JP4853424B2 - 光ピックアップ装置 - Google Patents

Description

本発明は、パーソナルコンピュータ、ノートブック型コンピュータ等の電子機器に搭載される光ピックアップ装置及び光ディスク装置に関するものである。

従来、パーソナルコンピュータ、ノートブック型コンピュータ等の電子機器は小型化が推し進められてきて、それらに搭載される光ピックアップ装置及び光ディスク装置も小型化が進められてきた。

図１３は従来の光ピックアップ装置の光学系における主要部分の構成図である。光源１０１はＤＶＤ用の波長λ１＝約６５０ｎｍのレーザ光とＣＤ用の波長λ２＝約７８０ｎｍのレーザ光を光ディスク１０４に向けて出射する。プリズム１０２は光学ガラス等で形成され、内部にビームスプリッタ１０３が形成された斜面を有する。ビームスプリッタ１０３は、偏光分離膜で構成され、光源１０１から出射され、光ディスク１０４に向かうレーザ光を透過するが、光ディスク１０４で反射されたレーザ光を反射する性質を有する。光ディスク１０４はＤＶＤやＣＤである。検出レンズ１０５は非点収差生成素子である。検出レンズ１０５は、いわゆる円柱レンズ、円筒レンズの形状をしており、光軸を含んで直交する２つの断面で焦点距離が異なる。受光器１０６は光ディスク１０４からの反射光を検出する光検出部１０７を有する。

光源１０１からの出射光は、ビームスプリッタ１０３を透過し、光ディスク１０４に入射する。光ディスク１０４で反射された光は、ビームスプリッタ１０３で反射され、検出レンズ１０５に入射し、さらに受光器１０６に入射する。

図１４（ａ）は従来の検出レンズの説明図、図１４（ｂ）は光ディスクが近い場合のスポットの状態を示す図、図１４（ｃ）は光ディスクが遠い場合のスポットの状態を示す図である。図１４（ａ）において、検出レンズ１０５を通過した光１０８は受光器１０６近傍で焦点を結ぶ。上下方向の断面の光１０８の焦点１０９は受光器１０６の前側であり、左右方向の断面の光１０８の焦点１１０は受光器１０６の後側である。すなわち、受光器１０６は２つの焦点１０９、１１０の中間に配置される。受光器１０６上のスポット１１１の形状はほぼ円形である。

図１４（ｂ）に示すように、光ディスク１０４が光ピックアップ装置に近い場合、受光器１０６におけるレーザ光のスポット１１１は左右方向に長くなる。一方、図１４（ｃ）に示すように、光ディスク１０４が光ピックアップ装置から遠い場合、スポット１１１は上下に長い形状になる。Ａ〜Ｄの光検出部１０７を十字に配置し、フォーカスエラー信号ＦＥＳ＝（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ）を演算させることにより、フォーカス制御用の信号を得ることができる。すなわち、光ディスク１０４が近い場合はフォーカスエラー信号ＦＥＳ＞０となり、光ディスク１０４が遠い場合はフォーカスエラー信号ＦＥＳ＜０となり、光ディスク１０４の位置がわかる。

（特許文献１）においては、１波長のみの例であるが、検出レンズをフレネルレンズとして受光器と一体化し、小型で精度が高い光ピックアップ装置とした。図１５（ａ）は通常のレンズの断面図、図１５（ｂ）はフレネルレンズの断面図である。フレネルレンズ１１３は、通常のレンズ１１２を所定の高さｄ毎に分割し、分割した各部分を移動させて全体を薄くしたレンズである。フレネルレンズ１１３の段差１１３ａの深さｄはレンズ１１２を分割した所定の高さｄに相当する。また、実際にレンズの屈折作用をする領域は輪帯状のレンズ部分であり、これを輪帯１１３ａと呼ぶ。非点収差生成素子はレンズとして説明したが、ミラーでも構わない。
特開昭６３−２４９１０１号公報

非点収差生成素子としてのフレネルレンズまたはフレネルミラーの段差は回折を起こさないようにするために、使用する波長に合わせることが好ましい。ところが、非点収差生成素子にはＤＶＤ用の光とＣＤ用の光の異なる２つの波長の光が入射する。したがって、ＤＶＤ用の光またはＣＤ用の光の少なくとも一方は回折を起こしてしまう。回折光は受光器上で迷光となって現れ、本来の光検出部以外の光検出部に入射してしまう場合があり、トラッキング制御やフォーカス制御を不安定にする原因の１つとなっていた。

本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、小型で安定したトラッキング制御やフォーカス制御を実現できる光ピックアップ装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、レーザ光を光ディスクに向けて出射する光源と、前記光ディスクからの反射光を検出する受光器と、前記光ディスクの反射光の光軸を含んで直交する２つの断面の一方における焦点位置を前記受光器の前側とし、他方における焦点位置を前記受光器の後側として、フォーカス制御に用いられる光を生成する非点収差生成素子と、前記光源からのレーザ光を入射させ前記光ディスクに向かって出射すると共に、前記光ディスクからの反射光を入射させ前記受光器に向かって出射するプリズムと、を備え、前記非点収差生成素子は、多数の輪帯状の反射鏡により構成されるフレネルミラーであって前記プリズムの中に位置すると共に、前記輪帯状の反射鏡の先端を結ぶ仮想面が入光側に対して凹形状に湾曲し、前記多数の輪帯状の反射鏡の中心に位置する反射鏡は入光側に対して凸形状であり、前記レーザ光は第１波長と第２波長のレーザ光であり、前記第１波長のレーザ光と前記第２波長のレーザ光は前記光ディスクからの反射光として前記非点収差生成素子に入光することを特徴とする光ピックアップ装置とした。

仮想面が入光側に対して凹形状に湾曲しているため、仮想面が完全な平面形状である場合に対して、入射する光は外周ほど先にフレネルミラーに入射する。そのため互いに隣接する輪帯状の反射鏡の段差における位相の状況が変化し、段差による回折光の成分が小さくなり、受光器上の迷光を抑制することができる。

本発明の光ピックアップ装置及び光ディスク装置は、フレネルミラーである非点収差生成素子が生成してしまう受光器上の迷光を抑制することができるため、トラッキング制御やフォーカス制御が安定する。また、非点収差生成素子としてフレネルミラーを用いているため、小型にできる。したがって、小型で安定した記録再生が可能である。

本発明の請求項１の発明は、レーザ光を光ディスクに向けて出射する光源と、光ディスクからの反射光を検出する受光器と、光ディスクの反射光の光軸を含んで直交する２つの断面の一方における焦点位置を受光器の前側とし、他方における焦点位置を受光器の後側として、フォーカス制御に用いられる光を生成する非点収差生成素子と、光源からのレーザ光を入射させ光ディスクに向かって出射すると共に、光ディスクからの反射光を入射させ受光器に向かって出射するプリズムと、を備え、非点収差生成素子は、多数の輪帯状の反射鏡により構成されるフレネルミラーであってプリズムの中に位置すると共に、輪帯状の反射鏡の先端を結ぶ仮想面が入光側に対して凹形状に湾曲し、多数の輪帯状の反射鏡の中心に位置する反射鏡は入光側に対して凸形状であり、レーザ光は第１波長と第２波長のレーザ光であり、第１波長のレーザ光と第２波長のレーザ光は光ディスクからの反射光として非点収差生成素子に入光する光ピックアップ装置である。

仮想面が入光側に対して凹形状に湾曲しているため、仮想面が完全な平面形状である場合に対して、入射する光は外周ほど先にフレネルミラーに入射する。そのため互いに隣接する輪帯状の反射鏡の段差における位相の状況が変化し、段差による回折光の成分が小さくなり、受光器上の迷光を抑制することができる。そのためトラッキング制御やフォーカス制御が安定する。また、非点収差生成素子としてフレネルミラーを用いているため、小型にできる。したがって、小型で安定した記録再生が可能である。

（実施の形態１）
本実施の形態１について、図面を参照しながら説明する。図１は本実施の形態１の光ピックアップ装置の光学系の構成図である。

光源１１は、ＤＶＤ用の波長λ１＝約６５０ｎｍのレーザ光とＣＤ用の波長λ２＝約７８０ｎｍのレーザ光を近接した位置から光ディスク２５に向けて出射する。２つの波長のレーザ光の出射位置の間隔は約１１０μｍである。本実施の形態１では、波長λ１のレーザ光の出射位置と波長λ２のレーザ光の出射位置とは、光ディスク２５の面にほぼ平行に並ぶように配置した。また、出射するレーザ光は、Ｂｌｕ−ｒａｙ ＤｉｓｃやＨＤ−ＤＶＤに用いられる波長λ３＝約４０５ｎｍのレーザ光と組み合わせても構わない。

回折素子１２は、第１回折格子１２ａと第２回折格子１２ｂとを有し、第１回折格子１２ａと第２回折格子１２ｂとは直列に配置される。第１回折格子１２ａは、波長λ１のレーザ光を０次光と±１次光とに回折し、波長λ２のレーザ光をそのまま通過させる。第２回折格子１２ｂは、波長λ２のレーザ光を０次光と±１次光に回折し、波長λ１のレーザ光をそのまま通過させる。回折素子１２で０次光と±１次光に回折された光は受光器１８に入光して光ピックアップ装置のトラッキング制御に用いられる。

集積プリズム１３は、内部に平行な斜面１３ｄ、１３ｅを有する。斜面１３ｄにはビームスプリッタ３０が形成される。本実施の形態１において、ビームスプリッタ３０は、往路光である光源１１から出射された波長λ１及び波長λ２のレーザ光を光ディスク２５に向けて透過し、復路光である光ディスク２５で反射された波長λ１及び波長λ２のレーザ光を受光器１８に向けて反射させる。ビームスプリッタ３０は誘電体多層膜の偏光分離膜で構成される。

斜面１３ｅには非点収差生成素子３１が形成される。非点収差生成素子３１は、非点収差生成素子３１を通過する光の光軸を含んで直交する２つの断面における焦点位置を異ならせる光学素子である。一方の断面における出射光の焦点位置を受光器１８の前側とし他方の断面における反射光の焦点位置を受光器１８の後側となるように受光器１８を配置する。非点収差生成素子３１を通過した光は受光器１８に入光して光ピックアップ装置のフォーカス制御に用いられる。非点収差生成素子３１は、多数の輪帯状の反射鏡により構成されるフレネルミラー３１ａとした。

波長板１４は、偏光の方向を変換する。直線偏光である光源１１から出射された往路のレーザ光を円偏光に変換し、円偏光である光ディスク２５で反射された復路のレーザ光を往路のレーザ光とは９０度ずれた直線偏光に変換する。波長板１４の働きにより、直線偏光の位相を変えることで、ビームスプリッタ３０にて往路光を透過させ、復路光を反射させることができるようになる。

コリメートレンズ１５は、発散光である往路光を略平行光に変換し、平行光である復路光を集束光に変換する。

立ち上げミラー１６は、光ディスク２５の面にほぼ平行だった往路光を光ディスク２５の面にほぼ直角となるように方向を変える反射ミラーである。立ち上げミラー１６の表面には偏光分離膜が形成されており、往路光の一部を透過させて第２受光器１９に向かわせる。

対物レンズ１７は、平行光であった往路光を光ディスク２５の記録面２５ａに集束するように変換するレンズである。

受光器１８は、光源１１から出射され、光ディスク２５で反射されたレーザ光を検出する。受光器１８は、光検出部で検出した光量を電気信号に変換して出力する。出力された信号は、フォーカス制御やトラッキング制御、光ディスク２５の記録面２５ａに記録された情報の再生等に用いられる。

第２受光器１９は、光源１１から出射され光ディスク２５へ入射しないレーザ光を検出する。第２受光器１９から出力された信号は、光源１１から出射されるレーザ光の出力の制御に用いられる。

光ディスク２５は、ＤＶＤやＣＤ等である。波長λ３のレーザ光を出射する光源１１を用いる場合は、Ｂｌｕ−ｒａｙ ＤｉｓｃやＨＤ−ＤＶＤを含んでも構わない。

光源１１から出射されたレーザ光は、回折素子１２で０次光±１次光に回折され、集積プリズム１３のビームスプリッタ３０を透過して波長板１４に入射する。レーザ光は、波長板１４で直線偏光から円偏光に変換され、コリメートレンズ１５で発散光から平行光に変換され、立ち上げミラー１６で反射して進行方向を変換されて対物レンズ１７に入射する。一部の光は透過して第２受光器１９に入射する。レーザ光は対物レンズ１７で集束光に変換されて光ディスク２５の記録面２５ａに集光する。

光ディスク２５の記録面２５ａで反射したレーザ光は、対物レンズ１７で発散光から平行光に変換され、立ち上げミラー１６で方向を変換され、コリメートレンズ１５で平行光から集束光に変換され、波長板１４に入射する。波長板１４で往路光とは位相が異なる直線偏光に変換され、集積プリズム１３のビームスプリッタ３０で反射して非点収差生成素子３１に入射する。レーザ光は非点収差生成素子３１でフォーカス制御に用いられる非点収差を与えられて反射し、受光器１８に入射する。

図２は本実施の形態１のカバーを外した光ピックアップ装置の構成図である。光ピックアップ装置１０は、基台２０上に各種部品を配置して構成される。基台２０は、光ピックアップ装置１０の骨組みである。基台２０は、Ｚｎ合金、Ｍｇ合金等の合金材料あるいは硬質樹脂材料で形成されるが、剛性を確保しやすい合金材料が望ましい。基台２０には各種部品を配置するための取付部が所定の箇所に設けられている。

光源１１、回折素子１２、集積プリズム１３、受光器１８は、結合部材２１に固定されてレーザモジュール２２を構成し、結合部材２１が基台２０に固定される。対物レンズ１７は、対物レンズ１７を駆動するアクチュエータ２３に搭載されてアクチュエータ２３が基台２０に固定される。波長板１４、コリメートレンズ１５、立ち上げミラー１６、第２受光器１９は、直接または他の取付部材を介して基台２０に固定される。

図３（ａ）は本実施の形態１の非点収差生成素子に関連する光学系の構成図、図３（ｂ）は本実施の形態１の非点収差生成素子の形状図である。集積プリズム１３は３つのブロック１３ａ、１３ｂ、１３ｃで構成され、ブロック１３ａとブロック１３ｂとの接着面が斜面１３ｄ、ブロック１３ｂとブロック１３ｃとの接着面が斜面１３ｅである。ブロック１３ａ、１３ｂ、１３ｃはＢＫ７等の光学ガラスで形成される。光学プラスチックなどで形成しても良い。斜面１３ｄにはビームスプリッタ３０の他に反射膜３２が形成される。反射膜３２は金属膜や誘電体多層膜で形成される。ビームスプリッタ３０と共通の膜としても構わない。また、斜面１３ｄと斜面１３ｅとは平行であり、波長λ１、波長λ２のレーザ光が集積プリズム１３に入出射する側面１３ｆ、１３ｇ、１３ｈに対し、約４５°傾いている。

光源１１から集積プリズム１３の側面１３ｆに入射したレーザ光は、斜面１３ｄを透過し、側面１３ｇから出射して、光ディスク２５に入射する。その際、ビームスプリッタ３０に対し約４５°の入出射角で透過する。光ディスク２５で反射したレーザ光は、側面１３ｇに入射し、斜面１３ｄで反射し、斜面１３ｅで反射し、さらに斜面１３ｄで反射し、側面１３ｈから出射して受光器１８に入射する。その際、レーザ光はビームスプリッタ３０に対し約４５°の入出射角で反射する。また、レーザ光は非点収差生成素子３１であるフレネルミラー３１ａに対しても約４５°の入出射角で反射する。

フレネルミラー３１ａは、曲面鏡の大きさをコンパクトにするために、多数の輪帯状の反射鏡により構成される反射鏡である。この輪帯状の反射鏡を単に輪帯３１ｃと呼び、互いに隣接する輪帯３１ｃの境界に生じる段差を単に段差３１ｂと呼ぶ。輪帯３１ｃの先端を結ぶ仮想面ｄが入光側に対して凹形状に湾曲するようにした。この湾曲はごくわずかなもので、フレネルミラー３１ａに入射する光のうち、端部の光は中央部の光に対して、波長オーダーで先に入射する程度のものである。

仮想面３１ｄが入光側に対して凹形状に湾曲しているため、仮想面３１ｄが完全な平面形状である場合に対して、入射する光は外周ほど先にフレネルミラー３１ａに入射する。そのため段差３１ｂにおける位相の状況が変化し、段差３１ｂによる回折光の成分が小さくなり、受光器１８上の迷光を抑制することができる。そのため、トラッキング制御やフォーカス制御が安定する。また、非点収差生成素子３１としてフレネルミラー３１ａを用いているため、小型にできる。したがって、小型で安定した記録再生が可能である。

図４（ａ）は非点収差生成素子の説明図、図４（ｂ）は光ディスクが近い場合のスポット形状の図、図４（ｃ）は光ディスクが遠い場合のスポット形状の図である。非点収差生成素子３３は、光軸３６ａを含んで直交する２つの断面３６ｂ、３６ｃで焦点距離を異ならせる光学素子である。非点収差生成素子３３には、いわゆる円柱レンズ、円筒レンズやその組み合わせ、及び円筒反射ミラー、円柱反射ミラーやその組み合わせ等がある。図４（ａ）において、非点収差生成素子３３は、簡単のため円筒レンズとした。

光ディスク２５で反射されたレーザ光はコリメートレンズ１５で光源１１に集束する光に変換されて戻ってくる。しかし、ビームスプリッタ３０で受光器１８に向かうように往路光とは分離されるので、非点収差生成素子３１に入射するレーザ光は集束光である。レーザ光は受光器１８の近傍に集光する。したがって、非点収差生成素子３３に入射するレーザ光３６も集束光であり、受光器３４近傍に集光するものとして扱う。

図４（ａ）において、光軸３６ａを含む上下方向の断面３６ｂにおいてレーザ光３６は、非点収差生成素子３３をそのまま透過し、焦点３６ｄに集束する。一方、光軸３６ａを含む左右方向の断面３６ｃにおいてレーザ光３６は、非点収差生成素子３３が凹レンズの働きをするため、焦点３６ｄよりも奥側の焦点３６ｅに集束しようとする。受光器３４は焦点３６ｄと焦点３６ｅとの中間に配置される。つまり、焦点３６ｄの位置は受光器３４の前側であり、焦点３６ｅの位置は受光器３４の後側となるように受光器３４が配置される。すなわち、断面３６ｂの方向のレーザ光３６は、焦点３６ｄで一旦集束してから少し広がった状態で受光器３４に入射する。断面３６ｃの方向のレーザ光３６は焦点３６ｅで集束する前に少し広がった状態で受光器３４に入射する。そのため、受光器３４上のスポット３７は、少し広がった状態のほぼ円形状となる。

図４（ａ）において、受光器３４は、光ディスク２５で反射された波長λ１及び波長λ２のレーザ光３６を受光するＡ〜Ｄの光検出部３５を田の字を４５°寝かせたように配置する。ＡとＣの光検出部３５を左右方向に配置し、ＢとＤの光検出部３５を上下方向に配置した。Ａ〜Ｄの光検出部３５は受光した光量を電気信号に変換する。Ａの光検出部３５で変換された電気信号をＡ、Ｂの光検出部３５で変換された電気信号をＢ、Ｃの光検出部３５で変換された電気信号をＣ、Ｄの光検出部３５で変換された電気信号をＤとする。フォーカス制御用の信号であるフォーカスエラー信号ＦＥＳは、ＦＥＳ＝（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ）を演算させることにより得ることができる。

図４（ｂ）に示すように、光ディスク２５が光ピックアップ装置に近い場合、焦点３６ｄ、３６ｅは光ディスク２５から離れるため、焦点３６ｄは受光器３４に近づき、焦点３６ｅは受光器３４から遠ざかる。そのため、スポット３７の上下の寸法が短くなって左右の寸法が長くなる。したがって、フォーカスエラー信号ＦＥＳ＞０となる。逆に図４（ｃ）に示すように、光ディスク２５が光ピックアップ装置１０から遠い場合、焦点３６ｄ、３６ｅは光ディスク２５に近づくため、焦点３６ｄは受光器３４から遠ざかり、焦点３６ｅは受光器３４に近づく。そのため、スポット３７の上下の寸法が長くなり、左右の寸法が短くなる。したがって、フォーカスエラー信号ＦＥＳ＜０となる。このようにフォーカスエラー信号ＦＥＳは光ディスク２５のフォーカス方向の位置ずれを示すフォーカス制御用の信号である。フォーカス制御は、フォーカスエラー信号ＦＥＳ＝０、あるいは所定の値となるように行われる。

図５は本実施の形態１の受光器における光検出部の配置図である。受光器１８はＡ〜Ｌ、ａ〜ｈの光検出部１８ａを有する。Ａ〜Ｌの光検出部１８ａにはＤＶＤ用の波長λ１のレーザ光が入射する。ａ〜ｈの光検出部１８ａにはＣＤ用の波長λ２のレーザ光が入射する。Ａ〜Ｄの光検出部１８ａには第１回折格子１２ａで生成された０次光が入射し、Ｅ〜Ｇ、Ｉ〜Ｌの光検出部１８ａには±１次光のいずれかが入射する。また、ａ〜ｄの光検出部１８ａには第２回折格子１２ｂで生成された０次光が入射し、ｅ・ｇ、ｆ・ｈの光検出部１８ａには±１次光のいずれかが入射する。図４のＡ〜Ｄの光検出部３５に図５のＡ〜Ｄの光検出部１８ａとａ〜ｄの光検出部１８ａとが対応する。

本実施の形態１において、非点収差生成素子３１は、非点収差生成素子３３に対し、光軸３６ａと直交する方向に４５°回転させた状態とした。それに伴い、受光器１８の光検出部１８ａは、受光器３４の光検出部３５の面内で４５°回転させた状態とした。したがって、受光器１８内でＡからＤの光検出部１８ａの境界は水平垂直となり、その他の光検出部１８ａを含めた光検出部１８ａの配置の設計が容易となる。

受光器１８において、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｉ、Ｊ、Ｋ、Ｌの光検出部１８ａに入射し変換されたＤＶＤ用の電気信号をＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｉ、Ｊ、Ｋ、Ｌとする。ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈの光検出部１８ａに入射し変換されたＣＤ用の電気信号をａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈとする。

ＤＶＤ用のフォーカスエラー信号ＦＥＳは、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ±Ｒ／ＲＷ：ＦＥＳ＝（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ）、ＤＶＤ−ＲＡＭ：ＦＥＳ＝｛（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ）｝＋Ｋｔ×｛（Ｅ＋Ｉ＋Ｇ＋Ｋ）−（Ｈ＋Ｌ＋Ｆ＋Ｊ）｝である。ここでＫｔは動作設定に応じて定まる定数である。フォーカスエラー信号ＦＥＳはスポットのフォーカスずれを示す信号である。

ＣＤ用のフォーカスエラー信号ＦＥＳは、ＣＤ−Ｒ／ＲＷ／ＲＯＭ：ＦＥＳ＝（ａ＋ｃ）−（ｂ＋ｄ）である。

ＤＶＤ用のトラッキングエラー信号ＴＥＳは、ＤＶＤ−ＲＯＭ：ＴＥＳ＝ｐｈ（Ａ，Ｄ）−ｐｈ（Ｂ，Ｃ）、ＤＶＤ±Ｒ／ＲＷ、−ＲＡＭ：ＴＥＳ＝｛（Ａ＋Ｂ）−（Ｃ＋Ｄ）｝−Ｋｔ×｛（Ｅ＋Ｉ＋Ｆ＋Ｊ）−（Ｇ＋Ｋ＋Ｈ＋Ｌ）｝である。ここで、ｐｈ（Ｘ，Ｙ）は検出したＸ，Ｙの位相差を変換した電圧である。トラッキングエラー信号ＴＥＳはスポットのトラック位置ずれを示す信号である。

ＣＤ用のトラッキングエラー信号ＴＥＳは、ＣＤ−Ｒ／ＲＷ／ＲＯＭ：ＴＥＳ＝｛（ａ＋ｂ）−（ｃ＋ｄ）｝−Ｋｔ×｛（ｅ＋ｆ）−（ｇ＋ｈ）｝、ＣＤ−ＲＯＭ：ＴＥＳ＝ｐｈ（ａ，ｄ）−ｐｈ（ｂ，ｃ）である。通常はより安定してトラッキング制御することができる前者の方法が用いられる。しかし例えば、ＣＤ−ＲＯＭのピットの高さが規格に入っていないような粗悪ディスクを再生するような場合、前者の方法ではトラッキングエラー信号ＴＥＳがうまく出力されない場合がある。そのような場合でも後者の方法ではトラッキングエラー信号ＴＥＳがうまく出力できるため、予備のトラッキング制御法として用いることができる。このようにトラッキング制御しきれない規格から外れているような粗悪ディスクを再生するような場合でもトラッキング制御することができるので、光ディスク装置としてより幅広い光ディスク２５に対応することができる。

なお、図５において、Ｅ〜Ｈ、Ａ〜Ｄ、Ｉ〜Ｌの光検出部１８ａ、ｅ・ｇ、ａ〜ｄ、ｆ・ｈの光検出部１８ａの配列が紙面上下方向からわずかにずれている。これは０次光が光ディスク２５の記録面２５ａのトラック上に集束された場合に±１次光がトラックからずらされて集束されるためである。したがって、０次光と±１次光とが同じトラック上に集束される場合、Ｅ〜Ｈ、Ａ〜Ｄ、Ｉ〜Ｌの光検出部１８ａ、ｅ・ｇ、ａ〜ｄ、ｆ・ｈの光検出部１８ａは紙面上下方向に配列される。

図６（ａ）はフレネルミラーにする前の曲面鏡を示す図、図６（ｂ）はフレネルミラーを示す図、図７は本実施の形態１のフレネルミラーの形状を示す図である。フレネルミラー４０は、通常の立体的な曲面鏡３９を所定の高さｄ毎に多数の輪帯状の反射鏡に分割し、分割した各輪帯４０ｂを移動させて全体を薄くした反射鏡である。フレネルミラー４０の段差４０ａの深さｄは曲面鏡３９を分割した所定の高さｄに相当する。輪帯４０ｂの先端を結ぶ仮想面４０ｃはほぼ平面である。

非点収差生成素子３１におけるフレネルミラー３１ａは、フレネルミラー４０における仮想面４０ｃが入光側に対して凹形状になるようにしたものである。各輪帯４０ｂの形状はそのまま輪帯３１ｃの形状とし、段差３１ｂは外周に近づく程深くなるようにして形成した。段差３１ｂが外周に近づく程深いために、フレネルミラー３１ａの外周に近い位置で発生させてしまう迷光成分ほど小さくすることができ、受光器１８上の迷光の広がりを抑制することができる。また、輪帯３１ｃの形状は、仮想面３１ｄが完全な平面形状である場合と同じである。すなわち、各輪帯３１ｃの深さは所定の高さｄと等しい。従って、フレネルミラー３１ａとしての本来の性能を保つことができる。

本実施の形態１において、フレネルミラー３１ａの形状は、通常の立体的な曲面鏡３９の形状からフレネルミラー４０の形状を導出し、さらにフレネルミラー３１ａの形状を導出するという２つのステップで導出した。しかし、それに限るものではなく、曲面鏡３９の形状から段差３１ｂが外周ほど深くなるようにして、フレネルミラー３１ａの形状を導出しても構わない。

本実施の形態１において、仮想面３１ｄは、球面状に湾曲した凹形状とした。球面状であれば、入射する光は外周ほど位相の状況がより大きく変化し、回折光の成分を小さくしやすい。しかし、球面状である必要はなく、長球状等であっても良いし、円筒形状等でも構わない。また、円錐形状等であっても構わない。

仮想面３１ｄの球面の半径Ｒは３００ｍｍ以上、５００ｍｍ以下が望ましい。半径Ｒが小さいほど、凹形状に湾曲させた効果を出しやすいため、回折光を小さくすることができる。しかし、半径Ｒが小さすぎると、フレネルミラー３１ａ全体の深さが大きくなり、輪帯３１ｃの形状や段差３１ｂの精度が劣化する。また、後述するように、フレネルミラー３１ａはリソグラフィ用の感光性樹脂を露光、現像したり、エッチングしたりして製造するために、フレネルミラー３１ａ全体の深さが大きいと製造に要する時間も余計にかかる。半径Ｒが３００ｍｍ以上、５００ｍｍ以下であれば、回折光を十分に小さくでき、かつ輪帯３１ｃの形状や段差３１ｂの精度を十分に確保できるとともに製造時間も短くできる。本実施の形態１において、球面の半径Ｒは４００ｍｍとした。しかし、半径Ｒは６００ｍｍ以下であれば凹形状にした効果は多少見られるし、半径２００ｍｍ以上であれば輪帯３１ｃの形状や段差３１ｂの精度の劣化はするものの凹形状にした効果は得られ、使用できる。

本実施の形態１における段差３１ｂの深さは、フレネルミラー３１ａに入射するレーザ光のいずれか一方の波長のほぼ自然数／２倍とほぼ等しい深さとすることが望ましい。段差３１ｂの深さを波長のほぼ自然数／２倍とした方の光は位相が合うために回折光が小さく、他方の光は仮想面３１ｄが入光側に対して凹形状に湾曲とすることで回折光を小さくできる。

段差３１ｂの深さとレーザ光の波長とは以下のような関係にある。互いに隣接する輪帯３１ｃの境界付近に入射し反射するレーザ光は、手前側の反射面に入射し反射するレーザ光の光路長と奥側の反射面に入射し反射するレーザ光の光路長との差が波長の自然数倍であると、ちょうど打ち消しあって回折光成分が０となる。つまり、往復分である段差３１ｂの深さの２倍が波長の自然数倍であることが望ましい。ここで、「レーザ光の波長の自然数／２倍」は屈折率と入射角の効果を含むものである。したがって、段差３１ｂの望ましい深さｄは、レーザ光の波長をλ、屈折率をｎ、入射角をθｉ、自然数をｍとすると、ｄ＝（ｍ／２）・λ／（ｃｏｓ（θｉ）・ｎ）となる。例えば、レーザ光の波長をλ＝λ２＝７８０ｎｍ、屈折率をＢＫ７の屈折率としてｎ＝１．５１、入射角をθｉ＝４５°、ｍ＝１とすると、ｄ＝３６５ｎｍとなる。

本実施の形態１において、フレネルミラー３１ａの中央部における段差３１ｂは、ＣＤからの反射光の１／２波長とほぼ等しい深さとした。ＣＤからの反射光は段差３１ｂと位相が合うために回折光が小さく、ＤＶＤからの反射光は仮想面３１ｄが入光側に対して凹形状に湾曲とすることで回折光を小さくできる。そのため、ＤＶＤとＣＤに対して良好な記録再生を行うことができる。また、自然数は１であり、段差３１ｂの深さが小さく、フレネルミラー３１ａ全体の深さも小さい。そのため、輪帯３１ｃの形状や段差３１ｂの精度を十分に確保できるとともに製造時間も短くできる。

図８（ａ）は本実施の形態１の集積プリズムの構成図、図８（ｂ）は本実施の形態１の非点収差生成素子の構成の例１を示す図、図８（ｃ）は本実施の形態１の非点収差生成素子の構成の例２を示す図、図８（ｄ）は本実施の形態１の非点収差生成素子の構成の例３を示す図、図８（ｅ）は本実施の形態１の非点収差生成素子の構成の例４を示す図である。

本実施の形態１の非点収差生成素子３１の作製するには、所定形状に露光できるグレースケールのマスクを用いることが望ましい。グレースケールのマスクは、露光に用いる波長の光に対する透過率が輪帯３１ｃに相当する部分については場所によって連続的に変化しているマスクである。グレースケールのマスクを用いることにより、精度良い段差３１ｂの深さとフレネルミラー３１ａの本来の形状である輪帯３１ｃの連続した形状の曲面形状が実現できる。さらに輪帯３１ｃの先端を結ぶ仮想面３１ｄが入光側に対して凹形状に湾曲する形状も実現できる。グレースケールのマスクを用いることにより、輪帯３１ｃには階段状の形状がほぼ見られず、滑らかなので、レーザ光の受光器１８上における良好なスポット形状が得られる。しかも、複数回の露光を繰り返さなくても１回の露光で済ますことができるので、設計した形状に非常に近い形状のフレネルミラー３１ａの表面形状を得ることができる。逆に複数回の露光を繰り返すような工法では、仮想面３１ｄの形状を実現するのは困難である。

図８（ｂ）に示す非点収差生成素子３１の作製方法は以下の通りである。まず、樹脂４１を板状のブロック１３ｃの表面に塗布し硬化する。樹脂４１はリソグラフィ用の感光性樹脂であり、フォトレジスト、感光性ポリイミド等である。次に、輪帯３１ｃ、段差３１ｂの所定の凹凸パターンを形成することができるグレースケールのマスクを介して紫外線照射・露光して現像することにより、所定形状の凹凸パターンを樹脂４１に残す。この凹凸パターンがフレネルミラー３１ａの反射面形状となる。次に、吸収膜を形成し、さらにその表面に反射膜４２を形成する。吸収膜、反射膜４２の表面形状はほぼ樹脂４１の形状に沿う。吸収膜は誘電体多層膜であり、反射膜４２は金属膜や誘電体多層膜である。最後にブロック１３ｂとブロック１３ｃとを接着剤４３で接着する。接着剤４３は紫外線硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、嫌気性接着剤等である。接着剤４３は波長λ１及び波長λ２のレーザ光に対して透明であるとともにブロック１３ｂを構成する材料とほぼ同じ屈折率であることが望ましい。

さらに、図８（ａ）の集積プリズム１３の作製は以下の通りである。板状のブロック１３ａの斜面１３ｄ側の表面または板状のブロック１３ｂの斜面１３ｄ側の表面にビームスプリッタ３０及び反射膜３２を形成する。そして、ブロック１３ａとブロック１３ｂとを接着剤で接着する。接着剤は紫外線硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、嫌気性接着剤等である。

このようにして、板状のブロック１３ａと板状のブロック１３ｂと板状のブロック１３ｃとが接着された１つの大きなブロックが形成される。そして、その大きなブロックを所定の形状に切り出し、研磨して集積プリズム１３が作製される。集積プリズム１３の表面のうち、レーザ光が入出射する面である側面１３ｆ、１３ｇ、１３ｈには反射防止膜を形成しても良い。

図８（ｃ）に示す非点収差生成素子３１の作製方法は以下の通りである。まず、樹脂４１を板状のブロック１３ｂの表面に塗布し硬化する。次に、輪帯３１ｃ、段差３１ｂの所定の凹凸パターンを形成することができるグレースケールのマスクを介して紫外線照射・露光して現像することにより、所定形状の凹凸パターンを樹脂４１に残す。さらに、エッチングをして、ブロック１３ｂの表面に所定形状の凹凸パターンを形成する。その際、樹脂４１は完全にエッチングされるため残らない。この凹凸パターンがフレネルミラー３１ａの反射面形状となる。このようにして非点収差生成素子３１の輪帯３１ｃ、段差３１ｂの所定形状の凹凸パターンをブロック１３ｂの表面に作製する。次に、反射膜４２を形成し、さらにその表面に吸収膜を形成する。最後にブロック１３ｂとブロック１３ｃとを接着剤４３で接着する。レーザ光は接着剤４３を通らないので、接着剤４３はレーザ光に対して透明であったりブロック１３ｂを構成する材料とほぼ同じ屈折率であったりする必要はない。

図８（ｄ）に示す非点収差生成素子３１の作製方法は以下の通りである。まず、樹脂４１を板状のブロック１３ｃの表面に塗布し硬化する。次に、輪帯３１ｃ、段差３１ｂの所定の凹凸パターンを形成することができるグレースケールのマスクを介して紫外線照射・露光して現像することにより、所定形状の凹凸パターンを樹脂４１に残す。さらに、エッチングをして、ブロック１３ｃの表面に所定形状の凹凸パターンを形成する。その際、樹脂４１は完全にエッチングされるため残らない。この凹凸パターンがフレネルミラー３１ａの反射面形状となる。このようにして非点収差生成素子３１の輪帯３１ｃ、段差３１ｂの所定形状の凹凸パターンをブロック１３ｃの表面に作製する。次に、吸収膜を形成し、さらにその表面に反射膜４２を形成する。最後にブロック１３ｂとブロック１３ｃとを接着剤４３で接着する。接着剤４３は波長λ１及び波長λ２のレーザ光に対して透明であるとともにブロック１３ｂを構成する材料とほぼ同じ屈折率であることが望ましい。

図８（ｅ）に示す非点収差生成素子３１の作製方法は以下の通りである。まず、樹脂４１を板状のブロック１３ｂの表面に塗布し硬化する。次に、輪帯３１ｃ、段差３１ｂの所定の凹凸パターンを形成することができるグレースケールのマスクを介して紫外線照射・露光して現像することにより、所定形状の凹凸パターンを樹脂４１に残す。この凹凸パターンがフレネルミラー３１ａの反射面形状となる。次に、反射膜４２を形成し、さらにその表面に吸収膜を形成する。最後にブロック１３ｂとブロック１３ｃとを接着剤４３で接着する。樹脂４１は波長λ１及び波長λ２のレーザ光に対して透明であるとともにブロック１３ｂを構成する材料とほぼ同じ屈折率であることが望ましい。しかし、レーザ光は接着剤４３を通らないので、接着剤４３はレーザ光に対して透明であったりブロック１３ｂを構成する材料とほぼ同じ屈折率であったりする必要はない。

図８（ｂ）、図８（ｅ）の場合、図８（ｃ）、図８（ｄ）の場合に対し、樹脂４１をエッチングしない分、輪帯３１ｃの形状と段差３１ｂの精度を良くすることができる。また、エッチング工程を省く分、非点収差生成素子３１を安価に製造することができる。

また、リソグラフィ用の感光性樹脂である樹脂４１は必ずしも水分に対して強くはない。たとえば、水分が浸入すると光学特性が変化して屈折率が変化したり、ブロック１３ｂやブロック１３ｃとの密着性が弱まって剥離しやすくなったりして、信頼性が低下する。本実施の形態１において、樹脂４１を図８（ｂ）、図８（ｅ）のように集積プリズム１３の外部に対して露出しないように配置した。さらに反射膜４２で樹脂４１を覆うようにした。したがって、外部から樹脂４１に直接水分が浸入することを防ぐことができる。そのため樹脂４１の高い信頼性を維持することができる。

図９（ａ）は本実施の形態１の非点収差生成素子の例１の段差パターン図、図９（ｂ）は本実施の形態１の非点収差生成素子の例２の段差パターン図、図９（ｃ）は本実施の形態１の非点収差生成素子の例３の段差パターン図である。非点収差生成素子３１の長手方向が斜面１３ｅに沿う方向である。また、段差パターンが斜めに傾いているように見えるのは、光軸を含んで直交する２つの断面が受光器１８上で４５°傾くようにするためである。図９（ａ）、図９（ｂ）、図９（ｃ）の線部が段差３１ｂ、線部と線部との間が輪帯３１ｃである。

図９（ａ）に示す段差パターンは非点収差生成素子３１が円筒形状または円柱形状の立体的な曲面鏡と同等なフレネルミラー３１ａであることを示す。図９（ｂ）に示す段差パターンは非点収差生成素子３１が直交する２つの軸で曲率半径が異なる長球状の凹面鏡または凸面鏡である曲面鏡と同等なフレネルミラー３１ａであることを示す。図９（ｃ）に示す段差パターンは非点収差生成素子３１が直交する２つの軸で一方が凹面鏡、他方が凸面鏡である曲面鏡と同等なフレネルミラー３１ａであることを示す。このように非点収差生成素子３１の段差パターンは立体的な曲面鏡の形状により変化する。

以上のように、本実施の形態１の光ピックアップ装置１０は、光源１１と受光器１８と非点収差生成素子３１とを備えている。光源１１は、レーザ光を光ディスク２５に向けて出射する。受光器１８は、光ディスク２５の反射光を検出する。非点収差生成素子３１は、光ディスク２５の反射光の光軸を含んで直交する２つの断面の一方における焦点位置を受光器１８の前側とし、他方における焦点位置を受光器１８の後側として、フォーカス制御に用いられる光を生成する。光ピックアップ装置１０は、非点収差生成素子３１が多数の輪帯状の反射鏡により構成されるフレネルミラー３１ａであって、輪帯状の反射鏡の先端を結ぶ仮想面３１ｄが入光側に対して凹形状に湾曲していることを特徴としている。

本実施の形態１における光ピックアップ装置１０は、仮想面３１ｄが入光側に対して凹形状に湾曲しているため、仮想面３１ｄが完全な平面形状である場合に対して、入射する光は外周ほど先にフレネルミラー３１ａに入射する。そのため互いに隣接する輪帯状の反射鏡の段差３１ｂにおける位相の状況が変化し、段差３１ｂによる回折光の成分が小さくなり、受光器１８上の迷光を抑制することができる。そのためトラッキング制御やフォーカス制御が安定する。また、非点収差生成素子３１としてフレネルミラー３１ａを用いているため、小型にできる。したがって、小型で安定した記録再生が可能である。

（実施の形態２）
本実施の形態２について図面を参照しながら説明する。図１０は本実施の形態２の光ピックアップモジュールの構成図、図１１は本実施の形態２の光ディスク装置の構成図である。

図１０において、光ディスク２５を回転駆動する回転駆動部及び光ピックアップ装置１０を回転駆動部に対して近づけたり離したりする移動部を備える光ディスク装置６０の駆動機構を光ピックアップモジュール５０という。ベース５１は光ピックアップモジュール５０の骨組みを成すもので、光ピックアップモジュール５０はベース５１に直接または間接に各構成部品が配置されて構成される。

回転駆動部は光ディスク２５を載置するターンテーブル５２ａを有するスピンドルモータ５２を備えている。スピンドルモータ５２はベース５１に固定される。スピンドルモータ５２は光ディスク２５を回転させる回転駆動力を生成する。

移動部はフィードモータ５３、スクリューシャフト５４、メインシャフト５５、サブシャフト５６を備えている。フィードモータ５３はベース５１に固定される。フィードモータ５３は光ピックアップ装置１０が光ディスク２５の内周と外周の間を移動するために必要な回転駆動力を生成する。フィードモータ５３としてステッピングモータ、ＤＣモータなどが使用される。スクリューシャフト５４はらせん状に溝が掘られており、直接または数段のギアを介してフィードモータ５３に接続される。本実施の形態２では直接フィードモータ５３と接続される。メインシャフト５５、サブシャフト５６はそれぞれ両端で保持部材を介してベース５１に固定される。メインシャフト５５、サブシャフト５６は光ピックアップ装置１０を光ディスク２５の半径方向に移動自在に支持する。光ピックアップ装置１０はスクリューシャフト５４の溝と噛み合うガイド歯を有するラック５７を備える。ラック５７がスクリューシャフト５４に伝達されたフィードモータ５３の回転駆動力を直線駆動力に変換するために光ピックアップ装置１０は光ディスク２５の内周と外周の間を移動することができる。

なお、回転駆動部は光ディスク２５を所定の回転速度で回転させることができる構成であれば、本実施の形態２で説明した構成に限るものではない。また移動部は光ピックアップ装置１０を光ディスク２５の内周と外周の間の所定の位置に移動させることができる構成であれば、本実施の形態２で説明した構成に限るものではない。

光ピックアップ装置１０は図２の構成にカバー４４を取り付けたものである。光ピックアップ装置１０は、光源１１と受光器１８と非点収差生成素子３１とを備えている。光源１１は、レーザ光を光ディスク２５に向けて出射する。受光器１８は、光ディスク２５の反射光を検出する。非点収差生成素子３１は、光ディスク２５の反射光の光軸を含んで直交する２つの断面の一方における焦点位置を受光器１８の前側とし、他方における焦点位置を受光器１８の後側として、フォーカス制御に用いられる光を生成する。光ピックアップ装置１０は、非点収差生成素子３１が多数の輪帯状の反射鏡により構成されるフレネルミラー３１ａであって、輪帯状の反射鏡の先端を結ぶ仮想面３１ｄが入光側に対して凹形状に湾曲していることを特徴としている。

本実施の形態２における光ピックアップ装置１０は、仮想面３１ｄが入光側に対して凹形状に湾曲しているため、仮想面３１ｄが完全な平面形状である場合に対して、入射する光は外周ほど先にフレネルミラー３１ａに入射する。そのため互いに隣接する輪帯状の反射鏡の段差３１ｂにおける位相の状況が変化し、段差３１ｂによる回折光の成分が小さくなり、受光器１８上の迷光を抑制することができる。そのためトラッキング制御やフォーカス制御が安定する。また、非点収差生成素子３１としてフレネルミラー３１ａを用いているため、小型にできる。したがって、小型で安定した記録再生が可能である。

光ピックアップ装置１０の対物レンズ１７から出射されるレーザ光が光ディスク２５に対し直角に入射するように、保持部材を構成する調整機構でメインシャフト５５、サブシャフト５６の傾きを調整する。

図１１において、光ディスク装置６０の筐体６１は上部筐体６１ａと下部筐体６１ｂとを組み合わせてネジなどを用いて互いに固定して構成されている。トレイ６２は筐体６１に出没自在に設けられている。トレイ６２はカバー５８を設けた光ピックアップモジュール５０を下面側から配置する。カバー５８は開口を有し、光ピックアップ装置１０の対物レンズ１７及びスピンドルモータ５２のターンテーブル５２ａを露出させる。さらに本実施の形態２の場合、フィードモータ５３も露出させて、光ピックアップモジュール５０の厚さが薄くなるようにしている。トレイ６２は開口を有し、対物レンズ１７及びターンテーブル５２ａ、カバー５８の少なくとも一部を露出させる。ベゼル６３はトレイ６２の前端面に設けられて、トレイ６２が筐体６１内に収納された時にトレイ６２の出没口を塞ぐように構成されている。ベゼル６３にはイジェクトスイッチ６４が設けられ、イジェクトスイッチ６４を押すことで、筐体６１とトレイ６２との係合が解除され、トレイ６２は筐体６１に対し出没が可能な状態となる。レール６５はそれぞれトレイ６２の両側部及び筐体６１の双方に摺動自在に取り付けられる。筐体６１の内部やトレイ６２の内部には図示していない回路基板があり、信号処理系のＩＣや電源回路などが搭載されている。外部コネクタ６６はコンピュータ等の電子機器に設けられた電源／信号ラインと接続される。そして、外部コネクタ６６を介して光ディスク装置６０内に電力を供給したり、あるいは外部からの電気信号を光ディスク装置６０内に導いたり、あるいは光ディスク装置６０で生成された電気信号を電子機器などに送出する。

図１２は本実施の形態２の光ピックアップ装置のサーボ制御の流れを示す図である。光ピックアップ装置１０のフォーカス制御とトラッキング制御の流れを説明する。光源１１から出射されたＤＶＤ用の波長λ１のレーザ光及びＣＤ用の波長λ２のレーザ光は、回折素子１２の第１回折格子１２ａと第２回折格子１２ｂでそれぞれトラッキング制御に用いられる光に分離され、光ディスク２５に入射する。光ディスク２５で反射されたレーザ光は集積プリズム１３のビームスプリッタ３０で分離され、非点収差生成素子３１で光軸を含んで直交する２つの断面で焦点距離が異なる光とされて受光器１８に入射する。非点収差生成素子３１を通過したレーザ光はフォーカス制御に用いられる。受光器１８に入射したレーザ光はＤＶＤ用フォーカス制御用、ＣＤ用フォーカス制御用、ＤＶＤ用トラッキング制御用、ＣＤ用トラッキング制御用の電気信号に変換され、光ディスク装置６０本体の前記図示していない回路基板にあるアナログ信号処理部６０ａに送られる。

アナログ信号処理部６０ａは入力された信号に演算・帯域処理を行い、サーボ処理部６０ｂに出力する。サーボ処理部６０ｂはアナログ信号処理部６０ａからの信号を基にフォーカスエラー信号ＦＥＳ及びトラッキングエラー信号ＴＥＳを生成してモータ駆動部６０ｃに出力する。モータ駆動部６０ｃは入力されたフォーカスエラー信号ＦＥＳ及びトラッキングエラー信号ＴＥＳを基に対物レンズ１７を搭載するアクチュエータ２３を駆動する電流を生成する。これにより光ディスク２５に集光した光束の焦点のずれ及びトラックに対するずれが極小になるように制御される。

また、コントローラ６０ｄにはアナログ信号処理部６０ａ、サーボ処理部６０ｂ、モータ駆動部６０ｃの各部から送られる信号が入力される。コントローラ６０ｄはこれらの信号の演算処理等を行い、この演算処理の結果（信号）を各部に送出し、各部にて駆動、処理を実行させることで各部の制御を行う。

以上のように、本実施の形態２の光ディスク装置６０は実施の形態１の光ピックアップ装置１０を備えている。仮想面３１ｄが入光側に対して凹形状に湾曲しているため、仮想面３１ｄが完全な平面形状である場合に対して、入射する光は外周ほど先にフレネルミラー３１ａに入射する。そのため互いに隣接する輪帯状の反射鏡の段差３１ｂにおける位相の状況が変化し、段差３１ｂによる回折光の成分が小さくなり、受光器１８上の迷光を抑制することができる。そのためトラッキング制御やフォーカス制御が安定する。また、非点収差生成素子３１としてフレネルミラー３１ａを用いているため、小型にできる。したがって、小型で安定した記録再生が可能である。

以上のように、本発明の光ピックアップ装置及び光ディスク装置は、小型で安定したトラッキング制御やフォーカス制御を実現できる。そのため、好んでパーソナルコンピュータ、ノートブック型コンピュータ等の電子機器に搭載される。

本実施の形態１の光ピックアップ装置の光学系の構成図 本実施の形態１のカバーを外した光ピックアップ装置の構成図 （ａ）本実施の形態１の非点収差生成素子に関連する光学系の構成図、（ｂ）本実施の形態１の非点収差生成素子の形状図 （ａ）非点収差生成素子の説明図、（ｂ）光ディスクが近い場合のスポット形状の図、（ｃ）光ディスクが遠い場合のスポット形状の図 本実施の形態１の受光器における光検出部の配置図 （ａ）フレネルミラーにする前の曲面鏡を示す図、（ｂ）フレネルミラーを示す図 本実施の形態１のフレネルミラーの形状を示す図 （ａ）本実施の形態１の集積プリズムの構成図、（ｂ）本実施の形態１の非点収差生成素子の構成の例１を示す図、（ｃ）本実施の形態１の非点収差生成素子の構成の例２を示す図、（ｄ）本実施の形態１の非点収差生成素子の構成の例３を示す図、（ｅ）本実施の形態１の非点収差生成素子の構成の例４を示す図 （ａ）本実施の形態１の非点収差生成素子の例１の段差パターン図、（ｂ）本実施の形態１の非点収差生成素子の例２の段差パターン図、（ｃ）本実施の形態１の非点収差生成素子の例３の段差パターン図 本実施の形態２の光ピックアップモジュールの構成図 本実施の形態２の光ディスク装置の構成図 本実施の形態２の光ディスク装置のサーボ制御の流れを示す図 従来の光ピックアップ装置の光学系における主要部分の構成図 （ａ）従来の検出レンズの説明図、（ｂ）光ディスクが近い場合のスポットの状態を示す図、（ｃ）光ディスクが遠い場合のスポットの状態を示す図 （ａ）通常のレンズの断面図、（ｂ）フレネルレンズの断面図

符号の説明

１０ 光ピックアップ装置
１１ 光源
１２ 回折素子
１２ａ 第１回折格子
１２ｂ 第２回折格子
１３ 集積プリズム
１３ａ、１３ｂ、１３ｃ ブロック
１３ｄ、１３ｅ 斜面
１３ｆ、１３ｇ、１３ｈ 側面
１４ 波長板
１５ コリメートレンズ
１６ 立ち上げミラー
１７ 対物レンズ
１８、３４ 受光器
１８ａ、３５ 光検出部
１９ 第２受光器
２０ 基台
２１ 結合部材
２２ レーザモジュール
２３ アクチュエータ
２５ 光ディスク
２５ａ 記録面
３０ ビームスプリッタ
３１、３３ 非点収差生成素子
３１ａ フレネルミラー
３１ｂ 段差
３１ｃ 輪帯
３１ｄ 仮想面
３２ 反射膜
３６ レーザ光
３６ａ 光軸
３６ｂ、３６ｃ 断面
３６ｄ、３６ｅ 焦点
３７ スポット
３９ 曲面鏡
４０ フレネルミラー
４０ａ 段差
４０ｂ 輪帯
４０ｃ 仮想面
４１ 樹脂
４２ 反射膜
４３ 接着剤
４４ カバー
５０ 光ピックアップモジュール
５１ ベース
５２ スピンドルモータ
５２ａ ターンテーブル
５３ フィードモータ
５４ スクリューシャフト
５５ メインシャフト
５６ サブシャフト
５７ ラック
５８ カバー
６０ 光ディスク装置
６０ａ アナログ信号処理部
６０ｂ サーボ処理部
６０ｃ モータ駆動部
６０ｄ コントローラ
６１ 筐体
６１ａ 上部筐体
６１ｂ 下部筐体
６２ トレイ
６３ ベゼル
６４ イジェクトスイッチ
６５ レール
６６ 外部コネクタ

Claims (1)

1. レーザ光を光ディスクに向けて出射する光源と、
   前記光ディスクからの反射光を検出する受光器と、
   前記光ディスクの反射光の光軸を含んで直交する２つの断面の一方における焦点位置を前記受光器の前側とし、他方における焦点位置を前記受光器の後側として、フォーカス制御に用いられる光を生成する非点収差生成素子と、
   前記光源からのレーザ光を入射させ前記光ディスクに向かって出射すると共に、前記光ディスクからの反射光を入射させ前記受光器に向かって出射するプリズムと、を備え、
   前記非点収差生成素子は、多数の輪帯状の反射鏡により構成されるフレネルミラーであって前記プリズムの中に位置すると共に、前記輪帯状の反射鏡の先端を結ぶ仮想面が入光側に対して凹形状に湾曲し、前記多数の輪帯状の反射鏡の中心に位置する反射鏡は入光側に対して凸形状であり、
   前記レーザ光は第１波長と第２波長のレーザ光であり、前記第１波長のレーザ光と前記第２波長のレーザ光は前記光ディスクからの反射光として前記非点収差生成素子に入光することを特徴とする光ピックアップ装置。

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