反射する受光用反射面を有し、上記光学記録媒体から上記発光部に直接戻る光の焦点位置近傍であって上記発光部の近傍に配置された反射部と、上記発光部から出射され上記反射部の上記出射光反射面で反射された光を上記光学記録媒体上に集光させる集光手段と、上記反射部の上記受光用反射面に対向して配置され、上記受光用反射面にて反射された光を受光する受光部と、上記光学装置にて検出した信号に基づいて上記光学記録媒体の内容を再生する再生部とを有し、上記発光部、反射部及び受光部は共通の基板上に設けられ、上記反射部の上記受光用反射面は、第一の反射面と、第二の反射面とを有し、上記受光部は、上記第一の反射面に対向する第一の受光部と、上記第二の反射面に対向する第二の受光部とから成ることを特徴としている。
【００２０】
【作用】
本発明の光学装置によれば、レーザ光を例えば記録媒体に照射し得られる戻り光は、反射部表面に設けられる反射面にて反射する。さらに、例えばフォトダイオード等の受光部にて上記戻り光を検出することで信号が検出される。
【００２１】
また、上記反射部をナイフエッジとして用いることで、上記光磁気信号としてフォーカスエラー信号が得られる。
【００２２】
さらに、複数設けた上記受光部の受光素子の少なくとも１つを偏光分離して検出する受光素子にすることで、例えば光磁気ディスク上の偏光変調成分を復号化処理する際の光磁気信号の検出が可能である。
【００２３】
また、上記受光部の構成を複数の受光素子例えば２つで構成することで、各受光素子に対応する反射面を上記反射部の設ければ、第一の受光部と第二の受光部とで検出した上記戻り光から、例えばトラッキングエラー信号を得ることができる。
【００２４】
また、本発明の記録媒体再生装置によれば、発光部から出射された光例えばレーザ光は集光手段を透過し光学記録媒体上に集光する。この光学記録媒体にて反射した戻り光は、光学素子に入射し、この光学素子の反射面にて反射しこの反射面に対向して設けられた受光素子にて検出され、この検出結果に基づいて、再生部にて上記光学記録媒体の内容を再生する。
【００２５】
【実施例】
以下、本発明に係る光学装置を光ピックアップに適用した例について、図面を参照しながら説明する。
【００２６】
上記光学装置の第一の実施例の要部を上方から見た様子を模式的に表したものを図１に、側方から見た様子を模式的に表したものを図２にそれぞれ示す。
【００２７】
上記光学装置は、図１及び図２に示すように、発光部である半導体レーザ等のレーザ光源３から出射される出射光が被照射体にて反射して得られる戻り光の焦点位置近傍に配置された反射部としての反射鏡１と、上記反射部の反射面Ｍ2 に対向して配置された受光部としてのフォトダイオードＰＤ1 、ＰＤ2 とを有し、上記反射面Ｍ2 は上記戻り光の一部を反射するように配置され、上記受光部において信号を検出するものである。
【００２８】
また、図１及び図２に示す光学装置において、基板５は、例えばガリウム−砒素（ＧｓＡｓ）で形成されている。また、レーザ光源３は、この基板５上に固定され、アルミニウム−ガリウム−砒素（ＡｌＧａＡｓ）系の半導体レーザ光を発生するものである。また、反射鏡１は例えばＧａＡｓ結晶から成る三角柱を横にした形状を有し、三角柱の一の側面は上記基板５の面と一致し、他の二つの側面は出射光反射面Ｍ1 、受光用反射面Ｍ2 となっている。また、出射光反射面Ｍ1 は、上記レーザ光源３のレーザ光出射方向と対向している。また、上記基板５上の上記反射面Ｍ2 と対向する位置には、フォトダイオードＰＤ1 、ＰＤ2 より成る受光素子が設けられている。
ここで、上記基板５は、結晶面（１００）から〈０１１〉方向に略９°傾斜したものである。また、図２によれば、出射光反射面Ｍ1 と、受光用反射面Ｍ2 とを結晶面（１１１）により形成した場合、出射光反射面Ｍ1 は、基板５に対して略４５°の角度を有するように設けられ、これによりレーザ光源３からの出射光はこの出射光反射面Ｍ1 にて基板５に対して略垂直方向に反射する。
【００２９】
また、上記光学装置の作製方法は、先ず、例えば結晶面（１００）から〈０１１〉方向に略９°傾斜した上記ｎ−ＧａＡｓ基板上に、半導体レーザの第１クラッド層、活性層及び第２クラッド層から成る各層を、ＡｌＧａＡｓ系半導体材料によりエピタキシャル成長させる。このエピタキシャル成長には、例えば結晶成長方法の１つであるＭＯＣＶＤ法が用いられる。このＭＯＣＶＤ法が、比較的容易に行える結晶成長方法である。結晶成長後、フォトリソグラフィ等により半導体レーザが形成される部分に絶縁膜等によるパターンを形成し、この絶縁膜をマスクとして、例えばエッチング方法の１つであるＲＩＥ等による異方性エッチングを施して、半導体レーザの共振器端面を形成する。続いて、基板上の半導体レーザの一方の共振器端面に面して、ＧａＡｓ等より成る反射鏡１となる反射部を選択的にＭＯＣＶＤ法にてエピタキシャル成長させて形成する。ここで、出射光反射面Ｍ1 及び受光用反射面Ｍ2 は、結晶面による成長速度の違いにより成長プロセスのみで自動的に形成される。さらに、受光用反射面Ｍ2 に対向して、基板上にイオン注入または結晶成長等によりｐｎ結合を形成し、受光部であるフォトダイオードＰＤ1 、ＰＤ2 を分割して形成する。そして、所望のレンズ等の光学部品を構成し、上記光学装置が形成される。
【００３０】
図１及び図２に示した光学装置によれば、レーザ光源３から出射したレーザ光は、反射鏡１の出射光反射面Ｍ1 において基板５に対して略垂直に反射して、図示されないレンズ等の集光手段により集光され、図示されない光学ディスク等の被照射体近傍で焦点を結ぶ。
【００３１】
また、上記被照射体で反射された戻り光は、再度上記集光手段により集光され、受光用反射面Ｍ2 により反射され受光部であるフォトダイオードＰＤ1 、ＰＤ2 にて受光される。ここで、上記受光部は２つに分割されており、後述するナイフエッジ法に基づいてフォトダイオードＰＤ1 での光電流強度Ｉ1 と、フォトダイオードＰＤ2 での光電流強度Ｉ2 とを比較することで、フォーカスエラー信号が検出可能となる。また、上記光電流強度Ｉ1 、Ｉ2 との比較は、両光電流強度の差分あるいは比を検出することでなされる。
【００３２】
ここで、上記光学素子の動作説明に先立って、ナイフエッジ法によるフォーカスエラー信号検出の原理を説明する。
【００３３】
図３のａ、ｂは、上記ナイフエッジ法を説明する図である。
【００３４】
上記ナイフエッジ法は、図３のａ、ｂに示すように、戻り光１２３が、受光部であるフォトダイオードＰＤ1 、ＰＤ2 に到達する前に、収差光路上にナイフエッジ１２１を立ててフォトダイオードＰＤ1 、ＰＤ2 にて検出される光電流強度を比較器１２２にて比較することでフォーカスエラー信号が得られる方法である。
【００３５】
ここで、上記第一の実施例では、反射鏡１が出射光反射面Ｍ1 をもって反射させた光成分が図３において遮光された光成分となり、受光用反射面Ｍ2 で反射された光成分がナイフエッジを介して受光部に到達する光成分となることから、この反射鏡１は上記ナイフエッジとして作用していることになる。
【００３６】
図４のａは、上記ナイフエッジ法を上記第一の実施例に従ってモデル化した図であり、また、図４のｂは、後述する吸収体４３にて光が吸収された残りの光エネルギの変化を光軸方向すなわちＺ軸方向に沿って示すグラフである。すなわち、図４のａにおいて、ＸＺ平面より下の部分を光を吸収する吸収体４３と仮定しており、この吸収体４３の表面が上記受光部の表面に対応する。また、反射面と受光面とが接する位置をＺ＝０としている。また、Ｚ＜ＺS 及びＺ＞ＺS ＋ΔＺで示される位置をフォトダイオードＰＤ1 、ＰＤ2 がそれぞれ配置されると想定した位置とする。また、図４のｂにおいては、デフォーカスの大きさを変化させて得られる関係として、それぞれデフォーカスが０の場合を実線、デフォーカスが０でない場合を破線にて示している。
【００３７】
図４のａでは、第一の実施例の反射鏡１に入射する光を部分的に反射して上記フォトダイオードに入射する構成を、ミラー４１にて全反射した光を所定形状を有するマスク４２にて一部を遮光する構成でモデル化している。
【００３８】
記録媒体等のレーザ光の被照射体からの戻り光は、図４のａに示すように、ミラー４１にて反射して、Ｚ＝０におけるＸＹ平面の範囲４４を欠切したマスク４２を通すことで上記第一の実施例の反射鏡１で反射された光すなわちナイフエッジを介した光と等価な光となり、上記受光部である吸収体４３上の上記フォトダイオードＰＤ1 、ＰＤ2 が配置されると想定する位置に入射する。この吸収体４３により吸収され残存する光エネルギをＰとして、このＰをＺ＝０のときのＰの値で規格化したＰの値とＺとの関係は、図４のｂに示す通りである。
【００３９】
さらに、図４のｂによれば、吸収体４３で吸収される光のエネルギの分布は、上記フォトダイオードＰＤ1 、ＰＤ2 が配置される想定される位置の範囲で検出されるエネルギの分布と等しい。
【００４０】
そこで、仮にフォトダイオードＰＤ1 、ＰＤ2 を配置してこれらフォトダイオードが検出するとされる光電流強度をそれぞれＩ1 、Ｉ2 と仮定すると、上記光エネルギＰの分布は光電流強度Ｉ1 、Ｉ2 の分布に等しくなる。すなわち、デフォーカスが大となる範囲ではＩ1 が小さくなりＩ2 が大きくなり、また、デフォーカスが小となる範囲ではＩ1 が大きくなりＩ2 が小さくなる。従って、フォーカスエラー信号の検出は、フォトダイオードＰＤ1 、ＰＤ2 で検出された光電流強度Ｉ1 、Ｉ2 の値を比較することで行うことができることになる。
【００４１】
上述したナイフエッジ法を適用するために、フォトダイオードＰＤ1 、ＰＤ2 にて受光される光量を見積もるために、光学装置における戻り光のデフォーカスが＋５０μｍ、０、−５０μｍのときのビーム伝搬の計算結果を図５及び図６に示す。なお、図５は、ＸＺ平面について、図６はＹＺ平面について計算した結果を示す。また、図５及び図６において、受光用反射面Ｍ2 と戻り光中心とのオフセットを２μｍとしている。
【００４２】
図５及び図６によれば、デフォーカスが小さくなるほど、戻り光２の入射位置が反射面Ｍ2 から遠くなることがわかる。
【００４３】
また、異なるデフォーカスの大きさ毎の受光用反射面Ｍ2 とフォトダイオードＰＤ1 、ＰＤ2 が形成された平面とが接する位置からの距離であるＺ［μｍ］と光強度Ｐ［ａ．ｕ．］との関係を図７に、また、各デフォーカスの大きさでの上記Ｐ[z] をＺ＝０のときのＰの値Ｐ[Z=0] に基づいて規格化して、この規格化した値とＺとの関係を図８に示す。なお、図７及び図８共に、デフォーカスが負をとるときの曲線を実線で、正をとるときの曲線を破線で表し、また、デフォーカスの大きさの絶対値の大きい程、Ｐ[Z=0] が大きい。
【００４４】
また、上記Ｚの値が、フォトダイオードＰＤ1 、ＰＤ2 の境界を指す範囲のデフォーカスの大きさ［μｍ］とフォトダイオードＰＤ1 に届く光の光強度ＩPD1 ［ａ．ｕ．］との関係を図９に、また、上記デフォーカスの大きさとフォトダイオードＰＤ2 に届く光の光強度ＩPD2 との関係を図１０に示す。なお、反射鏡の高さを２０μｍ、ＸＺ平面の方向への反射面の傾斜を５４．７°、計算グリッドのメッシュ幅を１λ＝７８０ｎｍ、Ｚ方向へのビーム伝搬ステップをΔＺ＝５μｎｍ、ビーム中心からのナイフエッジへのオフセットを２μｍとし、Ｚ＝０における初期電界をベッセル式にて算出した結果を用いた。
【００４５】
さらに、上記ＩPD1 と上記ＩPD2 との比較として、各Ｚの値における（ＩPD1 −１．２・ＩPD2 ）［ａ．ｕ．］と上記デフォーカスの大きさ［μｍ］との関係を図１１に、また、各Ｚの値に対する（ＩPD1 −１．２・ＩPD2 ）を（ＩPD1 ＋１．２・ＩPD2 ）で規格化したものと上記デフォーカスの大きさ［μｍ］との関係を図１２にそれぞれ示す。なお、ＩPD2 に掛けた重み１．２は、Ｚが５０μｍ、デフォーカスが０のときのＩPD1 とＩPD2 との差分が０となる値である。
【００４６】
図６乃至図１２によれば、具体的には、フォトダイオードＰＤ1 、ＰＤ2 との境界が、２５μｍ＜Ｚ＜７５μｍ、好ましくは４０μｍ＜Ｚ＜５５μｍに位置するとき、フォーカスエラー信号の検出が可能となる。
【００４７】
次に、本発明の第二の実施例となる光学装置の要部を斜視した様子を模式的に表したものを図１３に、フォトダイオードＰＤ3A、ＰＤ3Bを省略したものの平面図を模式的に表したものを図１４にそれぞれ示す。
【００４８】
上記第二の実施例の光学装置は、図１３及び図１４に示すように、発光部であるレーザ光源３から出射される出射光が被照射体にて反射して得られる戻り光の焦点位置近傍に配置された反射部としての反射鏡１１と、上記反射部の第一、第二の反射面ＭA 、ＭB に対向して配置された受光部としてのフォトダイオードＰＤ1A、ＰＤ2A、ＰＤ3A、ＰＤ1B、ＰＤ2B、ＰＤ3Bとを有し、上記反射面ＭA 、ＭB は、上記戻り光の一部を反射するように配置され、上記受光部において信号を検出するものである。
【００４９】
また、上記第二の実施例の光学装置において、例えば結晶面（１００）を主面とするＧａＡｓ等で形成された基板５上に、結晶面（１−１０）、（１１１）及び（１１−１）を有するＧａＡｓ等より成る三角錐形状の反射部として出射光反射面Ｍ1 と、受光用反射面としての第一、第二の反射面ＭA 、ＭB とがそれぞれ配置される。そして、出射光反射面Ｍ1 に対向して半導体レーザ等より成るレーザ光源３が設けられ、また、第一の反射面ＭA に対向して戻り光の光路に沿って第一の反射面ＭA から順にフォトダイオードＰＤ1A、ＰＤ2A、ＰＤ3Aが、また、第二の反射面ＭB に対向して戻り光の光路に沿って第二の反射面ＭB から順にフォトダイオードＰＤ1B、ＰＤ2B、ＰＤ3Bがそれぞれ基板５上に設けられる。フォトダイオードＰＤ1A、ＰＤ2AとＰＤ1B、ＰＤ2Bはそれぞれ上記光路の光軸に直交する向きに分割され、また、フォトダイオードＰＤ3A、ＰＤ3Bは、基板５上にＧａＡｓ等を成長させて成る部分の結晶面（１−１−１）及び（１−１１）にそれぞれ設けられる。なお、第一、第二の反射面ＭA 、ＭB を結晶面（１１１）、（１１−１）により構成した場合、戻り光２の光軸は反射鏡１１にて互いに９０°の角度に分離される。
【００５０】
さらに、上記フォトダイオードＰＤ1A、ＰＤ2A、ＰＤ1B、ＰＤ2Bの表面には、レーザ光のＳ偏光成分を選択的に反射させると共にＰ偏光成分を透過させるための被膜が被着形成されたり、または、金属グリッドが設けられている。また、フォトダイオードＰＤ3A、ＰＤ3Bの表面には、レーザ光のＰ偏光成分を選択的に反射させると共にＳ偏光成分を透過させるための被膜が被着形成されたり、または、金属グリッドが設けられている。
【００５１】
また、上記第二の実施例の光学装置の作製方法は、上記第一の実施例の光学装置の作製方法と同様であるが、図１５乃至図２５を用いて説明する。
【００５２】
先ず、図１５に示すようにレーザダイオードである基板５形成のためのエピタキシャル成長を行う（第一期エピタキシャル成長）。続いて、図１６に示すようにストライプ状箇所２１にエッチングを行った後、図１７に示すようにレーザダイオード形成のためのエピタキシャル成長を行う（第二期エピタキシャル成長）。第二期エピタキシャル成長した基板５上に、図１８に示すようにＲＩＥ等の異方性エッチングを行いストライプ状箇所２１の基板５の中央側に面する端面にキャビティミラー２２を形成し、図１９に示すようにこのキャビティミラー２２にコーティング処理を行い、さらに、図２０示すようにＲＩＥ異方性エッチングを行い斜状ミラー１１、２３、２４のベースを形成する。さらに、図２１に示すようにエピタキシャル成長を行い反射鏡１１及び斜状ミラー２３、２４を形成し、さらに、亜鉛拡散を行い、図２２に示すように受光部であるフォトダイオードＰＤ1A、ＰＤ2A、ＰＤ3A、ＰＤ1B、ＰＤ2B、ＰＤ3Bを形成する。続いて、図２３に示すようにフォトダイオードＰＤ1A、ＰＤ2A、ＰＤ3A、ＰＤ1B、ＰＤ2B、ＰＤ3Bの各面に対して低反射コーティングあるいは偏光コーティングを行った後、図２４に示すように反射鏡１１及び斜状ミラー２３、２４に対して鏡面形成のための金属薄膜コーティングを行い、最後に図２５に示すように金属薄膜コーティングにより電極２５、２６、２７、２８、２９、３０を形成して、上記光学装置を作製する。
【００５３】
また、図１３及び図１４に示した上記第二の実施例の光学装置によれば、レーザ光源３から出射されたレーザ光は、反射鏡１１の出射光反射面Ｍ1 にて基板５に対して略垂直方向に反射し、図示されないレンズ等の集光手段にて集光されて図示されない光学ディスク等の被照射体近傍にて焦点を結ぶ。上記被照射体にて反射された戻り光２は、再度上記集光手段にて集光されて反射鏡１１の第一、第二の反射面ＭA 、ＭB にて反射し、第一の反射面ＭA にて反射したレーザ光はフォトダイオードＰＤ1A、ＰＤ2A、ＰＤ3Aにて受光され、第二の反射面ＭB にて反射したレーザ光はフォトダイオードＰＤ1B、ＰＤ2B、ＰＤ3Bにて受光される。
【００５４】
ここで、フォトダイオードＰＤ1A、ＰＤ2A、ＰＤ1B、ＰＤ2BではＰ偏光成分が選択的に検出され、また、フォトダイオードＰＤ3A、ＰＤ3BではＳ偏光成分が選択的に検出される。
【００５５】
ここで、この偏光分離の原理を説明する。図２６は偏光分離の原理図であり、図２７は入射面をＧａＡｓとしたとき光の入射角を変化させたときのＰ偏光成分及びＳ偏光成分の透過率を示す図であり、図２８は上記入射面をＧａＡｓ上に設けた多層膜としたときのＰ偏光光及びＳ偏光光の透過率を示す図である。
【００５６】
なお、図２６において、ＸＹ平面を偏光分離面として、偏光方向Ｈに対して角度Φだけ回転したところに反射面Ｍを設けて、さらに、この反射面Ｍは入射光が反射して上記偏光分離面に入射する際の入射角が角度Θとなるように設けられる。また、被照射体からの戻り光の光軸をＥ0 としている。
【００５７】
図２６によれば、偏光方向Ｈを有する戻り光２は、反射面Ｍにて反射すると、偏光方向Ｈ´を有する光となり、上記偏光分離面に入射する。また、この偏光分離面にてＰ偏光成分及びＳ偏光成分の内どちらか一方を透過させることで、偏光分離可能となる。また、図２７及び図２８によれば、入射面として多層膜を設けたときの方が、効率的に偏光分離が行えることがわかる。さらに、この偏光分離面に対する入射角は５０°から８０°までの間の角度、好ましくはＰ偏光成分に対して反射率が理想的に０となる角度いわゆるブリュースター角近傍とするのがよいと考えられる。
【００５８】
上述の偏光分離方法を用いて、この戻り光２を偏光分離することで検出される各種信号は、以下の（１）式乃至（４）式に示すように求められる。なお、ここでフォトダイオードＰＤn で得られる光電流強度を光電流強度Ｉn としている。
【００５９】
ＲＦ信号 ：(I1A+I2A+I3A)+(I1B+I2B+I3B) ・・・（１）
光磁気信号 ：(I1A+I2A-I3A)+(I1B+I2B-I3B) ・・・（２）
フォーカスエラー信号 ：(I1A-I2A)+(I1B-I2B) ・・・（３）
トラッキングエラー信号：(I1A+I2A+I3A)-(I1B+I2B+I3B) ・・・（４）
以上のように、戻り光２の光軸を反射鏡１１にて例えば２つに分割し、各分割された光軸上に配設されたフォトダイオードの表面に入射する光を偏光分離して一方の偏光成分のみ検出するようにする場合、上記光軸を互いに９０°の角度に分割すると効率よく上記偏光分離を行うことができる。
【００６０】
また、通常のナイフエッジ法や上記第一の実施例に比べて、戻り光の内の受光用反射面で反射する光量を多くできるという利点がある。これは、１つの反射鏡に出射光反射面と受光用反射面とを形成しており、出射光反射面では発光部からの出射光を効率よく反射させるために、光軸中心を出射光反射面側にずらす必要がある。このため第一の実施例の形状の反射鏡において戻り光の受光用反射面で反射される割合よりも、第二の実施例の形状の反射鏡において戻り光の受光用反射面で反射される割合の方が大きく、すなわち上記戻り光を上記受光用反射面により多く供給できるからである。
【００６１】
なお、上記第二の実施例の光学装置において、光磁気ディスクからの光磁気信号を検出するために各フォトダイオードを偏光分離することができるように構成したが、これを光ディスクからの反射光強度信号を検出する場合にも適用できるが、この場合には各フォトダイオードの表面を一方の偏光成分を選択的に反射して他の偏光成分のみを透過させるような被膜を被着形成あるいは金属グリッドを形成する必要がない。
【００６２】
上記第二の実施例の光学装置と同様の形状を有する反射鏡を用いた光学装置の例を図２９に示す。
【００６３】
この光学装置は、発光部から出射される出射光が被照射体にて反射して得られる戻り光の焦点位置近傍に配置された反射部としての反射鏡１１と、上記反射部の第一、第二の反射面ＭA 、ＭB に対向して配置された受光部としてのフォトダイオードＰＤ1A、ＰＤ2A、ＰＤ1B、ＰＤ2Bとを有し、上記第一、第二の反射面ＭA 、ＭB は、上記戻り光の一部を反射するように配置され、上記受光部において信号を検出するものである。
【００６４】
この図２９に示した光学装置と、図１３及び図１４に示した光学装置とが異なる点は、各フォトダイオードの形状が変更されている点と、新たにフォトダイオードＰＤC が設けられている点である。
【００６５】
これは、例えばフォトダイオードＰＤ1A、ＰＤ2Aの境界を第一の反射面ＭA からの反射光の光軸に対して斜めに設けることで、ディスクスキュー（disc skew ）すなわちディスクの傾きに対応して、反射光の光軸が矢印ｃに示す方向にぶれても、フォトダイオードＰＤ1A、ＰＤ2Aが受光する比率が変化しないようにできる。フォトダイオードＰＤ1B、ＰＤ2Bについても同様である。
【００６６】
また、上記フォトダイオードＰＤC を追加することで、仮にフォーカスサーボシステムが領域範囲外となり戻り光が非常に強くデフォーカスしたときにも、戻り光を検出できるようにしている。また、このフォトダイオードＰＤC にて検出した光強度に基づいた信号は、他のフォトダイオードにて検出された光強度に基づいた信号とは独立に、フォーカスエラー信号として用いられるようにしている。
【００６７】
次に、上記本発明の第三の実施例となる光学装置の要部を斜視した様子を模式的に表したものを図３０に、この第三の実施例の光学装置の平面図を模式的に表したものを図３１にそれぞれ示す。
【００６８】
上記第三の実施例の光学装置は、図３０及び図３１に示すように、発光部であるレーザ光源３から出射される出射光が被照射体にて反射して得られる戻り光の焦点位置近傍に配置された反射部としての反射鏡１２と、上記反射部の第一、第二の反射面ＭA 、ＭB に対向して配置された受光部としてのフォトダイオードＰＤ1A、ＰＤ2A、ＰＤ1B、ＰＤ2Bとを有し、上記第一、第二の反射面ＭA 、ＭB は、上記戻り光の一部を反射するように配置され、上記受光部において信号を検出するものである。
【００６９】
また、上記第三の実施例の光学装置において、例えば結晶面（１００）から結晶面〈０１１〉方向に略９°傾斜したＧａＡｓ等で構成される基板５上に結晶面（１−１−１）、（１１−１）、（１−１１）、（１１１）を有するＧａＡｓ等より成る反射鏡１２が配置される。上記結晶面（１−１−１）は、レーザ光源３と対向する出射光反射面Ｍ1 を、結晶面（１−１１）は第一の反射面ＭA を、また、結晶面（１１−１）は第二の反射面ＭB をそれぞれ形成している。さらに、第一の反射面ＭA に対向して光路に沿って反射鏡１２より順にフォトダイオードＰＤ1A、ＰＤ2Aが、また、第二の反射面ＭB に対向して光路に沿って反射鏡１２より順にフォトダイオードＰＤ1B、ＰＤ2Bがそれぞれ配置されている。さらに、フォトダイオードＰＤ2A、ＰＤ2Bは基板５上に形成された結晶面（１１−１）及び（１−１１）部分にそれぞれ配置されている。
【００７０】
上記第三の実施例の光学装置の作製方法は、上述した第二の実施例の光学装置の作製方法と同様の方法で作製することが可能である。
【００７１】
上記第三の実施例の光学装置によれば、レーザ光源３から出射されるレーザ光は、反射鏡１２上の出射光反射面Ｍ1 にて基板５に対して略垂直方向に反射して、図示されないレンズ等の集光手段にて集光されて図示されない光学ディスク等の被照射体近傍にて焦点を結ぶ。上記被照射体にて反射された戻り光２は、再度上記集光手段にて集光されて反射鏡１２の第一、第二の反射面ＭA 、ＭB にて反射し、第一の反射面ＭA にて反射したレーザ光はフォトダイオードＰＤ1A、ＰＤ2Aにて受光され、第二の反射面ＭB にて反射したレーザ光はフォトダイオードＰＤ1B、ＰＤ2Bにて受光される。また、この戻り光２により検出される各種信号は、以下の（５）式乃至（７）式に示すように求められる。なお、ここでも上述の通りフォトダイオードＰＤn で得られる光電流強度を光電流強度Ｉn としている。
【００７２】
ＲＦ信号 ：(I1A+I2A)+(I1B+I2B) ・・・（５）
フォーカスエラー信号 ：(I1A-I2A)+(I1B-I2B) ・・・（６）
トラッキングエラー信号：(I1A+I2A)-(I1B+I2B) ・・・（７）
また、第二の実施例の光学装置と同様に、第三の実施例の光学装置は、通常のナイフエッジ法や上記第一の実施例に比べて、戻り光の内の受光用反射面で反射する光量を多くできるという利点がある。これは、１つの反射鏡に出射光反射面と受光用反射面とを形成しており、出射光反射面では発光部からの出射光を効率よく反射させるために、光軸中心を出射光反射面側にずらす必要がある。このため第一の実施例の形状の反射鏡において戻り光の受光用反射面で反射される割合よりも、第三の実施例の形状の反射鏡において戻り光の受光用反射面で反射される割合の方が大きく、すなわち上記戻り光を上記受光用反射面により多く供給できるからである。
【００７３】
また、上記第三の実施例の光学装置において、フォトダイオードＰＤ2A、ＰＤ2Bを立体的、すなわち第一、第二の反射面ＭA 、ＭB にそれぞれ対向するように斜面を設けてこの斜面にフォトダイオードＰＤ2A、ＰＤ2Bを設けたが、これに限らず、同一平面上に設けても差し支えない。すなわち、フォトダイオードＰＤ1A、ＰＤ1Bが形成されている面と同一の面上にフォトダイオードＰＤ2A、ＰＤ2Bを設けてもよい。
【００７４】
また、第二の実施例の光学装置に用いた反射鏡１１をレーザ光源から見たときの図を図３２に示す。また、第三の実施例の光学装置に用いた反射鏡１２をレーザ光源から見たときの図を図３３に示す。また、この出射光が入射したときの反射面Ｍ1 で示される形状を入射光１１１にて示している。さらに、頂点から入射光の中心までの直線距離すなわちオフセットは距離Ｌで示されている。
【００７５】
図３１及び図３２によれば、上記オフセットの範囲で入射すると反射面Ｍ1 に入射光１１１が納まらなくなり、この納まらない部分が記録媒体等の被照射体への光の光量の損失分となる。従って、このオフセットが大きいと戻り光を検出する効率が下がる虞があり、改善が望まれる。ここでは、図３２に挙げた反射鏡１２の改善が望まれる。
【００７６】
ここで、上記第三の実施例の反射鏡の改善すると考えられる反射鏡をレーザ光源から見た図を図３４に示す。この反射鏡１４によれば、上記オフセットの範囲でレーザ光が入射される虞がないため、効率が下がる虞がない。
【００７７】
また、本発明の第四の実施例として、図３４に示した反射鏡１４を用いて成る光学装置を図３５に示す。
【００７８】
上記第四の実施例の光学装置は、発光部であるレーザ光源３から出射される出射光が被照射体にて反射して得られる戻り光２の焦点位置近傍に配置された反射部としての反射鏡１４と、上記反射部の第一、第二の反射面ＭA 、ＭB に対向して配置された受光部としてのフォトダイオードＰＤ1A、ＰＤ2A、ＰＤ1B、ＰＤ2Bとを有し、上記第一、第二の反射面ＭA 、ＭB は、上記戻り光の一部を反射するように配置され、上記受光部において信号を検出するものである。
【００７９】
上記第四の実施例の光学装置において、例えば結晶面（１００）を主面とするＧａＡｓ等の基板５上に、結晶面（１１１）、（１１−１）、（−１−１１）、（１−１１）より成る水平な稜線１４ａを有する屋根型形状の反射鏡１４が配置されている。そして、結晶面（１１１）はレーザ光源３と対向する出射光反射面Ｍ1 を形成し、結晶面（１１−１）は第一の反射面ＭA を形成し、結晶面（１−１１）は第二の反射面ＭB を形成し、結晶面（−１−１１）は第三の反射面ＭD を形成している。また、第一の反射面ＭA に対向してフォトダイオードＰＤ1A、ＰＤ2Aが配設され、第二の反射面ＭB に対向してフォトダイオードＰＤ1B、ＰＤ2Bが配設され、さらに、第三の反射面ＭD に対向してフォトダイオードＰＤD が配設されている。
【００８０】
この第四の実施例の光学装置によれば、レーザ光源３から出射したレーザ光としての出射光１１１は、出射光反射面Ｍ1 にて基板５に対して略垂直な方向に反射し、図示されない集光レンズ等の集光手段にて図示されない記録媒体等の被照射体近傍で焦点を結ぶ。この被照射体で反射した戻り光２は、再度上記集光手段にて集光され、反射鏡１４に入射する。さらに、上記戻り光２は第一、第二、第三の反射面ＭA 、ＭB 、ＭD にて反射して、各反射面に対向するフォトダイオードにて受光される。
【００８１】
また、フォトダイオードＰＤn にて受光される光電流強度をＩn とすると、各信号は（８）式乃至（１０）式に示すように求められる。
【００８２】
ＲＦ信号 ：I3又は(I1A-I2A)+(I1B-I2B)+I3 ・・・（８）
フォーカスエラー信号 ：(I1A-I2A)+(I1B-I2B) ・・・（９）
トラッキングエラー信号：(I1A+I2A)-(I1B+I2B) ・・・（１０）
また、第二の実施例及び上記第三の実施例の光学装置と同様に、第四の実施例の光学装置は、通常のナイフエッジ法や上記第一の実施例に比べて、戻り光の内の受光用反射面で反射する光量を多くできるという利点がある。これは、１つの反射鏡に出射光反射面と受光用反射面とを形成しており、出射光反射面では発光部からの出射光を効率よく反射させるために、光軸中心を出射光反射面側にずらす必要がある。このため第一の実施例の形状の反射鏡において戻り光の受光用反射面で反射される割合よりも、第四の実施例の形状の反射鏡において戻り光の受光用反射面で反射される割合の方が大きく、すなわち上記戻り光を上記受光用反射面により多く供給できるからである。
【００８３】
また、本発明の記録媒体再生装置は、図３６に示すように、光学記録媒体１００に光を照射して得られる戻り光１０７を検出し、再生する記録媒体再生装置において、上記光学記録媒体１００に照射する光を出射する発光部１０２と、上記発光部１０２から出射される光を上記光学記録媒体１００上に集光させる集光手段としての対物レンズ１０３と、上記戻り光１０７の焦点位置近傍に配置された反射部としての反射鏡１０４と上記反射部の受光用反射面に対向して配置された受光部としてのフォトダイオードＰＤA 、ＰＤB 、ＰＤS とを有すると共に、上記受光用反射面は上記戻り光１０７の一部を反射するように配置され上記受光部において信号を検出する光学装置１０１と、上記光学装置１０１にて検出した信号に基づいて上記光学記録媒体１００の内容を再生する再生部１０５とを有するものである。
【００８４】
また、上記記録媒体再生装置において、光学装置１０１内に配設された発光部１０２からのレーザ光は、反射鏡１０４の出射光反射面にて反射し光学装置１０１に対して略垂直方向に出射される。このレーザ光は対物レンズ１０３にて光学記録媒体１００上に集光される。この光は戻り光１０７となり、上記対物レンズ１０３にて反射鏡１０４の近傍で焦点を結ぶ。さらに、戻り光は反射鏡１０４の受光用反射面に入射して反射し、この反射光はフォトダイオードＰＤA 、ＰＤB 、ＰＤS に入射し、各フォトダイオードは入射した光を検出する。なお、例えば上記対物レンズ１０３は、光学記録媒体がディスク形状である場合、このディスク状記録媒体の径方向及び垂直方向へ移動可能とするアクチュエータいわゆる二軸デバイスを有していて、後述するサーボ信号に応じて対物レンズ１０３の動作を制御している。
【００８５】
これらフォトダイオードで検出された信号が再生部１０５も送られて、この信号に基づいた再生処理が行われる。そして、再生処理された信号が再生信号出力端子１０６から出力される。
【００８６】
上記記録媒体再生装置によれば、上記再生部１０５からのサーボ信号にて上記対物レンズ１０３の上記二軸デバイスの動作が制御されるのであるが、このサーボ信号例えばフォーカスサーボ信号やトラッキングサーボ信号は、例えば上記各フォトダイオードＰＤA、 ＰＤB にて検出された光強度に基づいて得られるフォーカスエラー信号やトラッキングエラー信号等を用いて得られる信号である。また、例えばＲＦ信号はフォトダイオードＰＤSにて検出される。
【００８７】
なお、上記光学素子１０１は、上述した本発明の光学素子の内、どの光学素子を用いても差し支えない。
【００８８】
また、図３６には、記録媒体再生装置を示したが、本発明の光学装置は、前述のフォーカスエラー信号検出法を用いて、センサとして、被照射体との距離を検出することも可能である。
【００８９】
以上のように構成することで、各光学装置において、発光部であるレーザ光源３と、このレーザ光源３からの直接の戻り光を反射する反射鏡１、１１、１２、１４と、各フォトダイオードとを同一の基板５上に設けることで、新たにアライメントを必要とせず、また、上記戻り光を上記フォトダイオードにて検出することで、ＲＦ信号、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号の検出が可能である。
【００９０】
また、上記フォトダイオードを偏光分離して各偏光成分を検出するように構成することで、上述したように新たにアライメントを必要とせず、また、上記戻り光を上記フォトダイオードにて検出することで、ＲＦ信号、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号の他、光磁気信号の検出も可能となる。
【００９１】
また、反射鏡の形状を反射鏡１１、１２、１４で挙げた形状にすることにより、発光部であるレーザ光源３からの出射光が出射光反射面で反射する際の光量を落とすことなく、また、受光用反射面にて受光部に反射する反射光量を増やしてパワー効率を高めることができる。これは、１つの反射鏡に出射光反射面と受光用反射面とを形成しており、出射光反射面では発光部からの出射光を効率よく反射させるために、光軸中心を出射光反射面側にずらす必要がある。このため第一の実施例の反射鏡において戻り光の受光用反射面で反射される割合よりも、第二、第三、第四の実施例の反射鏡で戻り光の受光用反射面で反射される割合の方が大きく、すなわち上記戻り光を上記受光用反射面により多く供給できるからである。
【００９２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の光学装置によれば、例えば光学記録媒体を読み出す際に得られる各信号を検出するのに、外部に受光部を設けなくてもよいため、調整を必要とせず、また、光学装置の小型化を図ることが可能で、さらに、比較的簡単な工程にて製造できるため大量生産が可能になり、低価格化が期待できる。
【００９３】
また、反射部をナイフエッジとして用いることで、ナイフエッジ法によるフォーカスエラー信号の検出するための光学装置の小型化が可能で、さらに、比較的簡単な工程にて製造できるため大量生産が可能になり、低価格化が期待できる。
【００９４】
さらに、複数設けた受光部の少なくとも１つの受光素子を偏光分離可能とすることで、偏光変調成分を伴う光磁気信号を検出するための光学装置の小型化が可能で、さらに、比較的簡単な工程にて製造できるため大量生産が可能になり、低価格化が期待できる。
【００９５】
また、上記受光部の構成を少なくとも２以上の受光素子で構成することで、トラッキングエラー信号の検出を焦点位置近傍の光を利用して行うことにより、レンズ等のオフセットによる検出誤差を低減でき、さらに、この光学装置の小型化が可能で、さらに、比較的簡単な工程にて製造できるため大量生産が可能になり、低価格化が期待できる。
【００９６】
また、本発明の記録媒体再生装置によれば、光学装置にて光学記録媒体を読み出す際に得られる各信号を検出するのに、上記光学装置の外部に受光部を設けなくてもよいため、調整を必要とせず、また、上記光学装置の小型化を図ることが可能で、さらに、上記光学装置は比較的簡単な工程にて製造できるため大量生産が可能になり、低価格化が期待できるため、この光学装置を用いて成る上記記録媒体再生装置の小型化及び低価格化が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光学素子を適用した第一の実施例である光学装置の平面図である。
【図２】上記第一の実施例の光学装置を側面から見た図である。
【図３】ナイフエッジ法によるフォーカスエラー信号の検出の原理を説明する図である。
【図４】上記ナイフエッジ法をモデル化した図である。
【図５】上記第一の実施例の光学装置における戻り光の伝搬の計算結果をＸＺ平面について求めた結果を示すグラフである。
【図６】上記第一の実施例の光学装置における戻り光の伝搬の計算結果をＹＺ平面について求めた結果を示すグラフである。
【図７】上記第一の実施例の光学装置で、異なるデフォーカスの大きさにおける反射面と受光面とが接する位置からの距離Ｚと光強度との関係を示すグラフである。
【図８】上記第一の実施例の光学装置で、異なるデフォーカスの大きさにおける反射面と受光面とが接する位置からの距離Ｚと光強度との関係を規格化したグラフである。
【図９】上記第一の実施例の光学装置で、一のフォトダイオードが検出する光強度とデフォーカスとの関係を示すグラフである。
【図１０】上記第一の実施例の光学装置で、他のフォトダイオードが検出する光強度とデフォーカスとの関係を示すグラフである。
【図１１】上記第一の実施例の光学装置で、上記一のフォトダイオードと他のフォトダイオードとが検出する光強度の比較結果を示すグラフである。
【図１２】上記第一の実施例の光学装置で、上記一のフォトダイオードと他のフォトダイオードとが検出する光強度の比較結果を規格化したグラフである。
【図１３】本発明の光学素子を適用した第二の実施例である光学装置を斜視した図である。
【図１４】上記第二の実施例の光学装置の平面図を模式的に示す図である。
【図１５】上記第二の実施例の光学装置の製造工程を説明する図である。
【図１６】上記第二の実施例の光学装置の製造工程を説明する図である。
【図１７】上記第二の実施例の光学装置の製造工程を説明する図である。
【図１８】上記第二の実施例の光学装置の製造工程を説明する図である。
【図１９】上記第二の実施例の光学装置の製造工程を説明する図である。
【図２０】上記第二の実施例の光学装置の製造工程を説明する図である。
【図２１】上記第二の実施例の光学装置の製造工程を説明する図である。
【図２２】上記第二の実施例の光学装置の製造工程を説明する図である。
【図２３】上記第二の実施例の光学装置の製造工程を説明する図である。
【図２４】上記第二の実施例の光学装置の製造工程を説明する図である。
【図２５】上記第二の実施例の光学装置の製造工程を説明する図である。
【図２６】偏光分離方法の原理を説明する図である。
【図２７】入射面をＧａＡｓとしたときの光の入射角とＰ偏光成分あるいはＳ偏光成分の透過率との関係を示すグラフである。
【図２８】入射面をＧａＡｓ上に設けた多層膜としたときの光の入射角とＰ偏光成分あるいはＳ偏光成分の透過率との関係を示すグラフである。
【図２９】上記第二の実施例の光学装置の反射鏡と同様の形状を有する光学素子の例の適用例を示す図である。
【図３０】本発明の光学素子を適用した第三の実施例である光学装置を斜視した図である。
【図３１】上記第三の実施例の光学装置の平面図を模式的に示す図である。
【図３２】第二の実施例の光学装置に用いた反射鏡をレーザ光源の方向から見た図である。
【図３３】第三の実施例の光学装置に用いた反射鏡をレーザ光源の方向から見た図である。
【図３４】第四の実施例の光学装置に用いる反射鏡をレーザ光源の方向から見た図である。
【図３５】本発明の光学素子を適用した第四の実施例である光学装置の平面図を模式的に示す図である。
【図３６】本発明の記録媒体再生装置の一例を示す図である。
【図３７】従来の光学素子を用いた光学装置の一例を示す図である。
【図３８】従来の光学素子を用いた光学装置の他の例を示す図である。
【符号の説明】
１、１１、１２、１４ 反射鏡
３ レーザ光源
５ 基板
Ｍ1 出射光反射面
Ｍ2 受光用反射面
ＭA 第一の反射面
ＭB 第二の反射面
ＰＤA 、ＰＤB フォトダイオード
ＰＤ1A、ＰＤ2A、ＰＤ3A フォトダイオード
ＰＤ1B、ＰＤ2B、ＰＤ3B フォトダイオード
１０１ 光学装置
１０２ 発光部
１０３ 対物レンズ
１０４ 反射鏡
１０５ 再生部
【産業上の利用分野】
本発明は、発光部から出射される出射光が被照射体にて反射して得られる戻り光を受光して信号を検出する光学装置と、この光学装置を適用して好ましい記録媒体再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の光学装置、いわゆるコンパクトディスク（ＣＤ）プレーヤ等の光ディスクドライブや光磁気ディスクドライブの光ピックアップ部では、グレーティングやビームスプリッタ等の各光部品を個別に組み立てるため、その装置構成が比較的大がかりとなり、また、光学的な配置設定が煩雑なため製造工程の簡易化を図り難いという問題がある。
【０００３】
例えば、図３７にその一例の略線的拡大構成図を示すように、半導体レーザダイオード等の光源５１から出射された光は、グレーティング５２を介してビームスプリッタ５３に導入されて透過し、コリメータレンズ５４を介して対物レンズ５５により光記録媒体５６例えばいわゆる光ディスクの表面の記録部に集光するようになされる。図３７において、一点鎖線ｃは光源５１から光記録媒体５６への光軸を示す。
【０００４】
そして、光記録媒体５６から反射された光は、対物レンズ５５、コリメータレンズ５４を介してビームスプリッタ５３により反射されて、光軸ｃから分離され、側方に設けられた凹レンズ５７及びシリンドリカルレンズ５８を介してフォトダイオード（ＰＤ）等のディテクタ５９に集光されて検出される。
【０００５】
あるいは、また、他の光学装置としては、例えば図３８に反射型の光走査顕微鏡の光ピックアップ部の一例の構成を示すように、光源５１から出射された光を一旦ビームスプリッタ５３により反射させて、対物レンズ５５により集光させて試料６０の表面に照射する。破線６１は、焦平面を示す。そして試料６０で反射された光を、対物レンズ５５を介してビームスプリッタ５３を透過させ、共焦点位置にディテクタを配置するかあるいはピンホール６２を配してここを通過した光をその後方に配置したディテクタ５９により検出する。このとき矢印ｓで示すように、試料６０を配置するステージ（載置台）か又は照射ビームを相対的に走査させて、試料表面の状態を検出することができる。
【０００６】
このように、従来のピックアップ系の装置においては、反射光が必ず出射位置に戻ることから、光源からのレーザ光と被照射対との間にビームスプリッタやホログラムを配置して、これにより入射光や戻り光を分離するようになされており、受光素子が受ける光量は小さくなる（例えば特開平２−２７８７７９号公開公報、特開平１−３０３６３８号公開公報）。
【０００７】
また、例えば上述の光学ピックアップ装置等を同一のＳｉ等の半導体基板上にハイブリッドに組み立てようとすると、厳しいアライメント精度が必要になる（例えば特開平２−２７８７７９号公開公報）。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、受光素子が受ける光量を可能な限り大きくするため、本件出願人は、特願平５−２１０６９１号の明細書及び図面において、光学装置を提案している。
【０００９】
上記光学装置は、少なくとも発光部と、上記発光部に近接した受光部とが設けられ、上記発光部からの直接の戻り光が上記受光部に入射されることを特徴とするものである。
【００１０】
上記光学装置は、上記発光部からの直接の戻り光が、レンズの開口数ＮＡを０．９、出射光の波長を７８０ｎｍ程度とした場合、１．２２λ／ＮＡにより定められる光の回折限界が１０μｍ程度と大きくなることを利用することにより、信号の検出が可能とされる。
【００１１】
また、上記光学装置によれば、上記戻り光をビームスプリッタにより分離する必要がないため、光学部品数を削減してその組み立てを簡単化すると共に装置の小型化を可能とし、且つ戻り光量を増加させて検出効率を向上させ、また、低消費電力化を図ることができる。
【００１２】
ところで、光学装置に用いる光学素子は小型化と大量生産が可能であって、例えばフォーカスエラー信号やトラッキングエラー信号等を得るためには、例えばディスク状記録媒体の回転動作の状態にかかわらず、一定動作で戻り光を検出する光学素子を用いることが望まれる。また、偏光変調成分を伴う光磁気信号を検出するためには、偏光分離を行った上で戻り光の検出を行うことのできる光学素子を用いることが望まれる。
【００１３】
そこで、本発明は、上述した実情に鑑みてなされたものであり、小型化が可能で大量生産が可能であると共に、戻り光の状態にかかわらず一定の動作で戻り光の検出が可能な光学装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る光学装置は、上述の課題を解決するために、発光部と、上記発光部からの出射光が反射される出射光反射面、及びこの出射光反射面により反射された光が照射される被照射体からの戻り光の一部を反射する受光用反射面を有し、上記被照射体から上記発光部に直接戻る光の焦点位置近傍であって上記発光部の近傍に配置された反射部と、上記反射部の上記受光用反射面に対向して配置され、上記受光用反射面にて反射された光を受光する受光部とを有し、上記発光部、反射部及び受光部は共通の基板上に設けられ、上記受光部は、少なくとも２以上の受光素子から成り、上記反射部をナイフエッジとしてフォーカスエラー信号を検出することを特徴としている。
【００１５】
また、本発明に係る光学装置は、上述の課題を解決するために、発光部と、上記発光部からの出射光が反射される出射光反射面、及びこの出射光反射面により反射された光が照射される被照射体からの戻り光の一部を反射する受光用反射面を有し、上記被照射体から上記発光部に直接戻る光の焦点位置近傍であって上記発光部の近傍に配置された反射部と、上記反射部の上記受光用反射面に対向して配置され、上記受光用反射面にて反射された光を受光する受光部とを有し、上記発光部、反射部及び受光部は共通の基板上に設けられ、上記受光部は、少なくとも２以上の受光素子から成り、上記２以上の受光素子の少なくとも１つは、上記被照射体からの光を偏光分離して検出する受光素子であることを特徴としている。
【００１６】
また、本発明に係る光学装置は、上述の課題を解決するために、発光部と、上記発光部からの出射光が反射される出射光反射面、及びこの出射光反射面により反射された光が照射される被照射体からの戻り光の一部を反射する受光用反射面を有し、上記被照射体から上記発光部に直接戻る光の焦点位置近傍であって上記発光部の近傍に配置された反射部と、上記反射部の上記受光用反射面に対向して配置され、上記受光用反射面にて反射された光を受光する受光部とを有し、上記発光部、反射部及び受光部は共通の基板上に設けられ、上記反射部の上記受光用反射面は、第一の反射面と、第二の反射面とを有し、上記受光部は、上記第一の反射面に対向する第一の受光部と、上記第二の反射面に対向する第二の受光部とから成ることを特徴としている。
【００１７】
また、本発明に係る記録媒体再生装置は、上述の課題を解決するために、光学記録媒体に光を照射して得られる戻り光を検出し、再生する記録媒体再生装置において、上記光学記録媒体に照射する光を出射する発光部と、上記発光部からの出射光が反射される出射光反射面、及び上記光学記録媒体からの戻り光の一部を反射する受光用反射面を有し、上記光学記録媒体から上記発光部に直接戻る光の焦点位置近傍であって上記発光部の近傍に配置された反射部と、上記発光部から出射され上記反射部の上記出射光反射面で反射された光を上記光学記録媒体上に集光させる集光手段と、上記反射部の上記受光用反射面に対向して配置され、上記受光用反射面にて反射された光を受光する受光部と、上記光学装置にて検出した信号に基づいて上記光学記録媒体の内容を再生する再生部とを有し、上記発光部、反射部及び受光部は共通の基板上に設けられ、上記受光部は、少なくとも２以上の受光素子から成り、上記戻り光反射部をナイフエッジとしてフォーカスエラー信号を検出することを特徴としている。
【００１８】
また、本発明に係る記録媒体再生装置は、光学記録媒体に光を照射して得られる戻り光を検出し、再生する記録媒体再生装置において、上記光学記録媒体に照射する光を出射する発光部と、上記発光部からの出射光が反射される出射光反射面、及び上記光学記録媒体からの戻り光の一部を反射する受光用反射面を有し、上記光学記録媒体から上記発光部に直接戻る光の焦点位置近傍であって上記発光部の近傍に配置された反射部と、上記発光部から出射され上記反射部の上記出射光反射面で反射された光を上記光学記録媒体上に集光させる集光手段と、上記反射部の上記受光用反射面に対向して配置され、上記受光用反射面にて反射された光を受光する受光部と、上記光学装置にて検出した信号に基づいて上記光学記録媒体の内容を再生する再生部とを有し、上記発光部、反射部及び受光部は共通の基板上に設けられ、上記受光部は、少なくとも２以上の受光素子から成り、上記２以上の受光素子の少なくとも１つは、上記光学記録媒体からの光を偏光分離して検出する受光素子であることを特徴としている。
【００１９】
また、本発明に係る記録媒体再生装置は、光学記録媒体に光を照射して得られる戻り光を検出し、再生する記録媒体再生装置において、上記光学記録媒体に照射する光を出射する発光部と、上記発光部からの出射光が反射される出射光反射面、及び上記光学記録媒体からの戻り光の一部を反射する受光用反射面を有し、上記光学記録媒体から上記発光部に直接戻る光の焦点位置近傍であって上記発光部の近傍に配置された反射部と、上記発光部から出射され上記反射部の上記出射光反射面で反射された光を上記光学記録媒体上に集光させる集光手段と、上記反射部の上記受光用反射面に対向して配置され、上記受光用反射面にて反射された光を受光する受光部と、上記光学装置にて検出した信号に基づいて上記光学記録媒体の内容を再生する再生部とを有し、上記発光部、反射部及び受光部は共通の基板上に設けられ、上記反射部の上記受光用反射面は、第一の反射面と、第二の反射面とを有し、上記受光部は、上記第一の反射面に対向する第一の受光部と、上記第二の反射面に対向する第二の受光部とから成ることを特徴としている。
【００２０】
【作用】
本発明の光学装置によれば、レーザ光を例えば記録媒体に照射し得られる戻り光は、反射部表面に設けられる反射面にて反射する。さらに、例えばフォトダイオード等の受光部にて上記戻り光を検出することで信号が検出される。
【００２１】
また、上記反射部をナイフエッジとして用いることで、上記光磁気信号としてフォーカスエラー信号が得られる。
【００２２】
さらに、複数設けた上記受光部の受光素子の少なくとも１つを偏光分離して検出する受光素子にすることで、例えば光磁気ディスク上の偏光変調成分を復号化処理する際の光磁気信号の検出が可能である。
【００２３】
また、上記受光部の構成を複数の受光素子例えば２つで構成することで、各受光素子に対応する反射面を上記反射部の設ければ、第一の受光部と第二の受光部とで検出した上記戻り光から、例えばトラッキングエラー信号を得ることができる。
【００２４】
また、本発明の記録媒体再生装置によれば、発光部から出射された光例えばレーザ光は集光手段を透過し光学記録媒体上に集光する。この光学記録媒体にて反射した戻り光は、光学素子に入射し、この光学素子の反射面にて反射しこの反射面に対向して設けられた受光素子にて検出され、この検出結果に基づいて、再生部にて上記光学記録媒体の内容を再生する。
【００２５】
【実施例】
以下、本発明に係る光学装置を光ピックアップに適用した例について、図面を参照しながら説明する。
【００２６】
上記光学装置の第一の実施例の要部を上方から見た様子を模式的に表したものを図１に、側方から見た様子を模式的に表したものを図２にそれぞれ示す。
【００２７】
上記光学装置は、図１及び図２に示すように、発光部である半導体レーザ等のレーザ光源３から出射される出射光が被照射体にて反射して得られる戻り光の焦点位置近傍に配置された反射部としての反射鏡１と、上記反射部の反射面Ｍ2 に対向して配置された受光部としてのフォトダイオードＰＤ1 、ＰＤ2 とを有し、上記反射面Ｍ2 は上記戻り光の一部を反射するように配置され、上記受光部において信号を検出するものである。
【００２８】
また、図１及び図２に示す光学装置において、基板５は、例えばガリウム−砒素（ＧｓＡｓ）で形成されている。また、レーザ光源３は、この基板５上に固定され、アルミニウム−ガリウム−砒素（ＡｌＧａＡｓ）系の半導体レーザ光を発生するものである。また、反射鏡１は例えばＧａＡｓ結晶から成る三角柱を横にした形状を有し、三角柱の一の側面は上記基板５の面と一致し、他の二つの側面は出射光反射面Ｍ1 、受光用反射面Ｍ2 となっている。また、出射光反射面Ｍ1 は、上記レーザ光源３のレーザ光出射方向と対向している。また、上記基板５上の上記反射面Ｍ2 と対向する位置には、フォトダイオードＰＤ1 、ＰＤ2 より成る受光素子が設けられている。
ここで、上記基板５は、結晶面（１００）から〈０１１〉方向に略９°傾斜したものである。また、図２によれば、出射光反射面Ｍ1 と、受光用反射面Ｍ2 とを結晶面（１１１）により形成した場合、出射光反射面Ｍ1 は、基板５に対して略４５°の角度を有するように設けられ、これによりレーザ光源３からの出射光はこの出射光反射面Ｍ1 にて基板５に対して略垂直方向に反射する。
【００２９】
また、上記光学装置の作製方法は、先ず、例えば結晶面（１００）から〈０１１〉方向に略９°傾斜した上記ｎ−ＧａＡｓ基板上に、半導体レーザの第１クラッド層、活性層及び第２クラッド層から成る各層を、ＡｌＧａＡｓ系半導体材料によりエピタキシャル成長させる。このエピタキシャル成長には、例えば結晶成長方法の１つであるＭＯＣＶＤ法が用いられる。このＭＯＣＶＤ法が、比較的容易に行える結晶成長方法である。結晶成長後、フォトリソグラフィ等により半導体レーザが形成される部分に絶縁膜等によるパターンを形成し、この絶縁膜をマスクとして、例えばエッチング方法の１つであるＲＩＥ等による異方性エッチングを施して、半導体レーザの共振器端面を形成する。続いて、基板上の半導体レーザの一方の共振器端面に面して、ＧａＡｓ等より成る反射鏡１となる反射部を選択的にＭＯＣＶＤ法にてエピタキシャル成長させて形成する。ここで、出射光反射面Ｍ1 及び受光用反射面Ｍ2 は、結晶面による成長速度の違いにより成長プロセスのみで自動的に形成される。さらに、受光用反射面Ｍ2 に対向して、基板上にイオン注入または結晶成長等によりｐｎ結合を形成し、受光部であるフォトダイオードＰＤ1 、ＰＤ2 を分割して形成する。そして、所望のレンズ等の光学部品を構成し、上記光学装置が形成される。
【００３０】
図１及び図２に示した光学装置によれば、レーザ光源３から出射したレーザ光は、反射鏡１の出射光反射面Ｍ1 において基板５に対して略垂直に反射して、図示されないレンズ等の集光手段により集光され、図示されない光学ディスク等の被照射体近傍で焦点を結ぶ。
【００３１】
また、上記被照射体で反射された戻り光は、再度上記集光手段により集光され、受光用反射面Ｍ2 により反射され受光部であるフォトダイオードＰＤ1 、ＰＤ2 にて受光される。ここで、上記受光部は２つに分割されており、後述するナイフエッジ法に基づいてフォトダイオードＰＤ1 での光電流強度Ｉ1 と、フォトダイオードＰＤ2 での光電流強度Ｉ2 とを比較することで、フォーカスエラー信号が検出可能となる。また、上記光電流強度Ｉ1 、Ｉ2 との比較は、両光電流強度の差分あるいは比を検出することでなされる。
【００３２】
ここで、上記光学素子の動作説明に先立って、ナイフエッジ法によるフォーカスエラー信号検出の原理を説明する。
【００３３】
図３のａ、ｂは、上記ナイフエッジ法を説明する図である。
【００３４】
上記ナイフエッジ法は、図３のａ、ｂに示すように、戻り光１２３が、受光部であるフォトダイオードＰＤ1 、ＰＤ2 に到達する前に、収差光路上にナイフエッジ１２１を立ててフォトダイオードＰＤ1 、ＰＤ2 にて検出される光電流強度を比較器１２２にて比較することでフォーカスエラー信号が得られる方法である。
【００３５】
ここで、上記第一の実施例では、反射鏡１が出射光反射面Ｍ1 をもって反射させた光成分が図３において遮光された光成分となり、受光用反射面Ｍ2 で反射された光成分がナイフエッジを介して受光部に到達する光成分となることから、この反射鏡１は上記ナイフエッジとして作用していることになる。
【００３６】
図４のａは、上記ナイフエッジ法を上記第一の実施例に従ってモデル化した図であり、また、図４のｂは、後述する吸収体４３にて光が吸収された残りの光エネルギの変化を光軸方向すなわちＺ軸方向に沿って示すグラフである。すなわち、図４のａにおいて、ＸＺ平面より下の部分を光を吸収する吸収体４３と仮定しており、この吸収体４３の表面が上記受光部の表面に対応する。また、反射面と受光面とが接する位置をＺ＝０としている。また、Ｚ＜ＺS 及びＺ＞ＺS ＋ΔＺで示される位置をフォトダイオードＰＤ1 、ＰＤ2 がそれぞれ配置されると想定した位置とする。また、図４のｂにおいては、デフォーカスの大きさを変化させて得られる関係として、それぞれデフォーカスが０の場合を実線、デフォーカスが０でない場合を破線にて示している。
【００３７】
図４のａでは、第一の実施例の反射鏡１に入射する光を部分的に反射して上記フォトダイオードに入射する構成を、ミラー４１にて全反射した光を所定形状を有するマスク４２にて一部を遮光する構成でモデル化している。
【００３８】
記録媒体等のレーザ光の被照射体からの戻り光は、図４のａに示すように、ミラー４１にて反射して、Ｚ＝０におけるＸＹ平面の範囲４４を欠切したマスク４２を通すことで上記第一の実施例の反射鏡１で反射された光すなわちナイフエッジを介した光と等価な光となり、上記受光部である吸収体４３上の上記フォトダイオードＰＤ1 、ＰＤ2 が配置されると想定する位置に入射する。この吸収体４３により吸収され残存する光エネルギをＰとして、このＰをＺ＝０のときのＰの値で規格化したＰの値とＺとの関係は、図４のｂに示す通りである。
【００３９】
さらに、図４のｂによれば、吸収体４３で吸収される光のエネルギの分布は、上記フォトダイオードＰＤ1 、ＰＤ2 が配置される想定される位置の範囲で検出されるエネルギの分布と等しい。
【００４０】
そこで、仮にフォトダイオードＰＤ1 、ＰＤ2 を配置してこれらフォトダイオードが検出するとされる光電流強度をそれぞれＩ1 、Ｉ2 と仮定すると、上記光エネルギＰの分布は光電流強度Ｉ1 、Ｉ2 の分布に等しくなる。すなわち、デフォーカスが大となる範囲ではＩ1 が小さくなりＩ2 が大きくなり、また、デフォーカスが小となる範囲ではＩ1 が大きくなりＩ2 が小さくなる。従って、フォーカスエラー信号の検出は、フォトダイオードＰＤ1 、ＰＤ2 で検出された光電流強度Ｉ1 、Ｉ2 の値を比較することで行うことができることになる。
【００４１】
上述したナイフエッジ法を適用するために、フォトダイオードＰＤ1 、ＰＤ2 にて受光される光量を見積もるために、光学装置における戻り光のデフォーカスが＋５０μｍ、０、−５０μｍのときのビーム伝搬の計算結果を図５及び図６に示す。なお、図５は、ＸＺ平面について、図６はＹＺ平面について計算した結果を示す。また、図５及び図６において、受光用反射面Ｍ2 と戻り光中心とのオフセットを２μｍとしている。
【００４２】
図５及び図６によれば、デフォーカスが小さくなるほど、戻り光２の入射位置が反射面Ｍ2 から遠くなることがわかる。
【００４３】
また、異なるデフォーカスの大きさ毎の受光用反射面Ｍ2 とフォトダイオードＰＤ1 、ＰＤ2 が形成された平面とが接する位置からの距離であるＺ［μｍ］と光強度Ｐ［ａ．ｕ．］との関係を図７に、また、各デフォーカスの大きさでの上記Ｐ[z] をＺ＝０のときのＰの値Ｐ[Z=0] に基づいて規格化して、この規格化した値とＺとの関係を図８に示す。なお、図７及び図８共に、デフォーカスが負をとるときの曲線を実線で、正をとるときの曲線を破線で表し、また、デフォーカスの大きさの絶対値の大きい程、Ｐ[Z=0] が大きい。
【００４４】
また、上記Ｚの値が、フォトダイオードＰＤ1 、ＰＤ2 の境界を指す範囲のデフォーカスの大きさ［μｍ］とフォトダイオードＰＤ1 に届く光の光強度ＩPD1 ［ａ．ｕ．］との関係を図９に、また、上記デフォーカスの大きさとフォトダイオードＰＤ2 に届く光の光強度ＩPD2 との関係を図１０に示す。なお、反射鏡の高さを２０μｍ、ＸＺ平面の方向への反射面の傾斜を５４．７°、計算グリッドのメッシュ幅を１λ＝７８０ｎｍ、Ｚ方向へのビーム伝搬ステップをΔＺ＝５μｎｍ、ビーム中心からのナイフエッジへのオフセットを２μｍとし、Ｚ＝０における初期電界をベッセル式にて算出した結果を用いた。
【００４５】
さらに、上記ＩPD1 と上記ＩPD2 との比較として、各Ｚの値における（ＩPD1 −１．２・ＩPD2 ）［ａ．ｕ．］と上記デフォーカスの大きさ［μｍ］との関係を図１１に、また、各Ｚの値に対する（ＩPD1 −１．２・ＩPD2 ）を（ＩPD1 ＋１．２・ＩPD2 ）で規格化したものと上記デフォーカスの大きさ［μｍ］との関係を図１２にそれぞれ示す。なお、ＩPD2 に掛けた重み１．２は、Ｚが５０μｍ、デフォーカスが０のときのＩPD1 とＩPD2 との差分が０となる値である。
【００４６】
図６乃至図１２によれば、具体的には、フォトダイオードＰＤ1 、ＰＤ2 との境界が、２５μｍ＜Ｚ＜７５μｍ、好ましくは４０μｍ＜Ｚ＜５５μｍに位置するとき、フォーカスエラー信号の検出が可能となる。
【００４７】
次に、本発明の第二の実施例となる光学装置の要部を斜視した様子を模式的に表したものを図１３に、フォトダイオードＰＤ3A、ＰＤ3Bを省略したものの平面図を模式的に表したものを図１４にそれぞれ示す。
【００４８】
上記第二の実施例の光学装置は、図１３及び図１４に示すように、発光部であるレーザ光源３から出射される出射光が被照射体にて反射して得られる戻り光の焦点位置近傍に配置された反射部としての反射鏡１１と、上記反射部の第一、第二の反射面ＭA 、ＭB に対向して配置された受光部としてのフォトダイオードＰＤ1A、ＰＤ2A、ＰＤ3A、ＰＤ1B、ＰＤ2B、ＰＤ3Bとを有し、上記反射面ＭA 、ＭB は、上記戻り光の一部を反射するように配置され、上記受光部において信号を検出するものである。
【００４９】
また、上記第二の実施例の光学装置において、例えば結晶面（１００）を主面とするＧａＡｓ等で形成された基板５上に、結晶面（１−１０）、（１１１）及び（１１−１）を有するＧａＡｓ等より成る三角錐形状の反射部として出射光反射面Ｍ1 と、受光用反射面としての第一、第二の反射面ＭA 、ＭB とがそれぞれ配置される。そして、出射光反射面Ｍ1 に対向して半導体レーザ等より成るレーザ光源３が設けられ、また、第一の反射面ＭA に対向して戻り光の光路に沿って第一の反射面ＭA から順にフォトダイオードＰＤ1A、ＰＤ2A、ＰＤ3Aが、また、第二の反射面ＭB に対向して戻り光の光路に沿って第二の反射面ＭB から順にフォトダイオードＰＤ1B、ＰＤ2B、ＰＤ3Bがそれぞれ基板５上に設けられる。フォトダイオードＰＤ1A、ＰＤ2AとＰＤ1B、ＰＤ2Bはそれぞれ上記光路の光軸に直交する向きに分割され、また、フォトダイオードＰＤ3A、ＰＤ3Bは、基板５上にＧａＡｓ等を成長させて成る部分の結晶面（１−１−１）及び（１−１１）にそれぞれ設けられる。なお、第一、第二の反射面ＭA 、ＭB を結晶面（１１１）、（１１−１）により構成した場合、戻り光２の光軸は反射鏡１１にて互いに９０°の角度に分離される。
【００５０】
さらに、上記フォトダイオードＰＤ1A、ＰＤ2A、ＰＤ1B、ＰＤ2Bの表面には、レーザ光のＳ偏光成分を選択的に反射させると共にＰ偏光成分を透過させるための被膜が被着形成されたり、または、金属グリッドが設けられている。また、フォトダイオードＰＤ3A、ＰＤ3Bの表面には、レーザ光のＰ偏光成分を選択的に反射させると共にＳ偏光成分を透過させるための被膜が被着形成されたり、または、金属グリッドが設けられている。
【００５１】
また、上記第二の実施例の光学装置の作製方法は、上記第一の実施例の光学装置の作製方法と同様であるが、図１５乃至図２５を用いて説明する。
【００５２】
先ず、図１５に示すようにレーザダイオードである基板５形成のためのエピタキシャル成長を行う（第一期エピタキシャル成長）。続いて、図１６に示すようにストライプ状箇所２１にエッチングを行った後、図１７に示すようにレーザダイオード形成のためのエピタキシャル成長を行う（第二期エピタキシャル成長）。第二期エピタキシャル成長した基板５上に、図１８に示すようにＲＩＥ等の異方性エッチングを行いストライプ状箇所２１の基板５の中央側に面する端面にキャビティミラー２２を形成し、図１９に示すようにこのキャビティミラー２２にコーティング処理を行い、さらに、図２０示すようにＲＩＥ異方性エッチングを行い斜状ミラー１１、２３、２４のベースを形成する。さらに、図２１に示すようにエピタキシャル成長を行い反射鏡１１及び斜状ミラー２３、２４を形成し、さらに、亜鉛拡散を行い、図２２に示すように受光部であるフォトダイオードＰＤ1A、ＰＤ2A、ＰＤ3A、ＰＤ1B、ＰＤ2B、ＰＤ3Bを形成する。続いて、図２３に示すようにフォトダイオードＰＤ1A、ＰＤ2A、ＰＤ3A、ＰＤ1B、ＰＤ2B、ＰＤ3Bの各面に対して低反射コーティングあるいは偏光コーティングを行った後、図２４に示すように反射鏡１１及び斜状ミラー２３、２４に対して鏡面形成のための金属薄膜コーティングを行い、最後に図２５に示すように金属薄膜コーティングにより電極２５、２６、２７、２８、２９、３０を形成して、上記光学装置を作製する。
【００５３】
また、図１３及び図１４に示した上記第二の実施例の光学装置によれば、レーザ光源３から出射されたレーザ光は、反射鏡１１の出射光反射面Ｍ1 にて基板５に対して略垂直方向に反射し、図示されないレンズ等の集光手段にて集光されて図示されない光学ディスク等の被照射体近傍にて焦点を結ぶ。上記被照射体にて反射された戻り光２は、再度上記集光手段にて集光されて反射鏡１１の第一、第二の反射面ＭA 、ＭB にて反射し、第一の反射面ＭA にて反射したレーザ光はフォトダイオードＰＤ1A、ＰＤ2A、ＰＤ3Aにて受光され、第二の反射面ＭB にて反射したレーザ光はフォトダイオードＰＤ1B、ＰＤ2B、ＰＤ3Bにて受光される。
【００５４】
ここで、フォトダイオードＰＤ1A、ＰＤ2A、ＰＤ1B、ＰＤ2BではＰ偏光成分が選択的に検出され、また、フォトダイオードＰＤ3A、ＰＤ3BではＳ偏光成分が選択的に検出される。
【００５５】
ここで、この偏光分離の原理を説明する。図２６は偏光分離の原理図であり、図２７は入射面をＧａＡｓとしたとき光の入射角を変化させたときのＰ偏光成分及びＳ偏光成分の透過率を示す図であり、図２８は上記入射面をＧａＡｓ上に設けた多層膜としたときのＰ偏光光及びＳ偏光光の透過率を示す図である。
【００５６】
なお、図２６において、ＸＹ平面を偏光分離面として、偏光方向Ｈに対して角度Φだけ回転したところに反射面Ｍを設けて、さらに、この反射面Ｍは入射光が反射して上記偏光分離面に入射する際の入射角が角度Θとなるように設けられる。また、被照射体からの戻り光の光軸をＥ0 としている。
【００５７】
図２６によれば、偏光方向Ｈを有する戻り光２は、反射面Ｍにて反射すると、偏光方向Ｈ´を有する光となり、上記偏光分離面に入射する。また、この偏光分離面にてＰ偏光成分及びＳ偏光成分の内どちらか一方を透過させることで、偏光分離可能となる。また、図２７及び図２８によれば、入射面として多層膜を設けたときの方が、効率的に偏光分離が行えることがわかる。さらに、この偏光分離面に対する入射角は５０°から８０°までの間の角度、好ましくはＰ偏光成分に対して反射率が理想的に０となる角度いわゆるブリュースター角近傍とするのがよいと考えられる。
【００５８】
上述の偏光分離方法を用いて、この戻り光２を偏光分離することで検出される各種信号は、以下の（１）式乃至（４）式に示すように求められる。なお、ここでフォトダイオードＰＤn で得られる光電流強度を光電流強度Ｉn としている。
【００５９】
ＲＦ信号 ：(I1A+I2A+I3A)+(I1B+I2B+I3B) ・・・（１）
光磁気信号 ：(I1A+I2A-I3A)+(I1B+I2B-I3B) ・・・（２）
フォーカスエラー信号 ：(I1A-I2A)+(I1B-I2B) ・・・（３）
トラッキングエラー信号：(I1A+I2A+I3A)-(I1B+I2B+I3B) ・・・（４）
以上のように、戻り光２の光軸を反射鏡１１にて例えば２つに分割し、各分割された光軸上に配設されたフォトダイオードの表面に入射する光を偏光分離して一方の偏光成分のみ検出するようにする場合、上記光軸を互いに９０°の角度に分割すると効率よく上記偏光分離を行うことができる。
【００６０】
また、通常のナイフエッジ法や上記第一の実施例に比べて、戻り光の内の受光用反射面で反射する光量を多くできるという利点がある。これは、１つの反射鏡に出射光反射面と受光用反射面とを形成しており、出射光反射面では発光部からの出射光を効率よく反射させるために、光軸中心を出射光反射面側にずらす必要がある。このため第一の実施例の形状の反射鏡において戻り光の受光用反射面で反射される割合よりも、第二の実施例の形状の反射鏡において戻り光の受光用反射面で反射される割合の方が大きく、すなわち上記戻り光を上記受光用反射面により多く供給できるからである。
【００６１】
なお、上記第二の実施例の光学装置において、光磁気ディスクからの光磁気信号を検出するために各フォトダイオードを偏光分離することができるように構成したが、これを光ディスクからの反射光強度信号を検出する場合にも適用できるが、この場合には各フォトダイオードの表面を一方の偏光成分を選択的に反射して他の偏光成分のみを透過させるような被膜を被着形成あるいは金属グリッドを形成する必要がない。
【００６２】
上記第二の実施例の光学装置と同様の形状を有する反射鏡を用いた光学装置の例を図２９に示す。
【００６３】
この光学装置は、発光部から出射される出射光が被照射体にて反射して得られる戻り光の焦点位置近傍に配置された反射部としての反射鏡１１と、上記反射部の第一、第二の反射面ＭA 、ＭB に対向して配置された受光部としてのフォトダイオードＰＤ1A、ＰＤ2A、ＰＤ1B、ＰＤ2Bとを有し、上記第一、第二の反射面ＭA 、ＭB は、上記戻り光の一部を反射するように配置され、上記受光部において信号を検出するものである。
【００６４】
この図２９に示した光学装置と、図１３及び図１４に示した光学装置とが異なる点は、各フォトダイオードの形状が変更されている点と、新たにフォトダイオードＰＤC が設けられている点である。
【００６５】
これは、例えばフォトダイオードＰＤ1A、ＰＤ2Aの境界を第一の反射面ＭA からの反射光の光軸に対して斜めに設けることで、ディスクスキュー（disc skew ）すなわちディスクの傾きに対応して、反射光の光軸が矢印ｃに示す方向にぶれても、フォトダイオードＰＤ1A、ＰＤ2Aが受光する比率が変化しないようにできる。フォトダイオードＰＤ1B、ＰＤ2Bについても同様である。
【００６６】
また、上記フォトダイオードＰＤC を追加することで、仮にフォーカスサーボシステムが領域範囲外となり戻り光が非常に強くデフォーカスしたときにも、戻り光を検出できるようにしている。また、このフォトダイオードＰＤC にて検出した光強度に基づいた信号は、他のフォトダイオードにて検出された光強度に基づいた信号とは独立に、フォーカスエラー信号として用いられるようにしている。
【００６７】
次に、上記本発明の第三の実施例となる光学装置の要部を斜視した様子を模式的に表したものを図３０に、この第三の実施例の光学装置の平面図を模式的に表したものを図３１にそれぞれ示す。
【００６８】
上記第三の実施例の光学装置は、図３０及び図３１に示すように、発光部であるレーザ光源３から出射される出射光が被照射体にて反射して得られる戻り光の焦点位置近傍に配置された反射部としての反射鏡１２と、上記反射部の第一、第二の反射面ＭA 、ＭB に対向して配置された受光部としてのフォトダイオードＰＤ1A、ＰＤ2A、ＰＤ1B、ＰＤ2Bとを有し、上記第一、第二の反射面ＭA 、ＭB は、上記戻り光の一部を反射するように配置され、上記受光部において信号を検出するものである。
【００６９】
また、上記第三の実施例の光学装置において、例えば結晶面（１００）から結晶面〈０１１〉方向に略９°傾斜したＧａＡｓ等で構成される基板５上に結晶面（１−１−１）、（１１−１）、（１−１１）、（１１１）を有するＧａＡｓ等より成る反射鏡１２が配置される。上記結晶面（１−１−１）は、レーザ光源３と対向する出射光反射面Ｍ1 を、結晶面（１−１１）は第一の反射面ＭA を、また、結晶面（１１−１）は第二の反射面ＭB をそれぞれ形成している。さらに、第一の反射面ＭA に対向して光路に沿って反射鏡１２より順にフォトダイオードＰＤ1A、ＰＤ2Aが、また、第二の反射面ＭB に対向して光路に沿って反射鏡１２より順にフォトダイオードＰＤ1B、ＰＤ2Bがそれぞれ配置されている。さらに、フォトダイオードＰＤ2A、ＰＤ2Bは基板５上に形成された結晶面（１１−１）及び（１−１１）部分にそれぞれ配置されている。
【００７０】
上記第三の実施例の光学装置の作製方法は、上述した第二の実施例の光学装置の作製方法と同様の方法で作製することが可能である。
【００７１】
上記第三の実施例の光学装置によれば、レーザ光源３から出射されるレーザ光は、反射鏡１２上の出射光反射面Ｍ1 にて基板５に対して略垂直方向に反射して、図示されないレンズ等の集光手段にて集光されて図示されない光学ディスク等の被照射体近傍にて焦点を結ぶ。上記被照射体にて反射された戻り光２は、再度上記集光手段にて集光されて反射鏡１２の第一、第二の反射面ＭA 、ＭB にて反射し、第一の反射面ＭA にて反射したレーザ光はフォトダイオードＰＤ1A、ＰＤ2Aにて受光され、第二の反射面ＭB にて反射したレーザ光はフォトダイオードＰＤ1B、ＰＤ2Bにて受光される。また、この戻り光２により検出される各種信号は、以下の（５）式乃至（７）式に示すように求められる。なお、ここでも上述の通りフォトダイオードＰＤn で得られる光電流強度を光電流強度Ｉn としている。
【００７２】
ＲＦ信号 ：(I1A+I2A)+(I1B+I2B) ・・・（５）
フォーカスエラー信号 ：(I1A-I2A)+(I1B-I2B) ・・・（６）
トラッキングエラー信号：(I1A+I2A)-(I1B+I2B) ・・・（７）
また、第二の実施例の光学装置と同様に、第三の実施例の光学装置は、通常のナイフエッジ法や上記第一の実施例に比べて、戻り光の内の受光用反射面で反射する光量を多くできるという利点がある。これは、１つの反射鏡に出射光反射面と受光用反射面とを形成しており、出射光反射面では発光部からの出射光を効率よく反射させるために、光軸中心を出射光反射面側にずらす必要がある。このため第一の実施例の形状の反射鏡において戻り光の受光用反射面で反射される割合よりも、第三の実施例の形状の反射鏡において戻り光の受光用反射面で反射される割合の方が大きく、すなわち上記戻り光を上記受光用反射面により多く供給できるからである。
【００７３】
また、上記第三の実施例の光学装置において、フォトダイオードＰＤ2A、ＰＤ2Bを立体的、すなわち第一、第二の反射面ＭA 、ＭB にそれぞれ対向するように斜面を設けてこの斜面にフォトダイオードＰＤ2A、ＰＤ2Bを設けたが、これに限らず、同一平面上に設けても差し支えない。すなわち、フォトダイオードＰＤ1A、ＰＤ1Bが形成されている面と同一の面上にフォトダイオードＰＤ2A、ＰＤ2Bを設けてもよい。
【００７４】
また、第二の実施例の光学装置に用いた反射鏡１１をレーザ光源から見たときの図を図３２に示す。また、第三の実施例の光学装置に用いた反射鏡１２をレーザ光源から見たときの図を図３３に示す。また、この出射光が入射したときの反射面Ｍ1 で示される形状を入射光１１１にて示している。さらに、頂点から入射光の中心までの直線距離すなわちオフセットは距離Ｌで示されている。
【００７５】
図３１及び図３２によれば、上記オフセットの範囲で入射すると反射面Ｍ1 に入射光１１１が納まらなくなり、この納まらない部分が記録媒体等の被照射体への光の光量の損失分となる。従って、このオフセットが大きいと戻り光を検出する効率が下がる虞があり、改善が望まれる。ここでは、図３２に挙げた反射鏡１２の改善が望まれる。
【００７６】
ここで、上記第三の実施例の反射鏡の改善すると考えられる反射鏡をレーザ光源から見た図を図３４に示す。この反射鏡１４によれば、上記オフセットの範囲でレーザ光が入射される虞がないため、効率が下がる虞がない。
【００７７】
また、本発明の第四の実施例として、図３４に示した反射鏡１４を用いて成る光学装置を図３５に示す。
【００７８】
上記第四の実施例の光学装置は、発光部であるレーザ光源３から出射される出射光が被照射体にて反射して得られる戻り光２の焦点位置近傍に配置された反射部としての反射鏡１４と、上記反射部の第一、第二の反射面ＭA 、ＭB に対向して配置された受光部としてのフォトダイオードＰＤ1A、ＰＤ2A、ＰＤ1B、ＰＤ2Bとを有し、上記第一、第二の反射面ＭA 、ＭB は、上記戻り光の一部を反射するように配置され、上記受光部において信号を検出するものである。
【００７９】
上記第四の実施例の光学装置において、例えば結晶面（１００）を主面とするＧａＡｓ等の基板５上に、結晶面（１１１）、（１１−１）、（−１−１１）、（１−１１）より成る水平な稜線１４ａを有する屋根型形状の反射鏡１４が配置されている。そして、結晶面（１１１）はレーザ光源３と対向する出射光反射面Ｍ1 を形成し、結晶面（１１−１）は第一の反射面ＭA を形成し、結晶面（１−１１）は第二の反射面ＭB を形成し、結晶面（−１−１１）は第三の反射面ＭD を形成している。また、第一の反射面ＭA に対向してフォトダイオードＰＤ1A、ＰＤ2Aが配設され、第二の反射面ＭB に対向してフォトダイオードＰＤ1B、ＰＤ2Bが配設され、さらに、第三の反射面ＭD に対向してフォトダイオードＰＤD が配設されている。
【００８０】
この第四の実施例の光学装置によれば、レーザ光源３から出射したレーザ光としての出射光１１１は、出射光反射面Ｍ1 にて基板５に対して略垂直な方向に反射し、図示されない集光レンズ等の集光手段にて図示されない記録媒体等の被照射体近傍で焦点を結ぶ。この被照射体で反射した戻り光２は、再度上記集光手段にて集光され、反射鏡１４に入射する。さらに、上記戻り光２は第一、第二、第三の反射面ＭA 、ＭB 、ＭD にて反射して、各反射面に対向するフォトダイオードにて受光される。
【００８１】
また、フォトダイオードＰＤn にて受光される光電流強度をＩn とすると、各信号は（８）式乃至（１０）式に示すように求められる。
【００８２】
ＲＦ信号 ：I3又は(I1A-I2A)+(I1B-I2B)+I3 ・・・（８）
フォーカスエラー信号 ：(I1A-I2A)+(I1B-I2B) ・・・（９）
トラッキングエラー信号：(I1A+I2A)-(I1B+I2B) ・・・（１０）
また、第二の実施例及び上記第三の実施例の光学装置と同様に、第四の実施例の光学装置は、通常のナイフエッジ法や上記第一の実施例に比べて、戻り光の内の受光用反射面で反射する光量を多くできるという利点がある。これは、１つの反射鏡に出射光反射面と受光用反射面とを形成しており、出射光反射面では発光部からの出射光を効率よく反射させるために、光軸中心を出射光反射面側にずらす必要がある。このため第一の実施例の形状の反射鏡において戻り光の受光用反射面で反射される割合よりも、第四の実施例の形状の反射鏡において戻り光の受光用反射面で反射される割合の方が大きく、すなわち上記戻り光を上記受光用反射面により多く供給できるからである。
【００８３】
また、本発明の記録媒体再生装置は、図３６に示すように、光学記録媒体１００に光を照射して得られる戻り光１０７を検出し、再生する記録媒体再生装置において、上記光学記録媒体１００に照射する光を出射する発光部１０２と、上記発光部１０２から出射される光を上記光学記録媒体１００上に集光させる集光手段としての対物レンズ１０３と、上記戻り光１０７の焦点位置近傍に配置された反射部としての反射鏡１０４と上記反射部の受光用反射面に対向して配置された受光部としてのフォトダイオードＰＤA 、ＰＤB 、ＰＤS とを有すると共に、上記受光用反射面は上記戻り光１０７の一部を反射するように配置され上記受光部において信号を検出する光学装置１０１と、上記光学装置１０１にて検出した信号に基づいて上記光学記録媒体１００の内容を再生する再生部１０５とを有するものである。
【００８４】
また、上記記録媒体再生装置において、光学装置１０１内に配設された発光部１０２からのレーザ光は、反射鏡１０４の出射光反射面にて反射し光学装置１０１に対して略垂直方向に出射される。このレーザ光は対物レンズ１０３にて光学記録媒体１００上に集光される。この光は戻り光１０７となり、上記対物レンズ１０３にて反射鏡１０４の近傍で焦点を結ぶ。さらに、戻り光は反射鏡１０４の受光用反射面に入射して反射し、この反射光はフォトダイオードＰＤA 、ＰＤB 、ＰＤS に入射し、各フォトダイオードは入射した光を検出する。なお、例えば上記対物レンズ１０３は、光学記録媒体がディスク形状である場合、このディスク状記録媒体の径方向及び垂直方向へ移動可能とするアクチュエータいわゆる二軸デバイスを有していて、後述するサーボ信号に応じて対物レンズ１０３の動作を制御している。
【００８５】
これらフォトダイオードで検出された信号が再生部１０５も送られて、この信号に基づいた再生処理が行われる。そして、再生処理された信号が再生信号出力端子１０６から出力される。
【００８６】
上記記録媒体再生装置によれば、上記再生部１０５からのサーボ信号にて上記対物レンズ１０３の上記二軸デバイスの動作が制御されるのであるが、このサーボ信号例えばフォーカスサーボ信号やトラッキングサーボ信号は、例えば上記各フォトダイオードＰＤA、 ＰＤB にて検出された光強度に基づいて得られるフォーカスエラー信号やトラッキングエラー信号等を用いて得られる信号である。また、例えばＲＦ信号はフォトダイオードＰＤSにて検出される。
【００８７】
なお、上記光学素子１０１は、上述した本発明の光学素子の内、どの光学素子を用いても差し支えない。
【００８８】
また、図３６には、記録媒体再生装置を示したが、本発明の光学装置は、前述のフォーカスエラー信号検出法を用いて、センサとして、被照射体との距離を検出することも可能である。
【００８９】
以上のように構成することで、各光学装置において、発光部であるレーザ光源３と、このレーザ光源３からの直接の戻り光を反射する反射鏡１、１１、１２、１４と、各フォトダイオードとを同一の基板５上に設けることで、新たにアライメントを必要とせず、また、上記戻り光を上記フォトダイオードにて検出することで、ＲＦ信号、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号の検出が可能である。
【００９０】
また、上記フォトダイオードを偏光分離して各偏光成分を検出するように構成することで、上述したように新たにアライメントを必要とせず、また、上記戻り光を上記フォトダイオードにて検出することで、ＲＦ信号、フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号の他、光磁気信号の検出も可能となる。
【００９１】
また、反射鏡の形状を反射鏡１１、１２、１４で挙げた形状にすることにより、発光部であるレーザ光源３からの出射光が出射光反射面で反射する際の光量を落とすことなく、また、受光用反射面にて受光部に反射する反射光量を増やしてパワー効率を高めることができる。これは、１つの反射鏡に出射光反射面と受光用反射面とを形成しており、出射光反射面では発光部からの出射光を効率よく反射させるために、光軸中心を出射光反射面側にずらす必要がある。このため第一の実施例の反射鏡において戻り光の受光用反射面で反射される割合よりも、第二、第三、第四の実施例の反射鏡で戻り光の受光用反射面で反射される割合の方が大きく、すなわち上記戻り光を上記受光用反射面により多く供給できるからである。
【００９２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の光学装置によれば、例えば光学記録媒体を読み出す際に得られる各信号を検出するのに、外部に受光部を設けなくてもよいため、調整を必要とせず、また、光学装置の小型化を図ることが可能で、さらに、比較的簡単な工程にて製造できるため大量生産が可能になり、低価格化が期待できる。
【００９３】
また、反射部をナイフエッジとして用いることで、ナイフエッジ法によるフォーカスエラー信号の検出するための光学装置の小型化が可能で、さらに、比較的簡単な工程にて製造できるため大量生産が可能になり、低価格化が期待できる。
【００９４】
さらに、複数設けた受光部の少なくとも１つの受光素子を偏光分離可能とすることで、偏光変調成分を伴う光磁気信号を検出するための光学装置の小型化が可能で、さらに、比較的簡単な工程にて製造できるため大量生産が可能になり、低価格化が期待できる。
【００９５】
また、上記受光部の構成を少なくとも２以上の受光素子で構成することで、トラッキングエラー信号の検出を焦点位置近傍の光を利用して行うことにより、レンズ等のオフセットによる検出誤差を低減でき、さらに、この光学装置の小型化が可能で、さらに、比較的簡単な工程にて製造できるため大量生産が可能になり、低価格化が期待できる。
【００９６】
また、本発明の記録媒体再生装置によれば、光学装置にて光学記録媒体を読み出す際に得られる各信号を検出するのに、上記光学装置の外部に受光部を設けなくてもよいため、調整を必要とせず、また、上記光学装置の小型化を図ることが可能で、さらに、上記光学装置は比較的簡単な工程にて製造できるため大量生産が可能になり、低価格化が期待できるため、この光学装置を用いて成る上記記録媒体再生装置の小型化及び低価格化が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光学素子を適用した第一の実施例である光学装置の平面図である。
【図２】上記第一の実施例の光学装置を側面から見た図である。
【図３】ナイフエッジ法によるフォーカスエラー信号の検出の原理を説明する図である。
【図４】上記ナイフエッジ法をモデル化した図である。
【図５】上記第一の実施例の光学装置における戻り光の伝搬の計算結果をＸＺ平面について求めた結果を示すグラフである。
【図６】上記第一の実施例の光学装置における戻り光の伝搬の計算結果をＹＺ平面について求めた結果を示すグラフである。
【図７】上記第一の実施例の光学装置で、異なるデフォーカスの大きさにおける反射面と受光面とが接する位置からの距離Ｚと光強度との関係を示すグラフである。
【図８】上記第一の実施例の光学装置で、異なるデフォーカスの大きさにおける反射面と受光面とが接する位置からの距離Ｚと光強度との関係を規格化したグラフである。
【図９】上記第一の実施例の光学装置で、一のフォトダイオードが検出する光強度とデフォーカスとの関係を示すグラフである。
【図１０】上記第一の実施例の光学装置で、他のフォトダイオードが検出する光強度とデフォーカスとの関係を示すグラフである。
【図１１】上記第一の実施例の光学装置で、上記一のフォトダイオードと他のフォトダイオードとが検出する光強度の比較結果を示すグラフである。
【図１２】上記第一の実施例の光学装置で、上記一のフォトダイオードと他のフォトダイオードとが検出する光強度の比較結果を規格化したグラフである。
【図１３】本発明の光学素子を適用した第二の実施例である光学装置を斜視した図である。
【図１４】上記第二の実施例の光学装置の平面図を模式的に示す図である。
【図１５】上記第二の実施例の光学装置の製造工程を説明する図である。
【図１６】上記第二の実施例の光学装置の製造工程を説明する図である。
【図１７】上記第二の実施例の光学装置の製造工程を説明する図である。
【図１８】上記第二の実施例の光学装置の製造工程を説明する図である。
【図１９】上記第二の実施例の光学装置の製造工程を説明する図である。
【図２０】上記第二の実施例の光学装置の製造工程を説明する図である。
【図２１】上記第二の実施例の光学装置の製造工程を説明する図である。
【図２２】上記第二の実施例の光学装置の製造工程を説明する図である。
【図２３】上記第二の実施例の光学装置の製造工程を説明する図である。
【図２４】上記第二の実施例の光学装置の製造工程を説明する図である。
【図２５】上記第二の実施例の光学装置の製造工程を説明する図である。
【図２６】偏光分離方法の原理を説明する図である。
【図２７】入射面をＧａＡｓとしたときの光の入射角とＰ偏光成分あるいはＳ偏光成分の透過率との関係を示すグラフである。
【図２８】入射面をＧａＡｓ上に設けた多層膜としたときの光の入射角とＰ偏光成分あるいはＳ偏光成分の透過率との関係を示すグラフである。
【図２９】上記第二の実施例の光学装置の反射鏡と同様の形状を有する光学素子の例の適用例を示す図である。
【図３０】本発明の光学素子を適用した第三の実施例である光学装置を斜視した図である。
【図３１】上記第三の実施例の光学装置の平面図を模式的に示す図である。
【図３２】第二の実施例の光学装置に用いた反射鏡をレーザ光源の方向から見た図である。
【図３３】第三の実施例の光学装置に用いた反射鏡をレーザ光源の方向から見た図である。
【図３４】第四の実施例の光学装置に用いる反射鏡をレーザ光源の方向から見た図である。
【図３５】本発明の光学素子を適用した第四の実施例である光学装置の平面図を模式的に示す図である。
【図３６】本発明の記録媒体再生装置の一例を示す図である。
【図３７】従来の光学素子を用いた光学装置の一例を示す図である。
【図３８】従来の光学素子を用いた光学装置の他の例を示す図である。
【符号の説明】
１、１１、１２、１４ 反射鏡
３ レーザ光源
５ 基板
Ｍ1 出射光反射面
Ｍ2 受光用反射面
ＭA 第一の反射面
ＭB 第二の反射面
ＰＤA 、ＰＤB フォトダイオード
ＰＤ1A、ＰＤ2A、ＰＤ3A フォトダイオード
ＰＤ1B、ＰＤ2B、ＰＤ3B フォトダイオード
１０１ 光学装置
１０２ 発光部
１０３ 対物レンズ
１０４ 反射鏡
１０５ 再生部
Claims (8)
- 発光部と、
上記発光部からの出射光が反射される出射光反射面、及びこの出射光反射面により反射された光が照射される被照射体からの戻り光の一部を反射する受光用反射面を有し、上記被照射体から上記発光部に直接戻る光の焦点位置近傍であって上記発光部の近傍に配置された反射部と、
上記反射部の上記受光用反射面に対向して配置され、上記受光用反射面にて反射された光を受光する受光部とを有し、
上記発光部、反射部及び受光部は共通の基板上に設けられ、
上記受光部は、少なくとも２以上の受光素子から成り、上記反射部をナイフエッジとしてフォーカスエラー信号を検出する
ことを特徴とする光学装置。 - 発光部と、
上記発光部からの出射光が反射される出射光反射面、及びこの出射光反射面により反射された光が照射される被照射体からの戻り光の一部を反射する受光用反射面を有し、上記被照射体から上記発光部に直接戻る光の焦点位置近傍であって上記発光部の近傍に配置された反射部と、
上記反射部の上記受光用反射面に対向して配置され、上記受光用反射面にて反射された光を受光する受光部とを有し、
上記発光部、反射部及び受光部は共通の基板上に設けられ、
上記受光部は、少なくとも２以上の受光素子から成り、
上記２以上の受光素子の少なくとも１つは、上記被照射体からの光を偏光分離して検出する受光素子である
ことを特徴とする光学装置。 - 上記２以上の受光素子により光磁気信号を検出することを特徴とする請求項２記載の光学装置。
- 発光部と、
上記発光部からの出射光が反射される出射光反射面、及びこの出射光反射面により反射された光が照射される被照射体からの戻り光の一部を反射する受光用反射面を有し、上記被照射体から上記発光部に直接戻る光の焦点位置近傍であって上記発光部の近傍に配置された反射部と、
上記反射部の上記受光用反射面に対向して配置され、上記受光用反射面にて反射された光を受光する受光部とを有し、
上記発光部、反射部及び受光部は共通の基板上に設けられ、
上記反射部の上記受光用反射面は、第一の反射面と、第二の反射面とを有し、
上記受光部は、上記第一の反射面に対向する第一の受光部と、上記第二の反射面に対向する第二の受光部とから成る
ことを特徴とする光学装置。 - 上記第一の受光部と上記第二の受光部とでの信号を比較して、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４記載の光学装置。
- 光学記録媒体に光を照射して得られる戻り光を検出し、再生する記録媒体再生装置において、
上記光学記録媒体に照射する光を出射する発光部と、
上記発光部からの出射光が反射される出射光反射面、及び上記光学記録媒体からの戻り光の一部を反射する受光用反射面を有し、上記光学記録媒体から上記発光部に直接戻る光の焦点位置近傍であって上記発光部の近傍に配置された反射部と、
上記発光部から出射され上記反射部の上記出射光反射面で反射された光を上記光学記録媒体上に集光させる集光手段と、
上記反射部の上記受光用反射面に対向して配置され、上記受光用反射面にて反射された光を受光する受光部と、
上記光学装置にて検出した信号に基づいて上記光学記録媒体の内容を再生する再生部とを有し、
上記発光部、反射部及び受光部は共通の基板上に設けられ、
上記受光部は、少なくとも２以上の受光素子から成り、上記戻り光反射部をナイフエッジとしてフォーカスエラー信号を検出する
ことを特徴とする記録媒体再生装置。 - 光学記録媒体に光を照射して得られる戻り光を検出し、再生する記録媒体再生装置において、
上記光学記録媒体に照射する光を出射する発光部と、
上記発光部からの出射光が反射される出射光反射面、及び上記光学記録媒体からの戻り光の一部を反射する受光用反射面を有し、上記光学記録媒体から上記発光部に直接戻る光の焦点位置近傍であって上記発光部の近傍に配置された反射部と、
上記発光部から出射され上記反射部の上記出射光反射面で反射された光を上記光学記録媒体上に集光させる集光手段と、
上記反射部の上記受光用反射面に対向して配置され、上記受光用反射面にて反射された光を受光する受光部と、
上記光学装置にて検出した信号に基づいて上記光学記録媒体の内容を再生する再生部とを有し、
上記発光部、反射部及び受光部は共通の基板上に設けられ、
上記受光部は、少なくとも２以上の受光素子から成り、
上記２以上の受光素子の少なくとも１つは、上記光学記録媒体からの光を偏光分離して検出する受光素子である
ことを特徴とする記録媒体再生装置。 - 光学記録媒体に光を照射して得られる戻り光を検出し、再生する記録媒体再生装置において、
上記光学記録媒体に照射する光を出射する発光部と、
上記発光部からの出射光が反射される出射光反射面、及び上記光学記録媒体からの戻り光の一部を反射する受光用反射面を有し、上記光学記録媒体から上記発光部に直接戻る光の焦点位置近傍であって上記発光部の近傍に配置された反射部と、
上記発光部から出射され上記反射部の上記出射光反射面で反射された光を上記光学記録媒体上に集光させる集光手段と、
上記反射部の上記受光用反射面に対向して配置され、上記受光用反射面にて反射された光を受光する受光部と、
上記光学装置にて検出した信号に基づいて上記光学記録媒体の内容を再生する再生部とを有し、
上記発光部、反射部及び受光部は共通の基板上に設けられ、
上記反射部の上記受光用反射面は、第一の反射面と、第二の反射面とを有し、
上記受光部は、上記第一の反射面に対向する第一の受光部と、上記第二の反射面に対向する第二の受光部とから成る
ことを特徴とする記録媒体再生装置。
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