WO2002056309A1 - Capteur optique et unite de disque optique - Google Patents

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WO2002056309A1
WO2002056309A1 PCT/JP2002/000202 JP0200202W WO02056309A1 WO 2002056309 A1 WO2002056309 A1 WO 2002056309A1 JP 0200202 W JP0200202 W JP 0200202W WO 02056309 A1 WO02056309 A1 WO 02056309A1
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light
light beam
optical
diffraction element
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PCT/JP2002/000202
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Norio Fukasawa
Junichi Suzuki
Tetsu Tanaka
Takeshi Kubo
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Sony Corporation
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    • G11B7/1381—Non-lens elements for altering the properties of the beam, e.g. knife edges, slits, filters or stops

Definitions

  • the present invention relates to an optical pickup device and an optical disk device, and more particularly, to a composite optical element for separating forward and backward optical paths, and having the composite optical element, for example, a magneto-optical disk,
  • the present invention relates to an optical pickup device used for recording or reproducing an information signal on or from an optical disk such as an optical disk, and an optical disk device including the optical pickup device.
  • an optical pickup device has been used to record an information signal on an optical disk such as an optical disk or a magneto-optical disk or to reproduce the recorded information signal.
  • This type of optical pickup device includes an optical system 101 configured as shown in FIG. As shown in FIG.
  • the optical system 101 includes a light source 111 that emits a light beam that scans a signal recording area of the optical disk 104 in the order of the optical path, and a light emitted from the light source 111.
  • a diffraction grating 111 that splits the beam, a beam splitter 113 that separates the light beam from the return light from the optical disk 104, and an aperture that narrows the light beam to a predetermined numerical aperture NA It has an aperture 114, an objective lens 115 for condensing a light beam on the optical disc 104, and a light receiving unit 116 for receiving a return light beam reflected from the optical disc 104.
  • the light source 111 As the light source 111 , a semiconductor laser is used, and emits laser light. In order to obtain a tracking error signal by a so-called three-beam method, the diffraction grating 111 divides the light beam emitted from the light source 111 into three beams consisting of a zero-order light and a soil first-order light.
  • the beam splitter 113 has a half mirror 119 that reflects the light beam emitted from the light source 111 and transmits the return light from the optical disk 104. Then, the light beam from the light source 111 is separated from the return light beam.
  • the light receiving section 1 16 includes a main beam photodetector that receives the 0th-order light split by the diffraction grating 112 of the return light beam, and a diffraction grating 112 of the return light beam. It has a set of side beam photodetectors that respectively receive the divided ⁇ 1st order light.
  • the main beam photodetector 121 has a substantially rectangular light receiving surface for receiving the return light, and the center of the light receiving surface is located at the center of the light receiving surface.
  • the light receiving area a 2 , b 2) cd 2 is divided into four equal parts by a set of dividing lines that are orthogonal to each other.
  • the side beam photodetectors are disposed at opposing positions with the main beam photodetector 121 interposed therebetween.
  • the optical system 101 has a light emitting point of the light source 111 as an object point on an outward path from the light source 111 to the optical disk 104, and an image point which is a conjugate point thereof is a light source.
  • Each optical component is provided so as to be located on the recording surface 105 of the disk 104.
  • the optical system 101 receives a point on the recording surface 105 of the optical disk 104 as an object point on the return path from the optical disk 104 to the light receiving section 116, and receives an image point which is a conjugate point thereof.
  • Each optical component is disposed so as to be located on the light receiving surface of the main beam photodetector 121 of the optical section 116.
  • the light emitting point of the light source 111 and the point on the light receiving surface of the main beam photodetector 121 of the light receiving unit 116 are also in a conjugate relationship with each other.
  • the objective lens 115 is positioned at an optimum position with respect to the recording surface 105 of the optical disk 104, and the so-called “just” is focused on the recording surface 105 of the optical disk 104.
  • the main beam photodetector 1 2 1 The shape of the beam spot on the light surface is circular, as shown in Figure 2B.
  • the objective lens 115 came too close to the recording surface 105 of the optical disc 104, it was generated by the return light passing through the beam splitter 113, deviating from the focus state.
  • the astigmatism, Bimusupo' preparative shape on the light receiving surface of the main-beam the Photo detector 1 2 1 the elliptical shape the major axis extends over the light receiving regions a 2 and the light receiving region c 2 as shown in FIG. 2 a Become.
  • the objective lens 115 moves away from the recording surface 105 of the optical disc 104, it is generated by the return light passing through the beam splitter 113, deviating from the just focus state.
  • the astigmatism, Bimusupo' preparative shape on the light receiving surface of the main-beam the Photo detector 1 2 1, the elliptical shape long axis across the light receiving region b 2 and the light receiving region d 2 as shown in FIG. 2 C
  • the shape of the beam spot becomes an elliptical shape in which the major axis direction is inclined by 90 degrees as compared with the shape of the beam spot shown in FIG. 2A described above.
  • the main beam photodetector 1 2 1 has a focusing error signal FE, where S a 2 and S b S c S d 2 are the return light outputs from the respective light receiving areas a 2 , bc 2 and d 2 . It is calculated by Equation 1 below.
  • the main beam photodetector 12 1 is calculated by the above-described equation 1 when the objective lens 1 15 is located at the in-focus position, that is, in a so-called just focus state.
  • the resulting focusing error signal FE becomes 0.
  • the focusing error signal FE becomes positive, and the main lens photodetector 121 becomes positive.
  • the focusing error signal FE becomes negative.
  • the tracking error signal TE is obtained by receiving the soil primary light split by the diffraction grating 112 by the side beam photodetectors and calculating the difference between the outputs of the side beam photodetectors.
  • the optical pickup device having the optical system 101 configured as described above is a focussing device obtained by the main beam photodetector 121 of the light receiving part 116.
  • the lens 115 is moved to the focusing position, the light beam is focused on the recording surface 105 of the optical disc 104, and information is reproduced from the optical disc 104.
  • the optical system 101 included in the above-described optical pickup device has a beam spot irradiated onto the light-receiving surface of the main beam photodetector 121. As shown in Fig. 3, the center deviates in any direction from the center of the main beam photodetector 1 2 1 in any direction. As a result, the forcing error signal FE is offset. In the optical system 101, since focusing control is performed so that the focusing error signal FE becomes 0, there is a problem that it is impossible to drive and control the objective lens 115 to an accurate focusing position.
  • the above-described optical pickup device uses a conjugate position with respect to the light emitting point of the light source 111 in order to obtain an appropriate focusing error signal FE that enables the objective lens 115 to be controlled to an appropriate position. It is necessary to arrange the light receiving surface of the main beam photodetector 121 with high precision at the center where the light receiving surface is divided into four parts.
  • the main beam photodetector 1 21 As described above, in order to ensure high positional accuracy of the light receiving section 1 16 with respect to the light source 1 1 1 1, when manufacturing the main beam photodetector 1 21, for example, the main beam photo It is necessary to strictly control the positional accuracy of the light-receiving surface of the detector 121.
  • an object of the present invention is to provide a composite optical element, an optical pickup device, and an optical disk device capable of improving productivity, reducing manufacturing cost, and improving the reliability of a focusing error signal.
  • a composite optical element transmits a light beam emitted from a light source, diffracts a return light beam from an optical disk, and a diffracted element.
  • a light splitting means arranged at a position where the return light beam is incident, and splitting the return light beam into a plurality of light beams and leading the light beam to a light receiving means having a plurality of light receiving areas.
  • the composite optical element according to the present invention guides a light beam emitted from a light source to an optical disc, diffracts a return light beam from the optical disc by a diffraction element, and further converts the return light beam diffracted by the diffraction element to light.
  • the return light beam split by the light splitting means is guided to a light receiving means having a plurality of light receiving areas so that the light beam is split by the splitting means and the optical pickup device obtains a focusing error signal.
  • an optical pickup device includes a light source that emits light of a predetermined wavelength, an objective lens that collects a light beam emitted from the light source on the optical disk and collects a light beam returned from the optical disk.
  • a diffractive element that transmits the light beam emitted from the light source and diffracts the return light beam from the optical disk, and the return light beam that is arranged at a position where the return light beam diffracted by the diffraction element is incident.
  • a composite optical element having light splitting means for splitting the light into a plurality of light beams; and a light receiving means for receiving each return light beam split by the light splitting means in a plurality of light receiving regions to obtain a focusing error signal. Is provided.
  • a light beam emitted from a light source is focused on an optical disk by an objective lens, and a light beam returned from the optical disk is diffracted by a diffractive element in the composite optical element, and an optical path of the light beam from the light source is obtained. And separate.
  • the return light beam diffracted by the diffraction element is split into a plurality of light beams by the light splitting means in the composite optical element, and each of the split return light beams is received by a plurality of light receiving areas.
  • a focusing error signal is obtained.
  • An optical disk device comprises: an optical pickup for recording and / or reproducing information signals on an optical disk; and a disk rotating drive for rotating the optical disk.
  • the optical pickup includes a light source that emits light of a predetermined wavelength, an objective lens that focuses a light beam emitted from the light source on the optical disk and a light beam that is returned from the optical disk, and an objective lens that emits light from the light source.
  • Element that transmits the reflected light beam and diffracts the returned light beam from the optical disk, and light that is arranged at the position where the returned light beam separated by the diffraction element is incident and splits the returned light beam into multiple beams
  • a composite optical element having a splitting means; and a light receiving means for receiving each return light beam split by the light splitting means in a plurality of light receiving areas in order to obtain a focusing error signal.
  • the optical disk is rotated by the disk rotation driving means, and the recording and / or reproduction of information is performed by the optical pickup.
  • the optical pickup focuses the light beam emitted from the light source on the optical disk by the objective lens, diffracts the light beam returned from the optical disk by the diffractive element of the composite optical element, and combines it with the light beam from the light source. Is separated.
  • the optical pickup device divides the return light beam diffracted by the diffractive element into a plurality of light beams by the light dividing means in the composite optical element, and each of the divided return lights is received by a plurality of light receiving areas. Obtain the Focusingella signal.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing an optical system provided in a conventional optical pickup device.
  • FIG. 2A to 2C show beam spots in each light receiving area of a main beam photodetector of a conventional optical system
  • FIG. 2A shows a state in which an objective lens is close to an optical disk
  • FIG. FIG. 2C shows a state in which the objective lens is located at the in-focus position
  • FIG. 2C shows a state in which the objective lens is far from the optical disc.
  • FIG. 3 is a diagram showing a state in which the center of the beam spot is deviated from the center of the light receiving surface of the main beam photodetector of the conventional optical system.
  • FIG. 4 is a circuit block diagram showing the optical disc device according to the present invention.
  • FIG. 5 is a perspective view showing an optical pickup included in the optical disc device according to the present invention.
  • FIG. 6A to 6C show beam spots in each light receiving area of the main beam photodetector included in the optical pickup according to the present invention, and FIG. 6A shows a state where the objective lens is close to the optical disk. 6B shows a state where the objective lens is located at the in-focus position, and FIG. 6C shows a state where the objective lens is far from the optical disk.
  • FIG. 7 is a plan view showing a grating having the same function as the split prism of the composite optical element in the optical pickup according to the present invention.
  • FIG. 8 is a diagram showing an example in which the composite optical element of the optical pickup according to the present invention has a reflecting surface.
  • FIG. 9 is a diagram showing another example in which the composite optical element of the optical pickup according to the present invention has a reflecting surface.
  • FIG. 10 is a diagram showing another example of the composite optical element included in the optical pickup according to the present invention.
  • FIGS. 11 to 11C show diffracted light incident on the splitting prism of the composite optical element in the optical pickup
  • FIG. 11A shows a state in which the objective lens is close to the optical disk
  • FIG. Shows a state where the objective lens is located at the in-focus position
  • FIG. 11C shows a state where the objective lens is far from the optical disc.
  • the optical disc device 1 includes, for example, a CD (Compact Disc), a DVD (Digital Versatile Disc), a CD-R (Compact Disc-Recordable), Information is recorded or reproduced on or from an optical disk such as a CD-RW (Compact Disc-Rewritable) or an optical disk 2 such as a magneto-optical disk, on which information can be rewritten.
  • a CD Compact Disc
  • DVD Digital Versatile Disc
  • CD-R Compact Disc-Recordable
  • Information is recorded or reproduced on or from an optical disk such as a CD-RW (Compact Disc-Rewritable) or an optical disk 2 such as a magneto-optical disk, on which information can be rewritten.
  • an optical disk such as a CD-RW (Compact Disc-Rewritable) or an optical disk 2 such as a magneto-optical disk, on which information can be rewritten.
  • the optical disk device 1 includes an optical pickup 3 that records and reproduces information from the optical disk 2, a disk rotation drive mechanism 4 that rotationally drives the optical disk 2, and an optical pickup.
  • the optical disc 2 includes a feed mechanism 5 for moving the optical disc 3 in the radial direction of the optical disc 2, an optical pickup 3, a disc rotation drive mechanism 4, and a control unit 6 for controlling the feed mechanism 5.
  • the disk rotation drive mechanism 4 has a disk table 7 on which the optical disk 2 is placed, and a spindle motor 8 for driving the disk table 7 to rotate.
  • the feed mechanism 5 has a support base that supports the optical pickup 3, a main shaft and a sub shaft that movably support the support base, and a thread motor that moves the support base.
  • the control unit 6 drives the feed mechanism 5 to control the position of the optical pickup 3 in the radial direction of the optical disc 2 by driving and controlling the access control circuit 9 and the two-axis actuator of the optical pickup 3. It has a servo circuit 10 for controlling, an access control circuit 9 for these, and a drive controller 11 for controlling the servo circuit 10.
  • the control unit 6 includes a signal demodulation circuit 12 for demodulating a signal from the optical pickup 3, an error correction circuit 13 for correcting an error in the demodulated signal, and an externally-corrected signal. And an interface 14 for outputting to an electronic device such as a computer.
  • the disk table 7 on which the optical disk 2 is mounted is rotated by the spindle motor 8 of the disk rotation driving mechanism 4, and the control signal from the access control circuit 9 of the control unit 6 is transmitted.
  • the optical disc drive 2 drives and controls the feed mechanism 5 to move the optical pickup 3 to a position corresponding to a desired recording track on the optical disc 2, thereby recording and reproducing information on and from the optical disc 2.
  • the optical pickup 3 has an optical system 30 for reproducing information from the optical disk 2 and a lens drive mechanism (not shown) for driving and displacing an objective lens of the optical system 30 which will be described later. ing.
  • the optical system 30 included in the optical pickup 3 divides the light beam emitted from the light source 31 and the light beam emitted from the light source 31 in the order of the optical path, and returns the light beam reflected from the signal recording surface of the optical disk 2.
  • a semiconductor laser that emits laser light having a wavelength of, for example, about 780 nm is used.
  • the composite optical element 32 is formed by, for example, injection-molding a resin material, is exposed to the light source 31, and is orthogonal to the optical axis of a light beam emitted from the light source 31. It has a second surface 42 opposed to the first surface 41 in parallel.
  • the first surface 41 is provided with a first diffraction grating 45 that divides a light beam emitted from the light source 31 into three beams of zero-order light and ⁇ first-order light.
  • the optical system 30 employs the so-called three-spot method (three-beam method) to obtain the tracking error signal TE, and performs tracking servo by detecting the difference between each output of ⁇ primary light. Is configured.
  • the 0th-order light from the first diffraction grating 45 of each return light beam from the optical disk 2 is further divided into 0th-order light and ⁇ 1st-order light.
  • a second diffraction grating 46 for diffracting the returning light beam so as to guide any one of the ⁇ 1st order light to the light receiving section 35 is provided.
  • a splitting prism 47 which is located on the optical path of, for example, the primary light diffracted by the second diffraction grating 46 and divides the primary light into four. You.
  • the split prism 47 is disposed adjacent to the first diffraction grating 45 on one side.
  • the splitting prism 47 is formed in a shape of a substantially regular pyramid, and is diffracted by the second diffraction grating 46.
  • the primary light is focused at or near the focal point of the diffracted light, Is incident on the center of the apex angle of the square pyramid.
  • the splitting prism 47 is located inside the composite optical element 32 and is provided with its apex angle facing this inside. That is, the splitting prism 47 sets the zero-order light in the three beams split by the first diffraction grating 45 so that the first-order light diffracted by the second diffraction grating 46 is incident on the apex angle. It is arranged.
  • the dividing prism 47 has a bottom surface of a regular pyramid perpendicular to the optical axis of the primary light diffracted by the second diffraction grating 46. It may be arranged so that.
  • the composite optical element 32 imparts a predetermined amount of astigmatism to the return light beam incident on the split prism 47 by passing the return light beam diffracted by the second diffraction grating 46. .
  • the composite optical element 32 can easily adjust the defocus with respect to the optical disc 2 by adjusting the position of the light beam emitted from the light source 31 in the optical axis direction.
  • the composite optical element 32 is formed by injection molding using a resin material.
  • the above-described first diffraction grating 45, second diffraction grating 46, and split prism 47 may be formed by etching, or may be formed by mechanical processing.
  • the material for forming the composite optical element 32 is not limited to a resin material, but may be a light-transmitting optical material such as a glass material. Depending on the combination of the materials, the material composition may be partially changed.
  • the aperture stop 33 is disposed on the optical axis of the light beam that has passed through the second diffraction grating 46 of the composite optical element 32.
  • the objective lens 34 is composed of at least one convex lens, and is disposed so as to converge the light beam emitted from the light source 31 and narrowed by the aperture stop 33 onto the optical disc 2.
  • the light receiving section 35 is divided into a substantially square main beam photodetector 51 for receiving the main beam, which is the 0th-order light divided by the first diffraction grating 45, and the first diffraction grating 45. It has a pair of substantially band-shaped side-beam photodetectors 52 and 53 that respectively receive the two side beams that are the primary light.
  • the light receiving section 35 is disposed at a position corresponding to each return light beam split by the split prism 47 of the composite optical element 32.
  • a substantially square main beam photodetector 51 is disposed at the center, and the main beam photodetector 51 is sandwiched between the photodetectors 51, and a pair of photodetectors 51 are positioned on both sides.
  • Approximately strip-shaped side beam photodetectors 52 and 53 are provided respectively.
  • the main beam photodetector 51 of the light receiving section 35 has a light receiving area divided into four equal parts by a set of dividing lines orthogonal to each other. have abcdi. Each of these light receiving areas ab l; c! The return light beams from the optical disk divided into four parts by the division prism 47 are radiated to,, respectively.
  • the lens drive mechanism of the optical pickup 3 includes a lens holder for holding the objective lens 34, a focusing direction that is flat with the optical axis of the objective lens 34, and an optical axis of the objective lens 34.
  • a holder support member for supporting the lens holder so as to be displaceable in a biaxial direction with respect to a tracking direction perpendicular to the optical axis;
  • the lens driving mechanism determines the objective lens 3 based on the focusing error signal detected by the main beam photodetector 51 of the light receiving section 35 and the tracking error signal detected by the side beam photodetectors 52 and 53. 4 is driven and displaced in the focusing direction and the tracking direction, respectively, so that the light beam is focused on the recording track on the recording surface 2 a of the optical disc 2.
  • the division prism 47 may be formed in, for example, an octagonal pyramid.
  • the main beam photodetector 51 of the light receiving section 35 may be divided into eight by a radial dividing line from the center of the light receiving surface.
  • the split prism 47 is provided on the inner side with respect to the first surface 41, but is protruded on the outer side with respect to the first surface 41. It is good.
  • the division prism 47 is not limited to a pyramid having a flat surface, and may have a shape having a plurality of curved surfaces.
  • the divided regions of the main beam photodetector 51 of the light receiving section 35 are provided so as to correspond to each other.
  • the composite optical element 32 may be configured such that the first and second diffraction gratings 45 and 46 form a predetermined hologram pattern as a hologram element by etching or the like.
  • the same effect can be obtained by using a darting 48 divided into four regions as shown in FIG.
  • the grating 4 8 as the same effect as split prism 4 7 is obtained, the divided area yyy 3, y 4 are provided to form grooves in each divided region yy 2) y 3> y 4
  • the directions are different. Specifically, split The direction of forming a groove in a region y and y 3, the direction of forming the grooves in the divided areas y 2 and y 4 are to be perpendicular to each other.
  • the grating 48 diffracts the incident light beam from the optical disc 2 according to the direction of each groove and the lattice constant in each of the divided areas yy 2) y 3) y 4 and divides the beam into four .
  • the light is guided to the main beam photodetector 51 of the light receiving section 35.
  • Grating 48 is particularly preferable because a blazed hologram is used because diffraction efficiency is improved and stray light is reduced.
  • the composite optical element 32 may be designed to have a reflective surface inside, and the degree of freedom in optical design can be improved by bending the optical path using the reflective surface. In this case, the composite optical element 32 may have a configuration as shown in FIGS. 8 and 9, for example. In the following, in other examples of the composite optical element 32 shown in FIG. 8 and FIG. 9, those substantially the same as the above-described composite optical element 32 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
  • the composite optical element 60 shown in FIG. 8 reflects a first diffraction grating 45 that divides the light beam emitted from the light source 31 into three beams, and a light beam that is split into the first diffraction grating 45.
  • a splitting prism 47 that splits the returned light beam into four.
  • the composite optical element 60 divides the light beam emitted from the light source 31 into three beams by the first diffraction grating 45, and divides the light beam split by the first diffraction grating 45 into the reflecting surface 6.
  • the light beam reflected by 1 and the light beam reflected by the reflecting surface 61 are reflected by the half mirror 62 toward the optical disk 2.
  • the return light beam from the optical disk 2 is transmitted through the half mirror 62, and the return light beam transmitted through the half mirror 62 is split into four by the splitting prism 47 and guided to the light receiving unit 35.
  • the composite optical element 70 shown in FIG. 9 includes a first diffraction grating 45 that divides a light beam emitted from a light source 31 into three beams, and a light beam that is split by the first diffraction grating 45 into an optical disc.
  • a half mirror 71 that transmits light in two directions and reflects the return light beam from the optical disk 2, a reflection surface 72 that reflects the return light beam reflected by the half mirror 71, and a reflection surface 72
  • the configuration has a splitting prism 47 for splitting the reflected return light beam into four.
  • the composite optical element 70 emits light from the light source 31.
  • the emitted light beam is split into three beams by the first diffraction grating 45, and the light beam split by the first diffraction grating 45 is transmitted through the half mirror 71 and reflected by the reflection surface 61.
  • the reflected light beam is reflected by the half mirror 62 toward the optical disk 2. Further, the return light beam from the optical disk 2 is reflected by the half mirror 71, the return light beam reflected by the half mirror 1 is reflected by the reflection surface 72, and the return light reflected by the reflection surface 72 is reflected by the half mirror 71.
  • the beam is split into four beams by the splitting prism 47 and guided to the light receiving section 35.
  • the light source 31, the split prism 47, the light receiving section 35, and the like are arranged by bending the optical path by the reflection surface 61 and the reflection surface 72.
  • the position can be freely designed.
  • the composite optical element 32 sets the incident angle of the returning light beam from the optical disk 2 incident on the splitting prism 47 to be 45 ° or less with respect to each surface of the splitting prism 47, that is, By setting the inclination angle of each surface of the splitting prism 47 to 45 ° or less, the amount of change in the traveling direction of the returning light beam that is split by refraction without the incident returning light beam entering the total reflection condition.
  • the distance between the divided areas in the main beam photodetector 51 and the distance between the main beam photodetector 51 and the side beam photodetectors 52, 53 should be widened. As a result, the assembly accuracy of the optical pickup 3 can be reduced.
  • the composite optical element 32 may be provided with a split prism 47 at the corner, so that the processing becomes easy and the composite optical element 32 Productivity is improved.
  • the optical disk device 1 configured as described above, based on the focusing error signal and the tracking error signal detected by the optical pickup 3 by the optical beam returned from the optical disk 2, transmits the optical pickup 3 from the servo circuit 10.
  • the control signal is output to the two-axis actuator of the optical disk 2 and the objective lens 34 is driven and displaced in the focusing direction and the tracking direction, respectively, so that the light beam passes through the objective lens 34 to a desired recording track of the optical disk 2. Focused on. Then, the optical disk device 1 converts the signal read by the optical pickup 3 into a reproduction signal from the interface 14 after the signal demodulation circuit 12 and the error correction circuit 13 demodulate and correct the signal. Output.
  • the optical paths of the light beam in the optical pickup 3 and the return light beam in the optical disc device 1 will be described with reference to the drawings.
  • the optical disk device 1 when reproducing information from the recording surface 2 a of the optical disk 2, the optical disk device 1 emits the laser beam emitted from the light source 31 to the first light of the composite optical element 32.
  • the diffraction grating 45 divides each of the three beams into zero-order light and soil first-order light.
  • the light beam split into three beams is transmitted through the second diffraction grating 46 of the composite optical element 32 and is focused on the recording surface 2a of the optical disk 2 by the objective lens 34.
  • the returning light beam reflected by the recording surface 2a of the optical disc 2 is diffracted by the second diffraction grating 46 of the composite optical element 32, guided to the optical path toward the light receiving section 35, and is converted into the primary light.
  • the primary light incident on the apex of the square pyramid of the split prism 47 is refracted in different directions by being incident on the respective peripheral surfaces of the square pyramid, and the four returned light beams And irradiates the respective light receiving areas at, bi, ci, d ⁇ of the main beam photodetector 51 of the light receiving section 35.
  • the objective lens 3 4 When the diffracted light diffracted by the second diffraction grating 46 is incident on the apex angle of the splitting prism 47, as shown in FIG. 11B, the objective lens 3 4 When is located at the in-focus position, a substantially circular diffracted light is incident on the apex angle of the splitting prism 47.
  • the apex angle of the splitting prism 47 when the diffracted light is incident on the apex angle of the splitting prism 47, as shown in FIG. 11A, when the objective lens 34 is too close to the recording surface 2a of the optical disc 2, the objective lens 3 Since the out-of-focus position 4 causes astigmatism caused by the diffracted light passing through the composite optical element 32, the apex angle of the split prism 47 has an elliptical shape whose major axis rises to the right in the figure. Is incident.
  • the returning light beam from the optical disk 2 is diffracted by the second diffraction grating 46 to become the first-order light. Since the light enters each of the peripheral surfaces XX 2) X a and X 4 of the splitting prism 47, it is refracted in different directions from each other, so that it is split into four returning light beams and received. The light is incident on each light receiving area abc 1, of the main beam photodetector 51 of the section 35.
  • each of the two sets of light receiving areas a C1 and each light receiving area of the main beam photodetector 51 facing each other has one of the light receiving areas of one set.
  • the amount of light received by each of the light receiving areas increases, and the amount of light received by each of the light receiving areas in the other set decreases.
  • the main beam photodetector 51 when the elliptical diffracted light as shown in FIG. 11A is incident on the splitting prism 47, the main beam photodetector 51, as shown in FIG. As the amount of received light increases, the amount of light received by each opposing light receiving area d decreases. Further, when an elliptical diffracted light as shown in FIG. 11C is incident on the splitting prism 47, the main beam photodetector 51 receives light in the respective light receiving areas di as shown in FIG. 6C. As the amount of received light increases, the amount of light received by each opposing receiving area aci decreases. Further, when a circular diffracted light as shown in FIG. 11B is incident on the apex angle of the splitting prism 47, the main beam photodetector 51 is opposed as shown in FIG. 6B. Each light receiving area a ( ⁇ is equal to each light receiving area! ⁇ , Di.
  • the focusing error signal FE calculated by the equation 2 is 0.
  • the objective lens 34 is positioned at the in-focus position with respect to the recording surface 2a of the optical disk 2
  • the focusing error signal FE calculated by the equation 2 is 0.
  • the objective lens 34 is too close to the recording surface 2 a of the optical disc 2
  • the focusing error signal FE becomes positive, and the recording surface of the optical disc 2
  • the focusing error signal FE becomes negative.
  • the main beam photodetector 51 of the light receiving section 35 has a light receiving area a b! , cd, the focusing error signal FE and the reproduction signal are obtained from the output of each beam spot incident on the beam spot.
  • a pair of side beam photodetectors 52 and 53 detect each received light amount of the returning light beam from the optical disk 2 out of the soil primary light split by the first diffraction grating 45.
  • the tracking error signal TE is obtained by calculating the difference between the outputs of these primary light components.
  • the servo circuit 10 controls the lens driving mechanism based on the focusing error signal FE and the tracking error signal TE obtained by the optical pickup 3 to move the objective lens 34 in the focusing direction.
  • the lens driving mechanism controls the lens driving mechanism based on the focusing error signal FE and the tracking error signal TE obtained by the optical pickup 3 to move the objective lens 34 in the focusing direction.
  • a light beam is focused on the recording surface 2a of the optical disk 2, and information is reproduced from the optical disk 2.
  • the optical disc device 1 includes the optical pickup 3 in which the optical disc 2 diffracts the returning light beam from the optical disc 2 and the second diffraction grating 46 diffracted by the second diffraction grating 46.
  • the optical path can be compared with a form in which the beam spot is divided by the dividing line of the main beam photodetector as in the conventional optical system 101 described above. Since the return light beam is split above, each light receiving area of the main beam photodetector 51 is received so that the four return light beams split by the splitting prism 47 are received. , cd of a predetermined size reduces the accuracy required for the split position of the main beam photodetector. For this reason, the optical disk device 1 reduces the manufacturing cost of the main beam photodetector 51 in the optical pickup 3 and adjusts the position of the main beam photodetector 51 in the manufacturing process of the optical pickup 3. It can be easily performed, and the reliability of the obtained focusing error signal FE can be improved.
  • each function of the diffraction grating 112 and the beam splitter 113 included in the above-described conventional optical system 101 only by the composite optical element 32 is used. Since it is provided, the number of optical components can be kept to a minimum and the configuration of the optical system 30 can be simplified and downsized, and the manufacturing cost can be reduced.
  • the optical system 30 in the optical pickup 3 has the composite optical element 32, the productivity is improved, the manufacturing cost is reduced, and the reliability is improved. be able to.
  • the optical disc apparatus 1 further reduces the number of parts by configuring the optical pickup 3 as an optical unit in which the light source 31 and the light receiving section 35 are integrated, It is possible to reduce manufacturing costs.
  • the optical disc device 1 uses another detection method such as a force S employing a so-called astigmatism method and a Foucault method in order to obtain the focusing error signal FE in the optical pickup 3 described above. Is also good. INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above, the composite optical element according to the present invention, the optical pickup using the optical element, and the optical disk device are improved in productivity and reduced in manufacturing cost. The reliability of the focusing error signal can be improved.

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Description

明細書 光ピックアップ装置及び光ディスク装置 技術分野 本発明は、 光ピックアップ装置及び光ディスク装置に関し、 更に詳しくは、 往 復光路を分離する複合光学素子と、 この複合光学素子を有する、 例えば、 光磁気 ディスク、 光ディスク等の光ディスクに対して情報信号を記録又は再生するため に用いる光ピックアツプ装置及びこの光ピックアツプ装置を備える光ディスク装 置に関する。 背景技術 従来、 光ディスク、 光磁気ディスク等の光学式のディスクに対して情報信号を 記録し、 あるいは記録された情報信号を再生するために光ピックアツプ装置が用 いられている。 この種の光ピックアップ装置は、 図 1に示すように構成された光 学系 1 0 1を備えている。 この光学系 1 0 1は、 図 1に示すように、 光路順に、 光ディスク 1 0 4の信号記録領域を走査する光ビームを出射する光源 1 1 1 と、 この光源 1 1 1から出射された光ビームを分割する回折格子 1 1 2と、 光ビーム と光ディスク 1 0 4からの戻り光とを分離するビームスプリ ッタ 1 1 3 と、 光ビ ームを所定の開口数 N Aに絞るための開口絞り 1 1 4と、 光ディスク 1 0 4に光 ビームを集光する対物レンズ 1 1 5と、 光ディスク 1 0 4から反射される戻りの 光ビームを受光する受光部 1 1 6 とを有している。
光源 1 1 1は、 半導体レーザが用いられており、 レーザ光を出射する。 回折格 子 1 1 2は、 いわゆる 3 ビーム法によってトラッキングエラー信号を得るために、 光源 1 1 1から出射された光ビームを 0次光及び土 1次光からなる 3 ビームに分 割する。 ビームスプリ ッタ 1 1 3は、 光源 1 1 1から出射される光ビームを反射 するとともに光ディスク 1 0 4からの戻り光を透過するハーフミラー 1 1 9を有 し、 光源 1 1 1からの光ビームと戻りの光ビームとを分離する。
受光部 1 1 6は、 図示しないが、 戻りの光ビームのうち回折格子 1 1 2で分割 された 0次光を受光するメインビーム用フォトディテクタと、 戻りの光ビームの うち回折格子 1 1 2で分割された ± 1次光をそれぞれ受光する一組のサイ ドビー ム用フォトディテクタとを有している。
光学系 1 0 1には、 フォーカシングエラー信号を検出する検出方法として、 い わゆる非点収差法が用いられている。 このため、 図 2 A、 図 2 B、 図 2 Cに示す ように、 メインビーム用フォトディテクタ 1 2 1は、 戻り光を受光する受光面が 略方形状に形成されており、 受光面の中央を通り互いに直交する一組の分割線に より 4等分割された各受光領域 a 2 , b 2 ) c d 2を有する分割パターンとされ ている。 また、 図示しないが、 サイ ドビーム用フォ トディテクタは、 メインビー ム用フォトディテクタ 1 2 1を間に挟んで対向する位置にそれぞれ配設されてい る。
光学系 1 0 1は、 図 1に示すように、 光源 1 1 1から光ディスク 1 0 4までの 往路において、 光源 1 1 1の発光点を物点として、 その共役点である像点が、 光 ディスク 1 0 4の記録面 1 0 5上に位置するように各光学部品がそれぞれ配設さ れている。
光学系 1 0 1は、 光ディスク 1 0 4から受光部 1 1 6までの復路において、 光 ディスク 1 0 4の記録面 1 0 5上の点を物点として、 その共役点である像点が受 光部 1 1 6のメインビーム用フォトディテクタ 1 2 1の受光面上に位置するよう に各光学部品がそれぞれ配設されている。
したがって、 光学系 1 0 1は、 光源 1 1 1の発光点と受光部 1 1 6のメインビ ーム用フォトディテクタ 1 2 1の受光面上の点も、 また互いに共役な関係とされ ている。
上述したメインビーム用フォ トディテクタ 1 2 1の各受光領域 a 2， b a , c d 2により、 フォーカシングエラー信号を得る方法を以下説明する。
まず、 光ディスク 1 0 4の記録面 1 0 5に対して対物レンズ 1 1 5が最適な位 置とされて、 光ディスク 1 0 4の記録面 1 0 5に対して合焦された、 いわゆるジ ヤストフォーカスの状態であれば、 メインビーム用フォトディテクタ 1 2 1の受 光面上のビームスポッ トの形状は、 図 2 Bに示すように、 円形となる。
対物レンズ 1 1 5が光ディスク 1 0 4の記録面 1 0 5に近づき過ぎた場合、 ジ ヤス トフォーカスの状態から外れて、 戻り光がビームスプリ ッタ 1 1 3を通過す ることによって発生した非点収差によって、 メインビーム用フォ トディテクタ 1 2 1の受光面上のビームスポッ トの形状は、 図 2 Aに示すように長軸が受光領域 a 2及び受光領域 c 2に跨った楕円形状になる。
さらに、 対物レンズ 1 1 5が光ディスク 1 0 4の記録面 1 0 5から遠ざかり過 ぎた場合、 ジャス トフォーカスの状態から外れて、 戻り光がビームスプリ ッタ 1 1 3を通過することによって発生した非点収差によって、 メインビーム用フォ ト ディテクタ 1 2 1の受光面上のビームスポッ トの形状は、 図 2 Cに示すように長 軸が受光領域 b 2及び受光領域 d 2に跨った楕円形状になり、 上述した図 2 Aに示 すビームスポッ トの形状に比して長軸方向が 9 0度だけ傾いた楕円形状になる。 メインビーム用フォ トディテクタ 1 2 1は、 各受光領域 a 2 , b c 2 , d 2に よる戻り光の出力を各々 S a 2， S b S c S d 2とすると、 フォーカシング エラー信号 F Eは、 以下に示す式 1で計算される。
F E = ( S a S c 2 ) ― ( S b 2 + S d · · · (式 1 )
すなわち、 図 2 Bに示すように、 メインビーム用フォ トディテクタ 1 2 1は、 対物レンズ 1 1 5が合焦位置に位置された、 いわゆるジャス トフォーカスの状態 の場合、 上述した式 1により演算されるフォーカシングエラー信号 F Eが 0とな る。
また、 メインビーム用フォ トディテクタ 1 2 1は、 対物レンズ 1 1 5が光ディ スク 1 0 4の記録面 1 0 5に近づき過ぎた場合、 フォーカシングエラー信号 F E が正となり、 また対物レンズ 1 1 5が光ディスク 1 0 4の記録面 1 0 5から遠ざ かり過ぎた場合、 フォーカシングエラ一信号 F Eが負となる。
トラッキングエラー信号 T Eは、 回折格子 1 1 2で分割された土 1次光をサイ ドビーム用フォ トディテクタがそれぞれ受光して、 各サイ ドビーム用フォ トディ テクタの各出力の差分を演算することにより得られる。
以上のように構成された光学系 1 0 1を備える光ピックアップ装置は、 受光部 1 1 6のメインビーム用フォトディテクタ 1 2 1によって得られたフォーカシン グエラー信号 F E、 及びサイ ドビーム用フォ トディテクタによって得られたトラ ッキングエラー信号 T Eに基づいて、 対物レンズ 1 1 5を駆動変位させることに よって、 光ディスク 1 0 4の記録面 1 0 5に対して対物レンズ 1 1 5が合焦位置 に移動されて、 光ビームが光ディスク 1 0 4の記録面 1 0 5上に合焦されて、 光 ディスク 1 0 4から情報が再生される。
上述した光ピックアップ装置が備える光学系 1 0 1は、 上述した受光部 1 1 6 によってフォーカシングエラー信号 F Eを得る場合、 メインビーム用フォトディ テクタ 1 2 1の受光面上に照射されるビームスポッ トの中心が、 図 3に示すよう に、 メインビーム用フォ トディテクタ 1 2 1の中央からいずれかの方向に少しで も外れることにより、 ジャストフォーカスの状態の場合の'出力が 0でなくなるた め、 結果的にフォー力シングエラー信号 F Eにオフセッ トがかかることになる。 光学系 1 0 1は、 フォーカシングエラー信号 F Eが 0になるよ うにフォーカシ ング制御が行われるため、 対物レンズ 1 1 5を正確な合焦位置に駆動制御するこ とができなくなるという問題がある。
上述した光ピックアップ装置は、 対物レンズ 1 1 5を適正な位置に制御するこ とが可能とされる適正なフォーカシングエラ 信号 F Eを得るために、 光源 1 1 1の発光点に対して共役な位置に高精度にメインビーム用フォ トディテクタ 1 2 1の受光面が 4分割される中心を位置させるように配設する必要がある。
上述したように光源 1 1 1に対する受光部 1 1 6の位置精度を高く確保するた めには、 メインビーム用フォトディテクタ 1 2 1の製造時に、 例えばパッケージ の位置基準に対してメインビーム用フォ トディテクタ 1 2 1の受光面の位置精度 を厳密に管理する等の必要がある。
このため上述した光学系 1 0 1は、 メインビーム用フォ トディテクタ 1 2 1等 の受光素子の製造コス トを低減する妨げになるとともに、 光ピックアップ装置の 組立工程の生産性を向上する妨げにもなり、 結果的に光ピックァップ装匮自体の 製造コス トの低下の妨げや品質低下の大きな要因となり得る。 発明の開示 そこで、 本発明は、 生産性を向上し、 製造コス トの低減を図り、 フォーカシン グエラー信号の信頼性を向上することができる複合光学素子、 光ピックアップ装 置及び光ディスク装置を提供することを目的とする。
上述した目的を達成するため、 本発明に係る複合光学素子は、 光源から出射さ れた光ビームを透過させ、 光ディスクからの戻りの光ビームを回折させる回折素 子と、 回折素子で回折された戻りの光ビームが入射される位置に配置され、 戻り の光ビームを複数に分割して複数の受光領域を有する受光手段に導く光分割手段 とを備 X.る。
本発明に係る複合光学素子は、 光源から出射された光ビームを光ディスクに導 き、 光ディスクからの戻りの光ビームを回折素子により回折させ、 回折素子で回 折された戻りの光ビームをさらに光分割手段で複数に分割し、 光ピックアップ装 置がフォーカシングエラー信号を得るために、 光分割手段で分割された各戻りの 光ビームを複数の受光領域を有する受光手段に導く。
また、 本発明に係る光ピックアップ装置は、 所定の波長の光を出射する光源と、 光ディスクに光源から出射された光ビームを集光するとともに光ディスクからの 戻りの光ビームを集光する対物レンズと、 光源から出射された光ビームを透過さ せ、 光ディスクからの戻りの光ビームを回折させる回折素子と回折素子で回折さ れた戻りの光ビームが入射される位置に配置されて戻りの光ビームを複数に分割 する光分割手段とを有する複合光学素子と、 光分割手段で分割された各戻りの光 ビームを、 フォーカシングェラ一信号を得るために複数の受光領域で受光する受 光手段とを備える。
この光ピックァップ装置は、 光源から出射した光ビームを対物レンズにより光 ディスクに集光し、 光ディスクからの戻りの光ビームを複合光学素子内の回折素 子により回折させて光源からの光ビームの光路と分離する。 光ピックアップ装置 は、 回折素子で回折された戻りの光ビームを複合光学素子内の光分割手段で複数 に分割し、 この分割した各戻りの光ビームを受光手段が複数の受光領域で受光す ることによりフォーカシングエラー信号を得る。
本発明に係る光ディスク装置は、 光ディスクに対して情報信号を記録及びノ又 は再生するための光ピックアップと、 光ディスクを回転駆動するディスク回転駆 動手段とを備える。 光ピックアップは、 所定の波長の光を出射する光源と、 光デ イスクに光源から出射された光ビームを集光するとともに光ディスクからの戻り の光ビームを集光する対物レンズと、 光源から出射された光ビームを透過させ光 ディスクからの戻りの光ビームを回折させる回折素子と回折素子で分離された戻 りの光ビームが入射される位置に配置されて戻りの光ビームを複数に分割する光 分割手段とを有する複合光学素子と、 光分割手段で分割された各戻りの光ビーム をフォーカシングエラ一信号を得るために複数の受光領域で受光する受光手段と を有することを特徴とする。
本発明に係る光ディスク装置は、 ディスク回転駆動手段により光ディスクが回 転駆動されて、 光ピックアップにより情報の記録及び/又は再生が行われる。 こ のとき、 光ピックアップが、 光源から出射され光ビームを対物レンズにより光デ イスクに集光し、 光ディスクからの戻りの光ビームを複合光学素子の回折素子に より回折させ光源からの光ビームとを分離する。 光ピックアップ装置は、 回折素 子で回折された戻りの光ビームを複合光学素子内の光分割手段で複数に分割し、 この分割した各戻り光を受光手段が複数の受光領域で受光することによりフォー カシングェラ一信号を得る。
本発明の更に他の目的、 本発明によって得られる具体的な利点は、 以下に説明 される実施例の説明から一層明らかにされるであろう。 図面の簡単な説明 図 1は、 従来の光ピックアップ装置が備える光学系を示す模式図である。
図 2 A〜図 2 Cは、 従来の光学系が有するメインビーム用フォ トディテクタの 各受光領域のビームスポッ トを示し、 図 2 Aは対物レンズが光ディスクに近い状 態を示し、 図 2 Bは対物レンズが合焦位置に位置する状態を示し、 図 2 Cは対物 レンズが光ディスクから遠い状態を示す図である。
図 3は、 従来の光学系のメインビーム用フォ トディテクタの受光面の中央に対 してビームスポッ トの中心が外れた状態を示す図である。
図 4は、 本発明に係る光ディスク装置を示す回路プロック図である。 図 5は、 本発明に係る光ディスク装置が備える光ピックアップを示す斜視図で ある。
図 6 A〜図 6 Cは、 本発明に係る光ピックァップが有するメインビーム用フォ トディテクタの各受光領域のビームスポットを示し、 図 6 Aは対物レンズが光デ イスクに近い状態を示し、 図 6 Bは対物レンズが合焦位置に位置する状態を示し, 図 6 Cは対物レンズが光ディスクから遠い状態を示す図である。
図 7は、 本発明に係る光ピックアップにおける複合光学素子が有する分割プリ ズムと同等の機能を有するグレーティングを示す平面図である。
図 8は、 本発明に係る光ピックアップが有する複合光学素子が反射面を有する 例を示す図である。
図 9は、 本発明に係る光ピックアップが有する複合光学素子が反射面を有する 他の例を示す図である。
図 1 0は、 本発明に係る光ピックアップが有する複合光学素子の他の例を示す 図である。
図 1 1 〜図 1 1 Cは、 光ピックアップにおける複合光学素子が有する分割プ リズムに入射される回折光を示し、 図 1 1 Aは対物レンズが光ディスクに近い状 態を示し、 図 1 1 Bは対物レンズが合焦位置に位置する状態を示し、 図 1 1 Cは 対物レンズが光ディスクから遠い状態を示す図である。 発明を実施するための最良の形態 以下、 本発明が適用された光ディスク装置について、 図面を参照して説明する。 光ディスク装置 1は、 図 4に示すように、 例えば、 C D (Compact Di sc)、 D V D (Digital Versat i le Di sc) , 情報の追記が可能とされる C D— R (Compact Di s c - Recordable) , 情報の書き換えが可能とされる C D— R W (Compact Disc— ReW r itable)等の光ディスクや、 光磁気ディスク等の光ディスク 2に対して情報の記 録又は再生を行う。
光ディスク装置 1は、 光ディスク 2から情報の記録再生を行う光ピックアップ 3と、 光ディスク 2を回転駆動するディスク回転駆動機構 4と、 光ピックアップ 3を光ディスク 2の径方向に移動させる送り機構 5と、 これら光ピックアップ 3 . ディスク回転駆動機構 4、 送り機構 5を制御する制御部 6とを備えている。
ディスク回転駆動機構 4は、 光ディスク 2が載置されるディスクテーブル 7と. このディスクテーブル 7を回転駆動するスピンドルモータ 8とを有している。 送 り機構 5は、 図示しないが、 光ピックアップ 3を支持する支持ベースと、 この支 持ベースを移動可能に支持する主軸及び副軸と、 支持ベースを移動させるスレツ ドモータとを有している。
制御部 6は、 図 4に示すように、 送り機構 5を駆動制御して光ディスク 2の径 方向に対する光ピックアップ 3の位置を制御するアクセス制御回路 9と、 光ピッ クアップ 3のニ軸ァクチユエータを駆動制御するサーボ回路 1 0と、 これらァク セス制御回路 9、 サーボ回路 1 0を制御するドライブコントローラ 1 1 とを有し ている。 また、 この制御部 6は、 光ピックアップ 3からの信号を復調処理する信 号復調回路 1 2と、 復調処理された信号を誤り訂正する誤り訂正回路 1 3と、 誤 り訂正された信号を外部コンピュータ等の電子機器に出力するためのィンターフ エース 1 4とを有している。
以上のように構成された光ディスク装置 1は、 ディスク回転駆動機構 4のスピ ンドルモータ 8によって、 光ディスク 2が載置されたディスクテーブル 7を回転 駆動し、 制御部 6のアクセス制御回路 9からの制御信号に応じて送り機構 5を駆 動制御し、 光ピックアップ 3を光ディスク 2の所望の記録トラックに対応する位 置に移動することで、 光ディスク 2に対して情報の記録再生を行う。
ここで、 上述した光ピックアップ 3について詳しく説明する。
光ピックアップ 3は、 図 5に示すように、 光ディスク 2から情報を再生する光 学系 3 0と、 この光学系 3 0が有する後述する対物レンズを駆動変位させる図示 しないレンズ駆動機構とを有している。
光ピックアップ 3が有する光学系 3 0は、 光路順に、 レーザ光を出射する光源 3 1と、 この光源 3 1から出射された光ビームを分割し、 光ディスク 2の信号記 録面から反射された戻り光ビームを回折するとともに、 さらに戻りの光ビームを 分割する複合光学素子 3 2と、 光源 3 1から出射され複合光学素子 3 2を透過し た光ビームを所定の開口数 N Aに絞る開口絞り 3 3と、 この開口絞り 3 3により 絞られた光ビームを光ディスク 2の記録面 2 aに集光させる対物レンズ 3 4と、 複合光学素子 3 2を透過した光ディスク 2から反射された戻りの光ビームを受光 する受光部 3 5とを有している。
光源 3 1は、 波長が例えば 7 8 0 n m程度のレーザ光を出射する半導体レーザ が用いられる。
複合光学素子 3 2は、 例えば樹脂材料を射出成形して形成され、 光源 3 1に臨 まされるとともにこの光源 3 1から出射される光ビームの光軸に直交する第 1の 面 4 1と、 この第 1の面 4 1と平行に対向する第 2の面 4 2とを有している。 第 1の面 4 1には、 光源 3 1から出射された光ビームを、 0次光及び ± 1次光 からなる 3ビームに分割する第 1の回折格子 4 5が設けられている。 光学系 3 0 は、 トラッキングエラー信号 T Eを得るために、 いわゆる 3スポット法 （3ビー ム法） が適用されており、 ± 1次光の各出力の差分を検出することによってトラ ッキングサーボを行うように構成されている。
第 2の面 4 2には、 光デイスク 2からの各戻りの光ビームのうち第 1の回折格 子 4 5からの 0次光を、 さらに 0次光及び ± 1次光に分割することにより、 ± 1 次光のいずれか一方を受光部 3 5に導くように戻りの光ビームを回折させる第 2 の回折格子 4 6が設けられている。
第 1の面 4 1には、 第 2の回折格子 4 6によって回折された例えば一 1次光の 光路上に位置して、 この一 1次光を 4分割する分割プリズム 4 7が設けられてい る。
この分割プリズム 4 7は、 第 1の回折格子 4 5に対して一方側に隣接して配設 されている。 分割プリズム 4 7は、 略正四角錐をなす形状に形成されており、 第 2の回折格子 4 6によって回折された— 1次光が、 この回折光の焦点又は焦点近 傍で、 回折光の中心が正四角錐の頂角の中心に入射されるように配設されている。 分割プリズム 4 7は、 複合光学素子 3 2の内方に位置して、 この内方側に頂角 を向けて設けられている。 すなわち、 分割プリズム 4 7は、 第 1の回折格子 4 5 で分割された 3ビームにおける 0次光が第 2の回折格子 4 6で回折された一 1次 光が頂角に入射されるように配設されている。 なお、 分割プリズム 4 7は、 正四 角錐の底面が、 第 2の回折格子 4 6で回折された一 1次光の光軸に対して直交す るように配設されてもよい。
複合光学素子 3 2は、 第 2の回折格子 4 6で回折された戻りの光ビームが通過 することによって、 分割プリズム 4 7に入射される戻りの光ビームに非点収差を 所定量だけ付与する。 複合光学素子 3 2は、 光源 3 1から出射された光ビームの 光軸方向の位置を調動することによって、 光ディスク 2に対するデフォーカスを 容易に調整することが可能とされる。
ここで、 複合光学素子 3 2は、 樹脂材料を用いた射出成型により形成される。 その他の形成方法としては、 エッチング加工により上述の第 1の回折格子 4 5、 第 2の回折格子 4 6、 分割プリズム 4 7を形成してもよいし、 機械加工により形 成してもよい。 なお、 複合光学素子 3 2を形成する材料としては、 樹脂材料に限 定されるものではなく、 ガラス材等の透光性を有する光学材料を用いることがで き、 さらにこれらの光,学材料の組み合わせにより、 部分的に材料構成を変えるよ うにしてもよい。
開口絞り 3 3は、 複合光学素子 3 2の第 2の回折格子 4 6を通過した光ビーム の光軸上に位置して配設されている。
対物レンズ 3 4は、 少なくとも 1つの凸レンズにより構成され、 光源 3 1から 出射され開口絞り 3 3で絞られた光ビームを光ディスク 2に集光するように配設 されている。
受光部 3 5は、 第 1の回折格子 4 5で分割された 0次光であるメインビームを 受光する略方形状のメインビーム用フォトディテクタ 5 1と、 第 1の回折格子 4 5で分割された土 1次光である 2つのサイ ドビームをそれぞれ受光する一組の略 帯状のサイ ドビーム用フォトディテクタ 5 2， 5 3とを有している。 受光部 3 5 は、 複合光学素子 3 2の分割プリズム 4 7によって分割された各戻りの光ビーム に対応する位置に配設されている。 受光部 3 5には、 中央に位置して略方形状の メインビーム用フォトディテクタ 5 1が配設されるとともに、 このメインビーム 用フォ トディテクタ 5 1を間に挟み込んで両側に位置して一組の略帯状のサイ ド ビーム用フォトディテクタ 5 2， 5 3がそれぞれ配設されている。
また、 受光部 3 5のメインビーム用フォトディテクタ 5 1は、 図 6 A〜図 6 C に示すように、 互いに直交する一組の分割線によって 4等分割された各受光領域 a b c d iを有している。 これら各受光領域 a b l ; c！, には、 分割プリズム 4 7によって 4分割された光ディスクからの各戻りの光ビームがそ れぞれ照射される。
光ピックアップ 3が有するレンズ駆動機構は、 図示しないが、 対物レンズ 3 4 を保持するレンズホノレダと、 このレンズホルダを対物レンズ 3 4の光軸に平 ί亍な フォーカシング方向及び対物レンズ 3 4の光軸に直交する トラッキング方向との 二軸方向に変位可能に支持するホルダ支持部材と、 レンズホルダを二軸方向に電 磁力により駆動変位させる電磁駆動部とを有している。
レンズ駆動機構は、 受光部 3 5のメインビーム用フォ トディテクタ 5 1が検出 するフォーカシングエラー信号及ぴサイ ドビーム用フォ トディテクタ 5 2， 5 3 が検出する トラッキングエラー信号に基づいて、 対物レンズ 3 4をフォーカシン グ方向及びトラッキング方向にそれぞれ駆動変位させて、 光ディスク 2の記録面 2 aの記録トラックに光ビームを合焦させる。
なお、 上述した複合光学素子 3 2は、 分割プリズム 4 7が例えば八角錐に形成 されるとしてもよい。 この場合には、 受光部 3 5のメインビーム用フォ トディテ クタ 5 1が、 受光面の中央から放射状の分割線によって 8分割されるように構成 されてもよい。 また、 複合光学素子 3 2は、 分割プリズム 4 7が、 第 1の面 4 1 に対して内方側に設けられたが、 第 1の面 4 1に対して外方側に突設されてもよ い。 さらに、 複合光学素子 3 2は、 分割プリズム 4 7が、 平面を有する角錐に限 定されずに、 複数の曲面を有する形状とされていてもよい。 この場合には、 受光 部 3 5のメインビーム用フォ トディテクタ 5 1の分割領域を対応するように設け ることとなる。 さらに、 複合光学素子 3 2は、 第 1及び第 2の回折格子 4 5 , 4 6がそれぞれホログラム素子として所定のホログラムパターンをエッチング処理 等によって形成する構成とされてもよい。
また、 複合光学素子 3 2は、 分割プリズム 4 7の代わりに、 図 7に示すように、 4つの領域に分割されたダレ一ティング 4 8を用いても同等の効果を得ることが できる。 この場合に、 グレーティング 4 8は、 分割プリズム 4 7と同等の効果が 得られるように、 分割領域 y y y 3， y 4が設けられ、 各分割領域 y y 2 ) y 3 > y 4において溝を形成する方向がそれぞれ異なっている。 具体的には、 分割 領域 y と y 3との溝を形成する方向と、 分割領域 y 2と y 4との溝を形成する方向 とが互いに直交するようにされている。 グレーティング 4 8は、 入射した光ディ スク 2からの戻りの光ビームを、 各分割領域 y y 2 ) y 3 ) y 4におけるそれぞ れの溝の向き及び格子定数に応じて回折させて 4分割し、 受光部 3 5のメインビ ーム用フォトディテクタ 5 1に導く。 また、 グレーティング 4 8は、 ブレーズ化 ホログラムを用いることで、 回折効率が向上し迷光が低減するので特に好ましい。 さらに、 複合光学素子 3 2は、 内部に反射面を有する設計にしてもよく、 反射 面を利用して光路を曲げることにより光学設計の自由度を向上させることができ る。 この場合、 複合光学素子 3 2は、 例えば、 図 8及び図 9に示すような構成と してもよい。 なお、 以下で図 8及び図 9に示す複合光学素子 3 2の他の例におい て、 上述した複合光学素子 3 2と略同等のものには同じ符号を付して説明を省略 する。
図 8に示す複合光学素子 6 0は、 光源 3 1から出射された光ビームを 3 ビーム に分割する第 1の回折格子 4 5と、 第 1の回折格子 4 5に分割された光ビームを 反射させる反射面 6 1と、 反射面 6 1で反射された光ビームを光ディスク 2方向 へ反射し、 光ディスク 2からの戻りの光ビ一ムを透過させるハーフミラー 6 2と、 ハーフミラー 6 2を透過した戻りの光ビ一ムを 4分割する分割プリズム 4 7とを 有する構成とされている。 この複合光学素子 6 0は、 光源 3 1から出射された光 ビームを第 1の回折格子 4 5により 3ビームに分割して、 第 1の回折格子 4 5で 分割された光ビームを反射面 6 1で反射させ、 反射面 6 1で反射された光ビーム をハーフミラー 6 2で光ディスク 2方向へ反射させる。 また、 光ディスク 2から の戻りの光ビームをハーフミラー 6 2を透過させ、 ハーフミラー 6 2を透過した 戻りの光ビームを分割プリズム 4 7により 4分割して受光部 3 5に導く。
図 9に示す複合光学素子 7 0は、 光源 3 1から出射された光ビームを 3 ビーム に分割する第 1の回折格子 4 5と、 第 1の回折格子 4 5で分割された光ビームを 光ディスク 2方向に透過させ、 光ディスク 2からの戻りの光ビームを反射させる ハーフミラー 7 1と、 ハーフミラー 7 1で反射された戻りの光ビームを反射させ る反射面 7 2と、 反射面 7 2で反射された戻りの光ビームを 4分割する分割プリ ズム 4 7を有する構成とされている。 この複合光学素子 7 0は、 光源 3 1から出 射された光ビームを第 1の回折格子 4 5により 3 ビームに分割して、 第 1の回折 格子 4 5で分割された光ビームをハーフミラー 7 1を透過させ、 反射面 6 1で反 射された光ビームをハーフミラー 6 2で光ディスク 2方向へ反射させる。 また、 光デイスク 2からの戻りの光ビームをハーフミラー 7 1で反射させ、 ハーフミラ 一で反射された戻りの光ビームを反射面 7 2で反射させ、 反射面 7 2で反射され た戻りの光ビームを分割プリズム 4 7により 4分割し、 受光部 3 5に導く。
以上のように、 複合回折素子 6 0及び複合回折素子 7 0では、 反射面 6 1及び 反射面 7 2により光路を曲げることで光源 3 1、 分割プリズム 4 7、 受光部 3 5 等の配設位置を自由に設計することができるようになる。
さらにまた、 複合光学素子 3 2は、 分割プリズム 4 7に入射する光ディスク 2 からの戻りの光ビームの入射角が分割プリズム 4 7の各面に対して 4 5 ° 以下と なるようにする、 すなわち分割プリズム 4 7の各面の傾角を 4 5 ° 以下とするこ とで、 入射する戻りの光ビームが全反射条件に入らずに屈折による分割された戻 りの光ビームの進行方向の変化量を大きくすることができ、 メインビーム用フォ トディテクタ 5 1内の各分割領域の間隔や、 メインビーム用フォ トディテクタ 5 1 とサイ ドビーム用フォ トディテクタ 5 2 , 5 3 との間隔を広く取ることができ、 光ピックアップ 3の組立精度を緩くすることができる。
さらにまた、 複合光学素子 3 2は、 図 1 0に示すように、 分割プリズム 4 7を コーナーに配するようにしてもよく、 このようにすることで、 加工が容易となり 複合光学素子 3 2の生産性が向上する。
以上のように構成された光ディスク装置 1は、 光ディスク 2からの戻りの光ビ ームによって光ピックアップ 3が検出したフォーカシングエラ一信号及びトラッ キングエラー信号に基づいて、 サーボ回路 1 0から光ピックアップ 3の二軸ァク チユエータに制御信号が出力されて、 対物レンズ 3 4がフォーカシング方向及び トラツキング方向にそれぞれ駆動変位されることにより、 光ビームが対物レンズ 3 4を介して光ディスク 2の所望の記録トラックに合焦される。 そして、 光ディ スク装置 1は、 光ピックアップ 3によって読み取られた信号が信号復調回路 1 2 及び誤り訂正回路 1 3により、 復調処理及び誤り訂正処理された後、 インターフ エース 1 4から再生信号と して出力される。 ここで、 光ディスク装置 1について、 光ピックアップ 3内の光ビーム及び戻り の光ビームの光路を図面を参照して説明する。
光ディスク装置 1は、 図 4に示すように、 光ディスク 2の記録面 2 aから情報 を再生する場合、 光源 3 1から出射されたレーザ光である光ビームが、 複合光学 素子 3 2の第 1の回折格子 4 5によって 0次光及び土 1次光からなる 3ビームに それぞれ分割される。 3ビームに分割された光ビームは、 複合光学素子 3 2の第 2の回折格子 4 6を透過されて、 対物レンズ 3 4により光ディスク 2の記録面 2 aに集光される。
光ディスク 2の記録面 2 aにより反射された戻りの光ビームは、 複合光学素子 3 2の第 2の回折格子 4 6により回折し、 受光部 3 5に向かう光路に導かれて、 一 1次光が分割プリズム 4 7の頂角に入射される。 分割プリズム 4 7の正四角錐 の頂角に入射された一 1次光は、 正四角錐の各周面にそれぞれ入射されることに より、 互いに異なる方向にそれぞれ屈折し、 4本の戻りの光ビームに 4分割され て、 受光部 3 5のメインビーム用フォ トディテクタ 5 1の各受光領域 a t , b i , c i , d ^にそれぞれ照射される。
第 2の回折格子 4 6で回折された回折光が分割プリズム 4 7の頂角に入射され るとき、 図 1 1 Bに示すように、 光ディスク 2の記録面 2 aに対して対物レンズ 3 4が合焦位置に位置されている場合、 分割プリズム 4 7の頂角には、 ほぼ円形 とされた回折光が入射される。
一方、 回折光が分割プリズム 4 7の頂角に入射されるとき、 図 1 1 Aに示すよ うに、 光ディスク 2の記録面 2 aに対して対物レンズ 3 4が近づき過ぎた場合、 対物レンズ 3 4が合焦位置から外れるため、 回折光が複合光学素子 3 2を通過す ることにより発生する非点収差によって、 分割プリズム 4 7の頂角には、 長軸が 図中右上がりの楕円形とされた回折光が入射される。
また、 回折光が分割プリズム 4 7の頂角に入射されるとき、 図 1 1 Cに示すよ うに、 光ディスク 2の記録面 2 aに対して対物レンズ 3 4が遠ざかり過ぎた場合、 対物レンズ 3 4が合焦位置から外れるため、 回折光が複合光学素子 3 2を通過す ることにより発生する非点収差によって、 分割プリズム 4 7の頂角には、 長軸が 図中左上がりの楕円形とされた回折光が入射される。 したがって、 対物レンズ 3 4が合焦位置から外れた状態で、 分割プリズム 4 7 の頂角に回折光が入射するとき、 分割プリズム 4 7の互いに対向する二組の周面 X 1 , X 3と周面 X 2， X 4には、 一方の組の各周面に回折光の大部分が入射すると ともに、 他方の組の各周面に回折光のごく僅かが入射するように分かれる。
すなわち、 図 1 1 Αに示すように楕円形とされた回折光が入射する分割プリズ ム 4 7には、 回折光の大部分が一組の対向する各周面 X χ 3に入射するととも に、 回折光のごく僅かが一組の対向する各周面 X 2， X に入射する。 また、 図 1 1 Cに示すように楕円形とされた回折光が入射する分割プリズム 4 7には、 回折 光の大部分が一組の各周面 X 2 , X 4に入射するとともに、 回折光のごく僅かが一 組の対向する各周面 X l， X 3に入射する。
第 1の回折格子 4 5で分割された 0次光のうち光ディスク 2からの戻りの光ビ ームは、 第 2の回折格子 4 6で回折され— 1次光とされて、 この— 1次光が分割 プリズム 4 7の各周面 X X 2 ) X a , X 4にそれぞれ入射されることにより、 互 いに異なる方向に屈折されるため、 4本の戻りの光ビームに分割されて、 受光部 3 5のメインビーム用フォ トディテクタ 5 1の各受光領域 a b c 1 , に それぞれ入射する。
このため、 図 6 A及び図 6 Cに示すように、 メインビーム用フォ トディテクタ 5 1の互いに対向する二組の各受光領域 a C lと各受光領域 とでは、 一方の組の各受光領域が受光する受光量が多くなるとともに、 他方の組の各受光 領域が受光する受光量が少なくなる。
すなわち、 図 1 1 Aに示すような楕円形の回折光が分割プリズム 4 7に入射し た場合、 メインビーム用フォトディテクタ 5 1は、 図 6 Aに示すように、 対向す る各受光領域 a c iが受光する受光量が多くなるとともに、 対向する各受光領 域 d が受光する受光量が少なくなる。 また、 図 1 1 Cに示すような楕円形 の回折光が分割プリズム 4 7に入射した場合、 メインビーム用フォトディテクタ 5 1は、 図 6 Cに示すように、 対向する各受光領域 d iが受光する受光量が 多くなるとともに、 対向する各受光領城 a c iが受光する受光量が少なくなる。 また、 図 1 1 Bに示すような円形の回折光が分割プリズム 4 7の頂角に入射し た場合、 メインビーム用フォトディテクタ 5 1は、 図 6 Bに示すように、 対向す る各受光領域 a （^と各受光領域！^ , d iの各受光量が等しくなる。
したがって、 メインビーム用フォ トディテクタ 5 1は、 各受光領域 a 1 ; b c d がそれぞれ検出する各出力を S a S b S c S d iとすると、 フ オーカシングエラー信号 F Eは、 以下に示す式 2で計算することができる。
F E = ( S a S c 一 ( S b S d · · · (式 2 )
すなわち、 メインビーム用フォ トディテクタ 5 1は、 光デイスク 2の記録面 2 aに対して対物レンズ 3 4が合焦位置に位置された場合、 式 2によって演算され るフォーカシングエラー信号 F Eが 0となる。 また、 メインビーム用フォ トディ テクタ 5 1は、 光デイスク 2の記録面 2 aに対して対物レンズ 3 4が近づき過ぎ た場合、 フォーカシングエラー信号 F Eが正となり、 また光ディスク 2の記録面
2 aに対して対物レンズ 3 4が遠ざかり過ぎた場合、 フォーカシングエラー信号 F Eが負となる。
上述のように受光部 3 5のメインビーム用フォ トディテクタ 5 1は、 各受光領 域 a b！, c d にそれぞれ入射された各ビームスポッ トの出力により、 フ オーカシングエラー信号 F Eを得るとともに再生信号を得る。
また、 一組の各サイ ドビーム用フォトディテクタ 5 2 , 5 3は、 第 1の回折格 子 4 5で分割された土 1次光のうち光ディスク 2からの戻りの光ビームの各受光 量を検出し、 これら土 1次光の各出力の差分を演算することによってトラツキン グエラー信号 T Eを得る。
以上のように光ディスク装置 1は、 光ピックアップ 3により得られたフォー力 シングエラー信号 F E及びトラッキングエラー信号 T Eに基づいて、 サーボ回路 1 0がレンズ駆動機構を制御して対物レンズ 3 4をフォーカシング方向及びトラ ッキング方向にそれぞれ駆動変位させることにより、 光ディスク 2の記録面 2 a に光ビームを合焦させて、 光ディスク 2から情報を再生する。
上述したように、 光ディスク装置 1は、 光ピックアップ 3が、 光ディスク 2力 らの戻りの光ビームを回折する第 2の回折格子 4 6 と、 この第 2の回折格子 4 6 により回折された一 1次光を分割する分割プリズム 4 7とを有する複合光学素子
3 2を有することにより、 前述した従来の光学系 1 0 1のようにメインビーム用 フォ トディテクタの分割線によってビームスポッ トを分割する形式に比して光路 上で戻りの光ビームが分割されるため、 分割プリズム 4 7で分割された 4本の各 戻りの光ビームを受光するようにメインビーム用フォ トディテクタ 5 1の各受光 領域 a b！, c d を所定の大きさに確保することで、 メインビーム用フォ トディテクタの分割位置等に要求される精度が緩和される。 このため、 光デイス ク装置 1は、 光ピックアップ 3におけるメインビーム用フォ トディテクタ 5 1の 製造コス トを低減するとともに、 光ピックアップ 3の製造工程でメインビーム用 フォ トディテクタ 5 1の位置調整を容易に行うことが可能とされて、 得られるフ オーカシングエラー信号 F Eの信頼性を向上することができる。
本発明に係る光ディスク装置 1は、 光ピックアップ 3において、 複合光学素子 3 2のみで、 前述した従来の光学系 1 0 1が有する回折格子 1 1 2及びビームス プリ ッタ 1 1 3の各機能を備えているため、 光学部品の点数を必要最小限に留め て、 光学系 3 0の構成を簡素化、 小型化を図るとともに製造コス トを低減するこ とが可能とされる。
したがって、 本発明に係る光ディスク装置 1は、 光ピックアップ 3内の光学系 3 0が複合光学素子 3 2有することで、 生産性が向上し、 製造コス トの低減を図 り、 信頼性を向上させることができる。
本発明に係る光ディスク装置 1は、 図示しないが、 光ピックアップ 3を光源 3 1 と受光部 3 5 とが一体化された光学ュニッ トと して構成することにより、 さら に部品点数を削減し、 製造コス トの低減を実現することが可能とされる。
なお、 本発明に係る光ディスク装置 1は、 上述した光ピックアップ 3において フォーカシングエラー信号 F Eを得るために、 いわゆる非点収差法が採用された 力 S、 フーコー法等の他の検出方法が用いられてもよい。 産業上の利用可能性 上述したように本発明に係る複合光学素子、 この光学素子を用いた光ピックァ ップ、 さらには、 光ディスク装置は、 生産性が向上され、 製造コス トの低減が図 られ、 フォーカシングエラー信号の信頼性を向上することができる。

Claims

請求の範囲
1 . 光源から光ディスクに出射された光ビームを透過し、 光ディスクから戻りの 光ビームを回折させる回折素子と、
上記回折素子で回折された戻りの光ビームが入射される位置に配置され、 上記 戻りの光ビームを複数に分割して複数の受光領域を有する受光手段に導く光分割 手段とを備える複合光学素子。
2 . 上記回折素子と上記光分割手段とが樹脂材料により一体成型されてなること を特徴とする請求の範囲第 1項記載の複合光学素子。
3 . 上記回折素子は、 ホログラムであることを特徴とする請求の範囲第 1項記載 の複合光学素子。 '
4 . 記光分割手段は、 複数の平面又は曲面により構成されたプリズムであること を特徴とする請求の範囲第 1項記載の複合光学素子。
5 . 上記プリズムは、 略四角錐状に形成されてなり、 上記回折素子で回折された 戻りの光ビームを 4分割することを特徴とする請求の範囲第 4項記載の複合光学 泰子。
6 . 上記プリズムは、 上記回折素子で回折された戻りの光ビームの各面への入射 角が 4 5 ° 以下となるようにされていることを特徴とする請求の範囲第 4項記載 の複合光学素子。
7 . 上記素子は、 更に、 上記光源から出射された光ビームを上記回折素子に反射 させ、 及び/又は上記回折素子で回折された戻りの光ビームを上記光分割手段に 反射させる反射手段を備えることを特徴とする請求の範囲第 1項記載の複合光学 素子。
8 . 上記回折素子と上記光分割手段と上記反射手段とが樹脂材料により一体成型 されてなることを特徴とする請求の範囲第 7項記載の複合光学素子。
9 . 上記素子は、 更に、 上記光源と上記回折素子との間の光路上に設けられ、 上 記光源から出射された光ビームを 0次光及び土 1次光に 3分割する更なる回折素 子を備えることを特徴とする請求の範囲第 1項記載の複合光学素子。
1 0 . 上記回折素子と上記光分割手段と上記更なる回折素子とが樹脂材料により 一体成型されてなることを特徴とする請求の範囲第 9項記載の複合光学素子。
1 1 . 上記更なる回折素子は、 ホログラムであることを特徴とする請求の範囲第 9項記載の複合光学素子。
1 2 . 所定の波長の光を出射する光源と、
光ディスクに上記光源から出射された光ビームを集光するとともに上記光ディ スクからの戻りの光ビームを集光する対物レンズと、
上記光源から出射された光ビームを透過し、 上記光ディスクからの戻りの光ビ ームを回折する回折素子と、 上記回折素子で回折された戻りの光ビームが入射さ れる位置に配置され、 上記戻りの光ビームを複数に分割する光分割手段とを有す る複合光学素子と、
上記光分割手段で分割された各戻りの光ビームを、 フォー力シングエラー信号 を得るために複数の受光領域で受光する受光手段とを備える光ピックァップ装置。
1 3 . 上記複合光学素子は、 上記回折素子と上記光分割手段とが樹脂材料により —体成型されてなることを特徴とする請求の範囲第 1 2項記載の光ピックアップ
1 4 . 上記回折素子は、 ホログラムであることを特徴とする請求の範囲第 1 2項 記載の光ピックアップ装置。
1 5 . 上記光分割手段は、 複数の平面又は曲面により構成されたプリズムである ことを特徴とする請求の範囲第 1 2項記載の光ピックァップ装置。
1 6 . 上記プリズムは、 略四角錐状に形成されてなり、 上記回折素子で回折され た戻りの光ビームを 4分割するとともに、 上記受光手段は、 上記 4分割された各 戻りの光ビームを受光する上記受光領域が 4分割されたことを特徴とする請求の 範囲第 1 5項記載の光ピックアツプ装置。
1 7 . 上記プリズムは、 上記回折素子で回折された戻りの光ビームの各面への入 射角が 4 5 ° 以下となるようにされていることを特徴とする請求の範囲第 1 5項 記載の光ピックアップ装置。
1 8 . 上記装置は、 更に、 上記複合光学素子は、 上記光源から出射された光ビー ムを上記回折素子に反射させ、 及び 又は上記回折素子で回折された戻りの光ビ ームを上記光分割手段に反射させる反射手段を有することを特徴とする請求の範 囲第 1 2項記載の光ピックアップ装置。
1 9 . 上記複合光学素子は、 上記回折素子と上記光分割手段と上記反射手段とが 樹脂材料により一体成型されてなることを特徴とする請求の範囲第 1 8項記載の 光ピックアップ装置。
2 0 . 上記装置は、 更に、 上記複合光学素子は、 上記光源と上記回折素子との間 の光路上に設けられ、 上記光源から出射された光ビームを 0次光及び土 1次光に
3分割する更なる回折素子を有し、
上記受光手段は、 上記光分割手段で分割された各戻りの光ビームのうち、 上記 更なる回折素子で分割された 0次光を、 フォ一カシングェラ一信号を得るために 受光し、 上記更なる回折素子で分割された ± 1次光を、 トラッキングエラー信号 を得るために受光することを特徴とするすることを特徴とする請求の範囲第 1 2 項記載の光ピックアツプ装置。
2 1 . 上記複合光学素子は、 上記回折素子と上記光分割手段と上記更なる回折素 子とが樹脂材料により一体成型されてなることを特徴とする請求の範囲第 2 0項 記載の光ピックアップ装置。
2 2 . 上記更なる回折素子は、 ホログラムであることを特徴とする請求の範囲第 2 0項記載の光ピックアップ装置。
2 3 . 光ディスクに対して情報を記録及び Z又は再生する光ピックアップと、 上 記光ディスクを回転駆動するディスク回転駆動手段とを備える光ディスク装置に おいて、
上記光ピックアップは、 所定の波長の光を出射する光源と、
上記光デイスクに上記光源から出射された光ビームを集光するとともに上記光 ディスクからの戻りの光ビームを集光する対物レンズと、
上記光源から出射された光ビームを透過し、 上記光ディスクからの戻りの光ビ ームを回折させる回折素子と、 上記回折素子で回折された戻りの光ビームが入射 される位置に配置され、 上記戻りの光ビームを複数に分割する光分割手段とを有 する複合光学素子と、
上記光分割手段で分割された各戻りの光ビームをフォーカシングエラー信号を 得るために複数の受光領域で受光する受光手段とを有する光ディスク装置。
2 4 . 上記複合光学素子は、 上記回折素子と上記光分割手段とが樹脂材料により 一体成型されてなることを特徴とする請求の範囲第 2 3項記載の光ディスク装置 c
2 5 . 上記回折素子は、 ホログラムであることを特徴とする請求の範囲第 2 3項 記載の光ディスク装置。
2 6 . 上記光分割手段は、 複数の平面又は曲面により構成されたプリズムである ことを特徴とする請求の範囲第 2 3項記載の光ディスク装置。
2 7 . 上記プリズムは、 略四角錐状に形成されてなり、 上記回折素子で回折され た戻りの光ビームを 4分割するとともに、
上記受光手段は、 上記 4分割された各戻りの光ビームを受光する受光領域が 4 分割されたことを特徴とする請求の範囲第 2 6項記載の光ディスク装置。
2 8 . 上記プリズムは、 上記回折素子で回折された戻りの光ビームの各面への入 射角が 4 5 ° 以下となるようにされていることを特徴とする請求の範囲第 2 6項 記載の光ディスク装置。
2 9 . 上記装置は、 更に、 上記複合光学素子は、 上記光源から出射された光ビー ムを上記回折素子に反射させ、 及びノ又は上記回折素子で回折された戻りの光ビ ームを上記光分割手段に反射させる反射手段を有することを特徴とする請求の範 囲第 2 3項記載の光ディスク装置。
3 0 . 上記複合光学素子は、 上記回折素子と上記光分割手段と上記反射手段とが 樹脂材料により一体成型されてなることを特徴とする請求の範囲第 2 9項記載の 光ディスク装置。
3 1 . 上記装置は、 更に、 上記複合光学素子は、 上記光源と上記回折素子との間 の光路上に設けられ、 上記光源から出射された光ビームを 0次光及び土 1次光に 3分割する更なる回折素子を有し、
上記受光手段は、 上記光分割手段で分割された各戻りの光ビームのうち、 上記 更なる回折素子で分割された 0次光を、 フォーカシングエラ一信号を得るために 受光し、 上記更なる回折素子で分割された ± 1次光を、 トラッキングエラー信号 を得るために受光することを特徴とする請求の範囲第 2 3項記載の光ディスク装
3 2 . 上記複合光学素子は、 上記回折素子と上記光分割手段と上記更なる回折素 子とが樹脂材料により一体成型されてなることを特徴とする請求の範囲第 3 1項 記載の光ディスク装置。
3 3 . 上記更なる回折素子は、 ホログラムであることを特徴とする請求の範囲第 3 1項記載の光ディスク装置。
補正書の請求の範囲
[2002年 5月 9日 （09. 05. 02) 国際事務局受理：出願当初の請求の範囲 1，4-33は補正された；新しい請求の範囲 34-43及び 44が加えられた； 他の請求の範囲は変更なし。 （10頁） ]
1 . (捕正後） 光源から光ディスクに向かって出射された光ビームを透過し、 上 記光ディスクにより反射された戻りの光ビームを回折させる回折奉子と、 上記回折素子で回折された戻りの光ビームが入射される位置に配置され、 上記 戻りの光ビ一ムを複数に分割して複数の受光領域を有する受光手段に導く光分割 手段とを備え、
上記光分割手段は、 複数の平面又は曲面により構成されたプリズムであること を特徴とする複合光学素子。
2 . 上記回折素子と上記光分割手段とが樹脂材科により一体成型されてなること を特徴とする請求の範囲第 1項記載の複合光学素子。
3 . 上記回折素子は、 ホログラムであることを特徴とする請求の範囲第 1項記載 の複合光学素子。
4 . (捕正後） 上記素子は、 更に、 上記光源から出射された光ビームを上記回折 素子に反射させ、 及び 又は上記回折素子で回折された戾りの光ビームを上記光 分割手段に反射させる反射手段を備えることを特徴とする請求の範囲第 1項記載 の複合光学素子。
5 . (捕正後） 上記回折素子と上記光分割手段と上記反射手段とが樹脂材料によ り一体成型されてなることを特徴とする請求の範囲第 4項記載の複合光学素子。
6 . (捕正後） 上記プリズムは、 略四角錐状に形成されてなり、 上記回折素子で 回折された戻りの光ビームを 4分割することを特徴とする請求の範囲第 1項記載 の複合光学素子。
7 . (捕正後） 上記プリズムは、 上記回折素子で回折された戻りの光ビームの各 面への入射角が 4 5 ° 以下となるようにされていることを特徴とする請求の範囲 第 1項記載の複合光学素子。
8 . (捕正後） 光源から光ディスクに向かって出射された光ビームを透過し、 上 記光ディスクにより反射された戻りの光ビームを回折させる回折素子と、 上記回折素子で回折された戻りの光ビームが入射される位置に配置され、 上記 戻りの光ビームを複数に分割して複数の受光領域を有する受光手段に導く光分割
補正された用紙 （条約第 19条） 手段と、
上記光源から出射された光ビームを上記回折素子に反射させ、 及び/又は上記 回折素子で回折された戻りの光ビームを上記光分割手段に反射させる反射手段と を備える
ことを特徴とする複合光学素子。
9 . (補正後） 上記回折素子と上記光分割手段とが樹脂材料により一体成型され てなることを特徴とする請求の範囲第 8項記載の複合光学素子。
1 0 . (補正後） 上記素子は、 更に、 上記光源と上記回折素子との間の光路上に 設けられ、 上記光源から出射された光ビームを 0次光及び土 1次光に 3分割する 更なる回折素子を備えることを特徴とする請求の範囲第 1項記載の複合光学素子 <
補正された用紙 （条約第 19条）
1 1 . (補正後） 上記回折素子と上記光分割手段と上記更なる回折素子とが樹脂 材料により一体成型されてなることを特徴とする請求の範囲第 1 0項記載の複合 光学素子。
1 2 . (補正後） 上記更なる回折素子は、 ホログラムであることを特徴とする請 求の範囲第 1 0項記載の複合光学素子。
1 3 . (補正後） 所定の波長の光を出射する光源と、
光ディスクに上記光源から出射された光ビームを集光するとともに上記光ディ スクからの戻りの光ビームを集光する対物レンズと、
上記光源から出射された光ビームを透過し、 上記光ディスクからの戻りの光ビ —ムを回折する回折素子と、 上記回折素子で回折された戻りの光ビームが入射さ れる位置に配置され、 上記戻りの光ビームを複数に分割する複数の平面又は曲面 により構成されたプリズムからなる光分割手段とを有する複合光学素子と、 上記光分割手段で分割された各戻りの光ビームを、 フォーカシングエラー信号 を得るために複数の受光領域で受光する受光手段とを備える光ピックアップ装置 c 1 4 . (補正後） 上記複合光学素子は、 上記回折素子と上記光分割手段とが樹脂 材料により一体成型されてなることを特徴とする請求の範囲第 1 3項記載の光ピ ヅクァヅプ装置。
1 5 . (補正後） 上記回折素子は、 ホログラムであることを特徴とする請求の範 囲第 1 3項記載の光ピックアップ装置。
1 6 . (補正後） 上記装置は、 更に、 上記複合光学素子は、 上記光源から出射さ れた光ビームを上記回折素子に反射させ、 及び/又は上記回折素子で回折された 戻りの光ビームを上記光分割手段に反射させる反射手段を有することを特徴とす る請求の範囲第 1 3項記載の光ピックアップ装置。
1 7 . (補正後） 上記複合光学素子は、 上記回折素子と上記光分割手段と上記反 射手段とが樹脂材料により一体成型されてなることを特徴とする請求の範囲第 1 6項記載の光ピックアツプ装置。
1 8 . (補正後） 上記プリズムは、 略四角錐状に形成されてなり、 上記回折素子 で回折された戻りの光ビームを 4分割するとともに、 上記受光手段は、 上記 4分 割された各戻りの光ビームを受光する上記受光領域が 4分割されたことを特徴と
補正された用紙 （条約第 19条） する請求の範囲第 1 3項記載の光ピックアップ装置。
補正された用紙 （条約第 19条）
1 9 . (補正後） 上記プリズムは、 上記回折素子で回折された戻りの光ビームの 各面への入射角が 4 5 ° 以下となるようにされていることを特徴とする請求の範 囲第 1 3項記載の光ピックアツプ装置。
2 0 . (補正後） 所定の波長の光を出射する光源と、
光ディスクに上記光源から出射された光ビームを集光するとともに上記光ディ スクからの戻りの光ビームを集光する対物レンズと、
上記光源から出射された光ビームを透過し、 上記光ディスクからの戻りの光ビ ームを回折する回折素子と、 上記回折素子で回折された戻りの光ビームが入射さ れる位置に配置され、 上記戻りの光ビームを複数に分割する光分割手段とを有す る複合光学素子と、
上記光分割手段で分割された各戻りの光ビームを、 フォーカシングエラ一信号 を得るために複数の受光領域で受光する受光手段と、
上記光源から出射された光ビームを上記回折素子に反射させ、 及び/又は上記 回折素子で回折された戻りの光ビームを上記光分割手段に反射させる反射手段を 備える光ピックアツプ装置。
2 1 . (補正後） 上記複合光学素子は、 上記回折素子と上記光分割手段と上記反射 手段とが樹脂材料により一体成型されてなることを特徴とする請求の範囲第 2 0 項記載の光ピックアップ装置。
2 2 . (補正後） 上記装置は、 更に、 上記複合光学素子は、 上記光源と上記回折素 子との間の光路上に設けられ、 上記光源から出射された光ビームを 0次光及び土 1次光に 3分割する更なる回折素子を有し、
上記受光手段は、 上記光分割手段で分割された各戻りの光ビームのうち、 上記 更なる回折素子で分割された 0次光を、 フォーカシングエラー信号を得るために 受光し、 上記更なる回折素子で分割された ± 1次光を、 トラッキングエラー信号 を得るために受光することを特徴とするすることを特徴とする請求の範囲第 1 3 項記載の光ピックアツプ装置。
2 3 . (補正後） 上記複合光学素子は、 上記回折素子と上記光分割手段と上記更 なる回折素子とが樹脂材料により一体成型されてなることを特徴とする請求の範 囲第 2 2項記載の光ピックアップ装置。
補正された用紙 （条約第 19条）
2 4 . (補正後） 上記更なる回折素子は、 ホログラムであることを特徴とする請 求の範囲第 2 2項記載の光ピックアップ装置。
2 5 . (補正後） 光ディスクに対して情報を記録及び/又は再生する光ピックァ ップと、 上記光ディスクを回転駆動するディスク回転駆動手段とを備える光ディ スク装置において、
上記光ピックアツプは、 所定の波長の光を出射する光源と、
上記光ディスクに上記光源から出射された光ビームを集光するとともに上記光 ディスクからの戻りの光ビームを集光する対物レンズと、
上記光源から出射された光ビームを透過し、 上記光ディスクからの戻りの光ビ ームを回折させる回折素子と、 上記回折素子で回折された戻りの光ビームが入射 される位置に配置され、 上記戻りの光ビームを複数に分割する複数の平面又は曲 面により構成されたプリズムからなる光分割手段とを有する複合光学素子と、 上記光分割手段で分割された各戻りの光ビームをフォーカシングエラ一信号を 得るために複数の受光領域で受光する受光手段とを有する光ディスク装置。 2 6 . (補正後） 上記複合光学素子は、 上記回折素子と上記光分割手段とが樹脂 材料により一体成型されてなることを特徴とする請求の範囲第 2 5項記載の光デ イスク装置。
2 7 . (補正後） 上記回折素子は、 ホログラムであることを特徴とする請求の範 囲第 2 5項記載の光ディスク装置。
2 8 . (補正後） 上記装置は、 更に、 上記複合光学素子は、 上記光源から出射さ れた光ビームを上記回折素子に反射させ、 及び Z又は上記回折素子で回折された 戻りの光ビームを上記光分割手段に反射させる反射手段を有することを特徴とす る請求の範囲第 2 5項記載の光ディスク装置。
2 9 . (補正後） 上記複合光学素子は、 上記回折素子と上記光分割手段と上記反 射手段とが樹脂材料により一体成型されてなることを特徴とする請求の範囲第 2 8項記載の光ディスク装置。
3 0 . (補正後） 上記プリズムは、 略四角錐状に形成されてなり、 上記回折素子 で回折された戻りの光ビームを 4分割するとともに、
上記受光手段は、 上記 4分割された各戻りの光ビームを受光する受光領域が 4
補正された用紙 （条約第 19条） 分割されたことを特徴とする請求の範囲第 2 5項記載の光ディスク装置。
3 1 . (補正後） 上記プリズムは、 上記回折素子で回折された戻りの光ビームの 各面への入射角が 4 5 ° 以下となるようにされていることを特徴とする請求の範 囲第 2 5項記載の光ディスク装置。
3 2 . (補正後） 光ディスクに対して情報を記録及び/又は再生する光ピックァ ップと、 上記光デイスクを回転駆動するディスク回転駆動手段とを備える光ディ スク装置において、
上記光ピックアツブは、 所定の波長の光を出射する光源と、
上記光デイスクに上記光源から出射された光ビームを集光するとともに上記光 ディスクからの戻りの光ビームを集光する対物レンズと、
上記光源から出射された光ビームを透過し、 上記光ディスクからの戻りの光ビ ームを回折させる回折素子と、 上記回折素子で回折された戻りの光ビームが入射 される位置に配置され、 上記戻りの光ビームを複数に分割する光分割手段とを有 する複合光学素子と、
上記光分割手段で分割された各戻りの光ビームをフォーカシングエラー信号を 得るために複数の受光領域で受光する受光手段とを備え、
上記複合光学素子は、 上記光源から出射された光ビームを上記回折素子に反射 させ、 及び Z又は上記回折素子で回折された戻りの光ビームを上記光分割手段に 反射させる反射手段をを有する光ディスク装置。
補正された用紙 （条約第 19条）
3 3 . (補正後） 上記複合光学素子は、 上記回折素子と上記光分割手段と上記反 射手段とが樹脂材料により一体成型されてなることを特徴とする請求の範囲第 3 2項記載の光ディスク装置。
3 4 . (追加） 上記装置は、 更に、 上記複合光学素子は、 上記光源と上記回折素 子との間の光路上に設けられ、 上記光源から出射された光ビームを 0次光及び土 1次光に 3分割する更なる回折素子を有し、
上記受光手段は、 上記光分割手段で分割された各戻りの光ビームのうち、 上記 更なる回折素子で分割された 0次光を、 フオーカシングエラー信号を得るために 受光し、 上記更なる回折素子で分割された ± 1次光を、 トラッキングエラー信号 を得るために受光することを特徴とする請求の範囲第 2 5項記載の光ディスグ装 置。
3 5 . (追加） 上記複合光学素子は、 上記回折素子と上記光分割手段と上記更な る回折素子とが樹脂材料により一体成型されてなることを特徴とする請求の範囲 第 3 4項記載の光ディスク装置。
3 6 . (追加） 上記更なる回折素子は、 ホログラムであることを特徴とする請求 の範囲第 3 4項記載の光ディスク装置。
3 7 . (追加） 光源から光ディスクに向かって出射された光ビームの回折素子を 通過し、
上記光ディスクに入射され上記光ディスクから反射された戻りの光ビームの上 記回折素子により回折され、
次いで、 上記回折素子により回折された上記戻りの光ビームの複数の平面又は 曲面により構成されたプリズムにより複数の光ビームに分割され、
その後、 上記複数の光ビームのそれそれ受光する受光素子により受光される ことを特徴とする光ビーム検出方法。
3 8 . (追加） 上記光源から出射された光ビームを 0次光及び ± 1次光に 3分割 して上記回折素子に入射させることを特徴とする請求の範囲第 3 7項記載の光ビ ーム検出方法。
3 9 . (追加） 光源から光ディスクに向かって出射された光ビームを反射させて 回折素子に導き、
補正された用紙 （条約第 19条） 上記回折素子を透過した光ビームを光ディスクに入射させ、
次いで、 上記光ディスクにより反射された戻りの光ビームを上記回折素子に入 射させて回折するとともに、 複数の平面又は曲面により構成されたプリズムによ り複数の光ビームに分割し、
その後、 上記分割された複数の光ビームをそれそれ受光する受光素子により受 光する
ことを特徴とする光ビーム検出方法。
4 0 . (追加） 上記光源から出射された光ビームを 0次光及び ± 1次光に 3分割 して上記回折素子に入射させることを特徴とする請求の範囲第 3 9項記載の光ビ ーム検出方法。
4 1 . (追加） 光源から光ディスクに向かって出射された光ビームを回折素子に 導き、
上記回折素子を透過した光ビームを光ディスクに入射させ、
次いで、 上記光ディスクにより反射された戻りの光ビームを上記回折素子に入 射させて回折し、
上記回折された戻りの光ビームを反射させて複数の平面又は曲面により構成さ れたプリズムに入射し、 上記プリズムより複数の光ビームに分割し、
その後、 上記分割された複数の光ビームをそれそれ受光する受光素子により受 光する
ことを特徴とする光ビ一ム検出方法。
4 2 . (追加） 上記光源から出射された光ビームを 0次光及び ± 1次光に 3分割 して上記回折素子に入射させることを特徴とする請求の範囲第 4 1項記載の光ビ ーム検出方法。
4 3 . (追加） 光源から光ディスクに向かって出射された光ビ一ムを反射させて 回折素子に導き、
上記回折素子を透過した光ビームを光ディスクに入射させ、
次いで、 上記光ディスクにより反射された戻りの光ビ一ムを上記回折素子に入 射させて回折し、
上記回折された戻りの光ビームを反射させて複数の平面又は曲面により構成さ
補正された用紙 （条約第 19条） れたプリズムに入射し、 上記プリズムょり複数の光ビームに分割し、
その後、 上記分割された複数の光ビームをそれそれ受光する受光素子により受 光する
ことを特徴とする光ビーム検出方法。
4 4 . (追加） 上記光源から出射された光ビームを 0次光及び ± 1次光に 3分割 して上記回折素子に入射させることを特徴とする請求の範囲第 4 3項記載の光ビ —ム検出方法。
補正された用紙 （条約第 19条）
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