JPH0887755A

JPH0887755A - 光学装置

Info

Publication number: JPH0887755A
Application number: JP21897994A
Authority: JP
Inventors: Nobutoshi Asai; 伸利浅井; Masato Doi; 正人土居
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1994-09-13
Filing date: 1994-09-13
Publication date: 1996-04-02

Abstract

(57)【要約】【目的】光学ピックアップ等に適用される光学装置の
コンパクト化、無調整化を図り、かつ受光検出信号強度
の増大を図る。【構成】同一基板上に発光部１４と受光部１５を有
し、発光部１４から出射した出射光Ｌ_Fの被照射部１２
からの戻り光Ｌ_Rを受光部１５によって受光検出する光
学素子１７と、２つの反射面４２ａ，４３ａを有し、夫
々の反射面４２ａ，４３ａによって出射光の光路と戻り
光の復路で光路差を生じさせる光路ずらし素子（ミラー
板）２０とを備えて構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、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
磁気ディスクなどの光ディスクを初めとする光記録媒体
に光を照射して再生、または記録且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】従来の光学ピックアップは、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ディ
スクリートな光学部品を基板上に精度良く配置して構成
される。

【０００３】図１５は、従来の光学ピックアップの一例
を示す。この光学ピックアップ１は、半導体レーザ２、
コリメートレンズ３、グレーティング４、偏光ビームス
プリッタ５、１／４波長板６、フォーカスレンズ７、シ
リンドリカルレンズ８及びフォートダイオードからなる
受光素子９を備えて成り、半導体レーザ２からのレーザ
光Ｌをコリメートレンズ３、グレーティング４、偏光ビ
ームスプリッタ５、１／４波長板６及びフォーカスレン
ズ７を通過して光ディスク１０に照射され、この光ディ
スク１０で反射された戻り光が偏光ビームスプリッタ５
で反射されシリンドリカルレンズ８を通して受光素子９
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
１は、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、生産性の低いものであった。

【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
の配置を全く調整不要とすることはできていない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】一方、本出願人は、先
に新規な光学素子、即ちＣＬＣ（コンフォーカルレーザ
カプラ）デバイスと称する光学素子を用い、小型、簡素
化を図り、光学的な配置設定に際してのアライメントの
簡単化を可能にした光学装置、即ち光学ピックアップを
提案した。この原理は、半導体レーザ発振部と同じ位置
にフォトディテクタを設置した光学素子を用いて光学ピ
ックアップを構成するもので、半導体レーザから発振さ
れた光が、光ディスク上でフォーカスの合った時に必ず
半導体レーザ発振部に戻ってくる光学原理を応用してい
る。従って、各光学部品の位置精度がある程度精度悪く
ても合焦時には必ず一定位置に光が戻り、そこにフォト
ディテクタを配置することで完全無調整で光学ピックア
ップを製造できるという利点を有するものである。

【０００７】この原理での問題点は、合焦的に、上記光
学素子に戻ってくる光も光学素子上で焦点を結ぶため
に、フォーカスサーボとして従来行なわれき来た、非点
収差やナイフエッジ法が使えないことである。かなりの
光がレーザ発振部に戻ってしまいフォトディテクタで受
ける光量が減ること、および戻り光によるレーザ発振状
態への影響も問題となる。

【０００８】本発明は、上記光学素子の利点を生かしつ
つ、上記問題点の解決を図った光学装置を提供するもの
である。

【０００９】

【課題を解決するための手段】第１の本発明に係る光学
装置は、同一基板１６上に発光部１４と受光部１５を有
し、発光部１４から出射した出射光Ｌ_Fの被照射部１２
からの戻り光Ｌ_Rを受光部１５によって受光検出する光
学素子１７と、２つの反射面４２ａ，４３ａを有し、夫
々の反射面４２ａ，４３ａによって出射光Ｌ_Fの往路と
戻り光Ｌ_Rの復路で光路差を生じさせる光路ずらし素子
２０とを備えた構成とする。

【００１０】第２の本発明は、第１の発明の光学装置に
おいて、更に１／４波長板２１を備え、且つ光路ずらし
素子２０の２つの反射面のうち、少なくとも一方を偏光
特性を有する反射面４２ａとした構成とする。

【００１１】第３の本発明は、第２の発明の光学装置に
おいて、光路ずらし素子２０の２つの反射面のうち、一
方を偏光特性を有する反射面４２とし、他方を偏光特性
のない反射面４３ａとした構成とする。

【００１２】第４の本発明は、第１、第２又は第３の発
明の光学装置において、その受光部１５においてフォー
カスエラー信号検出を行う構成とする。

【００１３】

【作用】第１の本発明に係る光学装置においては、光学
素子１７の発光部１４からの出射光Ｌ_Fが光路ずらし素
子２０に入射しその一方の反射面４２ａで反射して被照
射部１２に照射される。被照射部１２で反射した戻り光
Ｌ_Rは再び光路ずらし素子２０に入射しその他方の反射
面４３ａで反射して光学素子１７の受光部１５において
受光される。即ち、光路ずらし素子２０によって、出射
光Ｌ_Fの往路と、戻り光Ｌ_Rの復路で光路差が生じ、被
照射部１２での合焦時において、戻り光Ｌ _Rは光学素子
１７上で一定量ディフォーカスし、かつ発光部１４から
一定距離だけ離れた位置に戻り、受光部１５にて受光検
出される。従って、受光部１５で受ける光量は十分とな
り、検出信号強度が大きくなる。また戻り光Ｌ_Rによる
発光部１５への影響も回避される。戻り光Ｌ_Rのフォー
カスが光学素子１７上でずれるので、１つの戻り光で非
点収差法、フーコー法によりフォーカスエラー信号を検
出することができる。

【００１４】第２の本発明に係る光学装置においては、
更に１／４波長板２１を備えると共に、光路ずらし素子
２０の２つの反射面のうち、少なくとも一方を偏光特性
を有する反射面４２ａとすることにより、発光部１４か
らの出射光Ｌ_Fは光路ずらし素子２０の一方の反射面４
２ａ（又は４３ａ）で反射し、１／４波長板２１を透過
して被照射部１２に照射する。被照射部１２で反射した
戻り光Ｌ_Rは再び１／４波長板２１を透過することで往
路とは９０゜傾いた偏光状態となり、光路ずらし素子２
０に入射したとき、他方の反射面４３ａ（又は４２ａ）
で反射されて光学素子１７上に戻る。従って、この場合
も、出射光Ｌ_Fの往路と、戻り光Ｌ_Rの復路で光路差が
生じ、被照射部１２での合焦時において、戻り光Ｌ_Rは
光学素子１７上で一定量ディフォーカスし、かつ発光部
１４から一定距離だけ離れた位置に戻り、受光部１５に
て受光検出される。従って、受光部１５で受ける光量は
十分となり、また、戻り光による発光部１４への影響も
回避される。戻り光Ｌ_Rのフォーカスが光学素子１７上
でずれるので、１つの戻り光で非点収差法、フーコー法
によりフォーカスエラー信号を検出することができる。

【００１５】第３の本発明に係る光学装置では、第２の
発明の光学装置において、光路ずらし素子２０の２つの
反射面のうち、一方を偏光特性を有する反射面４２ａと
し、他方を偏光特性のない反射面４３ａとすることによ
り、発光部１４からの出射光Ｌ_Fは光路ずらし素子２０
の一方の反射面４２ａ（又は４３ａ）で反射し、１／４
波長板２１を透過して被照射部１２に照射する。被照射
部１２で反射した戻り光Ｌ_Rは再び１／４波長板２１を
透過することで往路とは９０゜傾いた偏光状態となり、
光路ずらし素子２０に入射したとき、他方の反射面４３
ａ（又は４２ａ）で反射されて光学素子１７上に戻る。
従って、この場合も、出射光Ｌ_Fの往路と、戻り光Ｌ_R
の復路で光路差が生じ、被照射部１２での合焦時におい
て、戻り光Ｌ_Rは光学素子１７上で一定量ディフォーカ
スし、かつ発光部１４から一定距離だけ離れた位置に戻
り、受光部１５にて受光検出される。従って、受光部１
５で受ける光量は十分となり、また、戻り光による発光
部１４への影響も回避される。戻り光Ｌ_Rのフォーカス
が光学素子１７上でずれるので、１つの戻り光で非点収
差法、フーコー法によりフォーカスエラー信号を検出す
ることができる。

【００１６】第４の本発明に係る光学装置では、第１、
第２又は第３の発明の光学装置において、その受光部１
５でフォーカスエラー信号検出を行うことにより、光学
ピックアップに適用した場合、そのコンパクト化が図れ
る。

【００１７】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。

【００１８】先ず、本発明の理解を容易にするために、
図１２〜図１４を用いて新規な光学素子、すなわちＣＬ
Ｃ（コンフォーカルレーザカプラ）デバイスを用いた光
学装置について説明する。同図において、１は光学素
子、２は例えば光記録媒体等の被照射部、３は集束手段
即ち集光光学レンズを示す。

【００１９】光学素子１は、発光部４と受光部５とが共
通の半導体基板６上に一体化されて成り、発光部４から
の出射光Ｌ_Fが、被照射部２に集束照射し、この被照射
部２から反射された戻り光Ｌ_Rが集束手段３によって集
光され、集束手段３の共焦点の近傍位置に配置された受
光部５に受光されるように構成される。この構成では発
光部４からの光が、被照射部２において反射される前及
び後において、その光軸を鎖線ａで示すように、互いに
同軸の経路を通過して受光部５において受光される構成
とする。

【００２０】この光学素子１では、図１４の拡大図で示
すように、発光部４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５がフォトダイオード（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２に向かう経路に一致
させている。

【００２１】そして、受光部５に向かう戻り光Ｌ_Rは、
光回折限界（即ちレンズの回折限界）近傍まで集束させ
るものであり、受光部５はその少なくとも一部の受光面
が、この光回折限界内、すなわち発光部４からの出射光
の波長をλ、集束手段３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１からの出射光の光
軸ａからの距離が１．２２λ／ＮＡ以内の位置に設けら
れるようにする。

【００２２】また、この場合、図１２及び図１３に示す
ように、受光部５の受光面の配置基準面Ｓでの発光部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５の有効受光面は、発光の直径φ_s
外に位置するようにする。ここで、受光部４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、集束手段
３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。

【００２３】そして、収束手段３の１の焦点位置に発光
部４を配置し、共焦点位置に被照射部２の光記録媒体
（いわゆる光ディスク）を配置する。発光部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で概略垂
直方向へ反射され、収束手段３を通して光記録媒体に照
射される。合焦時に、光記録媒体２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は、同
じ光路を逆戻りし、再び収束手段３によって集光され、
共焦点位置近傍に配置された受光部５のフォトダイオー
ドに入射し、この戻り光が受光部５で受光検出されるよ
うになる。即ち、電気信号に変換され再生信号として取
り出される。

【００２４】ところで、前述したように、光記録媒体２
からの戻り光は、回折限界で定まる大きさのスポットと
なり、出射時よりも大きくなっており、反射鏡７の周辺
（共焦点位置近傍）に配された受光部２のフォトダイオ
ードＰＤにより検出されるが、しかし、この場合、かな
りの光が反射鏡部分に入り、この分だけ検出できる光量
が低下し、またレーザ共振器へ戻る光による発振状態へ
の影響が出ることになる。

【００２５】通常の光ディスク用の光学ピックアップで
は、薄型にするために、１枚以上のミラーまたはプリズ
ムを設けて光路を折り曲げている。本実施例に係る光学
装置は、このミラーを応用し、即ち、透光性ガラス板の
両面に反射膜を形成したミラー板（いわゆる光路ずらし
素子）を設置し、技術的に制御し易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ようにする
ものである。

【００２６】〔実施例１〕図１、図２（図１のＡ部の拡
大図）及び図３は、本発明に係る光学装置、即ち光学ピ
ックアップの一例を示す。同図において、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、発光部１４と受光部１５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、対物レンズ
１８と、反射鏡１９と、２つの反射面を有して光路差を
生じさせるミラー板（いわゆる光路ずらし素子）２０
と、１／４波長板２１とを備えて成る。

【００２７】光学素子１７は、図３Ａ，Ｂに示すよう
に、発光部１４が水平共振器を有する半導体レーザＬＤ
及び反射鏡２４で構成され、受光部１５が反射鏡２４側
の基板上に設けた複数のフォトダイオードＰＤ、本例で
は互に平行するストライプ形状の５個のフォトダイオー
ドＰＤ₁，ＰＤ₂，ＰＤ₃、ＰＤ₄及びＰＤ₅で構成さ
れる。ＰＤ₀は共振器端面２３Ｂに対向する側に設けら
れたレーザ出力のモニタ用フォトダイオードである。こ
の光学素子１７では半導体レーザＬＤからの出射光Ｌ_F
が例えば４５°の反射鏡２４で反射されてその光軸が垂
直方向に向くように出射される。この光学素子の製法の
代表例は後述する。

【００２８】ミラー板２０は、所定の厚さＬを有する透
明な平行平面ガラス板４１の一方の面に誘電体多層膜か
らなり、Ｐ波は８０％以上反射し、Ｓ波は９０％以上透
過するいわゆる偏光特性を有する反射膜４２を形成し、
他方の面に８０％以上の反射率を有する偏光特性のない
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、その偏光特性を有する反射膜面４２ａが反射鏡１９
と向き合うように、例えば半導体レーザＬＤからの出射
光Ｌ_Fの光軸に対して４５゜傾けて配置される。１／４
波長波２１はミラー板２０と反射鏡１９との間の光路上
に配置される。

【００２９】ここで図４及び図５を用いて光学素子１７
の製造方法の代表例を説明する。この例は選択的ＭＯＣ
ＶＤによって製造する場合である。図４Ａに示すよう
に、第１導電型例えばｎ型の（１００）結晶面を主面と
するＧａＡｓ基板よりなる基板１６上に、半導体レーザ
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、例えば順次基板１６と同導電型のＡｌＧａＡｓよ
りなる第１のクラッド層３１、例えばＧａＡｓよりなる
活性層３２、第１のクラッド層３１と異なる第２導電型
例えばｐ型のＡｌＧａＡｓよりなる第２のクラッド層３
３とを順次ＭＯＣＶＤ等によってエピタキシーした積層
半導体層を構成する。

【００３０】次に、図４Ｂに示すように、これらエピタ
キシャル成長した半導体層３３，３２，３１の一部を半
導体レーザＬＤとして残して少なくとも最終的に反射鏡
２４及びモニタ用フォトダイオードＰＤ₀を形成する部
分をＲＩＥ（反応性イオンエッチング）等によってエッ
チングする。そして、このエッチング面による半導体層
の両端面を夫々共振器端面２３Ａ及び２３Ｂとし、両端
面２３Ａ及び２３Ｂ間に半導体レーザＬＤの水平共振器
を構成する。この場合、図示しないが、最終的に半導体
レーザＬＤの共振器を構成する領域を挟むように電流阻
止領域を不純物のイオン注入によって形成する。

【００３１】次いで、図４Ｃに示すように、基板１６上
に残された積層半導体層、即ち半導体レーザＬＤの構成
部を覆い、且つ端面２３Ｂ側の基板１６上に延長するよ
うに、選択的ＭＯＣＶＤのマスク層３４例えばＳｉ
Ｏ₂、ＳｉＮ等の絶縁層を被着形成する。

【００３２】次に、図５Ｄに示すように、マスク層３４
によって覆われていない基板１６上に例えば第１導電型
例えばｎ型のＧａＡｓによる第１の半導体層３５を選択
的にＭＯＣＶＤによって形成する。

【００３３】続いて、図５Ｅに示すように、新たなマス
ク層３６を介して第１の半導体層３５の上面及び端面２
３Ｂ側の基板１６上に、夫々選択的に不純物拡散によっ
て、第２導電型即ちＰ型の第２の半導体層３７及び第３
の半導体層３８を形成し、第１の半導体層３５と第２の
半導体層３７とで分割フォトダイオードＰＤ〔ＰＤ₁，
ＰＤ₂，ＰＤ₃，ＰＤ₄，ＰＤ₅〕を形成し、第３の半
導体層３８と基板１６とでモニタ用フォトダイオードＰ
Ｄ₀を形成する。

【００３４】そして、図示さぜるも、半導体レーザＬＤ
上、フォトダイオードＰＤ，ＰＤ₀上の各々に電極をオ
ーミックに接続し、基板１６の裏面に共通の電極をオー
ミックに被着し、図５Ｆに示す光学素子１７を得る。

【００３５】この場合、、図５Ｄの基板１６上に選択的
にエピタキシャル成長された半導体層、この例では第１
半導体層３５の、共振器端面２３Ａと対向する面３９が
特定された結晶面となる。例えば、半導体レーザの端面
２３Ａ及び２３Ｂ間に形成された半導体レーザの水平共
振器の共振器長方向、即ち、図５Ｆ中、矢印ｂで示す方
向を〔０１１〕結晶軸方向とするときは対向面３９は
｛１１１｝Ａによる斜面として生じ、方向ｂを〔０−１
１〕結晶軸方向とするときは｛１１１｝Ｂによる斜面と
して生じ、いずれも基板１６の板面とのなす角が５４．
７゜となる。また、方向ｂを〔１００〕結晶軸方向とす
るときは対向面３９は｛１１０｝として生じ、基板１６
の面に対し、４５°をなす。いずれも原子面によるモフ
ォロジーの良い斜面３９として形成される。

【００３６】したがって、このようにして形成された特
定された結晶面による斜面３９を、図５Ｆに示すよう
に、半導体レーザＬＤの水平共振器の端面２３Ａからの
出射光Ｌ_Fを反射させて所定方向に向ける反射鏡２４と
することができる。この構成によれば、反射鏡２４が、
結晶面によって形成されることから鏡面性にすぐれ、ま
たその傾きの設定が正確に行われる。

【００３７】上述の構成の光学ピックアップ１１におい
て、光学素子１７の発光部１４からの出射光の偏光方向
は、図２の符号ｍで示すように紙面に垂直な方向と一致
する。この発光部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を介してミラー板２０にｐ
波として入射するので、偏光特性を有する反射膜面４２
ａでほとんど完全に反射され、１／４波長板２１を通っ
て円偏光となり反射鏡１９で反射され、対物レンズ１８
を通して光ディスク１２に照射される。

【００３８】光ディスク１２からの反射光は１／４波長
板２１を再び通り、往路とは９０゜傾いた偏光状態にな
る。この復路の戻り光Ｌ_Rは、ミラー板２０にはＳ波と
なって入射するので、反射膜４２を有する表面では殆ど
反射されず、裏面の偏光特性のない反射膜４３で反射さ
れて光学素子１７に戻る。符号ｎは戻り光Ｌ_Rの偏光方
向を示す。

【００３９】このとき、ミラー板２０の厚さ、即ち平行
平面ガラス板４１の板厚Ｌにより、往路と復路で光路が
ずれ、戻り光Ｌ_Fの光学素子１７上でのフォーカスの位
置がずれる。このずれ量は、光軸に平行方向では

【００４０】

【数１】Δｚ＝２Ｌｃｏｓ²θ／ｎｃｏｓδ ｓｉｎδ＝ｓｉｎθ／ｎ

【００４１】光軸に垂直方向では

【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。ミラー板２０の平行平面ガラス板４１の屈
折率ｎを１．５、厚さＬを１．０ｍｍ、入射角θを４５
°とすれば、Δｚ＝０．７５６ｍｍ、Δｘ＝０．７５６
ｍｍとなる。ここで使用している対物レンズ１８は、物
体側開口数ＮＡ＝０．４５、レーザ側開口数ＮＡ＝０．
０９の有限共役レンズであり、合焦時に、光学素子２０
上に戻ってくる戻り光Ｌ_Rのビームスポット径φ_d1は約
０．１３６ｍｍとなる。

【００４３】そこで、光学素子１７では、前述したよう
に分割フォトダイオードＰＤの形状をストライプ形の５
分割〔ＰＤ₁〜ＰＤ₅〕とし、その各サイズを同図示の
如くする。そして、フォーカスエラー信号として（ＰＤ
₁＋ＰＤ₃＋ＰＤ₅）−（ＰＤ₂＋ＰＤ₄）を検出し、
トラックエラー信号として（ＰＤ₁＋ＰＤ₂）−（ＰＤ
₄＋ＰＤ₅）を検出し、ＲＦ信号として（ＰＤ₁＋ＰＤ
₂＋ＰＤ₃＋ＰＤ₄＋ＰＤ ₅）を検出できるようにアン
プを構成する。但し、上記カッコ内は各対応するフォト
ダイオードの出力信号の和を表わすものとする。かかる
構成の光学ピックアップを用いてコンパクトディスク
（ＣＤ）を再生したところ、従来の光学ピックアップと
同様にフォーカスサーボ、トラックサーボをかけること
ができ、良好なＲＦ信号を得ることができた。即ち、戻
り光Ｌ_Rのフォーカスをずらすことにより、サーボ信号
をとり出すことができた。特に、戻り光Ｌ_Rのフォーカ
スが光学素子１７上でずれることにより、１つの戻り光
Ｌ_Rで非点収差法によってフォーカスサーボを掛けるこ
とができる。

【００４４】〔実施例２〕図６は、本発明に係る光学装
置、即ち光学ピックアップの他の例を示す。本例は、プ
リズム、特に直角プリズム５０を中心に置き、この直角
プリズムの斜面に前述した所定厚さＬの平行平面ガラス
板４１の表面に偏光性の反射膜４２を、裏面に無偏光性
の反射膜４３を夫々付したミラー板２０を張り付け、残
りの垂直面に１／４波長板２１を張り付け、水平面に前
述の光学素子１７を張り付けて構成する。その他の反射
鏡１９及び対物レンズ１８等の構成は図示さぜるも図１
と同様である。

【００４５】この構成において、プリズム５０とミラー
板２０の平行平面ガラス板４１の屈折率ｎが同じで、４
５°入射であれば、シフト量Δｚ，Δｘは

【００４６】

【数３】となる。

【００４７】かかる構成の光学ピックアップ５２によれ
ば、その半導体レーザＬＤから出射光Ｌ_Fと、光ディス
ク１２からの戻り光Ｌ_Rの関係は図２で説明したと同様
となる。従って、再生信号強度が大きくとれ、フォーカ
スサーボ、トラックサーボをかけることができ、良好な
ＲＦ信号が得られる。特に、この構成では、プリズム５
０を介して光学素子１７、ミラー板２０及び１／４波長
板２１が一体化され、一つの部品として構成されるの
で、光学ピックアップとしてよりコンパクトに、より簡
素化することができる。

【００４８】〔実施例３〕図７は、本発明に係る光学装
置、即ち光学ピックアップの他の例を示す。本例は、光
学素子１７と、光ディスク１２に対向する対物レンズ１
８と、所定厚さの平行平面ガラス板４１の一面（表面）
に偏光性の反射膜４２を、他面（裏面）に無偏光性の反
射膜４３を付してなる２つのミラー板２０〔２０Ａ，２
０Ｂ〕と、１／４波長板２１とを備えて成る。第１及び
第２のミラー板２０Ａ及び２０Ｂによって、光路が２回
折り曲げられる構成となっており、第１及び第２のミラ
ー板２０Ａ及び２０Ｂが互に所定角度をもって相対向す
るように配され、その第１のミラー板２０Ａの偏光性反
射膜面４２ａが光学素子１７と対向し、第２のミラー板
２０Ｂの偏光性反射膜面４２ａが対物レンズ１８側に向
かい、１／４波長板が第２のミラー板２０Ｂと対物レン
ズ１８間の光路上に配される。

【００４９】かかる構成の光学ピックアップ５４によれ
ば、光学素子１７の半導体レーザＬＤからの出射光Ｌ_F
は、第１のミラー板２０Ａの反射膜面４２ａで反射し、
さらに第２のミラー板２０Ｂの反射膜面４２ａで反射し
て１／４波長板２１及び対物レンズ１８を通して光ディ
スク１２に照射される。光ディスク１２で反射した戻り
光Ｌ_Rは、１／４波長板２１を再び通り往路とは９０゜
傾いた偏光状態となり、Ｓ波となって第２のミラー板２
０Ｂに入射される。このＳ波は表面の反射膜面４２ａを
透過し、裏面の反射膜面４３ａで反射されて第１のミラ
ー板２０Ａに入射し、ここでも表面の反射膜面４２ａを
透過して裏面の反射膜面４３ａで反射し、光学素子１７
のフォトダイオードＰＤにデフォーカス状態で受光され
る。

【００５０】この２枚のミラー板２０Ａ，２０Ｂを用い
て光路を２回折り曲げる系では、往路と復路で光路差が
生ずるも、光学素子１７上での戻り光Ｌ_Rのシフト量Δ
ｘを概略ゼロにすることができる。この場合、光学素子
１７においては、半導体レーザＬＤの発振部とフォトダ
イオードＰＤを隣接して設置すれば良い。これにより、
光学素子１７を設置する場合の回転性のアライメントの
許容誤差が大幅に増大して簡便になる上、光学素子１７
のサイズも大幅に小さくでき、同じサイズの基板から、
数倍多く光学素子１７を製造することができる。Δｘが
小さければ、戻り光の一部が反射鏡７、共振器ＬＤに照
射されるが、ビームサイズがディフォーカス効果により
大きくなっているので、これにより、けられる光量はわ
ずかであり、また、共振器内へ戻る光も極微量でレーザ
発振状態への影響はない。

【００５１】〔実施例４〕図８は、本発明に係る光学装
置、即ち光学ピックアップの他の例を示す。本例は、光
学素子１７と、ミラー板（光路ずらし素子）６０と、１
／４波長板２１と、図示せざるも前述の図１と同様の反
射鏡１９と、対物レンズ１８とを備えて成る。ミラー板
６０は、所定の厚さを有し、平行からわずかに傾斜した
２面を有するガラス板、即ち非平行平面ガラス板６１の
一方の面（表面）に偏光性の反射膜４２を、他方の面
（裏面）に無偏光性の反射膜４３を夫々付して構成され
る。ミラー板６０は、その偏光性の反射膜面４２ａが光
軸に対して所定角度、例えば４５°傾斜するように配さ
れる。

【００５２】ここる構成の光学ピックアップ６３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
はミラー板６０の表面の反射膜面４２ａで反射し、１／
４波長板２１を通って図示さぜるも図１と同様に反射鏡
１９で反射され、対物レンズ１８を通して光ディスク１
２に照射される。光ディスク１２からの戻り光Ｌ_Rは、
破線で示すように、再び１／４波長板２１を通り、Ｓ波
となってミラー板６０の表面の反対膜面４２ａを透過
し、裏面の反射膜面４３ａで反射して光学素子１７上の
フォトダイオードＰＤでデフォーカス状態で受光され
る。

【００５３】このとき、ミラー板６０のガラス板６１が
非平行面板であることから、１枚のミラー板６０を用い
るだけで戻り光Ｌ_Rのシフト量Δｘを概略ゼロとするこ
とができ、実施例３と同様の効果を得ることができる。

【００５４】〔実施例５〕図９は、本発明に係る光学装
置、即ち光学ピックアップの他の例を示す。本例は、光
学素子１７と、ミラー板２０と、１／４波長板２１と、
図示せざるも前述の図１と同様の反射鏡１９と対物レン
ズ１８とを備えて成る。ここでのミラー板２０は、前述
と同様に、平行平面ガラス板４１の一方の面（表面）に
偏光性の反射膜４２を、他方の面（裏面）に無偏光性の
反射膜４３を夫々付して構成される。ここで、光学素子
１７としては、半導体レーザＬＤからの出射光の偏光方
向が図９の矢印ｎの方向となるようにする。これは実施
例１の場合から９０°傾けた方向となる。例えば図１０
に示すように、光学素子１７を、平面的にみて半導体レ
ーザＬＤ及び反射鏡２４からなる発光部１４に対し、そ
の１側に分割したフォトダイオードＰＤ〔ＰＤ₁〜ＰＤ
₅〕を配した構成とする。

【００５５】かかる構成の光学ピックアップ６５によれ
ば、出射光Ｌ_Fの往路と、戻り光Ｌ _Rの復路が図１の場
合と入れ替ることになる。即ち、半導体レーザＬＤから
の出射光Ｌ_Fがミラー板２０に入射し、その裏面の反射
膜面４３ａで反射し、１／４波長板２１を通り、反射鏡
１９、対物レンズ１８を通して光ディスク１２に照射さ
れる。光ディスク１２から反射した戻り光Ｌ_Rは、破線
で示すように再び１／４波長板２１を通りＰ波となって
ミラー板２０に入射し、その表面の反射膜面４２ａで反
射されて光学素子１７上のフォトダイオードＰＤに受光
とされる。このように、実施例１の光の往復路が入れ替
えるだけであり、実施例１と同様の結果が得られる。
尚、この図９から明らかなように実施例２〜４の場合
も、半導体レーザの出射光Ｌ_Fの偏光方向を９０°傾け
るようにすれば、その光の往復路が入れ替えるだけで、
同様の結果が得られる。

【００５６】また、図１１に示すように、レーザ入射角
をブリュースタ角にすれば、ガラス板４１の表面にあえ
て偏光性の反射膜４２を形成してなくても、ガラス表面
がレーザからの光に対して反射率０％、戻り光Ｌ_Rに対
して約２０％程度の反射率を持つため、偏光分離が可能
となる。

【００５７】尚、上例においては、ミラー板２０，２０
Ａ，２０Ｂ，６０として、ガラス板の一方の面に偏光性
の反射膜４２を付し、他方の面に無偏光性の反射膜４３
を付した構成としたが、その他、図示さぜるも、一方の
面にハーフミラー膜を付し、他方の面に１００％反射す
る反射膜（無偏光性の反射膜）を付した構成とすること
もできる。この場合には、光の偏光方向に関係なく、光
学素子上で戻り光のフォーカス位置をずらすことが可能
となる。

【００５８】上述した各実施例によれば、合焦時におい
て、光学素子１７に戻る戻り光Ｌ_Rを、光学素子１７上
で一定量デフォーカスし、かつ一定距離だけレーザ発光
部分より離れた位置に戻すことができ、フォトダイオー
ドＰＤで受ける光量が十分となり、また戻り光Ｌ_Rによ
るレーザ発振状態への影響を回避できる。そして、フォ
ーカスエラー信号等を得ることができて、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。

【００５９】各実施例においては、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。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。

【００６０】

【発明の効果】本発明によれば、光学素子の発光部から
出射した出射光の被照射部からの戻り光の受光部で受光
する量が十分確保され、且つ戻り光による発光部、即ち
半導体レーザのレーザ発振状態に悪影響を与えることが
ない。また、フォーカスサーボ、トラックサーボを行う
ことができる。

【００６１】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。また発光部
からの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
軽量化が達成できてるので、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。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光学装置の一例を示す構成図であ
る。

【図２】図１のＡ部分の拡大図である。

【図３】Ａ光学素子の側面図である。Ｂ光学素子の平面図である。

【図４】Ａ光学素子の製造方法の一例を示す製造工程
図である。Ｂ光学素子の製造方法の一例を示す製造工程図であ
る。Ｃ光学素子の製造方法の一例を示す製造工程図であ
る。

【図５】Ｄ光学素子の製造方法の一例を示す製造工程
図である。Ｅ光学素子の製造方法の一例を示す製造工程図であ
る。Ｆ光学素子の製造方法の一例を示す製造工程図であ
る。

【図６】本発明に係る光学装置の他の例を示す要部の構
成図である。

【図７】本発明に係る光学装置の他の例を示す構成図で
ある。

【図８】本発明に係る光学装置の他の例を示す要部の構
成図である。

【図９】本発明に係る光学装置の他の例を示す要部の構
成図である。

【図１０】図９の光学素子の一例を示す概略的平面図で
ある。

【図１１】本発明に係る光学装置の他の例を示す要部の
構成図である。

【図１２】本発明の説明に供する光学装置の構成図であ
る。

【図１３】図１２の光学装置の説明図である。

【図１４】光学装置の要部の拡大斜視図である。

【図１５】従来の光学ピックアップの構成図である。

【符号の説明】

１１、５２、５４、６３、６５光学装置１２光ディスク１４発光部１５受光部１６半導体基板１７光学素子１８対物レンズ１９反射鏡２０，２０Ａ，２０Ｂ，６０ミラー板（光路ずらし素
子）２１１／４波長板ＬＤ半導体レーザＰＤ〔ＰＤ₁，ＰＤ₂，ＰＤ₃，ＰＤ₄，ＰＤ₅〕，Ｐ
Ｄ₀ フォトダイオード４１平行平面ガラス板４２偏光特性を有する反射膜４３偏光特性のない反射膜Ｌ_F 出射光Ｌ_R 戻り光

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】同一基板上に発光部と受光部を有し、該
発光部から出射した出射光の被照射部からの戻り光を前
記受光部によって受光検出する光学素子と、２つの反射面を有し、夫々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
らし素子とを備えて成ることを特徴とする光学装置。
【請求項２】１／４波長板を備え、且つ前記光路ずら
し素子の２つの反射面のうち、少なくとも一方が偏光特
性を有する反射面あることを特徴とする請求項１に記載
の光学装置。
【請求項３】前記光路ずらし素子の２つの反射面のう
ち、一方が偏光特性を有する反射面であり、他方が偏光
特性のない反射面であることを特徴とする請求項２に記
載の光学装置。
【請求項４】前記受光部においてフォーカスエラー信
号検出を行うことを特徴とする請求項１、２又は３に記
載の光学装置。