JPH08297854A

JPH08297854A - 光学装置

Info

Publication number: JPH08297854A
Application number: JP17342095A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Mizuno; 剛水野; Masato Doi; 正人土居
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1995-02-28
Filing date: 1995-07-10
Publication date: 1996-11-12

Abstract

(57)【要約】【課題】光学ピックアップなどに適用される光学装置
のコンパクト化、無調整化を図り、トラッキングサーボ
信号やフォーカスサーボ信号や光磁気信号等の信号の検
出を容易に行う。【解決手段】発光部１４と第１の受光部１５Ａとが共
通の半導体基板１６に形成され、発光部１４の出射した
出射光が被照射部に収束照射され、被照射部から反射さ
れた戻り光に関する共焦点近傍に第１の受光部１５Ａが
配置され、第１の受光部１５Ａによって戻り光を受光検
出する構成の光学素子１７と、２つの反射面４２ａ，４
３ａを有し、それぞれの反射面４２ａ，４３ａによって
出射光の往路と、戻り光の復路で光路差を生じさせる光
路ずらし素子２０と往路と光路差を有する復路の戻り光
ＬＲを受光検出する第２の受光部１５Ｂとを備えて光学
装置を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光学装置例えばコ
ンパクトディスク（ＣＤ）、追記型コンパクトディスク
（ＣＤ−Ｒ）、光磁気ディスク等の各種光記録媒体に光
を照射して再生、または記録かつ再生を行う光学装置、
例えば光学ピックアップに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の光記録媒体上の記録を光学的に読
み出す光学ピックアップは、例えば半導体レーザ、コリ
メートレンズ、ビームスプリッタ、偏光ビームスプリッ
タ、１／４波長板、フォーカスレンズ、フォーカスレン
ズ駆動装置、分割型フォトディテクタ等のそれぞれ個別
に構成されたディスクリートな光学部品を相互に精度良
く所定の位置関係に配置して構成される。

【０００３】図２１に従来の光学ピックアップの一例の
構成図を示す。この例はコンパクトディスク（ＣＤ）の
再生に用いられる光学ピックアップである。この光学ピ
ックアップ８１は、半導体レーザ８２、回折格子８３、
ビームスプリッタプレート８４、対物レンズ８５及びフ
ォトダイオードからなる受光素子８６を備えて成り、半
導体レーザ８２からのレーザ光Ｌがビームスプリッタプ
レート８４で反射され、対物レンズ８５で収束されて光
ディスク９０に照射され、この光ディスク９０で反射さ
れた戻り光がビームスプリッタプレート８４を透過して
受光素子８６にて受光検出される。

【０００４】しかしながら、この様な光学ピックアップ
８１は、部品点数が多く、また非常に大型になるだけで
なく、その配置に高い精度が要求され、生産性が低いと
いう問題がある。

【０００５】近年、ＣＤプレーヤのポータブル化等の要
請で、光学ピックアップを小型化、省部品化する研究開
発が盛んであり、光学素子の機能複合化、レーザカプラ
ー（投受光部一体化）、ホログラム素子の利用などが進
んでいる。しかし、これらの開発においても、光学素子
の配置を充分調整不要とするものではない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】光学ピックアップ全体
の小型化を図る方法としては、例えば光路の途中に偏光
ビームスプリッタの代わりに、裏面に反射率の高い反射
膜を形成したミラー板等の光学部品を設置することによ
り光を反射させて、受光素子等による受光部を半導体レ
ーザ等からなる発光部と同じ側に配置できるようにする
方法も提案されている（特開平２−１６２５４１号公
報）。

【０００７】しかしながら、この場合は発光部と受光部
が同じ側に配置されるので、全体の装置の大きさは小さ
くなるが、発光部と受光部はそれぞれ別体に構成されて
互いに所定の位置関係に配置するものであって、部品点
数はあまり減らず、また光学素子の配置の調整は従来と
同程度に必要とする。

【０００８】一方カー効果を利用した光磁気信号（ＭＯ
信号）の検出系を構成し信号の記録・再生が可能な光学
ピックアップは、例えば図２２にミニディスク（ＭＤ）
用の光学ピックアップ９１の構成を示すように、半導体
レーザ９２、回折格子９３、偏光ビームスプリッタ９
４、コリメータレンズ９５、対物レンズ９６、ウォラス
トンプリズム９７、非点収差発生用のマルチレンズ９
８、フォトディテクタ９９、ディスク１００等により構
成される。

【０００９】この構成の光学ピックアップ９１等では、
図２１に示したＣＤ再生用の光学ピックアップ８１の場
合の前述の問題に加えて、さらに次のような問題があ
る。

【００１０】まず、カー効果による回転角（カー回転
角）を検出可能とするために、ＣＤ再生用の場合より部
品点数が増加する。また、カー回転角は０．５°前後と
極めて小さく、これを補うために光磁気信号エンハンス
効果（光磁気信号を強調する効果）を検出系に持たせよ
うとすると、さらに光学部品の点数が増加することにな
る。

【００１１】さらに、図２２に示したミニディスク（Ｍ
Ｄ）用の光学ピックアップ９１のように、ピット検出と
光磁気信号の検出との両方を行う場合には、光磁気信号
の検出のみの場合と比較して、より複雑な光学系が必要
となる。

【００１２】また、これらの問題に対する解決策の１つ
として、ホログラム素子を用いた光学装置等が提案さ
れ、これにより光学系の簡略化、部品点数の削減、光磁
気信号の検出およびそのエンハンス効果の達成、上述の
ミニディスク（ＭＤ）の信号の検出（ピット検出および
光磁気信号の検出を共に行う）への対応等を実現しつつ
ある。しかしながら、このホログラム素子を用いた光学
装置においては、その一方で光磁気信号の検出レベルの
低下や、ホログラム素子の回折パターンが複雑化するこ
とから量産性や歩留まりの低下が起きる等さらなる問題
点が生じていた。

【００１３】本発明はこのような点を考慮してなされた
もので、光学ピックアップなどの光学装置において、光
学部品点数の削減、光学的な配置設定に際してのアライ
メントの簡単化を可能にし、装置全体の簡素化、小型化
を図り、また作製を容易にするものであり、さらに、ト
ラッキングサーボ信号やフォーカスサーボ信号ならびに
光磁気信号の検出を容易かつ確実に行うことができるよ
うにしたものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、発光部と、第
１の受光部とが共通の半導体基板に形成され、発光部か
らの出射光が被照射部に収束照射され、被照射部から反
射された戻り光に関する共焦点近傍に第１の受光部が配
置され、第１の受光部によって戻り光を受光検出する構
成の光学素子と、２つの反射面を有し、それぞれの反射
面によって出射光の往路と戻り光の復路で光路差を生じ
させる光路ずらし素子と、往路と光路差を有する復路の
戻り光を受光検出する第２の受光部とを備えてなる光学
装置である。

【００１５】本発明による光学装置は、発光部から出射
した光が、被照射部にジャストフォーカス（合焦）すれ
ば、必ずその共焦点位置に光が戻ってくる光学原理を利
用するものであって、本発明においては、発光部からの
出射光の被照射部からの反射戻り光に関する共焦点位置
に第１の受光部を配置した光学素子を構成するものであ
るので、上述したように発光部からの出射光が被照射部
に合焦した状態では、その被照射部からの戻り光は、こ
の光学素子に付随する光学部品に位置精度に多少の問題
があっても、確実に共焦点位置に配置された第１の受光
部に入射し、この戻り光の検出を行うことができること
になる。

【００１６】また、本発明構成においては、２つの反射
面を有する光路ずらし素子を配置することによって、一
方の反射面によって発光部からの出射光を被照射部に向
かわしめる往路を形成すると共に、被照射部からの戻り
光の一部を上述の第１の受光部に向かわしめる復路を形
成し、他方の反射面によってこの第１の受光部に向かう
復路とは所要の距離だけ隔てた復路を形成して、第２の
受光部へと向かわすものであり、このようにすることに
よって、第１および第２の両受光部によってそれぞれ確
実に戻り光の受光検出がなされるようにして、それぞれ
戻り光を利用した所要の信号の取り出しを可能にするも
のである。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の光学装置は、図１にその
一例の概略構成図を示すように、半導体レーザによって
構成される発光部１４と、例えばフォトダイオード等に
よるフォトディテクタＰＤによって構成される第１の受
光部１５Ａとが共通の半導体基板１６に形成された光学
素子１７を構成する。この光学素子１７は、発光部１４
からの出射光が被照射部１２に収束照射され、この被照
射部１２から反射された戻り光に関する共焦点近傍に第
１の受光部１５Ａが配置され、この第１の受光部１５Ａ
によって戻り光を受光検出する構成（以下ＣＬＣ（コン
フォーカル・レーザ・カプラ）構成という）とされる。

【００１８】一方、２つの反射面４２ａおよび４３ａを
有し、それぞれの反射面によって発光部１４からの出射
光の往路と、戻り光の復路で光路差を形成する光路ずら
し素子２０を配置する。

【００１９】また、この光路ずらし素子２０によって形
成された往路と光路差を有する復路を採る戻り光を検出
する第２の受光部１５Ｂを配置する。

【００２０】図１に示す光学装置は、光学ピックアップ
に適用した場合の実施例（以下これを実施例１とする）
である。

【００２１】図１において、１１は光学ピックアップを
全体として示し、１２は被照射部である光記録媒体、例
えば光ディスクを示す。光学ピックアップ１１は、半導
体レーザＬＤによる発光部１４とフォトディテクタＰＤ
による第１の受光部１５Ａとが同一の半導体基板１６上
に一体化されてなる光学素子１７と、収束手段としての
対物レンズ１８と、２つの反射面４２ａおよび４３ａを
有して光路差を生じさせるミラー板すなわち光路ずらし
素子２０とを備えてなる。

【００２２】さらにフォトディテクタＰＤによる第２の
受光部１５Ｂが、光学素子１７と同一の半導体基板１６
に形成した段差上に発光部１４と所要の距離だけ隔てて
設置される。発光部１４からの出射光は、光路ずらし素
子２０の一方の反射面４３ａで反射して対物レンズ１８
を介して被照射部１２に向かわしめられ、被照射部１２
から反射された戻り光が再び光路ずらし素子２０のミラ
ー板の反射面４３ａで反射されて焦点を結ぶ。第１の受
光部１５Ａは、この焦点の近傍に位置することになる。
すなわち、この光学素子は前述のＣＬＣ構成とする。

【００２３】ここで、図２〜図４に示す各構成図を参照
してＣＬＣによる光学素子１７について説明する。

【００２４】光学素子１７は、発光部１４と受光部１５
Ａとが共通の半導体基板１６上に一体化されて成り、発
光部１４からの出射光Ｌ_Fが、被照射部１２に収束照射
し、この被照射部１２から反射された戻り光Ｌ_Rが収束
手段１８によって集光され、収束手段１８の共焦点の近
傍位置に配置された受光部１５Ａに受光されるように構
成される。この構成では発光部１４からの光が、被照射
部１２において反射される前及び後において、その光軸
が鎖線ａで示すように、互いに同軸の経路を通過して受
光部１５Ａにおいて受光される構成とする。

【００２５】この光学素子１７では図４で拡大して示す
ように、発光部１４が水平共振器を有する半導体レーザ
ＬＤ（但し９はそのストライプ電極）、反射鏡７で構成
され、受光部１５Ａがフォトディテクタ（ＰＤ）で構成
される。半導体レーザＬＤは、これからの出射光Ｌ_Fを
反射鏡７によって反射させて被照射部１２に向かう前述
の経路すなわち光軸ａに一致させている。

【００２６】そして、受光部１５Ａに向かう戻り光Ｌ_R
は、光回折限界（すなわちレンズの回折限界）近傍まで
収束させるものであり、受光部１５Ａはその少なくとも
一部の受光面が、この光回折限界内に配置されるように
する。すなわち発光部１４からの出射光の波長をλ、収
束手段１８の開口数をＮＡとするとき、受光面の配置基
準面Ｓを横切る発光部１４からの出射光の光軸ａからの
距離が１．２２λ／ＮＡ以内の位置に受光部１５Ａが設
けられるようにする。

【００２７】また、この場合、図２及び図３に示すよう
に、受光部１５Ａの受光面の配置基準面Ｓでの発光部１
４の出射光Ｌ_Fの直径φ_sを、上記光回折限界の直径φ
_dより小とし、受光部１５Ａの有効受光面は、出射光Ｌ
_Fの直径φ_s外に位置するようにする。ここで、発光部
１４の光源として半導体レーザを用いると、その出射光
の直径φ_sは、約１〜２μｍ程度とすることができる。
一方、収束手段１８の開口数ＮＡが例えば０．０９〜
０．１、出射光の波長λが７８０ｎｍ程度の場合、回折
限界すなわちφ_dは１．２２λ／ＮＡ≒１０μｍ程度と
なる。

【００２８】そして、収束手段１８の１の焦点位置に発
光部１４を配置し、共焦点位置に被照射部１２例えば光
記録媒体（いわゆる光ディスク）を配置する。発光部１
４の半導体レーザＬＤから出射されたレーザ光は反射鏡
７で光軸ａ方向へ反射され、収束手段１８を通して光記
録媒体すなわち被照射部１２に照射される。合焦時に、
光記録媒体から反射された戻り光、すなわち、記録情報
を含んで反射した戻り光Ｌ_Rは、同じ光路を逆戻りし、
再び収束手段１８によって集光され、共焦点位置近傍に
配置された受光部１５ＡのフォトディテクタＰＤに入射
し、この戻り光Ｌ_Rが受光部１５Ａで受光検出されるよ
うになる。すなわち、電気信号に変換した再生信号すな
わちＲＦ（高調波）信号を取り出す。

【００２９】この例の光学装置は、このようなＣＬＣデ
バイスを構成した上に、さらに被照射部１２からの戻り
光Ｌ_Rの光路を光路ずらし素子２０によって分割し一方
をずらして、ずらした光を検出する。このことによりＣ
ＬＣ光学素子単独では難しかったフォーカスサーボ信号
の検出を容易にすることができる。すなわち、ＣＬＣ構
成では、出射光Ｌ_Fと同軸上の戻り光Ｌ_Rを共焦点近傍
に配置した受光部１５Ａによって受光検出するので、上
述のＲＦ信号と共に、フォーカスのずれを検出すること
は何らかの工夫を必要とする。

【００３０】そして、この光路をずらす光路ずらし素子
としては、例えば、透光性ガラス板の両面に反射膜を形
成した例えば平行平板のミラー板によって構成できる。
この場合は、技術的に制御しやすいガラス板の厚さだけ
で光の往路と復路の光路差を生じさせ、光路をずらして
デフォーカス量、位置ずれ量を設定できる。

【００３１】図１において、被照射部１２からの戻り光
Ｌ_Rの一部は、光路ずらし素子、すなわちミラー板２０
の表面の反射面４２ａを透過しその裏面の反射面４３ａ
で反射し、屈折して光路がずらされ、ミラー板２０の表
面の反射面４２ａで反射した光より手前の位置で収束さ
れる。そして、このように往路からずらされた光路によ
る戻り光を受光検出するフォトディテクタＰＤによる、
第２の受光部１５Ｂをこのずらされた光の収束位置近傍
に設置する。この第２の受光部１５Ｂは、光学素子１７
と共に共通の半導体基板１６に形成する。

【００３２】このときミラー板２０において戻り光が透
過屈折する際に、図１の紙面に直交する方向と、紙面に
平行で戻り光の光軸に垂直な方向との間に光路の収束位
置に差ができることから、これを積極的に利用すること
によって後述するように、第２の受光部１５Ｂによって
非点収差法によるフォーカスサーボ信号の検出ができ
る。

【００３３】またトラッキングサーボ信号は、ＣＬＣ光
学素子１７を構成する第１の受光部１５Ａを複数のフォ
トディテクタＰＤによって構成することによって、プッ
シュプル法等により検出することができる。

【００３４】このようにＣＬＣ構成とすることにより、
すなわち発光部１４と第１の受光部１５Ｂとを共通の半
導体基板１６に形成することにより、光学装置全体の構
成の簡素化・小型化がはかられる。さらに被照射部１２
からの戻り光Ｌ_Rを光路ずらし素子２０によりその光路
をずらして、ずらした戻り光Ｌ_Rに対して第２の受光部
１５Ｂを配置することにより、後述するような各種方法
によるフォーカスサーボ信号の検出方法が容易になる。

【００３５】図５は、本発明による他の光学装置（以下
これを実施例２とする）、この例では光学ピックアップ
の他の例の構成図を示す。本例は図６Ａおよび図６Ｂに
それぞれ側面図および平面図を示す光学素子１７と、前
述の図１と同様の光路ずらし素子２０を構成するミラー
板と、図示しないが収束手段１８としての対物レンズと
を備えて成る。

【００３６】ミラー板による光路ずらし素子２０は、所
定の厚さＬを有し、鏡面とされた平行平面の透明なガラ
ス板４１よりなり、その一方の面に透過性を有する反射
膜４２を形成し、他方の面に８０％以上の高い反射率を
有する反射膜、例えばアルミニウム、金等の高反射率金
属からなる反射膜４３を形成して構成される。ミラー板
２０は、その表面の反射膜面４２ａが、発光部１４の反
射鏡２４と向き合うように、かつ、この反射鏡２４によ
って反射された半導体レーザＬＤからの出射光Ｌ_Fの光
軸に対する角度θが、例えば４５°となるように傾けて
配置される。

【００３７】光学素子１７は、図６Ｂに示すように基板
上にそれぞれ半導体レーザＬＤと反射鏡２４からなる発
光部１４とフォトディテクタＰＤ（ＰＤ₁〜ＰＤ₆）か
らなる受光部１５によって構成され、受光部１５は、２
分割のフォトディテクタＰＤ（ＰＤ₁，ＰＤ₂）からな
る第１の受光部１５Ａと、４分割のフォトディテクタＰ
Ｄ（ＰＤ₃〜ＰＤ₆）からなる第２の受光部１５Ｂとか
らなり、共通の半導体基板１６において発光部１４と第
２の受光部１５Ｂとの高低差を設けた構成である。発光
部１４と第１の受光部１５Ａとは、前述のＣＬＣ構成と
される。第２の受光部１５Ｂは、後述する非点収差法に
よるフォーカスサーボを採る位置に設定する。

【００３８】上述の構成の光学ピックアップにおいて、
光学素子１７の発光部１４の半導体レーザＬＤから出射
された出射光Ｌ_Fは、反射鏡２４を介して光路ずらし素
子２０としてのミラー板に入射し反射膜面４２ａで反射
され、対物レンズ１８を通して被照射部１２の光ディス
クに照射される。

【００３９】光ディスク１２からの反射光すなわち戻り
光Ｌ_Rは、光路ずらし素子２０としてのミラー板に入射
して、反射膜４２を有する表面で反射光と透過光に分離
され、透過光はミラー板裏面の反射膜４３で反射されて
光学素子１７に戻る。このとき、ミラー板の厚さ、すな
わち平行平面ガラス板４１の板厚Ｌにより、往路と復路
とで光路がずれると共に、このずれを生じさせた戻り光
Ｌ_Rのフォーカス位置は、光学素子１７の実質的発光位
置からずれる。この光軸に平行方向のずれ量Δｚは

【００４０】

【数１】Δｚ＝２Ｌｃｏｓ²θ／ｎｃｏｓδ ｓｉｎδ＝ｓｉｎθ／ｎ

【００４１】光軸に垂直方向のずれ量Δｘは

【数２】Δｘ＝Ｌｓｉｎ²θ／ｎｃｏｓδ

【００４２】と表される。但し、ｎは平行平面ガラス板
４１の屈折率、Ｌは光路ずらし素子２０のミラー板のガ
ラス板厚、θは光の反射面４２ａへの入射角、δは光の
反射膜面４３ａへの入射角である。このミラー板の平行
平面ガラス板４１の屈折率ｎを１．５、厚さＬを１．０
ｍｍ、入射角θを４５°とすれば、Δｚ＝０．７５６ｍ
ｍ、Δｘ＝０．７５６ｍｍとなる。

【００４３】そこで、光学素子１７では、前述したよう
な４分割のフォトディテクタＰＤ〔ＰＤ₃〜ＰＤ₆〕か
らなる第２の受光部１５Ｂを、発光部１４との高低差を
ほぼ前述のΔｚ付近に設定し、また分割した中心位置が
発光部１４からΔｘ離れた位置となるよう設定する。

【００４４】そして、フォーカスサーボ信号として第２
の受光部１５Ｂの４分割フォトディテクタＰＤにおいて
（ＰＤ₃＋ＰＤ₅）−（ＰＤ₄＋ＰＤ₆）を検出し、ト
ラッキングサーボ信号として第１の受光部１５Ａの２分
割フォトディテクタＰＤにおいて（ＰＤ₁−ＰＤ₂）を
検出し、光ディスクのから記録読み出し信号すなわちＲ
Ｆ信号として（ＰＤ₁＋ＰＤ₂）あるいは（ＰＤ₁＋Ｐ
Ｄ₂＋ＰＤ₃＋ＰＤ₄＋ＰＤ₅＋ＰＤ₆）を検出できる
ように検出回路のアンプを構成する。但し、上記カッコ
内の記号ＰＤ₁〜ＰＤ₆は、各対応するフォトディテク
タＰＤ₁〜ＰＤ₆の出力信号を表すものとする。この場
合フォーカスサーボ信号の検出は後述の非点収差法によ
り行い、トラッキングサーボ信号の検出はいわゆるプッ
シュプル法により行う。

【００４５】このようにＣＬＣ構成とすることにより、
すなわち発光部１４と第１の受光部１５Ａとを共通の半
導体基板に形成することにより、光学装置全体の構成の
簡素化・小型化がはかれ、さらに被照射部からの戻り光
を光路ずらし素子２０によりその光路をずらして、ずら
した戻り光に対して第２の受光部１５Ｂを配置すること
により、後述するような各種フォーカスサーボ信号の検
出方法が容易になる。

【００４６】また、上述の例は、光路ずらし素子２０を
平行平面ミラー板によって構成した場合で、この場合第
１および第２の受光部を高低差を設けて配置した構成と
したが、光路ずらし素子２０の形状を変えることによ
り、すなわち光路ずらし素子の裏面の反射面を凹面反射
面とすることにより、高低差を設けずとも、或いは小さ
い高低差で同様の信号検出ができる。その例を次に示
す。

【００４７】図７は、本発明によるさらに他の光学装置
（以下これを実施例３とする）、この例では光学ピック
アップのさらに他の例の構成図を示す。本例は、図８Ａ
および図８Ｂにそれぞれ側面図および平面図を示す光学
素子１７と、ミラー板よりなる光路ずらし素子２０と、
図示しないが前述の図１と同様の被照射部１２であるデ
ィスクと、収束手段１８である対物レンズとを備えて成
る。

【００４８】この例における光路ずらし素子２０のミラ
ー板は、平面と凹面とが対向し、所定の厚さを有する非
平行面の例えばガラス板５１より成り、その一方の平面
（表面）に反射膜４２を、他方の凹面（裏面）に高反射
率の反射膜４３をそれぞれ付して２つの反射面が構成さ
れる。光路ずらし素子２０のミラー板は、その表面の反
射膜面４２ａが光軸に対して所定角度θ、例えばθ＝４
５°に傾斜するように配置される。

【００４９】光学素子１７は、図８Ｂに示すように半導
体基板１６上にそれぞれ半導体レーザＬＤと反射鏡２４
からなる発光部１４と２分割のフォトディテクタＰＤ
（ＰＤ ₁，ＰＤ₂）からなる第１の受光部１５Ａとによ
って構成され、前述のＣＬＣ構成とする。そして、半導
体基板１６の発光部１４近傍に、４分割のフォトディテ
クタＰＤ（ＰＤ₃〜ＰＤ₆）とから第２の受光部１５Ｂ
を配置する。

【００５０】半導体基板１６上に、発光部１４と第１の
受光部１５Ａからなる光学素子１７と第２の受光部１５
Ｂとを一体に形成する製造方法としては気相成長方法、
例えば選択的ＭＯＣＶＤ（有機金属気相成長法）による
ことができる。この場合、例えばまず半導体レーザＬＤ
を構成する各半導体層をエピタキシャル成長する。すな
わち、図示しないが例えば半導体サブストレイト上に少
なくとも第１のクラッド層、活性層、第２のクラッド層
を順次ＭＯＣＶＤ等によってエピタキシーした積層半導
体層を構成し、次に、これら積層半導体層の一部を半導
体レーザＬＤとして残して、ＲＩＥ（反応性イオンエッ
チング）などによって他部をエッチング除去する。この
エッチング面による積層半導体層の両端面をそれぞれ共
振器端面として、両端面間に半導体レーザＬＤの水平共
振器を構成する。この場合に、最終的に半導体レーザＬ
Ｄのストライプ状の水平共振器を構成する領域を挟んで
その両側に電流阻止領域を、例えば不純物のイオン注入
によって形成する。

【００５１】次いで、半導体サブストレイト上に残され
た半導体レーザＬＤの構成部を覆って、図示しないが絶
縁層などによる選択的ＭＯＣＶＤのマスク層を被着形成
する。このマスク層によって覆われていないサブストレ
イト上に第１の半導体層を選択的ＭＯＣＶＤによって形
成し、続いて、この半導体層の表面の選択された位置に
例えば不純物の拡散、イオン注入等によって、第２導電
型の第２の半導体層を形成し、第１の半導体層と第２の
半導体層とで第１および第２の受光部１５ＡおよびＢを
構成するフォトディテクタＰＤ（ＰＤ₁〜ＰＤ₆）を形
成する。

【００５２】またこの場合反射鏡２４は、サブストレイ
トの結晶面、半導体レーザＬＤを形成する際のエッチン
グ端面の延長方向の結晶軸を選定することによって第１
の半導体層をＭＯＣＶＤにより選択的にエピタキシャル
成長した際に、特定の結晶面例えば｛１００｝面を発生
させた、原子面によるモフォロジーのよい斜面として、
また水平共振器面と一定の角度の傾きを有する面として
形成することができる。

【００５３】このようにして、共通の半導体基板１６と
して、半導体レーザＬＤと反射鏡２４とが形成された発
光部１４と、第１の受光部１５Ａおよび第２の受光部１
５Ｂとによる受光部１５とが形成され、これらによって
光学素子１７が構成される。

【００５４】この他にも、半導体基板１６上そしてその
一部に積層半導体層を形成した後に、ＲＩＥ（反応性イ
オンエッチング）法等により、一方の面が鉛直面に他方
の面が斜面になった溝を形成し、この鉛直面を半導体レ
ーザＬＤの共振器の一端面として、また溝を形成した後
に、さらに金属膜や誘電体多層膜等よりなる反射鏡２４
を斜面上に形成する方法等もとることができる。

【００５５】この構成の光学ピックアップ５３におい
て、光学素子１７の半導体レーザＬＤからの出射光Ｌ_F
は、光路ずらし素子２０のミラー板の表面の反射膜面４
２ａで反射し、図示しないが図１と同様に、収束手段の
対物レンズ１８を通して被照射部１２の光ディスクに照
射される。光ディスクからの戻り光Ｌ_Rは、図７に示す
ように光路ずらし素子のミラー板の表面の反射膜面４２
ａにて反射光と透過光とに分離され、反射光は図８Ｂに
示す光学素子１７上の発光部１４近傍の２分割フォトデ
ィテクタＰＤ（ＰＤ₁，ＰＤ₂）による第１の受光部１
５Ａで受光され、透過光は破線で示すように、光路ずら
し素子２０のミラー板裏面の凹面の反射膜面４３ｂで反
射して、図８Ｂに示す４分割フォトディテクタＰＤ（Ｐ
Ｄ₃〜ＰＤ ₆）による第２の受光部１５Ｂで受光され
る。

【００５６】このとき、光路ずらし素子２０のミラー板
のガラス板５１が裏面が凹面であることから、裏面が平
面板である場合よりも反射光の光束が拡がり、反射光の
収束する位置は、実施例２のように平行平面ミラー板を
用いた場合より先になる。ここで、ミラー板裏面の凹面
の曲率は、平面よりわずかに曲面となっていれば充分で
あり、ミラー裏面での反射光が光学素子１７の第２の受
光部１５Ｂ付近で収束する範囲に選定する。

【００５７】またミラー裏面（反射面４３ａ）の凹面
は、球面、楕円球面、或いは製作が容易なシリンドリカ
ル面のいずれとしても形成することができる。特に楕円
球面やシリンドリカル面とする場合においては、互いに
直交する面において凹面の曲率すなわちフォーカス位置
がそれぞれ異なるが、両フォーカス位置の中間部でほぼ
円形のスポットとなる位置が存在するので、この位置に
第２の受光部１５Ｂを配置すれば、球状凹面の場合とほ
ぼ同じとすることができる。

【００５８】次に非点収差法によってフォーカスサーボ
信号を検出する方法について説明する。実施例１、実施
例２および実施例３のそれぞれ図１、図５および図７に
示した光路ずらし素子２０においては、戻り光がミラー
板に対して斜めに入射するので、各図面において紙面に
垂直な方向では入射角は直角、紙面に平行な方向では入
射角はθでそれぞれ異なっている。このように方向によ
り入射角が異なることから、入射後の屈折角が異なり、
光束の幅が入射前は同じであった場合でも方向により異
なるようになる。これにより、方向によって焦点距離が
異なることとなる。

【００５９】このとき、図９（ａ）に光束の模式図を示
すように、例えば互いに直交するｘ軸方向とｙ軸方向に
おいて、ｘ軸方向はＸにおいて焦点となりｙ軸方向はＹ
において焦点を結ぶ。ＸＹの距離が非点収差にあたる。
またＪはｘ軸方向とｙ軸方向の光束が等しくなる点であ
る。非点収差法によるフォーカスサーボ信号の検出は、
この光束に対して、図９（ｂ）に示すように例えばＡ，
Ｂ，Ｃ，Ｄの４分割のフォトディテクタＰＤを配置して
行うものであり、光軸の中心が４分割フォトディテクタ
の例えばちょうど中心に来るようにして受光し、図９
（ｃ）に示すように、（Ａ＋Ｃ）−（Ｂ＋Ｄ）を検出信
号とするものである。Ｊの位置では、ｘ軸方向とｙ軸方
向の光束の幅が等しく、円形の光が受光され、検出信号
は０となる。またＮの位置およびＦの位置ではそれぞ
れ、正または負の最大値となる。

【００６０】これにより、合焦時にＪの位置となるよう
にフォトディテクタＰＤを配置すれば、ディスクの位置
がずれた場合には、光束の焦点位置がずれることから図
９においてフォトディテクタＰＤがＪの位置からシフト
することになり、上述の検出信号からＦ方向かあるいは
Ｎ方向にどの程度ずれたか検出でき、これをもとにディ
スクのずれの量を知ることができる。

【００６１】この例においては、４分割のフォトディテ
クタＰＤ（ＰＤ₃〜ＰＤ₆）を用いて、光路ずらし素子
２０のミラー板を透過して光路差を生じさせた戻り光Ｌ
_Rに対して、非点収差法によりフォーカスサーボ信号の
検出を行うことができる。このとき、例えば（ＰＤ₃＋
ＰＤ₅）−（ＰＤ₄＋ＰＤ₆）を検出信号とする。

【００６２】トラッキングサーボ信号は、光路ずらし素
子２０のミラー板表面の反射面で反射した戻り光Ｌ_Rを
第１の受光部１５Ａの２分割のフォトディテクタＰＤ
（ＰＤ ₁，ＰＤ₂）で受光して、例えば（ＰＤ₁−ＰＤ
₂）を検出信号とすることにより、いわゆるプッシュプ
ル法により検出を行うことができる。

【００６３】再生信号（ＲＦ信号）の取り出しは、（Ｐ
Ｄ₁＋ＰＤ₂）、あるいは（ＰＤ₁＋ＰＤ₂＋ＰＤ₃＋
ＰＤ₄＋ＰＤ₅＋ＰＤ₆）を用いて検出することによっ
て行うことができる。

【００６４】このようにしても、ＣＬＣ構成とすること
により、すなわち発光部と受光部とを共通の半導体基板
に形成することにより、光学装置全体の構成の簡素化・
小型化がはかれ、さらに被照射部からの戻り光を光路ず
らし素子によりその光路をずらして、ずらした戻り光に
対して受光部を配置することにより、後述するような各
種フォーカスサーボ信号の検出方法が容易になる等、前
述の実施例１および実施例２と同様の効果が得られる。
またこの例においては、さらに複数の戻り光に対する受
光部を高低差を設けることなく配置することが可能にな
り、光学装置のより小型化が図られる。

【００６５】またこの例において、第１の受光部１５Ａ
（ＰＤ₁，ＰＤ₂）を省略し、第２の受光部１５Ｂのみ
を受光部として、再生信号、トラッキングサーボ信号、
フォーカスサーボ信号の検出をする構成を採ることもで
きる。この場合、例えば図８に示すＰＤ₃およびＰＤ₅
を２分割して、それぞれ図示しないがＰＤ₃₁，ＰＤ₃₂お
よびＰＤ₅₁，ＰＤ₅₂とし、（ＰＤ₃₁＋ＰＤ₅₁）−（ＰＤ
₃₂＋ＰＤ₅₂）によりトラッキングサーボ信号を検出する
ことができる。

【００６６】上述の実施例２および実施例３において
は、非点収差法でフォーカスサーボを行った例である
が、この例では図１０Ａにその側面図を示すように、被
照射部からの戻り光の光路にナイフエッジ５８を配し
た、いわゆるナイフエッジ法にてフォーカスサーボを行
う構成（以下これを実施例４とする）とする。この例で
は、図５に示した実施例２と同様に、被照射部からの戻
り光Ｌ_Rを平行平板の光路ずらし素子２０を透過させ、
その裏面の反射膜４３で反射させることによって、戻り
光Ｌ_Rを出射光Ｌ_Fの光路とずらす。

【００６７】さらにこの例では、ナイフエッジ５８を上
述のずらした戻り光Ｌ_Rの共焦点位置に、戻り光Ｌ_Rの
光軸に接するように配置する構成とする。受光部１５の
フォトディテクタＰＤは、図１０Ｂに光学素子１７の平
面図を示すように、２分割のフォトディテクタＰＤ（Ｐ
Ｄ₁，ＰＤ₂）による第１の受光部１５Ａと２分割のフ
ォトディテクタＰＤ（ＰＤ₃，ＰＤ₄）による第２の受
光部１５Ｂとを設けて、これらによりそれぞれ、トラッ
キングサーボ信号、フォーカスサーボ信号の検出を行う
構成としている。ＰＤ₁とＰＤ₂による第１の受光部１
５Ａは、発光部１４の近傍に配置されて、前述のＣＬＣ
構成の光学素子を構成する。

【００６８】ここで、このナイフエッジ５８によるフォ
ーカスサーボ信号の検出について説明する。被照射部１
２の例えば光ディスクと光学ピックアップの相対位置が
正しい位置にあるときには、ナイフエッジ５８があって
も戻り光Ｌ_Rの光路は変わらないが、光ディスクの位置
が上または下にずれて、点線のように焦点位置が移動す
ると、ナイフエッジ５８によって戻り光が半分遮られる
ようになり、フォトディテクタＰＤ₃とＰＤ₄とで受光
する信号が非対称（ＰＤ₃＞ＰＤ₄）となる。図の点線
の場合と逆方向に焦点がずれた場合には、ＰＤ₃＜ＰＤ
₄となる。従って、例えば（ＰＤ₃−ＰＤ₄）を検出信
号とすることにより、フォーカスサーボ信号の検出を行
うことができる。

【００６９】トラッキングサーボ信号は、実施例２およ
び実施例３と同様にプッシュプル法を用いて（ＰＤ₁−
ＰＤ₂）を検出信号として検出を行うことができる。ま
たＲＦ信号は（ＰＤ₁＋ＰＤ₂）または（ＰＤ₁＋ＰＤ
₂＋ＰＤ₃＋ＰＤ₄）を検出信号として検出を行うこと
ができる。

【００７０】ナイフエッジ５８を使用することにより、
像が多少ぼけていてもフォーカスサーボを正確に取るこ
とができることから、戻り光の収束位置と第２の受光部
１５Ｂが離れていてもよく、従って第２の受光部１５Ｂ
のフォトディテクタＰＤ₃およびＰＤ₄は、発光部１４
と同一平面上に形成できるようになる。それとともに、
上述の光路ずらし素子２０の厚さＬや屈折率ｎ、すなわ
ち材料選択や寸法の自由度が増すこととなる。また各光
学部品の位置合わせが簡略化される。

【００７１】フォーカスサーボ信号の検出には、上述の
非点収差法やナイフエッジ法の他に、次に示すような方
法もある。図１１Ａと図１１Ｂに光路ずらし素子２０の
一例の側面図をそれぞれ示すように、光路ずらし素子２
０の裏面を平面でなく、中心において対称な斜面とす
る。

【００７２】このとき、例えば図１１Ａに示した光路ず
らし素子の場合には、この光路ずらし素子２０を透過す
る光路の模式図を図１１Ｃに示すように、光路が中心か
ら外側に２つに分かれ、それぞれ収束するようになる。
そして、図１１Ｄに光学素子１７の平面図を示すように
２分割のフォトディテクタ２組（ＰＤ₃，ＰＤ₄）と
（ＰＤ₅，ＰＤ₆）を設け、２分割フォトディテクタの
各組において検出する信号が、ディスクが合焦の時に対
称（ＰＤ₃＝ＰＤ₄，ＰＤ₅＝ＰＤ₆）となるように配
置設定する。このようにすれば、ディスクがずれた場合
には、図１１Ｃにおける光路が変わり、外側あるいは内
側にシフトする。従って、例えば検出信号を（ＰＤ₃−
ＰＤ ₄）＋（ＰＤ₆−ＰＤ₅）とすることにより、フォ
ーカスサーボ信号の検出を行うことができる。

【００７３】この方法によれば、光路ずらし素子の裏面
の斜面の角度を設定することにより、中心から分かれた
２つ光路の焦点位置を変えることができるので、ナイフ
エッジ法による実施例４と同様に、光路ずらし素子によ
りずらした戻り光の受光部と、反射光による戻り光の受
光部とを同一平面状に形成することが可能になる。

【００７４】前述の実施例１は、光学素子１７と第２の
受光部１５を構成する半導体基板１６と、光路ずらし素
子２０であるミラー板とを離して配置させた例であった
が、図１２に光学ピックアップの要部の構成図を示すよ
うに、半導体基板１６と光路ずらし素子２０とを直接接
触させ、光路ずらし素子２０から直接光学素子１７上の
受光部のフォトディテクタＰＤに照射される構成とする
こともできる。

【００７５】この場合に、図１３に光学ピックアップの
要部の構成図を示すように、光路ずらし素子２０にホロ
グラム素子６０を付加し、戻り光を偏光分離する構成と
することができ、このときカー効果等の磁気光学効果に
より偏光面が回転されたことによる光磁気信号（ＭＯ信
号）を読みとることができ、光磁気ディスクの光学ピッ
クアップに適用することができる。

【００７６】この図１３に示した光学ピックアップの例
では、光路ずらし素子２０にホログラム素子６０を付加
し戻り光を偏光分離することにより、光磁気信号（ＭＯ
信号）を検出するものであったが、実施例３と同様に裏
面に凹面を有する光路ずらし素子２０を用いて、光路ず
らし素子２０を偏光分離が可能な構成とすることにより
光磁気信号（ＭＯ信号）の検出を行うこともできる。そ
の例を次に示す。

【００７７】図１４に本発明による光学装置（以下これ
を実施例５とする）、この例では光学ピックアップのさ
らに他の例の構成図を示す。本例は、図１５Ａおよび図
１５Ｂにそれぞれ側面図および平面図を示す光学素子１
７と、所定の光学薄膜を表面に有し複屈折材料６１より
なる光路ずらし素子（ＢＳＰ；ビーム・スプリッタ・プ
レート）２０と、図示しないが前述の図１と同様の収束
手段１８である対物レンズと、被照射部１２である光磁
気記録媒体（ディスク）とを備えて成る。

【００７８】この例における光路ずらし素子２０は、実
施例３と同様に平面と凹面とが対向し所定の厚さを有す
る非平行面の形状であり、その内部は例えば水晶やＬＮ
（ＬｉＮｂＯ₃）等からなる複屈折材料６１より構成さ
れ、その一方の表面に偏光依存性の光学薄膜（ＰＢＳ
膜；偏光ビームスプリッタ膜）による反射膜６２を、他
方の凹面（裏面）に全反射膜６３をそれぞれ付して、２
つの反射面が構成される。光路ずらし素子２０は、その
表面の反射膜面６２ａが光軸に対して所定角度θ、例え
ばθ＝４５°に傾斜するように配置される。光路ずらし
素子２０の表面のＰＢＳ膜による反射膜６２は、偏光依
存性を有し、後述するように光磁気信号（ＭＯ信号）の
エンハンスメントのために、所定の偏光をそれぞれの反
射率、透過率にて分岐させる。図１４においてこの偏光
方向は、紙面に垂直な方向としている。

【００７９】光学素子１７は、図１５に示すように、水
平共振器型の面発光レーザＬＤ、反射鏡２４とからなる
発光部１４と、各種の信号の検出を行うフォトディテク
タＰＤからなる受光部１５によって構成され、各フォト
ディテクタＰＤは対物レンズの共焦点が位置する平面上
に配置される。

【００８０】図１５において、受光部１５を構成するフ
ォトディテクタＰＤは、ＰＤ₁からＰＤ₈までの分割さ
れた８個のフォトディテクタからなり、これらは発光部
１４の反射鏡２４近傍に配置された２個のフォトディテ
クタＰＤ₁およびＰＤ₂、反射鏡２４から離れて配置さ
れ４つに分割されたＰＤ₃〜ＰＤ₆、４分割のフォトデ
ィテクタを挟んで配置された２つのフォトディテクタＰ
Ｄ₇およびＰＤ₈からなる。そして発光部１４と２分割
のフォトディテクタＰＤ₁およびＰＤ₂により前述のＣ
ＬＣ構成をなす。

【００８１】この構成の光学ピックアップ６５におい
て、光学素子１７の半導体レーザＬＤからの出射光Ｌ_F
は、光路ずらし素子２０表面の反射膜面６２ａで反射
し、図示しないが図１と同様に、収束手段１８の対物レ
ンズを通して、被照射部１２のディスクに照射される。
ディスクからの戻り光Ｌ_Rは、対物レンズ１８を経た後
に、図１４に示すように光路ずらし素子２０の表面の反
射膜面６２ａにて反射光と透過光とに分離され、反射光
は図１５Ｂに示す光学素子１７上の発光部１４近傍の２
分割フォトディテクタＰＤ（ＰＤ₁，ＰＤ₂）で受光さ
れる。この光路ずらし素子２０の表面の反射膜面６２ａ
における反射光は、トラッキングサーボ信号の検出に利
用される。このトラッキングサーボ信号の検出は、例え
ばプッシュプル法にて行う。

【００８２】一方、透過光は光路ずらし素子２０の表面
６２ａを透過し、光路ずらし素子２０の裏面の反射膜面
６３ｂで反射して、前記反射光と別の光路を経て光学素
子１７に戻り受光部１５で受光される。この透過光は、
フォーカスサーボ信号の検出と光磁気信号の検出に利用
される。

【００８３】光路ずらし素子２０の裏面側は、凹面また
はシリンドリカル面を形成していることから、光路長が
長いために共焦点がある平面Ｓより手前で焦点を結ぶも
のを、前述の実施例３のように、共焦点がある平面Ｓ上
に焦点位置をずらすものである。このとき、凹面あるい
はシリンドリカル面の曲率は、光路ずらし素子２０を構
成する複屈折材料６１の厚さ、複屈折材料６１の屈折
率、対物レンズ１８の倍率、フォーカスサーボ信号の引
き込み幅の大きさをそれぞれ調節した上で、共焦点があ
る平面Ｓにおいて透過光が４分割のフォトディテクタＰ
Ｄで受光できるように曲率を設定する。これにより実施
例３と同様に、非点収差法によるフォーカスサーボ信号
の検出ができる。

【００８４】ここで、光路ずらし素子２０の内部を、１
軸性結晶や２軸性結晶、例えばＬＮ（ＬｉＮｂＯ₃）、
ＹＶＯ₄、ＫＴＰ等の様な複屈折材料６１で構成するこ
とにより、光路ずらし素子２０を透過する光を、常光線
Ｌｏと、その偏光面が常光線の偏光面と直交する異常光
線Ｌｅとにそれぞれ分離することができる。従って、カ
ー効果により偏光面が回転したディスク１２からの戻り
光Ｌ_Rに対して、複屈折材料６１の光学軸を所定の位置
関係になるように配置することにより常光線と異常光線
とを分離することができ、また表面のＰＢＳ膜６２ａに
おいてそのＰ成分とＳ成分とを所定の比率で分離しＰ成
分の比率をより大きくすることにより、戻り光Ｌ_Rの偏
光面のみかけの回転角を大きくして光磁気信号としてエ
ンハンスメントした形で得ることができる。

【００８５】このエンハンスメントの方法を、図２３に
示す偏光面の模式図を用いて説明する。ディスク１２か
らの戻り光Ｌ_Rは、出射光Ｌ_Fが光路に垂直な偏光面で
あったのが、カー回転角θ_kだけ偏光面が回転されて、
図２３のようにＰ成分とＳ成分とを有するようになる。
この偏光に対して光路ずらし素子２０表面のＰＢＳ膜６
２ａによりＳ成分を一定量反射させると、透過光Ｌｔは
Ｓ成分が減少しＰ成分が相対的に増加し、透過光Ｌｔの
偏光面の回転角θ_tはθ_kより大きくなる。これにより
偏光面のみかけの回転角がθ_kからθ_tに増加し、光磁
気信号のエンハンスメントがなされる。

【００８６】こうして光磁気信号を光学素子１７上のフ
ォトディテクタＰＤからなる受光部１５で受光し、光磁
気信号の検出をすることができる。

【００８７】尚、複屈折材料の常光線の屈折率と異常光
線の屈折率との差Δｎが大きいほど、常光線Ｌｏと異常
光線Ｌｅとの分離がしやすいので、Δｎの値が大きい材
料を選択するのが好ましい。

【００８８】次にこの光学装置による、各種の信号の検
出方法について例を挙げて説明する。トラッキングサー
ボ信号の検出は、光路ずらし素子２０の表面の反射面６
２ａで反射した戻り光Ｌ_Rを、上述の発光部１４近傍に
位置する２分割のフォトディテクタＰＤ₁およびＰＤ₂
で受光して、例えば（ＰＤ₁−ＰＤ₂）を検出信号とす
ることにより、いわゆるプッシュプル法により検出を行
うことができる。

【００８９】一方、フォーカスサーボ信号の検出は、図
１５中に示した４分割のフォトディテクタＰＤ₃〜ＰＤ
₆を用いて、光路ずらし素子２０の裏面で反射した戻り
光すなわち透過光を受光し、非点収差法を用いることに
よりフォーカスサーボ信号の検出を行う。このとき例え
ば、（ＰＤ₃＋ＰＤ₅）−（ＰＤ₄＋ＰＤ₆）を検出信
号とする。

【００９０】光路ずらし素子２０を構成する複屈折材料
６１内を伝搬する光線は、前述のように常光線Ｌｏと異
常光線Ｌｅとに分離されるが、フォーカスサーボ信号の
検出には常光線Ｌｏを使用する。異常光線Ｌｅは屈折の
法則に従わないために、本来の戻り光Ｌ_Rの光軸から逸
脱して伝搬し、さらに不要な収差を生じるため、フォー
カスサーボ信号の検出には適切ではない。

【００９１】次に光磁気信号の検出は、前述の常光線Ｌ
ｏと異常光線Ｌｅを受光部１５を構成するフォトディテ
クタＰＤにおいてそれぞれ検出し、両者の差からカー回
転角θ_kの正負を検出する。具体的には、中央の常光線
Ｌｏを受光する４分割のフォトディテクタＰＤ₃〜ＰＤ
₆で検出した信号の総和と、異常光線Ｌｅを受光するそ
の外側のＰＤ₇での検出光により光磁気信号の検出を行
う。このとき例えば、（ＰＤ₃＋ＰＤ₄＋ＰＤ₅＋ＰＤ
₆）−ＰＤ₇を検出信号とする。

【００９２】次に上述の光磁気信号の検出において、複
屈折材料６１から構成される光路ずらし素子２０と、光
学素子１７と、収束手段１８および被照射部１２の光学
的配置についてより詳しく説明する。図１６は、光学素
子１７からの入射光Ｌ_Fと被照射部１２のディスクへの
出射光の方向、光路ずらし素子２０の配置、光路ずらし
素子２０を構成する複屈折材料６１の光学軸の方向を示
す模式図である。

【００９３】光学素子１７からの入射光Ｌ_Fの偏光方向
は水平方向に振動するものとし、Ｓ偏光とする。光路ず
らし素子２０は、光学素子１７からの入射光Ｌ_Fに対し
４５度の傾きを有し、光路ずらし素子２０表面における
反射による被照射部１２のディスク方向への出射光Ｌｘ
が垂直方向に出射するように配置されている。すなわ
ち、ディスク方向への出射光Ｌｘがディスクのトラック
進行方向Ｔおよびディスクの半径方向Ｒとそれぞれ直交
するように配置される。

【００９４】また光路ずらし素子２０を構成する複屈折
材料６１の結晶は、例えば１軸性結晶を例に取ると、そ
の複屈折材料結晶の光学軸（ｃ軸）ｅは光路ずらし素子
２０面内にあり、図１６において、出射光Ｌ_F、Ｌｘの
光軸がなす面と光路ずらし素子２０表面の交線を基準と
して、光路ずらし素子２０表面内でθだけ回転している
ものとする。他の複屈折材料の光学軸ｏは、この光学軸
（ｃ軸）ｅと垂直で、それぞれ光路ずらし素子２０表面
上と、光路ずらし素子２０表面に垂直な方向とに存在す
る。

【００９５】図１７と図１８とはそれぞれ、上述のθに
対する光磁気信号の変化を表すグラフ、光路ずらし素子
２０表面のＰＢＳ膜におけるＳ偏光に対する反射率
（％）Ｒｓに対する光磁気信号の変化を表すグラフで、
複屈折材料６１として水晶を用いた場合の例である。図
１７では、θと光磁気信号（＋側回転および−側回転）
の強度の関係、およびθと光磁気信号の検出量との関係
を示している。光磁気信号の検出量は＋側回転の値から
−側回転の値を引いた差動量で表している。

【００９６】また図１８では、Ｓ偏光の反射率Ｒｓと、
受光部１５のフォトディテクタＰＤにおける受光量およ
び光磁気信号の強度の関係を示している。光磁気信号は
Ｒｓの増加とともに増加し、Ｒｓ＝９０％で最大になっ
てＲｓ＞９０％では急減する。ＰＤ受光量は、Ｒｓが大
きくなるに従い減少する。Ｒｓ＝１００％の場合は、Ｐ
ＢＳ膜面で全て反射され複屈折材料に入射しないので、
光磁気信号の強度とＰＤ受光量とがともに０となる。

【００９７】図１７からθ＝２３．２°のとき光磁気信
号の検出量が最大となり、また図１８はこのθ＝２３．
２°のときのＲｓと光磁気信号の関係を表し、Ｒｓ＝９
０％で光磁気信号が最大となり、エンハンスメントを最
大にできることがわかる。

【００９８】ところで常光線と異常光線の伝搬方向ある
いは伝搬角について考えた場合、常光線についてはスネ
ルの法則（屈折の法則）に従って伝搬するのに対し、異
常光線の伝搬方向は、スネルの法則に従わないので光線
速度面を考え、ホイヘンスの原理（波の伝搬の課題に用
いる解析。光の波面上の各点は、その次の二次波の源と
なる。これらの二次波の包絡面が、その後のある時間に
おける波面の位置を決定する。）に従って導き出す必要
がある。すなわち、常光線のある時間での光線速度面を
考え、これに対して等速度面となる異常光線の光線速度
面が各θに対して存在するから、これらの接平面から異
常光線の伝搬方向を導き出すものである。

【００９９】ここで上述の図１６〜図１８に示した光学
装置の例について、複屈折材料の結晶内への光の伝搬方
向の構成図を図１９に示す。

【０１００】図１９において、Ｘ−Ｙ、Ｘ′−Ｙ′の各
座標軸は、Ｘ−Ｙがｃ軸とｃ軸に直交する光学軸、Ｘ′
−Ｙ′が複屈折材料の表面すなわち結晶内と結晶外との
界面である結晶境界面と入射光の入射方向とを示すもの
である。これらの座標軸は互いに前述の角度θをなして
位置している。Ｙ′軸方向から入射した入射光は、複屈
折材料により常光線と異常光線に分かれ、それぞれの光
線は図１９に示す半径Ｖｏの円と、ＸＹ軸上にそれぞれ
短軸Ｖｅと長軸Ｖｏを有する楕円とを光線速度面とす
る。従って、前述のように光線速度面の接平面（この場
合は境界面に平行）により、それぞれの光線の伝搬方向
が求められる。

【０１０１】さらに、図２０Ａに示すように光路ずらし
素子２０にＸＹＺ座標軸をとる。Ｘ軸は被照射部との光
路方向、Ｙ軸は光学素子との光路方向、Ｚ軸は光路ずら
し素子２０表面上で光路と垂直な方向にとり、これら３
つの座標軸は互いに垂直である。このときに、図２０Ｂ
に図１９におけるθの角度に対して、常光線と異常光線
の伝搬方向がＸ−Ｙ平面（光路を含む面）となす角度お
よびＹ−Ｚ平面（水平面）となす角度を示すグラフを示
す。尚、図２０Ｂは、複屈折材料としてニオブ酸リチウ
ム（ＬｉＮｂＯ₃）を用いた計算値である。

【０１０２】図２０Ｂから、常光線の伝搬方向とＹ−Ｚ
平面とがなす角度はθによらず一定で１８．２３°、図
示しないが常光線はＸ−Ｙ平面上を伝搬するので、常光
線の伝搬方向とＸ−Ｙ平面とのなす角度は０°である。
一方、異常光線の伝搬方向とＸ−Ｙ平面とのなす角度は
θの増加にともない絶対値が増加する。また常光線の伝
搬方向との差が大きくなる。異常光線の伝搬方向とＹ−
Ｚ平面とのなす角度はθの増加にともない増加し、常光
線の伝搬方向との差が少なくなる。常光線と異常光線と
は、それぞれ受光部の別のフォトディテクタＰＤで受光
できるように、ある程度伝搬方向が分離されるのが望ま
しい。光磁気信号の強度等その他の条件も考慮して、θ
を決定する。

【０１０３】このように構成した光学装置において、他
の実施例と同様に部品点数の削減、小型化が図られるほ
かに、光磁気信号の検出と光磁気信号のエンハンスメン
トの達成が可能となる。

【０１０４】上述した各例によれば、光路ずらし素子２
０を用いて被照射部１２からの戻り光Ｌ_Rを分離し、一
定距離だけ光学素子１７のレーザ発光部分より離れた位
置に戻すことができることから、第１の受光部１５Ａを
発光部近傍の共焦点位置に配置するＣＬＣ構成とするに
も拘わらず、第２の受光部１５Ｂで確実にフォーカスサ
ーボ信号等を得ることができる。このとき被照射部１２
からの戻り光Ｌ_Rは、光路ずらし素子２０内を透過しそ
の裏面で反射することから、通常の透過型に比べて２倍
の透過距離が得られ、フォーカスサーボ信号の感度も２
倍となる。

【０１０５】また第２の受光部１５Ｂを共通の半導体基
板１６として形成できることより、全体の光学装置、例
えば光学ピックアップとして、よりコンパクト化が可能
となる。

【０１０６】上述したように、各例の光学装置において
は、装置全体がコンパクトで再生信号強度が大きく、か
つ精密な調整が不要な光学装置例えば光学ピックアップ
を製造することができる。

【０１０７】また、半導体レーザ光を効率よく光ディス
クに照射できるので、超解像再生専用ディスクや記録再
生ディスク用の光学ピックアップとして利用できる。特
に、著しく小型軽量化が達成できるので、速いランダム
アクセス速度が必要とされるデータディスク用に最適な
光学ピックアップを構成できる。

【０１０８】また、被照射部１２の例えば光ディスク
は、通常のＣＤにおける凹凸ピットによる記録媒体によ
る光ディスクや、光磁気信号による記録を行う光磁気デ
ィスクやマイクロディスクのみ成らず、相変化によって
光学特性例えば反射率を変化させる記録態様による相変
化ディスクの光学ピックアップに適用することもでき
る。

【０１０９】

【発明の効果】本発明光学装置においては、被照射部か
らの戻り光を発光部からの出射光と同じ光軸方向に戻し
て、戻り光の共焦点位置近傍に受光部を配置するＣＬＣ
構成とすることにより、光記録媒体に対する光学的ピッ
クアップ装置に用いて光学部品の構成の簡素化を図り、
光学装置全体の小型化を図ると共に、組み立てや調整工
程等製造工程の簡略化、信頼性の向上を図ることができ
る。

【０１１０】さらに上述の本発明によれば、受光部にお
いてフォーカスサーボ信号、トラッキングサーボ信号の
検出を容易に行うことができる。特に第２の受光部にお
いて、フォーカスサーボ信号の検出が容易に確実に行う
ことができる。

【０１１１】この場合に、発光部からの往路と分離した
復路の戻り光を検出する第２の受光部を、発光部と同一
半導体基板上に形成した場合においても、同様にフォー
カスサーボ信号などの検出を確実に行うことができ、光
学部品の構成の簡素化、光学装置全体の小型化を図り、
製造工程の簡略化や信頼性の向上をはかることができ
る。

【０１１２】そして、本発明を導入することにより、コ
ンパクトで、再生信号強度が大きく、かつ調整が不要な
光学ピックアップを製造することができる。特に著しく
小型軽量化が達成できるので、速いランダムアクセス速
度が必要とされるデータディスク用に最適な光学ピック
アップを提供できる。

【０１１３】また、本発明装置を光磁気信号を検出する
光学装置に適用した場合、光磁気信号をエンハンスメン
トさせることにより、充分な光磁気信号の検出ができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる光学装置の一例を示す構成図で
ある。

【図２】本発明の説明に供する光学装置の構成図であ
る。

【図３】図２の光学装置の説明図である。

【図４】光学装置の要部の拡大斜視図である。

【図５】本発明の光学装置の他の例を示す要部の構成図
である。

【図６】Ａは、図５の光学素子の側面図である。Ｂは、
図５の光学素子の平面図である。

【図７】本発明の光学装置の他の例を示す要部の構成図
である。

【図８】Ａは、図７の光学素子の側面図である。Ｂは、
図７の光学素子の平面図である。

【図９】非点収差法の説明に供する説明図である。
（ａ）は、光束の模式図である。（ｂ）は、フォトディ
テクタの配置とフォトディテクタに照射されるスポット
形状の図である。（ｃ）は、検出信号の検出位置による
変化を表すグラフである。

【図１０】本発明の光学装置の他の例を示す要部の構成
図である。Ａは、光学素子の側面図である。Ｂは、光学
素子の平面図である。

【図１１】本発明の光学装置の他の例を示す要部の構成
図である。Ａ、Ｂは、光路ずらし素子の一例の側面図で
ある。Ｃは、図１１Ａの光路ずらし素子を透過する光路
の模式図である。Ｄは、光学素子上のフォトディテクタ
の配置を示した平面図である。

【図１２】本発明の光学装置の他の例を示す要部の構成
図である。

【図１３】本発明の光学装置の他の例を示す要部の構成
図である。

【図１４】本発明の光学装置の他の例を示す要部の構成
図である。

【図１５】Ａは、図１４の光学素子の側面図である。Ｂ
は、図１４の光学素子の平面図である。

【図１６】光学素子からの入射光とトラックへの出射光
の方向、光路ずらし素子の配置、複屈折材料の光学軸の
方向の関係を示す模式図である。

【図１７】入射光の光軸と複屈折材料の光学軸とのなす
角θに対する光磁気信号の変化を表すグラフである。

【図１８】ＰＢＳ膜におけるＳ偏光に対する反射率Ｒｓ
（％）に対する光磁気信号の変化を表すグラフである。

【図１９】図１６〜図１８に示した光学装置の例での結
晶内への光の伝搬方向の構成図である。

【図２０】Ａは、光路ずらし素子上にとったＸＹＺ座標
軸の配置図である。Ｂは、図１９におけるθの角度に対
して、常光線と異常光線の伝搬方向が図２０Ａに示した
Ｘ−Ｙ平面およびＹ−Ｚ平面となす角度を示すグラフで
ある。

【図２１】従来の光学ピックアップの構成図である。

【図２２】従来のミニディスク（ＭＤ）用光学ピックア
ップの構成図である。

【図２３】光磁気信号のエンハンスメントの方法の説明
に供する偏光面の模式図である。

【符号の説明】

１１光学ピックアップ１２被照射部（光ディスク）１４発光部１５受光部１５Ａ第１の受光部１５Ｂ第２の受光部１６半導体基板１７光学素子２０光路ずらし素子（ミラー板）ＬＤ半導体レーザＰＤ〔ＰＤ₁，ＰＤ₂，ＰＤ₃，ＰＤ₄，ＰＤ₅，ＰＤ
₆，ＰＤ₇，ＰＤ₈〕フォトディテクタ４１平行平面ガラス板４２反射膜４３反射膜（高反射率）５１（平面と凹面が対向した）ガラス板Ｌ_F 出射光Ｌ_R 戻り光５８ナイフエッジ６０ホログラム素子６１複屈折材料６２反射膜６３反射膜（ＰＢＳ膜）Ｌｏ常光線Ｌｅ異常光線６５光学ピックアップ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】発光部と、第１の受光部とが共通の半導
体基板に形成され、前記発光部からの出射光が被照射部
に収束照射され、該被照射部から反射された戻り光に関
する共焦点近傍に前記第１の受光部が配置され、該第１
の受光部によって前記戻り光を受光検出する構成の光学
素子と、２つの反射面を有し、それぞれの反射面によって前記出
射光の往路と前記戻り光の復路で光路差を生じさせる光
路ずらし素子と前記往路と光路差を有する復路の戻り光
を受光検出する第２の受光部とを有することを特徴とす
る光学装置。
【請求項２】発光部と、該発光部からの出射光の被照
射部からの戻り光を受光検出する受光部とが共通の半導
体基板に形成された光学素子と、２つの反射面を有し、それぞれの反射面によって前記出
射光の往路と前記戻り光の復路に光路差を生じさせ、前
記復路を形成する反射面を凹面とする光路ずらし素子と
を有し、前記受光部によって、前記往路と光路差を有する復路の
戻り光を受光検出することを特徴とする光学装置。
【請求項３】前記共焦点近傍に配置された前記第１の
受光部が複数の受光素子を有してなり、これら受光素子
によってトラッキングサーボ信号を取り出すことを特徴
とする請求項１に記載の光学装置。
【請求項４】前記往路と光路差を有する復路の戻り光
を受光検出する第２の受光部が複数の受光素子を有して
なり、これら受光素子によってフォーカスサーボ信号を
取り出すことを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
【請求項５】前記往路と光路差を有する復路の戻り光
を受光検出する第２の受光部が複数の受光素子を有して
なり、前記被照射部からの戻り光の光路にナイフエッジ
が配置され、上記複数の受光素子によってフォーカスサ
ーボ信号を取り出すことを特徴とする請求項１に記載の
光学装置。
【請求項６】前記往路と光路差を有する復路の戻り光
を受光検出する受光部が複数の受光素子を有してなり、
前記被照射部からの戻り光の光路にナイフエッジが配置
され、上記複数の受光素子によってフォーカスサーボ信
号を取り出すことを特徴とする請求項２に記載の光学装
置。
【請求項７】前記往路と光路差を有する復路の戻り光
を受光検出する第２の受光部が複数の受光素子を有して
なり、これら受光素子から前記光路ずらし素子による前
記復路に生じる非点収差によってフォーカスサーボ信号
を取り出すことを特徴とする請求項１に記載の光学装
置。
【請求項８】前記往路と光路差を有する復路の戻り光
を受光検出する受光部が複数の受光素子を有してなり、
これら受光素子から前記光路ずらし素子による前記復路
に生じる非点収差によってフォーカスサーボ信号を取り
出すことを特徴とする請求項２に記載の光学装置。
【請求項９】前記光路ずらし素子を複屈折結晶により
構成することを特徴とする請求項２に記載の光学装置。
【請求項１０】前記光路ずらし素子の前記２つの反射
面によるそれぞれの反射光を用いて、光磁気信号の検出
を行うことを特徴とする請求項９に記載の光学装置。
【請求項１１】光磁気信号を互いに直交する２つの偏
光成分に分離し、一方の偏光成分の比率を変えることに
より光磁気信号のエンハンスメントを行うことを特徴と
する請求項１０に記載の光学装置。
【請求項１２】前記出射光により光磁気記録媒体への
記録を行うことを特徴とする請求項２に記載の光学装
置。
【請求項１３】前記出射光により光磁気記録媒体への
記録を行うことを特徴とする請求項９に記載の光学装
置。
【請求項１４】前記被照射部を再生専用光学ディスク
とすることを特徴とする請求項２に記載の光学装置。
【請求項１５】前記被照射部を再生専用光学ディスク
とすることを特徴とする請求項９に記載の光学装置。